CN113953276A - 一种石英管清洗干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石英管清洗干燥装置，包括：底部具敞口的清洗罩与清洗罩沿垂直方向活动插接装配的底座，设置于底座内并箍持石英管的承载台，以及第一驱动装置；清洗罩的顶部内置一清洗帽及驱动清洗帽作升降运动的第二驱动装置，清洗帽遮蔽石英管的弧形封闭端并与石英管的弧形封闭端分离，清洗帽的内壁面设置侧向连续间隔布置的若干第一喷嘴；底座嵌设回旋密封装置，承载台垂直设置内喷管，内喷管沿垂直方向连续贯穿承载台与回旋密封装置；第一驱动装置驱动承载台旋转，内喷管在承载台旋转过程中保持静止。本发明有效地解决了石英管在旋转清洗过程中可能发生的倾覆及旋转姿态不稳定的问题，满足了不同直径石英管的清洗与干燥需求。

Description

一种石英管清洗干燥装置

技术领域

本发明涉及半导体设备耗材清洗设备技术领域，尤其涉及一种石英管清洗干燥装置。

背景技术

石英管是半导体器件制造设备(例如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、扩散设备(Diff)或者成膜设备(T/F)等)中普遍使用的半导体设备耗材。石英管在前述半导体设备中使用一段时间后其内壁面会残留大量脏污、金属杂质或者固体颗粒，然而石英管造价昂贵，因此需要在被彻底清洗后予以重复使用，以降低半导体器件的制造成本。

申请人经过检索后发现公开号为CN101181711A的中国发明专利公开了一种自动立式石英管清洗机及其清洗工艺。在该现有技术中，石英管(即工件)由工件支架支撑在转盘上，并通过转盘两边相对安装的喷淋管及顶部吊装的管式喷嘴对石英管进行清洗作业，石英管以开口朝上的姿态放置于转盘上。

首先，该现有技术无法实现大直径石英管的清洗作业，尤其是对于8英寸及12英寸晶圆制成所使用的石英管而言，石英管的体积及质量较大。该现有技术以石英管开口向上的姿态被固定在清洗机中。因此当位于顶部的管式喷嘴向石英管的开口处喷入去离子水(DIW)或者清洗剂后，会导致整个石英管重量巨大，这会严重影响石英管被转盘驱动并旋转过程中的稳定性并增加能耗，且存在去离子水严重浪费的缺陷。此外，客观上这种清洗装置对石英管的内壁面由于液体贮存在石英管内，从而导致对石英管内壁面的清洗效果不佳。其次，该现有技术由于需要通过工件支架支撑在转盘，导致与工件支架接触的石英管的外壁面接触处由于受到工件支架的遮蔽，从而导致存在石英管的外壁面无法被有效清洗的缺陷，且转盘需要承受石英管及容置于石英管内部所贮存的液体所施加的巨大压力，极易导致转盘发生故障并对转盘造成损坏；最后，申请人还指出该现有技术只能对一种特定直径的石英管进行清洗，且石英管在旋转过程中其外壁面会与工件支架发生摩擦，从而导致石英管的外壁面在清洗过程中造成划伤，且无法满足不同直径石英管清洗的需求。

有鉴于此，有必要对现有技术中的对石英管执行清洗作业的清洗装置予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种石英管清洗干燥装置，用以解决现有技术中对一端具敞口的钟罩式石英管执行清洗及干燥过程中所存在的技术缺陷，尤其是为了实现对各种尺寸的石英管执行高效清洗及干燥作业，节约去离子水等清洗剂的使用量，并简化石英管清洗干燥装置的结构，提高石英管以竖直旋转姿态执行清洗及干燥过程的旋转稳定性，并避免石英管在清洗过程中发生表面划伤等清洗损害。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种石英管清洗干燥装置，包括：

底部具敞口的清洗罩与清洗罩沿垂直方向活动插接装配的底座，设置于底座内并箍持石英管的承载台，以及第一驱动装置；

所述清洗罩的顶部内置一清洗帽及驱动所述清洗帽作升降运动的第二驱动装置，所述清洗帽遮蔽所述石英管的弧形封闭端并与所述石英管的弧形封闭端分离，所述清洗帽的内壁面设置侧向连续间隔布置的若干第一喷嘴；

所述底座嵌设回旋密封装置，所述承载台垂直设置内喷管，所述内喷管沿垂直方向连续贯穿承载台与回旋密封装置；所述第一驱动装置驱动承载台旋转，所述内喷管在承载台旋转过程中保持静止。

作为本发明的进一步改进，所述清洗罩的侧壁竖直设置若干第二喷嘴，所述内喷管位于承载台上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴，以通过第三喷嘴喷射形成与石英管内部腔体适配的圆柱状喷射束流。

作为本发明的进一步改进，所述清洗帽包括：帽体，设置于帽体外壁的至少一个分流管，以及连通分流管并与帽体呈一体式结构的供应管；所述分流管连接设置于清洗帽的内壁面的第一喷嘴，所述第二驱动装置设置沿竖直方向连接所述供应管的吊臂，所述供应管与吊臂刚性连接。

作为本发明的进一步改进，所述第二驱动装置包括：第二电机、吊座、轨道本体、被所述第二电机驱动的丝杆，以及套设于丝杆上的滑块，以通过所述滑块纵向连接所述吊臂并驱动所述吊臂作升降运动；

所述石英管清洗干燥装置还包括：自上而下平行布置的盖板、顶部安装板、上安装板与下安装板；所述第一驱动装置设置于下安装板上，所述底座嵌入设置于所述上安装板，所述第二驱动装置垂直贯穿顶部安装板，并通过所述吊座固定安装于所述盖板的下方。

作为本发明的进一步改进，所述底座包括：底板，自底板环形布置并向上设置的内环壁，所述内环壁径向向外且水平延伸形成底壁，所述底壁的外侧形成垂直环形围合所述底壁的外环壁，所述收容槽由内环壁、底壁及外环壁围合形成；所述承载台沿垂直方向向上形成至少两层直径渐缩且逐级升高布置的定位凸台，所述定位凸台的边缘处形成若干缺口。

作为本发明的进一步改进，

所述石英管清洗干燥装置还包括连接第一喷嘴、第二喷嘴及内喷管的切换装置，所述切换装置连接清洗液储存装置及气源，以通过所述切换装置控制所述第一喷嘴、第二喷嘴及第三喷嘴喷射清洗液和/或气体。

作为本发明的进一步改进，所述底座的边缘形成收容清洗罩底部敞口边缘的收容槽，清洗罩倒扣于所述收容槽中；所述清洗罩的环形侧壁形成侧向开口，所述清洗罩设置活动打开或者闭合所述侧向开口的滑动盖板。

作为本发明的进一步改进，所述外环壁沿垂直方向延伸以形成上外环壁与下外环壁，所述上安装板横向抵靠于所述内环壁的外壁并向上凸伸形成与所述下外环壁卡持的环形肋板；所述上外环壁沿垂直方向上的高度高于所述内环壁的顶部边缘，所述内环壁靠近底板的底部设置若干排水孔；所述内环壁的顶部开设若干第一缺口，所述清洗罩的底部开设若干第二缺口，以通过所述第一缺口与所述第二缺口建立空气流通通道。

作为本发明的进一步改进，所述第一驱动装置包括：第一电机，换向装置，主动轮，同步带及驱动承载台并位于底座底部的从动轮；所述内喷管沿垂直方向的上下两端部分别凸伸出所述承载台与从动轮；所述底板向上凸设一圆台，所述承载台设置于所述圆台上方，所述承载台的直径大于所述圆台的直径。

作为本发明的进一步改进，所述回旋密封装置包括：同轴纵向布置的承托承载台的转接筒，设置于圆台上方隔水环，垂直纵向插入转接筒并套设所述从动轮的内套筒，固定于圆台底部的轴承座，以及设置于所述承载台上方并围合所述内喷管的第二密封圈压合所述第二密封圈的锁紧环；

所述内套筒横向凸设环形凸肋，位于环形凸肋上方的内套筒纵向插入转接筒与内喷管之间形成的环形间隙；位于环形凸肋下方的内套筒向下贯穿轴承座，并在内套筒的底部末端套设所述从动轮，所述环形凸肋与轴承座之间设置若干轴承，所述隔水环面向圆台的端面嵌设若干第一密封圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在本申请中，第二驱动装置驱动清洗帽并在清洗帽的内壁面设置侧向连续间隔布置的若干第一喷嘴，实现了对石英管的弧形封闭端的有效清洗与干燥处理，有效地解决了石英管在旋转清洗过程中可能发生的倾覆及旋转姿态不稳定的技术问题；同时，通过内喷管及清洗罩侧向设置的第三喷嘴，实现了对石英管的内壁面与外壁面的全面清洗与干燥处理；最后，通过承载台所设置的至少两层直径渐缩的定位凸台，实现了对各种尺寸的石英管的清洗与干燥需求，从而极大地提高了石英管清洗干燥装置不同直径的石英管的清洗与干燥需求。

附图说明

图1为本发明一种石英管清洗干燥装置在清洗帽上升至最高点状态时的立体图；

图2为本发明一种石英管清洗干燥装置在清洗帽下降至最低点状态时的立体图；

图3为本发明一种石英管清洗干燥装置的主视图；

图4为清洗帽上升至最高点状态时沿图3中A-A向的局部剖视图；

图5为清洗帽下降至最低点状态时沿图3中A-A向的局部剖视图；

图6为图4所示出的清洗帽的局部示意图；

图7为图4中箭头B处的局部放大图；

图8为清洗罩的爆炸图；

图9为驱动清洗帽作升降运动的第二驱动装置的立体图；

图10为清洗帽在另一视角中的立体图；

图11为承载台的立体图；

图12为图4中箭头D处的局部放大图；

图13为连接清洗帽的内壁面所设置的第一喷嘴、第二喷嘴及内喷管的切换装置，且切换装置连接清洗液储存装置及气源的示意图；

图14为本发明一种石英管清洗干燥装置所包含的承载台及其承载台下方的回旋密封装置的爆炸图；

图15为底座的立体图。

具体实施方式

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参图1至图15所示出的本发明一种石英管清洗干燥装置100的一种具体实施方式。本实施例所揭示的该石英管清洗干燥装置100用以对呈竖直姿态的石英管执行清洗及干燥处理，尤其适合于用于制备8英寸及其以上尺寸的晶圆在化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、扩散设备(Diff)或者成膜设备(T/F)等半导体器件制造设备所使用的仅在一端具敞口结构的钟罩式石英管(即石英管50)所执行的清洗及干燥处理。石英管50纵向远离敞口的一端端部形成弧形封闭端。弧形封闭端在本发明一种石英管清洗干燥装置执行清洗与干燥处理中始终位于上方。石英管50在执行清洗与干燥处理过程中，始终保持竖直姿态且石英管50一端开设的敞口向下设置。

在本实施例中，该石英管清洗干燥装置100，包括：底部具敞口的清洗罩20，与清洗罩20沿垂直方向活动插接装配的底座60，设置于底座60内并箍持石英管50的承载台21，以及第一驱动装置40。清洗罩20由耐腐蚀且透明的高分子材料制成。

清洗罩20与底座60可沿垂直方向纵向(沿图14中轴500所示出的方向)分离，由此不仅便于该石英管清洗干燥装置100的装配，还能够方便地将清洗罩20取出并对清洗罩20进行维护与清洗。底座60呈圆盘状且顶部具敞口，且底座60嵌入设置于上安装板102，从而使得底座60被上安装板102隔离并起到部分承托效果。外环壁604搁置于上安装板102表面。清洗罩20的顶部设置清洗帽9及驱动清洗帽9作升降运动的第二驱动装置90，清洗帽9遮蔽石英管的弧形封闭端并与石英管50的弧形封闭端分离，清洗帽9的内壁面设置侧向连续间隔布置的若干第一喷嘴905。

底座60嵌设回旋密封装置，内喷管45沿垂直方向连续贯穿承载台21与回旋密封装置。第一驱动装置40驱动承载台21旋转，内喷管45在承载台21旋转过程中保持静止。清洗罩的侧壁竖直设置若干第二喷嘴206，承载台21垂直设置内喷管45，内喷管45位于承载台21上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴208。结合图7所示，内喷管45位于承载台21上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴208喷射形成与石英管50内部腔体适配的圆柱状喷射束流，以通过该圆柱状喷射束流对石英管50的内壁面501形成冲击以达到良好的清洗效果及干燥效果。圆柱状喷射束流可以由液体形成，也可由气体形成。

结合图4、图5、图6、图8及图10所示，该清洗帽9包括：帽体906，设置于帽体906外壁的至少一个分流管2052，以及连通分流管2052的供应管205。供应管205与至少一个分流管2052之间设置分配环2051，分配环2051建立供应管205与分流管2052中液体或者气体流动的分配腔体(未示出)；同时，分配环2051与帽体906外壁固定连接。分流管2052连接第一喷嘴905，第二驱动装置90设置沿竖直方向连接供应管205的吊臂903，供应管205与吊臂903刚性连接。帽体906的底部具敞口910，石英管50的弧形封闭端从前述敞口910处塞入帽体906内部所形成的钟罩形的收容腔体900中，以通过该收容腔体900在清洗或者干燥石英管50的过程中，完全遮蔽但不接触石英管50的弧形封闭端，并部分遮蔽但不接触石英管50位于弧形封闭端下方的筒状侧壁。供应管205与帽体906呈一体式结构，并在供应管205与帽体906之间一体式设置前述分配环2051，以通过供应管205提供足够的强度，以对帽体906执行上升或者下降的操作。具体的，供应管205与帽体906可由不锈钢制成。

如图4所示，其示出了清洗帽9上升至最高点的状态。位于最高点状态的清洗帽9B与承载台21之间具有最大的直线距离。石英管50以敞口朝下的姿态嵌入承载台21。在载入石英管50的过程中，先将石英管50的弧形封闭端从帽体906底部的敞口910处倾斜插入钟罩形的收容腔体900中，然后将石英管50摆正至竖直状态，并将石英管50的唇口51压持在承载底板213的圆环面212上，以将石英管50嵌置于承载台21上。然后，第二电机901启动并驱动吊臂903沿竖直姿态向下运动，并最终达到图5所示出的最低点的状态。

如图5所示，其示出了清洗帽9下降至最低点的状态。清洗帽9向下运动至位于最低点，以形成最低点状态的清洗帽9A。然后，开始通过第一喷嘴905、第二喷嘴206及第三喷嘴208对石英管50的内壁面501及外壁面502喷射清洗剂及氮气(或者IPA蒸气)，以依次执行清洗与干燥处理。当清洗与干燥处理完毕后，重新启动第二电机901，以重新将清洗帽9A向上提升至图4中清洗帽9B所处的状态。拉开门体105与门体106，转动滑动盖板202，并最终通过人工或者机器人将石英管50从清洗罩20中取出。

在本实施例中，帽体906外壁设置两根分流管2052，两根分流管2052向上汇聚至供应管205。供应管205具有一定强度及厚度，并足以悬吊起整个帽体906。供应管205的内部形成柱状腔体205a，以由形成供去离子水等清洗剂或者氮气(或者IPA蒸气)沿箭头m所示出的方向向两侧流动的流动路径。分流管2052的内部呈中空结构，且分流管2052的末端2055封闭。多个第一喷嘴905沿分流管2052的内侧延伸过帽体906，以向石英管50的喷射清洗剂或者氮气(或者IPA蒸气)，以对弧形封闭端执行清洗或者干燥处理。同时，在清洗与干燥过程中，第一喷嘴905喷射的清洗剂或者氮气(即喷射介质)形成一个连续平面，从而在石英管50在保持竖直旋转过程中，能够通过前述连续平面对石英管50的外壁面502执行均匀的冲刷、清洗及干燥，尤其是实现了对石英管50旋转过程中对石英管远离插接在承载台21的另一端端部起到了姿态稳定作用，有效地解决了石英管50在以旋转姿态执行清洗及干燥过程中可能发生的倾覆及旋转姿态不稳定的技术问题。申请人指出，本实施例所示出的分流管2052的数量还可为三根或者四根，且每根分流管2052均设置延伸入帽体906的若干第一喷嘴905。

清洗罩20的顶部形成圆形顶部安装板209，并在圆形顶部安装板209的圆心附近开设供第二驱动装置90部分竖直延伸过圆形顶部安装板209的矩形孔2091与圆形孔2092，供应管205以竖直姿态延伸过圆形顶部安装板209，并确保供应管205能够在圆形孔2092中作上下运动。

参图2、图4及图9所示，在本实施例中，该第二驱动装置90包括：第二电机901、吊座904、轨道本体917、被第二电机901驱动的丝杆(未示出)，以及套设于丝杆上的滑块908，滑块908面向吊臂903的一侧设置若干具内螺纹的盲孔(未示出)，以通过滑块908纵向连接吊臂903。石英管清洗干燥装置100还包括：自上而下平行布置的盖板120、顶部安装板902、上安装板102与下安装板101。顶部安装板902、上安装板102与下安装板101均平行安装于框架10。第一驱动装置40设置于下安装板101上，底座60嵌入设置于上安装板102，第二驱动装置90垂直贯穿顶部安装板902，并通过吊座904固定安装在盖板120的下方。

具体的，吊座904与吊臂903错位设置于轨道本体917的两侧。吊座904的顶部形成横向折弯部9041，该横向折弯部9041开设安装孔9042。盖板120呈正方形并嵌入位于最上方的顶板110所预设的安装孔111中。盖板120的边缘可通过螺栓等现有技术中任意一种机械安装方式与顶板110予以固定。吊座904也可通过螺栓(未示出)贯穿安装孔9042并与盖板120固定。例如，通过螺栓从盖板120的外侧延伸过盖板120并旋入安装孔9042的侧壁所设置的螺纹，以将该第二驱动装置90与盖板120予以可靠连接。同时，第二电机901通过主动轮、皮带及被动轮，将第二电机901输出的动力传动至丝杆，其中，前述主动轮、皮带及被动轮均被整体安装于电机罩9011中。主动轮、皮带及被动轮才采用现有技术中公知的技术手段予以实现，故图9中未具体示出。

继续参图9所示，在本实施例中，吊臂903的顶部形成横向折弯部9031，横向折弯部9031开设安装孔9032。供应管205沿竖直方向贯穿安装孔9032并通过常规的紧固件(例如螺母)旋接，以固定供应管205与横向折弯部9031，从而将清洗帽9以竖直姿态悬吊于横向折弯部9031的下方。第二电机901转动以驱动丝杆沿竖直方向旋转，从而驱动滑块908作上下运动，并最终通过与滑块连接的吊臂903带动整个清洗帽9作上升运动与下降运动。第二电机901优选为直流伺服电机。

石英管清洗干燥装置100整体可由铝合金或者不锈钢制成的框架10构成，框架10的外壁安装护板(未所示出)。石英管清洗干燥装置100的内部包括设置清洗罩20的作业区，设置控制系统(例如触摸屏、PLC、电源等)的控制区70及供应区80。作业区的顶部设置照明灯34，控制区的顶部设置照明灯38。作业区与控制区70及供应区80之间均通过内置的护板104予以隔离，以防止作业区中的水气或者腐蚀性的清洗剂进入到控制区。同时，在作业区中设置与框架10连接并水平安装的上安装板102与安装板101，以通过上安装板102隔离清洗罩20与第一驱动装置40，作业区与供应区80之间所设置的护板104开设栅孔1041，栅孔1041通过位于供应区80中的管道36连接位于供应区80顶部的两个抽排接口31，32。参图1及图3所示，石英管清洗干燥装置100在执行清洗及干燥过程中所产生的废气通过护板104开设栅孔1041并与栅孔1041连通的管道，沿图4中虚线箭头E所示出的方向从抽排接口31，32排出。同理，控制区70与供应区80之间所设置的护板(未示出)也设置栅孔，控制区70设置相同管道，以将控制区70中可能残留的少量水气通过抽排接口33排出，并通过供应区80中的管道36连接位于供应区80顶部的一个抽排接口33。抽排接口31～33连接气体净化装置(未示出)，以将该石英管清洗干燥装置100在执行对石英管执行清洗及干燥过程中所产生的废气予以排出。下安装板101整体承载第一驱动装置40。

为便于描述本实施例方案，申请人以图3示出的视角为该石英管清洗干燥装置100的主视视角。在清洗罩20活动开闭所形成的侧向开口处的方向上在框架10上可装配透明耐腐蚀塑料所制成的门体105与门体106。参图1所示，图1中前端箭头所示出的方向是整个石英管清洗干燥装置100的前端，控制区70从前端延伸至后端。供应区80位于后端箭头所示出的区域。

石英管50以倒置姿态放置于清洗罩20中执行清洗与干燥处理，且石英管50可以人工或者机械臂载入方式将石英管50嵌置于承载台21上。需要说明的是，在本实施例中，设置门体105与门体106端面为前端，供应区80整体位于石英管清洗干燥装置100的后端，并用于为整个石英管清洗干燥装置100接入去离子水(DIW)、氮气、清洗剂等，以及为前述去离子水(DIW)、氮气、清洗剂提供必要的过滤、加热、循环、排放等辅助设备，鉴于前述辅助性设备均为现有技术，故在本实施例中省略阐述。

结合图4所示，在本实施例中，清洗罩20的顶部内置清洗帽9，清洗罩20的侧壁内侧竖直设置若干第二喷嘴206，承载台21垂直设置内喷管45，内喷管45位于承载台21上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴208。底座60嵌设回旋密封装置，内喷管45沿垂直方向连续贯穿承载台21与回旋密封装置。第一驱动装置40驱动承载台21旋转，内喷管45在承载台21旋转过程中保持静止。清洗帽9喷射去离子水或者氮气(或者异丙醇(IPA)蒸气)，以对石英管50的弧形封闭端执行清洗或者干燥处理，竖直设置若干第二喷嘴206喷射去离子水或者氮气(或者IPA蒸气)，以对石英管50的外壁面执行清洗或者干燥处理，内喷管45顶部和侧部设置若干第三喷嘴208喷射去离子水或者氮气(或者IPA蒸气)，以对石英管50的内侧壁501及内顶壁执行清洗或者干燥处理。同时，在本实施例中，内喷管45的长度可根据石英管50的沿轴500所在方向的长度予以替换和/或调节。图6、图8与图11中第一喷嘴905、第二喷嘴206及第三喷嘴208所在喷射去离子水或者氮气(或者IPA蒸气)形成的虚线箭头仅仅是范例性示出。

结合图4、图7、图14与图15所示，该第一驱动装置40包括：第一电机41，换向装置42，主动轮422，同步带43及驱动承载台21并位于底座60底部的从动轮44。内喷管45沿垂直方向的上下两端部分别凸伸出承载台21与从动轮44。第一电机41输出的水平旋转动力通过换向装置42变换为垂直方向的旋转动力，以驱动主动轮422作水平转动。换向装置42内置换向齿轮组(未示出)并通过转轴421驱动主动轮422。主动轮422与从动轮44横向涨紧同步带43。第一电机41与换向装置42整体安装于下安装板101上。下安装板101位于底座60的下方设置两个对称设置的支架103，以通过两个支架103支撑底座60。同时，内喷管45延伸入石英管50内部腔体的长度可根据石英管50的长度而定，且内喷管45的底部可设置握持该内喷管45的基座(未示出)，只要能够实现纵向固定内喷管45且确保内喷管45在收容通道300中实现高度可调即可。第一电机41优选为直流伺服电机。

参图4、图6及图14所示，在本实施例中，该回旋密封装置包括：同轴纵向布置的承托承载台21的转接筒24，设置于圆台605上方隔水环25，垂直纵向插入转接筒24并套设从动轮44的内套筒47，以及固定于圆台605底部的轴承座48。内套筒47横向凸设环形凸肋471，位于环形凸肋471上方的内套筒47纵向插入转接筒24与内喷管45之间形成的环形间隙。位于环形凸肋471下方的内套筒47向下贯穿轴承座48，并在内套筒47的底部末端套设从动轮44。环形凸肋471与轴承座48之间设置若干轴承481，并具体为两组滚珠轴承与一组滚柱轴承。隔水环25面向圆台605的端面嵌设若干第一密封圈251。

具体的，在本实施例中，第一密封圈251的数量为两圈并同心圆设置。转接筒24向下形成纵向延伸过圆台605的圆筒部240。参图15所示，圆台605与轴500同轴设置的圆心位置开设供内喷管45垂直插入的收容通道300，内喷管45以垂直姿态连续贯穿承载台21、圆台605及回旋密封装置，并向下延伸入上安装板102与下安装板101之间的区域。内喷管45的底部具供液体或者气体通入的敞口451。液体或者气体从敞口451处泵入内喷管45，并向上流动，最终从多个第三喷嘴208喷出。内喷管45的底部通过管道连接切换装置91。圆台605靠近内喷管45的圆心处向上及向下凸伸设置，圆台605向下凸伸设置的凸台形成具内螺纹的盲孔，轴承座48横向形成与圆台605向下凸伸设置的凸台且沿轴500向固定装配的圆环部482开设一圈通孔483，然后使用螺栓(未示出)连续贯穿通孔483及盲孔，以实现轴承座48与圆台605的可靠装配。内套筒47纵向垂直设置，并包括环形凸肋471，形成于环形凸肋471上方的上内套筒段472，形成于环形凸肋471下方的下内套筒段470。上内套筒段472沿垂直方向插入圆筒部240与内喷管45之间的环形间隙(鉴于环形间隙较小，故未予以标记)，并可通过键实现纵向可靠连接。下内套筒段470的底部嵌设从动轮44。从动轮44与下内套筒段470之间设置定位环441，以固定下内套筒段470与从动轮44。位于从动轮44底部的端部嵌设端盖442，端盖442嵌设于定位环441的顶部，内喷管45垂直向下延伸过端盖442。

从动轮44在同步带43的驱动下，整体驱动内套筒47转动，进而通过内套筒47通过转接筒24将旋转动力传递至承载台21，以最终实现承载台21作旋转运动。优选的，在本实施例中，该回旋密封装置还包括：设置于承载台21上方并围合内喷管45的第二密封圈26及压合第二密封圈26的锁紧环27。锁紧环27与内喷管45的外壁面形成一定的间隙，并通过第二密封圈26阻止内喷管45通过第三喷嘴208所喷出的液体渗透进承载台21的内部。

结合图13所示，该石英管清洗干燥装置100还包括连接第一喷嘴905、第二喷嘴206及内喷管45的切换装置91。切换装置91连接清洗液储存装置92及气源93，以通过切换装置91控制第一喷嘴905、第二喷嘴206及第三喷嘴208喷射清洗液和/或气体。切换装置91可采用现有技术中能够切换液体与气体的电磁阀机构予以实现，切换装置91通过导线连接PLC(控制系统的下位概念)。切换装置91通过管路连接清洗液储存装置92与气源93，气源93可为氮气或者IPA蒸气发生器所生成的IPA蒸气。清洗帽9的内壁面所设置两排第一喷嘴905、第二喷嘴206及第三喷嘴208所喷射的介质(即液态介质或者气态介质)均可被独立地被控制。

参图7、图8及图11所示，该承载台21沿垂直方向向上形成至少两层直径渐缩且逐级升高布置的定位凸台，定位凸台的边缘处形成若干缺口。具体的，在本实施例中，承载台21沿垂直方向向上形成位于底部的定位凸台214及位于顶部的定位凸台215，定位凸台214的底部形成横向扩展设置的承载底板213。承载台21可采用聚四氟乙烯(PTFE)制成，定位凸台214的外径与制备12英寸晶圆所使用的石英管的内径相等，定位凸台215的外径与制备8英寸晶圆的半导体制程设备所使用的石英管50的内径相等，从而通过一个承载台21同时插接两种不同直径的石英管，从而使得该承载台21使用过程中具有更大的适应性。12英寸的晶圆的半导体制程设备所使用的石英管50在被清洗及干燥时，石英管50具敞口的唇口51压持在承载底板213的圆环面212上，8英寸的晶圆所使用的石英管在被清洗及干燥时，石英管50具敞口的唇口51压持在定位凸台214的圆环面211上。定位凸台215上方的圆端面210不与石英管50的内壁面501接触。

图11所示出的承载台21仅作为一种典型的范例，作为合理的变形，还可将该承载台21设置成具有更多级数的定位凸台且多个定位凸台均呈同轴布置并向上渐缩设置，以防止承载台21在旋转过程中发生晃动或者偏心运动。定位凸台214的边缘处形成一圈缺口2111。承载底板213的边缘处也形成一圈缺口2121。定位凸台215的边缘处形成一圈缺口2151。在本实施例中，通过前述缺口2151、缺口2111及缺口2121，使得内喷管45所喷射的液体或者气体能够通过缺口2151或者缺口2111或者缺口2121从由承载台21与石英管50所围合形成的遮蔽腔体中流出，此种结构既有利于石英管50方便地与承载台21予以固定，又有利于保持石英管50的内外压强，防止液体或者气体冲破石英管50与承载台21之间的插接关系，从而使得石英管50具敞口的一端被插接在承载台21上转动以执行清洗及干燥的整个过程更加可靠与稳定。同时，通过石英管50在执行清洗及干燥过程中，仅通过石英管50的开口处以呈倒置状态嵌置于承载台21上，石英管50的唇口51与定位凸台214(或者定位凸台215)相互卡持，因此在整个清洗及干燥过程中，石英管50的内壁面与外壁面均不与清洗罩20或者底座60中的任何装置或者组件接触，因此不会对石英管50的内壁面501、外壁面502及弧形封闭端造成任何的划伤，从而进一步提高了对石英管50的清洁效果。

底座60的边缘形成收容清洗罩20底部敞口边缘的收容槽62，清洗罩20倒扣于收容槽62中。清洗罩20的环形侧壁201形成侧向开口，清洗罩20设置活动打开或者闭合侧向开口的滑动盖板202。结合图8所示，清洗罩20整体呈圆柱形，其底部具敞口291且顶部通过圆形顶部安装板209予以封闭。清洗罩20的内部形成圆柱形的容置腔体200，底部具敞口的石英管50以竖直姿态被放置入该容置腔体200中进行清洗与干燥处理。容置腔体200容置清洗帽9及石英管50。具体的，清洗罩20包括圆形顶部安装板209，插接入收容槽62中的弧形侧壁201，该弧形侧壁201形成供石英管50载入或者载出的前端开口，以及围绕该弧形侧壁201转动以活动打开或者闭合前端开口的滑动盖板202。滑动盖板202的顶部设置定位片203，且弧形侧壁201位于前端开口处的顶部设置传感器204，当滑动盖板202沿弧形侧壁201转动并完全遮蔽前端开口后，定位片203移动至传感器204下方，以提示控制系统(例如PLC)滑动盖板202已经完全遮蔽前端开口，并可以开始后续的清洗及干燥处理。具体的，该传感器204可选用光电传感器或者接近传感器或者霍尔传感器。

结合图3、图4与图12所示，在本实施例中，该石英管清洗干燥装置100还包括上下平行布置的上安装板102与下安装板101，第一驱动装置40设置于下安装板101上，底座60嵌入设置于上安装板102。底座60包括底板600，自底板600环形布置并向上设置的内环壁601，内环壁601径向向外且水平延伸形成底壁602，底壁602的外侧形成垂直环形围合底壁602的外环壁604，收容槽62由内环壁601、底壁602及外环壁604围合形成。内环壁601的顶部开设若干第一缺口631，清洗罩20的底部开设若干第二缺口221，以通过第一缺口631与第二缺口221建立空气流通通道。第一缺口631与第二缺口221分别形成的空气流通通道的横截面积远小于清洗罩20与底座60的弧形侧面。

在本实施例中，由于通过第一缺口631与第二缺口221建立空气流通通道，当滑动盖板202完全遮蔽环形侧壁201所形成的侧向开口后，可借助一圈环形布置的第一缺口631与一圈环形布置的第二缺口221建立与清洗罩20外部区域的气体流动路径，有利于平衡清洗罩20的内外气压，尤其在使用氮气对石英管50进行吹扫干燥时，此种气压平衡效果更加显著；同时，前述第一缺口631与第二缺口221还兼具回流外溢液体的作用，结构设计精巧合理。

参图7与图12所示，在本实施例中，外环壁604沿垂直方向延伸以形成上外环壁614与下外环壁624，上安装板102横向抵靠于内环壁601的外壁并向上凸伸形成与下外环壁624卡持的环形肋板112。上外环壁614沿垂直方向上的高度高于内环壁601的顶部边缘63，内环壁601靠近底板600的底部设置若干排水孔65。外环壁604(或上外环壁614)顶部边缘相对于底板600之间的距离为H2，内环壁601顶部边缘相对于底板600之间的距离为H1，且H2大于H1。由此使得清洗罩20内喷射的液体即使通过第一缺口631与第二缺口221进入至收容槽62中时，也能被外环壁604(或上外环壁614)所阻挡，并重新通过第二缺口221及第一缺口631回流至底座60中，并最终通过排水孔65予以排出。排水孔65通过管道(未示出)将残留底座60中的液体排出该石英管清洗干燥装置100。当清洗罩20与底座60沿轴500向插接时，清洗罩20的内壁面与内环壁601的外壁面卡持。底座60被支架103固定，清洗罩20能够沿水平方向相对于底座60转动。

结合图4与图7所示，在本实施例中，底板600向上凸设一圆台605，从而在圆台605与内环壁601之间形成一圈沟道64。承载台21设置于圆台605上方，承载台21的直径大于圆台605的直径。通过上述结构，进一步使得在清洗过程中所产生的液体能够直接掉落在底板600上，并通过排水孔65予以排出，并避免液体进入到转接筒24内，从而进一步提高了该回旋密封装置的可靠性及使用寿命。为简化视图，图5中省略示出刚性底板28。

承载台21的底部整体嵌入刚性底板28，刚性底板28与转接筒24固定连接。同时，刚性底板28可采用等耐候性良好的刚性材料制成(例如SUS314不锈钢及其以上规格的不锈钢)，承载台21整体包裹刚性底板28的弧形侧面。在本实施例中，通过设置刚性底板28不仅为承载台21起到了良好的支撑作用，且有利于其与转接筒24装配。同时，刚性底板28与圆台605沿垂直方向纵向分离，实现了承载台21与刚性底板28的装配。

在本实施例中，清洗罩20的顶部内设清洗帽9，清洗罩20的侧壁竖直设置若干第二喷嘴206，承载台21垂直设置内喷管45，内喷管45位于承载台21上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴208，石英管50在清洗及干燥过程中以竖直姿态在承载台21上作旋转运动，且承载台21沿垂直方向向上形成至少两层直径渐缩且逐级升高布置的定位凸台，从而实现了对各种尺寸，尤其适合制备8英寸以上尺寸的晶圆所使用的各种半导体制造设备中所使用的石英管进行高效清洗作业，并节约去离子水等清洗剂的使用量；其次，通过引入并优化设计的回旋密封装置，简化了石英管清洗干燥装置100的结构并提高了石英管清洗干燥装置100的使用寿命，有效地避免了石英管50在清洗过程中造成损坏，尤其能够有效避免石英管50的外壁面在清洗过程中造成划伤。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种石英管清洗干燥装置，其特征在于，包括：

底部具敞口的清洗罩与清洗罩沿垂直方向活动插接装配的底座，设置于底座内并箍持石英管的承载台，以及第一驱动装置；

所述清洗罩的顶部内置一清洗帽及驱动所述清洗帽作升降运动的第二驱动装置，所述清洗帽遮蔽所述石英管的弧形封闭端并与所述石英管的弧形封闭端分离，所述清洗帽的内壁面设置侧向连续间隔布置的若干第一喷嘴；

所述底座嵌设回旋密封装置，所述承载台垂直设置内喷管，所述内喷管沿垂直方向连续贯穿承载台与回旋密封装置；所述第一驱动装置驱动承载台旋转，所述内喷管在承载台旋转过程中保持静止。

2.根据权利要求1所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述清洗罩的侧壁竖直设置若干第二喷嘴，所述内喷管位于承载台上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴，以通过第三喷嘴喷射形成与石英管内部腔体适配的圆柱状喷射束流。

3.根据权利要求1或者2所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述清洗帽包括：帽体，设置于帽体外壁的至少一个分流管，以及连通分流管并与帽体呈一体式结构的供应管；所述分流管连接设置于清洗帽的内壁面的第一喷嘴，所述第二驱动装置设置沿竖直方向连接所述供应管的吊臂，所述供应管与吊臂刚性连接。

4.根据权利要求3所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括：第二电机、吊座、轨道本体、被所述第二电机驱动的丝杆，以及套设于丝杆上的滑块，以通过所述滑块纵向连接所述吊臂并驱动所述吊臂作升降运动；

所述石英管清洗干燥装置还包括：自上而下平行布置的盖板、顶部安装板、上安装板与下安装板；所述第一驱动装置设置于下安装板上，所述底座嵌入设置于所述上安装板，所述第二驱动装置垂直贯穿顶部安装板，并通过所述吊座固定安装于所述盖板的下方。

5.根据权利要求4所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述底座包括：底板，自底板环形布置并向上设置的内环壁，所述内环壁径向向外且水平延伸形成底壁，所述底壁的外侧形成垂直环形围合所述底壁的外环壁，所述收容槽由内环壁、底壁及外环壁围合形成；所述承载台沿垂直方向向上形成至少两层直径渐缩且逐级升高布置的定位凸台，所述定位凸台的边缘处形成若干缺口。

6.根据权利要求4所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，

所述石英管清洗干燥装置还包括连接第一喷嘴、第二喷嘴及内喷管的切换装置，所述切换装置连接清洗液储存装置及气源，以通过所述切换装置控制所述第一喷嘴、第二喷嘴及第三喷嘴喷射清洗液和/或气体。

7.根据权利要求4所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述底座的边缘形成收容清洗罩底部敞口边缘的收容槽，清洗罩倒扣于所述收容槽中；所述清洗罩的环形侧壁形成侧向开口，所述清洗罩设置活动打开或者闭合所述侧向开口的滑动盖板。

8.根据权利要求5所述石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述外环壁沿垂直方向延伸以形成上外环壁与下外环壁，所述上安装板横向抵靠于所述内环壁的外壁并向上凸伸形成与所述下外环壁卡持的环形肋板；所述上外环壁沿垂直方向上的高度高于所述内环壁的顶部边缘，所述内环壁靠近底板的底部设置若干排水孔；所述内环壁的顶部开设若干第一缺口，所述清洗罩的底部开设若干第二缺口，以通过所述第一缺口与所述第二缺口建立空气流通通道。

9.根据权利要求3所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括：第一电机，换向装置，主动轮，同步带及驱动承载台并位于底座底部的从动轮；所述内喷管沿垂直方向的上下两端部分别凸伸出所述承载台与从动轮；所述底板向上凸设一圆台，所述承载台设置于所述圆台上方，所述承载台的直径大于所述圆台的直径。

10.根据权利要求9所述的石英管清洗干燥装置，其特征在于，所述回旋密封装置包括：同轴纵向布置的承托承载台的转接筒，设置于圆台上方隔水环，垂直纵向插入转接筒并套设所述从动轮的内套筒，固定于圆台底部的轴承座，以及设置于所述承载台上方并围合所述内喷管的第二密封圈压合所述第二密封圈的锁紧环；

所述内套筒横向凸设环形凸肋，位于环形凸肋上方的内套筒纵向插入转接筒与内喷管之间形成的环形间隙；位于环形凸肋下方的内套筒向下贯穿轴承座，并在内套筒的底部末端套设所述从动轮，所述环形凸肋与轴承座之间设置若干轴承，所述隔水环面向圆台的端面嵌设若干第一密封圈。

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