CN113953280A

CN113953280A - 一种石英玻璃直管清洗装置

Info

Publication number: CN113953280A
Application number: CN202111270102.1A
Authority: CN
Inventors: 华斌; 张洋; 时新宇
Original assignee: Zhicheng Semiconductor Equipment Technology Kunshan Co Ltd
Current assignee: Suzhou Zhicheng Semiconductor Technology Co ltd
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2041-10-29
Also published as: CN113953280B

Abstract

本发明提供了石英玻璃直管清洗装置，包括清洗罩，与清洗罩活动插接装配的上端盖与下端盖，设置于上端盖内的上承载台，设置于下端盖内的下承载台，独立驱动上承载台与下承载台作同步转动的第一驱动装置与第二驱动装置，驱动上端盖作升降运动的升降机构，竖直向下并延伸过上承载台的上内喷管，及竖直向上并延伸过下承载台的下内喷管；上承载台与下承载台沿竖直方向对向活动夹持石英玻璃直管两端的敞口，上内喷管与下内喷管对向喷射形成与石英玻璃直管内部腔体适配的圆柱状喷射束流。通过本发明，有效地确保了长径比较大的石英玻璃直管在呈竖直姿态执行清洗及干燥过程中旋转的稳定性，有效地去除了粘附在内壁面上的杂质或者晶粒。

Description

一种石英玻璃直管清洗装置

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种石英玻璃直管清洗装置。

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。两端具敞口的石英玻璃直管常用于半导体器件的晶体生长与外延等应用场景中。晶体生长与外延过程中存在部分杂质或者晶粒附着在石英玻璃直管的内壁面的现象，因此就需要对石英玻璃直管进行清洗，以实现反复使用。

公告号为CN206868760U的中国实用新型专利公开了一种石英玻璃直管清洗装置。石英玻璃直管由工件支架支撑在转盘上，石英玻璃直管卧式平躺于底台上方，并通过螺旋状设置的刷条对石英玻璃直管的内壁面予以清洗。申请人指出该现有技术适用于太阳能电池硅片用石英玻璃扩散管的清洗，无法实现大直径石英玻璃直管的清洗作业，尤其是无法对于8英寸及12英寸晶圆制成所使用的石英玻璃直管清洗需求。同时，采用螺旋状设置的刷条清洗的技术手段极易对石英玻璃直管的内壁面造成划伤；此外，该现有技术由于石英玻璃直管水平放置，因此还存在水不易排出石英玻璃直管的缺陷；此外，该现有技术只能对一种特定直径的石英玻璃直管进行清洗，且石英玻璃直管在旋转过程中其外壁面会与管件固定架发生摩擦，从而导致石英玻璃直管的外壁面及内壁面在清洗过程中造成划伤，且无法满足不同直径石英玻璃直管清洗与干燥较为苛刻的工艺需求。最后，申请人指出长径比较大的石英玻璃直管无论以水平姿态还是以竖直姿态旋转，均存在晃动并导致石英玻璃直管在清洗及干燥过程中的旋转稳定性较差，并可能对石英玻璃直管造成结构性损坏。

有鉴于此，有必要对现有技术中的对石英玻璃直管执行清洗作业与干燥作用的装置予以改进，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玻璃直管清洗装置，用以解决现有技术中对两端具敞口并应用于半导体器件的晶体生长与外延等应用场景中的石英玻璃直管实现高效清洗与干燥处理，防止石英玻璃直管在清洗及干燥过程中造成表面划伤，并能够适应不同尺寸的石英玻璃直管的清洗与干燥需求，有效去除在晶体生长与外延的半导体制程中粘附在石英玻璃直管的内壁面上的杂质或者晶粒，确保长径比较大的石英玻璃直管在呈竖直姿态执行清洗及干燥过程中旋转的稳定性。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种石英玻璃直管清洗装置，

用于清洗及干燥两端具敞口的石英玻璃直管，包括：

两端具敞口的清洗罩，与清洗罩沿竖直方向活动插接装配以遮蔽所述清洗罩两端敞口并对称设置的上端盖与下端盖，设置于所述上端盖内的上承载台，设置于所述下端盖内的下承载台，独立驱动所述上承载台与下承载台作同步转动的第一驱动装置与第二驱动装置，驱动上端盖作升降运动的升降机构，竖直向下并延伸过上承载台的上内喷管，以及竖直向上并延伸过下承载台的下内喷管；

所述上承载台与下承载台沿竖直方向对向活动夹持石英玻璃直管两端的敞口，所述上内喷管与下内喷管末端和侧部分别设置若干第一喷嘴与第二喷嘴，以通过所述第一喷嘴与第二喷嘴对向喷射形成与石英玻璃直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，所述升降机构包括：升降支架及驱动升降支架沿竖直方向作升降运动的第三驱动装置，所述升降支架连接上端盖；

所述石英玻璃直管清洗装置还包括：自上而下平行布置的顶板、上安装板与下安装板，所述第二驱动装置设置于下安装板上，所述下端盖嵌入设置于所述上安装板；

所述升降支架包括呈一体式结构的横向安装板、第一竖直安装板及第二竖直安装板，所述第三驱动装置吊装于所述顶板的下方，所述第一驱动装置与第三驱动装置设置于所述升降支架的两侧。

作为本发明的进一步改进，所述上端盖与下端盖均嵌设回旋密封装置，所述上内喷管沿竖直方向连续贯穿上承载台与回旋密封装置并竖直向下延伸设置，所述下内喷管沿竖直方向连续贯穿下承载台与回旋密封装置并竖直向上延伸设置。

作为本发明的进一步改进，所述第一驱动装置驱动上承载台旋转，所述第二驱动装置驱动下承载台相对于所述上承载台保持同步且同向旋转，所述上内喷管在上承载台旋转过程中保持静止，所述下内喷管在下承载台旋转过程中保持静止。

作为本发明的进一步改进，所述清洗罩的内侧壁竖直设置若干第三喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述上承载台与下承载台沿竖直方向向上对向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，所述石英玻璃直管清洗装置还包括：

连接第一喷嘴、第二喷嘴及第三喷嘴的切换装置，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，所述上端盖与下端盖的边缘形成收容清洗罩敞口边缘的收容槽，清洗罩被活动夹持于所述收容槽中；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，所述上端盖与下端盖包括：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。

作为本发明的进一步改进，所述外环壁沿竖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；所述上外环壁沿竖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。

作为本发明的进一步改进，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；所述底板向上凸设一圆台，所述下承载台设置于所述圆台上方，所述下承载台的直径大于所述圆台的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

首先，本发明通过沿竖直方向活动插接装配以遮蔽清洗罩两端敞口并对称设置的上承载台与下承载台，有效地确保了长径比较大的石英玻璃直管在呈竖直姿态执行清洗及干燥过程中旋转的稳定性；

其次，本发明通过对向设置的第一喷嘴与第二喷嘴对向喷射形成与石英玻璃直管内部腔体适配的圆柱状喷射束流，有效的去除了在晶体生长与外延的半导体制程中粘附在石英玻璃直管的内壁面上的杂质或者晶粒；

最后，本发明所揭示的石英玻璃直管清洗装置还实现了对石英玻璃直管实现高效清洗与干燥处理，防止石英玻璃直管在清洗及干燥过程中造成表面划伤，并能够适应不同尺寸的石英玻璃直管的清洗与干燥需求。

附图说明

图1为本发明一种石英玻璃直管清洗装置的立体图；

图2为本发明一种石英玻璃直管清洗装置的主视图；

图3为沿图2中A-A向上端盖与石英玻璃直管呈分离状态的剖视图；

图4为沿图2中A-A向上端盖与石英玻璃直管呈闭合状态的剖视图；

图5为图3中箭头B处的局部放大示意图；

图6为图3中箭头D处的局部放大示意图；

图7为对上端盖执行升降动作的升降机构的立体图；

图8为第三驱动装置的立体图；

图9为本发明石英玻璃直管清洗装置所包含的下承载台及该下承载台下方的回旋密封装置的爆炸图；

图10为下承载台与下内喷管装配后的立体图；

图11为下端盖与石英玻璃直管装配后的部分立体图；

图12为连接第一喷嘴、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13为下端盖的立体图；

图14为被本发明一种石英玻璃管直管清洗装置执行清洗及干燥处理的石英玻璃管直管的立体图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1至图14所示出的本发明一种石英玻璃直管清洗装置100的一种具体实施方式。该石英玻璃直管清洗装置100对呈竖直姿态且两端敞口的石英玻璃直管50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等半导体器件晶体生长与外延等应用场景中所使用的仅在两端具敞口结构的石英玻璃直管的清洗及干燥处理。

参图1至图4所示，在本实施例中，一种石英玻璃直管清洗装置100，用于清洗及干燥两端具敞口的石英玻璃直管50。石英玻璃直管50的长径比(即竖直方向的长度与直径的比例大于或者等于5以上的石英玻璃直管)。具体的，该石英玻璃直管清洗装置100包括：两端具敞口的清洗罩20，与清洗罩20沿竖直方向活动插接装配以遮蔽清洗罩20两端敞口并对称设置的上端盖22与下端盖23，设置于上端盖22内的上承载台21a，设置于下端盖23内的下承载台21b，独立驱动上承载台21a与下承载台21b作同步转动的第一驱动装置5与第二驱动装置4，驱动上端盖22作升降运动的升降机构，竖直向下并延伸过上承载台21a的上内喷管45，以及竖直向上并延伸过下承载台21b的下内喷管46。第一驱动装置5与第二驱动装置4具有相同结构，上端盖22与下端盖23具有相同结构，故，本实施例仅以第二驱动装置4及下端盖23为范例予以具体阐述。

上承载台21a与下承载台21b沿竖直方向对向活动夹持石英玻璃直管50两端的敞口(参图14所示出的敞口551与敞口552)，上内喷管45与下内喷管46末端和侧部分别设置若干第一喷嘴450与第二喷嘴460，以通过第一喷嘴450与第二喷嘴460对向喷射形成与石英玻璃直管内部腔体适配的圆柱状喷射束流。上内喷管45与下内喷管46沿竖直方向呈竖直同轴设置，并对向喷射清洗剂或者氮气(或者IPA蒸气)，以分别对石英玻璃直管50的内壁面501执行清洗处理与干燥处理。上承载台21a与上端盖22沿竖直方向在第三驱动装置7的驱动下整体地作上升运动与下降运动。在本实施例中，通过圆柱状喷射束流，可对顽固性粘附在石英玻璃直管50的内壁面501上因晶体生长与外延的半导体制程中粘附在石英玻璃直管的内壁面上的杂质或者晶粒执行有效地冲刷与清洗，并对长径比大于五的石英玻璃直管50的内壁面501具有更有优异的清洗效果。

结合图3所示，当上承载台21a与上端盖22上升至最高点时，上承载台21a与石英玻璃直管50的敞口551在竖直方向上形成分离间隙。此时，便于对石英玻璃直管50执行装载与卸载操作。结合图4所示，当上承载台21a与上端盖22下降至最低点时，上承载台21a嵌入石英玻璃直管50的敞口551并与下承载台21b沿竖直方向共同夹持插接装配以遮蔽清洗罩20两端的敞口551(位于上方)与敞口552(位于下方)，并最终呈现图4中的闭合状态。当处于闭合状态时，第一驱动装置5与第二驱动装置4启动并保持同步且同向旋转上承载台21a与下承载台21b，以通过上承载台21a与下承载台21b夹持石英玻璃直管50保持竖直姿态进行旋转，从而确保了长径比较大的石英玻璃直管在呈竖直姿态执行清洗及干燥过程中旋转的稳定性，有效地避免了石英玻璃直管50在保持竖直姿态旋转过程中发生晃动及偏心现象。同时，在本实施例中，上承载台21a与下承载台21b沿竖直方向的呈同轴设置。

参图3、图4、图7与图8所示，该升降机构包括：升降支架30及驱动升降支架50沿竖直方向作升降运动的第三驱动装置7，升降支架30连接上端盖22。

同时，本实施例所揭示的该石英玻璃直管清洗装置100还包括：自上而下平行布置的顶板107、上安装板102与下安装板101，第二驱动装置4设置于下安装板101上，下端盖23嵌入设置于上安装板102。升降支架30包括呈一体式结构的横向安装板301、第一竖直安装板302及第二竖直安装板303，第三驱动装置7吊装于顶板107的下方，第一驱动装置5与第三驱动装置7设置于升降支架30的两侧。结合图1所示，顶板107的上方还设置盖板108，盖板108开设若干安装孔118，以便于安装照明灯等其他设备。安装孔118嵌设遮蔽该安装孔118的覆盖件(未示出)。

结合图8所示，第三驱动装置7包括电机701、吊座703、轨道本体704、被电机701驱动的丝杆705，以及套设于丝杆705上的滑块706，滑块703通过螺栓连接第一竖直安装板302以通过滑块706纵向连接第一竖直安装板302并驱动第一竖直安装板302作升降运动，从而通过升降支架30带动第一驱动装置5与上端盖22整体地实现上升运动与下降运动。电机701通过主动轮、皮带及被动轮，将电机701输出的动力传动至丝杆705，其中，前述主动轮、皮带及被动轮均被整体安装于电机罩702中，主动轮套设于电机的转轴(参图9转轴421所示)的末端，被动轮同轴装配于丝杆705的末端。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8中未具体示出。

参图7所示，第一竖直安装板302向下延伸并在其底部形成横向延伸部3021，第二竖直安装板303向下延伸并在其底部形成横向延伸部3031。横向延伸部3021与横向延伸部3031均开设通孔3033，以通过螺栓竖直延伸过通孔3033并与上端盖22螺接固定，以实现升降机构与上端盖22沿竖直方向的可靠装配。第一驱动装置5包括：电机51，换向装置52，主动轮(与主动轮422相同)，同步带53及驱动上承载台21a并位于上端盖22上部的从动轮54。结合图3所示，在本实施例中，该换向装置52内置换向齿轮组(未示出)并通过转轴521驱动主动轮522。主动轮522与从动轮54横向涨紧同步带53。从而，最终通过位于上端盖22上方的从动轮54驱动嵌设入上端盖22中的回旋密封装置旋转及上承载台21a旋转。同时，电机51的底部设置支架58，支架58连接上端盖22。吊座703与轨道本体704侧向装配，并在吊座703的顶部设置折弯部，并在该折弯部中开设安装孔7031。折弯部贴合安装于顶板107的下方，并通过螺栓贯穿顶板107并沿竖直延伸入安装孔7031中，以将第三驱动装置7以竖直姿态固定于顶板107的下方。同时，在本实施中，第二竖直安装板303开设水平设置的条形孔3032，第一驱动装置5的同步带53自条形孔3032水平贯穿并缠绕于从动轮54。

参图5所示，在实施例中，上端盖22与下端盖23均嵌设回旋密封装置，为简化描述，在本实施例中，仅以下端盖23中所嵌设的回旋密封装置为范例予以详细阐述。上内喷管45沿竖直方向连续贯穿上承载台21a与回旋密封装置并竖直向下延伸设置，下内喷管46沿竖直方向连续贯穿下承载台21b与回旋密封装置并竖直向上延伸设置。第一驱动装置5驱动上承载台21a旋转，第二驱动装置4驱动下承载台21b相对于上承载台21a保持同步且同向旋转，上内喷管45在上承载台21a旋转过程中保持静止，下内喷管46在下承载台21b旋转过程中保持静止。

清洗罩20与下端盖23可沿竖直方向纵向(沿图9中轴500所示出的方向)分离，由此不仅便于该石英玻璃直管清洗装置100的装配，还能够方便的将清洗罩20取出并对清洗罩20进行维护与清洗。下端盖23呈圆盘状且顶部具敞口，且下端盖23嵌入设置于上安装板102，从而使得下端盖23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。

结合图1至图3所示，石英玻璃直管清洗装置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)。石英玻璃直管清洗装置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70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70。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与驱动装置，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；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，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)，以将该石英玻璃直管清洗装置100在执行对石英玻璃直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整体承载第二驱动装置4。结合图1及图3所示，清洗及干燥过程中所产生的废气通过护板104开设栅孔1041沿图3(或者图4)中虚线箭头E所示出的方向从抽排接口31，32排出。同时，控制区70设置相同管道(未示出)，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。抽排接口31，32通过管道(未示出)连接废气净化处理装置(未示出)。为便于描述本实施例方案，申请人以图2中的石英玻璃直管清洗装置100所展现的视角为主视视角。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。

石英玻璃直管50以竖直姿态放置于清洗罩20中旋转以执行清洗与干燥处理，且石英玻璃直管50可以人工或者机械臂载入方式将石英玻璃直管50嵌置于下承载台21b上。需要说明的是，设置门体105与门体106端面为前端，供应区80整体位于石英玻璃直管清洗装置100的后端，并用于为整个石英玻璃直管清洗装置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1、图3与图4所示，在本实施例中，清洗罩20的侧壁内侧竖直设置若干第三喷嘴206，以一排第三喷嘴206形成线状喷射束流，以通过该线状喷射束流对石英玻璃直管50的外壁面502形成冲击以达到良好的清洗效果及干燥效果。

上端盖22与下端盖23均嵌设相同结构的回旋密封装置，下内喷管46沿竖直方向连续贯穿下承载台21b与回旋密封装置。驱动装置驱动下承载台21b旋转，下内喷管46在下承载台21b旋转过程中保持静止。第一喷嘴450喷射去离子水或者氮气(或者异丙醇(IPA)蒸气)，以对石英玻璃直管50执行清洗或者干燥处理，竖直设置若干第二喷嘴460喷射去离子水或者氮气(或者IPA蒸气)，以对石英玻璃直管50的外侧壁执行清洗或者干燥处理，下内喷管46顶部和侧部设置若干第三喷嘴206喷射去离子水或者氮气(或者IPA蒸气)，以对石英玻璃直管50的内壁面501与外壁面502执行清洗或者干燥处理。同时，在本实施例中，下内喷管46的长度可根据石英玻璃直管50的沿轴500所在方向的长度予以替换和/或调节。图3中第一喷嘴450、第二喷嘴460及第三喷嘴206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3、图5及图9所示，在实施例中，该第二驱动装置4包括：电机41，换向装置42，主动轮422，同步带43及驱动下承载台21b并位于下端盖23底部的从动轮44。主动轮422与从动轮44横向涨紧同步带43。下内喷管46沿竖直方向的上下两端部分别凸伸出下承载台21b与从动轮44。电机41输出的水平旋转动力通过换向装置42变换为竖直方向的旋转动力，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。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位于下端盖23的下方设置两个对称设置的支架103，以通过两个支架103支撑下端盖23。同时，下内喷管46延伸入石英玻璃直管50内部腔体的长度可根据石英玻璃直管50的长度而定，且下内喷管46的底部可设置握持该下内喷管46的基座(未示出)，只要能够实现纵向固定下内喷管46且确保下内喷管46在收容通道300(参图13所示)中实现高度可调即可。

参图3、图5及图9所示，回旋密封装置包括：同轴纵向布置的承托下承载台21b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与下内喷管46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。圆台605与轴500同轴设置的圆心位置开设供下内喷管46垂直插入的收容通道300，下内喷管46以垂直姿态连续贯穿下承载台21b、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。下内喷管46的底部具供液体或者气体通入的敞口461，下内喷管46通过管道(未示出)连接切换装置91，液体或者气体通过该敞口沿图5中箭头所示出的向上流动方向流向第二喷嘴460，以形成喷射束流。同理所述，结合图3所示，上内喷管45与下内喷管46具相同结构，在此不再赘述。

下内喷管46的底部通过管道连接切换装置91。圆台605靠近下内喷管46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沿竖直方向插入圆筒部240与下内喷管46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，下内喷管46垂直向下延伸过端盖442。

结合图9与图10所示，在本实施例中，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将旋转动力传递至下承载台21b，以最终实现下承载台21b作旋转运动。优选的，在本实施例中，该回旋密封装置还包括：设置于下承载台21b上方并围合下内喷管46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与下内喷管46的外壁面形成一定的间隙，并通过第二密封圈26阻止下内喷管46通过第三喷嘴206所喷出的液体渗透进下承载台21b的内部。下承载台21b靠近下内喷管46的径向内侧环设形成圆形凹槽2106，以通过该圆形凹槽2106嵌设容纳第二密封圈26。同时，在该圆形凹槽2106的径向外侧设置四个具内螺纹的盲孔2109，以通过螺栓竖直贯穿锁紧环27所开设的四个通孔并延伸入盲孔2109中，以通过锁紧环27阻挡第二密封圈26从圆形凹槽2106中脱出。同时，在本实施例中，在盲孔2109的径向外侧还设置四个具内螺纹的通孔2107，以通过螺栓沿竖直方向贯穿下承载台21b并延伸入转接筒24顶部所开设的四个具内螺纹的盲孔248中，以是实现下承载台21b与转接筒24的可靠连接。

下内喷管46位于下承载台21b上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴206喷射形成与石英玻璃直管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玻璃直管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12所示，该石英玻璃直管清洗装置100还包括连接第一喷嘴450、第二喷嘴460及下内喷管46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450、第二喷嘴460及第三喷嘴206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。第一喷嘴450、第二喷嘴460及第三喷嘴206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。上内喷管45与下内喷管46可通过管道(未示出)连接切换装置91。

参图5及图6所示，该下承载台21b沿竖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，下承载台21b沿竖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。下承载台21b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玻璃直管的内径相等，定位凸台215的外径与制备8英寸晶圆所使用的石英玻璃直管的内径相等，从而通过一个下承载台21b同时插接两种不同直径的石英玻璃直管，从而使得该下承载台21b使用过程中具有更大的适应性。12英寸的晶圆所使用的石英玻璃直管50在被清洗及干燥时，石英玻璃直管50具敞口的唇口55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玻璃直管在被清洗及干燥时，石英玻璃直管50具敞口的唇口55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不与石英玻璃直管50接触。

图3所示出的上承载台21a与下承载台21b仅作为一种典型的范例；结合图10所示，作为合理的变形，还可将该上承载台21a与下承载台21b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，以防止下承载台21b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，使得下内喷管46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从由下承载台21b与石英玻璃直管50所围合形成的遮蔽腔体中流出，此种结构既有利于石英玻璃直管50方便地与下承载台21b予以固定，又有利于保持石英玻璃直管50的内外压强，防止液体或者气体冲破石英玻璃直管50与下承载台21b之间的插接关系，从而使得石英玻璃直管50具敞口的两端被插接在上承载台21a与下承载台21b上以竖直姿态水平转动以执行清洗及干燥的整个过程更加可靠与稳定。同时，通过石英玻璃直管50在执行清洗及干燥过程中，仅通过石英玻璃直管50的开口处以呈倒置状态嵌置于下承载台21b上，石英玻璃直管50的唇口55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，石英玻璃直管50的内壁面501与外壁面502均不与清洗罩20或者下端盖23中的任何装置或者组件接触，而仅通过石英玻璃直管50的唇口55与上承载台21a与下承载台21b产生部分接触。因此不会对石英玻璃直管50的内壁面501及外壁面502造成任何的划伤，从而进一步提高了对石英玻璃直管50的清洁效果。需要说明的是，在本实施例中，升降机构驱动上端盖22作升降运动的幅度(沿竖直方向形成)只需要大于呈圆盘状的上承载台21沿竖直方向上所形成的厚度即可。同时，上承载台21a也可同样设置前述缺口2151、缺口2111及缺口2121，或者不设置缺口2151、缺口2111及缺口2121。

下端盖23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。清洗罩20整体呈圆柱形，其沿竖直方向的两端端部均具敞口291。清洗罩20的内部形成圆柱形的容置腔体200，底部具敞口的石英玻璃直管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。具体的，清洗罩20的弧形侧壁201插接入收容槽62中。该弧形侧壁201形成供石英玻璃直管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。

石英玻璃直管清洗装置100还包括上下平行布置的上安装板102与下安装板101，驱动装置设置于下安装板101上，下端盖23嵌入设置于上安装板102。下端盖23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与下端盖23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玻璃直管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5与图6示，在本实施例中，外环壁604沿竖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沿竖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回流至下端盖23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)将残留下端盖23中的液体排出该石英玻璃直管清洗装置100。当清洗罩20与下端盖23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。下端盖23被支架103固定，清洗罩20能够沿水平方向相对于下端盖23转动。

结合图5与图13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。下承载台21b设置于圆台605上方，下承载台21b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。

下承载台21b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。下承载台21b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)，下承载台21b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不仅为下承载台21b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沿竖直方向纵向分离，实现了下承载台21b与刚性底板28的装配。需要说明的是，上端盖22所具有的圆台与下端盖23所具有的圆台605沿竖直方向对向设置。

在本实施例中，清洗罩20的顶部设置第一喷嘴450，清洗罩20的侧壁竖直设置若干第二喷嘴460，下承载台21b垂直设置下内喷管46，下内喷管46位于下承载台21b上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴206，石英玻璃直管50在清洗及干燥过程中以竖直姿态在下承载台21b上作旋转运动，且下承载台21b沿竖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玻璃直管50进行高效的清洗作业与干燥作业，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，简化了石英玻璃直管清洗装置100的结构并提高了石英玻璃直管清洗装置100的使用寿命，有效地避免了石英玻璃直管50在清洗及干燥过程中造成损坏，尤其能够有效避免石英玻璃直管50的内壁面501及外壁面502在清洗与干燥过程中造成划伤。更为重要的是，在实施例中，通过沿竖直方向活动插接装配以遮蔽清洗罩20两端敞口并对称设置的上承载台21a与下承载台21b，有效地确保了长径比较大的石英玻璃直管50在呈竖直姿态执行清洗及干燥过程中旋转的稳定性，有效地避免了石英玻璃直管50在旋转过程所产生的晃动现象，避免了石英玻璃直管50出现结构性损伤，延长了石英玻璃直管50的使用寿命。

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

1.一种石英玻璃直管清洗装置，

用于清洗及干燥两端具敞口的石英玻璃直管，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述升降机构包括：升降支架及驱动升降支架沿竖直方向作升降运动的第三驱动装置，所述升降支架连接上端盖；

3.根据权利要求1所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述上端盖与下端盖均嵌设回旋密封装置，所述上内喷管沿竖直方向连续贯穿上承载台与回旋密封装置并竖直向下延伸设置，所述下内喷管沿竖直方向连续贯穿下承载台与回旋密封装置并竖直向上延伸设置。

4.根据权利要求3所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述第一驱动装置驱动上承载台旋转，所述第二驱动装置驱动下承载台相对于所述上承载台保持同步且同向旋转，所述上内喷管在上承载台旋转过程中保持静止，所述下内喷管在下承载台旋转过程中保持静止。

5.根据权利要求3或者4所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述清洗罩的内侧壁竖直设置若干第三喷嘴。

6.根据权利要求5所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述上承载台与下承载台沿竖直方向向上对向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。

7.根据权利要求5所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述石英玻璃直管清洗装置还包括：

8.根据权利要求5所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述上端盖与下端盖的边缘形成收容清洗罩敞口边缘的收容槽，清洗罩被活动夹持于所述收容槽中；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。

9.根据权利要求2所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述上端盖与下端盖包括：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。

10.根据权利要求9所述石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，所述外环壁沿竖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；所述上外环壁沿竖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。

11.根据权利要求10所述的石英玻璃直管清洗装置，其特征在于，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；所述底板向上凸设一圆台，所述下承载台设置于所述圆台上方，所述下承载台的直径大于所述圆台的直径。