CN114798554A - 立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，包括通风柜、钟罩清洗工位，钟罩清洗工位包括机壳，机壳的内部设置有多个钟罩清洗单元、排风单元，钟罩清洗单元包括承载槽、活动式喷淋机构、排风组件、废液收集单元。本发明能够对钟罩相关的配套件以及石英件进行浸泡清洗，还能够对钟罩的内壁进行喷淋清洗，清洗效果好，清洗效率高，节省大量的清洗液；浸泡清洗以及喷淋清洗的空间布局合理，占地面积小；钟罩的进、出操作简单方便，不易发生碰损，不同高度钟罩的清洗都适应，无需更换配件，操作简单、方便。采用排风组件进行排风，使得钟罩的外壁不易被污染、损伤，延长钟罩的使用寿命。

Description

立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机

技术领域

本发明涉及立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，属于半导体行业外延钟罩清洗设备技术领域。

背景技术

目前，对半导体外延石英炉管钟罩及石英件的清洗通常都是分为两个工位/设备，钟罩相关的配套件以及石英件都是在浸泡槽中进行浸泡清洗。钟罩的主体通常都是对其内表面进行清洗，清洗方法分别为：

一是，采用自动高压清洗装置——即使用高压水流（清洗液）对钟罩内表面进行冲洗，再进行烘干。

二是，采用浸泡式清洗，如申请号为CN201922036727.6的“一种多晶硅还原炉钟罩清洗设备”。

三是，采用喷淋清洗的方式，如授权公告号为CN101352714B“一种组合式钟罩清洗机及其操作方法”。

上述几种清洗方法，存在以下缺陷：

一、清洗效果有限，高压清洗装置和浸泡式清洗只能清洗钟罩内表面粘附的易冲洗的污垢，对于粘附较牢固的污垢则较难清除。

二、上述清洗设备只适用大小、型号固定的钟罩，一旦发生尺寸的变化，就需要对上下密封装置进行适应性调整，更换对应的配件，操作繁琐。

三、将浸泡槽与钟罩清洗设备集成时，通常只是简单二合一，空间布局不合理，集成的设备占地面积大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，具体技术方案如下：

立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，包括通风柜、安装在通风柜一端的钟罩清洗工位，所述通风柜的内部设置有浸泡槽，所述钟罩清洗工位包括机壳，所述机壳的内部设置有多个钟罩清洗单元、与钟罩清洗单元呈一一对应设置的排风单元，相邻两个钟罩清洗单元之间安装有隔板；所述钟罩清洗单元包括用来承载钟罩的承载槽、用来对钟罩进行喷淋清洗的活动式喷淋机构、用来将钟罩清洗单元内部废气排放至排风单元的排风组件、用来收集清洗废液的废液收集单元，所述活动式喷淋机构设置在承载槽的上方。

作为上述技术方案的改进，所述钟罩清洗单元设置有两个，两个钟罩清洗单元呈轴对称设置。

作为上述技术方案的改进，所述活动式喷淋机构包括喷淋盒组件、用来驱动喷淋盒组件进行升降运动的驱动组件，所述喷淋盒组件包括框体、清洗板，所述清洗板固定安装在框体的顶部并构成盒状结构，所述框体的底部设置有与框体内腔相连通的出口，所述清洗板的底部安装有多个喷头，所述清洗板为中空结构；所述驱动组件包括直线往复驱动装置、安装板、安装在安装板与清洗板之间且用来限定喷淋盒组件上下运动方向的滑轨、安装在直线往复驱动装置往复端的杆端关节轴承、滑板、与滑板呈相对滑动设置的滑套，所述杆端关节轴承的杆端与直线往复驱动装置的往复端转动连接，所述杆端关节轴承的轴承端与滑板的中部转动连接，所述滑套的下端与清洗板的顶部固定连接，所述滑套的中部设置有与滑板的边部呈间隙配合的滑槽；所述直线往复驱动装置固定安装在安装板的中部，所述安装板与清洗板之间固定安装有两组圆柱螺旋弹簧，两组圆柱螺旋弹簧分别设置在直线往复驱动装置的左右两侧。

作为上述技术方案的改进，所述承载槽的槽口处设置有环形台阶，所述承载槽的槽底处设置有滤孔；所述废液收集单元包括废液收集槽，所述滤孔与废液收集槽连通。

作为上述技术方案的改进，所述排风单元包括设置在隔板一端的排风通道、安装在排风通道顶部的排风阀，所述排风阀的输入端与排风通道的内腔连通。

作为上述技术方案的改进，所述排风组件包括安装在排风通道上部的辅助排风阀、钟罩专用调节阀、安装在排风通道下部的主排风阀，所述钟罩专用调节阀设置在辅助排风阀与主排风阀之间，所述钟罩的排风孔处外接一根排风管，排风管的尾端对准钟罩专用调节阀的输入端，所述钟罩专用调节阀的输出端与排风通道的内腔连通；所述钟罩专用调节阀包括圆管状阀体、与阀体输入端连接为一体的延长管、用来调节阀体内部开度的舌板，所述舌板与阀体之间通过设置转轴转动连接，所述转轴的末端安装有位于阀体外部的把手，所述阀体输出端与排风通道的侧壁之间安装有基板，所述排风通道的侧壁设置有与阀体内腔相连通的第一通孔，所述延长管的横截面为腰圆形，所述延长管的下部设置有横截面为弧形的引流板，所述引流板安装在延长管的末端。

作为上述技术方案的改进，所述清洗板的内部设置有空腔室，所有喷头的输入端均与空腔室连通；所述清洗板的外部设置有耐酸阀、水阀、气阀，所述耐酸阀的输出端、水阀的输出端和气阀的输出端均与空腔室连通。

作为上述技术方案的改进，所述清洗板的内部设置有横截面为等腰梯形结构的空腔室，所述空腔室的上底与下底之间密封设置有柔性隔膜，所述空腔室被柔性隔膜分隔为位于空腔室的上底与柔性隔膜之间的功能室、位于空腔室的下底与柔性隔膜之间的动力室，所述功能室的容积大于动力室的容积，所有喷头的输入端均与功能室连通；所述清洗板的外部设置有耐酸阀、水阀、气阀，所述耐酸阀的输出端、水阀的输出端和气阀的输出端均与功能室连通；所述清洗板的外部还设置有第一变频水泵和第二变频水泵，所述第一变频水泵的输入端与动力室连通，所述第二变频水泵的输出端与动力室连通，所述第一变频水泵设置在动力室的一端，所述第二变频水泵设置在动力室的另一端；所述柔性隔膜的外侧呈等间距设置有加硬区。

作为上述技术方案的改进，所述功能室的容积与动力室的容积之比为（9~15）:1；所述第一变频水泵的输出水压与第二变频水泵的输出水压之间的水压差为P_s，P_s＞0；第一变频水泵的工作时间等于第二变频水泵的工作时间，第二变频水泵的工作时间为t_g，P_s与t_g之间的函数曲线为波形。

本发明的有益效果：

本发明所述立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机即能够对钟罩相关的配套件以及石英件进行浸泡清洗，还能够对钟罩的内壁进行喷淋清洗，能够将钟罩内表面粘附的难处理污垢给清除，清洗效果好，清洗效率高，节省大量的清洗液；浸泡清洗以及喷淋清洗的空间布局合理，占地面积小；钟罩的进出操作简单方便，不易发生碰损，不同高度钟罩的清洗都适应，无需更换配件，操作简单、方便。

采用由辅助排风阀、钟罩专用调节阀、主排风阀构成的排风组件，使得钟罩的外壁不易被污染、损伤，延长钟罩的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所述立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机的结构示意图（侧视状态）；

图2为本发明所述立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机的结构示意图（仰视状态）；

图3为本发明所述立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机中的钟罩清洗工位的内部示意图；

图4为图2中G-G视图；

图5为本发明所述活动式喷淋机构的内部示意图；

图6为本发明所述承载槽、排风单元、排风组件的分布示意图；

图7为本发明所述钟罩专用调节阀的结构示意图；

图8为本发明所述通风柜、浸泡槽的分布示意图；

图9为实施例7中清洗板的清洗原理图；

图10为实施例8中清洗板的清洗原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1、3、8所示，所述立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，包括通风柜10、所述通风柜10的内部设置有浸泡槽12，钟罩40相关的配套件以及石英件都是在浸泡槽12中进行浸泡清洗；当浸泡槽12内所使用清洗液为酸性、碱性时，为保证清洗安全，使用通风柜10进行排风。

在一些实施例中，所述通风柜10的内部还设置有多根位于浸泡槽12内部的喷淋管13。清洗液可从喷淋管13处喷出，对浸泡槽12内进行喷淋冲洗，从而提高清洗效果。

如图1、2、3、4、6所示，所述立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，包括安装在通风柜10一端的钟罩清洗工位20，所述钟罩清洗工位20包括机壳21，所述机壳21的内部设置有多个钟罩清洗单元22、与钟罩清洗单元22呈一一对应设置的排风单元50，相邻两个钟罩清洗单元22之间安装有隔板27；所述钟罩清洗单元22包括用来承载钟罩40的承载槽25、用来对钟罩40进行喷淋清洗的活动式喷淋机构30、用来将钟罩清洗单元22内部废气排放至排风单元50的排风组件、用来收集清洗废液的废液收集单元，所述活动式喷淋机构30设置在承载槽25的上方。

钟罩40在钟罩清洗工位20处进行喷淋清洗，多个钟罩清洗单元22通过隔板27隔开，相互独立且互不干扰进行喷淋清洗作业，将钟罩40放置在承载槽25处，承载槽25可设置成弹性件，也可在承载槽25处加装密封条的方式来提高密封性，然后通过调整活动式喷淋机构30的高度，一方面活动式喷淋机构30能够上下移动，方便将钟罩40安装在活动式喷淋机构30与承载槽25之间，另一方面，还能够适用于不同高度钟罩40的清洗，无需更换配件，操作简单、方便。

在喷淋清洗过程中，通过排风组件将钟罩清洗单元22内部的废气排放至排风单元50，然后从排风单元50处集中处理废气。喷淋清洗所产生的清洗废液最终被废液收集单元所收集。

在一些实施例中，为方便观测以及方便操作；所述通风柜10的侧壁设置有对开式玻璃窗一111，所述机壳21的侧壁设置有对开式玻璃窗二23。对开式玻璃窗一111与对开式玻璃窗二23均是在对应的窗口处安装有两块玻璃板，玻璃板与窗口的侧边铰接。可从对开式玻璃窗一111、对开式玻璃窗二23处进、出待清洗工件；所述待清洗工件为钟罩40、钟罩40相关的配套件或石英件。

在一些实施例中，为方便调整钟罩清洗工位20处的进风量；所述对开式玻璃窗二23处设置有进风阀24，所述进风阀24包括第二圆盘，所述第二圆盘设置有多个第四通孔，所述对开式玻璃窗二23的侧壁设置有与第四通孔呈一一对应的第五通孔，所述第二圆盘与对开式玻璃窗二23的侧壁转动连接。

通过旋转第二圆盘，当第四通孔对准第五通孔时，进风阀24处于全开状态；通过调整第四通孔与第五通孔的重合程度，即可调整进风阀24的开度，从而调整进风量。

实施例2

如图2、3所示，所述钟罩清洗单元22设置有两个，两个钟罩清洗单元22呈轴对称设置。

考虑空间布局以及清洗效率，两个钟罩清洗单元22配合一台通风柜10和浸泡槽12，即可满足使用需要，相对于现有简单的“二合一”集成来说，本发明的空间布局合理，占地面积小。

实施例3

如图4、5所示，所述活动式喷淋机构30包括喷淋盒组件、用来驱动喷淋盒组件进行升降运动的驱动组件，所述喷淋盒组件包括框体31、清洗板32，所述清洗板32固定安装在框体31的顶部并构成盒状结构，所述框体31的底部设置有与框体31内腔相连通的出口311，所述清洗板32的底部安装有多个喷头321，所述清洗板32为中空结构；所述驱动组件包括直线往复驱动装置33、安装板34、安装在安装板34与清洗板32之间且用来限定喷淋盒组件上下运动方向的滑轨35、安装在直线往复驱动装置33往复端的杆端关节轴承39、滑板37、与滑板37呈相对滑动设置的滑套38，所述杆端关节轴承39的杆端与直线往复驱动装置33的往复端转动连接，所述杆端关节轴承39的轴承端与滑板37的中部转动连接，所述滑套38的下端与清洗板32的顶部固定连接，所述滑套38的中部设置有与滑板37的边部呈间隙配合的滑槽381；所述直线往复驱动装置33固定安装在安装板34的中部，所述安装板34与清洗板32之间固定安装有两组圆柱螺旋弹簧36，两组圆柱螺旋弹簧36分别设置在直线往复驱动装置33的左右两侧。

首先，直线往复驱动装置33驱动滑板37进行上下升降运动，滑板37在上下升降运动的过程中会带动喷淋盒组件也上下升降运动，当框体31的底部压在钟罩40的顶部，出口311对准钟罩40顶部的开口，所有的喷头321喷出的射流能够对钟罩40的内壁进行喷淋清洗，清洗板32外接有清洗液或压缩气体，清洗液可以为纯水、稀酸（如硝酸、氢氟酸）、浓酸（如硝酸、氢氟酸），稀酸、浓酸的浓度不同厂家有不同的配比。

直线往复驱动装置33还能够提供压紧钟罩40的动力。杆端关节轴承39的设置，使得喷淋盒组件能够在一定角度的偏移下仍然能正常工作。两组圆柱螺旋弹簧36相当于拉簧，拉力可抵消一部分甚至全部的喷淋盒组件重量，使上升、下降更平稳。滑轨35的设置，使得喷淋盒组件只能沿着滑轨35限定的方向（竖直方向）进行上下升降运动。

滑板37的设置，滑板37与滑套38之间还能够相对滑动，能够提供一定的缓冲，避免损坏设备。

在一些实施例中，所述滑板37与清洗板32之间固定安装有多根压簧313，所述压簧313设置在滑槽381的内部。压簧313与滑板37的配合使喷淋盒组件被柔性压紧，避免硬连接损坏钟罩40。

清洗板32与框体31构成盒状结构更容易压紧钟罩40的顶部并形成密封，同时不影响喷淋清洗。

所述直线往复驱动装置33是气缸、液压缸、直线电机中的一种；优选是采用污染小且更柔性的气缸，气缸的活塞杆端部即为直线往复驱动装置33的往复端。

实施例4

如图3、4、6所示，所述承载槽25的槽口处设置有环形台阶252，所述承载槽25的槽底处设置有滤孔251；所述废液收集单元包括废液收集槽26，所述滤孔251与废液收集槽26连通。

环形台阶252的设置，一方面，具有定位的功能；另一方面，还能够提高钟罩40下部与承载槽25的槽口处的密封效果。钟罩40内部因喷淋清洗所产生的废液流到承载槽25的内部，然后通过滤孔251，最终在废液收集槽26处暂存，定期清理掉废液收集槽26处的废液即可。

实施例5

如图6所示，所述排风单元50包括设置在隔板27一端的排风通道51、安装在排风通道51顶部的排风阀54，所述排风阀54的输入端与排风通道51的内腔连通。

当打开排风阀54，排风通道51内的废气会从排风阀54处排向指定区域从而进行下一步处理。其中，为方便控制，所述排风阀54优选电动排风阀，如南皮县中顺环保机械有限公司YJ型电动排风阀。

实施例6

如图6、7所示，所述排风组件包括安装在排风通道51上部的辅助排风阀53、钟罩专用调节阀60、安装在排风通道51下部的主排风阀52，所述钟罩专用调节阀60设置在辅助排风阀53与主排风阀52之间，所述钟罩40的排风孔41处外接一根排风管，排风管的尾端对准钟罩专用调节阀60的输入端，所述钟罩专用调节阀60的输出端与排风通道51的内腔连通；所述钟罩专用调节阀60包括圆管状阀体61、与阀体61输入端连接为一体的延长管62、用来调节阀体61内部开度的舌板63，所述舌板63与阀体61之间通过设置转轴64转动连接，所述转轴64的末端安装有位于阀体61外部的把手65，所述阀体61输出端与排风通道51的侧壁之间安装有基板66，所述排风通道51的侧壁设置有与阀体61内腔相连通的第一通孔，所述延长管62的横截面为腰圆形，所述延长管62的下部设置有横截面为弧形的引流板67，所述引流板67安装在延长管62的末端。

首先，通过主排风阀52将钟罩清洗单元22处的废气排放至排风通道51的内部，可根据需要事先调节风量大小；为方便调整风量；所述主排风阀52为百叶阀，如上海深荣阀门有限公司的手动方形百叶阀。

其次，位于上方的辅助排风阀53用来辅助排风，可根据需要调节风量大小。其中，所述辅助排风阀53与常规阀门不同；具体结构为：所述辅助排风阀53包括第一圆盘53，所述第一圆盘53设置有多个第二通孔，所述排风通道51的侧壁设置有与第二通孔呈一一对应的第三通孔，所述第一圆盘53与排风通道51的侧壁转动连接。所述辅助排风阀53的工作原理与进风阀24的通风原理相同，在此不再赘述。

所述钟罩专用调节阀60主要用来排出钟罩40内部的废气，所述钟罩40内的废气通过排风孔41处外接的排风管将废气排放至钟罩专用调节阀60，可根据排风管喷气量大小来调节钟罩专用调节阀60的排风量大小。一方面，由于排风管的尾端对准钟罩专用调节阀60的输入端，即排风管的尾端只是搭在延长管62的上部或引流板67处，是非固定连接，因此，在延长管62与排风管的尾端处，即可以将钟罩40内部的废气依次通过延长管62、阀体61、第一通孔，最终排至排风通道51的内部；另一方面，钟罩40外部的气体（即钟罩清洗单元22处的废气），也可从延长管62与排风管的尾端处排出，如此设计，即可使得钟罩40内、外在排风的时候内、外气压形成动态平衡，从而降低因为内、外气压差较大带来的清洗不良、对钟罩40外壁造成的污染、以及损坏。如果排风管与延长管62之间是硬连接且连通，为保证排风效果，一方面会导致有大量的废水滴会通过钟罩专用调节阀60排至排风通道51，另一方面，为保证排风顺利，排风量以及气压必须要更大，这会进一步导致大量的废水滴会通过钟罩专用调节阀60排至排风通道51，同时，还可能会对钟罩40内壁造成损伤。

从排风管处排出的废水滴，大部分在重力的作用下，下落至引流板67处，在这块汇聚然后被引流板67引流至钟罩清洗单元22的底部，最终可排向指定区域。

通过把手65转动转轴64和舌板63，从而可对钟罩专用调节阀60的开度进行调节，也就可调节流量。

如果延长管62的横截面为圆形，该设置会导致钟罩40在进出钟罩清洗工位20的过程中，造成干涉；一旦操作不当，就会对钟罩40造成损坏。

因此，在同等横截面积的情况下，将所述延长管62的横截面设计为腰圆形，可避免造成干涉。另外，根据使用发现，相对于圆形来说，腰圆形结构，在将排风管搭在引流板67处时，从而方便平衡排风时钟罩40的内外压差。

在同等横截面积的情况下，如果所述延长管62的横截面设计为方形、椭圆形、正六边形，都无法解决干涉以及平衡排风时钟罩40的内外压差的问题。

在一些实施例中，所述钟罩专用调节阀60处的排风量大于所述主排风阀52处的排风量，所述主排风阀52处的排风量大于辅助排风阀53处的排风量。排风量是指排出的风量。

当钟罩专用调节阀60处的排风量为Q_z，所述主排风阀52处的排风量为Q_a，所述辅助排风阀53处的排风量为Q_f，n₁=Q_z/Q_a，n₂=Q_a/Q_f；1.63≤n₁≤1.83，2.13≤n₂≤2.77；n₁、n₂过大，会造成有大量的废水滴从钟罩专用调节阀60和主排风阀52处排出，这易造成污染。n₁、n₂过小，尤其是n₁过小，极易导致会有一部分废水滴飞溅至钟罩40的外壁，从而对钟罩40的外壁造成污损。

实施例7

在本实施例中，如图9所示，所述清洗板32的内部设置有空腔室322，所有喷头321的输入端均与空腔室322连通；所述清洗板32的外部设置有耐酸阀71、水阀72、气阀73，所述耐酸阀71的输出端、水阀72的输出端和气阀73的输出端均与空腔室322连通。

清洗工艺为：喷淋介质的顺序为：稀硝酸（浓度为0.2mol/L，喷淋清洗时间为5min）—纯水（喷淋清洗时间为5min）—浓硝酸（相对于稀硝酸来说，浓度为1mol/L，喷淋清洗时间为5min）—纯水（喷淋清洗时间为5min）—压缩空气（气压为0.7Mpa，冲洗时间为5min），以此为一个周期，一个周期所需时间为25min。

稀硝酸或浓硝酸通过耐酸阀71进入到空腔室322，然后从喷头321处喷出进行喷淋。

纯水通过水阀72进入到空腔室322，然后从喷头321处喷出进行喷淋。

压缩气体通过气阀73进入到空腔室322，然后从喷头321处喷出进行冲洗。

在一个周期的喷淋清洗之后，使用在线式电导率检测仪对引流板67处滴下来汇聚的液体进行监测，当水质符合要求后（如水质在25℃时的电阻率≥0.05MΩ·cm），清洗完成。

本实施例这种清洗方式，所需清洗时间在200min以上。

实施例8

在本实施例中，如图10所示，所述清洗板32的内部设置有横截面为等腰梯形结构的空腔室322，所述空腔室322的上底与下底之间密封设置有柔性隔膜323，所述空腔室322被柔性隔膜323分隔为位于空腔室322的上底与柔性隔膜323之间的功能室3221、位于空腔室322的下底与柔性隔膜323之间的动力室3222，所述功能室3221的容积大于动力室3222的容积，所有喷头321的输入端均与功能室3221连通；所述清洗板32的外部设置有耐酸阀71、水阀72、气阀73，所述耐酸阀71的输出端、水阀72的输出端和气阀73的输出端均与功能室3221连通；所述清洗板32的外部还设置有第一变频水泵74和第二变频水泵75，所述第一变频水泵74的输入端与动力室3222连通，所述第二变频水泵75的输出端与动力室3222连通，所述第一变频水泵74设置在动力室3222的一端，所述第二变频水泵75设置在动力室3222的另一端；所述柔性隔膜323的外侧呈等间距设置有加硬区3231。

其中，梯形中平行的两边叫做梯形的底边，较长的一条底边叫下底，较短的一条底边叫上底。柔性隔膜323采用peek材料、PTFE材料、PA46材料、PA6T材料等制成，加硬区3231优选采用金属薄片，采用胶接的方式与柔性隔膜323固结。

首先，所述第一变频水泵74的输出水压与第二变频水泵75的输出水压之间的水压差为P_s，P_s＞0；第一变频水泵74的工作时间等于第二变频水泵75的工作时间，第二变频水泵75的工作时间为t_g，P_s与t_g之间的函数曲线为波形。

P_s与t_g之间的函数为一次函数时，动力室3222内部的水压不易产生较大幅度的波动，因此也就无法对柔性隔膜323施加有节奏的驱动力。因此，P_s与t_g之间的函数优选为非一次函数，最优选的是P_s与t_g之间的函数曲线为波形结构，例如理想中的正/余弦曲线；由于为波形结构，动力室3222内部的水压会产生较大幅度的波动，波动趋势与波形结构相似，从而对功能室3221内的流体不断有节奏的“锤击”，从而促使喷头321处喷出的流体能够对钟罩40的内壁进行更好的冲洗，从而提高冲洗效果，最终提高冲洗效率。其中，加硬区3231的设置，使得动力室3222内的水压波动更易传递给功能室3221内。

第一变频水泵74和第二变频水泵75优选CX-B系列变频水泵，CX-B系列变频水泵在以变频方式工作时，水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由远传压力表检测供水管内实际水压，实际水压与额定水压（设定水压）经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使实际水压不断向设定压力趋近；因此，在CX-B系列变频水泵达到设定水压之前，其输出的实际水压是不断的波动。当两台CX-B系列变频水泵即使同时使用，其输出的实际水压在同一时刻通常是各不相同的，因此，就会存在水压差。通过不断的调整设定水压，即可控制水压差与时间之间的函数为非一次函数（除一次函数之外的其他函数，如正弦、余弦函数等）。

所述清洗板32的内部设置有横截面为等腰梯形结构的空腔室322，以及柔性隔膜323的设置位置，使得动力室3222内的水压波动传递给功能室3221的过程中，损失更少。

所述功能室3221的容积与动力室3222的容积之比为（9~15）:1；当比值过大时，动力室3222内的水压起伏较为困难，需要更大的水压差才能达到既定目标，从而造成能耗过高；当比值过小时，动力室3222内的水压波动传递给功能室3221的过程中，损失会提高，最终造成喷淋清洗效果变差。因此，功能室3221的容积与动力室3222的容积之比最优为13:1。

在本实施例中，按照实施例7所述的清洗工艺对钟罩40的内壁进行喷淋清洗，所需清洗时间为75min或100min，清洗时间短，清洗效率显著提高。

在本实施例中，采用变频技术配合液压传递技术使得所有的喷头321能够喷出有节奏且起伏状态的喷射流，从而显著提高喷淋清洗效果。通常为达到这种目的，还可采用单个喷头321配合一台变频水泵也可以达到，但是该方法的缺陷是，不但需要使用非常多的变频水泵，且每个喷头321所喷出的流体之间可能存在较大流速、流速差异，从而影响钟罩40内一些区域的清洗效果。其他能提供振动效果的设备，如超声波清洗技术、振动台技术等，设备安装非常麻烦，而且机械振动大，易影响设备稳定性以及钟罩40上下端的密封性。

本实施例采用变频技术配合液压传递技术，设备整体运行很平稳，设备故障率低。

由于喷淋效率低，所需时间短，所使用的清洗液显著降低，更容易节省成本。

实施例9

本实施例与实施例8的唯一区别在于，清洗板32内部的空腔室322横截面为长方形结构。按照实施例7所述的清洗工艺对钟罩40的内壁进行喷淋清洗，所需清洗时间为125min及以上，清洗效率不如实施例8。

实施例10

本实施例与实施例8的唯一区别在于，P_s与t_g之间的函数为一次函数。按照实施例7所述的清洗工艺对钟罩40的内壁进行喷淋清洗，所需清洗时间为175min或200min，清洗效率不如实施例8。

在上述实施例中，所有对钟罩40的内壁进行清洗检测，为保证一致性，都是选用对同一批半导体材料采用相同工艺加工同样的工时所得到的钟罩。

本发明所述立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机即能够对钟罩40相关的配套件以及石英件进行浸泡清洗，还能够对钟罩40的内壁进行喷淋清洗，能够将钟罩40内表面粘附的难处理污垢给清除，清洗效果好，清洗效率高，节省大量的清洗液；浸泡清洗以及喷淋清洗的空间布局合理，占地面积小；钟罩40的进出操作简单方便，不易发生碰损，不同高度钟罩40的清洗都适应，无需更换配件，操作简单、方便。

采用由辅助排风阀53、钟罩专用调节阀60、主排风阀52构成的排风组件来进行排风，使得钟罩40的外壁不易被污染、损伤，延长钟罩40的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，包括通风柜（10）、安装在通风柜（10）一端的钟罩清洗工位（20），其特征在于：所述通风柜（10）的内部设置有浸泡槽（12），所述钟罩清洗工位（20）包括机壳（21），所述机壳（21）的内部设置有多个钟罩清洗单元（22）、与钟罩清洗单元（22）呈一一对应设置的排风单元（50），相邻两个钟罩清洗单元（22）之间安装有隔板（27）；所述钟罩清洗单元（22）包括用来承载钟罩（40）的承载槽（25）、用来对钟罩（40）进行喷淋清洗的活动式喷淋机构（30）、用来将钟罩清洗单元（22）内部废气排放至排风单元（50）的排风组件、用来收集清洗废液的废液收集单元，所述活动式喷淋机构（30）设置在承载槽（25）的上方。

2.根据权利要求1所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述钟罩清洗单元（22）设置有两个，两个钟罩清洗单元（22）呈轴对称设置。

3.根据权利要求1所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述活动式喷淋机构（30）包括喷淋盒组件、用来驱动喷淋盒组件进行升降运动的驱动组件，所述喷淋盒组件包括框体（31）、清洗板（32），所述清洗板（32）固定安装在框体（31）的顶部并构成盒状结构，所述框体（31）的底部设置有与框体（31）内腔相连通的出口（311），所述清洗板（32）的底部安装有多个喷头（321），所述清洗板（32）为中空结构；所述驱动组件包括直线往复驱动装置（33）、安装板（34）、安装在安装板（34）与清洗板（32）之间且用来限定喷淋盒组件上下运动方向的滑轨（35）、安装在直线往复驱动装置（33）往复端的杆端关节轴承（39）、滑板（37）、与滑板（37）呈相对滑动设置的滑套（38），所述杆端关节轴承（39）的杆端与直线往复驱动装置（33）的往复端转动连接，所述杆端关节轴承（39）的轴承端与滑板（37）的中部转动连接，所述滑套（38）的下端与清洗板（32）的顶部固定连接，所述滑套（38）的中部设置有与滑板（37）的边部呈间隙配合的滑槽（381）；所述直线往复驱动装置（33）固定安装在安装板（34）的中部，所述安装板（34）与清洗板（32）之间固定安装有两组圆柱螺旋弹簧（36），两组圆柱螺旋弹簧（36）分别设置在直线往复驱动装置（33）的左右两侧。

4.根据权利要求1所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述承载槽（25）的槽口处设置有环形台阶（252），所述承载槽（25）的槽底处设置有滤孔（251）；所述废液收集单元包括废液收集槽（26），所述滤孔（251）与废液收集槽（26）连通。

5.根据权利要求1所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述排风单元（50）包括设置在隔板（27）一端的排风通道（51）、安装在排风通道（51）顶部的排风阀（54），所述排风阀（54）的输入端与排风通道（51）的内腔连通。

6.根据权利要求5所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述排风组件包括安装在排风通道（51）上部的辅助排风阀（53）、钟罩专用调节阀（60）、安装在排风通道（51）下部的主排风阀（52），所述钟罩专用调节阀（60）设置在辅助排风阀（53）与主排风阀（52）之间，所述钟罩（40）的排风孔（41）处外接一根排风管，排风管的尾端对准钟罩专用调节阀（60）的输入端，所述钟罩专用调节阀（60）的输出端与排风通道（51）的内腔连通；所述钟罩专用调节阀（60）包括圆管状阀体（61）、与阀体（61）输入端连接为一体的延长管（62）、用来调节阀体（61）内部开度的舌板（63），所述舌板（63）与阀体（61）之间通过设置转轴（64）转动连接，所述转轴（64）的末端安装有位于阀体（61）外部的把手（65），所述阀体（61）输出端与排风通道（51）的侧壁之间安装有基板（66），所述排风通道（51）的侧壁设置有与阀体（61）内腔相连通的第一通孔，所述延长管（62）的横截面为腰圆形，所述延长管（62）的下部设置有横截面为弧形的引流板（67），所述引流板（67）安装在延长管（62）的末端。

7.根据权利要求3所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述清洗板（32）的内部设置有空腔室（322），所有喷头（321）的输入端均与空腔室（322）连通；所述清洗板（32）的外部设置有耐酸阀（71）、水阀（72）、气阀（73），所述耐酸阀（71）的输出端、水阀（72）的输出端和气阀（73）的输出端均与空腔室（322）连通。

8.根据权利要求3所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述清洗板（32）的内部设置有横截面为等腰梯形结构的空腔室（322），所述空腔室（322）的上底与下底之间密封设置有柔性隔膜（323），所述空腔室（322）被柔性隔膜（323）分隔为位于空腔室（322）的上底与柔性隔膜（323）之间的功能室（3221）、位于空腔室（322）的下底与柔性隔膜（323）之间的动力室（3222），所述功能室（3221）的容积大于动力室（3222）的容积，所有喷头（321）的输入端均与功能室（3221）连通；所述清洗板（32）的外部设置有耐酸阀（71）、水阀（72）、气阀（73），所述耐酸阀（71）的输出端、水阀（72）的输出端和气阀（73）的输出端均与功能室（3221）连通；所述清洗板（32）的外部还设置有第一变频水泵（74）和第二变频水泵（75），所述第一变频水泵（74）的输入端与动力室（3222）连通，所述第二变频水泵（75）的输出端与动力室（3222）连通，所述第一变频水泵（74）设置在动力室（3222）的一端，所述第二变频水泵（75）设置在动力室（3222）的另一端；所述柔性隔膜（323）的外侧呈等间距设置有加硬区（3231）。

9.根据权利要求8所述的立式半导体外延石英炉管钟罩及石英件清洗机，其特征在于：所述功能室（3221）的容积与动力室（3222）的容积之比为（9~15）:1；所述第一变频水泵（74）的输出水压与第二变频水泵（75）的输出水压之间的水压差为P_s，P_s＞0；第一变频水泵（74）的工作时间等于第二变频水泵（75）的工作时间，第二变频水泵（75）的工作时间为t_g，P_s与t_g之间的函数曲线为波形。

Images