CN115420093A - 石英烘干架及烘干装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了石英烘干架及烘干装置，属于半导体器件加工技术领域，该石英烘干架，包括通过一连接支架固定连接的两个固定支架，所述连接支架与两个所述固定支架之间配合形成一具有开口的容置空间，所述连接支架上设置有至少一个限位机构，所述限位机构与所述连接支架配合用于使一石英件沿其表面延伸方向站立设置于所述容置空间中。通过将石英件站立放置在石英烘干架上，以便于直接转移装有石英件的石英烘干架进行清洗和烘干，加快石英件的周转效率，提高石英件的烘干效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件加工技术领域，特别涉及石英烘干架及烘干装置。
背景技术
石英(QUARTZ)是由二氧化硅组成的矿物，是半导体器件制造领域的重要原材料，石英制品可用于半导体加工全过程。例如，在单片加工设备中，板材被用来制作窗口、气体分布板、喷淋板、晶圆载体和载盘。然而，半导体对杂质含量非常敏感，而半导体制造中不可避免会引入一些颗粒、有机物、金属和氧化物等污染物。为了减少杂质对芯片良率的影响，实际生产中几乎所有制程前后都需要进行频繁地清洗，而且还需要提高单次的清洗效率，例如对石英进行清洗时，常采用HNO3/HF进行清洗，清洗后的石英表面残留的液体，经过PH试纸检测为酸性，也就是说，清洗过的石英表面仍有大量酸性离子，直接接触石英会对人体造成损害，为此在清洗结束后工作人员会用水枪冲洗石英的表面，冲洗掉石英表面的酸性离子后再放入烤箱内烘干后使用。
在半导体技术领域对石英进行烘干时，常采用的烘干机往往具有以下缺点：
业内对石英进行烘干采用的烘干机一般是卧式的，烘干机内部用于盛放石英件的金属板距地面高度只有50cm，操作人员需跪下身子将石英件送入烘干机内，在拿取位于烘干机内部的石英时很不方便，并且烘干机烘干完成后的温度约在100℃～120℃间，这样的设计容易将操作人员烫伤，存在安全隐患；
另外，采用的卧式烘干机其内部空间有限，石英件往往直接平铺叠放在烘干机底部，使得石英件表面直接接触烘干机内部金属托板，石英件表面残留的液体会在烘干过程中流到金属托板上，长时间使用，烘干机内部的不锈钢金属托板表面镀层会被腐蚀破坏，进一步锈蚀金属托板表面，导致金属托板上锈蚀下来的金属粒子会粘在清洗完的石英件上，污染最终的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供石英烘干架及烘干装置，以解决烘干机中难以取放石英以及烘干机易受腐蚀的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供石英烘干架，包括：通过一连接支架固定连接的两个固定支架，所述连接支架与两个所述固定支架之间配合形成一具有开口的容置空间，所述连接支架上设置有至少一个限位机构，所述限位机构与所述连接支架配合用于使一石英件沿其表面延伸方向站立设置于所述容置空间中。
优选地，所述连接支架包括至少一根托架和两根侧边架，所述托架的两端分别与一个所述固定支架的底部固定连接，所述侧边架的两端分别与一个所述固定支架固定连接，所述托架、两根所述侧边架以及两根所述固定支架围合形成所述具有开口的容置空间，其中，所述托架为所述容置空间的底部，两根所述侧边架和两个所述固定支架围合组成所述容置空间的开口。
优选地，所述限位机构包括开设在所述托架上的第一限位卡槽，以及分别开设在所述侧边架上的第二限位卡槽、第三限位卡槽，所述第一限位卡槽、第二限位卡槽和所述第三限位卡槽配合限定一圆形空间，所述石英件用于卡设在所述圆形空间中。
优选地，所述限位机构包括至少两个直径不同的第一类限位机构、第二类限位机构，所述限位机构的直径定义为对应的所述第一限位卡槽、第二限位卡槽和所述第三限位卡槽配合限定的圆形空间的直径。
优选地，所述托架包括第一倾斜段、第一子托架件和第二子托架件，所述第一倾斜段的两端分别与所述第一子托架件和第二子托架件的一端连接，所述第一子托架件、第二子托架件的另一端分别与一个所述固定支架连接；
所述侧边架包括第二倾斜段、第一子边架件和第二子边架件，所述第二倾斜段的两端分别与所述第一子边架件和第二子边架件的一端连接，所述第一子边架件、第二子边架件的另一端分别与一个所述固定支架连接；
所述第一子托架件上的第一限位卡槽和两个所述第一子边架件上对应的第二限位卡槽和第三限位卡槽配合组成所述第一类限位机构；
所述第二子托架件上的第一限位卡槽和两个所述第二子边架件上对应的第二限位卡槽和第三限位卡槽配合组成所述第二类限位机构。
优选地，所述第二限位卡槽和对应的所述第三限位卡槽的内壁中还设置有连接轴，所述连接轴上转动连接有卡齿。
本发明还提供了一种烘干装置，包括：
上述的任一项所述的石英烘干架；
立式架体，所述立式架体的四周和顶部、底部均安装有护板，所述石英烘干架可拆卸安装在所述立式架体中；
设置于所述立式架体顶部空间的热风系统，用以产生吹向所述石英件的热风。
优选地，所述立式架体中固定安装有沥水板，所述石英烘干架可拆卸安装在所述沥水板上，所述沥水板的底部配设有接水板。
优选地，所述热风系统包括设置在所述立式架体顶部的电机、至少一个风扇，所述电机的动力输出端连接有传动机构，所述电机通过所述传动机构驱动所述风扇转动。
优选地，所述风扇的底部设置有加热导丝，所述加热导丝的端部与所述立式架体的内壁固定连接。
在本发明提供的石英烘干架及烘干装置中，通过将石英件竖直摆放在特氟龙材质的石英烘干架上，使得相邻的石英件隔开，不仅便于操作人员摆放和转移石英件，操作人员可以直接清洗放置在石英烘干架上的石英件，然后直接将装有石英件的石英烘干架转移到烘干装置中，加快了石英件流转，还有效避免了由于烘干机内部金属材质与石英件直接接触，对烘干装置带来的腐蚀和对石英件带来的金属污染，更进一步的，在烘干过程中，由于石英件竖直摆放，其表面的清洗液会直接掉落在接水板底部，减少了石英件表面的液体残留量，提高了石英件的烘干效率。
附图说明
图1是本发明提供的烘干装置的正等轴侧方向立体结构示意图；
图2是本发明提供的烘干装置去除前方的护板的内部结构示意图；
图3是本发明提供的烘干装置的顶部热风系统部分的结构示意图；
图4是本发明提供的石英烘干架的结构示意图；
图5是图4中的A处放大结构示意图。
图中：
1、立式架体；2、沥水板；3、接水板；4、护板；5、控制面板；6、热风系统；61、电机；62、传动机构；621、第一级齿轮；622、第二级齿轮；623、第三级齿轮；624、顶板；63、风扇；64、加热导丝；65、滤网；7、石英烘干架；71、固定支架；72、托架；721、第一倾斜段；722、第一限位卡槽；723、第一子托架件；724、第二子托架件；73、侧边架；731、第二倾斜段；732、第一子边架件；733、第二子边架件；734、第二限位卡槽；735、连接轴；736、卡齿；737、凹槽；738、凸齿；8、石英件；9、电源箱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的石英烘干架及烘干装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
发明人研究发现，在烘干石英件时往往平铺叠放在烘干机的内部，这样不仅十分浪费烘干机内部的烘干空间，石英件烘干效率低，而且石英件表面残留液体还会腐蚀烘干机的内壁。
基此，在本发明实的核心思想在于，通过石英烘干架将石英件站立设置在烘干装置的内部，提高烘干效率，加快石英件周转，并配合设置沥水板和接水板来回收储存石英件表面残留液体。
具体的，请参考图4～5，其为本发明提供的石英烘干架的实施例的示意图。如图4所示，一种石英烘干架，包括：通过一连接支架固定连接的两个固定支架71，连接支架与两个固定支架71之间配合形成一具有开口的容置空间，连接支架上设置有至少一个限位机构，限位机构与连接支架71配合用于使一石英件8沿其表面延伸方向站立设置于容置空间中。
本实施例中，通过限位机构对石英件8的外壁进行固定，从而将薄片状的石英件8竖直立起，加快石英件8表面残留的液体流下，增大了石英件8的表面与烘干时气流的接触面积，提高了石英件8的烘干效率，其中，限位机构还可以是夹持装置、限位槽等固定结构，对石英件8的外壁进行固定。
具体的，连接支架包括至少一根托架72和两根侧边架73，托架72的两端分别与一个固定支架71的底部固定连接，侧边架73的两端分别与一个固定支架71固定连接，托架72、两根侧边架73以及两根固定支架71围合形成具有开口的容置空间，其中，托架72为容置空间的底部，两根侧边架73和两个固定支架71围合组成容置空间的开口。
其中，固定支架71可以是矩形状或是三角形状，两个固定支架71远离容置空间的一侧还分别设置有把手，固定支架71的底部还设置有支脚(未标注)，以将固定支架71及其上的托架72、侧边架73托起，避免石英件8接触滴落在沥水板2上的液体，难以完全烘干。侧边架73和托架72均呈条状结构，侧边架73和托架72的两端分别与一个固定支架71连接。
具体的，限位机构包括开设在托架72上的第一限位卡槽722，以及分别开设在侧边架73上的第二限位卡槽734、第三限位卡槽(未标注)，第一限位卡槽722、第二限位卡槽734和第三限位卡槽配合限定一圆形空间，石英件8用于卡设在圆形空间中。其中，第一限位卡槽722、第二限位卡槽734、第三限位卡槽(未标注)均朝向容置空间的内侧设置，以卡合固定石英件8。
一般石英件8的形状为圆形薄片状结构，因此，这里通过设置第一限位卡槽722、第二限位卡槽734和第三限位卡槽来对石英件8进行良好固定，第一限位卡槽722、第二限位卡槽734和第三限位卡槽的开口大小以及深度随石英件8的尺寸设置。
具体的，限位机构包括至少两个直径不同的第一类限位机构、第二类限位机构，限位机构的直径定义为对应的第一限位卡槽722、第二限位卡槽734和第三限位卡槽配合限定的圆形空间的直径。
在一种实施方式中，设置至少两个直径不同的第一类限位机构、第二类限位机构，以将不同直径的石英件8放置在石英烘干架7上，提高石英烘干架7的收纳能力。
具体的，托架72包括第一倾斜段721、第一子托架件723和第二子托架件724，第一倾斜段721的两端分别与第一子托架件723和第二子托架件724的一端连接，第一子托架件723、第二子托架件724的另一端分别与一个固定支架711连接；侧边架73包括第二倾斜段731、第一子边架件732和第二子边架件733，第二倾斜段731的两端分别与第一子边架件732和第二子边架件733的一端连接，第一子边架件732、第二子边架件733的另一端分别与一个固定支架71连接。
第一子托架件723上的第一限位卡槽722和两个第一子边架件732上对应的第二限位卡槽734和第三限位卡槽配合组成第一类限位机构。
第二子托架件724上的第一限位卡槽722和两个第二子边架件733上对应的第二限位卡槽734和第三限位卡槽配合组成第二类限位机构。
通过第一倾斜段721连接两个平行设置的第一子托架件723和第二子托架件724，第二倾斜段731连接两个平行设置的第一子边架件732和第二子边架件733，从而使第一类限位机构、第二类限位机构分别对应固定不同直径的圆形的石英件8。
具体的，第二限位卡槽734和对应的第三限位卡槽的内壁中还设置有连接轴735，连接轴735上转动连接有卡齿736。
在一种实施方式中，如图5所示，第二限位卡槽734和第三限位卡槽的底部通过台阶连接有另一凹槽737，凹槽737使得卡齿736便于在第二限位卡槽734或第三限位卡槽中转动，并减少了石英件8和侧边架73的接触面积，减少腐蚀。其中，卡齿736为上小下大的楔形状结构，且朝向容置空间的一侧为弧形面，卡齿736可以为具有弹性且耐腐蚀的材质制成，当石英件8落入容置空间时，卡齿736挤压石英件8的边缘进行缓冲和固定，避免在进行烘干时的气流扰动致使石英件8边缘碎裂，更进一步的，在卡齿736朝向容置空间一侧的弧形面上可以开设防滑的纹路。或者，在第二限位卡槽734、第三限位卡槽的开口处两侧设置凸齿738，对石英件8的侧壁进行固定，降低烘干时气流对石英件8扰动。
其中，由于石英件8上清洗残留的液体含有氢氟酸、硝酸等酸性液体，故石英烘干架7整体均采用耐腐蚀的特氟龙材质制成，避免烘干架整体被腐蚀。
请参考图1～3，本发明还提供了一种烘干装置，包括：上述的任一项的石英烘干架7；
立式架体1，立式架体1的四周和顶部、底部均安装有护板4，石英烘干架7可拆卸安装在立式架体1中；
设置于立式架体1顶部空间的热风系统6，用以产生吹向石英件8的热风。
在一种实施方式中，如图1，立式架体1具有朝向前方的开口，开口处可装有能够打开关闭的保护门(未图示)，以取放石英件8和石英烘干架7，立式架体1使存放石英件8的烘干空间距离地面有一定的距离，例如将沥水板2放置在距离地面80cm～120cm处，方便操作人员在佩戴防酸用具的情况下将石英件8放入烘干机内，例如立式架体1的整体高度为2000mm，而长和宽分别为1500mm、1000mm。
如图2所示，位于立式架体1前方的护板4上设置有控制面板5，控制面板5上依次设置有风扇启动按钮、加热启动按钮、暂停按钮，通过风扇启动按钮控制风扇63的启停，加热启动按钮控制加热导丝64的通断，暂停按钮控制风扇63和加热导丝64的启停，接水板3的底部还设置有给整个装置供电的电源箱9，电源箱9固定安装在立式架体1中。
具体的，立式架体1中固定安装有沥水板2，石英烘干架7可拆卸安装在沥水板2上，沥水板2的底部配设有接水板3。
因此，石英烘干架7可以直接放置在沥水板2上，沥水板2下面对应设置的接水板3，烘干时的热风吹向石英件8的表面时，石英件8表面的液体会透过沥水板2滴落在接水板3上，防止液体溅射到操作人员身上。
此外，由于石英烘干架7可拆卸安装在沥水板2上，在使用时，可以将石英件8放置在石英烘干架7上，直接进行清洗，通过石英烘干架7将每个石英件8隔开，清洗槽里的酸液能够充分浸泡到每一个待洗的石英件8，增大酸液与待洗件的接触面积，清洗平时难以清洗的死角，做到全方位清洁。另外在清洗完成后，直接将石英烘干架7转移进烘干装置的沥水板2上，减少烘干时取放时间，加快石英件8的流转，石英件8通过石英烘干架7转移可以有效避免碰撞带来的损坏，大大提升物料的使用寿命。制造沥水板2、接水板3的材质同样为耐腐蚀的特氟龙材质。
具体的，热风系统6包括设置在立式架体1顶部的电机61、至少一个风扇63，电机61的动力输出端连接有传动机构62，电机61通过传动机构62驱动风扇63转动，使风扇63产生吹向石英件8的气流。
在一种实施方式中，如图3所示，传动机构62包括第一级齿轮621、第二级齿轮622和第三级齿轮623，电机61的输出端具有锥状齿轮(未标注)，锥状齿轮啮合有第一级齿轮621，第一级齿轮621同轴连接有另一第一级齿轮621，另一第一级齿轮621通过啮合的第二级齿轮622带动第三级齿轮623转动。第三级齿轮623的轴心处安装有驱动轴(未标注)，驱动轴贯穿固定安装在立式架体1中的顶板624，并与风扇63连接，以带动风扇63转动，产生吹向石英件8的气流。当电机61通电启动时，经过锥状齿轮输出扭矩带动第一级齿轮621逆时针旋转，与第一级齿轮621同轴的另一第一级齿轮621带动啮合的第二级齿轮622顺时针旋转，第二级齿轮622与第三级齿轮623啮合，第三级齿轮623逆时针旋转。第三级齿轮623通过驱动轴带动风扇63逆时针旋转，风扇63的叶片旋转使空气定向移动产生向下的气流。
具体的，风扇63的底部设置有加热导丝64，加热导丝64的端部与立式架体1的内壁固定连接。
如图2～3所示，在风扇63的底部设置若干交错的加热导丝64来对风扇63吹出的气流进行加热，加热导丝64的底部还设置有滤网65，用以遮蔽加热导丝64和风扇63。
在进行烘干的进程中，风扇63的叶片旋转产生的向下的气流，同时加热导丝64通电升温至150℃使气流温度上升，变成70～85℃的热风，形成的热风经过滤网65吹在石英件8的表面，利用热对流的方式使石英件8表面的水分快速蒸发，达到快速烘干的效果。
正如下表1所示的，旧有的烘干装置(旧模式)和本发明提供的烘干架、烘干装置(新模式)烘干时间和存取时间的对比表格，由表1可得出通过本申请提出技术方案可以大大缩短单个石英件8的烘干时间以及取放时间。旧模式下所有型号的石英件8均可放平铺在烘干装置内烘干，平均烘干时长为2～3小时，烘干效率低，新模式烘干一个石英件8所需的时间为30～120s(具体时长根据石英件8的大小决定)，大大缩短了烘干时长和存取石英件8所耗费的时间。
| 单个件烘干时间/min | 单个件存取时间/s | |
| 旧模式 | 120 | 60 |
| 新模式 | 1 | 5 |
表1
综上可见，在本发明实施例提供的石英烘干架及烘干装置中，通过将石英件站立放置在石英烘干架上，以便于直接转移装有石英件的石英烘干架进行清洗和烘干，加快石英件的周转效率，提高石英件的烘干效率。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种石英烘干架，其特征在于，包括：通过一连接支架固定连接的两个固定支架，所述连接支架与两个所述固定支架之间配合形成一具有开口的容置空间，所述连接支架上设置有至少一个限位机构，所述限位机构与所述连接支架配合用于使一石英件沿其表面延伸方向站立设置于所述容置空间中。
2.如权利要求1所述的石英烘干架，其特征在于，所述连接支架包括至少一根托架和两根侧边架，所述托架的两端分别与一个所述固定支架的底部固定连接，所述侧边架的两端分别与一个所述固定支架固定连接，所述托架、两根所述侧边架以及两根所述固定支架围合形成所述具有开口的容置空间，其中，所述托架为所述容置空间的底部，两根所述侧边架和两个所述固定支架围合组成所述容置空间的开口。
3.如权利要求2所述的石英烘干架，其特征在于，所述限位机构包括开设在所述托架上的第一限位卡槽，以及分别开设在所述侧边架上的第二限位卡槽、第三限位卡槽，所述第一限位卡槽、第二限位卡槽和所述第三限位卡槽配合限定一圆形空间，所述石英件用于卡设在所述圆形空间中。
4.如权利要求3所述的石英烘干架，其特征在于，所述限位机构包括至少两个直径不同的第一类限位机构、第二类限位机构，所述限位机构的直径定义为对应的所述第一限位卡槽、第二限位卡槽和所述第三限位卡槽配合限定的圆形空间的直径。
5.如权利要求4所述的石英烘干架，其特征在于，所述托架包括第一倾斜段、第一子托架件和第二子托架件，所述第一倾斜段的两端分别与所述第一子托架件和第二子托架件的一端连接，所述第一子托架件、第二子托架件的另一端分别与一个所述固定支架连接；
所述侧边架包括第二倾斜段、第一子边架件和第二子边架件，所述第二倾斜段的两端分别与所述第一子边架件和第二子边架件的一端连接，所述第一子边架件、第二子边架件的另一端分别与一个所述固定支架连接；
所述第一子托架件上的第一限位卡槽和两个所述第一子边架件上对应的第二限位卡槽和第三限位卡槽配合组成所述第一类限位机构；
所述第二子托架件上的第一限位卡槽和两个所述第二子边架件上对应的第二限位卡槽和第三限位卡槽配合组成所述第二类限位机构。
6.如权利要求5所述的石英烘干架，其特征在于，所述第二限位卡槽和对应的所述第三限位卡槽的内壁中还设置有连接轴，所述连接轴上转动连接有卡齿。
7.一种烘干装置，其特征在于，包括：
如权利要求1～6中任一项所述的石英烘干架；
立式架体，所述立式架体的四周和顶部、底部均安装有护板，所述石英烘干架可拆卸安装在所述立式架体中；
设置于所述立式架体顶部空间的热风系统，用以产生吹向所述石英件的热风。
8.如权利要求7所述的烘干装置，其特征在于，所述立式架体中固定安装有沥水板，所述石英烘干架可拆卸安装在所述沥水板上，所述沥水板的底部配设有接水板。
9.如权利要求7所述的烘干装置，其特征在于，所述热风系统包括设置在所述立式架体顶部的电机、至少一个风扇，所述电机的动力输出端连接有传动机构，所述电机通过所述传动机构驱动所述风扇转动。
10.如权利要求9所述的烘干装置，其特征在于，所述风扇的底部设置有加热导丝，所述加热导丝的端部与所述立式架体的内壁固定连接。
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|---|---|---|---|
| CN202211058139.2A CN115420093A (zh) | 2022-08-31 | 2022-08-31 | 石英烘干架及烘干装置 |
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| CN115420093A true CN115420093A (zh) | 2022-12-02 |
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