CN113500070A - 石英管清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石英管清洗装置及清洗方法，该石英管清洗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，以及驱动装置；清洗罩的顶部设置第一喷嘴，清洗罩的侧壁竖直设置若干第二喷嘴，承载台垂直设置内喷管，内喷管位于承载台上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴；底座嵌设回旋密封装置，内喷管沿垂直方向连续贯穿承载台与回旋密封装置；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。通过申请，实现了对各种尺寸的石英管进行高效清洗作业，能够满足不同直径石英管清洗的需求，简化了石英管清洗装置的结构并提高了使用寿命，避免了石英管在清洗过程中造成损坏。

Description

石英管清洗装置及清洗方法

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装置及清洗方法。

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装置及基于该石英管清洗装置对石英管执行清洗作业的方法，用以解决现有技术中的石英管清洗装置所存在的诸多缺陷，尤其是为了实现对各种尺寸的石英管进行高效清洗作业，节约去离子水等清洗剂的使用量，简化石英管清洗装置的结构并提高石英管清洗装置的使用寿命，并避免石英管在清洗过程中造成损坏。

为实现上述目的之一，本发明提供了一种石英管清洗装置，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，以及驱动装置；

所述清洗罩的顶部设置第一喷嘴，所述清洗罩的侧壁竖直设置若干第二喷嘴，所述承载台垂直设置内喷管，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；所述底座嵌设回旋密封装置，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，所述内喷管位于承载台上方的顶部和侧部设置若干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；

所述石英管清洗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，还包括上下平行布置的上安装板与下安装板，所述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。

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。

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。

作为本发明的进一步改进，所述驱动装置包括：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。

作为本发明的进一步改进，所述清洗罩的内壁设置气孔，以及横向遮蔽气孔的挡板；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***转接筒并套设所述从动轮的内套筒，以及固定于圆台底部的轴承座；

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***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。

作为本发明的进一步改进，所述回旋密封装置还包括：设置于所述承载台上方并围合所述内喷管的第二密封圈及压合所述第二密封圈的锁紧环。

作为本发明的进一步改进，所述承载台的底部整体嵌入自上而下贴合设置的第一缓冲环、第二缓冲环及刚性底板，所述刚性底板与转接筒固定连接。

基于相同发明目的，本申请还揭示了一种石英管清洗方法，

采用如上述任一项发明创造所揭示的石英管清洗装置对呈倒置状态的石英管依次执行清洗与干燥处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

首先，在本申请中，清洗罩的顶部设置第一喷嘴，清洗罩的侧壁竖直设置若干第二喷嘴，承载台垂直设置内喷管，内喷管位于承载台上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴，石英管在清洗及干燥过程中以竖直姿态在承载台上作旋转运动，且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，从而实现了对各种尺寸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，并能够满足不同直径石英管清洗的需求；其次，通过本申请中的回旋密封装置，简化了石英管清洗装置的结构并提高石英管清洗装置的使用寿命，并避免了石英管在清洗过程中造成损坏。

附图说明

图1为本发明石英管清洗装置的立体图；

图2为本发明石英管清洗装置的主视图；

图3为沿图2中A-A向的剖视图；

图4为清洗罩与位于清洗罩底部的驱动装置沿垂直方向立体***图；

图5为图3中虚线框B处的局部防大图；

图6为清洗罩与位于清洗罩底部的驱动装置沿垂直方向主视***图；

图7为位于清洗罩内并用于承载石英管的承载台的主视图；

图8为底座嵌入设置于上安装板的局部示意图；

图9为图3中虚线框D处的局部防大图；

图10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。

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。

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。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”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技术方案和简化描述，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技术方案的限制。

实施例一：

参图1至图10所示出的本发明一种石英管清洗装置100的一种具体实施方式。该石英管清洗装置100对呈竖直姿态且具一端敞口或者两端敞口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所使用的化学气相沉积（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中普遍使用的仅在一端具敞口结构的钟罩式石英管的清洗及干燥处理。

结合图8与图9所示，在本实施例中，该石英管清洗装置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，以及驱动装置。清洗罩20与底座60可沿垂直方向纵向（沿图4中轴C所示出的方向）分离，由此不仅便于该石英管清洗装置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。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。

结合图1至图3所示，石英管清洗装置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***（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），以将该石英管清洗装置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整体承载驱动装置。

为便于描述本实施例方案，申请人以图2示出的视角为该石英管清洗装置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。

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***于石英管清洗装置100的后端，并用于为整个石英管清洗装置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3所示，在本实施例中，清洗罩20的顶部设置第一喷嘴205，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。驱动装置驱动承载台21旋转，内喷管45在承载台21旋转过程中保持静止。第一喷嘴205喷射去离子水或者氮气（或者异丙醇（IPA）蒸气），以对石英管50的圆弧形顶部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的外侧壁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C所在方向的长度予以替换和/或调节。图3中第一喷嘴205、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3与图4所示，该驱动装置包括：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。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。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。

结合图3与图7所示，清洗罩20的内壁设置气孔351，以及横向遮蔽气孔351的挡板35。具体的，在本实施例中，远离清洗罩20位于其活动打开或者闭合的开口的对向方向（即靠近护板104）的圆弧形内壁面横向设置带折弯部的挡板35，以防止液体从气孔351处流入管道36内。气孔351将在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中虚线箭头E所示出的方向从抽排接口31，32排出；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。

参图4与图5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***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***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，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C同轴设置的圆心位置开设供内喷管45垂直***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。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C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***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。

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10所示，该石英管清洗装置100还包括连接第一喷嘴205、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205、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***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205、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3、图4及图6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英寸晶圆所使用的石英管的内径相等，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接触。

申请人指出图6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***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、外壁面及圆弧形顶部造成任何的划伤，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4所示，清洗罩20整体呈圆柱形，其底部具敞口291且顶部封闭。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。具体的，清洗罩20包括圆形顶板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***（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，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5与图9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装置100。当清洗罩20与底座60沿轴C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5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的底部整体嵌入自上而下贴合设置的第一缓冲环22、第二缓冲环23及刚性底板28，刚性底板28与转接筒24固定连接。第一缓冲环22、第二缓冲环23可采用聚氨酯、硅胶等具弹性且耐酸碱腐蚀等耐候性良好的弹性材料制成，以降低石英管50在装载、旋转、卸载过程中的震动，并客观上有利于确保石英管50位于承载台21上转动过程中的平稳性。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整体包裹第一缓冲环22、第二缓冲环23及刚性底板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、第一缓冲环22、第二缓冲环23及刚性底板28的装配。

在本实施例中，清洗罩20的顶部设置第一喷嘴205，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，简化了石英管清洗装置的结构并提高了石英管清洗装置的使用寿命，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。

实施例二：

基于实施例一所揭示的石英管清洗装置所含技术方案，本实施例揭示了一种基于实施例一所示出的石英管清洗装置的一种石英管清洗方法。该石英管清洗方法采用如实施例一所述的石英管清洗装置100对呈倒置状态的石英管依次执行清洗与干燥处理。

具体的，在本实施例中，石英管50呈倒置状态嵌置于承载台21上，第一喷嘴205、第二喷嘴206及第三喷嘴208可同时喷射去离子水（DIW）或者含有清洗剂的去离子水，石英管50在承载台21的驱动下可以5~10圈/分钟的转速以竖直姿态缓慢旋转，并执行清洗处理5~10分钟。当清洗处理结束后，在切换装置91的控制下切换至气体供应方式，以通过第一喷嘴205、第二喷嘴206及第三喷嘴208向石英管50的顶部（含顶部外壁面与顶部内壁面）、外侧壁及内侧壁喷射氮气（或者异丙醇（IPA）蒸气），以实现对石英管50的整体干燥处理。

本实施例与实施例一中具有相同部分的技术方案，请参实施例一所示，在此不再赘述。

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。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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 (13)

1.一种石英管清洗装置，其特征在于，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），以及驱动装置；

所述清洗罩（20）的顶部设置第一喷嘴（205），所述清洗罩的侧壁竖直设置若干第二喷嘴（206），所述承载台（21）垂直设置内喷管（45），所述内喷管（45）位于承载台（21）上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴（208）；所述底座（60）嵌设回旋密封装置，所述内喷管（45）沿垂直方向连续贯穿承载台（21）与回旋密封装置；所述驱动装置驱动承载台（21）旋转，所述内喷管（45）在承载台（21）旋转过程中保持静止。

2.根据权利要求1所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述承载台（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，所述定位凸台的边缘处形成若干缺口。

3.根据权利要求1所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述内喷管（45）位于承载台（21）上方的顶部和侧部设置若干第三喷嘴（208）喷射形成与石英管内部腔体适配的圆柱状喷射束流；

所述石英管清洗装置还包括连接第一喷嘴（205）、第二喷嘴（206）及内喷管（45）的切换装置（91），所述切换装置连接清洗液储存装置（92）及气源（93），以通过所述切换装置（91）控制所述第一喷嘴（205）、第二喷嘴（206）及第三喷嘴（208）喷射清洗液和/或气体。

4.根据权利要求1所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述底座（60）的边缘形成收容清洗罩底部敞口边缘的收容槽（62），清洗罩（20）倒扣于所述收容槽（62）中；所述清洗罩（20）的环形侧壁（201）形成侧向开口，所述清洗罩（20）设置活动打开或者闭合所述侧向开口的滑动盖板（202）。

5.根据权利要求4所述的石英管清洗装置，其特征在于，还包括上下平行布置的上安装板（102）与下安装板（101），所述驱动装置设置于下安装板（101）上，所述底座（60）嵌入设置于所述上安装板（102）；

所述底座（60）包括底板（600），自底板（600）环形布置并向上设置的内环壁（601），所述内环壁（601）径向向外且水平延伸形成底壁（602），所述底壁（602）的外侧形成垂直环形围合所述底壁（602）的外环壁（604），所述收容槽（62）由内环壁（601）、底壁（602）及外环壁（604）围合形成。

6.根据权利要求5所述石英管清洗装置，其特征在于，所述外环壁（604）沿垂直方向延伸以形成上外环壁（614）与下外环壁（624），所述上安装板（102）横向抵靠于所述内环壁（601）的外壁并向上凸伸形成与所述下外环壁（624）卡持的环形肋板（112）；所述上外环壁（614）沿垂直方向上的高度高于所述内环壁（601）的顶部边缘，所述内环壁（601）靠近底板（600）的底部设置若干排水孔（65）。

7.根据权利要求5所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述内环壁（601）的顶部开设若干第一缺口（631），所述清洗罩（20）的底部开设若干第二缺口（221），以通过所述第一缺口（631）与所述第二缺口（221）建立空气流通通道。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述驱动装置包括：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）；所述内喷管（45）沿垂直方向的上下两端部分别凸伸出所述承载台（21）与从动轮（44）。

9.根据权利要求8所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述清洗罩（20）的内壁设置气孔（351），以及横向遮蔽气孔的挡板（35）；所述底板（600）向上凸设一圆台（605），所述承载台（21）设置于所述圆台（605）上方，所述承载台（21）的直径大于所述圆台（605）的直径。

10.根据权利要求9所述的石英管清洗装置，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（21）的转接筒（24），设置于圆台（605）上方隔水环（25），垂直纵向***转接筒（24）并套设所述从动轮（44）的内套筒（47），以及固定于圆台（605）底部的轴承座（48）；

所述内套筒（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***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）的底部末端套设所述从动轮（44）；所述环形凸肋（471）与轴承座（48）之间设置若干轴承（481）；所述隔水环（25）面向圆台（605）的端面嵌设若干第一密封圈（251）。

11.根据权利要求10所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述回旋密封装置还包括：设置于所述承载台（21）上方并围合所述内喷管（45）的第二密封圈（26）及压合所述第二密封圈（26）的锁紧环（27）。

12.根据权利要求10所述的石英管清洗装置，其特征在于，所述承载台（21）的底部整体嵌入自上而下贴合设置的第一缓冲环（22）、第二缓冲环（23）及刚性底板（28），所述刚性底板（28）与转接筒（24）固定连接。

13.一种石英管清洗方法，其特征在于，

采用如权利要求1至12中任一项所述的石英管清洗装置对呈倒置状态的石英管依次执行清洗与干燥处理。

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