清洗后用于放置大直径石英管的装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及硅片加工技术领域，具体涉及一种清洗后用于放置大直径石英管的装置及其控制方法。


背景技术：

2.硅片扩散工艺是将硅片放入高温扩散炉中，通以氮气、氧气和pocl3等气体，在高温下发生化学反应并扩散后在硅片 表面形成pn结。具体地说，先将硅片插在石英舟上，然后将石英舟放入高温扩散炉或扩散石英管，通入含有扩散源的气体，在高温条件下扩散 源与硅片发生反应，实现扩散过程从而形成pn结。
3.中国专利《一种石英管清洗装置》，申请号为：201820984734.1，公开了包括供水系统和清洗机体，所述的清洗机体的底部设置水槽，在水槽上方设置了若干的石英管清洗器，并且在石英管清洗器的上方设置了向下喷淋的顶喷头，所述的石英管清洗器包括向上方延伸出的清洗管和连接在清洗管上的清洗管喷头，所述的供水系统向石英管清洗器、顶喷头供给清洗水，待清洗的石英管口部朝下挂接在石英管清洗器的清洗管上。
4.石英管又叫炉芯管，目前使用的尺寸为直径500mm，长度1320mm。石英管常规清洗后，目前采用放置保管柜静置并呈角度20
°
方式躺着沥干，存在微观水渍残留管体内部，虽整体环境有隔离并通入氮气，但是存在颗粒超规和金属逆污染风险。


技术实现要素：

5.本发明主要解决现有技术中存在的不足，提供了一种清洗后用于放置大直径石英管的装置及其控制方法，利用物理重力原理达到水渍流尽，从而无法残留管内。保持清洗后的干燥和洁净，利用分子运动使得高纯度氮气经过均热充入管体内部达到恒定压差并保持温度均热。
6.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种清洗后用于放置大直径石英管的装置，包括石英管、石英管清洗机构和石英管干燥放置机构，所述的石英管干燥放置机构包括干燥放置柜，所述的干燥放置柜下部设有支撑旋转托盘架，所述的支撑旋转托盘架包括旋转托盘，所述的旋转托盘上端设有若干呈环形分布的单管干燥架，所述的旋转托盘上设有总氮气管。所述的单管干燥架包括加热托盘，所述的加热托盘上设有漏液孔，所述的加热托盘上端设有与石英管相插接式支撑的顶柱，所述的加热托盘下端与旋转托盘间设有与加热托盘呈一体化且与旋转托盘相垂直式活动插嵌连接固定的插柱，所述的加热托盘两端设有与石英管相弹性压接的限位组件。
7.作为优选，所述的限位组件包括一对与加热托盘两侧呈一体化焊接的限位座，所述的限位座与石英管间设有弹簧，所述的弹簧与石英管间设有与弹簧相固定且与石英管贴合压接的弧面压板。
8.作为优选，所述的插柱侧边设有与总氮气管相连通的氮气加热器，所述的氮气加热器与加热托盘间设有与石英管相连通的氮气管，所述的干燥放置柜上端设有排气阀。
9.作为优选，所述的旋转托盘外侧与干燥放置柜间设有与旋转托盘相轴承式套接固定的沥水环槽，所述的旋转托盘下端设有旋转电机，所述的旋转电机与旋转托盘间设有旋转轴。
10.作为优选，所述的石英管清洗机构包括清洗槽体，所述的清洗槽体下部设有用于搁置石英管的格栅隔板，所述的清洗槽体一侧上端设有延伸至清洗槽体下部的进气管，所述的清洗槽体另一侧上端设有延伸至清洗槽体下部的温度检测控制器，所述的清洗槽体下端设有排液阀。
11.作为优选，所述的清洗槽体下部一侧与清洗槽体上部另一侧间设有循环管，所述的循环管上一侧设有循环泵和过滤器。
12.作为优选，所述的进气管前端设有氮气源，所述的进气管上设有与进气管相连通的氮气微压检测器，所述的氮气微压检测器与氮气源间设有与进气管相法兰式连通的单向阀。
13.清洗后用于放置大直径石英管的装置的控制方法，包括如下操作步骤：第一步：将石英管放置到清洗槽体的格栅隔板上，通过清洗槽体内的清洗液对石英管上的颗粒附着物进行清洗，清洗液清洗的同时通过进气管输送氮气进行颗粒附着物的脱离。
14.第二步：清洗干净的石英管放置到支撑旋转托盘架上的单管干燥架进行搁置。
15.第三步：石英管放置好后，关上干燥放置柜，旋转电机带动旋转轴驱动旋转托盘实现离心沥水的过程，同时总氮气管经过氮气加热器加热后的氮气通过氮气管完成对石英管内外干燥的作用，氮气经过均热充入管体内部达到压差3.5kpa并保持温度均热65
°
。
16.第四步：完成干燥后，等待备用，需要使用时，干燥放置柜打开取出。
17.作为优选，插柱采用90
°
旋转式结构，放置时插柱旋转90度，使得顶柱与地面平行，同时顶柱的中心高与炉芯管同高度，使得小车平推完成炉芯管与单管干燥架的放置，接着驱动插柱摆动90度，使得顶柱与旋转托盘垂直，利用物理重力原理达到水渍流尽，从而无法残留管内；取用时，则插柱旋转90度，使得顶柱与地面平行，使得小车平推完成炉芯管取用过程。
18.作为优选，清洗液采用循环管、循环泵和过滤器实现去杂质后回用的作用，当需要更换清洗液后通过排液阀打开实现排液过程；清洗液hf由厂务cds供给，使用流量计控制药液配比量，设备内部药液管路安装单向阀，以防止药液倒灌至主管同时供给清洗液hf在清洗槽体上方进液，防止药液污染。
19.本发明能够达到如下效果：本发明提供了一种清洗后用于放置大直径石英管的装置及其控制方法，与现有技术相比较，利用物理重力原理达到水渍流尽，从而无法残留管内。保持清洗后的干燥和洁净，利用分子运动使得高纯度氮气经过均热充入管体内部达到恒定压差并保持温度均热。
附图说明
20.图1是本发明的石英管清洗机构的结构示意图。
21.图2是本发明的石英管干燥放置机构的结构示意图。
22.图3是本发明的支撑旋转托盘架的结构示意图。
23.图4是本发明的单管干燥架的结构示意图。
24.图中：氮气源1，单向阀2，氮气微压检测器3，进气管4，清洗槽体5，温度检测控制器6，石英管7，格栅隔板8，排液阀9，循环管10，循环泵11，过滤器12，干燥放置柜13，排气阀14，支撑旋转托盘架15，旋转轴16，旋转电机17，沥水环槽18，旋转托盘19，限位组件20，加热托盘21，总氮气管22，顶柱23，限位座24，弧面压板25，弹簧26，氮气管27，氮气加热器28，插柱29。
具体实施方式
25.下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
26.实施例：如图1-4所示，一种清洗后用于放置大直径石英管的装置，包括石英管7、石英管清洗机构和石英管干燥放置机构，石英管干燥放置机构包括干燥放置柜13，干燥放置柜13下部设有支撑旋转托盘架15，支撑旋转托盘架15包括旋转托盘19，旋转托盘19外侧与干燥放置柜13间设有与旋转托盘19相轴承式套接固定的沥水环槽18，旋转托盘19下端设有旋转电机17，旋转电机17与旋转托盘19间设有旋转轴16。旋转托盘19上端设有4个呈环形分布的单管干燥架，旋转托盘19上设有总氮气管22。
27.石英管清洗机构包括清洗槽体5，清洗槽体5下部设有用于搁置石英管7的格栅隔板8，清洗槽体5一侧上端设有延伸至清洗槽体5下部的进气管4，进气管4前端设有氮气源1，进气管4上设有与进气管4相连通的氮气微压检测器3，氮气微压检测器3与氮气源1间设有与进气管4相法兰式连通的单向阀2。清洗槽体5另一侧上端设有延伸至清洗槽体5下部的温度检测控制器6，清洗槽体5下端设有排液阀9。清洗槽体5下部一侧与清洗槽体5上部另一侧间设有循环管10，循环管10上一侧设有循环泵11和过滤器12。
28.单管干燥架包括加热托盘21，加热托盘21上设有漏液孔，加热托盘21上端设有与石英管7相插接式支撑的顶柱23，加热托盘21下端与旋转托盘19间设有与加热托盘21呈一体化且与旋转托盘19相垂直式活动插嵌连接固定的插柱29，插柱29侧边设有与总氮气管22相连通的氮气加热器28，氮气加热器28与加热托盘21间设有与石英管7相连通的氮气管27，干燥放置柜13上端设有排气阀14。加热托盘21两端设有与石英管7相弹性压接的限位组件20，限位组件20包括一对与加热托盘21两侧呈一体化焊接的限位座24，限位座24与石英管7间设有弹簧26，弹簧26与石英管7间设有与弹簧26相固定且与石英管7贴合压接的弧面压板25。
29.清洗后用于放置大直径石英管的装置的控制方法，包括如下操作步骤：第一步：将石英管7放置到清洗槽体5的格栅隔板8上，通过清洗槽体5内的清洗液对石英管7上的颗粒附着物进行清洗，清洗液清洗的同时通过进气管4输送氮气进行颗粒附着物的脱离。
30.清洗液采用循环管10、循环泵11和过滤器12实现去杂质后回用的作用，当需要更换清洗液后通过排液阀9打开实现排液过程；清洗液hf由厂务cds供给，使用流量计控制药液配比量，设备内部药液管路安装单向阀，以防止药液倒灌至主管同时供给清洗液hf在清洗槽体5上方进液，防止药液污染。
31.第二步：清洗干净的石英管7放置到支撑旋转托盘架15上的单管干燥架进行搁置。
32.插柱29采用90
°
旋转式结构，放置时插柱29旋转90度，使得顶柱23与地面平行，同
时顶柱23的中心高与炉芯管同高度，使得小车平推完成炉芯管与单管干燥架的放置，接着驱动插柱29摆动90度，使得顶柱23与旋转托盘19垂直，利用物理重力原理达到水渍流尽，从而无法残留管内；取用时，则插柱29旋转90度，使得顶柱23与地面平行，使得小车平推完成炉芯管取用过程。
33.第三步：石英管7放置好后，关上干燥放置柜13，旋转电机17带动旋转轴16驱动旋转托盘19实现离心沥水的过程，同时总氮气管22经过氮气加热器28加热后的氮气通过氮气管27完成对石英管7内外干燥的作用，氮气经过均热充入管体内部达到压差3.5kpa并保持温度均热65
°
。
34.第四步：完成干燥后，等待备用，需要使用时，干燥放置柜13打开取出。
35.综上所述，该清洗后用于放置大直径石英管的装置及其控制方法，利用物理重力原理达到水渍流尽，从而无法残留管内。保持清洗后的干燥和洁净，利用分子运动使得高纯度氮气经过均热充入管体内部达到恒定压差并保持温度均热。
36.以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

技术特征：
1.一种清洗后用于放置大直径石英管的装置，其特征在于：包括石英管（7）、石英管清洗机构和石英管干燥放置机构，所述的石英管干燥放置机构包括干燥放置柜（13），所述的干燥放置柜（13）下部设有支撑旋转托盘架（15），所述的支撑旋转托盘架（15）包括旋转托盘（19），所述的旋转托盘（19）上端设有若干呈环形分布的单管干燥架，所述的旋转托盘（19）上设有总氮气管（22）；所述的单管干燥架包括加热托盘（21），所述的加热托盘（21）上设有漏液孔，所述的加热托盘（21）上端设有与石英管（7）相插接式支撑的顶柱（23），所述的加热托盘（21）下端与旋转托盘（19）间设有与加热托盘（21）呈一体化且与旋转托盘（19）相垂直式活动插嵌连接固定的插柱（29），所述的加热托盘（21）两端设有与石英管（7）相弹性压接的限位组件（20）。2.根据权利要求1所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置，其特征在于：所述的限位组件（20）包括一对与加热托盘（21）两侧呈一体化焊接的限位座（24），所述的限位座（24）与石英管（7）间设有弹簧（26），所述的弹簧（26）与石英管（7）间设有与弹簧（26）相固定且与石英管（7）贴合压接的弧面压板（25）。3.根据权利要求2所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置，其特征在于：所述的插柱（29）侧边设有与总氮气管（22）相连通的氮气加热器（28），所述的氮气加热器（28）与加热托盘（21）间设有与石英管（7）相连通的氮气管（27），所述的干燥放置柜（13）上端设有排气阀（14）。4.根据权利要求3所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置，其特征在于：所述的旋转托盘（19）外侧与干燥放置柜（13）间设有与旋转托盘（19）相轴承式套接固定的沥水环槽（18），所述的旋转托盘（19）下端设有旋转电机（17），所述的旋转电机（17）与旋转托盘（19）间设有旋转轴（16）。5.根据权利要求4所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置，其特征在于：所述的石英管清洗机构包括清洗槽体（5），所述的清洗槽体（5）下部设有用于搁置石英管（7）的格栅隔板（8），所述的清洗槽体（5）一侧上端设有延伸至清洗槽体（5）下部的进气管（4），所述的清洗槽体（5）另一侧上端设有延伸至清洗槽体（5）下部的温度检测控制器（6），所述的清洗槽体（5）下端设有排液阀（9）。6.根据权利要求5所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置，其特征在于：所述的清洗槽体（5）下部一侧与清洗槽体（5）上部另一侧间设有循环管（10），所述的循环管（10）上一侧设有循环泵（11）和过滤器（12）。7.根据权利要求5所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置，其特征在于：所述的进气管（4）前端设有氮气源（1），所述的进气管（4）上设有与进气管（4）相连通的氮气微压检测器（3），所述的氮气微压检测器（3）与氮气源（1）间设有与进气管（4）相法兰式连通的单向阀（2）。8.根据权利要求6所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置的控制方法，其特征在于包括如下操作步骤：第一步：将石英管（7）放置到清洗槽体（5）的格栅隔板（8）上，通过清洗槽体（5）内的清洗液对石英管（7）上的颗粒附着物进行清洗，清洗液清洗的同时通过进气管（4）输送氮气进行颗粒附着物的脱离；第二步：清洗干净的石英管（7）放置到支撑旋转托盘架（15）上的单管干燥架进行搁置；
第三步：石英管（7）放置好后，关上干燥放置柜（13），旋转电机（17）带动旋转轴（16）驱动旋转托盘（19）实现离心沥水的过程，同时总氮气管（22）经过氮气加热器（28）加热后的氮气通过氮气管（27）完成对石英管（7）内外干燥的作用，氮气经过均热充入管体内部达到压差3.5kpa并保持温度均热65
°
；第四步：完成干燥后，等待备用，需要使用时，干燥放置柜（13）打开取出。9.根据权利要求8所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置的控制方法，其特征在于：插柱（29）采用90
°
旋转式结构，放置时插柱（29）旋转90度，使得顶柱（23）与地面平行，同时顶柱（23）的中心高与炉芯管同高度，使得小车平推完成炉芯管与单管干燥架的放置，接着驱动插柱（29）摆动90度，使得顶柱（23）与旋转托盘（19）垂直，利用物理重力原理达到水渍流尽，从而无法残留管内；取用时，则插柱（29）旋转90度，使得顶柱（23）与地面平行，使得小车平推完成炉芯管取用过程。10.根据权利要求8所述的清洗后用于放置大直径石英管的装置的控制方法，其特征在于：清洗液采用循环管（10）、循环泵（11）和过滤器（12）实现去杂质后回用的作用，当需要更换清洗液后通过排液阀（9）打开实现排液过程；清洗液hf由厂务cds供给，使用流量计控制药液配比量，设备内部药液管路安装单向阀，以防止药液倒灌至主管同时供给清洗液hf在清洗槽体（5）上方进液，防止药液污染。

技术总结
本发明涉及一种清洗后用于放置大直径石英管的装置及其控制方法，所属硅片加工技术领域，包括石英管、石英管清洗机构和石英管干燥放置机构，石英管干燥放置机构包括干燥放置柜，干燥放置柜下部设有支撑旋转托盘架，支撑旋转托盘架包括旋转托盘，旋转托盘上端设有若干呈环形分布的单管干燥架，旋转托盘上设有总氮气管。单管干燥架包括加热托盘，加热托盘上设有漏液孔，加热托盘上端设有与石英管相插接式支撑的顶柱，加热托盘下端与旋转托盘间设有插柱，加热托盘两端设有与石英管相弹性压接的限位组件。利用物理重力原理达到水渍流尽，从而无法残留管内。利用物理重力原理达到水渍流尽，保持清洗后的干燥和洁净。保持清洗后的干燥和洁净。保持清洗后的干燥和洁净。


技术研发人员：王炳官
受保护的技术使用者：杭州中欣晶圆半导体股份有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/10/11