干燥机构及具有其的石英管清洗装置的制作方法

本发明涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种干燥机构。本发明还涉及一种石英管清洗装置。

背景技术：

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

扩散炉是半导体生产线前工序的重要工艺设备之一，用于大规模集成电路、分立器件、电力电子、光电器件和光导纤维等行业的扩散、氧化、退火、合金及烧结等工艺。扩散炉与其内的石英管相配合，常用于半导体硅片的高温扩散，进而生产得到芯片。石英管的洁净与否直接关系到扩散工艺的成品率，因此，通过更换石英管来保证扩散工艺的成品率。石英管为可循环使用的部件，被更换的石英管在进行清洗和干燥后可再次应用于扩散工艺。

石英管被清洗后需要进行干燥处理，现有技术在对石英管进行干燥时，先将石英管的开口端朝下设置，再将气体经石英管的开口端通入到石英管内，以实现对石英管的吹扫干燥。但是，气体经石英管的开口端进入到石英管的内部后，气体无法有效到达石英管内部的上段，因此，为了保证石英管的干燥效果，需要长时间(通常为48小时以上)对石英管进行吹扫，从而降低了石英管的处理效率，增加了制造的成本。

技术实现要素：

本发明的第一方面提出了一种干燥机构，用于石英管清洗装置，所述干燥机构包括：

供气模块，所述供气模块内清洗有吹扫气体；

承托模块，所述承托模块用于承托待干燥石英管；

喷射模块，所述喷射模块与所述承托模块配合且与所述供气模块连通，所述喷射模块上设有喷射孔组，所述喷射模块为可伸缩结构，至少部分所述喷射模块能够伸入到所述待干燥石英管的内部，以使所述吹扫气体对所述待干燥石英管的内表面进行干燥。

本发明的第二方面提出了一种石英管清洗装置，用于半导体扩散设备，所述石英管清洗装置包括如上所述的干燥机构。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的干燥机构第一状态的结构示意图(干燥机构未对待干燥石英管进行干燥的状态)；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的干燥机构第二状态的结构示意图(干燥机构对待干燥石英管进行干燥的状态，加热单元未示出，黑色实线箭头表示气体的喷出方向)；

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的干燥机构第二状态的结构示意图(干燥机构对待干燥石英管进行干燥的状态，喷射模块未示出，黑色虚线箭头表示气体的流动方向)。

附图标记如下：

10为待干燥石英管；

20为承托模块；

21为围板，22为支撑件，23为承托板，231为安装孔，232为排气孔；

30为喷射模块；

31为尾管单元，311为第四孔，32为套管单元，321为第二孔，33为主管单元，331为第一孔；

40为第二管路；

50为加热模块。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图3所示，根据本发明的实施方式，本发明提出了一种干燥机构，用于石英管清洗装置，干燥机构包括供气模块、承托模块20和喷射模块30，供气模块内存储有吹扫气体，承托模块20用于承托待干燥石英管10，喷射模块30与承托模块20配合且与供气模块连通，喷射模块30上设有喷射孔组，喷射模块30为可伸缩结构，至少部分喷射模块30能够伸入到待干燥石英管10的内部，以使吹扫气体对待干燥石英管10的内表面进行干燥。

具体地，喷射模块30设置在承托模块20上且与供气模块连通，当需要对待干燥石英管10进行吹扫干燥时，将待干燥石英管10放置在承托模块20上，使得石英管的开口端朝向喷射模块30，供气模块向喷射模块30进行通气，喷射模块30伸长并且至少部分结构经待干燥石英管10的开口进入到待干燥石英管10的内部，吹扫气体经喷射模块30上的喷射孔组喷出进入到待干燥石英管10的内部，从而实现对待干燥石英管10的吹扫干燥。由于喷射模块30为可伸缩结构且能够进入到待干燥石英管10的内部，使得吹扫气体能够充分与待干燥石英管10的内壁接触，从而提高了待干燥石英管10的吹扫干燥的速度，进而提高了石英管的处理效率，降低了制造的成本。

需要理解的是，喷射模块30为可伸缩结构，当对待干燥的石英管进行干燥时，喷射模块30处于伸出状态，伸出后的喷射模块30进入到待干燥石英管10的内部且靠近待干燥石英管10内部的顶端，当吹扫气体经过喷射孔组喷出后，吹扫气体能够充满待干燥石英管10的内部，从而利用流动的吹扫气体对待干燥石英管10的内部进行吹扫干燥操作，加快了待干燥石英管10的干燥速率，进而缩短了待干燥石英管10的干燥时间，能够为半导体扩散设备(扩散炉)快速提供备用件，提高了生产的效率，使得生产的成本得到了降低。

需要指出的是，供气模块内存储有吹扫气体，该吹扫气体为经过净化处理的洁净气体，从而避免吹扫气体在进行吹扫过程中将污染物带入到石英管内，避免了石英管受到污染，从而保证了半导体加工的品质。另外，吹扫气体为高压气体，通过使用高压气体，能够提高吹扫气体的流动速度，当吹扫气体进行吹扫时，能够提高待干燥石英管10吹扫干燥的速度，从而提高了石英管的处理效率，降低了制造的成本。

另外，吹扫模块为可伸缩结构，当对待干燥石英管10进行吹扫干燥时，吹扫模块处于伸出状态，并且吹扫模块沿待干燥石英管10的长度方向伸出，当待干燥石英管10干燥完成后，吹扫模块处于收起状态，从而减小了喷射模块30所占用的空间，有效提高了空间利用率。

进一步理解的是，如图3所示，干燥机构还包括加热模块50，喷射模块30通过加热模块50与供气模块连通，加热模块50用于对吹扫气体加热，以使进入到待干燥石英管10内的吹扫气体达到预设温度。具体地，喷射模块30设置在供气模块和喷射模块30之间，供气模块输出的吹扫气体经过加热模块50，加热模块50对经过的吹扫气体进行加热，被加热后的吹扫气体再经喷射模块30进入到待干燥石英管10的内部，从而实现对待干燥石英管10的吹扫干燥。通过加热模块50对吹扫气体进行加热，并且利用达到预设温度的吹扫气体对待干燥石英管10进行吹扫，从而加快了待干燥石英管10的干燥速度，使得石英管的处理效率得到了提高，进而为扩散工艺设备(扩散炉)提供充足的备用石英管，使得生产的效率得到了提高。

需要理指出的是，加热模块50通过第一管路与供气模块连通，同时加热模块50通过第二管路40与喷射模块30连通，供气模块内的吹扫气体进入加热模块50后，加热模块50通电，加热模块50内的加热单元对进入加热模块50内的吹扫气体进行加热，经过加热完成后的吹扫气体再经过第二管路40流入喷射模块30，以便为待干燥石英管10的吹扫干燥提供高温吹扫气体。第一管路和第二管路40的设置，便于供气模块、加热模块50和喷射模块30的布局，从而有效提高干燥机构整体布局的合理性，减小干燥机构所占用的空间，另外，加热模块50将电能转化为热能实现对吹扫气体的加热，整体结构简单，有效降低了干燥机构的制造成本。

进一步地，预设温度的范围为50℃～120℃。具体地，吹扫气体在经过加热模块50时，加热模块50内的加热单元通过热交换作用，实现对吹扫气体的加热，并且使得吹扫气体加热至预设温度，被加热后的吹扫气体在对待干燥石英管10进行吹扫干燥时，由于吹扫气体的温度达到预设温度，使得待干燥石英管10内部能够快速干燥，与现有技术(现有技术中的干燥时间通过为48小时以上)相比能够有效缩短了石英管的干燥时间(本申请的干燥时间缩短至24小时以下)，大幅提升了石英管的干燥效率，从而能够为扩散工艺提供充足的备用石英管，以保证生产的效率，使得生产的成本得到了降低。

需要指出的是，本申请中，预设温度为100℃，由于待干燥的石英管表面的附着物基本为液态水，水的沸点为100℃，此时利用100℃的吹扫气体对待干燥石英管10进行吹扫，能够使得待干燥石英管10表面残留的液态水能够快速汽化，从而提高石英管的干燥效率，另外，将预设温度为100℃，能够有效节省能源的消耗，使得生产的成本得到了降低。

进一步地，如图1和图2所示，喷射模块30包括主管单元33和套管单元32，主管单元33与承托模块20配合，喷射孔组包括开设于主管单元33的第一孔331，吹扫气体能够经第一孔331进入到待干燥石英管10的内部，至少部分套管单元32以可移动的方式插接于主管单元33，喷射孔组还包括开设于套管单元32的第二孔321，吹扫气体能够经第二孔321进入到待干燥石英管10的内部。具体地，主管单元33设置在承托模块20上，套管单元32插接在主管单元33的一端，在不进行吹扫干燥时，套管单元32的至少部分本体插接在主管单元33内，当需要对待干燥石英管10进行吹扫干燥时，待干燥石英管10放置在承托模块20上，待干燥石英管10的开口端朝向喷射模块30，套管单元32相对主管单元33伸出且经待干燥石英管10的开口端伸入到待干燥石英管10的内部，供气模块的吹扫气体经加热模块50加热后进入到喷射模块30，加热后的吹扫气体分别经第一孔331和第二孔321喷出，喷出后的吹扫气体进入到待干燥石英管10的内部，从而实现对待干燥石英管10的吹扫干燥，进而提高了石英管干燥的效率。

需要理解的是，当套管单元32相对主管单元33伸出时，吹扫气体分别能够经第一孔331和第二孔321喷出，由于第一孔331和第二孔321分别对应待干燥石英管10的不同位置(轴向)，从而提高了待干燥石英管10内部的顶部(远离开口端的一端)能够被吹扫干燥，保证了石英管的干燥效果。

需要指出的是，本申请中，套管单元32与主管单元33插接配合，两者沿竖直方向设置，当无吹扫气体通入时，在重力的作用下套管单元32相对主管单元33处于收缩状态，当有吹扫气体通入时，在吹扫气体的作用下，套管单元32相对主管单元33伸出，从而保证了带干燥石英管的干燥效果及效率。套管单元32与主管单元33的结构简单，能够实现自动伸缩，有效降低了制造的成本。

进一步地，套管单元32包括多个套管部，各套管部依次以可活动的方式套装连接，以使套管单元32形成可伸缩结构。具体地，各个套管部依次套装连接，并且相邻的套管部之间可以相对活动，在对待干燥石英管10进行干燥时，各套管部相对伸出，使得套管单元处于伸长状态，从而能够更加接近待干燥石英管10的内部的顶部，从而使得待干燥石英管10内部的顶部能够被有效干燥，使得石英管的干燥效果得到了保证。

需要理解的是，各套管部的形状一致，各套管部的尺寸自套管单元32的底部(与主管单元33连接的一端)向套管单元32的顶部(远离主管单元33的一端)的方向依次减小，通过各套管部的依次套装形成可伸缩结构，当位于待干燥石英管10进行干燥时，套管单元32处于收缩状态，从而减小了套管单元32占用的空间。

进一步地，如图1和图2所示，喷射模块30还包括尾管单元31，至少部分尾管单元31以可移动的方式插接于套管单元32远离主管单元33的一端，以形成柱状结构，主管单元33、套管单元32和尾管单元31同轴设置，喷射孔组还包括第三孔(图中未示出)，第三孔开设在尾管单元31远离套管单元32的一端，吹扫气体能够经第三孔进入到待干燥石英管10的内部。具体地，尾管单元31、套管单元32和主管单元33依次插接配合，当吹扫气体未通入时，三者处于收缩的状态，当吹扫气体通入时，三者处于相对伸出状态，当尾管单元31、套管单元32和主管单元33处于相对伸出状态时，三者形成柱状结构，该柱状结构位于带干燥石英管的内部且沿待干燥石英管10的长度方向延伸，第一孔331、第二孔321和第三孔分别与待干燥石英管10内部的不同位置对应设置，吹扫气体经第一孔331、第二孔321和第三孔喷出后，能够实现对待干燥石英管10的不同位置进行吹扫，一方面能够提高石英管的干燥质量，另一方面能够提高石英管的干燥效率，从而为扩散工艺提供充足的备用石英管，进而降低了生产的成本。

需要理解的是，当尾管单元31相对套管单元32伸出后，尾管单元31远离套管单元32的一端(第三孔开设在该端)靠近待干燥石英管10的内部的顶部，吹扫气体经尾管单元31的第三孔喷出后，吹扫气体能够更加接近待干燥石英管10内部的顶部，从而使得待干燥石英管10内部的顶部能够被有效干燥，使得石英管的干燥效果得到了保证。

需要指出的是，本申请中，尾管单元31与套管单元32插接配合，两者沿竖直方向设置，当无吹扫气体通入时，在重力的作用下尾管单元31相对套管单元32处于收缩状态，当有吹扫气体通入时，在吹扫气体的作用下，尾管单元31相对套管单元32伸出，从而保证了带干燥石英管的干燥效果及效率。尾管单元31与套管单元32的结构简单，能够实现自动伸缩，有效降低了制造的成本。

进一步地，如图1和图2所示，喷射孔组还包括第四孔311，第四孔311开设在尾管单元的侧壁上，第一孔331、第二孔321和第四孔311以螺旋的方式设置在柱状结构的侧壁上。具体地，当吹扫气体通入喷射模块30时，尾管单元31、套管单元32和主管单元33分别相对伸出而形成柱状结构，此时，第一孔331、第二孔321和第四孔在柱状结构上呈螺旋方式设置，当吹扫气体分别经第一孔331、第二孔321和第四孔喷出后，能够在柱状结构的侧壁周向上的不同位置形成吹扫气流，进一步提高了石英管的干燥效果，使得石英管的干燥时间得到了降低。

需要指出的是，第一孔331的直径、第二孔321的直径和第四孔311的直径，三者可以完全相同、部分不同或完全不同，在此，对于三者的尺寸本申请不再进行赘述。

进一步地，如图1和图2所示，第一孔331的数量为多个，各第一孔331间隔设置在主管单元33上。具体地，多个第一孔331彼此之间间隔设置，并且各个第一孔331沿主管单元33的高度方向呈螺旋设置，通过设置多个第一孔331以及多个第一孔331呈螺旋设置，使得主管单元33的周向均能够喷射处吹扫气流，从而提高主管单元33与待干燥石英管10所对应位置的气流强度，进一步保证了对待干燥石英管10的干燥效果。

具体地，如图1和图2所示，第二孔321的数量为多个，各第二孔321间隔设置在套管单元32上。多个第二孔321彼此之间间隔设置，并且各个第二孔321沿套管单元32的高度方向呈螺旋设置，并且各第二孔321形成的螺旋结构与各第一孔331形成的螺旋结构相衔接，通过设置多个第二孔321以及多个第二孔321呈螺旋设置，使得套管单元32的周向均能够喷射处吹扫气流，从而提高套管单元32与待干燥石英管10所对应位置的气流强度，进一步保证了对待干燥石英管10的干燥效果。

具体地，如图1和图2所示，第四孔311的数量为多个，各第四孔311间隔设置在尾管单元31上。多个第四孔311彼此之间间隔设置，并且各个第四孔311沿尾管单元31的高度方向呈螺旋设置，并且各第四孔311形成的螺旋结构与各第二孔321形成的螺旋结构相衔接，通过设置多个第四孔311以及多个第四孔311呈螺旋设置，使得尾管单元31的周向均能够喷射处吹扫气流，从而提高尾管单元31与待干燥石英管10所对应位置的气流强度，进一步保证了对待干燥石英管10的干燥效果。

进一步地，如图1和图2所示，承托模块20包括承托板23和支撑件22，承托板23上设有安装孔231，喷射模块30安装于安装孔231，支撑件22的数量为多个，各支撑件22间隔设置在承托板23上且分别用于待干燥石英管10的开口端的抵靠。具体地，当需要对待干燥石英管10进行干燥时，将待干燥石英管10的开口端抵靠在支撑件22上，使得待干燥石英管10的开口端朝向承托板23且与喷射模块30对应设置，待干燥石英管10的开口端与承托件的表面间隔设置，当对待干燥石英管10进行干燥时，喷射模块30处于伸出状态，吹扫气体经喷射孔组进入到待干燥石英管10的内部，吹扫气体对待干燥石英管10进行吹扫干燥，吹扫后的气流经待干燥石英管10的开口端流出且进入到待干燥石英管10与承托板23之间的空间，从而实现吹扫气体的排出，保证了吹扫气流的循环，进一步保证了石英管的干燥效果，有效缩短了石英管的干燥时间。

需要理解的是，各个支撑件22沿待干燥石英管10的开口端的周向等间隔设置，通过设置多个支撑件22，从而有效提高了吹扫气流对待干燥石英干燥过程中的稳定性，避免待干燥石英管10跌落损坏的情况。

进一步地，如图1和图2所示，承托模块20还包括围板21，围板21设置在承托板23上且与承托板23形成筒状收容空间，各支撑件22均位于收容空间内，收容空间至少用于收容开口端。具体地，当待干燥石英管10进行吹扫干燥时，将待干燥石英管10的开口端放入收容空间内且抵靠在支撑件22上，喷射模块30伸出，吹扫气体经喷射孔组喷出以实现对待干燥石英管10的吹扫干燥，通过设置围板21能够对待干燥石英管10的开口端形成限位，进一步保证了待干燥石英管10吹扫干燥过程中的稳定性，进一步避免了待干燥石英管10跌落损坏的情况发生。

具体地，如图3所示，承托板23上还设有排气孔232，排气孔232与安装孔231间隔设置且用于吹扫气体的排出。吹扫气体经喷射模块30上的喷射孔组喷出后，在待干燥石英管10内进行流动，从而实现了对待干燥石英管10的吹扫干燥，吹扫后的气流经待干燥的石英管的开口端流出且经过排气孔232排出，进而保证了气流的有效循环，使得石英管的干燥效率得到了保证。

需要指出的是，由于吹扫后的气体具有高温，排气孔232连通有排气管，吹扫后的气体经排气孔232和排气管排出，有效避免了高温气体烫伤现场工作人员的情况。

具体地，如图3所示，喷射模块30的数量为多个，各喷射模块30在承托板23上间隔设置，喷射模块30与安装孔231对应设置。安装孔231的数量与喷射模块30的数量一致，各个喷射模块30对应设置在安装孔231内，当需要对待干燥石英管10进行干燥时，吹扫气体分别通过各个喷射模块30的喷射孔组进入到待干燥石英管10内，以对待干燥石英管10进行吹扫干燥。通过设置多个喷射模块30，进一步提高了石英管吹扫干燥的速率。

本发明还提出了一种石英管清洗装置，用于半导体扩散设备，石英管清洗装置包括如上所述的干燥机构。

另外，上述石英管清洗装置的其它的各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。

在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。