CN110743852A - 一种化学晶片的清洗设备及其清洗方法 - Google Patents

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陈启福
刘建飞
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Abstract

本发明公开了一种化学晶片的清洗设备，其结构包括反应部、清洗药剂混合槽和曝气管，反应部内分别通过上隔板、下隔板将其分隔成缓冲腔、载体反应腔和化学循环腔，载体反应腔内置有载体，载体反应腔的侧壁上设有腔体加热器，曝气管设置在下隔板的两侧，曝气管上开设有多个小孔，曝气管内导入有惰性气体，上隔板和下隔板均设有若干个过滤孔，过滤孔内嵌设有滤布，清洗药剂混合槽与缓冲腔之间通过抽取泵相连接，缓冲腔与化学循环腔之间设有循环排放泵、滤罐。采用上述技术方案后，通过在载体反应腔内设有载体和曝气管，即在曝气管和清洁液的作用下，载体能悬浮进而碰撞待洗晶片，能够对高附著性的表面残留污染物质，皆可有效去除，同时降低了成本。

Description

一种化学晶片的清洗设备及其清洗方法
技术领域
本发明涉及一种化学晶片的清洗设备及其清洗方法。
背景技术
现有对光学晶片表面的清洗技术具体步骤如下：
步骤1、将清洗药剂与水混合配置在反应槽内。
步骤2、开始加热或超音波装置等进行清洗。
步骤3、达到设定时间与温度等参数后，取出至QDR(快冲排槽)内以清水去除表面残留清洁药剂。
步骤4、以旋乾或烘乾方式去除水份，进而完成清洗流程。
一般清洗光学晶片多数以上述流程进行，但槽内只有清洁剂与水等液体配置，去除能力有限，且若遇较为顽固的污染物质(沾附性较强，如油脂、高分子聚合物或与表面键结力较强的反应物)就会使去除能力降低。故此，在反应槽的化学清洗能力是有优化与提升的必要。
对于光学晶片表面清洗的现存技术中，存在着以下几点不足：
1.去除能力与洗净良率仅有95～97％，尤其是油脂或高沾附性的污染物。
2.习知的超音波或震动(shake)方式去除能力有限，主因：从发震源到晶片表面的距离越长，表面清洁能力会因此而降低(空穴作用Cavitation受限于距离因素)。
3.洗净反应时间长，且多数仅有化学反应；可在物理作用下再以优化。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种化学晶片的清洗设备及其清洗方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种化学晶片的清洗设备，其结构包括反应部、清洗药剂混合槽和曝气管，所述反应部内部分别通过上隔板、下隔板将其分隔成缓冲腔、载体反应腔和化学循环腔，所述缓冲腔位于载体反应腔的顶部，所述化学循环腔位于载体反应腔的底部，所述载体反应腔内置有载体，所述载体反应腔的侧壁上固定连接有腔体加热器，所述下隔板上端面的中部上通过夹具固定有待洗晶片，所述曝气管的数量为2个，且分别固定连接在下隔板上端面的左右两侧上，每一所述曝气管的顶部上开设有等间隔分布的多个小孔，所述曝气管内导入有惰性气体，所述曝气管连接有用于控制气流量的调节阀，所述曝气管能够将载体悬浮进而碰撞待洗晶片，所述上隔板和下隔板上均开设有若干个过滤孔，每一所述过滤孔内均嵌设有滤布，所述清洗药剂混合槽与缓冲腔之间通过抽取泵相连接，所述抽取泵能够将清洗药剂混合槽内的清洁液抽取至缓冲腔中，所述缓冲腔与化学循环腔之间设有循环排放泵、滤罐，所述化学循环腔的一侧面上设置有出流管道，所述出流管道的另一端与循环排放泵相连接，所述缓冲腔的一侧面上设置有进流管道，该进流管道的另一端与滤罐相连接。
优选的，所述腔体加热器为电加热管，所述电加热管直接浸入在载体反应腔内，所述电加热管的外表面包覆有PFA管材。
优选的，所述腔体加热器为加热贴片，所述加热贴片固定连接在载体反应腔的外表面上。
优选的，所述惰性气体为CDA压缩空气或氮气中的一种。
优选的，所述滤布的孔径为5～20um。
优选的，所述滤罐的滤芯为0.1～0.5um。
本发明还提供了一种化学晶片的清洗方法，包括如下步骤：
1)、往清洗药剂混合槽中加入配置好的清洁液，其中清洁液由清洁剂、改良剂、错合剂和螯合剂，其中清洁剂与水配置的浓度比例为2～8％，改良剂和错合剂与水配置的浓度比例为2～5％，螯合剂与水配置的浓度比例为3～8％；
2)、通过手部提取载体倒入至载体反应腔中，其中载体为惰性材料；
3)、将待洗晶片放置在载体反应腔中部的夹具中，完成对待洗晶片的固定；
4)、开启抽取泵、循环排出泵、腔体加热器和曝气管，以完成待洗晶片的清洗过程。
优选的，所述载体为硅粉，该载体的粒径为40～200um，所述载体与清洁液的浓度比例为5～30％。
优选的，所述螯合剂为EDTA、胺基多羧酸、膦酸或缩合磷酸中的一种，所述改良剂与错合剂为碳酸钠或氯化钠或磺酸钠中的一种或多种。
优选的，所述抽取泵、循环排出泵和腔体加热器工作时间为5～20分钟，其中腔体加热器的温度为40～60度。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、通过在载体反应腔内导入载体，使清洁液的浓度降低，成本可下降约3～8％。
2、通过在载体反应腔内设有载体和曝气管，即在曝气管的作用下，载体能悬浮进而碰撞待洗晶片，并且在清洁液的作用下，能够对高附著性的表面残留污染物质，皆可有效去除，使良率提升至97～99％。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明一种化学晶片的清洗设备的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为本发明一种化学晶片的清洗设备的曝气管的示意图；
图4为本发明一种化学晶片的清洗设备的清洗方法的流程图。
图中：11.缓冲腔 12.载体反应腔 12a.腔体加热器 13.化学循环腔 2.清洗药剂混合槽 3.曝气管 4.上隔板 5.下隔板 6.过滤孔 7.滤布 8.抽取泵 9.循环排放泵 10.滤罐 14.出流管道 15.进流管道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例
如图1、图2和图3所示，一种化学晶片的清洗设备，其结构包括反应部、清洗药剂混合槽2和曝气管3，反应部内部分别通过上隔板4、下隔板5将其分隔成缓冲腔11、载体反应腔12和化学循环腔13，缓冲腔11位于载体反应腔12的顶部，化学循环腔13位于载体反应腔12的底部，载体反应腔12内置有载体，载体反应腔12的侧壁上固定连接有腔体加热器12a，下隔板5上端面的中部上通过夹具固定有待洗晶片16，曝气管3的数量为2个，且分别固定连接在下隔板5上端面的左右两侧上，曝气管3的顶部上开设有等间隔分布的多个小孔，曝气管3内导入有惰性气体，曝气管3连接有用于控制气流量的调节阀，曝气管3能够将载体悬浮进而碰撞待洗晶片16，上隔板4和下隔板5上均开设有若干个过滤孔6，过滤孔6内均嵌设有滤布7，清洗药剂混合槽2与缓冲腔11之间通过抽取泵8相连接，抽取泵8能够将清洗药剂混合槽内的清洁液抽取至缓冲腔11中，缓冲腔11与化学循环腔13之间设有循环排放泵9、滤罐10，化学循环腔13的一侧面上设置有出流管道14，出流管道14的另一端与循环排放泵9相连接，缓冲腔11的一侧面上设置有进流管道15，该进流管道15的另一端与滤罐10相连接；采用该结构，通过在载体反应腔内导入载体，使清洁液的浓度降低，成本可下降约3～8％；通过在载体反应腔内设有载体和曝气管，即在曝气管的作用下，载体能悬浮进而碰撞待洗晶片，并且在清洁液的作用下，能够对高附著性的表面残留污染物质，皆可有效去除，使良率提升至97～99％。
如图1所示，腔体加热器12a为电加热管，电加热管直接浸入在载体反应腔12内，电加热管的外表面包覆有PFA管材。
如图1所示，腔体加热器12a为加热贴片，所述加热贴片固定连接在载体反应腔12的外表面上。
如图1、图3所示，惰性气体为CDA压缩空气或氮气中的一种；采用该方式，为使载体能够充满在整个流场空间，必须在载体反应腔内放入底部加入曝气管，并且在曝气管内导入惰性气体，并且由调节阀来控制气流量，以使载体能够悬浮进而碰撞待洗晶片。
如图1和图2所述，滤布7的孔径为5～20um；采用该结构，载体反应腔底部设有过滤孔和滤布，使得该过滤孔只能通过所去除的污染物，后续以滤罐过滤去除，而不使载体通过。
如图1所述，滤罐10的滤芯为0.1～0.5um；采用该结构，通过在进流管道和出流管道之间设有循环装置，使所去除的污染物(如微小分子或油脂等)通过0.1～0.5um的滤罐过滤，避免随使用寿命增加而造成整个反应部内污染浓度的提高。
与之对应的，如图4所示，本发明还提供一种本发明还提供了一种化学晶片的清洗方法，包括如下步骤：
步骤S10:往清洗药剂混合槽中加入配置好的清洁液，其中清洁液由清洁剂、改良剂、错合剂和螯合剂，其中清洁剂与水配置的浓度比例为2～8％，改良剂和错合剂与水配置的浓度比例为2～5％，螯合剂与水配置的浓度比例为3～8％；
步骤S20:通过手部提取载体倒入至载体反应腔中，其中载体为惰性材料；
步骤S30:将待洗晶片放置在载体反应腔中部的夹具中，完成对待洗晶片的固定；
步骤S40:开启抽取泵、循环排出泵、腔体加热器和曝气管，以完成待洗晶片的清洗过程。
优选的，载体为硅粉，该载体的粒径为40～200um，载体与清洁液的浓度比例为5～30％。
优选的，螯合剂为EDTA、胺基多羧酸、膦酸或缩合磷酸中的一种，改良剂与错合剂为碳酸钠或氯化钠或磺酸钠中的一种或多种。
优选的，抽取泵、循环排出泵和腔体加热器工作时间为5～20分钟，其中腔体加热器的温度为40～60度。
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 (10)

1.一种化学晶片的清洗设备，其特征在于：其结构包括反应部、清洗药剂混合槽(2)和曝气管(3)，所述反应部内部分别通过上隔板(4)、下隔板(5)将其分隔成缓冲腔(11)、载体反应腔(12)和化学循环腔(13)，所述缓冲腔(11)位于载体反应腔(12)的顶部，所述化学循环腔(13)位于载体反应腔(12)的底部，所述载体反应腔(12)内置有载体，所述载体反应腔(12)的侧壁上固定连接有腔体加热器(12a)，所述下隔板(5)上端面的中部上通过夹具固定有待洗晶片(16)，所述曝气管(3)的数量为2个，且分别固定连接在下隔板(5)上端面的左右两侧上，每一所述曝气管(3)的顶部上开设有等间隔分布的多个小孔，所述曝气管(3)内导入有惰性气体，所述曝气管(3)连接有用于控制气流量的调节阀，所述曝气管(3)能够将载体悬浮进而碰撞待洗晶片(16)，所述上隔板(4)和下隔板(5)上均开设有若干个过滤孔(6)，每一所述过滤孔(6)内均嵌设有滤布(7)，所述清洗药剂混合槽(2)与缓冲腔(11)之间通过抽取泵(8)相连接，所述抽取泵(8)能够将清洗药剂混合槽内的清洁液抽取至缓冲腔(11)中，所述缓冲腔(11)与化学循环腔(13)之间设有循环排放泵(9)、滤罐(10)，所述化学循环腔(13)的一侧面上设置有出流管道(14)，所述出流管道(14)的另一端与循环排放泵(9)相连接，所述缓冲腔(11)的一侧面上设置有进流管道(15)，该进流管道(15)的另一端与滤罐(10)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种化学晶片的清洗设备，其特征在于：所述腔体加热器(12a)为电加热管，所述电加热管直接浸入在载体反应腔(12)内，所述电加热管的外表面包覆有PFA管材。
3.根据权利要求1所述的一种化学晶片的清洗设备，其特征在于：所述腔体加热器(12a)为加热贴片，所述加热贴片固定连接在载体反应腔(12)的外表面上。
4.根据权利要求1所述的一种化学晶片的清洗设备，其特征在于：所述惰性气体为CDA压缩空气或氮气中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种化学晶片的清洗设备，其特征在于：所述滤布(7)的孔径为5～20um。
6.根据权利要求1所述的一种化学晶片的清洗设备，其特征在于：所述滤罐(10)的滤芯为0.1～0.5um。
7.一种化学晶片的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)、往清洗药剂混合槽(2)中加入配置好的清洁液，其中清洁液由清洁剂、改良剂、错合剂和螯合剂，其中清洁剂与水配置的浓度比例为2～8％，改良剂和错合剂与水配置的浓度比例为2～5％，螯合剂与水配置的浓度比例为3～8％；
2)、通过手部提取载体倒入至载体反应腔(12)中，其中载体为惰性材料；
3)、将待洗晶片(16)放置在载体反应腔(12)中部的夹具中，完成对待洗晶片(16)的固定；
4)、开启抽取泵(8)、循环排出泵(9)、腔体加热器(12a)和曝气管(3)，以完成待洗晶片(16)的清洗过程。
8.根据权利要求7所述的一种化学晶片的清洗方法，其特征在于：所述载体为硅粉，该载体的粒径为40～200um，所述载体与清洁液的浓度比例为5～30％。
9.根据权利要求7所述的一种化学晶片的清洗方法，其特征在于：所述螯合剂为EDTA、胺基多羧酸、膦酸或缩合磷酸中的一种，所述改良剂与错合剂为碳酸钠或氯化钠或磺酸钠中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的一种化学晶片的清洗方法，其特征在于：所述抽取泵(8)、循环排出泵(9)和腔体加热器(12a)工作时间为5～20分钟，其中腔体加热器(12a)的温度为40～60度。
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