CN115286154A - 掩模版清洗用超纯水系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种掩模版清洗用超纯水系统及检测方法，该系统包括通过连接管依次连接的一级EDI后的蓄水箱、二级EDI泵、前置过滤器、二级EDI、紫外线杀菌灯、变频恒压供水泵、抛光混床、后置过滤器以及供水点。本申请提供的上述技术方案，整个系统流程都在连接管中完成，从而避免了空气接触，同时原有纯水经过二级EDI再次深度除盐，紫外线杀菌灯的照射可以有效破坏纯水中的微生物DNA分子，使之无法繁殖，而且抛光混床可以深度去除RO纯水中尚存的微量离子，从而有效提高了超纯水的质量。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种掩模版清洗用超纯水系统及检测方法。
背景技术
超纯水，又称UP水，即将水中的电解质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水，其电阻率达到18MMΩ.cm或接近18.3MΩ.cm极限值(25℃)的水，常用于集成电路工业中用于半导体原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制备和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固态电子器件、厚膜和薄膜电路、印刷电路、真空管等的制作也都要使用超纯水，应用范围广泛，且对超纯水的质量也要求较高。
传统的EDI(Electrodeionization-连续电解除盐技术)系统处理后的超纯水供水箱不能完全密闭，容易进入空气，而空气中含有二氧化碳、细菌、尘埃等杂质，且EDI产出的超纯水为纯的溶剂，对这些杂质的溶解能力极强，供水箱的水也避免不了造成污染，从而导致电阻率急剧下降，由出水端的15MΩ/cm降至供水端的2MΩ/cm，满足不了高品质掩模版清洗用水的要求；同时，传统的水处理系统虽然能够对水进行冷却降温，但是水的温度波动大，造成掩模版的精度偏差，降低了良品率。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种掩模版清洗用超纯水系统及检测方法。
本发明提供了一种掩模版清洗用超纯水系统，包括通过连接管依次连接的一级EDI后的蓄水箱、二级EDI泵、前置过滤器、二级EDI、紫外线杀菌灯、变频恒压供水泵、抛光混床、后置过滤器以及供水点。
优选的，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括PFA换热器、恒温冷水机以及流量控制器；
所述PFA换热器的一端接超纯水，另一端与所述恒温冷水机连通，且所述PFA换热器通过连接管与供水点上的自动后处理机连接；
所述流量控制器的一端与所述恒温冷水机的回水端连接，另一端与所述PFA换热器连接。
优选的，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述PFA换热器与所述自动后处理机之间。、优选的，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述一级EDI后的蓄水箱上的供水管的末端。
优选的，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括第一泄压阀和第二泄压阀；
所述第一泄压阀设置在所述压力传感器与所述一级EDI后的蓄水箱之间的连接管上，所述第二泄压阀设置在所述紫外线杀菌灯与所述一级EDI后的蓄水箱之间的连接管上。
优选的，所述前置过滤器或所述后置过滤器中的滤料为石英砂、无烟煤、磁铁矿、石榴石、多孔陶瓷和塑料球中的一种或多种。
优选的，所述一级EDI后的蓄水箱通过水管接入自来水，所述一级EDI后的蓄水箱内设置有液位变送器，且所述水管上设置有进水电磁阀。
优选的，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括用于检测水质的电导率仪，所述电导率仪设置在供水点前端上的连接管上。
优选的，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括软化树脂过滤器，所述软化树脂过滤器设置在所述前置过滤器和所述二级EDI之间。
本发明还提供了一种掩模版清洗用超纯水检测方法，用于如本申请实施例描述中任意一项所述的掩模版清洗用超纯水系统，该方法包括：
在所述供水点前端上的连接管上设置检测器；
通过检测器检测处理后的水中的电阻率ρ、活性硅含量M、胶体硅含量N、总有机碳含量L以及溶解氧DO；
计算(ρ+1)/M与(N+L)/DO的值；
当(ρ+1)/M的值和(N+L)/DO的值均大于预设值时，则所述超纯水质量达到标准。
本发明的有益效果包括：
本申请提供的掩模版清洗用超纯水系统，整个系统流程都在连接管中完成，从而避免了空气接触，同时原有纯水经过二级EDI再次深度除盐，紫外线杀菌灯的照射可以有效破坏纯水中的微生物DNA分子，使之无法繁殖，而且抛光混床可以深度去除RO纯水中尚存的微量离子，从而有效提高了超纯水的质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的掩模版清洗用超纯水系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，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”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，本发明一实施例中，提供了一种掩模版清洗用超纯水系统，包括通过连接管依次连接的一级EDI后的蓄水箱1、二级EDI泵2、前置过滤器3、二级EDI4、紫外线杀菌灯5、变频恒压供水泵6、抛光混床7、后置过滤器8以及供水点。
具体地，上述供水点为PMD-自动后处理机111或PMC-自动清洗机112或其他终端用水点，同时，紫外线杀菌灯5采用254nm波长的紫外线照射杀菌，该波长可以效破坏微生物的DNA分子，使之无法繁殖。
电去离子Electrodeionization，简称EDI，又称连续电解除盐技术，它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体，通过阴、阳离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生。
通过本发明中的系统提供的超纯水，经过测试其各个指标如下表所示：
在使用时，由于整个系统流程都在连接管中完成，从而避免了空气接触，同时原有纯水经过二级EDI再次深度除盐，紫外线杀菌灯的照射可以有效破坏纯水中的微生物DNA分子，使之无法繁殖，而且抛光混床可以深度去除RO纯水中尚存的微量离子，从而有效提高了超纯水的质量。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的掩模版清洗用超纯水系统还包括PFA换热器9、恒温冷水机10以及流量控制器11；其中，PFA换热器9的一端接超纯水，另一端与恒温冷水机10连通，且PFA换热器9通过连接管与供水点上的自动后处理机111连接；流量控制器11的一端与恒温冷水机10的回水端连接，另一端与PFA换热器9连接。
本申请实施例在需要恒温供水的PMD用水点前增加了一套PFA换热器9，该PFA换热器9的一端进出接超纯水，另一端进出接恒温冷水机10，水流在PFA换热器9内部进行无接触换热；同时，在进PMD供水点前安装一个温度传感器12，恒温冷水机10回水端安装一个流量控制器11，
在使用时，根据温度传感器12观察超纯水进水温度变化，通过可编程控制器113控制流量控制器11，从而自动控制恒温冷水机10给水流量大小实现恒温供水，确保到PMD供水点温度为所设温度的±0.2温差范围，从而避免了温度波动大的问题。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的掩模版清洗用超纯水系统还包括压力传感器13，该压力传感器13设置在一级EDI后的蓄水箱上的供水管的末端；
同时该掩模版清洗用超纯水系统还包括第一泄压阀14和第二泄压阀15；其中，第一泄压阀14设置在压力传感器13与一级EDI后的蓄水箱1之间的连接管上，第二泄压阀15设置在紫外线杀菌灯5与一级EDI后的蓄水箱1之间的连接管上。
本申请实施例中增加一套变频恒压供水泵6，该变频恒压供水泵6采用变频控制，在供水末端装一套压力传感器13，依据末端压力变化，自动反馈信号至PLC控制器，PLC控制器再把指令发送给变频恒压供水泵6上的变频器，从而自动加减频率实现无级恒压，压力稳定在所需压力的±0.1kg/cm2。同时，在回水管道中加装了两个泄压阀，防止各供水点不用水时自动泄压。
在一些实施例中，本申请中的前置过滤器或后置过滤器中的滤料为石英砂、无烟煤、磁铁矿、石榴石、多孔陶瓷和塑料球中的一种或多种。
本申请利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。
在一些实施例中，本申请中的一级EDI后的蓄水箱通过水管接入自来水，一级EDI后的蓄水箱内设置有液位变送器，且水管上设置有进水电磁阀。液位变送器的设置方便观察蓄水箱内的水位，进水电磁阀的设置，方便控制水管的开启或关闭。
在一些实施例中，本申请中的掩模版清洗用超纯水系统还包括用于检测水质的电导率仪，电导率仪设置在供水点前端上的连接管上。电导率仪的设置，方便了对水质的检测。
在一些实施例中，本申请中的掩模版清洗用超纯水系统还包括软化树脂过滤器，软化树脂过滤器设置在前置过滤器和二级EDI之间。
本申请实施例中的软化树脂过滤器也称为软化水装置、软水器、软水机、软水设备、水质软化器。软化树脂过滤器是采用阳树脂对源水进行软化，主要目的是让阳树脂吸附水中的钙、镁离子(形成水垢的主要成分)，降低源水的硬度，并可以进行智能化树脂再生，循环使用。
在一些实施例中，本本申请中的连接管包括UPVC管和/或不锈钢管。连接管采用UPVC管和不锈钢管对水质不影响，且寿命长。
本发明还提供了一种掩模版清洗用超纯水检测方法，用于如本申请实施例描述中任意一项所述的掩模版清洗用超纯水系统，该方法包括：
在所述供水点前端上的连接管上设置检测器；
通过检测器检测处理后的水中的电阻率ρ、活性硅含量M、胶体硅含量N、总有机碳含量L以及溶解氧DO；
计算(ρ+1)/M与(N+L)/DO的值；
当(ρ+1)/M的值和(N+L)/DO的值均大于预设值时，则所述超纯水质量达到标准。
本发明中的检测器包括电阻率测试仪、硅检测器、总有机碳测量仪以及溶解氧测定仪，通过该检测方法可以有效确定超纯水的质量是否达到标准。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，包括通过连接管依次连接的一级EDI后的蓄水箱、二级EDI泵、前置过滤器、二级EDI、紫外线杀菌灯、变频恒压供水泵、抛光混床、后置过滤器以及供水点。
2.根据权利要求1所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括PFA换热器、恒温冷水机以及流量控制器；
所述PFA换热器的一端接超纯水，另一端与所述恒温冷水机连通，且所述PFA换热器通过连接管与供水点上的自动后处理机连接；
所述流量控制器的一端与所述恒温冷水机的回水端连接，另一端与所述PFA换热器连接。
3.根据权利要求2所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述PFA换热器与所述自动后处理机之间。
4.根据权利要求1所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述一级EDI后的蓄水箱上的供水管的末端。
5.根据权利要求4所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括第一泄压阀和第二泄压阀；
所述第一泄压阀设置在所述压力传感器与所述一级EDI后的蓄水箱之间的连接管上，所述第二泄压阀设置在所述紫外线杀菌灯与所述一级EDI后的蓄水箱之间的连接管上。
6.根据权利要求1所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述前置过滤器或所述后置过滤器中的滤料为石英砂、无烟煤、磁铁矿、石榴石、多孔陶瓷和塑料球中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述一级EDI后的蓄水箱通过水管接入自来水，所述一级EDI后的蓄水箱内设置有液位变送器，且所述水管上设置有进水电磁阀。
8.根据权利要求1所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括用于检测水质的电导率仪，所述电导率仪设置在所述供水点前端上的连接管上。
9.根据权利要求1所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，所述掩模版清洗用超纯水系统还包括软化树脂过滤器，所述软化树脂过滤器设置在所述前置过滤器和所述二级EDI之间。
10.一种掩模版清洗用超纯水检测方法，用于如权利要求1-9任意一项所述的掩模版清洗用超纯水系统，其特征在于，该方法包括：
在所述供水点前端上的连接管上设置检测器；
通过检测器检测处理后的水中的电阻率ρ、活性硅含量M、胶体硅含量N、总有机碳含量L以及溶解氧DO；
计算(ρ+1)/M与(N+L)/DO的值；
当(ρ+1)/M的值和(N+L)/DO的值均大于预设值时，则所述超纯水质量达到标准。
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