CN208879181U - 一种铌酸锂调制器芯片的清洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种铌酸锂调制器芯片的清洗系统，预冲洗装置，用于提供雾化清洗液以冲洗待清洗的芯片；丙酮浸泡装置，用于以丙酮浸泡经所述预冲洗装置的雾化清洗液冲洗后的芯片；酒精浸泡装置，用于以酒精浸泡经所述丙酮浸泡装置处理后的芯片；强氧化剂清洗装置，用于以强氧化剂清洗液浸泡经所述酒精浸泡装置处理后的芯片；除杂冲洗装置，用于提供雾化清洗液以冲洗经强氧化剂清洗装置处理后的芯片。本实用新型提供的铌酸锂调制器芯片的清洗系统，利用该清洗系统可改善芯片表面的清洁度，可有效提高芯片合格率。

Description

一种铌酸锂调制器芯片的清洗系统

技术领域

本实用新型涉及芯片清洗领域，特别涉及一种铌酸锂调制器芯片的清洗系统。

背景技术

随着我国通信市场5G时代的到来及不断增长的光纤带宽需求，对高速调制器的需求逐年递增，该产品具有非常好的市场前景。

设计高速LiNbO₃光调制器时，尤其需要关注驱动电压、光电信号速度匹配、特性阻抗、电信号的衰减常数、调制带宽等。解决速度匹配问题的方案主要是制作厚膜共平面波导电极和脊型结构光波导。就波导电极而言，普通低频铌酸锂相位调制器的电极厚度约为0.5-1μm，而高频铌酸锂调制器电极厚度需要达到10μm以上。这给芯片的制作和清洗都增加了很大的难度。

目前铌酸锂波导由于其衬底优良的光学和电光性能，铌酸锂波导占据了电光调制器的主导地位。国内铌酸锂波导调制器的制备有两种方案，一种是钛扩散技术，另一种是退火质子交换(APE)技术。铌酸锂波导调制器的电极制作工艺的基本流程为：蒸发、涂胶、光刻、电镀、磨抛、切割和清洗。完成波导芯片(50mm×28mm)制作后，对芯片蒸发钛金，涂覆光刻胶，通过掩膜版光刻出电极图形，去除电极上的光刻胶，保留其他部位光刻胶，通过电镀增加电极厚度，电镀后对芯片两端面进行磨抛，磨抛后用胶粘接在玻璃圆片上，进行切割，切割后芯片的效果示意图可参见图3所示。切割后进行清洗步骤。

现有清洗系统，主要包括丙酮浸泡装置、乙醇浸泡装置和去离子水冲洗装置，其清洗方式主要按照以下步骤：1、先对切割后的圆片用丙酮浸泡去除光刻胶和虫胶；2、接着浸泡在乙醇中，放入水浴锅进行加热(80℃)2-5分钟，目的去除丙酮；3、最后去离子水进行冲洗。由于芯片切割后微小颗粒会粘附在胶表面及棱边沿；图4所示为待清洗芯片的构成示意图。按照现有清洗系统进行清洗，去除光刻胶后，颗粒会落在两个电极中间，由于电极厚度大，间距小(6-8μm)，去离子水阻力大，冲击力不够，颗粒通过浸泡和冲洗很难去除，另外还有未清洗干净的胶粒也会粘附在电极上，电极周围有一些黑色的未知有机物及颗粒物存在，如图5所示。

对高频调制器故障器件分析可知，电极故障的很大原因为：(1)在对芯片清洗时，电极附近有杂质(颗粒、胶和有机物等)的残留。该杂质后经不断的电信号冲击，导致电极击穿，使波导的正负电极相连。(2) 由于杂质的存在，电极边缘不平整光滑，影响高频传输线的传输频率，降低了带宽，不满足系统要求。

因而，如何开发一种对铌酸锂调制器芯片尤其是高频铌酸锂调制器芯片清洗效果好的清洗系统，显得尤为必要。

发明内容

基于此，本实用新型提供一种铌酸锂调制器芯片的清洗系统，利用该清洗系统可改善芯片表面的清洁度，可有效提高芯片合格率。

本实用新型为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种铌酸锂调制器芯片的清洗系统，包括：

预冲洗装置，用于提供雾化清洗液以冲洗待清洗的芯片；

丙酮浸泡装置，用于以丙酮浸泡经所述预冲洗装置的雾化清洗液冲洗后的芯片；

酒精浸泡装置，用于以酒精浸泡经所述丙酮浸泡装置处理后的芯片；

强氧化剂清洗装置，用于以强氧化剂清洗液浸泡经所述酒精浸泡装置处理后的芯片；

除杂冲洗装置，用于提供雾化清洗液以冲洗经强氧化剂清洗装置处理后的芯片；

所述预冲洗装置、丙酮浸泡装置、酒精浸泡装置、强氧化剂清洗装置和除杂冲洗装置在所述清洗系统中顺着所述芯片的清洗工序前后依次设置。

优选的，所述预冲洗装置和所述除杂冲洗装置均为雾化喷洗装置，所述雾化喷洗装置设有用于喷射出雾化清洗液的雾化喷头。

进一步优选的，所述雾化喷洗装置为高压喷雾装置。

进一步优选的，所述雾化喷洗装置设有入水口和氮气进口，所述入水口和氮气进口均分别与雾化喷洗装置的雾化腔连通。

作为一种具体实施方式，所述预冲洗装置和所述除杂冲洗装置为同一装置或为不同装置。

作为一种具体实施方式，所述丙酮浸泡装置包括用于容纳丙酮和芯片的容纳腔；和/或，所述酒精浸泡装置包括用于容纳酒精和芯片的容纳腔。

优选的，所述酒精浸泡装置还包括用于对所述容纳腔中的酒精进行水浴加热的水浴加热部件。

作为一种具体实施方式，所述强氧化剂清洗装置包括用于容纳强氧化剂清洗液和芯片的容纳腔。

作为一种具体实施方式，所述铌酸锂调制器芯片为高频铌酸锂调制器芯片。

一些实施方式中，所述高频铌酸锂调制器芯片的厚度≥10μm。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

利用本实用新型的清洗系统来清洗铌酸锂调制器芯片，特别是用于清洗高频铌酸锂调制器芯片，可有效的去除大颗粒杂质，有效去除胶、有机物等杂质，减少再污染，不仅清洗效率高，而且使得芯片表面的清洁度大大提高，提高芯片的合格率。

附图说明

图1为一种实施方式中，本实用新型清洗系统的组成示意图；

图2雾化喷洗装置示意图；

图3为现有技术中切割后芯片效果示意图；

图4为待清洗芯片构成；

图5为电极周围存在的杂质示意图。

附图标记说明：100-预冲洗装置；200-丙酮浸泡装置；300-酒精浸泡装置；400-强氧化剂清洗装置；500-除杂冲洗装置；101-氮气进口； 102-进水口；103雾化腔；104-雾化喷头；601-玻璃片；602切割线；603- 电极；604-光刻胶；605-有机物；606-光波导；607-胶；608-颗粒。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本实用新型的内容，但本实用新型的内容并不仅仅局限于以下实施例。

本实用新型提供的铌酸锂调制器芯片的清洗系统1，参见图1，其主要包括预冲洗装置100、丙酮浸泡装置200、酒精浸泡装置300、强氧化剂清洗装置400和除杂冲洗装置500。其中预冲洗装置100，用于提供雾化清洗液以冲洗待清洗的芯片。丙酮浸泡装置200，用于以丙酮浸泡经预冲洗装置100的雾化清洗液冲洗后的芯片，从而去除芯片表面的光刻胶。酒精浸泡装置300，用于以酒精浸泡经丙酮浸泡装置200处理后的芯片，从而去除芯片上附着的丙酮。强氧化剂清洗装置400，用于以强氧化剂清洗液浸泡经酒精浸泡装置300处理后的芯片，从而去除芯片上的有机物杂质。除杂冲洗装置500，用于提供雾化清洗液以冲洗经强氧化剂清洗装置300处理后的芯片。

其中，预冲洗装置100和除杂冲洗装置500均为雾化喷洗装置，雾化喷洗装置设有用于喷射出雾化清洗液的雾化喷头104，雾化喷洗装置可以采用本领域常规雾化喷洗设备均可，例如可喷射雾化清洗液的水枪装置等。优选的，雾化喷洗装置为高压喷雾装置，从而可以喷出高压雾化清洗液进行清洗，高压喷雾装置具体可采用本领域现有的相应设备，对此不作赘述。优选的，如图2所示，雾化喷洗装置设有和雾化腔103相连通的入水口102和氮气进口101，其中入水口102用于向雾化装置的雾化腔103内输入水，氮气进口102用于向雾化装置的雾化腔103内输入氮气，从而可以从雾化喷头104喷出含有水和氮气的雾化清洗液；这种雾化喷洗装置可以采用本领域现有的带有进水口和进气口的相应设备，可将进水口作为所述入水口，将进气口作为氮气进口。

在具体实施方式中，预冲洗装置100和除杂冲洗装置500可以采用同一套装置，也可采用两套不同的装置。

在具体实施方式中，丙酮浸泡装置200具体包括用于容纳丙酮和芯片的容纳腔，其具体结构形式不作限定，例如可以为丙酮浸泡槽等，只要能起到容纳丙酮和芯片的功能即可，从而能达到将芯片浸泡于丙酮中的目的。

在具体实施方式中，酒精浸泡装置300具体包括用于容纳酒精和芯片的容纳腔，其具体结构形式不作限定，例如可以采用酒精浸泡槽等，只要能起到容纳酒精和芯片的功能即可，从而能达到将芯片浸泡于酒精中的目的。优选的，酒精浸泡装置还包括水浴加热部件，用于对酒精浸泡装置的容纳腔中的酒精进行水浴加热。水浴加热部件具体采用本领域现有的水浴加热结构均可，例如在酒精浸泡装置中设有水浴槽和加热元件，加热元件作用于水浴槽，对水浴槽中的水进行加热；而用于容纳酒精和芯片的容纳腔置于水浴槽中进行水浴加热。酒精浸泡装置具体可以采用本领域现有水浴加热设备，可以为自带容纳腔的水浴加热设备，或配备独立的用于容纳酒精和芯片的容器。

在具体实施方式中，所述强氧化剂清洗装置400包括用于容纳强氧化剂清洗液和芯片的容纳腔，其具体结构形式不作限定，例如为强氧化剂清洗槽等，只要能起到容纳强氧化剂清洗液和芯片的功能即可，从而能达到将芯片浸泡于强氧化剂清洗液中的目的。强氧化剂清洗液可以采用本领域所熟知的相应试剂，例如玻璃水等，可以采用市售渠道获得的常规试剂。

本实用新型的清洗系统可以适用于各种铌酸锂调制器芯片的清洗，且特别适用于高频铌酸锂调制器芯片，尤其是电极厚度≥10μm的高频铌酸锂调制器芯片。本实用新型清洗系统所涉及的各种设备元件均可以采用本领域现有的相应设备，对此不作一一赘述。

采用本实用新型的清洗系统清洗铌酸锂调制器芯片时，可以按照以下步骤进行：1、将待清洗的芯片用预冲洗装置100进行冲洗，经预冲洗装置100所提供的雾化清洗液冲洗后，可去除芯片表面的颗粒杂质。优选的预冲洗装置为能喷出含氮气和水的雾化清洗液。在一些具体实施方式中，氮气流量例如可以为90-100升/分钟，清洗液的水阻值例如可以为40-60KΩ·CM。采用预冲洗装置100利用雾化清洗液进行预冲洗，清洗液可以很容易进入芯片切割缝中，借由预冲洗装置清洗液的冲击力，可以把颗粒冲洗干净。通过预冲洗装置的冲洗，可以有效避免颗粒在后续去除光刻胶后落入电极缝隙中。2、经预冲洗装置100冲洗后，将芯片放入丙酮浸泡装置200中，用丙酮进行浸泡，去除芯片上的光刻胶。3、之后将芯片置于酒精浸泡装置300中，用酒精浸泡芯片，去除芯片上附着的丙酮溶液。4、之后将芯片置于强氧化剂清洗装置400，用强氧化剂清洗液浸泡清洗芯片，从而去除残留的有机物杂质。5、最后再将芯片用除杂冲洗装置500冲洗，在雾化清洗液的冲洗下使得芯片上可能残留的颗粒等杂质被彻底去除。

在生产实践中证实，采用本实用新型的清洗系统来清洗铌酸锂调制器芯片，尤其是电极厚度大的高频铌酸锂调制器芯片，相比于传统的清洗系统，芯片表面的清洁度大大提高，芯片的合格率提高了30-50％，同时也提高了清洗效率。

本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种铌酸锂调制器芯片的清洗系统，其特征在于，包括：

预冲洗装置，用于提供雾化清洗液以冲洗待清洗的芯片；

丙酮浸泡装置，用于以丙酮浸泡经所述预冲洗装置的雾化清洗液冲洗后的芯片；

酒精浸泡装置，用于以酒精浸泡经所述丙酮浸泡装置处理后的芯片；

强氧化剂清洗装置，用于以强氧化剂清洗液浸泡经所述酒精浸泡装置处理后的芯片；

除杂冲洗装置，用于提供雾化清洗液以冲洗经强氧化剂清洗装置处理后的芯片；

所述预冲洗装置、丙酮浸泡装置、酒精浸泡装置、强氧化剂清洗装置和除杂冲洗装置在所述清洗系统中顺着所述芯片的清洗工序前后依次设置。

2.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述预冲洗装置和所述除杂冲洗装置均为雾化喷洗装置，所述雾化喷洗装置设有用于喷射出雾化清洗液的雾化喷头。

3.根据权利要求2所述的清洗系统，其特征在于，所述雾化喷洗装置为高压喷雾装置。

4.根据权利要求2或3所述的清洗系统，其特征在于，所述雾化喷洗装置设有入水口和氮气进口，所述入水口和氮气进口均分别与雾化喷洗装置的雾化腔连通。

5.根据权利要求4所述的清洗系统，其特征在于，所述预冲洗装置和所述除杂冲洗装置为同一装置或为不同装置。

6.根据权利要求4所述的清洗系统，其特征在于，所述丙酮浸泡装置包括用于容纳丙酮和芯片的容纳腔；

和/或，所述酒精浸泡装置包括用于容纳酒精和芯片的容纳腔。

7.根据权利要求6所述的清洗系统，其特征在于，所述酒精浸泡装置还包括用于对所述容纳腔中的酒精进行水浴加热的水浴加热部件。

8.根据权利要求3所述的清洗体统，其特征在于，所述强氧化剂清洗装置包括用于容纳强氧化剂清洗液和芯片的容纳腔。

9.根据权利要求4所述的清洗系统，其特征在于，所述铌酸锂调制器芯片为高频铌酸锂调制器芯片。

10.根据权利要求9所述的清洗系统，其特征在于，所述高频铌酸锂调制器芯片电极的厚度≥10μm。