專利名稱：：超純水防靜電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種超純水防靜電裝置。
背景技術(shù)：
：在半導(dǎo)體元件制造過程中，最頻繁的工藝步驟就是晶片清洗。晶片清洗的目的就是為了去除附著于晶片表面上的有機(jī)化合物、金屬雜質(zhì)或微粒。在清洗過程中，要大量使用高純度的去離子水清洗晶片，清洗用的去離子水純度越高，水中的雜質(zhì)就越少，對(duì)半導(dǎo)體芯片帶來的損害就越小。因此，在半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域，通常使用的去離子水純度都很高，其電阻率一般都在15MQ.cm以上，甚至達(dá)到18MDcm以上。但是，電阻率越高，其導(dǎo)電性能就越差，用電阻率如此高的去離子水來清洗晶片很容易在晶片表面產(chǎn)生靜電，由此，引發(fā)對(duì)元器件的靜電破壞、微粒靜電吸附污染等問題。為解決這一問題，常用的一種方法是向高電阻率的去離子水中添加二氧化碳，利用二氧化碳和水反應(yīng)產(chǎn)生的氫離子、碳酸根及碳酸氫根離子來降低去離子水的電阻率，從而，防止去離子水在清洗過程中產(chǎn)生靜電。這種添加了二氧化碳的去離子水用來清洗，再烘干之后，溶解在水中的二氧化碳會(huì)全部蒸發(fā)出來，因此在被清洗物件表面不會(huì)因添加二氧化碳而產(chǎn)生新的污染物?，F(xiàn)有的在線制備二氧化碳離子水的方法是采用直接向去離子水中注入二氧化碳?xì)怏w的方式。如中國專利申請(qǐng)(公開號(hào)101244863)公開了一種在線制備二氧化碳離子水的裝置，該裝置在混合筒內(nèi)，通過氣管直接向去離子水中注入二氧化碳?xì)怏w，并以微小氣泡形式與水混合并溶解。然后，對(duì)混合筒出口處的去離子水進(jìn)行檢測(cè)，并將4全測(cè)信息反饋到添加二氧化碳管路的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將去離子水的電阻率控制在設(shè)定范圍的要求。在這種方法中，由二氧化碳?xì)怏w帶進(jìn)離子水中的二次污染不可避免，同時(shí)由于采用反饋控制導(dǎo)致控制延遲不可避免，引起產(chǎn)水的電阻率指標(biāo)波動(dòng)較大。現(xiàn)有技術(shù)中，也有釆用膜法添加二氧化碳?xì)怏w，通過產(chǎn)水電反饋信號(hào)控制二氧化碳?xì)怏w流量來調(diào)整產(chǎn)水電阻率，這種膜添加方法防止了二氧化碳帶入的二次污染，但是二氧化碳?xì)怏w損耗量很大，而且，膜元件水流量大造成了膜元件壽命短，二氧化碳流量控制系統(tǒng)復(fù)雜易出故障，并且因檢測(cè)信號(hào)滯后而引入較大的反饋延時(shí)造成產(chǎn)水電阻率波動(dòng)。還有一種采用旁路添加二氧化碳方式，這種方式減少膜元件中的水流量，延長了膜元件的壽命，但是目前采用旁路方式的裝置對(duì)旁路流量的控制僅通過連接在旁路上的單只閥來調(diào)整，系統(tǒng)管壓降易隨流量變化引起流體的流態(tài)變化而受到較大的影響，造成主管路與旁路的流量比例隨流量變化發(fā)生漂移，導(dǎo)致產(chǎn)水電阻率無法保持恒定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中在線制備二氧化碳離子水時(shí)，容易帶入二次污染、二氧化碳?xì)怏w利用率不高、膜元件壽命短，以及產(chǎn)水電阻率易發(fā)生飄移等問題，提供一種超純水防靜電裝置，該裝置高效利用二氧化碳溶解到去離子水中的方法來精密調(diào)節(jié)去離子水的電阻率，防止二氧化碳帶來的二次污染，延長膜元件壽命，并高精度穩(wěn)定產(chǎn)水電阻率。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種超純水防靜電裝置，該裝置包括與去離子水進(jìn)水管道連接的流量調(diào)節(jié)閥組、與流量調(diào)節(jié)閥組出口相連、且并聯(lián)設(shè)置的主管路和旁路，所述的旁路上設(shè)置有一膜元件，該膜元件設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w進(jìn)氣口，去離子水在膜元件中充分溶解二氧化碳?xì)怏w，并形成二氧化碳飽和溶液，所述的膜元件設(shè)置有出水口，從該出水口流出的二氧化碳飽和溶液與主管路中的去離子水經(jīng)混水管導(dǎo)入產(chǎn)水管。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述的流量調(diào)節(jié)閥組包括并聯(lián)連接的大流量調(diào)節(jié)閥和小流量調(diào)節(jié)閥，大流量調(diào)節(jié)閥與主管路連接，小流量調(diào)節(jié)閥與旁路連接。大流量調(diào)節(jié)閥和小流量調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)比范圍為5:1-200:i,最佳范圍為20:i。在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，所述的流量調(diào)節(jié)閥組包括并聯(lián)設(shè)置的大流量節(jié)流口和小流量調(diào)節(jié)閥。二氧化碳?xì)怏w經(jīng)氣體過濾器和氣體減壓閥后進(jìn)入膜元件中。所述膜元件還設(shè)置有與排氣管路連接的排氣口，該排氣口由電磁閥控制，定時(shí)自動(dòng)接通排氣管路，排出冷凝水或雜質(zhì)。本實(shí)用新型中，所述的膜元件由密閉外殼和固定在外殼內(nèi)的大量纖維膜管構(gòu)成，所述的膜管由透氣不透水的疏水性材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.對(duì)去離子水造成的二次污染小。與傳統(tǒng)的直接向去離子水通入二氧化碳?xì)怏w的添加方式不同，本實(shí)用新型通過膜元件向去離子水中注入二氧化碳?xì)怏w。膜元件中的膜是采用憎水親氣材料制成的多微孔性薄膜，其特性是允許氣體自由穿過但不允許液態(tài)水穿過。調(diào)整去離子水的壓力總是大于二氧化^友氣體的壓力，那么二氧化碳?xì)怏w就不能以氣泡的方式進(jìn)入去離子水，而只能以溶解的方式進(jìn)入去離子水中，氣體中的微粒雜質(zhì)將留在脫氣膜的氣相端而隨尾氣排放。2.二氧化碳?xì)怏w溶解效率高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。由于脫氣膜模塊的特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得膜元件的比表面積很大，大大提高了二氧化碳?xì)怏w與去離子水的接觸面積，因而使得二氧化碳?xì)怏w溶解得更充分，溶解速度更快。同時(shí)，一只體積很小的脫氣膜模塊就可以具有很大的接觸表面，也意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以做得很緊湊。3.產(chǎn)水的電阻率平穩(wěn)。我們知道，一定的溫度和壓力下，二氧化碳?xì)怏w在水中的溶解度是固定的。旁路中的水通過膜元件充分溶解二氧化碳?xì)怏w成為二氧化碳飽和溶液，再通過調(diào)整主管路和旁路中水的流量比例，然后，混合到一起就能得到一定濃度的具有設(shè)定電阻率值的二氧化碳離子水。這種調(diào)節(jié)方式無需精確控制二氧化碳?xì)怏w的流量或壓力，只要保證二氧流量比例調(diào)整，是通過調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥組實(shí)現(xiàn)的。由于在管路上設(shè)置了流量調(diào)節(jié)閥組，可以使主管路和旁路的管壓降幾乎全部集中在流量調(diào)節(jié)閥組兩端，管道結(jié)構(gòu)等因素引起的管壓降就可以被忽略，因此主管路和旁路的流量比例很容易通過調(diào)節(jié)閥組來控制和調(diào)整。選用流量調(diào)節(jié)范圍及調(diào)整比例適當(dāng)?shù)拈y組，在進(jìn)水壓力和流量等流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的情況下，主管路和旁路的流量比例在流量調(diào)節(jié)閥組的控制下能保持比較高的穩(wěn)定度。因此，產(chǎn)水的電阻率能保持比較高的穩(wěn)定度。4.調(diào)節(jié)范圍大。目前的制造工藝，能制造流量調(diào)節(jié)范圍及調(diào)整比例較大且穩(wěn)定性較高的流量調(diào)節(jié)閥組，選用合適的閥組能使本實(shí)用新型的流量調(diào)節(jié)范圍和電阻率調(diào)節(jié)范圍較大。5.節(jié)約用氣。系統(tǒng)提供的高純度二氧化碳?xì)怏w，除了4艮少一部分用來定時(shí)吹掃冷凝水等雜質(zhì)以外，其余都用于去離子水的電阻率調(diào)節(jié)，不會(huì)現(xiàn)有裝置那樣因?yàn)樾枰３侄趸細(xì)怏w濃度而被白白排入大氣，因此，二氧化碳?xì)怏w的利用率非常高。6.膜元件壽命長。由于采用旁路方式，流過膜元件的流量小，因此對(duì)膜元件的損害小而相應(yīng)延長了膜元件的壽命。在實(shí)際使用中，主管路和旁路的流量比例可達(dá)1000:l左右，因此大幅度減少了水雜質(zhì)對(duì)膜元件卩微孔的污堵及水流對(duì)膜元件的沖刷等損害。下面結(jié)合4交佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明，其中圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是流量調(diào)節(jié)閥組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是混合管的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例如圖1和圖2所示。在該實(shí)施例中，去離子水從總進(jìn)水管1進(jìn)入流量調(diào)節(jié)閥組2。流量調(diào)節(jié)閥組2由大流量調(diào)節(jié)閥21和小流量調(diào)節(jié)閥23組成，大流量調(diào)節(jié)閥21的開度約為90%。由于閥21流量系數(shù)較大，大部分去離子水可通過大流量調(diào)節(jié)閥21進(jìn)入主管路3，小部分去離子水通過小流量調(diào)節(jié)閥23進(jìn)入旁路4。在旁路4中設(shè)置有一膜元件5。該膜元件設(shè)置有進(jìn)氣口53,存儲(chǔ)在鋼瓶16中的高壓二氧化碳?xì)怏w通過5微米氣體過濾器15過濾后，再經(jīng)過氣體減壓閥14減壓到0.lMPa,然后通過進(jìn)氣口53進(jìn)入膜元件中。旁路中的去離子水在膜元件5中充分溶解二氧化碳?xì)怏w變成二氧化^灰飽和溶液，然后從膜元件出水口52流出，與主管路3中的去離子水匯合后進(jìn)入混水管7,然后導(dǎo)入產(chǎn)水管。產(chǎn)水管上可以設(shè)置電阻率儀表10,用于檢測(cè)去離子水的電阻率。膜元件5還設(shè)置有排氣口54，在連接到排氣口54的排氣管路上設(shè)置有電磁閥11,該電磁閥11的電控制信號(hào)由控制系統(tǒng)中的每小時(shí)打開電磁閥IO秒，自動(dòng)接邇排氣管路排出冷凝水等雜質(zhì)。下表為本實(shí)施例設(shè)定產(chǎn)水電阻率為0.5MQ.cm時(shí)的去離子水電阻率控制效果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>下表為本實(shí)施例-沒定產(chǎn)水電阻率為0.8M。.cni時(shí)的去離子水電阻率控制效果:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>圖3顯示本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例。為了防止去離子水水質(zhì)突然變壞而損壞膜元件，保證膜元件的正常使用，在流量調(diào)節(jié)閥組2中的旁路接口24與膜元件進(jìn)水口51之間設(shè)置一個(gè)過濾器6，該實(shí)施例中，過濾器6為5微米液體過濾器。本實(shí)施例的其它部分與第一實(shí)施例完全相同。為了保證測(cè)量電阻率值的準(zhǔn)確，必須使二氧化碳飽和溶液與主管路中的去離子水充分混合，因此，電阻率儀表的探頭需要安裝在距離混合點(diǎn)31后面2米以上的產(chǎn)水管道上，這樣容易造成設(shè)備中管路過長，安裝比較雜亂或設(shè)備體積增大。在本實(shí)施例中，在混合點(diǎn)31與電阻率儀表探頭安裝點(diǎn)9之間設(shè)置混合管7,在混合管7內(nèi)壁有凸掾71,如圖4所示。旁路中二氧化碳飽和溶液和主管路中純凈去離子水能在較短管道內(nèi)混合均勻，簡化了管路安裝。為了簡化調(diào)節(jié)過程，在流量調(diào)節(jié)閥組2中，可以節(jié)流口210代替大流量調(diào)節(jié)閥21，所選用的節(jié)流口在主管路的總壓力降中的比例大于90%,工作時(shí)無須調(diào)整節(jié)流口210,只需要調(diào)節(jié)小流量調(diào)節(jié)閥23即可，如圖5所示。上述公開的具體實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，在本實(shí)用新型的構(gòu)思下，還可以有多種變化，這些變化應(yīng)該涵蓋在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種超純水防靜電裝置，其特征在于包括與去離子水進(jìn)水管道(1)連接的流量調(diào)節(jié)閥組(2)、與流量調(diào)節(jié)閥組出口相連、且并聯(lián)設(shè)置的主管路(3)和旁路(4)，所述的旁路(4)上設(shè)置有一膜元件(5)，該膜元件設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w進(jìn)氣口(53)，去離子水在膜元件中充分溶解二氧化碳?xì)怏w，并形成二氧化碳飽和溶液，所述的膜元件設(shè)置有出水口(52)，從該出水口流出的二氧化碳飽和溶液與主管路(3)中的去離子水經(jīng)混水管(7)導(dǎo)入產(chǎn)水管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所迷的超純水防靜電裝置，其特征在于所述的流量調(diào)節(jié)閥組(2)包括并聯(lián)連接的大流量調(diào)節(jié)閥(21)和小流量調(diào)節(jié)閥(23),大流量調(diào)節(jié)閥與主管路(3)連接，小流量調(diào)節(jié)閥與旁路(4)連接，大流量調(diào)節(jié)閥和小流量調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)比范圍為5:1-200:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超純水防靜電裝置，其特征在于所述的流量調(diào)節(jié)閥組(2)包括并聯(lián)設(shè)置的大流量節(jié)流口(210)和小流量調(diào)節(jié)閥(23),大流量節(jié)流口與主管路(3)連接，小流量調(diào)節(jié)岡與旁路(4)連接，大流量調(diào)節(jié)閥和小流量調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)比范圍為5:1-200:1。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超純水防靜電裝置，其特征在于大流量調(diào)節(jié)閥(21)的流量系數(shù)大于小流量調(diào)節(jié)閥(23)的流量系數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超純水防靜電裝置，其特征在于二氧化碳?xì)怏w經(jīng)氣體過濾器(15)和氣體減壓閥(14)后進(jìn)入膜元件(5)中。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超純水防靜電裝置，其特征在于所述膜元件(5)設(shè)置有與排氣管路連接的排氣口(54),該排氣口由電磁閥(ll)控制，定時(shí)自動(dòng)接通排氣管路排出冷凝水或雜質(zhì)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超純水防靜電裝置，其特征在于所述的產(chǎn)水管上設(shè)置有一電阻率儀表(10)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超純水防靜電裝置，其特征在于所述的膜元件(5)由密閉外殼和固定在外殼內(nèi)的大量纖維膜管構(gòu)成，所述的膜管由透氣不透水的疏水性材料制成《9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超純水防靜電裝置，其特征在于所述的流量調(diào)節(jié)閥組(2)中的旁路接口(24)與膜元件進(jìn)水口(51)之間設(shè)置一過濾器(6)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超純水防靜電裝置，其特征在于所述的混合管(7)內(nèi)壁設(shè)有凸掾(71)。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種超純水防靜電裝置，包括與去離子水進(jìn)水管道(1)連接的流量調(diào)節(jié)閥組(2)、與流量調(diào)節(jié)閥組出口相連、且并聯(lián)設(shè)置的主管路(3)和旁路(4)，所述的旁路(4)上設(shè)置有一膜元件(5)，該膜元件設(shè)置有二氧化碳?xì)怏w進(jìn)氣口(53)，去離子水在膜元件中充分溶解二氧化碳?xì)怏w，并形成二氧化碳飽和溶液，所述的膜元件設(shè)置有出水口(52)，從該出水口流出的二氧化碳飽和溶液與主管路(3)中的去離子水經(jīng)混水管(7)導(dǎo)入產(chǎn)水管。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的超純水防靜電裝置對(duì)去離子水造成的二次污染小，產(chǎn)水的電阻率平穩(wěn)，二氧化碳?xì)怏w溶解效率高，裝置結(jié)構(gòu)緊湊。文檔編號(hào)C02F1/00GK201376902SQ200920135238公開日2010年1月6日申請(qǐng)日期2009年2月27日優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日發(fā)明者錢志剛申請(qǐng)人:深圳市超純環(huán)?？萍加邢薰?