專利名稱：二氧化碳離子水的制備方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芯片制造加工領(lǐng)域，特別的涉及一種用于芯片清洗的二氧化碳離子水的制備方法及其發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
在芯片制造設(shè)備中，為防止靜電對被加工的芯片產(chǎn)生破壞，需要對去離子水進(jìn)行離子化處理，以消除靜電。在常溫下，二氧化碳可部分溶解于去離子水中產(chǎn)生氫離子和碳酸根離子形成離子水。由于該離子水干燥后，其中的離子變?yōu)槎趸己髶]發(fā)掉，在被處理的芯片上不會殘留任何雜質(zhì)。因此二氧化碳離子水被廣泛應(yīng)用到芯片制造的各個工藝步驟中。由于芯片制造對離子水的純度要求十分嚴(yán)格，因此在離子水制備過程中不得使用機(jī)械手段來促使二氧化碳在水中的溶解。目前制備二氧化碳離子水的方法，如圖1所示，二氧化碳?xì)怏w通過進(jìn)氣管1經(jīng)電磁閥2與通過進(jìn)液管3內(nèi)去離子水在三通管4內(nèi)進(jìn)行混合，再經(jīng)過一段較長的混合管道5使二氧化碳?xì)怏w溶解在水中形成離子水，然后通過電導(dǎo)率探頭7 檢測離子水的電導(dǎo)率，即檢測水中的離子濃度，并將該電導(dǎo)率反饋到一個控制器6內(nèi)，控制器6根據(jù)檢測信號調(diào)整電磁閥2的通斷頻率以調(diào)整二氧化碳的進(jìn)氣量，從而達(dá)到控制制成的離子水的離子濃度，上述離子水的制備方法主要存在以下不足1、二氧化碳?xì)怏w不能充分溶解。二氧化碳?xì)怏w和去離子水是在三通中混流后再經(jīng)一個較長的混合管道混合，由于缺乏攪拌手段，大部分二氧化碳在水中以較大的氣泡形式存在，這些氣泡減小了氣液接觸面積，使得二氧化碳?xì)怏w難以充分溶解到水中。并且這些氣泡有可能在電導(dǎo)率探頭之后依然存在，繼續(xù)溶解過程，使得制備的離子水的電導(dǎo)率與控制器顯示讀數(shù)不一致。另外這些氣泡還會在隨后的過濾器中滯留，影響過濾器的流量。2、制得離子水的離子濃度波動較大。該種制備方法因氣液混合點(diǎn)與檢測點(diǎn)之間存在較長的混合管道，造成檢測信號的滯后，從而影響控制器的控制能力，使得離子水的離子濃度波動較大。再則，該制備方法通過電磁閥的通斷頻率來控制二氧化碳的進(jìn)氣量，而電磁閥的間斷性通斷使得二氧化碳流量波動很大，造成離子水的離子濃度波動較大。3、二氧化碳消耗量大。由于部分二氧化氣體沒有完全溶解到水中，而是滯留在過濾器中形成氣泡，從而造成二氧化碳?xì)怏w的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能增大二氧化碳?xì)怏w在去離子水中的溶解率，并有效提高所制備離子水的離子濃度穩(wěn)定性的在線二氧化碳離子水的制備方法及其裝置。本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種二氧化碳離子水的制備方法，具有以下步驟1)將去離子水(DIW)和二氧化碳(CO2)通入裝有夾氣膜的氣液混合筒中進(jìn)行充分混合；
2)對氣液混合筒出來的離子水進(jìn)行離子電導(dǎo)率檢測，獲得離子水的電導(dǎo)率值；3)將檢測獲得的離子水電導(dǎo)率值與設(shè)定的電導(dǎo)率值對比，由控制器根據(jù)兩電導(dǎo)率值的差異計算出調(diào)整信號，并發(fā)送調(diào)整信號給二氧化碳進(jìn)口管道的壓力調(diào)節(jié)閥，控制二氧化碳的進(jìn)氣量；4)獲得設(shè)定電導(dǎo)率值的離子水。上述夾氣膜為圓柱形狀，二氧化碳從夾氣膜的圓柱面進(jìn)入夾氣膜，去離子水從夾氣膜的端面通過夾氣膜，二氧化碳與去離子水在夾氣膜腔體內(nèi)混合。上述控制器由氮?dú)鈿?作為控制氣源。一種用二氧化碳離子水的制備裝置，包括二氧化碳(CO2)進(jìn)氣管、壓力調(diào)節(jié)閥、氣體過濾器、去離子水進(jìn)液管、裝有夾氣膜的氣液混合筒、電導(dǎo)率探頭和控制器，上述二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)閥和氣體過濾器進(jìn)入氣液混合筒中與去離子水混合，氣液混合筒的出口端與電導(dǎo)率探頭連接，電導(dǎo)率探頭與壓力控制器的信號輸入端連接，壓力控制器的控制端與壓力調(diào)節(jié)閥連接。上述氣液混合筒內(nèi)裝的夾氣膜為圓柱形狀，二氧化碳從夾氣膜的圓柱面進(jìn)入夾氣膜，去離子水從夾氣膜的端面通過夾氣膜，二氧化碳與去離子水在夾氣膜腔體內(nèi)混合。上述上述控制器由氮?dú)?N2)作為控制氣源。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后的優(yōu)點(diǎn)在于1、二氧化碳?xì)怏w溶解充分。本發(fā)明采用專用的夾氣膜混合筒對二氧化碳和去離子水進(jìn)行混合。由于受到夾氣膜的作用，大大增加了二氧化碳?xì)怏w與去離子水的接觸面積，從而使得二氧化碳?xì)怏w得以充分溶解到去離子水中；2、提高離子水的離子濃度的精度。本發(fā)明采用壓力調(diào)節(jié)閥對氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于氣體的流量正比于氣體壓力的平方，因此調(diào)節(jié)氣體壓力比調(diào)節(jié)流量有更高的靈敏度，提高控制離子濃度的精度，而且壓力調(diào)節(jié)閥可實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，使得對二氧化碳進(jìn)氣量的調(diào)整更為平穩(wěn)，對產(chǎn)生的離子水的離子濃度控制更為精確。3、結(jié)構(gòu)緊湊。本發(fā)明采用的夾氣膜混合筒結(jié)構(gòu)簡單，相對于混合管道，流體通過時間短，有效地縮短了控制點(diǎn)與檢測點(diǎn)之間的延時，能及時將檢測信號反饋到控制器內(nèi)并及時發(fā)出控制信號調(diào)整二氧化碳的進(jìn)氣量，從而提高了離子濃度的精度。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1是原來制備二氧化碳去離子水的示意圖。圖2是本發(fā)明制備二氧化碳去離子水的示意圖。圖3是本發(fā)明中夾氣膜混合筒原理簡單示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明在線二氧化碳離子水的制備方法，將二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥后與去離子水在裝有夾氣膜的混合筒進(jìn)行混合，然后得到的離子水通過出液管送出至指定點(diǎn)，電導(dǎo)率探頭檢測離子水中二氧化碳離子的電導(dǎo)率，并將該數(shù)據(jù)輸入到控制器內(nèi)與設(shè)定的二氧化碳離子的電導(dǎo)率對比，控制器根據(jù)兩電導(dǎo)率的差異輸出調(diào)整信號，調(diào)整壓力調(diào)節(jié)閥的開度，控制二氧化碳?xì)怏w的壓力，改變輸出離子水內(nèi)二氧化碳離子的濃度。見圖2所示，本發(fā)明制備二氧化碳離子水的裝置，包括氮?dú)?N2)進(jìn)氣管1’、二氧化碳進(jìn)氣管2’、去離子水進(jìn)液管3’、控制器4’、壓力調(diào)節(jié)閥5’、氣體過濾器6’、氣液混合筒7’ 和電導(dǎo)率探頭8’。上述二氧化碳進(jìn)氣管2’的一端與二氧化碳?xì)庠聪嗤?，氣路上安裝有壓力調(diào)節(jié)閥5’，控制二氧化碳流入氣液混合筒7’的壓力，去離子水進(jìn)液管3’的進(jìn)口端與去離子水源相通，去離子水進(jìn)液管3’的出口端與氣液混合筒V的一個進(jìn)口連接相通，氣液混合筒 V內(nèi)的混合液體出來后經(jīng)過電導(dǎo)率探頭8’流入出液管10’。電導(dǎo)率探頭8’設(shè)置在出液管 10’上，電導(dǎo)率探頭V通過控制線路9’與控制器4’的信號輸入端連接，控制器4’的控制端與壓力調(diào)節(jié)閥5’的閥門連接，調(diào)節(jié)二氧化碳?xì)怏w的壓力，控制離子水內(nèi)二氧化碳離子的濃度，上述控制器4 ’采用PID控制器或其它現(xiàn)有的控制器，都能達(dá)到本發(fā)明的控制需要，控制器由氮?dú)庾鳛榭刂茪庠?。見圖3，上述氣液混合筒內(nèi)的夾氣膜為圓柱形狀，二氧化碳從夾氣膜的圓柱面進(jìn)入夾氣膜，去離子水從夾氣膜的端面通過夾氣膜，二氧化碳與去離子水在夾氣膜腔體內(nèi)進(jìn)行混合ο顯然，本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式
僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以容易的做出其它形式上的變化或者替代，而這些改變或者替代也將包含在本發(fā)明確定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種二氧化碳離子水的制備方法，其特征在于具有以下步驟1)將去離子水(DIW)和二氧化碳(CO2)通入裝有夾氣膜的氣液混合筒中進(jìn)行充分混合；2)對氣液混合筒出來的離子水進(jìn)行二氧化碳離子電導(dǎo)率檢測，獲得離子水的電導(dǎo)率值；3)將檢測獲得的離子水電導(dǎo)率值與設(shè)定的電導(dǎo)率值對比，由控制器根據(jù)兩電導(dǎo)率值的差異計算出調(diào)整信號，并發(fā)送調(diào)整信號給二氧化碳進(jìn)口管道的壓力調(diào)節(jié)閥，控制二氧化碳的進(jìn)氣量；4)獲得設(shè)定電導(dǎo)率值的離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳離子水的制備方法，其特征在于上述夾氣膜為圓柱形狀，二氧化碳從夾氣膜的圓柱面進(jìn)入夾氣膜，去離子水從夾氣膜的端面通過夾氣膜，二氧化碳與去離子水在夾氣膜腔體內(nèi)混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳離子水的制備方法，其特征在于上述控制器由氮?dú)?N2)作為控制氣源。
4.一種用來實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的二氧化碳離子水的制備裝置，其特征在于包括二氧化碳(CO2)進(jìn)氣管(2’)、壓力調(diào)節(jié)閥(5’)、氣體過濾器(6’)、去離子水進(jìn)液管(3’)、 裝有夾氣膜的氣液混合筒(7’)、電導(dǎo)率探頭(8’ )和控制器(4’)，上述二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)閥和氣體過濾器進(jìn)入氣液混合筒中與去離子水混合，氣液混合筒的出口端與電導(dǎo)率探頭連接，電導(dǎo)率探頭與壓力控制器的信號輸入端連接，壓力控制器的控制端與壓力調(diào)節(jié)閥連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳離子水的制備裝置，其特征在于上述氣液混合筒內(nèi)裝的夾氣膜為圓柱形狀，二氧化碳從夾氣膜的圓柱面進(jìn)入夾氣膜，去離子水從夾氣膜的端面通過夾氣膜，二氧化碳與去離子水在夾氣膜腔體內(nèi)混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳離子水的制備裝置，其特征在于上述控制器由氮?dú)?N2)作為控制氣源。
全文摘要
本發(fā)明涉及芯片制造加工領(lǐng)域，特別的涉及一種用于芯片清洗的二氧化碳離子水的制備方法及其發(fā)生裝置。目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能增大二氧化碳?xì)怏w在去離子水中的溶解率，并有效提高所制備離子水的離子濃度穩(wěn)定性的在線二氧化碳離子水的制備方法及其裝置。一種二氧化碳離子水的制備方法，具有以下步驟1)將去離子水(DIW)和二氧化碳(CO2)通入裝有夾氣膜的氣液混合筒中進(jìn)行充分混合；2)對氣液混合筒出來的離子水進(jìn)行離子電導(dǎo)率檢測，獲得離子水的電導(dǎo)率值；3)將檢測獲得的離子水電導(dǎo)率值與設(shè)定的電導(dǎo)率值對比，由控制器調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥，控制二氧化碳的進(jìn)氣量；4)獲得設(shè)定電導(dǎo)率值的離子水。
文檔編號C02F1/68GK102166486SQ20111003056
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者吉保國, 徐飛, 鄔治國, 金海濤 申請人:常州瑞擇微電子科技有限公司