[实用新型]二氧化碳离子水发泡机

说明书

技术领域

本实用新型涉及芯片制造加工领域，特别的涉及一种用于芯片清洗的二氧化碳离子水的制备装置。

背景技术

在芯片制造设备中，为防止静电对被加工的芯片产生破坏，需要对去离子水进行离子化处理，以消除静电。在常温下，二氧化碳可部分溶解于去离子水中产生氢离子和碳酸根离子形成离子水。由于该离子水干燥后，其中的离子变为二氧化碳后挥发掉，在被处理的芯片上不会残留任何杂质。因此二氧化碳离子水被广泛应用到芯片制造的各个工艺步骤中。由于芯片制造对离子水的纯度要求十分严格，因此在离子水制备过程中不得使用机械手段来促使二氧化碳在水中的溶解。目前制备二氧化碳离子水的方法是，二氧化碳气体通过进气管经电磁阀与通过进液管内去离子水在三通管内进行混合，再经过一段较长的混合管道使二氧化碳气体溶解在水中形成离子水，然后通过电导率探头检测离子水的电导率，即检测水中的离子浓度，并将该电导率反馈到一个控制器内，控制器根据检测信号调整电磁阀的通断频率以调整二氧化碳的进气量，从而达到控制制成的离子水的离子浓度，上述离子水的制备方法主要存在以下不足：

1、二氧化碳气体不能充分溶解。二氧化碳气体和去离子水是在三通中混流后再经一个较长的混合管道混合，由于缺乏搅拌手段，大部分二氧化碳在水中以较大的气泡形式存在，这些气泡减小了气液接触面积，使得二氧化碳气体难以充分溶解到水中。并且这些气泡有可能在电导率探头之后依然存在，继续溶解过程，使得制备的离子水的电导率与控制器显示读数不一致。另外这些气泡还会在随后的过滤器中滞留，影响过滤器的流量。

2、制得离子水的离子浓度波动较大。该种制备方法因气液混合点与检测点之间存在较长的混合管道，造成检测信号的滞后，从而影响控制器的控制能力，使得离子水的离子浓度波动较大。再则，该制备方法通过电磁阀的通断频率来控制二氧化碳的进气量，而电磁阀的间断性通断使得二氧化碳流量波动很大，造成离子水的离子浓度波动较大。

3、二氧化碳消耗量大。由于部分二氧化气体没有完全溶解到水中，而是滞留在过滤器中形成气泡，从而造成二氧化碳气体的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，能增大二氧化碳气体在去离子水中的溶解率，并有效提高所制备离子水的离子浓度稳定性的在线二氧化碳离子水发泡机。

本实用新型为达到上述目的的技术方案是：

一种二氧化碳离子水发泡机，包括机械机构部分和液路部分，上述机械结构部分主要包括机箱，机箱内设二氧化碳(CO₂)钢瓶，机箱上半部设有操作面板，操作面板上具有液晶显示屏和二氧化碳含量调节旋钮，机箱顶部设有报警器，上述液路部分包括去离子水(DIW)进水管、二氧化碳进气管、夹气膜混合筒和用来检测所获得的离子水二氧化碳含量的电导率探头，上述去离子水进水管与夹气膜混合筒的一个进口端连接，二氧化碳进气管通过压力调节阀与夹气膜混合筒的另一个进口端连接，上述电导率探头安装在夹气膜混合筒的出水端。

上述夹气膜混合筒包括第一夹气膜混合筒和第二夹气膜混合筒，第一、二夹气膜混合筒并联在液路中。

上述液路部分还设有二次混合单元，上述二次混合单元具有两个进口端，其中一个进口端与第一、二夹气膜混合筒的出口端连接，另外一个进口端与去离子水进水管连接，并且两个进口端之间设有只能允许去离子水进入的单向阀，上述电导率探头设在二次混合单元的出口端。

上述第一、二夹气膜混合筒上还连接有排水管，上述排水管路上设有电磁阀。

本实用新型采用上述技术方案后的优点在于：

1、二氧化碳气体溶解充分。本实用新型采用专用的夹气膜混合筒对二氧化碳和去离子水进行混合。由于受到夹气膜的作用，大大增加了二氧化碳气体与去离子水的接触面积，从而使得二氧化碳气体得以充分溶解到去离子水中；

2、提高离子水的离子浓度的精度。本实用新型采用压力调节阀对气体的流量进行调节，由于气体的流量正比于气体压力的平方，因此调节气体压力比调节流量有更高的灵敏度，提高控制离子浓度的精度，而且压力调节阀可实现连续调节，使得对二氧化碳进气量的调整更为平稳，对产生的离子水的离子浓度控制更为精确。

3、结构紧凑。本实用新型采用的夹气膜混合筒结构简单，相对于混合管道，流体通过时间短，有效地缩短了控制点与检测点之间的延时，能及时将检测信号反馈到控制器内并及时发出控制信号调整二氧化碳的进气量，从而提高了离子浓度的精度。

4、本新型设有并联的第一、二夹气膜混合筒，可以在不改变夹气膜混合筒型号的前提下提高二氧化碳离子水的制备能力，降低了生产成本。