一种饱和二氧化碳溶液制备设备的制作方法

1.本技术属于晶圆清洗辅助设备技术领域，尤其是涉及一种饱和二氧化碳溶液制备设备。


背景技术：

2.在对晶圆进行清洗时，需要使用到饱和二氧化碳水溶液作为清洗液。如《湿法清洗制程优化对焊盘表面再结晶缺陷抑制》就提到对于半导体芯片制备的键合焊盘表面的氟离子去除时，最后一步需要使用去离子水进行清洗，去离子水中通入二氧化碳可以有效地抑制清洗时间对金属腐蚀的影响，在去离子水的清洗步骤中是否通入二氧化碳，其晶圆表面缺陷的多少差别非常大。
3.因此，需要配置出饱和的二氧化碳溶液作为清洗液，可以保证二氧化碳溶液中浓度的稳定，为稳定的清洗工艺提供保障。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种和二氧化碳溶液制备设备。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种饱和二氧化碳溶液制备设备，包括：
7.水处理模块，包括用于加热水到60
‑
70℃的加热器，使加热后的水降温到5
‑
10℃的制冷器；
8.气体处理模块，包括与高压气体储罐连接的三通阀，用于使高压气体储罐流出的二氧化碳升温的蒸发器；
9.混合模块，包括分别与水处理模块和气体处理模块连接的气液混合罐以及混合液出液口；气液混合罐与水处理模块之间设置有用于控制流道通断的手动阀，混合液出液口还设置有气液分离阀以使因升温而溢出混合液的气体排出。
10.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，所述制冷器包括第一换热器和第二换热器，通过第一换热器与空气交换热量使水温降低到室温，再将室温水通过第二换热器将水降低到5
‑
10℃。
11.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，所述第二换热器一端与高压气体储罐出口连接，在控制流量的情况下通过高压气体储罐流出二氧化碳气体对水进行降温，第二换热器流出的二氧化碳气体与蒸发器流出二氧化碳气体合流后通入气液混合罐中。
12.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，所述制冷器为第一换热器，第一换热器与高压气体储罐流出的二氧化碳气体进行换热从而降低温度到5
‑
10℃，第一换热器流出的二氧化碳气体与蒸发器流出二氧化碳气体合流后通入气液混合罐中。
13.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，通过电导率测量器测量气液混合罐流出混合液的电导率，以判断混合液中的二氧化碳气体是否饱和。
14.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，气液混合罐内流出的气体通过排放罐收集。
15.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，所述气液混合罐为并列设置的多个。
16.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，所述气液分离阀的出气端与除湿罐连接以去除水分，并将去除水分后的气体通入到气液混合罐前以与进入气液混合罐的气体进行混合。
17.优选地，本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，
18.气液混合罐的气体排放口通过第三阀门和第二流量计与排放罐连接。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明的饱和二氧化碳溶液制备设备，通过水加热以去除部分空气以降低水中溶解的气体含量，再将水和二氧化碳气体均降温到5
‑
10℃，以使二氧化碳气体在水中的溶解度较常温下提高，相当于气体处于过饱和状态，再将混合液升温到所需温度，从而保证了水中的二氧化碳处于饱和状态。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本技术的技术方案进一步说明。
22.图1是本技术实施例的饱和二氧化碳溶液制备设备中水处理模块和气体处理模块的结构示意图；
23.图2是本技术实施例的饱和二氧化碳溶液制备设备中水混合模块的一种实施方式的结构示意图；
24.图3是本技术实施例的饱和二氧化碳溶液制备设备中水混合模块的另一种实施方式的结构示意图；
25.图4是本技术实施例1的饱和二氧化碳溶液制备方法的流程图；
26.图中的附图标记为：
27.11
‑
加热器；12
‑
第一换热器；13
‑
第二换热器；14
‑
手动阀；
28.21
‑
三通阀；22
‑
蒸发器；23
‑
第一阀门；24
‑
第一流量计；25
‑
过滤器；26
‑
单向阀；27
‑
第二阀门；
29.31
‑
气液混合罐；32
‑
电导率测量器；33
‑
气液分离阀；34
‑
排放罐；35
‑
第三阀门；36
‑
第二流量计；37
‑
第四阀门；38
‑
除湿罐。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术的技术方案。
34.实施例1
35.本实施例提供一种饱和二氧化碳溶液制备方法，如图4所示，包括以下步骤：
36.s1：将水加热到60
‑
70℃并使用负压以去除部分空气，再将水降低温度到5
‑
10℃，如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或者10℃；
37.将水降低温度到5
‑
10℃可以由以下方式来实现：
38.1，通过第一换热器与空气交换热量使水温降低到室温，再将室温水通过制冷器将水降低到5
‑
10℃。
39.制冷器为第二换热器，所述第二换热器一端与高压气体储罐出口连接，在控制流量的情况下通过高压气体储罐流出二氧化碳气体对水进行降温。两端换热能够更好地控制温度。
40.2，通过设置一个第一换热器与高压气体储罐流出的二氧化碳气体进行换热从而降低温度到5
‑
10℃，第一换热器流出的二氧化碳气体与蒸发器流出二氧化碳气体合流后通入气液混合罐中。
41.s2：通过蒸发器使二氧化碳升温到5
‑
10℃；
42.s3：将5
‑
10℃的水与5
‑
10℃的二氧化碳气体在气液混合罐内进行；
43.s4：混合后的混合液通入升温器内升温到所需温度，并通过气液分离阀使升温过程中的气体散发。
44.本实施例的饱和二氧化碳溶液制备方法，通过水加热到60
‑
70℃并使用负压以去除部分空气以降低水中溶解的气体含量，再将水和二氧化碳气体均降温到5
‑
10℃，以使二氧化碳气体在水中的溶解度较常温下提高，相当于气体处于过饱和状态，再将混合液升温到所需温度，从而保证了水中的二氧化碳处于饱和状态。
45.第一换热器另一端为空气，通过常温空气来降温。
46.进一步地，第二换热器一端与高压气体储罐出口连接，在控制流量的情况下通过高压气体储罐流出二氧化碳气体对水进行降温，以充分利于高压气体储罐输出气体时带来的温降。高压气体储罐流出二氧化碳会使周围快速降温，因此，仅需部分二氧化碳流入第二换热器中参与对水的降温。当然，还可以将部分高压气体储罐流出二氧化碳通入到气液混合罐周围的保温罐内，以使气液混合罐保持在5
‑
10℃，温度过低时容易结冰。气液混合罐位于保温罐中，使气液混合罐保持较低温度。
47.进一步地，s3步骤后，还通过电导率测量器测量气液混合罐流程混合液的电导率，以判断混合液中的二氧化碳气体是否饱和。
48.进一步地，气液混合罐内流出的气体通过排放罐34收集，统一进行处理后排放或者再利用。
49.进一步地，所述气液混合罐为并列设置的多个。如图2中为两个，两个气液混合罐的入口和出口分别连通，以使水、二氧化碳气体、排出的二氧化碳气体能够进入或者排出。
50.进一步地，气液分离阀中散发的气体通过除湿罐与高压气体储罐流出二氧化碳气体混合。做到了二氧化碳气体的回收，又能够使高压气体储罐流出二氧化碳气体升温，提高升温速度。
51.实施例2
52.本实施例提供一种饱和二氧化碳溶液制备设备，如图1和2所示，包括：
53.水处理模块，包括用于加热水到60
‑
70℃的加热器11，用于使加热后的水降温到5
‑
10℃的制冷器；加热器11还可设置负压装置，用于加快水中气体的溢出。
54.气体处理模块，包括与高压气体储罐连接的三通阀21，用于使高压气体储罐流出的二氧化碳升温的蒸发器22；
55.混合模块，包括分别与水处理模块和气体处理模块连接的气液混合罐31以及混合液出液口；气液混合罐31与水处理模块之间设置有用于控制流道通断的手动阀14；气液混合罐31与气体处理模块之间设置有第一阀门23，用于测量流量的第一流量计24，用于过滤杂质的过滤器25，用于防止回流的单向阀26和第二阀门27；气液混合罐31的气体排放口通过第三阀门35和第二流量计36与排放罐34连接，为了安全，可以并列设置第四阀门37连通气液混合罐31的气体排放口和排放罐34。气液混合罐31可根据需求并列设置多个。
56.进一步地，如图3所示，混合液出液口还设置有气液分离阀33，所述气液分离阀33的出气端与除湿罐38连接以去除水分，并将去除水分后的气体通入到气液混合罐31前以与进入气液混合罐31的气体进行混合，如图3所示。
57.图2中的“水”承接图1中的“水流出”，“co
2”承接“二氧化碳流出”。
58.制冷器的具体布置方式为：
59.1，所述制冷器包括第一换热器12和第二换热器13，通过第一换热器12与空气交换热量使水温降低到室温，再将室温水通过第二换热器13将水降低到5
‑
10℃。
60.所述第二换热器13一端与高压气体储罐出口连接，在控制流量的情况下通过高压气体储罐流出二氧化碳气体对水进行降温，第二换热器13流出的二氧化碳气体与蒸发器22流出二氧化碳气体合流后通入气液混合罐31中。
61.2，所述制冷器为第一换热器12，第一换热器12与高压气体储罐流出的二氧化碳气体进行换热从而降低温度到5
‑
10℃，第一换热器12流出的二氧化碳气体与蒸发器流出二氧化碳气体合流后通入气液混合罐中。
62.气液混合罐31后设置有电导率测量器32，通过电导率测量器32测量气液混合罐31流出混合液的电导率，以判断混合液中的二氧化碳气体是否饱和。
63.以上述依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。