一种氨水溶液自动配置供应装置制造方法
【专利摘要】一种氨水溶液自动配置供应装置，适用于擦片清洗机去除单晶硅抛光片表面污染物。本实用新型主要由原液罐（1）、配置罐（6）、计量泵（12）、氮气供应管路（19）、氮气平衡管路（31）、纯水管路（20）、氨水溶液供应管（27）、控制柜（30）构成；配置氨水溶液时，控制柜（30）触发计量泵（12）工作和打开纯水供应电磁阀（23），浓氨水被计量泵（12）从原液罐（1）打入配置罐（6）与纯水按比例混合稀释，氮气通入原液罐（1）和配置罐（6）产生足够的压力保证氨水溶液从擦片清洗机喷嘴呈扇形喷出。本实用新型安装简单，占地空间小，操作方便，可自动连续配置供应氨水溶液，显著降低了劳动强度，明显提高了工作效率。
【专利说明】 一种氨水溶液自动配置供应装置
[0001]
【技术领域】
[0002]本实用新型属于单晶硅抛光片生产【技术领域】，主要涉及一种氨水溶液自动配置供应装置。
【背景技术】
[0003]单晶硅抛光片是集成电路中广泛使用的半导体材料，高集成度的电路工艺对单晶硅抛光片表面提出超洁净度的要求。单晶硅片进行镜面抛光加工后，单晶硅抛光片表面受到抛光粘片蜡、抛光液等物质的污染，之后要进行抛光片的清洗，去除表面颗粒、有机物的污染。擦片清洗机是一种广泛应用于单晶硅抛光片生产中去除硅片表面颗粒、有机物的有效清洗设备。
[0004]擦片清洗机利用柔软多孔的刷子转动来擦洗硅片表面，纯水通过刷子的轴心流向硅片表面，同时有氨水溶液通过喷嘴呈扇形喷射到硅片表面，使用刷子的机械擦洗及氨水溶液的化学清洗的双重作用来清洁单晶硅片表面，达到去除单晶硅抛光片表面污染物的目的。在清洗过程中氨水溶液浓度为擦片清洗机的关键工艺要素，氨水溶液浓度过低会导致颗粒去除效率的下降，但当氨水浓度超标时，单晶硅抛光片清洗后表面会残留铵根离子，产生后道工序加工的失效。
[0005]目前商业用途的电子级氨水原液浓度为29%(通常称为浓氨水)，需要按比例稀释到0.10摩尔/升后方可使用。而一般配置设施是有计量泵将浓氨水从原液罐打入配置罐，同时打开纯水阀门，纯水注入到配置罐，两者供应一段时间以后，同时关闭计量泵和纯水阀门，浓氨水和纯水在配置罐内混合稀释到一定浓度。但受其它纯水使用设备用水量的影响，经常因纯水压力波动导致配置罐进水量变化，引起稀释溶液浓度失控；另外应生产工艺的要求，使用端需要氨水溶液以较高的压力通过喷嘴呈扇形喷射到单晶硅抛光片表面，这就要在配置罐内维持较高的压力，一般控制为20磅/平方英寸，但调高配置罐内中性气体压力，配置罐内会产生高压，而原液罐属于常压，导致计量泵前后压差不一致，计量泵工作受到影响，供应流量不准确。
[0006]上述原因造成事后需要技术人员频繁滴定分析氨水溶液浓度，而且靠手动配置调节，稳定性较差，经常造成设备停机或产品返工，使用效果很不理想。
实用新型内容
[0007]鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型设计并公开了一种氨水溶液自动配置供应装置，该装置具有双罐气压平衡管路和液位感应器装置，可以自动持续向擦片清洗机稳定供应高稀释精度、高洁净度的氨水溶液，以解决纯水压力易波动和计量泵供应精度下降，而易造成浓度失控、增加额外劳动力、安全风险、设备待机、收率下降等问题。
[0008]为实现上述发明目的，本实用新型所采取的具体技术方案是:一种氨水溶液自动配置供应装置，主要是由原液罐、配置罐、氮气供应管路、氮气平衡管路、纯水管路、氨水溶液供应管路、计量泵、控制柜构成；其中原液罐由低液位传感器、高液位传感器、进口手阀、出口手阀组成，原液罐进口手阀上方有一漏斗形开口 ；配置罐由低液位传感器、高液位传感器、进口手阀、出口手阀组成；原液罐出口手阀通过计量泵和配置罐进口手阀相连接。原液罐上低液位传感器、高液位传感器与配置罐上的低液位传感器、高液位传感器相对安装在原液罐和配置罐的一侧；纯水管路和配置罐相连接，纯水管路上依次安装有纯水压力表、纯水流量计和纯水供应电磁阀；氮气供应管路由氮气压力表、氮气压力表手阀、原液罐氮气泄压阀、配置罐氮气泄压阀、氮气泄压总阀、氮气泄压安全阀、原液罐氮气供应手阀、原液罐氮气压力调节阀、配置罐氮气供应手阀、配置罐氮气压力调节阀组成。原液罐和配置罐连接有氮气供应管路，原液罐和配置罐之间连接有氮气平衡管路，原液罐和配置罐上的氮气泄压阀串联安装在氮气平衡管路上，氮气泄压总阀安装在氮气平衡管路的上方，两个氮气泄压阀之间，氨水溶液供应管与配置罐相连接，氨水溶液供应管上端安装有过滤器，氨水溶液供应管下端安装排放手阀，控制柜内有控制程序，控制柜通过信号线与原液罐上的低液位传感器、高液位传感器、配置罐上的低液位传感器、高液位传感器，以及计量泵和纯水电磁阀相连接。
[0009]本实用新型所述的氨水溶液自动配置供应装置安装简单、操作方便，安全性能好，配置过程自动化，所得的溶液稀释度精度高，达到稳定产品质量，减少人工劳动力，提高工作效率的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的自动配置供应装置结构示意图。
[0011]图中:1、原液罐；2、低液位传感器；3、高液位传感器；4、出口手阀；5、进口手阀；
6、配置罐；7、低液位传感器；8、高液位传感器；9、进口手阀；10、排放手阀；11、出口手阀；12、计量泵；13、氮气压力表手阀；14、氮气压力表；15、氮气泄压阀；16、氮气泄压总阀；17、氮气压力调节阀；18、氮气供应手阀；19、氮气供应管路；20纯水管路；21、氮气泄压阀；22、氮气泄压安全阀；23、纯水供应电磁阀；24、氮气压力调节阀；25、氮气供应手阀；26、纯水流量计；27、氨水溶液供应管；28、过滤器；29、纯水压力表；30、控制柜；31、氮气平衡管路；32、漏斗形开口。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图给出本实用新型的实施方式如下:
[0013]如图1所示，本实用新型所述的一种氨水溶液自动配置供应装置，主要是由原液罐1、配置罐6、氮气供应管路19、氮气平衡管路31、纯水管路20、氨水溶液供应管27、计量泵12、控制柜30构成；其中原液罐1由低液位传感器2、高液位传感器3、进口手阀5、出口手阀4组成，原液罐1的进口手阀5上方有一漏斗形开口 32，用于人工向其注入浓氨水。配置罐6由低液位传感器7、高液位传感器8、进口手阀9、出口手阀11组成。原液罐1和配置罐6罐体的内衬是用耐化学腐蚀的四氟材料加工而成。原液罐1上出口手阀4通过计量泵12与配置罐6上进口手阀9相连接，原液罐1上低液位传感器2、高液位传感器3与配置罐6上的低液位传感器7、高液位传感器8相对安装在原液罐1和配置罐6的一侧；纯水管路20和配置罐6相连接，纯水管路20上依次安装有纯水压力表29、纯水流量计26和纯水供应电磁阀23，浓氨水和纯水在配置罐6内按比例混合成符合工艺要求浓度的氨水溶液。氮气供应管路19由氮气压力表14、氮气压力表手阀13、氮气泄压阀15、氮气泄压阀21、氮气泄压总阀16、氮气泄压安全阀22、氮气供应手阀18、氮气压力调节阀17及配置罐6的氮气供应手阀25、氮气压力调节阀24组成。原液罐1和配置罐6接有氮气供应管路19，氮气通过氮气压力调节阀(17、24)分别通入到原液罐1和配置罐6中。原液罐1和配置罐6之间连接有氮气平衡管路31，原液罐1和配置罐6上的氮气泄压阀(15、21)串联安装在氮气平衡管路31上。氮气泄压总阀16安装在两个氮气泄压阀(15、21)之间的氮气平衡管路31上方，氮气泄压总阀16处于长闭状态，打开氮气平衡管路31上的两个氮气泄压阀(15、21)可起到平衡原液罐1和配置罐6压力的作用，实现氨水计量泵12前后压差一致。氨水溶液供应管27与配置罐6相连接，用于向擦片清洗机供应氨水溶液，氨水溶液供应管27上装有过滤器28，用以保护氨水溶液的洁净度。氨水溶液供应管27下端安装有排放手阀10，用于对氨水溶液浓度的采样分析。控制柜30内设有控制程序，控制柜30通过信号线与原液罐1上的低液位传感器2、高液位传感器3、配置罐6上的低液位传感器7、高液位传感器8，以及计量泵12和纯水供应电磁阀23相连接。
[0014]实际操作使用时,分为浓氨水的添加和氨水溶液的自动配置供应。当原液罐1低液位传感器2灯灭，控制柜30的控制系统发出蜂鸣，说明原液罐1内的浓氨水剩余不多，提醒操作人员进行补充。先关闭原液罐出口手阀4和配置罐6氮气泄压阀21，打开原液罐1氮气泄压阀15，然后缓慢开启氮气泄压总阀16，听到原液罐1向外排出氮气的响声，接着打开氮气压力表手阀13，观察氮气压力表14的指针逐渐降到零，说明原液罐1内已经没有压力。将原液罐1进口手阀5打开，向进口手阀5上方的漏斗形开口 32内缓慢倾入浓氨水，添加至原液罐1高液位传感器3的灯亮，控制柜30的控制系统发出蜂鸣，操作人员停止添力口。关闭原液罐1进口手阀5，关闭氮气泄压总阀16，然后打开配置罐6氮气泄压阀21，等待氮气压力表14逐渐升高，可以调节原液罐1氮气压力调节阀17，使指针稳定在20磅/平方英寸。接着关闭氮气压力表手阀13，打开原液罐1出口手阀4，浓氨水添加的过程结束。
[0015]当擦片清洗机使用点消耗氨水溶液至配置罐6上的低液位传感器7灯灭，通过控制柜30控制系统触发纯水供应电磁阀23和计量泵12开始工作，同时向配置罐6内注入纯水和浓氨水，通过纯水流量计26可以观察纯水的供应流量,计量泵12上的冲程和速率旋钮可供精确调节单位时间内浓氨水的供应量，浓氨水的供应时间是在控制系统的程序中事先设定，当设定时间终止时，计量泵12停止浓氨水的供应；当纯水和浓氨水混合而成的氨水溶液上升到配置罐6高液位传感器8的高度，通过控制柜30控制系统触发纯水供应电磁阀23关闭，则停止纯水的供应，完成氨水溶液的自动配置。配置罐6内需要保持一定的压力，如果擦片清洗机喷嘴喷出的氨水溶液不能形成扇形，说明配置罐6内压力不足，调节配置罐5氮气压力调节阀24至氮气压力表14稳定在20磅/平方英寸，当压力过高时，氮气泄压安全阀22会自动泄压。
[0016]需要取样分析配置罐6内氨水溶液浓度时，用量杯对准排放手阀10出口，然后缓慢打开排放手阀10，当量杯盛取适当的氨水溶液溶液后，关闭排放手阀10。
【权利要求】
1.一种氨水溶液自动配置供应装置，主要是由原液罐(I)、配置罐(6)、计量泵(12)、氮气供应管路(19)、纯水管路(20)、氨水溶液供应管(27)、控制柜(30)、氮气平衡管路(31)构成；其中原液罐(I)由低液位传感器(2)、高液位传感器(3)、出口手阀(4)、进口手阀(5)组成；配置罐(6)由低液位传感器(7)、高液位传感器(8)、进口手阀(9)、出口手阀(11)组成；原液罐(I)上出口手阀(4)通过计量泵(12 )与配置罐(6 )上进口手阀(9 )相连接；原液罐(I)上低液位传感器(2)、高液位传感器(3)与配置罐(6)上的低液位传感器(7)、高液位传感器(8)相对安装在原液罐(I)和配置罐(6)的一侧；纯水管路(20)和配置罐(6)相连接；氮气供应管路(19)由氮气压力表(14)、氮气压力表手阀(13)、氮气泄压阀(15)、氮气泄压阀(21)、氮气泄压总阀(16)、氮气泄压安全阀(22)、氮气供应手阀(18)、氮气压力调节阀(17)、氮气供应手阀(25)、氮气压力调节阀(24)组成；原液罐(I)和配置罐(6)接有氮气供应管路(19)，原液罐(I)和配置罐(6)之间通过氮气平衡管路(31)连接，氮气泄压阀(15)和氮气泄压阀(21)串联装在氮气平衡管路(31)上，氮气泄压总阀(16)安装在氮气泄压阀(15)和氮气泄压阀(21)之间氮气平衡管路(31)的上方；氨水溶液供应管(27)上装有过滤器(28)，其下端安装有排放手阀(10);控制柜(30)通过信号线与低液位传感器(2)、高液位传感器(3)、低液位传感器(7)、高液位传感器(8)、计量泵(12)及纯水供应电磁阀(23)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种氨水溶液自动配置供应装置，其特征是:原液罐(I)和配置罐(6)内衬采用四氟材料加工而成。
3.根据权利要求1所述的一种氨水溶液自动配置供应装置，其特征是:纯水管路(20)上装有纯水压力表(29 )、纯水流量计(26 )、纯水供应电磁阀(23 )。
4.根据权利要求1所述的一种氨水溶液自动配置供应装置，其特征是:进口手阀(5)上方有一漏斗形开口(32)。
【文档编号】B01F15/04GK204147826SQ201420491657
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】熊诚雷, 魏海霞 申请人:洛阳单晶硅集团有限责任公司