一种利用气泡清洗器件的装置

本发明涉及器件、工件清洗领域，特别涉及一种利用气泡无损清洗半导体等精密器件的装置。

背景技术：

1、在器件使用加工过程当中，不可避免的会因为长间的使用而导致器件的表面存在碎屑或者杂质缺陷。尤其是精密器件的加工以及生产，器件表面不可避免地会产生比如微粒、有机物、无机物、助焊剂等其他污染物，此时需要通过物理或者化学方法对其表面进行多次清洗，使器件符合使用要求。大多数物理清洗方式可以实现高清洗强度，去除顽固的表面杂质，环保，但清洗强度过大会造成表面损伤。化学清洗大多用化学药剂对表面污垢进行化学转化和剥离，常用来去除水垢、污渍或微生物等，这种方法渗透性强，相对温和，但经常对环境造成化学污染。目前主流的半导体清洗技术有湿法清洗和干法清洗两类，其中湿法清洗占芯片制造清洗步骤数量的90％以上，主要包括rca清洗法、超声清洗、稀释化学法、imec清洗法、单晶片清洗等，湿法清洗具有效率高、成本较低等优势，但由于化学试剂使用多，会造成化学污染、交叉污染、图形损伤。干法清洗包括气相清洗法、等离子体清洗等，优点有清洗环境友好、低磨损等，但是成本高、控制精度要求高，无法大规模应用。

2、因此，有必要设计一种用气泡来清洗如半导体等高精密器件的方法和装置，以避免使用化学物质从而造成器件表面产生二次破坏，或因强冲击力和振幅损伤器件内部结构等问题。

技术实现思路

1、本发明公开了一种利用气泡清洗器件的装置，旨在解决现有例如半导体等精密器件清洗中存在对器件造成损害以及成本过高的问题，利用气泡的特性，以环保、低成本、无损伤实现高效清理器件表面的污渍和颗粒。

2、为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

3、一种利用气泡清洗器件的装置，其特征在于，包括：

4、清洗容器，用于盛放清洗液，清洗容器设有进水口和排水口；

5、固定支架，用于以一定角度、高度固定器件浸没在水中，固定支架设有移动滑台、抬升架和样品固定台，所述样品固定台通过抬升架与移动滑台连接，样品固定台伸入清洗容器内；

6、所述清洗容器底部或侧面设有出气口，出气口位于样品固定台下方出；

7、气泡发生装置：用于制造气泡，气泡接触器件完成清洗，所述气泡发生装置设有输气管、气体流量计和控制阀，所述出气口设于样品固定台下方的清洗容器底部，所述输气管与出气口连接，所述气体流量计和控制阀设于输气管上。

8、优选地，所述清洗容器底部设有旋转装置，产生旋转流体，改变气泡运动方式和气泡形态，所述旋转装置设有电机和扇叶，所述扇叶通过电机驱动，所述出气口设于清洗容器侧面。

9、优选地，所述清洗容器设有气泡输送管和进泡管道，所述气泡输送管上侧面设有与样品匹配的清洗窗口，所述气泡输送管通过进泡管道与出气口连接。

10、优选地，所述气泡输送管的上游端设有泵气口，所述泵气口设有水泵，所述进泡管道设于泵气口和清洗窗口之间。

11、优选地，所述出气口设有一字型、v字形、a字形孔口。

12、优选地，所述出气口与样品固定台的高度差为8-16cm。

13、优选地，所述气体流量计控制进气量为5-50ml/min

14、优选地，所述样品各边长方向出气口数量n与样品边长l的关系为n＝l-1，所述出气口于样品中轴线下方对称分布。

15、优选地，所述出气口尺寸为1mm-2cm。

16、优选地，所述相邻出气口间距为出气口尺寸的8-12倍。

17、进一步的，样品固定台相同高度设有高速摄像机，用于观察气泡到达器件以及对器件清洗状态的过程。

18、一种利用气泡清洗器件的装置，包括清洗容器，气泡发生装置，旋转装置，加压水泵，固定支架，所述清洗容器侧边安装有多个出气口，其中出气口可根据需要进行不同的选择。所述固定支架可以调节高度和倾斜角度，所述气泡发生装置带有输气管、气体流量计和控制阀，控制阀用于调节气体流量以控制气泡流出的间隔，所述旋转装置包括扇叶和电机，安装在清洗容器底座，其中电机可以调节不同的档位，当气泡制作装置打开时，启动所述装置。

19、优选地，所述清洗容器，为敞口型玻璃容器可用于盛放各种酸性溶液和碱性溶液；所述清洗液还包括去离子水、酸性溶液、碱性溶液、清水等多种溶液。

20、优选地，所述气泡发生装置还包括气罐、气体流量计、输气管、控制阀和橡胶塞，输气管一端与出气口连接，另一端连接气罐，气体流量计和控制阀设于输气管上，橡胶塞用于将输气管与出气口连接。

21、优选地，所述气泡出气口还包括在容器侧面设置多个出气口，利用不同出气口接口高度产生不同大小的气泡。

22、优选地，所述气罐罐装有不同性质的气体，不同性质的气体还包括co2、n2、ar的一种或多种气体用于增强气泡对器件表面的清洗效果。

23、优选地，所述旋转装置还包括：扇叶，电机安装在所述清洗容器底部和侧面；扇叶转速在1000r/min到2000min之间；扇叶旋转过程中，气泡在旋转流体中会产生形变，增加了与器件的接触面积，通过气泡在旋转流体中的运动，周围的一些流体与气泡一起被吸引，多个气泡进行接触，产生破裂、反弹、融合等现象，对器件表面进行清洗增强了清洁效果。

24、优选地，所述器件固定台倾斜放置，气泡上升与器件接触，气泡反弹过程后产生融合，重复接触器件，产生多次吸附或冲击破裂，完成器件的清洗。

25、优选地，所述气泡接触方式还包括：不同性质气泡之间的相互融合，产生不同的融合效果，增强气泡的性质或者增强清洗的强度。

26、优选地，所述气泡接触方式可以是器件平放状态下，通过水泵的作用气泡移动横向接触器件。

27、所述水泵的作用力大于气泡接触的摩擦力，气泡产生移动或者滚动，对器件表面进行清洗。

28、所述水泵的作用力等于气泡接触的摩擦力，前方气泡平衡，后续气泡接触后产生破裂、反弹、融合等现象，对器件表面进行清洗。

29、所述水泵的作用力大于气泡接触的摩擦力，前方气泡静止，后续单个或多个气泡与其进行接触，产生破裂、反弹、融合等现象，对器件表面进行清洗。

30、作为上述方案的说明，所述的将器件放置于器件固定台中，还包括：通过支架使器件在液体中倾斜一定的角度，使气泡在接触器件表面时能够有更大的接触面积和接触时间。

31、作为上述方案的说明，所述的气泡接触器件，还包括：器件平放状态下，气泡上升与器件接触，气泡破裂在三相接触处产生最大的冲击力和能量波动，完成器件的清洗；器件平放状态下，气泡上升与器件接触，气泡反弹，产生吸附、冲击等效果，完成器件的清洗；器件平放状态下，气泡上升与器件接触，气泡反弹过程后产生融合，多个气泡在器件表面不断融合在表面形成极大的气泡破碎时产生更加巨大的冲击力，在更大的表面积上完成器件的清洗。

32、通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：通过气泡发生装置产生气泡，使气泡破裂和产生的射流冲击器件表面产生二次清洗；通过旋转装置产生旋转流体，同时让气泡聚集，增强清洁效果。本发明可以在不污染环境的前提条件下，避免传统清洗中对器件表面和内部造成的二次伤害。