1.4. Интенсификация процессов очистки

(форсирование веполей на полях книги теорию)

Для повышения эффективности очистки используют раз­личные методы интенсификации. При этом ускоряются более медленные стадии процесса(например, подвод свежего реагента в зону обработки, отвод продуктов химической реакции от обрабатываемой поверхности),обеспечивается десорбцияато­мов или ионов с поверхности изделия.

Рис. 1.12. Схема «расклинивания» и удаления загрязнений

Используются и другие полезные ресурсы технологии.

Методы интенсификации подразделяют на физические, хи­мические и комбинированные.

К физическим методам интенси­фикацииотносят нагрев, кипячение, обработку струёй, гидро­циркуляцией, протоком, гидромеханическую очистку, центри­фугирование, ультразвуковую обработку, вибрацию промыш­ленной частоты, плазменную очистку.

К химическим методам – очистку поверхностно-активными веществами, комплексообразователями.

Комбинированные методыинтенсификации объединяют физические и химические методы (обработка горячей струёй, подогрев ультразвуковой ванны и т.д.)—

1.4.1. Физические методы интенсификации очистки

Метод обработки из широкого спектра имеющихся технологий выбирают в зависимости от технологической задачи. Для повышения эффективности и производительности применяют самые разные поля или их сочетания.

Пример. При обработке полупроводниковых пластин из физических методов чаще всего используют гидромеханическую и ультра­звуковую очистки и почти все химические методы.

Рис.1.13. Схема гидромеханической очистки: 1-линия подачи деионизованной воды; 2-щетка; 3-валик; 4-пластина; 5-вакуумный столик.

При гидромеханической очистке(рис.1.9) интенсификация процесса обеспечивается за счет контакта с рабочей поверхностью вращающейся пластины 4, закрепленной на вакуумном столике 5, мягких нейлоновых щеток 2, надетых на валик 3, ось вращения которого перпендикулярна оси плас­тины. Этот метод обычно используют при финишной отмывке деионизованной водой, которая подается на пластину под давле­нием 50-200 кПа. Основным недостатком гидрохимической очистки является возможность переноса загрязнений со щеток на рабочую поверхность пластины и появление на ней царапин в случае засорения щеток кремниевой пылью. Чтобы избежать этого, следует соблюдать регламент смены и очистки щеток.

Виброочистка

Используются механические колебания моющих емкостей, самих изделий и специальных технологических компонентов, например, чипсов.

Для повышения эффективности – резонанс, но без разрушения

Магнитодинамическая очистка

Ферромагнитные абразивные частицы (например, короткие иголки) приводят в действие магнитным полем

Плазменые методы очистки

Загрязнения удаляют направленным потоком плазмы. Управление – магнитным полем.

Добавить лазерные методы очистки – см. патент (дано в разделе Лазерные технологии)

При ультразвуковой очисткеинтенсифика­ция достигается за счет перемешивания отмывочного состава, ускорения процесса растворения и десорбции загрязнений под действием кавитационных пузырьков, образующихся при коле­баниях, передаваемых ванне концентратором магнитострикционного излучателя. При захлопывании газовых пузырьков проис­ходит растрескивание пленок поверхностных загрязнений и их отслоение. Достоинством ультразвуковой очистки поверхнос­тей после шлифовки и резки является проникновение жидкости в глубокие поры, трещины, углубления, которые при обычных методах остаются неочищенными.

Наиболее интенсивно ультразвуковая очистка происходит при частоте колебаний 20-40 кГц. С повышением мощности ультразвуковых колебании интенсивность очистки повышается, но возникает опасность повреждения тонких пластин или появ­ления в них трещин (техническое противоречие)

Химическая интенсификацияс помощью по­верхностно-активных веществ и комплексообразователей яв­ляется одним из перспективных направлений повышения качест­ва очистки и в ряде случаев позволяет отказаться от токсичных и огнеопасных органических растворителей и концентрирован­ных кислот.

Рис. 1.14. Использование химических полей для интенсификации

очистки изделий

Приведенные методы часто используют в различной комбинации для повышения производительности и получения высокого качества очистки. Это соответствует схеме совместного действия технических полей: