镀膜机散热系统的清洗装置及清洗方法与流程

本发明属于真空镀膜设备领域，特别是一种应用于镀膜机散热系统的清洗装置及其清洗方法。

背景技术：

真空镀膜技术是当下应用非常广的膜层制备技术，特别在半导体行业，很多高端产品应用真空镀膜技术制造。不论采用物理气相沉积还是化学气相沉积，真空镀膜设备是决定膜层质量的关键，这些设备对运行保障的条件要求甚高，散热是其高效运行的基础，例如：处于高温高电压下的电子枪需要散热排除温度对磁场的干扰，消除退磁隐患，防止坩埚被击穿；膜厚监测系统需散热确保晶振片处于恒定的低温工作环境，提高膜层监测厚度的准确性；低温泵系统需散热将氦气保持在极低的工作温度，使工作真空处于恒定状态。另外，散热也是工艺稳定运行的保障，尤其对于镀制多种材料的镀膜系统，需散热提高各膜层材料的工艺重复性，将环境温度的影响降到最低。最后，散热也是安全生产的前提，优越的散热性能可减少生产事故，确保人机安全。

在工业生产中，为降低成本，镀膜机散热多采用水冷，部分溶解于水中的气体、微粒等也会随冷却水在散热管道内循环，长时间运行势必会腐蚀、堵塞散热管道。因此，定期清洗散热系统是设备和工艺正常运行的重要保证。

技术实现要素：

基于镀膜机散热系统清洗的必要性，本发明提出一种镀膜机散热系统的清洗装置及其清洗方法。

本发明的镀膜机散热系统的清洗装置，其特征在于该装置由进液清洗系统和循环再清洗系统组成，其中：

所述进液清洗系统，包括相互连通的加压电机和进液主管道，进液主管道上安装若干进液阀门，进液阀门上设置有转换接头，通过转换接头与各清洗管道分支连接；

所述循环再清洗系统，包括相互连通的储液罐和回液主管道，储液罐与加压电机通过循环管道连接，所述循环管道上设置有循环阀门；回液主管道上安装若干回液阀门，回液阀门上设置有转换接头，通过转换接头与各清洗管道分支连接。

为避免交叉污染和清洗安全，所述的储液罐采用可拆卸式设计；储液罐外设置有水浴锅，用于为储液罐加热或降温，隔绝加热源、酸和碱。

所述的进液阀门、回液阀门及循环阀门采用smc电磁阀。

所述的加压电机、进液阀门、回液阀门及循环阀门与上位机连接，实现智能控制。在工作状态下，上位机设定匹配的清洗参数包括进入加压电机的清洗液温度和压力、各清洗管道分支的流速和清洗时间等，上位机根据设定的清洗参数及智能控制阀的反馈，自动调整各清洗管道分支的清洗状态。

镀膜价格昂贵，系统复杂，清洗本身还得评估清洗过程可能带来的腐蚀和污染，根据不同管道分析其杂质成分，匹配相应的清洗液组合，能在完成清洗的同时，又不让设备清洗后工作状态受到干扰。清洗遵循酸碱平衡的原则，清洗液本身不能成为污染源，所以选择在储液罐中加入纯水→酸→碱→纯水的组合方式，酸、碱选择弱酸、弱碱、中强酸、中强碱或者高度稀释的浓酸浓碱，酸、碱的稀释比、加热温度和用量根据具体的清洗剂和清洗管道而定。

储液罐中加入的弱酸包括但不限于：h2c2o4（草酸）、h2co3（碳酸）、ch3cooh（醋酸）、h2s（氢硫酸）、hclo（次氯酸）、hno2（亚硝酸），或者中强酸h2so3（亚硫酸）等；高度稀释后的强酸可选择hcl（盐酸）、hclo3（氯酸）、hclo4（高氯酸）、hi（氢碘酸）、hbro3（溴酸）、hpo3（偏磷酸）。

储液罐中加入的弱碱包括但不限于：水解后呈碱性的盐如ch3coona（醋酸钠）、na2co3（碳酸钠）、nahco3（碳酸氢钠）和na2s（硫化钠），或者nh3·h2o（氨水），中强碱ca(oh)2（氢氧化钙）等，高度稀释后的强碱可选择ba(oh)2（氢氧化钡）、naoh（氢氧化钠）、koh（氢氧化钾）。

镀膜机散热系统的清洗装置用于清洗电子束蒸镀机，其特征在于共使用四个清洗管道分支，分别为电子枪坩埚散热分支、腔体散热分支、膜厚仪散热分支及低温泵散热分支，清洗方法如下：

电子枪坩埚散热分支单独清洗，以纯水作为前期冲刷剂，以h2so3作为中期清洗剂，以ca(oh)2作为后期清洗剂，纯水作为最后的冲刷剂；

其余分支整体清洗，前期以纯水作为冲刷剂，中期以h2c2o4作为清洗剂，后期以nh3·h2o溶液作为清洗剂，纯水作为最后的冲刷剂。

具体的，可通过如下步骤完成电子束蒸镀机散热系统的清洗：

1）关闭设备所有工作系统，对电子枪放电，取下石英晶振片，腔体真空恢复到大气压，确保设备处于安全清洗状态；

2）连接储液罐，设定电子枪坩埚散热分支上的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定前期纯水冲刷温度为60℃，压力为0.2mpa，流速1.6l/s，冲刷时间10分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在管道内的沉积物；

3）更换储液罐，将h2so3：纯水为1:60的h2so3水溶液盛放到储液罐中，设定h2so3水溶液清洗温度为10℃，压力为0.4mpa，流速2.6l/s，反应时间20分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以fe2o3·nh2o、cu2(oh)2co3为主的腐蚀产物；

4）更换储液罐，将ca(oh)2：纯水为1:60的ca(oh)2水溶液盛放到储液罐中，设定ca(oh)2水溶液清洗温度为30℃，压力为0.4mpa，流速2.6l/s，反应时间20分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的h2so3水溶液；

5）更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中，设定纯水冲刷温度为30℃，压力为0.2mpa，流速1.6l/s，冲刷时间10分钟，运行清洗程序，冲刷完毕后电子枪坩埚散热分支清洗完成；

6）更换储液罐，关闭电子枪坩埚散热分支的进液阀门和回液阀门，设定腔体散热分支、膜厚仪散热分支及低温泵散热分支上的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定前期纯水冲刷温度为20℃，总压力为0.6mpa，总流速3.6l/s，冲刷时间20分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在各散热分支内的沉积物；

7）更换储液罐，将h2c2o4：纯水为1:30的h2c2o4水溶液盛放到储液罐中，设定h2c2o4水溶液清洗温度为15℃，总压力为0.5mpa，总流速3l/s，反应时间30分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以fe2o3·nh2o为主的腐蚀产物；

8）更换储液罐，将nh3·h2o：纯水为1:30的nh3·h2o水溶液盛放到储液罐中，设定nh3·h2o水溶液清洗温度为15℃，总压力为0.5mpa，总流速3l/s，反应时间30分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的h2c2o4水溶液；

9）更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中，设定纯水冲刷温度为15℃，总压力为0.6mpa，总流速3.6l/s，冲刷时间20分钟，运行清洗程序，程序运行完毕整个电子束蒸镀机散热系统清洗完成。

镀膜机散热系统的清洗装置用于有机镀膜设备，其特征在于共使用三个清洗管道分支，分别为加热源散热分支、膜厚仪散热分支和低温泵散热分支，清洗方法如下：

用纯水作为前期冲刷剂，hcl作为中期清洗剂，naoh作为后期清洗剂，纯水作为最后的冲刷剂。

具体的，可通过如下步骤完成有机镀膜设备的清洗：

1）关闭设备所有工作系统，冷却加热源，取下晶振片，腔体真空恢复到大气压，确保设备处于安全清洗状态；

2）连接储液罐，设定加热源散热分支、膜厚仪散热分支和低温泵散热分支上的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定前期纯水冲刷温度为50℃，总压力为0.55mpa，总流速3l/s，冲刷时间40分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在各散热分支内的沉积物；

3）更换储液罐，将hcl：纯水为1:100的hcl水溶液盛放到储液罐中，设定hcl水溶液清洗温度为10℃，总压力为0.35mpa，总流速2.6l/s，反应时间15分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以fe(oh)3为主的腐蚀产物；

4）更换储液罐，将naoh：纯水为1:100的naoh水溶液盛放到储液罐中，设定naoh水溶液清洗温度为40℃，总压力为0.35mpa，总流速2.6l/s，反应时间15分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的hcl水溶液;

5）更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中，设定纯水冲刷温度为40℃，压力为0.55mpa，流速3l/s，冲刷时间20分钟，运行清洗程序，程序运行完毕整个有机镀膜设备清洗完成。

镀膜机散热系统的清洗装置用于等离子体增强化学气相沉积设备，其特征在于共使用两个清洗管道分支，分别为等离子体源散热分支和分子泵散热分支，清洗方法如下：

用纯水作为前期冲刷剂，ch3cooh作为中期清洗剂，na2co3作为后期清洗剂，纯水作为最后的冲刷剂。

具体的，可通过如下步骤完成等离子体增强化学气相沉积设备：

1)关闭设备所有工作系统，腔体真空恢复到大气压，确保设备处于安全清洗状态；

2)连接储液罐，设定等离子体源散热分支和分子泵散热分支的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定等离子体源散热分支前期纯水冲刷温度为40℃，压力为0.25mpa，流速2.5l/s，冲刷时间15分钟，设定分子泵散热分支前期纯水冲刷温度为40℃，压力为0.1mpa，流速1.5l/s，冲刷时间25分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在管道内的沉积物；

3)更换储液罐，将ch3cooh：纯水为1:75的ch3cooh水溶液盛放到储液罐中，设定等离子体源散热分支ch3cooh水溶液清洗温度为15℃，压力为0.2mpa，流速1.5l/s，反应时间15分钟；设定分子泵散热分支ch3cooh水溶液清洗温度为10℃，压力为0.35mpa，流速2.8l/s，反应时间25分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以cu2(oh)2co3为主的腐蚀产物；

4)更换储液罐，将na2co3：纯水为1:75的na2co3水溶液盛放到储液罐中，设定等离子体源散热分支na2co3水溶液清洗温度为25℃，压力为0.2mpa，流速1.5l/s，反应时间15分钟；设定分子泵散热分支na2co3水溶液清洗温度为30℃，压力为0.1mpa，流速1.5l/s，反应时间20分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的ch3cooh水溶液；

5)更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中并连接到清洗系统上，设定冲刷温度为30℃，总压力为0.45mpa，总流速3.5l/s，冲刷时间15分钟，运行清洗程序，程序运行完毕等离子体增强化学气相沉积设备清洗完成。

本发明的清洗装置，具备流量恒定，流速平稳的特点，采用本装置及提供的清洗方法对镀膜机设备进行清洗，控制精度提高，被清洗管道的使用寿命得到有效延长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，其中：

加压电机1,进液主管道2，清洗管道分支3，储液罐4，回液主管道5，循环管道6。

具体实施方式

实施例1：镀膜机散热系统的清洗装置，用于对电子束蒸镀机清洗，其特征在于该装置由进液清洗系统和循环再清洗系统组成，其中：

所述进液清洗系统，包括相互连通的加压电机和进液主管道，进液主管道上安装若干进液阀门，进液阀门上设置有四个转换接头，通过转换接头与清洗管道分支连接，四个清洗管道分支分别为电子枪坩埚散热分支、腔体散热分支、膜厚仪散热分支及低温泵散热分支；

所述循环再清洗系统，包括相互连通的储液罐和回液主管道，储液罐与加压电机通过循环管道连接，所述循环管道上设置有循环阀门；回液主管道上安装若干回液阀门，回液阀门上设置有四个转换接头，通过转换接头与各清洗管道分支连接。

具体按如下步骤完成电子束蒸镀机散热系统的清洗：

1）关闭设备所有工作系统，对电子枪放电，取下石英晶振片，腔体真空恢复到大气压，确保设备处于安全清洗状态；

2）连接储液罐，设定电子枪坩埚散热分支上的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定前期纯水冲刷温度为60℃，压力为0.2mpa，流速1.6l/s，冲刷时间10分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在管道内的沉积物；

3）更换储液罐，将h2so3：纯水为1:60的h2so3水溶液盛放到储液罐中，设定h2so3水溶液清洗温度为10℃，压力为0.4mpa，流速2.6l/s，反应时间20分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以fe2o3·nh2o、cu2(oh)2co3为主的腐蚀产物；

4）更换储液罐，将ca(oh)2：纯水为1:60的ca(oh)2水溶液盛放到储液罐中，设定ca(oh)2水溶液清洗温度为30℃，压力为0.4mpa，流速2.6l/s，反应时间20分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的h2so3水溶液；

5）更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中，设定纯水冲刷温度为30℃，压力为0.2mpa，流速1.6l/s，冲刷时间10分钟，运行清洗程序，冲刷完毕后电子枪坩埚散热分支清洗完成；

6）更换储液罐，关闭电子枪坩埚散热分支的进液阀门和回液阀门，设定腔体散热分支、膜厚仪散热分支及低温泵散热分支上的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定前期纯水冲刷温度为20℃，总压力为0.6mpa，总流速3.6l/s，冲刷时间20分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在各散热分支内的沉积物；

7）更换储液罐，将h2c2o4：纯水为1:30的h2c2o4水溶液盛放到储液罐中，设定h2c2o4水溶液清洗温度为15℃，总压力为0.5mpa，总流速3l/s，反应时间30分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以fe2o3·nh2o为主的腐蚀产物；

8）更换储液罐，将nh3·h2o：纯水为1:30的nh3·h2o水溶液盛放到储液罐中，设定nh3·h2o水溶液清洗温度为15℃，总压力为0.5mpa，总流速3l/s，反应时间30分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的h2c2o4水溶液；

9）更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中，设定纯水冲刷温度为15℃，总压力为0.6mpa，总流速3.6l/s，冲刷时间20分钟，运行清洗程序，程序运行完毕整个电子束蒸镀机散热系统清洗完成。

实施例2：镀膜机散热系统的清洗装置，用于对有机镀膜设备的清洗，其特征在于该装置由进液清洗系统和循环再清洗系统组成，其中：

所述进液清洗系统，包括相互连通的加压电机和进液主管道，进液主管道上安装若干进液阀门，进液阀门上设置有三个转换接头，通过转换接头与各清洗管道分支连接；三个清洗管道分支分别为加热源散热分支、膜厚仪散热分支和低温泵散热分支；

所述循环再清洗系统，包括相互连通的储液罐和回液主管道，储液罐与加压电机通过循环管道连接，所述循环管道上设置有循环阀门；回液主管道上安装若干回液阀门，回液阀门上设置有三个转换接头，通过转换接头与各清洗管道分支连接。

具体按如下步骤完成有机镀膜设备的清洗：

1）关闭设备所有工作系统，冷却加热源，取下晶振片，腔体真空恢复到大气压，确保设备处于安全清洗状态；

2）连接储液罐，设定加热源散热分支、膜厚仪散热分支和低温泵散热分支上的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定前期纯水冲刷温度为50℃，总压力为0.55mpa，总流速3l/s，冲刷时间40分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在各散热分支内的沉积物；

3）更换储液罐，将hcl：纯水为1:100的hcl水溶液盛放到储液罐中，设定hcl水溶液清洗温度为10℃，总压力为0.35mpa，总流速2.6l/s，反应时间15分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以fe(oh)3为主的腐蚀产物；

4）更换储液罐，将naoh：纯水为1:100的naoh水溶液盛放到储液罐中，设定naoh水溶液清洗温度为40℃，总压力为0.35mpa，总流速2.6l/s，反应时间15分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的hcl水溶液;

5）更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中，设定纯水冲刷温度为40℃，压力为0.55mpa，流速3l/s，冲刷时间20分钟，运行清洗程序，程序运行完毕整个有机镀膜设备清洗完成。

实施例3：镀膜机散热系统的清洗装置，用于对等离子体增强化学气相沉积设备的清洗，其特征在于该装置由进液清洗系统和循环再清洗系统组成，其中：

所述进液清洗系统，包括相互连通的加压电机和进液主管道，进液主管道上安装若干进液阀门，进液阀门上设置有两个转换接头，通过转换接头与各清洗管道分支连接；两个清洗管道分支分别为等离子体源散热分支和分子泵散热分支；

所述循环再清洗系统，包括相互连通的储液罐和回液主管道，储液罐与加压电机通过循环管道连接，所述循环管道上设置有循环阀门；回液主管道上安装若干回液阀门，回液阀门上设置有两个转换接头，通过转换接头与各清洗管道分支连接。

具体按如下步骤完成等离子体增强化学气相沉积设备的清洗：

1)关闭设备所有工作系统，腔体真空恢复到大气压，确保设备处于安全清洗状态；

2)连接储液罐，设定等离子体源散热分支和分子泵散热分支的进液阀门、回液阀门及循环阀门为工作状态，设定等离子体源散热分支前期纯水冲刷温度为40℃，压力为0.25mpa，流速2.5l/s，冲刷时间15分钟，设定分子泵散热分支前期纯水冲刷温度为40℃，压力为0.1mpa，流速1.5l/s，冲刷时间25分钟，运行清洗程序，冲刷沉积在管道内的沉积物；

3)更换储液罐，将ch3cooh：纯水为1:75的ch3cooh水溶液盛放到储液罐中，设定等离子体源散热分支ch3cooh水溶液清洗温度为15℃，压力为0.2mpa，流速1.5l/s，反应时间15分钟；设定分子泵散热分支ch3cooh水溶液清洗温度为10℃，压力为0.35mpa，流速2.8l/s，反应时间25分钟，运行清洗程序，溶解沉积在管道内以cu2(oh)2co3为主的腐蚀产物；

4)更换储液罐，将na2co3：纯水为1:75的na2co3水溶液盛放到储液罐中，设定等离子体源散热分支na2co3水溶液清洗温度为25℃，压力为0.2mpa，流速1.5l/s，反应时间15分钟；设定分子泵散热分支na2co3水溶液清洗温度为30℃，压力为0.1mpa，流速1.5l/s，反应时间20分钟，运行清洗程序，中和残留在管道内的ch3cooh水溶液；

5)更换储液罐，将纯水盛放到储液罐中并连接到清洗系统上，设定冲刷温度为30℃，总压力为0.45mpa，总流速3.5l/s，冲刷时间15分钟，运行清洗程序，程序运行完毕等离子体增强化学气相沉积设备清洗完成。