本发明涉及光电子晶片超精密加工技术领域，特别是涉及一种单槽晶片净化清洗装置和清洗方法。
背景技术：
光电子材料，如蓝宝石，碳化硅，氧化镓等，普遍具有硬度高、熔点高、透光性好、电绝缘性优良、化学性能稳定等优点，广泛应用于机械、光学、信息等高技术领域。
对于光电子材料的超精密加工过程中，切割、磨削、研磨、抛光等不同工序都会产生杂质沾污，如不清洗洁净，对后续的加工会造成严重影响。
特别是针对抛光加工后，晶片表面的杂质沾污严重，需放入清洗机清洗，目前主要的清洗设备多采用多槽清洗法，步骤繁琐，并且转移蓝宝石晶片时易发生再次污染。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理，使用方便，清洗效率高，自动化程度高，不需要多槽清洗，可在一个清洗槽内可清洗完成的单槽晶片净化清洗装置。本发明另一个目的是提供晶片清洗方法。
技术方案：为了实现以上目的，本发明所采用的主要技术方案为：
一种单槽晶片净化清洗装置，它包括：机体外壳，可升降盖板，设置在机体外壳内的清洗槽，开设在清洗槽上的进液阀，与进液阀通过导液管相连的储液罐，安装在清洗槽下方的超声波换能器，安装在清洗槽侧壁上的电加热丝和液位传感器；
可升降盖板与安装在机体外壳内的液压升降装置或气压传动装置相连，可升降盖板底部安装有烘干装置和载片架；
清洗槽底部开设有第一排液口，第一排液口与废液净化箱相连，废液净化箱与第二排液口相连；
所述的电加热丝、液位传感器、气压传动装置、超声波换能器和进液阀均与控制面板相连。
作为优选方案，以上所述的单槽晶片净化清洗装置，所述的清洗槽底板表面安装有电机驱动的转轮，转轮与控制面板。
作为优选方案，以上所述的单槽晶片净化清洗装置，所述的气压传动装置包括依次相连的气源、气动执行元件和气动控制阀与管子联接件等。所述的气源为空气压缩机；气动执行元件为气缸或气动马达，用来把压缩气体的压力能转化为机械能，气动控制阀用来调节气流方向，压力和流量。管子联接件在气压作用下使可升降盖板上升和下降。
作为优选方案，以上所述的单槽晶片净化清洗装置，所述的储液槽包括5个储液小槽，5个储液小槽底部均分别通过导液管与5个进液阀分别相连。
作为优选方案，以上所述的单槽晶片净化清洗装置，所述的废液净化箱可采用北京亚欧德鹏科技有限公司生产的dp26017型号的化学实验废水处理装置。
本发明提供的一种晶片净化清洗方法，包括以下步骤：
a、将待清洗的蓝宝石晶片放在载片架上，完成装片过程；
b、通过控制面板控制液压升降装置或气压传动装置使可升降盖板下降至与机体外壳紧密盖合；
c、储液罐内的储液槽包括5个储液小槽，1号储液小槽为丙酮溶液，2号储液小槽为hcl、h2o2、h2o组成的混合溶液，3号储液小槽为nh4oh、h2o2、h2o组成的混合溶液，4号储液小槽为硫酸与硝酸混合液，5号储液小槽为超纯水；
d、控制面板控制1号储液小槽的进液阀打开进液，向清洗槽注入丙酮溶液，达到一定溶液高度，经液位传感器反馈回控制面板停止注液，同时控制面板控制电加热丝加热清洗槽内溶液至20~25℃，然后控制转轮转动，使丙酮溶液与蓝宝石晶片充分接触，以去除蓝宝石表面有机沾污，清洗2~6分钟后，使转轮停止转动，同时控制面板控制第一排液口打开，排空清洗槽内的丙酮溶液，再通过废液净化箱净化后变成对环境无污染的液体经过第二排液口排出；
e、控制面板控制5号储液小槽向清洗槽中注入超纯水以清洗蓝宝石晶片，并清洗上一道工序中残留在清洗槽中的丙酮溶液，超纯水清洗蓝宝石晶片后也通过第一排液口排出，再经过废液净化箱和第二排液口排出；
f、在控制面板控制下，2号储液小槽进液阀打开进液，并通过电加热丝加热液体温度至80~90摄氏度，然后通过控制面板打开超声波换能器进行超声辅助清洗，去除蓝宝石晶片表面的无机和有机杂质，清洗5~15分钟后，清洗蓝宝石晶片后的hcl、h2o2、h2o的混合溶液通过第一排液口排出，再经过废液净化箱和第二排液口排出；然后重复步骤e，采用超纯水清洗；
g、在控制面板控制下，3号储液小槽进液阀打开进液，并通过电加热丝加热液体温度至90~95摄氏度，然后通过控制面板打开超声波换能器进行超声辅助清洗，利用nh4oh、h2o2和h2o混合溶液的氧化和络合作用去除蓝宝石晶片表面的颗粒和部分有机物和部分重金属离子，然后排液；然后重复步骤e，采用超纯水清洗；
h、在控制面板控制下，4号储液小槽进液阀打开进液，并通过电加热丝加热液体温度至80~100摄氏度，通过硫酸与硝酸的氧化作用去除蓝宝石表面的本征氧化层，然后排液；然后重复步骤e，采用超纯水清洗；
i、在控制面板控制下，启动烘干装置对清洗后的载片架上的蓝宝石晶片进行烘干；然后启动液压升降装置或气压传动装置对可升降盖板进行抬升，最后拆下洁净后的蓝宝石晶片。
有益效果：本发明和现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提供的单槽晶片净化清洗装置，结构设计合理，操作方便，自动化程度高，清洗效率高，本发明的清洗装置可以一次装片，多种试剂进行清洗，烘干，清洗好后可弹出清洗好的干燥的洁净晶片，可避免多槽清洗过程中转移晶片所造成的污染。
2、本发明提供的晶片净化清洗方法，工艺设计合理，多次清洗工序可在一个清洗槽完成，清洗效率高，清洗质量高。
附图说明
图1是本发明所述的单槽晶片净化清洗装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1
如图1所示，一种单槽晶片净化清洗装置，它包括：机体外壳5，可升降盖板1，设置在机体外壳5内的清洗槽11，开设在清洗槽11上的进液阀14，与进液阀14通过导液管16相连的储液罐12，安装在清洗槽11下方的超声波换能器8，安装在清洗槽11侧壁上的电加热丝13和液位传感器4；
可升降盖板1与安装在机体外壳5内的液压升降装置或气压传动装置17相连，可升降盖板1底部安装有烘干装置2和载片架3；
清洗槽11底部开设有第一排液口7，第一排液口7与废液净化箱9相连，废液净化箱9与第二排液口10相连；所述的清洗槽11底板表面安装有电机驱动的转轮15；
所述的电加热丝13、液位传感器4、气压传动装置17、超声波换能器8、进液阀14和转轮15的电机均与控制面板6相连。
以上所述的单槽晶片净化清洗装置，所述的气压传动装置17包括依次相连的气源、气动执行元件、气动控制阀和管子联接件。所述的气源为空气压缩机，气动执行元件为气缸或气动马达。
以上所述的单槽晶片净化清洗装置，所述的储液槽12包括5个储液小槽，5个储液小槽底部均分别通过导液管16与5个进液阀14分别相连。
实施例2
一种晶片净化清洗方法，包括以下步骤：
a、将待清洗的多个蓝宝石晶片放在载片架3上，完成装片过程；
b、通过控制面板6控制液压升降装置或气压传动装置17使可升降盖板1下降至与机体外壳5紧密盖合；
c、储液罐内的储液槽12包括5个储液小槽，1号储液小槽装有丙酮溶液，2号储液小槽为hcl、h2o2、h2o组成的混合溶液，3号储液小槽为nh4oh、h2o2、h2o组成的混合溶液，4号储液小槽为硫酸与硝酸混合液，5号储液小槽为超纯水；
d、控制面板6控制1号储液小槽的进液阀14打开，进液，向清洗槽11注入丙酮溶液，达到一定溶液高度，经液位传感器4反馈回控制面板6停止注液，同时控制面板6控制电加热丝13加热清洗槽11内的丙酮溶液至20~25℃，然后控制转轮15转动，使丙酮溶液与蓝宝石晶片充分接触，以去除蓝宝石表面有机沾污，清洗2分钟后，使转轮15停止转动，同时控制面板6控制第一排液口7打开，排空清洗槽11内的丙酮溶液，再通过废液净化箱9净化后变成对环境无污染的液体经过第二排液口10排出；
e、然后控制面板6控制5号储液小槽向清洗槽11中注入超纯水以清洗蓝宝石晶片，并清洗上一道工序中残留在清洗槽11中的丙酮溶液，超纯水清洗蓝宝石晶片后也通过第一排液口7排出，再经过废液净化箱9和第二排液口10排出；
f、在控制面板6控制下，2号储液小槽进液阀14打开进液，并通过电加热丝13加热液体温度至80~90摄氏度，然后通过控制面板6打开超声波换能器8进行超声辅助清洗，去除蓝宝石晶片表面的无机和有机杂质，清洗10分钟后，清洗蓝宝石晶片后的hcl、h2o2、h2o的混合溶液通过第一排液口7排出，再经过废液净化箱9和第二排液口10排出；然后重复步骤e，采用超纯水清洗；
g、在控制面板6控制下，3号储液小槽进液阀14打开进液，并通过电加热丝13加热液体温度至90~95摄氏度，然后通过控制面板6打开超声波换能器8进行超声辅助清洗，利用nh4oh、h2o2和h2o混合溶液的氧化和络合作用去除蓝宝石晶片表面的颗粒和部分有机物和部分重金属离子，然后排液；然后重复步骤e，采用超纯水清洗；
h、然后在控制面板6控制下，4号储液小槽进液阀14打开进液，并通过电加热丝13加热液体温度至100摄氏度，通过硫酸与硝酸的氧化作用去除蓝宝石表面的本征氧化层，然后排液；然后重复步骤e，采用超纯水清洗；
i、在控制面板6控制下，启动烘干装置2对清洗后的载片架3上的蓝宝石晶片进行烘干；然后启动液压升降装置或气压传动装置17对可升降盖板1进行抬升，拆下洁净后的蓝宝石晶片。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。