晶圓清洗機(jī)清洗槽流量控制有哪些方法

晶圓清洗機(jī)中清洗槽是一個(gè)核心部件，其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是我們必須要掌握，那就是清洗槽流量控制。既然想要學(xué)習(xí)，那么下面就準(zhǔn)備了一些方法教給大家：

一、直接流量調(diào)節(jié)方法

閥門控制

手動(dòng)閥門：適用于低頻次調(diào)整，依賴人工經(jīng)驗(yàn)。

氣動(dòng)/電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：結(jié)合傳感器反饋（如流量計(jì)信號(hào)），實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉環(huán)控制。

原理：通過調(diào)節(jié)閥門開度（如氣動(dòng)閥、電動(dòng)閥）改變流體通徑，從而控制流量。

類型：

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低。

缺點(diǎn)：響應(yīng)速度較慢，精度易受閥芯磨損影響。變頻器+離心泵組合

原理：通過變頻器調(diào)節(jié)離心泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變泵的輸出流量。

適用場景：適用于大流量、低粘度液體（如DI水、稀酸液）。

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能（按需調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速）、可連續(xù)調(diào)控。

缺點(diǎn)：低轉(zhuǎn)速時(shí)泵效下降，可能產(chǎn)生渦流或氣泡。

二、間接流量穩(wěn)定方法

恒壓控制系統(tǒng)

原理：通過壓力傳感器監(jiān)測管路壓力，結(jié)合變頻泵或氣動(dòng)穩(wěn)壓罐，維持清洗槽入口壓力恒定，間接保證流量穩(wěn)定。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)管路阻力變化適應(yīng)性強(qiáng)，適合多槽串聯(lián)系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：需配合壓力傳感器和閉環(huán)算法，成本較高。

流體緩沖設(shè)計(jì)

原理：在管路中增加緩沖罐或氣液分離器，抑制流量波動(dòng)和氣泡產(chǎn)生。

應(yīng)用：兆聲波清洗槽需避免氣泡干擾，緩沖罐可穩(wěn)定液體流速。

優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠，成本低。

缺點(diǎn)：會(huì)引入延遲，不適用于快速響應(yīng)場景。

三、智能閉環(huán)控制方法

流量計(jì)反饋控制

原理：在管路中安裝質(zhì)量流量計(jì)或電磁流量計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測流量值，通過PID控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門或泵速，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)流量閉環(huán)。

優(yōu)點(diǎn)：精度高（誤差≤±1%），抗干擾能力強(qiáng)。

缺點(diǎn)：依賴高精度傳感器，成本較高；需定期校準(zhǔn)。

典型配置：電磁流量計(jì)（導(dǎo)電液體） + 氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥 + PID控制器。

壓力與流量雙閉環(huán)控制

原理：同時(shí)監(jiān)測管路壓力和流量，通過復(fù)合控制算法（如串級(jí)控制）調(diào)節(jié)泵速和閥門開度，適應(yīng)復(fù)雜工況。

適用場景：多槽交替使用、高黏度藥液（如磷酸混液）或高溫工藝。

優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適應(yīng)黏度/溫度變化。

缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜度高，調(diào)試難度大。

四、分布式均勻性優(yōu)化

多噴嘴分流設(shè)計(jì)

原理：將總流量分配至多個(gè)噴淋噴嘴，通過獨(dú)立調(diào)節(jié)各噴嘴流量（如節(jié)流孔或微調(diào)閥），實(shí)現(xiàn)晶圓表面均勻覆蓋。

優(yōu)點(diǎn)：解決邊緣與中心流量差異問題，均勻性≥95%。

應(yīng)用：雙向噴淋系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)卡盤配合多區(qū)流量控制。

CFD仿真優(yōu)化

原理：通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）模擬清洗槽內(nèi)液體流動(dòng)，優(yōu)化噴嘴布局、擋板設(shè)計(jì)及流量分配，減少湍流和死角。

優(yōu)點(diǎn)：預(yù)先驗(yàn)證方案，降低試錯(cuò)成本。

局限：需結(jié)合實(shí)際設(shè)備校準(zhǔn)，模型準(zhǔn)確性依賴邊界條件設(shè)置。

五、特殊工藝適配方法

氣泡抑制與低剪切流控制

場景：兆聲波清洗需避免氣泡干擾，采用低剪切力泵（如磁力驅(qū)動(dòng)泵）和消泡設(shè)計(jì)，維持穩(wěn)定層流。

技術(shù)：文丘里管混合 + 消泡濾網(wǎng)，減少氣泡生成。

溫度補(bǔ)償控制

原理：針對(duì)高溫工藝（如SC-1清洗），通過溫度傳感器監(jiān)測藥液溫度，動(dòng)態(tài)調(diào)整流量以補(bǔ)償黏度變化。

公式：流量修正系數(shù) = (當(dāng)前黏度 / 基準(zhǔn)黏度) × 設(shè)定流量。