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CXS系列旋转冲洗甩干机选型指南
CXS系列旋转冲洗甩干机是由中国电子科技集团公司第四十五研究所根据国际、国内半导体产业的发展和市场需求研究开发的旋转冲洗甩干设备。该系列机型具有高洁净度旋转冲洗甩干功能。主要用于硅圆片、掩模版、太阳能电池等类似材料的冲洗甩干。是半导体湿法清洗工艺中必不可少的主要设备之一。
1．CXS系列机型
CXS系列机型针对不同用户、不同工艺需求、不同应用场合开发了系列化机型。用户可按自己的要求和不同工艺选择适合自己的机型型号和功能配置要求。
2、型号说明
系列产品型号说明（型号举例）：(2150SA型为双工作腔结构，最大加工片子直径φ150mm。S为双片盒结构的A型旋转冲洗甩干机）
3.系统构成
整机采用双工位（或单工位）层叠、积本式组合结构，每个工位可独立运行互不干扰。能实现包括旋转冲洗、氮气烘干、电阻率监控、防静电控制、腔体干燥、故障显示报警、系统洁净化处理在内的全自动工艺处理过程。
3. 1结构原理与特点
洁净化处理技术
□ 先进的旋转冲洗甩干设备属高洁净度要求下的"微细"控制设备。因此，设备的洁净化处理是系统内各功能单元、部件、材料、加工工艺等众多环节所要考虑的重要问题。在CXS系列中，在高洁净度机型的系统处理上，参考国外同类机型处理方法的同时，采用了以下消除颗粒和可能产生污染的措施：
□ 工作过程中，清洗工作腔与外界密封隔离；
□ 工作腔及片架载体采用耐腐蚀不锈钢电化学抛光；
□ 转轴采用氮气密封隔离；
□ 旋转机构经精密的平衡；
□ 采用无刷伺服电机驱动；
□ 精密减震及阻尼；
□ 管道、阀门、接头采用聚四氟材料和高纯管件；
□ 去离子水采用电阻率监控；
□ 工作中采用防静电控制；
□ 设备在超净间内进行装调，减少和控制设备本身的污染。
3．2大功率无刷电机驱动
大功率无刷电机是设备的核心部件之一，为了保证设备的稳定、可靠及满足系统对高洁净度处理的要求，我们与国内有实力的厂家共同合作开发、研制成功了大功率旋转冲洗甩干机专用无刷伺服电机及控制系统。满足了整机对无刷驱动技术的要求。
3．3清洗工作腔体
工作腔体采用耐腐蚀不锈钢加工。表面经电化学抛光工艺处理。 即可以满足工艺对清洗腔体的使用要求，又使清洗工作腔体的洁净度和防颗粒污染性能得到了较好的解决。
3．4转轴氮气密封技术
片子在冲洗甩干腔内工作时，要有一个密闭而洁净的环境空间，转轴处的密封即是隔离与腔体之间联接的通道。
根据系统要求和参考国外同类机型的处理方法，我们采用了旋转氮气密封结构，经使用考核验证达到了应用效果要求。
3．5去离子水控制
旋转冲洗过程要求在给定压力、流量的条件下，必须达到要求的冲洗水流效果。同时可对水的电阻率值进行实时监控测量，以判断和给定相关工艺参数和工艺时序。
在结构上，采用聚四氟管道、阀体，设计采用了8个旋流式冲洗喷嘴。在排水口设置有电阻率测试单元，用来检测腔体内片子冲洗过程的状态变化
3．6防静电控制
片子在清洗甩干过程中，由于高压水喷射冲洗和高速旋转甩干的作用会在片子表面产生静电，它是一容易形成颗粒吸附影响冲洗效果；二是产生的静电可能破坏高敏感度器件的性能。
在CXS系列结构上，清洗工作腔上设计安装了一个高压发生器，工作时，进入腔体的氮气在通过高压区时被电离，形成电离化氮气允斥整个工作腔体以防止
3．7防震、隔震技术
减震、隔震的目的是尽量减少由于系统振动而产生的颗粒污染。在系统中，首先对转动轴系做了精密的动平衡处理（包括片架在内）。保证系统工作时的平衡性和减少振源的产生。
转动轴系的减振阻尼材料采用减震率可达80%以上，宽使用频率的特种阻尼器。从使用效果对比来看，完全达到了使系统具有良好减震效果的目的。
3．8系统控制技术
以CXS-2150型旋转冲洗甩干机为例，本机设有两套相互独立的电控单元以分别控制两个腔体作独立运行。
控制系统采用可编程控制器，它由中央处理单元模块、数字号输入、输出模块、模拟号输入、输出模块以及液晶显示器所组成，可以方便、可靠的完成系统性能、功能对控制单元的要求。
3．9工艺处理软件
在软件编程上，为了满足不同工艺、用户的方便使用，每个工作室都单独配置一个操作控制面板。用户可选择设置十种用户工艺菜单。每个菜单均具有编辑、修改、删除、存储等功能。用户可对每个菜单的内容如：方式、时间、速度、电阻率参数进行设置。
系统软件还具有故障显示及报警功能，设备出现故障时，系统会停止工作并显示错误信息、报警以提示更改和维修。
所有菜单的运行过程、内容、信息（包括故障信息）在工作过程中均在彩色液晶显示屏上依次汉显，使操作者对设备的工艺步骤、运行状态一目了然。
3. 10颗粒控制性能
CXS系列中,高洁净度颗粒控制机型的颗粒控制性能测试结果所示。测试中片子表面的颗粒记数为0.2μm。5枚硅片5次工作运行的颗粒数平均增加1.68个。
冲洗前后0.2μm颗粒记数偏差对比
3.11安全及防护处理
该设备的功能是在高速旋转下，由水、气、电各功能模块、功能单元相互有序协调作用而完成的。它对设备的可靠性、安全性以及操作者的防护有严格的要求。在设计上主要采取了水、气过程状态监控、门位置状态监控与互锁、氮气加热温度监控、工作腔体温度监控、紧急停止开关等相关措施。
3.12生产技术
在生产技术的处理上,整机所用关键材料、外构件、标准件尽量选用国内外专业厂家的知名品牌和质量优异的配套件，并按ISO9001质量体系组织生产，以保证产品的内、外在质量及可靠性和适应性。同时，生产厂家可对用户提供各种易损件、备品备件及相关配套件。并提供长期的技术服务和维修。
4．CXS系列机型的应用
CXS系列机型投入工艺线使用已有两年多的时间。经过对设备的不断改进和完善，从已投入运行的20多台设备来看，设备运行工作正常。用户对设备造型、外观质量、使用性能普遍给予较高的评价。许多用户都是在使用就该设备后，又陆续选用和配套就该类机型。
这是因为该系列设备在系统结构、技术原理、设备造型等方面比较成功。同时在实施上瞄准了国外先进机型水平。性能指标优良、整体技术水平达到了国外同类设备的先进水平。
目前，CXS系列设备已成功使用在一些科研生产线、军工生产线、IC规模化生产线的外资、和资及民营企业。应用领域包括3″、4″、6″IC生产线、4″硅材料生产线、3″、4″砷化镓器件生产线、100X100、125X125太阳能电池生产线、2″、3″蓝宝石、铌酸锂特种器件生产线。
5．用户选型
本系列机型可以适应从50mm到200mm直径（包括方形和其他特殊形状）材料的旋转冲洗甩干。可用于半导体硅圆片、砷化镓材料、掩模版、太阳能电池基片、蓝宝石、铌酸锂、光学镜片、磁盘、光盘、医用玻璃基片等类似相关材料的高洁净度冲洗甩干。
用户可以根据自己的使用要求、工艺特点及配置需求选择包括 控制方式、界面显示、用户工艺菜单、洁净化处理要求以及去离子水电阻率监控、防静电控制、氮气过滤精度、驱动电机方式、片架安装形式在内的不同配置要求及特殊使用要求。
用户在设备选型时应综合考虑以下几方面的问题：
1） 设备的使用场合及洁净度要求。用以确定是否需要洁净化处理要求和相关功能。
2） 工件的最大加工直径及兼容性。用来确定设备的最大加工直径及兼容性。
3） 对用户生产能力的适应性。用来确定是否采用单、双工作腔，还是采用S型机型，以及所需要的台数。
4） 合理考虑生产和技术发展的需要。尽可能合理的选型与配置，在性能、功能等方面给可预见的将来留有生产和技术的发展空间。
5） 合适的性价比。
综上所述，用户可综合选择适合自己需求的机型类别和最优化的配置方案。
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