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引言
? ? ? 近年來(lái)，應(yīng)用超聲波的精密清洗法被用于光學(xué)透鏡、液晶用玻璃板、半導(dǎo)體晶圓等的清洗。 本文概述了超聲波精密清洗法和玻璃表面的清洗度評(píng)價(jià)方法。
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超聲波的發(fā)生法
? ? ? 超聲波也可以通過(guò)流體空洞內(nèi)的共振和機(jī)械快門引起的流體斷續(xù)（警報(bào)器）得到，現(xiàn)在主要使用的產(chǎn)生方法是，如圖1所示，首先通過(guò)振蕩器產(chǎn)生電振動(dòng)能，將其加入到被稱為振動(dòng)子的電聲轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)能，向與該振動(dòng)子接觸的音響傳遞介質(zhì)中輻射超聲波的方法。
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超音波精密洗浄方法
? ? ? 作為光學(xué)透鏡、玻璃板、液晶用玻璃板等的清洗，以及半導(dǎo)體晶圓、玻璃掩膜等的清洗，近年來(lái)在精密清洗領(lǐng)域使用了應(yīng)用超聲波的多槽式清洗系統(tǒng)。作為編入清洗系統(tǒng)的裝置，有手動(dòng)進(jìn)給式和自動(dòng)進(jìn)給方式。清洗裝置的系統(tǒng)因其被清洗物的清洗目的不同而不同，作為光學(xué)透鏡、玻璃板等多槽式清洗工序，表2～4工序使用最多。 另外，外觀如照片1所示。
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表2 多槽式洗浄工程
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表4 多槽式洗浄工程
? ? ? 清洗工序的主要液體組成和液體管理如下所示：
? ? ? 有機(jī)溶劑。作為溶解力優(yōu)異的有機(jī)溶劑，一般使用三氯乙烯、全氯乙烯、1.1.1-三氯乙烷、二氯甲烷、氟利昂等。雖然根據(jù)污染的種類多少有些不同，但是有機(jī)溶劑的化學(xué)穩(wěn)定性好，溶解力高是很重要的，因此三氯乙烯被使用最多。 作為有機(jī)溶劑的液體管理，比重管理是有效的。 另外，根據(jù)有機(jī)溶劑的種類不同，由于添加了穩(wěn)定劑，一旦混入水分，就會(huì)慢慢發(fā)生水解，生成酸，因此需要通過(guò)pH值管理，定期更換液體。
水溶性洗滌劑。作為水溶性洗滌劑，使用合成洗滌劑。 該裝置由陰離子或非離子表面活性劑和助劑組成，助劑具有增加表面活性劑的活性力的輔助作用，并且對(duì)于去除無(wú)機(jī)物質(zhì)是有效的。 另外，根據(jù)目的，還使用了有機(jī)溶劑+表面活性劑的方法。 水溶性洗滌劑由于油脂類的混入，去污力會(huì)降低，所以一般需要混入2～5%左右進(jìn)行更換。
? ? ? 干燥。在用水溶性洗滌劑洗滌后，用市水、純水等進(jìn)行充分的漂洗過(guò)程，以獲得異氟丙醇。在利用I.P.A等進(jìn)行水置換后，作為干燥工序，多采用利用氟利昂蒸汽的干燥方式（表2的方式）。在這種情況下，異丙醇的含水量增加，會(huì)降低水-醇的置換效率，導(dǎo)致洗滌后出現(xiàn)色斑，因此有必要通過(guò)比重管理進(jìn)行監(jiān)測(cè)。另外，由于將I.P.A帶入氟利昂蒸汽槽，因此在氟利昂液的再循環(huán)中安裝水洗式水分離器。 另外，作為蒸汽清洗方式，利用I.P.A蒸汽，取得與前槽的溫度差，提高蒸汽清洗效果（表3的方式）。 像這樣，作為水置換―干燥，有I.P.A、氟利昂的方式，但考慮到I.P.A有引燃的危險(xiǎn)性，因此必須對(duì)裝置使用的電裝品實(shí)施防爆對(duì)策，最近，氟利昂脫水方式、熱風(fēng)干燥方式（表4）也被廣泛使用。
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玻璃板表面清潔度的評(píng)價(jià)方法
? ? ? 為了判定玻璃板表面清洗后的清潔度，有很多的評(píng)價(jià)方法，有必要根據(jù)作為目的的清潔度、作為問(wèn)題的污染物的種類、評(píng)價(jià)的時(shí)機(jī)（時(shí)期、氣氛條件）等，選擇最合適的方法。 本文記述了作為評(píng)價(jià)方法最普遍的方法的目測(cè)評(píng)價(jià)方法和接觸角評(píng)價(jià)方法。
? ? ? 目視評(píng)估方法：這是用肉眼直接觀察污染狀態(tài)的方法，放大顯微鏡也可作為輔助使用。 在判定時(shí)，需要若干經(jīng)驗(yàn)，但一般來(lái)說(shuō)，缺乏定量化，根據(jù)污染的種類和表面狀態(tài)，很難進(jìn)行正確的判定。也有使用光學(xué)顯微鏡對(duì)光學(xué)研磨過(guò)的玻璃等洗凈前后的粒子數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，比較清潔度的方法。還有用布、濾紙比較判斷污染表面、洗滌前后的方法，以及粘貼透明膠等比較判斷洗滌前后污染的附著狀態(tài)的方法。通過(guò)在玻璃板的表面上吹氣并從粘附到表面的微小水滴的圖案確定清潔度的方法，可以通過(guò)視覺(jué)觀察容易且快速地確定清潔度。浸泡在純凈的水中，瀝干水分，觀察表面水的附著狀態(tài)。 在清潔的表面上，水膜均勻，如果有污垢附著，就不會(huì)形成水膜，因?yàn)橛信懦馑牟糠?，所以很容易判斷。用染料染色，吸附碘，使其著色，通過(guò)目視觀察著色變化進(jìn)行判斷。 特別是對(duì)于油性污垢等是有用的。
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接觸角法：
? ? ? 目視評(píng)價(jià)方法是用肉眼觀察玻璃表面的潤(rùn)濕性來(lái)評(píng)價(jià)清潔度，但由于缺乏定量性，作為用數(shù)值表現(xiàn)潤(rùn)濕性的方法，使用接觸角測(cè)量法。據(jù)說(shuō)接觸角越小，潤(rùn)濕張力越大，潤(rùn)濕性越好。 根據(jù)潤(rùn)濕性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，一般使用純水作為液體，固體表面上的水滴接觸角較大時(shí)，其表面被疏水性物質(zhì)污染，其較小時(shí)，則判定為被凈化。利用低倍率顯微鏡，制作小液滴的放大像，在液滴的接點(diǎn)處，旋轉(zhuǎn)視野中的直線，讀出此時(shí)的角度。通過(guò)顯微鏡物鏡投影液滴，通過(guò)攝影進(jìn)行放大，與放大影像法相同，通過(guò)求出h、r來(lái)求出接觸角θ。玻璃表面的清洗條件與潤(rùn)濕性的關(guān)系如圖2所示。當(dāng)疏水性有機(jī)物質(zhì)作為污垢附著在固體表面時(shí)，水的接觸角很好地反映了其附著狀況，因此作為清潔度的判定方法是非常有用的，被廣泛使用。將液滴（水、酒精等）放置在試料上，通過(guò)潤(rùn)濕測(cè)量液滴的擴(kuò)散方式（是否均勻擴(kuò)散，同時(shí)保持圓形的清潔邊緣）和液滴直徑大小的方法。作為聚乙烯和聚丙烯薄膜的潤(rùn)濕量表的JIS試驗(yàn)法中規(guī)定的潤(rùn)濕指數(shù)測(cè)定方法。
? ? ? 表5顯示的是標(biāo)準(zhǔn)液的組成和表面張力的值。 通過(guò)該潤(rùn)濕指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)液，可以判斷玻璃表面的清潔度。 也就是說(shuō)，將表2的任意標(biāo)準(zhǔn)液充分浸泡在拭子中后，將其以線狀向一定方向快速移動(dòng)涂抹在固體表面。 如果液膜沒(méi)有破裂，保持2秒以上的涂敷狀態(tài)，則判斷該表面被該標(biāo)準(zhǔn)液浸濕。 在這種情況下，進(jìn)一步進(jìn)入下面的表面張力高的混合液。相反，當(dāng)液膜在2秒以內(nèi)破裂或整體發(fā)生收縮時(shí)，則進(jìn)入下一個(gè)表面張力較低的混合液。以這種方式，從能夠潤(rùn)濕固體表面的混合液中獲得具有最高表面張力的混合液。潤(rùn)濕指數(shù)越大，表明其表面越清潔。另外，該方法需要根據(jù)測(cè)量時(shí)的溫濕度進(jìn)行修正。另外，為了不讓標(biāo)準(zhǔn)液被污染，還需要注意每次更換棉簽等。
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其他評(píng)估方法
? ? ?（1）根據(jù)摩擦系數(shù)的評(píng)價(jià)。（2）根據(jù)粘著性的評(píng)價(jià)膠帶的剝離試驗(yàn)；粘著試驗(yàn)。（3）污漬的提取，根據(jù)濃縮測(cè)量法的評(píng)價(jià)：殘留離子濃度測(cè)量；離子色譜（4）放射性分析評(píng)價(jià):放射性分析:無(wú)線電示蹤法（5）通過(guò)光學(xué)方法的評(píng)價(jià)：紅外吸收譜；可見(jiàn)·紫外線吸收光譜；測(cè)音吸收光譜；偏振分析法（橢偏法）；激光傳感。（6）通過(guò)電的方法的評(píng)價(jià)；（7）通過(guò)分子分光學(xué)的方法的評(píng)價(jià)；X射線光電子譜、熒光X射線分析法、俄歇電子譜、電子激發(fā)X射線微分析法、二次離子質(zhì)譜、離子散射譜和等離子體色譜