氯气在芯片制造中的应用

作者:admin  来源:中国科学院半导体研究所  发布时间:2023-11-23  访问量:1190




氯气,我们在初中化学中已经接触过,知道它是一种剧毒气体,但是在芯片制造中,氯气却是一种十分重要的气体。那么氯气在芯片制造中有哪些应用?氯气对人能产生哪些严重伤害?在使用中如何保证氯气的安全性呢?           



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氯气的结构


氯气(Cl2)是由两个相同的氯原子组成的双原子分子,每个氯原子有17个电子,分布在不同的电子层上。在最外层,每个氯原子有7个价电子。通过共用一对电子形成的共价键,两个氯原子形成氯气分子.


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氯气的性质



物理性质

外观:常温下,氯气呈黄绿色,有强烈的刺激性气味的剧毒气体。

密度:氯气的密度比空气大,在空气中会沉降。

溶解性:氯气在水中的溶解度相对较好,溶于水后可以形成次氯酸,用来漂白或消毒.

沸点和熔点:沸点约为-34.04°C,熔点约为-101.5°C


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化学性质


化学活性:氯是一种非常活泼的非金属元素,容易与金属发生反应,形成氯化物。


氧化性:氯气是一种强氧化剂。



氯气在芯片制造中的应用


氯气主要用于干法刻蚀工序,用来刻蚀硅和金属等.
硅刻蚀:氯气可与硅反应生成氯化硅(SiCl₄),从而实现硅的刻蚀,化学反应方程式为:
                               Si+2Cl2→SiCl4
铝刻蚀:
                               2Al+3Cl2→2AlCl3
钨刻蚀:
                               W+Cl2→WCl6
钛刻蚀:
                               Ti+2Cl2→TiCl4

这些氯化物由于其易挥发的特性,可以通过真空系统从刻蚀腔室中移除,从而实现材料的精确刻蚀。当然在刻蚀中还会掺杂一些其他气体,不仅仅是Cl2一种气体.


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氯气的危险性


呼吸系统损害:氯气是一种强烈的刺激性和腐蚀性气体,吸入后可以严重刺激和烧伤呼吸道,导致咳嗽、呼吸困难、胸痛,甚至肺水肿。


眼睛和皮肤损害:氯气接触眼睛或皮肤时,会引起强烈的灼烧感。眼睛会疼痛、红肿、视力模糊等,甚至暂时性或永久性失明。皮肤接触氯气则可能引起皮肤红肿、疼痛、灼伤,水泡等。

如何保证安全


1.泄露检测器:

在机台,洁净间,储存间中安装氯气泄漏检测器,以便在氯气泄漏时及时发出警报。

准备应急洗眼器和淋浴设施,以便在皮肤或眼睛接触氯气后立即冲洗。


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2.储存:


在干燥、阴凉、通风良好的地方放置氯气罐,避免热源和阳光直射。确保氯气容器牢固地固定,严谨倾倒。


3.操作:


所有操作氯气的人员都必须接受严格的培训,了解氯气的危害、安全操作程序和应急响应措施。遵守所有安全操作规程和标准作业流程。

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尾气如何处理


一般是机台端与厂务端结合使用:机台端可能会先进行初步的尾气处理,如过滤,吸附,洗涤等,然后将尾气输送到厂务端进行洗涤,燃烧等。