腐蝕性電子氣體HF作為微納電子制造中的關(guān)鍵氣體之一,主要被用于半導(dǎo)體工業(yè)中硅晶片的刻蝕以及表面清洗。隨著微納電子制造向著高集成度、大的晶圓尺寸、更窄的線寬和更高的完整性發(fā)展,對(duì)HF電子氣體純度的要求也越來(lái)越高,其中,水分雜質(zhì)是導(dǎo)致下游產(chǎn)品缺陷、二次污染物釋出和HF氣體純度降低的根源。因此,對(duì)HF電子氣體雜質(zhì)水含量的要求也越來(lái)越嚴(yán)苛。MgF₂和CaF₂對(duì)水分子有強(qiáng)吸附作用,且能耐受HF和水蒸氣的協(xié)同腐蝕,可作為HF氣體中痕量水去除的吸附劑。但已報(bào)道的CaF₂吸水容量較小,而有關(guān)MgF₂的吸水性能研究甚少�；诖�,本文系統(tǒng)地研究了具有高比表面積、高熱穩(wěn)定性MgF₂和CaF₂的合成方法及其吸水性能,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.通過(guò)共沉淀法,以SiO₂為模板劑制備了硅、鎂復(fù)合氧化物,再與氫氟酸反應(yīng),制得多孔MgF₂,考察了鎂源、硅源以及金屬摻雜的種類(lèi)和用量等因素對(duì)MgF₂中孔結(jié)構(gòu)性能的影響。結(jié)果表明,以醋... 

【文章來(lái)源】：浙江師范大學(xué)浙江省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

膜分離法除水模型[9]

第一章緒論41.2.2反應(yīng)-精餾法在工業(yè)生產(chǎn)中，單獨(dú)使用某一種純化方法往往具有一定的局限性，會(huì)存在除雜深度不夠，除雜效率低等問(wèn)題。如果采用多種方法聯(lián)用的方式，能夠彌補(bǔ)單一操作的不足，具有更好的除雜效果。2015年，柳彤等人[18]報(bào)道了一種反應(yīng)-精餾組合的方法來(lái)脫除HF氣體中痕量水。由于HF會(huì)與水形成共沸混合物，采用簡(jiǎn)單的精餾法已無(wú)法達(dá)到深度脫水的目的，需采用反應(yīng)-精餾組合的方法，其裝置示意圖見(jiàn)圖1.2。首先，通過(guò)進(jìn)料口2加入到反應(yīng)釜1中，對(duì)整個(gè)反應(yīng)裝置抽真空，接著用氦氣吹掃，重復(fù)抽真空氦氣吹掃操作十次，液化后的HF通過(guò)進(jìn)料口6加入到反應(yīng)釜1中，接著對(duì)反應(yīng)釜1加熱，利用冷凝器3保持回流，使反應(yīng)釜1與冷凝器3之間保持5-10℃的溫度差以及0.01-0.02MPa的壓力差，接著進(jìn)行精餾，取樣分析精餾產(chǎn)物的含水量低于1ppm后，收集餾分至低溫存儲(chǔ)器7中。該方法的原理是利用精餾來(lái)使水分富集，然后水分再與WF4反應(yīng)，利用反應(yīng)-精餾的方法將HF中水分含量降低至1ppm以下。該方法除水效率高、操作安全、工藝簡(jiǎn)單、利于雜質(zhì)分離，但該方法能耗較高，對(duì)操作環(huán)境的要求也比較嚴(yán)格。圖1.2反應(yīng)精餾除水工藝流程圖[18]1.2.3吸附分離法吸附分離法是利用吸附作用，將樣品中的雜質(zhì)氣體吸附到固體吸附劑的表面，

第一章緒論6HF氣體中的除水時(shí)，材料中的Al2O3和SiO2易與HF發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致分子篩骨架坍塌的同時(shí)，也會(huì)生成AlF3、SiF4和H2O等雜質(zhì)，造成二次污染。1.2.3.2活性炭利用活性炭在去除HF氣體中痕量水的方法主要是利用活性炭的吸附能力，包括物理吸附和化學(xué)吸附兩種吸附方式，其中物理吸附作用的強(qiáng)弱主要取決于吸附劑的孔道結(jié)構(gòu)，因?yàn)榛钚蕴坎牧舷噍^于其他吸附材料，具有特別發(fā)達(dá)的多孔結(jié)構(gòu)，這也是導(dǎo)致活性炭材料吸附容量大，吸附效率高的主要原因[26,27]。而化學(xué)吸附是一種化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，其吸附作用的強(qiáng)弱取決于活性炭表面的官能團(tuán)化學(xué)性質(zhì)。在除雜過(guò)程中，活性炭表面存在的含氧官能團(tuán)會(huì)發(fā)生脫羥基或脫羧基反應(yīng)，產(chǎn)生少量的水蒸氣。所以，活性炭吸附材料使用之前需要先進(jìn)行預(yù)處理來(lái)消除含氧官能團(tuán)。Millwaid[28]和Funke等人[29]各自獨(dú)立報(bào)道了一種合成超低排放碳材料的方法，該材料能用于吸附腐蝕性電子氣體中水雜質(zhì)。首先在溫度為473K-673K及超高純惰性體氣體氣氛下，對(duì)活性炭進(jìn)行預(yù)處理，除去其吸附的H2O和CO2等雜質(zhì)，然后將待凈化氣體通入凈化器開(kāi)始凈化，見(jiàn)圖1.3。盡管活性炭具有很好的耐腐蝕性，但在低含水量（ppm級(jí)）的條件下對(duì)水的吸附能力較弱，無(wú)法達(dá)到脫除腐蝕性氣體中痕量水的目的。圖1.3凈化系統(tǒng)示意圖[27]

【參考文獻(xiàn)】：
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