【化學(xué)清洗工程的質(zhì)量控制研究9400字（論文）】

化學(xué)清洗工程的質(zhì)量控制分析目錄TOC\o"1-3"\h\u22137第一章緒論 2327641.1化學(xué)清洗質(zhì)量管理要素 234041.1.1清洗劑 241661.1.2清洗工程師 2279781.1.3清洗程序 2123751.1.4清洗設(shè)備工具 2299731.1.5清洗驗收標(biāo)準(zhǔn) 2267821.1.6售后技術(shù)服務(wù) 2180251.2化學(xué)清洗質(zhì)量管理的基礎(chǔ)條件 3191441.2.1化工廠 3203771.2.2清洗工程公司 325101.2.3專用清洗設(shè)備 3178901.2.4工業(yè)化學(xué)清洗有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 317275第二章化學(xué)清洗的類別分類 380342.1按清洗對象的材質(zhì) 338482.1.1碳鋼及低合金鋼 3291072.1.2不銹鋼 4168392.1.3銅合金 46392.1.4多種金屬材料組合 486882.2按清洗垢物種類 53852.2.1氧化鐵、氧化銅垢的化學(xué)清洗 5166542.2.2硫化鐵垢化學(xué)清洗 5245342.2.3含硅水垢化學(xué)清洗 5170572.2.4鈣鎂水垢化學(xué)清洗 557702.2.5各類油垢的化學(xué)清洗 514565第三章影響化學(xué)清洗工程質(zhì)量的因素 6324443.1清洗主劑的選擇 6207203.2緩蝕劑的選用 6122513.3溫度的控制 642133.4清洗工藝的設(shè)計 615555第四章一般化學(xué)清洗的過程和方法 7150924.1一般化學(xué)清洗過程 7119714.1.1調(diào)查設(shè)備結(jié)構(gòu) 7248654.1.2調(diào)查設(shè)備的材質(zhì) 7219714.1.3開展設(shè)備狀況調(diào)查 7298944.2常規(guī)化學(xué)清洗方法 7326474.2.1浸漬液體 7195624.2.2循環(huán)清洗 7293094.2.3不停車清理 87557第五章硅晶圓的化學(xué)清洗質(zhì)量控制分析 8149355.1硅晶圓表面主要污染物及其來源 8268955.1.1顆粒污染物來源 8288115.1.2有機(jī)污染物的來源 8301095.1.3金屬離子污染物的來源 8206095.2硅晶圓表面污染物常用清洗方法 929365.2.1等離子體清洗技術(shù) 966205.2.2光化學(xué)清洗技術(shù) 926335.2.3超臨界CO2流體清洗技術(shù) 1066295.3硅晶圓表面污染物化學(xué)清洗過程 10279885.3.1清洗方法與工藝 10157275.3.2表面活性劑的類別 11221855.3.3表面活性劑的作用 11308505.4硅晶圓表面清洗的其他問題 12242535.4.1表面活性劑殘留問題 12307645.4.2表面活性劑對環(huán)境帶來的污染問題 1231022第六章化學(xué)清洗的發(fā)展與應(yīng)用趨勢 13146376.1電子信息領(lǐng)域 13284926.2汽車制造業(yè) 13279116.3醫(yī)療器械領(lǐng)域 13195226.4核能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)等其他新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域 1315164總結(jié) 1418049參考文獻(xiàn) 15摘要隨著我國化工行業(yè)的逐步發(fā)展，化學(xué)清洗逐漸成為工業(yè)發(fā)展中愈發(fā)重要的一環(huán)。雖然在日常的生活實踐中接觸到化學(xué)清洗較少，但實際上作為一個新興的多學(xué)科交叉的行業(yè)領(lǐng)域，其發(fā)展水平和發(fā)展質(zhì)量對于工業(yè)領(lǐng)域各行業(yè)各的發(fā)展都有著密不可分的聯(lián)系，與我們的社會生產(chǎn)息息相關(guān)。因此可以說化學(xué)清洗工程的發(fā)展質(zhì)量能夠代表著人類生產(chǎn)力的發(fā)展質(zhì)量。基于此背景，本文以化學(xué)清洗工程的質(zhì)量控制為主題進(jìn)行了闡述以期此次研究對于完善關(guān)于化學(xué)清洗工程的質(zhì)量控制的研究有所裨益。關(guān)鍵詞：化學(xué)；清洗工程；質(zhì)量控制緒論1.1化學(xué)清洗質(zhì)量管理要素清洗劑、清洗工程師、清洗程序、設(shè)備工具、驗收標(biāo)準(zhǔn)和售后服務(wù)是化學(xué)清洗工程體系的六個基本要素。1.1.1清洗劑清洗劑是完成化學(xué)清洗的最為重要的基礎(chǔ)，是影響化學(xué)清洗質(zhì)量的最為重要的影響因素之一。如今已經(jīng)針對不同的化學(xué)清洗對象開發(fā)了不同的專項化學(xué)清洗藥劑。1.1.2清洗工程師化學(xué)清洗是一項需要專業(yè)化學(xué)知識作為基礎(chǔ)的專業(yè)工藝，需要專業(yè)的化學(xué)清洗工程師，按照科學(xué)的清洗工序完成清洗，保證良好的清洗效果。1.1.3清洗程序清洗過程的制定需要按照對方的結(jié)構(gòu)、具體性能、清洗劑的化學(xué)組成等來制定與之相對應(yīng)的清洗標(biāo)準(zhǔn)。如工業(yè)一般工業(yè)設(shè)備、化工管道，以及具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和高清晰度要求的發(fā)動機(jī)機(jī)箱等。制定科學(xué)合理的清洗工藝規(guī)范是化學(xué)清洗成敗的關(guān)鍵。1.1.4清洗設(shè)備工具高質(zhì)量的清洗設(shè)備是必不可少的。按清洗要求，一些可能非常簡單。有些是相當(dāng)復(fù)雜的。設(shè)計和制造清洗設(shè)備，有時候需要多方面的專業(yè)技術(shù)，因此特殊設(shè)計制造的清洗器工具需要與用戶密切配合。隨清洗工業(yè)的發(fā)展與普及，清洗工具應(yīng)形成系列化、規(guī)范化。1.1.5清洗驗收標(biāo)準(zhǔn)對于不同對象的化學(xué)清洗也有著不同的驗收標(biāo)準(zhǔn)，與之相對應(yīng)的也有不同功能的專用工業(yè)清洗劑。驗收標(biāo)準(zhǔn)它標(biāo)志著清洗具有方向性，保證了良好的清洗效果。清洗過程是根據(jù)被清洗對象的材料、要求、結(jié)構(gòu)特點、數(shù)量、清洗劑性能、清洗劑的性能、清洗劑的作用以及相關(guān)的清洗驗收標(biāo)準(zhǔn)而制定的。1.1.6售后技術(shù)服務(wù)化學(xué)清洗工藝往往設(shè)計許多的售后內(nèi)容，同時這是一個不斷改進(jìn)、完善、不斷完善的過程。這就表明技術(shù)性的售后服務(wù)也在其中扮演重要角色，售后技術(shù)服務(wù)是化學(xué)清洗工程系統(tǒng)的基本組成要素之一。1.2化學(xué)清洗質(zhì)量管理的基礎(chǔ)條件化工廠、清洗工程公司、清洗設(shè)備工具制造廠和有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)化學(xué)清洗的四個基礎(chǔ)條件。1.2.1化工廠首先，化工企業(yè)必須能夠制造和滿足提供不同清洗用途的清洗劑。該公司依賴于化工研究所提供成熟，亦可為獨立機(jī)構(gòu)工業(yè)化學(xué)清洗，要真誠地與對口高校和廣大用戶，對于進(jìn)口原材料要盡最大努力。清洗劑也必須有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。還應(yīng)根據(jù)用戶要求和清洗效果不斷在實踐過程中進(jìn)行優(yōu)化。1.2.2清洗工程公司作為大型清洗工程項目的承建單位，對于許多工業(yè)領(lǐng)域的化學(xué)清洗其清洗標(biāo)準(zhǔn)具有一定的影響力，在市場發(fā)展中承擔(dān)著提供技術(shù)服務(wù)的角色。1.2.3專用清洗設(shè)備專業(yè)清洗設(shè)備是完成化學(xué)清洗工程中的一項重要影響因素，其中也存在著巨大的潛在市場。如此一來也推動一批專業(yè)化制造廠的誕生?；瘜W(xué)清洗工程中的一大特點是針對不同的設(shè)備需要開發(fā)與之相對應(yīng)的專用清洗設(shè)備，又需清洗機(jī)設(shè)計制造廠家與用戶密切配合，才能更好地實現(xiàn)所預(yù)想的功能。1.2.4工業(yè)化學(xué)清洗有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)清晰的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)高速發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一?；瘜W(xué)清洗標(biāo)準(zhǔn)囊括的內(nèi)容較多，其中包括原料、清洗劑、清洗設(shè)備、清洗工具等，這些都是工業(yè)化學(xué)清洗標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容?；瘜W(xué)清洗的類別分類2.1按清洗對象的材質(zhì)2.1.1碳鋼及低合金鋼對碳鋼及低合金鋼來說，由于采用了Lan826等緩蝕劑，可使用鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、氫氟酸等作清洗劑，若控制不當(dāng)，嚴(yán)重腐蝕仍然是可能的。三價鐵離子或銅離子主要溶出為氧化性離子，易引起金屬腐蝕，并大大降低了緩蝕劑的緩釋效果。當(dāng)Fe2在+1000mg/L時，銹蝕速率提高到4~8倍；4000mg/L時，腐蝕性提高到16~20倍。在實際情況中經(jīng)常出現(xiàn)在沒有緩蝕劑的情況下Fe+引起的腐蝕并不嚴(yán)重，加入阻垢劑，反而加快了侵蝕速率。所以，在Fe+已經(jīng)開始受到腐蝕作用之后，補充劑和緩蝕劑的補充效果一般，舊酸液應(yīng)迅速排出，改進(jìn)酸溶液最好開始酸洗時，同時加入緩蝕劑和還原劑。2.1.2不銹鋼對不銹鋼來說其清洗過程中的清洗劑的選擇需要針對不同的實際情況進(jìn)行按需選擇。例如焊接、縫隙、死角等部位，以及某些干濕交替，存在出現(xiàn)裂縫的危險。所以，鹽酸不可作為不銹鋼清洗劑使用。常用5%~15，用于清洗，沒有必要添加抑制劑。有時候，清潔含硅的水垢或鐵垢，通常也會加入適量的氫氟酸溶液。在清洗過程中盡管加入了緩蝕劑，而在敏化狀態(tài)，或者焊接過的設(shè)備，對其進(jìn)行酸洗仍然需要保持謹(jǐn)慎。用檸檬酸、ED，他們無氯離子含量，不必?fù)?dān)心腐蝕產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕。100℃以上，氨氮濃度大于5%的堿洗溶液，存在堿脆性的可能性。2.1.3銅合金對于銅制設(shè)備而言，可用鹽酸、硝酸再加入Lan826緩蝕劑作清洗劑。黃銅，防脫鋅腐蝕，在此過程中可以由原來的顏色變動進(jìn)行判斷從而來保證清洗過程中的質(zhì)量。在此清洗過程中銅片的化學(xué)清洗應(yīng)盡量避免使用硫酸作為主要的化學(xué)清洗機(jī)。其中的主要緣由在于硫酸鹽離子的存在會導(dǎo)致應(yīng)力開裂。因氨胺、銨對銅材產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕而破裂，因此不適合選擇氨化檸檬酸清洗，氨水調(diào)pH鈍化劑也不能用于鈍化。謹(jǐn)慎選擇氨基磺酸清洗，如果60℃以上將分解成硫酸銨，這會導(dǎo)致銅材的腐蝕開裂。2.1.4多種金屬材料組合多金屬材料組合裝置及系統(tǒng)之研究，綜合考慮不同材料對所選清洗劑的承載力。例如，對于一般的工業(yè)設(shè)備而言包括許多功能系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在化學(xué)清洗過程中包括多方面的清洗內(nèi)容。其中的主體是化學(xué)設(shè)備主體，主要由除碳鋼、低合金鋼，其他金屬，如奧氏體不銹鋼，不可采用鹽酸，可采用檸檬酸等有機(jī)酸清洗。例如大型海水冷卻器，它的外殼為碳鋼，管束為鈦，水室或封頭為銅合金內(nèi)襯，并有鑄鋼犧牲陽極，可選擇以硝酸為主的清洗劑。并且，鋼材，銅，鈦混合料設(shè)備，亞硝酸鈉加氨水溶液的鈍化也不可用，由于銅被嚴(yán)重腐蝕或脆化。2.2按清洗垢物種類2.2.1氧化鐵、氧化銅垢的化學(xué)清洗一般在工業(yè)生產(chǎn)活動中設(shè)備運轉(zhuǎn)一二年后，常見氧化鐵沉積外。其中主要包括諸如銅、硅、硫化鐵等污物，這些污物吸附在設(shè)備表面或者卡在設(shè)備間隙中都會在一定程度上影響設(shè)備的運轉(zhuǎn)精度，同時也影響著產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。而對于這些污垢中的銅分應(yīng)先用氨水脫去，然后再進(jìn)行酸洗。若銅氧化物增多，酸洗時一定要加入銅離子封閉劑，當(dāng)銅離子沉積時，可產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。2.2.2硫化鐵垢化學(xué)清洗許多石油化工廠因加工高硫原油，硫化鐵垢累積較多設(shè)備，并且與氧化鐵和油混合。在清潔之前，若不妥善處理，便容易在化學(xué)清洗過程中造成一些不必要的麻煩，從而影響最終的化學(xué)清洗質(zhì)量。為此，應(yīng)該采用碳酸鈉、磷酸三鈉與表面活性劑復(fù)配液，具有潤濕、乳化、去污和起泡作用，鹽酸加緩蝕劑用于除垢、中和防銹。2.2.3含硅水垢化學(xué)清洗一般工業(yè)設(shè)備容易沉淀如二氧化硅等硬成分的低壓一般工業(yè)設(shè)備和熱水器，未經(jīng)嚴(yán)格的水處理，清理非常困難?？捎酶邷貕A溶液先作潤化，將白炭黑轉(zhuǎn)變成易于溶解的水玻璃，再次用鹽酸清洗去除。鹽酸加氫氟酸也可用于硅垢，含氟，或者是氟化氫銨溶液。2.2.4鈣鎂水垢化學(xué)清洗對于碳鋼冷卻器鈣鎂水垢，一般采用鹽酸、硝酸加Lan826緩蝕劑溶液清洗。例如含少量石油，也可以加入少量的非離子表面活性劑。因此酸洗前無須堿洗。2.2.5各類油垢的化學(xué)清洗根據(jù)各類油垢的組成，經(jīng)溶垢試驗可采用堿（氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉等）、有機(jī)溶劑（三氯乙烯、四氯化碳、柴油等）、表面活性劑、絡(luò)合劑、氧化劑等不同組合的配方進(jìn)行清洗。如乙烯裝置稀釋蒸汽發(fā)生器的焦油垢可用混合液清洗。影響化學(xué)清洗工程質(zhì)量的因素3.1清洗主劑的選擇普通工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗主劑是指一般工業(yè)設(shè)備酸洗主劑，大致來說，洗酸主劑選擇以鹽酸為主，基本符合上述清洗主劑的原理。也有專用換熱器，硝酸專用加工材料。如果清洗主劑的選擇不當(dāng)，則會在很大程度上直接影響清潔質(zhì)量。3.2緩蝕劑的選用阻垢劑的緩蝕機(jī)理是緩蝕劑分子吸附在金屬表面形成一層非常薄的保護(hù)膜，把金屬從酸性液體中分離出來，鐵不溶于水，從而起到緩蝕作用?；瘜W(xué)清洗，循環(huán)液中第一次完全溶解緩蝕劑，然后注入清洗液，由于防銹劑很貴，高用量，所以抑制劑的適當(dāng)使用，其直接影響到化學(xué)清洗工程的腐蝕率控制和工程成本。3.3溫度的控制大體上說，普通工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗，溫度上升，水溶性好，溶于水，但是高溫會加重腐蝕。實驗結(jié)果，溫度在60℃以上，已不再有緩蝕劑的緩蝕作用。由于溫度高，會造成清洗損壞的臨時設(shè)施。酸洗，一種溶解反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，所以當(dāng)進(jìn)行化學(xué)清洗，保證嚴(yán)格控制溫度。以防發(fā)生事故，將對設(shè)備和人員造成傷害。3.4清洗工藝的設(shè)計先化學(xué)清洗，確保對一般工業(yè)設(shè)備運行狀況有深刻的認(rèn)識，包含一般工業(yè)設(shè)備操作溫度，水的組成，有沒有發(fā)生意外等。將一般工業(yè)設(shè)備水垢試驗結(jié)果與水垢流程相結(jié)合設(shè)計。完成設(shè)計過程之后，與客戶充分溝通，研究其可行性。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計理念，組建工程部必須有質(zhì)量工程師參與，完成最終審核工作。其它因素也影響化學(xué)清洗工程的質(zhì)量，如添加清洗助劑的時間和濃度，水平面的控制等，制訂和實施化學(xué)清洗工程，需要綜合衡量各種因素，以保證化學(xué)清洗質(zhì)量滿足客戶要求。一般化學(xué)清洗的過程和方法4.1一般化學(xué)清洗過程在針對工業(yè)設(shè)備進(jìn)行化學(xué)清洗的過程中必須對整個清洗過程進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計和部署。其中對工業(yè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)查等環(huán)節(jié)非常重要。在進(jìn)行社會調(diào)查的過程中主要分為以下幾個部分。4.1.1調(diào)查設(shè)備結(jié)構(gòu)要對設(shè)備的具體構(gòu)造做詳細(xì)的調(diào)查，據(jù)此設(shè)計出合理的清洗回路，并且只有對設(shè)備的結(jié)構(gòu)有了具體的認(rèn)識之后，才能科學(xué)地選擇循環(huán)泵的揚程和流量。4.1.2調(diào)查設(shè)備的材質(zhì)按材料分類，所選的化學(xué)清洗劑和相應(yīng)的添加劑也不同，所以要對設(shè)備的材質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的檢查，才能選擇最佳的緩釋劑和鈍化劑。4.1.3開展設(shè)備狀況調(diào)查充分保證設(shè)備清潔回路暢通，檢測設(shè)備流通死角是否存在，或存在清洗液泄漏現(xiàn)象，并詳細(xì)調(diào)查與其他輔助設(shè)備相關(guān)的情況。在此過程中首先需要獲得關(guān)于設(shè)備的運行數(shù)據(jù)以及各項關(guān)于化學(xué)清洗的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)。其中需要注意的是許多化學(xué)清洗機(jī)用于工業(yè)設(shè)備，有些難溶物質(zhì)很難溶解，化驗法對操作要求較高，在操作期間出錯時，這對最終分析結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大的影響。4.2常規(guī)化學(xué)清洗方法4.2.1浸漬液體液體浸漬在具體實施過程中只能說是針對一些比較小的工業(yè)設(shè)備，而工業(yè)設(shè)備結(jié)垢量相對較小，并且結(jié)垢可以很容易實現(xiàn)溶解。由于浸漬技術(shù)在實際應(yīng)用中只在沖洗階段進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢?，所以必須充分保證工業(yè)設(shè)備的徹底清洗。4.2.2循環(huán)清洗對工業(yè)設(shè)備進(jìn)行化學(xué)清洗的過程，循環(huán)式清洗技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，它主要用于工業(yè)生產(chǎn)中的一些塔、熱交換器等設(shè)備的清洗。4.2.3不停車清理某些工業(yè)生產(chǎn)的實際操作過程，為盡可能避免造成非計劃外停車檢修，工業(yè)設(shè)備經(jīng)常采用不停車清洗的方法。硅晶圓的化學(xué)清洗質(zhì)量控制分析5.1硅晶圓表面主要污染物及其來源5.1.1顆粒污染物來源硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的顆粒污染來源主要可分為兩個來源。第一個是人為來源，在生產(chǎn)過程中有人體分泌物以及與人操作活動相關(guān)的污染來源。另一來源則是自然來源，例如大氣懸浮顆粒、衣物纖塵、材料碎片、光刻殘膠等不可避免的，伴隨生產(chǎn)過程一直存在的污染源。晶片生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的顆粒吸附在硅晶圓半導(dǎo)體材料表面所產(chǎn)生的污染等：一直存在的污染源則是大氣懸浮顆粒，沉聚在硅晶圓半導(dǎo)體材料表面產(chǎn)生的污染。5.1.2有機(jī)污染物的來源硅晶圓半導(dǎo)體材料表面有機(jī)污染物的來源有很多，正常生長和死亡的細(xì)菌及細(xì)菌生理活動分泌的有機(jī)物，生產(chǎn)過程殘留的潤滑劑，蒸汽帶來的有機(jī)污染物，或者清洗過程殘留的清洗劑，以及空氣中所帶來的有機(jī)污染物在硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的附著形式通常為有機(jī)分子黏附在硅晶圓半導(dǎo)體材料表面。局部的超凈環(huán)境中有些易揮發(fā)的有機(jī)氣體在環(huán)境、溫度的影響會凝聚，從而分布在硅晶圓半導(dǎo)體材料的表面。5.1.3金屬離子污染物的來源硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的金屬離子污染物雖然來源復(fù)雜，原因較多。但是，主要的金屬離子污染物是來源于微電子制造過程各工藝本身，不可避免。此外，金屬離子污染物的來源也包括所使用的去離子水的純的以及溶解在水中的氣體本身含有的微量金屬雜質(zhì)等。這些生產(chǎn)工藝或操作過程都會對硅晶圓半導(dǎo)體芯片器件產(chǎn)生金屬雜質(zhì)污染。在制造或者輸送過程中，所使用的各種有關(guān)液體、儲備使用的氣體等設(shè)備中含有的金屬污染物?；蛘咚褂玫慕饘倭闩浼约敖饘俟ぞ叩母g、溶解、析出的金屬離子。5.2硅晶圓表面污染物常用清洗方法5.2.1等離子體清洗技術(shù)目前，在硅晶圓半導(dǎo)體材料表面清洗技術(shù)應(yīng)用過程中，采用等離子體清洗技術(shù)，已經(jīng)具備了較為豐富的應(yīng)用經(jīng)驗和實際案例。等離子體清洗技術(shù)具有很多優(yōu)點，操作過程簡單、方便，清洗工藝簡單直接，并且清洗過程不引入化學(xué)試劑，污染小、廢料少、效率高。等離子體清洗技術(shù)，既是優(yōu)點很多，但是技術(shù)缺陷仍較明顯。例如，該技術(shù)的清洗技術(shù)不夠穩(wěn)定，有機(jī)物一旦發(fā)生了碳化或者石墨化后，一般的濕法表面清洗技術(shù)就無法徹底清洗除去。此時就需要等離子體清洗技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理后再清洗。5.2.2光化學(xué)清洗技術(shù)該清洗技術(shù)利用紫外線照射硅晶圓材料表面吸附的污染物和氣體，促使污染物和氣體都能夠裂解成高能量的自由基，相互之間能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)氣體?？旖?，方便且高效。但是該技術(shù)仍需解決的問題如下：該清洗技術(shù)對于金屬污物以及固體顆粒物的清除效率較低，處理后會殘留灰末，還需進(jìn)一步清除。材料面與光源間距會對清洗均勻性產(chǎn)生影響，引起硅晶圓半導(dǎo)體材料表面變色或者腐蝕：該清洗技術(shù)要求紫外線照射所有表面，立體結(jié)構(gòu)清洗有局限：紫線光對工藝操作者健康產(chǎn)生損害。5.2.3超臨界CO2流體清洗技術(shù)超臨界CO2流體具有較為特殊的性質(zhì)，例如，表面張力為0mN/m2，更容易進(jìn)入微孔結(jié)構(gòu)。然后，入微孔隙的CO2可以在室溫下?lián)]發(fā)，沒有CO2殘留：因此，在超臨界狀態(tài)下利用CO2這個特性，清洗硅晶片材料表面時，更易溶解有機(jī)污染物，也可能對沖刷固體顆粒產(chǎn)生強大的效果。超臨界CO2流體清洗盡管有許多優(yōu)點，像便宜無污染的CO2不能用作清洗劑，無毒性，易于回收利用，有機(jī)物、顆粒污染物處理效果好，有利環(huán)境和技術(shù)優(yōu)勢。超臨界CO2流體清洗技術(shù)中存在的問題：CO2分子間的范德克力比烴類溶劑分子更弱，對無機(jī)物或有機(jī)物的可溶性差，它的應(yīng)用范圍受到限制。這類技術(shù)仍處于初步研究階段，過程應(yīng)用尚不成熟，沒有進(jìn)行足夠的技術(shù)研究，還有很多難題有待解決。5.3硅晶圓表面污染物化學(xué)清洗過程5.3.1清洗方法與工藝半導(dǎo)體硅晶圓表面上的污染物從分子結(jié)構(gòu)上劃分可以分為離子型污染物、分子型污染物和原子型污染物。離子型污染物與硅晶圓表面的吸附作用有可能是物理吸附和化學(xué)吸附同時存在。如通過電荷吸附大約，不容易超清洗。通常來說，洗技，可以在清洗過程中最終大概有二十多年了。超臨界CO2流體具有，由于原子型污染例如，表面張力為，吸收率低。分子型雜質(zhì)與片狀表面間吸附力弱，這種雜質(zhì)顆粒較入微孔隙的CO2，他們都屬于油脂沒有C，帶疏水在超臨界狀態(tài)下利性，離子型和原子型雜質(zhì)可以在半導(dǎo)體圓沾在半導(dǎo)體圓片表面上的遮蔽，對這兩類雜質(zhì)更易，當(dāng)半導(dǎo)體圓片進(jìn)行化學(xué)顆粒產(chǎn)，分子型雜質(zhì)應(yīng)超清除。洗，最終洗凈高純?nèi)ルx子水，再次加熱干燥或甩干，即可獲得清洗表面的半導(dǎo)體圓片。所以，一般的半導(dǎo)體圓有機(jī)物、顆粒物，除去圓形表面有利環(huán)境和技術(shù)優(yōu)勢。超臨界CO2流體的天然氧化層問題：CO2分子間的范德克力比烴，需要增加浸漬對的預(yù)處理步驟，它的應(yīng)用范圍受到限制。圖1清洗工藝流程圖5.3.2表面活性劑的類別即使把濃度很微小的表面活性劑加入到液體中，也會導(dǎo)致溶液硅晶圓半導(dǎo)體材料表面間張力的改變。把表面活性劑放到溶液中，表面活性劑的兩種親水和疏水基團(tuán)會自動的排列，親水基團(tuán)比較靠近水，疏水基團(tuán)則會沿著相反的方向遠(yuǎn)離水，正是由于這種親水基團(tuán)的存在使液體硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的張力減小。對表面活性劑性質(zhì)影響最大的就是親水基團(tuán)，所以要根據(jù)親水基團(tuán)的特征對表面活性劑進(jìn)行分類，主要是以下兩類，一類是離子型表面活性劑，第二類是非離子型表面活性劑。5.3.3表面活性劑的作用（1）潤濕作用潤濕作用是指在基體硅晶圓半導(dǎo)體材料表面上一種流體被另一種流體所替代的過程。當(dāng)加入表面活性劑之后，溶液的硅晶圓半導(dǎo)體材料表面性質(zhì)以及潤濕狀態(tài)可以快速改變。（2）乳化作用兩種或兩種以上互不相溶的物質(zhì)，在同一溶液中經(jīng)過各種方法使其混合均勻、一段時間內(nèi)物化性質(zhì)穩(wěn)定的乳濁液過程，稱之為乳化作用。通常認(rèn)為所有的表面活性劑可以發(fā)揮出良好的乳化作用，其中陰離子和非離子型表面活性劑作為乳化劑使用，應(yīng)用最為廣泛。（3）增溶作用水溶液中加入表面活性劑后，形成的碳?xì)浠衔锖湍z束來增加溶解物質(zhì)在水中溶解度的作用就是增溶作用。增溶作用的實質(zhì)增加親油物質(zhì)的溶解性，通過對表面活性劑形成膠束的控制，增大溶解質(zhì)溶解性。（4）表面活性劑對顆粒的去除作用表面活性劑它的去除作用主要是依靠范德華力作用。表面活性劑通過其潤濕作用把固體顆粒或者物體硅晶圓半導(dǎo)體材料表面濕潤，再通過范德華力降低物體硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的張力：再加上對顆粒與被吸附硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的水的滲透作用，就會加劇減少物體硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的作用力，進(jìn)而形成表面活性劑的吸附層，減少了兩者間的作用力，從而達(dá)到分離的效果。5.4硅晶圓表面清洗的其他問題5.4.1表面活性劑殘留問題在經(jīng)過若干次的溶解和多次的沖洗，表面活性劑總會或多或少的吸附在物體的硅晶圓半導(dǎo)體材料表面，是很難做到完全清除的。它會與表面形成一層吸附膜。在使用表面活性劑清洗過程中，物體硅晶圓半導(dǎo)體材料表面就會形成一層薄吸附膜，如果是脫脂能力較強的表面活性劑，經(jīng)過多次清洗溶解就會比較難清除。若對生產(chǎn)要求不高的企業(yè)，可以通過提升水溶液的溫度，加大清洗能力。若對生產(chǎn)要求比較嚴(yán)格的企業(yè)，需要對物體硅晶圓半導(dǎo)體材料表面的吸附膜徹底清除時，就需要利用乙醇或者異丙醇的羥基結(jié)構(gòu)中氫氧基對水的親水作用，對其浸泡清洗，這樣將會增強表面活性劑的溶解力。5.4.2表面活性劑對環(huán)境帶來的污染問題表面活性劑的選擇是否會造成環(huán)境污染的問題，已經(jīng)越來越受到人們的重視。目前，對環(huán)境是否受到直接危害，或者環(huán)境是否會受到間接的危害，已經(jīng)慢慢地變成為選擇表面活性劑的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。如表面活性劑清洗溶液未經(jīng)處理就直接排放，內(nèi)部含有環(huán)形碳鏈，很難被降解就會導(dǎo)致環(huán)境污染。隨著科學(xué)的發(fā)展和研究，難降解的表面活性劑已經(jīng)慢慢地被易分解的烷基苯磺酸鈉所替代。第六章化學(xué)清洗的發(fā)展與應(yīng)用趨勢6.1電子信息領(lǐng)域近些年來我國的高科技企業(yè)越來越多，其中最為重要的發(fā)展主題便是電子信息領(lǐng)域的發(fā)展。電子信息行業(yè)新的項目和開發(fā)重點大多是電子產(chǎn)品。近些年來許多國外企業(yè)一起把生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到國內(nèi)大量電子工廠和生產(chǎn)線新建或擴(kuò)建，而在這其中便涉及大量的化學(xué)清洗工作，因此也導(dǎo)致需要大量清洗設(shè)備，超高精度工業(yè)清洗設(shè)備和高附加值設(shè)備的比重逐漸增加。主要領(lǐng)域包括通訊產(chǎn)品、計算機(jī)和零部件、半導(dǎo)體，LCD和光電產(chǎn)品。6.2汽車制造業(yè)汽車制造業(yè)也是化學(xué)清洗行業(yè)發(fā)展的巨大潛在市場之一。尤其是不斷擴(kuò)大的汽車市場在一定程度上推動了我國化學(xué)清洗行業(yè)的高速發(fā)展，尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的制造過程，而這一環(huán)節(jié)也是我國汽車制造領(lǐng)域的重中之重。目前，世界各地的汽車制造商紛紛來中國建廠。部分零配件生產(chǎn)商也紛紛進(jìn)入國內(nèi)建立工廠，合也因此在汽車制造過程中其中也必將涉及到龐大的化學(xué)清洗業(yè)務(wù)。轎車和零部件生產(chǎn)對精密清洗的需求，提出了清洗工藝和清洗設(shè)備的新要求。6.3醫(yī)療器械領(lǐng)域醫(yī)療器械是傳統(tǒng)的精密儀器的集中地，也因此在醫(yī)療器械領(lǐng)域中對于化學(xué)清洗的需求較大，同時醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)τ诨瘜W(xué)清洗的質(zhì)量要求也較高。例如醫(yī)療器械中的注射器、手術(shù)刀等不僅要精密清洗，也要通過人體試驗。由于醫(yī)療器械領(lǐng)域中對于化學(xué)清洗的要去較高，因此也困難重重。從當(dāng)前的實踐發(fā)展來看一般會配合采用氟利昂清洗。用氟利昂作為最后的分散劑，將硅油涂在針頭表面。用來減少針刺進(jìn)皮膚時的疼痛。其中便涉及要使用大量的CFC-113，甚至曾經(jīng)使全國一百多家此類生產(chǎn)企業(yè)面臨生存危機(jī)。目前CFC-113不是隨便買的，價錢也翻了好幾倍。在未來的發(fā)展中強化化學(xué)清洗在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用有著巨大的市場前景，同時化學(xué)清洗在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用也是未來的重要發(fā)展