作為半導體市場的新貴,韓國在半導體市場的份額越來越大,日韓之間的貿(mào)易斗爭也是越打越烈,日本深圳實施了對韓國的半導體材料禁售政策,而這其中,氟化氫,也就是我們常說的氫氟酸就是其中非常重要的一項。
氟化氫,CAS號7664-39-3,據(jù)化源網(wǎng)資料顯示,是一種無色而又帶有辛辣氣味的刺激性氣體,易溶于水,無限溶于水后形成氫氟酸,是一種一元弱酸,有毒,對皮膚有腐蝕作用,也可經(jīng)吸入途徑對人體造成傷寒,因此可能接觸到蒸汽或煙霧時,佩戴好面罩,當皮膚被污染時,脫去污染的衣著,用流動清水沖洗10分鐘或用2%碳酸氫鈉溶液沖洗。如果被灼傷,就醫(yī)治療。 眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。
氟化氫在工業(yè)上用途極其廣泛,常用于各種含氟化合物的制造,也可用作分析試劑,制造高純氟化物,而在電子工業(yè)或者說半導體工業(yè)制造中,常用作強酸性腐蝕劑,主要使用在酸洗、腐蝕、灰分處理等工藝上,日本對韓國禁運的則是其中的純度高達99.999%的氟化氫,用于晶圓、電路和芯片的酸洗和腐蝕。氟化氫主要用來切割半導體基板,半導體產(chǎn)品的制造需要600多道工序,其中十多次工序會需要使用氟化氫。氟化氫在使用中經(jīng)常與硝酸、乙酸、氨水、雙氧水配合使用。
氟化氫由于用途極其廣泛,因此其科研價值非常高,一般情況下,可以通過化源商城尋找相關的品牌試劑,但是在有條件的情況下,也可以考慮自制電子級的氫氟酸,這里提供兩種方案,
方案一:
1. 首先將無水氫氟酸(AHF)輸送到緩沖槽中;
2. 將緩沖槽中無水氫氟酸輸送一定的量到投料槽中,然后借助重力的作用,讓無水氫氟酸流經(jīng)緩沖塔進入到計量槽中,并進行準確計量;
3. 以預定的速率讓計量槽中的無水氫氟酸流經(jīng)初級過濾器,最后進入塔釜;
4. 通入50~60℃的熱水到塔釜中,利用低溫蒸發(fā),獲取高純度無水氫氟酸氣體;
5. 將上述的高純度無水氫氟酸氣體通入純化塔中,并通入氟氣和氮氣的混合物,與高純度無水氫氟酸氣體反應得到超純無水氫氟酸氣體,可從純化塔頂部獲取。
6. 超純無水氫氟酸氣體經(jīng)冷凝器冷凝后,通入調配槽中根據(jù)需要調整濃度。
方案二:
1. 粗餾:取自貯瓶內(nèi)的無水氫氟酸原料約350千克,加入到帶有換熱器的粗餾釜中,小心控制粗餾釜內(nèi)壓力,確保小于0.2Mpa,之后加入高錳酸鉀溶液5.25千克,和工業(yè)無水氫氟酸中含有的大量二氧化硫和三氟化砷發(fā)生反應,生成難以揮發(fā)的化合物;然后加入含量30%的過氧化氫7kg,控制粗餾釜內(nèi)溫度在30~50℃左右,其中蒸出的氣體會連續(xù)上升,經(jīng)粗餾塔,最后進入塔頂部的水冷凝器,并反復進行冷凝回流、汽化,氣、液兩相在水冷凝器內(nèi)及粗餾塔的上部反復密切接觸,注意控制確保水冷凝器的頂部出口導出的氣體溫度位15℃;
2. 吸收:噴淋吸收塔塔頂噴出的吸收液,會將從塔底部進入的水冷凝器頂部出口導出的氣體吸收,吸收成50~60%酸溶液;當水冷凝器頂部出口導出的氣體達無水氫氟酸重量的1.5%時,將冷凝器出口的溫度調整為35℃,氣化氫氟酸,氣化后的氫氟酸通入吸收塔中進行吸收;吸收塔中用超純水吸收冷凝器出口的氫氟酸,控制塔釜溫度60℃,塔身溫度45℃,冷凝器出口溫度則控制為30℃,冷凝后的液體吸收為48%~49%的有水氫氟酸溶液;
3. 氟塑脂亞沸蒸餾器精餾:將48%~49%的氫氟酸溶液放入到氟塑脂亞沸蒸餾器進行二次精餾,精餾溫度溫度為70℃;
4. 膜過濾:將步驟三中獲取的氫氟酸半成品,在百級超凈間中,先用一級0.2μm微孔濾膜過濾,再使用二級0.05μm微孔濾膜過濾(顆粒數(shù)為0.3μm≤100個),過濾后得640kg48%(wt)的超高純氫氟酸成品。經(jīng)分析:顆粒數(shù)為0.2μm≤50個,純度:陰離子≤25ppb,陽離子≤0.03ppb。
以上制備方法參考了下述三個專利,特此感謝!
參考文獻
1. [中國發(fā)明]CN202011444271.8一種飽和氫氟酸制備方法
2. [中國發(fā)明]CN202010916637.0電子級氫氟酸的制備方法
3. [中國發(fā)明,中國發(fā)明授權]CN200810049661.8一種生產(chǎn)電子級氫氟酸的方法
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