芯片蚀刻工艺危险有害气体有哪些

作为半导体制造过程中的关键技术之一，芯片蚀刻主要是利用化学反应来蚀刻掉芯片表面不需要的部分，以实现芯片电路的制造。以常见的干法等离子体蚀刻为例，主要是使用了具有等离子放电特性的电子特气，但是这些电子特气一般都是属于对人体有毒有害的气体，浓度过高时极易危害人体健康。那么芯片蚀刻工艺危险有害气体有哪些呢？一般而言，主要包括氯化氢HCL、氟化氢HF、溴化氢HBr等，而在现场安装使用芯片厂蚀刻区有害气体报警器就是为了对这些气体进行监测，以免发生危险。

通过光刻显影后，光刻胶下面的材料要被选择性地去除，使用的方法就是湿式刻蚀或干式刻蚀。湿式刻蚀或干式刻蚀后，要去除表面的光刻胶。以常见的干法蚀刻为例，主要是在等离子(Plasma)环境中选择性刻蚀基材或薄膜的过程，干式刻蚀需使用含氟或含氯或含溴的气体分子，在等离子环境下高能量可以将含氟或含氯或含溴的气体解离成氟离子或氯离子或溴离子的活性基团，活性基团可以完成刻蚀作用。

在等离子刻蚀工艺中，首先是在把硅晶片上面涂抹一层由碳氢化合物构成的光敏物质-光刻胶 PR(Photoresist)，并在光刻胶上盖上具有一定图形的光掩膜版。然后进行曝光，使部分晶片的表面裸露出来。接着再把这种待加工的硅晶片放置到具有化学活性的低温等离子腔体中，进行氧化层 (oxide; SiO2)、氮化硅(Si3N4)、单晶、多晶硅、金属层(metal)等薄膜的等离子刻蚀。

这种具有化学活性的等离子通常是由氯气或碳氟气体放电产生的，它不仅含有电子和离子，还含有大量的活性自由基(如 CI*，CI*2，F*，CF*等)。只要适当地控制反应腔体内的温度、压力、气体流量与射频功率等后应参数，这些活性复制基团沉积到裸露的硅晶片上时，与硅原子相互结合而形以件双性的氯化硅或氟化硅分子，从而对晶片进行各向异性刻蚀。
 

芯片干法等离子蚀刻工艺危险有害气体主要有以下几种：

1、氯化氢HCL
氯化氢是无色有刺激性气味的气体，分子式为HCL，一般为盐酸挥发的蒸气，属于对人体有毒有害的气体。氯化氢对人体的影响分为急性中毒和慢性损害。急性中毒多见于意外事故中，主要表现为头痛、头昏、恶心、咽痛、眼痛、咳嗽、声音嘶哑、呼吸困难、胸痛、胸闷，有的有咯血。严重者可引起化学性肺炎、肺水肿、肺不张等病症。长期在超过 15mg/m3 度的环境下操作，会造成牙酸蚀症、慢性支气管炎等慢性病变。
2、氟化氢HF
氟化氢在常温常压状态下是无色有刺激性气味的气体，分子式为HF，具有非常强的吸湿性，接触空气即产生白色烟雾，生成强腐蚀性的氢氟酸，属于对人体有毒有害的气体。氟化氢对皮肤、黏膜有腐蚀刺激作用，其慢性影响有嗅觉减退、上呼吸道慢性炎症等，长期低浓度接触氟化氢气体可引起干燥性或萎缩性鼻炎、咽炎和慢性支气管炎，长期接触无机氟化物，常见有眼、上呼吸道、皮肤出现刺激症状和慢性炎症,神经衰弱综合症。
3、溴化氢HBr
溴化氢在常温常压状态下是无色有刺激性气味的气体，分子式为HBr，具有非常强的吸湿性，接触空气即产生无色透明至淡黄色烟雾，生成强腐蚀性的氢溴酸，属于对人体有毒有害的气体，职业接触限值MAC为10mg/m3。溴化氢可引起皮肤、粘膜的刺激或灼伤。长期低浓度接触可引起呼吸道刺激症状和消化功能障碍。

以采用进口高精度气体传感器的ERUN-PG51S6固定在线式有毒有害气体检测报警仪为例，可以同时检测并显示氯化氢HCL、氟化氢HF、溴化氢HBr等有害气体的浓度值，超标声光报警，并联锁自动控制排气风机的启停，测量数据结果可通过分线制4-20 mA模拟信号量或总线制RS 485（Modbus RTU）数字量信号以及无线模式传输，通过ERUN-PG36E气体报警控制器在值班室实时显示有害气体的浓度值，并相应的触发报警动作。

芯片干法等离子蚀刻工艺有害气体检测报警仪技术参数：
产品型号：ERUN-PG51S6
检测气体：氯化氢HCL、氟化氢HF、溴化氢HBr等
量程范围：0～1、10、100、1000、5000、50000ppm、100%LEL、20%、50%、100%Vol可选，其他量程可订制
分 辨 率：0.001ppm（0-10ppm高精度）/0.01ppm（0～10 ppm）；0.01ppm（0～100 ppm），0.1ppm（0～1000 ppm），1ppm（0～5000 ppm以上）； 0.1%LEL；0.01%、0.001%Vol
方法原理：电化学、催化燃烧、红外、半导体、PID光离子等可选
精度误差：≤±2%F.S.（更高精度可订制）
显示方式：报警器2.5寸彩屏现场显示浓度值；控制器主机9寸彩屏值班室显示浓度值
报警方式：现场声光报警，值班室声光报警
数据传输：4-20mA、RS485，可选无线传输
防护功能：IP66级防水防尘
防爆功能：隔爆型，Ex d ⅡC T6 Gb级防爆

以上就是关于芯片蚀刻工艺危险有害气体有哪些的相关介绍，芯片刻蚀工艺是半导体制造中不可或缺的环节，其技术的发展对于芯片制造的性能和成本具有至关重要的作用。但是在整个芯片干法等离子蚀刻工艺过程中却存在着包括氯化氢HCL、氟化氢HF、溴化氢HBr等在内的危险有害气体，为了防止这些芯片干法等离子蚀刻气体泄漏造成危险事故，需要在现场安装使用芯片厂蚀刻区有害气体报警器来实现24小时不间断连续实时在线监测这些芯片干法等离子蚀刻气体的浓度值并超标报警自动联锁风机电磁阀启停等功能。