半导体表面材料清洗为什么先用一号液

半导体材料表面的污染物主要有二类：有机污染物和金属离子污染。一号液主要是清除有机污染物如油脂等的，二号液则主要清除金属离子污染。只有先清除材料表面覆盖的油污，才能彻底清除油污下面的离子污染物。所以应该先用一号液清洗，然后再用二号液清洗。

清洗剂按用途可分为工业用清洗剂与民用清洗剂。

工业清洗剂有除油清洗剂，除蜡清洗剂，液晶清洗剂，冷脱（常温清洗），除锈清洗剂，铝酸脱等品种较多。

民用清洗剂有洗衣粉，洗手液，肥皂，洗洁精、全能清洗剂等。

清洗剂按溶剂的不同可分为水基清洗剂与有机溶剂清洗剂。

水基清洗剂就是溶剂为水，如除油清洗剂，洗洁精，洗衣粉等。

有机溶剂清洗剂溶剂为有机溶剂，如三氯乙烯，丙酮（指甲水），天那水，开油水，白电油等。

⑴水基型

水是最重要的清洗剂，有着其它任何清洗剂无法替代的作用和地位。普通的水很容易从自然界中得到，水有很强的溶解力和分散力。但是水的表面张力大，在使用中需要添加表面活性剂，以减小表面张力，增加表面湿润性。在一般工业清洗中，酸，碱和水的配合比较常见，有些金属用水洗要加入防锈剂；在精密和超精密工业清洗中。大部分要求将水制成纯净水。通常以电阻率来衡量水纯度。半导体工业要求在18MΩ/cm以上。而TN型液晶生产10MΩ/cm就可以了，还有一些行业对细菌含量要求很严。

近几年，中国部分地区严重缺水，对清洗用水提出了挑战。有的城市已经严禁用普通水洗车，而只能使用回收的中水，或者雾化水的节水设备。在精密工业清洗中，制备纯水费用昂贵。水洗必然要加热和烘干，增加很多漂洗工位。耗能大，运行成本通常比溶剂洗要高；另外，以往大量的含有化学活性剂和污垢的废水未经处理就直接排放。有些还挟带了毒性很大的重金属，严重地污染了环境，必须增加污水处理设施。

⑵半水基型

半水基型清洗剂也叫准水基型清洗剂，是由高沸点溶剂及活性剂等组成如醇类，有机烃类等。通常含有5%一20%的水分，一般不易燃烧，但加温清洗时水含量控制不当，可能产生燃烧现象。半水基型清洗与溶剂洗有一些不同，它的清洗原理是剥离去除，而不是溶解。为了防止已经剥落的油污再附到被清洗物上，清洗液要连续地循环，并增加油水分离器。半水洗通常清洗效果很好，但运行成本较高，废液不能再生回收，重复使用，含COD（化学耗氧量）较高，需要进行废水处理。

⑶溶剂型

溶剂型清洗剂是指不溶于水的有机溶剂。精密工业清洗使用的非水系清洗剂主要是烃类(石油类）、氯代烃、氟代烃、溴代烃、醇类、有机硅油、萜烯等有机溶剂。

衡量溶剂的主要指标有KB值（贝壳松脂丁醇值）、AP(苯胺点）、SP溶解参数）、表面张力、密度、粘度、 沸点、闪点、暴露浓度等参数。KB值很高，也就是溶解力很强的溶剂，不一定是好的清洗剂。

一个好的精密工业清洗剂必须具备以下条件：

①化学性能稳定，不易与被清洗物发生反应；

②表面张力和粘度小，渗透力强；

③沸点低，可以自行干燥；

④没有闪点，不易燃；

⑤KB值不应太高，避免与被清洗物相溶；

⑥低毒性，使用安全；

⑦非ODS和低GWP值（全球变 暖潜能值），环保。

如果不考虑上述第7条。最佳的清洗剂就是CFC和TCA。它们的化学稳定性好，可以长期保存不变质；对绝大多数金属、塑料、漆均无作用，不会发生溶解现象，没有闪点，低毒，使用安全；表面张力小，渗透力强，清洗能力强；沸点低，蒸发速度快，清洗过的工件可以自行干燥，一般不需要烘干，因而被广泛应用在各种工业清洗中。但唯一的缺点就是破坏臭氧层，因而正在被逐步禁用。

虽然世界各国都开发了各式各样的替代品，世界上还没有找到一种能够和CFC相媲美的替代清洗剂，它们都存在这样那样的问题，正在使用的主要替代产品有：

⑴烃类

只含有碳和氢两种元素的烃类溶剂，在日本也叫作碳化水素或碳氢溶剂。根据其分子结构的不同，已经开发了多种性能的产品，日本使用比较广泛。该类清洗剂的优点是：非ODS，对油污的洗净力强。渗透性好。无味或微臭，毒性小。废液处理容易。可再生利用，价廉；缺点是有一定的易燃易爆性，干燥慢，对清洗设备要求高，一次性投入大。比较理想的是采用真空清洗方式，降低其表面张力，提高清洗能力，最后再使用真空干燥。设备造价很高， *** 作比较复杂，效率相对较低。

⑵氯代烃溶剂

使用的氯代烃清洗剂主要是三氯乙烯，二氯甲烷以及四氯乙烯。该类溶剂被广泛应用于清洗领域，主要是有以下优点和特征：

很低的ODP值（臭氧耗减潜能值。几乎不会破坏臭氧层；在一般条件下使用具有不燃性。没有火灾或爆炸的危险（二氯甲烷在长时间强烈光照下可能爆炸）；对金属加工油。油脂等油污的溶解力大。对塑料和橡胶也可产生膨润或溶解：其粘度及表面张力小，渗透力强，可渗透狭小缝隙，彻底溶解清除附着污物；沸点低，蒸发热小，适合蒸汽清洗，清洗后可以自行干燥；废液可通过蒸馏分离，循环使用；可使用与CFC和TCA相同或相近的清洗工艺和设备， *** 作简单，效率高，运行费用低；缺点是毒性较高，一般在空气中的含量限制在为50PPM以下；有些劳动保护条例对使用它有明文限制；一些欧洲国家限制进口和使用这类含氯清洗剂的产品。

⑶溴代烃溶剂

最近几年。在美国，日本有溴系清洗剂面世。并在电子工业，航空工业。汽车工业，家电领域大量使用。溴系清洗剂的主要成分是高纯度的正溴丙烷（NPB）。其性能可以与CFC-113和TCA相媲美。主要技术参数与TCA几乎完全一样，湿润系数更好，对于金属零件的清洗能力更强。没有闪点，可以重复回收使用，运行成本很低。替代CFC和TCA，工艺完全一致，几乎不需要更换设备。只需要调整一下蒸洗温度就可以了，也被称为是“第三世界的替代清洗剂”。溴系清洗剂的ODP为 0.006，在大气中寿命为11天，几乎没有GWP值。关于毒性还有争论，联合国环境规划署（UNEP）已经组织进行了5年多的实验。实验结果与理论分析有很大差异。美国环保局在2002年3月27日发布的政策中明确接受NPB作为溶剂用于清洗、气雾和胶粘剂。但是由于对其毒性尚无确切的数据，在使用中应当控制在空气中的暴露浓度。

同时，在压缩机和电真空领域，替代实验也已经完成，特别是通过了压缩机冷媒和润滑油的相溶性实 验，开始在压缩机行业批量使用。电 真空行业协会组织的实验也已经完 成，结果完全可以满足要求。最终报告正在完成之中。

在中国生产HEP-2项目已经正式得到联合国多边基金的批准，国家环保总局正在组织有关单位在国 际履约环保产业园内实施该项目，届时，HEP-2将成为中国ODS清洗剂的主要替代品。

助洗剂在体系中起着螯合、缓蚀、消泡、增溶、稳定、抗沉积等作用。

⑷有机氟化物（HCFC、HFO、HFE、PFC)

替代CFC-11 3的氟系清洗剂主要有HCFC（含氢氟氯化碳）、HFC（含氢碳氟化物）、HFE（氢氟醚）、PFC（全氟化碳）等。其中HFC，HFE，PFC本身不具有清洗力，需要和其它化合物组合后才能使用。该类清洗剂具有与CFC-113接近的清洗性能，稳定。低毒。不燃。安全可靠，但是通常价格昂贵。HCFC对臭氧层有一定的影响，大量使用的有HCFC-141B、HCFC-225。属于过渡性替代品，最终还要被禁用；HFC和HFE类清洗剂过于稳定。在大气中的寿命高达数千年甚至几万年。是非常厉害的温室气体。在<；京都议定书>；正式生效以后，可能也要被限制使用。

⑸天然有机物（植物系）

从植物中提取的烃类有机物品种很多，使用较多的主要有松节油和柠檬油。松节油是一种比较有代表性的植物系烃类溶剂。存在于天然的松脂中。将松脂蒸馏，馏出物就是松节油，固体剩余物就是松香。主要成分是和蒎烯，其溶解能力介于石油醚和苯之间。沸点和燃点较高，使用安全性较好。

柠檬油是由柑橘。柚子。柠檬类水果皮中蒸馏提炼得到的一种烃类溶剂。主要化学成分是叫苎烯（甲基丙烯基环己烯）的单环萜烯，组分很复杂。沸点为1 75.5—1 76℃，物理性能与松节油相似，具有柑橘（柠檬）水果香味。柠檬油本身不溶于水。添加活性剂后与水任意比例混配。它的去油脱污能力很强。在美国应用很广泛。包括机械加工。车辆维修去油污清洗，保龄球道的清洗，油罐清洗。电子部件清洗等。特别是它来自纯天然水果，被美国FDA认定可以作为食品添加剂。不用担心残留，并被证明具有杀菌作用，被应用到食品加工机械。餐具的清洗。啤酒罐的清洗等直接与饮食相关的领域，在民用和家庭清洗领域也具备良好的应用前景。

柑橘油对油脂的相溶性很强，通过棉纱过滤，可以将油污分离。重复使用。废液可以生物降解，不会造成污染，环保费用低。缺点是去油和溶解能力太强。直接接触皮肤会造成皮肤脱油干燥；不能直接清洗有漆的物件和很多种塑料、橡胶，容易造成油漆脱落和溶解。日本曾经用该类溶剂融化一次性餐具盒和包装用泡沫塑料，也就是白色垃圾，溶解力很强。

中国有关单位已经开始植物系清洗剂的研究和应用。国内公司从1998年开始，从美国引进柑橘油清洗剂和相关的清洗技术，并开发生产了配套的专业清洗设备。在机械加工等领域进行了推广应用。

用于工业污垢清洗的化学制剂，一般应满足下述的技术要求。用于不同的清洗目的与清洗对象的清洗剂，对于这些要求可以有所侧重或取舍。

⑴清洗污垢的速度快，溶垢彻底。清洗剂自身对污垢有很强的反应、分散或溶解清除能力，在有限的工期内，可较彻底地除去污垢。

⑵对清洗对象的损伤应在生产许可的限度内，对金属可能造成的腐蚀有相应的抑制措施。

⑶清洗所用药剂便宜易得，并立足于国产化；清洗成本低，不造成过多的资源消耗。

⑷清洗剂对生物与环境无毒或低毒，所生成的废气，废液与废渣，应能够被处理到符合国家相关法规的要求。

⑸清洗条件温和，尽量不依赖于附力口的强化条件，如对温度、压力、机械能等不需要过高的要求。

⑹清洗过程不在清洗对象表面残留下不溶物，不产生新污溃，不形成新的有害于后续工序的覆盖层，不影响产品的质量。

⑺不产生影响清洗过程及现场卫生的泡沫和异味。

Reagent Grade不就是试剂等级嘛！！

1. HPLC高效液相色谱溶剂：

• 低紫外吸收

• 非挥发性物质、游离酸、游离碱和水分含量低

• 可用于荧光检测

for HPLC

gradient grade, for HPLC

for LC-MS

for preparative chromatography Prepsolv ®

用途：用于液相色谱（LC）样品制备、LC样品分析、LC-MS分析

2. 农残级痕量分析高纯溶剂：

• 极低的农残背景值（≤5 pg/ml ），不挥发性组分极少

• GC控制（ECD-PND检测）质量可靠，稳定性高

• N、P、S等元素背景值低，基线平稳，经性能测试，可用于多氯联苯（PCBs）、有机氯农药、有机磷农药残留痕量分析，以及其他适用于GC-ECD和GC-NPD检测的化合物的GC、GC-MS分析。

for residue analysis

for gas chromatography suprasolv® / unisolv ®

用途：用于气相色谱检测（ECD、PND），用于有机氯、有机磷农药，

PCBs及其他用GC/ECD和GC/PND检测的化合物

另外，还有专用于二恶英、呋喃、PCBs等化合物分析用的ENVISOLV ®试剂（for analysis of dioxines, furanes, and PCBs ）用于环境中高挥发性氯代烃的气相色谱色谱分析（ECD）、芳香烃的检测（FID）用的OEKANAL ®试剂(for environment analysis )

3. 光谱纯试剂

光谱纯溶剂具有以下优点：

• 低紫外吸收、低红外吸收

• 杂质含量低

• 适用于UV、IR光谱分析

for UV-spectroscopy

spectrophotometric grade

SPECTRANAL®

for spectroscopy Uvasol ®

用途：用于UV、IR光谱分析

4. 无水溶剂

水分含量低，有的经分子筛过滤处理

andydrous

anhydrous, 99.8%

dried(max, 0.003%H2O) SeccoSolv ®

用途：有机合成（衍生作用）、DNA-RNA生物合成、格氏反应、加氢反应、物理分析（如元素分析前的重结晶动力学反应）。

5. 优级纯试剂

• GR grade，ACS grade

• 符合国际标准要求（如ACS，Reag.Ph Eur, ISO）

• 金属元素杂质含量低（大多是ppm级）

用途：优级纯试剂可用于大多数常规实验，这类产品还可应用于生产领域。

6. NMR氘代溶剂

• for NMR spectroscopy

• 氘代溶剂广泛应用于化学研究领域，对于分析有机物分子结构的重要方法－－核磁共振波谱法是不可缺少。

• 用途：核磁共振实验可以提供原子同其他分子中的原子的关联信息，包括分子的空间取向、三维空间结构。

对氘代溶剂有哪些要求？

NMR对所用溶剂的氘代度反应很敏感，如用200兆赫光谱，使用氘代度在99.5％～99.8％就足够了，如果提高设备的等级，例如用600兆赫光谱，则需要更高氘代度的溶剂。

7. 其他级别化学试剂

Ø 超纯级(puriss+,puriss. p. a )：金属元素杂质含量低，杂质含量控制在ppb或ppt水平，适用于无机痕量金属元素分析；

Ø 电子级(semi-conductor grade, electronic grade )：阳离子、阴离子和粒子的值保证达到ppm至更低水平，适用于半导体生产过程中所有产品的清洗和蚀刻；

Ø 合成级(for synthesis, purum)：≥ 95.0%，满足实验室试验和合成用；

Ø 工业级(technical grade)：≥ 80%，实验室和生产阶段的原料和辅料；

Ø 食品级(FCC):产品符合食品化学法典（FCC)规范和最大杂质含量限制；

Ø 药典级(BP、USP-NF、 Ph Eur)：符合英国药典、美国药典或者欧洲药典等产品分析规定；

Ø 分子生物学级(for molecular biology)：这类产品保证无酶从而避免了分析过程被干扰，同时这类产品有足够的透明度使之能用于分子生物学中的检测；

Ø 生化试剂：biochemical reagent

Ø 组织学级(histological grade)：适用于实验室细胞组织学研究；

Ø 洁食认证产品(kosher FCC)：这类产品通过Kosher洁食认证，可满足清真食品检测、原辅料的要求

Ø 基准试剂：primary standard, volumetric standard：用于检验和校正当量溶液和pH缓冲溶液

化学试剂级别中英文对照：

• 液相色谱溶剂：for HPLC, for LC-MS, for preparative chromatography

• 农残级试剂：for residue analysis, for gas chromatography

• 无水溶剂：anhydrous, dried solvents

• 光谱纯溶剂：spectroscopy, for UV, for IR, SPECTRANAL®

• 分析纯：AR ，Analytical reagent

• 优级纯试剂：ACS，GR grade

• 超纯试剂：puriss+, puriss p.a.

• 特纯试剂：extra pure, extra purum

• 合成试剂：purum, for synthesis

• 电子级/半导体级试剂： semiconductor grade

• 核磁共振试剂：for NMR spectroscopy

• 组织学试剂：histological grade

• 生化试剂：biotech. grade, BioChemika（Fluka）

• 染色剂：stains

• 诊断试剂：diagonastic diagnostics

• 气相色谱用标准溶液：standard for GC

• 微生物试剂：for microbiological

• 薄层色谱用试剂：for TLC (Thin Layer chromatography）

• 浓缩型当量溶液：for preparation of volumetric solutions

• 即用型当量溶液：volumetric solution, ready to use

• pH缓冲溶液：pH buffer standard solution

• 基准试剂：primary standard, volumetric standard

• 电导率标准溶液：for the measurement of electrolytic conductivity, conductivity solution

• 色度标准溶液：reference color solution，color reference standard solution

• 离子对试剂：for ion pair chromatography

• 衍生化试剂：derivatization reagents

• 清洗剂：detergents

• 指示剂：indicators

• 原子吸收标准溶液：atomic absorption spectrometer(AAS)

• 电感耦合等离子标准溶液：ICP/ICP-MS standard solution

• 离子色谱标准溶液：Ionic chromatography standard solution

• 元素质量控制标准溶液：Quality control

• 基体改良剂：Modifier Solution

• 促释剂: Releasing Agent Solution

• 电离缓冲溶液：Ionization Buffer Solution

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