介绍

湿手动清洁过程

湿手动清洁过程使用溶剂，酸和其他化学品来从待清洁物体的基底上去除污染物。 通常需要机械搅拌，例如超声波或用研磨材料擦洗以除去污染物。 有时需要将化学物质监测到特定浓度以维持溶液的清洁效果。 酸，溶剂，碱性清洁剂，助洗剂，表面活性剂，分散剂，腐蚀抑制剂，螯合剂和消泡剂是以下化学成分中的一些，可以添加到水中以产生清洁溶液。 由于其毒性和环境问题，溶剂和酸将成为本综述的主要焦点。

盐酸，硫酸，铬，羧酸和硝酸是水性清洁溶液中常用的酸。 这些酸可有效去除金属氧化物和有机金属。

有机溶剂用于溶解和分散脂肪，油，蜡，颜料，清漆，橡胶和许多其他污染物。 有机溶剂根据其化学构型和官能团的不存在或存在分为化学基团。 环烃（例如环己烷和松节油），酯（例如乙酸乙酯，乙酸异丙酯），芳烃（例如苯，甲苯，二甲苯），醇（例如乙醇，异丙醇），卤代烃（例如四氯化碳， 氯仿），醛（例如乙醛，甲醛），醚（例如乙醚，异丙醚）和二醇（例如乙二醇，己二醇）（Queensland Health，1999）。

除氯化溶剂外，大多数溶剂具有低闪点（<141华氏度）的特性，使其具有易燃特性。 有机溶剂在室温下易挥发并蒸发，随着溶剂溶液温度的升高而逐渐挥发。 溶剂的脂溶性允许化学物质通过皮肤吸收。 溶剂的毒理学性质取决于它们的化学分组，但大多数已经证明对中枢神经系统，皮肤系统以及上呼吸道和下呼吸道具有不利影响。 一些有机溶剂被归类为具有职业暴露的致癌作用（Queensland Health，1999）。

暴露于溶剂对员工的不良健康影响包括头痛，疲倦，头晕，失去知觉和死亡。 呼吸道效应包括对上呼吸道，鼻腔，喉咙和气管的刺激。 长期接触可导致持续咳嗽和痰液产生增加。 二氯甲烷作为溶剂广泛用于半导体工业，对心脏具有破坏作用。 长期暴露于有机溶剂会发生称为心脏感觉的病症。 心肌对肾上腺素越来越敏感; 这会影响心跳的节律，如果暴露在高浓度的有机溶剂中会导致猝死（EHGN，1999）。

石油馏分，醇和脂肪烃都具有可燃性的特征。 在半导体设施中，由于火灾造成的经济损失可能非常大。 工厂中的小火可导致数百万美元的财产，产品和生产力损失。

使用有机溶剂和其他受管制的有害物质的成本包括与这些化学品的使用，储存和处置直接相关的隐性成本。 这些隐性成本包括但不限于泄漏响应设备，应急响应计划，适当的储存设施，二级围堵，知情权培训，标签，废物收集设备，排放控制设备，取样和测试，运输成本，许可证 准备和费用，记录和报告以及危险废物处理费用。

用有机溶剂清洁的精加工步骤是水冲洗以除去残留在基材表面上的溶剂和污染物。 半导体制造需要使用超纯水来维持高质量产品生产所需的清洁度。 来自城市供水系统的水含有不可接受量的溶解矿物质，微粒，细菌，有机物，溶解氧和二氧化硅（VanZant，97）。净化成本可能很高。 大型工厂每个生产日可以使用超过300万加仑的超纯水（UPW）（PPRC，2000）。

在漂洗步骤发生后干燥部件所需的时间因部件而异。 机械和蒸发是两种基本类型的干燥系统。 机械系统包括吹气，压缩气刀，振动或离心机。 机械干燥除去了大量的水，但通常不能除去痕量的水。 蒸发将漂洗水转化为蒸汽以干燥部件。 这些系统的实例包括热强制空气，红外干燥和真空室干燥。 这些机器的运营成本包括人工，资金成本，能源，维护和成本。

溶剂工艺对人类，环境，生产力，责任和合规成本的影响正在引领公司寻找产生相同或更好结果的替代工艺，同时减少或消除湿手工工艺所带来的废物流和风险。

二氧化碳清洁

二氧化碳清洁工艺利用二氧化碳在其各种状态下的物理和化学性质，以从表面基底上除去污染物。二氧化碳喷射清洁和超临界二氧化碳是可用于清洁半导体工业中的零件，工具和设备的两个过程。 用二氧化碳清洁利用干冰（雪）的固体颗粒撞击表面，伴随着高压气体以去除污染物。 由于固相与气相变化的关系，这是可能的。 在不存在液相的情况下，二氧化碳可以从固相直接移动到气相。 （谢尔曼，亚当斯，1996年）。 这发生在气体的临界点，正确的温度和压力组合。

二氧化碳通过清洁棒中的孔。 通过孔口的CO2膨胀是恒定的焓，其中蒸汽和压力保持不变而温度没有变化（Sherman，Adams 1996）。 将液相或气相CO 2供入孔中。 使用气体供给源，孔中的压力下降，直到气体达到其临界点，并且一定百分比的气体转化为固相（干冰颗粒）。 当液体源进入孔口时，压力下降，固体进入气相。 产生的固体颗粒的百分比随使用的来源而变化。 使用气体源，产率约为8％颗粒，剩余部分为CO2气体。 当使用液体源时，产率约为45％的干冰颗粒（Sherman 97）。 这些产量取决于源温度，孔口设计，初始源温度和压力。

在正常室温和常压下的二氧化碳作为气体存在。 液相或固相中的二氧化碳在清洁后将恢复到气态。 使用CO2喷射工艺时会产生一代颗粒。 从基板上移除的污染物将落到清洁手套箱的地板或底部。 半导体工业中的清洁部件，工具和设备通常发生在配备有HEPA过滤器和再循环氮气的手套箱中，以在进行清洁时消除再污染（Sherman，97）。

二氧化碳清洗类似于喷砂，金属珠喷砂或苏打喷砂。 在加压空气流中加速介质，该加压空气流冲击待清洁的表面并除去不是基材的一部分的颗粒。 在CO2喷射中，介质是固体干冰颗粒。

通过移动流体穿过污染物或两个表面之间的动量传递，或两个过程的组合（Grobe，Sherman，Whitlock 1991）二氧化碳爆破使用动量传递和流体运动的组合，从表面移除颗粒。

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