電子化學(xué)品高純鹽酸的生產(chǎn)工藝方法和生產(chǎn)裝置

薛 偉

（常州化工設(shè)計院有限公司，江蘇常州 21300)

電子化學(xué)品高純鹽酸的生產(chǎn)工藝方法和生產(chǎn)裝置

薛 偉

（常州化工設(shè)計院有限公司，江蘇常州 21300)

介紹了高純鹽酸的生產(chǎn)工藝方法與生產(chǎn)裝置，其中包括將氯化氫蒸發(fā)、吸收高純水、凈化氣體與最終提純，而后經(jīng)過了一系列實驗，確定這樣制備的鹽酸的確純凈并且可以使用。

高純鹽酸；電子化學(xué)品；化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)

1 電子化學(xué)品高純度鹽酸的研究背景

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)的微電子市場持續(xù)贈溫，更因為近幾年中國加入WTO這個世界級的經(jīng)貿(mào)組織，世界半導(dǎo)體市場與各個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資者都對中國的半導(dǎo)體市場投以關(guān)注。近期，我國政府對我國的集成電路和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了政策上的支持。上述這些措施以及政策都是我國微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常難得的機遇，而現(xiàn)在，我國的集成電路產(chǎn)業(yè)并不完善，對于我國的集成電路產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)水平不佳、品種配套不全、整體產(chǎn)業(yè)不具備規(guī)模性并且最關(guān)鍵的材料還需要依靠進口的嚴(yán)峻局面應(yīng)加以提高與改善為了改善這些，科技部在“十五”國家863計劃中特別設(shè)立了微電子配套材料的專項措施，這開啟了我國微電子產(chǎn)業(yè)重點對堅持有為、自主開發(fā)、突破關(guān)鍵技術(shù)以及加強微電子產(chǎn)品成果的新時代，所以，我國的微電子企業(yè)與專家正在不斷進行并開展化合物材料、半導(dǎo)體硅材料和集成電路相關(guān)的電子化工技術(shù)產(chǎn)品，以及相關(guān)的封裝材料的研究與生產(chǎn)。這樣的措施與潮流為我國的微電子配套材料技術(shù)水平以及被本地化能力提供了發(fā)展條件，我國半導(dǎo)體工業(yè)將足以被先進的材料產(chǎn)業(yè)所支撐。

ULSI用光刻膠以及高純試劑、塑料封機的研究是電子化材料的主要前途，而電子純試劑是電子技術(shù)微細(xì)加工制作過程中不可缺少的關(guān)鍵性基礎(chǔ)化材料，其主要用途是基片在涂膠前的濕法清洗以及在光刻的過程中蝕刻已經(jīng)最終的去交，而在這類環(huán)節(jié)中所使用的高純鹽酸的純凈度對集成電路的成晶率、電性能以及可靠性有非常重要的影響。

一般來說，電子化學(xué)品高純鹽酸的生產(chǎn)方式有蒸餾法、離子交換法與晶析法等，但是除了鹽酸之外的電子化學(xué)品不是都可以使用這些方法，或者使用這些方法不能到達(dá)適應(yīng)相應(yīng)的純凈度，所以為了讓高純鹽酸的純凈度能夠在微電子產(chǎn)業(yè)中適用，進行相關(guān)的電子化學(xué)品制備的研究很有必要。

本文將介紹電子化學(xué)品高純鹽酸的生產(chǎn)工藝，所介紹的包括蒸發(fā)氯化氫使氣體得到純凈、吸收高純水和最后的提純步驟，希望這樣的制備方法可以得到純度更佳的鹽酸，并且能夠在制備之中達(dá)到經(jīng)濟以及環(huán)保的目的。

2 電子化學(xué)品高純鹽酸的制備

2.1 蒸發(fā)與吸收

本文中進行高純鹽酸的制作的原料是工業(yè)鹽酸，主要目的是去除工業(yè)鹽酸中的雜質(zhì)使其成為高純鹽酸。首先應(yīng)當(dāng)進行蒸餾。通過氣相將氯化氫抽出可以去除雜質(zhì)，其中包括元素周期表的一與二族的金屬，以及由于這些金屬與氯化氫相結(jié)合產(chǎn)生的各種形式的雜質(zhì)，同時，也將這些金屬中產(chǎn)生的碳酸鹽和氧化物進行了去除。但是，對于第三族元素和這些元素的氧化物、鹵化物的化合物來說，就需要在吸收容器中加入超純水，然后，讓被蒸餾所產(chǎn)生的解析出來的氯化氫氣體被超純水吸收，而產(chǎn)生鹽酸。

在這個過程中使用的超純水要求比抗阻在17×10°Ωcm以上的純水，而到達(dá)18×10°Ωcm的純水則為特別好，在吸收的過程進行之前，如果氯化氫氣體中的雜質(zhì)能夠被操作人員進行去除，那么，超純水在吸收容器中的鹽酸雜質(zhì)濃度就可以低于1×10-6，就得到了我們的目標(biāo)，高純鹽酸。

2.2 過濾與洗滌

在超純水吸收氯化氫氣體之前，要經(jīng)過過濾，并且清洗氣體，也就是使氯化氫經(jīng)過過濾裝置，從而達(dá)到除去蒸汽中攜帶的各種固體物質(zhì)的作用，同時，操作人員更可以使用薄膜或者微濾裝置進行超濾。在洗滌器中注入蒸汽，然后設(shè)置兩個或者更多的洗滌瓶，其順序需要根據(jù)各種各樣的洗滌目的放置，操作人員需要定期檢查洗滌瓶的底部，并且將底部的洗滌液進行排放，去除在洗滌瓶中的雜質(zhì)。在洗滌器中，一些反應(yīng)性揮發(fā)性的物質(zhì)會被作為雜質(zhì)去除，比如金屬鹵化物、磷砷銻的鹵化物、過渡金屬的鹵化物和第三、第四種族金屬的鹵化物。

2.3 亞沸蒸餾

所謂亞沸蒸餾，就是將需要被提純的液體加熱，在加熱到液體的沸點以下5～20℃的時候停止加熱，此時的液體溫度由于距離沸點仍然有些差距，所以此時的并不是大量蒸汽霧粒所組成的液體平衡氣相，而是以分子的狀態(tài)達(dá)成一種與液相的平衡，所以，此時的蒸汽中就極少或者沒有夾帶著金屬離子或者固體微粒，然后，放置一個冷凝器在其中的氣相空間中，而此時的液體由于被加溫，其溫度肯定高于冷凝管的溫度，之后，就會發(fā)生分子狀態(tài)存在于氣相空間中的蒸汽在冷凝管上凝聚成為液體，操作人員此時將液體收集起來，就可以得到使用亞沸蒸餾所得到的純度較高的鹽酸。亞沸法是去除液體的金屬離子或者某些固體微粒的非常有效的方法，再除去工業(yè)鹽酸中的金屬離子與固體的微粒從而得到高純度鹽酸的過程中非常有效。

3 結(jié)束語

通過上文的方法制備電子化學(xué)品高純鹽酸，期望可以實現(xiàn)高純鹽酸的直接生產(chǎn)，并且解決氯化氫的提純凈化難題，保證微電子技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展增快與高純試劑發(fā)展增快，并且促進國內(nèi)微電子領(lǐng)域的商業(yè)發(fā)展，能夠使我國的微電子領(lǐng)域的技術(shù)專項趕上國際水平。

[1] 楊曉虹.電子化學(xué)品高鹽酸的生產(chǎn)工藝方達(dá)與生產(chǎn)裝置[J].化學(xué)品，2015，（6）.

Production Process and Production Equipment of High Purity Hydrochloric Acid for Electronic Chemicals

Xue Wei

The author introduces the production process and production equipment of high purity hydrochloric acid，which includes the evaporation of hydrogen chloride，the absorption of high purity water，the purification of gas and the final purification，and then after a series of experiments to determine the preparation of hydrochloric acid is pure and can be used.

high purity hydrochloric acid；electronic chemicals；production of chemical substances

TQ111.3

A

1003–6490（2017）11–0153–01

2017–08–16

薛偉（1970—），男，江蘇常州人，工程師，主要研究方向化工工程設(shè)計。