超临界CO萃取硅片表面有机污染物的实验研究

摘要

本文尝试采用超临界CO2萃取技术去除硅片上的有机污染物。通过对萃取前后硅片做电镜扫描和X射线光电子能谱扫描研究了萃取前后的硅片表面的型貌和电子结构的变化情况；分析了超临界CO2溶解有机污染物的理论；通过做压力、温度和污染量的三因素三水平正交实验，研究了三个主要因素(压力、温度、污染量)对萃取率的影响程度；通过实验研究了压力、温度和污染量的变化对萃取率的影响；研究时间因素、超声波和改性剂对萃取率的影响。
　　 扫描图显示硅片在萃取实验前后的型貌和电子结构基本不发生变化，说明超临界CO2萃取技术可以应用于硅片上有机污染物的去除工艺中。通过正交实验的级差结果分析知：压力是对萃取率影响最大的因素，污染量次之，温度影响最小。萃取率随压力的升高而升高；随温度的升高而升高；随污染量的增加而略有降低，但是下降幅度不大。延长萃取时间对萃取率的提高是有限的；超声波的影响几乎可以忽略不计；改性剂能够提高萃取率。
　　 在上述研究的基础上，提出超临界CO2萃取技术应用于硅片表面有机污染物的去除上的合理的技术参数和工艺以及进一步的工作建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1该课题的研究意义

1.2国内外的研究现状

1.2.1硅片的清洗技术的发展现状

1.2.2超临界流体技术的发展历史及应用现状

1.2.3超临界CO2技术在清洗工艺中的应用

1.2.4超临界CO2在微电子器件清洗中的应用

1.3超临界CO2萃取技术用于污染硅片清洗的可行性研究

1.3.1硅片萃取前后型貌比对

1.3.2硅片萃取前后表面电子结构比对

1.3.3超临界CO2对硅片表面影响的分析

1.4本课题主要研究内容

2超临界流体的萃取理论述评

2.1传质理论

2.2超临界流体的溶解性能研究

2.2.1超临界流体溶解度参数理论

2.2.2影响超临界流体溶解性能的因素

2.2.3溶质在固体表面的对流传质速率的影响因素

2.2.4影响溶质的扩散速率的因素

2.2.5增强因子

2.3超临界CO2溶解能力分析

2.4理论研究结果分析

3超临界流体萃取实验研究

3.1选择CO2作为超临界介质的原因

3.1.1超临界流体及其特殊物理化学性质

3.1.1常用超临界流体

3.1.3超临界CO2流体的特点

3.2硅片的选择

3.2.1硅的物理化学性质

3.2.2硅片的选择

3.3有机污染物的选择

3.4萃取实验设备及流程

3.4.1萃取实验设备

3.4.2萃取实验流程

3.5污染硅片的制作

3.5.1污染物的预处理

3.5.2污染硅片的制作

3.6萃取实验过程的设计

3.6.1萃取控制参数的选择

3.6.2超临界萃取状态的控制过程

3.6.3分离方式的选择

3.7萃取实验操作

3.8实验分析

3.8.1萃取率的定义

3.8.2正交实验模型的建立

3.8.3正交实验结果分析

3.9影响萃取率的各因素分析

3.9.1压力

3.9.2温度

3.9.3污染量

3.9.4萃取时间

3.9.5超声波

3.9.6改性剂

3.10实验误差分析

3.10.1污染物带来的误差分析

3.10.2测量引起的误差分析

3.10.3系统误差

结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果