基于表面官能团反应的HCl电子气体深度除水研究

HCl电子气体是集成电路制程中刻蚀和清洗的关键气体,其水分、金属离子等有害杂质需严格控制,ppbv(10-9)级深度除水对保障HCl电子气体的纯度、品质稳定性和制程应用效果至关重要。常规活性炭虽然耐HCl腐蚀,具有较高比表面积,但除水活性有限。该工作对活性炭进行了酰氯化修饰,并研究了酰氯化活性炭对HCl电子气体的深度除水作用。结果表明,活性炭经氧化酸化和酰氯化处理后,形成的表面酰氯化官能团可选择性地与HCl电子气体中的ppmv(10-6)级水分反应,将水分转化为HCl,使HCl电子气体中水分降至ppbv级,同时自身水解生成表面羧基等官能团,对存在HCl电子气体中和活性炭可能释出的痕量金属离子,有吸附阻滞作用,抑制了深度除水后HCl电子气体中金属离子的显著增加。由于表面羧基等官能团可重新酰氯化,活性炭材料对HCl电子气体的高效、选择性深度除水能力再生成为可能。该工作也为探索石墨烯、碳纳米管等新型碳材料在电子气体深度纯化上的新应用提供了依据。