作為半導(dǎo)體制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，芯片蝕刻主要是利用化學(xué)反應(yīng)來蝕刻掉芯片表面不需要的部分，以實(shí)現(xiàn)芯片電路的制造。以常見的干法等離子體蝕刻為例，主要是使用了具有等離子放電特性的電子特氣，但是這些電子特氣一般都是屬于對(duì)人體有毒有害的氣體，濃度過高時(shí)極易危害人體健康。那么芯片蝕刻工藝危險(xiǎn)有害氣體有哪些呢？一般而言，主要包括氯化氫HCL、氟化氫HF、溴化氫HBr等，而在現(xiàn)場安裝使用芯片廠蝕刻區(qū)有害氣體報(bào)警器就是為了對(duì)這些氣體進(jìn)行監(jiān)測，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

通過光刻顯影后，光刻膠下面的材料要被選擇性地去除，使用的方法就是濕式刻蝕或干式刻蝕。濕式刻蝕或干式刻蝕后，要去除表面的光刻膠。以常見的干法蝕刻為例，主要是在等離子(Plasma)環(huán)境中選擇性刻蝕基材或薄膜的過程，干式刻蝕需使用含氟或含氯或含溴的氣體分子，在等離子環(huán)境下高能量可以將含氟或含氯或含溴的氣體解離成氟離子或氯離子或溴離子的活性基團(tuán)，活性基團(tuán)可以完成刻蝕作用。

在等離子刻蝕工藝中，首先是在把硅晶片上面涂抹一層由碳?xì)浠衔飿?gòu)成的光敏物質(zhì)-光刻膠 PR(Photoresist)，并在光刻膠上蓋上具有一定圖形的光掩膜版。然后進(jìn)行曝光，使部分晶片的表面裸露出來。接著再把這種待加工的硅晶片放置到具有化學(xué)活性的低溫等離子腔體中，進(jìn)行氧化層 (oxide; SiO2)、氮化硅(Si3N4)、單晶、多晶硅、金屬層(metal)等薄膜的等離子刻蝕。

這種具有化學(xué)活性的等離子通常是由氯氣或碳氟氣體放電產(chǎn)生的，它不僅含有電子和離子，還含有大量的活性自由基(如 CI*，CI*2，F(xiàn)*，CF*等)。只要適當(dāng)?shù)乜刂品磻?yīng)腔體內(nèi)的溫度、壓力、氣體流量與射頻功率等后應(yīng)參數(shù)，這些活性復(fù)制基團(tuán)沉積到裸露的硅晶片上時(shí)，與硅原子相互結(jié)合而形以件雙性的氯化硅或氟化硅分子，從而對(duì)晶片進(jìn)行各向異性刻蝕。
 

芯片干法等離子蝕刻工藝危險(xiǎn)有害氣體主要有以下幾種：

1、氯化氫HCL
氯化氫是無色有刺激性氣味的氣體，分子式為HCL，一般為鹽酸揮發(fā)的蒸氣，屬于對(duì)人體有毒有害的氣體。氯化氫對(duì)人體的影響分為急性中毒和慢性損害。急性中毒多見于意外事故中，主要表現(xiàn)為頭痛、頭昏、惡心、咽痛、眼痛、咳嗽、聲音嘶啞、呼吸困難、胸痛、胸悶，有的有咯血。嚴(yán)重者可引起化學(xué)性肺炎、肺水腫、肺不張等病癥。長期在超過 15mg/m3 度的環(huán)境下操作，會(huì)造成牙酸蝕癥、慢性支氣管炎等慢性病變。
2、氟化氫HF
氟化氫在常溫常壓狀態(tài)下是無色有刺激性氣味的氣體，分子式為HF，具有非常強(qiáng)的吸濕性，接觸空氣即產(chǎn)生白色煙霧，生成強(qiáng)腐蝕性的氫氟酸，屬于對(duì)人體有毒有害的氣體。氟化氫對(duì)皮膚、黏膜有腐蝕刺激作用，其慢性影響有嗅覺減退、上呼吸道慢性炎癥等，長期低濃度接觸氟化氫氣體可引起干燥性或萎縮性鼻炎、咽炎和慢性支氣管炎，長期接觸無機(jī)氟化物，常見有眼、上呼吸道、皮膚出現(xiàn)刺激癥狀和慢性炎癥,神經(jīng)衰弱綜合癥。
3、溴化氫HBr
溴化氫在常溫常壓狀態(tài)下是無色有刺激性氣味的氣體，分子式為HBr，具有非常強(qiáng)的吸濕性，接觸空氣即產(chǎn)生無色透明至淡黃色煙霧，生成強(qiáng)腐蝕性的氫溴酸，屬于對(duì)人體有毒有害的氣體，職業(yè)接觸限值MAC為10mg/m3。溴化氫可引起皮膚、粘膜的刺激或灼傷。長期低濃度接觸可引起呼吸道刺激癥狀和消化功能障礙。

以采用進(jìn)口高精度氣體傳感器的ERUN-PG51S6固定在線式有毒有害氣體檢測報(bào)警儀為例，可以同時(shí)檢測并顯示氯化氫HCL、氟化氫HF、溴化氫HBr等有害氣體的濃度值，超標(biāo)聲光報(bào)警，并聯(lián)鎖自動(dòng)控制排氣風(fēng)機(jī)的啟停，測量數(shù)據(jù)結(jié)果可通過分線制4-20 mA模擬信號(hào)量或總線制RS 485（Modbus RTU）數(shù)字量信號(hào)以及無線模式傳輸，通過ERUN-PG36E氣體報(bào)警控制器在值班室實(shí)時(shí)顯示有害氣體的濃度值，并相應(yīng)的觸發(fā)報(bào)警動(dòng)作。

芯片干法等離子蝕刻工藝有害氣體檢測報(bào)警儀技術(shù)參數(shù)：
產(chǎn)品型號(hào)：ERUN-PG51S6
檢測氣體：氯化氫HCL、氟化氫HF、溴化氫HBr等
量程范圍：0～1、10、100、1000、5000、50000ppm、100%LEL、20%、50%、100%Vol可選，其他量程可訂制
分 辨 率：0.001ppm（0-10ppm高精度）/0.01ppm（0～10 ppm）；0.01ppm（0～100 ppm），0.1ppm（0～1000 ppm），1ppm（0～5000 ppm以上）； 0.1%LEL；0.01%、0.001%Vol
方法原理：電化學(xué)、催化燃燒、紅外、半導(dǎo)體、PID光離子等可選
精度誤差：≤±2%F.S.（更高精度可訂制）
顯示方式：報(bào)警器2.5寸彩屏現(xiàn)場顯示濃度值；控制器主機(jī)9寸彩屏值班室顯示濃度值
報(bào)警方式：現(xiàn)場聲光報(bào)警，值班室聲光報(bào)警
數(shù)據(jù)傳輸：4-20mA、RS485，可選無線傳輸
防護(hù)功能：IP66級(jí)防水防塵
防爆功能：隔爆型，Ex d ⅡC T6 Gb級(jí)防爆

以上就是關(guān)于芯片蝕刻工藝危險(xiǎn)有害氣體有哪些的相關(guān)介紹，芯片刻蝕工藝是半導(dǎo)體制造中不可或缺的環(huán)節(jié)，其技術(shù)的發(fā)展對(duì)于芯片制造的性能和成本具有至關(guān)重要的作用。但是在整個(gè)芯片干法等離子蝕刻工藝過程中卻存在著包括氯化氫HCL、氟化氫HF、溴化氫HBr等在內(nèi)的危險(xiǎn)有害氣體，為了防止這些芯片干法等離子蝕刻氣體泄漏造成危險(xiǎn)事故，需要在現(xiàn)場安裝使用芯片廠蝕刻區(qū)有害氣體報(bào)警器來實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷連續(xù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測這些芯片干法等離子蝕刻氣體的濃度值并超標(biāo)報(bào)警自動(dòng)聯(lián)鎖風(fēng)機(jī)電磁閥啟停等功能。