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六氯矽乙烷及其多氯矽烷衍生物的危害鑑定與控制

為了解決evolution mitsubishi的問題，作者阮成忠 這樣論述：

六氯矽乙烷（HCDS、Si2Cl6）為一種重要的矽源前驅物，在半導體及相關行業中有廣泛的應用。然而六氯矽乙烷極其使用製程的高氯矽烷具有高度的火災和爆炸風險，故本研究將對HCDS和高氯矽烷的撞擊敏感性水解產物進行研究，並找出控制的方式。第一項研究在發展一種安全處置方法，可用於使用HCDS作為前驅物的原子層沉積(ALD)機台的前段風管壁上和真空泵中沉積的未知凝膠狀物質。透過複製ALD 機台製程條件，以1/85的比例縮小產生未知凝膠狀物質，發現這些未水解的凝膠對撞擊不敏感，但在乾燥空氣中可燃；水解凝膠對撞擊敏感，最小撞擊能量(LIE)較低，為15J。使用不同溶液（如溶劑型溶液、水基鹼性溶液和醇基鹼

性溶液）進行了許多溶解測試，發現醇基鹼性溶液可處理凝膠及其水解沉積物。此外，在環境溫度和減壓條件下，1 到 10 vol% 的氟/氮混合氣對於從ALD系統中定期清潔/去除薄凝膠層是有效的。在第二項研究中，探討氫氧化鉀(KOH)對HCDS水解沉積物的摩擦和撞擊敏感性的影響。在KOH和HCDS的混合物中，KOH含量範圍很廣，從0.02到21.5 wt.%，通過將沉積物與KOH水溶液混合併用氮氣乾燥來製備水解沉積物。經過 KOH處理，發現HCDS水解沉積物對機械衝擊和摩擦極為敏感。特別是，對於具有 0.03和0.3wt.% KOH 的沉積物，LIE和最低摩擦力(LFF)從原始沉積物的 6J和 326

N降低到小於0.125J和7N。微差掃描熱卡計(DSC)量測顯示，在80°C和150 °C之間觀察到一個新的放熱峰，同時伴隨著氫的釋放，顯示Si–Si鍵斷裂。故本研究提出，經過KOH處理的沉積物表面上形成了Si–Si–OK基團，因此形成了較弱的Si–Si鍵。在撞擊、摩擦或熱量下，那些不穩定的 Si–Si 鍵被裂解，隨後引發相鄰Si–Si和Si–OH鍵的快速鏈氧化，形成更多的Si–O–Si基團，釋放出氫氣和熱量。本研究也對處理和處置這些爆炸性沉積物提出了建議。在最後的研究，本研究開發了一種大規模的HCDS處置方法。所提出的方法是一個兩階段的過程，包括在水中直接水解HCDS液體，然後通過氫氧化鉀(

KOH)水溶液對水性懸浮液中的水解產物進行鹼裂解。第一階段，HCDS液在水浴中直接水解，HCDS與水的比例為1比25；需要充分攪拌以確保反應完全。一旦將HCDS添加到水中，該溶液就會變成酸性，估計放熱量為 1455.8 J/g(HCDS)。與在潮濕空氣中形成的其他水解沉積物不同，發現在水中形成的液態HCDS水解沉積物在環境條件下容易與鹼性溶液反應，同時釋放氫氣。在濕HCDS水解沉積物的IR光譜中觀察到的915cm-1處有一個新峰，這可能是由於團簇中存在小的氧化矽分子所致。在第二階段加入KOH水溶液(20 wt.%)以中和，KOH：HCDS 比例為 2:1 的懸浮液，以獲得的最終 pH約12.6

。Si–Si裂解和HCl中和釋放的總熱量估計為2495.9 J/g(HCDS)。IR分析表明最終溶液主要為不可燃的矽酸鉀。總結，本研究的結果將有助於HCDS和高氯矽烷的處置和處理，並針對每個特定狀況提供詳細的建議和警告，有助於減少相關事故的發生。