U poluprovodniku‑U eksperimentima s procesima na uređajima, hemijsko čišćenje odnosi se na uklanjanje raznih štetnih nečistoća ili uljnih zagađivača adsorbiranih na površinama poluprovodnika, metalnih materijala i laboratorijskog pribora. Čišćenje koristi hemijske reagense i organske rastvarače za pokretanje hemijskih reakcija i efekata rastvaranja s nečistoćama i uljnim zagađivačima adsorbiranim na površinama obratka. Fizičke mjere poput ultrazvuka, zagrijavanja i vakuumskog pumpanja također se mogu primijeniti za uklanjanje nečistoća s površina obratka. Obradci se zatim ispiru velikim količinama visokokvalitetnog sredstva za čišćenje.‑čistoća vruća‑i‑hladnu deioniziranu vodu za postizanje čistih površina.
1.1 Važnost hemijskog čišćenja
Hemijsko čišćenje je potrebno za svaki eksperiment u procesnom testiranju. Kvalitet hemijskog čišćenja ima kritičan utjecaj na eksperimentalne rezultate. Nepravilno čišćenje može dovesti do neuspjelih ili loših rezultata.‑kvalitetni eksperimentalni rezultati. Stoga je razumijevanje funkcija i principa hemijskog čišćenja ključno za uspješne procesne eksperimente.
Kao što je dobro poznato, jedno od ključnih svojstava poluprovodnika je njihova visoka osjetljivost na nečistoće. Čak i tragovi nečistoća na dijelovima‑po‑milionski nivo može promijeniti fizička svojstva poluprovodnika. Ovo svojstvo se koristi za izradu poluprovodničkih uređaja sa različitim funkcijama putem dopiranja. Ipak, isto ovo svojstvo stvara izazove za poluprovodnike‑eksperimenti s procesima uređaja. Hemijski reagensi, alati za obradu i voda za čišćenje mogu djelovati kao izvori štetne kontaminacije nečistoćama. Čak će i besprijekorne poluprovodničke pločice pretrpjeti primjetnu kontaminaciju nečistoćama nakon dužeg izlaganja okolnom zraku. Hemijsko čišćenje eliminira štetnu kontaminaciju nečistoćama i održava silicijum čistim.‑površine pločica.
1.2 Obim hemijskog čišćenja
Hemijsko čišćenje uglavnom obuhvata tri kategorije:
Čišćenje silikona‑površine pločica;
Čišćenje metalnih materijala (npr. volframove niti za elektrode za isparavanje, molibdenski limovi za nosače za isparavanje, aluminijske legure za izvore isparavanja, hrom za hrom‑izrada maski);
Čišćenje alata i posuda (npr. metalne pincete, kvarcne cijevi, staklene posude, grafitnih kalupa, plastičnih i gumenih proizvoda).
1.3 Vrste nečistoća na silicijumu‑Površine pločica
(1) Molekularni‑Tip nečistoće Adsorpcija
Tipična molekularna‑formiraju kontaminante adsorbovane na silicijumu‑Površine pločica uključuju prirodne ili sintetičke masti, smole i ulja. Nečistoće unesene tokom rezanja, brušenja i poliranja podloge uglavnom spadaju u ovu kategoriju. Ostali izvori uključuju otiske prstiju, ostatke fotorezista i ostatke organskih materija.‑naslage rastvarača.
Molekularni‑Nečistoće ovog tipa se uglavnom fizički adsorbuju i vežu za silicijum.‑površine pločica elektrostatskim privlačenjem. Molekule masti, smola i ulja uglavnom nisu‑polarni. Veza nastaje privlačenjem između neutralnih molekula nečistoća i nezadovoljenih rezidualnih sila površinskih atoma silicija. Ova interakcija je ekvivalentna van der Waalsovim silama među molekulama u molekularnim kristalima. Takve privlačne sile su relativno slabe i brzo opadaju s povećanjem međumolekularne udaljenosti. Efektivni raspon interakcije je približno 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), uporedivo s molekularnim promjerima. Stoga molekularni‑Nečistoće ovog tipa mogu se relativno lako ukloniti.
Još jedna važna karakteristika je da većina molekularnih‑vrste zagađivača su voda‑nerastvorljivi organski spojevi. Njihova adsorpcija čini silicijum‑površine pločica su hidrofobne, što ometa efikasan kontakt između deionizirane vode/kiseline‑alkalnih rastvora i površina pločica. Ovo sprečava interakciju reagensa sa površinskim česticama i inhibira efikasno hemijsko čišćenje.
(2) Jonski‑Tip nečistoće Adsorpcija
Zajednički ion‑formiraju nečistoće adsorbovane na siliciju‑površine pločice uključuju K⁺, Na⁺, Kalifornija²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, Ohajo⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, Kolorado₃²⁻i tako dalje. Ove nečistoće potiču iz različitih izvora: ambijentalnog zraka, pribora i opreme, hemijskih sredstava, niskih‑čistoća deionizirane vode, vode iz slavine, izdahnutog zraka i znoja operatera.
Jonski‑Tip adsorpcije uglavnom pripada hemisorpciji. Ioni nečistoća se vežu za površine pločica putem hemijskih‑sile veza. Ravnotežne udaljenosti između iona nečistoća i površinskih atoma su izuzetno kratke, tako da se adsorbovani ioni mogu smatrati dijelom silicijumske rešetke. Hemisorbovane ionske nečistoće mogu djelovati kao centri za hvatanje: neki vežu slobodne elektrone rešetke i služe kao akceptori; drugi hvataju slobodne šupljine i funkcionišu kao donori. Zbog jakih sila hemisorpcije, uklanjanje ionskih nečistoća je mnogo teže od eliminacije molekularnih zagađivača.
(3) Atomski‑Tip nečistoće Adsorpcija
Atomski‑Površinski kontaminanti su prvenstveno metalni atomi poput zlata, srebra, bakra, željeza i nikla. Ovi metalni atomi obično nastaju reakcijama redukcijskog zamjenjivanja u kiselim sredstvima za jetkanje, taložeći se na silicij.‑površine pločica.
Atomski‑adsorpcija tipa pokazuje najjaču vezujuću silu i najteže ju je eliminirati. Teški‑Atomi metala poput zlata i platine jedva reaguju sa običnim kiselinama i alkalijama. Stoga su potrebni posebni reagensi poput carske vode da bi se formirali rastvorljivi kompleksi. Kompleksirane metalne vrste se potom ispiru visokim‑čistoća deionizirane vode.
1.4 Opći silicijum‑Postupak čišćenja pločice
Kao što je gore analizirano, molekularni‑Nečistoće ovog tipa se relativno lako uklanjaju. Preostali molekularni zagađivači mogu maskirati ionske‑i atomski‑nečistoće tipa i ometaju njihovo uklanjanje. Shodno tome, molekularni zagađivači moraju se prvo u potpunosti eliminirati tokom silicija‑hemijsko čišćenje pločica.
Jonski‑i atomski‑Nečistoće ovog tipa se hemisorbuju sa jakim površinskim afinitetom. Atomski zagađivači su obično prisutni u malim količinama i inertni su prema uobičajenim kiselinama i bazama; mogu se rastvoriti samo carskom vodom ili kiselim vodonikom.‑rastvori peroksida. Carska voda i kiseli vodonik peroksid također rastvaraju ionske nečistoće. Standardni radni tok koristi kiselinu‑alkalnim rastvorima ili alkalnim hidrogen peroksidom za uklanjanje ionskih nečistoća. Preostali ionski zagađivači i atomske nečistoće zatim se uklanjaju pomoću carske vode ili kiselog hidrogen peroksida. Završno ispiranje visokom‑Čista deionizirana voda završava proces.
Ukratko, opći silicijum‑Redoslijed čišćenja pločice je: Odmašćivanje→Uklanjanje iona→Atomski‑uklanjanje nečistoća→Deionizirano‑ispiranje vodom.
Silicijumske pločice moraju se hemijski očistiti prije svakog eksperimenta. Ipak, uslovi površine se razlikuju od eksperimenta do eksperimenta. Hemikalije za čišćenje i prioritetni ciljevi se stoga shodno tome razlikuju. Praktični tokovi rada čišćenja su fleksibilni. Konkretne metode i koraci će se odrediti za svaki slučaj.‑by‑na osnovu slučaja, u skladu sa stvarnim čišćenjem‑zahtjevi za efekte.
1.5 Tretman čišćenja za obične metale i pribor za jelo
Metalni materijali i laboratorijski alati su glavni izvori silicija.‑kontaminacija pločice. Temeljno čišćenje metala i pribora je obavezno kako bi se garantovala‑čistoća površine. Opći princip čišćenja metala i pribora je: prvo ukloniti masne nečistoće; izvršiti jetkanje ili pranje kiselinama, lužinama, otopinama za pranje ili carskom vodom; i završiti temeljitim ispiranjem visokom‑čistoća deionizirane vode.
2 Sigurnosno znanje
U eksperimentima se često koriste različite hemikalije i gasovi, uključujući zapaljive, eksplozivne, otrovne i korozivne kiseline.‑alkalne supstance. Nepravilno rukovanje može izazvati nesreće. Preventivne mjere trebaju biti prioritet. U slučaju nesreće, ostanite mirni i odmah poduzmite odgovarajuće korektivne mjere.
2.1 Sigurno rukovanje organskim rastvaračima
Uobičajeni organski rastvarači uključuju toluen, aceton, etanol, metil etil keton, trikloretilen i ugljik tetraklorid. Većina organskih rastvarača je zapaljiva i pali se pod visokim temperaturama.‑temperaturnim uslovima ili u blizini otvorenog plamena. Čuvajte ih na hladnim mjestima, dalje od izvora paljenja. Ne zagrijavajte posude s rastvaračima direktno na električnim štednjacima; voda‑Grijanje kupatila je poželjno kada je grijanje neophodno. U slučaju požara, ugasite plamen vlažnom krpom, sitnim pijeskom, ugljenom‑aparati za gašenje požara dioksidom, ugljenični‑aparati za gašenje požara tetrakloridom ili pjenom. Nikada ne koristite vodu ili vodu‑na bazi kiseline‑alkalna sredstva za gašenje.
Organski rastvarači su isparljivi i posjeduju različite stepene toksičnosti. Sve operacije treba izvoditi unutar digestora sa odgovarajućom ventilacijom.
2.2 Sigurno rukovanje kiselinama i alkalijama
Eksperimenti koriste snažne‑kiseli rastvori kao što su sumporna kiselina, azotna kiselina, hlorovodonična kiselina, fluorovodonična kiselina i carska voda, kao i jaki‑alkalne otopine, uključujući natrijev hidroksid i kalijev hidroksid. Ove tvari su vrlo korozivne za ljudsku kožu i odjeću, što zahtijeva pažljivu kontrolu sigurnosti pri radu.
U prostorima gdje se mogu nakupljati kisele ili lužnate pare, instalirajte efikasne sisteme za ventilaciju i ispuhivanje.
Operateri moraju nositi odgovarajuću zaštitnu opremu kao što su gumene rukavice i respiratori.
Nikada ne pipetirajte kisele ili lužnate rastvore ustima; koristite pipete sa gumenim kuglicama.
Budite oprezni tokom transporta kako biste spriječili prevrtanje ili lomljenje boce. Prilikom otvaranja posuda, usmjerite otvore boce dalje od osoblja.
Uvijek polako dodajte sumpornu kiselinu u vodu radi razrjeđivanja. Nikada ne sipajte vodu u koncentriranu sumpornu kiselinu.
Prije neutralizacije, koncentrovane kiseline ili alkalije razrijedite vodom, a zatim izvršite neutralizaciju odgovarajućim rastvorima alkalija ili kiselina.
Prazne posude koje su prethodno sadržavale koncentrovane kiseline ili alkalije moraju se potpuno isprazniti, više puta isprati vodom, a zatim podvrgnuti rutinskim postupcima čišćenja.
U slučaju kiseline‑U slučaju opekotina od alkalija, odmah isperite zahvaćeno tkivo s puno tekuće vode. Ako prskanje dospije u oči, brzo isperite oči s puno vode iz slavine. Nakon ispiranja odmah potražite medicinsku pomoć, bez obzira na težinu opekotine ili kontakt s očima.
2.3 Sigurno rukovanje plinovima
Eksperimentalni plinovi se dovode putem visokog‑boce pod pritiskom ili plinovodi. Miješanje određenih plinova može rezultirati sagorijevanjem ili eksplozijom.
Plinske boce su u boji‑kodirani i označeni radi identifikacije sadržanih plinova. Boce drže plin pod visokim pritiskom; novo napunjene boce dostižu približno 150 kg/cm²Posebne sigurnosne mjere primjenjuju se tokom skladištenja i upotrebe.
Izbjegavajte direktno izlaganje plinskih boca sunčevoj svjetlosti tokom ljeta. Držite zapaljive materijale i izvore paljenja dalje od boca.‑skladišne zone.
Skladištite parove plinova koji pri kontaktu reaguju zapaljivo ili eksplozivno (npr. boce s vodikom i kisikom) u odvojenim izoliranim prostorijama kako biste spriječili nezgode uzrokovane curenjem plina.
Ne ispuštajte gas iz boce u potpunosti; zadržite određeni preostali pritisak unutar cilindara.
Spriječite kontaminaciju ventila i ključeva cilindara mašću.
Prilikom korištenja vodika, ispustite zrak iz opreme inertnim plinom, pregledajte cijeli sistem na curenje i ugradite odvodnike povratnog plamena.
2.4 Sigurno rukovanje otrovnim supstancama
Spriječite trovanje pri radu s otrovnim hemijskim reagensima i spojevima u eksperimentima. Osnovni sigurnosni principi su sljedeći:
Obavljajte radove unutar digestora. Tretirajte ostatke otpada i otpadne tekućine prije nego što ih odložite na za to određena sigurna mjesta.
Nosite respiratore i zaštitne rukavice. Izbjegavajte kontakt s kožom i oralno gutanje toksičnih materijala pod svaku cijenu.
Temeljno isperite rukavice vodom prije nego što ih skinete nakon završetka eksperimenata.
Vrijeme objave: 30. juli 2026.