En semiconductors‑experiments de procés de dispositius, la neteja química es refereix a l'eliminació de diverses impureses nocives o contaminants d'oli adsorbits a les superfícies de semiconductors, materials metàl·lics i estris de laboratori. La neteja utilitza reactius químics i dissolvents orgànics per desencadenar reaccions químiques i efectes de dissolució amb impureses i contaminants d'oli adsorbits a les superfícies de les peces de treball. També es poden aplicar mesures físiques com ara ultrasons, escalfament i bombament al buit per desorbir impureses de les superfícies de les peces de treball. A continuació, les peces de treball es renten amb grans volums d'alta...‑puresa calenta‑i‑aigua desionitzada freda per obtenir superfícies netes.
1.1 Importància de la neteja química
La neteja química és necessària per a tots els experiments en proves de processos. La qualitat de la neteja química exerceix una influència crítica en els resultats experimentals. Una neteja inadequada pot provocar resultats incorrectes o deficients.‑resultats experimentals de qualitat. Per tant, comprendre les funcions i els principis de la neteja química és essencial per a l'èxit dels experiments de procés.
Com és ben sabut, una propietat clau dels semiconductors és la seva alta sensibilitat a les impureses. Fins i tot les traces d'impureses a les peces‑per‑nivell de milions pot alterar les propietats físiques dels semiconductors. Aquesta propietat s'utilitza per fabricar dispositius semiconductors amb diverses funcions mitjançant dopatge. No obstant això, aquesta mateixa propietat crea reptes per als semiconductors‑experiments de procés del dispositiu. Els reactius químics, les eines de processament i l'aigua de neteja poden actuar com a fonts de contaminació per impureses nocives. Fins i tot les oblies semiconductores impecables patiran una contaminació notable per impureses després d'una exposició prolongada a l'aire ambient. La neteja química elimina la contaminació per impureses nocives i manté el silici net.‑superfícies de les oblies.
1.2 Àmbit de la neteja química
La neteja química abasta principalment tres categories:
Neteja de silicona‑superfícies de les oblies;
Neteja de materials metàl·lics (per exemple, filaments de tungstè per a elèctrodes d'evaporació, làmines de molibdè per a suports d'evaporació, aliatges d'alumini per a fonts d'evaporació, crom per a crom)‑fabricació de màscares);
Neteja d'eines i recipients (per exemple, pinces metàl·liques, tubs de quars, recipients de vidre, motlles de grafit, productes de plàstic i cautxú).
1.3 Tipus d'impureses contaminants en el silici‑Superfícies de les oblies
(1) Molecular‑Tipus Adsorció d'impureses
Molecular típica‑formen contaminants adsorbits sobre el silici‑Les superfícies de les oblies inclouen greixos, resines i olis naturals o sintètics. Les impureses introduïdes durant el tall, la mòlta i el polit del substrat entren principalment en aquesta categoria. Altres fonts inclouen empremtes dactilars, residus de fotorresina i restes orgàniques.‑dipòsits de dissolvents.
Molecular‑Les impureses de tipus s'adsorbeixen majoritàriament físicament i s'uneixen al silici‑superfícies de les oblies per atracció electrostàtica. Les molècules de greixos, resines i olis generalment no són‑polar. L'enllaç sorgeix de l'atracció entre molècules d'impuresa neutra i forces residuals insatisfetes dels àtoms de silici superficials. Aquesta interacció és equivalent a les forces de van der Waals entre molècules en cristalls moleculars. Aquestes forces atractives són relativament febles i disminueixen ràpidament amb l'augment de la distància intermolecular. El rang d'interacció efectiva és aproximadament de 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), comparable als diàmetres moleculars. Per tant, molecular‑Les impureses de tipus es poden eliminar relativament fàcilment.
Una altra característica important és que la majoria de les molècules‑contaminants de tipus són l'aigua‑compostos orgànics insolubles. La seva adsorció fa que el silici‑superfícies de les oblies hidrofòbiques, cosa que dificulta el contacte efectiu entre l'aigua desionitzada i l'àcid‑solucions alcalines i superfícies de les oblies. Això evita que els reactius interactuïn amb les partícules de la superfície i inhibeix una neteja química eficaç.
(2) Jònic‑Tipus Adsorció d'impureses
Ió comú‑formen impureses adsorbides sobre el silici‑les superfícies de les oblies inclouen K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, OH⁻, F.⁻, Cl⁻, S.²⁻, CO₃²⁻i així successivament. Aquestes impureses provenen de diverses fonts: aire ambient, estris i equips, agents químics, baixa‑aigua desionitzada de puresa, aigua de l'aixeta, alè exhalat i suor de l'operador.
Jònic‑adsorció de tipus pertany en gran part a la quimiosorció. Els ions d'impuresa s'uneixen a les superfícies de les oblies a través de processos químics‑forces d'enllaç. Les distàncies d'equilibri entre els ions d'impuresa i els àtoms de la superfície són extremadament curtes, de manera que els ions adsorbits es poden considerar part de la xarxa de silici. Les impureses iòniques quimiosorbides poden actuar com a centres de captura: algunes s'uneixen als electrons lliures de la xarxa i serveixen com a acceptors; altres atrapen els forats lliures i funcionen com a donants. A causa de les fortes forces de quimiosorció, eliminar les impureses iòniques és molt més difícil que eliminar els contaminants moleculars.
(3) Atòmic‑Tipus Adsorció d'impureses
Atòmic‑Els contaminants superficials que formen la forma són principalment àtoms metàl·lics com ara or, plata, coure, ferro i níquel. Aquests àtoms metàl·lics es generen normalment per reaccions de desplaçament reduccionista en agents de gravat àcids, dipositant-se sobre silici‑superfícies de les oblies.
Atòmic‑adsorció de tipus que presenta la força d'unió més forta i és la més difícil d'eliminar. Pesat‑Els àtoms metàl·lics com l'or i el platí amb prou feines reaccionen amb àcids i àlcalis ordinaris. Per tant, es necessiten reactius especials com l'aigua règia per formar complexos solubles. Les espècies metàl·liques complexades es renten posteriorment amb alta‑aigua desionitzada de puresa.
1.4 Silici general‑Procediment de neteja de les oblies
Com s'ha analitzat anteriorment, molecular‑impureses de tipus són relativament fàcils d'eliminar. Els contaminants moleculars restants poden emmascarar els compostos iònics‑i atòmic‑impureses de tipus i obstruir-ne l'eliminació. En conseqüència, els contaminants moleculars s'han d'eliminar completament primer durant la silici‑neteja química de les oblies.
Jònic‑i atòmic‑Les impureses de tipus s'absorbeixen quimioquímicament amb una forta afinitat superficial. Els contaminants atòmics normalment són presents en baixes quantitats i inerts als àcids i àlcalis comuns; només es poden dissoldre amb aigua règia o hidrogen àcid.‑solucions de peròxid. L'aigua règia i el peròxid d'hidrogen àcid també dissolen impureses iòniques. El flux de treball estàndard utilitza àcid‑solucions alcalines o peròxid d'hidrogen alcalí per eliminar primer les impureses iòniques. Els contaminants iònics residuals i les impureses atòmiques s'eliminen després amb aigua règia o peròxid d'hidrogen àcid. Un esbandida final amb alta‑L'aigua desionitzada de puresa completa el procés.
En resum, el silici general‑La seqüència de neteja de les oblies és: Desgreixatge→Eliminació d'ions→Atòmic‑eliminació d'impureses→Desionitzat‑esbandida amb aigua.
Les oblies de silici s'han de sotmetre a una neteja química abans de cada experiment. No obstant això, les condicions de la superfície difereixen d'una prova a una altra. Per tant, els productes químics de neteja i els objectius prioritaris varien en conseqüència. Els fluxos de treball pràctics de neteja són flexibles. Els mètodes i passos concrets es determinaran en cada cas.‑by‑cas segons la neteja real‑requisits d'efecte.
1.5 Tractament de neteja per a metalls i estris comuns
Els materials metàl·lics i les eines de laboratori són fonts importants de silici‑contaminació de les oblies. La neteja a fons dels metalls i els estris és obligatòria per garantir que les oblies‑neteja de superfícies. El principi general de neteja per a metalls i estris és: eliminar primer els contaminants de greix; realitzar el gravat o rentat amb àcids, àlcalis, solucions de rentat o aigua règia; i acabar esbandint a fons amb aigua alta‑aigua desionitzada de puresa.
2 Coneixements de seguretat
Els experiments utilitzen sovint diversos productes químics i gasos, com ara àcids inflamables, explosius, tòxics i corrosius.‑Substàncies alcalines. Una manipulació inadequada pot provocar accidents. Cal prioritzar les mesures preventives. Si es produeix un accident, mantingueu la calma i implementeu les accions correctores adequades amb promptitud.
2.1 Manipulació segura de dissolvents orgànics
Els dissolvents orgànics comuns inclouen toluè, acetona, etanol, metiletilcetona, tricloroetilè i tetraclorur de carboni. La majoria dels dissolvents orgànics són inflamables i s'encenen a altes temperatures.‑condicions de temperatura o a prop de flames obertes. Guardeu-los en llocs frescos i allunyats de fonts d'ignició. No escalfeu els recipients de dissolvents directament sobre fogons elèctrics; aigua‑Es prefereix la calefacció per bany quan calgui. En cas d'incendi, apagueu les flames amb un drap humit, sorra fina o carbó.‑extintors de diòxid de carboni‑extintors de tetraclorur o extintors d'escuma. No apliqueu mai aigua ni‑àcid basat‑agents extintors alcalins.
Els dissolvents orgànics són volàtils i tenen diversos graus de toxicitat. Totes les operacions s'han de dur a terme dins de campanes d'extracció amb una ventilació adequada.
2.2 Manipulació segura d'àcids i àlcalis
Els experiments utilitzen forts‑solucions àcides com ara àcid sulfúric, àcid nítric, àcid clorhídric, àcid fluorhídric i aigua règia, així com fortes‑solucions alcalines, incloent-hi hidròxid de sodi i hidròxid de potassi. Aquestes substàncies són altament corrosives per a la pell i la roba humanes, i requereixen un control de seguretat operatiu acurat.
Instal·lar sistemes de ventilació i extracció eficaços a les zones on es puguin acumular vapors àcids o alcalins.
Els operadors han de portar equips de protecció adequats, com ara guants de goma i respiradors.
No pipetegeu mai solucions àcides o alcalines per la boca; feu servir pipetes amb peres de goma.
Aneu amb compte durant el transport per evitar que l'ampolla es bolqui o es trenqui. Apunteu les obertures de les ampolles allunyades del personal en obrir els envasos.
Afegiu sempre lentament l'àcid sulfúric a l'aigua per a la dilució. No aboqueu mai aigua en àcid sulfúric concentrat.
Abans de la neutralització, diluïu els àcids o àlcalis concentrats amb aigua i, a continuació, neutralitzeu-los amb les solucions àlcalis o àcides corresponents.
Els recipients buits que anteriorment contenien àcids o àlcalis concentrats s'han de buidar completament, esbandir repetidament amb aigua i després sotmetre's a procediments de neteja rutinaris.
En cas d'àcid‑En cas de cremades alcalines, esbandiu immediatament el teixit afectat amb aigua corrent abundant. Si les esquitxades entren als ulls, renteu-los ràpidament amb grans volums d'aigua de l'aixeta. Demaneu atenció mèdica immediata després d'esbandir-los, independentment de la gravetat de la cremada o de l'exposició ocular.
2.3 Manipulació segura de gasos
Els gasos experimentals es subministren a través d'alta‑cilindres a pressió o gasoductes. La barreja de certs gasos pot provocar combustió o explosió.
Els cilindres de gas són de color‑codificats i etiquetats per identificar els gasos continguts. Els cilindres contenen gas a alta pressió; els cilindres recentment omplerts arriben aproximadament a 150 kg/cm²S'apliquen precaucions de seguretat especials durant l'emmagatzematge i l'ús.
Eviteu l'exposició directa a la llum solar de les ampolles de gas a l'estiu. Mantingueu els materials inflamables i les fonts d'ignició allunyats de la ampolla.‑zones d'emmagatzematge.
Emmagatzemar parells de gasos que reaccionen de manera combustiva o explosiva en contacte (per exemple, cilindres d'hidrogen i oxigen) en habitacions aïllades separades per evitar accidents causats per fuites de gas.
No esgoteu completament el gas de la bombona; manteniu una certa pressió residual dins de les bombones.
Eviteu la contaminació amb greix a les vàlvules i claus dels cilindres.
Quan utilitzeu hidrogen, purgeu l'aire de l'equip amb gas inert, inspeccioneu tot el sistema per detectar fuites i instal·leu apagadors de retrocés.
2.4 Manipulació segura de substàncies tòxiques
Prevenir les intoxicacions quan es treballa amb reactius i compostos químics tòxics en experiments. Els principis bàsics de seguretat són els següents:
Realitzeu operacions dins de les campanes extractores. Tracteu els residus i els líquids residuals abans de llençar-los en llocs segurs designats.
Utilitzeu respiradors i guants de protecció. Eviteu a tota costa el contacte amb la pell i la ingestió oral de materials tòxics.
Esbandiu bé els guants amb aigua abans de treure'ls després d'acabar els experiments.
Data de publicació: 30 de juliol de 2026