In semiconduttori-In l'esperimenti di prucessu di u dispusitivu, a pulizia chimica si riferisce à a rimuzione di varie impurità dannose o contaminanti d'oliu adsorbiti nantu à e superfici di semiconduttori, materiali metallichi è utensili di laburatoriu. A pulizia impiega reagenti chimichi è solventi organici per scatenà reazzioni chimiche è effetti di dissoluzione cù impurità è contaminanti d'oliu adsorbiti nantu à e superfici di i pezzi di travagliu. Misure fisiche cum'è l'ultrasoni, u riscaldamentu è u pompaggio à vuoto ponu ancu esse applicate per desorbisce l'impurità da e superfici di i pezzi di travagliu. I pezzi di travagliu sò poi sciacquati cù grandi volumi di alta-purità calda-è-acqua deionizzata fredda per ottene superfici pulite.
1.1 Impurtanza di a pulizia chimica
A pulizia chimica hè necessaria per ogni esperimentu in i testi di prucessu. A qualità di a pulizia chimica eserce una influenza critica nantu à i risultati sperimentali. Una pulizia impropria pò purtà à risultati fallimentari o scadenti.-risultati sperimentali di qualità. Dunque, a comprensione di e funzioni è di i principii di a pulizia chimica hè essenziale per sperimenti di prucessu riesciuti.
Cum'è hè ben cunnisciutu, una pruprietà chjave di i semiconduttori hè a so alta sensibilità à l'impurità. Ancu tracce d'impurità nantu à e parte-per-U livellu di milioni pò alterà e proprietà fisiche di i semiconduttori. Sta pruprietà hè aduprata per fabricà dispositivi semiconduttori cù diverse funzioni via doping. Tuttavia, sta stessa pruprietà crea sfide per i semiconduttori-Esperimenti di prucessu di dispositivi. I reagenti chimichi, l'arnesi di trasfurmazione è l'acqua di pulizia ponu tutti agisce cum'è fonti di contaminazione da impurità dannose. Ancu i wafer semiconduttori immaculati subiranu una contaminazione da impurità notevole dopu una esposizione prolungata à l'aria ambiente. A pulizia chimica elimina a contaminazione da impurità dannose è mantene u siliciu pulitu.-superfici di wafer.
1.2 Ambitu di a pulizia chimica
A pulizia chimica copre principalmente trè categurie:
Pulizia di u silicone-superfici di wafer;
Pulizia di materiali metallichi (per esempiu, filamenti di tungstenu per elettrodi di evaporazione, fogli di molibdenu per supporti di evaporazione, leghe d'aluminiu per fonti di evaporazione, cromu per cromu)-fabricazione di maschere);
Pulizia di strumenti è recipienti (per esempiu, pinzette metalliche, tubi di quarzu, contenitori di vetru, stampi di grafite, prudutti di plastica è gomma).
1.3 Tipi d'Impurità Contaminanti nantu à u Siliciu-Superfici di wafer
(1) Muleculare-Tipu Impurità Adsorbimentu
Tipicu moleculare-formanu contaminanti adsorbiti nantu à u silicone-E superfici di e wafer includenu grassi, resine è olii naturali o sintetici. L'impurità introdutte durante u tagliu, a macinazione è a lucidatura di u substratu rientranu principalmente in questa categuria. Altre fonti includenu impronte digitali, residui di fotoresist è residui organici rimanenti.-depositi di solventi.
Muleculare-L'impurità di tipu sò per u più adsorbite fisicamente è ligate à u siliciu-superfici di wafer per attrazione elettrostatica. E molecule di grassi, resine è olii sò generalmente micca-polare. U ligame nasce da l'attrazione trà e molecule d'impurità neutre è e forze residuali insoddisfatte di l'atomi di siliciu di a superficia. Questa interazione hè equivalente à e forze di van der Waals trà e molecule in i cristalli moleculari. Tali forze attraenti sò relativamente debuli è decadenu rapidamente cù l'aumentu di a distanza intermoleculare. L'intervallu d'interazione efficace hè di circa 2-3×10⁻⁸centimetri (2-3 Å), paragunabili à i diametri moleculari. Dunque moleculare-L'impurità di tipu ponu esse eliminate relativamente facilmente.
Un'altra caratteristica maiò hè chì a maiò parte di e molecule-u tipu di contaminanti hè acqua-cumposti organichi insolubili. A so adsorbenza rende u siliciu-superfici di e wafer idrofobiche, chì impediscenu u cuntattu efficace trà l'acqua deionizzata / acidu-suluzioni alcaline è superfici di wafer. Questu impedisce à i reagenti d'interagisce cù e particelle di a superficia è inibisce una pulizia chimica efficace.
(2) Ionicu-Tipu Impurità Adsorbimentu
Ione cumunu-formanu impurità adsorbite nantu à u siliciu-E superfici di e wafer includenu K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, OH⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻è cusì via. Queste impurità sò urighjinarie da diverse fonti: aria ambiente, utensili è apparecchiature, agenti chimichi, bassu-acqua deionizzata di purezza, acqua di rubinettu, fiatu espiratu è sudore di l'operatore.
Ionicu-L'adsorzione di tipu appartene in gran parte à a chemisorbimentu. L'ioni d'impurità si leganu à e superfici di e wafer per via chimica-forze di ligame. E distanze d'equilibriu trà l'ioni d'impurità è l'atomi di superficia sò estremamente corte, tali chì l'ioni adsorbiti ponu esse cunsiderati cum'è parte di a rete di siliciu. L'impurità ioniche chemisorbite ponu agisce cum'è centri di intrappulamentu: alcune leganu l'elettroni liberi di a rete è servenu cum'è accettori; altre intrappulanu i buchi liberi è funzionanu cum'è donatori. A causa di e forti forze di chemisorbimentu, a rimozione di l'impurità ioniche hè assai più difficiule chè l'eliminazione di i contaminanti moleculari.
(3) Atomicu-Tipu Impurità Adsorbimentu
Atomicu-I contaminanti di a superficia di a forma sò principalmente atomi metallichi cum'è oru, argentu, rame, ferru è nichelu. Quessi atomi metallichi sò generalmente generati da reazzioni di spustamentu riduttivu in agenti incisivi acidi, depositendu si nantu à u siliciu-superfici di wafer.
Atomicu-L'adsorzione di u tipu presenta a forza di legame più forte è hè a più difficiule da eliminà. Pesante-L'atomi metallichi cum'è l'oru è u platinu reagiscenu appena cù l'acidi è l'alcali ordinari. Dunque, sò necessarii reagenti speciali cum'è l'acqua regia per furmà cumplessi solubili. E spezie metalliche cumplessate sò successivamente lavate via cù alta-acqua deionizzata di purezza.
1.4 Siliciu Generale-Prucedura di pulizia di e cialde
Cum'è analizatu sopra, moleculare-l'impurità di tipu sò relativamente faciule da eliminà. I contaminanti moleculari rimanenti ponu mascherà ionici-è atomicu-impurità di tipu è impediscenu a so rimozione. Di cunsiguenza, i contaminanti moleculari devenu esse cumpletamente eliminati prima durante u siliciu-pulizia chimica di e wafer.
Ionicu-è atomicu-L'impurità di tipu sò chemisorbite cù una forte affinità superficiale. I contaminanti atomichi sò nurmalmente prisenti in quantità basse è inerti à l'acidi è l'alcali cumuni; ponu esse dissolti solu da l'acqua regia o l'idrogenu acidicu.-suluzioni di perossidu. L'acqua regia è u perossidu d'idrogenu acidicu dissolvenu ancu l'impurità ioniche. U flussu di travagliu standard usa l'acidu-suluzioni alcaline o perossidu d'idrogenu alcalinu per caccià prima l'impurità ioniche. I contaminanti ionici residuali è l'impurità atomiche sò poi eliminati cù acqua regia o perossidu d'idrogenu acidicu. Un risciacquu finale cù acqua alta-L'acqua deionizzata di purezza cumpleta u prucessu.
In riassuntu, u siliciu generale-A sequenza di pulizia di e cialde hè: Sgrassaggio→Rimozione di ioni→Atomicu-rimozione di impurità→Deionizatu-risciacquu cù acqua.
I wafer di silicone devenu esse sottumessi à una pulizia chimica prima di ogni esperimentu. Tuttavia, e cundizioni di a superficia sò diverse da una prova à l'altra. I prudutti chimichi di pulizia è l'ubbiettivi prioritari varianu dunque di cunsiguenza. I flussi di travagliu di pulizia pratichi sò flessibili. I metudi è i passi concreti devenu esse determinati per casu.-by-basa di casu secondu a pulizia attuale-esigenze di l'effettu.
1.5 Trattamentu di pulizia per metalli è utensili cumuni
I materiali metallichi è l'arnesi di laburatoriu sò e principali fonti di siliciu-Cuntaminazione di e cialde. Una pulizia accurata di i metalli è di l'utensili hè ubligatoria per garantisce a presenza di cialde-pulizia di a superficia. U principiu generale di pulizia per i metalli è l'utensili hè: caccià prima i contaminanti di grassu; eseguisce l'incisione o u lavaggio cù acidi, alcali, soluzioni di lavaggio o acqua regia; è finisce cù un sciacquu accuratu cù acqua alta-acqua deionizzata di purezza.
2 Cunniscenze di Sicurezza
L'esperimenti utilizanu spessu diverse sustanze chimiche è gasi, cumpresi l'acidi inflammabili, esplosivi, tossichi è corrosivi.-sustanzi alcalini. Una manipulazione impropria pò pruvucà accidenti. E misure preventive devenu esse prioritarie. In casu d'accidente, mantene a calma è implementate subitu l'azzioni correttive adatte.
2.1 Manipulazione sicura di solventi organici
I solventi organici cumuni includenu toluene, acetone, etanolu, metiletilchetone, tricloroetilene è tetracloruru di carbonu. A maiò parte di i solventi organici sò inflammabili è si accendenu sottu alta temperatura.-cundizioni di temperatura o vicinu à fiamme libere. Conservateli in lochi freschi luntanu da fonti d'ignizione. Ùn riscaldate micca i contenitori di solventi direttamente nantu à i fornelli elettrichi; acqua-U riscaldamentu di u bagnu hè preferitu quandu u riscaldamentu hè necessariu. In casu d'incendiu, spegne e fiamme cù un pannu umitu, sabbia fina, carbone.-estintori à diossidu di carbone-estintori di tetracloruru o estintori di schiuma. Ùn applicà mai acqua o acqua-acidu basatu annantu à-agenti estinguenti alcalini.
I solventi organici sò volatili è anu diversi gradi di tossicità. Tutte l'operazioni devenu esse realizate in cappe aspiranti cù una ventilazione adatta.
2.2 Manipulazione sicura di acidi è alcali
L'esperimenti utilizanu forti-suluzioni acide cum'è l'acidu sulfuricu, l'acidu nitricu, l'acidu cloridricu, l'acidu fluoridricu è l'acqua regia, è ancu suluzioni forti-suluzioni alcaline cumprese l'idrossidu di sodiu è l'idrossidu di potassiu. Queste sustanze sò assai currusive per a pelle è i vestiti umani, chì richiedenu un cuntrollu di sicurezza operativa attentu.
Installate sistemi di ventilazione è di scaricu efficaci in e zone induve si ponu accumulà vapori acidi o alcalini.
L'operatori devenu purtà equipaggiamenti di prutezzione adatti cum'è guanti di gomma è respiratori.
Ùn pipettate mai suluzioni acide o alcaline per bocca; aduprate pipette muniti di bulbi di gomma.
Fate attenzione durante u trasportu per impedisce u ribaltamentu o a rottura di e buttiglie. Puntate l'aperture di e buttiglie luntanu da u persunale quandu aprite i contenitori.
Aghjunghjite sempre l'acidu sulfuricu pianu pianu in l'acqua per a diluzione. Ùn versate mai acqua in l'acidu sulfuricu cuncintratu.
Prima di a neutralizazione, diluite l'acidi o l'alcali cuncintrati cù l'acqua, dopu eseguite a neutralizazione aduprendu e soluzioni alcaline o acide currispondenti.
I recipienti vioti chì cuntenenu prima acidi o alcali cuncintrati devenu esse svuotati cumpletamente, sciacquati ripetutamente cù acqua, è dopu sottumessi à procedure di pulizia di rutina.
In casu d'acidu-In casu di brusgiature alcaline, sciacquate subitu u tessutu affettatu cù acqua corrente abbondante. Se i schizzi entranu in l'ochji, sciacquateli rapidamente cù grandi volumi d'acqua di rubinettu. Cercate subitu assistenza medica dopu u sciacquu, indipendentemente da a gravità di a brusgiatura o da l'esposizione oculare.
2.3 Manipulazione sicura di i gasi
I gas sperimentali sò furniti via alta-buttiglie à pressione o tubazioni di gas. A mistura di certi gas pò causà combustione o splusione.
I cilindri di gas sò di culore-codificati è etichettati per identificà i gasi cuntenuti. I cilindri mantenenu u gasu à alta pressione; i cilindri appena riempiti righjunghjenu circa 150 kg/cm²Precauzioni di sicurezza particulari s'applicanu durante u almacenamentu è l'usu.
Evitate l'esposizione diretta à u sole per e buttiglie di gas in estate. Mantene i materiali inflammabili è e fonti d'ignizione luntanu da a buttiglia.-zone di almacenamentu.
Immagazzinate e coppie di gas chì reagiscenu in modu combustivu o esplosivu à u cuntattu (per esempiu, e buttiglie d'idrogenu è d'ossigenu) in stanze isolate separate per evità incidenti causati da fughe di gas.
Ùn esaurite micca cumpletamente u gasu di e buttiglie; mantene una certa pressione residuale in l'internu di e buttiglie.
Impedisce a contaminazione di grassu nantu à e valvole di i cilindri è e chiavi.
Quandu si usa l'idrogenu, purgate l'aria da l'attrezzatura cù gas inerte, ispezionate tuttu u sistema per perdite è installate dispositivi di arresto di fiamma.
2.4 Manipulazione sicura di sustanzi tossichi
Prevenite l'avvelenamentu quandu si travaglia cù reagenti è cumposti chimichi tossichi in esperimenti. I principii fundamentali di sicurezza sò i seguenti:
Eseguite operazioni in e cappe aspiranti. Trattate i residui di rifiuti è i liquidi di rifiuti prima di smaltilli in i lochi sicuri designati.
Portate respiratori è guanti di prutezzione. Evitate à tutti i costi u cuntattu cù a pelle è l'ingestione orale di materiali tossichi.
Sciacquate accuratamente i guanti cù acqua prima di caccià li dopu avè finitu l'esperimenti.
Data di publicazione: 30 di lugliu di u 2026