Σε ημιαγωγούς‑Στα πειράματα διεργασίας συσκευών, ο χημικός καθαρισμός αναφέρεται στην απομάκρυνση διαφόρων επιβλαβών ακαθαρσιών ή ρύπων λαδιού που έχουν προσροφηθεί στις επιφάνειες ημιαγωγών, μεταλλικών υλικών και εργαστηριακών σκευών. Ο καθαρισμός χρησιμοποιεί χημικά αντιδραστήρια και οργανικούς διαλύτες για να προκαλέσει χημικές αντιδράσεις και φαινόμενα διάλυσης με ακαθαρσίες και ρύπους λαδιού που έχουν προσροφηθεί στις επιφάνειες των τεμαχίων. Φυσικά μέτρα όπως υπερήχους, θέρμανση και άντληση κενού μπορούν επίσης να εφαρμοστούν για την απορόφηση ακαθαρσιών από τις επιφάνειες των τεμαχίων. Τα τεμάχια εργασίας στη συνέχεια ξεπλένονται με μεγάλους όγκους υψηλού‑καθαρότητα ζεστό‑και‑κρύο απιονισμένο νερό για να πετύχετε καθαρές επιφάνειες.
1.1 Σημασία του χημικού καθαρισμού
Ο χημικός καθαρισμός απαιτείται για κάθε πείραμα σε δοκιμές διεργασίας. Η ποιότητα του χημικού καθαρισμού ασκεί κρίσιμη επίδραση στα πειραματικά αποτελέσματα. Ο ακατάλληλος καθαρισμός μπορεί να οδηγήσει σε αποτυχημένες ή κακές δοκιμές.‑ποιοτικά πειραματικά αποτελέσματα. Επομένως, η κατανόηση των λειτουργιών και των αρχών του χημικού καθαρισμού είναι απαραίτητη για την επιτυχή διεξαγωγή πειραμάτων διεργασίας.
Όπως είναι γνωστό, μια βασική ιδιότητα των ημιαγωγών είναι η υψηλή ευαισθησία τους στις ακαθαρσίες. Ακόμη και ίχνη ακαθαρσιών στα μέρη‑ανά‑επίπεδο ενός εκατομμυρίου μπορεί να μεταβάλει τις φυσικές ιδιότητες των ημιαγωγών. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για την κατασκευή ημιαγωγικών συσκευών με ποικίλες λειτουργίες μέσω προσμίξεων. Παρ 'όλα αυτά, η ίδια αυτή ιδιότητα δημιουργεί προκλήσεις για τους ημιαγωγούς‑πειράματα διεργασίας συσκευής. Τα χημικά αντιδραστήρια, τα εργαλεία επεξεργασίας και το νερό καθαρισμού μπορούν όλα να λειτουργήσουν ως πηγές μόλυνσης από επιβλαβείς ακαθαρσίες. Ακόμα και οι άψογες πλακέτες ημιαγωγών θα υποστούν αισθητή μόλυνση από ακαθαρσίες μετά από παρατεταμένη έκθεση στον ατμοσφαιρικό αέρα. Ο χημικός καθαρισμός εξαλείφει τη μόλυνση από επιβλαβείς ακαθαρσίες και διατηρεί καθαρό το πυρίτιο.‑επιφάνειες πλακιδίων.
1.2 Πεδίο εφαρμογής του χημικού καθαρισμού
Ο χημικός καθαρισμός καλύπτει κυρίως τρεις κατηγορίες:
Καθαρισμός σιλικόνης‑επιφάνειες πλακιδίων;
Καθαρισμός μεταλλικών υλικών (π.χ., νήματα βολφραμίου για ηλεκτρόδια εξάτμισης, φύλλα μολυβδαινίου για υποστηρίγματα εξάτμισης, κράματα αλουμινίου για πηγές εξάτμισης, χρώμιο για χρώμιο)‑κατασκευή μάσκας).
Καθαρισμός εργαλείων και δοχείων (π.χ. μεταλλικές τσιμπιδάκια, σωλήνες χαλαζία, γυάλινα δοχεία, καλούπια γραφίτη, πλαστικά και ελαστικά προϊόντα).
1.3 Τύποι ρυπογόνων προσμίξεων στο πυρίτιο‑Επιφάνειες πλακιδίων
(1) Μοριακή‑Τύπος Προσρόφηση Προσμίξεων
Τυπικό μοριακό‑σχηματίζουν ρύπους προσροφημένους στο πυρίτιο‑Οι επιφάνειες των πλακιδίων περιλαμβάνουν φυσικά ή συνθετικά γράσα, ρητίνες και έλαια. Οι ακαθαρσίες που εισάγονται κατά την κοπή, την λείανση και τη στίλβωση του υποστρώματος εμπίπτουν ως επί το πλείστον σε αυτήν την κατηγορία. Άλλες πηγές περιλαμβάνουν δακτυλικά αποτυπώματα, υπολείμματα φωτοευαίσθητων υλικών και υπολείμματα οργανικών ουσιών.‑εναποθέσεις διαλυτών.
Μοριακός‑Οι ακαθαρσίες τύπου προσροφώνται κυρίως φυσικά και συνδέονται με το πυρίτιο‑επιφάνειες πλακιδίων μέσω ηλεκτροστατικής έλξης. Τα μόρια λιπών, ρητινών και ελαίων γενικά δεν είναι‑πολικός. Ο δεσμός προκύπτει από την έλξη μεταξύ ουδέτερων μορίων πρόσμιξης και ανικανοποίητων υπολειμματικών δυνάμεων των επιφανειακών ατόμων πυριτίου. Αυτή η αλληλεπίδραση είναι ισοδύναμη με τις δυνάμεις van der Waals μεταξύ μορίων σε μοριακούς κρυστάλλους. Τέτοιες ελκτικές δυνάμεις είναι σχετικά ασθενείς και εξασθενούν γρήγορα με την αύξηση της διαμοριακής απόστασης. Το αποτελεσματικό εύρος αλληλεπίδρασης είναι περίπου 2‑3×10⁻⁸εκ. (2‑3 Å), συγκρίσιμο με τις μοριακές διαμέτρους. Ως εκ τούτου, μοριακό‑Οι ακαθαρσίες αυτού του τύπου μπορούν να απομακρυνθούν σχετικά εύκολα.
Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό είναι ότι τα περισσότερα μοριακά‑τύποι ρύπων είναι το νερό‑αδιάλυτες οργανικές ενώσεις. Η προσρόφηση τους καθιστά το πυρίτιο‑υδρόφοβες επιφάνειες wafer, γεγονός που εμποδίζει την αποτελεσματική επαφή μεταξύ απιονισμένου νερού / οξέος‑αλκαλικά διαλύματα και επιφάνειες πλακιδίων. Αυτό εμποδίζει τα αντιδραστήρια να αλληλεπιδρούν με τα επιφανειακά σωματίδια και αναστέλλει τον αποτελεσματικό χημικό καθαρισμό.
(2) Ιωνικό‑Τύπος Προσρόφηση Προσμίξεων
Κοινό ιόν‑σχηματίζουν ακαθαρσίες προσροφημένες στο πυρίτιο‑Οι επιφάνειες wafer περιλαμβάνουν K⁺, Να⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Φε²⁺, Χ⁺, Οχάιο⁻, Φ⁻, Cl⁻, Σ²⁻, CO₃²⁻και ούτω καθεξής. Αυτές οι ακαθαρσίες προέρχονται από ποικίλες πηγές: ατμοσφαιρικός αέρας, σκεύη και εξοπλισμός, χημικοί παράγοντες, χαμηλή‑καθαρότητα απιονισμένου νερού, νερό βρύσης, εκπνεόμενου αέρα και ιδρώτας χειριστή.
ιωνικός‑Ο τύπος προσρόφησης ανήκει σε μεγάλο βαθμό στη χημειορρόφηση. Τα ιόντα προσμίξεων συνδέονται με τις επιφάνειες των πλακιδίων μέσω χημικών‑δυνάμεις δεσμού. Οι αποστάσεις ισορροπίας μεταξύ ιόντων προσμίξεων και επιφανειακών ατόμων είναι εξαιρετικά μικρές, έτσι ώστε τα προσροφημένα ιόντα να μπορούν να θεωρηθούν ως μέρος του πλέγματος πυριτίου. Οι χημειοπροσροφημένες ιοντικές προσμίξεις μπορούν να λειτουργήσουν ως κέντρα παγίδευσης: μερικές δεσμεύουν ελεύθερα ηλεκτρόνια πλέγματος και χρησιμεύουν ως δέκτες. άλλες παγιδεύουν ελεύθερες οπές και λειτουργούν ως δότες. Λόγω των ισχυρών δυνάμεων χημειοπροσρόφησης, η απομάκρυνση ιοντικών προσμίξεων είναι πολύ πιο δύσκολη από την εξάλειψη μοριακών ρύπων.
(3) Ατομικό‑Τύπος Προσρόφηση Προσμίξεων
Ατομικός‑Οι επιφανειακοί ρύποι είναι κυρίως μεταλλικά άτομα όπως χρυσός, άργυρος, χαλκός, σίδηρος και νικέλιο. Αυτά τα μεταλλικά άτομα συνήθως παράγονται από αντιδράσεις αναγωγικής εκτόπισης σε όξινα χαρακτικά, εναποτίθενται στο πυρίτιο.‑επιφάνειες πλακιδίων.
Ατομικός‑Η προσρόφηση τύπου ιξώδους παρουσιάζει την ισχυρότερη δύναμη σύνδεσης και είναι πιο δύσκολο να εξαλειφθεί.‑Άτομα μετάλλων όπως ο χρυσός και η πλατίνα αντιδρούν ελάχιστα με συνηθισμένα οξέα και αλκάλια. Επομένως, απαιτούνται ειδικά αντιδραστήρια όπως το βασιλικό νερό για να σχηματίσουν διαλυτά σύμπλοκα. Τα συμπλεγμένα μεταλλικά είδη στη συνέχεια απομακρύνονται με υψηλή περιεκτικότητα σε οξέα.‑καθαρότητας απιονισμένου νερού.
1.4 Γενικό Πυρίτιο‑Διαδικασία καθαρισμού πλακιδίων
Όπως αναλύθηκε παραπάνω, η μοριακή‑Οι εναπομείναντες μοριακοί ρύποι μπορούν να καλύψουν ιοντικές‑και ατομική‑ακαθαρσίες τύπου και εμποδίζουν την απομάκρυνσή τους. Συνεπώς, οι μοριακοί ρύποι πρέπει πρώτα να εξαλειφθούν πλήρως κατά τη διάρκεια της πυριτίας‑χημικός καθαρισμός γκοφρετών.
ιωνικός‑και ατομική‑Οι ακαθαρσίες τύπου χημικά απορροφώνται με ισχυρή επιφανειακή συγγένεια. Οι ατομικοί ρύποι υπάρχουν κανονικά σε μικρές ποσότητες και είναι αδρανείς ως προς τα κοινά οξέα και αλκάλια. Μπορούν να διαλυθούν μόνο από βασιλικό νερό ή όξινο υδρογόνο.‑διαλύματα υπεροξειδίου. Το βασιλικό νερό και το όξινο υπεροξείδιο του υδρογόνου διαλύουν επίσης ιοντικές ακαθαρσίες. Η τυπική ροή εργασίας χρησιμοποιεί οξύ‑αλκαλικά διαλύματα ή αλκαλικό υπεροξείδιο του υδρογόνου για την απομάκρυνση πρώτα των ιοντικών ακαθαρσιών. Οι υπολειμματικοί ιοντικοί ρύποι και οι ατομικές ακαθαρσίες απομακρύνονται στη συνέχεια χρησιμοποιώντας βασιλικό νερό ή όξινο υπεροξείδιο του υδρογόνου. Ένα τελικό ξέβγαλμα με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό‑Η καθαρότητα του απιονισμένου νερού ολοκληρώνει τη διαδικασία.
Συνοπτικά, το γενικό πυρίτιο‑Η σειρά καθαρισμού των πλακιδίων είναι: Απολίπανση→Αφαίρεση ιόντων→Ατομικός‑απομάκρυνση ακαθαρσιών→Απιονισμένο‑ξέπλυμα με νερό.
Οι πλακέτες πυριτίου πρέπει να υποβάλλονται σε χημικό καθαρισμό πριν από κάθε πείραμα. Παρ' όλα αυτά, οι συνθήκες της επιφάνειας διαφέρουν από δοκιμή σε δοκιμή. Συνεπώς, τα χημικά καθαρισμού και οι στόχοι προτεραιότητας ποικίλλουν ανάλογα. Οι πρακτικές ροές εργασίας καθαρισμού είναι ευέλικτες. Οι συγκεκριμένες μέθοδοι και τα βήματα θα καθορίζονται σε κάθε περίπτωση.‑by‑ανάλογα με την περίπτωση, ανάλογα με τον πραγματικό καθαρισμό‑απαιτήσεις εφέ.
1.5 Καθαρισμός για κοινά μέταλλα και σκεύη
Τα μεταλλικά υλικά και τα εργαστηριακά εργαλεία αποτελούν σημαντικές πηγές πυριτίου.‑μόλυνση από γκοφρέτες. Ο σχολαστικός καθαρισμός των μετάλλων και των σκευών είναι υποχρεωτικός για να διασφαλιστεί η‑καθαριότητα επιφανειών. Η γενική αρχή καθαρισμού για μέταλλα και σκεύη είναι: πρώτα αφαιρέστε τους λιπαρούς ρύπους, εκτελέστε χάραξη ή πλύσιμο με οξέα, αλκάλια, διαλύματα πλύσης ή βασιλικό νερό και ολοκληρώστε με σχολαστικό ξέπλυμα με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό.‑καθαρότητας απιονισμένου νερού.
2 Γνώσεις για την ασφάλεια
Τα πειράματα χρησιμοποιούν συχνά ποικίλες χημικές ουσίες και αέρια, συμπεριλαμβανομένων εύφλεκτων, εκρηκτικών, τοξικών και διαβρωτικών οξέων.‑αλκαλικές ουσίες. Ο ακατάλληλος χειρισμός μπορεί να προκαλέσει ατυχήματα. Θα πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στα προληπτικά μέτρα. Σε περίπτωση ατυχήματος, διατηρήστε την ψυχραιμία σας και εφαρμόστε άμεσα τις κατάλληλες διορθωτικές ενέργειες.
2.1 Ασφαλής Χειρισμός Οργανικών Διαλυτών
Συνήθεις οργανικοί διαλύτες περιλαμβάνουν τολουόλιο, ακετόνη, αιθανόλη, μεθυλαιθυλοκετόνη, τριχλωροαιθυλένιο και τετραχλωράνθρακα. Οι περισσότεροι οργανικοί διαλύτες είναι εύφλεκτοι και αναφλέγονται υπό υψηλές θερμοκρασίες.‑σε συνθήκες θερμοκρασίας ή κοντά σε γυμνή φλόγα. Φυλάξτε τα σε δροσερά μέρη, μακριά από πηγές ανάφλεξης. Μην θερμαίνετε δοχεία διαλυτών απευθείας πάνω σε ηλεκτρικές κουζίνες.‑Η θέρμανση του μπάνιου προτιμάται όταν είναι απαραίτητη η θέρμανση. Σε περίπτωση πυρκαγιάς, σβήστε τις φλόγες με υγρό πανί, λεπτή άμμο, άνθρακα‑πυροσβεστήρες διοξειδίου, άνθρακα‑πυροσβεστήρες τετραχλωριδίου ή πυροσβεστήρες αφρού. Ποτέ μην χρησιμοποιείτε νερό ή νερό‑με βάση το οξύ‑αλκαλικά πυροσβεστικά μέσα.
Οι οργανικοί διαλύτες είναι πτητικοί και έχουν ποικίλους βαθμούς τοξικότητας. Όλες οι εργασίες πρέπει να εκτελούνται εντός απαγωγών με επαρκή αερισμό.
2.2 Ασφαλής Χειρισμός Οξέων και Αλκαλίων
Τα πειράματα χρησιμοποιούν ισχυρές‑όξινα διαλύματα όπως θειικό οξύ, νιτρικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ, υδροφθορικό οξύ και βασιλικό νερό, καθώς και ισχυρά‑αλκαλικά διαλύματα, συμπεριλαμβανομένου του υδροξειδίου του νατρίου και του υδροξειδίου του καλίου. Αυτές οι ουσίες είναι εξαιρετικά διαβρωτικές για το ανθρώπινο δέρμα και τα ρούχα, απαιτώντας προσεκτικό έλεγχο της λειτουργικής ασφάλειας.
Εγκαταστήστε αποτελεσματικά συστήματα εξαερισμού και εξάτμισης σε περιοχές όπου ενδέχεται να συσσωρευτούν όξινοι ή αλκαλικοί ατμοί.
Οι χειριστές πρέπει να φορούν κατάλληλο προστατευτικό εξοπλισμό, όπως γάντια από καουτσούκ και αναπνευστήρες.
Ποτέ μην αναρροφάτε όξινα ή αλκαλικά διαλύματα από το στόμα με πιπέτα. Χρησιμοποιήστε πιπέτες με λαστιχένιες φούσκες.
Να είστε προσεκτικοί κατά τη μεταφορά για να αποφύγετε την ανατροπή ή το σπάσιμο της φιάλης. Στρέψτε τα ανοίγματα των μπουκαλιών μακριά από το προσωπικό κατά το άνοιγμα των δοχείων.
Προσθέτετε πάντα αργά το θειικό οξύ στο νερό για αραίωση. Ποτέ μην ρίχνετε νερό σε πυκνό θειικό οξύ.
Πριν από την εξουδετέρωση, αραιώστε τα πυκνά οξέα ή αλκάλια με νερό και στη συνέχεια πραγματοποιήστε εξουδετέρωση χρησιμοποιώντας τα αντίστοιχα αλκαλικά ή όξινα διαλύματα.
Τα άδεια δοχεία που προηγουμένως περιείχαν συμπυκνωμένα οξέα ή αλκάλια πρέπει να αποστραγγίζονται πλήρως, να ξεπλένονται επανειλημμένα με νερό και στη συνέχεια να υποβάλλονται σε συνήθεις διαδικασίες καθαρισμού.
Σε περίπτωση οξέος‑Σε περίπτωση αλκαλικών εγκαυμάτων, ξεπλύνετε αμέσως τον προσβεβλημένο ιστό με άφθονο τρεχούμενο νερό. Εάν πιτσιλίσματα εισέλθουν στα μάτια, ξεπλύνετε γρήγορα τα μάτια με μεγάλες ποσότητες νερού βρύσης. Ζητήστε άμεση ιατρική περίθαλψη μετά το ξέπλυμα, ανεξάρτητα από τη σοβαρότητα του εγκαύματος ή την έκθεση των ματιών.
2.3 Ασφαλής Χειρισμός Αερίων
Τα πειραματικά αέρια παρέχονται μέσω υψηλής‑φιάλες πίεσης ή αγωγούς αερίου. Η ανάμειξη ορισμένων αερίων μπορεί να προκαλέσει καύση ή έκρηξη.
Οι κύλινδροι αερίου είναι έγχρωμοι‑κωδικοποιημένα και επισημασμένα για την αναγνώριση των περιεχόμενων αερίων. Οι κύλινδροι διατηρούν αέριο σε υψηλή πίεση. Οι νεογεμισμένοι κύλινδροι φτάνουν περίπου τους 150 kg/cm²Ισχύουν ειδικές προφυλάξεις ασφαλείας κατά την αποθήκευση και τη χρήση.
Αποφύγετε την άμεση έκθεση στο ηλιακό φως για τις φιάλες αερίου το καλοκαίρι. Κρατήστε τα εύφλεκτα υλικά και τις πηγές ανάφλεξης μακριά από τη φιάλη.‑ζώνες αποθήκευσης.
Αποθηκεύστε τα ζεύγη αερίων που αντιδρούν εύφλεκτα ή εκρηκτικά κατά την επαφή (π.χ. φιάλες υδρογόνου και οξυγόνου) σε ξεχωριστά, απομονωμένα δωμάτια για την αποφυγή ατυχημάτων που προκαλούνται από διαρροή αερίου.
Μην εξαντλείτε πλήρως το αέριο του κυλίνδρου. Διατηρήστε μια ορισμένη υπολειπόμενη πίεση στο εσωτερικό των κυλίνδρων.
Αποτρέψτε τη μόλυνση από γράσο στις βαλβίδες κυλίνδρων και τα κλειδιά.
Όταν χρησιμοποιείτε υδρογόνο, καθαρίστε τον εξοπλισμό με αδρανές αέριο, επιθεωρήστε ολόκληρο το σύστημα για διαρροές και εγκαταστήστε αναστολείς ανάφλεξης.
2.4 Ασφαλής Χειρισμός Τοξικών Ουσιών
Αποτρέψτε τις δηλητηριάσεις κατά την εργασία με τοξικά χημικά αντιδραστήρια και ενώσεις σε πειράματα. Οι βασικές αρχές ασφαλείας έχουν ως εξής:
Διεξάγετε εργασίες εντός απαγωγών. Επεξεργαστείτε τα υπολείμματα αποβλήτων και τα υγρά απόβλητα πριν τα απορρίψετε σε καθορισμένες ασφαλείς τοποθεσίες.
Να φοράτε αναπνευστήρες και προστατευτικά γάντια. Αποφύγετε την επαφή με το δέρμα και την κατάποση τοξικών υλικών με κάθε κόστος.
Ξεπλύνετε καλά τα γάντια με νερό πριν τα αφαιρέσετε μετά την ολοκλήρωση των πειραμάτων.
Ώρα δημοσίευσης: 30 Ιουλίου 2026