Puolijohteessa-Laitteiden prosessikokeissa kemiallinen puhdistus tarkoittaa puolijohteiden, metallisten materiaalien ja laboratoriovälineiden pinnoille adsorboituneiden erilaisten haitallisten epäpuhtauksien tai öljykontaminaattien poistamista. Puhdistuksessa käytetään kemiallisia reagensseja ja orgaanisia liuottimia kemiallisten reaktioiden ja liukenemisvaikutusten laukaisemiseksi työkappaleiden pinnoille adsorboituneissa epäpuhtauksissa ja öljykontaminaateissa. Myös fysikaalisia toimenpiteitä, kuten ultraäänikäsittelyä, lämmitystä ja tyhjiöpumppausta, voidaan käyttää epäpuhtauksien poistamiseen työkappaleiden pinnoilta. Työkappaleet huuhdellaan sitten suurilla määrillä korkean lämpötilan vesimäärää.-puhtaus kuuma-ja-kylmää deionisoitua vettä pintojen puhdistamiseksi.
1.1 Kemiallisen puhdistuksen merkitys
Kemiallinen puhdistus on tarpeen jokaisessa prosessitestauksen kokeessa. Kemiallisen puhdistuksen laadulla on ratkaiseva vaikutus kokeellisiin tuloksiin. Väärin tehty puhdistus voi johtaa epäonnistuneisiin tai huonoihin tuloksiin.-laadukkaita kokeellisia tuloksia. Siksi kemiallisen puhdistuksen toimintojen ja periaatteiden ymmärtäminen on olennaista onnistuneiden prosessikokeiden kannalta.
Kuten hyvin tiedetään, yksi puolijohteiden keskeisistä ominaisuuksista on niiden korkea herkkyys epäpuhtauksille. Jopa pienet epäpuhtaudet osissa-per-miljoonataso voi muuttaa puolijohteiden fysikaalisia ominaisuuksia. Tätä ominaisuutta hyödynnetään puolijohdelaitteiden valmistuksessa erilaisilla toiminnoilla dopingin avulla. Sama ominaisuus luo kuitenkin haasteita puolijohdeteollisuudelle-laiteprosessien kokeita. Kemialliset reagenssit, prosessointityökalut ja puhdistusvesi voivat kaikki toimia haitallisen epäpuhtauskontaminaation lähteinä. Jopa virheettömiin puolijohdekiekkoihin kertyy huomattavaa epäpuhtauskontaminaatiota pitkäaikaisen altistumisen jälkeen ympäröivälle ilmalle. Kemiallinen puhdistus poistaa haitallisen epäpuhtauskontaminaation ja pitää piin puhtaana.-kiekkojen pinnat.
1.2 Kemiallisen puhdistuksen laajuus
Kemiallinen puhdistus kattaa pääasiassa kolme luokkaa:
Silikonin puhdistus-kiekkojen pinnat;
Metallimateriaalien puhdistus (esim. volframilangat haihdutuselektrodeissa, molybdeenilevyt haihdutusalustoissa, alumiiniseokset haihdutuslähteissä, kromi kromilevyissä)-maskin valmistus);
Työkalujen ja astioiden puhdistus (esim. metalliset pinsetit, kvartsiputket, lasiastiat, grafiittimuotit, muovi- ja kumituotteet).
1.3 Piin epäpuhtauksien tyypit-kiekkopinnat
(1) Molekyyli-Tyyppi Epäpuhtaus Adsorptio
Tyypillinen molekyyli-muodostavat piihin adsorboituneet epäpuhtaudet-kiekkojen pinnat sisältävät luonnollisia tai synteettisiä rasvoja, hartseja ja öljyjä. Substraatin leikkauksen, hiomisen ja kiillotuksen aikana syntyvät epäpuhtaudet kuuluvat enimmäkseen tähän luokkaan. Muita lähteitä ovat sormenjäljet, fotoresistijäämät ja orgaanisen aineen jäämät.-liuotinkerrostumia.
Molekyyli-tyyppiset epäpuhtaudet ovat enimmäkseen fyysisesti adsorboituneet ja sitoutuneet piihin-kiekkojen pinnat sähköstaattisen vetovoiman vaikutuksesta. Rasvojen, hartsien ja öljyjen molekyylit eivät yleensä ole-polaarinen. Sidos syntyy neutraalien epäpuhtausmolekyylien ja pinnan piiatomien tyydyttämättömien jäännösvoimien välisestä vetovoimasta. Tämä vuorovaikutus vastaa van der Waalsin voimia molekyylikiteiden molekyylien välillä. Tällaiset vetovoimat ovat suhteellisen heikkoja ja heikkenevät nopeasti molekyylien välisen etäisyyden kasvaessa. Tehokas vuorovaikutusalue on noin 2-3×10⁻⁸cm (2-3 Å), verrattavissa molekyylien halkaisijoihin. Tästä johtuen molekyyli-tyyppiset epäpuhtaudet voidaan poistaa suhteellisen helposti.
Toinen tärkeä ominaisuus on, että useimmat molekyylit-tyyppisiä epäpuhtauksia ovat vesi-liukenemattomia orgaanisia yhdisteitä. Niiden adsorptio tekee piistä-kiekkojen pinnat hydrofobisia, mikä estää deionisoidun veden / hapon tehokkaan kosketuksen-alkaliliuoksilla ja kiekkojen pinnoilla. Tämä estää reagenssien vuorovaikutuksen pintahiukkasten kanssa ja heikentää tehokasta kemiallista puhdistusta.
(2) Ioninen-Tyyppi Epäpuhtaus Adsorptio
Yhteinen ioni-muodostavat piihin adsorboituneet epäpuhtaudet-kiekkojen pinnat sisältävät K:n⁺, Na⁺, Kalifornia²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, OHIO⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻ja niin edelleen. Nämä epäpuhtaudet ovat peräisin useista eri lähteistä: ulkoilmasta, välineistä ja laitteista, kemikaaleista, matalasta-puhtaus deionisoitu vesi, hanavesi, uloshengitys ja käyttäjän hiki.
Ioninen-adsorptiotyyppi kuuluu suurelta osin kemisorptioon. Epäpuhtaus-ionit sitoutuvat kiekkojen pintoihin kemiallisesti-sidosvoimat. Epäpuhtaus-ionien ja pinta-atomien väliset tasapainoetäisyydet ovat erittäin lyhyitä, joten adsorboituneet ionit voidaan katsoa osaksi piihilaa. Kemisorboituneet ioniepäpuhtaudet voivat toimia piisirun sitojina: jotkut sitovat vapaita hilaelektroneja ja toimivat akseptoreina; toiset vangitsevat vapaita aukkoja ja toimivat donoreina. Voimakkaiden kemisorptiovoimien vuoksi ioniepäpuhtauksien poistaminen on paljon vaikeampaa kuin molekyylikontaminanttien poistaminen.
(3) Atomi-Tyyppi Epäpuhtaus Adsorptio
Atomi-Pintakontaminaatioiden muodostuminen koostuu pääasiassa metalliatomeista, kuten kullasta, hopeasta, kuparista, raudasta ja nikkelistä. Nämä metalliatomit syntyvät yleensä pelkistävissä syrjäytysreaktioissa happamissa syövytysaineissa ja kerrostuvat piin pinnalle.-kiekkojen pinnat.
Atomi-tyyppinen adsorptio sitoutuu voimakkaimmin ja on vaikein poistaa. Raskas-Metalliatomit, kuten kulta ja platina, reagoivat tuskin tavallisten happojen ja emästen kanssa. Siksi liukoisten kompleksien muodostamiseen tarvitaan erityisiä reagensseja, kuten kuningasvettä. Kompleksoituneet metalliset yhdisteet huuhtoutuvat myöhemmin pois korkealla vedellä.-puhtaasta deionisoidusta vedestä.
1.4 Yleinen pii-Kiekkojen puhdistusmenettely
Kuten edellä analysoitiin, molekyylitason-tyyppiset epäpuhtaudet on suhteellisen helppo poistaa. Jäljelle jääneet molekyylikontaminaatit voivat peittää ionisia-ja atomi-tyyppisiä epäpuhtauksia ja estävät niiden poistumisen. Näin ollen molekyyliepäpuhtaudet on ensin poistettava kokonaan piikiekon aikana-kiekkojen kemiallinen puhdistus.
Ioninen-ja atomi-tyyppiset epäpuhtaudet kemisorboituvat voimakkaalla pinta-affiniteetilla. Atomiperäisiä epäpuhtauksia on normaalisti läsnä pieninä määrinä ja ne ovat inerttejä yleisille hapoille ja emäksille; ne voidaan liuottaa vain kuningasvedellä tai happamalla vedyllä.-peroksidiliuoksia. Myös kuningasvesi ja hapan vetyperoksidi liuottavat ionisia epäpuhtauksia. Vakiotyönkulussa käytetään happoa-emäksisiä liuoksia tai emäksistä vetyperoksidia ionisten epäpuhtauksien poistamiseksi ensin. Jäljelle jääneet ioniset epäpuhtaudet ja atomiepäpuhtaudet poistetaan sitten kuningasvedellä tai happamalla vetyperoksidilla. Viimeinen huuhtelu korkealla-Puhdas deionisoitu vesi viimeistelee prosessin.
Yhteenvetona voidaan todeta, että yleinen pii-Kiekkojen puhdistusjärjestys on: Rasvanpoisto→Ionien poisto→Atomi-epäpuhtauksien poisto→Deionisoitu-vesihuuhtelu.
Piikiekot on puhdistettava kemiallisesti ennen jokaista koetta. Pintaolosuhteet vaihtelevat kuitenkin ajosta toiseen. Puhdistuskemikaalit ja prioriteettikohteet vaihtelevat siksi vastaavasti. Käytännön puhdistustyönkulut ovat joustavia. Konkreettiset menetelmät ja vaiheet määritetään tapauskohtaisesti.-by-tapauskohtaisesti todellisen siivouksen mukaan-vaikutusvaatimukset.
1.5 Yleisten metallien ja keittiövälineiden puhdistuskäsittely
Metalliset materiaalit ja laboratoriotyökalut ovat tärkeimpiä piin lähteitä-kiekkojen kontaminaatio. Metallien ja välineiden perusteellinen puhdistus on välttämätöntä kiekkojen turvallisuuden takaamiseksi.-pinnan puhtaus. Metallien ja työvälineiden yleinen puhdistusperiaate on: poista ensin rasvaiset epäpuhtaudet; suorita syövytys tai pesu hapoilla, emäksillä, pesuliuoksilla tai kuningasvedellä; ja lopuksi huuhtele perusteellisesti korkealla vedellä.-puhtaasta deionisoidusta vedestä.
2 Turvallisuustietoa
Kokeissa käytetään usein erilaisia kemikaaleja ja kaasuja, mukaan lukien syttyviä, räjähtäviä, myrkyllisiä ja syövyttäviä happoja-emäksisiä aineita. Väärinkäsitellyt toimenpiteet voivat aiheuttaa onnettomuuksia. Ennaltaehkäisevät toimenpiteet on asetettava etusijalle. Jos onnettomuus tapahtuu, pysy rauhallisena ja ryhdy viipymättä asianmukaisiin korjaaviin toimenpiteisiin.
2.1 Orgaanisten liuottimien turvallinen käsittely
Yleisiä orgaanisia liuottimia ovat tolueeni, asetoni, etanoli, metyylietyyliketoni, trikloorietyleeni ja hiilitetrakloridi. Useimmat orgaaniset liuottimet ovat syttyviä ja syttyvät korkeissa lämpötiloissa.-lämpötilaolosuhteissa tai avotulen lähellä. Säilytä niitä viileässä paikassa, poissa sytytyslähteistä. Älä lämmitä liuotinsäiliöitä suoraan sähköliedellä; vesiliedellä-Kylpyammeen lämmitystä suositellaan, kun lämmitys on tarpeen. Tulipalon sattuessa sammuta liekit kostealla liinalla, hienolla hiekalla, hiiliharkolla tai muulla vastaavalla.-hiilidioksidisammuttimet-tetrakloridisammuttimia tai vaahtosammuttimia. Älä koskaan käytä vettä tai vesisuihkua.-happopohjainen-alkalisammutusaineet.
Orgaaniset liuottimet ovat haihtuvia ja niiden myrkyllisyysaste vaihtelee. Kaikki toimenpiteet on suoritettava vetokaapissa, jossa on riittävä ilmanvaihto.
2.2 Happojen ja emästen turvallinen käsittely
Kokeissa hyödynnetään vahvoja-happoliuokset, kuten rikkihappo, typpihappo, suolahappo, fluorivetyhappo ja kuningasvesi, sekä vahvat-emäksiset liuokset, mukaan lukien natriumhydroksidi ja kaliumhydroksidi. Nämä aineet ovat erittäin syövyttäviä ihmisen iholle ja vaatteille, ja ne vaativat huolellista käyttöturvallisuuden valvontaa.
Asenna tehokkaat ilmanvaihto- ja poistojärjestelmät tiloihin, joihin voi kertyä happo- tai emäshöyryjä.
Käyttäjän on käytettävä asianmukaisia suojavarusteita, kuten kumikäsineitä ja hengityssuojaimia.
Älä koskaan pipetoi happo- tai emäsliuoksia suulla; käytä pipettejä, joissa on kumitulpat.
Noudata varovaisuutta kuljetuksen aikana estääksesi pullojen kaatumisen tai rikkoutumisen. Suuntaa pullon suut poispäin henkilöistä avatessasi säiliöitä.
Lisää rikkihappo aina hitaasti veteen laimennuksen aikana. Älä koskaan kaada vettä väkevään rikkihappoon.
Ennen neutralointia laimenna väkevät hapot tai emäkset vedellä ja suorita sitten neutralointi vastaavilla emäs- tai happoliuoksilla.
Tyhjät astiat, joissa aiemmin on ollut väkeviä happoja tai emäksiä, on tyhjennettävä kokonaan, huuhdeltava toistuvasti vedellä ja sen jälkeen puhdistettava rutiininomaisesti.
Hapon sattuessa-Jos palovammoja on emäksisiä, huuhtele vaurioitunut kudos välittömästi runsaalla juoksevalla vedellä. Jos roiskeita joutuu silmiin, huuhtele silmät nopeasti runsaalla määrällä vesijohtovettä. Hakeudu välittömästi lääkärin hoitoon huuhtelun jälkeen palovamman vakavuudesta tai silmien altistumisesta riippumatta.
2.3 Kaasujen turvallinen käsittely
Kokeelliset kaasut syötetään korkean-painepulloja tai kaasuputkia. Tiettyjen kaasujen sekoittaminen voi aiheuttaa palamisen tai räjähdyksen.
Kaasupullot ovat värillisiä-koodattu ja merkitty sisältämien kaasujen tunnistamiseksi. Säiliöt pitävät kaasua korkeassa paineessa; vastatäytetyt sylinterit saavuttavat noin 150 kg/cm²²Varastoinnin ja käytön aikana sovelletaan erityisiä turvaohjeita.
Vältä kaasupullojen altistamista suoralle auringonvalolle kesällä. Pidä syttyvät materiaalit ja sytytyslähteet poissa pullosta.-säilytysvyöhykkeet.
Säilytä kaasuparit, jotka reagoivat palavasti tai räjähdysherkästi kosketuksessa keskenään (esim. vety- ja happipullot), erillisissä, eristettyissä tiloissa kaasuvuotojen aiheuttamien onnettomuuksien välttämiseksi.
Älä tyhjennä sylinterikaasua kokonaan; pidä sylinterien sisällä tietty jäännöspaine.
Estä rasvan joutuminen sylinterien venttiileihin ja avaimiin.
Vetyä käytettäessä laitteet on tyhjennettävä ilmasta inertillä kaasulla, koko järjestelmä on tarkastettava vuotojen varalta ja on asennettava takaiskusuojat.
2.4 Myrkyllisten aineiden turvallinen käsittely
Estä myrkytys työskennellessäsi myrkyllisten kemiallisten reagenssien ja yhdisteiden kanssa kokeissa. Keskeiset turvallisuusperiaatteet ovat seuraavat:
Suorita toimintoja vetokaappien sisällä. Käsittele jätejäämät ja nestemäiset jätteet ennen niiden hävittämistä nimettyihin turvallisiin paikkoihin.
Käytä hengityssuojaimia ja suojakäsineitä. Vältä myrkyllisten aineiden joutumista iholle ja nielemistä ehdottomasti.
Huuhtele käsineet huolellisesti vedellä ennen niiden riisumista kokeiden päätyttyä.
Julkaisuaika: 30.7.2026