U poluvodiču‑U eksperimentima s uređajima, kemijsko čišćenje odnosi se na uklanjanje raznih štetnih nečistoća ili uljnih onečišćujućih tvari adsorbiranih na površinama poluvodiča, metalnih materijala i laboratorijskog pribora. Čišćenje koristi kemijske reagense i organska otapala za pokretanje kemijskih reakcija i učinaka otapanja s nečistoćama i uljnim onečišćujućim tvarima 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 visokotlačnog sredstva za čišćenje.‑čistoća vruća‑i‑hladna deionizirana voda za dobivanje čistih površina.
1.1 Važnost kemijskog čišćenja
Kemijsko čišćenje je potrebno za svaki eksperiment u procesnom ispitivanju. Kvaliteta kemijskog čišćenja ima kritičan utjecaj na eksperimentalne rezultate. Nepravilno čišćenje može dovesti do neuspjelih ili loših‑kvalitetni eksperimentalni rezultati. Stoga je razumijevanje funkcija i principa kemijskog čišćenja ključno za uspješne procesne eksperimente.
Kao što je dobro poznato, jedno od ključnih svojstava poluvodiča je njihova visoka osjetljivost na nečistoće. Čak i tragovi nečistoća na dijelovima‑po‑milijunska razina može promijeniti fizička svojstva poluvodiča. Ovo se svojstvo koristi za izradu poluvodičkih uređaja s različitim funkcijama putem dopiranja. Ipak, isto to svojstvo stvara izazove za poluvodiče‑eksperimenti s uređajima. Kemijski reagensi, alati za obradu i voda za čišćenje mogu djelovati kao izvori štetne kontaminacije nečistoćama. Čak će i netaknute poluvodičke pločice pretrpjeti primjetnu kontaminaciju nečistoćama nakon duljeg izlaganja okolnom zraku. Kemijsko čišćenje uklanja štetnu kontaminaciju nečistoćama i održava silicij čistim.‑površine pločica.
1.2 Opseg kemijskog čišćenja
Kemijsko čišćenje uglavnom obuhvaća 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, krom za krom‑izrada maski);
Čišćenje alata i posuda (npr. metalne pincete, kvarcne cijevi, staklene posude, grafitni kalupi, plastični i gumeni proizvodi).
1.3 Vrste onečišćujućih tvari na siliciju‑Površine pločica
(1) Molekularni‑Tip Adsorpcija nečistoća
Tipična molekularna‑tvore onečišćujuće tvari adsorbirane na silicij‑Površine pločica uključuju prirodne ili sintetičke masti, smole i ulja. Nečistoće unesene tijekom rezanja, brušenja i poliranja podloge uglavnom spadaju u ovu kategoriju. Ostali izvori uključuju otiske prstiju, ostatke fotorezista i ostatke organskih tvari‑naslage otapala.
Molekularni‑Nečistoće ovog tipa uglavnom se fizički adsorbiraju i vežu za silicij‑površine pločica elektrostatskim privlačenjem. Molekule masti, smola i ulja općenito nisu‑polarni. Veza nastaje privlačnošću 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 nestaju s povećanjem međumolekularne udaljenosti. Učinkoviti raspon interakcije je približno 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), usporedivo s molekularnim promjerima. Stoga molekularni‑Nečistoće ovog tipa mogu se relativno lako ukloniti.
Druga važna karakteristika je da većina molekularnih‑vrste zagađivača su voda‑netopljivi organski spojevi. Njihova adsorpcija čini silicij‑površine pločica su hidrofobne, što sprječava učinkovit kontakt između deionizirane vode/kiseline‑lužnatih otopina i površina pločica. To sprječava interakciju reagensa s površinskim česticama i inhibira učinkovito kemijsko čišćenje.
(2) Jonski‑Tip Adsorpcija nečistoća
Zajednički ion‑tvore nečistoće adsorbirane na siliciju‑površine pločica uključuju K⁺, Na⁺, Kalifornija²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, Ohio⁻, Ž⁻, Cl⁻, S²⁻, Kolorado₃²⁻i tako dalje. Ove nečistoće potječu iz različitih izvora: okolnog zraka, pribora i opreme, kemijskih sredstava, niskih‑čistoća deionizirane vode, vode iz slavine, izdahnutog zraka i znoja operatera.
Jonski‑Tip adsorpcije uglavnom pripada kemisorpciji. Ioni nečistoća vežu se na površine pločica kemijskim putem‑sile veza. Ravnotežne udaljenosti između iona nečistoća i površinskih atoma su izuzetno kratke, tako da se adsorbirani ioni mogu smatrati dijelom silicijeve rešetke. Kemisorbirane ionske nečistoće mogu djelovati kao centri hvatanja: neki vežu slobodne elektrone rešetke i služe kao akceptori; drugi hvataju slobodne šupljine i funkcioniraju kao donori. Zbog jakih sila kemisorpcije, uklanjanje ionskih nečistoća je daleko teže od uklanjanja molekularnih onečišćenja.
(3) Atomski‑Tip Adsorpcija nečistoća
Atomski‑Površinski kontaminanti su prvenstveno metalni atomi poput zlata, srebra, bakra, željeza i nikla. Ovi metalni atomi obično nastaju reakcijama redukcijskog istiskivanja u kiselim sredstvima za jetkanje, taložeći se na silicij‑površine pločica.
Atomski‑adsorpcija tipa pokazuje najjaču silu vezanja i najteže ju je ukloniti. Teški‑Atomi metala poput zlata i platine jedva reagiraju s običnim kiselinama i lužinama. Stoga su potrebni posebni reagensi poput carske vode za stvaranje topljivih kompleksa. Kompleksirane metalne vrste se potom ispiru visokim‑čistoća deionizirane vode.
1.4 Opći silicij‑Postupak čišćenja pločice
Kao što je gore analizirano, molekularni‑Nečistoće ovog tipa relativno je lako ukloniti. Preostali molekularni onečišćivači mogu maskirati ionske‑i atomski‑nečistoće tipa i ometaju njihovo uklanjanje. Sukladno tome, molekularni onečišćivači moraju se prvo potpuno ukloniti tijekom silicija‑kemijsko čišćenje pločica.
Jonski‑i atomski‑Nečistoće ovog tipa kemijski se adsorbiraju s jakim površinskim afinitetom. Atomski onečišćujući materijali obično su prisutni u malim količinama i inertni su prema uobičajenim kiselinama i lužinama; mogu se otopiti samo carskom vodom ili kiselim vodikom.‑otopine vodikovog peroksida. Carska voda i kiseli vodikov peroksid također otapaju ionske nečistoće. Standardni tijek rada koristi kiselinu‑lužnatim otopinama ili alkalnim vodikovim peroksidom prvo se uklanjaju ionske nečistoće. Preostali ionski onečišćujući materijali i atomske nečistoće zatim se uklanjaju pomoću carske vode ili kiselog vodikovog peroksida. Završno ispiranje s visokom‑Čista deionizirana voda dovršava postupak.
Ukratko, opći silicij‑Redoslijed čišćenja pločice je: Odmašćivanje→Uklanjanje iona→Atomski‑uklanjanje nečistoća→Deionizirano‑ispiranje vodom.
Silicijske pločice moraju se kemijski očistiti prije svakog eksperimenta. Ipak, uvjeti površine razlikuju se od pokusa do pokusa. Kemikalije za čišćenje i prioritetni ciljevi stoga se razlikuju u skladu s tim. Praktični tijekovi čišćenja su fleksibilni. Konkretne metode i koraci odredit će se za svaki slučaj.‑by‑ovisno o slučaju, ovisno o stvarnom čišćenju‑zahtjevi za efekte.
1.5 Tretman čišćenja za obične metale i pribor
Metalni materijali i laboratorijski alati glavni su izvori silicija‑kontaminacija pločica. Temeljito čišćenje metala i pribora obavezno je kako bi se jamčilo‑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 kemikalije i plinovi, uključujući zapaljive, eksplozivne, otrovne i korozivne kiseline.‑alkalne tvari. Nepravilno rukovanje može izazvati nesreće. Preventivne mjere trebaju biti prioritet. U slučaju nesreće, ostanite mirni i odmah provedite odgovarajuće korektivne mjere.
2.1 Sigurno rukovanje organskim otapalima
Uobičajena organska otapala uključuju toluen, aceton, etanol, metil etil keton, trikloretilen i ugljikov tetraklorid. Većina organskih otapala je zapaljiva i pali se pod visokim temperaturama.‑temperaturnim uvjetima ili u blizini otvorenog plamena. Čuvajte ih na hladnim mjestima, dalje od izvora paljenja. Ne zagrijavajte spremnike s otapalima izravno na električnim štednjacima; voda‑Grijanje kupke je poželjno kada je grijanje potrebno. U slučaju požara, ugasite plamen vlažnom krpom, finim pijeskom, ugljenom‑aparati za gašenje dioksidom, ugljik‑aparati za gašenje požara s tetrakloridom ili pjenom. Nikada ne koristite vodu ili vodu‑na bazi kiseline‑alkalna sredstva za gašenje.
Organska otapala su hlapljiva i posjeduju različite stupnjeve toksičnosti. Sve se operacije moraju izvoditi unutar digestora s odgovarajućom ventilacijom.
2.2 Sigurno rukovanje kiselinama i lužinama
Eksperimenti koriste snažne‑kisele otopine poput sumporne kiseline, dušične kiseline, klorovodične kiseline, fluorovodične kiseline i carske vode, kao i jake‑lužnate 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 pare kiselina ili lužina ugradite učinkovite ventilacijske i ispušne sustave.
Operateri moraju nositi odgovarajuću zaštitnu opremu kao što su gumene rukavice i respiratori.
Nikada ne pipetirajte kisele ili lužnate otopine ustima; koristite pipete s gumenim kuglicama.
Budite oprezni tijekom transporta kako biste spriječili prevrtanje ili lomljenje boce. Prilikom otvaranja spremnika usmjerite otvore boca dalje od osoblja.
Uvijek polako dodajte sumpornu kiselinu u vodu radi razrjeđivanja. Nikada ne ulijevajte vodu u koncentriranu sumpornu kiselinu.
Prije neutralizacije, koncentrirane kiseline ili lužine razrijedite vodom, a zatim provedite neutralizaciju odgovarajućim lužnatim ili kiselim otopinama.
Prazne posude u kojima su se prethodno nalazile koncentrirane kiseline ili lužine moraju se potpuno isprazniti, više puta isprati vodom, a zatim podvrgnuti rutinskim postupcima čišćenja.
U slučaju kiseline‑U slučaju opeklina od lužina, odmah isperite zahvaćeno tkivo s puno tekuće vode. Ako prskanje dospije u oči, brzo isperite oči s velikim količinama vode iz slavine. Nakon ispiranja odmah potražite liječničku pomoć, bez obzira na težinu opekline ili izlaganje oka.
2.3 Sigurno rukovanje plinovima
Eksperimentalni plinovi se dovode putem visokog‑tlačne boce ili plinovodi. Miješanje određenih plinova može rezultirati izgaranjem ili eksplozijom.
Plinske boce su u boji‑kodirani i označeni za identifikaciju sadržanih plinova. Boce drže plin pod visokim tlakom; novo napunjene boce dosežu otprilike 150 kg/cm²Tijekom skladištenja i upotrebe primjenjuju se posebne sigurnosne mjere.
Izbjegavajte izlaganje plinskih boca izravnoj sunčevoj svjetlosti ljeti. Držite zapaljive materijale i izvore paljenja dalje od boce.‑skladišne zone.
Plinske parove koji pri kontaktu reagiraju zapaljivo ili eksplozivno (npr. boce s vodikom i kisikom) skladištite u odvojenim izoliranim prostorijama kako biste spriječili nesreće uzrokovane curenjem plina.
Ne ispuštajte plin iz boce u potpunosti; zadržite određeni preostali tlak unutar boca.
Spriječite kontaminaciju ventila i ključeva boca mašću.
Prilikom korištenja vodika, ispustite zrak iz opreme inertnim plinom, pregledajte cijeli sustav na propuštanje i ugradite odvodnike povratnog plamena.
2.4 Sigurno rukovanje otrovnim tvarima
Spriječite trovanje pri radu s otrovnim kemijskim reagensima i spojevima u eksperimentima. Osnovna sigurnosna načela su sljedeća:
Obavljajte radove unutar digestora. Obradite ostatke otpada i otpadne tekućine prije odlaganja na određena sigurna mjesta.
Nosite respiratore i zaštitne rukavice. Pod svaku cijenu izbjegavajte kontakt s kožom i oralno gutanje otrovnih materijala.
Temeljito isperite rukavice vodom prije nego što ih skinete nakon završetka pokusa.
Vrijeme objave: 30. srpnja 2026.