Í hálfleiðurum‑Í tilraunum með tækjaferla vísar efnahreinsun til þess að fjarlægja ýmis skaðleg óhreinindi eða olíumengandi efni sem hafa sogast á yfirborð hálfleiðara, málmefna og rannsóknarstofuáhalda. Við hreinsun eru notuð efnafræðileg hvarfefni og lífræn leysiefni til að koma af stað efnahvörfum og upplausnaráhrifum með óhreinindum og olíumengandi efni sem hafa sogast á yfirborð vinnustykkisins. Einnig er hægt að beita eðlisfræðilegum aðgerðum eins og ómskoðun, upphitun og lofttæmingu til að fjarlægja óhreinindi af yfirborði vinnustykkisins. Vinnustykkin eru síðan skoluð með miklu magni af háum hita.‑hreinleiki heitur‑og‑kalt afjónað vatn til að fá hrein yfirborð.
1.1 Mikilvægi efnahreinsunar
Efnahreinsun er nauðsynleg fyrir allar tilraunir í ferlisprófunum. Gæði efnahreinsunarinnar hafa mikil áhrif á tilraunaniðurstöður. Óviðeigandi hreinsun getur leitt til misheppnaðra eða lélegra prófana.‑gæði tilraunaniðurstaðna. Þess vegna er skilningur á virkni og meginreglum efnahreinsunar nauðsynlegur fyrir árangursríkar tilraunir.
Eins og vel þekkt er einn lykileiginleiki hálfleiðara mikil næmi þeirra fyrir óhreinindum. Jafnvel örsmá óhreinindi í hlutunum‑á hverja‑Milljónastig getur breytt eðliseiginleikum hálfleiðara. Þessi eiginleiki er notaður til að framleiða hálfleiðara með fjölbreyttum aðgerðum með því að nota efnisblöndun. Engu að síður skapar þessi sami eiginleiki áskoranir fyrir hálfleiðara.‑Tilraunir með tækjavinnslu. Efnafræðileg hvarfefni, vinnslutæki og hreinsivatn geta öll verið uppspretta skaðlegra óhreininda. Jafnvel óspilltar hálfleiðaraskífur munu þola umtalsverða óhreinindamengun eftir langvarandi útsetningu fyrir umhverfislofti. Efnahreinsun útrýmir skaðlegum óhreinindum og viðheldur hreinu kísilli.‑yfirborð skífa.
1.2 Umfang efnahreinsunar
Efnahreinsun nær aðallega yfir þrjá flokka:
Hreinsun á sílikoni‑yfirborð skífu;
Hreinsun á málmefnum (t.d. wolframþráðum fyrir uppgufunarrafskaut, mólýbdenplötum fyrir uppgufunarstuðning, álblöndum fyrir uppgufunargjafa, króm fyrir króm)‑grímugerð);
Þrif á verkfærum og ílátum (t.d. málmpincettum, kvarsrörum, glerílátum, grafítmótum, plast- og gúmmívörum).
1.3 Tegundir mengunarefna á sílikoni‑Vafrayfirborð
(1) Sameinda‑Tegund Óhreinindi Aðsog
Dæmigert sameindaefni‑mynda mengunarefni sem eru soguð á sílikon‑Yfirborð skífna inniheldur náttúrulegar eða tilbúnar fitur, plastefni og olíur. Óhreinindi sem myndast við skurð, slípun og fægingu undirlagsins falla aðallega undir þennan flokk. Aðrar uppsprettur eru fingraför, leifar af ljósþolnu efni og afgangs lífræn efni.‑leysiefnaútfellingar.
Sameinda‑Óhreinindi af þessari gerð eru að mestu leyti líkamlega aðsoguð og bundin við sílikon‑yfirborð skífna með rafstöðueiginleikum. Sameindir af fitu, plastefnum og olíum eru almennt ekki‑Pólbundin. Tenging myndast við aðdráttarafl milli hlutlausra óhreinindasameinda og óuppfylltra afgangskrafta yfirborðs kísillatóma. Þessi víxlverkun jafngildir van der Waals kröftum milli sameinda í sameindakristöllum. Slíkir aðdráttarkraftar eru tiltölulega veikir og minnka hratt með aukinni fjarlægð milli sameinda. Virkt víxlverkunarsvið er um það bil 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), sambærilegt við sameindaþvermál. Þess vegna sameinda‑Óhreinindi af þessari gerð er hægt að fjarlægja tiltölulega auðveldlega.
Annað helsta einkenni er að flestar sameinda‑mengunarefni eru vatn‑Óleysanleg lífræn efnasambönd. Aðsog þeirra gerir kísill‑Vatnsfælin yfirborð skífunnar, sem hindrar virka snertingu milli afjónaðs vatns / sýru‑basískar lausnir og yfirborð skífna. Þetta kemur í veg fyrir að hvarfefni hafi samskipti við yfirborðsagnir og hindrar virka efnahreinsun.
(2) Jónísk‑Tegund Óhreinindi Aðsog
Algeng jón‑mynda óhreinindi sem eru aðsoguð á sílikon‑yfirborð skífunnar inniheldur K⁺, Na⁺, Kalifornía²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, Óhófsríki⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻og svo framvegis. Þessi óhreinindi koma frá ýmsum aðilum: andrúmslofti, áhöldum og búnaði, efnafræðilegum efnum, lágum‑hreinleika afjónaðs vatns, kranavatns, útöndunarlofts og svita rekstraraðila.
Jónísk‑Tegund aðsogs tilheyrir að mestu leyti efnafræðilegri aðsogsgreiningu. Óhreinindijónir bindast yfirborði skífna með efnafræðilegum hætti.‑Tengikraftar. Jafnvægisfjarlægðir milli óhreinindajóna og yfirborðsatóma eru afar stuttar, þannig að aðsogaðir jónir má líta á sem hluta af kísilgrindinni. Efnafræðilega aðsogaðir jónískir óhreinindi geta virkað sem gildrur: sum binda frjálsar rafeindir í grindinni og þjóna sem viðtakar; önnur fanga frjálsar holur og virka sem gjafar. Vegna sterkra efnafræðilegra aðsogskrafta er mun erfiðara að fjarlægja jónísk óhreinindi en að útrýma sameindamengunarefnum.
(3) Atóm‑Tegund Óhreinindi Aðsog
Atóm‑Yfirborðsmengunarefni eru aðallega málmatóm eins og gull, silfur, kopar, járn og nikkel. Þessi málmatóm myndast venjulega við afoxunartilfærsluviðbrögð í súrum etsefnum og setjast á kísill.‑yfirborð skífa.
Atóm‑Tegund aðsogs sýnir sterkasta bindingarkraftinn og er erfiðast að útrýma. Þung‑Málmfrumnir eins og gull og platína hvarfast varla við venjulegar sýrur og basa. Þess vegna þarf sérstök hvarfefni eins og kóngavatn til að mynda leysanleg fléttur. Fléttuð málmefni eru síðan skoluð burt með miklu magni af‑hreinleika afjónaðs vatn.
1.4 Almennt kísill‑Aðferð til að þrífa vöfflur
Eins og greint er að ofan, sameinda‑Óhreinindi af gerðinni eru tiltölulega auðvelt að fjarlægja. Eftirstandandi sameindamengunarefni geta hulið jónísk efni.‑og atóm‑óhreinindi af gerðinni og hindra fjarlægingu þeirra. Þar af leiðandi verður fyrst að fjarlægja sameindamengunarefni að fullu við sílikonvinnslu.‑efnahreinsun á skífum.
Jónísk‑og atóm‑Óhreinindi af gerðinni eru efnafræðilega sorberuð með sterkri yfirborðsvirkni. Atómmengunarefni eru venjulega til staðar í litlu magni og óvirk gagnvart algengum sýrum og basum; þau geta aðeins leystst upp með konungsvatni eða súru vetni.‑Peroxíðlausnir. Konungsvatn og súrt vetnisperoxíð leysa einnig upp jónísk óhreinindi. Staðlað vinnuflæði notar sýru‑basískar lausnir eða basískt vetnisperoxíð til að fjarlægja jónísk óhreinindi fyrst. Leifar af jónískum mengunarefnum og atómóhreinindum eru síðan fjarlægð með kóngavatni eða súru vetnisperoxíði. Lokaskolun með mikilli‑Hreint afjónað vatn lýkur ferlinu.
Í stuttu máli, almennt sílikon‑Röð hreinsunar á skífum er: Fituhreinsun→Jónafjarlæging→Atóm‑fjarlæging óhreininda→Afjónað‑vatnsskolun.
Kísilþynnur verða að gangast undir efnahreinsun fyrir hverja tilraun. Yfirborðsástand er þó mismunandi eftir tilraunum. Þrifefni og forgangsverkefni eru því mismunandi eftir því. Hagnýt hreinsunarferli eru sveigjanleg. Nákvæmar aðferðir og skref skulu ákvörðuð í hverju tilviki fyrir sig.‑by‑í samræmi við raunverulega þrif‑kröfur um áhrif.
1.5 Hreinsimeðferð fyrir algeng málma og áhöld
Málmefni og rannsóknarstofutæki eru helstu uppsprettur kísils‑Mengun á flöskum. Vandleg hreinsun á málmum og áhöldum er nauðsynleg til að tryggja að flöskurnar‑Hreinlæti yfirborðs. Almennt séð er reglan um þrif á málmum og áhöldum eftirfarandi: Fjarlægið fyrst fitu sem myndast við mengun; etsið eða þvoið með sýrum, basum, þvottalausnum eða kóngavatni; og skolið síðan vandlega með miklu vatni.‑hreinleika afjónaðs vatn.
2 Öryggisþekking
Í tilraunum eru oft notuð fjölbreytt efni og lofttegundir, þar á meðal eldfim, sprengifim, eitruð og ætandi sýra.‑basísk efni. Óviðeigandi meðhöndlun getur valdið slysum. Forgangsraða skal fyrirbyggjandi aðgerðum. Ef slys verður skal halda ró sinni og grípa til viðeigandi leiðréttingaraðgerða tafarlaust.
2.1 Örugg meðhöndlun lífrænna leysiefna
Algeng lífræn leysiefni eru tólúen, aseton, etanól, metýletýlketón, tríklóretýlen og koltetraklóríð. Flest lífræn leysiefni eru eldfim og kveikja í við mikla hita.‑hitastig eða nálægt opnum eldi. Geymið þau á köldum stað fjarri kveikjugjöfum. Hitið ekki leysiefnaílát beint á rafmagnshellur; vatn‑Upphitun baðkars er æskilegri þegar upphitun er nauðsynleg. Ef eldur kemur upp skal slökkva eldinn með rökum klút, fínum sandi, kolefnissírópi‑díoxíðslökkvitæki, kolefnisslökkvitæki‑tetraklóríðslökkvitæki eða froðuslökkvitæki. Notið aldrei vatn eða vatn‑sýru-byggð‑basísk slökkviefni.
Lífræn leysiefni eru rokgjörn og hafa mismunandi eituráhrif. Öllum aðgerðum skal framkvæmt í gufuskápum með fullnægjandi loftræstingu.
2.2 Örugg meðhöndlun sýra og basa
Tilraunir nota sterkar‑sýrulausnir eins og brennisteinssýra, saltpéturssýra, saltsýra, flúorsýra og kóngavatn, sem og sterkar‑basískar lausnir, þar á meðal natríumhýdroxíð og kalíumhýdroxíð. Þessi efni eru mjög ætandi fyrir húð og föt manna og krefjast því nákvæmrar öryggisstjórnunar.
Setjið upp virka loftræstingu og útblásturskerfi á svæðum þar sem sýru- eða basagufur geta safnast fyrir.
Rekstraraðilar skulu nota viðeigandi hlífðarbúnað eins og gúmmíhanska og öndunargrímur.
Notið aldrei pípettur með sýru- eða basískum lausnum í munn; notið pípettur með gúmmíkúlum.
Gætið varúðar við flutning til að koma í veg fyrir að flöskur velti eða brotni. Beinið flöskuopunum frá starfsfólki þegar ílát eru opnuð.
Bætið brennisteinssýru alltaf hægt út í vatnið til þynningar. Hellið aldrei vatni út í þykka brennisteinssýru.
Áður en hlutleysing er framkvæmd skal þynna einbeittar sýrur eða basa með vatni og síðan framkvæma hlutleysingu með samsvarandi basískum eða sýrulausnum.
Tóm ílát sem áður hafa innihaldið sýrur eða basa skal tæma alveg, skola ítrekað með vatni og síðan þrífa þau reglulega.
Ef um sýru er að ræða‑Við bruna af völdum basa, skolið viðkomandi vef strax með miklu rennandi vatni. Ef skvettur komast í augu, skolið þá augun strax með miklu kranavatni. Leitið tafarlaust læknisaðstoðar eftir skolun, óháð alvarleika bruna eða augnsambandi.
2.3 Örugg meðhöndlun lofttegunda
Tilraunagas er veitt með háum‑þrýstihylki eða gasleiðslur. Blöndun ákveðinna lofttegunda getur valdið bruna eða sprengingu.
Gasflöskur eru í lit‑kóðað og merkt til að bera kennsl á lofttegundir sem eru í þeim. Hylki halda gasi við háan þrýsting; nýfylltir hylki ná um það bil 150 kg/cm²Sérstakar öryggisráðstafanir gilda við geymslu og notkun.
Forðist beint sólarljós fyrir gaskúta á sumrin. Haldið eldfimum efnum og kveikjugjöfum frá kútnum.‑geymslusvæði.
Geymið gaspör sem brenna eða sprengjast við snertingu (t.d. vetnis- og súrefnisflöskur) í aðskildum, afmörkuðum rýmum til að koma í veg fyrir slys af völdum gasleka.
Ekki tæma gasið alveg úr strokknum; viðhaldið ákveðnum eftirstandandi þrýstingi inni í strokkunum.
Komið í veg fyrir að fita mengist á strokkalokum og skiptilyklum.
Þegar vetni er notað skal lofthreinsa búnað með óvirku gasi, skoða allt kerfið fyrir leka og setja upp bakslagsvarnara.
2.4 Örugg meðhöndlun eiturefna
Komið í veg fyrir eitrun þegar unnið er með eitruð efnahvörf og efnasambönd í tilraunum. Helstu öryggisreglur eru eftirfarandi:
Framkvæmið starfsemi inni í dragkápum. Meðhöndlið úrgangsleifar og úrgangsvökva áður en þeim er fargað á tilgreindum öruggum stöðum.
Notið öndunargrímur og hlífðarhanska. Forðist snertingu við húð og inntöku eitraðra efna fyrir alla muni.
Skolið hanska vandlega með vatni áður en þeir eru teknir af eftir að tilraunum er lokið.
Birtingartími: 30. júlí 2026