Am Hallefleeder‑Bei Prozessexperimenter mat Apparater bezitt sech chemesch Reinigung op d'Entfernung vu verschiddene schiedleche Verunreinigungen oder Uelegverunreinigungen, déi op den Uewerfläche vu Hallefleeder, metallesche Materialien a Laborgeschir adsorbéiert sinn. D'Reinigung benotzt chemesch Reagenzien an organesch Léisungsmëttel, fir chemesch Reaktiounen an Opléisungseffekter mat Verunreinigungen an Uelegverunreinigungen, déi op den Uewerfläche vum Werkstéck adsorbéiert sinn, auszeléisen. Physikalesch Moossnamen wéi Ultraschallbehandlung, Heizung a Vakuumpompelen kënnen och ugewannt ginn, fir Verunreinigungen vun den Uewerfläche vum Werkstéck ze desorbéieren. D'Wierkstécker ginn dann mat grousse Quantitéiten u Waasser mat héijer Konzentratioun gespullt.‑Rengheet waarm‑an‑kal deioniséiert Waasser fir propper Uewerflächen ze kréien.
1.1 Wichtegkeet vun der chemescher Reinigung
Chemesch Reinigung ass fir all Experiment am Prozesstest noutwendeg. D'Qualitéit vun der chemescher Reinigung huet e kriteschen Afloss op d'Experimentergebnisse. Eng falsch Reinigung kann zu engem feelgeschloenen oder schlechten Test féieren.‑Qualitéitsexperimentell Resultater. Dofir ass d'Verständnis vun de Funktiounen a Prinzipie vun der chemescher Reinigung essentiell fir erfollegräich Prozessexperimenter.
Wéi bekannt ass, ass eng Schlësseleegeschaft vu Hallefleeder hir héich Empfindlechkeet géintiwwer Ongereinheeten. Och Spuere vun Ongereinheeten un den Deeler...‑pro‑Milliounenniveau kann d'physikalesch Eegeschafte vu Hallefleeder änneren. Dës Eegeschaft gëtt benotzt fir Hallefleederkomponenten mat verschiddene Funktiounen iwwer Dotierung ze fabrizéieren. Trotzdem stellt déiselwecht Eegeschaft Erausfuerderunge fir Hallefleeder duer.‑Prozessexperimenter mat Apparater. Chemesch Reagenzien, Veraarbechtungsinstrumenter a Botzwaasser kënnen all als Quelle vu schiedlecher Verunreinigung duerch Ongereinheeten déngen. Och onberéiert Hallefleederwafere leiden no enger längerer Belaaschtung mat der Ëmgéigungsloft un enger merkbarer Verunreinigung duerch Ongereinheeten. Chemesch Reinigung eliminéiert schiedlech Verunreinigung duerch Ongereinheeten a garantéiert e proppert Silizium.‑Waferoberflächen.
1.2 Ëmfang vun der chemescher Reinigung
Chemesch Reinigung ëmfaasst haaptsächlech dräi Kategorien:
Reinigung vu Silikon‑Waferoberflächen;
Botzen vu metallesche Materialien (z.B. Wolframfilamenter fir Verdampfungselektroden, Molybdänplacken fir Verdampfungsträger, Aluminiumlegierungen fir Verdampfungsquellen, Chrom fir Chrom)‑Maskenherstellung);
Botzen vun Tools a Behälter (z.B. Metallpinzetten, Quarzréier, Glasbehälter, Graphitformen, Plastik- a Gummiprodukter).
1.3 Aarte vu Kontaminanten op Silizium‑Waferflächen
(1) Molekular‑Typ Onreinheet Adsorptioun
Typesch molekular‑bilden Kontaminanten, déi op Silizium adsorbéiert sinn‑Waferoberflächen enthalen natierlech oder synthetesch Fetter, Harzer an Ueleger. Ongereimtheeten, déi beim Substratschneiden, Schleifen a Poléieren entstinn, falen meeschtens an dës Kategorie. Aner Quelle sinn Fangerofdréck, Photoresistreschter a Reschter vun organesche Materialien.‑Léisungsmëtteloflagerungen.
Molekular‑Typ Ongereinheete gi meeschtens kierperlech adsorbéiert a mat Silizium gebonnen‑Waferoberflächen duerch elektrostatesch Attraktioun. Molekülle vu Fetter, Harzer an Ueleger sinn am Allgemengen net‑polar. Bindung entsteet duerch Attraktioun tëscht neutralen Onreinheetsmolekülen an onzefriddenen Reschtkräften vun den Uewerflächensiliziumatomen. Dës Interaktioun ass gläichwäerteg mat de Van-der-Waals-Kräften tëscht Molekülen a molekulare Kristaller. Sou Attraktiounskräften si relativ schwaach a falen séier of mat zouhuelendem intermolekulare Ofstand. Den effektiven Interaktiounsberäich ass ongeféier 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), vergläichbar mat molekulare Duerchmiesser. Dofir molekulare‑Typ Ongereimtheete kënne relativ einfach ewechgeholl ginn.
Eng aner wichteg Charakteristik ass, datt déi meescht molekular‑Typ vu Kontaminanten ass Waasser‑onléislech organesch Verbindungen. Hir Adsorptioun mécht Silizium‑Waferoberflächen hydrophob, wat den effektiven Kontakt tëscht deioniséiertem Waasser / Säure behënnert‑Alkali-Léisungen a Wafer-Uewerflächen. Dëst verhënnert datt Reagenzien mat Uewerflächenpartikelen interagéieren an hemmt eng effektiv chemesch Reinigung.
(2) Ionesch‑Typ Onreinheet Adsorptioun
Gemeinsam Ion‑bilden Onreinheeten, déi op Silizium adsorbéiert sinn‑Waferoberflächen enthalen K⁺, Na⁺, Kalifornien²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, OH⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻an esou weider. Dës Ongereinheete stamen aus verschiddene Quellen: Ëmfeldloft, Geschir an Ausrüstung, chemesch Agenten, niddreg‑Reinheet vun deioniséiertem Waasser, Leitungswasser, ausgeootmetem Otem a Schweess vum Operator.
Ionesch‑Typ Adsorptioun gehéiert gréisstendeels zur Chemisorptioun. Onreinheetsionen binden sech duerch chemesch Methoden un d'Uewerfläche vun de Waferen.‑Bindungskräften. Gläichgewiichtsofstänn tëscht Onreinheetsionen an Uewerflächenatome si ganz kuerz, sou datt adsorbéiert Ionen als Deel vum Siliziumgitter ugesi kënne ginn. Chemisorbéiert ionesch Onreinheeten kënnen als Ofhängezentren déngen: e puer bannen fräi Gitterelektronen a déngen als Akzeptoren; anerer fänken fräi Lächer of a funktionéieren als Donoren. Wéinst staarke Chemisorptiounskräften ass d'Entfernung vun ioneschen Onreinheeten vill méi schwéier wéi d'Eliminatioun vu molekulare Kontaminanten.
(3) Atomar‑Typ Onreinheet Adsorptioun
Atomar‑Uewerflächenverunreinigungen aus der Form si virun allem Metallatome wéi Gold, Sëlwer, Koffer, Eisen an Néckel. Dës Metallatome ginn normalerweis duerch reduktiv Verdrängungsreaktiounen a sauren Ätzmëttel generéiert, wou se sech op Silizium ofsetzen.‑Waferoberflächen.
Atomar‑Typ Adsorptioun weist déi stäerkst Bindungskraaft op a ass am schwéiersten ze eliminéieren.‑Metallatome wéi Gold a Platin reagéiere kaum mat gewéinleche Säuren an Alkalien. Dofir si speziell Reagenzien wéi Kinniginswasser noutwendeg fir léislech Komplexer ze bilden. Komplexéiert Metallspezies ginn duerno mat héijer Temperatur ofgewäsch.‑Reinheet deioniséiert Waasser.
1.4 Allgemeng Silizium‑Prozedur fir d'Botzen vun de Waferen
Wéi uewe analyséiert, molekular‑Ongereimtheete vum Typ si verhältnisméisseg einfach ze entfernen. Reschter vu molekulare Kontaminanten kënnen ionesch Verunreinigungen maskéieren.‑an atomar‑Typ Ongereimtheeten a verhënneren hir Entfernung. Dofir mussen molekular Kontaminanten als éischt komplett eliminéiert ginn, wann Silizium‑Chemesch Reinigung vu Waferen.
Ionesch‑an atomar‑Ongereinheete vum Typ gi mat staarker Uewerflächenaffinitéit chemesch asorbéiert. Atomar Kontaminanten sinn normalerweis a klenge Quantitéiten präsent an inert géintiwwer übleche Säuren an Alkalien; si kënnen nëmme mat Kinniginswasser oder sauerem Waasserstoff opgeléist ginn.‑Peroxidléisungen. Königswasser a sauer Waasserstoffperoxid léisen och ionesch Ongereimtheeten op. De Standard-Workflow benotzt sauer‑Alkali-Léisungen oder alkalesche Waasserstoffperoxid fir als éischt ionesch Ongereimtheeten ze entfernen. Reschter vun ionesche Kontaminanten an atomarer Ongereimtheeten ginn dann mat Kinniginswasser oder sauerem Waasserstoffperoxid ewechgeholl. Eng lescht Spullung mat héijer Temperatur‑Reinheets deioniséiert Waasser fäerdeg de Prozess.
Zesummegefaasst, de generelle Silizium‑D'Sequenz vun der Waferreinigung ass: Entfettung→Ionenentfernung→Atomar‑Entfernung vun Onreinheeten→Deioniséiert‑Waasserspülung.
Siliziumwafere mussen virun all Experiment chemesch gereinegt ginn. Trotzdeem ënnerscheede sech d'Uewerflächenbedingungen vu Laf zu Laf. Botzchemikalien a Prioritéitsziler variéieren dofir deementspriechend. Praktesch Botzaarbechtsprozesser si flexibel. Konkret Methoden a Schrëtt ginn jee no Fall festgeluecht.‑by‑jee no Fall vun der tatsächlecher Reinigung‑Effektufuerderungen.
1.5 Botzmëttel fir üblech Metaller a Geschir
Metallesch Materialien a Laborinstrumenter si wichteg Quelle vu Silizium‑Waferkontaminatioun. Eng grëndlech Reinigung vu Metaller a Geschir ass obligatoresch fir Wafer ze garantéieren‑Uewerflächenreinheet. De generelle Botzprinzip fir Metaller a Geschir ass: als éischt Fettverunreinigungen ewechhuelen; mat Säuren, Alkalien, Wäschléisungen oder Kinniginwasser äzen oder wäschen; an ofschléissen andeems grëndlech mat héijer Temperatur ofgespullt gëtt.‑Reinheet deioniséiert Waasser.
2 Sécherheetswëssen
Experimenter benotzen dacks verschidde Chemikalien a Gaser, dorënner brennbar, explosiv, gëfteg a korrosiv Säure.‑Alkali-Substanzen. Falsch Ëmgang kann Accidenter ausléisen. Präventiv Moossname solle Prioritéit kréien. Wann en Accident geschitt, bleift roueg a maacht direkt déi entspriechend Korrekturmoossnamen.
2.1 Sécher Ëmgang mat organesche Léisungsmëttel
Zu de gängleche organesche Léisungsmëttel gehéieren Toluol, Aceton, Ethanol, Methylethylketon, Trichlorethylen a Kuelestofftetrachlorid. Déi meescht organesch Léisungsmëttel si brennbar a fänken ënner héijer Temperatur un ze zünden.‑Temperaturbedingungen oder bei oppene Flamen. Späichert se op enger killen Plaz ewech vun Zündquellen. Erhëtzt d'Léisungsmëttelbehälter net direkt op elektreschen Uewen; Waasser‑Badeheizung gëtt bevorzugt wann Heizung néideg ass. Am Fall vu Feier, d'Flammen mat engem fiichte Stoff, feinem Sand, Kuelestoff läschen‑Dioxidläscher, Kuelestoff‑Tetrachlorid-Feierläscher oder Schaumfeierläscher. Benotzt ni Waasser oder Waasser‑baséiert Säure‑alkalisch Läschmëttel.
Organesch Léisungsmëttel si flüchteg a weisen ënnerschiddlech Grad vun Toxizitéit op. All Operatioune solle bannent Dampkappen mat adäquater Belëftung duerchgefouert ginn.
2.2 Sécher Ëmgang mat Säuren an Alkalien
Experimenter benotzen staark‑Säureléisungen wéi Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Flusssäure a Königswasser, souwéi staark‑Alkali-Léisungen, dorënner Natriumhydroxid a Kaliumhydroxid. Dës Substanzen si staark korrosiv fir mënschlech Haut a Kleeder a verlaangen dofir eng grëndlech operationell Sécherheetskontroll.
Installéiert effektiv Belëftungs- an Ofzuchssystemer a Beräicher, wou sech Säure- oder Alkali-Dämp sammele kënnen.
D'Betreiber mussen entspriechend Schutzausrüstung droen, wéi z. B. Gummihandschuesch an Otemschutzmasken.
Pipetteiert ni Säure- oder Alkali-Léisungen iwwer de Mond; benotzt Pipetten mat Gummi-Kugelcher.
Sidd virsiichteg beim Transport, fir ze verhënneren, datt d'Fläschen ëmkippen oder briechen. Richt d'Fläschenöffnungen vum Personal ewech, wann Dir d'Behälter opmaacht.
Schwefelsäure ëmmer lues an d'Waasser ginn fir ze verdënnen. Ni Waasser an konzentréiert Schwefelsäure schëdden.
Virun der Neutraliséierung, konzentréiert Säuren oder Alkali mat Waasser verdënnen, an dann d'Neutraliséierung mat de passenden Alkali- oder Säureléisungen duerchféieren.
Eidel Behälter, déi virdru konzentréiert Säuren oder Alkalien enthalen hunn, mussen komplett eidel gemaach ginn, widderholl mat Waasser gespullt ginn an dann reegelméisseg gereinegt ginn.
Am Fall vun Säure‑Bei Alkali-Verbrennunge soll d'betroffent Gewief direkt mat vill fléissendem Waasser gespullt ginn. Wann d'Sprëtzer an d'Aen kommen, sollen d'Aen séier mat vill Leitungswasser gespullt ginn. Nom Spullen direkt medizinesch Hëllef sichen, onofhängeg vum Schwéiergrad vun der Verbrennung oder der Aebeliichtung.
2.3 Sécher Ëmgang mat Gaser
Experimentell Gaser ginn iwwer héichwäerteg‑Drockfläschen oder Gasleitungen. D'Mëschung vu bestëmmte Gaser kann zu Verbrennung oder Explosioun féieren.
Gasfläschen sinn a Faarf‑kodéiert a markéiert fir enthale Gaser z'identifizéieren. Fläsche halen Gas ënner héijem Drock; nei gefëllte Fläsche erreechen ongeféier 150 kg/cm²Besonnesch Sécherheetsmoossname gëllen während der Lagerung a beim Gebrauch.
Vermeit direkt Sonneliicht bei Gasfläschen am Summer. Halt brennbar Materialien a Zündquellen ewech vun der Fläsch.‑Späicherzonen.
Späichert Gaspaaren, déi bei Kontakt verbrennungs- oder explosiv reagéieren (z.B. Waasserstoff- a Sauerstofffläschen), a separaten isoléierte Raim, fir Accidenter duerch Gasleckage ze vermeiden.
Fläschegas net komplett ofloossen; e gewësse Reschtdrock an de Fläschen erhalen.
Verhënnert Fettkontaminatioun op Zylinderventiller a Schlësselen.
Wann Dir Waasserstoff benotzt, spült d'Loft aus der Ausrüstung mat Inertgas eraus, iwwerpréift dat ganzt System op Leckage a installéiert Réckflammschutz.
2.4 Sécher Ëmgang mat gëftege Substanzen
Verhënnert Vergëftung beim Ëmgang mat gëftege chemesche Reagenzien a Verbindungen an Experimenter. Kär Sécherheetsprinzipie sinn wéi follegt:
Féiert Operatiounen an Dampkappen aus. Behandelt Offallreschter a Flëssegkeetsoffäll, ier Dir se op designéierte séchere Plazen entsuergt.
Dro Otemschutzmasken a Schutzhandschuesch. Vermeit Hautkontakt a mëndlech Opnam vu gëftege Materialien ëmmer.
Spült d'Handschuesch grëndlech mat Waasser of, ier Dir se no der Fäerdegstellung vun den Experimenter ausdoet.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 30. Juli 2026