Puslaidininkiuose–Įrenginių procesų eksperimentuose cheminis valymas reiškia įvairių kenksmingų priemaišų ar alyvos teršalų, adsorbuotų ant puslaidininkių, metalinių medžiagų ir laboratorinių indų paviršių, pašalinimą. Valymui naudojami cheminiai reagentai ir organiniai tirpikliai, siekiant sukelti chemines reakcijas ir tirpimo efektus su priemaišomis ir alyvos teršalais, adsorbuotais ant ruošinių paviršių. Taip pat gali būti taikomos fizinės priemonės, tokios kaip ultragarsas, kaitinimas ir vakuuminis siurbimas, siekiant desorbuoti priemaišas nuo ruošinių paviršių. Tada ruošiniai nuplaunami dideliais kiekiais didelio intensyvumo...–grynumas karštas–ir–šaltas dejonizuotas vanduo, kad paviršiai būtų švarūs.
1.1 Cheminio valymo svarba
Cheminis valymas reikalingas kiekvienam proceso bandymo eksperimentui. Cheminio valymo kokybė daro didelę įtaką eksperimentų rezultatams. Netinkamas valymas gali lemti nesėkmingus arba prastus rezultatus.–kokybiškus eksperimentinius rezultatus. Todėl norint sėkmingai atlikti proceso eksperimentus, būtina suprasti cheminio valymo funkcijas ir principus.
Kaip gerai žinoma, viena pagrindinių puslaidininkių savybių yra didelis jautrumas priemaišoms. Net ir smulkūs priemaišų pėdsakai tose dalyse–už–milijono lygmuo gali pakeisti puslaidininkių fizines savybes. Ši savybė naudojama gaminant puslaidininkinius įtaisus su įvairiomis funkcijomis, naudojant legiravimą. Nepaisant to, ta pati savybė kelia iššūkių puslaidininkiams.–įrenginio proceso eksperimentai. Cheminiai reagentai, apdorojimo įrankiai ir valymo vanduo gali būti kenksmingų priemaišų šaltiniai. Net ir nesugadintos puslaidininkinės plokštelės po ilgalaikio sąlyčio su aplinkos oru bus pastebimai užterštos priemaišomis. Cheminis valymas pašalina kenksmingas priemaišas ir palaiko švarų silicį.–plokštelių paviršiai.
1.2 Cheminio valymo apimtis
Cheminis valymas daugiausia apima tris kategorijas:
Silicio valymas–plokštelių paviršiai;
Metalinių medžiagų valymas (pvz., volframo gijų garinimo elektrodams, molibdeno lakštų garinimo atramoms, aliuminio lydinių garinimo šaltiniams, chromo chromo valymui)–kaukių gamyba);
Įrankių ir indų valymas (pvz., metalinių pincetų, kvarcinių vamzdelių, stiklinių indų, grafito formų, plastikinių ir guminių gaminių).
1.3 Silicio teršalų tipai–Vafliniai paviršiai
(1) Molekulinė–Tipas Priemaišų Adsorbcija
Tipinė molekulinė–sudaro ant silicio adsorbuotus teršalus–Plokštelių paviršiai sudaryti iš natūralių arba sintetinių riebalų, dervų ir aliejų. Į šią kategoriją dažniausiai patenka priemaišos, atsirandančios pjaustant, šlifuojant ir poliruojant pagrindą. Kiti šaltiniai yra pirštų atspaudai, fotorezisto likučiai ir organinių likučių likučiai.–tirpiklio nuosėdos.
Molekulinė–tipo priemaišos dažniausiai yra fiziškai adsorbuotos ir susijungusios su siliciu–plokštelių paviršius elektrostatinės traukos būdu. Riebalų, dervų ir aliejų molekulės paprastai nėra–polinis. Ryšys atsiranda dėl traukos tarp neutralių priemaišų molekulių ir nepatenkintų paviršinių silicio atomų liekamųjų jėgų. Ši sąveika yra lygiavertė van der Valso jėgoms tarp molekulių molekuliniuose kristaluose. Tokios traukos jėgos yra santykinai silpnos ir greitai mažėja didėjant atstumui tarp molekulių. Efektyvios sąveikos diapazonas yra maždaug 2–3×10⁻⁸cm (2–3 Å), palyginamas su molekulių skersmenimis. Taigi molekulinė–tipo priemaišas galima pašalinti palyginti lengvai.
Kita svarbi savybė yra ta, kad dauguma molekulinių–teršalų tipas yra vanduo–netirpūs organiniai junginiai. Jų adsorbcija silicį paverčia–Vaflių paviršiai hidrofobiniai, todėl trukdo veiksmingam dejonizuoto vandens / rūgšties kontaktui–šarmų tirpalams ir plokštelių paviršiams. Tai neleidžia reagentams sąveikauti su paviršiaus dalelėmis ir slopina veiksmingą cheminį valymą.
(2) Joninis–Tipas Priemaišų Adsorbcija
Paprastasis jonas–sudaro priemaišas, adsorbuotas ant silicio–plokštelių paviršiai apima K⁺, Na⁺, Kalifornija²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, Ohajas⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻ir taip toliau. Šios priemaišos kyla iš įvairių šaltinių: aplinkos oro, įrankių ir įrangos, cheminių medžiagų, žemos–grynumo dejonizuotas vanduo, vanduo iš čiaupo, iškvepiamas oras ir operatoriaus prakaitas.
Joninis–Adsorbcijos tipas daugiausia priklauso chemisorbcijai. Priemaišų jonai prie plokštelių paviršių jungiasi cheminiu būdu.–jungties jėgos. Pusiausvyros atstumai tarp priemaišų jonų ir paviršiaus atomų yra labai trumpi, todėl adsorbuotus jonus galima laikyti silicio gardelės dalimi. Chemisorbuotos joninės priemaišos gali veikti kaip gaudymo centrai: vienos suriša laisvus gardelės elektronus ir tarnauja kaip akceptoriai; kitos sulaiko laisvas skyles ir veikia kaip donorai. Dėl stiprių chemisorbcijos jėgų jonines priemaišas pašalinti yra daug sunkiau nei molekulinius teršalus.
(3) Atominis–Tipas Priemaišų Adsorbcija
Atominis–Paviršiaus teršalai pirmiausia yra metalų atomai, tokie kaip auksas, sidabras, varis, geležis ir nikelis. Šie metalų atomai paprastai susidaro redukcinių išstūmimo reakcijų metu rūgštiniuose ėsdintuvuose ir nusėda ant silicio.–plokštelių paviršiai.
Atominis–adsorbcijos tipo rišamoji jėga yra stipriausia, o ją sunkiausia pašalinti.–Metalų atomai, tokie kaip auksas ir platina, vos reaguoja su įprastomis rūgštimis ir šarmais. Todėl tirpiems kompleksams sudaryti reikalingi specialūs reagentai, tokie kaip karališkasis vanduo. Kompleksiniai metalai vėliau nuplaunami dideliu kiekiu vandens.–grynumo dejonizuotas vanduo.
1.4 Bendras silicis–Vaflių valymo procedūra
Kaip analizuota aukščiau, molekulinė–tipo priemaišas pašalinti gana lengva. Likę molekuliniai teršalai gali užmaskuoti joninius–ir atominis–tipo priemaišas ir trukdo jas pašalinti. Todėl silicio apdorojimo metu pirmiausia reikia visiškai pašalinti molekulinius teršalus–cheminis plokštelių valymas.
Joninis–ir atominis–tipo priemaišos yra chemisorbuojamos, pasižyminčios stipriu paviršiaus afinitetu. Atominiai teršalai paprastai būna nedideliais kiekiais ir inertiški įprastoms rūgštims bei šarmams; juos galima ištirpinti tik karališkuoju vandeniu arba rūgštiniu vandeniliu.–peroksido tirpalai. Karališkasis vanduo ir rūgštinis vandenilio peroksidas taip pat tirpdo jonines priemaišas. Standartinis darbo eigas naudoja rūgštį–šarminiais tirpalais arba šarminiu vandenilio peroksidu, kad pirmiausia būtų pašalintos joninės priemaišos. Likę joniniai teršalai ir atominės priemaišos pašalinamos naudojant karališkąjį vandenį arba rūgštinį vandenilio peroksidą. Galutinis skalavimas su dideliu kiekiu vandens–Grynas dejonizuotas vanduo užbaigia procesą.
Apibendrinant, bendras silicio–Vaflių valymo seka yra tokia: Riebalų šalinimas→Jonų šalinimas→Atominis–priemaišų pašalinimas→Dejonizuotas–skalavimas vandeniu.
Prieš kiekvieną eksperimentą silicio plokštelės turi būti chemiškai valomos. Nepaisant to, paviršiaus sąlygos kiekvienam bandymui skiriasi. Todėl valymo cheminės medžiagos ir prioritetiniai taikiniai atitinkamai skiriasi. Praktiniai valymo darbo eigos yra lanksčios. Konkretūs metodai ir veiksmai turi būti nustatomi kiekvienu atveju atskirai.–by–atsižvelgiant į faktinį valymą–poveikio reikalavimai.
1.5 Įprastų metalų ir įrankių valymo priemonės
Metalinės medžiagos ir laboratoriniai įrankiai yra pagrindiniai silicio šaltiniai–Vaflių užterštumas. Kruopštus metalų ir įrankių valymas yra būtinas norint užtikrinti vaflių–paviršiaus švara. Bendras metalų ir įrankių valymo principas yra toks: pirmiausia pašalinkite riebalus; atlikite ėsdinimą arba plovimą rūgštimis, šarmais, plovimo tirpalais arba karališkuoju vandeniu; ir baigkite kruopščiai nuskalaukite dideliu kiekiu vandens.–grynumo dejonizuotas vanduo.
2 Saugos žinios
Eksperimentuose dažnai naudojamos įvairios cheminės medžiagos ir dujos, įskaitant degias, sprogias, toksiškas ir ėsdinančias rūgštis.–šarminės medžiagos. Netinkamas tvarkymas gali sukelti nelaimingus atsitikimus. Pirmenybė turėtų būti teikiama prevencinėms priemonėms. Nelaimingo atsitikimo atveju išlaikykite ramybę ir nedelsdami imkitės tinkamų taisomųjų veiksmų.
2.1 Saugus organinių tirpiklių tvarkymas
Įprasti organiniai tirpikliai yra toluenas, acetonas, etanolis, metiletilketonas, trichloretilenas ir anglies tetrachloridas. Dauguma organinių tirpiklių yra degūs ir užsidega esant aukštai temperatūrai.–temperatūros sąlygomis arba šalia atviros liepsnos. Laikykite juos vėsioje vietoje, atokiau nuo uždegimo šaltinių. Nešildykite tirpiklių talpyklų tiesiai ant elektrinių viryklių; vandens–Kai šildymas būtinas, geriau šildyti vonią. Kilus gaisrui, liepsną užgesinkite drėgnu skudurėliu, smulkiu smėliu, anglimi–dioksido gesintuvai, anglies–tetrachlorido gesintuvai arba putų gesintuvai. Niekada nenaudokite vandens ar vandens–rūgšties pagrindu–šarminės gesinimo medžiagos.
Organiniai tirpikliai yra lakūs ir pasižymi skirtingu toksiškumo laipsniu. Visos operacijos turi būti atliekamos traukos spintose, tinkamai vėdinamose patalpose.
2.2 Saugus rūgščių ir šarmų tvarkymas
Eksperimentuose naudojami stiprūs–rūgščių tirpalai, tokie kaip sieros rūgštis, azoto rūgštis, druskos rūgštis, vandenilio fluorido rūgštis ir karališkasis vanduo, taip pat stiprūs–šarmų tirpalai, įskaitant natrio hidroksidą ir kalio hidroksidą. Šios medžiagos yra labai ėsdinančios žmogaus odą ir drabužius, todėl reikia atidžiai kontroliuoti darbo saugą.
Įrenkite veiksmingas vėdinimo ir ištraukimo sistemas tose vietose, kur gali kauptis rūgščių ar šarmų garai.
Operatoriai privalo dėvėti tinkamas apsaugos priemones, tokias kaip guminės pirštinės ir respiratorius.
Niekada nepipepuokite rūgščių ar šarmų tirpalų burna; naudokite pipetes su guminiais kamšteliais.
Transportavimo metu būkite atsargūs, kad butelis neapvirstų ir nesudužtų. Atidarant talpyklas, butelio angas nukreipkite nuo personalo.
Visada lėtai pilkite sieros rūgštį į vandenį, kad praskiestumėte. Niekada nepilkite vandens į koncentruotą sieros rūgštį.
Prieš neutralizavimą koncentruotas rūgštis arba šarmus praskieskite vandeniu, o tada neutralizuokite atitinkamais šarmų arba rūgščių tirpalais.
Tuščios talpyklos, kuriose anksčiau buvo koncentruotų rūgščių arba šarmų, turi būti visiškai ištuštintos, pakartotinai praplaunamos vandeniu ir po to valomos pagal įprastines valymo procedūras.
Rūgšties atveju–Nudegus šarmais, nedelsiant pažeistus audinius praplaukite dideliu kiekiu tekančio vandens. Patekus į akis, greitai jas praplaukite dideliu kiekiu vandentiekio vandens. Po praplovimo nedelsdami kreipkitės medicininės pagalbos, neatsižvelgiant į nudegimo sunkumą ar sąlytį su akimis.
2.3 Saugus dujų tvarkymas
Eksperimentinės dujos tiekiamos per aukštą–slėginių cilindrų arba dujotiekių. Tam tikrų dujų sumaišymas gali sukelti degimą arba sprogimą.
Dujų balionai yra spalvoti–koduojami ir paženklinti, kad būtų galima identifikuoti juose esančias dujas. Balionuose dujos laikomos aukšto slėgio; naujai užpildyti balionai pasiekia maždaug 150 kg/cm²²Laikymo ir naudojimo metu taikomos specialios saugos priemonės.
Vasarą venkite tiesioginių saulės spindulių poveikio dujų balionams. Laikykite degias medžiagas ir uždegimo šaltinius atokiau nuo baliono.–saugojimo zonos.
Dujų poras, kurios susilietusios reaguoja degiai arba sprogstamai (pvz., vandenilio ir deguonies balionus), laikykite atskirose izoliuotose patalpose, kad išvengtumėte nelaimingų atsitikimų dėl dujų nuotėkio.
Neišleiskite baliono dujų iki galo; palaikykite tam tikrą likutinį slėgį balionuose.
Venkite cilindrų vožtuvų ir veržliarakčių užteršimo riebalais.
Naudojant vandenilį, iš įrangos išleiskite orą inertinėmis dujomis, patikrinkite visą sistemą, ar nėra nuotėkių, ir įrenkite atbulinės liepsnos slopintuvus.
2.4 Saugus toksiškų medžiagų tvarkymas
Dirbant su toksiškais cheminiais reagentais ir junginiais eksperimentų metu, reikia vengti apsinuodijimo. Pagrindiniai saugos principai yra šie:
Atlikti darbus traukos spintose. Atliekų likučius ir atliekas skysčius apdorokite prieš jas išmesdami į tam skirtas saugias vietas.
Mūvėkite respiratorius ir apsaugines pirštines. Visais būdais venkite toksiškų medžiagų sąlyčio su oda ir nurijimo per burną.
Prieš nusimaudami pirštines po eksperimentų, kruopščiai nuplaukite jas vandeniu.
Įrašo laikas: 2026 m. liepos 30 d.