Pusvadītāju-Ierīču procesa eksperimentos ķīmiskā tīrīšana attiecas uz dažādu kaitīgu piemaisījumu vai eļļas piesārņotāju, kas adsorbēti uz pusvadītāju, metālisku materiālu un laboratorijas piederumu virsmām, noņemšanu. Tīrīšanai tiek izmantoti ķīmiskie reaģenti un organiskie šķīdinātāji, lai izraisītu ķīmiskas reakcijas un šķīdināšanas efektus ar piemaisījumiem un eļļas piesārņotājiem, kas adsorbēti uz sagataves virsmām. Piemaisījumu desorbēšanai no sagataves virsmām var izmantot arī fiziskus pasākumus, piemēram, ultraskaņu, karsēšanu un vakuuma sūknēšanu. Pēc tam sagataves tiek noskalotas ar lielu daudzumu augstas-tīrība karsta-un-aukstu dejonizētu ūdeni, lai iegūtu tīras virsmas.
1.1 Ķīmiskās tīrīšanas nozīme
Ķīmiskā tīrīšana ir nepieciešama katram procesa testēšanas eksperimentam. Ķīmiskās tīrīšanas kvalitātei ir būtiska ietekme uz eksperimenta rezultātiem. Nepareiza tīrīšana var izraisīt neveiksmīgus vai sliktus rezultātus.-kvalitatīvus eksperimentālos rezultātus. Tāpēc veiksmīgiem procesa eksperimentiem ir svarīgi izprast ķīmiskās tīrīšanas funkcijas un principus.
Kā zināms, viena no pusvadītāju galvenajām īpašībām ir to augstā jutība pret piemaisījumiem. Pat nelieli piemaisījumi detaļās-uz vienu-miljona līmenis var mainīt pusvadītāju fizikālās īpašības. Šī īpašība tiek izmantota, lai, izmantojot dopingu, izgatavotu pusvadītāju ierīces ar dažādām funkcijām. Tomēr šī pati īpašība rada izaicinājumus pusvadītājiem.-ierīču procesa eksperimenti. Ķīmiskie reaģenti, apstrādes instrumenti un tīrīšanas ūdens var būt kaitīgu piemaisījumu avoti. Pat nevainojamas pusvadītāju plāksnes pēc ilgstošas apkārtējā gaisa iedarbības cietīs ievērojamu piemaisījumu piesārņojumu. Ķīmiskā tīrīšana novērš kaitīgu piemaisījumu piesārņojumu un uztur tīru silīciju.-vafeļu virsmas.
1.2 Ķīmiskās tīrīšanas darbības joma
Ķīmiskā tīrīšana galvenokārt ietver trīs kategorijas:
Silīcija tīrīšana-vafeļu virsmas;
Metālisku materiālu tīrīšana (piemēram, volframa pavedieni iztvaikošanas elektrodiem, molibdēna loksnes iztvaikošanas balstiem, alumīnija sakausējumi iztvaikošanas avotiem, hroms hromam)-masku izgatavošana);
Instrumentu un trauku tīrīšana (piemēram, metāla pincetes, kvarca mēģenes, stikla trauki, grafīta veidnes, plastmasas un gumijas izstrādājumi).
1.3 Silīcija piesārņotāju veidi-Vafeļu virsmas
(1) Molekulārā-Tips Piemaisījumu adsorbcija
Tipiska molekulārā-veido uz silīcija adsorbētus piesārņotājus-Vafelu virsmās ir dabīgas vai sintētiskas smērvielas, sveķi un eļļas. Piemaisījumi, kas rodas substrāta griešanas, slīpēšanas un pulēšanas laikā, galvenokārt ietilpst šajā kategorijā. Citi avoti ir pirkstu nospiedumi, fotorezista atlikumi un organisko vielu atliekas.-šķīdinātāja nogulsnes.
Molekulārā-tipa piemaisījumi lielākoties ir fiziski adsorbēti un saistīti ar silīciju-vafeļu virsmas ar elektrostatiskās pievilkšanās palīdzību. Tauku, sveķu un eļļu molekulas parasti nav-polārs. Saite rodas no pievilkšanās starp neitrālu piemaisījumu molekulām un neapmierinātiem virsmas silīcija atomu atlikušajiem spēkiem. Šī mijiedarbība ir līdzvērtīga van der Valsa spēkiem starp molekulām molekulārajos kristālos. Šādi pievilkšanās spēki ir relatīvi vāji un strauji samazinās, palielinoties starpmolekulārajam attālumam. Efektīvais mijiedarbības diapazons ir aptuveni 2-3×10⁻⁸cm (2-3 Å), salīdzināms ar molekulu diametriem. Līdz ar to molekulārais-tipa piemaisījumus var salīdzinoši viegli noņemt.
Vēl viena būtiska īpašība ir tā, ka lielākā daļa molekulāro-tipa piesārņotāji ir ūdens-nešķīstoši organiskie savienojumi. To adsorbcija padara silīciju-Vafeļu virsmas ir hidrofobas, kas kavē efektīvu kontaktu starp dejonizētu ūdeni/skābi-sārmu šķīdumiem un plākšņu virsmām. Tas novērš reaģentu mijiedarbību ar virsmas daļiņām un kavē efektīvu ķīmisko tīrīšanu.
(2) Jonu-Tips Piemaisījumu adsorbcija
Parastā jons-veido piemaisījumus, kas adsorbēti uz silīcija-Vafeļu virsmas ietver K⁺, Na⁺, Kalifornija²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, Ohaio⁻F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻un tā tālāk. Šie piemaisījumi rodas no dažādiem avotiem: apkārtējā gaisa, piederumiem un iekārtām, ķīmiskām vielām, zema-tīrības pakāpe dejonizēts ūdens, krāna ūdens, izelpotā elpa un operatora sviedri.
Jonu-Adsorbcijas veids lielākoties pieder pie ķīmiskās sorbcijas. Piemaisījumu joni saistās ar plātņu virsmām, izmantojot ķīmisko vielu.-saites spēki. Līdzsvara attālumi starp piemaisījumu joniem un virsmas atomiem ir ārkārtīgi īsi, tāpēc adsorbētos jonus var uzskatīt par silīcija režģa daļu. Ķīmiski adsorbēti jonu piemaisījumi var darboties kā slazdošanas centri: daži saista brīvos režģa elektronus un kalpo kā akceptori; citi uztver brīvos caurumus un darbojas kā donori. Spēcīgo ķīmiskās adsorbcijas spēku dēļ jonu piemaisījumu noņemšana ir daudz sarežģītāka nekā molekulāro piesārņotāju likvidēšana.
(3) Atomu-Tips Piemaisījumu adsorbcija
Atomu-Veido virsmas piesārņotājus galvenokārt veido metālu atomi, piemēram, zelts, sudrabs, varš, dzelzs un niķelis. Šie metālu atomi parasti rodas reduktīvās pārvietošanas reakcijās skābos kodinātājos, nogulsnējoties uz silīcija.-vafeļu virsmas.
Atomu-tipa adsorbcijai ir vislielākais saistīšanās spēks, un to ir visgrūtāk likvidēt. Smaga-metālu atomi, piemēram, zelts un platīns, gandrīz nereaģē ar parastajām skābēm un sārmiem. Tāpēc šķīstošu kompleksu veidošanai ir nepieciešami īpaši reaģenti, piemēram, karaliskais ūdens. Kompleksētie metālu savienojumi pēc tam tiek izskaloti ar augstu ūdens daudzumu.-tīrības pakāpes dejonizēts ūdens.
1.4 Vispārīgais silīcijs-Vafeļu tīrīšanas procedūra
Kā analizēts iepriekš, molekulārais-tipa piemaisījumus ir salīdzinoši viegli noņemt. Atlikušie molekulārie piesārņotāji var maskēt jonu-un atomu-tipa piemaisījumi un kavē to noņemšanu. Attiecīgi, vispirms silīcija apstrādes laikā ir pilnībā jānovērš molekulārie piesārņotāji-vafeļu ķīmiskā tīrīšana.
Jonu-un atomu-tipa piemaisījumi tiek ķīmiski absorbēti ar spēcīgu virsmas afinitāti. Atomārie piesārņotāji parasti ir nelielā daudzumā un inerti pret parastajām skābēm un sārmiem; tos var izšķīdināt tikai ar karalisko ūdeni vai skābu ūdeņradi.-peroksīda šķīdumi. Karaļūdens un skābais ūdeņraža peroksīds arī izšķīdina jonu piemaisījumus. Standarta darbplūsma izmanto skābi-sārmu šķīdumus vai sārmainu ūdeņraža peroksīdu, lai vispirms atdalītu jonu piemaisījumus. Pēc tam atlikušie jonu piesārņotāji un atomu piemaisījumi tiek noņemti, izmantojot karalisko ūdeni vai skābu ūdeņraža peroksīdu. Pēdējā skalošana ar augstu-Procesu pabeidz tīrs dejonizēts ūdens.
Rezumējot, vispārējais silīcijs-Vafeles tīrīšanas secība ir: Attaukošana→Jonu noņemšana→Atomu-piemaisījumu noņemšana→Dejonizēts-skalošana ar ūdeni.
Pirms katra eksperimenta silīcija vafeles ir jāveic ķīmiska tīrīšana. Tomēr virsmas apstākļi katrā eksperimentā atšķiras. Tāpēc tīrīšanas ķimikālijas un prioritārie mērķi attiecīgi atšķiras. Praktiskās tīrīšanas darbplūsmas ir elastīgas. Konkrētas metodes un soļi jānosaka katrā gadījumā atsevišķi.-by-atkarībā no faktiskās tīrīšanas-efekta prasības.
1.5 Parasto metālu un piederumu tīrīšanas līdzeklis
Metāliski materiāli un laboratorijas instrumenti ir galvenie silīcija avoti-Vafeļu piesārņojums. Lai garantētu vafeļu drošību, ir nepieciešama rūpīga metālu un piederumu tīrīšana.-virsmas tīrība. Vispārīgais metālu un piederumu tīrīšanas princips ir šāds: vispirms noņemiet tauku piesārņotājus; veiciet kodināšanu vai mazgāšanu ar skābēm, sārmiem, mazgāšanas šķīdumiem vai karalisko ūdeni; un pabeidziet ar rūpīgu skalošanu ar augstu ūdens līmeni.-tīrības pakāpes dejonizēts ūdens.
2 Drošības zināšanas
Eksperimentos bieži tiek izmantotas dažādas ķīmiskas vielas un gāzes, tostarp viegli uzliesmojošas, sprādzienbīstamas, toksiskas un kodīgas skābes.-sārmainas vielas. Nepareiza apiešanās var izraisīt negadījumus. Prioritāte jāpiešķir preventīviem pasākumiem. Ja notiek negadījums, saglabājiet mieru un nekavējoties veiciet atbilstošas korektīvas darbības.
2.1 Droša rīcība ar organiskajiem šķīdinātājiem
Izplatītākie organiskie šķīdinātāji ir toluols, acetons, etanols, metiletilketons, trihloretilēns un tetrahlorogleklis. Lielākā daļa organisko šķīdinātāju ir viegli uzliesmojoši un aizdegas augstā temperatūrā.-temperatūras apstākļos vai atklātas liesmas tuvumā. Uzglabājiet tos vēsās vietās, prom no aizdegšanās avotiem. Nesildiet šķīdinātāju traukus tieši uz elektriskajām plītīm; ūdens-Ja nepieciešama apkure, priekšroka dodama vannas apsildei. Ugunsgrēka gadījumā liesmas nodzēsiet ar mitru drānu, smalkām smiltīm, oglēm-oglekļa dioksīda ugunsdzēšamie aparāti, oglekļa-tetrahlorīda ugunsdzēšamie aparāti vai putu ugunsdzēšamie aparāti. Nekad nelietojiet ūdeni vai ūdens-uz skābes bāzes-sārmu dzēšanas līdzekļi.
Organiskie šķīdinātāji ir gaistoši un tiem ir dažāda toksicitātes pakāpe. Visas darbības jāveic tvaiku nosūcējos ar atbilstošu ventilāciju.
2.2 Droša rīcība ar skābēm un sārmiem
Eksperimentos tiek izmantotas spēcīgas-skābju šķīdumi, piemēram, sērskābe, slāpekļskābe, sālsskābe, fluorūdeņražskābe un karaliskais ūdens, kā arī stipras-sārmu šķīdumi, tostarp nātrija hidroksīds un kālija hidroksīds. Šīs vielas ir ļoti kodīgas cilvēka ādai un apģērbam, tāpēc nepieciešama rūpīga darba drošības kontrole.
Uzstādiet efektīvas ventilācijas un izplūdes sistēmas vietās, kur var uzkrāties skābju vai sārmu tvaiki.
Operatoriem jāvalkā atbilstoši aizsarglīdzekļi, piemēram, gumijas cimdi un respiratori.
Nekad nepipetējiet skābju vai sārmu šķīdumus ar muti; izmantojiet pipetes ar gumijas baloniem.
Transportēšanas laikā ievērojiet piesardzību, lai novērstu pudeļu apgāšanos vai plīšanu. Atverot konteinerus, pavērsiet pudeļu atveres prom no personāla.
Atšķaidīšanai sērskābi ūdenī vienmēr pievienojiet lēnām. Nekad nelejiet ūdeni koncentrētā sērskābē.
Pirms neitralizācijas koncentrētas skābes vai sārmus atšķaidīt ar ūdeni un pēc tam veikt neitralizāciju, izmantojot atbilstošus sārmu vai skābju šķīdumus.
Tukšie trauki, kuros iepriekš atradās koncentrētas skābes vai sārmi, ir pilnībā jāiztukšo, atkārtoti jāskalo ar ūdeni un pēc tam jāpakļauj regulārām tīrīšanas procedūrām.
Skābes gadījumā-Sārmu apdegumu gadījumā nekavējoties skalot skartos audus ar lielu daudzumu tekoša ūdens. Ja šļakatas nokļūst acīs, tās ātri skalot ar lielu daudzumu krāna ūdens. Pēc skalošanas nekavējoties meklēt medicīnisko palīdzību neatkarīgi no apdeguma smaguma vai saskares ar acīm.
2.3 Droša rīcība ar gāzēm
Eksperimentālās gāzes tiek piegādātas caur augstu-spiediena cilindros vai gāzes vados. Dažu gāzu sajaukšana var izraisīt aizdegšanos vai sprādzienu.
Gāzes baloni ir krāsaini-kodēti un marķēti, lai identificētu tajos esošās gāzes. Balonos gāze atrodas augstā spiedienā; tikko piepildīti baloni sasniedz aptuveni 150 kg/cm²²Uzglabāšanas un lietošanas laikā jāievēro īpaši drošības pasākumi.
Vasarā izvairieties no tiešiem saules stariem, kas pakļauj gāzes balonus. Turiet viegli uzliesmojošus materiālus un aizdegšanās avotus prom no balona.-uzglabāšanas zonas.
Gāzu pārus, kas saskarē reaģē degoši vai sprādzienbīstami (piemēram, ūdeņraža un skābekļa baloni), uzglabāt atsevišķās izolētās telpās, lai novērstu gāzes noplūdes izraisītus negadījumus.
Neizsūknējiet balonā esošo gāzi pilnībā; saglabājiet balonos noteiktu atlikušo spiedienu.
Novērst balonu vārstu un uzgriežņu atslēgu piesārņošanu ar smērvielām.
Izmantojot ūdeņradi, izpūtiet gaisu no iekārtas ar inertu gāzi, pārbaudiet visu sistēmu, vai nav noplūžu, un uzstādiet pretliesmas slāpētājus.
2.4 Toksisku vielu droša apstrāde
Strādājot ar toksiskiem ķīmiskiem reaģentiem un savienojumiem eksperimentos, jānovērš saindēšanās. Galvenie drošības principi ir šādi:
Veikt darbības tvaiku nosūcēju iekšpusē. Apstrādāt atkritumu atliekas un šķidrumus pirms to utilizācijas tam paredzētajās drošās vietās.
Valkājiet respiratorus un aizsargcimdus. Jebkurā gadījumā izvairieties no toksisku materiālu saskares ar ādu un norīšanas.
Pēc eksperimentu pabeigšanas cimdi rūpīgi noskalojiet ar ūdeni, pirms to noņemšanas.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 30. jūlijs