W półprzewodnikach-W eksperymentach z procesami urządzeń, czyszczenie chemiczne odnosi się do usuwania różnych szkodliwych zanieczyszczeń lub zanieczyszczeń olejowych zaadsorbowanych na powierzchniach półprzewodników, materiałów metalowych i sprzętu laboratoryjnego. Czyszczenie wykorzystuje odczynniki chemiczne i rozpuszczalniki organiczne, aby wywołać reakcje chemiczne i wywołać efekt rozpuszczania zanieczyszczeń i zanieczyszczeń olejowych zaadsorbowanych na powierzchniach przedmiotu obrabianego. Metody fizyczne, takie jak ultradźwięki, ogrzewanie i pompowanie próżniowe, mogą być również stosowane w celu desorpcji zanieczyszczeń z powierzchni przedmiotu obrabianego. Następnie przedmioty obrabiane są płukane dużymi objętościami wody o wysokiej zawartości tlenu.-czystość gorąca-I-zimna zdejonizowana woda w celu uzyskania czystych powierzchni.
1.1 Znaczenie czyszczenia chemicznego
Czyszczenie chemiczne jest wymagane w każdym eksperymencie w testach procesowych. Jakość czyszczenia chemicznego ma decydujący wpływ na wyniki eksperymentów. Niewłaściwe czyszczenie może prowadzić do niepowodzenia lub niskiej jakości.-wysokiej jakości wyników eksperymentów. Dlatego zrozumienie funkcji i zasad czyszczenia chemicznego jest niezbędne do udanych eksperymentów procesowych.
Jak wiadomo, jedną z kluczowych właściwości półprzewodników jest ich wysoka wrażliwość na zanieczyszczenia. Nawet śladowe zanieczyszczenia na elementach-za-Poziom miliona może zmieniać właściwości fizyczne półprzewodników. Ta właściwość jest wykorzystywana do wytwarzania urządzeń półprzewodnikowych o różnorodnych funkcjach poprzez domieszkowanie. Niemniej jednak ta sama właściwość stwarza wyzwania dla producentów półprzewodników.-Eksperymenty z procesami urządzeń. Odczynniki chemiczne, narzędzia procesowe i woda czyszcząca mogą być źródłem szkodliwych zanieczyszczeń. Nawet nieskazitelne płytki półprzewodnikowe będą narażone na widoczne zanieczyszczenie zanieczyszczeniami po długotrwałym kontakcie z powietrzem otoczenia. Czyszczenie chemiczne eliminuje szkodliwe zanieczyszczenia i utrzymuje krzem w czystości.-powierzchni płytek.
1.2 Zakres czyszczenia chemicznego
Czyszczenie chemiczne obejmuje trzy główne kategorie:
Czyszczenie silikonu-powierzchnie płytek;
Czyszczenie materiałów metalowych (np. włókien wolframowych do elektrod parowych, blach molibdenowych do podpór parowych, stopów aluminium do źródeł parowych, chromu do chromianów)-produkcja masek);
Czyszczenie narzędzi i naczyń (np. pęset metalowych, rurek kwarcowych, pojemników szklanych, form grafitowych, wyrobów z tworzyw sztucznych i gumy).
1.3 Rodzaje zanieczyszczeń na krzemie-Powierzchnie płytek
(1) Molekularny-Adsorpcja zanieczyszczeń typu
Typowy cząsteczkowy-zanieczyszczenia zaadsorbowane na krzemie-Powierzchnie płytek zawierają naturalne lub syntetyczne smary, żywice i oleje. Do tej kategorii zaliczają się głównie zanieczyszczenia wprowadzane podczas cięcia, szlifowania i polerowania podłoża. Inne źródła to odciski palców, pozostałości fotorezystu i resztki organiczne.-osady rozpuszczalników.
Molekularny-zanieczyszczenia typu są w większości fizycznie adsorbowane i wiązane z krzemem-powierzchnie płytek poprzez przyciąganie elektrostatyczne. Cząsteczki smarów, żywic i olejów są na ogół nie-polarne. Wiązanie powstaje w wyniku przyciągania między obojętnymi cząsteczkami domieszek a niewyczerpanymi siłami resztkowymi powierzchniowych atomów krzemu. Oddziaływanie to jest równoważne siłom van der Waalsa między cząsteczkami w kryształach molekularnych. Takie siły przyciągania są stosunkowo słabe i szybko zanikają wraz ze wzrostem odległości międzycząsteczkowej. Efektywny zasięg oddziaływania wynosi około 2-3×10⁻⁸cm (2-3 Å), porównywalne ze średnicami cząsteczkowymi. Stąd średnica cząsteczkowa-Zanieczyszczenia tego typu można usunąć stosunkowo łatwo.
Inną ważną cechą jest to, że większość cząsteczkowa-zanieczyszczenia typu to woda-nierozpuszczalne związki organiczne. Ich adsorpcja powoduje, że krzem-powierzchnie płytek są hydrofobowe, co utrudnia efektywny kontakt wody dejonizowanej z kwasem-roztwory alkaliczne i powierzchnie płytek. Zapobiega to interakcji odczynników z cząsteczkami powierzchniowymi i utrudnia skuteczne czyszczenie chemiczne.
(2) Jonowe-Adsorpcja zanieczyszczeń typu
Wspólny jon-tworzą zanieczyszczenia zaadsorbowane na krzemie-powierzchnie płytek obejmują K⁺, Na⁺, Kalifornia²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, OH⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻i tak dalej. Zanieczyszczenia te pochodzą z różnych źródeł: powietrza otoczenia, naczyń i sprzętu, środków chemicznych,-czystość wody dejonizowanej, wody z kranu, wydychanego powietrza i potu operatora.
joński-Adsorpcja typu w dużej mierze należy do chemisorpcji. Jony zanieczyszczeń wiążą się z powierzchniami płytek poprzez reakcje chemiczne.-siły wiązania. Odległości równowagowe między jonami domieszek a atomami powierzchniowymi są niezwykle krótkie, co sprawia, że zaadsorbowane jony można uznać za część sieci krzemowej. Chemisorbowane domieszki jonowe mogą działać jako centra pułapkowe: niektóre wiążą wolne elektrony sieci i pełnią funkcję akceptorów; inne wychwytują wolne dziury i pełnią funkcję donorów. Ze względu na silne siły chemisorpcji, usuwanie zanieczyszczeń jonowych jest znacznie trudniejsze niż eliminacja zanieczyszczeń molekularnych.
(3) Atomowy-Adsorpcja zanieczyszczeń typu
Atomowy-Zanieczyszczenia powierzchniowe to głównie atomy metali, takich jak złoto, srebro, miedź, żelazo i nikiel. Atomy te powstają zazwyczaj w wyniku reakcji redukcyjnego wypierania w kwaśnych środkach trawiących, osadzając się na krzemie.-powierzchni płytek.
Atomowy-Adsorpcja typu wykazuje najsilniejszą siłę wiązania i jest najtrudniejsza do wyeliminowania. Ciężka-Atomy metali, takie jak złoto i platyna, ledwo reagują ze zwykłymi kwasami i zasadami. Dlatego do tworzenia rozpuszczalnych kompleksów wymagane są specjalne odczynniki, takie jak woda królewska. Kompleksy metaliczne są następnie wypłukiwane za pomocą wysokich-czysta woda dejonizowana.
1.4 Krzem ogólny-Procedura czyszczenia wafli
Jak przeanalizowano powyżej, molekularne-Zanieczyszczenia typu 2 są stosunkowo łatwe do usunięcia. Pozostałe zanieczyszczenia molekularne mogą maskować jonowe-i atomowe-zanieczyszczenia typu i utrudniają ich usuwanie. W związku z tym zanieczyszczenia molekularne muszą zostać najpierw całkowicie wyeliminowane podczas procesu krzemionkowego.-chemiczne czyszczenie płytek półprzewodnikowych.
joński-i atomowe-Zanieczyszczenia typu 2 ulegają chemisorbcji z silnym powinowactwem do powierzchni. Zanieczyszczenia atomowe są zazwyczaj obecne w niewielkich ilościach i obojętne na działanie powszechnie stosowanych kwasów i zasad; można je rozpuścić jedynie za pomocą wody królewskiej lub kwaśnego wodoru.-Roztwory nadtlenkowe. Woda królewska i kwaśny nadtlenek wodoru rozpuszczają również zanieczyszczenia jonowe. Standardowy proces roboczy wykorzystuje kwas-roztwory alkaliczne lub alkaliczny nadtlenek wodoru w celu usunięcia zanieczyszczeń jonowych. Resztki zanieczyszczeń jonowych i atomowych są następnie usuwane za pomocą wody królewskiej lub kwaśnego nadtlenku wodoru. Końcowe płukanie odbywa się za pomocą-Proces kończy się oczyszczoną, zdejonizowaną wodą.
Podsumowując, ogólny krzem-Sekwencja czyszczenia wafli jest następująca: odtłuszczanie→Usuwanie jonów→Atomowy-usuwanie zanieczyszczeń→Dejonizowany-płukanie wodą.
Płytki krzemowe muszą zostać poddane czyszczeniu chemicznemu przed każdym eksperymentem. Niemniej jednak, stan powierzchni różni się w zależności od serii. Dlatego też środki czyszczące i priorytety są odpowiednio zróżnicowane. Praktyczne procesy czyszczenia są elastyczne. Konkretne metody i kroki należy określić indywidualnie.-by-na podstawie rzeczywistego czyszczenia-wymagania dotyczące efektów.
1.5 Zabiegi czyszczące do metali i naczyń
Materiały metalowe i narzędzia laboratoryjne są głównymi źródłami krzemu-Zanieczyszczenie wafli. Dokładne czyszczenie metali i naczyń jest obowiązkowe, aby zagwarantować czystość wafli.-Czystość powierzchni. Ogólna zasada czyszczenia metali i naczyń jest następująca: najpierw usuń zanieczyszczenia tłuszczowe; wytrawiaj lub myj kwasami, zasadami, roztworami myjącymi lub wodą królewską; a na koniec dokładnie spłucz dużą ilością wody.-czysta woda dejonizowana.
2 Wiedza o bezpieczeństwie
W eksperymentach często wykorzystuje się różnorodne substancje chemiczne i gazy, w tym kwasy łatwopalne, wybuchowe, toksyczne i żrące-Substancje alkaliczne. Niewłaściwe obchodzenie się z nimi może prowadzić do wypadków. Środki zapobiegawcze powinny być priorytetem. W razie wypadku należy zachować spokój i niezwłocznie podjąć odpowiednie działania naprawcze.
2.1 Bezpieczne postępowanie z rozpuszczalnikami organicznymi
Do popularnych rozpuszczalników organicznych należą toluen, aceton, etanol, keton metylowo-etylowy, trichloroetylen i czterochlorek węgla. Większość rozpuszczalników organicznych jest łatwopalna i zapala się pod wpływem wysokiej temperatury.-Przechowywać w chłodnym miejscu, z dala od źródeł zapłonu. Nie podgrzewać pojemników z rozpuszczalnikiem bezpośrednio na kuchenkach elektrycznych; woda-W przypadku konieczności ogrzewania zaleca się ogrzewanie wanny. W przypadku pożaru gasić płomienie wilgotną szmatką, drobnym piaskiem, węglem drzewnym.-gaśnice dwutlenkowe, węglowe-gaśnic czterochlorkowych lub pianowych. Nigdy nie stosuj wody ani wody-kwas na bazie-środki gaśnicze alkaliczne.
Rozpuszczalniki organiczne są lotne i charakteryzują się różnym stopniem toksyczności. Wszystkie czynności należy wykonywać pod wyciągami laboratoryjnymi z odpowiednią wentylacją.
2.2 Bezpieczne obchodzenie się z kwasami i zasadami
Eksperymenty wykorzystują silne-roztwory kwasów, takie jak kwas siarkowy, kwas azotowy, kwas solny, kwas fluorowodorowy i woda królewska, a także silne-Roztwory alkaliczne, w tym wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu. Substancje te są silnie żrące dla skóry i odzieży ludzkiej, dlatego wymagają starannej kontroli bezpieczeństwa podczas pracy.
W miejscach, w których mogą gromadzić się opary kwasów lub zasad, należy zainstalować skuteczne systemy wentylacji i wyciągu.
Operatorzy muszą nosić odpowiedni sprzęt ochronny, taki jak gumowe rękawice i respiratory.
Nigdy nie pipetuj roztworów kwasów lub zasad ustami; używaj pipet wyposażonych w gumowe gruszki.
Zachowaj ostrożność podczas transportu, aby zapobiec przewróceniu się lub stłuczeniu butelki. Podczas otwierania pojemników kieruj otwory butelki z dala od personelu.
Zawsze dodawaj kwas siarkowy powoli do wody w celu rozcieńczenia. Nigdy nie wlewaj wody do stężonego kwasu siarkowego.
Przed neutralizacją stężone kwasy lub zasady należy rozcieńczyć wodą, a następnie przeprowadzić neutralizację przy użyciu odpowiednich roztworów zasad lub kwasów.
Puste naczynia, w których wcześniej znajdowały się stężone kwasy lub zasady, należy całkowicie opróżnić, kilkakrotnie przepłukać wodą, a następnie poddać rutynowym procedurom czyszczenia.
W przypadku kwasu-W przypadku oparzeń alkalicznych, natychmiast przemyć zanieczyszczoną tkankę dużą ilością bieżącej wody. W przypadku dostania się cieczy do oczu, należy je szybko przepłukać dużą ilością wody z kranu. Po przemyciu natychmiast zwrócić się o pomoc lekarską, niezależnie od stopnia oparzenia lub kontaktu z oczami.
2.3 Bezpieczne obchodzenie się z gazami
Gazy eksperymentalne dostarczane są za pomocą wysokiego ciśnienia-butle ciśnieniowe lub rurociągi gazowe. Mieszanie niektórych gazów może spowodować zapłon lub wybuch.
Butle gazowe są kolorowe-Kodowane i etykietowane w celu identyfikacji zawartych gazów. Butle zawierają gaz pod wysokim ciśnieniem; nowo napełnione butle osiągają około 150 kg/cm²Podczas przechowywania i użytkowania należy zachować szczególne środki ostrożności.
Latem należy unikać bezpośredniego nasłonecznienia butli z gazem. Trzymać materiały łatwopalne i źródła zapłonu z dala od butli.-strefy składowania.
Przechowuj pary gazów, które w kontakcie reagują wybuchowo lub wybuchowo (np. butle z wodorem i tlenem) w oddzielnych, odizolowanych pomieszczeniach, aby zapobiec wypadkom spowodowanym wyciekiem gazu.
Nie należy całkowicie wypompowywać gazu z cylindra; należy zachować pewne ciśnienie resztkowe wewnątrz cylindrów.
Zapobiegaj zanieczyszczeniu smarem zaworów cylindrów i kluczy.
W przypadku stosowania wodoru należy usunąć powietrze ze sprzętu za pomocą gazu obojętnego, sprawdzić cały układ pod kątem nieszczelności i zainstalować bezpieczniki płomieniowe.
2.4 Bezpieczne postępowanie z substancjami toksycznymi
Zapobiegaj zatruciom podczas pracy z toksycznymi odczynnikami i związkami chemicznymi w eksperymentach. Podstawowe zasady bezpieczeństwa są następujące:
Przeprowadzaj operacje pod wyciągami. Oczyść pozostałości odpadów i płyny przed ich usunięciem w wyznaczonych, bezpiecznych miejscach.
Nosić maski oddechowe i rękawice ochronne. Za wszelką cenę unikać kontaktu ze skórą i doustnego spożycia substancji toksycznych.
Dokładnie wypłucz rękawiczki wodą przed ich zdjęciem po zakończeniu eksperymentów.
Czas publikacji: 30 lipca 2026 r.