V polovodičoch‑Pri experimentoch s procesmi na zariadeniach sa chemické čistenie vzťahuje na odstraňovanie rôznych škodlivých nečistôt alebo olejových kontaminantov adsorbovaných na povrchoch polovodičov, kovových materiálov a laboratórnych pomôcok. Čistenie využíva chemické činidlá a organické rozpúšťadlá na spustenie chemických reakcií a rozpúšťacích účinkov s nečistotami a olejovými kontaminantmi adsorbovanými na povrchoch obrobkov. Na desorpciu nečistôt z povrchov obrobkov sa môžu použiť aj fyzikálne opatrenia, ako je ultrazvuk, zahrievanie a vákuové čerpanie. Obrobky sa potom opláchnu veľkým množstvom vysokotlakového...‑čistota horúca‑a‑studenou deionizovanou vodou na dosiahnutie čistých povrchov.
1.1 Dôležitosť chemického čistenia
Chemické čistenie je potrebné pre každý experiment v procesnom testovaní. Kvalita chemického čistenia má zásadný vplyv na experimentálne výsledky. Nesprávne čistenie môže viesť k neúspešným alebo nekvalitným výsledkom.‑kvalitné experimentálne výsledky. Preto je pochopenie funkcií a princípov chemického čistenia nevyhnutné pre úspešné procesné experimenty.
Ako je dobre známe, jednou z kľúčových vlastností polovodičov je ich vysoká citlivosť na nečistoty. Dokonca aj stopové nečistoty na súčiastkach‑za‑milióny úrovní môžu zmeniť fyzikálne vlastnosti polovodičov. Táto vlastnosť sa využíva na výrobu polovodičových súčiastok s rôznymi funkciami prostredníctvom dopovania. Táto vlastnosť však predstavuje výzvy pre polovodiče‑experimenty s procesmi na zariadeniach. Chemické činidlá, nástroje na spracovanie a čistiaca voda môžu byť zdrojmi škodlivej kontaminácie nečistotami. Dokonca aj nedotknuté polovodičové doštičky budú po dlhodobom vystavení okolitému vzduchu citeľné kontaminované nečistotami. Chemické čistenie eliminuje škodlivú kontamináciu nečistotami a udržiava čistý kremík.‑povrchy oblátok.
1.2 Rozsah chemického čistenia
Chemické čistenie zahŕňa hlavne tri kategórie:
Čistenie silikónu‑povrchy doštičiek;
Čistenie kovových materiálov (napr. volfrámové vlákna pre odparovacie elektródy, molybdénové plechy pre odparovacie podložky, hliníkové zliatiny pre odparovacie zdroje, chróm pre chróm‑výroba masiek);
Čistenie nástrojov a nádob (napr. kovových pinziet, kremenných trubíc, sklenených nádob, grafitových foriem, plastových a gumených výrobkov).
1.3 Typy kontaminantov a nečistôt na kremíku‑Povrchy doštičiek
(1) Molekulárna‑Typ Adsorpcia nečistôt
Typické molekulárne‑tvoria kontaminanty adsorbované na kremíku‑Povrchy doštičiek obsahujú prírodné alebo syntetické tuky, živice a oleje. Nečistoty zavedené počas rezania, brúsenia a leštenia substrátu väčšinou patria do tejto kategórie. Medzi ďalšie zdroje patria odtlačky prstov, zvyšky fotorezistu a zvyšky organických látok.‑usadeniny rozpúšťadiel.
Molekulárna‑Nečistoty typu sú väčšinou fyzikálne adsorbované a viazané na kremík‑povrchy doštičiek elektrostatickou príťažlivosťou. Molekuly tukov, živíc a olejov vo všeobecnosti nie sú‑polárne. Väzba vzniká príťažlivosťou medzi neutrálnymi molekulami nečistôt a neuspokojenými zvyškovými silami povrchových atómov kremíka. Táto interakcia je ekvivalentná van der Waalsovým silám medzi molekulami v molekulárnych kryštáloch. Takéto príťažlivé sily sú relatívne slabé a rýchlo sa zmenšujú so zvyšujúcou sa medzimolekulárnou vzdialenosťou. Efektívny interakčný rozsah je približne 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), porovnateľné s priemermi molekúl. Preto molekulárne‑Nečistoty tohto typu sa dajú odstrániť pomerne ľahko.
Ďalšou dôležitou charakteristikou je, že väčšina molekulárnych‑typmi kontaminantov sú voda‑nerozpustné organické zlúčeniny. Ich adsorpcia spôsobuje, že kremík‑povrchy doštičiek sú hydrofóbne, čo bráni účinnému kontaktu medzi deionizovanou vodou a kyselinou‑alkalické roztoky a povrchy doštičiek. To zabraňuje interakcii činidiel s povrchovými časticami a bráni účinnému chemickému čisteniu.
(2) Iónový‑Typ Adsorpcia nečistôt
Spoločný ión‑tvoria nečistoty adsorbované na kremíku‑povrchy doštičiek zahŕňajú K⁺, Na⁺, Kalifornia²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H.⁺, Ohio⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, Colorado₃²⁻atď. Tieto nečistoty pochádzajú z rôznych zdrojov: okolitý vzduch, náradie a vybavenie, chemické látky, nízke‑čistota deionizovanej vody, vody z vodovodu, vydychovaného vzduchu a potu obsluhy.
Iónsky‑adsorpcia typu patrí prevažne k chemisorpcii. Ióny nečistôt sa viažu na povrchy doštičiek chemickými spôsobmi‑väzbové sily. Rovnovážne vzdialenosti medzi nečistotami a povrchovými atómami sú extrémne krátke, takže adsorbované ióny možno považovať za súčasť kremíkovej mriežky. Chemisorbované iónové nečistoty môžu pôsobiť ako záchytné centrá: niektoré viažu voľné mriežkové elektróny a slúžia ako akceptory; iné zachytávajú voľné diery a fungujú ako donory. Vzhľadom na silné chemisorpčné sily je odstránenie iónových nečistôt oveľa ťažšie ako eliminácia molekulárnych kontaminantov.
(3) Atómový‑Typ Adsorpcia nečistôt
Atómový‑Povrchové kontaminanty sú primárne kovové atómy, ako je zlato, striebro, meď, železo a nikel. Tieto kovové atómy zvyčajne vznikajú redukčnými reakciami v kyslých leptadlách, ktoré sa usadzujú na kremíku.‑povrchy oblátok.
Atómový‑adsorpcia typu vykazuje najsilnejšiu väzbovú silu a je najťažšie ju odstrániť. Ťažké‑Atómy kovov, ako je zlato a platina, sotva reagujú s bežnými kyselinami a zásadami. Preto sú na vytvorenie rozpustných komplexov potrebné špeciálne činidlá, ako je lučavka kráľovská. Komplexované kovové častice sa následne vymývajú vysokými‑čistota deionizovanej vody.
1.4 Všeobecný kremík‑Postup čistenia oblátok
Ako bolo analyzované vyššie, molekulárne‑Nečistoty typu sa dajú pomerne ľahko odstrániť. Zostávajúce molekulárne kontaminanty môžu maskovať iónové‑a atómové‑nečistoty typu a bránia ich odstráneniu. Preto sa molekulárne kontaminanty musia počas kremíkových‑chemické čistenie doštičiek.
Iónsky‑a atómové‑Nečistoty typu sú chemicky adsorbované so silnou povrchovou afinitou. Atómové kontaminanty sú bežne prítomné v malých množstvách a sú inertné voči bežným kyselinám a zásadám; môžu byť rozpustené iba lučavkou kráľovskou alebo kyslým vodíkom.‑peroxidové roztoky. Čajovka kráľovská a kyslý peroxid vodíka tiež rozpúšťajú iónové nečistoty. Štandardný pracovný postup používa kyselinu‑alkalické roztoky alebo alkalický peroxid vodíka na odstránenie iónových nečistôt. Zvyškové iónové kontaminanty a atómové nečistoty sa potom odstránia pomocou lučavky kráľovskej alebo kyslého peroxidu vodíka. Záverečné opláchnutie vysokým‑Proces sa dokončí čistou deionizovanou vodou.
Stručne povedané, všeobecný kremík‑Postup čistenia doštičiek je: Odmasťovanie→Odstránenie iónov→Atómový‑odstránenie nečistôt→Deionizovaný‑oplachovanie vodou.
Kremíkové doštičky musia byť pred každým experimentom chemicky vyčistené. Povrchové podmienky sa však líšia od experimentu k experimentu. Čistiace chemikálie a prioritné ciele sa preto zodpovedajúcim spôsobom líšia. Praktické pracovné postupy čistenia sú flexibilné. Konkrétne metódy a kroky sa určia pre každý prípad.‑by‑v závislosti od konkrétneho prípadu a skutočného čistenia‑požiadavky na účinok.
1.5 Čistiace prostriedky na bežné kovy a riad
Kovové materiály a laboratórne nástroje sú hlavnými zdrojmi kremíka‑kontaminácia oblátok. Dôkladné čistenie kovov a náradia je povinné na zaručenie‑čistota povrchu. Všeobecná zásada čistenia kovov a riadu je: najprv odstráňte mastné nečistoty; vykonajte leptanie alebo umývanie kyselinami, zásadami, umývacími roztokmi alebo lučavkou kráľovskou; a nakoniec dôkladne opláchnite vysokým‑čistota deionizovanej vody.
2 Bezpečnostné znalosti
Experimenty často využívajú rôzne chemikálie a plyny vrátane horľavých, výbušných, toxických a korozívnych kyselín.‑alkalické látky. Nesprávna manipulácia môže spôsobiť nehody. Preventívne opatrenia by mali byť prioritou. Ak dôjde k nehode, zachovajte pokoj a okamžite vykonajte vhodné nápravné opatrenia.
2.1 Bezpečná manipulácia s organickými rozpúšťadlami
Medzi bežné organické rozpúšťadlá patrí toluén, acetón, etanol, metyletylketón, trichlóretylén a tetrachlórmetán. Väčšina organických rozpúšťadiel je horľavá a vznieti sa pri vysokých teplotách.‑teplotných podmienkach alebo v blízkosti otvoreného ohňa. Skladujte ich na chladných miestach mimo dosahu zdrojov zapálenia. Neohrievajte nádoby s rozpúšťadlami priamo na elektrických sporákoch; voda‑Vykurovanie kúpeľa sa uprednostňuje, keď je vykurovanie nevyhnutné. V prípade požiaru uhaste plamene vlhkou handričkou, jemným pieskom, uhlíkom.‑hasiace prístroje s oxidom uhličitým, uhlíkové‑hasiace prístroje s tetrachloridom alebo penové hasiace prístroje. Nikdy nepoužívajte vodu ani vodu‑na báze kyseliny‑alkalické hasiace prostriedky.
Organické rozpúšťadlá sú prchavé a majú rôzny stupeň toxicity. Všetky operácie sa musia vykonávať v digestoroch s dostatočným vetraním.
2.2 Bezpečná manipulácia s kyselinami a zásadami
Experimenty využívajú silné‑kyslé roztoky, ako je kyselina sírová, kyselina dusičná, kyselina chlorovodíková, kyselina fluorovodíková a lučavka kráľovská, ako aj silné‑alkalické roztoky vrátane hydroxidu sodného a hydroxidu draselného. Tieto látky sú vysoko korozívne pre ľudskú pokožku a odev, čo si vyžaduje starostlivú kontrolu bezpečnosti prevádzky.
V priestoroch, kde sa môžu hromadiť výpary kyselín alebo zásad, nainštalujte účinné vetracie a odsávacie systémy.
Operátori musia nosiť vhodné ochranné prostriedky, ako sú gumené rukavice a respirátory.
Nikdy nepipetujte kyslé alebo zásadité roztoky ústami; používajte pipety s gumenými guľôčkami.
Počas prepravy buďte opatrní, aby ste predišli prevráteniu alebo rozbitiu fľaše. Pri otváraní nádob namierte otvory fliaš smerom od personálu.
Kyselinu sírovú vždy pridávajte do vody pomaly, aby sa zriedila. Nikdy nenalievajte vodu do koncentrovanej kyseliny sírovej.
Pred neutralizáciou zrieďte koncentrované kyseliny alebo zásady vodou a potom vykonajte neutralizáciu pomocou zodpovedajúcich roztokov zásad alebo kyselín.
Prázdne nádoby, ktoré predtým obsahovali koncentrované kyseliny alebo zásady, sa musia úplne vypustiť, opakovane prepláchnuť vodou a potom sa podrobiť bežným čistiacim postupom.
V prípade kyseliny‑V prípade popálenín alkalickými látkami ihneď vypláchnite postihnuté tkanivo veľkým množstvom tečúcej vody. Ak sa postreky dostanú do očí, rýchlo ich vypláchnite veľkým množstvom vody z vodovodu. Po vypláchnutí okamžite vyhľadajte lekársku pomoc bez ohľadu na závažnosť popálenín alebo zasiahnutie očí.
2.3 Bezpečná manipulácia s plynmi
Experimentálne plyny sa dodávajú cez vysoko‑tlakové fľaše alebo plynovody. Miešanie určitých plynov môže viesť k vznieteniu alebo výbuchu.
Plynové fľaše sú farebné‑kódované a označené na identifikáciu obsiahnutých plynov. Fľaše udržiavajú plyn pod vysokým tlakom; novo naplnené fľaše dosahujú približne 150 kg/cm²Počas skladovania a používania platia špeciálne bezpečnostné opatrenia.
V lete sa vyhýbajte priamemu slnečnému žiareniu pri použití plynových fliaš. Uchovávajte horľavé materiály a zdroje zapálenia mimo dosahu fliaš.‑skladovacie zóny.
Páry plynov, ktoré pri kontakte reagujú horľavo alebo výbušne (napr. vodíkové a kyslíkové fľaše), skladujte v oddelených izolovaných miestnostiach, aby ste predišli nehodám spôsobeným únikom plynu.
Nevyčerpávajte plyn z fľaše úplne; vo vnútri fliaš udržujte určitý zvyškový tlak.
Zabráňte kontaminácii ventilov valcov a kľúčov mazivom.
Pri použití vodíka odvzdušnite zariadenie inertným plynom, skontrolujte celý systém na tesnosť a nainštalujte poistky proti spätnému vzplanutiu.
2.4 Bezpečná manipulácia s toxickými látkami
Pri práci s toxickými chemickými činidlami a zlúčeninami v experimentoch predchádzajte otravám. Základné bezpečnostné zásady sú nasledovné:
Vykonávajte práce vo vnútri digestorov. Zvyšky odpadu a odpadové kvapaliny pred ich likvidáciou na určených bezpečných miestach spracujte.
Noste respirátory a ochranné rukavice. Za každú cenu sa vyhýbajte kontaktu s pokožkou a požitiu toxických materiálov.
Po ukončení experimentov ich pred vybratím dôkladne opláchnite vodou.
Čas uverejnenia: 30. júla 2026