V polprevodniku‑Pri poskusih s procesnimi napravami se kemično čiščenje nanaša na odstranjevanje različnih škodljivih nečistoč ali oljnih onesnaževalcev, adsorbiranih na površinah polprevodnikov, kovinskih materialov in laboratorijskih pripomočkov. Čiščenje uporablja kemične reagente in organska topila za sprožitev kemičnih reakcij in učinkov raztapljanja nečistoč in oljnih onesnaževalcev, adsorbiranih na površinah obdelovancev. Za odstranjevanje nečistoč s površin obdelovancev se lahko uporabijo tudi fizikalni ukrepi, kot so ultrazvok, segrevanje in vakuumsko črpanje. Obdelovanci se nato sperejo z velikimi količinami visokokakovostnega...‑čistost vroča‑in‑hladno deionizirano vodo za čiste površine.
1.1 Pomen kemičnega čiščenja
Kemično čiščenje je potrebno za vsak poskus v procesnem testiranju. Kakovost kemičnega čiščenja ima odločilen vpliv na rezultate poskusov. Nepravilno čiščenje lahko povzroči neuspešne ali slabe rezultate.‑kakovostni eksperimentalni rezultati. Zato je razumevanje funkcij in načel kemičnega čiščenja bistvenega pomena za uspešne procesne poskuse.
Kot je dobro znano, je ena ključnih lastnosti polprevodnikov njihova visoka občutljivost na nečistoče. Tudi sledovi nečistoč na delih‑na‑milijonski ravni lahko spremeni fizikalne lastnosti polprevodnikov. Ta lastnost se uporablja za izdelavo polprevodniških naprav z različnimi funkcijami z dopiranjem. Kljub temu ista lastnost ustvarja izzive za polprevodnike‑poskusi s procesi naprav. Kemični reagenti, orodja za obdelavo in čistilna voda so lahko viri škodljive kontaminacije z nečistočami. Tudi neokrnjene polprevodniške rezine bodo po daljši izpostavljenosti zunanjemu zraku utrpele opazno kontaminacijo z nečistočami. Kemično čiščenje odpravlja škodljivo kontaminacijo z nečistočami in ohranja čist silicij.‑površine rezin.
1.2 Obseg kemičnega čiščenja
Kemično čiščenje zajema predvsem tri kategorije:
Čiščenje silikona‑površine rezin;
Čiščenje kovinskih materialov (npr. volframovih filamentov za uparjalne elektrode, molibdenskih plošč za nosilce uparjalnikov, aluminijevih zlitin za vire uparjalnikov, kroma za krom)‑izdelava mask);
Čiščenje orodij in posod (npr. kovinske pincete, kremenčeve cevke, steklene posode, grafitnih kalupov, plastičnih in gumijastih izdelkov).
1.3 Vrste onesnaževalcev na siliciju‑Površine rezin
(1) Molekularna‑Tip nečistoče Adsorpcija
Tipična molekularna‑tvorijo onesnaževalce, adsorbirane na silicij‑Površine rezin vsebujejo naravne ali sintetične masti, smole in olja. V to kategorijo večinoma spadajo nečistoče, ki nastanejo med rezanjem, brušenjem in poliranjem substrata. Drugi viri vključujejo prstne odtise, ostanke fotorezista in ostanke organskih snovi.‑usedline topil.
Molekularna‑Nečistoče tipa se večinoma fizično adsorbirajo in vežejo na silicij‑površine rezin z elektrostatično privlačnostjo. Molekule masti, smol in olj običajno niso‑polarno. Vez nastane zaradi privlačnosti med nevtralnimi molekulami nečistoč in nezadovoljenimi preostalimi silami površinskih atomov silicija. Ta interakcija je enakovredna van der Waalsovim silam med molekulami v molekularnih kristalih. Takšne privlačne sile so relativno šibke in hitro upadajo z naraščajočo medmolekularno razdaljo. Učinkovito območje interakcije je približno 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), primerljivo s premeri molekul. Zato molekularni‑Nečistoče te vrste je mogoče relativno enostavno odstraniti.
Druga pomembna značilnost je, da večina molekul‑vrste onesnaževalcev so voda‑netopne organske spojine. Njihova adsorpcija povzroči, da silicij‑površine rezin so hidrofobne, kar ovira učinkovit stik med deionizirano vodo/kislino‑alkalne raztopine in površine rezin. To preprečuje interakcijo reagentov s površinskimi delci in zavira učinkovito kemično čiščenje.
(2) Ionska‑Tip nečistoče Adsorpcija
Navadni ion‑tvorijo nečistoče, adsorbirane na silicij‑površine rezin vključujejo K⁺, Na⁺, Kalifornija²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, Ohio⁻, Ž⁻, Kl⁻, S²⁻, Kolorado₃²⁻in tako naprej. Te nečistoče izvirajo iz različnih virov: zunanjega zraka, pripomočkov in opreme, kemičnih snovi, nizkih‑čistost deionizirane vode, vode iz pipe, izdihanega zraka in znoja upravljavca.
Ionski‑Ta tip adsorpcije v veliki meri spada v kemijsko sorpcijo. Nečistočni ioni se vežejo na površine rezin s kemično reakcijo.‑vezne sile. Ravnotežne razdalje med nečistočnimi ioni in površinskimi atomi so izjemno kratke, tako da lahko adsorbirane ione obravnavamo kot del silicijeve mreže. Kemijsko adsorbirane ionske nečistoče lahko delujejo kot centri za lovljenje: nekatere vežejo proste elektrone mreže in služijo kot akceptorji; druge lovijo proste vrzeli in delujejo kot donorji. Zaradi močnih kemisorpcijskih sil je odstranjevanje ionskih nečistoč veliko težje kot odstranjevanje molekularnih onesnaževalcev.
(3) Atomska‑Tip nečistoče Adsorpcija
Atomsko‑Površinski onesnaževalci so predvsem kovinski atomi, kot so zlato, srebro, baker, železo in nikelj. Ti kovinski atomi običajno nastanejo z redukcijskimi reakcijami izpodrivanja v kislih jedkalnih sredstvih, ki se odlagajo na silicij.‑površine rezin.
Atomsko‑adsorpcija tipa kaže najmočnejšo vezavno silo in jo je najtežje odstraniti. Težka‑Kovinski atomi, kot sta zlato in platina, komaj reagirajo z običajnimi kislinami in alkalijami. Zato so za tvorbo topnih kompleksov potrebni posebni reagenti, kot je carska voda. Kompleksirane kovinske spojine se nato izperejo z visoko vsebnostjo‑čista deionizirana voda.
1.4 Splošni silicij‑Postopek čiščenja rezin
Kot je bilo analizirano zgoraj, molekularna‑Nečistoče tipa je relativno enostavno odstraniti. Preostali molekularni onesnaževalci lahko prikrijejo ionske‑in atomsko‑nečistoče tipa in ovirajo njihovo odstranitev. Zato je treba molekularne onesnaževalce najprej popolnoma odstraniti med silicijevim‑kemično čiščenje rezin.
Ionski‑in atomsko‑Nečistoče tipa se kemično adsorbirajo z močno površinsko afiniteto. Atomski onesnaževalci so običajno prisotni v majhnih količinah in inertni na običajne kisline in alkalije; raztopi jih lahko le carska voda ali kisli vodik.‑raztopine vodikovega peroksida. Kraljeva voda in kisli vodikov peroksid raztopita tudi ionske nečistoče. Standardni potek dela uporablja kislino‑alkalne raztopine ali alkalni vodikov peroksid, da se najprej odstranijo ionske nečistoče. Preostale ionske onesnaževalce in atomske nečistoče nato odstranimo z vodno gladino ali kislim vodikovim peroksidom. Končno izpiranje z visoko‑Postopek zaključi čista deionizirana voda.
Skratka, splošni silicij‑Zaporedje čiščenja rezin je: Razmaščevanje→Odstranjevanje ionov→Atomsko‑odstranjevanje nečistoč→Deionizirano‑izpiranje z vodo.
Silicijeve rezine je treba pred vsakim poskusom kemično očistiti. Kljub temu se površinske razmere od poskusa do poskusa razlikujejo. Čistilne kemikalije in prednostni cilji se zato ustrezno razlikujejo. Praktični poteki čiščenja so prilagodljivi. Konkretne metode in koraki se določijo za vsak primer posebej.‑by‑glede na dejansko čiščenje‑zahteve glede učinka.
1.5 Čistilna obdelava za navadne kovine in pripomočke
Kovinski materiali in laboratorijsko orodje so glavni viri silicija‑kontaminacija rezin. Temeljito čiščenje kovin in pripomočkov je obvezno za zagotovitev‑čistoča površin. Splošno načelo čiščenja kovin in pripomočkov je: najprej odstranite mastne onesnaževalce; izvedite jedkanje ali pranje s kislinami, alkalijami, pralnim sredstvom ali carsko vodo; in zaključimo s temeljitim izpiranjem z visoko‑čista deionizirana voda.
2 Varnostno znanje
V poskusih se pogosto uporabljajo različne kemikalije in plini, vključno z vnetljivimi, eksplozivnimi, strupenimi in korozivnimi kislinami.‑alkalne snovi. Nepravilno ravnanje lahko povzroči nesreče. Prednost je treba dati preventivnim ukrepom. Če pride do nesreče, ostanite mirni in nemudoma izvedite ustrezne korektivne ukrepe.
2.1 Varno ravnanje z organskimi topili
Med pogosta organska topila spadajo toluen, aceton, etanol, metil etil keton, trikloroetilen in ogljikov tetraklorid. Večina organskih topil je vnetljivih in se vžgejo pri visokih temperaturah.‑temperaturnih pogojih ali v bližini odprtega ognja. Shranjujte jih na hladnem mestu, stran od virov vžiga. Posod s topili ne segrevajte neposredno na električnih štedilnikih; voda‑Ogrevanje kopeli je prednostno, kadar je ogrevanje potrebno. V primeru požara plamene pogasite z vlažno krpo, finim peskom, ogljem‑gasilni aparati z dioksidom, ogljikovi‑gasilni aparati s tetrakloridom ali penasti gasilni aparati. Nikoli ne uporabljajte vode ali vode‑na osnovi kisline‑alkalna gasilna sredstva.
Organska topila so hlapna in imajo različne stopnje strupenosti. Vse postopke je treba izvajati v digestorijah z ustreznim prezračevanjem.
2.2 Varno ravnanje s kislinami in alkalijami
Poskusi uporabljajo močne‑kisle raztopine, kot so žveplova kislina, dušikova kislina, klorovodikova kislina, fluorovodikova kislina in carska voda, pa tudi močne‑alkalne raztopine, vključno z natrijevim hidroksidom in kalijevim hidroksidom. Te snovi so zelo korozivne za človeško kožo in oblačila, zato je potreben skrben nadzor varnosti pri delovanju.
V prostorih, kjer se lahko kopičijo kisli ali alkalijski hlapi, namestite učinkovite prezračevalne in izpušne sisteme.
Delavci morajo nositi ustrezno zaščitno opremo, kot so gumijaste rokavice in respiratorji.
Raztopin kislin ali alkalij nikoli ne pipetirajte z usti; uporabljajte pipete z gumijastimi baloni.
Med prevozom bodite previdni, da preprečite prevrnitev ali lomljenje steklenic. Pri odpiranju posod usmerite odprtine steklenic stran od osebja.
Žveplovo kislino vedno počasi dodajajte v vodo za redčenje. Nikoli ne vlivajte vode v koncentrirano žveplovo kislino.
Pred nevtralizacijo razredčite koncentrirane kisline ali alkalije z vodo, nato pa izvedite nevtralizacijo z ustreznimi raztopinami alkalij ali kislin.
Prazne posode, v katerih so bile prej koncentrirane kisline ali alkalije, je treba popolnoma izprazniti, večkrat sprati z vodo in nato opraviti rutinske postopke čiščenja.
V primeru kisline‑V primeru opeklin zaradi alkalije prizadeto tkivo takoj sperite z obilo tekoče vode. Če tekočina pride v oči, jih hitro izperite z veliko količino vode iz pipe. Po izpiranju takoj poiščite zdravniško pomoč, ne glede na resnost opekline ali stik z očmi.
2.3 Varno ravnanje s plini
Eksperimentalni plini se dovajajo preko visoke‑tlačne jeklenke ali plinovodi. Mešanje določenih plinov lahko povzroči vžig ali eksplozijo.
Plinske jeklenke so barvne‑kodirani in označeni za identifikacijo plinov, ki jih vsebujejo. Jeklenke vsebujejo plin pod visokim tlakom; na novo napolnjene jeklenke dosežejo približno 150 kg/cm²Med shranjevanjem in uporabo veljajo posebni varnostni ukrepi.
Poleti se izogibajte neposredni sončni svetlobi pri uporabi plinskih jeklenk. Vnetljive materiale in vire vžiga hranite stran od jeklenk.‑skladiščne cone.
Plinske pare, ki ob stiku reagirajo gorljivo ali eksplozivno (npr. jeklenke z vodikom in kisikom), shranjujte v ločenih izoliranih prostorih, da preprečite nesreče zaradi uhajanja plina.
Ne izpraznite plina iz jeklenke v celoti; v jeklenkah ohranite določen preostali tlak.
Preprečite kontaminacijo ventilov in ključev jeklenk z mastjo.
Pri uporabi vodika iz opreme odstranite zrak z inertnim plinom, preglejte celoten sistem glede puščanja in namestite odvodnike povratnega plamena.
2.4 Varno ravnanje s strupenimi snovmi
Pri delu s strupenimi kemičnimi reagenti in spojinami v poskusih preprečite zastrupitev. Osnovna varnostna načela so naslednja:
Delo izvajajte znotraj digestorij. Ostanke odpadkov in odpadne tekočine obdelajte, preden jih odvržete na za to določenih varnih mestih.
Nosite respiratorje in zaščitne rokavice. Za vsako ceno se izogibajte stiku s kožo in zaužitju strupenih snovi.
Po končanih poskusih rokavice temeljito sperite z vodo, preden jih snamete.
Čas objave: 30. julij 2026