I halvledare‑I experiment med apparatprocesser avser kemisk rengöring avlägsnande av olika skadliga föroreningar eller oljeföroreningar som adsorberats på ytorna av halvledare, metalliska material och laboratorieredskap. Rengöring använder kemiska reagens och organiska lösningsmedel för att utlösa kemiska reaktioner och upplösningseffekter med föroreningar och oljeföroreningar som adsorberats på arbetsstyckets ytor. Fysiska åtgärder som ultraljud, uppvärmning och vakuumpumpning kan också tillämpas för att desorbera föroreningar från arbetsstyckets ytor. Arbetsstyckena sköljs sedan med stora volymer hög‑renhet het‑och‑kallt avjoniserat vatten för att få rena ytor.
1.1 Vikten av kemisk rengöring
Kemisk rengöring krävs för varje experiment i processtestning. Kvaliteten på den kemiska rengöringen har en avgörande inverkan på experimentresultaten. Felaktig rengöring kan leda till misslyckade eller dåliga resultat.‑kvalitetsexperimentella resultat. Därför är det viktigt att förstå funktionerna och principerna för kemisk rengöring för framgångsrika processexperiment.
Som välkänt är en viktig egenskap hos halvledare deras höga känslighet för föroreningar. Även spår av föroreningar vid delarna‑per‑miljonnivå kan förändra halvledarnas fysikaliska egenskaper. Denna egenskap används för att tillverka halvledarkomponenter med olika funktioner via dopning. Ändå skapar samma egenskap utmaningar för halvledare.‑experiment med enhetsprocesser. Kemiska reagenser, bearbetningsverktyg och rengöringsvatten kan alla fungera som källor till skadlig föroreningskontaminering. Även rena halvledarskivor kommer att drabbas av märkbar föroreningskontaminering efter långvarig exponering för omgivande luft. Kemisk rengöring eliminerar skadlig föroreningskontaminering och bibehåller ren kisel.‑waferytor.
1.2 Omfattning av kemisk rengöring
Kemisk rengöring omfattar huvudsakligen tre kategorier:
Rengöring av silikon‑waferytor;
Rengöring av metalliska material (t.ex. volframfilament för avdunstningselektroder, molybdenplåt för avdunstningsstöd, aluminiumlegeringar för avdunstningskällor, krom för krom)‑masktillverkning);
Rengöring av verktyg och kärl (t.ex. metallpincetter, kvartsrör, glasbehållare, grafitformar, plast- och gummiprodukter).
1.3 Typer av föroreningar på kisel‑Waferytor
(1) Molekylär‑Typ Förorening Adsorption
Typisk molekylär‑bildar föroreningar som adsorberas på kisel‑Waferytor inkluderar naturliga eller syntetiska fetter, hartser och oljor. Föroreningar som uppstår vid skärning, slipning och polering av substrat faller oftast inom denna kategori. Andra källor inkluderar fingeravtryck, fotoresistrester och överblivna organiska material.‑lösningsmedelsavlagringar.
Molekyl‑föroreningar av den här typen adsorberas mestadels fysiskt och binds till kisel‑waferytor genom elektrostatisk attraktion. Molekyler av fetter, hartser och oljor är i allmänhet inte‑polär. Bindning uppstår genom attraktion mellan neutrala föroreningsmolekyler och otillfredsställda restkrafter hos kiselatomer på ytan. Denna interaktion motsvarar van der Waals-krafter mellan molekyler i molekylkristaller. Sådana attraktionskrafter är relativt svaga och avtar snabbt med ökande intermolekylärt avstånd. Det effektiva interaktionsintervallet är ungefär 2‑3×10⁻⁸cm (2‑3 Å), jämförbar med molekyldiametrar. Därav molekylär‑föroreningar av den här typen kan avlägsnas relativt enkelt.
En annan viktig egenskap är att de flesta molekylära‑typföroreningar är vatten‑olösliga organiska föreningar. Deras adsorption gör kisel‑waferytor hydrofoba, vilket hindrar effektiv kontakt mellan avjoniserat vatten/syra‑alkaliska lösningar och waferytor. Detta förhindrar att reagenser interagerar med ytpartiklar och hämmar effektiv kemisk rengöring.
(2) Jonisk‑Typ Förorening Adsorption
Vanlig jon‑bildar föroreningar adsorberade på kisel‑waferytor inkluderar K⁺, Na⁺, Kalifornien²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, H⁺, OH⁻, F⁻, Cl⁻, S²⁻, CO₃²⁻och så vidare. Dessa föroreningar kommer från olika källor: omgivande luft, redskap och utrustning, kemiska agenser, låga‑rent avjoniserat vatten, kranvatten, utandningsluft och operatörssvett.
Jonisk‑Adsorption av den typ som till stor del hör till kemisorption. Föroreningsjoner binder till waferytor genom kemiska medel‑bindningskrafter. Jämviktsavstånden mellan föroreningsjoner och ytatomer är extremt korta, så att adsorberade joner kan betraktas som en del av kiselgittret. Kemisorberade joniska föroreningar kan fungera som fångstcentra: vissa binder fria gitterelektroner och fungerar som acceptorer; andra fångar fria hål och fungerar som donatorer. På grund av starka kemisorptionskrafter är det mycket svårare att avlägsna joniska föroreningar än att eliminera molekylära föroreningar.
(3) Atomär‑Typ Förorening Adsorption
Atom‑Ytföroreningar från formuläret är främst metallatomer såsom guld, silver, koppar, järn och nickel. Dessa metallatomer genereras vanligtvis genom reduktiva undanträngningsreaktioner i sura etsmedel och avsätts på kisel.‑waferytor.
Atom‑typ adsorption uppvisar den starkaste bindningskraften och är svårast att eliminera.‑Metallatomer som guld och platina reagerar knappt med vanliga syror och alkalier. Därför krävs speciella reagenser som kungsvatten för att bilda lösliga komplex. Komplexbundna metalliska ämnen tvättas sedan bort med hög‑rent avjoniserat vatten.
1.4 Allmänt kisel‑Rengöringsprocedur för skivor
Som analyserats ovan, molekylära‑föroreningar av den typ som är jämförelsevis enkla att avlägsna. Kvarvarande molekylära föroreningar kan maskera joniska‑och atomär‑typ föroreningar och hindra deras borttagning. Följaktligen måste molekylära föroreningar elimineras helt först under kiselbehandling‑kemisk rengöring av wafers.
Jonisk‑och atomär‑föroreningar av typen kemisorberas med stark ytaffinitet. Atomära föroreningar finns normalt i små mängder och är inerta mot vanliga syror och alkalier; de kan endast lösas upp av kungsvatten eller surt väte‑peroxidlösningar. Kungsvatten och sur väteperoxid löser också upp joniska föroreningar. Standardarbetsflödet använder syra‑alkaliska lösningar eller alkalisk väteperoxid för att först avlägsna joniska föroreningar. Kvarvarande joniska föroreningar och atomära föroreningar avlägsnas sedan med kungsvatten eller sur väteperoxid. En sista sköljning med hög‑rent avjoniserat vatten fullbordar processen.
Sammanfattningsvis, den allmänna kiseln‑Rengöringssekvensen för skivor är: Avfettning→Jonborttagning→Atom‑borttagning av föroreningar→Avjoniserad‑vattensköljning.
Kiselskivor måste genomgå kemisk rengöring före varje experiment. Ytförhållandena varierar dock från körning till körning. Rengöringskemikalier och prioriterade mål varierar därför därefter. Praktiska rengöringsarbetsflöden är flexibla. Konkreta metoder och steg ska bestämmas från fall till fall.‑by‑fallbaserat beroende på faktisk rengöring‑effektkrav.
1.5 Rengöringsbehandling för vanliga metaller och redskap
Metalliska material och laboratorieverktyg är viktiga källor till kisel‑kontaminering av wafern. Noggrann rengöring av metaller och redskap är obligatorisk för att garantera wafern.‑ytrenhet. Den allmänna rengöringsprincipen för metaller och redskap är: ta först bort fettföroreningar; utför etsning eller tvättning med syror, alkalier, tvättlösningar eller kungsvatten; och avsluta med noggrann sköljning med hög‑rent avjoniserat vatten.
2 Säkerhetskunskap
Experiment använder ofta olika kemikalier och gaser, inklusive brandfarliga, explosiva, giftiga och frätande syror.‑alkaliska ämnen. Felaktig hantering kan utlösa olyckor. Förebyggande åtgärder bör prioriteras. Om en olycka inträffar, behåll lugnet och vidta lämpliga korrigerande åtgärder omedelbart.
2.1 Säker hantering av organiska lösningsmedel
Vanliga organiska lösningsmedel inkluderar toluen, aceton, etanol, metyletylketon, trikloretylen och koltetraklorid. De flesta organiska lösningsmedel är brandfarliga och antänds under höga temperaturer.‑temperaturförhållanden eller nära öppen låga. Förvara dem på en sval plats, borta från antändningskällor. Värm inte lösningsmedelsbehållare direkt på elektriska spisar; vatten‑Baduppvärmning är att föredra när uppvärmning är nödvändig. Vid brand, släck lågorna med en fuktig trasa, fin sand eller kol.‑koldioxidsläckare, koldioxid‑tetrakloridsläckare eller skumbrandsläckare. Använd aldrig vatten eller vatten‑baserad syra‑alkaliska släckmedel.
Organiska lösningsmedel är flyktiga och har varierande grader av toxicitet. Alla operationer ska utföras i dragskåp med tillräcklig ventilation.
2.2 Säker hantering av syror och alkalier
Experiment använder starka‑sura lösningar såsom svavelsyra, salpetersyra, saltsyra, fluorvätesyra och kungsvatten, såväl som starka‑alkaliska lösningar inklusive natriumhydroxid och kaliumhydroxid. Dessa ämnen är mycket frätande för människors hud och kläder och kräver noggrann säkerhetskontroll.
Installera effektiva ventilations- och avgassystem i områden där syra- eller alkaliångor kan ansamlas.
Operatörer ska bära lämplig skyddsutrustning såsom gummihandskar och andningsskydd.
Pipettera aldrig syra- eller alkalilösningar genom munnen; använd pipetter med gummikåpor.
Var försiktig under transport för att förhindra att flaskan välter eller går sönder. Rikta flasköppningarna bort från personalen när du öppnar behållare.
Tillsätt alltid svavelsyra långsamt i vattnet för utspädning. Häll aldrig vatten i koncentrerad svavelsyra.
Före neutralisering, späd koncentrerade syror eller alkalier med vatten och utför sedan neutralisering med motsvarande alkali- eller syralösningar.
Tomma kärl som tidigare innehållit koncentrerade syror eller alkalier ska tömmas helt, spolas upprepade gånger med vatten och sedan genomgå rutinmässig rengöring.
Vid syra‑Vid alkaliska brännskador, skölj omedelbart den drabbade vävnaden med rikligt med rinnande vatten. Om stänk kommer in i ögonen, skölj ögonen snabbt med rikligt med kranvatten. Sök omedelbart läkarvård efter sköljning, oavsett brännskadans svårighetsgrad eller ögonexponering.
2.3 Säker hantering av gaser
Experimentella gaser tillförs via höga‑tryckflaskor eller gasledningar. Blandning av vissa gaser kan leda till förbränning eller explosion.
Gasflaskor är färgade‑kodade och märkta för att identifiera inneslutna gaser. Cylindrar håller gasen vid högt tryck; nyfyllda cylindrar når cirka 150 kg/cm²²Särskilda säkerhetsåtgärder gäller vid förvaring och användning.
Undvik direkt solljus för gasflaskor på sommaren. Håll brandfarliga material och antändningskällor borta från flaskan.‑lagringszoner.
Förvara gaspar som reagerar brandfarligt eller explosivt vid kontakt (t.ex. vätgas- och syrgasflaskor) i separata, isolerade rum för att undvika olyckor orsakade av gasläckage.
Släpp inte ut gasen helt i cylindern; bibehåll ett visst resttryck inuti cylindrarna.
Förhindra fettkontaminering på cylinderventiler och skiftnycklar.
Vid användning av vätgas, spola ut luft ur utrustningen med inert gas, inspektera hela systemet för läckor och installera bakslagsspärrar.
2.4 Säker hantering av giftiga ämnen
Förhindra förgiftning vid arbete med giftiga kemiska reagenser och föreningar i experiment. De viktigaste säkerhetsprinciperna är följande:
Utför arbetet i dragskåp. Behandla avfallsrester och spillvätskor innan de kasseras på anvisade säkra platser.
Använd andningsskydd och skyddshandskar. Undvik hudkontakt och oralt intag av giftiga ämnen till varje pris.
Skölj handskarna noggrant med vatten innan du tar av dem efter avslutade experiment.
Publiceringstid: 30 juli 2026