眾所周知，化學(xué)清洗是比較便捷的。但是安全問(wèn)題不可以忽視，所以小編給大家講下化學(xué)清洗與安全知識(shí)：

1 化學(xué)清洗

在半導(dǎo)體器件工藝實(shí)驗(yàn)中．化學(xué)清洗是指清理吸附在半導(dǎo)體、金屬材料以及用具表面上的各種有害雜質(zhì)或油污。清洗方法是利用各種化學(xué)試劑和有機(jī)熔劑與吸附在被清洗物體表面上的雜質(zhì)及油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和溶解作用，或伴以超聲．加熱、抽真空等物理措施，使雜質(zhì)從被清洗物體的表面脫附（或稱(chēng)解吸），然后用大量高純冷熱去離子水沖洗，從而獲得潔凈的物體表面。

1.1 化學(xué)清洗的重要性

工藝實(shí)驗(yàn)中每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有化學(xué)清洗的問(wèn)題，化學(xué)清洗的好壞對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有嚴(yán)重的影響，處理不當(dāng)，則得不到實(shí)驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不好。因此弄清楚化學(xué)清洗的作用和原理，對(duì)做好工藝實(shí)驗(yàn)有著重要的意義。大家知道，半導(dǎo)體的重要特性之一是對(duì)雜質(zhì)十分敏感，只要有百萬(wàn)分之一，甚至微量的雜質(zhì)，就會(huì)對(duì)半導(dǎo)體的物理性質(zhì)有所影響，我們就是利用這一特性，通過(guò)摻雜的方法．制作各種功能的半導(dǎo)體器件。但也由于這一特性，給半導(dǎo)體器件工藝實(shí)驗(yàn)帶來(lái)麻煩和困難．所使用的化學(xué)試劑、生產(chǎn)工具，清洗用的水等都可能成為有害雜質(zhì)的沾污源．即使是清潔的半導(dǎo)體晶片，較長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣之中．也會(huì)引入明顯的雜質(zhì)沾污?；瘜W(xué)清洗就是消除有害雜質(zhì)沾污，保持硅片表面清潔。

1.2 化學(xué)清洗的范圍

化學(xué)清洗主要包括三個(gè)方面的清洗，一是硅片表面的清洗；二是使用的金屬材料（如作蒸發(fā)電極用的鎢絲，作蒸發(fā)墊板用的鉬片、作蒸發(fā)源用的鋁合金，制鉻板用的鉻等）的清洗；三是所用工具、器皿（如金屬鑷子．石英管、玻璃容器、石墨模具、塑料和橡膠制品等）的清洗。

1.3 硅片表面沾污雜質(zhì)的類(lèi)型

（1）分子型雜質(zhì)吸附 

以分子形式吸附在硅片表面上的典型沾污雜質(zhì)，主要是天然或合成油脂、樹(shù)脂和油類(lèi)等物質(zhì)。在襯底部備中的切、磨、拋引入的雜質(zhì)多屬于此種類(lèi)型。此外，操作者手指上的油脂，光刻膠以及有機(jī)溶劑的殘?jiān)纫簿鶎儆谶@一類(lèi)型。 

分子型雜質(zhì)吸收的特點(diǎn)是它們與硅片表面的接觸通常是依靠靜電引力來(lái)維持，是一種物理吸附現(xiàn)象。由于天然或合成油脂、樹(shù)脂和油類(lèi)的分子一般以非極性分子存在，它是靠雜質(zhì)的中性分子與硅片表面硅原子沒(méi)有被平衡的那部分剩余力相互吸引而結(jié)合的。結(jié)合的力與分子型晶體結(jié)構(gòu)中分子與分子間存在的范德瓦耳斯力是一樣的。這種吸引力比較弱，它隨著分子間距的增加很快被削弱，所以這種力所涉及的范圍只不過(guò)在2～3×10－8厘米（即2－3埃）左右，也就是象分子直徑那么大小的距離，因此要徹底清理這些分子型雜質(zhì)是比較容易的。分子型雜質(zhì)的另一個(gè)重要特點(diǎn)是，大多是不溶于水的有機(jī)化合物，當(dāng)它們吸附在硅片表面時(shí)將使硅片表面呈現(xiàn)疏水性，從而妨礙了去離子水或酸、堿溶液與硅片表面的有效接觸，使得去離子水或酸．堿溶液無(wú)法與硅片表面或其它雜質(zhì)粒子相互作用，因此無(wú)法進(jìn)行有效的化學(xué)清洗。

（2）離子型雜質(zhì)吸附 

以離子形式吸附在硅片表面的雜質(zhì)一般有K+、Na+、Ga2+、Mg2+、Fe2+、H+、（OH）-、F-、Cl-、S2-、（CO3）2-等。這類(lèi)雜質(zhì)的來(lái)源較廣,可以來(lái)自于空氣、用具和設(shè)備、化學(xué)藥品、純度不高的去離子水、自來(lái)水、操作者的鼻和嘴呼出的氣體、汗液等各個(gè)方面。 

離子型雜質(zhì)吸附多屬于化學(xué)吸附的范疇，其主要特點(diǎn)是雜質(zhì)離子和硅片表面之間依靠化學(xué)鍵力相結(jié)合，這些雜質(zhì)離子與硅片表面的原子所達(dá)到的平衡距離極小，以至于可以認(rèn)為這些雜質(zhì)離子已成為硅片整體的一部分。根據(jù)化學(xué)吸附雜質(zhì)的性質(zhì)，有的可以是晶格自由電子的束縛中心，充當(dāng)電子的陷阱，起著受主的作用；有的可以作為自由空穴的束縛中心，起著施主的作用。由于化學(xué)吸附力較強(qiáng)，所以對(duì)這種雜質(zhì)離子的清理較之分子型雜質(zhì)困難得多。

（3）原子型雜質(zhì)吸附

以原子形式吸附在硅片表面形成沾污的雜質(zhì)．主要是指如金、銀、銅、鐵、鎳等金屬原子。這些金屬原子一般是來(lái)自于酸性的腐蝕液，通過(guò)置換反應(yīng)將金屬離子還原成為原子而吸附在硅片表面。

原子型雜質(zhì)吸附力較強(qiáng),比較難以清理。兼之金、鉑等重金屬原子不容易和一般酸、堿溶液起化學(xué)反應(yīng)，因此必須采用諸如王水之類(lèi)的化學(xué)試劑，使之形成絡(luò)合物并溶于試劑中，然后才能用高純?nèi)ルx子水沖除。

1.4 硅片清洗的一般程序

通過(guò)上面分析，分子型雜質(zhì)比較容易清理。這種雜質(zhì)的存在，對(duì)于清理離子型和原子型雜質(zhì)具有掩蔽作用。因此在對(duì)硅片進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，首先應(yīng)該把它們清理干凈。

離子型和原子型吸附的雜質(zhì)屬于化學(xué)吸附雜質(zhì)，其吸附力都較強(qiáng)，在一般情況下，原子型吸附雜質(zhì)的量較小，而且它們不和酸、堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，必須用王水或酸性雙氧水才能溶除。王水和酸性雙氧水還能溶除離子型雜質(zhì)，因此在化學(xué)清洗時(shí)，一般都采用酸、堿溶液或堿性雙氧水先清理掉離子型吸附雜質(zhì)，然后再用王水或酸性雙氧水清理殘存的離子型雜質(zhì)及原子型雜質(zhì)。臨了用高純?nèi)ルx子水沖洗干凈。

綜上所述，清洗硅片的一般程序?yàn)椋喝ビ汀ルx子→去原子→去離子水沖洗

每個(gè)實(shí)驗(yàn)前，硅片都必須進(jìn)行化學(xué)清洗。但由于每次清洗前硅片表面情況不一樣，因此每次清洗所用的化學(xué)藥品，清洗的側(cè)重點(diǎn)就不一樣，具體的清洗過(guò)程存在著靈活性。所以必須根據(jù)具體情況，考慮清洗的實(shí)際效果，確定每次清洗工作的具體方法和步驟。

1.5 常用金屬和器皿的清潔處理

實(shí)驗(yàn)中所用的金屬材料和用具也是硅片受沾污的主要原因之一．為了保證硅片表面清潔。必須認(rèn)真做好金屬和器皿的清潔處理工作。金屬和器皿的清洗的一般原則是，首先應(yīng)該清洗油脂類(lèi)物質(zhì)，然后用酸、堿或洗液和王水腐蝕清洗或清洗，臨了用高純?nèi)ルx子水沖洗干凈。

2 安全知識(shí)

實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用各種化學(xué)藥品和氣體。其中有些是易燃品，易爆品，，以及酸堿等腐蝕品。如果使用不當(dāng)，會(huì)發(fā)生事故。首先要避免事故－發(fā)生，萬(wàn)一出了事故，不要驚慌失措，要及時(shí)采取正確措施，排除故障。

2.1 有機(jī)溶劑的安全使用

常用的有機(jī)溶劑有甲苯、、乙醇、、三氯乙烯、四氯化碳等。這些有機(jī)溶劑大多易燃，遇高溫或明火時(shí)會(huì)燃燒，要貯存在陰涼處，不要靠近火源。使用時(shí)不要直接放在電爐上加熱，若需加熱，一般采用水浴加熱，如果萬(wàn)一著火，可用濕布或細(xì)沙撲滅，較好用二氧化碳、四氯化碳滅火機(jī)或泡沫滅火機(jī)滅火，不要用水澆或用含水的酸堿滅火機(jī)噴射。

這些有機(jī)溶劑易揮發(fā)，并有不同程度的毒性，因此使用時(shí)應(yīng)在通風(fēng)櫥中操作，加強(qiáng)排氣。

2.2 酸堿的安全使用

實(shí)驗(yàn)中常用硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸和王水等強(qiáng)酸溶液及氫氧化納、氫氧化鉀等強(qiáng)堿溶液。它們對(duì)人體及衣物有強(qiáng)烈的腐蝕作用，因此必須注意安全使用。

（1）有酸、堿蒸氣的地方要安裝良好的通風(fēng)排氣設(shè)備。

（2）操作者要穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)服（如橡皮手套，戴口罩等）。 

（3）嚴(yán)禁用嘴將酸、堿等液體吸入移液管內(nèi)，應(yīng)該使用帶橡皮球的移液管去吸取。 

（4）搬運(yùn)時(shí)要謹(jǐn)慎，防止酸、堿瓶?jī)A倒或破裂，起封時(shí)瓶口應(yīng)向無(wú)人的地方。

（5）稀釋硫酸時(shí)必須將硫酸慢慢注入水中，切勿把水倒入硫酸。

（6）中和濃酸或濃堿時(shí)．必須先將它們倒入水中稀釋?zhuān)缓笤儆脡A或酸溶液進(jìn)行中和。 

（7）盛過(guò)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的容器，應(yīng)先傾倒干凈，用水沖洗多遍，然后再進(jìn)行一般清潔處理。

如果受到酸堿灼傷，首先用大量水沖洗，萬(wàn)一有酸堿濺入眼內(nèi)時(shí)，應(yīng)速用大量自來(lái)水沖洗眼睛。不管?chē)?yán)重灼傷還是濺入眼，沖洗后，立即到醫(yī)院治。

2.3 氣體的安全使用 

使用的氣體一般用鋼瓶貯送或用輸氣管道輸送。有些氣體混合時(shí)，容易引起燃燒或爆掉。 

為便于識(shí)別氣瓶中裝何種氣體，常用不同顏色和字樣來(lái)標(biāo)明各種氣體所用鋼瓶，此外還標(biāo)著氣體名稱(chēng)的字樣。 

氣瓶?jī)?nèi)的氣體通常具有較高的氣壓，新裝的氣瓶?jī)?nèi)的氣壓約150公斤/厘米2左右，因此存放和使用時(shí)應(yīng)注意安全。 

（1）夏季不要把氣瓶放在日光曝曬的地方。存放氣瓶的附近禁放易燃物品和使用火源。 

（2）對(duì)于裝有相互接觸能引起燃燒或爆掉的氣瓶（如氫、氧氣瓶）必須分開(kāi)單間存放，避免由于漏氣等引起事故。 

（3）氣瓶?jī)?nèi)的氣體不能全部用完，一般應(yīng)留下一定的剩余氣體。

（4）氣瓶嘴及搬子嚴(yán)禁沾染油脂。 

（5）使用氫氣時(shí)必須用惰性氣體趕凈設(shè)備內(nèi)的空氣，檢查系統(tǒng)是否漏氣，要裝回火裝置。

2.4 有毒物質(zhì)的安全使用

在實(shí)驗(yàn)中用到有毒化學(xué)試劑和化合物時(shí)應(yīng)注意防止中毒。其安全使用的原則是：

（1）操作應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，用完的殘?jiān)鼩堃簯?yīng)處理后倒在安全處。

（2）操作者應(yīng)帶口罩、手套，嚴(yán)禁與皮膚接觸和誤入口中。

（3）實(shí)驗(yàn)完畢手套必須用水沖洗干凈后才能脫掉。

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