常见的化学清洗
常见的化学清洗

常见的化学清洗常见的化学清洗硫酸。
一种常见的清洗溶液是热硫酸添加氧化剂。
它也是一种通常的光刻胶去除剂(见第8章)。
在90~125 OC的范围中,硫酸是一种非常有效的清洗剂。
在这样的温度下,它可以去除晶片表面大多数无机残余物和颗粒。
添加到硫酸中的氧化剂用来去除含碳的残余物,化学反应将碳转化成二氧化碳,后者以气体的形式离开反应池:C + O2 à CO2 (气体)一般使用的氧化剂有:过氧化氢(H2O2),亚硫酸氨<(NH4)2S2O8>,硝酸(HNO3),和臭氧(O3)硫酸和过氧化氢。
过氧化氢和硫酸混合制成一种常见的清洗液,用于各个工艺过程之前,尤其是炉工艺之前晶片的清洗。
它也可用作光刻操作中光刻胶的去除剂。
在业内,这种配方有多种命名,包括Carro’酸和Piranha刻蚀(Piranha是一种非洲的食人鱼)。
后者证明了这种溶液的进攻性和有效性。
一种手动的方法是在盛有常温的硫酸容器中加入30%(体积)的过氧化氢。
在这一比例下,发生大量的放热反应,使容器的温度迅速地升到了110~130OC的范围。
随着时间发展,反应逐渐变慢,反应池的温度也降到有效范围内。
这时,往反应池中添加额外的过氧化氢或者不再添加。
往反应池中不断添加最终会导致清洗效率降低。
这是因为过氧化氢转化为水,从而使硫酸稀释。
在自动的系统中,硫酸被加热到有效清洗的温度范围内。
在清洗每一批晶片前,再加入少量(50~100毫升)的过氧化氢。
这种方法保证清洁池处于合理的温度下,同时由过氧化氢产生的水可通过气化离开溶液。
基于经济和工艺控制因素的考虑,一般选用加热硫酸这一方法。
这种方法也使两种化学物质的混合比较容易自动实现。
臭氧。
氧化剂添加剂的作用是给溶液提供额外的氧。
有些公司将臭氧的气源直接通入硫酸的容器。
臭氧和去离子水混合是一种去除轻微的有机物污染的方法。
32典型的工艺是将1~2 ppm 的臭氧通入去离子水中,在室温下持续10分钟。
化学清洗预膜方案

化学清洗预膜方案化学清洗和预膜是工业中常用的表面处理方法,用于清除材料表面的污垢和氧化物,为后续涂装、电镀等工艺做好准备。
本文将介绍化学清洗和预膜的原理、常用方法以及其在不同材料上的应用。
一、化学清洗的原理和方法化学清洗是利用化学反应的原理去除材料表面的污垢和氧化物。
常见的清洗方法有酸洗、碱洗、电解洗等。
1.酸洗酸洗是指使用酸性溶液去除材料表面氧化物和污垢的方法。
酸洗一般采用浸泡法,将材料放入酸性溶液中,通过化学反应去除表面氧化物和污垢。
常用的酸洗剂有盐酸、硝酸、硫酸等。
2.碱洗碱洗是使用碱性溶液去除材料表面有机物和油污的方法。
碱洗一般也采用浸泡法,将材料浸泡在碱性溶液中,通过溶解和乳化等作用去除表面有机物和油污。
常用的碱洗剂有氢氧化钠、氢氧化钾等。
3.电解洗电解洗是利用电解作用去除材料表面污垢的方法。
将材料作为阳极或阴极,通过电解反应去除表面污垢。
电解洗具有清洗效果好、操作简单等优点,但需要设备和电解液的配套。
二、预膜的原理和方法预膜是指在材料表面形成一层保护膜,用于增强材料的耐腐蚀性和润滑性。
常见的预膜方法有化学氧化、溶液渗碳、溶液氮化等。
1.化学氧化化学氧化是利用氧化反应在材料表面形成一层氧化膜的方法。
常见的化学氧化方法有硫酸氧化、阳极氧化等。
通过化学氧化可以提高材料的耐腐蚀性和硬度。
2.溶液渗碳溶液渗碳是将含碳溶液浸泡在材料表面,通过渗碳反应在材料表面形成一层含碳层的方法。
溶液渗碳一般适用于低碳钢等材料,通过渗碳可以提高材料的硬度和耐磨性。
3.溶液氮化溶液氮化是将含氮溶液浸泡在材料表面,通过氮化反应在材料表面形成一层氮化层的方法。
溶液氮化一般适用于不锈钢等材料,通过氮化可以提高材料的耐腐蚀性和硬度。
三、化学清洗和预膜的应用化学清洗和预膜广泛应用于汽车、航空航天、电子电镀等领域。
1.汽车领域汽车生产过程中,需要对汽车外壳、发动机零部件等进行清洗和预膜处理。
化学清洗可以去除材料表面的油污和氧化物,预膜可以提高汽车零部件的耐腐蚀性和润滑性。
化学清洗方案

化学清洗方案化学清洗是一种有效的清洗方法,通过使用化学试剂可以彻底清除各种表面污垢和污染物。
本文将介绍几种常见的化学清洗方案,包括应用场景、操作步骤和注意事项。
清洗方案一:酸洗酸洗是一种常用的化学清洗方法,适用于金属表面的污垢清除。
在钢铁、铜、镍等金属的加工过程中,常常会有一些铁锈、氧化物和其他有机物附着在表面。
酸洗可以有效地去除这些污垢,并恢复金属的光洁度。
操作步骤:1. 准备酸洗液。
常用的酸洗液包括盐酸、硫酸和硝酸等。
根据需要选择合适的酸洗液。
2. 将待清洗的金属件放入酸洗槽中,确保金属件完全浸入酸液中。
3. 保持一定的酸洗时间。
酸洗时间根据金属类型和污垢程度而定,一般在10-30分钟之间。
4. 取出金属件,用水冲洗干净。
酸洗后一定要彻底冲洗,以防止酸液残留对金属产生腐蚀作用。
注意事项:1. 使用酸洗液时要注意个人防护,戴上化学防护手套和安全眼镜。
2. 酸洗液应放置在通风良好的地方,避免吸入有害气体。
3. 废酸液需要经过处理后再排放,以免对环境造成污染。
清洗方案二:碱洗碱洗适用于一些有机物表面的清洗,如油污、脂肪和染料等。
碱洗可以将这些污染物转化为水溶性物质,从而容易被清洗掉。
操作步骤:1. 准备碱洗液。
常用的碱洗液有氢氧化钠和氢氧化钾等。
根据需要选择合适的碱洗液。
2. 将待清洗的表面放入碱洗槽中,确保被清洗表面完全浸入碱液中。
3. 保持一定的碱洗时间。
碱洗时间根据污染程度而定,一般在30分钟到数小时之间。
4. 取出被清洗表面,用水充分冲洗干净。
碱洗后一定要彻底冲洗,以防止碱液残留对表面材料产生腐蚀作用。
注意事项:1. 使用碱洗液时要注意个人防护,戴上化学防护手套和安全眼镜。
2. 碱洗液应放置在通风良好的地方,避免吸入有害气体。
3. 废碱液需要经过处理后再排放,以免对环境造成污染。
清洗方案三:溶剂清洗溶剂清洗适用于一些无法用酸洗或碱洗的材料,如塑料、陶瓷和光学设备等。
溶剂清洗能够迅速溶解和清除表面的污染物。
化学清洗方案

化学清洗方案概述:化学清洗是一种通过使用特定的化学药剂,去除表面污垢和污染物的方法。
它被广泛应用于各个领域,如工业制造、电子设备、食品加工等。
本文将介绍几种常见的化学清洗方案及其应用。
一、碱性清洗方案碱性清洗方案采用碱性溶液作为清洗剂,能有效去除脂肪、油脂和有机物等污染物。
常见的碱性清洗剂包括氢氧化钠、碳酸氢钠等。
碱性清洗方案主要应用于食品加工和制药行业,用于清洗设备、管道和容器。
对于食品加工行业,使用碱性清洗方案可以彻底去除设备表面的有机物,确保产品的卫生安全。
在制药行业中,使用碱性清洗剂可以去除残留的药物和微生物,保证药品的质量和纯度。
二、酸性清洗方案酸性清洗方案采用酸性溶液作为清洗剂,可有效去除金属表面的氧化物、锈蚀和硬水垢等污染物。
常见的酸性清洗剂包括硫酸、盐酸和磷酸等。
酸性清洗方案主要应用于金属加工、汽车维修和电路板清洗等领域。
在金属加工领域,酸性清洗可以去除金属表面的氧化物,提高金属的质量和表面光洁度。
在汽车维修行业,酸性清洗可以去除发动机和零件上的油垢和氧化物,延长汽车的使用寿命。
在电子行业中,酸性清洗方案可以去除电路板上的焊渣和污垢,保证电子设备的正常运行。
三、溶剂清洗方案溶剂清洗方案采用有机溶剂作为清洗剂,适用于清洗对水敏感或不易清洗的物品。
常见的有机溶剂包括丙酮、醇类和酮类溶剂。
溶剂清洗方案主要应用于电子设备、光学仪器和精密仪器等领域。
在电子设备制造和维修领域,溶剂清洗可以清除电子元件之间的焊接剂和污垢,提高电子设备的可靠性和性能。
在光学仪器行业,溶剂清洗可以去除光学元件表面的灰尘和指纹,确保光学系统的清晰度和精度。
在精密仪器制造领域,溶剂清洗可以去除制造过程中产生的油脂和颗粒,保证仪器的稳定性和精度。
结论:化学清洗方案是一种高效、可靠的清洗方法,能够去除各种类型的污染物。
碱性清洗方案适用于食品加工和制药行业,酸性清洗方案适用于金属加工和汽车维修行业,溶剂清洗方案适用于电子设备和精密仪器制造领域。
化学清洗方案

化学清洗方案化学清洗是一种常用的清洗方法,利用化学物质的性质和反应来去除表面的污垢、油脂和其他污染物。
根据不同的应用领域和清洗对象,可以采用不同的清洗方案和化学物质。
以下是几种常见的化学清洗方案:1. 碱性清洗方案:碱性清洗方案常用于去除油脂和有机物的清洗。
常见的碱性清洗剂有氢氧化钠、碳酸钠和磷酸盐等。
碱性清洗剂能够与油脂中的酯类、脂肪和蛋白质发生皂化反应,使其分解为可溶于水的物质,从而起到清洗的作用。
2. 酸性清洗方案:酸性清洗方案常用于去除金属表面的氧化物、水垢和铁锈等。
常见的酸性清洗剂有盐酸、硝酸和硫酸等。
酸性清洗剂能够与氧化物等不溶于水的物质发生酸碱中和反应,将其转化为溶于水的物质,从而实现清洗的目的。
3. 氧化清洗方案:氧化清洗方案常用于去除有机污染物和染料等。
常见的氧化清洗剂有过氧化氢、高锰酸钾和双氧水等。
氧化清洗剂能够氧化有机物和染料中的化学键,从而破坏它们的结构并使其失去色彩,实现清洗效果。
4. 氨水清洗方案:氨水清洗方案常用于去除金属表面的氧化物和沉积物。
氨水是一种弱碱性的溶液,能够与金属表面的氧化物发生酸碱中和反应,并将其转化为可溶于水的物质,从而起到清洗的作用。
需要注意的是,在使用化学清洗方案时,应注意正确选择和配比清洗剂,遵循安全操作规范,以防止对人体和环境造成伤害。
此外,根据清洗的具体情况,可能需要考虑清洗时间、温度和压力等因素,以获得最佳的清洗效果。
总之,化学清洗方案根据不同的清洗对象和清洗目的,可以选择不同的清洗剂和方法。
以上介绍的几种常见的化学清洗方案只是其中的一部分,在实际应用中还有其他的清洗方案和化学物质可供选择。
根据具体的情况和需求,选择适合的化学清洗方案,可以有效地清洗表面污染物,保持材料的品质和延长使用寿命。
化学清洗方案

化学清洗方案化学清洗是一种常见的表面处理方法,它可以用于除去物体表面的各种污染物和杂质。
化学清洗方案通常包括化学清洗剂的选择、处理时间和条件、清洗后的处理等几个方面。
本文将详细介绍常见的化学清洗方案和其应用范围。
化学清洗剂的选择化学清洗剂在化学清洗中起着至关重要的作用。
常见的化学清洗剂包括酸性清洗剂、碱性清洗剂、有机溶剂和水性清洗剂。
不同种类的清洗剂适用于不同种类的材料和污染物。
1. 酸性清洗剂酸性清洗剂通常用于除去表面的金属氧化物和其他金属污染物。
常见的酸性清洗剂包括硝酸、硫酸和盐酸等。
这些酸性清洗剂一般需要在有严格的安全操作规程的条件下使用,同时会产生大量的废液,因此处理时需要特别注意。
2. 碱性清洗剂碱性清洗剂通常用于除去表面的油类和有机物质。
常见的碱性清洗剂包括氢氧化钠、氢氧化钾和磷酸三钠等。
这类清洗剂一般在较低的温度下使用,同时也需要特别注意安全操作。
3. 有机溶剂有机溶剂通常用于除去表面的油类污染物和有机化合物。
常用的有机溶剂包括乙醇、甲醇、醚类溶剂和苯等。
这些有机溶剂使用时需要注意安全防护,同时处理后的废液也需要妥善处理。
4. 水性清洗剂水性清洗剂常用于轻度污染物的清洗和表面处理。
常见的水性清洗剂包括去离子水和蒸馏水等。
这些清洗剂对环境无污染,可以有效降低废液处理的成本。
处理时间和条件化学清洗剂的选择之后,需要合理设置处理时间和条件,以保证清洗效果和处理效率。
清洗时间一般根据物品的具体情况而定,通常在几分钟到数小时之间。
处理条件包括温度、浓度、pH值等多个方面,需要根据不同的材料和污染物进行调整。
清洗后的处理化学清洗后,需要对产生的废液进行妥善的处理。
废液中可能含有大量的有害物质和污染物,需要按照有关规定进行处理。
处理方法包括中和、沉淀、流程处理等,其中,中和方法较为常见。
中和废液通常会产生大量的泥浆,需要注意妥善处置。
结论化学清洗是一种常见的表面处理方法,可以有效去除表面污染物和杂质。
高中化学之常见洗涤知识点

高中化学之常见洗涤知识点一、表面活性剂表面活性剂是一种分子结构具有亲水和疏水两个极端的有机分子,因此称为“分子丝”。
表面活性剂可以在水和油之间形成分界面,从而使水和油混合。
表面活性剂在洗涤行业中具有非常重要的作用。
它可以调节洗涤液的黏度和泡沫性,增加水的亲水性和改善清洗效果。
此外,表面活性剂还能去除污垢、油污、草木渣等。
常见的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
阴离子表面活性剂主要用于洗涤粉、肥皂、洗衣液等,例如十二烷基苯磺酸钠(LAS)、油酸酯磺酸钠(AOS)等。
阳离子表面活性剂主要用于柔顺剂、润滑剂、杀菌剂等,例如十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、戊基三甲基溴化铵等。
非离子表面活性剂主要用于洗涤液、洗发水、牙膏等,例如十二醇聚氧乙烯醚(AE)、十二醇聚氧丙烯醚(APO)等。
二、硫酸盐硫酸盐一般指的是硫酸钠、硫酸钙等。
硫酸盐具有很强的碱性,是一种优秀的清洗剂。
在洗涤过程中,硫酸盐可以去除污渍和杂质,净化纤维,同时还可以软化水质,提高清洗效果。
硫酸盐还可以调节洗涤液的酸碱度,使得洗涤液更加适合清洗不同种类的衣物。
不过,硫酸盐的使用量过高会导致洗衣机内部的金属腐蚀,短周期内会使机器产生损坏。
三、蛋白酶蛋白酶是一种消化酶,因为它可以快速分解蛋白质,许多生物体的消化都需要这种酶。
在洗涤过程中,蛋白酶可以分解血渍、汗渍、蛋渍、酱油等物质,达到清洗的效果。
由于蛋白质的结构复杂,很难被洗涤剂彻底清洗干净。
而蛋白酶的作用就是帮助消解这些难以清除的蛋白质,从而使清洗效果更加明显。
但是,因为蛋白酶属于生物酶,所以易受环境因素影响失去活性。
此外,过多的蛋白酶也会对人的皮肤有刺激作用。
四、柠檬酸柠檬酸是一种有机酸,因为其味道鲜美被广泛应用于食品、饮料、化妆品以及洗涤剂等领域。
在洗涤剂中,柠檬酸的主要作用是软化水质,缓解钙、镁离子对环境和设备的腐蚀作用,增强清洁力,使衣物柔软。
柠檬酸具有良好的螯合和融合作用,可以帮助洗涤剂快速溶解,减少残留物的产生。
化学清洗知识点总结初中

化学清洗知识点总结初中一、化学清洗的定义化学清洗是指利用化学反应原理,通过化学品来清除污垢、去除氧化、锈斑等,使被清洁物表面恢复干净、亮丽的过程。
在日常生活和工业生产中,我们常常需要用到化学清洗的方法来清洁各类物品,这不仅可以提高清洁和美观度,还可以延长物品的使用寿命。
二、常见的化学清洗方法1. 碱清洗碱清洗是指使用碱性清洗剂来清洁物品表面的一种清洗方法。
碱性清洗剂一般是氢氧化钠、氢氧化钾等碱性物质,可以去除油污、脂肪、灰尘等杂质,具有去污力强的特点。
碱清洗适用于清洗金属制品、玻璃制品等表面,但对于一些易被碱性溶液腐蚀的物品需谨慎使用。
2. 酸清洗酸清洗是指使用酸性清洗剂来清洗物品表面的一种清洗方法。
酸性清洗剂一般是盐酸、硫酸等酸性物质,可以去除金属表面的氧化物、锈斑等,具有去锈力强的特点。
酸清洗适用于清洗生锈的金属制品、石材等表面,但需谨慎使用,避免对物品表面造成损害。
3. 氧化清洗氧化清洗是指利用氧化剂来清洗物品表面的一种清洗方法。
氧化剂一般是过氧化氢、双氧水等,可以氧化分解有机物、漂白污渍等,具有漂白去污的特点。
氧化清洗适用于清洗白色布料、玻璃制品等表面,但需注意避免氧化剂与还原剂混合使用,以免产生有害物质。
4. 酶清洗酶清洗是指利用酶类物质来清洁物品表面的一种清洗方法。
酶类物质可以加速有机物的分解,去除污渍、异味等,具有分解去污的特点。
酶清洗适用于清洗衣物、器皿等表面,但需注意对酶的稳定性和适用范围进行选择。
5. 表面活性剂清洗表面活性剂清洗是指利用表面活性剂来清洗物品表面的一种清洗方法。
表面活性剂可以改善清洗剂与污垢间的相互作用,降低表面张力,使污垢容易被清洗剂包裹,具有去污力强的特点。
表面活性剂清洗适用于清洗衣物、器皿、洗涤剂等表面,但需注意对表面活性剂的选择和配比。
6. 生物清洗生物清洗是指利用微生物来清洗物品表面的一种清洗方法。
微生物可以分解有机废物、去除异味等,具有分解去污的特点。
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常见的化学清洗常见的化学清洗硫酸。
一种常见的清洗溶液是热硫酸添加氧化剂。
它也是一种通常的光刻胶去除剂(见第8章)。
在90~125 OC的范围中,硫酸是一种非常有效的清洗剂。
在这样的温度下,它可以去除晶片表面大多数无机残余物和颗粒。
添加到硫酸中的氧化剂用来去除含碳的残余物,化学反应将碳转化成二氧化碳,后者以气体的形式离开反应池:C + O2 à CO2 (气体)一般使用的氧化剂有:过氧化氢(H2O2),亚硫酸氨<(NH4)2S2O8>,硝酸(HNO3),和臭氧(O3)硫酸和过氧化氢。
过氧化氢和硫酸混合制成一种常见的清洗液,用于各个工艺过程之前,尤其是炉工艺之前晶片的清洗。
它也可用作光刻操作中光刻胶的去除剂。
在业内,这种配方有多种命名,包括Carro’酸和Piranha刻蚀(Piranha是一种非洲的食人鱼)。
后者证明了这种溶液的进攻性和有效性。
一种手动的方法是在盛有常温的硫酸容器中加入30%(体积)的过氧化氢。
在这一比例下,发生大量的放热反应,使容器的温度迅速地升到了110~130OC的范围。
随着时间发展,反应逐渐变慢,反应池的温度也降到有效范围内。
这时,往反应池中添加额外的过氧化氢或者不再添加。
往反应池中不断添加最终会导致清洗效率降低。
这是因为过氧化氢转化为水,从而使硫酸稀释。
在自动的系统中,硫酸被加热到有效清洗的温度范围内。
在清洗每一批晶片前,再加入少量(50~100毫升)的过氧化氢。
这种方法保证清洁池处于合理的温度下,同时由过氧化氢产生的水可通过气化离开溶液。
基于经济和工艺控制因素的考虑,一般选用加热硫酸这一方法。
这种方法也使两种化学物质的混合比较容易自动实现。
臭氧。
氧化剂添加剂的作用是给溶液提供额外的氧。
有些公司将臭氧的气源直接通入硫酸的容器。
臭氧和去离子水混合是一种去除轻微的有机物污染的方法。
32典型的工艺是将1~2 ppm 的臭氧通入去离子水中,在室温下持续10分钟。
33氧化层的去除我们已经提及了硅片氧化的容易程度。
氧化反应可以在空气中发生,或者是在有氧存在的加热的化学品清洗池中。
通常在清洗池中生成的氧化物,尽管薄(100~200Å),但其厚度足以阻止晶片表面在其它的工艺过程中发生正常的反应。
这一薄层的氧化物可成为绝缘体,从而阻挡晶片表面与导电的金属层之间良好的电性接触。
去除这些薄的氧化层是很多工艺的需要。
有一层氧化物的硅片表面叫做具有吸湿性。
没有氧化物的表面叫做具有憎水性。
氢氟酸是去除氧化物的首选酸。
在初始氧化之前,当晶片表面只有硅时,将其放入盛有最强的氢氟酸(49%)的池中清洗。
氢氟酸将氧化物去除,却不刻蚀硅片。
在以后的工艺中,当晶片表面覆盖着之前生成的氧化物时,用水和氢氟酸的混合溶液可将圆形的孔隙中的薄氧化层去除。
这些溶液的强度从100:1到10:7(H2O:HF)变化。
对于强度的选择依赖于晶片上氧化物的多少,因为水和氢氟酸的溶液既可晶片上孔中的氧化物刻蚀掉,又可将表面其余部分的氧化物去除。
既要保证将孔中的氧化物去除,同时又不会过分地刻蚀其它的氧化层,就要选择一定的强度。
典型的稀释溶液是1:50到1:100。
如何处理硅片表面的化学物质是一直以来清洗工艺所面临的挑战。
一般地,栅氧化前的清洗用稀释的氢氟酸溶液,并将其作为最后一步化学品的清洗。
这叫做HF-结尾。
HF-结尾的表面是憎水性的,同时对低量的金属污染是钝化的。
然而,憎水性的表面不轻易被烘干,经常残留水印。
34另一个问题是增强了颗粒的附着,而且还会使电镀层脱离表面。
35RCA清洗。
在二十世纪六十年代中,Warner Kern,一名RCA公司的工程师,开发出了一种两步的清洗工艺以去除晶片表面的有机和无机残留物。
这一工艺被证明非常有效,而它的配方也以简单的“RCA清洗”为人们熟知。
只要提到RCA清洗,就意味着过氧化氢与酸或碱同时使用。
第一步,标准清洗-1(SC-1)应用水,过氧化氢和氨水的混合溶液的组成,从5:1:1到7:2:1变化,加热温度在75~85OC之间。
SC-1去除有机残余物,并同时建立一种从晶片表面吸附痕量金属的条件。
在工艺过程中,一层氧化膜不断形成又分解。
标准清洗-2(SC-2)应用水,过氧化氢和盐酸,按照6:1:1到8:2:1的比例混合的溶液,其工作温度为75~85 OC之间。
SC-2去除碱金属离子,氢氧根及复杂的残余金属。
它会在晶片表面留下一层保护性的氧化物。
化学溶液的原始浓度及其稀释的混合液均列在图5.26中。
多年来,RCA的配方被证实是经久不衰的,至今仍是大多数炉前清洗的基本清洗工艺。
随着工业清洗的需求,化学品的纯度也在不断地进行改进。
根据不同的应用,SC-1和SC-2前后顺序也可颠倒。
如果晶片表面不允许有氧化物存在,则需加入氢氟酸清洗这一步。
它可以放在SC-1和SC-2之前进行,或者在两者之间,或者在RCS清洗之后。
在最初的清洗配方的基础上,曾有过多种改进和变化。
晶片表面金属离子的去除曾是一个问题。
这些离子存在于化学品中,并且不溶于大多数的清洗和刻蚀液中。
通过加入一种整合剂,例如ethylenediamine-tetra-acetic酸,使其与这些离子结合,从而阻止它们再次沉积到晶片上。
稀释的RCA溶液被发现具有更多的用途。
SC-1稀释液的比例为1:1:50(而不是1:1:5),SC-2的稀释液的比例为1:1:60(而不是1:1:6)。
这些溶液被证明具有与比它们更浓的溶液配方同样的清洗效果。
而且,它们产生较小的微观上的粗糙,节约成本,同时容易去除。
36--------------------------------------------------------------------------------室温和氧化的化学物质理想的清洗工艺是应用那些完全安全、易于并比较经济地进行处理的化学品,并且在室温下进行。
这种工艺并不存在。
然而,关于室温下化学反应的研究正在进行。
其中一种37是将臭氧与另外两种浓度的氢氟酸溶液(图5.27)在室温下注入盛有超纯净水的清洗池。
超声波作为辅助以提高清洗的有效性。
喷洒清洗。
标准的清洗技术是浸泡在湿法清洗台或全自动机器中的化学池中进行的。
当湿法清洗被应用到0.35到0.50微米的技术时代时,也相应出现了一些顾虑。
化学品越来越多,浸泡在池中会导致污染物的再次沉积,而且晶片表面越来越小,越来越深的图形阻碍了清洗的有效性。
多样的清洗方法于是开始结合。
喷洒清洗具有几个优越性。
化学品直接喷到晶片表面而无需在池中保持大量的贮备,导致化学品的成本降低。
化学品用量的减少也使得处理和除去运化学废物的花费降低。
清洗效果也有所提高。
喷洒的压力有助于清洗晶片表面带有深孔的很小的图形。
而且,再次污染的机率也变小。
喷洒的方法由于晶片每次接触的都是新鲜的化学品,使允许清洗后立即进行清水冲淋,而无需移至另外的一个清水冲洗台上进行。
干法清洗。
关于湿法浸泡方法的考虑拒绝了对于气相清洗的想法和发展。
对于清洗,晶片暴露在清洗液或刻蚀液的蒸汽中。
氢氟酸/水的混合蒸汽经证实可用来去除氧化物,以过氧化物为基础的清洗液的气相取代物也有存在。
38这一工业最终的梦想是完全的干法清洗和干法刻蚀。
目前,干法刻蚀(等离子体,见第9章)已经很完善得建立起来。
干法清洗正在发展之中。
紫外臭氧可以氧化并光学分离晶片表面形成的污染物。
低温清洗。
高压的二氧化碳CO2,或雪清洗,是一种新兴的技术。
(图5.28)CO2从一个喷嘴中直接喷到晶片表面。
当气体从喷嘴中喷出时,其压力下降从而导致快速冷却,然后形成CO2 颗粒,或叫雪花。
相互撞击的颗粒的压力驱散表面的颗粒并由气流将其携带走。
表面的物理撞击提供了一种清洗作用。
氩气的喷雾是另外一种低温清洗。
氩气相对较重。
它的较大的原子在压力下直喷到晶片表面可以除去颗粒。
一种结合了氧气和氩气的综合的方法,称为Cryokinetic。
在压力下将气体预冷使其形成液气混合物并流入一个真空反应室中。
在反应室中,液体迅速膨胀形成极微小的结晶将颗粒从晶片表面击走。
39水的冲洗每一步湿法清洗的后面都跟着一点去离子水的冲洗。
清水冲洗具有从表面上去除化学清洗液和终止氧化物的刻蚀反应的双重功效。
冲洗可用几种不同的方法来实现。
未来的焦点集聚在提高冲洗效果和减少水的用量上。
1997年的NTRS声称,到2010年争取实现在尺寸为50纳米的器件上(水用量由目前的30 加仑/每平方英寸硅片减少到2加仑/每平方英寸硅片)。
每平方英寸硅片的水用量由目前的30 加仑减少到2010年的2 加仑。
溢流式清洗器。
自动的表面清洗并不是单独地将晶片浸泡在—池水中。
完全的彻底的冲洗需要晶片表面有清洗的水不断地流过。
其中一种方法叫溢流式清洗器。
(图 5.29)它通常是嵌入清洗台面板内的一个池子。
去离子水从盒子的底部进入从晶片周围流过,再经过一个闸门从排水系统排出。
从下部的底盘进入冲洗器的一般氮气的气泡加强了流水的冲洗作用。
由于氮气的气泡从水中从下向上通过,有助于晶片表面化学品和水的混合。
这一类型称为气泡式。
另一不同类型为平行式下流冲洗器。
在这一设计中,水从冲洗池外部进入竖直向下流过晶片。
(图 5.30)由经验得出的法则是,充分的冲洗要以流速为每分钟等于冲洗池体积的五倍的流量(每分钟的水更换次数)持续冲洗至少5分钟(取决于晶片的直径)。
如果冲洗池的体积为32,则流量应至少为15升/分钟。
冲洗的时间长短是由测量排出冲洗池的水的电阻率决定的。
化学清洗液在冲洗的水中是带电的分子,它们的存在可由水的电阻率推知。
如果进入冲洗池的水的电阻为18MΩ 的水平,那么在清洗池的出口处水的电阻为15到18兆欧时说明晶片已经清洗并冲淋干净。
由于清水冲洗至关重要,所以通常至少要进行两种冲洗,而总共的冲洗时间要设定为由电阻率测量而确定的最小冲洗时间的2到5倍。
通常在冲洗池出口处安装一个水电阻率测量表以不断地测量出口处水的电阻率,并在冲洗完成时给出信号。
--------------------------------------------------------------------------------喷洒式冲洗。
流动的水通过稀释的机械原理将晶片表面水溶性的化学物质除去。
最表层的化学物质溶解于水并被水流携带走。
这种动作在一次一次不间断地进行。
较快的水的流速可以更快地将化学物质溶解从而使冲洗速度提高。
水的更换次数直接决定了冲洗的速度。
这可以通过想象以一个非常快的水流速度在一个非常大的冲洗池中进行的冲洗来理解。
从晶片表面去除掉的化学物质会均匀地分布在冲洗池中因此一部分也将仍然会附着在晶片表面。
只有通过足够多的水流进和并携带着化学物质流出冲洗池,才可将化学物质最终从池中排出。
另一种冲淋速度较快的方法是利用水喷淋的方法。