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制造過(guò)程中的清潔的目的:抗蝕劑去除,表面處理,去除顆粒,去除有機(jī)物和去除金屬。清潔可分為預(yù)沉積/氧化清洗和蝕刻后清洗。我們選擇清潔工藝/化學(xué)的因素有:要清除的殘留物類型,清潔過(guò)程中暴露的表面類型,能夠在不損壞器件材料的情況下去除殘留物和污染物。清潔機(jī)制分為螯合/復(fù)合物形成,增溶和溶解。
表面活性劑:表面活性劑是任何清潔劑中最重要的部分。表面活性劑這個(gè)詞是“表面活性劑”的縮寫。一般來(lái)說(shuō),表面活性劑是一種化學(xué)物質(zhì),當(dāng)溶解在水或另一種溶劑中時(shí),會(huì)在液體和固體(我們正在去除的污垢)之間的界面(邊界)上定向,并改變界面的性質(zhì)。表面活性劑是如何工作的?都有一個(gè)共同的分子相似性。分子的一端有一個(gè)長(zhǎng)的非極性鏈被油、油脂和污垢(疏水物)吸引。分子的另一部分被水(親水物)吸引。如圖所示,表面活性劑排列在界面上。分子的疏水端離開(kāi)水,親水端靠近水。當(dāng)污垢或油脂存在時(shí)(本質(zhì)上是疏水的),表面活性劑會(huì)包圍它,直到它從邊界上被清除。注意到污垢分子實(shí)際上懸浮在溶液中。?
螯合劑:去污是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,比僅僅在水中加入肥皂或表面活性劑要復(fù)雜得多。我們?cè)谔幚砬鍧崉r(shí)主要關(guān)心的問(wèn)題之一是水的硬度。由于鈣、鎂、鐵和錳金屬離子的存在,水變得“堅(jiān)硬”。這些金屬離子會(huì)干擾洗滌劑的清潔能力。金屬離子像灰塵一樣起作用“用完”表面活性劑,使它們無(wú)法作用于我們想要清潔的表面。螯合劑與這些物質(zhì)結(jié)合在一起水中的破壞性金屬離子。金屬離子被爪狀螯合劑包圍,螯合劑改變金屬離子由正變負(fù)。這使得金屬離子不可能與表面活性劑一起沉淀。因此,螯合的金屬離子在溶液中保持無(wú)害狀態(tài),不會(huì)耗盡所有的表面活性劑。然后,表面活性劑就能完成它們真正的去污和清潔表面的工作。
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圖1 一些金屬蝕刻后清潔化學(xué)物質(zhì)
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圖2 清潔中使用的化學(xué)品
總之,金屬蝕刻后的清洗,需要金屬蝕刻后清洗來(lái)去除含有側(cè)壁殘留物的金屬并蝕刻硬化光刻膠,胺、乙二醇或基于亞砜的溶劑與金屬殘余物絡(luò)合并溶解殘余物,螯合劑更能去除表面的殘留物。添加的表面活性劑防止它們?cè)谖g刻表面上再沉積,由于這些化學(xué)物質(zhì)是弱酸或弱堿,它們不會(huì)腐蝕金屬。一些化學(xué)制劑在水沖洗之前需要在異丙醇中進(jìn)行中間沖洗,以防止腐蝕,稀酸、緩沖氟化氫也是蝕刻后殘留物去除的可行選擇。