CN109604244A - 一种适合超薄硅片的清洗方法 - Google Patents

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贺贤汉
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Abstract

本发明涉及半导体加工技术领域。一种适合超薄硅片的清洗方法，包括如下步骤，步骤一，利用去离子水清洗硅片的表面；步骤二，利用SC‑1清洗溶液清洗硅片的表面；步骤三，利用去离子水清洗硅片的表面；步骤四，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面；步骤五，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为75℃‑80℃，硅片从清洗槽中到完全离开水面的时间为70‑90s。本专利通过优化步骤五中的水温以及硅片出水时间，有效的解决了现有硅片片盒出现的粘片的现象，降低了碎片率，且不需要更换现有的硅片盒，并没有在解决硅片粘片问题的情况下产生其他不良，如硅片烘不干、碎片率多以及影响生产制程等。

Description

一种适合超薄硅片的清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，具体涉及硅片的清洗方法。
背景技术
晶硅太阳能组件生产包括晶硅生产，铸锭/拉晶，切片，电池片生产和组件生产，由于目前太阳能硅片发电成本还较高，跟传统能源相比毫无竞争优势，所以想要发展太阳能发电行业，需要各个环节降低成本，达到光伏平价上网。
其中切片环节是将硅锭切成薄片的过程，切片是通过金属丝的高速往复运动将SiC磨料带入加工区域(硅棒)进行研磨，而金刚线是通过电镀技术将金刚砂附着在钢丝上进行切割。相比传统砂浆切割，金刚线切割的优势在于其切割速度可提升2～3倍，不使用昂贵且难以处理的砂浆，金刚线切割成本中刚线成本占比超过一半以上，因此，硅片薄片化已经是大势所趋，目前行业内常规硅片厚度为180μm，少数几个厂家开始切割145μm甚至更薄的硅片。
我司已经量产130μm厚度硅片并且正在试验更薄的120μm厚度硅片；
针对于145μm甚至更薄的硅片比如(130μm、120μm)，在使用现有清洗机和清洗片盒的情况下，由于硅片厚度变薄，硅片的韧性等指标发生变化，在清洗过程中由于表面张力的问题会出现粘片现象，影响产品良率，甚至影响正常产品制程，而重新设计制作硅片盒一方面成本高昂并且会大大影响生产效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适合超薄硅片的清洗方法，以解决上述至少一个技术问题。
本发明的技术方案是：一种适合超薄硅片的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤一，利用去离子水清洗硅片的表面；
步骤二，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面；
步骤三，利用去离子水清洗硅片的表面；
步骤四，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面；
步骤五，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为75℃-80℃，硅片出水过程中从清洗槽中到完全离开水面的时间为70-90s。
本专利通过优化步骤五中的水温以及硅片出水时间，有效的解决了现有硅片片盒出现的粘片的现象，降低了碎片率，且不需要更换现有的硅片盒，并没有在解决硅片粘片问题的情况下产生其他不良，如硅片烘不干、碎片率多以及影响生产制程等。
下表为当硅片的出水时间(硅片出水过程中从清洗槽中到完全离开水面的时间)为50s时，不同温度去离子水的温度下的粘片比例：
下表为当离子水的温度恒定为80℃时，不同出水时间下的粘片比例：
如若水温变高，液体表面张力变低，可以很好的降低硅片由于液体表面张力导致的粘片现象，但是温度也不宜过高，一方面温度过高会增加设备用电量，另一方面温度过高会增加硅片污迹产生的风险。
硅片的出水时间，出水时间越高，出现硅片粘片现象越少，但是硅片出水时间不宜过快，过快会导致硅片表面产生水印、烘不干等现象。
故，步骤五中，去离子水的温度优选为79.5℃-80.5℃，硅片从清洗槽中到完全离开水面的时间为79-81s。
步骤四中，所述HF、HCL、H2O混合溶液的配比为HF：HCL：H2O＝(0.01％～0.03％)：(5％～10％)：1。
步骤二中，所述SC-1清洗溶液为氨水、双氧水和去离子水的混合溶液。氨水、双氧水和去离子水的配比为。
作为一种优选方案，一种适合超薄硅片的清洗方法，包括如下步骤，
步骤一，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为45℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤二，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面，清洗溶液的温度为50℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤三，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为50℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤四，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面，混合溶液的温度为55℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；HF、HCL、H2O配比为HF：HCL：H2O＝(0.01％～0.03％)：(5％～10％)：1；
步骤五，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为80℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为80s。
出水时间为硅片出水过程中从清洗槽中到完全脱离液面的时间。
经实验，采用上述工艺清洗后的硅片的粘片比例为0％,碎片率仅为0.2％。
步骤一至步骤五中依次将硅片途径五个清洗槽，每个清洗槽均包括一槽体，所述槽体内设有将槽体分隔为清洗腔以及维修腔的隔板；
所述维修腔内安装有一电机，所述电机的动力输出轴伸入清洗腔内，所述动力输出轴与所述隔板通过一密封轴承相连。
本专利通过在清洗槽内安装有动力输出轴，便于通过动力输出轴实现槽体内流体的流动，进而提高清洗效果，且由于采用无叶片式搅动，有效的避免水体的扰流过大，影响薄硅片质量的问题。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的说明。
一种适合超薄硅片的清洗方法，包括如下步骤，步骤一，利用去离子水清洗硅片的表面；步骤二，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面；步骤三，利用去离子水清洗硅片的表面；步骤四，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面；步骤五，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为75℃-80℃，硅片从清洗槽中到完全离开水面的时间为70-90s。
本专利通过优化步骤五中的水温以及硅片出水时间，有效的解决了现有硅片片盒出现的粘片的现象，降低了碎片率，且不需要更换现有的硅片盒，并没有在解决硅片粘片问题的情况下产生其他不良，如硅片烘不干、碎片率多以及影响生产制程等。
下表为当硅片的出水时间恒定为50s时，不同温度去离子水的温度下的粘片比例：
下表为当离子水的温度恒定为80℃时，不同出水时间下的粘片比例：
如若水温变高，液体表面张力变低，可以很好的降低硅片由于液体表面张力导致的粘片现象，但是温度也不宜过高，一方面温度过高会增加设备用电量，另一方面温度过高会增加硅片污迹产生的风险。
硅片的出水时间，出水时间越高，出现硅片粘片现象越少，但是硅片出水时间不宜过快，过快会导致硅片表面产生水印、烘不干等现象。
故，步骤五中，去离子水的温度优选为79.5℃-80.5℃，将硅片从去离子水中提拉出的速度(硅片的出水时间)为79-81s。
步骤四中，HF、HCL、H2O混合溶液的配比为HF：HCL：H2O＝(0.01％～0.03％)：(5％～10％)：1。
步骤二中，SC-1清洗溶液为氨水、双氧水和去离子水的混合溶液。氨水、双氧水和去离子水的配比为。
作为一种优选方案，一种适合超薄硅片的清洗方法，包括如下步骤，
步骤一，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为45℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤二，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面，清洗溶液的温度为50℃，清洗时间为120S，硅片的出水时间为15-25s；
步骤三，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为50℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤四，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面，混合溶液的温度为55℃，清洗时间为，硅片的出水时间为15-25s；HF、HCL、H2O配比为HF：HCL：H2O＝；(0.01％～0.03％)：(5％～10％)：1；
步骤五，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为80℃，清洗时间为120S，硅片的出水时间为80s。
经实验，采用上述工艺清洗后的硅片的粘片比例为0％,碎片率仅为0.2％。
步骤一至步骤五中依次将硅片途径五个清洗槽，每个清洗槽均包括一槽体，槽体内设有将槽体分隔为清洗腔以及维修腔的隔板；维修腔内安装有一电机，电机的动力输出轴伸入清洗腔内，动力输出轴与隔板通过一密封轴承相连。本专利通过在清洗槽内安装有动力输出轴，便于通过动力输出轴实现槽体内流体的流动，进而提高清洗效果，且由于采用无叶片式搅动，有效的避免水体的扰流过大，影响薄硅片质量的问题。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种适合超薄硅片的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤一，利用去离子水清洗硅片的表面；
步骤二，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面；
步骤三，利用去离子水清洗硅片的表面；
步骤四，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面；
步骤五，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为75℃-80℃，硅片出水过程中从清洗槽中到完全离开水面的时间为70-90s。
2.根据权利要求1所述的一种适合超薄硅片的清洗方法，其特征在于：步骤五中，去离子水的温度为79.5℃-80.5℃，硅片出水过程中从清洗槽中到完全离开水面的时间为79-81s。
3.根据权利要求1所述的一种适合超薄硅片的清洗方法，其特征在于：步骤四中，所述HF、HCL、H2O混合溶液的配比为HF：HCL：H2O＝(0.01％～0.03％)：(5％～10％)：1。
4.根据权利要求1所述的一种适合超薄硅片的清洗方法，其特征在于：步骤二中，所述SC-1清洗溶液为氨水、双氧水和去离子水的混合溶液。
5.根据权利要求4所述的一种适合超薄硅片的清洗方法，其特征在于：氨水、双氧水和去离子水的配比为(4％-6％)：(3％-5％)：1。
6.根据权利要求1所述的一种适合超薄硅片的清洗方法，其特征在于：步骤一，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为45℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤二，利用SC-1清洗溶液清洗硅片的表面，清洗溶液的温度为50℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤三，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为50℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；
步骤四，利用HF、HCL、H2O的混合溶液清洗硅片的表面，混合溶液的温度为55℃，清洗时间为120s，硅片的出水时间为15-25s；HF、HCL、H2O配比为HF：HCL：H2O＝(0.01％～0.03％：(5％～10％)：1；
步骤五，利用去离子水清洗硅片的表面，去离子水的温度为80℃，清洗时间为120S，硅片的出水时间为80s；
出水时间为硅片出水过程中从清洗槽中到完全脱离液面的时间。
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