專利名稱：金剛石線切割硅晶片的清洗方法
技術領域：
本發明涉及用金剛石線切割的硅晶片清洗方法。
背景技術：
硅晶片清洗是指在氧化、光刻、外延、擴散和引線蒸發等工序前采用物理或化學的方法去除硅片表面沾污，以得到符合清潔度要求的硅片表面的過程。硅片表面沾污指硅片表面沉積有粒子、金屬、有機物、濕氣分子和自然氧化物等的一種或幾種。硅晶片的真實表面由于暴露在環境氣氛中發生氧化及吸附，其表面往往有一層很薄的自然氧化層，厚度為幾個埃、幾十個埃甚至上百埃，并且自然氧化層與環境氣氛形成的外表面，也存在一些表面能級，并吸附一些污染雜質原子。完好的硅片清洗總是去除沾污在硅片表面的微粒和有害膜層，代之以氧化物的、氟化物的或其他揮發元素(或分子)的連續無害膜層，即具有原子均質的膜層。硅片表面達到原子均質的程度越高，潔凈度越高。目前人們已研制了很多種可用于硅晶片清洗的工藝方法，常見的有濕法化學清洗、超聲清洗法、兆聲清洗法、鼓泡清洗法、擦洗法、高壓噴射法、離心噴射法、流體力學法、流體動力學法、干法清洗、微集射束流法、激光束清洗、冷凝噴霧技術、氣相清洗、非浸潤液體噴射法、硅晶片在線真空清洗技術、 RCA標準清洗、等離子體清洗、原位水沖洗法等。上述清洗方法雖然較多，但均僅適用于使用游離式砂漿切割工藝生產的硅片。在游離式砂漿切割過程中，作為磨料的碳化硅混合在冷卻液中，通過鋼線的快速運動將磨料帶入切割縫隙中產生切割作用，這個過程需使用大量的砂漿，切割后砂漿混合有大量的固體微粒(鋼線粉末、碳化硅微粉、硅粉)，比較粘稠。清洗方法存在以下問題
一是需使用大量的有機制劑作為清洗液，用于去除硅片表面沾污，不僅增加了清洗成本，而且造成大量的水污染，影響周邊環境的COD ；二是工序較復雜，一般要進行預清洗和清洗兩道工序，預清洗須經噴淋、快排、漂洗/溢流、脫膠、整料等5-9個槽，清洗須經純水、 有機類清洗劑、純水等6-7個槽。
發明內容
針對上述現有技術中硅晶片清洗方法所存在的上述問題，本發明提供一種不僅清洗效果好，清洗方便，清洗液消耗少，而且不污染環境，適用于金剛石線切割的硅晶片的清洗方法。本發明所述清洗方法是先將硅晶片放入超聲波清洗機中脫膠，再將硅晶片放入 30-50°C的純水中使用超聲波進行清洗，然后將硅晶片放入加有乳酸且溫度為60-80°C的的純水槽中清洗并去除硅晶片表面殘膠，而后將硅晶片放入插片機進行插片，再將硅晶片放入純水中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為40-60°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉和純水的混合液中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為20-30°C的純水中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為100-140°C的甩干機中甩干。所述純水與氫氧化鈉的重量比為100公斤純水中含有10-300克NaOH，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比最好為110 220 1，當清洗硅晶薄片160 μ m或以下時，所述超聲波頻率為20-50KHZ ；當清洗其它硅晶片(大于160 μ m)時，所述超聲波頻率不小于27 KHZ，所述硅片清洗劑密度為1. 05-1. lg/ml。本發明所述清洗方法的具體步驟是
(1)將硅晶片放入超聲波清洗機中進行脫膠，再將脫膠后的硅晶片放入溫度為30-50°C 的純水中使用超聲波清洗10-20分鐘；然后將硅晶片放入加有3-8%wt乳酸且溫度為 60-80°C的純水槽中清洗20-30分鐘，再用百潔布去除硅晶片表面殘膠，
(2)使用自動插片機進行插片，將疊在一起的硅晶片分開插在花籃內，
(3)將上述裝有硅晶片的花籃放入純水中，用超聲波清洗5分鐘，
(4)再將上述硅晶片放入溫度為40-60°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉和與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為220 1，所述100公斤純水中氫氧化鈉重量為10-150克，
(5)再將上述硅晶片放入溫度為40-60°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為110 1，所述100公斤純水中氫氧化鈉重量為150-300克，用超聲波清洗5分鐘，
(6)再將上述硅晶片放入溫度為20-30°C的純水中，用超聲波清洗5分鐘，清洗3次，
(7)再將上述硅晶片放入溫度為100-140°C的甩干機中甩干5-10分鐘。本發明的有益效果是；
(1)能有效去除硅晶片表面臟污，達到太陽能電池用硅晶片表面要求；
(2)對金剛石線切割硅晶片進行類制絨，可提高后續電池片制絨效果。(3)清洗后的廢水經簡單處理后可達標排放。
具體實施例方式實施例1，先將用金剛石線加工的硅晶片放入超聲波清洗機中進行脫膠，脫膠后將硅晶片放入溫度為45°C的純水中使用超聲波清洗15分鐘，超聲波頻率設為35 KHZ，然后將硅晶片放入在溫度設定在70°C的加有4%wt乳酸的水槽中清洗25分鐘，酸洗后用用百潔布去除硅晶片表面殘膠，再使用自動插片機將硅晶片進行插片分開裝在花籃內，每籃裝25 片，片厚為200 μ m,再將籃裝硅晶片硅晶片放入純水中用超聲波清洗5分鐘，超聲波頻率設為35KHZ。再將籃裝硅晶片放入溫度設定在50°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為220 1，所述100公斤純水中含氫氧化鈉重量為160克，超聲波頻率設為30KHZ ；而后再將籃裝硅晶片放入溫度設定在 55°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為110 1，所述100公斤純水中含氫氧化鈉重量是為260克，超聲波頻率設為35 KHZ，而后再將籃裝硅晶片放入溫度設定在25°C的純水中，每次用超聲波清洗5分鐘，連續清洗3次，超聲波頻率設為30 KHZ ；再將籃裝硅晶片放入溫度為120-130°C的甩干機中甩干6-8分鐘制成硅晶片。實施例2，先將用金剛石線加工的硅晶片放入超聲波清洗機中進行脫膠，脫膠后將硅晶片放入溫度為50°C的純水中使用超聲波清洗10分鐘，超聲波頻率設為35 KHZ，然后將硅晶片放入在溫度設定在60°C的加有7%wt乳酸的水槽中清洗20分鐘，酸洗后用用百潔布去除硅晶片表面殘膠，再使用自動插片機將硅晶片進行插片分開裝在花籃內，每籃裝25片，片厚為200 μ m,再將籃裝硅晶片硅晶片放入純水中用超聲波清洗5分鐘，超聲波頻率設為35KHZ。再將籃裝硅晶片放入溫度設定在60°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為180 1，所述100公斤純水中含氫氧化鈉重量為20克，超聲波頻率設為30KHZ ；而后再將籃裝硅晶片放入溫度設定在 55°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為140 1，所述100公斤純水中含氫氧化鈉重量是為140克，超聲波頻率設為35 KHZ，而后再將籃裝硅晶片放入溫度設定在25°C的純水中，每次用超聲波清洗5分鐘，連續清洗3次，超聲波頻率設為30 KHZ ；再將籃裝硅晶片放入溫度為120-130°C的甩干機中甩干6-8分鐘制成硅晶片。 另外，當清洗硅晶薄片(薄片厚度為160 μ m或以下)時，其清洗方法與實施例1或實施例2相同，只是所述超聲波頻度調整為20-50KHZ。
權利要求
1.金剛石線切割硅晶片的清洗方法，其特征在于先將硅晶片放入超聲波清洗機中脫膠，再將硅晶片放入30-50°C的純水中使用超聲波進行清洗，然后將硅晶片放入加有乳酸且溫度為60-80°C的的純水槽中清洗并去除硅晶片表面殘膠，而后將硅晶片放入插片機進行插片，再將硅晶片放入純水中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為40-60°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉和水的混合液中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為20-30°C的純水中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為100-140°C的甩干機中甩干。
2.根據權利要求所述的金剛石線切割硅晶片的清洗方法，其特征在于所述方法步驟是(1)將硅晶片放入超聲波清洗機中進行脫膠，再將脫膠后的硅晶片放入溫度為 30-50°C的純水中使用超聲波清洗10-20分鐘；然后將硅晶片放入加有3-8%wt的乳酸且溫度為60-80°C的純水槽中清洗20-30分鐘，再用百潔布去除硅晶片表面殘膠，(2)使用自動插片機進行插片，將疊在一起的硅晶片分開插在花籃內，(3)將上述裝有硅晶片的花籃放入純水中，用超聲波清洗5分鐘，(4)再將上述硅晶片放入溫度為40-60°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉和與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為220 1，所述100公斤純水中含氫氧化鈉重量為10-300克，(5)再將上述硅晶片放入溫度為40-60°C的硅片清洗劑、氫氧化鈉與純水的混合液中用超聲波清洗5分鐘，所述硅片清洗劑與氫氧化鈉重量比為110 1，所述100公斤純水中含氫氧化鈉重量為10-300克，(6)再將上述硅晶片放入溫度為20-30°C的純水中，用超聲波清洗5分鐘，清洗3次，(7)再將上述硅晶片放入溫度為100-140°C的甩干機中甩干5-10分鐘。
全文摘要
本發明公開了金剛石線切割硅晶片的清洗方法，先將硅晶片放入超聲波清洗機中脫膠，再將硅晶片放入30-50℃的純水中使用超聲波進行清洗，然后將硅晶片放入加有乳酸且溫度為60-80℃的的純水槽中清洗并去除硅晶片表面殘膠，而后將硅晶片放入插片機進行插片，再將硅晶片放入純水中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為40-60℃的硅片清洗劑、氫氧化鈉和水的混合液中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為20-30℃的純水中用超聲波清洗，再將硅晶片放入溫度為100-140℃的甩干機中甩干。本發明能有效去除硅晶片表面臟污，達到太陽能電池用硅晶片表面要求；對金剛石線切割硅晶片進行類制絨，可提高后續電池片制絨效果，清洗廢水經簡單處理后可達標排放。
文檔編號B08B3/12GK102294332SQ20111025154
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月8日
發明者于景, 俞建業, 葉平, 曾斌, 歐陽思周, 湯瑋, 胡凱 申請人:江西金葵能源科技有限公司