一種單晶硅片的清洗方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于硅片加工技術領域，尤其涉及一種單晶硅片的清洗方法。
【背景技術】
[0002]導體器件生產中硅片須經嚴格清洗，微量污染也會導致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染雜質，包括有機物和無機物；這些雜質有的以原子狀態或離子狀態，有的以薄膜形式或顆粒形式存在于硅片表面；有機污染包括光刻膠、有機溶劑殘留物、合成蠟和人接觸器件、工具、器皿帶來的油脂或纖維；無機污染包括重金屬金、銅、鐵、鉻等，嚴重影響少數載流子壽命和表面電導；堿金屬如鈉等，引起嚴重漏電；顆粒污染包括硅渣、塵埃、細菌、微生物、有機膠體纖維等，會導致各種缺陷。
[0003]目前多數廠家在更換清洗劑時硅片會出現大量臟片、花片；單晶硅片表面殘留砂漿過多而導致硅片臟污，俗稱硅片“臟污”;硅片沖洗時間過長亦可導致硅片氧化，造成后序硅片表面呈發白條狀，俗稱“花片”;硅片在脫膠時亦有要求，如果脫膠溫度過高，往往會導致硅片在高溫下氧化形成“花片”;清洗劑中含有有機物，如果硅片長時間在清洗劑溶液中浸泡，清洗劑溶液中的有機物往往會被單晶硅片表面所吸附從而形成2次玷污，不利于清洗；另外清洗液一般都是堿性的，長時間浸泡加之超聲波振動會對硅片造成空化腐蝕形成“花片”;針對以上問題，本發明提供了一種單晶硅片的清洗方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供了一種單晶硅片的清洗方法，解決了廠家在更換清洗劑時硅片會出現大量臟片、花片及硅片在預清洗脫膠時易形成花片和硅片在用清洗劑清洗時易形成2次玷污的問題。
[0005]為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案，一種單晶硅片的清洗方法，包括以下步驟:
A、硅片脫膠預清洗；采用JG-JT全自動硅片脫膠機，其中噴淋壓力0.015~0.017兆帕，乳酸使用壽命90刀，隔板放置間距5(T80mm ;1#噴淋槽采用市水,不使用乳酸溶液,設定溫度35°C，清洗時間550 S ;2#噴淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，35°C，700 S ;3#超聲漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40°C,450 S ；4#超聲漂洗槽采用市水,不使用乳酸溶液，40°C,400 S ;5#超聲脫膠槽，采用市水，使用40%質量比的乳酸溶液，53°C，360 S ;6#超聲脫膠槽，采用市水，使用40%質量比的乳酸溶液，55°C，300 S ;周轉車、儲片槽采用5%質量比的乳酸溶液，設定溫度室溫；
B、純水漂洗；采用清洗機，超聲頻率為40KHZ，提前60min配置藥劑，攪拌足夠均勻，上料前假片運行400片，藥劑在使用不超過24小時，6#槽配置6%濃度的H2O2溶液;1#槽，純水，設定溫度43 0C，清洗時間280S ;2#槽，純水，46°C，230S ;3#槽，5L清洗劑，48 °C，235S，清洗12000片全部更換；4#槽，51^清洗劑，471:，2303，清洗12000片全部更換；5 #槽，純水，一級溢流，37 0C, 200 S ；6 #槽，6LH202，30°C，180S，清洗12000片全部更換；7#槽，純水，40°C, 21S ;8#槽，純水，48°C，200S，三級溢流;9#槽，純水，55°C，180S，三級溢流；快熱，純水，350C，三級溢流；烘道，700C，360S,三級溢流。
[0006]本發明的有益效果是:用本方法預清洗脫膠后無花片產生，H2O2去除有機物殘留時不會形成2次玷污，清洗出的硅片清洗效果較好。
【具體實施方式】
[0007]下面對本發明做進一步描述；預清洗酸脫膠的作用機理:經預噴淋、超聲預清洗先把單晶硅片表面大部分雜質去除，再進入脫膠槽脫膠；膠水在一定的溫度范圍內會軟化，硅片自然脫落；加入乳酸使膠水軟化時間縮短，同時乳酸對硅片表面起到保護作用，能有效阻止硅片在高溫狀態下氧化；堿性清洗劑硅片表面沾污包括:a、硅片有機物沾污；b、金屬離子、氧化物及其他無機物質:包括腐蝕液中重金屬雜質離子的殘留，使用的水中金屬離子的沾污；各種氣體、人體汗液等引入的雜質離子；C、其他可溶性雜質原理:Si + 2Na0H +H2O == Na2Si03+2H2丨形成親水性表面，便于清洗劑通過螯合、絡合、剝離等物理化學作用清洗石圭片表面的沾污。
[0008]通過噴淋能有效去除硅片表面砂漿殘留，如果噴淋時間過短，硅片表面便會附著大量砂漿以及砂漿中所含的二甘油脂、金屬離子、有機物殘留等，從而形成“臟污片”;但是噴淋時間并不是越長越好，時間越長硅片表面越容易被氧化從而形成“花片“；實驗表明在
0.15兆帕水壓下噴淋時間1200~1400秒較為合理；在乳酸濃度40%質量比濃度下，溫度越高硅片脫離越容易，但是乳酸溶液溫度超過60°C后便會出現花片，當溫度為55°C時，硅片脫離耗時10分鐘，且無花片產生；此溫度下乳酸既起到了對硅片的保護作用同時也盡快使膠水軟化硅片能在較短時間內脫離；因此，硅片脫膠預清洗步驟為:采用JG-JT全自動硅片脫膠機，其中噴淋壓力0.015~0.017兆帕，乳酸使用壽命90刀，隔板放置間距5(T80mm ;1#噴淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，設定溫度35°C，清洗時間550 S ；2#噴淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，35°C，700 S ;3#超聲漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40°C，450 S ;4#超聲漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40°C，400 S ;5#超聲脫膠槽，采用市水，使用40%質量比的乳酸溶液，530C，360 S ；6#超聲脫膠槽，采用市水，使用40%質量比的乳酸溶液，55°C，300 S ;周轉車、儲片槽采用5%質量比的乳酸溶液，設定溫度室溫。
[0009]藥劑不均勻導致大量花片產生，清洗劑清洗能力不佳導致3.52%臟污片；藥劑在攪拌足夠均勻情況下，當藥劑超聲、鼓泡放置60分鐘后臟、花片數量明顯減少，硅片沒有出現花片，臟污片比例也減少至0.57%左右；藥劑清洗能力穩定在24小時內；清洗溫度設置與清洗劑中表面活性劑的性質密切相關，當溫度升高并且達到一定值時，非離子表面活性劑從水溶液中析出變混濁，此時的溫度即為濁點，濁點溫度對非離子表面活性劑的去污能力的影響最大；通過相關實驗，得到如下結論:實驗中通過對清洗劑溶液反應溫度參數進行調整，而其他實驗條件保持不變，最后分析在不同溫度下的硅片表面潔凈情況；清洗劑溶液溫度為45°C ~50°C時，硅片臟、花率最小；可知在此清洗工藝下，當溫度接近于濁點時，清洗效果最好，通過實驗得出40~55°C即為此清洗劑的濁點；清洗時間在230秒左右效果最佳，但此時仍有個別花片，我們可以認為清洗劑是堿性的，長時間浸泡加之超聲波振動會對硅片造成空化腐蝕從而形成“花片”;將此實驗合格片在電池制絨工段進行生產發現有部分硅片制絨并不均勻，經過多次現場試驗采取6#槽配置6 %濃度的H2O2溶液工藝成功的杜絕了單晶硅片表面制絨不均勻問題；可以認為是H2O2與有機物反應生成二氧化碳和水從而將硅片表面附著的有機物去除，并且雙氧水里的H+和OH反應去除了硅片表面殘留的堿；因此，純水漂洗時，采用清洗機，超聲頻率為40KHZ，提前60min配置藥劑，攪拌足夠均勻，上料前假片運行400片，藥劑在使用不超過24小時，6#槽配置6%濃度的H2O2溶液;1#槽，純水，設定溫度43 0C，清洗時間280S ;2#槽，純水，46°C，230S ;3#槽，5L清洗劑，48 °C，235S，清洗12000片全部更換；4#槽，5L清洗劑，47°C，230S，清洗12000片全部更換；5 #槽，純水，一級溢流，37 V，200 S；6 #槽，6LH202, 30°C，180S,清洗12000片全部更換;7#槽，純水，40°C, 21S ;8#槽，純水，48°C，200S，三級溢流;9#槽，純水，55°C，180S，三級溢流；快熱，純水，350C，三級溢流；烘道，700C，360S,三級溢流。
[0010]本發明未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種單晶硅片的清洗方法，其特征在于包括以下步驟: A、硅片脫膠預清洗；采用JG-JT全自動硅片脫膠機，其中噴淋壓力0.015~0.017兆帕，乳酸使用壽命90刀，隔板放置間距5(T80mm ;1#噴淋槽采用市水,不使用乳酸溶液,設定溫度35°C，清洗時間550 S ;2#噴淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，35°C，700 S ;3#超聲漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40°C,450 S ;4#超聲漂洗槽采用市水,不使用乳酸溶液，40°C,.400 S ;5#超聲脫膠槽，采用市水，使用40%質量比的乳酸溶液，53°C，360 S ;6#超聲脫膠槽，采用市水，使用40%質量比的乳酸溶液，55°C，300 S ;周轉車、儲片槽采用5%質量比的乳酸溶液，設定溫度室溫； B、純水漂洗；采用清洗機，超聲頻率為40KHZ，提前60min配置藥劑，攪拌足夠均勻，上料前假片運行400片，藥劑在使用不超過24小時，6#槽配置6%濃度的H2O2溶液;1#槽，純水，設定溫度43 0C，清洗時間280S ;2#槽，純水，46°C，230S ;3#槽，5L清洗劑，48 °C，235S，清洗12000片全部更換；4#槽，5L清洗劑，47°C，230S，清洗12000片全部更換；5 #槽，純水，一級溢流，37 V，200 S；6 #槽，6LH202, 30°C，180S,清洗12000片全部更換;7#槽，純水，.40°C, 21S ;8#槽，純水，48°C，200S，三級溢流;9#槽，純水，55°C，180S，三級溢流；快熱，純水，350C，三級溢流；烘道，700C，360S,三級溢流。
【專利摘要】本發明公開了一種單晶硅片的清洗方法，屬于硅片加工技術領域，其特征在于包括以下步驟：A、硅片脫膠預清洗；采用JG-JT全自動硅片脫膠機，其中噴淋壓力0.015~0.017兆帕，乳酸使用壽命90刀，隔板放置間距50~80mm；B、純水漂洗；采用清洗機，超聲頻率為40KHZ，提前60min配置藥劑，攪拌足夠均勻，上料前假片運行400片，藥劑在使用不超過24小時，6#槽配置6％濃度的H2O2溶液；解決了廠家在更換清洗劑時硅片會出現大量臟片、花片及硅片在預清洗脫膠時易形成花片和硅片在用清洗劑清洗時易形成2次玷污的問題。
【IPC分類】B08B3/08, B08B3/12, B08B3/02
【公開號】CN105521958
【申請號】CN201410516591
【發明人】杜國平
【申請人】炘源晶光伏科技(洛陽)有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月30日