CN105521958A - 一种单晶硅片的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单晶硅片的清洗方法，属于硅片加工技术领域，其特征在于包括以下步骤：A、硅片脱胶预清洗；采用JG-JT全自动硅片脱胶机，其中喷淋压力0.015~0.017兆帕，乳酸使用寿命90刀，隔板放置间距50~80mm；B、纯水漂洗；采用清洗机，超声频率为40KHZ，提前60min配置药剂，搅拌足够均匀，上料前假片运行400片，药剂在使用不超过24小时，6#槽配置6％浓度的H₂O₂溶液；解决了厂家在更换清洗剂时硅片会出现大量脏片、花片及硅片在预清洗脱胶时易形成花片和硅片在用清洗剂清洗时易形成2次玷污的问题。

Description

一种单晶硅片的清洗方法

技术领域

本发明属于硅片加工技术领域，尤其涉及一种单晶硅片的清洗方法。

背景技术

导体器件生产中硅片须经严格清洗，微量污染也会导致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染杂质，包括有机物和无机物；这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面；有机污染包括光刻胶、有机溶剂残留物、合成蜡和人接触器件、工具、器皿带来的油脂或纤维；无机污染包括重金属金、铜、铁、铬等，严重影响少数载流子寿命和表面电导；碱金属如钠等，引起严重漏电；颗粒污染包括硅渣、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等，会导致各种缺陷。

目前多数厂家在更换清洗剂时硅片会出现大量脏片、花片；单晶硅片表面残留砂浆过多而导致硅片脏污，俗称硅片“脏污”；硅片冲洗时间过长亦可导致硅片氧化，造成后序硅片表面呈发白条状，俗称“花片”；硅片在脱胶时亦有要求，如果脱胶温度过高，往往会导致硅片在高温下氧化形成“花片”；清洗剂中含有有机物，如果硅片长时间在清洗剂溶液中浸泡，清洗剂溶液中的有机物往往会被单晶硅片表面所吸附从而形成2次玷污，不利于清洗；另外清洗液一般都是碱性的，长时间浸泡加之超声波振动会对硅片造成空化腐蚀形成“花片”；针对以上问题，本发明提供了一种单晶硅片的清洗方法。

发明内容

本发明的目的是提供了一种单晶硅片的清洗方法，解决了厂家在更换清洗剂时硅片会出现大量脏片、花片及硅片在预清洗脱胶时易形成花片和硅片在用清洗剂清洗时易形成2次玷污的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种单晶硅片的清洗方法，包括以下步骤：

A、硅片脱胶预清洗；采用JG-JT全自动硅片脱胶机，其中喷淋压力0.015~0.017兆帕，乳酸使用寿命90刀，隔板放置间距50~80mm；1#喷淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，设定温度35℃，清洗时间550S；2#喷淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，35℃，700S；3#超声漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40℃，450S；4#超声漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40℃，400S；5#超声脱胶槽，采用市水，使用40%质量比的乳酸溶液，53℃，360S；6#超声脱胶槽，采用市水，使用40%质量比的乳酸溶液，55℃，300S；周转车、储片槽采用5%质量比的乳酸溶液，设定温度室温；

B、纯水漂洗；采用清洗机，超声频率为40KHZ，提前60min配置药剂，搅拌足够均匀，上料前假片运行400片，药剂在使用不超过24小时，6#槽配置6％浓度的H₂O₂溶液；1#槽，纯水，设定温度43℃，清洗时间280S；2#槽，纯水，46℃，230S；3#槽，5L清洗剂，48℃，235S，清洗12000片全部更换；4#槽，5L清洗剂，47℃，230S，清洗12000片全部更换；5#槽，纯水，一级溢流，37℃，200S；6#槽，6LH2O2，30℃，180S，清洗12000片全部更换；7#槽，纯水，40℃，210S；8#槽，纯水，48℃，200S，三级溢流；9#槽，纯水，55℃，180S，三级溢流；快热，纯水，35℃，三级溢流；烘道，70℃，360S，三级溢流。

本发明的有益效果是：用本方法预清洗脱胶后无花片产生，H₂O₂去除有机物残留时不会形成2次玷污，清洗出的硅片清洗效果较好。

具体实施方式

下面对本发明做进一步描述；预清洗酸脱胶的作用机理：经预喷淋、超声预清洗先把单晶硅片表面大部分杂质去除，再进入脱胶槽脱胶；胶水在一定的温度范围内会软化，硅片自然脱落；加入乳酸使胶水软化时间缩短，同时乳酸对硅片表面起到保护作用，能有效阻止硅片在高温状态下氧化；碱性清洗剂硅片表面沾污包括：a、硅片有机物沾污；b、金属离子、氧化物及其他无机物质：包括腐蚀液中重金属杂质离子的残留，使用的水中金属离子的沾污；各种气体、人体汗液等引入的杂质离子；c、其他可溶性杂质原理：Si+2NaOH+H₂O==Na₂SiO₃+2H₂↑形成亲水性表面，便于清洗剂通过螯合、络合、剥离等物理化学作用清洗硅片表面的沾污。

通过喷淋能有效去除硅片表面砂浆残留，如果喷淋时间过短，硅片表面便会附着大量砂浆以及砂浆中所含的二甘油脂、金属离子、有机物残留等，从而形成“脏污片”；但是喷淋时间并不是越长越好，时间越长硅片表面越容易被氧化从而形成“花片“；实验表明在0.15兆帕水压下喷淋时间1200~1400秒较为合理；在乳酸浓度40％质量比浓度下，温度越高硅片脱离越容易，但是乳酸溶液温度超过60℃后便会出现花片，当温度为55℃时，硅片脱离耗时10分钟，且无花片产生；此温度下乳酸既起到了对硅片的保护作用同时也尽快使胶水软化硅片能在较短时间内脱离；因此，硅片脱胶预清洗步骤为：采用JG-JT全自动硅片脱胶机，其中喷淋压力0.015~0.017兆帕，乳酸使用寿命90刀，隔板放置间距50~80mm；1#喷淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，设定温度35℃，清洗时间550S；2#喷淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，35℃，700S；3#超声漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40℃，450S；4#超声漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40℃，400S；5#超声脱胶槽，采用市水，使用40%质量比的乳酸溶液，53℃，360S；6#超声脱胶槽，采用市水，使用40%质量比的乳酸溶液，55℃，300S；周转车、储片槽采用5%质量比的乳酸溶液，设定温度室温。

药剂不均匀导致大量花片产生，清洗剂清洗能力不佳导致3.52％脏污片；药剂在搅拌足够均匀情况下，当药剂超声、鼓泡放置60分钟后脏、花片数量明显减少，硅片没有出现花片，脏污片比例也减少至0.57％左右；药剂清洗能力稳定在24小时内；清洗温度设置与清洗剂中表面活性剂的性质密切相关，当温度升高并且达到一定值时，非离子表面活性剂从水溶液中析出变混浊，此时的温度即为浊点，浊点温度对非离子表面活性剂的去污能力的影响最大；通过相关实验，得到如下结论：实验中通过对清洗剂溶液反应温度参数进行调整，而其他实验条件保持不变，最后分析在不同温度下的硅片表面洁净情况；清洗剂溶液温度为45℃~50℃时，硅片脏、花率最小；可知在此清洗工艺下，当温度接近于浊点时，清洗效果最好，通过实验得出40~55℃即为此清洗剂的浊点；清洗时间在230秒左右效果最佳，但此时仍有个别花片，我们可以认为清洗剂是碱性的，长时间浸泡加之超声波振动会对硅片造成空化腐蚀从而形成“花片”；将此实验合格片在电池制绒工段进行生产发现有部分硅片制绒并不均匀，经过多次现场试验采取6#槽配置6％浓度的H₂O₂溶液工艺成功的杜绝了单晶硅片表面制绒不均匀问题；可以认为是H₂O₂与有机物反应生成二氧化碳和水从而将硅片表面附着的有机物去除，并且双氧水里的H⁺和OH^-反应去除了硅片表面残留的碱；因此，纯水漂洗时，采用清洗机，超声频率为40KHZ，提前60min配置药剂，搅拌足够均匀，上料前假片运行400片，药剂在使用不超过24小时，6#槽配置6％浓度的H₂O₂溶液；1#槽，纯水，设定温度43℃，清洗时间280S；2#槽，纯水，46℃，230S；3#槽，5L清洗剂，48℃，235S，清洗12000片全部更换；4#槽，5L清洗剂，47℃，230S，清洗12000片全部更换；5#槽，纯水，一级溢流，37℃，200S；6#槽，6LH2O2，30℃，180S，清洗12000片全部更换；7#槽，纯水，40℃，210S；8#槽，纯水，48℃，200S，三级溢流；9#槽，纯水，55℃，180S，三级溢流；快热，纯水，35℃，三级溢流；烘道，70℃，360S，三级溢流。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种单晶硅片的清洗方法，其特征在于包括以下步骤：

A、硅片脱胶预清洗；采用JG-JT全自动硅片脱胶机，其中喷淋压力0.015~0.017兆帕，乳酸使用寿命90刀，隔板放置间距50~80mm；1#喷淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，设定温度35℃，清洗时间550S；2#喷淋槽采用市水，不使用乳酸溶液，35℃，700S；3#超声漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40℃，450S；4#超声漂洗槽采用市水，不使用乳酸溶液，40℃，400S；5#超声脱胶槽，采用市水，使用40%质量比的乳酸溶液，53℃，360S；6#超声脱胶槽，采用市水，使用40%质量比的乳酸溶液，55℃，300S；周转车、储片槽采用5%质量比的乳酸溶液，设定温度室温；

B、纯水漂洗；采用清洗机，超声频率为40KHZ，提前60min配置药剂，搅拌足够均匀，上料前假片运行400片，药剂在使用不超过24小时，6#槽配置6％浓度的H₂O₂溶液；1#槽，纯水，设定温度43℃，清洗时间280S；2#槽，纯水，46℃，230S；3#槽，5L清洗剂，48℃，235S，清洗12000片全部更换；4#槽，5L清洗剂，47℃，230S，清洗12000片全部更换；5#槽，纯水，一级溢流，37℃，200S；6#槽，6LH2O2，30℃，180S，清洗12000片全部更换；7#槽，纯水，40℃，210S；8#槽，纯水，48℃，200S，三级溢流；9#槽，纯水，55℃，180S，三级溢流；快热，纯水，35℃，三级溢流；烘道，70℃，360S，三级溢流。