CN108597984A - 一种单晶硅片的清洗方法及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单晶硅片技术领域，且公开了一种单晶硅片的清洗方法，包括以下步骤：取APM溶液250g‑300g加入到容积为150‑180升的工艺槽中，向工艺槽中加入140‑150升的清洗液，保持温度在45‑55度之间，对单晶硅片进行喷淋，然后采用去离子水循环冲洗。该单晶硅片的清洗方法的处理工艺，通过APM溶液能去除单晶硅片表面的粒子、部分有机物和部分金属，有效的对单晶硅片进行初步的清洗，方便了后续的清洗作业，通过采用JG‑JT全自动硅片脱胶机以及超声波清洗机进行脱胶以及清洗，能够有效的破坏污物与单晶硅片表面吸附，有效的对单晶硅片进行清理，解决了传统清洗方法大多只是对其表表面的颗粒状杂质进行清理，并不能保证单晶硅片表面的清洁的问题。

Description

一种单晶硅片的清洗方法及其处理工艺

技术领域

本发明涉及单晶硅片技术领域，具体为一种单晶硅片的清洗方法及其处理工艺。

背景技术

单晶硅片是硅的单晶体，是一种具有基本完整的点阵结构的晶体，不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料，纯度要求极高，用于制造半导体器件和太阳能电池等，是用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成，熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅，单晶硅具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其电导率随温度的升高而增加，有显著的半导电性，超纯的单晶硅是本征半导体。

根据公布号为CN 103087850 B的一种单晶硅片预清洗液及其清洗方法，该预清洗方法不会在硅片表面生产气泡印，并且不会漂篮，不会产生明显的界限，由于降低了碱的浓度，减薄量也有效的降低，有利于降低后道工序电池片的碎片率，但是该方法只是对单晶硅片进行预处理，并不能够对单晶硅片表面进行深度的清理，传统清洗方法大多只是对其表表面的颗粒状杂质进行清理，并不能保证单晶硅片表面的清洁，现提出一种单晶硅片的清洗方法及其处理工艺来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种单晶硅片预清洗液及其清洗方法，具备对单晶硅片表面进行有效的清理等优点，解决了传统清洗方法大多只是对其表表面的颗粒状杂质进行清理，并不能保证单晶硅片表面的清洁的问题。

(二)技术方案

为实现上述对单晶硅片表面进行有效的清理的目的，本发明提供如下技术方案：一种单晶硅片的清洗方法，包括以下步骤：

1)预清洗：取APM溶液250g-300g加入到容积为150-180升的工艺槽中，向工艺槽中加入140-150升的清洗液，保持温度在45-55度之间，对单晶硅片进行喷淋，然后采用去离子水循环冲洗；

2)脱胶：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；

3)超声波清洗：采用超声波清洗机，超声频率为40KHZ，加入清洗剂90-100升，清洗槽温度在40-55度之间，清洗时间4-6分钟；

4)有机溶剂清洗：采用丙酮溶液投入到清洗槽内部，清洗10分钟，然后用去离子水循环冲洗；

5)SPM清洗：采用SPM清洗液120-130升，保持温度在550-600度之间，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗；

6)HPM清洗：采用HPM清洗液120-130升，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗；

7)烘干：可采用烘干或甩干进行干燥。

优选的，所述APM溶液也称SCL，清洗液由NH4OH、H2O2和H2O按照15：15：70的比例混合而成。

优选的，所述单晶硅片脱胶前的喷淋时间在三十分钟以上。

优选的，所述清洗剂更换周期为清洗7500-8500片。

优选的，所述SPM清洗液由H2SO4、H2O2和H2O按照20:5:75的比例混合而成。

优选的，所述HPM清洗液由HCL、H2O2和H2O按照10:10:80的比例混合而成。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种单晶硅片的清洗方法的处理工艺，包括以下步骤：

1)对单晶硅片进行前处理，加入APM溶液进行清洗，保持温度在45-55度之间，对单晶硅片进行喷淋，喷淋时间在三十分钟以上，去除其表面的颗粒状杂质，然后采用去离子水进行循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

2)取步骤1)中留作备用的单晶硅片，使用JG-JT全自动硅片脱胶机进行单晶硅片表面的脱胶，收集脱胶完成后的单晶硅片，投放带超声波清洗机中，加入清洗剂，保持清洗机内部温度在40-55度之间，清洗4-6分钟，收集清洗后的单晶硅片，备用；

3)取步骤2)中留作备用的单晶硅片，放置到清洗槽内，向清洗槽内投放丙酮溶液，清洗十分钟，然后用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

4)取步骤3)中留作备用的单晶硅片，投放SPM清洗液，将温度保持在550-600度之间，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，投放HPM清洗液，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

5)取步骤4)中留作备用的单晶硅片，采用烘干或甩干进行干燥，由此得到较为纯净的单晶硅片。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种单晶硅片的清洗方法及其处理工艺，具备以下有益效果：

1、该单晶硅片的清洗方法及其处理工艺，通过APM溶液能去除单晶硅片表面的粒子、部分有机物和部分金属，有效的对单晶硅片进行初步的清洗，方便了后续的清洗作业，通过采用JG-JT全自动硅片脱胶机以及超声波清洗机进行脱胶以及清洗，能够有效的破坏污物与单晶硅片表面吸附，引起污物层的疲劳破坏而被驳离，使其能够脱离单晶硅片，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，能够进一步的去除单晶硅片表面的污渍，使单晶硅片的清洁效果更好，方便了使用者的使用。

2、该单晶硅片的清洗方法及其处理工艺，通过使用丙酮溶液对单晶硅片进行清洗，能够有效的去除单晶硅片表面的有机污染物，然后通过SPM清洗液，可将单晶硅片表面的金属氧化后溶于清洗液中，并能把有机物氧化生成CO2和H2O，可有效的去除硅片表面的重有机沾污和部分金属，然后通过HPM清洗液，可以去除单晶硅片表面的自然氧化膜，附着在自然氧化膜上的金属将被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成，因此可以很容易地去除硅片表面的Al，Fe，Zn，Ni等金属，DHF也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物，用DHF清洗时，在自然氧化膜被腐蚀掉时，硅片表面的硅几乎不被腐蚀，有效的对单晶硅片进行清理，解决了传统清洗方法大多只是对其表表面的颗粒状杂质进行清理，并不能保证单晶硅片表面的清洁的问题。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种单晶硅片的清洗方法，包括以下步骤：

1)预清洗：取APM溶液255g加入到容积为155升的工艺槽中，向工艺槽中加入140升的清洗液，保持温度在45度，对单晶硅片进行喷淋，单晶硅片脱胶前的喷淋时间在三十分钟以上，然后采用去离子水循环冲洗，APM溶液也称SCL，清洗液由NH4OH、H2O2和H2O按照15：15：70的比例混合而成；

2)脱胶：采用JG-JT全自动硅片脱胶机，其中喷淋压力0.015兆帕，乳酸使用寿命90刀，隔板放置间距50mm；

3)超声波清洗：采用超声波清洗机，超声频率为40KHZ，加入清洗剂90升，清洗剂更换周期为清洗7500片，清洗槽温度在45度，清洗时间4分钟；

4)有机溶剂清洗：采用丙酮溶液投入到清洗槽内部，清洗10分钟，然后用去离子水循环冲洗；

5)SPM清洗：采用SPM清洗液120升，保持温度在550度，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，SPM清洗液由H2SO4、H2O2和H2O按照20:5:75的比例混合而成；

6)HPM清洗：采用HPM清洗液120升，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，HPM清洗液由HCL、H2O2和H2O按照10:10:80的比例混合而成；

7)烘干：可采用烘干或甩干进行干燥。

一种单晶硅片的处理工艺，包括以下步骤：

1)对单晶硅片进行前处理，加入APM溶液进行清洗，保持温度在45度，对单晶硅片进行喷淋，喷淋时间在三十分钟以上，去除其表面的颗粒状杂质，然后采用去离子水进行循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

2)取步骤1)中留作备用的单晶硅片，使用JG-JT全自动硅片脱胶机进行单晶硅片表面的脱胶，收集脱胶完成后的单晶硅片，投放带超声波清洗机中，加入清洗剂，保持清洗机内部温度在45度，清洗4分钟，收集清洗后的单晶硅片，备用；

3)取步骤2)中留作备用的单晶硅片，放置到清洗槽内，向清洗槽内投放丙酮溶液，清洗十分钟，然后用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

4)取步骤3)中留作备用的单晶硅片，投放SPM清洗液，将温度保持在550度，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，投放HPM清洗液，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

5)取步骤4)中留作备用的单晶硅片，采用烘干或甩干进行干燥，由此得到较为纯净的单晶硅片；

按照以上方法处理得，能够有效的去除单晶硅片表面的微粒、金属、有机物和自然氧化物，避免了单晶硅片后续应用时因表面含有杂质，造成产品不合格，方便了使用者的使用。

实施例二：

一种单晶硅片的清洗方法，包括以下步骤：

1)预清洗：取APM溶液280g加入到容积为170升的工艺槽中，向工艺槽中加入150升的清洗液，保持温度在55度，对单晶硅片进行喷淋，单晶硅片脱胶前的喷淋时间在三十分钟以上，然后采用去离子水循环冲洗，APM溶液也称SCL，清洗液由NH4OH、H2O2和H2O按照15：15：70的比例混合而成。

2)脱胶：采用JG-JT全自动硅片脱胶机，其中喷淋压力0.017兆帕，乳酸使用寿命90刀，隔板放置间距80mm；

3)超声波清洗：采用超声波清洗机，超声频率为40KHZ，加入清洗剂100升，清洗剂更换周期为清洗8500片，清洗槽温度在55度，清洗时间6分钟；

4)有机溶剂清洗：采用丙酮溶液投入到清洗槽内部，清洗10分钟，然后用去离子水循环冲洗；

5)SPM清洗：采用SPM清洗液130升，保持温度在570度，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，SPM清洗液由H2SO4、H2O2和H2O按照20:5:75的比例混合而成；

6)HPM清洗：采用HPM清洗液130升，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，HPM清洗液由HCL、H2O2和H2O按照10:10:80的比例混合而成；

7)烘干：可采用烘干或甩干进行干燥。

一种单晶硅片的处理工艺，包括以下步骤：

1)对单晶硅片进行前处理，加入APM溶液进行清洗，保持温度在55度，对单晶硅片进行喷淋，喷淋时间在三十分钟以上，去除其表面的颗粒状杂质，然后采用去离子水进行循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

2)取步骤1)中留作备用的单晶硅片，使用JG-JT全自动硅片脱胶机进行单晶硅片表面的脱胶，收集脱胶完成后的单晶硅片，投放带超声波清洗机中，加入清洗剂，保持清洗机内部温度在55度，清洗6分钟，收集清洗后的单晶硅片，备用；

3)取步骤2)中留作备用的单晶硅片，放置到清洗槽内，向清洗槽内投放丙酮溶液，清洗十分钟，然后用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

4)取步骤3)中留作备用的单晶硅片，投放SPM清洗液，将温度保持在570度，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，投放HPM清洗液，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

5)取步骤4)中留作备用的单晶硅片，采用烘干或甩干进行干燥，由此得到较为纯净的单晶硅片；

按照以上方法处理的单晶硅片能够防止脱胶过程中硅片表面不会太过干燥，防止砂浆干在表面，影响硅片表面的清洗，且保障了脱胶温度不会过高，防止硅片表面氧化，方便了单晶硅片的清洗，使单晶硅片的清洗效果更好，方便了使用者的使用。

本发明的有益效果是：该单晶硅片的清洗方法及其处理工艺，通过APM溶液能去除单晶硅片表面的粒子、部分有机物和部分金属，有效的对单晶硅片进行初步的清洗，方便了后续的清洗作业，通过采用JG-JT全自动硅片脱胶机以及超声波清洗机进行脱胶以及清洗，能够有效的破坏污物与单晶硅片表面吸附，引起污物层的疲劳破坏而被驳离，使其能够脱离单晶硅片，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，能够进一步的去除单晶硅片表面的污渍，使单晶硅片的清洁效果更好，方便了使用者的使用。

该单晶硅片的清洗方法及其处理工艺，通过使用丙酮溶液对单晶硅片进行清洗，能够有效的去除单晶硅片表面的有机污染物，然后通过SPM清洗液，可将单晶硅片表面的金属氧化后溶于清洗液中，并能把有机物氧化生成CO2和H2O，可有效的去除硅片表面的重有机沾污和部分金属，然后通过HPM清洗液，可以去除单晶硅片表面的自然氧化膜，附着在自然氧化膜上的金属将被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成，因此可以很容易地去除硅片表面的Al，Fe，Zn，Ni等金属，DHF也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物，用DHF清洗时，在自然氧化膜被腐蚀掉时，硅片表面的硅几乎不被腐蚀，有效的对单晶硅片进行清理，解决了传统清洗方法大多只是对其表表面的颗粒状杂质进行清理，并不能保证单晶硅片表面的清洁的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种单晶硅片的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)预清洗：取APM溶液250g-300g加入到容积为150-180升的工艺槽中，向工艺槽中加入140-150升的清洗液，保持温度在45-55度之间，对单晶硅片进行喷淋，然后采用去离子水循环冲洗；

2)脱胶：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；

3)超声波清洗：采用超声波清洗机，超声频率为40KHZ，加入清洗剂90-100升，清洗槽温度在40-55度之间，清洗时间4-6分钟；

4)有机溶剂清洗：采用丙酮溶液投入到清洗槽内部，清洗10分钟，然后用去离子水循环冲洗；

5)SPM清洗：采用SPM清洗液120-130升，保持温度在550-600度之间，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗；

6)HPM清洗：采用HPM清洗液120-130升，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗；

7)烘干：可采用烘干或甩干进行干燥。

2.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的清洗方法，其特征在于，所述APM溶液也称SCL，清洗液由NH4OH、H2O2和H2O按照15：15：70的比例混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的清洗方法，其特征在于，所述单晶硅片脱胶前的喷淋时间在三十分钟以上。

4.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的清洗方法，其特征在于，所述清洗剂更换周期为清洗7500-8500片。

5.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的清洗方法，其特征在于，所述SPM清洗液由H2SO4、H2O2和H2O按照20:5:75的比例混合而成。

6.根据权利要求1所述的一种单晶硅片的清洗方法，其特征在于，所述HPM清洗液由HCL、H2O2和H2O按照10:10:80的比例混合而成。

7.一种单晶硅片的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)对单晶硅片进行前处理，加入APM溶液进行清洗，保持温度在45-55度之间，对单晶硅片进行喷淋，喷淋时间在三十分钟以上，去除其表面的颗粒状杂质，然后采用去离子水进行循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

2)取步骤1)中留作备用的单晶硅片，使用JG-JT全自动硅片脱胶机进行单晶硅片表面的脱胶，收集脱胶完成后的单晶硅片，投放带超声波清洗机中，加入清洗剂，保持清洗机内部温度在40-55度之间，清洗4-6分钟，收集清洗后的单晶硅片，备用；

3)取步骤2)中留作备用的单晶硅片，放置到清洗槽内，向清洗槽内投放丙酮溶液，清洗十分钟，然后用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

4)取步骤3)中留作备用的单晶硅片，投放SPM清洗液，将温度保持在550-600度之间，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，投放HPM清洗液，保持温度在570度左右，清洗十分钟，然后采用去离子水循环冲洗，收集清洗后的单晶硅片，备用；

5)取步骤4)中留作备用的单晶硅片，采用烘干或甩干进行干燥，由此得到较为纯净的单晶硅片。