CN110752263A - 一种单晶制绒的提拉方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单晶制绒的提拉方法及装置，其中，单晶制绒的慢提拉方法，用于硅片的预脱水中，所述硅片装在花篮的插槽中，包括：在所述硅片离开水的表面之前，将盛装所述硅片的花篮倾斜第一角度；在所述硅片离开水的表面之后，将盛装所述硅片的花篮倾斜第二角度，以所述硅片向所述插槽的侧壁倾斜的角度，所述第一角度小于第二角度。根据本发明实施例的光单晶制绒的提拉方法，能够在单晶制绒清洗硅片过程中，提高硅片脱水效果，减少硅片边缘制绒发白的问题，提高硅片良品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种单晶制绒的提拉方法及装置。
背景技术
单晶硅片加工过程中，越来越多的采用金刚线切割技术，金刚线切割属于固结磨料切割，对比砂线切割，金刚线切割的特点为表面致密、光滑，在后续单晶硅片制绒过程中，碱液与金刚线切割硅片表面的反应速度较慢，制绒过程对脏污的屏蔽能力减弱，会造成制绒发白斑、白边等问题，现有单晶清洗工艺往往只重视硅片的药剂配比，添加量，药槽清洗时间及清洗温度方面细微调整，但是对单晶制绒脏污的改善都不理想。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种单晶制绒的提拉方法及装置，用以提高硅片脱水均匀性及制绒后的洁净度。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的单晶制绒的慢提拉方法，用于硅片的预脱水中，所述硅片装在花篮的插槽中，包括：
在所述硅片离开水的表面之前，将盛装所述硅片的花篮倾斜第一角度；
在所述硅片离开水的表面之后，将盛装所述硅片的花篮倾斜第二角度，以使所述硅片向所述插槽的侧壁倾斜，所述第一角度小于第二角度。
所述第一角度及第二角度是指花篮底部平面相对于水的表面的角度。
优选地，所述第一角度范围为0°到10°之间。
优选地，当所述硅片的厚度在165-180μm时，所述第二角度为20-40，优选为21°。
优选地，通过控制程序控制所述花篮倾斜的第一角度和第二角度。
优选地，在所述硅片离开水的表面之前，硅片在水中提拉的时间为10-60s，优选为30s，在所述硅片离开水的表面之后，硅片的提拉的时间为10-60s，优选为30s。
根据本发明第二方面实施例的单晶制绒的慢提拉装置，包括：
提拉架；
花篮，所述花篮固定在所述提拉架上，所述花篮内部设有多个用于盛装硅片的插槽；
驱动装置，所述驱动装置与所述提拉架连接，用于驱动所述提拉架翻转以调节所述花篮倾斜的角度；
所述驱动装置在所述硅片离开水的表面之前，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第一角度，以使所述硅片向所述插槽的侧壁倾斜，并在所述硅片离开水的表面之后，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第二角度，以增大所述硅片向所述插槽的侧壁倾斜的角度，所述第一角度小于第二角度。
优选地，所述单晶制绒的慢提拉装置，还包括：
控制器，所述控制器与所述驱动装置连接，并控制所述驱动装置在所述硅片离开水的表面之前，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第一角度，并在所述硅片离开水的表面之后，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第二角度。
优选地，所述第一角度范围在0°到10°之间。
优选地，当所述硅片的厚度在165-180μm时，所述第二角度为20-40°，优选地21°。
优选地，所述单晶制绒的慢提拉装置，还包括：
液位传感器，所述液位传感器与所述控制器连接，所述液位传感器用于监测硅片是否离开水的表面。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
根据本发明实施例的单晶制绒的提拉方法及装置，能够在单晶制绒的脱水过程中，提高了硅片脱水的均匀性，改善硅片制绒白斑，白边现象，节约后期加工成本，保证了硅片良品率。
附图说明
图1为本发明实施例单晶制绒的提拉方法的流程图；
图2为本发明实施例单晶制绒的提拉装置的结构示意图；
图3为本发明实施例的单晶制绒的提拉装置调节提拉架倾斜角度为0°时的状态图；
图4为本发明实施例的单晶制绒的提拉装置调节提拉架篮倾斜角度为10°时的状态图；
图5为本发明实施例的单晶制绒的提拉装置调节提拉架倾斜角度为21°时的状态图；。
图6为本发明实施例的单晶制绒的提拉装置花篮倾斜角度为21°时的状态图。
附图标记：
花篮10；
提拉架20；
驱动装置30。
具体实施方式
下面首先结合附图具体描述根据本发明第一方面实施例的单晶制绒的提拉方法。
如图1所示，根据本发明实施例的单晶制绒的提拉方法，用于硅片的预脱水中，包括：
步骤S10，在硅片离开水的表面之前，将盛装硅片的花篮倾斜第一角度。其中，花篮中设有多个用于盛装硅片的插槽，当花篮倾斜第一角度时，将影响硅片在插槽内的倾斜角度，进而影响脱水的效果。
步骤S20，在硅片离开水的表面之后，将盛装硅片的花篮倾斜第二角度，以硅片向插槽的侧壁倾斜的角度，第一角度小于第二角度。
可以理解的是，花篮的倾斜角度可以改变硅片在花篮内的倾斜角度，即可以影响插槽侧壁与硅片的接触部位和接触面积，在硅片脱水的过程中，花篮侧壁与硅片的接触面积越小，硅片脱水的效果就会越好。
进一步地，硅片在水中和水上受到的外力不同也会影响到硅片的倾斜角度，进而影响硅片与插槽侧壁之间的接触的部位和接触面积，本申请通过在水中使花篮倾斜第一角度，在花篮离开水的表面时将花篮倾斜第二角度，第一角度小于第二角度，以提高硅片的脱水效果，可以理解的是，硅片在水中的受力相对水上是均匀的，而在硅片离开水的表面时，会受到硅片自身的重力，以及硅片与插槽底壁或侧壁之间残留的水的张力的影响，使得硅片在水上和水下的脱水条件不同。因此，本申请将第二角度设置为大于第一角度，可以使硅片在水上和水下都可以很好的脱水，进而提高硅片的脱水效果，避免硅片因脱水效果不佳而导致硅片制绒花边的问题。
由此，本发明实施例的单晶制绒的慢提拉方法，通过改变花篮在水中和水上的倾斜角度，进而改变硅片在水中状态和水上状态下与花篮的接触位置和接触面积，尽可能的提高硅片的脱水效果，避免硅片制绒发白、白边的问题，提高硅片的质量。
具体地，根据本发明的一个实施例，第一角度范围在0°到10°之间。优选地，第一角度范围可以设置0°。
也就是说，硅片与花篮的底壁是垂直的或接近垂直的状态，同时，花篮采用垂直慢拉的方式，在硅片向上提拉时，可以有效地减少两侧挂水的现象，挂水片比率和制绒白边比率显著减低。优选地，在第一角度范围在0°时，更有利于硅片均匀脱水，减少硅片边缘制绒发白的问题。
根据本发明的一个优选实施例，当硅片的厚度在165-180μm时，第二角度为20-40°，优选地为21°，进一步地，当硅片的厚度在170μm时，第二角度为21°时，挂水片比率和制绒白边比率为较低，提高了硅片的质量。
为了找到单晶制绒提拉方法花篮慢提拉时最佳的倾斜角度，设置第一角度(在硅片离开水的表面之前花篮倾斜角度)为0°和10°，第二角度(在硅片离开水的表面之后花篮倾斜角度)分别为0°、10°和21°。统计试验中硅片脱水后挂水片数量和制绒白边数量，并计算得出挂水片比率和制绒白边比率。选择170μm厚度硅片做了大量试验。实验结果如下表1所示。
表1
从表1中可以看出，当第一角度为0°或10°，第二角度为21°时，挂水片比率为分别为0.01和0.02，制绒白边比率分别为0.20％和1.22％，也就是说，当第二角度在21°时均具有较低的挂水片比率，且在第一角度为0°，第二角度为21°时具有较低的挂水片比率和制绒白边比率。
根据本申请的另一个实施例，通过控制程序控制花篮10倾斜的第一角度和第二角度。也就是说，控制程序可以灵活设置花篮10倾斜的第一角度和第二角度。根据硅片厚度的不同，还可以设置不同的花篮倾斜的第一角度和第二角度，更加智能，更有利于厚度不同的硅片均匀脱水，减少硅片边缘制绒发白的问题。
优选地，在硅片离开水的表面之前，硅片在水中提拉的时间为30s，在硅片离开水的表面之后，硅片的提拉的时间为30s。
具体地，可以通过控制程序控制硅片在水中提拉时间和离开水的表面后提拉时间，根据硅片厚度的不同，还可以设置不同的硅片在水中和离开水表面后的提拉时间，更有利于硅片均匀脱水，减少硅片边缘制绒发白的问题。
如图2至6所示，根据本发明第二方面实施例的单晶制绒的提拉装置，包括提拉架20,花篮10和驱动装置30。
具体地，花篮10固定在提拉架20上，花篮10内部设有多个用于盛装硅片的插槽，驱动装置30与提拉架20连接，用于驱动提拉架20翻转以调节花篮10倾斜的角度，也就是说，通过控制提拉架20倾斜进而控制花篮10倾斜的角度，进一步控制硅片在花篮10中的倾斜角度。
具体地，驱动装置30可以选择伺服电机，伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，其中，交流伺服电机又适合做低速平稳运行的应用。在硅片离开水的表面之前，驱动盛装硅片的花篮10倾斜第一角度，以使硅片向插槽的侧壁倾斜，并在硅片离开水的表面之后，驱动盛装硅片的花篮10倾斜第二角度，以增大硅片向插槽的侧壁倾斜的角度，第一角度小于第二角度。
也就是说，驱动装置30在硅片离开水的表面之前，可以选择角度较小的第一角度，保证清洗效果，在提拉的过程中，有利于硅片的脱水，减少硅片表面的挂水情况，驱动装置30在硅片离开水的表面之后，驱动盛装硅片的花篮10倾斜角度变大至第二角度，使硅片能够可读硅片底部与花篮底10部水的张力，并向插槽侧壁倾斜，减少硅片与插槽的接触面积，有利于硅片均匀脱水，减少硅片边缘制绒发白的问题。通过控制花篮10在水中和水上的倾斜角度的变化，以减少硅片和插槽侧壁因水的张力而大片的粘连，更有利于硅片均匀脱水，提高硅片良品率。
优选地，单晶制绒的提拉装置，还包括控制器(未图示)。控制器与驱动装置30连接，并控制驱动装置30在硅片离开水的表面之前，驱动盛装硅片的花篮10倾斜第一角度，并在硅片离开水的表面之后，驱动盛装硅片的花篮10倾斜第二角度。
进一步地，控制器可以设置花篮提拉的时间，来增加或减少慢提拉时间，试验数据表示，当控制器设置的输出为15Hz时，即，硅片的提拉的时间为30s，更有利于硅片均匀脱水。进一步地，厚度为170μm的硅片，控制程序设置驱动装置30的第二角度为21°时，硅片脱水效果最佳。后续随着切片技术进步，当硅片切割厚度进一步减薄后，可以简单的在控制器上将花篮10倾斜角度继续加大，如第二角度设置为30°，以降低硅片与插槽侧壁接触面积。
也就是说，对不同厚度硅片，可以根据不同片厚在控制器设置相适应的配套参数，这样在单晶制绒硅片的清洗过程中，可以简单高效地清洁硅片并脱水，使水片和制绒脏污比率有显著降低，提高不同厚度硅片良品率。
优选地，当硅片的厚度在170μm时，花篮10倾斜第一角度设置为0°时，硅片制绒边缘发白率最低。
优选地，当硅片的厚度在170μm时，第二角度为21°时，硅片脱水效果最佳。
优选地，单晶制绒的提拉装置，还包括传感器，如液位传感器(未图示)，液位传感器与控制器连接，液位传感器用于监测硅片是否离开水的表面。
也就是说，控制器可以通过读取液位传感器的数据来判断驱动装置30按照花篮10倾斜第一角度还是第二角度进行慢提拉动作。
具体地，本发明的单晶制绒的慢提拉装置在提拉过程中执行上述单晶制绒的提拉方法，具体可以参考上述实施例单晶制绒的提拉方法，在此不再赘述。
由此，根据本发明实施例的单晶制绒的提拉装置，有利于硅片均匀脱水，减少硅片边缘制绒发白的问题，使水片和制绒脏污比率有显著降低，进而提高硅片良品率。
根据本发明实施例单晶制绒的提拉方法及装置的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
以上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 (10)
1.一种单晶制绒的慢提拉方法，用于硅片的预脱水中，所述硅片装在花篮的插槽中，其特征在于，包括：
在所述硅片离开水的表面之前，将盛装所述硅片的花篮倾斜第一角度；
在所述硅片离开水的表面之后，将盛装所述硅片的花篮倾斜第二角度，所述第一角度小于第二角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一角度范围在0°到10°之间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述硅片的厚度在165-180μm时，所述第二角度为20-40°。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过控制程序控制所述花篮倾斜的第一角度和第二角度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述硅片离开水的表面之前，硅片在水中提拉的时间为10-60s，在所述硅片离开水的表面之后，硅片的提拉的时间为10-60s。
6.一种单晶制绒的慢提拉装置，其特征在于，包括：
提拉架；
花篮，所述花篮固定在所述提拉架上，所述花篮内部设有多个用于盛装硅片的插槽；
驱动装置，所述驱动装置与所述提拉架连接，用于驱动所述提拉架翻转以调节所述花篮倾斜的角度；
所述驱动装置在所述硅片离开水的表面之前，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第一角度，以使所述硅片向所述插槽的侧壁倾斜，并在所述硅片离开水的表面之后，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第二角度，以增大所述硅片向所述插槽的侧壁倾斜的角度，所述第一角度小于第二角度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
控制器，所述控制器与所述驱动装置连接，并控制所述驱动装置在所述硅片离开水的表面之前，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第一角度，并在所述硅片离开水的表面之后，驱动盛装所述硅片的花篮倾斜第二角度。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一角度范围在0°到10°之间。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述硅片的厚度在165-180μm时，所述第二角度为20-40°。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
液位传感器，所述液位传感器与所述控制器连接，所述液位传感器用于监测硅片是否离开水的表面。
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