CN114664640A - 一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法 - Google Patents

一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法 Download PDF

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蔡建华
贺贤汉
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Abstract

本发明涉及半导体技术领域。一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，包括如下步骤：步骤一，途径去离子水槽进行清洗；步骤二，途径一次清洗剂槽、二次清洗剂槽以及三次清洗剂槽清洗；步骤三，途径一次去离子水槽、二次去离子水槽、三次去离子槽以及四次去离子水槽清洗；一次去离子水槽的温度为50℃‑60℃；二次去离子水槽的温度为50℃‑60℃；三次去离子水槽的温度为50℃‑60℃；四次去离子水槽的温度为85℃‑90℃；步骤四，一次干燥以及二次干燥。本发明通过优化去离子水槽的温度，将最后一个去离子水槽的温度进行提升后，粘片率明显降低了。硅片粘片比率从12％降低至5.6％，碎片比率从2.72％降低至1.55％以下。

Description

一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体是硅片的清洗方法。
背景技术
晶硅太阳能组件生产包括晶硅生产，铸锭/拉晶，切片，电池片生产和组件生产，由于目前太阳能硅片发电成本还较高，跟传统能源相比毫无竞争优势，所以想要发展太阳能发电行业，需要各个环节降低成本，达到光伏平价上网。其中切片环节是将硅锭切成薄片的过程，切片是通过金属丝的高速往复运动将SIC磨料带入加工区域(硅棒)进行研磨，而金刚线是通过电镀技术将金刚砂附着在钢丝上进行切割。硅片薄片化已经是大势所趋，目前行业内常规硅片厚度为180μm，少数几个厂家开始切割145μm甚至更薄的硅片，比如130μm厚度硅片以及更薄的120μm厚度硅片；
在使用现有清洗片盒，片盒的插槽间距为4.25mm，在原有清洗工艺下，由于片盒中硅片间距较小，并且由于硅片厚度变薄，硅片的韧性等指标发生变化，在清洗过程中由于表面张力的问题会出现粘片现象，影响产品良率，甚至影响正常产品制程。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，以解决以上至少一个技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，途径去离子水槽进行清洗；
步骤二，途径一次清洗剂槽、二次清洗剂槽以及三次清洗剂槽清洗；
步骤三，途径一次去离子水槽、二次去离子水槽、三次去离子槽以及四次去离子水槽清洗；
一次去离子水槽的温度为50-60℃；
二次去离子水槽的温度为50-60℃；
三次去离子水槽的温度为50-60℃；
四次去离子水槽的温度为85℃-90℃；
步骤四，一次干燥以及二次干燥。
本发明通过优化去离子水槽的温度，将最后一个去离子水槽的温度进行提升后，粘片率明显降低了。硅片粘片比率从12％降低至5.6％，碎片比率从2.72％降低至1.55％以下。
进一步优选地，四次去离子水槽的温度为85℃。此时的，硅片粘片比率从5.4％，碎片比率1.52％。
进一步优选地，四次去离子槽中的硅片盒倾斜设置，所述硅片盒的倾斜角度在1°-5°之间。
将四次去离子槽中的出水角度调整后，硅片粘片比率从5.6％降低至2.7％，碎片比率从1.55％降低至0.52％。
进一步优选地，所述硅片盒的倾斜角度为3°。
硅片粘片比率为2.7％，碎片比率为0.52％。
进一步优选地，片盒从四次去离子水槽的出水速度为20cm/s-25cm/s。
硅片粘片比率从2.7％降低至1.2％，碎片比率从0.52％降低至0.22％。
进一步优选地，片盒从四次去离子水槽的出水速度为25cm/s。
硅片粘片比率为1.2％，碎片比率为0.22％。
进一步优选地，一次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
二次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
三次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B、质量百分比分数为2％-5％的双氧水，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
清洗剂A以及清洗剂B为双组分硅片清洗剂。
清洗剂A为常州高特双组份清洗剂PK151A，清洗剂B常州高特双组份清洗剂PK151B。
进一步优选地，一次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
二次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
三次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
四次去离子水槽的清洗时间为180-220s。
进一步优选地，超薄硅片的厚度为120μm-130μm。
附图说明
图1为本发明具体实施例1的流程图；
图2为本发明具体实施例1片盒倾斜情况的示意图。
1为纵向支撑框，2为横向支撑杆，3为硅片盒底杆，4为硅片盒底部杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
具体实施例1，参见图1，一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，途径去离子水槽进行清洗；
步骤二，途径一次清洗剂槽、二次清洗剂槽以及三次清洗剂槽清洗；
一次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
二次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
三次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B、质量百分比分数为2％-5％的双氧水，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
清洗剂A以及清洗剂B组合为双组分硅片清洗剂。
清洗剂A为常州高特双组份清洗剂的PK151A，清洗剂B常州高特双组份清洗剂的PK151B。
步骤三，途径一次去离子水槽、二次去离子水槽、三次去离子槽以及四次去离子水槽清洗；
一次去离子水槽的温度为50-60℃；一次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
二次去离子水槽的温度为50-60℃；二次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
三次去离子水槽的温度为50-60℃；三次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
四次去离子水槽的温度为85℃-90℃；四次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
步骤四，一次干燥以及二次干燥。
超薄硅片的厚度为120μm-130μm。
本发明通过优化去离子水槽的温度，将最后一个去离子水槽的温度进行提升后，粘片率明显降低了。硅片粘片比率从12％降低至5.6％，碎片比率从2.72％降低至1.55％以下。
四次去离子水槽的温度为85℃。此时的，硅片粘片比率从5.4％，碎片比率1.52％。
调整四次去离子水槽的清洗温度之后的各项数据对比如下：
温度(℃) 粘片比率 碎片比率
70 12％ 2.72％
75 10.7％ 2.38％
80 9.5％ 1.92％
85 5.4％ 1.52％
90 5.6％ 1.55％
上述表格数据中，硅片盒不倾斜设置，单纯水平摆放，四次去离子水槽中的硅片盒的出水速度为10cm/s。其余参数保持不变。
四次去离子槽中的硅片盒倾斜设置，所述硅片盒的倾斜角度在1°-5°之间。将四次去离子槽中的出水角度调整后，硅片粘片比率从5.6％降低至2.7％，碎片比率从1.55％降低至0.52％。所述硅片盒的倾斜角度在3°之间。硅片粘片比率为2.7％，碎片比率为0.52％。调整倾斜角度之后的各项数据对比如下：
倾斜角度(℃) 粘片比率 碎片比率
1 5.2％ 1.52％
2 4.6％ 1.38％
3 2.7％ 0.52％
4 2.8％ 0.72％
5 3.2％ 0.85％
上述表格数据中，四次去离子水槽的温度为85℃，四次去离子水槽中的硅片盒的出水速度为10cm/s。其余参数保持不变。
参见图2，片盒包括相对设置的纵向支撑框1，纵向支撑框之间通过横向支撑杆2、硅片盒底杆3以及硅片盒底部杆4相连。横向支撑杆以及硅片盒底杆上开设有插入硅片的插槽。相邻的插槽之间的轴向间距为4.25mm。硅片的倾斜设置，也就是横向支撑杆以及硅片盒底杆的倾斜设置。
四次去离子水槽的底部可拆卸连接有倾斜角度调节的支撑架，支撑架用于摆放片盒。便于实现片盒倾斜角度的调整。支撑架的一端与四次去离子水槽的底部铰接，支撑架的另一端通过抽拉绳与四次去离子水槽的顶部相连。便于通过抽拉绳的长度实现支撑架倾斜角度的调整。抽拉绳可以是金属拉绳。
片盒从四次去离子水槽的出水速度为20cm/s-25cm/s。硅片粘片比率从2.7％降低至1.2％，碎片比率从0.52％降低至0.22％。片盒从四次去离子水槽的出水速度为25cm/s。硅片粘片比率为1.2％，碎片比率为0.22％。
调整片盒出水的速度，使得硅片在片盒中可以快速出水，减少超薄硅片粘片比率，的各项数据对比如下：
出水速度(cm/s) 粘片比率 碎片比率
10 2.7％ 0.52％
15 2.1％ 0.48％
20 1.7％ 0.22％
25 1.2％ 0.22％
30 1.1％ 0.45％
上述表格数据中，四次去离子水槽的温度为85℃，四次去离子水槽中的硅片盒的出水速度为10cm/s。硅片盒倾斜设置倾斜角度为3°。其余参数保持不变。
以上仅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 (9)

1.一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，途径去离子水槽进行清洗；
步骤二，途径一次清洗剂槽、二次清洗剂槽以及三次清洗剂槽清洗；
步骤三，途径一次去离子水槽、二次去离子水槽、三次去离子槽以及四次去离子水槽清洗；
一次去离子水槽的温度为50℃-60℃；
二次去离子水槽的温度为50℃-60℃；
三次去离子水槽的温度为50℃-60℃；
四次去离子水槽的温度为85℃-90℃；
步骤四，一次干燥以及二次干燥。
2.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：四次去离子水槽的温度为85℃。
3.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：四次去离子槽中的硅片盒倾斜设置，所述硅片盒的倾斜角度在1°-5°之间。
4.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：所述硅片盒的倾斜角度为3°。
5.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：片盒从四次去离子水槽的出水速度为20cm/s-25cm/s。
6.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：片盒从四次去离子水槽的出水速度为25cm/s。
7.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：一次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
二次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
三次清洗剂槽的清洗剂包括质量百分比分数为2％-4％的清洗剂A、质量百分比分数为1％-2％的清洗剂B、质量百分比分数为2％-5％的双氧水，余量为去离子水，一次清洗剂槽的清洗剂的温度为50-60℃，清洗时间为180-220s；
清洗剂A以及清洗剂B为双组分硅片清洗剂。
8.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：一次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
二次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
三次去离子水槽的清洗时间为180-220s；
四次去离子水槽的清洗时间为180-220s。
9.根据权利要求1所述的一种降低超薄硅片粘片率的清洗方法，其特征在于：超薄硅片的厚度为120μm-130μm。
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