硅片脏污问题研究
硅片清洗原理
一.硅片的化学清洗工艺原理硅片经过不同工序加工后,其表面已受到严重沾污,一般讲硅片表面沾污大致可分在三类:A.有机杂质沾污:可通过有机试剂的溶解作用,结合超声波清洗技术来去除。
B. 颗粒沾污:运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径≥0.4 μm颗粒,利用兆声波可去除≥ 0.2 μm颗粒。
C. 金属离子沾污:必须采用化学的方法才能清洗其沾污,硅片表面金属杂质沾污有两大类:a. 一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。
b. 另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着(尤如“电镀”)到硅片表面。
硅抛光片的化学清洗目的就在于要去除这种沾污,一般可按下述办法进行清洗去除沾污。
a.使用强氧化剂使“电镀”附着到硅表面的金属离子、氧化成金属,溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。
b.用无害的小直径强正离子(如H+)来替代吸附在硅片表面的金属离子,使之溶解于清洗液中。
c. 用大量去离水进行超声波清洗,以排除溶液中的金属离子。
自1970年美国RCA实验室提出的浸泡式RCA化学清洗工艺得到了广泛应用,1978年RCA实验室又推出兆声清洗工艺,近几年来以RCA清洗理论为基础的各种清洗技术不断被开发出来,例如:美国FSI公司推出离心喷淋式化学清洗技术。
美国原CFM公司推出的Full-Flow systems封闭式溢流型清洗技术。
⑶美国VERTEQ 公司推出的介于浸泡与封闭式之间的化学清洗技术(例Goldfinger Mach2清洗系统)。
⑷美国SSEC公司的双面檫洗技术(例M3304 DSS清洗系统)。
⑸日本提出无药液的电介离子水清洗技术(用电介超纯离子水清洗)使抛光片表面洁净技术达到了新的水平。
⑹以HF / O3为基础的硅片化学清洗技术。
目前常用H2O2作强氧化剂,选用HCL作为H+的来源用于清除金属离子SC-1是H2O2和NH4OH的碱性溶液,通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用,使有机物沾污变成水溶性化合物,随去离子水的冲洗而被排除。
硅的清洗实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握硅表面清洗的基本原理和方法。
2. 了解不同清洗剂对硅表面污染物的去除效果。
3. 分析清洗过程对硅表面形貌和结构的影响。
二、实验原理硅表面清洗是微电子制造过程中的重要环节,其目的是去除硅表面残留的有机物、金属离子、氧化物等污染物。
清洗方法主要有物理清洗和化学清洗两种。
物理清洗包括超声波清洗、机械清洗等;化学清洗则利用清洗剂与污染物发生化学反应,将其溶解、分解或沉淀,从而实现清洗目的。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 硅片(直径100mm,厚度500μm)- 氯化钠、氢氧化钠、硝酸、丙酮、乙醇、蒸馏水等2. 实验仪器:- 超声波清洗机- 电子天平- 显微镜- X射线衍射仪(XRD)- 扫描电子显微镜(SEM)四、实验步骤1. 准备实验材料:将硅片用丙酮和乙醇清洗,去除表面的油污和有机残留物。
2. 氯化钠清洗:将硅片浸泡在0.5mol/L的氯化钠溶液中,超声清洗10分钟,取出后用蒸馏水冲洗。
3. 氢氧化钠清洗:将硅片浸泡在0.1mol/L的氢氧化钠溶液中,超声清洗10分钟,取出后用蒸馏水冲洗。
4. 硝酸清洗:将硅片浸泡在1mol/L的硝酸溶液中,超声清洗10分钟,取出后用蒸馏水冲洗。
5. 比较清洗效果:将清洗后的硅片用显微镜观察表面形貌,并用XRD和SEM分析其结构变化。
6. 记录实验数据:记录不同清洗剂对硅片重量、表面形貌、结构的影响。
五、实验结果与分析1. 氯化钠清洗:氯化钠清洗后,硅片表面残留物较少,但仍有部分残留。
清洗效果一般。
2. 氢氧化钠清洗:氢氧化钠清洗后,硅片表面残留物明显减少,表面形貌较为光滑。
XRD分析显示,硅片结构未发生明显变化。
清洗效果较好。
3. 硝酸清洗:硝酸清洗后,硅片表面残留物最少,表面形貌最为光滑。
XRD分析显示,硅片结构未发生明显变化。
清洗效果最佳。
4. 清洗效果比较:通过实验结果可知,硝酸清洗效果最佳,其次是氢氧化钠清洗,氯化钠清洗效果最差。
硅片清洗工艺原理及现状
硅片清洗工艺原理及现状硅片清洗工艺是半导体工业中非常重要的一项工艺,它主要用于去除硅片表面的杂质和污染物,保证硅片表面的纯净度和光洁度,从而提高半导体器件的制造质量和性能。
本文将从硅片清洗工艺的原理和现状两个方面进行探讨。
一、硅片清洗工艺的原理硅片清洗工艺的原理可以分为物理清洗和化学清洗两个方面。
物理清洗主要是通过机械力和流体力的作用,去除硅片表面的颗粒、尘埃等杂质。
常见的物理清洗方法有超声波清洗、喷洗清洗和旋转清洗等。
其中,超声波清洗是一种利用超声波的高能量和高频率振动来产生液体中的微小气泡,从而形成强大的冲击力和剥离力,将硅片表面的污染物剥离下来的方法。
喷洗清洗则是通过高速喷射的液体流动来冲击和清洗硅片表面的污染物。
旋转清洗则是将硅片浸泡在清洗液中,通过旋转硅片来增加清洗液与硅片表面的接触面积,从而加强清洗效果。
化学清洗主要是利用化学反应来去除硅片表面的有机和无机污染物。
常见的化学清洗方法有酸洗、碱洗和氧化洗等。
酸洗是通过将硅片浸泡在酸性溶液中,利用酸对污染物进行化学反应,从而去除硅片表面的有机和无机污染物。
碱洗则是利用碱性溶液对硅片表面的污染物进行中和和溶解,从而实现清洗的目的。
氧化洗则是将硅片置于氧化剂溶液中,利用氧化剂对硅片表面的污染物进行氧化和溶解。
二、硅片清洗工艺的现状硅片清洗工艺已经非常成熟,并且在半导体工业中得到广泛应用。
随着半导体器件的不断发展和制造工艺的不断进步,硅片清洗工艺也在不断改进和创新。
在物理清洗方面,超声波清洗是目前最常用的物理清洗方法之一。
它具有清洗效果好、能耗低的优点,可以在不损伤硅片表面的情况下去除硅片表面的污染物。
此外,喷洗清洗和旋转清洗也得到了广泛的应用。
在化学清洗方面,酸洗和碱洗仍然是主要的化学清洗方法。
但是,由于酸洗和碱洗会产生大量的废液和废气,对环境造成污染,因此研究人员正在寻找更环保的清洗方法。
例如,一些研究者正在开发利用超临界流体进行清洗的方法,超临界流体具有较高的溶解能力和较低的粘度,可以更彻底地去除硅片表面的污染物,并且不会对环境造成污染。
硅片表面污染及清洗机理
在半导体材料的制备过程中,每一道工序都涉及到清洗,而且清洗的好坏直接影响下一道工序,甚至影响器件的成品率和可靠性。
由于ULSI集成度的迅速提高和器件尺寸的减小,对于晶片表面沾污的要求更加严格,ULSI工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m20.12um,金属污染小于 1010atom/cm2。
晶片生产中每一道工序存在的潜在污染,都可导致缺陷的产生和器件的失效。
因此,硅片的清洗引起了专业人士的重视。
以前很多厂家都用手洗的方法,这种方法人为的因素较多,一方面容易产生碎片,经济效益下降,另一方面手洗的硅片表面洁净度差,污染严重,使下道工序化抛腐蚀过程中的合格率较低。
所以,硅片的清洗技术引起了人们的重视,找到一种简单有效的清洗方法是当务之急。
本文介绍了一种超声波清洗技术,其清洗硅片的效果显著,是一种值得推广的硅片清洗技术。
硅片表面污染的原因:晶片表面层原子因垂直切片方向的化学键被破坏而成为悬空键,形成表面附近的自由力场,尤其磨片是在铸铁磨盘上进行,所以铁离子的污染就更加严重。
同时,由于磨料中的金刚砂粒径较大,造成磨片后的硅片破损层较大,悬挂键数目增多,极易吸附各种杂质,如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子、硅粉粉尘等,造成磨片后的硅片易发生变花、发蓝、发黑等现象,使磨片不合格。
硅片清洗的目的就是要除去各类污染物,清洗的洁净程度直接决定着ULSI向更高集成度、可靠性、成品率发展,这涉及到高净化的环境、水、化学试剂和相应的设备及配套工艺,难度越来越大,可见半导体行业中清洗工艺的重要性。
实验及结果分析 1.实验设备和试剂实验设备:TE-6000硅片清洗机实验使用的试剂:有机碱、Q325-B清洗剂、活性剂、去离子水、助磨剂 2.实验过程(1)超声波清洗的基本原理利用28KHz以上的电能,经超声波换能器转换成高频机械振荡而传入到清洗液中。
超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射,使液体流动,并不停地产生数以万计的微小气泡。
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究单晶硅片作为半导体材料,在电子产业中有着非常广泛的应用。
在生产过程中,单晶硅片的清洗检验工艺却是一个非常重要的环节。
好的清洗工艺可以保证单晶硅片的质量,从而保证产品的性能稳定和可靠性。
本文将对单晶硅片清洗检验工艺进行分析与研究,以期为相关行业提供一些有用的参考信息。
一、单晶硅片的清洗检验工艺意义单晶硅片作为半导体材料,通常用来制造各种电子元器件,如集成电路、太阳能电池等。
在制造期间,单晶硅片会接触到各种杂质和污染物,这些杂质和污染物会严重影响单晶硅片的性能,并且还会影响最终产品的品质。
对单晶硅片进行有效的清洗和检验工艺是至关重要的。
一方面,单晶硅片清洗检验工艺可以去除单晶硅片表面的各种污染物和杂质,保证其纯净度。
清洗检验工艺还能对单晶硅片进行各种性能参数的检测,确保其性能指标符合相关标准,从而提高产品的可靠性和稳定性。
单晶硅片的清洗检验工艺一般包括以下几个环节:预处理、清洗、干燥和检验。
具体的方法和步骤如下:1.预处理预处理阶段是单晶硅片清洗检验工艺的第一步,也是非常重要的一步。
在此阶段,需要对待清洗的单晶硅片进行表面处理,去除粗大的杂质、油污和其他有机物。
常用的预处理方法有机械刮擦、超声波清洗等。
这些方法可以有效地去除外表面的污染物,为后续的清洗工艺打下基础。
2.清洗清洗是整个工艺的核心环节。
在清洗阶段,需要选用适当的溶剂或溶液对单晶硅片进行清洗。
常用的溶剂有去离子水、醇类溶剂等,常用的溶液有氢氟酸、盐酸等。
清洗的过程中要注意清洗液的浓度和温度控制,以及清洗时间的掌握。
还需要根据具体情况选择适当的清洗设备,如超声波清洗机、离心式清洗机等。
3.干燥清洗完成后的单晶硅片需要进行干燥处理,以确保其表面完全干燥。
常用的干燥方法有空气干燥、真空干燥等。
这些方法可以有效地去除水汽和残留的溶剂,保证单晶硅片的表面干净。
4.检验最后一步是对清洗完成的单晶硅片进行各项性能参数的检验。
硅片沾污控制(谷风研究)
技术研究
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三. 有机物的沾污
➢ 导致的问题: 栅氧化层密度降低;
清洁不彻底,容易引起后续沾污
➢ 来源:
• 环境中的有机蒸汽, 如清洁剂和溶剂
• 存储容器
• 光刻胶的残留物
➢ 去除方法:强氧化
- 臭氧干法
➢ 去除方法:使金属原子氧化变成可溶性离子
M 氧化 Mz+ + z e-
还原
➢ 去除溶液:SC-1, SC-2(H2O2:强氧化剂)
技术研究
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金属离子在半导体材料中是高度活动性的,被称 为可动离子沾污(MIC)。当MIC引入到硅片中时, 在整个硅片中移动,严重损害器件电学性能和长期可 靠性。 对于MIC沾污,能迁移到栅结构中的氧化硅界面, 改变开启晶体管所需的阈值电压。
技术研究
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净化级别,标定了净化间的空气质量的级 别,它是由净化室空气中的颗粒尺寸和密度表 征的。
表6.2 美国联邦标准209E中各净化间级别对空气漂浮颗粒的限制
近些年来业内已经开始使用0.1级,这时颗粒尺寸缩小到0.02~0.03µm。
技术研究
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二. 人
人员持续不断地进出净化间,是净化间沾污的 最大来源。
一道工序,引入到硅片中,超过某一关键尺寸的颗 粒数,用术语表征为:每步每片上的颗粒数 (PWP)。
在当前生产中应用的颗粒检测装置能检测到的最小 颗粒直径约为0.1微米。
技术研究
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二.金属沾污
➢ 来源:化学试剂,离子注入、反应离子刻蚀等工艺
化学品和传输管道及容器的反应。
❖量级:1010原子/cm2
第五章2硅片的清洗.
2)颗粒沾污:
• 颗粒能引起电路的开路或短路。 • 在半导体制造中,可以接受的颗粒尺寸的粗略法则是它的 尺寸必须小于最小器件特征尺寸的一半。
The relative size of the human hair is approximately 500 times the size of the smallest feature size on an integrated circuit. Minimum IC feature size = 0.18 mm ~90 mm 90 mm = 500 0.18 mm
RCA清洗原理
SC-1清洗原理: ⑴ 目的:主要是去除颗粒沾污(粒子), 也能去除部分金属杂质。 ⑵ 去除颗粒的原理: 硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化 膜(约6nm,呈亲水性),该氧化膜又被 NH4OH腐蚀,腐蚀后立即又发生氧化,氧 化和腐蚀反复进行,因此附着在硅片表面 的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。
DI water Drain
排空清洗
Boat with wafers
Spray water in
Trap door
Fill water in
Drain
RCA清洗工序
A. Organic removal: 5 minutes in SC-1 solution of 4:1:1 DI:H2O2:NH4OH solution at 75 C to remove organics and particles. B. Cascade Rinse in DI water. C. Oxide removal: 30 seconds in DHF solution(for dilute hydrofluoric acid) of 50:1 DI:HF solution to remove oxide and metal contamination. D. Cascade Rinse in DI water. E. Metal removal: 5 minutes in SC-2 solution of 4:1:1 DI:H2O2:HCl solution at 75C to remove metals and for a clean thin oxide. F. Cascade Rinse in DI water. G. Blow dry with UHP grade nitrogen gas.
硅片脏污清洗分析报告1
硅片脏污清洗分析报告一、硅片表面污染硅片表面的最外层即为吸附层,是氧化层与环境气氛的界面,吸附一些污染杂质,这些沾污可以分为分子、离子、原子、或者分为有机杂质、金属和粒子,如下图1所示。
图1 硅片表面污染示意图二、清洗工艺程序吸附在硅片表面上的杂质可分为原子型、离子型和分子型。
1、分子型杂质与硅片表面之间的吸附力较弱,清楚这类杂质粒子比较容易。
它们多属油脂类杂质,具有疏水性的特点,对于清除离子型和原子型杂质具有掩蔽作用。
因此在对硅片进行化学清洗时,首先应该把它们清楚干净。
2、离子型和原子型吸附的杂质属于化学吸附杂质,其吸附力都较强。
在一般情况下,原子型吸附杂质的量较小,在化学清洗时,先清除掉离子型吸附杂质,然后再清除残存的离子型杂质及原子型杂质。
清洗硅片的一般工艺程序为:去分子→去离子→去原子→去离子水冲洗,清洗时清洗剂配合超声波清洗。
三、硅片清洗剂清洗原理图2 清洗剂清洗硅片表面脏污示意图硅片清洗剂大多数呈碱性液体,主要成分是苛性碱、磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、螯合剂和表面活性剂。
1、苛性碱具有强碱性,中和硅片表面的酸性沾污,强碱的皂化作用可以将油脂分解成可溶的物质随清洗液冲走。
2、磷酸盐和硅酸盐具有一定的清洁效果。
3、碳酸盐呈弱碱性,PH值在9-9.5,起到缓冲作用,使清洗液的PH值保持在一定的范围内。
4、螯合剂与溶液中的金属离子结合,并且减少溶液中的金属离子吸附到硅片表面。
5、表面活性剂现在主要是非离子型表面活性剂,吸附各种粒子、有机分子,并且在硅片表面形成一层吸附膜,阻止粒子和有机分子沾粘到硅片表面,另一方面可渗入到粒子和油污粘附的界面上,把粒子和油污从界面分离随清洗液带走,起到清洗作用。
五、粉尘脏污清洗出现粉尘脏污,所谓的“粉尘”到底是什么物质,目前并没有分析出结果。
个人认为“粉尘”有可能是两种,需要专业人员及专业仪器进行分析,利用原子吸收光谱与扫描电镜进行分析,可寻找合适机构进行检测。
1、“粉尘”为硅粉:“粉尘”为硅粉,是因为硅片表面有损伤,在硅片与硅片摩擦的过程中,产生的硅粉,在清洗过程中硅粉是无法存在的,在加热并且有氢氧化钠的情况下,硅粉是会与氢氧化钠反应的。
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究摘要:本文首先对单晶硅片表面玷污杂质的来源进行了分析,并将其进行总结和分类,接着以DHF以及SC-1为例对清洗工艺的改进方法进行了探讨,而后对检验工艺进行了阐述,以供相关人员进行参考。
关键词:单晶硅片;清洗检验;工艺;设备引言:在对太阳能材料进行制作时,硅表面有一层薄膜,可以有效减少反射,当二氧化硅层中掺杂不利的杂质离子,绝缘性能就会受到严重影响,而对其进行清洗检验就会提高絕缘的性能;对于等离子边缘腐蚀而言,若是有其他杂质出现,比如灰尘、油污等,就会对器件的质量产生严重影响,而对其进行清洗检验后可以一定程度上提高其质量;硅片内杂质离子会对P-N结性能产生一定影响,减少其击穿电压或产生表面漏电等现象,从而导致P-N结性能下降;对于硅片外延工艺而言,相应的杂质会对硅片电阻率产生一定影响,使其难以维持一个稳定的状态。
对于硅片清洗而言,原则上是先将表面玷污消除,而后对氧化层进行溶解,最后将金属玷污、颗粒等进行消除,使其表面可以钝化。
由于篇幅有限,笔者将DHF与SC-1作为重点,对其清洗工艺以及改进方法进行了分析。
1. 表面玷污成因及其分类在对硅片表面进行清洗检验前,必须要明确表面杂质的成因和种类,从而选择适当的清洗方法对其进行去除。
硅片表面玷污杂质的来源主要有如下几个方面:对硅片进行加工过程中产生的污染、外部环境污染、水产生的污染、试剂所产生的污染、操作人员人体所带来的污染、工业气体产生的污染、工艺自身带来的污染等。
表面杂质的来源和成因可能存在一定差异,将其按照类别进行划分,有如下几类:(1)按玷污杂质形态进行分类,有微粒型、膜层污杂质(2)按吸附力进行划分,有物理或化学两类吸附性杂质。
(3)按照被吸附物的存放形态进行分类,可将其划分为分子、原子、离子型等吸附杂质。
(4)按照物化性质进行分类,可划分为有机玷污、无机盐、金属例子以及机械微粒等。
2. 清洗工艺对应改进分析2.1 DHF工艺分析在20至25摄氏度下对腐蚀表面氧化层进行为期30秒的清洗工作,将金属玷污进行消除,DHF清洗工艺可将表面氧化层进行消除,表面存在的金属与氧化层同时进入清洗液,如此一来便能够较为轻松的将硅片表面金属进行去除,比如铝、镊、锌、铁等,但对于铜而言,并不能将其充分去除。
硅片清洗技术及其应用与发展的开题报告
硅片清洗技术及其应用与发展的开题报告1. 研究背景硅片是微电子元件的重要组成部分,其表面质量对器件性能和生产效率有着至关重要的影响。
硅片在制备过程中,会因为生产和加工现场的污染、操作者的指纹、化学辅助剂残留等原因,表面上往往存在各种有机物、无机盐等杂质,在不彻底清洗的情况下,这些杂质会降低器件工作可靠性, 加剧始终呈现的电脑屏幕的毛刺现象, 使设备成本增加,并使设备的性能发挥不出来。
硅片清洗则是解决这些问题的核心技术之一。
随着微电子技术的发展和应用领域的不断扩大,对硅片清洗技术的要求也越来越高,已经成为微电子技术研究和发展的重要方向之一。
2. 研究目的和意义本文要研究的是硅片清洗技术及其应用与发展。
具体的研究目的如下:(1)分析传统硅片清洗技术的优缺点,探讨现有技术存在的问题和瓶颈。
(2)介绍现代硅片清洗技术,包括化学、物理和生物等清洗方法,以及各种清洗设备和清洗剂的优缺点。
(3)探究硅片清洗技术的应用及其在微电子生产中的作用。
(4)展望硅片清洗技术未来的发展方向,探索如何提高清洗技术的效率和质量。
本研究的意义在于:通过对硅片清洗技术的分析和理解,可以为加快我国微电子技术的发展提供有效的技术支持和帮助,在国家经济发展、国防、信息技术等领域发挥重要的作用。
3. 研究内容和方法本文将从以下几个方面进行研究:1. 传统硅片清洗技术:介绍传统的硅片清洗技术,如微电子制造工艺中的氧化去除、酸洗、碱洗等,这些技术的优缺点以及存在的问题和瓶颈。
2. 现代硅片清洗技术:介绍现代硅片清洗技术,包括化学、物理和生物等清洗方法,以及各种清洗设备和清洗剂的优缺点,探讨这些技术的适应性和优越性。
3. 硅片清洗技术的应用及其作用:分析硅片清洗技术在微电子制造过程中的应用和意义,如提高产品的质量、提高生产效率、降低成本等。
4. 硅片清洗技术的未来发展方向:展望硅片清洗技术未来的发展方向,探索如何提高清洗技术的效率和质量,为微电子行业的发展做出贡献。
硅片清洗原理与改进方法毕业论文[管理资料]
毕业设计(论文)题目硅片清洗原理与改进方法所属系太阳能科学与工程系专业光伏材料加工与应用技术硅片清洗原理与改进方法摘要随着大规模集成电路的发展, 集成度的不断提高, 线宽的不断减小, 对硅片的质量要求也越来越高, 特别是对硅抛光片的表面质量要求越来越严。
在硅晶体管和集成电路生产中, 几乎每道工序都有硅片清洗的问题, 硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响, 处理不当, 可能使全部硅片报废, 做不出管子来, 或者制造出来的器件性能低劣, 稳定性和可靠性很差。
因此弄清楚硅片清洗的方法和原理, 不管是对于从事硅片加工的人, 还是对于从事半导体器件生产的人来说都有着重要的意义。
本文对硅片清洗的基本理论、常用工艺方法和技术进行了详细的论述, 同时对一些常用的清洗方案进行了浅析, 并对硅片清洗的重要性和发展前景作了简单论述。
最后介绍了清洗工艺的最新进展。
关键词:硅片;清洗;湿法化学清洗;干法清洗技术;最新进展Silicon wafer cleaning principle and improvingmethodsAbstractAlong with the development of large scale integrated circuit, the constant improvement of the level of integration, the line width of constantly decrease, the quality requirements of the silicon wafer of more and more is also high, especially in silicon PaoGuangPian surface quality requirements more and more severe.In silicon transistors and integrated circuit production, almost every process is the problem of silicon cleaning, the stand or fall of silicon cleaning device performance to have a serious impact, processes improper, may make all silicon scrap, can't make the tube to, or made the inferior device performance, stability and reliability is poor. So clear of the silicon cleaning method and principle, whether it be for wafer processing in person, still engaged in the production of semiconductor devices for people is of great significance.In this paper, the basic theory of silicon cleaning process method and common techniques are discussed in detail, at the same time for some commonly used cleaning solution for shallow, and the importance of silicon cleaning and development prospects were simply discusses. At last, the paper introduces the latest progress of the cleaning process.Keywords:Silicon wafer; Cleaning; Wet chemical cleaning; Dry cleaning technology; The latest progress of the目录摘要 (I)Abstract (II)第1章硅片清洗的基本理论 (1)硅面的表面状态与洁净度问题 ...................... 错误!未定义书签。
太阳能硅片污水处理
太阳能硅片污水处理引言概述:太阳能硅片污水处理是一种环保且高效的技术,它利用太阳能硅片的特性,将污水中的有害物质分解转化为无害物质。
本文将从污水处理的需求背景、太阳能硅片的工作原理、太阳能硅片污水处理的优势、应用案例和未来发展趋势等五个部分详细阐述太阳能硅片污水处理的相关内容。
一、污水处理的需求背景1.1 环境污染问题1.2 水资源短缺问题1.3 法规和政策的推动二、太阳能硅片的工作原理2.1 光催化反应原理2.2 太阳能硅片的结构和特性2.3 太阳能硅片的能量转化机制三、太阳能硅片污水处理的优势3.1 高效能源利用3.2 无二次污染3.3 低运营成本四、太阳能硅片污水处理的应用案例4.1 工业废水处理4.2 农村污水处理4.3 城市污水处理五、太阳能硅片污水处理的未来发展趋势5.1 技术创新与改进5.2 规模化应用与市场推广5.3 多领域合作与跨界融合正文内容:一、污水处理的需求背景1.1 环境污染问题:随着工业化和城市化的快速发展,污水排放量大幅增加,导致水体污染严重,破坏生态平衡和人类健康。
1.2 水资源短缺问题:全球水资源日益紧缺,有效处理和回收污水成为解决水资源短缺问题的重要途径。
1.3 法规和政策的推动:各国政府出台了一系列环境保护法规和政策,要求对污水进行有效处理,以保护环境和人民健康。
二、太阳能硅片的工作原理2.1 光催化反应原理:太阳能硅片利用光催化反应原理,通过光照激发硅片表面的催化剂,使其具有氧化还原能力,可以将有机物质分解为无害物质。
2.2 太阳能硅片的结构和特性:太阳能硅片通常由多层结构组成,包括光催化层、电子传导层和光吸收层等。
其特性包括高光吸收率、高光电转换效率和良好的光稳定性。
2.3 太阳能硅片的能量转化机制:太阳能硅片吸收太阳光能后,通过光电转换将光能转化为电能,然后利用电能进行催化反应,实现对污水中有害物质的分解。
三、太阳能硅片污水处理的优势3.1 高效能源利用:太阳能作为可再生能源,可以充分利用太阳光能进行污水处理,减少对传统能源的依赖。
硅片制造中的沾污控制
硅片清洗设备
兆声清洗(megasonics clean)
兆声频段:800-1200kHz 优点:减少了所需化学品用量,提高了硅片清洗效率。
喷雾清洗
利用机械方法使硅片悬转,在旋转过程 中不断向硅片表面喷液体(高纯去离子 水或其他清洗液)达到清洗硅片的目的。
化学机械平 坦化后使用
刷洗器
水清洗:
溢流清洗器
其效率将直接影响到器件的成品率、性能和可靠性, 所以 国内外对清洗工艺的研究一直在不断地进行。 常见的清洗工艺有:湿法化学清洗、超声清洗法、兆 声清洗法、鼓泡清洗法、擦洗法、高压喷射法、离心喷射
法、 RCA 标准清洗、等离子体清洗等。
二、硅片沾污类型
在硅片加工及器件制造过程中, 所有与硅片接触的外 部媒介都是硅片沾污杂质的可能来源。这主要包括以下几 方面: 硅片加工成型过程中的污染, 环境污染, 水造成的 污染, 试剂带来的污染, 工业气体造成的污染, 工艺本身 造成的污染, 人体造成的污染等。
三、硅片清洗
目标
去除所有的表面沾污: 颗粒、有机物、金属和自然氧化层
硅片湿法清洗化学品
沾污 颗粒 名称 化学配料描述(所有清洗后伴随去离子水清洗) 分子式 H2SO4/H2O2/H2O NH4OH/H2O2/H2O
piranha(SPWห้องสมุดไป่ตู้ 硫酸/过氧化氢/去离子水 SC-1(APW) 氢氧化铵/过氧化氢/去离子水
• 用于去除硅片表面的金属沾污
• 用高氧化能力和低pH值的溶液,清洗液从金属和有机物 沾污中俘获电子并氧化它们。电离的金属溶于溶液中, 有机杂质被分解。
piranha配料:
是一种强效的清洗溶液,它联合使用硫酸(H2SO4)和过 氧化氢(H 2 O 2 )去除硅片表面的有机物和金属杂质,在 工艺的不同步骤使用。常见组分为H2SO4:30%H2O2= 7:3。 清洗方法:把硅片浸入125℃的piranha中19分钟,接着 用去离子水彻底清洗。
单晶硅片表面脏污原因分析及解决措施程志峰
单晶硅片表面脏污原因分析及解决措施程志峰单晶硅片表面脏污原因分析及解决措施程志峰发表时间:2019-10-24T14:27:07.307Z 来源:《电力设备》2019年第12期作者:程志峰张晓俊赵洪军[导读] 摘要:单晶硅片表面脏污是金刚线切片行业中常见的不良。
总结了单晶硅片清洗过程后出现表面脏污的几种类型,分析其产生产生机理,通过实验验证,提出了解决办法。
(黄河上游水电开发有限责任公司青海西宁 810008)摘要:单晶硅片表面脏污是金刚线切片行业中常见的不良。
总结了单晶硅片清洗过程后出现表面脏污的几种类型,分析其产生产生机理,通过实验验证,提出了解决办法。
关键词:单晶硅片;表面脏污;预清洗;清洗;硅粉1.引言太阳能是一个行之有效的取之不尽的清洁能源,是发展低碳经济不可缺少的重要手段【1】,单晶硅片作为制作光伏电池和集成电路的基础,清洗效果直接影响光伏电池和集成电路最终性能、效率和稳定性。
单晶硅片切割过程,硅片表面的多层晶格处于被破坏的状态,布满了活性较高不饱和的悬挂键,易吸附外界杂质粒子,导致硅片表面被污染且性能变差。
清洗硅片不仅要除去硅片表面的杂质而且要使硅片表面钝化,从而减小硅片表面的吸附能力。
目前,由于硅片清洗技术的缺陷,大规模集成电路中因为硅材的洁净度不够而产生问题甚至失效的比例达到50%,因此提高单晶硅片清洗质量极其重要。
2.金刚线切片技术最主要的优势金刚线切单晶硅片切割技术中,以生产量高,硅片直径适用范围广,翘曲值低,表面损伤浅,表面光洁度低等多项优势被广泛应用。
随着国内金刚线制造和应用技术的不断成熟,加之市场需求的快速增长不断的刺激金刚线制造技术向细线化、薄片化方向发展。
使用金刚线切片技术后,由于刀缝损失的减小,能够带来单位耗硅量的减少,从而较大程度地减少了硅片的硅成本和折旧等,这也是金刚线切片最重要的驱动因素。
为了追求更高的效益,使用更细的金刚线切割薄硅片已成为行业趋势,但在提高公斤出片数以及单刀产能的同时,如何保证单晶硅片清洗质量成行业内共同攻克的技术难题,本文以生产工艺及原辅材料为基础,研究单晶硅片清洗过程中产生的表面脏污,并通过实验验证提出了解决方法。
关于硅片油污问题的分析与解决办法
关于硅片油污问题的分析与解决办法油污多发生在季节变换的时期,温度变化较大的环境中,所以油污的产生除了有些公司使用的切割液本身存在的问题外,大部分都是生产过程当中的控制问题了,而这些问题当中最主要的原因就是硅片在去胶过程中冲洗不到位,下面就此问题阐述一下个人的见解,希望能起到抛砖引玉的作用。
一、对于硅片产生油污问题的主要原因:1、如果PEG质量有问题,在切割过程中会直接产生油污片,一般这种情况多是发生在回收液当中,对于这种问题的预防只能是在回收液到厂之后进行抽检其液的成份,确保在使用之前发现问题。
2、如果硅片下机后等待的时间过长或者是因为冲洗不到位而产生盲区都会产生油污片,主要是因为砂浆粘附在硅片表面时间过长渗透到硅片表层里而无法去除造成的。
二、硅片去胶工序操作的工艺历程:1、人工去胶阶段:硅片下机后放到铁皮槽内使用简易喷嘴用自来水冲洗,之后用循环水冲洗,最后放到不锈钢槽内倒入热水,人工去胶,水位有高有低,多晶加入三分之一左右,单晶没过倒角即可;根据加入水量的多少即水冷却的速度,加入水的水温一般在60℃—90℃之间,去胶时间10分钟左右。
2、半自动去胶阶段:硅片下机后人工放入半自动去胶机里使用简易喷嘴用自来水冲洗,之后再人工放入另外一个槽内进行纯乳酸浸泡去胶,乳酸温度控制在60℃左右,去胶时间15分钟左右。
3、全自动去胶阶段:人工只负责上、下料,中间冲洗、清洗、浸泡、去胶过程都由机器自动完成,为了保证工艺的严谨性和减少人工操作的失误,现阶段许多公司都使用全自动去胶机来完成去胶的整个过程。
三、全自动去胶机的整个工作流程及工序细节1、工作流程:进料——预冲洗——超声波清洗——超声波清洗——乳酸浸泡——出料2、工序细节:1)预冲洗:喷嘴的位置始终保持固定,现在调整时只是调整一下喷嘴俯仰的角度。
喷嘴的构造为喷嘴口处有一个一字形的槽,使喷出的水柱呈发散状,如果此时让每个喷嘴的槽口都处在同一条直线上的话,那么在冲洗的时候就会抵消掉很多冲洗时的力道,从而影响冲洗的效果。
臭氧清洗硅片的原理
臭氧清洗硅片的原理1. 硅片表面污染问题在半导体制造过程中,硅片是制作芯片的基础材料。
然而,由于制造过程中的各种环境和操作因素,硅片表面常常会被污染物所污染,如有机物、金属离子、灰尘等。
这些污染物会降低芯片的性能和可靠性,因此必须采取措施对硅片进行清洗。
2. 传统清洗方法存在的问题传统的硅片清洗方法主要包括化学溶液浸泡、超声波清洗、喷淋清洗等。
然而,这些方法存在一些问题:2.1 无法彻底去除有机物传统方法无法彻底去除硅片表面的有机物污染。
有机物通常具有较强的黏附性,在传统方法中很难完全去除。
2.2 氧化物残留传统方法使用氢氟酸等强酸溶液进行清洗时,容易在硅片表面产生氧化物膜,并且很难完全去除。
这种氧化物膜会对芯片的性能产生不利影响。
2.3 溶液残留传统方法中使用的溶液在清洗完毕后难以完全去除,残留的溶液可能对芯片产生腐蚀或污染。
3. 臭氧清洗原理臭氧清洗是一种新型的硅片清洗方法,采用臭氧气体作为清洗介质。
其基本原理如下:3.1 臭氧生成臭氧是一种具有强氧化性的分子,可以对有机物进行高效、彻底的氧化分解。
臭氧在大气中无法稳定存在,因此需要通过臭氧发生器生成。
3.2 臭氧与污染物反应生成的臭氧通过喷射或吹扫等方式送入硅片表面。
臭氧与表面污染物发生反应,将有机物分解为水和二氧化碳等无害物质,同时也能去除金属离子等无机污染物。
3.3 臭氧降解臭氧分子在与污染物反应后会逐渐降解为普通的氧分子,并且不会残留在硅片表面。
臭氧的降解速度较快,不会对芯片产生不利影响。
3.4 清洗效果验证清洗过程结束后,需要对清洗效果进行验证。
常用的方法是使用表面电子能谱仪(XPS)等仪器对硅片表面进行分析,评估清洗效果。
4. 臭氧清洗的优势相比传统的清洗方法,臭氧清洗具有以下优势:4.1 高效彻底臭氧具有强氧化性,能够高效彻底地分解有机物污染物,相比传统方法能够更好地去除污染物。
4.2 无残留物臭氧在反应后会降解为普通的氧分子,并且不会残留在硅片表面。
硅片清洗技术的研究进展
硅片清洗技术的研究进展文章综述了国内外关于硅片清洗技术的研究进展,包括清洗技术的种类、清洗原理、清洗的特点以及清洗的效果。
重点介绍了硅片清洗技术中的湿法清洗和干法清洗,并分析了各种清洗工艺的优缺点,讨论了硅片清洗工艺中存在的问题,并提出了进一步发展的方向。
标签:硅片;清洗;湿法;干法1 概述硅片清洗作为制作光伏电池和集成电路的基础,非常重要,清洗的效果直接影响到光伏电池和集成电路最终的性能、效率和稳定性[1]。
硅片是从硅棒上切割下来的,硅片表面的多层晶格处于被破坏的状态,布满了不饱和的悬挂键,悬挂键的活性较高,十分容易吸附外界的杂质粒子,导致硅片表面被污染且性能变差。
其中颗粒杂质会导致硅片的介电强度降低,金属离子会增大光伏电池P-N 结的反向漏电流和降低少子的寿命,有机化合物使氧化層的质量劣化、H2O会加剧硅表面的腐蚀[2]。
清洗硅片不仅要除去硅片表面的杂质而且要使硅片表面钝化,从而减小硅片表面的吸附能力。
高规格的硅晶片对表面的洁净度要求非常严格,理论上不允许存在任何颗粒、金属离子、有机粘附、水汽、氧化层,而且硅片表面要求具有原子级的平整度,硅片边缘的悬挂键以结氢终止[3]。
目前,由于硅片清洗技术的缺陷,大规模集成电路中因为硅材的洁净度不够而产生问题甚至失效的比例达到50%,因此优化硅片的清洗工艺极其必要[4]。
2 硅片清洗技术2.1 清洗技术的分类和原理常用的硅片清洗技术有湿法清洗和干法清洗。
湿法清洗采用具有较强腐蚀性和氧化性的化学溶剂,如H2SO4、H2O2、DHF、NH3·H2O等溶剂,硅片表面的杂质粒子与溶剂发生化学反应生成可溶性物质、气体或直接脱落。
为了提高杂质的清除效果,可以利用兆声、加热、真空等技术手段,最后利用超纯水清洗硅片表面,获取满足洁净度要求的硅片。
干法清洗指清洗过程中不采用化学溶剂,例如气相干洗技术、束流清洗技术。
气相干洗技术采用气化无水HF与硅片表面的自然氧化层相互作用,可以有效的去除硅片表面的氧化物及氧化层中的金属粒子,并且具有一定的抑制硅片表面氧化膜产生的效果。
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究1. 引言1.1 研究背景单晶硅片是半导体制造过程中的重要材料,其表面的清洁程度直接影响到器件的性能和稳定性。
随着半导体工艺的不断发展和尺寸的不断缩小,对单晶硅片的清洗要求也变得越来越严格。
传统的清洗方法已经不能满足现代半导体工艺的需要,因此对单晶硅片清洗工艺进行深入研究和优化具有重要意义。
目前,国内外学者已经对单晶硅片的清洗工艺进行了一定程度的研究,但是仍存在许多问题亟待解决。
现有清洗工艺在清洗效率、表面残留物处理和环境友好性等方面仍有待提高。
本文旨在对单晶硅片清洗工艺进行深入分析和研究,探讨清洗工艺的影响因素,并试图找到清洗工艺的改进方向。
通过对单晶硅片清洗检验工艺的研究,可以为半导体制造工艺的优化和提升提供重要的参考和指导。
还可以推动相关领域的研究和发展,促进半导体产业的进步和创新。
的明确阐述将为接下来的研究工作奠定基础,为清洗工艺的改进和优化提供理论支持。
1.2 研究目的研究目的是通过深入分析单晶硅片的清洗检验工艺,探究清洗工艺中存在的问题和不足之处,寻找优化方案和改进措施,提高单晶硅片的清洗质量和效率。
目的在于提高单晶硅片制备过程中的生产效率和产品质量稳定性,为单晶硅片的生产和应用提供技术支撑,并推动单晶硅片在电子、光伏等领域的应用和发展。
通过本研究,可以为工业界提供清洗检验工艺的参考标准和技术指导,提升单晶硅片清洗工艺的技术水平和全球竞争力。
也可以为相关研究领域提供实验数据和理论依据,促进相关学科的深入发展和应用。
通过对单晶硅片清洗检验工艺的研究,旨在为科研人员和工程技术人员提供技术支持和决策参考,促进单晶硅片工艺流程的不断完善和创新。
1.3 研究意义单晶硅片作为集成电路制造的关键材料,其表面的清洁程度对器件的性能和稳定性有着重要的影响。
对单晶硅片的清洗检验工艺进行深入研究具有非常重要的意义。
单晶硅片的清洗检验工艺可以有效去除表面的杂质和污染物,提高器件的电学性能和可靠性。
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究
关于单晶硅片的清洗检验工艺分析与研究1. 引言1.1 研究背景单晶硅片是制造半导体器件的重要材料,其表面的纯净度对器件性能有着重要影响。
随着半导体工艺的不断发展,对单晶硅片的清洗和检验工艺要求也越来越高。
在半导体制造过程中,单晶硅片经常需要进行多次清洗,以去除表面的杂质、氧化物和有机物等,以确保器件的性能和稳定性。
而清洗工艺的不合理或不完善往往会导致硅片表面的污染或损伤,影响器件的质量和性能。
另外,单晶硅片的检验也是制造过程中不可或缺的环节。
通过检验工艺可以对硅片的质量和性能进行全面的评估,及时发现并处理可能存在的问题,确保器件的稳定性和可靠性。
因此,针对单晶硅片的清洗和检验工艺进行深入的研究和分析,对提高器件的质量、降低生产成本具有重要意义。
本文将针对单晶硅片的清洗检验工艺展开研究,探讨清洗工艺的影响因素、检验工艺的优化方案,并通过实验结果分析,最终总结清洗检验工艺的优化策略,展望未来的研究方向。
1.2 研究目的单晶硅片作为半导体材料在电子行业中有着重要的应用,其表面的清洗和检验工艺对最终产品的质量有着至关重要的影响。
本研究旨在对单晶硅片的清洗和检验工艺进行深入分析和研究,探讨影响工艺效果的因素,并提出优化方案,以提高单晶硅片的质量和生产效率。
具体来说,本研究的目的包括:1. 分析单晶硅片清洗工艺的各个环节,找出可能存在的问题和改进空间,提高清洗效果和工艺稳定性;2. 对单晶硅片的检验工艺进行探究,寻找最适合的检验方法和参数,确保产品的质量和可靠性;3. 分析影响清洗工艺和检验工艺的因素,为工艺优化和改进提供理论依据;4. 提出清洗检验工艺的实验方案,验证优化方案的有效性和可行性;5. 通过本研究,总结清洗检验工艺的经验教训和规律,为今后类似研究提供参考和借鉴。
通过以上研究目的的实现,将能够为单晶硅片的生产制造提供技术支持和指导,提高产品质量和竞争力。
1.3 研究意义单晶硅片作为半导体材料,在现代电子产业中具有广泛的应用。
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硅片脏污问题研究
太阳能硅片切割完毕后,在对硅片进行清洗后,会出现硅片表面脏污的情况,影响了硅片外观质量,同时也会影响后续工序的加工。
本文主要对脏污片的类型及其产生原因进行了分析。
1.引言
硅片清洗工序是将线锯机床切割完毕的硅片从玻璃上脱离下来,将胶条去除后,将硅片清洗干净并分选出等级。
清洗设备主要是预清洗机(脱胶机)和清洗机。
预清洗机的主要清洗流程为:上料-喷淋-喷淋-超声清洗-脱胶-清水漂洗-下料。
清洗机的主要清洗流程为:上料-纯水漂洗-纯水漂洗-碱洗-碱洗-纯水漂洗-纯水漂洗-预脱水(慢提拉)-烘干-下料。
通常硅片分为A等(一级)、B等(二级)和不合格片,脏污片属于B等片,会降低硅片A 级品率。
常见的脏污片主要分为三类:砂浆、硅粉残留造成的脏污片,油片和水印片,而脏污片的产生受多种因素的影响的。
2.硅片清洗的原理
清洗剂一般为双组份产品,A剂主要有钾盐、缓蚀剂、助洗剂组成,B剂主要由表面活性剂聚合复配而成。
一般客户根据清洗的工艺直接将清洗剂添加到纯水中,温度通常设定在
45-65℃之间,清洗的时间不低于2分钟,一般为3-4分钟。
添加清洗剂时,按照水的比例计算,当遇到磨光碾磨膏硅片及回收悬浮液切割的硅片应当增加清洗剂的药量,保证硅片清洗的效果。
3.硅片清洗过程中注意事项
硅片在清洗过程中,对硅片表面的干净度有很大的影响,硅片的表面沾污会影响后续工作的进行。
(1)切割结束后的硅片通常不可以沾水,如不能及时清洗,先把硅片放到悬浮液中。
(2)硅片一经放到清洗台上,必须马上进行处理,在整个清洗过程中让硅片保持湿润。
(3)硅片在脱胶过程中保持表面湿润,不能自然干燥。
(4)硅片在经过每个清洗的周期后,要彻底更换后面三个清洗槽的水,以防污染后面清洗的硅片。
(5)硅片在清洗过程中尽可能减少裸露在空气中的时间,以防止硅片表面产生花片。
(6)清洗工作人员在整个清洗过程中不得直接接触硅片表面,必须佩带橡胶手套,以免产生指纹印。
4.砂浆、硅粉残留脏污片的产生原因
(1)切割液影响。
切割液的主要成分是聚乙二醇,另外还包括脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、消泡剂和水等成分。
性能优良的切割液具有良好的悬浮性、冷却性和易清洗性。
由于砂浆是由碳化硅和切割液混合成的,在切割过程中起切割作用的是碳化硅颗粒,随着钢线的转动,碳化硅颗粒包裹在钢线表面对硅块进行磨削切割,因此切割液须具有良好的悬浮性保证碳化硅颗粒能均匀地分散在钢线表面且不会在砂浆中产生沉淀。
切割过程中,由于碳化硅颗粒和硅块的摩擦作用会产生较多热量,切割液的冷却性能可以降低砂浆温度,防止高温造成硅片灼伤。
切割液的易清洗性能则会对硅片外观质量产生直接影响,硅片表面脏污片的产生与此有重要关系,因此要求切割液须满足以下参数要求:切割液的粘度须保证碳化硅颗粒的悬浮效果、又可以保证砂浆在线锯上的适度附着,增强砂浆的热传导效率,切割液的粘度范围为
45-60pas;切割液的酸碱性,不仅直接影响硅片表面的洁净度,还会影响设备的使用寿命,故切割液的酸碱性不易过强,通常为5-7。
(2)砂浆中微粉含量的影响。
砂浆中碳化硅颗粒小于2μm的微粉不具有切割能力,另外,在切割过程中还会产生大量硅粉和铁粉等微粉混入砂浆中,形成一层膜,随着切割的进行,砂浆中的微粉含量会越来越高,当微粉量足够大时,便会粘附在硅片表面,难以清洗干净。
因此,在进行硅块切割时要保证砂浆的更新量和砂浆质量,降低砂浆中的微粉含量。
(3)砂浆粘度的影响。
砂浆的粘度会影响砂浆在硅片表面的附着量,砂浆粘度越大,硅片表面的砂浆量越多,越难以进行清洗。
砂浆粘度主要是由切割液粘度决定,但其受温度影响较大,试验证明,0-25℃的范围内,随着粘度会随着温度的降低而上升较多;温度高于25℃时,粘度随着温度的升高变化较缓慢。
同时,砂浆的升温过程和降温过程对粘度来说是不可逆的。
硅片切割过程中,砂浆温度控制在21±2℃范围内最佳。
(4)预清洗喷淋不当。
预清洗洗喷淋槽的水压,水质,喷嘴的流量和角度及喷淋时间等,都会对清洗效果有很大影响。
不少企业为降低成本,预清洗工序使用中水喷淋,由于中水的酸碱性与砂浆发生化学反应,会导致硅片表面难以清洗干净,因此中水在使用前要检验其ph值是否符合要求。
喷嘴的水压一般是2.5MPa,喷嘴的流量和角度以及喷淋时间要根据实际清洗情况进行调整,保证硅片表面无脏污,再进行脱胶。
(5)脱胶槽温度过高导致。
脱胶槽温度过高,会使得硅片表面的水分在未从硅片表面流下时便蒸发,在硅片表面留下带有砂浆或硅粉的印记。
若使用乳酸脱胶,则要求脱胶槽的温度不得超过80℃。
(6)硅片表面砂浆、硅粉残留过多。
若硅片在脱胶前便从托盘上脱落下来,由于砂浆的粘附作用硅片之间会粘连在一起,喷淋槽进行喷淋时不能将两片硅片之间的砂浆冲洗干净,造成硅片表面砂浆、硅粉残留过多产生脏片。
一般硅片掉落主要是粘接原因导致:玻璃和硅块粘接面未擦拭干净,表面有杂物,粘接不牢固;胶水混合不均匀;刮胶不均,胶层厚度不一致,出现分层;粘接硅块时气泡未排挤出来;粘接完毕后,固化时间不足即进行切割。
对于掉片导致产生的脏片,一般可通过调整预清洗机工艺和清洗机工艺解决。
预清洗机工艺调整:延长喷淋和超声浸泡时,减少脱胶后残留的砂浆,为清洗减轻负担;另外在不影响脱胶效果的前提下,多次更换超声清洗槽的水,并在脱胶槽多添加适量的乳酸或清洗机,这样脱胶完后的硅片会比较干净,减少脏污片产生的可能性。
清洗机工艺调整:加大纯水漂洗槽水的溢流速度,或者延长漂洗时间;同时清洗一定量的硅片后,向碱槽内添加一定量的清洗剂,以减少脏污片的产生。
5.油片产生原因
油片一般分为真油片和假油片。
真油片是硅片表面粘有油迹造成,主要是由于设备漏油滴到硅片表面造成,通常是由于线锯工作台位置液压油漏油导致。
对于油片,清洗工序难以直接清洗掉,可通过电池制绒工序进行清洗处理。
假油片是硅片表面没有清洗干净的切割液,切割液的主要成分是聚乙二醇,另外还包括脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、消泡剂和水等成分。
性能优良的切割液具有良好的悬浮性、冷却性和易清洗性。
由于砂浆是由碳化硅和切割液混合成的,在切割过程中起切割作用的是碳化硅颗粒,随着钢线的转动,碳化硅颗粒包裹在钢线表面对硅块进行磨削切割,因此切割液须具有良好的悬浮性保证碳化硅颗粒能均匀地分散在钢线表面且不会在砂浆中产生沉淀。
切割过程中,由于碳化硅颗粒和硅块的摩擦作用会产生较多热量,切割液的冷却性能可以降低砂浆温度,防止高温造成硅片灼伤。
切割液的易清洗性能则会对硅片外观质量产生直接影响,硅片表面脏污片的产生与此有重要关系,因此要求切割液须满足以下参数要求:切割液的粘度须保证碳化硅颗粒的悬浮效果、又可以保证砂浆在线锯上的适度附着,增强砂浆的热传导效率,切割液的粘度范围为45-60pas;切割液的酸碱性,不仅直接影响硅片表面的洁净度,引起硅片表面的脏污现象。
6.水印片产生原因
水印片的位置通常是在硅片胶面产生的条状水印,此类片一般会在某个时间段连续出现。
预清洗洗喷淋槽的水压,水质,喷嘴的流量和角度及喷淋时间会对清洗效果有很大影响。
其中中水的酸碱性与砂浆发生化学反应,会导致硅片表面难以清洗干净主要是因为清洗机清洗温度过高在慢提拉过程中导致产生线状水印,可通过降低慢提拉槽的温度,同时改变插片方向进行解决。
7.小结
目前,新的硅片清洗工艺一般在室温条件下进行反应,减少清洗的步骤,并尽量减少化学溶液的使用,达到了比较好的清洗效果。
在实际生产中,更换切割液、乳酸、清洗剂等原材料都有可能造成产生脏污片,通过分析脏污片的类型和产生原因配合清洗工艺的调整可以最大程度地降低脏污片对硅片质量的影响。