[发明专利]金刚石线切割硅晶片的清洗方法

说明书

技术领域

 本发明涉及用金刚石线切割的硅晶片清洗方法。

背景技术

 硅晶片清洗是指在氧化、光刻、外延、扩散和引线蒸发等工序前采用物理或化学的方法去除硅片表面沾污，以得到符合清洁度要求的硅片表面的过程。硅片表面沾污指硅片表面沉积有粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化物等的一种或几种。硅晶片的真实表面由于暴露在环境气氛中发生氧化及吸附，其表面往往有一层很薄的自然氧化层，厚度为几个埃、几十个埃甚至上百埃，并且自然氧化层与环境气氛形成的外表面，也存在一些表面能级，并吸附一些污染杂质原子。完好的硅片清洗总是去除沾污在硅片表面的微粒和有害膜层，代之以氧化物的、氟化物的或其他挥发元素（或分子）的连续无害膜层，即具有原子均质的膜层。硅片表面达到原子均质的程度越高，洁净度越高。目前人们已研制了很多种可用于硅晶片清洗的工艺方法，常见的有：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、流体力学法、流体动力学法、干法清洗、微集射束流法、激光束清洗、冷凝喷雾技术、气相清洗、非浸润液体喷射法、硅晶片在线真空清洗技术、RCA标准清洗、等离子体清洗、原位水冲洗法等。上述清洗方法虽然较多，但均仅适用于使用游离式砂浆切割工艺生产的硅片。在游离式砂浆切割过程中，作为磨料的碳化硅混合在冷却液中，通过钢线的快速运动将磨料带入切割缝隙中产生切割作用，这个过程需使用大量的砂浆，切割后砂浆混合有大量的固体微粒（钢线粉末、碳化硅微粉、硅粉），比较粘稠。清洗方法存在以下问题：

一是需使用大量的有机制剂作为清洗液，用于去除硅片表面沾污，不仅增加了清洗成本，而且造成大量的水污染，影响周边环境的COD；二是工序较复杂，一般要进行预清洗和清洗两道工序，预清洗须经喷淋、快排、漂洗/溢流、脱胶、整料等5-9个槽，清洗须经纯水、有机类清洗剂、纯水等6-7个槽。

 发明内容

 针对上述现有技术中硅晶片清洗方法所存在的上述问题，本发明提供一种不仅清洗效果好，清洗方便，清洗液消耗少，而且不污染环境，适用于金刚石线切割的硅晶片的清洗方法。

本发明所述清洗方法是：先将硅晶片放入超声波清洗机中脱胶，再将硅晶片放入30-50℃的纯水中使用超声波进行清洗，然后将硅晶片放入加有乳酸且温度为60-80℃的的纯水槽中清洗并去除硅晶片表面残胶，而后将硅晶片放入插片机进行插片，再将硅晶片放入纯水中用超声波清洗，再将硅晶片放入温度为40-60℃的硅片清洗剂、氢氧化钠和纯水的混合液中用超声波清洗，再将硅晶片放入温度为20-30℃的纯水中用超声波清洗，再将硅晶片放入温度为100-140℃的甩干机中甩干。

所述纯水与氢氧化钠的重量比为：100公斤纯水中含有10-300克 NaOH，所述硅片清洗剂与氢氧化钠重量比最好为110～220︰1，当清洗硅晶薄片160μm或以下时，所述超声波频率为20-50KHZ；当清洗其它硅晶片（大于160μm）时，所述超声波频率不小于27 KHZ，所述硅片清洗剂密度为1.05-1.1g/ml。

本发明所述清洗方法的具体步骤是：

（1）将硅晶片放入超声波清洗机中进行脱胶，再将脱胶后的硅晶片放入温度为30-50℃的纯水中使用超声波清洗10-20分钟；然后将硅晶片放入加有3-8%wt乳酸且温度为60-80℃的纯水槽中清洗20-30分钟，再用百洁布去除硅晶片表面残胶，

（2）使用自动插片机进行插片，将叠在一起的硅晶片分开插在花篮内，

（3）将上述装有硅晶片的花篮放入纯水中，用超声波清洗5分钟，

（4）再将上述硅晶片放入温度为40-60℃的硅片清洗剂、氢氧化钠和与纯水的混合液中用超声波清洗5分钟，所述硅片清洗剂与氢氧化钠重量比为220︰1，所述100公斤纯水中氢氧化钠重量为10-150克，

（5）再将上述硅晶片放入温度为40-60℃的硅片清洗剂、氢氧化钠与纯水的混合液中用超声波清洗5分钟，所述硅片清洗剂与氢氧化钠重量比为110︰1，所述100公斤纯水中氢氧化钠重量为150-300克，用超声波清洗5分钟，

（6）再将上述硅晶片放入温度为20-30℃的纯水中，用超声波清洗5分钟，清洗3次，

（7）再将上述硅晶片放入温度为100-140℃的甩干机中甩干5-10分钟。

本发明的有益效果是；

（1）能有效去除硅晶片表面脏污，达到太阳能电池用硅晶片表面要求；

（2）对金刚石线切割硅晶片进行类制绒，可提高后续电池片制绒效果。