硅片清洗工藝的詳細(xì)分析

太陽(yáng)能硅片的清洗工藝1.藥槽清洗液最佳配比確定由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,在清洗劑濃度較低時(shí),不能達(dá)到良好的清洗效果,切割過程中吸附到Si片表面的砂漿等沾污依然停留在Si片表面。提高清洗劑用量,砂漿殘留的片數(shù)減少,但是持續(xù)加大清洗劑用量,又會(huì)造成新的污染,即清洗劑殘留，和砂漿殘留一樣,會(huì)影響Si片的質(zhì)量。因此選擇其中效果最好的配比為2.0L。2．藥槽清洗溫度的確定藥槽清洗溫度設(shè)置與表面活性劑的性質(zhì)密切相關(guān)，這是因?yàn)樵诘蜏貢r(shí)非離子表面活性劑與水完全混溶,親水基聚氧乙烯與水形成的氫鍵能量低,隨著溫度升高分子熱運(yùn)動(dòng)加劇氫鍵被破壞,導(dǎo)致非離子表面活性劑在水中的溶解度下降,當(dāng)溫度升高并且達(dá)到一定值時(shí),非離子表面活性劑從水溶液中析出變混濁,此時(shí)的溫度即為濁點(diǎn)，溫度對(duì)非離子表面活性劑的去污能力的影響是明顯的,研究表明當(dāng)溫度接近于濁點(diǎn)時(shí),清洗效果最好。通過實(shí)驗(yàn)得出40-55℃均可,但45℃為最佳。3.堿性清洗液與Si的反應(yīng)選擇生產(chǎn)線連續(xù)進(jìn)行清洗一個(gè)藥槽,從新配清洗液開始每隔1min測(cè)其pH值,所得數(shù)據(jù)如圖。配置好準(zhǔn)備清洗用的堿性清洗液pH值在1213,堿性很強(qiáng),Si片~浸人清洗液后,表面會(huì)產(chǎn)生大量直徑在0.5mm左右的氣泡,認(rèn)為是Si和清洗液中大量存在的-OH發(fā)生如下反應(yīng):Si+4OH-→(SiO)+2H44 2反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行,過程測(cè)量藥槽中清洗液pH值,相比開始降低0.1-0.3,但是繼續(xù)測(cè)量,pH值將保持在一定水平11.5-12左右不再繼續(xù)下降,這是因?yàn)樯喜椒磻?yīng)生成的(SiO)是不穩(wěn)定的,它在水44溶液中繼續(xù)和水發(fā)生如下反應(yīng)(SiO)+4H0→Si(OH)+4OH-44 2 4在式(1)中消耗的OH-得到補(bǔ)充,在反應(yīng)達(dá)到平衡后,OH-基本保持不變,如此清洗液的pH值可以保持在一定范圍而不持續(xù)下降,能夠獲得穩(wěn)定的清洗效果.4.表面沾污的來源Si片內(nèi)部的原子排列整齊有序,每個(gè)Si原子的4個(gè)價(jià)電子與周圍原子的價(jià)電子結(jié)合構(gòu)成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。但是經(jīng)過切割工序后,Si片表面垂直切片方向的共價(jià)鍵遭到破壞而成為懸空鍵，這種不飽和鍵處于不穩(wěn)定狀態(tài),具有可以俘獲電子或其他原子的能力,以減低表面能,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)周圍環(huán)境中的原子或分子趨近晶片表面時(shí),受到表面原子的吸引力,容易被拉到表面,在Si晶片表面富集,形成吸附,從而造成污染。理想表面實(shí)際是不存在的,實(shí)際的Si片表面一般包括三個(gè)薄層:加工應(yīng)變層、氧化層和吸附層,在這三層下面才是真正意義上的晶體Si。對(duì)于太陽(yáng)能用Si片來說,加工應(yīng)變層是指在線切工藝時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)變區(qū),氧化層指新切出的表面與大氣接觸造成的氧化薄膜,厚度在幾納米到幾十納米之間,和留置在空氣中的時(shí)間有關(guān),這也是切割后的Si片如果不能馬上進(jìn)入下一工序,要盡快浸泡到純水中的原因。Si片表面的最外層即為吸附層,是氧化層與環(huán)境氣氛的界面,吸附一些污染雜質(zhì)。這些沾污可以分為分子、離子、原子或者分為有機(jī)雜質(zhì)、金屬和粒子。如圖所示。5.堿性清洗的機(jī)理堿性清洗液的主要成分是苛性堿、磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、鰲合劑和表面活性劑，苛性堿具有強(qiáng)堿性,能夠中和Si片表面的酸性沾污物,另外強(qiáng)堿的皂化作用可以將油脂分解成可溶的物質(zhì)隨清洗液沖走。磷酸鹽和硅酸鹽都能提供一定的清潔效果。碳酸鹽具有弱堿性,pH值在9-9.5,碳酸鹽的主要作用是作為緩沖劑,使清洗液的pH值保持在一定范圍內(nèi)。鰲合劑一方面通過化學(xué)反應(yīng)減少溶液中的自由金屬離子,另一方面通過競(jìng)爭(zhēng)吸附提前吸附在Si片表面從而減少金屬在Si片表面的附著。堿性清洗液的清洗效果與pH值也有著密切關(guān)系,隨著清洗液的重復(fù)使用,pH必然下降,但是碳酸鹽的緩沖作用使這一過程的速度明顯降低,另外-OH與Si的兩步反應(yīng)使得溶液中-OH濃度在反應(yīng)達(dá)到平衡后基本保持不變,延長(zhǎng)了清洗液的使用時(shí)間,生產(chǎn)中藥槽的更換頻次一般控制在每洗2021-4000片換一次清洗液。藥槽中添加的表面活性劑的分子是由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)構(gòu)成的,即可溶解在極性溶液中,又可以溶解在非極性溶液中。表面活性劑的性質(zhì)主要由親水基團(tuán)決定,一類是溶解于水后能解離的離子型表面活性劑,另一類是在水中不能解離的非離子型表面活性劑。在半導(dǎo)體清洗中為避免離子沾污通常使用非離子型表面活性劑。在切片過程中,切屑、油污、金屬原子等易粘附在Si片表面,清洗液中的表面活性劑一方面能吸附各種粒子、有機(jī)分子,并在Si表面形成一層吸附膜,阻止粒子和有機(jī)分子污粘附在Si表面上,另一方面可滲入到粒子和油污粘附的界面上,把粒子和油污從界面分離隨清洗液帶走,起到清洗作用使Si片表面潔凈。一般來說在堿性清洗液中加人表面活性劑主要有以下2個(gè)作用：1）降低表面張力表面活性劑在溶液中的排列情況與濃度有關(guān),只有當(dāng)濃度達(dá)一定值時(shí),才能在溶液表面聚集足夠的數(shù)量形成單分子膜,從而降低表面張力,增強(qiáng)清洗液的潤(rùn)濕和滲透作用。2）提高超聲效率其機(jī)理是借助于表面活性劑的潤(rùn)濕、滲透、乳化、增溶、分散等作用,使沾污在Si片表面的附著力削弱,再施以加熱、超聲波等物理方法,使沾污脫離Si片表面,而進(jìn)人清洗液中被乳化、分散開。在清洗液中超聲清洗Si片表面其原理可用“空化”現(xiàn)象來解釋:超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí),其功率密度為O.35W/cm,這時(shí)超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓,但實(shí)際上無負(fù)壓存在,因此在液體中產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力,將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到最大時(shí)破裂,由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將Si片表面的污物撞擊下來，而這種由無數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。在超聲清洗中,表面活性劑也發(fā)揮著重要作用,通過表面活性劑的乳化、分散作用,可以顯著削弱沾污對(duì)Si片表面的吸附,從而獲得好的清洗效果。檢驗(yàn)方法：1）游離堿性用移液管將10毫升槽液移入椎形瓶中，加入3~4酚醛指示劑，然后用0.1N的鹽酸滴定，顏色由紅色至無色即為終點(diǎn)，此時(shí)所消耗的0.1N的鹽酸毫升數(shù)即為槽液的游離堿度游離堿度一般是指體系中游離(即獨(dú)立完整以堿的狀態(tài)或結(jié)構(gòu)存在)的堿的含量,一般情況下:1,是先做衍生,就是使其與一定的化合物反應(yīng),然后通過檢測(cè)不反應(yīng)的化合物進(jìn)行計(jì)算.2,檢測(cè)總堿度,然后進(jìn)行折算.酸堿滴定,一般是根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu)以及性質(zhì),先全部做成堿,滴定計(jì)算總堿量,然后衍生,再滴定,然后相減就得到游離堿的含量了.0.1N鹽酸的配置 取分析純濃鹽酸9ml加入到990ml的水中混均即可。JH-15型硅片清洗劑前言我司針對(duì)硅片材質(zhì)的特殊性，在強(qiáng)酸強(qiáng)堿里易產(chǎn)生過腐蝕，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)配方，采用弱堿及助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)配而成,為進(jìn)口清洗劑的替代型產(chǎn)品。主要特點(diǎn)2.1本劑主要由A、B兩部分組成，其中A為堿性組分，B為中性組分。2.2本劑主要由弱堿和低泡表面活性劑組成。2.3可常溫或加溫使用本劑、效果好。2.4低泡產(chǎn)品，可在噴淋線上使用。適用范圍適用于硅片的浸漬、噴淋清洗處理。技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1外觀無色至微黃色液體2配比A：8-10%B：4-5%3游離堿度工作液20-304工作溫度常溫-70℃5處理時(shí)間（min）浸：5~20噴：2-5配制和調(diào)整5.1配制工作液時(shí)，按每噸加JH-15A型80~100kg，JH-15B型清洗劑40~50kg，攪拌均勻。6.2工作液使用一段時(shí)間后，其清洗功能會(huì)下降，應(yīng)及時(shí)添加，每噸工作液提高游離堿度一個(gè)點(diǎn)，需添加JH-15A約3公斤、B1.5公斤（A：B=2：1）。游離堿度高出控制范圍，表面反應(yīng)速度會(huì)加快，工作一段時(shí)間后，即可恢復(fù)正常。5.3當(dāng)溶液中油污、雜質(zhì)過多時(shí),溶液的清洗效果會(huì)下降，應(yīng)考慮更換工作液。注意事項(xiàng)6.1清洗后的工件在轉(zhuǎn)入下道工序前，應(yīng)充分水洗。6.2工作使用時(shí)，應(yīng)每當(dāng)6小時(shí)檢測(cè)一次，并及時(shí)添加本劑，以保證工作液的效果。6.3該液呈弱堿性，操作員應(yīng)減少跟皮膚接觸。公司印章管理制度一、目的公司印章是公司對(duì)內(nèi)對(duì)外行使權(quán)力的標(biāo)志，也是公司名稱的法律體現(xiàn)，因此，必須對(duì)印章進(jìn)行規(guī)范化、合理化的嚴(yán)格管理，以保證公司各項(xiàng)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)作，由公司指定專人負(fù)責(zé)管理。二、印章的種類1、公章，是按照政府規(guī)定，由主管部門批準(zhǔn)刻制的代表公司權(quán)力的印章。2、專用章，為方便工作專門刻制的用于某種特定用途的印章，如：合同專用章、財(cái)務(wù)專用章、業(yè)務(wù)專用章、倉(cāng)庫(kù)簽收章等。3、手章(簽名章)，是以公司法人代表名字刻制的用于公務(wù)的印章。三、印章的管理規(guī)定1、印章指定專人負(fù)責(zé)保管和使用，保管印章的地方(桌、柜等)要牢固加鎖，印章使用后要及時(shí)收存。2、財(cái)務(wù)專用章由財(cái)務(wù)部負(fù)責(zé)保管，向銀行備案的印章，應(yīng)由財(cái)務(wù)部會(huì)計(jì)、總經(jīng)辦分別保管。3、印章要注意保養(yǎng)，防止碰撞，還要及時(shí)清洗，以保持印跡清晰。4、一般情況下不得將印章攜出公司外使用，如確實(shí)因工作所需，則應(yīng)由印章管理員攜帶印章到場(chǎng)蓋章或監(jiān)印。5、印章管理人員離職或調(diào)任時(shí)，須履行印章交接手續(xù)。四、公章刻制印章需本公司法人代表批準(zhǔn)，并由印章管理專責(zé)人負(fù)責(zé)辦理刻制并啟用并交由專人進(jìn)行保管。五、印章的使用1、使用任何的印章，需由相應(yīng)負(fù)責(zé)人審核簽字。為方便工作，總經(jīng)理可授權(quán)印章管理專責(zé)人審核一般性事務(wù)用印。2、用印前印章管理人員須認(rèn)真審核，明確了解用印的內(nèi)容和目的，確認(rèn)符合用印的手續(xù)后，在用印登記簿上逐項(xiàng)登記，方可蓋章。3、對(duì)需要留存的材料，蓋印后應(yīng)留存一份立卷歸檔。4、不得在空白憑證、便箋上蓋章。5、上報(bào)有關(guān)部門的文件資料，未經(jīng)部門經(jīng)理、總經(jīng)理審簽，不得蓋章。6、以公司名義行文，未經(jīng)總經(jīng)理