硅料的清洗方法讲解(图文)_走过路过不要错过
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硅片清洗的方法一、硅片清洗的重要性硅片清洗是半导体器件制造中最重要最频繁的步骤,而且其效率将直接影响到器件的成品率、性能和可靠性。
现在人们已研制出了很多种可用于硅片清洗的工艺方法和技术,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。
这些方法和技术现已广泛应用于硅片加工和器件制造中的硅片清洗。
表面沾污指硅表面上沉积有粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化物等的一种或几种。
超纯表面定义为没有沾污的表面, 或者是超出检测量极限的表面。
二、硅片的表面状态与洁净度问题:硅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。
真实的硅片表面是内表面和外表面的总合,内表面是硅与自然氧化层的界面,。
外表面是自然氧化层与环境气氛的界面,它也存在一些表面能级,并吸附一些污染杂质原子,而且不同程度地受到内表面能级的影响,可以与内表面交换电荷,外表面的吸附现象是复杂的。
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、氯化物的或其它挥发元素(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。
三、硅片表面沾污杂质的来源和分类:在硅片加工及器件制造过程中,所有与硅片接麓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。
表1.硅片表面沾污杂质的分类四、清洗方法(一)RCA清洗:RCA 由Werner Kern 于1965年在N.J.Princeton 的RCA 实验室首创, 并由此得名。
硅料的清洗方法讲解(图文)在一个行业一个产品某种意义上来说都有其一个特定性。
要解决一个问题,我们首先要了解产品的来与去。
就太阳能原料而言,我们从以下方面来谈它的来去,就是通常我们说的输入。
原生多晶:按常规考虑,原生多晶在生产过程中,生产厂家的成品已经经过清洗处理,在拉单晶和铸多晶时,直接投入即可。
但问题是:1、生产厂家处理了没有?2、生产厂家处理的结果是什么?3、在物流、储存时有没有出现杂质侵入等原因。
通常一般厂家不放心直接使用,需要把此料进行一次酸洗后才放心。
硅料表面和缝隙中压留酸分子,然后再用超声波通过循环纯水进行漂洗。
还有一个问题,我们在酸洗和漂洗过程中的硅料不可能悬空在溶液中,如果杂质刚好在两个硅料或硅料与洗篮接触点,那不是还没洗到吗?所以一般要动一下,可能很少有人知道这动的原因,或根本没有在意。
头尾料:在生产硅片中要对硅棒或硅锭进行切方处理,剩下的叫头尾、边皮料。
因为大家知道硅料是可以再生利用,所以切下的头尾料要再利用怎么办?那就是清洗。
我们先分析头尾料上的杂质:1、切割后金属离子的转移;2、切割液的残留;3、物流留下的污物。
这三个问题怎样处理?切割液的残留和物流留下的污物用超声碱洗解决,金属离子用酸洗解决。
碎片料:在我们切片、脱胶、清洗、物流过程中,因为种种原因会产生碎片,碎片的主要特性是粘合,主要杂质为切割砂液,我们可以利用碎片在溶液中的翻转漂浮对其分离清洗,达到它的清洁度一致性。
埚底料:埚底料的主要去除对象是石英,在对埚底料进行处理时,应对大块石英进行打磨,然后在酸液中进行长时间浸泡处理。
综合上述情况,我们注意到了在各种不同类的情况下,要用不同工艺来解决。
我们在这洗料过程中要把握:1、料要动2、漂要清3、流程要准确。
其他料:除以上四种料以外还有废电池片、IC料及半导体芯片等一些硅料芯片,要对其除金属、蓝薄、银浆等前期处理。
一、硅料的浸泡随着多晶硅产能逐渐增加,原料对生产商而言有更多的选择,同时也会放弃一些利用价值低的废料。
硅料的清洗方法讲解图文走过路过不要错过 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】在一个行业一个产品某种意义上来说都有其一个特定性。
要解决一个问题,我们首先要了解产品的来与去。
就太阳能原料而言,我们从以下方面来谈它的来去,就是通常我们说的输入。
原生多晶:按常规考虑,原生多晶在生产过程中,生产厂家的成品已经经过清洗处理,在拉单晶和铸多晶时,直接投入即可。
但问题是:1、生产厂家处理了没有2、生产厂家处理的结果是什么3、在物流、储存时有没有出现杂质侵入等原因。
通常一般厂家不放心直接使用,需要把此料进行一次酸洗后才放心。
硅料表面和缝隙中压留酸分子,然后再用超声波通过循环纯水进行漂洗。
还有一个问题,我们在酸洗和漂洗过程中的硅料不可能悬空在溶液中,如果杂质刚好在两个硅料或硅料与洗篮接触点,那不是还没洗到吗?所以一般要动一下,可能很少有人知道这动的原因,或根本没有在意。
头尾料:在生产硅片中要对硅棒或硅锭进行切方处理,剩下的叫头尾、边皮料。
因为大家知道硅料是可以再生利用,所以切下的头尾料要再利用怎么办?那就是清洗。
我们先分析头尾料上的杂质:1、切割后金属离子的转移;2、切割液的残留;3、物流留下的污物。
这三个问题怎样处理?切割液的残留和物流留下的污物用超声碱洗解决,金属离子用酸洗解决。
碎片料:在我们切片、脱胶、清洗、物流过程中,因为种种原因会产生碎片,碎片的主要特性是粘合,主要杂质为切割砂液,我们可以利用碎片在溶液中的翻转漂浮对其分离清洗,达到它的清洁度一致性。
埚底料:埚底料的主要去除对象是石英,在对埚底料进行处理时,应对大块石英进行打磨,然后在酸液中进行长时间浸泡处理。
综合上述情况,我们注意到了在各种不同类的情况下,要用不同工艺来解决。
我们在这洗料过程中要把握:1、料要动2、漂要清3、流程要准确。
其他料:除以上四种料以外还有废电池片、IC料及半导体芯片等一些硅料芯片,要对其除金属、蓝薄、银浆等前期处理。
硅片清洗原理与方法介绍1引言硅片经过切片、倒角、研磨、表面处理、抛光、外延等不同工序加工后,表面已经受到严重的沾污,清洗的目的就是为了去除硅片表面颗粒、金属离子以及有机物等污染。
2硅片清洗的常用方法与技术在半导体器件生产中,大约有20%的工序和硅片清洗有关,而不同工序的清洗要求和目的也是各不相同的,这就必须采用各种不同的清洗方法和技术手段,以达到清洗的目的。
由于晶盟现有的清洗设备均为Wet-bench类型,因此本文重点对湿法化学清洗的基本原理、常用方法及其它与之密切相关的技术手段等进行论述3.1湿法化学清洗化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用,或伴以超声、加热、抽真空等物理措施,使杂质从被清除物体的表面脱附(解吸),然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗,从而获得洁净表面的过程。
化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗,其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位,因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。
3.1.1常用化学试剂、洗液的性质常用化学试剂及洗液的去污能力,对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响,根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。
CL2+UV(〈400nm〉表一、用以清除particle、metal、organic、nature-oxide的适当化学液3.1.2溶液浸泡法溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法,它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。
它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。
选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。
如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的,采用1号液(即SC1,包含H2O2、NH3OH化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除有机、无机和金属离子的目的,采用2号液(即SC2,包含HCL、H2O2化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除AL、Fe、Na等金属离子的目的。
硅料的清洗方法讲解(图文)_走过路过不要错过在一个行业一个产品某种意义上来说都有其一个特定性。
要解决一个问题,我们首先要了解产品的来与去。
就太阳能原料而言,我们从以下方面来谈它的来去,就是通常我们说的输入。
原生多晶:按常规考虑,原生多晶在生产过程中,生产厂家的成品已经经过清洗处理,在拉单晶和铸多晶时,直接投入即可。
但问题是:1、生产厂家处理了没有2、生产厂家处理的结果是什么3、在物流、储存时有没有出现杂质侵入等原因。
通常一般厂家不放心直接使用,需要把此料进行一次酸洗后才放心。
硅料表面和缝隙中压留酸分子,然后再用超声波通过循环纯水进行漂洗。
还有一个问题,我们在酸洗和漂洗过程中的硅料不可能悬空在溶液中,如果杂质刚好在两个硅料或硅料与洗篮接触点,那不是还没洗到吗所以一般要动一下,可能很少有人知道这动的原因,或根本没有在意。
头尾料:在生产硅片中要对硅棒或硅锭进行切方处理,剩下的叫头尾、边皮料。
因为大家知道硅料是可以再生利用,所以切下的头尾料要再利用怎么办那就是清洗。
我们先分析头尾料上的杂质:1、切割后金属离子的转移;2、切割液的残留;3、物流留下的污物。
这三个问题怎样处理切割液的残留和物流留下的污物用超声碱洗解决,金属离子用酸洗解决。
碎片料:在我们切片、脱胶、清洗、物流过程中,因为种种原因会产生碎片,碎片的主要特性是粘合,主要杂质为切割砂液,我们可以利用碎片在溶液中的翻转漂浮对其分离清洗,达到它的清洁度一致性。
埚底料:埚底料的主要去除对象是石英,在对埚底料进行处理时,应对大块石英进行打磨,然后在酸液中进行长时间浸泡处理。
综合上述情况,我们注意到了在各种不同类的情况下,要用不同工艺来解决。
我们在这洗料过程中要把握:1、料要动2、漂要清3、流程要准确。
其他料:除以上四种料以外还有废电池片、IC料及半导体芯片等一些硅料芯片,要对其除金属、蓝薄、银浆等前期处理。
一、硅料的浸泡随着多晶硅产能逐渐增加,原料对生产商而言有更多的选择,同时也会放弃一些利用价值低的废料。
颗粒硅清洗工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!颗粒硅的清洗工艺流程详解在半导体制造和光伏行业中,颗粒硅作为重要的原材料,其纯净度直接影响到产品的质量和性能。
在一个行业一个产品某种意义上来说都有其一个特定性。
要解决一个问题,我们首先要了解产品的来与去。
就太阳能原料而言,我们从以下方面来谈它的来去,就是通常我们说的输入。
原生多晶:按常规考虑,原生多晶在生产过程中,生产厂家的成品已经经过清洗处理,在拉单晶和铸多晶时,直接投入即可。
但问题是:1、生产厂家处理了没有?2、生产厂家处理的结果是什么?3、在物流、储存时有没有出现杂质侵入等原因。
通常一般厂家不放心直接使用,需要把此料进行一次酸洗后才放心。
硅料表面和缝隙中压留酸分子,然后再用超声波通过循环纯水进行漂洗。
还有一个问题,我们在酸洗和漂洗过程中的硅料不可能悬空在溶液中,如果杂质刚好在两个硅料或硅料与洗篮接触点,那不是还没洗到吗?所以一般要动一下,可能很少有人知道这动的原因,或根本没有在意。
头尾料:在生产硅片中要对硅棒或硅锭进行切方处理,剩下的叫头尾、边皮料。
因为大家知道硅料是可以再生利用,所以切下的头尾料要再利用怎么办?那就是清洗。
我们先分析头尾料上的杂质:1、切割后金属离子的转移;2、切割液的残留;3、物流留下的污物。
这三个问题怎样处理?切割液的残留和物流留下的污物用超声碱洗解决,金属离子用酸洗解决。
碎片料:在我们切片、脱胶、清洗、物流过程中,因为种种原因会产生碎片,碎片的主要特性是粘合,主要杂质为切割砂液,我们可以利用碎片在溶液中的翻转漂浮对其分离清洗,达到它的清洁度一致性。
埚底料:埚底料的主要去除对象是石英,在对埚底料进行处理时,应对大块石英进行打磨,然后在酸液中进行长时间浸泡处理。
综合上述情况,我们注意到了在各种不同类的情况下,要用不同工艺来解决。
我们在这洗料过程中要把握:1、料要动2、漂要清3、流程要准确。
其他料:除以上四种料以外还有废电池片、IC料及半导体芯片等一些硅料芯片,要对其除金属、蓝薄、银浆等前期处理。
一、硅料的浸泡
随着多晶硅产能逐渐增加,原料对生产商而言有更多的选择,同时也会放弃一些利用价值低的废料。
但对处理相对简单,低成本的可再利用料仍可以降低成本,这些主要是坩埚底料和半导体废片料等。
我们在对埚底料和半成品半导体硅片进行除石英和金属电路处理上通常采用洗篮和花篮静止泡洗12小时(根据酸的浓度和比例)。
这种方法是最简易和节约成本的。
问题在于静止过程中料的表面和酸反应、酸的处理能力需要长时间慢慢释放。
在此种情况下,如果加入循环泵,用于搅拌酸液,缩短浸泡时间更能起到均匀处理的作用。
如果用以上常规方法对小颗粒埚底料、碎电池片料和有电路半导体料进行浸泡就很难处理或者会造成更多的浪费。
因为在处理杂质过程中,酸在料的中心点的处理能力大大减弱,而在外围酸的强度没有改变,同时也损耗硅料。
针对此种情况要采用翻转式浸泡,利用浮力翻动,使得料在酸液中能进行均匀浸泡处理。
二、硅料的碱洗
在生产太阳能单晶多晶硅片过程中,都会产生晶棒的头尾边皮和切割后的残余。
其表面在加工过程中残留了切割液、金属离子、指纹和附带杂质等。
1、通常是把部分料在回用过程中需通过碱洗,从产生至清洗回用这个过程中要注意三个事项:
A.残余料产生到清洗时间尽量要短;
B.硅料尽量浸入溶液,不要裸露在空气中;
C.操作过程中应避免指纹留在硅料上。
2、清洗过程:
超声碱洗→超声漂洗→超声漂洗
3、清洗工艺:(一般情况)
清洗槽溶液时间温度超声功率
超声碱洗碱+ID 20min 60℃~80℃ 20w/升
超声漂洗 ID 20min 常温 20w/升
超声漂洗 ID 20min 常温 20w/升
4、清洗的头尾边料:
碱洗中主要清洗目的是去掉切割液和附带物等杂质。
切割下来的料放置时间过久会增加切割液和杂质的附着力,比如用完餐的碟子上的油脂,凝固了以后清洗时间会延长,清洗难度也增加了。
如果时间过长、温度不宜或环境不好还会造成氧化等化学反应,就像日常用的水龙头,经常擦洗会一直光亮,长时间不擦洗,被氧化成花纹等不良后果,很难恢复到以前的样子。
关于指纹的清洗工艺更难,原因有二:1、每个人分泌的手汗不同;2、每个人手指接触的地方不同。
指纹带来的杂质比较复杂,有酸性、有碱性、有油性,并且这些杂质会在料表面产生物理和化学反应。
我们对清洗没有指纹的硅料,用一种通用工艺就可以处理的。
因此在清洗行业里指纹是最难清洗的一种杂质,要处理长时间裸放的硅料我们的工艺要增加浸泡槽,使杂质的附着力柔化。
对有裂纹的硅料和坩底料的碱洗尽量要让纹路裂开,因为杂质或氧化物在裂纹里很难清洗干净。
如果没有氧化物在碱洗过程中碱液也会侵入到裂纹里,从而漂洗工艺里增加了难度。
5、清洗碎片料:
在切割、脱胶和清洗等过程中产生的碎片,通常是放在单槽或多槽超声波中清洗。
此方面存在的问题在于碎片有两个平面,它们容易粘合。
在粘合处的杂质、油污很难被清洗出来。
通过人工来处理一方面劳动强度大,另一方面硅片会更碎,更难处理。
我们介绍的方法是把碎片放入一个特定篮筐内,让其在溶液中翻转,利用溶液浮力和篮筐的翻转让硅片在溶液中漂浮,从而达到分离,完全清洗干净粘合面的杂质和油污。
要清洗干净一种硅料首先要分析硅料的种类,继而选择适合的工艺和方法。
没有洗不干净的料只有不正确的洗料方法。
对症下药才能事半功倍。
三、硅料的酸洗
在生产单晶棒和多晶块时,使用的硅料的纯度须达到99.9999%以上。
酸洗的目的主要是去除金属离子和氧化皮,原生多晶主要是在炸料时产生,头尾埚底及碎片主要是在切割时等情况产生。
1、酸洗方法:
A、原生多晶在生产厂家经过清洗处理原则上不需要再进行酸洗,对一些包装损坏或有疑惑的硅料依据情况选择酸洗方式。
一般采用柠檬酸或氢氟酸处理即可,若表面有氧化现象的采用混合酸洗;
B、头尾、埚底和碎片料,铸多晶时可以采用单酸洗,拉单晶时必须采用混合酸洗;
C、小颗粒和碎片料在酸洗时一定要多翻动,使其充分反应。
2、酸洗工艺:
A、根据不同硅料的情况配置相应的混合酸比例及选择酸的种类;
B、酸反应→纯水漂洗→纯水冲洗(酸洗到漂洗要注意控制时间避免氧化)
3、酸洗设备:
现今一般企业都采用二槽式手动酸洗产品:即酸槽、水槽另加冲水槽。
此设备适用于普通大块硅料清洗,对小颗粒和碎片硅料清洗有一定难度。
再者对操作人员要求相对较高,酸雾和酸液对操作人员的危害系数增多。
考虑安全生产和为了保证产品清洁度,在此设备上做了三项工艺改进:
A、在人员安全方面:采用了传动方式将工件篮放置在升降机构上,自动下降至酸槽,可避免酸液和酸雾对操作人员造成的伤害。
处理时间可以定时,到时自动升起。
B、在酸雾处理方面:常规办法是顶部吸风,致使酸雾在上升过程中易膨胀,泄漏到车间。
采用槽体侧吸风方法,在酸雾刚产生时就进行吸雾处理,顶部吸风和后吸风加强,空气对流避免酸雾往前泄漏;
C、在均匀清洗硅料方面:在升降机构上设计一个翻转动作,硅料一进入槽体即开始翻转动作,硅料便在酸液中滚动从而达到均匀清洗的目的。
在设定的时间内完成清洗,翻转停止,工件篮升出酸液;
D、在纯水漂洗槽内具有同样自动升降和翻转功能,达到无死角漂洗目的。
四、硅料的超声漂洗:
1、在硅料酸洗后,虽然经过了漂洗和冲洗,但在硅料的表面或缝隙等仍有可能残留酸。
如果直接干燥,残留酸会对硅料进行氧化,因此还需在酸洗后进行超声漂洗。
2、现在一般厂家采用酸洗后经过二级超声漂洗后,烘干、包装,还有一种是在超声漂洗后,再在ID水中养一段时间后烘干、包装。
实际上这些工序要分清硅料的种类和生产车间的环境等因素而定。
对一些相对较大的硅料是可以的,但是硅料不能在酸洗车间停留使其被酸雾污染。
3、若想达到更好的达到超声漂洗的目的:(1)、相对大的硅料采用纯水二级反溢流;(2)、小颗粒料和片料采用纯水三级反溢流,硅料最好要翻动;(3)、超声清洗和酸洗需要隔离;(4)、避免使金属与硅料直接接触产生金属离子转移;(5)、对在同一台设备中完成酸洗、超声漂洗、干燥的设备,其吸风系统必须选用优良系统。