硅材料加工中的硅片清洗技术教程
硅片清洗过程
硅片清洗过程太阳能电池硅片清洗过程制绒-扩散-刻蚀-清先(去PSG)-沉积减反射膜-丝网印刷-烧结-分选-组装以下为制绒工艺1、去损伤层目的：用高温NaOH或KOH去除硅表面的切割损伤层，划痕、手印、杂质等要求：浓度20%，温度80C，时间5min达到：硅片表面减薄10-20μm注意事项：1、浓度保证为20%，要求有补液槽，补充每次清洗的消耗。
2、80C温度要有加热管。
3、30S时间准确控制。
4、有自动盖，减少挥发。
2、温水隔离目的：稀释硅表面或洗篮上残留的碱液。
要求：水50C，时间5min达到：浓碱被稀释注意事项：1、要有鼓泡2、鼓泡要均匀3、换水：a、溢流：1-2方/小时，快排7S，30S上水，补水管口径1寸，水压2kg。
3、A单晶制绒面目的：通过高温低浓度的NaOH/KOH将硅表面腐蚀出均匀的金字塔型表面，减少硅片对光的反射。
要求：在浓度为3%左右时，在80C上下的温度，约25min增加一定量的乙醇，加快溶液反应，起到消除气泡的作用。
达到：硅片表面形成金字塔，大小均匀，单体尺寸2-10μm之间，相邻金字塔之间没有空隙的完整绒面。
工艺要求：有鼓泡，有加热管，循环泵，使溶液均匀，温度均匀，浓度均匀。
注意事项：a、浓度、温度和清洗时间有一定的比例。
b、在制绒过程中不能有鼓泡。
c、测温点靠近硅片中部。
d、从制绒槽到水洗槽的时间控制在20s以内。
（否则在高温状态下残留的碱液会挥发留下硅表面。
B多晶制绒目的：通过恒定温度，较高浓度的酸液制绒（HNO3+HF）要求：浓度60%左右温度：15-20C，时间3-4min达到：硅片表面形成金字塔，大小均匀，单体尺寸2-10μm之间，相邻金字塔之间没有空隙的完整绒面。
注意事项：a、硅与酸反应是放热过程，需要降温，制冷。
b、有循环泵和溢流，保证温度。
工艺流程：注酸——放料——排酸——注水喷淋——鼓泡——提料——排水——注酸c、加自动盖和喷淋：HNO3+HF在高温下有很强的挥发性，有害酸气会会腐蚀设备和损害人体，加盖保护。
硅片清洗技术
硅片清洗技术半导体硅片SC-2清洗技术1 清洗液中的金属附着现象在碱性清洗液中易发生，在酸性溶液中不易发生，并具有较强的去除晶片表面金属的能力，但经SC-1洗后虽能去除Cu等金属，而晶片表面形成的自然氧化膜的附着（特别是Al）问题还未解决。
2 硅片表面经SC-2液洗后，表面Si大部分以O 键为终端结构，形成一层自然氧化膜，呈亲水性。
3 由于晶片表面的SiO2和Si不能被腐蚀，因此不能达到去除粒子的效果。
a.实验表明：据报道将经过SC-2液，洗后的硅片分别放到添加Cu的DHF清洗或HF+H2O2清洗液中清洗、硅片表面的Cu浓度用DHF液洗为1014 原子/cm2，用HF+H2O2洗后为1010 原子/cm2。
即说明用HF+H2O2液清洗去除金属的能力比较强，为此近几年大量报导清洗技术中，常使用HF+H2O2来代替DHF清洗。
半导体硅片DHF清洗技术a. 在DHF洗时，可将由于用SC-1洗时表面生成的自然氧化膜腐蚀掉，而Si几乎不被腐蚀。
b. 硅片最外层的Si几乎是以H 键为终端结构，表面呈疏水性。
c. 在酸性溶液中，硅表面呈负电位，颗粒表面为正电位，由于两者之间的吸引力，粒子容易附着在晶片表面。
d. 去除金属杂质的原理：①用HF清洗去除表面的自然氧化膜，因此附着在自然氧化膜上的金属再一次溶解到清洗液中，同时DHF清洗可抑制自然氧化膜的形成。
故可容易去除表面的Al、Fe、Zn、Ni等金属。
但随自然氧化膜溶解到清洗液中一部分Cu等贵金属（氧化还原电位比氢高），会附着在硅表面，DHF清洗也能去除附在自然氧化膜上的金属氢氧化物。
②实验结果：据报道Al3+、Zn2+、Fe2+、Ni2+ 的氧化还原电位E0 分别是- 1.663V、-0.763V、-0.440V、0.250V 比H+ 的氧化还原电位（E0=0.000V）低，呈稳定的离子状态，几乎不会附着在硅表面。
③如硅表面外层的Si以H 键结构，硅表面在化学上是稳定的，即使清洗液中存在Cu等贵金属离子，也很难发生Si的电子交换，因经Cu等贵金属也不会附着在裸硅表面。
清洗硅片流程
清洗硅片流程
清洗硅片是半导体制造中非常重要的一个步骤，主要用于去除硅片表
面的杂质和污染物，保证硅片的表面洁净度达到要求。
下面我将详细介绍
清洗硅片的流程。
首先，在开始清洗硅片之前，需要准备好一些必要的实验设备和材料，例如离子交换水、去离子水、溶液盛器、超声波清洗器、干燥箱等。
清洗硅片的流程主要包括以下几个步骤：
1.去除有机污染物：将硅片浸泡在有机溶剂，如醇类、醚类溶剂中，
通过超声波清洗去除硅片表面的有机污染物。
2.酸洗：将硅片放入酸性溶液中，一般常用的有盐酸、氢氟酸、硝酸等，通过酸洗去除硅片表面的无机杂质和金属离子。
此步骤可以分为冷酸
洗和热酸洗两个过程，冷酸洗温度一般为20-25℃，热酸洗温度可达60-70℃。
3.碱洗：将硅片放入碱性溶液中，常用的有氨水、氢氧化钠等碱性溶液，通过碱洗去除硅片表面的残余酸性和有机物质。
4.水洗：将硅片放入离子交换水中，通过超声波清洗去除硅片表面残
留的酸、碱等溶液。
5.去离子水清洗：将硅片放入去离子水中，通过超声波清洗去除离子
杂质和微量污染物。
6.高纯化学品清洗：将硅片放入高纯的有机溶剂和酸性溶液中，通过
超声波清洗去除硅片表面的微量杂质。
7.烘干：将洗净的硅片放入干燥箱中，通过加热将硅片表面的水分蒸发掉。
以上是清洗硅片的主要流程，每个步骤的细节和参数可以根据具体的要求进行调整。
需要注意的是，在整个清洗过程中，要保持操作环境的洁净度，避免再次污染硅片。
清洗硅片是半导体制造过程中非常关键的一环，只有通过精细而规范的清洗流程，才能得到表面洁净度达到要求的硅片，从而保证半导体产品的质量。
第五章硅片加工--硅片清洗
浓硫酸的安全使用：较强的吸水性，放热性。 不可：将水倒入浓硫酸。 正确：浓硫酸缓缓倒入水中，并不断搅拌。
(4) HF酸——危险
用途：强腐蚀性，主要用来腐蚀SiO2，而不腐 蚀Si
SiO2+4HF=SiF4+2H2O
SiF4+2HF=H2[SiF6] 使用：表面存在SiO2将其腐蚀完，即结束，
3）金属杂质
这是一种最重要的污染物。比如Cu、Fe、Al、 Mn等原子或者离子。
危害：导致硅表面电阻率降低，并且随温度 不稳定，器件易被击穿。
分为两类：
1）物理吸附在硅表面，一般较大金属颗粒。
2）化学吸附，形成金属硅化物，即成化学键。
清洗方法：依靠化学清洗，腐蚀表层的硅， 附带将其清除，或者依靠形成络合物而去除。
2）1961年到1971年，研究清楚了污染的形成 机理和清洗的原理。而且Kern发明了RCA清 洗方法，主要由SC-1和SC-2两种清洗液。这 是硅片清洗技术发展的重要里程碑。
3）1972年到1989年，全世界广泛研究RCA清 洗的原理，并对其进行不断改进。
4）1989年至今，广泛研究RCA清洗机理与动 力学过程，并在此基础上，发展新型清洗方 法。
这些清洗，一般称为：切割片清洗，研磨 片清洗，抛光片清洗，其中抛光片清洗对 洁净度要求最高。
扫描电镜（SEM）测量的材料表面图像
2）材料表面的特点
表面的特点：
最表层存在悬挂键，即不饱和键。 表面粗糙不平整。 微观表面积可能很大，而不同于宏观的表面。 存在较强局域电场。
表面的这些特点决定，表面易吸附杂质颗粒， 而被沾污。
(2)浓硝酸——HNO3 特点：强氧化性。 用途：溶解金属颗粒。
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 4Mg+10HNO3(稀)=4Mg(NO3)2+NH4NO3↑+
简述硅片生产过程中三种典型的清洗工艺流程
简述硅片生产过程中三种典型的清洗工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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硅片清洗的方法
硅片清洗的方法一、硅片清洗的重要性硅片清洗是硅片生产的最后一道工序。
其步骤最频繁，而且其效率将直接影响到良品率、硅片的性能和可靠性。
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：超声清洗法、兆声清洗法、鼓泡清洗法、硅片在线真空清洗技术、RCA标准清洗、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、、激光束清洗、冷凝喷雾技术、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。
但目前就用最广泛的主要是超声清洗法、兆声清洗法、鼓泡清洗法。
二、清洗方法（一）RCA清洗：RCA 清洗主要用于清除有机表面膜、粒子和金属沾污。
1、颗粒的清洗硅片表面的颗粒去除主要用APM ( 也称为SC1) 清洗液(NH4OH + H2O2 + H2O) 来清洗。
在APM 清洗液中,由于H2O2的作用,硅片表面有一层自然氧化膜(SiO2) , 呈亲水性, 硅片表面和粒子之间可用清洗液浸透, 硅片表面的自然氧化膜和硅被NH4OH 腐蚀,硅片表面的粒子便落入清洗液中。
粒子的去除率与硅片表面的腐蚀量有关, 为去除粒子,必须进行一定量的腐蚀。
在清洗液中, 由于硅片表面的电位为负, 与大部分粒子间都存在排斥力, 防止了粒子向硅片表面吸附。
2、表面金属的清洗(1)HPM (SC22) 清洗(2)DHF清洗硅片表面的金属沾污有两种吸附和脱附机制: (1) 具有比硅的负电性高的金属如Cu ,Ag , Au , 从硅表面夺取电子在硅表面直接形成化学键。
具有较高的氧化还原电位的溶液能从这些金属获得电子, 从而导致金属以离子化的形式溶解在溶液中, 使这种类型的金属从硅片表面移开。
(2) 具有比硅的负电性低的金属, 如Fe , Ni ,Cr , Al , Ca , Na , K 能很容易地在溶液中离子化并沉积在硅片表面的自然氧化膜或化学氧化膜上。
这些金属在稀HF 溶液中能随自然氧化膜或化学氧化膜容易地除去。
硅片加工-硅片清洗
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硅片分类
根据用途和纯度要求，硅片可分为电 子级、太阳能级、化学级等不同级别 ，不同级别的硅片在纯度、厚度、电 阻率等方面有不同的要求。
硅片表面污染物的种类和来源
表面污染物种类
硅片表面常见的污染物包括尘埃、金属离子、有机物、化学 残留物等，这些污染物可能来源于原料、加工过程或环境因 素。
表面污染物来源
06 硅片清洗的应用与发展趋 势
硅片清洗在光伏产业中的应用
硅片作为光伏电池的主要材料，其表面清洁度对光伏电池的性能至关重要。清洗 硅片可以去除表面的杂质和污染物，提高硅片的反射率和转换效率，从而提高光 伏电池的发电效率。
在光伏产业中，硅片清洗技术不断发展，从传统的手工清洗、超声波清洗到自动 清洗和机器人清洗，清洗效率和清洁度不断提高，为光伏产业的发展提供了有力 支持。
喷淋法
总结词
通过喷嘴将清洗液喷洒在硅片表面，利用高速水流将污渍冲刷掉。
详细描述
喷淋法适用于大面积硅片的清洗，能够快速去除硅片表面的污渍和残留物。喷嘴 的角度、距离和清洗液的流量都会影响清洗效果，需要根据实际情况进行调整。
超声波清洗法
总结词
利用超声波在清洗液中产生的高频振动，使污渍与硅片表面分离。
要指标。
表面粗糙度
硅片表面的粗糙度影响其光学 和电学性能，需控制在一定范 围内。
腐蚀度
清洗过程中对硅片的腐蚀程度 ，需控制在最低限度。
清洗效率
单位时间内清洗一定数量硅片 的速率，是衡量清洗效率的指
标。
硅片清洗质量检测的方法与设备
目视检测
颗粒计数器
表面粗糙度仪
化学分析
通过肉眼观察硅片表面， 判断其清洁度和表面质
硅片清洗工艺的详细分析
太阳能硅片的清洗工艺1.药槽清洗液最佳配比确定由以上实验数据分析, 在清洗剂浓度较低时,不能达到良好的清洗效果, 切割过程中吸附到Si片表面的砂浆等沾污依然停留在 S i 片表面。
提高清洗剂用量, 砂浆残留的片数减少, 但是持续加大清洗剂用量, 又会造成新的污染, 即清洗剂残留，和砂浆残留一样, 会影响Si 片的质量。
因此选择其中效果最好的配比为2.0L。
2．药槽清洗温度的确定药槽清洗温度设置与表面活性剂的性质密切相关，这是因为在低温时非离子表面活性剂与水完全混溶, 亲水基聚氧乙烯与水形成的氢键能量低, 随着温度升高分子热运动加剧氢键被破坏, 导致非离子表面活性剂在水中的溶解度下降, 当温度升高并且达到一定值时, 非离子表面活性剂从水溶液中析出变混浊, 此时的温度即为浊点，温度对非离子表面活性剂的去污能力的影响是明显的, 研究表明当温度接近于浊点时, 清洗效果最好。
通过实验得出40-55℃均可, 但45℃为最佳。
3.碱性清洗液与Si的反应选择生产线连续进行清洗一个药槽,从新配清洗液开始每隔1 min测其 pH 值, 所得数据如图。
配置好准备清洗用的碱性清洗液pH值在 1 2~1 3 , 碱性很强, Si片浸人清洗液后,表面会产生大量直径在0.5mm 左右的气泡, 认为是Si和清洗液中大量存在的-OH 发生如下反应:Si+4OH-→(SiO4)4+2H2反应持续进行, 过程测量药槽中清洗液pH值, 相比开始降低0.1-0.3,但是继续测量, pH值将保持在一定水平11. 5-1 2 左右不再继续下降,这是因为上步反应生成的 (SiO4)4是不稳定的, 它在水溶液中继续和水发生如下反应(SiO4)4+ 4H20→Si(OH)4 + 4OH-在式(1)中消耗的OH-得到补充,在反应达到平衡后, OH-基本保持不变,如此清洗液的pH值可以保持在一定范围而不持续下降, 能够获得稳定的清洗效果.4.表面沾污的来源Si 片内部的原子排列整齐有序,每个 Si原子的4个价电子与周围原子的价电子结合构成共价键结构。
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硅材料加工中的硅片清洗技术教程
硅片清洗是硅材料加工过程中的重要环节之一，它直接影响到硅片的质量和性能。
在硅材料的加工过程中，硅片表面会附着各种有害物质，包括灰尘、油污、光刻胶等。
若不进行适当的清洗处理，这些污染物会严重影响硅片的电性能、光学性能以及其他性能指标。
因此，掌握合适的硅片清洗技术，并运用正确的方法清洗硅片，对于确保硅材料加工的质量和稳定性至关重要。
本文将向读者介绍一些常见的硅片清洗技术，并提供一些实用的清洗步骤和注意事项，以供参考。
常见的硅片清洗技术
1. 碱性清洗技术
碱性清洗技术是目前应用最广泛的硅片清洗技术之一。
其原理是利用碱性溶液的腐蚀性，将硅片表面的污染物溶解掉。
碱性清洗液一般选用氢氧化钠(NaOH)、氢氧化铵(NH4OH)等碱性溶液。
清洗时，将硅片浸泡在碱性溶液中，通过机械搅拌或超声波震荡等方法加速清洗过程。
碱性清洗技术适用于去除硅片表面的有机物、无机污染物以及光刻胶等。
2. 酸性清洗技术
酸性清洗技术主要用于去除硅片表面的金属杂质和氧化物等。
常用的酸性溶液有氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)等。
与碱性清洗不同，酸性清洗在清洗过程中要注意反应速度和清洗
时间，以免对硅片造成深度腐蚀或毁坏。
3. 气体清洗技术
气体清洗技术是一种对硅片进行无接触清洗的方法。
常用的气
体包括氮气(N2)、氦气(He)和氩气(Ar)等。
气体清洗方法有两种：
气体溶剂用于直接除去硅片表面的污染物，而气体辅助溶剂则通
过溶剂蒸发、溅射等方式清洗硅片。
该技术的优点是避免了接触
清洗可能带来的机械损伤，并且能够清洗到微米级别的细小尘埃。
实用清洗步骤和注意事项
1. 预处理
在进行硅片清洗之前，必须进行预处理步骤来减少不必要的腐
蚀和污染。
首先，将硅片浸泡在纯水中去除尘埃和颗粒物，并通
过超声波清洗去除表面吸附的杂质。
其次，使用有机溶剂去除表
面的油污，如酒精、丙酮等。
最后，使用纯水进行冲洗，确保硅
片表面干净。
2. 碱性清洗
将经过预处理步骤的硅片浸泡在碱性清洗液中，进行机械搅拌
或超声波震荡，清洗5-10分钟。
3. 酸性清洗
将清洗过的硅片移入酸性清洗液中，注意清洗液的浓度和温度。
清洗时间通常控制在5分钟以内，以防过度腐蚀。
4. 气体清洗
使用气体清洗方法时，可选择气体溶剂或气体辅助溶剂。
气体
溶剂可以通过气体喷嘴直接喷洒在硅片上，而气体辅助溶剂则通
过溅射或蒸发方式清洗硅片。
5. 二次清洗和烘干
清洗过的硅片应进行二次清洗，以确保表面没有残留的清洗剂
和污染物。
最后，将硅片放入烘箱中烘干，去除余留的水分，以
保证硅片干燥。
在进行硅片清洗时，需要注意以下事项：
1. 注意个人安全
在进行清洗时，应戴上手套、护目镜等个人防护装备，避免溅
射的酸碱溶液伤害皮肤和眼睛。
2. 控制浓度和温度
清洗溶液的浓度和温度需要根据具体情况进行控制。
过高的浓
度和温度可能导致硅片受损或过度腐蚀。
3. 防止污染
在清洗过程中，要注意防止外界的污染物进入清洗液或硅片表面，以免造成二次污染。
4. 选择合适的清洗方法
根据硅片表面的污染情况选择合适的清洗方法，确保清洗效果
最佳。
总结
硅片清洗是硅材料加工中的重要环节之一，影响着硅片的质量
和性能。
本文介绍了常见的硅片清洗技术，包括碱性清洗、酸性
清洗和气体清洗。
同时，提供了一些实用的清洗步骤和注意事项，以供读者参考。
通过掌握适当的清洗技术和正确的清洗步骤，能
够有效清除硅片表面的污染物，确保硅材料加工的质量和稳定性。