硅片碱液清洗机技术方案
硅材料加工中的硅片清洗技术教程
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。
硅片碱液清洗机技术方案
硅片碱液清洗机技术方案硅片碱液清洗机技术方案一、项目背景硅片是半导体行业的核心材料，其质量和精度直接影响着芯片的性能和成本。
硅片生产中，需要进行多次的清洗工艺，以去除表面的有机和无机污染物，保证硅片的质量。
其中之一就是碱液清洗，碱液清洗是一种常规的硅片清洗工艺。
目前，硅片碱液清洗主要采用的是手工清洗和人工操作设备清洗两种方式。
手工清洗效率低，操作复杂，易受人员技术水平和误操作影响；人工操作设备清洗虽然提高了清洗效率，但设备复杂，成本高昂。
因此，研发一套高效、自动化程度高、操作简单、使用成本低的硅片碱液清洗机就显得尤为重要。
二、设备介绍硅片碱液清洗机主要由清洗池、机械手、排液池、液位控制器、负压泵等组成。
1. 清洗池：根据需要，清洗池可配备不同浓度的碱液，以便于进行不同程度的清洗。
2. 机械手：机械手用于把硅片放入清洗池中，并在清洗完成后将其取出。
机械手通过电机驱动，动作精度高，操作简单。
3. 排液池：排液池用于收集清洗后的废液，通过泵抽走。
4. 液位控制器：液位控制器通过传感器控制清洗池内溶液的液位高度，以确保清洗效果和清洗时间的稳定性。
5. 负压泵：负压泵用于押送清洗池中的碱液，确保其能够流过硅片的表面。
同时，负压泵还可以用于排除空气，保证清洗效果。
三、设备原理硅片碱液清洗机采用的是静态清洗法，即硅片放在清洗池中，通过负压泵押送碱液，在静止状态下进行清洗。
具体步骤如下：1. 制备碱液：按要求配制碱液，将其灌入清洗池。
2. 将硅片放入清洗池中，启动机械手，使其位置准确无误。
3. 启动负压泵，押送碱液。
4. 在设定的时间内进行清洗，清洗时间根据加工程度和要求设定合适的值。
5. 清洗完成后，关闭负压泵，将硅片从池内拿出，放置在初步处理工位。
四、设备特点1. 设备自动化程度高，操作简单，减少人工干预，提高清洗效率。
2. 清洗质量稳定，清洗效果可控，清洗后硅片质量好。
3. 操作过程安全可靠，设备故障率低，维护成本低。
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。
硅片清洗机的结构设计及电气控制
硅片清洗机的结构设计及电气控制摘要：一、硅片清洗机的概述二、硅片清洗机的结构设计1.清洗腔2.清洗液循环系统3.喷淋系统4.控制系统三、硅片清洗机的电气控制1.电气控制系统的组成2.电气控制系统的工作原理四、硅片清洗机的维护与保养正文：一、硅片清洗机的概述硅片清洗机是一种用于清洗硅片的设备，其主要目的是去除硅片表面的污垢和氧化物，以保证硅片表面的光洁度和洁净度，从而为后续的加工工艺提供良好的基础。
硅片清洗机在光伏行业、半导体行业等领域有着广泛的应用。
二、硅片清洗机的结构设计1.清洗腔清洗腔是硅片清洗机的主要工作部分，硅片在这里进行清洗。
清洗腔通常由不锈钢材料制成，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。
清洗腔内部设有喷淋系统和清洗液循环系统，以保证硅片表面被充分清洗。
2.清洗液循环系统清洗液循环系统负责清洗液的循环和加热。
循环系统通常由泵、加热器和管道等组成，泵负责将清洗液从清洗腔内抽出，经过加热器加热后，再流回清洗腔内。
这样，可以保证清洗液的温度保持在设定范围内，有利于提高清洗效果。
3.喷淋系统喷淋系统负责将清洗液喷淋到硅片表面，以实现对硅片表面的清洗。
喷淋系统通常由喷淋头、喷淋管道和清洗液储存罐等组成。
喷淋头通常设有多个喷嘴，以保证清洗液能均匀地喷淋到硅片表面。
4.控制系统控制系统负责对整个清洗过程进行控制，包括清洗时间、清洗液温度、喷淋压力等参数的控制。
控制系统通常由PLC、触摸屏等人机界面设备组成，操作人员可以通过触摸屏设置清洗参数，并实时监控清洗过程。
三、硅片清洗机的电气控制1.电气控制系统的组成电气控制系统主要由电源系统、电机控制系统、传感器系统、人机界面系统等组成。
电源系统负责为整个设备提供电力，电机控制系统负责控制清洗腔、清洗液循环系统、喷淋系统等部分的电机，传感器系统负责实时监测设备运行状态，人机界面系统负责与操作人员进行交互。
2.电气控制系统的工作原理电气控制系统的工作原理如下：首先，操作人员通过人机界面系统设置清洗参数，包括清洗时间、清洗液温度、喷淋压力等；然后，人机界面系统将设置的参数转换为电信号，发送给PLC；接着，PLC 根据接收到的电信号，控制电机控制系统对各个电机进行调速、启停等操作，从而实现对整个清洗过程的控制；最后，传感器系统实时监测设备运行状态，将监测到的数据发送给PLC，以便PLC 根据实际情况对电机进行调整。
硅片碱液清洗机技术方案
硅片碱液清洗设备技术方案书呼和浩特市欧通能源科技有限企业目录一、系统规定: (3)二、清洗原理 ............................................................................... 错误!未定义书签。
三、设备构造构成 ....................................................................... 错误!未定义书签。
四、流程总述 ............................................................................... 错误!未定义书签。
五、清洗工艺流程 ....................................................................... 错误!未定义书签。
六、设备重要技术参数............................................................... 错误!未定义书签。
1.热水压力喷淋清洗工位 (5)2.碱液刷洗工位 (6)3.压力喷淋漂洗工位 (6)4.吸水辊吸水工位 (6)5.风刀切液工位 (6)七、系统描述 ............................................................................... 错误!未定义书签。
1.上、下料装置 (7)2.热水压力喷淋清洗工位、压力喷淋漂洗工位 (7)3.碱液刷洗工位 (7)4.吸水辊吸水工位 (7)5.风刀切液工位 (7)八、安全防护 ............................................................................... 错误!未定义书签。
碱洗作业指导书
4.2.9使用的NaOH纯度≥98%.
4.2.10使用的HCL分析纯为36%～38%.
4.3设备及材料
4.3.1设备
碱雾处理塔、排风机( 22KW)、酸洗腐蚀柜、超声波清洗机、酸洗槽、冲水槽、浸泡槽、装料台.
4.3.2材料
引水管、碱洗槽、纱网、有机面罩、防毒口罩、一次性口罩、防酸/碱围裙、防酸/碱手套、乳胶手套、防酸/碱雨靴、NaOH、HCL.
4.4安全注意事项
4.4.1作业过程中,劳保用品一旦破损,立即更换.
4.4.2小心强碱NaOH对人体造成灼伤,若不小心碱液溅到皮肤上眼睛里,,立即用流动的清水冲洗.
4.4.3配制碱液时，动作要轻，不得野蛮操作.
4.4.4碱洗时,注意酸碱液不得外溢,污染环境.
4.4.5废空桶和袋子及时清理并按规定放置.
4.4.6防止烘箱、烘干车高温对人体造成烫伤.
4.4.7严防水进入超声波清洗机控制箱.
附操作方法参考图片:
正确穿戴好防护用品装料碱洗硅片一级冲洗
二级冲刷,目检外观HCL浸泡冲水桶过水三级纯水冲洗
超声波清洗四级纯水浸泡沥水后送往烘干房装入烘箱烘5.支持性记录
《烘干记录表》YGJY-QR-164。
链式硅片清洗的工艺流程
链式硅片清洗的工艺流程链式硅片清洗的工艺流程通常包括以下步骤：预洗、主洗、去离子水冲洗、干燥等。
第一步是预洗。
预洗的主要目的是去除硅片表面的大颗粒杂质和有机污染物。
预洗通常使用碱性清洗剂进行，常见的清洗剂有氨水、硝酸、磷酸等。
首先，将硅片放入预洗设备中，设备中的清洗液与硅片表面接触，清洗液破坏有机污染物的化学键，使其脱落。
随后，进行力学清洗，通过刷洗或气泡冲击等方式，进一步清洗硅片表面。
预洗时间通常为几分钟到半个小时不等。
第二步是主洗。
主洗的主要目的是去除预洗过程中残留的有机污染物和颗粒杂质，并恢复硅片表面的电性能。
主洗通常使用强酸和强碱进行，常见的清洗剂有盐酸、硝酸、氢氧化钠等。
首先，将硅片放入主洗设备中，设备中的清洗液进一步去除有机污染物和颗粒杂质。
清洗液与硅片表面发生化学反应，将其溶解或转化为可溶性物质。
主洗时间通常为几分钟到十几分钟不等。
第三步是去离子水冲洗。
去离子水冲洗的主要目的是去除主洗过程中残留的酸碱及其他离子污染物。
通常使用去离子水设备进行冲洗。
去离子水具有极高的纯净度，其中的离子浓度非常低。
硅片放入去离子水设备中，通过大量的去离子水冲洗硅片表面，去除残留的污染物。
去离子水冲洗时间通常为几分钟到半小时不等。
最后一步是干燥。
将冲洗过的硅片放入干燥设备中，通常使用热风或氮气进行烘干。
热风能够快速将硅片表面的水分蒸发掉，氮气则能够避免硅片表面的氧化。
干燥时间通常为几分钟到半个小时不等。
以上就是链式硅片清洗的工艺流程。
清洗过程中需要注意的是，选择适当的清洗剂和清洗时间，确保清洗效果和硅片的安全性。
此外，清洗设备和工艺也需要进行定期的维护和校准，以确保清洗的稳定性和一致性。
清洗后的硅片可以进一步用于半导体制造等领域。
硅片腐蚀碱洗作业指导书
4操作步骤：
4.1彩片用HF浸泡5小时左右，用自来水洗净；
4.2把洗过的彩片和片料放入配置30-35%的NAOH溶液中3分钟（当中要不停的搅拌）。迅速的放入纯水中反复冲洗（2分钟）；
4.3把碱洗好的片料放入配置好的HCI槽内（浓度为18%）反复搅拌洗（5分钟）。用纯水反复冲洗（经过3个漂洗槽，每槽5分钟时间）；
江苏淮安标准操作文件
编号：
硅片腐蚀（碱洗）作业指导书
版本：
受控状态：
批 准
审 核
编 制
日 期
日 期
日 期
1目的：
使已经有污染的硅片腐蚀、清洗干净能用于拉制太阳能级单晶的原材料；
2使用材料：
HF（49%）、NAOH（99%）、HCL（37%）、片料、烘箱。
3常用工具、设备：
碱洗蓝、漂洗槽、超声波发声器、纯水、烘箱、封装机等。
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硅片碱液清洗设备技术方案书
编制审核
原料加工部：综合计划部：安环部：
会签
质量检验部：人事行政部：财务部：
批准日期年月日呼和浩特市欧通能源科技有限公司
目录
一、系统要求： (3)
二、清洗原理 (3)
三、设备结构组成 (3)
四、流程总述 (4)
五、清洗工艺流程 (4)
六、设备主要技术参数 (5)
1、热水压力喷淋清洗工位 (5)
2、碱液刷洗工位 (5)
3、压力喷淋漂洗工位 (5)
4、吸水辊吸水工位 (6)
5、风刀切液工位 (6)
七、系统描述 (6)
1、上、下料装置 (6)
2、热水压力喷淋清洗工位、压力喷淋漂洗工位 (6)
3、碱液刷洗工位 (7)
4、吸水辊吸水工位 (7)
5、风刀切液工位 (7)
八、安全防护 (7)
九、清洁要求 (7)
十、整机参数： (7)
十一、设备配送技术资料： (7)
十二、售后服务： (8)
一、系统要求：
a)清洗对象：硅片；
b)线速度：0-4米/分；
c)清洗介质：自来水、碱性硅片清洗剂；
d)产量：2吨/8小时
二、清洗原理
采用托辊双动力输送，上压辊利用机械高速辊刷法加碱性清洗剂将硅片上下表面的油墨及杂质去除，然后利用高压水喷洗硅片表面，将硅片表面残留的杂质及碱性清洗剂冲洗干净。
三、设备结构组成
该设备至少由上料工位、热水压力喷淋清洗工位、碱液刷洗工位、压力喷淋漂洗工位、吸水辊吸水工位、风刀切液工位、下料工位、加热温控系统、托辊输送系统、压辊定位系统、储液槽、无纺布过滤系统、机体框架及电气控制系统等组成。
示意图如下：
四、流程总述
首先人工将硅片摆在上料工位，由托辊输送系统将硅片输送至设备内部，在托辊和定位辊的输送下依次进入热水压力喷淋清洗工位、碱液刷洗工位、压力喷淋漂洗工位，硅片漂洗完成后通过吸水辊工位将硅片表面大部分的水分吸走，然后由托辊输入风刀切液工位，风刀切液工位将硅片表面残留的水气吹干，最后由托辊输送至下料工位的滑板上，硅片自动掉入下一工序的上料位。
至此完成一个完整的清洗烘干流程。
五、清洗工艺流程
上料工位→热水压力喷淋清洗工位→碱液刷洗工位→压力喷淋漂洗工位→吸水辊吸水工位→风刀切液工位→下料工位
序号工序有效尺寸约清洗方式温度控制清洗介质传送方式
1 上料工位L500×W600mm ---- ---- ---- 人工上料
2 热水压力喷
淋清洗工位
L420×W600mm 高压喷淋40-50℃自来水托辊传输
3 碱液刷洗工
位
L1400×
W600mm
毛刷刷洗40-50℃
市水+碱性
清洗剂
托辊传输
4 压力喷淋漂
洗工位
L420×W600mm 高压喷淋常温市水托辊传输
5 吸水辊吸水
工位
L350×W600mm ---- ---- ---- 托辊传输
6 风刀切液工
位
L500×W600mm ---- ---- ---- 托辊传输
7 下料工位L200×W600mm ---- ---- ---- 滑板下料
六、设备主要技术参数
1、热水压力喷淋清洗工位
有效尺寸约L420mm×W600mm；
材质采用非金属材料，如PVC材质，厚度10mm；
结构形式上下各设三道喷淋装置；
配储液槽一个，喷淋泵一台，喷淋泵功率1.5KW，储液槽上方配无纺布用于拦截杂质；
工件通过的上方设压辊定位系统；
温度控制储液槽内置加热管，加热功率约6KW，加热温度约50℃左右；
液体流向储液槽中的市水由循环泵分别注入三道喷淋装置，喷淋后的水溶液经过无纺布过滤后流回储液槽；
2、碱液刷洗工位
有效尺寸约L1400mm×W600mm；
材质槽体采用非金属材料，如PVC材质，厚度10mm；
结构形式设上下两道刷洗装置，共4组刷辊，每组刷辊电机功率1.5KW；
配储液槽一个，循环泵一台，循环泵功率1.5KW，储液槽上方配无纺布用于拦截杂质；
工件通过上方设压辊定位系统；
温度控制储液槽内设加热管，加热功率约6KW，加热温度40-50℃；
液体流向储液槽中的清洗液经循环泵抽取进入碱液刷洗工位，碱液刷洗工位中的液体经无纺布过滤后流回储液槽；
3、压力喷淋漂洗工位
有效尺寸约L420mm×W600mm；
材质采用非金属材料，如PVC材质，厚度10mm；
结构形式上下各设三道喷淋装置；
配储液槽一个，喷淋泵一台，喷淋泵功率 1.5KW，储液槽上方配无纺布用于拦截杂质；
工件通过的上方设压辊定位系统；
液体流向自来水直接注入第三道喷淋装置，经第三道喷淋后的水溶液经无纺布过滤后直接流进储液槽，储液槽中的水溶液由循环泵抽取后分别注入第一道和第二道喷淋装置，第一道和第二道喷淋后的水溶液由无纺布过滤后流回储液槽；储液槽中多余的水溶液通过溢流口直接排进废液管道。
4、吸水辊吸水工位
有效尺寸约L350×W600mm；
材质采用非金属材料，如PVC材质，厚度10mm；
结构形式共设三道吸水辊；
5、风刀切液工位
有效尺寸约L500×W600mm；
材质采用非金属材料，如PVC材质，厚度10mm；
结构形式封闭风刀室，高压风刀切液工位，上下风刀吹水，槽内设导风板，底部设集水盘，收集切下的清洗液；
风机配风机1台，风机功率4KW；
七、系统描述
1、上、下料装置
上料和下料均采用双动力传输辊，传动电机功率0.75KW。
下料端设计为带有一定坡度的滑板，以保证硅片能够自动滑落至下一工序。
2、热水压力喷淋清洗工位、压力喷淋漂洗工位
热水压力喷淋清洗工位和压力喷淋漂洗工位均设上下三道喷淋系统，喷淋清洗和漂洗过程中硅片上部均设有压辊定位系统，防止硅片漂浮。
喷淋清洗时储液槽中设有加热管，采用温水喷淋有利于硅片表面的清洗。
另外喷淋后的液体进入储液槽之前设有无纺布，能够有效将工件表面的杂质碎屑拦截，液体重复利用率有效提高。
3、碱液刷洗工位
碱液刷洗工位设上下两道刷辊，刷洗硅片上方时硅片下部设有托辊输送系统，刷洗硅片下方时硅片上部设有压辊定位系统，防止硅片漂浮。
储液槽内设有加热管，采用温水加碱性清洗剂进行清洗，使硅片表面的油墨及杂质能够快速高效的去除。
4、吸水辊吸水工位
设三道吸水辊，该工位能够将硅片表面大部分的水分吸走。
5、风刀切液工位
吸水辊将漂洗完成后的硅片表面大部分的水分吸走后，硅片进入该工序，高压风通过风机从风刀吹出，将硅片表面残留的水份吹干。
八、安全防护
该设备所有转动部位、有压力意外释放部位、容易引发高温烫伤部位等，均应进行应有的防护，以及设置紧急停机装置。
九、清洁要求
该设备所涉及的水槽、滚刷等，均应做到便于拆卸清洁，以及清洁后各部件便于组装恢复。
十、整机参数：
1、设备外形尺寸约：L4500*W1000*H1180mm
2、动力总功率约：15.25KW
3、加热总功率约：12KW
4、电源：380VAC/50Hz （三相四线＋地线）
十一、设备配送技术资料：
1、操作使用说明书（含安装、操作及维修）叁份；
2、产品合格证明书（含产品合格证及保修卡）叁份。
十二、售后服务：
1、设备制作方向现场施工人员提供所需的所有细节，以便准备现场安装。
2、设备制作方应到用户工厂现场安装设备。
3、设备安装期间，设备制作方为用户设备操作人员提供设备的操作、维护保养、紧急事故处理等技术培训。
4、设备交付使用后设备制作方无偿为用户提供为期一年的技术支持与服务，无偿为用户提供非人为而损坏的设备零件。
一年后设备制作方为用户提供终身技术服务。