专利名称：金刚石线切割硅晶片的清洗方法
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°C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°C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°C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°C的纯水中用超声波清洗，再将硅晶片放入温度为100-140°C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160 μ m或以下时，所述超声波频率为20-50KHZ ；当清洗其它硅晶片(大于160 μ m)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. lg/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°C 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°C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°C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°C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°C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°C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。(3)清洗后的废水经简单处理后可达标排放。
具体实施例方式实施例1，先将用金刚石线加工的硅晶片放入超声波清洗机中进行脱胶，脱胶后将硅晶片放入温度为45°C的纯水中使用超声波清洗15分钟，超声波频率设为35 KHZ，然后将硅晶片放入在温度设定在70°C的加有4%wt乳酸的水槽中清洗25分钟，酸洗后用用百洁布去除硅晶片表面残胶，再使用自动插片机将硅晶片进行插片分开装在花篮内，每篮装25 片，片厚为200 μ m,再将篮装硅晶片硅晶片放入纯水中用超声波清洗5分钟，超声波频率设为35KHZ。再将篮装硅晶片放入温度设定在50°C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220 1，所述100公斤纯水中含氢氧化钠重量为160克，超声波频率设为30KHZ ；而后再将篮装硅晶片放入温度设定在 55°C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公斤纯水中含氢氧化钠重量是为260克，超声波频率设为35 KHZ，而后再将篮装硅晶片放入温度设定在25°C的纯水中，每次用超声波清洗5分钟，连续清洗3次，超声波频率设为30 KHZ ；再将篮装硅晶片放入温度为120-130°C的甩干机中甩干6-8分钟制成硅晶片。实施例2，先将用金刚石线加工的硅晶片放入超声波清洗机中进行脱胶，脱胶后将硅晶片放入温度为50°C的纯水中使用超声波清洗10分钟，超声波频率设为35 KHZ，然后将硅晶片放入在温度设定在60°C的加有7%wt乳酸的水槽中清洗20分钟，酸洗后用用百洁布去除硅晶片表面残胶，再使用自动插片机将硅晶片进行插片分开装在花篮内，每篮装25片，片厚为200 μ m,再将篮装硅晶片硅晶片放入纯水中用超声波清洗5分钟，超声波频率设为35KHZ。再将篮装硅晶片放入温度设定在60°C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180 1，所述100公斤纯水中含氢氧化钠重量为20克，超声波频率设为30KHZ ；而后再将篮装硅晶片放入温度设定在 55°C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140 1，所述100公斤纯水中含氢氧化钠重量是为140克，超声波频率设为35 KHZ，而后再将篮装硅晶片放入温度设定在25°C的纯水中，每次用超声波清洗5分钟，连续清洗3次，超声波频率设为30 KHZ ；再将篮装硅晶片放入温度为120-130°C的甩干机中甩干6-8分钟制成硅晶片。 另外，当清洗硅晶薄片(薄片厚度为160 μ m或以下)时，其清洗方法与实施例1或实施例2相同，只是所述超声波频度调整为20-50KHZ。
权利要求
1.金刚石线切割硅晶片的清洗方法，其特征在于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°C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°C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°C的硅片清洗剂、氢氧化钠和水的混合液中用超声波清洗，再将硅晶片放入温度为20-30°C的纯水中用超声波清洗，再将硅晶片放入温度为100-140°C的甩干机中甩干。
2.根据权利要求所述的金刚石线切割硅晶片的清洗方法，其特征在于所述方法步骤是(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°C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的乳酸且温度为60-80°C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°C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公斤纯水中含氢氧化钠重量为10-300克，(5)再将上述硅晶片放入温度为40-60°C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公斤纯水中含氢氧化钠重量为10-300克，(6)再将上述硅晶片放入温度为20-30°C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°C的甩干机中甩干5-10分钟。
全文摘要
本发明公开了金刚石线切割硅晶片的清洗方法，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。本发明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；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，清洗废水经简单处理后可达标排放。
文档编号B08B3/12GK102294332SQ20111025154
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月8日
发明者于景, 俞建业, 叶平, 曾斌, 欧阳思周, 汤玮, 胡凯 申请人:江西金葵能源科技有限公司