专利名称：硅片表面的氮化硅膜的清洗液及清除方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体而言，涉及一种硅片表面的氮化硅膜的清洗液及清除方法。
背景技术：
现有技术中，晶硅电池的生产主要流程通常为制绒、扩散、湿法刻蚀、减反射膜的沉积、丝网印刷和烧结。其中，减反射膜的沉积通常是采用PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition,等离子增强化学气相沉积法)工艺形成氮化娃膜。氮化娃(SI3N4)膜是深蓝色减反膜-Si3N4膜，其具有卓越的抗氧化和绝缘性能，同时具有良好的阻挡钠离子、掩蔽金属和水蒸汽扩散的能力；它的化学稳定性也很好，除氢氟酸和热磷酸能缓慢腐蚀外，其它酸与它基本不起作用。然而，在太阳能电池生产过程中，PECVD工序由于设备或工艺的异常，容易出现镀膜外观不合格电池片。如掉渣片、彩虹片等，其中，掉渣片是指由于设备上长期沉积的氮化硅颗粒掉到硅片表面，导致被氮化硅遮挡部位不能镀上的氮化硅膜的硅片；彩虹片是指由于设备传输停止，承载硅片的石墨舟停滞在工艺腔室内，形成的硅片表面氮化硅膜薄厚不均的硅片，由于不同的氮化硅沉积厚度会呈现不同的颜色，因此，此类硅片称为彩虹片。为了降低生产成本，此类电池片需要在印刷前挑出采用特殊清洗方法进行处理从而达到二次利用的目的。目前，通常使用下述方法对不合格的硅片进行清理1、用氢氟酸清洗PECVD后的氮化硅膜使用HF与纯水调节适宜浓度的清洗液，对镀膜后的硅片进行浸泡清洗去膜。2、用磷酸清洗PECVD后氮化硅膜使用H3PO4与纯水调节适宜浓度的清洗液，对镀膜后后的硅片进行浸泡清洗去膜。3、用氢氟酸和硝酸混合液清洗PECVD后氮化硅膜使用HF与HNO3混合液调节适宜浓度清洗液，对PECVD后硅片进行浸泡清洗去膜。但是现有的这些清洗方法通常会造成严重的浪费，这是因为PECVD后不合格硅片分为两种1、掉渣片整体镀膜均匀80nm左右，部分表面未镀膜造成的表面不合格；2、彩虹片单片膜厚不均匀膜厚在75 200nm。现有工艺对第一种不合格硅片可以清理进行再利用，第二种镀膜后不合格硅片由于膜厚不均使用现有第1、2种方案无法对此类硅片进行处理，导致无法二次利用造成浪费。使用第3种方案可以去除，但是由于第3中方案中药液会对硅片进行腐蚀，同时彩虹片氮化硅膜的薄厚不均，药液不同膜厚的氮化硅膜腐蚀速率不同。为了完全将整片的氮化硅膜清洗干净，清洗后会导致硅片薄厚不均无法二次利用。
发明内容
本发明旨在提供一种硅片表面的氮化硅膜的清洗液及清除方法，以解决现有技术中的清洗方法不能有效地对掉渣片或彩虹片进行氮化硅膜清除的技术问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种硅片表面的氮化硅膜的清除方法。该方法包括以下步骤采用清洗液清除硅片表面的氮化硅膜，其中清洗液含有质量比为I : 90 130的高锰酸钾和氢氟酸。
进一步地，清洗液含有质量比为I : 120的高锰酸钾和氢氟酸。进一步地，清洗液中高锰酸钾的质量百分含量I % 10%，氢氟酸的质量百分含量为40% 80%。进一步地，硅片为掉渣片，采用清洗液在室温下对掉渣片浸泡O. 4 I小时。进一步地，采用清洗液对掉渣片浸泡O. 5小时。进一步地，硅片为彩虹片，采用清洗液在室温下对彩虹片浸泡3. 5 4. 5小时。进一步地,采用清洗液对彩虹片浸泡4小时。进一步地，在采用清洗液清除硅片表面的氮化硅膜后进一步包括采用纯净水对硅片进行冲洗两次，然后用热风干燥法对去除氮化硅膜的硅片进行干燥。根据本发明的另一个方面，提供一种用于清除硅片表面氮化硅膜的清除液，该清洗液中高锰酸钾的质量百分含量为1% 10%，氢氟酸的质量百分含40% 80%。应用本发明的技术方案，采用高锰酸钾和氢氟酸按照I : 90 130的质量比溶于水中配制成的清洗液对不合格的硅片(掉渣片或彩虹片)表面的氮化硅膜进行清洗，不仅可以去除表面的氮化硅膜，同时还能保证硅片的厚度，并且对硅片的腐蚀不受反应时间长短的影响。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。根据本发明一种典型的实施方式，氮化硅膜的清除方法包括以下步骤采用清洗·液清除硅片表面的氮化硅膜，其中清洗液含有质量比为I : 90 130的高锰酸钾和氢氟酸。采用高锰酸钾和氢氟酸按照I : 90 130的质量比溶于水中配制成的清洗液对不合格的硅片(掉渣片或彩虹片)表面的氮化硅膜进行清除，由于高锰酸钾具有氧化性只于氮化硅反应不于硅片反应。对于清洗彩虹片，由于硅片表面的氮化硅膜的薄厚不均导致不合格彩虹片的产生主要原因，使用本发明不仅可以去除表面的氮化硅膜，同时还能保证硅片的厚度，不受反应时间的影响对硅片腐蚀。目前现有的工艺，大部分是采用硝酸于HF的混合液，其中硝酸也有具有氧化性，但是同时也和硅片反应。由于彩虹片上氮化硅膜的薄厚不均，膜薄的地方清洗去除后会继续腐蚀硅片，导致全部氮化硅膜去除后硅片的薄厚不均，影响二次利用。优选地，所述清洗液含有质量比为I : 120的高锰酸钾和氢氟酸。采用本发明的清洗液，可以根据要去除的氮化硅膜的厚度等进行浓度的调节，优选地,清洗液中高锰酸钾的质量百分含量为1% 10%，氢氟酸的质量百分含量为40% 80%。当然，低浓度的清洗液可以适当的延长浸泡时间，清洗液的浓度高时，可以适当的缩短浸泡时间，根据本发明一种典型的实施方式，采用清洗液在室温下对掉渣片浸泡O. 4 I小时。优选地，采用清洗液对掉渣片浸泡O. 5小时。根据本发明一种典型的实施方式，采用清洗液在室温下对彩虹片浸泡3. 5 4. 5小时。优选地，采用清洗液对彩虹片浸泡4小时。采用本发明的技术方案对不合格硅片(掉渣片或彩虹片)的氮化硅膜进行去除后，可以采用本领机通常采用的方法对氮化硅膜进行进一步的清理，优选地，在采用清洗液清除所述硅片表面的氮化硅膜之后进一步包括采用纯净水对硅片进行冲洗两次，然后用热风干燥法对去除氮化硅膜的硅片进行干燥。热风干燥优势在于1、对硅片液体残留去除干净；2、干燥时间短。下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。实施例II)清洗液的配制将高锰酸钾和氢氟酸按照I : 90的质量比溶于水中配制成清洗液，氢氟酸的质量百分含量为80% ；2)将掉渣片插入片盒中，放入配好的清洗液；3)室温下浸泡30分钟；
4)取出硅片用纯净水冲洗2次；5)采用热风干燥将硅片经行热风干燥。实施例2I)清洗液的配制将高锰酸钾和氢氟酸按照I : 120的质量比溶于水中配制成清洗液，氢氟酸的质量百分含量为40% ；2)将彩虹片插入片盒中，放入配好的清洗液；3)室温下浸泡4小时；4)取出硅片用纯净水冲洗2次；5)采用热风干燥将硅片经行热风干燥。实施例3I)清洗液的配制将高锰酸钾和氢氟酸按照I : 120的质量比溶于水中配制成清洗液，氢氟酸的质量百分含量为60% ；2)将掉渣片插入片盒中，放入配好的清洗液；3)室温下浸泡60分钟；4)取出硅片用纯净水冲洗2次；5)采用热风干燥将硅片经行热风干燥。二次利用硅片的标准I、表面没有异物残留，表面均呈原硅片颜色。2、清洗后硅片厚度较清洗前硅片厚度减少< 15%，硅片薄厚均匀公差小于20um。利用上述方法进行彩虹片的清洗，结果如表I所示。表I
待清洗硅片类时清洗后效果__S__|0]__
现有工彩虹片5h 表面残留氮化硅膜，厚度减少>15%,硅片薄厚不均公差大
艺于40um
实施例I彩虹片4h表面洁净无残留，厚度减少<15%,硅片薄厚均勻公差小于
____2 Oum_
实施例2彩虹片9h表面洁净无残留，厚度减少<15%，硅片薄厚均勻公差小于
20um
实施例3掉渣片 Ih表面洁净无残留，厚度减少<15%,硅片薄厚均勻公差小于__20um_表I的数据说明，目前的工艺不具备清洗彩虹片的能力，本发明主要是针对彩虹片的清洗有突出的效果，而且采用本发明的清洗方法长时间清洗不会对原硅片造成影响，不用考虑清洗时间对硅片的损害，可以回收再利用。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来 说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种硅片表面的氮化硅膜的清除方法，其特征在于，包括以下步骤 采用清洗液清除所述硅片表面的氮化硅膜，其中所述清洗液含有质量比为I : 90 130的高猛酸钾和氢氟酸。
2.根据权利要求I所述的清除方法，其特征在于，所述清洗液含有质量比为I: 120的高锰酸钾和氢氟酸。
3.根据权利要求I所述的清除方法，其特征在于，所述清洗液中高锰酸钾的质量百分含量1% 10%,所述氢氟酸的质量百分含量为40% 80%。
4.根据权利要求I所述的清除方法，其特征在于，所述硅片为掉渣片， 采用所述清洗液在室温下对所述掉渣片浸泡O. 4 I小时。
5.根据权利要求4所述的清除方法，其特征在于，采用所述清洗液对所述掉渣片浸泡O.5小时。
6.根据权利要求I所述的清除方法，其特征在于，所述硅片为彩虹片，采用所述清洗液在室温下对所述彩虹片浸泡3. 5 4. 5小时。
7.根据权利要求6所述的清除方法，其特征在于，采用所述清洗液对所述彩虹片浸泡4小时。
8.根据权利要求I所述的清除方法，其特征在于，在所述采用清洗液清除所述硅片表面的氮化硅膜后进一步包括 采用纯净水对所述硅片进行冲洗两次，然后用热风干燥法对去除氮化硅膜的所述硅片进行干燥。
9.一种用于清除硅片表面氮化硅膜的清除液，其特征在于，所述清洗液含有质量比为I 90 130的高锰酸钾和氢氟酸，所述清洗液中高锰酸钾的质量百分含量为1% 10%，所述氢氟酸的质量百分含40% 80%。
全文摘要
本发明公开了一种硅片表面的氮化硅膜的清洗液及清除方法。该方法包括以下步骤采用清洗液清除硅片表面的氮化硅膜，其中清洗液含有质量比为1∶90～130的高锰酸钾和氢氟酸。应用本发明的技术方案，采用高锰酸钾和氢氟酸按照1∶90～130的质量比溶于水中配制成的清洗液对不合格的硅片(掉渣片或彩虹片)表面的氮化硅膜进行清洗，不仅可以去除表面的氮化硅膜，同时还能保证硅片的厚度，并且对硅片的腐蚀不受反应时间长短的影响。
文档编号B08B3/02GK102921665SQ20121036554
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者王振如 申请人:英利能源(中国)有限公司