[发明专利]单晶/多晶硅片的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体和太阳能用的单晶或多晶硅片的清洗方法。

背景技术

单晶和多晶硅片是指将硅单晶或多晶材料切割和研磨后所获得的一定平面的硅材料产品；因为切割或研磨通常采用机械加工方式，加上硅片表面因化学键的影响具有较强的表面吸附力，所以硅片表面往往容易吸附各类杂质，如切割砂浆、研磨砂、有机杂质、无机杂质、金属离子和硅粉等，造成硅片表面易发生变花、发蓝、发黑等现象，从而影响后续器件生产。

目前常规的清洗大都采用清洗液浸泡加超声波清洗的方式。清洗液的作用是降低硅片表面的吸附能力，同时活化粘附物，使粘附物易于脱离。而25～40KHz的超声波在液体中传播能产生空化现象，在空化现象中形成的“真空腔”闭合时会产生超过1000个大气压的瞬时高压，连续不断产生的瞬时高压，像一连串小爆炸不停地轰击硅片表面，使表面及缝隙中的污垢迅速剥落。这种空化侵蚀作用就是超声波清洗的基本原理。上述清洗液加超声波的清洗方式能洗去硅片表面的大部分粘附物，但也存在以下的明显缺陷：

首先，超声波在传播时会产生反射、干涉、叠加和共振现象，使超声波在流体介质中易形成驻波，这样悬浮在流体中的微小颗粒便会凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积，表现为清洗后的硅片表面色泽不一致，局部有粘污残留；

另外，研磨片表面粘附物的成分也比较复杂，在实际生产中清洗液的活化作用往往达不到理想的效果，清洗后硅片表面仍会有少量粘附物残留，影响后道器件加工的质量和成品率。

为此，在直接采用硅片作为热扩散的器件生产工艺中，往往规定在热扩散前需要对硅片进行“酸洗”，以期洗净残留物。这样不仅增加生产成本，而且酸洗中使用的酸会对环境造成污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环保型的单晶/多晶硅片的清洗方法，采用该方法清洗后所得的单晶/多晶硅片表面洁净度高。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种单晶/多晶硅片的清洗方法，包括以下步骤：

1)、粗洗：

将硅片放入PFA花篮内，于室温中将载有硅片的PFA花篮浸入去离子水中在超声波作用下进行粗洗；超声波频率为20～100KHz，粗洗时间为2～20分钟；

2)、浸泡：

室温中将上述载有粗洗后硅片的PFA花篮移入无机碱稀溶液中浸泡，浸泡时间为2～30分钟；

3)、清洗：

室温中将上述载有浸泡后硅片的PFA花篮浸入去离子水中在超声波作用下进行清洗；超声波频率为20～100KHz，清洗时间为2～20分钟；

4)、碱洗：

将上述载有清洗后硅片的PFA花篮浸入流动的无机碱溶液中，在超声波作用下进行碱洗；超声波频率为20～100KHz，清洗时间为3～20分钟，清洗温度为30～85℃；

5)、再次清洗：

将上述载有碱洗后硅片的洗篮浸入流动的去离子水中，在超声波作用下进行再次清洗；超声波频率为20～100KHz，清洗时间为2～20分钟，清洗温度为0～25℃；

6)纯水漂洗：

将上述载有再次清洗后硅片的PFA花篮浸入流动的去离子水中，室温中在超声波作用下进行漂洗；超声波频率为20～100KHz，清洗时间为2～20分钟；

7)、干燥：

将上述纯水漂洗后的硅片进行干燥处理。

作为本发明的单晶/多晶硅片的清洗方法的改进：在步骤1)以及步骤3)～步骤6)的工作过程中，使PFA花篮上下摇动，摇动频率为30-90次/分钟。

作为本发明的单晶/多晶硅片的清洗方法的进一步改进：步骤2)中，无机碱稀溶液的质量浓度为0.1％～5％；步骤4)中，无机碱溶液的质量浓度为30～55％；所述无机碱为KOH、NaOH或四甲基氢氧化铵(TMAH)。

作为本发明的单晶/多晶硅片的清洗方法的进一步改进：步骤4)中无机碱溶液流量为1升～10升/分钟，步骤5)中去离子水流量为2升～20升/分钟，步骤6)中去离子水流量为2升～20升/分钟。

作为本发明的单晶/多晶硅片的清洗方法的进一步改进：步骤7)中将载有硅片的PFA花篮进行离心甩干处理；离心速度为800～1000rpm，离心时间为30秒～10分钟。