本发明专利技术提供一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，包括依次设置的预清洗单元、碱洗单元、酸洗单元和干燥单元，在所述碱洗单元至少包括一个碱液槽，所述干燥单元至少包括烘干槽。本发明专利技术还提出一种大尺寸硅片碱腐清洗工艺。本发明专利技术可去除硅片表面由减薄造成的损伤层，同时最大限度地降低硅片表面的金属离子，保证硅片表面洁净，提高硅片表面洁净度，保证产品质量，提高硅片清洗的成品率。
A large-scale alkaline corrosion cleaning device for silicon wafer and its cleaning process
【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸硅片碱腐清洗装置及清洗工艺
本专利技术属于单晶硅清洗
，尤其是涉及一种大尺寸硅片碱腐清洗装置及清洗工艺。
技术介绍
在单晶硅片生产过程中，清洗质量的好坏决定着电子器件的性能、可靠性和稳定性，而随着单晶硅片向大尺寸化和薄片化的发展，对硅片清洗的要求标准更高。硅片尺寸越大，则其表面附着的颗粒、有机物和金属离子等污染物的数量更多，目前清洗装置如图1所示，先用氯化氢和氟化氢的混合液对硅片的金属离子进行清洗，然后再用双氧水和氨水的混合液对硅片表面的颗粒和有机物进行清洗，且在每个药液槽之后均设一纯水槽，最后再甩干硅片表面的水分，但这一结构中先清洗损伤层表面的金属杂质再氧化腐蚀损伤层的设置，使得在氧化腐蚀过程中，仍然有金属杂质残留在硅片表面，无法完全清洗掉，严重影响硅片的光电转化效率；而且用甩干的方式对硅片表面说服进行去除，硅片容易被磕碰，增加碎片风险。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种大尺寸硅片碱腐清洗装置及清洗工艺，尤其是适用于大尺寸硅片的清洗，解决现有技术中无法对硅片表面完全清洗干净且碎片率高的技术问题，保证硅片品质，降低生产成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，包括依次设置的预清洗单元、碱洗单元、酸洗单元和干燥单元，在所述碱洗单元至少包括一个碱液槽，所述干燥单元至少包括烘干槽。进一步的，在所述碱洗单元和所述酸洗单元之后均设有清洗槽，所述清洗槽中的清洗液为纯水。进一步的，所述碱液槽数量为两个，在所述碱洗槽中均设有摇摆泵。进一步的，所述酸洗单元包括酸洗槽；所述预清洗单元包括预清洗槽。进一步的，所述干燥单元还包括慢提拉槽，所述慢提拉槽置于所述烘干槽之前。一种大尺寸硅片碱腐清洗工艺，包括依次对硅片进行碱性清洗、酸性清洗和干燥处理；所述碱性清洗至少包括一次碱液清洗。进一步的，在所述碱性清洗之前还设有溢流预清洗，在所述酸性清洗和所述干燥处理之前均设有喷淋清洗；所述溢流预清洗时间为40-60s；所述喷淋清洗时间为230-260s。进一步的，在所述碱性清洗过程中用所述摇摆泵对碱液进行回转摇动，摇动时间为80-100s，清洗温度为75-95℃。进一步的，所述碱洗槽中的药液为KOH溶液，所述KOH溶液浓度为40-50％；在所述酸洗槽中的药液为HCL和H2O2的混合溶液，HCL浓度为30-38％，H2O2浓度为35-40％。进一步的，所述干燥处理包括温水慢提拉和烘干，所述慢提拉温度为35-50℃；所述干燥温度为55-70℃。采用本专利技术设计的清洗装置和清洗工艺，不仅可去除硅片表面由减薄造成的损伤层，同时最大限度地降低硅片表面的金属离子，保证硅片表面洁净，提高硅片表面洁净度，保证产品质量，提高硅片清洗的成品率。附图说明图1是现有技术用清洗装置的结构示意图；图2是本专利技术一实施例的一种大尺寸硅片碱腐清洗装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提出一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，如图2所示，尤其是适用于直径为280-320mm的大尺寸硅片，包括依次设置的预清洗单元、碱洗单元、酸洗单元和干燥单元，预清洗单元包括1#预清洗槽；在碱洗单元中至少包括一个碱液槽，在本实施例中，设有两个碱液槽，分别为2#碱液槽和3#碱液槽，干燥单元中依次包括7#满提拉槽和8#烘干槽；在碱洗单元和酸洗单元之后均设有清洗槽，分别为4#清洗槽和6#清洗槽，所有槽体均并排设置，通过夹爪机械手对硅片进行操作，夹爪机械手为常用结构，在此省略。在预清洗单元中，主要是对减薄后的硅片表面中的大颗粒杂质进行纯水清洗，预清洗时间为40-60s。在1#预清洗槽中所用的清洗液为超纯水，超纯水是通过专用超纯水系统制备出的水，此种设备为本申请非重点，在此省略。超纯水中不含胶体物质、气体以及有机物，几乎没有导电介质，用超纯水进行硅片清洗，纯水不会被硅片表面中的金属离子分解，清洗效果好且纯度高，清洗得更干净。因硅片尺寸的加大，需要增加水流量的循环，在本实施例中，1#预清洗槽的水流量为1.6-2.2L/min。同时在1#预清洗槽中，采用常用超声波鼓泡循环和溢流清洗方式，同时在预清洗槽中增加一循环回转摇摆泵，可充分增加硅片清洗。在强烈的超声波作用下，超纯水清洗液内部会产生疏部和密部，疏部产生近乎真空的空腔泡，当空腔泡消失的瞬间，其附近便产生强大的局部压力，使分子内的化学键断裂，因此硅片表面杂质解吸。当超声波的频率和空腔泡的振动频率共振时，机械作用达到最大，泡内聚集的大量热能，使温度升高，促进化学反应的发生，从而起到辅助清洗的作用，其中超声波的频率设置可根据实际情况设置，在此不做限制。在碱洗单元中，至少设有一个碱洗槽，在本实施例中，设有两个碱洗槽，分别为2#碱洗槽和3#碱洗槽，两个碱洗槽中的药液均为KOH溶液，且KOH溶液的浓度为40-50％，优选地，KOH溶液的浓度为45％。两个碱洗槽的设置是用其中一个作为碱腐槽，另一个为备用槽，当第一个碱腐槽中腐蚀效果不好时，用第二碱洗槽作为备用槽进行碱腐处理。KOH腐蚀配合超声可对硅片表面进行腐蚀，将硅片表面的金属腐蚀裸露出来，同时还可去除硅片表面的颗粒杂质。在两个碱洗槽中，均采用鼓泡循环和溢流循环处理，可提高金属离子的腐蚀效果；同时在碱洗槽中还增加设置回转摇摆泵，增加碱洗槽中碱液的混合效果，使KOH溶液充分被搅拌，可进一步提高碱洗效果。在2#碱洗槽和3#碱洗槽中，所有碱液的循环量均为25-35L/min，碱液清洗温度为75-95℃，碱液清洗时间为95-110s，其中摇摆泵对碱液进行回转摇动，摇摆泵的摇动时间为80-95s，即当硅片进入碱液槽后，夹爪机械手松开，摇摆泵开始工作直至硅片出槽。KOH碱液在高温下对硅片进行快速腐蚀，损伤层存在时，采用上述工艺，硅片腐蚀速率可达3-5μm/min；损伤去除完全后，硅片腐蚀速率约为0.8-1.2μm/min。经腐蚀，硅片表面脏污及表面颗粒脱离硅片表面进入溶液，从而完成硅片的表面清洗。在本实施例中，摇摆泵为市面上买到的水泵，具体型号可根据实际需要选择，在此不详细要求。碱洗后的硅片进入4#清洗槽中进行清洗，以去除硅片表面的金属离子和颗粒杂质，还有残留的碱液。清洗液为超纯水，清洗时间为230-260s。在本次清洗过程中，水流量为1.6-2.2L/min。4#清洗槽中加满纯水后，同步用喷淋方式对硅片进行清洗，然后快速排出清洗槽中的清洗液；再重新向清洗槽中注水，喷淋头继续喷淋，当清洗槽中的水满后，再快速排出清洗槽中的清洗液，连续两次快排冲洗，使得这种溢流和喷淋结合的方式对硅片清洗得更加干净，保证硅片表面的洁净度，最大限度地降低硅片表面的金属离子。在酸洗单元中包括5#酸洗槽，5#酸洗槽中的药液为HCL、H2O2和超纯水的混合溶液，其中HCL浓度为30-38％，H2O2浓度为35-40％，其余为水。酸液的循环量为22-26L/min，在温度为21-25℃条件下，硅片表面的损本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，其特征在于，包括依次设置的预清洗单元、碱洗单元、酸洗单元和干燥单元，在所述碱洗单元至少包括一个碱液槽，所述干燥单元至少包括烘干槽。/n
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，其特征在于，包括依次设置的预清洗单元、碱洗单元、酸洗单元和干燥单元，在所述碱洗单元至少包括一个碱液槽，所述干燥单元至少包括烘干槽。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，其特征在于，在所述碱洗单元和所述酸洗单元之后均设有清洗槽，所述清洗槽中的清洗液为纯水。
3.根据权利要求2所述的一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，其特征在于，所述碱液槽数量为两个，在所述碱洗槽中均设有摇摆泵。
4.根据权利要求3所述的一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，其特征在于，所述酸洗单元包括酸洗槽；所述预清洗单元包括预清洗槽。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种大尺寸硅片碱腐清洗装置，其特征在于，所述干燥单元还包括慢提拉槽，所述慢提拉槽置于所述烘干槽之前。
6.一种大尺寸硅片碱腐清洗工艺，其特征在于，包括依次对硅片进行碱性清洗、酸性清洗和干燥处理；所述碱性清洗至少包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘姣龙，武卫，孙晨光，刘建伟，由佰玲，刘园，谢艳，杨春雪，刘秒，常雪岩，裴坤羽，祝斌，王彦君，吕莹，徐荣清，
申请(专利权)人：天津中环领先材料技术有限公司，中环领先半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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