硅片的清洗與制絨

1、硅片的清洗與制絨1第1頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片的化學(xué)清洗 由硅棒、硅錠或硅帶所切割的硅片,表面可能沾污的雜質(zhì)可歸納為三類：油脂、松香、蠟、環(huán)氧樹脂、聚乙二醇等有機(jī)物；金屬、金屬離子及一些無機(jī)化合物；塵埃及其他顆粒（硅，碳化硅）等。 硅片表面沾污的雜質(zhì)2第2頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片的化學(xué)清洗 顆粒沾污：運(yùn)用物理方法，可采取機(jī)械擦洗或超聲波清洗技術(shù)來去除。 超聲波清洗時，由于空洞現(xiàn)象，只能去除 0.4 m 顆粒。兆聲清洗時，由于0.8Mhz的加速度作用，能去除 0.2 m 顆粒，即使液溫下降到40也能得到與80超聲清洗去除顆粒

2、的效果，而且又可避免超聲洗硅片產(chǎn)生損傷。 超聲清洗3第3頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片的化學(xué)清洗 硅片化學(xué)清洗的主要目的是針對上述可能存在的硅片表面雜質(zhì)進(jìn)行去除。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、有機(jī)溶劑（如甲苯、二甲苯、丙酮、三氯乙烯、四氯化碳等）、濃酸、強(qiáng)堿以及高純中性洗滌劑等。 常用的化學(xué)清洗劑4第4頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片的化學(xué)清洗（1）硫酸 熱的濃硫酸對有機(jī)物有強(qiáng)烈的脫水炭化作用，采用濃硫酸能有效去除硅片表面有機(jī)物；（2）王水 王水具有極強(qiáng)的氧化性、腐蝕性和強(qiáng)酸性，在清洗中主要利用王水的強(qiáng)氧化性； 王水能溶解金等不活潑金屬是由

3、于王水溶液中生成了氧化能力很強(qiáng)的初生態(tài)氯Cl和氯化亞硝酰； HNO3+HCl=NOCl+2Cl+2H2O 幾種常用化學(xué)清洗劑的去污作用5第5頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗（3）RCA洗液 （堿性和酸性過氧化氫溶液）RCA號（堿性過氧化氫溶液），配比如下（體積比）： DI H2O：H2O2:NH4OH=5:1:1-5:2:1RCA號（酸性過氧化氫溶液），配比如下（體積比）： DI H2O：H2O2:HCl=6:1:1-8:2:1 RCA洗液使用方法：7585oC，清洗時間1020分鐘，清洗順序?yàn)橄忍柡筇枴?第6頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分

4、，星期六硅片化學(xué)清洗 IC行業(yè)硅片常規(guī)RCA清洗H2SO4/H2O2DI Water RisingHF/DHFDI Water RisingRCA DI Water RisingRCA DI Water RisingDry7第7頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗 作用：硫酸、過氧化氫溶液通過氧化作用對有機(jī)薄膜進(jìn)行分解，從而完成有機(jī)物去除。清洗過程，金屬雜質(zhì)不能去除，繼續(xù)殘留在硅片表面或進(jìn)入氧化層。溶液配比：H2SO4（98）：H2O2(30%)=2:1-4:1。清洗方法：將溶液溫度加熱到100oC以上（130oC），將硅片置于溶液中，浸泡1015分鐘，浸泡后的

5、硅片先用大量去離子沖洗，隨后采用HF進(jìn)行清洗。 H2SO4/H2O28第8頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗作用： 去除硅表面氧化物，清洗后的表面形成SiH鍵荷層。 配制方法： 40%HF與去離子水（DI Water）以1：101：1000比例混合。當(dāng)比例為1：501：1000時，溶液又成為DHF。清洗方法： 室溫條件下，將硅片置于酸液中浸泡1至數(shù)分鐘。 HF和DHF9第9頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗 作用： 去除硅片表面有機(jī)物薄膜及其他表面雜質(zhì)和表面粘附的微粒。配制方法： DI Water:NH4OH(30%):H2O

6、2(30%)5:1:1-5:2:1清洗方法： 把溶液溫度控制在7090oC，將硅片置于溶液中浸泡1020分鐘。 RCA 10第10頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗 作用機(jī)理： 有機(jī)物薄膜主要是通過H2O2的氧化以及NH4OH的溶解而得以去除。在高的PH條件下（如10、11），H2O2是很強(qiáng)的氧化劑，使硅片表面發(fā)生氧化，而與此同時，NH4OH則慢慢地溶解所產(chǎn)生的氧化物。正是這種氧化-溶解，再氧化再溶解過程，SC 洗液逐漸去除硅片表面的有機(jī)薄膜，硅片表面雜質(zhì)微粒的去除也是基于這種原理。 RCA 作用機(jī)理11第11頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，

7、星期六硅片化學(xué)清洗 作用機(jī)理： SC 洗液還能去除硅片表面的部分金屬雜質(zhì)，如B族，B族，及Au，Cu，Ni，Cd，Co和Cr等。金屬雜質(zhì)的去除是通過金屬離子與NH3形成絡(luò)合物的形式去除。 經(jīng)SC 洗液處理，硅片的表面粗糙度并不會得到改善。降低洗液中NH4OH的含量可以在保證清洗效果的同時，提高硅片的表面的光滑程度。通過超聲處理可以增強(qiáng)洗液對微粒的去除能力，同時，對硅片表面粗糙度的改善也具備一定的促進(jìn)作用，而這種促進(jìn)作用在洗液溫度較高時更為明顯。 RCA 作用機(jī)理12第12頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗作用： 去除硅片表面的金屬雜質(zhì)，主要是堿金屬離子以及在S

8、C清洗過程中沒有去除的金屬雜質(zhì)離子。洗液的配置： HCl(37%)：H2O2(30%)：DI Water=1：1：61：2：8清洗方法： 保持溶液溫度在7085，硅片在溶液中浸泡1020min。 RCA 13第13頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗作用機(jī)理： SC洗液并不能腐蝕氧化層以及硅，經(jīng)SC洗液處理，會在硅片表面產(chǎn)生一層氫化氧化層。 SC洗液盡管可以有效去除硅片中的金屬雜質(zhì)離子，但是它并不能使硅片的表面粗糙程度得到改善，相反地，由于電位勢的相互作用，硅片表面的粗糙程度將變得更差。 與SC洗液中H2O2的分解由金屬催化不同，在SC洗液中的H2O2分解非常迅

9、速，在80下，約20min左右，H2O2就已全部分解。只有在硅片表面含有金等其他貴重金屬元素時，H2O2的存在才非常必需。 RCA 作用機(jī)理14第14頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗作用： 在常規(guī)RCA清洗過程中，在室溫下，利用超凈高阻的DI Water對硅片進(jìn)行沖洗是十分重要的步驟。 在常規(guī)RCA清洗過程中，在前一個步驟完成后，進(jìn)行第二個步驟前都需要用去離子水對硅片進(jìn)行清洗，一個作用是沖洗硅片表面已經(jīng)脫附的雜質(zhì)，另外一個作用是沖洗掉硅片表面的殘余洗液，防止對接下來的洗液產(chǎn)生負(fù)面影響。 DI Water (De-Ionized Water Rinse)15第

10、15頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗 硅片清洗的最后一個步驟就是硅片的烘干。烘干的目的主要是防止硅片再污染及在硅片表面產(chǎn)生印記。 僅僅在去離子水沖洗后，在空氣中風(fēng)干是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。一般可以通過旋轉(zhuǎn)烘干，或通過熱空氣或熱氮?dú)馐构杵兏?。另外的方法是通過在硅片表面涂拭易于揮發(fā)的液體，如異丙醇等，通過液體的快速揮發(fā)來干燥硅片表面。 硅片的烘干16第16頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗 新型清洗技術(shù)DHF/HCl或DHFRinse+O3/HCl/mega-sonic或去掉O3PH控制Magragoni型烘干H2SO4/O3或H2O/

11、O3氧化物的生成及有機(jī)物的去除氧化物、金屬雜質(zhì)及表面微粒去除；硅片表面氫鈍化硅片表面烘干清洗氧化物形成層，或清洗親水性硅片表面17第17頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片化學(xué)清洗 新型清洗技術(shù)HF/H2O2/H2O/表面活化劑/Mega sonic臭氧化的DI Water + Mega sonicDHF臭氧化的DI Water去除有機(jī)物及金屬去除氧化物，表面微粒及金屬雜質(zhì)去除化學(xué)作用產(chǎn)生的氧化層去除化學(xué)雜質(zhì)及有機(jī)物DI Water + Mega sonic去除化學(xué)雜質(zhì)18第18頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨清洗與制絨目的： 一、

12、去除硅片表面機(jī)械損傷層； 二、清除表面油污、雜質(zhì)顆粒及金屬雜質(zhì)； 三、形成起伏不平的絨面，增加硅對太陽光的吸收。19第19頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨制絨目的與陷光原理：制絨目的： 利用陷光原理，減少光的反射，提高短路電流(Isc)，增加PN結(jié)面積，最終提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。陷光原理： 當(dāng)光入射到一定角度的斜面(金字塔理論角度70.5)，光會反射到另一角度的斜面，形成二次或多次吸收，從而增加吸收率。絨面陷光示意20第20頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨單晶制絨流程：預(yù)清洗+制絨預(yù)清洗目的： 通過預(yù)清洗去除硅片表面

13、臟污，以及部分損傷層。 單晶制絨機(jī)械損傷層（5-7微米）硅片21第21頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨預(yù)清洗方法： 1、10%NaOH，78oC，50sec； 2、 1000gNaOH，65-70oC(超聲)，3min；1000g Na2SiO3+4L IPA，65oC，2min。 2NaOH+Si+H2O=Na2SiO3+2H2SiO32-+3H2O=H4SiO4+2OH- 單晶制絨22第22頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨預(yù)清洗原理： 1、10%NaOH，78oC，50sec； 利用濃堿液在高溫下對硅片進(jìn)行快速腐蝕

14、。損傷層存在時，采用上述工藝，硅片腐蝕速率可達(dá)5m/min；損傷去除完全后，硅片腐蝕速率約為1.2m/min。經(jīng)腐蝕，硅片表面臟污及表面顆粒脫離硅片表面進(jìn)入溶液，從而完成硅片的表面清洗。 經(jīng)50sec腐蝕處理，硅片單面減薄量約3m。采用上述配比，不考慮損傷層影響，硅片不同晶面的腐蝕速率比為: (110): (100): (111)=25：15：1，硅片不會因各向異性產(chǎn)生預(yù)出絨，從而獲得理想的預(yù)清洗結(jié)果。 缺點(diǎn)：油污片處理困難，清洗后原片臟污殘留去除困難。 單晶制絨23第23頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨預(yù)清洗原理： 2、 1000gNaOH，65-70o

15、C(超聲)，3min；1000g Na2SiO3+4L IPA，65oC，2min。 利用NaOH腐蝕配合超聲對硅片表面顆粒進(jìn)行去除； 通過SiO32-水解生成的H4SiO4(原硅酸)，以及IPA對硅片表面有機(jī)物進(jìn)行去除。 單晶制絨24第24頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨單晶制絨工藝： NaOH，Na2SiO3，IPA混合體系進(jìn)行硅片制絨。配比要求： NaOH濃度0.8wt%-2wt%； Na2SiO3濃度0.8wt%-2wt%；IPA濃度5vol%-8vol%。制絨時間：25-35min，制絨溫度75-90oC。 單晶制絨25第25頁，共68頁，202

16、2年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨單晶絨面： 絨面一般要求：制絨后，硅片表面無明顯色差；絨面小而均勻。 單晶制絨單晶絨面顯微結(jié)構(gòu)（左：金相顯微鏡；右：掃描電鏡）26第26頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨制絨原理： 簡言之，即利用硅在低濃度堿液中的各向異性腐蝕，即硅在(110)及(100)晶面的腐蝕速率遠(yuǎn)大于(111)晶面的腐蝕速率。經(jīng)一定時間腐蝕后，在(100)單晶硅片表面留下四個由(111)面組成的金字塔，即上圖所示金字塔。 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在較低濃度下，硅片腐蝕速率差異最大可達(dá)V (110)： V(100) ： V(111) =400：2

17、00：1。 盡管NaOH(KOH)，Na2SiO3，IPA(或乙醇)混合體系制絨在工業(yè)中的應(yīng)用已有近二十年，但制絨過程中各向異性腐蝕以及絨面形成機(jī)理解釋仍存爭議，本文將列出部分機(jī)理解釋。 單晶制絨27第27頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨各向異性腐蝕機(jī)理： 1967年，F(xiàn)inne和Klein第一次提出了由OH-，H2O與硅反應(yīng)的各向異性反應(yīng)過程的氧化還原方程式：Si+2OH-+4H2OSi(OH)62-+2H2； 1973年，Price提出硅的不同晶面的懸掛鍵密度可能在各項(xiàng)異性腐蝕中起主要作用； 1975年，Kendall提出濕法腐蝕過程中，（111）較（

18、100）面易生長鈍化層； 1985年，Palik提出硅的各向異性腐蝕與各晶面的激活能和背鍵結(jié)構(gòu)兩種因素相關(guān)，并提出SiO2（OH）22-是基本的反應(yīng)產(chǎn)物； 單晶制絨28第28頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨各向異性腐蝕機(jī)理： 1990年，Seidel提出了目前最具說服力的電化學(xué)模型，模型認(rèn)為各向異性腐蝕是由硅表面的懸掛鍵密度和背鍵結(jié)構(gòu)，能級不同而引起的； 1991年，Glembocki和Palik考慮水和作用提出了水和模型，即各向異性腐蝕由腐蝕劑中自由水和OH-同時參與反應(yīng)； 最近，Elwenspolk等人試著用晶體生長理論來解釋單晶硅的各向異性腐蝕，即不

19、同晶向上的結(jié)位(kinksites)數(shù)目不同； 另一種晶體學(xué)理論則認(rèn)為(111)面屬于光滑表面，(100)面屬于粗糙表面。 單晶制絨29第29頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨各向異性腐蝕機(jī)理： Seidel電化學(xué)模型： 單晶制絨30第30頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨絨面形成機(jī)理： A、金字塔從硅片缺陷處產(chǎn)生； B、缺陷和表面沾污造成金字塔形成； C、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的硅水合物不易溶解，從而導(dǎo)致金字塔形成； D、異丙醇和硅酸鈉是產(chǎn)生金字塔的原因。 硅對堿的擇優(yōu)腐蝕是金字塔形成的本質(zhì)，缺陷、沾污、異丙醇及硅酸鈉含量會影響金

20、字塔的連續(xù)性及金字塔大小。 單晶制絨31第31頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨絨面形成最終取決于兩個因素： 腐蝕速率及各向異性腐蝕速率快慢影響因子： 1、腐蝕液流至被腐蝕物表面的移動速率； 2、腐蝕液與被腐蝕物表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率； 3、生成物從被腐蝕物表面離開的速率。 單晶制絨32第32頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨具體影響因子：NaOH濃度溶液溫度異丙醇濃度制絨時間硅酸鈉含量槽體密封程度、異丙醇揮發(fā)攪拌及鼓泡 單晶制絨33第33頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨NaOH濃

21、度對絨面形貌影響： NaOH對硅片反應(yīng)速率有重要影響。制絨過程中，由于所用NaOH濃度均為低堿濃度，隨NaOH濃度升高，硅片腐蝕速率相對上升。與此同時，隨 NaOH濃度改變，硅片腐蝕各向異性因子也發(fā)生改變，因此， NaOH濃度對金字塔的角錐度也有重要影響。 單晶制絨85oC，30min，IPA vol10%34第34頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨NaOH濃度對絨面反射率影響： 單晶制絨35第35頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨溫度影響： 溫度過高，IPA揮發(fā)加劇，晶面擇優(yōu)性下降，絨面連續(xù)性降低；同時腐蝕速率過快，控制

22、困難； 溫度過低，腐蝕速率過慢，制絨周期延長； 制絨溫度范圍：75-90oC。 單晶制絨36第36頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨IPA影響：1、降低硅片表面張力，減少氣泡在硅片表面的粘附，使金字塔更加均勻一致；2、氣泡直徑、密度對絨面結(jié)構(gòu)及腐蝕速率有重要影響。氣泡大小及在硅片表面的停留時間，與溶液粘度、表面張力有關(guān)，所以需要異丙醇來調(diào)節(jié)溶液粘滯特性。 單晶制絨37第37頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨IPA影響： 除改善消泡及溶液粘度外，也有報(bào)道指出IPA將與腐蝕下的硅生成絡(luò)合物而溶于溶液。 單晶制絨38第38頁，共

23、68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨時間影響： 制絨包括金字塔的行核及長大過程，因此制絨時間對絨面的形貌及硅片腐蝕量均有重要影響。 單晶制絨abdabdc1 min;5 min;10min;30min.39第39頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨時間影響： 經(jīng)去除損傷層，硅片表面留下了許多淺的準(zhǔn)方形腐蝕坑。1分鐘后，金字塔如雨后春筍，零星的冒出了頭；5分鐘后，硅片表面基本被小金字塔覆蓋，少數(shù)已開始長大。我們稱絨面形成初期的這種變化為金字塔“成核”。10分鐘后，密布的金字塔絨面已經(jīng)形成，只是大小不均勻，反射率也降到了比較低的水平。隨

24、時間延長，金字塔向外擴(kuò)張兼并，體積逐漸膨脹，尺寸趨于均勻。隨制絨時間進(jìn)一步延長，絨面結(jié)構(gòu)均勻性反而下降，如圖e，f所示。 單晶制絨40第40頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨時間影響： 單晶制絨e. 35min; f. 45min41第41頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨硅酸鈉含量影響： 硅酸鈉具體含量測量是沒必要的，只要判定它的含量是否過量即可。實(shí)驗(yàn)用濃鹽酸滴定，若滴定一段時間后出現(xiàn)少量絮狀物，說明硅酸鈉含量適中；若滴定開始就出現(xiàn)一團(tuán)膠狀固體且隨滴定的進(jìn)行變多，說明硅酸鈉過量。 相對而言，制絨過程中，硅酸鈉含量具有很寬

25、的窗口。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，初拋液硅酸鈉含量不超過30wt%，制絨液硅酸鈉含量不超過15%，均能獲得效果良好的絨面。盡管如此，含量上限的確定需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)確認(rèn)。 單晶制絨42第42頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨槽體密封程度、異丙醇揮發(fā)： 槽體密封程度，異丙醇揮發(fā)對制絨槽內(nèi)的溶液成分及溫度分布有重要影響。 制絨槽密封程度差，導(dǎo)致溶液揮發(fā)加劇，溶液液位的及時恢復(fù)非常必要，否則制絨液濃度將會偏離實(shí)際設(shè)定值。異丙醇的揮發(fā)增加化學(xué)藥品消耗量增加的同時，絨面顯微結(jié)構(gòu)也將因異丙醇含量改變發(fā)生相應(yīng)變化。 單晶制絨43第43頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅

26、片清洗與制絨攪拌及鼓泡： 攪拌及鼓泡有利于提高溶液均勻度，制絨過程中附加攪拌及鼓泡，硅片表面的氣泡能得到很好的脫附，制絨后的硅片表面顯微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為絨面連續(xù)，金字塔大小均勻。 但攪拌及鼓泡會略加劇溶液的揮發(fā)，制絨過程硅片的腐蝕速率也略為加快。 單晶制絨44第44頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨小結(jié)： 單晶制絨原理為硅的各向異性腐蝕。硅片的表面沾污，缺陷等對絨面形成有重要影響。 影響硅片腐蝕速率及絨面顯微結(jié)構(gòu)的因素眾多，主要包括如下因子：NaOH濃度；溶液溫度；異丙醇濃度；制絨時間；硅酸鈉含量；槽體密封程度；異丙醇揮發(fā)；攪拌及鼓泡等。 單晶制絨45第45頁，共

27、68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨HCl的作用： 中和殘留在硅片表面殘余堿液； 去除在硅片切割時表面引入的金屬雜質(zhì)。 注：鹽酸具有酸和絡(luò)合劑的雙重作用，氯離子能與Fe3+、Pt2+、Au3+、Ag+、Cu+、Cd2+、Hg2+等金屬離子形成可溶于水的絡(luò)合物。 單晶制絨46第46頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨HF的作用： 去除硅片表面二氧化硅層； 與硅片表面硅懸掛鍵形成Si-H鈍化鍵。 單晶制絨47第47頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨效果評價及改善對策： 單晶制絨基本要求：損傷層去除完全

28、；絨面連續(xù)均勻；反射率低；無色差。 單晶制絨制絨良好圖片48第48頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨效果評價及改善對策： 油污片： 單晶制絨原因： 來料問題，硅片切割后表面清洗工作未做好；包裝過程膠帶接觸硅片導(dǎo)致粘污。解決方法： 與硅片廠商協(xié)商解決，條件允許的前提下，適當(dāng)選用有機(jī)洗劑或其他能有效去油污的清洗方法進(jìn)行清洗。49第49頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨效果評價及改善對策： 指紋片： 單晶制絨原因： 人為與硅片直接接觸，可能源于廠家以及前道工序，如來料檢，插片等。解決方法： 采用硅酸鈉配合IPA能適當(dāng)改善，但不能

29、根治。根本解決需從源頭做起，包括與廠家的合作以及自身前道工序的控制。50第50頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨效果評價及改善對策： 發(fā)白片： 單晶制絨原因： 制絨時間不夠，硅片制絨溫度偏低。解決方法： 適當(dāng)延長制絨時間，提高制絨溫度。51第51頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨效果評價及改善對策： 發(fā)亮片： 單晶制絨原因： 氫氧化鈉過量，或者是制絨時間過長。解決方法： 適當(dāng)降低氫氧化鈉用量或者縮短制絨時間。52第52頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨效果評價及改善對策： 雨點(diǎn)片： 單晶

30、制絨原因： 制絨過程中IPA不足，硅片表面氣泡脫附不好。解決方法： 提高溶液中IPA的含量，可以從初配開始，也可以在過程中補(bǔ)加完成。53第53頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨效果評價及改善對策： 掛堿片： 單晶制絨原因： 濃堿初拋后，進(jìn)行制絨前硅片表面硅酸鈉未得到及時溶解而結(jié)晶附于硅片表面，導(dǎo)致制絨過程硅片表面腐產(chǎn)生局部差異而引起色差。解決方法： 對初拋后附在硅片的硅酸鈉及時溶解清洗。提高清洗溫度，增加超聲等。54第54頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨多晶制絨工藝： 由于多晶硅片由大小不一的多個晶粒組成，多晶面的共同存

31、在導(dǎo)致多晶制絨不能采用單晶的各向異性堿腐蝕 (Orientation Dependent Etching)方法完成。 已有研究的多晶制絨工藝： 高濃度酸制絨；機(jī)械研磨；噴砂，線切；激光刻槽；金屬催化多孔硅；等離子刻蝕等。 綜合成本及最終效果，當(dāng)前工業(yè)中主要使用的多晶制絨方法為高濃度酸制絨。 多晶制絨55第55頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨多晶制絨工藝： 線上工藝： 均為HNO3，HF，DI Water 混合體系。常用的兩個溶液配比大致如下： HNO3：HF：DI Water= 3：1：2.7； HNO3：HF：DI Water= 1：2.7：2 制絨溫度

32、6-10，制絨時間120-300sec。反應(yīng)方程式：HNO3+Si=SiO2+NOx+H2O SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O 多晶制絨56第56頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨多晶制絨工藝： 制絨原理： HNO3：HF：DI Water= 3：1：2.7 該配比制絨液與位錯腐蝕Dash液的配比基本一致，反應(yīng)原理也一致，即利用硅片在缺陷或損傷區(qū)更快的腐蝕速率來形成局部凹坑。同時，低溫反應(yīng)氣泡的吸附也是絨面形成的關(guān)鍵點(diǎn)。 由于Dash溶液進(jìn)行缺陷顯示時，反應(yīng)速率很慢，因此，進(jìn)行多晶制絨時，需提高硅片的腐蝕速率(通常通過降低溶液配比中水的含量完成)。

33、多晶制絨57第57頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨多晶制絨工藝： 制絨原理： HNO3：HF：DI Water= 1：2.7：2 該配比制絨液利用硅片的染色腐蝕。染色腐蝕是指在電化學(xué)腐蝕過程中，硅片的反應(yīng)速率受硅片基體載流子濃度影響很大。載流子濃度差異導(dǎo)致硅片腐蝕速率產(chǎn)生差異，從而形成腐蝕坑，完成硅片的 制絨。 相比上一配比，該配比下硅片腐蝕速率非?？?，對制絨過程中溫度要求進(jìn)一步提高。同時，在該工藝下，硅片表面顏色將變得較深。 多晶制絨58第58頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期六硅片清洗與制絨多晶制絨工藝： 兩種工藝配比下的絨面照片： 多晶制絨配比1配比259第59頁，共68頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)26分，星期