硅片清洗剂配方-硅片清洗剂成分-禾川化学
 
当前位置:首页 >> 应用工艺>> 硅片清洗剂技术开发

硅片清洗剂技术开发

发布时间:2013/1/14 16:01:42 来源:胡工 字体: 
硅片清洗剂广泛应用于光伏,电子等行业硅片清洗,禾川专业从事硅片清洗剂配方分析、配方还原、配方检测、成分分析、成分检测,禾川化工为清洗剂企业配方改进提供整套技术方案;

1、背景

硅片清洗剂广泛应用于光伏,电子等行业硅片清洗,禾川专业从事硅片清洗剂配方分析、配方还原、配方检测、成分分析、成分检测,禾川化工为清洗剂企业配方改进提供整套技术方案;由于硅片在运输过程中会有所污染,表面洁净度不是很高,对即将进行的腐蚀与刻蚀产生很大的影响,所以首先要对硅片表面进行一系列的清洗操作。清洗的一般思路首先是去除表面的有机沾污,然后溶解氧化膜,因为氧化层是“沾污陷进”,会引起外延缺陷;再去除颗粒、金属等,同时使硅片的表面钝化。
目前多采用传统的RCA清洗方法,不仅可以去除硅片表面的金属、有机物等,还可以去除小颗粒等污染物。

2、清洗工艺

2.1RCA清洗法

RCA清洗法又称工业标准湿法清洗工艺,是由美国无线电公司(RCA)的Kem和Puotinen等人于20世纪60年代提出后,由此得名。
RCA湿法清洗由两种不同的化学溶液组成,主要洗液成分见表2.1,表2.2,表2.3。
SPM具有很高的金属氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液中,并能将有机物氧化生成二氧化碳和水。用SPM清洗硅片可以去除表面的种有机沾污和部分金属,当沾污特别严重时,难以去除干净。
DHF(HF),可以去除硅片表面的自然氧化膜,同时抑制氧化膜的形成。易去除硅表面的Al、Fe、Zn、Ni等金属,也可以去除自然氧化膜上的氢氧化物。在自然那氧化膜被腐蚀掉时,硅片几乎不被腐蚀。
表2.1 基础的RCA清洗剂配方
洗液
成分(体积比)
清洗温度(℃)
清洗时间(min)
SPM
H2SO4 :H2O2
120~150
10
DHF
HF
20~25
5
SC-1清洗液是能去除颗粒和有机物质的碱性溶液。由于过氧化氢为强氧化剂,能氧化硅片表面和颗粒。颗粒上的氧化层能提供消散机制,分裂并溶解颗粒,破坏颗粒和硅片表面之间的附着力,而脱离硅表面。过氧化氢的氧化效应也在硅片表面形成一个保护层,阻止颗粒重新粘附在硅片表面。随后将硅片放入到10%的HF溶液中浸泡2分钟,可以将硅片表面自然生成的氧化膜去除并抑制氧化膜再次形成,同时HF酸还可以将附着在氧化膜上的金属污染物溶解掉。
SC-2湿法清洗工艺用于去除硅片表面的金属。用高氧化能力和低PH值的溶液,才能去除表面的金属粘污。此时,金属被氧化成为离子并溶于酸液中,金属和有机物粘污中的电子被清洗液俘获并氧化。因此电离的金属溶于溶液中,而有机杂质被分解。这就是RCA清洗方法的机理。继续用HF在室温下清洗硅片2分钟,最后用去离子水超声清洗数次去除残留的洗液。
表2.2 RCA清洗剂配方
洗液
成分(体积比)
清洗温度(℃)
清洗时间(min)
SC-1
H2O/NaOH/H2O2
5:1:1
75~80
10
SC-2
H2O/NaOH/H2O2
6:1:1
75~80
10
改进的RCA清洗工艺溶液配比见表2.3。
RCA-1( H2O/NH4OH/H2O2)型洗液:硅片表面的自然氧化层(SiO2)和Si被NH4OH腐蚀,因此附着在硅片表面的颗粒便分散于清洗液中,从而去除表面的颗粒。在NH4OH腐蚀硅表面的同时,H2O2又在氧化硅表面形成新的氧化膜。
RCA-2(H2O/HCl/H2O2):用于除去硅片表面的Na、Fe、Mg等金属沾污,在室温下就能除去Fe和Zn。
表2.3 改进的RCA清洗剂配方
洗液
成分(体积比)
清洗温度(℃)
清洗时间(min)
RCA-1
H2O/NH4OH/H2O2
5:1:1
30~70
10
RCA-2
H2O/HCl/H2O2
6:1:1
65~75
10

2.2HF/O3清洗法

2.2.1 HF/O3槽式清洗法

因为臭氧的还原电势比硫酸、盐酸、双氧水都高,因此用臭氧超净水去除有机物及金属的方法,效率比用传统的SC、SPM、RCA等高。此外,该方法在室温下清洗,不用进行废液处理,因此比传统方法占有绝大优势。
德国ASTEC公司设计了一套基于HF/O3清洗的工艺,称为ACD。该法由清洗和干燥两部分组成,广泛用于Φ300 mm硅片的清洗。清洗步骤:清洗—纯水冲洗—干燥,可同时加入纯水、HF、O3、表面活性剂,超声波清洗。

2.2.2 HF/O3单片清洗法

日本索尼公司研制的HF/O3单片旋转式清洗法,可以有效去除硅表面的有机沾污、无机沾污、金属沾污等。此设备上有三路供液系统,可同时将HF酸、溶解油臭氧的超纯水、超纯水供应到硅片中心。在此过程中,首先将HF酸、溶解油臭氧的超纯水交替供应到硅片中心,每种试剂供应约10s交替一次,接着供应纯水进行冲洗。最后用旋转干燥法对硅片进行干燥,为避免旋转干燥法给硅片表面带来水迹,可以改用氮气吹。

2.3热态洗硅成膜剂

热态洗硅成膜剂,包括A剂和B剂,A剂包含强碱性催化剂5%~35%、无机溶剂65%~95%,显色剂微量,原料总和为100%;B剂包含分析纯磷酸三钠03%~3%、分析纯联氨0.05%~2%,与两种无机溶剂,其原料总和为100%;使用时由A剂和B剂按照体积比1:10的比例混合使用,混合后溶液比重为1.008g/ml~1.031g/ml。

2.4弱碱性的硅片清洗剂

硅片清洗剂配方参考:

组成
百分含量
成分作用
氨水
2-5%
乙腈
5-8%
三乙醇胺
0.5-2%
过氧化氢
1-3%
余量
按照比例配制成的洗硅剂,在使用时,可以按照要求稀释再用。
以上参考数据都经过我中心技术修改,数据与实际配方相差较大,技术需求可以联系我中心技术支持0512-82190669
相关技术
© 苏州禾川化学技术服务有限公司 苏ICP备12044509号 | 我们的服务 联系我们| 网站地图|关注: 

扫一扫,关注禾川微信

官方微博
友情链接盖德化工网
点击这里给我发消息  在线QQ