1、太陽能硅片的清洗工藝1.藥槽清洗液最佳配比確定由以上實驗數據分析, 在清洗劑濃度較低時,不能達到良好的清洗效果, 切割過程中吸附到Si片表面的砂漿等沾污依然停留在 S i 片表面。提高清洗劑用量, 砂漿殘留的片數減少, 但是持續加大清洗劑用量, 又會造成新的污染, 即清洗劑殘留，和砂漿殘留一樣, 會影響 Si 片的質量。因此選擇其中效果最好的配比為2.0L。2藥槽清洗溫度的確定藥槽清洗溫度設置與表面活性劑的性質密切相關，這是因為在低溫時非離子表面活性劑與水完全混溶, 親水基聚氧乙烯與水形成的氫鍵能量低, 隨著溫度升高分子熱運動加劇氫鍵被破壞, 導致非離子表面活性劑在水中的溶解度下降, 當溫度升

2、高并且達到一定值時, 非離子表面活性劑從水溶液中析出變混濁, 此時的溫度即為濁點，溫度對非離子表面活性劑的去污能力的影響是明顯的, 研究表明當溫度接近于濁點時, 清洗效果最好。通過實驗得出40-55均可, 但45為最佳。3.堿性清洗液與Si的反應選擇生產線連續進行清洗一個藥槽,從新配清洗液開始每隔1 min測其 pH 值, 所得數據如圖。配置好準備清洗用的堿性清洗液pH值在 1 21 3 , 堿性很強, Si片浸人清洗液后,表面會產生大量直徑在0.5mm 左右的氣泡, 認為是Si和清洗液中大量存在的-OH 發生如下反應:Si+4OH-(SiO4)4+2H2 反應持續進行, 過程測量藥槽中清洗液

3、pH值, 相比開始降低 0.1-0.3,但是繼續測量, pH值將保持在一定水平11. 5-1 2 左右不再繼續下降,這是因為上步反應生成的 (SiO4)4是不穩定的, 它在水溶液中繼續和水發生如下反應(SiO4)4+ 4H20Si(OH)4 + 4OH-在式(1)中消耗的OH-得到補充,在反應達到平衡后, OH-基本保持不變,如此清洗液的pH值可以保持在一定范圍而不持續下降, 能夠獲得穩定的清洗效果.4.表面沾污的來源Si 片內部的原子排列整齊有序,每個 Si原子的4個價電子與周圍原子的價電子結合構成共價鍵結構。但是經過切割工序后, Si 片表面垂直切片方向的共價鍵遭到破壞而成為懸空鍵，這種不

4、飽和鍵處于不穩定狀態, 具有可以俘獲電子或其他原子的能力, 以減低表面能, 達到穩定狀態。當周圍環境中的原子或分子趨近晶片表面時, 受到表面原子的吸引力, 容易被拉到表面, 在Si晶片表面富集,形成吸附, 從而造成污染。理想表面實際是不存在的, 實際的 Si片表面一般包括三個薄層 : 加工應變層、氧化層和吸附層, 在這三層下面才是真正意義上的晶體Si。對于太陽能用 Si片來說, 加工應變層是指在線切工藝時所產生的應變區, 氧化層指新切出的表面與大氣接觸造成的氧化薄膜, 厚度在幾納米到幾十納米之間, 和留置在空氣中的時間有關, 這也是切割后的Si 片如果不能馬上進入下一工序, 要盡快浸泡到純水中

5、的原因。Si片表面的最外層即為吸附層, 是氧化層與環境氣氛的界面, 吸附一些污染雜質。這些沾污可以分為分子、離子、原子或者分為有機雜質、金屬和粒子。如圖所示。5.堿性清洗的機理堿性清洗液的主要成分是苛性堿、磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、鰲合劑和表面活性劑，苛性堿具有強堿性, 能夠中和Si片表面的酸性沾污物, 另外強堿的皂化作用可以將油脂分解成可溶的物質隨清洗液沖走。磷酸鹽和硅酸鹽都能提供一定的清潔效果。碳酸鹽具有弱堿性,pH值在9-9.5,碳酸鹽的主要作用是作為緩沖劑, 使清洗液的pH值保持在一定范圍內。鰲合劑一方面通過化學反應減少溶液中的自由金屬離子, 另一方面通過競爭吸附提前吸附在 Si片表面從

6、而減少金屬在Si片表面的附著。堿性清洗液的清洗效果與pH值也有著密切關系, 隨著清洗液的重復使用,pH 必然下降, 但是碳酸鹽的緩沖作用使這一過程的速度明顯降低, 另外-OH與Si的兩步反應使得溶液中-OH濃度在反應達到平衡后基本保持不變,延長了清洗液的使用時間, 生產中藥槽 的更換頻次一般控制在每洗2000-4000片換一次清洗液。藥槽中添加的表面活性劑的分子是由親水基團和親油基團構成的,即可溶解在極性溶液中,又可以溶解在非極性溶液中。表面活性劑的性質主要由親水基團決定,一類是溶解于水后能解離的離子型表面活性劑 ,另一類是在水中不能解離的非離子型表面活性劑。在半導體清洗中為避免離子沾污通常使

7、用非離子型表面活性劑。在切片過程中, 切屑、油污、金屬原子等易粘附在Si 片表面,清洗液中的表面活性劑一方面能吸附各種粒子、有機分子, 并在 Si 表面形成一層吸附膜, 阻止粒子和有機分子污粘附在Si 表面上, 另一方面可滲入到粒子和油污粘附的界面上, 把粒子和油污從界面分離隨清洗液帶走, 起到清洗作用使Si片表面潔凈。一般來說在堿性清洗液中加人表面活性劑主要有以下2 個作用 ：1）降低表面張力表面活性劑在溶液中的排列情況與濃度有關,只有當濃度達一定值時, 才能在溶液表面聚集足夠的數量形成單分子膜, 從而降低表面張力, 增強清洗液的潤濕和滲透作用。2）提高超聲效率其機理是借助于表面活性劑的潤濕

8、、滲透、乳化、增溶、分散等作用, 使沾污在Si片表面的附著力削弱, 再施以加熱、超聲波等物理方法, 使沾污脫離 Si片表面, 而進人清洗液中被乳化 、分散開。在清洗液中超聲清洗Si片表面其原理可用“空化” 現象來解釋: 超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時, 其功率密度為O.35 W/cm, 這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓, 但實際上無負壓存在, 因此在液體中產生一個很大的壓力, 將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空, 它在超聲波壓強反向達到最大時破裂, 由于破裂而產生的強烈沖擊將Si片表面的污物撞擊下來，而這種由無數細小的空化氣泡破裂而產生的沖擊波現象稱為

9、“空化”現象。在超聲清洗中, 表面活性劑也發揮著重要作用, 通過表面活性劑的乳化、分散作用, 可以顯著削弱沾污對Si片表面的吸附, 從而獲得好的清洗效果。檢驗方法：1）游離堿性用移液管將10毫升槽液移入椎形瓶中，加入34酚醛指示劑，然后用0.1N的鹽酸滴定，顏色由紅色至無色即為終點，此時所消耗的0.1N的鹽酸毫升數即為槽液的游離堿度游離堿度一般是指體系中游離(即獨立完整以堿的狀態或結構存在)的堿的含量,一般情況下: 1,是先做衍生,就是使其與一定的化合物反應,然后通過檢測不反應的化合物進行計算. 2,檢測總堿度,然后進行折算.酸堿滴定, 一般是根據化合物的結構以及性質,先全部做成堿,滴定計算總

10、堿量, 然后衍生,再滴定,然后相減就得到游離堿的含量了.0.1N鹽酸的配置 取分析純濃鹽酸9ml加入到990ml的水中混均即可。JH-15型硅片清洗劑1. 前言我司針對硅片材質的特殊性，在強酸強堿里易產生過腐蝕，借鑒國內外先進技術配方，采用弱堿及助劑經科學復配而成,為進口清洗劑的替代型產品。2. 主要特點2.1 本劑主要由A、B兩部分組成，其中A為堿性組分，B為中性組分。2.2本劑主要由弱堿和低泡表面活性劑組成。2.3可常溫或加溫使用本劑、效果好。2.4低泡產品，可在噴淋線上使用。3. 適用范圍適用于硅片的浸漬、噴淋清洗處理。4. 技術指標序號項  目指  標1外  觀無色至微黃色液體2配  比A：8-10%B：4-5%3游離堿度工作液20-304工作溫度常溫-705處理時間（min）浸：520噴：2-55. 配制和調整5.1配制工作液時，按每噸加JH-15A型80100kg，JH-15B型清洗劑4050kg，攪拌均勻。6.2工作液使用一段時間后，其清洗功能會下降，應及時添加，每噸工作液提高游離堿度一個點，需添加JH-15A約3公斤、B 1.5公斤（A：B=2：1