4.金剛線切割硅片表面主要殘留來源

（1）冷卻液：

金剛線切割冷卻液的主要成分是表面活性劑、分散劑、消泡劑和水等成分。性能優(yōu)良的切割液具有良好的懸浮性、分散性和易清洗性。表面活性劑通常都能夠有較好的親水性，在硅片清洗過程中比較容易清洗掉。這些助劑在水中不斷攪拌和循環(huán)會產(chǎn)生大量的泡沫，導致冷卻液流量下降，冷卻性能受到影響，泡沫嚴重甚至會出現(xiàn)泡沫溢出等問題，嚴重影響使用。故通常冷卻液都會配合消泡劑使用。傳統(tǒng)的有機硅、聚醚類的消泡劑為保證消泡性能，消泡劑通常親水性差，在水中溶劑破乳析出，容易在在后續(xù)清洗中非常容易吸附并殘留在硅片表面，從而產(chǎn)生制絨白斑問題。

且不能與冷卻液的主體成分很好的配伍，故必須制成雙組份，使用稀釋時主體成分和消泡劑分別加入水中稀釋，使用過程中要根據(jù)泡沫情況需要進行補加，無法定量控制消泡劑的使用和補加量，很容易使得消泡劑過量使用，導致硅片表面殘留物增加，操作起來也較不方便，但由于其主體成分原料和消泡劑原料價格比較低廉，故國內(nèi)大多數(shù)冷卻液均采用此種配方體系;另一種冷卻液采用新型的消泡劑，可以與主體成分很好的配伍，不需要補加，能夠有效的定量控制其用量，可有效防止過量使用，操做起來也非常方便，配合適當?shù)那逑垂に嚕錃埩粑锟梢钥刂频胶艿退剑毡竞蛧鴥?nèi)少數(shù)廠家采用此種配方體系，但由于其原料成本較高，其價格優(yōu)勢并不明顯。

（2）膠水及樹脂版：

金剛線切割過程的后期，靠近進線端硅片已經(jīng)提前切透，出線端硅片還未切透，提前切透的金剛線已經(jīng)開始切割到膠層和樹脂版，由于硅棒膠水和樹脂板都是環(huán)氧樹脂類的產(chǎn)品，其軟化點基本在55-95℃之間，如果膠層或者樹脂板的軟化點偏低很容易在切割過程中發(fā)熱導致其變軟熔化，附著在鋼線和硅片表面，造成金剛線的切割能力下降，或者硅片收到樹脂沾污，一旦附著后就很難清洗掉，此類污染多發(fā)生在硅片的出刀面邊緣附近。

（3）硅粉：

在金剛線切割過程中會產(chǎn)生大量硅粉，隨著切割的進行，砂漿冷卻液中的微粉含量會越來越高，當微粉量足夠大時，便會粘附在硅片表面，而且金剛線切割產(chǎn)生的硅粉的粒型和粒徑導致其更容易吸附在硅片表面，使其難以清洗干凈。因此，在進行硅塊切割時要保證冷卻液的更新量和質(zhì)量，降低冷卻液中的微粉含量。

（4）清洗劑：

目前使用金剛線切割的廠家大多同時在使用砂漿切割，大多還是沿用砂漿切割的預沖洗、清洗的工藝和清洗劑等，單金剛線切割技術(shù)從切割機理、配套的線、冷卻液等都與砂漿切割存在較大的差異，故其相應的清洗工藝，清洗劑用量、配方等都應針對金剛線切割做成相應的調(diào)整。清洗劑就是一個重要的方面，原有的清洗劑配方中的表面活性劑、堿度等不一定適合清洗金剛線切割的硅片，應針對金剛線硅片的表面情況、冷卻液中的成分及表面殘留物的情況開發(fā)有針對性的清洗劑，并采取與之配合的清洗工藝。如前所述的消泡劑成分，就是砂漿切割中不需要的成分。

（5）水：

金剛線切割、預沖洗及清洗溢流的水中如果含有雜質(zhì)，可能會吸附到硅片表面。

5.減少金剛線切割單晶硅片制絨發(fā)白問題出現(xiàn)的建議

(1)使用分散性好的冷卻液，要求冷卻液使用低殘留的消泡劑，減少冷卻液成分在硅片表面的殘留;

(2)使用適合的膠水和樹脂板，減少對硅片的污染;

(3)冷卻液使用純水稀釋，確保使用的水中沒有易殘留的雜質(zhì);

(4)針對金剛線切割的硅片表面情況，使用活性及清洗效果更適合的清洗劑;

(5)使用金剛線冷卻液在線回收系統(tǒng)，降低切割過程中硅粉的含量，從而有效控制硅粉在硅片表面殘留，同時也可以增加對預沖洗中水溫、流量、時間的改善，確保硅粉及時沖洗干凈

(6)硅片一經(jīng)放到清洗臺上，必須馬上進行處理，在整個清洗過程中讓硅片保持濕潤。

(7)硅片在脫膠過程中保持表面濕潤，不能自然干燥。

(8)硅片在清洗過程中盡可能減少裸露在空氣中的時間，以防止硅片表面產(chǎn)生花片。

(9)清洗工作人員在整個清洗過程中不得直接接觸硅片表面，必須佩帶橡膠手套，以免產(chǎn)生指紋印。

(10)電池片端使用雙氧水H2O2+堿NaOH按照體積比為1：26(3%NaOH溶液)清洗工藝，可有效減少制絨白斑問題的發(fā)生。其原理類似于半導體硅晶圓片的SC1清洗液(俗稱一號液)。其主要作用機理：硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜，該氧化膜又被NaOH腐蝕，腐蝕后立即又發(fā)生氧化，氧化和腐蝕反復進行，因此附著在硅片表面的顆粒(如硅粉、樹脂、金屬等)也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi);由于H2O2的氧化作用，晶片表面的有機物被分解成CO2、H2O而被去除。此清洗工藝目前已經(jīng)有硅片廠家采用此工藝處理清洗的金剛線切割單晶硅片，硅片在國內(nèi)和臺灣等電池廠家批量使用未有制絨發(fā)白問題的投訴。也有電池廠家也有采用類似的制絨預清洗工藝，也有效的控制了制絨發(fā)白出現(xiàn)的。可見在硅片清洗環(huán)節(jié)增加此清洗工藝來去除硅片殘留從而有效解決電池片端制絨發(fā)白問題。

6.總結(jié)

目前，金剛線切割已經(jīng)成為單晶切割領域的主要加工技術(shù)，但在推進過程中制絨發(fā)白的問題一直困擾著硅片和電池廠家，導致電池廠家對金剛線切割的硅片出現(xiàn)了一些抵觸。通過對發(fā)白區(qū)域的比對分析，得出制絨發(fā)白主要是硅片表面有殘留物造成的制絨不良。為了更好的防止硅片在電池片端的制絨發(fā)白問題，本文分析可能造成硅片表面污染的可能的來源，以及生產(chǎn)中的改善建議及措施。可以根據(jù)白斑發(fā)生的數(shù)量、區(qū)域、形狀等有針對性的進行成因分析和改善。特別建議采用雙氧水+堿的清洗清洗工藝，成功的經(jīng)驗已經(jīng)證明可以有效的預防金剛線切割硅片制絨發(fā)白的問題，供廣大業(yè)內(nèi)人士和廠家參考。