硅片的制备

1．多线切割技术

目前太阳能电池多晶硅片都是由多线切割技术制备的。多线切割相比传统的内圆切割技术加工效率高，损耗小，非常适合大批量硅片加工等优势，在太阳能电池硅片制备及其他半导体材料切割上得到了广泛应用。本节将对多线切割的相关原理、技术特点和相关设备做详细说明。

1）加工原理

线切割系统的切割原理是使用自由磨料而非固定磨料，因此往复式切削系统比传统的单向切削系统具有一定的优势。虽然对于同种材料来说，传统的单向系统可以有更大的行程和线的移动速度，只有通过线的往复运动，才可达到理想的研磨效果。连续的供线系统和旧线回收系统，可以避免线的破损，还可促使线的张紧以保证钢线的刚性和张力，这有利于保持切片精度。同时，最大限度地利用钢线可以有效降低消耗。多线切割机为单线往复式切割，包括独创的垂直平衡滑动系统、弧形摇摆切割系统、砂浆喷嘴半浸入系统和线轮半同步递减可变速系统。该设备在全面考虑到上述优缺点的基础上，既具有往复系统的长处也保持了单向式系统的优点。钢线与工件间近似点接触状态、带动研磨砂对硅棒进行研磨式切割。由于拉力都集中在接触部，可以进行高精度、高速度切割。如图6－8所示，钢线从放线轮通过伺服电动机控制张力，经过多个导向轮转到摇动头。在槽轮上卷上设定好圈数后，经过多个到导向轮，再通过伺服电动机控制回收侧张力，由超薄大直径太阳能级硅片线切割工艺及其悬浮液特性研究回收拉杆将金属线整齐排在回收轮上。实际转动时，供线轮、槽轮、收线轮一起高速运转。在金属线运行的同时，摇动头带动槽轮做周期性往复摇摆进行切割。

图6－8　多线切割示意图

1—放线轮；2—线网；3—导向轮；4—工件；5—浆料喷嘴；6—收线轮

2）多线切割机控制系统

（1）垂直平衡滑动系统

①垂直平衡滑动系统采用低周期、长行程工作方式，使整个机械长度得到完全利用，延长了机械部件的使用寿命，也使砂浆的渗入和切削粉的排出更加顺畅。

②额定的钢线速度可以提高每小时的工作负荷，加快砂浆渗入速度并充分利用悬浮液的黏度优势，最终可以提高生产率。

③导轮由可变速的减速器驱动，该减速器与按照切割线的运动轨迹运转的环形皮带半同步。该系统可避免线的张力发生变化以及断线的发生，从而提高线的使用寿命。

④垂直平衡滑动系统与线轮一起往复运动可以消除收线轮皮带与放线轮皮带之间的运动差异，以防止张力发生变化。

上面③、④所述的优点对钢线设置了较低的安全系数（安全系数2．0），线的刚性可以允许较高的张力。

（2）弧形摇摆切割体系

①钢线与工件之间的接触由传统的直线接触变为点接触，从而使负荷更加集中，这样可以最大限度地张紧钢线以提高其刚性，使接触部位的负荷更加集中，从而提高切片速度，减少工作时间。

②传统的多线切割机砂浆向接触部位的浸入主要依靠悬浮液的黏度；而悬浮液的黏度受温度影响很大。改进的系统中，摇摆所提供的空间使砂浆可以稳定、可靠地浸入钢线与工件的接触部位，可以提高切片精度，减少工作时间。

③切割线的弧形摇摆不仅促进了切割运动，而且与切割运动同步可保证对切割面有一个合理的研磨作用，从而提高了切片精度，并可减少后道工序的加工量。

④砂浆可以更轻易地排出，更加有助于上述效果的发挥。

⑤对于传统的线切割机，由于线与工件是直线接触而使切割速度发生变化，结果使研磨作用发生变化并导致切片精度下降。改进的多线切割机，近似于点接触的切割方式，可以保证一个稳定的平均切割速度，该速度不会随工件切割部位直径的变化而发生任何变化，从而可以保证稳定的研磨作用并提高切片精度。

（3）切割线弯曲度控制系统

①如果切片速度（工作台上移速度）设置超常、研磨剂老化或者工件的切割部位经常发生变化，由此引起的切割线的弯曲可以由一接近传感器进行监视，并将线的弯曲度控制在预先设定的范围内，从而避免切片精度和生产率的下降或工作失败。

②如果对切片精度有较严格的要求，则必须严格设置切片速度以保证稳定的切割作业。如果对生产率更加看重，则必须缩短切片周期，可以适当设置切片速度并允许线弯曲传感器间歇地工作。

综上所述，可以进行不同的实验以适应不同的工作目的。通过观察操作面板上的切割线弯曲传感器信号的开关情况来改变工作台速度控制数据的设置，可以很容易地对切割速度进行调节。

（4）长线存储系统

由于线轴的容量较大，保证了长线的连续使用，既节省了更换线轴的时间也没了线头的困扰。如果发现供线轮上的线较少，可以对收线轮上用过的线做反方向运动以重复使用，这样操作的前提是切割线不发生断线。

（5）切割线机械张紧系统

由于切割线张紧系统使用的是配备在卷轮系统上的机械重力系统，该结构非常简单，可以提供稳定的张紧力，而不会受到任何电气因素、机械磨损以及老化等的影响。

（6）砂浆喷嘴、半浸入系统

①由于两个砂浆喷嘴位于工作导轮的外面，可以将其安装在任何方便的位置，并且可以与切割线非常靠近，从而保证稳定的工件温度，确保砂浆的多种作用。

②带有狭长开口的喷嘴向上面对切割线安装并且非常接近切割线，砂浆流出后均匀地喷到切割线的整个工作区域，并随切割线浸入切割部分，使研磨作用均匀一致，并提高切片精度和生产率。

③砂浆由非常靠近切割线表面的喷嘴喷出，在切割线表面与工件之间的砂浆具有一定黏度，切割线的高速运动使得砂浆浸入切割线与工件之间。结果促进了研磨效果，提高了工作效率和生产率。较薄的切片厚度和轻微的线倾斜不会有任何影响。砂浆的黏度和表面张力对切片效果有利。

④虽然会有一些切削粉末或者工件的碎片混入砂浆中进入喷嘴，但从工件滚轮外部喷出的砂浆可以防止外来物进入到滚轮的V形槽中。滚轮旋转产生的离心力使外来物被甩到滚轮之外，这可以防止发生跳线。由于切割线从两个喷嘴喷出的砂浆中通过，并且二者距离非常接近，所以可以得到较好的研磨和切割效果，从而确保了工作效果、滚轮间最小的间距和线的刚性。由于砂浆不是封闭的，它进入滚轮与工件之间并且很容易被甩出，因此可以补偿相对的温度差异，提高工作精度。

（7）砂浆旁路和自搅拌系统

①由砂浆泵打出的部分砂浆通过一条旁路到达喷嘴喷向砂浆罐的内壁，可以引起砂浆的旋转运动以达到自搅拌效果，所以砂浆泵可以通过一套系统同时完成砂浆供给和搅拌功能。因此，砂浆罐的尺寸可以减小，还可促进双层砂浆罐的内层与外层之间的热交换。

②砂浆旁路与自搅拌系统可以防止砂浆在罐底和泵的叶轮保护套外部等处的沉积，加强搅拌效果。

③砂浆罐为双层结构，内层在泵的叶轮套以上为圆柱体，而在泵的叶轮套以下则为圆锥体，这可以消除死角防止磨料的沉积。外罐为冷水或温水的循环通道，用于控制砂浆的温度。所有的砂浆管道和空气管道均使用快速接口进行连接，以方便更换备用罐和清洗工作。砂浆泵电动机可以改变转速来调整砂浆的流出量，砂浆的流出量也与砂浆黏度有关，可用于在待机时间内对砂浆进行搅拌时尽量减少砂浆或调整泵的流出量。

（8）计算机控制系统

①多线切割机都配有计算机控制系统，该系统可以更好地适应各种操作进程和程序的变化。

②各种数字显示的参数和数字键的使用允许对机器作以下设置：自动收线轮的转速；主线轮低速旋转；供线和收线轮速度；钢线张力；砂浆流速；摇摆角度和速度；工作台运动速度；待机时间；线轮上的线存储，用户的一些特殊要求。

3）多线切割机机械结构

一般来说，多线切割机都是由主框架、绕线室、切割室、浆料供应系统、冷却系统、电气控制系统组成的，如图6－9所示。不同设备厂家生产的线切机在设备尺寸和线网布置方面会有稍许不同。目前瑞士机和日本机占据了多线切割设备的几乎全部市场。瑞士机的特点是精度高、产量大、稳定性好，但同时价格也较高，主要厂家有HCT和梅耶博格（Meyer Burger）；日本机的特点是体积小，使用成本低，价格也较低，主要厂家有NTC和安永。表6－2是MB DS264多线切割机和NTC PV800型多线切割机的主要参数对比。

图6－9　多线切割机效果图

表6－2　MB DS264多线切割机和NTC PV800型多线切割机的主要参数对比

4）主要辅料辅材

（1）碳化硅

碳化硅（SiC）又称碳硅石，还可以称为金刚砂或耐火砂，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成，炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。工业用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供开采的矿源。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。

碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的α－SiC和立方体的β－SiC（称立方碳化硅）。α－SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β－SiC于2 100℃以上时转变为α－SiC。

工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3．20～3．25，显微硬度为2 840～3 320kg/mm2。其中，黑碳化硅是以石英砂、石油焦和优质硅石为主要原料，通过电阻炉高温冶炼而成。有金属光泽，含SiC 95%以上，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，性脆而锋利，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料，添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。含SiC 97%以上，其硬度高于黑碳化硅，但机械强度不如黑碳化硅，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0．16μm一次加工到Ra0．04～0．02μm。

碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除用作磨料外，还有很多其他用途，例如，以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长1～2倍的使用寿命；用于制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件——硅碳棒。

碳化硅微粉是最主要的用于多线切割机上的磨料之一，线切割用的碳化硅为绿碳化硅，适合于切割比较硬而且脆的材料。线切割是由导轮带动细钢线高速运转，由钢线带动砂浆形成研磨的切割方式。在线切割机的切割过程中，悬浮液夹裹着碳化硅磨料喷落在细钢线组成的线网上，依赖于细钢线的高速运动，把研磨液运送到切割区，对紧压在线网上的工件进行研磨式切割，随着碳化硅磨料对工件的一次次刻划，逐渐把多余的材料带走，是一种类似于研磨的切削方法，这种机制也被称为自由研磨切割加工。

目前国内线切割主要使用型号为1200＃或1500＃的碳化硅，而国外已经开始使用2000＃碳化硅进行线切割。颗粒度越小的碳化硅，对硅片表面的损伤越小，硅片厚度较均匀，且切割硅损失少；但小颗粒碳化硅切割能力较弱，因此会影响生产效率。表6－3是不同型号碳化硅的规格标准。

表6－3　不同型号碳化硅标准

（2）切割液

目前用于硅片多线切割用的切割液主要成分为聚乙二醇200～300。为改善切割液的性能，会另外添加一些胺碱、渗透剂、醚醇类活性剂、螯合剂等添加剂，而这些添加剂也是切割液性能的主要影响因素，一般都为各个切割液生产厂家的核心技术机密。

①聚乙二醇（PEG）。聚乙二醇［HO（CH2CH2O）nH］是一种环氧乙烷衍生物，是以环氧乙烷为主要原料，经乙氧基化反应后，再做相应的处理获得的产品。聚乙二醇产品无毒，无刺激性，具有良好的水溶性，并与许多有机组分有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、黏接性和抗静电性。在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业有着广泛应用。

用于硅片切割的PEG分子量一般在200～300之间，为无色黏稠液体，密度为1．12～1．13g/cm－3，黏度20～70cp，在130℃左右容易被氧化。

选择PEG200作为切割液的主要成分，主要是因为其是一种黏度适当的分散剂，具有高悬浮、高润滑、高分散、高冷却等特性，可以吸附于固体颗粒表面而产生足够高的位垒和电垒，不仅阻碍颗粒互相接近、聚结，也能促使固体颗粒团开裂散开，可保证线切割液的悬浮性能。同时，在固体颗粒团受机械力作用出现微裂缝时，能渗入到微细裂缝中去定向排列于固体颗粒表面而形成化学能的劈裂作用，有利于切割效率的提高。

②胺碱。常用的胺碱有羟乙基乙二胺和三乙醇胺等。胺碱是一种有机醇，能使线切割液呈微碱性，可与硅发生化学反应，如式：，胺碱产生的氢氧根离子与硅反应，均匀地作用于硅片的被加工表面，提高了研磨速率且缓和了单纯、剧烈的机械作用，可使硅片剩余损伤层小，减小了后面工序加工量，有利于降低生产成本。碱性线切割液对金属有钝化作用，避免线切割液腐蚀设备和线锯，减少断线率。

③渗透剂。渗透剂兼有润滑剂作用，有良好的起泡力和消泡力，能极大地降低线切割液的表面张力，使线切割液具有良好的渗透性，使线切割液很容易渗透到线锯与硅棒之间，具有减小浆料、切屑与切削表面之间的摩擦作用，有效地降低机械损伤，提高晶棒的利用率。良好的渗透性促使线切割液及时均匀的作用于线锯与硅棒之间，保证其化学作用的连贯性及一致性，并可充分发挥线切割液的冷却作用，防止硅片表面热应力的积累。同时也可以防止线锯的金属离子在温度过高的情况下向硅片表面扩散，降低金属离子对硅片的污染。

④醚醇类活性剂。醇醚类活性剂属于非离子表面活性剂，具有增强线切割液的润滑作用，可起到降低切片机械摩擦力、减少磨损；同时能够将切屑和切粒粉末托起，使活性剂分子取而代之吸附于硅片表面，并能阻止切屑和切粒粉末再沉积，有利于硅片的清洗。

⑤螯合剂。螯合剂的作用主要是去除金属离子。重金属（主要为铜铁）是深能级杂质，容易复合半导体器件中电子和空穴，使少子寿命大大下降，漏电流增大，这些重金属杂质在硅中尤其是在高温下有很大的扩散系数，当硅片在高温下反复加工时，杂质就扩入衬底内层，使其漏电流增大。且金属杂质极易在晶体中的缺陷处沉淀，在沉淀周围产生应力或使PN结扭曲，这是经常造成PN结漏电流增大，击穿软的主要原因。螯合剂含有两个或多个能“给予”电子对的原子，且这些原子之间要相间两个或多个其他原子。这些能“给予”电子对的原子与金属离子络合成环状的螯合物。从而使金属离子不再向硅片内扩散，一般来说，能“给予”电子对的原子越多，形成的环越多，螯合物越稳定，金属离子越不易逃逸。目前，通常使用的螯合剂是乙二胺四乙酸。

（3）钢线

切割钢线一般是以高纯度高碳钢为原料，经由多道回火及冷拉拔工艺制成，表面镀有黄铜，专用于切割高硬度的晶体材料。切割钢线应缠绕整齐，钢线排列均匀，每盘是由一根钢线组成，切割钢线不允许焊接，否则会严重影响钢线的破断拉力。切割钢线都是缠绕在一次性或循环的工字轮上，根据用户工艺要求定制不同绕线长度，但最长不能超过工字轮类型的最大的容量，常用长度有380km，640km和720km。

切割钢线一般都采用真空包装，每个工字轮托盘均内置有干燥剂，托盘真空包装打开前，在温度及湿度合适的仓库环境下可存放6～12个月。打开托盘真空包装前，需将托盘移送至使用环境下，以避免温差导致水汽凝结，严禁裸手触摸钢线。打开钢线后，应检查切割钢线表面应镀有连续、均匀的黄铜层，不应有漏镀或明显的色差存在，且无伤痕、油污、锈蚀和其他杂质，这些都是为了防止由于钢线的表面性质和洁净度缺陷影响钢线的带砂能力，从而影响切割良品率。目前市场上最常用的钢线为110～130μm，具体技术参数如表6－4所示。

表6－4　常用切割钢线技术参数

2．硅片制备流程工艺

1）粘硅块

准备切割的硅块必须先与线切割机的托板进行粘接。由于线切割过程存在一定的线弓角度，因此切割深度往往大于硅棒的实际边长，为了保护切割机托板，需要在托板和硅块之间粘接一块玻璃板或树脂板作为垫板。另外，为了切割起始时稳定线网，一般会在硅块上表面粘接一根PVC条，使线网先切割PVC条，从而起到线网定位和稳定的作用。目前常使用环氧树脂粘合剂粘接硅块和垫板，其一般由环氧树脂黏合剂与硬化剂混合而成，具有低毒或无毒，对于硅块和垫板具有较强的黏合性，且用热水易剥离。粘胶前需要清洗硅块和垫板的表面，主要为了去除影响粘合的有机杂质，湿气等物质。黏合剂要仔细并足量涂满垫板，不能留有气泡，粘合剂在开盖后尽快使用，以免变质，影响切割硅片质量。具体流程如下：

（1）用超声清洗机将硅块、托板和垫板清洗干净并吹干，然后在粘结部位用丙酮擦净晾干；

（2）将配好的环氧树脂黏合剂均匀地涂在托板上，然后将垫板与托板粘合；

（3）将配好的环氧树脂黏合剂再均匀地涂在垫板上，然后将硅块和垫板粘合；

（4）将多余的环氧树脂黏合剂涂抹在一根宽度约为2mm，与硅块同长度的PVC条上，然后将PVC条粘合在硅块上表面的中间位置；

（5）将全部物件粘合好后，在硅块上放置两个10kg左右的砝码，将各部分物件压紧，直至粘合剂变硬干涸。

（6）配制粘合剂和粘硅块时动作要快，应在10分钟左右完成，以防止粘合剂干涸。为了不使粘合剂沾在托板和硅块非粘胶表面上，可在托板上铺一层纸，并及时擦去沾在硅块非粘胶表面上的胶迹。

2）切割步骤

使用多线切割机时，机器的钢线和硅棒在砂浆作用下近乎点接触状态，张力都集中加在接触部，可以进行高精度、高速度研磨式切割。钢线从供线轮通过伺服电动机控制张力，经过多个导向滑轮转到主锟导轮上。在主锟导轮绕行一定圈数后，再经过多个导向滑轮，通过伺服电动机控制回收侧张力，由回收拉杆将金属线整齐排在回收轮上。实际转动时，供线轮、主锟导轮、回收轮一起高速运转。在金属线水平运行的同时，工作台带动硅棒缓慢地竖直向下运动，接触后由金属线带动砂浆进行研磨切割。进行线切割初期，需要根据具体的情况设定工艺参数。切割步骤如下：

（1）配制砂浆：1200＃或1500＃的SiC砂与切割液配制成浓度为50%左右的砂浆；

（2）设定工艺参数：根据晶棒的直径设定工作台的速度、供线速度、钢线张力、线的运行方式；

（3）清洗：用配好的砂浆将线轮及周围冲洗干净；

（4）装料：将单晶棒卡在工作台上，用螺丝拧紧，以避免切割时使金属垫板移动而造成硅片的破碎；

（5）定位：设置工作台的起始位置及终止位置，然后将工作台复位；

（6）检测：主要检测线是否有出槽现象，若有及时修正，否则会造成碎片；

（7）切片：按下切片按钮，机器将自动切片，等到终止位置，机器将自动报警，表明切片完毕；若中间警报则表明有断线现象，或有碎片出现；

（8）复位：待切完报警时，按复位按钮时工作台复位；

（9）卸料：将切完的单晶棒卸下，然后进行脱胶、清洗、烘干。

3）硅片预清洗（脱胶）

刚切割完的硅片仍然粘接在托板上，且表面全部被砂浆覆盖。因此，必须先对硅片进行清水喷淋，将大部分砂浆去除，然后再在热水或特殊的药水中，将硅片与垫板之间的黏合剂软化，从而使硅片与垫板分离。硅片的预清洗有手动设备和自动设备，但基本原理相似。需要注意的是此工序处理不当，会导致硅片的破裂，以及影响后序硅片的清洗效果，因此在喷淋过程压力不能过大，同时脱胶温度要适当，以免产生较多破片及花斑片。一般流程如下：

（1）将线切完的硅块转移至预清洗车间，观察硅块有无异常情况，清点核对碎片数目，并记录数据。

（2）预清洗时，首先检查单个槽位水压是否达到要求（压力过小冲洗砂浆不干净，压力过大容易损坏硅片）。

（3）将硅块放入冲洗槽内冲洗，按照先线切先冲洗的原则，保证硅块从线切到预清洗槽时间不超过30分钟，避免砂浆在硅片上停留太久产生花斑片。

（4）冲洗过程中如有掉片，应及时将硅片取出，整片放入插片槽中，碎片放在碎片盒中。

（5）冲洗至硅块上无污水流下时，即可将硅块移至脱胶槽中进行脱胶。

（6）将硅块在脱胶槽中翻转至方向朝上，槽内水温一般为50～60℃，可使用纯水直接脱胶，或放入一定量的脱胶剂。将硅片之间用不锈钢钢条隔开，防止硅片脱胶后产生倒片。隔开的时候应注意，不要将钢条强行隔下去，造成崩边等现象，而应适当调整位置，正好插入缝隙处。

（7）将脱胶后的硅片小心拿起，将硅片表面的胶条擦拭干净，然后存放至水槽中，注意每次拿放硅片的数量不能太多，防止由于人为失误造成硅片损坏。

（8）脱胶槽和放置硅片的水槽应定时换水，防止水质变差而产生花斑片。

（9）预清洗后，对现场进行“6S”处理，将硅片表面的树脂条和胶条收集起来放到垃圾盒里，碎片放入碎片盒中。对预清洗设备里的碎片应定时清理，集中放置在碎片盒里，处理后可作为原硅料重新铸锭。

4）硅片清洗

预清洗完的硅片表面还有许多杂质，要得到清洁的硅片就必须对每片硅片进行严格的清洗。一般来说，清洗前的硅片表面污染物杂质主要分为颗粒、有机物杂质、金属污染物三类：（1）颗粒杂质主要是残留的切割浆料中的碳化硅、铁粉、硅粉等，另外还可能黏附一些细小的钢线、PVC条等杂质。（2）有机物杂质主要为残留的切割液，以及切割机中渗出的润滑油及人为接触后残留的皮肤油脂等。这些物质通常干燥后在硅片表面形成花斑，影响外观及电池转换效率。（3）金属污染物是由于切割硅片时的瞬间高温使一些金属离子渗入硅片外表面，它们在硅片上以范德华引力、共价键以及电子转移三种表面形式存在。这种沾污会破坏极薄的氧化层的完整性，增加漏电流密度，结果导致形成微结构缺陷或雾状缺陷。太阳能电池硅片主要采用碱性清洗剂进行清洗，因为在碱性条件下，固体小颗粒比较容易脱离硅片，且碱液能够对硅片表面有微弱腐蚀，可去除渗入硅片外表面的诸多杂质。

目前市场上的硅片清洗设备基本都能达到全自动生产，设备工艺主要有槽式和链式两种。槽式清洗机根据需求不同分为7槽、9槽和11槽等，清洗时先将硅片插入专门的插片篮中，再将几个插片篮一起放入清洗篮中，清洗篮由机械手顺序放入各个清洗槽内进行清洗，每个清洗槽根据工艺不同可放入清洗剂或纯水，通过超声及溢流等方式对硅片进行清洁，最后烘干卸片。链式清洗机主要由若干根链条带动硅片前进，同时喷洒清洗剂及纯水对硅片进行清洗，最后进入烘干隧道烘干。

5）硅片分拣

清洗完的硅片需要对其质量进行逐一检测，对不同质量问题的硅片进行分类，以满足客户需求，并为硅片制备技术改善提供参考。硅片的缺陷主要分为外观不良及内在电学性能不良，主要缺陷有超厚、超薄、崩边、缺角、裂片、总厚度差异（TTV）、线痕、台阶、花斑、电阻率异常、少子寿命异常等。目前国外大多采用全自动检片设备进行硅片分拣，但该设备价格昂贵；国内由于人工成本较低，因此多采用人工检片与设备检测相结合的方法。以200μm厚度硅片为例，行业中常用检测标准如表6－5所示。

表6－5　常用硅片检测标准

6）硅片包装

硅片的包装需要注意两个方面，一是保证包装的硅片为同一质量标准，且数量无误；二是选用合适材质的包装材料，防止硅片在运输途中破碎。保证硅片质量和数量需要严格品质监管流程；包装材料一般选用抗震缓冲性能好的软性材料，如珍珠棉、宝丽龙片等，采用硅片自动包装机，以每匝50片或100片进行封装，再将3～6匝硅片放入泡沫包装盒密封包装，包装盒上的标签要求粘贴整齐美观，向上并朝同一方向，最后封装入箱。

一般来说，在包装盒上至少印有如下产品标志：①企业名称；②产品型号或标记；③制造日期；④质量认证书；⑤硅锭编号；⑥氧、碳含量；⑦少子寿命；⑧电阻率。外包装箱应标有“小心轻放”及“防腐、防潮”字样，箱内有产品清单。外包装箱上贴有标签，标签内容包括产品名称、型号、数量、日期以及包装编号等。外包装箱上的标签要求粘贴整齐美观、向上并朝同一方向。封口时，封口胶成十字形，并要求美观平整。