Ứng dụng tấm rửa siêu âm trong làm sạch tấm bán dẫn silicon pin mặt trời

Làm sạch bằng siêu âm là phương pháp làm sạch được sử dụng rộng rãi trong ngành bán dẫn. Ưu điểm của phương pháp này là: hiệu quả làm sạch tốt, thao tác đơn giản, đồng thời có thể làm sạch các thiết bị phức tạp dưới tác động của sóng siêu âm mạnh sẽ bên trong môi trường lỏng. Tạo ra bong bóng khí gần như chân không, khi các bong bóng khí vỡ ra tạo ra một áp suất cục bộ mạnh phá vỡ các liên kết hóa học bên trong các phân tử, do đó phá vỡ các tạp chất trên bề mặt tấm bán dẫn silicon. Khi tần số của sóng siêu âm cộng hưởng với tần số rung của sò, lực cơ học đạt cực đại và một lượng lớn năng lượng nhiệt tích tụ trong bong bóng khí, làm tăng nhiệt độ và thúc đẩy xảy ra các phản ứng hóa học. Tác dụng của việc làm sạch bằng siêu âm có liên quan đến các điều kiện siêu âm (như nhiệt độ, áp suất, tần số siêu âm, công suất, v.v.) và việc tăng công suất siêu âm thường có lợi cho việc cải thiện hiệu quả làm sạch. Các tấm rung siêu âm chủ yếu được sử dụng để loại bỏ các mảng lớn chất bẩn và các hạt bụi bám trên bề mặt của tấm bán dẫn silicon.

Quá trình làm sạch tấm bán dẫn silicon là tách các tấm silicon đã được cắt bằng máy cưa dây ra khỏi kính. Sau khi tháo các keo kết nối, các tấm silicon được làm sạch và phân loại thành các cấp. Thiết bị làm sạch chủ yếu là máy làm sạch sơ bộ (máy khử keo) và máy làm sạch siêu âm. Quy trình làm sạch chính của máy làm sạch sơ bộ là: nạp-phun-phun-làm sạch siêu âm-khử keo siêu âm-rửa-dỡ nước siêu âm. Quy trình làm sạch chính của máy làm sạch siêu âm là: rửa nước tinh khiết siêu âm – rửa nước tinh khiết siêu âm – rửa kiềm – rửa kiềm – rửa nước tinh khiết siêu âm – rửa nước tinh khiết siêu âm – khử nước trước (kéo chậm) – sấy khô.

Tấm rung siêu âm của máy làm sạch wafer silicon là thiết bị sử dụng hiện tượng tạo bọt siêu âm để làm sạch các tấm silicon. Bằng hộp rung siêu âm, nó bao gồm máy phát siêu âm và đầu dò rung siêu âm. Máy phát siêu âm tạo ra năng lượng điện tần số cao và đầu dò gốm áp điện PZT chuyển đổi năng lượng điện tần số cao thành năng lượng cơ học. Sóng siêu âm trong dung môi làm sạch tỏa về phía trước với mật độ xen kẽ trong chất lỏng làm sạch, khiến chất lỏng bị biến dạng dòng chảy và tạo ra hàng chục nghìn bong bóng khí nhỏ li ti. Các bong bóng khí nhỏ này tồn tại trong chất lỏng, khi áp suất đạt đến một giá trị nhất định các bong bóng lớn lên nhanh chóng rồi vỡ ra đột ngột tạo ra hàng nghìn sóng xung kích. Ở áp suất khí quyển và nhiệt độ cao hàng trăm độ, sóng xung kích nổ trong quá trình được sử dụng để phá hủy các chất bẩn không hòa tan và phân tán chúng trong dung dịch tẩy rửa. Dầu được nhũ hóa và các hạt rắn tách ra, từ đó làm sạch các tạp chất và bụi bẩn bám trên bề mặt của tấm wafer silicon.