专利名称：一种硅多晶原料的清洗方法
技术领域：
本发明涉及硅多晶原料的清洗方法，特别是涉及一种采用混合酸液对多晶硅表面 进行腐蚀的一种硅多晶原料的清洗方法。
背景技术：
一般生产出的硅多晶原料由于尺寸、形状等限制不能够直接进行使用，需要加工 成尺寸、形状符合要求的多晶硅块料或棒料，这使得硅多晶表面在加工过程中引入了大量 杂质，因此多晶硅块料或棒料必须经过特殊清洗，去除表面杂质后才能进行使用。传统硅 多晶原料的清洗方法一般是采用一定比例的HNO3+HF混合酸进行腐蚀，然后采用去离子水 进行漂洗，以达到清洗硅多晶表面杂质的目的。其腐蚀原理为Si+HN03 — Si02+H20+N02 ， Si02+HF — H2 [SiF6] +H2O,可以看出多晶硅表面是通过HNO3氧化生成SiO2 (氧化膜)，然后 SiO2与HF反应生成溶于水的H2 [SiF6]，从而达到对Si进行腐蚀的目的，并在此过程中清除 附着在表面和内部的杂质。而同一时刻，硅多晶在混合酸液中表面不同部位氧化膜的生成 或溶解是不同的，这就造成硅多晶表面氧化和未氧化部位同时存在，且该化学反应是放热 反应，随着反应的进行，酸液温度不断升高，反应速率不断加快，增加了氧化和未氧化部位 同时存在的数量和几率，因此在硅多晶料腐蚀完毕取出后，造成其表面腐蚀不均勻，表面出 现附着杂质的氧化膜，而且在漂洗过程出现斑点、清洗不干净等问题，以至达不到硅多晶原 料纯度使用要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有硅多晶原料清洗过程中容易出现腐蚀不均勻，表面附着 杂质氧化膜、斑点、清洗不干净等问题，特别提供一种可使硅多晶原料表面无斑点、无氧化 层、杂质含量少的高品质硅多晶原料的清洗方法。本发明所采用的技术方案是一种硅多晶原料的清洗方法，包括下列步骤一种 硅多晶原料的清洗方法，其特征在于包括下列步骤(1)、硅多晶原料投入乙醇溶液中进行预浸泡，浸泡时间为5min 8min，每30s搅 拌一次；(2)、将预浸泡完毕后的硅多晶原料进行去离子水漂洗，漂洗时间为3min 4min ；(3)、将预浸泡后的硅多晶原料置于HN03+HF的混合酸液中进行腐蚀，腐蚀时间为 5min 8min，腐蚀温度为25°C 40°C ；(4)、将混合酸液腐蚀后的硅多晶原料置于HF酸溶液中浸泡，浸泡时间大于5min， 浸泡温度为20°C 30°C ；(5)、将HF酸溶液浸泡后的硅多晶原料放入带有溢流的去离子水槽中进行漂洗， 溢流量≥10L/min，漂洗时间≥20min ；(6)、将漂洗后的硅多晶原料投入到去离子水中进行浸泡处理，去离子水温度为 60°C 80°C，浸泡时间≥IOmin0
本发明所产生的有益效果是采用本方法清洗处理后的硅多晶原料表面无斑点、 无氧化层、杂质含量少，从而克服了现有硅多晶原料清洗过程中容易出现腐蚀不均勻，表面 易出现氧化膜、斑点等问题，达到了硅多晶原料的高品质要求。同时清洗腐蚀过程较普通方 法易于控制和操作，酸液用量少，成本低。
图1是本发明硅多晶原料的清洗流程图。
具体实施例方式下面给出具体实施例，进一步说明本发明是如何实现的。1.备料硅多晶原料在混合酸液中的反应速率与硅多晶原料比表面积大小有关， 比表面积越大，硅多晶原料与混合酸液的反应速率越快。因此，原料在清洗之前要按其尺 寸进行合理的分类，对每类原料单独进行清洗，以保证原料在清洗腐蚀过程中腐蚀时间容 易控制，表面腐蚀均勻。实际操作中硅多晶原料按尺寸大小分为四类第一类原料尺寸 < 30mm;第二类原料尺寸在30mm 60mm之间；第三类原料尺寸在60mm 90mm之间；第四 类原料尺寸在90mm-120mm之间。原料尺寸大于120mm的要进行捣碎处理，处理过程中尽量 避免其他杂质的混入。2.乙醇溶液预浸泡将分类好的硅多晶原料在体积百分比浓度35% 50% (最 佳浓度为45% )的乙醇溶液中进行浸泡预清洗，浸泡时间为5min Smin (最佳浸泡时间为 7min)，并每隔30s搅拌一次，进行硅多晶料表面油污、粉尘等杂质的初步去除。3.去离子水漂洗经过预浸泡的硅多晶原料投放入流动的去离子水中进行漂洗， 去离子水电阻率≥14ΜΩ. cm，漂洗时间为3min 4min (最佳漂洗时间为4min)。经过漂洗 后的硅多晶原料其杂质含量将进一步降低，特别是表面的油污、硅渣等杂质将得到进一步 的去除，消除由于油污等杂质附着表面而影响腐蚀不均勻问题，同时提高了混合酸的使用 寿命ο4.混合酸液腐蚀经上述漂洗完毕后的硅多晶原料置于HN03+HF的混合酸液中， 其酸液中的HF酸与HNO3酸的体积比为1 6 1 8(最佳比例为1 6)，在腐蚀过程中 不断搅拌，并通过加入冰乙酸控制酸液温度在25°C 40°C (最佳温度为35°C)之间，腐蚀 时间一般为5min 8min (最佳腐蚀时间为6min)，腐蚀量大于lOOum。5. HF酸浸泡将腐蚀后的硅多晶原料迅速投放入HF酸溶液中浸泡，HF酸体积百分 比浓度为20% -35% (最佳浓度为30% )，浸泡时间不低于5分钟。HF酸浸泡的目的在于 消除上述混合酸腐蚀后遗留下来的SiO2氧化膜，以清除氧化膜中附着物，消除氧化膜斑点， 进一步对原料进行清洗。6.去离子水漂洗将HF酸浸泡后的硅多晶原料投入到带有溢流去离子水槽中进 行漂洗，去离子水电阻率≥14ΜΩ. cm，溢流量≥lOL/min，漂洗时间≥20min。7.去离子水浸泡经过漂洗后的硅多晶原料投入到去离子水中进行浸泡处理，去 离子水温度为60V 80°C (最佳温度为65°C )，浸泡时间> lOmin，每30s进行一次搅拌。 此过程的目的在于利用硅多晶表面随温度升高吸附杂质能力变弱这一性质，进一步降低硅 多晶原料表面杂质含量。
8.烘干、封装将清洗好的原料在红外灯下进行烘干处理，处理温度< 120°C，待 原料完全烘干后，采用电子级塑料布进行封装。
权利要求
一种硅多晶原料的清洗方法，其特征在于包括下列步骤(1)、硅多晶原料投入乙醇溶液中进行预浸泡，浸泡时间为5min～8min，每30s搅拌一次；(2)、将预浸泡完毕后的硅多晶原料进行去离子水漂洗，漂洗时间为3min～4min；(3)、将预浸泡后的硅多晶原料置于HNO3+HF的混合酸液中进行腐蚀，腐蚀时间为5min～8min，腐蚀温度为25℃～40℃；(4)、将混合酸液腐蚀后的硅多晶原料置于HF酸溶液中浸泡，浸泡时间大于5min，浸泡温度为20℃～30℃；(5)、将HF酸溶液浸泡后的硅多晶原料放入带有溢流的去离子水槽中进行漂洗，溢流量≥10L/min，漂洗时间≥20min；(6)、将漂洗后的硅多晶原料投入到去离子水中进行浸泡处理，去离子水温度为60℃～80℃，浸泡时间≥10min。
2.根据权利要求1所述的一种硅多晶原料的清洗方法，其特征是，所述乙醇溶液体积 百分比浓度为35% 50%。
3.根据权利要求1所述的一种硅多晶原料的清洗方法，其特征是，所述混合酸液中的 HF酸与HNO3酸的体积比为1 6 1 8。
4.根据权利要求1所述的一种硅多晶原料的清洗方法，其特征是，所述HF酸溶液体积 百分比浓度为20% 35%。
5.根据权利要求1所述的一种硅多晶原料的清洗方法，其特征是，所述去离子水电阻 率彡 14ΜΩ. cm。
全文摘要
本发明公开了一种硅多晶原料的清洗方法，本方法包括以下步骤1、硅多晶原料投入乙醇溶液进行预浸泡；2、预浸泡后将硅多晶原料进行去离子水漂洗；3、漂洗后的硅多晶原料置于HNO3+HF的混合酸液中进行腐蚀；4、混合酸腐蚀后的硅多晶原料置于HF酸溶液中浸泡；5、HF酸浸泡完毕后将硅多晶原料放入带有溢流的去离子水槽中进行漂洗；6、经过漂洗后的硅多晶原料投入到去离子水中进行浸泡处理。采用本方法清洗处理后的硅多晶原料表面无斑点、无氧化层、杂质含量少，从而克服了现有硅多晶原料清洗过程中容易出现腐蚀不均匀，表面易出现氧化膜、斑点等问题，达到了硅多晶原料的高品质要求。
文档编号C30B33/00GK101974785SQ20101052911
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者张雪囡, 徐强, 李建弘, 李海静, 李翔, 沈浩平, 高树良 申请人:天津市环欧半导体材料技术有限公司