[发明专利]一种超临界二氧化碳硅块清洗装置、硅块处理系统及方法

说明书

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳硅块清洗装置，包括：槽体，提供硅块清洗的封闭空间；调压装置，在硅块清洗前将封闭空间内的压力调节至高于二氧化碳的超临界压力，且在清洗过程中保持压力不变；以及，在硅块清洗完毕后降低槽体内压力，而使得二氧化碳气化；控温装置，在硅块清洗前将封闭空间内的温度调节至高于二氧化碳的超临界温度，且在清洗过程中保持温度不变；压缩装置，对来自槽体内经气化后的二氧化碳进行压缩而形成液态的二氧化碳；二氧化碳储槽，对液态的二氧化碳进行存储、供给和回收。通过本发明，可有效将硅块微孔中的残留物冲出，使得硅块表面杂质合格。本发明中还请求保护一种硅块处理系统及方法。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳硅块清洗装置、硅块处理系统及方法。

背景技术

电子级多晶硅是集成电路产业的基础原材料，为了保证高纯度，一般采用改良西门子法，将液态原料三氯氢硅通过精馏等提纯方式将杂质去除，然后在还原炉内通过化学气相沉积进行生产。还原炉内产出的产品为多晶硅棒，无法直接在下游硅片客户处直接进行单晶拉制，需要将其破碎成适当尺寸的多晶硅块，但是在破碎过程极易引入微量杂质污染，相对于多晶硅本体超高的纯度要求而言是不可接受的，因此需要对其表面进行清洗。

常用的清洗方式多采用各种酸或混酸对硅块进行表面刻蚀，但是在刻蚀的过程中，容易因表面微结构的不同，产生刻蚀不均匀的现象，出现色斑或其他表面异常状态，同时也容易因为工艺控制较难使得硅块外观状态不佳。此外，在使用酸进行表面刻蚀后，需要使用高纯水进行冲洗，将酸液残留和杂质清洗干净，随后需要对其进行干燥，在这个过程中极易发生冲洗和干燥不彻底的情况，使得硅块表面杂质超标，导致下游应用时拉晶失败。

鉴于上述问题，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种超临界二氧化碳硅块清洗装置、硅块处理系统及方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明中提供了一种超临界二氧化碳硅块清洗装置，从而有效解决背景技术中的问题，同时本发明中还请求保护一种硅块处理系统及方法，具有同样的技术效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种超临界二氧化碳硅块清洗装置，包括：

槽体，提供用于进行硅块清洗的封闭空间，且至少供液态的二氧化碳及硅块进入，以及，供气态的二氧化碳及硅块离开；

调压装置，在所述硅块清洗前将所述封闭空间内的压力调节至高于二氧化碳的超临界压力，且在清洗过程中保持压力不变；以及，在所述硅块清洗完毕后降低所述槽体内压力，而使得所述二氧化碳气化；

控温装置，在所述硅块清洗前将所述封闭空间内的温度调节至高于二氧化碳的超临界温度，且在清洗过程中保持温度不变；

压缩装置，对来自所述槽体内经气化后的所述二氧化碳进行压缩而形成液态的二氧化碳；

二氧化碳储槽，对液态的二氧化碳进行存储，并提供所述槽体所需的液态的二氧化碳，以及，对来自所述压缩装置的液态的二氧化碳进行回收。

一种硅块处理系统，包括：至少两级处理单元，每级所述处理单元包括：

刻蚀装置，对硅块的部分杂质刻蚀去除；

如上所述的超临界二氧化碳硅块清洗装置，对刻蚀完成的所述硅块进行清洗。

进一步地，在第一级处理单元中还包括水洗装置，对来自所述刻蚀装置的硅块进行水洗。

一种硅块处理方法，包括以下步骤：

对硅块进行表面刻蚀；

对刻蚀完成后的所述硅块进行超临界二氧化碳清洗；