[發明專利]一種超臨界二氧化碳硅塊清洗裝置、硅塊處理系統及方法

有效

• 申請號: 202110749231.2
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113436998B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 吳鋒;田新;孫江橋;吳鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇鑫華半導體材料科技有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02;B08B7/00
• 代理公司: 北京錦信誠泰知識產權代理有限公司 11813
• 代理人: 倪青華

本發明涉及半導體加工技術領域，尤其涉及一種超臨界二氧化碳硅塊清洗裝置，包括：槽體，提供硅塊清洗的封閉空間；調壓裝置，在硅塊清洗前將封閉空間內的壓力調節至高于二氧化碳的超臨界壓力，且在清洗過程中保持壓力不變；以及，在硅塊清洗完畢后降低槽體內壓力，而使得二氧化碳氣化；控溫裝置，在硅塊清洗前將封閉空間內的溫度調節至高于二氧化碳的超臨界溫度，且在清洗過程中保持溫度不變；壓縮裝置，對來自槽體內經氣化后的二氧化碳進行壓縮而形成液態的二氧化碳；二氧化碳儲槽，對液態的二氧化碳進行存儲、供給和回收。通過本發明，可有效將硅塊微孔中的殘留物沖出，使得硅塊表面雜質合格。本發明中還請求保護一種硅塊處理系統及方法。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，尤其涉及一種超臨界二氧化碳硅塊清洗裝置、硅塊處理系統及方法。

背景技術

電子級多晶硅是集成電路產業的基礎原材料，為了保證高純度，一般采用改良西門子法，將液態原料三氯氫硅通過精餾等提純方式將雜質去除，然后在還原爐內通過化學氣相沉積進行生產。還原爐內產出的產品為多晶硅棒，無法直接在下游硅片客戶處直接進行單晶拉制，需要將其破碎成適當尺寸的多晶硅塊，但是在破碎過程極易引入微量雜質污染，相對于多晶硅本體超高的純度要求而言是不可接受的，因此需要對其表面進行清洗。

常用的清洗方式多采用各種酸或混酸對硅塊進行表面刻蝕，但是在刻蝕的過程中，容易因表面微結構的不同，產生刻蝕不均勻的現象，出現色斑或其他表面異常狀態，同時也容易因為工藝控制較難使得硅塊外觀狀態不佳。此外，在使用酸進行表面刻蝕后，需要使用高純水進行沖洗，將酸液殘留和雜質清洗干凈，隨后需要對其進行干燥，在這個過程中極易發生沖洗和干燥不徹底的情況，使得硅塊表面雜質超標，導致下游應用時拉晶失敗。

鑒于上述問題，本發明人基于從事此類產品工程應用多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種超臨界二氧化碳硅塊清洗裝置、硅塊處理系統及方法，使其更具有實用性。

發明內容

本發明中提供了一種超臨界二氧化碳硅塊清洗裝置，從而有效解決背景技術中的問題，同時本發明中還請求保護一種硅塊處理系統及方法，具有同樣的技術效果。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種超臨界二氧化碳硅塊清洗裝置，包括：

槽體，提供用于進行硅塊清洗的封閉空間，且至少供液態的二氧化碳及硅塊進入，以及，供氣態的二氧化碳及硅塊離開；

調壓裝置，在所述硅塊清洗前將所述封閉空間內的壓力調節至高于二氧化碳的超臨界壓力，且在清洗過程中保持壓力不變；以及，在所述硅塊清洗完畢后降低所述槽體內壓力，而使得所述二氧化碳氣化；

控溫裝置，在所述硅塊清洗前將所述封閉空間內的溫度調節至高于二氧化碳的超臨界溫度，且在清洗過程中保持溫度不變；

壓縮裝置，對來自所述槽體內經氣化后的所述二氧化碳進行壓縮而形成液態的二氧化碳；

二氧化碳儲槽，對液態的二氧化碳進行存儲，并提供所述槽體所需的液態的二氧化碳，以及，對來自所述壓縮裝置的液態的二氧化碳進行回收。

一種硅塊處理系統，包括：至少兩級處理單元，每級所述處理單元包括：

刻蝕裝置，對硅塊的部分雜質刻蝕去除；

如上所述的超臨界二氧化碳硅塊清洗裝置，對刻蝕完成的所述硅塊進行清洗。

進一步地，在第一級處理單元中還包括水洗裝置，對來自所述刻蝕裝置的硅塊進行水洗。

一種硅塊處理方法，包括以下步驟：

對硅塊進行表面刻蝕；

對刻蝕完成后的所述硅塊進行超臨界二氧化碳清洗；