电子级多晶硅清洗方法技术

本发明专利技术公开了电子级多晶硅清洗方法。该电子级多晶硅清洗方法包括：利用第一至第八清洗液一次对硅块进行清洗处理。第一清洗液为NaOH溶液或KOH溶液；第二清洗液为HNO3、HF、水的混合液；第三清洗液为HNO3、HF、水的混合液，且相对于第二清洗液，第三清洗液中HNO3的浓度较低，HNO3与HF的比例较高；第四清洗液为NH4OH溶液；第五清洗液为HF溶液；第六清洗液为H2O2溶液；第七清洗液为HF溶液，且相对于第五清洗液，第七清洗液中的HF浓度较低；第八清洗液为水。该电子级多晶硅清洗方法可显著提高硅块的清洗效果，并使硅块整体更加圆润，以便于下游加工。工。工。

【技术实现步骤摘要】
电子级多晶硅清洗方法


[0001]本专利技术涉及多晶硅生产
，具体而言，本专利技术涉及电子级多晶硅清洗方法。

技术介绍

[0002]电子级多晶硅是集成电路产业的基础原材料，生产工艺多采用改良西门子法，通过CVD沉积生产硅棒，随后通过破碎、清洗、筛分等一系列后处理流程将硅棒制成尺寸不一的硅块产品。下游客户将硅块放置于坩埚中，以直拉法进行单晶提拉，进而获得可用于集成电路制造的半导体级硅片。
[0003]硅棒破碎的过程涉及到大量人工参与环节，并且在破碎筛分的过程中，不可避免地会有各种污染物被引入，需要对硅块进行清洗以去除各种表面杂质。随着集成电路制程能力的提升，线宽的缩减导致其对原材料金属杂质浓度的要求也不断提高，否则会导致漏电等问题出现，影响集成电路的功能，降低良品率。硅块表面杂质全部都会随着拉晶进入硅棒本体，并且因为后处理流程开放性制造的特点，极易形成偶发性的质量问题，这使得硅块清洗步骤至关重要。
[0004]现有技术中，硅块清洗一般采用HNO3、HF等清洗液，通过对硅块表面进行刻蚀，将附着在表面上的各种杂质去除，同时还能与各种金属杂质反应，形成可溶的生成物溶于清洗液进行去除。硅块通常放置于清洗篮中，在装有清洗液的槽中流转，在清洗过程中，位于中间部位的硅块往往接触清洗液程度不足，同时在后续槽中用高纯水对硅块表面残留清洗液进行清洁时，也不易将残留液清洁干净。有专利提出使用旋转的清洗篮或进行各种形式的晃动，以使得硅块与清洗液进行充分接触，但因为硅块本身堆积较为紧密，效果并不好，同时还会导致硅块对清洗篮进行剐蹭，使得部分非硅材料混入产品，造成下游无法使用。因而，现有的硅块清洗方法仍有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出电子级多晶硅清洗方法。该电子级多晶硅清洗方法可显著提高硅块的清洗效果，并使硅块整体更加圆润，以便于下游加工。
[0006]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种电子级多晶硅清洗方法。根据本专利技术的实施例，该电子级多晶硅清洗方法包括：
[0007](1)利用第一清洗液对待清洗硅块进行第一清洗处理，得到第一清洗后硅块；所述第一清洗液为NaOH溶液或KOH溶液；
[0008](2)利用第二清洗液对所述第一清洗后硅块进行第二清洗处理，得到第二清洗后硅块；所述第二清洗液为HNO3、HF、水的混合液；
[0009](3)利用第三清洗液对所述第二清洗后硅块进行第三清洗处理，得到第三清洗后硅块；所述第三清洗液为HNO3、HF、水的混合液，且相对于所述第二清洗液，所述第三清洗液中HNO3的浓度较低，HNO3与HF的比例较高。
[0010](4)利用第四清洗液对所述第三清洗后硅块进行第四清洗处理，得到第四清洗后硅块；所述第四清洗液为NH4OH溶液；
[0011](5)利用第五清洗液对所述第四清洗后硅块进行第五清洗处理，得到第五清洗后硅块；所述第五清洗液为HF溶液；
[0012](6)利用第六清洗液对所述第五清洗后硅块进行第六清洗处理，得到第六清洗后硅块；所述第六清洗液为H2O2溶液；
[0013](7)利用第七清洗液对所述第六清洗后硅块进行第七清洗处理，得到第七清洗后硅块；所述第七清洗液为HF溶液，且相对于所述第五清洗液，所述第七清洗液中的HF浓度较低；
[0014](8)利用第八清洗液对所述第七清洗后硅块进行第八清洗处理，得到清洗后硅块产品；所述第八清洗液为水。
[0015]根据本专利技术上述实施例的电子级多晶硅清洗方法，首先利用碱液对待清洗硅块进行第一清洗处理。专利技术人在研究中发现，碱液与酸液对硅块腐蚀的机理有所不同，碱液对硅块的腐蚀更容易从晶界方向开始，其宏观表现就是碱液腐蚀后的硅块相比于酸液腐蚀的硅块而言，在突出的锋利角位置腐蚀程度更深，从而硅块整体更加圆润，使产品在下游使用或加工中不易划伤外包装或加工设备。
[0016]经碱液腐蚀的硅块进一步采用第二、第三清洗液进行清洗，第二、第三清洗液均是HNO3、HF、水的混合液，但相对于第二清洗液，第三清洗液中HNO3的浓度较低，HNO3与HF的比例较高。利用第二清洗液作为硅块的主要腐蚀液，在实际生产中，因为生产率的问题需要兼顾腐蚀速度，因而会在硅块不同区域产生腐蚀速度不均的问题。通过采用第三清洗液作为缓冲液，既可以有效避免硅块因腐蚀不均表面形态和杂质不一致的问题，也可以避免硅块表面残余酸液不一致的问题。
[0017]进一步地，利用NH4OH溶液对第三清洗后硅块进行第四清洗处理。该步骤中，NH4OH溶液可以有效除去硅块表面的HNO3，避免其对后续设备造成破坏。同时，弱碱性的NH4OH还可以对硅块进行刻蚀，在硅块表面形成薄氧化层以便于后续处理。
[0018]经第四清洗处理后，硅块进一步采用较高浓度HF溶液、H2O2溶液、较低浓度HF溶液依次进行第五至第七清洗处理。第五清洗处理中，较高浓度的HF溶液可对硅块表面进行再刻蚀，形成疏水表面。第六清洗处理中，H2O2可在硅块表面形成氧化层，同时，H2O2的刻蚀能力较弱，可对硅块表面进行简单形貌调整。第七清洗处理中，较低浓度的HF溶液可进一步对二次氧化层进行刻蚀，并进行最后的形貌调整及表面疏水层成型。
[0019]进一步地，利用水对第七清洗后硅块进行清洗，对硅块表面微量杂质和颗粒进行最后的清洗，得到清洗后硅块产品。采用本专利技术的方法对硅块进行清洗，所得硅块产品清洁度高，表面几乎无斑点或斑纹，且整体更加圆润，便于下游加工。
[0020]另外，根据本专利技术上述实施例的电子级多晶硅清洗方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述第一清洗液的浓度为1～5wt％。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，所述第二清洗液包括50～65wt％的HNO3、2～5wt％的HF和余量的水。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述第三清洗液包括45～55wt％的HNO3、0.2～1wt％
的HF和余量的水。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，所述第四清洗液的浓度为0.5～3wt％。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述第五清洗液的浓度为0.05～0.4wt％。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述第六清洗液的浓度为1～5wt％。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，所述第七清洗液的浓度为0.03～0.3wt％。
[0028]在本专利技术的一些实施例中，所述第四清洗处理在超声波辅助下进行。
[0029]在本专利技术的一些实施例中，所述第一清洗处理、所述第二清洗处理、所述第三清洗处理、所述第四清洗处理、所述第五清洗处理、所述第六清洗处理、所述第七清洗处理、所述第八清洗处理进行的时间分别独立地为100～1200s。
[0030]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子级多晶硅清洗方法，其特征在于，包括：(1)利用第一清洗液对待清洗硅块进行第一清洗处理，得到第一清洗后硅块；所述第一清洗液为NaOH溶液或KOH溶液；(2)利用第二清洗液对所述第一清洗后硅块进行第二清洗处理，得到第二清洗后硅块；所述第二清洗液为HNO3、HF、水的混合液；(3)利用第三清洗液对所述第二清洗后硅块进行第三清洗处理，得到第三清洗后硅块；所述第三清洗液为HNO3、HF、水的混合液，且相对于所述第二清洗液，所述第三清洗液中HNO3的浓度较低，HNO3与HF的比例较高；(4)利用第四清洗液对所述第三清洗后硅块进行第四清洗处理，得到第四清洗后硅块；所述第四清洗液为NH4OH溶液；(5)利用第五清洗液对所述第四清洗后硅块进行第五清洗处理，得到第五清洗后硅块；所述第五清洗液为HF溶液；(6)利用第六清洗液对所述第五清洗后硅块进行第六清洗处理，得到第六清洗后硅块；所述第六清洗液为H2O2溶液；(7)利用第七清洗液对所述第六清洗后硅块进行第七清洗处理，得到第七清洗后硅块；所述第七清洗液为HF溶液，且相对于所述第五清洗液，所述第七清洗液中的HF浓度较低；(8)利用第八清洗液对所述第七清洗后硅块进行第八清洗处理，得到清洗后硅块产品；所述第八清洗液为水。2.根据权利要求1所述的电子级多晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锋，张天雨，孙江桥，
申请(专利权)人：江苏鑫华半导体材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：