CN104362114B - 一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置及其清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,属于半导体材料清洗技术领域,包括操作室、上料台和下料台,上料台和下料台之间依次设置有预清洗装置、酸腐蚀槽、超声波清洗装置和烘干装置,操作室的顶部前后滑动连接有两个物料转移装置,酸腐蚀槽和超声波清洗装置之间还设置有一QRD氮气保护装置。本发明还公开了一种大直径区熔用多晶棒料的清洗方法。本发明能够完成直径140‑160mm多晶棒料的自动清洗过程,节省了人力,稳定了产品洗后的质量;适用于大直径区熔用多晶棒料表面的金属杂质的去除,使多晶棒料表面无污染,提高硅多晶质量和成晶率。

Description

一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置及其清洗方法
技术领域
本发明涉及属于半导体材料清洗技术领域,具体是一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置及其清洗方法。
背景技术
目前,块状或棒状多晶硅的表面的杂质量通常采用试剂清洗的方法,用于除去杂质的试剂有:氢氟/过氧化氢酸水溶液和水的混合物、纯水、硝酸与氢氟酸的混合液等,用这些试剂清洗多晶硅的表面。现有技术是使用硝酸及氢氟酸的混酸溶液,对硅多晶表面进行腐蚀,然后使用去离子水对多晶棒料进行冲洗、烘干、冷却包装。此过程依靠人力进行多晶棒料的加工清洗,效率低下,清洗品质不够稳定。
发明内容
本发明要解决的问题是:克服现有技术的不足,提供一种去除大直径区熔用多晶棒料表面的金属杂质,使多晶棒料表面无污染,提高硅多晶质量,提高成晶率,自动化程度高,劳动强度小,酸对人体危害小的大直径区熔用多晶棒料的清洗装置。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,包括操作室和设置在操作室前、后端的上料台和下料台,所述上料台和下料台之间依次设置有预清洗装置、酸腐蚀槽、超声波清洗装置和烘干装置,所述预清洗装置和酸腐蚀装置均为滚动清洗,所述预清洗装置为一水槽,所述水槽的底部设有若干个滚轴,所述水槽的顶部内边缘设有高压水喷头,所述操作室的顶部前后滑动连接有两个物料转移装置,其中一个物料转移装置位于上料台和酸腐蚀槽之间,另一个物料转移装置位于酸腐蚀槽和下料台之间,所述酸腐蚀槽和超声波清洗装置之间还设置有一QDR氮气保护装置,所述QDR氮气保护装置为若干个氮气喷头,所述氮气喷头设置在酸腐蚀槽和超声波清洗装置之间。
进一步地,所述酸腐蚀槽的底部是由一排滚轴组成。
进一步地,所述酸腐蚀槽的材料为PT或PVC材质。
进一步地,所述酸腐蚀槽的侧壁上连接一自动补酸装置,所述自动补酸装置可对酸腐蚀槽中的混合酸溶液进行补给和替换。
进一步地,所述操作室的后端设有一风淋窗口,所述下料台位于风淋窗口的正下方。
本发明要解决的另一个问题是:提供一种大直径区熔用多晶棒料的自动清洗装置的清洗方法。
一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的清洗方法,包括以下步骤:
(1)上料:将多晶棒料放置于上料台,随后进行预清洗;
(2)预清洗:对多晶棒料的表面污渍进行清洗;
(3)酸洗:将多晶棒料放入酸腐蚀槽中旋转滚动,所述酸腐蚀槽中的酸液为硝酸与氢氟酸的混酸溶液;
(4)QDR氮气喷淋:在酸洗结束后,将酸腐蚀槽中的多晶棒料取出放入超声波水槽中,此过程需要使用氮气喷淋保护,防止多晶棒料表面氧化;
(5)超声:通过超声波震动,去除多晶棒料表面的酸液及杂质;
(6)烘干:热风烘干多晶棒料;
(7)下料:将多晶棒料经过风淋窗口后放置在下料台上。
进一步地,所述混酸的配比为硝酸与氢氟酸的体积比为7.5:1。
进一步地,所述氮气喷淋时长为3min。
进一步地,所述超声时长为15min。
进一步地,所述烘干温度为60-90℃,烘干时间为10-15min。
本发明具有的优点和积极效果是:
采用多晶棒料的自动清洗设备,能够完成直径140-160mm多晶棒料的自动清洗过程,节省了人力,稳定了产品洗后的质量;本发明适用于大直径区熔用多晶棒料表面的金属杂质的去除,使多晶棒料表面无污染,提高硅多晶质量,提高成晶率。
附图说明
图1是本发明大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的主视图。
图2是本发明大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的俯视图。
图中:1、操作室;2、上料台;3、下料台;4、预清洗装置;5、酸腐蚀槽;6、超声波清洗装置;7、烘干装置;8、物料转移装置;9、QRD氮气保护装置;10、自动补酸装置;11、风淋窗口。
具体实施方式
如图1、图2所示,一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,包括操作室1和设置在操作室1前、后端的上料台2和下料台3,上料台2和下料台3之间依次设置有预清洗装置4、酸腐蚀槽5、超声波清洗装置6和烘干装置7。预清洗装置4为一水槽,水槽的底部设有若干个滚轴,水槽的顶部边缘设有高压水喷头,对多晶棒料进行预清洗。PVC的酸腐蚀装置5的底部是由一排PVC滚轴组成的,可以防止强酸的腐蚀,酸腐蚀槽5的侧壁上连接一自动补酸装置10,自动补酸装置10可将硝酸与氢氟酸配比混合,然后对酸腐蚀槽5中的混合酸溶液进行补给和替换。操作室1的顶部前后滑动连接有两个物料转移装置8,其中一个物料转移装置位于上料台2和酸腐蚀槽5之间,另一个物料转移装置位于酸腐蚀槽5和下料台3之间,物料转移装置8为机械臂,机械臂可将多晶棒料由前一装置转移至后一装置。酸腐蚀槽5和超声波清洗装置6之间还设置有一QRD氮气保护装置9,QRD氮气保护装置9为若干个氮气喷头,氮气喷头设置在酸腐蚀槽5和超声波清洗装置6之间,对在酸腐蚀槽5和超声波清洗装置6之间转移的多晶棒进行氮气喷淋保护,防止多晶棒料表面氧化。烘干装置7为热风烘干机,操作室1的后端设有一风淋窗口11,下料台3位于风淋窗口11的正下。
一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的清洗方法,包括以下步骤:
(1)上料:将多晶棒料放置于上料台1,随后进行预清洗;
(2)预清洗:对多晶棒料的表面污渍进行清洗;
(3)酸洗:将多晶棒料放入酸腐蚀槽5中旋转滚动,酸腐蚀槽5中的酸液为硝酸与氢氟酸的混酸溶液,混酸的配比为硝酸与氢氟酸的体积比为7.5:1。
(4)QDR氮气喷淋:在酸洗结束后,将酸腐蚀槽中的多晶棒料取出放入超声波水槽中,此过程需要使用氮气喷淋保护,防止多晶棒料表面氧化,氮气喷淋时长为3min。
(5)超声:通过超声波震动,超声时长为15min,去除多晶棒料表面的酸液及杂质;
(6)烘干:热风烘干多晶棒料,烘干温度为60-90℃,烘干时间为10-15min;
(7)下料:将多晶棒料经过风淋窗口风淋后放置在下料台上。
本实例的工作过程:将多晶棒料放置在上料台1上,机械臂自动将多晶棒料放入预清洗装置4的水槽中,水槽底部的滚轮转动带动多晶棒料转动,水槽的顶部边缘的高压水喷头对多晶棒料进行喷射,完成多晶硅棒料表面的硅粉和油污的清洗。预清洗完毕之后,机械臂将水槽中的多晶棒料取出,缓慢放入酸腐蚀槽5中,混酸的配比为硝酸与氢氟酸的体积比为7.5:1,多晶棒料在酸腐蚀槽5中自动旋转滚动腐蚀。酸洗腐蚀结束后,机械臂将酸腐蚀槽5中的多晶棒料取出,氮气喷头对多晶棒进行氮气喷淋3min,然后转移至超声波清洗装置6中,超声震动15min,将多晶棒料表面的酸液及杂质去除。超声清洗完毕后,机械臂将多晶棒料移至烘干装置7中,在60-90℃热风烘干10-15min。机械臂将烘干后的多晶棒料经过风淋窗口11风淋后,放置到下料台3上,多晶棒料的清洗完成。随着酸腐蚀时间的增长,混合酸溶液的浓度发生变化,自动补酸装置10可将硝酸与氢氟酸配比混合,然后对酸腐蚀槽5中的酸进行补给和替换。
采用多晶棒料的自动清洗设备,能够完成直径140-160mm多晶棒料的自动清洗过程,节省了人力,稳定了产品洗后的质量;本发明适用于大直径区熔用多晶棒料表面的金属杂质的去除,使多晶棒料表面无污染,提高硅多晶质量,提高成晶率。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,包括操作室和设置在操作室前、后端的上料台和下料台,其特征在于:所述上料台和下料台之间依次设置有预清洗装置、酸腐蚀槽、超声波清洗装置和烘干装置,所述预清洗装置和酸腐蚀装置均为滚动清洗,所述预清洗装置为一水槽,所述水槽的底部设有若干个滚轴,所述水槽的顶部内边缘设有高压水喷头,所述操作室的顶部前后滑动连接有两个物料转移装置,其中一个物料转移装置位于上料台和酸腐蚀槽之间,另一个物料转移装置位于酸腐蚀槽和下料台之间,所述酸腐蚀槽和超声波清洗装置之间还设置有一QDR氮气保护装置,所述QDR氮气保护装置为若干个氮气喷头,所述氮气喷头设置在酸腐蚀槽和超声波清洗装置之间。
2.根据权利要求1所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,其特征在于:所述酸腐蚀槽的底部是由一排滚轴组成。
3.根据权利要求2所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,其特征在于:所述酸腐蚀槽的材料为PT或PVC材质。
4.根据权利要求1所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,其特征在于:所述酸腐蚀槽的侧壁上连接一自动补酸装置,所述自动补酸装置可对酸腐蚀槽中的混合酸溶液进行补给和替换。
5.根据权利要求1所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置,其特征在于:所述操作室的后端设有一风淋窗口,所述下料台位于风淋窗口的正下方。
6.一种如权利要求1所述的大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的清洗方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)上料:将多晶棒料放置于上料台,随后进行预清洗;
(2)预清洗:对多晶棒料的表面污渍进行清洗;
(3)酸洗:将多晶棒料放入酸腐蚀槽中旋转滚动,所述酸腐蚀槽中的酸液为硝酸与氢氟酸的混酸溶液;
(4)QDR氮气喷淋:在酸洗结束后,将酸腐蚀槽中的多晶棒料取出放入超声波水槽中,此过程需要使用氮气喷淋保护,防止多晶棒料表面氧化;
(5)超声:通过超声波震动,去除多晶棒料表面的酸液及杂质;
(6)烘干:热风烘干多晶棒料;
(7)下料:将多晶棒料经过风淋窗口后放置在下料台上。
7.根据权利要求6所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的清洗方法,其特征在于:所述混酸的配比为硝酸与氢氟酸的体积比为7.5:1。
8.根据权利要求6所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的清洗方法,其特征在于:所述氮气喷淋时长为3min。
9.根据权利要求6所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的清洗方法,其特征在于:所述超声时长为15min。
10.根据权利要求6所述的一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置的清洗方法,其特征在于:所述烘干温度为60-90℃,烘干时间为10-15min。
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