一种超临界二氧化碳硅块清洗装置、硅块处理系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113436998A(43)申请公布日2021.09.24(21)申请号202110749231.2(22)申请日2021.07.02(71)申请人江苏鑫华半导体材料科技有限公司地址221004江苏省徐州市经济技术开发区杨山路66号(72)发明人吴锋田新孙江桥吴鹏(74)专利代理机构北京锦信诚泰知识产权代理有限公司11813代理人倪青华(51)Int.Cl.H01L21/67(2006.01)H01L21/02(2006.01)B08B7/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种超临界二氧化碳硅块清洗装置、硅块处理系统及方法(57)摘要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。CN113436998ACN113436998A权利要求书1/2页1.一种超临界二氧化碳硅块清洗装置，其特征在于，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。2.一种硅块处理系统，其特征在于，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；如权利要求1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。3.根据权利要求2所述的硅块处理系统，其特征在于，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。4.一种硅块处理方法，其特征在于，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；将上述处理步骤至少重复执行两次。5.根据权利要求4所述的硅块处理方法，其特征在于，在第一次执行所述处理步骤时，对刻蚀完成的所述硅块进行水洗后，再进行超临界二氧化碳清洗。6.根据权利要求4所述的硅块处理方法，其特征在于，对所述硅块进行刻蚀时，采用HNO3和HF的混酸，且随着所述处理步骤重复次数的增多，所述HNO3和HF的重量百分比下降。7.根据权利要求4所述的硅块处理方法，其特征在于，所述硅块的超临界二氧化碳清洗过程包括以下步骤：将硅块容置于进行清洗的封闭空间内；向所述封闭空间内供给液态二氧化碳；调节所述封闭空间内的温度及压力，使得温度和压力分别高于二氧化碳的超临界温度和压力，且对调节完成的温度及压力进行保持；执行清洗过程；降低所述封闭空间内的压力，使得所述二氧化碳气化；对气化后的所述二氧化碳进行压缩而液化，以供重复使用。8.根据权利要求7所述的硅块处理方法，其特征在于，所述封闭空间内的压力下降速率随着所述处理步骤重复次数的增多而提升。9.根据权利要求8所述的硅块处理方法，其特征在于，所述压力下降速率的计算模型为：压力下降速率=a1*硅块平均粒径+a2*清洗槽容积2CN113436998A权利要求书2/2页其中，压力下降速率为以Kpa/s为单位时的数值；硅块平均粒径为以mm为单位时的数值；清洗槽容积为以L为单位时的数值；a1为第一调节系数，a2为第二调节系数。10.根据权利要求9所述的硅块处理方法，其特征在于，所述压力下降速率通过a1和a2的同步调节实现。3CN113436998A说明书1/6页一种超临界二氧化碳硅块清洗装置、硅块处理系统及方法技术领域[0001]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[0002]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