[发明专利]硅料清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体材料技术领域，尤其是一种硅料清洗方法。

背景技术

硅料的传统清洗方法主要为：硝酸与氢氟酸的混合酸按一定比例混合后，将硅料投入其中，利用酸的腐蚀性，将硅料表面的氧化物、金属物、金属离子等反应物去除，确保硅料的洁净度，符合后道工序的使用要求。其具体操作过程为：氢氟酸和硝酸按照比例配置好腐蚀溶液；将准备腐蚀的硅料适量放在腐蚀提篮内，缓慢放入溶液内，在此过程必须注意防止溶液溅出伤人，晃动提篮内的硅料，时间控制在1分钟左右，可据料的洁净程度可相应调整，料脏时可适当延长，提出后快速放入准备好的纯水中冲洗，防止长时间与空气接触而氧化，经过四级纯水冲洗后再放入超声波清洗机中用纯水加超声波清洗2～3分钟（共2次），确保硅料缝隙没有酸性物质和脏物，超声波清洗结束后将硅料用纯水经过二级冲刷漂洗干净。

使用上述方法每清洗一吨硅料需使用硝酸60Kg左右，氢氟酸15Kg左右，损耗15Kg左右混合酸，并剩余60Kg左右废酸。这种方法的不足：

1.硅料投入混合酸中，反应比较剧烈产生大量的废气，如不经过净化处理将严重污染空气。主要是因为硝酸具有不稳定性，容易挥发分解成棕黄色的氮氧化物。

2.反应剧烈，酸洗过程中会对硅料进行消耗，增加硅料的损耗。

3.使用硝酸后会产生大量的氮氧化合物，对环境有害。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种硅料清洗方法，减少环境污染，清洗成本低，易于控制质量和提高收率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种硅料清洗方法，包括以下步骤：

⑴、配制浓度为5～11%的氢氧化钠溶液，加热至50～90℃；

⑵、将需要清洗的硅料置于步骤⑴氢氧化钠溶液中2～3分钟，捞出硅料；

⑶、依次用浓度为20～30%的盐酸溶液和纯水冲洗硅料。

进一步地，步骤⑵中，加热氢氧化钠溶液至温度为70～100℃。

进一步地，步骤⑶中纯水冲洗时，同时超声波进行处理。

进一步地，步骤⑴中氢氧化钠溶液浓度为8%，加热温度为70℃。

进一步地，步骤⑶中盐酸溶液浓度为25%。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用碱液来清洗硅料，减少废气的排放量；不产生氮氧化合物，减少对环境的污染；减少酸的用量，降低了生产成本；现在一吨硅料需要氢氧化钠10Kg，盐酸50kg。还降低了硅料的损耗，提高了操作人员的安全性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

一种硅料清洗方法，包括以下步骤：

⑴、配制浓度为8%的氢氧化钠溶液，加热至70℃；

⑵、将需要清洗的硅料置于步骤⑴氢氧化钠溶液中3分钟，捞出硅料；

⑶、依次用浓度为25%的盐酸溶液和纯水冲洗硅料。

实施例2

一种硅料清洗方法，包括以下步骤：

⑴、配制浓度为5%的氢氧化钠溶液，加热至90℃；

⑵、将需要清洗的硅料置于步骤⑴氢氧化钠溶液中2分钟，同时加热碱液至温度为100℃，捞出硅料；

⑶、用浓度为30%的盐酸溶液冲洗硅料，然后在超声波环境用纯水冲洗硅料。

实施例3

一种硅料清洗方法，包括以下步骤：

⑴、配制浓度为11%的氢氧化钠溶液，加热至50℃；

⑵、将需要清洗的硅料置于步骤⑴氢氧化钠溶液中2.6分钟，，同时加热碱液至温度为80℃，捞出硅料；

⑶、依次用浓度为20%的盐酸溶液和纯水冲洗硅料。

 

工艺的检测

参照国标GB1031-1983对上述产品进行表面粗糙度检测，用粗糙度与表面光洁度之间对应的关系来测量表面的光洁度，测试结果如下：

测试的结果表明采用本发明碱洗工艺之后，硅料表面的粗糙度为0.05，表面状态为亮光泽面。而传统的酸洗工艺测试的表面粗糙度为0.10，对应的表面状态为暗光泽面；可见碱洗工艺表面光洁度提高，硅料表面状态提高。