CN103361734B - 一种提高多晶硅产出效率的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高多晶硅产出效率的方法,包括:S30.在第一旋转式准分子激光退火前清洗机中以第一预定时间长度对载有非晶硅的基板进行氧化、蚀刻和再氧化处理;S40.在第二旋转式准分子激光退火前清洗机中以第二预定时间长度对所述载有非晶硅的基板进行清洗和干燥处理;以及S20.在准分子激光退火机中以第三预定时间长度对所述非晶硅进行退火和结晶处理,其中,所述步骤S30、所述步骤S40和所述步骤S20以所述步骤S30、所述步骤S40和所述步骤S20的顺序串联地连续执行,并且所述第一预定时间长度和所述第二预定时间长度都不大于所述第三预定时间长度。本申请能够大幅度提高多晶硅系统的产能,而且有利于制备高品质的多晶硅。

Description

一种提高多晶硅产出效率的方法
技术领域
本申请涉及一种提高多晶硅产出效率的方法,。
背景技术
随着准分子激光结晶技术的发展,准分子激光结晶效率一直在提高,旋转式(Spintype)准分子激光退火前清洗机成了准分子激光结晶产能的瓶颈。
具体地,目前为了获得高品质多晶硅,结晶流程的标准配置为准分子激光退火前清洗机(Pre-准分子激光退火机Cleaner)+准分子激光退火机(ELA),一些低世代线为了获得高品质均匀的表面氧化层以及降低离子污染问题,准分子激光退火前清洗机多采用旋转式。图1示例性示出了一种现有技术中用于生产多晶硅的清洗及退火系统。如图1中所示,现有技术中用于生产多晶硅的清洗及退火系统包括:一个旋转式准分子激光退火前清洗机1和一个准分子激光退火机2。
结合图1,图2示例性示出了一种现有技术中用于生产多晶硅的方法的流程图。如图2中所示,现有技术中用于生产多晶硅的方法包括:
首先,在步骤S10,在一个旋转式准分子激光退火前清洗机1中对载有非晶硅的基板进行氧化、蚀刻、再氧化、清洗和干燥处理。
然后,在步骤S20,在一个准分子激光退火机2中对非晶硅进行退火和结晶处理。
在图1、图2所示的现有技术中用于生产多晶硅的系统和方法的标准配置中,旋转式准分子激光退火前清洗机的处理时间长度例如为220秒,其中,第一氧化处理持续30秒,然后蚀刻处理持续40秒,然后第二氧化处理持续30秒,然后清洗处理持续60秒,然后干燥处理60秒。
然而,随着准分子激光退火机结晶技术的提高,结晶效率大大提高,工艺时间已经提高到例如170秒/片,可是旋转式准分子激光退火前清洗机为了使非晶硅晶片获得高品质的表面氧化层,工艺时间需要例如220秒/片左右,远大于准分子激光退火机的工艺时间,因此将大大影响准分子激光系统的产出效率。
另外,在现有技术中,非晶硅晶片在一个旋转式准分子激光退火前清洗机内既要完成氧化处理,又要完成蚀刻处理,还要完成清洗处理和干燥处理,从而旋转式准分子激光退火前清洗机的腔体内环境不佳。
发明内容
为了解决上述技术问题之一,本申请提供一种提高多晶硅产出效率的方法,包括:S30.在第一旋转式准分子激光退火前清洗机中以第一预定时间长度对载有非晶硅的基板进行氧化、蚀刻和再氧化处理;S40.在第二旋转式准分子激光退火前清洗机中以第二预定时间长度对所述载有非晶硅的基板进行清洗和干燥处理;以及S20.在准分子激光退火机中以第三预定时间长度对所述非晶硅进行退火和结晶处理,其中,所述步骤S30、所述步骤S40和所述步骤S20以所述步骤S30、所述步骤S40和所述步骤S20的顺序串联地连续执行,并且所述第一预定时间长度和所述第二预定时间长度都不大于所述第三预定时间长度。
其中,所述第一预定时间长度为100秒,所述第二预定时间长度为120秒,以及所述第三预定时间长度为170秒。
其中,在所述第一预定时间长度中执行的氧化、蚀刻和再氧化处理为依次执行的第一氧化处理、蚀刻处理和第二氧化处理,以及在所述第二预定时间长度中执行的清洗和干燥处理为依次执行的清洗处理和干燥处理。
其中,所述第一氧化处理持续30秒,所述蚀刻处理持续40秒,所述第二氧化处理持续30秒,所述清洗处理持续60秒,以及所述干燥处理持续60秒。
其中,所述第一氧化处理和所述第二氧化处理中所使用的氧化剂是臭氧水溶液,所述蚀刻处理中所使用的蚀刻液是氢氟酸水溶液。
其中,所述清洗处理中所使用的清洗液是纯净水、加氢水、高压水或施加有超声波的水中的任何一种。
其中,在所述干燥处理中使用干燥气体来吹干所述非晶硅,所述干燥气体为干燥的压缩空气或氮气。
其中,所述第一氧化处理和所述第二氧化处理的持续时间分别为20秒-40秒,所述臭氧水溶液的质量浓度为15ppm-30ppm,所述蚀刻处理的持续时间为20秒-40秒,所述氢氟酸水溶液的质量浓度为0.5%-2%。
其中,所述清洗处理的持续时间为40秒-80秒。
其中,所述干燥处理的持续时间为20秒-80秒。
通过本申请的提高多晶硅产出效率的系统和方法,在一台准分子激光退火机和两台旋转式准分子激光退火前清洗机串联运行的条件下,能够大幅度提高多晶硅系统的产能(例如每年产量能够提升33266片/年)。另外,由于两台旋转式准分子激光退火前清洗机采用串联工作模式,两个旋转式准分子激光退火前清洗机对待加工的非晶硅晶片进行不同的处理工作,第一旋转式准分子激光退火前清洗机主要对非晶硅晶片进行氧化处理、蚀刻处理和再氧化处理,第二旋转式准分子激光退火前清洗机主要对非晶硅晶片进行消除污染物的清洗处理和干燥处理,所以第二旋转式准分子激光退火前清洗机的腔体内环境比较洁净,有利于制备比较洁净的非晶硅晶片给准分子激光退火机进行激光结晶,从而有利于制备高品质的多晶硅。
附图说明
下面将参照所附附图来描述本申请的实施例,其中:
图1示例性示出了一种现有技术中用于生产多晶硅的清洗及退火系统;
图2示例性示出了一种现有技术中用于生产多晶硅的方法的流程图;
图3示例性示出了根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的清洗及退火系统;以及
图4示例性示出了根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合图3和图4详细描述本申请,其中相同的附图标记表示相同或相似的设备或步骤。
图3示例性示出了根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的清洗及退火系统。如图3中所示,根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的清洗及退火系统包括:第一旋转式准分子激光退火前清洗机3;第二旋转式准分子激光退火前清洗机4;和一个准分子激光退火机2。即本发明采用一个准分子激光退火机和两个旋转式准分子激光退火前清洗机来解决旋转式准分子激光退火前清洗机的处理瓶颈问题,其中这两个旋转式准分子激光退火前清洗机以串联的方式运行。
结合图3,图4示例性示出了根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的方法的流程图。如图4中所示,根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的方法包括:
首先,在步骤S30,在第一旋转式准分子激光退火前清洗机中以第一预定时间长度对载有非晶硅的基板进行氧化、蚀刻和再氧化处理。
然后,在步骤S40,在第二旋转式准分子激光退火前清洗机中以第二预定时间长度对载有非晶硅的基板进行清洗和干燥处理。
然后,在步骤S20,在准分子激光退火机中以第三预定时间长度对非晶硅进行退火和结晶处理。
其中,步骤S30、步骤S40和步骤S20以步骤S30、步骤S40和步骤S20的顺序串联地连续执行,并且上述第一预定时间长度和第二预定时间长度都不大于第三预定时间长度。
也就是说,在如图3、图4所示的根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的系统和方法中,第一旋转式准分子激光退火前清洗机3和在第二旋转式准分子激光退火前清洗机4以串联的方式运行,两个旋转式准分子激光退火前清洗机对待加工的非晶硅晶片进行不同的处理工作,两个旋转式准分子激光退火前清洗机每台的处理时间都小于准分子激光退火机的生产时间(例如170秒/片),从而解决了现有技术中旋转式准分子激光退火前清洗机的处理瓶颈问题。
也就是说,在如图3、图4所示的根据本发明的一个实施例的用于提高多晶硅产出效率的系统和方法中,第一旋转式准分子激光退火前清洗机3主要对非晶硅晶片进行氧化处理、蚀刻处理和再氧化处理,第二旋转式准分子激光退火前清洗机4主要对非晶硅晶片进行消除污染物的清洗处理和干燥处理,所以第二旋转式准分子激光退火前清洗机4的腔体内环境比较洁净,有利于制备洁净的非晶硅晶片给准分子激光退火机进行激光结晶,从而有利于制备高品质的多晶硅。
作为本发明的一个实施例,前述的第一预定时间长度例如可为100秒,第二预定时间长度例如可为120秒,以及第三预定时间长度例如可为170秒。
作为本发明的一个实施例,在前述的第一预定时间长度中执行的氧化、蚀刻和再氧化处理例如为依次执行的第一氧化处理、蚀刻处理和第二氧化处理,以及在第二预定时间长度中执行的清洗和干燥处理例如为依次执行的清洗处理和干燥处理。
作为本发明的一个实施例,前述的第一氧化处理例如持续30秒,蚀刻处理例如持续40秒,第二氧化处理例如持续30秒,清洗处理例如持续60秒,以及干燥处理例如持续60秒。
作为本发明的一个实施例,前述的第一氧化处理和第二氧化处理中所使用的氧化剂例如是臭氧水溶液,蚀刻处理中所使用的蚀刻液例如是氢氟酸水溶液。
作为本发明的一个实施例,前述的清洗处理中所使用的清洗液例如是纯净水、加氢水、高压水或施加有超声波的水中的任何一种。
作为本发明的一个实施例,在前述的干燥处理中使用干燥气体来吹干非晶硅,干燥气体例如为干燥的压缩空气或氮气。
作为本发明的一个实施例,前述的第一氧化处理和第二氧化处理的持续时间例如分别为20秒-40秒,臭氧水溶液的质量浓度例如为15ppm-30ppm,蚀刻处理的持续时间例如为20秒-40秒,氢氟酸水溶液的质量浓度例如为0.5%-2%。
作为本发明的一个实施例,前述的清洗处理的持续时间例如为40秒-80秒。
作为本发明的一个实施例,前述的干燥处理的持续时间例如为20秒-80秒。
通过本申请的提高多晶硅产出效率的系统和方法,在一台准分子激光退火机和两台旋转式准分子激光退火前清洗机串联运行的条件下,能够大幅度提高多晶硅系统的产能(例如每年产量能够提升33266片/年)。另外,由于两台旋转式准分子激光退火前清洗机采用串联工作模式,两个旋转式准分子激光退火前清洗机对待加工的非晶硅晶片进行不同的处理工作,第一旋转式准分子激光退火前清洗机主要对非晶硅晶片进行氧化处理、蚀刻处理和再氧化处理,第二旋转式准分子激光退火前清洗机主要对非晶硅晶片进行消除污染物的清洗处理和干燥处理,所以第二旋转式准分子激光退火前清洗机的腔体内环境比较洁净,有利于制备比较洁净的非晶硅晶片给准分子激光退火机进行激光结晶,从而有利于制备高品质的多晶硅。
虽然已参照典型实施例描述了本申请,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等同范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种提高多晶硅产出效率的方法,包括:
S30.在第一旋转式准分子激光退火前清洗机中以第一预定时间长度对载有非晶硅的基板进行氧化、蚀刻和再氧化处理;
S40.在第二旋转式准分子激光退火前清洗机中以第二预定时间长度对所述载有非晶硅的基板进行清洗和干燥处理;以及
S20.在准分子激光退火机中以第三预定时间长度对所述非晶硅进行退火和结晶处理,
其中,所述步骤S30、所述步骤S40和所述步骤S20以所述步骤S30、所述步骤S40和所述步骤S20的顺序串联地连续执行,并且所述第一预定时间长度和所述第二预定时间长度都不大于所述第三预定时间长度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,
所述第一预定时间长度为100秒,所述第二预定时间长度为120秒,以及所述第三预定时间长度为170秒。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,
在所述第一预定时间长度中执行的氧化、蚀刻和再氧化处理为依次执行的第一氧化处理、蚀刻处理和第二氧化处理,以及在所述第二预定时间长度中执行的清洗和干燥处理为依次执行的清洗处理和干燥处理。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,
所述第一氧化处理持续30秒,所述蚀刻处理持续40秒,所述第二氧化处理持续30秒,所述清洗处理持续60秒,以及所述干燥处理持续60秒。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,
所述第一氧化处理和所述第二氧化处理中所使用的氧化剂是臭氧水溶液,所述蚀刻处理中所使用的蚀刻液是氢氟酸水溶液。
6.根据权利要求3所述的方法,其中,
所述清洗处理中所使用的清洗液是纯净水、加氢水、高压水或施加有超声波的水中的任何一种。
7.根据权利要求3所述的方法,其中,
在所述干燥处理中使用干燥气体来吹干所述非晶硅,所述干燥气体为干燥的压缩空气或氮气。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,所述第一氧化处理和所述第二氧化处理的持续时间分别为20秒-40秒,所述臭氧水溶液的质量浓度为15ppm-30ppm,所述蚀刻处理的持续时间为20秒-40秒,所述氢氟酸水溶液的质量浓度为0.5%-2%。
9.根据权利要求6所述的方法,其中,所述清洗处理的持续时间为40秒-80秒。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述干燥处理的持续时间为20秒-80秒。
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