CN114226334A - 一种多晶硅棒清洗装置及方法 - Google Patents
一种多晶硅棒清洗装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114226334A CN114226334A CN202111638387.XA CN202111638387A CN114226334A CN 114226334 A CN114226334 A CN 114226334A CN 202111638387 A CN202111638387 A CN 202111638387A CN 114226334 A CN114226334 A CN 114226334A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polycrystalline silicon
- silicon rod
- polycrystalline
- acid
- tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 131
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 58
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B13/00—Accessories or details of general applicability for machines or apparatus for cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
- B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多晶硅棒清洗装置及方法。该多晶硅棒清洗装置包括由滑轮组成的滑轮组、多晶吊环、酸槽、水槽，多晶吊环通过软绳经滑轮组连接配重块，配重块由气缸驱动可上下移动，由滑轮组、配重块及气缸组成配重系统；在气缸和配重块的作用下，软绳带动多晶吊环上下移动，实现多晶吊环配重助力的加载和卸载；水槽和酸槽相邻并排放置，多晶吊环位于水槽和酸槽交界位置的正上方。使用该多晶硅棒装置清洗多晶硅棒，由于配重抵消了大部分多晶硅棒重量，抬起多晶硅棒之后，多晶硅棒运动类似于单摆运动和自由落体结合的效果，可实现重量在70‑150kg范围内的多晶硅棒料1秒内完成从酸槽进入水槽的过程，可完全避免表面沾污氧化，提高了多晶硅棒料清洗质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种多晶硅棒清洗装置及方法，属于半导体材料工艺技术领域。
背景技术
近年来，随着大直径区熔单晶需求增加，大直径区熔多晶硅棒料需求也随之而来，多晶硅棒重量也超出人工搬运所能承受的范围，传统清洗方法已经不能满足工艺要求。多晶硅棒自动清洗设备在实际应用过程中，依然不能实现多晶硅棒料从酸槽到水槽的快速切换，虽然在水槽正上方加入氮气保护和水喷淋喷淋系统，但也未能完全解决多晶硅棒料表面氧化问题。从而影响区熔单晶品质。
因此，有必要对多晶硅棒清洗装置及方法进行改进，提高多晶硅棒料清洗质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多晶硅棒清洗装置，以节省人力，解决多晶搬运难题，实现多晶硅棒1秒内从酸槽切换至水槽，避免多晶表面氧化，提高多晶清洗质量。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述多晶硅棒清洗装置清洗多晶硅棒的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种多晶硅棒清洗装置，包括由滑轮组成的滑轮组、多晶吊环、酸槽、水槽，多晶吊环通过软绳经滑轮组连接配重块，配重块由气缸驱动可上下移动，由滑轮组、配重块及气缸组成配重系统；在气缸和配重块的作用下，软绳带动多晶吊环上下移动，实现多晶吊环配重助力的加载和卸载；水槽和酸槽相邻并排放置，多晶吊环位于水槽和酸槽交界位置的正上方。
优选地，所述水槽上沿位置低于酸槽上沿位置，由此能够使得由多晶吊环吊装的多晶硅棒顺利的从酸槽转移到水槽。
优选地，所述滑轮组及多晶吊环分别为两个，其中，两个多晶吊环分别对应于多晶硅棒的两端位置。
其中，所述配重块的重量为可在30-100kg内变化，以适应多晶硅棒重量的变化，所述多晶硅棒的重量范围为70-150kg。
其中，所述水槽和酸槽分别为PVDF(聚偏氟乙烯)材质。所述多晶吊环为PP(聚丙烯)材质。
一种使用所述的多晶硅棒装置清洗多晶硅棒的方法，包括以下步骤：
(1)多晶硅棒进入酸槽前，使用表面活性剂清除表面粉尘、油污，并使用纯水冲洗干净；
(2)使用运料车将清洗后的多晶硅棒缓慢放入多晶硅棒酸槽，缓慢搅动多晶硅棒，保证酸液充分接触多晶硅棒表面；
(3)酸洗充分后，使用多晶硅棒吊环钩住多晶硅棒两边，启动配重系统，待多晶硅棒高出酸槽上沿时，同时摆动多晶硅棒两端而将其快速转移到水槽中冲洗干净；
(4)再次使用运料车将多晶硅棒移出水槽，放入二次清洗槽继续冲洗后，烘干包装即可。
所述步骤(1)中，纯水冲洗时间为30-40min。
所述步骤(2)中，所述酸槽中的酸液为氢氟酸和硝酸的混合酸，氢氟酸和硝酸比例为1∶5，多晶硅棒搅动时间为4-6min。
所述步骤(3)中，多晶硅棒从酸槽进入水槽的时间控制在1秒以内。多晶硅棒在水槽中的冲洗时间为10-15min。
所述步骤(4)中，多晶硅棒在二次清洗槽中的二次冲洗时间为30-40min。
本发明的有益效果：
本发明的多晶硅棒清洗装置通过增加滑轮配重系统，由于配重抵消了大部分多晶硅棒重量，多晶吊环位于水槽和酸槽中间正上方位置，因此，抬起多晶硅棒之后，多晶硅棒运动类似于单摆运动和自由落体结合的效果，可实现重量在70-150kg范围内的多晶硅棒料1秒内完成从酸槽进入水槽的过程，可完全避免表面沾污氧化，并且节省了人力，解决了大直径多晶硅棒的快速人工搬运难题，提高了多晶硅棒料清洗质量。
附图说明
图1为现有清洗设备的侧视图。
图2为本发明的多晶硅棒清洗装置的侧视图。
图3为本发明的多晶硅棒清洗装置的正视图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
如图2、3所示，本发明提供的多晶硅棒清洗装置包括由滑轮1、2组成的滑轮组、多晶吊环3、酸槽5、水槽6，多晶吊环3通过软绳经滑轮组连接配重块8，配重块8由气缸驱动而上下移动，由滑轮组、配重块及气缸组成配重系统；在气缸和配重块的作用下，软绳带动多晶吊环3上下移动，实现多晶吊环配重助力的加载和卸载；水槽6和酸槽5相邻并排放置，多晶吊环3位于水槽6和酸槽5交界位置的正上方。
优选地，水槽上沿位置低于酸槽上沿位置，由此能够使得由多晶吊环吊装的多晶硅棒顺利的从酸槽转移到水槽。滑轮组及多晶吊环分别为两个，其中，两个多晶吊环分别对应于多晶硅棒的两端位置。配重块的重量为可在30-100kg内变化，以适应多晶重量的变化。水槽和酸槽分别为PVDF(聚偏氟乙烯)材质。所述多晶吊环为PP材质。
在使用该清洗装置的实际清洗多晶硅棒的过程中，首先两个人分别用多晶吊环3-1和3-2分别套在多晶硅棒两端，将多晶硅棒缓慢放入酸槽7中，酸洗完成后，双人分别再次使用多晶吊环3-1和3-2，套在多晶硅棒两端，启动配重系统8后，双人同步用力将多晶硅棒搬运至水槽6中。由于配重抵消了大部分多晶硅棒重量，吊环位于水槽6和酸槽7中间正上方位置，因此，人工抬起多晶后，多晶硅棒运动类似于单摆运动和自由落体结合的效果，人工只需要输出很小的助力就可以实现1秒内将多晶硅棒由酸槽7人工转运至水槽6中。关闭配重系统，拿出多晶吊环3-1和3-2，进行多晶冲洗、二次冲洗和烘干环节。
以下以重量为100kg的多晶硅棒为例，并通过与现有清洗设备进行对比，进一步说明本发明的多晶硅棒清洗装置及方法。
对比例1
使用现有清洗设备，如图1所示，该清洗设备包括相邻并排设置的酸槽11和水12槽，酸槽和水槽的尺寸相当，上沿位置相同。使用该清洗设备由人工通过以下操作过程对多晶硅棒进行清洗。
(1)使用表面活性剂清除表面粉尘、油污，并使用纯水冲洗30min以上。
(2)将比例为1∶5的氢氟酸和硝酸混合液注入酸槽11中，使用运料车将清洗后的多晶硅棒运到酸槽正前方，双人搬运至酸槽11中，缓慢搅动多晶硅棒，保证酸液充分接触多晶硅棒表面，持续5min以上。
(3)往水槽12内持续注入纯水，酸洗流程结束后，人工搬运至水槽12中，由于多晶硅棒太重，花费3秒钟左右完成此操作。
由于多晶硅棒太重，操作困难，同一批次清洗10根多晶硅棒，仅有两根多晶硅棒合格。
实施例
使用本发明的多晶硅棒清洗装置，结构如图2、3所示，通过以下操作过程对多晶硅棒进行清洗。
(1)使用表面活性剂清除表面粉尘、油污，并使用纯水冲洗30-40min。
(2)多晶吊环3-1和3-2对应的配重位置分别装载配重块35kg。
(3)将比例为1∶5的氢氟酸和硝酸混合液注入酸槽7中，使用运料车将清洗后的多晶硅棒运到酸槽正前方，双人分别用多晶吊环3-1和3-2套在多晶硅棒两端，启动配重系统，配重重量加载到多晶吊环上，双人手持多晶吊环，缓慢将多晶硅棒放入酸槽7中，关闭配重系统，取出多晶吊环3-1和3-2后，缓慢搅动多晶硅棒，保证酸液充分接触多晶硅棒表面，持续4-6min以上。
(4)往水槽6内持续注入纯水，酸洗流程结束后，操作人员分别控制多晶吊环3-1和3-2，套在多晶硅棒两端，启动配重系统8后，双人同步用力将多晶硅棒搬运至水槽6中。由于配重减去了大部分重量，因此可以很轻松的将多晶硅棒由酸槽7人工转运至水槽6中，因此可以1秒内将多晶硅棒移动到水槽6中，避免多晶表面产生氧化斑点。
(5)多晶硅棒在水槽6中持续清洗10-15min以后，使用搬运车将多晶硅棒4搬运到二次清洗槽，再次冲洗30-40min以上，烘干后包装即可。
通过对比可以看出，使用现有设备清洗多晶重量超过60kg时，人工搬运困难，无法实现多晶硅棒从酸槽到水槽的快速切换，因此无法保证清洗质量，清洗后多晶表面有严重的氧化花斑；而使用本发明改进后的多晶硅棒清洗装置，由于配重系统助力，100kg的多晶硅棒实际相当于30kg，可以很轻松的实现多晶硅棒从酸槽到水槽的快速切换，清洗后的多晶表面洁净，无氧化花斑，同一批次清洗10根多晶硅棒，全部合格。
Claims (10)
1.一种多晶硅棒清洗装置，其特征在于，包括由滑轮组成的滑轮组、多晶吊环、酸槽、水槽，多晶吊环通过软绳经滑轮组连接配重块，配重块由气缸驱动可上下移动，由滑轮组、配重块及气缸组成配重系统；在气缸和配重块的作用下，软绳带动多晶吊环上下移动，实现多晶吊环配重助力的加载和卸载；水槽和酸槽相邻并排放置，多晶吊环位于水槽和酸槽交界位置的正上方。
2.根据权利要求1所述的多晶硅棒清洗装置，其特征在于，所述水槽上沿位置低于酸槽上沿位置。
3.根据权利要求1或2所述的多晶硅棒清洗装置，其特征在于，所述滑轮组及多晶吊环分别为两个，其中，两个多晶吊环分别对应于多晶硅棒的两端位置。
4.根据权利要求1或2所述的多晶硅棒清洗装置，其特征在于，所述配重块的重量为可在30-100kg内变化，所述多晶硅棒的重量范围为70-150kg。
5.根据权利要求1所述的多晶硅棒清洗装置，其特征在于，所述水槽和酸槽分别为PVDF材质，所述多晶吊环为PP材质。
6.一种使用权利要求1-5中任一项所述的多晶硅棒装置清洗多晶硅棒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)多晶硅棒进入酸槽前，使用表面活性剂清除表面粉尘、油污，并使用纯水冲洗干净；
(2)使用运料车将清洗后的多晶硅棒缓慢放入多晶硅棒酸槽，缓慢搅动多晶硅棒，保证酸液充分接触多晶硅棒表面；
(3)酸洗充分后，使用多晶硅棒吊环钩住多晶硅棒两边，启动配重系统，待多晶硅棒高出酸槽上沿时，同时摆动多晶硅棒两端而将其快速转移到水槽中冲洗干净；
(4)再次使用运料车将多晶硅棒移出水槽，放入二次清洗槽继续冲洗后，烘干包装即可。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，纯水冲洗时间为30-40min。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述酸槽中的酸液为氢氟酸和硝酸的混合酸，氢氟酸和硝酸比例为1∶5，多晶硅棒搅动时间为4-6min。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，多晶硅棒从酸槽进入水槽的时间控制在1秒以内；多晶硅棒在水槽中的冲洗时间为10-15min。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，多晶硅棒在二次清洗槽中的二次冲洗时间为30-40min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111638387.XA CN114226334A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种多晶硅棒清洗装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111638387.XA CN114226334A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种多晶硅棒清洗装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114226334A true CN114226334A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80744403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111638387.XA Pending CN114226334A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种多晶硅棒清洗装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114226334A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103420275A (zh) * | 2013-08-07 | 2013-12-04 | 深圳市三利谱光电科技股份有限公司 | 摇臂起重吊车 |
| CN104362114A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-02-18 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置及其清洗方法 |
| CN105632980A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-01 | 上海艾力克新能源有限公司 | 一种双制绒槽位的槽式多晶硅片制绒装置及方法 |
| CN206203693U (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 安徽安利材料科技股份有限公司 | 一种气动料泵吊装清洗装置 |
| CN107663657A (zh) * | 2016-07-30 | 2018-02-06 | 重庆恒进源茧丝绸有限公司 | 一种新型真丝浸泡清洗装置 |
| CN209349184U (zh) * | 2018-11-21 | 2019-09-06 | 国家电网有限公司 | 一种压接管清洗机 |
| CN216679271U (zh) * | 2021-12-29 | 2022-06-07 | 有研半导体硅材料股份公司 | 一种多晶硅棒清洗装置 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111638387.XA patent/CN114226334A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103420275A (zh) * | 2013-08-07 | 2013-12-04 | 深圳市三利谱光电科技股份有限公司 | 摇臂起重吊车 |
| CN104362114A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-02-18 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | 一种大直径区熔用多晶棒料的清洗装置及其清洗方法 |
| CN105632980A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-01 | 上海艾力克新能源有限公司 | 一种双制绒槽位的槽式多晶硅片制绒装置及方法 |
| CN107663657A (zh) * | 2016-07-30 | 2018-02-06 | 重庆恒进源茧丝绸有限公司 | 一种新型真丝浸泡清洗装置 |
| CN206203693U (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 安徽安利材料科技股份有限公司 | 一种气动料泵吊装清洗装置 |
| CN209349184U (zh) * | 2018-11-21 | 2019-09-06 | 国家电网有限公司 | 一种压接管清洗机 |
| CN216679271U (zh) * | 2021-12-29 | 2022-06-07 | 有研半导体硅材料股份公司 | 一种多晶硅棒清洗装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN216679271U (zh) | 一种多晶硅棒清洗装置 | |
| CN107287541B (zh) | 一种热镀锌自动化流水线设备 | |
| US4974619A (en) | Wafer cleaning device for use in manufacturing a semiconductor device | |
| CN105140162A (zh) | 全自动硅片插片及清洗系统 | |
| CN201419171Y (zh) | 小型工件自动清洗机 | |
| CN114226334A (zh) | 一种多晶硅棒清洗装置及方法 | |
| CN105002513B (zh) | 酸洗系统以及酸洗方法 | |
| CN110373697B (zh) | 一种全自动水平氧化生产线 | |
| CN211761623U (zh) | 一种双工位抓手搬运机器人 | |
| CN210435942U (zh) | 一种化学机械抛光平坦化晶圆传输设备 | |
| CN208218283U (zh) | 一种电镀罐体自动入水出水机构及装置 | |
| CN214060679U (zh) | 一种电泳涂装设备的工件升降传送装置 | |
| CN213752636U (zh) | 一种硅料酸洗烘干设备 | |
| CN210897210U (zh) | 多功能清洗设备 | |
| CN212041797U (zh) | 一种无人操作的工件表面处理生产线 | |
| CN211605103U (zh) | 一种导轨式剥离清洗装置 | |
| CN209056464U (zh) | 一种用于晶圆片生产的后处理系统 | |
| CN114504970A (zh) | 一种半导体用boe蚀刻液制备装置及其制备方法 | |
| CN201313353Y (zh) | 冲洗翻料机 | |
| CN116408644A (zh) | 用于自动清洗立式压装液压缸的装置及压装方法 | |
| CN220160829U (zh) | 食品包装罐清洗装置 | |
| CN116329177A (zh) | 一种石英器件清洗设备 | |
| CN217314863U (zh) | 一种全自动超声波清洗机 | |
| CN220290828U (zh) | 单晶硅边皮料酸洗系统以及自动化处理系统 | |
| CN211613612U (zh) | 石英晶片自动酸洗机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |