KR101456747B1 - 다결정 실리콘 청크의 세정 방법 - Google Patents

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와커 헤미 아게
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Abstract

본 발명은, 산성 세정조에서 다결정 실리콘 청크를 세정하는 방법으로서, 세정이 몇 차례의 세정 사이클을 포함하고, 각각의 세정 사이클에서 특정량의 산이 소비되며, 각각의 세정 사이클에서 소비된 산의 양을 보충하여 세정조 내의 산의 실시간 총 소비량을 제공하기 위해 컴퓨터 제어 주입 시스템의 인테그레이터가 사용되고, 여기서, 주입 시스템의 최적 주입량에 해당하는 세정조 내의 산의 총 소비량에 도달하면, 주입 시스템이 저장 용기로부터 인출한 소비되지 않은 산의 최적 주입량을 세정조에 공급하는 것인 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 산이 순환하는 산 순환로를 포함하는 산성 세정조에서 다결정 실리콘 청크를 세정하는 방법으로서, 순환되는 산의 양(L) 대 세정조 내에 존재하는 폴리실리콘의 양(kg)의 비가 10보다 큰 것인 세정 방법에 관한 것이다.

Description

다결정 실리콘 청크의 세정 방법{PROCESS FOR CLEANING POLYCRYSTALLINE SILICON CHUNKS}
본 발명은 다결정 실리콘 청크를 세정하는 방법에 관한 것이다.
다결정 실리콘, 간략하게는 폴리실리콘은 오늘날 산업적으로 대량 생산되고 있으며, 특히, 광전지(photovoltaics)에서의 사용 및 웨이퍼 제조업체에서의 단결정의 제조를 위한 원료로서 사용되고 있다. 모든 용도에서, 고순도의 원료가 요망된다.
고순도 실리콘은 일반적으로 증류 공정에 의해 정제하기가 용이한 휘발성 실리콘 화합물, 예를 들어 트리클로로실란의 열분해에 의해 얻어진다. 실리콘은 70∼300 mm의 전형적 직경 및 500∼2500 mm의 길이를 갖는 막대(rod) 형태로 다결정 형태로 석출된다.
그 후, 상당량의 이러한 다결정 막대를 단결정을 얻기 위해 도가니 인발에 의해 추가로 가공하거나(Czochralski 또는 CZ 공정), 광전지를 위한 다결정 기본 재료의 제조에 사용한다. 두 경우 모두에 있어서, 고순도의 용융 실리콘이 요구된다. 이 목적을 위해, 고체 실리콘을 도가니에서 용융시킨다.
다결정 막대를, 일반적으로 조(jaw) 또는 롤러 크러셔, 해머 또는 치즐과 같은 금속제 파쇄 공구를 사용하여 용융 전에 분쇄한다.
그러나 분쇄 과정에서 고순도 실리콘이 외래의 원자에 의해 오염된다. 이것들은 특히 금속 탄화물 또는 다이아몬드 잔류물과 금속 불순물이다.
따라서, 고가치의 용도를 위한, 예를 들어 단결정 인발을 위한 추가적인 가공 및/또는 포장 전에 실리콘 청크를 세정한다. 이는 일반적으로 하나 이상의 화학적 습식 세정 단계로 수행된다.
이것은 특히 표면으로부터 부착성 외래 원자를 다시 제거하기 위해 다양한 화학물질 및/또는 산의 혼합물을 사용하는 것을 포함한다.
EP　0　905　796　B1은, 금속 농도가 적은 실리콘을 제조하는 방법으로서, 실리콘을 예비 세정으로 불화수소산(HF), 염산(HCl) 및 과산화수소(H2O2)를 포함하는 산화성 세정액을 사용하여 1 단계 이상으로 세척하고, 주 세정으로 질산(HNO3) 및 불화수소산(HF)을 포함하는 세정액으로 추가 단계로 세척하며, 친수화를 위해 추가 단계로 산화성 세정액을 사용하여 세척하는 것을 특징으로 하는 제조 방법을 청구한다.
산이 세정수로 동반이행함으로 인해, 금속 입자와의 화학 반응으로 인해, 또 HF/HNO3 에칭에서의 실리콘의 용해를 위해 산이 소비된다.
따라서, 특정 산 농도를 유지하기 위해, 추가분의 새로운 산을 주입할 필요가 항상 있다.
실리콘 웨이퍼의 세정과는 달리, 세정하고자 하는 벌크 재료는 다결정 실리콘 청크의 상이한 크기 등급으로 인해 끊임없이 바뀌는 표면을 갖는다.
폴리실리콘은, 각각, 실리콘 청크 표면 상의 2개 지점 사이의 최장 거리(= 최대 길이)로서 이하와 같이 정의되는 청크 크기로 분류될 수 있다:
ㆍ 청크 크기 1(CS　1)(mm): 약 3∼15;
ㆍ 청크 크기 2(CS　2)(mm): 약 10∼40;
ㆍ 청크 크기 3(CS　3)(mm): 약 20∼60;
ㆍ 청크 크기 4(CS　4)(mm): 약 40∼110;
ㆍ 청크 크기 5(CS　5)(mm): 약 110∼170;
ㆍ 청크 크기 6(CS　6)(mm): 약 150∼230.
상이한 청크 크기에 대한 비표면적은 다음과 같다:
ㆍ CS　6: 약 0.05　cm2/g;
ㆍ CS　5: 약 0.5　cm2/g;
ㆍ CS　4: 약 1　cm2/g;
ㆍ CS　3: 약 2　cm2/g;
ㆍ CS　2: 약 5　cm2/g;
ㆍ CS　1: 약 10　cm2/g.
HF/HNO3 혼합물 또는 HF/HCl/H2O2 용액 중의 새로운 산의 주입량(EP　0　905　796　B1 참조)은 CS 6∼청크 크기 1 사이에 1∼2000　L/hr로서 다양하다.
동일한 청크 크기의 폴리실리콘에 대해서도, 서로 다른 뱃치 간에 비표면적이 20% 이상 차이가 난다. 이 경우에도, 산 소비량과 그에 따른 필요한 주입량은 뱃치마다 다르다.
이것은, 하나의 동일한 청크 크기의 다결정 실리콘 청크의 경우에도, 세정조 내에 일정한 조건을 유지하기 위해 추가적인 주입량을 꾸준히 조정해야 한다는 것을 의미한다.
실험에 의하면, 반도체 산업에서의 사용을 위해 고려되는 폴리실리콘의 세정에 있어서 안정한 작업 방식을 담보하기 위해서는, 주입 시스템(dosage system)이 10% 또는 그보다 우수한 정확도를 가져야 한다는 것이 확인되었다.
수동 추가 주입(수작업)은 매우 복잡하고 그러한 주입량 정확도를 거의 담보할 수 없다.
따라서, 특정 청크 크기 등급을 위한 추가적인 주입량은 항상 이러한 청크 크기 등급 내에서 최대 비표면적을 갖는 뱃치에 맞춰진다.
따라서, 특정 청크 크기의 뱃치의 대부분이 항상 과잉 주입량으로 작동하며, 이것은 불가피하게 산 소비량을 증가시키고 공정의 경제적 실행성을 떨어뜨린다.
대안으로, 추가 주입량의 실질적으로 자동화된 조절을 수행할 수 있다.
폐쇄 루프 제어 순환로가 화학 플랜트에서 특히 온도 조절을 위해, 충전 높이 조절을 위해, 흐름 조절을 위해, 또는 pH 조절을 위해 사용된다.
종래의 폐쇄 루프 제어 시스템은 조절하고자 하는 파라미터의 연속적 측정에 기초한다.
이 목적을 위해, 측정값을 연속적으로 제공하는 해당 센서가 사용된다.
그러나, 몇 종의 성분들을 포함하는 화학적 세정액의 조성을 연속적으로 결정하여 시간 지연 없이 상응하는 측정값을 제공할 수 있는 센서는 현재의 기술 수준에서는 이용 가능하지 않다.
그러한 세정액의 조성의 결정은 개별 성분들을 확인하기 위해 몇 가지 상이한 분석 공정의 병렬 수행을 요구한다.
예를 들어, 불화물의 전위차계 측정을 위한 이온 선택성 전극이 알려져 있으며, 이것을 이용하여 HF/HNO3 에칭 혼합물의 HF 함량을 측정할 수 있다.
HF/HNO3 혼합물 중의 니트레이트 함량은, 예를 들어 광도계 측정법으로 측정할 수 있다.
대안으로, 이러한 용액의 조성은 DET법(DET　=　dynamic equivalence point titration(동적 당량점 적정))을 이용함으로써 결정할 수 있다.
해당 방법은, 예를 들어, DE　198　52　242　A1로부터 공지되어 있다.
이 문헌은, 동적 당량점 적정에 의해 산 혼합물 중의 산의 농도를 측정하는 것에 관한 것으로서, 여기서 질산, 불화수소산, 규불화수소산 및 경우에 따라 추가적인 유기 및/또는 무기 화합물로 이루어진 산 혼합물을, 수소 이온 농도 10-2∼10-3.5의 당량점에 도달할 때까지 염기성 적정물질과 혼합하고, 그 후 수소 이온 농도 10-4∼10-5의 당량점에 도달할 때까지 적정물질과의 혼합을 계속하며, 마지막으로 수소 이온 농도 10-10∼10-11의 당량점에 도달할 때까지 적정물질과의 혼합을 계속한다.
그러나, 바로 위에 기재한 적정법과 분석법 둘 다의 병렬 수행은 5∼60분마다 값을 제공할 뿐이다.
산의 추가 주입을 위해, 멤브레인 펌프 또는 중량 측정 시스템, 예컨대 주입 밸런스(dosage balance)를 사용할 수 있다.
그러나, 그러한 주입 펌프(dosage pump)를 사용해서는 10% 또는 이보다 우수한 원하는 주입량 정확도를 항상 얻을 수 있는 것이 아님이 확인되었다.
전형적으로, 압축 공기 멤브레인 펌프 및 모터식 주입 펌프는 흡입관에 통기 밸브(vent valve)를 갖는다. 이것은 흡입 실린더의 제1 스트로크 시 공기도 흡입되는 문제를 막기 위한 것이다. 몇 회의 스트로크 후에만 공기가 흡입관으로부터 다시 빠져나간다.
그러나, 이러한 통기 밸브가 산과 같은 공격적 매질이 흡입될 때 신뢰할 만하게 작동하는 것은 아님이 확인되었다.
주입 밸런스와 같은 종래의 중량 측정 시스템의 경우에도 주입량 정확도가 최대 10%이다.
추가적인 주입량의 불충분한 정확도로 인해, 안정한 작동 방식이 불가능하다.
이하에서는, 본 발명을 또한 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 표 3에 따른 다양한 시간대에 세정된 청크 크기에 대한 세정조 내의 HF 함량(중량%)을 도시한다.
도 2는 표 3에 기재된 세정 계획에 따른 상이한 청크 크기에 대한 세정조 내의 HNO3 함량(중량%)을 도시한다.
도 1 및 도 2로부터, 에칭액 중의 HF 및 HNO3 함량이 세정되는 청크 크기에 관계없이 매우 약간만 달라진다는 것을 추론할 수 있다.
이것은 본 발명에 따른 방법의 특별한 장점을 보여준다.
본 발명의 목적은 상기에 기재된 문제점을 해결하는 것이었다.
이 목적은, 산성 세정조에서 다결정 실리콘 청크를 세정하는 방법으로서, 세정이 몇 차례의 세정 사이클을 포함하고, 각각의 세정 사이클에서 특정량의 산이 소비되며, 각각의 세정 사이클에서 소비된 산의 양을 보충하여 세정조 내의 산의 실시간 총 소비량을 제공하기 위해 컴퓨터 제어 주입 시스템의 인테그레이터(integrator)가 사용되고, 여기서, 주입 시스템의 최적 주입량에 해당하는 세정조 내의 산의 총 소비량에 도달하면, 주입 시스템이 저장 용기로부터 인출한 소비되지 않은 산의 최적 주입량을 세정조에 공급하는 것인 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 다결정 실리콘 청크의 세정에 관한 것이다.
다결정 실리콘은 바람직하게는 청크 크기 CS　1∼CS　6의 청크를 포함한다.
세정은 산성 세정액을 포함하고/하거나 산성 세정액이 주입되는 세정조에서 수행된다.
세정은 바람직하게는 HF 또는 HNO3와 같은 산의 수성 혼합물을 사용하여 수행된다.
HF와 HNO3의 수성 혼합물이 바람직하다.
산욕은 바람직하게는 HF, HNO3, H2O2 및 HCl로 이루어진 군에서 선택되는 산을 1종 이상 포함한다.
세정은 몇 차례의 세정 사이클을 포함한다.
세정 사이클 또는 회차에서, 각각 바람직하게는 약 5∼10　kg의 폴리실리콘 청크가 충전된 하나(또는 그 이상)의 공정 베이신(basin)을 적절한 핸들링 시스템을 이용하여 산욕으로 도입하고, 1∼1000초 후 다시 인출한다.
매회의 세정 사이클마다, 특정량의 산이 소비된다.
이 양은 폴리실리콘의 청크 크기에 따라 다르며, 이는 청크 크기의 상이한 비표면적과 연관되어 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 상이한 청크 크기의 다결정 실리콘이 연속적으로 세정된다.
먼저, 동일한 세정조에서 후에 세정되는 제2 청크 크기의 다결정 실리콘 청크보다 비표면적이 더 작은 제1 청크 크기의 다결정 실리콘 청크를 세정하는 것이 바람직하다.
따라서, 추가적인 주입량은 폴리실리콘의 비표면적에 있어서의 변화에 맞춘다.
주입해야 하는 산의 추가량은 실리콘의 청크 크기에 따라 달라지고, 1종보다 많은 산을 사용하는 경우 산의 종류에 따라서도 달라진다.
바람직하게 사용되는 HF/HNO3 혼합물의 경우, HF와 HNO3를 둘 다 추가로 주입한다. 혼합물의 두 성분에 대해, 전용 주입 시스템이 제공되는 것이 바람직하다.
이하에서 실시예에 의해 나타나는 바와 같이 HNO3의 주입량은 HF의 주입량보다 많다.
바람직하게는, 각각의 세정 사이클 및 세정하고자 하는 각각의 청크 크기에 대한 모든 주입량을 컴퓨터 제어 주입 시스템에 기록한다.
바람직하게는, 각각의 청크 크기에 대한 실험값 및/또는 실험적으로 결정된 사용량을 컴퓨터 제어 주입 시스템의 공식의 파라미터로서 기록한다.
이러한 소비량은 개개의 세정 사이클 중에 컴퓨터 제어 주입 시스템에서 인테그레이터에 의해 보충된다.
따라서, 각각의 세정 사이클 후, 세정조 내의 산의 실시간 총 소비량을 알 수 있다.
그러나, 본 발명에 따르면, 세정조 내의 산의 실시간 총 소비량이 주입 시스템의 최적 주입량 범위에 상응할 때까지 추가적인 소비되지 않은(새로운) 산을 첨가하지 않는다.
따라서, 각각의 세정 사이클에 즉각적인 추가 주입이 뒤따르는 것은 바람직하지 않고, 이것은 실제로 분명하다. 이것은, 원하는 작동 안정성이 이러한 방식으로는 얻어지지 않는다는 것이 확인되었기 때문이다.
사용되는 주입 시스템은 멤브레인 펌프, 바람직하게는 압축 공기 멤브레인 펌프 또는 다른 주입 펌프, 바람직하게는 모터식 주입 펌프일 수 있다.
중량 측정 주입 시스템, 바람직하게는 주입 밸런스도 동등하게 적합하다.
압축 공기 멤브레인 펌프, 모터식 주입 펌프 및 중량 측정 주입 시스템으로 이루어진 군에서 선택되는 이러한 주입 시스템 중 몇 종을 병행 사용하는 것도 가능하다.
바람직하게는, 추가 주입이 필요한 각각의 산에 대해 전용 주입 시스템이 제공된다.
사용되는 주입 시스템에 대한 최적 주입량은 바람직하게는 각각 실험값에 기초하며, 이것은 상이한 청크 크기 및 주입량에 대한 작동 안정성의 연구에 의해 얻을 수 있다.
압축 공기 멤브레인 펌프 및 모터식 주입 펌프는 일반적으로 1∼20 L/min의 주입 성능을 갖는다. 따라서 1분 내에 최대 20 L를 주입할 수 있다.
본 발명자들은, 실험 연구 과정에서, 1∼2 L의 주입량의 경우 그러한 펌프를 사용할 때 최대 10%의 주입량 정확도만이 얻어진다는 것을 알게 되었다. 이것은, 상기에 설명한 통기 밸브의 비신뢰성과 더 특히 관련이 있다. 매회의 펌프 스트로크마다, 약 200 mL가 토출된다. 10회의 스트로크 후에야(주입량 = 2 L) 흡입된 공기가 흡입관으로부터 빠져 나왔다.
주입량이 약 5∼10 L를 넘어야만, 압축 공기 멤브레인 펌프가 요구되는 정확도로 제대로 작동한다. 압축 공기 멤브레인 펌프의 경우, 이러한 약 5∼10 L가 최적 주입량에 해당한다.
중량 측정 주입 시스템을 사용하는 경우, 먼저 용기에 저장 탱크로부터의 산을 충전하고 칭량한다.
용기는 완전히 채우지 않고 수용량의 75% 이하로 채우는 것이 바람직하다. 수용량이 20 L인 용기에는, 예를 들어 최대 15 L를 충전한다.
최적 주입량은 용기의 크기에 따라 약 10∼30 L이다. 용기의 크기가 클수록 더 많은 양을 주입할 수 있지만 주입량이 적을 경우 주입량 정확도가 떨어지기 때문에 덜 바람직하다.
그러나, 각각의 추가적인 주입 조작 전에 먼저 밸런스는 멈추어야 한다. 그 결과 주입 조작은 단지 3분마다 수행될 수 있다.
따라서, 주입량이 15 L인 경우, 최대 주입량 산출은 300 L/h가 될 수 있다.
또한, 화학용액조(chemical bath)에서 세정하고자 하는 폴리실리콘 청크의 양과 순환되는 산의 양의 비가 산 소비와 관련된 반응 특성에 현저한 영향을 미친다는 것을 알게 되었다.
그 비(순환되는 산의 양(L)/화학용액조 내의 청크 폴리실리콘의 양(kg))가 10 미만인 경우, 용액조 농도는 안정하게 유지될 수 없다.
최소량으로부터의 부족분은 이미 10% 초과의 산 농도의 명백한 감소를 초래한다.
이것은 매우 다양한 작동 조건과 관련이 있다. 비(순환되는 산의 양(L)/화학용액조 내의 청크 폴리실리콘의 양(kg))가 10 미만인 경우, 최소량으로부터의 부족분이 10% 초과의 공정 편차를 초래한다.
이와는 달리, 비(순환되는 산의 양(L)/화학용액조 내의 청크 폴리실리콘의 양(kg))가 10 초과인 경우, 용액조 농도는 안정하게 유지될 수 있다.
최소량으로부터의 부족분은, 큰 완충 효과로 인해, 10% 미만의 산 농도의 감소를 초래한다.
이로 인해 더 안정한 산 농도가 얻어진다.
비(순환되는 산의 양(L)/화학용액조 내의 청크 폴리실리콘의 양(kg))가 10 초과인 경우에만, 최소량으로부터의 부족분이 10% 미만의 공정 편차를 제공한다.
따라서, 본 발명은 또한, 산이 순환되는 산 순환로를 포함하는 산성 세정조에서 다결정 실리콘 청크를 세정하는 방법으로서, 순환되는 산의 양(L) 대 세정조 내에 존재하는 폴리실리콘 청크의 양(kg)의 비가 10보다 큰 것인 방법에 관한 것이다.
순환되는 산의 양(L) 대 세정조 내에 존재하는 폴리실리콘 청크의 양(kg)의 비는 바람직하게는 15∼200이고, 더 바람직하게는 50∼170이며, 가장 바람직하게는 100∼150이다.
10 kg의 폴리실리콘 청크를 세정하기 위해서는, 100 L 초과의 산이 순환되어야 한다.
[실시예]
각각의 세정 사이클 또는 회차를 위한 주입량은 폴리실리콘의 각각의 청크 크기에 대한 공식으로 기록된다. 10% 또는 이보다 우수한 정확도로 주입될 수 있는 최소 주입량 역시 플랜트 파라미터로서 기록된다.
주입 시스템 내의 인테그레이터는 허용되는 최소 주입량에 도달할 때까지 세정조 내의 부족한 산의 양을 채운다.
주입 시스템은 인테그레이터가 산 순환로 내의 허용되는 최소량이 부족하다는 것을 나타낼 때 작동된다.
그 후, 주입 시스템은 추가적인 주입량의 세정액 또는 산을 포함하는 저장 용기로부터 허용되는 최소량을 토출한다.
허용되는 최소량은 세정조의 산 혼합 순환로에 공급된다.
하기 표 1 및 2는 4개의 공정 베이신을 포함하는 세정조에 관한 것이다. 공정 베이신은 세정하고자 하는 폴리실리콘을 수용하기 위한 것이다.
표 1은 회차당 상이한 청크 크기에 대한 HF 및 HNO3의 주입량(L)(또는 L/세정 사이클)을 보여준다.
Figure 112012060521786-pat00001
표 2는 상이한 청크 크기에 대한 HF 및 HNO3의 주입량(L/h)을 보여준다.
Figure 112012060521786-pat00002
주입량은 개개의 청크 크기에 따라 크게 달라진다는 것이 명백하다.
산 순환로에서, 3000 L의 HF/HNO3가 순환된다.
각 그룹의 공정 베이신에 대해 생성물에 따라 매우 다른 양이 요구된다:
10　L의 HF 또는 10　L의 HNO3의 최소량에 도달된 후에만, 압축 공기 멤브레인 펌프가 추가적인 주입을 실시한다.
매회차마다, 각각 5 kg의 청크 폴리실리콘을 포함하는 4개의 공정 베이신을 세정한다.
비(순환되는 산의 양(L)/화학용액조 내의 청크 폴리실리콘의 양(kg))는 150이다.
그 결과, 산욕은 큰 완충 효과를 갖는다.
주입은 압축 공기 멤브레인 펌프에 의해 실시되며, 회차마다 부족한 산의 양은 HF 및 HNO3 둘 다에 대해 10 L의 최소량까지 채워지며, 그 후에야 산 혼합 순환로로의 추가적인 주입이 실시된다.
상이한 청크 크기의 에칭
본 발명에 따라 다양한 청크 크기를 세정하였다. 먼저, 청크 크기 6의 폴리실리콘을 세정하고, 그 후 청크 크기 5의 폴리실리콘을 세정하는 것과 같은 방식이었다.
하기 표 3은 다양한 청크 크기가 세정되는 하루중 시간을 보여준다.
Figure 112012060521786-pat00003
[발명의 효과]
본 발명은, 종래의 비교적 저렴한 주입 시스템에 대해 측정된 최적 주입량에 기초한 추가적인 주입량으로 컴퓨터 제어 지연을 통해, 지금까지 선행 기술에서 달성하지 못했던 작동 안정성을 더욱 정확한 주입량으로 확보할 수 있게 한다.
산의 총 소비량은 선행 기술에서 농도 측정 또는 적정 공정에 의해 이용되는 공정에 비해 더 적다. 따라서, 본 발명의 방법은 공지의 방법보다 경제적 실행성이 더 우수하다.

Claims (8)

  1. 산이 순환하는 산 순환로를 포함하는 산성 세정조에서 다결정 실리콘 청크를 세정하는 방법으로서, 순환되는 산의 양(L) 대 세정조 내에 존재하는 폴리실리콘 청크의 양(kg)의 비가 10보다 크며, 세정이 몇 차례의 세정 사이클을 포함하고, 각각의 세정 사이클에서 특정량의 산이 소비되며, 세정 사이클당 산의 소비량이 컴퓨터 제어 주입 시스템에서 파라미터로서 기록되고, 각각의 세정 사이클에서 소비된 산의 양을 보충하여 세정조 내의 산의 실시간 총 소비량을 제공하기 위해 컴퓨터 제어 주입 시스템의 인테그레이터가 사용되며, 여기서, 주입 시스템의 최적 주입량에 해당하는 세정조 내의 산의 총 소비량에 도달하면, 주입 시스템이 저장 용기로부터 인출한 소비되지 않은 산의 최적 주입량을 세정조에 공급하는 것인 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 주입 시스템이 주입 펌프(dosage pump) 또는 주입 밸런스(dosage balance)를 포함하는 것인 세정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세정조가 HF, HCl, H2O2 및 HNO3로 이루어진 군에서 선택되는 산을 1종 이상 포함하는 것인 세정 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상이한 크기 등급의 실리콘 청크가 세정되고, 각각의 그러한 크기 등급에 대해 세정 사이클당 산의 소비량이 컴퓨터 제어 주입 시스템에서 플랜트 파라미터로서 기록되는 것인 세정 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세정조가 2종 이상의 산을 포함하고, 각각의 산에 대해 별개의 컴퓨터 제어 주입 시스템이 제공되며, 이것은 세정조에 소비되지 않은 산을 공급하는 것인 세정 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2526268B1 (es) * 2013-06-03 2015-10-20 Manuel BORREGO CASTRO Procedimiento de limpieza de vasos de disolución y posterior dosificación de medio de disolución y equipo modular móvil de limpieza y dosificación para su puesta en práctica
WO2015013489A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-29 Alpha Consolidated Holdings Inc. Bottle with expansion chamber and pinch grips
DE102013223883A1 (de) * 2013-11-22 2015-05-28 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
JP6200857B2 (ja) * 2014-06-03 2017-09-20 信越化学工業株式会社 多結晶シリコンロッドの製造方法、多結晶シリコンロッド、および、多結晶シリコン塊
DE102015209629A1 (de) * 2015-05-26 2016-12-01 Wacker Chemie Ag Verpackung von Polysilicium
EP3617144A4 (en) * 2017-04-24 2021-02-17 Tokuyama Corporation PROCESS FOR MANUFACTURING POLYCRYSTALLINE SILICON FRAGMENT AND PROCESS FOR MANAGING THE SURFACE METAL CONCENTRATION OF POLYCRYSTALLINE SILICON FRAGMENT
KR20240034859A (ko) * 2020-08-27 2024-03-14 가부시키가이샤 도쿠야마 다결정 실리콘 파쇄괴
CN112768553B (zh) * 2020-12-30 2023-05-02 横店集团东磁股份有限公司 一种丝网印刷返工片的清洗方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057043A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Wacker Chemie Ag 水性エッチング混合物からの酸回収方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964956A (en) * 1974-10-24 1976-06-22 General Dynamics Corporation System for maintaining uniform copper etching efficiency
US5175502A (en) 1990-09-14 1992-12-29 Armco Steel Company, L.P. Method and apparatus for determining acid concentration
US5439569A (en) 1993-02-12 1995-08-08 Sematech, Inc. Concentration measurement and control of hydrogen peroxide and acid/base component in a semiconductor bath
DE4325543A1 (de) 1993-07-29 1995-02-02 Wacker Chemitronic Verfahren und Vorrichtung zur naßchemischen Behandlung von Siliciummaterial
DE19741465A1 (de) * 1997-09-19 1999-03-25 Wacker Chemie Gmbh Polykristallines Silicium
EP1101243A1 (de) 1998-03-02 2001-05-23 Mostafa Sabet Verfahren zum wechseln eines in einem behandlungsbecken enthaltenen behandlungsmediums und anlage zur ausführung des verfahrens
DE19815039A1 (de) 1998-03-02 1999-09-16 Mostafa Sabet Verfahren zum Wechseln eines in einem Behandlungsbecken enthaltenen Behandlungsmediums und Anlage zur Ausführung des Verfahrens
JP3945908B2 (ja) * 1998-05-18 2007-07-18 関西電力株式会社 発電プラントの薬液注入制御装置
DE19852242A1 (de) 1998-11-12 2000-06-08 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Konzentrationsbestimmung von Säuren in einem Säuregemisch
JP2000302594A (ja) 1999-02-18 2000-10-31 Mitsubishi Materials Polycrystalline Silicon Corp 多結晶シリコンの洗浄方法
DE10063600A1 (de) 2000-12-20 2002-07-04 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zum Enstellen einer vorgegebenen HF-Konzentration in einem Reinigungsbad für Wafer
CN2524265Y (zh) 2001-12-26 2002-12-04 中国石化集团齐鲁石油化工公司 微量液体输送自控装置
JP4462146B2 (ja) * 2004-09-17 2010-05-12 栗田工業株式会社 硫酸リサイクル型洗浄システムおよび硫酸リサイクル型過硫酸供給装置
DE102006031105A1 (de) 2006-07-05 2008-01-10 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Reinigung von Polysilicium-Bruch
DE102007039626A1 (de) 2007-08-22 2009-02-26 Wacker Chemie Ag Verfahren zum Reinigen von polykristallinem Silicium
CN101318656B (zh) 2008-05-04 2011-06-22 华南师范大学 多晶硅的冶金提纯方法
DE102009023124A1 (de) 2008-05-28 2009-12-03 Ipt International Plating Technologies Gmbh Verfahren zur galvanischen Kupferbeschichtung und Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens
US7905963B2 (en) * 2008-11-28 2011-03-15 Mitsubishi Materials Corporation Apparatus and method for washing polycrystalline silicon
CN101493702B (zh) * 2009-03-05 2010-08-18 彭永宏 一种液体水泥助磨剂流量的控制方法及装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057043A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Wacker Chemie Ag 水性エッチング混合物からの酸回収方法

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