[发明专利]多晶硅清洗装置和清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及清洗半导体用单晶硅和作为太阳能电池用硅原料的 块状或棒状的多晶硅的装置和清洗方法。

本申请对2008年11月28日提出的日本国专利申请第 2008-303822号主张优先权，并将其内容援引到本说明书中。

背景技术

半导体装置中使用的单晶硅主要采用Czochralski法制备。该 Czochralski法中，将块状或棒状的多晶硅或单晶硅在石英坩埚中溶解， 将籽晶浸渍在所得熔融液中，提拉该种晶，使单晶硅生长。为了获得 良好品质的单晶硅，要求附着在块状或棒状多晶硅的表面的杂质量极 少。

因此采取了用试剂清洗加工成规定形状的多晶硅、除去附着于其 表面的杂质的方法。

用于除去杂质的试剂有：氢氟酸/过氧化氢酸水溶液和水的混合物 (参照日本特开平5-4811号公报)、纯水(参照日本特开2002-293688号 公报、日本特开2007-313454号公报)、硝酸与氢氟酸的混合液(参照 日本特开平7-187900号公报)等，用这些试剂清洗多晶硅的表面。

日本特开平5-4811号公报所述的方法与特开平7-187900号公报 所述的方法相比，浸蚀反应弱，因此容易在多晶硅表面残留杂质。日 本特开2002-293688号公报和日本特开2007-313454号公报所述的方 法中是用纯水清洗，没有浸蚀反应，因此无法去除多晶硅表面附着强 度高的杂质。即，存在清洗后的多晶硅表面的品质强烈依赖于加入到 清洗机之前的多晶硅表面(品质)状态的问题。

日本特开平7-187900号公报中所述的方法中是通过浸蚀反应清 洗多晶硅的表面。连续地进行各处理阶段，由此可防止作为多晶硅的 品质降低因素的目视呈斑点状的氧化被膜(以下称为斑点)的发生。并 且有人提出，通过适度进行浸蚀液的补给，可以将浸蚀反应保持一定。 但是，由于可能在各池之间进行多晶硅和浸蚀液的交换，因此在工序 前半期的浸蚀反应中溶出到液体中的杂质扩散到工序后半期的浸蚀 液中。结果，杂质附着在多晶硅表面上，无法得到高品质的多晶硅。

发明内容

本发明针对上述情况而设，其目的在于提供可获得杂质或斑点减 少的品质良好的多晶硅的清洗装置和清洗方法。

本发明的多晶硅清洗装置为具有充满酸的多个酸洗池、将多晶硅 一边由第1酸洗池至最后的酸洗池依次浸渍、一边清洗的多晶硅清洗 装置，其特征在于：各酸洗池的液温是将相邻的后段酸洗池的液温设 定为与前段酸洗池的液温相同或更低，且设定上述最后的酸洗池比上 述第1酸洗池温度低。

这里，前段酸洗池表示在相邻的酸洗池中，先浸渍多晶硅的酸洗 池。而后段酸洗池表示在相邻的酸洗池中，后浸渍多晶硅的酸洗池。

即，为了从多晶硅表面除去较多的杂质，可以使多晶硅的表面与 酸活跃反应。但是，如果为此提高酸的液温、促进反应，则由于在多 晶硅的表面所使用的试剂剧烈发生氧化反应或溶解反应，因此氧化膜 的形成或溶解导致的浸蚀在其表面同时进行。结果，多晶硅表面容易 形成斑点。因此，通过使最初始的酸洗池的液温相对较高，将其它的 多个酸洗池的液温缓慢降低，在最初阶段的液温设定为高的酸洗池中 活跃反应，可以除去附着在多晶硅表面的杂质。然后，可以在后段的 温度较低的酸洗池中逐渐除去由于该剧烈反应而产生的多晶硅表面 的斑点。并且，根据上述构成，后段酸洗池中所含的杂质浓度保持较 低。因此，由最后的酸洗池中提起的多晶硅成为表面杂质的附着量极 低、且没有斑点的高品质多晶硅。

本发明的多晶硅清洗装置中，还可以形成设置有将各酸洗池的液 温保持大致恒定的温度调节手段的构成。

如果将多晶硅浸渍在酸中，则与酸反应而发热。这种情况下，多 晶硅是将块状或短棒状的多晶硅以一定重量置入筐中的状态浸渍，但 其每个的尺寸越小则比表面积越大，反应就越剧烈。因此，如果筐内 小的块状多，则反应过于剧烈，酸的温度升高变大，酸的消耗剧烈。 结果，浸蚀反应发生不均衡，因此多晶硅的品质不稳定。相反，如果 多晶硅的尺寸大，则比表面积减小，因此酸的液温的升高得到抑制， 浸蚀反应不充分，附着在表面的杂质易于残留。因此，通过温度调节 手段，可以将各酸洗池的液温保持一定，发生的稳定的反应。