高純多晶硅是電子工業和太陽能光伏產業的基礎原料，在未來的50年里，還不可能有其他材料能夠替代硅材料而成為電子和光伏產業主要原材料。近年來，全球太陽能電池產量快速增加，直接拉動了多晶硅需求的迅猛增長。

多晶硅市場需求經歷了由“半導體產業主導”向“光伏產業主導”的轉變。光伏行業很快出現高速發展的局面，硅材料生產過程中必需的清洗設備的市場需求仍然非常大。這些設備分別用于半導體材料行業中多晶硅塊料、棒料和硅芯的清洗。我公司結合多年電子行業清洗機制造經驗，針對該工藝的生產特點，開發出針對以上產品的專用全自動清洗設備，并已在多家硅材料生產廠家得以成功應用。

1、工藝研究

在多晶硅生產過程中，清洗的作用是在盡量減小材料損失的前提下，有效去除晶片表面的有機物、顆粒、金屬雜質、自然氧化層及石英器Ⅲ的污染物。采用酸液剝離表面沾污層，再通過純水進行沖洗的方法達到洗凈效果。

在規模生產中，一般采用HF+HNO3,作為腐蝕液與硅材料發生化學反應。為了降低剝離層厚度，對于反應溫度、時間的控制非常關鍵。對于塊狀料，由于其形狀不規則且處理過程互相堆疊，增加了清洗及干燥的難度，我們在經過多次試驗后發現：對腐蝕槽溶液降溫能有效控制反應速度、降低材料損失并可以獲得更好的表面質量。通過QDR、階梯溢流、加熱超聲的依次水洗，可以將殘留酸液去除。熱氮吹掃去除水滴，真空加熱干燥對于堆疊工件（塊狀料）的干燥效果良好。

2、結構設計

基于上述結果，結合考慮塊狀料和棒狀料的結構特點，我們進行了專門的結構設計及工位排布。硅塊清洗設備工位排布：酸腐蝕→QDR水洗→2階梯溢流水洗→加熱超聲水洗→熱氮吹掃→真空加熱干燥（3工位并行）；

硅棒/硅芯清洗設備工位排布：酸腐蝕→QDR/溢流水洗→超聲水洗→熱氮吹掃。

2.1腐蝕槽

HF+HNO3與硅材料反應劇烈，產生大量的熱量及煙霧。在不加制冷的情況下，溶液溫度可達100℃以上。這樣，在工件由腐蝕槽取出后，熱的工件表面接觸空氣后迅速氧化，造成清洗效果差。有效的解決辦法是降低溶液溫度和減少傳送時間。我們在槽內四周布置波紋盤管。管內通冷水用于溶液的降溫。底部設置氮氣鼓泡機構有利于溶液的攪動并防止二次氧化。試驗證明：增加冷盤管可使溶液溫度降至40℃左右。在傳送方面，采取合理有效的移動控制措施，使工件在空氣中的暴露時間減少至4s以內。通過以上2項措施，有效避免了工件表面的二次氧化 。

2.2 真空加熱干燥

專為硅塊干燥而設計。其工作原理：通過對密閉容器抽真空，降低水的沸點。加熱器用于保證容器內溫度氛圍，使得殘留水分汽化，并由真空泵抽出，達到干燥目的。此工位完全按照真空腔室設計，配備自動開啟關閉蓋，真空壓力檢測開關，真空截止閥等。方形腔室的設計大大減小了體積、質量，結構緊湊美觀 。而且在多次的試驗后，我們總結出了一套提高干燥效率的有效控制工藝，并在實際使用中得以成功應用。

華林科納作為國內最具競爭力的硅材料清洗設備制造商，通過與硅材料生產企業的緊密合作，幫助我公司不斷完善和改良設備，為今后的設計研發工作奠定了堅實的基礎 。

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