高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。近年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长。

多晶硅市场需求经历了由“半导体产业主导”向“光伏产业主导”的转变。光伏行业很快出现高速发展的局面，硅材料生产过程中必需的清洗设备的市场需求仍然非常大。这些设备分别用于半导体材料行业中多晶硅块料、棒料和硅芯的清洗。我公司结合多年电子行业清洗机制造经验，针对该工艺的生产特点，开发出针对以上产品的专用全自动清洗设备，并已在多家硅材料生产厂家得以成功应用。

1、工艺研究

在多晶硅生产过程中，清洗的作用是在尽量减小材料损失的前提下，有效去除晶片表面的有机物、颗粒、金属杂质、自然氧化层及石英器Ⅲ的污染物。采用酸液剥离表面沾污层，再通过纯水进行冲洗的方法达到洗净效果。

在规模生产中，一般采用HF+HNO3,作为腐蚀液与硅材料发生化学反应。为了降低剥离层厚度，对于反应温度、时间的控制非常关键。对于块状料，由于其形状不规则且处理过程互相堆叠，增加了清洗及干燥的难度，我们在经过多次试验后发现：对腐蚀槽溶液降温能有效控制反应速度、降低材料损失并可以获得更好的表面质量。通过QDR、阶梯溢流、加热超声的依次水洗，可以将残留酸液去除。热氮吹扫去除水滴，真空加热干燥对于堆叠工件（块状料）的干燥效果良好。

2、结构设计

基于上述结果，结合考虑块状料和棒状料的结构特点，我们进行了专门的结构设计及工位排布。硅块清洗设备工位排布：酸腐蚀→QDR水洗→2阶梯溢流水洗→加热超声水洗→热氮吹扫→真空加热干燥（3工位并行）；

硅棒/硅芯清洗设备工位排布：酸腐蚀→QDR/溢流水洗→超声水洗→热氮吹扫。

2.1腐蚀槽

HF+HNO3与硅材料反应剧烈，产生大量的热量及烟雾。在不加制冷的情况下，溶液温度可达100℃以上。这样，在工件由腐蚀槽取出后，热的工件表面接触空气后迅速氧化，造成清洗效果差。有效的解决办法是降低溶液温度和减少传送时间。我们在槽内四周布置波纹盘管。管内通冷水用于溶液的降温。底部设置氮气鼓泡机构有利于溶液的搅动并防止二次氧化。试验证明：增加冷盘管可使溶液温度降至40℃左右。在传送方面，采取合理有效的移动控制措施，使工件在空气中的暴露时间减少至4s以内。通过以上2项措施，有效避免了工件表面的二次氧化 。

2.2 真空加热干燥

专为硅块干燥而设计。其工作原理：通过对密闭容器抽真空，降低水的沸点。加热器用于保证容器内温度氛围，使得残留水分汽化，并由真空泵抽出，达到干燥目的。此工位完全按照真空腔室设计，配备自动开启关闭盖，真空压力检测开关，真空截止阀等。方形腔室的设计大大减小了体积、质量，结构紧凑美观 。而且在多次的试验后，我们总结出了一套提高干燥效率的有效控制工艺，并在实际使用中得以成功应用。

华林科纳作为国内最具竞争力的硅材料清洗设备制造商，通过与硅材料生产企业的紧密合作，帮助我公司不断完善和改良设备，为今后的设计研发工作奠定了坚实的基础 。