李生全 陳叮琳

（青海黃河水電公司新能源分公司青海省新能源材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810007）

高純多晶硅是以工業(yè)硅為原料經(jīng)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)提純后達(dá)到一定純度的電子材料，是制造集成電路拋光片、太陽(yáng)能電池及高純硅制品的主要原料。對(duì)于那些潔凈度要求高的電子材料行業(yè)，其所使用的潔凈用品質(zhì)量要求也是非常高的。

1 后處理過(guò)程中質(zhì)量影響因素

在整個(gè)高純多晶硅后處理過(guò)程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素非常多，通常將影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素總結(jié)為生產(chǎn)中的人、機(jī)、料、法、環(huán)，這幾種因素綜合起來(lái)決定產(chǎn)品最終質(zhì)量，要控制產(chǎn)品最終質(zhì)量其中一環(huán)缺一不可，其中最為突出的有：一是加工設(shè)備，如收割裝置、破碎篩分機(jī)、酸清洗機(jī)等；二是清洗液的選用；三是人員的操作行為規(guī)范；四是作業(yè)環(huán)境的潔凈度及潔凈用品使用；五是有效的過(guò)程管理。本文從多種因素中人的因素出發(fā)，解析人的行為和所使用的物品對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，為今后潔凈用品的選用和使用規(guī)范提供依據(jù)。

2 高純多晶硅用潔凈用品類別

高純多晶硅用潔凈用品主要分為六類：（1）潔凈口罩包括一次性無(wú)塵口罩、一次性活性炭無(wú)塵口罩；（2）潔凈手套包括PVC手套、潔凈丁腈手套、一次性橡膠手套以及PE手套等；（3）潔凈用帽子包括發(fā)網(wǎng)帽（一次性頭套）、潔凈帽、披肩帽等；（4）擦拭材料包括ISO5級(jí)無(wú)塵布、電子ISO6級(jí)無(wú)塵布以及無(wú)塵紙；（5）潔凈服包括防靜電服及其他紡織品包括白色連體防靜電服、藍(lán)色分體防靜電服、一次性無(wú)紡布大褂、防靜電圍裙、一次性圍裙和潔凈袖套等；（6）潔凈鞋包括防靜電長(zhǎng)筒鞋、防靜電網(wǎng)眼鞋、防靜電鞋以及一次性鞋套。

3 潔凈手套作用及使用研究

3.1 潔凈手套作用

因潔凈用品中潔凈手套是與硅料直接接觸（圖1），而且高純多晶硅在后處理過(guò)程中潔凈手套的使用是非常廣泛和頻繁的，所以潔凈手套對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響最為明顯，如果使用手套的潔凈度和雜質(zhì)含量不達(dá)標(biāo)，硅料前期進(jìn)行的各種清洗措施將是徒勞。

圖1 與潔凈手套直接接觸的硅料

3.2 潔凈手套使用要求

潔凈手套的選用方面，目前市面上能找到滿足高純電子級(jí)多晶硅使用的潔凈手套比較困難，理論上高純多晶硅ISO5級(jí)所使用的潔凈手套其總金屬雜質(zhì)含量應(yīng)低于10 μg/cm3，ISO6級(jí)所使用的潔凈手套其總金屬雜質(zhì)含量應(yīng)低于20 μg/cm3，并且要求無(wú)粉、ISO6級(jí)潔凈化室清洗處理、真空包裝、表面無(wú)破洞、無(wú)色差、兩手通用。

潔凈手套使用要進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)約，若操作人員不按規(guī)定進(jìn)行操作或佩戴潔凈手套，硅料表金屬雜質(zhì)中鈉、鈣等元素將呈幾何式上升，因此要針對(duì)不同的作業(yè)內(nèi)容，對(duì)潔凈手套的存儲(chǔ)、佩戴、使用頻次等制定相應(yīng)的使用標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 潔凈手套質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響

實(shí)驗(yàn)選取了三種含不同量級(jí)表金屬的潔凈手套接觸同一筐硅料，對(duì)比高純多晶硅產(chǎn)品表金屬雜質(zhì)含量的檢測(cè)數(shù)據(jù)（表1），由表1數(shù)據(jù)可以看出，潔凈手套表金屬的含量與硅料表金屬雜質(zhì)含量呈正相關(guān)，在實(shí)踐中手套2和3根本無(wú)法進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)踐，手套1基本能滿足要求。

表1 潔凈手套實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)

3.4 手套材質(zhì)選型對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響

實(shí)驗(yàn)選取潔凈手套1（PVC）接觸高純多晶硅，用潔凈的電子級(jí)PTFE夾取同一筐硅料，對(duì)比與硅料的兩種不同接觸方式下硅料表金屬雜質(zhì)含量（表2），由表2數(shù)據(jù)可以看出，較電子級(jí)PTFE接觸硅料，采用PVC潔凈手套接觸硅料時(shí)表金屬的含量高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，說(shuō)明潔凈手套對(duì)硅料的影響除了本身的金屬雜質(zhì)外，在選擇理想的潔凈手套時(shí)其材質(zhì)的選擇對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響也是巨大的。

表2 不同方式接觸硅料實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)

4 結(jié)語(yǔ)

高純多晶硅必須使用高潔凈度的潔凈用品，其中潔凈手套影響最為明顯，使用手套的潔凈度越高雜質(zhì)含量越低，對(duì)高純多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量影響越小。要杜絕潔凈手套給硅料造成的污染，就要從更加先進(jìn)的設(shè)備工藝入手，從硅料的收割直至整個(gè)酸洗過(guò)程的進(jìn)行，盡量減少過(guò)程的人為接觸。