(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210379124.X (22)申请日 2022.04.12 (71)申请人 缪云 地址 311623 浙江省杭州市 建德市李 家镇 沙墩头村北坑源上马家村43号 (72)发明人 缪云　 (51)Int.Cl. H01L 21/67(2006.01) H01L 21/02(2006.01) B08B 3/02(2006.01) B08B 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种单晶硅片清洗机及清洗单晶硅片的方 法 (57)摘要 本发明提供一种单晶硅片清洗机及清洗单 晶硅片的方法， 所述清洗机包括清洗篮放置槽， 于其下部设置有下部激光发射器、 下部激光接收 器以及均匀间隔布置的若干个下部喷淋头， 所述 机体顶部设置有上部激光发射器、 上部激光接收 器以及均匀间隔布置的若干个上部喷淋头； 所述 上层机体的侧壁内层环绕加热管并于上层机体 内侧环绕有温度传感器； 所述若干个下部喷淋头 与所述若干个上部喷淋头均与外部供水装置相 连通， 每个喷淋头上均设置有电磁阀。 本发明通 过分别控制优化单晶硅片清洗机输出的控制温 度以及喷淋压力， 当二者同时最优时， 停止喷淋 增压和升温， 以该温度和喷淋压力进行单晶硅片 清洗， 可以使单晶硅片清洗后的清洗洁净度和平 整度达到最优。 权利要求书4页 说明书13页 附图6页 CN 114792641 A 2022.07.26 CN 114792641 A 1.一种单晶硅片清洗机， 包括机体(1)， 所述机体(1)内部横置有隔板(2)将所述机体 (1)分为上层机体(1 ‑1)和下层机体(1 ‑2)， 所述上层机体(1 ‑1)内于所述隔板(2)上方设置 有多个清洗篮(5)， 多个清洗篮(5)依次布置在清洗篮放置 槽(6)内； 其特征在于， 所述清洗篮放置槽(6)下部设置有下部激光发射器(11)、 下部激光接收器 (12)以及均匀间隔布置的若干个下部喷淋头(13)， 所述机体(1)顶部设置有上部激光发射 器(14)、 上部激光接收器(15)以及均匀间隔布置的若干个上部喷淋头(16)； 所述上层机体 (1‑1)的侧壁内层环绕加热管(17)并于上层机体(1 ‑1)内侧环绕有温度传感器(18)； 所述若 干个下部喷淋头(13)与所述若干个上部喷淋头(16)均与外部供水装置(19)相连通， 每个喷 淋头上均设置有电磁阀。 2.根据权利要求1所述的单晶硅片清洗 机， 其特征在于， 所述机体为圆柱状。 3.采用根据权利要求1所述的单晶硅片清洗机清洗单晶硅片的方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： S1： 采用所述若干个上部喷淋头(13)和所述若干个下部喷淋头(16)冲洗单晶硅片， 在 冲洗过程中采用所述加热管(17)对所述机体(1)及其内部水环境加热， 实时监测单晶硅片 清洗机工作温度、 清洗机水温、 单晶硅片中各层硅层温度、 单晶硅片上表面和下表面被喷淋 运动的砂浆颗粒分别距离未被冲洗的初始上表面位置和初始下表面位置的距离、 单晶硅片 上表面和下表 面砂浆颗粒运动速度， 并采用所述上部激光 发射器(14)和所述下部激光 发射 器(11)分别向单晶硅片上表 面和下表 面发射激光， 采用所述上部激光接收器(15)和所述下 部激光接收器(12)分别接收上表面和下表面反射回的激光， ， 实时监测各个激光发射时刻 和反射回激光的时刻； S2： 计算单晶硅片上表面层和下表面层被喷淋时实时上表面砂浆层厚度减少量和实时 下表面砂浆层厚度减少量， 以及单晶硅片各层热传导稳定时的清洗 机工作温度； S3： 根据所述S2步骤计算结果， 构建基于免疫算法的单晶硅片清洗洁净度检测模型， 检 测单晶硅片清洗机在单晶硅片各层热传导稳定时的工作温度对单晶硅片的清洗洁净度是 否达到要求； S4： 计算喷淋设备冲洗单晶硅片的实时表面平整度， 采用模拟退火算法优化实时喷淋 压力； S5： 若所述S3步骤检测的单晶硅片清洗洁净度达到要求， 同时所述S4步骤达到最优喷 淋压力， 则停止 升温和增加喷淋压力， 否则， 重复所述 步骤S1‑S4。 4.根据权利要求3所述的清洗单晶硅片的方法， 其特征在于， 所述S2步骤中计算实时单 晶硅片上表面层和实时下表面层被喷淋时的砂浆层厚度减少量， 包括以下步骤： S201： 根据所述S1步骤实时监测得到的单晶硅片上表面温度和单晶硅下表面温度， 计 算实时上表面砂浆颗粒 受温度影响的温度 ‑粘度系数和实时下表面砂浆颗粒受温度影响的 温度‑粘度系数； S202： 根据所述S1步骤实时监测得到的实时单晶硅片上表面和下表面被喷淋运动的砂 浆颗粒分别距离未被冲洗的初始上表面位置和初始下表面位置的距离、 上表面砂浆颗粒运 动速度和下表面砂浆颗粒运动速度以及所述S201步骤计算得到的实时上表面和下表面砂 浆颗粒受温度影响的温度 ‑粘度系数， 构建单 晶硅片上表面砂浆中的砂浆颗粒运动方程和 单晶硅片下表面砂浆中的砂浆颗粒运动模型：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114792641 A 2S203： 根据所述S202步骤构建的单晶硅片上表面砂浆 中的砂浆颗粒运动方程和单晶硅 片下表面砂浆中的砂浆颗粒运动模型， 计算 实时上表面砂浆层厚度减少量和实时下表面砂 浆层厚度减少量。 5.根据权利要求4所述的清洗单晶硅片的方法， 其特征在于， 所述S201步骤中实时上表 面砂浆颗粒受温度影响的温度 ‑粘度系数以及所述实时下表面砂浆颗粒受温度影响的温 度‑粘度系数计算公式如下： 其中， λ上,i为实时第i时刻上表面砂浆颗粒受温度影响的温度 ‑粘度系数， λ下,i为实时第i 时刻下表面砂浆颗粒受温度影响的温度 ‑粘度系数， T上,i为S1步骤监测得到的第 i时刻单晶 硅片上表面温度， T上,i为所述S1步骤监测得到的第i时刻单晶硅片上表面温度， T下,i为所述 S1步骤监测得到的第i时刻单晶硅片下表面温度。 6.根据权利要求4所述的清洗单晶硅片的方法， 其特征在于， 所述S201步骤中构建的单 晶硅片上表面砂浆中的砂浆颗粒运动方程和单晶硅片下表面砂浆中的砂浆颗粒运动模型 分别如下： 其中， h上,i为第i时刻上表面被喷淋运动的砂浆颗粒距离未被冲洗的初始 上表面位置的 距离， v上,i为第i时刻上表面被喷淋运动的砂浆颗粒的运动速度， λ上,i为第i时刻上表面砂浆 颗粒受温度影响的温度 ‑粘度系数， h下,i为第i时刻下表面被喷淋运动的砂浆颗粒距离未被 冲洗的初始下表面位置的距离， v下,i为第i时刻下表面被喷淋运动的砂浆颗粒的运动速度， λ下,i为第i时刻下表面砂浆颗粒受温度影响的温度 ‑粘度系数， ρ 为砂浆密度， g为重力加速 度。 7.根据权利要求6所述的清洗单晶硅片的方法， 其特征在于， 所述S203步骤计算实时上 表面砂浆层厚度减少量和实时下表面砂浆层厚度减少量的公式如下： 其中， 为实时第i时刻上表面砂浆层厚度减少量， 为实时第i时刻下表面砂浆 层厚度减少量。 8.根据权利要求3所述的清洗单晶硅片的方法， 其特征在于， 所述S2步骤中， 计算单晶 硅片各层热传导稳定时的清洗 机工作温度， 包括以下步骤： S211： 根据所述S1步骤实时监测到的实时单 晶硅片清洗机输出温度 单晶硅片清洗权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114792641 A 3