CN102510835A - 多晶硅金属污染防止方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过在与多晶硅接触的金属基材的表面上设置树脂制保护罩而防止多晶硅的金属污染的方法，该方法能够可靠地防止由该保护罩的磨损引起的金属的表面暴露。本发明的通过在多晶硅所接触的金属基材的表面上设置树脂制保护罩而防止由多晶硅与金属基材的接触引起的多晶硅的金属污染的方法的特征在于，重叠地设置两片树脂片材(3a、3b)作为树脂制保护罩(3)。

Description

多晶硅金属污染防止方法
技术领域
本发明涉及一种防止多晶硅的金属污染的方法，进一步详细而言，涉及一种防止由于多晶硅与金属基材的接触而产生的多晶硅的金属污染的方法。
背景技术
多晶硅用作半导体或太阳能发电用晶圆的原料，要求具有高纯度，特别是根据要避免电阻值等电特性下降的观点，需要极力防止金属杂质的混入。
然而，一般而言，多晶硅是通过利用氢等还原三氯硅烷等硅化合物而制造的，且是以杆状或较大的块状物的形状获得的。将以上述的形状所获得的多晶硅粉碎，接着利用蚀刻去除在粉碎时附着的污染物，并经过清洗工序以及干燥工序，向单晶硅制造工序输送。在上述的过程中，例如使用有各种金属制构件(例如进料管、料斗、粉碎台、蚀刻槽、清洗槽、干燥机等)，因此需要防止由与上述金属制构件的接触引起的多晶硅的金属污染。
为了避免多晶硅的金属污染，最简单的方法是使用树脂制构件代替金属制构件，例如在专利文献1的段落[0003]中，在指出多晶硅的金属污染成为问题之外，还指出在多晶硅与金属接触的部分使用树脂制构件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-169795号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，树脂制构件与金属制构件相比存在强度、耐久性的问题，因此基本上无法将金属制构件本身替换为树脂制构件，例如对于在上述举例说明的料斗等金属制构件，实际情况为通过在金属制构件的表面上设置树脂制的保护罩(cover)而进行应对。
可是，即使在设有树脂制的保护罩的情况下，还残留有问题。即，与金属制品相比，树脂制品因磨损等导致的消耗较为严重。因此，在设有树脂制保护罩的情况下，存在由于树脂制保护罩的磨损而使金属表面暴露出来，因此产生多晶硅的金属污染的问题。此外，也存在以下问题，即，为了可靠地避免上述的问题，不仅必须频繁地进行品质管理，而且为了发现通过树脂制保护罩发生磨损而使金属表面暴露出来的部分，必须详细地检查整个构件，特别是在金属制构件较大、在大面积的部分上设有树脂制保护罩时，品质管理工作的负担极大。
因而，本发明的目的在于提供一种通过在与多晶硅接触的金属基材的表面上设置树脂制保护罩而防止多晶硅的金属污染的方法，该方法能够可靠地防止由该保护罩的磨损引起的金属的表面暴露。
本发明的另一目的在于提供一种多晶硅金属污染防止方法，该方法能够迅速地发现树脂制保护罩的磨损，从而能够减轻品质管理工作的负担。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供一种多晶硅金属污染防止方法，其通过在多晶硅所接触的金属基材的表面上设置树脂制保护罩而防止由多晶硅与金属基材的接触引起的多晶硅的金属污染，其特征在于，重叠地设置两片树脂片材作为上述树脂制保护罩。
此外，根据本发明，还提供一种被多晶硅接触的构件，其配置于能够接触多晶硅的位置，其特征在于，由金属基材与设于该金属基材上的树脂制保护罩构成，该树脂制保护罩由以重叠状态安装于该金属基材上的两片树脂片材形成，位于上层的该树脂片材的表面成为与多晶硅接触的表面。
作为上述的被多晶硅接触的构件的优选例，可以列举出配置在要将刚制造出的多晶硅导入到单晶硅制造工序之前的过程中的进料管、料斗或粉碎台。
发明的效果
在本发明中，树脂制保护罩通过重叠两片树脂片材而设于金属基材的表面，因此即使配置于上侧的与多晶硅接触的树脂片材(上侧树脂片材)发生磨损并使该上侧树脂片材的下方的表面暴露出来，由于该暴露出来的表面是配置于下侧的树脂片材(下侧树脂片材)的表面，因此也能够防止多晶硅与金属基材的接触，从而能够可靠地防止多晶硅的金属污染。此外，在上侧树脂片材发生了磨损的情况下，仅更换该上侧树脂片材即可，能够降低更换树脂片材的成本。
此外，在本发明中，优选使用树脂制螺栓将上述树脂制保护罩以使两片树脂制基板拆卸自如的方式安装于金属基材的表面。由此，能够容易地进行各树脂制基板的安装操作以及更换操作，而且毋庸置疑，也能够避免由与螺栓的接触引起的多晶硅的金属污染。
而且，在如上述那样利用螺栓固定设置树脂制保护罩的情况下，易于进行安装操作、拆卸操作，因此通过将由于磨损等导致的更换操作的频率极低的下侧树脂片材形成为面积大的树脂片材，并将由于磨损等而导致的更换频率高的上侧树脂片材形成为面积小的树脂片材，将多张上侧树脂片材无间隙地铺设安装于下侧树脂片材上，也能够通过仅拆卸磨损部位而进行更换操作，由此，能够谋求降低成本。
而且，在本发明中，通过重叠地设置两片树脂片材而设置树脂制保护罩，因此通过在上侧树脂片材与下侧树脂片材中使用特性不同的树脂片材，会产生多种优点。
例如，可以使用彼此柔软性不同的树脂片材作为上述两片树脂片材，并将柔软性高的树脂片材配置于下侧。根据该方式，不仅下侧树脂片材与底层的金属基材表面之间的密合性变高，对金属基材的保护效果变高，而且在由于上侧树脂片材与多晶硅的接触等而在表面方向上产生了应力的情况下，该下侧树脂片材的表面易于随着上侧树脂片材而产生位移，结果，能够有效地降低由上侧树脂片材与下侧树脂片材之间的摩擦引起的磨损。而且，通过提高上侧树脂片材的硬度，能够降低由与多晶硅的接触引起的磨损，提高上侧树脂片材的寿命。
此外，通过使用彼此色调不同的树脂片材作为上述两片树脂片材，能够容易且迅速地发现上侧的树脂片材的磨损。即，由于色调不同，在上侧树脂片材发生磨损而使下侧树脂片材的表面暴露出来时，能够通过肉眼观察简单地识别下侧树脂片材的色调。因而，根据该方式，不仅能够显著地减轻品质管理工作的负担，而且由于能够迅速地发现上侧树脂片材的磨损，因此能够可靠地防止由下侧的树脂片材的磨损引起的金属基材表面的暴露，从而能够更可靠地防止多晶硅的金属污染。
而且，在如上述那样使上侧树脂片材的色调与下侧树脂片材的色调为不同的色调时，优选使用半透明的树脂片材作为色调与下侧树脂片材的色调不同的上侧树脂片材。在该情况下，随着上侧树脂片材的磨损，可以从外部逐渐观察到下侧树脂片材的色调，因此也能够在下侧树脂片材的表面彻底暴露出来之前的阶段更换上侧树脂片材，从而能够根据上侧树脂片材的磨损的程度适当地更换上侧树脂片材。
附图说明
图1是表示应用了本发明方法的料斗的结构的剖视图。
图2是表示图1的料斗的壁面结构的局部放大剖视图。
具体实施方式
本发明的防止对多晶硅的金属污染的方法能够应用于配置于与多晶硅接触的部位的各种金属制构件，特别是应用于大型的且要求具有强度、耐久性，并且无法将该金属制构件替换为树脂制构件的金属制构件。例如，应用了金属污染防止方法的被多晶硅接触的构件可以用作在要将刚制造之后的多晶硅导入到单晶硅制造工序之前的过程中，在对多晶硅进行输送、供给、排出等的部位上所使用的进料管、料斗的壁或者在粉碎多晶硅时为了保持多晶硅所使用的粉碎台。除此之外，也能够应用于用于对多晶硅进行蚀刻处理的蚀刻槽，除此之外，也能够应用于在清洗多晶硅、干燥多晶硅时用于保持多晶硅的构件。
在图1中，表示了作为应用了本发明方法的金属基材的料斗，在图2中，表示了料斗的壁面的局部放大剖视图。
参照图1以及图2，该金属制料斗由金属基材1形成，该金属基材1由直筒部1a与锥形部1b构成，从直筒部1a的上部开口投入多晶硅的块状物、粒状物等，从形成于锥形部1b的下端的开口向下方排出该多晶硅的块状物、粒状物等，而向例如规定的树脂制容器等供给多晶硅。
在该金属基材1的内表面(投入到该料斗的多晶硅所接触的一侧的表面)上，按照本发明，在金属基材1的整个内表面铺设了树脂制保护罩3，利用树脂制保护罩3防止多晶硅与金属基材1的接触，避免了多晶硅的金属污染。上述的树脂制保护罩3利用例如由尼龙等聚酰胺等形成的树脂制螺栓5固定于金属基材1。即，螺栓5也是树脂制品，因此可靠地避免了对多晶硅的金属污染。
根据耐久性等观点，金属基材1的材质通常为不锈钢制品，对于料斗以外的金属制构件，通常也采用不锈钢制品。毋庸置疑，根据按照金属基材的用途等所要求的特性，也可以采用各种表面处理钢板、铝等轻金属板。
在本发明中，该树脂制保护罩3通过将金属基材1、上侧树脂片材3a与下侧树脂片材3b重叠而形成，并且金属基材1、上侧树脂片材3a与下侧树脂片材3b能够彼此分离而进行拆卸。即，在上述的树脂片材3a、3b中形成有用于供树脂制螺栓5贯通的孔，在将上侧树脂片材3a与下侧树脂片材3b重叠了的状态下，利用树脂制螺栓5将上侧树脂片材3a与下侧树脂片材3b固定于金属基材1的内表面。于是，由于多晶硅与上侧树脂片材3a接触，因此，在该上侧树脂片材3a逐渐发生磨损，下侧树脂片材3b的表面由于上述磨损而暴露出来时，能够拧开螺栓仅更换上侧树脂片材3a。因而，根据要容易地进行上述的更换操作的观点，优选螺栓5从上侧树脂片材3a侧插入并固定。在该情况下，螺栓5的头部位于上侧树脂片材3a侧，为了不使该头部突出，对于紧固螺栓5的部分(即设有供螺栓5贯通的孔的部分)，预先在上侧树脂片材3a的上表面上设有适当的凹部为宜。
上述的上侧树脂片材3a的厚度以及下侧树脂片材3b的厚度并没有特别限制，只要是与多晶硅的磨损的程度相对应的适当的厚度即可，一般而言，使磨损消耗较大的上侧树脂片材3a的厚度较厚，下侧树脂片材3b的厚度不必那么厚，按照在由于上侧树脂片材3a的磨损而使下侧树脂片材3b的表面暴露出来时，在一定的时间内不使金属基材1的表面暴露出来的方式进行设定即可。
此外，对于上侧树脂片材3a以及下侧树脂片材3b而言，只要是在重叠的状态下铺设于金属基材1的整个内表面即可，上侧树脂片材3a的大小以及下侧树脂片材3b的大小是任意的，例如可以在金属基材1的整个内表面上铺设多张面积形成得较大的下侧树脂片材3b，另一方面，将上侧树脂片材3a的面积形成得较小，并在各下侧树脂片材3b上铺设多张上侧树脂片材3a。而且，也可以在易于磨损的部分上，存在比其他部分更多的上侧树脂片材3a。例如，与配置于图1的直筒部1a的上侧树脂片材3a相比，配置于图1的锥形部1b的上侧树脂片材3a的磨损消耗更大，更换的频率更高，因此通过增加配置于锥形部1b的上侧树脂片材3a的张数，仅对发生了磨损的部分进行更换即可，在降低成本、容易进行更换操作等方面是有利的。
如上所述，根据本发明的方法，即使在与多晶硅接触的上侧树脂片材3a发生了磨损的情况下，由于在金属基材1的表面上还存在有下侧树脂片材3b，因此仅通过更换上侧树脂片材3a，便能够始终防止金属基材1的表面与多晶硅的接触，从而能够可靠地防止多晶硅的金属污染。
此外，在本发明中，形成上侧树脂片材3a以及下侧树脂片材3b的树脂只要成形为片材状即可，并没有特别限制，例如可以由热塑性树脂、热固性树脂、热塑性弹性体等任意一种形成，根据要防止多晶硅的金属污染的观点，通常避免使用如离子型聚合物(ionomer)那样含有金属元素的树脂为宜。此外，上侧树脂片材3a与下侧树脂片材3b可以是相同种类的树脂且是具有相同特性的树脂，但是优选由不同的树脂形成两者，或者使用相同种类但特性不同的树脂，并使二者具有与上侧树脂片材3a以及下侧树脂片材3b的位置相对应的特性。
上侧树脂片材3a以及下侧树脂片材3b例如可以使用彼此柔软性不同的树脂。具体而言，下侧树脂片材3b使用柔软性较高的树脂[例如橡胶硬度(JIS K6253肖氏A)小于A90]，上侧树脂片材3a由于要求耐磨性，因此优选使用橡胶硬度为A90以上的硬质的树脂。在上述情况下，不仅能够确保下侧树脂片材3b与金属基材1的表面之间的高密合性，提高对金属基材1的保护效果，而且在由于上侧树脂片材3a与多晶硅的接触等在表面方向上产生了应力的情况下，下侧树脂片材3b的表面随着上侧树脂片材3a而产生位移，由此，能有效地降低由上侧树脂片材3a与下侧树脂片材3b之间的摩擦引起的磨损，又由于上侧树脂片材3a的硬度较高，因此能提高上侧树脂片材3a的耐久性，从而减少上侧树脂片材3a的更换频率。
此外，在上侧树脂片材3a的色调与下侧树脂片材3b的色调不同时，能够容易且迅速地发现上侧树脂片材3a的磨损，从而能够减轻品质管理工作的负担。即，由于色调不同，因此在上侧树脂片材3a发生磨损而使下侧树脂片材3b的表面暴露出来时，能够通过肉眼观察简单地识别下侧树脂片材3b的色调，从而能够显著地减轻品质管理工作的负担。此外，能够迅速地发现上侧树脂片材3a的磨损，并可靠地判定上侧树脂片材3a的更换时期，从而能够可靠地防止由下侧树脂片材3b的磨损引起的金属基材1表面的暴露，从而更可靠地防止多晶硅的金属污染。
而且，在使上侧树脂片材3a的色调与下侧树脂片材3b的色调为不同的色调的情况下，将下侧树脂片材3a的色调设为有色，特别是设为黑、红、蓝、绿等颜色，以便在下侧树脂片材3b的表面暴露出来时能够一目了然，同时，将上侧树脂片材3a设为半透明，特别是设为白色等非彩色的半透明时最为优选。根据上述方式，随着上侧树脂片材3a发生磨损厚度变薄，能够从外部逐渐观察到下侧树脂片材3b的色调，从而能够把握上侧树脂片材3a的磨损的程度。
在调整色调时，根据要防止多晶硅的金属污染的观点，优选不使用无机颜料，而利用有机颜料、染料或碳黑等调整色调，特别是由于上侧树脂片材3a始终与多晶硅接触，因此优选上侧树脂片材3a的色调为不添加颜料等的状态的颜色。
另外，一般而言，上侧树脂片材3a的半透明的程度设为浊度(haze)为20至90左右的范围时，能够利用下侧树脂片材的色调透过的程度清楚地确认上侧树脂片材的磨损，从而易于识别更换时期，因此较为理想。这是因为在上侧树脂片材的透明性高，从一开始就能够识别下侧树脂片材3b的色调的情况下，无法识别磨损的进行程度，而在上侧树脂片材的不透明的程度过高的情况下，在上侧树脂片材3a发生磨损直到下侧树脂片材3b的表面暴露出来之前，无法识别上侧树脂片材3a的更换时期。
上述的图1是将应用了本发明的多晶硅金属污染防止方法的被多晶硅接触的构件用作料斗的例子，但是上述的被多晶硅接触的构件并不限定于料斗，能够用作用在与多晶硅接触的那样的部位的各种构件，例如也可以用作进料管、粉碎台等，而且也能够用作蚀刻槽、清洗槽、干燥机等，并且可以根据被多晶硅接触的构件的使用方式适当地改变树脂片材3a、3b的树脂材料的种类。
例如，在如粉碎台那样的要求硬度的金属基材上应用本发明的情况下，优选上侧树脂片材3a为特别硬质的树脂。此外，在该情况下，特别优选树脂片材3a、3b，特别是上侧树脂片材3a由尼龙等聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃等形成。这是因为在粉碎后进行的蚀刻工序、清洗工序中，能够去除混入到多晶硅中的树脂的磨损粉末。即，由于聚酰胺能溶解于蚀刻时所使用的药液，因此在蚀刻工序中能够从多晶硅中去除聚酰胺的磨损粉末。此外，聚烯烃能漂浮于水中，因此在清洗工序中能够从多晶硅中去除聚烯烃的磨损粉末。在上述的聚酰胺、聚烯烃中，因聚丙烯是硬质材料且耐磨性优异，所以最优选聚丙烯作为构成上侧树脂片材3a的树脂材料。
而且，在由含有微量的共聚单体的聚四氟乙烯等含氟树脂形成下侧树脂片材3b时，利用含氟树脂的高耐药性与柔软性，能够有效地抑制树脂片材3a、3b的磨损，且能够保护金属基材1免受药液的影响。
如上所述，根据本发明，通过在构成料斗及其他的金属基材的金属基材的表面上重叠地设置两片树脂片材3a、3b，能够可靠地防止对多晶硅的金属污染，并且多晶硅的品质管理工作也会变得极其容易。
附图标记说明
1、金属基材；3、树脂制保护罩；3a、上侧树脂片材；3b、下侧树脂片材；5、树脂制螺栓。

Claims (9)

1.一种多晶硅金属污染防止方法，其通过在多晶硅所接触的金属基材的表面上设置树脂制保护罩而防止由多晶硅与金属基材的接触引起的多晶硅的金属污染，其特征在于，
重叠地设置两片树脂片材作为上述树脂制保护罩。
2.根据权利要求1所述的多晶硅金属污染防止方法，其特征在于，
使用树脂制螺栓将上述树脂制保护罩以使两片树脂片材拆卸自如的方式安装于金属基材的表面。
3.根据权利要求1所述的多晶硅金属污染防止方法，其特征在于，
使用彼此柔软性不同的树脂片材作为上述两片树脂片材，并将柔软性高的树脂片材配置于下侧。
4.根据权利要求1所述的多晶硅金属污染防止方法，其特征在于，
使用彼此色调不同的树脂片材作为上述两片树脂片材。
5.根据权利要求4所述的多晶硅金属污染防止方法，其特征在于，
在上述两片树脂片材中，使用半透明的树脂片材作为色调与下侧树脂片材的色调不同的上侧树脂片材。
6.一种被多晶硅接触的构件，其配置于能够接触多晶硅的位置，其特征在于，
该被多晶硅接触的构件由金属基材与设于该金属基材上的树脂制保护罩构成，该树脂制保护罩由以重叠状态安装于该金属基材上的两片树脂片材形成，位于上层的该树脂片材的表面成为与多晶硅接触的表面。
7.根据权利要求6所述的被多晶硅接触的构件，其特征在于，
上述两片树脂片材利用树脂制螺栓以拆卸自如的方式安装于上述金属基材上。
8.根据权利要求6所述的被多晶硅接触的构件，其特征在于，
使用彼此色调不同的树脂片材作为上述两片树脂片材。
9.根据权利要求6所述的被多晶硅接触的构件，其特征在于，
上述被多晶硅接触的构件是配置在要将刚制造出的多晶硅导入到单晶硅制造工序之前的过程中的进料管、料斗或粉碎台。
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