CN1330173A - 多晶硅的评价方法 - Google Patents
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Abstract
提供实际上不进行单晶的拉制,能够有效地评价原料多晶硅中含有的异物程度的方法。将一定量的多晶硅片1收容在筐2中,然后将筐2浸渍在放入腐蚀液3的腐蚀槽4内。此后,从腐蚀槽4提出,将腐蚀液3取样后,使取样过的液体放置一定时间,在多晶硅的微粒或粉末完全溶解时,使用液中粒子计数器7,测定一定量的液中的粒子数。
Description
本发明是关于作为拉制单晶硅的原料使用的多晶硅的评价方法。
以往，作为制造单晶硅的方法之一，已知有切克劳斯基单晶拉制法(以下，称为CZ法)。该CZ法具有以无转移或者晶格缺陷极少的状态，能容易地得到大口径、高纯度的单晶的优点。
在CZ法中，首先将最初超高纯度的单晶硅片洗净后，放入石英坩埚中，在加热炉中熔化。与此同时，仅必要量地添加微量的导电型杂质(称为添加剂或者掺杂剂)。例如，添加硼(B)就能得到P型晶体，添加磷(P)或锑(Sb)，就能得到N型晶体，通过杂质的添加量，能够控制晶体的电阻率。
接着，使以金属丝悬挂的籽晶(单晶)接触该硅熔液，一边转动，一边慢慢地拉制，使单晶生长。通过调整此时的温度或拉制速度的条件，就能够制出具有各种直径或特性的单晶。已生长的晶体和籽晶相同地成为完全的单晶。而且用于原料的多晶硅中包含的异物越少，生长的单晶硅越难以发生有转移化。
但是，即使原来的多晶硅本身是超高纯度的，在将制成的多晶硅破碎成某种程度的大小时，在成为片状的多晶硅的表面，往往附着金属粉等粒子(异物)。另外，在搬运等中，也往往附着微细的树脂片等。因此，单晶硅的制造厂在从原料供给源进货多晶硅的时刻，在多晶硅片的表面往往微量地附着金属粉或树脂片。因此，在使用多晶硅之前，进行洗净，但即使进行洗净，粒子数也不一定完全为0，有某种程度的残留部分。
在此，附着在多晶硅片的表面的粒子，在拉制后形成的单晶硅中成为发生晶体缺陷等的原因，因此当然要求使用尽可能纯净的多晶硅片。可是，对于多晶硅表面的粒子数来说，由于原料供给源或制品的批量不同，也会有偏差，因此有如下的要求，即在使用多晶硅之前，对其每个制品要进行评价粒子数，挑选所使用的多晶硅，或制定为了对应用途分别使用的标准。
但是，过去使用购进的各种多晶硅，实际上进行单晶硅的拉制，现状是，在所产生的单晶硅中，评价晶体缺陷等的缺陷密度，从其结果，相反地进行多晶硅的品质评价。因此，评价结果的反馈慢，难以灵敏地对应上述的多晶硅的挑选或分别使用等。
本发明就是解决上述的课题而完成的，目的在于提供，实际上不进行单晶的拉制，能够有效地评价原料多晶硅中包含的异物程度的方法。
为了达到上述的目的，本发明的多晶硅的评价方法的特征是，将块状或者片状的多晶硅浸渍在能够溶解多晶硅的药液中，然后测定上述药液中包含的异物数。
在本发明的多晶硅的评价方法中，如果将块状或者片状的多晶硅浸渍在上述药液中，在溶解多晶硅的表面的同时，附着在硅表面或者含有的异物，在药液中就成为漂浮状态。因此，例如将含有异物的药液的一部分取样，使用粒子计数器等检测机器，就能够测定一定量的药液中含有的异物数。
像这样，按照本发明的多晶硅的评价方法，实际上不进行单晶的拉制，就能够预先评价原料多晶硅中的异物量。其结果，与以往的方法相比，评价结果的反馈快，例如能够容易实行多晶硅的挑选或对应用途的分别使用等。
而且，除了测定药液中含有的异物数之外，还可以进行异物的成分分析。
通过这样做，不仅异物数的评价，而且也能够进行异物的种类的鉴定，也成为调查异物附着在多晶硅片上的原因的线索，因此根据此采取对策，就能够得到更纯净的原料多晶硅。
另外，在将多晶硅浸渍在槽内容纳的药液中之前，希望预先循环过滤药液。
例如在以槽内容纳药液的状态浸渍多晶硅的场合，在浸渍多晶硅之前，如果预先循环过滤药液，就能够使初期状态的药液达到纯净状态，能够正确地测定异物数。
以下，参照图1说明是本发明的一种实施方式的多晶硅的评价方法。
首先，如图1(a)所示，准备一定量(例如5kg)的需要评价的多晶硅片1。该多晶硅片1，例如可以是块状，也可以是片状，特别可以不考虑形状。
接着，如图1(b)所示，将上述的多晶硅片1收容在聚乙烯或聚四氟乙烯等制的筐2中。筐2在随后的过程中暴露在腐蚀液中，因此必须使用不被所使用的腐蚀液侵蚀的材质。
随后，如图1(c)所示，将收容上述的多晶硅片1的筐2浸渍在放入腐蚀液3的腐蚀槽4内。在此使用的腐蚀液3是能够溶解多晶硅的，例如可以使用氟硝酸。在本实施方式的腐蚀槽4上配备泵5、过滤器6等循环过滤设备，在浸渍筐2之前，预先循环过滤腐蚀液3(无粒子状态)。
接着，停止循环过滤，使筐2从腐蚀槽4数次进出后，从腐蚀槽4提出来。此后，将腐蚀液3取样，放在聚乙烯或聚四氟乙烯等制的任意容器8中。此时，在取样的液体中含有多晶硅的微粒或粉末。并且此时，将容器8收容在密闭的室9内，与此同时通过使用真空泵10将室9内抽真空，将腐蚀液3吸引到容器8内(纯化取样)。
然后，将取样液放置一定时间(例如数日)，在多晶硅的微粒或粉末完全溶解时，使用液中粒子计数器7，测定一定量的液中的粒子数。在此，多晶硅的微粒或粉末溶入腐蚀液3，因此仅对在多晶硅的微粒或粉末的内部含有的粒子进行计数。按照该方法，能够达到测定的高效率化。
同时，也可以使用扫描电子显微镜(SEM)、能量分散型X射线分光法(EDX)等手段，进行粒子的成分分析。由此可知，不仅能够进行粒子数的评价，而且也能够进行粒子种类的鉴定，该粒子例如由氧化铝、碳、氯乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚四氟乙烯系树脂、超硬合金等组成。
或者如图2(a)、(b)所示，和上述相同，将收容多晶硅片1的筐2浸渍在放入腐蚀液3的腐蚀槽4内，然后放置一定时间，如图2(c)所示，也可以使用液中粒子计数器7，直接测定腐蚀槽4内的腐蚀液3。
像这样，按照本实施方式的多晶硅的评价方法，实际上不进行单晶的拉制，就能够预先评价原料多晶硅中包含的异物量。其结果，与以往的评价方法相比，评价结果的反馈快，例如能够容易进行原料多晶硅的挑选或对应用途分别使用等。
进而如果进行异物的成分分析，也成为调查异物附着在原料多晶硅片上的原因的线索，因此能够得到更纯净的原料多晶硅。另外，在本实施方式中，在将多晶硅浸渍在腐蚀液3中之前，要将腐蚀液3预先进行循环过滤，因此能够使原来的腐蚀液维持在纯净状态，异物数的测定变得更准确。
再者，本发明的技术范围并不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以加上种种变更。例如在本实施方式中，作为腐蚀液，例示出氟硝酸，但除此以外，如果是能够腐蚀多晶硅的液体，也可以使用其他的药液。另外，关于腐蚀槽等的构成或具体的评价方法，也不限于上述的实施方式，可以进行适当的变更。
实施例
以下，说明使用本发明的方法得到的实际的评价数据。
作为评价对象的原料多晶硅，准备3种样品A、B、C。然后使用上述实施方式的方法测定各样品中的液中粒子数，测定结果示于图3。液中粒子计数器要能够对每个粒子的大小进行计数，例如如果以0.2～5μm大小的粒子进行比较，每1×10-2升液体，A是8000个，B是2500个，C是15000个。
与此相反，使用对应于各样品A、B、C的原料多晶硅，实际上进行拉制，测定制成的各单晶硅的无缺陷化率，其结果示于图4。每单位体积的单晶硅中的无缺陷化率，A是70％，B是77％，C是60％。所谓“无缺陷化率”是无转移单晶化率。
即，可以确认，在各样品A、B、C中的液中的粒子数对应于制成的单晶硅中的无缺陷化率(缺陷密度)。由此证实，按照本发明的方法，能够对原料多晶硅进行可靠地评价。
如以上所详细地说明，按照本发明的多晶硅的评价方法，实际上不进行单晶的拉制，就能够预先评价原料多晶硅的异物量。其结果与以往相比，评价结果的反馈快，例如能够容易地进行单晶硅的挑选或对应用途分别使用等。
附图的简单说明
图1是用于说明本发明的一种实施方式的多晶硅的评价方法的图。
图2是用于说明多晶硅的其他评价方法的图。
图3是表示测定本发明实施例的各样品的液中粒子数的结果曲线图。
图4是表示测定各单晶硅中的无缺陷化率的结果曲线图，该单晶硅同样是从对应于各样品的原料多晶硅得到的。
符号的说明
1 多晶硅片
2 筐
3 腐蚀液
4 腐蚀槽
5 泵
6 过滤器
7 液中粒子计数器
8 容器
9 室
10 真空泵
Claims (3)
1.多晶硅的评价方法，该方法是作为拉制单晶硅的原料使用的多晶硅的评价方法，其特征在于，将块状或者片状的多晶硅浸渍在能溶解上述多晶硅的药液中后，测定在上述药液中含有的异物数。
2.权利要求1记载的多晶硅的评价方法，其特征在于，除了测定上述药液中含有的异物数以外，还进行上述异物的成分分析。
3.权利要求1记载的多晶硅的评价方法，其特征在于，在将上述多晶硅浸渍在容纳在槽内的药液中之前，预先循环过滤上述药液。
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