EP3092192A1 - Vorrichtung zum aufnehmen und transport eines siliciumstabs sowie verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium - Google Patents

Vorrichtung zum aufnehmen und transport eines siliciumstabs sowie verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium

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EP3092192A1
EP3092192A1 EP14816190.4A EP14816190A EP3092192A1 EP 3092192 A1 EP3092192 A1 EP 3092192A1 EP 14816190 A EP14816190 A EP 14816190A EP 3092192 A1 EP3092192 A1 EP 3092192A1
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EP
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polycrystalline silicon
silicon rod
silicon
rods
lifting cylinder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14816190.4A
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French (fr)
Inventor
Günter Berger
Siegfried Riess
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Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
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Filing date
Publication date
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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/902—Devices for picking-up and depositing articles or materials provided with drive systems incorporating rotary and rectilinear movements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
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    • B66C1/422—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles actuated by lifting force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66C1/425—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles motor actuated
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
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    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/12—Platforms; Forks; Other load supporting or gripping members
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/027—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C01B33/035—Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds in the presence of heated filaments of silicon, carbon or a refractory metal, e.g. tantalum or tungsten, or in the presence of heated silicon rods on which the formed silicon is deposited, a silicon rod being obtained, e.g. Siemens process

Definitions

  • the invention relates to a device for receiving and transporting a silicon rod and a method for producing polycrystalline silicon
  • Polycrystalline silicon serves as starting material in the production of monocrystalline silicon by means of crucible pulling (Czochralski or CZ process) or by zone melting (floatzone or FZ process). This monocrystalline silicon is cut into slices (wafers) and after a variety of mechanical, chemical and chemo-mechanical processing in the
  • polycrystalline silicon is increasingly required for the production of monocrystalline or multicrystalline silicon by means of drawing or casting processes, this monocrystalline or multicrystalline silicon being used to produce solar cells for photovoltaics.
  • the polycrystalline silicon is usually produced by means of the Siemens process.
  • a bell-shaped reactor the so-called “Siemens reactor”
  • thin rods of silicon by direct current passage to surface temperatures of 900-1200 ° C heated and a reaction gas containing a silicon-containing component, in particular a halosilane, and introduced hydrogen via inlet nozzles.
  • the halosilanes decompose on the surface of the thin rods, whereby elemental silicon separates from the gas phase on the thin rods.
  • the silicon rods are held in the reactor by special electrodes, which are usually made of high-purity electrographite.
  • electrodes which are usually made of high-purity electrographite.
  • two thin rods with different voltage polarity at the electrode holders are connected at the other end of the thin rod with a bridge to a closed circuit. Electrical energy is supplied to the heating of the thin rods via the electrodes and their electrode holders.
  • the electrode beginning at its tip, grows into the rod base of the silicon rods.
  • the material used for the electrodes is mainly graphite, since graphite is available in very high purity and is chemically inert at deposition conditions. Furthermore, graphite has a very low specific electrical
  • a removal aid can be used, as for example in US
  • An apparatus for disassembling polycrystalline silicon rods comprises a body having outer walls dimensioned to surround the rods by the outer walls, each outer wall including a door to allow access to at least one of the rods. After removal, the obtained, U-shaped polysilicon rod pairs are usually cut to length on the electrode and bridge side and comminuted into fragments. The comminution is carried out by means of a crusher, e.g. with a
  • Jaw crusher Such a crusher is described for example in EP 338 682 A2. If necessary, a pre-shredding by means of a hammer takes place beforehand.
  • the lifting out of the silicon rod pair from the reactor can be carried out by means of a crane device, a cable or similar systems.
  • CN 102092660 A discloses a silicon truck electric lift truck comprising an electric lift truck body, the lift truck body being provided with a lift arm, the lift arm being provided with a plurality of lift arm holes, and a special silicon rod clamp device being connected in the lift arm holes.
  • the particular clamping device suitable for silicon rods preferably consists of suspension and clamping body, wherein the clamping body has a parallelogram structure, the end point of the upper part of the clamping body is connected to the suspension, and the two edges extend on both sides of the end point of the lower part to the outside and form a lift arm.
  • a device for receiving and transporting a silicon rod which is electrically operated, which is attached to a ceiling of a production hall or on a pillar with swivel arm, comprising a lifting device with a lifting cylinder and a clamping cylinder connected to the lifting device for Silicon rods, wherein the clamping device comprises a suspension for attachment to the lifting cylinder, an articulated arm and attached to the articulated arm frame with parallelogram structure and automatic latching and a vertical latch element, wherein at least two oval gripper segments are attached to the frame and wherein gripper segments and vertical
  • Engage latching element in the closed position of the clamping device can automatically disengage in the open position.
  • the lifting cylinder is preferably attached to a cross slide, which is freely movable on the ceiling in the x and y directions.
  • the invention Whether attached to the ceiling or to a pedestal with swivel arm, the invention provides a vibration-free, freely positionable and safely movable
  • the gripper segments are lined with a hard metal. Likewise, it is preferable to line the gripper segments with a polymer plastic.
  • the gripper can also be each coated with a corresponding material.
  • the gripper segments are preferably adjustable.
  • For this purpose is a
  • the moving parts are preferably with abrasion resistant and encapsulated
  • Bushings executed. This has the advantage that no contamination caused by abrasion in the joint bearing.
  • closed collecting systems with suction devices are available. These are preferably under or over the drive elements. As a result, contamination by abrasion or foreign substances in the drive system can be avoided.
  • the clamping device is triggered by the contact plate, thereby the silicon rod is clamped over a parallelogram frame or released when placing.
  • the clamping device is triggered via a radio remote control.
  • the parallelogram structure can be, for example, by a
  • the frame with parallelogram structure and the gripper segments are formed as pawls, which are each rotatable about a vertical axis passing through the associated support arm.
  • the device is equipped with a double automatic latch, which allows automatic removal of the rod from the clamping device. The device is
  • a vertical latch element is present, the direction from above
  • Bar is movable and also engages and automatically disengages when the entire clamping device is raised.
  • the vertical pawl element can be provided with a contact plate, so that the engagement is triggered upon contact of the contact plate with the male silicon rod.
  • the contact plate is pushed upwards and ensures an automatic notching.
  • the device can be freely moved and positioned in the x, y and z directions.
  • the device When the rod is to be picked up, the device is centered over the rod moved and then lowered the clamp takes her
  • Gripper segments can engage under the rod, the clamping device from its open position in its closed position (see Fig. 1) is pivoted.
  • Occupational safety during the transport process increases. This is especially true for any rod breakage (e.g., porous, cracked and unstable rods). Increased occupational safety also contributes to the preferred use of a radio control system.
  • the coating of the gripper segments ensures a low-contamination transport of the silicon rods, which is of great importance for the product quality.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a side view of FIG. 1.
  • Fig. 1 shows schematically a device in which a cross slide 2 is fixed to the ceiling 1 of a production hall.
  • the cross slide is connected to lifting cylinder 3.
  • FIG. 2 shows a side view of FIG. 1.
  • articulated arm 6 frame and the gripper segment 5 are pivotable. It is a vertical element for Doppelklinkautomatik 4 is provided.
  • the invention relates to a device with which received a silicon rod, clamped, transported to another workplace and stored there safely.
  • the starting point is the deposition of polycrystalline silicon by means of CVD on at least one U-shaped carrier body which is heated by direct passage of current to a temperature at which polycrystalline silicon on the
  • At least one polycrystalline silicon rod pair must be removed from the reactor.
  • To remove the body and the silicon rod pair are cranes, cables or the like.
  • Fragment size classes are preferably used jaw or roll crushers.

Landscapes

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Transport eines Siliciumstabs [7], die elektrisch betrieben ist, die an einer Decke einer Produktionshalle oder an einer Standsäule mit Schwenkarm befestigt ist, umfassend eine Hubvorrichtung mit einem Hubzylinder [3] und einer mit dem Hubzylinder verbunden Klemmvorrichtung für Siliciumstäbe, wobei die Klemmvorrichtung eine Aufhängung zur Befestigung am Hubzylinder, eine Kontaktplatte mit Bedienelementen, einen an der Kontaktplatte befestigten Rahmen mit Parallelogramm-Struktur und Klinkautomatik sowie ein vertikales Klinkelement umfasst, wobei an dem Rahmen wenigstens zwei ovale Greifersegmente [5] befestigt sind und wobei Greifersegmente sowie vertikales Klinkelement in der Schließstellung der Klemmvorrichtung einrasten und in der Öffnungsstellung selbsttätig ausklinken können.

Description

Vorrichtung zum Aufnehmen und Transport eines Siliciumstabs sowie Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
Gegenstand der Erfindung sind eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Transport eines Siliciumstabs sowie ein Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
Polykristallines Silicium (kurz: Polysilicium) dient als Ausgangsmaterial bei der Herstellung von einkristallinem Silicium mittels Tiegelziehen (Czochralski- oder CZ- Verfahren)- oder mittels Zonenschmelzen (Floatzone oder FZ-Verfahren). Dieses einkristalline Silicium wird in Scheiben (Wafer) zertrennt und nach einer Vielzahl von mechanischen, chemischen und chemo-mechanischen Bearbeitungen in der
Halbleiterindustrie zur Fertigung von elektronischen Bauelementen (Chips)
verwendet.
Insbesondere wird aber polykristallines Silicium in verstärktem Maße zur Herstellung von ein- oder multikristallinem Silicium mittels Zieh- oder Gieß-Verfahren benötigt, wobei dieses ein- oder multikristalline Silicium zur Fertigung von Solarzellen für die Photovoltaik dient.
Das polykristalline Silicium wird üblicherweise mittels des Siemens-Prozesses hergestellt. Dabei werden in einem glockenförmigen Reaktor (dem sog.„Siemens-Reaktor") Dünnstäbe aus Silicium durch direkten Stromdurchgang auf Oberflächentemperaturen von 900-1200 °C erhitzt und ein Reaktionsgas enthaltend eine Silicium enthaltende Komponente, insbesondere ein Halogensilan, und Wasserstoff über Einlassdüsen eingeleitet. Dabei zersetzen sich die Halogensilane an der Oberfläche der Dünnstäbe. Dabei scheidet sich elementares Silicium aus der Gasphase auf den Dünnstäben ab.
Die Siliciumstäbe werden dabei im Reaktor von speziellen Elektroden gehalten, die in der Regel aus hochreinem Elektrographit bestehen. Jeweils zwei Dünnstäbe mit unterschiedlicher Spannungspolung an den Elektrodenhalterungen sind am anderen Dünnstabende mit einer Brücke zu einem geschlossenen Stromkreis verbunden. Über die Elektroden und deren Elektrodenhalterungen wird elektrische Energie zur Beheizung der Dünnstäbe zugeführt.
Während der Abscheidung wächst der Durchmesser der Dünnstäbe. Gleichzeitig wächst die Elektrode, beginnend an ihrer Spitze, in den Stabfuß der Siliciumstäbe ein. Als Werkstoff für die Elektroden wird hauptsächlich Graphit verwendet, da Graphit in sehr hoher Reinheit zur Verfügung steht und bei Abscheidebedingungen chemisch inert ist. Weiterhin hat Graphit einen sehr geringen spezifischen elektrischen
Widerstand.
Nach dem Erreichen eines gewünschten Solldurchmessers der Siliciumstäbe wird der Abscheideprozess beendet, die glühenden Siliciumstäbe abgekühlt und ausgebaut.
Dazu kann eine Ausbauhilfe verwendet werden, wie sie beispielsweise in US
20120237678 A1 beschrieben ist. Eine Vorrichtung zum Ausbau von polykristallinen Siliciumstäben umfasst einen Körper mit Außenwänden, der so dimensioniert ist, dass die Stäbe von den Außenwänden umschlossen werden, wobei jede Außenwand eine Tür beinhaltet, um Zugang zu wenigstens einem der Stäbe zu erlauben. Nach dem Ausbau werden die erhaltenen, U-förmigen Stabpaare aus Polysilicium üblicherweise elektroden- und brückenseitig abgelängt und zu Bruchstücken zerkleinert. Die Zerkleinerung erfolgt mittels eines Brechers, z.B. mit einem
Backenbrecher. Ein solcher Brecher ist beispielsweise beschrieben in EP 338 682 A2. Gegebenenfalls erfolgt zuvor eine Vorzerkleinerung mittels eines Hammers.
Das Herausheben des Siliciumstabpaares aus dem Reaktor kann erfolgen mit Hilfe einer Kranvorrichtung, einem Seilzug oder vergleichbaren Systemen.
CN 102092660 A offenbart einen elektrischer Hubwagen für Siliciumstäbe, der einen elektrischen Hubstapler-Körper umfasst, wobei der Hubstapler-Körper mit einem Hubarm versehen ist, der Hubarm mit mehreren Hubarmlöchern versehen ist, und in den Hubarmlöchern eine spezielle für Siliciumstäbe geeignete Klemmvorrichtung verbunden ist. Die spezielle für Siliciumstäbe geeignete Klemmvorrichtung besteht vorzugweise aus Aufhängung und Klemmkörper, wobei der Klemmkörper über eine Parallelogramm-Struktur verfügt, der Endpunkt des Oberteils des Klemmkörpers mit der Aufhängung verbunden ist, und die zwei Kanten zu beiden Seiten des Endpunkts des Unterteils sich nach außen erstrecken und einen Hubarm bilden.
Problematisch an diesem Hubwagen ist, dass keulige, gebogene, unrunde, ovale, sehr kurze und besonders dicke Stäbe nicht sicher transportiert werden können.
Zudem besteht die Gefahr von Kontaminationen.
Aus dieser Problematik ergab sich die Aufgabenstellung der Erfindung. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Transport eines Siliciumstabs, die elektrisch betrieben ist, die an einer Decke einer Produktionshalle oder an einer Standsäule mit Schwenkarm befestigt ist, umfassend eine Hubvorrichtung mit einem Hubzylinder und einer mit dem Hubzylinder verbunden Klemmvorrichtung für Siliciumstäbe, wobei die Klemmvorrichtung eine Aufhängung zur Befestigung am Hubzylinder, einen Gelenkarm und einen am Gelenkarm befestigten Rahmen mit Parallelogramm-Struktur und Klinkautomatik sowie ein vertikales Klinkelement umfasst, wobei an dem Rahmen wenigstens zwei ovale Greifersegmente befestigt sind und wobei Greifersegmente sowie vertikales
Klinkelement in der Schließstellung der Klemmvorrichtung einrasten und in der Öffnungsstellung selbsttätig ausklinken können.
Der Hubzylinder ist vorzugweise an einem Kreuzschlitten befestigt, der der an der Decke in x und y Richtung frei verfahrbar ist.
Ob an der Decke oder an einer Standsäule mit Schwenkarm befestigt, stellt die Erfindung eine erschütterungsfreie, frei positionierbare und sicher verfahrbare
Vorrichtung zum Aufnehmen und Transport eines Siliciumstabs zur Verfügung.
Vorzugweise sind die Greifersegmente mit einem Hartmetall ausgekleidet. Ebenso ist es bevorzugt, die Greifersegmente mit einem Polymerkunststoff auszukleiden.
Bevorzugt ist auch die Verwendung einer Silicium-Auskleidung. Statt einer
Auskleidung können die Greifersegemnte jeweils auch mit einem entsprechenden Material beschichtet sein.
Die Greifersegmente sind vorzugweise verstellbar. Zu diesem Zweck ist ein
Gelenkarm vorgesehen, über den Rahmen und Greifersegmente schwenkbar sind. Dadaurch können Stäbe sowohl horizontal als auch vertikal aufgenommen und transportiert werden.
Die bevorzugte Verwendung einer schmalen Greiferkonstruktion ermöglicht es, auch dicht aneinander liegende Stäbe ohne Stabunterlage aufzunehmen und zu
transportieren.
Vorzugweise sind alle Bedienelemente der Vorrichtung beschichtet. Die beweglichen Teile sind vorzugweise mit abriebfesten und gekapselten
Lagerbuchsen ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass keine Kontamination durch Abrieb im Gelenklager entsteht. Vorzugweise sind geschlossene Auffangsysteme mit Absaugungvorrichtungen vorhanden. Dies befinden sich vorzugweise unter oder über den Antriebselementen. Dadurch kann Kontamination durch Abrieb oder Fremdstoffe im Antriebssystem vermieden werden. Die Klemmvorrichtung wird von der Kontaktplatte ausgelöst, dadurch wird der Siliciumstab über einen Parallelogramm-Rahmen geklemmt bzw. beim Ablegen freigegeben. Vorzugweise wird die Klemmvorrichtung über eine Funkfernsteuerung ausgelöst. Die Parallelogramm-Struktur läßt sich beispielsweise durch eine
kreuzgelenkartige Verbindung von Rahmensegmenten bewerkstelligen.
Vorzugsweise sind der Rahmen mit Parallelogramm-Struktur und die Greifersegmente als Klinken ausgebildet, die jeweils um eine vertikale, durch den zugehörigen Tragarm laufende Achse drehbar sind. Die Vorrichtung ist mit einer Doppelklinkautomatik ausgestattet, die ein selbsttätiges Ablegen des Stabs aus der Klemmvorrichtung erlaubt. Die Vorrichtung ist
vorzugweise so ausgestaltet, dass eine oder mehrere Klinken unter der Gewichtskraft des Stabs an einem geeigneten Teil der Vorrichtung einrasten. Durch ein Anheben des Greifers wird ausgeklinkt und der Stab abgelegt. Zudem ist neben Rahmen und Greifersegmenten ein vertikales Klinkelement vorhanden, das von oben Richtung
Stab beweglich ist und ebenfalls einrastet und selbsttätig ausklinkt, wenn die gesamte Klemmvorrichtung angehoben wird.
Das vertikale Klinkelement kann mit einer Kontaktplatte versehen sind, so dass das Einrasten bei der Berührung der Kontaktplatte mit dem aufzunehmenden Siliciumstab ausgelöst wird. Beim Ablegen des Stabs wird die Kontaktplatte nach oben gedrückt und sorgt für ein selbsttätiges Ausklinken.
Es hat sich gezeigt, dass durch Verwendung einer Doppelklinkautomatik keulige, gebogene, unrunde, ovale, sehr kurze und dicke Stäbe sicher aufgenommen und transportiert werden können.
Die Vorrichtung ist in x, y und z Richtung frei verfahr- und positionierbar.
Wenn der Stab aufgenommen werden soll, wird die Vorrichtung zentral über den Stab gefahren und sodann abgesenkt Die Klemmvorrichtung nimmt dabei ihre
Öffnungsstellung ein. Sobald der Greifer soweit abgesenkt ist, daß die
Greifersegmente den Stab untergreifen können, wird die Klemmvorrichtung aus ihrer Öffnungsstellung in ihre Schließstellung (vgl. Fig. 1) geschwenkt.
Durch die Greifer, die mit einem für Silicium kontaminationsarmen Material versehen sind, wird idealerweise nur so viel Kraft als für den sicheren Transport nötig, auf den Siliciumstab ausgeübt. Dadurch sind Beschädigungen des Stabs nahezu
ausgeschlossen.
Die Arbeitssicherheit während des Transportvorgangs erhöht sich. Dies gilt insbesondere bei einem etwaigen Stabbruch (z.B. bei porösen, rissigen und instabilen Stäben). Zu einer erhöhten Arbeitssicherheit trägt auch die bevorzugte Verwendung einer Funkfemsteuerung bei.
Die Beschichtung der Greifersegmente stellt einen kontaminationsarmen Transport der Siliciumstäbe sicher, was für die Produktqualität von großer Bedeutung ist.
Die Erfindung wird nachfolgend auch anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht von Fig. 1.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 Decke
2 Kreuzschlitten
3 Hubzylinder
4 Element für Doppelklinkautomatik
5 Greifersegmente
6 Gelenkarm
7 Stab
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung, bei der ein Kreuzschlitten 2 an der Decke 1 einer Produktionshalle befestigt ist. Der Kreuzschlitten ist mit Hubzylinder 3 verbunden.
Mit der Vorrichtung wird ein Stab 7 aufgenommen und mittels Greifersegmenten 5 eingeklemmt.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht von Fig. 1.
Mittels Gelenkarm 6 sind Rahmen und die Greifersegment 5 schwenkbar. Es ist eine vertikales Element für Doppelklinkautomatik 4 vorgesehen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der ein Siliciumstab aufgenommen, eingeklemmt, zu einem anderen Arbeitsplatz transportiert und dort wieder sicher abgelegt werden kann.
Bis die Siliicumstäbe zu Bruchstücken zerkleinert werden, sind ein oder mehrere solcher Aufnahme-, Transport- und Ablagevorgänge erforderlich.
Ausgangspunkt ist die Abscheidung von polykristallinem Silicium mittels CVD auf wenigstens einem U-förmigen Trägerkörper, der durch direkten Stromdurchgang auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der sich polykristallines Silicium auf dem
Trägerkörper abscheidet, wodurch wenigstens ein U-förmiges polykristallines Siliciumstabpaar entsteht, wobei der Trägerkörper an seinen freien Enden jeweils mit einer Graphitelektrode verbunden ist und auf diese Weise mit Strom versorgt wird.
Nach der Abscheidung mus das wenigstens eine polykristalline Siliciumstabpaar aus dem Reaktor ausgebaut werden. Dazu eignet sich ein Körper mit einer Außenwand und einer Innenwand, von dem das Siliciumstabpaar vollständig umschlossen wird, wobei der Körper mitsamt dem von ihm umschlossenen Siliciumstabpaar aus dem Reaktor entfernt wird. Zur Entfernung des Körpers und des Siliciumstabpaares eignen sich Kräne, Seilzüge oder dergleichen. Es kann jedoch auch, was besonders bevorzugt ist, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz kommen.
Nach dem Entfernen der Siliciumstabpaare aus dem Reaktor ist es üblich, diese zu einem separaten Arbeitsplatz zu transportieren, an dem Graphitreste von den elektrodenseitigen Enden der wenigstens zwei polykristallinen Siliciumstäbe des wenigstens einen polykristallinen Siliciumstabpaares entfernt und das Siliicumstabpaar an den nichtelektrodenseitigen Enden (der Brückenseite) abgelängt wird, so dass zwei polykristalline Siliciumstäbe entstehen.
Es ist bevorzugt, für den Transport von Reaktor zu diesem Arbeitsplatz eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu verwenden.
Sobald die Graphitreste von den Siliciumstäben und die Brücken entfernt sind, ist es üblich, die Siliciumstäbe zu einem anderen Arbeitsplatz zu trasnportieren, wo diese mittels geeignneter Zerkleinerungswerkzeuge zu Brückstücken zerkleinert werden. Zu einer Vorzerkleinerung eignen sich Hämmer, zur Zerkleinerung in bestimmte
Bruchstückgrößenklassen kommen vorzugsweise Backen- oder Walzenbrecher zum Einsatz.
Es ist bevorzugt, die Siliciumstäbe nach dem Entfernen von Brücke und Graphitresten mittesl einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aufzunehmen, zum Arbeitsplatz mit dem Zerkleinerungswerkzeug oder mit der Brecheranlage zu transportieren und dort auf einem Arbeitstisch oder in einer Anlage abzulegen.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Aufnehmen und Transport eines Siliciumstabs, die elektrisch betrieben ist, die an einer Decke einer Produktionshalle oder an einer Standsäule mit Schwenkarm befestigt ist, umfassend eine Hubvorrichtung mit einem
Hubzylinder und einer mit dem Hubzylinder verbunden Klemmvorrichtung für Siliciumstäbe, wobei die Klemmvorrichtung eine Aufhängung zur Befestigung am Hubzylinder, einen Gelenkarm und einen am Gelenkarm befestigten Rahmen mit Parallelogramm-Struktur und Klinkautomatik sowie ein vertikales Klinkelement umfasst, wobei an dem Rahmen wenigstens zwei ovale Greifersegmente befestigt sind und wobei Greifersegmente sowie vertikales Klinkelement in der
Schließstellung der Klemmvorrichtung einrasten und in der Öffnungsstellung selbsttätig ausklinken können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Hubzylinder an einem an der Decke der Produktionshalle befindlichen Kreuzschlitten befestigt ist, der an der Decke in x und y Richtung frei verfahrbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei die Greifersegmente mit einem Hartmetall, mit einem Polymerkunststoff oder mit Silicium ausgekleidet oder beschichtet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Gelenkarm vorhanden ist, über den Rahmen und Greifersegmente schwenkbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei alle beweglichen Teile mit abriebfesten und gekapselten Lagerbuchsen ausgeführt sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei geschlossene
Auffangsysteme mit Absaugungvorrichtungen vorhanden sind, die sich unter oder über dem Hubzylinder oder einem gegebenenfalls vorhandenen Kreuzschlitten befinden.
7. Verfahren, bei dem ein Siliciumstab mittels einer Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6 aufgenommen, mittels der Klemmvorrichtung eingeklemmt, zu einem anderen Arbeitsplatz transportiert und dort abgelegt wird.
8. Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silcium, umfassend a) Abscheidung von polykristallinem Silicium mittels CVD auf wenigstens einem U-förmigen Trägerkörper, der durch direkten Stromdurchgang auf eine
Temperatur aufgeheizt wird, bei der sich polykristallines Silicium auf dem Trägerkörper abscheidet, wodurch wenigstens ein U-förmiges polykristallines Siliciumstabpaar entsteht, wobei der Trägerkörper an seinen freien Enden jeweils mit einer Graphitelektrode verbunden ist und auf diese Weise mit Strom versorgt wird;
b) Ausbau des wenigstens einen polykristallinen Siliciumstabpaares aus dem Reaktor;
c) Entfernen der Graphitreste von den elektrodenseitigen Enden der wenigstens zwei polykristallinen Siliciumstäbe des wenigstens einen polykristallinen Siliciumstabpaares und Ablängen des Siliicumstabpaares an den
nichtelektrodenseitigen Enden, so dass zwei polykristalline Siliciumstäbe entstehen;
d) Zerkleinerung eines polykristallinen Siliciumstabes zu Bruchstücken mittels Zerkleinerungswerkzeugen;
dadurch gelennzeichnet, dass nach Schritt c) ein polykristalliner Siliciumstab mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufgenommen und zu einer Anlage transportiert wird, in der der Siliciumstab gemäß Schritt d) zu Bruchstücken zerkleinert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Ausbau des wenigstens einen
polykristallinen Siliciumstabpaares aus dem Reaktor mittels eines Körpers mit einer Außenwand und einer Innenwand erfolgt, von dem das Siliciumstabpaar vollständig umschlossen wird, wobei der Körper mitsamt dem von ihm
umschlossenen Siliciumstabpaar mittels eines Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aus dem Reaktor entfernt und zu einem Arbeitsplatz
transportiert wird, an dem gemäß Schritt c) Graphitreste elektrodenseitig entfernt und die Siliciumstabpaare nichtelektrodenseitig abgelängt werden.
EP14816190.4A 2014-01-07 2014-12-11 Vorrichtung zum aufnehmen und transport eines siliciumstabs sowie verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium Withdrawn EP3092192A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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