EP3122463A1 - Verfahren zum fragmentieren eines stangenartigen materials, insbesondere aus polykristallinem silizium - Google Patents

Verfahren zum fragmentieren eines stangenartigen materials, insbesondere aus polykristallinem silizium

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EP3122463A1
EP3122463A1 EP14717391.8A EP14717391A EP3122463A1 EP 3122463 A1 EP3122463 A1 EP 3122463A1 EP 14717391 A EP14717391 A EP 14717391A EP 3122463 A1 EP3122463 A1 EP 3122463A1
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EP
European Patent Office
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rod
electrodes
high voltage
electrode assembly
process fluid
Prior art date
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Application number
EP14717391.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3122463B1 (de
Inventor
Johannes KÄPPELER
Alexander WEH
Jürgen KALKE
Reinhard MÜLLER-SIEBERT
Joël KOLLY
Marion Esther MORACH
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Selfrag AG
Original Assignee
Selfrag AG
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Publication date
Application filed by Selfrag AG filed Critical Selfrag AG
Publication of EP3122463A1 publication Critical patent/EP3122463A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3122463B1 publication Critical patent/EP3122463B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B02C2019/183—Crushing by discharge of high electrical energy

Definitions

  • the invention relates to a method for
  • Linen for the production of high-purity polysilicon as a base material for the crystal growth of polycrystalline or monocrystalline substrates for solar ⁇ or electronics industry is mainly used the Siemens method. This process produces polycrystalline silicon rods with thicknesses in the range between 100 mm and 150 mm, which must be broken into small pieces for use in the crystal furnaces.
  • the pieces should preferably have a size between 10 mm and 30 mm, not smaller than 2 mm may be and also should not be needle-shaped, as this has a negative effect on the flow properties. Due to the special crystalline structure of silicon breaking of silicon rods into such a fraction with the largest possible uniform size and shape is very difficult.
  • Base material should not be contaminated when breaking by contact with foreign material. Contamination of the material with foreign substances, especially metals, is critical and should be below 5 ppb, better still below 2 ppb. From the prior art are various
  • a first aspect of the invention relates to a method for fragmenting a rod-like material, preferably a Halbleitermate ⁇ rials, such as polycrystalline silicon.
  • an electrode assembly having two or more electrodes is arranged such in the area of in a process fluid, preferably water, immersed From ⁇ section of the to be fragmented rod-like material, that the electrodes are immersed, a ⁇ into the process fluid and both a distance from each other and each have to the rod-like material.
  • a process fluid preferably water
  • These distances are such selected that high voltage breakdowns through the rod-like material and / by application of the electrode assembly with high voltage pulses in the range ⁇ these electrodes - may be generated or along the surface of the rod-like material.
  • the size of these distances depends on the conductivity of the process fluid, on the conductivity ability of the rod-like material and from the height of the high voltage pulses. Suitable spacing can be determined by the skilled artisan for the particular operating situation by simp ⁇ ches Try.
  • the electrode arrangement is subjected to high-voltage pulses, so that high-voltage breakdowns occur through the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material in the region of the electrodes.
  • high-voltage pulses so that high-voltage breakdowns occur through the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material in the region of the electrodes.
  • a relative movement in the longitudinal direction of the rod-like material between the electrode assembly and the rod-like material is generated, whereby the location of the high voltage breakdowns by the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material changes progressively in the longitudinal direction of the rod-like material.
  • the rod-like material is completely immersed in the process fluid during fragmentation. It advantageously has a substantially horizontal position.
  • rod-like material is taken during fragmentation in an upwardly open trough or dish-like container and the fragments resulting from its fragmentation are collected in this container and transported away after complete fragmentation with this container become.
  • the rod-like material when fragmented, is immersed in the process fluid with one end and preferably has an oblique position in which the lower end of the rod-like material is immersed in the process fluid.
  • the method can be realized in a simple way, in quasi-continuous de-operation with continuous delivery of stangenarti ⁇ gem material into the flooded with process fluid fragmentation zone.
  • the relative movement between the electrode assembly and the rod-like material is generated at least in part by displacing the rod-like material in its longitudinal direction.
  • the elec ⁇ trodenan Aunt is displaced in the longitudinal direction of the rod-like Mate ⁇ rials.
  • one or the other variant or a combination of the two variants may be particularly preferred.
  • the electrode assembly is displaced along with egg ⁇ nem the high voltage pulse generating high voltage generator in the longitudinal direction of the rod-like material. This can be dispensed with a complex movable coupling of the electrode assembly to the high ⁇ voltage generator .
  • rod-like material when fragmenting an oblique or preferably horizontal position and the electrodes of the electrode assembly are arranged above the rod-like material, with advantage substantially centered with respect to the Longitudinal axis of the rod-like material, so a particularly uniform fragmentation result can be achieved.
  • the electrodes of the electrode assembly are preferably arranged such that the distance of the respective electrode to the surface of the rod-like material is in each case in the range of 2 mm to 40 mm and the distance between the electrodes in the range between 40 mm and 100 mm. Distances in these areas have proven to be particularly suitable.
  • the electrode arrangement is preferably subjected to high-voltage pulses in the range between 100 KV and 300 KV, in particular in the range between 150 KV and 200 KV.
  • the high voltage pulses preferably have a power per pulse between 300 joules and 1000 joules, in particular between 500 joules and 750 joules.
  • the application of the high-voltage pulses to the electrode arrangement for generating the high-voltage breakdowns through the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material preferably takes place at pulse frequencies in the range between 0.5 Hz and 40 Hz, in particular in the range between 1 Hz and 5 Hz.
  • the relative movement between the electrode arrangement and the rod-like material and / or the charging of the electrode arrangement with high-voltage pulses preferably takes place in such a way that the electrode arrangement is subjected to 0.5 to 1.0 pulses per millimeter of relative movement, in particular 0.1 to 2.0 pulses.
  • Such pulse frequencies and pulse impulses per millimeter relative movement have proven to be particularly suitable.
  • the area between the electrodes of the electrode assembly and the rod-like material which is flooded with process fluid is preferably purged with process liquid. In this way, fine material can be removed from the process zone and a consistent quality of vorhande in the process zone ⁇ nen process fluid to be ensured, which is conducive to stable len litigation.
  • the at least two electrodes of the electrode arrangement for generating the high-voltage breakdowns by the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material are simultaneously exposed to pulses with different potentials not equal to the ground potential.
  • one or the other variants may be more preferred.
  • a second aspect of the invention relates to a plant for carrying out the process according to the first aspect of the invention.
  • the plant comprises a process space, which can be filled with a process fluid, preferably water, and in which the rod-like material or a portion thereof can be arranged such that the rod-like material or the portion of the rod-like material with Process fluid filled process space surrounded by process fluid is.
  • the system comprises an electrode arrangement with at least two electrodes, which are arranged in the region of the bar-like material or portion of the bar-like material in process space filled with process fluid and intended to receive the rod-like material or the portion of rod-like material for the intended operation can be that the electrodes are immersed in the process fluid, while a distance from each other and each at a distance to the
  • rod-like material which distances make it possible to produce high-voltage breakdowns by the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material in normal operation by applying the high-voltage pulses to the electrode assembly in the region of these electrodes.
  • the system further comprises means for applying high voltage pulses to the electrode assembly to generate the high voltage breakdowns through the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material, and means for generating relative longitudinal movement of the rod-like material between the electrode assembly and the rod-like material during generating the high tensioning ⁇ voltage punches during its intended operation, such that the location of the high voltage breakdowns is progressively changed in the longitudinal direction of this material by the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material, the rod each material is surrounded by process fluid at this location and the electrodes are immersed in the process fluid at that location.
  • the method according to the first aspect of the invention can be carried out in a simple manner.
  • the system comprises a device for receiving the rod-like material, preferably an upwardly open trough or dish-like container for receiving the rod-like material.
  • a device for receiving the rod-like material preferably an upwardly open trough or dish-like container for receiving the rod-like material.
  • the rod-like material can be kept completely surrounded by process liquid in the intended operation in the process chamber, preferably in a horizontal position.
  • the system is preferably designed such that this tray-like or dish-like container can be removed from the system after the intended fragmentation operation together with the fragments of the rod-like material contained therein, which fragments have emerged from the fragmentation.
  • the system comprises a device for receiving the rod-like material, with which the rod-like can be held such that it is immersed in the process space with one end in the process fluid, in particular such that it has an inclined position and its lower end is immersed in the process fluid in the process space.
  • a quasi-continuous installation can be realized in a simple manner in which rod-like material is continuously fed, in particular under gravity, into the fragmentation zone flooded with process fluid and fragmented therein.
  • the means for generating a relative movement between the electrode assembly and the rod-like material are formed in a preferred embodiment of the system for displacement of the rod-like material along its longitudinal axis.
  • these means are designed for displacement of the electrode arrangement along the longitudinal axis of the rod.
  • one or the other variant or a combination of the two variants may be particularly preferred.
  • the means for energizing the electrode assembly comprising high voltage pulses a high voltage ⁇ pulse generator and the means for generating a relative movement between the electrode assembly and the rod-like material are formed for the displacement of the electrode assembly along with the high voltage pulse generator along the longitudinal axis of the rod-like material. This can be dispensed with a complex movable coupling of the electrode assembly to the high voltage generator.
  • the system is designed such that the at least two electrodes of the Elek ⁇ trodenan extract can be arranged as intended above the rod-like material, advantageously substantially centered with respect to the longitudinal axis of the rod-like material.
  • the at least two electrodes of the Elek ⁇ trodenan extract can be arranged as intended above the rod-like material, advantageously substantially centered with respect to the longitudinal axis of the rod-like material.
  • the electrodes of the electrode arrangement can advantageously be arranged in such a way that the distance between the electrodes and the surface of the rod-like material is in the range from 2 mm to 40 mm and the distance between the electrodes is in the range between 40 mm and 100 mm. Such distances have proven to be particularly suitable. It is further preferred that the plant has to the particular automated setting of the respective spacing of the electrodes to the rod-like material, with ⁇ tel preferably to the respective distance setting during the intended operation of the plant.
  • the means for applying pressure to the electrodes ⁇ arrangement with high-voltage pulses are with advantage be ⁇ forms for charging the electrode assembly with high voltage pulses in the range between 100 kV and 300 kV, in particular in the range of 150 KV and 200 KV, with a power per pulse in the range between 300 Joule and 1000 Joule, in particular between 500 Joule and 750 Joule and with a pulse frequency in the range between 0.5 Hz and 40 Hz, in particular between 1 Hz and 5 Hz.
  • the means for generating a relative movement in the longitudinal direction of the rod-like material between the electrode assembly and the rod-like material or the means for loading ⁇ aufschlagung of the electrode assembly are formed such with high-voltage ⁇ pulses that in Fragmentier ⁇ ungs sunny the electrode assembly per Millimeter Rela ⁇ tivrise with 0.5 to 1.0 pulses, in particular with 0.1 to 2.0 pulses can be applied.
  • Such pulse ⁇ rates per mm relative motion have proven to be particularly suitable ⁇ ge.
  • the system comprises means for purging the area between the electrodes of the electrode arrangement and the rod-like material with process fluid during the fragmentation operation.
  • Such agents include, for example, one or more feed nozzles, can be injected via wel ⁇ che fresh or recycled process liquid into the area between the electrodes and the rod-like material. This will allow To remove fine particles from this area and to keep the electrical conductivity of the process fluid in this area constant, which promotes stable process management.
  • Potential is, especially at ground potential.
  • the at least two electrodes of the electrode arrangement for generating the high-voltage breakdowns by the rod-like material and / or along the surface of the rod-like material can be acted on simultaneously with pulses having a different potential than the ground potential.
  • High voltage pulse generator may be the one or the other imple mentation form.
  • the Inventions according to plant has a plant control, with- means of which, preferably during the Fragmentier ⁇ ungs vulgar, the energy of the high voltage pulses, the frequency of the high voltage pulses, the relative speed between the electrode assembly and the rod-like material, the distance between the electrodes and the rod-like material and / or certain plant parameters , preferably automated, adjusted and / or controllable, with advantage as a function of plant and / or process parameters determined during normal operation.
  • a third aspect of the invention relates to
  • FIG. 1 shows a part of a plant according to the invention for fragmenting polycrystalline silicon rods 1 according to the method according to the first aspect of the invention, in a section transverse to the longitudinal direction of a silicon rod 1 to be fragmented.
  • the system has a basin 9 extending in the longitudinal direction of the silicon rod 1, which forms a process space 8 according to the claims, which is filled with a process fluid 2, in the present case water 2.
  • Polyurethane mat 10 are formed, which is supported on a base 11 made of PE, is to be fragmented silicon rod 1. It has a horizontal position and is completely surrounded by process fluid 2.
  • the trough-like container 7 is formed and stored in the process chamber 8 that it can be removed from the process chamber 8 after complete fragmentation of the silicon rod 1 together with the resulting fragments of the Sliziumstange 1, which are then arranged as loose aterial hereung therein.
  • the system comprises an electrode arrangement 4 with two electrodes 5, 6, which are arranged substantially centered with respect to the longitudinal axis of the silicon rod 1 above the same.
  • the two electrodes 5, 6 are immersed in the process fluid 2 and the left electrode 5 is in the fragmentation of a likewise belonging to the system high voltage pulse generator (not shown) with high voltage pulses applied while the right electrode 6 is grounded.
  • the two electrodes 5, 6 have mutually a substantially greater distance than each compared to the silicon ⁇ rod 1. These distances are so selected that when acted on the left electrode by the high voltage pulse generator with high-voltage pulses in the range of these electrodes 5, 6 high voltage breakdowns by the 5 Silicon rod 1 and / or generated along the surface of the silicon rod 1, which lead to the fragmentation of the silicon rod 1.
  • the diameter of the silicon rod 1 is about 120 mm, its length is about 2 m.
  • the distances between the electrodes 5, 6 to the surface of the silicon rod 1 are about 8 mm.
  • the distance between the electrodes 5, 6 to each other is about 60 mm.
  • the high-voltage pulses that can be generated by the high-voltage pulse generator have a voltage of approximately 200 KV and are generated at a pulse frequency of 5 Hz.
  • the power per pulse is about 700 joules.
  • the electrode arrangement 4 when generating the high-voltage breakdowns together with the high-voltage pulse generator, the electrode arrangement 4 is movable along a sliding carriage (not shown) in the longitudinal direction of the silicon rod 1, so that the location of the
  • the system also includes a system control, by means of which the distance between the electrodes 5, 6 and the silicon rod 1 and the travel speed of the electrode assembly 4 can be adjusted during the fragmentation operation.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fragmentieren eines stangenartigen Halbleitermaterials (1), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines von einem Prozessfluid (2) umgebenen Abschnitts (3) des stangenartigen Materials (1); b) Anordnen einer Elektrodenanordnung (4) mit zwei Elektroden (5, 6) im Bereich dieses Abschnitts (3) derart, dass die Elektroden (5, 6) in das Prozessfluid (2) eingetaucht sind und dabei einen Abstand zueinander und jeweils einen Abstand zu dem stangenartigen Material (1) aufweisen, c) Erzeugen von Hochspannungsdurchschlägen durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) im Bereich der Elektroden (5, 6) durch Beaufschlagen der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen, wobei während dem Erzeugen der Hochspannungsdurchschläge eine Relativbewegung in Längsrichtung des stangenartigen Materials (1) zwischen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) erzeugt wird. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich, stangenartiges Halbleitermaterial mit einem geringen Energieaufwand in eine Fraktion mit relativ gleichmässiger Grösse und Form zu zerkleinern und dabei die Kontamination mit Fremdmaterial gering zu halten.

Description

Verfahren zum Fragmentieren eines stangenartigen Materials, insbesondere aus polykristallinem Silizium
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Fragmentieren eines stangenartigen Materials, insbesondere aus polykristallinem Silizium, eine Anlage zur
Durchführung des Verfahrens sowie eine Verwendung der Anlage gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patent- ansprüche.
STAND DER TECHNIK
Zur Herstellung von hochreinem Polysilizium als Grundmaterial für die Kristallzucht von polykristal- linen oder monokristallinen Substraten für die Solar¬ oder Elektronikindustrie wird überwiegend das Siemensverfahren eingesetzt. Mit diesem Verfahren werden polykristalline Silizium-Stangen mit Dicken im Bereich zwischen 100 mm und 150 mm erzeugt, welche für die Verwen- dung in den Kristallöfen in kleine Stücke gebrochen werden müssen.
Dabei ist zu beachten, dass die Stücke möglichst eine Grösse zwischen 10 mm und 30 mm aufweisen sollten, nicht kleiner als 2 mm sein dürfen und zudem nicht nadeiförmig sein sollten, da sich dies negativ auf die Fliesseigenschaften auswirkt. Aufgrund der speziellen kristallinen Struktur von Silizium ist das Brechen von Silizium-Stangen in eine solche Fraktion mit möglichst gleichmässiger Grösse und Form sehr schwierig.
Weiter ist zu beachten, dass das hochreine
Grundmaterial beim Brechen durch den Kontakt mit Fremdmaterial nicht verunreinigt werden darf. Eine Kontamination des Materials mit Fremdstoffen, insbesondere mit Metallen, ist kritisch und sollte unter 5 ppb liegen, besser noch unter 2 ppb. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene
Verfahren zum Brechen von Silizium-Stangen bekannt, bei denen die Stangen entweder durch mechanische oder durch thermische Einwirkung gebrochen werden, oder durch eine Kombination aus mechanischer und thermischer Einwirkung. Auch ist es bekannt, die Stangen mittels Schockwellen zu zerkleinern .
Alle diese bekannten Verfahren weisen jedoch substantielle Nachteile hinsichtlich der Betriebs- bzw. Anlagenkosten, des Energieaufwands, der Korngrössenver- teilung und/oder der Kontamination des Materials auf.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, Verfahren und Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, welche diese Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen oder zumindest teilweise vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Entsprechend betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Fragmentieren eines stangenartigen Materials, bevorzugterweise eines Halbleitermate¬ rials, wie z.B. polykristallines Silizium.
Dabei wird eine Elektrodenanordnung mit zwei oder mehr Elektroden derartig im Bereich eines in ein Prozessfluid, bevorzugterweise Wasser, eingetauchten Ab¬ schnitts des zu fragmentierenden stangenartigen Materials angeordnet, dass die Elektroden in das Prozessfluid ein¬ getaucht sind und sowohl einen Abstand zueinander und als auch jeweils zu dem stangenartigen Material aufweisen.
Diese Abstände werden derartig gewählt, dass durch Beaufschlagung der Elektrodenanordnung mit Hoch¬ spannungspulsen im Bereich dieser Elektroden Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/- oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials erzeugt werden können. Die Grösse dieser Abstände hängt von der Leitfähigkeit des Prozessfluids , von der Leitfä- higkeit des stangenartigen Materials und von der Höhe der Hochspannungspulse ab. Geeignete Abstände können vom Fachmann für die jeweilige Betriebssituation durch einfa¬ ches Ausprobieren ermittelt werden.
Die Elektrodenanordnung wird mit Hochspan- nungspulsen beaufschlagt, so dass es zu Hochspannungsdurchschlägen durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials im Bereich der Elektroden kommt. Während dem Erzeugen der Hochspannungsdurchschläge wird eine Relativbewegung in Längsrichtung des stangenartigen Materials zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material erzeugt, wodurch sich der Ort der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials fortschreitend in Längsrichtung des stangenartigen Materials verändert.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es z.B. möglich, stangenartiges Halbleitermaterial und ins¬ besondere Silizium-Stangen mit einem verhältnismässig geringen Energieaufwand in eine Fraktion mit relativ gleichmässiger Grösse und Form zu zerkleinern, welche sich bestens für die Weiterverarbeitung in Kristallöfen eignet. Auch kann die Kontamination mit Fremdmaterial mit diesem Verfahren extrem klein gehalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Ver- fahrens ist das stangenartige Material beim Fragmentieren vollständig in das Prozessfluid eingetaucht. Es weist dabei mit Vorteil eine im Wesentlichen horizontale Lage auf .
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass das stan- genartige Material beim Fragmentieren in einem nach oben offenen wannen- oder schalenartigen Behältnis aufgenommen ist und die sich aus seiner Fragmentierung hervorgehenden Fragmente in diesem Behältnis gesammelt werden und nach der vollständigen Fragmentierung mit diesem Behältnis ab- transportiert werden. Hierdurch kann das Verfahren im industriellen Batchbetrieb mit relativ einfachen Anlagen ohne aufwändi¬ ge Transporteinrichtungen durchgeführt werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das stangenartige Material beim Fragmentieren mit einem Ende in das Prozessfluid eingetaucht und weist dabei bevorzugterweise eine schräge Lage auf, bei der das untere Ende des stangenartigen Materials in das Prozessfluid eingetaucht ist. Hierdurch lässt sich das Verfahren auf einfache Weise im quasi-kontinuierlich- en Betrieb unter fortwährender Zuführung von stangenarti¬ gem Material in die mit Prozessfluid geflutete Fragmentierungszone realisieren.
Mit Vorteil wird die Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material zumindest zum Teil durch Verschieben des stangenartigen Materials in seiner Längsrichtung erzeugt.
Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der Elek¬ trodenanordnung und dem stangenartigen Material die Elek¬ trodenanordnung in Längsrichtung des stangenartigen Mate¬ rials verschoben wird.
Je nach Anlagenkonzept kann die eine oder die andere Variante oder eine Kombination beider Varianten besonders bevorzugt sein.
Dabei ist es in der letztgenannten Variante bevorzugt, dass die Elektrodenanordnung zusammen mit ei¬ nem die Hochspannungspulse erzeugenden Hochspannungsgenerator in Längsrichtung des stangenartigen Materials verschoben wird. Hierdurch kann auf eine aufwendige bewegliche Ankopplung der Elektrodenanordnung an den Hoch¬ spannungsgenerator verzichtet werden.
Weist das stangenartige Material beim Fragmentieren eine schräge oder bevorzugterweise horizontale Lage auf und werden die Elektroden der Elektrodenanordnung dabei oberhalb des stangenartigen Materials angeordnet, mit Vorteil im Wesentlichen zentriert bezüglich der Längsachse des stangenartigen Materials, so kann ein besonders gleichmässiges Fragmentierungsergebnis erzielt werden .
Die Elektroden der Elektrodenanordnung werden bevorzugterweise derartig angeordnet, dass der Abstand der jeweiligen Elektrode zu der Oberfläche des stangenartigen Materials jeweils im Bereich von 2 mm bis 40 mm liegt und der Abstand zwischen den Elektroden im Bereich zwischen 40 mm und 100 mm liegt. Abstände in diesen Bereichen haben sich als besonders geeignet erwiesen.
Zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials wird die Elektrodenanordnung bevorzugterweise mit Hochspannungspulsen im Bereich zwischen 100 KV und 300 KV, insbesondere im Be- reich zwischen 150 KV und 200 KV beaufschlagt.
Die Hochspannungspulse haben bevorzugterweise eine Leistung pro Puls zwischen 300 Joule und 1000 Joule, insbesondere zwischen 500 Joule und 750 Joule.
Diese Spannungs- und Leistungsbereiche haben sich als besonders geeignet erwiesen.
Die Beaufschlagung der Elektrodenanordnung mit Hochspannungspulsen zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials erfolgt bevorzugterweise mit Puls-Frequenzen im Bereich zwischen 0.5 Hz und 40 Hz, insbesondere im Bereich zwischen 1 Hz und 5 Hz.
Die Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material und/oder die Beaufschlagung der Elektrodenanordnung mit Hochspanungs- pulsen erfolgt bevorzugterweise derartig, dass die Elektrodenanordnung pro Millimeter Relativbewegung mit 0.5 bis 1.0 Pulsen, insbesondere mit 0.1 bis 2.0 Pulsen beaufschlagt wird. Derartige Puls-Frequenzen und Puls-Beaufschlagungen pro Millimeter Relativbewegung haben sich als besonders geeignet erwiesen.
Der Bereich zwischen den Elektroden der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material, welcher mit Prozessfluid geflutet ist, wird bevorzugterweise mit Prozessflüssigkeit gespült. Auf diese Weise kann Feinmaterial aus der Prozesszone entfernt werden und eine gleichbleibende Qualität des in der Prozesszone vorhande¬ nen Prozessfluids sichergestellt werden, was einer stabi- len Prozessführung zuträglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine erste der mindestens zwei Elektroden der Elektrodenanordnung zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials mit den Hochspannungspulsen beaufschlagt während eine zweite dieser Elektroden auf einem festen Potential liegt, insbesondere geerdet ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die mindestens zwei Elektroden der Elektrodenanordnung zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials gleichzeitig mit Pulsen mit unterschiedlichem Potential ungleich dem Erdpotential beaufschlagt werden.
Je nach Art und Aufbau der verwendeten Hochspannungspulsquelle kann die eine oder die andere Varian¬ te bevorzugter sein.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Anlage umfasst einen Prozessraum, welcher mit einem Prozessfluid, bevorzugterweise mit Wasser, befüllbar ist und in welchem das stangenartige Material oder ein Abschnitt desselben derartig angeordnet werden kann, dass das stangenartige Material oder der Abschnitt des stangenartigen Materials bei mit Prozessfluid befülltem Prozessraum von Prozessfluid umgeben, ist .
Des weiteren Umfasst die Anlage eine Elektrodenanordnung mit mindestens zwei Elektroden, welche bei mit Prozessfluid befülltem und bestimmungsgemäss das stangenartige Material oder den Abschnitt des stangenartigen Materials aufnehmendem Prozessraum für den bestim- mungsgemässen Betrieb derartig im Bereich des stangenartigen Materials oder dieses Abschnitts des stangenartigen Materials angeordnet werden können, dass die Elektroden in das Prozessfluid eingetaucht sind und dabei einen Abstand zueinander und jeweils einen Abstand zu dem
stangenartigen Material aufweisen, welche Abstände es ermöglichen, im bestimmungsgemässen Betrieb durch Beaufschlagung der Elektrodenanordnung mit Hochspannungspulsen im Bereich dieser Elektroden Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials zu erzeugen.
Wie bereits erwähnt wurde hängen diese Abstände von der Leitfähigkeit des Prozessfluids , von der Leitfähigkeit des stangenartigen Materials und von der
Höhe der Hochspannungspulse ab. Geeignete Abstände können für die jeweilige Betriebssituation vom Fachmann durch einfaches Ausprobieren ermittelt werden.
Weiter umfasst die Anlage Mittel zum Beauf- schlagen der Elektrodenanordnung mit Hochspannungspulsen zwecks Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials, sowie Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung in Längsrichtung des stangenartigen Materials zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material während dem Erzeugen der Hochspan¬ nungsdurchschläge im bestimmungsgemässen Betrieb, derart, dass der Ort der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials in Längsrichtung dieses Materials fortschreitend verändert wird, wobei das Stangen- artige Material an diesem Ort jeweils von Prozessfluid umgeben ist und die Elektroden an diesem Ort jeweils in das Prozessfluid eingetaucht sind.
Mit der erfindungsgemässen Anlage lässt sich das Verfahren gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung auf einfache Weise durchführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine Vorrichtung zur Aufnahme des stangenartigen Materials auf, bevorzugterweise ein nach oben offenes wannen- oder schalenartiges Behältnis zur Aufnahme des stangenartigen Materials. Mit diesem Behältnis kann das stangenartige Material im bestimmungsgemässen Betrieb im Prozessraum vollständig von Prozessflüssigkeit umgeben gehalten werden, und zwar bevorzugterweise in einer horizontalen Lage.
Dabei ist die Anlage zudem bevorzugterweise derartig ausgebildet, dass dieses wannen- oder schalenartige Behältnis nach dem bestimmungsgemässen Fragmentierungsbetrieb zusammen mit den darin befindlichen, aus der Fragmentierung hervorgegangenen Fragmenten des stangen- artigen Materials aus der Anlage entnommen werden kann.
Hierdurch kann eine relativ einfache Anlage ohne aufwändige Transporteinrichtungen für den industriellen Batch-Betrieb bereitgestellt werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Anlage eine Vorrichtung zur Aufnahme des stangenartigen Materials auf, mit welcher das stangenartige derartig gehalten werden kann, dass es im Prozessraum mit einem Ende in das Prozessfluid eingetaucht ist, insbesondere derart, dass es dabei eine schräge Lage aufweist und sein unteres Ende in das Prozessfluid im Prozessraum eingetaucht ist. Hierdurch kann auf einfache Weise eine quasi-kontinuierliche Anlage realisiert werden, bei welcher fortlaufend, insbesondere unter Schwerkraftförderung, stangenartiges Material in die mit Prozessfluid ge- flutete Fragmentierungszone zugeführt und darin fragmentiert wird. Die Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Anlage zur Verschiebung des stangenartigen Materials entlang dessen Längsachse ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich sind diese Mittel zur Verschiebung der Elektrodenanordnung entlang der Längsachse der Stange ausgebildet.
Je nach Anlagenkonzept kann die eine oder die andere Variante oder eine Kombination beider Varianten besonders bevorzugt sein.
Dabei ist es in der letztgenannten Variante bevorzugt, dass die Mittel zum Beaufschlagen der Elektrodenanordnung mit Hochspannungspulsen einen Hochspannungs¬ pulsgenerator umfassen und die Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material ausgebildet sind zur Verschiebung der Elektrodenanordnung zusammen mit dem Hochspannungspulsgenerator entlang der Längsachse des stangenartigen Materials. Hierdurch kann auf eine aufwendige bewegliche Ankopplung der Elektrodenanordnung an den Hochspannungsgenerator verzichtet werden.
Bevorzugterweise ist die Anlage derartig ausgebildet, dass die mindestens zwei Elektroden der Elek¬ trodenanordnung bestimmungsgemäss oberhalb des stangen- artigen Materials angeordnet werden können, mit Vorteil im Wesentlichen zentriert bezüglich der Längsachse des stangenartigen Materials. Mit derartigen Anlagen lässt sich ein besonders gleichmässiges Fragmentierungsergebnis erzielen .
Die Elektroden der Elektrodenanordnung können mit Vorteil derartig angeordnet werden, dass der Abstand der Elektroden zu der Oberfläche des stangenartigen Materials jeweils im Bereich von 2 mm bis 40 mm liegt und der Abstand zwischen den Elektroden im Bereich zwischen 40 mm und 100 mm. Derartige Abstände haben sich als besonders geeignet erwiesen. Weiter ist es bevorzugt dass die Anlage Mit¬ tel aufweist zur insbesondere automatisierten Einstellung des jeweiligen Abstands der Elektroden zu dem stangenartigen Material, bevorzugterweise zur Einstellung des jeweiligen Abstands während dem bestimmungsgemässen Betrieb der Anlage.
Die Mittel zum Beaufschlagen der Elektroden¬ anordnung mit Hochspannungspulsen sind mit Vorteil ausge¬ bildet zur Beaufschlagung der Elektrodenanordnung mit Hochspannungspulsen im Bereich zwischen 100 KV und 300 KV, insbesondere im Bereich zwischen 150 KV und 200 KV, mit einer Leistung pro Puls im Bereich zwischen 300 Joule und 1000 Joule, insbesondere zwischen 500 Joule und 750 Joule und mit einer Pulsfrequenz im Bereich zwischen 0.5 Hz und 40 Hz, insbesondere zwischen 1 Hz und 5 Hz.
Derartige Parameterbereiche haben sich als besonders geeignet erwiesen.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung in Längsrichtung des stangenartigen Materials zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material bzw. die Mittel zur Be¬ aufschlagung der Elektrodenanordnung mit Hochspannungs¬ pulsen derartig ausgebildet sind, dass im Fragmentier¬ ungsbetrieb die Elektrodenanordnung pro Millimeter Rela¬ tivbewegung mit 0.5 bis 1.0 Pulsen, insbesondere mit 0.1 bis 2.0 Pulsen beaufschlagt werden kann. Derartige Puls¬ raten pro mm Relativbewegung haben sich als besonders ge¬ eignet erwiesen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anlage Mittel zum Spülen des Bereichs zwi- sehen den Elektroden der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material mit Prozessflüssigkeit während dem Fragmentierungsbetrieb. Solche Mittel umfassen beispielsweise eine oder mehrere Zuführungsdüsen, über wel¬ che frische oder aufbereitete Prozessflüssigkeit in den Bereich zwischen den Elektroden und dem stangenartigen Material eingedüst werden kann. Hierdurch wird es mög- lieh, Feinpartikel aus diesem Bereich zu entfernen und die elektrische Leitfähigkeit der Prozessflüssigkeit in diesem Bereich konstant zu halten, was eine stabile Prozessführung begünstigt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführ- ungsform der Anlage ist eine erste der mindestens zwei Elektroden der Elektrodenanordnung zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials mit den Hochspannungspulsen beaufschlagbar, während eine andere der mindestens zwei Elektroden auf einem festen. Potential liegt, insbesondere auf Erdpotential .
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Anlage sind die mindestens zwei Elektroden der Elek- trodenanordnung zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials gleichzeitig mit Pulsen mit unterschiedlichem Potential ungleich dem Erdpotential beaufschlagbar.
Je nach Elektrodenanordnung und verwendetem
Hochspannungspulsgenerator kann die eine oder die andere Aus führungsform bevorzugter sein.
Weiter ist es bevorzugt, dass die erfindungs- gemässe Anlage über eine Anlagensteuerung verfügt, mit- tels welcher, bevorzugterweise während dem Fragmentier¬ ungsbetrieb, die Energie der Hochspannungspulse, die Frequenz der Hochspannungspulse, die Relativgeschwindigkeit zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material, der Abstand zwischen den Elektroden und dem stangenartigen Material und/oder bestimmte Anlagenpara¬ meter, bevorzugterweise automatisiert, eingestellt und/- oder geregelt werden können, mit Vorteil in Abhängigkeit von im bestimmungsgemässen Betrieb ermittelten Anlagen- und/oder Prozessparametern.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die
Verwendung der Anlage gemäss dem zweiten Aspekt der Er- findung zur Fragmentierung von Stangen aus Halbleitermaterial, bevorzugterweise aus polykristallinem Silizium. Bei einer derartigen Verwendung der Anlage kommen die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zum Tragen. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwen¬ dungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An¬ sprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand von Fig. 1. Diese zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemässen Anlage.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt einen Teil einer erfindungs- gemässen Anlage zur Fragmentierung von polykristallinen Siliziumstangen 1 nach dem Verfahren gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung im Schnitt quer zur Längsrichtung einer darin angeordneten, zu fragmentierenden Siliziumstange 1.
Wie zu erkennen ist, weist die Anlage ein sich in Längsrichtung der Siliziumstange 1 erstreckendes Becken 9 auf, welches einen anspruchsgemässen Prozessraum 8 bildet, der mit einem Prozessfluid 2, im vorliegenden Fall Wasser 2, befüllt ist.
Angeordnet im Prozessraum 8 in einem wannen- artigen Behältnis 7, dessen Innenwandungen von einer
Polyurethanmatte 10 gebildet sind, die sich nach unten auf einer Unterlage 11 aus PE abstützt, ist die zu fragmentierende Siliziumstange 1. Sie weist dabei eine horizontale Lage auf und ist vollständig von Prozessfluid 2 umgeben. Das wannenartige Behältnis 7 ist derartig ausgebildet und im Prozessraum 8 gelagert, dass es nach dem vollständigen Fragmentieren der Siliziumstange 1 zusammen mit den daraus hervorgegangenen Fragmenten der Sliziumstange 1, welche dann als lose aterialschüttung darin angeordnet sind, aus dem Prozessraum 8 entnommen werden kann. Weiter umfasst die Anlage eine Elektrodenanordnung 4 mit zwei Elektroden 5, 6, welche im Wesentlichen zentriert bezüglich der Längsachse der Siliziumstange 1 oberhalb derselben angeordnet sind. Die beiden Elektroden 5, 6 sind in das Prozessfluid 2 eingetaucht und die linke Elektrode 5 wird im Fragmentierungsbetrieb von einem ebenfalls zur Anlage gehörenden Hochspannungspulsgenerator (nicht gezeigt) mit Hochspannungspulsen beaufschlagt, während die rechte Elektrode 6 geerdet ist. Die beiden Elektroden 5, 6 weisen zueinander einen deutlich grösseren Abstand auf als jeweils gegenüber der Silizium¬ stange 1. Diese Abstände sind derartig gewählt, dass bei Beaufschlagung der linken Elektrode 5 durch den Hochspannungspulsgenerator mit Hochspannungspulsen im Bereich dieser Elektroden 5, 6 Hochspannungsdurchschläge durch die Siliziumstange 1 und/oder entlang der Oberfläche der Siliziumstange 1 erzeugt werden, welche zur Fragmentierung der Siliziumstange 1 führen. Im vorliegenden Fall beträgt der Durchmesser der Siliziumstange 1 etwa 120 mm, ihre Länge beträgt etwa 2 m. Die Abstände der Elektroden 5, 6 zur Oberfläche der Siliziumstange 1 betragen etwa 8 mm. Der Abstand der Elektroden 5, 6 zueinander beträgt etwa 60 mm. Die mit dem Hochspannungspulsgenerator erzeugbaren Hochspannungspulse weisen eine Spannung von etwa 200 KV auf und werden mit einer Pulsfrequenz von 5 Hz erzeugt. Die Leistung pro Puls beträgt etwa 700 Joule.
Dabei ist die Elektrodenanordnung 4 beim Erzeugen der Hochspannungsdurchschläge zusammen mit dem Hochspannungspulsgenerator auf einem (nicht gezeigten) Schiebeschlitten in Längsrichtung der Siliziumstange 1 entlang derselben verfahrbar, so dass sich der Ort der
Hochspannungsdurchschläge durch die Siliziumstange 1 bzw. entlang der Oberfläche der Siliziumstange 1 in Längsrich¬ tung derselben fortschreitend verändert, ohne dass dabei die Abstände der Elektroden 5, 6 zur Siliziumstange 1 wesentlich verändert werden. Im bestimmungsgemässen Betrieb wird die Elektrodenanordnung 4 mit einer Geschwin- digkeit im Bereich zwischen 6 mm und 10 mm pro Sekunde entlang der Siliziumstange 1 verfahren.
Die Anlage umfasst zudem eine Anlagensteuerung, mittels welcher während dem Fragmentierungsbetrieb der Abstand zwischen den Elektroden 5, 6 und der Siliziumstange 1 und die Verfahrgeschwindigkeit der Elektrodenanordnung 4 eingestellt werden kann.
Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann .

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Fragmentieren eines stangenartigen Materials (1), insbesondere aus einem Halbleitermaterial, insbesondere aus polykristallinem Silizium, um- fassend die Schritte:
a) Bereitstellen eines von einem Prozessfluid (2), insbesondere von Wasser (2), umgebenen Abschnitts (3) des stangenartigen Materials (1);
b) Anordnen einer Elektrodenanordnung (4) um- fassend mindestens zwei Elektroden (5, 6) im Bereich dieses Abschnitts (3) derart, dass die mindestens zwei Elektroden (5, 6) in das Prozessfluid (2) eingetaucht sind und dabei einen Abstand zueinander und jeweils einen Abstand zu dem stangenartigen Material (1) aufweisen; und
c) Erzeugen von Hochspannungsdurchschlägen durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) im Bereich der beiden Elektroden (5, 6) durch Beauf- schlagen der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen,
wobei während dem Erzeugen der Hochspannungsdurchschläge eine Relativbewegung in Längsrichtung des stangenartigen Materials (1) zwischen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) erzeugt wird, so dass sich der Ort der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) in Längsrichtung des stangenartigen Materials (1) fortschreitend verändert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das stan¬ genartige Material (1) vollständig in das Prozessfluid (2) eingetaucht bereitgestellt wird, und insbesondere, wobei das stangenartige Material (1) dabei eine horizontale Lage aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das stangenartige Material (1), insbesondere in horizontaler Lage, aufgenommen in einem nach oben offenen wannen- oder schalenartigen Behältnis (7) bereitgestellt wird und wobei die aus der Fragmentierung hervorgehenden Fragmente des stangenartigen Materials (1) nach der Fragmentierung des stangenartigen Materials (1) mit diesem wannen- oder schalenartigen Behältnis (7) vom Ort der Fragmentierung an einen anderen Ort transportiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das stangenartige Material mit einem Ende eingetaucht in das Pro- zessfluid bereitgestellt wird, und insbesondere, wobei das stangenartige Material dabei eine schräge Lage auf¬ weist und das untere Ende des stangenartigen Materials in das Prozessfluid eingetaucht ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material das stangenartige Material in seiner Längsrichtung verschoben wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Mate¬ rial (1) die Elektrodenanordnung (4) in Längsrichtung des stangenartigen Materials (1) verschoben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Elektrodenanordnung (4) zusammen mit einem die Hochspannungs- pulse erzeugenden Hochspannungsgenerator in Längsrichtung des stangenartigen Materials (1) verschoben wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das stangenartige Material (1) in einer schrägen oder horizontalen Lage bereitgestellt wird und die mindestens zwei Elektroden (5, 6) der Elektrodenan¬ ordnung (4) oberhalb des stangenartigen Materials (1) angeordnet werden, insbesondere im Wesentlichen zentriert bezüglich der Längsachse des stangenartigen Materials (1) ·
9. Verfahren nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, wobei die mindestens zwei Elektroden (5, 6) der Elektrodenanordnung (4) derartig angeordnet werden, dass der Abstand der Elektroden (5, 6) zu der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) jeweils im Bereich von 2 mm bis 40 mm liegt und der Abstand zwischen den Elektroden (5, 6) im Bereich zwischen 40 mm und 100 mm liegt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektrodenanordnung (4) zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) mit Hochspannungspulsen im Bereich zwischen 100 KV und 300 KV, insbesondere im Bereich zwischen 150 KV und 200 KV beaufschlagt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektrodenanordnung (4) zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) mit Hochspannungspulsen mit einer Leistung pro Puls zwischen 300 Joule und 1000 Joule, insbesondere zwischen 500 Joule und 750 Joule beaufschlagt wird .
12. Verfahren nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, wobei die Elektrodenanordnung (4) zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangen¬ artigen Materials (1) mit Hochspannungspuls-Frequenzen im Bereich zwischen 0.5 Hz und 40 Hz, insbesondere im Be¬ reich zwischen 1 Hz und 5 Hz beaufschlagt wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei die Relativbewegung zwischen der Elektro¬ denanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) und/oder die Beaufschlagung der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen derartig erfolgen, dass die Elek¬ trodenanordnung (4) pro Millimeter Relativbewegung mit 0.5 bis 1.0 Pulsen, insbesondere mit 0.1 bis 2.0 Pulsen beaufschlagt wird.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, wobei der Bereich zwischen den Elektroden (5, 6) der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) mit Prozessflüssigkeit (2) gespült wird.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine erste (5) der mindestens zwei Elektroden (5, 6) der Elektrodenanordnung (4) zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) mit den Hochspannungspulsen beaufschlagt wird während eine zweite (6) dieser Elektroden (5, 6) auf einem festen Potential liegt, insbesondere geerdet ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die mindestens zwei Elektroden der Elektrodenanordnung zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials gleichzeitig mit Pulsen mit unterschiedlichem Potential ungleich dem Erdpotential beaufschlagt werden.
17. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend:
a) einen mit einem Prozessfluid (2), insbesondere mit Wasser (2), befüllbaren Prozessraum
(8) zur Aufnahme des stangenartigen Materials (1) oder eines Abschnitts (3) des stangenartigen Materials (1) derartig, dass das stangenartige Material
(1) oder der Abschnitt (3) des stangenartigen Materials (1) bei mit Prozessfluid (2) befülltem Pro¬ zessraum (8) von Prozessfluid (2) umgeben ist;
b) eine Elektrodenanordnung (4) umfassend mindestens zwei Elektroden (5, 6), welche bei mit Prozessfluid (2) befülltem und bestimmungsgemäss das stangenartige Material (1) oder den Abschnitt (3) des stangenartigen Materials (1) aufnehmendem Prozessraum (8) bestimmungsgemäss derartig im Bereich des stangenartigen Materials (1) oder dieses Abschnitts (3) des stangenartigen Materials (1) angeordnet werden können, dass die mindestens zwei Elek- troden (5, 6) in das Prozessfluid (2) eingetaucht sind und dabei einen Abstand zueinander und jeweils einen Abstand zu dem stangenartigen Material (1) aufweisen, welche Abstände es ermöglichen, im be- stimmungsgemässen Betrieb durch Beaufschlagung der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen im Bereich dieser Elektroden (5, 6) Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/- oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) zu erzeugen;
c) Mittel zum Beaufschlagen der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen zwecks Er¬ zeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1); und d) Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung in Längsrichtung des stangenartigen Materials (1) zwischen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (4) während dem Erzeugen der Hochspannungsdurchschläge im bestimmungsgemässen Be¬ trieb, derart, dass der Ort der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material (1) und/- oder entlang der Oberfläche des stangenartigen Materials (1) in Längsrichtung dieses Materials (1) fortschreitend verändert wird, wobei das stangenar¬ tige Material (1) an diesem Ort jeweils von Prozessfluid (2) umgeben ist und die Elektroden (5, 6) an diesem Ort jeweils in das Prozessfluid (2) eingetaucht sind.
18. Anlage nach Anspruch 17, wobei die Anlage eine Vorrichtung (7) zur Aufnahme des stangenartigen Materials (1) aufweist, insbesondere ein nach oben offe¬ nes wannen- oder schalenartigen Behältnis (7) zu Aufnahme des stangenartigen Material (1) , mit welchem das stangen¬ artige Material (1) im bestimmungsgemässen Betrieb im Prozessraum (8) vollständig von Prozessflüssigkeit (2) umgeben gehalten werden kann, insbesondere derart, dass das stangenartige Material (1) dabei eine horizontale Lage aufweist.
19. Anlage nach Anspruch 18, wobei das wannen- oder schalenartigen Behältnis (7) nach dem bestimmungsge- mässen Fragmentierungsbetrieb zusammen mit den aus der Fragmentierung hervorgegangenen Fragmenten des stangenartigen Materials (1) aus der Anlage entnommen werden kann .
20. Anlage nach Anspruch 17, wobei die Anlage eine Vorrichtung zur Aufnahme des stangenartigen Materi- als aufweist, mit welcher das stangenartige derartig gehalten werden kann, dass es im Prozessraum mit einem Ende in das Prozessfluid eingetaucht ist, insbesondere derart, dass es dabei eine schräge Lage aufweist und sein unteres Ende in das Prozessfluid im Prozessraum eingetaucht ist.
21. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung und dem stangenartigen Material ausgebildet sind zur Verschiebung des stangenarti¬ gen Materials entlang dessen Längsachse.
22. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei die Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) ausgebildet sind zur Verschiebung der Elektrodenanordnung (4) entlang der Längsachse der des stan- genartigen Materials (1) .
23. Anlage nach Anspruch 22, wobei die Mittel zum Beaufschlagen der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen einen Hochspannungspulsgenerator umfassen und die Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwi- sehen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) ausgebildet sind zur Verschiebung der Elektrodenanordnung (4) zusammen mit dem Hochspannungspulsgenerator entlang der Längsachse des stangenartigen Materials ( 1 ) .
24. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei die mindestens zwei Elektroden (5, 6) der Elektro- denanordnung (4) bestimmungsgemäss oberhalb des stangen¬ artigen Materials (1) angeordnet werden können, insbesondere im Wesentlichen zentriert bezüglich der Längsachse des stangenartigen Materials (1).
25. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei die mindestens zwei Elektroden (5, 6) der Elektro¬ denanordnung (4) bestimmungsgemäss derartig angeordnet werden können, dass der Abstand der Elektroden (5, 6) zu der Oberfläche der des stangenartigen Materials (1) jeweils im Bereich von 2 mm bis 40 mm liegt und der Abstand zwischen den Elektroden (5, 6) im Bereich zwischen 40 mm und 100 mm.
26. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei die Anlage Mittel zur insbesondere automatisierte Einstellung des Abstands der Elektroden (5, 6) zu dem stangenartigen Material (1) umfasst, insbesondere zur Einstellung während dem bestimmungsgemässen Betrieb der Anlage .
27. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 26, wobei die Mittel zum Beaufschlagen der Elektrodenanord- nung (4) mit Hochspannungspulsen ausgebildet sind zur Be¬ aufschlagung der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspan¬ nungspulsen im Bereich zwischen 100 KV und 300 KV, insbe¬ sondere zwischen 150 KV und 200 KV.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 27, wobei die Mittel zum Beaufschlagen der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen ausgebildet sind zur Be¬ aufschlagung der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspan¬ nungspulsen mit einer Leistung pro Puls im Bereich zwi¬ schen 300 Joule und 1000 Joule, insbesondere zwischen 500 Joule und 750 Joule.
29. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 28, wobei die Mittel zum Beaufschlagen der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen ausgebildet sind zur Be¬ aufschlagung der Elektrodenanordnung (4) mit Hochspan- nungspulsen mit eine Pulsfrequenz im Bereich zwischen 0.5 Hz und 40 Hz, insbesondere zwischen 1 Hz und 5 Hz.
30. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 27, wobei die Mittel zur Erzeugung einer Relativbewegung in Längsrichtung des stangenartigen Materials (1) zwischen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) und/oder die Mittel zur Beaufschlagung der Elek- trodenanordnung (4) mit Hochspannungspulsen derartig aus¬ gebildet sind, dass im bestimmungsgemässen Betrieb die Elektrodenanordnung (4) pro Millimeter Relativbewegung mit 0.5 bis 1.0 Pulsen, insbesondere mit 0.1 bis 2.0 Pul¬ sen beaufschlagt werden kann.
31. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 30, wobei Mittel vorhanden sind zum Spülen des Bereichs zwischen den Elektroden (5, 6) der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) mit Prozessflüssig¬ keit (2) im bestimmungsgemässen Betrieb.
32. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 31, wobei eine erste (5) der mindestens zwei Elektroden (5, 6) der Elektrodenanordnung (4) mit den Hochspannungspul¬ sen beaufschlagbar ist, während eine andere (6) der min¬ destens zwei Elektroden (5, 6) auf einem festen Potential liegt, insbesondere geerdet ist.
33. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 31, wobei die mindestens zwei Elektroden der Elektrodenanord¬ nung zur Erzeugung der Hochspannungsdurchschläge durch das stangenartige Material und/oder entlang der Oberflä- che des stangenartigen Materials gleichzeitig mit Pulsen mit unterschiedlichem Potential ungleich dem Erdpotential beaufschlagt werden können.
34. Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 33, des Weiteren umfassend eine Anlagensteuerung, mittels welcher, insbesondere während dem bestimmungsgemässen Be¬ trieb, die Energie der Hochspannungspulse, die Frequenz der Hochspannungspulse, die Relativgeschwindigkeit zwischen der Elektrodenanordnung (4) und dem stangenartigen Material (1) , der Abstand zwischen den Elektroden (5, 6) und dem stangenartigen Material (1) und/oder bestimmte
Anlagenparameter, insbesondere automatisiert, eingestellt und/oder geregelt werden können, insbesondere in Abhängigkeit von im bestimmungsgemässen Betrieb ermittelten Anlagen- und/oder Prozessparametern.
35. Verwendung der Anlage nach einem der Ansprüche 17 bis 34 zur Fragmentierung von Stangen (1) aus Halbleitermaterial, insbesondere aus polykristallinem Silizium.
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