JP2016536249A - 多結晶シリコンの製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、担体上に多結晶シリコンを堆積して多結晶シリコンロッドを得ること、またはシリコン粒子上に多結晶シリコンを堆積して多結晶シリコン細粒を得ることを含む、多結晶シリコンの製造方法に関し、該方法において、個々の堆積は、ろ過された空気が向けられるクラス1〜100,000のクリーンルーム内に配置された反応器で行われる。ろ過について、前記空気は、最初に、1μmと同じかそれよりも大きい粒子を除去する少なくとも1つのフィルターを通過し、その後、1μmよりも小さい粒子を除去するHEPAフィルターを通過する。

Description

本発明は、多結晶シリコンの製造方法に関する。
多結晶シリコンは、多くの場合、略してポリシリコンとも呼ばれ、典型的にはシーメンス法により製造される。この製法では、シリコン含有成分および水素を含む反応ガスを導入しながら、ベルジャー型反応器(「シーメンス反応器」)中に電流を直接通すことにより、シリコンの細いフィラメントロッドを加熱する。
反応ガスのシリコン含有成分は、通常、一般組成SiHnX4−n(n=0,1,2,3;X=Cl,Br,I)のモノシランまたはハロシランである。好ましくは、該シリコン含有成分は、クロロシランまたはクロロシラン混合物であり、より好ましくはトリクロロシランである。主として、SiH4またはSiHCl3(トリクロロシラン、TCS)が水素との混合物形態で用いられる。
シーメンス法において、典型的には、フィラメントロッドは、反応器基底部に存在する電極に対して直角に挿入され、その基底部を通してフィラメントロッドは電源に接続される。フィラメントロッド2本ごとに、水平ブリッジ(同様に、シリコンにより構成される)により連結され、シリコン堆積用の支持体が形成される。ブリッジ連結により、典型的には、細ロッドとも呼ばれるU字型の支持体が形成される。
高純度ポリシリコンが加熱されたロッドおよびブリッジ上に堆積し、その結果、ロッドの直径は時間の経過につれて大きくなる(CVD/気相堆積)。
堆積の終了後、これらのポリシリコンロッドは典型的には、機械的処理手段により更に加工され、異なるサイズクラスの塊が得られ、分類され、所望により、湿式化学的精製操作に供され、最終的に包装される。
シーメンス法の代替として、多結晶シリコン細粒が製造される流動床法がある。これは、加熱装置により高温に加熱されている流動床中で、気流によりシリコン粒子を流動化することにより行われる。シリコン含有反応ガスを加えることにより、熱された粒子表面で熱分解反応が生じる。この反応により、シリコン粒子上にシリコン単体が堆積し、個々の粒子の直径が大きくなる。大きくなった粒子を規則的に取り出し、比較的小さいシリコン粒子を種粒子として加えることによって、関連する全ての利点を有しながら、連続的に操作することができる。上記のシリコン含有反応ガスは、シリコン−ハロゲン化合物(例えば、クロロシランまたはブロモシラン)、モノシラン(SiH4)、およびこれらの気体と水素との混合物である。
ポリシリコンに要求される品質は、ますます高くなってきているため、金属またはドーパントによる汚染についての、恒常的なプロセス改善が必要である。バルクの汚染と、ポリシリコン塊/ロッド片の表面、またはポリシリコン細粒の表面での汚染とは区別しなければならない。
ロッドの粉砕などのポリシリコンを製造するための処理工程は、金属およびドーパントによる表面汚染へ影響を有する。
先行技術において、ドーパントによるポリシリコンの全ての表面汚染への個々の処理工程の影響について、盛んに研究が行われてきた。
米国特許出願公開第2013/0189176号明細書は、表面に1〜50pptaのホウ素および1〜50pptaのリン濃度を有する多結晶シリコン塊を開示している。
シーメンス反応器で堆積により製造された2本の多結晶ロッドの一方を、ドーパントによる汚染(バルクおよび表面)について堆積直後に分析し、第二のロッドは、更にロッドを処理するプラントへ通過させ、当該プラントを通過させた後に同様にドーパントによる汚染(バルクおよび表面)を分析することにより、多結晶シリコンの表面ドーパント汚染を決定することができる。2本のロッドは、同じレベルのバルク汚染であると推測できるため、2本のロッドの汚染間の差異が分かれば、粉砕、クリーニング、輸送および包装などの更なる処理工程により生じる表面の汚染が分かる。これは、少なくともロッドおよび兄弟ロッドが1つの同じU字型支持体上に堆積される場合には確かである。このプロセスは、米国特許出願公開第2013/0186325号明細書(本明細書中に引用される)に記載されている。
米国特許出願公開第2013/0189176号明細書において、多結晶材料(SEMI MF 1723)から製造されたFZ単結晶へのSEMI MF1398に準拠したフォトルミネッセンスにより、ドーパント(B、P、As、Al)が分析されている。多結晶シリコンロッドまたは多結晶シリコン塊からFZ法により製造された単結晶ロッドからウェーハを分離し、HF/HNO3でエッチングし、18MOHm水ですすぎ、乾燥させる。このウェーハについてフォトルミネッセンス測定を行う。
多結晶シリコン塊を製造するために、堆積したシリコンロッドを粉砕しなければならない。米国特許出願公開第2013/0189176号明細書に準拠して、粉砕は、作業台上でのハンマーにより、またはジョークラッシャー等のクラッシャーなどによる予備的粉砕の後に行う。両方の系、すなわち、予備的粉砕のための作業台およびハンマーによる粉砕、ならびにクラッシャーによる粉砕の両方は、クラス10,000またはそれ未満のクラスのクリーンルーム内で行われる。好ましくは、当該システムは、クラス100またはそれよりも上のクリーンルームである(US FED STD 209Eに準拠、ISO 14644−1により承継)。クラス100(ISO 5)の場合、最大直径0.5μmの最大3.5個の粒子が、1リットル当たりに存在してもよい。クリーンルーム内では、PTFE膜を有する専用のクリーンルームフィルターが用いられる。フィルターはホウ素を含まないようにしなければならない。したがって、フィルター材はガラス繊維から構成されていてはならない。
塊の粉砕および分類の後に、所望により、クリーニングシステム内で塊を湿式化学的処理してもよい。クリーニングシステムでは、クラス10,000またはそれ未満のクラス、好ましくはクラス100またはそれよりも上のクリーンルーム内とされる。ここでも、上記の構造および組成を有するPTFE膜を有する専用のクリーンルームフィルターが用いられる。
独国特許出願公開第10 2011 004 916号明細書は、ポリシリコンの乾燥方法を開示し、該方法では、空気流を0.1〜3m/秒の流速および20〜100℃の温度でフィルターを通過させ、次に有孔空気分離プレートを通過させ、次いでポリシリコンを含む処理皿へ向けて、ポリシリコンを乾燥させる。
現在クリーンルーム内で使用されているエアフィルターは、ULPA(ウルトラローペネトレーションエア)フィルターおよびHEPA(ハイエフィシエンシーパーティクルエア)フィルターを具備している。使用されるフィルターマットは、大抵の場合、容易に交換できるように、合板フレームまたは金属フレーム中に取り付けられている。フィルター材それ自身は、多くのエアフィルターと同様に、約1〜10μmの繊維径を有するガラス繊維から構成される。
欧州特許出願公開第1 291 063号明細書は、エアフィルターを具備するクリーンルームを開示しており、該クリーンルームでは、フィルター材およびフレーム間の全ての隙間がシーラント材で密封され、該フィルター材およびシーラント材の全ては、パージ・トラップ法により測定される、材料1g当たり10μgまたはそれ未満の量で、ガス状有機リン化合物を放出し、28日間超純水中に浸漬後の材料1g当たり20μgまたはそれ未満の量でホウ素化合物を浸出するような材料から形成される。ガラス繊維または有機繊維を処理すること、例えば、ポリテトラフルオロエチレンから構成される繊維を、例えば、アクリル樹脂などから製造される結合剤、非シリコン撥水剤、可塑剤および抗酸化剤を含んでなる処理材を用いて処理することによりエアフィルターは製造され、この方法で不織布フィルター材が形成され、当該フィルター材は、所与のサイズを有するフレーム中へ配置され、フレームおよびフィルター材の間の区域は、シーリング材を用いてしっかりとシーリングされる。ここで選択され使用された処理剤およびシーリング材は、クリーンルームでの使用の間、いかなるガス状有機物質を生じさせないものである。
しかしながら、ホウ素含有ガラス繊維フィルターと同様に、PTFE膜を備える低ドーパントフィルターもまた、エア供給が直接吸込の場合には99%よりも高い蓄積度合に到達させることは不可能であることが判明した。粒子測定値は、0.05μm未満の粒子については1立方フィート当たり10,000個測定され、0.05〜0.1μmの粒子については20,000個測定されたことを示している。さらに、4週間後、フィルターは、平均流速が0.1m/秒以下に低下する程度にまで汚れで目詰まりしたため、最早クリーンルーム状態を維持することができなかった。
米国特許出願公開第2013/0186425号明細書中に記載のプロセスにおいては、ロッドを6時間クリーンルーム内に並べ、その後、ロッド上の表面汚染を測定している。ベンチレーターにより外気から直接空気を吸入し、PTFE膜を備えるU17クラス(EN 1822−1:2009に準拠する)の低ドーパントの浮遊粒子フィルターを通過させる。
表1は、表面汚染測定値を示す。
しかしながら、米国特許出願公開第2013/0189176号明細書によれば、多結晶シリコンは、最大でも50ppta未満のB、50ppta未満のP、5ppta未満のAsの表面汚染とすべきであるとされている。
米国特許出願公開第2013/0186325号明細書 米国特許出願公開第2013/0189176号明細書 独国特許出願公開第10 2011 004 916号明細書 欧州特許出願公開第1 291 063号明細書 米国特許出願公開第2013/0186425号明細書
予備フィルターシステムを組み込むことによって、ドーパントによる表面汚染を低減することができる。しかしながら、従来のガラス繊維の場合には、数ヶ月間の脱ガス段階を経た後にのみ、上記の品質目標を達成することができることが見出された(比較例2および図1を参照)。脱ガス段階の間、フィルターは、ガラス繊維マットまたはPTFEからフィルターが構成されているかどうかにかかわらず、U17クラス浮遊粒子フィルターによっても保持することができない小さい粒子を放出するようである。
本発明は、上記課題に基づくものである。
本発明の目的は、支持体上へ多結晶シリコンを堆積させて多結晶シリコンロッドを得ること、またはシリコン粒子上へ多結晶シリコンを堆積させて多結晶シリコン細粒を得ることを含む、多結晶シリコンの製造方法であって、個々の堆積は、クラス1〜100,000のクリーンルーム内の反応器中で行われ、ろ過空気はクリーンルーム中へ導入され、前記空気を、最初に1μm以上の大粒子を分離する少なくとも1つのフィルターに通過させた後、1μm未満の小粒子を分離する浮遊粒子フィルターに通過させることによりろ過される、多結晶シリコンの製造方法により達成される。
支持体上の多結晶シリコンの堆積は、典型的に、シリコン含有成分および水素を含んでなる反応ガスを、加熱された少なくとも1つの支持体を含む反応器中へ導入することにより成し遂げられ、それにより少なくとも1つの多結晶シリコンロッドが得られる。
好ましくは、シリコンロッドは、その後多結晶シリコン塊へ粉砕される。
多結晶細粒は、典型的には、加熱装置により高温へ加熱されている流動床中で、気流によりシリコン粒子を流動化することにより製造される。シリコン含有成分および所望により水素を含んでなる反応ガスにより、熱された粒子表面上で熱分解反応が生じる。この反応により、シリコン粒子上にシリコン単体が堆積し、個々の粒子の直径が大きくなる。
シリコン含有成分は好ましくはクロロシラン、より好ましくはトリクロロシランである。
1μm以上の粒子を分離するフィルターは、好ましくは、1〜10μmのサイズの粒子のための細塵用フィルター、すなわち、EN 779に準拠するクラスM5、M6、F7〜F9フィルターである。
好ましくは、空気は、最初に、10μmより大きい粒子を分離する粗塵フィルター、すなわちEN779に準拠するG1〜G4クラスのフィルターを通過する。この場合、予備的なろ過は、粗塵フィルターおよび細塵フィルターを含む。
浮遊粒子フィルターは、好ましくは、DIN EN 1822に準拠する、クラスE10〜E12、H13〜H14、U15〜U18のPTFE膜を備える浮遊粒子フィルターである。好ましくは、クラスU15(クラス100)のPTFE膜を備える浮遊粒子フィルターを用いる。
同様に、AMC(浮遊分子状汚染物質)フィルター、例えば、活性炭素フィルターまたはアニオンフィルターから構成されるフィルターを使用して、空気中の任意のガス状ホウ素およびリン化合物を分離することが好ましい。AMCフィルターは、浮遊粒子フィルターの上流に結合される。細塵用フィルターおよび粗塵用フィルターを予備的ろ過において使用する場合、AMCフィルターは、好ましくは粗塵用フィルターおよび浮遊粒子フィルターの間に導入される。
予備的なろ過(細塵および粗塵フィルター)において、低ドーパント合成材料から製造されたフィルターを用いる。これらは、好ましくは、ポリエステル繊維を含んでなるか、またはポリプロピレン布帛を含んでなり、0.1重量%のホウ素およびリン、並びに0.01重量%未満のヒ素、アルミニウムおよび硫黄、並びに0.1重量%未満のスズを含む、PTFE膜である。全ての接着剤、およびフィルターマットがその中に取り付けられている全てのフレームは、同様に、0.1重量%未満のホウ素およびリン、並びに0.01重量%未満のヒ素およびアルミニウム、並びに0.1重量%未満のスズを含む。
予備的にろ過した空気は、いかなるドーパント含有粒子も含まないことが判明した。したがって、先行技術では数ヶ月の脱ガス段階を経た後でのみ達成された条件が、当該クリーンルーム内には存在している。
本発明は、異なるサイズの粒子の堆積のための、複数のろ過段階を想定している。
浮遊粒子フィルターは、0.2μm未満のサイズの粒子の99%よりも高い蓄積度合を達成する。これは、二段階の予備的ろ過によって到達できることを見出した。
予備的ろ過段階1は、10μmよりも大きい粒子について、G1〜G4の粗塵フィルターを提供する。これは、合成材料、好ましくはポリプロピレンまたはポリエステルから構成される。
予備的ろ過段階2は、1〜10μmの粒子について、M5またはM6またはF7〜F9クラスの細塵フィルターを提供する。これも同様に、合成材料、好ましくはポリプロピレンまたはポリエステルから構成される。
最終ろ過段階3は、1μmよりも小さい粒子について、E10〜U17の浮遊粒子フィルターを提供する。当該浮遊粒子フィルターもまた、合成材料、好ましくはポリプロピレンまたはポリエステルから構成される。
原則的には、1〜10μmの粒子についてのクラスM5もしくはM6またはクラスF7〜F9の細塵フィルター、および1μm未満の粒子についてのクラスE10〜U17の浮遊粒子フィルターから構成される、二段階のシステムもまた可能である。
しかしながら、好ましくは、粗塵フィルターおよび細塵フィルターを用いた二段階予備的ろ過を用いる。これは、一段階予備的ろ過と比較して、二段階予備的ろ過により、約3ヶ月、浮遊粒子フィルターの寿命が延長することが判明したためである。三段階システムにおいて、浮遊粒子フィルターの寿命は、約1〜1.5年である。
多結晶シリコンロッドの堆積および該シリコンロッドの塊への粉砕は、いずれもクラス1〜100,000のクリーンルーム内で行うことが好ましい。
堆積については、このことは、その中で多結晶シリコンが堆積する反応器は全て、クリーンルーム内にあることを意味し、細粒の製造のためのシーメンス法による堆積および、流動床法による堆積の両方に適用される。これは、シリコンロッドまたは細粒を反応器から取り出した場合であっても、最初から清浄な低粒子空気にしか触れないという利点を有する。
粉砕については、粉砕システムが、クラス1〜100,000のクリーンルーム内にあることを意味する。
多結晶シリコン塊または多結晶シリコン細粒は、所望により分類される(例えば、塊サイズによる)。好ましくは、分類のためのシステムは、クラス1〜100,000のクリーンルーム内にある。
多結晶シリコン塊は、所望により、湿式化学的処理へ供されてもよい。クリーニングシステムおよびドライヤーは、クラス1〜100,000のクリーンルーム内、より好ましくはクラス1〜100のクリーンルーム内にある。
多結晶シリコン塊は、典型的には、プラスチックバックに包装される。包装システムは、好ましくはクラス1〜100,000のクリーンルーム内であり、より好ましくはクラス1〜100のクリーンルーム内である。多結晶シリコン塊が事前に湿式処理および乾燥に供される場合、好ましくは、クリーニングシステム/ドライヤーから包装システムへの輸送ライン全体がクラス1〜100,000のクリーンルーム内にあり、より好ましくは、クラス1〜100のクリーンルーム内にある。
図1は、時間に対するホウ素汚染のプロットを示す。
実施例および比較例
異なる予備ろ過セットアップを備える空気処理システムから、ルーフに取り付けられたクラスU15(クラス100)のPTFE膜を備える浮遊粒子フィルターを有するクリーンルームへ空気を供給する。
表面汚染の分析は、米国特許出願公開第2013/0186325号明細書に記載の方法により行った。
比較例1
空気処理システム中、ガラス繊維から構成されるクラスG4の粗塵フィルターはステージ1にあり、10重量%よりも高いホウ素含有量を有するガラス繊維から構成されるクラスM6の細塵フィルターはステージ2にある。
クリーンルーム内に、20cmの長さ、1cmの直径を有するシリコンロッド(兄弟ロッド)を6時間並べた。
その後、米国特許出願公開第2013/0186325号明細書に記載の方法に従って、表2に記載のシリコンロッド上の表面汚染値を測定した。
比較例2
空気処理システム中、ガラス繊維から構成されるクラスG4の粗塵フィルターがステージ1にあり、10重量%よりも高いホウ素含有量を有するガラス繊維から構成されるクラスM6の細塵フィルターはステージ2にある。
フィルターの設置直後、およびその後4週間毎に、兄弟ロッドをそれぞれ6時間クリーンルーム内に並べた。
表3は、フィルター設置直後(0週)、4週間後(4週)、8週間後(8週)、12週間後(12週)、16週間後(16週)、および20週間後(20週)の検出されたB、P、Al、AsおよびCによる表面汚染、ならびにドーパント(B、P、Al、As)の合計を示す。
実施例1
空気処理システム中、合成ポリプロピレン製のクラスG4の粗塵フィルターがステージ1にあり、合成ポリエステル材料製のクラスM6の細塵フィルターがステージ2にある。
分析研究によると、粗塵フィルターおよび細塵フィルターのフィルターマットは、0.1重量%未満のホウ素およびリン、並びに0.01重量%未満のヒ素およびアルミニウムを含む。
クリーンルーム内に、兄弟ロッドを並べた。
6時間後、表4に示される表面汚染値が測定された。
実施例2
空気処理システム中、合成ポリエステル材料製のクラスM6のフィルターがある。
分析研究によると、フィルターマットは、0.1重量%未満のホウ素およびリン、0.01重量%未満のヒ素、0.01重量%のアルミニウム、ならびに0.2重量%のスズを含む。
クリーンルーム内に、兄弟ロッドを並べた。
6時間後、表5に示される表面汚染値が測定された。
並べたシリコン塊上で、2時間後、100pptwのスズの値が測定された。
該塊を、米国特許第6309467号明細書に記載のように分析した。
この目的のために、塊にHF/HNO3を噴霧した。エッチング酸をカップに収集する。その後、酸を揮発させ、残渣を水へ導入する。水溶液の金属含有量を、ICP−AES(誘導結合プラズマ発光分光)により測定する。測定値を、ポリサーフェスの金属含有量を算出するために使用する。
実施例3
空気処理システム中、合成ポリエステル材料製のクラスM6のフィルターがある。
分析研究によると、フィルターマットは、0.1重量%未満のホウ素およびリン、0.01重量%未満のヒ素、0.01重量%のアルミニウム、ならびに0.02重量%未満のスズを含む。
クリーンルーム内に、兄弟ロッドを並べた。
6時間後、表6に示される表面汚染値が測定された。
並べたシリコン塊上に、2時間後、5pptwのスズの値が測定された。塊を再び、米国特許6309467号明細書に記載のように分析した。

Claims (10)

  1. 少なくとも1つの支持体上に多結晶シリコンを堆積させて少なくとも1つの多結晶シリコンロッドを得ること、またはシリコン粒子上に多結晶シリコンを堆積させて多結晶シリコン細粒を得ることを含み、
    個々の堆積はクラス1〜100,000のクリーンルーム内の反応器中で行われ、
    ろ過空気はクリーンルーム中へ導入され、前記空気は、最初に1μm以上の粒子を分離する少なくとも1つのフィルターに通過させた後、1μm未満の粒子を分離する浮遊粒子フィルターに通過させることによりろ過される、多結晶シリコンの製造方法。
  2. 1μm以上の粒子を分離する膜は、1〜10μmのサイズの粒子用の細塵フィルターである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記細塵フィルターの上流に結合された粗塵フィルターが、10μmよりも大きい粒子を分離する、請求項2に記載の方法。
  4. 前記浮遊粒子フィルターが、PTFE膜を備えた浮遊粒子フィルターである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記細塵フィルターおよび粗塵フィルターが、ポリエステル繊維またはポリプロピレン布帛から構成される、PTFE膜を備えたマットを含んでなり、個々のフィルターは、0.1重量%未満のホウ素およびリン、0.01重量%未満のヒ素、アルミニウムおよび硫黄、ならびに0.1重量%未満のスズを含む、請求項2〜5のいずれか一項に記載の方法。
  6. 全ての接着剤およびマットが装着されるフレームが、0.1重量%未満のホウ素およびリン、0.01重量%未満のヒ素およびアルミ、ならびに0.1重量%未満のスズを含む、請求項5に記載の方法。
  7. 少なくとも1つの多結晶シリコンロッドを、粉砕システムにより塊へ粉砕し、前記多結晶シリコンロッドの多結晶シリコン塊への粉砕は、堆積の場合と同様に、クラス1〜100,000のクリーンルーム内で行われ、前記堆積と同じフィルターが用いられる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 多結晶シリコン塊または多結晶シリコン細粒を分類し、分類のシステムは、堆積の場合と同様に、クラス1〜100,000のクリーンルーム内で行われ、前記堆積と同じフィルターが用いられる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記多結晶シリコン塊をクリーニングシステム中で湿式化学的処理へ供し、好ましくはドライヤーによる乾燥操作へ供し、前記クリーニングシステムおよびドライヤーは、クラス1〜100,000のクリーンルームで行われ、前記堆積と同じフィルターが用いられる、請求項7に記載の方法。
  10. 前記多結晶シリコン塊をプラスチックバックに包装し、前記包装システムはクラス1〜100,000のクリーンルーム内で行われ、前記堆積と同じフィルターが用いられるが、ただし、湿式化学的処理、および、好ましくはそれに続く、多結晶シリコン塊の乾燥操作、クリーニングシステムからの任意の輸送ラインおよび/または包装システムも、クラス1〜100,000のクリーンルームで行われ、前記堆積と同じフィルターが用いられる、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021103795A1 (de) 2020-03-10 2021-09-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Verfahren zum verhindern der kontamination einer grundplatte

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015104817U1 (de) * 2015-09-11 2015-10-09 Krones Ag Vorrichtung zur Bereitstellung von Reinluft in einer Getränkeabfüllanlage
WO2020060392A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-26 Van Wees Innovations B.V. A method and an apparatus for cleaning the air
KR102618384B1 (ko) * 2019-07-16 2023-12-27 와커 헤미 아게 다결정 실리콘의 제조 방법
JPWO2021039569A1 (ja) * 2019-08-23 2021-03-04

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06127920A (ja) * 1992-10-15 1994-05-10 Tonen Chem Corp 多結晶シリコン粒子棒状成形体及びその製造方法
US6102977A (en) * 1998-06-18 2000-08-15 Seh America, Inc. Make-up air handler and method for supplying boron-free outside air to clean rooms
JP2013151413A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Wacker Chemie Ag 低ドーパント多結晶質シリコン塊
JP2013170122A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Wacker Chemie Ag チャンク多結晶シリコン及び多結晶シリコンチャンクをクリーニングする方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW253028B (en) * 1994-03-22 1995-08-01 Daw Technologies Inc Method and device for improved unidirectional airflow in cleanroom
JP3003500B2 (ja) * 1994-04-28 2000-01-31 ダイキン工業株式会社 ポリテトラフルオロエチレン複合多孔膜
JP3282113B2 (ja) 1995-07-27 2002-05-13 大成建設株式会社 エアフィルター、エアフィルターの製造方法、処理剤、および濾材の製造方法
DE19741465A1 (de) 1997-09-19 1999-03-25 Wacker Chemie Gmbh Polykristallines Silicium
US8398753B2 (en) * 2004-06-07 2013-03-19 Entegris, Inc. System and method for removing contaminants
US7220291B2 (en) * 2004-06-08 2007-05-22 Camfil Farr, Inc. Filter housing assembly
DE102007027110A1 (de) * 2007-06-13 2008-12-18 Wacker Chemie Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von polykristallinem Siliciumbruch
JP5886627B2 (ja) * 2008-09-30 2016-03-16 ヘムロック・セミコンダクター・コーポレーション 汚染材料が高純度シリコンに寄与する不純物の量を決定する方法及び高純度シリコンを処理する炉
JP5751748B2 (ja) 2009-09-16 2015-07-22 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン塊群および多結晶シリコン塊群の製造方法
DE102010040836A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-15 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von Silicium-Dünnstäben
DE102011004916B4 (de) 2011-03-01 2013-11-28 Wacker Chemie Ag Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen von Polysilicium
DE102012200994A1 (de) 2012-01-24 2013-07-25 Wacker Chemie Ag Verfahren zur Bestimmung einer Oberflächen-Verunreinigung von polykristallinem Silicium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06127920A (ja) * 1992-10-15 1994-05-10 Tonen Chem Corp 多結晶シリコン粒子棒状成形体及びその製造方法
US6102977A (en) * 1998-06-18 2000-08-15 Seh America, Inc. Make-up air handler and method for supplying boron-free outside air to clean rooms
JP2013151413A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Wacker Chemie Ag 低ドーパント多結晶質シリコン塊
JP2013170122A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Wacker Chemie Ag チャンク多結晶シリコン及び多結晶シリコンチャンクをクリーニングする方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021103795A1 (de) 2020-03-10 2021-09-16 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Verfahren zum verhindern der kontamination einer grundplatte
KR20210114335A (ko) 2020-03-10 2021-09-23 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 베이스 플레이트의 오염 방지 방법
JP2021143083A (ja) * 2020-03-10 2021-09-24 信越化学工業株式会社 ベースプレートの汚染防止方法
US11505862B2 (en) 2020-03-10 2022-11-22 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for preventing contamination of base plate
JP7217720B2 (ja) 2020-03-10 2023-02-03 信越化学工業株式会社 ベースプレートの汚染防止方法

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