JP2017515774A - Method for fragmenting rod-shaped material, especially of polycrystalline silicon - Google Patents
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Abstract
本発明は、ロッド状の半導体材料（１）を断片化するための方法において、ａ）前記ロッド状の材料（１）の、処理流体（２）によって取り囲まれた部分（３）を用意するステップと、ｂ）前記部分（３）の領域に、少なくとも２つの電極（５，６）を含む電極装置（４）を配置し、このとき、前記少なくとも２つの電極（５，６）が前記処理流体（２）中に浸漬されるように、且つ、前記電極同士の間と、各前記電極と前記ロッド状の材料（１）との間とに間隔が設けられるようにするステップと、ｃ）前記電極装置（４）に高電圧パルスを印加することによって、前記ロッド状の材料（１）を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料（１）の表面に沿った高電圧ブレークダウンを、前記２つの電極（５，６）の領域に発生させるステップと、を有し、前記高電圧ブレークダウンの発生中に、前記ロッド状の材料（１）の長手方向における前記電極装置（４）と前記ロッド状の材料（１）との間の相対運動を形成する、方法に関する。本発明に係る方法によれば、ロッド状の半導体材料を、わずかなエネルギコストで比較的均一な寸法及び形状を有する断片に破砕することが可能となり、この際に、異物による汚染も極めて少なく抑えることが可能である。The present invention relates to a method for fragmenting a rod-shaped semiconductor material (1), comprising: a) providing a portion (3) of the rod-shaped material (1) surrounded by a processing fluid (2). And b) disposing an electrode device (4) including at least two electrodes (5, 6) in the region of the portion (3), wherein the at least two electrodes (5, 6) are disposed in the processing fluid. (2) a step of being soaked in the space between the electrodes and between each of the electrodes and the rod-shaped material (1); c) By applying a high voltage pulse to the electrode device (4), high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1) is achieved. In the region of the two electrodes (5, 6) And the relative relationship between the electrode device (4) and the rod-shaped material (1) in the longitudinal direction of the rod-shaped material (1) during the occurrence of the high voltage breakdown It relates to a method of forming a movement. According to the method of the present invention, rod-shaped semiconductor material can be crushed into fragments having relatively uniform dimensions and shapes at a small energy cost. It is possible.
Description
本発明は、独立請求項の上位概念に記載された、とりわけ多結晶シリコンからなるロッド状の材料を断片化するための方法と、方法を実施するための装置と、装置の使用とに関する。 The invention relates to a method for fragmenting a rod-shaped material, in particular of polycrystalline silicon, as described in the superordinate concept of the independent claim, an apparatus for carrying out the method and the use of the apparatus.
ソーラー産業用又はエレクトロニクス産業用の、多結晶又は単結晶基板を結晶成長させるためのベース材料である高純度の多結晶シリコンを製造するために、主としてシーメンス法が用いられる。この方法によれば、１００ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の太さを有する多結晶シリコンロッドが形成され、結晶炉で使用するためにこれを小さい断片に破砕しなければならない。 The Siemens method is mainly used to produce high purity polycrystalline silicon, which is the base material for crystal growth of polycrystalline or single crystal substrates for the solar or electronics industries. According to this method, a polycrystalline silicon rod having a thickness in the range of 100 mm to 150 mm is formed and must be crushed into small pieces for use in a crystal furnace.
この際には、個々の断片ができるだけ１０ｍｍ〜３０ｍｍの間の寸法を有するようにすべきであり、且つ、２ｍｍ未満であってはならず、さらには針状であるべきでないということに注意すべきである。なぜならこのことは、流動性に対して負の影響を及ぼすからである。シリコンの特別な結晶構造のせいで、シリコンロッドを破砕して、このようなできるだけ同じ寸法及び形状を有する断片にするということは、非常に困難である。 In doing so, it should be noted that the individual pieces should have a dimension between 10 mm and 30 mm as much as possible and should not be less than 2 mm and should not be acicular. Should. This is because this has a negative effect on fluidity. Due to the special crystal structure of silicon, it is very difficult to break the silicon rod into pieces with such as much the same size and shape as possible.
さらには、高純度のベース材料を、破砕時に異物との接触によって汚染してはならないことに注意すべきである。不純物、とりわけ金属による材料汚染は危険であり、５ｐｐｂ未満、さらに好ましくは２ｐｐｂ未満に抑えるべきである。 Furthermore, it should be noted that the high purity base material must not be contaminated by contact with foreign objects during crushing. Material contamination by impurities, especially metals, is dangerous and should be kept below 5 ppb, more preferably below 2 ppb.
従来技術から、シリコンロッドを破砕するための種々の方法が知られており、これらの方法では、機械的作用又は熱的作用によってロッドが破砕されるか、又は、機械的作用と熱的作用との組み合わせによってロッドが破砕される。衝撃波によってロッドを破砕することも知られている。 From the prior art, various methods for breaking silicon rods are known, in which the rods are broken by mechanical or thermal action, or mechanical and thermal action. The rod is crushed by the combination. It is also known to break the rod by shock waves.
しかしながら、これらの公知の方法はすべて、動作コスト又は装置コスト、エネルギコスト、粒径分布、及び／又は材料汚染に関して相当の欠点を有する。 However, all these known methods have considerable drawbacks with regard to operating or equipment costs, energy costs, particle size distribution, and / or material contamination.
従って、本発明の課題は、従来技術の上記の欠点を有さないか又は少なくとも部分的に回避する方法及び装置を提供することである。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus that does not have or at least partially avoids the above disadvantages of the prior art.
上記の課題は、独立請求項の対象によって解決される。 The above problem is solved by the subject matter of the independent claims.
従って、本発明の第１態様は、ロッド状の材料、好ましくは例えば多結晶シリコンのような半導体材料を断片化するための方法に関する。 Accordingly, a first aspect of the invention relates to a method for fragmenting a rod-like material, preferably a semiconductor material such as, for example, polycrystalline silicon.
本方法では、２つ又は３つ以上の電極を含む電極装置が、断片化すべきロッド状の材料の、処理流体中に、好ましくは水中に浸漬される部分の領域に配置され、このとき、前記電極が前記処理流体中に浸漬されるように、且つ、前記電極同士の間と、各前記電極と前記ロッド状の材料との間とに間隔が設けられるようにされる。 In this method, an electrode device comprising two or more electrodes is placed in the region of the part of the rod-shaped material to be fragmented that is immersed in the processing fluid, preferably in water, Electrodes are immersed in the processing fluid, and a gap is provided between the electrodes and between each electrode and the rod-shaped material.
各前記間隔は、前記電極装置に高電圧パルスを印加することによって、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを、前記電極の領域に発生させることができるように選択される。前記間隔の大きさは、前記処理流体の導電率と、前記ロッド状の材料の導電率と、前記高電圧パルスの大きさとに依存している。適切な間隔は、その都度の動作状況に応じて当業者によって簡単な実験によって求めることができる。 Each said interval may cause a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material by applying a high voltage pulse to the electrode device. Is selected so that it can be generated in the region. The size of the interval depends on the conductivity of the processing fluid, the conductivity of the rod-shaped material, and the size of the high voltage pulse. Appropriate intervals can be determined by simple experiments by those skilled in the art depending on the respective operating conditions.
前記電極装置に高電圧パルスが印加され、これによって、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンが、前記電極の領域に発生することとなる。前記高電圧ブレークダウンの発生中に、前記ロッド状の材料の長手方向における前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の相対運動が形成され、これによって、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンの位置が、前記ロッド状の材料の長手方向に徐々に変化される。 A high voltage pulse is applied to the electrode device, which causes a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material in the region of the electrode. Will be. During the occurrence of the high voltage breakdown, a relative movement between the electrode device and the rod-shaped material in the longitudinal direction of the rod-shaped material is formed, thereby causing a high voltage through the rod-shaped material. The position of breakdown and / or high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material is gradually changed in the longitudinal direction of the rod-shaped material.
本発明に係る方法によれば、例えばロッド状の半導体材料、とりわけシリコンロッドを、比較的わずかなエネルギコストで比較的均一な寸法及び形状を有する断片に破砕することが可能となり、このように比較的均一な寸法及び形状を有する断片は、結晶炉における後続の処理のために最も良好に適している。本方法によれば、異物による汚染も極めて少なく抑えることが可能である。 The method according to the invention makes it possible, for example, to break a rod-shaped semiconductor material, in particular a silicon rod, into pieces having a relatively uniform size and shape at a relatively low energy cost. A piece having a uniform size and shape is best suited for subsequent processing in a crystal furnace. According to this method, it is possible to suppress contamination by foreign substances to a very low level.
本方法の好ましい１つの実施形態では、前記ロッド状の材料は、前記断片化時には前記処理流体中に完全に浸漬されている。前記ロッド状の材料は、このときには実質的に水平姿勢を有している。 In a preferred embodiment of the method, the rod-shaped material is completely immersed in the processing fluid during the fragmentation. At this time, the rod-shaped material has a substantially horizontal posture.
この場合、さらに好ましくは、前記ロッド状の材料は、前記断片化時には上方が開放されている槽状又はシャーレ状の容器内に収容されており、前記ロッド状の材料の断片化によって生じた断片は、前記容器内に収集され、完全に断片化された後に、当該容器と一緒に搬出される。 In this case, more preferably, the rod-shaped material is accommodated in a tank-shaped or petri dish-like container that is open at the time of fragmentation, and the fragment generated by fragmentation of the rod-shaped material. Is collected in the container, completely fragmented, and then transported with the container.
こうすることにより、本方法を、工業的なバッチ操作において高価な搬送装置を用いることなく比較的簡単な装置を用いて実施することが可能となる。 By doing so, the present method can be carried out using a relatively simple apparatus without using an expensive conveying apparatus in an industrial batch operation.
本方法の別の１つの好ましい実施形態では、前記ロッド状の材料は、前記断片化時には端部が前記処理流体中に浸漬されており、好ましくは、前記ロッド状の材料は、このときには斜め姿勢を有しており、前記斜め姿勢では、前記ロッド状の材料の下側の端部が前記処理流体中に浸漬されている。こうすることにより、前記ロッド状の材料を前記処理流体で充填された断片化ゾーンへと連続的に供給しながら、本方法をほぼ連続操作において簡単に実施することが可能となる。 In another preferred embodiment of the method, the rod-shaped material is immersed in the processing fluid at the end of the fragmentation, preferably the rod-shaped material is then tilted. In the oblique posture, the lower end of the rod-shaped material is immersed in the processing fluid. This makes it possible to easily carry out the method in a substantially continuous operation while continuously feeding the rod-shaped material to the fragmentation zone filled with the processing fluid.
有利には、前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の前記相対運動は、少なくとも部分的に、前記ロッド状の材料を、前記ロッド状の材料の長手方向にスライドさせることによって形成される。 Advantageously, the relative movement between the electrode device and the rod-shaped material is formed, at least in part, by sliding the rod-shaped material in the longitudinal direction of the rod-shaped material. .
これに代えて又はこれに加えて、前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の前記相対運動を形成するために、前記電極装置が、前記ロッド状の材料の長手方向にスライドされる。 Alternatively or additionally, the electrode device is slid in the longitudinal direction of the rod-shaped material to form the relative movement between the electrode device and the rod-shaped material.
装置の概念に応じて、上記の２つの変形例の一方又は他方、若しくは組み合わせを、特に好ましく選択することができる。 Depending on the concept of the device, one or the other of the above-described two modifications, or a combination thereof can be particularly preferably selected.
後者の変形例の場合には、前記電極装置を、前記高電圧パルスを発生させる高電圧発生器と一緒に前記ロッド状の材料の長手方向にスライドさせることが好ましい。こうすることにより、電極装置と高電圧発生器との面倒な可動式の結合を省略することが可能となる。 In the case of the latter modification, it is preferable that the electrode device is slid in the longitudinal direction of the rod-shaped material together with a high voltage generator for generating the high voltage pulse. By doing so, it is possible to omit troublesome movable coupling between the electrode device and the high voltage generator.
前記ロッド状の材料が、前記断片化時に斜め姿勢又は好ましくは水平姿勢を有している場合であって、且つ、このときに前記電極装置の前記電極が、有利には前記ロッド状の材料の長手軸線に対して実質的に中心合わせされた状態で、前記ロッド状の材料の上方に配置される場合には、特に均一な断片化結果を実現することが可能である。 The rod-shaped material has an oblique or preferably horizontal orientation at the time of the fragmentation, and at this time the electrode of the electrode device is advantageously of the rod-shaped material. A particularly uniform fragmentation result can be achieved when placed above the rod-shaped material in a substantially centered position with respect to the longitudinal axis.
前記電極装置の前記電極は、好ましくは、各前記電極と前記ロッド状の材料の表面との間の間隔が、それぞれ２ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にあるように、且つ、前記電極同士の間の間隔が、４０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲にあるように配置される。上記範囲の間隔は、特に適当であることが判明している。 The electrodes of the electrode device are preferably such that the distance between each electrode and the surface of the rod-shaped material is in the range of 2 mm to 40 mm, respectively, and the distance between the electrodes is , 40 mm to 100 mm. An interval in the above range has been found to be particularly suitable.
前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるために、前記電極装置に、好ましくは１００ＫＶ〜３００ＫＶの範囲、とりわけ１５０ＫＶ〜２００ＫＶの範囲の高電圧パルスが印加される。 In order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material, the electrode device preferably has a range of 100 KV to 300 KV, in particular 150 KV- A high voltage pulse in the range of 200 KV is applied.
前記高電圧パルスの１パルス当たりのパワーは、好ましくは３００ジュール〜１０００ジュールの間、とりわけ５００ジュール〜７５０ジュールの間にある。 The power per pulse of the high voltage pulse is preferably between 300 Joules and 1000 Joules, especially between 500 Joules and 750 Joules.
上記の電圧範囲及び上記のパワー範囲は、特に適当であることが判明している。 The above voltage range and the above power range have been found to be particularly suitable.
前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるための、前記電極装置への前記高電圧パルスの印加は、好ましくは０．５Ｈｚ〜４０Ｈｚの範囲、とりわけ１Ｈｚ〜５Ｈｚの範囲のパルス周波数によって実施される。 Application of the high voltage pulse to the electrode device to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material is preferably 0. It is implemented with a pulse frequency in the range of 5 Hz to 40 Hz, especially in the range of 1 Hz to 5 Hz.
前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の前記相対運動、及び／又は、前記電極装置への高電圧パルスの前記印加は、好ましくは相対運動１ｍｍ当たり０．５〜１．０パルス、とりわけ０．１〜２．０パルスが前記電極装置に印加されるように実施される。 The relative movement between the electrode device and the rod-shaped material and / or the application of a high voltage pulse to the electrode device is preferably between 0.5 and 1.0 pulses per mm of relative movement, especially It is carried out so that 0.1 to 2.0 pulses are applied to the electrode device.
このようなパルス周波数、及び、このような相対運動１ｍｍ当たりパルス印加数は、特に適当であることが判明している。 Such a pulse frequency and the number of pulses applied per mm of relative motion have been found to be particularly suitable.
前記電極装置の前記電極と前記ロッド状の材料との間の、処理流体で充填されている領域は、好ましくは処理液によって洗浄される。こうすることにより、処理ゾーンから微細な材料を除去して、当該処理ゾーン内に存在する処理流体の不変の品質を保証することが可能となり、このことは、安定したプロセス制御にとって有利である。 The region filled with the processing fluid between the electrode of the electrode device and the rod-shaped material is preferably cleaned with a processing solution. By doing so, it is possible to remove fine material from the processing zone to ensure the constant quality of the processing fluid present in the processing zone, which is advantageous for stable process control.
本方法の好ましい１つの実施形態では、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるために、前記電極装置の前記少なくとも２つの電極の第１電極に前記高電圧パルスが印加され、その一方で、前記少なくとも２つの電極の第２電極は、固定電位にあり、とりわけ接地されている。 In a preferred embodiment of the method, in order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material, the at least of the electrode device The high voltage pulse is applied to the first electrode of the two electrodes, while the second electrode of the at least two electrodes is at a fixed potential and in particular grounded.
本方法の好ましい別の１つの実施形態では、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるために、前記電極装置の前記少なくとも２つの電極に、接地電位ではない異なる電位を有するパルスが同時に印加される。 In another preferred embodiment of the method, in order to generate a high voltage breakdown through the rod-like material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-like material, Pulses having different potentials other than the ground potential are simultaneously applied to the at least two electrodes.
使用される高電圧パルス源の形式及び構造に応じて、上記の一方又は他方の変形例を好ましく選択することができる。 Depending on the type and structure of the high voltage pulse source used, one or the other of the above modifications can be preferably selected.
本発明の第２態様は、本発明の第１態様に基づく方法を実施するための装置に関する。前記装置は、処理流体、好ましくは水を充填可能な処理空間を有し、前記処理空間内には、前記ロッド状の材料又は前記ロッド状の材料の所定の部分を配置することができ、前記処理空間が処理流体で充填されている場合には、前記ロッド状の材料又は前記ロッド状の材料前記部分が、前記処理流体によって取り囲まれるようになっている。 A second aspect of the invention relates to an apparatus for carrying out a method according to the first aspect of the invention. The apparatus has a treatment space that can be filled with a treatment fluid, preferably water, in which the rod-like material or a predetermined portion of the rod-like material can be disposed, When the processing space is filled with the processing fluid, the rod-shaped material or the portion of the rod-shaped material is surrounded by the processing fluid.
前記装置はさらに、少なくとも２つの電極を含む電極装置を有し、前記少なくとも２つの電極は、前記処理空間が処理流体で充填されていて、且つ、前記処理空間が前記ロッド状の材料又は前記ロッド状の材料の前記部分を規定通りに収容している場合に、規定通りの動作のために、前記ロッド状の材料又は前記ロッド状の材料の前記部分の領域に配置可能であり、このとき、前記電極が前記処理流体中に浸漬されるように、且つ、前記電極同士の間と、各前記電極と前記ロッド状の材料との間とに間隔が設けられるようになっており、規定通りの動作時には、前記間隔により、前記電極装置に高電圧パルスを印加することによって、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを、前記電極の領域に形成することが可能となる。 The apparatus further includes an electrode device including at least two electrodes, wherein the at least two electrodes have the processing space filled with a processing fluid, and the processing space is the rod-shaped material or the rod. The rod-shaped material or the region of the portion of the rod-shaped material can be disposed for the prescribed operation when the portion of the material is accommodated as defined, The electrodes are immersed in the processing fluid, and a space is provided between the electrodes and between the electrodes and the rod-shaped material. In operation, the spacing causes a high voltage pulse to be applied to the electrode device to cause a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material. The Kudaun, it is possible to form in the region of the electrode.
既に述べたように、前記間隔は、前記処理流体の導電率と、前記ロッド状の材料の導電率と、前記高電圧パルスの大きさとに依存している。適切な間隔は、その都度の動作状況に応じて当業者によって簡単な実験によって求めることができる。 As already stated, the spacing depends on the conductivity of the processing fluid, the conductivity of the rod-shaped material and the magnitude of the high voltage pulse. Appropriate intervals can be determined by simple experiments by those skilled in the art depending on the respective operating conditions.
前記装置はさらに、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるために、前記電極装置に高電圧パルスを印加するための手段と、規定通りの動作時に前記高電圧ブレークダウンが発生している間に、前記ロッド状の材料の長手方向における前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の相対運動を形成するための手段と、を含み、このとき、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンの位置が、前記ロッド状の材料の長手方向に徐々に変化され、前記ロッド状の材料は、前記位置においてそれぞれ処理流体によって取り囲まれており、且つ、前記電極は、前記位置においてそれぞれ前記処理流体中に浸漬されている。 The device is further adapted to apply a high voltage pulse to the electrode device to generate a high voltage breakdown through the rod-like material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-like material. And a relative movement between the electrode device and the rod-shaped material in the longitudinal direction of the rod-shaped material during the high voltage breakdown during normal operation. Wherein the position of the high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or the high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material is the longitudinal direction of the rod-shaped material. The rod-shaped material is surrounded by the processing fluid at each of the positions, and the electrodes are respectively at the positions. It is immersed in the serial process fluid.
本発明に係る装置によれば、本発明の第１態様に基づく方法を簡単に実施することができる。 With the apparatus according to the present invention, the method according to the first aspect of the present invention can be easily implemented.
好ましい１つの実施形態では、前記装置は、前記ロッド状の材料を収容するための構成、好ましくは前記ロッド状の材料を収容するための上方が開放された槽状又はシャーレ状の容器を有する。規定通りの動作時には、前記容器により、前記ロッド状の材料を、前記処理空間内で処理液によって完全に取り囲まれた状態で、しかも好ましくは水平姿勢で保持することができる。 In a preferred embodiment, the apparatus has a structure for containing the rod-shaped material, preferably a tank-shaped or petri dish-shaped container with an open upper side for accommodating the rod-shaped material. During normal operation, the container can hold the rod-shaped material completely surrounded by the processing liquid in the processing space, and preferably in a horizontal position.
この場合、さらに好ましくは、前記装置は、規定通りに断片化動作が行われた後、前記槽状又はシャーレ状の容器を、当該容器内に存在する前記ロッド状の材料の断片化によって生じた断片と一緒に前記装置から取り出すことができるように構成されている。 In this case, more preferably, after the fragmenting operation is performed as specified, the apparatus is configured to generate the tank-shaped or petri dish-shaped container by fragmenting the rod-shaped material existing in the container. It is configured so that it can be removed from the device together with the piece.
こうすることにより、工業的なバッチ動作のために高価な搬送装置を用いない比較的簡単な装置を提供することが可能となる。 By doing so, it is possible to provide a relatively simple apparatus that does not use an expensive conveying apparatus for industrial batch operations.
別の１つの好ましい実施形態によれば、前記装置は、前記ロッド状の材料を収容するための構成を有し、前記構成により、前記ロッド状の材料の端部が前記処理空間内で前記処理流体中に浸漬されるように、とりわけ前記ロッド状の材料がこのとき斜め姿勢を有するように、且つ、前記ロッド状の下側の端部が前記処理空間内で前記処理流体中に浸漬されるように、前記ロッド状の材料を保持することができる。こうすることにより、準連続的な装置を簡単に実現することが可能となり、この準連続的な装置では、前記ロッド状の材料が、前記処理流体で充填された断片化ゾーンにとりわけ重力搬送によって連続的に供給され、そこで断片化される。 According to another preferred embodiment, the device has a configuration for receiving the rod-shaped material, whereby the end of the rod-shaped material is disposed in the processing space in the processing space. So as to be immersed in the fluid, in particular such that the rod-shaped material then has an oblique orientation and the lower end of the rod-shaped material is immersed in the processing fluid in the processing space Thus, the rod-shaped material can be held. This makes it possible to easily realize a quasi-continuous device, in which the rod-like material is fed, in particular by gravity transport, into the fragmentation zone filled with the processing fluid. Continuously fed and fragmented there.
本装置の好ましい１つの実施形態では、前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の相対運動を形成するための前記手段は、前記ロッド状の材料を、前記ロッド状の材料の長手軸線に沿ってスライドさせるように構成されている。 In a preferred embodiment of the device, the means for creating a relative movement between the electrode device and the rod-like material causes the rod-like material to move along the longitudinal axis of the rod-like material. It is configured to slide along.
これに代えて又はこれに加えて、前記手段は、前記電極装置を、前記ロッドの長手軸線に沿ってスライドさせるように構成されている。 Alternatively or additionally, the means is configured to slide the electrode device along the longitudinal axis of the rod.
装置の概念に応じて、上記の２つの変形例の一方又は他方、若しくは組み合わせを、特に好ましく選択することができる。 Depending on the concept of the device, one or the other of the above-described two modifications, or a combination thereof can be particularly preferably selected.
後者の変形例の場合には、前記電極装置に高電圧パルスを印加するための前記手段は、高電圧パルス発生器を含み、前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の相対運動を形成するための前記手段は、前記電極装置を、前記高電圧パルス発生器と一緒に前記ロッド状の材料の長手軸線に沿ってスライドさせるように構成されていることが好ましい。こうすることにより、電極装置と高電圧発生器との面倒な可動式の結合を省略することが可能となる。 In the case of the latter variant, the means for applying a high voltage pulse to the electrode device comprises a high voltage pulse generator and forms a relative movement between the electrode device and the rod-shaped material. Preferably, the means for doing so is configured to slide the electrode device along the longitudinal axis of the rod-shaped material together with the high voltage pulse generator. By doing so, it is possible to omit troublesome movable coupling between the electrode device and the high voltage generator.
好ましくは、前記装置は、前記電極装置の前記少なくとも２つの電極を、規定通り、有利には前記ロッド状の材料の長手軸線に対して実質的に中心合わせされた状態で、前記ロッド状の材料の上方に配置することが可能となるように構成されている。このような装置によれば、特に均一な断片化結果を実現することが可能である。 Preferably, the device has the rod-shaped material with the at least two electrodes of the electrode device, as specified, advantageously substantially centered with respect to the longitudinal axis of the rod-shaped material. It is comprised so that it can arrange | position above. According to such an apparatus, a particularly uniform fragmentation result can be realized.
前記電極装置の前記電極は、有利には、各前記電極と前記ロッド状の材料の表面との間の間隔がそれぞれ２ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にあるように、且つ、前記電極同士の間の間隔が４０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲にあるように配置することができる。このような間隔は、特に適当であることが判明している。 The electrodes of the electrode device are advantageously such that the distance between each electrode and the surface of the rod-shaped material is in the range of 2 mm to 40 mm, respectively, and the distance between the electrodes is It can arrange | position so that it may exist in the range of 40 mm-100 mm. Such an interval has been found to be particularly suitable.
さらに好ましくは、前記装置は、各前記電極と前記ロッド状の材料との間の各間隔をとりわけ自動的に調整するための、好ましくは前記装置が規定通りに動作している間に各間隔を調整するための手段を含む。 More preferably, the device is for automatically adjusting each spacing between each of the electrodes and the rod-shaped material, preferably for each spacing while the device is operating as specified. Means for adjusting.
前記電極装置に高電圧パルスを印加するための前記手段は、有利には、１００ＫＶ〜３００ＫＶの範囲、とりわけ１５０ＫＶ〜２００ＫＶの範囲にあり、３００ジュール〜１０００ジュールの範囲、とりわけ５００ジュール〜７５０ジュールの範囲の１パルス当たりのパワーと、０．５Ｈｚ〜４０Ｈｚの範囲、とりわけ１Ｈｚ〜５Ｈｚの範囲のパルス周波数とを有する高電圧パルスを、前記電極装置に印加するように構成されている。 Said means for applying a high voltage pulse to said electrode device is advantageously in the range of 100 KV to 300 KV, in particular in the range of 150 KV to 200 KV, in the range of 300 Joules to 1000 Joules, in particular 500 Joules to 750 Joules. A high voltage pulse having a power per pulse in the range and a pulse frequency in the range of 0.5 Hz to 40 Hz, in particular in the range of 1 Hz to 5 Hz, is configured to be applied to the electrode device.
このようなパラメータ範囲は、特に適当であることが判明している。 Such a parameter range has been found to be particularly suitable.
さらに好ましくは、前記ロッド状の材料の長手方向における前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の相対運動を形成するための前記手段、又は、前記電極装置に高電圧パルスを印加するための前記手段は、前記電極装置の断片化動作中に、相対運動１ｍｍ当たり０．５〜１．０パルス、とりわけ０．１〜２．０パルスを印加することができるように構成されている。このような相対運動１ｍｍ当たりのパルス繰り返し数は、特に適当であることが判明している。 More preferably, the means for forming a relative movement between the electrode device and the rod-shaped material in the longitudinal direction of the rod-shaped material, or for applying a high voltage pulse to the electrode device. Said means is adapted to be able to apply 0.5 to 1.0 pulses, especially 0.1 to 2.0 pulses per mm of relative movement during the fragmenting operation of the electrode device. Such a number of pulse repetitions per mm of relative motion has been found to be particularly suitable.
別の１つの好ましい実施形態では、前記装置は、前記断片化動作中に、前記電極装置の前記電極と前記ロッド状の材料との間の領域を処理液によって洗浄するための手段を含む。このような手段は、例えば１つ又は複数の供給ノズルを含み、これらの供給ノズルを介して、前記電極と前記ロッド状の材料との間の領域に新鮮な処理液又は浄化された処理液を注入することができる。こうすることによって、前記領域から微細粒子を除去して、当該領域内の処理液の電気導電率を一定に維持することが可能となり、このことは、安定したプロセス制御を促進させる。 In another preferred embodiment, the device comprises means for cleaning the region between the electrode of the electrode device and the rod-like material with a treatment liquid during the fragmentation operation. Such means include, for example, one or more supply nozzles through which fresh or purified process liquid is applied to the region between the electrode and the rod-shaped material. Can be injected. By doing so, it is possible to remove fine particles from the region and maintain a constant electrical conductivity of the treatment liquid in the region, which promotes stable process control.
本装置のさらに別の１つの好ましい実施形態では、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるために、前記電極装置の前記少なくとも２つの電極の第１電極に、前記高電圧パルスを印加することができ、その一方で、前記少なくとも２つの電極の他の１つの電極は、固定電位、とりわけ接地電位にある。 In yet another preferred embodiment of the device, the electrode device is used to generate a high voltage breakdown through the rod-like material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-like material. The high voltage pulse can be applied to a first electrode of the at least two electrodes, while the other one electrode of the at least two electrodes is at a fixed potential, especially a ground potential.
本装置の別の１つの好ましい実施形態では、前記ロッド状の材料を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるために、前記電極装置の前記少なくとも２つの電極に、接地電位ではない異なる電位を有するパルスを同時に印加することができる。 In another preferred embodiment of the device, in order to generate a high voltage breakdown through the rod-like material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-like material, Pulses having different potentials other than the ground potential can be simultaneously applied to the at least two electrodes.
電極装置及び使用される高電圧パルス発生器に応じて、上記の一方又は他方の実施形態を好ましく選択することができる。 Depending on the electrode device and the high voltage pulse generator used, one or the other embodiment described above can be preferably selected.
さらに好ましくは、本発明に係る装置は、装置制御部を有し、前記装置制御部によって、好ましくは前記断片化動作中に、前記高電圧パルスのエネルギ、前記高電圧パルスの周波数、前記電極装置と前記ロッド状の材料との間の相対速度、各前記電極と前記ロッド状の材料との間の間隔、及び／又は、所定の装置パラメータを、有利には規定通りの動作時に求められた装置パラメータ及び／又はプロセスパラメータに基づいて、好ましくは自動的に、調整及び／又は制御することができる。 More preferably, the device according to the present invention has a device control unit, and the device control unit, preferably during the fragmentation operation, the energy of the high voltage pulse, the frequency of the high voltage pulse, the electrode device A device in which the relative speed between the rod-shaped material and the spacing between each electrode and the rod-shaped material and / or the predetermined device parameters are determined, preferably during normal operation It can be adjusted and / or controlled, preferably automatically, based on parameters and / or process parameters.
本発明の第３態様は、半導体材料、好ましくは多結晶シリコンからなるロッドを断片化するための、本発明の第２態様に基づく装置の使用に関する。前記装置のこのような使用では、本発明の利点が特に顕著となる。 A third aspect of the invention relates to the use of an apparatus according to the second aspect of the invention for fragmenting a rod made of semiconductor material, preferably polycrystalline silicon. With this use of the device, the advantages of the present invention are particularly significant.
図面の簡単な説明
本発明のさらなる実施形態、利点、及び適用方法は、従属請求項と、図１に基づいた以下の記載とから明らかとなる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further embodiments, advantages and application methods of the invention emerge from the dependent claims and from the following description based on FIG.
図１は、本発明の第１態様に基づく方法によって多結晶シリコンロッド１を断片化するための本発明に係る装置の一部を、当該装置内に配置される断片化すべきシリコンロッド１の長手方向を横切る方向に切断した断面図で示す。
FIG. 1 shows a part of a device according to the invention for fragmenting a
見て取れるように本装置は、シリコンロッド１の長手方向に延在する鉢９を有する。この鉢９は、請求項に記載された通りの処理空間８を形成しており、この処理空間８は、処理流体２、本実施例では水２で充填されている。
As can be seen, the device has a bowl 9 extending in the longitudinal direction of the
断片化すべきシリコンロッド１は、処理空間８内の槽状の容器７の中に配置されている。槽状の容器７の内壁は、ポリウレタンマット１０によって形成されており、ポリウレタンマット１０の下側は、ＰＥ製の下敷き１１の上で支持されている。シリコンロッド１は、このときには水平姿勢を有しており、処理流体２によって完全に取り囲まれている。槽状の容器７は、処理空間８内に収納されており、シリコンロッド１が完全に断片化された後、この断片化によって生じた粉々の材料として収容されているシリコンロッド１の断片と一緒に、処理空間８から取り出されるように構成されている。
The
本装置はさらに、２つの電極５，６を有する電極装置４を含み、これら２つの電極５，６は、シリコンロッド１の長手軸線に対して実質的に中心合わせされた状態で、シリコンロッド１の上方に配置されている。２つの電極５，６は、処理流体２中に浸漬されており、左側の電極５には、断片化動作中に、同じく本装置の一部である高電圧パルス発生器（図示せず）によって高電圧パルスが印加され、その一方で、右側の電極６は接地されている。２つの電極５，６同士の間の間隔は、各電極５，６とシリコンロッド１との間の間隔よりも格段に大きい。上記の間隔は、高電圧パルス発生器によって左側の電極５に高電圧パルスが印加された場合に、シリコンロッド１を通る高電圧ブレークダウン及び／又はシリコンロッド１の表面に沿った高電圧ブレークダウンが、これらの電極５，６の領域に発生するように選択されており、この高電圧ブレークダウンによって、シリコンロッド１の断片化が引き起こされる。本実施例では、シリコンロッド１の直径は約１２０ｍｍであり、シリコンロッド１の長さは約２ｍである。各電極５，６とシリコンロッド１の表面との間の間隔は、約８ｍｍである。電極５，６同士の間の間隔は、約６０ｍｍである。高電圧パルス発生器によって発生可能な高電圧パルスは、約２００ＫＶの電圧を有し、５Ｈｚのパルス周波数で発生される。１パルス当たりのパワーは、約７００ジュールである。
The device further comprises an
高電圧ブレークダウンを発生させる際には、電極装置４を、高電圧パルス発生器と一緒にスライドテーブル（図示せず）上でシリコンロッド１の長手方向にシリコンロッド１に沿って移動させることが可能であり、これにより、各電極５，６とシリコンロッド１との間の間隔を実質的に変化させることなく、シリコンロッド１を通る高電圧ブレークダウン又はシリコンロッド１の表面に沿った高電圧ブレークダウンの位置を、シリコンロッド１の長手方向に徐々に変化させることが可能となる。規定通りの動作時には、電極装置４は、シリコンロッド１に沿って毎秒６ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の速度で移動される。
When generating a high voltage breakdown, the
本装置はさらに、断片化動作中に、各電極５，６とシリコンロッド１との間の間隔と、電極装置４の移動速度とを調整することができる装置制御部を含む。
The apparatus further includes a device controller that can adjust the spacing between the
本明細書には本発明の好ましい実施形態が記載されているが、本発明がこれらの実施形態に限定されるわけではなく、以下に記載する特許請求の範囲に含まれる他の方式で実施可能であることを明記しておく。 While preferred embodiments of the invention are described herein, the invention is not limited to these embodiments and can be practiced in other ways that fall within the scope of the claims set forth below. It is clearly stated.
Claims (35)
ａ）前記ロッド状の材料（１）の、処理流体（２）、とりわけ水（２）によって取り囲まれた部分（３）を用意するステップと、
ｂ）前記部分（３）の領域に、少なくとも２つの電極（５，６）を含む電極装置（４）を配置し、このとき、前記少なくとも２つの電極（５，６）が前記処理流体（２）中に浸漬されるように、且つ、前記電極同士の間と、各前記電極と前記ロッド状の材料（１）との間と、に間隔が設けられるようにするステップと、
ｃ）前記電極装置（４）に高電圧パルスを印加することによって、前記ロッド状の材料（１）を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料（１）の表面に沿った高電圧ブレークダウンを、前記２つの電極（５，６）の領域に発生させるステップと、
を有し、
前記高電圧ブレークダウンの発生中に、前記ロッド状の材料（１）の長手方向における前記電極装置（４）と前記ロッド状の材料（１）との間の相対運動を形成し、これによって、前記ロッド状の材料（１）を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料（１）の表面に沿った高電圧ブレークダウンの位置を、前記ロッド状の材料（１）の長手方向に徐々に変化させる、
ことを特徴とする方法。 In particular, in a method for fragmenting a semiconductor material, in particular a rod-shaped material (1) made of polycrystalline silicon,
a) providing a portion (3) of said rod-shaped material (1) surrounded by a processing fluid (2), in particular water (2);
b) An electrode device (4) comprising at least two electrodes (5, 6) is arranged in the region of the part (3), at which time the at least two electrodes (5, 6) are in contact with the treatment fluid (2 ) And a space between the electrodes and between each of the electrodes and the rod-shaped material (1);
c) High voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or high voltage along the surface of the rod-shaped material (1) by applying a high voltage pulse to the electrode device (4) Generating breakdown in the region of the two electrodes (5, 6);
Have
During the occurrence of the high voltage breakdown, a relative movement between the electrode device (4) and the rod-shaped material (1) in the longitudinal direction of the rod-shaped material (1) is formed, thereby The position of the high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or the high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1) in the longitudinal direction of the rod-shaped material (1). Gradually change,
A method characterized by that.
請求項１記載の方法。 The rod-shaped material (1) is prepared in a state of being completely immersed in the processing fluid (2), and in particular, the rod-shaped material (1) has a horizontal posture at this time.
The method of claim 1.
前記ロッド状の材料（１）の断片化が行われた後、前記ロッド状の材料（１）の前記断片化によって生じた断片を、前記槽状又はシャーレ状の容器（７）と一緒に前記断片化の位置から別の位置に搬送する、
請求項２記載の方法。 The rod-shaped material (1) is prepared in a state in which it is housed in a tank-shaped or petri-shaped container (7) that is open at the top, particularly in a horizontal posture,
After the rod-shaped material (1) is fragmented, the fragments generated by the fragmentation of the rod-shaped material (1) are combined with the tank-shaped or petri dish-shaped container (7). Transport from fragmentation position to another position,
The method of claim 2.
請求項１記載の方法。 The rod-shaped material is prepared in a state where the end is immersed in the processing fluid. In particular, the rod-shaped material has an oblique posture at this time, and is below the rod-shaped material. A side end is immersed in the processing fluid;
The method of claim 1.
請求項１から４のいずれか１項記載の方法。 Sliding the rod-shaped material in the longitudinal direction of the rod-shaped material to form the relative movement between the electrode device and the rod-shaped material;
5. A method according to any one of claims 1 to 4.
請求項１から５のいずれか１項記載の方法。 To form the relative movement between the electrode device (4) and the rod-shaped material (1), the electrode device (4) is slid in the longitudinal direction of the rod-shaped material (1). ,
6. A method according to any one of claims 1-5.
請求項６記載の方法。 Sliding the electrode device (4) in the longitudinal direction of the rod-shaped material (1) together with a high voltage generator for generating the high voltage pulse;
The method of claim 6.
前記電極装置（４）の前記少なくとも２つの電極（５，６）を、とりわけ前記ロッド状の材料（１）の長手軸線に対して実質的に中心合わせされた状態で、前記ロッド状の材料（１）の上方に配置する、
請求項１から７のいずれか１項記載の方法。 The rod-shaped material (1) is prepared in an oblique posture or a horizontal posture,
The rod-shaped material (4), with the at least two electrodes (5, 6) being substantially centered, in particular, with respect to the longitudinal axis of the rod-shaped material (1). 1) placed above
8. A method according to any one of claims 1 to 7.
請求項１から８のいずれか１項記載の方法。 The at least two electrodes (5, 6) of the electrode device (4) have a distance of 2 mm to 40 mm between the electrodes (5, 6) and the surface of the rod-shaped material (1). And the spacing between the electrodes (5, 6) is in the range of 40 mm to 100 mm.
9. A method according to any one of claims 1 to 8.
請求項１から９のいずれか１項記載の方法。 In order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or a high-voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1), Applying a high voltage pulse in the range of 300 KV, in particular in the range of 150 KV to 200 KV,
10. A method according to any one of claims 1 to 9.
請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。 In order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1) Applying high voltage pulses having a power per pulse in the range of ~ 1000 joules, in particular in the range of 500 joules to 750 joules,
11. A method according to any one of claims 1 to 10.
請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。 In order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1), the electrode arrangement (4) is given a 0. Applying a high voltage pulse having a frequency in the range of 5 Hz to 40 Hz, in particular in the range of 1 Hz to 5 Hz;
12. A method according to any one of the preceding claims.
請求項１から１２のいずれか１項記載の方法。 The relative movement between the electrode device (4) and the rod-shaped material (1) and / or the application of the high voltage pulse to the electrode device (4) is reduced to 0. 5 to 1.0 pulses, in particular 0.1 to 2.0 pulses are applied to the electrode device (4),
The method according to any one of claims 1 to 12.
請求項１から１３のいずれか１項記載の方法。 The region between the electrodes (5, 6) and the rod-shaped material (1) of the electrode device (4) is washed with a treatment liquid (2).
14. A method according to any one of claims 1 to 13.
請求項１から１４のいずれか１項記載の方法。 In order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1), the at least 2 of the electrode device (4) The high voltage pulse is applied to the first electrode (5) of the two electrodes (5, 6), while the second electrode (6) of the at least two electrodes (5, 6) is connected to a fixed potential. , Especially grounding,
15. A method according to any one of claims 1 to 14.
請求項１から１４のいずれか１項記載の方法。 In order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material, the at least two electrodes of the electrode device are different from each other not at ground potential. Simultaneously applying pulses having a potential;
15. A method according to any one of claims 1 to 14.
ａ）前記装置は、処理流体（２）、とりわけ水（２）を充填可能な処理空間（８）を有し、前記処理空間（８）は、ロッド状の材料（１）又は前記ロッド状の材料（１）の所定の部分（３）を収容するために使用され、前記処理空間（８）が前記処理流体（２）で充填されている場合には、前記ロッド状の材料（１）又は前記ロッド状の材料（１）の前記部分（３）が、前記処理流体（２）によって取り囲まれるようになっており、
ｂ）前記装置は、少なくとも２つの電極（５，６）を含む電極装置（４）を有し、前記少なくとも２つの電極（５，６）は、前記処理空間（８）が処理流体（２）で充填されていて、且つ、前記処理空間（８）が前記ロッド状の材料（１）又は前記ロッド状の材料（１）の前記部分（３）を規定通りに収容している場合に、前記ロッド状の材料（１）又は前記ロッド状の材料（１）の前記部分（３）の領域に規定通りに配置可能であり、このとき、前記少なくとも２つの電極（５，６）が前記処理流体（２）中に浸漬されるように、且つ、前記電極（５，６）同士の間と、各前記電極（５，６）と前記ロッド状の材料（１）との間と、に間隔が設けられるようになっており、規定通りの動作時には、前記間隔により、前記電極装置（４）に高電圧パルスを印加することによって、前記ロッド状の材料（１）を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料（１）の表面に沿った高電圧ブレークダウンを、前記電極（５，６）の領域に発生させることが可能となり、
ｃ）前記装置は、前記ロッド状の材料（１）を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料（１）の表面に沿った高電圧ブレークダウンを発生させるために、前記電極装置（４）に高電圧パルスを印加するための手段を有し、
ｄ）前記装置は、規定通りの動作時に前記高電圧ブレークダウンが発生している間に、前記ロッド状の材料（１）の長手方向における前記電極装置（４）と前記ロッド状の材料（１）との間の相対運動を形成するための手段を有し、
このとき、前記相対運動は、前記ロッド状の材料（１）を通る高電圧ブレークダウン及び／又は前記ロッド状の材料（１）の表面に沿った高電圧ブレークダウンの位置が、前記ロッド状の材料（１）の長手方向に徐々に変化されるように実施され、
前記ロッド状の材料（１）は、前記位置においてそれぞれ処理流体（２）によって取り囲まれており、且つ、前記電極（５，６）は、前記位置においてそれぞれ前記処理流体（２）中に浸漬されている、
ことを特徴とする装置。 An apparatus for carrying out the method according to any one of claims 1 to 16,
a) The device has a treatment space (8) that can be filled with a treatment fluid (2), in particular water (2), which is a rod-shaped material (1) or a rod-shaped material. When used to contain a predetermined part (3) of material (1) and the processing space (8) is filled with the processing fluid (2), the rod-shaped material (1) or The portion (3) of the rod-shaped material (1) is surrounded by the processing fluid (2);
b) The device comprises an electrode device (4) comprising at least two electrodes (5, 6), the treatment space (8) having a treatment fluid (2) in the at least two electrodes (5, 6). And the processing space (8) contains the rod-shaped material (1) or the portion (3) of the rod-shaped material (1) as specified, The rod-shaped material (1) or the region of the portion (3) of the rod-shaped material (1) can be arranged as defined, wherein the at least two electrodes (5, 6) (2) There is a gap between the electrodes (5, 6) and between the electrodes (5, 6) and the rod-shaped material (1) so as to be immersed in the inside. During the normal operation, the electrode device (4) has a high By applying a pressure pulse, a high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1) is achieved. ) In the area of
c) The device is adapted to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1). 4) having means for applying a high voltage pulse;
d) The device comprises the electrode device (4) and the rod-shaped material (1) in the longitudinal direction of the rod-shaped material (1) while the high voltage breakdown occurs during normal operation. Means for forming a relative movement between
At this time, the relative movement is such that the position of the high voltage breakdown through the rod-shaped material (1) and / or the high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material (1) Carried out so as to be gradually changed in the longitudinal direction of the material (1),
The rod-shaped material (1) is surrounded by the processing fluid (2) at the position, respectively, and the electrodes (5, 6) are respectively immersed in the processing fluid (2) at the position. ing,
A device characterized by that.
請求項１７記載の装置。 The apparatus has a configuration (7) for accommodating the rod-shaped material (1), in particular, a tank-shaped or petri dish-shaped container (7) having an open top for accommodating the rod-shaped material (1). In the state in which the rod-shaped material (1) is completely surrounded by the processing liquid (2) in the processing space (8) according to the configuration (7), In particular, at this time, the rod-shaped material (1) can be held so as to have a horizontal posture.
The apparatus of claim 17.
請求項１８記載の装置。 The vessel-like or petri dish-like container (7) is taken out from the apparatus together with the fragments generated by the fragmentation of the rod-shaped material (1) after the fragmenting operation is performed as prescribed. it can,
The apparatus of claim 18.
請求項１７記載の装置。 The apparatus has a configuration for containing the rod-shaped material, and in particular the rod-shaped material is arranged so that the end of the rod-shaped material is immersed in the processing fluid. At this time, holding the rod-shaped material so as to have an oblique posture and so that the lower end of the rod-shaped material is immersed in the processing fluid in the processing space. it can,
The apparatus of claim 17.
請求項１７から２０のいずれか１項記載の装置。 The means for creating a relative motion between the electrode device and the rod-shaped material is configured to slide the rod-shaped material along the longitudinal axis of the rod-shaped material. ,
21. Apparatus according to any one of claims 17 to 20.
請求項１７から２１のいずれか１項記載の装置。 The means for forming a relative movement between the electrode device (4) and the rod-shaped material (1) causes the electrode device (4) to be on the longitudinal axis of the rod-shaped material (1). Configured to slide along,
The apparatus according to any one of claims 17 to 21.
前記電極装置（４）と前記ロッド状の材料（１）との間の相対運動を形成するための前記手段は、前記電極装置（４）を、前記高電圧パルス発生器と一緒に前記ロッド状の材料（１）の長手軸線に沿ってスライドさせるように構成されている、
請求項２２記載の装置。 The means for applying a high voltage pulse to the electrode device (4) comprises a high voltage pulse generator;
Said means for creating a relative movement between said electrode device (4) and said rod-shaped material (1), said electrode device (4) together with said high-voltage pulse generator in said rod shape Configured to slide along the longitudinal axis of the material (1)
The apparatus of claim 22.
請求項１７から２３のいずれか１項記載の装置。 The at least two electrodes (5, 6) of the electrode device (4) are in the form of rods, as specified, in particular substantially centered with respect to the longitudinal axis of the rod-shaped material (1). A material (1) above,
24. Apparatus according to any one of claims 17 to 23.
請求項１７から２４のいずれか１項記載の装置。 As defined, the at least two electrodes (5, 6) of the electrode device (4) have a distance between each of the electrodes (5, 6) and the surface of the rod-shaped material (1) of 2 mm to It can be arranged so that the distance between the electrodes (5, 6) is in the range of 40 mm to 100 mm so that it is in the range of 40 mm.
25. Apparatus according to any one of claims 17 to 24.
請求項１７から２５のいずれか１項記載の装置。 The device adjusts, among other things, the distance between each electrode (5, 6) and the rod-shaped material (1) automatically, in particular while the device is operating as specified. Including means for
26. Apparatus according to any one of claims 17 to 25.
請求項１７から２６のいずれか１項記載の装置。 The means for applying a high voltage pulse to the electrode device (4) is configured to apply a high voltage pulse in the range of 100 KV to 300 KV, in particular in the range of 150 KV to 200 KV, to the electrode device (4). Yes,
27. Apparatus according to any one of claims 17 to 26.
請求項１７から２７のいずれか１項記載の装置。 Said means for applying a high voltage pulse to said electrode device (4) has a power per pulse in said electrode device (4) in the range of 300 Joules to 1000 Joules, in particular in the range of 500 Joules to 750 Joules. Configured to apply high voltage pulses,
28. Apparatus according to any one of claims 17 to 27.
請求項１７から２８のいずれか１項記載の装置。 The means for applying a high voltage pulse to the electrode device (4) applies a high voltage pulse having a pulse frequency in the range of 0.5 Hz to 40 Hz, in particular in the range of 1 Hz to 5 Hz, to the electrode device (4). Is configured to
29. Apparatus according to any one of claims 17 to 28.
請求項１７から２７のいずれか１項記載の装置。 The means for creating a relative movement between the electrode device (4) and the rod-shaped material (1) in the longitudinal direction of the rod-shaped material (1) and / or the electrode device (4) ) For applying a high voltage pulse to the electrode device (4) during normal operation, 0.5 to 1.0 pulses, in particular 0.1 to 2.0 pulses per mm of relative movement. Configured to be able to apply,
28. Apparatus according to any one of claims 17 to 27.
請求項１７から３０のいずれか１項記載の装置。 Means are provided for cleaning the region between the electrodes (5, 6) of the electrode device (4) and the rod-shaped material (1) with a treatment liquid (2) during normal operation. Yes,
31. Apparatus according to any one of claims 17 to 30.
請求項１７から３１のいずれか１項記載の装置。 The high voltage pulse can be applied to the first electrode (5) of the at least two electrodes (5, 6) of the electrode device (4), while the at least two electrodes (5, 6). ) The other electrode (6) is at a fixed potential, in particular grounded,
32. Apparatus according to any one of claims 17 to 31.
請求項１７から３１のいずれか１項記載の装置。 In order to generate a high voltage breakdown through the rod-shaped material and / or a high voltage breakdown along the surface of the rod-shaped material, the at least two electrodes of the electrode device are different from each other not at ground potential. Pulses having a potential can be applied simultaneously,
32. Apparatus according to any one of claims 17 to 31.
請求項１７から３３のいずれか１項記載の装置。 The device further comprises a device control, wherein the device control, in particular during operation as specified, the energy of the high voltage pulse, the frequency of the high voltage pulse, the electrode device (4) and In particular, the relative speed between the rod-shaped material (1), the spacing between each of the electrodes (5, 6) and the rod-shaped material (1) and / or the predetermined device parameters are specified in particular. Can be adjusted and / or controlled, inter alia, automatically based on the device parameters and / or process parameters determined during the street operation,
34. Apparatus according to any one of claims 17 to 33.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3581544A1 (en) | 2018-06-12 | 2019-12-18 | Sumco Corporation | Silicon rod crushing method and apparatus, and method of producing silicon lumps |
| WO2020009133A1 (en) | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 三菱マテリアル株式会社 | Method for fragmenting or method for producing cracks in semiconductor raw material, and method for producing mass of semiconductor raw material |
| JP2021107042A (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-29 | 三菱マテリアル株式会社 | Method for fracturing semiconductor material or method for generating crack and method for manufacturing semiconductor material block |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3354622A1 (en) * | 2017-01-26 | 2018-08-01 | Omya International AG | Process for the preparation of fragmented natural calcium carbonate with a reduced content of impurities and products obtained thereof |
| CN107350056B (en) * | 2017-08-24 | 2018-04-24 | 华中科技大学 | A kind of high electric field pulse spallation reaction groove for continuous productive process |
| CN110215984B (en) * | 2019-07-05 | 2021-04-13 | 东北大学 | High-voltage electric pulse pretreatment method for strengthening galena crushing and sorting |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09192526A (en) * | 1996-01-12 | 1997-07-29 | Kobe Steel Ltd | Discharge crusher |
| JPH1142635A (en) * | 1997-06-27 | 1999-02-16 | Wacker Chemie Gmbh | Method and apparatus for decreasing size of semiconductor material |
| DE19736027A1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-03-04 | Tzn Forschung & Entwicklung | Method for breaking down steel reinforced concrete plates |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1207376A (en) * | 1982-05-21 | 1986-07-08 | Uri Andres | Method and apparatus for crushing materials such as minerals |
| CN86104470A (en) * | 1986-06-27 | 1988-01-06 | Ceee公司 | The method and apparatus of fragmenting substance by discharge of pulsed electrical energy |
| DE19534232C2 (en) * | 1995-09-15 | 1998-01-29 | Karlsruhe Forschzent | Process for comminuting and crushing solids conglomerated from non-metallic or partially metallic components and for comminuting homogeneous non-metallic solids |
| DE19543914C1 (en) * | 1995-11-27 | 1997-01-02 | Marcon Immobilien Gmbh | Method for processing solid material |
| DE19727534C2 (en) * | 1997-06-28 | 2002-06-06 | Tzn Forschung & Entwicklung | Method and device for cleaning mineral solids, especially gravel and sand |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09192526A (en) * | 1996-01-12 | 1997-07-29 | Kobe Steel Ltd | Discharge crusher |
| JPH1142635A (en) * | 1997-06-27 | 1999-02-16 | Wacker Chemie Gmbh | Method and apparatus for decreasing size of semiconductor material |
| DE19736027A1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-03-04 | Tzn Forschung & Entwicklung | Method for breaking down steel reinforced concrete plates |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3581544A1 (en) | 2018-06-12 | 2019-12-18 | Sumco Corporation | Silicon rod crushing method and apparatus, and method of producing silicon lumps |
| JP2019214490A (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 株式会社Sumco | Method and apparatus for crushing silicon rod and method for producing silicon lump |
| US11273451B2 (en) | 2018-06-12 | 2022-03-15 | Sumco Corporation | Silicon rod crushing method and apparatus, and method of producing silicon lumps |
| WO2020009133A1 (en) | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 三菱マテリアル株式会社 | Method for fragmenting or method for producing cracks in semiconductor raw material, and method for producing mass of semiconductor raw material |
| JPWO2020009133A1 (en) * | 2018-07-04 | 2021-02-15 | 三菱マテリアル株式会社 | A method for crushing or cracking a semiconductor raw material, and a method for manufacturing a semiconductor raw material mass |
| KR20210027357A (en) | 2018-07-04 | 2021-03-10 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Method for crushing or generating cracks of semiconductor raw material, and method for producing a lump of semiconductor raw material |
| JP7074192B2 (en) | 2018-07-04 | 2022-05-24 | 三菱マテリアル株式会社 | A method for crushing or cracking a semiconductor raw material, and a method for manufacturing a semiconductor raw material mass. |
| KR102668386B1 (en) * | 2018-07-04 | 2024-05-22 | 고쥰도 실리콘 가부시키가이샤 | Method for crushing or generating cracks in semiconductor raw materials, and method for producing chunks of semiconductor raw materials |
| JP2021107042A (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-29 | 三菱マテリアル株式会社 | Method for fracturing semiconductor material or method for generating crack and method for manufacturing semiconductor material block |
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