JP3024710B2 - 回転式シリコン・スクリーン - Google Patents

回転式シリコン・スクリーン

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JP3024710B2
JP3024710B2 JP3091827A JP9182791A JP3024710B2 JP 3024710 B2 JP3024710 B2 JP 3024710B2 JP 3091827 A JP3091827 A JP 3091827A JP 9182791 A JP9182791 A JP 9182791A JP 3024710 B2 JP3024710 B2 JP 3024710B2
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semiconductor
silicon
cylindrical screen
grade silicon
screen
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エルドン・エメリー・ルーリグ
マシュー・ジェイムス・ステイブリー
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Hemlock Semiconductor Operations LLC
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Hemlock Semiconductor Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07BSEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/18Drum screens
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
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    • B07B1/18Drum screens

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  • Silicon Compounds (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体品位のシリコン
片を必要な大きさの範囲に分ける装置である。本発明は
全ての接触面が半導体品位のシリコンである回転式円筒
形スクリーンを使用する。従って、半導体品位のシリコ
ン片の接触汚染は選別工程中に最少にされる。
【0002】
【従来の技術】高密度の集積回路は高純度の半導体シリ
コンのウエーハを必要とする。銅、金、鉄、コバルト、
ニッケル、クロム、タンタル、亜鉛およびタングステ
ン、等を含む遷移金属不純物、および炭素、ホウ素およ
びリンのような不純物が特に問題になる。これらの不純
物は、少量であっても、半導体材料に欠陥の部位を導入
し、それが最終的にデバイスの性能を劣化させると共に
回路密度を制限する。
【0003】典型的に、高純度の多結晶シリコンは、高
純度のクロロシランガスを加熱された基材上に化学蒸着
することによって形成される。得られる製品は多結晶シ
リコンのロッド(棒)である。その多結晶シリコンは、
さらに加工してシリコン・ウエーハを切断することが
きる単結晶シリコンにされる。
【0004】半導体産業に要求される単結晶シリコンの
重要な部分は、チョクラスキーによって最初に記載され
た周知方法によって生成される。典型的なチョクラスキ
ー法において、シリコン片は適当な容器で融解され、シ
リコンの種結晶を使用してそのメルトから半導体品位シ
リコンの単結晶ロッドを引き上げる。この結晶成長プロ
セスの制御には、メルト含有容器に添加されるシリコン
片が限定された大きさの範囲内にある必要がある。従っ
て、化学蒸着過程中に形成される多結晶ロッドは小片に
破壊して、これらのシリコン片を選別して適当大きさの
分布にする必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者らは、ステ
ンレス鋼のような従来の材料で構成されたスクリーニン
グ装置(ふるい分け装置)は、選別されたシリコン片の
かなりの表面汚染源でなることを認識している。ふるい
分け用表面として半導体シリコンを使用することによっ
て、この汚染を防ぐことができる。
【0006】本発明は、かかるシリコン小片の接触汚染
の可能性を最小限にしたシリコン片の機械的分別に効率
的かつ有効な装置を提供する。
【0007】半導体品位シリコンの円筒形スクリーンの
組立て方法も提供される。シリコン金属の硬くて脆い性
質は、シリコン金属の切断および機械加工を時間のかか
るものにすると共に、困難にしかつ高価にする。高価な
切断および機械加工の必要がない半導体品位シリコンの
円筒形スクリーン組立方法が記載される。その円筒形ス
クリーンは、標準化学蒸着プロセスから形成された半導
体品位シリコンの平行バーから作られる。それらの平行
バーは、例えば大きな多結晶シリコン・ロッドから切断
された半導体品位シリコンの単純で小さい四角のスペー
サによって分離される。平行ロッドおよび内部スペーサ
の位置を維持するために圧縮装置を使用する。円筒形ス
クリーンの外側に沿って外部スペーサを配置して、さら
にスクリーンの占有特性を規定する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体品位の
シリコン片を必要な大きさの範囲に分ける装置である。
該装置は、半導体品位シリコンのふるい分け表面を備え
た回転式円筒形スクリーンを使用する。好適実施態様に
おける円筒形スクリーンは、半導体品位シリコンの内部
スペーサによって分離された半導体品位シリコンの平行
ロッド(棒)からなる。さらに、外部シリコン・スペー
サを半導体シリコン・バーの長さに沿って配列して、必
要なシリコン片の大きさに選ぶ開口を提供する。典型的
な構造における円筒形スクリーンは、円筒形スクリーン
の高い方の端部に添加された未選別シリコン片がスクリ
−ンの回転に伴い重力によってスクリーンを下方へ進む
ようにある傾斜をもって配置される。内部および外部シ
リコン・スペーサは、望ましくない小片が上部において
回転する円筒形スクリーンを通過し;所望の大きさの範
囲の小片が下部において回転する円筒形スクリーンを通
過し;そして網上片が回転する円筒形スクリーン装置の
下端部を排出するように、円筒形スクリーンに又はその
上に配置される。円筒形スクリーンの接触表面は半導体
シリコンで構成されるので、分別過程の結果として分別
されたシリコンの表面汚染は最少となる。
【0009】
【実施例】図1は、円筒形スクリーン1の側面図であっ
て、内部スペーサ3によって隔離され半径方向に配向さ
れたシリコン・ロッド2の平行配列を示す。シリコン・
ロッドとスペーサの構成は圧縮装置4によって維持され
る。外部スペーサ23はシリコン・ロッド2に沿って配
置されて、取巻き用バンド24によって決まった位置に
保持される。図2は円筒形スクリーン1の横断面端面図
である。図2は外部スペーサ23とシリコン・ロッド2
との関係を示す。図3は円筒形スクリーン1の端面図で
あって、内部スペーサ3とシリコン・ロッド2の関係を
示す。
【0010】図4は、円筒形スクリーン1の端部図であ
って、圧縮装置4の内部の詳細を示す。圧縮装置4は、
圧縮ブロック6がはめ込まれ多量ノッチを備えた内輪5
からなる。内輪5はカバープレート8と前後に向き合っ
ている。圧縮ブロック6は、シリコン・ロッド2とスペ
ーサ3に圧力を与えてそれらの配向を維持するためにと
止めねじ7によって調整される。組み立てられた圧縮装
置4は溝付フリクションドライブ・ホイール9にセット
される。
【0011】図5は、構成要素の関係を示すブロック図
である。円筒形スクリーン1は、圧縮装置4と共にフリ
クションドライブ・ホイール9にセットされる。フリク
ションドライブ・ホイール9は、支持板13を貫通する
シャフト12によってプーリ14に連結される。支持板
13は駆動アセンブリのハウジング15に装着されてい
る。駆動アセンブリは、シャフト17に連結されたモー
タ16が装着されているハウジング15からなる。プー
リ18は、シヤフト17にプーリ14と一直線に配置さ
れる。プーリ14と18はベルト19によって連結され
る。モータ16の回転運動は、ベルトとプーリの組合せ
によってフリクションドライブ・ホイ−ル9に伝達され
る、そしてホイール9は圧縮リング4に対して回転し
て、円筒形スクリーン1を回転させる。駆動アセンブリ
・ハウジング15はベース20に同定される。ベース2
0にはねじ式の水平化デバイス21が取り付けられてい
る。排気フード10は駆動アセンブリのハウジング15
に固定されて、円筒スクリーン1を実質的に囲む。フイ
ード・シュート22はハウジング15に装着されて、シ
リコン片が円筒スクリーン1の内穴に供給できるように
配置される。円筒スクリーン1を貫通するシリコン片を
収集する容器25は円筒スクリーン1の下そして駆動ア
センブリ・ハウジング15の頂部に配置される。
【0012】本発明は、表面汚染を最少にしながら半導
体品位のシリコン片を大きさによって分ける装置であ
る。該装置は、半導体品位のシリコンの表面と接触する
円筒形スクリーンからなる。円筒形スクリーンは回転手
段を備える。該装置はフイード・シュートおよび円筒形
スクリーンを実質的に囲む排気フードも含む。
【0013】本発明のために、半導体品位のシリコンは
純度が99.99%以上のシリコン金属と定義する。前
記装置および方法によって分離できるシリコン片の形状
は、例えばシャンク、チップ、フレーク、粒、顆粒、粉
末又はペレットにすることができる。本装置および方法
は、多結晶シリコン・ロッドの衝撃破壊から得られるシ
リコン片を分離するのに特に有効であることがわかっ
た。
【0014】円筒形スクリーンは半導体品位のシリコン
との接触表面を有する。円筒形とは、中心軸の回りに回
転できる細長い中空構造体を意味する。丸い円筒形構造
体が望ましい。
【0015】円筒形スクリーンの接触表面は半導体品位
のシリコンにすべきである。接触表面は、分離工程中に
シリコン片と接触する円筒形スクリーンの全表面を含
む。接触面の全てが必ずしも半導体品位のシリコンであ
る必要はないが、半導体品位シリコンでない表面は分離
された材料の汚染源になることを認識すべきである。従
って、接触表面の実質的な部分を半導体品位のシリコン
にすべきである。実質的とは、露出された表面積の約9
0%以上を意味する。半導体品位の表面は固体半導体品
位のシリコンの成分、半導体品位シリコンでコーテイン
グされたベース材料、又はそれらの組合せによって作ら
れる。
【0016】円筒形スクリーンは、例えば固体半導体品
位シリコンの穴あき板の平行配列又は半導体品位シリコ
ンでコーテイングされた穴あき板からなる円筒形装置に
することができる。円筒形スクリ−ンは、例えば穴をつ
けた固体、中空、半導体品位シリコン管にすることがで
きる。
【0017】本発明の好適な実施態様における円筒形ス
クリーンは、内部スペーサによって分離された平行な半
導体品位のシリコン・ロッド(棒)からなる。ロッドと
は、横断面の最大直径と最小直径の比が2以下である、
例えば円形・四角、矩形又は6角形の横断面形状である
細長い構成要素を意味する。シリコン・ロッドは、化学
蒸着法によって容易に調製されるから、円形横断面が望
ましい。
【0018】外部スペーサは、平行な半導体シリコン・
ロッドに沿って配置されて、内部スペーサによって作ら
れた隙間を通ることができるシリコン片の大きさを制御
することを助けることができる。内部および外部スペー
サは、標準の構造材料又は半導体品位シリコンでコーテ
イングされた該構造材料で作ることができる。それらの
スペーサは固体半導体品位シリコンであることが望まし
い。スペーサの構造は前記半導体シリコン・ロッドの構
造に類似する。最適のスペーサの構造および大きさは特
定の円筒形スクリーンの排他要件に依存する。
【0019】外部スペーサは、取り巻きバンドによって
必要な位置に保持される。その取り囲みバンドは、例え
ば弾性O−リングにすることができる。取り巻きバンド
は、ブチルゴム、シリコ−ンゴム又はウレタンゴムのよ
うな材料から製造することができる。
【0020】固体半導体品位のシリコンを構造材料とし
て使用するとき、材料は800℃〜1350℃の温度で
加熱焼鈍することが望ましい。その焼鈍は材料をより強
くしてより耐久性の円筒形スクリーンを提供する。
【0021】円筒形スクリーンは回転手段を備える。図
3はかかる手段の1つを示す。当業者は、ハンド・クラ
ンク、AC又はDC電気モータ又は同等のものを回転エ
ネルギー源として使用できることがわかる。回転エネル
ギー源は、円筒形スクリーンへフリクションホイール、
歯車、等によって直接又はベルトや鎖のような連結手段
によって連結される。
【0022】本発明のさらに別の要素は、フイード・シ
ュートであって、その全接触表面は半導体品位のシリコ
ンからなる。フイード・シュートはシリコン片の円筒形
スクリーン内への配置を促進して、シリコン片の接触汚
染を最少にする。半導体品位シリコンの表面は円筒形ス
クリーンについて前に説明したようにすることができ
る。
【0023】円筒形スクリーンは排気フードによって実
質的に囲まれる。排気フードは、図4に示したように、
円筒形スクリーンを実質的に囲む中空の平らの構造物か
らなる。排気フードは、一端に円筒形スクリーンの長さ
に延在すると共に円筒形スクリーンに近接配置された細
長の収集部を有する。排気フードの内表面には多数の排
気口がある。収集器の反対側には吐出口がある。排気口
は微粒物質を収集および除去するために標準の真空およ
びフイルタ装置へ接続される。
【0024】本発明の装置の望ましい使用方法におい
て、円筒形スクリーンは半導体品位シリコン・スペーサ
によって分離された半導体品位シリコン・ロッドからな
る、そしてそれらのロッドおよび内部スペーサは図4に
示したように圧縮リング4によって必要な形状に保持さ
れる。
【0025】円筒形スクリーンは5゜〜30゜傾斜して
配置される、そしてシリコン片は円筒形スクリーンの高
い方の端部に添加される。シリコン片は、スクリーンの
回転運動と共に重力によって円筒形スクリーンの長さ方
向に沿って下向きに移動する。 外部スペーサは、直径
が1.27cm(1/2in)以下の小シリコン片が円
筒形スクリーンの長さの25%以上50%において除去
され、直径が6.35cm(2.5in)以下のシリコ
ン片が円筒形スクリーンの長さの残部において除去され
るように配置される。6.35cm以上のシリコン片は
下端部からスクリーンを出る。排除されたシリコン片
は、必要ならばさらにふるいわけのために再処理するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】円筒形スクリーンの側面図である。
【図2】円筒形スクリーンの部分横断面図である。
【図3】円筒形スクリーンの端面図である。
【図4】円筒形スクリーン1の端面図であって、さらに
圧縮装置4および排気フード10の詳細を示す。
【図5】回転手段を含む本発明の実施態様の構成要素を
示す側面図である。
【符号の説明】
1 円筒形スクリーン 2 シリコン・ロッド 3 内部スペーサ 4 圧縮装置 5 内輪 6 圧縮ブロック 7 止めねじ 8 カバープレ−ト 9 ドライブ・ホイール 10 排気フード 12,17 シャフト 13 支持板 14,18 プーリ 15 ハウジング 16 モータ 19 ベルト 20 ベース 21 ねじ式水平化デバイス 22 フイード・シュート 23 外部スペーサ 24 取巻きバンド 25 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エルドン・エメリー・ルーリグ アメリカ合衆国ミシガン州マウント・プ レザント、イー・バレイ・ロード6489 (72)発明者 マシュー・ジェイムス・ステイブリー アメリカ合衆国ミシガン州サギノウ、ゲ ッデス・ロード8080 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 PCI(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体品位のシリコン片との接触表面を
    備え、かつ円筒形スクリーンを回転させる手段と回転接
    触する円筒形スクリーンから成ることを特徴とする半導
    体品位シリコン片を大きさによって分ける装置。
  2. 【請求項2】 前記円筒形スクリーンが、内部スペーサ
    によって分離された平行な半導体品位のシリコン・ロッ
    ドからなることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記回転手段が回転エネルギーを与える
    手段であり、前記装置が、 (A)回転エネルギーを与える手段を支えるベース; (B)平行な半導体品位のシリコン・ロッドに沿って配
    置された外部スペーサ; (C)前記円筒形スクリーン端部に注ぐように配置さ
    れ、接触表面が半導体品位のシリコンであり、かつ前記
    ベースによって支持されたフィード・シュート;及び (D)円筒形スクリーンを実質的に囲むフードからなる
    ことを特徴とする請求項1及び2記載の装置。
  4. 【請求項4】 半導体品位のシリコン片を半導体品位の
    シリコン製の接触表面を有する円筒形スクリーンに通す
    ことを特徴とする半導体品位シリコン片を大きさによっ
    てわける方法。
  5. 【請求項5】 前記円筒形スクリーンが、交換自在の内
    部スペーサによって分離された平行配列の半導体シリコ
    部品として構成され、前記交換自在の内部スペーサが
    圧縮手段によって決まった位置に保持されることを特徴
    とする請求項1記載の装置。
JP3091827A 1990-04-23 1991-04-23 回転式シリコン・スクリーン Expired - Lifetime JP3024710B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51340990A 1990-04-23 1990-04-23
US513409 1990-04-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06236865A JPH06236865A (ja) 1994-08-23
JP3024710B2 true JP3024710B2 (ja) 2000-03-21

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ID=24043144

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DE (1) DE4113093C2 (ja)

Families Citing this family (7)

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Publication number Publication date
JPH06236865A (ja) 1994-08-23
DE4113093C2 (de) 1998-08-27
DE4113093A1 (de) 1991-10-24

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