JP4168502B2 - 円柱状多結晶シリコンの洗浄用具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、円柱状多結晶シリコンを洗浄する際に使用される洗浄用具に関する。更に詳しくは、角形の洗浄篭と多結晶シリコンとの間に介在して設けられる洗浄治具とを備えた円柱状多結晶シリコンの洗浄用具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、高純度多結晶シリコンを製造する方法としてジーメンス法が知られている。このジーメンス法では、粗金属シリコンと塩化水素ガスの反応により三塩化シラン(SiHCl3)を製造し、その三塩化シランを水素還元又は熱分解によりシリコン芯棒上にシリコンを析出させて円柱状の精製多結晶シリコンを作るものである。このようにして作られた円柱状の多結晶シリコンは用途に応じて様々な形状に加工され、酸化洗浄された後その用途に応じて使用される。ここで円柱状態で使用される多結晶シリコンにおける洗浄は、従来洗浄篭の中に収納された状態でフッ酸と硝酸を混合した酸(以下「混酸」という)で満たされた洗浄浴中にその洗浄篭ごと浸漬させてエッチング洗浄を行い、その後純水洗浄を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の円柱状多結晶シリコンの洗浄では、洗浄後の多結晶シリコンの表面に酸化によるしみ(SiOx)が比較的多く発生する不具合があった。この酸化しみは、洗浄液である混酸が表面に付着残存した状態で大気中に多結晶シリコンが暴露され、この混酸により多結晶シリコンの表面が大気中の酸素と反応するためと考えられている。混酸は洗浄篭と多結晶シリコンが接触している部分に特に多く残存する傾向にあり、多結晶シリコンは洗浄中に洗浄篭と面接触して支持されているため、この酸化しみは多結晶シリコンの底部に特に多く発生し、洗浄中に多結晶シリコンが洗浄篭にもたれ掛っている場合には、そのもたれ掛っていた多結晶シリコンの側部にも比較的多く発生している。このような酸化しみは多結晶シリコン表面の汚染源となり、外観上の見栄えを悪化させる問題点になっている。
本発明の目的は、洗浄後における洗浄液の付着量を低減して洗浄液が残存することに起因する酸化しみの発生を抑制し得る円柱状多結晶シリコンの洗浄用具を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、図1に示すように、円柱状多結晶シリコン11を直立した状態で収納可能に構成された角形の洗浄篭12と、洗浄篭12と多結晶シリコン11との間に介在して設けられる洗浄治具13とを備えた円柱状多結晶シリコンの洗浄用具である。
その特徴ある点は、洗浄治具13が、洗浄篭12の内底面に配置され収納状態の多結晶シリコン11の底面が当接するように複数の球体17が回転可能に設けられた底部部材14と、洗浄篭12内のコーナ部に配置され収納状態の多結晶シリコン11の側面に局部的に接触するように底部部材14に立設された側部部材16とを有するところにある。
【0005】
請求項1に係る発明では、多結晶シリコン11が洗浄治具13の球体17及び側部部材16に部分的に当接して支持されるため、洗浄浴に洗浄篭12を所定時間浸漬し引上げた後に多結晶シリコン11と洗浄治具13との間に残存する混酸は、多結晶シリコンが洗浄篭に面接触していた従来に比較して著しく低減される。特に多結晶シリコン11の底面は底部部材14に回転可能に設けられた球体17により支持されているため、洗浄篭12の浸漬又は引上げ時に多結晶シリコン11が僅かに動いた場合、それまで球体17の球面及びその付近に残存していた混酸はその多結晶シリコン11の僅かな動きに従って移動するため、多結晶シリコン11の底面での局部的エッチングが回避される。また、多結晶シリコン11が僅かに動けば、それまで多結晶シリコン11の側部に当接していた側部部材16の位置が変化するため、その当接部分に残存していた混酸はその多結晶シリコン11の僅かな動きに従って移動する。その後の純水洗浄により残存していた混酸は多結晶シリコン11の表面から除去される。
【0006】
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、更に図3に示すように、側部部材16が底部部材14に立設された複数の柱状体18と収納状態の多結晶シリコン11の側面と柱状体18との間隔を埋めるように柱状体18に取外し可能に取付けられた1又は2以上のスペーサ19とを備え、スペーサ19の多結晶シリコン11に接触する先端が尖鋭に形成された円柱状多結晶シリコンの洗浄用具である。
この請求項2に係る発明では、多結晶シリコン11の側面は尖鋭に形成されたスペーサ19の先端部分に当接して支持されているため、多結晶シリコン11と洗浄治具13であるこのスペーサ19の先端との間に残存する混酸は更に低減される。
また、スペーサ19は柱状体18に取外し可能に取付けられるため、外径の異なる柱状多結晶シリコン11を洗浄する場合に、その洗浄しようとする多結晶シリコンの外径に適合した形状を有するスペーサ22を柱状体18に取付けることにより、異なる径の多結晶シリコンの洗浄を同一の洗浄治具を使用して行うことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1及び図2に示すように、洗浄用具10は、円柱状多結晶シリコン11を直立した状態で収納可能に構成された角形の洗浄篭12と、この洗浄篭12と多結晶シリコン11との間に介在して設けられる洗浄治具13とを備える。この実施の形態における洗浄篭12はポリエチレン製の篭であって、洗浄液を流通させるための複数の角孔12a(図1)が周囲及び低部に形成される。またこの実施の形態における洗浄篭12には、洗浄篭12の上部開口部を覆う蓋12b(図4)が別途設けられる。
【0008】
洗浄治具13は底部部材14と側部部材16とを有し、底部部材14は洗浄篭12の内底面に配置される。底部部材14は樹脂板を加工することにより作られ、この底部部材14にはポリテトラフルオロエチレン(商標名;テフロン)から成る3個の球体17が回転可能に設けられる。底部部材14は洗浄篭12の内底部周囲に配置される枠部分14aと、3個の球体17がそれぞれ設けられた放射状に延びる3本の球体保持部分14bとにより構成され、枠部分14aと球体保持部分14bと間に形成される開口部から洗浄液が流通可能に構成される。3個の球体17はその上部が底部部材14の上面より上方に突出して設けられ、3個の球体17は収納状態の多結晶シリコン11の底面が当接するように構成される。
【0009】
側部部材16は洗浄篭12内のコーナ部に配置するように底部部材14に立設され、側部部材16は収納状態の多結晶シリコン11の側面に局部的に接触するように構成される。この実施の形態における側部部材16は、底部部材14に立設された複数の柱状体18と、収納状態の多結晶シリコン11の側面と柱状体18との間隔を埋めるように柱状体18にそれぞれ取付けられた2個のスペーサ19とを備え、2個のスペーサ19はそれぞれ洗浄篭12の外側下方に僅かに傾斜して取付けられる(図3のθ)。図3に示すように、スペーサ19は樹脂板を加工することにより多結晶シリコン11に接触する先端が尖鋭に形成され、略中央部分には柱状体18が挿通可能な挿通孔19aがそれぞれ形成される。2個のスペーサ19は洗浄篭12に収容される柱状多結晶シリコン11の外径に応じて複数種類(図5に図2と異なる長さのスペーサ22を示す)用意され、それぞれのスペーサ19は柱状体18の外径に相応した間隔を有する一対の連結板20に溶着されて連結される。連結板20により連結されたスペーサ19は図3の実線矢印で示すように、挿通孔19aを嵌入することにより柱状体18に取外し可能に取付けられる。
【0010】
このように構成された洗浄用具10に多結晶シリコン11を収納するには、図4(a)に示すように、先ず、洗浄篭12の蓋12bを逆さにして配置し、この蓋12bの上に円柱状に加工された多結晶シリコン11を配置する。次に図4(b)に示すように、この多結晶シリコン11に洗浄治具13及び洗浄篭12を逆さま状態でこの順序に被せる。洗浄篭12を被せた後に蓋12bとともに多結晶シリコン11を逆にし、図4(c)に示すように洗浄篭12の内部に洗浄治具13を介して多結晶シリコン11を収納する。このように多結晶シリコン11を収納した洗浄篭12からは蓋12bが取外され、その後フッ酸と硝酸を混合した酸で満たされた洗浄浴中にその洗浄篭12ごと所定時間浸漬させてエッチング洗浄を行い、洗浄浴から引上げた後、別の純水が貯えられた洗浄浴に浸漬し引上げる。これにより純水洗浄が行われる。
【0011】
洗浄浴に浸漬された洗浄篭12の内部の多結晶シリコン11は混酸によりエッチング洗浄され、洗浄後には洗浄篭12を引上げることにより多結晶シリコン11をエッチング洗浄した混酸が、底部部材14の枠部分14aと球体保持部分14bと間に形成される開口部及び洗浄篭12の角孔12aを介して洗浄篭12の外部に排出される。スペーサ19近傍の多結晶シリコン11の側面に付着する混酸は、洗浄篭12の引上げ時にスペーサ19の傾斜θ(図3)に案内されて洗浄篭12の外部に排出される。洗浄篭12の引上げ後、多結晶シリコン11は洗浄治具13の球体17及びスペーサ19先端部分に当接して支持されているため、多結晶シリコン11と洗浄治具13との当接部分には混酸が僅かに残存するが、その残存する混酸は多結晶シリコン11が洗浄篭12と面接触していた従来に比較して著しく低減される。
【0012】
また、多結晶シリコン11の底面は底部部材14に回転可能に設けられた球体17により支持されているため、洗浄篭12の浸漬又は引上げ時に多結晶シリコン11が僅かに動いた場合、それまで球体17の球面及びその付近に残存していた混酸はその多結晶シリコン11の僅かな動きに従って移動するため、多結晶シリコン11の底面での局部的エッチングが回避される。また、多結晶シリコン11が僅かに動けば、それまで多結晶シリコン11の側部に当接していた側部部材16の位置が変化するため、その当接部分に残存していた混酸はその多結晶シリコン11の僅かな動きに従って移動する。その後の純水洗浄により残存していた混酸は多結晶シリコン11の表面から除去される。このため、その後大気中に多結晶シリコン11を暴露しても、混酸の残存に起因する酸化しみの発生は著しく抑制される。
【0013】
この洗浄用具10を使用して外径の異なる柱状多結晶シリコン11を洗浄する場合にはスペーサ19を取替える。スペーサ19の取替えは図3の破線矢印で示すように、柱状体18からスペーサ19を連結板20とともに抜出し、図5に示すように、洗浄する多結晶シリコンの外径に適合した長さを有する種類の異なるスペーサ22を新たにその柱状体18に嵌入して取付ける。図5では新たに洗浄する多結晶シリコン21は上述した多結晶シリコン11に比較して小径のものであり、新たに嵌入されたスペーサ22は上述したスペーサ19より長く形成される。このようにスペーサ19,22を柱状体18に取外し可能に取付けることにより、異なる径の多結晶シリコン11,21の洗浄を、スペーサ19,22を変更するだけの簡単な作業で行うことができる。
【0014】
なお、上述した実施の形態では蓋12bの上に多結晶シリコン11を配置して洗浄篭12を洗浄治具13とともに被せたが、多結晶シリコン11を収容できる限りこの蓋体12bは必ずしも必要でない。
また、上述した実施の形態では1本の柱状体18に対してそれぞれ2個のスペーサ19を取付けたが、スペーサ19は1個でも、3個でも4個以上でも良い。更に、上述した実施の形態では3個の球体17を底部部材14に回転可能に設けたが、球体17は多結晶シリコン11を支持できる限り2個でも、4個でも5個以上でも良い。
【0015】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、多結晶シリコンの底面が当接する複数の球体が回転可能に設けられた底部部材と、収納状態の多結晶シリコンの側面に局部的に接触する側部部材とを有する洗浄治具を備えたので、洗浄後に多結晶シリコンと洗浄治具との間に残存する混酸は、多結晶シリコンと洗浄篭が面接触していた従来に比較して著しく低減される。また、多結晶シリコンの底面は回転可能な球体により支持されているため、洗浄篭の浸漬又は引上げ時に多結晶シリコンが僅かに動いた場合、それまで球体の球面及びその付近に残存していた混酸はその多結晶シリコンの僅かな動きに従って移動するため、多結晶シリコンの底面での局部的エッチングが回避される。また、多結晶シリコンが僅かに動けば、それまで多結晶シリコンの側部に当接していた側部部材の位置が変化するため、その当接部分に残存していた混酸はその多結晶シリコンの僅かな動きに従って移動する。その後の純水洗浄により残存していた混酸は多結晶シリコン11の表面から除去される。この結果、本発明では洗浄後における多結晶シリコン表面の洗浄液の付着量が低減して、洗浄液が残存することに起因する酸化しみの発生を十分に抑制することができる。
【0016】
また、側部部材が底部部材に立設された複数の柱状体と、この柱状体に取外し可能に取付けられたスペーサとを備え、スペーサの先端を尖鋭に形成すれば、多結晶シリコンの側面は尖鋭に形成されたスペーサの先端部分に当接して支持されるため、多結晶シリコンとの間に残存する混酸を更に低減することができる。また、同一の洗浄治具を使用して異なる径の多結晶シリコンの洗浄を、スペーサを変更するだけの簡単な作業で行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の洗浄用具を示す縦断面図。
【図2】その洗浄用具の平面図。
【図3】その洗浄用具の柱状体とスペーサとの関係を示す斜視図。
【図4】その洗浄用具に多結晶シリコンを収納する状態を示す工程図。
【図5】異なる種類のスペーサを取付けた洗浄用具を示す図2に対応する平面図。
【符号の説明】
11 円柱状多結晶シリコン
12 洗浄篭
13 洗浄治具
14 底部部材
16 側部部材
17 球体
18 柱状体
19 スペーサ
Claims (2)
- 円柱状多結晶シリコン(11)を直立した状態で収納可能に構成された角形の洗浄篭(12)と、前記洗浄篭(12)と前記多結晶シリコン(11)との間に介在して設けられる洗浄治具(13)とを備えた円柱状多結晶シリコンの洗浄用具であって、
前記洗浄治具(13)が、前記洗浄篭(12)の内底面に配置され収納状態の前記多結晶シリコン(11)の底面が当接するように複数の球体(17)が回転可能に設けられた底部部材(14)と、
前記洗浄篭(12)内のコーナ部に配置され収納状態の前記多結晶シリコン(11)の側面に局部的に接触するように前記底部部材(14)に立設された側部部材(16)とを有する
ことを特徴とする円柱状多結晶シリコンの洗浄用具。 - 側部部材(16)が底部部材(14)に立設された複数の柱状体(18)と収納状態の多結晶シリコン(11)の側面と前記柱状体(18)との間隔を埋めるように前記柱状体(18)に取外し可能に取付けられた1又は2以上のスペーサ(19)とを備え、
前記スペーサ(19)の前記多結晶シリコン(11)に接触する先端が尖鋭に形成された請求項1記載の円柱状多結晶シリコンの洗浄用具。
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JP32184698A JP4168502B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 円柱状多結晶シリコンの洗浄用具 |
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- 1998-11-12 JP JP32184698A patent/JP4168502B2/ja not_active Expired - Lifetime
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