JPH05319990A - Production of granular silicon raw material - Google Patents

Production of granular silicon raw material

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JPH05319990A
JPH05319990A JP15271092A JP15271092A JPH05319990A JP H05319990 A JPH05319990 A JP H05319990A JP 15271092 A JP15271092 A JP 15271092A JP 15271092 A JP15271092 A JP 15271092A JP H05319990 A JPH05319990 A JP H05319990A
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JP
Japan
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raw material
granular
silicon
silicon raw
cleaning
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JP15271092A
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Japanese (ja)
Inventor
Shozo Ariga
昌三 有賀
Masafumi Tanaka
雅文 田中
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Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a high-purity granular silicon raw material by subjecting a granular silicon raw material containing impurities to purifying treatment. CONSTITUTION:A dissolving treating liquid 4 capable of dissolving both silicon and silicon dioxide is introduced into a cylindrical container 1 housing granular polysilicon 2 having >=0.1mum grain diameter and all the granular polysilicon is kept in a substantially immersed state to carry out the dissolving and washing treatment. The discharge of the dissolving treating liquid and introduction of the wash liquid are performed while maintaining the substantially immersed state of the granular silicon. The granular polysilicon is washed and then dried. Thereby, the granular polysilicon in its housed state in the cylindrical container is subjected to the purifying treatment to produce the objective granular silicon raw material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は粒状のシリコン原料、特
に半導体装置用シリコンウエハの製造に適用されるチョ
クラルスキー法(以下、CZ法)における原料として使
用される粒状の多結晶(ポリ)シリコンの製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a granular silicon raw material, particularly a granular polycrystal (poly) used as a raw material in the Czochralski method (hereinafter, CZ method) applied to the production of silicon wafers for semiconductor devices. The present invention relates to a method for manufacturing silicon.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン単結晶のCZ法による製造は、
インゴットの1本毎に塊状のポリシリコンをるつぼに充
填し、塊状ポリシリコンをカーボンヒーター等により加
熱融解し、この融液に種結晶を浸して回転させながら引
き上げることによって行われる。
2. Description of the Related Art The production of a silicon single crystal by the CZ method is
For each ingot, a block of polysilicon is filled in a crucible, the block of polysilicon is heated and melted by a carbon heater or the like, a seed crystal is dipped in the melt and pulled up while rotating.

【0003】しかし、単結晶インゴットの大口径、長大
化に伴って、一度にるつぼに充填される塊状ポリシリコ
ンが多量となり、るつぼ等が大型化するのを回避するた
め、近年、粒径0.2〜3mmの粒状ポリシリコンを連
続的にるつぼに供給し、大型の単結晶インゴットを引き
上げることが試みられている。
However, in order to prevent the crucible and the like from being increased in size with the increase in the diameter and length of the single crystal ingot, a large amount of massive polysilicon is filled in the crucible at one time. Attempts have been made to continuously feed 2-3 mm of granular polysilicon into a crucible and pull up a large single crystal ingot.

【0004】このような粒状のポリシリコン原料は一般
的に流動層反応法で製造されている。ところが、そのよ
うな従来の製造方法によって製造された粒状のポリシリ
コン原料は、その表面上に付着した塵埃等の不純物、原
料表面に自然発生する自然酸化膜中の不純物、原料内部
に存在する不純物等が多いため、このようなポリシリコ
ン原料を用いて製造されたシリコン単結晶インゴットは
不純物が多く、また結晶欠陥が多いため実用に供する事
ができないものが多かった。そのため、原料となる粒状
のポリシリコン原料を、ビーカー、バケツ等の容器に入
れ、フッ酸等の酸をいれて攪拌しその表面の不純物を除
去しようとしていた。
Such granular polysilicon raw material is generally manufactured by a fluidized bed reaction method. However, the granular polysilicon raw material manufactured by such a conventional manufacturing method has impurities such as dust adhering to the surface thereof, impurities in the natural oxide film that naturally occur on the surface of the raw material, and impurities existing inside the raw material. Therefore, many of the silicon single crystal ingots manufactured using such a polysilicon raw material have many impurities, and many crystal defects cannot be put to practical use. Therefore, it has been attempted to remove the impurities on the surface of a granular polysilicon raw material as a raw material by placing it in a container such as a beaker or a bucket and adding an acid such as hydrofluoric acid and stirring the mixture.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな従来の処理では粒状のポリシリコン原料の純度の向
上がほとんどみられないものであった。そのため、欠陥
のないシリコン単結晶インゴットの製造原料としての高
純度の粒状のシリコン原料が求められていた。
However, such a conventional treatment hardly shows an improvement in the purity of the granular polysilicon raw material. Therefore, a high-purity granular silicon raw material has been required as a raw material for manufacturing a defect-free silicon single crystal ingot.

【0006】そこで本発明は、不純物を含む粒状のシリ
コン原料に純化処理を施して高純度の粒状のシリコン原
料を得ることのできる粒状のシリコン原料の製造方法の
提供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a granular silicon raw material, which is capable of obtaining a high-purity granular silicon raw material by subjecting a granular silicon raw material containing impurities to a purification treatment.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明により提供される
課題の解決手段は、粒径0.1μm以上の粒状シリコン
が収容された筒状容器内に、シリコンおよび二酸化珪素
の両者を溶解可能な溶解処理液を導入して、収容された
粒状シリコンすべてを実質的に浸漬状態として溶解洗浄
処理を行い、ついで実質的に浸漬状態を維持したまま溶
解処理液の排出および洗浄液の導入をおこなって洗浄を
した後、粒状シリコンを乾燥することを特徴とする粒状
シリコン原料の製造方法である。
Means for Solving the Problem The means for solving the problem provided by the present invention is capable of dissolving both silicon and silicon dioxide in a cylindrical container containing granular silicon having a particle size of 0.1 μm or more. The dissolution treatment liquid is introduced, and all the contained granular silicon is immersed and subjected to the dissolution cleaning treatment, and then the dissolution treatment liquid is discharged and the cleaning liquid is introduced while maintaining the immersion state substantially for cleaning. The method for producing a granular silicon raw material is characterized in that the granular silicon is dried after the above.

【0008】また、本発明により提供される課題の他の
解決手段は、前記粒状シリコン原料の製造方法におい
て、溶解洗浄処理の前に、筒状容器内において粒状シリ
コンの表面に酸化膜を成長させる処理を施すことを特徴
とする粒状シリコン原料の製造方法、である。
Another solution to the problem provided by the present invention is that, in the method for producing a granular silicon raw material, an oxide film is grown on the surface of the granular silicon in a cylindrical container before the solution cleaning treatment. A method for producing a granular silicon raw material, which is characterized by performing a treatment.

【0009】また、本発明により提供されるさらに他の
解決手段は、前記粒状シリコン原料の製造方法におい
て、溶解洗浄処理の前に、筒状容器内に塩化水素ガスを
導入しドライクリーニング処理を施すことを特徴とする
粒状シリコン原料の製造方法で、である。
Still another solution provided by the present invention is, in the method for producing a granular silicon raw material, a dry cleaning treatment is carried out by introducing hydrogen chloride gas into a cylindrical container before the dissolution cleaning treatment. A method for producing a granular silicon raw material characterized by the above.

【0010】本発明において、溶解洗浄処理に用いられ
るシリコンおよび二酸化珪素の両者を溶解可能な溶液と
して、フッ酸および硝酸の混合物の水溶液(HF+HN
O3+H2O)、あるいはさらに塩酸を加えたもの(H
F+HNO3+H2O+HCl)等の酸系の溶液が好ま
しく用いられる。
In the present invention, an aqueous solution of a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid (HF + HN) is used as a solution capable of dissolving both silicon and silicon dioxide used for the dissolution cleaning treatment.
O3 + H2O), or the one with hydrochloric acid added (H
An acid-based solution such as F + HNO3 + H2O + HCl) is preferably used.

【0011】また、粒状シリコン原料の乾燥に際して
は、不活性ガスまたは清浄化された空気を筒状容器内に
導入する事により行われることが清浄化およびスループ
ット性の向上の面から好ましい。これらの乾燥用気体と
しては、高純度の窒素ガスが、純度の点およびシリコン
原料表面に不必要に酸化膜を成長させない点から好まし
い。これらの乾燥用気体は、容器内への導入の前に、必
要に応じて加熱しておくことができ、これにより、乾燥
時間の短縮を図ることができる。
In addition, when the granular silicon raw material is dried, it is preferable to introduce an inert gas or purified air into the cylindrical container from the viewpoint of cleaning and improving throughput. As these drying gases, high-purity nitrogen gas is preferable in terms of purity and preventing unnecessary growth of an oxide film on the surface of the silicon raw material. These drying gases can be heated if necessary before being introduced into the container, whereby the drying time can be shortened.

【0012】[0012]

【作用】上記手段においては、高純度の粒状のシリコン
原料は筒状容器内に収容された状態で純化処理されて製
造される。筒状容器は実質的に密閉されることが好まし
い。密閉することにより、空気中の塵埃による汚染、あ
るいは空気中の酸素による不純物を含む酸化膜の形成を
防止できる。また、塩化水素ガスによる気体洗浄処理を
行う場合には密閉することが必要となる。
In the above means, the high-purity granular silicon raw material is manufactured by being purified while being housed in the cylindrical container. It is preferable that the cylindrical container is substantially sealed. By sealing, it is possible to prevent contamination by dust in the air or formation of an oxide film containing impurities by oxygen in the air. Further, when performing a gas cleaning treatment with hydrogen chloride gas, it is necessary to hermetically seal.

【0013】シリコン原料を収納した筒状容器内にシリ
コンおよび二酸化珪素の両者を溶解できる溶解処理液を
導入して、収容した粒状のシリコン原料を実質的に浸漬
状態とすることにより、シリコン原料表面の自然酸化膜
および酸化膜の下にあるシリコン本体の一部を溶解しシ
リコン原料に付着しているあるいは含まれている不純物
を除去する。ついでシリコン原料の浸漬状態を実質的に
維持したまま溶解処理液の筒状容器外への排出および洗
浄液の容器内への導入を行う。これにより、溶解処理液
中に溶出した不純物の容器外への排出が行われる。これ
は処理されたシリコン原料に不純物が再付着する事を防
止できる程度まで洗浄液の導入および排出をおこなうこ
とによって達成される。
By introducing a dissolution treatment liquid capable of dissolving both silicon and silicon dioxide into a cylindrical container accommodating the silicon raw material and substantially immersing the contained granular silicon raw material, the silicon raw material surface The native oxide film and a part of the silicon body under the oxide film are dissolved to remove impurities adhering to or contained in the silicon raw material. Then, the dissolution treatment liquid is discharged to the outside of the cylindrical container and the cleaning liquid is introduced into the container while the immersion state of the silicon raw material is substantially maintained. Thereby, the impurities eluted in the dissolution treatment liquid are discharged out of the container. This is achieved by introducing and discharging the cleaning liquid to the extent that impurities can be prevented from redepositing on the treated silicon raw material.

【0014】ここで重要なことは、溶解処理液の排出あ
るいは洗浄液の導入を開始してから溶解不純物の再付着
が防止できる程度に容器内の液体が洗浄液に置換される
までの間に、処理されているシリコン原料を実質的に空
気(容器内の雰囲気)にさらさないことである。シリコ
ン原料が空気にさらされると、自然酸化膜が形成され
る。すると、せっかく溶解洗浄処理により溶解液中に溶
出した不純物が前記自然酸化膜中に取り込まれてしま
い、高純度のシリコン原料を製造することができなくな
る。容器内の雰囲気を非酸化性雰囲気に置換しておいて
も、雰囲気にさらされ乾燥する際に同様に不純物の再付
着が生じてしまい、高純度のシリコン原料を製造できな
くなる。
What is important here is that the treatment is started after the discharge of the dissolving treatment liquid or the introduction of the washing liquid until the liquid in the container is replaced with the washing liquid to the extent that re-adhesion of dissolved impurities can be prevented. That is, the silicon raw material is not exposed to air (atmosphere inside the container). When the silicon raw material is exposed to air, a natural oxide film is formed. Then, the impurities eluted into the solution by the solution cleaning process are taken into the natural oxide film, and it becomes impossible to manufacture a high-purity silicon raw material. Even if the atmosphere in the container is replaced with a non-oxidizing atmosphere, the impurities are also redeposited when exposed to the atmosphere and dried, so that a high-purity silicon raw material cannot be manufactured.

【0015】溶解処理液の導入の前に粒状のシリコン原
料の表面に酸化膜成長処理を施しても良い。これによ
り、シリコン原料粒子内に存在する不純物が上記酸化膜
成長処理によって形成・成長された酸化膜中にトラップ
される。この酸化膜を溶解洗浄処理により除去する事に
より、表面のみならずシリコン原料粒子内部に存在する
不純物を除去ないし低減する事ができる。酸化膜の成長
処理は、加熱されたクリーンな空気、好ましくは加熱さ
れた酸素を含むガスを筒状容器内に導入することによっ
て行うことができる。
An oxide film growth treatment may be performed on the surface of the granular silicon raw material before the introduction of the dissolution treatment liquid. As a result, the impurities existing in the silicon raw material particles are trapped in the oxide film formed and grown by the oxide film growth process. By removing this oxide film by dissolution cleaning treatment, impurities existing not only on the surface but also inside the silicon raw material particles can be removed or reduced. The oxide film growth treatment can be performed by introducing heated clean air, preferably heated gas containing oxygen, into the cylindrical container.

【0016】また、溶解処理液の導入の前に筒状容器内
に塩化水素ガスを導入しドライクリーニング処理を施す
ことにより、シリコン原料中に含まれるFe,Cr等の
不純物を除去することができる。
Impurities such as Fe and Cr contained in the silicon raw material can be removed by introducing hydrogen chloride gas into the cylindrical container and performing a dry cleaning process before introducing the dissolution treatment liquid. ..

【0017】酸化膜成長処理およびドライクリーニング
処理は必要に応じて行えば良いが、両者を行うことによ
ってより高純度のシリコン原料を製造することが可能で
ある。
The oxide film growth treatment and the dry cleaning treatment may be carried out if necessary, but by carrying out both of them, it is possible to manufacture a silicon raw material of higher purity.

【0018】酸化膜の成長処理またはドライクリーニン
グ処理あるいは洗浄後に乾燥する際に導入される気体を
加熱する手段としては、筒状容器の外部に設けた加熱装
置を用いても良く、あるいは筒状容器の上部に例えば複
数の穴の空いたSi板を収容し、高周波加熱によってこ
のSi板を発熱させて、導入される気体を加熱するよう
にしても良い。
A heating device provided outside the cylindrical container may be used as a means for heating the gas introduced when the oxide film is grown, or the dry cleaning process is performed, or when the film is dried after washing, or the cylindrical container is used. For example, a Si plate having a plurality of holes may be housed in the upper part of the, and the Si plate may be heated by high-frequency heating to heat the introduced gas.

【0019】本発明を実施するのに好適な筒状容器とし
て、容器底部に気体あるいは液体排出用の流量調整バル
ブを有するカラム形状のものが用いられる。酸化膜成長
処理あるいはドライクリーニング処理における処理ガス
の排出もこの排出口を利用することができる。
As a cylindrical container suitable for carrying out the present invention, a column-shaped container having a flow rate adjusting valve for discharging gas or liquid at the bottom of the container is used. The discharge port can also be used for discharging the processing gas in the oxide film growth process or the dry cleaning process.

【0020】また、筒状容器の材質としては、溶解処理
液に侵されない材質のもので容器からの汚染が防止でき
るものが良いが、コストや高純度化の達成のしやすさ等
を考慮すると、石英、テフロン、SiC、Si3 4
Si、またはSi含浸SiCからなるものが用いられ
る。
Further, as the material of the cylindrical container, it is preferable to use a material which is not corroded by the dissolution treatment liquid and which can prevent contamination from the container. However, considering the cost and the easiness of achieving high purity, etc. , Quartz, Teflon, SiC, Si 3 N 4 ,
A material made of Si or Si-impregnated SiC is used.

【0021】本発明の溶解洗浄処理あるいは洗浄処理に
際しては、溶解処理液あるいは洗浄液は筒状容器内に滞
留させて処理を行っても良いし、あるいは容器底部から
の溶液の排出量と供給量を調整してシリコン原料の浸漬
状態を保つようにしても良い。また、実質的に浸漬状態
を維持したまま溶解処理液の排出および洗浄液の導入を
行う方法として、容器底部にバルブ付きの排出口を有す
るカラムを使用し、洗浄液を導入しながらバルブの開き
を調整し溶解処理液を排出する方法が用いられる。
In the dissolution cleaning treatment or the cleaning treatment of the present invention, the dissolution treatment liquid or the cleaning liquid may be retained in the cylindrical container for the treatment, or the discharge amount and the supply amount of the solution from the bottom of the container may be adjusted. The silicon raw material may be adjusted to maintain the immersion state. Also, as a method of discharging the dissolution treatment liquid and introducing the cleaning liquid while maintaining the substantially immersed state, a column having a discharge port with a valve at the bottom of the container is used, and the opening of the valve is adjusted while introducing the cleaning liquid. Then, a method of discharging the dissolution treatment liquid is used.

【0022】本発明において、最終的な洗浄が終了し、
洗浄液が排出された後シリコン原料が空気に晒される際
には当然自然酸化膜が形成されることはやむを得ない
が、洗浄液により雰囲気が清浄化されているので不純物
の取り込みを最小限にする事ができる。
In the present invention, the final cleaning is completed,
It is unavoidable that a natural oxide film is formed when the silicon raw material is exposed to air after the cleaning liquid is discharged, but since the atmosphere is cleaned by the cleaning liquid, it is possible to minimize the uptake of impurities. it can.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施例の粒状シリコン原
料の製造方法の実施に供した純化装置の概略構成図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a purifying apparatus used for carrying out a method for producing a granular silicon raw material according to an embodiment of the present invention.

【0024】実施例1 まず、高純度の石英ガラスからなるカラム1(内径40
mm、長さ160mm、内容積200ml)内に、10
gの粒状ポリシリコン2(粒径0.2〜1.5mm)を
収容した。溶解処理液としてフッ酸系の溶液を用い、図
示しない酸溶液タンクから液体導管3を介して供給され
る所要量(100ml)のフッ酸系の溶解処理液4をカ
ラム1の上方から注入し、カラム1の下部の流量調整バ
ルブ5を開いてフッ酸系の溶解処理液4を所要時間(1
0分間)で排出するように調整して溶解洗浄処理をした
後、図示しない純水タンクから上記液体導管3を介して
供給される所要量(100ml)の純水(洗浄液)をカ
ラム1の上方から注入し、所要時間(10分間)をかけ
て純水をすべて排出して水洗浄した。
Example 1 First, a column 1 (inner diameter: 40) made of high-purity quartz glass was used.
mm, length 160 mm, internal volume 200 ml)
g of granular polysilicon 2 (particle size 0.2 to 1.5 mm) was accommodated. A hydrofluoric acid-based solution is used as the dissolution treatment solution, and a required amount (100 ml) of the hydrofluoric acid-based dissolution treatment solution 4 supplied from an acid solution tank (not shown) through the liquid conduit 3 is injected from above the column 1, The flow rate adjusting valve 5 at the bottom of the column 1 is opened to allow the hydrofluoric acid-based dissolution treatment solution 4 to be used for the required time (1
After performing a dissolution cleaning process by adjusting so as to discharge in 0 minute), a required amount (100 ml) of pure water (cleaning liquid) supplied through a liquid conduit 3 from a pure water tank (not shown) is placed above the column 1. Was poured in, and all the pure water was discharged over the required time (10 minutes) to wash with water.

【0025】この溶解洗浄から水洗浄への切り換えの間
に、粒状ポリシリコン2の上部が空気にふれないよう
に、フッ酸系の溶解処理液4がポリシリコン層に達する
前に純水の注入を開始した。
During the switching from the dissolution cleaning to the water cleaning, pure water is injected before the hydrofluoric acid-based dissolution treatment liquid 4 reaches the polysilicon layer so that the upper portion of the granular polysilicon 2 does not touch the air. Started.

【0026】ついで、洗浄水を排出すると共に、図示し
ないガスタンクから気体導管6を介して供給され、かつ
気体導管6に介装したガスフィルター7及び加熱装置8
によって除塵及び加熱(120℃)されたN2 ガスをカ
ラム1の上方から導入して粒状ポリシリコン2を乾燥し
た。
Then, the cleaning water is discharged and is supplied from a gas tank (not shown) through the gas conduit 6 and is also installed in the gas conduit 6 and the heating device 8.
The N 2 gas which had been dust-removed and heated (120 ° C.) was introduced from above the column 1 to dry the granular polysilicon 2.

【0027】溶解処理液組成を表1に示すように変え、
上記粒状シリコン原料の製造方法によって得られた粒状
ポリシリコンに含まれる不純物の量は、純化前の粒状ポ
リシリコンのそれを併記する表1に示すようになった。
The composition of the dissolution treatment liquid was changed as shown in Table 1,
The amount of impurities contained in the granular polysilicon obtained by the method for producing the granular silicon raw material is shown in Table 1 which also shows that of the granular polysilicon before purification.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】従って、純化前に比して不純物、特にF
e,Niを大幅に減少できることがわかる。
Therefore, impurities, especially F
It can be seen that e and Ni can be greatly reduced.

【0030】又、純化処理後の粒状ポリシリコン5gを
純水100ml中に入れ、液中パーティクルカウンター
で2.0μm以上の浮遊粒子を測定したところ、7個と
なり、処理前の粒状ポリシリコンのそれが1000個で
あるのに対し、大幅にダストを減少できることがわかっ
た。
Furthermore, 5 g of the granular polysilicon after the purification treatment was put into 100 ml of pure water, and when the number of suspended particles of 2.0 μm or more was measured with a submerged particle counter, it was 7; It was found that the dust can be significantly reduced, while the number is 1000.

【0031】比較例1 実施例1における溶解洗浄から水洗浄への切り換えの際
に、いったん溶解処理液をすべて筒状容器内から排出し
た後に純水を注入したことを除いて、実施例1の手順が
繰り返された。本比較例1では、溶解洗浄から水洗浄へ
の切り換えの間に、粒状ポリシリコンは空気に晒され
た。
Comparative Example 1 In the case of Example 1, except that when the dissolution cleaning was switched to the water cleaning in Example 1, pure water was injected after the dissolution processing solution was completely discharged from the cylindrical container. The procedure was repeated. In Comparative Example 1, the particulate polysilicon was exposed to air during the switching from the dissolution cleaning to the water cleaning.

【0032】溶解処理液の組成を表2に示すように変
え、得られた粒状のポリシリコン原料に含まれる不純物
の量を表2に示した。
The composition of the dissolution treatment liquid was changed as shown in Table 2, and the amount of impurities contained in the obtained granular polysilicon raw material is shown in Table 2.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】用いられた粒状のポリシリコン原料の純度
が実施例1に用いられたものと比べ、Fe,Niおいて
は高い。それにも係わらず処理された粒状のシリコン原
料の純度は実施例1に比べて悪いことがわかる。しかも
溶解処理液の組成によっては、処理前よりも含有される
不純物が増加していることがわかる。これは、試薬中に
含まれる不純物などが逆にシリコン粒子にトラッブされ
たのではないかと考えられる。
The purity of the granular polysilicon raw material used is higher in Fe and Ni than that used in Example 1. Nevertheless, it can be seen that the purity of the treated granular silicon raw material is worse than that in Example 1. Moreover, it can be seen that, depending on the composition of the dissolution treatment liquid, the amount of impurities contained in the dissolution treatment liquid is higher than that before the treatment. It is thought that this is because impurities contained in the reagent were trapped by the silicon particles.

【0035】また、従来におけるバケツやビーカーを用
いた方法においても比較例1と同様に空気に触れること
に加え、空気中に浮遊する塵埃に含まれる不純物に対し
ても開かれた環境にあるため純度の向上が期待できな
い。
Further, in the conventional method using a bucket or beaker, in addition to the contact with air as in Comparative Example 1, the environment is open to impurities contained in dust floating in the air. The purity cannot be expected to improve.

【0036】実施例2 まず、実施例1と同様に高純度の石英ガラスからなるカ
ラム1内に、10gの粒状ポリシリコン2を充填した
後、カラム1内の上部に納置した多孔性のSi円板(図
示せず)を高周波加熱により600〜1000℃の温度
に加熱すると共に、流量調整バルブ5を開き、かつ図示
しないガスタンクから気体導管6のガスフィルター7を
経て除塵されたクリーン空気又は酸素を含む不活性ガス
を、カラム1の上方から上記Si円板を通して導入し、
粒状ポリシリコン粒子の表面に予め酸化膜成長処理を施
して粒状ポリシリコン粒子の表面に所要厚さの酸化膜を
形成した。
Example 2 First, as in Example 1, a column 1 made of high-purity quartz glass was filled with 10 g of granular polysilicon 2 and then the porous Si stored in the upper part of the column 1 was filled. A disk (not shown) is heated to a temperature of 600 to 1000 ° C. by high frequency heating, the flow rate control valve 5 is opened, and clean air or oxygen removed from a gas tank (not shown) through the gas filter 7 of the gas conduit 6 is removed. An inert gas containing is introduced from above the column 1 through the Si disk,
An oxide film growth treatment was previously performed on the surface of the granular polysilicon particles to form an oxide film having a required thickness on the surface of the granular polysilicon particles.

【0037】ついで、図示しない酸溶液タンクから液体
導管3を介して供給される所要量(100ml)のフッ
酸系の溶解処理液4をカラム1の上方から注入し、所要
時間(80分間)で排出するようにカラム1の液量調整
バルブ5を調整して溶解洗浄した後、粒状ポリシリコン
2が空気に触れないように図示しない純水タンクから液
体導管3を介して供給される所要量(100ml)の純
水(洗浄液)をカラム1の上方から注入し、溶解処理液
4の排出後に所要時間(50分間)で排出するように流
量調整バルブ5を調整して水洗浄した。
Then, a required amount (100 ml) of the hydrofluoric acid-based dissolution treatment liquid 4 supplied from an acid solution tank (not shown) through the liquid conduit 3 is injected from above the column 1 and the time is required (80 minutes). After the liquid amount adjusting valve 5 of the column 1 is adjusted so as to discharge the solution and the column is dissolved and washed, the required amount supplied from the pure water tank (not shown) through the liquid conduit 3 so that the granular polysilicon 2 does not come into contact with the air ( 100 ml) of pure water (cleaning liquid) was injected from above the column 1, and the flow rate adjusting valve 5 was adjusted so that the dissolution treatment liquid 4 was discharged within a required time (50 minutes), followed by washing with water.

【0038】最後に、洗浄水を排出すると共に、図示し
ないガスタンクから気体導管6を介して供給され、かつ
気体導管6に介装したガスフィルター7及び加熱装置8
によって除塵及び加熱(120℃)されたN2 ,Ar等
の不活性ガス又はクリーン空気をカラム1の上方から導
入して粒状ポリシリコン2を乾燥した。
Finally, the cleaning water is discharged, and a gas filter 7 and a heating device 8 which are supplied from a gas tank (not shown) through the gas conduit 6 and are provided in the gas conduit 6 are also provided.
The granular polysilicon 2 was dried by introducing an inert gas such as N 2 or Ar, which had been dust-removed and heated (120 ° C.) or clean air, from above the column 1.

【0039】この純化処理方法によって得られた粒状ポ
リシリコンに含まれる不純物の量は、実施例1の方法に
よって得られた粒状ポリシリコンのそれを併記する表3
に示すようになった。
The amount of impurities contained in the granular polysilicon obtained by this purification method is shown in Table 3 together with that of the granular polysilicon obtained by the method of Example 1.
It came to be shown in.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】従って、溶解洗浄の前に、粒状ポリシリコ
ン粒子の表面に酸化膜を形成することによって、粒子中
の不純物が酸化膜中にトラップされるので、一層純度を
高め得ることがわかる。
Therefore, it is understood that by forming an oxide film on the surface of the granular polysilicon particles before the dissolution cleaning, impurities in the particles are trapped in the oxide film, so that the purity can be further improved.

【0042】なお、上記各実施例においては、カラムを
石英ガラス製とする場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、フッ酸系の溶解処理液に侵かさ
れないテフロン、SiC、Si3 4 、Si含浸SiC
からなるものを用いても同様の効果が得られた。
In each of the above embodiments, the case where the column is made of quartz glass has been described, but the present invention is not limited to this, and the column is made of Teflon, SiC, or Si that is not affected by the hydrofluoric acid-based solution. 3 N 4 , Si impregnated SiC
The same effect was obtained by using the one consisting of.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粒状シリ
コン原料の製造方法によれば、粒状のシリコン原料が筒
状容器に収容された状態で純化処理されて製造されるの
で、汚染の機会が少なくなって高純度のものを得ること
ができると共に、比較的簡単に大量の処理を行うことが
でき、かつ操作に熟練が不要で自動化が可能にできる。
又、溶解洗浄処理の前に酸化膜成長処理を施すことによ
り、酸化膜中に粒子中の不純物がトラップされるので、
一層純度を高めることができる。更に、溶解洗浄処理の
前のドライクリーニング処理を施すことにより、シリコ
ン原料中に含まれるFe,Cr等の不純物を除去するこ
とができる。
As described above, according to the method for producing a granular silicon raw material of the present invention, since the granular silicon raw material is purified and produced while being housed in the cylindrical container, there is a chance of contamination. It is possible to obtain a high-purity product with a reduced amount of water, and it is possible to perform a large amount of processing relatively easily, and it is possible to automate without requiring skill in operation.
Further, by performing the oxide film growth process before the dissolution cleaning process, the impurities in the particles are trapped in the oxide film,
The purity can be further increased. Furthermore, by performing a dry cleaning process before the dissolution cleaning process, impurities such as Fe and Cr contained in the silicon raw material can be removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の粒状シリコン原料の製造方
法の実施に供した純化装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a purifying device used for carrying out a method for producing a granular silicon raw material according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カラム(筒状容器) 2 粒状ポリシリコン 3 液体導管 4 溶解処理液 5 流量調整バルブ 6 気体導管 7 ガスフィルター 8 加熱装置 1 column (cylindrical container) 2 granular polysilicon 3 liquid conduit 4 dissolution treatment liquid 5 flow control valve 6 gas conduit 7 gas filter 8 heating device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粒径0.1μm以上の粒状のシリコンが
収容された筒状容器内に、シリコンおよび二酸化珪素の
両者を溶解可能な溶解処理液を導入して、収容された粒
状シリコンすべてを実質的に浸漬状態として溶解洗浄処
理を行い、ついで実質的に浸漬状態を維持したまま溶解
処理液の排出および洗浄液の導入をおこなって洗浄をし
た後、粒状シリコンを乾燥することを特徴とする粒状シ
リコン原料の製造方法。
1. A dissolution treatment liquid capable of dissolving both silicon and silicon dioxide is introduced into a cylindrical container containing granular silicon having a particle size of 0.1 μm or more to remove all of the contained granular silicon. Granules characterized by performing a dissolution cleaning treatment in a substantially immersed state, then discharging the dissolution treatment solution and introducing a cleaning solution while maintaining a substantially immersed state to perform cleaning, and then drying the granular silicon. Manufacturing method of silicon raw material.
【請求項2】 請求項1記載の粒状シリコン原料の製造
方法において、溶解洗浄処理の前に、筒状容器内におい
て粒状シリコンの表面に酸化膜を成長させる処理を施す
ことを特徴とする粒状シリコン原料の製造方法。
2. The method for producing a granular silicon raw material according to claim 1, wherein, before the dissolving and cleaning treatment, a treatment for growing an oxide film on the surface of the granular silicon in the cylindrical container is performed. Raw material manufacturing method.
【請求項3】 請求項1記載の粒状シリコン原料の製造
方法において、溶解洗浄処理の前に、筒状容器内に塩化
水素ガスを導入しドライクリーニング処理を施すことを
特徴とする粒状シリコン原料の製造方法。
3. The method for producing a granular silicon raw material according to claim 1, wherein hydrogen chloride gas is introduced into the cylindrical container to perform a dry cleaning treatment before the dissolution cleaning treatment. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6916657B2 (en) 2000-06-26 2005-07-12 Mitsubishi Materials Silicon Corporation Evaluation method for polycrystalline silicon
JP2011178646A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Yukichi Horioka Vacuum storage method and apparatus for crystal material

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