JPH078828A - 半導体材料の破砕方法およびその装置 - Google Patents
半導体材料の破砕方法およびその装置Info
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- JPH078828A JPH078828A JP6125839A JP12583994A JPH078828A JP H078828 A JPH078828 A JP H078828A JP 6125839 A JP6125839 A JP 6125839A JP 12583994 A JP12583994 A JP 12583994A JP H078828 A JPH078828 A JP H078828A
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- liquid
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- liquid jet
- jet
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/06—Jet mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/0056—Other disintegrating devices or methods specially adapted for specific materials not otherwise provided for
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- Food Science & Technology (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、半導体材料の無汚染の破砕方法
と、前記方法を実施することができる装置に関する。 【構成】 この方法は、液体が圧力で衝撃を与えられ、
かつノズルによって加圧されながら少なくとも１つの液
体噴射が作られ、前記液体噴射が半導体材料の方に向け
られ、かつ該半導体材料表面に高速度で衝突することを
特徴とする。この装置は、破砕された半導体材料を収容
するための容器（１）と、液体噴射（３）が高速度で破
砕される半導体材料（４）の方に向けられる少なくとも
１つのノズル（２）と、破砕された半導体材料を容器
（１）から搬送するための搬送装置（７）と、液体噴射
の引渡しおよび中断のための手段ならびにノズル（２）
を位置決めするための手段、および／または半導体材料
（４）を送り出すための手段とを特徴とする。
と、前記方法を実施することができる装置に関する。 【構成】 この方法は、液体が圧力で衝撃を与えられ、
かつノズルによって加圧されながら少なくとも１つの液
体噴射が作られ、前記液体噴射が半導体材料の方に向け
られ、かつ該半導体材料表面に高速度で衝突することを
特徴とする。この装置は、破砕された半導体材料を収容
するための容器（１）と、液体噴射（３）が高速度で破
砕される半導体材料（４）の方に向けられる少なくとも
１つのノズル（２）と、破砕された半導体材料を容器
（１）から搬送するための搬送装置（７）と、液体噴射
の引渡しおよび中断のための手段ならびにノズル（２）
を位置決めするための手段、および／または半導体材料
（４）を送り出すための手段とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体材料の無汚染破
砕方法に関する。さらに、本発明は前記方法の実施装置
に関する。
砕方法に関する。さらに、本発明は前記方法の実施装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの半導体製品の製造開始時には、半
導体材料を融液形態で提供する必要がある。たいていの
場合、この半導体材料は、前記目的のためにルツボまた
はこれに類するものの中で融解される。次いで、公知の
方法により前記融解物から成形体が鋳造されるか、また
は結晶が引き上げられる。前記結晶は、たとえば、太陽
電池、メモリ構成素子またはマイクロプロセッサのよう
な製品のための基礎材料を形成する。前記融解半導体材
料が、たとえば気相堆積による丸棒形態の場合のように
塊状の大体積の物体の形態で存在する場合、前記物体
は、ルツボの中の融解過程のために細かく砕かれる必要
がある。このようにしてのみ、ルツボ容積を効率的に利
用し、かつ小粒化された融解物の表面積が拡大すること
により、短くかつ省エネルギーの融解時間を達成するこ
とが可能である。
導体材料を融液形態で提供する必要がある。たいていの
場合、この半導体材料は、前記目的のためにルツボまた
はこれに類するものの中で融解される。次いで、公知の
方法により前記融解物から成形体が鋳造されるか、また
は結晶が引き上げられる。前記結晶は、たとえば、太陽
電池、メモリ構成素子またはマイクロプロセッサのよう
な製品のための基礎材料を形成する。前記融解半導体材
料が、たとえば気相堆積による丸棒形態の場合のように
塊状の大体積の物体の形態で存在する場合、前記物体
は、ルツボの中の融解過程のために細かく砕かれる必要
がある。このようにしてのみ、ルツボ容積を効率的に利
用し、かつ小粒化された融解物の表面積が拡大すること
により、短くかつ省エネルギーの融解時間を達成するこ
とが可能である。
【０００３】破砕時には、砕片の表面が不純物で汚染さ
れないことに綿密に注意する必要がある。特に、金属原
子は半導体材料の電気的特性を有害な仕方で変化させる
可能性があることから、前記金属原子による汚染は重大
であると見なされている。破砕される半導体材料が、従
来主として一般に行われているように、たとえば鋼鉄製
破砕機のような機械的手段で破砕される場合、この砕片
は融解する前に、大幅な労力とコストがかかる表面洗浄
を受けなければならない。
れないことに綿密に注意する必要がある。特に、金属原
子は半導体材料の電気的特性を有害な仕方で変化させる
可能性があることから、前記金属原子による汚染は重大
であると見なされている。破砕される半導体材料が、従
来主として一般に行われているように、たとえば鋼鉄製
破砕機のような機械的手段で破砕される場合、この砕片
は融解する前に、大幅な労力とコストがかかる表面洗浄
を受けなければならない。
【０００４】ドイツ特許公開第３８ １１ ０９１号公
報と、その対応特許米国特許第４，８７１，１１７号の
記載により、塊状の大体積のシリコン体は、すでに、シ
リコン、窒化セラミックスまたは炭化セラミックスのよ
うな非汚染物質または汚染が少ない物質から成る加工面
を有する手段によって機械的破砕が成功するように脱固
化することが可能である。前記脱固化は、破砕されるシ
リコン塊に、外部からの熱効果によって温度勾配が作ら
れ、かつ表面温度が４００℃ないし１４００℃の範囲で
調節され、および前記表面温度が、少なくとも３００℃
の値に急激に下げられ、この結果、前記温度勾配が少な
くとも部分的に逆転することにより達成されるものであ
る。前記温度勾配を作るためには、塊状の物体がルツボ
の中に運び込まれ、かつ加熱されなければならない。し
かし、前記方法は、加熱段階中に半導体材料の表面に吸
着した不純物によって拡散が始まり、および／または前
記拡散が加速されるという欠点をもっている。このよう
な方法で前記不純物は半導体材料の表面から結晶化合物
の中に到達し、かつこの結果、洗浄措置を奪ってしま
い、前記洗浄措置は表面近傍に限り不純物を除去するこ
とができるだけになる。さらに、上述の方法の場合、加
熱中にルツボ材料から引き渡される不純物により半導体
材料の汚染が実際上避けられなくなる。
報と、その対応特許米国特許第４，８７１，１１７号の
記載により、塊状の大体積のシリコン体は、すでに、シ
リコン、窒化セラミックスまたは炭化セラミックスのよ
うな非汚染物質または汚染が少ない物質から成る加工面
を有する手段によって機械的破砕が成功するように脱固
化することが可能である。前記脱固化は、破砕されるシ
リコン塊に、外部からの熱効果によって温度勾配が作ら
れ、かつ表面温度が４００℃ないし１４００℃の範囲で
調節され、および前記表面温度が、少なくとも３００℃
の値に急激に下げられ、この結果、前記温度勾配が少な
くとも部分的に逆転することにより達成されるものであ
る。前記温度勾配を作るためには、塊状の物体がルツボ
の中に運び込まれ、かつ加熱されなければならない。し
かし、前記方法は、加熱段階中に半導体材料の表面に吸
着した不純物によって拡散が始まり、および／または前
記拡散が加速されるという欠点をもっている。このよう
な方法で前記不純物は半導体材料の表面から結晶化合物
の中に到達し、かつこの結果、洗浄措置を奪ってしま
い、前記洗浄措置は表面近傍に限り不純物を除去するこ
とができるだけになる。さらに、上述の方法の場合、加
熱中にルツボ材料から引き渡される不純物により半導体
材料の汚染が実際上避けられなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、無汚染で、かつ高温および機械的破砕手段を放
棄するもとで、半導体材料を破砕することができる方法
を提示することであった。さらに、この課題は、前記方
法を実施することができる装置を開発することであっ
た。
課題は、無汚染で、かつ高温および機械的破砕手段を放
棄するもとで、半導体材料を破砕することができる方法
を提示することであった。さらに、この課題は、前記方
法を実施することができる装置を開発することであっ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、液体が圧力
で衝撃を与えられ、かつこれがノズルによって加圧され
ながら少なくとも１つの液体噴射が作られ、前記液体噴
射が半導体材料の方に向けられ、かつ該半導体材料表面
に高速度で衝突する、ことを特徴とする半導体材料の無
汚染破砕方法により解決される。さらに、この課題は請
求項２に記載の装置により解決される。
で衝撃を与えられ、かつこれがノズルによって加圧され
ながら少なくとも１つの液体噴射が作られ、前記液体噴
射が半導体材料の方に向けられ、かつ該半導体材料表面
に高速度で衝突する、ことを特徴とする半導体材料の無
汚染破砕方法により解決される。さらに、この課題は請
求項２に記載の装置により解決される。
【０００７】
【実施例】前記方法は、シリコン、ゲルマニウムまたは
ヒ化ガリウムのような加工しにくい硬質の半導体材料を
細かく砕くことに好んで利用される。その際、砕片がさ
らに破砕されるか、または、塊もしくは半導体棒のよう
な成形体が破砕されるのかは、問題ではない。液体噴射
は半導体材料を破砕する手段であるので、破砕過程中に
半導体材料を不純物で汚染する危険は、適切かつ特に純
粋な液体を選定することにより、大幅に低減することが
できる。特に好ましくは純水が使用される。しかし、た
とえば半導体材料の表面を不純物から除去し、または前
記表面をエッチングする効果を有する状態を含むような
水溶液を使用することも除外されていない。同様に、有
機溶剤または溶剤混合物、好ましくは沸点が低い溶剤ま
たは溶剤混合物の使用が可能であり、この結果、比較的
低いエネルギーコストで破砕半導体材料の乾燥を行うこ
とが可能である。半導体材料の破砕に必要なエネルギー
は、液体が圧力で衝撃を与えられ、かつこれがノズルに
よって加圧され、その際、液体噴射が高速度でノズルを
離れることによって調達される。
ヒ化ガリウムのような加工しにくい硬質の半導体材料を
細かく砕くことに好んで利用される。その際、砕片がさ
らに破砕されるか、または、塊もしくは半導体棒のよう
な成形体が破砕されるのかは、問題ではない。液体噴射
は半導体材料を破砕する手段であるので、破砕過程中に
半導体材料を不純物で汚染する危険は、適切かつ特に純
粋な液体を選定することにより、大幅に低減することが
できる。特に好ましくは純水が使用される。しかし、た
とえば半導体材料の表面を不純物から除去し、または前
記表面をエッチングする効果を有する状態を含むような
水溶液を使用することも除外されていない。同様に、有
機溶剤または溶剤混合物、好ましくは沸点が低い溶剤ま
たは溶剤混合物の使用が可能であり、この結果、比較的
低いエネルギーコストで破砕半導体材料の乾燥を行うこ
とが可能である。半導体材料の破砕に必要なエネルギー
は、液体が圧力で衝撃を与えられ、かつこれがノズルに
よって加圧され、その際、液体噴射が高速度でノズルを
離れることによって調達される。
【０００８】前記液体噴射は、該液体噴射が半導体材料
の表面に角度３０−９０°で、好ましくは６０−９０°
で、特に好ましくは垂直に衝突するように半導体の方に
向けられる。ノズル先端の断面と、これとともにノズル
を離れた液体噴射の断面は、実用的には、円形、長方
形、正方形または多角形であり、また該断面は別の形状
を有することもできる。ノズルを離れた液体噴射の断面
積は、ノズル先端において好ましくは０．００５ないし
２０ｍｍ2 、特に好ましくは０．０５ないし３ｍｍ2 で
ある。ノズル先端が耐摩耗性の半導体材料を汚染しない
材料、たとえばサファイヤから成ることが考慮される場
合に限り、前記ノズル先端は、すでに半導体材料の表面
に接触するように前記ノズルを半導体材料の方に向ける
ことができることが明らかになった。しかし、ノズルの
材料による汚染を防ぐために、および前記処理中に半導
体材料が送り運動に従う場合のために、前記ノズル先端
は、半導体材料の表面と距離を保つ方がより有利であ
る。半導体材料の表面から前記半導体材料の方に向けら
れたノズル先端の望ましい間隔は、０ないし１５０ｍ
ｍ、好ましくは１０ないし２０ｍｍである。
の表面に角度３０−９０°で、好ましくは６０−９０°
で、特に好ましくは垂直に衝突するように半導体の方に
向けられる。ノズル先端の断面と、これとともにノズル
を離れた液体噴射の断面は、実用的には、円形、長方
形、正方形または多角形であり、また該断面は別の形状
を有することもできる。ノズルを離れた液体噴射の断面
積は、ノズル先端において好ましくは０．００５ないし
２０ｍｍ2 、特に好ましくは０．０５ないし３ｍｍ2 で
ある。ノズル先端が耐摩耗性の半導体材料を汚染しない
材料、たとえばサファイヤから成ることが考慮される場
合に限り、前記ノズル先端は、すでに半導体材料の表面
に接触するように前記ノズルを半導体材料の方に向ける
ことができることが明らかになった。しかし、ノズルの
材料による汚染を防ぐために、および前記処理中に半導
体材料が送り運動に従う場合のために、前記ノズル先端
は、半導体材料の表面と距離を保つ方がより有利であ
る。半導体材料の表面から前記半導体材料の方に向けら
れたノズル先端の望ましい間隔は、０ないし１５０ｍ
ｍ、好ましくは１０ないし２０ｍｍである。
【０００９】液体噴射が半導体材料を破砕するために十
分な運動エネルギーを作ることができるようにするため
に液体に衝撃を与えなければならない圧力は、５００な
いし５０００バール、好ましくは１０００ないし４００
０バールにしなければならない。原則として、一定の液
体流量が作られるように処理することができる。しか
し、通常は、希望する材料破砕が行われたなら直ちに液
体噴射を中断し、または前記液体噴射を周期的に中断
し、かつこれにより該液体噴射を液体噴射パルスの連続
に分割するだけでも十分である。さらに最終的には、周
期的に中断された液体噴射を連続的にではなく、時間的
に中断しながら半導体材料の方に向けることも可能であ
る。液体噴射が中断されない限り該液体噴射が保持され
ている間の時間（パルス持続時間）は、あらかじめ設定
された装置構成の場合、まず第一に、半導体材料の厚さ
および緻密度に合わせて調整される。通常、たとえば直
径１２０ｍｍのシリコン棒の破砕を２つ以上の砕片にす
るためには、０．５ないし５秒のパルス持続時間で十分
である。
分な運動エネルギーを作ることができるようにするため
に液体に衝撃を与えなければならない圧力は、５００な
いし５０００バール、好ましくは１０００ないし４００
０バールにしなければならない。原則として、一定の液
体流量が作られるように処理することができる。しか
し、通常は、希望する材料破砕が行われたなら直ちに液
体噴射を中断し、または前記液体噴射を周期的に中断
し、かつこれにより該液体噴射を液体噴射パルスの連続
に分割するだけでも十分である。さらに最終的には、周
期的に中断された液体噴射を連続的にではなく、時間的
に中断しながら半導体材料の方に向けることも可能であ
る。液体噴射が中断されない限り該液体噴射が保持され
ている間の時間（パルス持続時間）は、あらかじめ設定
された装置構成の場合、まず第一に、半導体材料の厚さ
および緻密度に合わせて調整される。通常、たとえば直
径１２０ｍｍのシリコン棒の破砕を２つ以上の砕片にす
るためには、０．５ないし５秒のパルス持続時間で十分
である。
【００１０】比較的大きな半導体物体は、連続的にまた
は間隔をおいて、液体噴射または周期的に中断された液
体噴射（以下、この液体噴射のヴァリエーションに対し
ても、液体噴射という概念のみを使用する）を、半導体
材料の種々の箇所の方に向けることにより、破砕するこ
とができる。その際ノズルは、半導体材料が送られてい
る間は、たとえばあらかじめ選定された位置に固定した
ままにすることができる。前記方法の継続的な開発は、
前記方法による工程の自動化を企図している。当然なが
ら前記ノズルは、連続的にまたは間隔をおいて、新たな
目標、たとえば破砕される半導体物体の表面の別の箇所
または砕片に合わせて調整することも可能である。
は間隔をおいて、液体噴射または周期的に中断された液
体噴射（以下、この液体噴射のヴァリエーションに対し
ても、液体噴射という概念のみを使用する）を、半導体
材料の種々の箇所の方に向けることにより、破砕するこ
とができる。その際ノズルは、半導体材料が送られてい
る間は、たとえばあらかじめ選定された位置に固定した
ままにすることができる。前記方法の継続的な開発は、
前記方法による工程の自動化を企図している。当然なが
ら前記ノズルは、連続的にまたは間隔をおいて、新たな
目標、たとえば破砕される半導体物体の表面の別の箇所
または砕片に合わせて調整することも可能である。
【００１１】前記方法の作業能力を向上させるために、
２つ以上の液体噴射、好ましくは２つないし５つを、同
時にまたは時間をずらして、半導体材料の種々の箇所に
衝突させることを企図することもできる。この場合に
は、２つの液体噴射の間隔は、半導体材料に衝突する
際、少なくとも２０ｍｍおよび最高１２０ｍｍとなるよ
うに処理する方が有利であることが明らかになった。前
記の方法で主として最大長さ６０ないし１２０ｍｍを有
する砕片を作ることができ、この結果、該砕片は特に融
解ルツボの充填に適している。ただし、前記液体噴射の
間隔（２つ以上の液体噴射が同時に使用される場合）
を、狭くもしくは広く、または半導体材料表面上の２目
標点間の間隔（１つの液体噴射だけが使用される場合）
を、狭くもしくは広く選定することも除外されず、この
結果、主としてこれよりも短いまたは長い最大長さを有
する砕片を得ることができる。
２つ以上の液体噴射、好ましくは２つないし５つを、同
時にまたは時間をずらして、半導体材料の種々の箇所に
衝突させることを企図することもできる。この場合に
は、２つの液体噴射の間隔は、半導体材料に衝突する
際、少なくとも２０ｍｍおよび最高１２０ｍｍとなるよ
うに処理する方が有利であることが明らかになった。前
記の方法で主として最大長さ６０ないし１２０ｍｍを有
する砕片を作ることができ、この結果、該砕片は特に融
解ルツボの充填に適している。ただし、前記液体噴射の
間隔（２つ以上の液体噴射が同時に使用される場合）
を、狭くもしくは広く、または半導体材料表面上の２目
標点間の間隔（１つの液体噴射だけが使用される場合）
を、狭くもしくは広く選定することも除外されず、この
結果、主としてこれよりも短いまたは長い最大長さを有
する砕片を得ることができる。
【００１２】直径６０ないし２５０ｍｍの棒状半導体材
料は、好ましくは、少なくとも１つの液体噴射が前記棒
の正面の方に向けられるか、または少なくとも１つの液
体噴射が前記棒の被覆面に対して半径方向に向けられる
ように破砕される。特に好ましくは同時にまたは相前後
して、１つの液体噴射が前記棒の正面の方に、および１
つの液体噴射が前記棒の被覆面の方に向けられる。さら
に、前記方法は、好ましくは連続的にまたは間隔をおい
て半導体棒の位置を変化させることを企図する。半導体
棒を新たな加工位置に運び込むために、前記半導体棒
は、半径方向にあらかじめ選定された工程区間だけ動か
される。場合により、たとえば液体噴射が衝突した後で
前記棒の被覆面上の破砕効果が不完全に留まり、および
結晶部分がまだ確実に前記棒と結合している場合のため
に、前記半導体棒を該半導体棒の縦軸の周囲で回転させ
る手段も企図されている。通常、前記結晶部分は、前記
棒が回転される場合に限り、まだ効果的に液体噴射を衝
突させることができる。この方法のもう１つ別のヴァリ
エーションは、半導体棒を連続的に該半導体棒の縦軸の
周囲で回転させ、かつ前記棒を軸方向に送り出すことか
ら構成され、一方、１つまたは２つ以上の液体噴射は、
種々の方向から同時にまたは連続的に前記棒の方に向け
られる。
料は、好ましくは、少なくとも１つの液体噴射が前記棒
の正面の方に向けられるか、または少なくとも１つの液
体噴射が前記棒の被覆面に対して半径方向に向けられる
ように破砕される。特に好ましくは同時にまたは相前後
して、１つの液体噴射が前記棒の正面の方に、および１
つの液体噴射が前記棒の被覆面の方に向けられる。さら
に、前記方法は、好ましくは連続的にまたは間隔をおい
て半導体棒の位置を変化させることを企図する。半導体
棒を新たな加工位置に運び込むために、前記半導体棒
は、半径方向にあらかじめ選定された工程区間だけ動か
される。場合により、たとえば液体噴射が衝突した後で
前記棒の被覆面上の破砕効果が不完全に留まり、および
結晶部分がまだ確実に前記棒と結合している場合のため
に、前記半導体棒を該半導体棒の縦軸の周囲で回転させ
る手段も企図されている。通常、前記結晶部分は、前記
棒が回転される場合に限り、まだ効果的に液体噴射を衝
突させることができる。この方法のもう１つ別のヴァリ
エーションは、半導体棒を連続的に該半導体棒の縦軸の
周囲で回転させ、かつ前記棒を軸方向に送り出すことか
ら構成され、一方、１つまたは２つ以上の液体噴射は、
種々の方向から同時にまたは連続的に前記棒の方に向け
られる。
【００１３】時折、半導体材料がたしかに液体噴射によ
って破砕されてはいるが、しかし砕片が互いにひっかか
って動かなくなったり、または締めつけられて動かなく
なる可能性があり、この結果、あたかも該砕片間がまだ
確実に結合しているかのように見えることがある。この
ような場合においては、砕片の凝集力を克服するために
提供されるエネルギーは小さいので、個々の砕片は、た
とえばプラスチック、セラミックスまたは前記半導体材
料自体などの非汚染物質から成る加工面を有する機械的
加工手段により互いに分離することができる。当然この
課題に対しても、また新たに１つの液体噴射を援用する
こともできる。
って破砕されてはいるが、しかし砕片が互いにひっかか
って動かなくなったり、または締めつけられて動かなく
なる可能性があり、この結果、あたかも該砕片間がまだ
確実に結合しているかのように見えることがある。この
ような場合においては、砕片の凝集力を克服するために
提供されるエネルギーは小さいので、個々の砕片は、た
とえばプラスチック、セラミックスまたは前記半導体材
料自体などの非汚染物質から成る加工面を有する機械的
加工手段により互いに分離することができる。当然この
課題に対しても、また新たに１つの液体噴射を援用する
こともできる。
【００１４】上述の方法により、半導体材料は無汚染で
砕片に破砕することができ、該砕片の平均サイズは処理
パラメータを適切に選定することによりあらかじめ決定
することができる。さらに上述の方法は、破砕する際の
微細破片または塵が、わずかな割合でしか発生しないと
いう特徴がある。前記破砕方法は腐食作用を有する材料
を添加しないで済む。破砕された材料は、もはや強制的
に洗浄する必要がなく、また前記洗浄がそれにも拘わら
ず実施されるようなときは、これに対して必要とされる
洗浄剤は根本的に少なくなる。
砕片に破砕することができ、該砕片の平均サイズは処理
パラメータを適切に選定することによりあらかじめ決定
することができる。さらに上述の方法は、破砕する際の
微細破片または塵が、わずかな割合でしか発生しないと
いう特徴がある。前記破砕方法は腐食作用を有する材料
を添加しないで済む。破砕された材料は、もはや強制的
に洗浄する必要がなく、また前記洗浄がそれにも拘わら
ず実施されるようなときは、これに対して必要とされる
洗浄剤は根本的に少なくなる。
【００１５】以下、図面に基づいて本発明の方法により
実施することができる装置を説明する。図示した装置は
実施例として理解される。ここでは本発明の装置をより
理解し易くするために必要な特徴に限って示されてい
る。
実施することができる装置を説明する。図示した装置は
実施例として理解される。ここでは本発明の装置をより
理解し易くするために必要な特徴に限って示されてい
る。
【００１６】装置には、破砕された半導体材料を収容す
るための容器１と、液体噴射３が破砕される半導体材料
４の方に向けられる少なくとも１つのノズル２（図面に
は１つのノズルしか示されていないが、２つ以上のノズ
ルも使用することができる）とが含まれる。前記容器１
は、実用的には操作中少なくとも部分的に液体で満たさ
れており、この結果、液体噴射はこの場合には前記容器
底に直接衝突することがない。図面では、半導体材料４
はＵ字形に曲げられた半導体棒として示されている。し
かし、当然ながら図示した装置により任意の別の形に成
形された半導体物体も破砕することができる。実施例
は、ノズル２が移動可能に仕上げられ、かつ制御装置５
を介して手動または自動で３空間方向に位置決めでき、
他方、半導体材料４は容器１の上にある支持面６に固定
して静止している、ことを示す。前記支持面６は半導体
材料を汚染しない材料から成り、かつ好ましくは格子状
に形成されており、この結果、液体噴射を利用して棒か
ら分離した砕片は格子中間室を通り容器１の中へ落とす
ことができる。１つまたは２つ以上のノズルを位置決め
するために、たとえばＮＣ−制御（数値制御）を使用す
ることができる。当然ながら前記装置は、半導体材料を
送り出すための追加手段が提供されるように設計するこ
ともできる。この場合にもノズルは一定の場所に取り付
けることができる。前記容器１は、破砕された半導体材
料を連続的にまたは断続的に搬送することを許容する搬
送装置７を装備している。実用的には破砕時に発生する
微細破片は、たとえば容器１の中にある液体が常時ポン
プ循環され、かつこれにより作られた流れが微細破片を
運ぶことにより、すでに前記容器１の中でその他の破片
から分離される。実施例において搬送装置７は、プラス
チック製リンクコンベヤまたはプラスチックもしくは半
導体材料から構成することができるプラスチックリンク
に固定されるトレイから構成される。
るための容器１と、液体噴射３が破砕される半導体材料
４の方に向けられる少なくとも１つのノズル２（図面に
は１つのノズルしか示されていないが、２つ以上のノズ
ルも使用することができる）とが含まれる。前記容器１
は、実用的には操作中少なくとも部分的に液体で満たさ
れており、この結果、液体噴射はこの場合には前記容器
底に直接衝突することがない。図面では、半導体材料４
はＵ字形に曲げられた半導体棒として示されている。し
かし、当然ながら図示した装置により任意の別の形に成
形された半導体物体も破砕することができる。実施例
は、ノズル２が移動可能に仕上げられ、かつ制御装置５
を介して手動または自動で３空間方向に位置決めでき、
他方、半導体材料４は容器１の上にある支持面６に固定
して静止している、ことを示す。前記支持面６は半導体
材料を汚染しない材料から成り、かつ好ましくは格子状
に形成されており、この結果、液体噴射を利用して棒か
ら分離した砕片は格子中間室を通り容器１の中へ落とす
ことができる。１つまたは２つ以上のノズルを位置決め
するために、たとえばＮＣ−制御（数値制御）を使用す
ることができる。当然ながら前記装置は、半導体材料を
送り出すための追加手段が提供されるように設計するこ
ともできる。この場合にもノズルは一定の場所に取り付
けることができる。前記容器１は、破砕された半導体材
料を連続的にまたは断続的に搬送することを許容する搬
送装置７を装備している。実用的には破砕時に発生する
微細破片は、たとえば容器１の中にある液体が常時ポン
プ循環され、かつこれにより作られた流れが微細破片を
運ぶことにより、すでに前記容器１の中でその他の破片
から分離される。実施例において搬送装置７は、プラス
チック製リンクコンベヤまたはプラスチックもしくは半
導体材料から構成することができるプラスチックリンク
に固定されるトレイから構成される。
【００１７】しかし、たとえば、容器１の中に、プラス
チックまたは半導体材料から仕上げられる（この図面に
は示されていない）収集かごを備え、かつ該収集かごを
必要な場合には前記容器から導き出すことも可能であ
る。さらに図面には、棒状の半導体材料において、前記
棒の先端が棒製造中に異物から成る電極に接続されてい
る場合のために、汚染された棒先端を集めるために利用
される補助かご８が示されている。破砕処理の始めに、
半導体棒は棒先端が補助かご８の上に置かれるように支
持面６の上に置かれる。液体噴射を利用して前記棒先端
が破砕かつ分離され、かつ砕片は補助かご８の中に落と
すことができる。図面に示されていないものは、液体を
含むノズル２のための供給ユニットと、液体の中で必要
な操作圧力を作るためのポンプと、液体噴射の引渡しお
よび中断のための手段である。さらに、すでに破砕され
てはいるがまだ半導体部分に結合している脱固化のため
の機械的手段が提供され、かつ破砕装置は全体として防
音容器の中に収納することができる。
チックまたは半導体材料から仕上げられる（この図面に
は示されていない）収集かごを備え、かつ該収集かごを
必要な場合には前記容器から導き出すことも可能であ
る。さらに図面には、棒状の半導体材料において、前記
棒の先端が棒製造中に異物から成る電極に接続されてい
る場合のために、汚染された棒先端を集めるために利用
される補助かご８が示されている。破砕処理の始めに、
半導体棒は棒先端が補助かご８の上に置かれるように支
持面６の上に置かれる。液体噴射を利用して前記棒先端
が破砕かつ分離され、かつ砕片は補助かご８の中に落と
すことができる。図面に示されていないものは、液体を
含むノズル２のための供給ユニットと、液体の中で必要
な操作圧力を作るためのポンプと、液体噴射の引渡しお
よび中断のための手段である。さらに、すでに破砕され
てはいるがまだ半導体部分に結合している脱固化のため
の機械的手段が提供され、かつ破砕装置は全体として防
音容器の中に収納することができる。
【００１８】以下、１つの例に基づいて本発明の方法に
よる半導体材料の破砕を説明する。 例 図面に記載の装置を使用して、長さ１ｍ、直径１２０ｍ
ｍ、および重さ２６ｋｇのシリコン棒が破砕された。液
体としては、超純水が使用され、前記超純水は圧力３６
００バールで衝撃を与えられた。水噴射を作るために、
前記水は円形のノズル先端をもつサファイヤノズルを通
して加圧された。前記ノズル先端を離れた水噴射の断面
積は約０．０５ｍｍ2 であった。シリコン棒の被覆面に
対して個々の持続時間１秒の水噴射パルスが引き渡され
た。ノズルは、水噴射が棒の被覆面に対して半径方向に
向けられるように位置決めされた。棒表面とノズル先端
の間隔は１０ｍｍであった。シリコン棒の方に各水噴射
パルスが向けられた後、ノズルは５０ｍｍだけ棒の縦軸
と平行に移動された。得られたシリコン砕片は、主とし
て最大長さ４０−１２０ｍｍを有していた。
よる半導体材料の破砕を説明する。 例 図面に記載の装置を使用して、長さ１ｍ、直径１２０ｍ
ｍ、および重さ２６ｋｇのシリコン棒が破砕された。液
体としては、超純水が使用され、前記超純水は圧力３６
００バールで衝撃を与えられた。水噴射を作るために、
前記水は円形のノズル先端をもつサファイヤノズルを通
して加圧された。前記ノズル先端を離れた水噴射の断面
積は約０．０５ｍｍ2 であった。シリコン棒の被覆面に
対して個々の持続時間１秒の水噴射パルスが引き渡され
た。ノズルは、水噴射が棒の被覆面に対して半径方向に
向けられるように位置決めされた。棒表面とノズル先端
の間隔は１０ｍｍであった。シリコン棒の方に各水噴射
パルスが向けられた後、ノズルは５０ｍｍだけ棒の縦軸
と平行に移動された。得られたシリコン砕片は、主とし
て最大長さ４０−１２０ｍｍを有していた。
【００１９】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １． 液体が、圧力５００ないし５０００バール、好ま
しくは１０００ないし４０００バールで衝撃を与えられ
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
る。 １． 液体が、圧力５００ないし５０００バール、好ま
しくは１０００ないし４０００バールで衝撃を与えられ
ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【００２０】２． 液体噴射が半導体材料の表面に角度
３０ないし９０°で衝突するように前記半導体材料の方
に該液体噴射が向けられることを特徴とする請求項１ま
たは前記１に記載の方法。
３０ないし９０°で衝突するように前記半導体材料の方
に該液体噴射が向けられることを特徴とする請求項１ま
たは前記１に記載の方法。
【００２１】３． ノズルから飛び出す際の液体噴射の
断面積が０．００５ないし２０ｍｍ2となることを特徴
とする請求項１、前記１または２のいずれか１項に記載
の方法。
断面積が０．００５ないし２０ｍｍ2となることを特徴
とする請求項１、前記１または２のいずれか１項に記載
の方法。
【００２２】４． 液体噴射が周期的に中断され、か
つ、該液体噴射が維持されている間の持続時間が０．５
ないし５秒となることを特徴とする請求項１、または前
記１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
つ、該液体噴射が維持されている間の持続時間が０．５
ないし５秒となることを特徴とする請求項１、または前
記１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【００２３】５． 液体噴射の長さが、半導体材料から
離れている場合、１５０ｍｍ以下となるような位置から
前記液体噴射が半導体材料の方に向けられることを特徴
とする請求項１または前記１ないし４のいずれか１項に
記載の方法。
離れている場合、１５０ｍｍ以下となるような位置から
前記液体噴射が半導体材料の方に向けられることを特徴
とする請求項１または前記１ないし４のいずれか１項に
記載の方法。
【００２４】６． 液体噴射が、水、洗浄水溶液もしく
はエッチング水溶液、または有機溶剤または溶剤混合物
から成ることを特徴とする請求項１または前記１ないし
５のいずれか１項に記載の方法。
はエッチング水溶液、または有機溶剤または溶剤混合物
から成ることを特徴とする請求項１または前記１ないし
５のいずれか１項に記載の方法。
【００２５】７． ２つないし５つの液体噴射が、種々
の方向から半導体材料の方に向けられることを特徴とす
る請求項１または前記１ないし６のいずれか１項に記載
の方法。
の方向から半導体材料の方に向けられることを特徴とす
る請求項１または前記１ないし６のいずれか１項に記載
の方法。
【００２６】８． 棒状の半導体材料または、砕片また
は塊の形状の半導体材料を破砕することを特徴とする請
求項１または前記１ないし７のいずれか１項に記載の方
法。
は塊の形状の半導体材料を破砕することを特徴とする請
求項１または前記１ないし７のいずれか１項に記載の方
法。
【００２７】９． 破砕された半導体部分の化合物とし
て存在するすでに破砕された半導体材料を個々の砕片に
分割できる機械的手段を有することを特徴とする請求項
２に記載の装置。
て存在するすでに破砕された半導体材料を個々の砕片に
分割できる機械的手段を有することを特徴とする請求項
２に記載の装置。
【００２８】１０． 棒状の半導体材料の破砕された先
端を収容するための補助かご（８）をを有することを特
徴とする請求項２または前記９に記載の装置。
端を収容するための補助かご（８）をを有することを特
徴とする請求項２または前記９に記載の装置。
【００２９】１１． 破砕された半導体材料を容器
（１）から搬送するためのリンクコンベヤを有するこを
特徴とする請求項２、前記９または１０のいずれか１項
に記載の装置。
（１）から搬送するためのリンクコンベヤを有するこを
特徴とする請求項２、前記９または１０のいずれか１項
に記載の装置。
【００３０】
【発明の効果】以上のとおり、本発明により液体が圧力
で衝撃を与えられ、かつこれがノズルによって加圧され
ながら少なくとも１つの液体噴射が作られ、前記液体噴
射が半導体材料の方に向けられ、かつ該半導体材料表面
に高速度で衝突することにより、無汚染で、かつ高温お
よび機械的破砕手段を放棄する半導体材料を破砕するこ
とができる方法を提供することができ、さらに、破砕さ
れた半導体材料を収容するための容器と、１つの液体噴
射が高速度で破砕される半導体材料の方に向けられる少
なくとも１つのノズルと、破砕された半導体材料を前記
容器から搬送するための搬送装置と、液体噴射の引渡し
および中断のための手段ならびにノズルを位置決めする
ための手段および／または半導体材料を送り出すための
手段とからなる半導体材料の無汚染破砕のための装置を
提供することができる。
で衝撃を与えられ、かつこれがノズルによって加圧され
ながら少なくとも１つの液体噴射が作られ、前記液体噴
射が半導体材料の方に向けられ、かつ該半導体材料表面
に高速度で衝突することにより、無汚染で、かつ高温お
よび機械的破砕手段を放棄する半導体材料を破砕するこ
とができる方法を提供することができ、さらに、破砕さ
れた半導体材料を収容するための容器と、１つの液体噴
射が高速度で破砕される半導体材料の方に向けられる少
なくとも１つのノズルと、破砕された半導体材料を前記
容器から搬送するための搬送装置と、液体噴射の引渡し
および中断のための手段ならびにノズルを位置決めする
ための手段および／または半導体材料を送り出すための
手段とからなる半導体材料の無汚染破砕のための装置を
提供することができる。
【図１】本発明に係る装置の斜視図である。
１ 容器 ２ ノズル ３ 液体噴射 ４ 高速度で破砕される半導体材料 ７ 搬送装置
フロントページの続き (72)発明者 フランツ・ケープル ドイツ連邦共和国 エルルバッハ、スパイ ルベルク 40 (72)発明者 マトハウズ・シャンツ ドイツ連邦共和国 ロート、ヴィーレンバ ッハ 29
Claims (2)
- 【請求項１】 液体が圧力で衝撃を与えられ、かつノズ
ルによって加圧されながら少なくとも１つの液体噴射が
作られ、前記液体噴射が半導体材料の方に向けられ、か
つ該半導体材料表面上に高速度で衝突することを特徴と
する半導体材料を無汚染で破砕するための方法。 - 【請求項２】 破砕された半導体材料を収容するための
容器（１）と、１つの液体噴射（３）が高速度で破砕さ
れる半導体材料（４）の方に向けられる少なくとも１つ
のノズル（２）と、破砕された半導体材料を前記容器
（１）から搬送するための搬送装置（７）と、液体噴射
の引渡しおよび中断のための手段ならびにノズル（２）
を位置決めするための手段および／または半導体材料
（４）を送り出すための手段とからなることを特徴とす
る半導体材料の無汚染破砕のための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE43-16-626-1 | 1993-05-18 | ||
| DE4316626A DE4316626A1 (de) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Verfahren und Vorrichtung zur Zerkleinerung von Halbleitermaterial |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH078828A true JPH078828A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=6488391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6125839A Pending JPH078828A (ja) | 1993-05-18 | 1994-05-17 | 半導体材料の破砕方法およびその装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5660335A (ja) |
| JP (1) | JPH078828A (ja) |
| KR (1) | KR0137336B1 (ja) |
| CN (1) | CN1033952C (ja) |
| DE (1) | DE4316626A1 (ja) |
| IT (1) | IT1272243B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011048797A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | パナソニック株式会社 | シリコン粉末の製造方法、および多結晶型太陽電池パネルならびにその製造方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19618974A1 (de) * | 1996-05-10 | 1997-11-13 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Behandlung von Halbleitermaterial |
| US6129779A (en) * | 1997-05-13 | 2000-10-10 | First Solar, Llc | Reclaiming metallic material from an article comprising a non-metallic friable substrate |
| DE19847100A1 (de) * | 1998-10-13 | 2000-04-20 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Zerkleinerung von Halbleitermaterial |
| DE19847098A1 (de) * | 1998-10-13 | 2000-04-20 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitermaterial |
| DE19849939A1 (de) * | 1998-10-29 | 2000-05-11 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Zerkleinerung von stabförmigem Halbleitermaterial |
| US6318649B1 (en) | 1999-10-06 | 2001-11-20 | Cornerstone Technologies, Llc | Method of creating ultra-fine particles of materials using a high-pressure mill |
| US20020054995A1 (en) * | 1999-10-06 | 2002-05-09 | Marian Mazurkiewicz | Graphite platelet nanostructures |
| US8021483B2 (en) * | 2002-02-20 | 2011-09-20 | Hemlock Semiconductor Corporation | Flowable chips and methods for the preparation and use of same, and apparatus for use in the methods |
| US6874713B2 (en) | 2002-08-22 | 2005-04-05 | Dow Corning Corporation | Method and apparatus for improving silicon processing efficiency |
| DE102004048948A1 (de) | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Wacker Chemie Ag | Vorrichtung und Verfahren zum kontaminationsarmen, automatischen Brechen von Siliciumbruch |
| DE102005019873B4 (de) * | 2005-04-28 | 2017-05-18 | Wacker Chemie Ag | Vorrichtung und Verfahren zum maschinellen Zerkleinern von Halbleitermaterialien |
| US8490901B2 (en) | 2009-07-28 | 2013-07-23 | Mitsubishi Materials Corporation | Method of generating cracks in polycrystalline silicon rod and crack generating apparatus |
| DE102012213565A1 (de) | 2012-08-01 | 2014-02-06 | Wacker Chemie Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Zerkleinern eines polykristallinen Siliciumstabs |
| CN108825175B (zh) * | 2018-05-15 | 2020-06-16 | 西南石油大学 | 一种天然气水合物固态流化采掘破碎实验装置及实验方法 |
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| JPH06271309A (ja) * | 1993-03-22 | 1994-09-27 | Sumitomo Sitix Corp | 多結晶シリコンの破砕方法 |
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| US3881660A (en) * | 1973-09-13 | 1975-05-06 | United States Steel Corp | Mineral beneficiation by decompression scalping |
| US4323198A (en) * | 1979-08-28 | 1982-04-06 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for fracturing silicon-carbide coatings on nuclear-fuel particles |
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| US4986479A (en) * | 1989-08-14 | 1991-01-22 | Ingersoll-Rand Company | Fluid jet shredder apparatus and method of use |
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| KR940006017B1 (ko) * | 1992-03-19 | 1994-07-02 | 재단법인 한국화학연구소 | 실리콘 입자의 제트분쇄방법 |
-
1993
- 1993-05-18 DE DE4316626A patent/DE4316626A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-05-06 IT ITRM940285A patent/IT1272243B/it active IP Right Grant
- 1994-05-11 US US08/240,988 patent/US5660335A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-05-17 KR KR1019940010780A patent/KR0137336B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-05-17 JP JP6125839A patent/JPH078828A/ja active Pending
- 1994-05-18 CN CN94105732A patent/CN1033952C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06271309A (ja) * | 1993-03-22 | 1994-09-27 | Sumitomo Sitix Corp | 多結晶シリコンの破砕方法 |
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| WO2011048797A1 (ja) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | パナソニック株式会社 | シリコン粉末の製造方法、および多結晶型太陽電池パネルならびにその製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR0137336B1 (ko) | 1998-04-25 |
| KR940027044A (ko) | 1994-12-10 |
| IT1272243B (it) | 1997-06-16 |
| ITRM940285A1 (it) | 1995-11-06 |
| DE4316626A1 (de) | 1994-11-24 |
| US5660335A (en) | 1997-08-26 |
| CN1033952C (zh) | 1997-02-05 |
| CN1100671A (zh) | 1995-03-29 |
| ITRM940285A0 (it) | 1994-05-06 |
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