KR101494462B1 - 다결정 실리콘의 세정 방법 및 세정 장치 및 다결정 실리콘의 제조 방법 - Google Patents

다결정 실리콘의 세정 방법 및 세정 장치 및 다결정 실리콘의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101494462B1
KR101494462B1 KR20080086457A KR20080086457A KR101494462B1 KR 101494462 B1 KR101494462 B1 KR 101494462B1 KR 20080086457 A KR20080086457 A KR 20080086457A KR 20080086457 A KR20080086457 A KR 20080086457A KR 101494462 B1 KR101494462 B1 KR 101494462B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polycrystalline silicon
cleaning
pure water
water
acid
Prior art date
Application number
KR20080086457A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090024631A (ko
Inventor
가즈히로 사까이
Original Assignee
미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Publication of KR20090024631A publication Critical patent/KR20090024631A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101494462B1 publication Critical patent/KR101494462B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/021Preparation
    • C01B33/027Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C01B33/03Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition of silicon halides or halosilanes or reduction thereof with hydrogen as the only reducing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/037Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

본 발명은 다결정 실리콘을 산액으로 세정하는 산세정 공정과; 이 산세정 공정 후의 상기 다결정 실리콘을 순수를 저류한 수세정조 내에서 세정하는 수세정 공정과; 상기 수세정조 내의 상기 순수의 전기 전도도를 측정하는 측정 공정을 포함하고, 상기 수세정 공정에서는 상기 수세정조 내의 상기 순수에 상기 다결정 실리콘을 침지하고, 적어도 1회 이상 상기 수세정조 내의 상기 순수를 교체하여, 상기 다결정 실리콘의 표면에 잔류하는 상기 산액을 제거하고, 상기 측정 공정에서는 상기 전기 전도도의 측정값에 기초하여 상기 수세정 공정의 종료를 판단하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 세정 방법을 제공한다.
다결정 실리콘, 다결정 실리콘 세정 방법, 산세정 공정, 수세정 공정, 전기 전도도, 측정 공정

Description

다결정 실리콘의 세정 방법 및 세정 장치 및 다결정 실리콘의 제조 방법{WASHING METHOD, WASHING APPARATUS FOR POLYCRYSTALLINE SILICON AND METHOD OF PRODUCING POLYCRYSTALLINE SILICON}
본 출원은 2007년 9월 4일에 출원된 일본 특허 출원 제2007-229212호 및 2008년 6월 27일에 출원된 일본 특허 출원 제2008-168496호에 대하여 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용은 본 명세서에 참고문헌으로 도입된다.
본 발명은, 예를 들면 반도체용 실리콘의 원료로서 사용되는 다결정 실리콘의 세정 방법, 이 세정 방법을 실시하는데 적합한 다결정 실리콘의 세정 장치 및 이 세정 방법을 이용한 다결정 실리콘의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체용 단결정 실리콘 웨이퍼의 원료로서, 예를 들면 일레븐 나인 이상의 매우 고순도의 다결정 실리콘이 사용되고 있다. 이 다결정 실리콘은 실리콘 코어 막대를 배치한 반응로 내에, 트리클로로실란(SiHCl3) 가스와 수소 가스를 공급하여, 실리콘 코어 막대에 고순도의 다결정 실리콘을 석출시키는, 소위 지멘스(Siemens)법이라고 불리는 방법으로 제조되고 있다. 이와 같이 하여, 직경 140 ㎜ 정도의 대략 원주상을 이루는 다결정 실리콘의 잉곳(ingot)이 얻어진다. 또한, 이 다결정 실리콘 잉곳은 절단, 파쇄 등의 가공에 의해 괴상 다결정 실리콘이 된다. 이 괴상 다결정 실리콘은 그 크기에 따라 분급된다.
다결정 실리콘 잉곳이나 괴상 다결정 실리콘의 표면에는, 오염 물질이 부착되거나 산화막이 발생하게 된다. 이들 오염 물질이나 산화막이 단결정 실리콘의 제조 공정에 혼입되면, 단결정 실리콘의 품질이 현저히 저하된다. 그 때문에, 다결정 실리콘을 세정하여 청정도를 높게 할 필요가 있다.
따라서, 다결정 실리콘 잉곳이나 괴상 다결정 실리콘의 표면을 세정하는 방법으로서, 예를 들면 일본 특허 공개 제2000-302594호 공보 및 일본 특허 공개 제2002-293688호 공보에는, 산액에 의한 산세정 공정과, 그 후에 순수(pure water)에 의한 수세정 공정을 구비한 세정 방법이 제안되어 있다.
산세정 공정에서 사용되는 산액으로서, 불화수소산과 질산의 혼합액이 사용되고 있으며, 이 산액 중에 다결정 실리콘을 침지시킴으로써, 다결정 실리콘 표면을 용해하여 오염 물질이나 산화막을 제거한다. 그 후, 다결정 실리콘 표면에 잔류하는 산액을 제거하기 위해, 순수에 의해 다결정 실리콘을 세정한다.
그러나, 전술한 수세정 공정에서는, 다결정 실리콘의 표면에 잔류하는 산액을 완전히 제거하는 것이 요구된다. 순수를 분무하는 등의 세정 방법으로는, 다결정 실리콘 표면의 요철 중에 혼입된 산액을 제거할 수 없다. 그 때문에, 순수를 저류한 수세정조 내에 다결정 실리콘을 장시간 침지시킬 필요가 있다. 또한, 순수 중에 산액이 흘러나옴으로써, 서서히 순수가 오염되게 된다. 따라서, 순수의 교환 을 적어도 1회 이상 행하여, 다결정 실리콘의 청정도의 향상을 도모하고 있다.
여기서, 다결정 실리콘 표면으로부터의 산액의 제거 상태를 파악하는 방법으로서는, 순수의 pH 측정을 행하는 방법이나 이온 농도를 측정하는 방법이 고려된다. 그러나, pH 측정이나 이온 농도 측정에서는, 예를 들면 질산 농도 0.1 ㎎/L 이하의 매우 저농도측에서의 분석 정밀도가 불충분하다. 이에 따라, 산액 제거 상태의 파악을 고정밀도로 행할 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 이온 농도의 측정에는 시간이 걸리기 때문에, 산액 제거 상태의 파악을 간단히 행할 수 없다. 또한, 공기 중의 탄산 가스의 영향으로 정확한 측정이 곤란하다.
본 발명은 이러한 사정에 감안하여 이루어진 것이며, 산액에 의한 산세정 공정 후의 수세정 공정에서 산액의 제거 상태를 고정밀도로 파악하여, 수세정 공정의 종료 시점을 간단하면서도 고정밀도로 판단하는 것이 가능한 다결정 실리콘의 세정 방법, 세정 장치 및 그 세정에 의해 고품질의 다결정 실리콘을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 이용하였다.
즉, 다결정 실리콘을 산액으로 세정하는 산세정 공정과; 이 산세정 공정 후의 상기 다결정 실리콘을 순수를 저류한 수세정조 내에서 세정하는 수세정 공정과; 상기 수세정조 내의 상기 순수의 전기 전도도를 측정하는 측정 공정을 포함하고, 상기 수세정 공정에서는 상기 수세정조 내의 상기 순수에 상기 다결정 실리콘을 침지하고, 적어도 1회 이상 상기 수세정조 내의 상기 순수를 교체하여, 상기 다결정 실리콘의 표면에 잔류하는 상기 산액을 제거하고, 상기 측정 공정에서는 상기 전기 전도도의 측정값에 기초하여 상기 수세정 공정의 종료를 판단한다.
상기 다결정 실리콘의 세정 방법에 따르면, 산세정 공정 후의 다결정 실리콘이 침지된 수세정조 내의 순수를 적어도 1회 이상 새로운 순수로 교환함으로써, 다결정 실리콘의 표면에 잔류하는 산액을 효율적으로 제거하는 것이 가능해진다. 그리고, 이 순수의 전기 전도도를 측정함으로써, 순수 중의 산 농도를 추측하고, 이 산 농도에 의해 산액의 제거 상태를 파악하여, 수세정 공정의 종료 시점을 판단할 수 있다. 또한, 전기 전도도의 측정을 짧은 시간에 행할 수 있으며, 나아가서는 산 농도가 0.1 ㎎/L 이하로 극도로 낮은 경우에도 고정밀도로 측정하는 것이 가능하다.
상기 전기 전도도가 2 μS/㎝ 이하가 된 시점에 상기 다결정 실리콘의 수세정을 종료할 수도 있다.
이 경우, 전기 전도도가 2 μS/㎝ 이하가 된 시점에 수세정을 종료하기 때문에, 종래의 pH 측정이나 이온 농도 측정에서는 측정 불가능한 산 농도까지 순수의 산 농도가 저하된 것을 고정밀도로 판단할 수 있다. 그 결과, 다결정 실리콘의 청정도를 확실하게 향상시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 다결정 실리콘의 세정 장치는 산액에 의한 산세정 공정 후의 다결정 실리콘을 순수 중에 침지시키기 위한 수세정조와; 상기 순수를 상기 수세정조로부터 배출하는 순수 배출 수단과; 상기 수세정조에 새로운 상기 순수를 공급하는 순수 공급 수단과; 상기 수세정조 내에 저류된 순수의 전기 전도도를 측정하는 전기 전도도 측정 수단을 구비하고 있다.
상기 다결정 실리콘의 세정 장치에 따르면, 수세정조가 순수 배출 수단과 순수 공급 수단을 구비하고 있기 때문에, 산세정 공정 후의 다결정 실리콘이 침지된 수세정조 내의 순수를 새로운 순수로 교체할 수 있다. 이에 따라, 다결정 실리콘의 표면에 잔류하는 산액을 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 전기 전도도 측정 수단을 갖고 있기 때문에, 순수의 전기 전도도 변화에 따라 산액의 제거 상태를 파 악하여, 수세정 공정의 종료 시점을 판단할 수 있다.
본 발명의 다결정 실리콘의 제조 방법은 클로로실란 가스와 수소 가스를 포함하는 원료 가스의 반응에 의해, 다결정 실리콘을 석출시키는 실리콘 석출 공정과; 석출된 상기 다결정 실리콘을 상기 다결정 실리콘의 세정 방법에 의해 세정하는 세정 공정을 포함한다.
상기 다결정 실리콘의 제조 방법에 따르면, 석출된 다결정 실리콘의 표면으로부터 오염 물질을 제거함과 동시에, 그 제거를 위해 사용한 산의 잔류가 없는 고품질의 다결정 실리콘을 얻을 수 있다.
또한, 산액에 의한 산세정 공정 후의 수세정 공정에서, 산액 제거의 완료를 간단하면서도 고정밀도로 판단하는 것이 가능한 다결정 실리콘의 세정 방법 및 세정 장치를 제공할 수 있다. 또한, 석출된 다결정 실리콘을 그 세정 방법에 의해 세정함으로써, 고품질의 다결정 실리콘으로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 방법, 다결정 실리콘의 세정 장치 및 다결정 실리콘의 제조 방법에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태인 다결정 실리콘의 제조 방법은 소위 지멘스법에 의해 다결정 실리콘의 잉곳을 석출시키고, 이 잉곳을 절단ㆍ파쇄 가공하여 얻어진 괴상의 다결정 실리콘의 표면을 세정한다. 도 1에, 본 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 방법을 갖는 다결정 실리콘의 제조 방법의 흐름도를 나타낸다.
〔다결정 실리콘 석출 공정 S1〕
다결정 실리콘의 잉곳은 소위 지멘스법에 의해 제조된다. 상세히 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이 반응로 (20) 내에 실리콘의 코어 막대 (21)을 복수개 세운다. 이 반응로 (20) 내에 원료 공급관 (22)로부터 트리클로로실란 가스와 수소 가스를 포함하는 원료 가스를 공급한다. 그리고, 실리콘의 코어 막대 (21)에 통전함으로써 트리클로로실란과 수소를 반응시키고, 고순도의 실리콘을 코어 막대 (21)의 표면에 석출시킴과 동시에 염산 가스를 생성시킨다. 이 반응을 진행시킴으로써, 직경 140 ㎜ 정도의 대략 원주상을 이루는 다결정 실리콘의 잉곳 (R)을 얻을 수 있다. 반응로 (20) 내의 가스는 가스 배출관 (23)으로부터 외부로 배출된다.
〔절단ㆍ파쇄 공정 S2〕
이렇게 하여 얻어진 원주상의 잉곳 (R)은 단결정 실리콘 제조용 도가니에 장입(裝入) 가능한 크기로 하기 위해 절단ㆍ파쇄 가공이 행해진다. 본 실시 형태에서는, 잉곳 (R)을 가열 후 급냉하여 균열을 발생시킨다. 그 후, 해머에 의해 잉곳 (R)을 파쇄함으로써, 도 5에 도시한 바와 같은 청크(chunk)라고 불리는 괴상의 다결정 실리콘 (S)를 얻는다.
〔분급 공정 S3〕
상술한 절단ㆍ파쇄 공정에 의해, 다양한 크기의 괴상 다결정 실리콘이 생성된다. 이들 괴상 다결정 실리콘을 그 크기별로 분급시킨다.
다결정 실리콘 잉곳의 절단ㆍ파쇄 공정이나 분급 공정에서는, 괴상의 다결정 실리콘의 표면에 분진 등의 오염 물질이 부착되거나, 산화막이 생성된다. 이와 같 이 다결정 실리콘의 표면에 오염 물질이 부착되거나 산화막이 발생한 상태에서는, 단결정 실리콘의 원료로서 사용할 수 없다. 따라서, 다결정 실리콘의 세정을 이하와 같이 하여 행한다.
〔산세정 공정 S4〕
우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 산액이 저류된 산세정조 중에 바스켓 (B)에 수용된 다결정 실리콘 (S)를 침지시켜, 다결정 실리콘 (S)의 표면을 용해 세정하는 산세정 공정을 행한다.
산액은 주성분을 질산으로 하고, 이것에 소량의 불화수소산을 첨가한 혼합 산액을 사용한다.
다결정 실리콘 (S)는 바스켓 (B)에 수용된 상태로 복수의 산세정조에 각각 침지되며, 산세정조 내에서 바스켓 (B)마다 상하로 이동된다. 이에 따라, 다결정 실리콘 (S)의 표면이 산액에 의해 다소 용해되고, 오염 물질이나 산화막이 제거된다.
여기서, 다결정 실리콘 (S)를 수용하는 바스켓 (B)는 상기 산액에 대하여 내식성을 갖는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 합성 수지로 구성되어 있다.
〔수세정 공정 S5〕
상술한 산세정 공정 후, 산액을 제거하기 위해 순수 (W)에 의한 수세정을 행한다.
수세정 공정에서는 순수 (W)를 저류한 수세정조 (11)에 바스켓 (B)에 수용된 다결정 실리콘 (S)를 침지시킨다. 여기서, 바스켓 (B)나 다결정 실리콘 (S)의 표면에 잔류하고 있는 산액이 순수 (W) 내로 씻겨 내려간다. 수세정조 (11) 중의 순수 (W)는 외부로 배출되고, 새로운 순수 (W)가 수세정조 (11) 내로 공급된다. 이러한 순수 (W)의 교체를 적어도 1회 이상 행하여, 산액의 제거를 진행시킨다.
수세정 공정에 있어서 순수 (W)의 온도는 20℃ 내지 25℃인 것이 바람직하고, 수세정 시간은 20시간 이상인 것이 바람직하다.
그리고, 순수 (W) 중의 전기 전도도 (C)를 측정함으로써, 다결정 실리콘 (S)로부터의 산액의 제거 상태를 판단한다. 즉, 순수 (W) 중에 산액이 유입되어 있는 상태에서는, 순수 (W) 중의 산 농도(질산 농도)가 상승하여 전기 전도도 (C)가 높아진다. 다결정 실리콘 (S)의 표면에 잔류하는 산액이 충분히 제거된 후에는, 순수 (W) 중의 산 농도(질산 농도)가 낮아져 전기 전도도 (C)도 저하되게 된다. 따라서, 전기 전도도 (C)를 측정함으로써, 다결정 실리콘 (S)로부터의 산액의 제거 상태를 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 전기 전도도 (C)가 2 μS/㎝ 이하가 된 시점에 산액의 제거가 완료되었다고 판단한다. 수세정조 (11)에 공급되는 순수의 비저항은 15 MΩㆍ㎝ 이상의 매우 순수한 물인 것이 바람직하다.
〔곤포ㆍ출하 공정 S6〕
이와 같이 수세정 공정에 의해 산액이 제거된 다결정 실리콘 (S)는 건조 후에 곤포되어 출하된다.
그리고, 다결정 실리콘 (S)는 단결정 실리콘의 원료로서 단결정 실리콘 제조 용 도가니에 충전되어 용해된다.
이어서, 본 발명의 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 장치 (10)에 대하여 설명한다. 이 세정 장치 (10)은 도 2에 도시한 바와 같이 순수 (W)가 저류되는 수세정조 (11)과, 수세정조 (11) 내에 저류되어 있는 순수 (W)를 외부로 배출하는 순수배출 수단 (12)와, 수세정조 (11)에 새로운 순수 (W)를 공급하는 순수 공급 수단 (13)을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서, 순수 배출 수단 (12)는 수세정조 (11)의 기저부로부터 순수 (W)를 외부로 배출하도록 구성되어 있다.
산세정 공정이 완료된 다결정 실리콘 (S)는 바스켓 (B)에 수용된 상태로 수세정조 (11) 내에 침지된다. 이 수세정조 (11) 내의 순수 (W)는 순수 배출 수단 (12)에 의해 외부로 배출된다. 그 후, 순수 공급 수단 (13)에 의해 수세정조 (11) 내에 새로운 순수 (W)가 공급되며, 다결정 실리콘 (S)는 재차 순수 (W) 중에 침지되게 된다. 이러한 순수 (W)의 교체를 적어도 1회 이상 행하여, 다결정 실리콘 (S)의 수세정을 실시한다.
이 교체가 1회라는 것은 수세정조 (11)에 세정 대상인 다결정 실리콘 (S)를 소정 시간 침지시킨 후, 순수 배출 수단 (12)로부터 수세정조 (11) 내의 순수 (W)를 배출시키고, 그 후, 순수 공급 수단 (13)에 의해 수세정조 (11)의 용적분의 양의 순수 (W)가 새롭게 공급되는 것을 말한다.
그리고, 이 다결정 실리콘의 세정 장치 (10)에는 수세정조 (11) 내에 저류된 순수 (W)의 전기 전도도 (C)를 측정하는 전기 전도도 측정 수단 (14)가 설치되어 있다. 이 전기 전도도 측정 수단 (14)에 의해 순수 (W) 중의 전기 전도도 (C)를 계속적으로 측정하여, 전기 전도도 (C)가 2 μS/㎝ 이하가 된 시점에 수세정 공정을 종료한다.
이상, 설명한 바와 같이 본 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 방법에서는, 산세정 공정 후의 다결정 실리콘 (S)를 바스켓 (B)에 수용한 상태에서 수세정조 (11) 내의 순수 (W)에 침지시킨다. 또한, 이 수세정조 (11) 내의 순수 (W)의 교체를 적어도 1회 이상 행함으로써, 다결정 실리콘 (S)의 표면에 잔류하는 산액을 제거한다. 그리고, 수세정조 (11) 중의 순수 (W)의 전기 전도도 (C)를 측정한다. 이에 따라, 순수 (W) 중의 산 농도(질산 농도)를 추측하여 산액의 제거 상태를 파악하고, 수세정 공정의 종료를 판단할 수 있다. 또한, 전기 전도도 (C)의 측정은 짧은 시간에 행할 수 있음과 동시에, 산 농도(질산 농도)가 극도로 낮은 경우에도 고정밀도로 측정할 수 있다. 따라서, 높은 청정도가 요구되는 다결정 실리콘 (S)에서도 수세정 공정의 종료 시점을 간단하면서도 고정밀도로 판단할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 순수 (W)의 전기 전도도 (C)가 2 μS/㎝ 이하가 된 시점에 다결정 실리콘 (S)의 산액의 제거가 완료되었다고 판단하고, 수세정을 종료한다. 이에 따라, 전기 전도도 (C)가 2 μS/㎝ 이하로 매우 낮은 산 농도인 상태에서 수세정을 종료하게 되며, 다결정 실리콘 (S)의 청정도를 확실하게 향상시키는 것이 가능해진다. 여기서, 도 3에 전기 전도도 (C)와 질산 농도의 관계를 나타낸다. 전기 전도도 (C)가 2 μS/㎝ 이하이면, 질산 농도는 pH 측정이나 이온 농도 측정에서는 측정 불가능한 0.1 ㎎/L 미만의 매우 낮은 상태가 된다. 즉, 충분히 산액이 제거된 상태에서 수세정 공정을 종료할 수 있기 때문에, 청정도가 높은 다 결정 실리콘을 얻을 수 있다.
본 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 장치 (10)에는, 수세정조 (11)에 순수 배출 수단 (12)와 순수 공급 수단 (13)이 설치되어 있다. 이에 따라, 다결정 실리콘 (S)가 침지된 수세정조 (11) 내의 순수 (W)를 배출하여 새로운 순수 (W)를 공급하고, 순수 (W)의 교체를 적어도 1회 이상 행할 수 있다. 그 결과, 다결정 실리콘 (S)의 표면에 잔존하는 산액을 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 전기 전도도 측정 수단 (14)를 갖고 있기 때문에, 순수 (W)의 전기 전도도 (C)의 변화에 따라 산액의 제거 상태를 파악할 수 있다.
또한, 본 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 장치 (10)에는, 순수 배출 수단 (12)가 수세정조 (11)의 기저부로부터 순수 (W)를 배출하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 순수 (W) 중에 흘러나온 불순물 입자 등이 수세정조 (11) 내부에 잔존하는 것을 억제할 수 있으며, 다결정 실리콘 (S)의 청정도의 향상을 도모할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 산액에 대하여 내식성을 갖는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 합성 수지로 구성된 바스켓 (B) 내에 다결정 실리콘 (S)를 수용한 상태에서 산세정 공정 및 수세정 공정을 행한다. 이에 따라, 다결정 실리콘 (S)의 세정을 효율적으로 확실하게 행할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.
예를 들면, 전기 전도도 (C)가 2 μS/㎝ 이하가 된 시점에 수세정 공정을 종 료했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 다결정 실리콘에 요구되는 청정도에 따라 적절하게 설정하는 것이 바람직하다. 단, 전기 전도도 (C)를 2 μS/㎝ 이하로 함으로써 질산 농도는 0.1 ㎎/L 미만이 되고, 확실하게 산액을 제거하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 장치는 순수 배출 수단에 의해 수세정조의 기저부로부터 순수를 배출하는 구성으로서 설명했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 수세정조로부터 순수를 외부로 배출하는 것이 가능하면 상관없다.
또한, 괴상의 다결정 실리콘을 세정했지만, 다결정 실리콘의 형상에 한정은 없다. 즉, 예를 들면 원주상의 다결정 실리콘 잉곳을 세정할 수도 있다. 이 경우, 다결정 실리콘은 단결정 실리콘용 원료 이외에 태양 전지용 원료로서도 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시태양이 전술되고 상기 예시되었지만, 이들은 본 발명에 대한 예로 이해되어야하며, 본 발명을 이로써 한정하는 것으로 이해되어서는 아니된다. 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않는 추가, 생략, 치환, 및 기타 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술된 상세한 설명에 의해 제한되는 것으로 여겨지지 않으며, 오직 첨부된 청구범위에 의해 제한된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 방법을 포함하는 다결정 실리콘의 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태인 다결정 실리콘의 세정 장치의 개괄적인 설명도이다.
도 3은 전기 전도도와 질산 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 다결정 실리콘을 제조할 때의 실리콘 석출 공정에 사용되는 반응로를 나타내는 개괄적인 단면도이다.
도 5는 반응로로부터 취출한 다결정 실리콘 로드(rod)를 청크(chunk)상으로 파쇄한 상태를 나타내는 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 세정 장치
11 수세정조
12 순수 배출 수단
13 순수 공급 수단
14 전기 전도도 측정 수단

Claims (4)

  1. 다결정 실리콘을 산액으로 세정하는 산세정 공정과;
    이 산세정 공정 후의 상기 다결정 실리콘을 순수(pure water)를 저류한 수세정조 내에서 세정하는 수세정 공정과;
    상기 수세정조 내의 상기 순수의 전기 전도도를 측정하는 측정 공정
    을 포함하고,
    상기 수세정 공정에서는 상기 수세정조 내의 상기 순수에 상기 다결정 실리콘을 침지하고, 적어도 1회 이상 상기 수세정조 내의 상기 순수를 교체하여, 상기 다결정 실리콘의 표면에 잔류하는 상기 산액을 제거하고,
    상기 측정 공정에서는 상기 전기 전도도의 측정값에 기초하여 상기 수세정 공정의 종료를 판단하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도도가 2 μS/㎝ 이하가 된 후에 상기 수세정 공정을 종료하는 다결정 실리콘의 세정 방법.
  3. 클로로실란 가스와 수소 가스를 포함하는 원료 가스의 반응에 의해 다결정 실리콘을 석출시키는 실리콘 석출 공정과;
    석출된 상기 다결정 실리콘을 제1항 또는 제2항에 기재된 다결정 실리콘의 세정 방법에 의해 세정하는 세정 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘의 제조 방법.
  4. 삭제
KR20080086457A 2007-09-04 2008-09-02 다결정 실리콘의 세정 방법 및 세정 장치 및 다결정 실리콘의 제조 방법 KR101494462B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007229212 2007-09-04
JPJP-P-2007-00229212 2007-09-04
JPJP-P-2008-00168496 2008-06-27
JP2008168496 2008-06-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090024631A KR20090024631A (ko) 2009-03-09
KR101494462B1 true KR101494462B1 (ko) 2015-02-17

Family

ID=40297915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20080086457A KR101494462B1 (ko) 2007-09-04 2008-09-02 다결정 실리콘의 세정 방법 및 세정 장치 및 다결정 실리콘의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090060824A1 (ko)
EP (1) EP2039654A3 (ko)
JP (2) JP5029539B2 (ko)
KR (1) KR101494462B1 (ko)
TW (1) TWI523702B (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7905963B2 (en) * 2008-11-28 2011-03-15 Mitsubishi Materials Corporation Apparatus and method for washing polycrystalline silicon
EP2381017B1 (en) * 2008-12-26 2019-11-20 Mitsubishi Materials Corporation Method for washing polycrystalline silicon, washing device, and method for producing polycrystalline silicon
JP5751748B2 (ja) 2009-09-16 2015-07-22 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン塊群および多結晶シリコン塊群の製造方法
KR101170232B1 (ko) 2010-05-20 2012-07-31 현준목 실리콘 회수 방법
CN102764742A (zh) * 2011-05-03 2012-11-07 镇江仁德新能源科技有限公司 碎硅片漂洗设备
CN104329801B (zh) * 2014-10-19 2017-11-10 镇江大成新能源有限公司 边皮料浸泡槽
JP6495147B2 (ja) * 2015-09-17 2019-04-03 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン収容治具の検査方法および多結晶シリコンの製造方法
CN110479688B (zh) * 2019-08-05 2022-02-11 马鞍山致青工业设计有限公司 一种硅片生产用酸洗液循环利用的转动式酸洗装置
JP7125960B2 (ja) * 2020-04-30 2022-08-25 信越化学工業株式会社 多結晶シリコンの収容治具および多結晶シリコンの製造方法
CN114749418A (zh) * 2022-04-13 2022-07-15 安徽光智科技有限公司 塑料镀膜镜片的褪膜工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61215212A (ja) * 1985-03-22 1986-09-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 多結晶シリコンウエハの製造方法
JPS6325209A (ja) * 1986-07-18 1988-02-02 Kawasaki Steel Corp 多結晶シリコンウエハの製造方法
JPH01294513A (ja) * 1988-05-19 1989-11-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体多結晶ウエハの製造方法
US20010015215A1 (en) * 1999-12-07 2001-08-23 Patrick Massicot Semiconductor wafer rinse device

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5939030A (ja) * 1982-08-27 1984-03-03 Toshiba Corp 純水洗浄装置
US4997490A (en) * 1990-08-02 1991-03-05 Bold Plastics, Inc. Method of cleaning and rinsing wafers
JPH06291100A (ja) * 1992-03-06 1994-10-18 Hitachi Ltd 半導体用水洗槽およびそれを使用した水洗終点管理システム
JPH05296959A (ja) * 1992-04-23 1993-11-12 Fuji Electric Co Ltd ウェーハ洗浄槽の純水比抵抗測定装置
JPH0722366A (ja) * 1993-06-29 1995-01-24 Kawasaki Steel Corp シリコンウエハ洗浄装置
JP3600837B2 (ja) * 1994-03-08 2004-12-15 三菱マテリアルポリシリコン株式会社 シリコン片の洗浄方法
JPH08148457A (ja) * 1994-11-15 1996-06-07 Tadahiro Omi ウェットステーション並びにそのウェットステーションを用いたウェット洗浄方法及びウェット洗浄装置
US5837662A (en) * 1997-12-12 1998-11-17 Memc Electronic Materials, Inc. Post-lapping cleaning process for silicon wafers
JP2000302594A (ja) 1999-02-18 2000-10-31 Mitsubishi Materials Polycrystalline Silicon Corp 多結晶シリコンの洗浄方法
JP4239343B2 (ja) * 1999-03-26 2009-03-18 ソニー株式会社 酸化物の結晶成長方法、電界効果トランジスタの製造方法および強誘電体不揮発性メモリの製造方法
JP3398130B2 (ja) * 2000-08-10 2003-04-21 三洋電機株式会社 燃料電池装置
JP3723502B2 (ja) 2001-01-25 2005-12-07 住友チタニウム株式会社 半導体用多結晶シリコンの洗浄方法
JP4734557B2 (ja) * 2003-11-26 2011-07-27 独立行政法人産業技術総合研究所 3C−SiCエピタキシャル薄膜の作製方法及び同方法で作製したSiCエピタキシャル薄膜
JP4692709B2 (ja) * 2004-03-31 2011-06-01 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコンの洗浄方法
JP4553109B2 (ja) * 2004-03-31 2010-09-29 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコンの洗浄脱水装置
US7223303B2 (en) * 2004-08-26 2007-05-29 Mitsubishi Materials Corporation Silicon cleaning method for semiconductor materials and polycrystalline silicon chunk
JP2007173278A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Seiko Epson Corp 半導体基板洗浄装置及び半導体装置の製造方法
JP4377393B2 (ja) * 2006-05-26 2009-12-02 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ 多結晶シリコンの純水洗浄方法および純水洗浄装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61215212A (ja) * 1985-03-22 1986-09-25 Shin Etsu Chem Co Ltd 多結晶シリコンウエハの製造方法
JPS6325209A (ja) * 1986-07-18 1988-02-02 Kawasaki Steel Corp 多結晶シリコンウエハの製造方法
JPH01294513A (ja) * 1988-05-19 1989-11-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体多結晶ウエハの製造方法
US20010015215A1 (en) * 1999-12-07 2001-08-23 Patrick Massicot Semiconductor wafer rinse device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010030872A (ja) 2010-02-12
JP5029539B2 (ja) 2012-09-19
EP2039654A3 (en) 2009-05-27
TW200932383A (en) 2009-08-01
EP2039654A2 (en) 2009-03-25
KR20090024631A (ko) 2009-03-09
US20090060824A1 (en) 2009-03-05
JP2012126643A (ja) 2012-07-05
TWI523702B (zh) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101494462B1 (ko) 다결정 실리콘의 세정 방법 및 세정 장치 및 다결정 실리콘의 제조 방법
EP2381017B1 (en) Method for washing polycrystalline silicon, washing device, and method for producing polycrystalline silicon
US11440804B2 (en) Process for producing polycrystalline silicon mass
JP5427330B2 (ja) 半導体材料用シリコンの多結晶シリコン塊
WO2011158404A1 (ja) ベルジャー清浄化方法、多結晶シリコンの製造方法、およびベルジャー用乾燥装置
KR101460144B1 (ko) 다결정 실리콘의 표면 오염도의 판정 방법
CN101381889A (zh) 多晶硅的洗净方法和洗净装置以及多晶硅的制造方法
JP6630027B1 (ja) 多結晶シリコンの洗浄方法、製造方法および洗浄装置
EP3760585B1 (en) Crushed polycrystalline silicon lumps and method for producing same
TW201936974A (zh) 氣相成長裝置的汙染管理方法及磊晶晶圓的製造方法
JP7482039B2 (ja) 多結晶シリコン塊状物、その梱包体及びこれらの製造方法
JP6384455B2 (ja) シリコン原料洗浄装置
JP2021143091A (ja) シリコン原料の洗浄装置
Johnson et al. Deposition of contaminants on silicon media during wet processing
TW202342368A (zh) 多結晶矽鑄錠製造用反應爐、氣體供應噴嘴、多結晶矽鑄錠的製造方法及多結晶矽鑄錠
CN118005019A (zh) 多晶硅棒及多晶硅棒的制造方法
JP2008277386A (ja) 過酸化水素水の濃度測定方法及びそれを用いた半導体洗浄装置
JPH08279472A (ja) 処理された半導体基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 5