KR20080087173A - 실리콘 재료의 가공 또는 처리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
실리콘 재료(3)를 가공 또는 처리하기 위한 방법이 개시되는데, 정화 공정을 수행하기 위한 방법은 다음 단계들을 포함한다: 실리콘 재료(3)를 웨팅하는 단계 (wettimg), 제 1 액상 공정 매질(7)로 제 1 방향 (a first direction)을 향하는 단계 (facing), 선회 장치에 의하여 실리콘 재료(3)의 배향 (orientation)을 자동 변환시키는 단계 및 변환된 배향에서 제 1 액상 매질(7)로 상기 실리콘 재료(3)를 웨팅하는 단계. 또한 이에 대응되는 세척 장치 (1)가 개시된다.
Description
본 발명은 실리콘 재료를 가공 또는 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래 기술은 실리콘 원료 (raw material)를 세척하는데 사용되는 방법을 수행하는데 적합한 가공 방법 및 장치를 개시한다. 특히 실리콘 조각 형태 또는 여러 크기의 덩어리일 수 있는 실리콘 원재료는, 추가적인 가공에 적합하도록, 예를 들어 이들로부터 반도체 제조용 실리콘 웨이퍼 또는 태양 전지 제조용 실리콘 플레이트를 제조하기 위해, 상기 가공 방법에 의하여 준비될 수 있다. 가공 목적을 위해, 예를 들어 금속 잔여물 및/또는 산화물 필름 같은 표면 오염물질을 제거하기 위해, 실리콘 재료는 가공 챔버 내로 운반되어 거기서 하나 이상의 액상 및/또는 기상 공정 매질들(liquid process media) 또는 공정 매질 조합 (process media or process medium combinations)에 의하여 처리된다. 액상 공정 매질을 사용하는 경우 실리콘 재료의 모든 표면이 공정 매질로 웨팅된다는 것(wetted)을 보장하는 것은 불가능하다. 또한, 상기 액상 공정 매질에 의하여 탈착된 오염물질이 후속 세정 공정에도 불구하고 실리콘 재료 표면에 남아 있을 수 있다.
본 발명의 과제는 종래 기술의 문제점을 피할 수 있는 상기 언급한 장치 및 상기 언급한 방법을 제공하는 것이며, 특히 개선된 실리콘 재료 세척 작용을 가져올 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 1의 특징을 가지는 방법 [다음의 단계를 가지는 세척 공정으로 특히 고체 실리콘 재료(3)를 가공 또는 처리하는 방법: 제 1 공간적 배향으로 배향된 실리콘 재료(3)를, 제 1 액상 공정 매질(7)로 웨팅하는 단계 (wetting), 선회 장치 (turning device)로 상기 실리콘 재료(3)의 배향을 변환시키는 단계 및 변화된 배향을 갖는 상기 실리콘 재료(3)를 상기 제 1 액상 공정 매질(7)로 웨팅시키는 단계] 및 청구항 11의 특징을 가지는 장치 [하나 이상의 운반 방향 (4)으로 실리콘 재료(3)를 운반하기 위한 하나 이상의 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), 상기 실리콘 재료(3)의 공간적 배향 변환을 위한 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7)가 결합된 하나 이상의 선회 장치 및 운반 방향 (4)에서 상기 선회 장치의 한 상류에서 (one hand placed upstream) 및 운반 방향 (4)에서 상기 선회 장치의 다른 하류에서 (the other stream) 상기 실리콘 재료(3)를 공정 매질(7)로 웨팅하기 위한 하나 이상의 웨팅 장치 (12)를 가지는 실리콘 재료(3)를 가공하기 위한, 특히 상기 방법을 수행하기 위한, 장치 (1)]에 의하여 해결된다. 본 발명 형태의 유리하고 바람직한 개선은 추가적인 청구항인 하위 주제를 형성하며 이후 더욱 상세하게 설명된다. 방법 및 장치는 부분적으로 연합하여 설명되며 이들 설명 및 해당 특징들은 방법 및 장치에 독립적으로 적용된다. 명시된 참고사항 (express reference)에 의하여 청구항의 용어(wording)는 명세서 개시 내용의 일부가 된다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 실리콘 재료를 세척 공정 (cleaning process)으로 가공하거나 또는 처리하는 방법이 제공되는데, 상기 세척 공정은, 제 1 공간적 배향 (sapatial orientation)으로 배향된 실리콘 재료를 제 1, 액상 공정 매질 (liquid process medium)로 웨팅 (wetting)하는 단계, 선회 장치 (turning device) 또는 역회전 장치 (reversing device))에 의하여 상기 실리콘 재료의 배향을 자동 변화시키는 단계, 변화된 배향을 갖는 실리콘 재료를 상기 제 1, 액상 공정 매질로 웨팅하는 단계를 갖는다. 상기 실리콘 재료는, 특히 10 cm 미만의 전형적인 에지 길이 (edge lenght) 및 1000 cm3 미만의 전형적인 부피를 가지는 불규칙한 조각의 형태일 수 있는, 즉 대략 주먹 크기 (fist-size) 및 더 작은 덩어리 또는 단편 (pieces)일 수 있는데, 이러한 실리콘 재료는 먼저, 제 1 공간적 배향에서 제 1 액상 공정 매질로 웨팅된다. 실리콘 재료의 공간적 배향은 세척 공정이 수행되는 가공 챔버로 상기 덩어리를 운반함으로써 임의의 방식에 의하여 얻어진다. 상기 덩어리는, 예를 들어 기재 (substrate) 상에서 접촉 표면(contact surface) 또는 여러 접촉점 (contact points)을 가지며, 상기 공간적 배향에서 액상 공정 매질로, 특히 분무에 의하여 웨팅된다. 실리콘 재료에 대한 분무는 바람직하게는 여러 개의 분무 노즐을 이용하여 여러 공간적 배향에서 일어나고 특히 분무 제트 (spray jet) 또는 분무 안개 (spray mist)를 적용할 수 있는데, 이러한 실리콘 재료의 분무에도 불구하고, 개개의 덩어리의 외형 (contour)의 결과로써 실리콘 재료의 전형적으로 불규칙한 모양의 조각의 표면 부분 모두가 액상 공정 매질로 웨팅되는 것이 보장되지는 않는다.
유리한 세척 작용을 달성하기 위해서, 공정 매질에 의한 제 1 웨팅 이후, 실리콘 재료 배향을 선회 장치 (turning device)에 의한 자동적인 방식으로 유리하게 변화시켜서, 이제 실리콘 재료가 기재에 대해 다른 접촉 표면 또는 다른 접촉점을 갖게하여 결과적으로 변화된 공간적 배향을 갖도록, 즉 다르게 위치되로록 한다. 따라서, 액상 공정 매질이 다시 적용되는 경우, 위치 변화 전에 웨팅될 수 없었던 표면 부분도 웨팅된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서 선회 장치는 50% 이상의 실리콘 재료가 선회 공정 동안 20 도(φ) 이상의 위치 변환을 겪도록 만들어진다. 본 발명의 특히 바람직한 구현예에서, 75% 이상의 실리콘 재료가 선회 공정 동안 20 도(φ) 이상의 위치 변환을 겪는다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면 세척 공정에서는 3 회 이상의 웨팅 공정 사이에 2 회 이상의 배향 변환이 있다. 3 회 이상의 세척 공정, 즉 실리콘 재료에 대한 3 회의 웨팅 공정 및 개별적인 세척 공정 사이에 제공되는 각각의 경우의 배향의 변환의 시간적 연속 (time sequence)으로, 높은 신뢰도로, 상기 공정 매질에 의한 실리콘 재료의 모든 외표면이 거의 완전한 웨팅된다. 각각의 경우에 선회 장치는 세척 공정들 사이에 배향 변환을 일으키게 되어 아직 웨팅되지 않은 표면 부분을 공정 매질에 의한 후속 웨팅에 노출시킬 수 있다. 따라서, n 회의 세척 공정의 수는 n-1 회의 배향 변환과 비교된다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면, 공정 매질에 의한 실리콘 재료 웨팅은 또한 적어도 하나의 배향 변환 동안 일어난다. 배향 변화는, 기재에 대한 개별적인 실리콘 재료 덩어리의 상대적인 움직임과 동일한 것인데, 이러한 배향 변환 동안, 제 1 또는 다른 공간적 배향에서 공정 매질에 의하여 웨팅되지 않았던 실리콘 재료의 표면부는 공정 매질에 의하여 웨팅될 수 있다. 이는 작은 수의 배향 변환, 특히 1 회의 배향 변환으로 특히 유리한 세척 효과를 발생시키게 할 수 있다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면, 제 1 세척 공정 후에, 하나 이상의 및 특히 유사하게 실행되는 다른 공정 매질에 의한 세척 공정이 뒤따르는데, 여기에는 공정 매질에 의한 하나 이상의 제 1 실리콘 재료 웨팅, 1 회 이상의 실리콘 재료 배향 변환 및 공정 매질에 의한 하나 이상의 추가적인 실리콘 재료 웨팅이 있다. 특히 각각의 경우 2 이상의 웨팅 공정 및 하나 이상의 중간에 제공된 배향 변환을 이행하는, 여러 세척 공정의 일련의 배열 또는 연결의 결과로, 바람직하게는 다른 공정 매질을 사용하여 실리콘 재료의 외면으로부터 다른 오염물질을 제거하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 공정 매질은 다음 그룹으로부터의 하나 이상의 물질로 이루어진다: 특히 수용액의 불산 (HF), 염산 (HCl), 질산 (HNO3) 및 수산화 칼륨 용액 (KOH)이다. 이들 공정 매질은 실리콘 재료의 외면으로부터 산화물 필름, 금속 이온 및 다른 오염물질을 제거하는 것이 가능하도록 한다. 상기 물질은, 과도하게 공세적이지 (aggressive) 않고, 분명히 한정된 (defined) 세척 작용을 일으키도록 할 수 있기 위해 특히 수용액으로 사용된다. 연합된 세척 효과를 달성하기 위해 상기 물질은 또한 혼합되어 수용액이 될 수 있다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면 공정 매질로서 수-용해된 불산 (HF(aq)) 또는 수-용해된 질산 (HNO3(aq))의 제 1 세척 공정이 사용되며, 공정 매질로서 수-용해된 수산화 칼륨 용액 (KOH(aq))의 제 2 세척 공정이 사용되고 공정 매질로서 수-용해된 염산 (HCL(aq))의 제 3 세척 공정이 사용된다. 계속되는 세척 공정에서 공정 매질의 이러한 순서로 실리콘 재료 외면 상의 관련된 오염물질의 특히 확실한 제거를 보장하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면 적어도 하나의 세척 공정 후 및 특히 각각의 세척 공정 후에는 특히 탈이온수 및 세정 장치를 사용하는 세정 공정이 뒤따른다. 실리콘 재료의 배향 변환가 있는 상태에서 또는 없는 상태에서 이행될 수 있는 세정 공정에서, 오염물질은 공정 매질에 의하여 외면으로부터 제거되며 또한 현재의 공정 매질도 제거될 수 있어서 결론적으로 다음의 세척 공정에서 추가적인 실리콘 재료 세척을 방해하지 않는다. 상류의 세척 단계의 공정 매질 잔여물이 하류의 세척 단계에서 거기서 사용되는 공정 매질과 바람직하지 않은 방식으로 반응하지 않는 것을 보장하는 것이 또한 가능하다. 세정 공정은 동일한 가공 챔버에서 세척 공정으로서 일어날 수 있으나, 실리콘 재료에 대한 세정 공정은 세정 매질에 대한 오프닝 (opening)을 도스 (dose)하는 별도의 세정 챔버로 또한 옮겨질 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서 실리콘 재료에 대한 세정 매질의 거의 모든 면에서의 도포가 가능하도록 하는 고리 모양 배열의 분무 노즐이 있다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면 세척 공정 또는 공정들은 특히 한 세척 챔버에서 실질적으로 연속적인, 실리콘 재료의 특히 자동화된 운반으로 수행되며, 공정 매질에 의한 실리콘 재료의 실질적으로 연속적인 웨팅 및 실리콘 재료에 대한 1 회 이상의 배향 변환을 가지며 수행된다. 연속적인 운반은 짧은 시간 간격 동안 많은 양의 실리콘 재료를 효과적으로 세척하는 것을 가능하게 한다. 연속적인 실리콘 재료 운반은 실리콘 재료가 컨베이어에 의하여 하나 이상의 공간 방향으로 움직여지며 하나 이상의 제 1 웨팅 장치, 선회 장치 및 제 2 웨팅 장치를 가로지른다 는 것을 의미한다. 웨팅 장치는 실리콘 재료 외면에 공정 매질을 실질적으로 연속적으로 전달하도록 제조된 반면, 선회 장치는 실리콘 재료 배향의 실질적으로 연속적인 변화를 위해 제조된다. 연속적인 웨팅을 가지는 실리콘 재료의 연속적인 운반 및 연속적인 배향 변환의 결합을 통해 제 1 웨팅 장치를 가로지르는 단일의 실리콘 재료 덩어리는 공정 매질에 의한 제 1 웨팅을 겪게 된다. 이후 배향 변환을 가지는 선회 또는 역회전 공정 (turning or reversing process)이 뒤따르며 다음으로 제 2 웨팅 장치를 가로지르는 순간 다른 공정 매질 도포 (application)가 일어난다. 이는 연속적인 세척 공정을 가능하게 하는데, 이는 실리콘 재료의 적어도 사실상 모든 표면 부분을 확실히 세척하는 것을 더욱 보장한다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 공간적 배향에 대한 변화를 위하여 제 1 컨베이어에 의하여 실리콘 재료는 전자 (제 1 컨베이어)로부터 떨어져 있는 상기 제 1 컨베이어 아래에 위치한 제 2 컨베이어 상으로 운반되어, 실리콘 재료는 제 1 컨베이어로부터 제 2 컨베이어 상으로 떨어져, 공간적 배향의 변환이 달성된다. 컨베이어들의 간격을 통하여, 상기 컨베이어들 사이에서 실리콘 재료는 통로 구역 (path section)을 가게 되는데 여기서 이는 적어도 잠깐 동안 한 기재 (substrate), 즉 컨베이어들 중의 하나와 접촉하지 않게 된다. 제 1 컨베이어로부터의 실리콘 재료의 제거 및 제 2 컨베이어로의 도착 또는 적용을 통하여 요구되는 배향 변환가 생긴다. 바람직하게는 컨베이어들은 수직되게 공간이 정해지는데, 즉 겹쳐지게 되어, 실리콘 재료는 제 1 컨베이어로부터 제 2 컨베이어 상으로 떨어져 이로써 이의 공간적 배향 또는 위치를 바꾼다. 연속적으로 배열된 컨베이어의 다른 속도, 특히 각각의 경우 하류의 컨베이어의 더 빠른 속도는 또한 배향 변환을 도울 수 있다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 하나 이상의 세척 공정 및/또는 하나 이상의 세정 공정 다음으로, 실리콘 재료 건조 공정이 있다. 이는 공정 매질 또는 세정 매질의 수분 잔여물이 다시 실리콘 재료 외면에 붙은 오염물질이 되지 않도록 보장한다. 또한, 특히 공정 매개 잔여물의 경우에 있어서, 특정 공정 매질과 실리콘 재료의 외면과의 반응의 진행은 감소되거나 또는 정지될 수 있다. 건조 공정은 바람직하게는 열풍 건조 또는 적외선 건조의 형태인데, 여기서 실리콘 재료는 건조 공정이 일어나는 건조 챔버를 통하여 연속적으로 운반된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 실리콘 재료의 가공을 위한 및 특히 앞서 언급한 방법을 수행하기 위한 장치가 제공되는데, 이는 하나 이상의 운반 방향으로 실리콘 재료를 운반하기 위한 하나 이상의 컨베이어를 가지며, 실리콘 재료의 공간적 배향을 변화시키기 위해 컨베이어와 연결된 하나 이상의 선회 장치 및 각각의 경우에 운반 방향에서 선회 장치의 상류 및 운반 방향에서 선회 장치의 하류에 위치한 실리콘 재료를 공정 매질로 웨팅하는 하나 이상의 웨팅 장치를 가진다. 특히 자동 컨베이어는 하나 이상의 운반 방향으로 실리콘 재료의 연속적인 운반을 가능하게 한다. 실리콘 재료 운반은 특히 직선 또는 곡선의 공간 라인을 따라 일어날 수 있다. 자동화된 운반은 특히 외력으로 작동하는 컨베이어(extraneous force-operated conveyor), 예를 들어 전동 드라이브 (electromotive drive)를 장착하여 이행될 수 있다. 선회 장치는 능동적인 또는 수동적인 방식으로 제조될 수 있다. 능동적인 선회 장치를 장착하고 힘을 순환적으로 또는 비순환적으로 발휘함으로써 실리콘 재료의 배향 변환가 발생할 수 있는데, 예를 들어 그리핑 암 (gripping arm)에 의하여 발생할 수 있는데, 이는 실리콘 재료를 꽉 쥐어서 공간적 배향을 능동적으로 변화시킨다. 수동적인 선회 장치를 장착하고서는 운반 작용의 결과로서 어느 경우든 존재하는 실리콘 재료의 운동 에너지 및/또는 위치 에너지의 배향 변환을 사용하므로, 구조적으로 단순한 선회 장치가 얻어질 수 있다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면 컨베이어는 상면 또는 스트랜드 및 하면 또는 스트랜드를 가지는 순환하는, 연속적인 컨베이어 벨트를 가지며, 상면은 수평에 예각 (acute angle)의 방향이며 실리콘 재료 운반에 사용된다. 상부 및 하부 스트랜드는 연속적인, 고리 모양의, 순환하는, 유연한 재료의 벨트이다. 컨베이어 벨트의 상면은 컨베이어로부터 떨어져 위를 향하는 표면이며 운반 방향으로 움직일 수 있으며, 이의 표면 상태 (surface normal)는 실질적으로는 수직적으로 위를 향해 있다. 상기 표면은, 추가적인 도움없이, 실리콘 재료에 대해 기재로서 작용한다. 표면 상태는 특히 수직에 대해 예각을 취할 수 있는데, 즉 운반 동안 실리콘 재료는 높이 차이를 극복한다. 연속적인 컨베이어 벨트 및 예를 들어 전기 모터로서 제조된 구동 메카니즘에 의하여, 많은 실리콘 재료 양이 짧은 시간에 운반될 수 있다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면 컨베이어 벨트는 공정 매질 투과성 재료(process-medium-permeable material), 특히 메쉬 재료(mesh material)를 포함한다. 이는 실리콘 재료의 외면에의 도포 다음 공정 매질이, 닫힌 표면(closed surface)의 형태로 실리콘 재료의 아래쪽 및 기재 사이에 수집됨이 없이 똑똑 떨어지게 할 수 있도록 보장한다. 이는 특히 공정 매질로부터 제거된 오염물질이 실리콘 재료의 아래쪽에 수집되지 않도록 보장한다. 본 발명의 바람직한 구현예에서는 상면 아래에 위치한 공정 매질 웨팅 장치에 의하여 실질적으로는 수직적으로 위를 향하는 분무 제트 (spray jet)에 의하여 실리콘 재료의 아래쪽을 또한 웨팅할 수 있다. 컨베이어 벨트의 투과 가능한 디자인의 결과로, 실리콘 재료의 아래쪽에 접촉한 오염물질에 집중하는 것 및 또한 상기 실리콘 재료의 아래쪽의 유리한 웨팅을 모두 발생시키는 것이 결론적으로 가능하다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 선회 장치는 실리콘 재료 배향 변환에 대한 하나 이상의 가이드 레일이 운반 방향에 대해 예각이며 및 직교하고 상면의 표면에 인접하여 위치하도록 제조된다. 이렇게 하면 수동적인 선회 장치가 구성되는데, 이는 배플 (baffle) 또는 편향 플레이트 (deflector plate)의 방식으로 실리콘 재료에 운반 방향에 실질적으로 수직되게 향하는 힘을 발휘하게 되고 따라서 배향 변환을 가져올 수 있다. 이러한 목적을 위하여 가이드 레일은 상면의 표면에 인접하도록 위치하며, 상면에 있는 사실상 모든 실리콘 재료 덩어리와 교전 (engage with)할 수 있다. 가이드 레일은 운반 방향에 대해 예각을 취하는 편향 표면(deflecting surface)을 가지며 이의 표면 상태는 실질적으로 수평적인 방향이다. 컨베이어에 의하여 운반 방향으로 운반되는 실리콘 재료는 예각으로 가이드 레일을 타격하여 결론적으로 운반 방향에 직교하도록 힘 작용 (force action)을 겪게 되고, 이는 배향 변환을 일으킬 수 있다. 가이드 레일 및 운반 방향 사이의 각도의 조절가능성 (adjustability)을 통하여 가이드 레일에 대한 실리콘 재료 충격의 세기 및 따라서 가이드 레일에 의하여 발생하는 선회 공정의 효과는 정해질 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서는 실리콘 재료에 대한 확실한 배향 변환을 보장하기 위해 상면에 연속적으로 배열된 여러 개의 다르게 배향된 가이드 레일이 있다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에 따르면 선회 장치는 배향 변환을 가져오기 위해 또한 2 이상의 컨베이어 벨트의 배열에 의하여 형성되며 더욱 특히 운반 방향에서 중첩되는 방식으로 배열된다. 2 이상의 컨베이어 벨트는 특히 서로 떨어져 있을 수 있어서, 컨베이어 벨트 사이에서 실리콘 재료는 자유 통로 구역 (free path section)을 갈 수 있는데, 여기서 이는 한 기재, 즉 컨베이어들 중 하나와 적어도 잠깐 접촉하지 않는다. 실리콘 재료는 제 1 컨베이어 벨트로부터 제거되어 제 2 컨베이어 벨트를 타격하는데, 이는 요구되는 배향 변환을 야기한다. 바람직하게는 컨베이어 벨트들은 수직적으로 거리를 두고 있어서, 실리콘 재료는 제 1 컨베이어 벨트로부터 적어도 사실상 자유 낙하 방식으로 제 2 컨베이어 벨트 상에 떨어지며 이로써 이의 공간적 배향이 변한다. 연속적으로 배열된 컨베이어의 다른 속도, 특히 하류의 컨베이어의 더 빠른 속도는 또한 배향 변환을 도울 수 있다. 본 발명의 유리한 구현예에서 연속적인 컨베이어 벨트는 서로에 대해 어떤 각도로 배향되어 있는데, 즉 운반 방향은 다르도록 그리고 특히 반대이도록 선택된다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 하나 이상의 자동 컨베이어, 하나 이상의 선회 장치 및 2 이상의 웨팅 장치가 적어도 거의 완전하게 밀폐된 세척 챔버 내에 수용되어, 공정 매질의 누출을 예방하도록 한다. 결론적으로 전형적으로 공세적인 (aggressive) 공정 매질이 또한 고압으로 실리콘 재료에 사용될 수 있으며 특히 분무될 수 있다. 이는 환경에 영향을 미치는 공정 매질 없는 유리한 세척 작용을 가능하게 한다. 본 발명의 유리한 구현예에서 실리콘 재료가 가공 챔버에 도입되거나 또는 제거될 수 있는 세척 챔버 입구 개구 및/또는 출구 개구에는, 밀봉 장치 (sealing device)가 제공되는데, 특히 유연성 재료 스트립의 형태로 및/또는 에어 커튼 또는 워터 커튼의 형태로 제공되어, 분무된 공정 매질이 세척 챔버로부터 누출되는 것을 사실상 완전히 방지하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 세정 장치는 세척 챔버로 합체된다. 이는 한 세척 챔버 내에서 완전히 합체된 공정 매질에 의한 실리콘 재료의 화학적 웨팅 세척 (wet chemical cleaning) 및 곧 이어 후속하는 세척 공정을 일으키게 한다.
본 발명의 다른 다른 구현예에서 세정 장치는 별개의 세정 모듈 (rinsing module)로서 제조되어 운반 방향에서 세척 챔버 뒤에 위치한다. 이는 공정 매질 및 세정 매질의 분리된 가공이 가능하도록 하는데, 이는 분리된 모듈에서 수집될 수 있어서, 각각의 경우에 주어진 매질에 특수하게 적합하도록 처리될 수 있다. 또한, 세척 챔버 및 세정 장치의 그러한 배열에 의하여, 발생하는 세척 및 세정 공정은 서로 바람직하지 않게 영향을 미치지 않는다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 세정 장치, 건조 장치 및 세척 챔버는 모듈 방식으로 제조되어 무작위 순서로 서로 연결될 수 있다. 결론적으로 다른 공정 매질 및 선택적으로 중간에 제공된 세정 및/또는 건조 공정을 가지는 세척 공정의 자유롭게 예정된 순서가 가능하다. 이는 가공되는 실리콘 재료에 대한 다른 세척 요구에 대해 유리하게 적응할 수 있도록 한다.
본 발명의 추가적인 다른 구현예에서 컨베이어는 실리콘 재료가 안으로 및/또는 밖으로 운반되도록 제조된 수용 스테이션 (reception station) 및/또는 전달 스테이션 (delivery station)과 결합된다. 수용 스테이션 및 전달 스테이션은 컨베이어 벨트로서 이행될 수 있어서 하나 이상의 세척 챔버 내로의 연속적인 실리콘 재료 운반 및 세척 챔버 또는 하류의 세정 장치 또는 건조 장치 밖으로의 실리콘 재료 운반이 가능하도록 한다.
이들 특징 및 다른 특징은 청구항, 상세한 설명 및 도면으로부터 추측될 수 있으며 (gather) 개별적인 특징은, 단독으로 및 서브콤비네이션 형태 모두로, 본 발명의 구현예 및 다른 분야로 이행될 수 있으며 본 명세서에서 주장되는 보호를 위해 유리하고, 독립적으로 보호가능한 구조를 나타낼 수 있다. 개별적인 섹션에 적용되는 일부분 및 부표제 (subheading)는 이하의 개시의 일반적인 효력을 결코 제한하지 않는다.
도 1은 컨베이어 벨트 형태로 하류의 세정 장치 및 여러 개의 컨베이어를 가지는 세척 챔버의 개략도를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 개력적인 도면에 관하여 본 발명의 구현예를 더 상세하게 설명한다:
실리콘 재료(3)의 가공을 위한 장치(1)는 하나 이상의 운반 방향(4)으로 실리콘 재료(3) 운반을 위한 컨베이어 벨트(2.1) 내지 벨트(2.7) 형태의 연속적인 띠 모양으로 (zonally) 수직 중첩된 여러 개의 자동 컨베이어를 가진다. 컨베이어 벨트(2.1) 내지 벨트(2.7)에 의하여 실리콘 재료(3)는 세척 챔버(5) 및 하류의 세정 챔버(6)를 통과하도록 운반될 수 있으며 공정 매질(7) 및 세정 매질(8)의 영향 (action)을 받을 수 있게 된다.
제 1 컨베이어 벨트(2.1)는 수용 스테이션으로서 구성되어 실리콘 재료(3)를 세척 챔버(5) 내로 운반하는 기능을 한다. 제 1 컨베이어 벨트(2.1)는 제 2 컨베이어 벨트(2.2)에 대하여 위로 수직 상부에 중첩되도록 배열되어 있어서, 실리콘 재료(3)는 제 1 컨베이어 벨트(2.1)로부터 짧은 자유 낙하 구간을 따라 제 2 컨베 이어 벨트(2.2) 상에 떨어질 수 있다. 실리콘 재료(3)가 컨베이어 벨트(2.1) 내지 벨트(2.7)로부터 이격되어 있으며, 유연성이고 (flexible), 메쉬 같고 (mesh-like) 따라서 액체-투과성인 벨트(10)의 상면(9)의 표면 상에 운반될 수 있다는 점은, 컨베이어 벨트(2.1) 내지 벨트(2.7) 모두에 대해 공통적이다. 상면(9)의 표면의 표면 상태(11)는 적어도 실질적으로 수직 방향(14)으로 배향되어서, 순환 벨트(10)는 실리콘 재료(3)를 적어도 압도적으로 수평 방향으로 운반할 수 있다. 컨베이어 벨트(2.2) 내지 벨트(2.6)가 밀집 배열이 되도록 해서 세척 챔버(5) 및 하류의 세정 챔버(6)에 대한 공간적 요구를 낮추기 위해서, 각각의 경우에 컨베이어 벨트(2.2) 내지 벨트(2.6)는 서로 평행하게 배향되어 표면 상태(11)는 수직(14)에 대해 예를 들어 5 내지 30 도의 각 같은 예각을 취한다.
제 2 컨베이어 벨트(2.2) 및 또 다른 컨베이어 벨트(2.3) 및 벨트(2.4)는 각각의 경우 웨팅 장치에 결합되어 있다. 상면(9) 위에 부분적으로 수직적으로 배열되며 상면(9) 아래에 부분적으로 수직적으로 배열되는 분무 노즐 배열(12)이 제조된 웨팅 장치에 의하여, 실리콘 재료(3)의 사실상 모든 면을 공정 매질(7)로 웨팅시키는 것이 가능하다. 공정 매질(7)은 매질 라인(13)에 의하여 분무 노즐 배열(12)로 공급되며, 가압에 의하여 미도시된 노즐 개구를 통해 상면(9)의 방향으로 따라서 실리콘 재료(3)의 방향으로 분무된 스프레이 콘 (atomized spray cone)으로서 방출되어 상기 실리콘 재료(3) 상에 스프레이된다. 세척 챔버(5)에서 분무 노즐(12)의 배열을 통해 공정 매질(7)에 의한 실리콘 재료(3)의 고압 웨팅을 일으키는 것이 가능한데, 이것 없이는 분무된 공정 매질이 통제불가능한 방식으로 환경으 로 흘러가게 된다. 분무 노즐 배열(12)은 각각의 경우에 컨베이어 벨트(2.2), 벨트(2.3) 및 벨트(2.4)에 결합되어 있으며, 분무 노즐 배열(12)의 스프레이 콘은 각각의 경우에 컨베이어 벨트(2.2) 및 벨트(2.3)의 말단 영역을 속박한다 (engage). 이것은 컨베이어 벨트의 폭포 같은 배열 (cascade-like arrangement) 을 통해서 발생하는 배향 변환 동안 실리콘 재료(3)가 공정 매질(7)에 의하여 여전히 웨팅되는 것을 보장한다.
과량의 공정 매질(7) 및 탈착된 실리콘 재료 오염물질을 제공하는 공정 매질(7)은 수직하게 하부로 떨어져, 사용된 공정 매질의 수집 또는 처분을 위한 처리 탱크 또는 가공을 위해 수용될 수 있다 (미도시). 분무 노즐 배열(12)은 공정 매질(7)이 연속적으로 전달되도록 제공되어, 컨베이어 벨트(2.2) 내지 벨트(2.4)에 운반된 실리콘 재료는 또한 사실상 연속적인 공정 매질 웨팅에 노출된다.
실리콘 재료(3)는 제 1 공간적 배향으로 제 1 컨베이어 벨트(2.1) 상에 있으며 운반 방향(4)으로 제 2 컨베이어 벨트(2.2) 상으로 운반된다. 수직 하부로 배치되어 중첩 배열된 제 2 컨베이어 벨트(2.2)에 의하여, 실리콘 재료(3)는 컨베이어 벨트(2.1)의 말단 영역에 도착하는 순간 제 2 컨베이어 벨트(2.2) 상에 수직적으로 떨어지며 실리콘 재료(3)의 공간적 배향 변환도 일어나게 된다. 즉, 회전이 일어난다. 이는 또한 다른 컨베이어 벨트(2.3) 내지 벨트(2.7)에 적용되어, 컨베이어 벨트(2.1) 내지 벨트(2.7) 중 이전 벨트에서 다음 벨트로 이동하는 동안, 실리콘 재료(3)는 도 1에 도식적으로 나타난 바와 같이, 배향 변환을 겪게 된다. 따라서, 중첩되는 컨베이어 벨트(2.1) 내지 벨트(2.7)는 실리콘 재료(3)에 대해 선회 장치를 형성한다.
컨베이어 벨트(2.5)가 세척 챔버(5)로부터 세정 챔버(6)로 실리콘 재료(3)를 이동시키기 위해 제공되는데, 세정 챔버(6)에도 또한 분무 노즐 배열(12)이 있으며, 이는 실리콘 재료를 세정 매질(8), 특히 탈이온수로 사실상 모든 면을 웨팅시킨다.
본 발명의 나타내지 않은 구현예에서는 선별 장치 (grading device)가 제공되는데, 이는 세척 단계 후 또는 세척 단계 동안 개별적인 덩어리의 크기에 대해서 처리된 실리콘 재료를 선별한다. 바람직하게는 선별 장치는 전달 스테이션과 결합되어 있어서, 선별은 완전한 실리콘 재료 세척 다음에 일어난다.
Claims (17)
- 다음의 단계를 가지는 세척 공정으로 특히 고체 실리콘 재료(3)를 가공 또는 처리하는 방법:제 1 공간적 배향으로 배향된 실리콘 재료(3)를, 제 1 액상 공정 매질(7)로 웨팅하는 단계 (wetting),선회 장치 (turning device)로 상기 실리콘 재료(3)의 배향을 변환시키는 단계 및변화된 배향을 갖는 상기 실리콘 재료(3)를 상기 제 1 액상 공정 매질(7)로 웨팅시키는 단계.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세척 공정에 3 회 이상의 웨팅 공정이 있고 각각의 경우에 상기 3 회 이상의 웨팅 공정들 사이에 배향 변환이 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 공정 매질(7)로 실리콘 재료(3)를 웨팅하는 단계가 상기 배향 변환 단계 동안에도 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 세척 공정 이후, 다른 공정 매질(7)에 의하여 하나 이상의 특히 유사하게 수행되는 세척 공정이 뒤 따르며, 여기서 공정 매질(7)로 상기 실리콘 재료(3)를 적어도 제 1 웨팅하는 경우, 실리콘 재료(3)의 1 회 이상의 배향 변환 및 공정 매질(7)에 의한 실리콘 재료(3)의 1 회 이상의 웨팅이 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정 매질(7)이 다음 중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법: 특히 수용액인, 불산 (HF), 염산 (HCl), 질산 (HNO3) 및 수산화 칼륨 용액 (KOH).
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 제 1 세척 공정의 경우 상기 공정 매질(7)은 수-용해된 불산 (HF(aq)) 또는 수-용해된 질산 (HNO3(aq))으로 이루어지거나, 제 2 세척 공정의 경우 상기 공정 매질(7)은 수-용해된 수산화 칼륨 용액 (KOH(aq))이고, 제 3 세척 공정의 경우 상기 공정 매질(7)은 수-용해된 염산 (HCl(aq))인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 세척 공정 후 및 특히 모든 세척 공정 후, 특히 탈이온수 및 세정 장치 (rinsing device)를 갖는 세정 공정이 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 한 세척 챔버 (cleaning chamber)(5)에서, 상기 세척 공정 또는 공정들이 실질적으로 연속적인, 특히 실리콘 재료(3)의 자동화된 운반으로 수행되고, 공정 매질(7)에 의한 실리콘 재료(3)의 실질적으로 연속적인 웨팅으로 수행되고 및 실리콘 재료(3)에 대해 1 회 이상의 배향 변환을 가지고 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간적 배향에 대한 변화를 위해, 상기 실리콘 재료(3)가 상기 제 1 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) 아래에 배치되어 이격되어 있는, 제 2 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) 상으로 제 1 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7)에 의하여 운반되어, 상기 실리콘 재료가 상기 제 1 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7)로부터 떨어져서, 상기 제 2 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) 상에서 공간적 배향에 대한 변환이 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 재료(3)에 대해 후속적인 하나 이상의 세척 공정 및/또는 후속적인 하나 이상의 세정 공정, 건조 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 하나 이상의 운반 방향 (4)으로 실리콘 재료(3)를 운반하기 위한 하나 이상의 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), 상기 실리콘 재료(3)의 공간적 배향 변환을 위한 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7)가 결합된 하나 이 상의 선회 장치 및 운반 방향 (4)에서 상기 선회 장치의 한 상류에서 (one hand placed upstream) 및 운반 방향 (4)에서 상기 선회 장치의 다른 하류에서 (the other stream) 상기 실리콘 재료(3)를 공정 매질(7)로 웨팅하기 위한 하나 이상의 웨팅 장치 (12)를 가지는 실리콘 재료(3)를 가공하기 위한, 특히 상기 방법을 수행하기 위한, 장치 (1).
- 제 11 항에 있어서, 상기 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7)가 연장된 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7)가, 상면(9) 및 하면을 가지는 연속적인 순환 컨베이어 벨트를 가지며, 상기 상면(9)은 수평에 대해 예각 방향으로 배향되어 있으며 실리콘 재료(3)를 운반하기 위해 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 컨베이어 벨트 (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7)는 공정 매질(7)-투과성 재료, 특히 메쉬 재료(mesh material)로 제조되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 선회 장치는 운반 방향 (4)에 대하여 예각으로 위치하며 상기 상면(9)의 표면에 직교하면서 인접한 실리콘 재료(3)의 배향 변환을 위한 하나 이상의 가이드 레일로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 실리콘 재료(3)의 배향 변환을 가져오기 위해, 상기 선회 장치는 2 이상의 컨베이어 벨트 (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5,2.6, 2.7)의 배열로 형성되며, 더욱 상세히, 운반 방향 (4)으로 중첩되는 방식으로 정열된 2 이상의 컨베이어 벨트 (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5,2.6, 2.7)의 배열로 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 공정 매질(7)의 누출을 방지하기 위해 하나 이상의 자동 컨베이어(2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), 하나 이상의 선회 장치 및 2 이상의 웨팅 장치(12)가 적어도 실질적으로 밀폐된 한 세척 챔버 (5)에 수용되어 있으며 바람직하게는 세정 장치 (12)가 세척 챔버 (5)에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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