KR20160102058A - 다결정 실리콘의 제조 방법 - Google Patents

다결정 실리콘의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160102058A
KR20160102058A KR1020167020145A KR20167020145A KR20160102058A KR 20160102058 A KR20160102058 A KR 20160102058A KR 1020167020145 A KR1020167020145 A KR 1020167020145A KR 20167020145 A KR20167020145 A KR 20167020145A KR 20160102058 A KR20160102058 A KR 20160102058A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polycrystalline silicon
rod
electrode
graphite
rods
Prior art date
Application number
KR1020167020145A
Other languages
English (en)
Inventor
스테판 파에버
안드레아스 베르그만
라이너 페흐
시에그프리드 리에스
Original Assignee
와커 헤미 아게
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 와커 헤미 아게 filed Critical 와커 헤미 아게
Publication of KR20160102058A publication Critical patent/KR20160102058A/ko

Links

Classifications

    • 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
    • C01B33/035Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds in the presence of heated filaments of silicon, carbon or a refractory metal, e.g. tantalum or tungsten, or in the presence of heated silicon rods on which the formed silicon is deposited, a silicon rod being obtained, e.g. Siemens process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • 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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/36Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method characterised by the seed, e.g. its crystallographic orientation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

본 발명은 a) 전류의 직접 통과에 의하여 다결정 실리콘이 지지체 상에 증착되는 온도로 가열되는 하나 이상의 U-형상 지지체 상에 CVD에 의하여 다결정 실리콘을 증착하여, 한 쌍 이상의 U-형상 다결정 실리콘 로드를 형성하는 단계 - 상기 지지체의 각각의 자유 말단은 흑연 전극에 연결되고 이러한 방식으로 전력이 공급됨; b) 상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드를 반응기로부터 제거하는 단계; c) 상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드의 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 흑연 잔사를 제거하는 단계; d) 상기 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드를 분쇄하여 로드 단편을 제공하거나 청크를 제공하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘의 제조 방법으로서, 상기 흑연 잔사를 하나 이상의 기계적 임펄스에 의하여 상기 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드 각각의 전극 말단에서 녹킹시키는 것을 포함하는 방법을 제공한다.

Description

다결정 실리콘의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING POLYCRYSTALLINE SILICON}
본 발명은 다결정 실리콘의 제조 방법을 제공한다.
다결정 실리콘(짧게 폴리실리콘)은 도가니 인상(초크랄스키 또는 CZ 법) 또는 대역 용융(플로트존 또는 FZ 법)에 의한 단결정 실리콘 생산에 있어서 출발 물질로서 역할을 한다. 이러한 단결정 실리콘은 웨이퍼로 분리되고, 다수의 기계적, 화학적 및 화학-기계적 공정 작업 후, 전자 부품(칩) 제조를 위한 반도체 산업에 사용된다.
그러나, 특히, 다결정 실리콘은 인상 또는 주조법에 의한 단- 또는 다결정 실리콘 생산을 위하여 요구되는 정도가 증가하고 있으며, 이러한 단- 또는 다결정 실리콘은 광전변환소자용 태양 전지 제조를 위하여 사용된다.
상기 다결정 실리콘은 전형적으로 지멘스 공정에 의하여 생산되다. 이러한 공정에서, 벨 자-형상 반응기 ("지멘스 반응기") 내에, 얇은 실리콘 필라멘트 로드("얇은 로드")가 전류의 직접 통과에 의하여 900-1200℃의 표면 온도로 가열되고, 실리콘-함유 성분, 특히 할로실란, 및 수소를 포함하는 반응 기체가 주입 노즐을 통하여 도입된다. 이러한 과정에서, 할로실란이 상기 엷은 막대의 표면에서 분해된다. 이는 기상으로부터 상기 얇은 막대 상에 원소 실리콘을 증착시킨다.
상기 실리콘 로드는 일반적으로 고순도 전기흑연으로 구성되는 특별한 전극에 의하여 반응기 내에 유지되었다. 전극 홀더에서 상이한 극성으로 전압에 연결되는 두 개의 얇은 로드들마다 상기 얇은 로드의 타단에서 브릿지에 의하여 연결되어 폐쇄 회로를 형성한다. 이러한 전극들 및 전극 홀더들을 통하여, 전기 에너지가 공급되어 상기 얇은 로드를 가열한다.
이러한 증착 동안, 얇은 로드의 직경이 성장한다. 동시에, 전극이 그의 팁에서 시작하여 실리콘 로드의 로드 베이스 내로 성장한다.
전극에 사용되는 주요 물질은 흑연이며, 이는 흑연이 매우 고순도로 이용가능하고 증착 조건 하에 화학적으로 불활성이기 때문이다. 나아가, 흑연은 매우 낮은 비 전기 저항을 가진다.
목표로 하는 실리콘 로드 직경 달성 후, 증착 공정이 종료되고, 성장하는 실리콘 로드가 냉각되고 설치제거된다.
이어서, 수득된 U-형상의 폴리실리콘 로드 쌍이 전형적으로 전극 및 브릿지 말단에서 길이로 절단되고 청크로 분쇄된다. 이러한 분쇄는 파쇄기, 예를 들어 조 크러셔에 의하여 실행된다. 이러한 파쇄기는 예를 들어 EP 338 682 A2에 기재되어 있다. 해머에 의한 예비 분쇄가 임의로 선행된다.
사전에, 흑연 전극이 전형적으로 제거된다. EP 2 479 142 A1은 로드의 전극 말단으로부터 적어도 70 mm를 제거함을 개시한다. 이는 생산되는 실리콘 청크 내부에 크롬, 철, 니켈, 구리 및 코발트와 같은 외부 물질의 더 낮은 농도를 가져온다고 한다. 상기 제거는 절단 도구에 의하여, 예를 들어 회전 톱날에 의하여 실행된다. 그러나, 적지 않은 양의 다결정 실리콘이 이 과정에서 손실된다.
그러나, 흑연을 꺼내거나(fetching) 폴리실리콘으로부터 용이하게 제거될 수 있는 분말 형태로 전환시킴으로써 실리콘 및 흑연을 포함하는 로드의 제거된 말단을 화학적으로 처리하는 공정 또한 알려져 있다. 이는 흑연이 제거되고 추가로 가공될 수 있는 로드 단편을 제공한다. 그러나, 이 과정에서 다결정 실리콘을 오염시킬 위험이 있다. 이러한 유형의 공정들은 CN 101691222 B, CN 101974784 A, CN 102121106 A 및 CN 102211773 A에 기재되어 있다.
CN202358922 U에서, 적합한 전극 및 전극 홀더의 구성을 통하여 로드 베이스 내로 전극의 성장을 방지하기 위한 시도가 행하여진다. 이는 더 높은 수율의 다결정 실리콘을 제공한다고 한다.
따라서, 다결정 실리콘의 최소 오염을 달성하면서 전극을 완전히 제거하는 것이 목적이다. 또한, 공정은 다결정 실리콘의 고 생산성 및 최대 수율을 보증하여야 한다.
상기 목적은
a) 전류의 직접 통과에 의하여 다결정 실리콘이 지지체 상에 증착되는 온도로 가열되는 하나 이상의 U-형상 지지체 상에 CVD에 의하여 다결정 실리콘을 증착하여, 한 쌍 이상의 U-형상 다결정 실리콘 로드를 형성하는 단계 - 상기 지지체의 각각의 자유 말단은 흑연 전극에 연결되고 이러한 방식으로 전력이 공급됨;
b) 상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드를 반응기로부터 설치제거하는 단계;
c) 상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드의 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 흑연 잔사를 제거하는 단계;
d) 상기 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드를 분쇄하여 로드 단편을 제공하거나 청크를 제공하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘의 제조 방법으로서,
상기 흑연 잔사를 하나 이상의 기계적 임펄스에 의하여 상기 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드 각각의 전극 말단에서 녹킹시키는 것을 포함하는 방법에 의하여 달성된다.
상기 공정의 바람직한 구현예들이 종속 청구항들로부터 추론될 수 있다.
상기 증착은 종래 기술의 기재에 명시된 바와 같이 실행된다. 상기 로드 쌍들은 크레인, 그랩 등에 의하여 설치제거될 수 있다.
상기 실리콘 로드들은 로드 단편 또는 청크로 분쇄된다.
분쇄하여 로드 단편을 제공하는 경우, 로드의 전극 말단들로부터 흑연 잔사 제거 후, 하나 이상의 로드 단편들을 상기 로드들의 하나 또는 양 말단으로부터 제거할 수 있다.
실리콘 로드를 청크로 분쇄하는 것이 특히 바람직하다. 실리콘 로드는 바람직하게는 조 크러셔 또는 롤 크러셔에 의하여 청크로 분쇄된다. 임의로, 적합한 충격 도구에 의한 예비-분쇄가 이에 선행된다.
상기 흑연 잔사는 바람직하게는 충격 도구, 더 바람직하게는 해머에 의하여 노킹 된다. 상기 충격 도구의 충격면, 예를 들어 해머 헤드는 탄화텅스텐, 탄화티탄, 탄화크롬, 탄화몰리브덴, 탄화바나듐 또는 탄화실리콘과 같은 저-오염 초경 합금(cemented carbide) 또는 저-마모 세라믹을 포함한다.
상기 하나 이상의 기계적 임펄스에 소요되는 충격 에너지는 바람직하게는 20 J 이하, 더 바람직하게는 10 J 이하이다. 상기 충격 에너지는 바람직하게는 적합한 압력 센서에 의하여 결정된다. 상기 충격 도구의 속도 및 질량, 예를 들어 카메라에 의하여 결정되는 충격 도구의 최종 속도로부터 충격 에너지를 계산하는 것 또한 가능하다.
흑연 잔사가 녹킹된 후, 실리콘 로드는 바람직하게는 총 250 pptw 미만의 Fe, Cr, Ni, W, Ti 및 Co에 의한 표면 오염을 가진다.
표면 금속은 용해에 의하여 실리콘 표면을 화학적으로 침출한 다음 ICPMS (유도 결합 플라즈마 질량 분석법)에 의하여 상기 침출액을 분석함으로써 ASTM F 1724-96에 따라 결정된다.
바람직하게는, 상기 기계적 임펄스는 상기 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 50 mm 이내의 거리에서 가해진다. 20 mm 이내의 거리가 특히 바람직하고, 10 mm 이내의 거리가 매우 특히 바람직하다. 상기 거리는 적어도 5 mm여야 한다.
상기 흑연 잔사는 바람직하게는 클린룸 내에서 녹킹된다.
상기 흑연 잔사의 녹킹 동안, 나머지 로드(기계적 임펄스가 50 mm 미만의 거리에서 가해지는 경우 50 mm 보다 큰 전극 말단으로부터의 거리)가 플라스틱 백으로 덮인다. 이러한 배치에서, 로드 오염에 대하여 특히 우수한 결과가 달성된다. 표면 금속 Fe, Cr 및 Ni에 의한 실리콘 로드의 오염은 바람직하게는 총 30 pptw 이하, 더 바람직하게는 10 pptw 이하이다.
바람직하게는, 흑연 잔사는 두 개의 기계적 임펄스에 의하여 녹킹된다.
제1 기계적 임펄스에서 가해지는 충격 에너지는 바람직하게는 20 J 이하이고 충격은 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 30 mm 이내의 거리에서 만들어진다.
제2 기계적 임펄스에서 가해지는 충격 에너지는 바람직하게는 10 J 이하이고 충격은 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 30 mm 이내의 거리에서 만들어진다.
대안적으로, 상기 제1 기계적 임펄스 대신, 각각 약 2 J의 충격 에너지로 몇몇 개의 충격들이 만들어질 수 있다.
대안적으로, 제2 기계적 임펄스 대신, 각각 약 1 J의 충격 에너지로 몇몇 개의 충격들이 만들어질 수 있다.
바람직하게는, 흑연 잔사는 다음 공정 단계들로부터, 특히 로드의 청크로 분쇄로부터 공간적으로 분리되어 녹킹된다. 이는 또한, 예를 들어 적합한 벽 요소 또는 커튼에 의하여, 흑연 잔사가 녹킹되는 워크벤치를 분리시킴으로써 달성된다.
바람직하게는, 흑연 잔사를 녹킹시키기 위한 기계적 임펄스들은 수평 배열되는 로드 축에 대하여 45°미만의 각으로 각각 만들어진다. 이는 낮은 오염으로 흑연 잔사의 더 조절된 제거를 가능케 하는 것으로 밝혀졌다. 작업 인원에 대해서는, 로드가 소정의 방식으로 분해될 경우 증가된 안전성을 부가적으로 의미한다.
더 바람직하게는, 상기 로드는 로드의 전극 말단으로부터 500 mm 미만, 더 바람직하게는 300 mm 미만, 가장 바람직하게는 100 mm의 거리에서 지지점을 가지고 적합한 정지 상태에 놓인다.
바람직하게는, 상기 하나 이상의 실리콘 로드 쌍이 설치제거 보조 기구 내에 있는 동안 상기 흑연 잔사가 녹킹된다. 설치제거 보조 기구는 외벽 및 내벽을 가지고 로드 쌍을 완전히 둘러싸는 몸체를 포함하고, 상기 몸체는 그것이 둘러싸는 로드 쌍과 함께 크레인, 케이블 윈치 또는 그랩에 의하여 반응기로부터 제거된다.
상기 몸체의 크기는 바람직하게는 그것의 길이가 적어도 수직의 로드 쌍의 높이에 상응하는 정도이다. 그의 폭은 바람직하게는 적어도 U-형상 실리콘 로드 쌍의 폭이다 (실리콘 브릿지 + 로드 직경). 그의 폭은 바람직하게는 적어도 200 mm, 더 바람직하게는 적어도 300 mm이다.
바람직하게는, 상기 몸체는 강으로 이루어진 내벽을 가진다. 상기 몸체의 내벽은 폴리머로 코팅될 수 있다. 상기 몸체는 바람직하게는 강으로 구성, 즉 강 자켓을 가진다. 비-코팅된 강 내벽을 가지는 몸체를 제공하고, 설치제거 중 실리콘 로드 쌍이 플라스틱 백으로 덮이는 설계가 특히 바람직하다. 플라스틱 백과 조합된 비-코팅된 강 벽에 대한 대안으로서, 저-오염 초경 합금 또는 저-마모 세라믹(예를 들어, 탄화 텅스텐, 탄화티탄, 탄화크롬, 탄화바나듐 및 탄화니켈, 탄화규소)로 구성되는 몸체의 구현예가 또한 특히 바람직하다.
저-오염 초경 합금 또는 저-마모 세라믹으로 부분적으로 또는 완전히 코팅된 강 내벽을 포함하는 몸체를 사용하는 것 또한 바람직하다.
또한, 상기 몸체는 유연성이나 안정한 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 가능한 플라스틱은 방향족 폴리아미드(아라미드 섬유) 또는 폴리카보네이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르로 구성되는, 섬유 복합재 플라스틱이다. 탄소 또는 탄소 구성 성분 또는 유리 섬유-강화 플라스틱(GRP)으로 구성되는 물질이 마찬가지로 가능하다.
상기 실리콘 로드 쌍 자체는 크레인 장치, 케이블 윈치 또는 유사한 시스템의 도움으로 들어 올려질 수 있다.
바람직하게는, 각각의 몸체는 상기 몸체의 하나 이상의 개구 내에 기계적 또는 전기적 메커니즘에 의하여 또는 수동적으로 닫힐 수 있는 플랩을 포함한다. 로드가 반응기 밖으로 들려진 후, 로드 쌍이 여전히 몸체 내에 있으면서 흑연 잔사가 녹킹될 수 있다. 이를 위하여, 모든 로드 베이스가 설치제거 보조 기구의 개구 밖으로 400 mm 미만, 더 바람직하게는 300 mm 미만, 가장 바람직하게는 100 mm 미만 돌출되도록, 상기 로드 쌍은 예를 들어 그랩에 의하여 설치제거 보조 기구 밖으로 들어 올려진다. 이러한 배치에서, 설치제거 보조 기구 밖으로 돌출되지 않은 로드들의 적어도 일부가 플라스틱 백으로 덮여 있으면서, 흑연 잔사가 녹킹된다.
이는 바람직하게는, 플라스틱 백과 흑연 잔사 간의 접촉이 없음을 보증한다. 따라서, 상기 플라스틱 백은 바람직하게는 흑연 잔사로부터 적어도 5 mm의 거리에서 종료된다. 따라서, 흑연 잔사에 의한 플라스틱 백의 오염을 피할 수 있다.
상기 설치제거 보조 기구로 이동할 수 있는 카트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 카트는 바람직하게는, 로드가 여전히 설치제거 보조 기구 내에 있으면서 카트가 로드의 전극 말단 아래 배치될 수 있도록 구성된다. 상기 카트는 바람직하게는 실리콘 또는 플라스틱과 같은 저-오염 물질로 라이닝된다. 상기 카트는 바람직하게는 녹킹되는 물질을 위한 수집 박스를 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 카트는 실리콘 로드의 전극 말단 아래에, 분리판, 예를 들어, 그리드(grid) 또는 시브(sieve)를 포함한다. 더 큰 덩어리가 상기 분리판에 의하여 수집되고, 더 작은 덩어리가 상기 분리판을 통하여 떨어지고 상기 수집 박스 내에 도착한다. 이는 존재하는 흑연 잔사에 대한 더 큰 덩어리의 가시적 분류를 가능케 한다.
바람직하게는, 상기 다결정 실리콘 로드를 반응기로부터 설치제거한 후 및 상기 설치제거된 다결정 실리콘 로드를 청크로 분쇄하기 전에, 상기 로드 형태의 다결정 실리콘 로드는 하나 이상의 특징을 기준으로 하여 두 개 이상의 품질 등급으로 분류되고, 두 개 이상의 품질 등급의 것들이 별도의 추가적인 가공 단계들로 보내진다.
따라서, 본 발명은 설치제거된 실리콘 로드의 두 개 이상의 품질 등급으로 분류를 수행하는 것을 상정한다. 이러한 분류는 로드를 청크로 분쇄하는 것에 선행한다. 이는 바람직하게는 흑연 전극 상에서 녹킹 작업 후에 이어진다. 그러나, 로드를 청크로 분쇄한 후 분류를 수행하는 것 또한 바람직하다.
상기 분류 특징은 "표면 또는 부피의 오염" 특징일 수 있다.
이와 관련하여, 금속, 비금속 또는 조성물에 의한 로드 또는 청크의 표면 오염에 의하여, 금속, 비금속 또는 조성물에 의한 로드 또는 청크의 부피의 오염에 의하여, 및 먼지(예를 들어, 실리콘 먼지)에 의한 로드 또는 청크의 표면의 오염에 의하여, 또는 이러한 특징들의 조합에 의하여 분류하는 것이 가능하다.
상기 분류 특징은 육안으로 감지할 수 있는 특징일 수 있다.
로드 상에 흑연 잔사의 존재를 기준으로 한 분류가 바람직하다. 흑연 잔사를 가지는 로드는 바람직하게는 흑연 잔사가 없는 로드와 다른 이송 장치 내에서 추가적인 가공을 위하여 이송된다. 이는 흑연 잔사에 대한 동반(entrainment) 위험을 감소시킨다.
로드를 청크로 분쇄한 후 분류를 수행하는 것 또한 바람직하다. "로드의 전극 말단으로부터 거리" 특징에 의하여 분류하는 것이 특히 바람직하다. 청크를 그러한 특징에 의하여 구별가능한 두 개 이상의 분획들로 분류하는 것이 특히 바람직하다. 사실상, 이는 하나의 로드로부터 하나의 로드 단편은 "<1000 mm의 전극으로부터 거리" 특징을 가지고 다른 로드 단편은 ">1000 mm의 전극으로부터 거리" 특징으로 가지는 두 개 이상의 로드 단편들을 생산함으로써 달성될 수 있다. 상기 두 개의 로드 단편들은 개별적으로 분쇄되고, 따라서 개별적으로 생산된 청크들은 마찬가지로 이러한 특징에 의하여 분류된다. 상기 두 개 이상의 로드 단편들 및 이로부터 생산된 두 개 이상의 청크 분획들은 외부 물질에 대한 상이한 오염을 가질 수 있다. 이는 상이한 추가적인 가공 단계들로 보내질 수 있다.
본 발명에 따르면, 다결정 실리콘의 최소 오염을 달성하면서 흑연 전극을 완전히 제거하는 다결정 실리콘의 제조 방법이 제공된다. 또한, 상기 방법은 다결정 실리콘의 고 생산성 및 최대 수율을 보증한다.
비교예
이 비교예에서, EP 2 479 142 A1에 기재된 공정을 실행하였다. 로드의 전극 말단으로부터 70 mm를 잘랐다. 완전한 로드 쌍에 대하여, 약 80% 수율이 얻어졌다. Fe, Cr, Ni, W 및 Co에 의한 잘린 표면의 오염은 총 1.3 ppm이었다. 이는 로드가 청크로 분쇄되기 전에 로드 표면의 세정을 요한다.
실시예
이 실시예에서, 흑연 잔사를 본 발명에 따른 공정의 도움으로 녹킹하였다. 각각의 경우, 충격 에너지를 변화시키면서 (10 J, 5 J, 3 J, 2 J, 1 J), 해머를 이용하여 기계적 임펄스를 만들었으며, 로드의 전극 말단으로부터 거리는 각각의 경우 50 mm였다.
표면에서 Fe, Cr, Ni, W 및 Co 오염은 비교예에서 보다 훨씬 더 낮다. 수율은 증가한다. 로드 세정은 불필요하다.
표 1은 상기 결과의 요약을 보인다.
수율 표면 오염 분쇄에 흑연 존재 세정 필요?
비교예 < 85% 1.3 ppm 낮음 있음
10 J의 기계적 임펄스 > 85% 200 pptw 낮음 선택적
5 J의 기계적 임펄스 > 90% 105 pptw 낮음 없음
3 J의 기계적 임펄스 > 95% 81 pptw 낮음; 분리판 이용: 매우 낮음 없음
2 J의 기계적 임펄스 > 98% 56 pptw 매우 낮음; 분리판 이용: 0 없음
1 J의 기계적 임펄스 > 99% 20 pptw 0 없음

Claims (10)

  1. 다결정 실리콘의 제조 방법으로서,
    a) 전류의 직접 통과에 의하여 다결정 실리콘이 지지체 상에 증착되는 온도로 가열되는 하나 이상의 U-형상 지지체 상에, CVD에 의하여 다결정 실리콘을 증착하여, 한 쌍 이상의 U-형상 다결정 실리콘 로드를 형성하는 단계로서, 상기 지지체의 각각의 자유 말단은 흑연 전극에 연결되고 이러한 방식으로 전력이 공급되는, 한 쌍 이상의 U-형상 다결정 실리콘 로드 형성 단계;
    b) 상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드를 반응기로부터 설치제거하는(deinstalling) 단계;
    c) 상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드의 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 흑연 잔사를 제거하는(removing) 단계;
    d) 상기 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드를 분쇄하여 로드 단편을 제공하거나, 또는 청크를 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 흑연 잔사는 하나 이상의 기계적 임펄스에 의하여 상기 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드 각각의 전극 말단에서 녹킹되는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기계적 임펄스에 소요되는 충격 에너지는 20 J 이하인, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 기계적 임펄스는 상기 다결정 실리콘 로드의 각각의 전극 말단으로부터 50 mm 이내의 거리에서 가해지는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흑연 잔사는 두 개의 기계적 임펄스에 의하여 녹킹되며, 제1 기계적 임펄스에 소요되는 충격 에너지는 20 J 이하이고 상기 다결정 실리콘 로드의 각각의 전극 말단으로부터 30 mm 이내의 거리에서 형성되고, 제2 기계적 임펄스에 소요되는 충격 에너지는 10 J 이하이고 상기 다결정 실리콘 로드의 각각의 전극 말단으로부터 30 mm 이내의 거리에서 형성되는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 기계적 임펄스 대신 각각 약 2 J의 충격 에너지로 복수 개의 충격이 형성되고, 제2 기계적 임펄스 대신 각각 약 1 J의 충격 에너지로 복수 개의 충격이 형성되는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흑연 잔사를 녹킹시키기 위한 기계적 임펄스는 수평으로 배열되는 다결정 실리콘 로드의 로드 축에 대하여 45°미만의 각도에서 각각 형성되는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드는, 외벽과 내벽을 가지며 상기 다결정 실리콘 로드 쌍을 완전히 둘러싸는 몸체에 의하여 반응기로부터 설치제거되고, 상기 몸체는 그것이 둘러싸는 다결정 실리콘 로드 쌍과 함께 크레인, 케이블 윈치 또는 그랩에 의하여 제거되고, 상기 다결정 실리콘 로드의 전극 말단은 상기 내벽과 비접촉하는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 몸체는 개구를 가지며, 상기 한 쌍 이상의 다결정 실리콘 로드가 반응기로부터 제거 후 상기 개구를 통해 상기 몸체로부터 돌출되거나, 또는 상기 몸체 밖으로 들려짐으로써, 다결정 실리콘 로드 쌍의 각각의 다결정 실리콘 로드의 길이의 500 mm 이하가 상기 몸체의 개구 밖으로 돌출되고, 그 다음 상기 흑연 잔사가 상기 두 개 이상의 다결정 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 제거되는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다결정 실리콘 로드의 적어도 일부가 상기 다결정 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 흑연 잔사의 제거 동안 플라스틱 백으로 덮이는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다결정 실리콘 로드는 상기 다결정 실리콘 로드의 전극 말단으로부터 5 mm 이상의 거리까지 플라스틱 백으로 각각 덮이는, 다결정 실리콘의 제조 방법.
KR1020167020145A 2014-01-22 2015-01-16 다결정 실리콘의 제조 방법 KR20160102058A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014201096.9 2014-01-22
DE102014201096.9A DE102014201096A1 (de) 2014-01-22 2014-01-22 Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
PCT/EP2015/050769 WO2015110358A1 (de) 2014-01-22 2015-01-16 Verfahren zur herstellung von polykristallinem silicium

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197002821A Division KR102090983B1 (ko) 2014-01-22 2015-01-16 다결정 실리콘의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160102058A true KR20160102058A (ko) 2016-08-26

Family

ID=52350128

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167020145A KR20160102058A (ko) 2014-01-22 2015-01-16 다결정 실리콘의 제조 방법
KR1020197002821A KR102090983B1 (ko) 2014-01-22 2015-01-16 다결정 실리콘의 제조 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197002821A KR102090983B1 (ko) 2014-01-22 2015-01-16 다결정 실리콘의 제조 방법

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10077192B2 (ko)
EP (1) EP3097053B1 (ko)
JP (1) JP6411524B2 (ko)
KR (2) KR20160102058A (ko)
CN (1) CN106163986B (ko)
CA (1) CA2935316C (ko)
DE (1) DE102014201096A1 (ko)
ES (1) ES2656109T3 (ko)
MY (1) MY189069A (ko)
SA (1) SA516371537B1 (ko)
TW (1) TWI586509B (ko)
WO (1) WO2015110358A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014222883A1 (de) * 2014-11-10 2016-05-12 Wacker Chemie Ag Polykristallines Siliciumstabpaar und Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium
KR102361373B1 (ko) * 2017-03-08 2022-02-10 가부시키가이샤 도쿠야마 다결정 실리콘 가공품의 제조방법
JP7047688B2 (ja) * 2018-09-19 2022-04-05 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコンロッドの製造方法
EP4021849B1 (de) * 2019-08-29 2024-01-03 Wacker Chemie AG Verfahren zur herstellung von siliciumbruchstücken

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR850001945B1 (ko) * 1980-07-28 1985-12-31 몬산토 캄파니 반도체용 고순도 실리콘 본체 제조방법
JPS6077115A (ja) * 1983-09-30 1985-05-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 高純度シリコンの製造方法およびその装置
KR940007093B1 (ko) * 1988-02-18 1994-08-05 어드밴스드 실리콘 머티리얼스, 인코포레이션 실리콘막대로부터 소정 크기의 입자를 형성하는 방법
JPH01242762A (ja) 1988-03-23 1989-09-27 O C C:Kk 強靭な構造用金属材料の製造法
US6033974A (en) * 1997-05-12 2000-03-07 Silicon Genesis Corporation Method for controlled cleaving process
DE19847098A1 (de) 1998-10-13 2000-04-20 Wacker Chemie Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitermaterial
DE10101040A1 (de) * 2001-01-11 2002-07-25 Wacker Chemie Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines polykristallinen Siliciumstabes
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
DE102006037020A1 (de) 2006-08-08 2008-02-14 Wacker Chemie Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochreinem polykristallinem Silicium mit reduziertem Dotierstoffgehalt
JP5339945B2 (ja) * 2009-02-04 2013-11-13 株式会社トクヤマ 多結晶シリコンの製法
WO2010098319A1 (ja) 2009-02-27 2010-09-02 株式会社トクヤマ 多結晶シリコンロッド及びその製造装置
JP5431074B2 (ja) * 2009-09-02 2014-03-05 東洋炭素株式会社 シード保持部材及びそのシード保持部材を用いた多結晶シリコン製造方法
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
TW201131008A (en) 2009-10-09 2011-09-16 Hemlock Semiconductor Corp Manufacturing apparatus for depositing a material and an electrode for use therein
CN101691222B (zh) 2009-10-19 2011-04-13 隋聚勇 多晶硅碳头料的硅碳分离方法
DE102010003069A1 (de) * 2010-03-19 2011-09-22 Wacker Chemie Ag Kegelförmige Graphitelektrode mit hochgezogenem Rand
DE102010003064A1 (de) 2010-03-19 2011-09-22 Wacker Chemie Ag Graphitelektrode
CN103080387A (zh) 2010-06-16 2013-05-01 山特森西特股份有限公司 用于制造多晶硅锭的工艺和设备
DE102010024010B4 (de) 2010-06-16 2012-03-22 Centrotherm Sitec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von polykristallinen Siliziumblöcken
CN101974784A (zh) 2010-09-03 2011-02-16 浙江开化同力电子科技有限公司 一种碳头多晶料的清洗方法
CN102121106A (zh) 2010-11-26 2011-07-13 亚洲硅业(青海)有限公司 一种多晶硅碳头料分离腐蚀液及分离方法
US8906453B2 (en) * 2011-03-18 2014-12-09 MEMC Electronics Materials, S.p.A. Tool for harvesting polycrystalline silicon-coated rods from a chemical vapor deposition reactor
CN102211773A (zh) 2011-05-11 2011-10-12 浙江明峰电子科技有限公司 一种碳头多晶的分离方法
JP5689382B2 (ja) 2011-07-25 2015-03-25 信越化学工業株式会社 多結晶シリコンロッドの破砕方法
CN202358922U (zh) 2011-11-09 2012-08-01 马德义 两瓣式石墨卡瓣结构的方硅芯夹持装置
CN103145130A (zh) * 2011-12-07 2013-06-12 刘雅铭 一种增加多晶硅还原炉里硅芯根数的方法及装置
DE102011089449A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Wacker Chemie Ag Polykristalliner Siliciumstab und Verfahren zur Herstellung von Polysilicium
JP5696063B2 (ja) 2012-02-02 2015-04-08 信越化学工業株式会社 多結晶シリコン棒搬出冶具および多結晶シリコン棒の刈取方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2656109T3 (es) 2018-02-23
US20170001868A1 (en) 2017-01-05
CN106163986B (zh) 2019-05-14
EP3097053B1 (de) 2017-12-06
WO2015110358A1 (de) 2015-07-30
KR20190011841A (ko) 2019-02-07
EP3097053A1 (de) 2016-11-30
TW201529268A (zh) 2015-08-01
KR102090983B1 (ko) 2020-03-20
DE102014201096A1 (de) 2015-07-23
TWI586509B (zh) 2017-06-11
CN106163986A (zh) 2016-11-23
JP2017503747A (ja) 2017-02-02
SA516371537B1 (ar) 2018-10-31
CA2935316C (en) 2017-11-28
JP6411524B2 (ja) 2018-10-24
US10077192B2 (en) 2018-09-18
CA2935316A1 (en) 2015-07-30
MY189069A (en) 2022-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180339908A1 (en) Polycrystalline silicon mass and process for producing polycrystalline silicon mass
CA2932947C (en) Device for receiving and transporting a silicon rod, and method for producing polycrystalline silicon
KR102090983B1 (ko) 다결정 실리콘의 제조 방법
WO2005123583A1 (ja) 多結晶シリコンの製造方法およびその製造方法によって製造される太陽電池用多結晶シリコン
TW201623145A (zh) 多結晶矽破碎物、多結晶矽破碎物的製造方法及多結晶矽塊破碎裝置
KR20110069770A (ko) 고순도 결정 실리콘, 고순도 사염화규소 및 이들의 제조 방법
TWI657044B (zh) 多晶矽棒對和製造多晶矽的方法
US8236066B2 (en) Method and configuration for melting silicon
JP6154074B2 (ja) 多結晶質シリコン断片及び多結晶質シリコンロッドの粉砕方法
KR20120095755A (ko) 입자형 다결정 폴리실리콘 제조용 원료 시드의 제조방법
KR102270052B1 (ko) 고순도 SiC 분말의 제조방법
JP2015113252A (ja) 亜鉛還元法による多結晶シリコンの製造に用いられる反応容器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment
A107 Divisional application of patent