KR20160122704A - 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치, 및 그 제조 장치를 이용한 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 방법 - Google Patents

청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치, 및 그 제조 장치를 이용한 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄 후, 혼입되는 금속 미분이나 실리콘 미분 등의 미분을 기류의 분사에 의해 효율적으로 제거할 수 있는 제조 장치를 제공하는 것.
[해결 수단] a) 바람직하게는, 반송벨트가 망목상인, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 반송벨트 컨베이어, b) 상기 반송벨트 컨베이어의 반송벨트의 주로면의 상방에 설치된, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 동반하는 미분의 불어날리기용 기류분사기, 및 c) 상기 망목상 반송벨트의 주로면과, 그 상방에 설치된 미분 불어날리기용 기류분사기의 사이에 개설된, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 비약방지용 망을 구비하여 이루어지는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.

Description

청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치, 및 그 제조 장치를 이용한 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 방법{DEVICE FOR PRODUCING CLEANED CRUSHED PRODUCT OF POLYCRYSTALLINE SILICON BLOCKS, AND METHOD FOR PRODUCING CLEANED CRUSHED PRODUCT OF POLYCRYSTALLINE SILICON BLOCKS USING SAME}
본 발명은 청정화된 다결정 실리콘 덩어리(塊) 파쇄물의 제조 장치, 및 상기 제조 장치를 이용하여 실시되는 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 태양 전지의 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼는, 지멘스(Siemens)법에 의해서 제조된 막대 모양의 다결정 실리콘 덩어리를 이용하여, 다음의 방법에 의해 제조되는 것이 보통이다. 즉, 이 실리콘 덩어리를 주먹 크기의 작은 조각으로 파쇄한 후에 분급하고, 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물을 원재료로 하여 쵸크랄스키(Czochralski) 법에 따라 원기둥 모양의 실리콘 잉곳(ingot)을 생성하고, 이러한 실리콘 잉곳을 슬라이스하고 연삭(硏削)하여, 웨이퍼를 얻는다.
상기에 있어서의 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄는, 해머를 이용하여 인력으로 실시하는 경우가 많다. 또한, 다량의 실리콘 덩어리 파쇄물을 생산성 좋게 얻기 위해, 해머에 의한 손 파쇄에 대신하여, 광석의 파쇄에 일반적으로 이용되는 조오 브레이커(jaw breaker)라 불리는 파쇄기 등을 사용하여 파쇄를 실시하는 경우도 있다. 여기에서, 해머의 재질이나, 조오 브레이커의 파쇄부인, 돌기 등을 갖는 2장의 금속판(jaw)의 재질은, 탄화 텅스텐(텅스텐 카바이드)과 티타늄 등을 포함하는 고경도 금속이지만, 그래도 얻어지는 파쇄물에는 이들 금속 미분의 혼입이 불가피하다. 이러한 금속 미분의 불순물이 잔류하면, 쵸크랄스키법에 의한 실리콘 잉곳 제조에서의 금속 오염의 주범이 된다.
또한, 상기 해머와 조오 브레이커에 의한 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄에서는, 입자경이 작은 다결정 실리콘의 미분(이하, 「실리콘 미분」이라고도 함)도 대량으로 생긴다. 이러한 다결정 실리콘의 미분의 표면은, 파쇄시에 금속 오염이 심한데다, 쵸크랄스키법에 의한 실리콘 잉곳 제조시에 미분이 용해하기 어려운 문제도 있어, 실리콘 잉곳의 생산성을 저하시켜 버린다. 따라서, 이러한 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 있어서, 혼입되는 금속 미분이나 실리콘 미분 등의 파쇄에 의해 생기는 미분류를 제거하는 것이 강하게 요구된다.
한편, 상기한 다결정 실리콘 덩어리 파쇄 후의 분급은, 진동에 의해 체분(篩分)하는 진동 체별기(예를 들어, 특허문헌 1 참조)나 회전 실린더의 회전에 의해 체분하는 분급기(예를 들어, 특허문헌 2 참조) 등 외에, 파쇄물을 반송하는 벨트를 망목(網目)상으로 하여, 그 망목보다 작은 입자를 낙하시키는 롤러식 분급기(예를 들어, 특허문헌 3 참조) 등이 알려져 있다. 그러나, 상기 파쇄에 의해 생기는 미분은, 미소(微小)하여 비표면적이 크고, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 복잡한 간극으로 들어가거나, 그 파쇄물의 표면에 붙거나 하기 때문에, 이들 기존의 분급기를 이용한 선별로는 고도로 제거하지 못하고, 이 공정 후에 특수한 에칭제를 사용한 번잡한 에칭 처리 등을 실시하지 않으면, 얻어지는 파쇄물을 충분히 청정화할 수 없었다.
이러한 가운데, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 혼입되는 미분을 제거하기 위해서, 해당 파쇄물에 압축 공기를 불어넣는 것이 제안되어 있다(특허문헌 4, [청구항 25], [0082]~[0088] 참조).
[특허문헌 1] 일본국 특표 2009-532319호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개 2004-91321호 공보 [특허문헌 3] 일본국 특개 2012-62206호 공보 [특허문헌 4] 일본국 특개 2012-46412호 공보
상기 압축 공기의 분사에 의해 미분을 제거하는 방법은, 그 압축 공기의 분사를 파쇄 직후 및/또는 분급 후에 수행하는 것으로 나타내고 있을 뿐, 그 파쇄 후의 분급, 반송 라인 중에서, 어떠한 장치 구조로 이를 실시하는지에 대해서는 아무것도 나타나 있지 않다. 따라서, 이 조작을 효율적으로 실시할 수 없으며, 파쇄물의 충분한 청정화는 쉽게 달성할 수 없었다.
이상의 배경에 있어서, 본 발명은 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄 후, 혼입되는 금속 미분이나 실리콘 미분 등의 미분을, 기류(氣流)의 분사에 의해 효율적으로 제거할 수 있는 제조 장치 및 이러한 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 감안하여 예의 연구를 계속했다. 그 결과, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물을 벨트 컨베이어로 반송할 때, 그 반송벨트의 주로면(走路面)의 적어도 상방(上方)에 각각 불어날리기(吹飛)용 기류분사기를 설치하여, 상기 반송벨트의 주로면과 상기 상방에 설치한 불어날리기용 기류분사기의 사이에, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 비약(飛躍) 방지용 망을 설치한 장치 구조에 의해, 상기의 과제가 해결될 수 있는 것을 밝혀내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, a) 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 반송벨트 컨베이어, b) 상기 반송벨트 컨베이어의 반송벨트의 주로면의 상방에 설치된, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 동반하는 미분의 불어날리기용 기류분사기, 및 c) 상기 반송벨트의 주로면과, 그 상방에 설치된 불어날리기용 기류분사기의 사이에 개설된, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 비약방지용 망을 적어도 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치이다.
또한, 본 발명의 다른 관점에 따른 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치는, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 반송벨트 컨베이어와, 상기 반송벨트 컨베이어의 상기 반송벨트의 주로면의 상방 또는 하방에 설치된, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 동반하는 미분의 불어날리기용 기류분사기를 적어도 구비하여 이루어지고, 상기 반송벨트는 망목상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제조 장치를 사용하여, 주행하는 반송벨트에 재치(載置)된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 기류를 분사하여 상기 미분을 제거하는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 방법도 제공한다.
본 발명의 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 의하면, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물을 벨트 컨베이어로 반송할 때, 반송벨트의 주로면에 대한, 적어도 상방에 설치된 불어날리기용 기류분사기로부터의 기류 분사에 의해, 파쇄물에 동반하는 미분을 효율적으로 불어날려, 이를 청정화할 수 있다.
이 때, 상방으로부터의 기류의 분사가, 반송벨트에 재치되는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 편중된 경우에는, 상기 파쇄물에 튐이 생기고, 이것이 심한 경우에는 반송벨트 밖으로 도출할 위험성이 있다. 그러나, 본 발명의 장치에서는, 상기 반송벨트의 주로면과, 그 상방에 설치된 미분 불어날리기용 기류분사기 사이에, 이러한 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 비약방지용 망이 설치되어 있기 때문에, 그 튐은 적당히 억제되어, 상기와 같은 문제는 방지할 수 있다. 또한, 반송벨트 컨베이어의 반송벨트가 망목상인 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치는, 망목상의 반송벨트가 불어날리기용 기류분사기에 의한 기류를 통과시킴으로써, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물이 과도한 튐을 일으키는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 과도한 튐을 억제하면서 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 적당한 강도의 기류를 분사시킴으로써, 반송벨트 상의 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 바람직한 이동 및 회전을 일으킬 수 있다. 이에 의해, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 표면 전체에 불어날리기용 기류분사기에 의한 기류를 맞힐 수 있기 때문에, 이러한 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치는 효과적인 미분의 제거가 가능하다.
또한, 이러한 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서, 반송벨트 컨베이어의 반송벨트를 망목상으로 하고, 또한, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 동반하는 미분의 불어날리기용 기류분사기를, 상기 망목상의 반송벨트의 주로면의 하방에도 설치한 경우에는, 관련된 망목상 반송벨트의 주로면 하방으로부터 분사하는 기류에 의해, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물은 이동이나 전동(傳動)이 활발해진다. 이에 의해 파쇄물에 대해 기류가 전체에 더욱 퍼지게 된다. 그 결과, 미분의 제거 효율, 특히 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 하면에 부착하는 미분의 제거 효율이 높아져서 바람직하다.
그리고, 이 형태에서는, 하방으로부터 분사하는 기류에 의해, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 튐은 더욱 격렬하게 일어나기 때문에, 상기한 반송벨트의 주로면과, 그 상방의 불어날리기용 기류분사기 사이에 설치된, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 비약방지용 망에 의한, 파쇄물의 반송벨트 이외로의 도출 방지 효과가 특히 양호하게 발휘되기 때문에 바람직하다. 게다가, 이와 같이 비약방지용 망에 의해, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물이 하방으로부터의 기류의 분사에 의해, 반송벨트의 주로면에서부터 지나치게 높은 위치까지 튀는 것이 방지되기 때문에, 하방으로부터의 기류가 파쇄물의 하면에 대하여 약하게 타격하여, 미분의 제거 효율이 저감하는 경우도 생기지 않는다.
이렇게 하여, 본 발명의 장치에 의하면, 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄 시에 생긴, 금속 미분 불순물이나 다결정 실리콘의 미분 등의 미분의 혼입이 양호하게 저감된, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물을 간단하게 제조할 수 있다.
[도 1] 도 1은, 본 발명의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서 대표적 형태의 개략을 나타내는, 반송벨트 컨베이어의 주행 방향에서의 종단면도이다.
[도 2] 도 2는, 도 1의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에서의 A-A선 종단면도이다.
[도 3] 도 3은, 본 발명의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서 다른 형태의 개략을 나타내는, 반송벨트 컨베이어의 주행 방향에서의 종단면도이다.
[도 4] 도 4는, 도 3의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서의 A-A선 종단면도이다.
[도 5] 도 5는, 도 3의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서, 반송벨트 컨베이어(1)의 망목상의 반송벨트(2)의 일부를 나타내는 확대 평면도이다.
[도 6] 도 6은, 본 발명의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서의 다른 형태의 개략을 나타내는, 반송벨트 컨베이어의 주행 방향에 있어서의 종단면도이다.
[도 7] 도 7은, 상기 도 3의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서, 모든 미분 불어날리기용 기류분사기 중, 반송벨트의 주로(走路)에 있어서 최상류에 설치된 것보다도 더 상류에, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물 제전(除電)용의 이온화 기류방출기를 설치한 형태를 나타내는 종단면도이다.
본 발명의 제조 장치는, 지멘스법 등에 의해 제조된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해, 그 파쇄물에 혼입되는 미분을 제거하여 청정화하기 위한 장치이다. 여기에서, 지멘스법이란, 트리클로로실란이나 모노실란 등의 실란 원료 가스를 가열된 실리콘 심선(芯線)에 접촉시킴으로써, 상기 실리콘 심선의 표면에 다결정 실리콘을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 기상 성장(석출)시키는 방법이다.
이러한 지멘스법 등에 의해 제조된, 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄는 해머에 의한 손 파쇄나, 조오 브레이커 등의 파쇄기를 이용한 기계 파쇄에 의해 실시된다. 물론, 양자를 조합시켜, 다결정 실리콘 덩어리를 먼저 해머에 의해 조(粗)분할하고, 얻어진 조파쇄물을 조오 브레이커 등의 파쇄기에 의해 세립화하는 파쇄를 수행해도 된다.
이들 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄물에는, 다결정 실리콘의 미분이 혼입되어 있고, 때로는 금속 미분도 혼입되는 경우가 있다. 상기 해머의 재질이나, 조오 브레이커에서의 파쇄부는, 예를 들면, 텅스텐 카바이드와 결합제인 코발트를 혼합 성형한 초경 합금 등의 고경도 금속이다. 그러나, 상기 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄물에는, 이러한 금속 재질에 유래하여, 텅스텐, 코발트를 비롯하여, 티타늄, 철, 니켈, 크롬, 구리 등의 금속 미분의 불순물이, 실리콘 미분과 함께 혼입하기 쉽다. 이들 미분은 500μm의 메쉬 필터를 통과하는 미소 입경의 분말 상태를 의미한다.
이렇게 하여 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물은, 그대로 본 발명의 장치에 의해 청정화해도 되지만, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물은 용도에 따라 다양한 입도(粒度)로 분류되기 때문에, 분급하여 청정화에 제공하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 청정화되는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물은, 적어도 90중량%가 장경(長徑)의 길이가 2~160mm의 범위 내인 것으로 분급하는 것이 바람직하다. 특히, 적어도 90중량%가 장경의 길이가 90~160mm의 범위 내인 것, 적어도 90중량%가 장경의 길이가 10~120mm의 범위 내인 것, 적어도 90중량%가 장경의 길이가 10~60mm의 범위 내인 것, 또는 적어도 90중량%가 장경의 길이가 2~10mm의 범위 내인 것 등으로 분급하는 것이 더욱 바람직하다.
이러한 분급은, 진동에 의해 체분하는 진동 체별기(篩別機), 회전 실린더의 회전에 의해 체분하는 분급기, 롤러식 분급기 등의 공지의 분급기를 단독 또는 조합해서 실시하면 된다. 상술한 바와 같이 분급에서는, 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄로 생성된 금속 미분이나 실리콘 미분은 충분히 제거할 수 없다. 본 발명의 장치는, 이렇게 하여 미분이 혼입되는 다결정 실리콘 덩어리의 파쇄물을 피처리물로 하여, 이들 미분을 효율적으로 제거한다. 이하, 본 발명에 따른 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 대하여, 그 대표적 형태의 개략을 나타내는 종단면도인 도 1~2를 참조하면서 설명한다.
즉, 도 1~2의 장치에 있어서, 1은 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 반송벨트 컨베이어로, 반송벨트(2)는 본 장치 내를 거의 수평 방향으로 주행한다. 이 반송벨트(2)의 상면에는, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)이 재치된다.
반송벨트(2)의 재질은 특별히 제한되는 것은 아니고, 금속제이어도 되고 수지제이어도 되지만, 오염이 적은 점에서 수지제가 바람직하고, 기계적 강도와 내구성도 감안하여 불화탄소 수지나 이것과 유리 섬유, 아라미드 섬유, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과의 혼합수지제가 특히 바람직하다. 또한, 이들 수지를 불화탄소 수지로 코팅해도 된다.
미분 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트(2)의 주로면의 상방에 설치된다. 불어날리기용 기류분사기(5)는, 반송벨트(2)의 주로면의 상방에서, 상기 반송벨트(2)의 주행 방향에 대하여 1개소에만 설치해도 되지만, 미분(6)의 제거 효율을 높이기 위해서, 각각 2개소 이상에 설치하는 것이 바람직하다. 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트(2)의 주행 방향에서의 설치 개소에서, 벨트의 폭 방향 전역에 기류가 분사되는 것이 바람직하다. 이것을 단독의 분출 노즐로 가능하게 하는 것은 어렵고, 분출 노즐을 반송벨트(2)의 폭 방향에서 복수개 설치하여 달성하는 것이 바람직하다. 또한, 이 관점에서, 불어날리기용 기류분사기(5)는 기류가 공급되는 모관(母管)의 길이 방향으로 복수개의 분출 노즐을 장착한 노즐 헤더나, 동일하게 복수개의 기류 분출 슬릿을 개구(開口)시킨 슬릿 노즐 헤더를 구비하는 것이 바람직한 형태이다.
또한, 불어날리기용 기류분사기(5)를 벨트의 폭 방향에 대하여 1개소 또는 소수 개소 밖에 설치하지 않아, 그 설치 위치로부터는, 기류를 벨트의 폭 방향에서 일부 밖에 분사할 수 없는 때에는, 상기 불어날리기용 기류분사기(5)가, 그 기류의 분사 중에, 반송벨트(2)의 폭 방향으로 이동하는 구조로서, 벨트의 폭 방향 전역에 기류가 분사될 수 있도록 해도 된다. 즉, 도 2는 도 1의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에서, A-A선 종단면도인데, 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트(2)의 주행 방향에서 3개가 위치를 달리하여 설치되지만, 모두 벨트의 폭 방향에서는 벨트의 주행 방향에 대하여 왼쪽 말단에 설치되어 있다. 그러나, 이 장치에서는, 각각의 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트 컨베이어에 병설되는 불어날리기용 기류분사기(5)의 가동 유닛(12)으로부터 수평 방향으로 연장되는 신축성 지지축(13)의 선단(先端)에 설치되어 있고, 이 신축성 지지축(13)이 수평 방향으로 연장됨으로써, 불어날리기용 기류분사기(5)의 기류의 분사가, 벨트의 폭 방향에 대하여 위치를 달리하여 오른쪽 말단까지 이르는 구조로 되어 있다.
이 불어날리기용 기류분사기(5)에 있어서, 반송벨트(2)의 폭 방향으로의 이동은, 주행하는 반송벨트(2)에 있어서, 불어날리기용 기류분사기(5)가 도달하기 전에, 기류의 분사 범위를 넘어서 먼저 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물이 이동하지 않도록 충분히 빠른 속도로 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 반송벨트(2)의 폭 방향으로 왕복 운동하는 것이 바람직하다, 그 경우, 1회 왕복했을 때, 개시 시와 돌아왔을 때의 각각의 불어날리기용 기류분사기(5)의 기류의 분사 범위에 중복이 생기는 속도로 왕복시키는 것이 바람직하다.
또한, 파쇄 미분의 불어날리기용 기류분사기(5)에서 분사시키는 기류는, 청정한 공기 외에 헬륨, 질소 등의 불활성 기체를 들 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태로서, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치는, 상기 반송벨트 컨베이어의 반송벨트(2)가 망목상이며, 또한, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)에 동반하는 미분의 불어날리기용 기류분사기(5)가, 상기 반송벨트의 주로면의 상방뿐만 아니라, 하방에도 설치되어 있는 것이, 미분의 제거 효율, 특히 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 하면에 부착하는 미분의 제거 효율이 높아져서 바람직하다. 이 형태에 대해서, 그 개략을 나타내는 도 3~6을 참조하면서 설명한다. 반송벨트(2)는 도 5의 확대 평면도에 나타낸 바와 같이 망목상이며, 그 단면에는 망목으로서 상하 방향에 다수의 개구부(3)가 형성되어 있다.
이 개구부(3)의 크기는, 이것의 상면에 재치하는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)의 입도보다 작은 것이 요구된다. 반송벨트(2)의 상면에 재치하는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)이, 적어도 90중량% 누적의 장경이 90~160mm의 범위 내인 경우는, 반송벨트(2)의 개구부 크기는 적당하게는 10~80mm이다. 적어도 90중량% 누적의 장경이 10~120mm의 범위 내인 경우는, 반송벨트(2)의 개구부 크기는 적당하게는 2~8mm이다. 적어도 90중량% 누적의 장경이 10~60mm의 범위 내인 경우는, 반송벨트(2)의 개구부 크기는 적당하게는 2~8mm이다. 또한, 적어도 90중량% 누적의 장경의 길이가 2~10mm의 범위 내인 경우는, 반송벨트(2)의 개구부 크기는 적당하게는 0.5~1.5mm이다.
미분 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트(2)의 주로면의 상방에 설치하는 것뿐만 아니라, 하방에 설치하는 것도 되고, 반송벨트(2)의 주행 방향에 있어서 1개소에 설치하는 것뿐만 아니라, 2개소 이상으로 설치해도 된다.
본 발명에 있어서, 미분 불어날리기용 기류분사기(5)는, 도 6의 종단면도에 나타낸 장치와 같이, 망목상 반송벨트의 주로면의 상방 및 하방에 설치되는 것과 함께, 그 주행 방향에 대해서 동일 개소에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 청정화 장치의 주로(走路) 길이를 짧게 할 수 있게 장치를 컴팩트하게 할 수 있는 것 외에, 상방으로부터의 기류의 누름에 의해, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 부상(浮上)을 억제시켜, 청정화도 효율적으로 수행할 수 있다. 불어날리기용 기류분사기(5)를 반송벨트(2)의 주로면의 상방 및 하방에서, 반송벨트의 주행 방향에 있어서 2개소 이상에 설치하는 경우, 이와 같이 상방 및 하방에서 동일 개소에 설치하는 것은, 적어도 1개소이면 되고, 나머지는 서로 다른 개소에 설치해도 된다.
또한, 본 발명에 있어서 미분 불어날리기용 기류분사기(5)의 특히 바람직한 설치 형태에서는, 상기 도 3의 종단면도에 나타낸 장치에 나타나 있는 바와 같이, 반송벨트(2)의 주행 방향의 상류에서, 먼저 상방에 설치하고, 그 하류에서, 이번에는 하방에 설치하며, 또한 그 하류에서 다시 상방에 설치하여, 적어도 합계 3개소에 설치한다. 즉, 반송벨트(2)에 재치된 각각의 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)에 대한 기류의 분사에 의한 미분(6)의 제거는, 상방으로부터의 기류에 의한 것 보다도, 중력에 대항하여 기류를 불어올리는 하방으로부터의 기류 쪽이, 그 제거 효율은 낮게 된다. 따라서, 먼저, 상방으로부터 기류를 분사하여, 상기 파쇄물(4)의 상면에 부착하는 미분(6)을 불어날려 제거하고, 이어서 하방으로부터 기류를 분사하여, 해당 파쇄물(4)의 하면에 부착하는 미분(6)을 불어날리는 동시에, 이 하방으로부터의 기류의 기세에 의해, 반송벨트(2) 상에서 해당 파쇄물(4)을 반전시키는 등하여 재치면을 변동시키고, 그 후에 다시 상방으로부터 기류를 분사하여, 해당 파쇄물(4)의 새로운 상면에 잔류하는 미분(6)을 상방으로부터의 강한 기류에 의해 불어날리면, 파쇄물의 전면에 대하여 고도의 청정화를 실시할 수 있게 하는데 적합하다.
게다가, 이 형태에 있어서 상방, 하방, 상방으로 각각 설치한 각각의 불어날리기용 기류분사기(5)의 각 설치 간격이, 청정화하는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)의 입도에 따라, 반송벨트(2)의 주행 방향에 대하여 적당히 가깝게 있는 경우, 그 파쇄물에는, 반송벨트(2)에 재치된 상태로 양측에, 각각 상방 및 하방으로부터 각 역방향의 기류가 불어지게 된다. 그러면, 파쇄물(6)은 반송벨트의 면상(面上)에서 회전하게 되고, 미분의 제거 효율은 더욱 우수한 것으로 되기 때문에 가장 바람직하다. 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)에 이와 같이 회전력을 가하기 위해, 상방 및 하방에서 근접하는 불어날리기용 기류분사기의 설치 간격은, 청정화에 제공하는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 입경에 의해서 적절히 조정하면 된다. 바람직한 설치 간격의 하한은, 그 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)의 평균 장경에 대해서 0.3배(특히 바람직하게는 0.5배)의 길이 및 10mm 중 더 긴 쪽의 간격이 된다. 한편, 바람직한 설치 간격의 상한은, 해당 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)의 평균 장경에 대하여 2.0배(특히 바람직하게는 1.8배)의 길이 및 50mm 중 더 긴 쪽의 간격이 된다. 또한, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 평균 장경이란, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물 중에서 무작위로 300개를 선출하고, 그 장경을 노기스에 의해 실측하여 구한 평균값을 말한다.
반송벨트(2)의 주로면에 대해서, 상기 불어날리기용 기류분사기(5)를 설치하는 높이는, 분사되는 기류의 강도와 미분의 제거 효율에 따라서 적절히 설정하면 된다. 일반적으로는, 주로면으로부터의 설치 높이의 하한은, 해당 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)의 90중량% 누적의 장경에 대해서 0.3배(특히 바람직하게는 0.5배) 높은 위치 및 10mm 높은 위치 중 더 높은 쪽이 된다. 한편, 적합한 설치 높이의 상한은, 해당 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)의 평균 장경에 대해서 2.0배(특히 바람직하게는 1.5배) 높은 위치 및 50mm 높은 위치중 더 높은 쪽이 된다. 또한, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 90중량% 누적의 장경이란, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물 중에서 무작위로 300개를 선출하고, 전자 저울에 의한 중량 측정 및 노기스에 의한 장경 측정으로부터 구한, 누적 중량 90%에서의 값을 말한다.
상기한 바와 같이, 기류의 분사는 하방으로부터의 쪽이 미분의 제거 효율이 낮게 되기때문에, 불어날리기용 기류분사기(5)는 하방에 설치하는 쪽을, 상방에 설치하는 것보다, 반송벨트(2)에 더 가깝게 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1~7의 장치에서는, 상기 반송벨트(2)의 주로면과, 그 상방에 설치된 불어날리기용 기류분사기(5)의 사이에 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)의 비약방지용 망(7)이 개설되어 있다. 이 비약방지용 망(7)에 의해, 불어날리기용 기류분사기(5)의 기류 분사에 의해 상기 파쇄물(4)이 과잉으로 튀어, 이것이 반송벨트 밖으로 도출하는 것이 방지된다. 또한, 상기 파쇄물(4)이 높은 위치까지 튀어오르면, 하방의 불어날리기용 기류분사기(5)로부터의 기류가 파쇄물(4)에 도달할 수 없게되어, 파쇄물(4)의 하면에 부착하는 미분(6)의 제거 효율이 저감되는 경우가 있는데, 비약방지용 망(7)의 설치에 의해, 이러한 사태는 방지된다. 이 파쇄물(4)의 튐은, 반송벨트(2)의 하방에 설치된 불어날리기용 기류분사기(5)의 기류 분사에 의해 더 격심하게 생기지만, 상기한 바와 같이, 불어날리기용 기류분사기(5)가 반송벨트(2)의 상방에만 설치되어 있는 경우에도, 기류가 파쇄물(4)에 편중된 경우에는 어느 정도 생긴다. 따라서, 비약방지용 망(7)을 설치하여, 이 파쇄물(4)의 튐을 방지하는 것은, 상기 반송벨트 밖으로의 도출 방지 등의 관점에서도 의미가 있다.
이 비약방지용 망(7)에서의 개구부 크기나 개구율의 망목 성상은, 상기 망목상 반송벨트(2)의 경우와 마찬가지이다. 예를 들면, 망목상 반송벨트(2)나 비약방지용 망(7)의 개구율은 30~85%로 할 수 있다. 또한, 그의 재질도 금속제 및 수지제 중 어느 것이라도 되고, 수지제, 구체적으로는 플루오르화 탄소 수지 등인 것이 특히 바람직하다.
비약방지용 망(7)의 설치 위치는, 반송벨트(2)의 주로면(2a)과 상기한 상방의 불어날리기용 기류분사기(5)의 설치 높이 사이가 적당하고, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)의 지나친 튐을 방지하고, 파쇄물(4)의 하면에 부착하는 미분(6)의 제거 효율을 높게 유지한다는 설치 목적이 충분히 달성되도록 설치하면 된다. 불어날리기용 기류분사기(5)가 상기 적당한 설치 높이의 하한에서 설치되어 있는 때에는, 그 하방에 근접하게 설치되게 되어, 실질적으로 동일한 높이이다. 반송벨트(2)의 주로면(2a)에 대해서, 불어날리기용 기류분사기(5)가 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)의 90중량% 누적의 장경에 대해서 1.5배 높은 위치 및 50mm 높은 위치 중 더 높은 쪽보다 더 높게 설치된 경우에는, 비약방지용 망(7)은 이 높이까지의 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 장치에는, 상기 반송벨트(2)의 주로면(2a)과 상방의 불어날리기용 기류분사기(5)의 사이에 설치하는 비약방지용 망(7) 외에, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)이 튀어 반송벨트 밖으로 도출하는 것을 방지하기 위하여, 벨트의 양측부의 근방에, 그의 측변을 따라서, 도출방지용 수직판(8)을 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에서는, 반송벨트(2)의 상방 및 하방에 설치된 모든 상기 불어날리기용 기류분사기(5) 중, 상기 반송벨트의 주로에 있어서의 최상류에 설치된 것보다 더 상류에 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물 제전(除電)용 이온화 기류방출기(11)를 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 혼입되는 미분은 정전기를 띠고 있는 것이 많아, 그 경우, 해당 파쇄물에 기류를 분사해도 불어날리기 어렵게 되므로, 미리 이온화 기류에 노출시켜 제전해 두는 것이 효과적이다. 이온화 기류방출기로는, 코로나 방전식, 플라스마 방전식 등이 특별히 제한 없이 적용된다.
이러한 이온화 기류방출기(11)는 반송벨트(2)의 상방 및 하방 중 어느 곳에 설치해도 되고, 바람직하게는 상방에 설치한다. 그리고, 이들 이온화 기류방출기(11)는, 그 이온화 기류의 분사가, 주행하는 반송벨트(2)의 폭 방향의 전역에 걸쳐 미치도록 설치하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 본 발명의 제조 장치는, 불어날리기용 기류분사기(5)의 설치 개소, 및 상기 분사기로부터 분사되는 기류가 반송벨트(2)에 닺는 부분이, 벽부에 배기구(9)를 갖는 케이스(10) 내에 수용되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 기류의 분사에 의해, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)로부터 제거되어 부상한 미분(6)은 케이스(10) 내에서 배기구(9)로 흡인되어, 장치가 설치된 실내 환경을 오염시키는 일이 없으므로 바람직하다. 통풍구(9)는 케이스(10)의 어느 벽부에 설치해도 되지만, 통상은 천장 벽이나 바닥 벽에 설치하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 장치를 이용하여 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물을 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 즉, 본 발명의 장치를 이용하여, 반송벨트 컨베이어(1)의 반송벨트(2)에 재치된 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)에, 반송벨트(2)의 상방, 또는 필요에 따라 반송벨트(2)의 하방에도 설치된 불어날리기용 기류분사기(5)로부터 기류를 분사시킴으로써, 미분(6)을 효율적으로 제거하여, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물을 간단하게 제조할 수 있다.
이 제조 방법에 있어서, 반송벨트 컨베이어(1)에서의 반송벨트(2)의 주행 속도는 1~15m/min인 것이 바람직하고, 2~9m/min인 것이 더 바람직하다. 반송벨트(2)의 상면에 재치되는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(4)의 부피 밀도는 그 입도 분포에 따라서 다르지만, 일반적으로는 0.5~1.5g/㎤이고, 0.7~1.2g/㎤인 것이 더 바람직하다.
불어날리기용 기류분사기(5)로부터 분사되는 기류는, 분사구 단위면적(㎟) 당 8~82L/min의 분출량인 것이 바람직하고, 16~60L/min인 것이 더 바람직하다. 분사되는 기류의 온도는 20~25℃인 것이 일반적이다. 기류의 분사 조건이 이러한 적합한 범위인 경우에, 미분(6)의 양호한 제거를 실시할 수 있다.
또한, 이 방법에 이용되는 본 발명의 장치에 상기 이온화 기류방출기(11)를 설치하는 경우, 이 이온화 기류의 방출 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물(6)에 대해 제전을 충분히 수행하기 위해서는, DC형 또는 AC형에 펄스 방식을 조합하는 등 적절하게 실시하면 된다.
이와 같이 하여 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물은, 금속 미분 불순물이나 다결정 실리콘의 미분의 함유량이 고도로 저감되어 있기 때문에, 이를 그대로 쵸크랄스키법에 의한 실리콘 잉곳의 생성 원료로서 사용해도 된다. 얻어진 실리콘 잉곳을 슬라이스하여, 반도체 디바이스에 사용되는 실리콘 웨이퍼를 제조하는 경우 등에 있어서, 보다 고도의 순도가 요구될 경우에는, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물은 추가로 에칭 처리를 실시하여 사용해도 된다.
또한, 도 1~7에 나타낸 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치에 있어서, 불어날리기용 기류분사기(5)의 수 및 배치, 반송벨트(2)를 망목상으로 하는지의 여부, 비약방지용 망(7)을 설치하는지의 여부 등의 개별의 형태는, 청정화의 대상이 되는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 크기나 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 요구되는 청정화의 정도에 따라 적절히 선택 가능하다. 예를 들면, 망목상의 반송벨트(2)를 채용한 경우에도, 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트(2)의 상방에만 설치되는 형태이어도 된다. 또한, 망목상의 반송벨트(2)를 채용함으로써, 기류의 분사에 동반되는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 지나친 튐을 적절히 방지할 수 있는 경우에는, 비약방지용 망(7)을 설치하지 않는 형태도 있을 수 있다.
또한, 망목상의 반송벨트(2) 및 비약방지용 망(7)의 형상은, 불어날리기용 기류분사기(5)에 의한 기류의 적어도 일부를 통과시키는 한 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 장치는, 예를 들면 비약방지용 망(7)과 반송벨트(2)를 조합하여, 반송 방향으로 연재(延在)하는 바구니 모양의 반송로를 형성하고, 그 바구니 속을 반송되는 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대하여 기류를 분사하는 형태이어도 된다. 또한, 본 발명의 장치는 비약방지용 망이 반송벨트와 함께 반송 방향으로 이동하는 형태이어도 된다. 또한, 불어날리기용 기류분사기(5)를 반송벨트(2)의 주로면(2a)의 상방 또는 하방에 배치하는 형태에는, 불어날리기용 기류분사기(5)를 주로면(2a)의 사선 상방 및 사선 하방에 배치하는 형태가 포함된다. 또한, 불어날리기용 기류분사기(5)을 주로면(2a)의 상방에 배치하는 형태에는, 반송벨트(2)상의 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대하여 측방으로부터 기류를 분사하는 형태가 포함된다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의해서 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서의 제반 물성은 하기의 방법으로 평가하였다.
(1) 표면 금속 농도 분석
표면 금속 농도 분석은, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 표면을 분해 제거하고, 샘플 중의 각 금속 원소를 유도 결합 플라스마 중량 분석(ICP-MS)으로 분석 정량하였다.
(2) 표면 미분 농도 분석
약 1kg의 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물을 2L 비커에 넣고, 해당 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물이 완전히 잠기도록 초순수 1L를 넣었다. 비커를 좌우로 천천히 흔들어, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물 표면이 완전히 초순수와 접촉하게 하여, 표면상의 미분을 초순수 중에 부유시켰다. 얻어진 미분의 부유액을 500μm 메쉬 필터에 통액(通液)한 후에, 1μm 메쉬의 여과지로 상기 미분을 포집했다. 포집된 여과지는 110℃의 건조 창고에서 12시간 이상 건조시키고, 미분의 포집 전후의 여과지 중량의 차이로부터 미분의 중량을 산출하고, 본 분석에서 사용된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 중량을 이용하여 미분 농도를 산출했다.
실시예 1
도 3 및 도 4에 나타낸 장치를 이용하여, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 청정화를 실시하였다. 처리에 제공한 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물은, 지멘스법에 의해 제조된 직경 120~140mm의 막대 모양의 다결정 실리콘 덩어리를, 초경 합금제의 날(齒)을 가진 파쇄기로 110mm 이하의 입자경(장경)으로 파쇄한 것이고, 이를 분급 장치에 의해, 평균 입경이 30mm이고, 8~50mm의 장경 범위의 작은 조각으로 분급한 것이다. 또한, 분급품의 90중량% 누적의 장경은 38mm였다.
여기서, 도 3 및 도 4의 장치에 있어서, 반송벨트(2)는 아라미드 수지 섬유의 플루오르화 탄소 수지 피복제이고, 망목상인 개구부 크기는 4mm였다. 또한, 미분(6)의 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트의 주행 방향의 상류에서 상방에 설치하고, 그 하류에서 하방에 설치하고, 또한 하류에서 다시 상방에 설치하고, 각각의 불어날리기용 기류분사기(5)의 반송벨트 주행 방향의 간격은 50mm로 하여 설치하였다. 또한, 반송벨트(2)의 주로면(2a)에 대해서 상방으로 설치한 각각의 불어날리기용 기류분사기(5)의 높이는, 반송벨트(2)에 대해서 55mm의 간격이 빈 위치였다. 마찬가지로, 반송벨트(2)의 주로면(2a)에 대해서 하방에 설치한 각각의 불어날리기용 기류분사기(5)의 높이는, 반송벨트(2)에 대해서 10mm의 간격이 빈 위치였다. 또한, 반송벨트(2)의 양말단의 안쪽에는, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 도출 방지용 수직판(8)이 수직으로 설치되어 있고, 이들 마주보는 2장의 수직판(8)의 간격은 100mm이며, 이 사이를 다결정 실리콘 덩어리의 재치부분으로 이용하였다.
또한, 도 3 및 도 4의 장치에 있어서, 비약방지용 망(7)은 플루오르화 탄소 수지제이고, 주행하는 반송벨트의 폭 방향의 전역에 걸친 폭이고, 또한 주행로의 거의 전체 길이에 이르는 길이이며, 망목의 개구 크기는 3mm이며, 개구율은 72%인 것이었다. 그의 설치 위치는, 반송벨트(2)의 주로면(2a)과 상방의 불어날리기용 기류분사기(5)의 사이에서, 상기 반송벨트(2)의 주로면(2a)으로부터 상방으로 50mm 높은 곳이었다.
다음에, 모든 불어날리기용 기류분사기(5)의 기류 분출이 분사구 단위면적(㎟) 당 16.4L/min의 유량이 되도록 조정하고, 상술한 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물 1.5kg을 도 3에 나타낸 장치의 반송벨트 컨베이어(1)의 반송벨트(2)의 상면에 0.8g/㎤의 부피 밀도로 재치했다. 이후, 반송벨트(2)를 3m/min의 속도로 주행시켜, 미분 제거 처리를 실시하였다. 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 2
모든 불어날리기용 기류분사기(5)의 기류 분출이 분사구 단위면적(㎟) 당 32.3L/min의 유량이 되도록 조정한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 3
모든 불어날리기용 기류분사기(5)의 기류 분출이 분사구 단위면적(㎟) 당 58.6L/min의 유량이 되도록 조정한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 4
도 3 및 도 4에 나타낸 장치에 있어서, 반송벨트(2)의 주로에서 최상류에 설치된 상방의 불어날리기용 기류분사기보다 더 상류에 이온화 기류방출기로서 코로나 방전식 이오나이저를 설치한 형태의 도 7에 나타낸 장치를 이용하여, 이온화 기류를 DC형으로 방출시키는 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 5
도 3 및 도 4에 나타낸 장치에 있어서, 망목상 반송벨트(2)의 주로에서 최하류에 설치된 상방 의 불어날리기용 기류분사기를 제거하고, 불어날리기용 기류분사기를 상방 및 하방에서 위치를 달리하여 각 1개씩을 설치한 형태로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 6
청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치로서, 도 3 및 도 4에 나타낸 장치 대신에, 도 6의 장치, 즉 상방 및 하방에 설치된 불어날리기용 기류분사기가 함께, 망목상 반송벨트의 주행 방향에 대해 동일 개소에 설치된 형태의 장치를 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 7
도 3 및 도 4에 나타낸 장치에 있어서, 반송벨트(2)로서 망목상이 아니라, 개구부가 없는 평평한 벨트를 사용하고, 이 반송벨트(2)의 주로에서 최하류에 설치된 상방의 불어날리기용 기류분사기와, 그 상류의 하방에 설치된 불어날리기용 기류분사기를 각각 제거하고, 최상류의 불어날리기용 기류분사기(5) 만을 설치한 형태로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 8
청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치로서, 도 1 및 도 2에 나타낸, 반송벨트(2)가 개구부가 없는 평평한 벨트이고, 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트(2)의 상방에만 설치되어 있는 형태의 장치를 이용하였다. 이 장치에서, 불어날리기용 기류분사기(5)는 상기 반송벨트(2)의 상방에서 주행 방향에 대해 위치를 달리하여 3개소에서 설치되어 있고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각의 주행 방향에 대한 개소에서는, 반송벨트의 폭 방향에 대해서는 왼쪽 말단(다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 도출방지용 수직판(8)의 왼쪽에 설치된 것의 안쪽)에만 각 1개 설치되어 있다. 다만, 불어날리기용 기류분사기(5)는 반송벨트 컨베이어에 병설된 불어날리기용 기류분사기의 가동 유닛(12)에 접속되어 있고, 반송벨트(2)가 주행하는 청정화 운전 시에는, 신축성 지지축(13)을 신축시켜, 30왕복/분의 속도로, 상기 불어날리기용 기류분사기(5)를, 상기 반송벨트의 폭 방향에 대해서는 왼쪽 말단의 위치에서부터 오른쪽 말단(다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 도출방지용 수직판(8)의 오른쪽에 설치된 것의 안쪽)의 위치까지 왕복 운동시켰다. 그외에, 장치나 청정화 운전 시의 각 세부 조건은 실시예 1의 경우와 동일하게 하였다.
얻어진 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 대해서, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
비교예 1
다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 청정화 없이, 표면 금속 농도 분석 및 표면 미분 농도 분석을 수행하여, 청정화의 정도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pct00001
1 반송벨트 컨베이어
2 반송벨트
3 개구부
4 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물
5 미분 불어날리기용 기류분사기
6 미분
7 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 비약방지용 망
8 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 도출방지용 수직판
9 배기구
10 케이스
11 이온화 기류방출기
12 불어날리기용 기류분사기의 가동 유닛
13 신축성 지지축

Claims (11)

  1. a) 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 반송벨트 컨베이어, b) 상기 반송벨트 컨베이어의 반송벨트의 주로면(走路面)의 상방에 설치된, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 동반하는 미분의 불어날리기용 기류분사기, 및 c) 상기 반송벨트의 상기 주로면과, 그의 상방에 설치된 상기 불어날리기용 기류분사기의 사이에 개설(介設)된, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 비약방지용 망을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반송벨트가 망목상인, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 불어날리기용 기류분사기가 망목상의 상기 반송벨트의 상기 주로면의 하방에도 설치되어 이루어지는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 불어날리기용 기류분사기가, 상기 반송벨트의 주행방향의 상류에서, 상기 주로면의 상방에 설치되고, 그의 하류에서 상기 주로면의 하방에 설치되고, 또한 그의 하류에서 다시 상기 주로면의 상방에 설치되어, 적어도 합계 3개소에 설치되어 이루어지는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불어날리기용 기류분사기가, 상기 반송벨트의 상기 주로면의 상방 및 하방에 적어도 하나씩, 상기 반송벨트의 주행방향에 대하여 동일 개소에 설치되어 이루어지는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불어날리기용 기류분사기가, 그 기류의 분사 중에, 상기 반송벨트의 폭 방향으로 이동하는 기구를 구비하는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 청정화되는 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 적어도 90중량% 누적 장경(長徑)이 2~160mm의 범위 내인, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불어날리기용 기류분사기가, 분사구 단위면적(㎟)당 기류의 분출량이 8~82L/min의 것인, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송벨트의 주행방향에서, 상기 불어날리기용 기류분사기의 어느 것보다도 더 상류에, 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물 제전용의 이온화 기류방출기가 설치되어 이루어지는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불어날리기용 기류분사기의 설치개소, 및 상기 불어날리기용 기류분사기로부터 분사되는 기류가 상기 반송벨트에 닿는 부분이, 벽부에 배기구를 갖는 케이스 내에 수용되어 이루어지는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 장치를 이용하여, 주행하는 상기 반송벨트에 재치된 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 기류를 분사하여, 상기 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물에 동반하는 상기 미분을 제거하는, 청정화된 다결정 실리콘 덩어리 파쇄물의 제조 방법.
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