多晶硅金屬污染防止方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種通過在與多晶硅接觸的金屬基材的表面上設(shè)置樹脂制保護罩而防止多晶硅的金屬污染的方法，該方法能夠可靠地防止由該保護罩的磨損引起的金屬的表面暴露。本發(fā)明的通過在多晶硅所接觸的金屬基材的表面上設(shè)置樹脂制保護罩而防止由多晶硅與金屬基材的接觸引起的多晶硅的金屬污染的方法的特征在于，重疊地設(shè)置兩片樹脂片材(3a、3b)作為樹脂制保護罩(3)。
【專利說明】多晶硅金屬污染防止方法
[0001](本申請是申請?zhí)枮?01080040726.8(國際申請?zhí)枮镻CT/JP2010/066187)，申請日為20100917，發(fā)明創(chuàng)造名稱為多晶硅金屬污染防止方法的申請的分案申請)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種防止多晶硅的金屬污染的方法，進一步詳細而言，涉及一種防止由于多晶硅與金屬基材的接觸而產(chǎn)生的多晶硅的金屬污染的方法。 【背景技術(shù)】
[0003]多晶硅用作半導(dǎo)體或太陽能發(fā)電用晶圓的原料，要求具有高純度，特別是根據(jù)要避免電阻值等電特性下降的觀點，需要極力防止金屬雜質(zhì)的混入。
[0004]然而，一般而言，多晶硅是通過利用氫等還原三氯硅烷等硅化合物而制造的，且是以桿狀或較大的塊狀物的形狀獲得的。將以上述的形狀所獲得的多晶硅粉碎，接著利用蝕刻去除在粉碎時附著的污染物，并經(jīng)過清洗工序以及干燥工序，向單晶硅制造工序輸送。在上述的過程中，例如使用有各種金屬制構(gòu)件(例如進料管、料斗、粉碎臺、蝕刻槽、清洗槽、干燥機等)，因此需要防止由與上述金屬制構(gòu)件的接觸引起的多晶硅的金屬污染。
[0005]為了避免多晶硅的金屬污染，最簡單的方法是使用樹脂制構(gòu)件代替金屬制構(gòu)件，例如在專利文獻I的段落[0003]中，在指出多晶硅的金屬污染成為問題之外，還指出在多晶硅與金屬接觸的部分使用樹脂制構(gòu)件。
[0006]在先技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平11 - 169795號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

_9] 發(fā)明要解決的問題
[0010]然而，樹脂制構(gòu)件與金屬制構(gòu)件相比存在強度、耐久性的問題，因此基本上無法將金屬制構(gòu)件本身替換為樹脂制構(gòu)件，例如對于在上述舉例說明的料斗等金屬制構(gòu)件，實際情況為通過在金屬制構(gòu)件的表面上設(shè)置樹脂制的保護罩(cover)而進行應(yīng)對。
[0011]可是，即使在設(shè)有樹脂制的保護罩的情況下，還殘留有問題。即，與金屬制品相比，樹脂制品因磨損等導(dǎo)致的消耗較為嚴重。因此，在設(shè)有樹脂制保護罩的情況下，存在由于樹脂制保護罩的磨損而使金屬表面暴露出來，因此產(chǎn)生多晶硅的金屬污染的問題。此外，也存在以下問題，即，為了可靠地避免上述的問題，不僅必須頻繁地進行品質(zhì)管理，而且為了發(fā)現(xiàn)通過樹脂制保護罩發(fā)生磨損而使金屬表面暴露出來的部分，必須詳細地檢查整個構(gòu)件，特別是在金屬制構(gòu)件較大、在大面積的部分上設(shè)有樹脂制保護罩時，品質(zhì)管理工作的負擔極大。
[0012]因而，本發(fā)明的目的在于提供一種通過在與多晶硅接觸的金屬基材的表面上設(shè)置樹脂制保護罩而防止多晶硅的金屬污染的方法，該方法能夠可靠地防止由該保護罩的磨損引起的金屬的表面暴露。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種多晶硅金屬污染防止方法，該方法能夠迅速地發(fā)現(xiàn)樹脂制保護罩的磨損，從而能夠減輕品質(zhì)管理工作的負擔。
[0014]用于解決問題的方案
[0015]根據(jù)本發(fā)明，提供一種多晶硅金屬污染防止方法，其通過在多晶硅所接觸的金屬基材的表面上設(shè)置樹脂制保護罩而防止由多晶硅與金屬基材的接觸引起的多晶硅的金屬污染，其特征在于，重疊地設(shè)置兩片樹脂片材作為上述樹脂制保護罩。
[0016]此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供一種被多晶硅接觸的構(gòu)件，其配置于能夠接觸多晶硅的位置，其特征在于，由金屬基材與設(shè)于該金屬基材上的樹脂制保護罩構(gòu)成，該樹脂制保護罩由以重疊狀態(tài)安裝于該金屬基材上的兩片樹脂片材形成，位于上層的該樹脂片材的表面成為與多晶硅接觸的表面。
[0017]作為上述的被多晶硅接觸的構(gòu)件的優(yōu)選例，可以列舉出配置在要將剛制造出的多晶硅導(dǎo)入到單晶硅制造工序之前的過程中的進料管、料斗或粉碎臺。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]在本發(fā)明中，樹脂制保護罩通過重疊兩片樹脂片材而設(shè)于金屬基材的表面，因此即使配置于上側(cè)的與多晶硅接觸的樹脂片材(上側(cè)樹脂片材)發(fā)生磨損并使該上側(cè)樹脂片材的下方的表面暴露出來，由于該暴露出來的表面是配置于下側(cè)的樹脂片材(下側(cè)樹脂片材)的表面，因此也能夠防止多晶硅與金屬基材的接觸，從而能夠可靠地防止多晶硅的金屬污染。此外，在上側(cè)樹脂片材發(fā)生了磨損的情況下，僅更換該上側(cè)樹脂片材即可，能夠降低更換樹脂片材的成本。
[0020]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選使用樹脂制螺栓將上述樹脂制保護罩以使兩片樹脂片材拆卸自如的方式安裝于金屬基材的表面。由此，能夠容易地進行各樹脂片材的安裝操作以及更換操作，而且毋庸置疑，也能夠避免由與螺栓的接觸引起的多晶硅的金屬污染。
[0021]而且，在如上述那樣利用螺栓固定設(shè)置樹脂制保護罩的情況下，易于進行安裝操作、拆卸操作，因此通過將由于磨損等導(dǎo)致的更換操作的頻率極低的下側(cè)樹脂片材形成為面積大的樹脂片材，并將由于磨損等而導(dǎo)致的更換頻率高的上側(cè)樹脂片材形成為面積小的樹脂片材，將多張上側(cè)樹脂片材無間隙地鋪設(shè)安裝于下側(cè)樹脂片材上，也能夠通過僅拆卸磨損部位而進行更換操作，由此,能夠謀求降低成本。
[0022]而且，在本發(fā)明中，通過重疊地設(shè)置兩片樹脂片材而設(shè)置樹脂制保護罩，因此通過在上側(cè)樹脂片材與下側(cè)樹脂片材中使用特性不同的樹脂片材，會產(chǎn)生多種優(yōu)點。
[0023]例如，可以使用彼此柔軟性不同的樹脂片材作為上述兩片樹脂片材，并將柔軟性高的樹脂片材配置于下側(cè)。根據(jù)該方式，不僅下側(cè)樹脂片材與底層的金屬基材表面之間的密合性變高，對金屬基材的保護效果變高，而且在由于上側(cè)樹脂片材與多晶硅的接觸等而在表面方向上產(chǎn)生了應(yīng)力的情況下，該下側(cè)樹脂片材的表面易于隨著上側(cè)樹脂片材而產(chǎn)生位移，結(jié)果，能夠 有效地降低由上側(cè)樹脂片材與下側(cè)樹脂片材之間的摩擦引起的磨損。而且，通過提高上側(cè)樹脂片材的硬度，能夠降低由與多晶硅的接觸引起的磨損，提高上側(cè)樹脂片材的壽命。
[0024]此外，通過使用彼此色調(diào)不同的樹脂片材作為上述兩片樹脂片材，能夠容易且迅速地發(fā)現(xiàn)上側(cè)的樹脂片材的磨損。即，由于色調(diào)不同，在上側(cè)樹脂片材發(fā)生磨損而使下側(cè)樹脂片材的表面暴露出來時，能夠通過肉眼觀察簡單地識別下側(cè)樹脂片材的色調(diào)。因而，根據(jù)該方式，不僅能夠顯著地減輕品質(zhì)管理工作的負擔，而且由于能夠迅速地發(fā)現(xiàn)上側(cè)樹脂片材的磨損，因此能夠可靠地防止由下側(cè)的樹脂片材的磨損引起的金屬基材表面的暴露，從而能夠更可靠地防止多晶硅的金屬污染。
[0025]而且，在如上述那樣使上側(cè)樹脂片材的色調(diào)與下側(cè)樹脂片材的色調(diào)為不同的色調(diào)時，優(yōu)選使用半透明的樹脂片材作為色調(diào)與下側(cè)樹脂片材的色調(diào)不同的上側(cè)樹脂片材。在該情況下，隨著上側(cè)樹脂片材的磨損，可以從外部逐漸觀察到下側(cè)樹脂片材的色調(diào)，因此也能夠在下側(cè)樹脂片材的表面徹底暴露出來之前的階段更換上側(cè)樹脂片材，從而能夠根據(jù)上側(cè)樹脂片材的磨損的程度適當?shù)馗鼡Q上側(cè)樹脂片材。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明方法的料斗的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0027]圖2是表示圖1的料斗的壁面結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明的防止對多晶硅的金屬污染的方法能夠應(yīng)用于配置于與多晶硅接觸的部位的各種金屬制構(gòu)件，特別是應(yīng)用于大型的且要求具有強度、耐久性，并且無法將該金屬制構(gòu)件替換為樹脂制構(gòu)件的金屬制構(gòu)件。例如，應(yīng)用了金屬污染防止方法的被多晶硅接觸的構(gòu)件可以用作在要將剛制造之后的多晶硅導(dǎo)入到單晶硅制造工序之前的過程中，在對多晶硅進行輸送、供給、排出等的部位上所使用的進料管、料斗的壁或者在粉碎多晶硅時為了保持多晶硅所使用的粉碎臺。除此之外，也能夠應(yīng)用于用于對多晶硅進行蝕刻處理的蝕刻槽，除此之外，也能夠應(yīng)用于在清洗多晶硅、干燥多晶硅時用于保持多晶硅的構(gòu)件。
[0029]在圖1中，表示了作為應(yīng)用了本發(fā)明方法的金屬基材的料斗，在圖2中，表示了料斗的壁面的局部放大剖視圖。
[0030]參照圖1以及圖2，該金屬制料斗由金屬基材I形成，該金屬基材I由直筒部Ia與錐形部Ib構(gòu)成，從直筒部Ia的上部開口投入多晶硅的塊狀物、粒狀物等，從形成于錐形部Ib的下端的開口向下方排出該多晶硅的塊狀物、粒狀物等，而向例如規(guī)定的樹脂制容器等
供給多晶硅。
[0031]在該金屬基材I的內(nèi)表面(投入到該料斗的多晶硅所接觸的一側(cè)的表面)上，按照本發(fā)明，在金屬基材I的整個內(nèi)表面鋪設(shè)了樹脂制保護罩3，利用樹脂制保護罩3防止多晶硅與金屬基材I的接觸，避免了多晶硅的金屬污染。上述的樹脂制保護罩3利用例如由尼龍等聚酰胺等形成的樹脂制螺栓5固定于金屬基材I。即，螺栓5也是樹脂制品，因此可靠地避免了對多晶硅的金屬污染。
[0032]根據(jù)耐久性等觀點，金屬基材I的材質(zhì)通常為不銹鋼制品，對于料斗以外的金屬制構(gòu)件，通常也采用不銹鋼制品。毋庸置疑，根據(jù)按照金屬基材的用途等所要求的特性，也可以采用各種表面處理鋼板、鋁等輕金屬板。
[0033] 在本發(fā)明中，該樹脂制保護罩3通過將金屬基材1、上側(cè)樹脂片材3a與下側(cè)樹脂片材3b重疊而形成，并且金屬基材1、上側(cè)樹脂片材3a與下側(cè)樹脂片材3b能夠彼此分離而進行拆卸。即，在上述的樹脂片材3a、3b中形成有用于供樹脂制螺栓5貫通的孔，在將上側(cè)樹脂片材3a與下側(cè)樹脂片材3b重疊了的狀態(tài)下，利用樹脂制螺栓5將上側(cè)樹脂片材3a與下側(cè)樹脂片材3b固定于金屬基材I的內(nèi)表面。于是，由于多晶硅與上側(cè)樹脂片材3a接觸，因此,在該上側(cè)樹脂片材3a逐漸發(fā)生磨損，下側(cè)樹脂片材3b的表面由于上述磨損而暴露出來時，能夠擰開螺栓僅更換上側(cè)樹脂片材3a。因而，根據(jù)要容易地進行上述的更換操作的觀點，優(yōu)選螺栓5從上側(cè)樹脂片材3a側(cè)插入并固定。在該情況下，螺栓5的頭部位于上側(cè)樹脂片材3a側(cè)，為了不使該頭部突出，對于緊固螺栓5的部分(即設(shè)有供螺栓5貫通的孔的部分)，預(yù)先在上側(cè)樹脂片材3a的上表面上設(shè)有適當?shù)陌疾繛橐恕?br> [0034] 上述的上側(cè)樹脂片材3a的厚度以及下側(cè)樹脂片材3b的厚度并沒有特別限制，只要是與多晶硅的磨損的程度相對應(yīng)的適當?shù)暮穸燃纯?，一般而言，使磨損消耗較大的上側(cè)樹脂片材3a的厚度較厚，下側(cè)樹脂片材3b的厚度不必那么厚，按照在由于上側(cè)樹脂片材3a的磨損而使下側(cè)樹脂片材3b的表面暴露出來時,在一定的時間內(nèi)不使金屬基材I的表面暴露出來的方式進行設(shè)定即可。
[0035]此外，對于上側(cè)樹脂片材3a以及下側(cè)樹脂片材3b而言，只要是在重疊的狀態(tài)下鋪設(shè)于金屬基材I的整個內(nèi)表面即可，上側(cè)樹脂片材3a的大小以及下側(cè)樹脂片材3b的大小是任意的，例如可以在金屬基材I的整個內(nèi)表面上鋪設(shè)多張面積形成得較大的下側(cè)樹脂片材3b，另一方面，將上側(cè)樹脂片材3a的面積形成得較小，并在各下側(cè)樹脂片材3b上鋪設(shè)多張上側(cè)樹脂片材3a。而且，也可以在易于磨損的部分上，存在比其他部分更多的上側(cè)樹脂片材3a。例如，與配置于圖1的直筒部Ia的上側(cè)樹脂片材3a相比，配置于圖1的錐形部Ib的上側(cè)樹脂片材3a的磨損消耗更大，更換的頻率更高，因此通過增加配置于錐形部Ib的上側(cè)樹脂片材3a的張數(shù)，僅對發(fā)生了磨損的部分進行更換即可，在降低成本、容易進行更換操作等方面是有利的。
[0036]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方法，即使在與多晶硅接觸的上側(cè)樹脂片材3a發(fā)生了磨損的情況下，由于在金屬基材I的表面上還存在有下側(cè)樹脂片材3b，因此僅通過更換上側(cè)樹脂片材3a，便能夠始終防止金屬基材I的表面與多晶硅的接觸，從而能夠可靠地防止多晶硅的金屬污染。
[0037]此外，在本發(fā)明中，形成上側(cè)樹脂片材3a以及下側(cè)樹脂片材3b的樹脂只要成形為片材狀即可，并沒有特別限制，例如可以由熱塑性樹脂、熱固性樹脂、熱塑性彈性體等任意一種形成，根據(jù)要防止多晶硅的金屬污染的觀點，通常避免使用如離子型聚合物(ionomer)那樣含有金屬元素的樹脂為宜。此外，上側(cè)樹脂片材3a與下側(cè)樹脂片材3b可以是相同種類的樹脂且是具有相同特性的樹脂，但是優(yōu)選由不同的樹脂形成兩者，或者使用相同種類但特性不同的樹脂，并使二者具有與上側(cè)樹脂片材3a以及下側(cè)樹脂片材3b的位置相對應(yīng)的特性。
[0038]上側(cè)樹脂片材3a以及下側(cè)樹脂片材3b例如可以使用彼此柔軟性不同的樹脂。具體而言，下側(cè)樹脂片材3b使用柔軟性較高的樹脂[例如橡膠硬度(JIS K6253肖氏A)小于A90]，上側(cè)樹脂片材3a由于要求耐磨性，因此優(yōu)選使用橡膠硬度為A90以上的硬質(zhì)的樹脂。在上述情況下，不僅能夠確保下側(cè)樹脂片材3b與金屬基材I的表面之間的高密合性，提高對金屬基材I的保護效果，而且在由于上側(cè)樹脂片材3a與多晶硅的接觸等在表面方向上產(chǎn)生了應(yīng)力的情況下，下側(cè)樹脂片材3b的表面隨著上側(cè)樹脂片材3a而產(chǎn)生位移，由此，能有效地降低由上側(cè)樹脂片材3a與下側(cè)樹脂片材3b之間的摩擦引起的磨損，又由于上側(cè)樹脂片材3a的硬度較高，因此能提高上側(cè)樹脂片材3a的耐久性，從而減少上側(cè)樹脂片材3a的
更換頻率。
[0039]此外，在上側(cè)樹脂片材3a的色調(diào)與下側(cè)樹脂片材3b的色調(diào)不同時，能夠容易且迅速地發(fā)現(xiàn)上側(cè)樹脂片材3a的磨損，從而能夠減輕品質(zhì)管理工作的負擔。即，由于色調(diào)不同，因此在上側(cè)樹脂片材3a發(fā)生磨損而使下側(cè)樹脂片材3b的表面暴露出來時，能夠通過肉眼觀察簡單地識別下側(cè)樹脂片材3b的色調(diào)，從而能夠顯著地減輕品質(zhì)管理工作的負擔。此外，能夠迅速地發(fā)現(xiàn)上側(cè)樹脂片材3a的磨損，并可靠地判定上側(cè)樹脂片材3a的更換時期，從而能夠可靠地防止由下側(cè)樹脂片材3b的磨損引起的金屬基材I表面的暴露，從而更可靠地防止多晶硅的金屬污染。
[0040]而且，在使上側(cè)樹脂片材3a的色調(diào)與下側(cè)樹脂片材3b的色調(diào)為不同的色調(diào)的情況下，將下側(cè)樹脂片材3b的色調(diào)設(shè)為有色，特別是設(shè)為黑、紅、藍、綠等顏色，以便在下側(cè)樹脂片材3b的表面暴露出來時能夠一目了然，同時，將上側(cè)樹脂片材3a設(shè)為半透明，特別是設(shè)為白色等非彩色的半透明時最為優(yōu)選。根據(jù)上述方式，隨著上側(cè)樹脂片材3a發(fā)生磨損厚度變薄，能夠從外部逐漸觀察到下側(cè)樹脂片材3b的色調(diào)，從而能夠把握上側(cè)樹脂片材3a的磨損的程度。
[0041]在調(diào)整色調(diào)時，根據(jù)要防止多晶硅的金屬污染的觀點，優(yōu)選不使用無機顏料，而利用有機顏料、染料或碳 黑等調(diào)整色調(diào)，特別是由于上側(cè)樹脂片材3a始終與多晶硅接觸，因此優(yōu)選上側(cè)樹脂片材3a的色調(diào)為不添加顏料等的狀態(tài)的顏色。
[0042]另外，一般而言，上側(cè)樹脂片材3a的半透明的程度設(shè)為濁度(haze)為20至90左右的范圍時，能夠利用下側(cè)樹脂片材的色調(diào)透過的程度清楚地確認上側(cè)樹脂片材的磨損，從而易于識別更換時期，因此較為理想。這是因為在上側(cè)樹脂片材的透明性高，從一開始就能夠識別下側(cè)樹脂片材3b的色調(diào)的情況下，無法識別磨損的進行程度，而在上側(cè)樹脂片材的不透明的程度過高的情況下，在上側(cè)樹脂片材3a發(fā)生磨損直到下側(cè)樹脂片材3b的表面暴露出來之前，無法識別上側(cè)樹脂片材3a的更換時期。
[0043]上述的圖1是將應(yīng)用了本發(fā)明的多晶硅金屬污染防止方法的被多晶硅接觸的構(gòu)件用作料斗的例子，但是上述的被多晶硅接觸的構(gòu)件并不限定于料斗，能夠用作用在與多晶硅接觸的那樣的部位的各種構(gòu)件，例如也可以用作進料管、粉碎臺等，而且也能夠用作蝕刻槽、清洗槽、干燥機等，并且可以根據(jù)被多晶硅接觸的構(gòu)件的使用方式適當?shù)馗淖儤渲?a、3b的樹脂材料的種類。
[0044]例如，在如粉碎臺那樣的要求硬度的金屬基材上應(yīng)用本發(fā)明的情況下，優(yōu)選上側(cè)樹脂片材3a為特別硬質(zhì)的樹脂。此外，在該情況下，特別優(yōu)選樹脂片材3a、3b，特別是上側(cè)樹脂片材3a由尼龍等聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴等形成。這是因為在粉碎后進行的蝕刻工序、清洗工序中，能夠去除混入到多晶硅中的樹脂的磨損粉末。即，由于聚酰胺能溶解于蝕刻時所使用的藥液，因此在蝕刻工序中能夠從多晶硅中去除聚酰胺的磨損粉末。此外，聚烯烴能漂浮于水中，因此在清洗工序中能夠從多晶硅中去除聚烯烴的磨損粉末。在上述的聚酰胺、聚烯烴中，因聚丙烯是硬質(zhì)材料且耐磨性優(yōu)異，所以最優(yōu)選聚丙烯作為構(gòu)成上側(cè)樹脂片材3a的樹脂材料。
[0045]而且，在由含有微量的共聚單體的聚四氟乙烯等含氟樹脂形成下側(cè)樹脂片材3b時，利用含氟樹脂的高耐藥性與柔軟性，能夠有效地抑制樹脂片材3a、3b的磨損，且能夠保護金屬基材I免受藥液的影響。
[0046]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過在構(gòu)成料斗及其他的被多晶硅接觸的構(gòu)件的金屬基材的表面上重疊地設(shè)置兩片樹脂片材3a、3b，能夠可靠地防止對多晶硅的金屬污染，并且多晶硅的品質(zhì)管理工作也會變得極其容易。
[0047]附圖標記說明
[0048]1、金屬基材；3、樹脂制保護罩；3a、上側(cè)樹脂片材；3b、下側(cè)樹脂片材；5、樹脂制螺栓。
【權(quán)利要求】
1.一種多晶硅金屬污染防止方法，其通過在多晶硅所接觸的金屬基材的表面上設(shè)置樹脂制保護罩而防止由多晶硅與金屬基材的接觸引起的多晶硅的金屬污染，其特征在于， 重疊地設(shè)置兩片樹脂片材作為上述樹脂制保護罩， 使用彼此色調(diào)不同的樹脂片材作為上述兩片樹脂片材， 使用半透明的樹脂片材作為色調(diào)與下側(cè)樹脂片材的色調(diào)不同的上側(cè)樹脂片材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅金屬污染防止方法，其特征在于， 使用樹脂制螺栓將 上述樹脂制保護罩以使兩片樹脂片材拆卸自如的方式安裝于金屬基材的表面。
【文檔編號】C01B33/02GK103964442SQ201410213828
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2009年9月30日
【發(fā)明者】近藤學(xué), 吉村禮二 申請人:株式會社德山