(57)【要約】【課題】シリコン製品を汚染する材料の濃度を判定する方法。【解決手段】シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染されたシリコン製品のサンプルを得ること、シリコン製品のサンプルを超音波浴液中に配置して、超音波浴液、シリコンダスト、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むスラリーを作製すること、スラリーを第１のフィルタで濾過して、シリコン製品のサンプルから分離されたシリコンダスト及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むケークを作製すること、並びにケークを分析して、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大きいサンプル寸法を含む、不定量のシリコンを試験することが可能な、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法であって、
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染された前記シリコン製品のサンプルを得ること、
前記シリコン製品の前記サンプルを超音波浴液中に配置して、前記超音波浴液、シリコンダスト、及び前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むスラリーを作製すること、
前記スラリーを第１のフィルタで濾過して、前記シリコン製品の前記サンプルから分離された前記シリコンダスト及び前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むケークを作製すること、並びに
前記ケークを分析して、前記シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の前記濃度を判定することを含む、方法。
【請求項２】
前記ケークをエッチング液に浸して、前記シリコンダストを溶解し、それによって前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料及び前記エッチング液を含む残留物を作製すること、
前記残留物を第２のフィルタで濾過して、前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を収集すること、並びに
前記第２のフィルタによって捕捉された前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を分析して、前記シリコン製品の前記サンプルを汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の前記濃度を判定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染された前記シリコン製品の前記サンプルの初期重量を測定すること、
前記第２のフィルタによって捕捉された前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を測定すること、及び
前記シリコン製品の前記サンプルの前記初期重量と、前記第２のフィルタによって捕捉された前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の前記重量とを比較して、前記シリコン製品の前記サンプルを汚染する前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の前記濃度を判定することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉されていない前記第２のフィルタの初期重量を測定すること、
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された後に前記第２のフィルタの最終重量を測定すること、及び
前記第２のフィルタの前記初期重量を前記第２のフィルタの前記最終重量から引いて、前記第２のフィルタによって捕捉された前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の前記重量を得ることを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の種類を判定することを更に含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された前記第２のフィルタを液体中に配置して、前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を前記第２のフィルタから分離すること、
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料とは異なる原子質量を有する第３のフィルタで前記液体を濾過して、前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を前記第３のフィルタで捕捉すること、及び
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された前記第３のフィルタを分析して、前記シリコン製品の前記サンプルの前記表面上に配設されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の前記種類を判定することを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第３のフィルタを分析することが、エネルギー分散分光計、又はＸ線蛍光分光法、又は走査電子顕微鏡で実行される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ケークを分析することが、
前記ケークを総燃焼器チャンバ内へ配置すること、
前記チャンバの酸素濃度を高めること、
前記チャンバを加熱すること、及び
前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が酸素と反応するときに生じる二酸化炭素の量を測定して、ポリシリコンの前記サンプルを汚染する、前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の前記濃度を判定することとして更に定義される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記シリコン製品の前記サンプルを超音波浴液中へ配置する前に、前記シリコン製品の前記サンプルをコンテナ内に配置することを更に含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属材料が、銅、アルミニウム、スズ、銀、白金、ニッケル、亜鉛、及びこれらの組合せから選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記超音波浴液が、脱イオン水、有機溶媒、酸、塩溶液、界面活性剤、及び上記の少なくとも１つを含む組合せを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記スラリーを濾過することが、真空濾過によって実行される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記シリコン製品の前記サンプルが、５０〜５０，０００グラムの重量を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法であって、
シリコンのサンプルを開くこと、
コンテナを充填するのに十分なシリコンを取り出すこと、
前記シリコン及び前記コンテナを超音波浴液中に浸漬すること、
前記サンプルを超音波槽で撹拌すること、
前記コンテナを前記超音波槽から取り出し、前記シリコンを前記コンテナから取り出すこと、
前記超音波槽からの前記超音波浴液を第１のフィルタに通すことにより、シリコン及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を前記超音波槽から取り出すこと、
エッチング剤混合物を前記第１のフィルタに加えて、シリコンを溶解すること、
追加の液体を加えて、前記フィルタ内容物を第２のフィルタへ移動させること、
前記第２のフィルタを真空乾燥させること、
前記第２のフィルタを計量して、小さいフィルタ上の前記シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を得ること、並びに
シリコンの前記サンプルにおけるシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度量を計算することを含む、方法。
【請求項１５】
前記液体が、脱イオン水、有機溶媒、酸、塩溶液、界面活性剤、及び上記の少なくとも１つを含む組合せを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
シリコン製品を汚染する材料の濃度を判定する方法が本明細書に開示される。
【背景技術】
【０００２】
シリコン製品は、様々な適用分野で使用される。いくつかの適用分野では、高純度、例えば金属級シリコンを上回る純度を有するシリコン製品を作製することが望ましい。例えば、高密度集積回路の作製には、高純度の単結晶シリコンのウェーハが必要とされる。銅、金、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、タンタル、亜鉛、タングステン、チタン、マグネシウム、モリブデン、及びアルミニウムなどのシリコン製品上の金属不純物は、そのような集積回路の作製にとって有害となる可能性がある。
【０００３】
通常、高純度のシリコン製品を作製するには、シリコン製品の汚染を防止するために、シリコン製品と他の材料との接触が回避される。例えば、金属がシリコン製品へ移動し、それによってシリコン製品を汚染するのを防止するために、シリコン製品と金属含有材料との接触は回避される。シリコン製品の金属汚染は、シリコン製品の最終用途を著しく制限する可能性がある。したがって、シリコン製品に接触する金属含有材料の使用は回避される。
【０００４】
金属含有材料へのシリコン製品の曝露を低減させるには、シリコン製品に接触する物品を、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック材料若しくは他の材料から作るか、又はそのような材料で被覆することができる。例えば、シリコン製品がポリシリコンであるとき、ポリシリコンを更に処理するために、プラスチック材料から作られたハンマーを使用して、ポリシリコンをチャンクにすることができる。しかし、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料とシリコン製品との接触の結果、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が、シリコン製品の表面へ移動する可能性がある。シリコン製品の表面上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料は、炭素の汚染源であり、シリコン製品の最終用途を制限する可能性がある。
【０００５】
大部分の場合、シリコン製品上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料からの汚染は取るに足らないものであり、シリコン製品の後の処理を制限しない。しかし、高性能の電子適用分野などのいくつかの適用分野では、ポリシリコンなどのシリコン製品の表面上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料からの汚染は問題であり、定量化する必要がある。現在の試験方法は、これらの高純度適用分野にとって十分な感度を有していない。例えば、いくつかの方法では、プラスチックを集中させておらず、又は十分な大きさのサンプル寸法を使用しない。何らかのプロセスにばらつきがあると、その結果、異なるシリコン片上に存在するプラスチック又は他の表面材料の量に違いが生じることになる。この量は非常に変わりやすい可能性があるため、１つ又は数個のチャンクを試験しただけでは、有用な試験が得られる可能性は低い（結果が非常に低い数から非常に高い数にまで及ぶ）。あらゆる統計的なサンプリングと同様に、より大きい量の材料を試験することで、平均のばらつきは低減するため、単一の片より大きいサンプルを試験することが有益である。本明細書に記載する試験は、かなり大きいシリコンのサンプルを試験するために使用することができることから、柔軟性が高い。これは、単一の片だけを試験する試験又は別のかたちでサンプル寸法が制限される試験とは対照的である。容器浮遊ゾーニング法では、表面炭素汚染とバルク炭素汚染とを区別しない。ポリシリコン産業で一般に使用される標準フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法では、バルク炭素だけを試験する。したがって、本明細書に開示する方法以前には、シリコン製品においてシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の量を定量化し、かつシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を元素レベルで分類するための試験方法が存在しなかったので、シリコン製品上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料からの汚染を判定することが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染されたシリコン製品のサンプルを得ること、シリコン製品のサンプルを超音波浴液中に配置して、超音波浴液、シリコンダスト、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むスラリーを作製すること、スラリーを第１のフィルタで濾過して、シリコン製品のサンプルから分離されたシリコンダスト及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むケークを作製すること、並びにケークを分析して、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することを含む。
【０００７】
シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法は、シリコンのサンプルを得ること、コンテナを充填するのに十分なシリコンを取り出すこと、シリコン及びコンテナを超音波浴液中に浸漬すること、サンプルを超音波槽で撹拌すること、コンテナを超音波槽から取り出し、シリコンをコンテナから取り出すこと、超音波槽からの超音波浴液を第１のフィルタに通すことにより、シリコン及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を超音波槽から取り出すこと、エッチング剤混合物を第１のフィルタに加えて、シリコンを溶解すること、追加の超音波浴液を加えて、フィルタ内容物を第２のフィルタへ移動させること、第２のフィルタを真空乾燥させること、第２のフィルタを計量して、小さいフィルタ上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を得ること、並びにシリコンのサンプルにおけるシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度量を計算することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以下は、図面の簡単な説明であり、同様の要素には同様の番号が付与されており、これらの図面は、本明細書に記載する様々な実施形態を例示する。
【０００９】
【図１】シリコンエッチング剤によって溶解されない表面プラスチック又は他の材料をより大量に含有するサンプルと、より少量の表面プラスチックを含有するサンプルとを比較した、本明細書に記載する試験方法のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法が本明細書に開示される。シリコン製品に関連するシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を定量化することは、シリコン製品に対する可能な最終用途を判定するのに重要になる可能性がある。
【００１１】
概して、本明細書に記載するように、「シリコン製品」とは、少なくとも９９重量パーセントのシリコンからなる材料を含む。したがって、本発明の方法は、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を分析するために、シリコン製品の表面上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を取り出すのに特に有用である。しかし、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を本発明の方法によって取り出すことができるシリコン製品は非限定的であり、概して、少なくとも９５重量パーセントのシリコン元素を含む任意の組成物上で使用することができる。これには、後処理（「トップスアンドテールズ（ｔｏｐｓ  ＆  ｔａｉｌｓ）」など）からのシリコン、再生シリコン、又は他のシリコンタイプを挙げることができる。
【００１２】
シリコン製品の一例は、ポリシリコンである。ポリシリコンは、光起電セル向けの太陽電池セルの作製で使用される単結晶又は多結晶シリコンの作製においてシード材料となる。高純度、例えば金属級シリコンを上回る純度を有する単結晶又は多結晶シリコンを作製することが望ましい可能性がある。したがって、シリコン製品が単結晶又は多結晶シリコンを作製するためのポリシリコンであるとき、ポリシリコンによって単結晶又は多結晶シリコンに与えられる汚染を最小にするため、高純度を有するポリシリコンを作製することが望ましい。したがって、シリコン製品の汚染は、典型的には、後のプロセスでシリコン製品をシード材料として使用する前に判定される。
【００１３】
典型的には、シリコン製品が高純度を有するものとして特徴付けられるとき、シリコン製品の不純物含有量は、１，０００ｐｐｂａ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｂｉｌｌｉｏｎ  ａｔｏｍｉｃ）以下である。本明細書では、ｐｐｂａという用語は、主成分の１０億原子当たりの不純物の原子の数を指す。この場合、主成分はシリコンである。
【００１４】
不純物含有量とは、シリコン製品を汚染する不純物の濃度の測定値である。不純物含有量は、概して、特に記載がない限り、シリコン製品中に存在するすべての不純物の総量を指す。高純度を有するシリコン製品の等級の範囲内で、順次低くなる不純物含有量に基づいて追加の区別を行うことができることを理解されたい。高純度を有するものとしてシリコン製品を特徴付ける上記の閾値は、不純物含有量の上限を与えるものであるが、シリコン製品は、上記に記載した閾値より大幅に低い不純物含有量を有することができる。
【００１５】
不純物とは、この用語が本明細書で全体として使用されるとき、シリコン製品中のその存在が望ましくない元素又は化合物として定義される。本明細書に開示する本発明の方法でより具体的には、不純物は、典型的には、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を指す。本発明の方法で濃度を判定することが可能であるシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の例には、オリゴマー、ポリマー、イオノマー、デンドリマー、グラフト共重合体、ブロック共重合体（例えば、星形ブロック共重合体、ランダム共重合体など）などの共重合体、セラミック、又は他の材料、並びにこれらの材料の組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。例示的なポリマーには、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びフッ化ポリマーを挙げることができるが、これらに限定されない。
【００１６】
シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法には、多くの用途がある。例えば、シリコン製品に対する処理条件を確立し、シリコン製品を作製及び処理する機械を開発するとき、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を定量化し、場合によっては機械内で使用される材料及び方法を改善することが役立つ可能性がある。加えて、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することで、シリコン製品に対する可能な最終用途も判定される。試験の他の用途には、トラブルシューティングプロセス及びプロセス制御を挙げることができる。現在の試験方法は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料からの汚染の程度を正確に判定するのに不十分であることが明らかになった。しかし、本明細書に開示するシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する本発明の方法は、この問題に対処する。シリコン製品の物理的形状及びサンプルの物理的形状は、本発明にとって重要ではなく、シリコン製品又はサンプルは、ロッド、ウェーハ、チャンク、及び粒子の形をとることができることを理解されたい。
【００１７】
この方法は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染されたシリコン製品のサンプルを得ることを含むことができる。サンプルは、作製されているシリコン製品を代表するのに十分なシリコン製品を含むことができる。サンプルは、シリコンエッチング剤不純物によって溶解されないプラスチック又は他の材料が付着した重量約１〜約５０，０００グラムのシリコン製品を有することができる。例えば、サンプルは、５０グラム以上、例えば５０，０００グラム以上の重量を有することができる。例えば、サンプルは、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック若しくは他の材料が付着した重量約５０〜約５０，０００グラムのシリコン製品、又はシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック若しくは他の材料が付着した重量約２００〜約２０，０００グラムのシリコン製品、又はシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック若しくは他の材料が付着した重量約１，０００〜約１５，０００グラムのシリコン製品を有することができる。
【００１８】
シリコン製品の形態は、この方法にとって重要ではない。例えば、シリコン製品は、流動性リチャージシリコン及び／又はポリシリコンとして更に定義することができる。シリコン製品を扱うときに問題となる一般的な不純物には、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料、例えばハロゲン化及び非ハロゲン化プラスチック材料が挙げられる。
【００１９】
この方法はまた、シリコン製品のサンプルを超音波浴液中に配置することを含むことができる。超音波浴液は、脱イオン水、有機溶媒、酸、塩溶液、界面活性剤、及び上記の少なくとも１つを含む組合せを含むことができる。概して、超音波浴液は、必要とされる場合に材料が乾燥するような蒸気圧を有する材料を含むことができる。しかし、超音波浴液は、空気中で反応しない、すなわち濾過などの他の工程で実行可能な処理を可能にすることができる粘性を有する任意の超音波浴液を含むことができる。加えて、超音波浴液は、後の工程で超音波浴液の濾過を可能にする粘性を有することができる。
【００２０】
サンプルを超音波浴液中に配置することで、超音波浴液、シリコンダスト、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は材料を含むスラリーを作製することができる。言い換えれば、超音波浴液は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料をシリコン製品から分離することができる。
【００２１】
サンプルを容器内へ配置することもでき、次いで既にサンプルを収容している容器に超音波浴液を加えることができることを理解されたい。別法として、容器は、超音波浴液を既に収容しておくことができ、この超音波浴液中にサンプルが配置される。容器の種類は重要ではないが、容器は、エッチング剤を劣化なく保持することが可能でなければならない。加えて、サンプルを超音波浴液中へ配置する前に、サンプルをコンテナに加えることができる。例えば、コンテナは、メッシュバスケットとして更に定義することができる。超音波浴液中へ配置された後、メッシュバスケットは、超音波浴液がサンプルに接触することを可能にしながら、サンプルが超音波浴液中で自由に動くことを防止することができる。コンテナは、エッチング液中で溶解可能な金属材料を含むことができる。例えば、メッシュバスケットがコンテナであるとき、メッシュバスケットは、金属材料を含む。エッチング液中で溶解可能な金属材料の使用は、コンテナがエッチング液中へ不純物を導入することを防止することができる。不純物の導入は、本発明の方法に悪影響を及ぼし得る。酸分解法が使用されるとき、コンテナにとって所望の金属材料の例には、銅、アルミニウム、スズ、亜鉛、及びこれらの組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。概して、燃焼法では、溶融しない又は高レベルの炭素を含有しない任意の金属を使用することができる。燃焼法が使用されるとき、コンテナにとって所望の金属材料の例には、銅、アルミニウム、スズ、銀、白金、ニッケル、亜鉛、及びこれらの組合せを挙げることができるが、これらに限定されない。エッチング剤の分解又は燃焼のいずれにおいても、合金、例えば真鍮及び／又は鋼鉄を使用することができる。
【００２２】
上記で触れたように、サンプルを超音波浴液中に配置することで、超音波浴液、シリコンダスト、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むスラリーを作製することができる。シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料及びシリコンダストは、能動及び受動プロセスによってサンプルから分離することができることを理解されたい。例えば、サンプルは、超音波浴液中でサンプルを撹拌することなく、超音波浴液中へ配置することができる。しかし、超音波浴液中でサンプルの撹拌を提供することで、サンプルからのシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の分離を促進し、それによってサンプルを汚染するシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度のより正確な判定を確実にすると考えられる。例えば、少なくともサンプルからのシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の分離を促進するために、超音波撹拌を使用することができる。しかし、少なくともサンプルからのシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の分離を促進するために、メガソニック撹拌及びエッチングなどの他の方法を使用することもできる。
【００２３】
スラリーを第１のフィルタで濾過して、シリコン製品のサンプルから分離することができるシリコンダスト及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むケークを作製することができる。言い換えれば、シリコンダスト、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は材料を、超音波浴液から分離することができる。スラリーを濾過することは、様々な方法で実現することができる。一実施形態では、スラリーを濾過することは、真空濾過によって促進することができる。
【００２４】
ケークを形成した後、ケークを分析して、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することができる。一実施形態では、ケークを分析することは、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が酸素と反応するときに生じる二酸化炭素の量を測定して、ポリシリコンのサンプルを汚染するシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することとして更に定義することができる。そのような実施形態では、ケークは、総燃焼器チャンバ内へ配置することができる。チャンバの酸素濃度を高め、チャンバを加熱する。酸素濃度を高めて加熱した後、プラスチック材料は酸素と反応し、それによって二酸化炭素を放出する。二酸化炭素の量を測定して、ポリシリコンのサンプルを汚染するプラスチック材料の濃度を判定することができる。二酸化炭素の濃度は、フーリエ変換赤外分光計（ＦＴＩＲ）又は二酸化炭素の濃度を測定するのに適当な別の分析方法によって監視することができる。プラスチック材料の量は、二酸化炭素の濃度、時間、及び酸素の流量に基づいて計算することができる。
【００２５】
別の実施形態では、ケークを分析することは、ケークをエッチング液に浸して、シリコンダストを溶解し、それによってプラスチック又は他の材料及びエッチング液を含む残留物を作製することを含むことができる。次いで、残留物を第２のフィルタで濾過して、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を収集することができる。次いで、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を分析して、シリコン製品のサンプルを汚染するシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することができる。
【００２６】
第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を分析することは、シリコン製品のサンプルの初期重量と、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量とを比較して、シリコン製品のサンプルを汚染するシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することを含むことができる。したがって、この方法は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染されたシリコン製品のサンプルの初期重量を測定すること、及び第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を測定することを含むことができる。
【００２７】
重量の正確な測定値を確保するために、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を乾燥させてあらゆる液体を除去することができることを理解されたい。したがって、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料は、真空乾燥器を使用して、加熱によって、又は液体が蒸発する時間を見越しておくことで、乾燥させることができる。
【００２８】
第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を測定することが用いられる場合、この測定には、第２のフィルタの初期重量を第２のフィルタの最終重量から引いて、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を得ることが含まれ得る。したがって、この方法は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉されていない第２のフィルタの初期重量を測定すること、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された後に第２のフィルタの最終重量を測定することを含むことができる。
【００２９】
この方法は、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の種類を判定することを含むことができる。したがって、この方法は、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された第２のフィルタを第２の液体中に配置して、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を第２のフィルタから分離することを含むことができる。シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料とは異なる原子質量を有する第３のフィルタで第２の液体を濾過して、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を第３のフィルタで捕捉することができる。概して、第３のフィルタは、試験の際に不純物とは容易に区別される材料を含むことができる。例えば、第３のフィルタは、走査電子顕微鏡試験において不純物と区別できるのに十分なコントラストを有する材料を含むことができる。例えば、第３のフィルタは、金属フィルタ、例えば銀焼結フィルタとすることができる。
【００３０】
概して、第１のフィルタ及び第２のフィルタは、劣化なくエッチング剤材料への曝露に耐えることができる材料を含むことができる。第１のフィルタ及び第２のフィルタは、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を再び液体中へ解放することを可能にする材料を含むことができる。例えば、第１のフィルタ及び第２のフィルタは、不純物に関して本明細書で前述したシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むことができる。液体を第３のフィルタに通すことはこの試験における最終工程の１つであるため、第３のフィルタは、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を再び液体中へ解放する必要はない。
【００３１】
シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された第３のフィルタを分析して、シリコン製品のサンプルの表面上に配設されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の種類を判定することができる。第３のフィルタを分析することは、様々な方法で実現することができることを理解されたい。例えば、第３のフィルタを分析することは、エネルギー分散分光計及び／又はＸ線蛍光分光法（ＸＲＦ）及び／又は走査電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）で実行することができる。
【００３２】
［実施例］
本発明の方法を使用して試験を実施し、シリコン製品の単一の試験サンプル上に存在する元素組成を判定した。試験サンプルを４時間間隔でエネルギー分散分光法（ＥＤＳ）による試験にかけて、最終測定値の精度を判定した。試験した元素組成は、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、フッ素（Ｆ）、及び塩素（Ｃｌ）であった。ＥＤＳ試験の結果を表１に示す。「単位量」は、測定した特定の元素の原子％を指す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
ＥＤＳ試験を使用して試験した各元素に対して、平均値及び標準偏差の２倍を判定した。本発明の方法でＥＤＳ試験を使用することで、９５パーセントの統計的信頼度で±８パーセントの標準偏差の２倍の平均が得られることが分かった。
【００３５】
また、本明細書に開示する方法の効果を説明するために試験を実施した。例えば、サンプルＳｉ  １、より高レベルの表面不純物（例えば、表面プラスチック）を含有する１群のサンプルを準備し、サンプルＳｉ  ２、より低レベルの表面不純物を含有する１群のサンプルを準備した。次いで、本明細書に開示する方法によって、これらのサンプルを試験した。図１に示すように、試験は、異なるレベルの表面不純物を含有する２群の製品間の差を検出することが可能であった。例えば、試験後、サンプルＳｉ  １は、サンプルＳｉ  ２と比較するとより高レベルの表面不純物を含有することを示し、サンプルＳｉ  １は、より高レベルの表面不純物で作り、サンプルＳｉ  ２は、より低レベルの表面不純物で作った。図１の結果は、ｐｐｂｗ単位で測定し、これらのサンプルセット間のスチューデント式ｔ試験は、サンプルが異なることを示した（Ｐ＝５．７×１０−８）。これらの結果は、サンプルＳｉ  １及びサンプルＳｉ  ２が異なり、ｔ値の大きさは０．０５より小さいことを、９５％信頼度で示す。
【００３６】
本明細書に記載するように、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法は、シリコンのサンプル（例えば、チャンク、ロッドなど）を得ること、及びコンテナ（例えば、金属バスケットなどのバスケット）をシリコンで充填することを含むことができる。次いで、シリコン及びバスケットを超音波浴液中に浸漬し、超音波槽に曝露させることができ、それによりシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料をシリコンから槽内へ取り出すことを可能にすることができる。超音波への曝露後、シリコンが取り出されたバスケットを取り出すことができ、次いでバスケットをより多くのシリコンで再充填することができ、サンプル内のシリコン製品のすべてが処理されるまでこのプロセスを繰り返すことができる。サンプルは、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が付着した約１〜約５０，０００グラムのシリコン製品とすることができる。例えば、サンプルは、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック若しくは材料が付着した約２０〜約２０，０００グラムのシリコン製品、又はシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック若しくは他の材料が付着した約１，０００〜約１５，０００グラムのシリコン製品とすることができる。
【００３７】
超音波浴液を第１のフィルタに通して、シリコン及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を槽から取り出すことができる。その後、シリコン及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を槽から取り出すために使用した第１のフィルタをエッチング剤混合物中に沈めて、シリコンを溶解し、プラスチックを残すことができる。追加の液体を使用して、事前に計量された第２のフィルタにフィルタ内容物を移動させることができる。事前に計量された第２のフィルタは、真空乾燥させ、次いで計量することができる。以前の重量測定値を引いて、フィルタ上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は材料の重量を得ることができる。この解をサンプル中のシリコンの開始重量で割ることで、サンプルにおけるシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度の測定値が与えられる。必要に応じて、超音波槽中の液体と同じ又は異なるものとすることができる追加の液体を使用して、フィルタ上の材料を第３のフィルタ、例えば金属フィルタへ移動させることができる。次いで、走査電子顕微鏡を標準的な倍率及び他の設定で使用して、フィルタ上の材料の構成のスペクトルを得ることができる。
【００３８】
本明細書に開示する方法は、少なくとも以下の実施形態を含む。
【００３９】
実施形態１：シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法であって、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染されたシリコン製品のサンプルを得ること、シリコン製品のサンプルを超音波浴液中に配置して、超音波浴液、シリコンダスト、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むスラリーを作製すること、スラリーを第１のフィルタで濾過して、シリコン製品のサンプルから分離されたシリコンダスト及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を含むケークを作製すること、並びにケークを分析して、シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することを含む、方法。
【００４０】
実施形態２：ケークをエッチング液に浸して、シリコンダストを溶解し、それによってシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料及びエッチング液を含む残留物を作製すること、残留物を第２のフィルタで濾過して、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を収集すること、並びに第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を分析して、シリコン製品のサンプルを汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
【００４１】
実施形態３：シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料で汚染されたシリコン製品のサンプルの初期重量を測定すること、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を測定すること、及びシリコン製品のサンプルの初期重量と、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量とを比較して、シリコン製品のサンプルを汚染するシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定することを更に含む、実施形態１又は実施形態２に記載の方法。
【００４２】
実施形態４：シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉されていない第２のフィルタの初期重量を測定すること、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された後に第２のフィルタの最終重量を測定すること、及び第２のフィルタの初期重量を第２のフィルタの最終重量から引いて、第２のフィルタによって捕捉されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を得ることを更に含む、実施形態３に記載の方法。
【００４３】
実施形態５：シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の種類を判定することを更に含む、実施形態１〜４のいずれかに記載の方法。
【００４４】
実施形態６：シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された第２のフィルタを液体中に配置して、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を第２のフィルタから分離すること、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料とは異なる原子質量を有する第３のフィルタで液体を濾過して、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を第３のフィルタで捕捉すること、及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料が捕捉された第３のフィルタを分析して、シリコン製品のサンプルの表面上に配設されたシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の種類を判定することを更に含む、実施形態５に記載の方法。
【００４５】
実施形態７：第３のフィルタを分析することが、エネルギー分散分光計で実行される、実施形態６に記載の方法。
【００４６】
実施形態８：第３のフィルタを分析することが、Ｘ線蛍光分光法で実行される、実施形態６に記載の方法。
【００４７】
実施形態９：第３のフィルタを分析することが、走査電子顕微鏡で実行される、実施形態６に記載の方法。
【００４８】
実施形態１０：第３のフィルタが、銀焼結フィルタとして更に定義される、実施形態６に記載の方法。
【００４９】
実施形態１１：ケークを分析することが、ケークを総燃焼器チャンバ内へ配置すること、チャンバの酸素濃度を高めること、チャンバを加熱すること、及びプラスチック材料が酸素と反応するときに生じる二酸化炭素の量を測定して、ポリシリコンのサンプルを汚染するプラスチック材料の濃度を判定することとして更に定義される、実施形態１〜１０のいずれかに記載の方法。
【００５０】
実施形態１２：シリコン製品のサンプルを超音波浴液中へ配置する前に、シリコン製品のサンプルをコンテナ内に配置することを更に含む、実施形態１〜１１のいずれかに記載の方法。
【００５１】
実施形態１３：コンテナは、エッチング剤槽内で溶解可能な金属材料を含むメッシュバスケットとして更に定義される、実施形態１２に記載の方法。
【００５２】
実施形態１４：金属材料は、銅、アルミニウム、スズ、銀、白金、ニッケル、亜鉛、及びこれらの組合せから選択される、実施形態１３に記載の方法。
【００５３】
実施形態１５：金属材料は、真鍮、鋼鉄、及び上記の少なくとも１つを含む組合せから選択された合金である、実施形態１４に記載の方法。
【００５４】
実施形態１６：超音波浴液は、脱イオン水、有機溶媒、酸、塩溶液、界面活性剤、及び上記の少なくとも１つを含む組合せを含む、実施形態１〜１５のいずれかに記載の方法。
【００５５】
実施形態１７：スラリーを濾過することが、真空濾過によって実行される、実施形態１〜１６のいずれかに記載の方法。
【００５６】
実施形態１８：シリコン製品のサンプルが、５０〜５０，０００グラムの重量を有する、実施形態１〜１７のいずれかに記載の方法。
【００５７】
実施形態１９：シリコン製品を汚染する、シリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度を判定する方法であって、シリコンのサンプルを得ること、コンテナを充填するのに十分なシリコンを取り出すこと、シリコン及びコンテナを超音波浴液中に浸漬すること、サンプルを超音波槽で撹拌すること、コンテナを超音波槽から取り出し、シリコンをコンテナから取り出すこと、超音波槽からの超音波浴液を第１のフィルタに通すことにより、シリコン及びシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料を超音波槽から取り出すこと、エッチング剤混合物を第１のフィルタに加えて、シリコンを溶解すること、追加の液体を加えて、フィルタ内容物を第２のフィルタへ移動させること、第２のフィルタを真空乾燥させること、第２のフィルタを計量して、小さいフィルタ上のシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の重量を得ること、並びにシリコンのサンプルにおけるシリコンエッチング剤によって溶解されないプラスチック又は他の材料の濃度量を計算することを含む、方法。
【００５８】
実施形態２０：液体が、脱イオン水、有機溶媒、酸、塩溶液、界面活性剤、及び上記の少なくとも１つを含む組合せを含む、実施形態１９に記載の方法。
【００５９】
単数形の用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈により明白に別段の指示がない限り、複数形の指示対象を含む。「又は」は、「及び／又は」を意味する。数量に関連して使用される修飾語「約」は、記載の値を包含し、文脈によって求められる意味を有する（例えば、特定の数量の測定値に関連する誤差範囲を含む）。「±１０％」という表記は、記載の測定値が、記載の値の−１０％の量から＋１０％の量までをとることができることを意味する。同じ構成要素又は特性を対象とするすべての範囲の端点は包含的であり、独立して組み合わせることができる（例えば、「２５重量％以下、又は５重量％〜２０重量％」という範囲は、「５重量％〜２５重量％」の範囲の端点及びすべての中間値を包含するなど）。より広い範囲に加えてより狭い範囲又はより具体的なグループを開示することは、より広い範囲又はより大きいグループの権利放棄ではない。
【００６０】
接尾辞「（複数可（ｓ））」は、この接尾辞が修飾するその用語の単数形及び複数形の両方を含み、それによってその用語の少なくとも１つを含むことが意図される（例えば、着色剤（複数可）は、少なくとも１つの着色剤を含む）。「必要に応じた」又は「必要に応じて」は、後述する事象又は状況が発生しても発生しなくてもよく、その説明が、事象が発生する場合及び事象が発生しない場合を含むことを意味する。特に定義しない限り、本明細書で使用する技術的及び科学的な用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって共通に理解されるものと同じ意味を有する。「組合せ」は、混ぜたもの、混合物、合金、反応生成物などを包含する。
【００６１】
すべての記載の特許、特許出願、及び他の参照文献は、全体として参照することにより本明細書に組み込まれる。しかし、本出願中の用語が、組み込まれている参照文献中の用語と矛盾又は相反する場合、本出願からの用語が、組み込まれている参照文献からの相反する用語に優先する。
【００６２】
典型的な実施形態について例示の目的で記載してきたが、上記の説明は、本明細書に記載の範囲に関する限定と見なされるべきではない。したがって、本明細書の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正、改作、及び代替が、当技術分野における当業者には想到されよう。
【図１】
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【外国語明細書】
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