(57)【要約】【課題】ポリシリコン製品の純度に影響を及ぼしうる汚染を防止するために、工程が実施されるべきである。【解決手段】シリコン製品における汚染を低減する方法であって、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有するライナーを備える搬送システムに沿って、シリコン片を移動させることと、搬送システムを横切ってシリコン片を移動させることと、を含み、シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、方法。破砕工具であって、シリコンを断片に破砕するよう構成されている破砕工具構成要素を含み、かかる破砕工具構成要素が、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを含む表面を含む。搬送システムは、第１の搬送装置及び第２の搬送装置を含み、第１の搬送装置が第１のライナーを備え、第２の搬送装置が第２のライナーを備える。【選択図】図１
2017149582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン製品における汚染を低減する方法であって、
１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有するライナーを備える搬送システムに沿って、シリコン片を移動させることと、
搬送システムを横切って前記シリコン片を移動させることと、を含み、前記シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、方法。
【請求項２】
ライナーが、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
素材が、２０重量％以下のコバルトを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
表面粗さが１２マイクロインチ以下であり、好ましくは、表面粗さが、８マイクロインチ以下であり、好ましくは、表面粗さが、４マイクロインチ以下であり、好ましくは、表面粗さが、２マイクロインチ以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
表面粗さが０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであり、好ましくは、表面粗さが１マイクロインチ〜８マイクロインチである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記搬送システムが、シリコン片を出発点から終着点まで移動させるよう構成されている少なくとも１つの搬送装置を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１の搬送装置から第２の搬送装置へと前記シリコン片を移動させることを更に含み、前記第１の搬送装置が、前記第２の搬送装置上に配置される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記シリコン片が前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置上に落下したとき、前記第２の搬送装置のライナーの表面粗さが未変化のままである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記搬送システムが、第１の搬送装置及び第２の搬送装置を更に含み、前記方法が、
前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置へとシリコン片を移動させることを更に含み、前記第１の搬送装置の高さがｈ１であり、前記第２の搬送装置の高さがｈ２であり、ｈ１がｈ２よりも高く、
前記第１の搬送装置が第１のライナーを備え、前記第２の搬送装置が第２のライナーを備え、
前記第１のライナー及び前記第２のライナーが、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記素材が、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、クロム炭化物、クロム炭化物とニッケル結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のライナーが、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有し、前記第２のライナーが、前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置へとシリコン片を移動させる前後に、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記表面粗さが０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであり、好ましくは、前記表面粗さが１マイクロインチ〜８マイクロインチである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の搬送装置を横切って前記シリコン片を移動させることと、を更に含み、前記シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記ライナーの一部の表面粗さが１２マイクロインチより大きいとき、ライナーの一部を除去することと、
１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する前記ライナーの一部を、前記表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、
再使用のため、前記ライナーの一部を、同じ又は異なる搬送システム又は搬送装置に再度取り付けすることと、を含む、請求項１に記載の修復方法。
【請求項１５】
破砕工具であって、
シリコンを断片に破砕するよう構成された破砕工具構成要素を備え、前記破砕工具構成要素が、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを含む表面を含み、
かつ前記破砕工具構成要素が、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、破砕工具。
【請求項１６】
前記破砕工具構成要素が、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有しているとき、前記破砕工具から破砕工具構成要素を除去することと、
１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する前記破砕工具構成要素を、前記表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、
再使用のため、前記破砕工具構成要素を同じ又は異なる破砕工具に再度取り付けることと、を含む、請求項１５に記載の破砕工具を修復する方法。
【請求項１７】
搬送システムであって、
第２の搬送装置に排出が行われる第１の搬送装置を備え、第１の搬送装置の高さがｈ１であり、第２の搬送装置の高さがｈ２であり、ｈ１はｈ２よりも高く、
前記第１の搬送装置が第１のライナーを備え、前記第２の搬送装置が第２のライナーを備え、
前記第１のライナー及び前記第２のライナーが、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、搬送システム。
【請求項１８】
前記第１のライナーが、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有し、前記第２のライナーが、前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置へとシリコン片を移動させる前後に、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有する、請求項１７に記載の搬送システム。
【請求項１９】
前記表面粗さが０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであり、好ましくは、前記表面粗さが１マイクロインチ〜８マイクロインチである、請求項１８に記載の搬送システム。
【請求項２０】
前記搬送システムの一部が１２マイクロインチより大きい表面粗さを有するとき、前記搬送システムから前記第１の搬送装置及び／又は前記第２の搬送装置の一部を除去することと、
１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する前記第１の搬送装置及び／又は前記第２の搬送装置を、表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、
再使用のため、前記第１の搬送装置及び／又は前記第２の搬送装置を、同じ又は異なる搬送システムに再度取り付けすることと、を含む、請求項１７に記載の搬送システムの修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、シリコン製品における汚染を低減する方法を開示する。本明細書では、破砕工具及び搬送システムも開示する。
【背景技術】
【０００２】
ポリシリコンは、ソーラー用途の半導体又はウェハー用の出発材料として使用される。ポリシリコンの使用は、高純度でなされる必要がある（例えば、半導体用途に関しては少なくとも純度９９．９９９９９９９％（すなわち、ナイン・ナイン純度）及びソーラー用途に関しては少なくとも純度９９．９％）。電気特性などの望ましい特性が低下するという問題を防止するため、ポリシリコンは、可能な限り金属不純物と混合されるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ポリシリコンは、典型的には、トリクロロシランなどのシリコン化合物を水素により還元することにより製造され、ロッド状に形成される。次に、このポリシリコンロッドは、小塊に破砕又は破壊される。破砕中にポリシリコン片に付与された汚染物又は不純物はエッチングにより除去でき、その後、ポリシリコンを水に通過させ、乾燥した後、搬送して、更なる加工又は包装のため保管する。ポリシリコンは、それぞれの工程中に金属不純物又はポリマー不純物などの不純物により汚染される恐れがある。ポリシリコン製品の純度に影響を及ぼしうる汚染を防止するために、工程が実施されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
シリコン製品における汚染を低減する方法であって、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有するライナーを備える搬送システムに沿って、シリコン片を移動させることと、搬送システムを横切ってかかるシリコン片を移動させることと、を含み、シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、方法。
【０００５】
破砕工具であって、シリコンを断片に破砕するよう構成された破砕工具構成要素を備え、かかる破砕工具構成要素が、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを含む表面を含み、かつかかる破砕工具構成要素が、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、破砕工具。
【０００６】
搬送システムであって、第２の搬送装置に排出が行われる第１の搬送装置を備え、第１の搬送装置の高さはｈ１であり、第２の搬送装置の高さはｈ２であり、ｈ１はｈ２よりも高く、第１の搬送装置は第１のライナーを備え、第２の搬送装置は第２のライナーを備え、第１のライナー及び第２のライナーは、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、素材を含む、搬送システム。
【０００７】
以下は、同様の要素が同様に番号付けされ、本明細書で説明される様々な実施形態の例示である、図面の簡単な説明である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本明細書に記載するとおりの破砕工具の側断面図である。
【図２】本明細書に記載するとおりの搬送システムの等角図である。
【図３】炭化タングステンの研磨プレートの表面上に様々な回数でポリシリコン製品塊を落下させた後の、ポリシリコン製品塊の表面上に存在するタングステン不純物の数を示すグラフである。
【図４】炭化タングステンの研磨プレートの表面上に様々な回数でポリシリコン製品塊を落下させた後の、ポリシリコン製品塊の表面上に存在するコバルト不純物の数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書では、シリコン製品における汚染を低減する方法を開示する。また、本明細書では、研磨表面を含む表面を含みうる破砕工具及び破砕工具の修復方法を開示する。搬送システムがライナーを備える搬送装置を含みうる、搬送システムも開示する。ライナーは、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない、例えば、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、Ｃｒ２Ｃ３、Ｃｒ２Ｃ３とＮｉＣｒ結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、様々な素材を含みうる。
【００１０】
シリコン製品をロッドから小片又は小塊に破壊し、それ以降の加工のために搬送システムに沿って様々なステーションに移動させた後、シリコン製品の汚染を防止及び／又は制御することは課題になりうる。研磨による表面仕上げを有するライナーを搬送システムに使用することが、シリコン製品に存在する不純物の数を低減する助けとなりうることが、驚くべきことに判明した。例えば、ライナーが１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有する搬送システムにおいて、ライナーを使用すると、ライナーに接触していない又は非研磨による表面仕上げを有するライナーに接触しているシリコン製品と比較して、シリコン製品への不純物の付与を良好に低減しうる。
【００１１】
表面粗さは、１２マイクロインチ以下の値、例えば、８マイクロインチ以下の値、例えば、４マイクロインチ以下の値、例えば、２マイクロインチ以下の値を含みうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであってよく、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチであってよい。
【００１２】
ライナーは、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、素材を含みうる。例えば、ライナー素材は、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことができ、例えば、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、Ｃｒ２Ｃ３、Ｃｒ２Ｃ３とＮｉＣｒ結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことができる。ライナー素材は、炭化タングステン及びコバルトを含みうる。
【００１３】
破砕工具は、シリコンロッドを断片に破砕するよう構成されうる、様々な破砕工具構成要素を含みうる。破砕工具構成要素は、表面を含みうる。表面は、研磨による表面仕上げの表面粗さが、１２マイクロインチ以下、例えば、８マイクロインチ以下、例えば、４マイクロインチ以下、例えば、２マイクロインチ以下になるよう研磨されうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであってよく、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチであってよい。様々な破砕工具構成要素は、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、素材を含みうる。
【００１４】
破砕工具は、例えば、様々な破砕工具構成要素の表面のどこかが、１２マイクロインチ以上の表面粗さを有する場合、修復されうる。特に、破砕工具構成要素に関し、表面粗さが１２マイクロインチ以上であるとき、破砕工具構成要素は破砕工具から除去できる。次に、破砕工具構成要素は、表面粗さが、１２マイクロインチ以下、例えば、８マイクロインチ以下、例えば、４マイクロインチ以下、例えば、２マイクロインチ以下になるまで、研削及び／又は研磨されうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチ、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチに研削及び／又は研磨されうる。研削及び／又は研磨後、破砕工具構成要素は、再使用のため、破砕工具の同じ場所に再度取り付けることができる。破砕工具構成要素は、再使用のため、異なる破砕工具に取り付けることができる。破砕工具の様々な構成要素を再使用することにより、新しい破砕工具構成要素の購入又は取り付けの必要が減少又は削減され、費用が節約されうる。
【００１５】
様々な破砕工具構成要素としては、回転式破砕ロール、固定式ジョープレート、可動式ジョープレート、ジョー・キャビティ（jaw cavity）又はホッパーが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１６】
図１は、本明細書に記載するとおりの破砕工具１００を示す。図１に示すとおり、破砕工具（例えば、単一のロール式破壊機）１００は、ロール１０１の外周に間隔を置いて設けられた歯１０２を備えたロール１０１を含む。ロール１０１は、ハウジング１０３内部の回転体としてシャフト１０４上に取り付けられる。シャフト１０４上に取り付けられたセットスクリュー１０５は、ロール１０１の位置をシャフト１０４上に維持する。
【００１７】
ハウジング１０３は、入口ポート１０７を有する頂部１０６と、側部１０８と、出口ポート１１０を有する底部１０９と、を含む。頂部１０６、側部１０８及び底部１０９は、ロール１０１が取り付けられたハウジング１０３内部のキャビティを画定する。ロール１０１、歯１０２並びに少なくとも頂部１０６、側部１０８及び底部１０９の内面１１２は、多結晶シリコンを超える又は同程度の硬度を有する素材などの、シリコンの汚染を最小限に抑える素材を含む。ロール１０１、歯１０２並びに少なくとも頂部１０６、側部１０８及び底部１０９の内面１１２は、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことができ、例えば、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、Ｃｒ２Ｃ３、Ｃｒ２Ｃ３とＮｉＣｒ結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことができる。炭化タングステンを含む素材の使用は、破砕操作によりシリコンに付与される鉄汚染の程度を低減するよう支援する。
【００１８】
多結晶シリコンロッド１１１’は、入口ポート１０７を通って、破砕システム１００内に供給されうる。単ロール破砕機１００で加工された多結晶シリコン片１１１は、出口ポート１１０を通って排出される。
【００１９】
ロール１０１に対向する側部１０８の内面１１２は、可動組立体１１４に取り付けられた平板１１３を含む。可動組立体１１４は、多結晶シリコン片１１１の大きさを調節できるよう、平板１１３とロール１０１との間の距離を調節することができる。頂部１０６、側部１０８及び底部１０９の内面１１２、ロール１０１並びに歯１０２に対して、研磨を行うことができる。
【００２０】
一旦シリコン製品が形成されたならば、すなわち、シリコンが破砕工具１００によりシリコン片へと破壊されたならば、シリコン製品を搬送システムに沿って移動させることができる。搬送システムは、第１の搬送装置及び第２の搬送装置を含みうる。第１の搬送装置は、第２の搬送装置の上に配置されうる。第１の搬送装置の高さは、ｈ１でありうる。第２の搬送装置の高さは、ｈ２でありうる。高さｈ１は、高さｈ２よりも高くてよい。第１の搬送装置は、第１のライナーを備えうる。第２の搬送装置は、第２のライナーを備えうる。第１のライナー及び／又は第２のライナーは、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含むことができ、例えば、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、Ｃｒ２Ｃ３、Ｃｒ２Ｃ３とＮｉＣｒ結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことができる。
【００２１】
第１の搬送装置１２が第１のライナー１６を備える搬送システム１０を図２に示す。第１の搬送装置１２は、高さｈ１を有する。第１の搬送装置１２は、第２のライナー１８を備える第２の搬送装置１４上に排出が行われる。第２の搬送装置は、高さｈ２を有する。図２に見られるとおり、第１の搬送装置１２の高さｈ１は、第２の搬送装置１４の高さｈ２よりも高い。
【００２２】
第１のライナー及び／又は第２のライナーは、表面粗さが１２マイクロインチ以下、例えば、８マイクロインチ以下、例えば、４マイクロインチ以下、例えば、２マイクロインチ以下になるよう研磨した表面仕上げを有しうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであってよく、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチであってよい。表面粗さは、搬送システムによりシリコン片を移動させる前後の両方で、すなわち、第１の搬送装置から第２の搬送装置へと移動させる前後で、１２マイクロインチ以下が保持されうる。
【００２３】
搬送システムの一部が１２マイクロインチより大きい表面粗さを有するとき、搬送システムは、搬送システムから第１の搬送装置及び／又は第２の搬送装置の一部を除去することにより修復されうる。概して、搬送システム（例えば、ライナー）の部分が欠損するか、又は破壊されるとき、修復が実施され、新しい表面が露出される。欠損又は破壊は搬送システムの通常使用中に生じうる。新しい表面は、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有しうる。例えば、第１のライナー及び／又は第２のライナーが１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する場合、修復される第１の搬送装置又は第２の搬送装置から第１のライナー及び／又は第２のライナーを除去できる。除去後、修復のため除去した搬送システムの部分の表面は、表面が、１２マイクロインチ以下、例えば、８マイクロインチ以下、例えば、４マイクロインチ以下、例えば、２マイクロインチ以下の表面粗さを有するよう研削及び／又は研磨されうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチ、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチに研削及び／又は（and／o）機械加工されうる。研削及び／又は研磨後、再使用のため、同じ搬送システムに第１の搬送装置及び／又は第２の搬送装置の部分が再度取り付けられてもよい。第１の搬送装置及び／又は第２の搬送装置の部分（例えば、ライナー）は、再使用のため、異なる搬送システムに取り付けられてもよい。搬送システムのこの部分の再使用により、新しい搬送装置及び／又はライナーの購入及び取り付けの必要が減少又は削減され、費用が節約されうる。
【００２４】
シリコン製品における汚染の低減方法は、継続的に所望される。本明細書に開示される方法を使用することにより、シリコン製品中に存在する不純物の量を低減することができる。シリコン製品における汚染を低減する方法は、搬送システムに沿ってシリコン片を移動させることを含みうる。搬送システムは、表面粗さが１２マイクロインチ以下、例えば、８マイクロインチ以下、例えば、４マイクロインチ以下、例えば、２マイクロインチ以下になるよう研磨した表面仕上げを有するライナーを含みうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであってよく、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチであってよい。シリコン片は、搬送システムを横切って移動しうる。シリコン片は、非研磨による表面仕上げを有するライナーに接触しているシリコン製品と比較して、不純物の数が低減され得る。
【００２５】
搬送システムは、シリコン片を出発点から終着点まで移動させるよう構成されている少なくとも１つの搬送装置を含みうる。方法は、必要に応じて、第１の搬送装置から第２の搬送装置へとシリコン片を移動させることを含みうる。第１の搬送装置は、第２の搬送装置上に配置されてよく、又はその逆であってもよい。シリコン片が第１の搬送装置から第２の搬送装置上に落下したとき、第２の搬送装置のライナーの表面粗さは未変化のままでありうる。
【００２６】
ライナーは、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含むことができ、例えば、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、Ｃｒ２Ｃ３、Ｃｒ２Ｃ３とＮｉＣｒ結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことができる。ライナーは、炭化タングステン及びコバルトを含む素材を含みうる。ライナーは、２０重量％以下のコバルト、例えば、１５重量％以下のコバルト、例えば、１０重量％以下のコバルトを有する素材を含みうる。
【００２７】
シリコン製品における汚染を低減する方法は、第１の搬送装置から第２の搬送装置にシリコン片を移動させることを含みうる。第１の搬送装置は、第２の搬送装置の上に配置されうる。第１の搬送装置の高さは、ｈ１でありうる。第２の搬送装置の高さは、ｈ２でありうる。高さｈ１は、高さｈ２よりも高くてよい。第１の搬送装置は、第１のライナーを備えうる。第２の搬送装置は、第２のライナーを備えうる。第１のライナー及び／又は第２のライナーは、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含むことができ、例えば、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、Ｃｒ２Ｃ３、Ｃｒ２Ｃ３とＮｉＣｒ結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含むことができる。第１のライナー及び／又は第２のライナーは、炭化タングステン及びコバルトを含む素材を含んでよく、ここで、コバルトは、２０重量％のコバルト、例えば、１５重量％以下のコバルト、例えば、１０重量％以下のコバルトに相当する量で存在しうる。
【００２８】
第１のライナーは、１２マイクロインチ以下の研磨による表面仕上げを有しうる。第２のライナーは、第１の搬送装置から第２の搬送装置へとシリコン片を移動させる前後の両方で、１２マイクロインチ以下の研磨による表面仕上げを有しうる。例えば、第１のライナー及び／又は第２のライナーは、８マイクロインチ以下、例えば、４マイクロインチ以下、例えば、２マイクロインチ以下の研磨による表面仕上げを有しうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであってよく、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチであってよい。方法は、第２の搬送装置を横切ってシリコン片を移動させることを更に含みうる。シリコン片は、ライナーに接触していない又は非研磨による表面仕上げを有するライナーに接触しているシリコン不純物と比較して、不純物の数が低減されうる又はより少ない量を含みうる。
【００２９】
第１のライナー及び／又は第２のライナーは修復されうる。例えば、ライナーが、例えば、ライナーの一部が、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有するとき、この表面粗さを有するライナーの部分は除去されうる。概して、ライナーの部分が欠損するか、又は破壊されるとき、修復が実施され、新しい表面が露出されうる。欠損又は破壊はライナーの通常使用中に生じうる。新しい表面は、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有しうる。ライナーの除去された部分は、表面粗さが、１２マイクロインチ以下、例えば、８マイクロインチ以下、例えば、４マイクロインチ以下、例えば、２マイクロインチ以下になるまで、研削及び／又は研磨されうる。例えば、表面粗さは、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであってよく、例えば、１マイクロインチ〜８マイクロインチであってよい。研削及び／又は研磨後、ライナーの除去部分は、同じ搬送システム又は搬送装置に再度取り付けられ、再使用されてもよい。ライナーの除去部分は、異なる搬送システム又は搬送装置に取り付けられ、再使用されてもよい。
【００３０】
ライナーの研削及び／又は研磨及び再使用により、新しい破砕工具構成要素の購入又は取り付けの必要が減少又は削減され、費用が節約されうる。
【実施例】
【００３１】
実施例１
本実施例では、ポリシリコン片の塊を数回落下させた際の対象として、プレートの形態の非研磨炭化タングステン（ＷＣ）を使用した。次に、微量表面金属のため、ポリシリコンをサンプルとした。図３は、落下後に、サンプル上にタングステン（Ｗ）が存在することを示す。シリコンサンプルの表面層の分解及び誘導結合質量分析（Inductively Coupled Mass Spectrometry Analysis）（ＩＣＰ−ＭＳ分析）による不純物濃度の測定によりタングステンの量を測定し、原子数のパーツ・パー・ビリオン（ｐｐｂａ）で表わす。研磨のベースラインの場合には１３のサンプル、非研磨のベースラインの場合には１０のサンプル、研磨で１Ｘの場合には１６のサンプル、非研磨で１Ｘの場合には８のサンプル、研磨で５Ｘの場合には１６のサンプル、非研磨で５Ｘの場合には４のサンプルとした。ベースラインについては、塊でないポリシリコン製品を落下させた。１Ｘに関しては、ポリシリコン塊を１回落下させ、５Ｘに関しては、ポリシリコン塊を５回落下させた。
【００３２】
図３に見られるとおり、ポリシリコン上に存在する不純物の量は、落下回数が増加するにつれ増大しており、非研磨プレートに対する５回の落下後には、ポリシリコン上に０．７５ｐｐｂａのタングステンが見られた。更に、ポリシリコン上に存在する不純物の最終的な量は、プレートの表面研磨により劇的に低下した。落下回数を増加させると、不純物の数は更に増大したものの、研磨表面では０．０２、０．０３、０．０５と推移したのに対し、非研磨表面では、０．０２、０．５４、０．７５と推移した。
【００３３】
実施例２
本実施例では、ポリシリコン片の塊を数回落下させた際の対象として、プレートの形態の研磨炭化タングステン（ＷＣ）を使用した。１マイクロインチの表面粗さにプレートを研磨した。次に、微量の表面金属に関し、ポリシリコンをサンプルとした。図４は、落下後に、サンプル上にコバルト（Ｃｏ）が存在することを示す。シリコンサンプルの表面層の分解及びＩＣＰ−ＭＳ分析による不純物濃度の測定によりコバルトの量を測定し、原子数のパーツ・パー・ビリオン（ｐｐｂａ）で表わす。研磨のベースラインの場合には１３のサンプル、非研磨のベースラインの場合には１０のサンプル、研磨で１Ｘの場合には１６のサンプル、非研磨で１Ｘの場合には８のサンプル、研磨で５Ｘの場合には１６のサンプル、非研磨で５Ｘの場合には４のサンプルとした。ベースラインについては、塊でないポリシリコン製品を落下させた。１Ｘに関しては、ポリシリコン塊を１回落下させ、５Ｘに関しては、ポリシリコン塊を５回落下させた。
【００３４】
図４に見られるとおり、ポリシリコン上に存在する不純物の量は、落下回数が増加するにつれ増大しており、非研磨プレートに対する５回の落下後には、ポリシリコン上に１．３３ｐｐｂａのコバルトが見られた。更に、ポリシリコン上に存在する不純物の最終的な量は、プレートの表面研磨により劇的に低下した。不純物の数は、落下回数の増加に伴い更に増大するものの、見られる不純物の中で最も多量なものでも、わずか０．０４８ｐｐｂａのコバルトであり、すなわち、ポリシリコン上に存在する不純物の数が９６％低減している。
【００３５】
実施例３
この結果は、研磨表面の使用により、存在する不純物の数が大幅に低減され、ポリシリコン表面の不純物を更に表面洗浄する必要が最低限に抑えられ、又は削減され、並びに最終的な製品に存在する不純物が低減されることを示す。
【００３６】
本明細書に開示される方法、破砕工具及び搬送システムは、少なくとも以下の実施形態を含む：
【００３７】
実施形態１：シリコン製品における汚染を低減する方法であって、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有するライナーを備える搬送システムに沿って、シリコン片を移動させることと、搬送システムを横切ってシリコン片を移動させることと、を含み、シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、方法。
【００３８】
実施形態２：ライナーが、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、実施形態１に記載の方法。
【００３９】
実施形態３：素材が、２０重量％以下のコバルトを含む、実施形態２に記載の方法。
【００４０】
実施形態４：表面粗さが１２マイクロインチ以下であり、好ましくは、表面粗さが、８マイクロインチ以下であり、好ましくは、表面粗さが、４マイクロインチ以下であり、好ましくは、表面粗さが、２マイクロインチ以下である、実施形態１〜３のいずれか一形態に記載の方法。
【００４１】
実施形態５：表面粗さが０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであり、好ましくは、表面粗さが１マイクロインチ〜８マイクロインチである、実施形態１〜４のいずれか一形態に記載の方法。
【００４２】
実施形態６：搬送システムが、シリコン片を出発点から終着点まで移動させるよう構成されている少なくとも１つの搬送装置を含む、実施形態１〜５のいずれか一形態に記載の方法。
【００４３】
実施形態７：第１の搬送装置から第２の搬送装置へとシリコン片を移動させることを更に含み、第１の搬送装置が、第２の搬送装置上に配置される、実施形態６に記載の方法。
【００４４】
実施形態８：シリコン片が第１の搬送装置から第２の搬送装置上に落下したとき、第２の搬送装置のライナーの表面粗さが未変化のままである、実施形態７に記載の方法。
【００４５】
実施形態９：搬送システムが、第１の搬送装置及び第２の搬送装置を更に含み、方法が、第１の搬送装置から第２の搬送装置へとシリコン片を移動させることを更に含み、第１の搬送装置の高さがｈ１であり、第２の搬送装置の高さがｈ２であり、ｈ１がｈ２よりも高く、第１の搬送装置が第１のライナーを備え、第２の搬送装置が第２のライナーを備え、第１のライナー及び第２のライナーが、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、実施形態１〜８のいずれか一形態に記載の方法。
【００４６】
実施形態１０：素材が、炭化タングステン、炭化タングステンとコバルト結合剤、炭化タングステンとニッケル結合剤、クロム炭化物、クロム炭化物とニッケル結合剤又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、実施形態９に記載の方法。
【００４７】
実施形態１１：第１のライナーが、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有し、第２のライナーが、第１の搬送装置から第２の搬送装置へとシリコン片を移動させる前後で、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有する、実施形態９又は実施形態１０に記載の方法。
【００４８】
実施形態１２：表面粗さが、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであり、好ましくは表面粗さが、１マイクロインチ〜８マイクロインチである、実施形態９〜１１のいずれか一形態に記載の方法。
【００４９】
実施形態１３：第２の搬送装置を横切ってシリコン片を移動させることと、を更に含み、シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、実施形態９〜１２のいずれかに記載の方法。
【００５０】
実施形態１４：ライナーの一部の表面粗さが１２マイクロインチより大きいとき、ライナーの一部を除去することと、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有するライナーの一部を、表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、再使用のため、ライナーの一部を、同じ又は異なる搬送システム又は搬送装置に再度取り付けすることと、を含む、実施形態９〜１２のいずれかに記載の方法。
【００５１】
実施形態１５：破砕工具であって、シリコンを断片に破砕するよう構成された破砕工具構成要素を備え、かかる破砕工具構成要素が、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを含む表面を含み、かつかかる破砕工具構成要素が、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む、素材を含む、破砕工具。
【００５２】
実施形態１６：実施形態１５に記載の破砕工具を修復する方法であって、破砕工具構成要素が、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有しているとき、この破砕工具から破砕工具構成要素を除去することと、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する破砕工具構成要素を、表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、再使用のため、破砕工具構成要素を同じ又は異なる破砕工具に再度取り付けることと、を含む、方法。
【００５３】
実施形態１７：搬送システムであって、第２の搬送装置に排出が行われる第１の搬送装置、第１の搬送装置の高さがｈ１であり、第２の搬送装置の高さがｈ２であり、ｈ１はｈ２よりも高く、第１の搬送装置が第１のライナーを備え、第２の搬送装置が第２のライナーを備え、第１のライナー及び第２のライナーが、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、搬送システム。
【００５４】
実施形態１８：第１のライナーが、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有し、第２のライナーが、第１の搬送装置から第２の搬送装置へとシリコン片を移動させる前後で、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有する、実施形態１７に記載の搬送システム。
【００５５】
実施形態１９：表面粗さが、０．５マイクロインチ〜１２マイクロインチであり、好ましくは表面粗さが、１マイクロインチ〜８マイクロインチである、実施形態１７又は実施形態１８に記載の搬送システム。
【００５６】
実施形態２０：搬送システムの一部が１２マイクロインチより大きい表面粗さを有するとき、搬送システムから第１の搬送装置及び／又は第２の搬送装置の一部を除去することと、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する第１の搬送装置及び／又は第２の搬送装置を、表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、再使用のため、第１の搬送装置及び／又は第２の搬送装置を、同じ又は異なる搬送システムに再度取り付けすることと、を含む、実施形態１７〜１９のいずれかに記載の方法。
【００５７】
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。
【００５８】
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。「組み合わせ」は、混ぜたもの、混合物、合金、反応生成物などを包含する。
【００５９】
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。
【００６０】
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】
2017149582.tif 000003
【図２】
2017149582.tif 000004
【図３】
2017149582.tif 000005
【図４】
2017149582.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月18日(2017.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン製品における汚染を低減する方法であって、
１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有するライナーを備える搬送システムに沿って、シリコン片を移動させることと、
搬送システムを横切って前記シリコン片を移動させることと、を含み、前記シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、方法。
【請求項２】
ライナーが、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
素材が、２０重量％以下のコバルトを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
表面粗さが１２マイクロインチ以下である、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記搬送システムが、シリコン片を出発点から終着点まで移動させるよう構成されている少なくとも１つの搬送装置を含み、
第１の搬送装置から第２の搬送装置へと前記シリコン片を移動させることを更に含み、前記第１の搬送装置が、前記第２の搬送装置上に配置される、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記シリコン片が前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置上に落下したとき、前記第２の搬送装置のライナーの表面粗さが未変化のままである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記搬送システムが、第１の搬送装置及び第２の搬送装置を更に含み、前記方法が、
前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置へとシリコン片を移動させることを更に含み、前記第１の搬送装置の高さがｈ１であり、前記第２の搬送装置の高さがｈ２であり、ｈ１がｈ２よりも高く、
前記第１の搬送装置が第１のライナーを備え、前記第２の搬送装置が第２のライナーを備え、
前記第１のライナー及び前記第２のライナーが、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のライナーが、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有し、前記第２のライナーが、前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置へとシリコン片を移動させる前後に、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の搬送装置を横切って前記シリコン片を移動させることと、を更に含み、前記シリコン片は、非研磨表面を有するライナーに接触しているシリコン片と比較して、不純物の数が低減されている、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ライナーの一部の表面粗さが１２マイクロインチより大きいとき、ライナーの一部を除去することと、
１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する前記ライナーの一部を、前記表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、
再使用のため、前記ライナーの一部を、同じ又は異なる搬送システム又は搬送装置に再度取り付けすることと、を含む、請求項１〜９の何れか一項に記載の修復方法。
【請求項１１】
破砕工具であって、
シリコンを断片に破砕するよう構成された破砕工具構成要素を備え、前記破砕工具構成要素が、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを含む表面を含み、
かつ前記破砕工具構成要素が、タングステン、炭素、コバルト又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、破砕工具。
【請求項１２】
前記破砕工具構成要素が、１２マイクロインチより大きい表面粗さを有しているとき、前記破砕工具から破砕工具構成要素を除去することと、
１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する前記破砕工具構成要素を、前記表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、
再使用のため、前記破砕工具構成要素を同じ又は異なる破砕工具に再度取り付けることと、を含む、請求項１１に記載の破砕工具を修復する方法。
【請求項１３】
搬送システムであって、
第２の搬送装置に排出が行われる第１の搬送装置を備え、第１の搬送装置の高さがｈ１であり、第２の搬送装置の高さがｈ２であり、ｈ１はｈ２よりも高く、
前記第１の搬送装置が第１のライナーを備え、前記第２の搬送装置が第２のライナーを備え、
前記第１のライナー及び前記第２のライナーが、タングステン、炭素、コバルト、ニッケル、クロム又はこれらのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを含む素材を含む、搬送システム。
【請求項１４】
前記第１のライナーが、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有し、前記第２のライナーが、前記第１の搬送装置から前記第２の搬送装置へとシリコン片を移動させる前後に、１２マイクロインチ以下の表面粗さに研磨した表面仕上げを有する、請求項１３に記載の搬送システム。
【請求項１５】
前記搬送システムの一部が１２マイクロインチより大きい表面粗さを有するとき、前記搬送システムから前記第１の搬送装置及び／又は前記第２の搬送装置の一部を除去することと、
１２マイクロインチより大きい表面粗さを有する前記第１の搬送装置及び／又は前記第２の搬送装置を、表面粗さが１２マイクロインチ以下になるまで研削及び／又は研磨することと、
再使用のため、前記第１の搬送装置及び／又は前記第２の搬送装置を、同じ又は異なる搬送システムに再度取り付けすることと、を含む、請求項１３又は１４に記載の搬送システムの修復方法。
【外国語明細書】
2017149582000001.pdf