(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状多結晶シリコン(11)を直立した状態で収納可能に構成された角形の洗浄篭(12)と、前記洗浄篭(12)と前記多結晶シリコン(11)との間に介在して設けられる洗浄治具(13)とを備えた円柱状多結晶シリコンの洗浄用具であって、
前記洗浄治具(13)が、前記洗浄篭(12)の内底面に配置され収納状態の前記多結晶シリコン(11)の底面が当接するように複数の球体(17)が回転可能に設けられた底部部材(14)と、
前記洗浄篭(12)内のコーナ部に配置され収納状態の前記多結晶シリコン(11)の側面に局部的に接触するように前記底部部材(14)に立設された側部部材(16)とを有する
ことを特徴とする円柱状多結晶シリコンの洗浄用具。
【請求項２】
側部部材(16)が底部部材(14)に立設された複数の柱状体(18)と収納状態の多結晶シリコン(11)の側面と前記柱状体(18)との間隔を埋めるように前記柱状体(18)に取外し可能に取付けられた１又は２以上のスペーサ(19)とを備え、
前記スペーサ(19)の前記多結晶シリコン(11)に接触する先端が尖鋭に形成された請求項１記載の円柱状多結晶シリコンの洗浄用具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円柱状多結晶シリコンを洗浄する際に使用される洗浄用具に関する。更に詳しくは、角形の洗浄篭と多結晶シリコンとの間に介在して設けられる洗浄治具とを備えた円柱状多結晶シリコンの洗浄用具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高純度多結晶シリコンを製造する方法としてジーメンス法が知られている。このジーメンス法では、粗金属シリコンと塩化水素ガスの反応により三塩化シラン（SiHCl3）を製造し、その三塩化シランを水素還元又は熱分解によりシリコン芯棒上にシリコンを析出させて円柱状の精製多結晶シリコンを作るものである。このようにして作られた円柱状の多結晶シリコンは用途に応じて様々な形状に加工され、酸化洗浄された後その用途に応じて使用される。ここで円柱状態で使用される多結晶シリコンにおける洗浄は、従来洗浄篭の中に収納された状態でフッ酸と硝酸を混合した酸（以下「混酸」という）で満たされた洗浄浴中にその洗浄篭ごと浸漬させてエッチング洗浄を行い、その後純水洗浄を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の円柱状多結晶シリコンの洗浄では、洗浄後の多結晶シリコンの表面に酸化によるしみ（ＳｉＯx）が比較的多く発生する不具合があった。この酸化しみは、洗浄液である混酸が表面に付着残存した状態で大気中に多結晶シリコンが暴露され、この混酸により多結晶シリコンの表面が大気中の酸素と反応するためと考えられている。混酸は洗浄篭と多結晶シリコンが接触している部分に特に多く残存する傾向にあり、多結晶シリコンは洗浄中に洗浄篭と面接触して支持されているため、この酸化しみは多結晶シリコンの底部に特に多く発生し、洗浄中に多結晶シリコンが洗浄篭にもたれ掛っている場合には、そのもたれ掛っていた多結晶シリコンの側部にも比較的多く発生している。このような酸化しみは多結晶シリコン表面の汚染源となり、外観上の見栄えを悪化させる問題点になっている。
本発明の目的は、洗浄後における洗浄液の付着量を低減して洗浄液が残存することに起因する酸化しみの発生を抑制し得る円柱状多結晶シリコンの洗浄用具を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、円柱状多結晶シリコン１１を直立した状態で収納可能に構成された角形の洗浄篭１２と、洗浄篭１２と多結晶シリコン１１との間に介在して設けられる洗浄治具１３とを備えた円柱状多結晶シリコンの洗浄用具である。
その特徴ある点は、洗浄治具１３が、洗浄篭１２の内底面に配置され収納状態の多結晶シリコン１１の底面が当接するように複数の球体１７が回転可能に設けられた底部部材１４と、洗浄篭１２内のコーナ部に配置され収納状態の多結晶シリコン１１の側面に局部的に接触するように底部部材１４に立設された側部部材１６とを有するところにある。
【０００５】
請求項１に係る発明では、多結晶シリコン１１が洗浄治具１３の球体１７及び側部部材１６に部分的に当接して支持されるため、洗浄浴に洗浄篭１２を所定時間浸漬し引上げた後に多結晶シリコン１１と洗浄治具１３との間に残存する混酸は、多結晶シリコンが洗浄篭に面接触していた従来に比較して著しく低減される。特に多結晶シリコン１１の底面は底部部材１４に回転可能に設けられた球体１７により支持されているため、洗浄篭１２の浸漬又は引上げ時に多結晶シリコン１１が僅かに動いた場合、それまで球体１７の球面及びその付近に残存していた混酸はその多結晶シリコン１１の僅かな動きに従って移動するため、多結晶シリコン１１の底面での局部的エッチングが回避される。また、多結晶シリコン１１が僅かに動けば、それまで多結晶シリコン１１の側部に当接していた側部部材１６の位置が変化するため、その当接部分に残存していた混酸はその多結晶シリコン１１の僅かな動きに従って移動する。その後の純水洗浄により残存していた混酸は多結晶シリコン１１の表面から除去される。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図３に示すように、側部部材１６が底部部材１４に立設された複数の柱状体１８と収納状態の多結晶シリコン１１の側面と柱状体１８との間隔を埋めるように柱状体１８に取外し可能に取付けられた１又は２以上のスペーサ１９とを備え、スペーサ１９の多結晶シリコン１１に接触する先端が尖鋭に形成された円柱状多結晶シリコンの洗浄用具である。
この請求項２に係る発明では、多結晶シリコン１１の側面は尖鋭に形成されたスペーサ１９の先端部分に当接して支持されているため、多結晶シリコン１１と洗浄治具１３であるこのスペーサ１９の先端との間に残存する混酸は更に低減される。
また、スペーサ１９は柱状体１８に取外し可能に取付けられるため、外径の異なる柱状多結晶シリコン１１を洗浄する場合に、その洗浄しようとする多結晶シリコンの外径に適合した形状を有するスペーサ２２を柱状体１８に取付けることにより、異なる径の多結晶シリコンの洗浄を同一の洗浄治具を使用して行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１及び図２に示すように、洗浄用具１０は、円柱状多結晶シリコン１１を直立した状態で収納可能に構成された角形の洗浄篭１２と、この洗浄篭１２と多結晶シリコン１１との間に介在して設けられる洗浄治具１３とを備える。この実施の形態における洗浄篭１２はポリエチレン製の篭であって、洗浄液を流通させるための複数の角孔１２ａ（図１）が周囲及び低部に形成される。またこの実施の形態における洗浄篭１２には、洗浄篭１２の上部開口部を覆う蓋１２ｂ（図４）が別途設けられる。
【０００８】
洗浄治具１３は底部部材１４と側部部材１６とを有し、底部部材１４は洗浄篭１２の内底面に配置される。底部部材１４は樹脂板を加工することにより作られ、この底部部材１４にはポリテトラフルオロエチレン（商標名；テフロン）から成る３個の球体１７が回転可能に設けられる。底部部材１４は洗浄篭１２の内底部周囲に配置される枠部分１４ａと、３個の球体１７がそれぞれ設けられた放射状に延びる３本の球体保持部分１４ｂとにより構成され、枠部分１４ａと球体保持部分１４ｂと間に形成される開口部から洗浄液が流通可能に構成される。３個の球体１７はその上部が底部部材１４の上面より上方に突出して設けられ、３個の球体１７は収納状態の多結晶シリコン１１の底面が当接するように構成される。
【０００９】
側部部材１６は洗浄篭１２内のコーナ部に配置するように底部部材１４に立設され、側部部材１６は収納状態の多結晶シリコン１１の側面に局部的に接触するように構成される。この実施の形態における側部部材１６は、底部部材１４に立設された複数の柱状体１８と、収納状態の多結晶シリコン１１の側面と柱状体１８との間隔を埋めるように柱状体１８にそれぞれ取付けられた２個のスペーサ１９とを備え、２個のスペーサ１９はそれぞれ洗浄篭１２の外側下方に僅かに傾斜して取付けられる（図３のθ）。図３に示すように、スペーサ１９は樹脂板を加工することにより多結晶シリコン１１に接触する先端が尖鋭に形成され、略中央部分には柱状体１８が挿通可能な挿通孔１９ａがそれぞれ形成される。２個のスペーサ１９は洗浄篭１２に収容される柱状多結晶シリコン１１の外径に応じて複数種類（図５に図２と異なる長さのスペーサ２２を示す）用意され、それぞれのスペーサ１９は柱状体１８の外径に相応した間隔を有する一対の連結板２０に溶着されて連結される。連結板２０により連結されたスペーサ１９は図３の実線矢印で示すように、挿通孔１９ａを嵌入することにより柱状体１８に取外し可能に取付けられる。
【００１０】
このように構成された洗浄用具１０に多結晶シリコン１１を収納するには、図４（ａ）に示すように、先ず、洗浄篭１２の蓋１２ｂを逆さにして配置し、この蓋１２ｂの上に円柱状に加工された多結晶シリコン１１を配置する。次に図４（ｂ）に示すように、この多結晶シリコン１１に洗浄治具１３及び洗浄篭１２を逆さま状態でこの順序に被せる。洗浄篭１２を被せた後に蓋１２ｂとともに多結晶シリコン１１を逆にし、図４（ｃ）に示すように洗浄篭１２の内部に洗浄治具１３を介して多結晶シリコン１１を収納する。このように多結晶シリコン１１を収納した洗浄篭１２からは蓋１２ｂが取外され、その後フッ酸と硝酸を混合した酸で満たされた洗浄浴中にその洗浄篭１２ごと所定時間浸漬させてエッチング洗浄を行い、洗浄浴から引上げた後、別の純水が貯えられた洗浄浴に浸漬し引上げる。これにより純水洗浄が行われる。
【００１１】
洗浄浴に浸漬された洗浄篭１２の内部の多結晶シリコン１１は混酸によりエッチング洗浄され、洗浄後には洗浄篭１２を引上げることにより多結晶シリコン１１をエッチング洗浄した混酸が、底部部材１４の枠部分１４ａと球体保持部分１４ｂと間に形成される開口部及び洗浄篭１２の角孔１２ａを介して洗浄篭１２の外部に排出される。スペーサ１９近傍の多結晶シリコン１１の側面に付着する混酸は、洗浄篭１２の引上げ時にスペーサ１９の傾斜θ（図３）に案内されて洗浄篭１２の外部に排出される。洗浄篭１２の引上げ後、多結晶シリコン１１は洗浄治具１３の球体１７及びスペーサ１９先端部分に当接して支持されているため、多結晶シリコン１１と洗浄治具１３との当接部分には混酸が僅かに残存するが、その残存する混酸は多結晶シリコン１１が洗浄篭１２と面接触していた従来に比較して著しく低減される。
【００１２】
また、多結晶シリコン１１の底面は底部部材１４に回転可能に設けられた球体１７により支持されているため、洗浄篭１２の浸漬又は引上げ時に多結晶シリコン１１が僅かに動いた場合、それまで球体１７の球面及びその付近に残存していた混酸はその多結晶シリコン１１の僅かな動きに従って移動するため、多結晶シリコン１１の底面での局部的エッチングが回避される。また、多結晶シリコン１１が僅かに動けば、それまで多結晶シリコン１１の側部に当接していた側部部材１６の位置が変化するため、その当接部分に残存していた混酸はその多結晶シリコン１１の僅かな動きに従って移動する。その後の純水洗浄により残存していた混酸は多結晶シリコン１１の表面から除去される。このため、その後大気中に多結晶シリコン１１を暴露しても、混酸の残存に起因する酸化しみの発生は著しく抑制される。
【００１３】
この洗浄用具１０を使用して外径の異なる柱状多結晶シリコン１１を洗浄する場合にはスペーサ１９を取替える。スペーサ１９の取替えは図３の破線矢印で示すように、柱状体１８からスペーサ１９を連結板２０とともに抜出し、図５に示すように、洗浄する多結晶シリコンの外径に適合した長さを有する種類の異なるスペーサ２２を新たにその柱状体１８に嵌入して取付ける。図５では新たに洗浄する多結晶シリコン２１は上述した多結晶シリコン１１に比較して小径のものであり、新たに嵌入されたスペーサ２２は上述したスペーサ１９より長く形成される。このようにスペーサ１９，２２を柱状体１８に取外し可能に取付けることにより、異なる径の多結晶シリコン１１，２１の洗浄を、スペーサ１９，２２を変更するだけの簡単な作業で行うことができる。
【００１４】
なお、上述した実施の形態では蓋１２ｂの上に多結晶シリコン１１を配置して洗浄篭１２を洗浄治具１３とともに被せたが、多結晶シリコン１１を収容できる限りこの蓋体１２ｂは必ずしも必要でない。
また、上述した実施の形態では１本の柱状体１８に対してそれぞれ２個のスペーサ１９を取付けたが、スペーサ１９は１個でも、３個でも４個以上でも良い。更に、上述した実施の形態では３個の球体１７を底部部材１４に回転可能に設けたが、球体１７は多結晶シリコン１１を支持できる限り２個でも、４個でも５個以上でも良い。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、多結晶シリコンの底面が当接する複数の球体が回転可能に設けられた底部部材と、収納状態の多結晶シリコンの側面に局部的に接触する側部部材とを有する洗浄治具を備えたので、洗浄後に多結晶シリコンと洗浄治具との間に残存する混酸は、多結晶シリコンと洗浄篭が面接触していた従来に比較して著しく低減される。また、多結晶シリコンの底面は回転可能な球体により支持されているため、洗浄篭の浸漬又は引上げ時に多結晶シリコンが僅かに動いた場合、それまで球体の球面及びその付近に残存していた混酸はその多結晶シリコンの僅かな動きに従って移動するため、多結晶シリコンの底面での局部的エッチングが回避される。また、多結晶シリコンが僅かに動けば、それまで多結晶シリコンの側部に当接していた側部部材の位置が変化するため、その当接部分に残存していた混酸はその多結晶シリコンの僅かな動きに従って移動する。その後の純水洗浄により残存していた混酸は多結晶シリコン１１の表面から除去される。この結果、本発明では洗浄後における多結晶シリコン表面の洗浄液の付着量が低減して、洗浄液が残存することに起因する酸化しみの発生を十分に抑制することができる。
【００１６】
また、側部部材が底部部材に立設された複数の柱状体と、この柱状体に取外し可能に取付けられたスペーサとを備え、スペーサの先端を尖鋭に形成すれば、多結晶シリコンの側面は尖鋭に形成されたスペーサの先端部分に当接して支持されるため、多結晶シリコンとの間に残存する混酸を更に低減することができる。また、同一の洗浄治具を使用して異なる径の多結晶シリコンの洗浄を、スペーサを変更するだけの簡単な作業で行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄用具を示す縦断面図。
【図２】その洗浄用具の平面図。
【図３】その洗浄用具の柱状体とスペーサとの関係を示す斜視図。
【図４】その洗浄用具に多結晶シリコンを収納する状態を示す工程図。
【図５】異なる種類のスペーサを取付けた洗浄用具を示す図２に対応する平面図。
【符号の説明】
１１  円柱状多結晶シリコン
１２  洗浄篭
１３  洗浄治具
１４  底部部材
１６  側部部材
１７  球体
１８  柱状体
１９  スペーサ
【図１】
0004168502.tif 000002
【図２】
0004168502.tif 000003
【図３】
0004168502.tif 000004
【図４】
0004168502.tif 000005
【図５】
0004168502.tif 000006