多結晶シリコン及びその製造方法
【課題】表面ダストの含量が少なくコスト的に好ましい多結晶シリコンを提供する。
【解決手段】多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が明細書中に記載のサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【解決手段】多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が明細書中に記載のサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶シリコン及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶シリコン、短縮してポリシリコンは、今日では多量に工業的に製造され、とりわけ光電装置で使用するための及びウェハ製造元で単結晶を製造するための原料として用いられる。全ての用途において、原料の高い純度が望まれる。
【０００３】
ポリシリコンの製造に際して、気相から析出させた後に、ポリシリコンロッドを破砕して再加工のために小さい破片にする必要がある。その際に、高純度のシリコンは、しかしながら、破砕工具の使用によって多かれ少なかれ不純物原子（Ｆｒｅｍｄａｔｏｍ）で汚染される。更に、シリコンダスト粒子（Ｓｉｌｉｃｉｕｍｓｔａｕｂｐａｒｔｉｋｅｌ）が生じて、それが破砕破片へと付着する。
【０００４】
通常は、シリコン破砕物は、例えば単結晶引き上げのためのような高価な使用分野のために、再加工及び／又は包装の前に清浄化される。それは、従来技術に従って、１つもしくは複数の化学的な湿式清浄化工程で行われる。その際、種々の化学薬品及び／又は酸からの混合物が、特に、付着している不純物原子を表面から再び除去するために使用される。しかしながら、この方法は、面倒であり、かつ費用がかかる。
【０００５】
ＵＳ６，９１６，６５７号から、不純物粒子もしくは不純物原子が、結晶引き上げに際してその歩留まりを下げうることは知られている。また、付着しているシリコンダストは、これについて悪影響を及ぼすことがある。
【０００６】
雑誌"クリーンルーム技術（Ｒｅｉｎｒａｕｍｔｅｃｈｎｉｋ）"（２００６年１月、"汚染源としての高純度シリコンダスト（Ｈｏｃｈｒｅｉｎｅｒ Ｓｉｌｉｚｉｕｍｓｔａｕｂ ａｌｓ Ｋｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｓｑｕｅｌｌｅ）"；Ｒｅｉｎｒａｕｍｔｅｃｈｎｉｋ １／２００６，Ｉｖｏ Ｃｒｏｅｓｓｍａｎｎ）から、ポリシリコン上のシリコンダストの測定方法が知られている。そこには、単結晶へと再加工する際のその悪影響が挙げられている。湿式化学的に清浄化されたポリシリコンは、約１０ｐｐｍｗの"ダスト（Ｓｔａｕｂ）"値を有し、輸送後には５μｍ未満のダスト粒子サイズ分布で６０ｐｐｍｗまでを有することが開示されている。
【０００７】
ＷＯ２００９／０９００３６８８号から、材料混合物中に存在する表面汚染されたシリコン材料であってシリコンの質量に対して１ｐｐｂ〜１０００ｐｐｍの表面汚染を有するシリコン材料を、表面に付着している材料の篩別によって選別するための方法が知られている。しかしながら、その篩別によって、約５０μｍ未満の付着しているシリコンダストの減少は起こらず、より大きい離れた粒子の分離のみが十分に起こるにすぎない。
【０００８】
ＵＳ２００３／０１５９６４７号Ａ１から、シリコン破砕物の加工方法であって、シリコン破片から有孔板を通じた気流によってダストを除去するダスト除去システムを準備する前記方法が知られている。低いダスト値について報告されているが、詳細は述べられていない。
【０００９】
しかしながら、気流によるダスト除去（Ｅｎｔｓｔａｕｂｕｎｇ）は、特に表面に強く付着している小さいシリコン粒子（＜５０μｍ）についてはあまり効果的ではない。小さいシリコン破砕破片は、エアジェットを回避することがある。良くない場合には、ポリシリコン破砕破片の流動層中での激しい運動によってそれどころか粒子の増加が生ずることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ６，９１６，６５７号
【特許文献２】ＷＯ２００９／０９００３６８８号
【特許文献３】ＵＳ２００３／０１５９６４７号Ａ１
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】雑誌"クリーンルーム技術"（２００６年１月、"汚染源としての高純度シリコンダスト"；Ｒｅｉｎｒａｕｍｔｅｃｈｎｉｋ １／２００６，Ｉｖｏ Ｃｒｏｅｓｓｍａｎｎ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、表面ダストの含量が少なくコスト的に好ましい多結晶シリコンを提供することにあった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第一の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が１０〜４０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００１４】
好ましくは、第一の破砕サイズのその多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。
【００１５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満である。
【００１６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００１７】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．１ｐｐｍｗ未満である。
【００１８】
本発明による第一の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、２．５ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。
【００１９】
好ましくは、金属による表面汚染は、０．６ｐｐｂｗ以上で、２．５ｐｐｂｗ以下である。
【００２０】
好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．６ｐｐｂｗ以下である。
【００２１】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００２２】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００２３】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００２４】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第二の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が２０〜６０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００２５】
好ましくは、この第二の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。
【００２６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満である。
【００２７】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００２８】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．１ｐｐｍｗ未満である。
【００２９】
本発明による第二の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、２．０ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、２．０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。
【００３０】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００３１】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００３２】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００３３】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第三の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が４５ｍｍ超のサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００３４】
好ましくは、この第三の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。
【００３５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満である。
【００３６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００３７】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．１ｐｐｍｗ未満である。
【００３８】
本発明による第三の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、１．５ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．２ｐｐｂｗ以上で、１．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．２ｐｐｂｗ以下である。
【００３９】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００４０】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０５ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．０５ｐｐｂｗ以下である。
【００４１】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０５ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．０５ｐｐｂｗ以下である。
【００４２】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第四の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が３〜１５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては４５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００４３】
好ましくは、この第四の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満である。
【００４４】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。
【００４５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては６ｐｐｍｗ未満である。
【００４６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．５ｐｐｍｗ未満である。
【００４７】
本発明による第四の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、１０ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、４．５ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、４．５ｐｐｂｗ以下である。
【００４８】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００４９】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、１．０ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．３ｐｐｂｗ以上で、１．０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．３ｐｐｂｗ以下である。
【００５０】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１０ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｂｗ以下である。
【００５１】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第五の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が０．５〜５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては７０ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては６２ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては６０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１０ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００５２】
好ましくは、この第五の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満である。
【００５３】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満である。
【００５４】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては２５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１２ｐｐｍｗ未満である。
【００５５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００５６】
本発明による第五の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、１００ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、２０ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、２０ｐｐｂｗ以下である。
【００５７】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００５８】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、５．０ｐｐｂｗ以上で、１０００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、１．０ｐｐｂｗ以上で、５．０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１．０ｐｐｂｗ以下である。
【００５９】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１００ｐｐｂｗ以上で、５ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１０ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。
【００６０】
上述の全ての破砕サイズの多結晶シリコンは、全く湿式化学的処理をしなくても、表面ダスト及び金属汚染に関して前記の特性を維持する。それは、例えばさらにより低い金属汚染を達成するため又は多結晶シリコンを表面のエッチング処理に供するために後続のプロセス工程における湿式化学的処理が好ましくないことを意味するわけではない。
【００６１】
ダスト粒子での低い負荷は、以下に詳細に説明される特定のダスト除去法（Ｅｎｔｓｔａｕｂｕｎｇｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）の結果生じる。金属値（Ｍｅｔａｌｌｗｅｒｔｅ）は、全てのクレームされた範囲及び好ましい範囲において、特にシリコンの破砕破片への破砕に際しての汚染の少ない加工の使用によって並びに好適なクリーンルームクラスの選択によって達成される。
【００６２】
従って、特に要求の高い使用のためには、特に汚染の少ない加工は、低いクリーンルームクラスと、例えばクリーンルームクラス１００と組み合わされる（米国連邦規格（ＵＳ ＦＥＤ ＳＴＤ）２０９Ｅに準拠、ＩＳＯ１４６４４−１により代替）。クラス１００（ＩＳＯ５）では、１リットルあたり最大０．５μｍ直径の粒子が最大３．５個含まれていてよい。
【００６３】
種々の破砕サイズで挙げられた金属による表面汚染についての好ましい範囲並びに鉄による汚染及びタングステンによる汚染についての範囲は、クレームされた範囲の低い方の範囲と高い方の範囲に相当する。
【００６４】
低い範囲では、汚染の少ない加工が必要である。この多結晶シリコンは、金属による低い汚染が望まれる特に要求の高い使用のために適している。
【００６５】
好ましくは、全ての挙げられた破砕サイズについて、金属汚染、鉄汚染及びタングステン汚染についての高い方の範囲と低い方の範囲が互いに組合せされる。
【００６６】
ここで、例えば第三の破砕サイズの多結晶シリコンについては、以下の金属汚染が特に好ましい：
要求の高い使用のため：
全金属 ０．１ｐｐｂｗ〜０．２ｐｐｂｗ
鉄 ０．０１ｐｐｂｗ〜０．０５ｐｐｂｗ
タングステン ０．０１ｐｐｂｗ〜０．０５ｐｐｂｗ
あまり要求の高くない使用のため：
全金属 ０．２ｐｐｂｗ〜１．５ｐｐｂｗ
鉄 ０．０５ｐｐｂｗ〜０．５ｐｐｂｗ
タングステン ０．０５ｐｐｂｗ〜０．５ｐｐｂｗ
【００６７】
前記本発明の課題は、また、多結晶シリコンの製造方法であって、細いロッド上でシーメンス反応器中で析出された多結晶シリコンを破砕破片へと破砕すること、前記破砕破片を約０．５ｍｍから４５ｍｍ超までのサイズクラスで分級すること、それらのシリコン破砕破片を圧縮空気又はドライアイスによって処理して、それらの破砕破片からシリコンダストを除去することを含み、その際、前記破砕破片の化学的な湿式清浄化は行われない前記方法によって解決される。
【００６８】
最後に、前記本発明の課題は、また、造粒物の形で又はロッド、ロッド破片もしくは破砕破片の形で存在する多結晶シリコンから圧縮空気又はドライアイスによってダスト除去するための第二の本発明による方法であって、多結晶シリコンからシリコンダストを除去するために、全く湿式化学的処理を行わない前記方法によって解決される。
【００６９】
好ましくは、両方の本発明による方法では、シリコンは、汚染の少ない工具を用いて破砕破片に破砕される。
【００７０】
今までは、先行技術において、半導体工学で使用することが予定されている場合に、許容される金属レベル及び粒子レベルを達成するために、多結晶シリコン破砕破片を化学的に清浄化することが慣用であった。
【００７１】
本発明者らは、本来高すぎる金属粒子レベルを有している清浄化されていないポリシリコンであっても、事前にダスト除去をすれば、半導体工学での要求の高い使用のために好適であることを明らかにした。
【００７２】
それは、ポリシリコン破砕物中の金属製の不純物及びそれ以外の不純物粒子が、単結晶の引き上げの際の転位の主要因の一つとして考えられていたという点からは、驚くべきことである。湿式化学的処理を行っていないポリシリコンは、湿式化学的処理をされたポリシリコンと比較してｘ倍も高い金属汚染を有する。これは、前記開示の通り、破砕サイズに応じて、０．１ｐｐｂｗ〜１００００ｐｐｂｗである。現行の考えは、結晶引き上げに際して問題を起こさないために、金属汚染は最大で１００ｐｐｔｗであってよいことに起因している。しかしながらここで、シリコンダストが明らかにさらにより重要な役割を担うことが判明した。ダスト除去された清浄化されていないポリシリコンは、比較的高い金属負荷にもかかわらず、引き上げプロセスに際して優れた特性を示す。
【００７３】
更に、圧縮空気又はドライアイスによるダスト除去に供された、１００ｐｐｔｗ未満の低い金属レベルを有する化学的に清浄化されたポリシリコンは、約１ｐｐｍｗの検出限界未満の低減されたシリコン粒子レベルを有し、高価値の用途（例えば半導体用途のための単結晶引き上げ及び要求の高いソーラー用途）で明らかにより高い引き上げ性能を示すことを確認した。
【００７４】
シリコン上に付着しているダスト、特に数μｍから何百μｍまでのサイズのシリコン粒子の形のダストの影響は、先行技術においては十分に顧慮されていなかった。
【００７５】
本発明者らは、ソーラー用途のためのシリコンのブロック鋳造（Ｂｌｏｃｋｇｉｅｓｓｅｎ）の場合にも、本発明による多結晶シリコンは、より良い効果をもたらすことが確認された。
【００７６】
それは、破砕サイズとは無関係に当てはまる。前記破砕サイズは、以下に、それぞれシリコン破砕破片の表面上の２点間の最も長い間隔（＝最大長さ）として以下のように定義される：
・ 破砕サイズ０（ＢＧ０）（ｍｍ）： 約０．５〜５
・ 破砕サイズ１（ＢＧ１）（ｍｍ）： 約３〜１５
・ 破砕サイズ２（ＢＧ２）（ｍｍ）： 約１０〜４０
・ 破砕サイズ３（ＢＧ３）（ｍｍ）： 約２０〜６０
・ 破砕サイズ４（ＢＧ４）（ｍｍ）： ＞約４５
その際、それぞれ、破砕フラクションの少なくとも約９０質量％が、上述のサイズ範囲内にある。
【００７７】
ポリシリコンは、好ましくは汚染が少なく破砕される。
【００７８】
特に低い金属値を達成するために、生成物と接触する破砕機及び篩別装置（Ｓｉｅｂａｎｌａｇｅ）中の全ての装置部分は、好ましくはプラスチックもしくはシリコンなどの汚染の少ない材料又はセラミック、石英もしくは硬質金属などの別の摩耗の少ない材料で構成されている。
【００７９】
更に、好ましくはクリーンルームクラス１０００未満、特に好ましくはクリーンルームクラス１００未満、殊に好ましくはクリーンルームクラス１０未満で作業される。
【００８０】
汚染が少なく破砕されたポリシリコンのダスト除去は、圧力空気及び／又はドライアイスによって行われる。
【００８１】
その際、シリコン破砕物は、ダスト除去の間に静的に存在してもよいが、再配置（Ｕｍｌａｇｅｒｎ）されてもよい。
【００８２】
その際、ダスト除去は、あらゆる技術的に慣用の圧力で並びに種々のノズル配置及びノズル量で行ってよい。
【００８３】
ダスト除去は、一連のプロセスにおける１つ以上の箇所で、すなわち例えば、破砕の直後に、及び／又は分級の後に、及び／又は包装の直前に、又は輸送の後にも、例えば坩堝装置の直前に、行うことができる。
【００８４】
シリコン表面の効果的な吹き付け除去（Ａｂｂｌａｓｅｎ）のために、商慣習の圧縮空気式ガンも使用できる。好ましくは、前記圧縮空気ガンは、汚染の少ない材料から、特に好ましくは特殊鋼（Ｅｄｅｌｓｔａｈｌ）、硬質金属又はプラスチック（ＰＵ、ＰＰ又はＰＥ）から製造される。
【００８５】
圧縮空気としては、空気、二酸化炭素、又は例えば窒素もしくはアルゴンなどの別の不活性ガスも使用することができる。また、任意のガス混合物、又は例えばオゾンなどの追加の化学的な浄化作用を有するガス添加物も考えられる。
【００８６】
好ましくは、本発明によるポリシリコンの製造に際して、ガス圧力１〜２０バール、好ましくは５〜１０バールでのダスト除去が適用される。小さい破砕サイズの場合に、その際、傾向的により小さい圧力で作業される。
【００８７】
その際、シリコン破砕破片の表面は、少なくとも２ｍ／ｓの、好ましくは１０ｍ／ｓ超の、特に好ましくは１００ｍ／ｓ超のガス速度で吹き付け除去される。
【００８８】
シリコン表面上へのガスジェットの作用は、１秒未満の１つの短いインパルスを表すか又はその複数の短いインパルスであってもよいし、複数秒もしくは複数分の持続噴射であってもよい。
【００８９】
不純物粒子による汚染をなくすために、好ましくは、乾燥した（露点４０℃未満）、油及び油脂を含まない、清浄化されたガスで、特に好ましくは半導体品質のガスで、もしくはその体積に対して１０ｐｐｍ未満の、好ましくは１ｐｐｍ未満の、特に好ましくは０．１ｐｐｍ未満の異種原子割合で作業される。
【００９０】
特に良好な結果は、空気出口のできるだけ近くで、空気をさらに、１０μｍ未満の、好ましくは０．１μｍ未満の、特に好ましくは０．００１μｍ未満のパーティクルフィルタで清浄化した場合に達成される。
【００９１】
清浄化されるべきシリコン破片の破砕サイズ及び表面のダスト負荷の程度に応じて、回転するか又はパルス化するノズルを有し種々のノズル形状を有する商慣習の高圧清浄機（Ｈｏｃｈｄｒｕｃｋｒｅｉｎｉｇｅｒ）が可能である。
【００９２】
更なる好ましい一実施態様においては、清浄化すべき材料を、振動樋（Ｒｕｅｔｔｅｌｒｉｎｎｅ）上で又は好ましくは破砕サイズに対して幾らか小さいメッシュ幅を有するダストを通すメッシュ生地を有する輸送ベルトを介して運ばれる。この搬送装置にわたって、１つの強力な大きいノズルも、複数の小さいノズルも、シリコン破片に対して種々の位置、構成及び配置において可能である。
【００９３】
特に好ましいのは、１つ以上の旋回装置（Ｗｅｎｄｅｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ）によるシリコン材料の配置の自動的な変更である。
【００９４】
特に好ましくは、シリコン破砕物のダスト除去は、ドライアイスによって行われる。
【００９５】
ドライアイス清浄化は、精製されたＣＯ2をドライアイス粒子の形で高速ノズルによって吹き付けることによって、表面上に付着している粒子を除去する。不純物粒子及びシリコンダスト粒子は、運動エネルギーと、熱衝撃作用と、シリコン破砕物からの昇華効果との組み合わせによって引き離される。
【００９６】
驚くべきことに、このために、商慣習の清浄化装置（例えばＣｏｌｄ Ｊｅｔ社製の装置）は、これが汚染の少ない材料を備えている場合には使用できることが判明した。
【００９７】
好ましくは、その際に、ドライアイス貯蔵容器のために、プラスチックライニング（例えばＰＵ、ＰＰ又はＰＥ）が使用される。
【００９８】
装置がドライアイスブロックをもって作業される場合に、好ましくは約マイナス８０℃に冷えたアイス粒子の製造のために、摩耗の少ないセラミックもしくは硬質金属製の加工工具が使用される。
【００９９】
不純物粒子による汚染をなくすためには、例えば食品品質の二酸化炭素ガスをベースとした超純粋なドライアイスが使用される。
【０１００】
ドライアイス粒子は、その際、清浄化されたガス（フィルタを通された圧縮空気、ＣＯ2、半導体品質の窒素などの不活性ガス又はそれらの混合物）を用いて、１〜２０バールの圧力で、好ましくは３〜１０バールの圧力で、"汚染の少ない"ベンチュリノズルにおいて加速され、そこから清浄化されるべきシリコン表面へと２ｍ／ｓ超の、好ましくは１０ｍ／ｓ超の、特に好ましくは１００ｍ／ｓ超の速度で吹き付けられる。
【０１０１】
ドライアイス清浄化は、ポリシリコン上に全く残留物を残さない。さらに、材料は乾燥したままである。湿式化学的な方法でのような面倒な乾燥は、必要なくなる。
【０１０２】
ドライアイスの使用量は、その際、ノズルの構成及び圧力範囲に応じて変動する。
【０１０３】
更なる好ましい一実施態様は、圧縮空気によるダスト除去とドライアイスによるダスト除去との組み合わせにある。
【０１０４】
本発明による製造方法の使用によって、生産において相当の費用が削減できる。それというのも、例えば非常に多くのダストを生ずる破砕装置も分級装置も使用できるからである。
【０１０５】
本発明による方法は、また、ポリシリコン製の緻密な又は多孔質の破砕破片に限定されるものではなく、他のポリシリコン製の物、例えば造粒物又はいわゆるカットロッド（Ｃｕｔ−Ｒｏｄｓ）もしくはＦＺ／ＣＺロッドなどの物のダスト除去のためにも使用することができる。
【０１０６】
本発明を、ここで実施例と比較例をもとに詳細に説明する。
【実施例】
【０１０７】
複数の多結晶シリコンロッドを、破砕機を用いて、種々のサイズの破砕破片に破砕し、分級した。微細材料を、その際、篩別によって分離した。
【０１０８】
特に低い金属値を達成するために、生成物と接触する破砕機及び分級装置中の全ての装置部分は、プラスチックもしくはシリコンなどの汚染の少ない材料又はセラミック、石英もしくは硬質金属などの別の摩耗の少ない材料で構成されていた。
【０１０９】
その際、前記材料は破砕サイズ４の目標サイズまで破砕されたが、全ての別のサイズの破砕破片も生じた。
【０１１０】
引き続き、種々の分級された破砕サイズフラクションから無作為に複数のサンプルを取り出し、これに付着しているダスト及び金属を測定した。
【０１１１】
付着しているシリコン粒子の測定のために、複数百ｇの重さを有する複数の破砕破片を取り出し、きれいな篩マントル（Ｓｉｅｂｓｔｒｕｍｐｆ）（メッシュ幅１６０μｍ）に入れて、それらの粒子を水浴中で引き離した。水浴中の粒子の数とサイズを、次いで、シリコンサンプルの秤量に対して、レーザー回折もしくはＢｅｃｋｍａｎｎ社製のＣｏｕｌｔｅｒ ＬＳ １３３２０を用いて測定した。
【０１１２】
表面金属の測定のために、同様に、無作為に複数のサンプル破片を取り出し、そして金属汚染を、シリコン表面の化学的剥離と、引き続いて剥離された溶液のＩＣＰＭＳによる分析とによって測定した。
【０１１３】
結果を、第１表〜第４表に示す。
【０１１４】
高いダスト値が、特に小さい破砕サイズの場合に示された。
【０１１５】
それに対して、金属値は、中規模のレベルにあり、これは、汚染の少ない加工に起因する。
【０１１６】
第１表は、破砕サイズ４についてのダスト値を示している。
【０１１７】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１１８】
第１表 − 破砕サイズ４ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表１】
【０１１９】
第２表は、破砕サイズ３についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２０】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１２１】
第２表 − 破砕サイズ３ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表２】
【０１２２】
第３表は、破砕サイズ２についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２３】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１２４】
第３表 − 破砕サイズ２ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表３】
【０１２５】
第４表は、破砕サイズ１についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２６】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１２７】
第４表 − 破砕サイズ１ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表４】
【０１２８】
第５表は、破砕サイズ０についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２９】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１３０】
第５表 − 破砕サイズ０ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表５】
【０１３１】
第６表は、破砕サイズによる金属値をｐｐｔｗで示している。
【０１３２】
第６表
【表６】
【０１３３】
実施例１
ここで、本発明による方法は、シリコン破砕破片に使用した。
【０１３４】
破砕サイズ分布０から４を有する１００ｇの破砕破片をそれぞれ複数取り出し、本発明に従って、乾燥された油を含まない、０．１μｍのパーティクルフィルタによって清浄化された圧縮空気で商慣習のハンドノズルを用いて機械的な再配置（Ｕｍｌａｇｅｒｕｎｇ）をしながら破砕サイズに対して幾らか小さいメッシュ幅を有するプラスチック篩（メッシュ幅のサイズ：その都度の破砕サイズの長さの下限値の約５０％が好ましい）上で１〜１０秒にわたって吹き付け除去した。圧力は、約５バールで、ノズル（開口断面積約１ｍｍ2）での空気吹き出し速度１０ｍ／ｓ超であった。
【０１３５】
引き続き、無作為に選択されたサンプル破片で、ダスト負荷量とタングステン濃度を測定した。
【０１３６】
全ての破砕サイズで、付着しているダストの粒子サイズは、平均して２分の１を下回るだけ低減できた。
【０１３７】
その結果は、モニター元素Ｗをもとに、表面金属での汚染の軽い低減も達成されることを示している。金属での汚染は、第６表によれば、基本的に中程度のレベルで存在する。
【０１３８】
しかしながら、ダスト除去は、驚くべきことに、モニター元素タングステンをもとに確認できるように、金属レベルの軽い低減ももたらす。タングステンについては、１２０ｐｐｔｗという結果が生じた。
【０１３９】
第７表は、実施例１の全ての破砕サイズについてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１４０】
そこでは、明らかな改善を確認できる。
【０１４１】
ＲＥＭ像（示さず）によって、面積あたりに確認できる付着しているシリコン粒子の量が低減されることが確認される。
【０１４２】
第７表
【表７】
【０１４３】
実施例２
実施例１と同様に行ったが、上記の汚染が少なく製造された破砕サイズ０〜４の種々のシリコン破砕サイズ分布から、それぞれ１００ｇの破片を複数取り出し、本発明に従ってドライアイスによってダスト除去した。
【０１４４】
そのためには、Ｃｏｌｄ Ｊｅｔ社製の商慣習の可搬型の装置（Ａｅｒｏタイプ）を使用し、ドライアイス流量速度は約１ｋｇ／分であった。
【０１４５】
ドライアイスは、数ｐｐｔａだけの金属（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃａなど）の汚染を有するにすぎない。
【０１４６】
それらのポリシリコン破砕破片を、引き続き、手動で破砕サイズに対して幾らか小さいメッシュ幅（サイズはその都度の破砕サイズの長さの下限値の約５０％である）を有するＰＵプラスチック篩上で手作業で再配置させ、１〜１０秒間にわたり平面ノズル（Ｆｌａｃｈｄｕｅｓｅ）を用いて吹き付け除去した。
【０１４７】
それらのノズルは、複数ｃｍの長さと複数ｍｍの幅の開口断面を有していた。
【０１４８】
圧力は、破砕サイズに応じて、１〜１０バールであり、ノズルでの空気吹き出し速度は１０ｍ／ｓ超であった。
【０１４９】
より小さい破砕サイズの場合に、装置の低められた出力もしくは圧力でダスト除去された。
【０１５０】
引き続き、再び無作為に選択されたサンプル破片で、ダスト負荷量と金属を測定した。
【０１５１】
それらの金属は、再びモニター元素のタングステンで測定して、圧縮空気による清浄化に対してなおも軽く改善することができた。
【０１５２】
さらに、全ての破砕サイズでは、全ての粒子サイズ（参考例と比較して）が、３分の１超だけ低減されている。
【０１５３】
第８表は、実施例２からの全ての破砕サイズについてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１５４】
第８表
【表８】
【０１５５】
金属による汚染は、中程度のレベルで存在する。
【０１５６】
第９表は、実施例１（圧縮空気）、実施例２（ドライアイス）についてのタングステンの濃度を示しており、かつ参照として、汚染の少ない加工後であるが、ダスト除去をしていない場合の値（第６表を参照）を、それぞれｐｐｔｗで示している。
【０１５７】
従って、タングステンは、比較のために個別に表される。それというのも、ここでは、横断汚染（Ｑｕｅｒｋｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）は、周囲の状況と取り扱いによって回避できるからである。
【０１５８】
第９表
【表９】
【０１５９】
比較例
比較例において、緻密に析出された非孔質のポリシリコンを、ＤＥ１０２００６０３５０８１号Ａ１と同様の方法によって破砕し、分級し、化学的に清浄化し、そしてポリエチレン袋に包装して、分析のために輸送した。比較例においては、従って、湿式化学的な清浄化が行われる。
【０１６０】
引き続き、種々のポリエチレン袋から無作為にサイズ４のサンプル破片を取り出し、ダスト負荷量と金属を測定し、ＲＥＭ写真を撮った。
【０１６１】
ここで、全てのダスト値（第１１表を参照）は、検出限界にあるという結果が生じた。金属値（第１０表を参照）は、実施例１及び２（第６表を参照）よりも明らかに低い。
【０１６２】
第１０表は、比較例についての金属値をｐｐｔｗで示している。
【０１６３】
第１０表
【表１０】
【０１６４】
第１１表は、比較例についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１６５】
第１１表
【表１１】
【０１６６】
湿式化学的清浄化によって、本発明による方法よりも明らかに良好な金属値がもたらされることが明らかになる。
【０１６７】
しかしながら、本発明の目的は、特に好ましい多結晶シリコンを提供し、面倒で高価な湿式化学的処理を省くことができるということであった。
【０１６８】
本発明者らは、許容できる中程度のレベルに金属汚染が変動する限りは、シリコンダストが、多くの用途にとって金属での負荷よりも重要であることを見出した。そのことは、汚染の少ない加工によって、特に要求の高い用途において、低いクリーンルームクラスと組み合わせて、そして本発明によるダスト除去法によって達成できた。
【０１６９】
従って、本発明によって、非常に低いダスト割合を有し、かつ多くの用途に許容できる金属汚染を伴う明らかにより好ましい多結晶シリコンが提供される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多結晶シリコン及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶シリコン、短縮してポリシリコンは、今日では多量に工業的に製造され、とりわけ光電装置で使用するための及びウェハ製造元で単結晶を製造するための原料として用いられる。全ての用途において、原料の高い純度が望まれる。
【０００３】
ポリシリコンの製造に際して、気相から析出させた後に、ポリシリコンロッドを破砕して再加工のために小さい破片にする必要がある。その際に、高純度のシリコンは、しかしながら、破砕工具の使用によって多かれ少なかれ不純物原子（Ｆｒｅｍｄａｔｏｍ）で汚染される。更に、シリコンダスト粒子（Ｓｉｌｉｃｉｕｍｓｔａｕｂｐａｒｔｉｋｅｌ）が生じて、それが破砕破片へと付着する。
【０００４】
通常は、シリコン破砕物は、例えば単結晶引き上げのためのような高価な使用分野のために、再加工及び／又は包装の前に清浄化される。それは、従来技術に従って、１つもしくは複数の化学的な湿式清浄化工程で行われる。その際、種々の化学薬品及び／又は酸からの混合物が、特に、付着している不純物原子を表面から再び除去するために使用される。しかしながら、この方法は、面倒であり、かつ費用がかかる。
【０００５】
ＵＳ６，９１６，６５７号から、不純物粒子もしくは不純物原子が、結晶引き上げに際してその歩留まりを下げうることは知られている。また、付着しているシリコンダストは、これについて悪影響を及ぼすことがある。
【０００６】
雑誌"クリーンルーム技術（Ｒｅｉｎｒａｕｍｔｅｃｈｎｉｋ）"（２００６年１月、"汚染源としての高純度シリコンダスト（Ｈｏｃｈｒｅｉｎｅｒ Ｓｉｌｉｚｉｕｍｓｔａｕｂ ａｌｓ Ｋｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｓｑｕｅｌｌｅ）"；Ｒｅｉｎｒａｕｍｔｅｃｈｎｉｋ １／２００６，Ｉｖｏ Ｃｒｏｅｓｓｍａｎｎ）から、ポリシリコン上のシリコンダストの測定方法が知られている。そこには、単結晶へと再加工する際のその悪影響が挙げられている。湿式化学的に清浄化されたポリシリコンは、約１０ｐｐｍｗの"ダスト（Ｓｔａｕｂ）"値を有し、輸送後には５μｍ未満のダスト粒子サイズ分布で６０ｐｐｍｗまでを有することが開示されている。
【０００７】
ＷＯ２００９／０９００３６８８号から、材料混合物中に存在する表面汚染されたシリコン材料であってシリコンの質量に対して１ｐｐｂ〜１０００ｐｐｍの表面汚染を有するシリコン材料を、表面に付着している材料の篩別によって選別するための方法が知られている。しかしながら、その篩別によって、約５０μｍ未満の付着しているシリコンダストの減少は起こらず、より大きい離れた粒子の分離のみが十分に起こるにすぎない。
【０００８】
ＵＳ２００３／０１５９６４７号Ａ１から、シリコン破砕物の加工方法であって、シリコン破片から有孔板を通じた気流によってダストを除去するダスト除去システムを準備する前記方法が知られている。低いダスト値について報告されているが、詳細は述べられていない。
【０００９】
しかしながら、気流によるダスト除去（Ｅｎｔｓｔａｕｂｕｎｇ）は、特に表面に強く付着している小さいシリコン粒子（＜５０μｍ）についてはあまり効果的ではない。小さいシリコン破砕破片は、エアジェットを回避することがある。良くない場合には、ポリシリコン破砕破片の流動層中での激しい運動によってそれどころか粒子の増加が生ずることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ６，９１６，６５７号
【特許文献２】ＷＯ２００９／０９００３６８８号
【特許文献３】ＵＳ２００３／０１５９６４７号Ａ１
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】雑誌"クリーンルーム技術"（２００６年１月、"汚染源としての高純度シリコンダスト"；Ｒｅｉｎｒａｕｍｔｅｃｈｎｉｋ １／２００６，Ｉｖｏ Ｃｒｏｅｓｓｍａｎｎ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、表面ダストの含量が少なくコスト的に好ましい多結晶シリコンを提供することにあった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第一の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が１０〜４０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００１４】
好ましくは、第一の破砕サイズのその多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。
【００１５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満である。
【００１６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００１７】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．１ｐｐｍｗ未満である。
【００１８】
本発明による第一の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、２．５ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。
【００１９】
好ましくは、金属による表面汚染は、０．６ｐｐｂｗ以上で、２．５ｐｐｂｗ以下である。
【００２０】
好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．６ｐｐｂｗ以下である。
【００２１】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００２２】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００２３】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００２４】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第二の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が２０〜６０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００２５】
好ましくは、この第二の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。
【００２６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満である。
【００２７】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００２８】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．１ｐｐｍｗ未満である。
【００２９】
本発明による第二の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、２．０ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、２．０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。
【００３０】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００３１】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００３２】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．１ｐｐｂｗ以下である。
【００３３】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第三の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が４５ｍｍ超のサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００３４】
好ましくは、この第三の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。
【００３５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満である。
【００３６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００３７】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．１ｐｐｍｗ未満である。
【００３８】
本発明による第三の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、１．５ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．２ｐｐｂｗ以上で、１．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、０．２ｐｐｂｗ以下である。
【００３９】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００４０】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０５ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．０５ｐｐｂｗ以下である。
【００４１】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．５ｐｐｂｗ以上で、５０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０５ｐｐｂｗ以上で、０．５ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．０５ｐｐｂｗ以下である。
【００４２】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第四の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が３〜１５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては４５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００４３】
好ましくは、この第四の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満である。
【００４４】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。
【００４５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては６ｐｐｍｗ未満である。
【００４６】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては０．５ｐｐｍｗ未満である。
【００４７】
本発明による第四の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、１０ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、４．５ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、４．５ｐｐｂｗ以下である。
【００４８】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００４９】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、１．０ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．３ｐｐｂｗ以上で、１．０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、０．３ｐｐｂｗ以下である。
【００５０】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１０ｐｐｂｗ以上で、５００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｂｗ以下である。
【００５１】
更に、前記本発明の課題は、多結晶シリコン破砕破片を含有する第五の破砕サイズの多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が０．５〜５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては７０ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては６２ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては６０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１０ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコンによって解決される。
【００５２】
好ましくは、この第五の破砕サイズの多結晶シリコンにおけるシリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、４００μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満である。
【００５３】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、５０μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満である。
【００５４】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては２５ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１０μｍ未満の粒子サイズについては１２ｐｐｍｗ未満である。
【００５５】
好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満である。殊に好ましくは、シリコンダスト粒子の割合は、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満である。
【００５６】
本発明による第五の破砕サイズの多結晶シリコンのシリコンダスト粒子の上述の好ましい及び殊に好ましい割合は、好ましくは、以下の好ましい金属による表面汚染と組み合わされる：
好ましくは、金属による表面汚染は、１００ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、２０ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、金属による表面汚染は、０．１ｐｐｂｗ以上で、２０ｐｐｂｗ以下である。
【００５７】
本発明による多結晶シリコンの表面汚染の金属は、好ましくは、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する。Ｍｎ及びＡｇなどの別の金属は、無視できるほど低い濃度で存在する。
【００５８】
好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、５．０ｐｐｂｗ以上で、１０００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、１．０ｐｐｂｗ以上で、５．０ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１．０ｐｐｂｗ以下である。
【００５９】
好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、５ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１００ｐｐｂｗ以上で、５ｐｐｍｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、１０ｐｐｂｗ以上で、１００ｐｐｂｗ以下である。好ましくは、タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ以上で、１０ｐｐｂｗ以下である。
【００６０】
上述の全ての破砕サイズの多結晶シリコンは、全く湿式化学的処理をしなくても、表面ダスト及び金属汚染に関して前記の特性を維持する。それは、例えばさらにより低い金属汚染を達成するため又は多結晶シリコンを表面のエッチング処理に供するために後続のプロセス工程における湿式化学的処理が好ましくないことを意味するわけではない。
【００６１】
ダスト粒子での低い負荷は、以下に詳細に説明される特定のダスト除去法（Ｅｎｔｓｔａｕｂｕｎｇｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）の結果生じる。金属値（Ｍｅｔａｌｌｗｅｒｔｅ）は、全てのクレームされた範囲及び好ましい範囲において、特にシリコンの破砕破片への破砕に際しての汚染の少ない加工の使用によって並びに好適なクリーンルームクラスの選択によって達成される。
【００６２】
従って、特に要求の高い使用のためには、特に汚染の少ない加工は、低いクリーンルームクラスと、例えばクリーンルームクラス１００と組み合わされる（米国連邦規格（ＵＳ ＦＥＤ ＳＴＤ）２０９Ｅに準拠、ＩＳＯ１４６４４−１により代替）。クラス１００（ＩＳＯ５）では、１リットルあたり最大０．５μｍ直径の粒子が最大３．５個含まれていてよい。
【００６３】
種々の破砕サイズで挙げられた金属による表面汚染についての好ましい範囲並びに鉄による汚染及びタングステンによる汚染についての範囲は、クレームされた範囲の低い方の範囲と高い方の範囲に相当する。
【００６４】
低い範囲では、汚染の少ない加工が必要である。この多結晶シリコンは、金属による低い汚染が望まれる特に要求の高い使用のために適している。
【００６５】
好ましくは、全ての挙げられた破砕サイズについて、金属汚染、鉄汚染及びタングステン汚染についての高い方の範囲と低い方の範囲が互いに組合せされる。
【００６６】
ここで、例えば第三の破砕サイズの多結晶シリコンについては、以下の金属汚染が特に好ましい：
要求の高い使用のため：
全金属 ０．１ｐｐｂｗ〜０．２ｐｐｂｗ
鉄 ０．０１ｐｐｂｗ〜０．０５ｐｐｂｗ
タングステン ０．０１ｐｐｂｗ〜０．０５ｐｐｂｗ
あまり要求の高くない使用のため：
全金属 ０．２ｐｐｂｗ〜１．５ｐｐｂｗ
鉄 ０．０５ｐｐｂｗ〜０．５ｐｐｂｗ
タングステン ０．０５ｐｐｂｗ〜０．５ｐｐｂｗ
【００６７】
前記本発明の課題は、また、多結晶シリコンの製造方法であって、細いロッド上でシーメンス反応器中で析出された多結晶シリコンを破砕破片へと破砕すること、前記破砕破片を約０．５ｍｍから４５ｍｍ超までのサイズクラスで分級すること、それらのシリコン破砕破片を圧縮空気又はドライアイスによって処理して、それらの破砕破片からシリコンダストを除去することを含み、その際、前記破砕破片の化学的な湿式清浄化は行われない前記方法によって解決される。
【００６８】
最後に、前記本発明の課題は、また、造粒物の形で又はロッド、ロッド破片もしくは破砕破片の形で存在する多結晶シリコンから圧縮空気又はドライアイスによってダスト除去するための第二の本発明による方法であって、多結晶シリコンからシリコンダストを除去するために、全く湿式化学的処理を行わない前記方法によって解決される。
【００６９】
好ましくは、両方の本発明による方法では、シリコンは、汚染の少ない工具を用いて破砕破片に破砕される。
【００７０】
今までは、先行技術において、半導体工学で使用することが予定されている場合に、許容される金属レベル及び粒子レベルを達成するために、多結晶シリコン破砕破片を化学的に清浄化することが慣用であった。
【００７１】
本発明者らは、本来高すぎる金属粒子レベルを有している清浄化されていないポリシリコンであっても、事前にダスト除去をすれば、半導体工学での要求の高い使用のために好適であることを明らかにした。
【００７２】
それは、ポリシリコン破砕物中の金属製の不純物及びそれ以外の不純物粒子が、単結晶の引き上げの際の転位の主要因の一つとして考えられていたという点からは、驚くべきことである。湿式化学的処理を行っていないポリシリコンは、湿式化学的処理をされたポリシリコンと比較してｘ倍も高い金属汚染を有する。これは、前記開示の通り、破砕サイズに応じて、０．１ｐｐｂｗ〜１００００ｐｐｂｗである。現行の考えは、結晶引き上げに際して問題を起こさないために、金属汚染は最大で１００ｐｐｔｗであってよいことに起因している。しかしながらここで、シリコンダストが明らかにさらにより重要な役割を担うことが判明した。ダスト除去された清浄化されていないポリシリコンは、比較的高い金属負荷にもかかわらず、引き上げプロセスに際して優れた特性を示す。
【００７３】
更に、圧縮空気又はドライアイスによるダスト除去に供された、１００ｐｐｔｗ未満の低い金属レベルを有する化学的に清浄化されたポリシリコンは、約１ｐｐｍｗの検出限界未満の低減されたシリコン粒子レベルを有し、高価値の用途（例えば半導体用途のための単結晶引き上げ及び要求の高いソーラー用途）で明らかにより高い引き上げ性能を示すことを確認した。
【００７４】
シリコン上に付着しているダスト、特に数μｍから何百μｍまでのサイズのシリコン粒子の形のダストの影響は、先行技術においては十分に顧慮されていなかった。
【００７５】
本発明者らは、ソーラー用途のためのシリコンのブロック鋳造（Ｂｌｏｃｋｇｉｅｓｓｅｎ）の場合にも、本発明による多結晶シリコンは、より良い効果をもたらすことが確認された。
【００７６】
それは、破砕サイズとは無関係に当てはまる。前記破砕サイズは、以下に、それぞれシリコン破砕破片の表面上の２点間の最も長い間隔（＝最大長さ）として以下のように定義される：
・ 破砕サイズ０（ＢＧ０）（ｍｍ）： 約０．５〜５
・ 破砕サイズ１（ＢＧ１）（ｍｍ）： 約３〜１５
・ 破砕サイズ２（ＢＧ２）（ｍｍ）： 約１０〜４０
・ 破砕サイズ３（ＢＧ３）（ｍｍ）： 約２０〜６０
・ 破砕サイズ４（ＢＧ４）（ｍｍ）： ＞約４５
その際、それぞれ、破砕フラクションの少なくとも約９０質量％が、上述のサイズ範囲内にある。
【００７７】
ポリシリコンは、好ましくは汚染が少なく破砕される。
【００７８】
特に低い金属値を達成するために、生成物と接触する破砕機及び篩別装置（Ｓｉｅｂａｎｌａｇｅ）中の全ての装置部分は、好ましくはプラスチックもしくはシリコンなどの汚染の少ない材料又はセラミック、石英もしくは硬質金属などの別の摩耗の少ない材料で構成されている。
【００７９】
更に、好ましくはクリーンルームクラス１０００未満、特に好ましくはクリーンルームクラス１００未満、殊に好ましくはクリーンルームクラス１０未満で作業される。
【００８０】
汚染が少なく破砕されたポリシリコンのダスト除去は、圧力空気及び／又はドライアイスによって行われる。
【００８１】
その際、シリコン破砕物は、ダスト除去の間に静的に存在してもよいが、再配置（Ｕｍｌａｇｅｒｎ）されてもよい。
【００８２】
その際、ダスト除去は、あらゆる技術的に慣用の圧力で並びに種々のノズル配置及びノズル量で行ってよい。
【００８３】
ダスト除去は、一連のプロセスにおける１つ以上の箇所で、すなわち例えば、破砕の直後に、及び／又は分級の後に、及び／又は包装の直前に、又は輸送の後にも、例えば坩堝装置の直前に、行うことができる。
【００８４】
シリコン表面の効果的な吹き付け除去（Ａｂｂｌａｓｅｎ）のために、商慣習の圧縮空気式ガンも使用できる。好ましくは、前記圧縮空気ガンは、汚染の少ない材料から、特に好ましくは特殊鋼（Ｅｄｅｌｓｔａｈｌ）、硬質金属又はプラスチック（ＰＵ、ＰＰ又はＰＥ）から製造される。
【００８５】
圧縮空気としては、空気、二酸化炭素、又は例えば窒素もしくはアルゴンなどの別の不活性ガスも使用することができる。また、任意のガス混合物、又は例えばオゾンなどの追加の化学的な浄化作用を有するガス添加物も考えられる。
【００８６】
好ましくは、本発明によるポリシリコンの製造に際して、ガス圧力１〜２０バール、好ましくは５〜１０バールでのダスト除去が適用される。小さい破砕サイズの場合に、その際、傾向的により小さい圧力で作業される。
【００８７】
その際、シリコン破砕破片の表面は、少なくとも２ｍ／ｓの、好ましくは１０ｍ／ｓ超の、特に好ましくは１００ｍ／ｓ超のガス速度で吹き付け除去される。
【００８８】
シリコン表面上へのガスジェットの作用は、１秒未満の１つの短いインパルスを表すか又はその複数の短いインパルスであってもよいし、複数秒もしくは複数分の持続噴射であってもよい。
【００８９】
不純物粒子による汚染をなくすために、好ましくは、乾燥した（露点４０℃未満）、油及び油脂を含まない、清浄化されたガスで、特に好ましくは半導体品質のガスで、もしくはその体積に対して１０ｐｐｍ未満の、好ましくは１ｐｐｍ未満の、特に好ましくは０．１ｐｐｍ未満の異種原子割合で作業される。
【００９０】
特に良好な結果は、空気出口のできるだけ近くで、空気をさらに、１０μｍ未満の、好ましくは０．１μｍ未満の、特に好ましくは０．００１μｍ未満のパーティクルフィルタで清浄化した場合に達成される。
【００９１】
清浄化されるべきシリコン破片の破砕サイズ及び表面のダスト負荷の程度に応じて、回転するか又はパルス化するノズルを有し種々のノズル形状を有する商慣習の高圧清浄機（Ｈｏｃｈｄｒｕｃｋｒｅｉｎｉｇｅｒ）が可能である。
【００９２】
更なる好ましい一実施態様においては、清浄化すべき材料を、振動樋（Ｒｕｅｔｔｅｌｒｉｎｎｅ）上で又は好ましくは破砕サイズに対して幾らか小さいメッシュ幅を有するダストを通すメッシュ生地を有する輸送ベルトを介して運ばれる。この搬送装置にわたって、１つの強力な大きいノズルも、複数の小さいノズルも、シリコン破片に対して種々の位置、構成及び配置において可能である。
【００９３】
特に好ましいのは、１つ以上の旋回装置（Ｗｅｎｄｅｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ）によるシリコン材料の配置の自動的な変更である。
【００９４】
特に好ましくは、シリコン破砕物のダスト除去は、ドライアイスによって行われる。
【００９５】
ドライアイス清浄化は、精製されたＣＯ2をドライアイス粒子の形で高速ノズルによって吹き付けることによって、表面上に付着している粒子を除去する。不純物粒子及びシリコンダスト粒子は、運動エネルギーと、熱衝撃作用と、シリコン破砕物からの昇華効果との組み合わせによって引き離される。
【００９６】
驚くべきことに、このために、商慣習の清浄化装置（例えばＣｏｌｄ Ｊｅｔ社製の装置）は、これが汚染の少ない材料を備えている場合には使用できることが判明した。
【００９７】
好ましくは、その際に、ドライアイス貯蔵容器のために、プラスチックライニング（例えばＰＵ、ＰＰ又はＰＥ）が使用される。
【００９８】
装置がドライアイスブロックをもって作業される場合に、好ましくは約マイナス８０℃に冷えたアイス粒子の製造のために、摩耗の少ないセラミックもしくは硬質金属製の加工工具が使用される。
【００９９】
不純物粒子による汚染をなくすためには、例えば食品品質の二酸化炭素ガスをベースとした超純粋なドライアイスが使用される。
【０１００】
ドライアイス粒子は、その際、清浄化されたガス（フィルタを通された圧縮空気、ＣＯ2、半導体品質の窒素などの不活性ガス又はそれらの混合物）を用いて、１〜２０バールの圧力で、好ましくは３〜１０バールの圧力で、"汚染の少ない"ベンチュリノズルにおいて加速され、そこから清浄化されるべきシリコン表面へと２ｍ／ｓ超の、好ましくは１０ｍ／ｓ超の、特に好ましくは１００ｍ／ｓ超の速度で吹き付けられる。
【０１０１】
ドライアイス清浄化は、ポリシリコン上に全く残留物を残さない。さらに、材料は乾燥したままである。湿式化学的な方法でのような面倒な乾燥は、必要なくなる。
【０１０２】
ドライアイスの使用量は、その際、ノズルの構成及び圧力範囲に応じて変動する。
【０１０３】
更なる好ましい一実施態様は、圧縮空気によるダスト除去とドライアイスによるダスト除去との組み合わせにある。
【０１０４】
本発明による製造方法の使用によって、生産において相当の費用が削減できる。それというのも、例えば非常に多くのダストを生ずる破砕装置も分級装置も使用できるからである。
【０１０５】
本発明による方法は、また、ポリシリコン製の緻密な又は多孔質の破砕破片に限定されるものではなく、他のポリシリコン製の物、例えば造粒物又はいわゆるカットロッド（Ｃｕｔ−Ｒｏｄｓ）もしくはＦＺ／ＣＺロッドなどの物のダスト除去のためにも使用することができる。
【０１０６】
本発明を、ここで実施例と比較例をもとに詳細に説明する。
【実施例】
【０１０７】
複数の多結晶シリコンロッドを、破砕機を用いて、種々のサイズの破砕破片に破砕し、分級した。微細材料を、その際、篩別によって分離した。
【０１０８】
特に低い金属値を達成するために、生成物と接触する破砕機及び分級装置中の全ての装置部分は、プラスチックもしくはシリコンなどの汚染の少ない材料又はセラミック、石英もしくは硬質金属などの別の摩耗の少ない材料で構成されていた。
【０１０９】
その際、前記材料は破砕サイズ４の目標サイズまで破砕されたが、全ての別のサイズの破砕破片も生じた。
【０１１０】
引き続き、種々の分級された破砕サイズフラクションから無作為に複数のサンプルを取り出し、これに付着しているダスト及び金属を測定した。
【０１１１】
付着しているシリコン粒子の測定のために、複数百ｇの重さを有する複数の破砕破片を取り出し、きれいな篩マントル（Ｓｉｅｂｓｔｒｕｍｐｆ）（メッシュ幅１６０μｍ）に入れて、それらの粒子を水浴中で引き離した。水浴中の粒子の数とサイズを、次いで、シリコンサンプルの秤量に対して、レーザー回折もしくはＢｅｃｋｍａｎｎ社製のＣｏｕｌｔｅｒ ＬＳ １３３２０を用いて測定した。
【０１１２】
表面金属の測定のために、同様に、無作為に複数のサンプル破片を取り出し、そして金属汚染を、シリコン表面の化学的剥離と、引き続いて剥離された溶液のＩＣＰＭＳによる分析とによって測定した。
【０１１３】
結果を、第１表〜第４表に示す。
【０１１４】
高いダスト値が、特に小さい破砕サイズの場合に示された。
【０１１５】
それに対して、金属値は、中規模のレベルにあり、これは、汚染の少ない加工に起因する。
【０１１６】
第１表は、破砕サイズ４についてのダスト値を示している。
【０１１７】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１１８】
第１表 − 破砕サイズ４ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表１】
【０１１９】
第２表は、破砕サイズ３についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２０】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１２１】
第２表 − 破砕サイズ３ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表２】
【０１２２】
第３表は、破砕サイズ２についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２３】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１２４】
第３表 − 破砕サイズ２ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表３】
【０１２５】
第４表は、破砕サイズ１についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２６】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１２７】
第４表 − 破砕サイズ１ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表４】
【０１２８】
第５表は、破砕サイズ０についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１２９】
それぞれ、種々の最大の考察された粒子サイズについて、濃度はｐｐｍｗで表される。
【０１３０】
第５表 − 破砕サイズ０ − ダスト［ｐｐｍｗ］
【表５】
【０１３１】
第６表は、破砕サイズによる金属値をｐｐｔｗで示している。
【０１３２】
第６表
【表６】
【０１３３】
実施例１
ここで、本発明による方法は、シリコン破砕破片に使用した。
【０１３４】
破砕サイズ分布０から４を有する１００ｇの破砕破片をそれぞれ複数取り出し、本発明に従って、乾燥された油を含まない、０．１μｍのパーティクルフィルタによって清浄化された圧縮空気で商慣習のハンドノズルを用いて機械的な再配置（Ｕｍｌａｇｅｒｕｎｇ）をしながら破砕サイズに対して幾らか小さいメッシュ幅を有するプラスチック篩（メッシュ幅のサイズ：その都度の破砕サイズの長さの下限値の約５０％が好ましい）上で１〜１０秒にわたって吹き付け除去した。圧力は、約５バールで、ノズル（開口断面積約１ｍｍ2）での空気吹き出し速度１０ｍ／ｓ超であった。
【０１３５】
引き続き、無作為に選択されたサンプル破片で、ダスト負荷量とタングステン濃度を測定した。
【０１３６】
全ての破砕サイズで、付着しているダストの粒子サイズは、平均して２分の１を下回るだけ低減できた。
【０１３７】
その結果は、モニター元素Ｗをもとに、表面金属での汚染の軽い低減も達成されることを示している。金属での汚染は、第６表によれば、基本的に中程度のレベルで存在する。
【０１３８】
しかしながら、ダスト除去は、驚くべきことに、モニター元素タングステンをもとに確認できるように、金属レベルの軽い低減ももたらす。タングステンについては、１２０ｐｐｔｗという結果が生じた。
【０１３９】
第７表は、実施例１の全ての破砕サイズについてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１４０】
そこでは、明らかな改善を確認できる。
【０１４１】
ＲＥＭ像（示さず）によって、面積あたりに確認できる付着しているシリコン粒子の量が低減されることが確認される。
【０１４２】
第７表
【表７】
【０１４３】
実施例２
実施例１と同様に行ったが、上記の汚染が少なく製造された破砕サイズ０〜４の種々のシリコン破砕サイズ分布から、それぞれ１００ｇの破片を複数取り出し、本発明に従ってドライアイスによってダスト除去した。
【０１４４】
そのためには、Ｃｏｌｄ Ｊｅｔ社製の商慣習の可搬型の装置（Ａｅｒｏタイプ）を使用し、ドライアイス流量速度は約１ｋｇ／分であった。
【０１４５】
ドライアイスは、数ｐｐｔａだけの金属（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃａなど）の汚染を有するにすぎない。
【０１４６】
それらのポリシリコン破砕破片を、引き続き、手動で破砕サイズに対して幾らか小さいメッシュ幅（サイズはその都度の破砕サイズの長さの下限値の約５０％である）を有するＰＵプラスチック篩上で手作業で再配置させ、１〜１０秒間にわたり平面ノズル（Ｆｌａｃｈｄｕｅｓｅ）を用いて吹き付け除去した。
【０１４７】
それらのノズルは、複数ｃｍの長さと複数ｍｍの幅の開口断面を有していた。
【０１４８】
圧力は、破砕サイズに応じて、１〜１０バールであり、ノズルでの空気吹き出し速度は１０ｍ／ｓ超であった。
【０１４９】
より小さい破砕サイズの場合に、装置の低められた出力もしくは圧力でダスト除去された。
【０１５０】
引き続き、再び無作為に選択されたサンプル破片で、ダスト負荷量と金属を測定した。
【０１５１】
それらの金属は、再びモニター元素のタングステンで測定して、圧縮空気による清浄化に対してなおも軽く改善することができた。
【０１５２】
さらに、全ての破砕サイズでは、全ての粒子サイズ（参考例と比較して）が、３分の１超だけ低減されている。
【０１５３】
第８表は、実施例２からの全ての破砕サイズについてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１５４】
第８表
【表８】
【０１５５】
金属による汚染は、中程度のレベルで存在する。
【０１５６】
第９表は、実施例１（圧縮空気）、実施例２（ドライアイス）についてのタングステンの濃度を示しており、かつ参照として、汚染の少ない加工後であるが、ダスト除去をしていない場合の値（第６表を参照）を、それぞれｐｐｔｗで示している。
【０１５７】
従って、タングステンは、比較のために個別に表される。それというのも、ここでは、横断汚染（Ｑｕｅｒｋｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）は、周囲の状況と取り扱いによって回避できるからである。
【０１５８】
第９表
【表９】
【０１５９】
比較例
比較例において、緻密に析出された非孔質のポリシリコンを、ＤＥ１０２００６０３５０８１号Ａ１と同様の方法によって破砕し、分級し、化学的に清浄化し、そしてポリエチレン袋に包装して、分析のために輸送した。比較例においては、従って、湿式化学的な清浄化が行われる。
【０１６０】
引き続き、種々のポリエチレン袋から無作為にサイズ４のサンプル破片を取り出し、ダスト負荷量と金属を測定し、ＲＥＭ写真を撮った。
【０１６１】
ここで、全てのダスト値（第１１表を参照）は、検出限界にあるという結果が生じた。金属値（第１０表を参照）は、実施例１及び２（第６表を参照）よりも明らかに低い。
【０１６２】
第１０表は、比較例についての金属値をｐｐｔｗで示している。
【０１６３】
第１０表
【表１０】
【０１６４】
第１１表は、比較例についてのダスト値をｐｐｍｗで示している。
【０１６５】
第１１表
【表１１】
【０１６６】
湿式化学的清浄化によって、本発明による方法よりも明らかに良好な金属値がもたらされることが明らかになる。
【０１６７】
しかしながら、本発明の目的は、特に好ましい多結晶シリコンを提供し、面倒で高価な湿式化学的処理を省くことができるということであった。
【０１６８】
本発明者らは、許容できる中程度のレベルに金属汚染が変動する限りは、シリコンダストが、多くの用途にとって金属での負荷よりも重要であることを見出した。そのことは、汚染の少ない加工によって、特に要求の高い用途において、低いクリーンルームクラスと組み合わせて、そして本発明によるダスト除去法によって達成できた。
【０１６９】
従って、本発明によって、非常に低いダスト割合を有し、かつ多くの用途に許容できる金属汚染を伴う明らかにより好ましい多結晶シリコンが提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が１０〜４０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項２】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が２０〜６０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項３】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が４５ｍｍ超のサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項４】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が３〜１５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては４５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項５】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が０．５〜５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては７０ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては６２ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては６０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１０ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項６】
表面汚染の金属が、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項７】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の多結晶シリコン。
【請求項８】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項７に記載の多結晶シリコン。
【請求項９】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜１０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項３に記載の多結晶シリコン。
【請求項１０】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項９に記載の多結晶シリコン。
【請求項１１】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５００ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項４に記載の多結晶シリコン。
【請求項１２】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５００ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項１１に記載の多結晶シリコン。
【請求項１３】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜１ｐｐｍｗであることを特徴とする、請求項５に記載の多結晶シリコン。
【請求項１４】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５ｐｐｍｗであることを特徴とする、請求項１３に記載の多結晶シリコン。
【請求項１５】
シリコンダスト粒子の割合が、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項１から３又は７から１０までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１６】
シリコンダスト粒子の割合が、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満であり、かつ１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項１から３又は７から１０までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１７】
シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１８】
シリコンダスト粒子の割合が、５０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１９】
シリコンダスト粒子の割合が、１０μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２０】
シリコンダスト粒子の割合が、１μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２１】
シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２２】
シリコンダスト粒子の割合が、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２３】
シリコンダスト粒子の割合が、１０μｍ未満の粒子サイズについては２５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２４】
シリコンダスト粒子の割合が、１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２５】
請求項１から２４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコンの製造方法であって、細いロッド上でシーメンス反応器中で析出された多結晶シリコンを破砕破片へと破砕すること、前記破砕破片を約０．５ｍｍから４５ｍｍ超までのサイズクラスで分級すること、それらのシリコン破砕破片を圧縮空気又はドライアイスによって処理して、シリコンダストを、前記破砕破片の化学的な湿式清浄化をすることなく除去することを含む前記方法。
【請求項２６】
造粒物の形で又はロッド、ロッド破片もしくは破砕破片の形で存在する多結晶シリコンから圧縮空気又はドライアイスによってダスト除去するための方法であって、多結晶シリコンからシリコンダストを除去するために、全く湿式化学的処理を行わない前記方法。
【請求項２７】
シリコンを汚染の少ない工具で破砕破片へと破砕し、分級し、そしてダスト除去する、請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
圧縮空気又はドライアイスでの処理を、１〜５０バールの圧力で行う、請求項２５から２７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも２ｍ／ｓの流速の圧縮空気又はドライアイスでの処理により吹き付け除去される、請求項２５から２８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
圧縮空気又はドライアイスでの処理を、０．０１〜２０００秒にわたって行う、請求項２５から２９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が１０〜４０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項２】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が２０〜６０ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項３】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が４５ｍｍ超のサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては１４ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては３ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１００ｐｐｂｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項４】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が３〜１５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては４５ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項５】
多結晶シリコン破砕破片を含有する多結晶シリコンであって、前記破砕破片の少なくとも９０％が０．５〜５ｍｍのサイズを有する前記多結晶シリコンにおいて、シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては７０ｐｐｍｗ未満であり、５０μｍ未満の粒子サイズについては６２ｐｐｍｗ未満であり、１０μｍ未満の粒子サイズについては６０ｐｐｍｗ未満であり、かつ１μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満であることと、さらに、金属による表面汚染が、０．１ｐｐｂｗ以上で１０ｐｐｍｗ以下であることと、を特徴とする前記多結晶シリコン。
【請求項６】
表面汚染の金属が、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｋ、Ｃｏ及びＣａからなる群を包含する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項７】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の多結晶シリコン。
【請求項８】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項７に記載の多結晶シリコン。
【請求項９】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜１０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項３に記載の多結晶シリコン。
【請求項１０】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５０ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項９に記載の多結晶シリコン。
【請求項１１】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５００ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項４に記載の多結晶シリコン。
【請求項１２】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５００ｐｐｂｗであることを特徴とする、請求項１１に記載の多結晶シリコン。
【請求項１３】
鉄による表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜１ｐｐｍｗであることを特徴とする、請求項５に記載の多結晶シリコン。
【請求項１４】
タングステンによる表面汚染は、０．０１ｐｐｂｗ〜５ｐｐｍｗであることを特徴とする、請求項１３に記載の多結晶シリコン。
【請求項１５】
シリコンダスト粒子の割合が、５０μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項１から３又は７から１０までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１６】
シリコンダスト粒子の割合が、１μｍ未満の粒子サイズについては１ｐｐｍｗ未満であり、かつ１０μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項１から３又は７から１０までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１７】
シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１８】
シリコンダスト粒子の割合が、５０μｍ未満の粒子サイズについては２０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項１９】
シリコンダスト粒子の割合が、１０μｍ未満の粒子サイズについては１５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２０】
シリコンダスト粒子の割合が、１μｍ未満の粒子サイズについては５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項４又は１１から１２までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２１】
シリコンダスト粒子の割合が、４００μｍ未満の粒子サイズについては４０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２２】
シリコンダスト粒子の割合が、５０μｍ未満の粒子サイズについては３０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２３】
シリコンダスト粒子の割合が、１０μｍ未満の粒子サイズについては２５ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２４】
シリコンダスト粒子の割合が、１μｍ未満の粒子サイズについては１０ｐｐｍｗ未満であることを特徴とする、請求項５又は１３から１４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコン。
【請求項２５】
請求項１から２４までのいずれか１項に記載の多結晶シリコンの製造方法であって、細いロッド上でシーメンス反応器中で析出された多結晶シリコンを破砕破片へと破砕すること、前記破砕破片を約０．５ｍｍから４５ｍｍ超までのサイズクラスで分級すること、それらのシリコン破砕破片を圧縮空気又はドライアイスによって処理して、シリコンダストを、前記破砕破片の化学的な湿式清浄化をすることなく除去することを含む前記方法。
【請求項２６】
造粒物の形で又はロッド、ロッド破片もしくは破砕破片の形で存在する多結晶シリコンから圧縮空気又はドライアイスによってダスト除去するための方法であって、多結晶シリコンからシリコンダストを除去するために、全く湿式化学的処理を行わない前記方法。
【請求項２７】
シリコンを汚染の少ない工具で破砕破片へと破砕し、分級し、そしてダスト除去する、請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
圧縮空気又はドライアイスでの処理を、１〜５０バールの圧力で行う、請求項２５から２７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも２ｍ／ｓの流速の圧縮空気又はドライアイスでの処理により吹き付け除去される、請求項２５から２８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
圧縮空気又はドライアイスでの処理を、０．０１〜２０００秒にわたって行う、請求項２５から２９までのいずれか１項に記載の方法。
【公開番号】特開２０１２−４６４１２（Ｐ２０１２−４６４１２Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３６６０（Ｐ２０１１−１８３６６０）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（３９０００８９６９）ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト (417)
【氏名又は名称原語表記】Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｎｎｓ−Ｓｅｉｄｅｌ−Ｐｌａｔｚ ４， Ｄ−８１７３７ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（３９０００８９６９）ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフト (417)
【氏名又は名称原語表記】Ｗａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｎｎｓ−Ｓｅｉｄｅｌ−Ｐｌａｔｚ ４， Ｄ−８１７３７ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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