多晶硅的清洗方法、制造方法以及清洗装置制造方法及图纸

本发明专利技术使用少量的蚀刻除去多晶硅中包含的污染物，实现高纯度的多晶硅。使用使氟硝酸与多晶硅接触的第一清洗工序和使含氟酸的非氧化性药水与经过所述第一清洗工序的多晶硅接触的第二清洗工序，来清洗多晶硅。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多晶硅的清洗方法、制造方法以及清洗装置
本专利技术涉及多晶硅的清洗方法、制造方法以及清洗装置。
技术介绍
通过西门子法等制造的多晶硅用来制造用于半导体的单晶硅和用于太阳能电池的多晶硅等。特别是在上述半导体应用中要求高纯度的多晶硅。为了得到这种高纯度的多晶硅，会进行清洗。专利文献1公开了一种清洗方法，该清洗方法在用氟酸进行清洗处理之后，通过用氟硝酸(フッ硝酸)进行蚀刻处理，来清洗多晶硅。现有技术文献专利文献专利文献1：日本公开专利公报“特开2006-327838号”
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，根据专利文献1公开的技术，为了提高多晶硅的纯度，蚀刻量变多，在成本方面存在问题。本专利技术的一个方面是鉴于所述问题点而作出的，其目的在于以较少的蚀刻量获得高纯度的多晶硅。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术人进行了深入研究，结果发现：通过在使用氟硝酸的第一清洗工序之后，与使用氟酸的第二清洗工序组合，可以降低多晶硅制造所花费的成本，并且可以获得高纯度的多晶硅。即，本专利技术包括以下构成：用于解决上述问题的多晶硅的清洗方法，其特征在于，包括：第一清洗工序，其使氟硝酸与多晶硅接触；和第二清洗工序，其使包含氟酸的非氧化性药水与经过所述第一清洗工序的多晶硅接触。用于解决上述问题的多晶硅的清洗装置，其特征在于，具备：第一清洗部，其使氟硝酸与多晶硅接触；和第二清洗部，其使含氟酸的非氧化性药水与经过所述第一清洗部处理过的多晶硅接触。专利技术效果根据本专利技术的一个方面，具有能通过少量的蚀刻除去多晶硅表面的污染物并能制造高纯度的多晶硅的效果。附图说明图1是根据本专利技术实施例的清洗方法的框图。图2是示出根据本专利技术实施例的蚀刻量与多晶硅的铁表面清洁度之间的关系的图。具体实施方式在下文中将详细说明本专利技术的实施方式。另外，只要本说明书中没有特别记载，表示数值范围的“A至B”表示“A以上(含A且比A大)、B以下(含B且比B小)”。1、多晶硅的制造方法作为待清洗对象的多晶硅的制造方法，没有特别限制，例如，可以例举出包括使氯硅烷化合物和氢在反应器中反应以使多晶硅析出的硅析出工序的制造方法。作为使硅析出的方法，已知西门子法。在西门子法中，使三氯硅烷和氢在钟型(钟罩型)反应器中反应。然后，通过使多晶硅在立设于反应器内部的用于多晶硅析出的芯棒的表面析出，从而获得生长的多晶硅棒。上述多晶硅的制造方法也可以包括将通过硅析出工序获得的多晶硅棒进行破碎的工序和将破碎的多晶硅进行分级的工序。此外，根据本专利技术的一个实施方式的多晶硅的制造方法包括将下文所述的多晶硅的清洗方法来作为一个工序。例如，通过下文所述的清洗方法清洗上述已破碎的多晶硅或分级后的多晶硅。由此，获得高纯度的多晶硅。2、多晶硅的清洗方法在下文中，根据本专利技术的一个实施方式的多晶硅的清洗方法，包括：第一清洗工序，其使氟硝酸与多晶硅接触；和第二清洗工序，其使含氟酸的非氧化性药水与经过所述第一清洗工序的多晶硅接触。2-1、第一清洗工序在第一清洗工序中，使氟硝酸与多晶硅接触。在本说明书中，氟硝酸是指将硝酸和氟化氢混合而成的水溶液。氟硝酸优选包含40质量％至70质量％的硝酸和0.1质量％至3.0质量％的氟化氢，更优选包含50质量％至70质量％的硝酸和0.2质量％至2.5质量％的氟化氢。通常，通过自然氧化，在从上述反应器中取出的多晶硅上，可以形成厚度为数纳米的包含污染物的氧化膜。通过使该多晶硅与氟硝酸接触，会发生如下所示的反应。主要通过氟化氢的作用，多晶硅的表面被蚀刻，从而除去该表面上存在的氧化膜。另一方面，主要通过硝酸的作用，在多晶硅的表面上形成新的氧化膜。通过同时进行氧化膜的除去和氧化膜的形成，多晶硅被蚀刻，附着在多晶硅的表面上的污染物以及混入多晶硅中的污染物被除去。污染物包括有机物、金属及树脂等。作为可成为污染物或杂质的主要金属，可例举出Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、Zn、W。另外，作为使污染物混入多晶硅中的机制，可以考虑以下例举的机制。(1)通过在污染物附着在多晶硅的表面的状态下形成氧化膜，使污染物混入多晶硅。(2)通过对存在于多晶硅的表面的污染物施加压力，将污染物挤入多晶硅中。作为施加压力的主要原因，例如，可例举出使用锤子等对多晶硅进行破碎和使用筛子等对多晶硅进行分级。由于被除去的污染物存在于氟硝酸中，因此在通过硝酸的作用形成氧化膜时，一部分被除去的污染物可以混入多晶硅的氧化膜中。通过将用过的药水更换为新的药水，能够减少混入该氧化膜中的污染物。但是，若更换药水，则用于清洗的药水的使用量可能会增加。因此，考虑到药水的使用量和清洗效率，优选在第一清洗工序中将药水更换一次至五次并使其与多晶硅接触，并且更优选为更换两至三次。此外，可以在更换药水的同时改变硝酸和氟化氢相对于氟硝酸的浓度。使氟硝酸与多晶硅接触的方法通常是在常压下且在10℃以上的液体温度下实施的。从提高存在于多晶硅的表面的氧化膜的除去特性并控制包含氧化膜的硅层的去除厚度的观点出发，氟硝酸的液体温度优选为10～35℃，更优选为15～30℃。作为使氟硝酸与多晶硅接触的具体方法，可例举出将包含多晶硅的清洗笼浸入充满氟硝酸的清洗槽中的方法、通过喷头等向多晶硅喷洒氟硝酸的方法等。其中，从清洗效率的观点出发，优选将包含多晶硅的清洗笼浸入充满氟硝酸的清洗槽中的方法。在该第一清洗工序中，当多次更换所述药水时，可以在同一清洗槽中多次实施氟硝酸的添加和去除。但是，从操作的效率性的观点出发，优选通过并列设置多个充满氟硝酸的清洗槽并在该清洗槽中依次浸入包含多晶硅的清洗笼来实施。此外，为了防止污染物残留，优选使氟硝酸与多晶硅的整个表面尽可能均匀地接触。作为这种接触方法，可以例举在摇动多晶硅的同时使多晶硅与氟硝酸接触的方法。作为摇动方法，没有特别限制，可以例举上下运动和摇摆运动等。从使经过第一清洗工序的多晶硅表面尽可能清洁的观点出发，优选所述氟硝酸是尽可能清洁的。因此，对于氟硝酸，若将选自所述Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、Zn、W的金属的总含量用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的测量值表示，则优选为1500ppbw以下，更优选为1000ppbw以下。在这样的第一清洗工序中，多晶硅的表面的蚀刻量可以根据作为待清洗对象的多晶硅的尺寸、形状等适当地决定。然而，从充分除去氧化膜并高度降低经过本专利技术的一个实施方式的清洗方法获得的多晶硅的金属污染的观点出发，多晶硅的表面的蚀刻量优选为1μm～15μm，更优选为3μm～13μm。此外，如果用氟硝酸与多晶硅之间的接触时间来表示的话，通常为1至20分钟，优选为2至15分钟。2-2、第二清洗工序在第二清洗工序中，使含氟酸的非氧化性药水与多晶硅接触。在本说明书中，氟酸是指氟化氢的水溶液。此外，非氧化性药水是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅的清洗方法，其特征在于，包括：/n第一清洗工序，其使氟硝酸与多晶硅接触；和/n第二清洗工序，其使含氟酸的非氧化性药水与经过所述第一清洗工序的多晶硅接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180327 JP 2018-0607721.一种多晶硅的清洗方法，其特征在于，包括：
第一清洗工序，其使氟硝酸与多晶硅接触；和
第二清洗工序，其使含氟酸的非氧化性药水与经过所述第一清洗工序的多晶硅接触。


2.根据权利要求1所述的多晶硅的清洗方法，其特征在于，
包括第三清洗工序，其使得经过所述第二清洗工序的多晶硅的表面形成氧化膜。


3.根据权利要求2所述的多晶硅的清洗方法，其特征在于，
在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田崎博之，川口一博，
申请(专利权)人：株式会社德山，
类型：发明
国别省市：日本;JP