JP2013245129A - Production method of silicon block from recovered silicon waste and arc furnace used therefor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an economical and high recovery efficiency production method of a silicon block from a silicon oxide powder and an arc furnace capable of favorably conducting the method.SOLUTION: A production method of a silicon block comprises melting and reducing silicon oxide included in a recovered silicon waste in a reducing atmospheric region created by arc discharge. The production method of a silicon block is favorably carried out by a direct current type arc furnace having an arc generation means to generate arc discharge between a graphite crucible and graphite electrode and a graphite electrode moving means to adjust the distance between the crucible and the graphite electrode.

Description

本発明は、太陽電池、ICチップ等の半導体素子の製造において生ずるシリコンくず中の酸化シリコンを溶融還元して高純度のシリコン塊を製造するシリコン塊製造方法及びその方法を好適に実施することができるアーク炉に関する。   The present invention suitably implements a silicon lump production method for producing a high-purity silicon lump by melting and reducing silicon oxide in silicon scrap produced in the production of semiconductor elements such as solar cells and IC chips, and the method thereof. It relates to an arc furnace.

太陽電池、ICチップ等の半導体素子は、シリコン素材を切断してウエハーを作製し、そのウエハーを切断し研磨等を行って製造される。これらの半導体素子に使用されるシリコン量はシリコン素材の半分以下であり、半分以上がシリコンくずとして排出されその多くが廃棄されている。シリコン素材の1/2が切断により廃棄され、さらにその1/2が研磨により廃棄されるとも言われる。   Semiconductor elements such as solar cells and IC chips are manufactured by cutting a silicon material to produce a wafer, then cutting the wafer and polishing it. The amount of silicon used in these semiconductor elements is less than half of the silicon material, more than half is discharged as silicon scrap, and most of it is discarded. It is also said that half of the silicon material is discarded by cutting, and another half of it is discarded by polishing.

このようなシリコンくずを回収して利用に供しようとする試みが種々になされており、シリコン素材として再利用に供する試みもなされている。例えば、特許文献１に、シリコンの機械加工を行った際に発生する廃液から酸化シリコンを有するシリコン粉を含む粉末を分離する粉末分離工程と、減圧または不活性ガス雰囲気下の加熱容器中において前記粉末をシリコンの融点以上2000℃以下の温度に加熱し、シリコンが溶融した溶湯とする溶融工程と、前記溶湯に含まれる前記加熱容器の内壁または底に付着する粘度の高い酸化シリコンを前記加熱容器に残し、粘度の低いシリコン融液を冷却容器に出湯する出湯工程と、を備えるシリコン精製方法が提案されている。そして、特許文献１には、回収されたシリコン粉は、粒度が0.001〜99.9μmであり、その酸化膜の比率は高く、酸化シリコンの含有量は3〜30wt%であると記載されている。また、回収された粉末が砥粒を含む場合の砥粒含有量は1〜20wt%であると記載されている。   Various attempts have been made to collect and use such silicon waste, and attempts have been made to reuse it as a silicon material. For example, in Patent Document 1, in a powder separation step of separating powder containing silicon powder having silicon oxide from waste liquid generated when silicon is machined, and in a heating container under reduced pressure or inert gas atmosphere A melting step of heating the powder to a temperature not lower than the melting point of silicon and not higher than 2000 ° C. to form a molten metal in which silicon is melted, and silicon oxide having a high viscosity adhering to the inner wall or bottom of the heating container contained in the molten metal In addition, there is proposed a silicon refining method comprising a hot water discharge step of leaving a low-viscosity silicon melt into a cooling vessel. Patent Document 1 describes that the recovered silicon powder has a particle size of 0.001 to 99.9 μm, a high ratio of the oxide film, and a silicon oxide content of 3 to 30 wt%. Further, it is described that the abrasive grain content is 1 to 20 wt% when the collected powder contains abrasive grains.

特許文献２に、二酸化珪素と、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドまたはダイヤモンドの何れかを粒子状不純物として含む回収シリコンを、加熱してシリコン融液を得る融解工程と；前記シリコン融液を冷却して得られるシリコン塊を粉砕してシリコン粒を得る粉砕工程と；前記シリコン粒を酸溶液で洗浄して二酸化珪素を前記粒子状不純物とともに除去する酸洗浄工程と；を含むことを特徴とするシリコンの精製方法が提案されている。そして、特許文献２には、シリコンカーバイト等の砥粒の大半がスラグに含有される理由は、シリコンを融解する際に融解温度を制御することで、砥粒と二酸化珪素は固体状態でシリコン融液内を流動し、粘性の高いスラグに取り込まれて、該シリコン融液の表面張力によりシリコン融液表面にスラグとして存在するものと推測されると記載されている。   Patent Document 2 discloses a melting step in which silicon dioxide and recovered silicon containing silicon carbide, silicon nitride or diamond as particulate impurities are heated to obtain a silicon melt; and the silicon melt is cooled. A pulverizing step of pulverizing the silicon lump obtained to obtain silicon particles; and an acid cleaning step of cleaning the silicon particles with an acid solution to remove silicon dioxide together with the particulate impurities. A purification method has been proposed. In Patent Document 2, the reason that most of the abrasive grains such as silicon carbide are contained in the slag is to control the melting temperature when melting the silicon so that the abrasive grains and silicon dioxide are in a solid state. It is described that it flows in the melt, is taken into a highly viscous slag, and is assumed to exist as a slag on the surface of the silicon melt due to the surface tension of the silicon melt.

特許文献３に、溶融スラグの基に、酸化珪素を含む回収シリコンくずをアーク放電により再溶解し、シリコンに再生させるシリコン回収方法であって、前記溶融スラグの温度が1750℃以上で再溶解を行うシリコン回収方法が提案されている。そして、特許文献３には、この発明によれば酸化珪素及び炭化珪素を含む回収シリコンくずからシリコンを効率的、経済的に再生シリコンとして回収することができ、炭化珪素粒子の酸化反応を促進させるためには溶融スラグの温度は1850℃以上がよく、さらには2000℃以上がよいと記載されている。   Patent Document 3 discloses a silicon recovery method in which recovered silicon waste containing silicon oxide is remelted by arc discharge on the basis of molten slag and regenerated into silicon, and the molten slag is remelted at a temperature of 1750 ° C. or higher. A silicon recovery method has been proposed. Patent Document 3 discloses that according to the present invention, silicon can be efficiently and economically recovered as recovered silicon from recovered silicon waste containing silicon oxide and silicon carbide, and the oxidation reaction of silicon carbide particles is promoted. Therefore, it is described that the temperature of the molten slag is preferably 1850 ° C. or higher, and more preferably 2000 ° C. or higher.

特開2010-47443号公報JP 2010-47443 A 特開2010-70425号公報JP 2010-70425 A 特開2012-20920号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-20920

回収シリコンくずに含まれるシリコンは、特許文献１に記載するように表面が酸化されたシリコン粒（酸化シリコン粉末）として存在する。特許文献１又は２に提案されたシリコンの精製方法は、このような酸化シリコン粉末を溶融し未酸化部分をシリコンとして再生させるシリコンの精製方法である。そして、酸化シリコン粉末の酸化部分（二酸化珪素）や砥粒に由来する炭化珪素などをスラグ又は容器付着物として除去する方法である。   The silicon contained in the recovered silicon waste exists as silicon grains (silicon oxide powder) whose surface is oxidized as described in Patent Document 1. The silicon purification method proposed in Patent Document 1 or 2 is a silicon purification method in which such silicon oxide powder is melted and an unoxidized portion is regenerated as silicon. And it is the method of removing the oxidation part (silicon dioxide) of a silicon oxide powder, the silicon carbide derived from an abrasive grain, etc. as slag or a container deposit | attachment.

一方、特許文献３に記載するシリコン回収方法は、特許文献１又は２に記載のシリコンの精製方法と異なり、回収シリコンくず中の酸化シリコンを還元し未酸化部分と合わせてシリコンに再生する方法である。また、回収シリコンくずに含まれる炭化珪素も含めて還元しシリコンに再生する方法である。   On the other hand, unlike the silicon purification method described in Patent Document 1 or 2, the silicon recovery method described in Patent Document 3 is a method in which silicon oxide in recovered silicon waste is reduced and regenerated into silicon together with unoxidized portions. is there. Further, the silicon carbide contained in the recovered silicon waste is reduced and regenerated into silicon.

特許文献１又は２に記載するようなシリコン精製方法は、再生効率が低いという問題がある。また、回収シリコンくずから精製されたシリコンを得るために多くの処理・工数を必要とするという問題もある。特許文献３に記載するシリコン再生方法は、酸化シリコンのみならず炭化珪素を含めてシリコンに還元して再生できるという利点はあるが、溶融スラグの調整等の取扱や高温度の処理を要するという問題がある。   The silicon purification method as described in Patent Document 1 or 2 has a problem that the regeneration efficiency is low. There is also a problem that a large amount of processing and man-hours are required to obtain purified silicon from recovered silicon waste. The silicon regeneration method described in Patent Document 3 has an advantage that it can be regenerated by reducing to silicon including not only silicon oxide but also silicon carbide, but there is a problem that handling such as adjustment of molten slag and processing at high temperature are required. There is.

本発明は、このような従来の酸化シリコン粉末の再生に係る問題点に鑑み、回収シリコンくず中の酸化シリコン粉末を溶融還元し、再生されたシリコンからなるシリコン塊を効率的・経済的に製造するシリコン塊製造方法及びその方法を好適に実施することができるアーク炉を提供することを目的とする。   In view of such problems related to the regeneration of conventional silicon oxide powder, the present invention efficiently and economically manufactures a silicon lump made of regenerated silicon by melting and reducing the silicon oxide powder in recovered silicon waste. An object of the present invention is to provide a silicon lump production method and an arc furnace capable of suitably carrying out the method.

本発明に係るシリコン塊製造方法は、アーク放電により形成された還元性雰囲気領域において、回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンを溶融還元することにより実施される。   The silicon lump manufacturing method according to the present invention is carried out by melting and reducing silicon oxide contained in recovered silicon waste in a reducing atmosphere region formed by arc discharge.

上記発明において、回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンは、質量比で99.9%以上の高純度シリコン由来のものであるのがよい。また、回収シリコンくずは、水分が質量比で数%〜10%含まれるものがよい。   In the above invention, the silicon oxide contained in the recovered silicon waste is preferably derived from high-purity silicon having a mass ratio of 99.9% or more. Further, the recovered silicon waste preferably contains several percent to 10% of water by mass ratio.

上記発明によれば、質量比で、C：10ppm以下、B：1ppm以下、P：5ppm以下含まれ、Si:99.9%以上である高純度のシリコン塊を製造することができる。   According to the above-described invention, a high-purity silicon lump containing, by mass ratio, C: 10 ppm or less, B: 1 ppm or less, P: 5 ppm or less, and Si: 99.9% or more can be produced.

上記発明は、黒鉛るつぼと黒鉛電極間にアーク放電を生じさせるアーク発生手段と、黒鉛るつぼと黒鉛電極との距離を調整する黒鉛電極移動手段を有する直流式のアーク炉により好適に実施することができる。   The above invention can be suitably implemented by a DC arc furnace having an arc generating means for generating an arc discharge between the graphite crucible and the graphite electrode, and a graphite electrode moving means for adjusting the distance between the graphite crucible and the graphite electrode. it can.

また、上記発明は、３本の対向する黒鉛電極の先端部にアーク放電空間を形成させるアーク発生手段と黒鉛電極移動手段を有する交流式のアーク炉により好適に実施することができる。   The above invention can be preferably implemented by an AC arc furnace having an arc generating means for forming an arc discharge space at the tip portions of three opposing graphite electrodes and a graphite electrode moving means.

本発明に係るシリコン塊製造方法によれば、回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンを効率的に溶融還元し、高純度の再生シリコンを高い回収率で経済的に再生することができる。   According to the silicon lump production method of the present invention, silicon oxide contained in recovered silicon waste can be efficiently melted and reduced, and high-purity regenerated silicon can be economically regenerated with a high recovery rate.

本発明に係る直流式アーク炉の概要図である。1 is a schematic view of a DC arc furnace according to the present invention. 本発明に係る交流式アーク炉の概要図である。1 is a schematic diagram of an AC arc furnace according to the present invention.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明に係るシリコン塊製造方法は、アーク放電により形成された還元性雰囲気領域において、回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンを溶融還元することによって実施される。すなわち、本発明は、回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンを溶融還元して回収することに特徴を有する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. The silicon lump manufacturing method according to the present invention is carried out by melting and reducing silicon oxide contained in recovered silicon waste in a reducing atmosphere region formed by arc discharge. That is, the present invention is characterized in that silicon oxide contained in recovered silicon waste is melted and recovered.

回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンは、表面が酸化された一般には1mm以下の微細な粉末で、太陽電池、ICチップ等の半導体素子の基となったシリコン素材に由来するものである。本発明は、そのようなシリコン素材から排出された酸化シリコンを還元して回収する。概していわば、本発明は、シリコン素材の排出された部分を取り戻すことを目的とする発明である。従って、回収シリコンくずは、太陽電池、ICチップ等の半導体素子の製造に使用された高純度のシリコン素材由来であるのが好ましい。これにより、得られたシリコン塊はほとんど処理を加えることなくシリコン素材として使用することができ、効率的・経済的にシリコンを再生することができる。   The silicon oxide contained in the recovered silicon waste is a fine powder whose surface is oxidized, generally 1 mm or less, and is derived from the silicon material that is the basis of semiconductor elements such as solar cells and IC chips. The present invention reduces and recovers silicon oxide discharged from such silicon material. Generally speaking, the present invention is an invention aimed at recovering the discharged portion of the silicon material. Therefore, the recovered silicon waste is preferably derived from a high-purity silicon material used in the manufacture of semiconductor elements such as solar cells and IC chips. Thereby, the obtained silicon lump can be used as a silicon material with little processing, and silicon can be regenerated efficiently and economically.

一般に、微細な酸化シリコンは溶融するのが容易でないとされる。例えば、特許文献（特開平11-92129号公報）によると、1mm以下の酸化シリコン粉末は、溶融シリコンの表面に浮遊するだけで溶融シリコンに溶け込まず充分に溶融できないとされる。従って、特許文献１においては、回収された酸化シリコン粒を棒状体やガス吹きつけなどにより機械的に沈めるとされる。本発明においては、このような一般には溶融が困難な微細な酸化シリコンが好ましい。このような粉末状の酸化シリコンは、還元性雰囲気領域において容易に溶融還元されてシリコンの液滴となる。このシリコンの液滴から生成された溶融シリコンを冷却することによりシリコン塊を得ることができる。   Generally, fine silicon oxide is not easy to melt. For example, according to a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 11-92129), a silicon oxide powder of 1 mm or less is said to float on the surface of the molten silicon and does not dissolve in the molten silicon and cannot be sufficiently melted. Therefore, in Patent Document 1, it is assumed that the recovered silicon oxide particles are mechanically sunk by a rod-like body or gas blowing. In the present invention, such fine silicon oxide that is generally difficult to melt is preferred. Such powdered silicon oxide is easily melted and reduced into silicon droplets in a reducing atmosphere region. A silicon lump can be obtained by cooling the molten silicon generated from the silicon droplets.

粉末状の酸化シリコンを溶融還元するには、黒鉛電極を備えるアーク炉を使用するのがよい。これにより、回収シリコンくず中の酸化シリコンを溶融還元するための還元性雰囲気領域を容易に形成することができる。還元温度は、2000℃以下、1850〜1700℃が好ましい。これにより、酸化シリコンを溶融還元することができるとともに、還元が容易でない炭化珪素をスラグとして除去することができ、また、砥粒として使用されたアルミナなどもスラグとして除去することができる。   In order to melt and reduce powdered silicon oxide, an arc furnace equipped with a graphite electrode is preferably used. Thereby, a reducing atmosphere region for melting and reducing silicon oxide in the recovered silicon waste can be easily formed. The reduction temperature is preferably 2000 ° C. or lower and 1850 to 1700 ° C. Accordingly, silicon oxide can be melted and reduced, silicon carbide that is not easily reduced can be removed as slag, and alumina used as abrasive grains can also be removed as slag.

黒鉛電極は、溶融還元された溶融シリコンへの不純物の混入を防止するために、純度の高いものが好ましい。また、溶融シリコンを回収するるつぼも同様に純度の高いものが好ましい。   The graphite electrode preferably has a high purity in order to prevent impurities from being mixed into the melt-reduced molten silicon. Similarly, a crucible for recovering molten silicon preferably has a high purity.

本発明は、図１又は図２に示すアーク炉により好適に実施することができる。図１は直流式アーク炉を示し、図２は交流式アーク炉を示す。図１又は図２に示すように、アーク炉10は、るつぼ11に対向して黒鉛電極13が設けられており、回収シリコンくず30を投入する粉末投入手段15を有する。回収シリコンくず30は、黒鉛電極13の50mm以内の範囲に投入されるようになっている。   The present invention can be suitably implemented by the arc furnace shown in FIG. 1 or FIG. FIG. 1 shows a DC arc furnace, and FIG. 2 shows an AC arc furnace. As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the arc furnace 10 is provided with a graphite electrode 13 facing the crucible 11, and has a powder charging means 15 for charging the recovered silicon scrap 30. The recovered silicon waste 30 is put in a range within 50 mm of the graphite electrode 13.

黒鉛電極13には電源14より直流又は交流電流が供給されるようになっている。黒鉛電極13は、図に矢印で示すように移動可能になっている。すなわち、黒鉛電極13とるつぼ14との距離を調整することができる黒鉛電極移動手段20を有している（図１）。なお、交流式アーク炉の場合の黒鉛電極13は、３本の傾斜する黒鉛電極13により先端部に円形状の還元性雰囲気領域が形成されるようになっており、この還元性雰囲気領域の大きさは黒鉛電極13間の距離を調整することができる黒鉛電極移動手段により制御できるようになっている。   The graphite electrode 13 is supplied with a direct current or an alternating current from a power source 14. The graphite electrode 13 is movable as indicated by arrows in the figure. That is, it has graphite electrode moving means 20 that can adjust the distance between graphite electrode 13 and crucible 14 (FIG. 1). Note that the graphite electrode 13 in the case of an AC arc furnace has a circular reducing atmosphere region formed at the tip by three inclined graphite electrodes 13, and the size of the reducing atmosphere region is large. The distance can be controlled by a graphite electrode moving means capable of adjusting the distance between the graphite electrodes 13.

るつぼ11には冷却手段17が設けられている。冷却手段17は、空冷式又は水冷式とすることができ、図２に示すように冷却水をシャワー状に噴射する方式にすることができる。   The crucible 11 is provided with cooling means 17. The cooling means 17 can be an air-cooling type or a water-cooling type, and can adopt a method of injecting cooling water in a shower shape as shown in FIG.

回収シリコンくず中の酸化シリコンの溶融還元は、先ずアーク放電を行うことにより始まる。アーク放電は、直流式アーク炉の場合（図１）は、黒鉛電極13をるつぼ11に近づけてアークを発生させる。次に、回収シリコンくず30をアーク中またはその周辺に投入すると、回収シリコンくず30が溶融して導電性が発現し、黒鉛電極13と溶融シリコン間でアーク放電が始まりアーク放電が安定する。これにより、黒鉛電極13とるつぼ11の間でアークを発生させる時間を短くすることができ、るつぼ11の損傷を抑えることができる。   First, smelting reduction of silicon oxide in recovered silicon waste starts by performing arc discharge. In the case of a DC arc furnace (FIG. 1), arc discharge is performed by bringing the graphite electrode 13 close to the crucible 11 and generating an arc. Next, when the recovered silicon waste 30 is put in or around the arc, the recovered silicon waste 30 is melted to develop conductivity, and arc discharge starts between the graphite electrode 13 and the molten silicon, and the arc discharge is stabilized. Thereby, it is possible to shorten the time for generating an arc between the graphite electrode 13 and the crucible 11 and to suppress damage to the crucible 11.

一方、交流式アーク炉の場合（図２）は、100〜200Vの電圧で３本の黒鉛電極13の先端部を近づけて先ずアークを発生させる。次に、回収シリコンくず30をアーク中またはその周辺に投入すると、回収シリコンくず30が溶融して導電性が発現するから、黒鉛電極13の先端部を互いに遠ざけるとともに電圧を下げて溶融シリコンを通してアークを発生させ、アーク放電を安定させる。上記アーク放電において、回収シリコンくず30に含まれる酸化シリコンは、シリコンに還元され液滴になってるつぼ11の底部に落下回収され、溶融シリコンの液溜まり35が形成される。   On the other hand, in the case of an AC arc furnace (FIG. 2), the arc is first generated by bringing the tip portions of the three graphite electrodes 13 close to each other at a voltage of 100 to 200V. Next, when the recovered silicon scrap 30 is put into or around the arc, the recovered silicon scrap 30 melts and develops conductivity, so that the tips of the graphite electrodes 13 are moved away from each other and the voltage is lowered and the arc is passed through the molten silicon. To stabilize arc discharge. In the arc discharge, silicon oxide contained in the recovered silicon scrap 30 is reduced to silicon and dropped into the bottom of the crucible 11 as a droplet, and a molten silicon liquid pool 35 is formed.

直流式アーク炉は、酸化シリコンの純度が高く再生する量が少ない場合に適しており、交流式アーク炉は、酸化シリコンの純度が低く再生する量が大量である場合に適している。   The DC arc furnace is suitable when the purity of silicon oxide is high and the amount to be regenerated is small, and the AC arc furnace is suitable when the purity of silicon oxide is low and the amount to be regenerated is large.

アーク炉に投入する回収シリコンくずは、特別の処理を要しないが、水分量は質量比で数%〜10%含有するものがよい。水分量が多いと水蒸気爆発を生じる危険性があり、少ないと浮遊して作業環境を害するからである。すなわち、回収シリコンくずは、適度の湿り気を有するものがよい。なお、回収シリコンくず中にウエハーの切断や研磨に使用された潤滑材が含まれていてもよい。   The recovered silicon waste to be introduced into the arc furnace does not require any special treatment, but it is preferable that the water content is several to 10% by mass. If the amount of water is large, there is a risk of causing a steam explosion, and if it is small, it will float and harm the work environment. That is, it is preferable that the recovered silicon waste has an appropriate moisture. It should be noted that the recovered silicon waste may contain a lubricant used for cutting or polishing the wafer.

図１に示す直流式アーク炉に基づく試験アーク炉により、回収シリコンくず中の酸化シリコンを溶融還元し、シリコン塊を製造する試験を行った。回収シリコンくずは、半導体用シリコンウエハを研磨した研磨粉であった。試験アーク炉の溶融還元温度は、1750℃であった。   In the test arc furnace based on the DC arc furnace shown in FIG. 1, the silicon oxide in the recovered silicon waste was melted and reduced to produce a silicon lump. The recovered silicon waste was polishing powder obtained by polishing a semiconductor silicon wafer. The smelting reduction temperature of the test arc furnace was 1750 ° C.

表１に、再生されたシリコン塊（実施例）と太陽電池の製造に用いられたシリコン素材（素材）の特性を示す。表１に示すように、実施例と素材の抵抗率は同じである。実施例と素材の炭素濃度は同等である。抵抗率は、シリコン純度に依存するから、実施例の再生シリコンは素材同等のシリコン純度であることが分かる。   Table 1 shows the characteristics of the regenerated silicon lump (Example) and the silicon material (material) used for the production of the solar cell. As shown in Table 1, the resistivity of the example and the material is the same. The carbon concentration of the example and the material is the same. Since the resistivity depends on the silicon purity, it can be seen that the recycled silicon of the example has a silicon purity equivalent to the material.

10 アーク炉
11 るつぼ
13 黒鉛電極
14 電源
15 粉末投入手段
17 冷却手段
20 黒鉛電極移動手段
30 回収シリコンくず
35 溶融シリコンの液溜まり 10 Arc furnace
11 crucible
13 Graphite electrode
14 Power supply
15 Powder charging means
17 Cooling means
20 Graphite electrode moving means
30 Reclaimed silicon waste
35 Molten silicon pool

Claims (6)

アーク放電により形成された還元性雰囲気領域において、回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンを溶融還元し、高純度のシリコン塊を製造するシリコン塊製造方法。   A silicon lump production method for producing a high-purity silicon lump by melting and reducing silicon oxide contained in recovered silicon litter in a reducing atmosphere region formed by arc discharge. 回収シリコンくずに含まれる酸化シリコンは、質量比で99.9%以上の高純度シリコン由来のものであることを特徴とする請求項１に記載のシリコン塊製造方法。   2. The silicon lump manufacturing method according to claim 1, wherein the silicon oxide contained in the recovered silicon waste is derived from high-purity silicon having a mass ratio of 99.9% or more. 回収シリコンくずは、水分が質量比で数%〜10%含まれるものである請求項１又は２に記載のシリコン塊製造方法。   3. The silicon lump manufacturing method according to claim 1, wherein the recovered silicon waste contains water in a mass ratio of several to 10%. シリコン塊は、質量比で、C：10ppm以下、B：1ppm以下、P：5ppm以下含まれ、Si:99.9%以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のシリコン塊製造方法。   The silicon mass is contained in a mass ratio of C: 10 ppm or less, B: 1 ppm or less, P: 5 ppm or less, and Si: 99.9% or more. Silicon lump manufacturing method. 請求項１〜４に記載のシリコン塊を製造するアーク炉であって、黒鉛るつぼと黒鉛電極間にアーク放電を生じさせるアーク発生手段と、黒鉛るつぼと黒鉛電極との距離を調整する黒鉛電極移動手段を有する直流式のアーク炉。   5. An arc furnace for producing a silicon lump according to claim 1, wherein an arc generating means for generating an arc discharge between the graphite crucible and the graphite electrode, and a graphite electrode movement for adjusting a distance between the graphite crucible and the graphite electrode DC arc furnace having means. 請求項１〜４に記載のシリコン塊を製造するアーク炉であって、３本の対向する黒鉛電極の先端部にアーク放電空間を形成させるアーク発生手段と黒鉛電極移動手段を有する交流式のアーク炉。   5. An arc furnace for producing a silicon lump according to claim 1, wherein the arc generator has an arc generating means and a graphite electrode moving means for forming an arc discharge space at the tips of three opposing graphite electrodes. Furnace.

Images