KR20120019377A - 다결정질 실리콘 및 이의 제조 방법 - Google Patents

다결정질 실리콘 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20120019377A
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Abstract

본 발명은 특히 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 10 내지 40 mm인 다결정질 실리콘에 관한 것으로, 이것은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 14 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 3 ppmw 미만의 실리콘 분진 입자 함량을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 100 ppbw 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 지멘스(Siemens) 반응기에서 얇은 막대 상에 침착된 다결정질 실리콘을 단편으로 파쇄하고, 상기 단편을 약 0.5 mm 내지 45 mm 초과의 크기 등급으로 분류하고, 상기 실리콘 단편을 압축 공기 또는 드라이 아이스로 처리하여 단편의 습식 화학 세정의 실시 없이 단편으로부터 실리콘 분진을 제거하는 것을 포함하는 다결정질 실리콘의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

다결정질 실리콘 및 이의 제조 방법{POLYCRYSTALLINE SILICON AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 다결정질 실리콘 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
폴리실리콘으로 약칭되는 다결정질 실리콘은 요즘 공업적으로 대량 생산되며 특히 웨이퍼 제조자에 의해 단결정의 제조 및 광기전 장치에서의 적용을 위한 원료로서 사용된다. 모든 적용에서, 고순도 원료가 요망된다.
폴리실리콘의 제조에서, 기상 증착 후 폴리실리콘 막대를 추가의 가공을 위해 작은 조각으로 파쇄하는 것이 필요하다. 그러나, 이 동안, 고도로 순수한 실리콘은 파쇄 도구의 이용으로 인하여 외인성 원자로 다소 오염된다. 또한, 실리콘 분진 입자가 형성되어 단편에 부착된다.
종래, 실리콘 단편은 예컨대 단결정 인상(pulling)과 같은 고품질 적용 분야에서 추가의 가공 및/또는 포장 전에 정제된다. 이것은 선행 기술에 따르면 하나 이상의 습식 화학 세정 단계에서 행해진다. 이를 위해 특히 부착하는 외인성 원자를 표면으로 제거하기 위하여 각종 화학물질 및/또는 산의 혼합물이 사용된다. 그러나, 이들 방법은 노동과 비용이 많이 든다.
US 6,916,657호로부터, 결정 인상시 외인성 입자 또는 외인성 원자가 수율을 감소시킬 수 있다는 것은 공지이다. 부착 실리콘 분진은 또한 이 점에서 해로운 효과를 가질 수 있다.
폴리실리콘 상의 실리콘 분진의 측정 방법은 문헌[저널 "Reinraumtechnik" [Cleanroom technology] (1/2006, "Hochreiner Silziumstaub als Kontaminationsquelle" [Highly pure silicon dust as a contamination source]; Reinraumtechnik 1/2006, Ivo Croessmann)]으로부터 공지이다. 여기에는 단결정을 형성하기 위한 추가의 가공 동안의 해로운 효과가 언급된다. 습식 화학 세정된 폴리실리콘은 5 ㎛ 미만의 분진 입도 분포dptj 약 10 ppmw 및 이송 후 60 ppmw 이하의 "분진" 값을 가진다고 개시된다.
표면에 부착하는 물질을 스크리닝함으로써, 실리콘 중량으로 표현하여 1 ppb 내지 1000 ppm의 표면 오염도를 갖고 재료 혼합물 중에 존재하는 표면 오염된 실리콘 물질을 제조하는 방법은 WO-2009/09003688호로부터 공지이다. 그러나, 스크리닝은 약 50 ㎛ 미만의 부착 Si 분진의 감소를 유도하지 않고, 주로 느슨한 많은 입자를 분리하기만 한다.
분진 제거 시스템이 천공판을 통과하는 공기류에 의하여 실리콘 조각으로부터 분진을 제거하도록 의도된, 실리콘 단편의 제조 방법은 US 2003/0159647 A1호로부터 공지이다. 분진 값이 낮다고 보고되어 있으나 상세한 사항은 나와 있지 않다.
그러나, 공기류에 의한 분진 제거는 그다지 효율적이지 않아, 특히 작은 Si 입자들 (< 50 ㎛) 이 표면에 강하게 부착한다. 작은 Si 단편은 공기류로부터 이탈할 수 있다. 최악의 경우, 유동상에서 폴리실리콘 단편의 강한 이동은 심지어 입자수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 표면 분진 함량이 낮은 경제적인 다결정질 실리콘을 제공하는 것이었다.
본 발명의 목적은 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 10 내지 40 mm인 제1 분획 크기의 다결정질 실리콘에 의하여 달성되며, 이것은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 14 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 3 ppmw 미만의 실리콘 분진 입자 함량을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 100 ppbw 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 제1 분획 크기의 다결정질 실리콘에서, 400 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 10 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 400 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 5 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 10 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 3 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 5 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 1 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 1 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 0.1 ppmw 미만이다.
제1 분획 크기의 본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 상기 언급한 바람직한 및 더 특히 바람직한 실리콘 분진 입자 함량은 바람직하게는 이하의 바람직한 표면 금속 불순물과 합해진다:
바람직하게는, 표면 금속 불순물은 2.5 ppbw 이상 100 ppbw 이하이다.
바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.6 ppbw 이상 2.5 ppbw 이하이다.
바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.1 ppbw 이상 0.6 ppbw 이하이다.
본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 표면 불순물의 금속은 바람직하게는 Fe, Cr, Ni, Na, Zn, Al, Cu, Mg, Ti, W, K, Co 및 Ca로 이루어지는 군에 속한다. Mn 및 Ag와 같은 다른 금속은 무시할 수 있을 정도로 소농도로 존재한다.
바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.5 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.1 ppbw 이상 0.5 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 0.1 ppbw 이하이다.
바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 1 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.1 ppbw 이상 1 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 0.1 ppbw 이하이다.
본 발명의 목적은 또한 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 20 내지 60 mm인 제2 분획 크기의 다결정질 실리콘에 의하여 달성되며, 이것은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 14 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 3 ppmw 미만의 실리콘 분진 입자 함량을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 100 ppbw 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이 제2 분획 크기의 다결정질 실리콘에서 실리콘 분진 입자 함량은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 실리콘 분진 입자 함량은 5 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 10 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 3 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 5 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 1 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 1 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 0.1 ppmw 미만이다.
제2 분획 크기의 본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 상기 언급한 바람직한 및 더 특히 바람직한 실리콘 분진 입자 함량은 바람직하게는 이하의 바람직한 표면 금속 불순물과 합해진다:
바람직하게는, 표면 금속 불순물은 2.0 ppbw 이상 100 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.5 ppbw 이상 2.0 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.1 ppbw 이상 0.5 ppbw 이하이다.
본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 표면 불순물의 금속은 바람직하게는 Fe, Cr, Ni, Na, Zn, Al, Cu, Mg, Ti, W, K, Co 및 Ca로 이루어지는 군에 속한다. Mn 및 Ag와 같은 다른 금속은 무시할 수 있을 정도로 소농도로 존재한다.
바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.5 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.1 ppbw 이상 0.5 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 0.1 ppbw 이하이다.
바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 1 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.1 ppbw 이상 1 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 0.1 ppbw 이하이다.
본 발명의 목적은 또한 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 45 mm를 초과하는 제3 분획 크기의 다결정질 실리콘에 의하여 달성되며, 이것은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 14 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 3 ppmw 미만의 실리콘 분진 입자 함량을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 100 ppbw 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이 제3 분획 크기의 다결정질 실리콘에서 실리콘 분진 입자 함량은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 400 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 5 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 10 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 3 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 5 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 1 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 1 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 0.1 ppmw 미만이다.
제3 분획 크기의 본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 상기 언급한 바람직한 및 더 특히 바람직한 실리콘 분진 입자 함량은 바람직하게는 이하의 바람직한 표면 금속 불순물과 합해진다:
바람직하게는, 표면 금속 불순물은 1.5 ppbw 이상 100 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.2 ppbw 이상 1.5 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.1 ppbw 이상 0.2 ppbw 이하이다.
본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 표면 불순물의 금속은 바람직하게는 Fe, Cr, Ni, Na, Zn, Al, Cu, Mg, Ti, W, K, Co 및 Ca로 이루어지는 군에 속한다. Mn 및 Ag와 같은 다른 금속은 무시할 수 있을 정도로 소농도로 존재한다.
바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 10 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.5 ppbw 이상 10 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.05 ppbw 이상 0.5 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 0.05 ppbw 이하이다.
바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.5 ppbw 이상 50 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.05 ppbw 이상 0.5 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 0.05 ppbw 이하이다.
본 발명의 목적은 또한 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 3 내지 15 mm인 제4 분획 크기의 다결정질 실리콘에 의하여 달성되며, 이것은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 45 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 30 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 20 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만의 실리콘 분진 입자 함량을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 1 ppmw 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이 제4 분획 크기의 다결정질 실리콘에서 실리콘 분진 입자 함량은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 30 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 400 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 15 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 20 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 10 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 15 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 6 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 5 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 0.5 ppmw 미만이다.
제4 분획 크기의 본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 상기 언급한 바람직한 및 더 특히 바람직한 실리콘 분진 입자 함량은 바람직하게는 이하의 바람직한 표면 금속 불순물과 합해진다:
바람직하게는, 표면 금속 불순물은 10 ppbw 이상 1 ppmw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 4.5 ppbw 이상 10 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.1 ppbw 이상 4.5 ppbw 이하이다.
본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 표면 불순물의 금속은 바람직하게는 Fe, Cr, Ni, Na, Zn, Al, Cu, Mg, Ti, W, K, Co 및 Ca로 이루어지는 군에 속한다. Mn 및 Ag와 같은 다른 금속은 무시할 수 있을 정도로 소농도로 존재한다.
바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 500 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 1.0 ppbw 이상 500 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.3 ppbw 이상 1.0 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 0.3 ppbw 이하이다.
바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 500 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 10 ppbw 이상 500 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 1 ppbw 이상 10 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 1 ppbw 이하이다.
본 발명의 목적은 또한 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 0.5 내지 15 mm인 제5 분획 크기의 다결정질 실리콘에 의하여 달성되며, 이것은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 70 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 62 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 60 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 40 ppmw 미만의 실리콘 분진 입자 함량을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 또한 0.1 ppbw 이상 10 ppmw 이하인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이 제5 분획 크기의 다결정질 실리콘에서 실리콘 분진 입자 함량은 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 40 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 400 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 20 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 30 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 50 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 15 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 25 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 10 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 12 ppmw 미만이다.
바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 10 ppmw 미만이다. 더 특히 바람직하게는, 1 ㎛ 미만의 입도에 대한 실리콘 분진 입자 함량은 1 ppmw 미만이다.
제5 분획 크기의 본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 상기 언급한 바람직한 및 더 특히 바람직한 실리콘 분진 입자 함량은 바람직하게는 이하의 바람직한 표면 금속 불순물과 합해진다:
바람직하게는, 표면 금속 불순물은 100 ppbw 이상 10 ppmw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 20 ppbw 이상 100 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 금속 불순물은 0.1 ppbw 이상 20 ppbw 이하이다.
본 발명에 따른 다결정질 실리콘의 표면 불순물의 금속은 바람직하게는 Fe, Cr, Ni, Na, Zn, Al, Cu, Mg, Ti, W, K, Co 및 Ca로 이루어지는 군에 속한다. Mn 및 Ag와 같은 다른 금속은 무시할 수 있을 정도로 소농도로 존재한다.
바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 1 ppmw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 5.0 ppbw 이상 1000 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 1.0 ppbw 이상 5.0 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 철 불순물은 0.01 ppbw 이상 1.0 ppbw 이하이다.
바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 5 ppmw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 100 ppbw 이상 5 ppmw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 10 ppbw 이상 100 ppbw 이하이다. 바람직하게는, 표면 텅스텐 불순물은 0.01 ppbw 이상 10 ppbw 이하이다.
상기 언급된 모든 분획 크기에 따른 다결정질 실리콘은 임의의 습식 화학 처리 없이 표면 분진 및 금속 오염물에 있어서 이들 특성이 부여된다. 이것은 예컨대 금속 오염을 더욱 더 낮추기 위하여 또는 다결정질 실리콘을 표면 에칭 처리하기 위하여 후속 공정 단계에서의 습식 화학 처리가 유리하지 않을 수 있음을 의미하는 것은 아니다.
낮은 분진 입자 함량은 특정 분진 제거 방법으로 인한 것인데, 이에 대해서는 이하에서 더 상세히 설명될 것이다. 청구되는 모든 바람직한 범위의 금속 값은 특히 실리콘을 단편으로 파쇄할 때 저오염 처리를 이용함으로써 그리고 적당한 청정실 등급을 선택함으로써 달성된다.
따라서, 특히 까다로운 적용예에서는, 특히 저오염 처리와 낮은 청정질 등급(US FED STD 209E에 따름, superseded by ISO 14644-1), 예컨대 청정실 등급 100이 조합된다. 100 (ISO 5) 등급에서, 최대 직경이 0.5 ㎛인 최대 3.5 입자가 리터당 함유될 수 있다.
여러 분획 크기에 대하여 언급된 표면 금속 불순물의 바람직한 범위 및 철 및 텅스텐 오염 범위는 청구되는 범위의 하위 범위 및 상위 범위에 해당한다.
범위가 낮을수록 저오염 처리를 필요로 한다. 다결정질 실리콘은 낮은 금속 오염이 요망되는 특히 까다로운 적용예에 적당하다.
바람직하게는, 금속, 철 및 텅스텐에 대한 상위 범위 및 하위 범위는 언급된 모든 분획 크기에 대하여 함께 합해진다.
따라서, 예컨대, 제3 분획 크기의 다결정질 실리콘에 대하여 이하의 금속 오염이 특히 바람직하다.
까다로운 적용예에서:
전체 금속 0.1 ppbw 내지 0.2 ppbw,
철 0.01 ppbw 내지 0.05 ppbw,
텅스텐 0.01 ppbw 내지 0.05 ppbw,
덜 까다로운 적용예에서:
전체 금속 0.2 ppbw 내지 1.5 ppbw,
철 0.05 ppbw 내지 0.5 ppbw,
텅스텐 0.05 ppbw 내지 0.5 ppbw.
본 발명은 또한 지멘스(Siemens) 반응기에서 얇은 막대 상에 침착된 다결정질 실리콘을 단편으로 파쇄하고, 상기 단편을 약 0.5 mm 내지 45 mm 초과의 크기 등급으로 분류하고, 상기 실리콘 단편을 압축 공기 또는 드라이 아이스로 처리하여 단편의 습식 화학 세정의 실시 없이 단편으로부터 실리콘 분진을 제거하는 것을 포함하는 다결정질 실리콘의 제조 방법에 의해 달성된다.
끝으로, 본 발명은 또한 다결정질 실리콘으로부터 실리콘 분진을 제거하기 위하여 임의의 습식 화학 처리 없이 압축 공기 또는 드라이 아이스에 의하여 과립 형태 또는 막대, 막대 조각 또는 단편의 형태로 제공되는 다결정질 실리콘으로부터 분진을 제거하는 본 발명에 따른 제2 방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 두 방법 모두에서, 실리콘은 저오염 도구에 의하여 단편으로 파쇄된다.
선행 기술에서, 지금까지는, 다결정질 실리콘 단편을 반도체 기술에서 사용하고자 하는 경우 허용 가능한 금속 및 입자 수준을 달성하기 위하여 다결정질 실리콘 단편을 화학적으로 세정하는 것이 통상적이었다.
본 발명자들은 그럼에도 불구하고 실제로 금속 입자 수준이 지나치게 높은 미정제 폴리실리콘조차도 미리 분진 제거할 경우 심지어 반도체 기술에서의 까다로운 적용예에도 적합하다는 것을 보였다.
폴리실리콘 단편 내의 금속 불순물 및 다른 외인성 입자는 단결정 인상시 전위의 주요 원인 중 하나로서 간주되어 왔으므로 이것은 놀라운 것이다. 습식 화학 처리 하지 않은 폴리실리콘은 습식 화학 처리된 폴리실리콘보다 금속 오염이 x배 높다. 상기 개시된 바와 같이, 분획 크기에 따라 이것은 0.1 ppbw 내지 10,000 ppbw 범위이다. 결정 인상 동안 문제를 야기하지 않기 위해서 금속 불순물은 고작 최대 100 pptw일 수 있다는 것이 지배적인 견해이다. 그러나, 이제, 실리콘 분진이 더욱 더 중요한 역할을 한다는 것이 발견되었다. 분진 제거된, 미정제 폴리실리콘은 비교적 금속 오염이 높음에도 불구하고 결정 인상 과정 동안 우수한 특성을 나타낸다.
또한, 압축 공기 또는 드라이 아이스에 의하여 분진 제거되고 약 1 ppmw의 검출 한계 미만의 감소된 실리콘 입자 농도를 갖는 금속 농도가 100 pptw 미만으로 낮은 화학적으로 세정된 폴리실리콘은 고품질 적용예를 위한 현저히 더 양호한 결정 인상 성능을 나타낸다는 것이 발견되었다(예컨대 반도체 적용예 및 까다로운 태양 적용예를 위한 단결정 인상).
선행 기술에서는 특히 수 ㎛ 내지 몇 100 ㎛의 크기를 갖는 실리콘 입자의 형태로 실리콘에 부착하는 분진의 효과에 충분한 주위를 기울이지 않았다.
본 발명자들은 본 발명에 따른 다결정질 실리콘이 또한 태양 적용예를 위한 실리콘의 블록 캐스팅에서 더 양호한 결과를 유도한다는 것을 확인하였다.
이것은 실리콘 단편의 표면 상에서의 두 지점 사이의 최대 거리(= 최대 길이)로서 각각 이하에 다음과 같이 정의되는 분획 크기와 무관하게 적용된다:
분획 크기 0 (FS0) mm로: 약 0.5 내지 5
분획 크기 1 (FS1) mm로: 약 3 내지 15
분획 크기 2 (FS2) mm로: 약 10 내지 40
분획 크기 3 (FS3) mm로: 약 20 내지 60
분획 크기 4 (FS4) mm로: 약 > 45
각 경우, 분획의 적어도 약 90 중량%의가 언급된 크기 범위 내에 있다.
폴리실리콘은 낮은 오염도로 파쇄되는 것이 바람직하다.
특히 낮은 금속 값을 얻기 위하여, 생성물과 접촉하는 파쇄기 및 스크리닝 장치 내 모든 시스템 부품은 바람직하게는 플라스틱 또는 실리콘과 같은 저오염 물질 또는 도자기, 석영 또는 경금속과 같은 다른 내마모성 물질을 사용하여 제조된다.
또한, 바람직하게는 1000 미만, 특히 바람직하게는 100 미만, 더 특히 바람직하게는 10 미만의 청정실 등급에서 조작을 실시한다.
저오염 방식으로 파쇄된 폴리실리콘의 분진 제거는 압축 공기 및/또는 드라이 아이스에 의하여 실시한다.
실리콘 단편은 분진 제거 동안 무작위로 배열되거나 재배치될 수 있다.
분진 제거는 모든 기술적으로 통상적인 압력 및 다양한 노즐 배열 및 노즐 수로 실시할 수 있다.
분진 제거는 공정 사슬의 하나 이상의 지점에서, 즉, 예컨대 파쇄 직후 및/또는 분류 후 및/또는 포장 직전 또는 심지어 운송 후, 예컨대 도가니 장치 바로 앞에서 실시될 수 있다.
실리콘 표면의 효과적인 블로잉을 위해, 시판되는 압축 공기 건도 사용될 수 있다. 이들 압축 공기 건은 바람직하게는 저오염 물질, 특히 바람직하게는 스테인레스 스틸, 경금속 또는 플라스틱(PU, PP 또는 PE)으로 제조된다.
공기, 이산화탄소 또는 다른 불활성 기체, 예컨대 질소 또는 아르곤을 압축 공기로서 사용할 수 있다. 임의의 소정 기체 혼합물 또는 대안으로 추가의 화학 세정 효과를 갖는 기체 첨가제, 예컨대 오존도 고려될 수 있다.
1 내지 20 bar, 바람직하게는 5 내지 10 bar의 기체 압력을 이용한 분진 제거가 본 발명에 따른 폴리실리콘의 제조 동안 바람직하게 이용된다. 작은 분획 크기에 대해서는, 저압 조작이 실시되기 쉽다.
실리콘 단편의 표면은 이 경우 2 m/s 이상, 바람직하게는 10 m/s 초과 및 특히 바람직하게는 100 m/s 초과의 기체 속도로 블로잉된다.
실리콘 표면에서 기체 제트의 작용은 1초 미만의 하나 이상의 짧은 펄스 또는 수초 또는 수분 지속되는 연속 제트를 포함할 수 있다.
외인성 입자에 의한 오염이 일어나지 않도록, 건조한 (이슬점 < 40℃), 오일- 및 그리스-불포함 정제 기체, 및 특히 바람직하게는 반도체 품질 기체로, 즉 외인성 원자 함량이 부피로 표현하여 10 ppmw 미만, 바람직하게는 1 ppmw 미만, 특히 바람직하게는 0.1 ppmw 미만인 기체로 조작을 실시하는 것이 바람직하다.
10 ㎛ 미만, 바람직하게는 0.1 ㎛ 미만, 특히 바람직하게는 0.001 ㎛ 미만의 입자 필터로 공기 출구에 가능한 가깝도록 공기를 더 정제할 경우 특히 양호한 결과가 얻어진다.
세정할 실리콘 조각의 분획 크기 및 표면의 분진 오염 정도에 따라, 회전 또는 맥동 노즐 및 상이한 노즐 형상을 갖는 시판 고압 클리너가 고려될 수 있다.
다른 바람직한 구체예에서, 세정할 물질은 바람직하게는 분획 크기보다 다소 작은 메시 폭을 갖는 분진 침투성 스크리닝 직물을 포함하는 콘베이어 벨트에 의하여 또는 진동 트로프 상에서 운반된다. 이들 콘베이어 유닛에서 Si 조각에 대하여 다양한 위치, 구성 및 배향을 갖는 대형 고동력 노즐 및 복수의 작은 노즐 모두 가능하다.
하나 이상의 회전 장치에 의하여 실리콘 물질의 배향을 자동으로 변화시키는 것이 특히 바람직하다.
실리콘 단편의 분진 제거는 드라이 아이스에 의하여 특히 바람직하게 실시된다.
드라이 아이스 세정은 고압 노즐을 통해 드라이 아이스 입자의 형태로 준비된 CO2를 블로잉함으로써 표면에 부착하는 입자를 제거한다. 외인성 입자 및 실리콘 분진 입자는 운동 에너지, 열 충격 작용 및 승화 효과의 조합에 의하여 실리콘 단편으로부터 탈착된다.
놀랍게도, (예컨대 Cold Jet사로부터) 시판되는 세정 장치는 저오염 물질이 장착되는 경우 이를 위해 사용될 수 있다는 것이 발견되었다.
플라스틱 라이닝이 드라이 아이스 저장 용기에 바람직하게 사용된다(예컨대 PU, PP 또는 PE).
장치가 드라이 아이스 블록으로 작동되는 경우, 약 영하 80℃의 온도에서 저온의 얼음 입자를 생성하기 위하여 내마모성 세라믹 또는 경금속으로 제조된 가공 도구가 바람직하게 사용된다.
외인성 입자에 의한 오염이 일어나지 않도록, 식품 등급 이산화탄소 기체를 베이스로 하는 초순수 드라이 아이스가 사용된다.
드라이 아이스 입자는 "저오염" 벤투리 노즐에서 1 내지 20 bar, 바람직하게는 3 내지 10 bar의 압력에서 정제 기체(여과된 압축 공기, CO2, 반도체 품질 질소와 같은 불활성 기체, 또는 이들의 혼합물)로 가속되고 이로부터 세정할 실리콘 표면에 2 m/s 초과, 바람직하게는 10 m/s 초과, 특히 바람직하게는 100 m/s 초과의 속도로 블로잉된다.
따라서, 드라이 아이스 세정은 나중에 폴리실리콘 상에 잔류물을 남기지 않는다. 물질은 또한 건조하게 남아있다. 습식 화학법에서와 같은 수고스러운 건조가 필요하지 않다.
얼음 소비는 노즐 구성 및 압력 범위에 따라 달라진다.
다른 바람직한 구현예는 압축 공기에 의한 분진 제거 및 드라이 아이스에 의한 분진 제거를 조합하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 제조 방법을 이용함으로써, 예컨대 심지어 다량의 분진을 생성하는 파쇄 및 분류 장치를 사용하는 것도 가능하므로 제조에 있어 상당한 비용이 절감될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 폴리실리콘의 다공성 또는 치밀성 단편에 한정되지 않으며, 다른 폴리실리콘 생성물로부터의 분진, 예컨대 과립 또는 소위 컷 로드 또는 부유존/Czochralski 로드를 제거하기 위해 사용될 수도 있다.
이제 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더 상세히 설명하기로 한다.
실시예
복수의 폴리실리콘 막대를 파쇄기를 이용하여 상이한 크기의 단편으로 파쇄하고 분류하였다. 미세 물질을 스크리닝에 의하여 분리하였다.
특히 낮은 금속 값을 얻기 위하여, 생성물과 접촉하는 파쇄기 및 분류 장치 내 모든 시스템 부품을 플라스틱 또는 실리콘과 같은 저오염 물질 또는 도자기, 석영 또는 경금속과 같은 다른 내마모성 물질을 사용하여 제조하였다.
물질을 분획 크기 4의 표적 크기로 파쇄하였으나, 모든 다른 크기의 단편도 형성되었다.
이어서, 복수의 샘플을 여러 분류 단편 크기 분획으로부터 무작위로 취하고 여기에 부착하는 분진 및 금속을 측정하였다.
부착하는 실리콘 입자의 측정을 위해, 중량이 100 g을 초과하는 복수의 단편을 취하고 깨끗한 스크리닝 튜브(메시 폭 160 ㎛)에 넣고 입자를 수조에서 분리하였다. 이후 수조내 입자의 수 및 크기를 Beckman Coulter LS 13320을 시용하여 레이저 회절에 의하여 중량을 달아 넣은 실리콘 샘플에 대하여 측정하였다.
표면 금속의 측정을 위하여, 마찬가지로 복수의 샘플 조각을 무작위로 취하고 실리콘 표면의 화학 스트립핑 및 이어서 ICPMS에 의한 스트립핑된 용액의 분석에 의하여 금속 오염을 측정하였다.
결과는 표 1 내지 4에 나타낸다:
특히 작은 분획 크기에 대하여 높은 분진 값이 발견되었다.
다른 한편, 금속 값은 중간 수준인데, 이것은 저오염 처리로 인한 것이다.
표 1은 분획 크기 4에 대한 분진 값을 나타낸다.
오염은 ppmw로 각각 관찰된 여러 최대 입도에 대하여 나타낸다.
표 1 - 분획 크기 4 - 분진 [ppmw]
Figure pat00001

표 2는 분획 크기 3에 대한 분진 값을 ppmw로 나타낸다.
오염은 ppmw로 각각 관찰된 여러 최대 입도에 대하여 나타낸다.
표 2 - 분획 크기 3 - 분진 [ppmw]
Figure pat00002

표 3는 분획 크기 2에 대한 분진 값을 ppmw로 나타낸다.
오염은 ppmw로 각각 관찰된 여러 최대 입도에 대하여 나타낸다.
표 3 - 분획 크기 2 - 분진 [ppmw]
Figure pat00003

표 4는 분획 크기 1에 대한 분진 값을 ppmw로 나타낸다.
오염은 ppmw로 각각 관찰된 여러 최대 입도에 대하여 나타낸다.
표 4 - 분획 크기 1 - 분진 [ppmw]
Figure pat00004

표 5는 분획 크기 0에 대한 분진 값을 ppmw로 나타낸다.
오염은 ppmw로 각각 관찰된 여러 최대 입도에 대하여 나타낸다.
표 5 - 분획 크기 0 - 분진 [ppmw]
Figure pat00005

표 6는 분획 크기에 따른 금속 값을 pptw로 나타낸다.
표 6:
Figure pat00006

실시예 1:
본 발명에 따른 방법을 실리콘 단편에 적용하였다.
0 내지 4의 분획 크기 분포를 갖는 복수의 100 g 단편을 각각 취하여 시판되는 분획 크기보다 다소 작은 메시 폭 (메시 폭의 크기: 바람직하게는 해당 분획 크기의 길이 하한의 약 50%)을 갖는 플라스틱 스크린 상에 1 내지 10초 동안 기계적으로 재배치하면서 수동 노즐을 사용하여 0.1 ㎛ 입자 필터로 정제된 오일 불포함 건조 압축 공기를 본 발명에 따라 블로잉하였다.
압력은 약 5 bar였고, 노즐(개구부 단면적 약 1　mm2)에서 공기 배출 속도는 10　m/s를 초과하였다.
이어서 무작위로 선택된 샘플 조각에서 분진 오염 및 텅스텐 농도를 측정하였다.
모든 분획 크기에 대하여, 부착하는 분진의 입도를 평균 2 펙터 이상 감소시킬 수 있었다.
결과는 W 원소의 모니터링에 의하면 표면 금속 오염 또한 약간 감소됨을 나타낸다. 금속 오염은 기본적으로 표 6에 따르면 중간 수준이다.
그러나, 분진 제거는 또한 놀랍게도 금속 수준을 약간 감소시키는데, 이것은 텅스텐 원소를 모니터링함으로써 알 수 있다. 텅스텐에 대하여 120 pptw가 확인되었다.
표 7는 실시예 1의 모든 분획 크기에 대한 분진 값을 ppmw로 나타낸다.
상당히 개선되었음을 알 수 있다.
SEM 이미지 (도시되지 않음)는 단위 면적당 보이는 부착 Si 입자의 양이 감소되었음을 확인해준다.
표 7:
Figure pat00007

실시예 2:
실시예 1과 유사한 절차를 실시하였고, 복수의 100 g 조각을 여러 Si 분획 크기 분포 각각으로부터 취하여, 분획 크기 0 내지 4를 상기 개시한 바와 같이 저오염 방식으로 생성하고 드라이 아이스로 본 발명에 따라 분진 제거하였다.
드라이 아이스 처리율을 1 kg/분으로 하여 ColdJet사로부터 시판되는 이동형 장치(Aero형)를 이에 사용하였다.
드라이 아이스는 단지 몇 ppta의 금속(Fe, Cr, Ca 등) 오염을 가진다.
이어서 다결정질 단편을 분획 크기보다 다소 작은 메시 폭(해당 분획 크기의 길이 하한의 약 50% 크기)을 갖는 PU 플라스틱 스크린 상에서 손으로 수동 재배치하고 1 내지 10초 동안 평면형 노즐을 사용하여 블로잉하였다.
노즐 개구부 단면은 길이가 수 cm, 폭이 수 mm였다.
분획 크기에 따라, 압력은 1 내지 10 bar, 공기 배출 속도는 노즐에서 10 m/s를 초과하였다.
더 작은 분획 크기에 대해서는, 장치의 압력 또는 파워를 감소시켜 분진 제거를 실시하였다.
이어서 무작위로 선택된 샘플 조각에서 분진 오염 및 금속을 다시 측정하였다.
모니터 원소로서 텅스텐을 사용하여 다시 측정하면 압축 공기에 의한 세정에 대하여 금속을 조금 더 개선시킬 수 있었다.
또한, 모든 분획 크기에 대하여, 모든 입도가 (기준 실시예에 비교하여) 3 펙터 이상 감소된다.
표 8은 실시예 2의 모든 분획 크기에 대한 분진 값을 ppmw로 나타낸다.
표 8:
Figure pat00008

금속 오염은 중간 수준이다.
표 9는 실시예 1 (압축 공기), 실시예 2 (드라이 아이스)에 대한 텅스텐 농도 및 기준으로서 저오염 처리 후 그러나 분진 제거를 하지 않은 값(표 6 참조)을 각각 pptw로 나타낸다.
환경 및 취급에 의한 오염은 여기서 배제될 수 있으므로 비교를 위해 텅스텐을 별도로 나타낸다.
표 9:
Figure pat00009

비교예 1:
비교예에서, DE 10 2006 035 081 A1호와 유사한 방법에 의하여, 치밀하게 침착시킨 비다공성 폴리-Si를 파쇄하고, 분류하고, 화학적으로 세정하고, PE 백에 충전하여, 분석을 위해 운반하였다. 따라서, 습식 화학 세정을 비교예에서 실시한다.
이어서 크기 4의 샘플 조각을 다양한 PE 백으로부터 무작위로 취하고, 분진 오염 및 금속을 측정하고 SEM 이미지를 얻었다.
이 경우, 모든 분진 값(표 11 참조)은 검출 한계에 있는 것으로 확인된다. 금속 값(표 10 참조)은 실시예 1 및 2(표 6 참조)에서보다 현저히 낮다.
표 10는 비교예에 대한 금속 값을 pptw로 나타낸다.
표 10:
Figure pat00010

표 11는 비교예에 대한 분진 값을 ppmw로 나타낸다.
표 11:
Figure pat00011

본 발명에 따른 방법에 의해서보다 습식 화학 세정으로부터 현저히 양호한 금속 값이 얻어지는 것을 알 수 있다.
그러나, 노동과 비용이 많이 드는 습식 화학 처리를 필요로 하지 않을 수 있는 특히 경제적인 다결정질 실리콘을 제공하는 것이 본 발명의 목적이었다.
본 발명자들은, 금속 오염이 허용가능한 중간 수준 범위인 한, 많은 분야에서 실리콘 분진이 금속 오염보다 더 중요하다는 것을 발견하였다. 낮은 청정실 등급과 조합하여 특히 까다로운 적용예를 위한 저오염 가공에 의하여 및 본 발명에 따른 분진 제거에 의하여 이것을 달성하는 것이 가능하였다.
발명의 효과
따라서, 본 발명은 분진 함량이 매우 낮고 많은 분야에서 허용가능한 정도인 금속 오염을 갖는 현저히 더 경제적인 다결정질 실리콘을 제공한다.

Claims (30)

  1. 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 10 내지 40 mm인 다결정질 실리콘으로서, 실리콘 분진 입자 함량이 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 14 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 3 ppmw 미만인 것을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 100 ppbw 이하인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  2. 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 20 내지 60 mm인 다결정질 실리콘으로서, 실리콘 분진 입자 함량이 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 14 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 3 ppmw 미만인 것을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 100 ppbw 이하인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  3. 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 45 mm를 초과하는 다결정질 실리콘으로서, 실리콘 분진 입자 함량이 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 14 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 3 ppmw 미만인 것을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 100 ppbw 이하인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  4. 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 3 내지 15 mm인 다결정질 실리콘으로서, 실리콘 분진 입자 함량이 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 45 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 30 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 20 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만인 것을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 1 ppmw 이하인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  5. 다결정질 실리콘 단편을 함유하고 상기 단편 중 90% 이상의 크기가 0.5 내지 5 mm인 다결정질 실리콘으로서, 실리콘 분진 입자 함량이 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 70 ppmw 미만, 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 62 ppmw 미만, 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 60 ppmw 미만 및 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 40 ppmw 미만인 것을 특징으로 하고, 또한 표면 금속 불순물이 0.1 ppbw 이상 10 ppmw 이하인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 불순물의 금속이 Fe, Cr, Ni, Na, Zn, Al, Cu, Mg, Ti, W, K, Co 및 Ca로 이루어지는 군에 속하는 것인 다결정질 실리콘.
  7. 제1항에 있어서, 표면 철 불순물이 0.01 ppbw 내지 50 ppbw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  8. 제7항에 있어서, 표면 텅스텐 불순물이 0.01 ppbw 내지 50 ppbw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  9. 제3항에 있어서, 표면 철 불순물이 0.01 ppbw 내지 10 ppbw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  10. 제9항에 있어서, 표면 텅스텐 불순물이 0.01 ppbw 내지 50 ppbw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  11. 제4항에 있어서, 표면 철 불순물이 0.01 ppbw 내지 500 ppbw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  12. 제11항에 있어서, 표면 텅스텐 불순물이 0.01 ppbw 내지 500 ppbw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  13. 제5항에 있어서, 표면 철 불순물이 0.01 ppbw 내지 1 ppmw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  14. 제13항에 있어서, 표면 텅스텐 불순물이 0.01 ppbw 내지 5 ppmw인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서 또는 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서 또는 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 1 ppmw 미만이고 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 5 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  17. 제4항에 있어서 또는 제11항 또는 제12항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 30 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  18. 제4항에 있어서 또는 제11항 또는 제12항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 20 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  19. 제4항에 있어서 또는 제11항 또는 제12항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 15 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  20. 제4항에 있어서 또는 제11항 또는 제12항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 5 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  21. 제5항에 있어서 또는 제13항 또는 제14항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 400 ㎛ 미만의 입도에 대하여 40 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  22. 제5항에 있어서 또는 제13항 또는 제14항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 50 ㎛ 미만의 입도에 대하여 30 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  23. 제5항에 있어서 또는 제13항 또는 제14항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 10 ㎛ 미만의 입도에 대하여 25 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  24. 제5항에 있어서 또는 제13항 또는 제14항에 있어서, 실리콘 분진 입자 함량이 1 ㎛ 미만의 입도에 대하여 10 ppmw 미만인 것을 특징으로 하는 다결정질 실리콘.
  25. 지멘스(Siemens) 반응기에서 얇은 막대 상에 침착된 다결정질 실리콘을 단편으로 파쇄하고, 상기 단편을 약 0.5 mm 내지 45 mm 초과의 크기 등급으로 분류하고, 상기 실리콘 단편을 압축 공기 또는 드라이 아이스로 처리하여 습식 화학 세정 없이 단편으로부터 실리콘 분진을 제거하는 것을 포함하는 제1항의 다결정질 실리콘의 제조 방법.
  26. 다결정질 실리콘으로부터 실리콘 분진을 제거하기 위하여 임의의 습식 화학 처리 없이 압축 공기 또는 드라이 아이스에 의하여 과립 형태 또는 막대, 막대 조각 또는 단편의 형태로 제공되는 다결정질 실리콘으로부터 분진을 제거하는 방법.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 실리콘을 저오염 도구를 사용하여 단편으로 파쇄하고, 분류하고, 분진 제거하는 방법.
  28. 제25항 또는 제26항에 있어서, 압축 공기 또는 드라이 아이스를 이용한 처리는 1 내지 50 bar의 압력에서 실시되는 것인 방법.
  29. 제25항 또는 제26항에 있어서, 압축 공기 또는 드라이 아이스를 이용한 처리는 2 m/s 이상의 유속으로 블로잉하는 것으로 이루어지는 것인 방법.
  30. 제25항 또는 제26항에 있어서, 압축 공기 또는 드라이 아이스를 이용한 처리는 0.01 내지 2000 초 동안 실시되는 것인 방법.
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