TW201536435A - 清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置以及利用該製造裝置製造清淨化多結晶矽塊破碎物之方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種製造裝置，能夠藉由吹出的氣流更有效率地除去多結晶矽塊破碎後混入其中的金屬微粉或矽微粉等。這種清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置包括：輸送帶，最好是網狀，用以搬運多結晶矽塊破碎物；吹飛用氣流噴射器，設置於該輸送帶的移動面的上方，吹掉伴隨該多結晶矽塊破碎物的微粉；以及飛躍防止用網，設置於該網狀輸送帶的該移動面以及位於該移動面的上方的該吹飛用氣流噴射器之間，防止該多結晶矽塊破碎物過度彈跳。

Description

清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置以及利用該製造裝置製造清淨化多結晶矽塊破碎物之方法

本發明係有關於清淨化的多結晶矽塊破碎物的製造裝置，以及利用該製造裝置來製造清淨化的多結晶矽塊破碎物的方法。

半導體裝置或太陽能電池的製造當中所使用的矽晶圓片一般會使用西門子法製造的棒狀多結晶矽塊，然後藉由以下的方法製造而成。也就是，將矽塊在敲碎後分類出拳頭大小的碎片，將獲得的多結晶矽塊破碎物做為原料使用柴可拉斯基法產生圓柱狀的矽晶棒，再將這種矽晶棒切片研磨切削，獲得晶圓片。

敲碎上述的多結晶矽塊一般較多是以人力使用槌子來實施。又，為了產量更高地獲得多量的矽塊破碎物，也會使用通常是敲碎礦石用的被稱為顎式壓碎機的壓碎機等，來取代使用槌子的人力敲碎。在此，槌子的材質、或是做為顎式壓碎機的壓碎部並具有突起等的2片金屬板(顎)的材質雖然是含有碳化鎢(Tungsten Carbide)、鈦等的高硬度金屬，但也無法避免獲得的破碎物中有這些金屬微粉的混入。如果有這種金屬微粉的不純物殘留，就會成為柴可拉斯基法製造矽晶棒時 金屬污染的主因。

以上述的槌子或顎式壓碎機來打碎多結晶矽塊時，也會大量產生粒子徑小的多結晶矽的微粉(以下也稱為「矽微粉」)。這種多結晶矽微粉也有使破碎時的金屬污染更嚴重、以柴可拉斯基法製造矽晶棒時微粉難以溶解的問題，並且會使矽晶棒的生產力下降。因此，這種多結晶矽塊破碎物強烈需要去除因破碎而混入的金屬微粉或矽微粉等的微粉類。

另一方面，上述多結晶矽塊破碎後的分級例如使用以振動來進行篩選的振動篩選機(例如參照專利文獻1)、以旋轉的滾筒來篩選的分級機(例如參照專利文獻2)、或是將搬運破碎物的輸送帶做成網狀使得比網孔要小的粒子落下的滾動式分級機(例如參照專利文獻3)。然而，因為上述破碎而產生的微粉相當微小且比表面積大，會進入多結晶矽塊破碎物的複雜的間隙、附著在該破碎物的表面等，因此使用既有的分級機來分級無法高度地去除這些微粉。在這些步驟後，如果不使用特殊的蝕刻劑進行繁雜的蝕刻處理的話，就無法使獲得的破碎物充分地清淨化。

因此，為了除去混入上述多結晶矽塊破碎物中的微粉，也有一種方案是將壓縮空氣吹到該破碎物上(參照專利文獻4，請求項25、段落[0082]~[0088])。

先行技術文獻

專利文獻1：日本特表2009-532319號公報

專利文獻2：日本特開2004-91321號公報

專利文獻3：日本特開2012-62206號公報

專利文獻4：日本特開2012-46412號公報

藉由上述壓縮空氣來除去微粉的方法，僅揭示了在破碎後及/或分級後進行壓縮空氣的吹出，但完全沒有揭示在破碎後的分級、搬運線上要以怎樣的裝置構造來實施。因此，無法有效率地實施這種操作，無法簡單地達成將破碎物充分地清淨化。

有鑑於此，本發明的目的是提供一種製造裝置及製造方法，能夠在多結晶矽塊破碎後，用氣流吹動的方式有效率地去除混入的金屬微粉或矽微粉等的微粉。

本發明人等有鑑於上述問題而持續地進行研究。結果找出了解決上述問題的方法，也就是以輸送帶搬運多結晶矽塊破碎物時，在該輸送帶的輸送面的至少上方設置各吹飛用氣流噴射器，在該輸送帶的輸送面與設置於上方的吹飛用氣流噴射器之間設置多結晶矽塊破碎物的飛躍防止網，藉此完成本發明。

也就是，本發明提出一種清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，至少包括：a)帶式輸送機，搬運多結晶矽塊破碎物；b)吹飛用氣流噴射器，設置於該帶式輸送機的輸送帶的移動面的上方，吹掉伴隨該多結晶矽塊破碎物的微粉；以及c)飛躍防止用網，設置於該輸送帶的該移動面以及位於該移動面的上方的該吹飛用氣流噴射器之間，防止該多結晶矽塊破碎物過度彈跳。

本發明另一觀點提出一種清淨化多結晶矽塊破碎 物之製造裝置，至少包括：帶式輸送機，搬運多結晶矽塊破碎物；以及吹飛用氣流噴射器，設置於該帶式輸送機的輸送帶的移動面的上方或下方，吹掉伴隨該多結晶矽塊破碎物的微粉，其中該輸送帶是網狀。

本發明也提出一種清淨化多結晶矽塊破碎物的製造方法，包括：使用上述的清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，將氣流吹到載置於移動中的該輸送帶上的該多結晶矽塊破碎物上，將伴隨著該多結晶矽塊破碎物的該微粉去除。

根據本發明的多結晶矽塊破碎物的製造裝置，以輸送帶搬運多結晶矽塊破碎物時，藉由至少設置於輸送帶的移動面的上方的吹飛用氣流噴射器所吹出的氣流，能夠有效率地將伴隨破碎物的微粉吹掉，使多結晶矽塊破碎物清淨化。

此時，從上方吹出的氣流偏離地吹到載置於輸送帶上的多結晶矽塊破碎物的情況下，破碎物發生激烈彈跳的情況下會有跳出輸送帶外的危險性存在。然而，本發明的裝置中，在該輸送帶的移動面以及設置於上方的微粉的吹飛用氣流噴射器之間，設置了這種多結晶矽塊破碎物的飛躍防止用網，因此能夠適度地抑制彈跳，防止上述問題。又，帶式輸送機的輸送帶是網狀的多結晶矽塊破碎物的製造裝置中，網狀的輸送帶能夠使吹飛用氣流噴射器噴出的氣流通過，藉此防止多結晶矽塊破碎物過度彈跳的問題。一邊抑制過度彈跳，一邊將適當強度的氣流吹到多結晶矽塊破碎物上，藉此能夠使輸送帶上的多結晶矽塊破碎物產生需要的移動及旋轉。因為吹飛用氣流噴射器噴出的氣流能夠接觸到多結晶矽塊破碎物的表面全體，所 以這種多結晶矽塊破碎物的製造裝置能夠有效地除去微粉。

這種多結晶矽塊破碎物的製造裝置中，將帶式輸送機的輸送帶做成網狀，然後將伴隨著多結晶矽塊破碎物的微粉吹飛用的氣流噴射器也設置再該網狀的輸送帶的移動面的下方的情況下，藉由從網狀輸送帶的移動面下方吹上來的氣流，使得多結晶矽塊破碎物的移動或轉動變得活躍。藉此使得朝向破碎物噴出的氣流更能接觸到破碎物的全體。結果，微粉的除去效率，尤其是附著於多結晶矽塊破碎物的下面的微粉的除去效率提高。

在這種態樣中，藉由下方吹上來的氣流使多結晶矽塊破碎物的彈跳更激烈，因此在該輸送帶的移動面以及其上方的吹飛用氣流噴射器之間設置多結晶矽塊破碎物的飛躍防止用網，特別良好地發揮了防止破碎物往輸送帶外跳出的效果。而且，藉由這種飛躍防止用網，能夠防止多結晶矽塊破碎物被下方吹來的氣流吹到離輸送帶的移動面過高的位置，因此不會發生來自下方的氣流吹到破碎物的下面的強度減弱使微粉的除去效率降低的情形。

因此，根據本發明的裝置，能夠良好地減低多結晶矽塊破碎時產生的金屬微粉不純物或多結晶矽的微粉等微粉的混入，能夠容易地製造清淨化的多結晶矽塊破碎物。

1‧‧‧帶式輸送機

2‧‧‧輸送帶

2a‧‧‧移動面

3‧‧‧開口部

4‧‧‧多結晶矽塊破碎物

5‧‧‧微粉的吹飛用氣流噴射器

6‧‧‧微粉

7‧‧‧多結晶矽塊破碎物的飛躍防止用網

8‧‧‧多結晶矽塊破碎物的跳出防止用的垂直板

9‧‧‧排出口

10‧‧‧框體

11‧‧‧離子化氣流放出器

12‧‧‧吹飛用氣流噴射器的可動單元

13‧‧‧伸縮性支持軸

第1圖係顯示本發明的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置的概略代表態樣在帶式輸送機移動方向上的縱剖面圖。

第2圖係顯示第1圖的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置的A-A縱端面圖。

第3圖係顯示本發明的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置的另一代表態樣在帶式輸送機移動方向上的縱剖面圖。

第4圖係顯示第3圖的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置的A-A縱端面圖。

第5圖係顯示第3圖的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置中的帶式輸送機1的網狀輸送帶2的一部分的放大平面圖。

第6圖係顯示本發明的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置的另一代表態樣在帶式輸送機移動方向上的縱剖面圖。

第7圖係顯示上述第3圖的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置中，在比所有的微粉吹飛用氣流噴射器中設置在輸送帶的移動路線最上流者的更上流處，設置多結晶矽塊破碎物除電用的離子化氣流放出器的態樣的縱剖面圖。

本發明的製造裝置是一種對於以西門子法等製造出來的多結晶矽塊破碎物除去混入該破碎物的微粉藉以清淨化的裝置。在此，所謂西門子法是指將三氯氫矽或甲矽烷等的甲矽烷原料氣體接觸加熱的矽芯線，藉此在該矽芯線的表面以CVD(Chemical Vapor Deposition)法氣相成長出(析出)多結晶矽的方法。

打碎這種西門子法等製造的多結晶矽塊的會透過人力以槌子敲碎或使用顎式壓碎機等的機械來壓碎。當然，也可以將兩者組合，先用槌子大略地打碎多結晶矽塊，然後再用 用顎式壓碎機等的機械細粒地壓碎粗略的破碎物。

這些多結晶矽塊的破碎物有多結晶矽的微粉混入，有時候也有金屬微粉混入。上述槌子的材質或顎式壓碎機的壓碎部例如是碳化鎢(Tungsten Carbide)與做為結合劑的鈷混合燒結而成的超硬合金等的高硬度金屬。然而，因為這些金屬材質，除了主要成分的鎢、鈷外，還有鈦、鎳、鉻、銅等得金屬微粉的不純物容易與矽微粉一起混入上述多結晶矽塊的破碎物當中。這些微粉指的是能通過500μm的濾網的微小粒徑的粉末狀態。

以這種方式獲得的多結晶矽塊破碎物可以直接藉由本發明的裝置來清淨化，但多結晶矽塊破碎物因應用途而分類成各種粒度，因此分級後再進行清淨化為佳。具體來說，清淨化的多結晶矽塊破碎物分級在至少90質量%的累積長徑為2~160mm範圍內為佳。特別是，分類成至少90質量%的累積長徑為90~160mm的範圍內、至少90質量%的累積長徑為10~120mm的範圍內、至少90質量%的累積長徑為10~60mm的範圍內、或至少90質量%的累積長徑為2~10mm的範圍內等更佳。

這種分級能夠單獨或組合使用以振動來篩選的振動篩選機、以旋轉的滾筒來篩選的分級機、或是滾動式分級機等的習知分級機來實施。如上述的分級中，無法充分去除在敲碎多結晶矽塊時所產生的金屬微粉或矽微粉。本發明的裝置將這種微粉混入的多結晶矽塊的破碎物當作被處理物，有效率地除去這些微粉。以下，關於本發明的清淨化的多結晶矽塊破碎 物，將參照第1~2圖(兩者顯示代表態樣的概略縱剖面圖)來說明。

也就是說，在第1~2圖的裝置中，1是多結晶矽塊破碎物的帶式輸送機，輸送帶2在本裝置內幾乎水平方向的移動。此輸送帶2的上面載置多結晶矽塊破碎物4。

輸送帶2的材質沒有特別限制，金屬製或樹脂製皆可，但以污染少的樹脂製為佳，考量機械強度或耐久度的話，氟化碳樹脂、或者是這種樹脂與玻璃纖維、醯胺纖維、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等的混合樹脂製特別佳。又，也可以用氟化碳樹脂在這些樹脂上鍍膜。

將微粉吹飛用的氣流噴射器5設置於輸送帶2的移動面的上方。吹飛用氣流噴射器5在輸送帶2的移動面的上方也可以相對於輸送帶2的移動方向僅設置1個位置，但為了提高微粉6的除去效率，分別設置在2個以上的位置為佳。吹飛用氣流噴射器5在輸送帶2的移動方向上的設置位置，以能吹出氣流到輸送帶的寬度方向全區域為佳。以單獨的噴嘴難以達成上述要求，因此噴嘴在輸送帶2的寬度方向上設置複數個來達成上述要求為佳。又，從這個觀點看來，吹飛用氣流噴射器5具備噴嘴管(用以將複數個噴嘴安裝在供給氣流的母管的長度方向上)，或者是具備狹縫噴嘴管(用以將相同的複數個氣流噴出的狹縫開口)是較佳態樣。

將吹飛用氣流噴射器5相對於輸送帶的寬度方向只設置1個位置或少數個位置，從這些設置位置氣流只能吹到輸送帶寬度方向的一部分區域時，也可以做成該吹飛用氣流噴 射器5在氣流吹出期間能在輸送帶2的寬度方向上移動的構造，使氣流能夠吹到輸送帶的寬度方向的全部區域。也就是說，第2圖是第1圖的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置中的A-A線縱端面圖，吹飛用氣流噴射器5在輸送帶2的移動方向上雖然設置在3個不同的位置，但任一者在輸送帶的寬度方向上都設置於相對於輸送帶行進方向的左端。然而，在這個裝置中，各吹飛用氣流噴射器5設置在伸縮性支持軸13的前端，伸縮性支持軸13是從與帶式輸送機一起設置的吹飛用氣流噴射器5的可動單元12往水平方向延伸而出。藉由此伸縮性支持軸13往水平方向延伸，吹飛用氣流噴射器5的氣流就能在輸送帶的寬度方向上改變位置而吹到右端。

吹飛用氣流噴射器5在輸送帶2的寬度方向上的移動以較快的速度移動為佳，使得移動中的輸送帶2上的多結晶矽塊破碎物在吹飛用氣流噴射器5到達之前不會移動到超出氣流吹到的範圍。又，吹飛用氣流噴射器5在輸送帶2的寬度方向上來回移動為佳，在這種情況下，各吹飛用氣流噴射器5以開始時與返回後的氣流吹到的範圍會產生重疊的速度來回移動為佳。

從破碎微粉的吹飛用的氣流噴射器5噴射而出的氣流可以舉出清淨的空氣以外，還有例如氦、氮等的非活性氣體。

本發明較佳的態樣是，多結晶矽塊破碎物的製造裝置中，上述帶式輸送機的輸送帶2是網狀，將伴隨著多結晶矽塊破碎物4的微粉吹飛用的氣流噴射器5不只設置在輸送帶 的移動面上方，也設置在下方。這樣一來，微粉的除去效率，特別是附著於多結晶矽塊破碎物的下面的微粉的除去效率會提高。關於此態樣，將參照顯示概略內容的第3~6圖來做說明。輸送帶2如第5圖的放大平面圖所示為網狀，其剖面的上下方向形成有多個開口部3，做為網孔。

開口部3的尺寸需要比載置於其上的多結晶矽塊破碎物4的粒度更小。載置於輸送帶2的上面的多結晶矽塊破碎物4為至少90質量%的累積長徑90~160mm的範圍內的情況下，輸送帶2的開口部尺寸為10~80mm為佳。多結晶矽塊破碎物4為至少90質量%的累積長徑10~120mm的範圍內的情況下，輸送帶2的開口部尺寸為2~8mm為佳。多結晶矽塊破碎物4為至少90質量%的累積長徑10~60mm的範圍內的情況下，輸送帶2的開口部尺寸為2~8mm為佳。多結晶矽塊破碎物4為至少90質量%的累積長徑2~10mm的範圍內的情況下，輸送帶2的開口部尺寸為0.5~1.5mm為佳。

微粉的吹飛用氣流噴射器5不只設置在輸送帶2的移動面的上方，也設置在下方的情況下，這種吹飛用氣流噴射器5在輸送帶2的移動方向上也可以不只設置在1個位置，而是設置在2個以上的位置。

本發明中，微粉的吹飛用氣流噴射器5如第6圖的縱剖面圖所示，設置在網狀輸送帶的移動面的上方及下方，且同時相對於行走方向上設置於同一個位置為佳。在這個情況下，能夠縮短清淨化裝置的移動距離，能夠使裝置縮小，此外藉由來自上方的氣流的吹出，能夠抑制多結晶矽塊破碎物浮 起，也能夠有效率地進行清淨化。將吹飛用氣流噴射器5設置在輸送帶2的移動面上方及下方，並且設置在輸送帶的移動方向上的2個位置以上的情況下，至少有一組吹飛用氣流噴射器5像這樣上方與下方設置在同一個位置為佳，剩下的可以設置在彼此不同的位置。

在本發明中，微粉的吹飛用氣流噴射器5的特別好的設置態樣是，如前述第3圖的縱剖面圖所示，在輸送帶2的移動方向上的上流處設置在上方，在下流處設置在下方，然後再更下流處再次設置在上方，總共至少設置3個位置。也就是說，關於氣流吹到載置於輸送帶2的各個多結晶矽塊破碎物4上將微粉6除去這點，比起來自上方的氣流，要抵抗重力往上吹的來自下方的氣流的除去效率比較低。因此，先從上方吹出氣流將附著於該破碎物4的上面的微粉吹掉去除，再從下方吹出氣流將附著於該破碎物4的下面的微粉吹掉去除，並藉由來自下方的氣流的力量，使該破碎物4在輸送帶2上翻轉過來，改變載置面，之後再從上方吹出氣流，將殘留於該破碎物4的新的上面的微粉6吹掉去除。藉由來自上方較強的氣流來吹，能夠對破碎物全面高度清淨化，較為合適。

再加上，在這種態樣中，分別配置於上方、下方、上方的各個吹飛用氣流噴射器5的設置間隔，因應要清淨化的多結晶矽塊破碎物6的粒度，而在輸送帶2的移動方向上適度的接近的情況下，該破碎物在載置於輸送帶2的狀態下，兩側分別受到來自上方及下方的相反方向的氣流的吹動。這樣一來，破碎物6會在輸送帶的移動面上轉動，使微粉的除去效率 更好，因此是最佳態樣。為了施加旋轉力到多結晶矽塊破碎物6上，在上方及下方彼此靠近的吹飛用氣流噴射器的設置間隔可以因應要清淨化的多結晶矽塊破碎物的粒徑而適當地調整。合適的設置間隔的下限是該多結晶矽塊破碎物6的平均長徑的0.3倍(特別是0.5倍更適合)的長度以及10mm的長度之中較長的一者。另一方面，合適的設置間隔的上限是該多結晶矽塊破碎物6的平均長徑的2.0倍(特別是1.8倍更適合)的長度以及50mm的長度之中較長的一者。上述多結晶矽塊破碎物的平均長徑是指從多結晶矽塊破碎物中隨機選出300個，將它們的長徑以游標卡尺測量後求得的平均值。

上述吹飛用氣流噴射器5相對於輸送帶2的移動面的設置高度可以因應噴射的氣流的強度以及微粉的除去效率來適當設定。一般來說，從移動面算起的設置高度的下限在該多結晶矽塊破碎物6的90質量%的累積長徑的0.3倍(特別是0.5倍更適合)的高度位置以及10mm的高度位置之中較高的一者。另一方面，合適的設置高度的上限在該多結晶矽塊破碎物6的平均長徑的2倍(特別是1.5倍更適合)的高度位置以及50mm的高度位置之中較高的一者。上述多結晶矽塊破碎物的90質量%的累積長徑是指從多結晶矽塊破碎物中隨機選出300個，從電子天秤的重量測量以及游標卡尺的長度測量中求出累積質量在90%的值。

如前述，關於氣流的吹動，因為來自下方的氣流的微粉除去效率較低，因此吹飛用氣流噴射器5中設置在下方者比設置在上方者更靠近輸送帶2為佳。

再加上，在第1~7圖的裝置中，上述輸送帶2的移動面與設置於其上方的吹飛用氣流噴射器5之間，更設置有多結晶矽塊破碎物4的飛躍防止用網7。藉由此飛躍防止用網7，能夠防止吹飛用氣流噴射器5噴出的氣流使得該破碎物4過度地彈跳而跳出此輸送帶外。又，有時候當該破碎物4彈跳到高的位置，來自下方氣流噴射器5的氣流變得無法到達破碎物4，而使得附著於破碎物4的下面的微粉6的除去效率下降，但藉由飛躍防止用網7的設置，就能防止這種狀況。破碎物4的彈跳會因為設置於輸送帶2下方的吹飛用氣流噴射器5噴出的氣流而更激烈，然而就算如前述將吹飛用氣流噴射器5僅設置在輸送帶2的上方，也會某種程度發生氣流偏向吹到破碎物4的情況。因此，設置飛躍用防止網7來防止破碎物4的彈跳，從防止破碎物彈出上述輸送帶外的觀點來看是相當有意義的。

這種飛躍用防止網7的開口部的尺寸或開口率的網特性與上述網狀輸送帶2的情況相同。例如，網狀輸送帶2或飛躍用防止網7的開口率能夠是30~85%。又，材質可以是金屬製及樹脂製任一者，樹脂製具體來說特別是氟化碳樹脂等為佳。

飛躍用防止網7的設置位置在輸送帶2的移動面2a與上述上方的吹飛用氣流噴射器5的設置高度之間可適當設定，能夠充分達成防止多結晶矽塊破碎物4過度彈跳且保持較高的除去附著在破碎物4的下方的微粉6的效率的目的即可。吹飛用氣流噴射器5設置在該適當的設置高度的下限時，飛躍用防止網7鄰接其下方而設置，所以實質上是相同高度。 相對於輸送帶2的移動面2a，吹飛用氣流噴射器5設置在比多結晶矽塊破碎物6的90質量%的累積長徑的1.5倍高度位置及50mm高度位置中的較高者更高的位置時，飛躍用防止網7設置在到這個高度為止的位置為佳。

本發明的裝置除了設置飛躍用防止網7於上述輸送帶2的移動面2a與上方的吹飛用氣流噴射器5之間以外，為了防止多結晶矽塊破碎物4彈跳到輸送帶外，在輸送帶的兩側部附近沿著該側邊立設跳出防止用的垂直板8為佳。

又，如第7圖所示，本發明的清淨化的多結晶矽塊破碎物的製造裝置中，設置於輸送帶2的上方及下方的全部的上述吹飛用氣流噴射器5當中，在比設置在該輸送帶的移動方向的最上流更上流處，設置多結晶矽塊破碎物除電用的離子化氣流放出器11為佳。也就是說，混入多結晶矽塊破碎物的微粉多帶有靜電，在這個情況下即使氣流吹到破碎物上也不容易吹掉，因此預先曝露於離子化氣流中進行除電的話效果較佳。離子化氣流放出器例如電暈放電式、電漿放電式等，並沒有特別限制。

這種離子化氣流放出器11設置於輸送帶2的上方及下方中的任一者皆可，但設置於上方較佳。這些離子化氣流噴射器11的設置，以吹出的離子化氣流會遍及移動的輸送帶、2的寬度方向的整個領域為佳。

以上說明的本發明的製造裝置中，吹飛用氣流噴射器5的設置部位以及從噴射器噴出的氣流接觸到輸送帶2部分收容於壁部具有排氣口9的框體10內為佳。也就是說，被 吹出的氣流從多結晶矽塊破碎物6除去並往上飛的微粉6，被吸引到框體10內的排氣口9，不污染到裝置設置的室內環境為佳。排氣口9設置在框體10的任一個壁部皆可，一般設置在頂部壁面或底部壁面為佳。

接著，將說明使用本發明的裝置來製造清淨化的多結晶矽塊破碎物的方法。也就是說，使用本發明的裝置，對載置於帶式輸送機1的輸送帶2的多結晶矽塊破碎物4，吹出來自設置於輸送帶2的上方，或因應需要也設置於輸送帶2的下方的吹飛用氣流噴射器5的氣流，能夠有效率的除去微粉6，簡單地製造出清淨化的多結晶矽塊破碎物。

在這個製造方法中，帶式輸送機1的輸送帶2的移動速度為1~15m/min為佳，2~9m/min更佳。載置於輸送帶2的上面多結晶矽塊破碎物4的總體密度會因粒度分布而異，但一般來說，0.5~1.5g/cm³、0.7~1.2g/cm³較佳。

吹飛用氣流噴射器5噴射的氣流以每單位面積(mm²)的噴射口有8~82L/min的氣流噴出量為佳，16~60L/min更佳。噴射的氣流溫度以20~25℃較為一般，氣流噴射的條件在這種合適的範圍內能夠良好地除去微粉6。

使用此方法本發明的裝置設置有上述離子化氣流放出器11的情況下，此離子化氣流的放出方法並沒有特別限制，為了對多結晶矽塊破碎物6充分地除電，能夠適當地將脈衝方式組合進DC型或AC型等來實施。

這種清淨化的多結晶矽塊破碎物高度地減低了金屬粉不純物或多結晶矽的微粉的含有量，因此也可以將它們做 為柴可拉斯基法產生的矽晶棒的生成原料來使用。將獲得的矽晶棒切片來製造使用於半導體裝置中的晶圓片的情況下，追求更高的純度時，多結晶矽塊破碎物也可以再進行蝕刻處理。

第1圖至第7圖所示的清淨化多結晶矽塊破碎物的製造裝置中，吹飛用氣流噴射器5的數目及配置、是否將輸送帶2做成網狀、是否設置飛躍用防止用網7等的個別的態樣，可以因應要清淨化的對象，也就是多結晶矽塊破碎物的尺寸或被要求的清淨化程度而適當地選擇。例如，即使採用網狀的輸送帶2也能只在輸送帶2的上方設置吹飛用氣流噴射器5。又，採用網狀的輸送帶2就能夠適當防止多結晶矽塊破碎物伴隨氣流噴射而過度彈跳的情況下，也有不設置飛躍用防止網7的態樣。

網狀的輸送帶2及飛躍用防止用網7的形狀只要讓吹飛用氣流噴射器5所噴射的氣流至少一部分通過的話，並沒有特別限定。本發明的裝置例如組合飛躍用防止用網7與輸送帶2，形成延伸於輸送方向的籠狀的運輸路徑，對在籠中搬運的多結晶矽塊破碎物吹出氣流。本發明的裝置也可以是飛躍用防止用網與輸送帶一起移動於輸送方向的態樣。將吹飛用氣流噴射器5配置於輸送帶2的移動面2a的上方或下方的態樣含有將吹飛用氣流噴射器5配置於移動面2a的斜上方或斜下方的態樣。將吹飛用氣流噴射器5配置於移動面2a的上方的態樣含有從側面對輸送帶2上的多結晶矽塊破碎物吹出氣流的態樣。

[實施例]

以下，透過實施例及比較例更詳細說明本發明。本發明並不限定於這些例子。本發明的各物理特性將用以下的方法來評價。

(1)表面金屬濃度分析

表面金屬濃度分析將多結晶矽塊破碎物的表面分解除去，以感應結合電漿質量分析(ICP-MS)來定量分析樣品中的各金屬元素。

(2)表面微粉濃度分析

將約1kg的多結晶矽塊破碎物放入2L的燒杯，再加入1L的超純水使該多結晶矽塊破碎物完全浸入。緩慢地左右搖晃燒杯，讓多結晶矽塊破碎物表面完全與超純水接觸，使得表面上的微粉浮游在超純水中。將得到的微粉的浮游液以500μm的濾網濾過之後，再以1μm的濾紙收集該微粉。收集微粉的濾紙放到110℃的乾燥庫乾燥12小時以上，用收集微粉前後的濾紙的質量差來算出微粉的質量，使用本分析中所用的多結晶矽塊破碎物的質量來算出微粉濃度。

實施例1

使用第3圖及第4圖所示的裝置，實施多結晶矽塊破碎物的清淨化。提供處理的多結晶矽塊破碎物是將西門子法製造的直徑120~140mm的棒狀的多結晶矽塊，以具有超硬合金齒的壓碎機壓碎成110mm以下的粒子徑(長徑)，再藉由分級裝置分級出平均粒徑30mm的8~50mm的長徑範圍的小片。又，分級品的90質量%的累積長徑是38mm。

在此，第3圖及第4圖的裝置中，輸送帶2是醯 胺樹脂纖維的氟化碳樹脂被覆製，網狀的開口部尺寸為4mm。又，微粉6的吹飛用氣流噴射器5在輸送帶的移動方向的上流處設置於上方，在下流處設置於下方，在更下流處再次設置於上方，各吹飛用氣流噴射器5在輸送帶移動方向上的間隔設定為50mm。又，設置於上方的各吹飛用氣流噴射器5相對於輸送帶2的移動面2a的高度是相對於輸送帶2有55mm間隔的位置。同樣地，設置於下方的各吹飛用氣流噴射器5相對於輸送帶2的移動面2a的高度是相對於輸送帶2有10mm間隔的位置。又，輸送帶2的兩端的內側垂直設置有防止多結晶矽塊破碎物跳出用的垂直板8，兩個對向的垂直板8的間隔為100mm，中間的部分做為多結晶矽塊的載置部分來使用。

在第3圖及第4圖的裝置中，飛躍用防止網7是氟化碳樹脂製，具有橫跨移動的輸送帶的寬度方向的整個領域的寬度，以及幾乎達到移動路徑的全長的長度。而網孔的開口尺寸是3mm，開口率是72%。設置位置在輸送帶2的移動面2a與上方的吹飛用氣流噴射器5之間，是從該輸送帶2的移動面2a往上方50mm高的位置。

接著，全部的吹飛用氣流噴射器5所噴出的氣流會調整在每單位面積(mm²)的噴射口有16.4L/min的流量，將1.5kg的上述的多結晶矽塊破碎物以0.8g/cm³的總體密度載置於第3圖所示的裝置中的帶式輸送機1的輸送帶2的上面。之後，以3m/min的速度移動輸送帶2，進行微粉除去處理。關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

實施例2

全部的吹飛用氣流噴射器5所噴出的氣流會調整在每單位面積(mm²)的噴射口有32.3L/min的流量以外，其餘與實施例1相同。關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

實施例3

全部的吹飛用氣流噴射器5所噴出的氣流會調整在每單位面積(mm²)的噴射口有58.6L/min的流量以外，其餘與實施例1相同。關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

實施例4

在第3圖及第4圖所示的裝置中，使用第7圖所示的裝置，也就是在比設置於輸送帶2的移動方向最上流的上方的吹飛用氣流噴射器更上流的位置，設置電暈放電式的離子產生器來做為離子化氣流放出器，以DC型來放出離子化氣流，除此之外與實施例1相同。關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

實施例5

在第3圖及第4圖所示的裝置中，將設置於網狀輸送帶2的移動方向最下流的上方的吹飛用氣流噴射器拿掉，將吹飛用氣流噴射器在上方及下方的錯開位置各設置1個，除 此之外與實施例1相同。關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

實施例6

做為清淨化的多結晶矽塊破碎物的製造裝置，取代第3圖及第4圖所示的裝置，而使用第6圖的裝置，也就是設置於上方及下方的吹飛用氣流噴射器共同位於網狀輸送帶的移動方向上的同一位置，除此之外與實施例1相同。關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

實施例7

在第3圖及第4圖所示的裝置中，使用非網狀且沒有開口部的扁平帶來做為輸送帶2，分別拿掉設置於該輸送帶2的移動方向最下流的上方的吹飛用氣流噴射器以及設置於該處上流的下方的吹飛用氣流噴射器，僅保留設置於最上流的吹飛用氣流噴射器，除此之外與實施例1相同。關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

實施例8

清淨化的多結晶矽塊破碎物的製造裝置中，如第1圖及第2圖所示，輸送帶2是沒有開口部的扁平帶，吹飛用氣流噴射器5僅設置在輸送帶2的上方。此裝置中的吹飛用氣流噴射器5在上述輸送帶2的上方，相對於移動方向上不同的位置設置於3處，如第2圖所示，各個相對於移動方向的位置中， 僅各設置一個於相對於輸送帶的寬度方向上的左端(多結晶矽塊破碎物的跳出防止用的垂直板8中設置在左側者的內側)。然而，吹飛用氣流噴射器5連接到與帶式輸送機一起設置的吹飛用氣流噴射器的可動單元12，輸送帶2移動進行清淨化運轉時，使伸縮性支持軸13伸縮，以30來回/分的速度使該吹飛用氣流噴射器5從相對於該輸送帶的寬度方向的左端位置到右端(多結晶矽塊破碎物的跳出防止用的垂直板8中設置在右側者的內側)位置之間來回移動。此外，裝置或清淨化運轉時的各詳細條件與實施例1的情況相同。

關於得到的多結晶矽塊破碎物，將進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1。

比較例1

不進行多結晶矽塊破碎物的清淨化，直接進行表面金屬濃度分析及表面微粉濃度分析，來評價清淨化的程度。結果顯示於表1

1‧‧‧帶式輸送機

2‧‧‧輸送帶

2a‧‧‧移動面

4‧‧‧多結晶矽塊破碎物

5‧‧‧微粉的吹飛用氣流噴射器

6‧‧‧微粉

7‧‧‧多結晶矽塊破碎物的飛躍防止用網

9‧‧‧排出口

10‧‧‧框體

Claims (12)

1. 一種清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，包括：a)帶式輸送機，搬運多結晶矽塊破碎物；b)吹飛用氣流噴射器，設置於該帶式輸送機的輸送帶的移動面的上方，吹掉伴隨該多結晶矽塊破碎物的微粉；以及c)飛躍防止用網，設置於該輸送帶的該移動面以及位於該移動面的上方的該吹飛用氣流噴射器之間，防止該多結晶矽塊破碎物過度彈跳。
2. 如申請專利範圍第1項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，其中該輸送帶是網狀。
3. 如申請專利範圍第2項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，其中該吹飛用氣流噴射器也設置於網狀的該輸送帶的該移動面的下方。
4. 一種清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，包括：帶式輸送機，搬運多結晶矽塊破碎物；以及吹飛用氣流噴射器，設置於該帶式輸送機的輸送帶的移動面的上方或下方，吹掉伴隨該多結晶矽塊破碎物的微粉，其中該輸送帶是網狀。
5. 如申請專利範圍第2~4項任一項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，其中該吹飛用氣流噴射器在該輸送帶的移動方向的上流處設置於該移動面的上方，在下流處設置於該移動面的下方，在更下流再次設置於該移動面的上方，總共至少設置於3個位置。
6. 如申請專利範圍第2~5項任一項所述之清淨化多結晶矽塊 破碎物之製造裝置，其中該吹飛用氣流噴射器在該輸送帶的該移動面的上方及下方的至少各一者，設置於相對於該輸送帶的移動方向上的同一位置。
7. 如申請專利範圍第1~6項任一項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，其中該吹飛用氣流噴射器包括在氣流噴出期間會移動於該輸送帶的寬度方向的機構。
8. 如申請專利範圍第1~7項任一項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，其中要清淨化的該多結晶矽塊破碎物的至少90質量%的累積長徑在2~160mm的範圍內。
9. 如申請專利範圍第1~8項任一項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，其中該吹飛用氣流噴射器的每單位面積(mm²)的噴射口的氣流噴出量為8~82L/_mi_n。
10. 如申請專利範圍第1~9項任一項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，更包括：離子化氣流放出器，設置於在該輸送帶的移動方向上比任一個該吹飛用氣流噴射器更上流處，用以將該多結晶矽塊破碎物除電。
11. 如申請專利範圍第1~10項任一項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置，其中該吹飛用氣流噴射器的設置部位以及從該吹飛用氣流噴射器噴出的氣流接觸到該輸送帶的部分會收容於壁部具有排氣口的框體內。
12. 一種清淨化多結晶矽塊破碎物之製造方法，包括：使用如申請專利範圍第1~11項任一項所述之清淨化多結晶矽塊破碎物之製造裝置；以及 將氣流吹到載置於移動中的該輸送帶上的該多結晶矽塊破碎物上，將伴隨著該多結晶矽塊破碎物的該微粉去除。