[發明專利]多晶硅塊狀物、其包裝體及其制造方法

在審

• 申請號: 202080010371.1
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN113348149A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 崎田學
• 申請（專利權）人: 株式會社德山
• 主分類號: C01B33/02
• 分類號: C01B33/02;C01B33/035;B65D81/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 呂琳;樸秀玉

本發明的目的在于，對于填充于樹脂袋中的多晶硅塊狀物的包裝體，即使長期保存、在輸送中暴露于高溫高濕環境，也會抑制多晶硅塊狀物產生污漬。本發明的多晶硅塊狀物包裝體的特征在于，其是表面金屬濃度為1000pptw以下的多晶硅塊狀物填充于樹脂袋中的包裝體，存在于該包裝體內部的硝酸根離子量及優選的氟離子量分別為相對于將包裝體放置在25℃、1大氣壓下時所形成的多晶硅塊狀物的填充空隙成為50μg/L以下的量。

技術領域

本發明涉及多晶硅塊狀物、其包裝體及其制造方法。

背景技術

高密度集成電子電路需要高純度的單晶硅晶圓。單晶硅晶圓通過從由CZ法〔丘克拉斯基(Czochralski)法〕制造出的單晶硅棒切出而得到。作為用于制造該CZ法單晶硅棒的原料，使用也稱為Polysilicon(多晶硅)的多晶硅。

作為多晶硅的制造方法，已知有西門子(Siemens)法。在西門子法中，將配置于鐘罩型的反應容器內部的硅芯線通過通電加熱到硅的沉積溫度，向其中供給三氯硅烷(SiHCl₃)、甲硅烷(SiH₄)等硅烷化合物氣體和氫，利用化學氣相沉積法使多晶硅沉積于硅芯線上，得到高純度的多晶硅棒。

將所得到的多晶硅棒切割或破碎成容易作為所述CZ法中的單晶硅制造原料進行處理的大小。具體而言，利用由硬質金屬構成的切割工具、破碎工具將多晶硅棒切割、破碎，得到多晶硅塊狀物(切割棒、破碎物)。在此，上述構成切割工具、破碎工具的硬質金屬通常使用碳化鎢/鈷合金(WC/Co合金)，因此多晶硅塊狀物的表面會被鎢、鈷污染。此外，由于與輸送器具、分級機等各種金屬制的工具的接觸，多晶硅塊狀物的表面會被其他各種金屬雜質污染。因此，這些金屬雜質即使是少量也會在用于高密度集成電子電路的單晶硅晶圓中產生缺陷，這最終會使裝置的性能劣化并且限制電路密度。

因此，有必要盡可能降低多晶硅塊狀物的表面的金屬雜質濃度，可通過進行酸洗來將其去除。具體而言，進行利用氫氟酸硝酸水溶液的蝕刻處理。在此，氫氟酸發揮如下作用：使形成于多晶硅破碎塊的表面的氧化膜良好地溶解，也使附著于其上的各種金屬、其氧化物溶解。此外，硝酸將多晶硅氧化而在上述多晶硅破碎塊的表面形成氧化膜，并發揮促進利用所述氫氟酸溶解去除氧化膜的作用。

以這種方式使表面清潔化的多晶硅塊狀物經過水洗工序、干燥工序后，為了防止對塊表面的再次污染而裝在樹脂袋中并以包裝體的形態保存后，輸送、出貨到單晶硅棒等的制造工廠。這時，作為填充于包裝體中的多晶硅塊狀物產生的問題點之一，可列舉出在表面產生污漬(參照專利文獻1)。特別是，若以包裝體的形態長期保存，或在輸送中暴露于高溫高濕環境(嚴酷情況下，溫度為50℃以上，濕度為70％以上)，則會明顯發生在所填充的多晶硅塊狀物的表面產生許多污漬的問題。

在此，污漬是指在多晶硅表面上氧化膜的異常生長，若將產生污漬的多晶硅塊狀物用于培育單晶硅的原料，則在切出的硅晶圓上產生缺陷而引起品質惡化。認為其產生原因在于，酸洗工序中使用的酸液成分(氟離子、硝酸根離子)滲透到塊狀物表面的裂紋、裂縫內部并殘留而引起的。即，推測出這些深入滲透到裂紋、裂縫內部的酸液成分即使將多晶硅塊狀物水洗也無法充分去除，該殘留酸液成分在以包裝體的形態保存的過程中與包裝體的內部空氣所含的氧氣結合，從而產生所述污漬。

因此，在所述專利文獻1中提出了，為了減少由除水不充分引起的氟成分的殘留，對多晶硅塊狀物進行酸洗并干燥后，在減壓狀態下以45℃以上的溫度保持一定時間。但是，其說明了該氟成分的減少效果在加熱溫度60℃以上達到飽和，并從加熱成本的增加問題考慮，優選設為70℃以下(參照段落)。此外，也未示出在其前期干燥工序的任何溫度條件。

此外，在專利文獻2中，試圖將酸洗后的多晶硅塊狀物保持在純水蒸氣中，通過在表面上產生的冷凝水進行清洗來去除所述酸液成分。但是在這種情況下，雖然所述純水蒸氣為高溫，但清洗酸液成分的只有該冷凝水，其溫度遠低于100℃。

現有技術文獻

專利文獻