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TWI839511B - 多晶矽棒之切斷方法、多晶矽棒的切割棒之製造方法、多晶矽棒的塊晶之製造方法以及多晶矽棒的切割裝置 - Google Patents

多晶矽棒之切斷方法、多晶矽棒的切割棒之製造方法、多晶矽棒的塊晶之製造方法以及多晶矽棒的切割裝置 Download PDF

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TWI839511B
TWI839511B TW109114465A TW109114465A TWI839511B TW I839511 B TWI839511 B TW I839511B TW 109114465 A TW109114465 A TW 109114465A TW 109114465 A TW109114465 A TW 109114465A TW I839511 B TWI839511 B TW I839511B
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silicon rod
cutting
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liquid
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阪井純也
田崎博之
Original Assignee
日商德山股份有限公司
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Publication date
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Abstract

實現一種能夠在多晶矽棒的切斷時防止金屬污染的方法。多晶矽棒(S)之切斷方法，其係包含：切斷步驟，其係藉由切斷工具(133)來切斷多晶矽棒(S)；且在切斷步驟中，從第一噴嘴(14)將液體(L1)供給至多晶矽棒(S)的切斷位置；及從第二噴嘴(15)將液體(L2)供給至多晶矽棒(S)的表面。

Description

多晶矽棒之切斷方法、多晶矽棒的切割棒之製造方法、 多晶矽棒的塊晶之製造方法以及多晶矽棒的切割裝置
本發明係關於一種多晶矽棒之切斷方法、多晶矽棒的切割棒之製造方法、多晶矽棒的塊晶之製造方法以及多晶矽棒的切割裝置。
藉由西門子法所製造之多晶矽棒通常係可被製造為略圓柱狀的細長的多晶矽棒。為了將此等多晶矽棒作為原料並藉由提拉法等方法來製造單晶矽錠塊，會有必須將此等多晶矽棒切割成適當的長度之情形。
在使用通常的旋轉式刀片來切斷多晶矽塊時，為了防止刀片與材料之間所產生的摩擦熱所造成之磨粒的剝離或磨損以及刀片的變形等，一邊將水或油等的冷卻及潤滑用之介質噴附至多晶矽棒的切斷部，並一邊進行切斷。此方法係被稱為濕式切斷方法。
在濕式切斷方法等中，作為藉由刀片來切斷多晶矽棒時的課題，可舉出：除了矽的切削粉之外，來自刀片的金屬成分也會產生粉塵，產生粉塵的金屬成分會污染多晶矽棒。此係因為，當切斷多晶矽棒時，固定在刀片上的磨粒產生磨損；結果，作為磨粒的結合劑來使用的金屬成分與多晶矽棒直接接觸，並產生粉塵。
作為上述課題的對策，舉例來說，在專利文獻1中，提出了以下技術：並非使用藉由金屬結合劑來將磨粒固定在刀片的外周部之外周刃來進行切斷，而是使用藉由電鍍法來將磨粒固定在刀片的內周部之內周刃來進行切 斷。又，在專利文獻2中，提出了藉由在粉碎等機械加工後對多晶矽棒的表面進行特殊的蝕刻處理，來去除污染物質。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本國公開專利公報「特開2005-288891號公報」
[專利文獻2] 日本國公開專利公報「特開平08-067510號公報」
然而，在專利文獻1所揭示之藉由內周刃的切斷中，因為一般內周刃係形成薄的刃尖，故若對內周刃施加大的負荷則有損壞之虞。又，即使進行專利文獻2所揭示之特殊的蝕刻處理，也無法從多晶矽棒的表面完全去除污染物質，具有無法充分地降低單晶矽碇塊的雜質污染之情形。又，蝕刻處理會導致在多晶矽棒的製造中製程數量的增加及成本的增加。
本發明的一態樣係以實現以下方法作為目的：在多晶矽棒的切斷時，有效地防止雜質污染，特別是防止金屬污染的方法。
為了解決上述課題，本發明一態樣的多晶矽棒之切斷方法，其係包含：切斷步驟，其係藉由切斷工具來切斷多晶矽棒；且在前述切斷步驟中，從第一 噴嘴將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；及從第二噴嘴將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面。
本發明一態樣的多晶矽棒的切割棒之製造方法，其係包含：切斷步驟，其係藉由切斷工具來切斷多晶矽棒；且在前述切斷步驟中，從第一噴嘴將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；及從第二噴嘴將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面。
本發明一態樣的多晶矽棒之切斷裝置，其係包含：切斷工具，其係用於切斷多晶矽棒；第一噴嘴，其係將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；第二噴嘴，其係將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面。
根據本發明的一態樣，能夠在多晶矽棒的切斷時，有效地防止雜質污染，特別是防止金屬污染。
10:切斷裝置
11:基端側支撐部
111:圓筒壁部
111a:卡盤
112:圓筒底壁
113:軸部件
114:傳動部件
115:旋轉驅動源
12:前端側支撐部
121:輥
13:切斷部
131:旋轉驅動源
132:旋轉軸部
133:刀片(切斷工具)
133a:金屬結合刀片
133b:電沉積刀片
14:第一噴嘴
15:第二噴嘴
20:切斷裝置
26:吸引口
L1:液體
L2:液體
S:多晶矽棒
[圖1]係顯示本發明實施形態1的多晶矽棒的切斷裝置之概略圖。
[圖2]係顯示金鋼石刀片的磨粒固定態樣之概略圖。
[圖3]係顯示本發明實施形態2的多晶矽棒的切斷裝置之概略圖。
[實施形態1]
以下，針對本發明的一實施形態，參照圖式進行詳細說明。
<多晶矽棒的切斷裝置>
如圖1所示，用於切斷多晶矽棒S的切斷裝置10係包含：基端側支撐部11、前端側支撐部12、切斷部13、第一噴嘴14及第二噴嘴15。
作為本發明對象的多晶矽棒S，係可藉由例如西門子法來製造。在西門子法中，首先，在鐘罩型反應器內，例如沿著略垂直的方向，豎立倒U字形的直徑為數mm且長度為1000~3000mm之矽芯線，並藉由通電加熱將其加熱並保持在約1100℃。在此狀態下，將例如甲矽烷或三氯矽烷等的含矽化合物與氫氣一起被供給至反應器中，並使其在矽芯線的表面上反應，以將矽析出於矽芯線的表面，進而獲得多晶矽棒S。此多晶矽棒S通常係具有直徑為50~200mm，長度為1000~3000mm之略圓柱狀的細長形狀。
基端側支撐部11係可旋轉地支撐多晶矽棒S的一端(以下稱為基端)的端部之部件，且前端側支撐部12係可旋轉地支撐多晶矽棒S的另一端(以下稱為前端)的端部之部件。
基端側支撐部11係包括：圓筒狀的圓筒壁部111；卡盤(Chuck)111a，其係自圓筒壁部111的軸方向中央附近朝徑向方向內側突出；圓筒底壁112，其係覆蓋圓筒壁部111的基端側端面；以及軸部件113，其係從圓筒底壁112延伸至基端側，並相對於圓筒壁部111被配置成同心軸狀。基端側支撐部11係以下述方式來構成：將應該要被切斷的多晶矽棒S的基端側的部分，在圓筒壁部111內的空洞收納成同心軸狀並支撐之。軸部件113係經由例如鍊條等的傳動部件114，而被連結至用於驅動軸部件113旋轉之旋轉驅動源115。
前端側支撐部12係包括：設置在多晶矽棒S的圓周方向上的間隔120度之三對輥121，此三對輥的旋轉軸係與基端側支撐部11的圓筒壁部111的旋轉軸平行。
切斷部13係在較前端側支撐部12還前端的位置，來切斷多晶矽棒S的部件。切斷部13係包括：旋轉驅動源131；旋轉軸部132，其係連結於旋轉驅動源131的輸出軸；刀片(切斷工具)133，其係安裝於旋轉軸部132。在本實施形態中，雖然刀片133係為在基板的外周部固定有金鋼石磨粒之外周刃金剛石刀片，但本發明的切斷工具並不限於此，亦可為例如內周刃刀片、帶鋸或線鋸等。在藉由西門子法所製造之多晶矽棒S的切斷中，因為需要將直徑為50~200mm的多晶矽棒S在略垂直於延伸方向的方向上，在數分鐘內切斷成兩部分；因此，從生產性及設備成本的層面來看，本發明的切斷工具較佳係外周刃刀片。雖然刀片133的尺寸並未特別限制，但可例如為直徑250~450mm，刃的厚度為1~3mm者。
就外周刃金剛石刀片的種類而言，可舉出例如圖2所示之金屬結合刀片133a及電沉積刀片133b。金屬結合刀片133a係可藉由下述方式來製作：將用作結合劑的複數種金屬粉末與金剛石磨粒一起混合並固化再進行燒結。就金屬粉末而言，可使用例如鈷、鐵、鋼、鎢、青銅(Cu-Sn)及鎳等。
另一方面，電沉積刀片133b係可藉由下述方式來製作：使用懸浮有金鋼石磨粒之金屬鍍覆液(電解質溶液)，藉由電鍍法將金屬析出於基板的表面，同時將金剛石磨粒吸附並結合至金屬表面。就作為結合劑的鍍覆層而言，通常係為使用鎳作為基底者。
除此之外，就外周刃金剛石刀片的種類而言，雖然並未圖示，但亦能夠使用藉由樹脂結合劑來固定金剛石磨料之樹脂結合刀片。就能夠使用的樹脂結合劑而言，並未特別限制，可使用市售品。
在電沉積刀片133b中，因為磨粒係集中於基板表面，故結合劑的露出面積少，且結合劑的金屬成分主要被限制為鎳。因此，在進行使用電沉積刀片133b之多晶矽棒S的切斷時，來自刀片133的污染物質係難以飛散，且能夠確定飛散之污染物質的種類。因此，為了能夠有效地減少來自刀片133的污染物質所造成之多晶矽棒S的污染，刀片133較佳係使用電沉積刀片133b。
又，除非另有說明，本發明中的「多晶矽棒切斷時的污染」係指，附著於多晶矽棒S表面的污染及擴散至多晶矽棒S內部的污染，特別是包含金屬污染。此處，擴散至多晶矽棒S內部的污染係指，例如，在藉由切斷多晶矽棒S所獲得之多晶矽棒的切割棒以及藉由將該切割棒粉碎所獲得之塊晶(Nugget)的表面之數μm處，經過化學藥品的溶解去除後所殘留之污染。
再次參照圖1，第一噴嘴14係用於將液體L1供給至多晶矽棒S的切斷位置之部件。第一噴嘴14係配置於刀片133及多晶矽棒S的切斷位置的上方，並且其開口朝向下方。從第一噴嘴14供給之液體L1係具有下述功能：作為降低刀片133與多晶矽棒S之間的摩擦的潤滑介質之功能，且還同時具有吸收因摩擦所產生之熱的冷卻介質之功能。又，在多晶矽棒S的切斷時，藉由以將液體L1噴附至刀片133及多晶矽棒S的切斷位置之方式來供給液體L1，亦能夠達成去除來自刀片133的磨粒與金屬粉以及多晶矽棒S的切削粉之功能。
第一噴嘴14係接續於供給液體L1的配管(未圖示)且具有以下構成：在多晶矽棒S切斷時，能夠供給任意流量的液體L1至切斷位置。
就第一噴嘴14的前端而言，能夠使用任意的形狀者，並未特別限定，例如能夠使用喇叭形噴嘴。就第一噴嘴14前端的開口部的尺寸而言，並未特別限制，較佳係因應多晶矽棒S的尺寸、供給至多晶矽棒S的切斷位置的液 體量等，來決定能夠供給至切斷時所需的充份量之開口部的尺寸。具體而言，較佳係使用寬度約為0.5~15mm左右的開口部。
就液體L1的種類而言，只要能夠發揮潤滑介質及冷卻介質的功能即可，沒有特別限制，可例如為水或油等，或可為添加有洗淨成分的添加劑等之液體。為了使多晶矽棒S的污染最小化，液體L1較佳係純水，且特佳係電阻率為1MΩcm(Mega ohm centimeter)以上的純水。
就液體L1的流量而言，並未特別限定，只要為下述的量即可：液體L1在從第一噴嘴14噴附於多晶矽棒S的上表面時，能夠在多晶矽棒S的上表面流動並擴展至相當於多晶矽棒S的直徑x直徑的面積之範圍的量，且可例如為5~20L/min。
如後述般，在多晶矽棒S的切斷時，液體L1有可能與多晶矽棒S的切削粉及來自刀片133的污染物質一起飛散。飛散體係包含液體L1、多晶矽棒S的切削粉及來自刀片133的污染物質中的任一者以上，且來自刀片133的污染物質係例如包括磨粒及結合劑等。根據發明人們的深入研究，液體L1所流經的多晶矽棒S的表面之範圍係與液體L1的流量無關，且前述範圍係具有與多晶矽棒S的直徑大致相同的寬度；但發明人們發現，飛散體附著於多晶矽棒S表面的範圍係取決於液體L1的流量，且前述範圍係自多晶矽棒S的切斷位置並在延伸方向上，擴展至遠離了多晶矽棒S的直徑3~5倍的距離之位置為止。
第二噴嘴15係被配置於較第一噴嘴14還靠近基端側的位置，且其係用於供給去除多晶矽棒S表面的污染物質的液體L2之部件。第二噴嘴15係以下述方式配置，並且其開口朝向下方：在多晶矽棒S的表面中從切斷位置至基端側，於至少距離多晶矽棒S的直徑的兩倍以上之位置處，即例如在從切斷 位置至距離基端側為1000mm的位置為止的範圍能夠供給液體L2的方式。從第二噴嘴15供給的液體L2係具有將多晶矽棒S切斷時所飛散之飛散體從多晶矽棒S的表面去除的功能。
為了進一步有效地去除多晶矽棒S切斷時的飛散體，雖然在多晶矽棒S表面中的從第一噴嘴14供給之液體L1不流動，但從第二噴嘴15供給的液體L2較佳係被供給至附著有飛散體的範圍。
第二噴嘴15係接續於供給液體L2的配管(未圖示)。就第二噴嘴15的前端而言，能夠使用任意的形狀者，並未特別限定，可舉出例如，與第一噴嘴14相同地，能夠使用喇叭形噴嘴。就第二噴嘴15前端的開口部的尺寸而言，並未特別限制，較佳係因應多晶矽棒S的尺寸、供給至多晶矽棒S的切斷位置的液體量等，來決定能夠供給至切斷時所需的充份量之開口部的尺寸。具體而言，較佳係使用具有寬度約為0.5~15mm左右的開口部。
就液體L2的種類而言，只要是能夠去除多晶矽棒S切斷時的飛散體者，並未特別限制，可舉出例如純水或包含洗淨成分等的添加劑之水。為了使多晶矽棒S的污染最小化，液體L2較佳係純水，且特佳係電阻率為1MΩcm以上的純水。
又，液體L2可和液體L1具有相同組成，亦可具有不同組成。為了簡略化液體L1、L2的配管構成，液體L2較佳係與液體L1具有相同組成。
就液體L2的流量而言，並未特別限定，只要為下述的量即可：液體L2在從第二噴嘴15噴附於多晶矽棒S的上表面時，能夠在多晶矽棒S的上表面流動並擴展至相當於多晶矽棒S的直徑x直徑的面積之範圍的量。舉例來說， 從進一步有效地去除雜質的觀點來看，液體L2的流量較佳係大於液體L1的流量，具體而言可為20~40L/min。
在本實施形態中，雖然揭示一個第二噴嘴15係被配置在較第一噴嘴14還靠近基端側，且被配置在多晶矽棒S的上方，但第二噴嘴15的位置及數量並不限於此。第二噴嘴15的位置並未特別限定，可舉出例如，第二噴嘴15係可以下述方式進行配置：從多晶矽棒S表面的切斷位置到至少距離多晶矽棒S的直徑的兩倍以上之位置為止的範圍，在延伸方向中的至少一個方向即基端側及前端側的至少一者的方向上，能夠從第二噴嘴15供給液體L2。因此，就第二噴嘴15的配置而言，可在較第一噴嘴14還靠近基端側的位置配置一個以上，也可在較第一噴嘴14還靠近前端側的位置配置一個以上，亦可在第一噴嘴14的兩側配置一個以上。
第二噴嘴15的數量的上限值並未特別限定。為了使切斷裝置10的構成簡單化，且為了降低切斷加工的成本，第二噴嘴15的數量較佳係10個以下。
又，第二噴嘴15的位置係可被固定，亦可在多晶矽棒S的延伸方向上移動。相較於被固定的情況，第二噴嘴15在可移動的情況下，能夠更大範圍地供給液體L2，且能夠更進一步有效地去除污染物質。
又，在本實施形態中，雖然第二噴嘴15係配置於多晶矽棒S的上方，但第二噴嘴15的位置並不限於此，亦可配置於多晶矽棒S的側方或下方。為了使從第二噴嘴15供給的液體與多晶矽棒S切斷時所飛散之污染物質一起流動落下至下方，第二噴嘴15較佳係配置在多晶矽棒S的上方。
<多晶矽棒的切斷方法>
當使用刀片133切割多晶矽棒S時，首先，藉由使連結至基端側支撐部11的旋轉驅動源115旋轉，並經由傳動部件114使基端側支撐部11的軸部件113、圓筒底壁112及圓筒壁部111旋轉；再藉由卡盤111a使被固定於圓筒壁部111的多晶矽棒S旋轉。此時，因為前端側支撐部12的三對輥121也會旋轉，故前端側支撐部12係在不會阻礙多晶矽棒S的旋轉之情況下，支撐多晶矽棒S。
又，在從第一噴嘴14將液體L1供給至刀片133及多晶矽棒S的切斷位置的同時，從第二噴嘴15將液體L2供給至多晶矽棒S的表面。
接著，藉由使切斷部13的旋轉驅動源131旋轉，一邊將旋轉軸部132及刀片133在與多晶矽棒S的相反方向上進行旋轉，一邊將刀片133在多晶矽棒S的延伸方向上略垂直地壓在多晶矽棒S的切斷位置。接著，刀片133的金剛石磨粒與多晶矽棒S的表面接觸，並穿過多晶矽棒S，進而將多晶矽棒S從外周圍向中心進行切割。
藉由在多晶矽棒S的延伸方向上各自不同的位置，適當地重複該切斷步驟，能夠製造多晶矽棒S的切割棒。換言之，多晶矽棒S的切割棒之製造方法係包含上述切斷步驟。又，藉由使此切割棒經過由錘子或粉碎機等來進行粉碎之粉碎步驟，能夠製造多晶矽棒S的塊晶。換言之，多晶矽棒S的塊晶之製造方法係包含上述粉碎步驟。
根據如此之構成，藉由從第一噴嘴14所供給之液體L1，能夠從多晶矽棒S的切斷位置去除來自刀片133的污染物質。又，藉由從第二噴嘴15所供給之液體L2，能夠從多晶矽棒S的表面，去除在多晶矽棒S切斷時所飛散之含有來自刀片133的污染物質之飛散體。因此，能夠有效地減少來自刀片133的污染物質所造成之多晶矽棒S的污染。
根據本發明一實施形態的方法，不僅可以有效地將附著於多晶矽棒S的表面上的污染物質去除，還可以藉由蝕刻處理，來溶解並去除多晶矽棒S表面的數μm處，亦能夠有效地減少難以去除的金屬污染物質。
更具體而言，根據習知的方法，在切斷時，飛散的切削液不會流動落下，而是會附著在多晶矽棒上並乾燥。接著，該切削液中所含的金屬污染物質會擴散到多晶矽棒S的表面及該表面附近，且即使進行蝕刻處理，也可能無法充分地減少金屬污染物質。相對於此，根據本發明一實施形態的方法，能夠更有效地減少金屬污染物質。因此，藉由進行蝕刻處理所得到的多晶矽棒S，係能夠適用於製造需要金屬污染物質充分減少的單晶矽錠塊。
又，從第二噴嘴15所供給之液體，係能夠在從切斷位置到至少距離多晶矽棒S的直徑的兩倍以上之位置為止的範圍，而被供給。藉此，因為能夠在多晶矽棒S的表面中，多晶矽棒S切斷時所飛散之飛散體其大部分能夠到達之範圍內供給液體，故能夠進一步有效地減少該表面的污染。
又，因為第二噴嘴15係從多晶矽棒S的上方供給液體，故含有多晶矽棒S切斷時所飛散之污染物質的液體係在移動經過多晶矽棒S的表面後，可流動落下至多晶矽棒S的下方。藉此，能夠從多晶矽棒有效率地去除含有該污染物質的液體。
又，在固定金鋼石磨粒時，能夠藉由使用電鍍法之電沉積刀片133b來切割多晶矽棒S，且前述電鍍法的金屬成分係主要被限制於鎳，而不是包含複數金屬成分的結合劑。藉此，在多晶矽棒S的切斷時，來自刀片133的污染物質係難以飛散，且能夠確定飛散之污染物質的種類。因此，能夠進一步有效地減少來自刀片133的污染物質所造成之多晶矽棒S的污染。又，因為多晶矽 棒S係沿著與刀片133的旋轉方向相反的方向進行旋轉，故在切斷步驟中，能夠防止多晶矽棒在除了切斷位置以外的位置產生破裂。
[實施形態2]
針對本發明的其他實施形態，於以下進行說明。又，為了方便說明，針對與上述實施形態所說明過的部件具有相同功能之部件，賦予相同符號並省略其說明。
如圖3所示，切斷裝置20除了還包含吸引口26之外，其他部分係具有與實施形態1的切斷裝置10相同的構成；其中，前述吸引口26係用於吸引並去除含有因多晶矽棒S切斷所飛散的飛散體之空氣。
吸引口26的位置並未特別限定，舉例來說，其可被配置在多晶矽棒S的延伸方向S中的第一噴嘴14與第二噴嘴15之間。如此一來，為了進一步有效地吸引並去除多晶矽棒S切斷時的飛散體，吸引口26較佳係以第二噴嘴15作為基準並被配置在與第一噴嘴14相同的方向。又，吸引口26的上下方向之高度並未特別限定，可與多晶矽棒S為相同程度。吸引口26較佳係被配置在不會妨礙作業員進行作業的位置。
在刀片133為外周刃刀片的情況下，較佳係吸引口26配置於，刀片133中的與多晶矽棒S接觸的部分在接觸後藉由旋轉而前進的方向之前端。舉例來說，在從多晶矽棒S的基端側觀察的情況下，當刀片133向右旋轉時，較佳係將吸引口26配置在多晶矽棒S的左側。根據如此之構成，因為能夠有效地藉由吸引口26來吸引從刀片133飛散之飛散體，故能夠進一步有效地減少來自刀片133的污染物質所產生之多晶矽棒S的污染。
只要是能夠充分地吸引多晶矽棒S切斷時的飛散體之速度，則吸引口26的吸引速度並未特別限制。吸引口26較佳係以10~30m3/min的吸引速度，來吸引含有飛散體的空氣。
又，為了進一步有效地吸引並去除多晶矽棒S切斷時的飛散體，亦可形成複數個吸引口26。
根據此構成，由多晶矽棒S的切斷所飛散的飛散體在到達多晶矽棒S的表面之前，能夠吸引並去除該飛散體。因此，因為能夠抑制到達多晶矽棒S的表面之飛散體的量，並藉由從第二噴嘴15供給之液體L2，能夠進一步有效地將飛散體從多晶矽棒S的表面去除。
[小結]
為了解決上述課題，本發明一態樣的多晶矽棒之切斷方法，其係包含：切斷步驟，其係藉由切斷工具來切斷多晶矽棒；且在前述切斷步驟中，從第一噴嘴將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；及從第二噴嘴將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面。
根據前述構成，藉由從第一噴嘴所供給之液體，能夠從多晶矽棒S的切斷位置去除來自切斷工具的污染物質。又，藉由從第二噴嘴所供給之液體，能夠從多晶矽棒S的表面，去除含有多晶矽棒的切斷時所飛散之來自切斷工具的污染物質之飛散體。因此，能夠減少來自切斷工具的污染物質所造成之多晶矽棒的污染。
本發明一態樣的多晶矽棒之切斷方法，係能夠於從前述表面中的前述切斷位置到至少距離前述多晶矽棒直徑的兩倍以上的位置為止之範圍， 在前述多晶矽棒的延伸方向中的至少一個方向上，從前述第二噴嘴供給前述液體。
根據前述構成，從第二噴嘴所供給之液體係能夠在從切斷位置到至少距離多晶矽棒的直徑的兩倍以上之位置為止的範圍，而被供給。因此，因為能夠在多晶矽棒的表面中，多晶矽棒切斷時所飛散之飛散體其大部分能夠到達之範圍內供給液體，故能夠進一步有效地減少該表面的污染。
本發明一態樣的多晶矽棒之切斷方法，係能夠在從前述多晶矽棒的上方藉由前述第二噴嘴來供給前述液體，以使前述第二噴嘴供給的前述液體在流動經過前述多晶矽棒的前述表面後，流動落下至前述多晶矽棒的下方。
根據前述構成，因為第二噴嘴係從多晶矽棒的上方供給液體，故含有多晶矽棒切斷時所飛散之污染物質的液體係流動落下至多晶矽棒的下方。因此，能夠從多晶矽棒有效率地去除含有該污染物質的液體。
本發明一態樣的多晶矽棒之切斷方法，係能夠在前述切斷步驟中，進一步包括，吸引並去除含有由前述切斷所飛散的飛散體之空氣。
根據前述構成，由多晶矽棒的切斷所飛散的飛散體在到達多晶矽棒的表面之前，能夠吸引並去除該飛散體。因此，因為能夠抑制到達多晶矽棒的表面之飛散體的量，並藉由從第二噴嘴供給之液體，能夠進一步有效地將飛散體從多晶矽棒的表面去除。
在本發明一態樣的多晶矽棒之切斷方法中，前述切斷工具係可為固定有金剛石磨粒的外周刃刀片；又，在前述切斷步驟中，能夠使前述多晶矽棒在與前述外周刃刀片的旋轉方向相反的方向進行旋轉。
在將金剛石磨粒固定於外周刃刀片時，多晶矽棒係被來自用於固定的結合劑(例如，樹脂結合劑、金屬結合劑等)的污染物質所污染，且可能會對由該多晶矽棒所生產之單晶矽錠塊的品質造成不利的影響。另一方面，根據前述構成，能夠抑制此等污染物所造成的不利影響。
特別是，在外周刃刀片中，於使用電附著有金剛石磨粒之外周刃刀片的情況下，能夠發揮以下的效果。在固定金鋼石磨粒時，不使用包含複數金屬成分的結合劑，而是使用將結合劑的金屬成分主要限制於鎳的電鍍法之刀片，來切斷多晶矽棒。藉此，在多晶矽棒的切斷時，來自切斷工具的污染物質係難以飛散，且能夠確定飛散之污染物質的種類。因此，能夠進一步有效地減少來自切斷工具的污染物質所造成之多晶矽棒的污染。
又，在切斷步驟中，能夠防止多晶矽棒在除了切斷位置以外的位置產生破裂。
本發明一態樣的多晶矽棒的切割棒之製造方法，係包含：切斷步驟，其係藉由切斷工具來切斷多晶矽棒；且在前述切斷步驟中，從第一噴嘴將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；及從第二噴嘴將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面。
本發明一態樣的多晶矽棒的塊晶之製造方法，係可包含：粉碎步驟，其係將藉由如前述之多晶矽棒的切割棒之製造方法所獲得之前述切割棒粉碎。
本發明一態樣的多晶矽棒之切斷裝置，係包含：切斷工具，其係用於切斷多晶矽棒；第一噴嘴，其係將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；第二噴嘴，其係將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面。
本發明並不限於上述的實施形態，能夠針對請求項所示的範圍進行各種可能的變更，且適宜地組合上述不同實施形態所揭示之技術手段而獲得的實施形態，亦包含在本發明的技術範圍內。
[實施例]
針對本發明的一實施例，於以下進行說明。
[洗淨塊晶的製作]
(實施例1)
使用實施形態1的切斷裝置10，來切斷多晶矽棒(直徑約100mm)。使用由Asahi Diamond公司製的金剛石電沉積刀片進行切斷，一邊使多晶矽棒S以約50rpm的轉速進行旋轉，並一邊使刀片133在相反方向以約2000rpm的轉速進行旋轉。此時，以10L/min的流量，從第一噴嘴14供給純水作為液體L1，並以30L/min的流量，從第二噴嘴15供給純水作為液體L2，並同時進行切斷。進行兩次切斷，以製作長度約為500mm的切割棒。
藉由碳化鎢的錘子，將獲得之多晶矽棒S的切割棒，粉碎至最大尺寸約為100mm者，以製作實施例1之多晶矽棒S的塊晶。將製作之塊晶浸漬於硝酸氟溶液槽中溶解並去除塊晶的表面數微米(μm)，之後進行水洗及乾燥，以製作洗淨後的塊晶。
(實施例2)
除了使用藉由金屬結合劑來固定金剛石磨粒之金屬結合刀片，來作為實施例1的金剛石電沉積刀片的替代之外，與實施例1相同地，製作實施例2之多晶矽棒S的洗淨塊晶。
(比較例1)
除了在未從實施例1的第二噴嘴15供給液體L2的情況下進行切斷之外，與實施例1相同地，製作比較例1之多晶矽棒S的洗淨塊晶。
(比較例2)
除了在未從實施例2的第二噴嘴15供給液體L2的情況下進行切斷之外，與實施例2相同地，製作比較例2之多晶矽棒S的洗淨塊晶。
(參考例)
作為參考例，與實施例1相同地，將未進行切斷之多晶矽棒S粉碎後之塊晶浸漬於硝酸氟溶液槽中溶解並去除塊晶的表面數μm，之後進行水洗及乾燥，以製作洗淨後的塊晶。
[表面重金屬濃度]
針對實施例1~2以及比較例1~2所製作之洗淨塊晶，藉由以下方法，測定表面重金屬濃度。
首先，將各洗淨塊晶在室溫下浸漬於硝酸氟溶液槽，溶解其表面約20μm的深度以獲得溶解液。接著，藉由電感耦合電漿體質譜法(ICP-MS)測定獲得之溶解液中所含的重金屬成分的質量。最後，將獲得之重金屬成分的質量除以前述洗淨塊晶的質量，求得表面重金屬的濃度(單位ppbw：十億分之一(parts per billion weight))。將結果顯示於表1。
Figure 109114465-A0305-02-0019-1
Figure 109114465-A0305-02-0020-2
實施例中的重金屬濃度係較比較例的重金屬濃度還低，且實施例中的重金屬濃度與作為參考例之非切斷品具有相同程度的水準。
10:切斷裝置
11:基端側支撐部
111:圓筒壁部
111a:卡盤
112:圓筒底壁
113:軸部件
114:傳動部件
115:旋轉驅動源
12:前端側支撐部
121:輥
13:切斷部
131:旋轉驅動源
132:旋轉軸部
133:刀片(切斷工具)
14:第一噴嘴
15:第二噴嘴
L1:液體
L2:液體
S:多晶矽棒

Claims (7)

  1. 一種多晶矽棒之切斷方法，其係包含：切斷步驟，其係藉由切斷工具來切斷多晶矽棒；且在前述切斷步驟中，在切斷時從第一噴嘴將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；及在切斷時從第二噴嘴將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面；其中，於從前述表面中的前述切斷位置到至少距離前述多晶矽棒直徑的兩倍以上的位置為止之範圍，在前述多晶矽棒的延伸方向中的至少一個方向上，從前述第二噴嘴供給前述液體。
  2. 如請求項1所述之切斷方法，其中，從前述多晶矽棒的上方藉由前述第二噴嘴來供給前述液體，以使前述第二噴嘴供給的前述液體在流動經過前述多晶矽棒的前述表面後，流動落下至前述多晶矽棒的下方。
  3. 如請求項1所述之切斷方法，其中，在前述切斷步驟中，進一步包括，吸引並去除含有由前述切斷所飛散的飛散體之空氣。
  4. 如請求項1~3中任一項所述之切斷方法，其中，前述切斷工具係固定有金剛石磨粒的外周刃刀片；又，在前述切斷步驟中，使前述多晶矽棒在與前述外周刃刀片的旋轉方向相反的方向進行旋轉。
  5. 一種多晶矽棒的切割棒之製造方法，其係包含： 切斷步驟，其係藉由切斷工具來切斷多晶矽棒；且在前述切斷步驟中，在切斷時從第一噴嘴將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；及在切斷時從第二噴嘴將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面；其中，於從前述表面中的前述切斷位置到至少距離前述多晶矽棒直徑的兩倍以上的位置為止之範圍，在前述多晶矽棒的延伸方向中的至少一個方向上，從前述第二噴嘴供給前述液體。
  6. 一種多晶矽棒的塊晶之製造方法，其係包含：粉碎步驟，其係將藉由如請求項5所述之製造方法所獲得之前述切割棒粉碎。
  7. 一種多晶矽棒之切斷裝置，其係包含：切斷工具，其係用於切斷多晶矽棒；第一噴嘴，其係在切斷時將液體供給至前述多晶矽棒的切斷位置；第二噴嘴，其係在切斷時將前述液體供給至前述多晶矽棒的表面；其中，於從前述表面中的前述切斷位置到至少距離前述多晶矽棒直徑的兩倍以上的位置為止之範圍，在前述多晶矽棒的延伸方向中的至少一個方向上，前述液體被前述第二噴嘴供給。
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