專利名稱：多晶硅的評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于作為拉制單晶硅的原料使用的多晶硅的評(píng)價(jià)方法。
以往，作為制造單晶硅的方法之一，已知有切克勞斯基單晶拉制法(以下，稱為CZ法)。該CZ法具有以無轉(zhuǎn)移或者晶格缺陷極少的狀態(tài)，能容易地得到大口徑、高純度的單晶的優(yōu)點(diǎn)。
在CZ法中，首先將最初超高純度的單晶硅片洗凈后，放入石英坩堝中，在加熱爐中熔化。與此同時(shí)，僅必要量地添加微量的導(dǎo)電型雜質(zhì)(稱為添加劑或者摻雜劑)。例如，添加硼(B)就能得到P型晶體，添加磷(P)或銻(Sb)，就能得到N型晶體，通過雜質(zhì)的添加量，能夠控制晶體的電阻率。
接著，使以金屬絲懸掛的籽晶(單晶)接觸該硅熔液，一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊慢慢地拉制，使單晶生長(zhǎng)。通過調(diào)整此時(shí)的溫度或拉制速度的條件，就能夠制出具有各種直徑或特性的單晶。已生長(zhǎng)的晶體和籽晶相同地成為完全的單晶。而且用于原料的多晶硅中包含的異物越少，生長(zhǎng)的單晶硅越難以發(fā)生有轉(zhuǎn)移化。
但是，即使原來的多晶硅本身是超高純度的，在將制成的多晶硅破碎成某種程度的大小時(shí)，在成為片狀的多晶硅的表面，往往附著金屬粉等粒子(異物)。另外，在搬運(yùn)等中，也往往附著微細(xì)的樹脂片等。因此，單晶硅的制造廠在從原料供給源進(jìn)貨多晶硅的時(shí)刻，在多晶硅片的表面往往微量地附著金屬粉或樹脂片。因此，在使用多晶硅之前，進(jìn)行洗凈，但即使進(jìn)行洗凈，粒子數(shù)也不一定完全為0，有某種程度的殘留部分。
在此，附著在多晶硅片的表面的粒子，在拉制后形成的單晶硅中成為發(fā)生晶體缺陷等的原因，因此當(dāng)然要求使用盡可能純凈的多晶硅片?？墒?，對(duì)于多晶硅表面的粒子數(shù)來說，由于原料供給源或制品的批量不同，也會(huì)有偏差，因此有如下的要求，即在使用多晶硅之前，對(duì)其每個(gè)制品要進(jìn)行評(píng)價(jià)粒子數(shù)，挑選所使用的多晶硅，或制定為了對(duì)應(yīng)用途分別使用的標(biāo)準(zhǔn)。
但是，過去使用購(gòu)進(jìn)的各種多晶硅，實(shí)際上進(jìn)行單晶硅的拉制，現(xiàn)狀是，在所產(chǎn)生的單晶硅中，評(píng)價(jià)晶體缺陷等的缺陷密度，從其結(jié)果，相反地進(jìn)行多晶硅的品質(zhì)評(píng)價(jià)。因此，評(píng)價(jià)結(jié)果的反饋慢，難以靈敏地對(duì)應(yīng)上述的多晶硅的挑選或分別使用等。
本發(fā)明就是解決上述的課題而完成的，目的在于提供，實(shí)際上不進(jìn)行單晶的拉制，能夠有效地評(píng)價(jià)原料多晶硅中包含的異物程度的方法。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的多晶硅的評(píng)價(jià)方法的特征是，將塊狀或者片狀的多晶硅浸漬在能夠溶解多晶硅的藥液中，然后測(cè)定上述藥液中包含的異物數(shù)。
在本發(fā)明的多晶硅的評(píng)價(jià)方法中，如果將塊狀或者片狀的多晶硅浸漬在上述藥液中，在溶解多晶硅的表面的同時(shí)，附著在硅表面或者含有的異物，在藥液中就成為漂浮狀態(tài)。因此，例如將含有異物的藥液的一部分取樣，使用粒子計(jì)數(shù)器等檢測(cè)機(jī)器，就能夠測(cè)定一定量的藥液中含有的異物數(shù)。
像這樣，按照本發(fā)明的多晶硅的評(píng)價(jià)方法，實(shí)際上不進(jìn)行單晶的拉制，就能夠預(yù)先評(píng)價(jià)原料多晶硅中的異物量。其結(jié)果，與以往的方法相比，評(píng)價(jià)結(jié)果的反饋快，例如能夠容易實(shí)行多晶硅的挑選或?qū)?yīng)用途的分別使用等。
而且，除了測(cè)定藥液中含有的異物數(shù)之外，還可以進(jìn)行異物的成分分析。
通過這樣做，不僅異物數(shù)的評(píng)價(jià)，而且也能夠進(jìn)行異物的種類的鑒定，也成為調(diào)查異物附著在多晶硅片上的原因的線索，因此根據(jù)此采取對(duì)策，就能夠得到更純凈的原料多晶硅。
另外，在將多晶硅浸漬在槽內(nèi)容納的藥液中之前，希望預(yù)先循環(huán)過濾藥液。
例如在以槽內(nèi)容納藥液的狀態(tài)浸漬多晶硅的場(chǎng)合，在浸漬多晶硅之前，如果預(yù)先循環(huán)過濾藥液，就能夠使初期狀態(tài)的藥液達(dá)到純凈狀態(tài)，能夠正確地測(cè)定異物數(shù)。
以下，參照

圖1說明是本發(fā)明的一種實(shí)施方式的多晶硅的評(píng)價(jià)方法。
首先，如圖1(a)所示，準(zhǔn)備一定量(例如5kg)的需要評(píng)價(jià)的多晶硅片1。該多晶硅片1，例如可以是塊狀，也可以是片狀，特別可以不考慮形狀。
接著，如圖1(b)所示，將上述的多晶硅片1收容在聚乙烯或聚四氟乙烯等制的筐2中?？?在隨后的過程中暴露在腐蝕液中，因此必須使用不被所使用的腐蝕液侵蝕的材質(zhì)。
隨后，如圖1(c)所示，將收容上述的多晶硅片1的筐2浸漬在放入腐蝕液3的腐蝕槽4內(nèi)。在此使用的腐蝕液3是能夠溶解多晶硅的，例如可以使用氟硝酸。在本實(shí)施方式的腐蝕槽4上配備泵5、過濾器6等循環(huán)過濾設(shè)備，在浸漬筐2之前，預(yù)先循環(huán)過濾腐蝕液3(無粒子狀態(tài))。
接著，停止循環(huán)過濾，使筐2從腐蝕槽4數(shù)次進(jìn)出后，從腐蝕槽4提出來。此后，將腐蝕液3取樣，放在聚乙烯或聚四氟乙烯等制的任意容器8中。此時(shí)，在取樣的液體中含有多晶硅的微粒或粉末。并且此時(shí)，將容器8收容在密閉的室9內(nèi)，與此同時(shí)通過使用真空泵10將室9內(nèi)抽真空，將腐蝕液3吸引到容器8內(nèi)(純化取樣)。
然后，將取樣液放置一定時(shí)間(例如數(shù)日)，在多晶硅的微粒或粉末完全溶解時(shí)，使用液中粒子計(jì)數(shù)器7，測(cè)定一定量的液中的粒子數(shù)。在此，多晶硅的微?；蚍勰┤苋敫g液3，因此僅對(duì)在多晶硅的微?；蚍勰┑膬?nèi)部含有的粒子進(jìn)行計(jì)數(shù)。按照該方法，能夠達(dá)到測(cè)定的高效率化。
同時(shí)，也可以使用掃描電子顯微鏡(SEM)、能量分散型X射線分光法(EDX)等手段，進(jìn)行粒子的成分分析。由此可知，不僅能夠進(jìn)行粒子數(shù)的評(píng)價(jià)，而且也能夠進(jìn)行粒子種類的鑒定，該粒子例如由氧化鋁、碳、氯乙烯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚四氟乙烯系樹脂、超硬合金等組成。
或者如圖2(a)、(b)所示，和上述相同，將收容多晶硅片1的筐2浸漬在放入腐蝕液3的腐蝕槽4內(nèi)，然后放置一定時(shí)間，如圖2(c)所示，也可以使用液中粒子計(jì)數(shù)器7，直接測(cè)定腐蝕槽4內(nèi)的腐蝕液3。
像這樣，按照本實(shí)施方式的多晶硅的評(píng)價(jià)方法，實(shí)際上不進(jìn)行單晶的拉制，就能夠預(yù)先評(píng)價(jià)原料多晶硅中包含的異物量。其結(jié)果，與以往的評(píng)價(jià)方法相比，評(píng)價(jià)結(jié)果的反饋快，例如能夠容易進(jìn)行原料多晶硅的挑選或?qū)?yīng)用途分別使用等。
進(jìn)而如果進(jìn)行異物的成分分析，也成為調(diào)查異物附著在原料多晶硅片上的原因的線索，因此能夠得到更純凈的原料多晶硅。另外，在本實(shí)施方式中，在將多晶硅浸漬在腐蝕液3中之前，要將腐蝕液3預(yù)先進(jìn)行循環(huán)過濾，因此能夠使原來的腐蝕液維持在純凈狀態(tài)，異物數(shù)的測(cè)定變得更準(zhǔn)確。
再者，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可以加上種種變更。例如在本實(shí)施方式中，作為腐蝕液，例示出氟硝酸，但除此以外，如果是能夠腐蝕多晶硅的液體，也可以使用其他的藥液。另外，關(guān)于腐蝕槽等的構(gòu)成或具體的評(píng)價(jià)方法，也不限于上述的實(shí)施方式，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?br> 實(shí)施例以下，說明使用本發(fā)明的方法得到的實(shí)際的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。
作為評(píng)價(jià)對(duì)象的原料多晶硅，準(zhǔn)備3種樣品A、B、C。然后使用上述實(shí)施方式的方法測(cè)定各樣品中的液中粒子數(shù)，測(cè)定結(jié)果示于圖3。液中粒子計(jì)數(shù)器要能夠?qū)γ總€(gè)粒子的大小進(jìn)行計(jì)數(shù)，例如如果以0.2～5μm大小的粒子進(jìn)行比較，每1×10-2升液體，A是8000個(gè)，B是2500個(gè)，C是15000個(gè)。
與此相反，使用對(duì)應(yīng)于各樣品A、B、C的原料多晶硅，實(shí)際上進(jìn)行拉制，測(cè)定制成的各單晶硅的無缺陷化率，其結(jié)果示于圖4。每單位體積的單晶硅中的無缺陷化率，A是70％，B是77％，C是60％。所謂“無缺陷化率”是無轉(zhuǎn)移單晶化率。
即，可以確認(rèn)，在各樣品A、B、C中的液中的粒子數(shù)對(duì)應(yīng)于制成的單晶硅中的無缺陷化率(缺陷密度)。由此證實(shí)，按照本發(fā)明的方法，能夠?qū)υ隙嗑Ч柽M(jìn)行可靠地評(píng)價(jià)。
如以上所詳細(xì)地說明，按照本發(fā)明的多晶硅的評(píng)價(jià)方法，實(shí)際上不進(jìn)行單晶的拉制，就能夠預(yù)先評(píng)價(jià)原料多晶硅的異物量。其結(jié)果與以往相比，評(píng)價(jià)結(jié)果的反饋快，例如能夠容易地進(jìn)行單晶硅的挑選或?qū)?yīng)用途分別使用等。
附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是用于說明本發(fā)明的一種實(shí)施方式的多晶硅的評(píng)價(jià)方法的圖。
圖2是用于說明多晶硅的其他評(píng)價(jià)方法的圖。
圖3是表示測(cè)定本發(fā)明實(shí)施例的各樣品的液中粒子數(shù)的結(jié)果曲線圖。
圖4是表示測(cè)定各單晶硅中的無缺陷化率的結(jié)果曲線圖，該單晶硅同樣是從對(duì)應(yīng)于各樣品的原料多晶硅得到的。
符號(hào)的說明1多晶硅片2筐3腐蝕液4腐蝕槽5泵6過濾器7液中粒子計(jì)數(shù)器8容器9室10 真空泵
權(quán)利要求
1.多晶硅的評(píng)價(jià)方法，該方法是作為拉制單晶硅的原料使用的多晶硅的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，將塊狀或者片狀的多晶硅浸漬在能溶解上述多晶硅的藥液中后，測(cè)定在上述藥液中含有的異物數(shù)。
2.權(quán)利要求1記載的多晶硅的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，除了測(cè)定上述藥液中含有的異物數(shù)以外，還進(jìn)行上述異物的成分分析。
3.權(quán)利要求1記載的多晶硅的評(píng)價(jià)方法，其特征在于，在將上述多晶硅浸漬在容納在槽內(nèi)的藥液中之前，預(yù)先循環(huán)過濾上述藥液。
全文摘要
提供實(shí)際上不進(jìn)行單晶的拉制,能夠有效地評(píng)價(jià)原料多晶硅中含有的異物程度的方法。將一定量的多晶硅片1收容在筐2中,然后將筐2浸漬在放入腐蝕液3的腐蝕槽4內(nèi)。此后,從腐蝕槽4提出,將腐蝕液3取樣后,使取樣過的液體放置一定時(shí)間,在多晶硅的微?；蚍勰┩耆芙鈺r(shí),使用液中粒子計(jì)數(shù)器7,測(cè)定一定量的液中的粒子數(shù)。
文檔編號(hào)C30B15/00GK1330173SQ0112189
公開日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2001年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月26日
發(fā)明者堀憲治, 佐佐木剛 申請(qǐng)人:三菱麻鐵里亞爾硅材料株式會(huì)社, 三菱綜合材料多晶硅股份有限公司