[发明专利]钟罩清洁化方法、多晶硅的制造方法以及钟罩用干燥装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于多晶硅的制造的钟罩的清洁化技术，更详细而言，涉及能够有效地除去成为多晶硅中混入杂质的原因的钟罩内壁面的水分的方法以及装置。

背景技术

高纯度多晶硅是半导体器件制造用单晶硅基板和太阳能电池制造用原料。高纯度多晶硅通常通过如下方法(西门子法)分批式地制造，即通过热分解或氢还原使作为原料气体的含硅反应气体形成高纯度硅，并使其在细的硅丝棒上析出。其中，作为含硅反应气体，使用单硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷等气体、和通常用SiH_nX_4-n(n=0、1、2、3，X=Br、I)标记的卤素气体。

用于制造高纯度多晶硅的通常的析出反应容器，由金属性底板(基板)和设置于该基板上的金属性钟罩构成，钟罩的内部成为反应空间。析出反应容器必须是能够冷却、并且能够将钟罩内部的气体密闭的容器。这是由于，上述反应气体具有腐蚀性，而且具有与空气混合引起起火和爆炸的倾向。

然而，在利用析出反应容器进行多晶硅的析出反应时，在CVD工艺中，通过均匀成核工艺形成无定形的硅灰，硅在析出反应容器的内表面附着等。该硅灰含有高水平的污染物质，在作为制品的多晶硅上沉积，从而造成表面缺陷和污染(参照日本特开平6-216036号公报：专利文献1)。

另外，上述多晶硅的析出反应分批式地进行，因此，在将多晶硅从钟罩中取出时，无法避免钟罩的内表面与大气接触。在多晶硅析出反应后的钟罩内表面上，残留有作为原料气体的含硅反应气体以及由析出反应副生成的氯硅烷类和卤素气体类，已知一旦它们与大气中的水分反应，则成为显示强腐蚀性的气体。

上述腐蚀性气体使降低多晶硅的品质的有害物质(例如，硼、铝、磷、砷、锑等)从上述钟罩的内表面的结构构件中露出并活化。

而且，这样的有害物质在下一批的析出反应工艺中进入多晶硅中，使多晶硅的品质降低(例如，参照日本特开2008-37748号公报：专利文献2)。

鉴于这种情况，每一批或每几批，使用高纯度的水和二氧化碳颗粒进行析出钟罩的清洗，实现内表面的清洁化。

另一方面，对于钟罩而言，由于内表面面积较大、在构造上擦拭操作困难等原因，通常使用自动化的清洗装置。上述专利文献1、2和日本特开2009-196882号公报(专利文献3)中，公开了这样的清洗装置以及使用该装置的清洗方法的发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-216036号公报

专利文献2：日本特开2008-37748号公报

专利文献3：日本特开2009-196882号公报

发明内容

发明所要解决的问题

对于用于多晶硅制造的析出反应炉(钟罩)而言，为了从内部取出制品，每一批均被打开。而且，每一批或每几批进行清洗来实现内表面的清洁化。

应当通过清洗除去的是在钟罩的内表面上附着的非晶硅和氯硅烷聚合物等，但已知它们与水分反应最终得到微粉状物质，完全除去被该微粉状物质吸收的水分非常困难。

另外，根据本发明人的研究可知，对于使用蒸汽等对钟罩进行加热的同时用高纯度氮气等置换钟罩内部的现有的清洗方法而言，难以在短时间内完全除去水分，而另一方面，如果延长干燥时间，下一批制造的多晶硅的品质容易降低。

本发明是鉴于上述现有的钟罩清洁化技术的问题而完成的，其目的在于，提供一种技术，即从钟罩内表面上有效地除去水分，使钟罩的清洁化在短时间内完成，结果通过提高钟罩内表面的清洁度而有助于高纯度多晶硅的制造。

用于解决问题的方法

为了解决这样的问题，本发明的钟罩的清洁化方法是在利用西门子法的多晶硅制造中使用的钟罩的清洁化方法，其中，上述钟罩的使用水的清洗工序后，具备干燥工序，即以使该钟罩内部达到低于内表面温度下的水的蒸气压的压力的方式进行减压来除去水分。

优选的是，上述干燥工序如下：使用具有200Pa以下的真空达到能力的真空泵，进行使上述钟罩内部的气压达到1000Pa以下的减压操作。

本发明的钟罩的清洁化方法，优选继上述干燥工序之后具备向上述钟罩的内部导入降低了水分的高纯度惰性气体来使内压回到大气压的工序。