[发明专利]多晶硅块状物、其包装体及其制造方法

说明书

本发明的目的在于，对于填充于树脂袋中的多晶硅块状物的包装体，即使长期保存、在输送中暴露于高温高湿环境，也会抑制多晶硅块状物产生污渍。本发明的多晶硅块状物包装体的特征在于，其是表面金属浓度为1000pptw以下的多晶硅块状物填充于树脂袋中的包装体，存在于该包装体内部的硝酸根离子量及优选的氟离子量分别为相对于将包装体放置在25℃、1大气压下时所形成的多晶硅块状物的填充空隙成为50μg/L以下的量。

技术领域

本发明涉及多晶硅块状物、其包装体及其制造方法。

背景技术

高密度集成电子电路需要高纯度的单晶硅晶圆。单晶硅晶圆通过从由CZ法〔丘克拉斯基(Czochralski)法〕制造出的单晶硅棒切出而得到。作为用于制造该CZ法单晶硅棒的原料，使用也称为Polysilicon(多晶硅)的多晶硅。

作为多晶硅的制造方法，已知有西门子(Siemens)法。在西门子法中，将配置于钟罩型的反应容器内部的硅芯线通过通电加热到硅的沉积温度，向其中供给三氯硅烷(SiHCl₃)、甲硅烷(SiH₄)等硅烷化合物气体和氢，利用化学气相沉积法使多晶硅沉积于硅芯线上，得到高纯度的多晶硅棒。

将所得到的多晶硅棒切割或破碎成容易作为所述CZ法中的单晶硅制造原料进行处理的大小。具体而言，利用由硬质金属构成的切割工具、破碎工具将多晶硅棒切割、破碎，得到多晶硅块状物(切割棒、破碎物)。在此，上述构成切割工具、破碎工具的硬质金属通常使用碳化钨/钴合金(WC/Co合金)，因此多晶硅块状物的表面会被钨、钴污染。此外，由于与输送器具、分级机等各种金属制的工具的接触，多晶硅块状物的表面会被其他各种金属杂质污染。因此，这些金属杂质即使是少量也会在用于高密度集成电子电路的单晶硅晶圆中产生缺陷，这最终会使装置的性能劣化并且限制电路密度。

因此，有必要尽可能降低多晶硅块状物的表面的金属杂质浓度，可通过进行酸洗来将其去除。具体而言，进行利用氢氟酸硝酸水溶液的蚀刻处理。在此，氢氟酸发挥如下作用：使形成于多晶硅破碎块的表面的氧化膜良好地溶解，也使附着于其上的各种金属、其氧化物溶解。此外，硝酸将多晶硅氧化而在上述多晶硅破碎块的表面形成氧化膜，并发挥促进利用所述氢氟酸溶解去除氧化膜的作用。

以这种方式使表面清洁化的多晶硅块状物经过水洗工序、干燥工序后，为了防止对块表面的再次污染而装在树脂袋中并以包装体的形态保存后，输送、出货到单晶硅棒等的制造工厂。这时，作为填充于包装体中的多晶硅块状物产生的问题点之一，可列举出在表面产生污渍(参照专利文献1)。特别是，若以包装体的形态长期保存，或在输送中暴露于高温高湿环境(严酷情况下，温度为50℃以上，湿度为70％以上)，则会明显发生在所填充的多晶硅块状物的表面产生许多污渍的问题。

在此，污渍是指在多晶硅表面上氧化膜的异常生长，若将产生污渍的多晶硅块状物用于培育单晶硅的原料，则在切出的硅晶圆上产生缺陷而引起品质恶化。认为其产生原因在于，酸洗工序中使用的酸液成分(氟离子、硝酸根离子)渗透到块状物表面的裂纹、裂缝内部并残留而引起的。即，推测出这些深入渗透到裂纹、裂缝内部的酸液成分即使将多晶硅块状物水洗也无法充分去除，该残留酸液成分在以包装体的形态保存的过程中与包装体的内部空气所含的氧气结合，从而产生所述污渍。

因此，在所述专利文献1中提出了，为了减少由除水不充分引起的氟成分的残留，对多晶硅块状物进行酸洗并干燥后，在减压状态下以45℃以上的温度保持一定时间。但是，其说明了该氟成分的减少效果在加热温度60℃以上达到饱和，并从加热成本的增加问题考虑，优选设为70℃以下(参照段落)。此外，也未示出在其前期干燥工序的任何温度条件。

此外，在专利文献2中，试图将酸洗后的多晶硅块状物保持在纯水蒸气中，通过在表面上产生的冷凝水进行清洗来去除所述酸液成分。但是在这种情况下，虽然所述纯水蒸气为高温，但清洗酸液成分的只有该冷凝水，其温度远低于100℃。

现有技术文献

专利文献