TWI802721B - 半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法及半導體原料塊之製造方法 - Google Patents

Abstract

提供可抑制伴隨高電壓脈衝施加之來自電極材料的污染之半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法及半導體原料塊之製造方法。在對配置於液體之中的半導體原料施加高電壓脈衝並將半導體原料進行破碎之方法中，或在使半導體原料產生裂痕之方法中，朝向被施加高電壓脈衝的部分或電極部的周邊部之中至少任一方，供應新的流體，將新的流體及液體的一部分從液體中進行吸引排出。

Description

半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法及半導體原料塊之製造方法

本發明涉及半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法及半導體原料塊之製造方法。

本案根據2018年7月4日申請的特願2018-127750主張優先權，於此援用其內容。

作為半導體原料使用的多晶矽隨著近年來的半導體裝置的高性能化，尋求高純度化。尤其，金屬雜質濃度對單晶矽的性能大為造成影響，故尋求較低的雜質等級的多晶矽製品。另一方面，多晶矽的單結晶化之際，主要進行CZ法等，惟使用多晶矽的情況下，依使用的尺寸進行破碎、切斷，尋求容易使用的形狀。為此，採用透過機械式的破碎方法、切斷機等之加工方法的情形多，於該等處理後，多數情況下透過使用藥液等之表面洗淨從而進行重金屬雜質的除去。於如此的多晶矽的一連串的處理，伴隨處理量的增加之作業負擔增加、良率的降低如此的問題成為課題。

亦已揭露以如此的問題為課題之技術。例如，在專利文獻1已揭露對矽晶棒施加具有打撃作用之脈衝而進行粉碎之方法。在此方法方面，雖已示出在破碎的初始階段方面進行透過水噴射脈衝、衝撃波而形成微小龜裂的預備處理，之後對晶棒施加機械式打撃、液體噴射、衝撃波的內容，惟並未揭露詳細到在一連串的處理中之污染迴避內容。

此外，於專利文獻2已揭露對放入液體媒體中之半導體材料(多晶矽棒)傳達衝撃波而將棒體破碎之方法。在此方法方面，將棒體配置於由多晶矽支柱所成的支撐體上而浸漬於水填充槽，在將半橢圓反射體進行對向配置的狀態下傳送衝撃波。此時，從棒體分離一定之間隔而給予衝撃從而針對雜質的影響所致的表面污染進行保護。

此外，在依專利文獻3之方法方面，已揭露一種方法，將棒狀多晶矽配置於填充在缽內的處理流體(水)中的樹脂製墊上，從配置於水中之上部的電極施加高電壓脈衝，進行碎片化。依本方法時，雖已記載異物所致的污染抑制為極少，惟並未詳細揭露。此等先前技術皆已考量以下方法：予以產生衝撃波之電極從破碎物以一定之間隔而分離，作成透過非接觸之破碎方法，使得不易受到污染的影響。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平11-188281號公報 [專利文獻2]日本特開2000-79350號公報 [專利文獻3]日本特表2017-515774號公報 [專利文獻4]日本特表2014-528355號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，在歷來的方法，已揭露在施加衝撃波(高電壓脈衝)之電極部存在於與破碎物相同的液體媒體內的情況下，就因在施加高電壓脈衝之際的衝撃而從破碎物產生的微細粒子、離子等，對電極與破碎材料間的區域、電極間供應處理液從而從電極部周邊加以除去，將處理液的電導率減低或維持為一定從而維持衝撃波施加時的能源效率(專利文獻3、專利文獻4)。在如此的方法方面，雖進行處理液的供應／排出使得處理液本身的導電率保持為一定以下致使粉碎效率亦可穩定化，惟就衝撃波施加所致的電極部的影響，尤其就從電極構材產生的污染等的影響，未加以考量。

如上述般，在施加衝撃波之電極部與破碎物存在於相同的液體內的狀況下對破碎物施加衝撃波時，確認到以下情形：電極的一部分隨施加次數的增加而逐漸劣化，在液體媒體內派生為磨耗片，發生擴散使得因電極部的磨耗片而發生破碎物的污染。尤其，此等污染發生原因應為：高電壓脈衝的施加之際有時在半導體材料表面形成微細的裂痕，擴散於液體媒體內的電極材料的磨耗片的一部分進入至該微細的裂痕內。此外，一度進入至微細的裂痕內的電極材料的磨耗片等的雜質是即使進行透過之後的藥液等之蝕刻處理等仍難以完全除去，品質的維持或提升變困難。

為此，僅以如揭露於專利文獻3、專利文獻4之電極間或電極與破碎物之間的區域的透過處理液之洗淨難以維持破碎物的品質。此等污染在用於上述的單結晶化之多晶矽的情況下，應對於高純度化的要求，成為不得不解決之課題。

本發明為鑒於如此的情事而創作者，目的在於提供：可抑制伴隨高電壓脈衝施加之來自電極部的磨耗片的污染之半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法、及半導體原料塊之製造方法。 [解決問題之技術手段]

本發明的半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法為對配置於液體之中的半導體原料施加高電壓脈衝並將前述半導體原料進行破碎之方法，或至少使裂痕產生之方法，在施加前述高電壓脈衝之際，朝向在前述半導體原料之被施加前述高電壓脈衝的部分及前述電極部之中至少任一方，連續供應新的流體。

依此半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法時，在半導體原料之被施加高電壓脈衝的部分、包含電極部之其周邊部，產生新的流體所致的連續的流動。此流動成為搬運在被施加高電壓脈衝之際派生及擴散於液體中的電極部的磨耗片之流動(搬送流)。亦即，使新的流體的搬送流產生於電極部、電極部周邊及高電壓脈衝施加部，使得伴隨高電壓脈衝從電極部周邊擴散於液體內的磨耗片效率佳地被從在半導體原料之被施加高電壓脈衝的部分及電極部周邊排除。藉此，可使電極部的一部分進入產生於半導體原料表面之微細的裂痕內的機率減低。此結果，半導體原料可抑制伴隨高電壓脈衝施加之來自電極部的污染。

另外，本發明中，裂痕與前述的微細的裂痕不同，例如，指產生龜裂直到達到如以錘子等給予略微的衝撃等之程度下形狀始會分割之狀態破碎之程度的深部，微細的裂痕指龜裂未產生到形成於半導體原料的表面的長度為數mm以下的深部的小的龜裂者。

半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法的一個實施態樣方面，可連續供應前述新的流體，同時將對在前述半導體原料之被施加前述高電壓脈衝的部分及前述電極部之中至少任一方供應後的前述新的流體的至少一部分及前述液體的一部分進行吸引排出。

藉此，高電壓脈衝施加之際派生的電極部的磨耗片擴散於液體中的情況下仍連續產生強制搬運磨耗片之流動(搬送流)，可連續有效抑制往半導體原料的附著、進入。

另外，透過上述新的流體將電極材料從半導體原料或電極部周邊排除的情況下，在進行複數次高電壓脈衝的施加之際，前述液體進入的容器內的電極材料含有比例亦逐漸增加，故將電極材料進行排除之流體優選上從液體中排出至系統外。具體而言，在與新的流體的供應口之對向位置設置排出口，連續進行吸引等而排出為優選。此情況下，填充於容器內之液體的一部分亦與流體一起被排出。

亦即，半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法的一個實施態樣是可將前述新的流體對被施加前述高電壓脈衝的部分或前述電極部或前述被破碎後的半導體原料進行供應後，將前述新的流體中的至少一部分液體一起朝系統外排出。

半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法的另一個實施態樣是前述新的流體亦供應至在被施加高電壓脈衝後或被破碎後的半導體原料。

因高電壓脈衝施加而派生及擴散於液體中的電極部的磨耗片恐亦擴散於形成裂痕後、破碎後的半導體原料的周邊，在透過高電壓脈衝施加之半導體原料之破碎時，在其表面產生微細的裂痕的情況下，有可能電極部的磨耗片進入此微細的裂痕內。為此，對脈衝施加後、破碎後的半導體原料供應新的流體，使得可有效抑制因電極部的磨耗片進一步進入微細裂痕內所致的污染。

此外，連續供應新的流體時可更有效抑制電極材料所致的污染。

半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法的再另一個實施態樣是可使前述新的流體的至少一部分，流向在前述電極部的頂端與前述半導體原料之間成為最短距離的假想線上的與朝向前述半導體原料之方向不同的方向。

各電極部隔著既定之間隔而與半導體原料對峙而配置，半導體原料因透過來自電極部的高電壓脈衝施加而產生的衝撃波而形成裂痕、產生破碎。此時，各電極部的配置，在例如產生破碎或裂痕之半導體原料的區域與電極部的配置方向為同方向的情況、與衝撃波的產生方向為同方向的情況下，因前述的電極部而產生的磨耗片的擴散亦及於此等區域，使得該磨耗片進入至產生於半導體原料表面的微細裂痕的可能性亦變高。為此，以成為與流體中的高電壓脈衝發生的方向為不同的方向的方式，以將新的流體朝向在電極部的頂端與半導體原料之間成為最短距離的假想線上的與朝向半導體原料之方向為不同的方向進行供應的方式使搬送流產生，可更有效抑制伴隨高電壓脈衝施加之往半導體原料表面的微細裂痕內的磨耗片的進入。

半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法的再另一個實施態樣是前述液體及前述新的流體可為水或純水。

使液體及新的流體為水或純水，使得其處置容易。優選上，使用純水使得可進行純度更高的液體內的破碎，更亦可抑制電極材料以外的雜質所致的污染的影響。更優選上，亦可使用超純水作為液體及新的流體。

半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法的再另一個實施態樣方面，前述液體及前述新的流體可含有氣泡。

優選上配置半導體原料的液體為氣泡分散狀態。此外，優選上該氣泡為微小氣泡(例如直徑100μm以下的氣泡)。微小氣泡在液體中為氣泡分散狀態時，可期待在高電壓脈衝施加時往飛散於液體中之微小氣泡表面的電極材料的吸附效果。此外，微小氣泡在新的流體中以分散狀態存在的情況下亦可期待同樣的功效。

此外，微小氣泡含有於液體中或新的流體，使得可期待因高電壓脈衝的施加致使亦發生氣泡的壓壞，在微小氣泡周邊產生衝撃波從而可抑制往半導體原料表面的電極材料的附著之功效。

此外，可使前述半導體原料為成為單晶矽製造原料之多晶矽。透過上述的方法，電極部的磨耗片的影響少，可進行減低污染的影響之破碎，故單晶矽製造用原料方面可提供高品質的多晶矽。

本發明的半導體原料塊之製造方法具有：棒狀原料製作程序，其為將半導體原料製作為棒狀者；破碎程序，其為將前述半導體原料以上述任一個破碎方法進行破碎，或以裂痕產生方法使裂痕產生後以機械式方法進行破碎，作成半導體原料塊者。

另外，於此半導體原料塊之製造方法，亦可為了獲得既定的破碎尺寸的半導體原料塊，重複透過高電壓脈衝施加之破碎方法而將半導體原料進行破碎。 [對照先前技術之功效]

依本發明時，可有效抑制半導體原料的伴隨高電壓脈衝施加之來自電極部的污染。

以下，就本發明相關的實施方式參照圖式進行說明。

圖1為半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法的作用圖。

在本實施方式相關的半導體原料之破碎方法或裂痕產生方法，矽棒(半導體原料)1配置於液體之中。另外，在本實施方式，從二個電極部22、23之中的其中一個電極部(例如電極部22)的頂端施加高電壓脈衝，在矽棒1與電極部22前端間發生電擊穿，產生的衝撃波經過矽棒1內。矽棒1透過此衝撃波被形成裂痕C，或發生矽棒1的破碎。另外，使另一個電極部23為接地狀態，使得施加的高電壓脈衝流往電極部23，高電壓脈衝的一部分透過電極部22、23間表面的傳播而流往接地端。

另外，雖非必要限定者，惟應用此破碎方法之矽棒1在既定的容器內以與容器絕緣的狀態下被配置，被以浸漬於液體中的狀態進行準備。此外，雖矽棒1的形狀無特別約束，惟優選上配置為，電極及矽棒1間之間隔成為大致一定範圍內而使高電壓脈衝被以一定的狀態施加。例如，能以兩電極前端側相對於棒體長軸之側面成為大致一定之間隔的方式相互配置。此外，矽棒的尺寸是例如直徑為約50mm以上且約200mm以下、長度為約30cm以上且約2000cm以下時相對上容易處置。優選上，電極部22、23與矽棒1的表面之間之間隔為約2mm以上約50mm，電極部22、23之間的距離為約30mm以上且約100mm以下。此外，優選上，施加的高電壓脈衝的電壓為大致上100kV以上且300kV以下，每1脈衝的電力為300J以上且1000J以下，高電壓脈衝的頻率為大致上0.5Hz以上且40Hz以下。

另外，上述破碎設定條件雖可依裝置構成而變更各設定值，惟優選上在該破碎物的形成或形成裂痕之中，考量破碎物的形狀、尺寸等而酌情設定。

於液體之中，由於施加高電壓脈衝之際的衝撃，使得電極部22、23的一部分成為磨耗片而派生，擴散至電極部22、23的周邊、在矽棒1之被施加高電壓脈衝的部分。此電極部的磨耗片的派生及擴散隨施加次數的增加而增加。

於是，朝在矽棒1被施加高電壓脈衝的部分及電極部22、23之中至少任一方，供應新的流體。圖1示出朝電極部22、23及施加於矽棒1表面之放電區域供應新的流體的樣子，為了供應新的流體用的供應噴嘴30的供應口31及排出管32的排出口33配置於電極部22、23的附近及被施加高電壓脈衝之區域，新的流體被連續供應。藉此，從被施加高電壓脈衝的部分、電極部22、23的周邊部排除從電極部22、23派生的磨耗片。

另外，優選上，上述新的流體的供應噴嘴30、排出管32以不受到伴隨高電壓脈衝施加之放電的影響的方式，從電極部22、23及高電壓脈衝施加部隔著一定之間隔而被配置。

藉此，在被施加高電壓脈衝的部分、電極部22、23的周邊部，新的流體的流動連續而以實線箭頭所示的方式產生。此流動成為搬運伴隨高電壓脈衝施加而派生的電極部的磨耗片的流動(搬送流)，磨耗片從被施加高電壓脈衝的部分、電極部22、23的周邊部乘著該流動而被排除。此結果，可抑制進入至形成於矽棒1的表面的微細的裂痕的磨耗片所致的污染。

此情況下，新的流體是流於與從電極部22施加的高電壓脈衝的方向(從電極部22頂端至矽棒1的方向、從矽棒1至電極部23的方向)不同的方向。具體而言，以高電壓脈衝產生的方向與流體的流動方向成為不同的方向的方式，朝向與於電極部22、23頂端與矽錠1之間成為最短距離的假想線上從電極部22、23朝向矽錠1的方向(圖1中以箭頭A表示的方向)不同的方向供應流體即可。伴隨高電壓脈衝的施加從電極部22、23(尤其電極部22)產生的磨耗片容易與衝撃波一起朝往矽棒1側，在矽棒1形成破碎或裂痕的過程中，進入在其表面產生的微細的裂痕內而引起污染。為此，使新的流體的流動連續產生於與電場的方向不同的方向從而可使從電極部22、23派生的磨耗片遠離矽棒1，可將污染予以迴避或減低。亦能以與供應口31與排出口33相向的方式配置。

此情況下，為了有效供應流體，雖優選上在矽錠1之被施加高電壓脈衝的部分的附近或在電極部22、23的附近配置供應口31，惟有時亦受到伴隨高電壓脈衝施加之衝撃波的影響使得發生供應口31的破損、磨耗等，亦容易受到新的流體的供應口31的材質所致的液體的污染、新的流體本身的材質污染的影響。為此，新的流體的供應口31的配置優選上配置為，從被施加高電壓脈衝的部分或電極部22、23隔著一定的距離的狀態。

另外，優選上依新的流體的供應量而決定排出量。新的流體的供應量超過排出量時容器內的電極部的磨耗片相對增加，故至少排出量與供應量同等、或排出量超過供應量為優選。

另外，排出量超過供應量的情況下，容器內的液體量逐漸減低，故優選上以矽棒1整體浸漬的方式，此外以電極部浸漬於液體中而成為至少可施加高電壓脈衝的狀態的方式，在成為一定量以下的液體量的情況下對容器內進行液體的供應。

另外，新的流體的供應量方面，雖亦取決於高電壓脈衝施加條件，惟優選上至少90L／min.以上，更優選上100L／min.以上。新的流體的供應量少的情況下，變成伴隨高電壓脈衝施加之電極部的磨耗片的擴散超過新的流體的流動所致的夾帶，故容易招致磨耗片的擴散所致的破碎物表面的污染的影響。

此外，在此實施方式，於矽棒1的裂痕形成後、破碎後，皆亦將新的流體對破碎物或裂痕形成物連續供應，從而在其周邊亦予以產生流動，使得擴散的電極部22、23的磨耗片透過搬送流被排除，進入在高電壓脈衝施加時形成的微細裂痕內的機率更加被減低。此結果，於裂痕形成後、破碎後的半導體原料塊，從電極部派生的磨耗片所致的污染皆被有效抑制。

此外，流體為水或純水，使得其處置容易，使用純水使得可進行純度更高的液體、流體的供應下的破碎，更亦可抑制電極材料以外的雜質所致的污染的影響。

此外，配置有矽棒1之液體及新的流體含有氣泡時，由於高電壓脈衝的施加使得亦發生氣泡的壓壞等，由於其衝撃等使得磨耗片更難以進入至微細裂痕內，故可期待更加抑制往破碎後的半導體原料塊表面的附著的功效。

再者，在配置矽棒1之液體中、新供應的流體中使直徑100μm以下的微小氣泡同樣地成為分散狀態，使得可期待往微小氣泡表面的電極材料的磨耗片的吸附效果所致的浮上擴散效應。此外，使微小氣泡同樣地以分散狀態存在於水、純水中亦可期待同樣的功效。微小氣泡為奈米級(nm)的氣泡更佳。

接著，利用以上的破碎方法或裂痕產生方法，就製造成為單晶矽製造用的原料之半導體原料塊之方法進行說明。

本實施方式相關的半導體原料塊之製造方法以下列的主要的順序而具有：棒狀原料製作程序，其為在反應爐內使矽析出而製作棒狀的矽棒1者；破碎程序，其為透過前述的破碎方法將矽棒1進行破碎，或至少予以產生裂痕後加以破碎，作成半導體原料塊者。此外，具有對於經過破碎程序之半導體原料塊之洗淨程序、乾燥程序、捆包程序等。

棒狀原料製作程序是使包含氯矽烷氣體與氫之原料氣體，接觸於加熱之矽芯棒，在其表面使矽析出為大致圓柱狀而獲得矽棒1。

破碎程序是將此矽棒1透過前述的方法進行破碎，或至少予以產生裂痕後加以破碎，獲得半導體原料塊。破碎的矽棒1優選上使用預先進行純水洗淨者。更優選上，亦可使用進行透過藥液之蝕刻等，並將表面雜質等除去者。

以此破碎程序獲得的半導體原料塊為使用因高電壓脈衝施加而生的衝撃波進行破碎者，可依施加電壓、施加回收、電極-半導體原料塊之間隔等的設定等而形成期望的大小的塊。藉此，之後不需要使用錘子、機械式的破碎裝置，或即便使用錘子、機械式的破碎裝置等的情況下，仍將產生裂痕之塊進行破碎之程度的最小限度的使用即可，故由於可相對上容易進行破碎，使得破碎工時變少，伴隨破碎之與金屬材料的接觸亦可少，故可減低金屬污染。

破碎之際，電極部22、23與矽棒1雖相對移動於矽棒1的直徑方向及長度方向，惟以該相對運動每1mm施加0.5脈衝以上且1.0脈衝以下的方式移動即可。

洗淨程序為將附著於此等半導體原料塊的表面的雜質使用酸等的藥液進行除去，將該酸以純水沖走的程序。

乾燥程序是將以純水沖走的半導體原料塊投入於乾燥器而進行乾燥。

在捆包程序為進行半導體原料塊的尺寸、外觀檢查，並收容於樹脂製(例如聚乙烯製)的捆包袋內的程序。

在本實施方式的半導體原料塊之製造方法方面，透過前述的破碎方法使裂痕產生於矽棒1而進行破碎，故可高度維持被破碎的多晶矽塊的純度。因此，在以此方法獲得的半導體原料塊方面，可高度維持以此為原料而製造的單晶矽的品質。

另外，在實施方式，雖以設置一個新的流體的供應口為例，惟採用複數個供應口、複數個供應方向，可使得對半導體材料的被施加高電壓脈衝的部分等，更有效地供應新的流體。 [實施例] ＜實施例1＞

表1示出就伴隨高電壓脈衝施加之來自電極部的磨耗片的派生及擴散狀況進行確認的結果。

在填滿於容器內的純水中，裝入電極部(電壓施加部、接地部)，就高電壓脈衝施加所致的電極部的磨耗片的在純水中的產生狀況進行確認。使施加電壓為約170kV，使電極間距離為約100mm。不使用多晶矽原料，僅使電極部浸漬於純水。此外，以將新的流體(純水)供應至容器內的電極部的情況、未供應新的流體的情況的2方法進行確認。另外，脈衝施加進行各10次。

磨耗片的確認是分別提取高電壓脈衝施加後約1分鐘後的電極部附近的純水及高電壓脈衝施加後的從電極部分離的容器內側的純水，就電極材料的濃度進行分析。另外，供應新的流體(純水)的情況下，電極部附近的純水是在與流體供應位置夾著電極部為相反側的位置進行提取。

提取的純水中的電極材料濃度的測定是以ICP發光分析(感應耦合電漿發光分析)的方法進行。

另外，高電壓脈衝施加前的容器內的純水的電極材料濃度不足1.0ppbw。

施加高電壓脈衝時，在電極部周邊，來自電極部的構成電極部之材料的一部分(磨耗片)派生，與脈衝施加一起擴散，儘管其擴散的程度存在變異性，電極部周邊的電極材料濃度是比起從容器內的電極部分離的位置，確認到具有高的傾向。該情況下，如示於表1，推測為由於供應新的流體，使得派生於電極部周邊的磨耗片乘著流體的流動而從電極部周邊移動使得純水中的電極材料濃度變低。此外，可看出由於形成此流體的流動使得亦抑制派生的磨耗片從電極部周邊往容器內整體擴散，故可得知對於往半導體原料的污染防止為有效。

另外，上述的新的流體的供應之際，使用樹脂製的編織軟管，進行約20L／min.的純水的注入。

此外，關於在本實施例所謂之高電壓脈衝破碎中的從電極部派生的磨耗片，透過以過濾器的過濾之提取確認下為數μm程度的大小，提取的磨耗片的透過拉曼光譜之確認下，確認到亦包含電極材質的氧化物的氫氧化物(氧化鐵FeO的氫氧化物)。

＜實施例2＞ 表2示出就伴隨高電壓脈衝施加之破碎材料表面的污染狀況進行確認的結果。

使多晶矽原料塊(直徑約110mm、長度約1000 mm)的棒狀者浸漬於充滿於容器內的純水中，電壓約170KV、破碎材料與電極間的距離約30mm、頻率1Hz的條件下，對原料塊施加高電壓脈衝而確認施加後(破碎後)的矽表面的電極構材質污染的程度。往脈衝施加部、電極部及破碎材料(破碎前／後)的新的流體(純水)供應設為既定的流量(約90L／min.)。

另外，新的流體(純水)作成(1)供應至電極部及該周邊的情況、和(2)供應至電極部及其周邊與破碎後的原料雙方的2種，分別以將供應的流體進行吸引除去的情況與未進行吸引除去的情況就破碎材料濃度進行測定。純水提取位置設為與流體供應位置夾著電極部為相反側的位置，將被供應的流體進行吸引除去的情況下，設於比進行吸引除去的位置下游的位置。

破碎材料表面的電極部材料的污染濃度是透過破碎後的ICP-MS(感應耦合電漿質量分析)方法進行分析。

另外，樣品數為3(n=3)，示出其最小值與最大值。

根據表2的結果，相對於連續的流體的供應，非連續的純水的供應下結果為：原料塊表面的污染變異性大，其程度亦高。

＜實施例3＞ 表3示出就使氣泡(奈米氣泡)含有於液體及新的流體的情況下的破碎材料表面的污染狀況進行確認的結果。

高電壓脈衝施加條件如同實施例2，將新的流體以與實施例2同樣的條件對電極部及其周邊與破碎後的原料雙方供應，在與該流體供應位置夾著電極部為相反側的位置將純水進行吸引除去，之後將破碎的多晶矽從容器取出，乾燥後，如同實施例2地測定矽表面的電極材料濃度。

樣品數為3(n=3)，示出其最小值與最大值。

如從表3得知，在使用氣泡含有的液體及新的流體之透過高電壓脈衝施加的破碎方面，比起無氣泡的含有的情況，確認到電極部的磨耗片所致的污染的影響變小的功效。

＜實施例4＞ 表4示出就新的流體的供應方向所致的破碎材料表面的污染狀況進行確認的結果。

使液體及新的流體為純水，使電極及半導體原料浸漬於純水中，通過電極將高電壓脈衝施加於半導體原料，將其破碎。半導體原料方面使用多晶矽棒(約1.5 m、直徑約120mm)。新的流體的供應方向以(1)相對於電極與半導體原料間的假想線約90˚的方向(圖1中，將流體供應口配置於半導體原料的一端側(紙面的眼前)，將排出口配置於夾著假想線為半導體原料另一端側(紙面的後側))，(2)相對於該假想線以大致平行的方向從電極朝向半導體原料之方向的2種進行實施。該流體(純水)以約40L／min.的流速在液體(純水)中連續供應，從排出口進行吸引排出。朝向從電極周邊部及電極前端部的往半導體原料的放電脈衝施加部且伴隨放電脈衝施加被破碎的半導體原料及其周邊而連續供應(往水槽內的純水供應量及排出量設為在單位時間內大致同定量的範圍內)。半導體原料被破碎為最大邊長約30mm的尺寸。使該破碎品從液體中回收，予以乾燥而進行表面雜質的測定。

破碎材料表面的電極部材料的污染濃度是如同實施例2般透過ICP-MS(感應耦合電漿質量分析)方法進行分析。

樣品數為5(n=5)，示出其最小值與最大值。

高電壓脈衝破碎時的供應新的流體之方向是流體的方向相對於電極部與半導體原料間的假想線成為平行的方向時，有可能派生及擴散於流體或液體中的電極部的磨耗片附著於破碎物表面或進入至破碎物表面使得雜質濃度的變異性變大。如從表4的結果得知，要穩定減低，優選上，流體的供應方向是與朝向破碎物(半導體原料)之方向為不同的方向。此外，相對於新的流體的供應方向，將容器內的液體及供應之流體進行排出的情況下，進行吸引排出為優選。進行吸引排出，使得可有效形成新的流體的流動。

另外，在本發明之使用於高電壓脈衝施加之電極部的材質方面，雖使用鐵，惟只要為可進行高電壓脈衝施加之電極部的材質，則亦可使用鐵以外的導電性材質。例如，亦可採用銀等的材質的電極部。

此外，在本發明，電極部的構成方面，雖使用一體型的電極部，惟亦可採用如僅交換電極部的磨耗所致的缺損部分的可進行電極部的部分交換之裝卸式的以同材質的構件而構成的電極部的構造。另外，裝卸方法方面，舉例如螺固、組合式、焊接式等的方法。 [產業上之可利用性]

本發明可利用於將矽棒等的半導體原料進行破碎而製造半導體原料塊之際。

1‧‧‧矽棒(半導體原料) 22、23‧‧‧電極部 30‧‧‧供應噴嘴 31‧‧‧供應口 32‧‧‧排出管 33‧‧‧排出口

[圖1]本發明的半導體原料之破碎方法的作用圖。

1‧‧‧矽棒(半導體原料)

22、23‧‧‧電極部

30‧‧‧供應噴嘴

31‧‧‧供應口

32‧‧‧排出管

33‧‧‧排出口

C‧‧‧裂痕

Claims (9)

1. 一種半導體原料之加工方法，其為對配置於液體之中的半導體原料施加高電壓脈衝而使前述半導體原料破碎，或使前述半導體原料產生裂痕之方法，朝向在前述半導體原料之被施加前述高電壓脈衝的部分及施加前述高電壓脈衝之電極部之中的至少前述電極部，連續供應新的流體。
2. 如申請專利範圍第1項的半導體原料之加工方法，其中，連續供應前述新的流體，同時將前述新的流體及前述液體的一部分從液體中進行吸引排出。
3. 如申請專利範圍第1或2項的半導體原料之加工方法，其中，前述新的流體亦供應至被施加高電壓脈衝後的半導體原料。
4. 如申請專利範圍第1或2項的半導體原料之加工方法，其中，使前述新的流體的至少一部分，流向在前述電極部的頂端與前述半導體原料之間成為最短距離的假想線上的與朝向前述半導體原料之方向不同的方向。
5. 如申請專利範圍第1或2項的半導體原料之加工方法，其中，將前述新的流體對被施加前述高電壓脈衝的部分或前述電極部或被施加前述高電壓脈衝後的半導體原料供應 後，將前述新的流體中的至少一部分連同液體一起朝系統外排出。
6. 如申請專利範圍第1或2項的半導體原料之加工方法，其中，前述液體及前述新的流體為水或純水。
7. 如申請專利範圍第1或2項的半導體原料之加工方法，其中，前述液體及前述新的流體含有氣泡。
8. 如申請專利範圍第1或2項的半導體原料之加工方法，其中，前述半導體原料為成為單晶矽製造原料之多晶矽。
9. 一種半導體原料塊之製造方法，具有：棒狀原料製作程序，其為將半導體原料製作為棒狀者；和破碎程序，其為將前述半導體原料以如申請專利範圍第1至7項中任一項的半導體原料之加工方法進行破碎，或使裂痕產生於前述半導體原料後以機械式方法進行破碎，作成半導體原料塊者。

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