本申請是申請日為2011年8月25日、申請?zhí)枮?01110256319.7、發(fā)明名稱為“多晶硅及其制造方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。本發(fā)明涉及多晶硅及其制造方法。
背景技術(shù)：
：多晶硅目前在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)，并且特別是作為原料用于光伏應(yīng)用及用于晶片制造中單晶的制造。在所有應(yīng)用中期望高純度的原料。在制造多晶硅時，在由氣相沉積之后需要將多晶硅棒破碎成小塊用于進一步加工。但是在此高純硅由于使用破碎工具而或多或少地被外來原子污染。此外，產(chǎn)生硅塵顆粒，其粘附在碎塊上。通常對硅碎塊進行清潔以用于更高品質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域，例如用于單晶拉伸，然后進行進一步加工和/或包裝。這根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)是在一個或多個濕化學(xué)清潔步驟中進行的。在此使用不同化學(xué)品和/或酸的混合物，從而尤其是又將粘附的外來原子從表面去除。但是這些方法復(fù)雜且昂貴。us6,916,657公開了外來顆?；蛲鈦碓訒诶炀w時降低產(chǎn)率。粘附的硅塵也會在此方面產(chǎn)生負(fù)面影響。期刊“凈室技術(shù)(reinraumtechnik)”(1/2006，“作為污染源的高純硅塵(hochreinersiliziumstaubalskontaminationsquelle)”；reinraumtechnik1/2006,ivo)公開了一種用于測定多晶硅上的硅塵的方法。其中描述了其在進一步加工成單晶時的負(fù)面影響。公開了經(jīng)濕化學(xué)清潔的多晶硅具有約10ppmw的“粉塵”值，而在運輸之后則高至60ppmw，其中粉塵顆粒-尺寸分布小于5μm。wo-2009/09003688公開了一種用于制備存在于材料混合物中的表面污染的硅材料的方法，其具有基于硅的重量1ppb至1000ppm的表面污染物。但是通過篩分不會減少粘附的小于約50μm的si塵，而是主要僅分離出松散且更大的顆粒。us2003/0159647a1公開了一種用于加工硅碎塊的方法，其中設(shè)置粉塵清除系統(tǒng)，其利用空氣流經(jīng)過打孔的板從硅塊去除粉塵。其報道了低的粉塵值，但是沒有描述細節(jié)。然而，通過空氣流除塵尤其是對于強烈粘附在表面上的小的si顆粒(小于50μm)幾乎沒有效果。小的si碎塊會從空氣流漏出。在最不利的情況下，通過在流化床中劇烈移動多晶硅碎塊甚至?xí)a(chǎn)生增加數(shù)量的顆粒。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于，提供表面粉塵含量低的廉價的多晶硅。本發(fā)明的目的是通過第一粒級尺寸的多晶硅實現(xiàn)的，其包含多晶硅碎塊，其中至少90％的碎塊具有10至40mm的尺寸，其特征在于，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量小于15ppmw，粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量小于14ppmw，粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量小于10ppmw，粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量小于3ppmw，此外其特征還在于大于或等于0.1ppbw且小于或等于100ppbw的表面金屬雜質(zhì)。在該第一粒級尺寸的多晶硅中，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于5ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于3ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于5ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于1ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于1ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于0.1ppmw。根據(jù)本發(fā)明的第一粒級尺寸的多晶硅的硅塵顆粒的所述優(yōu)選和更優(yōu)選的含量優(yōu)選與以下優(yōu)選的表面金屬雜質(zhì)相結(jié)合：表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于2.5ppbw且小于或等于100ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.6ppbw且小于或等于2.5ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于0.6ppbw。根據(jù)本發(fā)明的多晶硅的表面雜質(zhì)的金屬優(yōu)選選自以下組中：fe、cr、ni、na、zn、al、cu、mg、ti、w、k、co和ca。諸如mn和ag的其他金屬以可忽略的低濃度存在。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于50ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.5ppbw且小于或等于50ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于0.5ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于0.1ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于50ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于1ppbw且小于或等于50ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于1ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于0.1ppbw。此外，本發(fā)明的目的是通過第二粒級尺寸的多晶硅實現(xiàn)的，其包含多晶硅碎塊，其中至少90％的碎塊具有20至60mm的尺寸，其特征在于，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量小于15ppmw，粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量小于14ppmw，粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量小于10ppmw，粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量小于3ppmw，此外其特征還在于大于或等于0.1ppbw且小于或等于100ppbw的表面金屬雜質(zhì)。在該第二粒級尺寸的多晶硅中，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于5ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于3ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于5ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于1ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于1ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于0.1ppmw。根據(jù)本發(fā)明的第二粒級尺寸的多晶硅的硅塵顆粒的所述優(yōu)選和更優(yōu)選的含量優(yōu)選與以下優(yōu)選的表面金屬雜質(zhì)相結(jié)合：表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于2.0ppbw且小于或等于100ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.5ppbw且小于或等于2.0ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于0.5ppbw。根據(jù)本發(fā)明的多晶硅的表面雜質(zhì)的金屬優(yōu)選選自以下組中：fe、cr、ni、na、zn、al、cu、mg、ti、w、k、co和ca。諸如mn和ag的其他金屬以可忽略的低濃度存在。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于50ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.5ppbw且小于或等于50ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于0.5ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于0.1ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于50ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于1ppbw且小于或等于50ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于1ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于0.1ppbw。此外，本發(fā)明的目的是通過第三粒級尺寸的多晶硅實現(xiàn)的，其包含多晶硅碎塊，其中至少90％的碎塊具有大于45mm的尺寸，其特征在于，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量小于15ppmw，粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量小于14ppmw，粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量小于10ppmw，粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量小于3ppmw，此外其特征還在于大于或等于0.1ppbw且小于或等于100ppbw的表面金屬雜質(zhì)。在該第三粒級尺寸的多晶硅中，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于5ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于3ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于5ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于1ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于1ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于0.1ppmw。根據(jù)本發(fā)明的第三粒級尺寸的多晶硅的硅塵顆粒的所述優(yōu)選和更優(yōu)選的含量優(yōu)選與以下優(yōu)選的表面金屬雜質(zhì)相結(jié)合：表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于1.5ppbw且小于或等于100ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.2ppbw且小于或等于1.5ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于0.2ppbw。根據(jù)本發(fā)明的多晶硅的表面雜質(zhì)的金屬優(yōu)選選自以下組中：fe、cr、ni、na、zn、al、cu、mg、ti、w、k、co和ca。諸如mn和ag的其他金屬以可忽略的低濃度存在。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于10ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.5ppbw且小于或等于10ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.05ppbw且小于或等于0.5ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于0.05ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于50ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.5ppbw且小于或等于50ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.05ppbw且小于或等于0.5ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于0.05ppbw。此外，本發(fā)明的目的是通過第四粒級尺寸的多晶硅實現(xiàn)的，其包含多晶硅碎塊，其中至少90％的碎塊具有3至15mm的尺寸，其特征在于，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量小于45ppmw，粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量小于30ppmw，粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量小于20ppmw，粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量小于10ppmw，此外其特征還在于大于或等于0.1ppbw且小于或等于1ppmw的表面金屬雜質(zhì)。在該第四粒級尺寸的多晶硅中，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于30ppmw。粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于15ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于20ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于15ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于6ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于5ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于0.5ppmw。根據(jù)本發(fā)明的第四粒級尺寸的多晶硅的硅塵顆粒的所述優(yōu)選和更優(yōu)選的含量優(yōu)選與以下優(yōu)選的表面金屬雜質(zhì)相結(jié)合：表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于10ppbw且小于或等于1ppmw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于4.5ppbw且小于或等于10ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于4.5ppbw。根據(jù)本發(fā)明的多晶硅的表面雜質(zhì)的金屬優(yōu)選選自以下組中：fe、cr、ni、na、zn、al、cu、mg、ti、w、k、coundca。諸如mn和ag的其他金屬以可忽略的低濃度存在。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于500ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于1.0ppbw且小于或等于500ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.3ppbw且小于或等于1.0ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于0.3ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于500ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于10ppbw且小于或等于500ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于1ppbw且小于或等于10ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于1ppbw。此外，本發(fā)明的目的是通過第五粒級尺寸的多晶硅實現(xiàn)的，其包含多晶硅碎塊，其中至少90％的碎塊具有0.5至5mm的尺寸，其特征在于，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量小于70ppmw，粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量小于62ppmw，粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量小于60ppmw，粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量小于40ppmw，此外其特征還在于大于或等于0.1ppbw且小于或等于10ppmw的表面金屬雜質(zhì)。在該第五粒級尺寸的多晶硅中，粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于40ppmw。粒徑小于400μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于20ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于30ppmw。粒徑小于50μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于15ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于25ppmw。粒徑小于10μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于12ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量優(yōu)選小于10ppmw。粒徑小于1μm的硅塵顆粒的含量更優(yōu)選小于1ppmw。根據(jù)本發(fā)明的第五粒級尺寸的多晶硅的硅塵顆粒的所述優(yōu)選和更優(yōu)選的含量優(yōu)選與以下優(yōu)選的表面金屬雜質(zhì)相結(jié)合：表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于100ppbw且小于或等于10ppmw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于20ppbw且小于或等于100ppbw。表面金屬雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.1ppbw且小于或等于20ppbw。根據(jù)本發(fā)明的多晶硅的表面雜質(zhì)的金屬優(yōu)選選自以下組中：fe、cr、ni、na、zn、al、cu、mg、ti、w、k、co和ca。諸如mn和ag的其他金屬以可忽略的低濃度存在。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于1ppmw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于5.0ppbw且小于或等于1000ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于1.0ppbw且小于或等于5.0ppbw。表面鐵雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于1.0ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于5ppmw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于100ppbw且小于或等于5ppmw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于10ppbw且小于或等于100ppbw。表面鎢雜質(zhì)優(yōu)選為大于或等于0.01ppbw且小于或等于10ppbw。所有前述粒級尺寸的多晶硅獲得這些在表面粉塵和金屬污染物方面的特性，無需任何濕化學(xué)處理。這并不意味著濕化學(xué)處理在后續(xù)的工藝步驟中不可以是有利的，從而例如實現(xiàn)甚至更少的金屬污染物，或者從而對多晶硅實施表面蝕刻處理。低的粉塵顆粒含量是由特別的除塵方法產(chǎn)生的，下面詳細地加以描述。在所有請求保護的優(yōu)選范圍內(nèi)的金屬值是通過尤其是在將硅破碎成碎塊時采用低污染處理以及通過選擇合適的凈室等級而實現(xiàn)的。因此，對于特別需要的應(yīng)用，特別低污染的處理與低的凈室等級相結(jié)合(根據(jù)usfedstd209e，被iso14644-1代替)，例如與凈室等級100相結(jié)合。在等級100(iso5)的情況下，每升可以包含最多3.5個最大直徑為0.5μm的顆粒。對于不同的粒級尺寸所述的表面金屬雜質(zhì)的優(yōu)選的范圍以及鐵和鎢污染物的范圍對應(yīng)于請求保護的范圍的更低和更高的范圍。低的范圍要求低污染處理。該多晶硅適合于特別需要的應(yīng)用，其中低的金屬污染物是所期望的。對于所有所述的粒級尺寸優(yōu)選將金屬、鐵和鎢污染物的更高和更低的范圍相互結(jié)合。因此，例如對于第三粒級尺寸的多晶硅特別優(yōu)選的是以下金屬污染物：對于需要的應(yīng)用：全部金屬0.1ppbw至0.2ppbw，鐵0.01ppbw至0.05ppbw，鎢0.01ppbw至0.05ppbw。對于不太需要的應(yīng)用：全部金屬0.2ppbw至1.5ppbw，鐵0.05ppbw至0.5ppbw，鎢0.05ppbw至0.5ppbw。本發(fā)明還是通過用于制造多晶硅的方法實現(xiàn)的，其包括將在西門子反應(yīng)器中于細棒上沉積的多晶硅破碎成碎塊，將碎塊分級成從約0.5mm至大于45mm的尺寸等級，及對硅碎塊利用壓縮空氣或干冰進行處理，從而從碎塊去除硅塵，其中不對碎塊實施濕化學(xué)清潔。最后，本發(fā)明還是通過根據(jù)本發(fā)明對多晶硅除塵的第二方法實現(xiàn)的，該多晶硅是以粒料的形式或者以棒、棒段或碎塊的形式存在的，該方法是利用壓縮空氣或干冰實施的，無需任何濕化學(xué)處理，從而從多晶硅去除硅塵。在這兩個根據(jù)本發(fā)明的方法中，優(yōu)選利用低污染的工具將硅破碎成碎塊。目前在現(xiàn)有技術(shù)中，若用于半導(dǎo)體技術(shù)，則通常對多晶硅碎塊實施化學(xué)清潔，以達到可接受的金屬和顆粒水平。然而，本發(fā)明的發(fā)明人表示，若事先進行除塵，則實際上具有過高的金屬顆粒水平的甚至未經(jīng)清潔的多晶硅也適合于半導(dǎo)體技術(shù)中需要的應(yīng)用。在此方面這是出人意料的，因為多晶硅碎塊中的金屬雜質(zhì)以及其他外來顆粒被看作是在拉伸單晶時產(chǎn)生位錯的主要原因之一。未經(jīng)濕化學(xué)處理的多晶硅具有比經(jīng)濕化學(xué)處理的多晶硅高x倍的金屬雜質(zhì)。如前所述，其取決于粒級尺寸在0.1ppbw與10000ppbw之間。主要的觀點是認(rèn)為，金屬雜質(zhì)最多僅可為100pptw，從而不會在晶體拉伸期間發(fā)生問題。但是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，硅塵發(fā)揮明顯更重要的作用。經(jīng)除塵但未經(jīng)清潔的多晶硅雖然具有比較高的金屬污染物含量，但是在拉伸過程中顯示出優(yōu)異的特性。此外還發(fā)現(xiàn)，具有小于100pptw的低的金屬水平的經(jīng)化學(xué)清潔的多晶硅利用壓縮空氣或干冰進行除塵，具有低于約為1ppmw的檢測極限的減少的硅顆粒水平，在高品質(zhì)應(yīng)用(例如用于半導(dǎo)體應(yīng)用的單晶拉伸和需要的太陽能應(yīng)用)中顯示出明顯更優(yōu)的拉伸特性。尤其是尺寸為幾微米至幾百微米的硅顆粒的形式的粘附在硅上的粉塵的影響在現(xiàn)有技術(shù)中沒有得到充分的重視。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，即使在用于太陽能應(yīng)用的硅進行塊鑄時，根據(jù)本發(fā)明的多晶硅產(chǎn)生更優(yōu)的結(jié)果。這是與粒級尺寸無關(guān)地適用的，粒級尺寸如下分別定義為在硅碎塊的表面上的兩點之間的最長距離(＝最大長度)：●粒級尺寸0(bg0)，以mm計：約0.5至5●粒級尺寸1(bg1)，以mm計：約3至15●粒級尺寸2(bg2)，以mm計：約10至40●粒級尺寸3(bg3)，以mm計：約20至60●粒級尺寸4(bg4)，以mm計：約大于45。在此，在各種情況下，至少約90重量％的碎塊部分在所述尺寸范圍內(nèi)。優(yōu)選對多晶硅進行低污染破碎。為了達到特別低的金屬值，在破碎機和篩分設(shè)備中所有與產(chǎn)品接觸的設(shè)備部件優(yōu)選用諸如塑料或硅的低污染材料或者諸如陶瓷、石英或硬質(zhì)金屬的其他耐磨材料制成。此外，優(yōu)選以小于1000、更優(yōu)選小于100、特別優(yōu)選小于10的凈室等級進行操作。利用壓縮空氣和/或干冰對低污染方式破碎的多晶硅進行除塵。在此，硅碎塊在除塵期間可以是靜止的，但或者也可以發(fā)生位移。在此，除塵可以在所有技術(shù)上常用的壓力下以及在不同的噴嘴排列方式和噴嘴數(shù)量的情況下實施。除塵可以在工藝鏈的一個或多個位置上實施，即例如直接在破碎之后，和/或在分級之后，和/或在包裝之前不久，或者甚至在運輸之后，例如在坩堝裝置之前不久實施。為了對硅表面進行有效的吹氣，還可以使用可商購的壓縮空氣噴槍。該壓縮空氣噴槍優(yōu)選由低污染材料制成，特別優(yōu)選由不銹鋼、硬質(zhì)金屬或塑料(pu、pp或pe)制成。作為壓縮空氣可以使用空氣、二氧化碳或者其他惰性的氣體，如氮氣或氬氣。還可以考慮任意的氣體混合物，或者具有額外的化學(xué)清潔作用的氣體添加劑，如臭氧。在制造根據(jù)本發(fā)明的多晶硅時，優(yōu)選以1至20巴、更優(yōu)選5至10巴的氣體壓力進行除塵。在此，在小的粒級尺寸的情況下，趨向于以更低的壓力進行操作。在此，以至少2m/s、優(yōu)選大于10m/s、更優(yōu)選大于100m/s的氣體速度對硅碎塊的表面進行吹氣。氣體射流在硅表面上的作用可以是小于1秒的一個或多個短脈沖，也可以是幾秒或幾分鐘的持續(xù)射流。優(yōu)選用干燥(露點小于40℃)的、不含油和油脂的、經(jīng)清潔的氣體，特別優(yōu)選用半導(dǎo)體品質(zhì)的氣體進行操作，其具有基于體積小于10ppm、優(yōu)選小于1ppm、特別優(yōu)選小于0.1ppm的外來原子含量，因而不會被外來顆粒污染。若在盡可能接近空氣出口處額外地用小于10μm、優(yōu)選小于0.1μm、特別優(yōu)選小于0.001μm的顆粒過濾器對空氣進行清潔，則獲得特別好的結(jié)果。取決于待清潔的硅塊的粒級尺寸和表面的粉塵污染物含量范圍，具有旋轉(zhuǎn)或脈動的噴嘴及具有不同的噴嘴形狀的可商購的高壓清潔器是可以想象的。在另一個優(yōu)選的實施方案中，將待清潔的材料在振動槽上或者利用傳送帶進行輸送，其優(yōu)選具有篩格尺寸略小于粒級尺寸的粉塵可透過的篩分織物。在這些輸送單元上方，相對于si塊以不同的位置、構(gòu)型和取向既可以設(shè)置大的高性能噴嘴，也可以設(shè)置多個小噴嘴。特別優(yōu)選利用一個或多個轉(zhuǎn)動裝置自動改變硅材料的取向。特別優(yōu)選利用干冰對硅碎塊進行除塵。通過鼓吹所制備的干冰顆粒形式的co2通過高速噴嘴，利用干冰清潔法去除粘附在表面上的顆粒。通過將動能、熱沖擊作用和升華作用相結(jié)合，使外來顆粒和硅塵顆粒與硅碎塊脫離。出人意料地發(fā)現(xiàn)，可以將(例如coldjet公司的)可商購的清潔裝置用于此，條件是其配備有低污染的材料。在此優(yōu)選將塑料襯里(例如pu、pp或pe)用于干冰儲存容器。若用干冰的塊運行設(shè)備，則優(yōu)選將由耐磨的陶瓷或硬質(zhì)金屬制成的加工工具用于制造溫度約為–80℃的冷冰顆粒。使用例如基于食品品質(zhì)的二氧化碳氣體的超純干冰，因而不會被外來顆粒污染。在此，借助經(jīng)清潔的氣體(經(jīng)過濾的壓縮空氣、co2、諸如半導(dǎo)體品質(zhì)的氮氣的惰性的氣體或其混合物)在1至20巴、優(yōu)選3至10巴的壓力下將干冰顆粒在“低污染”的venturi噴嘴中進行加速，并以大于2m/s、優(yōu)選大于10m/s、更優(yōu)選大于100m/s的速度由此鼓吹至待清潔的硅表面上。因此，干冰清潔法絕不會將殘余物留在多晶硅上。此外使該材料保持干燥。無需進行如濕化學(xué)法的情況下的復(fù)雜的干燥。在此，冰的消耗根據(jù)噴嘴構(gòu)型和壓力范圍而改變。另一個優(yōu)選的實施方案在于，將利用壓縮空氣的除塵與利用干冰的除塵相結(jié)合。通過使用根據(jù)本發(fā)明的制造方法，可以顯著降低在制造中的成本，因為例如甚至可以使用產(chǎn)生非常多粉塵的破碎設(shè)備和篩分設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的方法并不被限制于緊密的或多孔的多晶硅碎塊，而是也可用于其他多晶硅產(chǎn)品的除塵，例如粒料或所謂的剪切棒(cut-rods)或浮區(qū)/czochralski(fz/cz)棒。具體實施方式現(xiàn)在依據(jù)實施例和比較例更詳細地闡述本發(fā)明。實施例利用破碎機將多個多晶硅棒破碎成不同尺寸的碎塊，并進行分級。在此，利用篩子分離出細小的材料。為了達到特別低的金屬值，在破碎機和分級設(shè)備中所有與產(chǎn)品接觸的設(shè)備部件用諸如塑料或硅的低污染材料或者諸如陶瓷、石英或硬質(zhì)金屬的其他耐磨材料制成。在此，將該材料破碎成粒級尺寸4的目標(biāo)尺寸，但是其中還產(chǎn)生所有其他尺寸的碎塊。隨后隨機地從不同的經(jīng)分級的粒級尺寸部分提取多個試樣，并測量粘附在其上的粉塵和金屬(值)。為了測定粘附的硅顆粒，提取多個重量大于100g的碎塊，放入潔凈的篩分管(篩格尺寸160μm)，并將顆粒分散在水浴中。然后基于稱入的硅試樣利用激光衍射，使用beckmanncoulterls13320測定水浴中的顆粒的數(shù)量和尺寸。為了測定表面金屬，同樣隨機地提取多個試樣塊，并通過化學(xué)剝離硅表面及隨后利用icpms分析剝離的溶液而測定金屬污染物。結(jié)果列于表1至4中。發(fā)現(xiàn)尤其是在粒級尺寸小的情況下出現(xiàn)高的粉塵值。另一方面，金屬值處于中等水平，這是由于低污染處理。表1所列為針對粒級尺寸4的粉塵值。以ppmw計的濃度分別針對所觀察的不同的最大粒徑加以表示。表1–粒級尺寸4–粉塵[ppmw]表2所列為針對粒級尺寸3的以ppmw計的粉塵值。以ppmw計的濃度分別針對所觀察的不同的最大粒徑加以表示。表2–粒級尺寸3–粉塵[ppmw]表3所列為針對粒級尺寸2的以ppmw計的粉塵值。以ppmw計的濃度分別針對所觀察的不同的最大粒徑加以表示。表3–粒級尺寸2–粉塵[ppmw]表4所列為針對粒級尺寸1的以ppmw計的粉塵值。以ppmw計的濃度分別針對所觀察的不同的最大粒徑加以表示。表4–粒級尺寸1–粉塵[ppmw]表5所列為針對粒級尺寸0的以ppmw計的粉塵值。以ppmw計的濃度分別針對所觀察的不同的最大粒徑加以表示。表5–粒級尺寸0–粉塵[ppmw]表6所列為根據(jù)粒級尺寸的以pptw計的金屬值。表6實施例1現(xiàn)在將根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)用于硅碎塊。分別提取多個粒級尺寸分布為0至4的100g碎塊，并根據(jù)本發(fā)明利用干燥的、不含油的、用0.1μm的顆粒過濾器凈化的壓縮空氣利用可商購的手動噴嘴(handdüse)在具有略小于粒級尺寸的篩格尺寸(篩格尺寸：優(yōu)選約為各個所述的粒級尺寸的長度下限的50％)的塑料篩上機械位移的情況下進行鼓吹1至10秒。壓力約為5巴，噴嘴(開口截面約為1mm2)處的空氣出口速度超過10m/s。隨后在隨機選擇的試樣塊上測量粉塵污染物含量和鎢濃度。對于所有的粒級尺寸，平均可以使粘附的粉塵的粒徑減少超過2倍。借助監(jiān)視元素w，結(jié)果表明，還實現(xiàn)了表面金屬污染的輕微減少。被金屬的污染基本上位于根據(jù)表6的中等水平。但是借助監(jiān)視元素鎢可以看出，除塵還出人意料地輕微降低金屬水平。對于鎢發(fā)現(xiàn)為120pptw。表7所列為針對實施例1的所有粒級尺寸以ppmw計的粉塵值?？梢钥闯雒黠@的改善。sem照片(未示出)表明，減少了單位面積可看到的粘附的si顆粒的量。表7實施例2實施與實施例1類似的過程，并由各個如前所述以低污染方式制備的不同的si粒級尺寸分布，粒級尺寸0至4，均提取多個100g的塊材，并根據(jù)本發(fā)明利用干冰進行除塵。為此使用coldjet公司的(aero型)可商購的移動裝置，采用約1kg/min的干冰通過速率。干冰具有僅幾個ppta的金屬(fe、cr、ca等)污染物。隨后將多晶硅碎塊在具有略小于粒級尺寸的篩格尺寸(尺寸：約為各個所述的粒級尺寸的長度下限的50％)的pu塑料篩上手動位移，并利用扁平噴嘴鼓吹1至10秒。該噴嘴具有幾個cm長且?guī)讉€mm寬的開口截面。壓力取決于粒級尺寸在1與10巴之間，噴嘴處的空氣出口速度超過10m/s。在較小的粒級尺寸的情況下，以該裝置的減小的功率或壓力進行除塵。隨后再次在隨機選擇的試樣塊上測量粉塵污染物含量和金屬(值)。再次用監(jiān)視元素鎢測量，金屬(值)相對于利用壓縮空氣進行清潔的情況可以進一步輕微改善。此外，對于所有的粒級尺寸，所有的粒徑(與比較例相比)減少了超過3倍。表8所列為針對來自實施例2的所有粒級尺寸以ppmw計的粉塵值。表8被金屬的污染位于中等水平。表9所列為實施例1(壓縮空氣)、實施例2(干冰)的鎢含量以及作為參照在低污染處理之后但是沒有進行除塵的數(shù)值，參見表6，均以pptw計。因此，鎢分離地加以顯示以進行比較，因為在此可以排除被周圍環(huán)境和操作的交叉污染。表9bg4參照壓縮空氣干冰鎢1055136[pptw]6061401751165621610644397266254平均19112086比較例在比較例中，利用類似于de102006035081a1的方法對緊密地沉積的、非多孔的多晶硅進行破碎，分級，化學(xué)清潔，裝入pe袋中，運輸以進行分析。在比較例中，還進行濕化學(xué)清潔。隨后，隨機地從不同的pe袋提取尺寸4的試樣塊，測量粉塵污染物含量和金屬(值)，并拍攝sem照片。在此發(fā)現(xiàn)，所有的粉塵值(參見表11)均處于檢測極限。金屬值(參見表10)明顯低于實施例1和2(參見表6)。表10所列為比較例以pptw計的金屬值。表10bg4fecrninaznalcutiwkcomncamg總計#140020327051020145#22301031221219128#320022233041016238#48116101404003736#560021001014011127#650120103110130450平均41021215131113337表11所列為比較例以ppmw計的粉塵值。表11可以看出，通過濕化學(xué)清潔獲得比本發(fā)明方法明顯更優(yōu)的金屬值。但是本發(fā)明的目的是特別經(jīng)濟地提供多晶硅，其可以省略復(fù)雜且昂貴的濕化學(xué)處理。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，只要金屬污染物(含量)處于可接受的中等水平，則與被金屬污染相比，硅塵對于許多應(yīng)用而言是更加關(guān)鍵的。這可以通過低污染處理在特別需要的應(yīng)用中連同低的凈室等級，以及通過根據(jù)本發(fā)明的除塵方法實現(xiàn)。因此，通過本發(fā)明明顯更經(jīng)濟地提供具有非常低的粉塵含量以及對于許多應(yīng)用可接受的金屬污染物(含量)的多晶硅。當(dāng)前第1頁12