專利名稱：多晶硅的破碎裝置及多晶硅破碎物的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將作為半導(dǎo)體用硅等的原料的多晶硅破碎成塊狀的裝置及利用其破碎裝置的多晶硅破碎物的制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體芯片中所使用的硅晶圓從例如通過切克勞斯基(CZ)法制造的單晶硅制作。并且，在基于該CZ法的單晶硅的制造中例如采用將由西門子法形成為棒狀的多晶硅破碎成塊狀的方法。
如圖11所示，該多晶硅的破碎為將多晶硅棒R破碎成數(shù)mm 數(shù)cm大小的塊C的方法，一般為通過熱沖擊等將棒R碎成適當大小之后直接用錘子打碎的方法，但是工作人員的負擔較大，要從棒狀多晶硅獲得所期望大小的塊是沒有效率的。
專利文獻1中公開有用輥碎機破碎棒狀多晶硅來獲得塊狀硅的方法。該輥碎機為將1根輥容納于殼體內(nèi)的單輥破碎機，在其輥表面形成多個齒，通過在這些齒與殼體的內(nèi)壁面的間隙夾住多晶硅連續(xù)賦予沖擊來破碎棒狀多晶硅。
另一方面，在專利文獻2及專利文獻3中提出有破碎較粗糙地破碎的塊狀多晶硅的破碎裝置。這些裝置為具備兩個輥并在各輥的間隙夾住塊狀多晶硅來進行破碎的雙輥破碎機。
但是，這種輥碎機中，在專利文獻1中將輥與殼體的內(nèi)壁面之間的間隙作為得到的破碎物的最大目標尺寸設(shè)定，在專利文獻2及專利文獻3中將兩個輥之間的間隙作為得到的破碎物的最大目標尺寸設(shè)定。然而，投入的多晶硅不限于一定形狀，還存在特定的方向上細長形狀的多晶硅。若沿著輥的長度方向投入這種多晶硅，則有時穿過前述的間隙，大于根據(jù)間隙規(guī)定的最大目標尺寸的多晶硅有可能混入目標破碎物中。
專利文獻1 日本專利公開2006-122902號公報
專利文獻2 日本專利公表2009-531172號公報
專利文獻3 日本專利公開2006-192423號公報發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種適于破碎多晶硅的裝置及利用其破碎裝置的多晶硅破碎物的制造方法，其能夠?qū)⒍嗑Ч杵扑槌伤谕笮〉膲K來進行最大目標尺寸的管理。
本發(fā)明的多晶硅的破碎裝置，在繞平行的軸線相互逆轉(zhuǎn)的1對輥之間夾入塊狀多晶硅來進行破碎，其中，在兩個輥的間隙的下方設(shè)置有支承通過該間隙的多晶硅的支承部件，并且該支承部件與各輥的對置間隔設(shè)定成與所述間隙相同或小于該間隙。
即使具有大于輥的間隙的長度的細長多晶硅不在輥間隙破碎而穿過其間隙，也會在輥的下方被支承部件支承，落到該支承部件的左右任意一方上，這時能夠在支承部件與各輥的對置間隔之間進行破碎。CN 102527466 A
這時，獲得的多晶硅的最大目標尺寸根據(jù)支承部件與各輥的對置間隔設(shè)定即可。
本發(fā)明的多晶硅的破碎裝置中，所述支承部件的與各輥的對置部形成為以平行于輥的軸心的軸為中心的圓弧面狀，并能夠以所述軸為中心轉(zhuǎn)動。
若支承部件向輥的對置部形成為圓弧面，并可轉(zhuǎn)動，則不用壓碎多晶硅就能夠進行破碎，并防止產(chǎn)生微粉。
本發(fā)明的多晶硅的破碎裝置中，在所述輥的外周面上向半徑方向外方突出地設(shè)置有多個破碎齒，各破碎齒的前端面形成為球面狀且側(cè)面形成為圓錐面狀或圓柱面狀即可。
該破碎裝置中，一邊旋轉(zhuǎn)輥一邊通過破碎齒連續(xù)打擊多晶硅，從而能夠有效地進行破碎。并且，由于破碎齒的前端面形成為球面狀，因此破碎齒的前端與多晶硅呈點接觸狀態(tài)，并且，由于其破碎齒的側(cè)面也形成為圓錐面狀或圓柱面狀，因此破碎齒的側(cè)面與多晶硅接觸時呈線接觸狀態(tài)。因此，由于破碎齒與多晶硅呈點接觸或線接觸狀態(tài)，因此可防止多晶硅被破碎齒壓碎而產(chǎn)生微細粉。
本發(fā)明的多晶硅破碎物的制造方法，其中，利用所述破碎裝置中的任一裝置制造多晶硅的破碎物。
根據(jù)本發(fā)明，由于能夠通過輥的旋轉(zhuǎn)連續(xù)且有效地破碎多晶硅，并且在輥的間隙的下方設(shè)置支承部件，因此細長多晶硅不會穿過輥的間隙而落下，并能夠以較高概率防止混入超過最大目標尺寸的破碎物。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的多晶硅的破碎裝置的一實施方式的主視圖。
圖2是圖1的破碎裝置中的主輥的立體圖。
圖3是圖2的主輥表面的立體圖。
圖4是從背面觀察安裝于破碎裝置上的破碎齒單元的立體圖。
圖5是排列多個狀態(tài)的破碎齒單元的立體圖。
圖6是破碎齒的立體圖。
圖7是說明主輥的對置部的位置關(guān)系的主視圖。
圖8是說明主輥與副輥的對置部的位置關(guān)系的主視圖。
圖9是說明角錐狀的破碎齒的圖，(a)為立體圖，(b)為輥的對置部的主視圖。
圖10是關(guān)于破碎齒表示(a) (b)2種變形例的立體圖。
圖11是表示破碎多晶硅棒而作成塊狀的方法的示意圖。
符號說明
1-破碎裝置，3-主輥，4-副輥，5-破碎齒，6-平坦面，7-螺紋孔，8_破碎齒單元， 11-固定罩，13-柱狀部，14-凸緣部，15-前端面，16-側(cè)面，17-平面部，21-破碎齒固定孔， 22-螺紋插通孔，23-嵌合孔，24-平面部，25-擴徑部，26-螺紋，41、42-破碎齒，43-柱狀部， 44a-圓柱狀側(cè)面，44b-圓錐狀側(cè)面，45-前端面。
具體實施方式
以下，參考附圖對本發(fā)明所涉及的多晶硅的破碎裝置及利用其破碎裝置的多晶硅破碎物的制造方法的實施方式進行說明。
如圖1所示，本實施方式的破碎裝置1在殼體(省略圖示)內(nèi)使其旋轉(zhuǎn)軸線朝向水平方向而平行地配置兩個主輥3，在這些主輥3的間隙Gl的下方設(shè)置有與主輥3的旋轉(zhuǎn)軸線平行的軸線的副輥4(支承部件)。如圖1及圖2所示，這些輥3、4在外周面朝向半徑方向外方突設(shè)有多個破碎齒5。這時，如圖3所示，各輥3、4的外周面并不是均勻的圓弧面， 而是形成為周向連結(jié)沿軸向的長形平坦面6而構(gòu)成的多面體狀，在各平坦面6的兩端部設(shè)置螺紋孔7，在這些平坦面6上各固定一個圖4所示的破碎齒單元8。
并且，主輥3及副輥4上均安裝有相同形狀、尺寸的破碎齒單元8，但是兩個主輥3 形成為相同直徑，安裝有相同個數(shù)的破碎齒單元8，相對于此副輥4形成為小于主輥3的直徑，破碎齒單元8的安裝個數(shù)也減少其相當量。并且，主輥3通過省略圖示的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)相互向相反方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，但是副輥4以旋轉(zhuǎn)自如的狀態(tài)支承。
如圖4及圖5所示，破碎齒單元8由抵接于輥3、4的平坦面6的長條狀的固定罩 11和安裝于該固定罩11的多個破碎齒5構(gòu)成。
如圖6所示，破碎齒5呈柱狀部13與在其基端部擴徑的若干厚度的凸緣部14通過硬質(zhì)合金或硅材料一體形成的形狀。柱狀部13其前端面15形成為球面狀，并且側(cè)面16 形成為圓柱面狀。凸緣部14呈與柱狀部13的長邊方向平行地切除圓形板的兩側(cè)部的形狀， 并通過其切除的部分向180°相反方向形成有平面部17。
并且，固定罩11形成為與輥3、4的平坦面6相同的寬度和長度的長條狀，破碎齒固定孔21向其長邊方向相互隔開間隔而形成為貫穿狀態(tài)，在兩端部形成有螺紋插通孔22。 如圖4所示，這些破碎齒固定孔21中到固定罩11的一半厚度為止為與破碎齒5的柱狀部 13的側(cè)面16對應(yīng)的截面圓形的嵌合孔23，剩余一半為與破碎齒5的凸緣部14對應(yīng)且具有平面部M的擴徑部25。并且，破碎齒5以在固定罩11的嵌合孔23嵌合柱狀部13的狀態(tài)， 并通過凸緣部14嵌合于擴徑部25且固定罩11的平面部M和凸緣部14的平面部17相抵接，從而保持止轉(zhuǎn)于固定罩11的狀態(tài)。
這時，該固定罩11以將擴徑部25朝向輥3、4的表面并從嵌合孔23突出破碎齒5 的柱狀部13的狀態(tài)重疊于輥3、4的各平坦面6，其兩端部通過螺紋沈固定在輥表面。
并且，如圖5所示，各破碎齒單元8為了避免相鄰的破碎齒單元8的破碎齒5向輥 3、4的周向連續(xù)排列而安裝成破碎齒5排列成交錯狀的狀態(tài)。另一方面，如圖7所示，在兩個主輥3之間配置成主輥3的破碎齒5的前端面15彼此在其對置部中相對置。另外，該圖 7中，以實線表示排列成交錯狀的破碎齒5中配置于同一圓周上的一列破碎齒5，以雙點劃線表示其他列的破碎齒5。
并且，在該實施方式中，作為破碎后的多晶硅塊(多晶硅破碎物)的大小(最大目標尺寸)，得到最大邊的長度為5 60mm的塊，為了得到該大小的塊，各破碎齒5中柱狀部 13的直徑D成為10 14mm，從圖7所示的固定罩11的表面至破碎齒5的前端為止的突出高度H成為10 30mm，并且主輥3上的相鄰的破碎齒5彼此的間隔Ll成為11 35mm。并且，在兩個主輥3的對置部中破碎齒5的前端面15彼此相對置的間隙Gl設(shè)定為5 30mm。
另一方面，如圖8所示，在副輥4中，相鄰的破碎齒彼此的間隔L2設(shè)定為11 35mm,與主輥3之間的破碎齒的前端面彼此的對置間隔G2設(shè)定為3 20mm，并且設(shè)定成與兩個主輥3的間隙Gl相同或小于該間隙。
利用這樣構(gòu)成的破碎裝置1制造多晶硅破碎物時，若以旋轉(zhuǎn)兩個主輥3的狀態(tài)，向主輥3之間投入預(yù)先較粗糙地破碎的適當大小的多晶硅，則多晶硅在兩個主輥3的破碎齒 5之間進一歩被破碎而細化成塊狀。此時，即使具有大于主輥3的間隙Gl的長度的細長多晶硅穿過兩個主輥3之間， 也能夠在主輥3的間隙Gl的下方被副輥4支承。而且，多晶硅落到該副輥4的左右任意一方上，在副輥4與主輥3的對置間隔G2之間被破碎。如上所述，由于能夠ー邊旋轉(zhuǎn)主輥3 —邊通過破碎齒5連續(xù)打擊多晶硅來有效地進行破碎，因此能夠?qū)⒍嗑Ч杵扑槌勺畲竽繕顺叽缫韵碌拇笮?。另外，各破碎齒5由于其前端面15形成為球面狀，因此該前端面15與多晶硅成為點接觸，并且，由于柱狀部13的側(cè)面16形成為圓柱面狀，因此該側(cè)面16與多晶硅成為點接觸或線接觸。因此，破碎齒5相對于多晶硅以點接觸或線接觸狀態(tài)附加沖擊，因此可降低如以面壓碎多晶硅的比例。并且，由于副輥4形成為以與主輥3的旋轉(zhuǎn)軸線平行的軸線為中心的圓弧面狀，并以其軸線為中心轉(zhuǎn)動自如地支承，因此不會壓碎多晶硅就能夠進行破碎，并防止產(chǎn)生微粉。順便說一下，如圖9的(a)所示，若破碎齒35形成為角錐狀，則如(b)所示，有時多晶硅夾在以兩個輥對置的破碎齒35之間并在破碎齒35的平面3 彼此之間壓碎，這會成為面接觸而產(chǎn)生微細粉。在圖9所示的例子中，由于破碎齒35的前端面3 也形成為平坦面，因此還被該前端面35b壓碎。以具有這種平坦面的破碎齒很難防止產(chǎn)生微細粉，但是本實施方式的破碎齒由于柱狀部的前端為球面狀且側(cè)面形成為圓柱面狀，因此能夠降低產(chǎn)生微細粉。并且，在該破碎裝置1中，由硬質(zhì)合金或硅材料形成破碎齒5，因此可以防止雜質(zhì)從該破碎齒5混入多晶硅中。另ー方面，固定破碎齒單元8的螺紋沈一般采用金屬制材料，但是由于該螺紋沈通過隔板31配置于多晶硅破碎空間33的外方，因此不會與多晶硅接觸，并且殼體2也為聚丙烯等樹脂制或者涂層有四氟乙烯，因此可以防止雜質(zhì)混入破碎中的多晶硅中。因此，根據(jù)該破碎裝置1，能夠獲得高品質(zhì)的半導(dǎo)體原料用的多晶硅。另外，在本實施方式中，通過固定罩11保持各個破碎齒5來構(gòu)成破碎齒單元8，并將該破碎齒單元8固定于輥3的表面，因此即使一部分破碎齒5產(chǎn)生缺損等，也只交換產(chǎn)生其缺損的破碎齒5即可，此時，破碎齒單元8以擰緊方式固定于輥3，并且破碎齒5僅嵌合于固定罩11的破碎齒固定孔21，其交換工作也容易。該固定罩11為了確保強度而優(yōu)選由不銹鋼等制作，但是若在其表面包覆聚丙烯或四氟乙烯等樹脂，則在與多晶硅接觸時也能夠防止污染。圖10表示破碎裝置1中所利用的破碎齒的變形例。所有破碎齒41、42均具有柱狀部43和凸緣部對，這一點與ー實施方式的破碎齒5相同，凸緣部M的形狀也與圖6所示的形狀相同。在這些圖中對共同部分附加相同符號。圖10的(a)所示的破碎齒41中，柱狀部43的側(cè)面44a、44b的從凸緣部M至長邊方向的中途位置形成為圓柱面狀，但是比其中途位置更靠前端的部分形成為圓錐面狀， 前端面45形成為球面狀。這時，圓柱面狀側(cè)面4 形成為柱狀部43的長度的一半以下，圓錐面狀側(cè)面44b形成為長于圓柱面狀側(cè)面44a。并且，圖10的(b)所示的破碎齒42與圖10的(a)所示的破碎齒41相比，較長地形成柱狀部43的圓柱面狀側(cè)面44a，并形成為柱狀部43的長度的一半以上的長度，圓錐面狀側(cè)面44b的長度較短地形成其相應(yīng)量。另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以加以各種變更。例如，在上述實施方式中，在兩個輥的對置部配置成破碎齒的前端面彼此相對置， 但可以配置成一方的輥的破碎齒與另一方的輥的相鄰破碎齒之間對置。并且，在ー實施方式中說明的破碎齒的對置間隔等各種尺寸未必一定限定于此。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅的破碎裝置，在繞平行的軸線相互逆轉(zhuǎn)的1對輥之間夾入塊狀多晶硅來進行破碎，其特征在于，在兩個輥的間隙的下方設(shè)置有支承通過該間隙的多晶硅的支承部件，并且該支承部件與各輥的對置間隔設(shè)定成與所述間隙相同或小于該間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的多晶硅的破碎裝置，其特征在于，所述支承部件的與各輥的對置部形成為以平行于輥的軸心的軸為中心的圓弧面狀，并能夠以所述軸為中心轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多晶硅的破碎裝置，其特征在于，在所述輥的外周面上向半徑方向外方突出地設(shè)置有多個破碎齒，各破碎齒的前端面形成為球面狀，并且側(cè)面形成為圓錐面狀或圓柱面狀。
4.一種多晶硅破碎物的制造方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1 3中任一項所述的多晶硅的破碎裝置制造多晶硅的破碎物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于破碎多晶硅的裝置及利用該破碎裝置的多晶硅破碎物的制造方法，能夠?qū)⒍嗑Ч杵扑槌伤谕笮〉膲K來進行最大目標尺寸的管理。一種多晶硅的破碎裝置(1)，其在繞平行的軸線相互逆轉(zhuǎn)的1對主輥(3)之間夾入塊狀多晶硅來進行破碎，其中，在兩個主輥(3)的間隙(G1)的下方設(shè)置有支承通過間隙(G1)的多晶硅的副輥(4)(支承部件)，并且副輥(4)與主輥(3)的對置間隔(G2)設(shè)定成與間隙(G1)相同或小于該間隙。
文檔編號B02C4/28GK102527466SQ201110413859
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者松崎隆浩 申請人:三菱綜合材料株式會社