传送器材料或接触表面的表面修整的制作方法

本文公开用于降低硅产品中的污染的方法。本文还公开破碎工具和传送系统。

背景技术：

多晶硅用作太阳能应用中的半导体或晶片的原料。此类多晶硅的使用必须具有高纯度，例如对于半导体应用而言，至少99.9999999％纯(即，九个九纯)，对于太阳能应用而言，至少99.9％纯。为了防止诸如电性能的所需性能降低等问题，多晶硅应尽可能不与金属杂质混合。

多晶硅通常通过用氢还原诸如三氯硅烷的硅化合物而产生，并形成棒。多晶硅棒然后被破碎或碎裂成较小的块。在破碎期间赋予多晶硅块的污染物或杂质可通过蚀刻而移除，之后使多晶硅通过水并干燥，然后传送以进行分选从而用于进一步加工或包装。在每个步骤期间，多晶硅均可被诸如金属或聚合物杂质的杂质污染。必须采取步骤来防止这种将影响多晶硅产品纯度的污染。

技术实现要素：

一种降低硅产品中的污染的方法，包括：沿着传送系统移动硅块，其中所述传送系统包括具有抛光表面光洁度的衬垫，其表面粗糙度小于或等于12微英寸；以及移动所述硅块穿过传送系统，其中所述硅块与接触具有未抛光表面的衬垫的硅块相比包含减少数量的杂质。

一种破碎工具，包括：被构造成将硅破碎成碎片的破碎工具元件，其中所述破碎工具元件包括具有抛光表面光洁度的表面，其表面粗糙度小于或等于12微英寸；并且其中所述破碎工具元件包括的材料包含钨、碳、钴或包括前述至少一种的组合。

一种传送系统，包括：排料到第二传送器上的第一传送器，其中所述第一传送器处于高度h1，而所述第二传送器处于高度h2，其中h1大于h2；其中所述第一传送器包括第一衬垫并且其中所述第二传送器包括第二衬垫；其中所述第一衬垫和所述第二衬垫包括的材料包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合。

附图说明

以下是附图说明，其中类似的元件编号类似，并且它们是本文所述的各种实施例的示例。

图1是如本文所述的破碎工具的侧面剖视图。

图2是如本文所述的传送系统的等轴视图。

图3是在以各种次数落到抛光碳化钨板的表面上之后存在于大块多晶硅产品表面上的钨杂质的数量的示意图。

图4是在以各种次数落到抛光碳化钨板的表面上之后存在于大块多晶硅产品表面上的钴杂质的数量的示意图。

具体实施方式

本文公开降低硅产品中的污染的方法。本文还公开破碎工具，该破碎工具可包括具有抛光表面的表面，以及还公开修复所述破碎工具的方法。还公开了传送系统，其中所述传送系统可包括具有衬垫的传送器。所述衬垫可包含各种材料，包括但不限钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合，例如碳化钨、具有钴粘结剂的碳化钨、具有镍粘结剂的碳化钨、cr2c3、具有nicr粘结剂的cr2c3或包括前述至少一种的组合。

在硅产品已从棒被破碎成较小的块或大块并沿着传送系统移动到各个工位以进行后续加工之后，要防止和/或控制硅产品的污染是困难的。据令人惊讶地发现，在传送系统中使用具有抛光表面光洁度的衬垫可有助于减少存在于硅产品中的杂质的数量。例如，在传送系统中使用衬垫，其中所述衬垫具有抛光表面光洁度，其表面粗糙度小于或等于12微英寸，与不接触衬垫或接触具有未抛光表面光洁度的衬垫的硅产品相比，可成功地向硅产品赋予更少的杂质。

所述表面粗糙度可包括小于或等于12微英寸的值，例如小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸。例如，所述表面粗糙度可以为0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。

所述衬垫包括的材料可包含钨、碳、钴或包括前述至少一种的组合。例如，所述衬垫材料可包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合，例如碳化钨、具有钴粘结剂的碳化钨、具有镍粘结剂的碳化钨、cr2c3、具有nicr粘结剂的cr2c3或包括前述至少一种的组合。所述衬垫材料可包含碳化钨和钴。

破碎工具可包括各种破碎工具元件，这些元件可被构造成将硅棒破碎成碎片。所述破碎工具元件可包括表面。所述表面可被抛光以使得抛光表面光洁度的表面粗糙度小于或等于12微英寸，例如小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸。例如，所述表面粗糙度可以为0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。各种破碎工具元件包括的材料可包含钨、碳、钴或包括前述至少一种的组合。

例如，如果各种破碎工具元件的任何表面的表面粗糙度大于或等于12微英寸，则可对所述破碎工具进行修复。当对于特定的破碎工具元件而言表面粗糙度大于或等于12微英寸时，可将该破碎工具元件从破碎工具移除。然后可对所述破碎工具元件进行研磨和/或抛光，直到表面粗糙度小于或等于12微英寸，例如小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸。例如，所述表面粗糙度可被研磨和/或抛光到0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。在研磨和/或抛光后，可将所述破碎工具元件重新安装在所述破碎工具上的相同位置以供再次使用。可将所述破碎工具元件安装到不同的破碎工具以供再次使用。通过再次使用破碎工具的各种元件，可因减少或消除购买和安装新破碎工具元件的需要而实现金钱节省。

各种破碎工具元件可包括但不限于旋转破碎辊、静鄂板、动鄂板、鄂板腔(jawcavity)或料斗。

图1显示了如本文所述的破碎工具100。如图1所示，破碎工具(例如，单辊破碎机)100包括辊101，齿102围绕辊101的周边间隔开。辊101作为转动件在轴104上安装在壳体103内。安装在轴104上的固定螺钉105维持辊101在轴104上的位置。

壳体103包括具有进入端口107的顶部106、侧面108和具有退出端口110的底部109。顶部106、侧面108和底部109在壳体103内限定腔体，在其中安装辊101。辊101、齿102以及顶部106、侧面108和底部109的至少内表面112包含最大程度减少硅污染的材料，诸如具有与多晶硅相比更大或相当的硬度的材料。辊101、齿102以及顶部106、侧面108和底部109的至少内表面112可包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合，例如碳化钨、具有钴粘结剂的碳化钨、具有镍粘结剂的碳化钨、cr2c3、具有nicr粘结剂的cr2c3或包括前述至少一种的组合。使用含碳化钨的材料可有助于降低因破碎操作而赋予硅的铁污染物的水平。

多晶硅棒111′可通过进入端口107进料到破碎系统100中。已通过单辊破碎机100加工的多晶硅块111通过退出端口110退出。

侧面108与辊101相对的内表面112包括安装到可移动组件114的平板113。可移动组件114允许调整平板113与辊101之间的距离，以使得可以控制多晶硅块111的大小。可在顶部106、侧面108和底部109的内表面112、辊101和齿102上实现抛光。

一旦形成硅产品后，即，硅已通过破碎工具100碎裂成块后，所述产品可沿着传送系统移动。传送系统可包括第一传送器和第二传送器。所述第一传送器可设置在第二传送器上方。所述第一传送器可处于高度h1。所述第二传送器可处于高度h2。高度h1可大于高度h2。所述第一传送器可包括第一衬垫。所述第二传送器可包括第二衬垫。所述第一衬垫和/或所述第二衬垫包括的材料可包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合，例如碳化钨、具有钴粘结剂的碳化钨、具有镍粘结剂的碳化钨、cr2c3、具有nicr粘结剂的cr2c3或包括前述至少一种的组合。

传送系统10在图2中示出，其中第一传送器12包括第一衬垫16。第一传送器12具有高度h1。第一传送器12排料到包括第二衬垫18的第二传送器14上。第二传送器具有高度h2。如图2中可以看出，第一传送器12的高度h1大于第二传送器14的高度h2。

所述第一衬垫和/或所述第二衬垫可具有抛光表面光洁度，其表面粗糙度小于或等于12微英寸，例如小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸。例如，所述表面粗糙度可以为0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。所述表面粗糙度在硅块移动通过所述传送系统(即，从所述第一传送器到所述第二传送器)之前和之后可保持小于或等于12微英寸。

当所述传送系统的第一传送器和/或第二传送器的一部分的表面粗糙度大于12微英寸时，可通过将该部分从传送系统移除而对所述传送系统进行修复。一般来讲，当传送系统的部件(例如，衬垫)碎裂或破裂从而暴露出新的表面时，进行修复。在传送系统的正常使用中可产生碎屑或碎片。所述新表面的表面粗糙度可大于12微英寸。例如，如果第一衬垫和/或第二衬垫的表面粗糙度大于12微英寸，则可将其从第一传送器或第二传送器移除以进行修复。在移除后，可对传送系统已移除进行修复的那部分的表面进行研磨和/或抛光，以使得该表面的表面粗糙度小于或等于12微英寸，例如小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸。例如，表面粗糙度可被研磨和/或机加工到0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。在研磨和/或抛光后，第一传送器和/或第二传送器的所述部分可重新安装到相同的传送系统以供再次使用。第一传送器和/或第二传送器的所述部分(例如，衬垫)可安装到不同的传送系统以供再次使用。通过再次使用传送系统的该部分，可因减少或消除购买和安装新传送器和/或衬垫的需要而实现金钱节省。

一直需要降低硅产品中的污染的方法。通过使用本文所公开的方法，可实现降低存在于硅产品中的杂质的量。降低硅产品中的污染的方法可包括沿着传送系统移动硅块。该传送系统可包括具有抛光表面光洁度的衬垫，其表面粗糙度小于或等于12微英寸，例如小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸。例如，所述表面粗糙度可以为0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。硅块可移动穿过所述传送系统。硅块与接触具有未抛光表面光洁度的衬垫的硅产品相比可具有减少数量的杂质。

所述传送系统可包括被构造成从起点向终点移动硅块的至少一个传送装置。该方法可任选地包括从第一传送装置向第二传送装置移动硅块。所述第一传送装置可设置在所述第二传送装置上方，反之亦然。当硅块从所述第一传送装置落到所述第二传送装置上时，所述第二传送装置的衬垫的表面粗糙度可保持不变。

所述衬垫包括的材料可包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合，例如碳化钨、具有钴粘结剂的碳化钨、具有镍粘结剂的碳化钨、cr2c3、具有nicr粘结剂的cr2c3或包括前述至少一种的组合。所述衬垫可包括含碳化钨和钴的材料。所述衬垫可包括具有低于或等于20重量％的钴(例如低于或等于15重量％的钴，例如低于或等于10重量％的钴)的材料。

降低硅产品中的污染的方法可包括从第一传送器向第二传送器移动硅块。所述第一传送器可设置在第二传送器上方。所述第一传送器可处于高度h1。所述第二传送器可处于高度h2。高度h1可大于高度h2。所述第一传送器可包括第一衬垫。所述第二传送器可包括第二衬垫。所述第一衬垫和/或所述第二衬垫包括的材料可包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合，例如碳化钨、具有钴粘结剂的碳化钨、具有镍粘结剂的碳化钨、cr2c3、具有nicr粘结剂的cr2c3或包括前述至少一种的组合。所述第一衬垫和/或所述第二衬垫包括的材料可包含碳化钨和钴，其中钴以等于20重量％的钴(例如低于或等于15重量％的钴，例如低于或等于10重量％的钴)的量存在。

所述第一衬垫可具有小于或等于12微英寸的抛光表面光洁度。在硅块从所述第一传送器向所述第二传送器移动之前和之后，所述第二衬垫可具有小于或等于12微英寸的抛光表面光洁度。例如，所述第一衬垫和/或所述第二衬垫可具有小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸的抛光表面光洁度。例如，所述表面粗糙度可以为0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。该方法还可以包括移动硅块穿过所述第二传送器。所述硅块与不接触衬垫或接触具有未抛光表面光洁度的衬垫的硅杂质相比可包含减少或更少数量的杂质。

可对所述第一衬垫和/或所述第二衬垫进行修复。例如，当所述衬垫(例如，衬垫的一部分)的表面粗糙度大于12微英寸时，可以移除具有该表面粗糙度的衬垫部分。一般来讲，当所述衬垫的部件碎裂或破裂从而暴露出新表面时，进行修复。在所述衬垫的正常使用中可产生碎屑或碎片。所述新表面的表面粗糙度可大于12微英寸。然后可对移除的衬垫部分进行研磨和/或抛光，直到表面粗糙度小于或等于12微英寸，例如小于或等于8微英寸，例如小于或等于4微英寸，例如小于或等于2微英寸。例如，所述表面粗糙度可以为0.5微英寸至12微英寸，例如1微英寸至8微英寸。在研磨和/或抛光后，可将移除的衬垫部分重新安装到相同的传送系统或传送器并再次使用。可将移除的衬垫部分安装到不同的传送系统或传送器并再次使用。

通过研磨和/或抛光并再次使用衬垫，可因减少或消除购买和安装新破碎工具元件的需要而实现金钱节省。

实例

实例1

在该实例中，将板形式的未抛光碳化钨(wc)用作使大块多晶硅块落下多次的目标。然后对多晶硅取样，以分析痕量表面金属。图3显示了在落下之后在样品上存在钨(w)。通过将硅样品的表面层消化掉并通过电感耦合质谱分析法(icp-ms分析法)测量杂质浓度而测量钨的量，并以份每十亿份原子(ppba)表示。对于抛光的基线存在十三个样品，对于未抛光的基线存在十个样品，对于抛光1x存在十六个样品，对于未抛光1x存在八个样品，对于抛光5x存在十六个样品，对于未抛光5x存在4个样品。对于基线，不落下大块多晶硅产品。对于1x，将大块多晶硅落下1次，对于5x，将大块多晶硅落下5次。

如图3中可以看出，存在于多晶硅上的杂质的量随着落下的次数的增加而增加，其中在未抛光的板上落下5次后，在多晶硅上发现0.75ppba的钨。另外，存在于多晶硅上的杂质的总量随着板的表面抛光急剧降低。杂质的数量仍随着落下次数增加，但对于抛光表面，从0.02变至0.03再变至0.05，而对于未抛光表面，则从0.02变至0.54再变至0.75。

实例2

在该实例中，将板形式的抛光碳化钨(wc)用作使大块多晶硅块落下多次的目标。将所述板抛光到1微英寸的表面粗糙度。然后对多晶硅取样，以分析痕量表面金属。图4显示了落下后在样品上存在钴(co)。通过将硅样品的表面层消化掉并通过icp-ms分析法测量杂质浓度而测量钴的量，并以份每十亿份原子(ppba)表示。对于抛光的基线存在十三个样品，对于未抛光的基线存在十个样品，对于抛光1x存在十六个样品，对于未抛光1x存在八个样品，对于抛光5x存在十六个样品，对于未抛光5x存在4个样品。对于基线，不落下大块多晶硅产品。对于1x，将大块多晶硅落下1次，对于5x，将大块多晶硅落下5次。

如图4中可以看出，存在于多晶硅上的杂质的量随着落下的次数的增加而增加，其中在未抛光的板上落下5次后，在多晶硅上发现1.33ppba的钴。另外，存在于多晶硅上的杂质的总量随着板的表面抛光急剧降低。杂质的数量仍随着落下的次数而增加，但所发现的最高的杂质量仅为0.048ppba的钴，存在于多晶硅上的杂质数量下降了96％。

实例3

结果表明，通过使用抛光表面，可大大降低所存在的杂质的数量，从而最大程度减少或消除对多晶硅表面的杂质进行额外表面清洁的需要，并且存在于最终产品中的杂质更少。

本文所公开的方法、破碎工具和传送系统包括至少以下实施例：

实施例1：一种降低硅产品中的污染的方法，包括：沿着传送系统移动硅块，其中所述传送系统包括具有抛光表面光洁度的衬垫，其表面粗糙度小于或等于12微英寸；以及移动所述硅块穿过传送系统，其中所述硅块与接触具有未抛光表面的衬垫的硅块相比包含减少数量的杂质。

实施例2：实施例1的方法，其中所述衬垫包括的材料包含钨、碳、钴或包括前述至少一种的组合。

实施例3：实施例2的方法，其中所述材料包含低于或等于20重量％的钴。

实施例4：前述实施例中任一个的方法，其中所述表面粗糙度小于或等于12微英寸，优选地其中所述表面粗糙度小于或等于8微英寸，优选地其中所述表面粗糙度小于或等于4微英寸，优选地其中所述表面粗糙度小于或等于2微英寸。

实施例5：前述实施例中任一个的方法，其中所述表面粗糙度为0.5微英寸至12微英寸，优选地其中所述表面粗糙度为1微英寸至8微英寸。

实施例6：前述实施例中任一个的方法，其中所述传送系统包括被构造成从起点向终点移动硅块的至少一个传送装置。

实施例7：实施例6的方法，还包括从第一传送装置向第二传送装置移动硅块，其中所述第一传送装置设置在所述第二传送装置上方。

实施例8：实施例7的方法，其中当所述硅块从所述第一传送装置落到所述第二传送装置上时，所述第二传送装置的衬垫的表面粗糙度保持不变。

实施例9：前述实施例中任一个的方法，其中所述传送系统还包括第一传送器和第二传送器，并且其中该方法还包括从所述第一传送器向所述第二传送器移动硅块，其中所述第一传送器处于高度h1，并且所述第二传送器处于高度h2，其中h1大于h2；其中所述第一传送器包括第一衬垫并且其中所述第二传送器包括第二衬垫；其中所述第一衬垫和所述第二衬垫包括的材料包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合。

实施例10：实施例9的方法，其中所述材料包含碳化钨、具有钴粘结剂的碳化钨、具有镍粘结剂的碳化钨、碳化铬、具有镍粘结剂的碳化铬或包括前述至少一种的组合。

实施例11：实施例9或实施例10的方法，其中所述第一衬垫具有抛光表面光洁度，其表面粗糙度小于或等于12微英寸；并且其中在所述硅块从所述第一传送器向所述第二传送器移动之前和之后，所述第二衬垫具有表面粗糙度小于或等于12微英寸的抛光表面光洁度。

实施例12：实施例9至11中任一个的方法，其中所述表面粗糙度为0.5微英寸至12微英寸，优选地其中所述表面粗糙度为1微英寸至8微英寸。

实施例13：实施例9至12中任一个的方法，还包括移动所述硅块穿过所述第二传送器，其中所述硅块与接触具有未抛光表面的衬垫的硅块相比包含减少数量的杂质。

实施例14：一种修复前述实施例中任一个的衬垫的方法，包括：当所述衬垫的一部分的表面粗糙度大于12微英寸时移除该衬垫部分；研磨和/或抛光表面粗糙度大于12微英寸的该衬垫部分，直到所述表面粗糙度小于或等于12微英寸；以及将该衬垫部分重新安装到相同或不同的传送系统或传送器以供再次使用。

实施例15：一种破碎工具，包括：被构造成将硅破碎成碎片的破碎工具元件，其中所述破碎工具元件包括具有抛光表面光洁度的表面，其表面粗糙度小于或等于12微英寸；并且其中所述破碎工具元件包括的材料包含钨、碳、钴或包括前述至少一种的组合。

实施例16：一种修复实施例15的破碎工具的方法，包括：当所述破碎工具元件的表面粗糙度大于12微英寸时，从所述破碎工具移除该破碎工具元件；研磨和/或抛光表面粗糙度大于12微英寸的该破碎工具元件，直到所述表面粗糙度小于或等于12微英寸；以及将所述破碎工具元件重新安装到相同或不同的破碎工具以供再次使用。

实施例17：一种传送系统，包括：排料到第二传送器上的第一传送器，其中所述第一传送器处于高度h1，而所述第二传送器处于高度h2，其中h1大于h2；其中所述第一传送器包括第一衬垫并且其中所述第二传送器包括第二衬垫；其中所述第一衬垫和所述第二衬垫包括的材料包含钨、碳、钴、镍、铬或包括前述至少一种的组合。

实施例18：实施例17的传送系统，其中所述第一衬垫具有抛光表面光洁度，其表面粗糙度小于或等于12微英寸；并且其中在所述硅块从所述第一传送器向所述第二传送器移动之前和之后，所述第二衬垫具有表面粗糙度小于或等于12微英寸的抛光表面光洁度。

实施例19：实施例17或实施例18的传送系统，其中所述表面粗糙度为0.5微英寸至12微英寸，优选地其中所述表面粗糙度为1微英寸至8微英寸。

实施例20：一种修复实施例17至19中任一个的传送系统的方法，包括：当所述传送系统的第一传送器和/或第二传送器的一部分的表面粗糙度大于12微英寸时，将传送系统的所述部分从所述传送系统移除；研磨和/或抛光表面粗糙度大于12微英寸的该第一传送器和/或第二传送器，直到所述表面粗糙度小于或等于12微英寸；以及将该第一传送器和/或第二传送器重新安装到相同或不同的传送系统以供再次使用。

单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非上下文明确地另外指出。“或”意指“和/或”。与数量结合使用的修饰语“约”包括所述值并且具有由上下文表达的意义(例如，包括与具体数量的测量相关的误差度)。符号“±10％”意指所指示的测量可为从所述值减10％的量到所述值加10％的量。用于相同组分或特性的所有范围的端值均包括在内且可独立地组合(例如“小于或等于25重量％，或5重量％至20重量％的范围”包括“5重量％至25重量％”范围的端值和所有中间值，等等)。除较宽范围之外还公开较窄范围或更具体的组，并不表示放弃对较宽范围或较大组的权利要求。

后缀“(一种或多种)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数，因此包括该术语中的至少一种(例如，着色剂(一种或多种)包括至少一种着色剂)。“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能或不能发生，而且指该描述包括在该事件发生的情况下的例子和在该事件没有发生的情况下的例子。除非另外指出，否则本文所用的技术和科学术语都具有本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。

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