Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Förderung von Siliciumbruchstücken. Die Erfindung betrifft auch einen Schwingförderer.

Silicium hoher Reinheit wird beispielsweise durch chemische Gasphasenabscheidung eines hochreinen Chlorsilangases auf einem aufgeheizten Substrat erzeugt. Das Silicium fällt dabei polykristallin in Form von Stäben an. Ein Großteil des für die Halbleiterindustrie erforderlichen monokristallinen Siliciums wird aus diesen Siliciumstäben mittels des Czochralski-Verfahrens erzeugt.

Bei diesem Verfahren wird ein Schmelztiegel mit Siliciumbruchstücken befüllt. Der Siliciumbruch wird aufgeschmolzen, und aus der Schmelze mittels eines Impfkristalls eine monokristalline Siliciumstange gezogen.

Die für die Befüllung der Schmelztiegel benötigten Siliciumbruchstücke erhält man durch Brechen der während der Gasphasenabscheidung erzeugten polykristallinen Stäbe. Als Brechwerkzeuge werden beispielsweise aus Metall gefertigte Backen- oder Walzenbrecher, Hämmer oder Meissel verwendet.

Nach dem Brechen der sprödharten Siliciumstäbe lassen sich störende Partikel und Fremdatome auf den scharfkantigen Oberflächen der Bruchstücke nachweisen. Bei den Partikeln handelt es sich in der Regel um Staub, der beim Brechen des Siliciums und beim Transport der Bruchstücke erzeugt wird; die Fremdatome stammen insbe- sondere von den Brechwerkzeugen.

Diese Kontaminationen müssen vor dem Aufschmelzen des Siliciumbruchs im

Schmelztiegel entfernt werden. Üblicherweise erfolgt dies durch eine materialabtragende Ätzbehandlung mit Säuren oder Säuregemischen und anschließendem Spülen mit Wasser.

Die großen spezifischen Oberflächen der scharfkantigen Bruchstücke haben schwerwiegende Nachteile, insbesondere resultiert daraus - ein hoher Säureverbrauch für materialabtragende Behandlungen,

- eine hohe Säureverschleppung durch den oberflächlich anhaftenden Säurefilm beim Umsetzen des Siliciumbruchs in ein Spülbad mit einer einhergehenden Kontamination des Spülwassers, und

- ein Hinterätzen der Bruchkanten.

In US 6375011 B1 wurde daher ein Verfahren zur Förderung von Siliciumbruch vorgeschlagen, bei dem die Siliciumbruchstücke über eine aus Reinstsilicium gefertigte Förderfläche eines Schwingförderers geführt wird.

Dabei werden scharfkantige Siliciumbruchstücke verrundet, wenn sie auf der schwingenden Förderfläche eines Schwingförderers gefördert werden. Die spezifischen Oberflächen der Siliciumbruchstücke werden reduziert, oberflächlich anhaftende Kontaminationen werden abgeschliffen.

Der durch eine erste Schwingfördereinheit verrundete Siliciumbruch kann über eine zweite Schwingfördereinheit geführt werden. Deren Förderfläche besteht aus parallel angeordneten Reinstsiliciumplatten, die über seitliche Befestigungsvorrichtungen fixiert sind. Die Reinstsiliciumplatten weisen Durchtrittsöffnungen, beispielsweise in Form von Durchbrüchen auf. Die Förderränder, die als seitliche Begrenzung der Förderflächen dienen, sind ebenfalls aus Reinstsiliciumplatten gefertigt und werden beispielsweise durch Niederhalter fixiert.

Die aus Reinstsiliciumplatten gefertigten Förderflächen werden durch Stahlplatten und gegebenenfalls Dämpfungsmatten gestützt.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass es während des Betriebs von derartigen Schwingfördereinheiten zur Lockerung und sogar zum Bruch der Silicium-Auskleidung der Förderfläche kommen kann. Weiterhin besteht dadurch auch die Gefahr der Produktkontamination während der Förderung.

Daraus ergab sich die Aufgabenstellung der Erfindung. Die Aufgabe wird gelöst durch einen Schwingförderer mit einer Förderrinne, die eine Förderfläche aus Silicium aufweist, wobei zwischen Grundkörper der Förderrinne und der Förderfläche Kunststoffelemente vorhanden sind.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 beansprucht.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Förderung von Siliciumbruch- stücken, wobei die Siliciumbruchstücke über eine Förderfläche eines Schwingförderers nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geführt werden.

Die Förderfläche wird durch schnelle Schwingungen mit bevorzugt kleiner Amplitude, insbesondere vorVaufwärts und rück-/abwärts bewegt.

Die auf der Förderfläche liegenden Siliciumbruchstücke werden hierdurch in eine fließende Vorwärtsbewegung versetzt, die von einer Schleif- bis zu einer Wurfbewegung reicht.

Alle Seiten eines Siliciumbruchstücks sind dabei abwechselnd der Siliciumfläche zugewandt.

Durch die Schleif- und Wurfbewegung der Siliciumbruchstücke auf der Siliciumfläche werden die Kanten gebrochen und oberflächlich anhaftende Kontaminationen abgeschliffen, so dass eine gleichmäßige Verrundung der Bruchstücke zu beobachten ist.

Der anfallende Staub wird vorzugsweise vom Siliciumbruchstückstrom getrennt, beispielsweise durch eine Absaugvorrichtung, bevorzugt entlang des Förderwegs, besonders bevorzugt am Austrag.

Durch einen Elektro- oder Permanentmagneten, der beispielsweise am Austrag angebracht ist, werden vorzugsweise magnetische Partikel vom Siliciumbruchstückstrom getrennt. Die Förderfläche aus Silicium, bevorzugt als Auskleidung aus Reinstsilicium ausgestaltet, ist beim Fördern durch die Kunststoffelemente vor direktem Kontakt mit dem Grundwerkstoff der Förderrinnen geschützt. Die Förderfläche ist vorzugsweise planar, trog- oder rohrförmig ausgebildet.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter Reinstsilicium mono- oder polykristallines Silicium mit einem Reinheitsgrad von vorzugsweise > 99,99% zu verstehen. Vorzugsweise hat die Förderfläche aus Silicium den gleichen Reinheitsgrad wie die zu fördernden Siliciumbruchstücke.

Die Kunststoffelemente bestehen vorzugsweise aus PL), PP, PE, PVDF oder PA. Bei den Kunststoffelementen handelt es sich vorzugsweise um eine Auskleidung der Förderrinne mit Kunststoff. Die Auskleidungsteile aus Kunststoff sind vorzugsweise in der Förderrinne verspannt. Die die Förderfläche bildenden Siliciumelemente werden vorzugsweise ebenfalls in die mit Kunststoff ausgekleidete Förderrinne eingelegt und verspannt.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Kunststoffelementen um Trägerplatten, auf denen sich Silicium befindet, welches die Förderfläche bildet. Vorzugsweise sind Kunststoffplatte und Siliciumauskleidungsteil miteinander verklebt. Die Trägerplatten mit Siliciumauskleidungen werden vorzugweise in der Förderrinne verspannt.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, hochreinen Polysiliciumbruch kontaminationsarm in Förderrinnen zu transportieren.

Um ein optimales Förderverhalten der Siliciumbruchstücke zu erhalten, sollten die Auskleidungsteile in der Förderrinne ausreichend gespannt werden.

Lose oder sich lockernde Teile sind Störeinflüsse, die das Förderverhalten der Rinnen negativ beeinflussen. Dadurch verändern sich vor allem die Schwingweiten der Rinnen und beeinflussen die Fördergeschwindigkeit und somit die Taktrate nachfolgender Prozesse.

Um dem entgegen zu wirken, werden die Auskleidungsteile aus Silicium vorzugweise im Verbund auf gemeinsame Trägerplatten befestigt.

Die Anzahl der Riegel je Trägerplatte ist abhängig von der Art der Förderrinne von 1 - n Riegel (bevorzugt 1-50). Für das Trägerplattenmaterial ist ein kontaminationsarmer Werkstoff zu wählen, bevorzugt PU mit einer Shore-Härte 80 - 98 A ohne Zuschlags- oder Farbstoffe.

Das Trägermaterial hat dabei eine definierte Dicke von 2 - 30mm, besonders bevorzugt 3- 5mm.

Die Befestigung der Silicium-Teile auf dem Trägermaterial erfolgt vorzugsweise mit kontaminationsarmen, elastischen Klebstoffen mit hoher Eigenhaftung wie bspw. Sili- konklebstoffen. Eine Befestigung der Siliciumauskleidungen auf PU- statt Stahl-Trägermaterial wirkt sich merklich in einer geringeren Kontamination des geförderten Produkts mit Eisen aus.

Die gefertigten Auskleidungsteile (1-n) auf Trägermaterial werden in die Förderrinne eingelegt und je nach Verschleiß gewechselt.

Die Spannung der eingelegten Auskleidungen (Kunststoffauskleidung, Siliciumaus- kleidung, Trägerplatten) erfolgt vorzugsweise über einen oder mehrere der nachfolgend genannten Spannmechanismen:

• Kontaminationsarme Verschraubungen umlaufend an den Förderrinnen, die direkt auf die Auskleidung drücken • Kontaminationsarme Spannkeile in der Förderrinne, verspannen die Auskleidung in Förderrichtung

« feste Verspannung der Auskleidung über die Seitenteile der Förderrinne.

• Verschraubung der Si-Auskleidung über die Trägerplatte mit dem Rinnenboden

Eine Spannung der Auskleidung kann über zusätzliche Seitenteile der Förderrinnen erfolgen, die vorzugweise über ein Schnellspannsystem an den Rinnen befestigt wer- den.

Die zusätzliche Spannung von oben verhindert ein Abheben bzw. Lockern der Auskleidung während der Schwingungsförderung. Das zu verwendete Material für die Seitenteile ist bevorzugt PP sowie PE, beklebt mit PU-Matten, PU mit einer Shore-Härte 60 - 80 A, oder einem vergleichbaren kontaminationsarmen und verschleißbeständigen Material wie Silikon.

Alle Polymere, PU-Sorten und Silikone sind vorzugsweise frei von Färb- oder Zu- schlagsstoffen wie z.B. Gesteinsmehl, Ruß etc. gefertigt.

Um die Auskleidung in den Förderinnen vor Verschleiß zu schützen und um Kosten zu sparen, werden bevorzugt Spaltmatten aus verschiedenen Werkstoffen an den Förderinnen befestigt, die einen direkten Kontakt der Siliciumbruchstücke mit der Auskleidung verhindern.

Das Spaltmattenmaterial ist bevorzugt aus PU mit einer Shore-Härte 60 - 80 A.

Die Erfindung beinhaltet ebenfalls eine weitere Art der Förderrinnenauskleidung. Die- se kann bspw. über spezielle Kunststoffe erfolgen.

Bevorzugt werden hier kontaminationsarme und hochverschleißfeste Kunststoffe wie PU mit Shore-Härte 60 - 98 A eingesetzt. Die Art der Befestigung erfolgt dabei auf gleiche Weise wie bei der Siliciumausklei- dung.

Anlagenteile mit direkten Kontakt oder Teile in unmittelbarer Nähe zum Produkt werden mit speziellem PU-Gussformteilen ummantelt oder ganze Flächen von Gestellen mit PU-Spritzbeschichtung verkleidet.

Qualifizierte Materialien sind PU-Beschichtungssysteme mit Shore-Härte 65 - 98 A ohne Beimengungen von Zuschlagsstoffen.