JP2010042955A - Inert gas recovery device in single crystal pulling device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inert gas recovery device having a function of removing SiO in an inert gas at a low cost in a simple configuration in a silicon single crystal pulling device. <P>SOLUTION: The inert gas recovery device introduces an inert gas discharged from a single crystal pulling device 2 via a dry vacuum pump 5 into a purifying device 8 to highly purify and recycles the gas again into the single crystal pulling device 2, wherein a device 3 having a function of vaporizing and removing SiO included in the discharged gas is disposed as a preceding stage of the dry vacuum pump 5. The device having a function of removing SiO includes a carbon heater in a sealed tank having a gas flow inlet and a gas flow outlet; and the device heats the inert gas containing SiO to a predetermined temperature to vaporize SiO, allows the vapor to react with carbon such as carbon fibers or solid graphite to obtain SiC, deposits the SiC on carbon such as carbon fibers or solid graphite to remove it. The recovery device may be equipped with an electric dust collector and a filter in a subsequent stage of the dry vacuum pump. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はシリコン単結晶引上装置における不活性ガス回収装置に関し、特にドライ真空ポンプの前段においてSiOの微粉の除去を簡単な構成で、低コストでもって効率よく行うことができるようになした不活性ガス回収装置に係わる。   The present invention relates to an inert gas recovery apparatus in a silicon single crystal pulling apparatus, and more particularly, an apparatus capable of efficiently removing SiO fine powder with a simple configuration at a stage preceding a dry vacuum pump. It relates to an active gas recovery device.

シリコン単結晶の製造方法として、一般的にチョクラルスキー法が用いられている。該方法は、引上装置の金属チャンバー内にアルゴンガス等の不活性ガスを導入し、出口側に連結した真空ポンプにより減圧の雰囲気下において多結晶シリコンが充填された石英ルツボを黒鉛ヒーターで加熱、溶融し、その後石英ルツボと引上軸を回転しながらシリコン単結晶を成長させるものである。   The Czochralski method is generally used as a method for producing a silicon single crystal. In this method, an inert gas such as argon gas is introduced into a metal chamber of a pulling apparatus, and a quartz crucible filled with polycrystalline silicon is heated with a graphite heater in a reduced pressure atmosphere by a vacuum pump connected to the outlet side. The silicon single crystal is grown while melting and then rotating the quartz crucible and the pulling shaft.

このとき、シリコン融液と石英ルツボが反応してSiOが発生し、更にSiOと黒鉛ヒーターとが反応してCOやCOが生成される。また、別の黒鉛部品から脱ガスなどがあるため、一般的には単結晶引上装置から排出されるアルゴンガス中にはSiOの微粉をはじめCO、CO、O、N、H、HO等の不純物が含まれている。 At this time, the silicon melt and the quartz crucible react to generate SiO, and the SiO and graphite heater further react to generate CO and CO 2 . In addition, since there is degassing from other graphite parts, generally, argon gas discharged from a single crystal pulling apparatus contains fine powder of SiO, CO, CO 2 , O 2 , N 2 , H 2. And impurities such as H 2 O are contained.

また、不活性ガスとして最も多く使用されているアルゴンガスは、空気中に約0.9%しか含まれていない。そして、それの生産は空気分離装置で行うが、空気の成分である酸素、窒素等の沸点の差を利用して抽出するものであり、アルゴンは沸点が近い酸素側に抽出される。したがって、アルゴンは酸素を多量に消費している製鉄所や化学工場等で多く生産されている。   Further, the argon gas most frequently used as an inert gas contains only about 0.9% in the air. The production is performed by an air separation device, and extraction is performed by utilizing the difference in boiling points of oxygen, nitrogen, etc., which are components of air, and argon is extracted to the oxygen side having a near boiling point. Therefore, a large amount of argon is produced in ironworks and chemical factories that consume a large amount of oxygen.

近年、アルゴンの需要はシリコン単結晶製造用やステンレス製造用及び自動車溶接用が年々増加の一途を辿っているため、アルゴンの国内供給量は同生産能力の90%以上を既に超えている。即ち、アルゴンタイト化が長期化することが予測されているが、製鉄所などに若し生産減少があれば供給できない事態も起こり得る状況にある。   In recent years, the demand for argon has been increasing year by year for silicon single crystal production, stainless steel production and automobile welding, so the domestic supply of argon has already exceeded 90% of the production capacity. That is, although it is predicted that the argon-tightening process will be prolonged, there may be a situation where supply cannot be made if there is a decrease in production at an ironworks or the like.

ところで、アルゴン消費量が多い産業の中においてシリコン単結晶製造にあっては、その引上装置から排出されるアルゴンに空気が混入することがないから、排ガス中のアルゴン純度は90%以上となっている。そして、空気が混入していなければ安価に精製回収することができるので、オンサイト化で高純度アルゴンに精製してリサイクル利用することができる。   By the way, in the manufacture of silicon single crystals in an industry with a large amount of argon consumption, since air does not enter argon discharged from the pulling apparatus, the purity of argon in the exhaust gas is 90% or more. ing. And if it is not mixed with air, it can be purified and recovered at a low cost. Therefore, it can be purified on-site and purified to high purity argon for recycling.

また一方、引上装置から真空ポンプを経て排出されるアルゴンガス中には、前記の通りSiOの微粉をはじめその他の不純物が混入している。そして特にSiOは不安定な化合物で、酸素と激しく反応(燃焼)するため、引上装置内や真空ポンプ等の機材をはじめ、大気放出時のファンやスクラバー及び配管類のメンテナンス時には、空気が混入した時に粉塵爆発を起こす危険性があることから、安全上問題視されている。   On the other hand, the argon gas discharged from the pulling device through the vacuum pump is mixed with other impurities such as fine SiO powder as described above. In particular, SiO is an unstable compound that reacts violently with oxygen (combustion), so air is mixed in during maintenance of fans, scrubbers, and piping during release to the atmosphere, including equipment such as pulling equipment and vacuum pumps. It is regarded as a safety issue because of the danger of a dust explosion.

また、この対策として、引上装置の後段の真空ポンプとして水封式真空ポンプを採用し、水槽中で排ガスを攪拌してSiOを水と反応させ、SiOと水素にして除去する方法が提案された(特許文献1)。しかし、斯かる方法の場合には、能力不足によるメカニカルブースターの2段取り付けでの設備費高、電力費高及びメンテナンス費高等の問題点がある。 As a countermeasure, a water-sealed vacuum pump is adopted as a vacuum pump after the pulling device, and a method is proposed in which the exhaust gas is stirred in a water tank to react SiO with water and remove it as SiO 2 and hydrogen. (Patent Document 1). However, in the case of such a method, there are problems such as a high equipment cost, a high power cost and a high maintenance cost when the mechanical booster is installed in two stages due to insufficient capacity.

特公平2−14315号公報Japanese Patent Publication No. 2-14315

また、上記水封式真空ポンプを採用した場合の欠点を補うために、真空ポンプとしてドライ真空ポンプを用い、ドライ真空ポンプの後段に加湿機能(バブリング缶)を持った装置を配置し、SiOの微粉の一部をここで除去して配管内の粉塵爆発等の事故を防止する方法も提案されている(特許文献2)。   In addition, in order to make up for the drawbacks of adopting the above water-sealed vacuum pump, a dry vacuum pump is used as a vacuum pump, and a device having a humidifying function (a bubbling can) is disposed after the dry vacuum pump. A method has also been proposed in which a part of the fine powder is removed here to prevent accidents such as dust explosion in the pipe (Patent Document 2).

特許第2853757号公報Japanese Patent No. 2853757

しかし、SiOと水の反応はある一定の反応温度や反応時間の条件がなければ完全にはSiOにはなり得ない。したがって、SiOの全部が完全に除去される訳ではなく、その一部が未反応のまま配管や精製装置まで流れていく可能性がある。このためメンテナンス時などにおいて粉塵爆発を起こす危険性があり、再度空気などを流し込んで完全に燃焼させる等の安全策をとっている。よって余分な時間と労力を要している。また、斯かる方法の場合には、加湿機能を持った装置の他にスクラバーや電気集塵機を取り付けなければならないためのコスト高の問題点もある。 However, the reaction between SiO and water cannot completely become SiO 2 unless there are certain reaction temperature and reaction time conditions. Therefore, not all of SiO is completely removed, and there is a possibility that a part of the SiO flows unreacted to the piping and the purification apparatus. For this reason, there is a risk of dust explosion at the time of maintenance, etc., and safety measures are taken such as injecting air again to completely burn it. Therefore, it takes extra time and effort. In addition, in the case of such a method, there is a problem of high cost because it is necessary to attach a scrubber and an electric dust collector in addition to a device having a humidifying function.

本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、ドライ真空ポンプの前段においてSiOの微粉の除去を簡単な構成で、低コストでもって効率よく行うことができると共に、上記従来装置の問題点を悉く解消することができるようになした単結晶引上装置における不活性ガス回収装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to efficiently remove SiO fine powder with a simple configuration at a low stage in the front stage of the dry vacuum pump, and at the same time, the problems of the above-described conventional apparatus. It is an object of the present invention to provide an inert gas recovery apparatus in a single crystal pulling apparatus that can solve the above problem.

而して、本発明の要旨とするところは、単結晶引上装置からドライ真空ポンプを経て排出される不活性ガスを精製装置に導いて高純度化し、再び単結晶引上装置にリサイクルさせる不活性ガス回収装置において、ドライ真空ポンプの前段に、排ガス中に含まれるSiOを蒸発させて除去する機能を持つ装置を設けたことを特徴とする単結晶引上装置における不活性ガス回収装置にある。   Therefore, the gist of the present invention is that the inert gas discharged from the single crystal pulling apparatus through the dry vacuum pump is led to a purification apparatus to be purified, and recycled to the single crystal pulling apparatus again. In the active gas recovery apparatus, an inert gas recovery apparatus in a single crystal pulling apparatus is provided with an apparatus having a function of evaporating and removing SiO contained in exhaust gas before the dry vacuum pump. .

SiOは、図8の表に示す如く、SiOやSiよりも蒸気圧曲線が高いという特性を有していることから、この特性を利用し、SiOが蒸発する所定の温度になるよう加熱して蒸発させ、もって排ガス中に含まれるSiOを除去しようとするものである。 As shown in the table of FIG. 8, SiO has a characteristic that the vapor pressure curve is higher than that of SiO 2 or Si. Therefore, this characteristic is used to heat SiO to a predetermined temperature at which SiO evaporates. It is intended to remove SiO contained in the exhaust gas.

また、上記構成において、SiOを蒸発させて除去する機能を持つ装置としては、具体的にはガス流入口及びガス流出口を設けた密閉槽にヒーターを内蔵してなる装置であり、SiOを含む不活性ガスを所定の温度に加熱するものである。また、該ヒーターとしてはカーボンヒーターを用いることが好ましい。このようにヒーターとしてカーボンヒーターを用いた場合には、所定温度の熱によりSiOを蒸発させることができると共に、炭素にSiOを反応させてSiCとし、該SiCを付着させて除去することもできるものである。   In the above configuration, the device having a function of evaporating and removing SiO is specifically a device in which a heater is incorporated in a sealed tank provided with a gas inlet and a gas outlet, and includes SiO. The inert gas is heated to a predetermined temperature. Moreover, it is preferable to use a carbon heater as the heater. In this way, when a carbon heater is used as a heater, SiO can be evaporated by heat at a predetermined temperature, and SiO can be reacted with carbon to form SiC, which can be removed by attaching the SiC. It is.

また、上記構成において、蒸発させたSiOを、炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素に反応させてSiCとなし、該SiCを炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素に付着させて除去する装置を備えるようにしてもよい。これにより排ガス中に含まれるSiOは殆どなくなる。   In the above configuration, the evaporated SiO is reacted with carbon such as carbon fibers or solid graphite to form SiC, and the SiC is attached to carbon such as carbon fibers or solid graphite to be removed. You may make it provide the apparatus which performs. As a result, almost no SiO is contained in the exhaust gas.

また、炭素とSiOの反応は、図9の表2.の如く、ギブスの標準生成自由エネルギーが△10G°(kcal/mol)以下で温度が1,127℃以上で反応が進むことが知られている。したがって、斯かる温度以上に加熱する必要がある。そこで、上記排ガス中に含まれるSiOを蒸発させる機能を持つ装置と同様の装置を、それとは別に製作してもよいが、該装置におけるSiOを蒸発させるための条件である高温に加熱した熱を、炭素とSiOの反応用の熱として利用するようにし、内部に炭素繊維類や固形の黒鉛類等の炭素を配してこれにSiOを反応させ、SiCとなして炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素に付着させて除去するようになした一体型(併用型)の装置としてもよい。   The reaction between carbon and SiO is shown in Table 2. As described above, it is known that the reaction proceeds when the standard free energy of Gibbs is Δ10 G ° (kcal / mol) or lower and the temperature is 1,127 ° C. or higher. Therefore, it is necessary to heat above such a temperature. Therefore, an apparatus similar to the apparatus having the function of evaporating SiO contained in the exhaust gas may be manufactured separately. However, heat heated to a high temperature, which is a condition for evaporating SiO in the apparatus, is used. It is used as heat for the reaction between carbon and SiO, and carbon such as carbon fibers or solid graphite is arranged inside, and this is reacted with SiO to form SiC to form carbon fibers or solid graphite. It is also possible to use an integrated (combined) apparatus that is attached to carbon such as a carbon and removed.

また、上記構成において、ドライ真空ポンプの後段に、電気集塵機及びフィルターを備えるようにしてもよい。これにより、上記装置によって除去できなかった排ガス中の不純物、即ち炭素と反応できなかったSiOやドーパント等の微粉を略完全に除去することができる。また、前記フィルターとしては、不織布濾材を板状となし且つ交互に反対方向に折り返して蛇腹状となしたエレメントと、筒形をなし且つ両端にガス流入口とガス流出口を設けた密閉ハウジングとからなり、密閉ハウジングの内部に、ガスの流通方向と直交するようにエレメントを固定してなるフィルターが好ましい。   In the above configuration, an electric dust collector and a filter may be provided after the dry vacuum pump. Thereby, impurities in the exhaust gas that could not be removed by the above apparatus, that is, fine powders such as SiO and dopant that could not react with carbon can be removed almost completely. Further, as the filter, a non-woven filter medium is formed in a plate shape and alternately folded in the opposite direction into an accordion-like element, a cylindrical housing and a sealed housing provided with a gas inlet and a gas outlet at both ends; And a filter in which an element is fixed inside the hermetic housing so as to be orthogonal to the gas flow direction.

本発明は上記の如き構成であり、簡単な構成で、低コストでもってドライ真空ポンプの前後においてSiOの微粉の除去を効率よく行うことができると共に、前記従来装置の問題点、即ち水封式真空ポンプの能力不足によるメカニカルブースターの2段取り付けでの設備費高、電力費高及びメンテナンス費高等の問題点、また、ドライ真空ポンプによる場合の加湿機能を持った装置でのSiOの完全な除去ができないことによる安全性欠如と、加湿機能を持った装置の他にスクラバーや電気集塵機を取り付けなければならないためのコスト高の問題点等のいずれをも解決することができるものである。   The present invention is configured as described above, and can easily remove SiO fine powder before and after a dry vacuum pump with a simple structure at low cost. Problems such as equipment cost, power cost and maintenance cost due to insufficient capacity of vacuum pump due to two-stage installation of mechanical booster, and complete removal of SiO in equipment with humidification function when using dry vacuum pump It is possible to solve both of the lack of safety due to the inability to perform the operation and the high cost problem due to the need to install the scrubber and the electric dust collector in addition to the device having the humidifying function.

また、SiOをドライ真空ポンプの前段において除去するものであることから、ドライ真空ポンプにSiOが付着することがなくなり、もってドライ真空ポンプの性能が落ちることがなく、即ち省エネになり、且つまたメンテナンス費も少なくて済むものである。また、配管類のメンテナンス時における従来の如き粉塵爆発を起こす危険性をきわめて低くすることもできるものである。   Since SiO is removed before the dry vacuum pump, SiO does not adhere to the dry vacuum pump, so that the performance of the dry vacuum pump is not reduced, that is, energy saving and maintenance are performed. Costs are low. In addition, it is possible to extremely reduce the risk of causing a dust explosion as in the prior art during maintenance of piping.

また、ドライ真空ポンプの後段に、電気集塵機及びフィルターを備えるようにした場合には、ドライ真空ポンプの前段に設けたSiOの除去装置によって除去できなかった排ガス中の不純物、即ち炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素と反応できなかったSiOやドーパント等の微粉を略完全に除去することができるものである。   In addition, when an electrostatic precipitator and a filter are provided in the subsequent stage of the dry vacuum pump, impurities in the exhaust gas that could not be removed by the SiO removal device provided in the previous stage of the dry vacuum pump, that is, carbon fibers or solids The fine powders such as SiO and dopant that could not react with carbon such as graphite can be removed almost completely.

以下、本発明に係る単結晶引上装置における不活性ガス回収装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out an inert gas recovery apparatus in a single crystal pulling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態に係る単結晶引上装置における不活性ガス回収装置の概略的説明図、図2は排ガス中に含まれるSiOを蒸発させて除去する機能を持った装置の断面図、図3はSiOを蒸発させて除去する機能と蒸発させたSiOを炭素に付着させて除去する機能とを併せ持つ装置の斜視図、図4は図3の装置において用いる炭素繊維類からなる筒状の炭素の斜視図、図5は図3の装置の作用説明図、図6はフィルターの中央縦断側面図、図7は図6のフィルターの中央横断平面図、図8はSi系蒸気圧を示す表、図9はギブスの標準生成エネルギーを示す表である。   FIG. 1 is a schematic explanatory view of an inert gas recovery apparatus in a single crystal pulling apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an apparatus having a function of evaporating and removing SiO contained in exhaust gas. 3 is a perspective view of an apparatus having both a function of evaporating and removing SiO and a function of adhering and removing evaporated SiO to carbon, and FIG. 4 is a cylindrical shape made of carbon fibers used in the apparatus of FIG. FIG. 5 is a perspective view of the operation of the apparatus of FIG. 3, FIG. 6 is a longitudinal sectional side view of the filter, FIG. 7 is a cross sectional plan view of the center of the filter of FIG. 6, and FIG. Table and FIG. 9 are tables showing the standard production energy of Gibbs.

図中、1は不活性ガス回収装置である。また、該不活性ガス回収装置1は、単結晶引上装置2に、排ガス中に含まれるSiOを蒸発させて除去する機能を持った装置3と、冷却装置4と、ドライ真空ポンプ5と、電気集塵機6と、フィルター7と、精製装置8とを順次接続し、これらによって単結晶引上装置2内に流される不活性ガスの循環系を形成してなるものである。   In the figure, 1 is an inert gas recovery device. In addition, the inert gas recovery device 1 includes a single crystal pulling device 2, a device 3 having a function of evaporating and removing SiO contained in exhaust gas, a cooling device 4, a dry vacuum pump 5, The electrostatic precipitator 6, the filter 7, and the refining device 8 are sequentially connected to form an inert gas circulation system that flows into the single crystal pulling device 2.

そして、本発明において特徴とする点は、上記の如く、ドライ真空ポンプ5の前段に、排ガス中に含まれるSiOを蒸発させて除去する機能を持つ装置3を設けたことにある。また、該SiOの蒸発装置3は、具体的には図2に示す如く、ガス流入口3a及びガス流出口3bを設けた密閉槽3Aにヒーター3B、3Bを内蔵してなるものである。   The feature of the present invention is that the apparatus 3 having the function of evaporating and removing SiO contained in the exhaust gas is provided in the preceding stage of the dry vacuum pump 5 as described above. Further, specifically, the SiO evaporation apparatus 3 includes heaters 3B and 3B in a sealed tank 3A provided with a gas inlet 3a and a gas outlet 3b as shown in FIG.

而して、該SiOの蒸発装置3は、単結晶引上装置2から排出され、ガス流入口3aから流入した排ガスをヒーター3B、3Bにより加熱し、それに含まれるSiOを蒸発させるに必要な温度に高めてSiOを蒸発させるものである。そして、この処理を終えた排ガスは、ガス流出口3bから流出し、冷却装置4、ドライ真空ポンプ5等を経て精製装置8に送られるものである。   Thus, the SiO evaporation device 3 is exhausted from the single crystal pulling device 2 and the exhaust gas flowing from the gas inlet 3a is heated by the heaters 3B and 3B, and the temperature required to evaporate the SiO contained therein. To evaporate SiO. The exhaust gas after this treatment flows out from the gas outlet 3b, and is sent to the purification device 8 through the cooling device 4, the dry vacuum pump 5, and the like.

また、該SiOの蒸発装置3において用いるヒーター3B、3Bは、本実施形態においてはカーボンヒーターを用いている。   In the present embodiment, the heaters 3B and 3B used in the SiO evaporation apparatus 3 are carbon heaters.

また、上記SiOの蒸発装置3の他に、蒸発させたSiOを、炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素に反応させてSiCとなし、該SiCを炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素に付着させて除去する装置を備えるようにしてもよい。   In addition to the SiO evaporation device 3, the evaporated SiO is reacted with carbon such as carbon fibers or solid graphite to form SiC, and the SiC is converted into carbon fibers or solid graphite. You may make it provide the apparatus attached to carbon and removing.

また、図3には上記SiOの蒸発装置3の機能と、上記SiOを炭素に反応させてSiCとし、該SiCを炭素に付着させて除去する装置の機能とを併せ持つ装置を示している。該装置3′は、ガス流入口3a′及びガス流出口3b′、粉塵排出口3c′を設けた密閉反応槽3A′にヒーター3B′、3B′を内臓し、更に中心部に炭素繊維からなる筒状の炭素3C′をカートリッジ式に収納してなるものである。   FIG. 3 shows an apparatus having both the function of the SiO evaporation apparatus 3 and the function of an apparatus for reacting SiO with carbon to form SiC and attaching and removing the SiC to carbon. The apparatus 3 'includes heaters 3B' and 3B 'in a closed reaction tank 3A' provided with a gas inlet 3a ', a gas outlet 3b' and a dust outlet 3c ', and further comprises carbon fiber in the center. The cylindrical carbon 3C 'is stored in a cartridge type.

該装置3′は、単結晶引上装置2から排出される排ガスを炭素繊維からなる筒状の炭素3C′の上端開口から中空の内部に流入させ、ヒーター3B′、3B′をもって所定の温度に加熱することによってそれに含まれるSiOを蒸発させるものである。そして、所定の温度に加熱された雰囲気中において炭素3C′を通過するときに、蒸発したSiOは該炭素3C′と反応してSiCとなり、該SiCは該炭素3C′に付着して除去されることになるものである。そして、該炭素3C′は、その機能が低下しないように定期的に交換するものである。   The apparatus 3 'allows the exhaust gas discharged from the single crystal pulling apparatus 2 to flow into the hollow interior from the upper end opening of the cylindrical carbon 3C' made of carbon fiber, and is heated to a predetermined temperature by the heaters 3B 'and 3B'. By heating, the SiO contained therein is evaporated. When passing through the carbon 3C ′ in an atmosphere heated to a predetermined temperature, the evaporated SiO reacts with the carbon 3C ′ to become SiC, and the SiC adheres to the carbon 3C ′ and is removed. It will be. The carbon 3C ′ is periodically replaced so that its function does not deteriorate.

また、本発明においては、ドライ真空ポンプ5の後段に、電気集塵機6及びフィルター7を備えており、且つまた本実施形態においては、該フィルターとして、図6及び図7に示す如く、不織布濾材を板状となし且つ交互に反対方向に折り返して蛇腹状となしたエレメント7Aと、筒形をなし且つ両端にガス流入口7B′とガス流出口7B″を設けた密閉ハウジング7Bとからなり、密閉ハウジング7Bの内部に、ガスの流通方向と直交するようにエレメント7Aを固定してなるフィルターを用いている。   Further, in the present invention, the electrostatic precipitator 6 and the filter 7 are provided in the subsequent stage of the dry vacuum pump 5, and in the present embodiment, as the filter, a non-woven filter medium is used as shown in FIGS. The element 7A has a plate shape and is alternately folded in the opposite direction into a bellows shape, and a sealed housing 7B having a cylindrical shape and provided with a gas inlet 7B ′ and a gas outlet 7B ″ at both ends. A filter in which the element 7A is fixed inside the housing 7B so as to be orthogonal to the gas flow direction is used.

これにより、ドライ真空ポンプの前段に設けたSiOの除去装置3、3′によって除去できなかった排ガス中の不純物、即ち炭素と反応できなかったSiOやドーパント等の微粉を略完全に除去することができるものである。   As a result, impurities in the exhaust gas that could not be removed by the SiO removal devices 3 and 3 'provided in the front stage of the dry vacuum pump, that is, fine powders such as SiO and dopant that could not react with carbon can be removed almost completely. It can be done.

本発明の実施形態に係る単結晶引上装置における不活性ガス回収装置の概略的説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the inert gas collection | recovery apparatus in the single crystal pulling apparatus which concerns on embodiment of this invention. 排ガス中に含まれるSiOを蒸発させて除去する機能を持った装置の断面図である。It is sectional drawing of the apparatus with the function to evaporate and remove SiO contained in waste gas. SiOを蒸発させて除去する機能と蒸発させたSiOを炭素に付着させて除去する機能とを併せ持つ装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an apparatus having both a function of evaporating and removing SiO and a function of attaching and removing evaporated SiO to carbon. 図3の装置において用いる炭素繊維からなる筒状の炭素の斜視図である。It is a perspective view of the cylindrical carbon which consists of carbon fiber used in the apparatus of FIG. 図3の装置の作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the apparatus of FIG. フィルターの中央縦断側面図である。It is a center longitudinal section side view of a filter. 図6のフィルターの中央横断平面図である。FIG. 7 is a central cross-sectional plan view of the filter of FIG. 6. Si系蒸気圧を示す表である。It is a table | surface which shows Si type | system | group vapor pressure. ギブスの標準生成自由エネルギーを示す表である。It is a table | surface which shows the standard production free energy of Gibbs.

符号の説明Explanation of symbols

1 不活性ガス回収装置
2 単結晶引上装置
3 SiOを蒸発させて除去する装置
3′ SiOの蒸発機能とSiOを炭素と反応させてSiCとする機能とを併せ持つ装置
4 冷却装置
5 ドライ真空ポンプ
6 電気集塵機
7 フィルター
8 精製装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inert gas collection | recovery apparatus 2 Single crystal pulling apparatus 3 The apparatus which evaporates and removes SiO 3 'The apparatus which combines the evaporation function of SiO and the function which makes SiO react with carbon, and makes it SiC 4 Cooling apparatus 5 Dry vacuum pump 6 Electric dust collector 7 Filter 8 Refiner

Claims (6)

単結晶引上装置からドライ真空ポンプを経て排出される不活性ガスを精製装置に導いて高純度化し、再び単結晶引上装置にリサイクルさせる不活性ガス回収装置において、ドライ真空ポンプの前段に、排ガス中に含まれるSiOを蒸発させて除去する機能を持つ装置を設けたことを特徴とする単結晶引上装置における不活性ガス回収装置。   In the inert gas recovery device that introduces the inert gas discharged from the single crystal pulling device through the dry vacuum pump to the purification device to be highly purified and recycles it again to the single crystal pulling device, in the front stage of the dry vacuum pump, An inert gas recovery apparatus in a single crystal pulling apparatus, wherein an apparatus having a function of evaporating and removing SiO contained in exhaust gas is provided. SiOを蒸発させて除去する機能を持つ装置が、ガス流入口及びガス流出口を設けた密閉槽にヒーターを内蔵してなる装置である請求項1記載の単結晶引上装置における不活性ガス回収装置。   2. The inert gas recovery in a single crystal pulling apparatus according to claim 1, wherein the apparatus having a function of evaporating and removing SiO is an apparatus in which a heater is incorporated in a closed tank provided with a gas inlet and a gas outlet. apparatus. ヒーターがカーボンヒーターである請求項2記載の単結晶引上装置における不活性ガス回収装置。   The inert gas recovery device in a single crystal pulling apparatus according to claim 2, wherein the heater is a carbon heater. 蒸発させたSiOを、炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素に反応させてSiCとなし、該SiCを炭素繊維類又は固形の黒鉛類等の炭素に付着させて除去する装置を備えてなる請求項1、2又は3記載の単結晶引上装置における不活性ガス回収装置。   Evaporated SiO is reacted with carbon such as carbon fibers or solid graphite to form SiC, and is equipped with a device for removing the SiC by attaching it to carbon such as carbon fibers or solid graphite. The inert gas recovery device in the single crystal pulling apparatus according to claim 1, 2 or 3. ドライ真空ポンプの後段に、電気集塵機及びフィルターを備えてなる請求項1、2、3又は4記載の単結晶引上装置における不活性ガス回収装置。   The inert gas recovery apparatus in a single crystal pulling apparatus according to claim 1, further comprising an electrostatic precipitator and a filter after the dry vacuum pump. フィルターが、不織布濾材を板状となし且つ交互に反対方向に折り返して蛇腹状となしたエレメントと、筒形をなし且つ両端にガス流入口とガス流出口を設けた密閉ハウジングとからなり、密閉ハウジングの内部に、ガスの流通方向と直交するようにエレメントを固定してなるフィルターである請求項5記載の単結晶引上装置における不活性ガス回収装置。
The filter is composed of a non-woven filter medium in the form of a plate and alternately folded in the opposite direction to form a bellows, and a cylindrical housing with a gas inlet and a gas outlet at both ends. 6. The inert gas recovery device in a single crystal pulling apparatus according to claim 5, wherein the filter is formed by fixing an element inside the housing so as to be orthogonal to the gas flow direction.
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