JP2019156694A - Clean booth for silicon polycrystal filling work - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インゴット、特にはCZ法などによりシリコン単結晶を製造する際に溶融原料として用いるシリコン多結晶を原料容器内に充填する工程で使用するクリーンブースに関するものである。 The present invention relates to a clean booth used in a step of filling a raw material container with silicon polycrystal used as a molten raw material when producing a silicon single crystal by an ingot, particularly a CZ method.
従来、シリコン単結晶は主としてCZ法によって製造されている。CZ法においては、まず、原料容器内にシリコン多結晶原料を充填し、黒鉛製ヒーターによって加熱して原料を溶融する。その溶融した原料に上軸の下端に取り付けられた種結晶を浸漬し、上軸を回転させながら、低速で引き上げることで、シリコン単結晶を成長させている。前記原料容器は、一般に石英ガラスルツボ(以下、石英ルツボ)が使用される。 Conventionally, silicon single crystals are mainly manufactured by the CZ method. In the CZ method, first, a raw material container is filled with a silicon polycrystalline raw material and heated by a graphite heater to melt the raw material. A seed crystal attached to the lower end of the upper shaft is immersed in the molten raw material, and the silicon single crystal is grown by pulling it up at a low speed while rotating the upper shaft. A quartz glass crucible (hereinafter referred to as a quartz crucible) is generally used as the raw material container.
前記石英ルツボ内のシリコン多結晶は、清浄な状態で充填することが必要とされるため、一般に単結晶引上装置が設置されている空間(引上室)とは別の部屋(以下、原料準備室)で石英ルツボ内へ充填されている。近年のシリコン単結晶の大口径化、半導体素子の微細化により、大口径の石英ルツボを用い、石英ルツボ内へのシリコン多結晶充填工程を、より一層塵埃などで汚染されない環境で行うことが必要とされている。 Since the silicon polycrystal in the quartz crucible needs to be filled in a clean state, it is generally a room (hereinafter referred to as a raw material) separate from the space where the single crystal pulling apparatus is installed (the pulling chamber). The quartz crucible is filled in the preparation room. Due to the recent increase in diameter of silicon single crystals and miniaturization of semiconductor elements, it is necessary to use a large-diameter quartz crucible and perform the silicon polycrystal filling process in the quartz crucible in an environment that is not further contaminated with dust. It is said that.
先行技術である特許文献1では、クリーンブースまたはクリーンベンチで組み込み作業を行い引上装置内外のパーティクル汚染を防止すると共に、原料容器の上部開口部をフタによって閉塞した状態で搬送することにより、原料容器内の原料等の汚染や原料より発生する引上室のパーティクル汚染を防ぐことが開示されているが、組込作業の際(原料容器の上部開口部にフタを閉塞する前の状態)に原料より発生する塵埃がクリーンブースまたはクリーンベンチ内を汚染させ、クリーンブースまたはクリーンベンチの開口部から排出される排出空気や、原料容器を搬送するためにクリーンブースの出入口を開閉した際に排出される空気によりクリーンブースまたは原料準備室周辺が汚染される問題がある。
In
例えば、図3は従来の開放型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す断面図である。従来、原料準備室は、一般にISO清浄度クラス4、或いはクラス5など引上室より清浄度が高く設定されており、石英ルツボ17’内へのシリコン多結晶18’充填作業は、前記原料準備室内に設置されたクリーンベンチや開放型のクリーンブース1’内で行われている。
For example, FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a conventional clean booth for an open type silicon polycrystal filling operation. Conventionally, the raw material preparation chamber is generally set to be higher in cleanliness than the pulling chamber such as ISO cleanliness class 4 or class5, and the filling operation of the
シリコン多結晶18’は、清浄な例えばビニール袋に保管されているが、石英ルツボ17’に充填するために開封され、石英ルツボ17’内に充填される。開放型のクリーンブース1’は、例えばビニールシート22などによりクリーンブース1’の側面が覆われ、装置外空気13’(原料準備室の清浄な空気)をファン・フィルター装置3’(FFU)により吸い込み、さらに清浄な空気11’を装置内に供給するため、原料準備室より装置内は加圧となる。装置内の加圧空気はクリーンブース1’の側面を覆うビニールシート22などの下部に設けられた開放部より装置外に排出される空気23として排出される。例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶18’の石英ルツボ17’内への充填の際に、シリコン多結晶18’から発生した塵埃が、前記開放型のクリーンブース1’から装置外に排出される空気23と一緒に排出され、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボ、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボを汚染させる問題が発生してきた。特に半導体素子の微細化が進む近年では、前記石英ルツボの汚染、治具の汚染の影響が顕在化しており、その汚染の対策として例えば石英ルツボ、治具保管用のクリーンブースなどの設置が必要とされてきた。
The
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、CZ法(チョクラルスキー法)などによってシリコン単結晶を製造する際に、溶融原料として用いるシリコン多結晶を原料容器内に充填する工程で発生する塵埃によって周囲を汚染させないクリーンブースを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. When a silicon single crystal is manufactured by a CZ method (Czochralski method) or the like, a silicon polycrystal used as a melting material is filled in a material container. An object is to provide a clean booth that does not pollute the surroundings with dust generated in the process.
上記課題を解決するために、本発明は、シリコン多結晶を石英ルツボ内に充填するためのクリーンブースであって、該クリーンブースは天井面、側面、及び、床面により密閉され、前記側面に配置された出入口と、前記天井面に配置されたファン・フィルター装置と、前記側面の下部に配置された排気口とを有し、前記天井面に配置された前記ファン・フィルター装置により清浄な空気を前記クリーンブース内部に送風し、前記クリーンブース内の空気を前記排気口から排気し、排気された空気を前記ファン・フィルター装置に戻すことで、前記クリーンブース内部の空気を循環させ、前記クリーンブース内にダウンフローを形成させ、前記出入口を開放する際の前記クリーンブース内部の圧力を、前記クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものであることを特徴とするシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a clean booth for filling a silicon crucible into a quartz crucible, the clean booth being sealed by a ceiling surface, a side surface, and a floor surface. Clean air by the fan filter device disposed on the ceiling surface, having a doorway disposed, a fan filter device disposed on the ceiling surface, and an exhaust port disposed at a lower portion of the side surface. Air inside the clean booth, exhausting the air in the clean booth from the exhaust port, returning the exhausted air to the fan filter device, circulating the air inside the clean booth, and The pressure inside the clean booth when the down flow is formed in the booth and the entrance is opened, with respect to the pressure outside the clean booth, Providing clean booth for polycrystalline silicon filling operation, characterized in that those having a control mechanism for controlling such that the pressure or negative pressure.
このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、石英ルツボ内へのシリコン多結晶充填作業において、例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶の石英ルツボ内への充填の際に、シリコン多結晶から発生する塵埃がブース外に排出されない密閉型のクリーンブースを提供し、原料準備室の汚染を抑制することが可能となる。 If it is a clean booth for such silicon polycrystal filling work, in the silicon polycrystal filling work into the quartz crucible, for example, when opening the plastic bag and filling the silicon polycrystal into the quartz crucible, It is possible to provide a sealed clean booth in which dust generated from silicon polycrystal is not discharged outside the booth, and to suppress contamination of the raw material preparation chamber.
このとき、前記制御機構は、前記出入口を開放する際、前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差が−2〜0Paであるように制御するものであることが好ましい。 At this time, it is preferable that the control mechanism controls the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth to be −2 to 0 Pa when opening the entrance.
このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、クリーンブースの出入口を開放する際に、密閉型のクリーンブース内で発生した塵埃が装置外に排出されず、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボや、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボへの汚染を防止することが可能となる。 With such a clean booth for filling polycrystalline silicon, dust generated in the closed clean booth is not discharged outside the equipment when opening the entrance of the clean booth, but installed in the raw material preparation room. It is possible to prevent contamination to other devices and jigs that have been stored, or quartz crucibles that have been stored before filling with silicon polycrystals or quartz crucibles that have been filled with silicon polycrystals.
また、前記制御機構は、前記出入口の開放の指令をするための扉スイッチ・センサーと、該扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受ける制御部と、前記クリーンブースへの装置外空気の吸気量を調整する吸気のダンパーと、前記ファン・フィルターから前記クリーンブース内部への送風量を調整する送風のダンパーと、前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を検出する差圧センサーとを有し、前記制御部は、前記扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受け、前記出入口を開放する前に、前記ファン・フィルター装置の出力を低下させ、前記吸気のダンパーの開度及び前記送風のダンパーの開度を可変させることで、前記クリーンブース内部の圧力を調整し、前記差圧センサーにより前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を確認後に、前記出入口を開放させるものであることが好ましい。 In addition, the control mechanism includes a door switch sensor for instructing opening / closing of the entrance / exit, a control unit receiving an instruction to open the entrance / exit from the door switch / sensor, and air outside the apparatus to the clean booth An intake damper that adjusts the intake air amount, an air damper that adjusts the air flow amount from the fan filter into the clean booth, and a differential pressure that detects a pressure difference between the clean booth interior and the clean booth exterior The controller receives a command to open the door from the door switch sensor, and reduces the output of the fan filter device before opening the door to reduce the intake damper. The pressure inside the clean booth is adjusted by varying the opening of the blower and the opening of the blower damper, and the differential pressure sensor After confirming the difference in pressure between the serial clean booth interior and the clean booth outside, it is preferable that for opening the doorway.
このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、簡単かつ確実に出入口の開放時のクリーンブース内部の圧力を外部と同圧または負圧にすることができ、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボや、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボへの汚染をより一層防止することが可能となる。 With such a clean booth for filling polycrystalline silicon, the pressure inside the clean booth when opening and closing the entrance can be set to the same or negative pressure as the outside and installed in the raw material preparation room. It is possible to further prevent contamination of the other devices and jigs, or the quartz crucible before filling with the stored silicon polycrystal or the quartz crucible after filling with the silicon polycrystal.
また、前記吸気のダンパーによって吸気された装置外空気及び前記排気口から排気された空気の一部を取り込むための空調ラインと、該空調ラインと接続されたクリーンルーム用空調装置とを有し、該クリーンルーム用空調装置によって、前記空調ラインから取り込まれた前記装置外空気及び前記排気された空気の一部を空気調和し、該空気調和された空気を前記ファン・フィルター装置に供給するものであることが好ましい。 And an air conditioning line for taking in part of the outside air sucked by the intake damper and a part of the air exhausted from the exhaust port, and a clean room air conditioner connected to the air conditioning line, A clean room air conditioner air-conditions a part of the outside air and the exhausted air taken in from the air conditioning line, and supplies the air-conditioned air to the fan filter device. Is preferred.
このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、密閉型クリーンブースの内部照明や作業者による発熱による作業環境の悪化を抑制することが可能となる。 If it is such a clean booth for filling silicon polycrystals, it becomes possible to suppress the deterioration of the working environment due to internal lighting of the sealed clean booth and heat generated by the worker.
本発明のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、シリコン多結晶の充填作業において、例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶の石英ルツボ内への充填の際に、シリコン多結晶から発生する塵埃を装置外に排出されない密閉型のクリーンブースを提供し、原料準備室の汚染を抑制することが可能となる。従って、石英ルツボ内へのシリコン多結晶の充填工程を、より一層塵埃などで汚染されない環境で行うことが可能となる。 If it is the clean booth for silicon polycrystal filling work of the present invention, in silicon polycrystal filling work, for example, when opening a plastic bag and filling the silicon polycrystal into a quartz crucible, It is possible to provide a sealed clean booth in which generated dust is not discharged out of the apparatus and to suppress contamination of the raw material preparation chamber. Therefore, the filling process of the silicon polycrystal in the quartz crucible can be performed in an environment that is not further contaminated with dust or the like.
上述のように、従来のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースでは、組込作業の際(原料容器の上部開口部にフタを閉塞する前の状態)に原料より発生する塵埃によりクリーンブースまたはクリーンベンチ内が汚染され、クリーンブースまたはクリーンベンチの開口部から排出される排出空気や、原料容器を搬送するためにクリーンブースの出入口を開閉した際に排出される空気によりクリーンブースまたは原料準備室周辺が汚染されてしまう問題があった。 As described above, in conventional clean booths for filling silicon polycrystals, clean booths or cleans are caused by dust generated from raw materials during assembly work (the state before the lid is closed at the upper opening of the raw material container). Around the clean booth or raw material preparation room due to exhaust air that is contaminated and exhausted from the opening of the clean booth or clean bench, or air that is released when opening and closing the clean booth entrance to transport raw material containers There was a problem that would be contaminated.
そして、本発明者らは上記の問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、シリコン多結晶を原料容器内に充填する際に、シリコン多結晶から発生する塵埃がブース外に排出されない密閉型のクリーンブースであり、クリーンブースの出入口を開放する際、クリーンブース内部の圧力を、クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものであれば、クリーンブースまたは原料準備室周辺の汚染を抑制することが可能となることを見出し、本発明に到達した。 And, as a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have a sealed type in which dust generated from the silicon polycrystal is not discharged outside the booth when the silicon polycrystal is filled in the raw material container. If you have a control mechanism that controls the pressure inside the clean booth to be the same or negative with respect to the pressure outside the clean booth when opening the entrance of the clean booth The present inventors have found that it is possible to suppress contamination around the clean booth or the raw material preparation chamber.
即ち、本発明の装置は、シリコン多結晶を石英ルツボ内に充填するためのクリーンブースであって、該クリーンブースは天井面、側面、及び、床面により密閉され、前記側面に配置された出入口と、前記天井面に配置されたファン・フィルター装置と、前記側面の下部に配置された排気口とを有し、前記天井面に配置された前記ファン・フィルター装置により清浄な空気を前記クリーンブース内部に送風し、前記クリーンブース内の空気を前記排気口から排気し、排気された空気を前記ファン・フィルター装置に戻すことで、前記クリーンブース内部の空気を循環させ、前記クリーンブース内にダウンフローを形成させ、前記出入口を開放する際の前記クリーンブース内部の圧力を、前記クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものである。 That is, the apparatus of the present invention is a clean booth for filling a silicon crucible into a quartz crucible, and the clean booth is hermetically sealed by a ceiling surface, a side surface, and a floor surface, and an inlet / outlet disposed on the side surface. And a fan / filter device disposed on the ceiling surface and an exhaust port disposed at a lower portion of the side surface, and clean air is supplied to the clean booth by the fan / filter device disposed on the ceiling surface. The air inside the clean booth is exhausted, the air inside the clean booth is exhausted from the exhaust port, and the exhausted air is returned to the fan filter device, thereby circulating the air inside the clean booth and down to the clean booth. The pressure inside the clean booth when the flow is formed and the entrance is opened is the same or negative with respect to the pressure outside the clean booth. And it has a control mechanism for controlling so.
以下、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to this.
まず、本発明のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースについて説明する。図1は、本発明の密閉型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す断面図である。また、図2は、本発明の密閉型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す斜視図である。シリコン多結晶充填作業用のクリーンブースは、清浄な原料準備室内に配置される。 First, the clean booth for filling silicon polycrystal according to the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a clean booth for sealing silicon polycrystal according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a clean booth for sealing silicon polycrystal filling work according to the present invention. A clean booth for filling silicon polycrystal is disposed in a clean raw material preparation chamber.
前述の通り、図1及び図2に示すように、密閉型のクリーンブース1は、側面および天井面をパネルおよび床面で完全に密閉され、側面に出入口20が設けられている。パネルは、空調効率を上げるためにクリーンルーム用高断熱パネル、クリーンルーム用シーラントで高気密を保ち、出入口20は、可動部に樹脂ベルト駆動や防塵カバーを具備し発塵防止を考慮した自動扉にすることが望ましい。また、出入口20を設けた側面以外の側面に床面から300mmの高さ以内に排気口4を設け、循環ライン14によって接続されたファン・フィルター装置3(FFU)により排気された空気10を循環し、清浄な空気11をクリーンブース内部に供給することでダウンフロー(層流)を形成する。また、密閉型のクリーンブース1の内部照明や作業者21の発熱による作業環境の悪化を抑制するため、排気された空気10の一部を空調ライン15に分岐し、クリーンルーム用空調装置2にて空気調和し、ファン・フィルター装置3に供給する事も可能である。さらに、作業者のために新鮮な空気である装置外空気13(原料準備室の清浄な空気)を取り込むと共に、密閉型のクリーンブース1内がブース外の原料準備室より加圧されすぎないように清浄排出空気12を排出する。前記装置外空気13と清浄排出空気12は、クリーンブース1内部とクリーンブース1外部との圧力差を検出する差圧センサー7により吸気のダンパー8及び送風のダンパー9の開度を調整し、出入口20が閉まっている状態では−2〜+2Pa程度で制御されている。なお、清浄排出空気12は、ファン・フィルター装置3を通過した清浄な空気を発塵の影響を受けない所定の高さの位置から直接排出するため、清浄排出空気12よる装置外の原料準備室への汚染はない。
As described above, as shown in FIGS. 1 and 2, the closed
出入口20は、石英ルツボ17内へシリコン多結晶18を充填するために、前記石英ルツボ17、及びシリコン多結晶18、その他充填治具を密閉型のクリーンブース1内に搬入する場合、あるいは、石英ルツボ17内へシリコン多結晶18を充填完了したものを搬出する場合に開放される。本発明のクリーンブース1は、クリーンブース1の出入口20を開放する際のクリーンブース内部の圧力を制御するための制御機構25を有する。該制御機構25において、前記出入口20は扉スイッチ・センサー6により、開放指令が制御部19に伝達される。制御部19は、即座にファン・フィルター装置3のモーター出力を低下させ循環風量を減らすと同時に清浄排出空気12の排出量を調整する送風のダンパー9、及び、装置外空気13の給気量を調整する吸気のダンパー8の開度を可変させ、差圧センサー7で検出される差圧を−2〜0Pa、すなわち、密閉型のクリーンブース1内が原料準備室と同圧、または、原料準備室よりわずかに減圧状態にする。制御部19は差圧センサー7が前記条件の−2〜0Paを示すことを確認した後、出入口20を開放させ、前記石英ルツボ17、シリコン多結晶18などの搬出入を可能とさせる。上述の通り、密閉型のクリーンブース1内と原料準備室との差圧を−2〜0Paとすることで、密閉型のクリーンブース1内で、例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶18の石英ルツボ17内への充填の際に、シリコン多結晶18からの塵埃が装置外に排出されず、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶18の充填前の石英ルツボや、シリコン多結晶18を充填完了した石英ルツボへの汚染を防止することができる。
The entrance /
また、本発明の密閉型のクリーンブース1では、静電気除去装置16を設けることでパネルに塵埃が吸着されにくく、前記出入口20を設けた側面以外の側面に床面から300mmの高さ以内に排気口4を設け、ファン・フィルター装置3により排気された空気10を循環し、清浄な空気11を供給することでダウンフロー(層流)を形成することで塵埃を効率よく除去可能である。また、排気口4に脱着可能な1次フィルター5を設置することにより容易に塵埃を回収することに加え、ファン・フィルター装置3のフィルター寿命を延命させることもできる。前記静電気除去装置16は、例えばイオナイザーを設置することができるが、循環空気を清浄な水(純水)で加湿し相対湿度40〜65%とする事で静電気発生を抑制することもできる。
Further, in the sealed
このように、本発明のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、図3に示される従来の開放型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースのように、シリコン多結晶18’から発生した塵埃を開放型のクリーンブース1’から装置外に排出する空気23として排出することがないため、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボ、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボの汚染を抑制することが可能となる。
As described above, the clean booth for filling silicon polycrystal according to the present invention is generated from the silicon polycrystal 18 'as in the conventional open booth for filling silicon polycrystal shown in FIG. The discharged dust is not discharged from the open
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to these.
(実施例)
図4(a)に示すように、原料準備室24に配置された図1のような本発明の密閉型のクリーンブースにて、石英ルツボ内に多結晶シリコンの充填作業を行い、装置外である原料準備室の汚染量を測定した。
クリーンブースには、静電気除去装置としてイオナイザーを、排気口に1次フィルターなどを設置した。
本発明の密閉型のクリーンブース内と原料準備室の差圧は、出入口20が閉時においては1Pa、出入口が開時の差圧は−1Paとなるように制御した。
(Example)
As shown in FIG. 4A, the quartz crucible is filled in the quartz crucible in the sealed clean booth of the present invention as shown in FIG. The amount of contamination in a raw material preparation room was measured.
The clean booth was equipped with an ionizer as a static eliminator and a primary filter at the exhaust port.
The differential pressure between the inside of the closed clean booth of the present invention and the raw material preparation chamber was controlled so that the differential pressure when the entrance /
充填作業で使用した石英ルツボ口径は直径800mm、多結晶充填量は400kgとした。測定は、ISO21501−4(JIS B 9921)適合の気中パーティクルカウンターをクリーンブース内の中央、床面高さ1mのクリーンブース内測定点A1に設置して行った。また、クリーンブース外の原料準備室ではクリーンブースの出入口20から1m、床面からの高さ1mのクリーンブース外測定点A2に設置して測定した。
The quartz crucible used in the filling operation had a diameter of 800 mm and a polycrystalline filling amount of 400 kg. The measurement was performed by installing an air particle counter conforming to ISO 21501-4 (JIS B 9921) at a measurement point A1 in the clean booth in the center of the clean booth and a floor height of 1 m. Further, in the raw material preparation room outside the clean booth, the measurement was performed by installing it at a measurement point A2 outside the clean booth 1 m from the
クリーンブース内、およびクリーンブース外である原料準備室共に連続して測定を行い、清浄度として1m3内のパーティクル(粒度0.3μm以上)個数の最大値を比較した。また測定は、充填作業を行っていない定常時、充填の作業中、及び、クリーンブースの出入口開放時の各条件で行った。 Measurements were continuously made both in the clean booth and in the raw material preparation room outside the clean booth, and the maximum values of the number of particles (particle size of 0.3 μm or more) in 1 m 3 were compared as cleanliness. The measurement was performed under normal conditions when the filling operation was not performed, during the filling operation, and when the clean booth door was opened.
(比較例1)
従来の技術である図3のような開放型のクリーンブース1’を用い、図4(b)に示すように原料準備室24’に配置し、気中パーティクルカウンターをクリーンブース内の中央、床面高さ1mのクリーンブース内測定点B1に設置し、クリーンブース外の原料準備室ではクリーンブースの出入口20’から1m、床面からの高さ1mのクリーンブース外測定点B2に設置した以外は、実施例と同じ条件で実施した。なお、実施例及び比較例におけるそれぞれの充填作業は単独で行った。
(Comparative Example 1)
A conventional
表1に実施例及び比較例1におけるそれぞれの測定点、及び、各条件でのパーティクル個数の最大値を示す。 Table 1 shows the respective measurement points in Example and Comparative Example 1, and the maximum number of particles under each condition.
表2にISO清浄度クラス(測定粒径0.3μm以上)の上限濃度を記す。 Table 2 shows the upper limit concentration of the ISO cleanliness class (measured particle size of 0.3 μm or more).
定常時クリーンブース外測定点A2、クリーンブース外測定点B2から分かるように、原料準備室は、ISO清浄度クラス4である。従来技術(比較例1)では、作業中開放型のクリーンブース1’内で100,000個以上の塵埃が発生し(作業中クリーンブース内測定点B1)、その一部が装置外の原料準備室に排出されていた(作業中クリーンブース外測定点B2)。このとき、比較例1の原料準備室24’は、ISO清浄度クラス5〜6まで汚染されていることがわかった。一方、本発明のクリーンブースを用いた実施例では、密閉型のクリーンブースを用いているため作業中でも装置外の原料準備室(作業中クリーンブース外測定点A2)のパーティクル個数は全く変化せず、作業終了後に出入口を開放した状態でも、装置外(出入口開放時クリーンブース外測定点A2)のパーティクル個数は全く変化せず、密閉型のクリーンブース1内の塵埃が装置外へ排出されていないことを証明できた。また、本発明では、静電気除去装置としてイオナイザーを、排気口に1次フィルターなどを設置することで、塵埃がパネルに吸着されず、ダウンフローにより塵埃を効率よく回収できることも確認できた(作業中クリーンブース内測定点A1とクリーンブース内測定点B1の差異)。
As can be seen from the measurement point A2 outside the clean booth and the measurement point B2 outside the clean booth, the raw material preparation room is ISO cleanliness class 4. In the prior art (Comparative Example 1), 100,000 or more dusts are generated in the
(比較例2)
さらに本発明と同様な密閉型のクリーンブースではあるが、出入口の開閉時にクリーンブース内の室圧を制御しない密閉型のクリーンブースでも同一条件(石英ルツボ口径、シリコン多結晶充填量、測定条件)でクリーンブース内とクリーンブース外である原料準備室の清浄度を測定した。気中パーティクルカウンターを、実施例と同様に設置し、クリーンブース内の測定点をC1、クリーンブース外の測定点をC2とした。
(Comparative Example 2)
Furthermore, it is a sealed clean booth similar to the present invention, but the same conditions (quartz crucible aperture, silicon polycrystal filling amount, measurement conditions) even in a sealed clean booth that does not control the chamber pressure in the clean booth when opening and closing the entrance / exit The cleanliness of the raw material preparation room inside and outside the clean booth was measured. The air particle counter was installed in the same manner as in the example, and the measurement point inside the clean booth was C1, and the measurement point outside the clean booth was C2.
表3に比較例2におけるそれぞれの測定点、及び、各条件でのパーティクル個数の最大値を示す。 Table 3 shows each measurement point in Comparative Example 2 and the maximum number of particles under each condition.
クリーンブース内測定点A1とクリーンブース内測定点C1の作業中のクリーンブース内のパーティクル個数の最大値は殆ど同じであり、前述実施例のように静電気除去装置としてイオナイザーを、排気口に1次フィルターなどを設置することで、パネルに塵埃が吸着されず、従来の技術である開放型のクリーンブースを用いた場合(比較例1)と比較して、ダウンフローにより塵埃をより効率よく回収可能であることも確認できた(作業中クリーンブース内測定点B1とクリーンブース内測定点C1の差異)。 The maximum number of particles in the clean booth during the operation of the clean booth measuring point A1 and the clean booth measuring point C1 is almost the same, and as in the previous embodiment, an ionizer is used as the static eliminator and the primary at the exhaust port. By installing a filter, etc., dust is not adsorbed on the panel, and dust can be collected more efficiently by downflow compared to the case of using an open clean booth that is a conventional technology (Comparative Example 1). (The difference between the measurement point B1 in the clean booth during the operation and the measurement point C1 in the clean booth).
比較例2において、作業終了後に出入口を開放した状態では、室圧を制御していないため密閉型のクリーンブース内の塵埃が装置外へ排出されていた(出入口開放時クリーンブース外測定点C2点)。 In Comparative Example 2, when the doorway was opened after the work was completed, the chamber pressure was not controlled, so the dust in the sealed clean booth was discharged out of the device (measurement point C2 outside the clean booth when the doorway was opened) ).
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
1、1’…クリーンブース、 2…クリーンルーム用空調装置、
3、3’…ファン・フィルター装置、 4…排気口、 5…1次フィルター、
6…扉スイッチ・センサー、 7…差圧センサー、 8…吸気のダンパー、
9…送風のダンパー、 10…排気された空気、 11、11’…清浄な空気、
12…清浄排出空気、 13、13’…装置外空気、 14…循環ライン、
15…空調ライン、 16…静電気除去装置、 17、17’…石英ルツボ、
18、18’…シリコン多結晶、 19…制御部、 20、20’…出入口、
21…作業者、 22…ビニールシート、 23…装置外に排出される空気、
24、24’…原料準備室、 25…制御機構、
A1、B1…クリーンブース内測定点、
A2、B2…クリーンブース外測定点。
1, 1 '... Clean booth, 2 ... Clean room air conditioner,
3, 3 '... fan filter device, 4 ... exhaust port, 5 ... primary filter,
6 ... Door switch sensor, 7 ... Differential pressure sensor, 8 ... Intake damper,
9 ... Blower damper, 10 ... Exhausted air, 11, 11 '... Clean air,
12 ... Clean exhaust air, 13, 13 '... Outside air, 14 ... Circulation line,
15 ... Air conditioning line, 16 ... Static eliminator, 17, 17 '... Quartz crucible,
18, 18 '... polycrystalline silicon, 19 ... control unit, 20,20' ... entrance / exit,
21 ... Worker, 22 ... Vinyl sheet, 23 ... Air exhausted outside the device,
24, 24 '... Raw material preparation room, 25 ... Control mechanism,
A1, B1… Measurement points in the clean booth,
A2, B2: Measurement points outside the clean booth.
Claims (4)
該クリーンブースは天井面、側面、及び、床面により密閉され、
前記側面に配置された出入口と、
前記天井面に配置されたファン・フィルター装置と、
前記側面の下部に配置された排気口とを有し、
前記天井面に配置された前記ファン・フィルター装置により清浄な空気を前記クリーンブース内部に送風し、前記クリーンブース内の空気を前記排気口から排気し、排気された空気を前記ファン・フィルター装置に戻すことで、前記クリーンブース内部の空気を循環させ、前記クリーンブース内にダウンフローを形成させ、
前記出入口を開放する際の前記クリーンブース内部の圧力を、前記クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものであることを特徴とするシリコン多結晶充填作業用のクリーンブース。 A clean booth for filling a silicon crucible into a quartz crucible,
The clean booth is sealed by the ceiling surface, side surface, and floor surface,
An entrance and exit located on the side surface;
A fan filter device disposed on the ceiling surface;
An exhaust port disposed at a lower portion of the side surface,
The fan / filter device arranged on the ceiling surface blows clean air into the clean booth, exhausts the air in the clean booth from the exhaust port, and discharges the exhausted air to the fan / filter device. By returning, the air inside the clean booth is circulated, and a down flow is formed in the clean booth,
It has a control mechanism for controlling the pressure inside the clean booth when opening the entrance to the same or negative pressure with respect to the pressure outside the clean booth. Clean booth for crystal filling work.
該扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受ける制御部と、
前記クリーンブースへの装置外空気の吸気量を調整する吸気のダンパーと、
前記ファン・フィルターから前記クリーンブース内部への送風量を調整する送風のダンパーと、
前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を検出する差圧センサーとを有し、
前記制御部は、前記扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受け、前記出入口を開放する前に、前記ファン・フィルター装置の出力を低下させ、前記吸気のダンパーの開度及び前記送風のダンパーの開度を可変させることで、前記クリーンブース内部の圧力を調整し、前記差圧センサーにより前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を確認後に、前記出入口を開放させるものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブース。 The control mechanism includes a door switch sensor for instructing opening of the doorway,
A control unit that receives a command to open the doorway from the door switch sensor;
An intake damper that adjusts the intake air amount outside the apparatus to the clean booth;
A blower damper that adjusts the amount of blown air from the fan filter into the clean booth;
A differential pressure sensor for detecting a pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth;
The control unit receives a command to open the inlet / outlet from the door switch / sensor, and lowers the output of the fan / filter device before opening the inlet / outlet, thereby opening the intake damper and the air flow. By adjusting the opening of the damper, the pressure inside the clean booth is adjusted, and after confirming the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth by the differential pressure sensor, the entrance is opened. 3. The clean booth for filling silicon polycrystal according to claim 1 or 2, wherein the clean booth is provided.
該空調ラインと接続されたクリーンルーム用空調装置とを有し、
該クリーンルーム用空調装置によって、前記空調ラインから取り込まれた前記装置外空気及び前記排気された空気の一部を空気調和し、該空気調和された空気を前記ファン・フィルター装置に供給するものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブース。 An air conditioning line for taking in part of the outside air sucked by the intake damper and the air exhausted from the exhaust port;
A clean room air conditioner connected to the air conditioning line;
By the clean room air conditioner, the outside air taken in from the air conditioning line and a part of the exhausted air are air conditioned, and the air conditioned air is supplied to the fan filter device. The clean booth for filling a silicon polycrystal according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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