JP3367910B2 - 単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング装置及びそのクリーニング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶引上げ機に
供給された不活性ガスを吸引して排出する排気系をクリ
ーニングする装置及びそのクリーニング方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、単結晶引上げ機の不活性ガス排気
系として、図７に示すように、シリコン単結晶棒の引上
げ機１に排気管２を介して真空ポンプ３が接続され、こ
の真空ポンプ３により排気管２を通して引上げ機１に供
給された不活性ガス（例えば、Ａｒガス）が吸引される
ように構成されたものが知られている。この不活性ガス
排気系では、引上げ機１の上部及び中央部には引上げ機
１内に不活性ガスを供給する吸気管４の一端が接続さ
れ、この吸気管４の他端は不活性ガスを貯留するタンク
（図示せず）に接続される。このように構成された不活
性ガス排気系では、引上げ機１によりシリコン単結晶棒
を引上げるときには、吸気管４から引上げ機１内に不活
性ガスを供給し、この引上げ機１内の不活性ガスを真空
ポンプ３により吸引して引上げ機１内が所定の負圧に保
たれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の単
結晶引上げ機の不活性ガス排気系では、引上げ機内の不
活性ガスにはＳｉＯやＳｉＯ₂等の粉塵が混入するた
め、引上げ機の稼働時間の経過とともに排気管の内面に
上記粉塵が徐々に堆積し、排気管の内径が次第に細くな
るので、引上げ機内の負圧が変化するおそれがあった。
このため定期的に排気管内に真空掃除用ホースを挿入し
て上記堆積した粉塵を吸引して除去していた。しかし、
上記真空掃除用ホースによる粉塵の吸引では、引上げ機
直下の排気管や長い排気管の中間部分の粉塵を完全に除
去することができず、また真空掃除用ホースによる吸引
力が強いと粉塵が急激に燃焼して排気管内の温度及び圧
力が急激に上昇するおそれがあった。なお、上記ＳｉＯ
やＳｉＯ₂等の粉塵は引上げ機１内の石英るつぼに含ま
れる酸素がシリコン融液と結合して蒸発するために発生
する。

【０００４】本発明の目的は、排気管内の急激な温度及
び圧力の上昇を伴わずに、排気管内に堆積した粉塵の殆
ど全てを短時間で容易にかつ安全に除去できる、クリー
ニング装置及びそのクリーニング方法を提供することに
ある。本発明の別の目的は、排気系に着脱可能に構成す
ることにより、引上げ機が多数あっても、必要最小限の
台数を製造するだけで済む、クリーニング装置を提供す
ることにある。本発明の更に別の目的は、クリーニング
用サイクロン又はサイクロンで分離・捕集できずにクリ
ーニング用吸引ポンプから排出された粉塵を大気中に放
出せずに確実に捕集できる、クリーニング装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、単結晶引上げ機１１に接続された排
気管１２と、排気管１２を通して引上げ機１１に供給さ
れた不活性ガスを吸引する真空ポンプ１３とを有する単
結晶引上げ機の不活性ガス排気系の改良である。その特
徴ある構成は、引上げ機１１と真空ポンプ１３との間の
排気管１２に設けられたクリーニング用取出し口１６ｃ
と、クリーニング用取出し口１６ｃに一端が接続された
クリーニング用パイプ１８と、クリーニング用パイプ１
８の他端に接続され引上げ機１１内が大気に開放された
状態で排気管１２内の不活性ガス又は大気を吸引するク
リーニング用吸引ポンプ１９と、排気管１２と吸引ポン
プ１９の間のクリーニング用パイプ１８に設けられたク
リーニング用粉体分離器２０とを備え、吸引ポンプ１９
の吸引流量が調整可能に構成されたところにある。

【０００６】この請求項１に記載されたクリーニング装
置では、単結晶引上げ機１１の不活性ガス排気系のクリ
ーニング時には引上げ機１１内を大気に開放した後に、
クリーニング用パイプ１８の一端をクリーニング用取出
し口１６ｃに接続し、クリーニング用吸引ポンプ１９を
駆動する。このとき吸引ポンプ１９の排気管１２内への
大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくするので、
先ず排気管１２内等に堆積した粉塵が徐々に燃焼し、こ
れらの粉塵が完全に燃焼した後に排気管１２内等から剥
離してクリーニング用粉体分離器２０により分離・捕集
される。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、更に図３に示すように、引上げ機１１と真
空ポンプ１３の間の排気管１２にダストチャンバ５１が
設けられ、ダストチャンバ５１にクリーニング用取出し
口５１ｅが設けられ、クリーニング用取出し口５１ｅに
クリーニング用パイプ１８の一端が接続されたことを特
徴とする。この請求項２に記載されたクリーニング装置
では、単結晶引上げ機１１の不活性ガス排気系のクリー
ニング時には引上げ機１１内を大気に開放した後に、ク
リーニング用パイプ１８の一端をダストチャンバ５１に
接続し、クリーニング用吸引ポンプ１９を駆動する。こ
のとき吸引ポンプ１９の排気管１２内への大気の導入流
量を段階的に又は徐々に大きくするので、請求項１と同
様に先ず排気管１２内等に堆積した粉塵が徐々に燃焼
し、これらの粉塵が完全に燃焼した後に排気管１２内等
から剥離してクリーニング用粉体分離器２０により分離
・捕集される。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、更に図４に示すように、引上げ機１１と真
空ポンプ１３の間の排気管１２にサイクロン７１が設け
られ、サイクロン７１の下端に設けられたダストチャン
バ７１ａにクリーニング用取出し口７１ｄが設けられ、
クリーニング用取出し口７１ｄにクリーニング用パイプ
１８の一端が接続されたことを特徴とする。この請求項
３に記載されたクリーニング装置では、単結晶引上げ機
１１の不活性ガス排気系のクリーニング時には引上げ機
１１内を大気に開放した後に、クリーニング用パイプ１
８の一端をサイクロン７１下端のダストチャンバ７１ａ
に接続し、クリーニング用吸引ポンプ１９を駆動する。
このとき吸引ポンプ１９の排気管１２内への大気の導入
流量を段階的に又は徐々に大きくするので、請求項１と
同様に先ず排気管１２内等に堆積した粉塵が徐々に燃焼
し、これらの粉塵が完全に燃焼した後に排気管１２内等
から剥離してクリーニング用粉体分離器２０により分離
・捕集される。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
いずれかに係る発明であって、更に図１又は図５に示す
ように、クリーニング用粉体分離器２０がクリーニング
用サイクロン２１又はクリーニング用バグフィルタ２６
であることを特徴とする。この請求項４に記載されたク
リーニング装置では、クリーニング用サイクロン２１を
用いれば、クリーニング用パイプ１８に流入した粉塵の
殆ど全てを分離・捕集でき、クリーニング用バグフィル
タ２６を用いれば、クリーニング用パイプ１８に流入し
た粉塵の全てを分離・捕集できる。

【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１ないし３
いずれかに係る発明であって、更に図１に示すように、
クリーニング用粉体分離器２０がクリーニング用サイク
ロン２１であって、クリーニング用吸引ポンプ１９の吐
出口にスクラバ２７が接続されたことを特徴とする。こ
の請求項５に記載されたクリーニング装置では、クリー
ニング用サイクロン２１により全ての粉塵を分離・捕集
しきれずに、僅かな粉塵がクリーニング用サイクロン２
１を通過しても、この粉塵をスクラバ２７で確実に捕集
できるので、大気を粉塵で汚染することはない。

【００１１】請求項６に係る発明は、図６に示すよう
に、単結晶引上げ機１１に接続された排気管１２を通し
て引上げ機１１に供給された不活性ガスを吸引する真空
ポンプ１３と、引上げ機１１と真空ポンプ１３の間の排
気管１２に設けられたサイクロン９１とを有する単結晶
引上げ機の不活性ガス排気系の改良である。その特徴あ
る構成は、サイクロン９１と真空ポンプ１３の間の排気
管１２に設けられたクリーニング用取出し口１６ｃに一
端が接続されたクリーニング用パイプ１８と、クリーニ
ング用パイプ１８の他端に接続され引上げ機１１内が大
気に開放された状態で排気管１２内の不活性ガス又は大
気を吸引するクリーニング用吸引ポンプ１９とを備え、
吸引ポンプ１９の吸引流量が調整可能に構成されたとこ
ろにある。

【００１２】この請求項６に記載されたクリーニング装
置では、単結晶引上げ機１１の不活性ガス排気系のクリ
ーニング時には引上げ機１１内を大気に開放した後に、
クリーニング用パイプ１８の一端を排気管１２のクリー
ニング用取出し口１６ｃに接続し、クリーニング用吸引
ポンプ１９を駆動する。このとき吸引ポンプ１９の排気
管１２内への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大き
くするので、先ず排気管１２内等に堆積した粉塵が徐々
に燃焼し、これらの粉塵が完全に燃焼した後に排気管１
２内等から剥離してサイクロン９１により分離・捕集さ
れる。

【００１３】請求項７に係る発明は、請求項６に係る発
明であって、更に図６に示すように、クリーニング用吸
引ポンプ１９の吐出口にスクラバ２７が接続されたこと
を特徴とする。この請求項７に記載されたクリーニング
装置では、単結晶引上げ機１１の不活性ガス排気系のク
リーニング時に、サイクロン９１により全ての粉塵を分
離・捕集しきれずに、僅かな粉塵がサイクロン９１を通
過してクリーニング用パイプ１８に流入しても、この粉
塵をスクラバ２７で確実に捕集できるので、大気を粉塵
で汚染することはない。

【００１４】請求項８に係る発明は、請求項１ないし７
いずれかに係る発明であって、更に図１に示すように、
クリーニング用パイプ１８の一端がクリーニング用取出
し口１６ｃに着脱可能に構成され、クリーニング用吸引
ポンプ１９がクリーニング用パイプ１８及びクリーニン
グ用粉体分離器２０、或いはクリーニング用パイプとと
もに搬送可能に構成されたことを特徴とする。この請求
項８に記載されたクリーニング装置では、クリーニング
装置１７を引上げ機１１の排気系に着脱可能に構成した
ので、引上げ機１１が多数あっても、クリーニング装置
１７を必要最小限の台数だけ製造すれば済む。

【００１５】請求項９に係る発明は、図１に示すよう
に、単結晶引上げ機１１内を大気に開放した後、引上げ
機１１に接続された不活性ガス排気系の排気管１２内に
大気を吸引して導入し、排気管内に堆積した粉塵を除去
する単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング
方法であって、排気管１２内への大気の導入流量を段階
的に又は徐々に大きくすることを特徴とする。この請求
項９に記載されたクリーニング方法では、排気管１２内
の急激な温度及び圧力の上昇を伴わずに、排気管１２内
に堆積した粉塵の殆ど全てを短時間で容易に除去でき
る。また燃焼した粉塵を排気管１２から剥離するには、
少なくとも１０ｍ／ｓ以上、好ましくは１５ｍ／ｓ以上
の流速で吸引して導入流量を高める。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて説明する。この実施の形態では、引上げ
機により引上げられる単結晶棒はシリコン単結晶棒であ
る。図１に示すように、引上げ機１１はチャンバ１１ａ
と、このチャンバ１１ａの上端に接続されたケーシング
１１ｂとを有する。上記チャンバ１１ａ内には図示しな
いがシリコン融液が貯留される石英るつぼや、この石英
るつぼを包囲し上記シリコン融液を加熱するヒータ等が
収容される。またケーシング１１ｂの上端にはシリコン
単結晶棒を引上げる引上げ手段１１ｃが設けられる。チ
ャンバ１１ａの下面には排気管１２を介して真空ポンプ
１３が接続され、ケーシング１１ｂには吸気管１４が接
続される。吸気管１４の一端はケーシング１１ｂの上面
に接続され、吸気管１４の他端は不活性ガス（この実施
の形態ではＡｒガス）が貯留されるタンク（図示せず）
に接続される。

【００１７】また排気管１２は一端がチャンバ１１ａの
下面に接続され他端が合流する一対の第１及び第２分岐
管１２ａ，１２ｂと、一端が第１及び第２分岐管１２
ａ，１２ｂの他端に接続され他端が真空ポンプ１３の入
口に接続された集合管１２ｃとを有する。集合管１２ｃ
には手動式の三方切換弁１６が設けられる。この切換弁
１６の第１ポート１６ａは引上げ機１１側の集合管１２
ｃに接続され、第２ポート１６ｂは真空ポンプ１３側の
集合管１２ｃに接続され、第３ポート１６ｃにはクリー
ニング装置１７のクリーニング用パイプ１８の一端が接
続される。この第３ポート１６ｃがクリーニング用取出
し口である。なお、真空ポンプ１３としては、水封式ポ
ンプ及びメカニカルブースタを組合せたもの、油回転ポ
ンプ、或いはドライ真空ポンプ等が用いられる。

【００１８】クリーニング装置１７はクリーニング用取
出し口１６ｃ（第３ポート）に一端が取外し可能に接続
された上記クリーニング用パイプ１８と、クリーニング
用パイプ１８の他端に接続され引上げ機１１内が大気に
開放された状態で排気管１２内のＡｒガス又は大気を吸
引するクリーニング用吸引ポンプ１９と、排気管１２と
吸引ポンプ１９の間のクリーニング用パイプ１８に設け
られたクリーニング用粉体分離器２０とを備える。不活
性ガス排気系のクリーニング時には上記クリーニング用
取出し口１６ｃにクリーニング用パイプ１８の一端が接
続され、かつ第１ポート１６ａとクリーニング用取出し
口１６ｃとが連通するように切換えられ、クリーニング
時以外にはクリーニング用取出し口１６ｃからクリーニ
ング用パイプ１８が取外され、かつ第１ポート１６ａと
第２ポート１６ｂとが連通するように切換えられる。

【００１９】クリーニング用粉体分離器２０はこの実施
の形態ではクリーニング用サイクロン２１である。クリ
ーニング用サイクロン２１はこのサイクロン２１による
粉塵の分離能力を高めるために、このサイクロン２１の
入口直前でクリーニング用パイプ１８の内径が大きく絞
られており、このサイクロン２１の下端にはクリーニン
グ用ダストチャンバ２１ａが設けられる。またクリーニ
ング用吸引ポンプ１９は誘導モータ２２により駆動され
る。この誘導モータ２２はインバータ装置２３で周波数
制御することにより回転速度が制御され、これにより吸
引ポンプ１９の吸引流量（排気管１２内のＡｒガス又は
大気の流速）が調整可能に構成される。

【００２０】クリーニング用吸引ポンプ１９は図２に示
すように、略楕円筒状のハウジング１９ａ内に互いに平
行にかつ回転可能に挿通された第１及び第２軸１９ｂ，
１９ｃと、これらの軸１９ｂ，１９ｃにそれぞれ取付け
られた三葉形断面の第１及び第２ロータ１９ｄ，１９ｅ
とを有する。第１及び第２ロータ１９ｄ，１９ｅはハウ
ジング１９ａ内壁及びロータ１９ｄ，１９ｅ相互間に僅
かな隙間を保って回転するように構成される。このポン
プ１９では、第１及び第２ロータ１９ｄ，１９ｅが破線
矢印で示すように回転すると、ハウジング１９ａの入口
１９ｆ側のＡｒガスがハウジング１９ａの内壁と各ロー
タ１９ｄ，１９ｅとの間を通ってハウジング１９ａの出
口１９ｇ側に移送され、出口１９ｇ側のガスの圧力によ
り上記移送されてきたガスが圧縮されて出口１９ｇ側に
押出され、第１及び第２ロータ１９ｄ，１９ｅの回転速
度に比例した容積のガスを送出できるようになってい
る。

【００２１】図１に戻って、クリーニング装置１７には
クリーニング用パイプ１８に流入しかつクリーニング用
サイクロン２１を通過した粉塵を捕集するスクラバ２７
が設けられる。スクラバ２７は吸引ポンプ１９の吐出口
に排出管２５を介して接続され、排出管２５に接続され
た漏斗２７ａと、この漏斗２７ａが挿入されたスクラバ
用タンク２７ｂと、このタンク２７ｂの上部内周縁に取
付けられた複数のシャワーノズル２７ｃとを有する。漏
斗２７ａは吸引ポンプ１９から排出されたＡｒガス又は
大気の流速を低下させるために下方に向って次第に広が
るように形成され、シャワーノズル２７ｃからは液体
（この実施の形態では水）が噴霧される。この噴霧され
た液体に漏斗２７ａから排出されたＡｒガス又は大気に
含まれる粉塵を付着させて捕集するように構成される。

【００２２】また上記クリーニング装置１７、即ちクリ
ーニング用パイプ１８、クリーニング用サイクロン２
１、クリーニング用吸引ポンプ１９（誘導モータ２２及
びインバータ装置２３を含む。）及びスクラバ２７は車
輪を有する架台（図示せず）に搭載され、搬送可能に構
成される。なお、図１の符号２８及び２９は吸気管１４
及び集合管１２ｃを流れるＡｒガスの流量をそれぞれ調
整することにより、チャンバ１１ａ内の圧力を制御する
電動式のコントロール弁であり、符号３１及び３２は集
合管１２ｃを開閉するエア作動式のアングル弁である。
更に符号３３は集合管１２ｃの途中から分岐する第３分
岐管１２ｄの上端に設けられたフラッパバルブであり、
このバルブ３３は排気管１２内に堆積した粉塵が燃焼し
て排気管１２内の圧力が急激に上昇したときに排気管１
２内を大気に開放するために設けられる。

【００２３】このように構成されたクリーニング装置に
よる引上げ機の排気系のクリーニング方法を説明する。
単結晶引上げ機１１を所定時間稼働、例えば、１０回シ
リコン単結晶棒を引上げて数百時間経過した後に、真空
ポンプ１３を停止し、この状態で引上げ機１１を分解し
て引上げ機１１内を大気に開放する。このとき大気が排
気管１２内に流入するけれども、排気管１２内に堆積し
た粉塵に大気中の少量の酸素しか接触しないため、堆積
した粉塵のうち表面の粉塵のみが燃焼し、排気管１２内
は僅かしか温度上昇しない。次に三方切換弁１６のクリ
ーニング用取出し口１６ｃ（第３ポート）にクリーニン
グ装置１７のクリーニング用パイプ１８の一端を接続し
た後に、第１ポート１６ａとクリーニング用取出し口１
６ｃとが連通するように三方切換弁１６を切換え、クリ
ーニング用吸引ポンプ１９を駆動する。

【００２４】このとき誘導モータ２２をインバータ装置
２３により低速回転させて排気管１２内のＡｒガス又は
大気の流速を低く抑える。これにより排気管１２内に堆
積した粉塵が徐々に燃焼する。但し、排気管１２内等に
堆積した粉塵は剥離しない。所定時間経過後、誘導モー
タ２２をインバータ装置２３により中速回転させて排気
管１２内の大気の流速を大きくする。これにより排気管
１２内に堆積した粉塵が更に燃焼する。但し、排気管１
２内等に堆積した粉塵は剥離しない。この状態で所定時
間が経過すると、排気管１２内等に堆積した粉塵は全て
燃焼して安定なＳｉＯ₂になるので、誘導モータ２２を
インバータ装置２３により高速回転させて排気管１２内
の大気の流速を更に大きくする。これにより排気管１２
内等に堆積した粉塵が剥離して吸引され、この吸引され
た大気をクリーニング用サイクロン２１に通すことによ
り粉塵が大気から分離されてクリーニング用ダストチャ
ンバ２１ａに堆積する。この結果、排気管１２等内の急
激な温度及び圧力の上昇を伴わずに、排気管１２内に堆
積した粉塵の殆ど全てを除去できる。

【００２５】一方、クリーニング用サイクロン２１で分
離・捕集しきれずにこのサイクロン２１を通過して排出
管２５下端の漏斗２７ａから排出された僅かな粉塵はス
クラバ用タンク２７ｂ内でシャワーノズル２７ｃから噴
霧される液体（例えば、水）に付着して捕集されるの
で、大気を粉塵で汚染することはない。また上記引上げ
機１１の不活性ガス排気系のクリーニングが終了した
後、クリーニング用取出し口１６ｃからクリーニング用
パイプ１８を外し、第１ポート１６ａと第２ポート１６
ｂが連通するように三方切換弁１６を切換えるだけで済
むので、上記クリーニング時間は極めて短時間であり、
クリーニング作業を極めて容易に行うことができる。更
に上記クリーニング装置１７を別の引上げ機１１の排気
系まで搬送して上述と同様に作業すれば、引上げ機１１
が多数あっても、１台又は数台のクリーニング装置１７
があれば各引上げ機１１の排気系をクリーニングするこ
とができ、クリーニング装置１７の製造コストを低く抑
えることができる。

【００２６】図３は本発明の第２の実施の形態を示す。
図３において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、引上げ機１１と真空ポンプ１３との間の
排気管１２にダストチャンバ５１が設けられ、このダス
トチャンバ５１にクリーニング用取出し口５１ｅが設け
られ、更にこのクリーニング用取出し口５１ｅにクリー
ニング用パイプ１８の一端が接続される。ダストチャン
バ５１はチャンバ本体５１ａと、このチャンバ本体５１
ａ内にダストチャンバ５１の出口に対向して設けられた
略逆コ字状の単一のバッフル板５１ｂとを有する。この
ダストチャンバ５１ではＡｒガスに含まれるＳｉＯやＳ
ｉＯ₂等の粉塵がバッフル板５１ｂに衝突することによ
り粉塵がＡｒガスから分離され、このＡｒガスから分離
した粉塵はチャンバ本体５１ａの底部に堆積し、除塵し
たＡｒガスはバッフル板５１ｂの両側を通ってダストチ
ャンバ５１から排出されるように構成される。

【００２７】またダストチャンバ５１には短管５１ｃが
接続され、この短管５１ｃの先端にはフランジ５１ｄが
固着される。不活性ガス排気系のクリーニング時には上
記フランジ５１ｄにクリーニング用パイプ１８の一端が
接続され、クリーニング時以外には上記フランジ５１ｄ
に封止フランジ（図示せず）が取付けられて短管５１ｃ
が封止されるように構成される。上記短管５１ｃの先端
がクリーニング用取出し口５１ｅである。上記以外は第
１の実施の形態と同一に構成される。

【００２８】このように構成されたクリーニング装置で
は、引上げ機１１と真空ポンプ１３との間の排気管１２
にダストチャンバ５１が設けられているため、上記排気
管１２にダストチャンバが設けられていない第１の実施
の形態と比較して、引上げ機１１の稼働時に排気管１２
を通る不活性ガスから比較的多くの粉塵を分離して捕集
することができる。また不活性ガス排気系のクリーニン
グ時に排気管１２内に堆積した粉塵のみならず、ダスト
チャンバ５１の底部に堆積した粉塵をも燃焼後、吸引し
て除去できる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略
同様であるので、繰返しの説明を省略する。

【００２９】図４は本発明の第３の実施の形態を示す。
図４において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、引上げ機１１と真空ポンプ１３との間の
排気管１２にサイクロン７１が設けられ、このサイクロ
ン７１の下端に設けられたダストチャンバ７１ａにクリ
ーニング用取出し口７１ｄが設けられ、更にこのクリー
ニング用取出し口７１ｄにクリーニング用パイプ１８の
一端が接続される。上記サイクロン７１にてＡｒガスに
含まれるＳｉＯやＳｉＯ₂等の粉塵が分離され、分離さ
れた粉塵はダストチャンバ７１ａに貯留されるように構
成される。但し、上記サイクロン７１は引上げ機１１内
を所定の負圧に保つために、排気管１２の内径をサイク
ロン７１の入口直前であまり絞らないようにして圧力損
失を少なくしている。このため、サイクロン７１による
粉塵の分離能力はあまり高くないけれども、第２の実施
の形態のダストチャンバよりは粉塵の分離能力は高い。

【００３０】ダストチャンバ７１ａには短管７１ｂが接
続され、この短管７１ｂの先端にはフランジ７１ｃが固
着される。不活性ガス排気系のクリーニング時には上記
フランジ７１ｃにクリーニング用パイプ１８の一端が接
続され、クリーニング時以外には上記フランジ７１ｃに
封止フランジ（図示せず）が取付けられて短管７１ｂが
封止される。上記短管７１ｂの先端がクリーニング用取
出し口７１ｄである。上記以外は第１の実施の形態と同
一に構成される。

【００３１】このように構成されたクリーニング装置で
は、引上げ機１１と真空ポンプ１３との間の排気管１２
にサイクロン７１が設けられているため、排気管１２に
サイクロンが設けられずダストチャンバのみが設けられ
ている第２の実施の形態と比較して、引上げ機１１の稼
働時に排気管１２を通る不活性ガスから更に多くの粉塵
を分離して捕集することができる。また不活性ガス排気
系のクリーニング時に排気管１２内に堆積した粉塵のみ
ならず、サイクロン７１の下端のダストチャンバ７１ａ
に堆積した粉塵をも燃焼後、吸引して除去できる。上記
以外の動作は第２の実施の形態と略同様であるので、繰
返しの説明を省略する。

【００３２】図５は本発明の第４の実施の形態を示す。
図５において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、クリーニング用粉体分離器２１として、
第１の実施の形態のクリーニング用サイクロンではな
く、クリーニング用バグフィルタ２６が用いられる。こ
のバグフィルタ２６は排気管１２とクリーニング用吸引
ポンプ１９の間のクリーニング用パイプ１８に設けられ
る。またバグフィルタ２６には所定のメッシュのフィル
タ本体２６ａが収容され、このフィルタ本体２６ａによ
りクリーニング用パイプ１８に流入した粉塵が分離・捕
集されるように構成される。なお、第１の実施の形態の
スクラバはこの実施の形態では用いられない。上記以外
は第１の実施の形態と同一に構成される。

【００３３】このように構成されたクリーニング装置で
は、引上げ機１１の不活性ガス排気系のクリーニング時
に、クリーニング用パイプ１８に流入した粉塵の全てが
バグフィルタ２６により分離・捕集される。この結果、
吸引ポンプ１９には粉塵が流入しないので、吸引ポンプ
１９が粉塵により磨耗することはない。上記以外の動作
は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明
を省略する。

【００３４】図６は本発明の第５の実施の形態を示す。
図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実
施の形態では、引上げ機１１と真空ポンプ１３との間の
排気管１２にサイクロン９１が設けられ、サイクロン９
１と真空ポンプ１３との間の排気管１２にクリーニング
用取出し口１６ｃが設けられ、このクリーニング用取出
し口１６ｃにクリーニング装置９７のクリーニング用パ
イプ１８の一端が接続される。サイクロン９１と真空ポ
ンプ１３との間の排気管１２には第１の実施の形態と同
一の手動式の三方切換弁１６が設けられる。この切換弁
１６の第１ポート１６ａはサイクロン９１側の排気管１
２に接続され、第２ポート１６ｂは真空ポンプ１３側の
排気管１２に接続され、第３ポート１６ｃにはクリーニ
ング装置９７のクリーニング用パイプ１８の一端が接続
される。この第３ポート１６ｃがクリーニング用取出し
口である。サイクロン９１の下端にはこのサイクロン９
１にて分離された粉塵が貯留されるダストチャンバ９１
ａが設けられる。

【００３５】またサイクロン９１は排気管１２の内径が
サイクロン９１の入口直前で大きく絞られて圧力損失が
大きくても、引上げ機１１内を所定の負圧に保つことが
できるように構成される。このため、サイクロン９１に
よる粉塵の分離能力は第２の実施の形態のサイクロンよ
り高い。一方、クリーニング装置９７はクリーニング用
パイプ１８と、クリーニング用吸引ポンプ１９（誘導モ
ータ２２及びインバータ装置２３を含む。）と、スクラ
バ２７とを備えるけれども、クリーニング用サイクロン
を備えない。但し、クリーニング用パイプ１８にクリー
ニング用バグフィルタを設けてもよく、この場合スクラ
バ２７は不要になる。上記以外の構成は第１の実施の形
態と同一に構成される。

【００３６】このように構成されたクリーニング装置で
は、引上げ機１１の不活性ガス排気系のクリーニング時
には引上げ機１１を分解して大気に開放した後に、クリ
ーニング装置９７のクリーニング用パイプ１８の一端を
クリーニング用取出し口１６ｃ（第３ポート）に接続
し、三方切換弁１６の第１ポート１６ａとクリーニング
用取出し口１６ｃとを連通する。この状態でクリーニン
グ用吸引ポンプ１９の吸引流量を段階的に調整して排気
管１２内のＡｒガス又は大気の流速を段階的に大きくし
ていくと、排気管１２内に堆積した粉塵が燃焼した後に
排気管１２から剥離して吸引され、この吸引された粉塵
がサイクロン９１により分離されてダストチャンバ９１
ａに堆積する。またクリーニング装置９７がクリーニン
グ用サイクロンを有しないので、クリーニング装置９７
の部品点数及び重量を低減できるとともに、クリーニン
グ装置９７のコンパクト化を図ることができ、クリーニ
ング装置９７の搬送が容易になる。上記以外の使用方法
及び動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返
しの説明を省略する。

【００３７】なお、上記第１〜第５の実施の形態では、
クリーニング用吸引ポンプの吸引流量（排気管内のＡｒ
ガス又は大気の流速）を段階的に大きくしたが、吸引流
量（排気管内のＡｒガス又は大気の流速）を徐々に大き
くしてもよい。また、上記第１〜第５の実施の形態で
は、不活性ガスとしてＡｒガスを挙げたが、窒素ガス等
でもよい。更に、上記第２及び第３の実施の形態では、
クリーニング用粉体分離器としてクリーニング用サイク
ロンを用いたが、第４の実施の形態と同様にクリーニン
グ用バグフィルタを用いてもよい。この場合、スクラバ
は不要になる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、排
気管に設けられたクリーニング用取出し口にクリーニン
グ用パイプの一端を接続し、このパイプの他端に接続さ
れたクリーニング用吸引ポンプが引上げ機内の大気開放
状態で排気管内の不活性ガス又は大気を吸引し、クリー
ニング用取出し口と吸引ポンプの間のクリーニング用パ
イプにクリーニング用粉体分離器を設け、更に吸引ポン
プの吸引流量を調整可能に構成したので、単結晶引上げ
機の不活性ガス排気系のクリーニング時には引上げ機内
を大気に開放した後に、クリーニング用パイプの一端を
クリーニング用取出し口に接続し、クリーニング用吸引
ポンプを駆動する。このとき吸引ポンプの排気管内への
大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくするので、
先ず排気管内等に堆積した粉塵が徐々に燃焼し、これら
の粉塵が完全に燃焼した後に排気管内等から剥離してク
リーニング用粉体分離器により分離・捕集される。この
結果、排気管内の急激な温度及び圧力の上昇を伴わず
に、排気管内に堆積した粉塵の殆ど全てを短時間で容易
にかつ安全に除去できる。

【００３９】また排気管にダストチャンバ又はサイクロ
ンを設け、このダストチャンバ又はサイクロンにクリー
ニング用取出し口を設け、更にクリーニング用取出し口
にクリーニング用パイプの一端を接続しても、上記と同
様の効果を奏する。またクリーニング用粉体分離器とし
てクリーニング用サイクロンを用いれば、クリーニング
用パイプに流入した粉塵の殆ど全てを上記クリーニング
用サイクロンで分離・捕集でき、クリーニング用粉体分
離器としてクリーニング用バグフィルタを用いれば、ク
リーニング用パイプに流入した粉塵の全てを上記クリー
ニング用バグフィルタで分離・捕集できる。またクリー
ニング用粉体分離器としてクリーニング用サイクロンを
用い、かつクリーニング用吸引ポンプの吐出口にスクラ
バを接続すれば、クリーニング用サイクロンにより全て
の粉塵を分離・捕集しきれずに、僅かな粉塵がクリーニ
ング用サイクロンを通過しても、この粉塵をスクラバで
確実に捕集できるので、大気を粉塵で汚染することはな
い。

【００４０】またサイクロンと真空ポンプの間の排気管
に設けられたクリーニング用取出し口にクリーニング用
パイプの一端を接続し、このパイプの他端に接続された
クリーニング用吸引ポンプが引上げ機内の大気開放状態
で排気管内の不活性ガス又は大気を吸引し、更に吸引ポ
ンプの吸引流量を調整可能に構成すれば、単結晶引上げ
機の不活性ガス排気系のクリーニング時に、吸引ポンプ
の排気管内への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大
きくすることにより、先ず排気管内等に堆積した粉塵が
徐々に燃焼し、これらの粉塵が完全に燃焼した後に排気
管から剥離してサイクロンにより分離・捕集される。こ
の結果、上記と同様に排気管内の急激な温度及び圧力の
上昇を伴わずに、排気管内に堆積した粉塵の殆ど全てを
短時間で容易に除去できる。またクリーニング用吸引ポ
ンプの吐出口にスクラバを接続すれば、サイクロンによ
り全ての粉塵を分離・捕集しきれずに、僅かな粉塵がサ
イクロンを通過しても、この粉塵をスクラバで確実に捕
集できるので、大気を粉塵で汚染することはない。

【００４１】またクリーニング用パイプの一端をクリー
ニング用取出し口に着脱可能に構成し、クリーニング用
吸引ポンプをクリーニング用パイプ及びクリーニング用
粉体分離器、或いはクリーニング用パイプとともに搬送
可能に構成すれば、引上げ機が多数あっても、クリーニ
ング装置を必要最小限の台数だけ製造すれば済む。更に
単結晶引上げ機内を大気に開放した後、引上げ機に接続
された不活性ガス排気系の排気管内に大気を吸引して導
入し、上記排気管内への大気の導入流量を段階的に又は
徐々に大きくすれば、排気管内の急激な温度及び圧力の
上昇を伴わずに、排気管内に堆積した粉塵の殆ど全てを
短時間で容易に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施形態のクリーニング装置を単結
晶引上げ機の不活性ガス排気系に接続した状態を示す構
成図。

【図２】クリーニング用吸引ポンプの作動原理を示す断
面図。

【図３】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する構
成図。

【図４】本発明の第３実施形態を示す図１に対応する構
成図。

【図５】本発明の第４実施形態を示す図１に対応する構
成図。

【図６】本発明の第５実施形態を示す図１に対応する構
成図。

【図７】従来の単結晶引上げ機の不活性ガス排気系を示
す構成図。

【符号の説明】

１１ 単結晶引上げ機 １２ 排気管 １３ 真空ポンプ １６ｃ 第３ポート（クリーニング用取出し口） １７，９７ クリーニング装置 １８ クリーニング用パイプ １９ クリーニング用吸引ポンプ ２０ クリーニング用粉体分離器 ２１ クリーニング用サイクロン ２６ クリーニング用バグフィルタ ２７ スクラバ ５１，７１ａ ダストチャンバ ５１ｅ，７１ｄ クリーニング用取出し口 ７１，９１ サイクロン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 勉 東京都大田区下丸子２丁目36番40号 株 式会社宇野澤組鐵工所内 (56)参考文献 特開 平７−265684（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−221381（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−92751（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−210654（ＪＰ，Ａ) 特開2002−29884（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶引上げ機(11)に接続された排気管
   (12)と、前記排気管(12)を通して前記引上げ機(11)に供
   給された不活性ガスを吸引する真空ポンプ(13)とを有す
   る単結晶引上げ機の不活性ガス排気系において、 前記引上げ機(11)と前記真空ポンプ(13)との間の排気管
   (12)に設けられたクリーニング用取出し口(16c)と、 前記クリーニング用取出し口(16c)に一端が接続された
   クリーニング用パイプ(18)と、 前記クリーニング用パイプ(18)の他端に接続され前記引
   上げ機(11)内が大気に開放された状態で前記排気管(12)
   内の不活性ガス又は大気を吸引するクリーニング用吸引
   ポンプ(19)と、 前記排気管(12)と前記吸引ポンプ(19)の間のクリーニン
   グ用パイプ(18)に設けられたクリーニング用粉体分離器
   (20)とを備え、 前記吸引ポンプ(19)の吸引流量が調整可能に構成された
   ことを特徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】 引上げ機(11)と真空ポンプ(13)の間の排
   気管(12)にダストチャンバ(51)が設けられ、前記ダスト
   チャンバ(51)にクリーニング用取出し口(51e)が設けら
   れ、前記クリーニング用取出し口(51e)にクリーニング
   用パイプ(18)の一端が接続された請求項１記載のクリー
   ニング装置。
3. 【請求項３】 引上げ機(11)と真空ポンプ(13)の間の排
   気管(12)にサイクロン(71)が設けられ、前記サイクロン
   (71)の下端に設けられたダストチャンバ(71a)にクリー
   ニング用取出し口(71d)が設けられ、前記クリーニング
   用取出し口(71d)にクリーニング用パイプ(18)の一端が
   接続された請求項１記載のクリーニング装置。
4. 【請求項４】 クリーニング用粉体分離器(20)がクリー
   ニング用サイクロン(21)又はクリーニング用バグフィル
   タ(26)である請求項１ないし３いずれか記載のクリーニ
   ング装置。
5. 【請求項５】 クリーニング用粉体分離器(20)がクリー
   ニング用サイクロン(21)であって、クリーニング用吸引
   ポンプ(19)の吐出口にスクラバ(27)が接続された請求項
   １ないし３いずれか記載のクリーニング装置。
6. 【請求項６】 単結晶引上げ機(11)に接続された排気管
   (12)を通して前記引上げ機(11)に供給された不活性ガス
   を吸引する真空ポンプ(13)と、前記引上げ機(11)と前記
   真空ポンプ(13)の間の排気管(12)に設けられたサイクロ
   ン(91)とを有する単結晶引上げ機の不活性ガス排気系に
   おいて、 前記サイクロン(91)と前記真空ポンプ(13)の間の排気管
   (12)に設けられたクリーニング用取出し口(16c)に一端
   が接続されたクリーニング用パイプ(18)と、 前記クリーニング用パイプ(18)の他端に接続され前記引
   上げ機(11)内が大気に開放された状態で前記排気管(12)
   内の不活性ガス又は大気を吸引するクリーニング用吸引
   ポンプ(19)とを備え、 前記吸引ポンプ(19)の吸引流量が調整可能に構成された
   ことを特徴とするクリーニング装置。
7. 【請求項７】 クリーニング用吸引ポンプ(19)の吐出口
   にスクラバ(27)が接続された請求項６記載のクリーニン
   グ装置。
8. 【請求項８】 クリーニング用パイプ(18)の一端がクリ
   ーニング用取出し口(16c,51e,71d)に着脱可能に構成さ
   れ、クリーニング用吸引ポンプ(19)が前記クリーニング
   用パイプ(18)及びクリーニング用粉体分離器(20)、或い
   は前記クリーニング用パイプ(18)とともに搬送可能に構
   成された請求項１ないし７いずれか記載のクリーニング
   装置。
9. 【請求項９】 単結晶引上げ機(11)内を大気に開放した
   後、前記引上げ機(11)に接続された不活性ガス排気系の
   排気管(12)内に大気を吸引して導入し、排気管(12)内に
   堆積した粉塵を除去する単結晶引上げ機の不活性ガス排
   気系のクリーニング方法であって、 前記排気管(12)内への大気の導入流量を段階的に又は徐
   々に大きくすることを特徴とするクリーニング方法。