JP3538225B2 - Method and apparatus for crushing bulk semiconductor material using thermal plasma - Google Patents

Method and apparatus for crushing bulk semiconductor material using thermal plasma

Info

Publication number
JP3538225B2
JP3538225B2 JP17793394A JP17793394A JP3538225B2 JP 3538225 B2 JP3538225 B2 JP 3538225B2 JP 17793394 A JP17793394 A JP 17793394A JP 17793394 A JP17793394 A JP 17793394A JP 3538225 B2 JP3538225 B2 JP 3538225B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
semiconductor material
thermal plasma
torch
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17793394A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0845698A (en
Inventor
幸仁 渋谷
篤司 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denki Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Denki Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kogyo Co Ltd filed Critical Denki Kogyo Co Ltd
Priority to JP17793394A priority Critical patent/JP3538225B2/en
Publication of JPH0845698A publication Critical patent/JPH0845698A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3538225B2 publication Critical patent/JP3538225B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱プラズマを用いた塊
状半導体材の破砕方法とその装置に関し、特に、熱プラ
ズマを用いて半導体材、例えば単結晶シリコンロッドな
どの製造に際し、るつぼ中で溶融するシリコン材を、柱
状の原材料から該るつぼの中に投入し、かつ溶融するの
に適する寸法または粒径に破砕する方法とその装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for crushing a bulk semiconductor material using thermal plasma, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor material such as a single crystal silicon rod using a thermal plasma in a crucible. The present invention relates to a method and an apparatus for introducing a silicon material to be melted into a crucible from a columnar raw material and crushing the silicon material into a size or a particle size suitable for melting.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の技術の塊状半導体材の破
砕方法としては、半導体材、例えばシリコンの柱状の原
材料の全体を電気炉などで加熱し、その加熱物を冷媒中
で急冷して、比較的粗く破砕されたシリコン材を、最終
的には、機械的に所要の寸法または粒径に破砕する方法
が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of crushing a massive semiconductor material of this kind, a semiconductor material, for example, a columnar raw material of silicon is heated in an electric furnace or the like, and the heated material is rapidly cooled in a refrigerant. Finally, a method of mechanically crushing a relatively coarsely crushed silicon material to a required size or particle size is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の方法は、次のような問題点があった。 (1) 冷媒中で急冷するため、シリコン塊の表面が酸
化または窒化されるか、不純物のドープなどで汚染され
る。 (2) この酸化物や不純物を除去するため、酸による
シリコン表面の洗浄工程が必要となる。 (3) 前記(2)項で残留する酸を除去するため、純
水によるシリコンの洗浄工程が必要となる。 (4) 前記(2)項の洗浄によりシリコン総量が減少
し、歩留まりが悪化する。 (5) 前記(2)項および(3)項の廃液処理設備が
必要である。 (6) ハンマにより機械的に破砕する際、ハンマ自身
の破砕された微細材が、前記シリコン材に混入する。 (7) 最終的な破砕に要する時間が長くかかる。 以上の問題点のうち、(1)、(4)、(6)項は技術
的な問題点であり、他は設備および実施費用に関する問
題点である。
However, the conventional method described above has the following problems. (1) The surface of the silicon lump is oxidized or nitrided due to rapid cooling in a refrigerant, or is contaminated by doping with impurities. (2) A step of cleaning the silicon surface with an acid is required to remove these oxides and impurities. (3) In order to remove the acid remaining in the above item (2), a step of cleaning silicon with pure water is required. (4) The total amount of silicon is reduced by the cleaning of the above item (2), and the yield is deteriorated. (5) The waste liquid treatment equipment described in the above items (2) and (3) is required. (6) When mechanically crushed by the hammer, the crushed fine material of the hammer itself is mixed into the silicon material. (7) The time required for final crushing is long. Among the above problems, the items (1), (4), and (6) are technical problems, and the other are problems related to equipment and implementation costs.

【0004】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
そのひとつの目的は、前記問題点を解消し、破砕される
前記半導体材の表面が、酸化、窒化または汚染されるこ
となく、かつ人手を労せず、破砕に要する時間が短い熱
プラズマを用いた塊状半導体材の破砕方法を提案するこ
とにある。
[0004] The present invention has been made in view of such a point,
One object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and use thermal plasma that requires a short time for crushing without oxidizing, nitriding or contaminating the surface of the crushed semiconductor material, and without labor. An object of the present invention is to propose a method for crushing a massive semiconductor material.

【0005】本発明の他の目的は、前記問題点を解消
し、破砕される前記半導体材の表面が、酸化、窒化また
は汚染されることなく、かつ人手を労せず、破砕に要す
る時間が短い熱プラズマを用いた塊状半導体材の破砕装
置を提供することにある。
Another object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to reduce the time required for crushing without oxidizing, nitriding, or contaminating the surface of the crushed semiconductor material, and without labor. An object of the present invention is to provide an apparatus for crushing a massive semiconductor material using thermal plasma.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、次のとおりである。
The constitution of the present invention for achieving the above object is as follows.

【0007】(1) 内部に、移動可能に配設された移
動台上に塊状の、シリコン、ゲルマニウム、セレンのい
ずれかの半導体材を載置し、該移動台の一方の端の上方
に高周波コイルを備え、かつ端にガス供給口が設けられ
たプラズマトーチと、他方の端の上方にクーラを備えた
ガス吹出口とが設けられたチャンバに、前記ガス吹出口
および前記ガス供給口から不活性ガスまたは水素ガスの
単体、またはそれらの混合ガスを吹出し、供給するとと
もに、該ガスを排気しながら、ほぼ大気圧に等しい圧力
に保持し、かつ前記高周波コイルに高周波電力を供給し
て、前記プラズマトーチ内に高周波熱プラズマを発生さ
せるとともに、該トーチ内のガス流によって前記高周波
熱プラズマを前記移動台の方向にまで形成させ、移動手
段により前記移動台を駆動して該台上の前記半導体材
を、前記プラズマトーチと前記ガス吹出口との間を往復
動させて、該半導体材を前記高周波熱プラズマによる加
熱と、前記クーラにより冷却された前記ガスによる冷却
とを交互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収縮によ
り、該半導体材を破砕する方法である。
(1) Silicon, germanium, and selenium in a lump are formed on a movable table movably disposed therein.
Placing the semiconductor material of Zureka a plasma torch equipped with a high-frequency coil, and a gas supply port to the end is provided above <br/> one end of the moving base, cooler above the other end to a chamber and a gas outlet is provided with a said gas outlet and a single inert gas or hydrogen gas from the gas supply port or blow their mixed gases, and supplies, by evacuating the gas while substantially retaining the pressure equal to atmospheric pressure, and by supplying high frequency power to the high frequency coil, together to generate a high-frequency thermal plasma in the plasma torch, the high frequency by the gas flow within the torch
A thermal plasma is formed in the direction of the moving table, and the moving table is driven by moving means to reciprocate the semiconductor material on the table between the plasma torch and the gas outlet, and heating the semiconductor material by the high-frequency thermal plasma, are alternately repeated and cooling by the gas which has been cooled by the cooler, expansion of the semiconductor material, the shrinkage, Ru method der of crushing the semiconductor material.

【0008】(2) 前記(1)の中のプラズマトーチ
に備えられた高周波コイルに代えて、キャビティと導波
管とを備え、該導波管にマイクロ波電力を供給して、前
記プラズマトーチ内にマイクロ波熱プラズマを発生さ
せ、該半導体材を前記マイクロ波熱プラズマによる加熱
と、前記クーラにより冷却された前記ガスによる冷却と
を交互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収縮により、
該半導体材を破砕する方法である。
(2) Instead of the high frequency coil provided in the plasma torch in the above (1), a cavity and a waveguide are provided, and microwave power is supplied to the waveguide to provide the plasma torch. A microwave thermal plasma is generated in the semiconductor material, and heating of the semiconductor material by the microwave thermal plasma and cooling by the gas cooled by the cooler are alternately repeated, and expansion and contraction of the semiconductor material,
Ru method der of crushing the semiconductor material.

【0009】(3) 前記(1)または(2)におい
、前記不活性ガスがヘリウム、ネオン、アルゴン、キ
セノン、クリプトンのいずれかである方法である
[0009] (3) (1) or (2) Te odor <br/>, a pre-Symbol method is either inert gas helium, neon, argon, xenon, krypton.

【0010】(4) 内部に、移動手段により移動可能
に配設された移動台上に、塊状の、シリコン、ゲルマニ
ウム、セレンのいずれかの半導体材を載置し、該移動台
の一方の端の上方に高周波コイルを備え、かつ端にガス
供給口が設けられたプラズマトーチと、他方の端の上方
にクーラを備えたガス吹出口と、該ガス吹出口とは離れ
た位置にあるガス排気口とが設けられたチャンバと、不
活性ガスまたは水素ガスの単体、またはそれらの混合ガ
スと、前記高周波コイルに接続される高周波電源とから
なり、 前記チャンバ内に、前記ガス吹出口および前記
ガス供給口から前記単体ガスまたは混合ガスを吹出し、
供給するとともに、前記ガス排気口から該ガスを排気し
ながら、ほぼ大気圧に等しい圧力に保持し、かつ前記高
周波コイルに前記高周波電源から高周波電力を供給し
て、前記プラズマトーチ内に高周波熱プラズマを発生さ
せるとともに、該トーチ内のガス流によって前記高周波
熱プラズマを前記移動台の方向にまで形成させ、前記移
動手段により前記移動台を駆動して該台上の前記半導体
材を、前記プラズマトーチと前記ガス吹出口との間を往
復動させて、該半導体材を前記高周波熱プラズマによる
加熱と、前記クーラにより冷却された前記ガスによる冷
却とを交互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収縮によ
り、該半導体材を破砕する装置である。
(4) A lump of silicon or germanium is placed on a movable table which is movably arranged by a moving means.
, Selenium, a plasma torch provided with a high-frequency coil above one end of the moving table and a gas supply port at one end , and a plasma torch above the other end. A gas outlet provided with a cooler, a chamber provided with a gas outlet located at a position distant from the gas outlet, a single inert gas or hydrogen gas, or a mixed gas thereof, the consists of a high-frequency power source connected to the high frequency coil, into the chamber, blowing the single gas or the mixed gas from said gas outlet and said <br/> gas supply port,
While supplying the gas from the gas exhaust port, the gas is maintained at a pressure substantially equal to the atmospheric pressure, and high-frequency power is supplied from the high-frequency power source to the high-frequency coil, so that the high-frequency thermal plasma is supplied into the plasma torch. And the gas flow in the torch causes the high frequency
The thermal plasma is formed in the direction of the moving table, and the moving table is driven by the moving means, and the semiconductor material on the table is reciprocated between the plasma torch and the gas outlet. and heating the semiconductor material by the high-frequency thermal plasma, repeatedly alternately cooling and by the gas cooled by the cooler, expansion of the semiconductor material, the shrinkage, Ru apparatus der of crushing the semiconductor material.

【0011】(5) 前記(4)の中のプラズマトーチ
に備えられた高周波コイルと高周波電源に代えて、キャ
ビティと導波管とマイクロ波電源とを備え、該導波管に
該マイクロ波電源からマイクロ波電力を供給して、前記
プラズマトーチ内にマイクロ波熱プラズマを発生させ、
該半導体材を前記マイクロ波熱プラズマによる加熱と、
前記クーラにより冷却された前記ガスによる冷却とを交
互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収縮により、該半
導体材を破砕する装置である。
(5) A cavity, a waveguide, and a microwave power supply are provided in place of the high-frequency coil and the high-frequency power supply provided in the plasma torch in the above (4), and the microwave power supply is provided in the waveguide. Supplying microwave power from to generate microwave thermal plasma in the plasma torch,
Heating the semiconductor material with the microwave thermal plasma;
Repeating the cooling by the gas which has been cooled by the cooler alternately, expansion of the semiconductor material, the shrinkage, Ru apparatus der of crushing the semiconductor material.

【0012】(6) 前記(4)または(5)におい
、前記不活性ガスがヘリウム、ネオン、アルゴン、キ
セノン、クリプトンのいずれかである装置である。
[0012] (6) the (4) or (5) Te odor <br/>, a pre-Symbol device is either inert gas helium, neon, argon, xenon, krypton.

【0013】[0013]

【作用】本発明は以上のように構成されているので、そ
の作用は次のとおりである。 (1) 加熱源として、高周波熱プラズマ、またはマイ
クロ波熱プラズマを使用するので、2,700℃〜1
0,000℃の超高温による急速加熱が可能であり、か
つ放電形態が無電極であるから被加熱物への汚染がな
い。また、次の(2)項との組み合わせで、破砕粒径を
所要の粒径に制御できるため、ハンマなどによる機械的
な破砕は省略できる。
The present invention is configured as described above, and its operation is as follows. (1) Since high-frequency thermal plasma or microwave thermal plasma is used as a heating source,
Rapid heating by an extremely high temperature of 000 ° C. is possible, and since the discharge mode is electrodeless, there is no contamination on the object to be heated. In addition, in combination with the following item (2), the crushing particle size can be controlled to a required particle size, so that mechanical crushing with a hammer or the like can be omitted.

【0014】(2) 前記各熱プラズマを得るための各
供給電力の設定と、前記ガス吹出口に備えられたクーラ
の設定温度とにより、破砕しようとする被加熱物の冷却
速度を調整でき、特に、極端な温度勾配が得られる。
(2) The cooling rate of the object to be crushed can be adjusted by setting each supply power for obtaining each of the thermal plasmas and a set temperature of a cooler provided in the gas outlet. In particular, extreme temperature gradients are obtained.

【0015】(3) 前記チャンバ内のプラズマガスお
よび雰囲気に、不活性ガスのアルゴンおよび水素を使用
するときは、シリコン加熱時の800℃における窒化、
900℃における酸化を防止できる。
(3) When an inert gas such as argon and hydrogen is used for the plasma gas and the atmosphere in the chamber, nitriding at 800 ° C. during heating of silicon;
Oxidation at 900 ° C. can be prevented.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図1は、本発明の熱プラズ
マを用いた塊状半導体材の破砕装置の一実施例を示す構
成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a device for crushing a massive semiconductor material using thermal plasma according to the present invention.

【0017】図1において、1は円筒形状のチャンバ
で、該チャンバ1の内部には、移動または回動可能に回
転形移動台2が配設され、その回動軸3はシール部材3
aを介して前記チャンバ1を貫通し、外部に配置された
図示しないモータにより、緩やかなに回動されるととも
に、前記移動台2の上の端には半導体材である塊状シリ
コン4が載置される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cylindrical chamber, and a rotatable moving table 2 is provided inside the chamber 1 so as to be movable or rotatable.
a, which is gently rotated by a motor (not shown) arranged outside, and a bulk silicon 4 which is a semiconductor material is placed on the upper end of the moving table 2. Is done.

【0018】前記チャンバ1の上部で、前記移動台2の
一方の端近くには、高周波プラズマトーチ5が形成さ
れ、その外側に高周波コイル6と、端にガス供給口5a
とが設けられ、前記移動台2の他方の端近くには、クー
ラ7を備えたガス吹出口8が形成されている。また、該
ガス吹出口8とは離れた位置にある、前記チャンバ1の
下部にはガス排気口9が設けられている。
A high-frequency plasma torch 5 is formed in the upper part of the chamber 1 near one end of the moving table 2, a high-frequency coil 6 is provided outside the torch 5, and a gas supply port 5a is provided at the end.
A gas outlet 8 having a cooler 7 is formed near the other end of the moving table 2. Further, a gas exhaust port 9 is provided in a lower portion of the chamber 1 at a position away from the gas outlet 8.

【0019】10はガス供給装置で、該供給装置10に
は不活性ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノ
ン、クリプトンなど)または水素ガスの単体、またはそ
れらの混合ガスが貯蔵されており、その中の特定ガスの
所要流量を、ガス管11、ガス吹出口8およびガス供給
口5aを介して、前記チャンバ1に供給する。又、前記
チャンバ1のガス排気口9から前記ガスを、ガス管1
2、排気弁13を介して、大気に開放し、または、前記
ガスを前記ガス排気口9に連通するガス管14、排気弁
15を介して、真空装置16により大気に排出してい
る。
Reference numeral 10 denotes a gas supply device. The supply device 10 stores an inert gas (helium, neon, argon, xenon, krypton, etc.), a hydrogen gas alone, or a mixed gas thereof. Is supplied to the chamber 1 via the gas pipe 11, the gas outlet 8 and the gas supply port 5a. The gas is supplied from the gas exhaust port 9 of the chamber 1 to the gas pipe 1.
2. The gas is released to the atmosphere via an exhaust valve 13, or the gas is exhausted to the atmosphere by a vacuum device 16 via a gas pipe 14 communicating with the gas exhaust port 9 and an exhaust valve 15.

【0020】前記高周波プラズマトーチ5の外側に設け
られた高周波コイル6は、該高周波プラズマトーチ5内
に高周波熱プラズマ17を発生させるため、電線18に
より高周波電源19が接続され、高周波電力が供給され
る。
The high-frequency coil 6 provided outside the high-frequency plasma torch 5 is connected to a high-frequency power supply 19 via an electric wire 18 to generate high-frequency thermal plasma 17 in the high-frequency plasma torch 5, and is supplied with high-frequency power. You.

【0021】次いで、前記破砕装置を動作させるには、
前記回転形移動台2上の端に塊状シリコン4を載置し、
前記真空装置16を作動させた後、前記ガス供給装置1
0からのガス供給を停止し、前記排気弁13とを閉じる
とともに、前記排気弁15を開いて、前記チャンバ1、
高周波プラズマトーチ5およびクーラ7の内部を減圧す
る。ここで、前記回転形移動台2上の端に塊状シリコン
4を載置する位置は、該移動台2を移動させたとき、該
塊状シリコン4は、一方の端において、前記高周波熱プ
ラズマ17に接触され、他方の端において、前記ガス吹
出口8からの冷却ガスに曝される位置が望ましい。
Next, in order to operate the crushing device,
The bulk silicon 4 is placed on the end of the rotary type moving table 2,
After operating the vacuum device 16, the gas supply device 1
0, the gas supply is stopped, and the exhaust valve 13 is closed, and the exhaust valve 15 is opened to open the chamber 1,
The pressure inside the high-frequency plasma torch 5 and the cooler 7 is reduced. Here, the position where the bulk silicon 4 is placed on the end on the rotary type moving table 2 is such that when the moving table 2 is moved, the bulk silicon 4 is applied to the high-frequency thermal plasma 17 at one end. It is desirable to have a position where it is contacted and, at the other end, is exposed to the cooling gas from the gas outlet 8.

【0022】しかる後、前記ガス供給装置10から、例
えばアルゴンガスを前記チャンバ1に供給し、該チャン
バ1内の圧力をほぼ大気圧にする。そして前記排気弁1
3とを開くとともに、前記排気弁15を閉じて、前記真
空装置16を停止させた後、この状態で前記移動台2
を、図示しないモータにより回動軸3を介して回動させ
る。
Thereafter, for example, argon gas is supplied from the gas supply device 10 to the chamber 1, and the pressure in the chamber 1 is set to approximately atmospheric pressure. And the exhaust valve 1
3, the exhaust valve 15 is closed, and the vacuum device 16 is stopped.
Is rotated via a rotation shaft 3 by a motor (not shown).

【0023】そして、前記高周波プラズマトーチ5内に
高周波熱プラズマ17を発生させる際には、前記ガス供
給装置10から、アルゴンガスおよび水素ガスの混合ガ
スを前記チャンバ1に導入し、前記高周波電源19から
前記高周波コイル6へ高周波電力を供給して、前記高周
波熱プラズマ17を発生させ、かつ該トーチ5内のガス
流によって前記移動台2の方向にまで尾を引くように形
成させる。
When generating the high-frequency thermal plasma 17 in the high-frequency plasma torch 5, a mixed gas of argon gas and hydrogen gas is introduced into the chamber 1 from the gas supply device 10, The high-frequency power is supplied to the high-frequency coil 6 to generate the high-frequency thermal plasma 17, and the gas flow in the torch 5 causes the torch 5 to trail toward the moving table 2.

【0024】このように、前記高周波プラズマトーチ5
内に高周波熱プラズマ17を発生させ、かつ該高周波熱
プラズマ17を、該トーチ5内のガス流によって真下の
方向に尾を引くように形成させる。そして前記塊状シリ
コン4は、前記高周波プラズマトーチ5と前記ガス吹出
口8とのそれぞれの真下の間を、前記移動台2により連
続して回動されながら往復動され、前記高周波熱プラズ
マ17による加熱と、前記クーラ7により冷却された前
記混合ガスによる冷却とが交互に繰り返される。前記塊
状シリコン4は、この加熱と冷却の繰り返しにより、急
激な膨張と収縮とを繰り返し、自ら崩壊して破砕され
る。
As described above, the high-frequency plasma torch 5
A high-frequency thermal plasma 17 is generated therein, and the high-frequency thermal plasma 17 is formed by the gas flow in the torch 5 so as to trail right below. The massive silicon 4 is reciprocated between the high-frequency plasma torch 5 and the gas outlet 8 while being continuously rotated by the moving table 2, and is heated by the high-frequency thermal plasma 17. And the cooling by the mixed gas cooled by the cooler 7 are alternately repeated. The lump of silicon 4 repeats rapid expansion and contraction due to repetition of the heating and cooling, and collapses and is crushed by itself.

【0025】前記塊状シリコン4の最終的な所要の破砕
粒径を得るためには、前記高周波プラズマトーチ5の高
周波コイル6に供給する高周波電力(高周波熱プラズマ
17の温度)の設定と前記クーラ7の設定温度のほか、
冷却ガス流量、加熱および冷却時間および加熱冷却サイ
クルなどによっても、決定される。なお、前記水素ガス
を大気中に放出する際には、安全管理の面から注意を怠
ってはならない。
In order to obtain the final required crushed particle size of the bulk silicon 4, the setting of the high-frequency power (the temperature of the high-frequency thermal plasma 17) to be supplied to the high-frequency coil 6 of the high-frequency plasma torch 5 and the setting of the cooler 7 In addition to the set temperature,
It is also determined by the cooling gas flow rate, heating and cooling time, heating and cooling cycle, and the like. When releasing the hydrogen gas into the atmosphere, care must be taken in terms of safety management.

【0026】図2は、図1の前記破砕装置の変形例を示
し、前記回転形移動台2、回動軸3およびシール部材3
aの代わりに、移動台20と移動架21とを前記チャン
バ1内に設けたものであり、図1と同一部材には同一符
号を付してその説明を省略する。
FIG. 2 shows a modification of the crushing apparatus shown in FIG.
Instead of a, a moving table 20 and a moving frame 21 are provided in the chamber 1, and the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0027】すなわち、前記塊状シリコン4を上部に載
置した前記移動台20は、前記移動架21上を移動可能
に配設されており、公知の方法により、該塊状シリコン
4が、一方の端において、前記高周波熱プラズマ17に
接触され、他方の端において、前記ガス吹出口8からの
冷却ガスに曝される各位置の間を往復動される。前記公
知の方法とは、例えば同図で、前記移動台20の前後両
端のそれぞれにロープ22を接続して、前記チャンバ1
に固着されたシール部材22aを介して、該ロープ22
をそれぞれ外部に導出し、それぞれの方向に牽引して前
記移動台20を往復動させる方法がある。
That is, the movable table 20 on which the massive silicon 4 is placed is disposed so as to be movable on the movable frame 21, and the massive silicon 4 is moved to one end by a known method. At the other end, it is reciprocated between positions exposed to the cooling gas from the gas outlet 8 at the other end. The known method is, for example, as shown in FIG.
Through the sealing member 22a fixed to the rope 22
Are respectively led to the outside, and the movable table 20 is reciprocated by being pulled in each direction.

【0028】次に、図3は、本発明の熱プラズマを用い
た塊状半導体材の破砕装置の他の実施例を示す構成図で
ある。図1と同一部材には同一符号を付してその説明を
省略する。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the bulk semiconductor material crushing apparatus using thermal plasma according to the present invention. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0029】図3において、前記チャンバ1の上部で、
前記移動台2の一方の端近くには、マイクロ波プラズマ
トーチ30が形成され、その外部にキャビティ31と導
波管32のほか、該トーチ30の端にガス供給口30a
とが設けられいる。このガス供給口30aは、ガス管1
1により前記ガス供給装置10に接続されている。ま
た、前記導波管32にはマイクロ波電源33が接続され
ている。
In FIG. 3, at the upper part of the chamber 1,
A microwave plasma torch 30 is formed near one end of the moving table 2, and a cavity 31 and a waveguide 32 are provided outside thereof, and a gas supply port 30 a is provided at an end of the torch 30.
And is provided. The gas supply port 30a is connected to the gas pipe 1
1 is connected to the gas supply device 10. Further, a microwave power supply 33 is connected to the waveguide 32.

【0030】前記導波管32を通して、マイクロ波電源
33からマイクロ波電力が供給されると、前記キャビテ
ィ31において該マイクロ波が共振され、前記マイクロ
波プラズマトーチ30内にマイクロ波熱プラズマ34を
発生させる。同時に、該マイクロ波熱プラズマ34を、
前記トーチ30内のガス流によって前記移動台2の方向
にまで尾を引くように形成させる。
When microwave power is supplied from a microwave power supply 33 through the waveguide 32, the microwave resonates in the cavity 31 and generates a microwave thermal plasma 34 in the microwave plasma torch 30. Let it. At the same time, the microwave thermal plasma 34 is
The gas flow in the torch 30 causes the trail to extend toward the moving table 2.

【0031】図3の破砕装置を動作させるには、図1に
よる前記実施例に準じて行うとともに、前記高周波熱プ
ラズマ17の代わりに、前記マイクロ波熱プラズマ34
を発生させればよい。そして前記塊状シリコン4の最終
的な所要の破砕粒径を得るためには、前記マイクロ波プ
ラズマトーチ30のキャビティ31に供給するマイクロ
波電力(マイクロ波熱プラズマ34の温度)の設定と前
記クーラ7の設定温度のほか、、冷却ガス流量、加熱お
よび冷却時間および加熱冷却サイクルなどによっても、
決定される。なお、前記実施例と同様に、前記水素ガス
を大気中に放出する際には、安全管理の面から注意を怠
ってはならない。
The operation of the crushing apparatus shown in FIG. 3 is performed in accordance with the embodiment shown in FIG. 1, and the microwave thermal plasma 34 is used instead of the high-frequency thermal plasma 17.
Should be generated. In order to obtain the final required crushed particle size of the bulk silicon 4, the setting of the microwave power (the temperature of the microwave thermal plasma 34) to be supplied to the cavity 31 of the microwave plasma torch 30 and the cooling of the cooler 7 In addition to the set temperature, depending on the cooling gas flow rate, heating and cooling time, heating and cooling cycle, etc.
It is determined. When releasing the hydrogen gas into the atmosphere as in the above-described embodiment, caution must be exercised in terms of safety management.

【0032】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
The technique of the present invention is not limited to the technique in the above-described embodiment, but may be implemented by means of other modes that perform the same function. Can be changed or added.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、請求項1、2、3については、塊状の、シリコ
ン、ゲルマニウム、セレンのいずれかの半導体材を、不
活性ガスまたは水素ガスの単体、またはそれらの混合ガ
ス中で、高周波熱プラズマまたはマイクロ波熱プラズマ
による加熱と、冷却ガスによる冷却とを交互に繰り返
し、前記半導体材の膨張、収縮により、該半導体材を破
砕する方法であるので、破砕される前記半導体材の表面
が、酸化、窒化または汚染されることなく、かつ人手を
労せず、破砕に要する時間が短いという効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the first , second and third aspects of the present invention relate to
In a simple substance of inert gas or hydrogen gas, or a mixed gas of these, a semiconductor material of any of silicon , germanium, and selenium is alternately heated by high-frequency thermal plasma or microwave thermal plasma and cooled by a cooling gas. Repeatedly, since the semiconductor material is crushed by expansion and contraction of the semiconductor material, the surface of the semiconductor material to be crushed is not oxidized, nitrided or contaminated, and is crushed without labor. This has the effect that the time required is short.

【0034】また、本発明によれば、請求項4、5、6
については、塊状の、シリコン、ゲルマニウム、セレン
のいずれかの半導体材を、不活性ガスまたは水素ガスの
単体、またはそれらの混合ガス中で、高周波熱プラズマ
またはマイクロ波熱プラズマによる加熱と、冷却ガスに
よる冷却とを交互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収
縮により、該半導体材を破砕する装置であるので、破砕
される前記半導体材の表面が、酸化、窒化または汚染さ
れることなく、かつ人手を労せず、破砕に要する時間が
短いという効果を奏する。
According to the present invention, claims 4, 5, and 6 are provided.
About lump , silicon, germanium, selenium
Any one of the semiconductor materials described above, in an inert gas or a hydrogen gas alone, or a mixture thereof, alternately repeating heating by high-frequency thermal plasma or microwave thermal plasma and cooling by a cooling gas, Is a device for crushing the semiconductor material by expansion and contraction of the semiconductor material, so that the surface of the semiconductor material to be crushed is not oxidized, nitrided or contaminated, requires no manual labor, and requires a short time for crushing. It works.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の熱プラズマを用いた塊状半導体材の破
砕装置の一実施例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a bulk semiconductor material crushing apparatus using thermal plasma according to the present invention.

【図2】図1の前記破砕装置の変形例を示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a modified example of the crushing device of FIG.

【図3】本発明の熱プラズマを用いた塊状半導体材の破
砕装置の他の実施例を示す構成図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the apparatus for crushing a massive semiconductor material using thermal plasma according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバ 2 回転形移動台 3 回動軸 4 塊状シリコン 5 高周波プラズマトーチ 6 高周波コイル 7 クーラ 8 ガス吹出口 9 ガス排気口 10 ガス供給装置 17 高周波熱プラズマ 19 高周波電源 30 マイクロ波プラズマトーチ 31 キャビティ 32 導波管 33 マイクロ波電源 34 マイクロ波熱プラズマ 1 chamber 2 rotary type moving table 3 Rotation axis 4 Lump silicon 5 High frequency plasma torch 6 High frequency coil 7 Cooler 8 Gas outlet 9 Gas outlet 10 Gas supply device 17 High frequency thermal plasma 19 High frequency power supply 30 microwave plasma torch 31 cavities 32 waveguide 33 Microwave power supply 34 Microwave Thermal Plasma

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内部に、移動可能に配設された移動台上
に塊状の、シリコン、ゲルマニウム、セレンのいずれか
の半導体材を載置し、該移動台の一方の端の上方に高周
波コイルを備え、かつ端にガス供給口が設けられたプラ
ズマトーチと、他方の端の上方にクーラを備えたガス吹
出口とが設けられたチャンバに、前記ガス吹出口および
前記ガス供給口から不活性ガスまたは水素ガスの単体、
またはそれらの混合ガスを吹出し、供給するとともに、
該ガスを排気しながら、ほぼ大気圧に等しい圧力に保持
し、かつ前記高周波コイルに高周波電力を供給して、前
記プラズマトーチ内に高周波熱プラズマを発生させると
ともに、該トーチ内のガス流によって前記高周波熱プラ
ズマを前記移動台の方向にまで形成させ、移動手段によ
り前記移動台を駆動して該台上の前記半導体材を、前記
プラズマトーチと前記ガス吹出口との間を往復動させ
て、該半導体材を前記高周波熱プラズマによる加熱と、
前記クーラにより冷却された前記ガスによる冷却とを交
互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収縮により、該半
導体材を破砕することを特徴とする熱プラズマを用いた
塊状半導体材の破砕方法。
1. A lump-shaped semiconductor material of silicon, germanium, or selenium is placed on a movable table movably disposed therein, and one end of the movable table is mounted on the movable table. A gas torch provided with a high-frequency coil above and a gas supply port at one end , and a gas outlet with a cooler above the other end provided in a chamber provided with the gas outlet and
Single inert gas or hydrogen gas from the gas supply port,
Or blow out and supply their mixed gas,
While exhausting the gas, maintained at a pressure substantially equal to atmospheric pressure, and said high-frequency power is supplied to the RF coil, together to generate a high-frequency thermal plasma in the plasma torch, wherein the gas flow within the torch High frequency heat plastic
A semiconductor is formed in the direction of the moving table, and the moving table is driven by moving means so that the semiconductor material on the table is reciprocated between the plasma torch and the gas outlet, thereby forming the semiconductor. Heating the material by the high-frequency thermal plasma;
A method of crushing a massive semiconductor material using thermal plasma, wherein the semiconductor material is crushed by expansion and contraction of the semiconductor material alternately with cooling by the gas cooled by the cooler.
【請求項2】 内部に、移動可能に配設された移動台上
に塊状の、シリコン、ゲルマニウム、セレンのいずれか
の半導体材を載置し、該移動台の一方の端の上方にキャ
ビティと導波管とを備え、かつ端にガス供給口が設けら
れたプラズマトーチと、他方の端の上方ににクーラを備
えたガス吹出口とが設けられたチャンバに、前記ガス吹
出口および前記ガス供給口から不活性ガスまたは水素ガ
スの単体、またはそれらの混合ガスを吹出し、供給する
とともに、該ガスを排気しながら、ほぼ大気圧に等しい
圧力に保持し、かつ前記導波管にマイクロ波電力を供給
して、前記プラズマトーチ内にマイクロ波熱プラズマを
発生させるとともに、該トーチ内のガス流によって前記
マイクロ波熱プラズマを前記移動台の方向にまで形成さ
せ、移動手段により前記移動台を駆動して該台上の前記
半導体材を、前記プラズマトーチと前記ガス吹出口との
間を往復動させて、該半導体材を前記マイクロ波熱プラ
ズマによる加熱と、前記クーラにより冷却された前記ガ
スによる冷却とを交互に繰り返し、前記半導体材の膨
張、収縮により、該半導体材を破砕することを特徴とす
る熱プラズマを用いた塊状半導体材の破砕方法。
2. A bulk semiconductor material of silicon, germanium, or selenium is placed on a movable table movably disposed therein, and one end of the movable table is mounted on the movable table. The gas blower is provided in a chamber provided with a cavity and a waveguide above and a gas supply port provided at one end , and a gas blowout port provided with a cooler above the other end. outlet and a single inert gas or hydrogen gas from the gas supply port or blow their mixed gas supplies, while exhausting the gas, maintained at a pressure substantially equal to atmospheric pressure, and the waveguide the supplied microwave power, with generating a microwave thermal plasma in the plasma torch, wherein the gas flow within the torch
The microwave thermal plasma is formed up to the direction of the moving table, and the moving table is driven by moving means to reciprocate the semiconductor material on the table between the plasma torch and the gas outlet. Heating the semiconductor material by the microwave thermal plasma and cooling by the gas cooled by the cooler are alternately repeated, and the semiconductor material is crushed by expansion and contraction of the semiconductor material. A method for crushing bulk semiconductor materials using thermal plasma.
【請求項3】記不活性ガスがヘリウム、ネオン、ア
ルゴン、キセノン、クリプトンのいずれかであることを
特徴とする請求項1または2に記載の熱プラズマを用い
た塊状半導体材の破砕方法。
3. A pre-Symbol inert gas helium, neon, argon, xenon, disruption methods of bulk semiconductor material using a thermal plasma according to claim 1 or 2, characterized in that any one of krypton.
【請求項4】 内部に、移動手段により移動可能に配設
された移動台上に、塊状の、シリコン、ゲルマニウム、
セレンのいずれかの半導体材を載置し、該移動台の一方
の端の上方に高周波コイルを備え、かつ端にガス供給口
が設けられたプラズマトーチと、他方の端の上方にクー
ラを備えたガス吹出口と、該ガス吹出口とは離れた位置
にあるガス排気口とが設けられたチャンバと、不活性ガ
スまたは水素ガスの単体、またはそれらの混合ガスと、
前記高周波コイルに接続される高周波電源とからなり、 前記チャンバ内に、前記ガス吹出口および前記ガス供給
口から前記単体ガスまたは混合ガスを吹出し、供給する
とともに、前記ガス排気口から該ガスを排気しながら、
ほぼ大気圧に等しい圧力に保持し、かつ前記高周波コイ
ルに前記高周波電源から高周波電力を供給して、前記プ
ラズマトーチ内に高周波熱プラズマを発生させるととも
に、該トーチ内のガス流によって前記高周波熱プラズマ
前記移動台の方向にまで形成させ、前記移動手段によ
り前記移動台を駆動して該台上の前記半導体材を、前記
プラズマトーチと前記ガス吹出口との間を往復動させ
て、該半導体材を前記高周波熱プラズマによる加熱と、
前記クーラにより冷却された前記ガスによる冷却とを交
互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収縮により、該半
導体材を破砕することを特徴とする熱プラズマを用いた
塊状半導体材の破砕装置。
4. A lump of silicon, germanium, or the like , on a movable table provided inside the movable table by a moving means .
Either a semiconductor material of selenium is placed, a high-frequency coil is provided above one end of the moving table, and a plasma torch provided with a gas supply port at one end , and a cooler is provided above the other end. A gas outlet, a chamber provided with a gas outlet at a position distant from the gas outlet, and an inert gas or hydrogen gas alone, or a mixed gas thereof,
The consists of a high-frequency power source connected to the high frequency coil, into the chamber, blowing the single gas or the mixed gas from the gas outlet and the gas supply port supplies, exhausting the gas from the gas exhaust port while doing,
Held in pressure substantially equal to atmospheric pressure, and the high frequency coil from the high frequency power source supplying high frequency power, together with generating a high-frequency thermal plasma in the plasma torch, the high-frequency thermal plasma by the gas flow within the torch
Was formed to a direction of the moving table, the semiconductor material on該台by driving the moving base by the moving means and is reciprocated between the torch and the gas outlet, the semiconductor Heating the material by the high-frequency thermal plasma;
An apparatus for crushing a massive semiconductor material using thermal plasma, wherein the semiconductor material is crushed by expansion and contraction of the semiconductor material alternately with cooling by the gas cooled by the cooler.
【請求項5】 内部に、移動手段により移動可能に配設
された移動台上に、塊状の、シリコン、ゲルマニウム、
セレンのいずれかの半導体材を載置し、該移動台の一方
の端の上方にキャビティと導波管とを備え、かつ端にガ
ス供給口が設けられたプラズマトーチと、他方の端の上
にクーラを備えたガス吹出口と、該ガス吹出口とは離
れた位置にあるガス排気口とが設けられたチャンバと、
不活性ガスまたは水素ガスの単体、またはそれらの混合
ガスと、前記導波管に接続されるマイクロ波電源とから
なり、 前記チャンバ内に、前記ガス吹出口および前記ガス供給
口から前記単体ガスまたは混合ガスを吹出し、供給する
とともに、前記ガス排気口から該ガスを排気しながら、
ほぼ大気圧に等しい圧力に保持し、かつ前記導波管に前
記マイクロ波電源からマイクロ波電力を供給して、前記
プラズマトーチ内にマイクロ波熱プラズマを発生させる
とともに、該トーチ内のガス流によって前記マイクロ波
熱プラズマを前記移動台の方向にまで形成させ、前記移
動手段により前記移動台を駆動して該台上の前記半導体
材を、前記プラズマトーチと前記ガス吹出口との間を往
復動させて、該半導体材を前記マイクロ波熱プラズマに
よる加熱と、前記クーラにより冷却された前記ガスによ
る冷却とを交互に繰り返し、前記半導体材の膨張、収縮
により、該半導体材を破砕することを特徴とする熱プラ
ズマを用いた塊状半導体材の破砕装置。
5. A lump of silicon, germanium, or the like , on a movable table provided inside the movable table by a moving means .
Placing one of the semiconductor material of selenium, and a cavity and the waveguide above the one end of the moving base, and a plasma torch gas supply port is provided on the end, on the other end
A gas outlet provided with a cooler towards a chamber and a gas exhaust port provided at a position away from the said gas outlet,
Single inert gas or hydrogen gas or a mixed gas thereof, a micro-wave power source and connected to the waveguide, in the chamber, said single gas from the gas outlet and the gas supply port or While blowing and supplying the mixed gas, while exhausting the gas from the gas exhaust port,
While maintaining a pressure substantially equal to the atmospheric pressure, and supplying microwave power from the microwave power supply to the waveguide to generate microwave thermal plasma in the plasma torch, and by the gas flow in the torch The microwave
The thermal plasma is formed in the direction of the moving table, and the moving table is driven by the moving means, and the semiconductor material on the table is reciprocated between the plasma torch and the gas outlet. Heating the semiconductor material by the microwave thermal plasma and cooling by the gas cooled by the cooler are alternately repeated, and the semiconductor material is crushed by expansion and contraction of the semiconductor material. A device for crushing massive semiconductor materials using plasma.
【請求項6】記不活性ガスがヘリウム、ネオン、ア
ルゴン、キセノン、クリプトンのいずれかであることを
特徴とする請求項4または5に記載の熱プラズマを用い
た塊状半導体材の破砕装置。
6. Before SL inert gas helium, neon, argon, xenon, crushing device massive semiconductor material using the thermal plasma according to claim 4 or 5, characterized in that any one of krypton.
JP17793394A 1994-07-29 1994-07-29 Method and apparatus for crushing bulk semiconductor material using thermal plasma Expired - Fee Related JP3538225B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17793394A JP3538225B2 (en) 1994-07-29 1994-07-29 Method and apparatus for crushing bulk semiconductor material using thermal plasma

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17793394A JP3538225B2 (en) 1994-07-29 1994-07-29 Method and apparatus for crushing bulk semiconductor material using thermal plasma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0845698A JPH0845698A (en) 1996-02-16
JP3538225B2 true JP3538225B2 (en) 2004-06-14

Family

ID=16039610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17793394A Expired - Fee Related JP3538225B2 (en) 1994-07-29 1994-07-29 Method and apparatus for crushing bulk semiconductor material using thermal plasma

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3538225B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1075430C (en) * 1995-07-31 2001-11-28 日立造船株式会社 Discharge hydraulic pressure destroying method
JPWO2008004318A1 (en) * 2006-07-06 2009-12-03 株式会社アドテック プラズマ テクノロジー Microwave plasma processing method and apparatus
DE102006042501B4 (en) * 2006-09-07 2010-11-25 Eisenmann Anlagenbau Gmbh & Co. Kg Method and installation for drying objects
JP2023146756A (en) * 2022-03-29 2023-10-12 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing method and substrate processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0845698A (en) 1996-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4644943B2 (en) Processing equipment
KR100666018B1 (en) Processing apparatus and processing method
JP3538225B2 (en) Method and apparatus for crushing bulk semiconductor material using thermal plasma
EP0495850A1 (en) Method of heat-treating unstable ceramics by microwave heating and susceptors used therefor
JPS63115338A (en) Low temperature dryetching process and system thereof
JP4087708B2 (en) Silica crucible production equipment
JP4133329B2 (en) Quartz crucible manufacturing method
JPH09102488A (en) Alumina microwave introduction window and its manufacture
JPH09111309A (en) Continuous sintering furnace
JPH07142414A (en) Plasma processing system
JP2010025406A (en) Vacuum heating device and vacuum heating treatment method
JP2574899B2 (en) Plasma etching equipment
JPH07330357A (en) Silica glass material for microwave plasma device
JPH07183276A (en) Plasma device and plasma processing using same
JPH06345540A (en) Method for sintering ceramic
TWI805440B (en) Heating system for compressed parts capable of controlling process atmosphere and pressure
KR100327277B1 (en) Method and system for plasma-processing
JP2615190B2 (en) Method for producing cubic boron nitride
JPH06345527A (en) Microwave introducing window material
JP2000164516A (en) Microwave plasma processor
JPH02257619A (en) Method and apparatus for continuous treatment
JPH0526537B2 (en)
JPS644967B2 (en)
JPH0463224A (en) Vacuum heater
JPH0621025A (en) Dry etching method

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040319

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees