JP4775343B2 - Quartz crucible and polycrystalline silicon recovery method and apparatus - Google Patents
Quartz crucible and polycrystalline silicon recovery method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4775343B2 JP4775343B2 JP2007209196A JP2007209196A JP4775343B2 JP 4775343 B2 JP4775343 B2 JP 4775343B2 JP 2007209196 A JP2007209196 A JP 2007209196A JP 2007209196 A JP2007209196 A JP 2007209196A JP 4775343 B2 JP4775343 B2 JP 4775343B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz crucible
- crucible
- polycrystalline silicon
- graphite crucible
- graphite
- 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.)
- Active
Links
- 239000010453 quartz Substances 0.000 title claims description 100
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 100
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 53
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 84
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 82
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 82
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 33
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 19
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
本発明は、チョクラルスキー法において、単結晶を引上げた後の石英ルツボおよび融液の残湯が冷却して固まった多結晶シリコンの回収方法とその回収装置に関する。 The present invention relates to a method for recovering polycrystalline silicon in which a quartz crucible after pulling a single crystal and a molten metal remaining in a melt are cooled and solidified in the Czochralski method, and a recovery apparatus therefor.
メモリやCPUなどの半導体デバイスの基板として用いられる単結晶は、例えばシリコン単結晶があり、主にチョクラルスキー法(以下CZ法と略称する)により製造されている。 A single crystal used as a substrate of a semiconductor device such as a memory or a CPU is, for example, a silicon single crystal, and is mainly manufactured by the Czochralski method (hereinafter abbreviated as CZ method).
CZ法により単結晶を製造する際には、図4に示したような単結晶製造装置を用いて製造される。この単結晶製造装置は、原料多結晶を収容して溶融するための部材や、熱を遮断するための断熱部材などを有しており、これらは、メインチャンバー21内に収容されている。メインチャンバー21の天井部からは上に伸びる引上げチャンバー22が連接されており、この上部に単結晶23をワイヤー33で引上げる機構(不図示)が設けられている。
When a single crystal is manufactured by the CZ method, it is manufactured using a single crystal manufacturing apparatus as shown in FIG. This single crystal manufacturing apparatus has a member for accommodating and melting the raw material polycrystal, a heat insulating member for blocking heat, and the like, which are accommodated in the
メインチャンバー21内には、原料融液24を収容する石英ルツボ25と石英ルツボ25を支持する黒鉛ルツボ26が設けられ、ルツボ25、26は駆動機構(不図示)によって回転昇降自在にシャフト36で支持されている。このルツボ25、26の駆動機構は、単結晶23の引き上げに伴う原料融液24の液面低下を補償すべく、ルツボ25、26を液面低下分だけ上昇させるようにしている。
In the
そして、ルツボ25、26を囲繞するように、原料を溶融させるためのヒーター27が配置されている。このヒーター27の外側には、ヒーター27からの熱がメインチャンバー21に直接輻射されるのを防止するために、断熱部材28がその周囲を取り囲むように設けられている。
And the
また、メインチャンバー21の内部には、引上げチャンバー22の上部に設けられたガス導入口30からアルゴンガス等の不活性ガスが導入される。導入された不活性ガスは、引上げ中の単結晶23と遮熱カット部材であるガス整流筒31との間を通過し、遮熱部材32の下部と原料融液24の液面との間を通過し、ガス流出口29から排出される。
In addition, an inert gas such as argon gas is introduced into the
以上のような単結晶製造装置内に配置された石英ルツボ25に原料多結晶を収容し、ヒーター27により加熱し、石英ルツボ25内の原料多結晶を溶融させる。このように原料多結晶を溶融させたものである原料融液24に、ワイヤー33の下端に接続している種ホルダー34で固定された種結晶35を着液させ、その後、種結晶35を回転させながら引上げることにより、種結晶35の下方に所望の直径と品質を有する単結晶23を育成する。この際、種結晶35を原料融液24に着液させた後に、所望の口径になるまで太らせて、無転位の結晶を引上げている。
The raw material polycrystal is accommodated in the
そして、製品として有用な長さの単結晶を引上げた後、ルツボ内には不用な原料融液が残る。この残った原料融液は、単結晶引上げ後、室温まで冷却して固まって、多結晶シリコンとして石英ルツボ内に残る。
ここで、単結晶を引上げた後、原料融液を保持していた石英ルツボおよび残湯が固まった多結晶シリコンは再使用することができないため、廃棄される。しかし、それを支持していた黒鉛ルツボは再使用することが可能であるため、黒鉛ルツボの内部に支持されている石英ルツボと、石英ルツボ内に残留している多結晶シリコンのみを、黒鉛ルツボ内部より回収・廃棄する必要がある。
And after pulling up the single crystal of length useful as a product, an unnecessary raw material melt remains in the crucible. The remaining raw material melt is solidified by cooling to room temperature after pulling the single crystal, and remains in the quartz crucible as polycrystalline silicon.
Here, after pulling up the single crystal, the quartz crucible holding the raw material melt and the polycrystalline silicon in which the remaining hot water is hardened cannot be reused and are discarded. However, since the graphite crucible supporting it can be reused, only the quartz crucible supported inside the graphite crucible and the polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible are replaced with the graphite crucible. It is necessary to collect and dispose of from the inside.
これまでは、作業者の手によって石英ルツボを適度な大きさに破砕し、黒鉛ルツボ内部から手で取り出して回収していたが、昨今、製造する単結晶が大口径化したことにより、石英ルツボも大型化し、さらに石英ルツボ内の残湯も増加し、つまり多結晶シリコンの残量も多くなり、その回収の負担が増加した。また、この回収方法では、石英ルツボを破砕する作業は安全上好ましくないし、さらに作業性が悪い等、様々な問題点があった。 Up to now, the quartz crucible was crushed to an appropriate size by the operator's hand, and it was manually removed from the graphite crucible and collected. In addition, the remaining hot water in the quartz crucible increased, that is, the remaining amount of polycrystalline silicon increased, and the burden of recovery increased. Further, in this recovery method, the work of crushing the quartz crucible is not preferable for safety, and there are various problems such as poor workability.
このような問題に対処するため、単結晶を育成した後、減圧チャンバー内で冷却する途中の約800℃以上において、石英ルツボの底部を押圧して石英ルツボをカーボンルツボから離脱させるため、石英ルツボの底部の広い範囲にわたり押圧力を加えることができる支持部材をカーボンルツボと石英ルツボとの間に挿入し、この支持部材を昇降させる構造の石英ルツボの回収装置が開示されている(特許文献1参照)が、高温の石英ルツボを黒鉛ルツボより取り出す必要があり、安全上大きな欠点があった。 In order to deal with such a problem, the quartz crucible is separated from the carbon crucible by pressing the bottom of the quartz crucible at about 800 ° C. or higher during the cooling in the decompression chamber after growing the single crystal. There is disclosed a quartz crucible recovery device having a structure in which a support member capable of applying a pressing force over a wide range of the bottom portion of the material is inserted between a carbon crucible and a quartz crucible, and the support member is moved up and down (Patent Document 1). However, it was necessary to take out the high-temperature quartz crucible from the graphite crucible, and there was a great safety disadvantage.
本発明は、このような上記問題点に鑑みてなされたものであって、シリコン単結晶を引上げ後の石英ルツボおよび石英ルツボ内に残留した多結晶シリコンを、前記石英ルツボを支持した黒鉛ルツボを破壊することなく、その内から安全かつ効率的に回収する方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. A quartz crucible after pulling up a silicon single crystal and polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible are replaced with a graphite crucible supporting the quartz crucible. It aims at providing the method and apparatus which collect | recover from it safely and efficiently, without destroying.
上記課題を解決するため、本発明では、チョクラルスキー法において、2分割可能な黒鉛ルツボに支持された石英ルツボ内のシリコン融液からシリコン単結晶の引上げを終了した後、前記石英ルツボおよび前記シリコン融液の残湯が冷却して固まった多結晶シリコンを前記黒鉛ルツボから回収するための回収方法であって、前記シリコン単結晶の引上げを終了した後、前記石英ルツボおよび前記多結晶シリコンを支持する前記黒鉛ルツボを左右開閉式のテーブルの上に載置し、前記テーブルを左右に機械的に開くことで前記2分割可能な黒鉛ルツボを左右に開かせ、該黒鉛ルツボ内に支持されていた石英ルツボおよび該石英ルツボ内に残留した多結晶シリコンを前記テーブルの下に設置した回収容器内に落下させることで、前記石英ルツボ及び前記多結晶シリコンを回収することを特徴とする石英ルツボ及び多結晶シリコンの回収方法を提供する(請求項1)。 In order to solve the above problems, in the present invention, in the Czochralski method, after the pulling of the silicon single crystal from the silicon melt in the quartz crucible supported by the graphite crucible that can be divided into two parts, A recovery method for recovering from the graphite crucible the polycrystalline silicon solidified by cooling the remaining molten silicon melt, and after the pulling of the silicon single crystal is finished, the quartz crucible and the polycrystalline silicon are The graphite crucible to be supported is placed on a left / right openable / closable table, and the table is mechanically opened to the left and right to open the two-divided graphite crucible to the left and right, and is supported in the graphite crucible. The quartz crucible and the polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible are dropped into a recovery container installed under the table, so that the quartz crucible and Providing a quartz crucible and a method for recovering polycrystalline silicon and recovering the polycrystalline silicon (claim 1).
このように、回収したい石英ルツボおよび石英ルツボ内に残留した多結晶シリコンを支持する黒鉛ルツボが2分割可能な構造に成形されていることを利用し、黒鉛ルツボを左右開閉式のテーブルに載置し、機械的に左右に分離させることで、黒鉛ルツボ中に支持されていた石英ルツボ及び多結晶シリコンをテーブルの下に配置した回収容器内に落下させ、回収する。
従来のような、石英ルツボを破砕し、中の多結晶シリコンごと作業者の手作業によって回収する方法に比べ、本発明の回収方法は、石英ルツボを破砕する必要が無く、非常に安全であり、また黒鉛ルツボ内から破片を取り出す手間を無くすことができ、作業者の負担を大幅に軽減することができる回収方法となっている。
さらに、黒鉛ルツボを破壊する危険性を大幅に低減させることができるため、容易に再利用することが可能である。
As described above, the graphite crucible to be recovered and the graphite crucible supporting the polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible are formed into a structure that can be divided into two parts, and the graphite crucible is placed on a left-right openable table. Then, the quartz crucible and the polycrystalline silicon supported in the graphite crucible are dropped into a collection container placed under the table and collected by mechanically separating the left and right.
Compared to the conventional method in which the quartz crucible is crushed and the polycrystalline silicon inside is manually collected by the operator, the recovery method of the present invention does not require the quartz crucible to be crushed and is very safe. In addition, it is possible to eliminate the trouble of taking out the fragments from the graphite crucible, and this is a recovery method that can greatly reduce the burden on the operator.
Furthermore, since the risk of breaking the graphite crucible can be greatly reduced, it can be easily reused.
また、本発明では、チョクラルスキー法によって、2分割可能な黒鉛ルツボに支持された石英ルツボ内のシリコン融液からシリコン単結晶を引上げた後に、前記石英ルツボおよび前記シリコン融液の残湯が冷却し固まった多結晶シリコンを前記黒鉛ルツボ内から回収するための回収装置であって、少なくとも、左右開閉式のテーブルと、該テーブルを開閉する機構と、前記石英ルツボおよび前記多結晶シリコンを回収する回収容器とを備えるものであって、前記テーブルは前記2分割可能な黒鉛ルツボを載置するものであって、前記開閉する機構によって前記テーブルが左右に機械的に開かれると、前記黒鉛ルツボも左右に開かれるものであり、前記黒鉛ルツボを左右に開かせることで、該黒鉛ルツボに支持されていた前記石英ルツボおよび該石英ルツボ内に残留している前記多結晶シリコンを、前記テーブルの下に設置した前記回収容器内に落下させて回収するものであることを特徴とする石英ルツボ及び多結晶シリコンの回収装置を提供する(請求項2)。 Further, in the present invention, after the silicon single crystal is pulled up from the silicon melt in the quartz crucible supported by the graphite crucible supported by the Czochralski method, the quartz crucible and the remaining melt of the silicon melt are removed. A recovery device for recovering cooled and solidified polycrystalline silicon from within the graphite crucible, comprising at least a left-right openable table, a mechanism for opening and closing the table, the quartz crucible and the polycrystalline silicon And the table is configured to place the graphite crucible that can be divided into two parts, and when the table is mechanically opened to the left and right by the opening and closing mechanism, the graphite crucible Is opened to the left and right, and the quartz crucible supported by the graphite crucible by opening the graphite crucible to the left and right, and A quartz crucible and a polycrystalline silicon recovery device are provided for recovering the polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible by dropping it into the recovery container installed under the table. (Claim 2).
このように、石英ルツボを支持する黒鉛ルツボが2分割可能なように成形されていることを利用し、黒鉛ルツボを左右に機械的に分離させることで、黒鉛ルツボ中に支持されていた石英ルツボ及び多結晶シリコンを落下させ、それを回収容器で受け止めることで、石英ルツボ及び多結晶シリコンを回収する。従来は石英ルツボを破砕し、中の多結晶シリコンもろとも作業者の手作業で回収していたが、本発明の回収装置であれば、石英ルツボを破砕する必要も無いため、非常に安全であり、また黒鉛ルツボ内から破片を取り出す手間を省くことができるため、作業者の負担を大幅に軽減することができ、回収効率を大幅に向上させることができる。 Thus, by utilizing the fact that the graphite crucible supporting the quartz crucible is formed so as to be divided into two parts, the graphite crucible is mechanically separated into left and right, thereby supporting the quartz crucible supported in the graphite crucible. The quartz crucible and the polycrystalline silicon are recovered by dropping the polycrystalline silicon and receiving it in the recovery container. Conventionally, the quartz crucible was crushed and the polycrystalline silicon inside was manually collected by the operator. However, with the recovery device of the present invention, it is not necessary to crush the quartz crucible, so it is very safe. In addition, since it is possible to save the trouble of taking out the fragments from the graphite crucible, the burden on the operator can be greatly reduced, and the recovery efficiency can be greatly improved.
また、前記左右開閉式のテーブルは、開閉部のエッジが立て爪形状になっていることが好ましい(請求項3)。
2分割可能な黒鉛ルツボの隙間に、このような立て爪が挿入されるように黒鉛ルツボをテーブル上に載置することで、黒鉛ルツボを容易に2分割することが可能となり、石英ルツボ及び多結晶シリコンをより容易に回収することができる。
Moreover, it is preferable that the edge of the opening / closing part has an upright claw shape in the left / right opening / closing table.
By placing the graphite crucible on the table so that such standing claws are inserted into the gap between the two-divided graphite crucibles, the graphite crucible can be easily divided into two. Crystalline silicon can be recovered more easily.
また、前記テーブルを開閉する機構は、手動開閉式または電動開閉式であることが好ましい(請求項4)。
このように、テーブルを開閉する機構の駆動源は、手動式または電動式とすることができ、いずれでもテーブルの開閉を容易に行うことができ、つまり黒鉛ルツボを容易に2分割することができ、石英ルツボ及び多結晶シリコンを容易に回収することができる。
The mechanism for opening and closing the table is preferably a manual opening / closing type or an electric opening / closing type.
As described above, the drive source of the mechanism for opening and closing the table can be a manual type or an electric type, and any of them can easily open and close the table, that is, the graphite crucible can be easily divided into two. Quartz crucibles and polycrystalline silicon can be easily recovered.
また、前記回収装置は前記回収する容器を移送するための機構を備えたものであることが好ましい(請求項5)。
石英ルツボ及び多結晶シリコンを回収した後の回収容器は、非常に重量がある物となり得るため、このように、これを移送するための機構を備えることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the said collection | recovery apparatus is equipped with the mechanism for transferring the said container to collect | recover (Claim 5).
Since the recovery container after recovering the quartz crucible and the polycrystalline silicon can be very heavy, it is preferable to include a mechanism for transferring the recovery container.
また、前記移送するための機構は、少なくともリフター及び/またはコンベアを備えたものであることが好ましい(請求項6)。
このように、回収容器を移送するための機構として、少なくともリフター及び/またはコンベアを備えることで、回収容器の移送をスムーズにかつ効率的に行うことができる。
Moreover, it is preferable that the mechanism for transporting includes at least a lifter and / or a conveyor.
Thus, by providing at least a lifter and / or a conveyor as a mechanism for transferring the collection container, the collection container can be transferred smoothly and efficiently.
以上説明したように、本発明では、石英ルツボを支持する黒鉛ルツボが2分割可能であることを利用し、黒鉛ルツボを機械的に左右に2分割することで、そこに支持されていた石英ルツボ及び石英ルツボ内の多結晶シリコンを落下させ、回収容器で落下した石英ルツボ及び多結晶シリコンを回収する。これによって、従来のように、石英ルツボを破砕し、中の多結晶シリコンもろとも作業者によって回収する方法と比べ、石英ルツボを破砕する工程を無くしたため、非常に安全なものとすることができ、また黒鉛ルツボ内から破片を取り出す手間を省くことができ、作業者の負担を大幅に軽減することができ、回収効率を大幅に向上させることができる。さらに、黒鉛ルツボを破壊する危険性を大幅に低減させることができるため、容易に再利用することが可能である。 As described above, the present invention utilizes the fact that the graphite crucible supporting the quartz crucible can be divided into two parts, and mechanically divides the graphite crucible into two parts to the left and right, thereby supporting the quartz crucible supported there. The polycrystalline silicon in the quartz crucible is dropped, and the quartz crucible and polycrystalline silicon dropped in the collection container are collected. This eliminates the step of crushing the quartz crucible and eliminates the step of crushing the quartz crucible as compared with the conventional method of crushing the quartz crucible and recovering the polycrystalline silicon inside by the operator, so that it can be made very safe. In addition, it is possible to save the trouble of taking out the fragments from the graphite crucible, greatly reduce the burden on the operator, and greatly improve the recovery efficiency. Furthermore, since the risk of breaking the graphite crucible can be greatly reduced, it can be easily reused.
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、シリコン単結晶引上げ後の石英ルツボおよび石英ルツボ内に残留した多結晶シリコンを、該ルツボを支持した黒鉛ルツボを破壊せず、その内から安全かつ効率的に回収する方法及び回収装置の開発が待たれていた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
As described above, the quartz crucible after pulling the silicon single crystal and the polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible can be safely and efficiently recovered from the quartz crucible supporting the crucible without destroying it. Development of the device was awaited.
そこで、本発明者らは、石英ルツボを保持する黒鉛ルツボが2分割可能であることに着目し、この構造を利用することによって課題を解決できないか鋭意検討を重ねた。 Therefore, the present inventors have paid attention to the fact that the graphite crucible holding the quartz crucible can be divided into two, and have intensively studied whether the problem can be solved by using this structure.
その結果、本発明者らは、2分割可能な黒鉛ルツボの下に回収容器を置き、黒鉛ルツボを機械的に左右に開かせて、その中に支持されている石英ルツボ及び多結晶シリコンを回収容器内に落下させることで効率的に回収できることを発想し、本発明を完成させた。 As a result, the present inventors placed a recovery container under a graphite crucible that can be divided into two parts, mechanically opened the graphite crucible left and right, and recovered the quartz crucible and polycrystalline silicon supported therein. The present invention was completed based on the idea that it can be efficiently recovered by dropping it into a container.
以下、本発明について図面を参照しながらさらに詳細を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1は、本発明の石英ルツボ及び多結晶シリコンの回収装置の一例を示す図である。そして図2は、黒鉛ルツボを載置するテーブルを左右に開いた際の状態の一例を示した図である。
図1、図2に例示した本発明の回収装置は、少なくとも、黒鉛ルツボ1を載置するための開閉テーブル9と、そのテーブル9を開閉する機構11と、石英ルツボ2及び多結晶シリコン3を回収するための回収容器4とを備えるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a quartz crucible and polycrystalline silicon recovery apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a view showing an example of a state when the table on which the graphite crucible is placed is opened to the left and right.
The recovery apparatus of the present invention illustrated in FIGS. 1 and 2 includes at least an opening / closing table 9 for placing the
ここで、左右開閉式のテーブル9の開閉部のエッジを、図2に示すように立て爪10のような形状にすることができる。
このようにテーブルの開閉部のエッジを立て爪形状にして、2分割可能な黒鉛ルツボの隙間に立て爪が挿入されるように黒鉛ルツボを載置することで、黒鉛ルツボを容易に左右に開くことが可能となる。つまり、石英ルツボ及び多結晶シリコンをより容易に黒鉛ルツボより落下・回収することができる。
そしてこの立て爪形状の高さは、爪を黒鉛ルツボの隙間に挿入したときに、黒鉛ルツボから石英ルツボを浮かすために、黒鉛ルツボの底部厚みより+5〜10mm程度高くすることが望ましい。
また、立て爪の形状は、図3に示したように、石英ルツボの底部の楕円形状に合わせた半径を有するものとすることが望ましい。図3は本発明におけるテーブルの開閉部のエッジの形状の一例を示した図である。このような形状とすることで、黒鉛ルツボの隙間に立て爪を挿入した時に石英ルツボを楽に浮かすことができる。
Here, the edge of the opening / closing part of the left / right opening / closing table 9 can be shaped like a standing
Thus, the graphite crucible is easily opened to the left and right by placing the graphite crucible so that the edge of the opening and closing part of the table has a raised claw shape and the raised claw is inserted into the gap of the graphite crucible that can be divided into two. It becomes possible. That is, the quartz crucible and the polycrystalline silicon can be more easily dropped and collected from the graphite crucible.
The height of the standing nail shape is preferably higher by about +5 to 10 mm than the bottom thickness of the graphite crucible in order to float the quartz crucible from the graphite crucible when the nail is inserted into the gap between the graphite crucibles.
Further, as shown in FIG. 3, it is desirable that the nail shape has a radius that matches the elliptical shape of the bottom of the quartz crucible. FIG. 3 is a diagram showing an example of the edge shape of the opening / closing part of the table in the present invention. By adopting such a shape, the quartz crucible can be floated easily when the nail is inserted into the gap between the graphite crucibles.
また、テーブル9を開閉する機構11の駆動源を、手動式または電動式とすることができる。
すなわち、開閉テーブル9を、閉から開にスライドさせることで黒鉛ルツボを機械的に開かせる駆動源として、例えば手動でハンドルを回すことにより、テーブルを左右にスライドさせるようにしてもよいし、モーターを用いて電動でテーブルをスライドするようにしてもよい。手動式であれば、簡単でありコストも低い。電動式であれば、作業性がよいという利点がある。
このようにテーブルを開閉する機構11を、手動式または電動式で駆動することで、テーブルの開閉を容易に行うことができ、つまり黒鉛ルツボを容易に機械的に開き、石英ルツボ及び多結晶シリコンを容易に回収することができる。
Moreover, the drive source of the mechanism 11 that opens and closes the table 9 can be a manual type or an electric type.
That is, as a driving source for mechanically opening the graphite crucible by sliding the open / close table 9 from closed to open, the table may be slid left and right by manually turning a handle, or a motor You may make it slide a table electrically using. The manual method is simple and low in cost. The electric type has the advantage of good workability.
By driving the table opening / closing mechanism 11 manually or electrically, the table can be easily opened / closed, that is, the graphite crucible can be easily mechanically opened, and the quartz crucible and polycrystalline silicon can be opened. Can be easily recovered.
また、異なる階層の間や、異なる室間を回収容器を効率的に移送するため、テーブルの下部や回収容器のセット位置に回収容器を移送するための機構を設けることができる。
石英ルツボ及び多結晶シリコンを回収した後の回収容器は、非常な重量物となり得るため、このように、回収容器を移送するための機構を備えることで、回収容器の移動を容易にすることがでる。また、空の回収容器もこのような移送手段によって容易に移送することができるため、回収後の容器を元の位置に移送することも容易となる。
Further, in order to efficiently transfer the recovery container between different levels or between different chambers, a mechanism for transferring the recovery container to the lower part of the table or the setting position of the recovery container can be provided.
Since the recovery container after recovering the quartz crucible and polycrystalline silicon can be very heavy, it is possible to facilitate the movement of the recovery container by providing a mechanism for transporting the recovery container in this way. Out. Moreover, since an empty collection container can also be easily transferred by such a transfer means, it is also easy to transfer the collected container to the original position.
そして、この回収容器を移送する機構として、具体的には少なくとも、リフター5やコンベア6、7等を備えたものとすることができる。
このリフター5は、回収容器4を上下動させることが出来るようになっており、回収済みの容器を2階から1階に移送し、あるいは、空の容器を1階から2階の回収位置に移送することができる。また、1階にある容器4は、コンベア7で搬送、搬入することで、所定の位置に移送できるようになっている。別途搬入専用コンベア6を設けてもよい。
このように、少なくともリフター及び/またはコンベアを備えることで、回収容器の移送をスムーズにかつ容易に行うことができる。
As a mechanism for transferring the recovery container, specifically, at least the
The
Thus, by providing at least the lifter and / or the conveyor, the collection container can be transferred smoothly and easily.
次に、本発明にかかる石英ルツボ及び多結晶シリコンの回収方法について説明する。
CZ法によって、単結晶を引上げ後、原料融液を保持していた石英ルツボ2及び石英ルツボ内に残留した残湯は、黒鉛ルツボ1内に支持されている。
シリコン単結晶の引上げが終了した後、石英ルツボ2及び原料融液の残湯(黒鉛ルツボ1も同様)は、非常に高温であるため、放置冷却する。
Next, a method for recovering the quartz crucible and polycrystalline silicon according to the present invention will be described.
After pulling up the single crystal by the CZ method, the
After the pulling of the silicon single crystal is completed, the
黒鉛ルツボ1や石英ルツボ2及び残湯を十分に冷却した後、残湯が冷却して固まった多結晶シリコン3と石英ルツボ2をその内に支持した黒鉛ルツボ1をルツボ吊り上げ治具等を使って、天井に設置された電動ホイストで吊り上げる。
このとき、ルツボ吊り上げ治具として、例えば特開平5−286685号公報に記載されたものと同じものを用いることができる。
After sufficiently cooling the
At this time, as the crucible lifting jig, for example, the same one as described in JP-A-5-286585 can be used.
このような吊り上げ治具を用いて、黒鉛ルツボ1を吊り上げた状態で、左右開閉式テーブル9の真上へ移動し、テーブル9上に降ろす。
ここで、テーブル9に黒鉛ルツボ1を載置する際、黒鉛ルツボ1の2分割される隙間に、テーブル開閉部の立て爪10を挿入するようにセットすることができる。
Using such a lifting jig, in a state where the
Here, when placing the
さらに、テーブル9には黒鉛ルツボの転倒防止のための転倒防止支え8を備えることが望ましい。この転倒防止支え治具8として、例えばクランプ式支え等を備えることができる。この転倒防止支え治具8によって、黒鉛ルツボ1の胴部を支え、テーブル9が左右に開いた際に黒鉛ルツボ1が転倒することを防止することができる。
Further, it is desirable that the table 9 is provided with a fall prevention support 8 for preventing the graphite crucible from falling. As the overturn prevention support jig 8, for example, a clamp type support or the like can be provided. The fall prevention support jig 8 supports the body of the
テーブルを開くことにより、黒鉛ルツボの隙間に挿入した立て爪により、黒鉛ルツボも左右に機械的に開かれ、中の石英ルツボおよび石英ルツボ内に残留した多結晶シリコンが真下に落下する。
ここで、テーブルを開閉する機構の駆動は、前述のように手動でハンドル等で歯車を回す構造、モーター等を用いて電動で開閉する構造等、手動式や電動式とすることができる。
When the table is opened, the graphite crucible is mechanically opened to the left and right by the vertical claws inserted in the gap between the graphite crucibles, and the polycrystalline crucible remaining in the quartz crucible and the quartz crucible falls directly below.
Here, the drive of the mechanism for opening and closing the table can be manual or electric, such as a structure in which a gear is manually rotated by a handle as described above, or a structure in which a motor is used to open and close electrically.
開閉テーブル9の下部には、回収容器4がセットされており、落下させた石英ルツボ2および石英ルツボ内2に残留した多結晶シリコン3は、この回収容器4内に落下し、回収される。
A
ここで、回収容器4をテーブル9の下にセットするために、空容器供給側コンベア6、リフター(垂直搬送機)5、回収済み容器搬出側コンベア7等を備えることができる。
石英ルツボ及び多結晶シリコンを回収した後の回収容器は、非常な重量物であるため、このように、回収容器を移送するための機構を備えることで、回収容器の移動を容易にすることができる。また、空の回収容器もこのような移送手段によって容易に搬入して移送することができる。
また、空の回収容器や回収済みの回収容器をコンベア等に複数個ストックすることが望ましい。これによって回収の度に回収容器をコンベア等の移送機構にセットする必要がなくなり、作業効率をより一層改善することができる。
Here, in order to set the
Since the recovery container after recovering the quartz crucible and polycrystalline silicon is very heavy, it is possible to facilitate the movement of the recovery container by providing a mechanism for transferring the recovery container in this way. it can. Also, an empty collection container can be easily carried and transferred by such transfer means.
It is desirable to stock a plurality of empty collection containers or collection containers that have been collected on a conveyor or the like. As a result, it is not necessary to set the collection container in a transfer mechanism such as a conveyor each time the collection is performed, and the working efficiency can be further improved.
このように、本発明では、石英ルツボを支持する黒鉛ルツボが2分割可能であることを利用し、黒鉛ルツボを左右に機械的に開くことで、その内に支持されていた石英ルツボ及び石英ルツボ内の多結晶シリコンを落下させ、回収容器で落下した石英ルツボ及び多結晶シリコンを回収する。
これによって、従来のような、石英ルツボを破砕し中の多結晶シリコンもろとも作業者の手作業によって回収する方法に比べ、石英ルツボを破砕する必要を無くしたため、非常に安全なものとすることができる。また黒鉛ルツボ内から破片を取り出す手間を省くことができ、作業者の負担を大幅に軽減することができ、回収効率を大幅に向上させることができる。
さらに、黒鉛ルツボを破壊する危険性を大幅に低減させることができるため、容易に再利用することが可能である。
Thus, in the present invention, utilizing the fact that the graphite crucible supporting the quartz crucible can be divided into two parts, the graphite crucible and the quartz crucible supported therein are opened by mechanically opening the graphite crucible to the left and right. The polycrystalline silicon inside is dropped, and the quartz crucible and polycrystalline silicon dropped in the collection container are collected.
This eliminates the need for crushing the quartz crucible and eliminates the need for crushing the quartz crucible and collecting it manually by the operator, making it extremely safe. Can do. Further, it is possible to save the trouble of taking out the fragments from the graphite crucible, greatly reduce the burden on the operator, and greatly improve the recovery efficiency.
Furthermore, since the risk of breaking the graphite crucible can be greatly reduced, it can be easily reused.
尚、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支持される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. Supported by the technical scope of the invention.
1…黒鉛ルツボ、 2…石英ルツボ、 3…多結晶シリコン、 4…回収容器、 5…リフター(垂直搬送機)、 6…空容器供給側コンベア、 7…回収済み容器搬出側コンベア、 8…転倒防止支え治具、 9…開閉テーブル、 10…立て爪、 11…テーブル開閉機構、
21…メインチャンバー、 22…引上げチャンバー、 23…単結晶、 24…原料融液、 25…石英ルツボ、 26…黒鉛ルツボ、 27…ヒーター、 28…断熱部材、 29…ガス流出口、 30…ガス導入口、 31…ガス整流筒、 32…遮熱部材、 33…ワイヤー、 34…種ホルダー、 35…種結晶、 36…シャフト。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記シリコン単結晶の引上げを終了した後、前記石英ルツボおよび前記多結晶シリコンを支持する前記黒鉛ルツボを左右開閉式のテーブルの上に載置し、前記テーブルを左右に機械的に開くことで前記2分割可能な黒鉛ルツボを左右に開かせ、該黒鉛ルツボ内に支持されていた石英ルツボおよび該石英ルツボ内に残留した多結晶シリコンを前記テーブルの下に設置した回収容器内に落下させることで、前記石英ルツボ及び前記多結晶シリコンを回収することを特徴とする石英ルツボ及び多結晶シリコンの回収方法。 In the Czochralski method, after the completion of pulling of the silicon single crystal from the silicon melt in the quartz crucible supported by the graphite crucible that can be divided into two, the quartz crucible and the remaining silicon melt are cooled and solidified. A recovery method for recovering polycrystalline silicon from the graphite crucible,
After finishing the pulling of the silicon single crystal, the graphite crucible supporting the quartz crucible and the polycrystalline silicon is placed on a left-right openable table, and the table is mechanically opened left and right to open the table A graphite crucible that can be divided into two parts is opened to the left and right, and the quartz crucible supported in the graphite crucible and the polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible are dropped into a collection container installed under the table. A method for recovering a quartz crucible and polycrystalline silicon, wherein the quartz crucible and the polycrystalline silicon are recovered.
少なくとも、左右開閉式のテーブルと、該テーブルを開閉する機構と、前記石英ルツボおよび前記多結晶シリコンを回収する回収容器とを備えるものであって、
前記テーブルは前記2分割可能な黒鉛ルツボを載置するものであって、
前記開閉する機構によって前記テーブルが左右に機械的に開かれると、前記黒鉛ルツボも左右に開かれるものであり、
前記黒鉛ルツボを左右に開かせることで、該黒鉛ルツボに支持されていた前記石英ルツボおよび該石英ルツボ内に残留している前記多結晶シリコンを、前記テーブルの下に設置した前記回収容器内に落下させて回収するものであることを特徴とする石英ルツボ及び多結晶シリコンの回収装置。 After pulling up the silicon single crystal from the silicon melt in the quartz crucible supported by the graphite crucible that can be divided into two by the Czochralski method, the quartz crucible and the remaining melt of the silicon melt are cooled and solidified. A recovery device for recovering silicon from within the graphite crucible,
At least, a left-right open / close table, a mechanism for opening and closing the table, and a recovery container for recovering the quartz crucible and the polycrystalline silicon,
The table is for placing the graphite crucible that can be divided into two parts,
When the table is mechanically opened left and right by the opening and closing mechanism, the graphite crucible is also opened left and right,
By opening the graphite crucible to the left and right, the quartz crucible supported by the graphite crucible and the polycrystalline silicon remaining in the quartz crucible are placed in the recovery container installed under the table. A quartz crucible and polycrystalline silicon recovery device, which is dropped and recovered.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007209196A JP4775343B2 (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Quartz crucible and polycrystalline silicon recovery method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007209196A JP4775343B2 (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Quartz crucible and polycrystalline silicon recovery method and apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009040654A JP2009040654A (en) | 2009-02-26 |
JP4775343B2 true JP4775343B2 (en) | 2011-09-21 |
Family
ID=40441805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007209196A Active JP4775343B2 (en) | 2007-08-10 | 2007-08-10 | Quartz crucible and polycrystalline silicon recovery method and apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4775343B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114032617B (en) * | 2021-11-09 | 2023-12-26 | 上海汉虹精密机械有限公司 | Action system for charging and taking crystals of silicon carbide crystal growth furnace |
CN115595654B (en) * | 2022-09-08 | 2023-05-05 | 吉林龙昌新能源有限责任公司 | Semiconductor graphite crucible lifting device of single crystal furnace |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09165290A (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Graphite crucible for lifting device for semiconductor single crystal and handling method for the same |
JP3250138B2 (en) * | 1996-01-12 | 2002-01-28 | 三菱マテリアル株式会社 | Graphite crucible for lifting equipment |
JPH09208400A (en) * | 1996-02-06 | 1997-08-12 | Sumitomo Sitix Corp | Crucible carrying carriage |
JP3023788B1 (en) * | 1999-05-10 | 2000-03-21 | 株式会社藤森技術研究所 | Method of separating inner crucible in single crystal semiconductor manufacturing apparatus and separating member thereof |
JP4994527B2 (en) * | 2000-07-13 | 2012-08-08 | Sumco Techxiv株式会社 | Crucible handling device and crucible handling kit |
JP2005179153A (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Kyocera Corp | Hanging tool for graphite crucible |
-
2007
- 2007-08-10 JP JP2007209196A patent/JP4775343B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009040654A (en) | 2009-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5080971B2 (en) | Method of charging molten source material into crystal manufacturing apparatus and melting apparatus assembly | |
JP4689373B2 (en) | How to reuse silicon | |
US20110158887A1 (en) | Apparatus and method of use for casting system with independent melting and solidification | |
US20200407874A1 (en) | Method for purification of silicon | |
JP6165994B2 (en) | Apparatus for receiving and transporting silicon rods and method for making polycrystalline silicon | |
US20110104036A1 (en) | Method and apparatus for purifying metallurgical grade silicon by directional solidification and for obtaining silicon ingots for photovoltaic use | |
US20130219967A1 (en) | Method and device for producing polycrystalline silicon blocks | |
JP4775343B2 (en) | Quartz crucible and polycrystalline silicon recovery method and apparatus | |
JP2010083685A (en) | Raw material feeding device and apparatus and method for producing single crystal | |
JP4187892B2 (en) | Metal purification apparatus and purification method | |
JP4562139B2 (en) | Single crystal pulling apparatus and raw silicon filling method | |
US4461671A (en) | Process for the manufacture of semiconductor wafers | |
JP4957731B2 (en) | Crucible handling equipment | |
JPH07172975A (en) | Raw material incorporation method for single crystal pulling up device and apparatus therefor | |
JP2005231969A (en) | Apparatus for growing silicon single crystal | |
CN112048763B (en) | Polycrystalline silicon secondary feeding device and polycrystalline silicon ingot casting equipment | |
JP2008087995A (en) | Single crystal pulling apparatus | |
US4485072A (en) | Apparatus and method of growing and discharging single crystals | |
JP2001226190A (en) | Method for recovering quartz crucible | |
KR100977614B1 (en) | Apparatus for seperating remains formed in ingot growing process | |
US20240208829A1 (en) | Method for obtaining purified silicon metal | |
JPH0640592Y2 (en) | Silicon single crystal growth equipment | |
JP2005200279A (en) | Method for manufacturing silicon ingot and solar battery | |
KR20130006815A (en) | Manufacturing method of solicon ingot using silicon seed | |
JP5849932B2 (en) | How to charge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110524 |
|
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: 20110531 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4775343 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |