JP6911799B2 - Clean booth for silicon polycrystalline filling work - Google Patents

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Description

本発明は、インゴット、特にはＣＺ法などによりシリコン単結晶を製造する際に溶融原料として用いるシリコン多結晶を原料容器内に充填する工程で使用するクリーンブースに関するものである。 The present invention relates to a clean booth used in a step of filling a raw material container with a silicon polycrystal used as a molten raw material when producing a silicon single crystal by an ingot, particularly a CZ method or the like.

従来、シリコン単結晶は主としてＣＺ法によって製造されている。ＣＺ法においては、まず、原料容器内にシリコン多結晶原料を充填し、黒鉛製ヒーターによって加熱して原料を溶融する。その溶融した原料に上軸の下端に取り付けられた種結晶を浸漬し、上軸を回転させながら、低速で引き上げることで、シリコン単結晶を成長させている。前記原料容器は、一般に石英ガラスルツボ（以下、石英ルツボ）が使用される。 Conventionally, silicon single crystals are mainly produced by the CZ method. In the CZ method, first, a silicon polycrystalline raw material is filled in a raw material container and heated by a graphite heater to melt the raw material. A seed crystal attached to the lower end of the upper shaft is immersed in the molten raw material, and the silicon single crystal is grown by pulling up the seed crystal at a low speed while rotating the upper shaft. A quartz glass crucible (hereinafter referred to as a quartz crucible) is generally used as the raw material container.

前記石英ルツボ内のシリコン多結晶は、清浄な状態で充填することが必要とされるため、一般に単結晶引上装置が設置されている空間（引上室）とは別の部屋（以下、原料準備室）で石英ルツボ内へ充填されている。近年のシリコン単結晶の大口径化、半導体素子の微細化により、大口径の石英ルツボを用い、石英ルツボ内へのシリコン多結晶充填工程を、より一層塵埃などで汚染されない環境で行うことが必要とされている。 Since the silicon polycrystal in the quartz crucible needs to be filled in a clean state, it is generally a room (hereinafter, raw material) different from the space (pulling room) in which the single crystal pulling device is installed. It is filled in the quartz crucible in the preparation room). Due to the recent increase in the diameter of silicon single crystals and the miniaturization of semiconductor devices, it is necessary to use a large-diameter quartz crucible and perform the silicon polycrystalline filling process in the quartz crucible in an environment that is not contaminated with dust or the like. It is said that.

先行技術である特許文献１では、クリーンブースまたはクリーンベンチで組み込み作業を行い引上装置内外のパーティクル汚染を防止すると共に、原料容器の上部開口部をフタによって閉塞した状態で搬送することにより、原料容器内の原料等の汚染や原料より発生する引上室のパーティクル汚染を防ぐことが開示されているが、組込作業の際（原料容器の上部開口部にフタを閉塞する前の状態）に原料より発生する塵埃がクリーンブースまたはクリーンベンチ内を汚染させ、クリーンブースまたはクリーンベンチの開口部から排出される排出空気や、原料容器を搬送するためにクリーンブースの出入口を開閉した際に排出される空気によりクリーンブースまたは原料準備室周辺が汚染される問題がある。 In Patent Document 1, which is a prior art, the raw material is carried in a clean booth or a clean bench to prevent particle contamination inside and outside the pulling device, and the upper opening of the raw material container is closed by a lid. It is disclosed to prevent contamination of raw materials in the container and particle contamination of the pull-up chamber generated from the raw materials, but during the assembling work (before closing the lid in the upper opening of the raw material container). Dust generated from raw materials contaminates the inside of the clean booth or clean bench, and is discharged when the exhaust air discharged from the opening of the clean booth or clean bench or when the doorway of the clean booth is opened or closed to transport the raw material container. There is a problem that the area around the clean booth or the raw material preparation room is contaminated by the air.

例えば、図３は従来の開放型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す断面図である。従来、原料準備室は、一般にＩＳＯ清浄度クラス４、或いはクラス５など引上室より清浄度が高く設定されており、石英ルツボ１７’内へのシリコン多結晶１８’充填作業は、前記原料準備室内に設置されたクリーンベンチや開放型のクリーンブース１’内で行われている。 For example, FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a conventional clean booth for open type silicon polycrystalline filling work. Conventionally, the raw material preparation room is generally set to have a higher cleanliness than the pull-up room such as ISO cleanliness class 4 or class 5, and the silicon polycrystal 18'filling work in the quartz crucible 17'is the raw material preparation. It is held in a clean bench installed indoors and in an open type clean booth 1'.

シリコン多結晶１８’は、清浄な例えばビニール袋に保管されているが、石英ルツボ１７’に充填するために開封され、石英ルツボ１７’内に充填される。開放型のクリーンブース１’は、例えばビニールシート２２などによりクリーンブース１’の側面が覆われ、装置外空気１３’（原料準備室の清浄な空気）をファン・フィルター装置３’（ＦＦＵ）により吸い込み、さらに清浄な空気１１’を装置内に供給するため、原料準備室より装置内は加圧となる。装置内の加圧空気はクリーンブース１’の側面を覆うビニールシート２２などの下部に設けられた開放部より装置外に排出される空気２３として排出される。例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶１８’の石英ルツボ１７’内への充填の際に、シリコン多結晶１８’から発生した塵埃が、前記開放型のクリーンブース１’から装置外に排出される空気２３と一緒に排出され、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボ、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボを汚染させる問題が発生してきた。特に半導体素子の微細化が進む近年では、前記石英ルツボの汚染、治具の汚染の影響が顕在化しており、その汚染の対策として例えば石英ルツボ、治具保管用のクリーンブースなどの設置が必要とされてきた。 The silicon polycrystalline 18'is stored in a clean, eg, plastic bag, but is opened to fill the quartz crucible 17'and is filled into the quartz crucible 17'. In the open type clean booth 1', the side surface of the clean booth 1'is covered with, for example, a vinyl sheet 22, and the air outside the device 13'(clean air in the raw material preparation room) is collected by the fan filter device 3'(FFU). In order to suck in and supply clean air 11'to the inside of the device, the inside of the device is pressurized from the raw material preparation room. The pressurized air inside the device is discharged as air 23 discharged to the outside of the device from an open portion provided at the bottom such as a vinyl sheet 22 covering the side surface of the clean booth 1'. For example, when the plastic bag is opened and the silicon polycrystalline 18'is filled into the quartz rut 17', the dust generated from the silicon polycrystalline 18'is discharged to the outside of the device from the open type clean booth 1'. Other equipment and jigs that are discharged together with the air 23 and are installed in the raw material preparation room, or the stored quartz quartz pot before filling with silicon polycrystal, and the quartz rut that has been filled with silicon polycrystal. There has been a problem of polluting. In particular, in recent years when semiconductor elements have become finer, the effects of contamination of quartz crucibles and jigs have become apparent, and it is necessary to install, for example, quartz crucibles and clean booths for storing jigs as countermeasures against such contamination. Has been said.

特開平７−１７２９７５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-172975

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、ＣＺ法（チョクラルスキー法）などによってシリコン単結晶を製造する際に、溶融原料として用いるシリコン多結晶を原料容器内に充填する工程で発生する塵埃によって周囲を汚染させないクリーンブースを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when a silicon single crystal is produced by a CZ method (Czochralski method) or the like, a silicon polycrystal used as a molten raw material is filled in a raw material container. The purpose is to provide a clean booth that does not pollute the surroundings with dust generated in the process.

上記課題を解決するために、本発明は、シリコン多結晶を石英ルツボ内に充填するためのクリーンブースであって、該クリーンブースは天井面、側面、及び、床面により密閉され、前記側面に配置された出入口と、前記天井面に配置されたファン・フィルター装置と、前記側面の下部に配置された排気口とを有し、前記天井面に配置された前記ファン・フィルター装置により清浄な空気を前記クリーンブース内部に送風し、前記クリーンブース内の空気を前記排気口から排気し、排気された空気を前記ファン・フィルター装置に戻すことで、前記クリーンブース内部の空気を循環させ、前記クリーンブース内にダウンフローを形成させ、前記出入口を開放する際の前記クリーンブース内部の圧力を、前記クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものであることを特徴とするシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a clean booth for filling a quartz crystallite in a quartz rut, and the clean booth is sealed by a ceiling surface, a side surface, and a floor surface, and is sealed on the side surface. Clean air by the fan filter device arranged on the ceiling surface, having an arranged entrance / exit, a fan filter device arranged on the ceiling surface, and an exhaust port arranged on the lower part of the side surface. Is blown into the clean booth, the air in the clean booth is exhausted from the exhaust port, and the exhausted air is returned to the fan filter device to circulate the air inside the clean booth and clean the clean booth. A device having a control mechanism for forming a downflow in the booth and controlling the pressure inside the clean booth when the doorway is opened so that the pressure inside the clean booth becomes the same pressure or a negative pressure with respect to the pressure outside the clean booth. Provide a clean booth for silicon polycrystalline filling work, which is characterized by the above.

このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、石英ルツボ内へのシリコン多結晶充填作業において、例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶の石英ルツボ内への充填の際に、シリコン多結晶から発生する塵埃がブース外に排出されない密閉型のクリーンブースを提供し、原料準備室の汚染を抑制することが可能となる。 In such a clean booth for silicon polycrystalline filling work, in the silicon polycrystalline filling work in the quartz rug, for example, when opening a plastic bag and filling the quartz tub with silicon polycrystalline, It is possible to provide a closed clean booth in which dust generated from silicon polycrystals is not discharged to the outside of the booth, and to suppress contamination of the raw material preparation room.

このとき、前記制御機構は、前記出入口を開放する際、前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差が−２〜０Ｐａであるように制御するものであることが好ましい。 At this time, it is preferable that the control mechanism controls so that the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth is -2 to 0 Pa when the doorway is opened.

このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、クリーンブースの出入口を開放する際に、密閉型のクリーンブース内で発生した塵埃が装置外に排出されず、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボや、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボへの汚染を防止することが可能となる。 In such a clean booth for silicon polycrystalline filling work, when the doorway of the clean booth is opened, the dust generated in the closed clean booth is not discharged to the outside of the device and is installed in the raw material preparation room. It is possible to prevent contamination of other devices and jigs, the stored quartz crystallites before filling, and the stored silicon polycrystals that have been filled.

また、前記制御機構は、前記出入口の開放の指令をするための扉スイッチ・センサーと、該扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受ける制御部と、前記クリーンブースへの装置外空気の吸気量を調整する吸気のダンパーと、前記ファン・フィルターから前記クリーンブース内部への送風量を調整する送風のダンパーと、前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を検出する差圧センサーとを有し、前記制御部は、前記扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受け、前記出入口を開放する前に、前記ファン・フィルター装置の出力を低下させ、前記吸気のダンパーの開度及び前記送風のダンパーの開度を可変させることで、前記クリーンブース内部の圧力を調整し、前記差圧センサーにより前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を確認後に、前記出入口を開放させるものであることが好ましい。 Further, the control mechanism includes a door switch sensor for commanding the opening of the doorway, a control unit that receives a command for opening the doorway from the door switch sensor, and air outside the device to the clean booth. A pressure difference that detects the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth. Having a sensor, the control unit receives a command to open the doorway from the door switch sensor, reduces the output of the fan filter device before opening the doorway, and reduces the output of the intake air. The pressure inside the clean booth is adjusted by varying the opening degree of the air blower and the opening degree of the blower damper, and after confirming the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth by the differential pressure sensor, the above It is preferable that the doorway is opened.

このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、簡単かつ確実に出入口の開放時のクリーンブース内部の圧力を外部と同圧または負圧にすることができ、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボや、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボへの汚染をより一層防止することが可能となる。 With such a clean booth for silicon polycrystalline filling work, the pressure inside the clean booth when the doorway is opened can be easily and surely set to the same pressure as the outside or negative pressure, and it is installed in the raw material preparation room. It is possible to further prevent contamination of other devices and jigs, the stored quartz crystallites before filling, and the stored silicon polycrystals that have been filled.

また、前記吸気のダンパーによって吸気された装置外空気及び前記排気口から排気された空気の一部を取り込むための空調ラインと、該空調ラインと接続されたクリーンルーム用空調装置とを有し、該クリーンルーム用空調装置によって、前記空調ラインから取り込まれた前記装置外空気及び前記排気された空気の一部を空気調和し、該空気調和された空気を前記ファン・フィルター装置に供給するものであることが好ましい。 Further, it has an air-conditioning line for taking in a part of the air outside the device taken in by the intake damper and a part of the air exhausted from the exhaust port, and an air-conditioning device for a clean room connected to the air-conditioning line. The air conditioner for a clean room shall air-condition the outside air taken from the air-conditioning line and a part of the exhausted air, and supply the air-conditioned air to the fan filter device. Is preferable.

このようなシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、密閉型クリーンブースの内部照明や作業者による発熱による作業環境の悪化を抑制することが可能となる。 With such a clean booth for silicon polycrystalline filling work, it is possible to suppress deterioration of the work environment due to internal lighting of the closed clean booth and heat generated by the operator.

本発明のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、シリコン多結晶の充填作業において、例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶の石英ルツボ内への充填の際に、シリコン多結晶から発生する塵埃を装置外に排出されない密閉型のクリーンブースを提供し、原料準備室の汚染を抑制することが可能となる。従って、石英ルツボ内へのシリコン多結晶の充填工程を、より一層塵埃などで汚染されない環境で行うことが可能となる。 In the clean booth for the silicon polycrystal filling work of the present invention, in the silicon polycrystal filling work, for example, when opening a plastic bag and filling the silicon polycrystal into a quartz rut, the silicon polycrystal is used. It is possible to provide a closed clean booth in which the generated dust is not discharged to the outside of the device, and to suppress contamination of the raw material preparation room. Therefore, the step of filling the quartz crucible with silicon polycrystals can be performed in an environment that is not further contaminated with dust or the like.

本発明の密閉型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the clean booth for the closed type silicon polycrystalline filling work of this invention. 本発明の密閉型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the clean booth for the closed type silicon polycrystalline filling work of this invention. 従来の開放型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of the clean booth for the conventional open type silicon polycrystalline filling work. 実施例におけるクリーンブースが設置された原料準備室を示す上面図（ａ）、及び、比較例１におけるクリーンブースが設置された原料準備室を示す上面図（ｂ）である。It is the top view (a) which shows the raw material preparation room which installed the clean booth in Example, and (b) which shows the raw material preparation room which installed the clean booth in Comparative Example 1.

上述のように、従来のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースでは、組込作業の際（原料容器の上部開口部にフタを閉塞する前の状態）に原料より発生する塵埃によりクリーンブースまたはクリーンベンチ内が汚染され、クリーンブースまたはクリーンベンチの開口部から排出される排出空気や、原料容器を搬送するためにクリーンブースの出入口を開閉した際に排出される空気によりクリーンブースまたは原料準備室周辺が汚染されてしまう問題があった。 As described above, in the conventional clean booth for silicon polycrystalline filling work, the clean booth or clean is performed by the dust generated from the raw material during the assembling work (the state before the lid is closed in the upper opening of the raw material container). The area around the clean booth or raw material preparation room is contaminated by the air discharged from the clean booth or the opening of the clean bench and the air discharged when the doorway of the clean booth is opened and closed to transport the raw material container. There was a problem that it was contaminated.

そして、本発明者らは上記の問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、シリコン多結晶を原料容器内に充填する際に、シリコン多結晶から発生する塵埃がブース外に排出されない密閉型のクリーンブースであり、クリーンブースの出入口を開放する際、クリーンブース内部の圧力を、クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものであれば、クリーンブースまたは原料準備室周辺の汚染を抑制することが可能となることを見出し、本発明に到達した。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have conducted a sealed type in which dust generated from the silicon polycrystal is not discharged to the outside of the booth when the silicon polycrystal is filled in the raw material container. If it is a clean booth and has a control mechanism that controls the pressure inside the clean booth to be the same pressure or negative pressure with respect to the pressure outside the clean booth when opening the entrance and exit of the clean booth. We have found that it is possible to suppress contamination around a clean booth or a raw material preparation room, and arrived at the present invention.

即ち、本発明の装置は、シリコン多結晶を石英ルツボ内に充填するためのクリーンブースであって、該クリーンブースは天井面、側面、及び、床面により密閉され、前記側面に配置された出入口と、前記天井面に配置されたファン・フィルター装置と、前記側面の下部に配置された排気口とを有し、前記天井面に配置された前記ファン・フィルター装置により清浄な空気を前記クリーンブース内部に送風し、前記クリーンブース内の空気を前記排気口から排気し、排気された空気を前記ファン・フィルター装置に戻すことで、前記クリーンブース内部の空気を循環させ、前記クリーンブース内にダウンフローを形成させ、前記出入口を開放する際の前記クリーンブース内部の圧力を、前記クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものである。 That is, the apparatus of the present invention is a clean booth for filling a quartz crystallite with silicon polycrystals, and the clean booth is sealed by a ceiling surface, a side surface, and a floor surface, and an entrance / exit arranged on the side surface. The clean booth has a fan filter device arranged on the ceiling surface and an exhaust port arranged on the lower part of the side surface, and clean air is blown by the fan filter device arranged on the ceiling surface. By blowing air into the inside, exhausting the air in the clean booth from the exhaust port, and returning the exhausted air to the fan filter device, the air inside the clean booth is circulated and down into the clean booth. It has a control mechanism that controls the pressure inside the clean booth when a flow is formed and the entrance / exit is opened so that the pressure inside the clean booth becomes the same pressure or a negative pressure with respect to the pressure outside the clean booth.

以下、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited thereto.

まず、本発明のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースについて説明する。図１は、本発明の密閉型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す断面図である。また、図２は、本発明の密閉型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースの例を示す斜視図である。シリコン多結晶充填作業用のクリーンブースは、清浄な原料準備室内に配置される。 First, the clean booth for the silicon polycrystalline filling work of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a clean booth for a closed-type silicon polycrystalline filling operation of the present invention. Further, FIG. 2 is a perspective view showing an example of a clean booth for the closed-type silicon polycrystalline filling work of the present invention. A clean booth for silicon polycrystalline filling work will be located in a clean raw material preparation room.

前述の通り、図１及び図２に示すように、密閉型のクリーンブース１は、側面および天井面をパネルおよび床面で完全に密閉され、側面に出入口２０が設けられている。パネルは、空調効率を上げるためにクリーンルーム用高断熱パネル、クリーンルーム用シーラントで高気密を保ち、出入口２０は、可動部に樹脂ベルト駆動や防塵カバーを具備し発塵防止を考慮した自動扉にすることが望ましい。また、出入口２０を設けた側面以外の側面に床面から３００ｍｍの高さ以内に排気口４を設け、循環ライン１４によって接続されたファン・フィルター装置３（ＦＦＵ）により排気された空気１０を循環し、清浄な空気１１をクリーンブース内部に供給することでダウンフロー（層流）を形成する。また、密閉型のクリーンブース１の内部照明や作業者２１の発熱による作業環境の悪化を抑制するため、排気された空気１０の一部を空調ライン１５に分岐し、クリーンルーム用空調装置２にて空気調和し、ファン・フィルター装置３に供給する事も可能である。さらに、作業者のために新鮮な空気である装置外空気１３（原料準備室の清浄な空気）を取り込むと共に、密閉型のクリーンブース１内がブース外の原料準備室より加圧されすぎないように清浄排出空気１２を排出する。前記装置外空気１３と清浄排出空気１２は、クリーンブース１内部とクリーンブース１外部との圧力差を検出する差圧センサー７により吸気のダンパー８及び送風のダンパー９の開度を調整し、出入口２０が閉まっている状態では−２〜＋２Ｐａ程度で制御されている。なお、清浄排出空気１２は、ファン・フィルター装置３を通過した清浄な空気を発塵の影響を受けない所定の高さの位置から直接排出するため、清浄排出空気１２よる装置外の原料準備室への汚染はない。 As described above, as shown in FIGS. 1 and 2, in the closed type clean booth 1, the side surface and the ceiling surface are completely sealed by the panel and the floor surface, and the entrance / exit 20 is provided on the side surface. The panel is kept highly airtight with a highly insulated panel for clean rooms and a sealant for clean rooms in order to improve air conditioning efficiency, and the doorway 20 is an automatic door equipped with a resin belt drive and dustproof cover on the movable part to prevent dust generation. Is desirable. Further, an exhaust port 4 is provided within a height of 300 mm from the floor surface on a side surface other than the side surface provided with the entrance / exit 20, and the air 10 exhausted by the fan filter device 3 (FFU) connected by the circulation line 14 is circulated. Then, the clean air 11 is supplied to the inside of the clean booth to form a downflow (laminar flow). Further, in order to suppress deterioration of the working environment due to the internal lighting of the closed clean booth 1 and the heat generated by the worker 21, a part of the exhausted air 10 is branched to the air conditioning line 15 and used in the clean room air conditioner 2. It is also possible to harmonize the air and supply it to the fan / filter device 3. Further, the device outside air 13 (clean air in the raw material preparation room), which is fresh air for the worker, is taken in, and the inside of the closed clean booth 1 is not over-pressurized from the raw material preparation room outside the booth. Clean exhaust air 12 is discharged. The outside air 13 of the device and the clean exhaust air 12 adjust the opening degrees of the intake damper 8 and the blower damper 9 by the differential pressure sensor 7 that detects the pressure difference between the inside of the clean booth 1 and the outside of the clean booth 1, and enter and exit the device. When 20 is closed, it is controlled at about -2 to + 2 Pa. Since the clean exhaust air 12 directly discharges the clean air that has passed through the fan / filter device 3 from a predetermined height position that is not affected by dust generation, the raw material preparation room outside the device by the clean discharge air 12. There is no pollution to.

出入口２０は、石英ルツボ１７内へシリコン多結晶１８を充填するために、前記石英ルツボ１７、及びシリコン多結晶１８、その他充填治具を密閉型のクリーンブース１内に搬入する場合、あるいは、石英ルツボ１７内へシリコン多結晶１８を充填完了したものを搬出する場合に開放される。本発明のクリーンブース１は、クリーンブース１の出入口２０を開放する際のクリーンブース内部の圧力を制御するための制御機構２５を有する。該制御機構２５において、前記出入口２０は扉スイッチ・センサー６により、開放指令が制御部１９に伝達される。制御部１９は、即座にファン・フィルター装置３のモーター出力を低下させ循環風量を減らすと同時に清浄排出空気１２の排出量を調整する送風のダンパー９、及び、装置外空気１３の給気量を調整する吸気のダンパー８の開度を可変させ、差圧センサー７で検出される差圧を−２〜０Ｐａ、すなわち、密閉型のクリーンブース１内が原料準備室と同圧、または、原料準備室よりわずかに減圧状態にする。制御部１９は差圧センサー７が前記条件の−２〜０Ｐａを示すことを確認した後、出入口２０を開放させ、前記石英ルツボ１７、シリコン多結晶１８などの搬出入を可能とさせる。上述の通り、密閉型のクリーンブース１内と原料準備室との差圧を−２〜０Ｐａとすることで、密閉型のクリーンブース１内で、例えばビニール袋の開封、及び、シリコン多結晶１８の石英ルツボ１７内への充填の際に、シリコン多結晶１８からの塵埃が装置外に排出されず、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶１８の充填前の石英ルツボや、シリコン多結晶１８を充填完了した石英ルツボへの汚染を防止することができる。 The entrance / exit 20 is used when the quartz crystallite 17 and the silicon polycrystalline 18 and other filling jigs are carried into the closed clean booth 1 in order to fill the quartz crystallite 18 into the quartz quartz pot 17, or quartz. It is opened when the silicon polycrystal 18 that has been filled into the rutsubo 17 is carried out. The clean booth 1 of the present invention has a control mechanism 25 for controlling the pressure inside the clean booth when the doorway 20 of the clean booth 1 is opened. In the control mechanism 25, an opening command is transmitted to the control unit 19 by the door switch sensor 6 at the doorway 20. The control unit 19 immediately reduces the motor output of the fan / filter device 3 to reduce the circulating air volume, and at the same time, adjusts the discharge amount of the clean exhaust air 12 and the air supply amount of the blower damper 9 and the air outside the device 13. The opening degree of the intake air damper 8 to be adjusted is changed, and the differential pressure detected by the differential pressure sensor 7 is -2 to 0 Pa, that is, the pressure inside the closed clean booth 1 is the same as that of the raw material preparation room, or the raw material preparation. Depressurize slightly from the room. After confirming that the differential pressure sensor 7 exhibits -2 to 0 Pa of the above conditions, the control unit 19 opens the entrance / exit 20 to enable loading / unloading of the quartz crucible 17, silicon polycrystal 18, and the like. As described above, by setting the differential pressure between the closed clean booth 1 and the raw material preparation room to -2 to 0 Pa, for example, the plastic bag can be opened and the silicon polycrystalline 18 can be opened in the closed clean booth 1. Dust from the silicon polycrystal 18 is not discharged to the outside of the device when the quartz rut pot 17 is filled, and other devices and jigs installed in the raw material preparation room, or a large amount of silicon stored. It is possible to prevent contamination of the quartz rug before filling the crystal 18 and the quartz rug that has been filled with the silicon polycrystal 18.

また、本発明の密閉型のクリーンブース１では、静電気除去装置１６を設けることでパネルに塵埃が吸着されにくく、前記出入口２０を設けた側面以外の側面に床面から３００ｍｍの高さ以内に排気口４を設け、ファン・フィルター装置３により排気された空気１０を循環し、清浄な空気１１を供給することでダウンフロー（層流）を形成することで塵埃を効率よく除去可能である。また、排気口４に脱着可能な１次フィルター５を設置することにより容易に塵埃を回収することに加え、ファン・フィルター装置３のフィルター寿命を延命させることもできる。前記静電気除去装置１６は、例えばイオナイザーを設置することができるが、循環空気を清浄な水（純水）で加湿し相対湿度４０〜６５％とする事で静電気発生を抑制することもできる。 Further, in the closed type clean booth 1 of the present invention, by providing the static electricity removing device 16, dust is less likely to be adsorbed on the panel, and the air is exhausted within a height of 300 mm from the floor surface on the side surface other than the side surface provided with the entrance / exit 20. Dust can be efficiently removed by providing a port 4, circulating the air 10 exhausted by the fan filter device 3, and supplying clean air 11 to form a downflow (laminar flow). Further, by installing the removable primary filter 5 in the exhaust port 4, in addition to easily collecting dust, the life of the filter of the fan filter device 3 can be extended. In the static electricity removing device 16, for example, an ionizer can be installed, but the generation of static electricity can also be suppressed by humidifying the circulating air with clean water (pure water) to a relative humidity of 40 to 65%.

このように、本発明のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースであれば、図３に示される従来の開放型のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブースのように、シリコン多結晶１８’から発生した塵埃を開放型のクリーンブース１’から装置外に排出する空気２３として排出することがないため、原料準備室に設置されている他の装置や治具、または、保管されているシリコン多結晶の充填前の石英ルツボ、シリコン多結晶を充填完了した石英ルツボの汚染を抑制することが可能となる。 As described above, in the clean booth for the silicon polycrystalline filling work of the present invention, it is generated from the silicon polycrystalline 18'like the conventional clean booth for the open type silicon polycrystalline filling work shown in FIG. Since the dust is not discharged as air 23 to be discharged to the outside of the device from the open type clean booth 1', other devices and jigs installed in the raw material preparation room, or the stored silicon polycrystal. It is possible to suppress the contamination of the quartz rutsubo before filling and the quartz rutsubo which has been filled with silicon polycrystal.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

（実施例）
図４（ａ）に示すように、原料準備室２４に配置された図１のような本発明の密閉型のクリーンブースにて、石英ルツボ内に多結晶シリコンの充填作業を行い、装置外である原料準備室の汚染量を測定した。
クリーンブースには、静電気除去装置としてイオナイザーを、排気口に１次フィルターなどを設置した。
本発明の密閉型のクリーンブース内と原料準備室の差圧は、出入口２０が閉時においては１Ｐａ、出入口が開時の差圧は−１Ｐａとなるように制御した。 (Example)
As shown in FIG. 4A, the quartz crucible was filled with polycrystalline silicon in the closed clean booth of the present invention as shown in FIG. 1 arranged in the raw material preparation chamber 24, and outside the apparatus. The amount of contamination in a raw material preparation room was measured.
In the clean booth, an ionizer was installed as an antistatic device, and a primary filter was installed at the exhaust port.
The differential pressure between the closed clean booth and the raw material preparation room of the present invention was controlled to be 1 Pa when the doorway 20 was closed and -1 Pa when the doorway was open.

充填作業で使用した石英ルツボ口径は直径８００ｍｍ、多結晶充填量は４００ｋｇとした。測定は、ＩＳＯ２１５０１−４（ＪＩＳ Ｂ ９９２１）適合の気中パーティクルカウンターをクリーンブース内の中央、床面高さ１ｍのクリーンブース内測定点Ａ１に設置して行った。また、クリーンブース外の原料準備室ではクリーンブースの出入口２０から１ｍ、床面からの高さ１ｍのクリーンブース外測定点Ａ２に設置して測定した。 The quartz crucible diameter used in the filling operation was 800 mm in diameter, and the polycrystalline filling amount was 400 kg. The measurement was carried out by installing an ISO21501-4 (JIS B 9921) compliant aerial particle counter in the center of the clean booth at the measurement point A1 in the clean booth with a floor height of 1 m. Further, in the raw material preparation room outside the clean booth, the measurement was performed by installing the measurement point A2 outside the clean booth at a height of 1 m from the floor surface and 1 m from the entrance / exit 20 of the clean booth.

クリーンブース内、およびクリーンブース外である原料準備室共に連続して測定を行い、清浄度として１ｍ３内のパーティクル(粒度０．３μｍ以上)個数の最大値を比較した。また測定は、充填作業を行っていない定常時、充填の作業中、及び、クリーンブースの出入口開放時の各条件で行った。 Measurements were continuously performed in both the raw material preparation room inside the clean booth and outside the clean booth, and the maximum number of particles (particle size 0.3 μm or more) within 1 m 3 was compared as the cleanliness. In addition, the measurement was performed under each condition of the steady state when the filling work was not performed, during the filling work, and when the doorway of the clean booth was opened.

（比較例１）
従来の技術である図３のような開放型のクリーンブース１’を用い、図４（ｂ）に示すように原料準備室２４’に配置し、気中パーティクルカウンターをクリーンブース内の中央、床面高さ１ｍのクリーンブース内測定点Ｂ１に設置し、クリーンブース外の原料準備室ではクリーンブースの出入口２０’から１ｍ、床面からの高さ１ｍのクリーンブース外測定点Ｂ２に設置した以外は、実施例と同じ条件で実施した。なお、実施例及び比較例におけるそれぞれの充填作業は単独で行った。 (Comparative Example 1)
Using the open type clean booth 1'as shown in FIG. 3, which is a conventional technique, it is arranged in the raw material preparation room 24'as shown in FIG. 4 (b), and the aerial particle counter is placed in the center and floor of the clean booth. It was installed at the measurement point B1 inside the clean booth with a surface height of 1 m, and in the raw material preparation room outside the clean booth, it was installed at the measurement point B2 outside the clean booth 1 m from the entrance 20'of the clean booth and 1 m above the floor. Was carried out under the same conditions as in the examples. The filling work in each of the examples and the comparative examples was performed independently.

表１に実施例及び比較例１におけるそれぞれの測定点、及び、各条件でのパーティクル個数の最大値を示す。 Table 1 shows each measurement point in Example and Comparative Example 1 and the maximum value of the number of particles under each condition.

Figure 0006911799
Figure 0006911799

表２にＩＳＯ清浄度クラス（測定粒径０．３μｍ以上）の上限濃度を記す。 Table 2 shows the upper limit concentration of the ISO cleanliness class (measured particle size of 0.3 μm or more).

Figure 0006911799
Figure 0006911799

定常時クリーンブース外測定点Ａ２、クリーンブース外測定点Ｂ２から分かるように、原料準備室は、ＩＳＯ清浄度クラス４である。従来技術（比較例１）では、作業中開放型のクリーンブース１’内で１００，０００個以上の塵埃が発生し（作業中クリーンブース内測定点Ｂ１）、その一部が装置外の原料準備室に排出されていた（作業中クリーンブース外測定点Ｂ２）。このとき、比較例１の原料準備室２４’は、ＩＳＯ清浄度クラス５〜６まで汚染されていることがわかった。一方、本発明のクリーンブースを用いた実施例では、密閉型のクリーンブースを用いているため作業中でも装置外の原料準備室（作業中クリーンブース外測定点Ａ２）のパーティクル個数は全く変化せず、作業終了後に出入口を開放した状態でも、装置外（出入口開放時クリーンブース外測定点Ａ２）のパーティクル個数は全く変化せず、密閉型のクリーンブース１内の塵埃が装置外へ排出されていないことを証明できた。また、本発明では、静電気除去装置としてイオナイザーを、排気口に１次フィルターなどを設置することで、塵埃がパネルに吸着されず、ダウンフローにより塵埃を効率よく回収できることも確認できた（作業中クリーンブース内測定点Ａ１とクリーンブース内測定点Ｂ１の差異）。 As can be seen from the measurement point A2 outside the clean booth and the measurement point B2 outside the clean booth at all times, the raw material preparation room is ISO cleanliness class 4. In the conventional technique (Comparative Example 1), 100,000 or more pieces of dust are generated in the open type clean booth 1'during work (measurement point B1 in the clean booth during work), and a part of the dust is prepared outside the device. It was discharged into the room (measurement point B2 outside the clean booth during work). At this time, it was found that the raw material preparation room 24'of Comparative Example 1 was contaminated with ISO cleanliness classes 5 to 6. On the other hand, in the embodiment using the clean booth of the present invention, since the closed clean booth is used, the number of particles in the raw material preparation room outside the apparatus (measurement point A2 outside the clean booth during work) does not change at all even during work. Even when the doorway is opened after the work is completed, the number of particles outside the device (measurement point A2 outside the clean booth when the doorway is open) does not change at all, and the dust inside the sealed clean booth 1 is not discharged to the outside of the device. I was able to prove that. Further, in the present invention, it was confirmed that by installing an ionizer as an antistatic device and a primary filter or the like at the exhaust port, dust is not adsorbed on the panel and dust can be efficiently collected by downflow (during work). Difference between measurement point A1 in clean booth and measurement point B1 in clean booth).

（比較例２）
さらに本発明と同様な密閉型のクリーンブースではあるが、出入口の開閉時にクリーンブース内の室圧を制御しない密閉型のクリーンブースでも同一条件（石英ルツボ口径、シリコン多結晶充填量、測定条件）でクリーンブース内とクリーンブース外である原料準備室の清浄度を測定した。気中パーティクルカウンターを、実施例と同様に設置し、クリーンブース内の測定点をＣ１、クリーンブース外の測定点をＣ２とした。 (Comparative Example 2)
Further, although it is a closed type clean booth similar to the present invention, the same conditions are applied to a closed type clean booth in which the chamber pressure in the clean booth is not controlled when opening and closing the doorway (quartz crucible diameter, silicon polycrystalline filling amount, measurement conditions). The cleanliness of the raw material preparation room inside and outside the clean booth was measured. The aerial particle counter was installed in the same manner as in the embodiment, and the measurement point inside the clean booth was set to C1 and the measurement point outside the clean booth was set to C2.

表３に比較例２におけるそれぞれの測定点、及び、各条件でのパーティクル個数の最大値を示す。 Table 3 shows each measurement point in Comparative Example 2 and the maximum value of the number of particles under each condition.

Figure 0006911799
Figure 0006911799

クリーンブース内測定点Ａ１とクリーンブース内測定点Ｃ１の作業中のクリーンブース内のパーティクル個数の最大値は殆ど同じであり、前述実施例のように静電気除去装置としてイオナイザーを、排気口に１次フィルターなどを設置することで、パネルに塵埃が吸着されず、従来の技術である開放型のクリーンブースを用いた場合（比較例１）と比較して、ダウンフローにより塵埃をより効率よく回収可能であることも確認できた（作業中クリーンブース内測定点Ｂ１とクリーンブース内測定点Ｃ１の差異）。 The maximum number of particles in the clean booth during work at the measurement point A1 in the clean booth and the measurement point C1 in the clean booth is almost the same. By installing a filter or the like, dust is not adsorbed on the panel, and dust can be collected more efficiently by downflow compared to the case of using the open type clean booth which is the conventional technology (Comparative Example 1). (Difference between measurement point B1 in clean booth and measurement point C1 in clean booth during work).

比較例２において、作業終了後に出入口を開放した状態では、室圧を制御していないため密閉型のクリーンブース内の塵埃が装置外へ排出されていた（出入口開放時クリーンブース外測定点Ｃ２点）。 In Comparative Example 2, when the doorway was opened after the work was completed, dust in the closed clean booth was discharged to the outside of the device because the room pressure was not controlled (measurement point C2 outside the clean booth when the doorway was opened). ).

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and any object having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect and effect is the present invention. Is included in the technical scope of.

１、１’…クリーンブース、 ２…クリーンルーム用空調装置、
３、３’…ファン・フィルター装置、 ４…排気口、 ５…１次フィルター、
６…扉スイッチ・センサー、 ７…差圧センサー、 ８…吸気のダンパー、
９…送風のダンパー、 １０…排気された空気、 １１、１１’…清浄な空気、
１２…清浄排出空気、 １３、１３’…装置外空気、 １４…循環ライン、
１５…空調ライン、 １６…静電気除去装置、 １７、１７’…石英ルツボ、
１８、１８’…シリコン多結晶、 １９…制御部、 ２０、２０’…出入口、
２１…作業者、 ２２…ビニールシート、 ２３…装置外に排出される空気、
２４、２４’…原料準備室、 ２５…制御機構、
Ａ１、Ｂ１…クリーンブース内測定点、
Ａ２、Ｂ２…クリーンブース外測定点。 1, 1'... clean booth, 2 ... clean room air conditioner,
3, 3'... fan filter device, 4 ... exhaust port, 5 ... primary filter,
6 ... Door switch sensor, 7 ... Differential pressure sensor, 8 ... Intake damper,
9 ... Blower damper, 10 ... Exhausted air, 11, 11'... Clean air,
12 ... Clean exhaust air, 13, 13'... Air outside the device, 14 ... Circulation line,
15 ... Air conditioning line, 16 ... Static eliminator, 17, 17'... Quartz crucible,
18, 18'... Silicon polycrystal, 19 ... Control unit, 20, 20' ... Doorway,
21 ... Worker, 22 ... Vinyl sheet, 23 ... Air discharged to the outside of the device,
24, 24'... Raw material preparation room, 25 ... Control mechanism,
A1, B1 ... Measurement points in the clean booth,
A2, B2 ... Measurement points outside the clean booth.

Claims (3)

シリコン多結晶を石英ルツボ内に充填するためのクリーンブースであって、
該クリーンブースは天井面、側面、及び、床面により密閉され、
前記側面に配置された出入口と、
前記天井面に配置されたファン・フィルター装置と、
前記側面の下部に配置された排気口とを有し、
前記天井面に配置された前記ファン・フィルター装置により清浄な空気を前記クリーンブース内部に送風し、前記クリーンブース内の空気を前記排気口から排気し、排気された空気を前記ファン・フィルター装置に戻すことで、前記クリーンブース内部の空気を循環させ、前記クリーンブース内にダウンフローを形成させ、
前記出入口を開放する際の前記クリーンブース内部の圧力を、前記クリーンブース外部の圧力に対して、同圧または負圧となるように制御する制御機構を有するものであり、
前記制御機構は、前記出入口の開放の指令をするための扉スイッチ・センサーと、
該扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受ける制御部と、
前記クリーンブースへの装置外空気の吸気量を調整する吸気のダンパーと、
前記ファン・フィルターから前記クリーンブース内部への送風量を調整する送風のダンパーと、
前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を検出する差圧センサーとを有し、
前記制御部は、前記扉スイッチ・センサーからの前記出入口の開放の指令を受け、前記出入口を開放する前に、前記ファン・フィルター装置の出力を低下させ、前記吸気のダンパーの開度及び前記送風のダンパーの開度を可変させることで、前記クリーンブース内部の圧力を調整し、前記差圧センサーにより前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差を確認後に、前記出入口を開放させるものであることを特徴とするシリコン多結晶充填作業用のクリーンブース。 A clean booth for filling quartz crucibles with silicon polycrystals.
The clean booth is sealed by the ceiling, sides, and floor.
The doorway arranged on the side surface and
The fan filter device arranged on the ceiling surface and
It has an exhaust port located at the bottom of the side surface.
Clean air is blown into the clean booth by the fan filter device arranged on the ceiling surface, the air in the clean booth is exhausted from the exhaust port, and the exhausted air is sent to the fan filter device. By returning it, the air inside the clean booth is circulated and a downflow is formed in the clean booth.
The pressure inside the clean booth when opening the entrance, to the clean booth external pressure state, and are not having a control mechanism for controlling so that the same pressure or negative pressure,
The control mechanism includes a door switch sensor for commanding the opening of the doorway, and
A control unit that receives a command to open the doorway from the door switch sensor, and
An intake damper that adjusts the amount of intake air outside the device to the clean booth,
A blower damper that adjusts the amount of air blown from the fan filter to the inside of the clean booth,
It has a differential pressure sensor that detects the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth.
The control unit receives a command from the door switch sensor to open the doorway, reduces the output of the fan filter device before opening the doorway, opens the intake damper, and blows air. By varying the opening degree of the damper, the pressure inside the clean booth is adjusted, and after confirming the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth by the differential pressure sensor, the doorway is opened. clean booth for polycrystalline silicon filling operation, characterized in that. 前記制御機構は、前記出入口を開放する際、前記クリーンブース内部と前記クリーンブース外部との圧力差が−２〜０Ｐａであるように制御するものであることを特徴とする請求項１に記載のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブース。 The control mechanism according to claim 1, wherein the control mechanism controls the pressure difference between the inside of the clean booth and the outside of the clean booth to be -2 to 0 Pa when the doorway is opened. Clean booth for silicon polycrystalline filling work. 前記吸気のダンパーによって吸気された装置外空気及び前記排気口から排気された空気の一部を取り込むための空調ラインと、
該空調ラインと接続されたクリーンルーム用空調装置とを有し、
該クリーンルーム用空調装置によって、前記空調ラインから取り込まれた前記装置外空気及び前記排気された空気の一部を空気調和し、該空気調和された空気を前記ファン・フィルター装置に供給するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリコン多結晶充填作業用のクリーンブース。 An air conditioning line for taking in a part of the air outside the device taken in by the intake damper and a part of the air exhausted from the exhaust port.
It has an air conditioner for a clean room connected to the air conditioner line, and has an air conditioner for a clean room.
The clean room air conditioner harmonizes a part of the outside air taken in from the air conditioning line and the exhausted air, and supplies the air conditioned air to the fan filter device. The clean booth for the silicon polycrystalline filling work according to claim 1 or 2, wherein the clean booth is characterized by this.
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