JPH03285811A - 多結晶シリコンの製造におけるポリマー除去法 - Google Patents
多結晶シリコンの製造におけるポリマー除去法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
して多結晶シリコンを製造する際に、その排ガス経路に
凝縮付着するポリマーの除去法に関する。
ー炉内で約1000〜1100°Cに加熱保持されたシ
リコン8捧にS i HCj! sとH2の混合ガスを
接触させてSiを析出させることによSi SiH
,CI!、 5iHC1s SiC!!、4
ポリマー HCN Hzすなわち、ペルジャー炉
内では、送入されたガス状のS i HCl zからS
iが生成される他、残余のS i HCI! sを生じ
、更にSiH,C1,,5xC1a、ポリマー等の副生
物が生じる。これらは、炉外へ排ガスとして排出される
。
ば、Si、H,C1の成分からなるが、定まった&II
I@ではない。このポリマーは、高沸点の物質であるた
めに、ヘルジャー炉から排出されて温度が低下するに従
い粘性が増大し、排ガスの通流する炉内ガス排出管の内
部や、排ガスから未反応のトリクロルシラン等の原料ガ
スを回収するために設けた熱交換器の配管内に一部が凝
縮付着される。配管内に付着するポリマーを放置すると
、多結晶シリコン製造回数を重ねるに連れて、配管内に
凝縮付着するポリマーの量が多くなり、配管の詰りゃ、
熱交換器においてはポリマー付着箇所での伝熱不良等を
生じる。
ポリマーの付着している炉内ガス排出管や熱交換器を分
解してスケール等で配管内よりポリマーを掻き出す人手
による方法と、配管内に酸性の液を通流させ、化学反応
により付着ポリマーの組成を変えて、これを除去する化
学的方法とが実施されている。
扱いに苦慮する物質であるために、人手による方法では
、配管を開放した際にポリマーが発火するおそれがあり
、安全上大きな問題がある。
がない。しかし、ここで使用される酸性の液は弗酸と硝
酸との混酸であり、配管自体を浸食させて穴があくなど
の弊害を生じる危険性がある。また、酸性の液に含まれ
る微量のリン、ポロン等によって配管内が汚染され、多
結晶シリコンの品質を低下させる危険性もある。
れば、配管内のポリマーが除去されることは知られてい
るが、水などを配管内に流入させて配管内に残留するア
ルカリ水溶液を除去せねばならず、作業効率が悪い。ま
た、洗浄とは別に、アルカリ水溶液とポリマーの反応で
は■]20が発生し、このH2Oが配管内に残留したま
ま多結晶シリコンの製造を行うとSiO□ (ソリ力)
等の副産物が生成し、これが新たな配管詰まりの原因と
なるため、HzOが配管内に残留しないよう配管内を十
分に乾燥しなければならない等の問題もある。そのため
、アルカリ水溶液による除去は、実際には殆ど行われて
いない。
回収してトリクロルシランの製造原料になり得ることが
特開平1−188414号公報に開示されており、配管
内から除去されたポリマーについても、トリクロルシラ
ンの製造原料としての再利用が期待できる。ところが、
従来の化学的な方法でポリマーを除去すると、除去され
たポリマーに弗素やナトリウム等が含有されてしまい、
再利用が困難になるという問題もある。
的は、多結晶シリコン製造装置の排ガス経路に付着残留
するポリマーを人手によらずに除去し、しかも配管の浸
食や汚染の危険性がないポリマー除去法を桿供すること
にある。
スで還元して多結晶シリコンを製造する際に副生した凝
縮ポリマーを、クロルシランにより溶解して除去するこ
とを特徴としてなる。
、クロルシランの液体に特定の溶解度をもって溶解され
、液体の温度が高いほど溶解反応は促進される。クロル
シランが気体の場合には、ポリマーに接触するクロルシ
ランが少なく、液体の場合はどにはポリマーが溶解され
ない。
ては、常温で液体状態になる高沸点のりoルシラ7 (
SiCj2a、5iHC1x、5itC1z等)が特に
適している。
加熱を加えるだけで容易にガス化され、そのガスを多結
晶シリコン製造装置における排ガス経路の配管内に注入
すれば、配管内に広く行きわたり、しかも常温の配管内
で冷却されて配管内面に凝縮される。その結果、配管内
に付着するポリマーがクロルシラン、特にその沸点直下
の比較的高温のクロルシラン液により活発に溶解される
。
ン(SiCj!zHz等)の場合は、ガス化設備を必要
としない反面、そのガスを常温の配管内に注入しても液
化が起こり難く、クロルシラン液による高効率な溶解除
去を期待しようとすると、クロルシランの沸点以下の温
度にまで配管等を冷却する必要がある。また、たとえ冷
却を行ってもクロルシラン液の温度が低いので、高沸点
のクロルシランはどには溶解は促進されない。
必要以上に多量のクロルシランが必要になる。また、ク
ロルシランの取り扱いが大掛かりとなり、圧力調整等の
コントロールも難しい。
シランが溶解効率の面からも、また取り扱い性、経済性
の面からも優れている。
装置における排ガス経路にクロルシランを注入するだけ
でポリマーが溶解除去される。
合は、排ガス経路の配管内にクロルシランを注入すれば
、その配管内全体にクロルシランが行き渡り、しかも配
管内でクロルシランが配管内面上に凝縮液化することに
より、配管内面に付着するポリマーが比較的高温のクロ
ルシラン液によって活発に溶解される。
晶シリコン製造装置における排ガス経路に注入されても
その配管を浸食するおそれがなく、溶解除去されたポリ
マーを汚染するおそれもない。
製造原料として直接再利用できる。更に、配管を汚染す
る危険性も無給なく、多結晶シリコンの製造に悪影響が
生しない。
造装置の排ガス系路を示す模式図である。
とH2との混合ガスが送給されて炉内のSi棒2を成長
させる。炉内ガスは、ガス排出管3を通して炉外の熱交
換器4に送られる。熱交換器4で凝縮された排ガス中の
S i HCl3.S i C12,a等は回収容器5
に収容され、5iHC13製造装置7に送られる。熱交
換器4で凝縮されなかったH2等のガスはH2精製装置
に送られる。
排出管3の内部や熱交換器4の配管内にポリマーが付着
して来る。操業に支障が出る程度にポリマーが付着する
と、ガス排気管3および熱交換器4を常温に冷却した状
態で、液体の5iC1゜を蒸発器6に送り、5iC24
を蒸発させてそのガスをクロルシラン供給管8を通じて
ガス排出管3内上流端より注入する。注入されたガス状
の5iCf、はガス排出管3内を通流する過程で冷却さ
れ、管内面上に凝縮液化される。ガス排出管3の内面に
付着しているポリマーは、この凝縮液化した液体の5i
Cf!nによって溶解される。溶解ポリマーを含むS
iCj! aは、回収容器5に収容され、S i HC
j! 3製造装置7に送られる。
iCj!4の蒸気を約1kg凝縮させ、回収液を分留し
たところ、82wt%のポリマーが溶解していることが
確認された。また、炉内ガスを冷却する熱交換器の伝熱
効率が、10回の操業で約30%悪化したので、その時
点で、熱交換器の配管内をガス状のS i C12aで
凝縮洗浄した。5iCLの凝縮量は300g/cjとし
た。その結果、熱交換器の能力はほぼ100%まで回復
した。
付着するポリマーの除去について述べたが、ペルジャー
炉内に付着するポリマーが多い時には、ペルジャー炉内
にクロルシランガスを流入させてそのポリマーを除去す
ることもできる。
明から明らかなように、本発明のポリマー除去法は、ポ
リマーを人手によらずに)容解除去するので、ポリマー
が配管内に付着する場合も、その配管を開放する必要が
なく、作業性および安全性に優れる。しかも、ポリマー
が付着する配管等に損傷や汚染を発生させる危険性が全
くなく、さらに溶解除去されたポリマー自体も汚染の危
険がない。従って、除去されたポリマーをトリクロロシ
ランの製造原料としてそのまま使用することができる。
改良を加えた多結晶シリコン製造装置の排ガス処理系を
示す系統図である。 1:ベルジャー炉、3:ガス排出管、4:熱交換器、5
:回収容器、6:蒸発器、T:5iHCfs製造装置、
8:クロルシラン供給管。 −7(
Claims (1)
- (1)トリクロルシランを水素ガスで還元して多結晶シ
リコンを製造する際に副生した凝縮ポリマーを、クロル
シランにより溶解して除去することを特徴とする多結晶
シリコンの製造におけるポリマー除去法。
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ID=13851840
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-
1990
- 1990-03-30 JP JP8519490A patent/JP2818780B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR20230005742A (ko) | 2021-07-01 | 2023-01-10 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 세정 시스템 및 세정 방법 |
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