JPH107410A - 純粋でないアルゴンの回収精製方法 - Google Patents
純粋でないアルゴンの回収精製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン結晶成長炉からの純粋でないアルゴ
ン流出物を低温工学を利用して再循環させる方法の二つ
の態様を提供する。 【解決手段】 第一の態様は低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉ
ｃ）蒸留技術を使用し、第二の態様は低温吸着を使用し
て、両方とも、それらの低温処理工程ととともに触媒に
よる処理と吸着を使用してシリコン結晶成長炉のために
純粋アルゴンの再循環流を提供する。
ン流出物を低温工学を利用して再循環させる方法の二つ
の態様を提供する。 【解決手段】 第一の態様は低温（ｃｒｙｏｇｅｎｉ
ｃ）蒸留技術を使用し、第二の態様は低温吸着を使用し
て、両方とも、それらの低温処理工程ととともに触媒に
よる処理と吸着を使用してシリコン結晶成長炉のために
純粋アルゴンの再循環流を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体産業で使用
されるシリコン結晶の成長に関連して用いられる不活性
雰囲気からアルゴンを回収する分野に関する。より具体
的に言えば、本発明は、結晶の成長と形成のためシリコ
ン結晶を引き出すシリコン炉から環境を不活性化するた
めのアルゴンを回収、浄化、精製及び再循環することに
関する。
されるシリコン結晶の成長に関連して用いられる不活性
雰囲気からアルゴンを回収する分野に関する。より具体
的に言えば、本発明は、結晶の成長と形成のためシリコ
ン結晶を引き出すシリコン炉から環境を不活性化するた
めのアルゴンを回収、浄化、精製及び再循環することに
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
産業は、集積回路やメモリーデバイスを含めた、種々の
電子媒体を製造するのに使用するための半導体基板とし
て大量のシリコン結晶を消費する。最終用途では、不純
物と結晶格子の異常とが最小量の非常に均一なシリコン
結晶が必要とされる。
産業は、集積回路やメモリーデバイスを含めた、種々の
電子媒体を製造するのに使用するための半導体基板とし
て大量のシリコン結晶を消費する。最終用途では、不純
物と結晶格子の異常とが最小量の非常に均一なシリコン
結晶が必要とされる。
【０００３】チョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋ
ｉ）法は、直径の大きなシリコン単結晶インゴットを大
量に信頼性をもって製造するための選ばれた方法であ
る。この方法は、溶融したプールからの材料を同じ材料
の単結晶の種の端部へ凝固させることからなる。凝固す
る材料は、種の単結晶構造を複製する。その結果は、最
終的には大きな結晶になる小さな結晶である。この方法
は基本的に全く単純であり、熱力学的なものである。温
度勾配を維持することにより固液界面が形成され、その
温度勾配は種の引き上げ速度とともに精確に制御されな
くてはならない。固液界面に沿って熱流束を維持するた
めに、石英のるつぼ内に入れられた溶融シリコンは、液
が平衡点からずれて結晶が形成されるにつれて炉の高温
帯域内で上昇させなくてはならない。この上昇プロセス
が三次元の温度分布の精確な制御を維持するのを助け、
従って種の引き上げの精密制御機構とるつぼの引き上げ
の精密制御機構の両方が要求される。種とるつぼは、温
度の均一性を向上させるためにも、また軸線方向と半径
方向の両方の均一なドーパント分布を維持するために
も、このプロセスの間連続的に回転させる。生産に値す
るシリコン結晶を得るために、この方法は種々のプロセ
スパラメーターの複雑な相互作用と制御を必要とする。
ｉ）法は、直径の大きなシリコン単結晶インゴットを大
量に信頼性をもって製造するための選ばれた方法であ
る。この方法は、溶融したプールからの材料を同じ材料
の単結晶の種の端部へ凝固させることからなる。凝固す
る材料は、種の単結晶構造を複製する。その結果は、最
終的には大きな結晶になる小さな結晶である。この方法
は基本的に全く単純であり、熱力学的なものである。温
度勾配を維持することにより固液界面が形成され、その
温度勾配は種の引き上げ速度とともに精確に制御されな
くてはならない。固液界面に沿って熱流束を維持するた
めに、石英のるつぼ内に入れられた溶融シリコンは、液
が平衡点からずれて結晶が形成されるにつれて炉の高温
帯域内で上昇させなくてはならない。この上昇プロセス
が三次元の温度分布の精確な制御を維持するのを助け、
従って種の引き上げの精密制御機構とるつぼの引き上げ
の精密制御機構の両方が要求される。種とるつぼは、温
度の均一性を向上させるためにも、また軸線方向と半径
方向の両方の均一なドーパント分布を維持するために
も、このプロセスの間連続的に回転させる。生産に値す
るシリコン結晶を得るために、この方法は種々のプロセ
スパラメーターの複雑な相互作用と制御を必要とする。
【０００４】これらのシリコンインゴットは、生成する
シリコン結晶格子へ不純物が堆積しあるいは混入するの
を避けるため、典型的には高純度のアルゴンを含む、プ
ロセス雰囲気中で成長させる。これらの不純物は、シリ
コン浴中に存在することがあり、石英るつぼの劣化によ
ることがあり、あるいはアルゴンパージガスの不存在時
に存在する雰囲気中にあることがある。
シリコン結晶格子へ不純物が堆積しあるいは混入するの
を避けるため、典型的には高純度のアルゴンを含む、プ
ロセス雰囲気中で成長させる。これらの不純物は、シリ
コン浴中に存在することがあり、石英るつぼの劣化によ
ることがあり、あるいはアルゴンパージガスの不存在時
に存在する雰囲気中にあることがある。
【０００５】アルゴンの利用は大量であり、また市場で
のアルゴンの入手のしやすさはそれほどでもないので、
従来技術においてはアルゴンを再利用する様々な試みが
あって、これらの試みのおのおのはシリコン結晶炉での
再利用のために許容できる純粋なアルゴンの再循環用
に、シリコン結晶炉から汚染された純粋でないアルゴン
流出物を取り出しそしてそれを処理して、粒状物、ドー
パント及びその他の気体形態の汚染不純物を除去すると
いう問題を克服しようとしてきた。重要な基準は、技術
的に実現可能で、しかも工業用ガスの市場からの真新し
いアルゴンの購入経費に負けないように経済的に成り立
つプロセスでもって、そのようなアルゴンを回収及び精
製することである。
のアルゴンの入手のしやすさはそれほどでもないので、
従来技術においてはアルゴンを再利用する様々な試みが
あって、これらの試みのおのおのはシリコン結晶炉での
再利用のために許容できる純粋なアルゴンの再循環用
に、シリコン結晶炉から汚染された純粋でないアルゴン
流出物を取り出しそしてそれを処理して、粒状物、ドー
パント及びその他の気体形態の汚染不純物を除去すると
いう問題を克服しようとしてきた。重要な基準は、技術
的に実現可能で、しかも工業用ガスの市場からの真新し
いアルゴンの購入経費に負けないように経済的に成り立
つプロセスでもって、そのようなアルゴンを回収及び精
製することである。
【０００６】典型的なシリコン結晶炉とシリコン結晶を
成長させる操作は、Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆａ
ｂｔｅｃｈの１３３〜１３５ページのＰｅｔｅｒ Ｄｉ
ｓｅｓｓａの論文“Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈｆｏｒ ｔｈｅ ９０ｓ ａ
ｎｄ Ｂｅｙｏｎｄ”に見られる。
成長させる操作は、Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆａ
ｂｔｅｃｈの１３３〜１３５ページのＰｅｔｅｒ Ｄｉ
ｓｅｓｓａの論文“Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈｆｏｒ ｔｈｅ ９０ｓ ａ
ｎｄ Ｂｅｙｏｎｄ”に見られる。
【０００７】特開平４−８９３８７号公報には、単結晶
シリコン炉から真空ポンプによりアルゴンを回収して粒
状物を除去することを含む、単結晶引き上げ機用の不活
性ガス回収法が開示されている。圧縮した純粋でないア
ルゴンをゼオライトを詰めた圧力スイング吸着床を通過
させて窒素、一酸化炭素及び二酸化炭素を除去してか
ら、パラジウム触媒床、デオキソ（ｄｅｏｘｏ）装置、
及び吸着塔に送って水素、酸素、一酸化炭素、水及び二
酸化炭素を取り除く。次いで、精製されたアルゴンを、
シリコン結晶成長プロセスを更に不活性化させるため炉
へ戻す。
シリコン炉から真空ポンプによりアルゴンを回収して粒
状物を除去することを含む、単結晶引き上げ機用の不活
性ガス回収法が開示されている。圧縮した純粋でないア
ルゴンをゼオライトを詰めた圧力スイング吸着床を通過
させて窒素、一酸化炭素及び二酸化炭素を除去してか
ら、パラジウム触媒床、デオキソ（ｄｅｏｘｏ）装置、
及び吸着塔に送って水素、酸素、一酸化炭素、水及び二
酸化炭素を取り除く。次いで、精製されたアルゴンを、
シリコン結晶成長プロセスを更に不活性化させるため炉
へ戻す。
【０００８】特開平７−３３５８１号公報には、シリコ
ン結晶炉用のアルゴン精製再循環法が開示されており、
この方法では一酸化炭素、酸素及び水素といったような
不純物を触媒床で転化させて二酸化炭素と水にし、これ
らを精製装置の吸着部で除去する。純粋でないアルゴン
は乾燥真空ポンプでシリコン炉から回収され、そして粒
状の二酸化シリコンは気泡塔装置で捕捉される。
ン結晶炉用のアルゴン精製再循環法が開示されており、
この方法では一酸化炭素、酸素及び水素といったような
不純物を触媒床で転化させて二酸化炭素と水にし、これ
らを精製装置の吸着部で除去する。純粋でないアルゴン
は乾燥真空ポンプでシリコン炉から回収され、そして粒
状の二酸化シリコンは気泡塔装置で捕捉される。
【０００９】特公平６−２４９６２号公報には、シリコ
ン結晶製造炉の排気ガスから非常に純粋なアルゴンを回
収する方法が開示されている。この方法は、シリコン結
晶炉から純粋でないアルゴンを取り出してそれを貯蔵容
器内に保持することを必要とする。この純粋でないアル
ゴンはベンチュリ管を通過させて粒状物を取り除き、そ
して次に圧縮してから、圧縮汚染物より油を除去し、そ
してその純粋でないアルゴンにデオキソ触媒管を通過さ
せ、触媒で水素を添加して酸素を除去する。次いで、酸
素を減少させたこの純粋でないアルゴンを、水素と一酸
化炭素を除去しそしてそれらを二酸化炭素と水に変える
ため酸化第二銅の触媒床を通過させる。酸化第二銅触媒
床はオンラインと再生の切り換えをするため並べて設け
られる。それから、この水分と二酸化炭素を含有してい
る純粋でないアルゴンを適当なゼオライトの切り換え床
を通過させて水と二酸化炭素を除去する。次に、別の一
組の並んだゼオライトの切り換え吸着床でアルゴンから
窒素を除去する。窒素の吸着は−５０℃のゼオライト床
で行う。このゼオライトはモルデナイト吸着剤でよい。
こうして、アルゴンは利用のための再循環の準備ができ
る。
ン結晶製造炉の排気ガスから非常に純粋なアルゴンを回
収する方法が開示されている。この方法は、シリコン結
晶炉から純粋でないアルゴンを取り出してそれを貯蔵容
器内に保持することを必要とする。この純粋でないアル
ゴンはベンチュリ管を通過させて粒状物を取り除き、そ
して次に圧縮してから、圧縮汚染物より油を除去し、そ
してその純粋でないアルゴンにデオキソ触媒管を通過さ
せ、触媒で水素を添加して酸素を除去する。次いで、酸
素を減少させたこの純粋でないアルゴンを、水素と一酸
化炭素を除去しそしてそれらを二酸化炭素と水に変える
ため酸化第二銅の触媒床を通過させる。酸化第二銅触媒
床はオンラインと再生の切り換えをするため並べて設け
られる。それから、この水分と二酸化炭素を含有してい
る純粋でないアルゴンを適当なゼオライトの切り換え床
を通過させて水と二酸化炭素を除去する。次に、別の一
組の並んだゼオライトの切り換え吸着床でアルゴンから
窒素を除去する。窒素の吸着は−５０℃のゼオライト床
で行う。このゼオライトはモルデナイト吸着剤でよい。
こうして、アルゴンは利用のための再循環の準備ができ
る。
【００１０】米国特許第５１０６３９９号明細書にはア
ルゴンの精製装置が開示されている。純粋でないアルゴ
ンにモレキュラーシーブ吸着剤を通過させて水と二酸化
炭素を吸着する。次に、この脱水した純粋でないアルゴ
ンに触媒物質を通過させて、酸素、水素及び一酸化炭素
を化学吸収させる。最後に、アルゴンに低温（ｃｒｙｏ
ｇｅｎｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）の吸着床を通過
させて窒素と炭化水素を吸着してから、再利用するため
精製アルゴン流を回収する。
ルゴンの精製装置が開示されている。純粋でないアルゴ
ンにモレキュラーシーブ吸着剤を通過させて水と二酸化
炭素を吸着する。次に、この脱水した純粋でないアルゴ
ンに触媒物質を通過させて、酸素、水素及び一酸化炭素
を化学吸収させる。最後に、アルゴンに低温（ｃｒｙｏ
ｇｅｎｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）の吸着床を通過
させて窒素と炭化水素を吸着してから、再利用するため
精製アルゴン流を回収する。
【００１１】アルゴンの回収と再循環は、１９８８年３
月６〜１０日のＡＩＣｈＥ春季全国会議で提出された
Ｊ．Ｖ．Ｏ’ＢｒｉｅｎとＪ．Ｖ．Ｓｃｈｕｒｔｅｒの
論文“Ｔｈｅ Ｒｅｖｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｒｅｃｙｃ
ｌｉｎｇ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｐｕｒｉｔｙ Ａｒｇｏｎ
ｉｎ ｔｈｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｙ”にも記載されている。この論文には、シリ
コン結晶成長炉での再利用のためアルゴンを再循環する
前に、シリコン結晶成長炉からの汚染されたアルゴン
を、圧縮と、一酸化炭素及びメタンと酸素との触媒反応
と、過剰酸素と水素とのデオキソ法での触媒反応と、モ
レキュラーシーブ床での二酸化炭素と水の除去と、そし
てアルゴンを低温蒸留して水素と窒素を除去するのを利
用して、再循環することが記載されている。
月６〜１０日のＡＩＣｈＥ春季全国会議で提出された
Ｊ．Ｖ．Ｏ’ＢｒｉｅｎとＪ．Ｖ．Ｓｃｈｕｒｔｅｒの
論文“Ｔｈｅ Ｒｅｖｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｒｅｃｙｃ
ｌｉｎｇ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｐｕｒｉｔｙ Ａｒｇｏｎ
ｉｎ ｔｈｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｙ”にも記載されている。この論文には、シリ
コン結晶成長炉での再利用のためアルゴンを再循環する
前に、シリコン結晶成長炉からの汚染されたアルゴン
を、圧縮と、一酸化炭素及びメタンと酸素との触媒反応
と、過剰酸素と水素とのデオキソ法での触媒反応と、モ
レキュラーシーブ床での二酸化炭素と水の除去と、そし
てアルゴンを低温蒸留して水素と窒素を除去するのを利
用して、再循環することが記載されている。
【００１２】従来技術では、半導体産業用のシリコン結
晶の成長におけるアルゴンの大きな消費速度を解決する
ことが試みられている。ところが、シリコン結晶炉でア
ルゴンを再利用するための従来技術のアルゴン回収精製
法は、費用のかかる処理と高価な装置とに帰着する不都
合な複雑化と不効率とに悩まされている。更に、従来技
術には、純粋でないアルゴン中に存在することがある揮
発性ドーパントを除去する方法はない。以下に記載され
る本発明は、従来技術のアルゴン再循環分野におけるこ
れらの問題を克服して、シリコン結晶成長炉での利用の
ためアルゴンを回収及び精製する効率的で費用のかから
ない方法を提供する。
晶の成長におけるアルゴンの大きな消費速度を解決する
ことが試みられている。ところが、シリコン結晶炉でア
ルゴンを再利用するための従来技術のアルゴン回収精製
法は、費用のかかる処理と高価な装置とに帰着する不都
合な複雑化と不効率とに悩まされている。更に、従来技
術には、純粋でないアルゴン中に存在することがある揮
発性ドーパントを除去する方法はない。以下に記載され
る本発明は、従来技術のアルゴン再循環分野におけるこ
れらの問題を克服して、シリコン結晶成長炉での利用の
ためアルゴンを回収及び精製する効率的で費用のかから
ない方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルゴンを回
収し、精製し、シリコン結晶成長炉へ再循環するため
に、二つの別個の方法の態様において低温（ｃｒｙｏｇ
ｅｎｉｃ）蒸留又は低温吸着を利用する。低温蒸留を利
用する第一の態様は、純粋でないアルゴンを回収しそし
て圧縮してから、それをスクラバーに送って、溶媒又は
液体薬剤を使用する吸収により汚染ドーパントを除去す
る。次いで、このアルゴンを、必要なら水素を加えなが
ら、デオキソ装置を通過させて、適当なデオキソ触媒床
で純粋でないアルゴン中の含有酸素を転化させる。次
に、この酸素をなくしたアルゴンを切り換わる温度スイ
ング吸着床を通過させて二酸化炭素と水を除去してか
ら、二塔式蒸留塔へ送って精留により純粋アルゴンを回
収する。高圧の又は下方の蒸留帯域において、アルゴン
を窒素、水素又は一酸化炭素から分離する。低圧の又は
上方の蒸留帯域において、残留炭化水素から純粋アルゴ
ンを回収する。精留と精製のために、再循環アルゴンの
ほかに液体アルゴンの補給を、低圧の上方蒸留塔に中間
箇所の流れとして入れる。その後、純粋アルゴンをやっ
て来る純粋でないアルゴンと熱交換させ、そしてシリコ
ン結晶炉で純粋アルゴン流として更に使用するために送
り出す。
収し、精製し、シリコン結晶成長炉へ再循環するため
に、二つの別個の方法の態様において低温（ｃｒｙｏｇ
ｅｎｉｃ）蒸留又は低温吸着を利用する。低温蒸留を利
用する第一の態様は、純粋でないアルゴンを回収しそし
て圧縮してから、それをスクラバーに送って、溶媒又は
液体薬剤を使用する吸収により汚染ドーパントを除去す
る。次いで、このアルゴンを、必要なら水素を加えなが
ら、デオキソ装置を通過させて、適当なデオキソ触媒床
で純粋でないアルゴン中の含有酸素を転化させる。次
に、この酸素をなくしたアルゴンを切り換わる温度スイ
ング吸着床を通過させて二酸化炭素と水を除去してか
ら、二塔式蒸留塔へ送って精留により純粋アルゴンを回
収する。高圧の又は下方の蒸留帯域において、アルゴン
を窒素、水素又は一酸化炭素から分離する。低圧の又は
上方の蒸留帯域において、残留炭化水素から純粋アルゴ
ンを回収する。精留と精製のために、再循環アルゴンの
ほかに液体アルゴンの補給を、低圧の上方蒸留塔に中間
箇所の流れとして入れる。その後、純粋アルゴンをやっ
て来る純粋でないアルゴンと熱交換させ、そしてシリコ
ン結晶炉で純粋アルゴン流として更に使用するために送
り出す。
【００１４】第二の態様では、純粋でないアルゴンをシ
リコン結晶成長炉から抜き出して、圧縮及び冷却してか
ら、種々の苛性薬剤、液体スクラバー薬剤又は溶剤を使
用する湿式スクラバーで処理して、純粋でないアルゴン
中に含まれる汚染ドーパントを除去する。存在している
いずれの固体粒子もこの湿式スクラバーで除去される。
次いで、アルゴンをデオキソプロセスにかけて、必要な
ら水素を加えながら、典型的なデオキソ触媒を含む触媒
床で酸素を除去してから、この酸素をなくした純粋でな
いアルゴンを切り換わる酸化第二銅触媒床を通過させて
一酸化炭素と水素を水と二酸化炭素に転化させる。次
に、この水と二酸化炭素を含有している純粋でないアル
ゴンを切り換わるゼオライト床を通過させて、吸着によ
り水と二酸化炭素を除去する。最後に、この乾燥したア
ルゴンを補給アルゴンとともに低温条件でカルシウムＸ
−ゼオライトの切り換わる床を通過させて窒素とメタン
を除去してから、やって来る純粋でないアルゴンと熱交
換させそしてシリコン結晶成長炉で利用するため再循環
させる。
リコン結晶成長炉から抜き出して、圧縮及び冷却してか
ら、種々の苛性薬剤、液体スクラバー薬剤又は溶剤を使
用する湿式スクラバーで処理して、純粋でないアルゴン
中に含まれる汚染ドーパントを除去する。存在している
いずれの固体粒子もこの湿式スクラバーで除去される。
次いで、アルゴンをデオキソプロセスにかけて、必要な
ら水素を加えながら、典型的なデオキソ触媒を含む触媒
床で酸素を除去してから、この酸素をなくした純粋でな
いアルゴンを切り換わる酸化第二銅触媒床を通過させて
一酸化炭素と水素を水と二酸化炭素に転化させる。次
に、この水と二酸化炭素を含有している純粋でないアル
ゴンを切り換わるゼオライト床を通過させて、吸着によ
り水と二酸化炭素を除去する。最後に、この乾燥したア
ルゴンを補給アルゴンとともに低温条件でカルシウムＸ
−ゼオライトの切り換わる床を通過させて窒素とメタン
を除去してから、やって来る純粋でないアルゴンと熱交
換させそしてシリコン結晶成長炉で利用するため再循環
させる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、精製と再循環のためにシリ
コン結晶成長炉から純粋でないアルゴンを回収するため
の本発明を、一つは低温蒸留そして他方は低温吸着の二
つの態様に関して、図面を参照して一層詳しく説明す
る。
コン結晶成長炉から純粋でないアルゴンを回収するため
の本発明を、一つは低温蒸留そして他方は低温吸着の二
つの態様に関して、図面を参照して一層詳しく説明す
る。
【００１６】図１を参照して、低温蒸留を利用してアル
ゴンを回収、精製及び再循環する本発明の態様を説明す
る。
ゴンを回収、精製及び再循環する本発明の態様を説明す
る。
【００１７】シリコン結晶を、例えばチョクラルスキー
法を使って成長させる炉１８から、純粋でないアルゴン
流出ガス２０を抜き出す。この流れ２０は、窒素、酸
素、水、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素類、
そして種々のドーパント及び粒状物の不純物を有する。
この純粋でないアルゴンを圧縮機２３で流れ２５として
１４０ｐｓｉａ（９６５ｋＰａ（絶対圧））の圧力まで
圧縮してから、熱交換器２７で９０°Ｆ（３２℃）まで
後段冷却し、そして流れ３０として、種々の苛性溶液、
溶剤又は液体スクラビング剤、例えば水酸化ナトリウム
又は水酸化カリウム水溶液の如きものを使用する液体ス
クラバー３３を通過させて、ドーパント、例えばヒ素、
リン、アンチモン、ガリウム及びホウ素の酸化物や水素
化物といったものと、そして粒状物、例えば二酸化シリ
コンのようなものを、この純粋でないアルゴンから除去
する。次いで、純粋でないアルゴン３５を熱交換器３７
で加熱して流れ４０においておよそ３５０°Ｆ（１７７
℃）に加熱してから、デオキソ触媒装置４３へ導入し、
そこでは触媒床を媒体として水素が純粋でないアルゴン
に含まれる酸素と反応して、純粋でないアルゴン中の酸
素をそれが管路４５で抜き出されるにつれてなくす。デ
オキソ触媒は、様々な形態のパラジウム、白金／パラジ
ウム混合物といったような、任意の商業的に入手可能な
デオキソ触媒でよい。
法を使って成長させる炉１８から、純粋でないアルゴン
流出ガス２０を抜き出す。この流れ２０は、窒素、酸
素、水、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素類、
そして種々のドーパント及び粒状物の不純物を有する。
この純粋でないアルゴンを圧縮機２３で流れ２５として
１４０ｐｓｉａ（９６５ｋＰａ（絶対圧））の圧力まで
圧縮してから、熱交換器２７で９０°Ｆ（３２℃）まで
後段冷却し、そして流れ３０として、種々の苛性溶液、
溶剤又は液体スクラビング剤、例えば水酸化ナトリウム
又は水酸化カリウム水溶液の如きものを使用する液体ス
クラバー３３を通過させて、ドーパント、例えばヒ素、
リン、アンチモン、ガリウム及びホウ素の酸化物や水素
化物といったものと、そして粒状物、例えば二酸化シリ
コンのようなものを、この純粋でないアルゴンから除去
する。次いで、純粋でないアルゴン３５を熱交換器３７
で加熱して流れ４０においておよそ３５０°Ｆ（１７７
℃）に加熱してから、デオキソ触媒装置４３へ導入し、
そこでは触媒床を媒体として水素が純粋でないアルゴン
に含まれる酸素と反応して、純粋でないアルゴン中の酸
素をそれが管路４５で抜き出されるにつれてなくす。デ
オキソ触媒は、様々な形態のパラジウム、白金／パラジ
ウム混合物といったような、任意の商業的に入手可能な
デオキソ触媒でよい。
【００１８】酸素をなくした管路４５の純粋でないアル
ゴンは、熱交換器４７で再加温する低温の純粋アルゴン
と熱交換して、流れ５０で９０°Ｆ（３２℃）の温度ま
で戻される。この流れは、純粋でないアルゴンから二酸
化炭素と水を除去するため温度スイング吸着法で運転さ
れる切り換わるゼオライト吸着床５５ａ及び５５ｂを通
過させる前に、チラー熱交換器で更に冷却してもよい。
ゼオライトは、水と二酸化炭素を吸着することに対して
選択性のある任意のゼオライトでよく、例えば１３Ｘ−
ゼオライト、４Ａ−ゼオライト、５Ａ−ゼオライト及び
それらの混合物といったものでよい。流れ６０は、酸
素、水あるいは二酸化炭素を含まない。次に、この流れ
を下流の低温蒸留塔からのアルゴン７０と混合して、こ
の一緒にした管路１００の流れを熱交換器８０で低温蒸
留塔からやって来る種々のプロセス流と熱交換させてか
ら、流れ１２０として、二塔式蒸留塔１２５の高圧塔又
は下方塔１２８のために再沸流として導入する。再沸を
行った後、管路１３０の純粋でないアルゴンを二塔式蒸
留塔１２５の高圧塔又は下部塔１２８への原料１４０
と、低圧塔又は上方蒸留塔１２９の蒸気を凝縮させるた
めの流れ１５０の還流とに分割する。
ゴンは、熱交換器４７で再加温する低温の純粋アルゴン
と熱交換して、流れ５０で９０°Ｆ（３２℃）の温度ま
で戻される。この流れは、純粋でないアルゴンから二酸
化炭素と水を除去するため温度スイング吸着法で運転さ
れる切り換わるゼオライト吸着床５５ａ及び５５ｂを通
過させる前に、チラー熱交換器で更に冷却してもよい。
ゼオライトは、水と二酸化炭素を吸着することに対して
選択性のある任意のゼオライトでよく、例えば１３Ｘ−
ゼオライト、４Ａ−ゼオライト、５Ａ−ゼオライト及び
それらの混合物といったものでよい。流れ６０は、酸
素、水あるいは二酸化炭素を含まない。次に、この流れ
を下流の低温蒸留塔からのアルゴン７０と混合して、こ
の一緒にした管路１００の流れを熱交換器８０で低温蒸
留塔からやって来る種々のプロセス流と熱交換させてか
ら、流れ１２０として、二塔式蒸留塔１２５の高圧塔又
は下方塔１２８のために再沸流として導入する。再沸を
行った後、管路１３０の純粋でないアルゴンを二塔式蒸
留塔１２５の高圧塔又は下部塔１２８への原料１４０
と、低圧塔又は上方蒸留塔１２９の蒸気を凝縮させるた
めの流れ１５０の還流とに分割する。
【００１９】下方又は高圧蒸留塔１２８では、部分的に
精製されたアルゴンから窒素、水素及び／又は一酸化炭
素を分離し、いくらかの炭化水素を、例えば２００ｐｐ
ｍのメタンの如きものを含有するアルゴンを、管路２０
０の流れとして抜き出して補給液体アルゴン２０５と混
合する一方、一酸化炭素を熱交換器８０においてやって
来る純粋でないアルゴンとの熱交換で再加温するため管
路２１０で抜き出してから、管路２１５でもって抜き出
す。補給液体アルゴンと流れ２００の部分精製アルゴン
を二塔式蒸留塔１２５の低圧又は上部塔１２９へ導入し
て、それらを、高圧塔の塔頂生成物との熱交換で再沸さ
せそして管路１５０の低温の純粋でないアルゴンにより
還流させることにより、更に精製するため精留する。低
圧蒸留塔１２９の液溜まりの液は、間接熱交換により高
圧塔１２８のために還流を生じさせる。管路２３０で精
製アルゴンを取り出して、熱交換器８０と４７でもって
やって来る純粋でないアルゴンとの熱交換で再加温し、
そして管路２４０と流れ１５でもって再循環させる。ア
ルゴン１５には補給アルゴン１０を加えることができ
る。管路２３０のアルゴンはおよそ−２６１°Ｆ（−１
６３℃）の温度である。その圧力は９７ｐｓｉａ（６６
９ｋＰａ（絶対圧））である。炭化水素の廃棄流は低圧
の上方蒸留塔１２９の低部から管路２２０でもって液と
して抜き出される。
精製されたアルゴンから窒素、水素及び／又は一酸化炭
素を分離し、いくらかの炭化水素を、例えば２００ｐｐ
ｍのメタンの如きものを含有するアルゴンを、管路２０
０の流れとして抜き出して補給液体アルゴン２０５と混
合する一方、一酸化炭素を熱交換器８０においてやって
来る純粋でないアルゴンとの熱交換で再加温するため管
路２１０で抜き出してから、管路２１５でもって抜き出
す。補給液体アルゴンと流れ２００の部分精製アルゴン
を二塔式蒸留塔１２５の低圧又は上部塔１２９へ導入し
て、それらを、高圧塔の塔頂生成物との熱交換で再沸さ
せそして管路１５０の低温の純粋でないアルゴンにより
還流させることにより、更に精製するため精留する。低
圧蒸留塔１２９の液溜まりの液は、間接熱交換により高
圧塔１２８のために還流を生じさせる。管路２３０で精
製アルゴンを取り出して、熱交換器８０と４７でもって
やって来る純粋でないアルゴンとの熱交換で再加温し、
そして管路２４０と流れ１５でもって再循環させる。ア
ルゴン１５には補給アルゴン１０を加えることができ
る。管路２３０のアルゴンはおよそ−２６１°Ｆ（−１
６３℃）の温度である。その圧力は９７ｐｓｉａ（６６
９ｋＰａ（絶対圧））である。炭化水素の廃棄流は低圧
の上方蒸留塔１２９の低部から管路２２０でもって液と
して抜き出される。
【００２０】本発明は、第一の態様の低温での精留と蒸
留ではなく吸着技術を使用して、シリコン結晶成長炉か
らのアルゴン流出流を精製するために低温技術を利用す
ることもできる。この第２の態様を図２を参照して説明
する。シリコン結晶成長炉２１８から管路２２０で純粋
でないアルゴン流出流を抜き出し、この純粋でないアル
ゴン流は窒素、酸素、水、水素、二酸化炭素、一酸化炭
素、炭化水素類、そして潜在的にドーパント、例えばヒ
素、リン、アンチモン、ガリウム及びホウ素の酸化物や
水素化物の如きものや、種々の粒状物、例えば二酸化シ
リコンの如きものを含有している。この流れを圧縮機２
２３によりおよそ１１０ｐｓｉａ（７５８ｋＰａ（絶対
圧））の圧力に圧縮し、熱交換器２２７による後段冷却
のために管路２２５で取り出して、９０°Ｆ（３２℃）
及び１０８ｐｓｉａ（７４５ｋＰａ（絶対圧））の管路
２３０の流れを得る。この流れを、苛性薬剤、溶剤又は
液体吸収剤、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウ
ム水溶液のようなものを使用する湿式スクラバー２３３
へ導入して、第一の態様について説明したように含まれ
ているドーパントと粒状物を除去する。スクラビング処
理した純粋でないアルゴンはサージタンク２３４に集
め、そして流れ２３５として、熱交換器２３７で流れ２
３５の９０°Ｆ（３２℃）の温度から管路２４０の３５
０°Ｆ（１７７℃）まで加熱するため送り出してから、
デオキソ装置２４３へ送って含まれている酸素を水素の
存在下で触媒により除去する。デオキソ触媒は、例えば
様々な形態のパラジウム、白金／パラジウム混合物、様
々な形態のニッケル及びそれらの混合物といったような
任意の商業的に入手できるデオキソ触媒でよい。
留ではなく吸着技術を使用して、シリコン結晶成長炉か
らのアルゴン流出流を精製するために低温技術を利用す
ることもできる。この第２の態様を図２を参照して説明
する。シリコン結晶成長炉２１８から管路２２０で純粋
でないアルゴン流出流を抜き出し、この純粋でないアル
ゴン流は窒素、酸素、水、水素、二酸化炭素、一酸化炭
素、炭化水素類、そして潜在的にドーパント、例えばヒ
素、リン、アンチモン、ガリウム及びホウ素の酸化物や
水素化物の如きものや、種々の粒状物、例えば二酸化シ
リコンの如きものを含有している。この流れを圧縮機２
２３によりおよそ１１０ｐｓｉａ（７５８ｋＰａ（絶対
圧））の圧力に圧縮し、熱交換器２２７による後段冷却
のために管路２２５で取り出して、９０°Ｆ（３２℃）
及び１０８ｐｓｉａ（７４５ｋＰａ（絶対圧））の管路
２３０の流れを得る。この流れを、苛性薬剤、溶剤又は
液体吸収剤、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウ
ム水溶液のようなものを使用する湿式スクラバー２３３
へ導入して、第一の態様について説明したように含まれ
ているドーパントと粒状物を除去する。スクラビング処
理した純粋でないアルゴンはサージタンク２３４に集
め、そして流れ２３５として、熱交換器２３７で流れ２
３５の９０°Ｆ（３２℃）の温度から管路２４０の３５
０°Ｆ（１７７℃）まで加熱するため送り出してから、
デオキソ装置２４３へ送って含まれている酸素を水素の
存在下で触媒により除去する。デオキソ触媒は、例えば
様々な形態のパラジウム、白金／パラジウム混合物、様
々な形態のニッケル及びそれらの混合物といったような
任意の商業的に入手できるデオキソ触媒でよい。
【００２１】次に、酸素をなくした管路２４５の純粋で
ないアルゴンを、並んだ一対の切り換わる酸化第二銅触
媒床２４６ａと２４６ｂの一方へ導入し、純粋でないア
ルゴン流中の一酸化炭素と水素を水と二酸化炭素に変え
る。オフラインの（稼働していない）酸化第二銅床は、
管路２５１の酸素と窒素の混合物を使って再生すること
ができ、そして最終的には管路２７７の製品アルゴンの
抜き出し流でパージすることができる。次に、水と二酸
化炭素を含有している管路２５０の純粋でないアルゴン
を熱交換器２４７で下流からの精製されたアルゴンによ
り冷却し、管路２５５で８０°Ｆ（２７℃）の温度にし
てから、この純粋でないアルゴンから水と二酸化炭素を
取り除く並んだ一対の切り換わるゼオライト吸着剤床２
５６ａと２５６ｂのうちの一方へ導入する。ゼオライト
は、水と二酸化炭素の吸着に対して選択性のある任意の
ゼオライトでよく、例えば１３Ｘ−ゼオライト、４Ａ−
ゼオライト、５Ａ−ゼオライト及びそれらの混合物等で
よい。オフラインの床は、窒素パージガス２５２を使っ
て再生し、最後に管路２７８の製品アルゴンの抜き出し
流でパージすることができる。乾燥し、二酸化炭素をな
くした管路２６０の純粋でないアルゴンはなおも、８０
°Ｆ（２７℃）の温度及び９９ｐｓｉａ（６８３ｋＰａ
（絶対圧））の圧力で窒素とメタンを含有している。管
路２６０の流れは、熱交換器２６２で精製アルゴン流２
７０との熱交換により更に冷却して、純粋でないアルゴ
ンを−２２０°Ｆ（−１４０℃）の温度まで冷やしてか
ら、補給アルゴン２８０とともに流れ２６５で並んだ一
対の切り換わるカルシウムＸ−ゼオライト床２６７ａと
２６７ｂのうちの一方を通過させて低温吸着により窒素
とメタンを除去する。オフラインのカルシウムＸ−ゼオ
ライト床は、精製したアルゴンの抜き出し流２７９を使
い、そして周囲温度まで加温して再生することができ
る。
ないアルゴンを、並んだ一対の切り換わる酸化第二銅触
媒床２４６ａと２４６ｂの一方へ導入し、純粋でないア
ルゴン流中の一酸化炭素と水素を水と二酸化炭素に変え
る。オフラインの（稼働していない）酸化第二銅床は、
管路２５１の酸素と窒素の混合物を使って再生すること
ができ、そして最終的には管路２７７の製品アルゴンの
抜き出し流でパージすることができる。次に、水と二酸
化炭素を含有している管路２５０の純粋でないアルゴン
を熱交換器２４７で下流からの精製されたアルゴンによ
り冷却し、管路２５５で８０°Ｆ（２７℃）の温度にし
てから、この純粋でないアルゴンから水と二酸化炭素を
取り除く並んだ一対の切り換わるゼオライト吸着剤床２
５６ａと２５６ｂのうちの一方へ導入する。ゼオライト
は、水と二酸化炭素の吸着に対して選択性のある任意の
ゼオライトでよく、例えば１３Ｘ−ゼオライト、４Ａ−
ゼオライト、５Ａ−ゼオライト及びそれらの混合物等で
よい。オフラインの床は、窒素パージガス２５２を使っ
て再生し、最後に管路２７８の製品アルゴンの抜き出し
流でパージすることができる。乾燥し、二酸化炭素をな
くした管路２６０の純粋でないアルゴンはなおも、８０
°Ｆ（２７℃）の温度及び９９ｐｓｉａ（６８３ｋＰａ
（絶対圧））の圧力で窒素とメタンを含有している。管
路２６０の流れは、熱交換器２６２で精製アルゴン流２
７０との熱交換により更に冷却して、純粋でないアルゴ
ンを−２２０°Ｆ（−１４０℃）の温度まで冷やしてか
ら、補給アルゴン２８０とともに流れ２６５で並んだ一
対の切り換わるカルシウムＸ−ゼオライト床２６７ａと
２６７ｂのうちの一方を通過させて低温吸着により窒素
とメタンを除去する。オフラインのカルシウムＸ−ゼオ
ライト床は、精製したアルゴンの抜き出し流２７９を使
い、そして周囲温度まで加温して再生することができ
る。
【００２２】カルシウムＸ−ゼオライト床２６７ａ及び
２６７ｂからの、含有窒素とメタンをなくした精製アル
ゴンは、管路２７０でもって−２２０°Ｆ（−１４０
℃）の温度と９７ｐｓｉａ（６６９ｋＰａ（絶対圧））
の圧力で取り出され、管路２６０の純粋でないアルゴン
により再加温され、そして更に管路２７５で、管路２５
０の純粋でないアルゴンにより加温して７０°Ｆ（２１
℃）の温度及び９５ｐｓｉａ（９５５ｋＰａ（絶対
圧））の圧力にしてから、２７６で再循環させて、補給
アルゴン２１０とともに管路２１５でシリコン結晶成長
炉へ再導入する。あるいは、−２５０°Ｆ（−１５７
℃）及び９８ｐｓｉａ（９７６ｋＰａ（絶対圧））の管
路２８０の補給アルゴンを、再循環する純粋でないアル
ゴンとともに窒素及びメタン除去のカルシウムＸ−ゼオ
ライト床２６７ａと２６７ｂを通過させてから、結晶成
長炉２１８へ送ってもよい。
２６７ｂからの、含有窒素とメタンをなくした精製アル
ゴンは、管路２７０でもって−２２０°Ｆ（−１４０
℃）の温度と９７ｐｓｉａ（６６９ｋＰａ（絶対圧））
の圧力で取り出され、管路２６０の純粋でないアルゴン
により再加温され、そして更に管路２７５で、管路２５
０の純粋でないアルゴンにより加温して７０°Ｆ（２１
℃）の温度及び９５ｐｓｉａ（９５５ｋＰａ（絶対
圧））の圧力にしてから、２７６で再循環させて、補給
アルゴン２１０とともに管路２１５でシリコン結晶成長
炉へ再導入する。あるいは、−２５０°Ｆ（−１５７
℃）及び９８ｐｓｉａ（９７６ｋＰａ（絶対圧））の管
路２８０の補給アルゴンを、再循環する純粋でないアル
ゴンとともに窒素及びメタン除去のカルシウムＸ−ゼオ
ライト床２６７ａと２６７ｂを通過させてから、結晶成
長炉２１８へ送ってもよい。
【００２３】炉でのシリコン結晶成長用の低温アルゴン
精製の二つの態様を説明したが、本発明は低温条件を使
用して、蒸留かあるいは吸着により、簡素化したやり方
で且つ類のない一連の処理工程でもって、アルゴンを独
自に精製するものであり、そしてそれらが触媒による処
理ステーション、吸着処理ステーション及び蒸留処理ス
テーションを通過するガスの体積流量を最小限にするた
めアルゴンから汚染物を最も適切に除去するのを可能に
する一方で、再生を必要とするそれらの処理ステーショ
ンの再生を、最小の装置資本投資ですぐできるようにし
ながら、安い経費で運転と高純度アルゴンの再循環を行
うようにする、ということは容易に明らかである。
精製の二つの態様を説明したが、本発明は低温条件を使
用して、蒸留かあるいは吸着により、簡素化したやり方
で且つ類のない一連の処理工程でもって、アルゴンを独
自に精製するものであり、そしてそれらが触媒による処
理ステーション、吸着処理ステーション及び蒸留処理ス
テーションを通過するガスの体積流量を最小限にするた
めアルゴンから汚染物を最も適切に除去するのを可能に
する一方で、再生を必要とするそれらの処理ステーショ
ンの再生を、最小の装置資本投資ですぐできるようにし
ながら、安い経費で運転と高純度アルゴンの再循環を行
うようにする、ということは容易に明らかである。
【図１】アルゴンを回収し、精製してシリコン結晶成長
炉へ再循環するのに低温蒸留を使用する本発明の第一の
態様の概要説明図である。
炉へ再循環するのに低温蒸留を使用する本発明の第一の
態様の概要説明図である。
【図２】シリコン結晶成長炉用に低温吸着を使用してア
ルゴンを回収、精製及び再循環するための方法の概要説
明図である。
ルゴンを回収、精製及び再循環するための方法の概要説
明図である。
１８…シリコン結晶成長炉 ２３…圧縮機 ３３…スクラバー ４３…デオキソ触媒装置 ４７…熱交換器 ５５ａ、５５ｂ…ゼオライト吸着床 ８０…熱交換器 １２５…二塔式蒸留塔 １２８…高圧塔 １２９…低圧塔 ２１８…シリコン結晶成長炉 ２２３…圧縮機 ２３３…スクラバー ２３４…サージタンク ２３７…熱交換器 ２４３…デオキソ装置 ２４６ａ、２４６ｂ…触媒床 ２４７…熱交換器 ２５６ａ、２５６ｂ…ゼオライト吸着剤床 ２６７ａ、２６７ｂ…ゼオライト床
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ３０Ｂ 15/00 Ｃ３０Ｂ 15/00 Ｚ (72)発明者 ズビニュー タデウス フィドコウスキ アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18062, マッカンジー，ビレッジ ウォーク ドラ イブ 316 (72)発明者 ラケシュ アグラワル アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18049, エモース，コモンウェルス ドライブ 4312
Claims (15)
- 【請求項１】 （１）純粋でないアルゴンを酸素除去
（ｄｅｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ）触媒及び水素と接触さ
せて含有されている酸素を除去する工程、 （２）当該純粋でないアルゴンをその純粋でないアルゴ
ンから水と二酸化炭素を吸着するのに対して選択性のあ
るゼオライト吸着剤と接触させて当該純粋でないアルゴ
ンから水と二酸化炭素を除去する工程、 （３）当該純粋でないアルゴンを低温分離で更に精製し
て当該純粋でないアルゴンから残留している不純物を取
り除き、そして純度が少なくとも９９．５容量％のアル
ゴン製品流を製造する工程、を使用して、シリコン結晶
成長炉からの残留ドーパントを含有している純粋でない
アルゴンを回収及び精製するための方法であって、純粋
でないアルゴンを液体吸収剤と接触させて当該純粋でな
いアルゴンからドーパントを取り除くことにより工程
（１）の前に純粋でないアルゴンからドーパントを除去
することを特徴とする純粋でないアルゴンの回収精製方
法。 - 【請求項２】 前記低温分離が、高圧蒸留塔での純粋で
ないアルゴンからの窒素と一酸化炭素の分離と低圧蒸留
塔での純粋でないアルゴンからの炭化水素の分離とを含
む低温での二塔式蒸留分離である、請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 酸素除去触媒と接触後の前記純粋でない
アルゴンを酸化第二銅触媒と接触させて一酸化炭素と水
素を水と二酸化炭素に変える、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記低温分離がカルシウムＸ−ゼオライ
ト吸着剤により前記純粋でないアルゴンから窒素と炭化
水素を低温で選択的に吸着するものである、請求項３記
載の方法。 - 【請求項５】 アルゴン製品流をシリコン結晶成長炉へ
再循環させる、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記液体吸収剤を水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム及びそれらの混合物からなる群より選ぶ、
請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記低温が−２００°Ｆ（−１２９℃）
以下である、請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 前記低温が−２２０°Ｆ（−１４０℃）
以下である、請求項４記載の方法。 - 【請求項９】 前記低温が−２６０°Ｆ（−１６２℃）
以下である、請求項２記載の方法。 - 【請求項１０】 前記酸化第二銅触媒が、一方の床が純
粋でないアルゴンと接触している間に他方の床が酸素を
含有している不活性ガスと前記アルゴン製品流のうちの
一部とで再生される二つの並列の切り換わる吸着剤床に
含まれている、請求項３記載の方法。 - 【請求項１１】 （１）純粋でないアルゴンを酸素除去
触媒及び水素と接触させて含有されている酸素を除去す
る工程、 （２）当該純粋でないアルゴンをその純粋でないアルゴ
ンから水と二酸化炭素を吸着するのに対して選択性のあ
るゼオライト吸着剤と接触させて当該純粋でないアルゴ
ンから水と二酸化炭素を除去する工程、 （３）当該純粋でないアルゴンを低温蒸留塔へ導入して
その純粋でないアルゴンから窒素を分離して、純度が少
なくとも９９．５容量％のアルゴン製品流を製造する工
程、 （４）このアルゴン製品流をシリコン結晶成長炉へ再循
環させる工程、を使用して、シリコン結晶成長炉からの
残留ドーパントを含有している純粋でないアルゴンを回
収及び精製するための方法であって、工程（１）の前に
純粋でないアルゴンからドーパントを除去し、そして工
程（３）を、高圧蒸留塔で純粋でないアルゴンから窒
素、水素及び一酸化炭素を分離することと低圧蒸留塔で
純粋でないアルゴンから炭化水素を分離することを含む
低温二塔式蒸留分離でもって行うことを特徴とする純粋
でないアルゴンの回収精製方法。 - 【請求項１２】 （１）純粋でないアルゴンを酸素除去
触媒及び水素と接触させて含有されている酸素を除去す
る工程、 （２）純粋でないアルゴンを酸化第二銅触媒と接触させ
て一酸化炭素と水素を水と二酸化炭素に変える工程、 （３）純粋でないアルゴンをその純粋でないアルゴンか
ら水と二酸化炭素を吸着することに対して選択性のある
ゼオライト吸着剤と接触させて純粋でないアルゴンから
水と二酸化炭素を除去する工程、 （４）純粋でないアルゴンを低温でカルシウムＸ−ゼオ
ライト吸着剤と接触させて純粋でないアルゴンから窒素
と炭化水素を除去し、そして純度が少なくとも９９．５
容量％のアルゴン製品流を製造する工程、 （５）このアルゴン製品流をシリコン結晶成長炉へ再循
環させる工程、を使用して、シリコン結晶成長炉から残
留ドーオパントを含有している純粋でないアルゴンを回
収及び精製するための方法であって、純粋でないアルゴ
ンを水酸化ナトリウム水溶液と接触させて純粋でないア
ルゴンからドーパントを取り除くことにより工程（１）
の前に純粋でないアルゴンからドーパントを除去するこ
とを特徴とする純粋でないアルゴンの回収精製方法。 - 【請求項１３】 前記カルシウムＸ−ゼオライト吸着剤
が、一方の床が純粋でないアルゴンと接触している間に
他方の床が前記アルゴン製品流のうちの一部で再生され
る二つの並列の切り換わる吸着剤床に含まれている、請
求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記ゼオライト吸着剤が、一方の床が
純粋でないアルゴンと接触している間に他方の床が高温
により再生される二つの並列の切り換わる吸着剤床に含
まれている、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１５】 前記ゼオライト吸着剤が、一方の床が
純粋でないアルゴンと接触している間に他方の床が初め
に窒素ガスでそして次に前記アルゴン製品流のうちの一
部により再生される二つの並列の切り換わる吸着剤床に
含まれている、請求項１２記載の方法。
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