JPS61136677A - Apparatus for producing silicon - Google Patents

Apparatus for producing silicon

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Publication number
JPS61136677A
JPS61136677A JP25814384A JP25814384A JPS61136677A JP S61136677 A JPS61136677 A JP S61136677A JP 25814384 A JP25814384 A JP 25814384A JP 25814384 A JP25814384 A JP 25814384A JP S61136677 A JPS61136677 A JP S61136677A
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JP
Japan
Prior art keywords
silicon
gas
reaction chamber
raw material
exhaust
Prior art date
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Pending
Application number
JP25814384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Yoshizawa
吉澤 秀二
Tetsukazu Urata
浦田 哲和
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Toshiba Corp
Toyo Sanso Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toyo Sanso Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61136677A publication Critical patent/JPS61136677A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24Deposition of silicon only

Abstract

PURPOSE:To remove efficiently pulverous powder silicon with simple constitution by capturing the pulverous powder silicon by-produced in a reaction chamber by a dust trap, introducing the same into an oxidizing means and subjecting the powder to a discharge treatment with a wet process dust collector. CONSTITUTION:A gaseous raw material contg. silicon is cracked in the reaction chamber 1 to deposit silicon on a substrate. The unreacted gaseous raw material and gaseous by-product remaining in the chamber 1 are introduced by an evacuation device 2 into the oxidizing means 3. The pulverous powder silicon by- produced in the chamber 1 is captured by the dust trap 10 provided in the mid-way of the discharge route and is conducted by a suction means consisting of a piping 13, a nozzle 12 and a blower 8 into the oxidizing means 3. The silicon is converted to an oxide by a combustion column in the means 3 and fed to the wet process dust collector 4 which shifts the oxide to an aq. phase. The aq. phase is then removed by a cyclone 6 and the vapor phase is released by the blower 8 via a bag filter 7.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、シリコンを含む原料ガスを反応室内に導入し
、この原料ガスを分解することによりシリコンを製造す
る装置に関し、特に反応室内で副成する微粉末シリコン
を回収処理できるものに関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an apparatus for producing silicon by introducing a raw material gas containing silicon into a reaction chamber and decomposing the raw material gas, and particularly relates to an apparatus for producing silicon by introducing a raw material gas containing silicon into a reaction chamber and decomposing the raw material gas. This invention relates to a device that can collect and process fine powdered silicon.

[発明の技術的背景とその問題点] 反応室内にシリコンを含む原料ガスを導入し、この原料
ガスをグロー放電、熱、光により分解してシリコンを製
造する際に、副生成物して微粉末シリコンが反応室内や
ガス排気系内に発生する。
[Technical background of the invention and its problems] When a raw material gas containing silicon is introduced into a reaction chamber and this raw material gas is decomposed by glow discharge, heat, and light to produce silicon, a small amount of by-product is produced. Powdered silicon is generated in the reaction chamber and gas exhaust system.

シラン、ジシラン等の高次シラン、SiF4等の3iの
ハロゲン化物のグロー放電分解による7モルフ?スシリ
コンやマイクロクリスタルシリコンの製造、5iH2C
J2等の3iの塩化物の熱分解によるエピタキシャルシ
リコンや多結晶シリコンの製造、シラン、高次シランの
水銀ランプの照射の光分解によるアモルファスシリコン
や結晶シリコンの製造において、各々の原料ガスは分解
されてイオンやラジカル等の反応性活性種が生成する。
7 morphs produced by glow discharge decomposition of higher-order silanes such as silane and disilane, and 3i halides such as SiF4? Production of silicon and microcrystalline silicon, 5iH2C
In the production of epitaxial silicon and polycrystalline silicon by thermal decomposition of 3i chlorides such as J2, and in the production of amorphous silicon and crystalline silicon by photolysis of silane and higher-order silane by irradiation with a mercury lamp, each raw material gas is decomposed. reactive active species such as ions and radicals are generated.

これらの反応性活性種は基体表面に吸着し、シリコンが
基体上に堆積する。一方反応性活性種の一部は気相で反
応し微粉末シリコンが発生する。
These reactive active species are adsorbed onto the substrate surface and silicon is deposited on the substrate. On the other hand, some of the reactive active species react in the gas phase to generate fine silicon powder.

Siを含む原料ガスの未反応ガスを排気する時に、この
微粉末シリコンが排気装置内に付着したリボンブのオイ
ルに混入し、排気能力の大幅な低下を引き起す原因とな
る。そこでこの現象を防ぐために真空反応容器と排気装
置との間に金網を具備したダストトラップを設け、微粉
末シリコンを捕捉することによって、排気装置への微粉
末シリコンの侵入を防止するようにしている。
When exhausting the unreacted raw material gas containing Si, this fine powder silicon mixes with the oil in the ribbon attached to the inside of the exhaust system, causing a significant reduction in exhaust performance. Therefore, in order to prevent this phenomenon, a dust trap equipped with a wire mesh is installed between the vacuum reaction vessel and the exhaust device, and by capturing the fine silicon powder, it is possible to prevent the fine powder silicon from entering the exhaust device. .

ダストトラップに捕捉された微粉末シリコンを金網から
除去する方法として金網をアルコールで洗浄する方法、
ブロアーや集塵機等で吸引する方法、高圧の気体で吹き
とばす方法が一般に行われているが、実用上重大な欠点
を有している。
A method of cleaning a wire mesh with alcohol as a method for removing fine powder silicon trapped in a dust trap from the wire mesh;
The commonly used methods include suctioning with a blower or dust collector, and blowing away with high-pressure gas, but they have serious drawbacks in practice.

即ち、アルコールで拭き取る方法ではアルコールが揮発
性のため健康上係員に悪影響を及ぼしたり、作業時間の
かかるといった問題があった。
That is, the method of wiping with alcohol has problems such as having an adverse effect on the health of the staff due to the volatility of alcohol and requiring a long work time.

また集塵機等で吸収回収する場合には、配管内やフィル
タに溜った微粉末シリコンが粉塵爆発を起すという危険
があった。また高圧気体で吹き飛ばす場合には、吹き飛
ばされた微粉末シリコンが環境を汚染しないようにする
ため高能力のダクト設備を必要とし高価になるという問
題があった。
In addition, when absorbing and recovering using a dust collector or the like, there was a risk that the fine silicon powder accumulated in the pipes or in the filter could cause a dust explosion. Further, when blowing with high-pressure gas, there is a problem in that high-capacity duct equipment is required to prevent the blown-off fine silicon powder from contaminating the environment, which is expensive.

[発明の目的] 本発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的とす
るところは、シリコン製造時に反応室内で副成された微
粉末シリコンを環境を汚染することなく効率よく短時間
に回収し、かつ、安全に処理することのできるシリコン
製fI装置を提供することを目的とするものである。
[Object of the Invention] The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to efficiently recover fine silicon powder produced in a reaction chamber during silicon production in a short time without polluting the environment. The object of the present invention is to provide a silicon fI device that can be processed safely.

[発明の概要] 上記目的を達成するための本発明の概要は、反応室内で
a1成されダストトラップで捕捉された微粉末シリコン
を吸引手段によって酸化手段に導き、酸化処理後に湿式
集塵機を介して排気処理するように構成したことを特徴
とするものである。
[Summary of the Invention] The outline of the present invention for achieving the above-mentioned object is to guide the fine powder silicon formed in the reaction chamber and captured by the dust trap to the oxidation means by the suction means, and after the oxidation treatment to pass it through the wet dust collector. It is characterized by being configured to perform exhaust treatment.

[発明の実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例装置の全体説明図、第2図は
反応室の詳細断面図である。
FIG. 1 is an overall explanatory diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed sectional view of a reaction chamber.

第1図において1で示すものは、Siを含む原料ガスを
導入しこれを分解して基板上にシリコンを堆積させる反
応装置である。この反応装置11はグロー放電分解、熱
分解、光分解等によって原料ガスの分解を行うものであ
る。そしてこの反応室1内に残留する未反応の原料ガス
、ガス状の副生成物及びキャリアガスを排気する排気装
N2が設けられている。また、前記反応室1より前記排
気装w12に至る排気経路途中には、反応室1内で副成
された微粉末シリコンを捕捉するダストトラップ10が
配置されている。
The reference numeral 1 in FIG. 1 is a reaction device that introduces a raw material gas containing Si, decomposes it, and deposits silicon on a substrate. This reactor 11 decomposes the raw material gas by glow discharge decomposition, thermal decomposition, photodecomposition, etc. An exhaust system N2 is provided to exhaust unreacted raw material gas, gaseous by-products, and carrier gas remaining in the reaction chamber 1. Further, a dust trap 10 is disposed in the middle of the exhaust path from the reaction chamber 1 to the exhaust system w12 to trap fine powder silicon produced as a by-product in the reaction chamber 1.

ここで先ず反応室1及び排気装置2について第2図を参
照しながら説明する。第2図に示すものは水酸化アモル
ファスシリコン(以下単にa−8i:Hと称する)を製
造するもので、例えば電子写真感光体用のa−8i:H
の成膜装置である。
First, the reaction chamber 1 and exhaust device 2 will be explained with reference to FIG. 2. The product shown in Figure 2 is for producing amorphous silicon hydroxide (hereinafter simply referred to as a-8i:H), for example, a-8i:H for electrophotographic photoreceptors.
This is a film forming apparatus.

図中31はベースで、このベース31の上面には反応室
1を形成する真空反応容器32が設置されている。さら
に、上記真空反応容器32内には円筒状の対向電極兼用
ガス噴出管33が設けられている。
In the figure, reference numeral 31 denotes a base, and on the upper surface of this base 31, a vacuum reaction vessel 32 forming the reaction chamber 1 is installed. Furthermore, a cylindrical counter-electrode gas ejection pipe 33 is provided inside the vacuum reaction vessel 32 .

また、上記ベース31上にはモータ34を駆動源とする
歯車機構36を介して所定の速度で回転するターンテー
ブル37が設けられ、このターンテーブル37上には受
台38を介して加熱ヒータ39及びこの加熱ヒータ39
に外嵌される状態で被成膜体としてのA1等の導電性の
ドラム状基体40が載置されるように構成されている。
Further, a turntable 37 is provided on the base 31 and rotates at a predetermined speed via a gear mechanism 36 using a motor 34 as a driving source. and this heater 39
A conductive drum-shaped substrate 40 such as A1 as a film-forming object is placed so as to be fitted onto the substrate.

また、F記対向電極兼用ガス噴出菅33には高周波電源
等の放電生起用電源41が接続された状態となっている
Further, a discharge generating power source 41 such as a high frequency power source is connected to the gas ejection tube 33 which also serves as a counter electrode.

また、上記対向電極兼用ガス噴出管33のガス通路33
aの下端側に対向する部分にはパルプ42を偏えたガス
導入管43が接続されている。さらに真空反応容器32
内はターンテーブル37に穿された排気孔37a、37
b及びベース31に穿されたガス排気口31aを介して
拡散ポンプ。
Further, the gas passage 33 of the gas ejection pipe 33 that also serves as the counter electrode
A gas introduction pipe 43 with a biased pulp 42 is connected to a portion facing the lower end side of a. Furthermore, the vacuum reaction vessel 32
Inside are exhaust holes 37a, 37 bored in the turntable 37.
b and a diffusion pump via a gas exhaust port 31a bored in the base 31.

回転ポンプ等を備えた高真空排気系(図示しない)が接
続されているとともにメカニカルブースタ−ポンプ2A
1回転ポンプ2B等の排気袋M2を備えた大流量排気系
44が接続されている。
A high vacuum exhaust system (not shown) equipped with a rotary pump, etc. is connected, and a mechanical booster pump 2A is connected.
A large flow rate exhaust system 44 equipped with an exhaust bag M2 such as a one-rotation pump 2B is connected.

さらに、大流量排気系44の排気系路45中、かつ、排
気装置2よりも上流側に金網10Aを備えた活性種捕捉
用の前記ダストトラップ10が設けられている。また、
このダストトラップ10と排気袋′a2との間にはパル
″ブ11が設けられている。
Further, in the exhaust line 45 of the large-flow exhaust system 44 and on the upstream side of the exhaust device 2, the dust trap 10 for trapping active species is provided, which is provided with a wire mesh 10A. Also,
A pallet valve 11 is provided between the dust trap 10 and the exhaust bag 'a2.

次に上記反応室1から排気される排ガス処理のための構
成を第1図に基づいて説明する。上記排ガスはそのまま
大気中へ放出するとシリコンを含む原料ガスやガス状副
生成物(Si2He、St3 He 、H2等)は酸化
され易い性質を有するので、大気への放出口で引火した
り爆発を起こす危険がある。また原料ガス中に82 H
a 、PH3。
Next, a configuration for treating exhaust gas exhausted from the reaction chamber 1 will be explained based on FIG. 1. If the above exhaust gas is released directly into the atmosphere, the silicon-containing raw material gas and gaseous by-products (Si2He, St3 He, H2, etc.) have the property of being easily oxidized, so they may catch fire or explode at the outlet to the atmosphere. There is a danger. In addition, 82 H in the raw material gas
a, PH3.

As H3等のドーピングガスを含有する場合には、こ
れらのガスは致死量が数100DIなので、大気中へ放
出することができない。そこで排気袋M2を介して導入
されてくる排ガスを無害化するためにこれを酸化する酸
化手段例えば燃焼塔3が設けられている。この燃焼塔3
にはパルプ14を介してプロパンガス又は都市ガス等の
燃焼ガスが導入されるようになっている。排ガスは燃焼
塔3での酸化反応により安定、かつ、安全に酸化シリコ
ン(SiO2等)、水やホウ素の酸化物、リンの酸化物
、砒素の酸化物に変化する。そしてこの酸化物を水相に
移動する(すなわち水に溶解したり、水に分散させる)
湿式集塵機(スクラバーとも言う)4が設けられている
。この湿式集塵機4では、水に不溶な酸化シリコンは水
に分散し、ホウ素の酸化物、リンの酸化物等はホウ酸、
リン酸等になって水に溶解する。尚、排気袋W12と燃
焼塔3との間にはパルプ5が設けられている。また、湿
式集塵114には遠心力利用の集塵機であるサイクロン
6が接続され、水相が分離されて排水を行うようになっ
ている。この排水は必要に応じてpHが調整され、排水
処理設備へ導かれる。一方、湿式集塵機4で気相に残っ
た粒子成分は濾布による集塵機であるバグフィルタ7で
捕捉され、排ガスは完全に無害化されブロア8を介して
大気に放出されるようになっている。
When doping gases such as As H3 are contained, the lethal dose of these gases is several hundred DI, so they cannot be released into the atmosphere. Therefore, in order to render the exhaust gas introduced through the exhaust bag M2 harmless, an oxidizing means such as a combustion tower 3 is provided to oxidize the exhaust gas. This combustion tower 3
A combustion gas such as propane gas or city gas is introduced through the pulp 14. The exhaust gas is stably and safely changed into silicon oxide (SiO2, etc.), water, boron oxide, phosphorus oxide, and arsenic oxide through an oxidation reaction in the combustion tower 3. This oxide is then transferred to the aqueous phase (i.e. dissolved or dispersed in water)
A wet dust collector (also called a scrubber) 4 is provided. In this wet type dust collector 4, silicon oxide that is insoluble in water is dispersed in water, and boron oxides, phosphorus oxides, etc. are dispersed in boric acid,
It becomes phosphoric acid and dissolves in water. Note that a pulp 5 is provided between the exhaust bag W12 and the combustion tower 3. Further, a cyclone 6, which is a dust collector using centrifugal force, is connected to the wet dust collector 114, and the water phase is separated and drained. The pH of this wastewater is adjusted as necessary, and the wastewater is led to wastewater treatment equipment. On the other hand, particulate components remaining in the gas phase from the wet dust collector 4 are captured by a bag filter 7, which is a dust collector using a filter cloth, and the exhaust gas is completely rendered harmless and released into the atmosphere via a blower 8.

次に上記反応室1内で副成され、ダストトラップ10で
捕捉される微粉末シリコンを処理するための構成を第1
図、第2図に基づいて説明する。
Next, a first configuration for processing the fine powder silicon that is produced in the reaction chamber 1 and captured in the dust trap 10 is installed.
This will be explained based on FIGS.

前記ダストトラップ10の吸引口10Bにはパルプ12
を備えた配管13の一端が連結され、この配管13の他
端は前記燃焼塔3に連結されている。
A pulp 12 is provided in the suction port 10B of the dust trap 10.
One end of a piping 13 provided with this is connected, and the other end of this piping 13 is connected to the combustion tower 3.

この配管13は、前記パルプ11を閉、パルプ12を開
としたとき前記プロア8を介して吸引可能状態とされる
。即ち、ダストトラップ10の金網10Aで捕捉された
微粉末シリコンは、前記配管13を介して燃焼塔3に導
入され、この燃焼塔3内で酸化処理されるようになって
いる。上記配管13、ノズル12及びブロア8は、前記
ダストトラップ10で捕捉された微粉末シリコンを吸引
して酸化手段3に導く吸引手段の一例である。
This piping 13 is in a state where suction is possible via the proar 8 when the pulp 11 is closed and the pulp 12 is opened. That is, the fine powder silicon captured by the wire mesh 10A of the dust trap 10 is introduced into the combustion tower 3 via the pipe 13, and is oxidized within the combustion tower 3. The piping 13, the nozzle 12, and the blower 8 are examples of suction means that sucks the fine silicon powder captured by the dust trap 10 and guides it to the oxidizing means 3.

次に上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

く成 膜〉 先ず反応室1内でのa−3i;l−1の成膜作用につい
て説明する。予め真空反応容器32内を図示しない拡散
ポンプ、回転ポンプ等の高真空排気系(図示せず)を用
いて10 ”6torr程度の真空に設定する。
Film Formation> First, the film forming action of a-3i; l-1 in the reaction chamber 1 will be explained. The inside of the vacuum reaction vessel 32 is set in advance to a vacuum of about 10''6 torr using a high vacuum evacuation system (not shown) such as a diffusion pump or a rotary pump (not shown).

この時ドラム状基体40を加熱ヒータ39により200
〜300℃の間の所定の温度好ましくは240〜280
℃に昇温しておく。
At this time, the drum-shaped base 40 is heated by the heater 39 to
A predetermined temperature between ~300°C, preferably 240-280°C
Raise the temperature to ℃.

また円周方向の均一成膜、均一温度を目的として、導電
性ドラム状基体40は、所定の周速で回転運動を行って
いる。
Further, for the purpose of uniform film formation and uniform temperature in the circumferential direction, the conductive drum-shaped substrate 40 is rotated at a predetermined circumferential speed.

ついで、ガスパルプ42を開いて原料ガスとして図示し
ないボンベより、S i Ha又は必要に応じて82 
Ha 、PHa 、H2,02、NHs 、N2 、C
Ha 、C2Hs等のガスを真空反応容器32内の対向
電極兼用ガス噴出管33のガス通路33a内へ導入する
。そして、同時に図示しないバルブ類を切換えて排気系
を図示しない拡散ポンプ。
Next, the gas pulp 42 is opened and S i Ha or 82
Ha, PHa, H2,02, NHs, N2, C
A gas such as Ha, C2Hs, etc. is introduced into the gas passage 33a of the gas jet tube 33 which also serves as a counter electrode in the vacuum reaction vessel 32. At the same time, valves (not shown) are switched to create a diffusion pump (not shown) with an exhaust system.

回転ポンプ等を備えた高真空排気系(図示せず)からメ
カニカルブースターポンプ2A、回転ポンプ2B等の排
気袋W12を備えた大流量排気系44に切換える。
The high-vacuum exhaust system (not shown) equipped with a rotary pump and the like is switched to a high-flow exhaust system 44 equipped with an exhaust bag W12 such as a mechanical booster pump 2A and a rotary pump 2B.

次に、図示しない流量コントローラによってシリコンを
含むガス又はその他のドーピングガスは所定の流量にな
8様調整するとともにメカニカルブースターポンプ2A
に接続されているバルブ(図示せず)の開開によって、
真空反応容器32内の圧力が0.1〜i torrの間
の所定の値になる様段定する。
Next, the gas containing silicon or other doping gas is adjusted to a predetermined flow rate in eight ways by a flow controller (not shown), and the mechanical booster pump 2A
By opening and opening a valve (not shown) connected to
The pressure within the vacuum reaction vessel 32 is set to a predetermined value between 0.1 and i torr.

一方、対向電極兼用ガス噴出管33のガス通路33a内
に導入されたガスは対向電極兼用ガス噴出g33の内周
面側に形成されたガス噴出口33b・・・よりドラム状
基体40に向って噴き出される。
On the other hand, the gas introduced into the gas passage 33a of the gas jet pipe 33 that also serves as a counter electrode is directed toward the drum-shaped base body 40 from the gas jet port 33b formed on the inner peripheral surface side of the gas jet g33 that also serves as a counter electrode. It is squirted.

そして、この後高周波電源などの放電生起用電源41か
ら周波数13.56MHzの高周波電力を20W〜IK
Wの間の所定の値で対向電極兼用ガス噴出管33に印加
し、ドラム状基体40と対向電極兼用ガス噴出管33の
間にグロー放電を生起させる。
After this, high frequency power with a frequency of 13.56 MHz is applied from the discharge generation power source 41 such as a high frequency power source to 20 W to IK.
A predetermined value between W is applied to the gas ejection tube 33 that also serves as a counter electrode, and a glow discharge is generated between the drum-shaped base 40 and the gas ejection tube 33 that also serves as a counter electrode.

対向電極兼用ガス噴出管33は絶縁リング49によって
電気的に絶縁されていて、導電性ドラム状基体40及び
反応容!32等は接地されている。
The gas ejection tube 33 which also serves as a counter electrode is electrically insulated by an insulating ring 49, and is connected to a conductive drum-shaped substrate 40 and a reaction chamber! 32 mag is grounded.

しかして、シリコンを含むガス又はシリコンを含むガス
との混合ガスのプラズマを生起し、ドラム状基体40上
にアモルファスシリコン(a−8iH)の堆積が開始す
る。
Thus, a plasma of a gas containing silicon or a gas mixture with a gas containing silicon is generated, and amorphous silicon (a-8iH) starts to be deposited on the drum-shaped substrate 40.

尚、この時成膜に寄与しなかったシリコンを含むガスは
又はその他のガスのラジカルは、メカニカルブースター
ポンプ2A及び回転ポンプ2Bを備えた大流量排気系4
4を介して排出される。
Note that the silicon-containing gas that did not contribute to film formation at this time or the radicals of other gases are removed by a high-flow exhaust system 4 equipped with a mechanical booster pump 2A and a rotary pump 2B.
Exhausted via 4.

く排ガス処理〉 次に大流量排気系44を介して排出された排ガスの処理
作用について説明する。排ガス処理の際にはバルブ5,
11を開、バルブ12を問とする。
Exhaust Gas Treatment> Next, the treatment of exhaust gas discharged through the large-flow exhaust system 44 will be described. When treating exhaust gas, valve 5,
11 is opened and valve 12 is opened.

先ず排ガスは前記燃焼塔3で酸化され、その酸化物は湿
式集11el14で水相に移される。この結果、水に不
溶な酸化シリコンは水に分散し、ホウ素の酸化物、リン
の酸化物等はホウ酸、リン酸などになって水に溶解する
。そして、水相はサイクロン6で分離されて排水処理が
成される一方、気相に残った粒子はバグフィルタ7で捕
捉され、排ガスは完全に無害化されブロア8を介して大
気に放出される。
First, the exhaust gas is oxidized in the combustion tower 3, and the oxides are transferred to the water phase in the wet collection 11el14. As a result, silicon oxide that is insoluble in water is dispersed in water, and boron oxides, phosphorus oxides, etc. become boric acid, phosphoric acid, etc. and dissolve in water. The aqueous phase is then separated by a cyclone 6 and treated as wastewater, while the particles remaining in the gas phase are captured by a bag filter 7, and the exhaust gas is completely rendered harmless and released into the atmosphere via a blower 8. .

〈微粉末シリコンの除去処理〉 上述のa−8i:Hの成膜を行った場合、3iHaのグ
ロー放電分解によって生成した反応性活性種(SiHs
 、5iHz 、5il−1,Si、H等のラジカル、
イオン)IIIの気相中での反応は避けられず、真空反
応容器32内には微粉末シリコン(例えばS in H
2nや2構造を有するポリシラン)が生成する。
<Removal treatment of fine powder silicon> When the above-mentioned a-8i:H film was formed, reactive active species (SiHs) generated by glow discharge decomposition of 3iHa
, 5iHz, 5il-1, Si, H, etc. radicals,
The reaction of ion) III in the gas phase is unavoidable, and the vacuum reaction vessel 32 contains finely powdered silicon (for example, S in H
2n or polysilane having a 2 structure) is generated.

これらの微粉末シリコンは、排気装置に入ると圧力低下
の原因となるので、ダストトラップ10で捕捉収集され
る。即ち、微粉末シリコンは反応容器32下部のテーパ
一部分50を滑落し、ダストトラップ10内の金網10
Aに捕捉される。
Since these fine silicon powders cause a pressure drop when entering the exhaust system, they are captured and collected by the dust trap 10. That is, the fine silicon powder slides down the tapered portion 50 at the bottom of the reaction vessel 32 and flows down the wire mesh 10 in the dust trap 10.
Captured by A.

ドラム状基体40上にa−3i;)lの堆積が完了した
後に、バルブ42を閉じて原料ガスの供給を停止する。
After the deposition of a-3i;)l on the drum-shaped substrate 40 is completed, the valve 42 is closed to stop the supply of raw material gas.

その後、真空反応容器33が1O−3torr程度に減
圧されるのを持って、ガス導入管43を窒素ガス供給装
置につなぎ、バルブ42を開いて窒素ガスにを真空反応
容器32内に導入する。
Thereafter, after the pressure in the vacuum reaction vessel 33 is reduced to about 10-3 torr, the gas introduction pipe 43 is connected to a nitrogen gas supply device, the valve 42 is opened, and nitrogen gas is introduced into the vacuum reaction vessel 32.

そして、真空反応容器32内に残存していた原料ガスが
窒素ガスにより置換えされた襖に、排気装置t2を停止
する。窒素ガスの真空容器32内への供給を続は真空容
器32内の圧力が1気圧になった後に図示しない蓋を外
してa−3i;l−1が堆積したドラム状基体40を取
り出す。
Then, the exhaust device t2 is stopped on the sliding door where the raw material gas remaining in the vacuum reaction vessel 32 has been replaced with nitrogen gas. Continuing with supplying nitrogen gas into the vacuum container 32, after the pressure inside the vacuum container 32 reaches 1 atmosphere, the lid (not shown) is removed and the drum-shaped substrate 40 on which a-3i; l-1 has been deposited is taken out.

次に、バルブ5.11を開から閏にし、逆にバルブ12
を閉から開にし、ダストトラップ10内に捕捉収集され
た微粉末シリコンを吸入口10Bから吸引し、配管13
を通して燃焼塔3へ導入する。この時、バルブ14は開
にされ、都市ガス。
Next, turn valve 5.11 from open to leap, and reverse valve 12.
from closed to open, the fine silicon powder captured and collected in the dust trap 10 is sucked from the suction port 10B, and the pipe 13
is introduced into the combustion tower 3 through. At this time, the valve 14 is opened and city gas is supplied.

プロパンガス等の燃焼ガスを同時に燃焼塔3に導入して
着火し、微粉末シリコンを酸化(燃焼)させる。酸化シ
リコンはスクラバー4に送られる。
Combustion gas such as propane gas is simultaneously introduced into the combustion tower 3 and ignited to oxidize (combust) the fine silicon powder. The silicon oxide is sent to a scrubber 4.

ここで、酸化シリコンの95%以上は水中に分散され、
サイクロン6を通って排水され処理される。
Here, more than 95% of silicon oxide is dispersed in water,
It is drained through cyclone 6 and treated.

残り数%の水相へ移動しなかった酸化シリコンは、バグ
フィルタ7で捕捉される。尚、大気中に放出されるシリ
コンは僅か0.1%以下である。
The remaining several percent of silicon oxide that did not move to the aqueous phase is captured by the bag filter 7. Note that only 0.1% or less of silicon is released into the atmosphere.

このように、本実施例装置では、反応室1内で副成され
ダストトラップ10で捕捉された微粉末シリコンを燃焼
塔3に吸引導入し、ここで酸化された酸化シリコンを湿
式集塵機4を介して排水処理又は大気に放出するように
しているため、環境汚染を防止してシリコンを製造する
ことができる。
As described above, in the apparatus of this embodiment, the finely powdered silicon that is by-produced in the reaction chamber 1 and captured in the dust trap 10 is sucked into the combustion tower 3, and the oxidized silicon oxide is passed through the wet dust collector 4. Since the wastewater is treated as waste water or released into the atmosphere, silicon can be produced while preventing environmental pollution.

また、ダストトラップ10内の金網10Aを取り出すこ
となく上記の処理を行うことができるため、微粉末シリ
コンを短時間で効率よく除去し、安全に処理することが
できる。尚、ダストトラップ10で捕捉された微粉末シ
リコンの処理を各バッチ毎に行うことにより、ダストト
ラップ10の容量を最小に押えることができる。
Moreover, since the above-mentioned processing can be performed without taking out the wire mesh 10A in the dust trap 10, the fine powder silicon can be efficiently removed in a short time and processed safely. The capacity of the dust trap 10 can be kept to a minimum by processing the fine silicon powder captured in the dust trap 10 for each batch.

本発明は上記実施例に限定されるものに限らず、本発明
の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば
酸化手段は燃焼塔に限定されず触媒を利用するものであ
ってもよい。また微粉末シリコンの吸引源は排ガス処理
の後段に設けられたブロアに限定されず専用に設けても
よい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. For example, the oxidation means is not limited to a combustion tower, but may also utilize a catalyst. Further, the suction source for the fine powder silicon is not limited to the blower provided after the exhaust gas treatment, but may be provided exclusively.

[発明の効果] 以上詳述した本発明のシリコン製造装置は、シリコンの
製造に際して反応室内で副成し、ダストトラップで捕捉
された微粉末シリ゛コンを比較的簡単な構成で安全、か
つ、環境汚染を生ずることなく効率よく確実に除去する
ことができる。
[Effects of the Invention] The silicon manufacturing apparatus of the present invention described in detail above can safely and safely collect fine powder silicon, which is produced in a reaction chamber during silicon manufacturing and is captured in a dust trap, with a relatively simple configuration. It can be efficiently and reliably removed without causing environmental pollution.

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

第1図は本発明の一実施例を示す全体説明図、第2図は
反応室の詳細断面図である。 1・・・反応室、3・・・酸化手段、4・・・湿式集塵
機、10・・・ダストトラップ、 8.12.13・・・吸引手段。
FIG. 1 is an overall explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed sectional view of a reaction chamber. 1... Reaction chamber, 3... Oxidation means, 4... Wet type dust collector, 10... Dust trap, 8.12.13... Suction means.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコンを含む原料ガスを導入しこれを分解して
反応させて基板上にシリコンを堆積させる反応室と、こ
の反応室内に残留する未反応の原料ガス及びガス状の副
生成物を導入して酸化させる酸化手段と、酸化手段で酸
化された酸化物を水相へ移動する湿式集塵機と、前記反
応室と酸化手段との間の排気経路途中に配置されて前記
反応室内で副成された微粉末シリコンを捕捉するダスト
トラップと、このダストトラップで捕捉された微粉末シ
リコンを吸引して前記酸化手段に導く吸引手段とを有す
ることを特徴とするシリコン製造装置。
(1) A reaction chamber in which a raw material gas containing silicon is introduced, decomposed and reacted to deposit silicon on a substrate, and unreacted raw material gas and gaseous by-products remaining in this reaction chamber are introduced. an oxidizing means for oxidizing oxides, a wet dust collector for transferring oxides oxidized by the oxidizing means to an aqueous phase, and a wet dust collector disposed in the exhaust route between the reaction chamber and the oxidizing means to remove by-products from the oxides produced in the reaction chamber. 1. A silicon manufacturing apparatus comprising: a dust trap that captures the finely powdered silicon; and a suction means that sucks the finely powdered silicon captured by the dust trap and guides it to the oxidizing means.
(2)基板上に堆積されるシリコンはアモルファスシリ
コンであることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載のシリコン製造装置。
(2) The silicon manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the silicon deposited on the substrate is amorphous silicon.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03229874A (en) * 1990-02-05 1991-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Film depositing device
KR100539454B1 (en) * 1998-09-22 2006-03-14 삼성전자주식회사 Scrubber for semiconductor device manufacturing equipment
JP2015070233A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 株式会社東芝 Manufacturing method of semiconductor device

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