JPS6182821A - 微粉末シリコンの処理方法 - Google Patents

微粉末シリコンの処理方法

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JPS6182821A
JPS6182821A JP59200651A JP20065184A JPS6182821A JP S6182821 A JPS6182821 A JP S6182821A JP 59200651 A JP59200651 A JP 59200651A JP 20065184 A JP20065184 A JP 20065184A JP S6182821 A JPS6182821 A JP S6182821A
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JP
Japan
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silicon
powder
water
fine
silicon powder
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JP59200651A
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English (en)
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Hideji Yoshizawa
吉澤 秀二
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −(発明の技術分野〕 本発明は、シリコン製造装置から放出される排ガスの処
理装置における微粉末シリコンの処理方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、電子写真装置などくおいては、a−8c。
8 e−Te 、 ZnO,有機光導電体(o、 p、
 c)などの感光体を用いているが、近年アモルファス
シリコン(以下a−8iと書く。)が耐熱性、長寿命、
無公害、高い光感度等の利点を有することから注目をあ
びてきている。
このa−8i感光体は1反応容器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
よシ分解することで製造される。具体的には、シラン、
ジシラン等の高次シラン、5te4%のシリコンのハロ
ゲン(lのグロー放電分屏によるa−8iやマイクロク
リスタルシリコンの製造、8iHzC12等のシリコン
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、7ラン、高次7ランの水銀ラング照
射の光分解、によるa −S lや結晶シリコンの製造
において、各々の原料カスは分解されイオン、ラジカル
等の反応性活性種が生成する。これらの反応性活性種が
感光体基体の表面に吸着しシリコンが堆積する。一方、
反応性活性種の一部は気相で反応し微粉末のシリコンが
発生ヂる。
第2図はシリコン製造装置としてのa−8i感光体成膜
装置であり、第3図は従来の排ガス処理方法を示す図で
ある。第3図の反応室lは第2図の真空チャンバー22
に、第3図のダストドラッグ8は第2図のダストトラッ
プ34に。
!3図の排気装置2は第2図の排気装置35に各々対応
している。そして第2図は、基台21上に反応容器とし
ての真空チャンバー22を気密可能に装着し、図示しな
い拡散ポンプ及び回転ポンプで真空チャンバー22内を
10−’TorrK減圧するように構成される。真空チ
ャンバー22内の基台21にはドラム保持装置23がギ
ア24を介して駆動機構25により回転可能に立設され
ている。ドラム保持装置23は人)等の導電性材料で作
られたドラム状基体26を装着することができると共に
、ヒーター27を有してドラム状基体26を200〜3
00℃の間の所定温度、好ましくは240〜280℃に
加熱することができるように構成される。またドラム保
持装置23の周囲には、ガス導入部28が、このドラム
保持装置23のまわりを取り囲むように配置される。ガ
ス導入部28のドラム保持装置23に保持されたドラム
状基体26の外周面に対向する内周面は、複数個のガス
噴出孔29を有するとともて放電生起用電源30からの
電圧の印加によシ放電を可能とする電極31を兼ねてい
る。カス導入部28はパイプを介して真空テヤンバニ2
2外のパルプ32により真空チャンバー22内に導くカ
スの流量が調節されるように構成されている。このバル
ブ32を開にして原料カスとして図示しないボンベより
SiH4又は必要に応じてB2H6,PH3゜Hz、0
2.NHa、N2.CH4,C2H6等のガスを真空チ
ャンバー22内に導、入する。また、これらのガスはド
ラム状基体26の外側に設けである電極31のガス噴出
孔29から第2図に示すごとく電極31とほぼ同軸を有
するように対向配設されたドラム状基体26に向けて噴
きつけられる構造となっている。そして真空チャンバー
22内のガス圧が0.1〜ITorrの間の所定の値に
なるように排気系を調整した後、電極31に放電生起用
電源30から周波数13.56MHzの高周波電力を2
0W〜l KWの所定の値で印加すると、電極31とド
ラム状基体26との間にグロー放電が生起し、上記ガス
のプラズマ状態が発生し、゛ドラム状基体2゛6上Ka
−8i層の成膜が開始される。
なお、ここでa−8i層の成膜匡寄与しなかった未反応
の原料ガス、ガス状副生成物及びキャリアーカス等は第
3図に示す排気装置2によシ反応室1から排気される。
これらの排ガスをそのまま大気、中に放出すると、シリ
コンを含む原料カスやガス状副生成物(S i 2H6
,S i aHs。
H2等)ti、酸化されやす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。また原料ガス中
にB2H6,PHa、AsHa等のドーピングカスを含
有する場合には、これらのガスの致死量が数10 pp
m  なので、大気中に放出することができない。従っ
て排ガスは大気に放出する前に無害化処理する必要があ
る。そこで排ガスは、第2図に示す排気口33.ダスト
トラップ34及びメカニカルブースターポンプ35a、
ロータリーポンプ35bを通過した後、まず第3図に示
す燃焼塔3で酸化される。酸化反応により排ガスは安定
で安全な酸化シリコン。
水やホウ素の酸化物、リンの酸化物、砒素の酸化物等【
変化する。次いで排ガスの酸化物はスクラバー4に導入
され、水相へ移動する。即ち、水に不溶な酸化シリコン
は水に分赦し、ホウ素の酸化物はホウ酸に、リンの酸化
物はリン酸とPHが調整され、排水処理設備に導入され
る。
丈イクロン5を通過した稼子はバグフィルタ−て排ガス
処理が行なわれる。
ところが、上述した成膜方式でa−8i悪感光の成膜を
行う場合、SiH4のグロー放電分解くよって生成した
反応性活性種(5iHa、8iH381H,Si、H等
のラジカル、イオン)間の気相中での反応は避けられず
微粉末シリコン(例えば、5inH2+2構造を有する
ポリシラン)が生成する。
そして、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か第2図に示スメカニカルブー
スターポング35a及び回転ボンダ35b等の排気装置
35内に付着したシ、回転ボンダ35b内のオイルに混
入し、排気能力の大幅な低下を引き起こす原因となる。
そこで、この現象を防ぐために真空チャンバー22とメ
カニカルブースターポンプ35aとの間に金網36を具
備したダストトラップ34を設は微粉末シリコンを捕集
することによりて排気装置35への微粉末シリコンの侵
入を防止するようにしている。そしてダスト−トラップ
34に捕集された微粉末シリコンを金網36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、高圧の気体で吹き飛ば
す方法が一般に行なわれている。ところが金網をアルコ
ールで洗浄する方法では、大葉のアルコールを必要とし
またダストトラップ34の内壁に付着した微粉末シリコ
ンをアルコールで拭き取る時に拭き取り用の布や紙が届
かない死角があったり、アルコールが揮発性のために作
業者の健康上悪い影響を与えたシする欠点がある。また
ブロアーや集塵機等で吸引する方法では、配管内、やフ
ィルターに溜った微粉末シリコンが粉塵爆発を起こす危
険性がある。更に高圧の気体で吹きとばす方法では、吹
きとばされた微粉末シリコンが環境を汚染しないために
、高能力のダクトの設備を心細とする。
このよう罠金網から微粉末シリコンを除去する方法は、
実用上重大な欠点を有しており、更に生産性においても
処理に長時間有するという致命的な欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は、以上の様な事情にもとづいてなされたもので
、シリコン製造装置で副成された微粉末シリコンを環境
を汚染することなし九効率よく短時間に除去し、かつ安
全に処理することのできる微粉末シリコンの処理方法を
提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、シリコン調造装
置で副成された微粉末シリコンを捕集する第1の工程と
、捕集された微粉末シリコンて水を噴霧する第2の工程
と、水を噴霧された微粉末シリコンを水相に移動する第
3の工程と、水相に移動した微粉末シリコンを排水に分
離処理する@4の工程と、排水されない微粉末シリコン
を捕集する第5の工程と、捕集された微粉末シリコンを
大気中に放出する第6の工程とを有しシリコン製造装置
で副成された微粉末シリコンを、環境を汚染することな
しに効率よく短時間に除去し、安全に処理することので
きる微粉末シリコンの処理方法である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図示の一実施例を参照しながら説明する
第1図は本発明の一実施例である微粉末シリコンの処理
方法を示す図であ怜、第4図は第1a−85感光体成膜
装置を用いてa−8iの成膜を行う。ここで装置の構造
、成膜方法は第2図に示す装置の構造及びその成膜方法
と同様であ夛1、同番号#i同一のものを示す〇九だし
ダストトラフ134通過後罠パルプ37.パルプ38が
設けてあシパルプ38通過後には水1ig器42が設け
られている。上述の様な成膜方法でドラム状基体26上
1ca−Miの成膜が終了した後、パルプ32を閉じて
原料カーの供給を停止する。
真空チャンバー22が10”Tσrr程度に減圧される
のを待ってガス導入管39をチッ素ガス供給装fiKつ
なぎ、パルプ32を開いてテン素ガスを真空チャンバー
22内に導入する。真空チャフ /< −22内に残存
していた原料カスがテン素ガスにより置換された後に、
排気装置35を停止する。テン素ガスの真空チャンバー
22内への供給を続は真空チャンバー22内の圧力が1
0  Torr (1気EE)TiCなりた彼で、図示
しない7タを外してa−8iが堆積したドラム状基体2
6を取り出す。
次にパルプ37を開から閉にし逆にパルプ38を閉から
開にし、ダストトラップ34内罠捕集された微粉末シリ
コンを吸入口40から吸引し水噴霧器42に導入する。
吸引口43から吸引された微粉末シリコンはノズル部4
4でしぼられ流速が増加するとともに水を巻き込んで水
噴霧を誘起し、その結果微粉末シリコンが水と接触する
。水噴゛霧器は種々の構造のものがあるが代表的には第
5図に示すようなものがある。
吸入口43での吸引流量は1〜10 m37m1n。
好適には3〜7m3/minであプノズル部44Kかが
る水噴霧用の水圧は2〜4 kg / cm2が適して
おシ、水量121−101 /mjn、好適疋は3〜7
1/minであシ配管45の管径、長さ等により決まる
。このような水@霧器42で微粉末クリコンに水を噴霧
するととてよシ燃焼性が抑えられ、粉塵爆発の危険性が
なくなる。
次いで微粉末シリコンは配管45を通して第1図に示す
排ガス処理装置へ導入される。排ガス処理方法は従来例
と同様であシ、第1図において@3図と同番号のものは
同一のものを示す。
微粉末シリコンの処理方法としては、第1図を用い%ま
ず反応室1内に副生成物として発生した微粉末シリコン
はダストドラッグ8に捕集され、パルプ9を開き、水噴
霧器13に導入され水を噴霧され、次いで配管10を通
シスクラバー4に導入される。この時パルプ11.パル
プ12は開から閉にされる。スクラバー4で微粉末シリ
コンの95−以上は水中に分散されサイクロン5を通っ
て排水され処理される。残り数係の微粉末シリコンはバ
グフィルタ−6で捕集される。この様にして吸入された
微粉末シリコンの99.91以上は排ガス処理装置罠よ
シ捕集され、わずか0.11以下の微粉末シリコンがブ
ロアー7により大気に放出された。
以上の様な微粉末シリコンの処理を各パッチ毎に行なう
ことによりダストドラッグの容量を最小におさえること
ができる。またパルプの操作だけでダストトラップ内か
ら金網を取り出すことなく微粉末シリコンの処理ができ
るので環境を汚染することもなく、短時間で効率よ〈微
粉末シリコンを除去し、安全に処理することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明くよれば、シリコン製造装置
で副成された微粉末シリコンを環境′を汚染することな
しに、短時間で効率よく除去し、かつ安全に処理するこ
とができる。
4、図面の簡単すFafIA 第1図は本発明の一実施例である微粉末シリコンの処理
方法を示す図、fgg図はシリコン製造装置としてのa
−8i悪感光成膜装置、第3図は従来の排カス処理方法
を示す図、第4図r/′i第1図に用いられるシリコン
與造装置としてのa−87感光体成膜装置、第5図は第
1図及び第4図に示す水kjl器の説明図であるO l・・・反応室(シリコン製造装置)、4・・・スクラ
バー、5・・・サイクロン、6・・・バグフィルタ−1
7・・・ブロアー、8・・・ダストトラップ、13・・
・水噴霧器、22・・・真空チャンバー(シリコン製造
装置)、34・・・ダストトラップ、42・・・水噴霧
器 世−一理士 則近患佑(ほか1名) 第  1 図 第  2 図 第3図 第  4 図 第  5 図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコン製造装置で幅成された微粉末シリコンを
    捕集する第1の工程と、捕集された微粉末シリコンに水
    を噴霧する第2の工程と、水を噴霧された微粉末シリコ
    ンを水相に移動する第3の工程と、水相に移動した微粉
    末シリコンと排水に分離処理する第4の工程と、排水さ
    れない微粉末シリコンを捕集する第5の工程と、捕集さ
    れた微粉末シリコンを大気中に放出する第6の工程とか
    ら成ることを特徴とする微粉末シリコンの処理方法。
  2. (2)シリコン製造装置はアモルファスシリコンを製造
    する装置であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の微粉末シリコンの処理方法。
  3. (3)第1の工程はダストトラップを用いることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の微粉末シリコンの処
    理方法。
  4. (4)第2の工程は水噴霧器を用いることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の微粉末シリコンの処理方法
  5. (5)第3の工程はスクラバーを用いることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の微粉末シリコンの処理方
    法。
  6. (6)第4の工程はサイクロンを用いることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の微粉末シリコンの処理方
    法。
  7. (7)第5の工程はバグフィルターを用いることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の微粉末シリコンの処
    理方法。
  8. (8)第6の工程はブロアーを用いることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の微粉末シリコンの処理方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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