WO2012131888A1 - 半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置及びそのクリーニング方法 - Google Patents

半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置及びそのクリーニング方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for cleaning an exhaust passage used in an apparatus for manufacturing a semiconductor crystal such as silicon single crystal, silicon polycrystal, GaAs single crystal, and GaAs polycrystal, and a method for cleaning the exhaust passage.
  • a semiconductor crystal such as silicon single crystal, silicon polycrystal, GaAs single crystal, and GaAs polycrystal
  • a vacuum pump is configured such that an inert gas supplied to the puller is sucked through an exhaust pipe connected to a single crystal puller, and a cleaning outlet provided in the exhaust pipe One end of the cleaning pipe is connected to the other end of the cleaning pipe, and a cleaning suction pump is connected to the other end of the cleaning pipe. Further, the cleaning suction pump sucks the inert gas or the atmosphere in the exhaust pipe in the open state in the puller.
  • a cleaning device for an inert gas exhaust system of a single crystal puller configured as described above is disclosed (for example, see Patent Document 1).
  • a cleaning powder separator is provided in a cleaning pipe between the cleaning outlet and the suction pump, and the suction flow rate of the suction pump is adjustable.
  • the cleaning device configured as described above, at the time of cleaning the inert gas exhaust system of the single crystal puller, after the puller is opened to the atmosphere, one end of the cleaning pipe is connected to the cleaning outlet, and the suction for cleaning is performed. Drive the pump. At this time, since the introduction flow rate of the air into the exhaust pipe of the suction pump is increased stepwise or gradually, first, the dust accumulated in the exhaust pipe etc. is gradually burned, and after these dusts are completely burned, the exhaust pipe etc. And separated and collected by a cleaning powder separator. As a result, almost all of the dust accumulated in the exhaust pipe can be easily and safely removed in a short time without a sudden increase in temperature and pressure in the exhaust pipe.
  • the flow rate of air introduced into the exhaust pipe is increased stepwise or gradually in order to suppress rapid combustion of dust accumulated in the exhaust pipe.
  • the air introduction flow rate into the exhaust pipe is increased stepwise or gradually, and the air introduction flow rate into the exhaust pipe becomes relatively large, then the air introduction flow rate is suddenly increased. Since there is not much difference, a part of the completely burned dust remains on the inner wall of the exhaust pipe without being separated from the inner wall of the exhaust pipe. For this reason, if the silicon single crystal pulling process is performed a plurality of times, the amount of dust deposited on the inner wall of the exhaust pipe increases, so it is necessary to periodically clean the exhaust pipe every time a predetermined number of pulling processes are performed. . During the regular cleaning of the exhaust pipe, the exhaust pipe has to be removed from the chamber, and there has been a problem that the cleaning operation takes a long time.
  • the silicon single crystal pulling process is performed a plurality of times without cleaning the exhaust pipe when the amount of accumulated dust on the inner wall of the exhaust pipe increases. If the process proceeds to the next pulling process of the silicon single crystal, the pressure control in the chamber becomes difficult and the pressure fluctuation in the chamber becomes large, so that the pulling condition of the silicon single crystal is adversely affected or the exhaust pipe is exhausted. When the dust accumulated on the inner wall of the steel plate is unintentionally separated, there is a problem of damaging the vacuum pump or the like.
  • An object of the present invention is for a semiconductor crystal manufacturing apparatus that can efficiently remove dust accumulated in an exhaust passage, thereby shortening the cleaning time of the exhaust passage and suppressing pressure fluctuations in the chamber during manufacture of the semiconductor crystal.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust passage cleaning device and a cleaning method therefor.
  • a first aspect of the present invention is an exhaust for a semiconductor crystal manufacturing apparatus that removes dust accumulated in an exhaust passage provided in a chamber for exhausting a gas in the chamber of the semiconductor crystal manufacturing apparatus by suction from outside the chamber.
  • the passage cleaning device includes a cleaning on-off valve that is detachably attached to the opening of the exhaust passage facing the chamber and intermittently opens and closes the opening in the suction state, and a valve driving unit that drives the cleaning on-off valve. It is characterized by that.
  • a second aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, and further includes an insertion cylinder that has a flange portion that contacts the end face of the opening portion and can be inserted into the opening portion, and is attached to the flange portion for cleaning. And a valve holder for holding the on-off valve.
  • the third aspect of the present invention is an invention based on the second aspect, and further is characterized in that a valve holder is provided extending in a direction away from the insertion tube, and a handle is attached to the tip.
  • the fourth aspect of the present invention is an invention based on the second aspect, and is characterized in that a hook is attached to the valve holder.
  • a fifth aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, and is characterized in that the valve driving means is a fluid pressure cylinder.
  • the sixth aspect of the present invention is the invention based on the first or fifth aspect, and further characterized in that the intermittent opening / closing cycle of the opening by the valve driving means is 1 to 30 seconds.
  • an exhaust for a semiconductor crystal manufacturing apparatus that removes dust accumulated in an exhaust passage provided in a chamber for exhausting a gas in the chamber of the semiconductor crystal manufacturing apparatus by suction from outside the chamber.
  • the passage cleaning method by opening the opening of the exhaust passage facing the chamber and introducing the atmosphere into the exhaust passage, and closing the opening and sucking the air introduced into the exhaust passage.
  • the air discharging step for discharging the air in the exhaust passage is performed once or repeated a plurality of times.
  • the eighth aspect of the present invention is the invention based on the seventh aspect, and is characterized in that the repetition period of the air discharge step and the air introduction step is 1 to 30 seconds.
  • the cleaning on-off valve removably attached to the opening of the exhaust passage facing the chamber intermittently opens and closes the opening in the suction state. Therefore, the pressure in the exhaust passage varies greatly. That is, when the on-off valve is closed, the exhaust passage becomes negative pressure, and when the on-off valve is opened, pressure fluctuation occurs in the exhaust passage so that the exhaust passage returns to atmospheric pressure. Thereby, dust accumulated in the exhaust passage can be efficiently removed. As a result, since it is not necessary to remove the exhaust pipe or the like when cleaning the exhaust passage, the cleaning time of the exhaust passage can be shortened.
  • the insertion cylinder is inserted into the opening while the cleaning opening / closing valve is held by the valve holder attached to the flange of the insertion cylinder.
  • the opening can be reliably opened and closed while the on-off valve is stable.
  • the cleaning device even if the opening is formed on the bottom wall of the relatively deep chamber by grasping the handle at the tip of the valve holder and inserting the insertion tube into the opening,
  • the insertion tube can be easily inserted into the opening.
  • the opening is formed in the side wall near the bottom wall of the chamber having a relatively deep depth by holding the hook attached to the valve holder and inserting the insertion tube into the opening. Even if it is made, an insertion cylinder can be easily inserted in an opening part.
  • an air introduction step for opening the exhaust passage opening to introduce the atmosphere into the exhaust passage, and an air discharge for closing the opening and discharging the air in the exhaust passage Since the process is performed once or repeated a plurality of times, dust accumulated in the exhaust passage can be efficiently removed when the pressure in the exhaust passage varies greatly. As a result, similarly to the above, it is not necessary to remove the exhaust pipe or the like when cleaning the exhaust passage, so that the exhaust passage cleaning time can be shortened. In addition, every time the semiconductor crystal manufacturing process is performed multiple times, all the dust accumulated in the exhaust passage can be removed periodically, so that pressure fluctuations in the chamber during semiconductor crystal production can be suppressed, and thus pressure fluctuations in the chamber can be suppressed. Thus, adverse effects on semiconductor manufacturing conditions can be prevented.
  • FIG. 4 is a side view of the carriage showing a state where the cleaning device is placed on the carriage and a control box for controlling the cleaning on-off valve is placed on the carriage.
  • It is principal part sectional drawing which shows the state which has inserted the insertion cylinder of the cleaning apparatus of 2nd Embodiment of this invention in the opening part, and has opened and closed the cleaning on-off valve with the air cylinder.
  • It is principal part sectional drawing which shows the state which has inserted the insertion cylinder of the cleaning apparatus of 3rd Embodiment of this invention in the opening part, and has opened and closed the cleaning on-off valve with the air cylinder.
  • the semiconductor crystal is a silicon single crystal
  • the semiconductor crystal manufacturing apparatus 11 is a silicon single crystal pulling apparatus.
  • the silicon single crystal pulling apparatus 11 includes a chamber 12 having a bottom wall 12 a and having an open upper end, and a casing 13 connected to the upper end of the chamber 12.
  • a pulling means 18 for pulling up the silicon single crystal is provided at the upper end of the casing 13 (FIG. 3).
  • the crucible 14 includes a bottomed cylindrical inner layer container 14a formed of quartz and storing a silicon melt, and a bottomed cylindrical outer layer container 14b formed of graphite and fitted to the outside of the inner layer container 14a. Become.
  • the upper end of the shaft 19 is connected to the bottom of the outer layer container 14b, and a crucible driving means 20 for rotating and moving the crucible 14 through the shaft 19 is provided at the lower end of the shaft 19 (FIG. 2).
  • first to fourth openings 12b to 12e facing the chamber 12 are formed on the bottom wall 12a of the chamber 12, respectively, and the first to fourth openings 12b to 12e extend in the vertical direction and extend to the bottom.
  • the upper ends of the four first to fourth communication holes 12f to 12i penetrating the wall 12a are formed (FIGS. 1 and 2).
  • the base ends of the four first to fourth exhaust pipes 21 to 24 are connected to the lower ends of the communication holes 12f to 12i, respectively, and the distal ends of the first to fourth exhaust pipes 21 to 24 are a single collective exhaust.
  • Collectively connected to the proximal end side of the tube 26 (FIG. 3).
  • a vacuum pump 27 is connected to the other end of the collective exhaust pipe 26.
  • FIG. 3 denotes an intake pipe having one end connected to the upper surface of the casing 13.
  • the other end of the intake pipe 28 is connected to a tank (not shown) in which an inert gas (Ar gas in this embodiment) is stored.
  • An inert gas exhaust passage 29 is formed by the first to fourth openings 12b to 12e, the first to fourth communication holes 12f to 12i, the first to fourth exhaust pipes 21 to 24, and the collective exhaust pipe 26.
  • the inert gas in the tank flows into the chamber 12 through the intake pipe 28 and the casing 13. After containing dust 36 such as SiO or SiO 2 in the chamber 12, the inert gas in the tank passes through the exhaust passage 29 and passes through the vacuum pump 27. Is configured to be discharged.
  • the dust 36 such as SiO or SiO 2 contained in the inert gas is deposited on the inner wall of the exhaust passage 29, and the dust 36 deposited in the exhaust passage 29 is configured to be removed by the cleaning device 30.
  • the cleaning device 30 is detachably attached to the first to fourth openings 12b to 12e of the exhaust passage 29 facing the chamber 12, and opens and closes the first to fourth openings 12b to 12e intermittently in the suction state.
  • Disc-shaped first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 and first to fourth valve driving means 41 to 44 for driving the cleaning on-off valves 31 to 34, respectively, are provided.
  • the cleaning device 30 includes first to fourth insertion cylinders 51 to 54 having first to fourth flange portions 51a to 54a, which are in contact with the end surfaces of the first to fourth openings 12b to 12e, respectively. Further, first to fourth valve holders 61 to 64 attached to the four flange portions 51a to 54a, respectively.
  • the first to fourth valve driving means 41 to 44 are first to fourth air cylinders in this embodiment.
  • the first to fourth insertion cylinders 51 to 54 are formed in a cylindrical shape that can be inserted into the first to fourth openings 12b to 12e, and these cylinder main bodies 51b.
  • the first to fourth flange portions 51a to 54a are provided integrally with the cylinder main bodies 51b to 54b at one end of the cylinder main bodies 51b to 54b and have outer diameters larger than the outer diameters of the cylinder main bodies 51b to 54b. Further, the first to fourth valve holders 61 to 64 are provided with a plurality of pieces provided so as to stand upright from the first to fourth flange portions 51a to 54a and extend away from the first to fourth insertion cylinders 51 to 54.
  • First to fourth air cylinders 41 to 44 are attached to the first to fourth holding plates 61b to 64b in a state where the first to fourth piston rods 41a to 44a protrude downward, and the first to fourth pistons
  • the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 are attached to the lower ends of the rods 41a to 44a. That is, the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 are configured to be held by the first to fourth valve holders 61 to 64 via the first to fourth air cylinders 41 to 44, respectively.
  • each of the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 is formed with a small through hole or a slit on the bottom surface. This is because if the exhaust passage 29 is completely sealed, the air cylinders 41 to 44 may be overloaded.
  • air inlets may be formed in the first to fourth holding plates 61b to 64b, respectively. This is because the air in the chamber 12 is smoothly introduced into the exhaust passage 29 from the introduction port.
  • first to fourth handles 71 to 74 are attached to the upper ends of the first to fourth leg portions 61a to 64a of the first to fourth valve holders 61 to 64, respectively. Further, with the first to fourth insertion cylinders 51 to 54 inserted into the first to fourth openings 12b to 12e of the exhaust passage 29, the first to fourth air cylinders 41 to 44 are used for the first to fourth cleaning.
  • the on-off valves 31 to 34 are driven to open and close the first to fourth openings 12b to 12e intermittently.
  • the first to fourth openings 12b to 12e are intermittently opened and closed by the first to fourth air cylinders 41 to 44, that is, the first to fourth openings 12b are provided by the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34.
  • the repetition period with the introducing step is set to 1 to 30 seconds, preferably 2 to 5 seconds.
  • the intermittent opening / closing cycle of the first to fourth openings 12b to 12e by the first to fourth air cylinders 41 to 44 is limited to the range of 1 to 30 seconds. No pressure difference is generated in the exhaust passage 29 so that the dust 36 adhering to the 29 can be separated. If the pressure difference exceeds 30 seconds, the pressure difference in the exhaust passage 29 hardly changes and the efficiency of the cleaning operation of the exhaust passage 29 is reduced. Because it does.
  • first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 are used for the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 in a state where the pressure difference is such that the dust 36 adhering to the inner wall of the exhaust passage 29 can be separated, that is, the cleaning suction pump 93 is being driven.
  • the first to fourth openings 12b to 12e are opened by the pressure (negative pressure) in the exhaust passage 29 when the fourth openings 12b to 12e are closed and the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34.
  • the difference from the pressure (atmospheric pressure) in the exhaust passage is set to 0.02 MPa or more, preferably 0.1 MPa or more.
  • the suction state of the exhaust passage 29 including the first to fourth openings 12b to 12e is generated by driving a suction pump 93 for cleaning the dust 36 and the cleaning device of the peeling device described later. Configured to be
  • the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34, the first to fourth air cylinders 41 to 44, the first to fourth insertion cylinders 51 to 54, the first to fourth valve holders 61 to 64, and the first The first to fourth opening opening / closing means 81 to 84 are configured by the fourth handle.
  • the first to fourth opening opening / closing means 81 to 84 are transported on a carriage 86 (FIG. 4).
  • a control box 87 is placed on the carriage 86.
  • the control box 87 accommodates a controller (not shown) that drives the first to fourth air cylinders 41 to 44 to control the opening and closing of the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34.
  • the control box 87 also accommodates first to fourth solenoid valves (not shown) for switching the first to fourth piston rods 41a to 44a of the first to fourth air cylinders 41 to 44 so as to project and retract. .
  • the first to fourth air cylinders 41 to 44 and the first to fourth solenoid valves are connected by an air tube (not shown).
  • the first to fourth solenoid valves are electrically connected to the control output of the controller.
  • the controller is provided with a memory (not shown), and the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 are sequentially shifted three times at a time instead of simultaneously (the number of times of opening and closing is arbitrary).
  • the time chart (FIG. 5) for controlling the first to fourth electromagnetic valves to open and close is stored as a map.
  • a manual three-way switching valve 88 is provided in the collective exhaust pipe 26.
  • the first port 88 a of the switching valve 88 is connected to the collective exhaust pipe 26 on the pulling device 11 side, and the second port 88 b is connected to the collective exhaust pipe 26 on the vacuum pump 27 side.
  • the third port 88c is connected to one end of a cleaning pipe 92 of the dust burning and peeling device 91 that burns the dust 36 accumulated in the exhaust passage 29 and peels most of the dust 36. That is, the third port 88c serves as a cleaning outlet.
  • the dust combustion and peeling device 91 constitutes a part of the cleaning device 30 of the present invention in this embodiment.
  • As the vacuum pump a combination of a water ring pump and a mechanical booster, an oil rotary pump, a dry vacuum pump, or the like is used.
  • the dust burning and peeling device 91 includes a cleaning pipe 92 having one end detachably connected to a cleaning outlet 88c (third port), and the other end of the cleaning pipe 92 connected to the other end of the lifting device 11.
  • Cleaning powder provided in a cleaning suction pump 93 that sucks Ar gas or the atmosphere in the exhaust passage 29 while being open to the atmosphere, and a cleaning pipe 92 between the collective exhaust pipe 26 and the cleaning suction pump 93.
  • a body separator 94 When using the dust combustion and peeling device 91 and when operating the first to fourth opening opening / closing means 81 to 84, one end of the cleaning pipe 92 is connected to the cleaning outlet 88c, and The 1 port 88a and the cleaning outlet 88c are switched so as to communicate with each other.
  • the cleaning pipe 92 is removed from the cleaning outlet 88c except when the dust is burned and when the dust device 91 is used and when the first to fourth opening opening / closing means 81 to 84 are operated. And the first port 88a and the second port 88b are switched to communicate with each other.
  • the cleaning powder separator 94 is a cleaning cyclone in this embodiment.
  • the inner diameter of the cleaning pipe 92 is greatly reduced immediately before the entrance of the cleaning cyclone 94.
  • a dust chamber 94a is provided.
  • the cleaning suction pump 93 is driven by an induction motor 96.
  • the frequency of the induction motor 96 is controlled by the inverter 97 so that the rotation speed is controlled, whereby the suction flow rate of the cleaning suction pump 93 (the Ar gas in the exhaust passage or the flow rate of the atmosphere) can be adjusted.
  • the dust burning and peeling device 91 is provided with a cleaning scrubber 98 that collects the dust 36 that flows into the cleaning pipe 92 and passes through the cleaning cyclone 94.
  • the scrubber 98 includes a scrubber funnel 98a connected to the discharge port of the cleaning suction pump 93 via a cleaning pipe 92, a scrubber tank 98b into which the funnel 98a is inserted, and an upper inner periphery of the tank 98b. And a plurality of scrubber shower nozzles 98c attached to the.
  • the scrubber funnel 98a is formed to gradually spread downward in order to reduce the flow rate of the Ar gas discharged from the cleaning suction pump 93 or the atmosphere, and from the scrubber shower nozzle 98c (in this embodiment, liquid ( Water) is sprayed. Arranged in this sprayed liquid is collected Ar gas discharged from the scrubber funnel 98a or dust 36 contained in the atmosphere and collected.
  • the dust burning and peeling device 91 that is, the cleaning pipe 92, the cleaning suction pump 93, the cleaning cyclone 94, the induction motor 96, the inverter device 97, and the cleaning scrubber 98 are mounted on a pedestal having wheels (not shown). And is configured to be transportable.
  • 3 are electric control valves for controlling the pressure in the chamber 12 by adjusting the flow rates of Ar gas flowing through the intake pipe 28 and the collective exhaust pipe 26, respectively.
  • An air operated angle valve 104 opens and closes the collective exhaust pipe 26.
  • reference numeral 106 denotes a flapper valve provided at the upper end of the branch exhaust pipe 107 branched from the middle of the collective exhaust pipe 26. This valve 106 burns the dust 36 deposited on the inner wall of the exhaust passage 29, and the inside of the exhaust passage 29 It is provided to open the exhaust passage 29 to the atmosphere when the pressure increases rapidly.
  • the operation of the cleaning device 30 configured as described above will be described.
  • the silicon single crystal pulling apparatus 11 is operated for a predetermined time, for example, after pulling the silicon single crystal 10 times and several hundred hours have passed, the vacuum pump 27 is stopped, and the casing 13 and the crucible 14 of the pulling apparatus 11 are removed in this state.
  • the inside of the chamber 12 is opened to the atmosphere.
  • the atmosphere flows into the exhaust passage 29 (including the first to fourth exhaust pipes 21 to 24), but the dust 36 accumulated on the inner wall of the exhaust passage 29 contacts only a small amount of oxygen in the atmosphere. Of the accumulated dust 36, only the dust 36 on the surface burns, and the temperature in the exhaust passage 29 increases only slightly.
  • one end of the cleaning pipe 92 of the dust combustion and separation device 91 is connected to the cleaning outlet 88 c (third port) of the three-way switching valve 88. Further, the first handle 71 at the upper end of the first valve holder 61 is gripped to insert the first insertion cylinder 51 into the first opening 12b. At this time, a part of the dust 36 accumulated on the inner wall of the first opening 12b is scraped off by the first insertion cylinder 51 and peeled off from the inner wall of the first opening 12b. Thereby, even if the 1st opening part 12b is formed in the bottom wall 12a of the chamber 12 comparatively deep, the 1st insertion cylinder 51 can be easily inserted in the 1st opening part 12b.
  • the second to fourth insertion cylinders 52 to 54 are grasped by holding the second to fourth handles 72 to 74 at the upper ends of the second to fourth valve holders 62 to 64, and the second to fourth openings Inserted in 12c to 12e, respectively.
  • the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 keep the first to fourth openings 12b to 12e open.
  • the three-way switching valve 88 is switched so that the first port 88a communicates with the cleaning outlet 88c, and the cleaning suction pump 93 is driven.
  • the induction motor 96 is rotated at a low speed by the inverter device 97 to keep the flow rate of Ar gas or the atmosphere in the exhaust passage 29 low. As a result, the dust 36 accumulated on the inner wall of the exhaust passage 29 gradually burns. However, the dust 36 accumulated on the inner wall of the exhaust passage 29 does not peel off.
  • the induction motor 96 is rotated at a medium speed by the inverter device 97 to increase the flow velocity of the atmosphere in the exhaust passage 29. As a result, the dust 36 accumulated on the inner wall of the exhaust passage 29 further burns. However, the dust 36 accumulated on the inner wall of the exhaust passage 29 does not peel off.
  • the frequency of the inverter device 97 is maximized (
  • the controller in the control box 87 is turned on while the cleaning suction pump 93 is rotated at a high speed by maximizing the rotation speed of the induction motor 98 at 60 Hz.
  • the controller drives the first to fourth solenoid valves to control the opening and closing of the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34, respectively.
  • the controller sequentially shifts the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 not at the same time but three times in sequence (this open / close frequency is arbitrary).
  • the first to fourth solenoid valves are controlled based on a time chart for opening and closing (FIG. 5).
  • the exhaust passage 29 becomes negative pressure
  • any one of the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 is opened
  • the exhaust passage 29 is exhausted.
  • Pressure fluctuations that cause the passage 29 to return to atmospheric pressure occur in the exhaust passage. That is, the pressure in the exhaust passage 29 varies greatly. As a result, all the dust 36 accumulated on the inner wall of the exhaust passage 29 due to the pressure difference can be reliably peeled off.
  • the first to fourth insertion cylinders 51 to 54 are connected to the first to fourth opening portions while the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 are held by the first to fourth valve holders 61 to 64. Since the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 are inserted in the 12b to 12e, the first to fourth openings 12b to 12e can be reliably opened and closed in a stable state.
  • the first to fourth opening opening / closing means 81 to 84 are removed from the first to fourth openings 12b to 12e, and the cleaning pipe 92 is removed from the cleaning outlet 88c.
  • the three-way switching valve 88 only needs to be switched so that the first port 88a and the second port 88b communicate with each other. Therefore, the cleaning time of the exhaust passage 29 is extremely short, and the cleaning operation of the exhaust passage 29 is extremely easy. Can be done.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same components.
  • the first to fourth valve holders 121 to 124 erected on the first to fourth flange portions 51a to 54a are formed in a substantially L shape, respectively.
  • the first to fourth valve holders 121 to 124 are attached to the first to fourth flange portions 51a to 54a, have the same diameter as the through holes of the first to fourth insertion cylinders 51 to 54, and the hole cores coincide with each other.
  • the first to fourth attachment portions 121a to 124a formed with the first to fourth through holes 121b to 124b, and the first to fourth attachment portions 121a to 124a from the first to fourth flange portions 51a to 54a.
  • the first to fourth leg portions 121c to 124c extending in the separating direction.
  • One ends of the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 are pivotally attached to the upper surfaces of the first to fourth attachment parts 121a to 124a, respectively.
  • the base ends of the first to fourth air cylinders 131 to 134 are pivotally attached to the upper ends of the first to fourth leg portions 121c to 124c, respectively, so that the first to fourth pistons of the first to fourth air cylinders 131 to 134 are pivoted.
  • the tips of the rods 131a to 134a are pivotally attached to the other ends of the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34, respectively.
  • the configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.
  • the first to fourth cleaning on-off valves 31 to 34 can be operated with a relatively small force. It can be opened and closed smoothly. Since the operation other than the above is substantially the same as the operation of the first embodiment, repeated description will be omitted.
  • FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. 7, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same components.
  • first to fourth hooks 151 to 154 are attached to the first to fourth leg portions 121c to 124c of the first to fourth valve holders 121 to 124, respectively.
  • the first to fourth openings 162b to 162e are respectively formed in the side wall 162a of the chamber 162, and the first to fourth communication holes 162f to 162i are respectively formed to extend in the horizontal direction on the side wall 162a of the chamber 162.
  • an exhaust passage 169 is constituted by the first to fourth openings 162b to 162e, the first to fourth communication holes 162f to 162i, the first to fourth exhaust pipes 21 to 24, and the collective exhaust pipe.
  • the configuration other than the above is the same as that of the second embodiment.
  • the first to fourth hooks 151 to 154 are gripped and the first to fourth insertion cylinders 51 to 54 are inserted into the first to fourth openings 162b to 162e. Even if the first to fourth openings 162b to 162e are formed on the side wall 162a near the bottom wall of the relatively deep chamber 162, the first to fourth insertion cylinders 51 to 54 are connected to the first to fourth openings 162b. Can be easily inserted into 162e. Since the operation other than the above is substantially the same as the operation of the first embodiment, repeated description will be omitted.
  • a silicon single crystal is used as the semiconductor crystal.
  • a silicon polycrystal, a GaAs single crystal, a GaAs polycrystal, an InP single crystal, an InP polycrystal, a ZnS single crystal, a ZnS Polycrystal, ZnSe single crystal, or ZnSe polycrystal may be used.
  • the inert gas is used as the gas discharged from the exhaust passage.
  • a non-oxidizing gas such as nitrogen gas may be used.
  • dust accumulated in the exhaust passage is burned by the dust burning and peeling device, and most of the completely burned dust is peeled off and then exhausted by the cleaning on-off valve.
  • the opening of the exhaust passage may be opened and closed by a cleaning on-off valve to peel off and remove all dust accumulated in the exhaust passage.
  • a powder separator such as a cyclone
  • the cleaning device of the present invention is applied to a chamber in which four openings are formed on the bottom wall or side wall. However, one to three cleaning devices of the present invention are used.
  • the air cylinder is used as the valve driving means.
  • a hydraulic cylinder, a linear solenoid, or the like may be used as the valve driving means.
  • the cleaning device of the present invention is applied to a silicon single crystal pulling device.
  • the cleaning device of the present invention may be applied to a cooling crucible induction melting casting device or a casting furnace.
  • This cooling crucible induction melting casting apparatus is a strip of a material (usually copper) having good electrical and thermal conductivity that is electrically insulated from each other in the circumferential direction and water-cooled inside the high-frequency induction coil. It has a cooling copper crucible arranged in a line. This cooling copper crucible is configured as a melting vessel.
  • the said cast furnace is used in order to manufacture the silicon polycrystal used for a solar cell. Specifically, a silicon raw material stored in a crucible in a casting furnace is melted at a high temperature of 140 ° C. or higher, and then cooled and crystallized to produce silicon polycrystal.
  • the cleaning apparatus and cleaning method of the present invention can efficiently remove dust accumulated in the exhaust passage, thereby shortening the cleaning time of the exhaust passage and suppressing pressure fluctuations in the chamber during the production of the semiconductor crystal. It can be used as a cleaning device for an exhaust passage for a crystal manufacturing apparatus and a cleaning method therefor.

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Abstract

　半導体結晶製造装置のチャンバ（１２）内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路（２９）に堆積する粉塵（３６）をチャンバ外から吸引することにより除去するように構成される。またチャンバに臨む排気通路の開口部（１２ｂ～１２ｅ）に取外し可能に取付けられたクリーニング用開閉弁（３１～３４）が開口部を吸引状態において断続的に開閉される。更にクリーニング用開閉弁は弁駆動手段（４１～４４）により駆動される。　排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去し、これにより排気通路のクリーニング時間を短縮するとともに、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制する。

Description

半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置及びそのクリーニング方法
　本発明は、シリコン単結晶、シリコン多結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ多結晶等の半導体結晶を製造する装置に用いられる排気通路をクリーニングする装置と、その排気通路をクリーニングする方法に関するものである。
　従来、この種のクリーニング装置として、単結晶引上げ機に接続された排気管を通して真空ポンプが引上げ機に供給された不活性ガスを吸引するように構成され、排気管に設けられたクリーニング用取出し口にクリーニング用パイプの一端が接続され、クリーニング用パイプの他端にクリーニング用吸引ポンプが接続され、更にクリーニング用吸引ポンプが引上げ機内の大気開放状態で排気管内の不活性ガス又は大気を吸引するように構成された単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このクリーニング装置では、クリーニング用取出し口と吸引ポンプの間のクリーニング用パイプにクリーニング用粉体分離器が設けられ、吸引ポンプの吸引流量は調整可能に構成される。
　このように構成されたクリーニング装置では、単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング時に、引上げ機内を大気に開放した後に、クリーニング用パイプの一端をクリーニング用取出し口に接続し、クリーニング用吸引ポンプを駆動する。このとき吸引ポンプの排気管内への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくするので、先ず排気管内等に堆積した粉塵が徐々に燃焼し、これらの粉塵が完全に燃焼した後に排気管内等から剥離してクリーニング用粉体分離器により分離・捕集される。この結果、排気管内の急激な温度及び圧力の上昇を伴わずに、排気管内に堆積した粉塵の殆ど全てを短時間で容易にかつ安全に除去できるようになっている。
特開２０００－２１９５９１号公報（請求項１、段落［００３８］、図１）
　上記従来の特許文献１に示されたクリーニング装置では、排気管に堆積した粉塵の急激な燃焼を抑えるために、排気管への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくしている。しかし、排気管への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくして、排気管への大気の導入流量が比較的大きくなった後に、大気の導入流量を急激に大きくしようとしても、圧力差があまり生じないため、完全に燃焼した粉塵の一部が排気管の内壁から剥離せずに排気管の内壁に付着したまま残る。このため、シリコン単結晶の引上げプロセスを複数回行うと、排気管の内壁への粉塵の堆積量が増加するため、所定回数の引上げプロセスを行う毎に定期的に排気管内をクリーニングする必要がある。この定期的な排気管内のクリーニング時に、排気管をチャンバから外さなければならず、上記クリーニング作業に多くの時間を要する不具合があった。
　また、上記従来の特許文献１に示されたクリーニング装置では、シリコン単結晶の引上げプロセスを複数回行って、排気管の内壁への粉塵の堆積量が増加したときに排気管をクリーニングせずに放置したまま次のシリコン単結晶の引上げプロセスに進むと、チャンバ内の圧力制御が難しくなって、チャンバ内の圧力変動が大きくなるため、シリコン単結晶の引上げ条件に悪影響を及ぼしたり、或いは排気管の内壁に堆積した粉塵が意図せずに剥離すると、真空ポンプ等を損傷する問題点があった。
　本発明の目的は、排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去でき、これにより排気通路のクリーニング時間を短縮できるとともに、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制できる、半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置及びそのクリーニング方法を提供することにある。
　本発明の第１の観点は、半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵をチャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置において、チャンバに臨む排気通路の開口部に取外し可能に取付けられ開口部を吸引状態において断続的に開閉するクリーニング用開閉弁と、クリーニング用開閉弁を駆動する弁駆動手段とを備えたことを特徴とする。
　本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に開口部の端面に当接するフランジ部を有し開口部に挿入可能な挿入筒と、フランジ部に取付けられクリーニング用開閉弁を保持する弁保持具とを更に備えたことを特徴とする。
　本発明の第３の観点は、第２の観点に基づく発明であって、更に弁保持具が挿入筒から離れる方向に延びて設けられ先端に取っ手が取付けられたことを特徴とする。
　本発明の第４の観点は、第２の観点に基づく発明であって、更に弁保持具にフックが取付けられたことを特徴とする。
　本発明の第５の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に弁駆動手段が流体圧シリンダであることを特徴とする。
　本発明の第６の観点は、第１又は第５の観点に基づく発明であって、更に弁駆動手段による開口部の断続的な開閉周期が１～３０秒であることを特徴とする。
　本発明の第７の観点は、半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵をチャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法において、チャンバに臨む排気通路の開口部を開放して排気通路内に大気を導入する大気導入工程と、開口部を閉止して排気通路内に導入された大気を吸引することにより排気通路内の大気を排出する大気排出工程とを１回ずつ行うか又は複数回繰返すことを特徴とする。
　本発明の第８の観点は、第７の観点に基づく発明であって、更に大気排出工程と大気導入工程との繰返し周期が１～３０秒であることを特徴とする。
　本発明の第１の観点のクリーニング装置では、チャンバに臨む排気通路の開口部に取外し可能に取付けられたクリーニング用開閉弁が上記開口部を吸引状態で断続的に開閉し、このクリーニング用開閉弁を弁駆動手段が駆動するので、排気通路内の圧力が大きく変動する。即ち、開閉弁が閉じたときには排気通路が負圧になり、開閉弁が開いたときには排気通路が大気圧に戻る圧力変動が排気通路に生じる。これにより排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去できる。この結果、排気通路のクリーニング時に排気管等を取外す必要がないので、排気通路のクリーニング時間を短縮できる。また半導体結晶を製造するプロセスを複数回行う毎に定期的に排気通路に堆積した粉塵を全て除去できるので、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制でき、これによりチャンバ内の圧力変動にて半導体製造条件に及ぼされる悪影響を未然に防止できる。
　本発明の第２の観点のクリーニング装置では、挿入筒のフランジ部に取付けられた弁保持具によりクリーニング用開閉弁が保持された状態で、挿入筒が開口部に挿入されているため、クリーニング用開閉弁が安定した状態で確実に開口部を開閉できる。
　本発明の第３の観点のクリーニング装置では、弁保持具の先端の取っ手を把持して挿入筒を開口部に挿入することにより、開口部が比較的深いチャンバの底壁に形成されていても、挿入筒を開口部に容易に挿入することができる。
　本発明の第４の観点のクリーニング装置では、弁保持具に取付けられたフックを把持して挿入筒を開口部に挿入することにより、開口部が比較的深いチャンバの底壁近傍の側壁に形成されていても、挿入筒を開口部に容易に挿入することができる。
　本発明の第７の観点のクリーニング方法では、排気通路の開口部を開放して排気通路内に大気を導入する大気導入工程と、開口部を閉止して排気通路内の大気を排出する大気排出工程とを１回ずつ行うか又は複数回繰返すので、排気通路内の圧力が大きく変動することにより、排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去できる。この結果、上記と同様に、排気通路のクリーニング時に排気管等を取外す必要がないので、排気通路のクリーニング時間を短縮できる。また半導体結晶を製造するプロセスを複数回行う毎に定期的に排気通路に堆積した粉塵を全て除去できるので、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制でき、これによりチャンバ内の圧力変動にて半導体製造条件に及ぼされる悪影響を未然に防止できる。
本発明第１実施形態のクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入する手順を示す要部断面図である。 シリコン単結晶引上げ装置のケーシング及びるつぼをチャンバから取外してクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入した状態を示す縦断面図である。 そのシリコン単結晶引上げ装置の排気管の途中に排気通路に堆積した粉塵を燃焼しその粉塵の大部分を剥離する粉塵の燃焼及び剥離装置を接続した状態を示す構成図である。 そのクリーニング装置を台車に載せかつこの台車にクリーニング用開閉弁を制御する制御ボックスを載置した状態を示す台車の側面図である。 ４つのクリーニング用開閉弁を開閉するタイミングをそれぞれ示すタイムチャートである。 本発明第２実施形態のクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入してクリーニング用開閉弁をエアシリンダにより開閉している状態を示す要部断面図である。 本発明第３実施形態のクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入してクリーニング用開閉弁をエアシリンダにより開閉している状態を示す要部断面図である。
　次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
　＜第１の実施の形態＞
　図２及び図３に示すように、この実施の形態では、半導体結晶はシリコン単結晶であり、半導体結晶製造装置１１はシリコン単結晶引上げ装置である。このシリコン単結晶引上げ装置１１は、底壁１２ａを有し上端が開放されたチャンバ１２と、このチャンバ１２の上端に接続されたケーシング１３とを備える。上記チャンバ１２内にはシリコン融液（図示せず）が貯留されるるつぼ１４と、このるつぼ１４を所定の間隔をあけて包囲し上記シリコン融液を加熱する円筒状のヒータ１６と、このヒータ１６を所定の間隔をあけて包囲する保温筒１７等が収容される（図２）。またケーシング１３の上端にはシリコン単結晶を引上げる引上げ手段１８が設けられる（図３）。るつぼ１４は、石英により形成されシリコン融液が貯留される有底円筒状の内層容器１４ａと、黒鉛により形成され上記内層容器１４ａの外側に嵌合された有底円筒状の外層容器１４ｂとからなる。外層容器１４ｂの底部にはシャフト１９の上端が接続され、このシャフト１９の下端にはシャフト１９を介してるつぼ１４を回転させかつ昇降させるるつぼ駆動手段２０が設けられる（図２）。
　一方、チャンバ１２の底壁１２ａには、チャンバ１２に臨む４つの第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅがそれぞれ形成され、第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅは、鉛直方向に延びて底壁１２ａを貫通する４本の第１～第４連通孔１２ｆ～１２ｉの上端を形成するように構成される（図１及び図２）。これらの連通孔１２ｆ～１２ｉの下端には４本の第１～第４排気管２１～２４の基端がそれぞれ接続され、第１～第４排気管２１～２４の先端は単一の集合排気管２６の基端側に集合して接続される（図３）。また集合排気管２６の他端には真空ポンプ２７が接続される。更に図３の符号２８はケーシング１３の上面に一端が接続された吸気管である。この吸気管２８の他端は不活性ガス（この実施の形態ではＡｒガス）が貯留されるタンク（図示せず）に接続される。上記第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅ、第１～第４連通孔１２ｆ～１２ｉ、第１～第４排気管２１～２４及び集合排気管２６により、不活性ガスの排気通路２９が形成される。そしてタンク内の不活性ガスは、吸気管２８及びケーシング１３を通ってチャンバ１２に流入し、このチャンバ１２内でＳｉＯやＳｉＯ2等の粉塵３６を含んだ後に排気通路２９を通って真空ポンプ２７により排出されるように構成される。
　上記不活性ガスに含まれるＳｉＯやＳｉＯ2等の粉塵３６は排気通路２９の内壁に堆積し、この排気通路２９に堆積した粉塵３６はクリーニング装置３０により除去されるように構成される。このクリーニング装置３０は、チャンバ１２に臨む排気通路２９の第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅに取外し可能に取付けられ第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを吸引状態において断続的にそれぞれ開閉する円板状の第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４と、これらのクリーニング用開閉弁３１～３４をそれぞれ駆動する第１～第４弁駆動手段４１～４４とを備える。またクリーニング装置３０は、第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅの端面に当接する第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａをそれぞれ有する第１～第４挿入筒５１～５４と、第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａにそれぞれ取付けられた第１～第４弁保持具６１～６４とを更に備える。第１～第４弁駆動手段４１～４４は、この実施の形態では、第１～第４エアシリンダである。また第１～第４挿入筒５１～５４は、第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅに挿入可能な円筒状に形成された第１～第４筒本体５１ｂ～５４ｂと、これらの筒本体５１ｂ～５４ｂの一端に筒本体５１ｂ～５４ｂと一体的に設けられ外径が筒本体５１ｂ～５４ｂの外径より大きく形成された上記第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａとを有する。また第１～第４弁保持具６１～６４は、第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａに立設され第１～第４挿入筒５１～５４から離れる方向に延びて設けられた複数本の第１～第４脚部６１ａ～６４ａと、これらの脚部６１ａ～６４ａのうち第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａから僅かに離れた位置に水平方向に延びて設けられ複数本の第１～第４脚部６１ａ～６４ａに掛け渡された単一の第１～第４保持板６１ｂ～６４ｂとを有する。第１～第４保持板６１ｂ～６４ｂには第１～第４エアシリンダ４１～４４が第１～第４ピストンロッド４１ａ～４４ａを下方に突出させた状態で取付けられ、第１～第４ピストンロッド４１ａ～４４ａの下端には上記第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４が取付けられる。即ち、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４は第１～第４エアシリンダ４１～４４を介して第１～第４弁保持具６１～６４によりそれぞれ保持されるように構成される。なお、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４には、図示しないが、小さい貫通孔が貫通して形成されたり、或いは底面にスリットが形成される。これは、排気通路２９を完全に密閉すると、エアシリンダ４１～４４が過負荷になるおそれがあるからである。また、第１～第４保持板６１ｂ～６４ｂには、図示しないが、空気の導入口をそれぞれ形成してもよい。これは、チャンバ１２内の空気を上記導入口から排気通路２９にスムーズに導入するためである。
　また第１～第４弁保持具６１～６４の複数本の第１～第４脚部６１ａ～６４ａの上端には、第１～第４取っ手７１～７４がそれぞれ取付けられる。更に第１～第４挿入筒５１～５４を排気通路２９の第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅに挿入した状態で、第１～第４エアシリンダ４１～４４により第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４を駆動して、第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを断続的に開閉するように構成される。第１～第４エアシリンダ４１～４４による第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅの断続的な開閉周期、即ち第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４により第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを閉じた状態で後述のクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動して排気通路２９内の大気を排出する工程と、第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを開いて排気通路２９内に大気を導入する工程との繰返し周期は、１～３０秒、好ましくは２～５秒に設定される。ここで、第１～第４エアシリンダ４１～４４による第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅの断続的な開閉周期を１～３０秒の範囲内に限定したのは、１秒未満では排気通路２９に付着した粉塵３６を剥離できる程度の圧力差が排気通路２９内に発生せず、３０秒を越えると排気通路２９内の圧力差が殆ど変化せず排気通路２９のクリーニング作業の効率が低下するからである。なお、排気通路２９の内壁に付着した粉塵３６を剥離できる程度の圧力差、即ちクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動している状態で、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４により第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを閉じたときの排気通路２９内の圧力（負圧）と、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４により第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを開いたときの排気通路内の圧力（大気圧）との差は、０．０２ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ以上に設定される。また、第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを含む排気通路２９を吸引状態は、この実施の形態では、後述する粉塵３６の燃焼及び剥離装置のクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動することにより発生されるように構成される。
　上記第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４、第１～第４エアシリンダ４１～４４、第１～第４挿入筒５１～５４、第１～第４弁保持具６１～６４及び第１～第４取っ手により、第１～第４開口部開閉手段８１～８４が構成される。第１～第４開口部開閉手段８１～８４は台車８６に載せて搬送されるようになっている（図４）。この台車８６には制御ボックス８７が載置される。この制御ボックス８７には、第１～第４エアシリンダ４１～４４を駆動して第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４を開閉制御するコントローラ（図示せず）が収容される。また制御ボックス８７には、第１～第４エアシリンダ４１～４４の第１～第４ピストンロッド４１ａ～４４ａを出没するように切換える第１～第４電磁弁（図示せず）が収容される。第１～第４エアシリンダ４１～４４と第１～第４電磁弁とはエアチューブ（図示せず）により接続される。またコントローラの制御出力に第１～第４電磁弁が電気的に接続される。更にコントローラにはメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリには、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４を同時にではなく時間をずらして順次３回ずつ（この開閉回数は任意の回数に設定可能である。）開閉するように第１～第４電磁弁を制御するタイムチャート（図５）がマップとして記憶される。
　一方、集合排気管２６には手動式の三方切換弁８８が設けられる。この切換弁８８の第１ポート８８ａは引上げ装置１１側の集合排気管２６に接続され、第２ポート８８ｂは真空ポンプ２７側の集合排気管２６に接続される。また第３ポート８８ｃには、排気通路２９に堆積した粉塵３６を燃焼しかつその粉塵３６の大部分を剥離する粉塵の燃焼及び剥離装置９１のクリーニング用パイプ９２の一端が接続される。即ち、上記第３ポート８８ｃがクリーニング用取出し口となる。更に粉塵の燃焼及び剥離装置９１は、この実施の形態では、本発明のクリーニング装置３０の一部を構成する。なお、真空ポンプとしては、水封式ポンプ及びメカニカルブースタを組合せたもの、油回転ポンプ、或いはドライ真空ポンプ等が用いられる。
　粉塵の燃焼及び剥離装置９１は、クリーニング用取出し口８８ｃ（第３ポート）に一端が取外し可能に接続された上記クリーニング用パイプ９２と、クリーニング用パイプ９２の他端に接続され引上げ装置１１内が大気に開放された状態で排気通路２９内のＡｒガス又は大気を吸引するクリーニング用吸引ポンプ９３と、集合排気管２６とクリーニング用吸引ポンプ９３の間のクリーニング用パイプ９２に設けられたクリーニング用粉体分離器９４とを有する。上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１を使用するときと、第１～第４開口部開閉手段８１～８４を作動させるときには、上記クリーニング用取出し口８８ｃにクリーニング用パイプ９２の一端が接続され、かつ第１ポート８８ａとクリーニング用取出し口８８ｃとが連通するように切換えられる。また粉塵の燃焼及び粉塵装置９１を使用するとき以外であって、第１～第４開口部開閉手段８１～８４を作動させるとき以外には、クリーニング用取出し口８８ｃからクリーニング用パイプ９２が取外され、かつ第１ポート８８ａと第２ポート８８ｂとが連通するように切換えられる。
　クリーニング用粉体分離器９４は、この実施の形態では、クリーニング用サイクロンである。クリーニング用サイクロン９４はこのサイクロン９４による粉塵３６の分離能力を高めるために、このクリーニング用サイクロン９４の入口直前でクリーニング用パイプ９２の内径が大きく絞られており、このサイクロン９４の下端にはクリーニング用ダストチャンバ９４ａが設けられる。またクリーニング用吸引ポンプ９３は誘導モータ９６により駆動される。この誘導モータ９６はインバータ装置９７で周波数制御することにより回転速度が制御され、これによりクリーニング用吸引ポンプ９３の吸引流量（排気通路内のＡｒガス又は大気の流速）が調整可能に構成される。
　また粉塵の燃焼及び剥離装置９１には、クリーニング用パイプ９２に流入しかつクリーニング用サイクロン９４を通過した粉塵３６を捕集するクリーニング用スクラバ９８が設けられる。このスクラバ９８は、クリーニング用吸引ポンプ９３の吐出口にクリーニング用パイプ９２を介して接続されたスクラバ用漏斗９８ａと、この漏斗９８ａが挿入されたスクラバ用タンク９８ｂと、このタンク９８ｂの上部内周縁に取付けられた複数のスクラバ用シャワーノズル９８ｃとを有する。スクラバ用漏斗９８ａはクリーニング用吸引ポンプ９３から排出されたＡｒガス又は大気の流速を低下させるために下方に向って次第に広がるように形成され、スクラバ用シャワーノズル９８ｃからは液体（この実施の形態では水）が噴霧される。この噴霧された液体にスクラバ用漏斗９８ａから排出されたＡｒガス又は大気に含まれる粉塵３６を付着させて捕集するように構成される。
　更に上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１、即ちクリーニング用パイプ９２、クリーニング用吸引ポンプ９３、クリーニング用サイクロン９４、誘導モータ９６、インバータ装置９７及びクリーニング用スクラバ９８は、車輪を有する架台（図示せず）に搭載され、搬送可能に構成される。なお、図３の符号１０１及び１０２は吸気管２８及び集合排気管２６を流れるＡｒガスの流量をそれぞれ調整することにより、チャンバ１２内の圧力を制御する電動式のコントロール弁であり、符号１０３及び１０４は集合排気管２６を開閉するエア作動式のアングル弁である。更に符号１０６は集合排気管２６の途中から分岐する分岐排気管１０７の上端に設けられたフラッパバルブであり、このバルブ１０６は排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が燃焼して排気通路２９内の圧力が急激に上昇したときに排気通路２９内を大気に開放するために設けられる。
　このように構成されたクリーニング装置３０の動作を説明する。シリコン単結晶引上げ装置１１を所定時間稼働、例えば、１０回シリコン単結晶を引上げて数百時間経過した後に、真空ポンプ２７を停止し、この状態で引上げ装置１１のケーシング１３及びるつぼ１４を取外してチャンバ１２内を大気に開放する。このとき大気が排気通路２９（第１～第４排気管２１～２４を含む。）内に流入するけれども、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６に大気中の少量の酸素しか接触しないため、堆積した粉塵３６のうち表面の粉塵３６のみが燃焼し、排気通路２９内は僅かしか温度上昇しない。次に三方切換弁８８のクリーニング用取出し口８８ｃ（第３ポート）に、粉塵の燃焼及び剥離装置９１のクリーニング用パイプ９２の一端を接続する。また第１弁保持具６１の上端の第１取っ手７１を把持して第１挿入筒５１を第１開口部１２ｂに挿入する。このとき第１開口部１２ｂの内壁に堆積した粉塵３６の一部が第１挿入筒５１により削り取られて第１開口部１２ｂの内壁から剥離する。これにより第１開口部１２ｂが比較的深いチャンバ１２の底壁１２ａに形成されていても、第１挿入筒５１を第１開口部１２ｂに容易に挿入することができる。上記と同様にして第２～第４弁保持具６２～６４の上端の第２～第４取っ手７２～７４を把持して第２～第４挿入筒５２～５４を第２～第４開口部１２ｃ～１２ｅにそれぞれ挿入する。このとき第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４は第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを開放した状態に保つ。この状態で第１ポート８８ａとクリーニング用取出し口８８ｃとが連通するように三方切換弁８８を切換え、クリーニング用吸引ポンプ９３を駆動する。
　クリーニング用吸引ポンプ９３の始動直後は、誘導モータ９６をインバータ装置９７により低速回転させて排気通路２９内のＡｒガス又は大気の流速を低く抑える。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が徐々に燃焼する。但し、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６は剥離しない。所定時間経過後、誘導モータ９６をインバータ装置９７により中速回転させて排気通路２９内の大気の流速を大きくする。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が更に燃焼する。但し、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６は剥離しない。この状態で所定時間が経過すると、排気通路３６の内壁に堆積した粉塵３６は全て燃焼して安定なＳｉＯ2になるので、誘導モータ９６をインバータ装置９７により高速回転させて排気通路２９内の大気の流速を更に大きくする。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６の大部分が剥離して吸引され、この吸引された大気をクリーニング用サイクロン９４に通すことにより粉塵３６が大気から分離されてクリーニング用ダストチャンバ９４ａに堆積する。この結果、排気通路２９内の急激な温度及び圧力の上昇を伴わずに、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６の大部分を除去できる。
　一方、クリーニング用サイクロン９４で分離及び捕集ができずに、サイクロン９４を通過してスクラバ用漏斗９８ａから排出された僅かな粉塵３６はスクラバ用タンク９８ｂ内でスクラバ用シャワーノズル９８ｃから噴霧される液体（例えば、水）に付着して捕集されるので、大気を粉塵３６で汚染することはない。また上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１により、排気通路２９内の粉塵３６を燃焼させる作業と、この完全に燃焼した粉塵３６の大部分を剥離する作業が終了すると、インバータ装置９７の周波数を最大（例えば、６０Ｈｚ）にして誘導モータ９８の回転速度を最大にすることによりクリーニング用吸引ポンプ９３を高速で回転させた状態で、制御ボックス８７内のコントローラをオンする。コントローラは、第１～第４電磁弁を駆動して第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４をそれぞれ開閉制御する。具体的には、コントローラは、メモリに記憶されたマップに基づいて、即ち第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４を同時にではなく時間をずらして順次３回ずつ（この開閉回数は任意の回数に設定可能である。）開閉するタイムチャート（図５）に基づいて、第１～第４電磁弁を制御する。これにより第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４の全てが閉じたときには排気通路２９が負圧になり、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４のいずれか１つが開いたときには排気通路２９が大気圧に戻る圧力変動が排気通路に生じる。即ち、排気通路２９内の圧力が大きく変動する。この結果、上記圧力差により排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６を全て確実に剥離することができる。従って、排気通路２９のクリーニング時に第１～第４排気管２１～２４や集合排気管２６等を取外す必要がないので、排気通路２９のクリーニング時間を短縮できる。なお、排気通路２９の内壁から剥離した粉塵３６の大部分はクリーニング用サイクロン９４で分離されて捕集され、残りの粉塵３６はクリーニング用スクラバ９８で捕集される。
　このように排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６を全て除去できるので、シリコン単結晶の引上げ時におけるチャンバ１２内の圧力変動を抑制できる。この結果、チャンバ１２内の圧力変動にてシリコン単結晶の引上げ条件に及ぼされる悪影響を未然に防止できる。また第１～第４弁保持具６１～６４により第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４が保持された状態で、第１～第４挿入筒５１～５４が第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅに挿入されているので、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４は安定した状態で確実に第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅを開閉できる。クリーニング装置３０による排気通路２９のクリーニングが終了すると、第１～第４開口部開閉手段８１～８４を第１～第４開口部１２ｂ～１２ｅから外すとともに、クリーニング用取出し口８８ｃからクリーニング用パイプ９２を外し、第１ポート８８ａと第２ポート８８ｂが連通するように三方切換弁８８を切換えるだけで済むので、上記排気通路２９のクリーニング時間は極めて短時間となり、排気通路２９のクリーニング作業を極めて容易に行うことができる。
　＜第２の実施の形態＞
　図６は本発明の第２の実施の形態を示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａに立設された第１～第４弁保持具１２１～１２４が略Ｌ字状にそれぞれ形成される。第１～第４弁保持具１２１～１２４は、第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａに取付けられ第１～第４挿入筒５１～５４の通孔と直径が同一であり孔芯が一致する第１～第４透孔１２１ｂ～１２４ｂが形成された第１～第４取着部１２１ａ～１２４ａと、第１～第４取着部１２１ａ～１２４ａに第１～第４フランジ部５１ａ～５４ａから離れる方向に延びる第１～第４脚部１２１ｃ～１２４ｃとからなる。第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４の一端は第１～第４取着部１２１ａ～１２４ａ上面にそれぞれ枢着される。また第１～第４エアシリンダ１３１～１３４の基端は第１～第４脚部１２１ｃ～１２４ｃの上端にそれぞれ枢着され、第１～第４エアシリンダ１３１～１３４の第１～第４ピストンロッド１３１ａ～１３４ａの先端は第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４の他端にそれぞれ枢着される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
　このように構成されたクリーニング装置１２０では、第１～第４エアシリンダ１３１～１３４として比較的小径のものを用いても、第１～第４クリーニング用開閉弁３１～３４を比較的小さい力でスムーズに開閉動作させることができる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
　＜第３の実施の形態＞
　図７は本発明の第３の実施の形態を示す。図７において図６と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第１～第４弁保持具１２１～１２４の第１～第４脚部１２１ｃ～１２４ｃに、第１～第４フック１５１～１５４がそれぞれ取付けられる。また第１～第４開口部１６２ｂ～１６２ｅはチャンバ１６２の側壁１６２ａにそれぞれ形成され、第１～第４連通孔１６２ｆ～１６２ｉはチャンバ１６２の側壁１６２ａに水平方向に延びてそれぞれ形成される。更に第１～第４開口部１６２ｂ～１６２ｅ、第１～第４連通孔１６２ｆ～１６２ｉ、第１～第４排気管２１～２４及び集合排気管により排気通路１６９が構成される。上記以外は第２の実施の形態と同一に構成される。
　このように構成されたクリーニング装置１５０では、第１～第４フック１５１～１５４を把持して第１～第４挿入筒５１～５４を第１～第４開口部１６２ｂ～１６２ｅに挿入することにより、第１～第４開口部１６２ｂ～１６２ｅが比較的深いチャンバ１６２の底壁近傍の側壁１６２ａに形成されていても、第１～第４挿入筒５１～５４を第１～第４開口部１６２ｂ～１６２ｅに容易に挿入することができる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
　なお、上記第１～第３の実施の形態では、半導体結晶としてシリコン単結晶を挙げたが、シリコン多結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ多結晶、ＩｎＰ単結晶、ＩｎＰ多結晶、ＺｎＳ単結晶、ＺｎＳ多結晶、ＺｎＳｅ単結晶、ＺｎＳｅ多結晶でもよい。また、上記第１～第３の実施の形態では、排気通路から排出されるガスとして不活性ガスを挙げたが、窒素ガス等の非酸化性ガスであってもよい。また、上記第１～第３の実施の形態では、粉塵の燃焼及び剥離装置により排気通路に堆積した粉塵を燃焼しこの完全に燃焼した粉塵の大部分を剥離した後に、クリーニング用開閉弁により排気通路の開口部を開閉して排気通路内の粉塵の残りを全て剥離して除去したが、粉塵が急激に燃焼するおそれがない場合には、粉塵の燃焼及び剥離装置を用いずに、真空ポンプをクリーニング用吸引ポンプとして作動させた状態でクリーニング用開閉弁により排気通路の開口部を開閉して排気通路に堆積している粉塵の全てを剥離して除去してもよい。この場合、集合排気管に粉体分離器（サイクロン等）が設けられる。また、上記第１～第３の実施の形態では、本発明のクリーニング装置を４つの開口部が底壁又は側壁に形成されたチャンバに適用したが、本発明のクリーニング装置を１つ～３つ或いは５つ以上の開口部が底壁又は側壁に形成されたチャンバに適用してもよい。また、上記第１～第３の実施の形態では、弁駆動手段としてエアシリンダを挙げたが、クリーニング用開閉弁を開閉駆動できれば、油圧シリンダ、リニアソレノイド等でもよい。
　更に、上記第１～第３の実施の形態では、本発明のクリーニング装置をシリコン単結晶引上げ装置に適用したが、本発明のクリーニング装置を冷却るつぼ誘導溶融鋳造装置やキャスト炉に適用してもよい。この冷却るつぼ誘導溶融鋳造装置は、高周波誘導コイルの内側に、周方向に相互に電気的に絶縁されかつ内部が水冷された電気伝導性及び熱伝導性の良好な物質（通常、銅）を短冊状に並べた冷却銅るつぼを有する。この冷却銅るつぼは溶解容器として構成され、冷却銅るつぼに原料シリコンを入れ、高周波誘導コイルに交流電流を通じると、冷却銅るつぼを構成する短冊状の各素片が互いに電気的に分割されているので、各素片内で電流がループを作り、冷却るつぼの内壁側の電流が冷却るつぼ内に磁界を形成して、るつぼ内のシリコンを加熱溶解することができる。溶融したシリコンは、冷却るつぼ内壁の電流が作る磁界と溶融シリコン表皮の電流の相互作用によって、溶融シリコン表面の内側法線方向の力を受け、るつぼと非接触の状態で溶解が行われる。この結果、溶融シリコンがるつぼや鋳型に殆ど接触することなく、シリコン多結晶を鋳造できるようになっている。また上記キャスト炉は、太陽電池に用いられるシリコン多結晶を製造するために用いられる。具体的には、キャスト炉内のるつぼに貯留されたシリコン原料を１４０℃以上の高温で溶解した後、冷却して結晶化することによりシリコン多結晶が製造される。
　本発明のクリーニング装置及びクリーニング方法は、排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去でき、これにより排気通路のクリーニング時間を短縮できるとともに、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制できる、半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置及びそのクリーニング方法として利用できる。

Claims (8)

  1. 　半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するための前記チャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵を前記チャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置において、
    　前記チャンバに臨む前記排気通路の開口部に取外し可能に取付けられ前記開口部を吸引状態において断続的に開閉するクリーニング用開閉弁と、
    　前記クリーニング用開閉弁を駆動する弁駆動手段と
    　を備えたことを特徴とする半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
  2. 　前記開口部の端面に当接するフランジ部を有し前記開口部に挿入可能な挿入筒と、前記フランジ部に取付けられ前記クリーニング用開閉弁を保持する弁保持具とを更に備えた請求項１記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
  3. 　前記弁保持具が前記挿入筒から離れる方向に延びて設けられ先端に取っ手が取付けられた請求項２記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
  4. 　前記弁保持具にフックが取付けられた請求項２記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
  5. 　前記弁駆動手段が流体圧シリンダである請求項１記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
  6. 　前記弁駆動手段による前記開口部の断続的な開閉周期が１～３０秒である請求項１又は５記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
  7. 　半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するための前記チャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵を前記チャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法において、
    　前記チャンバに臨む前記排気通路の開口部を開放して前記排気通路内に大気を導入する大気導入工程と、前記排気通路内に導入された大気を吸引することにより前記排気通路内の大気を排出する大気排出工程とを１回ずつ行うか又は複数回繰返す半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法。
  8. 　前記大気排出工程と前記大気導入工程との繰返し周期が１～３０秒である請求項７記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014197672A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Sunedison, Inc. Insitu sneeze valve for clearing exhaust of a czochralski growth chamber
WO2019123928A1 (ja) * 2017-12-20 2019-06-27 株式会社Sumco クリーニング方法、シリコン単結晶の製造方法、および、クリーニング装置
JP2020152588A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 信越半導体株式会社 単結晶引上げ装置
WO2020255674A1 (ja) * 2019-06-21 2020-12-24 株式会社Sumco 付着物除去装置及び付着物除去方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101616616B1 (ko) 2014-05-20 2016-04-28 이재영 반도체 제조 설비용 초음파 스크러버
KR200483851Y1 (ko) * 2015-10-23 2017-07-03 한국훼스토 주식회사 공압식 앵글시트밸브를 이용한 스퍼터의 냉각수 순환모듈
WO2018142541A1 (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 株式会社Sumco 単結晶引上装置のクリーニング装置
CN107523878A (zh) * 2017-09-05 2017-12-29 麦斯克电子材料有限公司 一种用于重掺磷硅单晶生产的防爆单晶炉及除磷方法
CN110911302A (zh) * 2018-09-14 2020-03-24 胜高股份有限公司 晶片清洗装置及清洗方法
CN112301413B (zh) * 2019-07-29 2024-02-23 内蒙古中环光伏材料有限公司 一种适用于拉制大尺寸单晶的排气系统及排气方法
CN111940447A (zh) * 2019-10-08 2020-11-17 广东利元亨智能装备股份有限公司 除尘装置及其自清洁方法
JP7468339B2 (ja) * 2020-12-24 2024-04-16 株式会社Sumco 単結晶引上げ装置の部品の清掃時に用いる集塵装置及び単結晶引上げ装置の部品の清掃方法
KR102518363B1 (ko) * 2021-01-26 2023-04-06 에스케이실트론 주식회사 잉곳 성장 장치의 산화연소 장치 및 방법
US12202017B2 (en) 2022-04-27 2025-01-21 Globalwafers Co., Ltd. Cleaning tools and methods for cleaning the pull cable of an ingot puller apparatus
CN118773723A (zh) * 2024-09-12 2024-10-15 山东有研艾斯半导体材料有限公司 一种直拉单晶炉的管道清洁方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0851080A (ja) * 1994-08-09 1996-02-20 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び反応室内付着物剥離方法及び装置
JP2000219591A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Mitsubishi Materials Silicon Corp 単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング装置及びそのクリーニング方法
JP2001234345A (ja) * 2000-02-25 2001-08-31 Denso Corp 薄膜の形成方法
JP2002110565A (ja) * 2000-10-02 2002-04-12 Sony Corp プラズマ処理装置及び処理方法、並びに半導体装置の製造方法
JP2002261030A (ja) * 2001-03-02 2002-09-13 Sumitomo Chem Co Ltd ３−５族化合物半導体エピタキシャル成長方法及び装置
JP2003332245A (ja) * 2002-05-14 2003-11-21 Renesas Technology Corp 半導体製造装置
JP2004224606A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 単結晶引上装置の粉塵除去装置および方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3963444A (en) * 1970-12-26 1976-06-15 Nippondenso Co., Ltd. Secondary air supply means of exhaust gas cleaning devices
JP2002305190A (ja) 2001-04-09 2002-10-18 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及びその清浄方法
JP4423805B2 (ja) * 2001-04-13 2010-03-03 信越半導体株式会社 シリコン単結晶の製造装置並びに製造方法
JP2003158080A (ja) 2001-11-22 2003-05-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置、半導体製造装置における堆積物除去方法、および半導体装置の製造方法
JP2005033135A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Kobe Steel Ltd 微細構造体の洗浄装置
JP5030079B2 (ja) * 2006-06-12 2012-09-19 ボッシュ株式会社 負圧倍力装置
JP2008214696A (ja) 2007-03-05 2008-09-18 Shin Meiwa Ind Co Ltd 真空成膜装置及び真空成膜装置の運転方法
JP2009123795A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
CN104875966B (zh) * 2009-06-17 2017-09-22 约翰逊父子公司 用于分配流体的手持装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0851080A (ja) * 1994-08-09 1996-02-20 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び反応室内付着物剥離方法及び装置
JP2000219591A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Mitsubishi Materials Silicon Corp 単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング装置及びそのクリーニング方法
JP2001234345A (ja) * 2000-02-25 2001-08-31 Denso Corp 薄膜の形成方法
JP2002110565A (ja) * 2000-10-02 2002-04-12 Sony Corp プラズマ処理装置及び処理方法、並びに半導体装置の製造方法
JP2002261030A (ja) * 2001-03-02 2002-09-13 Sumitomo Chem Co Ltd ３−５族化合物半導体エピタキシャル成長方法及び装置
JP2003332245A (ja) * 2002-05-14 2003-11-21 Renesas Technology Corp 半導体製造装置
JP2004224606A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp 単結晶引上装置の粉塵除去装置および方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014197672A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Sunedison, Inc. Insitu sneeze valve for clearing exhaust of a czochralski growth chamber
WO2019123928A1 (ja) * 2017-12-20 2019-06-27 株式会社Sumco クリーニング方法、シリコン単結晶の製造方法、および、クリーニング装置
JP2019108257A (ja) * 2017-12-20 2019-07-04 株式会社Sumco クリーニング方法、シリコン単結晶の製造方法、および、クリーニング装置
US11426775B2 (en) 2017-12-20 2022-08-30 Sumco Corporation Cleaning method, method for producing silicon single crystal, and cleaning device
JP2020152588A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 信越半導体株式会社 単結晶引上げ装置
JP7047803B2 (ja) 2019-03-18 2022-04-05 信越半導体株式会社 単結晶引上げ装置
WO2020255674A1 (ja) * 2019-06-21 2020-12-24 株式会社Sumco 付着物除去装置及び付着物除去方法
JP2021001095A (ja) * 2019-06-21 2021-01-07 株式会社Sumco 付着物除去装置及び付着物除去方法
JP7167864B2 (ja) 2019-06-21 2022-11-09 株式会社Sumco 付着物除去装置及び付着物除去方法
US11639560B2 (en) 2019-06-21 2023-05-02 Sumco Corporation Deposit removing device and deposit removing method

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US9738992B2 (en) 2017-08-22
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