ITMI970422A1 - Recupero di argon da un forno per cristalli di silicio - Google Patents

Recupero di argon da un forno per cristalli di silicio Download PDF

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Zbigniew Tadeusz Fidkowski
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Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:
"RECUPERO DI ARGON DA UN FORNO PER CRISTALLI DI SILICIO"
DESCRIZIONE
CONOSCENZE DI BASE DELL'INVENZIONE
La presente invenzione è rivolta al campo del recupero di argon dall'atmosfera di inertizzazione utilizzata in combinazione con l'accrescimento di cristalli di silicio utilizzati nell'industria dei semiconduttori. Detto in modo più specifico, la presente invenzione è rivolta al recupero, alla depurazione, alla purificazione e al riciclaggio di argon per inertizzare l'ambiente da un forno per il silicio nel quale un cristallo di silicio viene tirato per l'accrescimento e la formazione del cristallo.
L'industria dei semiconduttori consuma grandi volumi di cristalli di silicio come substrato semiconduttore da usarsi nella produzione di vari materiali elettronici, tra cui circuiti integrati e dispositivi di memoria. L'uso finale richiede cristalli di silicio molto uniformi con impurezze e aberrazioni minime del reticolo cristallino.
Il processo Czochralski è il metodo di elezione per una produzione affidabile e di grande volume di lingotti costituiti da monocristalli di silicio di grande diametro. Questo processo consiste nel congelare materiale proveniente da una raccolta di materiale fuso sull'estremità di un germe di cristallo singolo dello stesso materiale. Il materiale che congela replica la struttura del germe di cristallo singolo. Il risultato è che un piccolo germe cristallino diventa alla fine un grande cristallo. Il processo fondamentalmente è molto semplice ed è di natura termodinamica. Viene formata un'interfaccia tra solido e liquido mantenendo un gradiente di temperatura che deve venire controllato in modo preciso insieme con la velocità di trazione del germe cristallino. Allo scopo di mantenere il flusso di calore lungo l'interfaccia tra solido e liquido, il silicio fuso contenuto nel crogiolo di quarzo deve venire sollevato all'intemo della zona calda del forno man mano che il liquido viene spostato dal punto di equilibrio e viene formato il cristallo. Il processo di sollevamento contribuisce a mantenere un controllo preciso sulla distribuzione di temperatura nelle tre dimensioni, e pertanto sono richiesti meccanismi di controllo precisi sia per il sollevamento del germe cristallino che per il sollevamento del crogiolo. Il germe di cristallizzazione e il crogiolo vengono fatti ruotare in continuo durante il processo allo scopo di migliorare l'uniformità della temperatura, nonché di mantenere una distribuzione uniforme dei droganti sia nella direzione assiale che nella direzione radiale. Allo scopo di ottenere cristalli di silicio validi per la produzione, il processo richiede una complessa interazione e un complesso controllo di vari parametri di processo.
Questi lingotti di silicio vengono fatti crescere in un'atmosfera di processo che tipicamente comprende argon di alta purezza allo scopo di evitare la deposizione o l'incorporazione di impurezze nel reticolo del cristallo di silicio in evoluzione. Queste impurezze possono esistere nel bagno di silicio, derivare dalla degradazione del crogiolo di quarzo o essere contenute in atmosfere che sono presenti in assenza del gas di spurgo costituito da argon.
Poiché l’utilizzo di argon è grande e la disponibilità di argon sul mercato commerciale è modesta, sono stati identificati nella tecnica anteriore vari tentativi /
per riutilizzare l'argon, e ciascuno di questi tentativi ha tentato di superare il problema di prelevare l’effluente di argon impuro contaminato dal forno per i cristalli di silicio e di trattare questo effluente per rimuovere materiali in particelle, droganti e altre impurezze contaminanti nella forma di gas di riciclo di argon di purezza accettabile per il riutilizzo nel forno per il cristallo di silicio. Un criterio chiave è il ricupero e la purificazione di tale argon in un processo tecnicamente fattibile, però valido dal punto di vista economico, in modo tale da essere competitivo con i costi commerciali dell'argon fresco proveniente dal mercato industriale dei gas.
Un tipico forno per cristalli di silicio e il funzionamento di accrescimento di cristalli di silicio sono identificati nell'articolo "Semiconductor Crystal Growth far thè 90s and Beyond” di Peter Disessa, pubblicato in Semiconductor Fabtech, pagine 133-135.
La pubblica rivelazione di brevetto giapponese numero 4-89387 rivela un processo per il recupero di gas inerte da dispositivi di trazione per cristalli di silicio che comprende il recupero di argon da un forno per la produzione di cristalli di silicio singoli mediante una pompa a vuoto con la rimozione di materiali in particelle. L'argon impuro compresso viene fatto passare attraverso un letto di adsorbimento a variazione ciclica di pressione riempito di zeolite per rimuovere azoto, monossido di carbonio e biossido di carbonio prima di venire trasferito ad un letto di catalizzatore a base di palladio, una unità di disossigenazione e una torre di adsorbimento per rimuovere idrogeno, ossigeno, monossido di carbonio, acqua e biossido di carbonio. L'argon purificato viene poi rinviato al forno per eseguire di nuovo il compito di inertizzare il processo di accrescimento di cristalli di silicio. La pubblica rivelazione di brevetto giapponese numero 7-33581 rivela un processo di purificazione e di riciclaggio di argon per forni per la produzione di cristalli di silicio nel quale impurezze come monossido di carbonio, ossigeno e idrogeno vengono convertite, in un letto di catalizzatore, a dare come risultato biossido di carbonio e acqua che vengono rimossi in una sezione di adsorbimento di un dispositivo di purificazione. L'argon impuro viene recuperato dal forno per il silicio con una pompa da vuoto a secco e biossido di silicio in particelle viene catturato in un apparecchio costituito da una colonna a bolle.
La pubblica rivelazione di brevetto giapponese numero 6-24962 rivela un metodo per il recupero di argon di elevata purezza dai gas di scarico di un forno per la fabbricazione di cristalli di silicio. Il processo implica la rimozione di argon impuro da un forno per la produzione di cristalli di silicio e la sua ritenzione in un recipiente di stoccaggio. L’argon impuro viene fatto passare attraverso un tubo di Venturi per rimuovere materiali particellari e poi viene compresso prima di venire sottoposto alla rimozione deH'olio risultante dalla contaminazione per compressione e di far passare l'argon impuro attraverso un tubo di catalizzatore di disossigenazione per rimuovere ossigeno mediante l'aggiunta di idrogeno sul catalizzatore. L'argon impuro svuotato di ossigeno viene poi fatto passare attraverso letti di catalizzatore a base di ossido rameico per rimuovere idrogeno e monossido di carbonio e convertirli in biossido di carbonio e acqua. I letti di catalizzatore a base di ossido rameico sono disposti in tandem per la modalità a commutazione tra servizio in linea e rigenerazione. L'argon impuro umido e contenente biossido di carbonio viene poi fatto passare attraverso letti commutanti di una zeolite appropriata per rimuovere acqua e biossido di carbonio. L'azoto viene poi rimosso dall'argon in una serie ulteriore di letti di adsorbimento commutabili, disposti in tandem, a base di una zeolite. L'adsorbimento di azoto viene condotto sui letti di zeolite a -50°C. La zeolite può essere un adsorbente di tipo mordenite. L'argon dopo di ciò è pronto per venire riciclato e utilizzato.
Il brevetto statunitense 5.106.399 rivela un sistema di purificazione di argon. L'argon impuro viene fatto passare attraverso un letto di adsorbente a base di setaccio molecolare per adsorbire acqua e biossido di carbonio. L'argon impuro disidratato viene poi fatto passare attraverso un materiale catalitico per il chemiassorbimento di ossigeno, idrogeno e monossido di carbonio. Infine, l'argon viene fatto passare attraverso un letto adsorbente a temperature criogeniche per adsorbire azoto e idrocarburi prima di recuperare una corrente di argon purificato per il riutilizzo.
Il recupero e il riciclo di argon sono stati descritti anche in un articolo, "The Recovery and Recycling of High Purity Argon in thè Semiconductor Industry” da J.V. O'Brien e J.V. Schurter, articolo presentato alla riunione nazionale primaverile 1988 della AlChE, dal 6 al 10 marzo 1988. Questo articolo descrive il riciclaggio di argon contaminato da un forno per Γ accrescimento di cristalli di silicio con l'utilizzo di compressione, reazione catalitica di monossido di carbonio e metano con ossigeno, reazione catalitica di ossigeno in eccesso con idrogeno in un processo di disossigenazione, la rimozione di biossido di carbonio e di acqua su letti di setaccio molecolare, e la distillazione criogenica dell'argon per rimuovere idrogeno e azoto prima di riciclare l'argon per il riutilizzo nel forno per l'accrescimento di cristalli di silicio.
La tecnica anteriore ha tentato di risolvere il tasso di consumo di argon elevato nell' accrescimento di cristalli di silicio per l'industria dei semiconduttori. Tuttavia, i processi della tecnica anteriore per il recupero e la purificazione di argon allo scopo di riutilizzare l'argon in forni per la produzione di cristalli di silicio soffriva di inutile complicazione e inefficienza con la conseguenza di un trattamento costoso e di apparecchi costosi. Per di più, la tecnica anteriore non dispone di metodi per rimuovere droganti volatili che potrebbero essere presenti nell'argon impuro. La presente invenzione, come viene descritta nel seguito, supera questi problemi presenti nella tecnica anteriore nel campo del riciclaggio dell'argon a dare una modalità efficiente e poco costosa di recupero e purificazione di argon per l'utilizzo in forni di accrescimento di cristalli di silicio.
BREVE SOMMARIO DELL’INVENZIONE
La presente invenzione utilizza la distillazione criogenica o l'adsorbimento criogenico in due forme di realizzazione di processo separate per il recupero, la purificazione e il riciclaggio di argon ad un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio. La prima forma di realizzazione, che utilizza la distillazione criogenica, recupera argon impuro e lo comprime prima di inviarlo ad un dispositivo di lavaggio (scrubber) per rimuovere droganti contaminanti mediante adsorbimento con l'utilizzo di solventi o di agenti liquidi. L'argon viene poi fatto passare attraverso un'unità di disossigenazione con l'aggiunta di idrogeno, se necessario, per convertire il contenuto di ossigeno presente nell'argon impuro su un appropriato letto di catalizzatore di disossigenazione. L'argon disossigenato viene poi fatto passare attraverso letti di adsorbimento alternato a commutazione di temperatura per rimuovere biossido di carbonio e acqua prima di venire inviato ad una colonna di distillazione a doppia colonna per il recupero di argon puro mediante rettifica. Nella zona di distillazione ad alta pressione, o zona di distillazione inferiore, l'argon viene separato da azoto, idrogeno e monossido di carbonio. Nella zona di distillazione a bassa pressione, o zona di distillazione superiore, argon puro viene recuperato da idrocarburi residui. L'argon liquido di integrazione, in aggiunta all'argon riciclato, viene immesso come corrente a mezza altezza nella colonna di distillazione superiore a bassa pressione per la rettifica e la purificazione. L'argon puro viene poi scambiato contro l'argon impuro entrante e viene inviato ad un uso ulteriore come corrente di argon puro nel forno per la produzione di cristalli di silicio.
Nella seconda forma di realizzazione, argon impuro viene rimosso dal forno per l'accrescimento di cristalli di silicio e viene compresso e raffreddato prima di venire sottoposto ad un lavaggio a umido in scrubber con l'utilizzo di vari agenti caustici, agenti di lavaggio liquidi o solventi per rimuovere droganti contaminanti contenuti nell'argon impuro. Eventuali particelle solide presenti vengono rimosse anch'esse nel dispositivo di lavaggio a umido. L'argon viene poi sottoposto ad un processo di di s ossigenazione per rimuovere ossigeno con l'aggiunta di idrogeno, se necessario, su un letto di catalizzatore contenente un catalizzatore di disossigenazione tipico prima che l'argon disossigenato impuro venga poi fatto passare attraverso letti di catalizzatore a base di ossido rameico commutanti per convertire il monossido di carbonio e l'idrogeno in acqua e biossido di carbonio. L'argon impuro contenente acqua e biossido di carbonio viene poi fatto passare attraverso letti zeolitici commutanti per rimuovere l'acqua e il biossido di carbonio mediante adsorbimento. Infine, l'argon secco viene poi fatto passare attraverso letti commutanti di zeolite X calcica a condizioni di temperatura criogeniche, insieme con eventuale argon di integrazione, per rimuovere azoto e metano prima di venire sottoposto a scambio termico contro argon impuro entrante e di venire riciclato per venire utilizzato nel forno per l'accrescimento di cristalli di silicio.
BREVE DESCRIZIONE DELLE VARIE VISTE DEI DISEGNI
La Fig. 1 è un'illustrazione schematica della prima forma di realizzazione della presente invenzione in cui si utilizza la distillazione criogenica per recuperare, purificare e riciclare argon ad un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio.
La Fig. 2 è una illustrazione schematica di un processo per il recupero, la purificazione e il riciclaggio di argon con l'utilizzo di adsorbimento criogenico per un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
La presente invenzione per il recupero di argon impuro da un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio per la sua purificazione e il suo riciclaggio verrà ora descritta in dettaglio maggiore con riferimento alle due forme di realizzazione, una di distillazione criogenica e l'altra di adsorbimento criogenico, con riferimento ai disegni.
Con riferimento alla Fig. 1, verrà ora descritta la forma di realizzazione della presente invenzione rivolta al recupero, alla purificazione e al riciclo di argon con l'utilizzo della distillazione criogenica.
Un gas effluente composto da argon impuro 20 viene rimosso da un forno nel quale vengono fatti crescere cristalli di silicio con l'utilizzo, per esempio, del processo Czochralski. La corrente 20 contiene impurezze costituite da azoto, ossigeno, acqua, idrogeno, biossido di carbonio, monossido di carbonio, idrocarburi e vari droganti e materiali in particelle. L'argon impuro viene compresso ad una pressione di 140 psia (libbre per pollice quadrato assolute) in un compressore 23 come corrente 25 prima di venire post-raffreddato nello scambiatore di calore 27 a 90°F e di venire fatto passare come corrente 30 attraverso un dispositivo di lavaggio (scrubber) a liquido 33 che fa uso di varie soluzioni caustiche, solventi o agenti di lavaggio liquidi, come idrossido di sodio o di potassio acquosi, per rimuovere droganti, come ossidi e idruri di arsenico, fosforo, antimonio, gallio e boro, e materiali in particelle, come biossido di silicio, provenienti dall'argon impuro. L'argon impuro 35 viene poi riscaldato in uno scambiatore di calore 37 ad approssimativamente 350°F nella corrente 40 prima di venire introdotto in una unità a catalizzatore di disossigenazione 43 nella quale l'idrogeno reagisce con l'ossigeno contenuto nell'argon impuro su un letto di catalizzatore per eliminare ossigeno contenuto nell'argon impuro mentre esso viene rimosso nella linea 45. Il catalizzatore di disossigenazione può essere qualsiasi catalizzatore di disossigenazione disponibile in commercio, come varie forme di palladio e di miscele di platino e palladio. L'argon impuro disossigenato nella linea 45 viene sottoposto a scambio termico contro argon puro freddo che si riscalda in uno scambiatore di calore 47 per riportarlo ad una temperatura di 90°F nella corrente 50. La corrente può venire raffreddata ulteriormente in uno scambiatore di calore di congelamento prima di venire fatta passare attraverso letti di adsorbimento zeolitici commutanti 55a e 55b che vengono fatti funzionare secondo un processo di adsorbimento a oscillazione di temperatura per rimuovere biossido di carbonio e acqua dall'argon impuro. La zeolite può essere qualsiasi zeolite che sia in grado di adsorbire in modo selettivo acqua e biossido di carbonio, come la zeolite 13X, la zeolite 4A, la zeolite 5A e loro miscele. La corrente 60 non contiene ossigeno, né acqua, né biossido di carbonio. Questa corrente viene poi miscelata con argon 70 proveniente da una colonna di distillazione criogenica disposta a valle e la corrente combinata nella linea 100 viene sottoposta a scambio termico nello scambiatore di calore 80 contro varie correnti di processo che provengono dalla colonna di distillazione criogenica prima di venire introdotta come corrente 120 come corrente di ribollitore per la colonna ad alta pressione o
. <& colonna inferiore 128 di una colonna di distillazione 125 a doppia colonna. Dopo il servizio nel ribollitore, l'argon impuro nella linea 130 viene suddiviso in una alimentazione 140 per la colonna ad alta pressione o di base 128 e un riflusso nella corrente 150 per condensare vapore nella colonna di distillazione a bassa pressione o superiore 129 della doppia colonna di distillazione 125. Nella colonna di distillazione di base o ad alta pressione 128, azoto, idrogeno e/o monossido di carbonio vengono separati da un argon parzialmente purificato, mentre l'argon che contiene alcuni idrocarburi, come 200 ppm di metano, viene rimosso come corrente nella linea 200 per venire miscelato con argon liquido di integrazione 205, mentre il monossido di carbonio viene rimosso nella linea 210 per riscaldarsi contro argon impuro entrante in uno scambiatore di calore 80 prima di venire rimosso nella linea 215. L'argon liquido di integrazione e l'argon parzialmente purificato nella corrente 200 vengono introdotti nella colonna di distillazione a bassa pressione o superiore a 129 della colonna di distillazione doppia 125 nella quale essi vengono rettificati per una purificazione ulteriore mediante il fatto di venire fatti ribollire contro la testa della colonna ad alta pressione e venire fatti rifluire mediante l'argon impuro freddo nella linea di corrente 150. Il liquido nel fondo della colonna di distillazione a bassa pressione 129 genera riflusso per la colonna di distillazione ad alta pressione 128 mediante scambio termico indiretto. L'argon purificato nella linea 230 viene rimosso, riscaldato contro argon impuro entrante in scambiatori di calore 80 e 47 e riciclato nella linea 240 e nella corrente 15. Argon di integrazione 10 può venire aggiunto all'argon 15. L'argon nella linea 230 si trova ad una temperatura approssimativamente di -261°F. La sua pressione è pari a 97 libbre per pollice quadrato assolute. Una corrente di scarto di idrocarburi viene rimossa come liquido dalla base della colonna di distillazione superiore a bassa pressione 129 nella linea 220.
« La presente invenzione può fare uso della tecnologia criogenica anche per purificare una corrente effluente di argon proveniente da un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio con l'utilizzo di tecniche di adsorbimento invece della rettifica e distillazione criogeniche della prima forma di realizzazione. La seconda forma di realizzazione verrà descritta con riferimento alla Fig. 2. Una corrente di effluente di argon impuro nella linea 220 viene rimossa da un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio 218 nel quale la corrente di argon impuro contiene azoto, ossigeno, acqua, idrogeno, biossido di carbonio, monossido di carbonio, idrocarburi ed eventualmente droganti, come ossidi e idruri di arsenico, fosforo, antimonio, gallio, boro, e vari materiali in particelle, come biossido di silicio. La corrente viene compressa ad una pressione di approssimativamente 110 libbre per pollice quadrato assolute attraverso un compressore 223 e viene rimossa nella linea 225 per il post-raffreddamento attraverso uno scambiatore di calore 227 a dare come risultato una corrente nella linea 230 a 90°F e 108 libbre per pollice quadrato assolute. Questa corrente viene introdotta nel dispositivo di lavaggio a umido (scrubber) 233 in cui si utilizzano agenti caustici, solventi o assorbenti liquidi, come idrossido di sodio o di potassio acquoso, per rimuovere droganti contenuti e materiali in particelle come detto più su per la prima forma di realizzazione. L'argon impuro lavato nello scrubber viene raccolto nel serbatoio polmone 234 e trasferito come corrente 235 perché venga riscaldato in uno scambiatore di calore 237 da una temperatura di 90°F nella corrente 35 a 350°F nella linea 240 prima di venire trasferito ad una unità di disossigenazione 243 per rimuovere l'ossigeno contenuto su un catalizzatore in presenza di idrogeno. Il catalizzatore di disossigenazione può essere qualsiasi catalizzatore di di s ossigenazione disponibile in commercio, come varie forme di palladio, miscele di platino e palladio, varie forme di nichel e loro miscele. L'argon impuro disossigenato nella linea 245 viene poi introdotto in uno di una coppia di letti di catalizzatore a base di ossido rameico commutanti 246a e 246b che convertono il monossido di carbonio e l'acqua in biossido di carbonio nella corrente di argon impuro. Il letto di ossido rameico fuori linea può venire rigenerato utilizzando una miscela di ossigeno e azoto nella linea 251 e infine può venire spurgato con un flusso (slipstream) dell'argon prodotto nella linea 277. L'argon impuro contenente acqua e biossido di carbonio nella linea 250 viene poi raffreddato contro argon impuro purificato proveniente da valle in uno scambiatore di calore 247 e si trova ad una temperatura di 80°F nella linea 255 prima di venire introdotto in un letto di una coppia in tandem di letti di adsorbente zeolitico commutanti 256a e 256b che rimuovono acqua e biossido di carbonio dall'argon impuro. La zeolite può essere qualsiasi zeolite che sia in grado di adsorbire in modo selettivo acqua e biossido di carbonio, come la zeolite 13X, la zeolite 4A, la zeolite 5 A e loro miscele. Il letto fuori linea può venire rigenerato utilizzando azoto gassoso di spurgo 252 e infine spurgato mediante una corrente (slipstream) di argon formante il prodotto contenuto nella linea 278. L'argon impuro essiccato e liberato da biossido di carbonio nella linea 60 contiene ancora azoto e metano ad una temperatura di 80°F e ad una pressione di 99 libbre per pollice quadrato assolute. La corrente nella linea 60 viene ulteriormente raffreddata mediante scambio termico nello scambiatore di calore 262 contro la corrente di argon purificato 270 per raffreddare l'argon impuro ad una temperatura di -220°F prima di venire fatta passare, insieme con argon di integrazione 280, nella corrente 265 attraverso uno di una coppia in tandem di letti commutanti di zeolite X calcica 267a e 267b per rimuovere azoto e metano mediante adsorbimento criogenico. Il letto di zeolite X calcica fuori linea può venire rigenerato utilizzando una corrente 279 dell'argon purificato e mediante riscaldamento a temperatura ambiente. L'argon purificato proveniente dai letti di zeolite X calcica 267a e 267b, che è ora esente da azoto e da metano in esso contenuti, viene rimosso nella linea 270 ad una temperatura di -220°F e ad una pressione di 97 libbre per pollice quadrato assolute e viene riscaldato di nuovo contro argon impuro nella linea 260 e, ulteriormente, viene riscaldato nella linea 275 contro argon impuro presente nella linea 250 ad una temperatura di 70°F e ad una pressione di 95 libbre per pollice quadrato assolute prima di venire riciclato 276 con argon di integrazione 210 per venire riintrodotto nel forno per l'accrescimento di cristalli di silicio nella linea 215. In alternativa, l'argon di integrazione nella linea 280 a -250°F e 98 libbre per pollice quadrato assolute può venire fatto passare attraverso i letti di zeolite X calcica 267a e 267b per la rimozione di azoto e metano con il riciclaggio di argon impuro prima di venire inviato al forno di accrescimento dei cristalli 218.
Avendo descritto le due forme di realizzazione di purificazione criogenica dell'argon per l'accrescimento di cristalli di silicio in forni, risulta del tutto evidente che la presente invenzione fa uso di condizioni criogeniche per purificare in modo esclusivo l'argon, o mediante distillazione o mediante adsorbimento, in una maniera semplificata e in una serie unica di stadi di processo che permette la rimozione più appropriata di contaminanti dall'argon allo scopo di minimizzare i flussi volumetrici di gas attraverso le stazioni di processo catalitica, di adsorbimento e di distillazione, provvedendo allo stesso tempo ad una pronta rigenerazione di queste stazioni di processo che richiedono tale rigenerazione con un investimento minimo di capitale in apparecchiature, fornendo però allo stesso tempo un funzionamento a basso costo e un riciclaggio di argon di alta purezza.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Un processo per il recupero e la purificazione di argon impuro contenente droganti residui da un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio che utilizza gli stadi di: (1) mettere in contatto l'argon impuro con un catalizzatore di disossigenazione e con idrogeno per rimuovere eventuale ossigeno contenuto; (2) mettere in contatto l'argon impuro con un adsorbente zeolitico selettivo nell'adsorbimento di acqua e di biossido di carbonio dall'argon impuro per rimuovere qualsiasi acqua e biossido di carbonio eventualmente presenti dall'argon impuro; (3) purificare ulteriormente l'argon impuro in una separazione a temperatura criogenica per rimuovere impurezze rimanenti dall'argon impuro e per produrre una corrente di prodotto costituito da argon avente una purezza pari ad almeno il 99,5% in volume; il miglioramento comprendendo il fatto di rimuovere droganti dall'argon impuro prima dello stadio (1) mediante contatto dell'argon impuro con un adsorbente liquido per rimuovere i droganti dall'argon impuro.
  2. 2. Il processo della rivendicazione 1 nel quale la separazione a temperatura criogenica è una separazione mediante distillazione criogenica in colonna doppia con una separazione in una colonna di distillazione ad alta pressione di azoto e biossido di carbonio dall'argon impuro e una separazione in una colonna di distillazione a bassa pressione di idrocarburi dall'argon impuro.
  3. 3. Il processo della rivendicazione 1 nel quale l'argon impuro dopo il contatto con il catalizzatore di disossigenazione viene messo in contatto con un catalizzatore a base di ossido rameico per convertire il monossido di carbonio e l'idrogeno in acqua e biossido di carbonio.
  4. 4. Il processo della rivendicazione 3 nel quale la separazione a temperatura criogenica è un adsorbimento criogenico selettivo di azoto e idrocarburi dall'argon impuro su un adsorbente a base di zeolite X calcica.
  5. 5. Il processo della rivendicazione 1 nel quale la corrente di prodotto costituito da argon viene riciclata al forno per l'accrescimento di cristalli di silicio.
  6. 6. Il processo della rivendicazione 1 nel quale l'adsorbente liquido è scelto all'interno del gruppo costituito da idrossido di sodio, idrossido di potassio e loro miscele.
  7. 7. Il processo della rivendicazione 1 nel quale la temperatura criogenica è non maggiore di -200°F.
  8. 8. Il processo della rivendicazione 4 nel quale la temperatura criogenica è non maggiore di -220°F.
  9. 9. Il processo della rivendicazione 2 nel quale la temperatura criogenica è non maggiore di -260°F.
  10. 10. Il processo della rivendicazione 3 nel quale il catalizzatore a base di ossido rameico è contenuto in due letti di adsorbente in parallelo commutanti con un letto in contatto con l'argon impuro mentre l'altro letto viene rigenerato con un gas inerte contenente ossigeno e una porzione della corrente di prodotto a base di argon.
  11. 11. Un processo per il recupero e la purificazione di argon impuro contenente droganti residui da un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio che utilizza gli stadi di: (1) mettere in contatto l'argon impuro con un catalizzatore di disossigenazione e con idrogeno per rimuovere eventuale ossigeno contenuto; (2) mettere in contatto l'argon impuro con un adsorbente zeolitico selettivo nell'adsorbimento di acqua e di biossido di carbonio dall'argon impuro per rimuovere qualsiasi acqua e biossido di carbonio eventualmente presenti dall'argon impuro; (3) introdurre l'argon impuro in una colonna di distillazione criogenica per separare azoto dall'argon impuro a produrre una corrente di prodotto costituito da argon avente una purezza almeno del 99,5% in volume; e (4) riciclare la corrente di prodotto costituito da argon al forno per l'accrescimento di cristalli di silicio; il miglioramento comprendendo il fatto di rimuovere i droganti dall'argon impuro prima dello stadio (1) e di eseguire lo stadio (3) in una separazione per distillazione criogenica in doppia colonna con una separazione, in una colonna di distillazione ad alta pressione, di azoto, idrogeno e monossido di carbonio dall'argon impuro e una separazione, in una colonna di distillazione a bassa pressione, di idrocarburi dall'argon impuro.
  12. 12. Un processo per il recupero e la purificazione di argon impuro contenente droganti residui da un forno per l'accrescimento di cristalli di silicio che utilizza gli stadi di: (1) mettere in contatto l'argon impuro con un catalizzatore di disossigenazione e con idrogeno per rimuovere eventuale ossigeno contenuto; (2) mettere in contatto l'argon impuro con un catalizzatore costituito da ossido rameico per convertire il monossido di carbonio e l’idrogeno in acqua e biossido di carbonio; (3) mettere in contatto l'argon impuro con un adsorbente zeolitico selettivo nell' adsorbimento di acqua e di biossido di carbonio dall'argon impuro per rimuovere qualsiasi acqua e biossido di carbonio eventualmente presenti dall'argon impuro; (4) mettere in contatto l'argon impuro ad una temperatura criogenica con un adsorbente costituito da zeolite X calcica per rimuovere azoto e idrocarburi dall’argon impuro e produrre una corrente di prodotto costituito da argon avente una purezza almeno del 99,5% in volume; e (5) riciclare la corrente di prodotto costituita da argon al forno per l'accrescimento di cristalli di silicio; il miglioramento comprendendo il fatto di rimuovere i droganti dall'argon impuro prima dello stadio (1) mediante contatto dell'argon impuro con idrossido di sodio acquoso per rimuovere i droganti dall'argon impuro.
  13. 13. Il processo della rivendicazione 12 nel quale l'adsorbente costituito da zeolite X calcica è contenuto in due letti di adsorbente in parallelo commutanti, con un letto in contatto con l'argon impuro mentre l'altro letto viene rigenerato con una porzione della corrente di prodotto costituito da argon.
  14. 14. Il processo della rivendicazione 11 nel quale l'adsorbente zeolitico è contenuto in due letti di adsorbente in parallelo commutanti, con un letto in contatto con l'argon impuro mentre l'altro letto viene rigenerato mediante temperatura elevata.
  15. 15. Il processo della rivendicazione 12 nel quale l'adsorbente zeolitico è contenuto in due letti di adsorbente commutanti in parallelo, con un letto in contatto con l'argon impuro mentre l'altro letto viene rigenerato inizialmente con azoto gassoso e poi mediante una porzione della corrente di prodotto costituito da argon.
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