JPH0489387A - 単結晶引上装置用不活性ガス回収装置 - Google Patents

単結晶引上装置用不活性ガス回収装置

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JPH0489387A
JPH0489387A JP19927690A JP19927690A JPH0489387A JP H0489387 A JPH0489387 A JP H0489387A JP 19927690 A JP19927690 A JP 19927690A JP 19927690 A JP19927690 A JP 19927690A JP H0489387 A JPH0489387 A JP H0489387A
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inert gas
adsorption
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unit
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Tatsuji Suzuki
鈴木 辰二
Yoichi Hashimoto
洋一 橋本
Mikio Kon
今 美紀夫
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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】 [産業上の利用分野] この発明は、単結晶引上装置に使用される不活性ガス(
特にアルゴンガス)のリサイクルを可能にする不活性ガ
ス回収装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、単結晶引上装置に使用されるアルゴン等の不活性
ガスは、そのまま廃棄されていたが、近年、高価である
不活性ガスを回収循環使用する回収装置が種々提案され
ている。
例えば、特開昭59−39800号公報、特公平2−1
4315号公報等がある。
従来の回収装置は、Co、CO2,02、H2等の不純
物を酸素または空気と反応させて除去するものである。
[発明が解決しようとする課題] 単結晶引上装置から回収されるアルゴンガス中のCo、
CO2,02等の不純物は濃度が変化する。つまり、引
上炉中に使用されているカーボンパーツのライフ(使用
回数)や炉内の圧力によって不純物の濃度が非常に変化
する。このため、回収アルゴンガス中に不純物が回収装
置の処理能力以上に含まれてぃる場合には、回収アルゴ
ンガスをそのまま廃棄せざるをえない。廃棄を避けるに
は、不純物濃度によって酸素供給量を変化させる装置を
増設し、かつ不純物吸着塔を増設しなければならない。
また、従来の回収装置では、N2成分が除去できず、回
収リサイクル中にN2濃度が高くなり、2回程度の回収
リサイクルしか実行出来ないことが多かった。
本発明の目的は不純物濃度に左右されず、しかも多くの
回収リサイクルが可能な単結晶引上装置用不活性ガス回
収装置を提供することである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、単結晶引上装置から回収される不活性ガス中
の不純物を水によって除去するための液封式真空ポンプ
と、前記不活性ガスをPSA方式で精製するPSA精製
ユニットと、前記不活性ガスを触媒方式で精製する不活
性ガス精製ユニットを備えたことを特徴とする単結晶引
上用不活性ガス回収装置である。
[作用] 単結晶引上装置で使用された不活性ガス(例えばアルゴ
ンガス)は、液封式真空ポンプで引かれ、その液封式真
空ポンプ中の水によって、SiO微粉が取り除かれる。
液封式真空ポンプは、油回転式の真空ポンプのようにC
o、CO2CnHmのガスを発生することがない。
液封式真空ポンプから送られたアルゴンガスはP S 
A (Pressure Swing Absorpt
ionガスの圧力変化により吸着・脱着をするカスの分
離精製)方式の精製ユニット(本明細書ではPSA精製
ユニットと略称する)によってN2 、Co、CO2ガ
スが除去される。
これらの不純物ガスが除去されたあと、アルゴンガスは
、不活性ガス精製ユニットに送られ、そこで02、N2
、微量残留CO2等とアルゴンガスが分離精製される。
このようにして得られた高純度のアルゴンガスを回収し
てリサイクル使用する。
[実施例] 第1図に示すように、それ自体公知の単結晶引上装置l
lで使用されたアルゴンガスは、回収ガスとして液封式
つまり水封式の真空ポンプ2に引かれる。その水封式真
空ポンプ2内の水によって、そこに引かれたアルゴンガ
ス中に含まれるSiO微粉が取り除かれる。
しかるのち、アルゴンガスは一時貯蔵タンク3に貯蔵さ
れる。さらに、アルゴンガスはその一時貯蔵タンク3か
らPSA精製ユニット4に送られる。このPSA精製ユ
ニット4で、アルゴンガス中のN2 、Co5CO2等
の不純物ガス成分が分離されて除去される。
第2図に示すように、PSΔ精製ユニット4ては、コン
プレッサー21によってアルゴンガスがゼオライトの吸
着剤の存在する吸着槽22に送られる。アルゴンガスに
比べて吸着量の多いN2  CO,CO2が吸着槽22
内の吸着剤によって吸着される。そのあと、アルゴンガ
スは吸着槽22の上部から取り出される。
吸着が完了すると、吸着槽22内は減圧される。そして
真空ポンプ23で減圧脱着を行う。
PSA精製ユニット4で精製されたアルゴンガスは、N
202、微量残留CO2等を含んでいるため、不活性ガ
ス精製ユニット5に送られる。
第3図に示すように、不活性ガス精製ユニット5は、順
にコンプレッサー31、パラジウム触媒塔32、脱酸素
塔33、吸着塔34から構成されている。コンプレッサ
ー31によって送られたアルゴンガス中のN2.02や
、PSA精製ユニット4で除去されなかった微量のC’
0.CO2は、触媒塔32での酸素添加によりN20、
CO2に変成され、回収ガス中のN20、CO2ととも
に吸着塔34で吸着され、半導体単結晶引上げに使用で
きるように除去される。
過剰の酸素は脱酸素基33により反応除去される。
不純物が除去された高純度アルゴンガスは、貯蔵タンク
6に貯蔵され、再度、単結晶引上装置1に送られて使用
される。7は貯蔵タンク6へのバックアップラインを示
す。
[変形例] 本発明は前述の実施例に限定されない。
PSA精製ユニット4と不活性ガス精製ユニット5の順
序を逆にして、PSA精製ユニット4を不活性ガス精製
ユニット5の後方に設けても、同様の効果が得られる。
PSA精製ユニット4の吸着剤は第2図の実施例のゼオ
ライトに限らず適宜選択することができる。同様に、不
活性ガス精製ユニット5の触媒塔32、脱酸素基33、
吸着塔34に使用する材料も、第3図の実施例のものに
限らず適宜選択できる。
[発明の効果] この発明の不活性ガス回収装置によれば、Co、CO2
,02等の不純物の濃度変化に関係なく、それらの不純
物を除去できる。
本発明の好ましい不活性ガス回収装置(第1図の例)の
各箇所ASB、Cにおける不純物濃度(ppn+)を表
1に示す。
表1からも分かるように、本発明の単結晶引上装置用不
活性ガス回収装置によれば、従来の回収装置では除去で
きなかったN2を除去でき、しかも何度も回収ガスのリ
サイクル利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による単結晶引上装置用不活性ガス回収
装置の一例を示す概略系統図、第2図は第1図の不活性
ガス回収装置に使用するPSA精製ユニットの系統図、
第3図は第1図の不活性ガス回収装置に使用する不活性
ガス精製ユニットの系統図である。 ■90.単結晶引上装置 210.液封式真空ポンプ 310.−時貯蔵タンク 49.、PSA精製ユニット 509.不活性ガス精製ユニット 601.貯蔵タンク 21、  コンプレッサー 220.吸着槽 230.真空ポンプ コンプレッサー 触媒塔 脱酸素基 吸着塔

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 単結晶引上装置から回収される不活性ガス 中の不純物を水によって除去するための液封式真空ポン
    プと、前記不活性ガスをPSA方式で精製するPSA精
    製ユニットと、前記不活性ガスを触媒方式で精製する不
    活性ガス精製ユニットを備えたことを特徴とする単結晶
    引上用不活性ガス回収装置。
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