JP2002512936A - 半導体ソース材料を供給するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 単結晶半導体材料を成長させるために用いられる結晶引揚装置へソース材料を供給する方法。一般に、この方法は、結晶引揚装置を備えた施設にソース材料のバルクコンテナを受容するステップと、重力を用いてコンテナからソース材料を供給するために、バルクコンテナを配置するステップとを有する。バルクコンテナは、結晶引揚装置へ輸送され、所定量のソース材料は、バルクコンテナから結晶引揚装置へ直接的に放出される。同様に、ソース材料を供給する際に用いられる装置およびシステムについて開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） 本発明は、一般に、半導体ソース材料を処理するための装置および方法に関し
、とりわけ、ソース材料のバルクコンテナ（bulk container）を配置し、輸送す
るための装置および方法を提供することにある。

【０００２】 半導体材料を形成するための最も一般的な製造技術は、チョクラルスキ法であ
って、この方法において、融成物（melt）を形成するために、高純度のソース材
料が結晶引揚装置（crystal puller）内の堝で溶融される。堝内に融成物を形成
するのに必要な固体のソース材料をすべて、一度に配置することが好ましくない
場合がしばしばある。溶融がすでに始まった後に、堝内に導入することが好まし
い固体ソース材料もいくつかある。一般には、追加的な固体ソース材料は、小球
状のポリシリコン（業界ではしばしば「ライトポリ（Lite Poly）」と呼ばれる
。）であって、結晶引揚装置に接続されるホッパ装置（ホッパ：hopper）から供
給される。ホッパは、場合によっては、結晶引揚装置のある施設においてバルク
コンテナ内に受容されるソース材料の供給を受ける。いくつかの理由により、ホ
ッパにソース材料を供給することは困難である。バルクコンテナは非常に重い（
およそ２７５キログラム）ので、コンテナを搬送することは容易でなく、重力を
用いてソース材料を供給するために反転することは簡単ではない。コンテナから
ソース材料を放出する（dispense）ことにより、容易に汚染するので好ましくな
い粉塵（dust）が形成される。さらに、粉塵が融成物に転移した場合、半導体物
質内に有用でない部分を形成しかねない。粉塵がホッパ内に導入されないことが
好ましい。さらに、ソース材料を汚染するリスクがあるため、ソース材料が環境
に曝されないようにする必要がある。現在のところ、バルクコンテナから小型コ
ンテナへ静かに注ぎ（decant）、その後、小型コンテナを結晶引揚装置まで搬送
し、ソース材料をホッパ内に注ぐことにより、ホッパは供給される。この処理に
よれば、しばしば、ホッパ内に粉塵が導入され、ソース材料が環境に曝されるこ
とになる。

【０００３】 （発明の要約） 本発明のいくつかの目的および特徴において、ソース材料が環境に対して曝さ
れないようにする結晶引揚装置へソース材料を供給する方法を提供し、ホッパに
粉塵を放出しないようにする方法を提供し、そして結晶引揚装置に供給すること
に付随する労力を軽減する方法を提供する。

【０００４】 さらに、本発明のいくつかの目的および特徴において、相当量のソース材料を
結晶引揚装置へ搬送する、ソース材料を結晶引揚装置へ供給する装置を提供し、
ソース材料を運搬するバルクコンテナを反転させる装置を提供し、ソース材料の
バルクコンテナを結晶引揚装置へ輸送できる装置を提供し、そしてソース材料を
結晶引揚装置内へ放出するために所定の高さでバルクコンテナを保持する装置を
提供する。

【０００５】 要約すると、本発明に係る、単結晶半導体材料を成長させるために用いられる
結晶引揚装置へソース材料を供給する方法は、一般に、結晶引揚装置を備えた施
設にソース材料のバルクコンテナを受容するステップと、重力を用いてコンテナ
からソース材料を供給するために、バルクコンテナを配置するステップとを有す
る。バルクコンテナは、結晶引揚装置へ輸送され、所定量のソース材料は、バル
クコンテナから結晶引揚装置へ直接的に放出される。

【０００６】 本発明の別の態様において、単結晶半導体材料を成長させるために用いられる
結晶引揚装置へソース材料を供給する装置は、ソース材料のバルクコンテナを反
転させる手段と、反転したバルクコンテナを結晶引揚装置へ輸送する手段とを備
える。この装置は、バルクコンテナを所定の高さまで持ち上げる手段と、バルク
コンテナを結晶引揚装置と接続するための手段とをさらに備える。

【０００７】 本発明のさらに別の態様において、単結晶半導体材料を成長させるために用い
られる結晶引揚装置へソース材料を供給するシステムは、ソース材料のバルクコ
ンテナを把持するためのアームを有するコンテナ搬送装置を備える。この搬送装
置は、第１位置から第２位置までコンテナを搬送できる。カートは、第２位置に
おいて、搬送装置からバルクコンテナを受容し、コンテナ搬送装置とは独立して
コンテナを保持するように構成されたアームを有する。このカートは、カートを
コンテナとともに結晶引揚装置へ駆動する駆動機構を有する。カートは、結晶引
揚装置へ重力を用いてソース材料を流すために、所定の高さでバルクコンテナを
保持するように構成されている。

【０００８】 本発明のその他の目的および特徴が部分的に明白となり、以下部分的に説明さ
れる。

【０００９】 （好適な実施形態の詳細な説明） ここで図面を参照すると、本発明のシステムが、一般に符号２０で示されてい
る。このシステムは、図８で概略的に示す結晶引揚装置２２にソース材料を供給
する際に用いられる。システム２０および結晶引揚装置２２は、結晶を成長させ
る施設のクリーンルーム内に配置される。結晶引揚装置２２は、例えば、ニュー
ハンプシャ州ナシュアにあるフェロフルディクス（Ferrofluidics）から市販さ
れている型番ＣＺ１５０のような、半導体材料を製造するためにチョクラルスキ
法を用いたものであることが好ましい。結晶引揚装置２２は、ホッパから結晶引
揚装置２２内にある堝（図示せず）にソース材料を搬送するホッパを有する。ホ
ッパ２４は、既知の構成からなり、以下詳述するように、充填および再充填する
位置へ移動することができる。

【００１０】 例えば、ドラム２８の形状を有するバルクコンテナは、施設外部から受容され
、相当量の半導体ソース材料を含有する。ドラム２８内のソース材料は、小球状
のポリシリコン（業界ではしばしば「ライトポリ（Lite Poly）」と呼ばれる。
）であることが好ましい。小球状のポリシリコンが充填されると、ドラム２８は
、少なくとも約１００キログラムの重量を有し、通常、約２７５キログラムの重
量を有する。

【００１１】 図１を再び参照すると、本発明に係るシステム２０は、一般に符号３２で示す
コンテナ搬送装置、および一般に符号３６で示すカートを備える。搬送装置３２
は、ドラムの重量を支えるのに十分な圧力でもってドラムの周囲を掴むことによ
り、ドラムを把持するアーム４０を有している。アーム４０は、ドラム２８を受
容するために、開いた姿勢から閉じた姿勢にピボット回転できるように取りつけ
られており、閉じた姿勢において、アームの一部がドラムを保持するために、ド
ラム側面と接触している。搬送装置３２は、アーム４０を開いた姿勢から閉じた
姿勢に、再び開いた姿勢にピボット回転させるように構成されたメカニズムを有
する。アームをピボット回転させるために、好適には、９０Ｖ直流モータ（図示
せず）がギア機構（図示せず）を介してアーム４０に接続される。２組のアーム
４０を用いると、コンテナにあまり大きな圧力を付加しなくても、確実に、ドラ
ム２８をしっかりと把持することができる。コンテナにあまりにも強い圧力が付
加された場合には、ひび割れるようなテフロン（登録商標）や同様の被膜を、コ
ンテナの内側表面に被膜する。好適には、ドラム２８の側面と接触する摩擦パッ
ド４２がアーム上に取り付けられ（図２参照）、Ｖ字状摩擦パッド４４がドラム
２８の側面と接触するアーム間の搬送装置３２上に取り付けられる。アームがド
ラムと接触する時点を検出し、ドラムに損傷を与えないで、しっかりとドラムを
把持するように、アームがドラムに付加する圧力値を制御するために、センサ（
図示せず）がアーム４０およびＶ字状摩擦パッド４４に隣接して設けられること
が好ましい。例えば、この実施形態では、このセンサがドラム２８に接触したこ
とを検出してから、モータは所定の回転数、例えば３回転だけ回転する。

【００１２】 搬送装置３２は、通常は垂直軸の周りに回転して、コンベヤ５２からカート３
６までドラムを搬送するために取り付けられた第１のターンテーブル４８を有す
る。第１のターンテーブル４８は、床５６に固定されたスタンド５４に固定され
る。アーム４０は、第１のターンテーブル４８にしっかりと固定された第２のタ
ーンテーブル６０上に取り付けられる。第２のターンテーブル６０は、通常は水
平軸の周りを回転して、ドラム２８を反転させるために取り付けられる。第２の
ターンテーブル６０を回転させるために、９０Ｖ直流モータおよびギア機構が第
２のターンテーブル６０に取り付けられる。ドラムが回転する際、ドラムがコン
ベヤ５２およびカートのいずれにも接触しないように、第１のターンテーブル４
８がドラム２８を途中まで搬送した後、ドラムを反転させる。ターンテーブル４
８，６０は、１２０Ｖ交流モータ６２，６４により駆動されるギア機構により作
動することが好ましい。（第１のターンテーブル４８のモータ６２を示す図２参
照のこと。）

【００１３】 図２、図５および図６を参照すると、一般に符号６８で示すバルブ受台（valv
e cradle）は、バルブ７２を支持し、ドラムを装着し取り外す目的でバルブを昇
降するために、コンベヤ５２の上方にある壁７０またはその他の構造物に固定さ
れている。バルブ受台６８は、上側ブラケット６８ａおよびブラケットから垂れ
下がった３本の足６８ｂを有する。上側ブラケット６８ａは、バルブ受台６８の
垂直方向の動きをガイドするためのガイドレール６９（１本のみ図示）に滑動可
能に接続されている。バルブ７２は、脚部６８ｂの下側端部に配置された上方向
に突出したスタッド７４により、バルブ受台６８上に支持されている。スタッド
７４は、バルブのフランジ７６に設けられた（図７参照）３つの孔に受容される
。ドラム２８がバルブおよびバルブ受台の下方を通過できるような引っ込んだ位
置（stowed position）から、バルブが閉じ、またはドラムの入口８２と接触す
るような展開した位置（deployed position）へ、バルブおよびバルブ受台を下
方に移動させるために、バルブ受台６８の上側ブラケット６８ａが、バルブ受台
およびバルブ７２をボールねじ７８と挿入可能に（threadably）接続される。図
５および図６で示すように、スタッド７４は、脚部に対する固定点の周りを水平
方向に（およそ９０度）旋回できるように、脚部６８ｂの下側端部に固定された
部材８４上に取り付けられる。バルブ７２がドラム２８に接続された後、バルブ
の周りにクリアランスを設けるために、部材８４が外側へ移動する。これにより
、空の受台６８は、引っ込んだ位置へ上方向に移動することができる。イリノイ
州モネットにあるビンバ・マニュファクチュアリング株式会社（Bimba Mfg. Co.
）から市販されている回転アクチュエータ（図示せず）による動作により、部材
８４は自動的に旋回することが好ましい。

【００１４】 コンベヤ５２は、まさにクリーンルームの（図示しないが、図２で示す装置の
左側に位置する）ドアの内側からドラムを搬送する。シャトル（図示せず）がド
ラム２８をコンベヤまで搬送する。垂直方向に伸展可能なコンベヤ５２の支持部
８６は、ドラム２８がコンベヤ上にあるとき引っ込んでおり、ドラムを支持する
ために上昇する。図２で示すように、コンベヤ５２は、まず、バルブ受台６８の
下方位置にドラム２８を移動させる。その後、コンベヤ５２は、搬送装置３２の
アームが把持する範囲の位置にドラム２８を移動させる。ドラム２８が搬送装置
３２のアーム４０により把持された後、コンベヤ５２の支持部８６が引っ込む。
ドラム２８を移動できるコンベヤ５２の構成は、業界では広く知られており、さ
らに説明しない。フォークリフト（図示せず）や手作業による搬送を含み、コン
ベヤ以外の装置を用いて、ドラム２８をバルブ受台６８および搬送装置３２まで
搬送できることが予想される。

【００１５】 図１を参照すると、第１の実施形態において、搬送装置３２は、カート３６の
前輪８８とガイド車輪９４とが噛み合う（係合する）ことのできる、搬送装置に
対してカートを位置決めするためのガイド８９を有する。好適には、ガイド８９
は、床上に配設された２本のトラック９０を有し、このため、前輪８８とガイド
車輪９４がトラックの間で操縦されるとき、カート３６が搬送装置３２に対して
適正な位置に案内される。ガイド８９は、カート３６を適正な位置で停止させる
ための停止部材９２をさらに有する。停止部材は、上方向に傾斜した２つの表面
の間に溝部（channel）を有し、その一方の表面は逆に傾斜した表面を有する。
カート３６の前輪８８は、逆に傾斜した表面を乗り上げ、溝部に転げ落ちる。こ
うして、前輪は、溝部内に捕獲される。ドラム２８を受容または搬送するための
搬送装置３２に対してカートが適正に配置されたことを検出するために、少なく
とも１つのセンサ（図示せず）が設けられる。

【００１６】 ドラム２８がカートに対して搬送される間、カートの動作を制御するために、
搬送装置３２およびカート３６は交信することができる。図１１および図１２で
図示するように、４つの光電気的な眼９６が搬送装置３２に隣接して配置される
。また、カートがガイド８９の停止部材９２内に収まるとき、搬送装置およびカ
ートの光電気的な眼が照合（in registration）するように、カート３６にはこ
れに対応する眼９６が配置される。電気コンセント９８は、カートに電力を供給
するためにカート３６のプラグを受容する。好適には、搬送装置３２は、ドラム
２８の反転と、搬送装置とカート３６の間のドラム２８の搬送とを制御するため
のコントロールパネル１００を有する。

【００１７】 図１および図４を参照すると、カート３６は、（図１では部分的に破断した）
フレームと、ドラム２８を受容し保持するための、搬送装置３２とは独立したア
ーム１０２，１０４を有する。好適には、カート３６の少なくとも１つのアーム
１０２，１０４は、ドラム２８をアームの間に収容できるように外側方向にピボ
ット回転し、閉じた位置に内側方向へピボット回転するように取り付けられる。
図示された実施形態において、アーム１０２は、垂直ピン上に取り付けられ、２
４Ｖ直流モータ１０６を含むリニアアクチュエータによりピボット回転する。ア
ーム１０２は、閉じた位置に内側方向へピボット回転し、ドラム２８を支持する
ために、アーム１０２，１０４の両方は、図２で示す位置から図１で示す位置へ
上方向に移動するように（以下に説明するように）取り付けられる。図１を参照
すると、カート３６は、反転したドラム２８のリム１１０と係合して、ドラムを
カートに対してよりしっかりと固定するためのラッチ１０８を有する。カート３
６のアーム１０２，１０４の上方に配置されたとき、ラッチがドラム２８の邪魔
にならないように位置から、ラッチがドラムの方へピボット回転して、ラッチが
リム１１０に接触するまで下方向へ移動する係合位置の間で、ラッチは移動する
ことができる。好適には、ドラムがカート３６上に確実に固定された時点を検出
するために、ラッチ１０８上および／またはこれに隣接して、アーム１０２，１
０４上にセンサを設ける。

【００１８】 カート３６のアーム１０２，１０４およびラッチ１０８は、垂直並進運動でき
るように取り付けられている。アーム１０２，１０４およびラッチ１０８は、カ
ートの基底部からカートの最上部に隣接するベアリング１１６まで延びるカート
３６のボールねじ１１４上に取り付けられている。アーム１０２，１０４および
ラッチ１０８は、カート３６上にドラム２８を取りつけ／取り外すために、ボー
ルねじの回転により移動し、結晶引揚装置２２へソース材料を重力により流すた
めに、ドラムとともに所定の高さまで移動する。好適には、ボールねじ１１４は
、カート上に取り付けられた１２０Ｖ交流モータ（図示せず）により回転する。

【００１９】 カート３６は、カートおよびドラム２８を結晶引揚装置２２に対して駆動する
ための駆動モータ１１８を有する。モータ１１８はギア機構を介して駆動輪１２
６と接続される。適当なモータは、ミシガン州アンアーバにあるプレストライト
・エレクトリック株式会社（Prestolite Electric Inc.）から市販されている、
型番ＭＫＳ−４００２の１２Ｖ直流モータである。モータ１１８に対する電源は
、好適には、充電可能な１２Ｖゲル電池１２０により供給される。好適には、こ
の電池１２０は、モータ１１８に対する電源だけを供給する。カート３６のその
他のモータに対する電源は、搬送装置３２にある電気コンセントおよび結晶引揚
装置２２を介して供給される。（搬送装置３２における電気コンセントだけが図
示されている。）作業者がカートを操作できるように、カート３６にはフォーク
リフトのための舵取り棒と類似する舵取り棒１２４を有する。駆動輪１２６は、
結晶引揚装置２２に対してカートを操作するために、舵取り棒１２４を用いて手
動で回転させる。２つの前輪８８は、（１つだけ図示する）１２０Ｖモータ１３
０を含む機構により操縦される。前輪８８は、好適には、以下で説明するように
、結晶引揚装置２２においてのみ操縦されるが、カート３６が搬送装置３２から
結晶引揚装置まで搬送されるときは操縦されない。モータ、電池、車輪などを含
むカート３６の構成部品は、クリーンルーム環境に対して悪影響を与えないよう
に、クラス１０，０００のクリーンルームで作動できるように設計されているこ
とが好ましい。

【００２０】 図７および図１０を参照すると、バルブ７２は、第１端部１３２において、ド
ラム２８の入口８２と結合し、第２端部１３６において、ホッパ２２の入口１３
８と結合するように構成されている。両方の端部１３２，１３６は、マサチュー
セッツ州アンドーバにあるＭＫＳインスツルメントが製造しているＨＰＳクラン
プなどのクランプを用いて、それぞれの入口に対して着脱自在に固定される。第
２端部１３６を下方向および／または水平方向に移動させて、必要に応じて、ホ
ッパ２４の入口１３８と結合できるように、バルブ７２の第２端部１３６は、蛇
腹部分１４０を有することが好ましい。蛇腹部分は固定ピンを有し、このピンを
外すことにより、蛇腹部分を下方向および／または水平方向に移動させることが
できる。バルブ７２は、ソース材料がバルブを通って流れるバルブ、およびソー
ス材料の流れを止める遮断部を介して延びる中央通路を有する。バルブ７２は、
アソシエイテッド・テクノロジ・マニュファクチュラーズ（Associated Technol
ogy Manufactures）から市販されている、型番ＡＯＲＳ−２６などの「休止角度
（Angle of Repose(AOR)）」バルブであることが好ましい。好適には、バルブ７
２は、真空ライン（図示せず）に接続するために、バルブの中央部から外側に延
びる真空ライン入口１４４を有する。バルブ７２は、不活性ガスライン（図示せ
ず）と接続するために、蛇腹部分に隣接して配置される迅速切断取付部材１４６
をさらに有する。入口１４４と取付部材１４６は、中央通路と連通しており、バ
ルブ７２を真空引きして、バルブから粉塵を取り除く。好適には、バルブ７２は
、ケーブルを用いてカート３６あるいは結晶引揚装置２２に接続されたバルブを
通じてソース材料の流れを遠隔制御するための電子制御部１５０を有する。電子
制御部１５０は、作業者がソース材料の流れを手動で制御できるように、手動ス
イッチを有する。

【００２１】 第２の実施形態において、搬送装置３２は、搬送装置に対してカートを位置決
めするために、カートにより係合可能なガイド１５４を有する。図１２および図
１３を参照すると、ガイド１５４は、支柱１５５または壁に固定され、カート３
６がガイド１５４と係合したときにカート３６に固定される２つの指状突起部１
５８の間に受容される短い垂直ポスト１５６を有する。好適には、支柱１５５の
上に２つのガイドが設けられ、２組の２つの指状突起部１５８がカート３６上に
設けられる。指状突起部１５８は、カートをガイドに係合した状態で固定するた
めに、カート３６の指状突起部内の孔に引っ掛けられる固定ピン（図示せず）を
有する。

【００２２】 予想されることではあるが、この実施形態では搬送装置３２を用いて行われる
ドラム２８の反転機能は、カート３６を用いても行うことができる。このように
、ドラム２８を反転できるように、カート３６を変更することができる。例えば
、カート３６のアーム１０２，１０４を、搬送装置３２のアーム４０のように、
ドラムを把持するために形成された１組のアームと置換することができる。この
とき、搬送装置の第１のターンテーブルのアームと同様に、上記アームはターン
テーブル上に設置される。ドラム２８を反転させるときにドラムの重量を支える
ために、カート３６の強度を強化するために必要なその他の構造的な変更例は、
当業者にとっては明白であろう。

【００２３】 結晶引揚装置２２のソース材料を供給する方法について、以下説明する。この
方法は、結晶引揚装置２２を備えた施設においてソース材料のドラム２８を受容
するステップを含む。ドラム２８は、この施設とは離れた場所から輸送されて、
クリーンルームの外側にある施設内のドック（積降場所：dock）において収容さ
れる。当然のことながら、同じ施設内の結晶引揚装置２２とは別の場所でソース
材料が製造される場合も本発明の範疇に入る。上述したシャトルなどを用いて、
ドラム２８は、ドック領域とクリーン領域の間のエアロックへ搬送され、エアロ
ック内にあるとき、例えば、消毒用アルコールやその他の適当な洗浄溶液を用い
て拭い取ることにより浄化される。その後、コンベヤは、エアロック内に入り、
シャトルが依然としてドラム２８を支持している間に、ドラム２８の下方に配置
される。そして、コンベヤ５２の伸展可能な支持部８６が上昇し、ドラムがシャ
トルから離れるように持ち上げる。コンベヤ５２はエアロックから出て、エアロ
ックは閉じる。

【００２４】 この方法は、重力を用いてドラムからソース材料を供給するためにドラム２８
を配置するステップを含む。コンベヤは、バルブ受台６８の下方の位置へドラム
を搬送する。好適には、バルブ７２から空気を取り除くために、不活性ガスライ
ンが取付部材１４６に接続される。この結果、ソース材料が環境に曝されるのを
防止することができる。ドラム２８の入口８２を覆う蓋が取り外され、バルブ７
２がドラム２８に近接するか接触するまで、バルブ受台６８は、ボールねじの動
作により下降する。そして、クランプ１３４を用いてバルブをドラムにしっかり
と固定する。スタッド７４がフランジ７６にある孔から離れるように、バルブ受
台６８はさらに下降し、部材８４は上述のように外側方向へ旋回する。バルブ受
台６８は、引っ込んだ位置へ上方向に移動する。作業者はコントロールパネル１
００に入力して、バルブ７２をドラム２８に固定した後、自動的に反転して、以
下に説明するステップに従って、ドラム２８をカート３６へ搬送する。

【００２５】 ドラム２８を配置するステップは、ドラムを反転するステップをさらに含む。
ドラムは、コンベヤ５２により搬送装置３２まで搬送され、搬送装置のアーム４
０により把持される。搬送装置３２のセンサは、ドラムと接触し、コンテナがし
っかりと固定されるようにモータが上述のように制御されているように、コント
ロールパネルと交信する。アーム４０がドラム２８の重量を支えるように、コン
ベヤ５２の伸展可能な支持部８６が引っ込む。搬送装置３２は、その第１のター
ンテーブル４８の垂直軸の周りに９０°の円弧だけドラムを回転させ、止める。
その後、搬送装置３２は、第２ターンテーブル６０の水平軸の周りに１８０°ド
ラムを回転させる。（図３では９０°位置が示されている。）水平軸はドラム２
８の重心近くの点と交差することが好ましい。搬送装置３２は、その後、反転し
たドラムを、第１のターンテーブル４８の垂直軸の周りに先と同様の移動方向で
９０°回転させる。こうして、ドラム２８は、カート３６のアーム１０２，１０
４の間に受容される。ドラム２８が回転して、アーム１０２，１０４の間に移動
できるスペースを設けるときに、カート３６のピボット回転可能なアーム１０２
は外側方向へピボット回転する。

【００２６】 この方法は、反転したドラムを結晶引揚装置２２まで搬送するステップを含む
。カートのピボット回転可能なアーム１０２を閉じた位置へ内側方向に回転させ
、カート３６のボールねじ１１４を用いて、ドラムがアーム上に載せるまで上方
向へカートのアームを上昇させることにより、ドラム２８をカート３６上に固定
する。カート３６のラッチ１０８は反転したドラム２８のリム１１０と係合する
ように移動し、係合位置を図１に示す。搬送装置３２のアーム４０は開いている
ので、ドラムの重量はカート３６に移行する。カート３６上のセンサは、ドラム
がカートにしっかりと固定されるように、搬送装置３２およびコントロールパネ
ル１００と交信する。その後、カート３６はドラム２８とともに、搬送装置３２
から離れて、結晶引揚装置２２へ移動する。上述の第２の実施形態における搬送
装置３２に関連するガイド１５４と類似する、支柱１６３上に取り付けられたガ
イド１６２に沿わせながらカートを運ぶことにより、カート３６を結晶引揚装置
２２に配置する。カート３６は、ピン（図示せず）を用いてガイド１６２に固定
されることが好ましい。結晶引揚装置２２における電気コンセント９８は、カー
ト３６に電源を供給するために、そしてカートが結晶引揚装置２２と合体するよ
うに結晶引揚装置２２の制御部と交信するために、カートのプラグが差し込まれ
る。

【００２７】 この方法は、ドラム２８から結晶引揚装置２２のホッパ２４へ直接的に所定量
のソース材料を放出するステップを有する。粉塵がホッパ内に入らないようにし
、粉塵がバルブ内に集まらないようにして、バルブ機構が汚れないようにするた
め、そしてソース材料が環境に曝されないようにするために、結晶引揚装置２２
の不活性ガスラインおよび真空ラインがバルブ７２に接続される。ドラム２８は
、カート３６を用いて、ホッパ２４の高さよりも高い所定の高さまで持ち上げる
。カート３６の前輪８８は、モータ１３０の動作により、結晶引揚装置２２に対
して内側方向に向き、ガイド１６２に依然として接続されるカートは、ガイド１
６２上に中心を置く弧上で作動する。ホッパ２４は、結晶引揚装置２２の機構を
用いて、バルブ７２の第２端部１３６が、図９に示すように、ホッパ２４の入口
１３８のおおよそ上方に配置される。バルブ７２の第２端部１３６が入口１３８
と接触するか、ほとんど接触するまで、ドラム２８を下降させる。図１０で示す
ように、（蛇腹部分１４０の固定ピンを引っ張り、第２端部１３６を水平方向に
及び／または水平方向に動かし、そしてホッパ２４に対してバルブを把持させる
ことにより）バルブ７２はホッパの入口１３８と結合する。放出している間、バ
ルブから空気を取り除くために、バルブ７２を通じて不活性ガスを流し、粉塵が
バルブを通過するときにソース材料により生じるすべての粉塵を、真空ラインに
より吸引しやすくする。所定量が放出された後、バルブ７２は閉じる。この方法
は逆転し、結晶引揚装置２２から離れるようにカート３６を移動させる。ドラム
内の原料が枯渇するまで、より多くのソース材料を放出するために、カート３６
およびドラム２８を他の結晶引揚装置へ輸送してもよい。カート３６を搬送装置
３２へ戻すように輸送して、上述の方法を逆に行う、つまりドラムをカートから
搬送装置そしてコンベヤへ搬送することにより、ドラム２８をクリーンルームか
ら取り出す。バルブ受台６８において、バルブ７２が取り外され、空のドラム２
８がコンベヤ５２から、ドックに搬送するためのシャトルへ搬送される。

【００２８】 この方法のさらなる自動化は、本発明の範疇に入るものと理解すべきである。
手動による介入がほとんど必要ないか、全く必要なければ最適である。例えば、
バルブ７２をドラム２８に固定するステップ、およびドラムをホッパ２４に固定
するステップは、本発明の範疇において、完全に自動化される。同様に、人間が
このシステム２０にあまりにも接近した場合には、システム２０の動作が止まる
ように、光のカーテン（light curtain）や安全マット（図示せず）などの安全
装置がコントロールパネル１００と交信する。

【００２９】 これまで見てきたように、本発明のいくつかの目的が達成され、その他の好適
な結果が得られることが理解されよう。

【００３０】 上述の構成において多様な変更例が、本発明の範疇から逸脱することなく、形
成されるので、上述の説明および添付図面に含まれるすべての事項は、例示的な
ものであって、限定する目的はないものと解釈すべきであると意図したものであ
る。

【００３１】 対応する参照符号は、図面のいくつかの観点を通じて、対応する部分を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明に係るソース材料を供給するための装置の側面正
面図であって、カートおよびコンテナ搬送装置を示し、カートの一部が内部構成
を示すために破断している。

【図２】 図２は、バルブ受台をさらに示すこの装置の断片的な側面正面図
である。

【図３】 図３は、本発明に係る搬送装置を示す断片的側面図であって、ソ
ース材料のバルクコンテナを反転させている様子を示す。

【図４】 図４は、図１の装置の概略平面図である。

【図５】 図５は、バルブ受台の側面正面図である。

【図６】 図６は、図５の６−６線からみたバルブ受台の断面図であって、
バルブ受台のスタッドの択一的な位置を示す。

【図７】 図７は、バルブの側面正面図である。

【図８】 図８は、結晶引揚装置と合体するカートの概略平面図である。

【図９】 図９は、図８と同様の概略平面図であって、ソース材料を引揚装
置へ放出するための所定位置にあるコンテナを示す。

【図１０】 図１０は、断片的な側面正面図であって、結晶引揚装置のホッ
パに接続されるコンテナおよびバルブを示す。

【図１１】 図１１は、図４で示す１１−１１線からみた断片的な右側端面
正面図であって、カートを除外して、搬送装置の光電気的な眼および電気コンセ
ントを示す。

【図１２】 図１２は、眼および電気コンセントの拡大された断片的な上面
図である。

【図１３】 図１３は、第２の実施形態のガイドの断片的な側面正面図であ
る。

【図１４】 図１４は、カートのガイドに対する係合を示す断片的な断面図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・ディ・イオフ・シニア アメリカ合衆国63363ミズーリ州ニュー・ フローレンス、イースト・モーティモー 704番 (72)発明者 トーマス・エイチ・シュルト アメリカ合衆国63376ミズーリ州セント・ ピーターズ、ノース・サービス・ロード 435番 (72)発明者 ジョン・エム・アンダーソン アメリカ合衆国63366ミズーリ州オファロ ン、ウィンター・パーク・コート15番 (72)発明者 エン・チン・ヤウ アメリカ合衆国63303ミズーリ州セント・ チャールズ、キャスケーズ・ドライブ205 番 (72)発明者 ドナルド・アール・ルゲリ アメリカ合衆国63005ミズーリ州チェスタ ーフィールド、ベア・バーチ・コート 16208番 (72)発明者 デイビッド・ダブリュー・ボールドウィン アメリカ合衆国63376ミズーリ州セント・ ピーターズ、グレイト・レイクス・ドライ ブ49番 (72)発明者 チャールズ・エル・バディノ アメリカ合衆国63017ミズーリ州チェスタ ーフィールド、シカモア・マナー14890番 Ｆターム(参考） 3F333 AA03 AB07 AE25 BB15 BD04 4G077 AA02 BA04 CF10 EG25 EG29 HA12 PB11

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶半導体材料を成長させるために用いられる結晶引揚装
   置へソース材料を供給する方法であって、 結晶引揚装置を備えた施設にソース材料のバルクコンテナを受容するステップ
   と、 重力を用いてコンテナからソース材料を供給するために、バルクコンテナを配
   置（configure）するステップと、 バルクコンテナを結晶引揚装置へ輸送するステップと、 所定量のソース材料をバルクコンテナから結晶引揚装置へ直接的に放出するス
   テップとを有することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１のソース材料供給方法であって、 輸送ステップおよび放出ステップは、施設内の周辺空気に対してコンテナを開
   放することなく行われることを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項２のソース材料供給方法であって、 重力を用いて供給するバルクコンテナの配置ステップは、バルブから空気を取
   出すステップと、コンテナを反転するステップを含むことを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項３のソース材料供給方法であって、 バルクコンテナの輸送ステップは、電源を有するカート上にコンテナを搭載す
   るステップを含み、 バルクコンテナは、施設とは離れた場所から受容されることを特徴とする方法
   。
5. 【請求項５】 単結晶半導体材料を成長させるために用いられる結晶引揚装
   置へソース材料を供給する装置であって、 ソース材料のバルクコンテナを反転させる手段と、 反転したバルクコンテナを結晶引揚装置へ輸送する手段と、 バルクコンテナを所定の高さまで持ち上げる手段と、 バルクコンテナを結晶引揚装置と接続するための手段とを備えたことを特徴と
   する装置。
6. 【請求項６】 請求項５のソース材料供給装置であって、 反転したバルクコンテナの輸送手段は、コンテナ搬送装置とは独立した、コン
   テナを受容し、保持するように構成されたアームを含むカートを有し、 カートは、カートをコンテナとともに結晶引揚装置へ駆動する駆動機構を有す
   ることを特徴とする装置。
7. 【請求項７】 請求項６のソース材料供給装置であって、 カートは、結晶引揚装置へ重力を用いてソース材料を流すために、所定の高さ
   までバルクコンテナを持ち上げるように構成され、 バルクコンテナを結晶引揚装置と接続するための手段は、バルクコンテナおよ
   び結晶引揚装置の上に取り付けられるように構成されたことを特徴とする装置。
8. 【請求項８】 単結晶半導体材料を成長させるために用いられる結晶引揚装
   置へソース材料を供給するシステムであって、 ソース材料のバルクコンテナを把持するためのアームを有し、第１位置から第
   ２位置までコンテナを搬送できるコンテナ搬送装置と、 第２位置において、搬送装置からバルクコンテナを受容し、コンテナ搬送装置
   とは独立してコンテナを保持するように構成されたアームを有するカートであっ
   て、このカートは、カートをコンテナとともに結晶引揚装置へ駆動する駆動機構
   を有し、結晶引揚装置へ重力を用いてソース材料を流すために、所定の高さでバ
   ルクコンテナを保持するように構成されたカートとを備えたことを特徴とするシ
   ステム。
9. 【請求項９】 請求項８のソース材料供給システムであって、 コンテナ搬送装置は、コンテナ搬送装置に対してカートを位置決めするための
   、カートと係合可能なガイドを含み、 コンテナ搬送装置は、カートに対するコンテナの搬送を制御するために交信す
   るように構成されたことを特徴とするシステム。
10. 【請求項１０】 請求項９のソース材料供給システムであって、 搬送装置が第１位置から第２位置までコンテナを搬送するとき、カートの少な
    くとも１つのアームは、コンテナ搬送装置からバルクコンテナを受容するために
    外側方向にピボット回転するように構成され、 搬送装置のアームは、第１位置から第２位置まで移動するとき、水平軸の周り
    で回転させ、コンテナを反転させるように取り付けられたことを特徴とするシス
    テム。