JP4702984B2 - Crystal extraction apparatus and crystal extraction method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CZ法(チョクラルスキー法)による単結晶インゴット引上げ装置において、単結晶インゴットの引上げが終了した後、引上げ装置から当該単結晶インゴットを取り出す際に使用される装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
単結晶の製造工程においては、引き上げられた単結晶インゴットを引上げ装置から搬出する作業工程がある。かかる搬出作業を行う装置として、アームによって単結晶インゴットを把持して搬出する単結晶把持装置が提案されており(特開平9−165289号公報)、かかる技術によれば、単結晶インゴットの搬出作業が自動化されることになる。
【0003】
ここで、引き上げられた単結晶インゴットというのは、その上端部において種結晶から連続して成長した「ネック」と呼ばれる細径部分により吊り下げられた状態であり、引き上げられた単結晶インゴットを引上げ装置から取り出す際の前段階の作業として、先ずは「ネック」と呼ばれる細径部分を装置オペレーターが人手でニッパーまたはペンチ等の工具を用いて切断することにより、単結晶インゴットを種結晶から切り離す作業が必要となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この作業を行うために、装置オペレーターはその都度高所に上がらなければならず、煩わしい作業を繰り返すことになる。また大重量の単結晶インゴットの重さに耐える「ネック」は、直径が大きくなりニッパーやペンチ等で切り離すことが困難であり、作業者への負担は大きい。更に、単結晶インゴットが大重量の場合には、単結晶インゴットの落下の不安も大きく、これに作業者が巻き込まれることを考慮すると、作業者が不安定な足場の基で単結晶インゴットに接近することは避けたい。
【0005】
また近年は、シリコンウエハのローコスト化等のために、大型のシリコン単結晶を引き上げることが要求されるようになってきており、これに伴い、単結晶インゴットの長尺化が図られるようになってきている。そしてこのために、チャンバ開口部の高さ(チャンバ開口部の長手方向(鉛直方向)の長さ)よりも長い単結晶インゴットが引き上げられることもあるが、前述の特開平9−165289号公報に係る単結晶把持装置は、鉛直方向に吊り下げられている単結晶インゴットをそのままの姿勢でチャンバ開口部から水平に取り出すという単純なものであるため、引上げ装置から取り出し得る単結晶インゴットの長さは、チャンバ開口部の高さが限度となり、それを越えるような長尺の単結晶インゴットを取り出すことはできなかった。
【0006】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、単結晶引上げ装置において引き上げられた一段と長尺で大重量の単結晶インゴットを容易に取り出し、後の搬出作業に供することができる結晶取出装置及び方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明に係る結晶取出装置は、引き上げが終了した状態において種結晶から連なるネック部分を介して吊り下げられている単結晶インゴットに対して、その斜め取り出しを行うことができる取り出し装置を提供することにより、引上げ装置のチャンバの縦長開口部よりも長尺に引き上げられた単結晶インゴットでさえも容易に取り出しを行えるようにしたことを特徴とする。そしてその際に、チャンバ内に吊り下げられている単結晶インゴットに対して、人手によらずにそのネック部分を割断することによってシードから容易に分離させるようにしている。
【0008】
より具体的には、本発明においては以下のような結晶取出装置及び結晶取出方法を提供する。
【0009】
(1) CZ法単結晶引上げ装置のチャンバ内においてネック部分がシードチャックに保持されて吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットを前記単結晶引上げ装置から取り出すための結晶取出装置であって、前記単結晶引上げ装置内においてシードチャックで吊り下げられている単結晶インゴットをそのネック部分においてクラックを生じさせて割断することによってシードから分離させる結晶割断装置を備えることを特徴とする結晶取出装置。
【0010】
なお、「チャンバ内においてネック部分がシードチャックに保持されて吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴット」というのは、原料融液から引き上げられた単結晶インゴットであって、CZ法単結晶引上げ装置から取り出されて次の工程に移送され得る状態となった単結晶インゴットのことを意味する。
【0011】
(2) 前記結晶割断装置は、高硬度材料からなるブレードをネックの部分に衝突させるものであることを特徴とする(1)記載の結晶取出装置。
【0012】
なお、ネック部分にブレードを衝突させる機構は、高硬度材料からなるブレードをネックの部分に高速で衝突させるものとして、圧縮空気を利用するものや電磁力を利用するもの等を挙げることができるが、これらに限られることなく、あらゆる構成のものが含まれる。
【0013】
また上記のブレードは、タングステンカーバイドまたはチタンカーバイトをコバルト合金で焼結した超硬合金等の高硬度材料で構成するのが好ましい。
【0014】
(3) CZ法単結晶引上げ装置のチャンバ内においてネック部分がシードチャックに保持されて吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットを当該チャンバの縦長開口部から取り出すための結晶取出装置であって、前記チャンバ内に吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットの把持を行うアームであって、当該単結晶インゴットがシードから分離されたときにはその把持力によって前記単結晶インゴットを支持するアームと、このアームの動きを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記単結晶インゴットを傾けるようにアームを駆動する傾け駆動手段と、前記単結晶インゴットを円運動させるようにアームを制御する回転制御手段と、を備え、前記単結晶インゴットがシードから分離されると、当該単結晶インゴットを、そのテール部分を中心にして単結晶インゴット上端を円運動させて鉛直方向に対して所定角度傾けた後、前記チャンバの縦長開口部から取り出すことを特徴とする結晶取出装置。
【0015】
なお、前記単結晶インゴットを傾けるようにアームを駆動する傾け駆動手段は、空気圧で駆動されるシリンダー、モータージャッキ等の駆動手段が含まれる。また回転制御手段は、リンク構成のものやガイドに沿ってアームを移動させる構成のもの等、あらゆる構成のものが含まれる。
【0016】
(4) 前記アームの動きを制御する回転制御手段は、所定の支持部材に対してそれぞれ回転自在に支持されている互いに長さの異なる第1及び第2のリンク部材と、前記第1及び第2のリンク部材に回転自在に支持されているアーム支持部材と、を備え、前記第1及び第2のリンク部材、前記アーム支持部材並びに前記支持部材によって前記支持部材を固定リンクとした四節回転連鎖を構成し、前記アーム支持部材により把持している前記単結晶インゴットがそのテール部分を中心に回転するように、前記四節回転連鎖によって前記アーム支持部材を傾けることを特徴とする(3)記載の結晶取出装置。
【0017】
(5) 前記駆動手段を制御するプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記単結晶インゴットがシードから分離された後、前記傾け駆動手段と回転制御手段によって単結晶インゴットのショルダー部分が前記チャンバの縦長開口部から当該チャンバの外部に出されたときに単結晶インゴットを、上昇及び水平移動させることを内容とするプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【0018】
なお、「記憶媒体」には、FD、CD、DVD、HDなどのあらゆる形態のものが含まれ、それは外部記憶媒体であってもよく、また、コンピュータに内蔵される内部記憶媒体であってもよい。
【0019】
そして、このプログラムに従えば、シードから分離された単結晶インゴットは、傾けられたことによってそのショルダー部分がチャンバの縦長開口部から単結晶引上げ装置の外部に出された後、当該単結晶インゴットの直胴部分及びテール部分の順に、前記開縦長口部から取り出されることとなる。
【0020】
(6) 前記アームはその端部に掌体を備える一対のものであり、当該一対のアームの掌体によって前記単結晶インゴットを挟み込むことによって当該単結晶インゴットの把持を行うことを特徴とする(3)、(4)または(5)記載の結晶取出装置。
【0021】
(7) (1)から(6)いずれか記載の結晶取出装置によって前記単結晶引上げ装置から取り出された単結晶インゴット群。
【0022】
このような単結晶インゴット群は、(1)及び(2)に係るものについては、従来のニッパ等で切断されたものと比較して切断面がある程度きれいに揃っているということが期待でき、(3)〜(6)に係るものについては、従来よりも長尺で大重量のものが連続して生産されたものの集合であるということになる。
【0023】
なお、本発明に係る方法を一般化して表現すると、以下のようになる。
【0024】
(8) CZ法単結晶引上げ装置において引き上げられた単結晶インゴットを前記単結晶引上げ装置から取り出す結晶取出方法であって、前記単結晶インゴットのテール部分のテーパ形状を利用して当該テーパ形状の分だけ前記単結晶インゴットを傾けることによって、前記単結晶引上げ装置から前記単結晶インゴットを取り出すことを容易にする方法。
【0025】
(9) CZ法単結晶引上げ装置のチャンバ内においてネック部分がシードチャックに保持されて吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットを当該チャンバの縦長開口部から取り出すための結晶取出装置であって、前記チャンバ内に吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットをそのネック部分においてクラックを生じさせて割断することによってシードから分離させる結晶割断装置と、前記チャンバ内に吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットの把持を行うアームであって、当該単結晶インゴットがシードから分離されたときにはその把持力によって前記単結晶インゴットを支持するアームと、このアームの駆動手段と動きを制御する制御手段と、を備え、前記駆動手段は、前記単結晶インゴットを傾けるようにアームを駆動する傾け駆動手段と、前記単結晶インゴットが円運動するようにアームの動きを制御する回転制御手段と、を備え、前記単結晶インゴットがシードから分離されると、当該単結晶インゴットを、そのテール部分を中心にして円運動させることにより鉛直方向に対して所定角度傾けて、前記チャンバの縦長開口部から取り出すことを特徴とする結晶取出装置。
【0026】
以上のような本発明に係る結晶取出装置によれば、単結晶引上げ装置に形成されている単結晶インゴットを取り出すための開口部の形状よりも長尺の単結晶インゴットを単結晶引上げ装置内部から取り出すことができる。
【0027】
本発明に係る結晶取出装置を使用することにより、既存の単結晶引上げ装置においてその開口部形状よりも長尺の単結晶インゴットを製造することができ、大型の単結晶インゴットの製造要求に対して、既存の単結晶引上げ装置の形状、構造を変更することなく対応することが可能である。
【0028】
また、所定のシードチャックにネック部分が保持されて吊り下げられた単結晶インゴットを、当該ネック部分にクラックを生じさせることによりシードチャックから分離させることにより、小さな力で破片の飛散なく容易に分離作業を行うことができる。この方法を導入することにより、単結晶インゴットの分離作業を自動化することができ、装置オペレーターの高所作業をなくし、装置オペレーターへの作業負担を軽減することが可能となる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る結晶取出装置及び結晶取出方法について図面を参照しながら説明する。
【0030】
[装置の構成]
図1は、本発明に係る結晶取出装置50及び当該結晶取出装置50によって単結晶インゴットを取り出すようになされた単結晶引上げ装置1の全体構成を示す斜視図である。
【0031】
この図1に示されるように、単結晶引上げ装置1は、結晶原料を溜めるための下チャンバ11と単結晶インゴット8を引き上げるための上チャンバ2とから構成されており、単結晶インゴット8が引き上げられた状態において、当該単結晶インゴット8は、ケーブル巻上げ機に巻き上げられたケーブル4と、当該ケーブル4の先端に接続された種結晶シードチャック5と、当該種結晶シードチャック5によって保持されている種結晶6と、当該種結晶6から連続して成長した細径のネック部7とによって吊り下げられた状態となっている。
【0032】
このような状態において、引上げ装置1の上チャンバ2から単結晶インゴット8を取り出す結晶取出装置50は引上げ装置1の上チャンバ2に形成されている単結晶取り出し用の開口部13の正面に移動された後、ガイドフレーム51に沿って上下動する上下動ベース52の高さを適宜調整する。
【0033】
これにより支持部材53を介して上下動ベース52に支持されている把持機構部60の把持アーム54及び55は、単結晶インゴット8の所定位置を把持する高さに位置決めされる。この状態において、把持アーム54及び55は、その開閉機構により単結晶インゴット8を把持する。
【0034】
因みに、把持アーム54は一対のアーム部材からなり、これらのアーム部材をエアシリンダによって閉じる方向に駆動することにより単結晶インゴットの直胴部分を把持するようになされている。
【0035】
また、把持アーム54の下部に併設された把持アーム55は一対のアーム部材からなり、これらのアーム部材をエアシリンダによって閉じる方向に駆動することにより、単結晶インゴットの直胴部分において、把持アーム54で把持する位置から所定間隔を隔てた位置を把持するようになされている。
【0036】
これにより、把持アーム54及び55は掌体を構成し、当該掌体によって把持された単結晶インゴットは、掌体の回転に応じて回転可能となる。
【0037】
ここで把持機構部60においては、支持部材53にリンク61及び62を介してアームベース57が支持されており、このアームベース57の上端部には、高さ調整用シリンダ58を介して結晶割断装置70が設けられている。
【0038】
この結晶分離装置70は図2に示すように、高さ調整用シリンダ58によって高さ調整が可能であるスライダ駆動部71を有し、その高さは所定の小型テレビカメラによる画像処理によって調整可能となっている。この場合、ブレード73が衝突するネック部7をレーザポインターの光スポットが当たる位置で確認することができる。
【0040】
スライダ駆動部71には、テフロン製のスライダ72が矢印a方向に突出可能にガイド保持されている。スライダ72の先端部には、タングステンカーバイドまたはチタンカーバイトをコバルト合金で焼結した超硬合金でなる高硬度のブレード73が固定されており、空気圧回路75から得られる圧縮空気によって矢印a方向に高速で突出し、引上げ装置1の上チャンバ2内に吊り下げられている単結晶インゴット8のネック部7に衝突し、当該ネック部7において単結晶インゴットを種結晶6から割断するようにしている。
【0041】
因みに、単結晶インゴットを種結晶6から割断する際には、単結晶インゴット8を把持しているアーム54、55を上下動ベース52によって僅かに上方に移動させることにより、単結晶インゴットの重量の過半を支持し、残りの重量によりネック部7に引っ張り応力が残留するようにしておく。これにより、ブレード73がネック部7に衝突したことによってネック部7にクラックが発生すると、当該クラックが急速に進展してネック部7を容易に割断させることができる。このように、単結晶インゴットの重量の一部をアーム54、55で支持してからネック部7を割断させることにより、一度にすべての単結晶インゴットの重量がアーム54、55に加わることを回避することができる。
【0042】
空気圧回路75においては、圧縮空気源77に接続された配管に電磁弁V1が設けられており、当該電磁弁V1を開くと圧縮空気がスライダ駆動部71の空気室に流入しスライダ72を突出させる。スライダ72はストッパー74に当たって所定位置で停止するようになされている。
【0043】
スライダ72を収納するには、電磁弁V1を閉じ、電磁弁V2、V3を開くことにより、電磁弁V2からアスピレータ78に作動空気が流入し減圧状態となり、これにより電磁弁V3を介してスライダ駆動部71の空気室の空気が排出されてスライダ72がスライダ駆動部71に収納される。
【0044】
かくして、把持アーム54、55(図1)によって把持された単結晶インゴット8は、結晶割断装置70によってそのネック部7において割断され上チャンバ2の内部から外部に取り出し得る状態となる。
【0045】
ここで上チャンバ2内でアーム54、55によって把持されている単結晶インゴット8は、その長さL1が上チャンバ2の開口部13の長手方向(鉛直方向)の幅L2よりも長いいわゆる長尺のインゴットであり、当該単結晶インゴット8を鉛直方向に把持したままこれを上チャンバ2から取り出すことは困難である。
【0046】
そこで結晶取出装置50の把持機構部60は、把持した単結晶インゴット8を傾けた後、上方に持ち上げてこれを上チャンバ2から取り出すようにしている。
【0047】
すなわち図3は、把持機構部60の詳細構成を示す斜視図であり、支持部材53に回転自在にリンク61が枢支されており、このリンク61の先端部にはさらにアームベース57が回転自在に枢支されている。
【0048】
またアームベース57と支持部材53との間にはリンク62がそれぞれに対して回転自在に枢支されており、かくして支持部材53、リンク61、アームベース57及びリンク62によって、支持部材53を固定とした四節回転連鎖が構成されている。
【0049】
そして把持機構部60の詳細構成を示す図4に示すように、アーム54、55が単結晶インゴット8をその長手方向が鉛直方向を向く状態のまま把持した状態において、エアシリンダ63を動作させて当該エアシリンダ63の出力軸を収納させると、当該出力軸に係合されているアームベース57はエアシリンダ63の動作に応じて回動する。
【0050】
この場合、リンク61においてはアームベース57との間の対偶T1が支持部材53との間の対偶T2を中心にして矢印方向に回動するとともに、リンク62においてはアームベース57との間の対偶T3が支持部材53との間の対偶T4を中心にして矢印方向に回動する。ここでアーム54、55に対してリンク61よりも遠方にあるリンク62の長さは、リンク61の長さよりも長くなっており、図5に示すように、リンク61、62が回転したときのアームベース57の鉛直方向に対する傾き量は、前記リンク機構を設けずに、アームベース57を対偶T1またはT2を中心に傾けた場合に比べて小さくなるようになされている。これにより、アーム54、55に把持されている単結晶インゴット8はそのテール部分を中心に傾いた状態となる。
【0051】
この場合、単結晶インゴット8のテール部分はテーパ形状となっていることにより、単結晶インゴット8が傾けられても当該テール部分が引上げ装置の内壁に接触することはない。
【0052】
このように傾けられた単結晶インゴット8を鉛直方向に平行な投影面に投影した際の投影幅L3は、単結晶インゴット8の長手方向の長さL1(図4)よりも短くなり、この投影幅L3が上チャンバ2の開口部13の鉛直方向の幅L2(図1)よりも短くなるまで単結晶インゴット8を傾ける。このとき単結晶インゴット8のショルダ部分は開口部13から外部に出た状態となり、この状態で結晶取出装置50を引上げ装置1から遠ざかる水平方向に移動させることにより、傾けられた単結晶インゴット8は、上チャンバ2から取り出される。
【0053】
因みに図6は、引上げ装置1から単結晶インゴット8を取り出す一連の工程を示した図であり、種結晶シードチャック5により吊り下げられた単結晶インゴット8(図6(A))は、ネック部7において割断され矢印y(図6(B))で示す上方に持ち上げられた後、さらに矢印x(図6(C))で示す水平方向に移動されることにより、上チャンバ2から取り出される。
【0054】
[動作]
上述のような機能、構成を有する結晶取出装置50においては、上チャンバ2内の単結晶インゴット8をアーム54、55によって把持した状態で割断装置70により単結晶インゴット8をそのネック部7において種結晶6から分離させることができる。
【0055】
従って装置オペレーターの手作業でのネック部7の切断作業が不要となり、単結晶インゴット8の搬出作業を自動化することができる。
【0056】
割断装置70によるネック部7の割断処理では、ネック部7に単結晶インゴット8の荷重が、その自重により、または単結晶インゴット8を把持しているアーム54、55を僅かに上げることにより単結晶インゴット8の自重の一部が解放され一部が残留している状態、すなわちネック部7に引っ張り応力が生じている状態において、そこに高硬度材料でなるブレード73が高速で衝突する。この結果、ネック部7にクラックが生じ、このときネック部7に生じている引っ張り応力によってクラックが瞬時に進展してネック部7が割断される。
【0057】
これにより、ニッパーやペンチ等を使用した圧壊によるネック部7の切断方法に比べて、小さな力でしかも破片の飛散なく単結晶インゴット8が種結晶(シード)から分離されることとなる。
【0058】
種結晶6から分離された単結晶インゴット8は、結晶取出装置50の把持機構部60によってそのテール部分を中心にして傾けられる。このようにすることで、図6(B)に示したように、先ず単結晶インゴット8のショルダ部分だけが上チャンバ2の開口部13から外部に出された状態となる。
【0059】
この状態において、単結晶インゴット8を矢印y方向に持ち上げることで、図6(C)に示したように、単結晶インゴット8の上端部が開口部13から外に出た状態のまま単結晶インゴット8の下端部を開口部13から引き出し得る高さまで移動させることができる。そしてこの状態で単結晶インゴット8を矢印xで示す水平方向に移動させることにより、単結晶インゴット8を上チャンバ2の外部に引き出すことができる。
【0060】
かくして開口部13よりも長尺の単結晶インゴット8は、開口部13を介して上チャンバ2の外部に取り出されることとなる。
【0061】
このように、単結晶インゴット8を傾けて取り出すことにより、従来の引上げ装置1を用いてその開口部13の鉛直方向の幅L2よりも長尺に引き上げられた単結晶インゴット8を、開口部13等のチャンバの形状、構造を変更することなく外部に取り出すことができる。
【0062】
[他の実施形態]
なお上述の実施形態においては、リンク構造の把持機構部60を用いて単結晶インゴット8を傾ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図7に示すように、引上げ装置1内に吊り下げられている単結晶インゴット8の下端部を曲率中心としたガイドレール154に沿って移動可能な台車153によってアーム54、55を把持することにより、アーム54、55に把持された単結晶インゴット8を傾けることができる。
【0063】
因みに台車153は、エアシリンダ155によってガイドレール154上を移動し、またガイドレール154は上下動ベース152に支持されており、フレーム151に沿って上下動ベース152を昇降させることにより、アーム54、55を上下動させることができる。
【0064】
このように、単結晶インゴット8を傾ける構成は、種々の構成を適用することができる。
【0065】
また上述の実施形態においては、傾けられてショルダ部分が上チャンバ2の開口部13から外部に出た状態の単結晶インゴット8を水平に移動させることによって当該単結晶インゴット8を引上げ装置1から取り出す場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は単結晶インゴット8をそのショルダ部分から長胴部分及びテール部分の順に開口部13を介して引上げ装置1から取り出すようにすれば良く、例えば傾けられた単結晶インゴット8を斜め上方に移動させたり、または所定の円弧に沿って移動させることにより、開口部13の長さよりも長尺の単結晶インゴット8を引上げ装置1から取り出すことができる。
【0066】
また上述の実施形態においては、2組のアーム対(把持アーム54、55)を用いて単結晶インゴット8を把持する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、3組以上のアーム対を用いたり、または把持した単結晶インゴット8を傾け得る程度の幅を持った1組のアーム対を用いるようにしても良い。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る結晶取出装置は、従来の単結晶引上げ装置のチャンバ形状、構造に何ら変更を加えることなく当該引上げ装置内から長尺に引き上げられた単結晶インゴットを取り出すことが可能である。
【0068】
また本発明に係る結晶取出装置は、単結晶インゴットのネック部を割断装置によって割断することによって人手によらず単結晶インゴットを種結晶から分離させることができ、単結晶インゴットの搬出作業を自動化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による結晶取出装置の全体構成を示す側面図である。
【図2】 本発明による割断装置の構成を示す図である。
【図3】 本発明による結晶取出装置のアーム機構部の構成を示す斜視図である。
【図4】 本発明による結晶取出装置のアーム機構部の動作の説明に供する図である。
【図5】 本発明による結晶取出装置のアーム機構部の動作の説明に供する図である。
【図6】 本発明による結晶取出装置の取出方法を示す図である。
【図7】 本発明による結晶取出装置の他の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
1 単結晶引上げ装置
2 上チャンバ
3 巻上げ装置
4 ケーブル
5 種結晶シードチャック
6 種結晶
7 ネック部
8 単結晶インゴット
11 下チャンバ
13 開口部
50、150 結晶取出装置
51 ガイドフレーム
52 上下動ベース
53 支持部材
54、55 アーム
57 アーム支持部材
63、155 エアシリンダ
70 割断装置
71 スライダ駆動部
72 スライダ
73 ブレード
153 台車
154 ガイドレール
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method used when a single crystal ingot is pulled out by a CZ method (Czochralski method) and the single crystal ingot is taken out from the pulling apparatus after the pulling of the single crystal ingot is completed.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a single crystal, there is an operation process of carrying out the pulled single crystal ingot from the pulling device. As a device for carrying out such a carry-out operation, a single-crystal grasping device has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 9-165289) for holding and carrying out a single crystal ingot by means of an arm. Will be automated.
[0003]
Here, the pulled single crystal ingot is suspended by a small-diameter portion called a “neck” continuously grown from the seed crystal at its upper end, and the pulled single crystal ingot is pulled up. As the work in the previous stage when taking out from the equipment, first, the equipment operator manually cuts the single crystal ingot from the seed crystal by cutting it with a tool such as nippers or pliers manually. Is required.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to perform this work, the device operator must go up to a high place each time, and the troublesome work is repeated. In addition, the “neck” that can withstand the weight of a heavy single crystal ingot has a large diameter and is difficult to separate with nippers, pliers, etc., which places a heavy burden on the operator. Furthermore, when the single crystal ingot is heavy, there is a great deal of fear of the single crystal ingot falling, and considering that the operator is involved in this, the worker approaches the single crystal ingot based on an unstable scaffold. I want to avoid doing it.
[0005]
In recent years, in order to reduce the cost of silicon wafers, etc., it has been required to pull up a large silicon single crystal. Accordingly, the length of a single crystal ingot has been increased. It is coming. For this reason, a single crystal ingot that is longer than the height of the chamber opening (the length in the longitudinal direction (vertical direction) of the chamber opening) may be pulled up, but the above-mentioned JP-A-9-165289 discloses. Such a single crystal gripping device is a simple one in which the single crystal ingot suspended in the vertical direction is simply taken out from the chamber opening portion in the same posture, so the length of the single crystal ingot that can be taken out from the pulling device is The length of the chamber opening is limited, and a long single crystal ingot exceeding the height cannot be taken out.
[0006]
The present invention has been made in view of the problems as described above, and its purpose is to easily take out a single, large and heavy single crystal ingot pulled up by a single crystal pulling apparatus for later carrying out work. An object of the present invention is to provide a crystal extraction apparatus and method that can be provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the crystal extracting apparatus according to the present invention is configured to take out the single crystal ingot suspended from the seed crystal from the seed crystal in a state where the pulling is completed. By providing a take-out apparatus capable of performing the above-described process, even a single crystal ingot pulled up longer than the longitudinally long opening of the chamber of the pull-up apparatus can be easily taken out. At that time, the single crystal ingot suspended in the chamber is easily separated from the seed by cleaving the neck portion without human intervention.
[0008]
More specifically, the present invention provides the following crystal extraction apparatus and crystal extraction method.
[0009]
(1) A crystal takeout device for taking out a single crystal ingot stored in a state where a neck portion is held by a seed chuck and suspended in a chamber of a CZ method single crystal pulling device from the single crystal pulling device. A crystal cleaving device for separating a single crystal ingot suspended by a seed chuck in the single crystal pulling device from a seed by cleaving the neck portion by generating a crack. apparatus.
[0010]
The “single crystal ingot stored in a state in which the neck portion is held by the seed chuck and suspended in the chamber” is a single crystal ingot pulled up from the raw material melt and is a single crystal ingot. It means a single crystal ingot that has been taken out of the crystal pulling apparatus and can be transferred to the next step.
[0011]
(2) The crystal extracting device according to (1), wherein the crystal cleaving device is configured to collide a blade made of a high hardness material with a neck portion.
[0012]
As for the mechanism for causing the blade to collide with the neck portion, the blade made of a high hardness material can be caused to collide with the neck portion at high speed, such as those using compressed air and those using electromagnetic force. However, the present invention is not limited to these, and includes any configuration.
[0013]
The blade is preferably made of a high hardness material such as a cemented carbide obtained by sintering tungsten carbide or titanium carbide with a cobalt alloy.
[0014]
(3) A crystal takeout device for taking out a single crystal ingot stored in a state where the neck portion is held by a seed chuck and suspended in the chamber of the CZ method single crystal pulling device from the vertically long opening of the chamber. An arm for gripping a single crystal ingot stored in a state suspended in the chamber, and supporting the single crystal ingot by the grip force when the single crystal ingot is separated from the seed. And a control means for controlling the movement of the arm, wherein the control means drives the arm to tilt the single crystal ingot, and causes the single crystal ingot to move circularly. Rotation control means for controlling the arm, and when the single crystal ingot is separated from the seed, A crystal extracting device, wherein a crystal ingot is circularly moved around the tail portion of the single crystal ingot and tilted by a predetermined angle with respect to a vertical direction, and then taken out from a longitudinally long opening of the chamber.
[0015]
The tilt driving means for driving the arm so as to tilt the single crystal ingot includes driving means such as a cylinder driven by air pressure and a motor jack. Further, the rotation control means includes any structure such as a link structure and a structure that moves the arm along the guide.
[0016]
(4) The rotation control means for controlling the movement of the arm includes first and second link members having different lengths that are rotatably supported with respect to a predetermined support member, and the first and second link members. An arm support member rotatably supported by two link members, and a four-bar rotation using the first and second link members, the arm support member, and the support member as a fixed link. (3) wherein the arm support member is tilted by the four-bar rotation chain so that the single crystal ingot constituting the chain rotates around the tail portion of the single crystal ingot held by the arm support member. The crystal extraction apparatus described.
[0017]
(5) A computer-readable storage medium storing a program for controlling the driving means, wherein after the single crystal ingot is separated from the seed, the shoulder portion of the single crystal ingot is driven by the tilt driving means and the rotation control means. A computer-readable storage medium storing a program for moving up and horizontally moving a single crystal ingot when it is taken out of the chamber from the vertically long opening of the chamber.
[0018]
The “storage medium” includes all forms such as FD, CD, DVD, HD, etc., which may be an external storage medium or an internal storage medium built in a computer. Good.
[0019]
According to this program, after the single crystal ingot separated from the seed is tilted, the shoulder portion of the single crystal ingot is taken out of the single crystal pulling device from the vertically long opening of the chamber, and then the single crystal ingot The straight body portion and the tail portion are taken out from the open vertically long mouth portion in this order.
[0020]
(6) The arm has a pair of palms at its ends, and the single crystal ingot is gripped by sandwiching the single crystal ingot between the palms of the pair of arms. 3) The crystal extracting device according to (4) or (5).
[0021]
(7) A single crystal ingot group taken out from the single crystal pulling apparatus by the crystal extracting apparatus according to any one of (1) to (6).
[0022]
Such single crystal ingots can be expected to have a more uniform cut surface than those cut with a conventional nipper or the like for those related to (1) and (2). About what concerns 3)-(6), it will be said that it is a collection of what was continuously produced by the thing longer and heavy weight than before.
[0023]
The method according to the present invention is generalized and expressed as follows.
[0024]
(8) A crystal extraction method for taking out a single crystal ingot pulled up by a CZ method single crystal pulling apparatus from the single crystal pulling apparatus, and using the taper shape of the tail portion of the single crystal ingot, A method of facilitating removal of the single crystal ingot from the single crystal pulling device by tilting the single crystal ingot only.
[0025]
(9) A crystal takeout device for taking out a single crystal ingot stored in a state where a neck portion is held by a seed chuck and suspended in a chamber of a CZ method single crystal pulling device from a vertically long opening of the chamber. A crystal cleaving device for separating a single crystal ingot stored in a state suspended in the chamber from a seed by cracking at a neck portion of the ingot, and suspended in the chamber An arm that grips the single crystal ingot stored in a state where the single crystal ingot is separated from the seed, and the arm that supports the single crystal ingot by the gripping force, and driving means for the arm, Control means for controlling movement, and the drive means tilts the single crystal ingot. An inclination driving means for driving the arm so that the single crystal ingot moves circularly, and a rotation control means for controlling the movement of the arm so that the single crystal ingot moves circularly, and when the single crystal ingot is separated from the seed, A crystal extracting device, wherein a crystal ingot is circularly moved around its tail portion to be inclined at a predetermined angle with respect to a vertical direction and taken out from a vertically long opening of the chamber.
[0026]
According to the crystal extracting apparatus according to the present invention as described above, a single crystal ingot longer than the shape of the opening for taking out the single crystal ingot formed in the single crystal pulling apparatus is taken from the inside of the single crystal pulling apparatus. It can be taken out.
[0027]
By using the crystal take-out device according to the present invention, it is possible to produce a single crystal ingot longer than the opening shape in the existing single crystal pulling device, in response to the demand for producing a large single crystal ingot. It is possible to cope without changing the shape and structure of the existing single crystal pulling apparatus.
[0028]
In addition, a single crystal ingot suspended with a neck portion held by a predetermined seed chuck is separated from the seed chuck by creating a crack in the neck portion, so that it can be easily separated without scattering of fragments. Work can be done. By introducing this method, it is possible to automate the separation work of the single crystal ingot, to eliminate the work at the height of the equipment operator, and to reduce the work burden on the equipment operator.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a crystal extraction apparatus and a crystal extraction method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
[Device configuration]
FIG. 1 is a perspective view showing a whole structure of a crystal pulling apparatus 50 according to the present invention and a single crystal pulling apparatus 1 adapted to take out a single crystal ingot by the crystal pulling apparatus 50.
[0031]
As shown in FIG. 1, a single crystal pulling apparatus 1 includes a lower chamber 11 for accumulating crystal raw materials and an upper chamber 2 for pulling up a single crystal ingot 8, and the single crystal ingot 8 is pulled up. In this state, the single crystal ingot 8 is held by the cable 4 wound up by the cable winding machine, the seed crystal seed chuck 5 connected to the tip of the cable 4, and the seed crystal seed chuck 5. It is in a state of being suspended by the seed crystal 6 and the small-diameter neck portion 7 continuously grown from the seed crystal 6.
[0032]
In such a state, the crystal takeout device 50 for taking out the single crystal ingot 8 from the upper chamber 2 of the pulling device 1 is moved to the front of the opening portion 13 for taking out the single crystal formed in the upper chamber 2 of the pulling device 1. After that, the height of the vertical movement base 52 that moves up and down along the guide frame 51 is appropriately adjusted.
[0033]
As a result, the gripping arms 54 and 55 of the gripping mechanism 60 supported by the vertical movement base 52 via the support member 53 are positioned at a height at which a predetermined position of the single crystal ingot 8 is gripped. In this state, the gripping arms 54 and 55 grip the single crystal ingot 8 by its opening / closing mechanism.
[0034]
Incidentally, the gripping arm 54 is composed of a pair of arm members, and these arm members are driven in a closing direction by an air cylinder so as to grip the straight body portion of the single crystal ingot.
[0035]
In addition, the grip arm 55 provided in the lower part of the grip arm 54 is composed of a pair of arm members. By driving these arm members in a closing direction by an air cylinder, the grip arm 54 is formed in the straight body portion of the single crystal ingot. A position at a predetermined interval from the position to be held by is held.
[0036]
As a result, the gripping arms 54 and 55 constitute a palm body, and the single crystal ingot gripped by the palm body can be rotated according to the rotation of the palm body.
[0037]
Here, in the gripping mechanism portion 60, the arm base 57 is supported by the support member 53 via links 61 and 62, and the upper end portion of the arm base 57 is crystal cleaved via a height adjusting cylinder 58. A device 70 is provided.
[0038]
As shown in FIG. 2, the crystal separation device 70 has a slider drive unit 71 whose height can be adjusted by a height adjusting cylinder 58, and the height can be adjusted by image processing using a predetermined small TV camera. It has become. In this case, the neck portion 7 where the blade 73 collides can be confirmed at a position where the light spot of the laser pointer hits.
[0040]
A slider 72 made of Teflon is guided and held by the slider drive unit 71 so as to protrude in the direction of arrow a. A high-hardness blade 73 made of a cemented carbide obtained by sintering tungsten carbide or titanium carbide with a cobalt alloy is fixed to the tip of the slider 72, and is compressed in the direction of arrow a by compressed air obtained from the pneumatic circuit 75. It protrudes at high speed and collides with the neck portion 7 of the single crystal ingot 8 suspended in the upper chamber 2 of the pulling apparatus 1, and the single crystal ingot is cleaved from the seed crystal 6 at the neck portion 7.
[0041]
Incidentally, when the single crystal ingot is cleaved from the seed crystal 6, the arms 54 and 55 holding the single crystal ingot 8 are moved slightly upward by the vertical movement base 52, thereby increasing the weight of the single crystal ingot. The majority is supported so that a tensile stress remains in the neck portion 7 due to the remaining weight. Thereby, when a crack occurs in the neck portion 7 due to the blade 73 colliding with the neck portion 7, the crack rapidly develops and the neck portion 7 can be easily cleaved. In this way, by supporting a part of the weight of the single crystal ingot with the arms 54 and 55 and then cleaving the neck portion 7, the weight of all the single crystal ingots is prevented from being applied to the arms 54 and 55 at one time. can do.
[0042]
In the pneumatic circuit 75, an electromagnetic valve V1 is provided in a pipe connected to a compressed air source 77. When the electromagnetic valve V1 is opened, the compressed air flows into the air chamber of the slider drive unit 71 and causes the slider 72 to protrude. . The slider 72 hits the stopper 74 and stops at a predetermined position.
[0043]
In order to house the slider 72, the solenoid valve V1 is closed and the solenoid valves V2 and V3 are opened, so that the working air flows from the solenoid valve V2 into the aspirator 78 and the pressure is reduced, and the slider is driven via the solenoid valve V3. The air in the air chamber of the portion 71 is discharged and the slider 72 is accommodated in the slider driving portion 71.
[0044]
Thus, the single crystal ingot 8 grasped by the grasping arms 54 and 55 (FIG. 1) is cleaved at the neck portion 7 by the crystal cleaving device 70 and can be taken out from the upper chamber 2 to the outside.
[0045]
Here, the single crystal ingot 8 held by the arms 54 and 55 in the upper chamber 2 has a length L1 longer than a width L2 in the longitudinal direction (vertical direction) of the opening 13 of the upper chamber 2. It is difficult to take out the single crystal ingot 8 from the upper chamber 2 while holding the single crystal ingot 8 in the vertical direction.
[0046]
Therefore, the gripping mechanism 60 of the crystal extracting device 50 tilts the gripped single crystal ingot 8 and then lifts it upward to take it out from the upper chamber 2.
[0047]
3 is a perspective view showing a detailed configuration of the gripping mechanism 60. A link 61 is pivotally supported by the support member 53, and an arm base 57 is further rotatable at the tip of the link 61. As shown in FIG. It is pivotally supported by.
[0048]
Further, a link 62 is pivotally supported between the arm base 57 and the support member 53 so that the support member 53 is fixed by the support member 53, the link 61, the arm base 57 and the link 62. A four-bar rotation chain is constructed.
[0049]
Then, as shown in FIG. 4 which shows the detailed structure of the gripping mechanism section 60, the air cylinder 63 is operated in a state where the arms 54 and 55 grip the single crystal ingot 8 with the longitudinal direction thereof being in the vertical direction. When the output shaft of the air cylinder 63 is stored, the arm base 57 engaged with the output shaft rotates according to the operation of the air cylinder 63.
[0050]
In this case, the pair T1 between the link 61 and the arm base 57 rotates in the direction of the arrow about the pair T2 between the support member 53 and the link 62 between the arm base 57 and the arm base 57. T3 rotates in the direction of the arrow about the pair T4 with the support member 53. Here, the length of the link 62 far from the link 61 with respect to the arms 54 and 55 is longer than the length of the link 61, and when the links 61 and 62 rotate as shown in FIG. The tilt amount of the arm base 57 with respect to the vertical direction is made smaller than when the arm base 57 is tilted about the pair T1 or T2 without providing the link mechanism. As a result, the single crystal ingot 8 held by the arms 54 and 55 is tilted around its tail portion.
[0051]
In this case, since the tail portion of the single crystal ingot 8 is tapered, the tail portion does not contact the inner wall of the pulling device even if the single crystal ingot 8 is tilted.
[0052]
The projection width L3 when the single crystal ingot 8 tilted in this way is projected onto a projection plane parallel to the vertical direction is shorter than the length L1 (FIG. 4) of the single crystal ingot 8 in the longitudinal direction. The single crystal ingot 8 is tilted until the width L3 becomes shorter than the vertical width L2 of the opening 13 of the upper chamber 2 (FIG. 1). At this time, the shoulder portion of the single crystal ingot 8 is in a state of being exposed to the outside from the opening 13, and the tilted single crystal ingot 8 is moved by moving the crystal extraction device 50 in the horizontal direction away from the pulling device 1 in this state. , Taken out from the upper chamber 2.
[0053]
6 is a diagram showing a series of steps for taking out the single crystal ingot 8 from the pulling apparatus 1. The single crystal ingot 8 (FIG. 6 (A)) suspended by the seed crystal seed chuck 5 has a neck portion. After being cleaved at 7 and lifted upward as indicated by an arrow y (FIG. 6B), it is further moved in the horizontal direction indicated by an arrow x (FIG. 6C) to be taken out from the upper chamber 2.
[0054]
[Operation]
In the crystal extracting device 50 having the above-described function and configuration, the single crystal ingot 8 in the upper chamber 2 is held by the arms 54 and 55 and the single crystal ingot 8 is seeded at the neck portion 7 by the cleaving device 70. It can be separated from the crystal 6.
[0055]
Therefore, it is not necessary to cut the neck portion 7 manually by the apparatus operator, and the work of carrying out the single crystal ingot 8 can be automated.
[0056]
In the cleaving process of the neck portion 7 by the cleaving device 70, the load of the single crystal ingot 8 is applied to the neck portion 7 by its own weight or by slightly raising the arms 54 and 55 holding the single crystal ingot 8. In a state where a part of the weight of the ingot 8 is released and a part thereof remains, that is, in a state where a tensile stress is generated in the neck portion 7, a blade 73 made of a high hardness material collides with the blade at a high speed. As a result, a crack is generated in the neck portion 7. At this time, the crack is instantaneously developed by the tensile stress generated in the neck portion 7 and the neck portion 7 is cleaved.
[0057]
As a result, the single crystal ingot 8 is separated from the seed crystal (seed) with a small force and without scattering of fragments as compared with the cutting method of the neck portion 7 by crushing using nippers or pliers.
[0058]
The single crystal ingot 8 separated from the seed crystal 6 is tilted around its tail portion by the gripping mechanism 60 of the crystal take-out device 50. In this way, as shown in FIG. 6B, only the shoulder portion of the single crystal ingot 8 is first brought out from the opening 13 of the upper chamber 2.
[0059]
In this state, the single crystal ingot 8 is lifted in the direction of the arrow y, so that the single crystal ingot 8 is in a state in which the upper end portion of the single crystal ingot 8 protrudes from the opening 13 as shown in FIG. 8 can be moved to a height at which the lower end of 8 can be pulled out from the opening 13. In this state, the single crystal ingot 8 can be pulled out of the upper chamber 2 by moving the single crystal ingot 8 in the horizontal direction indicated by the arrow x.
[0060]
Thus, the single crystal ingot 8 longer than the opening 13 is taken out of the upper chamber 2 through the opening 13.
[0061]
In this way, the single crystal ingot 8 is taken out at an angle, and the single crystal ingot 8 pulled up to be longer than the vertical width L2 of the opening 13 by using the conventional pulling device 1 is then opened to the opening 13. It can be taken out without changing the shape and structure of the chamber.
[0062]
[Other embodiments]
In the above-described embodiment, the case where the single crystal ingot 8 is inclined using the gripping mechanism portion 60 having the link structure has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. A single crystal held by the arms 54 and 55 by holding the arms 54 and 55 by a carriage 153 movable along a guide rail 154 centered on the lower end of the single crystal ingot 8 suspended on The ingot 8 can be tilted.
[0063]
Incidentally, the carriage 153 is moved on the guide rail 154 by the air cylinder 155, and the guide rail 154 is supported by the vertical movement base 152. By moving the vertical movement base 152 up and down along the frame 151, the arm 54, 55 can be moved up and down.
[0064]
In this way, various configurations can be applied to the configuration in which the single crystal ingot 8 is tilted.
[0065]
In the above-described embodiment, the single crystal ingot 8 with the shoulder portion protruding outside from the opening 13 of the upper chamber 2 is moved horizontally to take out the single crystal ingot 8 from the pulling device 1. Although the present invention is not limited to this, the main point is that the single crystal ingot 8 may be removed from the pulling device 1 through the opening 13 in the order of the shoulder portion, the long trunk portion, and the tail portion. For example, the single crystal ingot 8 longer than the length of the opening 13 can be taken out from the pulling device 1 by moving the tilted single crystal ingot 8 obliquely upward or along a predetermined arc. it can.
[0066]
In the above-described embodiment, the case where the single crystal ingot 8 is gripped using two pairs of arms (grip arms 54 and 55) has been described. However, the present invention is not limited to this, and three or more pairs of arms are used. Or a pair of arms having a width that can tilt the grasped single crystal ingot 8 may be used.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, the crystal extraction apparatus according to the present invention takes out a single crystal ingot pulled up from the inside of the pulling apparatus without any change in the chamber shape and structure of the conventional single crystal pulling apparatus. Is possible.
[0068]
Moreover, the crystal take-out device according to the present invention can separate the single crystal ingot from the seed crystal without manual labor by cleaving the neck portion of the single crystal ingot with the cleaving device, and automates the work of carrying out the single crystal ingot. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of a crystal extracting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a cleaving apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an arm mechanism portion of the crystal extracting apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of an arm mechanism portion of a crystal extracting apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the arm mechanism of the crystal extracting apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a method for extracting a crystal extracting apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a side view showing another embodiment of the crystal extracting apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Single crystal pulling device
2 Upper chamber
3 Winding device
4 Cable
5 Seed crystal seed chuck
6 seed crystals
7 Neck
8 Single crystal ingot
11 Lower chamber
13 opening
50, 150 Crystal extractor
51 Guide frame
52 Vertical movement base
53 Support members
54, 55 arms
57 Arm support member
63, 155 Air cylinder
70 cleaving device
71 Slider drive unit
72 slider
73 blade
153 bogie
154 Guide rail

Claims (5)

CZ法単結晶引上げ装置のチャンバ内においてネック部分がシードチャックに保持されて吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットを当該チャンバの縦長開口部から取り出すための結晶取出装置であって、
前記チャンバ内に吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットの把持を行うアームであって、当該単結晶インゴットがシードから分離されたときには、前記アームの把持力によって前記単結晶インゴットを支持するアームと、
このアームの動きを制御するアーム制御手段と、を備え、
前記アーム制御手段は、前記単結晶インゴットを傾けるように前記アームを駆動する傾け駆動手段と、前記単結晶インゴットを円運動させるように前記アームを制御する回転制御手段と、を備え、
前記傾け駆動手段は、所定のリンク支持部材に対してそれぞれ回転自在に支持されている互いに長さの異なる第1及び第2のリンク部材と、前記第1及び第2のリンク部材に回転自在に支持されているアーム支持部材と、を備え、前記第1及び第2のリンク部材、前記アーム支持部材並びに前記リンク支持部材によって前記リンク支持部材を固定リンクとした四節回転連鎖を構成し、
前記単結晶インゴットがシードから分離されると、前記アーム支持部材により把持している前記単結晶インゴットがそのテール部分を中心に回転するように、前記四節回転連鎖によって前記アーム支持部材を駆動することにより、当該単結晶インゴットを、そのテール部分を中心にして円運動させることにより鉛直方向に対して所定角度傾けた後、上昇及び水平移動させて前記チャンバの縦長開口部から取り出すことを特徴とする結晶取出装置。
The single crystal ingot neck portion in the chamber of CZ single-crystal pulling apparatus is stored in a state of being suspended held by the seed chuck, a crystal take-out apparatus for taking out from portrait opening of the chamber ,
An arm for gripping a single crystal ingot stored in a state of being suspended in the chamber, and when the single crystal ingot is separated from a seed, the single crystal ingot is supported by the grip force of the arm. Arm to
Arm control means for controlling the movement of the arm ,
The arm control means includes said a tilting drive means for driving said arm to tilt the single crystal ingot, and a rotation control means for controlling said arm so as to circular motion the single crystal ingot,
The tilt driving means is rotatably supported by first and second link members having different lengths, which are rotatably supported by predetermined link support members, respectively, and the first and second link members. An arm support member that is supported, and the first and second link members, the arm support member and the link support member constitute a four-bar rotation chain having the link support member as a fixed link,
When the single crystal ingot is separated from the seed, the arm support member is driven by the four-bar rotation chain so that the single crystal ingot gripped by the arm support member rotates around its tail portion. The single crystal ingot is tilted by a predetermined angle with respect to the vertical direction by circularly moving around the tail portion, and then lifted and horizontally moved to be taken out from the vertically long opening of the chamber. Crystal take-out device.
前記アームはその端部に掌体を備える一対のものであり、
当該一対のアームの掌体によって前記単結晶インゴットを挟み込むことによって当該単結晶インゴットの把持を行うことを特徴とする請求項記載の結晶取出装置。
The arms are a pair having palms at their ends,
Crystal take-out apparatus according to claim 1, characterized in that the gripping of the single crystal ingot by sandwiching the single crystal ingot by the palm of the pair of arms.
請求項1または2記載の結晶取出装置における前記傾け駆動手段を制御するプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記単結晶インゴットがシードから分離された後、前記アーム制御手段によって単結晶インゴットのショルダー部分が前記チャンバの縦長開口部から当該チャンバの外部に出されたときに単結晶インゴットを上昇及び水平移動させることを内容とするプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体。
A computer-readable storage medium storing a program for controlling the tilt driving means in the crystal extracting device according to claim 1 or 2 ,
After the single crystal ingot is separated from the seed, the arm control means moves the single crystal ingot up and horizontally when the shoulder portion of the single crystal ingot is taken out of the chamber from the vertically long opening of the chamber. A computer-readable storage medium storing a program containing the above.
CZ法単結晶引上げ装置のチャンバ内においてネック部分がシードチャックに保持されて吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットを当該チャンバの縦長開口部から取り出すための結晶取出装置であって、
前記チャンバ内に吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットの把持を行うアームと、
ネック部分に衝突可能なブレードを有し、前記チャンバ内に吊り下げられた状態で格納されている単結晶インゴットが前記アームにより把持され且つ前記アームを上方に移動させた状態で、単結晶インゴットのネック部分に前記ブレードを衝突させることにより、単結晶インゴットをそのネック部分においてクラックを生じさせて割断することによってシードから分離させる結晶割断装置と、
前記アームの動きを制御するアーム制御手段と、を備え、
前記アームは、単結晶インゴットがシードから分離されたときには、前記アームの把持力によって前記単結晶インゴットを支持し、
前記アーム制御手段は、前記単結晶インゴットを傾けるように前記アームを駆動する傾け駆動手段と、前記単結晶インゴットを円運動させるように前記アームを制御する回転制御手段と、を備え、前記単結晶インゴットがシードから分離されると、当該単結晶インゴットを、そのテール部分を中心にして円運動させることにより鉛直方向に対して所定角度傾けた後、前記チャンバの縦長開口部から取り出すことを特徴とする結晶取出装置。
The single crystal ingot neck portion in the chamber of CZ single-crystal pulling apparatus is stored in a state of being suspended held by the seed chuck, a crystal take-out apparatus for taking out from portrait opening of the chamber ,
An arm for gripping a single crystal ingot stored in a state suspended in the chamber;
A single crystal ingot that has a blade capable of colliding with the neck portion and is stored in a suspended state in the chamber is held by the arm and moved upward. A crystal cleaving device for separating the single crystal ingot from the seed by causing a crack in the neck portion to cleave by causing the blade to collide with the neck portion;
And a arm control means for controlling the movement of the arm,
When the single crystal ingot is separated from the seed, the arm supports the single crystal ingot by the gripping force of the arm,
The arm control means includes said a tilting drive means for driving said arm to tilt the single crystal ingot, and a rotation control means for controlling said arm so as to circular motion the single crystal ingot, the single-crystal When the ingot is separated from the seed, the single crystal ingot is tilted by a predetermined angle with respect to the vertical direction by circularly moving around the tail portion, and then taken out from the vertically long opening of the chamber. Crystal take-out device.
前記ブレードは、高硬度材料からなることを特徴とする請求項4記載の結晶取出装置。5. The crystal extracting device according to claim 4, wherein the blade is made of a high hardness material.
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