JP4842455B2 - 半導体単結晶引上げ装置及びそのライン構成 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体単結晶引上げ装置及びそのライン構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばチョクラルスキー法によるシリコン半導体結晶引上げ装置により半導体単結晶を引き上げて製造しており、この半導体単結晶を薄くスライスして半導体集積回路等に使用するシリコンウエハを製作している。近年は集積回路の高集積化のために半導体単結晶の大型化（大径化、長尺化、高重量化）が求められて来ており、しかもこの大型化した単結晶の品質を高めることが非常に重要となって来ている。この問題を解決するために、従来より、坩堝を内蔵した真空室（所謂メインチャンバ）の外周部に設けたマグネットを使用した引上げ方法がある。そして、このようなメインチャンバの外周部にマグネットを設けた単結晶引上げ装置において、トップチャンバ、ファーネスチャンバの清掃、メンテナンス等の次の引上げ作業の為の段取り時の作業性を向上させたものが提案されている。
【０００３】
例えば特開平１０―１８２２８０号公報に開示された単結晶引上げ装置が良く知られており、図８及び図９はそれぞれ同公報に記載された一部断面正面図及びその平面図である。
これらの図において、上部チャンバ（以後、ファーネスチャンバと呼ぶ）５６の後方に配置した支柱５１の、前方を向いて右側前部には第１ロッド５８が支持アーム５２により固定されている。第１ロッド５８には上下方向に離間して設けた複数の旋回アーム５９，５９，５９を介してファーネスチャンバ５６及び上蓋（以後、トップチャンバと呼ぶ）５５が水平旋回自在に取付けられている。また、支柱５１の左側前部には第２ロッド６３が支持アーム６２により固定されており、第２ロッド６３には旋回アーム６５を介して胴体（以後、メインチャンバと呼ぶ）５４が水平旋回自在に取付けられている。
【０００４】
図８に示すように、坩堝５４ａを内臓するメインチャンバ５４の外周部には、ともに同じ極性を有する上下１対の環状のマグネット５７，５７が設けられており、このマグネット５７，５７は複数のスクリュウジャッキ６８により昇降自在となっている。複数のスクリュウジャッキ６８でマグネット５７，５７を下降させた後、メインチャンバ５４を旋回するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１０―１８２２８０号公報に開示された引上げ装置は以下のような問題がある。
ファーネスチャンバ５６、トップチャンバ５５及びメインチャンバ５４が、装置後部に配設したロッド５８，６３を中心にして旋回するため、旋回した後の段取位置やメンテナンス位置はメインチャンバ５４の左右側方後部となっている。ところが、通常、建屋スペースの制約上から単結晶引上げ装置の左右側方には隣接装置との間に狭い空間しか設けていないので、段取り時やメンテナンス時の作業性が良くない。
さらに、メインチャンバ５４を旋回させるときにマグネット５７を下方に退避させるための手段（複数のスクリュウジャッキ６８等）が必要なので、装置の小型化が困難であるという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされ、段取りやメンテナンス時の作業性を向上でき、装置の小型化ができる半導体単結晶引上げ装置及びそのライン構成を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、半導体の溶融液を溜める坩堝を内蔵する筒状のメインチャンバと、メインチャンバの上部に分離自在に載置される蓋状のトップチャンバと、トップチャンバの上部に分離自在に載置され、前記坩堝の溶融液で成長して引上げられた単結晶を収納するファーネスチャンバと、メインチャンバの外周部に設けた、平面視で略馬蹄形状をなすマグネットとを備え、各チャンバの昇降手段及び旋回手段を備えた半導体単結晶引上げ装置において、
前記略馬蹄形状のマグネットの開口部を有する前面部の一側の側面に近接して、略上下方向に立設した第１のコラムを設けるとともに、前記マグネットの開口部を有する前面部の他側の側面に近接して、略上下方向に立設した第２のコラムを設け、
前記第１のコラムに設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置で前記メインチャンバを前記マグネットの前記開口部内を上昇させた後旋回させて、前記第１のコラムの前方の段取位置に退避させ、
前記第２のコラムに設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置で前記ファーネスチャンバを上昇させた後旋回させて、前記第２のコラムの前方の結晶取出し位置に退避させるように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
第１発明によると、メインチャンバを結晶引上げ位置から退避させるときに、メインチャンバを支持する支持部材は略馬蹄形のマグネットの開口部内を通って上昇し、この後旋回軸回りに旋回するので、従来のようなマグネットを下降させる退避手段が不要となり、メインチャンバの昇降手段のみでマグネットとメインチャンバとの干渉を防止できる。これにより、単結晶引上げ装置を小型化できる。また、上記旋回軸を取付けた第１コラムをマグネットの開口部を有する前面部の一側の側面に近接して設けたため、旋回後の退避位置（段取位置）を開口側側面部に設けることが可能となり、また、第２のコラムをマグネットの開口部を有する前面部の他側の側面に近接して設けたため、通常スペースの余裕がある装置前面部で段取り作業ができる。従って、段取り時の作業性を向上できると共に、複数の単結晶引上げ装置の結晶取出し位置を直線状に並べ易くなってラインの自動化に容易に対応できる。
【００１３】
第２発明は、第１発明に記載の半導体単結晶引上げ装置を複数並べて設置し、該複数の半導体単結晶引上げ装置の前記結晶取出し位置を直線状に並べて、前記マグネットの開口部を有する側面部を製品搬送ラインとした構成としている。
【００１４】
第２発明によると、複数の単結晶引上げ装置の結晶取出し位置を直線状に並べて製品搬送ラインを構成しているため、作業性を向上できると共に結晶自動搬送等のライン自動化が容易にできる。
【００１５】
第３発明は、半導体の溶融液を溜める坩堝(4a)を内蔵する筒状のメインチャンバと、メインチャンバの上部に分離自在に載置される蓋状のトップチャンバと、トップチャンバの上部に分離自在に載置され、前記坩堝の溶融液で成長して引上げられた単結晶を収納するファーネスチャンバと、メインチャンバの外周部に設けた、平面視で略馬蹄形状をなすマグネットとを備え、各チャンバの昇降手段及び旋回手段を備えた半導体単結晶引上げ装置において、
前記略馬蹄形状のマグネットの開口部を有する前面部の一側の側面に近接して、略上下方向に立設した第１のコラムを設けるとともに、前記マグネットの開口部を有する前面部と反対側の後面部に近接して、略上下方向に立設した第２のコラムを設け、
前記第１のコラムに設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置で前記メインチャンバを前記マグネットの前記開口部内を上昇させた後旋回させて、前記第１のコラムの前方の段取位置に退避させ、
前記第２のコラムに設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置で前記ファーネスチャンバを上昇させた後旋回させて、前記第２のコラムの側方の結晶取出し位置に退避させるように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
第３発明によると、メインチャンバの段取位置を、マグネットの開口部を有する前面部の一側の側面に設けるため、通常スペースの余裕がある装置前面で段取り作業ができる。従って、メインチャンバの段取り時の作業性を向上できる。または、ファーネスチャンバの結晶取出し位置を、メインチャンバの旋回軸を設けた前記第１のコラムに対向するマグネットの前面部と反対側の後面部に設けるため、複数の単結晶引上げ装置の結晶取出し位置を直線状に並べて易くなり、ラインの自動化に容易に対応できる。
【００１７】
第４発明は、第３発明に記載の半導体単結晶引上げ装置を複数並べて設置し、該複数の半導体単結晶引上げ装置の前記結晶取出し位置を直線状に並べて、前記第１のコラムを有する側面部と反対側の側面部を製品搬送ラインとした構成としている。
【００１８】
第４発明によると、複数の単結晶引上げ装置の結晶取出し位置を直線状に並べて製品搬送ラインを構成しているため、作業性を向上できると共に結晶自動搬送等のライン自動化が容易にできる。
【００１９】
第５発明は、第１発明又は第３発明において、トップチャンバを結晶引上げ位置から退避させる昇降手段及び旋回手段を、前記第１のコラム、及びファーネスチャンバの旋回、昇降手段を設けた第２のコラムのいずれか一方に併設した構成としている。
【００２０】
第５発明によると、トップチャンバの段取位置が、マグネットの開口部を有する側面部に、又は該開口部に対して左右側面部に設けられていても、トータルの段取り時の作業性を向上できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の半導体単結晶引上げ装置を詳細に説明する。
先ず図１〜図５により、第１実施形態を説明する。
【００２２】
図１及び図２はそれぞれ本実施形態の単結晶引上げ装置１の稼動時及び段取り時の側面図で、図３は段取り時の平面図である。図１〜図３により、構成を説明する。
床面ＦＬよりも低い位置に設置されたベース１０上に設けた架台２の上面に、上方に開口したボトムチャンバ３が載置されている。ボトムチャンバ３上には筒状のメインチャンバ４が分離自在に密閉して載置されており、メインチャンバ４上にはトップチャンバ５が分離自在に載置されている。これらのボトムチャンバ３、メインチャンバ４、トップチャンバ５及び後述のファーネスチャンバ６により真空室が形成されている。メインチャンバ４の内部には、シリコンなどの溶融液を溜める坩堝４ａが昇降自在に設けられており、また坩堝４ａ内の溶融液を加熱するヒータ（図示せず）が設けられている。また、架台２の上面の、メインチャンバ４及びトップチャンバ５の外周部には、図３に示すように平面視で略馬蹄形状をなし、その開口空間に図示の左右方向に磁界を発生させるマグネット７が配設されている。マグネット７の略馬蹄形の開口部７ａは、本半導体単結晶引上げ装置１の前面を向いている。また、トップチャンバ５及びメインチャンバ４はそれぞれ第２，第３支持部材３５，３７を介して第２、第３旋回手段３３，３６の旋回軸３３ａに旋回自在に支持されており、トップチャンバ５及びメインチャンバ４が結晶引上げ位置Ａにあるときには、この第２，第３支持部材３５，３７は経由するように設けられている。
【００２３】
トップチャンバ５の上部中央部に有する開口部には、筒状のファーネスチャンバ６の下端部が分離自在に接続されており、トップチャンバ５の上部にはファーネスチャンバ６を切り離す時に真空室内の真空度を保持するための分離バルブ５ａが配設されている。ファーネスチャンバ６は略上下方向に設けられており、第１支持部材２５を介して第１旋回手段２３の旋回軸２３ａに水平旋回自在に支持されている。
【００２４】
また、ファーネスチャンバ６の上部には、支持台１１及び回転手段１２を介して引上げ手段１３が取り付けられている。引上げ手段１３は、上部に開閉自在なカバー１３ａを設けた筐体１３ｂ内に、ワイヤやケーブル等よりなる索条９を巻き上げる図示しない巻き上げ機を備えている。この巻き上げ機より繰り出された索条９は回転手段１２及び支持台１１内を経由してファーネスチャンバ６内に垂下され、その先端部に結着された種結晶（図示せず）が取り付けられている。
【００２５】
回転手段１２は、支持台１１に回転自在に支承され、かつ引上げ手段１３を下方より支持する回転軸１２ａを備え、この回転軸１２ａにその外周部に巻かれた無端ベルト１２ｂを介して接続された電動サーボモータ等からなる回転駆動源１２ｃを有している。単結晶引上げ時には、回転駆動源１２ｃをサーボ制御することにより引上げ手段１３を所定速度で回転させるようになっている。
【００２６】
第１旋回手段２３の旋回軸２３ａは、下部が架台２の図示左の側面部に固着され、かつ略上下方向に立設されたコラム２１の上部に設けた上下１対のブラケット２２，２２の間に取り付けられている。また、旋回軸２３ａには旋回筒２３ｂが旋回自在及び昇降自在に支承されており、この旋回筒２３ｂに前記第１支持部材２５を介して前記ファーネスチャンバ６が取着されている。
【００２７】
第１支持部材２５には第１旋回手段２３の旋回モータ（図示せず）が取り付けられており、該旋回モータの出力軸は図示しないベルトを介して中間軸２４ａの上端部に接続され、中間軸２４ａの下端部に取着されたギアは旋回軸２３ａに摺動自在に挿入されたギア２３ｃに噛合っている。そして、ギア２３ｃは旋回軸２３ａに摺動自在に挿入された第１昇降手段２７の昇降部材２７ａの上面に固着されており、このギア２３ｃの上端面に旋回筒２３ｂの下端面が上方より当接している。上記旋回モータにより、図３に示すように、ファーネスチャンバ６は旋回筒２３ｂを介して旋回軸２３ａの回りに結晶引上げ位置Ａと結晶取出し位置Ｂとの間を旋回するようになっている。尚、上記旋回モータの代わりに手動又はアクチュエータにより旋回させても構わない。
【００２８】
前記第１昇降手段２７は、油圧シリンダ、又はモータとボールスクリュウとナット部材とからなる直動型アクチュエータ等よりなる第１昇降駆動部２７ｂを備えており、本実施形態では油圧シリンダの例で示している。この第１昇降駆動部２７ｂの駆動側（シリンダの場合ではチューブ）上端部は、旋回軸２３ａの下端部を固定する前記下側ブラケット２２に取着されている。また、昇降自在に上方に突設された第１昇降駆動部２７ｂの被駆動側即ち昇降部（シリンダの場合ではロッド２７ｃ）の上端部は、前記昇降部材２７ａの外周部に取付けられている。さらに昇降部材２７ａの外周面の一部が、コラム２１に上下方向に布設された回り止めガイド（図示せず）に当接されていて、昇降部材２７ａは第１昇降駆動部２７ｂにより旋回軸２３ａに沿って昇降される際に回転しないように回り止めがなされている。
【００２９】
第２、第３旋回手段３３，３６の旋回軸３３ａは、下部が架台２の左側面の前部に固着され、かつ略鉛直方向に立設されたコラム３１に設けた上下１対のブラケット３２，３２の間に取り付けられている。また、旋回軸３３ａには旋回筒３３ｂ，３６ｂがそれぞれ旋回自在及び昇降自在に支承されており、この旋回筒３３ｂ，３６ｂに前記第２，第３支持部材３５，３７を介して前記トップチャンバ５及びメインチャンバ４がそれぞれ取着されている。
【００３０】
また、図３に示すように、それぞれトップチャンバ５及びメインチャンバ４は旋回筒３３ｂ，３６ｂを介して旋回軸３３ａの回りに結晶引上げ位置Ａと段取位置Ｃとの間を旋回するようになっている。
【００３１】
旋回筒３３ｂの上部には、第２昇降手段３８の昇降部材３８ａが固着されている。第２昇降手段３８は、油圧シリンダ、又はモータとボールスクリュウとナット部材とからなる直動型アクチュエータ等よりなる第２昇降駆動部３８ｂを備えており、本実施形態では油圧シリンダの例で示している。この第２昇降駆動部３８ｂの駆動側（シリンダの場合ではチューブ）下端部は、旋回筒３６ｂの下部に取付けられた第３昇降手段３９の昇降部材３９ａに取着されている。また、昇降自在に上方に突設された第２昇降駆動部３８ｂの被駆動側即ち昇降部（シリンダの場合ではロッド３８ｃ）の上端部は、第２昇降手段３８の昇降部材３８ａの外周部に取付けられている。
また、第３昇降手段３９も同様に直動型アクチュエータ等よりなる第３昇降駆動部３９ｂを備えており、本実施形態では同じく油圧シリンダの例で示している。第３昇降駆動部３９ｂの駆動側上端部は、旋回軸３３ａの下端部を固定する前記下側ブラケット３２に取着されている。昇降自在に上方に突設された第３昇降駆動部３９ｂの被駆動側（シリンダの場合ではロッド３９ｃ）の上端部は、前記第３昇降手段３９の昇降部材３９ａの外周部に取付けられている。
さらに前記昇降部材３８ａ，３９ａのそれぞれの外周面の一部が、コラム３１に上下方向に布設された回り止めガイド（図示せず）に当接されていて、昇降部材３８ａ，３９ａはそれぞれ第２昇降駆動部３８ｂ及び第３昇降駆動部３９ｂにより旋回軸３３ａに沿って昇降される際に回転しないように回り止めがなされている。
【００３２】
図４は、単結晶引上げ装置の段取り時の側面図であり、図２のＺ視図である。
図４において、ファーネスチャンバ６は結晶取出し位置Ｂに旋回している。単結晶取出しの際には、ファーネスチャンバ６内に引上げられた単結晶８の軸芯方向の下方に結晶収納装置４０が設置される。結晶収納装置４０は、基台４２の下部に車輪４１を有して床面ＦＬ上を移動自在とされており、基台４２上には単結晶８の受け台（図示せず）を設けている。尚、単結晶８は引上げ手段１３により下降されて結晶収納装置４０内に収納されるようになっているが、本発明における結晶収納装置４０内への単結晶収納方法はこのような方法に限定されない。
【００３３】
次に、上記の構成による作動を説明する。
（１）結晶の引上げは、図１に示すように、ボトムチャンバ３、メインチャンバ４、トップチャンバ５及びファーネスチャンバ６を結合し、これらの内部を真空状態にして行われる。真空室内の坩堝４ａのシリコン溶融液の表面で単結晶８を成長させながら、引上げ手段１３により索条９を介して所定速度で引上げる。成長した単結晶８は、引上げ手段１３によりファーネスチャンバ６の内部に引上げられる。
【００３４】
（２）ファーネスチャンバ６の内部で冷却された単結晶８は、図１で本単結晶引上げ装置の左側のコラム２１に設けられた第１昇降手段２７及び第１旋回手段２３により図２に示すようにファーネスチャンバ６と共に所定高さまで上昇し、旋回して図３に示す結晶引上げ位置Ａから装置前面側の結晶取出し位置Ｂに退避する。
（３）次に、ファーネスチャンバ６内部の単結晶８は、図４に示すように結晶取出し位置Ｂでファーネスチャンバ６の下方に準備された結晶収納装置４０内に引上げ手段１３により下降されて収納され、この結晶収納装置４０で搬送される。
【００３５】
（４）一方、トップチャンバ５及びメインチャンバ４は次の生産稼動の準備のために、図１で本引上げ装置の右側面前部に立設されたコラム３１に設けられたそれぞれの第２昇降手段３８と第２旋回手段３３、及び第３昇降手段３９と第３旋回手段３６により図２に示すように上昇し旋回して、図３に示す結晶引上げ位置Ａから図示で装置右側の前部の段取位置Ｃに退避する。このとき、トップチャンバ５及びメインチャンバ４を支持する第２，第３支持部材３５，３７は、マグネット７の開口部７ａ内を上昇してマグネット７との干渉を回避する。そして、段取位置Ｃで次の生産稼動の為にトップチャンバ５及びメインチャンバ４の内部の清掃を行なう。
（５）また、この状態で、例えばクレーン等を用いて坩堝４ａの清掃又は交換のための搬入出を行なったり、あるいは結晶素材の坩堝４ａ内への装填を行なう。
【００３６】
（６）上記段取り作業が完了した後、第３旋回手段３６及び第３昇降手段３９により図１に示すようにメインチャンバ４を旋回し下降して、図３に示す結晶引上げ位置Ａのボトムチャンバ３上に載置する。次に、第２旋回手段３３及び第２昇降手段３８により図１に示すようにトップチャンバ５を旋回し下降して、結晶引上げ位置Ａのメインチャンバ４上に載置する。
（７）また、所定の段取作業（結晶取出し及び清掃等）が完了した後、ファーネスチャンバ６を第１旋回手段２３及び第１昇降手段２７により図１に示すように旋回し下降して、結晶引上げ位置Ａのトップチャンバ５上に載置する。
（８）この後、上記（１）〜（７）を繰り返して生産を行なう。
【００３７】
図５は、本実施形態で示した単結晶引上げ装置１を複数並べて設置したライン構成例である。図５に示すように、複数の単結晶引上げ装置１のマグネット７の開口部７ａを有する側面を前面として前面の左右いずれか一側（ここでは右側）に設けた結晶取出し位置Ｂ（即ち、ファーネスチャンバ６の退避位置）が略直線状に並ぶように、複数の単結晶引上げ装置１が設置されている。複数の単結晶引上げ装置１の結晶取出し位置Ｂ間に亘って２本のレール４３，４３が布設されており、このレール４３，４３上を結晶収納装置４０が移動して単結晶８を搬送するようにしている。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によると、次のような効果が得られる。
（１）メインチャンバ４を結晶引上げ位置Ａから段取位置Ｃに退避させるための旋回手段及び昇降手段を、メインチャンバ４の外周部に配設した略馬蹄形状をなすマグネット７の開口部７ａの両側端部の内、一端側近傍に立設したコラム３１に設けた。このため、メインチャンバ４の支持部材３７は、昇降手段によりマグネット７の前記略馬蹄形の開口部７ａ内を上昇した後、旋回手段によりコラム３１に略上下方向に設けた旋回軸３３ａを中心にマグネット７と干渉することなく旋回し、これによりメインチャンバ４はマグネット７の開口部７ａを有する前面部に退避する。従って、段取位置Ｃはスペースの広い装置前面側となるので、段取り時の作業性を大幅に向上できる。また、マグネット７の開口部７ａを有する前面部ではマグネット７の磁界の影響が小さいので、段取り時の作業環境を従来よりもさらに向上できる。さらに、従来技術で示したようなマグネット７を下降させる退避手段は不要となって、メインチャンバ４の昇降手段のみによりメインチャンバ４とマグネット７との干渉を回避できるので、装置構成を小型化できる。
【００３９】
（２）成長させた単結晶を引上げて収納するファーネスチャンバ６を結晶引上げ位置Ａから結晶取出し位置Ｂに退避させるための旋回手段及び昇降手段を、前記メインチャンバ４の退避のためのコラム３１に対向するマグネット７の側面部に設けたコラム２１に設け、このコラム２１に略上下方向に設けた旋回軸２３ａを中心にファーネスチャンバ６を旋回させる。このため、結晶取出し位置Ｂを、マグネット７の開口部７ａを有する装置前面部に設けることが可能となり、これにより結晶取出し作業時やファーネスチャンバ６の清掃等の段取り時の作業性を向上できる。また、マグネット７の開口部７ａを有する前面部ではマグネット７の磁界の影響が小さいので、段取り時の作業環境を従来よりも向上できる。
【００４０】
（３）トップチャンバ５を結晶引上げ位置Ａから段取位置Ｃに退避させるための旋回手段及び昇降手段を、メインチャンバ４の場合と同様に前記コラム３１に設けた。このため、トップチャンバ５は、コラム３１に略上下方向に設けた旋回軸３３ａを中心に旋回して、マグネット７の開口部７ａを有する装置前面部に退避することが可能となる。従って、トップチャンバ５の段取位置Ｃは装置前面側となるので、段取り時の作業性を大幅に向上できる。また、マグネット７の開口部７ａを有する前面部ではマグネット７の磁界の影響が小さいので、段取り時の作業環境を従来よりも向上できる。
【００４１】
（４）前記結晶取出し位置Ｂを装置前面側に設けたため、複数の単結晶引上げ装置を並べてラインを構成する場合に、結晶取出し位置Ｂが直線状に並ぶように複数の単結晶引上げ装置を横一列に設置することが容易となる。これにより、装置間の設置間隔を長くしなくとも段取り作業や結晶取出し作業等の作業スペースを充分に確保でき、建屋の設定スペースを有効に利用できる。また、各装置間の結晶取出し位置に亘って結晶収納装置４０の移動用レール等を布設し、自動搬送装置等を設けるなどにより、結晶取出し位置からの結晶搬送の自動化が容易にでき、自動化ラインの構成に容易に対応できる。さらに、隣接する単結晶引上げ装置のマグネット７の磁界の影響を受けにくい作業環境が作れるので、作業環境を従来よりも向上できる。
【００４２】
次に、図６及び図７により第２実施形態を説明する。図６は、本実施形態の単結晶引上げ装置１ａの段取り時の平面図である。尚、同図において第１実施形態と同じ構成要素には同一符号を伏し、ここでの説明を省く。
コラム２１は、マグネット７の開口部７ａを有する側面と反対側の側面部に立設されており、コラム２１の上下１対のブラケット２２，２２の間に旋回手段２３の旋回軸２３ａが略上下方向に取付けられている。旋回軸２３ａには、支持部材２５を介してファーネスチャンバ６が旋回自在に、かつ昇降自在に取付けられている。また、コラム２１には、前記実施形態と同様の昇降手段２７が設けられている。尚、メインチャンバ４及びトップチャンバ５の旋回手段及び昇降手段の構成は前記実施形態と同様である。本実施形態でおいて、マグネット７の開口部７ａを有する側面部を装置前面として、ファーネスチャンバ６の段取り位置即ち結晶取出し位置Ｂは、前記メインチャンバ４の旋回手段及び昇降手段を設けたコラム３１に対向するマグネット７の側面部に（図示の左側方に）設けられている。
【００４３】
本実施形態の単結晶引上げ装置１ａを複数並べてラインを構成する場合には、図７に示すように構成される。即ち、複数の単結晶引上げ装置１ａのそれぞれの左右側方に設けた結晶取出し位置Ｂが直線状に並ぶように、各単結晶引上げ装置１ａを縦一列に並べて設置している。それぞれの結晶取出し位置Ｂ間に亘って２本のレール４３，４３が布設されており、このレール４３，４３上を前実施形態と同様の結晶収納装置４０が移動してファーネスチャンバ６から取出した単結晶８を搬送するライン構成としている。
【００４４】
第２実施形態による作用及び効果を説明する。
（１）前実施形態と同様に、メインチャンバ４を結晶引上げ位置Ａから段取位置Ｃに退避させるための旋回手段及び昇降手段を、略馬蹄形状をなすマグネット７の開口部７ａの両側端部の内、一端側近傍に立設したコラム３１に設けたため、メインチャンバ４の支持部材３７はマグネット７と干渉することなく上昇そして旋回し、メインチャンバ４はマグネット７の開口部７ａを有する装置前面部に退避する。従って、段取位置Ｃは装置前面側となるので、メインチャンバ４の段取り時の作業性を大幅に向上できる。また、装置間の設置間隔を長くしなくとも段取り作業の作業スペースを充分に確保できるので、建屋の設定スペースを有効に利用できる。また、段取位置Ｃではマグネット７の磁界の影響が小さいので、段取り時の作業環境を従来よりもさらに向上できる。さらに、メインチャンバ４の昇降手段によりマグネット７との干渉を回避できるので、装置構成を小型化できる。
【００４５】
（２）ファーネスチャンバ６を結晶引上げ位置Ａから結晶取出し位置Ｂに退避させるための旋回手段及び昇降手段を、マグネット７の開口部７ａを有する装置前面部の反対側の後面部に設けたコラム２１に設け、このコラム２１に設けた旋回軸２３ａを中心にファーネスチャンバ６を旋回させるようにしたため、結晶取出し位置Ｂを、マグネット７の開口部７ａを有する装置前面部に対して左右側面部に設けることが可能となる。これにより、複数の単結晶引上げ装置を並べてラインを構成する場合に、それぞれの結晶取出し位置Ｂが直線状に並ぶように複数の単結晶引上げ装置を縦一列に設置することが容易となる。従って、これらの結晶取出し位置Ｂ間に亘って自動搬送装置等を設けるなどにより、取出された単結晶の自動搬送等のライン自動化に容易に対応できる。
【００４６】
（３）前実施形態同様に、トップチャンバ５を結晶引上げ位置Ａから段取位置Ｃに退避させるための旋回手段及び昇降手段を前記コラム３１に設けたため、トップチャンバ５の段取位置Ｃは装置前面側となるので、段取り時の作業性を大幅に向上できる。また、この段取位置Ｃではマグネット７の磁界の影響が小さいので、段取り時の作業環境を従来よりも向上できる。
【００４７】
尚、これまでに説明した実施形態では、トップチャンバ５の旋回手段及び昇降手段をメインチャンバ４と同様にコラム３１に設けた例を示したが、ファーネスチャンバ６と同様にコラム２１に設けても構わない。この場合、このトップチャンバ５よりも大きくて清掃時等の段取り作業量が多いメインチャンバ４に関する段取り時の作業性は上記実施形態と変わらずに良いから、トータルの段取り作業性を向上できる効果は大きい。
また、２本のコラム２１，３１を備えた装置の構成例を説明したが、例えば３本等の複数本のコラムを備えていても構わないことは当然である。
【００４８】
以上説明したように、本発明により以下のような効果を奏する。
（１）メインチャンバの旋回軸を、メインチャンバの外周部に設けた略馬蹄形状マグネットの開口部の両側端部の一側近傍に設けたため、メインチャンバを結晶引上げ位置から段取位置に退避させる際に、前記マグネットを下降させることなく、メインチャンバの上昇及び旋回によりマグネットと干渉させずに退避させることができる。従って、マグネット退避手段が不要で、装置を小型化できる。またメインチャンバの段取位置を装置前面（マグネットの開口部を有する側面部）に設けることができ、段取り作業性を向上できると共に、隣接する装置間の設置間隔を小さくして建屋の設置スペースを有効利用できる。さらに、作業環境を向上できる。
（２）ファーネスチャンバの旋回軸を、メインチャンバの旋回軸と対向するマグネットの側面部、又はマグネットの開口部を有する前面の反対側の側面部（後面）に設けたため、ファーネスチャンバの段取位置即ち結晶取出し位置を装置前面又は左右側面部に設けることができる。結晶取出し位置を装置前面に設けることにより、結晶取出し作業や段取り作業時の作業性を向上できると共に、作業環境を向上できる。また、結晶取出し位置を装置前面又は装置左右側面部に設けることにより、複数の単結晶引上げ装置を並設してライン構成する場合に、結晶取出し位置を直線状に並べ易くなり、取出された結晶の自動搬送などのライン自動化が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の単結晶引上げ装置の稼動時の側面図である。
【図２】第１実施形態の単結晶引上げ装置の段取り時の側面図である。
【図３】第１実施形態の単結晶引上げ装置の段取り時の平面図である。
【図４】図２のＺ視図である。
【図５】第１実施形態の単結晶引上げ装置のライン構成例である。
【図６】第２実施形態の単結晶引上げ装置の段取り時の平面図である。
【図７】第２実施形態の単結晶引上げ装置のライン構成例である。
【図８】従来の単結晶引上げ装置の一部断面正面図である。
【図９】従来の単結晶引上げ装置の平面図である。
【符号の説明】
１，１ａ…単結晶引上げ装置、２…架台、３…ボトムチャンバ、４…メインチャンバ、４ａ…坩堝、５…トップチャンバ、５ａ…分離バルブ、６…ファーネスチャンバ、７…マグネット、７ａ…開口部、８…単結晶、９…索条、１０…ベース、１１…支持台、１２…回転手段、１３…引上げ手段、２１…コラム、２２…ブラケット、２３…第１旋回手段、２３ａ…旋回軸、２３ｂ…旋回筒、２５…第１支持部材、２７…第１昇降手段、２７ａ…昇降部材、２７ｂ…油圧シリンダ（第１昇降駆動部）、３１…コラム、３２…ブラケット、３３…第２旋回手段、３３ａ…旋回軸、３３ｂ…旋回筒、３５…第２支持部材、３６…第３旋回手段、３６ｂ…旋回筒、３７…第３支持部材、３８…第２昇降手段、３８ａ…昇降部材、３８ｂ…油圧シリンダ（第２昇降駆動部）、３９…第３昇降手段、３９ａ…昇降部材、３９ｂ…油圧シリンダ（第３昇降駆動部）、４０…結晶収納装置、４１…車輪、４２…基台、４３…レール、Ａ…結晶引上げ位置、Ｂ…結晶取出し位置、Ｃ…段取位置、ＦＬ…床面。

Claims (5)

1. 半導体の溶融液を溜める坩堝(4a)を内蔵する筒状のメインチャンバ(4)と、メインチャンバ(4)の上部に分離自在に載置される蓋状のトップチャンバ(5)と、トップチャンバ(5)の上部に分離自在に載置され、前記坩堝(4a)の溶融液で成長して引上げられた単結晶を収納するファーネスチャンバ(6)と、メインチャンバ(4)の外周部に設けた、平面視で略馬蹄形状をなすマグネット(7)とを備え、各チャンバの昇降手段及び旋回手段を備えた半導体単結晶引上げ装置において、
   前記略馬蹄形状のマグネット(7)の開口部(7a)を有する前面部の一側の側面に近接して、略上下方向に立設した第１のコラム(31)を設けるとともに、前記マグネット(7)の開口部(7a)を有する前面部の他側の側面に近接して、略上下方向に立設した第２のコラム(21)を設け、
   前記第１のコラム(31)に設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置(A)で前記メインチャンバ(4)を前記マグネット(7)の前記開口部(7a)内を上昇させた後旋回させて、前記第１のコラム(31)の前方の段取位置(C)に退避させ、
   前記第２のコラム(21)に設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置(A)で前記ファーネスチャンバ(6)を上昇させた後旋回させて、前記第２のコラム(21)の前方の結晶取出し位置(B)に退避させるように構成されている
   ことを特徴とする半導体単結晶引上げ装置。
2. 請求項１記載の半導体単結晶引上げ装置を複数並べて設置し、該複数の半導体単結晶引上げ装置の前記結晶取出し位置(B)を直線状に並べて、前記マグネット(7)の開口部(7a)を有する前面部を製品搬送ラインとしたことを特徴とする半導体単結晶引上げ装置のライン構成。
3. 半導体の溶融液を溜める坩堝(4a)を内蔵する筒状のメインチャンバ(4)と、メインチャンバ(4)の上部に分離自在に載置される蓋状のトップチャンバ(5)と、トップチャンバ(5)の上部に分離自在に載置され、前記坩堝(4a)の溶融液で成長して引上げられた単結晶を収納するファーネスチャンバ(6)と、メインチャンバ(4)の外周部に設けた、平面視で略馬蹄形状をなすマグネット(7)とを備え、各チャンバの昇降手段及び旋回手段を備えた半導体単結晶引上げ装置において、
   前記略馬蹄形状のマグネット(7)の開口部(7a)を有する前面部の一側の側面に近接して、略上下方向に立設した第１のコラム(31)を設けるとともに、前記マグネット(7)の開口部(7a)を有する前面部と反対側の後面部に近接して、略上下方向に立設した第２のコラム(21)を設け、
   前記第１のコラム(31)に設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置(A)で前記メインチャンバ(4)を前記マグネット(7)の前記開口部(7a)内を上昇させた後旋回させて、前記第１のコラム(31)の前方の段取位置(C)に退避させ、
   前記第２のコラム(21)に設けられた昇降手段及び旋回手段により、結晶引上げ位置(A)で前記ファーネスチャンバ(6)を上昇させた後旋回させて、前記第２のコラム(21)の側方の結晶取出し位置(B)に退避させるように構成されている
   ことを特徴とする半導体単結晶引上げ装置。
4. 請求項３記載の半導体単結晶引上げ装置を複数並べて設置し、該複数の半導体単結晶引上げ装置の前記結晶取出し位置(B)を直線状に並べて、前記第１のコラム(31)を有する側面部と反対側の側面部を製品搬送ラインとしたことを特徴とする半導体単結晶引上げ装置のライン構成。
5. 請求項１又は３に記載の半導体単結晶引上げ装置において、トップチャンバ(5)を結晶引上げ位置(A)から退避させる昇降手段及び旋回手段を、前記第１のコラム(31)、及び前記第２のコラム(21)のいずれか一方に併設したことを特徴とする半導体単結晶引上げ装置。

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