JP4994527B2 - 坩堝ハンドリング装置および坩堝ハンドリングキット - Google Patents
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Description
【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)による単結晶シリコンインゴット引き上げ装置において、単結晶の引き上げが終了した後の黒鉛ルツボを、その中に残ったもの(原料シリコンの一部や、石英坩堝)と一括して取り出すことができる装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、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いる。これに伴い、一回の引き上げの際に装填するシリコン原料の量が増大し、これを収納する石英坩堝や黒鉛坩堝も大型化してきている。
【0003】
ところで、従来の単結晶の製造工程においては、単結晶の引き上げ終了後の黒鉛坩堝の撤去を人手で行っていた。この場合、黒鉛坩堝の中には40kgを超えるようなものまでが出現するようになってきており、一人でこれを取り出すというのは困難となっている。
【0004】
また、単結晶の引き上げ終了後の黒鉛坩堝というのは、その内側に石英坩堝や残留シリコンが残されたままの状態であり、黒鉛坩堝をチャンバから取り出す際の前段階の作業として、先ずは残留シリコンと石英ガラス坩堝を破砕して取り出すという作業を行う必要がある。
【0005】
このように、黒鉛坩堝の取り出しを人手で行うことは作業が煩わしく、また、引上げ装置周辺に破砕粉が飛び散ったり、作業者が破砕時の破片に触れる可能性も生じ得る。当然のことながら、重量物の取り扱いによる作業者への負担は大きい。
【0006】
かかる問題点を解決するための一つの方法として、アームの先端に坩堝ホルダー部材を設けた坩堝把持装置が提案されており(特開平11−322493号公報)、かかる技術によれば、重い坩堝の運搬作業について自動化をすることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの坩堝把持装置は、多結晶素材を装填している黒鉛坩堝のハンドリング用のものであって、200kg程度の重量にも対応できるような仕様となっている。そして、このような大重量のものを扱う装置は、装置自体の大きさが大きく、既存の工場にそのまま導入するのは困難である。
【0008】
またこの坩堝把持装置は、自立した上下動機構と、そこに取り付けられた水平多関節型のアームと、を備えており、複雑で高価な物であり、しかも坩堝の把持部の近辺に多数の高精度軸受けが取り付けられるものであるので、黒鉛坩堝からの輻射熱による温度上昇に耐えることができない。
【0009】
ここで、機械装置によって作業を行う利点としては、人間が行えない過酷な状況下でも作業を行わせることができるということが挙げられるが、人間が耐熱手袋を使用して作業が行える程度まで温度が下がらねば作業ができないというのでは、自動化する意義も半減してしまうこととなる。
【0010】
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、多数の単結晶引上げ装置を導入している既存の工場でそのまま使用することができる簡易かつ安価で取り扱いが容易な坩堝ハンドリング装置を提供することにある。
【0011】
【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、本発明に係る坩堝ハンドリング装置は、複数本のアームによって黒鉛坩堝を把持する坩堝ハンドリング装置であって、既存の吊り下げ機で吊り下げることができ、黒鉛坩堝を把持したときには当該坩堝の自重によって更に把持力が強まる一方で、把持された坩堝をしかるべき場所に置いたときにはその把持力が開放されるような機構を備えた坩堝ハンドリング装置であることを特徴とする。
【0012】
より具体的には、本発明においては以下のような坩堝ハンドリング装置及び坩堝ハンドリング方法を提供する。
【0013】
(1) CZ法単結晶引上げ装置の開放されたチャンバ内から坩堝を持ち上げるための坩堝ハンドリング装置であって、この坩堝ハンドリング装置を吊り上げるための吊り上げ部材が取り付けられる吊芯体部材と、この吊芯体部材を中心にして開閉することが自在な複数本のアームであって、前記坩堝の外表面に接触する接触端部をそれぞれ備える複数本のアームと、を備え、前記アームの接触端部を坩堝の外表面に接触させた状態において、当該坩堝の自重によって前記複数本のアームが同時に閉じる力を発生させる機構を備えることを特徴とする坩堝ハンドリング装置。
【0014】
なお、アームが同時に閉じる力を発生させる機構は、種々のリンク構造が考えられ、例えば、アームをてこリンクとして用いたり、またはスライダクランク構造とするなど、あらゆる構成のものが含まれる。
【0015】
(2) CZ法単結晶引上げ装置の開放されたチャンバ内から坩堝を持ち上げるための坩堝ハンドリング装置であって、この坩堝ハンドリング装置を吊り上げるための吊り上げ部材が取り付けられる吊芯体部材であって、坩堝ハンドリング装置が吊り下げられた状態で鉛直になる所定長さの棒状部材である吊芯体部材と、この吊芯体部材上をその長さ方向に自在に摺動する摺動部材と、前記坩堝の外表面に接触する接触端部をそれぞれ備え、当該接触端部以外の部分において回転可能な状態で前記吊芯体部材にそれぞれ取り付けられた複数本のアームと、前記複数本のアームと前記摺動部材とをそれぞれ連結するリンク部材であって、前記摺動部材に回転可能な状態で取り付けられていると共に前記アームにも回転可能な状態で取り付けられているリンク部材と、を備え、坩堝ハンドリング装置が吊り下げられた状態で前記アームの接触端部を坩堝の外表面に接触させると、当該坩堝の自重によって前記摺動部材が下方に摺動すると共に前記複数本のアームが同時に閉じる力を生ずることを特徴とする坩堝ハンドリング装置。
【0016】
(3) CZ法単結晶引上げ装置の開放されたチャンバ内から坩堝を持ち上げるための坩堝ハンドリング装置であって、坩堝ハンドリング装置が吊り下げられた状態で鉛直になる所定長さの棒状部材である吊芯体部材と、この吊芯体部材を中心にして開閉する複数本のアームであって、前記坩堝の外表面に接触する接触端部を有する複数本のアームと、前記吊芯体部材上をその長さ方向に自在に摺動する摺動部材と、前記複数本のアームと前記摺動部材とをそれぞれ連結する第1のリンク部材と、前記複数本のアームと前記吊芯体部材とをそれぞれ連結する第2のリンク部材と、を備え、前記第1のリンク部材は、前記摺動部材には固着されていると共に前記各アームには回転可能な状態で取り付けられており、前記第2のリンク部材は、前記吊芯体部材には固着されていると共に前記各アームには回転可能な状態で取り付けられており、前記各アームには長穴部が設けられていると共に、前記第2のリンク部材はこの長穴部の内側をその長さ方向に摺動するピン体を備え、かつ、前記長穴部は、坩堝ハンドリング装置が吊り下げられた状態でその上側が当該坩堝ハンドリング装置の内側に向かう斜めの向きで形成されていることを特徴とする坩堝ハンドリング装置。
【0017】
(4) 前記複数本のアームが開いた状態で、前記アームベース部材と前記スライド部材との相対的位置関係を固定して前記アームが開いた状態を保持させる固定手段を備えることを特徴とする(3)記載の坩堝ハンドリング装置。
【0018】
「固定手段」とは、例えばアームベース部材とスライド部材とに同様の穴部を形成しておき、これらの穴部を一致させた状態で当該穴部にピンを挿入することでアームベース部材とスライド部材との相対位置関係を固定する構成など、種々の構成を適用することができる。
【0019】
(5) 前記各アームの接触端部部分には、カーボン−カーボン繊維複合材料、グラファイト、セラミックスまたはフッ素系ポリイミド系の高耐熱樹脂でなる接触部材が設けられていることを特徴とする請求項1から3いずれか記載の坩堝ハンドリング装置。
【0020】
(6) 前記結晶成長終了後、黒鉛坩堝及び当該黒鉛坩堝内に残った石英坩堝及び残留単結晶原料について、これらが人手で取り扱える温度にまで降温する前に、これらを機械的な把持手段で一括して取り出すことによって単結晶引き上げサイクルを短縮する方法。
【0021】
(7) (1)から(5)いずれか記載の坩堝ハンドリング装置と、前記結晶成長終了後、前記黒鉛坩堝をチャンバから取り出す際に、前記黒鉛坩堝の分割部の上端から挿入され、当該前記黒鉛坩堝の上部を強制的に開かせる楔状部材と、からなり、前記楔状部材が挿入されることによって上部が開いて、その下方に行くほど縮径したテーパー状の外形となった前記黒鉛坩堝の外面を下方から前記坩堝ハンドリングのアームで把持させるようにすることによって、前記アームが閉じた状態で把持しにくい前記黒鉛坩堝を持ち上げることを特徴とする坩堝ハンドリングキット。
【0022】
なお、上記の楔状部材は、カーボン−カーボン繊維複合材料、グラファイト、セラミックス、または高耐熱樹脂などの耐熱性部材で構成するのが好ましい。
【0023】
また、上記のキットを使用するにあたって、黒鉛坩堝は、予め分割されているものが組み合わされたものである必要がある。
【0024】
以上のような本発明に係る坩堝ハンドリング装置によれば、それ自体に動力を使用することなく、確実に黒鉛坩堝を把持することができる。また、機構的に単純に構成されているために軽量であり、この坩堝ハンドリング装置を既存の吊り下げ機(例えば、単結晶引上げ装置の種結晶昇降軸に設けられた種結晶保持機)で吊り下げたときに、当該既存の吊り下げ機に負担をかけない。また、引き上げ終了後の高温の黒鉛坩堝による輻射熱にも、耐えることができる。
【0025】
本発明に係る坩堝ハンドリング装置を使用することにより、引き上げ終了後の黒鉛坩堝、石英坩堝及び残留シリコンを、高温のまま、一括して取り出すことができる。そして、これをチャンバから取り出した後、他の場所で常温付近にまで冷却させることができるので、黒鉛坩堝が十分に冷却されるまでチャンバ内に存置され、その分だけ単結晶インゴット製造プロセスの時間が延長されてしまうという事態を回避することができる。
【0026】
また、単結晶インゴット製造プロセスの時間を短縮するために、黒鉛坩堝が十分に冷却されない状態でチャンバ内の黒鉛坩堝から耐熱手袋を使用して石英坩堝や原料の破砕・取出し等を行う場合と比較すると、本発明に係る坩堝ハンドリング装置を使用して黒鉛坩堝を他の場所に移して十分に冷却させてから破砕・取出し作業を行うほうが、常温で作業を行える分だけ、作業効率がよい。
【0027】
更に、本発明に係る坩堝ハンドリング装置を使用して黒鉛坩堝を他の場所に移してから石英坩堝や原料の破砕・取出し等の作業を行うようにすることによって、単結晶引き上げ装置付近でこれらの破片や塵埃が飛散することがなくなり、清掃の手間が省けると共に、これらの破片や塵埃による単結晶引上げへの悪影響が防止されることにもなる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る坩堝ハンドリング装置及びハンドリング方法について図面を参照しながら説明する。
【0029】
[装置の構成]
図1は、本発明に係る坩堝ハンドリング装置50の全体構成を示す斜視図である。この図1に示されるように、坩堝ハンドリング装置50は、黒鉛坩堝6の外周面をパッド11a及び11bにより把持するための4本のアーム1を有する把持部50bと、揺動中心14によりアーム1を揺動させることによってアーム1の先端を開閉させるとともに黒鉛坩堝6を把持したアーム1に対して黒鉛坩堝6を落下させないだけの十分な把持力を与えるアーム開閉機構部50aと、から構成されている。
【0030】
坩堝ハンドリング装置50は、その上端部にケーブル8のケーブル端末22を固定するようになされており、ケーブル8の他端側のケーブル端末9を、例えば単結晶引上げ装置の種結晶昇降軸に設けられた種結晶保持機10に固定することによって、種結晶保持機10によって坩堝ハンドリング装置50が釣支されることとなる。これにより、種結晶保持機10の上下動に伴って坩堝ハンドリング装置50を上下動させることができる。
【0031】
ここで、坩堝ハンドリング装置50の詳細構成について説明する。図1との対応部分に同一符号を付して示す図2及び図3は坩堝ハンドリング装置50の側面図であり、図2はアーム1を開いた状態を示し、図3はアーム1を閉じた状態を示すものである。なお、本実施形態においては、分割線12により2分割された黒鉛坩堝6に応じて4本のアーム1が用いられるが、図2及び図3においては、4本のアーム1のうち互いに対向する2本のアーム1のみを示している。
【0032】
ステンレス製のアーム1を例えばピンでなる揺動中心部14により揺動自在に枢支するアームベース4には、開口を上方に向けた円筒形状のガイドベース19が植立形成されており、当該ガイドベース19の開口にスライドベース2に形成された円柱形状のスライド軸23が上下動自在に挿入されている。
【0033】
スライドベース2に固定されたスライドアーム21の先端部にはピン3(またはローラー)が設けられており、このピン3は、アーム1に形成された長穴1aに係合されている。長穴1aは、スライドベース2のアームベース4に対して接近または離れる相対的な動作方向(上下方向)に対して、所定角度を以って形成されている。
【0034】
従って、スライドベース2とアームベース4とが互いに接近する方向に動くと、図2に示すようにアーム1は開いた状態となり、また、スライドベース2とアームベース4とが互いに離れる方向に動くと、図3に示すようにアーム1は閉じた状態となる。
【0035】
ここで、スライドベース2のスライド軸23には、ピン穴20b(図1)が形成されているとともに、アームベース4のガイドベース19にピン穴20aが形成されている。これらのピン穴20a及び20bは、図2に示すようにスライドベース2及びアームベース4を接近させた状態で一致するように設定がなされている。
【0036】
従って、ピン穴20a及び20bを一致させた状態、すなわちスライドベース2及びアームベース4が接近した状態で一致したピン穴20a及び20bにピン13を挿入することにより、アーム1が開いた状態で固定される(図2)。この状態で、種結晶保持機10を上下動させることにより、坩堝ハンドリング装置50は、4本のアーム1を開いたまま上下動することとなる。
【0037】
この状態において、アーム1に設けられているパッド11aが黒鉛坩堝6の下方向に縮径するテーパー部6aに対面する高さとなるように、坩堝ハンドリング装置50の高さを種結晶保持機10により調整する。このように調整された状態において、パッド11bは、黒鉛坩堝6の上部周側面6bに対面するような位置に設けられている。
【0038】
坩堝ハンドリング装置50の高さが調整された状態において、スライドベース2及びアームベース4を固定しているピン13を引き抜くと、図3に示すように、アームベース4及びアーム1の自重によりアームベース4及びアーム1はスライドベース2から離れる下方に下がり、これに応じて、アーム1が閉じる。
【0039】
このようにアーム1が閉じた状態から、種結晶保持機10により、スライドベース2を上方に引き上げると、このとき既にスライドベース2とアームベース4を固定するピン13が取り外されていることにより、上方への引上げ力はスライドアーム先端のピン3と、アーム1の上端部1bと、揺動中心部14とを介してアームベース4に伝わることになる。
【0040】
このとき、アーム1の揺動中心部14よりも上部において、鉛直方向に対して上方に行くほど黒鉛坩堝6の中心軸に近づくように斜めに形成された長穴1aに係合されているピン3は、長穴1aに対して鉛直方向上方に力を加え、この結果、アーム1には揺動中心14よりも下部が閉じる方向、すなわちパッド11a及び11bが黒鉛坩堝6を把持する方向に力が加わる。すなわち、スライドベース2を引上げる力は、アーム開閉機構部50aにおいて、アーム1を閉じる力(黒鉛坩堝6を把持する力)に変換される。
【0041】
この把持力は、スライドベース2を引上げる力が大きくなる程、大きくなる。従って、アーム1が黒鉛坩堝6を把持した後、さらにスライドベース2を引き上げようとすると、スライドベース2を引き上げる力は、それまでの坩堝ハンドリング装置50の重量に黒鉛坩堝6の重量を加えた重量を引き上げるだけの力に増加されることにより、この分、アーム1による黒鉛坩堝6の把持力も大きくなる。この結果、アーム1は黒鉛坩堝6を十分な把持力で把持することとなり、黒鉛坩堝6の落下を回避することができる。
【0042】
因みに、パッド11a及び11bは、CCM(カーボン−カーボン繊維複合材料)製の板材を加工したものでボルトによりアームに固定した。CCMを用いることは耐熱性だけでなく、シリコン単結晶の重金属による汚染を防ぐのにも効果的である。また、グラファイトに比べて遥かに機械的強度が高いため、破損することが少なく、長期間使用することができる。
【0043】
図4は、坩堝ハンドリング装置50を使用して黒鉛坩堝6を搬送する手段である。黒鉛坩堝、ヒーター等を収納して減圧のアルゴンガス雰囲気を維持するためのメインチャンバ17及びトップチャンバ18を開放した状態を示す。メインチャンバをまたぐ台車16上にペディスタル29の一部を固定することにより、黒鉛坩堝6をこの上に乗せ移動することが出来る。また坩堝ハンドリング装置50もこの上に乗せることで、種結晶昇降軸直下に運び容易に種結晶保持機10に連結することが出来る。
【0044】
なお、坩堝ハンドリング装置50は、ケーブル8による引上げ力をアーム1による黒鉛坩堝6の把持力に変換する構成としたことにより、把持力を発生させる動力源を別途設ける必要がなく、この分、坩堝ハンドリング装置50自身の重量が軽量化されている。この結果、黒鉛坩堝6を引き上げるにつき、既存の吊り下げ機、例えば種結晶保持機10に坩堝ハンドリング装置50を吊り下げて使用しても、種結晶保持機10にかかる負荷は、黒鉛坩堝6の重量に僅かな坩堝ハンドリング装置50の重量を加えた重量にとどまり、単結晶引上げ装置に元々備えられている種結晶保持機10を黒鉛坩堝6の取り扱い用として使用できることになる。
【0045】
[動作]
上述のような機能、構成を有する本発明に係る坩堝ハンドリング装置50においては、単結晶引上げ後の人手による黒鉛坩堝の取り扱いに代えて坩堝ハンドリング装置50を使用することによって、単結晶引上げ後、人手による取り扱い可能な上限温度である100℃程度まで黒鉛坩堝6の温度が下がるまで待つ必要がなく、300℃程度まで下がった時点で、黒鉛坩堝6をその内部の石英坩堝及び残留シリコンとともに一括してメインチャンバ17から取り出し、これらを他の場所まで搬送するようにすることができる。
【0046】
黒鉛坩堝6が取り出されたメインチャンバ17には、新たな石英坩堝5と原料をセットした黒鉛坩堝を坩堝ハンドリング装置50でセットすることにより、次の単結晶引上げプロセスを直ちに開始する。
【0047】
黒鉛坩堝6は、メインチャンバ17内において黒鉛製のペディスタル7上に載置されているが、メインチャンバ17から坩堝ハンドリング装置50によって取り出され、他の場所に搬送された黒鉛坩堝6は、そこで常温まで冷却された後、内部の石英坩堝5や残留物が破砕取り出され、清掃が行われる。このように、メインチャンバ17での石英坩堝や残留物の破砕取り出しが行われないことにより、メインチャンバ17では新たな石英坩堝と原料とをセットした黒鉛坩堝のセットを直ちに開始することができるようになる。
【0048】
[他の実施形態]
なお、上述の実施形態においては、黒鉛坩堝6のテーパー部6aの深さが十分に深い場合について述べたが、本発明はこれに限られず、例えば図5に示すように、デーパー部6aが浅い場合であっても対応することができる。この場合、図5(A)に示す単結晶引上げ終了後の状態において、黒鉛坩堝6の分割線12に楔状部材16を挿入することで黒鉛坩堝6を開き擬似的にテーパー状にすることができる。これにより図5(B)に示すように同じ坩堝ハンドリング装置を使用することが可能になる。楔状部材の材質としてはグラファイトが適当であるが、CCM、フッ素樹脂等も使用温度やコストによって選択可能である。
【0049】
また、上述の実施形態においては、アーム1の長穴1aにピン3を係合させ、ピン3の上下動によりアーム1を揺動させることにより、黒鉛坩堝6を把持する坩堝ハンドリング装置50を用いる場合について述べたが、坩堝ハンドリング装置の構成はこれに限らず、例えば図6及び図7に示すような坩堝ハンドリング装置100を用いるようにしても良い。
【0050】
この坩堝ハンドリング装置100は、支持部材102の先端部分に設けられた揺動中心部103を中心に揺動することにより開閉するアーム101を有している。支持部材102の中心部に設けられた筒状のガイド部材(摺動部材)130に挿入されガイド部材130に対して上下動自在の柱形状の吊芯体部材115の下端部分と、アーム101の上記揺動中心部103よりも下方部分との間は、リンク部材110によって連接されている。
【0051】
リンク部材110は、吊芯体部材115の下端部分及びアーム101に対してそれぞれ揺動自在となっており、図6に示すように、吊芯体部材115がガイド部材130に対して下がった状態においてアーム101が開いた状態となり、これに対して図7に示すように、吊芯体部材115がガイド部材130に対して上がった状態においてアーム101が閉じて黒鉛坩堝6を把持した状態となる。
【0052】
アーム101が黒鉛坩堝6を把持した状態において、吊芯体部材115を引き上げることにより当該引上げ力がアーム101による黒鉛坩堝の把持力に変換され、黒鉛坩堝6の重量分だけ更に把持力が大きくなって黒鉛坩堝6を確実に運び上げることができる。
【0053】
因みにアーム101が開いた状態を保持させるためには、吊芯体部材115に設けられたピン孔120bとガイド部材130に設けられたピン孔120aとを位置合わせした状態で、固定ピン125を挿入して、吊芯体部材115がガイド部材130に対して下がった状態で固定されるようにすれば良い。
【0054】
また図8及び図9は、坩堝ハンドリング装置のさらに他の実施形態を示す図であり、この坩堝ハンドリング装置200は支持部材210の先端部分の揺動中心部211を揺動中心としてアーム201が揺動自在に支持されている。支持部材210の中心部分には柱部材(摺動部材)215が植立固定されており、当該柱部材215には筒状の吊芯体部材230が挿入され柱部材215に対して上下動し得るようになされている。
【0055】
吊芯体部材230の下端部分にはリンク部材202が揺動自在に支持されており、当該リンク部材202の他端側はアーム201の上端部部に揺動自在に支持されている。
【0056】
これにより、図8に示すように柱部材215に対して吊芯体部材230が下がった状態において、アーム201は開いた状態となり、これに対して図9に示すように、柱部材215に対して吊芯体部材230が上がった状態において、アーム201は閉じて黒鉛坩堝6を把持した状態となる。
【0057】
アーム201が黒鉛坩堝6を把持した状態において、吊芯体部材230を引き上げることにより、当該引上げ力がアーム201による黒鉛坩堝の把持力に変換され、黒鉛坩堝6の重量分だけ更に把持力が大きくなって黒鉛坩堝6を確実に運び上げることができる。但し、この場合リンク部材202は水平状態で把持力が「0」になり、さらに吊芯体部材230が引き上げられるとアーム201は再び開放してしまう。そのため吊芯体部材230が支持部材210に対して必要以上に上昇しないようにストッパーが必要であり、吊芯体部材230には長穴231が設けられ、また柱部材215には長穴231によって動きが規制されるストッパーピン232が設けられ、これにより吊芯体部材230の柱部材215に対するストロークを制限している。
【0058】
因みにアーム201が開いた状態を保持させるためには、吊芯体部材230に設けられたピン孔220aと柱部材215に設けられたピン孔220bとを位置合わせした状態で、固定ピン225を挿入して、吊芯体部材230が柱部材215に対して下がった状態で固定されるようにすれば良い。
【0059】
また、上述の実施形態においては、黒鉛坩堝6を取り扱う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の坩堝を取り扱うことができる。
【0060】
また、上述の実施形態においては、分割線12によって2分割された黒鉛坩堝6の分割数に応じて4本のアーム1で黒鉛坩堝6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、坩堝の分割数に応じて種々の数のアームを設けることができる。
【0061】
また、上述の実施形態では、アーム1をステンレスで製作したが、コストの制約がなければCCMで製作するとハンドリング装置の軽量化に一段と有利である。
【0062】
また、上述の実施形態においては、アーム1の黒鉛坩堝6を把持する部分に、カーボン−カーボン繊維複合材料を用いる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、グラファイト、セラミックスまたはフッ素系ポリイミド系の高耐熱樹脂を用いるようにしても良い。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る坩堝ハンドリング装置は、作業者の安全性と生産性の向上をもたらすことが可能となる。
【0064】
また、本発明に係る坩堝ハンドリング装置においては、単結晶の大径化に伴って大型化する坩堝の取り扱いを一段と容易にすることが可能となる。
【0065】
また本発明にかかる坩堝ハンドリング装置は、高温度に耐えることにより、坩堝の冷却時間を短縮して生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の動作を説明するための図である。
【図3】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の動作を説明するための図である。
【図4】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の動作を説明するための図である。
【図5】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の他の実施形態を示す図である。
【図6】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の他の実施形態を示す図である。
【図7】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の他の実施形態を示す図である。
【図8】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の他の実施形態を示す図である。
【図9】 本発明に係る坩堝ハンドリング装置の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
1、101、201 アーム
1a 長穴
2 スライドベース
4 アームベース
5 石英坩堝
6 黒鉛坩堝
7 ペディスタル
8 ケーブル
10 種結晶保持機
11a、11b パッド
12 分割線
14 揺動中心部
17 メインチャンバ
50、100、200 坩堝ハンドリング装置
102、210 支持部材
115、230 吊芯体部材
110、202 リンク部材
Claims (4)
- CZ法単結晶引上げ装置の開放されたチャンバ内から坩堝を持ち上げるための坩堝ハンドリング装置であって、
前記坩堝の外表面は、下部テーパー部及び上部周側面を有し、
坩堝ハンドリング装置は、
坩堝ハンドリング装置が吊り下げられた状態で鉛直になる所定長さの棒状部材である吊芯体部材と、
この吊芯体部材を中心にして開閉する複数本のアームであって、前記坩堝の前記下部テーパー部に接触する第1の接触端部及び前記坩堝の前記上部周側面に接触する第2の接触端部を有する複数本のアームと、
前記吊芯体部材に対してその長さ方向に自在に摺動する摺動部材と、
前記複数本のアームと前記摺動部材とをそれぞれ連結する第1のリンク部材と、
前記複数本のアームと前記吊芯体部材とをそれぞれ連結する第2のリンク部材と、を備え、
前記第1のリンク部材は、前記摺動部材には固着されていると共に前記各アームには回転可能な状態で取り付けられており、
前記第2のリンク部材は、前記吊芯体部材には固着されていると共に前記各アームには回転可能な状態で取り付けられており、
前記各アームには長穴部が設けられていると共に、
前記第2のリンク部材は、この長穴部の内側をその長さ方向に摺動するピン体を備え、かつ、
前記長穴部は、坩堝ハンドリング装置が吊り下げられた状態で前記長穴部の上側が当該坩堝ハンドリング装置の内側に向かう斜めの向きに延びるように、形成されていることを特徴とする坩堝ハンドリング装置。 - 前記複数本のアームが開いた状態で、前記吊芯体部材と前記摺動部材との相対的位置関係を固定して前記アームが開いた状態を保持させる固定手段を備えることを特徴とする請求項1記載の坩堝ハンドリング装置。
- 前記各アームの接触端部には、カーボン−カーボン繊維複合材料、グラファイト、セラミックスまたはフッ素系ポリイミド系の高耐熱樹脂からなる接触部材が設けられていることを特徴とする請求項1記載の坩堝ハンドリング装置。
- 請求項1から3いずれか記載の坩堝ハンドリング装置と、結晶成長の終了後、前記坩堝をチャンバから取り出す際に、前記坩堝の分割部の上端から挿入され、当該坩堝の上部を強制的に開かせる楔状部材と、からなり、
前記楔状部材が挿入されることによって上部が開いて、その下方に行くほど縮径したテーパー状の外形となった前記坩堝の外面を下方から前記坩堝ハンドリング装置の前記アームで把持させるようにすることによって、前記アームが閉じた状態で把持しにくい前記坩堝を持ち上げることを特徴とする坩堝ハンドリングキット。
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