JPH02243586A - 単結晶引上装置における単結晶搬出装置 - Google Patents

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） 本発明は、単結晶引上装置において引き上げられた単結
晶インゴットを装置外へ取り出すための単結晶搬出装置
に関する。

（従来の技術） シリコン等の単結晶は、単結晶引上装置においてＣＺ法
（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ法）によって得られる。単結
晶引上装置は、多結晶融液から単結晶インゴットを引き
上げるための装置であって、これはメインチャンバー内
に、多結晶の結晶原料を収容するルツボ、該ルツボの周
囲に配されるヒータ、該ヒータの周囲に配される断熱材
等を収納して構成され、メインチャンバーの上部には引
き上げられた単結晶インゴットを受容すべきプルチャン
バーが接続されている。

而して、引き上げられた単結晶インゴットは上記プルチ
ャンバーから装置外へ取り出され、外周研削、スライス
加工等の次の半導体製造工程に移されるか、単結晶イン
ゴットは重い上に高温であるため、これの取り出し作業
を人手に頼ると、作業性が悪く１作業能率が悪い上に危
険を伴なう。

そこで、引き上げられた単結晶インゴットを人手によら
ないで取り出すための搬出装置が、例えば実公昭４７−
４２５１３号、特公昭６０−４１０３８号公報において
提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記実公昭４７−４２５１３号公報にお
いて提案される搬出装置は、これが引上装置の一部を構
成すべく該引上装置に一体に組み込まれており、単結晶
インゴットの取り出し作業においてはプルチャンバー（
分離管体）の取り外しを前提としているため、引上装置
が大型化し、その構造が複雑化するとともに、作業能率
及び省力化の点で改善の余地がある。

又、前記特公昭６０−４１０３８号公報において提案さ
れる引上装置も引上装置に一体に組み込まれて該引上装
置の一部を構成しており、実際の取り出し作業において
はプルチャンバー（上部チャンバー）を旋回させる必要
があるため、引上装置の大型化、構造の複雑化を招く上
、取り出された単結晶インゴットを受は取るための専用
のカートを必要とする等の問題かある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、既存の単結晶引上装置に変更を加えることな
く、これとは別体に設置され、引き上げられた単結晶イ
ンゴットを作業性良く能率的に、且つ安全に取り出すこ
とができる単結晶引上装置における単結晶搬出装置を提
供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、単結晶引上装置に対し
て上下動する上下動ベースと、該上下動ベースに対して
横移動する横行ベースと、該横行ベースにその基端部が
枢着され、枢着部を中心に水平旋回可能な第１アームと
、該第１アームの先部にその基端部が枢着され、枢着部
を中心に水平旋回可能な第２アームと、該第２アームの
先部にその下端部が枢着され、枢着部を中心に上下方向
に揺動可能なスイングアームと、該スイングアームに取
り付けられた開閉可能なチャック部と、これら上下動ベ
ース、横行ベース、第１アーム、第２アーム、スイング
アーム、チャック部をそれぞれ駆動する駆動源を含んで
単結晶搬出装置を構成したことを特徴とする。

（作用） 例えば、単結晶引上装置の上方へ待機する当該搬出装置
は、単結晶の取り出し作業に際してその上下動ベースが
上下することによって全体が下降し、作業に最適な位置
で停止する。この状態で横行ベース及び第１、第２アー
ムを駆動してこれらを引上装置に近づけた後、チャック
部を駆動して該チャック部で引上装置のプルチャンバー
内に受容された単結晶インゴットをチャッキングしてこ
れを垂直に支持する。

その後、単結晶インゴット支持したまま横行ベース及び
第１、第２アームを再び駆動して単結晶インゴットを所
定の位置に移動せしめ、垂直に起立するスイングアーム
をその下端を中心に９０″回動せしめてこれを水平に保
てば、該スイングアームに取り付けられたチャック部に
支持された単結晶インゴットも水平に傾けられ、該イン
ゴットはこれの下部に待機する搬送台車上に載置される
。そして、この状態でチャック部を再び駆動してこれの
単結晶インゴットの把持を解除すれば、重くて熱い単結
晶インゴットを引上装置から取り出してこれを搬送台車
上に移載することができ、単結晶インゴットの取り出し
を作業性良く能率的に、且つ安全に行なうことができる
。

而して、当該搬出装置は単結晶引上装置とは別体に設置
されるものであるため、既存の単結晶引上装置に何らの
変更を加える必要がなく、該引上装置の大型化、構造の
複雑化を招くことがない。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明に係る単結晶搬出装置の側面図、第２図
は同装置の平面図であり、第１図中、３０は単結晶引上
装置であって、これはメインチャンバー３１の上部にプ
ルチャンバー３２を備え、メインチャンバー３１内には
不図示のルツボ、ヒータ、ＷＲ熱材等が収納されている
。この単結晶引上装置３０はＣＺ法によって単結晶イン
ゴットを引き上げる装置であって、これのメインチャン
バー３１内のルツボ内に投入されたシリコン等の多結晶
原料をヒータによって加熱して溶融し、この多結晶融液
に上方から吊下する種結晶を浸漬してこれを回転させな
がら引き上げることによって所望の単結晶インゴットが
引き上げられ、この引き上げられた単結晶インゴットは
プルチャンバー３２内に受容される。

ところで、上記単結晶引上装置３０の近くに立設された
支柱４０には、本発明に係る単結晶搬出装置ｌか引上装
置３０とは別体に、且つ上下動自在に設けられている。

而して、上記単結晶搬出装置１は、前記支柱４０に沿っ
て上下動自在な上下動ベース２を有しており、該上下動
ベース２は支柱４０の上下方向に固定されたガイドレー
ル３，３に沿って摺動する複数のスライダー４・・・を
介して支柱４０に摺動自在に支持されている。そして、
この上下動ベース２は、支柱４０．４０の上端に水平に
架設されたビーム４１に吊り下げられた電動チェーンブ
ロック５から延出するチェーン５ａによって支持されて
いる。

又、上記上下動ベース２には、横行ベース６が横方向（
上下動ベース２の摺動方向に対して直角方向、つまり引
上装置３０に対して接離する方向）に移動自在に支持さ
れている。即ち、これら横行ベース６は、上下動ベース
２の上下に互いに平行に固定されたガイトレール７．７
に沿って摺動するスライダー８，８を介して上下動ベー
ス２に移動自在に支持されている。そして、これら横行
ベース６には、第１アーム９がその基部を輌１０．１０
にて、枢着されて支持されており、該第１アーム９は軸
ｌＯを中心として水平旋回可能である。尚、この１ｓ１
アーム９は不図示の電動モータを駆動源とする駆動機構
によって角度９０″だけ水平旋回せしめられる。又、横
行ベース６は不図示の電動モータにて駆動されるラック
・ビニオン機構によって移動せしめられる。

上記第１アーム９の先部には、第２アーム１１がその基
部を軸１２にて枢着されて支持されており、従って、該
第２アーム１１は輌１２を中心に水平旋回可能であって
、その下部に突設されたブラケット１３にはスイングア
ーム１４の下端部が軸１５にて枢着されている。尚、第
２アーム１１も不図示の電動モータを駆動源とする駆動
機構によって最大角度１８０°の範囲で水平旋回せしめ
られる。

一方、前記スイングアーム１４は軸１５を中心に上下方
向に揺動可能であって、これの上端には前記第１アーム
９の上部に支持された電動チェーンブロック１６から延
出するチェーン１６ａの端部か連結されている。そして
、このスイングアーム１４には、第１、第２、第３チヤ
ツク１７゜１８．１９が取り付けられており、第１、第
２チャック１７．１８は第１図に示す単結晶インゴット
Ｗを把持するためのものであり、第３チヤツク１９は単
結晶インゴットＷの芯出しを行なうためのものである。

尚、これら第１、第２、第３チヤツクは不図示の電動モ
ータにて駆動されるネジ機構によってそのハンド２０．
２０　（第２図参照）か開閉するものであって、＃に第
１チヤツク１７は電動モータにて駆動されるネジ機構に
よってスイングアーム１４の長さ方向に移動可能である
。

又、第１．第２チャック１７．１８には、インゴットＷ
の有無を検知するセンサー及びハンド２０．２０に過大
な負荷が生ずるのを防いでインゴットＷの損傷を回避す
るためのトルクリミッターが設けられている。

而して、単結晶引上袋Ｍ３０において単結晶が引き上げ
られている間は当該単結晶搬出装置１は原点位置に待機
しており、待機状態では、上下動ベース２は第１図に実
線にて示す上限位置（Ｕ）にあり、横行ベース６は第２
図に示す中間位置Ｎにあり、第１アーム９、第２アーム
１１は第２図に示す（０°）位置にあり、スイングアー
ム１４は第１図に実線にて示すように（０°）位置にあ
って垂直に起立しており、第１、第２、第３チャック１
７，１８．１９は開状態にある。尚、第１図中、２２は
支柱４０に固定された操作パネルである。

次に、本単結晶搬出装置ｌによる単結晶インゴットＷの
取り出し作業を第３図に示すフローチャート及び第４図
乃至第１２図に示す作用説明図に基づいて説明する。

先ず、操作パネル２２を操作して電動チェーンブロック
５を駆動して上限位置（Ｕ）にある上下動ベース２をガ
イドレール３，３に沿って下降せしめ（第３図のステッ
プ１）、これを第１図に鎖線にて示す下限位置（Ｂ）で
停止せしめる０次に、第４図に示す第２アーム１１を軸
１２を中心に１８０”水平旋回せしめ（ステップ２）、
この状態のまま横行ベース６を第５図に示すように後退
端（Ｒ）まで後退せしめる（ステップ３）。

次に、第６図に示すように第１アーム９を軸１０．１０
を中心に９０°水平旋回せしめ（ステップ４）、この状
態を保って横行ベース６を第７図に示すように前進端（
Ｆ）まで移動せしめて（ステップ５）、第１、第２、第
３チヤツク１７．１８．１９を開閉扉か開けられたプル
チャンバー３２内に望ませる。尚、第７ｒＩ！Ｊ中、Ｗ
は単結晶インゴットである。

以上か取り出し準備作業であって、実際の取り出しは次
の手順でなされる。

即ち、第７図に示す状態から芯出し用の第３チヤツク１
９を閉じ（ステップ６）、その後に単結晶インゴットＷ
を下降せしめ（ステップ７）、第３チヤツク１９によっ
て該単結晶インゴットＷの芯出しを行なう。

次に、第１チヤツク１７をスイングアーム１４に沿って
上下動せしめてこれの位置合せを行ない（ステップ８）
、第１チヤツ１７に設けられたセンサーがインゴットＷ
を検知すれば該第１チヤツク１７を閉じてこれで単結晶
インゴットＷを把持する（ステップ９）、尚、この第１
チヤツク１７でインゴットＷを把持する力は、該第１チ
ヤツク１７に設けられたトルクリミッタ−によって一定
値以下に抑えられる。

その後、上記同様に第２チヤツク１８に設けたセンサー
がインゴットＷを検知すれば、該第２チヤツク１８を閉
じ（ステップ１０）、この第２チヤツク１８でも単結晶
インゴットＷを把持する。

このように、第３チヤツクエ９でインゴットＷの芯出し
をした後、第１．第２チャック１７．１８でインゴット
Ｗを把持すると、該インゴットＷの上端絞り部を切断す
る（ステップ１１）。

次に、第８図に示すように横行ベース６を後退端（Ｒ）
まで後退せしめ（ステップ１２）、第９図に示すように
第１アーム９を軸１０．１０を中心に元の方向へ９０″
′水平旋回せしめてこれを原点位置（０°）に復帰させ
る（ステップ１３）。

その後、この状態のまま横行ベース６を前進させて第１
Ｏ図に示すようにこれを中間位置（Ｎ）に復帰させ（ス
テップ１４）、第１１図に示すように第２アーム１１を
軸１２を中心に元の方向へ９０”だけ水平旋回させれば
（ステップ１５）、第１、第２アーム９．１１は図示の
ように一直線上に並び、単結晶インゴットＷの取り出し
作業が完了する。

以上のように取り出し作業が終了すると、第１２図に示
すように搬送台車２１を準備しくステップ１６）、その
後に電動チェーンブロック１６を駆動してスイングアー
ムエ４を軸１５を中心に９０°回動せしめれば（ステッ
プ１７）、該スイングアーム１４及びこれに支持された
単結晶インゴットＷか図示のように搬送台車２１上で水
平に保たれる。この状態て電動チェーンブロック５を駆
動して上下動ベース２を下降せしめ、インゴットＷの高
さを調整してこれの受は渡し高さを調整しくステップ１
８）、その後に第１、第２、第３チャック１７，１８．
１９を開ければ（ステップ１９）、インゴットＷは当該
単結晶搬出装置１から搬送台車２１上へ移載される。

上記単結晶インゴットＷの搬送台車２工上への移載作業
か終了すると、チャック１７，１８゜１９とインゴット
Ｗが干渉しない程度に上下動ベース２を上昇せしめ（ス
テップ２ｏ）、スイングアームエ４を軸１５を中心に元
の方向へ９０”回動せしめ（ステップ２１）、第２アー
ム１１を軸１２を中心に元の方向へ９０°水平旋回せし
め（ステップ２２）、最後に上下動ベース２を元の上限
位１１（Ｕ）まで上昇せしめれば、当該単結晶搬出装置
１は原点位置に復帰する。

以上のように、当該単結晶搬出装置ｌを用いれば、重く
て熱い単結晶インゴットＷを作業性良く能率的に、且つ
安全に取り出してこれを搬送台車２１上に移載すること
ができるが、単結晶搬出装置ｌは引上装置Ｅ３０とは別
体に設置されるため。

既存の引上装置３０に何らの変更を加える必要がなく、
該引上装置３０の大型化、構造の複雑化を招くこともな
い。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、単結晶引上
装置に対して上下動する上下動ベースと、該上下動ベー
スに対して横移動する横行ベースと、該横行ベースにそ
の基端部が枢着され、枢着部を中心に水平旋回可能な第
１アームと、該第１アームの先部にその基端部が枢着さ
れ、枢着部を中心に水平旋回可能な第２アームと、該第
２アームの先部にその下端部が枢着され、枢着部を中心
に上下方向に揺動可能なスイングアームと、該スイング
アームに取り付けられた開閉可能なチャック部と、これ
ら上下動ベース、横行ベース、第１アーム、第２アーム
、スイングアーム、チャック部をそれぞれ駆動する駆動
源を含んで単結晶搬出装置を構成したため、既存の単結
晶引上装置に変更を加えることなく、単結晶の取り出し
を作業性良く能率的に、且つ安全に行なうことかできる
という効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る単結晶搬出装置の側面図、第２図
は同装置の平面図、第３図は単結晶の搬出作業手順を示
すフローチャート、第４図乃至第１２図は同搬出装置の
作用説明図である。 １・・・単結晶搬出装置、２・・・上下動ベース、６・
・・横行ベース、９・・・第１アーム、１１・・・第２
アーム、１４・・・スイングアーム、１７，１８．１９
・・・第１、第２、第３チヤツク（チャック部）、３０
・・・単結晶引上装置、Ｗ・・・単結晶インゴット。 特許出願人　　信越半導体株式会社 代理人　弁理士　　　　山　　下　　亮第２図 （Ｏつ 第３図 第４図 第６図 （υつ 第Ｓ図 第１０図 第５図 第７図 第９図 （ｑ（）１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）単結晶引上装置に対して上下動する上下動ベース
   と、該上下動ベースに対して横移動する横行ベースと、
   該横行ベースにその基端部が枢着され、枢着部を中心に
   水平旋回可能な第１アームと、該第１アームの先部にそ
   の基端部が枢着され、枢着部を中心に水平旋回可能な第
   ２アームと、該第２アームの先部にその下端部が枢着さ
   れ、枢着部を中心に上下方向に揺動可能なスイングアー
   ムと、該スイングアームに取り付けられた開閉可能なチ
   ャック部と、これら上下動ベース、横行ベース、第１ア
   ーム、第２アーム、スイングアーム、チャック部をそれ
   ぞれ駆動する駆動源を含んで構成される単結晶引上装置
   における単結晶搬出装置。
2. （２）前記スイングアームの揺動角は９０°である請求
   項１記載の単結晶引上装置における単結晶搬出装置。
3. （３）前記チャック部は複数設けられ、少なくともその
   １つが単結晶の芯出し機能を有し、他のチャック部には
   単結晶の有無を検知するセンサー及びトルクリミッター
   が設けられている請求項１記載の単結晶引上装置におけ
   る単結晶搬出装置。
4. （４）前記駆動源は電動モータである請求項１記載の単
   結晶引上装置における単結晶搬出装置。