TW540094B - Pulling room - Google Patents

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TW540094B
TW540094B TW090126836A TW90126836A TW540094B TW 540094 B TW540094 B TW 540094B TW 090126836 A TW090126836 A TW 090126836A TW 90126836 A TW90126836 A TW 90126836A TW 540094 B TW540094 B TW 540094B
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Michiaki Oda
Kazuya Nakagawa
Hideaki Matsushima
Hidetoshi Seki
Toshiro Hayashi
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Shinetsu Handotai Kk
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    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

540094 A7 B7__ 五、發明説明（} 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於設置單結晶提拉機之拉晶室的地板構造 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 【習知技術】 以往，提拉作爲半導體基板材料之矽等的半導體單結 晶用的提拉機，數台〜數十台地設置在廠房內；設置這些 設備的拉晶室，分成二層亦即分成要求潔淨度的上層、以 及配置提拉機本體以及用來運轉提拉機之公用設備等的下 層；且形成從拉晶室的天花板或是其附近一直供給往下方 流動的潔淨空氣的構造。 例如，第3圖所示的拉晶室，係具有2層作業地板的 拉晶室；在拉晶室1內，設置數台〜數十台單結晶提拉機 1 1 (利用C Z法的提拉機），而利用具有通風口 6的上 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 作業地板1 3 ，分成上層和下層的2個層級。另一方面， 具備循環型的空調系統2，此空調系統係在上層的天花板 附近，具有過濾器8，從其吹出口 1 0吹出潔淨空氣，通 過通風口 6，然後從配置在下層的側壁等處的回風管4， 吸引污染氣流，在熱交換器9內進行溫度調節後，再由送 風機7送至送風管3。 而且，在下作業地板1 4上，除了配置單結晶提拉機 1 1的本體以外，尙配置有用來運轉提拉機的附屬機器（ 電源裝置、真空泵、控制盤、油壓裝置等）以及循環冷卻 水配管、排氣配管、電纜線等的公用設備1 2。此處，雖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 540094 A7 B7 五、發明説明（^ 然不需要特別潔淨的環境，但是必須要有不會損害上層的 潔淨環境的措施。 而且，在拉晶室1 ，在製造完成後，使用凳子28， 將單結晶棒2 0從提拉機1 1的單結晶棒取出用門2 7取 出，以進行下一工程的搬出作業；或是爲了進行下次的單 結晶製造而進行之主艙2 1、提拉艙2 2、石墨坩堝2 5 '石墨加熱器、隔熱材等的爐體以及爐體內構成零件的拆 卸淸掃或原材料搬入等的作業，係在共通的上作業地板 1 3上進行。特別是在此上作業地板1 3上，由於要處理 必須避免有塵埃存在之作爲原材料的多結晶矽2 3或石英 坩堝等，所以供應潔淨空氣，必須維持其潔淨度。 爲了改善拉晶室內的環境，已進行以下的各種硏究。 首先，爲了使拆卸淸掃提拉機時所產生的塵埃，不會 影響到相鄰的提拉機，本發明的申請人等，提出一種系統 (參照日本特開平6 - 1 5 9 7 5 1號公報）：在提拉機 上部設置潔淨空氣的吹出口，而在提拉機本體的下部之地 基的下部或內部，設置吸引風扇，來防止向下氣流擴散。 又’隨著單結晶的大直徑化，提拉機也大型化，習知 的2層地板的構造已經無法因應，爲了改善作業性及確保 安全性’本發明的申請人提出一種（參照日本特開平6 -1 5 9 7 5 1號公報）將局部的操作平台或楔形板（ciap)附 加在提拉機上的構造。 進而’爲了防止發塵（產生塵埃）影響到周邊，提出 一種系統（參照U S P 5 6 4 1 3 5 4 ):將提拉機一台 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 _ 5 " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T Ρ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 540094 A7 B7 五、發明説明（j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一台地設置在隔離室化的房屋內，而爲了能夠對應設置在 其內的各層地板的目的，符合所要達到的潔淨度，使潔淨 空氣從上層往下流地供給。在該發明中，雖然揭示出3層 地板的構造’但是係在每個房間內一台一台地設置提拉機 之隔離室化的系統，由於每一隔離室需要空調用過濾器或 風管等的設備，每一台提拉機的設置面積過大，增加建造 成本。又，作爲高重量化的對策，需要自動搬送裝置，但 是此種系統難以設置自動搬送裝置。進而，當要更換提拉 機時’由於隔離室的構造而對配置造成限制，當要更換成 更大型的提拉機時，會有無法更換的問題。而且，在進行 現場監視時，由於作成隔離室構造，需要對每個隔離室進 行監視，而在維修或是例如停電時等的緊急時的對應，會 有無法迅速地進行等的不便情況。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 丰導體置的微細化急速地進展，單結晶的品質將更 加地被要求，而隨著結晶的大直徑化，品質的要求將更快 速地嚴格化。在此種情況下，若如以往地將會產生塵埃之 爐體以及爐體內構成零件的拆卸和淸掃作業、以及要求高 潔淨環境之將原料裝入爐體內的作業，在相同的作業地板 進行的方式’則在原材料的裝入作業時，將會混入發麈物 質’會影響單結晶棒的品質而使其品質降低、或是影響作 業性。特別是在設置有複數台提拉機的拉晶室中，在相鄰 的fe fci機之間’在相同的作業地板上，會同時地進行淸掃 作業和原料裝入作業，而使問題更嚴重。 又，爲了解決上述問題，使每一台提拉機的設置面積 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（21〇χ297公釐） 540094 A7 B7 五、發明説明（j (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 變小、使空調用過濾器或風管等的設備需要量減至最小， 來減少建造成本和維持費用的技術，成爲課題。又，作爲 高重量化對策的導入自動搬送裝置或更換提拉機時，特別 是更換大型提拉機時的配置限制減少、現場監視的容易化 、以及謀求維修和例如停電時的緊急對應的迅速化，也成 爲課題。 進而，提拉機的大型化，裝置高度將超過1 〇 m，製 造後的單結晶的取出作業高度與爐體和爐體內拆卸淸掃作 業高度的差異，將越來越大，因此也開始硏究對應作業的 目的，確保其作業環境的潔淨度以及確保安全性的對策等 【發明之揭示】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明係鑒於上述習知技術的問題點而發明出 來，其目的爲提供一種拉晶室，可以將會產生塵埃之爐體 和爐體內構成零件的拆卸和淸掃作業、以及要求高潔淨度 之將原料裝入爐體內之作爲提拉機運轉開始準備的作業， 完全地分離，且即使提拉機大型化，也能夠確保作業的安 全性。 爲了解決上述課題，本發明的拉晶室，係針對設置複 數台單結晶提拉機，具有複數個作業地板，且從天花板或 是其附近的上部，供給潔淨空氣，使潔淨空氣往下流之潔 淨化的拉晶室，其特徵爲： 對應在各作業地板進行的作業所需要的潔淨度，而設 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐） -7 - 540094 A7 B7 五、發明説明（g 置至少3層地板以上的作業地板。 若藉由此手段，拉晶室之例如至少從最上層地板、中 間地板、至最下層地板，在各作業地板中，可以對應其所 需要的潔淨度，從天花板以往下流的方式供給潔淨空氣； 在最上層地板上，可以進行需要最高潔淨度的作業；在中 間地板上，可以進行即使是稍微低的潔淨度亦可之作業； 而在最下層地板上，則進行不太需要潔淨度的作業。因此 ，對應作業內容的不同而需要不同潔淨度之單結晶的提拉 作業，能夠在各地板上分離地進行。 藉由作成如此的構成，可以使平均每一台的設置面積 變小；又，由於可以使空調用過濾器或風管等的設備簡略 化，而容易維護，因此可以降低建造成本和設備維護費用 。特別是作爲高重量化對策而導入自動搬送裝置時，雖然 需要自動搬送裝置通過的通路，但是由於在各層中，廠房 並未區隔，所以極爲容易進行設置。進而，具有：當進行 現場監視時，由於廠房未區隔，所以容易監視，且在停電 時容易迅速地進行緊急對應的優點。進而，由於沒有作成 隔離室化，配置的限制少，而容易更換提拉機。特別是導 入大型的提拉機時，若預先將天花板的高度設計爲高天花 板，則不會產生重大的困難。 此情況，前述拉晶室的地板構造，至少係由： 配置在最上層，要求高潔淨度的原材料搬入以及單結 晶棒搬出用的作業地板； 配置在中間層，在單結晶製造後，會產生塵埃之提拉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210><297公釐） -8 - 540094 A7 __ B7_ 五、發明説明（g 機內部的淸掃或是爐體構成零件組裝用之低潔淨度的作業 地板；以及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 配置在最下層，設置提拉機本體和其附屬機器、以及 公用設備，並進行這些設備的維修作業之不需要潔淨度的 作業地板所構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此地將拉晶室的地板作成至少3層以上，最上層地 板，係作爲需要最高潔淨度之搬入多結晶、石英坩堝等的 原材料，且在製造後搬出單結晶棒的作業地板；中間地板 ，係作爲在操作結束後進行會產生塵埃之爐體內的淸掃、 或是準備下一次操作而將需要潔淨度之組裝爐體內構成零 件（石墨）的作業地板；而最下層地板，則作爲設置提拉 機本體以及其附屬機器和公用設備，以及進行維護這些設 備之不太需要潔淨度的作業地板。藉由此手段，即使設置 複數台提拉機，也能夠一直使原料裝入作業和會產生塵埃 的作業分離，能夠防止原料等被塵埃污染而造成結晶成長 不良或是品質降低等情況的發生。又，由於可以在最上層 地板進行長成後的單結晶棒的搬出作業，所以不需要利用 楔形板（clap)在高處進行作業，而能夠確保安全性。 若根據本發明，即使爲設置有複數台提拉機的拉晶室 ，從天花板往下吹出的潔淨空氣不會被發塵物質污染，而 能夠維持各層地板所需的潔淨度，在各作業地板進行各自 的作業’且能夠防止發塵物質混入以避免單結晶成長不良 或是品質降低。藉由此手段，特別是可以解決以往在相同 潔淨度的作業地板上進行原材料的搬入和爐體內的淸掃作 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）— 540094 A7 B7 五、發明説明（> 業時，所產生的矛盾問題。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又’隨著提拉機的大型化，製造完成後之單結晶棒取 出作業和爐體內淸掃作業的上下位置差異雖然變大，但是 藉由作成3層地板以上的構造，不必利用凳子等，在高處 進行作業，具有確保安全性的效果。 【本發明之實施形態】 以下，說明本發明之實施形態，但是本發明並不限定 於此實施形態。 本發明的發明人，硏究出： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 針對設置複數台單結晶提拉機，具有複數個作業地板 ’且從天花板或是其附近的上部，供給潔淨空氣，使潔淨 空氣往下流之潔淨化的拉晶室，若能夠對應在各作業地板 上之作業所需要的潔淨度，使作業內容分離，則可以將拉 晶室內以及提拉機內的潔淨度維持在高潔淨度.，除了能夠 防止發塵物質混入，以避免造成單結晶成長不良或是品質 降低，而且可以不用隨著提拉機的大型化，需要利用楔形 板等，在高處進行作業；因而考慮各種條件，經深入硏究 後而完成本發明。 如上所述，本發明的拉晶室，例如針對設置複數台單 結晶提拉機，具有複數個作業地板，且從天花板或是其附 近的上部，供給潔淨空氣，使潔淨空氣往下流之潔淨化的 拉晶室，其特徵爲： 對應在各作業地板進行的作業所需要的潔淨度，而設 本紙張尺度適用中顚家標準（CNS ) A4規格（210X297公慶) 「10 - ' -- 540094 A7 B7 五、發明説明（$ 置至少3層地板以上的作業地板。 進而，具體的拉晶室的地板構造，至少係由： 配置在最上層，要求高潔淨度的原材料搬入以及單結 晶棒搬出用的作業地板； 配置在中間層，在單結晶製造後，會產生塵埃之提拉 機內部的淸掃或是爐體構成零件組裝用之低潔淨度的作業 地板；以及 配置在最下層，設置提拉機本體和其附屬機器、以及 公用設備，並進行這些設備的維修作業之不需要潔淨度的 作業地板所構成。 在此，根據圖面來說明本發明的拉晶室的功能。 第1圖係表示本發明之拉晶室之一例的槪要圖。第2 圖係相同實施例的立體圖。 . 例如，第1圖所示的拉晶室係具有3層的作業地板之 拉晶室；在拉晶室1內，設置數台〜數十台單結晶提拉機 1 1 ，且利用最上層地板3 0和中間地板3 1 ，區分成上 層、中層以及下層等的3層。另一方面，具備循環型的空 調系統2 ’此空s周系統：係在上層的天花板附近，有過濾; 器8，從其吹出口 1 0吹出潔淨空氣，然後空氣通過設置 在最上層地板3 0和中間地板3 1上的通風口 6等，從配 置在下層的側壁處的回風管4，吸引污染氣流，然後利用 熱交換器9進行溫度調節，再以送風機7將空氣送至送風 管3。 而且，在最下層地板3 2上，除了配置單結晶提拉機 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 540094 A7 B7
五、發明説明（I 1 1的本體以外，尙配置有用來運轉提拉機的附屬機器（ 電源裝置、真空泵、控制盤、油壓裝置等）以及循環冷卻 水配管、排氣配管、電纜線等的公用設備1 2。此處，不 需要特別潔淨的環境。 接著，說明伴隨著在拉晶室1內進行的單結晶製造， 在各作業地板的各種作業。 首先，在要求最高程度的潔淨度之最上層地板3 0上 ，將製造完成的單結晶棒2 0，從單結晶提拉機1 1之提 拉艙2 2的單結晶棒取出用門2 7取出，進行往下一工程 的搬出作業。如此，由於可以將重量大的單結晶棒的取出 、搬出作業，在最上層地板3 0上進行，所以能夠不使用 習知的凳子便可以容易地進行作業，由於不在高處作業， 所以能夠確保安全性。 又，在最上層地板，爲了進行下一次的單結晶製造， 進行要避免塵埃之原料的多結晶矽2 3或石英坩堝2 4的 搬入作業。 最上層地板3 0，由於和進行淸掃作業的中間地板 3 1分離，所以能夠一直保持高潔淨度，適合進行搬入原 料等的作業。特別是，對於複數台單結晶提拉機1 1 ，即 使同時相鄰地分別進行原料的裝入和拆卸、淸掃，由於係 在另外的地板上進行作業，所以完全不會相互地影響。 再者’將位於最上層地板3 〇上的原料設定在提拉機 1 1內的方法’例如’可以根據日本特公平6 一 1〇2 5 8 7號所示的方法，將原料2 3和摻雜劑（dopant) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X2:_7公釐 -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 540094 A7 B7 五、發明説明（）|〇 投入石英坩堝2 4內之後，蓋上蓋子，在使內部成爲真空 狀態下，然後利用起重機吊下，而設定在提拉機1 1內。 將石英坩堝2 4吊下的起重機，係採用其機械臂附屬 在提拉機本體上（未圖示），介由該機械臂利用馬達捲繞 鋼索的方式。又，當要將石英坩堝2 4設定在提拉機內時 ，藉由旋轉機構3 3的旋轉，將提拉艙2 2抬起，使爐體 上部開放，而可以將坩堝和原料從上方吊下，而設定在提 拉機內。.再者，當拆卸爐、淸掃時，藉由未圖示的旋轉機 構的旋轉，可以將主艙2 1也抬起。 在中間地板3 1 ，進行提拉機的爐體或爐內構成零件 的拆卸、淸掃、組裝等。此作業雖然將會產生相當多的塵 埃，由於在中間地板3 1上也設置通風口 6，而確保拉晶 室內的潔淨空氣往下流動，所以不會影響到上層。如此， 可以將要求高潔淨度之原料或坩堝的搬送和裝入作業、以 及會產生塵埃之提拉機的拆卸和淸掃作業，完全地分離。 在此，若預先作成可以使潔淨空氣從進行拆卸作業的正上 方位置往下流動，則在拆卸、淸掃後的提拉機上，殘留的 塵埃好少，將更爲理想。 而且，在最下層地板3 2上，除了設置單結晶提拉機 1 1的本體以外，尙配置有用來運轉提拉機的附屬機器（ 電源裝置、真空泵、控制盤、油壓裝置等）以及循環冷卻 水配管、排氣配管、電纜線等的公用設備1 2 ;雖然平時 要進行檢查是否漏電、漏水以及保養、淸掃等，但是由於 這些機器、設備不需要在特別潔淨的環境，所以即使是通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -13- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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五、發明説明（L 過中間地板往下流的空氣的潔淨度，也能夠充分地滿足作 業要求。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如以上所述，藉由作成對每個作業保持適當的潔淨度 的作業地板，例如若將搬入原材料的最上層地板的潔淨度 設定爲等級（class)l 0 0 0，則雖然在中間地板處，隨著進 行爐體內的拆卸淸掃作業而產生塵埃，使潔淨度惡化至等 級1 0 0 0 0左右，但是對最上層地板完全沒有影響，而 被維持在高潔淨度，能夠完全符合實施原材料搬入作業時 所要求的高潔淨度，且能沒有任何障礙安全地實施。 再者，本發明，並不限定於上述實施形態。上述實施 形態僅是例示而已，與本發明的申請專利範圍所記載的技 術思想實質上相同的構成，而具有相同效果的拉晶室，不 論作如何的改變，皆包含在本發明的技術範圍內。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 例如，在上述實施形態中，雖然僅例示出設置3層地 板的拉晶室，但是本發明不限定於此，也可以根據所要達 成的目的，用來更細地區分潔淨度，而設置4層地板或5 層地板以上。特別是今後的結晶直徑將越來越大’提拉機 以及拉晶室的高度將更高，而將需要設置4層以上的地板 。關於潔淨度，雖然已經說明了將最上層設定爲等級 1 ο ο 〇的情況，然而，當然也可以設定成等級1 〇 〇或 是等級1 0的情況。 又，在本發明中所謂的提拉機，並不限定於用來進行 通常的切克勞斯基法（Czochralski method)的提拉機’也可以 爲用來進行在提拉矽單結晶時，施加磁場的M C z法 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 540094 A7 _________B7 五、發明説明（ (Magnetic field applied Czochralski method)的提拉機。 【圖面之簡單說明】 第1圖係表示本發明之拉晶室之一例的槪要圖。 第2圖係表不本發明之拉晶室之一例的立體圖。 第3圖係表示習知拉晶室的槪要圖。 【符號說明】 1 :拉晶室 2 :空調系統 3 :送風管 4 :回風管 6 :通風口 7 :送風機 8 :過濾器 9:熱交換器 1 0 :吹出口 1 1 :提拉機 1 2 :公用設備 13:上作業地板 1 4 :下作業地板 2 0 :單結晶棒 2 1 :主艙 2 2 :提拉艙 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） -15 540094 A7 B7 五、發明説明（）|3 2 3 :多結晶矽 2 4 :石英坩堝 2 5 ·石墨ί甘渦 2 7 :單結晶棒取出用門 2 8 :凳子 3〇：最上層地板 3 1 :中間地板 3 2 .:最下層地板 3 3 :旋轉機構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -16-

Claims (1)

  1. 540094 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種拉晶室，係針對設置複數台單結晶提拉機， 具有複數個作業地板，.且從天花板或是其附近的上部，供 給潔淨空氣，使潔淨空氣往下流之潔淨化的拉晶室，其特 徵爲： 對應在各作業地板進行的作業所需要的潔淨度，而設 置至少3層地板以上的作業地板。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之拉晶室，其中前述 拉晶室的地板構造，至少係由： 配置在最上層，要求高潔淨度的原材料搬入以及單結 晶棒搬出用的作業地板； 配置在中間層，在單結晶製造後，會產生塵埃之提拉 機內部的淸掃或是爐體構成零件組裝用之低潔淨度的丨乍_ 地板；以及 配置在最下層，設置提拉機本體和其附屬機器、以及 公用設備，並進行這些設備的維修作業之不需要潔彳爭g白勺 作業地板所構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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