TWI685384B - 單結晶拉升裝置的清潔裝置及其清潔方法 - Google Patents

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TWI685384B TW107103658A TW107103658A TWI685384B TW I685384 B TWI685384 B TW I685384B TW 107103658 A TW107103658 A TW 107103658A TW 107103658 A TW107103658 A TW 107103658A TW I685384 B TWI685384 B TW I685384B
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Abstract

一種清潔裝置(10)，其對單結晶拉升裝置(1)內進行清潔，其具備可插入至牽引腔室(1a)內的主筒部(11)、且於主筒部的上部具備對牽引腔室(1a)的內表面進行清潔的內表面清潔機構(17)，主筒部(11)於其內部具備將線下部的晶種夾頭退避收納的退避收納部(12)、且於主筒部的下部具備可使多個延伸棒(13A)~延伸棒(13D)於軸方向上接上的接續延伸機構(13)，藉此高效地進行牽引腔室(1a)內表面清潔。

Description

單結晶拉升裝置的清潔裝置及其清潔方法
本發明是有關於一種單結晶拉升裝置的清潔裝置及其清潔方法，且特別是有關於一種適合用於單結晶拉升裝置內的清掃的技術，所述單結晶拉升裝置利用線並使用丘克拉斯基法(Czochralski method，CZ method)而自坩堝內的半導體熔液中拉升單結晶矽等半導體單結晶。
通常，作為使矽(Si)或砷化鎵(GaAs)等的半導體單結晶成長的手段之一，已知有使用CZ法的單結晶拉升裝置。為了於該單結晶拉升裝置中進行拉升成長，首先於配設於作為密閉容器的腔室內部的石英坩堝內儲存半導體熔液，並利用配置於石英坩堝的周圍的加熱器將該半導體熔液加熱控制成規定溫度。
繼而，藉由下垂至腔室上部的牽引腔室(pull chamber)內的(鎢)等的線，自配置於牽引腔室下方的石英坩堝內的半導體熔液中拉升半導體單結晶。
此種單結晶拉升裝置將拉升半導體單結晶的線的捲起裝置(省略圖示)設置於可旋轉地設置在牽引腔室上的牽引頭(pull head)內。即，線經由作為將牽引頭與牽引腔室連通的孔的中心件(centerpiece)部而自牽引頭下垂至牽引腔室內。
於所述單結晶拉升裝置中，有可能於拉升成長過程中在牽引腔室的內表面等上產生Si的蒸氣等附著物，且該附著物作為粉塵而落下。該粉塵有可能影響拉升成長而引起單結晶的有差排化，使結晶拉升特性惡化。因此，進行牽引腔室或線的清潔(專利文獻1)。
牽引腔室或線位於單結晶拉升裝置的上部且為高處，因此於專利文獻1中揭示的技術中，為了進行該些的清潔，藉由台座升降機構、台座、回轉台、噴嘴升降機構、空氣噴出噴嘴等對腔室殼體進行載置並密閉的大型的裝置，同時進行牽引腔室內表面的清潔與線清潔。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-045488號公報
尤其，近年來石英坩堝口徑變大，因此Si蒸氣等的附著物產生量亦變多，因此為了防止有差排化，清潔的需要頻度進一步變高。
但是，若如專利文獻1般同時進行線與牽引腔室內表面的清潔，則線、晶種夾頭(seed chuck)等針對下次的拉升需要調 整的因素多，因此存在清潔所需要的作業變多、作業效率變差這一問題。另外，於專利文獻1的技術中，因需要使大型的裝置移動，故存在耗費作業時間這一問題。因此，存在欲更簡便地且有效率地於短時間內僅實施附著物產生量多的牽引腔室內表面的清潔這一要求。
本發明是鑒於所述情況而成者，其欲達成如下的目的，所述目的是提供一種可容易地於短時間內有效率地實施需要頻度比線清潔高的牽引腔室內表面的清潔的單結晶拉升裝置的清潔裝置、清潔方法。
本發明者等人進行努力研究的結果，發現為了防止、減少有差排化，較佳為於每次結束單結晶的拉升成長時均進行牽引腔室內表面的清潔。尤其，發現與線清潔相比，提高牽引腔室清潔的頻度，藉此對於防止、減少有差排化有效。
本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置是對藉由下垂至密閉容器的牽引腔室內的線，自設置於牽引腔室下方的坩堝內的半導體熔液中拉升半導體單結晶的單結晶拉升裝置內進行清潔的裝置，具備可插入至所述牽引腔室內的主筒部、且於該主筒部的上部具備對所述牽引腔室的內表面進行清潔的內表面清潔機構，所述主筒部於其內部具備將線下部的晶種夾頭退避收納的退避收納部、且於所述主筒部的下部具備可使多個延伸棒於軸方向 上接上的接續延伸機構，藉此解決所述課題。
本發明的所述內表面清潔機構可於所述主筒部的外周面上具備刮刷器(wiper)構件，所述刮刷器構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上。
本發明的所述刮刷器構件可沿著所述牽引腔室的內周面而設置成環狀。
本發明的所述內表面清潔機構可具備使所述刮刷器構件於所述主筒部的半徑方向上變形或移動的刮刷器可變機構。
本發明的所述刮刷器可變機構可具備設置於所述刮刷器構件與所述主筒部的外周面之間的可撓性袋體，且該可撓性袋體可注入空氣而膨脹。
本發明的所述可撓性袋體可為沿著所述主筒部的外周面設置成環狀的橡皮管。
於本發明的所述主筒部的下部可具備軸方向位置規定機構，所述軸方向位置規定機構於該主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下，相對於所述牽引腔室的中心軸方向來規定所述主筒部的軸方向位置。
本發明的所述軸方向位置規定機構可於所述主筒部的外周面上具備引導構件，所述引導構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上。
本發明的所述引導構件能夠以與所述刮刷器構件的直徑尺寸大致相同或比其小的直徑尺寸，沿著所述牽引腔室的內周面而設 置成大致環狀。
本發明的所述內表面清潔機構可於所述主筒部下部的外周面上具備第2刮刷器構件，所述第2刮刷器構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上。
本發明的單結晶拉升裝置的清潔方法是進行藉由下垂至密閉容器的牽引腔室內的線，自設置於牽引腔室下方的坩堝內的半導體熔液中拉升半導體單結晶的單結晶拉升裝置的線清潔的單結晶拉升裝置的清潔方法，將清潔裝置的主筒部插入至所述牽引腔室內，並於所述主筒部的下部使作為接續延伸機構的多個延伸棒於軸方向上接上，於在所述主筒部的內部將晶種夾頭退避收納至線下部的退避收納部中的狀態下，設置於所述主筒部的上部外周面上的內表面清潔機構的刮刷器構件以抵接於所述牽引腔室的內表面的狀態滑動而對所述牽引腔室的內表面進行清潔，藉此解決所述課題。
當將所述主筒部插入至所述牽引腔室內時，可藉由設置於本發明的所述主筒部的下部的軸方向位置規定機構的引導構件，相對於所述牽引腔室的中心軸方向來規定所述主筒部的軸方向位置。
本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置是對藉由下垂至密閉容器的牽引腔室內的線，自設置於牽引腔室下方的坩堝內的半導體熔液中拉升半導體單結晶的單結晶拉升裝置內進行清潔的裝置， 具備可插入至所述牽引腔室內的主筒部、且於該主筒部的上部具備對所述牽引腔室的內表面進行清潔的內表面清潔機構，所述主筒部於其內部具備將線下部的晶種夾頭退避收納的退避收納部、且於所述主筒部的下部具備可使多個延伸棒於軸方向上接上的接續延伸機構，藉此能夠以將主筒部插入至牽引腔室內，配置有內表面清潔機構的主筒部的上部藉由接續延伸機構而到達牽引腔室的頂部附近為止，並且將晶種夾頭收納並退避至主筒部內的退避收納部中的狀態，於牽引腔室內部位置進行牽引腔室的內表面清潔。藉此，可不使用平台車等大型的裝置，自其下側迅速且容易地對拉升結束後的牽引腔室內表面進行清潔。
本發明的所述內表面清潔機構於所述主筒部的外周面上具備刮刷器構件，所述刮刷器構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上，藉此因刮刷器構件抵接於牽引腔室內表面，故藉由使主筒部以插入狀態上下移動，刮刷器構件可於牽引腔室內表面上滑動而擦掉附著物。
本發明的所述刮刷器構件沿著所述牽引腔室的內周面而設置成環狀，藉此刮刷器構件可抵接於牽引腔室內表面的全周方向上而容易地對牽引腔室的整個內周面進行清掃。
本發明的所述內表面清潔機構具備使所述刮刷器構件於所述主筒部的半徑方向上變形或移動的刮刷器可變機構，藉此可自如地使刮刷器構件抵接於牽引腔室內周面上、或與牽引腔室內周面分離。因此，除實際進行清掃的情況以外，可先使刮刷器 構件離開牽引腔室內周面，於將主筒部插入至牽引腔室內來設置時或自牽引腔室內拔出主筒部時，刮刷器構件不會成為障礙，可順利地進行作業。另外，可防止因主筒部而損傷牽引腔室內表面。
本發明的所述刮刷器可變機構具備設置於所述刮刷器構件與所述主筒部的外周面之間的可撓性袋體，且該可撓性袋體可注入空氣而膨脹，藉此配置於可撓性袋體的外側的刮刷器構件於半徑方向外側移動或變形，可使刮刷器構件抵接於牽引腔室內周面上。因此，僅藉由使可撓性袋體膨脹這一簡便的手段便可容易地進行刮刷器構件的變形或移動。
本發明的所述可撓性袋體是沿著所述主筒部的外周面而設置成環狀的橡皮管，藉此可使橡皮管容易且迅速地遍及主筒部整個外周膨脹，可使刮刷器構件於主筒部整個外周上變形或移動，而藉由刮刷器構件於主筒部整個外周上同時滑動來迅速地進行清潔。
於本發明的所述主筒部的下部具備軸方向位置規定機構，所述軸方向位置規定機構於該主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下，相對於所述牽引腔室的中心軸方向來規定所述主筒部的軸方向位置，藉此於將主筒部插入至牽引腔室內，且藉由接續延伸機構而使主筒部上升至內表面清潔機構到達牽引腔室的頂部附近為止時，可防止主筒部的軸方向傾斜，其下部接觸牽引腔室內表面，並因主筒部而損傷牽引腔室內表面，或由該接觸所引起的揚塵。同時，於將晶種夾頭收納並退避至主筒部內的退避收 納部中時，可防止主筒部的軸方向傾斜，退避收納部內表面接觸晶種夾頭，並因主筒部而損傷晶種夾頭，或由該接觸所引起的揚塵。
本發明的所述軸方向位置規定機構於所述主筒部的外周面上具備引導構件，所述引導構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上，藉此可防止刮刷器構件與引導構件以外的主筒部接觸牽引腔室內表面，並因主筒部而損傷牽引腔室內表面，或由該接觸所引起的揚塵。
本發明的所述引導構件以與所述刮刷器構件的直徑尺寸大致相同或比其小的直徑尺寸，沿著所述牽引腔室的內周面而設置成大致環狀，藉此可一面維持使主筒部的軸方向與牽引腔室的軸方向大致一致的狀態，一面使主筒部上升。
本發明的所述內表面清潔機構於所述主筒部下部的外周面上具備第2刮刷器構件，所述第2刮刷器構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上，藉此與引導構件同樣地，可一面維持使主筒部的軸方向與牽引腔室的軸方向大致一致的狀態，一面使主筒部上升，並且可藉由刮刷器構件與第2刮刷器構件的2個部位(2個圓周位置)於主筒部整個外周上同時滑動，而進一步減少牽引腔室內表面上的附著物等。
本發明的單結晶拉升裝置的清潔方法是進行藉由下垂至密閉容器的牽引腔室內的線，自設置於牽引腔室下方的坩堝內的半導體熔液中拉升半導體單結晶的單結晶拉升裝置的線清潔的 單結晶拉升裝置的清潔方法，將清潔裝置的主筒部插入至所述牽引腔室內，並於所述主筒部的下部使作為接續延伸機構的多個延伸棒於軸方向上接上，於在所述主筒部的內部將晶種夾頭退避收納至線下部的退避收納部中的狀態下，設置於所述主筒部的上部外周面上的內表面清潔機構的刮刷器構件以抵接於所述牽引腔室的內表面的狀態滑動而對所述牽引腔室的內表面進行清潔，藉此可於變成將主筒部插入至牽引腔室內，配置有內表面清潔機構的主筒部的上部藉由接續延伸機構而到達牽引腔室的頂部附近為止，並且將晶種夾頭收納並退避至主筒部內的退避收納部中的狀態後，藉由內表面清潔機構來進行牽引腔室的內表面清潔。藉此，可不使用平台車等大型的裝置，自其下側迅速且容易地對拉升結束後的牽引腔室內表面進行清潔。
當將所述主筒部插入至所述牽引腔室內時，藉由設置於本發明的所述主筒部的下部的軸方向位置規定機構的引導構件，相對於所述牽引腔室的中心軸方向來規定所述主筒部的軸方向位置，藉此於將主筒部插入至牽引腔室內，且藉由接續延伸機構而使主筒部上升至內表面清潔機構到達牽引腔室的頂部附近為止時，可防止主筒部的軸方向傾斜，其下部接觸牽引腔室內表面，並因主筒部而損傷牽引腔室內表面，或由該接觸所引起的揚塵。同時，於將晶種夾頭收納並退避至主筒部內的退避收納部中時，可防止主筒部的軸方向傾斜，退避收納部內表面接觸晶種夾頭， 並因主筒部而損傷晶種夾頭，或由該接觸所引起的揚塵。
根據本發明，即便牽引腔室位於高處，藉由將主筒部插入至牽引腔室內並使接續延伸機構的多個延伸棒於軸方向上接上，亦可於將晶種夾頭收納並退避至主筒部內的退避收納部中的狀態下，利用內表面清潔機構自牽引腔室最上部至最下端為止對牽引腔室的內表面進行清潔。因此，可取得如下的效果：可不使用平台車等大型的裝置，自其下側迅速且容易地對拉升結束後的牽引腔室內表面進行清潔，並抑制由粉塵對拉升成長造成的影響(結晶的有差排化等)。
1‧‧‧單結晶拉升裝置
1a‧‧‧牽引腔室
1b‧‧‧牽引頭
1c‧‧‧捲起裝置
1d‧‧‧中心件部
1f‧‧‧牽引頭吸引管
1g‧‧‧牽引頭吸引部
2‧‧‧腔室
3‧‧‧石英坩堝/坩堝
3s‧‧‧基座
4‧‧‧碳製加熱器/加熱器
5‧‧‧保溫筒
6‧‧‧碳板
7‧‧‧流管
8‧‧‧上環
9‧‧‧軸
10‧‧‧清潔裝置
11‧‧‧主筒部
11a、11b、11c、11d‧‧‧凸緣部
12‧‧‧退避收納部
12a‧‧‧底部
13‧‧‧接續延伸機構
13A~13D‧‧‧延伸棒
13Ba、13Ca、13Da‧‧‧連接凹部
13Ab、13Bb、13Cb、13Db‧‧‧連接凸部
13a‧‧‧連接部
14‧‧‧卡止部
14a‧‧‧鉤
14b‧‧‧底座
14c‧‧‧桿
14d‧‧‧掛鉤
15‧‧‧軸方向位置規定機構
16‧‧‧引導構件
17‧‧‧內表面清潔機構
18、18A‧‧‧刮刷器構件
18B‧‧‧第2刮刷器構件
18a、18b‧‧‧端部
18c‧‧‧內側接合部
18d、18e‧‧‧雙折部
23‧‧‧刮刷器可變機構
23B‧‧‧刮刷器可變機構
24‧‧‧橡皮管(可撓性袋體)
24B‧‧‧橡皮管(可撓性袋體)
25‧‧‧加壓配管
26‧‧‧加壓空氣供給源
33‧‧‧外側噴嘴(外側吹出口)
33c‧‧‧吹附空氣供給管
33d‧‧‧閥
33e‧‧‧顆粒過濾器
33f‧‧‧油霧過濾器
33g‧‧‧耦合器
C‧‧‧半導體單結晶
L‧‧‧半導體熔液
SC‧‧‧晶種夾頭
SH‧‧‧晶種固定器
W‧‧‧線
圖1是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第1實施形態中的進行清潔的單結晶拉升裝置的正剖面圖。
圖2是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第1實施形態中的將主筒部插入至牽引腔室內的狀態的正剖面圖。
圖3是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第1實施形態中的主筒部及接續延伸機構的分解正剖面圖。
圖4是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第1實施形態中的接續延伸機構的另一例中的分離狀態的放大剖面圖。
圖5是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第1實施形態中的接續延伸機構的另一例中的連接狀態的放大剖面圖。
圖6中的(a)是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第1實施形態中的刮刷器構件的縮徑狀態的剖面圖，圖6中的(b)表示擴徑狀態的剖面圖。
圖7是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第2實施形態中的將主筒部插入至牽引腔室內的狀態的正剖面圖。
圖8是表示本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第3實施形態中的主筒部及接續延伸機構的分解正剖面圖。
以下，根據圖式對本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第1實施形態進行說明。
圖1是表示藉由本實施形態中的清潔裝置來進行清潔的單結晶拉升裝置的正剖面圖，圖中，符號1為單結晶拉升裝置。
本實施形態的單結晶拉升裝置1是進行利用丘克拉斯基(CZ)法的拉升成長者，如圖1所示，包括：作為密閉容器的腔室2、腔室2上部的牽引腔室1a、設置於腔室2內部的碳製基座(susceptor)3s、配設於基座3s上的石英坩堝3、配置於石英坩堝3的周圍的圓筒狀的碳製加熱器4、配置於碳製加熱器4的周圍的圓筒狀的保溫筒5、作為支撐板而設置於保溫筒5的內側面上的碳板6、配置於石英坩堝3的上側的流管7、支撐流管7的圓環狀的上環(upper ring)8、及支撐基座3s並可上下移動的軸(shaft)9。
另外，單結晶拉升裝置1具有下垂至牽引腔室1a內的 W(鎢)等的線W，線W的捲起裝置1c設置於可旋轉地設置在牽引腔室1a上的牽引頭1b內。線W經由作為將牽引頭1b與牽引腔室1a連通的孔的中心件部1d而自牽引頭1b下垂至牽引腔室1a內。
如圖2所示，於線W的下端安裝有保持晶種的碳製的晶種固定器SH及鉬製的晶種夾頭SC。另外，於牽引頭1b上，經由牽引頭吸引管1f而連接有牽引頭吸引部1g，可對牽引頭1b內部進行減壓。
為了藉由該單結晶拉升裝置1來進行拉升成長，首先，將腔室2打開，將成為半導體熔液L的矽等半導體材料填充至石英坩堝3內。其後，將腔室2密閉，使腔室2內變成規定的氣體環境後，利用加熱器4加熱至規定溫度為止來使半導體材料熔解，將該半導體熔液L儲存於石英坩堝3內，並利用加熱器4將半導體熔液L加熱控制成規定溫度。於該狀態下，藉由下垂至腔室2上側的牽引腔室1a內的線W，自配置於牽引腔室1a下方的坩堝3內的半導體熔液L中拉升半導體單結晶C。經拉升的半導體單結晶C被取出並送至晶圓的製造步驟等中。於拉升結束後，自腔室2上卸除牽引腔室1a，並利用本實施形態中的清潔裝置進行清潔。
圖2是表示連接本實施形態中的清潔裝置的主筒部並將其插入至牽引腔室內的狀態的正剖面圖，圖3是表示本實施形態中的清潔裝置的主筒部及接續延伸機構的分解正剖面圖，圖中，符號10為清潔裝置。
如圖2~圖3所示，本實施形態中的清潔裝置10具備：主筒部11，可插入至牽引腔室1a內，並可將線W收納至內部；內表面清潔機構17，設置於主筒部11的上側，對牽引腔室1a的內表面進行清潔；以及接續延伸機構13，設置於主筒部11的下側，包含可接上的多個延伸棒13A~延伸棒13D。
主筒部11為輕量的樹脂等，例如為氯乙烯製，如圖2~圖3所示，將其設為上端開口的圓筒狀，於其內部設置有收納線W、晶種固定器SH及晶種夾頭SC的退避收納部12。該退避收納部12的軸方向長度只要是於清潔時捲起線W的狀態下，成為線W最下端的晶種固定器SH不接觸退避收納部12底部12a的長度以上即可。
再者，於退避收納部12中，如圖2~圖3所示，將底部12a作為於主筒部11的軸方向上比中間略微下側的位置來設置，但亦可對應於牽引腔室1a上端與晶種固定器SH的高度位置關係等，將底部12a設為主筒部11的最下端位置、或設為其他軸方向位置。
主筒部11的下側由退避收納部12的底部12a堵塞，接續延伸機構13的延伸棒13A以同軸狀態且延長至下方的狀態設置於底部12a的下表面上。
延伸棒13A藉由設置於底部12a的中央位置的連接部13a，在相對於底部12a垂直且與主筒部11的中心軸方向一致的方向上連接。
將連接部13a設為可將底部12a與延伸棒13A連接者，例如可設為藉由設置於底部12a的外螺紋部與設置於延伸棒13A的上端的內螺紋部來進行旋接者。再者，連接部13a只要是可將底部12a與延伸棒13A連接的構成，則並不限定於所述構成。
將接續延伸機構13設為包含延伸棒13A~延伸棒13D，使所述延伸棒13A~延伸棒13D相互於軸方向上連接，並可調節主筒部11的到達高度位置者。
延伸棒13A~延伸棒13D為輕量的樹脂等，例如為氯乙烯製，可相互於軸方向上陸續連接、卸除，如圖2~圖3所示，自上方起具有包含第1延伸棒13A、第2延伸棒13B、第3延伸棒13C、及第4延伸棒13D的四分割結構。
將延伸棒13B~延伸棒13D設為大致相同的形狀。
再者，該些延伸棒的分割數可對應於由單結晶拉升裝置1所拉升的半導體單結晶C的直徑尺寸、長度尺寸及牽引腔室1a的長度尺寸，進而對應於容易處理的延伸棒13A~延伸棒13D的長度尺寸來設定。
如圖2~圖3所示，於延伸棒13A的下端設置連接凸部13Ab，於延伸棒13B的上端設置連接凹部13Ba，於延伸棒13A的下端及延伸棒13B的上端分別設置連接部14。
將連接部14設為可分別連接延伸棒13A下端與延伸棒13B上端者。
圖4是表示本實施形態中的清潔裝置的卡止部的一例中 的卡止解除狀態的正剖面圖，圖5是表示本實施形態中的清潔裝置的卡止部的一例中的卡止狀態的正剖面圖。
如圖4~圖5所示，將卡止部14設為可將延伸棒13A下端與延伸棒13B上端相互卡止、解除者，即所謂的迫緊搭扣(draw latch)。
如圖2~圖5所示，卡止部14於延伸棒13A及延伸棒13B的圓周方向上分別配置在相同的位置上。
如圖4~圖5所示，迫緊搭扣(卡止部)14具有設置於延伸棒13A側的鉤(hook)14a，及設置於延伸棒13B側的底座(base)14b、桿(lever)14c、掛鉤(catch)14d。
鉤14a設置於延伸棒13A的下端位置上。底座14b設置於延伸棒13B的上端位置上。
底座14b與桿14c是以可進行軸旋轉的方式相互連結，且掛鉤14d與桿14c是以可進行軸旋轉的方式相互連結。掛鉤14d可進行卡止所需要的彈性變形。
於迫緊搭扣(卡止部)14中，如圖4~圖5所示，當掛鉤14d與鉤14a卡合時，自上方朝桿14c施加力來使其相對於底座14b回轉，藉由掛鉤14d而將延伸棒13A與延伸棒13B一同拉近至卡止位置上。基本上，搭扣動作是使桿14c旋轉，而使掛鉤14d與桿14c的樞軸連結部相對於鉤14a與桿14c及底座14b的樞軸連結部之間的線而移動。
再者，如圖4~圖5所示，連接部(卡止部)14不僅可 設為於延伸棒13A及延伸棒13B的圓周方向的1個部位進行卡止的結構，為了進一步增加穩定性，亦可設為於2個部位(兩側)以上進行卡止的結構。
進而，連接部14只要是可將延伸棒13A與延伸棒13B相互分離、連接的構成，則並不限定於所述構成。例如，亦可設為藉由設置於延伸棒13A下端的外螺紋部與設置於延伸棒13B的上端的內螺紋部來進行旋接者。
同樣地，於延伸棒13B的下端設置連接凸部13Bb，於延伸棒13C的上端設置連接凹部13Ca，於延伸棒13B的下端及延伸棒13C的上端分別設置連接部14。
另外，將連接凸部13Bb、連接凹部13Ca及連接部14同樣地設為可分別連接延伸棒13B下端與延伸棒13C上端者。
同樣地，於延伸棒13C的下端設置連接凸部13Cb，於延伸棒13D的上端設置連接凹部13Da，於延伸棒13C的下端及延伸棒13D的上端分別設置連接部14。
另外，將連接凸部13Cb、連接凹部13Da及連接部14同樣地設為可分別連接延伸棒13C下端與延伸棒13D上端者。
該些構成接續延伸機構13。
如圖2~圖3所示，於主筒部11的上側設置有刮刷器構件18，所述刮刷器構件18配置於上端外周面上，於主筒部11被插入至牽引腔室1a內的狀態下可抵接於牽引腔室1a的內表面上。
圖6中的(a)是表示本實施形態中的清潔裝置的刮刷 器構件的縮徑狀態的剖面圖，圖6中的(b)是表示擴徑狀態的剖面圖。
另外，刮刷器構件18由聚酯等形成，以如變成沿著牽引腔室1a的內周面的環狀般翻折成雙層的狀態設置。具體而言，刮刷器構件18例如為如下者：包含藉由圓編機等而編織成筒狀並具有伸縮性的布體，且於該布體中，如圖6中的(a)所示，以筒狀的兩端部18a、端部18b對向的方式朝內側翻折，並藉由使該些端部相互具有伸縮性地結合的內側接合部18c而變成環形圓(torus)狀(圓環狀)。
此時，於使內側接合部18c朝向不接觸牽引腔室1a內表面的環形圓的內側的狀態下，將筒狀的雙折部18d、雙折部18e附近安裝於上下的凸緣部11a外側周端部。
再者，刮刷器構件18可對應於直徑尺寸不同的牽引腔室1a。
例如，當將刮刷器構件18應用於如拉升φ200mm的半導體單結晶C的單結晶拉升裝置1般，直徑尺寸細的牽引腔室1a的清潔時，如圖6中的(a)所示，以藉由內側接合部18c來將兩端部18a、端部18b結合的縮徑狀態使用。
進而，當將該刮刷器構件18例如應用於如拉升φ300mm的半導體單結晶C的單結晶拉升裝置1般，直徑尺寸粗的牽引腔室1a的清潔時，如圖6中的(b)所示，以解除利用內側接合部18c的兩端部18a、端部18b的接合來提昇伸縮率，並且擴大 寬度尺寸的擴徑狀態使用。於此情況下，於刮刷器構件18的總寬度中，亦可用作單層。
再者，刮刷器構件18作為內表面清潔機構17，被設為可藉由在牽引腔室1a內表面上滑動來去除附著的粉塵等者。
主筒部11具備使刮刷器構件18於主筒部11的半徑方向上變形或移動的刮刷器可變機構23。
刮刷器可變機構23具備設置於刮刷器構件18與主筒部11上端的外周面之間，並沿著主筒部11上端部的外周面而設置成環狀的橡皮管(可撓性袋體)24。
如圖2、圖3所示，橡皮管24嵌入至主筒部11上端的2個凸緣部11a、凸緣部11b之間，刮刷器構件18以於上下方彎曲的狀態安裝於所述2個凸緣部11a、凸緣部11b上。再者，亦可將刮刷器構件18直接設置於橡皮管24的外周面上。另外，於橡皮管24上連接加壓配管25，該加壓配管25連接於加壓空氣供給源26上。即，自加壓空氣供給源26經由加壓配管25而注入空氣，藉此可使橡皮管24任意地膨脹。
如圖2、圖3所示，於主筒部11的下部設置軸方向位置規定機構15。
軸方向位置規定機構15具有繞設於所述主筒部11下端的外周面上的引導構件16、及覆蓋該引導構件16的外周面的刮刷器構件18A。
引導構件16設置於繞設在主筒部11下端的凸緣部11c 的外周端部上，當將主筒部11插入至牽引腔室1a內時、及使主筒部11於牽引腔室1a內上下移動時，可僅使刮刷器構件18抵接於牽引腔室1a的內表面上。因此，將引導構件16的最外周位置處的直徑尺寸設定為與刮刷器構件18的直徑尺寸大致相同或比其小的直徑尺寸。
另外，引導構件16的外周形狀是以自延伸棒13B側(下側)朝刮刷器構件18側(上側)擴徑的方式形成。進而，關於引導構件16的外周，其上下端朝主筒部11的中心軸方向彎曲，整體變成如偏向環形圓狀的下側的外周面般的形狀。
另外，引導構件16沿著牽引腔室1a的內周面而設置成比其小的大致環狀，但無需設置於圓周方向的總長度上，可斷續地繞設。尤其，藉由將引導構件16於總流路中設為不連續的構成，可減少該部分的重量來謀求輕量化。
藉由將引導構件16設為比刮刷器構件18略小的直徑尺寸，可將主筒部11對於牽引腔室1a的姿勢，即主筒部11的軸線與牽引腔室1a的軸線所形成的角納入規定的範圍內。藉此，主筒部11不會相對於牽引腔室1a的中心軸線過度地傾斜，可自插入時至清潔時維持主筒部11的軸方向位置(姿勢)，且維持至拔出時為止。
若主筒部11傾斜，則於清潔時，當刮刷器構件18以其全周抵接於牽引腔室1a內表面上時，於其圓周方向位置上進行抵接的強度有可能產生差異，其結果，於圓周方向位置上清潔作用 有可能產生差異。於本實施形態中，藉由引導構件16而取得如下的作用、效果：於主筒部11被插入至牽引腔室1a內的狀態下，相對於牽引腔室1a的中心軸方向來規定主筒部11的軸方向位置，而可於全周方向上進行均等的清潔。
引導構件16的外周側整個面由刮刷器構件18A覆蓋。將刮刷器構件18A設為與安裝在位於主筒部11的上側的凸緣部11a、凸緣部11b中的刮刷器構件18大致相同者。
繼而，對利用本實施形態的清潔裝置10的單結晶拉升裝置1的牽引腔室1a內表面的清掃方法進行說明。
首先，將腔室2的本體部分與上部分開，並於該牽引腔室1a下方準備主筒部11。此時，未自加壓空氣供給源26經由加壓配管25而供給空氣，橡皮管24未膨脹。
其次，將清潔裝置10的主筒部11插入至牽引腔室1a內。
繼而，將主筒部11維持成所述插入狀態，將延伸棒13B配置於延伸棒13A下端的下側，於該狀態下，使延伸棒13B上端抵接於延伸棒13A下端，將連接凸部13Ab插入至連接凹部13Ba中並藉由卡止部14來進行連接。
進而，同樣地將主筒部11維持成插入狀態並與變成一體的延伸棒13A、延伸棒13B一同於牽引腔室1a內上升。
繼而，將主筒部11維持成所述插入狀態，將延伸棒13C配置於延伸棒13B下端的下側，於該狀態下，使延伸棒13C上端抵接於延伸棒13B下端，將連接凸部13Bb插入至連接凹部13Ca 中並藉由卡止部14來進行連接。
進而，同樣地將主筒部11維持成插入狀態並與變成一體的延伸棒13A~延伸棒13C一同於牽引腔室1a內上升。
繼而，將主筒部11維持成所述插入狀態，將延伸棒13D配置於延伸棒13C下端的下側，於該狀態下，使延伸棒13D上端抵接於延伸棒13C下端，將連接凸部13Cb插入至連接凹部13Da中並藉由卡止部14來進行連接。
進而，同樣地將主筒部11維持成插入狀態並與變成一體的延伸棒13A~延伸棒13D一同於牽引腔室1a內上升。
藉此，如圖2所示，藉由作為接續延伸機構13的延伸棒13A~延伸棒13D，主筒部11變成延長至高度方向最大長度為止的狀態。
此時，於牽引腔室1a內，如圖2所示，雖然於自頂部下垂的線W的下端安裝有晶種夾頭SC及晶種固定器SH，但該些變成被收納至退避收納部12內部的退避的狀態。因此，即便於使主筒部11到達牽引腔室1a頂部為止的情況下，線W、晶種夾頭SC及晶種固定器SH亦不會接觸主筒部11，可防止自線W等中揚塵。
於該狀態下，自加壓空氣供給源26經由加壓配管25向橡皮管24中送入空氣，而使橡皮管24膨脹。此時，藉由膨脹的橡皮管24，刮刷器構件18以被擠出至半徑方向外側的方式變形，並被擠壓於牽引腔室1a內周面上。於該狀態下，若握持延伸棒13D 下端附近的作業者使主筒部11與牽引腔室1a相對地上下移動，則刮刷器構件18可於牽引腔室1a的內周面上滑動來擦去附著物。
進而，於牽引腔室1a的內周面上的附著物多的情況等下，若有必要，則解除卡止部14的卡止，將延伸棒13D自延伸棒13C上分離，握持延伸棒13C下端附近的作業者使主筒部11與牽引腔室1a相對地上下移動，於低的位置的牽引腔室1a的內周面上，刮刷器構件18可於牽引腔室1a的內周面上滑動來擦去附著物。
同樣地，若有必要，則解除卡止部14的卡止，將延伸棒13C自延伸棒13B上分離，握持延伸棒13B下端附近的作業者使主筒部11與牽引腔室1a相對地上下移動，於低的位置的牽引腔室1a的內周面上，刮刷器構件18可於牽引腔室1a的內周面上滑動來擦去附著物。
同樣地，若有必要，則解除卡止部14的卡止，將延伸棒13B自延伸棒13A上分離，握持延伸棒13A下端附近的作業者使主筒部11與牽引腔室1a相對地上下移動，於低的位置的牽引腔室1a的內周面上，刮刷器構件18可於牽引腔室1a的內周面上滑動來擦去附著物。
再者，除擦拭主筒部11的內側來進行清潔的情況以外，先使橡皮管24乾癟，藉此可先使刮刷器構件18離開牽引腔室1a內周面，於將主筒部11插入至牽引腔室1a內來設置時或自牽引腔室1a內拔出主筒部11時，刮刷器構件18不會成為障礙，可順 利地進行作業。
另外，藉由軸方向位置規定機構15的引導構件16，於主筒部11被插入至牽引腔室1a內的狀態下，相對於牽引腔室1a的中心軸方向來規定主筒部11的軸方向位置，可僅使刮刷器構件18抵接於牽引腔室1a的內表面上，並且於刮刷器構件18的全周方向上進行均等的清潔。
進而，藉由引導構件16，可防止主筒部11相對於牽引腔室1a的中心軸線過度地傾斜，並自插入時至清潔時維持主筒部11的軸方向位置(姿勢)，且維持至拔出時為止。
另外，於進行延伸棒13B~延伸棒13D的連接及分離時、或於使延伸棒13B~延伸棒13D輕量化而容易彈性變形的情況下，亦可維持主筒部11的姿勢，並防止刮刷器構件18及刮刷器構件18A以外的部分接觸牽引腔室1a的內表面。
如此，於本實施形態的清潔裝置10中，即便牽引腔室1a為高處，亦可於藉由軸方向位置規定機構15來維持主筒部11的姿勢的狀態下，藉由接續延伸機構13來使主筒部11到達高處為止，並使刮刷器構件18可橫跨牽引腔室1a的總長度進行滑動，藉此利用刮刷器構件18擦拭牽引腔室1a的內周面來擦去附著物。藉此，可有效地抑制由粉塵對拉升成長造成的影響(結晶的有差排化等)。
於本實施形態的清潔裝置10中，插入至牽引腔室1a中的是主筒部11與延伸棒13B，設定該主筒部11的高度的延伸棒 13B~延伸棒13D可分離接上，藉此清潔、及搬運或收納等的操作性提昇。藉由該構成，可不使用平台車等大型的裝置，自其下側迅速且容易地對拉升結束後的牽引腔室1a內表面進行清潔。因此，可取得如下的效果：可於每次拉升結束時對牽引腔室1a內表面進行清潔，而抑制由粉塵對拉升成長造成的影響(結晶的有差排化等)。
再者，亦可於本實施形態中的內表面清潔實施過程中進行朝石英坩堝3中的矽原料的填充，於清潔後，裝配牽引腔室1a與腔室2。
繼而，根據圖式對本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第2實施形態進行說明。
圖7是表示本實施形態中的主筒部被插入至牽引腔室1a內的狀態的正剖面圖。
於本實施形態中，與所述第1實施形態的不同點是關於外側噴嘴(外側吹出口)33，對除此以外的相對應的構成要素標註相同的符號並省略其說明。
如圖7所示，本實施形態的清潔裝置10具備外側空氣吹出機構，所述外側空氣吹出機構設置於主筒部11的上部，具有可朝半徑方向外側吹出空氣的多個外側噴嘴(外側吹出口)33。
於本實施形態中，各外側噴嘴33連接於吹附空氣供給管33c上，於吹附空氣供給管33c上，顆粒過濾器(particle filter)33e及油霧過濾器(oil mist filter)33f經由閥33d而位於中間部分， 於基端設置有與打掃用的空氣供給源(省略圖示)連接的耦合器33g。
外側噴嘴33將噴出的空氣吹附至牽引腔室1a的內周面上，藉此可吹飛牽引腔室1a內表面的附著物。
以下，根據圖式對本發明的單結晶拉升裝置的清潔裝置的第3實施形態進行說明。
圖8是表示本實施形態中的清潔裝置的主筒部及接續延伸機構的分解正剖面圖。
於本實施形態中，與所述第1實施形態及第2實施形態的不同點是關於內表面清潔機構17的第2刮刷器構件18B、刮刷器可變機構23B、橡皮管(可撓性袋體)24B，對除此以外的相對應的構成要素標註相同的符號並省略其說明。
如圖8所示，於本實施形態的主筒部11的下部設置有刮刷器構件18B，所述刮刷器構件18B配置於下端外周面上，於主筒部11被插入至牽引腔室1a內的狀態下可抵接於牽引腔室1a的內表面上。即，於主筒部11中，除上端外周面的刮刷器構件18以外，具備下端外周面的刮刷器構件18B，而於2個圓周位置上進行清潔。
刮刷器構件18B被設為與刮刷器構件18同等者，且作為內表面清潔機構17，被設為可藉由在牽引腔室1a內表面上滑動來去除附著的粉塵等者。
主筒部11具備使刮刷器構件18於主筒部11的半徑方 向上變形或移動的刮刷器可變機構23B。
刮刷器可變機構23B具備設置於刮刷器構件18B與主筒部11下端的外周面之間，並沿著主筒部11下端部的外周面而設置成環狀的橡皮管(可撓性袋體)24B。
橡皮管24B嵌入至主筒部11下端的2個凸緣部11c、凸緣部11d之間，刮刷器構件18B以於上下方彎曲的狀態安裝於所述2個凸緣部11c、凸緣部11d上。再者，亦可將刮刷器構件18B直接設置於橡皮管24B的外周面上。另外，與橡皮管24同樣地，橡皮管24B連接於加壓配管25上。即，與橡皮管24同樣地，自加壓空氣供給源26經由加壓配管25而注入空氣，藉此可使橡皮管24B任意地膨脹。
刮刷器構件18B於將主筒部11插入至牽引腔室1a內時、及使主筒部11在牽引腔室1a內上下移動時，可僅使刮刷器構件18及刮刷器構件18B抵接於牽引腔室1a的內表面上。因此，將刮刷器構件18B的最外周位置處的直徑尺寸設定為與刮刷器構件18的直徑尺寸大致相同。
刮刷器構件18B與引導構件16同樣地，可將主筒部11對於牽引腔室1a的姿勢，即主筒部11的軸線與牽引腔室1a的軸線所形成的角納入規定的範圍內。具體而言，主筒部11以上下端的兩部位全周與牽引腔室1a接觸，因此主筒部11相對於牽引腔室1a的中心軸線幾乎不傾斜，可自插入時至清潔時維持主筒部11的軸方向位置(姿勢)，且維持至拔出時為止。
刮刷器構件18B亦作為軸方向位置規定機構15發揮作用，而取得如下的作用、效果：於主筒部11被插入至牽引腔室1a內的狀態下，相對於牽引腔室1a的中心軸方向來規定主筒部11的軸方向位置，而可於全周方向上進行均等的清潔。
同時，可作為內表面清潔機構17，以上下兩部位的環狀位置於牽引腔室1a的內周面上進行滑動來擦去附著物。
於本發明中，亦可將所述各實施形態中的構成適宜組合來提昇清潔的效率。
1a‧‧‧牽引腔室
1b‧‧‧牽引頭
1c‧‧‧捲起裝置
1d‧‧‧中心件部
1f‧‧‧牽引頭吸引管
1g‧‧‧牽引頭吸引部
10‧‧‧清潔裝置
11‧‧‧主筒部
11a、11b、11c‧‧‧凸緣部
12‧‧‧退避收納部
12a‧‧‧底部
13‧‧‧接續延伸機構
13A~13D‧‧‧延伸棒
13Ca、13Da‧‧‧連接凹部
13Bb、13Cb‧‧‧連接凸部
13a‧‧‧連接部
14‧‧‧卡止部
15‧‧‧軸方向位置規定機構
16‧‧‧引導構件
17‧‧‧內表面清潔機構
18、18A‧‧‧刮刷器構件
23‧‧‧刮刷器可變機構
24‧‧‧橡皮管(可撓性袋體)
25‧‧‧加壓配管
26‧‧‧加壓空氣供給源
SC‧‧‧晶種夾頭
SH‧‧‧晶種固定器
W‧‧‧線

Claims (10)

  1. 一種單結晶拉升裝置的清潔裝置，其是對藉由下垂至密閉容器的牽引腔室內的線，自設置於牽引腔室下方的坩堝內的半導體熔液中拉升半導體單結晶的單結晶拉升裝置內進行清潔的裝置，其特徵在於：具備可插入至所述牽引腔室內的主筒部、且於所述主筒部的上部具備對所述牽引腔室的內表面進行清潔的內表面清潔機構，所述主筒部於其內部具備將線下部的晶種夾頭退避收納的退避收納部、且於所述主筒部的下部具備可使多個延伸棒於軸方向上接上的接續延伸機構，於所述主筒部的下部具備軸方向位置規定機構，所述軸方向位置規定機構於所述主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下，相對於所述牽引腔室的中心軸方向來規定所述主筒部的軸方向位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的單結晶拉升裝置的清潔裝置，其中所述內表面清潔機構於所述主筒部的外周面上具備刮刷器構件，所述刮刷器構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的單結晶拉升裝置的清潔裝置，其中所述刮刷器構件沿著所述牽引腔室的內周面而設置成環狀。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的單結晶拉升裝置的清潔 裝置，其中所述內表面清潔機構具備使所述刮刷器構件於所述主筒部的半徑方向上變形或移動的刮刷器可變機構。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的單結晶拉升裝置的清潔裝置，其中所述刮刷器可變機構具備設置於所述刮刷器構件與所述主筒部的外周面之間的可撓性袋體，且所述可撓性袋體可注入空氣而膨脹。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的單結晶拉升裝置的清潔裝置，其中所述可撓性袋體是沿著所述主筒部的外周面而設置成環狀的橡皮管。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的單結晶拉升裝置的清潔裝置，其中所述軸方向位置規定機構於所述主筒部的外周面上具備引導構件，所述引導構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的單結晶拉升裝置的清潔裝置，其中所述引導構件以與所述刮刷器構件的直徑尺寸大致相同或比其小的直徑尺寸，沿著所述牽引腔室的內周面而設置成大致環狀。
  9. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的單結晶拉升裝置的清潔裝置，其中所述內表面清潔機構於所述主筒部下部的外周面上具備第2刮刷器構件，所述第2刮刷器構件可於主筒部被插入至所述牽引腔室內的狀態下抵接於牽引腔室的內表面上。
  10. 一種單結晶拉升裝置的清潔方法，其是進行藉由下垂至密閉容器的牽引腔室內的線，自設置於牽引腔室下方的坩堝內的半導體熔液中拉升半導體單結晶的單結晶拉升裝置的線清潔的單結晶拉升裝置的清潔方法，其特徵在於：將清潔裝置的主筒部插入至所述牽引腔室內，並於所述主筒部的下部使作為接續延伸機構的多個延伸棒於軸方向上接上，於在所述主筒部的內部將晶種夾頭退避收納至線下部的退避收納部中的狀態下，設置於所述主筒部的上部外周面上的內表面清潔機構的刮刷器構件以抵接於所述牽引腔室的內表面的狀態滑動而對所述牽引腔室的內表面進行清潔，當將所述主筒部插入至所述牽引腔室內時，藉由設置於所述主筒部的下部的軸方向位置規定機構的引導構件，相對於所述牽引腔室的中心軸方向來規定所述主筒部的軸方向位置。
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