(57)【要約】  半導体結晶製造装置のチャンバ（１２）内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路（２９）に堆積する粉塵（３６）をチャンバ外から吸引することにより除去するように構成される。またチャンバに臨む排気通路の開口部（１２ｂ〜１２ｅ）に取外し可能に取付けられたクリーニング用開閉弁（３１〜３４）が開口部を吸引状態において断続的に開閉される。更にクリーニング用開閉弁は弁駆動手段（４１〜４４）により駆動される。  排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去し、これにより排気通路のクリーニング時間を短縮するとともに、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制する。
2012131888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するための前記チャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵を前記チャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置において、
前記チャンバに臨む前記排気通路の開口部に取外し可能に取付けられ前記開口部を吸引状態において断続的に開閉するクリーニング用開閉弁と、
前記クリーニング用開閉弁を駆動する弁駆動手段と
を備えたことを特徴とする半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項２】
前記開口部の端面に当接するフランジ部を有し前記開口部に挿入可能な挿入筒と、前記フランジ部に取付けられ前記クリーニング用開閉弁を保持する弁保持具とを更に備えた請求項１記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項３】
前記弁保持具が前記挿入筒から離れる方向に延びて設けられ先端に取っ手が取付けられた請求項２記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項４】
前記弁保持具にフックが取付けられた請求項２記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項５】
前記弁駆動手段が流体圧シリンダである請求項１記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項６】
前記弁駆動手段による前記開口部の断続的な開閉周期が１〜３０秒である請求項１又は５記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項７】
半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するための前記チャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵を前記チャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法において、
前記チャンバに臨む前記排気通路の開口部を開放して前記排気通路内に大気を導入する大気導入工程と、前記排気通路内に導入された大気を吸引することにより前記排気通路内の大気を排出する大気排出工程とを１回ずつ行うか又は複数回繰返す半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法。
【請求項８】
前記大気排出工程と前記大気導入工程との繰返し周期が１〜３０秒である請求項７記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン単結晶、シリコン多結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ多結晶等の半導体結晶を製造する装置に用いられる排気通路をクリーニングする装置と、その排気通路をクリーニングする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のクリーニング装置として、単結晶引上げ機に接続された排気管を通して真空ポンプが引上げ機に供給された不活性ガスを吸引するように構成され、排気管に設けられたクリーニング用取出し口にクリーニング用パイプの一端が接続され、クリーニング用パイプの他端にクリーニング用吸引ポンプが接続され、更にクリーニング用吸引ポンプが引上げ機内の大気開放状態で排気管内の不活性ガス又は大気を吸引するように構成された単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このクリーニング装置では、クリーニング用取出し口と吸引ポンプの間のクリーニング用パイプにクリーニング用粉体分離器が設けられ、吸引ポンプの吸引流量は調整可能に構成される。【０００３】
このように構成されたクリーニング装置では、単結晶引上げ機の不活性ガス排気系のクリーニング時に、引上げ機内を大気に開放した後に、クリーニング用パイプの一端をクリーニング用取出し口に接続し、クリーニング用吸引ポンプを駆動する。このとき吸引ポンプの排気管内への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくするので、先ず排気管内等に堆積した粉塵が徐々に燃焼し、これらの粉塵が完全に燃焼した後に排気管内等から剥離してクリーニング用粉体分離器により分離・捕集される。この結果、排気管内の急激な温度及び圧力の上昇を伴わずに、排気管内に堆積した粉塵の殆ど全てを短時間で容易にかつ安全に除去できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１９５９１号公報（請求項１、段落［００３８］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の特許文献１に示されたクリーニング装置では、排気管に堆積した粉塵の急激な燃焼を抑えるために、排気管への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくしている。しかし、排気管への大気の導入流量を段階的に又は徐々に大きくして、排気管への大気の導入流量が比較的大きくなった後に、大気の導入流量を急激に大きくしようとしても、圧力差があまり生じないため、完全に燃焼した粉塵の一部が排気管の内壁から剥離せずに排気管の内壁に付着したまま残る。このため、シリコン単結晶の引上げプロセスを複数回行うと、排気管の内壁への粉塵の堆積量が増加するため、所定回数の引上げプロセスを行う毎に定期的に排気管内をクリーニングする必要がある。この定期的な排気管内のクリーニング時に、排気管をチャンバから外さなければならず、上記クリーニング作業に多くの時間を要する不具合があった。【０００６】
また、上記従来の特許文献１に示されたクリーニング装置では、シリコン単結晶の引上げプロセスを複数回行って、排気管の内壁への粉塵の堆積量が増加したときに排気管をクリーニングせずに放置したまま次のシリコン単結晶の引上げプロセスに進むと、チャンバ内の圧力制御が難しくなって、チャンバ内の圧力変動が大きくなるため、シリコン単結晶の引上げ条件に悪影響を及ぼしたり、或いは排気管の内壁に堆積した粉塵が意図せずに剥離すると、真空ポンプ等を損傷する問題点があった。【０００７】
本発明の目的は、排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去でき、これにより排気通路のクリーニング時間を短縮できるとともに、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制できる、半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置及びそのクリーニング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点は、半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵をチャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置において、チャンバに臨む排気通路の開口部に取外し可能に取付けられ開口部を吸引状態において断続的に開閉するクリーニング用開閉弁と、クリーニング用開閉弁を駆動する弁駆動手段とを備えたことを特徴とする。【０００９】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に開口部の端面に当接するフランジ部を有し開口部に挿入可能な挿入筒と、フランジ部に取付けられクリーニング用開閉弁を保持する弁保持具とを更に備えたことを特徴とする。【００１０】
本発明の第３の観点は、第２の観点に基づく発明であって、更に弁保持具が挿入筒から離れる方向に延びて設けられ先端に取っ手が取付けられたことを特徴とする。【００１１】
本発明の第４の観点は、第２の観点に基づく発明であって、更に弁保持具にフックが取付けられたことを特徴とする。【００１２】
本発明の第５の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に弁駆動手段が流体圧シリンダであることを特徴とする。【００１３】
本発明の第６の観点は、第１又は第５の観点に基づく発明であって、更に弁駆動手段による開口部の断続的な開閉周期が１〜３０秒であることを特徴とする。【００１４】
本発明の第７の観点は、半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵をチャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法において、チャンバに臨む排気通路の開口部を開放して排気通路内に大気を導入する大気導入工程と、開口部を閉止して排気通路内に導入された大気を吸引することにより排気通路内の大気を排出する大気排出工程とを１回ずつ行うか又は複数回繰返すことを特徴とする。【００１５】
本発明の第８の観点は、第７の観点に基づく発明であって、更に大気排出工程と大気導入工程との繰返し周期が１〜３０秒であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の観点のクリーニング装置では、チャンバに臨む排気通路の開口部に取外し可能に取付けられたクリーニング用開閉弁が上記開口部を吸引状態で断続的に開閉し、このクリーニング用開閉弁を弁駆動手段が駆動するので、排気通路内の圧力が大きく変動する。即ち、開閉弁が閉じたときには排気通路が負圧になり、開閉弁が開いたときには排気通路が大気圧に戻る圧力変動が排気通路に生じる。これにより排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去できる。この結果、排気通路のクリーニング時に排気管等を取外す必要がないので、排気通路のクリーニング時間を短縮できる。また半導体結晶を製造するプロセスを複数回行う毎に定期的に排気通路に堆積した粉塵を全て除去できるので、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制でき、これによりチャンバ内の圧力変動にて半導体製造条件に及ぼされる悪影響を未然に防止できる。【００１７】
本発明の第２の観点のクリーニング装置では、挿入筒のフランジ部に取付けられた弁保持具によりクリーニング用開閉弁が保持された状態で、挿入筒が開口部に挿入されているため、クリーニング用開閉弁が安定した状態で確実に開口部を開閉できる。【００１８】
本発明の第３の観点のクリーニング装置では、弁保持具の先端の取っ手を把持して挿入筒を開口部に挿入することにより、開口部が比較的深いチャンバの底壁に形成されていても、挿入筒を開口部に容易に挿入することができる。【００１９】
本発明の第４の観点のクリーニング装置では、弁保持具に取付けられたフックを把持して挿入筒を開口部に挿入することにより、開口部が比較的深いチャンバの底壁近傍の側壁に形成されていても、挿入筒を開口部に容易に挿入することができる。【００２０】
本発明の第７の観点のクリーニング方法では、排気通路の開口部を開放して排気通路内に大気を導入する大気導入工程と、開口部を閉止して排気通路内の大気を排出する大気排出工程とを１回ずつ行うか又は複数回繰返すので、排気通路内の圧力が大きく変動することにより、排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去できる。この結果、上記と同様に、排気通路のクリーニング時に排気管等を取外す必要がないので、排気通路のクリーニング時間を短縮できる。また半導体結晶を製造するプロセスを複数回行う毎に定期的に排気通路に堆積した粉塵を全て除去できるので、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制でき、これによりチャンバ内の圧力変動にて半導体製造条件に及ぼされる悪影響を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明第１実施形態のクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入する手順を示す要部断面図である。
【図２】シリコン単結晶引上げ装置のケーシング及びるつぼをチャンバから取外してクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入した状態を示す縦断面図である。
【図３】そのシリコン単結晶引上げ装置の排気管の途中に排気通路に堆積した粉塵を燃焼しその粉塵の大部分を剥離する粉塵の燃焼及び剥離装置を接続した状態を示す構成図である。
【図４】そのクリーニング装置を台車に載せかつこの台車にクリーニング用開閉弁を制御する制御ボックスを載置した状態を示す台車の側面図である。
【図５】４つのクリーニング用開閉弁を開閉するタイミングをそれぞれ示すタイムチャートである。
【図６】本発明第２実施形態のクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入してクリーニング用開閉弁をエアシリンダにより開閉している状態を示す要部断面図である。
【図７】本発明第３実施形態のクリーニング装置の挿入筒を開口部に挿入してクリーニング用開閉弁をエアシリンダにより開閉している状態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
図２及び図３に示すように、この実施の形態では、半導体結晶はシリコン単結晶であり、半導体結晶製造装置１１はシリコン単結晶引上げ装置である。このシリコン単結晶引上げ装置１１は、底壁１２ａを有し上端が開放されたチャンバ１２と、このチャンバ１２の上端に接続されたケーシング１３とを備える。上記チャンバ１２内にはシリコン融液（図示せず）が貯留されるるつぼ１４と、このるつぼ１４を所定の間隔をあけて包囲し上記シリコン融液を加熱する円筒状のヒータ１６と、このヒータ１６を所定の間隔をあけて包囲する保温筒１７等が収容される（図２）。またケーシング１３の上端にはシリコン単結晶を引上げる引上げ手段１８が設けられる（図３）。るつぼ１４は、石英により形成されシリコン融液が貯留される有底円筒状の内層容器１４ａと、黒鉛により形成され上記内層容器１４ａの外側に嵌合された有底円筒状の外層容器１４ｂとからなる。外層容器１４ｂの底部にはシャフト１９の上端が接続され、このシャフト１９の下端にはシャフト１９を介してるつぼ１４を回転させかつ昇降させるるつぼ駆動手段２０が設けられる（図２）。
【００２４】
一方、チャンバ１２の底壁１２ａには、チャンバ１２に臨む４つの第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅがそれぞれ形成され、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅは、鉛直方向に延びて底壁１２ａを貫通する４本の第１〜第４連通孔１２ｆ〜１２ｉの上端を形成するように構成される（図１及び図２）。これらの連通孔１２ｆ〜１２ｉの下端には４本の第１〜第４排気管２１〜２４の基端がそれぞれ接続され、第１〜第４排気管２１〜２４の先端は単一の集合排気管２６の基端側に集合して接続される（図３）。また集合排気管２６の他端には真空ポンプ２７が接続される。更に図３の符号２８はケーシング１３の上面に一端が接続された吸気管である。この吸気管２８の他端は不活性ガス（この実施の形態ではＡｒガス）が貯留されるタンク（図示せず）に接続される。上記第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅ、第１〜第４連通孔１２ｆ〜１２ｉ、第１〜第４排気管２１〜２４及び集合排気管２６により、不活性ガスの排気通路２９が形成される。そしてタンク内の不活性ガスは、吸気管２８及びケーシング１３を通ってチャンバ１２に流入し、このチャンバ１２内でＳｉＯやＳｉＯ2等の粉塵３６を含んだ後に排気通路２９を通って真空ポンプ２７により排出されるように構成される。
【００２５】
上記不活性ガスに含まれるＳｉＯやＳｉＯ2等の粉塵３６は排気通路２９の内壁に堆積し、この排気通路２９に堆積した粉塵３６はクリーニング装置３０により除去されるように構成される。このクリーニング装置３０は、チャンバ１２に臨む排気通路２９の第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅに取外し可能に取付けられ第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを吸引状態において断続的にそれぞれ開閉する円板状の第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４と、これらのクリーニング用開閉弁３１〜３４をそれぞれ駆動する第１〜第４弁駆動手段４１〜４４とを備える。またクリーニング装置３０は、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅの端面に当接する第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａをそれぞれ有する第１〜第４挿入筒５１〜５４と、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａにそれぞれ取付けられた第１〜第４弁保持具６１〜６４とを更に備える。第１〜第４弁駆動手段４１〜４４は、この実施の形態では、第１〜第４エアシリンダである。また第１〜第４挿入筒５１〜５４は、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅに挿入可能な円筒状に形成された第１〜第４筒本体５１ｂ〜５４ｂと、これらの筒本体５１ｂ〜５４ｂの一端に筒本体５１ｂ〜５４ｂと一体的に設けられ外径が筒本体５１ｂ〜５４ｂの外径より大きく形成された上記第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａとを有する。また第１〜第４弁保持具６１〜６４は、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａに立設され第１〜第４挿入筒５１〜５４から離れる方向に延びて設けられた複数本の第１〜第４脚部６１ａ〜６４ａと、これらの脚部６１ａ〜６４ａのうち第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａから僅かに離れた位置に水平方向に延びて設けられ複数本の第１〜第４脚部６１ａ〜６４ａに掛け渡された単一の第１〜第４保持板６１ｂ〜６４ｂとを有する。第１〜第４保持板６１ｂ〜６４ｂには第１〜第４エアシリンダ４１〜４４が第１〜第４ピストンロッド４１ａ〜４４ａを下方に突出させた状態で取付けられ、第１〜第４ピストンロッド４１ａ〜４４ａの下端には上記第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４が取付けられる。即ち、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４は第１〜第４エアシリンダ４１〜４４を介して第１〜第４弁保持具６１〜６４によりそれぞれ保持されるように構成される。なお、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４には、図示しないが、小さい貫通孔が貫通して形成されたり、或いは底面にスリットが形成される。これは、排気通路２９を完全に密閉すると、エアシリンダ４１〜４４が過負荷になるおそれがあるからである。また、第１〜第４保持板６１ｂ〜６４ｂには、図示しないが、空気の導入口をそれぞれ形成してもよい。これは、チャンバ１２内の空気を上記導入口から排気通路２９にスムーズに導入するためである。
【００２６】
また第１〜第４弁保持具６１〜６４の複数本の第１〜第４脚部６１ａ〜６４ａの上端には、第１〜第４取っ手７１〜７４がそれぞれ取付けられる。更に第１〜第４挿入筒５１〜５４を排気通路２９の第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅに挿入した状態で、第１〜第４エアシリンダ４１〜４４により第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４を駆動して、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを断続的に開閉するように構成される。第１〜第４エアシリンダ４１〜４４による第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅの断続的な開閉周期、即ち第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４により第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを閉じた状態で後述のクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動して排気通路２９内の大気を排出する工程と、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを開いて排気通路２９内に大気を導入する工程との繰返し周期は、１〜３０秒、好ましくは２〜５秒に設定される。ここで、第１〜第４エアシリンダ４１〜４４による第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅの断続的な開閉周期を１〜３０秒の範囲内に限定したのは、１秒未満では排気通路２９に付着した粉塵３６を剥離できる程度の圧力差が排気通路２９内に発生せず、３０秒を越えると排気通路２９内の圧力差が殆ど変化せず排気通路２９のクリーニング作業の効率が低下するからである。なお、排気通路２９の内壁に付着した粉塵３６を剥離できる程度の圧力差、即ちクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動している状態で、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４により第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを閉じたときの排気通路２９内の圧力（負圧）と、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４により第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを開いたときの排気通路内の圧力（大気圧）との差は、０．０２ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ以上に設定される。また、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを含む排気通路２９を吸引状態は、この実施の形態では、後述する粉塵３６の燃焼及び剥離装置のクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動することにより発生されるように構成される。
【００２７】
上記第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４、第１〜第４エアシリンダ４１〜４４、第１〜第４挿入筒５１〜５４、第１〜第４弁保持具６１〜６４及び第１〜第４取っ手により、第１〜第４開口部開閉手段８１〜８４が構成される。第１〜第４開口部開閉手段８１〜８４は台車８６に載せて搬送されるようになっている（図４）。この台車８６には制御ボックス８７が載置される。この制御ボックス８７には、第１〜第４エアシリンダ４１〜４４を駆動して第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４を開閉制御するコントローラ（図示せず）が収容される。また制御ボックス８７には、第１〜第４エアシリンダ４１〜４４の第１〜第４ピストンロッド４１ａ〜４４ａを出没するように切換える第１〜第４電磁弁（図示せず）が収容される。第１〜第４エアシリンダ４１〜４４と第１〜第４電磁弁とはエアチューブ（図示せず）により接続される。またコントローラの制御出力に第１〜第４電磁弁が電気的に接続される。更にコントローラにはメモリ（図示せず）が設けられ、このメモリには、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４を同時にではなく時間をずらして順次３回ずつ（この開閉回数は任意の回数に設定可能である。）開閉するように第１〜第４電磁弁を制御するタイムチャート（図５）がマップとして記憶される。
【００２８】
一方、集合排気管２６には手動式の三方切換弁８８が設けられる。この切換弁８８の第１ポート８８ａは引上げ装置１１側の集合排気管２６に接続され、第２ポート８８ｂは真空ポンプ２７側の集合排気管２６に接続される。また第３ポート８８ｃには、排気通路２９に堆積した粉塵３６を燃焼しかつその粉塵３６の大部分を剥離する粉塵の燃焼及び剥離装置９１のクリーニング用パイプ９２の一端が接続される。即ち、上記第３ポート８８ｃがクリーニング用取出し口となる。更に粉塵の燃焼及び剥離装置９１は、この実施の形態では、本発明のクリーニング装置３０の一部を構成する。なお、真空ポンプとしては、水封式ポンプ及びメカニカルブースタを組合せたもの、油回転ポンプ、或いはドライ真空ポンプ等が用いられる。
【００２９】
粉塵の燃焼及び剥離装置９１は、クリーニング用取出し口８８ｃ（第３ポート）に一端が取外し可能に接続された上記クリーニング用パイプ９２と、クリーニング用パイプ９２の他端に接続され引上げ装置１１内が大気に開放された状態で排気通路２９内のＡｒガス又は大気を吸引するクリーニング用吸引ポンプ９３と、集合排気管２６とクリーニング用吸引ポンプ９３の間のクリーニング用パイプ９２に設けられたクリーニング用粉体分離器９４とを有する。上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１を使用するときと、第１〜第４開口部開閉手段８１〜８４を作動させるときには、上記クリーニング用取出し口８８ｃにクリーニング用パイプ９２の一端が接続され、かつ第１ポート８８ａとクリーニング用取出し口８８ｃとが連通するように切換えられる。また粉塵の燃焼及び粉塵装置９１を使用するとき以外であって、第１〜第４開口部開閉手段８１〜８４を作動させるとき以外には、クリーニング用取出し口８８ｃからクリーニング用パイプ９２が取外され、かつ第１ポート８８ａと第２ポート８８ｂとが連通するように切換えられる。
【００３０】
クリーニング用粉体分離器９４は、この実施の形態では、クリーニング用サイクロンである。クリーニング用サイクロン９４はこのサイクロン９４による粉塵３６の分離能力を高めるために、このクリーニング用サイクロン９４の入口直前でクリーニング用パイプ９２の内径が大きく絞られており、このサイクロン９４の下端にはクリーニング用ダストチャンバ９４ａが設けられる。またクリーニング用吸引ポンプ９３は誘導モータ９６により駆動される。この誘導モータ９６はインバータ装置９７で周波数制御することにより回転速度が制御され、これによりクリーニング用吸引ポンプ９３の吸引流量（排気通路内のＡｒガス又は大気の流速）が調整可能に構成される。
【００３１】
また粉塵の燃焼及び剥離装置９１には、クリーニング用パイプ９２に流入しかつクリーニング用サイクロン９４を通過した粉塵３６を捕集するクリーニング用スクラバ９８が設けられる。このスクラバ９８は、クリーニング用吸引ポンプ９３の吐出口にクリーニング用パイプ９２を介して接続されたスクラバ用漏斗９８ａと、この漏斗９８ａが挿入されたスクラバ用タンク９８ｂと、このタンク９８ｂの上部内周縁に取付けられた複数のスクラバ用シャワーノズル９８ｃとを有する。スクラバ用漏斗９８ａはクリーニング用吸引ポンプ９３から排出されたＡｒガス又は大気の流速を低下させるために下方に向って次第に広がるように形成され、スクラバ用シャワーノズル９８ｃからは液体（この実施の形態では水）が噴霧される。この噴霧された液体にスクラバ用漏斗９８ａから排出されたＡｒガス又は大気に含まれる粉塵３６を付着させて捕集するように構成される。
【００３２】
更に上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１、即ちクリーニング用パイプ９２、クリーニング用吸引ポンプ９３、クリーニング用サイクロン９４、誘導モータ９６、インバータ装置９７及びクリーニング用スクラバ９８は、車輪を有する架台（図示せず）に搭載され、搬送可能に構成される。なお、図３の符号１０１及び１０２は吸気管２８及び集合排気管２６を流れるＡｒガスの流量をそれぞれ調整することにより、チャンバ１２内の圧力を制御する電動式のコントロール弁であり、符号１０３及び１０４は集合排気管２６を開閉するエア作動式のアングル弁である。更に符号１０６は集合排気管２６の途中から分岐する分岐排気管１０７の上端に設けられたフラッパバルブであり、このバルブ１０６は排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が燃焼して排気通路２９内の圧力が急激に上昇したときに排気通路２９内を大気に開放するために設けられる。
【００３３】
このように構成されたクリーニング装置３０の動作を説明する。シリコン単結晶引上げ装置１１を所定時間稼働、例えば、１０回シリコン単結晶を引上げて数百時間経過した後に、真空ポンプ２７を停止し、この状態で引上げ装置１１のケーシング１３及びるつぼ１４を取外してチャンバ１２内を大気に開放する。このとき大気が排気通路２９（第１〜第４排気管２１〜２４を含む。）内に流入するけれども、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６に大気中の少量の酸素しか接触しないため、堆積した粉塵３６のうち表面の粉塵３６のみが燃焼し、排気通路２９内は僅かしか温度上昇しない。次に三方切換弁８８のクリーニング用取出し口８８ｃ（第３ポート）に、粉塵の燃焼及び剥離装置９１のクリーニング用パイプ９２の一端を接続する。また第１弁保持具６１の上端の第１取っ手７１を把持して第１挿入筒５１を第１開口部１２ｂに挿入する。このとき第１開口部１２ｂの内壁に堆積した粉塵３６の一部が第１挿入筒５１により削り取られて第１開口部１２ｂの内壁から剥離する。これにより第１開口部１２ｂが比較的深いチャンバ１２の底壁１２ａに形成されていても、第１挿入筒５１を第１開口部１２ｂに容易に挿入することができる。上記と同様にして第２〜第４弁保持具６２〜６４の上端の第２〜第４取っ手７２〜７４を把持して第２〜第４挿入筒５２〜５４を第２〜第４開口部１２ｃ〜１２ｅにそれぞれ挿入する。このとき第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４は第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを開放した状態に保つ。この状態で第１ポート８８ａとクリーニング用取出し口８８ｃとが連通するように三方切換弁８８を切換え、クリーニング用吸引ポンプ９３を駆動する。
【００３４】
クリーニング用吸引ポンプ９３の始動直後は、誘導モータ９６をインバータ装置９７により低速回転させて排気通路２９内のＡｒガス又は大気の流速を低く抑える。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が徐々に燃焼する。但し、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６は剥離しない。所定時間経過後、誘導モータ９６をインバータ装置９７により中速回転させて排気通路２９内の大気の流速を大きくする。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が更に燃焼する。但し、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６は剥離しない。この状態で所定時間が経過すると、排気通路３６の内壁に堆積した粉塵３６は全て燃焼して安定なＳｉＯ2になるので、誘導モータ９６をインバータ装置９７により高速回転させて排気通路２９内の大気の流速を更に大きくする。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６の大部分が剥離して吸引され、この吸引された大気をクリーニング用サイクロン９４に通すことにより粉塵３６が大気から分離されてクリーニング用ダストチャンバ９４ａに堆積する。この結果、排気通路２９内の急激な温度及び圧力の上昇を伴わずに、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６の大部分を除去できる。
【００３５】
一方、クリーニング用サイクロン９４で分離及び捕集ができずに、サイクロン９４を通過してスクラバ用漏斗９８ａから排出された僅かな粉塵３６はスクラバ用タンク９８ｂ内でスクラバ用シャワーノズル９８ｃから噴霧される液体（例えば、水）に付着して捕集されるので、大気を粉塵３６で汚染することはない。また上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１により、排気通路２９内の粉塵３６を燃焼させる作業と、この完全に燃焼した粉塵３６の大部分を剥離する作業が終了すると、インバータ装置９７の周波数を最大（例えば、６０Ｈｚ）にして誘導モータ９８の回転速度を最大にすることによりクリーニング用吸引ポンプ９３を高速で回転させた状態で、制御ボックス８７内のコントローラをオンする。コントローラは、第１〜第４電磁弁を駆動して第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４をそれぞれ開閉制御する。具体的には、コントローラは、メモリに記憶されたマップに基づいて、即ち第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４を同時にではなく時間をずらして順次３回ずつ（この開閉回数は任意の回数に設定可能である。）開閉するタイムチャート（図５）に基づいて、第１〜第４電磁弁を制御する。これにより第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４の全てが閉じたときには排気通路２９が負圧になり、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４のいずれか１つが開いたときには排気通路２９が大気圧に戻る圧力変動が排気通路に生じる。即ち、排気通路２９内の圧力が大きく変動する。この結果、上記圧力差により排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６を全て確実に剥離することができる。従って、排気通路２９のクリーニング時に第１〜第４排気管２１〜２４や集合排気管２６等を取外す必要がないので、排気通路２９のクリーニング時間を短縮できる。なお、排気通路２９の内壁から剥離した粉塵３６の大部分はクリーニング用サイクロン９４で分離されて捕集され、残りの粉塵３６はクリーニング用スクラバ９８で捕集される。
【００３６】
このように排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６を全て除去できるので、シリコン単結晶の引上げ時におけるチャンバ１２内の圧力変動を抑制できる。この結果、チャンバ１２内の圧力変動にてシリコン単結晶の引上げ条件に及ぼされる悪影響を未然に防止できる。また第１〜第４弁保持具６１〜６４により第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４が保持された状態で、第１〜第４挿入筒５１〜５４が第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅに挿入されているので、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４は安定した状態で確実に第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを開閉できる。クリーニング装置３０による排気通路２９のクリーニングが終了すると、第１〜第４開口部開閉手段８１〜８４を第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅから外すとともに、クリーニング用取出し口８８ｃからクリーニング用パイプ９２を外し、第１ポート８８ａと第２ポート８８ｂが連通するように三方切換弁８８を切換えるだけで済むので、上記排気通路２９のクリーニング時間は極めて短時間となり、排気通路２９のクリーニング作業を極めて容易に行うことができる。
【００３７】
＜第２の実施の形態＞
図６は本発明の第２の実施の形態を示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａに立設された第１〜第４弁保持具１２１〜１２４が略Ｌ字状にそれぞれ形成される。第１〜第４弁保持具１２１〜１２４は、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａに取付けられ第１〜第４挿入筒５１〜５４の通孔と直径が同一であり孔芯が一致する第１〜第４透孔１２１ｂ〜１２４ｂが形成された第１〜第４取着部１２１ａ〜１２４ａと、第１〜第４取着部１２１ａ〜１２４ａに第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａから離れる方向に延びる第１〜第４脚部１２１ｃ〜１２４ｃとからなる。第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４の一端は第１〜第４取着部１２１ａ〜１２４ａ上面にそれぞれ枢着される。また第１〜第４エアシリンダ１３１〜１３４の基端は第１〜第４脚部１２１ｃ〜１２４ｃの上端にそれぞれ枢着され、第１〜第４エアシリンダ１３１〜１３４の第１〜第４ピストンロッド１３１ａ〜１３４ａの先端は第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４の他端にそれぞれ枢着される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００３８】
このように構成されたクリーニング装置１２０では、第１〜第４エアシリンダ１３１〜１３４として比較的小径のものを用いても、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４を比較的小さい力でスムーズに開閉動作させることができる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００３９】
＜第３の実施の形態＞
図７は本発明の第３の実施の形態を示す。図７において図６と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第１〜第４弁保持具１２１〜１２４の第１〜第４脚部１２１ｃ〜１２４ｃに、第１〜第４フック１５１〜１５４がそれぞれ取付けられる。また第１〜第４開口部１６２ｂ〜１６２ｅはチャンバ１６２の側壁１６２ａにそれぞれ形成され、第１〜第４連通孔１６２ｆ〜１６２ｉはチャンバ１６２の側壁１６２ａに水平方向に延びてそれぞれ形成される。更に第１〜第４開口部１６２ｂ〜１６２ｅ、第１〜第４連通孔１６２ｆ〜１６２ｉ、第１〜第４排気管２１〜２４及び集合排気管により排気通路１６９が構成される。上記以外は第２の実施の形態と同一に構成される。
【００４０】
このように構成されたクリーニング装置１５０では、第１〜第４フック１５１〜１５４を把持して第１〜第４挿入筒５１〜５４を第１〜第４開口部１６２ｂ〜１６２ｅに挿入することにより、第１〜第４開口部１６２ｂ〜１６２ｅが比較的深いチャンバ１６２の底壁近傍の側壁１６２ａに形成されていても、第１〜第４挿入筒５１〜５４を第１〜第４開口部１６２ｂ〜１６２ｅに容易に挿入することができる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００４１】
なお、上記第１〜第３の実施の形態では、半導体結晶としてシリコン単結晶を挙げたが、シリコン多結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ多結晶、ＩｎＰ単結晶、ＩｎＰ多結晶、ＺｎＳ単結晶、ＺｎＳ多結晶、ＺｎＳｅ単結晶、ＺｎＳｅ多結晶でもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、排気通路から排出されるガスとして不活性ガスを挙げたが、窒素ガス等の非酸化性ガスであってもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、粉塵の燃焼及び剥離装置により排気通路に堆積した粉塵を燃焼しこの完全に燃焼した粉塵の大部分を剥離した後に、クリーニング用開閉弁により排気通路の開口部を開閉して排気通路内の粉塵の残りを全て剥離して除去したが、粉塵が急激に燃焼するおそれがない場合には、粉塵の燃焼及び剥離装置を用いずに、真空ポンプをクリーニング用吸引ポンプとして作動させた状態でクリーニング用開閉弁により排気通路の開口部を開閉して排気通路に堆積している粉塵の全てを剥離して除去してもよい。この場合、集合排気管に粉体分離器（サイクロン等）が設けられる。また、上記第１〜第３の実施の形態では、本発明のクリーニング装置を４つの開口部が底壁又は側壁に形成されたチャンバに適用したが、本発明のクリーニング装置を１つ〜３つ或いは５つ以上の開口部が底壁又は側壁に形成されたチャンバに適用してもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、弁駆動手段としてエアシリンダを挙げたが、クリーニング用開閉弁を開閉駆動できれば、油圧シリンダ、リニアソレノイド等でもよい。
【００４２】
更に、上記第１〜第３の実施の形態では、本発明のクリーニング装置をシリコン単結晶引上げ装置に適用したが、本発明のクリーニング装置を冷却るつぼ誘導溶融鋳造装置やキャスト炉に適用してもよい。この冷却るつぼ誘導溶融鋳造装置は、高周波誘導コイルの内側に、周方向に相互に電気的に絶縁されかつ内部が水冷された電気伝導性及び熱伝導性の良好な物質（通常、銅）を短冊状に並べた冷却銅るつぼを有する。この冷却銅るつぼは溶解容器として構成され、冷却銅るつぼに原料シリコンを入れ、高周波誘導コイルに交流電流を通じると、冷却銅るつぼを構成する短冊状の各素片が互いに電気的に分割されているので、各素片内で電流がループを作り、冷却るつぼの内壁側の電流が冷却るつぼ内に磁界を形成して、るつぼ内のシリコンを加熱溶解することができる。溶融したシリコンは、冷却るつぼ内壁の電流が作る磁界と溶融シリコン表皮の電流の相互作用によって、溶融シリコン表面の内側法線方向の力を受け、るつぼと非接触の状態で溶解が行われる。この結果、溶融シリコンがるつぼや鋳型に殆ど接触することなく、シリコン多結晶を鋳造できるようになっている。また上記キャスト炉は、太陽電池に用いられるシリコン多結晶を製造するために用いられる。具体的には、キャスト炉内のるつぼに貯留されたシリコン原料を１４０℃以上の高温で溶解した後、冷却して結晶化することによりシリコン多結晶が製造される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のクリーニング装置及びクリーニング方法は、排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去でき、これにより排気通路のクリーニング時間を短縮できるとともに、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制できる、半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置及びそのクリーニング方法として利用できる。
【図１】
2012131888.tif 000003
【図２】
2012131888.tif 000004
【図３】
2012131888.tif 000005
【図４】
2012131888.tif 000006
【図５】
2012131888.tif 000007
【図６】
2012131888.tif 000008
【図７】
2012131888.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上記不活性ガスに含まれるＳｉＯやＳｉＯ2等の粉塵３６は排気通路２９の内壁に堆積し、この排気通路２９に堆積した粉塵３６はクリーニング装置３０により除去されるように構成される。このクリーニング装置３０は、チャンバ１２に臨む排気通路２９の第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅに取外し可能に取付けられ第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを吸引状態において断続的にそれぞれ開閉する円板状の第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４と、これらのクリーニング用開閉弁３１〜３４をそれぞれ駆動する第１〜第４弁駆動手段４１〜４４とを備える。またクリーニング装置３０は、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅの端面に当接する第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａをそれぞれ有する第１〜第４挿入筒５１〜５４と、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａにそれぞれ取付けられた第１〜第４弁保持具６１〜６４とを更に備える。第１〜第４弁駆動手段４１〜４４は、この実施の形態では、第１〜第４エアシリンダである。また第１〜第４挿入筒５１〜５４は、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅに挿入可能な円筒状に形成された第１〜第４筒本体５１ｂ〜５４ｂと、これらの筒本体５１ｂ〜５４ｂの一端に筒本体５１ｂ〜５４ｂと一体的に設けられ外径が筒本体５１ｂ〜５４ｂの外径より大きく形成された上記第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａとを有する。また第１〜第４弁保持具６１〜６４は、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａに立設され第１〜第４挿入筒５１〜５４から離れる方向に延びて設けられ各々が複数の部分からなる第１〜第４脚部６１ａ〜６４ａと、これらの脚部６１ａ〜６４ａのうち第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａから僅かに離れた位置に水平方向に延びて設けられ複数本の第１〜第４脚部６１ａ〜６４ａに掛け渡された単一の第１〜第４保持板６１ｂ〜６４ｂとを有する。第１〜第４保持板６１ｂ〜６４ｂには第１〜第４エアシリンダ４１〜４４が第１〜第４ピストンロッド４１ａ〜４４ａを下方に突出させた状態で取付けられ、第１〜第４ピストンロッド４１ａ〜４４ａの下端には上記第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４が取付けられる。即ち、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４は第１〜第４エアシリンダ４１〜４４を介して第１〜第４弁保持具６１〜６４によりそれぞれ保持されるように構成される。なお、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４には、図示しないが、小さい貫通孔が貫通して形成されたり、或いは底面にスリットが形成される。これは、排気通路２９を完全に密閉すると、エアシリンダ４１〜４４が過負荷になるおそれがあるからである。また、第１〜第４保持板６１ｂ〜６４ｂには、図示しないが、空気の導入口をそれぞれ形成してもよい。これは、チャンバ１２内の空気を上記導入口から排気通路２９にスムーズに導入するためである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また第１〜第４弁保持具６１〜６４の複数本の第１〜第４脚部６１ａ〜６４ａの上端には、第１〜第４取っ手７１〜７４がそれぞれ取付けられる。更に第１〜第４挿入筒５１〜５４を排気通路２９の第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅに挿入した状態で、第１〜第４エアシリンダ４１〜４４により第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４を駆動して、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを断続的に開閉するように構成される。第１〜第４エアシリンダ４１〜４４による第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅの断続的な開閉周期、即ち第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４により第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを閉じた状態で後述のクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動して排気通路２９内の大気を排出する工程と、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを開いて排気通路２９内に大気を導入する工程との繰返し周期は、１〜３０秒、好ましくは２〜５秒に設定される。ここで、第１〜第４エアシリンダ４１〜４４による第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅの断続的な開閉周期を１〜３０秒の範囲内に限定したのは、１秒未満では排気通路２９に付着した粉塵３６を剥離できる程度の圧力差が排気通路２９内に発生せず、３０秒を越えると排気通路２９内の圧力差が殆ど変化せず排気通路２９のクリーニング作業の効率が低下するからである。なお、排気通路２９の内壁に付着した粉塵３６を剥離できる程度の圧力差、即ちクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動している状態で、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４により第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを閉じたときの排気通路２９内の圧力（負圧）と、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４により第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを開いたときの排気通路内の圧力（大気圧）との差は、０．０２ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ以上に設定される。また、第１〜第４開口部１２ｂ〜１２ｅを含む排気通路２９の吸引状態は、この実施の形態では、後述する粉塵３６の燃焼及び剥離装置のクリーニング用吸引ポンプ９３を駆動することにより発生されるように構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
粉塵の燃焼及び剥離装置９１は、クリーニング用取出し口８８ｃ（第３ポート）に一端が取外し可能に接続された上記クリーニング用パイプ９２と、クリーニング用パイプ９２の他端に接続され引上げ装置１１内が大気に開放された状態で排気通路２９内のＡｒガス又は大気を吸引するクリーニング用吸引ポンプ９３と、集合排気管２６とクリーニング用吸引ポンプ９３の間のクリーニング用パイプ９２に設けられたクリーニング用粉体分離器９４とを有する。上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１を使用するときと、第１〜第４開口部開閉手段８１〜８４を作動させるときには、上記クリーニング用取出し口８８ｃにクリーニング用パイプ９２の一端が接続され、かつ第１ポート８８ａとクリーニング用取出し口８８ｃとが連通するように切換えられる。また粉塵の燃焼及び剥離装置９１を使用するとき以外であって、第１〜第４開口部開閉手段８１〜８４を作動させるとき以外には、クリーニング用取出し口８８ｃからクリーニング用パイプ９２が取外され、かつ第１ポート８８ａと第２ポート８８ｂとが連通するように切換えられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
クリーニング用吸引ポンプ９３の始動直後は、誘導モータ９６をインバータ装置９７により低速回転させて排気通路２９内のＡｒガス又は大気の流速を低く抑える。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が徐々に燃焼する。但し、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６は剥離しない。所定時間経過後、誘導モータ９６をインバータ装置９７により中速回転させて排気通路２９内の大気の流速を大きくする。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６が更に燃焼する。但し、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６は剥離しない。この状態で所定時間が経過すると、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６は全て燃焼して安定なＳｉＯ2になるので、誘導モータ９６をインバータ装置９７により高速回転させて排気通路２９内の大気の流速を更に大きくする。これにより排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６の大部分が剥離して吸引され、この吸引された大気をクリーニング用サイクロン９４に通すことにより粉塵３６が大気から分離されてクリーニング用ダストチャンバ９４ａに堆積する。この結果、排気通路２９内の急激な温度及び圧力の上昇を伴わずに、排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６の大部分を除去できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
一方、クリーニング用サイクロン９４で分離及び捕集ができずに、サイクロン９４を通過してスクラバ用漏斗９８ａから排出された僅かな粉塵３６はスクラバ用タンク９８ｂ内でスクラバ用シャワーノズル９８ｃから噴霧される液体（例えば、水）に付着して捕集されるので、大気を粉塵３６で汚染することはない。また上記粉塵の燃焼及び剥離装置９１により、排気通路２９内の粉塵３６を燃焼させる作業と、この完全に燃焼した粉塵３６の大部分を剥離する作業が終了すると、インバータ装置９７の周波数を最大（例えば、６０Ｈｚ）にして誘導モータ９６の回転速度を最大にすることによりクリーニング用吸引ポンプ９３を高速で回転させた状態で、制御ボックス８７内のコントローラをオンする。コントローラは、第１〜第４電磁弁を駆動して第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４をそれぞれ開閉制御する。具体的には、コントローラは、メモリに記憶されたマップに基づいて、即ち第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４を同時にではなく時間をずらして順次３回ずつ（この開閉回数は任意の回数に設定可能である。）開閉するタイムチャート（図５）に基づいて、第１〜第４電磁弁を制御する。これにより第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４の全てが閉じたときには排気通路２９が負圧になり、第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４のいずれか１つが開いたときには排気通路２９が大気圧に戻る圧力変動が排気通路に生じる。即ち、排気通路２９内の圧力が大きく変動する。この結果、上記圧力差により排気通路２９の内壁に堆積した粉塵３６を全て確実に剥離することができる。従って、排気通路２９のクリーニング時に第１〜第４排気管２１〜２４や集合排気管２６等を取外す必要がないので、排気通路２９のクリーニング時間を短縮できる。なお、排気通路２９の内壁から剥離した粉塵３６の大部分はクリーニング用サイクロン９４で分離されて捕集され、残りの粉塵３６はクリーニング用スクラバ９８で捕集される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
＜第２の実施の形態＞
図６は本発明の第２の実施の形態を示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａに立設された第１〜第４弁保持具１２１〜１２４が略Ｌ字状にそれぞれ形成される。第１〜第４弁保持具１２１〜１２４は、第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａに取付けられ第１〜第４挿入筒５１〜５４の通孔と直径が同一であり孔芯が一致する第１〜第４透孔１２１ｂ〜１２４ｂが形成された第１〜第４取着部１２１ａ〜１２４ａと、第１〜第４取着部１２１ａ〜１２４ａに第１〜第４フランジ部５１ａ〜５４ａから離れる方向に延びて設けられた第１〜第４脚部１２１ｃ〜１２４ｃとからなる。第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４の一端は第１〜第４取着部１２１ａ〜１２４ａ上面にそれぞれ枢着される。また第１〜第４エアシリンダ１３１〜１３４の基端は第１〜第４脚部１２１ｃ〜１２４ｃの上端にそれぞれ枢着され、第１〜第４エアシリンダ１３１〜１３４の第１〜第４ピストンロッド１３１ａ〜１３４ａの先端は第１〜第４クリーニング用開閉弁３１〜３４の他端にそれぞれ枢着される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
更に、上記第１〜第３の実施の形態では、本発明のクリーニング装置をシリコン単結晶引上げ装置に適用したが、本発明のクリーニング装置を冷却るつぼ誘導溶融鋳造装置やキャスト炉に適用してもよい。この冷却るつぼ誘導溶融鋳造装置は、高周波誘導コイルの内側に、周方向に相互に電気的に絶縁されかつ内部が水冷された電気伝導性及び熱伝導性の良好な物質（通常、銅）を短冊状に並べた冷却銅るつぼを有する。この冷却銅るつぼは溶解容器として構成され、冷却銅るつぼに原料シリコンを入れ、高周波誘導コイルに交流電流を通じると、冷却銅るつぼを構成する短冊状の各素片が互いに電気的に分割されているので、各素片内で電流がループを作り、冷却るつぼの内壁側の電流が冷却るつぼ内に磁界を形成して、るつぼ内のシリコンを加熱溶解することができる。溶融したシリコンは、冷却るつぼ内壁の電流が作る磁界と溶融シリコン表皮の電流の相互作用によって、溶融シリコン表面の内側法線方向の力を受け、るつぼと非接触の状態で溶解が行われる。この結果、溶融シリコンがるつぼや鋳型に殆ど接触することなく、シリコン多結晶を鋳造できるようになっている。また上記キャスト炉は、太陽電池に用いられるシリコン多結晶を製造するために用いられる。具体的には、キャスト炉内のるつぼに貯留されたシリコン原料を高温で溶解した後、冷却して結晶化することによりシリコン多結晶が製造される。
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月29日(2014.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するための前記チャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵を前記チャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置において、
前記チャンバに臨む前記排気通路の複数の開口部に取外し可能にそれぞれ取付けられ前記複数の開口部を吸引状態において断続的に開閉する複数のクリーニング用開閉弁と、
前記複数のクリーニング用開閉弁をそれぞれ駆動する弁駆動手段と
を備え、
前記排気通路内の粉塵を前記チャンバ外から吸引している状態で、前記複数のクリーニング用開閉弁を同時にではなく時間をずらして順次開閉するように構成されたことを特徴とする半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項２】
前記開口部の端面に当接するフランジ部を有し前記開口部に挿入可能な挿入筒と、前記フランジ部に取付けられ前記クリーニング用開閉弁を保持する弁保持具とを更に備えた請求項１記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項３】
前記弁保持具が前記挿入筒から離れる方向に延びて設けられ、前記弁保持具の先端に前記挿入筒を前記開口部に挿入するために把持される取っ手が取付けられた請求項２記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項４】
前記弁保持具に、前記挿入筒を前記開口部に挿入するために把持されるフックが取付けられた請求項２記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項５】
前記弁駆動手段が流体圧シリンダである請求項１記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項６】
前記弁駆動手段による前記開口部の断続的な開閉周期が１〜３０秒である請求項１又は５記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置。
【請求項７】
半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するための前記チャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵を前記チャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法において、
前記排気通路内の粉塵を前記チャンバ外から吸引している状態で、前記チャンバに臨む前記排気通路の複数の開口部にそれぞれ設けられた前記複数のクリーニング用開閉弁を同時にではなく時間をずらして順次開閉する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法。
【請求項８】
前記大気排出工程と前記大気導入工程との繰返し周期が１〜３０秒である請求項７記載の半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第１の観点は、半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵をチャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング装置において、チャンバに臨む排気通路の複数の開口部に取外し可能にそれぞれ取付けられ複数の開口部を吸引状態において断続的に開閉する複数のクリーニング用開閉弁と、複数のクリーニング用開閉弁をそれぞれ駆動する弁駆動手段とを備え、排気通路内の粉塵をチャンバ外から吸引している状態で、複数のクリーニング用開閉弁を同時にではなく時間をずらして順次開閉するように構成されたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第３の観点は、第２の観点に基づく発明であって、更に弁保持具が挿入筒から離れる方向に延びて設けられ、弁保持具の先端に挿入筒を開口部に挿入するために把持される取っ手が取付けられたことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第４の観点は、第２の観点に基づく発明であって、更に弁保持具に、挿入筒を開口部に挿入するために把持されるフックが取付けられたことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第７の観点は、半導体結晶製造装置のチャンバ内のガスを排出するためのチャンバに設けられた排気通路に堆積する粉塵をチャンバ外から吸引することにより除去する半導体結晶製造装置用排気通路のクリーニング方法において、排気通路内の粉塵をチャンバ外から吸引している状態で、チャンバに臨む排気通路の複数の開口部にそれぞれ設けられた複数のクリーニング用開閉弁を同時にではなく時間をずらして順次開閉することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の第７の観点のクリーニング方法では、排気通路内の粉塵をチャンバ外から吸引している状態で、チャンバに臨む排気通路の複数の開口部にそれぞれ設けられた複数のクリーニング用開閉弁を同時にではなく時間をずらして順次開閉するので、排気通路内の圧力が大きく変動することにより、排気通路に堆積した粉塵を効率良く除去できる。この結果、上記と同様に、排気通路のクリーニング時に排気管等を取外す必要がないので、排気通路のクリーニング時間を短縮できる。また半導体結晶を製造するプロセスを複数回行う毎に定期的に排気通路に堆積した粉塵を全て除去できるので、半導体結晶の製造時におけるチャンバ内の圧力変動を抑制でき、これによりチャンバ内の圧力変動にて半導体製造条件に及ぼされる悪影響を未然に防止できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
なお、上記第１〜第３の実施の形態では、半導体結晶としてシリコン単結晶を挙げたが、シリコン多結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ多結晶、ＩｎＰ単結晶、ＩｎＰ多結晶、ＺｎＳ単結晶、ＺｎＳ多結晶、ＺｎＳｅ単結晶、ＺｎＳｅ多結晶でもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、排気通路から排出されるガスとして不活性ガスを挙げたが、窒素ガス等の非酸化性ガスであってもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、粉塵の燃焼及び剥離装置により排気通路に堆積した粉塵を燃焼しこの完全に燃焼した粉塵の大部分を剥離した後に、クリーニング用開閉弁により排気通路の開口部を開閉して排気通路内の粉塵の残りを全て剥離して除去したが、粉塵が急激に燃焼するおそれがない場合には、粉塵の燃焼及び剥離装置を用いずに、真空ポンプをクリーニング用吸引ポンプとして作動させた状態でクリーニング用開閉弁により排気通路の開口部を開閉して排気通路に堆積している粉塵の全てを剥離して除去してもよい。この場合、集合排気管に粉体分離器（サイクロン等）が設けられる。また、上記第１〜第３の実施の形態では、本発明のクリーニング装置を４つの開口部が底壁又は側壁に形成されたチャンバに適用したが、本発明のクリーニング装置を２つ、３つ或いは５つ以上の開口部が底壁又は側壁に形成されたチャンバに適用してもよい。また、上記第１〜第３の実施の形態では、弁駆動手段としてエアシリンダを挙げたが、クリーニング用開閉弁を開閉駆動できれば、油圧シリンダ、リニアソレノイド等でもよい。
【国際調査報告】
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2012131888.tif 000011
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