【手続補正書】
【提出日】平成17年5月31日(2005.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
このようにＣＺ法でシリコンの単結晶体を製造するときに、石英るつぼ２が内挿された黒鉛るつぼ３が使用されているが、この黒鉛るつぼ３は次のとおりの条件を具える所謂分割型が望まれている。
【手続補正２】
【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】
（ａ）、所謂分割型黒鉛るつぼ３は一体に構成することなく、図８ならびに図９に示すように、少なくとも２つ以上の分割支片１３０、１３０、１３０を組み合わせて所謂分割型として構成したものである。すなわち、各分割支片１３０、１３０、１３０は黒鉛るつぼ３の中心軸１０１を通る縦断面で少なくとも２つ以上に切断されたものであって、各分割支片１３０、１３０、１３０の断面は、後記のように、通常扇形断面のものとして構成されていること。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（ｂ）、少なくとも２つ以上の分割支片１３０、１３０を組み合わせて構成した所謂分割型黒鉛るつぼ３は、図９に示すとおり、内部の底面１３２は球面状を成し、なかでも、底面１３２と内壁面１３１の境界部分は円弧状をなし、いずれの場合であっても黒鉛るつぼの内壁面１３１と底面１３２とは、図９に示すとおり、全く境い目がなく連続化されていること。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
（ｃ）、各分割支片１３０、１３０、１３０の素材となる円柱状黒鉛材料は、高密度で等方性を具える高密度の黒鉛材料である。このため、これらを組み合わせ一体化する際に各分割支片１３０、１３０、１３０を接合する手段が見当らないし、分割支片の製作も高価な高密度黒鉛の素材を機械的な切削加工によって中ぐりし、この中ぐりした素材を縦に分割することが行なわれている。この方法によると、材料ロスがきわめて多く、高密度の黒鉛材料がきわめて高価のこともあって、材料ロスのない製作法が望まれている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
まず、（ａ）の条件についてみると、黒鉛るつぼはシリコン原料の加熱溶融に直接供せられるものでなく、石英るつぼを外周から保護するものである。しかしながら、黒鉛るつぼは石英るつぼと一体を成し、シリコン単結晶の成長に使用されるため、この間に黒鉛るつぼと石英るつぼとの密着面からシリコン蒸気などが侵入し、黒鉛るつぼの外周面がシリコン蒸気などにさらされる。このため、黒鉛るつぼは一体に構成することは好ましくなく、少なくとも２分割または３分割し、このような分割支片を組み合わせ、黒鉛るつぼは分割型として構成することが必要となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
このようなところからも、黒鉛るつぼは一体のものとして構成することはできず、少なくとも２分割か３分割に分けた分割支片を合わせて黒鉛るつぼを所謂分割型として構成し、組み合わされた分割支片間の間隙によって上記の問題点を除去している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
次に、（ｂ）の条件についてみると、（ａ）の条件によって少なくとも２つ以上に分割された分割支片が組み合わされたものとして構成すると、この分割型黒鉛るつぼの内面では、底面１３２は、図９に示すように、半球面状か皿型に構成し、底面１３２と内壁面１３１が境い目なく連続化していること、平たくいうと、図９に示すように球面あるいは皿状として連続化していることが必要である。
【手続補正８】
【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】
すなわち、内面が円筒状に構成される従来例の黒鉛るつぼでは、図９に示す分割型るつぼ３のように内壁面１３１と底面１３２とが連続化したものと異なって、その境界面に境い目が存在しているものである。このように境い目のある黒鉛るつぼであると、加熱がくり返されると、境界部分に応力が集中し、さらに、くり返して使用されると、境界部分で破損され易い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
このため、ＣＺ法に供せられる分割型黒鉛るつぼでは、通常、図９に示すように、底面１３２は球面状又は皿型に構成し、内壁面１３１と底面１３２の間には境界部分がなく連続したものとして構成する。
【手続補正１０】
【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】
以上詳しくのべたとおり、ＣＺ法に供せられる黒鉛るつぼは、上記条件（ａ）および（ｂ）に示したように、少なくとも２つ以上に分割された分割支片を組み合わせた分割型として構成し、その内部の底面は球面状に構成し、境い目なく連続した構造に構成する必要がある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
次に、（ｃ）の条件をみると、（ａ）および（ｂ）の条件の構造の分割型黒鉛るつぼは、ＣＺ法に用いるのには好適であるが、製造するのに多大な手間がかかり、どうしても、機械的な切削手段によらなければならない。しかし、この黒鉛素材そのものが高価であり、さらに、ＣＺ法などに供せられる分割型黒鉛るつぼはきわめて高価な等方性黒鉛材料を用いることから、きわめて高能率で材料の無駄もなく製作する方法が望まれる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
さらに、このように一体ではなく分割支片を組み合わせた黒鉛るつぼは、近年ウエハ−の大型化に伴い、それにともなって黒鉛るつぼも大型になって、その需要が多く、その目的に応じた大径の黒鉛素材も製造されるようになっている。とくに、この黒鉛素材は等方性黒鉛から成るものであって、大径のものとなると、製造日数が６ヶ月から１年もかかることから、予め大径の黒鉛素材を製造するようになっており、小径の黒鉛素材は需要に応じてその都度製造されていたが、小径の黒鉛るつぼであっても、止むなく大径でかつ高価な黒鉛素材から削り出すことも行なわれている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
すなわち、標準的な機械的切削手段による黒鉛るつぼの製作方法は大型の黒鉛素材を旋盤などの把持部に把持し、回転させながら、旋盤に装着した切削バイトにより切削し、黒鉛素材をその中心軸に沿って中ぐりし、外周面や内周面を整えて、予め、一体の黒鉛るつぼを製作してから、この黒鉛るつぼを縦に分割して分割支片を構成している。このため、黒鉛素材そのものを大径化していることもあって、中ぐりのときに発生する切り粉が多くなり、この切り粉は、廃棄するか、低価格な製鋼用加炭材に振り向けることしかできない。きわめて大きな経済的ロスとなっている。
【手続補正１４】
【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】
このところから、黒鉛素材を中ぐりによって多量の切り粉を発生する代りに、利用価値の高い塊状物（中抜き材と呼ぶ）で回収することが可能となれば、それを小径の黒鉛るつぼの分割支片として利用でき、るつぼの製造原価は著しく低減することになり、経済的効果は絶大である。
【手続補正１５】
【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】
この点から、黒鉛素材を中ぐりして黒鉛るつぼを製作するときに、切り粉の発生を少なくし、塊状の中抜き材が得られる切削工具が実開平１−１１７８１４号公報に記載され、提案されている。
【手続補正１６】
【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】
そこで、これら手段について図示の実施態様を通じてさらに詳しく説明する。まず、図１、図２および図３はそれぞれ円筒溝形成工程、素材分割工程および底面形成工程の実施態様を示す説明図であって、図１および図２において、符号１００は黒鉛素材を示す。黒鉛素材１００は、通常、その中心軸１０１をほぼ水平方向又は垂直方向に保持し、この状態で旋盤など（図示せず）の把持部によってその外周から把持する一方、切削バイト１０２によって切削し、中心軸１０１と同心円状に円筒溝１０３を形成する。
【手続補正１７】
【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】
この黒鉛素材１００としては、その用途がＣＺ法によるシリコン単結晶の成長用である場合は、その中心軸１０１の方向ならびにその中心軸に直交する直交方向において物理的性質、化学的性質、なかでも、熱伝導率が一定となる等方性黒鉛材料を用い、構成し、熱膨張の差にもとずく熱応力による破壊などを除去できるようにする。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
次に、図２に示すように、黒鉛素材１００は少なくとも２個、なかでも３個若しくは４個に分割して中間素材１１０を形成し、各中間素材１１０毎に中抜き材１４０を中抜きして（図３参照）、分割支片１３０（図６参照）を製作する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図３は、このような形状の中間素材１１０を球面状切削手段１２０により切削して球面形切削面を創成する際の切削態様の一例を示す。図３に示すように、２つの分割面１１１（図２参照）が交われる中心軸１０１の方向から球面状切削手段１２０を中間素材１１０に接近させて切削し、その切削面１１２が円筒溝１０３の下端にまで進行したところで停止する。このように切削すると、図６に示すように球面形状の底面１３２を具える分割支片１３０が形成され、その内側の黒鉛材料が塊状の中抜き材１４０として得られる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
すなわち、ウエハ−などの大型化にともないそれに使用する黒鉛るつぼも大型化される傾向にある。需要の多いのは大型の黒鉛るつぼである。大型の黒鉛るつぼを製造する場合は、大型の黒鉛素材が用いられる。このため、大型の黒鉛素材から得られる中抜き材１４０は相当径の大きいものとなり、目的に応じ、そのまま黒鉛るつぼの分割支片のものとして利用できる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】  分割型黒鉛るつぼで組み合わされる分割支片を黒鉛素材を分割することによって製造する際に、先立って行なわれる黒鉛素材の円筒溝形成工程の一つの実施態様を断面で示す説明図である。
【図２】  図１の円筒溝形成工程を経た黒鉛材料を３つに分割して中間素材を形成する素材分割工程の一つの分割態様を示す説明図である。
【図３】  図２の素材分割工程を経て得られた中間素材を球面状切削手段を用いて切削して内側の底面が球面状を成す分割支片を形成する球面形成工程における一つの切削態様の説明図である。
【図４】  図３の球面形成工程で用いる球面状切削手段の一例の斜視図である。
【図５】  図４に示す球面状切削手段の矢視Ｂ−Ｂ方向から切断した断面図である。
【図６】  図３の球面形成工程で図４および図５の球面状切削手段を用いて形成された分割支片の一例の断面図である。
【図７】  図６に示す分割支片の裏面に機械加工より係合凹所を設けた分割支片の縦断面図である。
【図８】  本発明により製作した分割支片を組み合わせて一体化した分割型黒鉛るつぼの一例の平面図である。
【図９】  図８の矢視Ａ−Ａ方向から切断した分割型黒鉛るつぼの断面図である。
【図１０】  本発明により球面形切削手段で切削して分割支片を製作するときに取出した中抜き材を利用して寸法の小さい分割支片を形成するときにその利用態様を示す説明図である。
【図１１】  ＣＺ法によるシリコン単結晶の引上げ成長装置の一例を一部を断面で示す説明図である。
【符号の説明】  １００  黒鉛素材
１０１  中心軸
１０２  切削バイト
１０３  円筒溝
１０５  一つの端面
１０６  他の端面
１０７  底面部分
１１０  中間素材
１１１  分割面
１１２  切削面
１２０  球面状切削手段
１３０  分割支片
１４０  中抜き材