(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する第一の機構と、
前記第一の機構を、前記インゴットの釣支方向と交差する平面内で任意の角度位置まで旋回可能に支持する第二の機構と
を設けたことを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項２】
釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する支持機構と、
前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ、一垂直面内で傾斜動が可能な支持軸とを備え、
前記支持機構は、前記支持軸の回りに任意の角度位置まで旋回可能に備えられていることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項３】
釣支された単結晶インゴットを支持する第一の機構と、該第一の機構を旋回可能に支持する第二の機構と、を設けた単結晶インゴット取り出し装置であって、
前記第一の機構は、単結晶インゴットを支持するための一対の把持面と、該一対の把持面を対向させた状態で前記単結晶インゴットに接近させる移動手段を有し、
前記第二の機構は、前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ前記第一の機構をその軸回りに任意の角度位置まで旋回可能に支持する支持軸と、前記第一の機構を支持軸に対して旋回不能にする固定手段を有することを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項４】
釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する第一の機構と、
前記第一の機構を、前記インゴットの釣支方向と交差する平面内で任意の角度位置まで旋回可能に支持する第二の機構と
を設け、
前記第二の機構により前記第一の機構を旋回させ、前記インゴットと前記各把持面との隙間が均等になるように調整することが可能であることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項５】
釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する支持機構と、
前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ、一垂直面内で傾斜動が可能な支持軸とを備え、
前記支持機構は、前記支持軸の回りに任意の角度位置まで旋回可能に備えられており、
前記支持機構を旋回させ、前記インゴットと前記各把持面との隙間が均等になるように調整することが可能であることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項６】
釣支された単結晶インゴットを支持する第一の機構と、該第一の機構を旋回可能に支持する第二の機構と、を設けた単結晶インゴット取り出し装置であって、
前記第一の機構は、単結晶インゴットを支持するための一対の把持面と、該一対の把持面を対向させた状態で前記単結晶インゴットに接近させる移動手段を有し、
前記第二の機構は、前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ前記第一の機構をその軸回りに任意の角度位置まで旋回可能に支持する支持軸と、前記第一の機構を支持軸に対して旋回不能にする固定手段を有し、
前記第二の機構により前記第一の機構を旋回させ、前記インゴットと前記各把持面との隙間が均等になるように調整することが可能であることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項７】
支持された前記インゴットを垂直面内で回転させる回転機構を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項８】
支持された前記インゴットを垂直面内で昇降させる昇降機構を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の単結晶インゴット取り出し装置。
【請求項９】
前記把持面が平面であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の単結晶インゴット取り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、単結晶インゴット取り出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の基板には主として高純度の単結晶シリコンが用いられているが、この単結晶シリコンの製造方法の一つにチョクラルスキー法（以下ＣＺ法という）がある。ＣＺ法においては、半導体単結晶製造装置のメインチャンバ内に設置したるつぼ軸の上端にるつぼ受けを介して黒鉛るつぼを載置し、前記黒鉛るつぼ内に収容した石英るつぼに多結晶シリコンを充填した上、前記黒鉛るつぼの周囲に設けたヒータによって多結晶シリコンを加熱溶解して融液とする。そして、シードチャックに取り付けた種子結晶を前記融液に浸漬し、シードチャックおよび黒鉛るつぼを同方向または逆方向に回転しつつシードチャックを引き上げて単結晶シリコンを成長させる。単結晶シリコンのインゴット（以下インゴットという）は、前記メインチャンバに接続するアッパチャンバ内で所定の温度まで冷却した後、搬出される。インゴット搬出の際には、たとえば特開平４−４２８９９に示されているようなインゴット把持手段および回転手段、昇降手段、運搬手段を備えたインゴット取り出し装置が用いられている。この装置は、台車にインゴット把持手段および回転手段、昇降手段を搭載したもので、垂直に釣支されたインゴットを把持手段で把持した後、９０°回転させて水平に、かつ所望の高さに把持し、所定の場所に運搬する。
【０００３】
図６は、従来から用いられている単結晶インゴット取り出し装置の把持機構の上面図である。前記取り出し装置の回転機構に取着された支持軸１６にフレーム２が固着され、フレーム２の両端で回動自在に支持されたネジ軸１には、ハンドル６の回転によって互いに反対方向に移動する一対の把持ブロック３が螺合されている。この把持機構は、図示しない回転機構により前記支持軸１６の回りに回動自在である。インゴット７は、前記把持ブロック３の対向する位置に設けられたＶ字状の凹部で把持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
所定の温度まで冷却したインゴット７を単結晶製造装置から取り出す場合、前記インゴット７に単結晶インゴット取り出し装置を近づけ、把持ブロック３とインゴット７との隙間を目視確認しながら単結晶インゴット取り出し装置の位置を調整する。この調整が不完全で、釣支されたインゴット７に把持ブロック３の一方のみが接触すると、インゴット７に横荷重を掛けることになる。特に、引き上げシャフトタイプの単結晶製造装置では、横荷重によってネック部が折損し、インゴットが落下するおそれがあるので危険である。従って、インゴットと把持ブロックとの左右方向の隙間が均等になるように、かつ、インゴット７の中心が把持ブロック３の凹部の中心線上に来るように、単結晶インゴット取り出し装置の位置を左右方向および前後方向に調整しなければならない。
【０００５】
しかしながら、把持ブロック３とインゴット７との相対位置を調整するために単結晶インゴット取り出し装置全体を所望の方向に移動させようとすると、前記装置が重いので微操作が困難であり、単結晶インゴット取り出し装置の位置決めに多大の時間と労力を費やしている。単結晶インゴット取り出し装置をインゴット近傍のおおよその位置に移動させた後、把持ブロックの前後および左右方向位置を調整する機構によって前記調整を行うことも考えられるが、調整機構を付加することによって単結晶インゴット取り出し装置が複雑化する。本発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、インゴットに対する単結晶インゴット取り出し装置の位置決め、特にインゴットと把持ブロックとの隙間を均等にするための微調整を小さな力で迅速かつ容易に行うことができるような単結晶インゴット取り出し装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する第一の機構と、前記第一の機構を、前記インゴットの釣支方向と交差する平面内で任意の角度位置まで旋回可能に支持する第二の機構とを設けたことを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置である。
また、本出願に係る第２の発明は、釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する支持機構と、前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ、一垂直面内で傾斜動が可能な支持軸とを備え、前記支持機構は、前記支持軸の回りに任意の角度位置まで旋回可能に備えられていることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置である。
更に、本出願に係る第３の発明は、釣支された単結晶インゴットを支持する第一の機構と、該第一の機構を旋回可能に支持する第二の機構と、を設けた単結晶インゴット取り出し装置であって、前記第一の機構は、単結晶インゴットを支持するための一対の把持面と、該一対の把持面を対向させた状態で前記単結晶インゴットに接近させる移動手段を有し、前記第二の機構は、前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ前記第一の機構をその軸回りに任意の角度位置まで旋回可能に支持する支持軸と、前記第一の機構を支持軸に対して旋回不能にする固定手段を有することを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置である。
また、本出願に係る第４の発明は、釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する第一の機構と、前記第一の機構を、前記インゴットの釣支方向と交差する平面内で任意の角度位置まで旋回可能に支持する第二の機構とを設け、前記第二の機構により前記第一の機構を旋回させ、前記インゴットと前記各把持面との隙間が均等になるように調整することが可能であることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置である。
更に、本出願に係る第５の発明は、釣支された単結晶インゴットを支持するための対向する一対の把持面を有する支持機構と、前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ、一垂直面内で傾斜動が可能な支持軸とを備え、前記支持機構は、前記支持軸の回りに任意の角度位置まで旋回可能に備えられており、前記支持機構を旋回させ、前記インゴットと前記各把持面との隙間が均等になるように調整することが可能であることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置である。
また、本出願に係る第６の発明は、釣支された単結晶インゴットを支持する第一の機構と、該第一の機構を旋回可能に支持する第二の機構と、を設けた単結晶インゴット取り出し装置であって、前記第一の機構は、単結晶インゴットを支持するための一対の把持面と、該一対の把持面を対向させた状態で前記単結晶インゴットに接近させる移動手段を有し、前記第二の機構は、前記インゴットの釣支方向に沿って設けられ前記第一の機構をその軸回りに任意の角度位置まで旋回可能に支持する支持軸と、前記第一の機構を支持軸に対して旋回不能にする固定手段を有し、前記第二の機構により前記第一の機構を旋回させ、前記インゴットと前記各把持面との隙間が均等になるように調整することが可能であることを特徴とする単結晶インゴット取り出し装置である。
更に、本出願に係る第７の発明は、支持された前記インゴットを垂直面内で回転させる回転機構を備えたことを特徴とする上記第１〜第６の発明のいずれか１つに記載の単結晶インゴット取り出し装置である。
また、本出願に係る第８の発明は、支持された前記インゴットを垂直面内で昇降させる昇降機構を備えたことを特徴とする上記第１〜第７の発明のいずれか１つに記載の単結晶インゴット取り出し装置である。
また、本出願に係る第９の発明は、前記把持面が平面であることを特徴とする上記第１〜第８の発明のいずれか１つに記載の単結晶インゴット取り出し装置である。
【０００７】
【作用】
上記構成によれば、インゴットを把持する把持機構を、垂直な把持機構支持軸の回りに旋回自在としたので、僅かな力で把持機構を水平に旋回させることができる。従って、単結晶製造装置で育成されたインゴットに単結晶インゴット取り出し装置を近づけた後、前記把持機構を旋回させるだけでインゴットに対する把持ブロックの位置決めを確実に行うことができ、従来のように単結晶インゴット取り出し装置全体を動かす必要がない。
【０００８】
【実施例】
以下に、本発明に係る単結晶インゴット取り出し装置の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、単結晶インゴット取り出し装置における把持機構の第１実施例を示す上面図で、単結晶製造装置に釣支されたインゴットに前記取り出し装置を近づけた状態を示している。把持機構のネジ軸１の外周には一側に右ネジ、他側に左ネジが設けられ、前記ネジ軸１はコの字状のフレーム２の両端に内蔵した軸受によって両端を支持されている。把持ブロック３の把持面は平面で、耐熱ゴムパッド４が取着され、前記ネジ軸１の右ネジ部分と左ネジ部分とにそれぞれ１個ずつ、把持面が対向するように螺合されている。前記フレーム２の一側の端面には減速機５が取着され、ハンドル６は減速機５を介して前記ネジ軸１に連結されている。従って、ハンドル６を回すことによって発生するトルクは前記減速機５で増大され、左右の把持ブロック３が同時に、かつ確実にインゴット７を把持することができる。また、前記フレーム２の両端に端部を固定されたガイド８は、前記把持ブロック３を水平に保持するとともに、ネジ軸１を被覆している。なお、９はフレーム２の背面に固着されたブラケットである。
【０００９】
図２は図１のＡ−Ａ断面図で、把持機構によって把持されたインゴットを垂直面内で回転させる回転機構と前記把持機構との連結部に設けた把持部旋回機構を示す。図示しない回転機構に取着された把持機構支持軸１１に軸受１２を介してハウジング１３が回動自在に取着され、ハウジング１３の下端は前記ブラケット９に取着されている。また、前記ハウジング１３には、把持部旋回機構を把持機構支持軸１１に固定するロックボルト１４が螺合されている。
【００１０】
インゴットを単結晶製造装置から取り出す場合は、次の手順によってインゴットを把持する。
（１）図１に示すように把持ブロック３を開いた状態で単結晶インゴット取り出し装置をインゴット７に近づける。このとき、インゴット７に把持ブロック３を接触させないように注意しなければならないが、インゴット７と左右の把持ブロック３との隙間は均等でなくてもよい。
（２）ロックボルト１４を緩め、図３に示すようにインゴット７と左右の把持ブロック３との隙間が均等になるように、フレーム２を旋回させる。前記隙間が均等になった位置でロックボルト１４を締め付け、把持機構を把持機構支持軸１１に固定する。
（３）図４に示すようにハンドル６を回し、左右の把持ブロック３を閉じてインゴット７を把持する。
本実施例における単結晶取り出し装置では、把持ブロックの把持面を平面としたので、インゴットを把持するに当たり、インゴットと把持ブロックとの左右方向の隙間を均等にするための微調整のみを行うだけでよく、インゴットに対する把持ブロックの前後方向位置の微調整は不要である。
【００１１】
図５は、単結晶インゴット取り出し装置における把持機構の第２実施例を示す上面図である。この把持機構では、把持部旋回機構を把持機構支持軸１１に固定するロックボルトに代えて把持機構支持軸１１の下端に電磁ブレーキを設け、把持ブロック３を開閉するハンドルに代えて直流または交流電動機１５を用いている。インゴット７と左右の把持ブロック３との隙間が均等になるようにフレーム２を旋回させた後、スイッチ操作により電磁ブレーキを作動させて把持機構を把持機構支持軸１１に固定する。電磁ブレーキを用いると、電圧を変えることによってブレーキ力調整ができるので微操作性が良くなり、ロックボルトよりも安全かつ確実に把持機構を固定することができる。また、把持ブロックを開閉する際に、手動でハンドルを回すと把持機構に力が作用して把持機構が揺動するおそれがあるが、電動機を用いれば、スイッチ操作だけでスムーズにインゴット７を把持することができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、単結晶インゴット取り出し装置のインゴット把持機構と回転機構との間に垂直な把持機構支持軸を設け、前記把持機構を把持機構支持軸の回りに水平旋回自在としたので、釣支されたインゴットと左右の把持ブロックとの隙間を均等にする調整作業は、把持機構を微小旋回させるだけで迅速かつ容易に達成可能である。この調整作業は、単結晶インゴット取り出し装置全体を動かさなければならない従来の取り出し装置に比べ、極めて僅かな力で行うことができる。従って、インゴットに対する把持機構の位置決めの際に把持ブロックをインゴットに接触させるおそれがなく、インゴットのハンドリング作業の安全、確実な遂行を可能とする。また、本発明の単結晶インゴット取り出し装置の把持部旋回機構は簡素な構造であるため、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】単結晶インゴット取り出し装置における把持機構の第１実施例を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図で、把持機構と回転機構との連結部を示す。
【図３】把持機構のみを旋回させ、インゴットと把持ブロックとの隙間を左右均等にした状態を示す図である。
【図４】把持ブロックでインゴットを把持した状態を示す図である。
【図５】単結晶インゴット取り出し装置における把持機構の第２実施例を示す上面図である。
【図６】従来の単結晶インゴット取り出し装置における把持機構の上面図である。
【符号の説明】
１  ネジ軸
２  フレーム
３  把持ブロック
７  インゴット
９  フラケット
１１  把持機構支持軸
１４  ロックボルト
【図１】
0003555041.tif 000002
【図２】
0003555041.tif 000003
【図３】
0003555041.tif 000004
【図４】
0003555041.tif 000005
【図５】
0003555041.tif 000006
【図６】
0003555041.tif 000007