(57)【要約】      （修正有）【課題】単結晶引上げ装置に用いられる断熱板の取り付け、取り外しを安全かつ効率的に行うことができる単結晶引上げ装置の断熱板移載治具を提供する。【解決手段】単結晶引上げ装置において、断熱板を昇降、移送するチェーン又はワイヤーの先端に取り付けられ、断熱板を支持する断熱板移載治具３１であって、少なくとも、断熱板の貫通孔内を通過可能な下板２７を有する本体部３６と、下板２７に水平回転可能に一端が取り付けられ、断熱板を支持する２つ以上の支持アーム２３、２３’、２３’’とを備え、支持アーム２３、２３’、２３’’が水平回転することによって、支持アーム２３、２３’、２３’’が取り付けられた下板２７が断熱板の貫通孔を通過可能、又は、支持アーム２３、２３’、２３’’により断熱板を支持可能になるものである単結晶引上げ装置の断熱板移載治具３１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内で原料融液を収容するルツボと、該ルツボを加熱するヒーターと、前記ルツボを支持する支持軸と、前記ルツボの下部に配設され、前記支持軸が貫通するための貫通孔を有する断熱板とを具備する単結晶引上げ装置において、前記断熱板を昇降、移送するチェーン又はワイヤーの先端に取り付けられ、前記断熱板を支持する断熱板移載治具であって、少なくとも、
前記断熱板の貫通孔内を通過可能な下板を有する本体部と、前記下板に水平回転可能に一端が取り付けられ、前記断熱板を支持する２つ以上の支持アームとを備え、前記支持アームが水平回転することによって、前記支持アームが取り付けられた下板が前記断熱板の貫通孔を通過可能、又は、前記支持アームにより前記断熱板を支持可能になるものであることを特徴とする単結晶引上げ装置の断熱板移載治具。
【請求項２】
前記本体部が、前記下板に対向する上板と、該上板と下板に両端が固定された固定柱と、前記上板の上面に前記チェーン又はワイヤーを取り付けるための取り付け部とを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具。
【請求項３】
前記支持アームの前記下板に水平回転可能に取り付けられた一端に配設され、前記支持アームの回転に連動して回転するアームギアと、前記２つ以上の支持アームの一端に配設されたアームギアの全てと噛み合う中心ギアとを備え、１つの支持アームを水平回転すれば、該支持アームのアームギアが回転して、前記中心ギアを介して全ての前記支持アームが水平回転するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具。
【請求項４】
前記上板の上面に、前記２つ以上の支持アームの一端に配設されたアームギア及び前記中心ギアのうち少なくとも一つのギアに連結されて、該連結されたギアを回転させることができるつまみを備えたものであることを特徴とする請求項３に記載の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶引上げ装置において、断熱板を昇降、移送する際に断熱板を支持する断熱板移載治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、単結晶引上げ装置において、ルツボ及びヒーターの下部に断熱板を設置することにより、ヒーターの下部へ逃げる熱の割合を減らして、ヒーター電力のロスを減らすことが実施されてきた。
単結晶引上げ装置のルツボのサイズが小さい場合は、断熱板は作業者が１人で設置することが容易であったが、ルツボサイズが大型化され、また、電力ロスを抑える為に断熱板が可能な限り大型化されてくると、１人作業での断熱板の装着が困難になってきた。
【０００３】
また、このような断熱板は、ルツボ下部の湯漏れ受けの上部に設置されるが、大型化され、ヒーター等の他部品と断熱板の隙間が小さい為に、特許文献１に示される様な、部材の外側から支持する治具を使用することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７５８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、単結晶引上げ装置に用いられる断熱板の取り付け、取り外しを安全かつ効率的に行うことができる単結晶引上げ装置の断熱板移載治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、チャンバー内で原料融液を収容するルツボと、該ルツボを加熱するヒーターと、前記ルツボを支持する支持軸と、前記ルツボの下部に配設され、前記支持軸が貫通するための貫通孔を有する断熱板とを具備する単結晶引上げ装置において、前記断熱板を昇降、移送するチェーン又はワイヤーの先端に取り付けられ、前記断熱板を支持する断熱板移載治具であって、少なくとも、前記断熱板の貫通孔内を通過可能な下板を有する本体部と、前記下板に水平回転可能に一端が取り付けられ、前記断熱板を支持する２つ以上の支持アームとを備え、前記支持アームが水平回転することによって、前記支持アームが取り付けられた下板が前記断熱板の貫通孔を通過可能、又は、前記支持アームにより前記断熱板を支持可能になるものであることを特徴とする単結晶引上げ装置の断熱板移載治具を提供する。
【０００７】
このような本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具であれば、断熱板を安定して支持し、昇降、移送することができる。また、支持する断熱板に貫通孔さえあれば、断熱板の大きさ、ヒーター等の他部品との隙間の大きさ等によらず、安全に断熱板を移載することが可能な治具となる。
【０００８】
このとき、前記本体部が、前記下板に対向する上板と、該上板と下板に両端が固定された固定柱と、前記上板の上面に前記チェーン又はワイヤーを取り付けるための取り付け部とを有するものであることが好ましい。
このように、本体部が、下板に対向する上板と、上板と下板に両端が固定された固定柱と、上板の上面にチェーン又はワイヤーを取り付けるための取り付け部とを有するものであれば、支持アームを取り付ける下板のスペースを広く確保でき、設計の自由度が増してより効率的な治具となる。
【０００９】
このとき、前記支持アームの前記下板に水平回転可能に取り付けられた一端に配設され、前記支持アームの回転に連動して回転するアームギアと、前記２つ以上の支持アームの一端に配設されたアームギアの全てと噛み合う中心ギアとを備え、１つの支持アームを水平回転すれば、該支持アームのアームギアが回転して、前記中心ギアを介して全ての前記支持アームが水平回転するものであることが好ましい。
このような、下板に水平回転可能に取り付けられた支持アームの一端に配設され、支持アームの回転に連動して回転するアームギアと、２つ以上の支持アームの一端に配設されたアームギアの全てと噛み合う中心ギアとを備え、１つの支持アームを水平回転すれば、支持アームのアームギアが回転して、中心ギアを介して全ての支持アームが水平回転するものであれば、支持アームの回転を一度に行うことができ、操作がより容易な治具になる。
【００１０】
このとき、前記上板の上面に、前記２つ以上の支持アームの一端に配設されたアームギア及び前記中心ギアのうち少なくとも一つのギアに連結されて、該連結されたギアを回転させることができるつまみを備えたものであることが好ましい。
このような、上板の上面に、２つ以上の支持アームの一端に配設されたアームギア及び中心ギアのうち少なくとも一つのギアに連結されて、連結されたギアを回転させることができるつまみを備えたものであれば、より容易に支持アームを回転させることができ、断熱板の移載をより効率的に行うことができる治具となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具によれば、単結晶引上げ装置の設置、解体において、断熱板を効率的かつ安全に取り付け、取り外しすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具の実施態様の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具により断熱板を移載する際の模式図である。
【図３】本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具により断熱板を移載する際の模式図である。
【図４】本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具により断熱板を移載する際の模式図である。
【図５】単結晶引上げ装置の一例を示す概略図である。
【図６】単結晶引上げ装置内に取り付けられた状態のヒーターと断熱板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具の実施態様の一例を示す概略図である。図２−４は、本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具により断熱板を移載する際の模式図である。図５は、単結晶引上げ装置の一例を示す概略図である。図６は、単結晶引上げ装置内に取り付けられた状態のヒーターと断熱板の平面図である。
【００１４】
本発明の断熱板移載治具は、例えば図５に示す単結晶引上げ装置１０の断熱板２０の装脱着に用いることができる。
図５に示す単結晶引上げ装置１０は、チャンバー２２内で原料融液を収容するルツボ１５と、ルツボ１５を加熱する黒鉛製のヒーター１２と、ルツボ１５を支持する支持軸（ペディスタル）１６と、ルツボ１５の下部に配設され、支持軸１６が貫通するための貫通孔２１を有する断熱板２０とを具備する。断熱板２０は、断熱板支柱１７により支持されている。また、ルツボ１５は、石英ルツボ１３と黒鉛ルツボ１４からなり、そのルツボ１５を囲繞するヒーター１２は、クランプ１９を介して電極１８により支持されている。ヒーター１２の外側には、ヒーター１２の熱がチャンバー２２に直接輻射されないようにシールド１１が配置されている。
【００１５】
そして、上記のような単結晶引上げ装置１０の断熱板２０を昇降、移送するチェーン又はワイヤーの先端に取り付けられ、断熱板２０を支持する図１の本発明の断熱板移載治具３１は、断熱板２０の貫通孔２１内を通過可能な下板２７を有する本体部３６と、下板２７に水平回転可能に一端が取り付けられ、断熱板２０を支持する２つ以上の支持アーム２３、２３’、２３’’とを備え、支持アーム２３、２３’、２３’’が水平回転することによって、支持アーム２３、２３’、２３’’が取り付けられた下板２７が断熱板２０の貫通孔２１を通過可能、又は、支持アーム２３、２３’、２３’’により断熱板２０を支持可能になるものである。
【００１６】
このような単結晶引上げ装置の断熱板移載治具３１であれば、断熱板２０を安定して支持し、昇降、移送することできる。また、断熱板２０は、図６に示すように、ヒーター１２の内側下方に配置されるが、この場合、ヒーター１２と断熱板２０の隙間が小さいほど、単結晶引き上げ中に下方に逃げる熱が小さくなるため、熱効率が良くなる。本発明の断熱板移載治具３１によれば断熱板２０の貫通孔２１を通して支持できるため、従来のように、断熱板２０の外周側から保持する必要が無く、断熱板２０をヒーター１２の内径ぎりぎりまで大きくして単結晶引上げ装置１０の熱効率を向上させることができる（図６）。すなわち、従来のように断熱板を外側から支持できるようにするために、断熱板の径を小さくする必要がない。
また、支持アームは最低２つ取り付けられていれば、断熱板２０を支持可能であるが、図１に示すように、支持アーム２３、２３’、２３’’の３つ以上であれば、より安定して断熱板２０を支持することができ、移送時にもより安全である。支持アーム２３、２３’、２３’’の形状は、水平回転して、下板２７内に収納することができれば特に限定されず、図１のような短冊状のものとすることができるし、より断熱板２０の支持が安定するように先端を幅広としてもよい。
【００１７】
本発明の下板２７は、断熱板２０の貫通孔２１を通過可能な大きさであればよく、下板２７が円板状の場合には、貫通孔２１の内径よりも小さい直径の円板状のものとなる。なお、下板２７が四角形の場合には、その対角線の距離が貫通孔２１の内径より小さければよい。
このような本発明の断熱板移載治具３１では、支持アーム２３、２３’、２３’’が取り付けられた下板２７が、断熱板２０の貫通孔２１を通過する際には、支持アーム２３、２３’、２３’’を下板２７の内側に水平回転させて閉じた状態（収納された状態）で、通過することができる。また、支持アーム２３、２３’、２３’’により断熱板２０を支持する際には、断熱板移載治具３１を断熱板２０の貫通孔２１を通過させた後、支持アーム２３、２３’、２３’’を上記とは逆に水平回転させて、支持アーム２３、２３’、２３’’を下板２７の外側に放射状にひろげて（図１の状態）、支持アーム２３、２３’、２３’’が貫通孔２１の内径よりもひろがった状態で断熱板２０の下面を支持アーム２３、２３’、２３’’で支持することができる。
【００１８】
このとき、図１に示すように、本体部３６が、下板２７に対向する上板２６と、上板２６と下板２７に両端が固定された固定柱３０と、上板２６の上面にチェーン又はワイヤーを取り付けるための取り付け部２４とを有するものであることが好ましい。
これにより、取り付け部２４等の支持アーム２３以外の部品を本体部３６に取り付けるスペースを上板２６に確保でき、設計の自由度がより大きい治具３１となる。
【００１９】
なお、上板２６の形状等は特に限定されず、下板２７と同じ直径、形状とすることができる。
また、本発明の断熱板移載治具の本体部が、下板を有し上板は有さない場合には、チェーン又はワイヤーを取り付けるための取り付け部を、下板の上面に配置することもできる。
【００２０】
取り付け部２４は、特に限定されず、チェーン又はワイヤーの先端がフックになっている場合には、図１のように、取り付け部２４として吊環を溶接やねじ止め等で固定することができる。
【００２１】
このとき、図１に示すように、下板２７に水平回転可能に取り付けられた支持アーム２３、２３’、２３’’の一端に配設され、支持アーム２３、２３’、２３’’の回転に連動して回転するアームギア２８、２８’、２８’’と、２つ以上の支持アーム２３、２３’、２３’’の一端に配設されたアームギア２８、２８’、２８’’の全てと噛み合う中心ギア２９とを備え、例えば１つの支持アーム２３’を水平回転すれば、その支持アーム２３’のアームギア２８’が回転して、中心ギア２９を介して全ての支持アーム２３、２３’、２３’’が水平回転するものであることが好ましい。
このような治具３１であれば、支持アーム２３、２３’、２３’’の開閉を一度に確実に行うことができ、より効率的な治具となる。
【００２２】
このとき、上板２６の上面に、２つ以上の支持アーム２３、２３’、２３’’の一端に配設されたアームギア２８、２８’、２８’’及び中心ギア２９のうち少なくとも一つのギアに連結されて、連結されたギアを回転させることができるつまみ２５を備えたものであることが好ましい。図１では、支持アーム２３’のアームギア２８’と上板２６の上面のつまみ２５とが連結されたものとした。
このような断熱板移載治具３１であれば、上方からつまみ２５の回転操作によって全部の支持アーム２３、２３’、２３’’の開閉が一度に容易に行うことができ、断熱板２０の取り付け、取り外しをより効率的に行うことができる。
【００２３】
次に、上記のような本発明の単結晶引上げ装置の断熱板移載治具３１を用いて図５に示す単結晶引上げ装置１０への断熱板２０の設置作業の態様について説明する。
まず、ボトムチャンバーに黒鉛製の湯漏れ受け３８を設置し、湯漏れ受け３８内に断熱板２０を支持する為の断熱板支柱１７を取り付け、この断熱板支柱１７の上に断熱板２０を設置する。
【００２４】
断熱板２０の装着は、次の様に実施する。図２に示すように、台車３４上に支持ブロック３３を置いて、その上に断熱板２０を置くことで、断熱板２０と台車３４の間に３０ｍｍ程度の隙間を設ける。そして、吊下げアーム３５のホイスト３７から巻き出されたチェーン又はワイヤー３２の下端に取り付けられた断熱板移載治具３１を下降させて、断熱板２０中心の貫通孔２１に通す。
そして、断熱板移載治具３１を、下板２７及び支持アーム２３、２３’、２３’’が貫通孔２１を通過して断熱板２０の下面より下になるまで降下させる。この時点までは、断熱板移載治具３１の支持アーム２３、２３’、２３’’は水平回転されて下板２７内に閉じた状態である。そして、断熱板移載治具３１の上板２６上面のつまみ２５を回して、３本の支持アーム２３、２３’、２３’’を同時に旋回（水平回転）させ、断熱板２０の下面を支持する（図３）。
【００２５】
次に、ホイスト３７でチェーン又はワイヤー３２を巻き上げて、断熱板移載治具３１に支持された断熱板２０を持ち上げ、吊下げアーム３５を旋回させて、チャンバー２２内の湯漏れ受け３８内に取り付けられた断熱板支柱１７の上に断熱板２０を降ろしていく。そして、図４に示すように、断熱板２０を断熱板支柱１７上に載置して固定し、断熱板２０が正しく装着できたことを確認する。その後、断熱板移載治具３１のつまみ２５を回し、３本の支持アーム２３、２３’、２３’’を水平回転させて本体部３６の内部に収納してから、ホイスト３７でチェーン又はワイヤー３２を巻き上げて、断熱板移載治具３１のみを上昇させて回収する。
【００２６】
次に、電極１８に黒鉛製のクランプ１９を組み合わせるが、クランプ１９を黒鉛製ヒーター１２の足部に黒鉛製ボルトで固定することにより、予めクランプ１９とヒーター１２を一体にして、その後電極１８上にヒーター１２をクランプ１９ごと取り付ける。ヒーター１２の炉内への設置は、特開平９−１７５８８２号公報に示されるような治具を使用することができる。
【００２７】
その後、同様にシールド１１をヒーター１２外周に設置する。支持軸（ペディスタル）１６と黒鉛ルツボ１４を設置して、黒鉛ルツボ１４内に原料が充填された石英ルツボ１３を設置する。その後、メインチャンバーとプルチャンバーをボトムチャンバー上に設置する。
このように設置した単結晶引上げ装置１０のチャンバー２２内を真空置換し、不活性ガスを流入して、ヒーター１２に通電し、原料を融解し、単結晶を引上げることによって製造することができる。
【００２８】
一方、単結晶引上げ装置１０の解体は、単結晶引上げ後、チャンバー２２内を放冷し、十分に冷えた後、チャンバー２２を解放し、固化したシリコンが残った石英ルツボ１３を黒鉛ルツボ１４ごと取り出す。次に支持軸（ペディスタル）１６、シールド１１、ヒーター１２の順で同様に取り外す。
そして、本発明の断熱板移載治具３１を用いて、装着時と逆の手順で断熱板２０を取り出していく。まずホイスト３７のチェーン又はワイヤー３２に吊下げた断熱板移載治具３１を、その下板２７が貫通孔２１を通過して断熱板２０の下面より下になるまで降下させる。その後、断熱板移載治具３１のつまみ２５を回し、３本の支持アーム２３、２３’、２３’’を同時に旋回させ、断熱板２０の下面を支持する。
その後、ホイスト３７によりチェーン又はワイヤー３２を巻き上げて、断熱板移載治具３１と一緒に断熱板２０を持ち上げ、吊下げアーム３５を旋回させることで移送して、台車３４上に断熱板２０を載置する。
【００２９】
以上のように、本発明の断熱板移載治具を用いることで、断熱板の効率的な取り付け、取り外しが可能になり、作業員１人の作業で断熱板の装脱着も可能である。なお、上記の単結晶引上げ装置の部品の設置、解体する順序は、上記した順序に限定されない。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３１】
１０…単結晶引上げ装置、  １１…シールド、  １２…ヒーター、
１３…石英ルツボ、  １４…黒鉛ルツボ、  １５…ルツボ、
１６…支持軸、  １７…断熱板支柱、  １８…電極、  １９…クランプ、
２０…断熱板、  ２１…貫通孔、  ２２…チャンバー、
２３、２３’、２３’’…支持アーム、  ２４…取り付け部、  ２５…つまみ、
２６…上板、  ２７…下板、  ２８、２８’、２８’’…アームギア、
２９…中心ギア、  ３０…固定柱、  ３１…断熱板移載治具、
３２…チェーン又はワイヤー、  ３３…支持ブロック、  ３４…台車、
３５…吊下げアーム、  ３６…本体部、  ３７…ホイスト、  ３８…湯漏れ受け。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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