(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器のプルチャンバ内に垂下されたワイヤーにより、プルチャンバ下方に設置されたルツボ内の半導体融液から半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内をクリーニングする装置であって、
前記プルチャンバ内に挿入可能な主筒部と、該主筒部の上部に配され、前記主筒部内に挿通される前記ワイヤーをクリーニングするワイヤークリーニング機構を備え、
前記主筒部が、複数の継筒部を軸方向に継ぎ足して密閉接続を可能とする継続延伸機構を備えることを特徴とする単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項２】
前記ワイヤークリーニング機構は、前記主筒部の内側に設けられた内側吹出口から半径方向内方に向けて空気を吹出可能な内方エア吹出機構を備える
ことを特徴とする請求項１記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項３】
前記内方エア吹出機構が、前記主筒部の内面と面一となるように設けられることを特徴とする請求項２記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項４】
前記主筒部には、前記内方エア吹出機構よりも上側に、前記主筒部の外側から連通する外部連通吸気部を有することを特徴とする請求項３記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項５】
前記主筒部の下端位置には、前記主筒部内側を吸引して排出するガス吸引管が設けられることを特徴とする請求項４記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項６】
前記主筒部の上端位置外周面には、前記内側吹出口からの空気吹出時に、前記主筒部が前記プルチャンバ内に挿入された状態で前記プルチャンバの内面に当接して密閉可能な密閉部材を備えていることを特徴とする請求項２記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項７】
前記主筒部は、前記密閉部材を、前記主筒部の軸方向移動時に縮径し、密閉時に拡径する径寸法可変機構を備えていることを特徴とする請求項６記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項８】
前記径寸法可変機構は、前記密閉部材と前記主筒部の外周面との間に設けられた可撓性袋体を備え、該可撓性袋体は、空気を注入して膨らませることが可能であることを特徴とする請求項７記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項９】
前記可撓性袋体は、前記主筒部の外周面に沿って環状に設けられたゴムチューブであることを特徴とする請求項８記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項１０】
前記密閉部材が、その外周位置で前記プルチャンバの内面を摺動してクリーニングする内面クリーニング機構を備えることを特徴とする請求項６記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項１１】
前記継続延伸機構が、前記主筒部における各継筒部の下端位置の径方向に突出する筒支持部と、
前記継筒部の継ぎ足し時に前記筒支持部を支持する支持台と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の単結晶引上装置のクリーニング装置。
【請求項１２】
密閉容器のプルチャンバ内に垂下されたワイヤーにより、プルチャンバ下方に設置されたルツボ内の半導体融液から半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置のワイヤークリーニングをおこなう単結晶引上装置のクリーニング方法であって、
前記プルチャンバ内にクリーニング装置の複数の継筒部を軸方向に継ぎ足して密閉接続を可能とする継続延伸機構を備えた主筒部を挿入し、前記主筒部の上部に前記ワイヤーを挿通した状態で、前記主筒部の内側に設けられた内方エア吹出機構の内側吹出口から半径方向内方に向けて空気を吹出してクリーニングすることを特徴とする単結晶引上装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記継続延伸機構が、前記主筒部における各継筒部の下端位置の径方向に突出する筒支持部と、前記継筒部の継ぎ足し時に前記筒支持部を支持する支持台と、
を備え、
前記筒支持部を前記支持台で支持して前記主筒部のプルチャンバへの継ぎ足し・分解をおこなうことを特徴とする請求項１２記載の単結晶引上装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
前記主筒部を前記プルチャンバ内に挿入し、前記主筒部の上端位置外周面に設けられた密閉部材が前記プルチャンバの内面に当接して密閉した状態で、前記内側吹出口から空気を吹出することを特徴とする請求項１２または１３記載の単結晶引上装置のクリーニング方法。
【請求項１５】
前記主筒部の下端から前記主筒部内側を吸引して、前記内側吹出口よりも上側で前記主筒部の外側から連通する外部連通吸気部から空気を吹出することを特徴とする請求項１４記載の単結晶引上装置のクリーニング方法。
【請求項１６】
前記密閉部材が前記プルチャンバの内面に当接して密閉した状態で、前記密閉部材の外周位置が摺動して前記プルチャンバの内面をクリーニングすることを特徴とする請求項１４記載の単結晶引上装置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、単結晶引上装置のクリーニング装置に関し、特に、ワイヤーによりルツボ内の半導体融液からＣＺ法（チョクラルスキー法）を用いてシリコン単結晶等の半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内の掃除に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリコン（Ｓｉ）やガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の半導体単結晶を成長する手段の一つとして、ＣＺ法を用いた単結晶引上装置が知られている。この単結晶引上装置において引上成長を行うには、まず密閉容器であるチャンバ内部に配設した石英ルツボ内に半導体融液を貯留し、該半導体融液を石英ルツボの周囲に配置したヒータで所定温度に加熱制御する。【０００３】
次に、チャンバ上部のプルチャンバ内に垂下された（タングステン）等のワイヤーにより、プルチャンバ下方に配置された石英ルツボ内の半導体融液から半導体単結晶を引き上げる。【０００４】
このような単結晶引上装置は、半導体単結晶を引き上げるワイヤーの巻き上げ装置（図示略）を、プルチャンバ上に回転可能に設けられたプルヘッド内に設けている。すなわち、ワイヤーはプルヘッドとプルチャンバとを連通する孔であるセンターピース部を介してプルヘッドからプルチャンバ内へと垂下される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３２１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記単結晶引上装置において、引上成長中にＳｉのベイパー等の付着物がプルチャンバの内面に生じ、この付着物が粉塵として落下するおそれがある。また、ワイヤーが巻き上げ装置によって巻き上げられる際に、ワイヤーから粉塵が発生する場合がある。これらの粉塵は、引上成長に影響して単結晶の有転位化を起こし、結晶引き上げ特性を悪化させるおそれがある。しかしながら、プルチャンバやワイヤーは、単結晶引上装置の上部にあって高所であるため、手作業等ではプルチャンバやワイヤー表面の粉塵を除去する掃除が困難であった。
【０００７】
特許文献１で開示されている技術では、ワイヤークリーニングの際に発生した粉塵によりチャンバ内が再汚染されてしまい、有転位化の原因となる可能性があるという問題があった。さらに、引き上げをおこなうチャンバ内にワイヤークリーニング装置が存在するため、シリコンの蒸発量が多い工程で、ワイヤークリーニング装置自体にＳｉのベイパーなどが付着し、このワイヤークリーニング装置そのものが有転位化の原因となる可能性があった。特に、近年、石英ルツボ口径が大きくなっているので、Ｓｉベイパー等の付着物発生量も多くなっている。【０００８】
また、石英ルツボへのシリコン原料の充填中に粉塵が発生する場合があり、これがワイヤーあるいはプルチャンバ内側に付着して、有転位化の原因となる可能性があるため、石英ルツボへのシリコン原料の充填中にワイヤークリーニングをおこないたいという要求があった。【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、単結晶引上装置内の粉塵を除去するために、プルチャンバ内面のクリーニングまたはプルチャンバ内に垂下されたワイヤーのクリーニングを容易におこなって、有転位化の発生を低減可能な単結晶引上装置のクリーニング装置を提供するという目的を達成しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の単結晶引上装置のクリーニング装置は、密閉容器のプルチャンバ内に垂下されたワイヤーにより、プルチャンバ下方に設置されたルツボ内の半導体融液から半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内をクリーニングする装置であって、
前記プルチャンバ内に挿入可能な主筒部と、該主筒部の上部に配され、前記主筒部内に挿通される前記ワイヤーをクリーニングするワイヤークリーニング機構を備え、
前記主筒部が、複数の継筒部を軸方向に継ぎ足して密閉接続を可能とする継続延伸機構を備えることにより上記課題を解決した。
本発明の前記ワイヤークリーニング機構は、前記主筒部の内側に設けられた内側吹出口から半径方向内方に向けて空気を吹出可能な内方エア吹出機構を備えることができる。
本発明の前記内方エア吹出機構が、前記主筒部の内面と面一となるように設けられることができる。
本発明の前記主筒部には、前記内方エア吹出機構よりも上側に、前記主筒部の外側から連通する外部連通吸気部を有することができる。
本発明の前記主筒部の下端位置には、前記主筒部内側を吸引して排出するガス吸引管が設けられることができる。
本発明の前記主筒部の上端位置外周面には、前記内側吹出口からの空気吹出時に、前記主筒部が前記プルチャンバ内に挿入された状態でプルチャンバの内面に当接して密閉可能な密閉部材を備えていることができる。
本発明の前記主筒部は、前記密閉部材を、前記主筒部の軸方向移動時に縮径し、密閉時に拡径する径寸法可変機構を備えていることができる。
本発明の前記径寸法可変機構は、前記密閉部材と前記主筒部の外周面との間に設けられた可撓性袋体を備え、該可撓性袋体は、空気を注入して膨らませることが可能であることができる。
本発明の前記可撓性袋体は、前記主筒部の外周面に沿って環状に設けられたゴムチューブであることができる。
本発明の前記密閉部材が、その外周位置で前記プルチャンバの内面を摺動してクリーニング可能であることができる。
本発明の前記継続延伸機構が、前記主筒部における各継筒部の下端位置の径方向に突出する筒支持部と、
前記継筒部の継ぎ足し時に前記筒支持部を支持する支持台と、
を備えることができる。
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、密閉容器のプルチャンバ内に垂下されたワイヤーにより、プルチャンバ下方に設置されたルツボ内の半導体融液から半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置のワイヤークリーニングをおこなう単結晶引上装置のクリーニング方法であって、
前記プルチャンバ内にクリーニング装置の複数の継筒部を軸方向に継ぎ足して密閉接続を可能とする継続延伸機構を備えた主筒部を挿入し、前記主筒部の上部に前記ワイヤーを挿通した状態で、前記主筒部の内側に設けられた内方エア吹出機構の内側吹出口から半径方向内方に向けて空気を吹出してクリーニングすることにより上記課題を解決した。
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記継続延伸機構が、前記主筒部における各継筒部の下端位置の径方向に突出する筒支持部と、前記継筒部の継ぎ足し時に前記筒支持部を支持する支持台と、を備え、
前記筒支持部を前記支持台で支持して前記主筒部のプルチャンバへの継ぎ足し・分解をおこなうことができる。
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記主筒部を前記プルチャンバ内に挿入し、前記主筒部の上端位置外周面に設けられた密閉部材が前記プルチャンバの内面に当接して密閉した状態で、前記内側吹出口から空気を吹出することができる。
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記主筒部の下端から前記主筒部内側を吸引して、前記内側吹出口よりも上側で前記主筒部の外側から連通する外部連通吸気部から空気を吹出することができる。
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記密閉部材が前記プルチャンバの内面に当接して密閉した状態で、前記密閉部材の外周位置が摺動して前記プルチャンバの内面をクリーニングすることができる。
【００１１】
本発明の単結晶引上装置のクリーニング装置は、密閉容器のプルチャンバ内に垂下されたワイヤーにより、プルチャンバ下方に設置されたルツボ内の半導体融液から半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内をクリーニングする装置であって、
前記プルチャンバ内に挿入可能な主筒部と、該主筒部の上部に配され、前記主筒部内に挿通される前記ワイヤーをクリーニングするワイヤークリーニング機構を備え、
前記主筒部が、複数の継筒部を軸方向に継ぎ足して密閉接続を可能とする継続延伸機構を備えることにより、プルチャンバ内部位置においてワイヤークリーニングをおこなう際に、プルチャンバの頂部付近までワイヤークリーニング機構の配された主筒部の上部が達するとともに、密閉した主筒部の下端をプルチャンバの外部に位置させることが可能となる。これにより、クリーニングで発生した粉塵を密閉した主筒部の内側に吸引して、主筒部とプルチャンバの間に粉塵が出てしまうことを防止して、プルチャンバ内面に付着しないように除去することが可能となる。これにより、再付着した粉塵に起因する有転位化を防止して単結晶引き上げ可能な状態とするクリーニングをおこなうことが可能となる。
【００１２】
本発明の前記ワイヤークリーニング機構は、前記主筒部の内側に設けられた内側吹出口から半径方向内方に向けて空気を吹出可能な内方エア吹出機構を備えることにより、主筒部をプルチャンバ内に挿入させるとともにワイヤーを主筒部内に垂下させ、さらに内方エア吹出機構により空気を内側吹出口から半径方向内方にあるワイヤーに吹き付けることにより、ワイヤー表面から粉塵を吹き飛ばして除去するワイヤークリーニングをおこなって、吹き飛ばした粉塵が主筒部の外側に位置するプルチャンバ内面に再付着することを防止できる。【００１３】
なお、前記内方エア吹出機構が、複数の前記内側吹出口を備えていることが好ましい。すなわち、このクリーニング装置では、例えば、周方向や軸方向に複数設けられた内側吹出口からワイヤーに向けて空気が吹き付けられるので、ワイヤー表面を周方向や軸方向の広い範囲で掃除することが可能になる。【００１４】
本発明の前記内方エア吹出機構が、前記主筒部の内面と面一となるように設けられることにより、主筒部内側にワイヤーを進退させる際に、ワイヤーあるいは、ワイヤー先端に設けられたシードチャックなどが主筒部内側に当接して、これらに有転位化に影響のある汚染が発生することを防止して、効率的にクリーニングをおこなうことができる。【００１５】
本発明の前記主筒部には、前記内方エア吹出機構よりも上側に、前記主筒部の外側から連通する外部連通吸気部を有することにより、外部連通吸気部から主筒部内側に向けて空気を吹出可能とすることができる。これにより、外部連通吸気部から主筒部内側に向けて噴出された空気が、いわばエアカーテンとなり、内方エア吹出機構付近で発生したクリーニングによる粉塵がこれより上方位置に移動することを遮断して、粉塵がプルチャンバに再付着してしまうことを防止できる。【００１６】
本発明の前記主筒部の下端位置には、前記主筒部内側を吸引して排出するガス吸引管が設けられることにより、内方エア吹出機構付近で発生したクリーニングによる粉塵を密閉した主筒部の内側に吸引して下端から外部に集塵し、主筒部上側や主筒部とプルチャンバの間に粉塵が出てしまうことを防止して、プルチャンバ内面に付着しないように除去することが可能となる。【００１７】
本発明の前記主筒部の上端位置外周面には、前記内側吹出口からの空気吹出時に、前記主筒部が前記プルチャンバ内に挿入された状態でプルチャンバの内面に当接して密閉可能な密閉部材を備えていることにより、密閉部材の当接した位置より下側のプルチャンバと主筒部との間には、発生した粉塵が入り込まないようにしてクリーニングをおこなうことができる。これにより、主筒部の外周位置には粉塵が確実に入り込まないようにすることができる。【００１８】
さらに、前記密閉部材が、前記プルチャンバの内周面に沿って環状に設けられていることが好ましい。すなわち、このクリーニング装置では、密閉部材がプルチャンバの内周面に沿って環状に設けられていることにより、プルチャンバ内面の全周方向に密閉部材が当接してプルチャンバの内周面全体を容易に密閉することが可能になる。【００１９】
本発明の前記主筒部は、前記密閉部材を、前記主筒部の軸方向移動時に縮径し、密閉時に拡径する径寸法可変機構を備えていることにより、密閉部材を前記主筒部の半径方向に変形または移動させて、密閉部材をプルチャンバ内周面に当接させたり、離間させたりすることが自在にできるようになる。これにより、密閉部材が縮径した状態で、プルチャンバに主筒部を接触させずに、主筒部をプルチャンバに挿入して主筒部上端を上昇および下降させるとともに、密閉部材が拡径した状態で、密閉部材をプルチャンバ内面に当接させて、プルチャンバ上端側を密閉し、粉塵が拡散しないようにクリーニングをおこなうことが可能となる。主筒部をプルチャンバ内に挿入してセットするときやプルチャンバ内から抜き出すときに密閉部材が邪魔にならず、スムーズに作業を行うことができる。
【００２０】
本発明の前記径寸法可変機構は、前記密閉部材と前記主筒部の外周面との間に設けられた可撓性袋体を備え、該可撓性袋体は、空気を注入して膨らませることが可能であることにより、主筒部をプルチャンバに挿入して主筒部上端を上昇および下降させる際など、可撓性袋体を膨らませるという簡便な手段だけで容易に密閉部材の変形または移動をおこなうことができ、プルチャンバ内面に密閉部材を当接させるとき以外には、この密閉部材をプルチャンバに接触させないことができる。主筒部をプルチャンバ内に挿入した状態において、可撓性袋体に空気を注入して膨らませることにより、可撓性袋体の外側に配された密閉部材が半径方向外方に移動または変形して、密閉部材をプルチャンバ内周面に当接させることができる。したがって、可撓性袋体を膨らませるという簡便な手段だけで容易に密閉部材の変形または移動をおこなうことができる。【００２１】
本発明の前記可撓性袋体は、前記主筒部の外周面に沿って環状に設けられたゴムチューブであることにより、主筒部外周全体にわたって可撓性袋体を容易に膨らませることができ、密閉部材を主筒部外周全体で変形または移動させることができる。【００２２】
本発明の前記密閉部材が、その外周位置で前記プルチャンバの内面を摺動してクリーニングする内面クリーニング機構を備えることにより、ワイヤークリーニング前に密閉部材によってプルチャンバ上端側を密閉し、ワイヤークリーニング後に、密閉部材をプルチャンバの内面に当接させたまま主筒部上端を下降させることで、プルチャンバの内面を拭きながら移動することができる。これにより、密閉部材がプルチャンバ内面上を摺動して付着物を擦り落とすことができる。これにより、ワイヤークリーニング後にまとめてプルチャンバ内面をクリーニングすることができる。
【００２３】
本発明の前記継続延伸機構が、前記主筒部における各継筒部の下端位置の径方向に突出する筒支持部と、
前記継筒部の継ぎ足し時に前記筒支持部を支持する支持台と、
を備えることにより、主筒部のプルチャンバへの挿入・抜管時に、効率的に継筒部を着脱して、作業時間を短縮するとともに、主筒部のプルチャンバ内面への接触発生を容易に防止することができる。【００２４】
また、本発明の単結晶引上装置のクリーニング装置は、前記ワイヤークリーニング機構が、前記主筒部の内面に、主筒部内に配されるワイヤーに接触して振動を与える振動部材を備えていることが好ましい。すなわち、このクリーニング装置では、主筒部内に配されるワイヤーに振動部材を接触させることにより、ワイヤーが振動して付着している粉塵をさらに落ち易くすることができる。【００２５】
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、密閉容器のプルチャンバ内に垂下されたワイヤーにより、プルチャンバ下方に設置されたルツボ内の半導体融液から半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置のワイヤークリーニングをおこなう単結晶引上装置のクリーニング方法であって、
前記プルチャンバ内にクリーニング装置の複数の継筒部を軸方向に継ぎ足して密閉接続を可能とする主筒部を挿入し、前記主筒部の上部に前記ワイヤーを挿通した状態で、前記主筒部の内側に設けられた内方エア吹出機構の内側吹出口から半径方向内方に向けて空気を吹出してクリーニングすることにより、プルチャンバの頂部付近まで内方エア吹出機構の配された主筒部の上部が達するとともに、密閉した主筒部の下端をプルチャンバの外部に位置させて、クリーニングで発生した粉塵を密閉した主筒部の内側に吸引して、主筒部とプルチャンバの間に粉塵が出てしまうことを防止して、プルチャンバ内面に付着しないように除去することが可能となる。これにより、再付着した粉塵に起因する有転位化を防止して単結晶引き上げ可能な状態とするクリーニングをおこなうことが可能となる。
【００２６】
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記継続延伸機構が、前記主筒部における各継筒部の下端位置の径方向に突出する筒支持部と、前記継筒部の継ぎ足し時に前記筒支持部を支持する支持台と、を備え、
前記筒支持部を前記支持台で支持して前記主筒部のプルチャンバへの継ぎ足し・分解をおこなうことにより、主筒部のプルチャンバへの挿入・抜管時に、効率的に継筒部を着脱して、作業時間を短縮するとともに、主筒部のプルチャンバ内面への接触発生を容易に防止することができる。【００２７】
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記主筒部を前記プルチャンバ内に挿入し、前記主筒部の上端位置外周面に設けられた密閉部材が前記プルチャンバの内面に当接して密閉した状態で、前記内側吹出口から空気を吹出することにより、密閉部材の当接した位置より下側のプルチャンバと主筒部との間には、発生した粉塵が入り込まないようにしてクリーニングをおこなうことができる。これにより、主筒部の外周位置には粉塵が確実に入り込まないようにすることができる。【００２８】
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記主筒部の下端から前記主筒部内側を吸引して、前記内側吹出口よりも上側で前記主筒部の外側から連通する外部連通吸気部から空気を吹出することにより、外部連通吸気部から主筒部内側に向けて噴出された空気がいわばエアカーテンとなって、内方エア吹出機構付近で発生したクリーニングによる粉塵がこれより上方位置に移動することを遮断するとともに、内方エア吹出機構付近で発生したクリーニングによる粉塵を密閉した主筒部の内側に吸引して下端から外部に集塵し、主筒部上側や主筒部とプルチャンバの間に粉塵が出てしまうことを防止して、プルチャンバ内面に付着しないように除去することが可能となる。【００２９】
本発明における単結晶引上装置のクリーニング方法は、前記密閉部材が前記プルチャンバの内面に当接して密閉した状態で、前記密閉部材の外周位置が摺動して前記プルチャンバの内面をクリーニングすることにより、ワイヤークリーニング前に密閉部材によってプルチャンバ上端側を密閉し、ワイヤークリーニング後に、密閉部材をプルチャンバの内面に当接させたまま主筒部上端を下降させることで、プルチャンバの内面を拭きながら移動することができる。これにより、密閉部材がプルチャンバ内面上を摺動して付着物を擦り落とすことができる。これにより、ワイヤークリーニング後にまとめてプルチャンバ内面をクリーニングすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、プルチャンバが高所にあっても、密閉状態で継続延伸可能な主筒部をプルチャンバ内に挿入することにより、ワイヤークリーニング機構で発塵のもとになるワイヤーをクリーニングするとともに、引き上げ時にシリコン融液側に露出するプルチャンバ内面をクリーニングの発塵源から隔離した状態でおこなうことができる。したがって、粉塵の再付着を防止してワイヤーのクリーニングをおこなうことができ、粉塵による引上成長への影響（結晶の有転位化等）を極めて抑制することができるという効果を奏することが可能となる。さらにまた、内面クリーニング機構によりプルチャンバの内面をクリーニングすることができる。したがって、粉塵の再付着を防止しつつ手作業によらずに容易にプルチャンバの内面をクリーニングして、粉塵による引上成長への影響（結晶の有転位化等）を抑制することができるという効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、クリーニングする単結晶引上装置を示す正断面図である。
【図２】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、主筒部を継いだ状態を示す正断面図である。
【図３】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、主筒部の上部側を示す分解正断面図である。
【図４】図３における継筒部を示すＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】図３における継筒部を示すＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】図３における継筒部を示すＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】図３における継筒部を示すＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【図８】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、主筒部の下部側を示す分解正断面図である。
【図９】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、継続延伸機構の分離状態を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、継続延伸機構の接続状態を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、密閉部材の縮径状態を示す断面図（ａ）、拡径状態を示す断面図（ｂ）である。
【図１２】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、主筒部を収納した状態を示す上面図である。
【図１３】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態において、主筒部を収納した状態を示す正面図である。
【図１４】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第２実施形態において、主筒部を収納した状態を示す上面図である。
【図１５】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第２実施形態において、主筒部を収納した状態を示す正面図である。
【図１６】本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第３実施形態において、主筒部を継いだ状態を示す正断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…単結晶引上装置
１ａ…プルチャンバ
１ｂ…プルヘッド
１ｃ…巻き上げ装置
１ｄ…センターピース部
１ｆ…プルヘッド吸引管
１ｇ…プルヘッド吸引部
２…チャンバ
Ｗ…ワイヤー
ＳＨ…シードホルダ
ＳＣ…シードチャック
１０…クリーニング装置
１１…主筒部
１１Ａ…第１継筒部（継筒部）
１１Ｂ…第２継筒部（継筒部）
１１Ｃ…第３継筒部（継筒部）
１１Ｄ…第４継筒部（継筒部）
１１Ｂａ〜１１Ｄａ…上端
１１Ａｂ〜１１Ｃｂ…下端
１１Ａａ…フランジ部
１１Ｄｂ…底部
１１Ｄｃ…吸引孔
１１Ｄｄ…窓部
１１ｂ…密閉部
１２…係止部
１２ａ…フック
１２ｂ…ベース
１２ｃ…レバー
１２ｄ…キャッチ
１４…ハンドル（筒支持部）
１４ａ…傾斜面
１３…内方エア吹出機構（ワイヤークリーニング機構）
１３ａ，１３ｂ…内側ノズル（内側吹出口）
１３ｃ…吹付けエア供給管
１３ｄ…バルブ
１３ｅ…パーティクルフィルタ
１３ｆ…ミストオイルフィルタ
１３ｇ…カップラー
１５…ガス吸引管
１８…密閉部材
１８ａ，１８ｂ…端部
１８ｃ…内側接合部
１８ｄ，１８ｅ…両折り部
２１…外部連通吸気部
２１ａ，２１ｂ…貫通孔
２３…径寸法可変機構
２４…ゴムチューブ（可撓性袋体）
２５…加圧配管
Ｄ…台車（支持台）
Ｄ０…底板
Ｄ２…位置規制板
Ｄ２１…切欠
Ｄ３…位置設定部
Ｄ４…車輪
Ｄ１０…支持部
Ｄ１１…板体
Ｄ１２…腕部
Ｄ１３…溝
Ｄ１１Ａ…支持昇降部
Ｄ１１Ｂ…ガイド
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるクリーニング装置でクリーニングをおこなう単結晶引上装置を示す正断面図であり、図において、符号１は、単結晶引上装置である。
【００３４】
本実施形態に係る単結晶引上装置１は、チョクラルスキー（ＣＺ）法による引上成長をおこなうものであり、図１に示すように、密閉容器であるチャンバ２と、チャンバ２上部のプルチャンバ１ａと、チャンバ２内部に設けられたカーボン製サセプタ３ｓと、サセプタ３ｓ上に配設した石英ルツボ３と、石英ルツボ３の周囲に配置した円筒状のカーボン製ヒータ４と、カーボン製ヒータ４の周囲に配置した円筒状の保温筒５と、保温筒５の内側面に支持板として設けられたカーボン板６と、石英ルツボ３の上側に配置されたフロー管７と、フロー管７を支持する円環状のアッパーリング８と、サセプタ３ｓを支持し上下動可能なシャフト９と、を有する。【００３５】
単結晶引上装置１は、また、プルチャンバ１ａ内に垂下されたＷ（タングステン）等のワイヤーＷを有し、ワイヤーＷの巻き上げ装置１ｃが、プルチャンバ１ａ上に回転可能に設けられたプルヘッド１ｂ内に設けられている。ワイヤーＷはプルヘッド１ｂとプルチャンバ１ａとを連通する孔であるセンターピース部１ｄを介してプルヘッド１ｂからプルチャンバ１ａ内へと垂下される。【００３６】
ワイヤーＷの下端には、図２に示すように、種結晶を保持するカーボン製のシードホルダＳＨおよびモリブデン製のシードチャックＳＣが取り付けられている。また、プルヘッド１ｂには、プルヘッド吸引管１ｆを介してプルヘッド吸引部１ｇが接続されており、プルヘッド１ｂ内部を減圧することができる。【００３７】
この単結晶引上装置１で引上成長をおこなうには、まず、チャンバ２を開放して、半導体融液Ｌとなるシリコン等の半導体材料を石英ルツボ３内に充填する。その後、チャンバ２を密閉して、チャンバ２内を所定のガス雰囲気とした後、ヒータ４で所定温度まで加熱して半導体材料を融解し、この半導体融液Ｌを石英ルツボ３内に貯留し、半導体融液Ｌをヒータ４で所定温度に加熱制御する。この状態で、チャンバ２上側のプルチャンバ１ａ内に垂下されたワイヤーＷにより、プルチャンバ１ａ下方に配置されたルツボ３内の半導体融液Ｌから半導体単結晶Ｃを引き上げる。引き上げられた半導体単結晶Ｃは、取り出されてウェーハの製造工程等へと送られる。引き上げ終了後に、プルチャンバ１ａは、チャンバ２から取り外されて、本実施形態におけるクリーニング装置によりクリーニングをおこなう。【００３８】
図２は、本実施形態におけるクリーニング装置の主筒部を継いでプルチャンバ内に挿入した状態を示す正断面図であり、図３は、本実施形態におけるクリーニング装置の主筒部の上部側を示す分解正断面図であり、図４〜図７は、図３における主筒部を示す矢視断面図であり、図８は、本実施形態におけるクリーニング装置の主筒部の下部側を示す分解正断面図であり、図において、符号１０は、クリーニング装置である。【００３９】
本実施形態におけるクリーニング装置１０は、図２〜図８に示すように、プルチャンバ１ａ内に挿入可能で、ワイヤーＷを内部に挿通可能な主筒部１１と、該主筒部１１の内側に設けられた複数の内側ノズル（内側吹出口）１３ａ，１３ｂから半径方向内方に向けて空気を吹出可能な内方エア吹出機構（ワイヤークリーニング機構）１３とを備えている。【００４０】
主筒部１１は、軽量の樹脂等、例えば塩化ビニル製であり、軸方向に繰り継ぎ・取り外し可能とされ、図２〜図８に示すように、上から第１継筒部１１Ａと、第２継筒部１１Ｂと、第３継筒部１１Ｃと、第４継筒部１１Ｄとからなる４分割構造を有している。なお、主筒部１１の分割数は、単結晶引上装置１で引き上げられる半導体単結晶Ｃの径寸法・長さ寸法およびプルチャンバ１ａの長さ寸法、さらに、取り回しが容易な継筒部１１Ａ〜１１Ｄの長さ寸法に応じて設定することができる。【００４１】
継筒部１１Ａ〜１１Ｄは、図２〜図８に示すように、それぞれが同径の円筒状とされて、それぞれの端部を突き合わせて内側の密閉状態を維持した状態で継ぎ足し可能とされている。それぞれの継筒部１１Ａ〜１１Ｄは、軸方向の全長で略同径の円筒状とされている。【００４２】
第１継筒部１１Ａの下端１１Ａｂには、図２〜図８に示すように、軸方向下側に延長されるとともに拡径されたリング状の密閉部１１ｂが周設されている。同様に、第２継筒部１１Ｂの下端１１Ｂｂ、および、第３継筒部１１Ｃの下端１１Ｃｂにも、軸方向下側に延長されるとともに拡径されたリング状の密閉部１１ｂが周設されている。【００４３】
密閉部１１ｂは、継続延伸機構を構成しており、図２〜図８に示すように、継筒部１１Ａに継筒部１１Ｂが継続された際に、継筒部１１Ａの下端１１Ａｂに対して、突き合わされる継筒部１１Ｂの上端１１Ｂａの周囲を覆って、継筒部１１Ａと継筒部１１Ｂとの内側を密閉可能な形状とされている。【００４４】
同様に、密閉部１１ｂは、継筒部１１Ｂに継筒部１１Ｃが継続された際に、継筒部１１Ｂの下端１１Ｂｂに対して、突き合わされる継筒部１１Ｃの上端１１Ｃａの周囲を覆って、継筒部１１Ｂと継筒部１１Ｃとの内側を密閉可能な形状とされている。同様に、密閉部１１ｂは、継筒部１１Ｃに継筒部１１Ｄが継続された際に、継筒部１１Ｃの下端１１Ｃｂに対して、突き合わされる継筒部１１Ｄの上端１１Ｄａの周囲を覆って、継筒部１１Ｃと継筒部１１Ｄとの内側を密閉可能な形状とされている。【００４５】
継筒部１１Ｂの上端１１Ｂａと、継筒部１１Ａの下端１１Ａｂとには、継続延伸機構を構成する係止部１２が、継筒部１１Ａに継筒部１１Ｂを継ぎ足した際に対応する位置に設けられている。【００４６】
図９は、本実施形態におけるクリーニング装置の係止部の係止解除状態を示す正断面図であり、図１０は、本実施形態におけるクリーニング装置の係止部の係止状態を示す正断面図である。
係止部１２は、図３〜図１０に示すように、密閉部１１ｂを跨いで継筒部１１Ａと継筒部１１Ｂと互いに係止・解除可能なもので、いわゆる、ドローラッチ（draw latch ）とされている。【００４７】
係止部１２は、図３〜図８に示すように、継筒部１１Ａおよび継筒部１１Ｂの径方向両端位置、つまり、平面視して直径上の反対位置となるように２箇所配置されている。【００４８】
ドローラッチ（係止部）１２は、図９〜図１０に示すように、継筒部１１Ａ側に設けられるフック１２ａと、継筒部１１Ｂ側に設けられたベース１２ｂ、レバー１２ｃ、キャッチ１２ｄとを有する。【００４９】
フック１２ａは、継筒部１１Ａの下端１１Ａｂ位置に密閉部１１ｂよりも上側位置に設けられる。ベース１２ｂは、継筒部１１Ｂの上端１１Ｂａ位置で、主筒部１１を継ぎ足した際に密閉部１１ｂによる密閉を阻害しない下側位置に設けられる。
ベース１２ｂとレバー１２ｃとは相互に軸回転可能に連結され、かつキャッチ１２ｄとレバー１２ｃとは相互に軸回転可能に連結される。キャッチ１２ｄは、係止に必要な弾性変形可能とされている。【００５０】
ドローラッチ（係止部）１２では、図９〜図１０に示すように、キャッチ１２ｄがフック１２ａと係合する場合、レバー１２ｃへ上から力を加えてベース１２ｂに対して回動させ、キャッチ１２ｄにより継筒部１１Ａと継筒部１１Ｂとを係止位置に一緒に引寄せる。基本的に、ラッチ作動はレバー１２ｃを回転させてキャッチ１２ｄとレバー１２ｃとの枢軸連結部を、フック１２ａとレバー１２ｃおよびベース１２ｂの枢軸連結部との間の線に対してシフトさせる。【００５１】
同様に、係止部１２は、図３〜図８に示すように、継筒部１１Ｃの上端１１Ｃａと、継筒部１１Ｂの下端１１Ｂｂとには、継筒部１１Ｂに継筒部１１Ｃを継ぎ足した際に対応する位置に設けられている。
同様に、係止部１２は、図３〜図８に示すように、継筒部１１Ｄの上端１１Ｄａと、継筒部１１Ｃの下端１１Ｃｂとには、継筒部１１Ｃに継筒部１１Ｄを継ぎ足した際に対応する位置に設けられている。
【００５２】
第１継筒部１１Ａの下端１１Ａｂには、図２〜図８に示すように、密閉部１１ｂよりも上側位置に、径方向に突出するハンドル（筒支持部）１４が設けられている。【００５３】
ハンドル（筒支持部）１４は、図２〜図８に示すように、継筒部１１Ａおよび継筒部１１Ｂの径方向両端位置、つまり、平面視して直径上の反対位置となるように２箇所配置されている。また、ハンドル（筒支持部）１４は、係止部１２に対して、継筒部１１Ａの周方向にずれた位置となるように配置されている。本実施形態では、継筒部１１Ａの軸中心からハンドル（筒支持部）１４と係止部１２とのなす角度が、４５°程度になるように設定されている。【００５４】
ハンドル１４が第１継筒部１１Ａ外周から径方向に突出する寸法は、図２に示すように、直径に沿って対向するハンドル１４先端どうしの間隔がプルチャンバ１ａの内径よりも小さく設定されて、ハンドル１４先端がプルチャンバ１ａ内面に当接しないように設定される。【００５５】
ハンドル（筒支持部）１４は、その先端に、上側から下側に向けて、継筒部１１Ａの軸中心から離間するように傾斜面１４ａが設けられている。この傾斜面１４ａにより、直径に沿って対向するハンドル１４先端どうしの間隔が上側のほうが小さくなるため、第１継筒部１１Ａをプルチャンバ１ａに挿入する際に、ハンドル１４先端がプルチャンバ１ａ内面に当接することを容易に防止可能となる。【００５６】
同様に、ハンドル（筒支持部）１４は、図２〜図８に示すように、継筒部１１Ｂの下端１１Ｂｂに、密閉部１１ｂよりも上側位置に、径方向に突出して設けられている。同様に、ハンドル（筒支持部）１４は、継筒部１１Ｃの下端１１Ｃｂに、密閉部１１ｂよりも上側位置に、径方向に突出して設けられている。【００５７】
継筒部１１Ａ〜１１Ｄにおいては、図２〜図８に示すように、中間位置の継筒部１１Ｂと継筒部１１Ｃとが、略同一の形状とされる。【００５８】
主筒部１１の上側位置となる第１継筒部１１Ａには、図２〜図３に示すように、ワイヤークリーニング機構１３が設けられる。【００５９】
ワイヤークリーニング機構（内方エア吹出機構）１３は、図２〜図５に示すように、第１継筒部１１Ａの上部内周面に互いに同じ高さで周方向に等間隔に配置された４つの内側ノズル１３ａと、内側ノズル１３ａよりも下側で同様に八分の一周ずれて周方向に等間隔に配置された４つの内側ノズル１３ｂと、を有し、軸方向に２段の内側ノズル１３ａ，１３ｂとして設けられている。
【００６０】
内方エア吹出機構１３は、各内側ノズル１３ａに先端が接続された吹付けエア供給管１３ｃを備え、吹付けエア供給管１３ｃには、バルブ１３ｄを介して中間部分にパーティクルフィルタ１３ｅおよびミストオイルフィルタ１３ｆが介在され、基端に清掃用のエア供給源（図示略）に接続するカップラー１３ｇが設けられている。【００６１】
内方エア吹出機構１３において、内側ノズル１３ａ，１３ｂが、すべて第１継筒部１１Ａの内面と面一となるように設けられている。これにより、第１継筒部１１Ａ内側に突出する部分がないため、主筒部１１を上昇させる際、あるいは、ワイヤーＷを昇降させる際に、シードチャックＳＣなどが主筒部１１内面に接触してしまうことを防止できる。【００６２】
なお、内側ノズル１３ａ，１３ｂおよび吹付けエア供給管１３ｃは、フランジ部１１Ａａ、あるいは、密閉部材１８の径方向寸法より小さくなるように形成されることで、これらがプルチャンバ１ａ内面に接触することは防止されている。【００６３】
第１継筒部１１Ａには、図２〜図３に示すように、上端外周面に配され主筒部１１がプルチャンバ１ａ内に挿入された状態でプルチャンバ１ａの内面に当接可能な密閉部材１８が設けられている。【００６４】
図１１は、本実施形態におけるクリーニング装置の密閉部材の縮径状態を示す断面図（ａ）、拡径状態を示す断面図（ｂ）である。
また、密閉部材１８は、ポリエステル等で形成され、プルチャンバ１ａの内周面に沿った環状となるように二重に折り返した状態で設けられている。具体的には、密閉部材１８は、例えば丸編み機等で筒状に編成され伸縮性を有する布体からなり、この布体において、図１１（ａ）に示すように、筒状の両端部１８ａ，１８ｂが対向するように内側に折り返されて、これらを互いに伸縮性を持って繋げ合わせた内側接合部１８ｃによってトーラス状（輪環状）としたものである。
このとき、内側接合部１８ｃをプルチャンバ１ａ内面に接触しないトーラスの内側に向けた状態で、筒状の両折り部１８ｄ，１８ｅ付近が上下のフランジ部１１Ａａ外側周端部に取り付けられている。【００６５】
なお、密閉部材１８は、異なる径寸法のプルチャンバ１ａに対応可能となっている。
例えば、密閉部材１８を、φ２００ｍｍの半導体単結晶Ｃを引き上げる単結晶引上装置１のように、細い径寸法のプルチャンバ１ａクリーニングに適用する場合には、図１１（ａ）に示すように、内側接合部１８ｃによって、両端部１８ａ，１８ｂを繋げ合わせた縮径状態で使用する。
さらに、この密閉部材１８を、例えば、φ３００ｍｍの半導体単結晶Ｃを引き上げる単結晶引上装置１のように、太い径寸法のプルチャンバ１ａのクリーニングに適用する場合には、図１１（ｂ）に示すように、内側接合部１８ｃによる両端部１８ａ，１８ｂの接合を解除して伸縮率を上げるとともに、幅寸法を拡大した拡径状態で使用する。この場合、密閉部材１８の全幅において、一重として使用することもできる。【００６６】
なお、密閉部材１８は、ワイパー部材として、プルチャンバ１ａ内面を摺動することで付着した粉塵等を除去可能なものとされる。このため、密閉部材１８は、ワイヤークリーニング機構における密閉手段として作用するとともに、内面クリーニング機構としても作用することができる。【００６７】
第１継筒部１１Ａは、密閉部材１８を主筒部１１の半径方向に変形または移動させる径寸法可変機構２３を備えている。
径寸法可変機構２３は、密閉部材１８と第１継筒部１１Ａ上端の外周面との間に設けられ第１継筒部１１Ａ上端部の外周面に沿って環状に設けられたゴムチューブ（可撓性袋体）２４を備えている。【００６８】
ゴムチューブ２４は、第１継筒部１１Ａ上端の２つのフランジ部１１Ａａの間にはめ込まれ、密閉部材１８は、２つのフランジ部１１Ａａに上下に弛ませた状態で取り付けられている。なお、密閉部材１８を直接ゴムチューブ２４の外周面に設けても構わない。また、ゴムチューブ２４には、加圧配管２５が接続され、該加圧配管２５は、加圧エア供給源（図示略）に接続される。すなわち、ゴムチューブ２４は、加圧エア供給源から加圧配管２５を介して空気を注入することにより、任意に膨らませることが可能となっている。【００６９】
第１継筒部１１Ａには、図２〜図３に示すように、外部連通吸気部２１が設けられる。
外部連通吸気部２１としては、下側のフランジ部１１Ａａに設けられた貫通孔２１ａと、２つのフランジ部１１Ａａの間となる第１継筒部１１Ａ内面に設けられた貫通孔２１ｂとを備えている。【００７０】
貫通孔２１ａは、下側のフランジ部１１Ａａにおいて、ゴムチューブ２４よりも第１継筒部１１Ａ中心軸側に配置され、２つのフランジ部１１Ａａの間の空間と第１継筒部１１Ａの外側とを連通している。
貫通孔２１ａは、第１継筒部１１Ａの周方向に複数同じ高さで配置されることができる。【００７１】
貫通孔２１ｂは、２つのフランジ部１１Ａａの間となる高さ位置で、かつ、ゴムチューブ２４よりも下側のフランジ部１１Ａａ寄りでとなる第１継筒部１１Ａ内面に設けられ、第１継筒部１１Ａの内側と２つのフランジ部１１Ａａの間の空間とを連通している。
また、貫通孔２１ｂは、内側ノズル１３ａよりも上側となるようにその高さ位置が設定される。【００７２】
貫通孔２１ａと貫通孔２１ｂとを介することによって、第１継筒部１１Ａの内側空間と、２つのフランジ部１１Ａａの間の空間と、主筒部１１の周方向外側と、を連通して、主筒部１１内側が負圧になった際に、主筒部１１の周方向外側から流入したエアが、貫通孔２１ｂから第１継筒部１１Ａ中心に向けて噴出するように構成されている。これにより、貫通孔２１ｂから噴出した空気によってエアカーテンのように貫通孔２１ｂよりも下側位置から上方に向かって、空気が流入することを遮断することが可能となる。【００７３】
主筒部１１の下側位置となる第４継筒部１１Ｄは、図２，図８に示すように、底部１１Ｄｂが閉塞されている。また、第４継筒部１１Ｄには、主筒部１１の内側のエアを外部に吸引するためのガス吸引管１５を接続する吸引孔１１Ｄｃが下端側の側部位置に設けられるとともに、吸引孔１１Ｄｃの上部位置には、側面の透明部材によって主筒部１１内部を観察可能な窓部１１Ｄｄが設けられている。
ガス吸引管１５は、図示しない排気ユニットに接続され、主筒部１１内部を排気することができる。【００７４】
図１２は、本実施形態におけるクリーニング装置の主筒部を収納した状態を示す上面図であり、図１３は、本実施形態におけるクリーニング装置の主筒部を収納した状態を示す正面図である。
継筒部１１Ａ〜１１Ｄは、図１２〜図１３に示すように、それぞれ分離された状態として、台車Ｄに立状態で載置されて収納可能となっている。【００７５】
台車（支持台）Ｄは、図１２〜図１３に示すように、継続延伸機構を構成する支持部Ｄ１０を備えている。
支持部Ｄ１０は、各継筒部１１Ａ〜１１Ｃの下端１１Ａｂ〜１１Ｃｂ付近に設けられたハンドル１４を支持可能とされている。【００７６】
台車Ｄは、底板Ｄ０に並行に離間して立設された２枚の板体Ｄ１１，Ｄ１１のそれぞれに水平方向に突出した腕部Ｄ１２，Ｄ１２を有し、この腕部Ｄ１２，Ｄ１２の先端側に溝Ｄ１３，Ｄ１３が形成されている。【００７７】
２枚の板体Ｄ１１，Ｄ１１の間隔は、継筒部１１Ａ〜１１Ｃの外径よりも大きく、かつ、直径に沿って対向するハンドル１４先端どうしの間隔より小さく設定される。
また、溝Ｄ１３の高さは、ハンドル１４を溝Ｄ１３に載置した状態で、下側から継ぎ足す継筒部１１Ｂ〜１１Ｄを突き合わせるとともに係止部１２によって互いに係止することが可能な寸法に設定されている。このため、腕部Ｄ１２は、平面視して台車Ｄの底板Ｄ０の輪郭線よりも外側に突出していることが好ましい。【００７８】
支持部Ｄ１０は、例えば、継筒部１１Ａの下端１１Ａｂが板体Ｄ１１，Ｄ１１の間に位置した状態で、径方向両外側に突出したハンドル１４，１４を溝Ｄ１３と溝Ｄ１３とにそれぞれ載置することで、継筒部１１Ａの上端にあるフランジ部１１Ａａ側がプルチャンバ１ａに下側から挿入された状態で、継筒部１１Ａを支持可能とされている。
この状態で、継筒部１１Ａの密閉部１１ｂに、継筒部１１Ｂの上端１１Ｂａを挿入して、継筒部１１Ａの下端１１Ａｂに当接し、係止部１２により接続することが可能となる。【００７９】
台車Ｄには、底板Ｄ０上に凸部または凹部として設けられた位置設定部Ｄ３と、底板Ｄ０からの高さ位置が継筒部１１Ａ〜１１Ｄの高さ寸法半分程度か高い位置で底板Ｄ０と並行な位置規制板Ｄ２に設けられた切欠Ｄ２１とにより、立状態として位置規制した状態で継筒部１１Ａ〜１１Ｄを収納できる。また、台車Ｄ下側には、移動手段としての車輪Ｄ４が設けられている。
【００８０】
次に、本実施形態のクリーニング装置１０による単結晶引上装置１のワイヤーＷおよびプルチャンバ１ａ内面の掃除方法について説明する。【００８１】
まず、チャンバ２の本体部分と上部とを切り離し、このプルチャンバ１ａ下方に台車Ｄの支持部Ｄ１０を配置する。このとき、クリーニング装置１０の主筒部１１は、図１２〜図１３に示すように、それぞれ分割された状態で台車Ｄ上に載置しておく。【００８２】
次に、クリーニング装置１０の第１継筒部１１Ａをプルチャンバ１ａ内に挿入し、第１継筒部１１Ａを挿入状態にしたまま上昇させて、第１継筒部１１Ａのハンドル（筒支持部）１４を溝Ｄ１３上に載置する。【００８３】
次に、第１継筒部１１Ａを上記挿入状態にしたまま、第２継筒部１１Ｂを第１継筒部１１Ａの下側に配置し、この状態で、継筒部１１Ａの密閉部１１ｂに、継筒部１１Ｂの上端１１Ｂａを挿入して、継筒部１１Ａの下端１１Ａｂに当接させ、係止部１２により接続する。
さらに、同様にして、一体とされた第１継筒部１１Ａおよび第２継筒部１１Ｂを挿入状態にしたまま上昇させて、第２継筒部１１Ｂのハンドル（筒支持部）１４を溝Ｄ１３に載置する。【００８４】
次に、第１継筒部１１Ａを上記挿入状態にしたまま、第３継筒部１１Ｃを第２継筒部１１Ｂの下側に配置し、この状態で、継筒部１１Ｂの密閉部１１ｂに、継筒部１１Ｃの上端１１Ｃａを挿入して、継筒部１１Ｂの下端１１Ｂｂに当接させ、係止部１２により接続する。
同様に、一体とされた第１継筒部１１Ａ、第２継筒部１１Ｂおよび第３継筒部１１Ｃを挿入状態にしたまま上昇させて、第３継筒部１１Ｃのハンドル（筒支持部）１４を溝Ｄ１３に載置する。【００８５】
次に、第１継筒部１１Ａを上記挿入状態にしたまま、第４継筒部１１Ｄを第３継筒部１１Ｃの下側に配置し、この状態で、継筒部１１Ｃの密閉部１１ｂに、継筒部１１Ｄの上端１１Ｄａを挿入して、継筒部１１Ｃの下端１１Ｃｂに当接させ、係止部１２により接続する。
これにより、主筒部１１が軸方向最大長まで継続された状態となる。【００８６】
この状態で、加圧エア供給源から加圧配管２５を介してゴムチューブ２４に空気を送り込み、ゴムチューブ２４を膨らませる。このとき、膨らんだゴムチューブ２４によって密閉部材１８が半径方向外方に押し出されるように変形し、プルチャンバ１ａ内周面に押し付けられる。これにより、図２に示すように、主筒部１１の内側と、プルチャンバ１ａ内で主筒部１１の外側空間およびプルチャンバ１ａの外側空間とが分離された状態となる。したがって、密閉部材１８が円周状に当接した部分より下側のプルチャンバ１ａ内面は、主筒部１１の内側空間に対して隔離された状態となる。【００８７】
この状態で、ガス吸引管１５を吸引孔１１Ｄｃに接続し、排気ユニットによって主筒部１１の内側を吸気するとともに、プルヘッド吸引部１ｇによってプルヘッド１ｂの内側を吸気して、主筒部１１の内部空間とプルヘッド１ｂの内部空間をほぼ同じように負圧とする。これにより、センターピース部１ｄからはプルチャンバ１ａに空気が流入することがない状態となる。【００８８】
この状態で、外部連通吸気部２１が設けられていることにより、図２に示すように、外部空間から流入した清浄な空気が、プルチャンバ１ａの下端開口を通り、主筒部１１の周方向外側空間、貫通孔２１ａ、２つのフランジ部１１Ａａの間の空間、貫通孔２１ｂを介して、この貫通孔２１ｂから第１継筒部１１Ａ中心に向けて噴出する。【００８９】
これにより、貫通孔２１ｂから噴出した空気によって、貫通孔２１ｂの高さにエアカーテンが形成されたようになり、貫通孔２１ｂよりも下側位置から上方に向かって、空気が流入することを遮断する。貫通孔２１ｂから噴出される空気は、単結晶引上装置１の外側、つまり、クリーンルーム内の清浄度を有するエアである。また、主筒部１１内側においては下向きの層流が形成されて、主筒部１１内側の空気が効率よく排出される。【００９０】
この状態で、巻き上げ装置１ｃを駆動して主筒部１１内にワイヤーＷを挿通させる。さらに、カップラー１３ｇと清掃用のエア供給源とを接続した後、該エア供給源から吹付けエア供給管１３ｃに圧縮空気を供給し、該圧縮空気をパーティクルフィルタ１３ｅおよびミストオイルフィルタ１３ｆを介して各内側ノズル１３ａ，１３ｂからワイヤーＷに向けて吹き付ける。【００９１】
このとき、各内側ノズル１３ａ，１３ｂから軸方向に対して広い範囲でワイヤーＷの全周にわたって空気が吹き付けられ、ワイヤーＷ表面の粉塵を吹き飛ばすことができる。特に、ワイヤーＷ下端のシードチャックＳＣが重りとなり、ワイヤーＷに吹き付ける空気によってワイヤーＷに振動が発生して、より粉塵が落ちやすくなる。なお、この際、巻き上げ装置１ｃによってワイヤーＷを何度か上下させることにより、ワイヤーＷ全体をクリーニングすることができる。
【００９２】
発生した粉塵は、ガス吸引管１５に接続された排気ユニットによって、貫通孔２１ｂから吸引孔１１Ｄｃまで、気密状態の維持された主筒部１１の内部で軸方向下向きに形成された層流により、プルチャンバ１ａの内面に接することなく主筒部１１の内側から排出される。これにより、クリーニングで発生した粉塵が、プルチャンバ１ａの内面に再付着することがない。
【００９３】
さらに、密閉部材（ワイパー部材）１８がプルチャンバ１ａ内周面に押し付けられた状態で、主筒部１１とプルチャンバ１ａとを相対的に上下動させると、密閉部材（ワイパー部材）１８がプルチャンバ１ａの内周面を摺動して、付着物を擦り落とすことができる。【００９４】
さらに、プルチャンバ１ａの内周面への付着物が多い場合など、必要であれば、係止部１２の係止を解除・再係止して、第４継筒部１１Ｄを第３継筒部１１Ｃから分離し、第３継筒部１１Ｃを第２継筒部１１Ｂから分離した後、第４継筒部１１Ｄを第２継筒部１１Ｂに再接続して、低い位置のプルチャンバ１ａの内周面において、密閉部材（ワイパー部材）１８を摺動させて、付着物を擦り落とすことができる。【００９５】
同様に、係止部１２の係止を解除・再係止して、第４継筒部１１Ｄを第２継筒部１１Ｂから分離し、第２継筒部１１Ｂを第１継筒部１１Ａから分離した後、第４継筒部１１Ｄを第１継筒部１１Ａに再接続して、より低い位置のプルチャンバ１ａの内周面において、密閉部材（ワイパー部材）１８を摺動させて、付着物を擦り落とすこともできる。【００９６】
これら第４継筒部１１Ｄの分離・再接続に際しては、貫通孔２１ｂからのエア噴出を維持することもできる。
また、これら第４継筒部１１Ｄの分離・再接続に際しては、いずれも、ハンドル（筒支持部）１４を溝Ｄ１３に載置しておこなう。【００９７】
なお、主筒部１１の内側を密閉する場合以外は、ゴムチューブ２４を萎ませておくことにより、密閉部材（ワイパー部材）１８をプルチャンバ１ａ内周面から離しておくことができ、主筒部１１をプルチャンバ１ａ内に挿入してセットするときやプルチャンバ１ａ内から抜き出すときに密閉部材（ワイパー部材）１８が邪魔にならず、スムーズに作業をおこなうことができる。【００９８】
このように、本実施形態のクリーニング装置１０では、プルチャンバ１ａが高所であっても、主筒部１１をプルチャンバ１ａ内に挿入して、内方エア吹出機構１３により空気を内側ノズル１３ａ，１３ｂから主筒部１１内のワイヤーＷに吹き付けることにより、ワイヤーＷ表面から粉塵を吹き飛ばして除去することができる。これとともに、外部連通吸気部２１、密閉部材１８、および、気密状態の主筒部１１で、粉塵を含んだ空気からプルチャンバ１ａの内周面を分離しているので、クリーニングで発生した粉塵が、プルチャンバ１ａの内面に再付着することを防止できる。さらに、密閉部材（ワイパー部材）１８でプルチャンバ１ａの内周面を擦って付着物を擦り落とすことができる。これにより、粉塵による引上成長への影響（結晶の有転位化等）を効果的に抑制することができる。【００９９】
また、主筒部１１が密閉状態で軸方向に継続可能であるため、主筒部１１の軸方向長さを伸長して、プルチャンバ１ａの上部まで内方エア吹出機構１３を到達させて、ワイヤーＷの掃除をプルチャンバ１ａ上端位置でおこなうことができ、使用時以外では、主筒部１１を分離して縮長することにより運搬や収納等の取扱い性が向上する。【０１００】
なお、本実施形態におけるワイヤークリーニング実施中に石英ルツボ３へのシリコン原料の充填をおこない、クリーニング後に、プルチャンバ１ａとチャンバ２とを組み付けることもできる。【０１０１】
次に、本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。【０１０２】
本実施形態において上述した第１実施形態と異なるのは支持部昇降機構に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。【０１０３】
図１４は、本実施形態におけるクリーニング装置の主筒部を収納した状態を示す上面図であり、図１５は、本実施形態におけるクリーニング装置の主筒部を収納した状態を示す正面図であり、符号Ｄ１１Ａは、支持昇降部である。【０１０４】
支持昇降部Ｄ１１Ａは、図１４，図１５に示すように、台車Ｄの底板Ｄ０に立設されたガイドＤ１１Ｂによって上下方向に移動位置が規制された状態で、図示しない駆動手段により上下方向に駆動されることができる。支持昇降部Ｄ１１Ａには、腕部Ｄ１２，Ｄ１２が水平方向外側に向けて延在するように取り付けられ、支持昇降部Ｄ１１Ａの動きにより、腕部Ｄ１２，Ｄ１２が一体として上下動可能とされている。【０１０５】
本実施形態においては、ハンドル１４，１４を溝Ｄ１３と溝Ｄ１３とにそれぞれ載置した状態で、支持昇降部Ｄ１１Ａを昇降動作させることにより、腕部Ｄ１２，Ｄ１２を任意の位置に上下動させる。これにより、継筒部１１Ａ〜１１Ｃの上昇・下降を自動的におこなうことができる。例えば、繰り継ぎ作業中に、支持昇降部Ｄ１１Ａにおける可動域の最下側位置において、ハンドル１４を溝Ｄ１３に載せ、支持昇降部Ｄ１１Ａを上昇させることが可能である。【０１０６】
なお、継筒部１１Ｂ〜１１Ｄを下側から接続する際には、この接続作業中、ゴムチューブ２４を膨らませて、密閉部材（ワイパー部材）１８をプルチャンバ１ａ内周面に押し付けておくことで、主筒部１１を所定高さに保持することもできる。
さらに、本実施形態の支持部昇降機構と、支持部Ｄ１０とを併設することも可能である。【０１０７】
以下、本発明に係る単結晶引上装置のクリーニング装置の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１６は、本実施形態における主筒部がプルチャンバ１ａ内に挿入された状態を示す正断面図である。
本実施形態において上述した第１および第２実施形態と異なるのは外側ノズル（外側吹出口）３３、振動部材３４に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。【０１０８】
第１，２実施形態では、ワイヤーＷに空気を吹き付ける内側ノズル１３ａ，１３ｂだけが設けられているのに対し、本実施形態のクリーニング装置１０は、図１６に示すように、第１継筒部１１Ａの上部に設けられ半径方向外方に向けて空気を吹出可能な複数の外側ノズル（外側吹出口）３３を有する外方エア吹出機構を備えている。さらに、本実施形態では、主筒部１１の内面に、主筒部１１内に配されるワイヤーＷに接触して振動を与える振動部材３４が設けられている。【０１０９】
本実施形態においては、各外側ノズル３３は、内側ノズル１３ａ，１３ｂと同様に吹付けエア供給管１３ｃに接続されている。外側ノズル３３は、噴出した空気をプルチャンバ１ａの内周面に吹き付けることにより、プルチャンバ１ａ内面の付着物を吹き飛ばすことができる。【０１１０】
また、各外側ノズル３３から噴出した空気によって、主筒部１１の全長にわたって下向きの層流が形成されて、主筒部１１内側の空気が効率よく排出される。吹付けエア供給管１３ｃから供給される空気は、単結晶引上装置１の外側、つまり、クリーンルーム内と同程度かそれ以上の清浄度を有するエアである。
この場合、外側ノズル３３を外部連通吸気部２１の替わりとすることができるので、貫通孔２１ａ，２１ｂを設けないこともできる。【０１１１】
本実施形態のクリーニング装置１０は、クリーニングで発生した粉塵が、プルチャンバ１ａの内面に再付着することがなく、さらに、プルチャンバ１ａ内面の付着物を低減することが可能となる。【０１１２】
また、本実施形態においては、振動部材３４は、図示しないモータ等の振動源に接続された棒状部材であり、先端側がワイヤーＷに接触・離間可能に主筒部１１内を移動できるように設けられている。これにより、ワイヤーＷに振動部材３４を接触させることにより、ワイヤーＷがより振動して付着している粉塵をさらに落ち易くすることができる。【０１１３】
上記の実施形態では、外部連通吸気部２１として貫通孔２１ａ，２１ｂを有する構成としたが、継筒部１１Ａの軸方向において、下側のフランジ部１１Ａａよりも内側ノズル１３ａ寄りの位置に、貫通孔２１ｂのみを形成することもできる。この構成においても、外部の清浄な空気を主筒部１１内に導入することが容易となる。【０１１４】
また、上記の実施形態では、内方エア吹出機構１３として軸方向に２段で周方向に４箇所の内側ノズル１３ａ，１３ｂを設ける構成としたが、この内側ノズルの軸方向段数および周方向箇所数も、クリーニング効果などから任意に設定することができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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