(57)【要約】【課題】　単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け作業の安全性の向上、容易化、迅速化を図る。【解決手段】　 保持台１０にルツボ１を組み付ける際に、保持台１０を、底部１１と、底部１１に組み付けられる胴部１２とに分割しておき、底部１１にルツボ１を載せ、その後、底部１１に胴部１２を組み付けて保持台１０を組み立てることを特徴とする。【選択図】　図１
2004043305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開放された筒状をなす胴部と該胴部の下端を閉塞する底部とからなり半導体原料を貯留するルツボと、該ルツボを保持する保持台と、保持台へのルツボの組み付けに用いられる保持台組み立て装置とを備える単結晶引上装置において、
　前記保持台が、ルツボ底部中央部分が支持される円板状の底部と、該底部が嵌合する嵌合穴部を有し水平な周方向に連接され結合された分割片を筒状に組み立てる前記ルツボ底部周縁部分及び前記ルツボ胴部を支持する胴部とを備え、
　前記底部の外周の嵌合面と前記胴部の前記嵌合穴部の嵌合面とは、下方に向けて先細りな傾斜面を有しているとともに、
　前記保持台組み立て装置が、前記保持台の底部が載置される底部載置台と、
　該底部載置台が貫通可能な穴部が中央部に形成され前記保持台の胴部が載置される胴部載置台と、
　前記胴部載置台を上方に移動させて前記底部載置台と前記胴部載置台とを接近させ、前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせるとともに前記胴部の前記嵌合穴部の中心線を前記胴部載置台の前記穴部の中心線に一致させて前記保持台の底部と前記保持台の胴部とを組み立てる接近駆動機構とを備え、
　前記胴部における前記分割片底面には、前記保持台の前記胴部の中心線を前記嵌合穴部の中心線に一致させて前記分割片を筒状に組み立てる位置決め用環状凹部が前記嵌合穴部の中心線に一致させて設けられ、
　前記底部載置台には、中心が前記底部載置台の中心に一致するように載置させる位置決め用の凸部を有し、
　前記胴部載置台の上面には、前記保持台の胴部の中心線を前記穴部の中心線に一致させて前記分割片を筒状に組み立てる位置決め用係合突起が前記穴部の中心線に一致させて周設され、
　前記位置決め用嵌合凹部と前記係合突起とを係合して、前記分割片の底面には中心線を前記嵌合穴部の中心線に一致させ、前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせて組み付け可能なことを特徴とする単結晶引上装置。
【請求項２】
前記保持台組み立て装置は、車輪が設けられた走行自在な底台車と、該底台車に立設されて前記保持台の底部より小径の水平な円板状をなす前記底部載置台が上端に固設される支柱と、前記胴部載置台とを備え、
　前記胴部載置台は、中央に開放空間を有するフレームと、該フレーム上に水平に設けられた円板状の載置台本体とを有しており、前記載置台本体の中央部には、前記支柱と前記底部載置台が貫通可能とする穴部が形成され、
　前記載置台本体の上面には、前記保持台の胴部が、前記嵌合穴部の中心線を前記胴部載置台の穴部の中心線に一致させて載置され、
　前記載置台本体の上面には、前記保持台の胴部の底面の前記位置決め用環状凹部に係合する前記係合突起が周設されてなることを特徴とする請求項１記載の単結晶引上装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の単結晶引上装置における前記保持台に前記ルツボを組み付ける保持台へのルツボの組み付け方法であって、
　中心線を合わせて前記底部に前記ルツボを載せ、
前記位置決め用嵌合凹部と前記係合突起とを係合して、前記分割片の底面には中心線を前記嵌合穴部の中心線に一致させ、前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせて、
　その後、前記ルツボを載せた前記底部に、前記分割片を筒状に組み立てた前記胴部を前記ルツボの周囲を覆うように上昇させて前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせて組み付けることで、前記底部を前記嵌合穴部に嵌合して前記保持台を組み立てることを特徴とする単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け作業を容易且つ迅速に行なうことができる単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法と、その方法に用いられる保持台組み立て装置、および保持台に関する。
【背景技術】
【０００２】
　単結晶引上装置は、ルツボでシリコン等の半導体原料を半導体融液とし、この半導体融液から半導体単結晶を引き上げながら成長させるものであり、ルツボは、例えば、シリコン単結晶（即ちケイ素の単結晶）を成長させるものでは、ケイ素と酸素の化合物である石英製のものを用いる必要がある。この石英のルツボは、シリコン単結晶を引き上げながら成長させる過程で必ずしも十分な剛性をもたないので、単結晶引上装置は、ルツボを保持する保持台（いわゆるサセプタ）を備えている。
【０００３】
　ところで、単結晶引上装置で半導体単結晶を製造した後に、次の半導体単結晶を製造するためには、まず、単結晶引上装置のルツボ、保持台等を内蔵する気密容器からルツボを取り出すと共に、保持台を取り出して、クリーン室内において、ルツボ内の半導体原料の残留物を除去する。そして、保持台に新しいルツボを組み付けて、ルツボ内に新たな半導体原料を入れ、蓋をして、単結晶引上装置の気密容器に運び込み、保持台およびルツボを組み入れる。
【０００４】
　この一連の作業の内、保持台にルツボを組み付ける作業は、従来、作業員がルツボの上端部を持って、保持台内部にルツボを降ろしてゆくようにして行なわれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　しかし、そのように保持台にルツボを組み付ける作業では、上端部を持ってルツボの重量を支持しなければならないため、大口径の半導体単結晶の製造のために大きなルツボを用いる場合には特に、作業が苛酷となり、安全性にも問題があった。
【０００６】
　本発明は、上記事情に鑑み、単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け作業を安全、容易且つ迅速に行なうことができる単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法と、その方法に用いられる保持台組み立て装置、および保持台を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明の単結晶引上装置は、上方に開放された筒状をなす胴部と該胴部の下端を閉塞する底部とからなり半導体原料を貯留するルツボと、該ルツボを保持する保持台と、保持台へのルツボの組み付けに用いられる保持台組み立て装置とを備える単結晶引上装置において、
　前記保持台が、ルツボ底部中央部分が支持される円板状の底部と、該底部が嵌合する嵌合穴部を有し水平な周方向に連接され結合された分割片を筒状に組み立てる前記ルツボ底部周縁部分及び前記ルツボ胴部を支持する胴部とを備え、
　前記底部の外周の嵌合面と前記胴部の前記嵌合穴部の嵌合面とは、下方に向けて先細りな傾斜面を有しているとともに、
　前記保持台組み立て装置が、前記保持台の底部が載置される底部載置台と、
　該底部載置台が貫通可能な穴部が中央部に形成され前記保持台の胴部が載置される胴部載置台と、
　前記胴部載置台を上方に移動させて前記底部載置台と前記胴部載置台とを接近させ、前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせるとともに前記胴部の前記嵌合穴部の中心線を前記胴部載置台の前記穴部の中心線に一致させて前記保持台の底部と前記保持台の胴部とを組み立てる接近駆動機構とを備え、
　前記胴部における前記分割片底面には、前記保持台の前記胴部の中心線を前記嵌合穴部の中心線に一致させて前記分割片を筒状に組み立てる位置決め用環状凹部が前記嵌合穴部の中心線に一致させて設けられ、
　前記底部載置台には、中心が前記底部載置台の中心に一致するように載置させる位置決め用の凸部を有し、
　前記胴部載置台の上面には、前記保持台の胴部の中心線を前記穴部の中心線に一致させて前記分割片を筒状に組み立てる位置決め用係合突起が前記穴部の中心線に一致させて周設され、
　前記位置決め用嵌合凹部と前記係合突起とを係合して、前記分割片の底面には中心線を前記嵌合穴部の中心線に一致させ、前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせて組み付け可能なことにより上記課題を解決した。
　本発明において、前記保持台組み立て装置は、車輪が設けられた走行自在な底台車と、該底台車に立設されて前記保持台の底部より小径の水平な円板状をなす前記底部載置台が上端に固設される支柱と、前記胴部載置台とを備え、
　前記胴部載置台は、中央に開放空間を有するフレームと、該フレーム上に水平に設けられた円板状の載置台本体とを有しており、前記載置台本体の中央部には、前記支柱と前記底部載置台が貫通可能とする穴部が形成され、
　前記載置台本体の上面には、前記保持台の胴部が、前記嵌合穴部の中心線を前記胴部載置台の穴部の中心線に一致させて載置され、
　前記載置台本体の上面には、前記保持台の胴部の底面の前記位置決め用環状凹部に係合する前記係合突起が周設されてなることがより好ましい。
　本発明の単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法には、記載の単結晶引上装置における前記保持台に前記ルツボを組み付ける保持台へのルツボの組み付け方法であって、
　中心線を合わせて前記底部に前記ルツボを載せ、
前記位置決め用嵌合凹部と前記係合突起とを係合して、前記分割片の底面には中心線を前記嵌合穴部の中心線に一致させ、前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせて、
　その後、前記ルツボを載せた前記底部に、前記分割片を筒状に組み立てた前記胴部を前記ルツボの周囲を覆うように上昇させて前記ルツボの中心線に前記保持台の中心線を合わせて組み付けることで、前記底部を前記嵌合穴部に嵌合して前記保持台を組み立てることが可能である。
【０００８】
　本発明の第一の発明は、半導体原料を貯留するルツボと、ルツボを保持する保持台とを備える単結晶引上装置において、保持台にルツボを組み付ける保持台へのルツボの組み付け方法であって、保持台を、底部と、底部に組み付けられる胴部とに分割しておき、底部にルツボを載せ、その後、底部に胴部を組み付けて保持台を組み立てることを特徴とする。即ち、ルツボを保持台の底部に載せる際には、ルツボの胴部の中間部或いは下部を掴んで持つことが可能である。
【０００９】
　本発明の第二の発明は、第一の発明の単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法に用いられる保持台組み立て装置であって、保持台の底部が載置される底部載置台と、保持台の胴部が載置される胴部載置台と、底部載置台と胴部載置台とを接近させて、保持台の底部と保持台の胴部とを組み立てる接近駆動機構とを備えることを特徴とする。即ち、底部に胴部を組み付けて保持台を組み立てる作業を、容易且つ迅速に行なうことが可能である。
【００１０】
　本発明の第三の発明は、第一の発明の単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法に用いられる保持台であって、底部と、底部が嵌合する嵌合穴部を有する胴部とを備え、底部の外周の嵌合面と胴部の嵌合穴部の嵌合面とは、下方に向けて先細りな傾斜面を有していることを特徴とする。即ち、胴部の嵌合穴部を底部に嵌合させて底部と胴部を組み立てる際に、傾斜面により底部に対して胴部が案内されるので、嵌合を容易、円滑にすることが可能である。また、嵌合の後には、傾斜面により、胴部に対する底部の脱落が阻止されるので、胴部を把持して保持台を運ぶことが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
　本発明の第一の発明の単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法によれば、保持台にルツボが載置されるまで、ルツボの胴部の中間部或いは下部を掴んでルツボを持つことができるので、ルツボの支持が容易である。よって、保持台へのルツボの組み付け作業を安全、容易且つ迅速に行なうことができる。
【００１２】
　本発明の第二の発明の保持台組み立て装置によれば、保持台の底部に胴部を組み付けて保持台を組み立てる作業を容易且つ迅速に行なうことができるので、保持台へのルツボの組み付け作業の更なる安全性の向上、容易化、迅速化を図ることができる。
【００１３】
　本発明の第三の発明の保持台によれば、胴部の嵌合穴部を底部に嵌合させて底部と胴部を組み立てる際に、案内面となる傾斜面により、その嵌合を容易、円滑にすることができる。また、嵌合の後には、その傾斜面が支持面となり、胴部に対する底部の脱落が阻止されるので、嵌合以外の接合作業を要しない。よって、保持台の組み立て作業を容易且つ迅速に行なうことができ、保持台へのルツボの組み付け作業の更なる安全性の向上、容易化、迅速化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
　まず、本実施形態の単結晶引上装置のルツボ１は、図１に示すように、上方に開放された筒状をなす胴部２と、下方に凸の球面状をなし、胴部２の下端を閉塞する底部３とから構成されている。
【００１５】
　次に、保持台１０は、ルツボ１の底部３中央部分が支持される円板状の底部１１と、底部１１が嵌合する嵌合穴部１３を有し、ルツボ１の底部３周縁部分及び胴部２を支持する胴部１２とを備えており、底部１１の外周の嵌合面１１ａと胴部１２の嵌合穴部１３の嵌合面１３ａとは、図２に示すように、下方に向けて先細りな傾斜面１１ｂ、１３ｂを有している。また、胴部１２の底面には、位置決め用環状凹部１４が嵌合穴部１３を囲むように形成されており、更に、胴部１２は、図３に示すように、水平な周方向に連設され結合された三個の分割片１５、１５、１５からなっている。また、図２の底部１１の下面は、位置決め用の凹部１１ｃを有している。
【００１６】
　次に、図１に示すように、クリーン室Ｒの床上には、保持台組み立て装置２００が設けられている。保持台組み立て装置２００は、走行自在な底台車２１０と、底台車２１０に立設された支柱２２５と、支柱２２５の上端に固設され、保持台１０の底部１１が載置される底部載置台２３０と、保持台１０の胴部１２が載置される胴部載置台２４０と、胴部載置台２４０を上方（図中矢印Ｍ方向）に移動させて、保持台１０の底部１１と保持台１０の胴部１２とを組み立てる接近駆動機構２５０とを備える。
【００１７】
　底台車２１０は、主フレーム２１１と、主フレーム２１１に多数設けられた車輪２１３、２１３、…とを備えており、主フレーム２１１は、二本の平行棒部２１２、２１２と、二本の平行棒部２１２、２１２間に架設された架設フレーム２１５とを有している。底部載置台２３０は、図２の保持台１０の底部１１より小径の水平な円板状をなしている。
【００１８】
　胴部載置台２４０は、中央に開放空間を有するコ字状のフレーム２４１と、フレーム２４１上に水平に設けられた円板状の載置台本体２４２とを有しており、載置台本体２４２の中央部には、穴部２４３が貫通形成されている。前記支柱２２５と底部載置台２３０は、この穴部２４３を貫通可能に設けられている。また、胴部載置台２４０の載置台本体２４２の上面には、保持台１０の胴部１２が、その嵌合穴部１３の中心線を胴部載置台２４０の穴部２４３の中心線に一致させて載置されており、胴部載置台２４０の載置台本体２４２の上面には、保持台１０の胴部１２の底面の位置決め用環状凹部１４に係合する係合突起２４５が周設されている。係合突起２４５の内面は、上方に向けて漸次拡大する案内面２４５ａとなっている。また、底部載置台２３０は、保持台１０の底部１１の凹部１１ｃに嵌合する位置決め用の凸部２３１を有している。
【００１９】
　図１に示す接近駆動機構２５０は、底台車２１０の主フレーム２１１と胴部載置台２４０のフレーム２４１との間に設けられ、上下に伸縮駆動自在な載置台用油圧ジャッキ２５１を有する。
【００２０】
　以下に、保持台組み立て装置２００を用いた保持台１０へのルツボ１の組み付け方法について説明する。
【００２１】
　まず、載置台本体２４２を上昇させ、保持台１０を、その底部１１と胴部１２とが組み合わされた状態で保持台組み立て装置２００に設置する。
【００２２】
　保持台組み立て装置２００への保持台１０の設置では、保持台１０の底部１１は、保持台組み立て装置２００の底部載置台２３０の中心ＣＰ１に中心を一致させて載置され、保持台１０の胴部１２は、保持台組み立て装置２００の胴部載置台２４０に、底部載置台２３０を囲んで載置される。次に、胴部載置台２４０と共に保持台１０の胴部１２を下げておき、底部１１の周囲の上方の空間が開放された状態にする。
【００２３】
　尚、胴部載置台２４０への保持台１０の胴部１２の載置においては、胴部１２を、図３に示す三個の分割片１５、１５、１５に分割しておき、それぞれ、図１の胴部載置台２４０に載置して筒状に組み立てると、重量の大なる胴部１２を一度に持ち上げて載置する場合に比して、作業を軽減することができる。また、図２に示すように、胴部載置台２４０の上面には、保持台１０の胴部１２の底面の位置決め用環状凹部１４に係合する係合突起２４５が周設されており、この係合突起２４５の内面は、上方に向けて漸次拡大する案内面２４５ａとなっている。よって、各分割片１５、１５、１５の底面の位置決め用環状凹部１４を係合突起２４５の案内面２４５ａに係合させながら設置することで、図３の各分割片１５、１５、１５を容易に図２のように定位置に載置することができる。即ち、組み立てられた胴部１２の嵌合穴部１３の中心線を胴部載置台２４０の穴部２４３の中心線に一致させることが容易にできる。これにより、胴部載置台２４０への保持台１０の胴部１２の載置を容易に行なうことができる。また、保持台１０の底部１１と底部載置台２３０は、互いに嵌合する位置決め用の凹部１１ｃと凸部２３１を有しているので、保持台１０の底部１１を、その中心が底部載置台２３０の中心に高精度に一致するように載置させる作業も容易にできる。
【００２４】
　図１に示すルツボ１を、保持台１０の底部１１に中心線を合わせた状態で載せる。そこで、保持台組み立て装置２００の載置台用油圧ジャッキ２５１を駆動して、胴部載置台２４０を図中矢印Ｍ方向に上昇させる。すると、胴部載置台２４０に載置された保持台１０の胴部１２が、漸次ルツボ１の周囲を覆うように上昇され、しまいに胴部１２の内面がルツボ１の外面に密着する。また、同時に、胴部１２の嵌合穴部１３には、底部載置台２３０上の底部１１が嵌合される。底部１１の外周の嵌合面１１ａと胴部１２の嵌合穴部１３の嵌合面１３ａとは、図２に示すように、下方に向けて先細りな傾斜面１１ｂ、１３ｂを有しているので、傾斜面１１ｂ、１３ｂにより底部１１に対して胴部１２が案内される。よって、嵌合を容易且つ円滑に行なうことができる。また、組み立て後の保持台１０の運搬では、傾斜面１１ｂ、１３ｂにより、胴部１２に対する底部１１の脱落が阻止されるので、嵌合以外の接合作業を要しない。これにより、保持台１０の組み立てを容易且つ迅速に行なうことができる。
【００２５】
　また、以上のような方法では、保持台１０を底部１１と胴部１２に分割しておき、底部１１にルツボ１を載せた後、保持台１０の底部１１に胴部１２を組み付けるようにしたので、図１に示すように、ルツボ１の胴部２の中間部或いは下部を掴んでルツボ１を保持台１０の底部１１に載置することができる。よって、ルツボ１の支持が容易である。
【００２６】
　本実施形態では、以上のような作用効果を奏するため、保持台１０へのルツボ１の組み付け作業を安全、容易且つ迅速に行なうことができる。
【００２７】
　尚、本発明は、上記保持台組み立て装置２００において、底台車２１０に代えて、固定型の基台とする場合を含む。
【００２８】
　上記接近駆動機構２５０に代えて、底部載置台２３０を胴部載置台２４０に向けて移動させて、保持台１０の底部１１と保持台１０の胴部１２とを組み立てる接近駆動機構としてもよい。
【００２９】
　胴部１２は、必ずしも、図３に示すように三個の分割片１５、１５、１５から構成する必要はなく、二個の分割片で構成しても、四個以上の分割片で構成してもよい。更には、本発明は、胴部１２を分割不能の一体のもので構成する場合を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の単結晶引上装置の保持台へのルツボの組み付け方法に用いられる保持台組み立て装置の一実施形態の側面図である。
【図２】図１の保持台組み立て装置に設けられた保持台の拡大図である。
【図３】図２の保持台の平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ルツボ
１０ 保持台
１１ 底部
１１ａ 嵌合面
１１ｂ 傾斜面
１２ 胴部
１３ 嵌合穴部
１３ａ 嵌合面
１３ｂ 傾斜面
２００ 保持台組み立て装置
２３０ 底部載置台
２４０ 胴部載置台
２５０ 接近駆動機構
【図１】
2004043305.tif 000003
【図２】
2004043305.tif 000004
【図３】
2004043305.tif 000005