(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内部に設置された、溶融された金属もしくは半導体材料で満たされうる坩堝と、
前記溶融金属もしくは半導体に少なくともその一部を浸漬されうる浸漬部材を移動させ、坩堝内の前記溶融金属もしくは半導体に浸漬しうる浸漬装置とで構成される薄板製造装置であって、
前記浸漬装置は、略水平の第一の回転中心で旋回しうる腕部材と、
前記腕部材の略先端に略水平な第二の回転中心を有する回転軸部材と、
前記回転軸部材に前記浸漬部材を保持しうる浸漬部材保持部とを有する、薄板製造装置。
【請求項２】
前記腕部材は、直線状に延びる、一体化された構造物であることを特徴とする請求項１に記載の薄板製造装置。
【請求項３】
前記坩堝を上下方向に移動させる昇降装置を備える、請求項１または２に記載の薄板製造装置。
【請求項４】
前記坩堝、前記腕部材および前記回転軸部材は特定のガス雰囲気に維持されうる容器内部に設置され、
前記回転軸部材を回転させる回転駆動力は、前記容器の外部に配置される回転駆動力発生装置より前記第一の回転中心と同軸に配置される回転導入器を介して前記容器内部に導入され、回転駆動力伝達機構により前記回転軸部材に伝達されるように構成され、
前記腕部材には、前記腕部材に平行なガイド手段と前記ガイド手段に保持された駆動軸または回転軸保持手段とが備えられ、前記ガイド手段に保持された前記駆動軸または前記回転軸保持手段は、略水平な水平駆動機構に接続され、前記容器外部に配置される駆動力発生装置により発生する前記水平駆動機構を駆動する駆動力は、駆動力導入部より前記容器内部に導入されるように構成され、
さらに前記昇降装置を駆動する駆動力は、駆動力導入部より前記容器内部に導入されるように構成される、請求項３に記載の薄板製造装置。
【請求項５】
前記回転軸部材は前記浸漬部材保持部を挟持するように配置され、一対の腕部材によって支持される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の薄板製造装置。
【請求項６】
前記回転軸部材は前記浸漬部材保持部を挟持するように配置され、一対の腕部材によって支持されており、前記一対の腕部材のうち、いずれか一方の腕部材に前記回転軸部材を駆動する駆動力を伝達する前記回転駆動力伝達機構が固定され、前記回転駆動力伝達機構を固定する側の腕部材に対し固定しない側の腕部材の長手方向を軸とするねじれ剛性が小さくなるように構成される、請求項４に記載の薄板製造装置。
【請求項７】
前記腕部材には、腕部材の旋回中心を挟んで前記回転軸部材が連結される側とは逆側にバランサーを設ける、請求項１〜６のいずれか１つに記載の薄板製造装置。
【請求項８】
前記腕部材には、腕部材の旋回中心を挟んで前記回転軸部材が連結される側とは逆側にバランサーを設け、前記バランサーは前記一対の腕部材を接続する構造である、請求項５または６に記載の薄板製造装置。
【請求項９】
前記浸漬装置は、前記回転軸部材が前記坩堝の中心線を含む浸漬方向を通る垂直平面と交差しないように２台配置され、それぞれは、前記垂直平面に対し面対称に配置されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の薄板製造装置。
【請求項１０】
前記２台の浸漬装置が動作する動作パターンの位相をずらして動作させる、請求項９に記載の薄板製造装置。
【請求項１１】
前記浸漬部材を前記容器内部に搬入し、浸漬された浸漬部材を前記容器外部へ搬出する搬送装置をさらに有する、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の薄板製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部環境とは異なる処理環境下で溶解対象物の板状結晶を製造する薄板製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１記載の結晶シートの製造装置は、複数の基板が多角柱回転体の可動部材に案内され、一方側から回転しながら融液に浸漬され、反対側の融液から取り出されて系外へ搬出される。可動部材上で複数の基板同士は基板連結器によってキャタピラ状に連結されている。また、可動部材の回転軸は、回転駆動機構により所定回転数に回転制御され、基板が次々に融液に案内され、続いて搬出される。このような構成からなる製造装置によれば、板状結晶を連続的に取り出すことが可能となる。
【０００３】
しかし、特許文献１記載の製造装置の構成では、基板が融液内を通過する軌道は、回転体の表面に限定され、基板が融液に進入する角度を任意に設定できないなどの課題がある。
【０００４】
特許文献２記載の薄板製造装置は、このような課題を解決することを目的としている。
特許文献２記載の製造装置は、特許文献１記載の製造装置と同様に、基板搬送機構に保持された基板を融液に浸漬させることにより基板表面に板状結晶を形成する装置であるが、基板を融液に浸漬して取り出す第１の方向に基板を搬送するための第１基板搬送手段と、第１の方向とは異なる第２の方向に基板の搬送を可能とする第２基板搬送手段とを備える。具体的には第１基板搬送手段は、基板を垂直方向に移動させる機構であり、第２基板搬送手段は、基板を水平方向に移動させる機構である。さらに好ましくは基板の表面を融液の液面に対し傾斜させる基板移動手段を備える。
【０００５】
しかし、特許文献２記載の製造装置は、上記のように２もしくは３種類の方向に基板を搬送もしくは移動させる手段を備ええており、基板搬送機構としては著しく複雑になるという欠点がある。２もしくは３種類の方向に基板を搬送もしくは移動させるような基板搬送機構は、搬送方向に応じて、たとえばモーターの様な、駆動力発生手段を必要とし、これらによって駆動されなければならない。
【０００６】
一方、融液は金属もしくは半導体の溶解したものであるから種類によっては１０００℃を越える高温となっている為、融液周囲の環境は、融液の酸化を防止する目的で、アルゴンのような不活性ガスで満たすことが一般的である。
【０００７】
その結果、酸素の進入を防ぐ為と不活性ガスの漏洩を防ぐ為、外環境と遮断されたチャンバー内に溶解炉、基板搬送機構が配置される。
【０００８】
したがって、基板搬送機構を駆動するモーターは特に高温から保護されることが重要となる。
【０００９】
一般に、上記のような装置構成の場合にはモーターをチャンバー外部に配置し、その回転駆動力のみを、たとえば「磁性流体回転導入器」や「マグネットカップリング」等の仕組みを利用してチャンバー内部に伝達させる。
【００１０】
しかし、特許文献２記載の製造装置の構成は複雑であり、必要となる２もしくは３種類の駆動力すべてをチャンバー外部から内部へと伝達することは困難である。
【００１１】
このような設計上の制約から、必要となる２もしくは３種類の回転駆動力のうち１種類のみをチャンバー外部に配置したモーターより伝達し、それ以外はチャンバー内部に配置したモーターより得ることとなる。
【００１２】
そのため、チャンバー内部に配置されるモーターは高温に耐える冷却システムや、動力伝達システムが必要となり、構成の複雑化、故障確率の増加、コストの上昇、装置寸法の増加といった課題を抱えてしまう。
【００１３】
以下では、特許文献２記載の製造装置をさらに具現化した特許文献３記載の析出板製造装置について説明する。
【００１４】
特許文献３記載の製造装置は、水平駆動機構の水平駆動装置は真空容器外に配置されているが、垂直移動機構の垂直駆動装置と、旋回機構の旋回駆動装置は収納容器に収容されて真空容器内部に配置されている。
【００１５】
つまり、特許文献２記載の製造装置における２種類の搬送機構と１種類の移動手段を実現するにあたり、内２つの駆動手段をチャンバー内に配置した構成である。
【００１６】
その結果、装置が大型化した他、収納容器を冷却する冷却水配管を各駆動機構の動きに追従するように柔軟性を持たせたものとしなければならない一方、各駆動装置への動力配線や制御配線を耐熱構造とする必要を生じ、水漏れ等による水蒸気爆発の危険や配線溶解による断線、火災発生等の課題を有する。
【００１７】
この課題を解決するために特許文献４記載の薄板製造装置では、基板を融液に浸す浸漬装置として、基板を上下方向に昇降させる昇降機構と、基板を回転させる回転機構とを有し、昇降機構による昇降動作と回転機構による回転動作のみが組み合わされて基板が移動する構成である。その結果、基板搬送装置の単純化による装置の小型化を実現している。
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−２４７３９６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７７１８７号公報
【特許文献３】特開２００４−２５０２８２号公報
【特許文献４】特開２００６−１７６３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献４に記載された製造装置であっても、回転機構についてはチャンバー内部にその駆動力源を配置する構成であり、特許文献２記載の製造装置と同様にモーター冷却等の課題を有している。
【００２０】
また、特許文献４に記載された製造装置は、構造を単純化した結果、基板の融液への浸漬動作時の選択しうる軌道が限定されており、特許文献１に記載された製造装置と同様に成長条件の制御が困難となる欠点を有している。
【００２１】
本発明の目的は、基板の浸漬角度も任意に変更することができ、浸漬条件の自由度を向上させることができる薄板製造装置を提供することであり、さらに駆動装置を真空容器の外部に配置することが可能な薄板製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、容器内部に設置された、溶融された金属もしくは半導体材料で満たされうる坩堝と、
前記溶融金属もしくは半導体に少なくともその一部を浸漬されうる浸漬部材を移動させ、坩堝内の前記溶融金属もしくは半導体に浸漬しうる浸漬装置とで構成される薄板製造装置であって、
前記浸漬装置は、略水平の第一の回転中心で旋回しうる腕部材と、
前記腕部材の略先端に略水平な第二の回転中心を有する回転軸部材と、
前記回転軸部材に前記浸漬部材を保持しうる浸漬部材保持部とを有する、薄板製造装置である。
また本発明は、前記腕部材は、直線状に延びる、一体化された構造物であることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記坩堝を上下方向に移動させる昇降装置を備える。
また本発明は、前記坩堝、前記腕部材および前記回転軸部材は特定のガス雰囲気に維持されうる容器内部に設置され、
前記回転軸部材を回転させる回転駆動力は、前記容器の外部に配置される回転駆動力発生装置より前記第一の回転中心と同軸に配置される回転導入器を介して前記容器内部に導入され、回転駆動力伝達機構により前記回転軸部材に伝達されるように構成され、
前記腕部材には、前記腕部材に平行なガイド手段と前記ガイド手段に保持された駆動軸または回転軸保持手段とが備えられ、前記ガイド手段に保持された前記駆動軸または前記回転軸保持手段は、略水平な水平駆動機構に接続され、前記容器外部に配置される駆動力発生装置により発生する前記水平駆動機構を駆動する駆動力は、駆動力導入部より前記容器内部に導入されるように構成され、
さらに前記昇降装置を駆動する駆動力は、駆動力導入部より前記容器内部に導入されるように構成される。
【００２４】
また本発明は、前記回転軸部材は前記浸漬部材保持部を挟持するように配置され、一対の腕部材によって支持される。
【００２５】
また本発明は、前記回転軸部材は前記浸漬部材保持部を挟持するように配置され、一対の腕部材によって支持されており、前記一対の腕部材のうち、いずれか一方の腕部材に前記回転軸部材を駆動する駆動力を伝達する前記回転駆動力伝達機構が固定され、前記回転駆動力伝達機構を固定する側の腕部材に対し固定しない側の腕部材の長手方向を軸とするねじれ剛性が小さくなるように構成される。
【００２６】
また本発明は、前記腕部材には、腕部材の旋回中心を挟んで前記回転軸部材が連結される側とは逆側にバランサーを設ける。
【００２７】
また本発明は、前記腕部材には、腕部材の旋回中心を挟んで前記回転軸部材が連結される側とは逆側にバランサーを設け、前記バランサーは前記一対の腕部材を接続する構造である。
また本発明は、前記浸漬装置は、前記回転軸部材が前記坩堝の中心線を含む浸漬方向を通る垂直平面と交差しないように２台配置され、それぞれは、前記垂直平面に対し面対称に配置されている。
【００２８】
また本発明は、前記２台の浸漬装置が動作する動作パターンの位相をずらして動作させる。
【００２９】
また本発明は、前記浸漬部材を前記容器内部に搬入し、浸漬された浸漬部材を前記容器外部へ搬出する搬送装置をさらに有する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、腕部材が、略水平の第一の回転中心で旋回し、前記腕部材の略先端に略水平な第二の回転中心を有する回転軸部材が設けられ、さらに前記回転軸部材に前記浸漬部材を保持しうる浸漬部材保持部を有する。
【００３１】
これにより、浸漬装置の構造が単純であり、かつ浸漬角度も任意に変更できることから、浸漬条件の自由度が向上する。
【００３２】
また本発明によれば、前記坩堝を上下方向に移動させる昇降装置を備えるので、浸漬角度を容易に変更することができる。
【００３３】
また本発明によれば、前記坩堝、前記腕部材および前記回転軸部材は特定のガス雰囲気に維持されうる容器内部に設置される。
【００３４】
前記回転軸部材を回転させる回転駆動力は、前記容器の外部に配置される回転駆動力発生装置より前記第一の回転中心と同軸に配置される回転導入器を介して前記容器内部に導入され、回転駆動力伝達機構により前記回転軸部材に伝達されるように構成される。
【００３５】
前記腕部材には、前記腕部材に平行なガイド手段と前記ガイド手段に保持された駆動軸または回転軸保持手段とが備えられ、前記ガイド手段に保持された前記駆動軸または前記回転軸保持手段は、略水平な水平駆動機構に接続され、前記容器外部に配置される駆動力発生装置により発生する前記水平駆動機構を駆動する駆動力は、駆動力導入部より前記容器内部に導入されるように構成され、さらに前記昇降装置を駆動する駆動力は、駆動力導入部より前記容器内部に導入されるように構成される。
【００３６】
これにより、すべての駆動力源を容器の外部に配置することができ、駆動力源の冷却を行う必要がなく、信頼性が向上する。
【００３７】
また本発明によれば、前記回転軸部材は前記浸漬部材保持部を挟持するように配置され、一対の腕部材によって支持されるので、回転軸部材を支える軸受が、回転軸部材それ自身の重量と台座の重量とそれに保持される下地板の重量の合計の１／２の荷重を支持するだけでよく、軸受寿命を長くすることができる。
【００３８】
また本発明によれば、前記一対の腕部材のうち、いずれか一方の腕部材に前記回転軸部材を駆動する駆動力を伝達する前記回転力伝達機構が固定され、前記回転力伝達機構を固定する側の腕部材に対し固定しない側の腕部材の長手方向を軸とするねじれ剛性が小さくなるように構成される。
【００３９】
これにより、ねじれ剛性が小さい側の腕部材重量を低減できる為、腕部材を旋回中心で支える軸受が受ける荷重を減らすことができ、軸受寿命を長くすることができる。
【００４０】
また本発明によれば、前記腕部材には、腕部材の旋回中心を挟んで前記回転軸部材が連結される側とは逆側にバランサーを設ける。
【００４１】
これにより、腕部材を旋回させる駆動力が０になっても急に腕部材が旋回してしまうことを防止することができ、腕部材が旋回していない状態での駆動力伝達機構にかかる力を低減することができるため、駆動力伝達機構の寿命を長くすることができる。
【００４２】
また本発明によれば、前記バランサーが前記一対の腕部材を接続する構造であるので、一対の腕部材が一体化された構造物として振る舞うようになり、腕部材の旋回動作が同期して行われることになり、ねじれが発生することがなくなる。
【００４３】
また本発明によれば、前記浸漬装置は、前記回転軸部材が前記坩堝の中心線を含む浸漬方向を通る垂直平面と交差しないように２台配置され、それぞれは、前記垂直平面に対し面対称に配置されている。
【００４４】
これにより、動作時に回転軸部材が互いに干渉することなく容器内に二台の浸漬装置を設けられるので、一台の浸漬装置を設置した場合と比較して生産性を２倍に向上させることができる。
【００４５】
また本発明によれば、前記２台の浸漬装置が動作する動作パターンの位相をずらして動作させるので、それぞれの下地基板が干渉することを確実に防止し、生産性を向上させることができる。
【００４６】
また本発明によれば、前記浸漬部材を前記容器内部に搬入し、浸漬された浸漬部材を前記容器外部へ搬出する搬送装置をさらに有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１は、本発明の第１の実施形態である薄板製造装置１の構成を示す断面図である。
なお、以下の全ての図面では、（ａ）として側面断面図を示し、（ｂ）として正面断面図を示している。
【００４８】
図１を参照して薄板製造装置１は、容器２内に坩堝３を配置し、この坩堝３を加熱してシリコンを溶解する為の加熱機構（図示せず）を有する。
【００４９】
坩堝３には、加熱機構によって溶解したシリコン融液４が貯留され、そのシリコン融液４に下地板５の表層部を浸漬させる浸漬機構６が配置されている。
【００５０】
さらに坩堝３を上下方向に移動させる昇降装置２９が配置されている。
容器２の内部空間には、坩堝３自体およびシリコン融液４の酸化消耗を低減させる為に不活性ガスとしてＡｒ（アルゴン）ガスが導入されている。
【００５１】
下地板５は、容器２外部から搬入側開口部７を通って容器２内に搬入され、下地板搬送機構８により浸漬機構６の台座９に装着される。
【００５２】
台座９に装着された下地板５は、後述する浸漬機構６によりシリコン融液４にその表層部を浸漬され、板状結晶１０が表面に形成される。
【００５３】
その後、台座９に装着された下地板５は、下地板搬送機構８により台座９から取り外され、搬出側開口部１１を通って容器２外部へと搬出される。
【００５４】
図２は、浸漬機構６の詳細な構成を示す図である。
浸漬機構６は、水平の第１の回転中心１２を中心に旋回する一対の腕部材１３と、腕部材１３の先端近傍に水平な第２の回転中心を有する回転軸部材１４と、回転軸部材１４に下地板５を保持する台座９を有している。
【００５５】
一対の腕部材１３は、回転軸部材１４を挟持し、回転軸部材１４とは反対側にバランサー１５が配置されている。バランサー１５は円筒状部材で構成され、一対の腕部材１３を繋いでいる。
【００５６】
回転軸部材１４を回転させる回転駆動力は、以下のようにして容器２の外部から伝達される。
【００５７】
容器２外部に配置される第１のモーター１６より第一の回転中心１２と同軸に配置される第一の回転導入器１７を介して容器２内部に導入し、一対の腕部材１３の内の一方内部に配置された第一のかさば歯車セット１８により腕部材１３と平行な回転軸中心に回転するように回転方向が変換され、腕部材１３の内部に配置されたドライブシャフト１９を回転させる。ドライブシャフト１９のかさば歯車セット１８と接続された側とは反対側には第二のかさば歯車セット２０が接続され、回転駆動力を回転軸部材１４と同軸となる回転軸中心に回転するように回転方向が再度変換され、この変換された回転駆動力が回転軸部材１４を回転させるように構成されている。
【００５８】
また、腕部材１３を駆動させる駆動力は、以下のようにして容器２の外部から伝達される。
【００５９】
腕部材１３には腕部材１３に平行に設けられた孔を含むガイド手段２１と、ガイド手段２１の孔内に保持された駆動軸２２が設けられており、駆動軸２２は、略水平な水平駆動機構２３に接続されている。そして、水平駆動機構２３は、水平ガイド手段２４とボールねじ２５より構成される。
【００６０】
ボールねじ２５を回転駆動する回転駆動力は、容器２の外部に配置される第２のモーター２６より第２の回転導入器２７を使用して容器２内部に導入されている。ボールねじ２５が回転することで駆動軸２３が水平方向に移動し、駆動軸２３の移動に伴ってガイド手段２１ごと腕部材１３が旋回する。
【００６１】
以上のような構成により、第１のモーター１６を回転させると、台座９が固定されている駆動軸１４が回転し、第２のモーター２６を回転させると、腕部材１３が旋回する。
【００６２】
坩堝３を上下方向に移動させる昇降装置２９は、いわゆるジャッキ機構を利用した昇降装置であり、この駆動力は、容器２外部に配置される第３のモーター３０より第３の回転導入器３１を使用して容器２内部に導入されている。
【００６３】
これら３つのモーター１６，１７、３０を適切に制御することにより、シリコン融液４に下地板５の表層部を浸漬させ、下地板５表面にシリコンの板状結晶１０を析出させることができる。
【００６４】
図３〜図８は、薄板製造装置１の動作を説明するための図である。薄板製造装置１は、下地板５をシリコン融液４に浸漬し、下地板５表面に板状結晶１０を製造する。
【００６５】
容器２内への下地板５の搬入、および台座９への装着は、台座９の下地板装着面が、下地板搬送機構８のレールと同じ高さ位置になるように浸漬機構６を動作させ、搬入側レール８ａによって搬送されてきた下地板５の裏面に設けられた凸部を台座９の装着面に嵌合させる。台座９への装着機構は、公知の技術でありたとえば、特開２００６−１７６３８２号に記載されている。
【００６６】
浸漬機構６が、下地板５を台座９に装着した後、腕部材１３を旋回させ、図３に示すように、下地板５をシリコン融液４に接触させないように、シリコン融液４の上方を通って下地板装着位置から坩堝３を挟んで反対側へと移動させる。
【００６７】
次に、回転軸部材１４を回転させて腕部材１３の延びる方向と下地板５の結晶成長面とが直交するように、下地板５動作させ、シリコン融液４に浸す位置へと移動させる。
【００６８】
回転軸部材１４を回転させずに固定した状態のまま、腕部材１３を旋回させることで、図５に示すように下地板５の表層部をシリコン融液４に浸漬し、下地板５の表面にシリコン板状結晶１０を形成する。
【００６９】
このとき、昇降装置２９を使用して坩堝３を上下方向に移動させ、坩堝３の高さを適宜調節して、シリコン融液４に浸漬されるようにする。
【００７０】
さらに腕部材１３の旋回を継続すると、図６に示すように、シリコン板状結晶１０を付着させた下地板５が、シリコン融液４から浸漬した側とは反対側に引き上げられる。
【００７１】
腕部材１３の先端部が下地板搬送機構８のレール直下に位置する、すなわち回転軸部材１４がレールの直下に位置するように、腕部材１３の旋回を停止する。
【００７２】
そののち回転軸部材１４のみを回転させるとシリコン板状結晶１０を付着させた下地板５は、図７に示すように、搬入された下地板５を装着した位置に戻り、搬出側レール８ｂへと乗り移り、下地板搬送機構８によって容器２外部へと搬出される。
【００７３】
このように、下地板５は任意の傾斜状態にてシリコン融液４に浸漬させ、シリコン融液４内を移動させて、シリコン融液４から引き上げることができる。
【００７４】
なお、各モーター１６，１７、３０の動作については、図示しない制御装置により制御され、腕部材１３の旋回動作指令と、回転軸部材１４の回転動作指令とをそれぞれ予めプログラミングしておき、任意の軌道を実現する。
【００７５】
また、上記浸漬動作を連続的に行うことにより坩堝３内のシリコン融液４が坩堝３外に取り出されることでシリコン融液４が減少し、腕部材１３とシリコン融液４の液面との距離が徐々に変化していくが、このような液面の変化に対応する為、昇降装置２９を動作させて坩堝３の上下方向の高さ位置を変更し、下地板５とシリコン融液４液面との相対位置関係を調整可能にする。
【００７６】
下地板５が引き上げられて浸漬動作が完了すると、図８に示すように、新たな下地板５の装着と共に、シリコン板状結晶１０が形成された下地板５が台座９から取り外される。この際、下地板５は、板状結晶１０が形成された面を天頂方向に向けて交換することが望ましい。これは下地板５交換時の振動等によって板状結晶１０が落下することを防ぐためである。
【００７７】
このために、回転軸部材１４は、３６０°回転できる様に構成されている。
本実施形態によれば、薄板製造装置１の容器２内部に配置された浸漬機構６を駆動するための複数のモーターはすべて容器２に対し相対的に移動しないため、すべて容器２の外部に配置することができる。
【００７８】
したがって、容器２内部に配置されたモーターへ配線を接続する必要もなく、冷却も不要となる。また、浸漬機構６自体の構造が単純であり、かつ浸漬角度も任意に変更できることから、浸漬条件の自由度が向上する。
【００７９】
薄板製造装置１の信頼性が飛躍的に向上し、量産にも耐えうる装置となる。
なお、実施形態における浸漬機構６では、回転軸部材１４は台座９を挟む形で配置された一対の腕部１３によって支持されている。
【００８０】
このような構成では、一対の腕部材１３のそれぞれに内蔵される回転軸部材１４を支える軸受が、回転軸部材１４自体の重量と台座９の重量とそれに保持される下地板６の重量の合計の１／２の荷重を支持するだけでよく、軸受寿命を長くすることができる。
【００８１】
ただし、本発明は本実施形態に限定するものではなく、たとえば一本の腕部材から片持ち構造によって回転軸部材１４を支持する構成も可能である。
【００８２】
また、一対の腕部材１３において、回転軸部材１４を回転させる機構が固定されてない方の腕部材１３の長手方向を軸とするねじれ剛性を、他方の腕部材１３と比較して小さくする。回転軸部材１４を回転させる機構が固定されている方の腕部材１３は、その機構が動作する上で発生する反力を受けることから十分なねじれ剛性を有する必要があるが、機構が固定されていない他方の腕部材１３ではその必要がないからである。
【００８３】
それぞれの腕部材１３を共通としないことにより、腕部材１３を旋回中心で支える軸受が受ける荷重を減らすことができ、軸受寿命を長くすることが出来る。
【００８４】
もし回転軸部材の回転機構が固定されている方の腕部材のねじれ剛性が不十分である場合、台座９が振動する等の不具合を生じる。その結果、下地板５の受け渡し時において確実性が低下し、受渡しミスが発生する。台座９の振動は、受け渡しの仕組みや台座の動き、質量などにより適切な状態が変化するが、実施形態の場合、台座停止指令後、０．２秒経過した時点での台座９の振幅が０．５ｍｍ以下となるように設計した。
【００８５】
さらに本実施形態では、腕部材１３には腕部材１３の旋回中心を挟んで回転軸部材１４が接続される側とは反対側にバランサー１５を取り付けている。
【００８６】
バランサー１５は、腕部材１３の旋回中心を支点とする、回転軸部材１４やそれに保持される各部材の重量によって発生するモーメント荷重を少なくするように重量を決定する。
【００８７】
その結果、腕部材１３を旋回させる駆動力が０になっても急に腕部材１３が旋回し、万が一の事故を防ぐことができるとともに、腕部材１３が旋回していない状態での駆動装置にかかる力を低減することができるため、駆動系の寿命やコストを低減することができる。
【００８８】
また、バランサー１５は、一対の腕部材１３の両者を接続する構造となっている。一対の腕部材１３は、完全に同期した旋回動作を行う必要があり、これが満たされない場合、回転軸部材１４の回転中心と腕部材１３との位置関係にねじれが生じ、軸受の破損等の課題が発生する。
【００８９】
バランサー１５を一対の腕部材１３の両者を接続する構造とすることによって、一対の腕部材１３があたかも一体化された構造物として振る舞うようになるため、腕部材１３の旋回動作が同期して行われることになり、ねじれが発生することがなくなる。
【００９０】
なお、本実施形態ではバランサー１５に円筒構造を採用しており、バランスに必要な質量と剛性の両立を実現している。
【００９１】
本実施形態では一対の腕部材１３によって台座９を挟んだ構成を採用しているが、これに限定するものではなく、一つの腕部材１３で構成されている場合等一対の腕部材１３によって台座が挟まれない形式であっても構成可能である。
【００９２】
図９は、本発明の第２の実施形態である薄板製造装置１の構成を示す断面図である。
第２の実施形態では、薄板製造装置１は容器２内に二台の浸漬機構であるところの第一の浸漬機構６ａと第二の浸漬機構６ｂとを備える。
【００９３】
二台の浸漬機構６ａ、６ｂは、それぞれ１つの腕部材１３を備えており、回転軸部材１４は、それぞれの腕部材１３の片持ち構造によって、互いに対向する向きに設けられている。動作時に互いに回転軸部材１４が干渉しないように、各回転軸部材１４は、坩堝３の中心線を含む浸漬方向を通る垂直平面２８と交差しないように構成されている。
【００９４】
台座９は、その中心位置が二台の浸漬機構６ａ、６ｂで同じ位置となるように、各回転部材１３の軸方向端部から一方の浸漬機構側へ突出するように保持されている。これによって、二台の浸漬機構６ａ、６ｂは、一組の下地板搬送機構８を共有することができる。
【００９５】
ここで、動作時にそれぞれの台座９が干渉しないようにするには、浸漬機構６ａ、６ｂの浸漬動作パターンにおいて、腕部材１３、回転軸部材１４の回転の位相をずらしている。たとえば、本実施形態では約１８０°位相をずらしている。
【００９６】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、動作パターンの位相をずらした場合の二台の浸漬機構６ａ、６ｂの浸漬動作を示す図である。
【００９７】
１８０°位相をずらすことで、一方の浸漬機構６ｂの台座９が、シリコン融液４に浸漬しているときに、他方の浸漬機構６ａの台座９は、下地板搬送機構８の装着位置に移動することになるので、互いに干渉することなく、浸漬動作を行うことができる。
【００９８】
このように、第一の浸漬機構６ａが下地板５の交換を行っている間に、第二の浸漬装置６ｂは下地板５をシリコン融液４に浸漬させることができ、逆に、第二の浸漬装置６ｂが下地板５の交換を行っている間に、第一の浸漬機構６ａは下地板５をシリコン融液４に浸漬させることができる。
【００９９】
これにより、二台の浸漬機構６ａ、６ｂは交互に下地板５をシリコン融液４に浸漬させることができるので、本実施形態では、シリコン板状結晶１０の生産性は第１の実施形態と比較して２倍となる。
【０１００】
なお、本実施形態において、二台の浸漬機構６ａ、６ｂの浸漬動作パターンの位相が約１８０°ずれている状態を示したが、これに限定されるものではなく、二台の浸漬機構６ａ、６ｂ及び両者が保持する下地板５の干渉が回避されば位相のずれはいくらでもよい。干渉しない範囲でずれを小さくすることでより生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態である薄板製造装置１の構成を示す断面図である。
【図２】浸漬機構６の詳細な構成を示す図である。
【図３】薄板製造装置１の動作を説明するための図である。
【図４】薄板製造装置１の動作を説明するための図である。
【図５】薄板製造装置１の動作を説明するための図である。
【図６】薄板製造装置１の動作を説明するための図である。
【図７】薄板製造装置１の動作を説明するための図である。
【図８】薄板製造装置１の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態である薄板製造装置１の構成を示す断面図である。
【図１０Ａ】浸漬動作パターンの位相をずらした場合の二台の浸漬機構６ａ、６ｂの浸漬動作を示す図である。
【図１０Ｂ】浸漬動作パターンの位相をずらした場合の二台の浸漬機構６ａ、６ｂの浸漬動作を示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  板状結晶製造装置
２  容器
３  坩堝
４  シリコン融液
５  下地板
６  浸漬機構
７  搬入側開口部
８  下地板搬送機構
９  台座
１０  板状結晶
１１  搬出側開口部
１２  第一の回転中心
１３  腕部材
１４  回転軸部材
１５  バランサー
１６  第１のモーター
１７  第１の回転導入器
１８  第１のかさば歯車セット
１９  ドライブシャフト
２０  第２のかさば歯車セット
２１  ガイド手段
２２  駆動軸
２３  水平駆動機構
２４  水平ガイド手段
２５  ボールねじ
２６  第２のモーター
２７  第二の回転導入器
２８  垂直平面
２９  昇降装置
３０  モーター
３１  第３の回転導入器
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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