(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内に用いられる円筒状部材をクリーニングする装置であって、
前記円筒状部材をその軸線を中心に回転可能に支持する支持台と、
該支持台に支持された前記円筒状部材の外周面又は内周面をクリーニングするクリーニング機構とを備え、
該クリーニング機構は、前記支持台に支持された前記円筒状部材を回転させる部材回転機構と、
前記軸線に対して位置が固定されていると共に前記円筒状部材の内周面又は外周面に接触する剥離用部材とを備え、
前記部材回転機構は、前記支持された円筒状部材の軸線と平行な軸線を中心に前記剥離用部材を円筒状部材に接触した状態で回転させ、円筒状部材を回転させる機構であることを特徴とする単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置において、
前記剥離用部材は、ブラシ部材又はワイパー部材であることを特徴とする単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置において、
前記支持台及び該支持台に支持された前記円筒状部材を囲む覆い部材と、
該覆い部材に接続され覆い部材内の空気を吸引して集塵する空気吸引機構とを備えていることを特徴とする単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置において、
前記空気吸引機構は、前記剥離用部材の近傍に前記空気の吸い込み口を備えていることを特徴とする単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置において、
前記クリーニング機構は、前記円筒状部材の内周面又は外周面に空気を吹出可能なエア吹出機構を備えていることを特徴とする単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ルツボ内の半導体融液からＣＺ法（チョクラルスキー法）を用いて半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内に用いられる円筒状部材のクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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は、図４に示すように、例えば密閉容器であるチャンバ１内部のカーボン製サセプタ２上に配設した石英ルツボ３内にシリコン融液Ｌを貯留し、該シリコン融液Ｌを石英ルツボ３の周囲に配置した円筒状のカーボン製ヒータ４で所定温度に加熱制御して、このシリコン融液Ｌからシリコンの半導体単結晶Ｃを引き上げるものである。
【０００３】
この単結晶引上装置の内部には、ヒータ４の周囲に、炭素繊維（カーボンファイバ）の保温筒５と該保温筒５の内側面に支持板としてのカーボン板６とが配置されている。
また、単結晶引上装置内の単結晶Ｃとルツボ３との間には、輻射熱遮断及び発生するＳｉＯ2の排出性向上のための円筒状のカーボン製ヒートキャップ（フロー管）７が同軸に配置されている。
【０００４】
ところで、この単結晶引上装置は、その内部のパーツの多くがカーボンで形成されており、これらカーボン部材の劣化等によりカーボンの粉塵が発生する。また、結晶成長中及び成長の冷却時においては、これらパーツにＳｉ及びＳｉＯ2等の異物が付着する。これらの粉塵や異物（以下、異物と称す）は、剥離すると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。
このため、従来は、定期的に内部のパーツを取り出して真空掃除機等により付着している異物を吸引掃除して除去していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の単結晶引上装置用パーツのクリーニング手段には、以下のような課題が残されている。すなわち、真空掃除機等によってクリーニングしても吸引による集塵力は弱く、保温筒等のパーツ表面から異物を除去することが困難であった。特に、保温筒等の円筒状のパーツ表面に付着している異物を手作業により除去することは、手間がかかり、効率的ではなかった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、引上装置内に用いられる円筒状部材に付着した異物を十分にかつ効率的に除去することができる単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置は、半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内に用いられる円筒状部材をクリーニングする装置であって、前記円筒状部材をその軸線を中心に回転可能に支持する支持台と、該支持台に支持された前記円筒状部材の外周面又は内周面をクリーニングするクリーニング機構とを備え、該クリーニング機構は、前記支持台に支持された前記円筒状部材を回転させる部材回転機構と、前記軸線に対して位置が固定されていると共に前記円筒状部材の内周面又は外周面に接触する剥離用部材とを備え、前記部材回転機構は、前記支持された円筒状部材の軸線と平行な軸線を中心に前記剥離用部材を円筒状部材に接触した状態で回転させ、円筒状部材を回転させる機構であることを特徴とする。
本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置は、半導体単結晶を引き上げる単結晶引上装置内に用いられる円筒状部材をクリーニングする装置であって、前記円筒状部材をその軸線を中心に回転可能に支持する支持台と、該支持台に支持された前記円筒状部材の外周面又は内周面をクリーニングするクリーニング機構とを備え、該クリーニング機構は、前記支持台に支持された前記円筒状部材を回転させる部材回転機構と、前記軸線に対して位置が固定されていると共に前記円筒状部材の内周面又は外周面に接触する剥離用部材とを備えていることができる。
【０００８】
この単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置では、クリーニング機構が、支持台に支持された円筒状部材を回転させる部材回転機構と、軸線に対して位置が固定されていると共に円筒状部材の内周面又は外周面に接触する剥離用部材とを備えているので、部材回転機構により回転させられる円筒状部材に剥離用部材が接触して内周面又は外周面に付着している異物を全周にわたって効率的に擦り落とすことができる。
【０００９】
また、本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置は、前記部材回転機構が、前記支持された円筒状部材の軸線と平行な軸線を中心に前記剥離用部材を円筒状部材に接触した状態で回転させ、円筒状部材を回転させる機構であることが好ましい。すなわち、このクリーニング装置では、剥離用部材そのものを回転させてその摩擦力により円筒状部材を回転させるので、円筒状部材を回転させるためだけの駆動源を別に用意する必要がなく、剥離用部材の回転駆動源だけで円筒状部材の回転及び周面のクリーニングを同時に行うことができる。
【００１０】
また、本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置は、前記剥離用部材がブラシ部材又はワイパー部材である技術が採用される。すなわち、このクリーニング装置では、剥離用部材がブラシ部材又はワイパー部材であるので、簡易な構成で容易に異物を取り除くことができる。
【００１１】
また、本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置は、前記支持台及び該支持台に支持された前記円筒状部材を囲む覆い部材と、該覆い部材に接続され覆い部材内の空気を吸引して集塵する空気吸引機構と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、覆い部材内の空気を吸引して集塵する空気吸引機構を備えているので、剥離用部材により円筒状部材の周面から擦り落とされた異物を覆い部材内の空気と共に吸引することにより、舞い上がった異物が外部にまき散らされることを防ぐことができる。
【００１２】
さらに、本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置は、前記空気吸引機構が、前記剥離用部材の近傍に前記空気の吸い込み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、空気吸引機構が剥離用部材の近傍に空気の吸い込み口を備えていることにより、剥離用部材により擦り落とされた異物を覆い部材内全体に拡散する前に近傍の吸い込み口で吸引することができ、効率的な集塵を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置は、前記クリーニング機構が、前記円筒状部材の内周面又は外周面に空気を吹出可能なエア吹出機構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、空気を吹出可能なエア吹出機構を備えることにより、剥離用部材により落とし残した異物を吹き落とすことができ、剥離用部材との相乗効果で、より効率的に異物除去を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置であって、単結晶引上装置内に設置される炭素繊維の保温筒（円筒状部材）５をクリーニングするものである。このクリーニング装置は、図１から図３に示すように、土台１１上に回転可能に載置され単結晶引上装置から取り出した保温筒５をその軸線を中心に回転可能に支持する円環状の支持台１２と、該支持台１２に支持された保温筒５の内周面をクリーニングするクリーニング機構１３と、支持台１２及び該支持台１２に支持された保温筒５を囲む箱状の覆い部材１４と、該覆い部材１４に接続され覆い部材１４内の空気を吸引して集塵する空気吸引機構１５とを備えている。
なお、支持台１２は、図３に示すように、下部に車輪１２ａが複数設けられ、土台１１上の円環状レール１１ａにこれら車輪１２ａを介して回転可能に載置されている。
【００１６】
上記クリーニング機構１３は、保温筒５の軸線に対して位置が固定されていると共に支持台１２に載置した保温筒５の内周面に接触する剥離用部材１６と、該剥離用部材１６を先端部に着脱可能に取り付けたモータ部（部材回転機構）１７と、保温筒５の内周面にクリーンエア（空気）を吹出可能なエア吹出機構１８とを備えている。
上記剥離用部材１６は、ブラシ部材である。また、上記モータ部１７は、支持された保温筒５の軸線と平行な軸線を中心に剥離用部材１６を保温筒５内周面に接触した状態で回転させ、保温筒５を回転させるものである。
【００１７】
上記覆い部材１４は、その上部に開閉可能な蓋部１９を有し、該蓋部１９には、剥離用部材１６の挿入穴１９ａが形成されていると共に挿入穴１９ａの側にモータ部１７を引っ掛けて保持するモータ保持部１９ｂが形成されている。すなわち、上記モータ部１７は、先端の剥離用部材１６を蓋部１９の挿入穴１９ａに差し込み、剥離用部材１６を垂直状態でモータ保持部１９ｂに取り付けられる。
【００１８】
土台１１上には、上記支持台１２の内側に固定台２０が設置され、該固定台２０上には、中央部に剥離用部材１６を囲むように形成された断面円弧状の凹み部２１ａを有し内部が空洞状の吸排気部材２１が設置されている。
上記エア吹出機構１８は、凹み部２１ａに隣接して吸排気部材２１内に配され保温筒５の内周にクリーンエアを吹き付ける空気吹出ノズル２１ｂと、該空気吹出ノズル２１ｂに給気接続管２２を介してクリーンエアを供給する高圧エア供給源２３とを備えている。なお、給気接続管２２は、吸排気部材２１の底部で空気吹出ノズル２１ｂに接続されている。
【００１９】
上記空気吸引機構１５は、吸排気部材２１の側部に開口し剥離用部材１６により落とされた異物を周囲の空気と共に吸い込んで集塵する第１空気吸引口２１ｃと、該第１空気吸引口２１ｃに第１吸引接続管２４を介して接続された真空ポンプや真空掃除機等の第１吸引装置２５と、凹み部２１ａ内に先端開口部が接続され剥離用部材１６により落とされた異物を直接的に吸い込む集塵吸引管３０と、該集塵吸引管３０に第２吸引接続管３１を介して接続された真空ポンプや真空掃除機等の第２吸引装置３２とを備えている。なお、吸引接続管２４は、吸排気部材２１の底部に接続されている。
【００２０】
上記凹み部２１ａは、支持台１２上に載置した保温筒５の内周面に向けて開口するように形成されている。また、第１空気吸引口２１ｃは、凹み部２１ａの左右にそれぞれ形成され、凹み部２１ａ内に配される剥離用部材１６の近傍に配されている。
【００２１】
上記覆い部材１４には、その側部に内部の空気を吸引する第２空気吸引口１４ａが設けられている。また、蓋部１９には、上記挿入穴１９ａの周囲に立設されたカバー部材２６に第３空気吸引口２６ａが設けられ、挿入穴１９ａからの空気及び異物を吸引するようになっている。
なお、上記第１空気吸引口２１ｃと同様に、第２空気吸引口１４ａ及び第３空気吸引口２６ａも、第１吸引装置２５にそれぞれ第１吸引接続管２４を介して接続されている。
【００２２】
次に、本実施形態の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置を用いたクリーニング方法を説明する。
【００２３】
まず、覆い部材１４の蓋部１９を開け、単結晶引上装置から取り外した保温筒５を支持台１２に載置する。そして、再び、蓋部１９を閉め、上部を覆った状態とする。
次に、蓋部１９の挿入穴１９ａに先端の剥離用部材１６を入れると共に垂直状態にして吸排気部材２１の凹み部２１ａ内に配し、モータ部１７をモータ保持部１９ｂに取付け固定する。この際、剥離用部材１６は、支持台１２にセットされた保温筒５の内周面に接触状態とされる。
【００２４】
そして、この状態でモータ部１７を駆動すると共に剥離用部材１６を回転させる。このとき、剥離用部材１６の回転により、保温筒５の内周面の異物が擦り落とされると共に、剥離用部材１６との摩擦力により、回転力が保温筒５に加わり、保温筒５が回転する。すなわち、保温筒５の回転により、内周面の全周にわたって剥離用部材１６により異物が擦り落とされる。
【００２５】
また、同時に、高圧エア供給源２３から空気吹出ノズル２１ｂに高圧のクリーンエアを送り込み、保温筒５の内周面にエアを吹き付けて、剥離用部材１６で擦り落とされずに残った異物を吹き飛ばす。
【００２６】
さらに、第１吸引装置２５及び第２吸引装置３２を駆動して第１空気吸引口２１ｃ、第２空気吸引口１４ａ、第３空気吸引口２６ａ及び集塵吸引管３０から空気と共に擦り落とされ舞い上がった異物を吸引して集塵する。特に、集塵吸引管３０は、剥離用部材１６の近傍に位置しているので、効率的に集塵することができる。
なお、覆い部材１４によって略密閉状態とされているので、舞い上がった異物が外部にまき散らされることがない。
このようにして、充分に保温筒５内周面の異物が除去された後、剥離用部材１６とモータ部１７とを取り外し、さらに覆い部材１４の蓋部１９を開けて、保温筒５を取り出して、再び単結晶引上装置にセットする。
【００２７】
このように本実施形態では、クリーニング機構１３が、支持台１２に支持された保温筒５を回転させると同時に保温筒５の内周面に付着する異物を擦り落とす剥離用部材１６及びモータ部１７とを備えているので、保温筒５の内周面に付着している異物を全周にわたって効率的に擦り落とすことができる。特に、保温筒５を回転させる機構を別個に設けずに、剥離用部材１６の回転を利用して保温筒５を回転させるため、構成を簡易にすることができる。
また、クリーンエアを保温筒５の内周面に吹出可能なエア吹出機構１８を備えることにより、剥離用部材１６により落とし残した異物を吹き落とすことができ、剥離用部材１６との相乗効果で、より効率的に異物除去を行うことができる。
【００２８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、保温筒の内周面に付着する異物を除去したが、保温筒の外周面に付着する異物を除去する装置に適用しても構わない。この場合、剥離用部材１６を、回転可能に支持された保温筒の外周面に接触させて回転するように設置すればよい。
【００２９】
また、剥離用部材１６は、ブラシ部材を採用したが、ワイパー部材を用いても構わない。
また、覆い部材１４の内面側の空気中に含まれる異物を計測する気中パーティクルカウンターを設けても構わない。
【００３０】
また、上記実施形態では、引上装置内に設置される保温筒をクリーニングしたが、他の円筒状部材をクリーニングしても構わない。例えば、ヒータやヒートキャップ等の円筒状部材及びサセプタ等の有底の円筒状部材をクリーニングする装置としてもよい。
さらに、シリコンの単結晶の引上装置内に設置される保温筒をクリーニングしたが、他の半導体単結晶、例えば、化合物半導体の単結晶（ガリウム・ヒ素等）の引上装置に設置される円筒状部材をクリーニングしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置によれば、クリーニング機構が、支持台に支持された円筒状部材を回転させる部材回転機構と、軸線に対して位置が固定されていると共に円筒状部材の内周面又は外周面に接触する剥離用部材とを備えているので、部材回転機構により回転させられる円筒状部材に剥離用部材が接触して内周面又は外周面に付着している異物を全周にわたって効率的に擦り落とすことができる。
したがって、本発明のクリーニング装置で清掃された保温筒等の円筒状部材を引上装置に設置すれば、単結晶引上成長に影響する異物を大幅に低減することができ、単結晶の有転位化を抑制して引き上げ特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置の一実施形態において、クリーニング装置を示す全体斜視図である。
【図２】  本発明に係る単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置の一実施形態において、クリーニング装置を示す横断面図である。
【図３】  本発明に係る単結晶引上装置用円筒状部材のクリーニング装置の一実施形態において、クリーニング装置を示す縦断面図である。
【図４】  単結晶引上装置を示す概略的な断面図である。
【符号の説明】
５  保温筒（円筒状部材）
１２  支持台
１３  クリーニング機構
１４  覆い部材
１４ａ  第２空気吸引口
１５  空気吸引機構
１６  剥離用部材
１７  モータ部（部材回転機構）
１８  エア吹出機構
２１ｃ  第１空気吸引口
２１ｂ  空気吹出ノズル
２３  高圧エア供給源
２５  第１吸引装置
２６ａ  第３空気吸引口
３０  集塵吸引管
３２  第２吸引装置
【図１】
0003882511.tif 000002
【図２】
0003882511.tif 000003
【図３】
0003882511.tif 000004
【図４】
0003882511.tif 000005