(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向Ｘに相対向しかつ互いに同期回転可能に設けられた一対の石英ガラス製板状ワークの保持具と、該一対の保持具間に設けられた石英ガラス製長尺状ワークの把持手段と、を有し、該一対の保持具を保持具移動手段によって水平方向Ｘに互いに接離可能とし、該把持手段を把持手段移動手段によって水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動可能とし、前記一対の石英ガラス製板状ワークと前記石英ガラス製長尺状ワークの両端部とを溶接することによって石英ガラス製品を製造することができるようにしたことを特徴とする石英ガラス製品の製造装置。
【請求項２】
基台と、水平方向Ｘに相対向しかつ互いに同期回転可能に該基台上に設けられた一対の板状ワークの保持具と、該一対の保持具間に設けられかつ把持手段移動手段によって水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動可能とされた石英ガラス製長尺状ワークの把持手段とを有し、該一対の保持具が保持具移動手段によって水平方向Ｘに互いに接離可能とされ、該一対の保持具にそれぞれ一対の石英ガラス製板状ワークを互いに相対向して保持せしめ、石英ガラス製長尺状ワークの両端部がそれぞれ該一対の石英ガラス製板状ワークの対向面に対向するように該把持手段に石英ガラス製長尺状ワークを把持せしめ、該一対の石英ガラス製板状ワークの対向面の所定位置に石英ガラス製長尺状ワークを位置せしめ、前記一対の石英ガラス製板状ワークと前記石英ガラス製長尺状ワークの両端部とを溶接することによって石英ガラス製品を製造することができるようにしたことを特徴とする石英ガラス製品の製造装置。
【請求項３】
前記一対の保持具のうち一方の保持具を固定し、前記保持具移動手段を用いて他方の保持具を移動可能とすることにより、該一対の保持具を水平方向Ｘに互いに接離可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項４】
前記一対の保持具が、スクロールチャックによってそれぞれ構成され、その回転角度が角度割り出し装置によって割り出し可能とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項５】
前記保持具の水平方向Ｘの移動距離がＸ軸位置割り出し装置によって割り出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項６】
前記把持手段の水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚの移動距離がＹ軸及びＺ軸位置割り出し装置によってそれぞれ割り出されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項７】
前記一対の保持具の回転角度、前記保持具の水平方向Ｘ移動距離及び前記把持手段の水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚの移動距離がそれぞれデジタル表示されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項８】
前記石英ガラス製板状ワークが、天板、底板又は円筒であり、前記石英ガラス製長尺状ワークが溝棒、丸棒又はパイプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項９】
前記把持手段に第１溝設定爪を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項１０】
前記把持手段を水平方向Ｘに移動可能に設け、前記石英ガラス製長尺状ワークとして溝棒を用い、該溝棒の第１溝位置に該第一溝設定爪を一致させることができるようにしたことを特徴とする請求項９記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項１１】
前記把持手段の水平方向Ｘの移動距離が長手方向位置割り出し装置によって割り出されることを特徴とする請求項１０記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項１２】
前記石英ガラス製長尺状ワークが溝棒であり、前記第１溝設定爪を第１溝位置に一致せしめ、前記一方の保持具の板状ワーク保持面を基準面とし、当該基準面から該第１溝までの寸法距離がデジタル表示されるようにしたことを特徴とする請求項１０又は１１項記載の石英ガラス製品の製造装置。
【請求項１３】
下記（ａ）〜（ｇ）の工程を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の装置を用いる石英ガラス製品の製造方法。
（ａ）一対の保持具の少なくとも一方を水平方向Ｘに移動させることによって一対の保持具を互いに所定位置に相対向して位置せしめる工程、
（ｂ）一対の保持具にそれぞれ石英ガラス製板状ワークを保持せしめる工程、
（ｃ）石英ガラス製板状ワークを保持した一対の保持具を同期的に所定の回転角度だけ回転させる工程、
（ｄ）把持手段を水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動させて所定位置に位置せしめる工程、
（ｅ）当該把持手段に石英ガラス製長尺状ワークを把持せしめる工程、
（ｆ）一対の石英ガラス製板状ワークと石英ガラス製長尺状ワークの両端部とをそれぞれ溶接する工程、
（ｇ）上記（ｃ）〜（ｆ）の工程を繰り返すことによって、所望本数の石英ガラス製長尺状ワークを石英ガラス製板状ワークに順次溶接する工程。
【請求項１４】
下記（ａ）〜（ｈ）の工程を有することを特徴とする請求項１２記載の装置を用いるウェーハ熱処理用治具の製造方法。
（ａ）一対の保持具の少なくとも一方を水平方向Ｘに移動させることによって一対の保持具を互いに所定位置に相対向して位置せしめる工程、
（ｂ）一対の保持具にそれぞれ石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板を保持せしめる工程、
（ｃ）石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板を保持した一対の保持具を同期的に所定の回転角度だけ回転させる工程、
（ｄ）把持手段を水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動させて所定位置に位置せしめる工程、
（ｅ）把手手段を水平方向Ｘに移動し第一溝設定爪が所定の第１溝位置に位置するように設定する工程、
（ｆ）当該把持手段に、第１溝設定爪と石英ガラス製溝棒の第１溝とが一致するように石英ガラス製溝棒を把持せしめる工程、
（ｇ）石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板と石英ガラス製溝棒の両端部とをそれぞれ溶接する工程、
（ｈ）上記（ｃ）〜（ｇ）の工程を繰り返すことによって所望本数の石英ガラス製溝棒を石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板に順次溶接する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ（以下、単にウェーハということがある）を熱処理する際に用いられる石英ガラス製のウェーハ熱処理用治具や遮熱治具等の石英ガラス製品の新規な製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
シリコンウェーハ（シリコン基板ともいわれる）の各種熱処理工程（例えば熱拡散、熱酸化工程等）には、現在多くの場合、通常「縦型ボート」と称する高純度石英ガラス製のウェーハ熱処理用治具が用いられている。また、ウェーハ熱処理用治具の下部に断熱を目的として設置される遮熱治具も使用されている。
【０００３】
図４に示すごとく、このウェーハ熱処理用治具２は、天板４と底板５の間に複数本（図示の例では４本）の溝棒６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが設計された間隔で組み込まれており、それらの溝棒６ａ〜６ｄには数十枚にも及ぶウェーハＷを載置係止するための多数の溝８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが形成されている。
【０００４】
ウェーハＷは４本の溝棒６ａ〜６ｄの同一高さの溝８ａ〜８ｄによってほぼ水平に係止される構成であるため、このウェーハ熱処理用治具２においては溝棒６ａ〜６ｄの各々に設けられる数十もの溝８ａ〜８ｄは４本の溝棒６ａ〜６ｄに共通して寸法精度の高いものでなければならない。さらに、これに加えて、それら４本の溝棒６ａ〜６ｄが石英ガラス製の天板４及び底板５に極めて正確な向きでかつ高精度で溶接固定される必要がある。
【０００５】
従来、このようなウェーハ熱処理用治具の製作は、図５に示すごとく、定盤１０等の台座上で各種のカーボン治具（当てがい具）１２等を用いて天板４と底板５を所定の間隔で左右に平行に位置させ、４本の溝棒６ａ〜６ｄを設計された向き間隔で該天板４及び底板５に順に溶接（当初は仮溶接）し、仮付け組立品を作成する（ここまでの作業を仮付け作業という）。この仮付け組立品の寸法精度を計測器で計測し、修正を要する場合は仮溶接をやり直し、最終的に寸法精度が確認された上で、本格的に溶接固定する方法がとられている。
【０００６】
一方、前記した遮熱治具においては、底板又は円筒に丸棒又はパイプを溶接して組立てられている。
【０００７】
上記した従来方法は、（１）カーボン治具１２の内面間の間隔ｊを所定間隔にするのが困難で、薄いシートなどをカーボン治具１２面に配置して行なう等のカーボン治具１２間の間隔の面倒な微調整作業が不可欠、（２）溝棒６ａ〜６ｄの相互間隔ｋは各溝棒の径の中心ｍを基準として設定する（図５）が、溝棒６ａ〜６ｄの径のバラツキに起因してその径の中心を見い出すのが困難で溝棒のセット位置を決めるのが非常に難かしい（遮熱治具の場合には、丸棒又はパイプの径にバラツキがあるため同様に芯出し設定が難しい）、（３）天板４と底板５の芯を一致させるのが困難（遮熱治具の場合には、保温筒の円筒と底板の芯を一致させることが困難）、（４）底板５から４本の溝棒６ａ〜６ｄの第一溝（溝棒の最下に位置する溝をいう）までの設定が困難でその寸法位置精度もよくない、などの作業上の問題点を有している。
【０００８】
このため、設計寸法通りの寸法精度を第１回の仮溶接で達成することは不可能で、少なくとも３〜４回の仮溶接のやり直しの工程が入るという大きな不利があり、設計通りの寸法精度を達成するには、時間が非常にかかり、大変な労力を必要とするものであった。
【０００９】
上記した各作業は作業者の手作業のみで行なわれ、また製造される石英ガラス製のウェーハ熱処理用治具は非常に高価であるため、その作業には所謂職人芸を必要とし、長年の経験を蓄積した熟練作業者のみが行なえる領域であった。そのため、工程内検査において不具合が発生する事も多く、この場合、各部品をバラし、仮溶接のやり直しの工程がはいるという大きな問題点を有している。しかし、上記作業の機械化は非常に困難とされており、機械化の提案はいまだなされていないのが現状である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、従来手作業で行なわれていた仮付け作業を機械化することにより、（１）カーボン治具（当てがい具）を不要としてその面倒な微調整作業を解消し、（２）溝棒（又は丸棒又はパイプ）の径にバラツキがあっても溝棒（又は丸棒又はパイプ）を把持手段を用いて常に芯出し状態で把持することができるので溝棒（又は丸棒又はパイプ）のセット位置を簡単に決めることができ、（３）ウェーハ熱処理治具の場合の天板と底板の芯（遮熱治具の場合には保温筒の円筒と底板の芯）を一致させることが容易となり、（４）複数本の溝棒の第一溝（基準溝）までの距離の設定を容易に行なうことができかつ第１溝寸法精度が高くなり、（５）結果として設計寸法通りの寸法精度を容易に達成することができ、仮溶接のやり直し工程をほとんど不要とすることができ、更に作業時間の短縮がはかれるようにした石英ガラス製品の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の石英ガラス製品の製造装置は、水平方向Ｘに相対向しかつ互いに同期回転可能に設けられた一対の石英ガラス製板状ワークの保持具と、該一対の保持具間に設けられた石英ガラス製長尺状ワークの把持手段と、を有し、該一対の保持具を保持具移動手段によって水平方向Ｘに互いに接離可能とし、該把持手段を把持手段移動手段によって水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動可能とし、前記一対の石英ガラス製板状ワークと前記石英ガラス製長尺状ワークの両端部とを溶接することによって石英ガラス製品を製造することができるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様の石英ガラス製品の製造装置は、基台と、水平方向Ｘに相対向しかつ互いに同期回転可能に該基台上に設けられた一対の板状ワークの保持具と、該一対の保持具間に設けられかつ把持手段移動手段によって水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動可能とされた石英ガラス製長尺状ワークの把持手段とを有し、該一対の保持具が保持具移動手段によって水平方向Ｘに互いに接離可能とされ、該一対の保持具にそれぞれ一対の石英ガラス製板状ワークを互いに相対向して保持せしめ、石英ガラス製長尺状ワークの両端部がそれぞれ該一対の石英ガラス製板状ワークの対向面に対向するように該把持手段に石英ガラス製長尺状ワークを把持せしめ、該一対の石英ガラス製板状ワークの対向面の所定位置に石英ガラス製長尺状ワークを位置せしめ、前記一対の石英ガラス製板状ワークと前記石英ガラス製長尺状ワークの両端部とを溶接することによって石英ガラス製品を製造することができるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
上記一対の保持具のうち一方の保持具を固定し、前記保持具有働手段を用いて他方の保持具を移動可能とすることにより、該一対の保持具を水平方向Ｘに互いに接離可能とするのが好適である。
【００１４】
上記一対の保持具が、スクロールチャックによってそれぞれ構成され、その回転角度が角度割り出し装置によって割り出し可能とされる構成とするのが好ましい。
【００１５】
上記保持具の水平方向Ｘの移動距離がＸ軸位置割り出し装置によって割り出され、また上記把持手段の水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚの移動距離がＹ軸及びＺ軸位置割り出し装置によってそれぞれ割り出されるように構成されるのが好ましい。
【００１６】
上記一対の保持具の回転角度、上記保持具の水平方向Ｘ移動距離及び上記把持手段の水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚの移動距離をそれぞれデジタル表示することにより、作業効率の向上を図ることができる。
【００１７】
上記石英ガラス製品が、ウェーハ熱処理用治具（縦型ボート）の場合には、石英ガラス製板状ワークは、天板、底板であり、石英ガラス製長尺状ワークは溝棒である。また、遮熱治具の場合には、石英ガラス製板状ワークは底板又は円筒であり、石英ガラス製長尺状ワークは丸棒又はパイプである。
【００１８】
前記把持手段に第１溝設定爪を設けるとともに該把持手段を水平方向Ｘに移動可能に設け、石英ガラス製長尺状ワークとして溝棒を用い、該溝棒の第１溝位置に該第一溝設定爪を一致させることができる構成とすれば、第１溝の位置設定を容易かつ正確に行なうことができる。
【００１９】
上記把持手段の水平方向Ｘの移動距離も長手方向位置割り出し装置によって割り出されるようにすれば作業効率は向上する。
【００２０】
前記石英ガラス製長尺状ワークが溝棒であり、前記第１溝設定爪を第１溝位置に一致せしめ、前記一方の保持具の板状ワーク保持面を基準面とし、当該基準面から該第１溝までの寸法距離がデジタル表示されるようにすれば、基準面から第１溝までの距離設定を容易にかつ高精度で行なうことができる。
【００２１】
本発明の石英ガラス製品の製造方法の第１の態様は、下記（ａ）〜（ｇ）の工程を有することを特徴とする。
（ａ）一対の保持具の少なくとも一方を水平方向Ｘに移動させることによって一対の保持具を互いに所定位置に相対向して位置せしめる工程、
（ｂ）一対の保持具にそれぞれ石英ガラス製板状ワークを保持せしめる工程、
（ｃ）石英ガラス製板状ワークを保持した一対の保持具を同期的に所定の回転角度だけ回転させる工程、
（ｄ）把持手段を水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動させて所定位置に位置せしめる工程、
（ｅ）当該把持手段に石英ガラス製長尺状ワークを把持せしめる工程、
（ｆ）一対の石英ガラス製板状ワークと石英ガラス製長尺状ワークの両端部とをそれぞれ溶接する工程、
（ｇ）上記（ｃ）〜（ｆ）の工程を繰り返すことによって所望本数の石英ガラス製長尺状ワークを石英ガラス製板状ワークに順次溶接する工程。
【００２２】
本発明の石英ガラス製品の製造方法の第２の態様は、下記（ａ）〜（ｈ）の工程を有することを特徴とする。
（ａ）一対の保持具の少なくとも一方を水平方向Ｘに移動させることによって一対の保持具を互いに所定位置に相対向して位置せしめる工程、
（ｂ）一対の保持具にそれぞれ石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板を保持せしめる工程、
（ｃ）石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板を保持した一対の保持具を同期的に所定の回転角度だけ回転させる工程、
（ｄ）把持手段を水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ及び水平方向Ｘに垂直な方向Ｚに移動させて所定位置に位置せしめる工程、
（ｅ）把手手段を水平方向Ｘに移動し第一溝設定爪が所定の第１溝位置に位置するように設定する工程、
（ｆ）当該把持手段に、第１溝設定爪と石英ガラス製溝棒の第１溝とが一致するように石英ガラス製溝棒を把持せしめる工程、
（ｇ）石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板と石英ガラス製溝棒の両端部とをそれぞれ溶接する工程、
（ｈ）上記（ｃ）〜（ｇ）の工程を繰り返すことによって所望本数の石英ガラス製溝棒を石英ガラス製天板及び石英ガラス製底板に順次溶接する工程。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る石英ガラス製品の製造装置の一例を示す概略斜視説明図、図２は保持具のチャック手段に取りつけられた底板を示す拡大説明図及び図３はウェーハ熱処理用治具の製造手順を保持具のチャック面に保持された底板の動きによって示す概略説明図である。
【００２４】
図１において、符号２０は本発明に係る石英ガラス製品の製造装置で、基台２２を有している。該石英ガラス製品としては、図４に示したウェーハ熱処理用治具２の他に、底板及び該底板上に取りつけられる円筒体からなる遮熱治具や天板、底板及び該天板及び底板間に配置される複数本の溝棒又は丸棒又はパイプ及び複数枚の円板からなる遮熱治具等の各種の遮熱治具を例示することができる。
【００２５】
該基台２２は、床面上に支持脚２４を介して設置されている。該基台２２の上面右前部には第１保持ブロック２８が設置されている。該第１保持ブロック２８の内側面には、第１保持具３０となるスクロールチャックが回転可能に取りつけられている。
【００２６】
該第１保持具３０の内側面には３個のチャック手段３２，３２，３２が等間隔をおいて設けられている。３３は切欠設定用治具で、天板や底板等の板状ワークに切欠５ａが形成されている場合、その切欠位置に合わせて板状ワークをチャック手段３２にチャックさせることができるようにしたものである。
【００２７】
３４は該第１保持具３０の回転角度を設定する作用を行なう角度設定ハンドルである。該角度設定ハンドル３４の回転によって入力される該保持具３０の回転角度信号は、該第１保持ブロック２８に内蔵された角度割り出し装置によってパルス信号に変換され、後述するようにデジタル表示される。
【００２８】
３６は該第１保持ブロック２８と相対向して設置された第２保持ブロックである。該第２保持ブロック３６は、該基台２２の上面左前部に設けられた長尺体３８の上面の長手方向、即ち水平方向Ｘ（以下、Ｘ軸方向という）に形成されたＸ軸ガイドレール４０，４０の上面に摺動自在に取りつけられている。
【００２９】
４２は該第２保持ブロック３６のＸ軸方向の移動を行なうためのＸ軸方向移動軸で、該Ｘ軸ガイドレール４０，４０と平行しかつ該長尺状ガイドレール４０，４０の間に回転可能に設置されている。該Ｘ軸方向移動軸４２の外周面には雄ネジが形成されている。該第２保持ブロック３６の下部には内面に雌ネジを形成した貫通ネジ孔（図示せず）が形成されており、該貫通ネジ孔に該Ｘ軸方向移動軸４２が螺合されている。
【００３０】
したがって、該Ｘ軸方向移動軸４２を回転することによって該第２保持ブロック３６がＸ軸方向に移動せしめられる。４４はＸ軸ボックス４５を介して該Ｘ軸方向移動軸４２と接続しているＸ軸移動距離設定ハンドルである。該Ｘ軸移動距離設定ハンドル４４は、該Ｘ軸ガイドレール４０の側面に設けられたＸ軸位置割り出し装置（図示せず）を介して該Ｘ軸方向移動軸４２を回転し、該第２保持ブロック３６のＸ軸方向の移動距離を設定する作用を行う。
【００３１】
該第２保持ブロック３６の内側面には、第２保持具４６となるスクロールチャックが回転可能に取りつけられている。該第２保持具４６の内側面には、前記第１保持具３２の場合と同様に、３個のチャック手段（図示せず）が等間隔をおいて設けられている。該第２保持具４６の回転角度は、前記した角度設定ハンドル３４を回すことによって、前記した第１保持具３０の回転角度と同期して設定される。
【００３２】
該第１保持具３０及び第２保持具４６には第１クランプ手段（図示せず）が取りつけられている。該第１保持具３０及び第２保持具４６は、該第１クランプ手段をオフとすれば、回転可能状態となり、該第１クランプ手段をオンとすれば、回転不能状態となる。該第２保持ブロック３６には第２クランプ手段（図示せず）が取りつけられている。該第２保持ブロック３６は、該第２クランプ手段をオフとすれば、移動可能状態となり、該第２クランプ手段をオンとすれば移動不能状態となる。
【００３３】
４８はベース体で、その上面には前記したＸ軸ガイドレール４０，４０と直交する方向、即ち水平方向Ｘに直角な水平方向Ｙ（以下、Ｙ軸方向という）にＹ軸ガイドレール５０が形成されている。５２は該Ｙ軸ガイドレール５０上に摺動自在に取りつけられた移動ブロックである。
【００３４】
５４は該移動ブロック５２のＹ軸方向の移動を行なうためのＹ軸方向移動軸で、該Ｙ軸ガイドレール５０と平行しかつ回転可能に設けられている。該Ｙ軸方向移動軸５４の外周面には雄ネジが形成されている。該移動ブロック５２の下部には内面に雌ネジを形成した貫通ネジ孔（図示せず）が形成されており、該貫通ネジ孔に該Ｙ軸方向移動軸５４が螺合されている。
【００３５】
したがって、該Ｙ軸方向移動軸５４を回転することによって該移動ブロック５２がＹ軸方向に移動せしめられる。５６はＹ軸ボックス５７を介して該Ｙ軸方向移動軸５４と接続しているＹ軸移動距離設定ハンドルである。該Ｙ軸移動距離設定ハンドル５６は、該Ｙ軸ガイドレール５０の側面に設けられたＹ軸位置割り出し装置（図示せず）を介して該Ｙ軸方向移動軸５４を回転し、該移動ブロック５２のＹ軸方向の移動距離を設定する作用を行う。該移動ブロック５２には第３クランプ手段（図示せず）が取りつけられている。該移動ブロック５２は、該第３クランプ手段をオフとすれば、移動可能状態となり、該第３クランプ手段をオンとすれば移動不能状態となる。
【００３６】
該移動ブロック５２の前面には、Ｚ軸ガイドレール５８，５８が垂直方向、即ち水平方向Ｘに垂直な方向Ｚ（以下、Ｚ軸方向という）に形成されている。該Ｚ軸ガイドレール５８，５８には把持プレート６０が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動自在に取りつけられている。
【００３７】
６２は該把持プレート６０のＺ軸方向の移動を行なうためのＺ軸方向移動軸で、該Ｚ軸ガイドレール５８，５８と平行しかつ該Ｚ軸ガイドレール５８，５８の間に回転可能に設置されている。
【００３８】
該Ｚ軸方向移動軸６２の外周面には雄ネジが形成されている。該把持プレート６０の後部には内面に雌ネジを形成した貫通ネジ孔（図示せず）が形成されており、該貫通ネジ孔に該Ｚ軸方向移動軸６２が螺合されている。
【００３９】
したがって、該Ｚ軸方向移動軸６２を回転することによって該把持プレート６０がＺ軸方向に移動せしめられる。６４はＺ軸上板６５を介して該Ｚ軸方向移動軸６２と接続しているＺ軸移動距離設定ハンドルである。該Ｚ軸移動距離設定ハンドル６４は、該Ｚ軸ガイドレール５８の側面に設けられたＺ軸位置割り出し装置（図示せず）を介して該Ｚ軸方向移動軸６２を回転し、該把持プレート６０のＺ軸方向の移動距離を設定する作用を行なう。該把持プレート６０には第４クランプ手段（図示せず）が取りつけられている。該把持プレート６０は、該第４クランプ手段をオフとすれば、移動可能状態となり、該第４クランプ手段をオンとすれば移動不能状態となる。
【００４０】
該把持プレート６０の前面には、一対の第１及び第２把持アーム６６，６８が前方に突出して設けられている。該第１及び第２把持アーム６６，６８の前端部には第１及び第２把持部７０，７２がそれぞれ設けられている。該把持アーム６６，６８と把持部７０，７２とによって第１及び第２把持手段７４，７６が構成されている。
【００４１】
該把持プレート６０の前面の長手方向（Ｘ軸方向）には、長手方向ガイドレール７８，７８が形成されている。該長手方向ガイドレール７８，７８には前記把持アーム６６，６８が摺動自在にとりつけられている。
【００４２】
８０は該把持アーム６６，６８の長尺ワーク、例えば溝棒、に対する長手方向の移動を行なうための長手方向移動軸で、該長手方向ガイドレール７８，７８と平行しかつ該長手方向ガイドレール７８，７８の間に回転可能に設置されている。該長手方向移動軸８０の外周面には雄ネジが形成されている。該把持アーム６６，６８の基部には内面に雌ネジを形成した貫通ネジ（図示せず）が形成されており、該貫通ネジ孔に該長手方向移動軸８０が螺合されている。
【００４３】
したがって、該長手方向移動軸８０を回転することによって該把持アーム６６，６８が長手（Ｘ軸）方向に移動せしめられる。８２は側板８３を介して該長手方向移動軸８０と接続している長手方向移動距離設定用ハンドルである。該長手方向移動距離設定ハンドル８２は、該長手方向ガイドレール７８の側面に設けられた長手方向位置割り出し装置（図示せず）を介して該長手方向移動軸８０を回転し、該把持アーム６６，６８の長手方向の移動距離を設定する作用を行なう。該把持アーム６６，６８（把持手段７４，７６）には、第５クランプ手段（図示せず）が取りつけられている。該把持アーム６６，６８（把持手段７４，７６）は第５クランプ手段をオフとすれば、移動可能状態となり、第５クランプ手段をオンとすれば移動不能状態となる。
【００４４】
８４は第１溝位置設定爪で、該第１把持アーム６６の先端部の該第１把持部７０の近傍に取りつけられている。該第１溝位置設定爪８４は、長尺状ワークとして溝棒６ａ〜６ｄが用いられた場合に溝棒６ａ〜６ｄの第１溝の垂直部と該第１溝位置設定爪８４の垂直部とを位置させることによって、基準面、例えば、第１保持具３０のチャック手段３２のチャック面から第１溝までの距離により第１溝位置を簡単に表示することができる利点がある。
【００４５】
８６は第１及び第２保持具３０及び４６の回転角度を表示する回転角度デジタル表示手段である。該回転角度デジタル表示手段８６は第１保持ブロック２８内に内蔵された角度割り出し装置を介して入力される回転角度信号をデジタル表示する。このデジタル表示により、該第１及び第２保持具３０及び４６の回転角度データが目視可能となる。
【００４６】
８８は第２保持ブロック３６のＸ軸ガイドレール４０上の移動距離を表示するＸ軸位置デジタル表示手段である。該Ｘ軸位置デジタル表示手段８８は前記Ｘ軸位置割り出し装置を介して入力されるＸ軸位置信号をデジタル表示する。このデジタル表示により、該保持ブロック３６に取りつけられた第２保持具３６のＸ軸上の位置データが目視可能となる。
【００４７】
９０は移動ブロック５２のＹ軸ガイドレール５０上の移動距離を表示するＹ軸位置デジタル表示手段である。該Ｙ軸位置デジタル表示手段９０は前記Ｙ軸位置割り出し装置を介して入力されるＹ軸位置信号をデジタル表示する。このデジタル表示により、該移動ブロック５２に取りつけられた把持手段７４，７６のＹ軸上の位置データが目視可能となる。
【００４８】
９２は把持プレート６０のＺ軸ガイドレール５８上の移動距離を表示するＺ軸デジタル表示手段である。該Ｚ軸位置デジタル表示手段９２は前記Ｚ軸位置割り出し装置を介して入力されるＺ軸位置信号をデジタル表示する。このデジタル表示により、該把持プレート６０に取りつけられた把持手段７４，７４のＺ軸上の位置データが目視可能となる。
【００４９】
９４は把持アーム６６の長手方向ガイドレール７８上の移動距離を表示する第１溝位置デジタル表示手段である。該第１溝位置デジタル表示手段９４は前記長手方向位置割り出し装置を介して入力される第１溝位置信号をデジタル表示する。このデジタル表示により該把持アーム６６に取りつけられた第１溝位置設定爪８４の位置、即ち長尺状ワーク、例えば溝棒の第１溝位置データが目視可能となる。
【００５０】
上記した装置２０を用いて石英ガラス製品、例えばウェーハ熱処理用治具２を製造（仮付け）する方法について以下に説明する。
【００５１】
まず、仮付け工程の対象となるウェーハ熱処理用治具２の所定品種用の石英ガラス製天板、石英ガラス製底板４、石英ガラス製底板５及び石英ガラス製溝棒６ａ〜６ｄ（通常は４本）を準備する。
【００５２】
次に、該装置２０の初期設定を次の手順により行なう。
【００５３】
（１）第１保持具３０及び第２保持具４６の回転角度の原点を設定する。該第１保持具３０及び第２保持具４６はそれぞれスクロールチャックで構成されており、両保持具３０，４６は同期的に回転するようになっている。
【００５４】
（２）Ｘ軸方向移動軸４２の原点を設定する。初期状態の第２保持具４６のチャック手段の面を原点とする。
【００５５】
（３）Ｙ軸方向移動軸５４及びＺ軸方向移動軸６２の原点を設定する。第１保持具３０及び第２保持具４６のそれぞれの中心を結ぶ中心線をＸ軸とし、そしてそのＸ軸をＹ軸座標の原点（０，０）とする。
【００５６】
（４）長手方向移動軸８０の原点を設定する。第１保持具３０チャック手段３２のチャック面を原点とする。
【００５７】
上記手順（１）〜（４）は初期設定で、一度設定すれば、通常の作業毎に設定し直す必要はない。
【００５８】
（５）第１及び第２保持具３０及び４６の第１クランプ手段をオフとして、回転可能状態とし、該第１及び第２保持具３０及び４６の回転角度を０°に設定する〔図３（ａ）〕。次いで、該第１クランプ手段をオンとして該第１及び第２保持具３０及び４６を再び回転不能状態とする。
【００５９】
（６）第１保持具３０に切欠設定用治具３３をはめ込み、底板５をチャック手段３２にセットし締めることによって、該底板５を第１保持具３０に保持せしめる。
【００６０】
（７）第２保持具４６に切欠設定用治具を同様にはめ込み、石英ガラス製天板４をチャック手段にセットし締めることによって、該石英ガラス製天板４を第２保持具４６に保持せしめる。
【００６１】
（８）第２保持ブロック３６を移動不能状態に固定する第２クランプ手段をオフとして、該第２保持ブロック３６を移動可能状態とする。該第２保持ブロック３６を移動し、石英ガラス製天板４と石英ガラス製底板５の指定の寸法に設定する。次いで、該第２クランプ手段をオンとして第２保持ブロック３６を再び移動不能状態とする。
【００６２】
（９）第１及び第２保持具３０及び４６の第１クランプ手段をオフとして、回転可能状態とし、該第１及び第２保持具３０及び４６の回転角度を第１回転角度（例えば、−１８０°）に設定する。次いで、該第１クランプ手段をオンとして該第１及び第２保持具３０及び４６を再び回転不能状態とする〔図３（ｂ）〕。
【００６３】
（１０）移動ブロック５２を移動不能状態に固定する第３クランプ手段をオフとし、該移動ブロック５２及び把持手段７４，７６をＹ軸方向に移動可能状態とする。該把持手段７４，７６を移動し、Ｙ軸方向第１位置（例えば１０１．６）に設定する。次いで、該第３クランプ手段をオンとし、該移動ブロック５２を移動不能とし、該把持手段７４，７６のＹ軸方向への移動を不能とする。
【００６４】
（１１）把持プレート６０を移動不能状態に固定する第４クランプ手段をオフとし、該把持プレート６０及び把持手段７４，７６をＺ軸方向に移動可能状態とする。該把持手段７４，７６を移動し、Ｚ軸方向第１位置（例えば、８．０）に設定する。次いで、該第４クランプ手段をオンとし、該把持プレートを移動不能とし、該把持手段７４，７６のＺ軸方向への移動を不能とする。
【００６５】
（１２）把持手段７４，７６を移動不能状態に固定する第５クランプ手段をオフとし、該把持手段７４，７６を長手（Ｘ軸）方向に移動可能状態とする。該把持手段７４，７６を移動し、第１溝設定爪８４が指定された所定の第１溝位置に位置するように設定する（例えば、１６＋２５＝４１．０）。次いで、該第５クランプ手段をオンとして該把持手段７４，７６を移動不能とし、該把持手段７４，７６のＸ軸方向への移動を不能とする。
【００６６】
（１３）設定された第１溝設定爪８４の垂直部と溝棒６ａの第１溝垂直部が一致するように石英ガラス製溝棒６ａを把持手段７４，７６の把持部７０、７２に把持せしめる。
【００６７】
（１４）この状態で、石英ガラス製天板４と石英ガラス製第１溝棒６ａの一端部及び石英ガラス製底板５と石英ガラス製第１溝棒６ａの他端部を仮溶接する〔図３（ｃ）〕。
【００６８】
（１５）次に、石英ガラス製第２溝棒６ｂの仮溶接を、上記（９）〜（１４）の手順中、手順（９）において第１回転角度（例えば、−１８０°）を第２回転角度（例えば、−１３５°）に変え、手順（１０）においてＹ軸方向第１位置（例えば、１０２．０）をＹ軸方向第２位置（例えば、１０２．０）に変え、手順（１１）においてＺ軸方向第１位置（例えば、８．０）をＺ軸方向第２位置（例えば、０．０）に変え、及び手順（１４）において石英ガラス製第１溝棒６ａを石英ガラス製第２溝棒６ｂに変える以外は同一手順（９）〜（１４）を繰り返すことによって行なう〔図３R>３（ｄ）〕。
【００６９】
（１６）さらに、石英ガラス製第３溝棒６ｃの仮溶接を、上記（９）〜（１４）の手順中、手順（９）において第１回転角度（例えば、−１８０°）を第３回転角度（例えば、−４５°）に変え、手順（１０）においてＹ軸方向第１位置（例えば、１０２．０）をＹ軸方向第３位置（例えば、１０２．０）に変え、手順（１１）においてＺ軸方向第１位置（例えば、８．０）をＺ軸方向第３位置（例えば、０．０）に変え、及び手順（１４）において石英ガラス製第１溝棒６ａを石英ガラス製第３溝棒６ｃに変える以外は同一手順（９）〜（１４）を繰り返すことによって行なう〔図３（ｅ）〕。
【００７０】
（１７）そして、石英ガラス製第４溝棒６ｄの仮溶接を、上記（９）〜（１４）の手順中、手順（９）において第１回転角度（例えば、−１８０°）を第４回転角度（例えば、０°）に変え、手順（１０）においてＹ軸方向第１位置（例えば、１０２．０）をＹ軸方向第４位置（例えば、１０１．６）に変え、手順（１１）においてＺ軸方向第１位置（例えば、８．０）をＺ軸方向第４位置（例えば、−８．０）に変え、及び手順（１４）において石英ガラス製第１溝棒６ａを石英ガラス製第４溝棒６ｄに変える以外は同一手順（９）〜（１４）を繰り返すことによって行なう〔図３R>３（ｆ）〕。
【００７１】
（１８）上記手順によって石英ガラス製天板４及び石英ガラス製底板５の間には４本の石英ガラス製溝棒６ａ〜６ｄが仮溶接され、ウェーハ熱処理用治具（縦型ボート）の仮付け（仮溶接）品ができ上がる。最後に、第１保持具３０のチャック手段３２を開き、次に第２保持具４６のチャック手段を開いて、仮付けしたウェーハ熱処理用治具２を、第１保持具３０、第２保持具４６、把持手段７４，７６の把持部７０，７２から取り外す。
【００７２】
この仮付けしたウェーハ熱処理用治具２は、従来の手法による仮付けでは各部材が所定位置に正確にセットされていることは少ないので、仮溶接のやり直しを３〜４回は行なう必要があったが、本発明によれば、仮溶接前に各部材は所定位置に正確にセットされているので一度仮溶接すれば仮溶接のやり直しを行なう必要はほとんど皆無となる。
【００７３】
この仮溶接したウェーハ熱処理用治具に本溶接を施し最終ウェーハ熱処理用治具２の完成品を得る。
【００７４】
上記した実施の形態においては、ウェーハ熱処理用治具として通常「縦型ボート」と称されるウェーハ支持具について説明したが、本発明はウェーハ支持具以外にもウェーハ支持具の下部に断熱を目的として設置される遮熱治具の組立てにも適用可能である。
【００７５】
本発明で用いられる角度割り出し装置としてはエンコーダが好適に用いられる。また、位置割り出し装置としてはリニアスケールが好適に用いられる。このリニアスケールは恒温（例えば２０℃±１〜２℃）で、極めて精度がよい（±３〜７μｍ）のが特徴である。
【００７６】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、従来手作業で行なわれていた仮付け作業を機械化することにより、（１）カーボン治具（当てがい具）を不要としてその面倒な微調整作業を解消し、（２）溝棒（又は丸棒又はパイプ）の径にバラツキがあっても溝棒（又は丸棒又はパイプ）を把持手段を用いて常に芯出し状態で把持することができるので溝棒（又は丸棒又はパイプ）のセット位置を簡単に決めることができ、（３）ウェーハ熱処理治具の場合の天板と底板の芯（遮熱治具の場合には保温筒の円筒と底板の芯）を一致させることが容易となり、（４）複数本の溝棒の第一溝（基準溝）までの高さの設定を容易に行なうことができかつ第１溝寸法精度が高くなり、（５）結果として設計寸法通りの寸法精度を容易に達成することができ、仮溶接のやり直し工程をほとんど不要とすることができ、更に作業時間の短縮がはかれるという大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る石英ガラス製品の製造装置の一例を示す概略斜視説明図である。
【図２】保持具のチャック手段に取りつけられた底板を示す拡大説明図である。
【図３】ウェーハ熱処理治具の製造手順を保持具のチャック面に保持された底板の動きによって示す概略説明図である。
【図４】ウェーハ熱処理用治具の１例を示す斜視図である。
【図５】ウェーハ熱処理用治具の従来方法による仮付け作業の１例を示す断面的説明図である。
【符号の説明】
２ ウェーハ熱処理用治具
４ 天板
５ 底板
６ａ〜６ｄ 溝棒
２０ 石英ガラス製品の製造装置
２２ 基台
２４ 支持脚
２８ 第１保持ブロック
３０ 第１保持具
３２ チャック手段
３３ 切欠設定用治具
３４ 角度設定ハンドル
３６ 第２保持ブロック
３８ 長尺体
４０ Ｘ軸ガイドレール
４２ Ｘ軸方向移動軸
４４ Ｘ軸移動距離設定ハンドル
４５ Ｘ軸ボックス
４６ 第２保持具
４８ ベース体
５０ Ｙ軸ガイドレール
５２ 移動ブロック
５４ Ｙ軸方向移動軸
５６ Ｙ軸移動距離設定ハンドル
５７ Ｙ軸ボックス
５８ Ｚ軸ガイドレール
６０ 把持プレート
６２ Ｚ軸方向移動軸
６４ Ｚ軸移動距離設定ハンドル
６５ Ｚ軸上板
６６，６８ 第１及び第２把持アーム
７０，７２ 第１及び第２把持部
７４，７６ 第１及び第２把持手段
７８ 長手方向ガイドレール
８０ 長手方向移動軸
８２ 長手方向移動距離設定用ハンドル
８３ 側板
８４ 第１溝位置設定爪
８６ 回転角度デジタル表示手段
８８ Ｘ軸位置デジタル表示手段
９０ Ｙ軸位置デジタル表示手段
９２ Ｚ軸位置デジタル表示手段
９４ 第１溝位置デジタル表示手段
【図１】
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【図２】
0003790312.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003790312.tif 000005
【図５】
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