JPH10120486A

JPH10120486A - 大口径ルツボ反転装置

Info

Publication number: JPH10120486A
Application number: JP28905396A
Authority: JP
Inventors: Junichi Matsubara; 順一松原; Nobumitsu Takase; 伸光高瀬; Hirotoshi Yamagishi; 浩利山岸; Makoto Kuramoto; 誠蔵本; Tsunehisa Machida; 倫久町田; Yutaka Shiraishi; 裕白石; Kiyotaka Takano; 清隆高野; Akihiro Iida; 哲広飯田
Original assignee: Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Current assignee: Super Silicon Crystal Research Institute Corp
Priority date: 1996-10-14
Filing date: 1996-10-14
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】従来よりも大型なルツボであっても汚染の恐
れなく、比較的簡単に反転できるルツボの反転装置を提
供する。【解決手段】ルツボの開口を下に向けて配される載置
台と、ルツボの外底面の中央部を除く部分と接してルツ
ボを固定する固定手段と、載置台を固定手段ごと転回さ
せる転回手段と、転回手段ごと前記載置台を昇降させる
載置台昇降手段とを備え、更に固定手段が、ルツボの外
底面の中央部を除く部分に接してルツボを挟持する保持
部材と、この保持部材を相対移動させる昇降機構を有し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体単結晶製造
に用いられるルツボを反転させるための反転装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シリコン単結晶を成長させる
方法として、浮融帯域融解法（ＦＺ法）と、チョクラル
スキー法（ＣＺ法）とが行われている。ＦＺ法は、多結
晶シリコン棒の下端をヒータで加熱して融解し、種結晶
を用いてシリコン単結晶を成長させる方法であり、ＣＺ
法は多結晶シリコン塊又は粒状多結晶シリコンを人手に
より炉内のルツボに装填した後、ルツボ内で融解させ、
種結晶を用いてシリコン単結晶を成長させながら引き上
げる方法である。

【０００３】一般に、半導体デバイスに用いるシリコン
単結晶としては、不純物酸素による機械的強度および熱
処理誘起欠陥における優位性という点からＣＺ法による
シリコン単結晶（以後、ＣＺシリコンと記す。）が主流
をなしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デバイ
スチップはバッチプロセスで製造されるため、製造歩留
等の観点からシリコンウェハの大口径化が常に求められ
ている。そのため、１２インチ（約３０ｃｍ）よりも大
きい１６インチ（約４０ｃｍ）のいわゆる大口径ＣＺシ
リコンの実現の可能性が模索されている。

【０００５】例えば、１６インチ（約４０ｃｍ）の大口
径ＣＺシリコンを製造する場合、従来の最大口径と言わ
れる１２インチ（約３０ｃｍ）のＣＺシリコンを製造す
る時と比べて原料の重量が倍以上にもなるため、従来の
石英ルツボでは容積が小さ過ぎ、不適当である。そのた
め、１６インチ結晶用の大型の石英ルツボおよび引上炉
を新たに設計・製造して、ＣＺ法により半導体単結晶を
成長させることが検討されている。

【０００６】しかしながら、１６インチ結晶用の大型の
石英ルツボおよび引上炉などの従来よりも大型なルツボ
および引上炉を用いる場合、様々な難点が生じる。その
中の１つとして、以下のような難点が挙げられる。

【０００７】半導体単結晶の製造に際しては、使用する
石英ルツボの特に内面を十分に洗浄して乾燥させるが、
乾燥工程を終了した時の石英ルツボは内面を下方に伏せ
た状態となっているのが普通である。従って、これを半
導体単結晶製造工程に用いる時には石英ルツボを反転さ
せて開口部を上にした後、黒鉛ルツボに嵌め込む必要が
あるが、１６インチ結晶用等の従来よりも大型な石英ル
ツボは極めて重いため、従来のように手作業で反転させ
るのは非常に難しい。また、その様な大型の石英ルツボ
を反転後に石英ルツボを汚さずに黒鉛ルツボに嵌め込む
のは非常に困難である。

【０００８】即ち、従来のＣＺ法による半導体結晶製造
に用いられている石英ルツボは、手持ちハンドリング可
能な程度の重量であるため、汚染防止様の清浄手袋等を
用いて手作業で反転させることができるが、１６インチ
結晶用等の従来よりも大型な石英ルツボはその様な従来
の石英ルツボよりも重いため、手作業で反転させるのは
非常に難しい。仮に反転できたとしても、その後黒鉛ル
ツボに嵌め込む際には石英ルツボの上部分を手で持って
嵌め込むこととなるため、塵や埃が付着して汚染されて
しまう恐れがある。さらに、石英ルツボは脆弱なため、
最悪の場合、石英ルツボ反転のためのハンドリング操作
の時に衝撃がかかり割れてしまうことも考えられる。

【０００９】以上のことから本発明では、いわゆる１６
インチ結晶用等の従来よりも大型なルツボであっても汚
染の恐れなく、比較的簡単に反転できるルツボの反転装
置を提供することを目的としている。また、本発明は、
例えば、石英ルツボと黒鉛ルツボのような、第１のルツ
ボと、その外側を覆う第２のルツボとの重ね合わせも良
好なルツボの反転装置を提供することを別の目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決すべく請
求項１にかかる発明では、内面を下方に伏せた状態で配
された第１のルツボの上に第２のルツボを内面を下方に
伏せた状態で重ねて載置するための載置台と、該載置台
上の第２のルツボの外底面の中央部を除く部分と接して
第１のルツボと第２のルツボとを載置台に固定する固定
手段と、前記固定手段により前記載置台上に固定される
前記第１と第２のルツボを前記載置台ごと転回させる転
回手段と、該転回手段ごと前記載置台を昇降させる載置
台昇降手段とを備え、前記固定手段は、第２のルツボの
外底面の中央部を除く部分に接して前記載置台との間で
第１のルツボと第２のルツボとを挟持する保持部材と、
該保持部材を載置台に載置される第２のルツボの外面に
対して相対移動させる保持機構とを有していることを特
徴とするものとしている。

【００１１】即ち、請求項１の発明の大口径ルツボ反転
装置は、第１のルツボを載置するための載置台を備えて
おり、この載置台は、内面を下方に伏せた状態の第１の
ルツボを載置するのに適した大きさとなっている。尚、
本発明において第１のルツボとは、例えば、石英のよう
な多結晶半導体原料を溶融するために適した材質で製造
されたルツボであり、第２のルツボは、例えば、黒鉛の
ような第１のルツボを保護するのに適した材質で製造さ
れたルツボである。勿論、本発明の第１のルツボおよび
第２のルツボの材質はこれらに限定されるものではな
い。

【００１２】また、この載置台の第１のルツボを載置す
る箇所に、図２に示したような第１のルツボの開口端と
同じサイズの溝１ａを形成させると、第１のルツボがず
れないので好ましい。この場合、断面が凹型のガイドリ
ングを取り外し可能に設ける構成とすれば、このガイド
リングを取り外して洗浄できるので、例えば、洗浄後の
第１のルツボを載置した場合に溝に溜った汚れにより第
１のルツボが汚染される恐れがない。この様なガイドリ
ングは、例えば、テフロン等洗浄後の第１のルツボを汚
染しない材質より形成すると良い。勿論、このガイドリ
ングの大きさを変えれば、第１のルツボの大きさに応じ
て載置台を取り替える等の面倒がなく好ましい。

【００１３】さらに、請求項１の発明の大口径ルツボ反
転装置は、載置台との間で第１のルツボを第２のルツボ
に嵌め込んだもの（これを単にルツボと記す。以後、明
細書中の単に「ルツボ」と記したものは第１のルツボを
第２のルツボに嵌め込んだものを示している。）を強固
に固定する固定手段を備えている。

【００１４】この固定手段は、第２のルツボの外底面の
中央部を除く部分に接して前記載置台との間で第１のル
ツボと第２のルツボとを挟持する保持部材と、該保持部
材を載置台に載置される第２のルツボの外面に対して相
対移動させる保持機構とを有している。尚、保持部材と
第２のルツボとの間にゴムシートや軟質プラスチツクシ
ート等の衝撃吸収材を配置すれば、ルツボが保持部材と
載置台との間でずれたり、保持部材がルツボを載置台に
押え付けた時に余分にかかる力によりルツボが割れたり
するのを防止できるので好ましい。

【００１５】保持部材は、第２のルツボの外底面の中央
を除いた外面に接する位置に配された時に、第２のルツ
ボの外面と整合する形状を持つものである。即ち、本発
明の装置がルツボの開口を上にした後、台車等のような
ルツボを搬送する搬送装置の保持部分が第２のルツボの
外底面の中央に係合するため、本発明の保持部材はその
際の係合を阻止しないように搬送装置の保持部分が第２
のルツボと係合する領域以外に接してルツボを載置台と
の間に固定するものとしている。

【００１６】好ましくは、第２のルツボの外面領域のう
ち、台車等の搬送装置の保持部分と第２のルツボとが係
合する部分と、搬送装置が第２のルツボと係合した状態
で移動した時に搬送装置の保持部分が通る部分とを除い
た第２のルツボの外面領域に整合する形状とすると良
い。

【００１７】この様な保持部材としては、第２のルツボ
の外面と部分的に整合する対称的な二つの曲面部材を対
向配置し、これらの二つの曲面部材が第２のルツボの外
面を押えてルツボを載置台との間で固定する構成のもの
が挙げられる。

【００１８】例えば、図３で示したように、二つの曲面
部材がルツボが固定した時に、ルツボと接面する部分
が、台車等の保持部分が第２のルツボと係合する領域及
びこの保持部分を通すための領域以外となるような、部
分的に第２のルツボの外面を覆う構成としたものが挙げ
られる。

【００１９】また、別の構成として、二つの曲面部材が
ルツボが固定した時に、台車等の保持部分が第２のルツ
ボと係合する領域以外の全側面領域を覆う構成としたも
の等が挙げられる。この場合、転回されてその開口が上
となったルツボに台車等の保持部分が係合すると、昇降
機構が二つの曲面部材を降下させてルツボに対する押さ
え付けを解除すると共に、二つの曲面部材がそれぞれ回
動して左右に分かれ、ルツボとの接触を解除する構成と
すると、台車等の保持部分が二つの曲面部材に邪魔され
ずにルツボを保持したまま移動できるので好ましい。勿
論、前者の構成の曲面部材も同様に、二つの曲面部材が
それぞれ左右に分かれる構成としても良く、本発明はこ
れらの構成に限られるものではない。

【００２０】また、保持機構は、その様な保持部材を載
置台上の第２のルツボの外面に対して相対移動させるこ
とにより、保持部材を固定状態と解放状態とにするもの
である。即ち、保持機構が載置台上の第２のルツボの外
面に対して離れるように保持部材を移動させる場合は、
ルツボに対する固定が解かれるため保持部材は解放状態
となり、逆に、載置台上の第２のルツボの外面に対して
接するように保持部材を移動させる場合は、ルツボを載
置台上に固定するため固定状態となる。

【００２１】この様な保持機構としては、保持部材を載
置台に対して昇降移動させる昇降機構が挙げられる。こ
の昇降機構は、保持部材を昇降させて保持部材を第２の
ルツボの外面に接した高さ位置に固定する。即ち、ルツ
ボに対する押え付け力は、昇降機構により決定される保
持部材の位置により調整することができる。

【００２２】また、別の構成のものとしては、保持部材
をルツボに対して離れるように転回させる転回機構や、
保持部材をルツボに対して揺動させる揺動機構等が挙げ
られる。勿論、本発明はその様なものに限定されるもの
ではない。

【００２３】更に、保持機構は、載置台が転回されてル
ツボの開口部が上となり、ルツボを受け取る装置の保持
部分にルツボが保持されると、保持部材を第２のルツボ
から離反させてその後の受け渡し等の作業に邪魔になら
ない配置としている。

【００２４】本発明の大口径ルツボ反転装置は、この様
な保持部材により載置台との間でルツボを挟持している
ため、ルツボが載置台上でずれにくく、載置台がどのよ
うな角度になっても第１のルツボと第２のルツボとを重
ねた状態でしっかりと載置台に固定できる。そのため、
第１のルツボが第２のルツボに対して斜めになるなどの
不都合が生じず常に良好な配置関係とすることができ
る。

【００２５】また、保持部材は、転回されてその開口が
上となったルツボを受け取って搬送する台車等に対して
邪魔にならないように構成されているため、本発明の装
置からルツボを搬送する台車等の装置へのルツボの受け
渡しが容易であるという利点もある。

【００２６】また、保持部材をルツボに対して相対移動
させる保持機構は、電動モータ等の簡単な駆動装置で構
成されており、その作動により保持部材の位置を決定し
ている。

【００２７】例えば、昇降状態を制御するためのボタン
やレバー等を設け、保持部材の位置とルツボ外面との間
の距離を目測により図ると同時にボタンやレバー等を制
御して保持部材の位置を決定する構成としても良いし、
距離センサ等を保持部材に取り付けて第２のルツボの外
底面までの距離を距離センサを用いて計測し、得られた
計測値に基づいて保持機構が保持部材を昇降させるよう
な構成としても良い。

【００２８】更に、この大口径ルツボ反転装置は、載置
台を転回させる転回手段を備えている。この転回手段
は、手動により転回可能に構成してもよいし、モータ等
の駆動機構により転回する構成としても良い。また、こ
の転回手段は、載置台を３６０度に亙って転回させるよ
うにしてもよいが、１８０度までしか転回できないよう
な載置台とすれば、台車等のルツボを受け取る装置にル
ツボを受け渡す時にルツボが斜めになりにくくなるので
好ましい。

【００２９】また、この大口径ルツボ反転装置は、ルツ
ボを保持した固定手段と載置台を転回手段ごと昇降させ
る昇降手段とを備えており、この昇降手段は、油圧や空
気圧等を利用したシリンダ装置や、リンク装置や、モー
タ等を利用した歯車装置等により構成されている。

【００３０】昇降手段は、例えば、第１のルツボと第２
のルツボを載置台上に載置する際には、一番低い位置に
載置台を下降させて載置しやすくしたり、転回手段が載
置台を１８０度転回させルツボの開口部を上にした際に
は、ルツボが所定の位置に配置されるようにその高さ位
置を調節している。この昇降手段の昇降速度の制御は、
作業者がボタンやレバー等により制御する構成としても
良いし、コンピュータ等を用いて自動制御する構成とし
ても良い。

【００３１】また、本発明の大口径ルツボ反転装置にお
いて、載置台の転回と高さ位置の調節はそれぞれ転回手
段と昇降手段により可能とされているが、これらをの作
動を制御する制御手段を設けても良い。

【００３２】即ち、ルツボの受け渡しは台車等のような
ルツボを受け取る装置により行うが、受け取る装置の保
持部分がとどく高さ位置を予めこの制御手段に設定して
おき、載置台が転回されると設定された高さ位置となる
ように自動的に制御する構成とれば、載置台が転回され
た時に載置台の位置が低すぎたために他の装置や人に衝
突する等の事故を防ぐことができるので、安全性の高い
ものとすることができる。

【００３３】勿論、転回されたルツボの高さ位置をルツ
ボを受け取る装置の保持部材にとって常に適切な位置に
制御することができるので、ルツボの高さ位置を作業者
が目測で制御する場合よりも正確に調整できるため、迅
速なルツボの受け渡しが可能である。

【００３４】また、請求項２にかかる発明では、請求項
１に記載の大口径ルツボ反転装置において、前記固定手
段は、第２のルツボの外面から離反させる方向に前記保
持部材を転回させる転回機構を有することを特徴とする
ものとしている。

【００３５】即ち、大口径ルツボ反転装置がルツボを受
け取る装置にルツボを渡す際に、第２のルツボの外面と
接してルツボを保持する保持部材が、ルツボの受け渡し
に邪魔となる恐れがあるため、本発明のルツボ反転装置
には、保持部材を転回させる転回機構を固定手段に設け
ている。この転回機構により保持部材が第２のルツボの
外面から離れる方向に転回されて、ルツボの受け渡しに
邪魔とならない位置に配置されるので常に良好なルツボ
の受け渡し作業を行うことができる。

【００３６】尚、このような転回手段の構成として、例
えば、中央部に開口を有し保持部材のシャフトを通り抜
けさせるための切込みを有する一枚の板状の保持部材を
第２のルツボの外面から離れる方向に転回するものや、
第２のルツボの外面と整合する対称的な二つの曲面部材
を互いのルツボから離れる方向にそれぞれ回動させるも
の等が挙げられる。

【００３７】さらに、請求項３にかかる発明では、請求
項１に記載の大口径ルツボ反転装置において、前記固定
手段は、第２のルツボの外面から離反させる方向に前記
保持部材を平行移動させる平行移動機構を有することを
特徴とするものとしている。

【００３８】この場合、平行移動機構が、中央部に開口
を有し保持部材のシャフトを通り抜けさせるための切込
みを有する一枚の板状の保持部材を第２のルツボの外面
から離れる方向に平行移動させる構成とすることが挙げ
られる。

【００３９】即ち、載置台が転回されてルツボの開口部
が上となり、ルツボを受け取る装置の保持部分にルツボ
が保持されると、固定手段に設けられた昇降機構により
保持部材が第２のルツボから離される。その後、この平
行移動機構により第２のルツボの外面から離れる方向に
保持部材を移動させてルツボを受け取る装置のシャフト
部分が上述の切込みを通るようにれすば、保持部材がル
ツボの受け渡しに邪魔とならないので常に良好なルツボ
の受け渡し作業を行うことができる。

【００４０】また、請求項４にかかる発明では、請求項
１〜３のいずれかに記載の大口径ルツボ反転装置におい
て、前記保持部材の相対移動時に第２のルツボ外面に設
けられる取り外し可能な目印部材と、該目印部材を検知
してその位置情報を出力する検知手段と、前記検知手段
からの出力に基づいて前記固定手段を制御し、前記保持
部材を第２のルツボの外面の予め定めた位置に定位させ
る制御手段と、を更に備えていることを特徴とするもの
としている。

【００４１】即ち、保持部材の相対移動時に目印部材を
第２のルツボの外面に設け、この目印部材の位置を検知
手段により検知する構成とすれば、より正確にルツボと
保持部材との位置関係を検出することができる。この目
印部材は、取り外し可能に構成されているため、その後
の原料の溶融及びバルク引上工程に移る前に取り外すと
よい。

【００４２】その様な目印部材の構成としては、ねじ込
み式のものや第２のルツボの特定部分と係合するもの等
が挙げられる。前者の場合は、第２のルツボに螺合する
こととなり、後者の場合は、第２のルツボの特定部分を
加工することとなるが、第２のルツボに対するその様な
加工は、その後の原料の溶融及びバルク引上工程におい
て支障とならない程度であれば構わない。勿論、本発明
の目印部材は第２のルツボの側面から取り外し可能に構
成されているものであればこれらに限定されない。

【００４３】また、検知手段により得られた検出値は制
御手段に出力され、この制御手段が入力された検出に基
づいて前記固定手段の保持機構と転回機構（又は保持機
構と平行移動機構）とを制御し、保持部材を予め定めた
第２のルツボの外面位置に正確に配置させている。

【００４４】これにより、ルツボが保持手段により載置
台との間で保持された際に、保持力が弱すぎてルツボの
位置がずれてしまったり、逆に強すぎて応力がかかりル
ツボが割れてしまったり等の問題の発生を防ぐことがで
きる。この構成は、特に、第２のルツボの外面と整合す
る対称的な二つの曲面部材により底面部中央部分を除く
外面を覆う場合に、常に保持部材を第２のルツボの外面
との整合位置に配置できるので有効である。

【００４５】この様な目印部材および検知手段の組み合
わせとしては、鏡等の反射板と、この反射板に光を照射
して反射板により反射された光を測定する光センサや、
金属板とこの金属板を検知する金属探知センサ等が挙げ
られる。

【００４６】具体的な一構成例としては、反射鏡をルツ
ボの外底部中央に取り付け、光センサを保持部材の間の
対応する位置に配置する構成が考えられる。この場合、
光センサを移動可能に構成することでルツボの受け渡し
の際にも光センサが邪魔にならずに済むので好ましい。
尚、言うまでもないが、本発明ではこの構成に限定され
るものではない。

【００４７】また、請求項５の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の大口径ルツボ反転装置において、前記
固定手段は、前記保持部材と保持機構との間に設けら
れ、前記保持部材が第２のルツボと接した時に、前記保
持部材が第１のルツボと第２のルツボとに掛ける荷重を
検知する荷重センサと、該荷重センサからの出力に基づ
いて、前記保持部材が予め定めた押え付け力で第２のル
ツボと接するように前記保持部材の高さ位置を制御する
制御手段とを更に備えているものとしている。

【００４８】即ち、本発明では、保持部材が第１のルツ
ボと第２のルツボとに掛ける荷重を荷重センサにより検
知し、得られた結果に基づいて保持機構による保持部材
の高さ位置を制御するものとしている。

【００４９】これにより、ルツボが保持手段により載置
台との間で保持された際に、保持力が弱すぎてルツボの
位置がずれてしまったり、逆に強すぎて応力がかかりル
ツボが割れてしまう等の問題の発生を防ぐことができ
る。

【００５０】また、請求項６の発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載の大口径ルツボ反転装置において、前記
第１のルツボは石英ルツボであり、前記第２のルツボは
黒鉛ルツボであるものとしている。

【００５１】即ち、本発明では、第１のルツボを多結晶
半導体原料を溶融するために適した材質である石英ルツ
ボとしている。また、第２のルツボを石英ルツボの保護
およびヒーティングに適した材質である黒鉛ルツボとし
ている。これにより、従来使われている材質をそのまま
利用できるという利点を有している。

【００５２】尚、以上述べた本発明の大口径ルツボ反転
装置に、すべての手段の作動を制御する制御手段を設
け、固定手段の昇降状態や、受け取る装置の保持部分の
とどく高さ位置等の必要な情報を予めこの制御手段に設
定しておけば、転回されたルツボの高さ位置をルツボを
受け取る装置の保持部材にとって常に適切な位置に制御
することができる。そのため、ルツボの高さ位置を作業
者が目測で制御する場合よりも正確に調整できる。従っ
て、迅速なルツボの受け渡しが可能であり、また装置を
安全性の高いものとすることも可能である。

【００５３】また、以上説明したすべての発明は、特に
手作業で反転させるのは非常に難しい大きなサイズのル
ツボ、具体的には、直径約１〜１．２ｍ、高さ０．６〜
０．８ｍ以上の大きさを有するルツボを反転させるのに
最も適している。

【００５４】更に、本発明を洗浄後のルツボの反転のた
めに用いれば、洗浄後に行われる原料装填工程やバルク
引上工程等の最も塵や埃に気を使う工程の前にルツボが
汚染されることが防げるので好ましい。

【００５５】

【実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１、図２
及び図３に示して詳細に説明するが、勿論、本発明はこ
の実施形態のみに限定されるものではない。

【００５６】図１は、本発明の大口径ルツボ反転装置を
簡単に示した概略説明図である。この図では、ルツボを
載置する載置台１上に第１のルツボである石英ルツボ１
４を内面を下方に伏せた状態にして配置した後、第２の
ルツボであるカーボンルツボ１５を石英ルツボ１４に被
せて配置している。そして、カーボンルツボ１５の外底
面の中央部には、目印部材として反射鏡２が設けられて
いる。

【００５７】この載置台１には、図２に示したような溝
１ａが設けられている。この溝１ａはテフロンリング１
ｂ、１ｃにより形成され、ルツボの開口端と同じサイズ
となっている。載置台１上の石英ルツボ１４はこの溝１
ａに嵌められるため、この溝１ａがストッパーの役割を
果たし、転回中にルツボが載置台１からずれるのを防止
している。また、石英ルツボ１４とカーボンルツボ１５
とがずれるのも防止している。

【００５８】また、この載置台１には、図１に示したよ
うな垂直なポール３が立てられており、このポール３に
はルツボ固定手段が設けられている。ここで、図３にこ
の実施形態のルツボの固定手段の上面図を示して簡単に
説明する。

【００５９】図３に示したように、この実施形態でのル
ツボの固定手段は、ポール３に設けられたウォーム（図
示せず）と噛合して昇降可能に構成された歯車装置４
（保持機構）と、歯車装置４にバー５を介して連結され
た保持部材である一対の曲面部材６ａ、６ｂとにより構
成されている。

【００６０】更に、バー５には、バー５に対して回動可
能に連結されたＬ字形バー７ａと、このＬ字形バー７ａ
により保持され、カーボンルツボ１５に設けられた反射
鏡２に光を照射して、反射された光によりカーボンルツ
ボ１５と曲面部材６ａ、６ｂとの相対位置を検知する距
離センサ７とが設けられている。尚、図示はしていない
が曲面部材６ａ、６ｂとカーボンルツボ１５との間に
は、衝撃吸収材である軟質プラスチツクシートが配置さ
れている。

【００６１】歯車装置４は、水平方向（矢印Ａ）に回動
可能に構成されると共に、垂直方向（図１の矢印Ｂ）に
移動可能に構成され、その作動状態は後述する制御装置
８により制御されている。

【００６２】また、図１にも示したように、バー５は、
歯車装置４と一体に設けられたモータ（図示せず）によ
り矢印Ｄ方向に伸縮可能に構成され、その作動状態は後
述する制御装置８により制御されている。

【００６３】更に、Ｌ字形バー７ａは、矢印Ｅ方向に倒
立可能に構成されており、Ｌ字形バー７ａが倒された時
にＬ字形バー７ａの一端部に取り付けられた距離センサ
７がカーボンルツボ１５の中心に配置される構成となっ
ている。そして、この距離センサ７の作動状態は後述す
る制御装置８により制御されている。

【００６４】制御装置８は、ルツボ（石英ルツボ１４と
カーボンルツボ１５）が載置台１に載置されると、Ｌ字
形バー７ａを倒してセンサ７をカーボンルツボ１５の外
底面と対面させる。センサ７は、カーボンルツボ１５の
外底面に対して光を照射し、カーボンルツボ１５の外底
面の中央に設けられた反射鏡２からの反射光を検知して
位置情報として制御装置８に出力する。

【００６５】制御装置８は、センサ７からの位置情報に
より曲面部材６ａ、６ｂとルツボとの配置関係を検出し
て歯車装置４の昇降状態や回動状態、バー５の伸縮状態
を制御して曲面部材６ａ、６ｂを図１の破線で示した位
置に移動させ、ルツボを載置台に対して最適な押え付け
力で固定している。尚、図１では説明のため、曲面部材
６ａ、６ｂとカーボンルツボ１５との間に隙間があるよ
うに図示しているが、実際には、曲面部材６ａ、６ｂは
カーボンルツボ１５に接して配置されている。

【００６６】また、載置台１は、転回手段を構成する回
転軸９ａに連結されており、この回転軸９ａは同じく転
回手段を構成する転回モータ９により矢印Ｃ方向に転回
可能に構成されている。更に、この転回モータ９は載置
台昇降手段を構成する載置昇降装置１０と一体に構成さ
れ、転回モータ９の回転速度および載置昇降装置１０の
位置は後述する制御装置１１により制御されている。

【００６７】さらに、基台１２に対して垂直に立てられ
たポール１３にはウォーム（図示せず）が形成されてお
り、このウォームに前述の載置昇降装置１０の歯車が噛
合して上下方向に昇降可能な構成となっている。載置昇
降装置１０の歯車は図示しないモータによりその回動速
度が決定されているが、このモータは制御装置１１によ
りその回転速度が制御され、急激な加速による衝撃がル
ツボに作用しないように起動時及び停止時には徐々に回
転速度が変化するようになっている。

【００６８】制御装置１１は、ＣＰＵとメモリとにより
構成されている。制御装置１１のメモリ内には高さ情報
が記憶されており、制御装置１１は載置台１をメモリ内
に記憶された高さ位置にすると、転回モータ９に始動信
号を送って載置台１を矢印Ｃ方向に転回させる。勿論、
この制御装置１１は、転回モータ９により載置台１の転
回が終了するとメモリ内に記憶された高さ位置に載置台
１を昇降させるような制御を行うものとしてもよい。

【００６９】ルツボが反転されると、制御装置８がセン
サ７を起こしてルツボの受け渡しの邪魔にならない位置
に配置すると共に、制御手段８が歯車装置４を始動させ
て二つの曲面部材６ａ、６ｂを降下させ、ルツボと載置
台１とを離反させる。

【００７０】ルツボの下方には、二つの曲面部材６ａ、
６ｂの間を通ってルツボの外底部に係合する係合部を備
えた台車（図示せず）が配されている。Ｌ字形バー７ａ
が起こされて反射鏡２が外されると、台車がルツボの真
下に入り込み、その係合部をルツボの外底面中央部と係
合させて、石英ルツボ１４とカーボンルツボ１５の両方
を保持する。

【００７１】ルツボが台車に保持されると、自動的に又
は手動により制御手段８が作動し、この制御手段８が歯
車装置４を始動させて二つの曲面部材６ａ、６ｂをルツ
ボの搬送に邪魔にならない位置まで降下させる。曲面部
材６ａ、６ｂの降下が完了したら、図示しない台車はル
ツボを係合した状態のまま、その係合部を曲面部材６ａ
と曲面部材６ｂとの間に沿ってルツボ反転装置から離れ
るように移動する。これにより、ルツボの受け渡し作業
が完了する。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明の大口径ルツボ反
転装置によれば、例えば、石英ルツボと黒鉛ルツボのよ
うに組み合わせて用いる二つのルツボを組み合わせたま
まで反転させることができる。加えて、反転後の二つの
ルツボの組み合わせ状態も常に良好とすることが可能で
ある。

【００７３】更に、本発明の大口径ルツボ反転装置を用
いれば、例えば、１６インチ結晶用の石英ルツボのよう
な、従来のルツボよりも大型で重いルツボを汚染の恐れ
なく簡単に反転させることが可能である。勿論、ルツボ
の反転のためのハンドリング操作の時にルツボに衝撃が
かかる恐れがなく、安全に反転させることができる。

【００７４】また、本発明の大口径ルツボ反転装置を用
いれば、石英ルツボ（第１のルツボ）の洗浄後に、石英
ルツボの開口部を上にして黒鉛ルツボ（第２のルツボ）
に嵌め込む作業が不要となるので、石英ルツボ（第１の
ルツボ）を黒鉛ルツボ（第２のルツボ）に嵌め込む際に
石英ルツボ（第１のルツボ）の開口部近辺を保持するこ
ともなくなり、石英ルツボ（第１のルツボ）がハンドリ
ング操作時に汚染される恐れがなく、石英ルツボ（第１
のルツボ）のコンディションを常に良好に保つことがで
きる。

【００７５】さらに、大口径ルツボ反転装置の作動状態
を自動で行うことによって、作業効率および安全性も向
上するという好ましい効果も達成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例に係る大口径ルツボ
反転装置を示す説明図である。

【図２】本発明の実施の形態の一例に係る載置台の上面
図である。

【図３】本発明の実施の形態の一例に係る保持部材の上
面図である。

【符号の説明】

１：載置台１ａ：溝１ｂ、１ｃ：テフロンリング２：反射鏡３、１３：ポール４：歯車装置５：バー６ａ、６ｂ：曲面部材７：センサ７ａ：Ｌ字形バー８、１１：制御装置９：転回モータ９ａ：回転軸１０：載置昇降装置１２：基台１４：石英ルツボ１５：カーボンルツボ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/208 Ｈ０１Ｌ 21/208 Ｐ (72)発明者蔵本誠群馬県安中市中野谷555番地の１株式会社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者町田倫久群馬県安中市中野谷555番地の１株式会社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者白石裕群馬県安中市中野谷555番地の１株式会社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者高野清隆群馬県安中市中野谷555番地の１株式会社スーパーシリコン研究所内 (72)発明者飯田哲広群馬県安中市中野谷555番地の１株式会社スーパーシリコン研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面を下方に伏せた状態で配された第１
のルツボの上に第２のルツボを内面を下方に伏せた状態
で重ねて載置するための載置台と、該載置台上の第２のルツボの外底面の中央部を除く部分
と接して第１のルツボと第２のルツボとを載置台に固定
する固定手段と、前記固定手段により前記載置台上に固定される前記第１
と第２のルツボを前記載置台ごと転回させる転回手段
と、該転回手段ごと前記載置台を昇降させる載置台昇降手段
とを備え、前記固定手段は、第２のルツボの外底面の中央部を除く
部分に接して前記載置台との間で第１のルツボと第２の
ルツボとを挟持する保持部材と、該保持部材を載置台に
載置される第２のルツボの外面に対して相対移動させる
保持機構とを有していることを特徴とする半導体単結晶
製造に用いる大口径ルツボ反転装置。
【請求項２】前記固定手段は、第２のルツボの外面か
ら離反させる方向に前記保持部材を転回させる転回機構
を有していることを特徴とする請求項１に記載の大口径
ルツボ反転装置。
【請求項３】前記固定手段は、第２のルツボの外面か
ら離反させる方向に前記保持部材を平行移動させる平行
移動機構を有していることを特徴とする請求項１に記載
の大口径ルツボ反転装置。
【請求項４】前記保持部材の相対移動時に第２のルツ
ボ外面に設けられる取り外し可能な目印部材と、該目印部材を検知してその位置情報を出力する検知手段
と、前記検知手段からの出力に基づいて前記固定手段を制御
し、前記保持部材を第２のルツボの外面の予め定めた位
置に定位させる制御手段と、を更に備えていることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の大口径ルツボ
反転装置。
【請求項５】前記固定手段は、前記保持部材と保持機構との間に設けられ、前記保持部
材が第２のルツボと接した時に、前記保持部材が第１の
ルツボと第２のルツボとに掛ける荷重を検知する荷重セ
ンサと、該荷重センサからの出力に基づいて、前記保持部材が予
め定めた押え付け力で第２のルツボと接するように前記
保持部材の高さ位置を制御する制御手段とを更に備えて
いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
大口径ルツボ反転装置。
【請求項６】前記第１のルツボは石英ルツボであり、前
記第２のルツボは黒鉛ルツボであることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の大口径ルツボ反転装置。