JPH11322493A - ルツボ組立体またはホットゾーン部材の装着装置および交換装置並びにルツボ組立体交換装置の駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 引上装置に対するルツボ組立体の装着または
撤去を容易且つ円滑に行えるようにすること。 【解決手段】 上下移動機構１２によって昇降されるベ
ース部材１３に、多関節アーム１４を介して水平方向に
移動できるようにホルダ部材１５が取り付けられる。こ
のホルダ部材１５にはルツボ組立体１の下底部を担持す
る３つのブロック部材３３が回動機構３７によって連動
して回動可能となるよう構成されている。前記ホルダ部
材１５は、上下移動機構１２と多関節アーム１４とで、
３次元方向に移動することができ、またホルダ部材１５
に装着されたブロック部材３３は回動機構３７によって
ルツボ組立体１を担持または解放するように作用する。
したがって、ルツボ組立体を例えば搬送台車から引上装
置へ、また引上装置から撤去して搬送台車に対して容易
且つ円滑に移送することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ルツボ受皿上にカ
ーボンルツボおよび石英ガラスルツボを順に組み立て、
かつ石英ガラスルツボ内にポリシリコンを充填したルツ
ボ組立体を、例えばシリコンインゴットの引上装置に装
着する装着装置、または引上装置に用いられるホットゾ
ーン部材を引上装置のチャンバに装着する装着装置、お
よびこの装着装置を用いたルツボ組立体の交換装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のルツボ組立体を引上装置
へ搬送するには、引上装置の下底部に装着されたシャフ
トを上昇させて、作業者が引上装置のチャンバ上に身を
乗り出してシャフトの上端部にルツボ受皿を載せると共
に、このルツボ受皿上にカーボンルツボおよび石英ガラ
スルツボを順に組み立てた後、石英ガラスルツボ内にポ
リ（多結晶）シリコンを充填してルツボ組立体とし、前
記シャフトを下降させてルツボ組立体をチャンバ内に装
着する方法がとられている。

【０００３】このように、従来のルツボ組立体の引上装
置への装着方法においては、作業者が引上装置のチャン
バ上へ身を乗り出して作業するために危険性を伴い、ま
たシリコン単結晶インゴットの大口径化に伴ってルツボ
類が大型化、大重量化しているために、装着作業が重労
働になるという問題を抱えている。また、装着作業時に
作業者に付着している塵埃等がルツボ内に入り、シリコ
ン単結晶インゴットの歩留まりや品質に悪影響を与える
という不具合もあった。

【０００４】そこで、引上装置のチャンバ上においてル
ツボ組立体を順に組み上げる作業を避けて、例えば搬送
台車上においてルツボ組立体を組み上げるようにし、手
押し搬送が可能なリフタを用いて搬送台車から引上装置
の設置場所にルツボ組立体を装着するようにしたルツボ
組立体の装着装置が提案されている。（例えば特開平７
−２０６５８０号公報）このリフタにおいては、水平方
向に配置された昇降アームにスティック装着アームが垂
下するように取り付けられ、このスティック装着アーム
にスティックを挿入してルツボ受皿を下方から担持させ
るように成されている。そして、ルツボ組立体を吊持さ
せた状態でリフタを引上装置の設置場所までに移動し、
リフタを位置決めした状態で昇降アームを降下し、ステ
ィック装着アームに挿入された前記スティックを引き抜
くことで、ルツボ組立体を引上装置の設置場所に設置す
ることができるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したル
ツボ組立体の装着装置、すなわちリフタの構成によると
ルツボ組立体を吊持させた状態で、リフタを手動で移動
させる必要があり、リフタの移動に際して床面に僅かな
段差があっても、リフタとルツボ組立体との総重量が嵩
むため、搬送が容易ではなく、また危険性を伴うことと
なり、作業現場の床面の平坦性に厳しい条件が強いられ
ることとなる。また、近来ルツボの径も大型化し、ポリ
シリコンの充填量も増大されつつあり、これに伴いさら
にその総重量が増大して益々前記した問題が生起される
状況にある。

【０００６】さらに、前記したリフタにおいては、ステ
ィック装着アームにスティックを挿入することで、ルツ
ボ受皿をその下底面から担持する構成となされ、ルツボ
組立体を引上装置の設置場所に位置させた状態でスティ
ックをスティック装着アームからルツボの外周方向に向
かって引き抜くという人為的な作業を余儀なくされる。
しかしながら引上装置のチャンバの径や高さが引上装置
の機種により異なるため、前記スティックの引き抜き作
業が困難な場合も発生し、前記リフタの構造上の改善も
求められている。また、シリコン単結晶インゴットの歩
留まりや品質を配慮すると、ルツボ組立体を引上装置に
装着するに際し、または引上装置から撤去するに際して
も、できる限り人為的な作業を軽減させることが好まし
い。またきわめて高温な環境における人為的な作業を避
けるためにも前記した配慮は重要である。

【０００７】本発明は、前記したような技術的課題に基
づいてなされたものであり、ルツボ組立体または引上装
置のチャンバに装着されるホットゾーン部材を自在に引
上装置に装着することができる装着装置を提供すること
を目的とするものである。また前記装着装置を用いて、
人為的な作業をなしに、または軽減させつつルツボ組立
体またはホットゾーン部材を交換することができる交換
装置を提供することを目的とするものである。さらに前
記交換装置を用いて、引上装置に対するルツボ組立体の
搬送または撤去を自動的に制御するルツボ組立体交換装
置の制御方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ためになされた本発明にかかるルツボ組立体の装着装置
は、アクチェータの動力によってベース部材を昇降駆動
させる上下移動機構と、前記ベース部材に対して多関節
アームを介して水平方向に移動できるように取り付けら
れたホルダ部材と、前記ホルダ部材に対してそれぞれ垂
直方向に垂下されると共に、ルツボ組立体を上方から囲
むように配置され、且つそれぞれの下端部にルツボ受皿
の下底部を支持するブロック部材を備えた複数の垂直ア
ームと、前記各垂直アームの下端部に具備された各ブロ
ック部材を、ルツボ組立体の中心軸方向、またはルツボ
組立体の外周の接線方向に回転駆動させるブロック部材
回動機構とにより構成される。

【０００９】この場合、前記多関節アームは、好ましく
は前記ベース部材に対して第１支持軸によって水平方向
に回動可能に取り付けられた水平回動アームと、前記水
平回動アームの自由端側に前記ホルダ部材をさらに水平
方向に回動可能に取り付けた第２支持軸とによって構成
される。また、前記ブロック部材回動機構は、好ましく
は各垂直アームに回動可能に配置されたシャフトが具備
されると共に、各シャフトの下端部に前記ブロック部材
が取り付けられ、且つ各シャフトが連動して回動できる
ように構成される。

【００１０】さらに、前記多関節アームを構成する水平
回動アームの一方向への回動角度を規制する第１ストッ
パと、水平回動アームに対するホルダ部材のさらに一方
向への回動角度を規制する第２ストッパと、前記多関節
アームを構成する水平回動アームの他方向への回動角度
を規制する第３ストッパと、水平回動アームに対するホ
ルダ部材のさらに他方向への回動角度を規制する第４ス
トッパとが具備され、前記第１および第２ストッパとに
より、ルツボ組立体の装着位置を確定し、また前記第３
および第４ストッパとにより、前記ホルダ部材に対する
ルツボ組立体の吊持位置を確定するように構成すること
が望ましい。

【００１１】以上のように構成されたルツボ組立体の装
着装置によると、ベース部材に対して多関節アームを介
して移動できるように取り付けられたホルダ部材は、多
関節アームの機能により、ルツボ組立体を載置した例え
ば搬送台車と、引上装置との間を水平方向に移動するこ
とができる。一方、前記ベース部材は上下移動機構の作
用により昇降駆動され、またホルダ部材に配置された各
ブロック部材は、その回動機構によってルツボ組立体の
受皿を担持または解放するように作用するので、これら
の各作用の組み合わせにより、ルツボ組立体を搬送台車
から引上装置へ装着し、また引上装置から撤去して搬送
台車に容易に移すことができる。

【００１２】また、本発明にかかるホットゾーン部材の
装着装置は、アクチェータの動力によってベース部材を
昇降駆動させる上下移動機構と、前記ベース部材に対し
て多関節アームを介して水平方向に移動できるように取
り付けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に対してそ
れぞれ垂直方向に垂下されると共に、ルツボ組立体を上
方から囲むように配置された複数の垂直アームと、前記
各垂直アームに一端が取り付けられ、他端に引上装置に
用いられるホットゾーン部材を結合する吊下げ部材とが
具備され、前記ホルダ部材が多関節アームを介して引上
装置の直上に位置できるように構成される。

【００１３】この場合、前記各垂直アームのそれぞれに
は、水平方向に取り付けられたシャフトと、このシャフ
トに軸方向に摺動可能となるように配置されたリング部
材とがさらに具備され、前記各リング部材に前記吊下げ
部材の一端が取り付けられるように構成することが好ま
しい。

【００１４】以上のように構成されたホットゾーン部材
の装着装置によると、引上装置に用いられるホットゾー
ン部材を吊下げ部材、例えばワイヤケーブルによって結
合し、前記ベース部材を昇降駆動させると共に、多関節
アームにより水平移動させることができるので、ホット
ゾーン部材を例えば搬送台車から引上装置へ装着し、ま
た引上装置から撤去して搬送台車に移すことが容易とな
る。そして、このホットゾーン部材の装着装置の構成
は、前記したルツボ組立体の装着装置の主要構成をその
まま利用することができるため、例えば各引上装置毎に
専用の装着装置が配置された設備においては、有効に利
用することが可能となる。

【００１５】また、本発明にかかるルツボ組立体交換装
置は、予め定められた位置に設置された引上装置の近傍
に移動して前記引上装置に対してルツボ組立体を装着ま
たは撤去することができるルツボ組立体交換装置であっ
て、前記引上装置の近傍に誘導される搬送車と、前記搬
送車上に配置され、アクチェータの動力によってベース
部材を垂直駆動させる上下移動機構と、前記ベース部材
に対して多関節アームを介して水平方向に移動できるよ
うに取り付けられたホルダ部材と、前記ホルダ部材に対
してそれぞれ垂直方向に垂下されると共に、ルツボ組立
体を上方から囲むように配置され、且つそれぞれの下端
部にルツボ受皿の下底部を支持するブロック部材を備え
た複数の垂直アームと、前記各垂直アームの下端部に具
備された各ブロック部材を、ルツボ組立体の中心軸方
向、またはルツボ組立体の外周の接線方向に回転駆動さ
せるブロック部材回動機構とにより構成される。

【００１６】この場合、好ましくは前記ベース部材に対
してホルダ部材を水平方向に駆動するためのアクチェー
タと、前記ブロック部材回動機構に作用して前記ブロッ
ク部材をルツボ組立体の中心軸方向、またはルツボ組立
体の外周の接線方向に回転駆動させるアクチェータとを
さらに具備することが望ましい。また前記搬送車には、
好ましくは各ブロック部材によって支持され、上下移動
機構の下降動作により搬送車上にルツボ組立体を一時的
に載置できる固定ブロックが配置される。

【００１７】以上のように構成されたルツボ組立体交換
装置によると、引上装置の近傍に誘導される搬送車上に
配置され、ルツボ組立体を担持するホルダ部材は、上下
移動機構と、多関節アームとによって上下方向および水
平方向に移動できるように構成される。そして、搬送車
上にルツボ組立体を一時的に載置できる構成を採用する
ことにより、ルツボ組立体を搬送車上で安定して搬送さ
せることもできる。この構成によると、できる限り人為
的な作業を軽減させることが可能となり、シリコン単結
晶インゴットの歩留まりや品質を向上されることに寄与
できる。さらに搬送車を誘導させるシステムに利用する
ことで、高温現場での人為的な作業を殆ど無くすことも
可能となり、ルツボ組立体の搬送および撤去の稼働率も
向上させることが可能となる。

【００１８】さらに、本発明にかかるルツボ組立体交換
装置の駆動制御方法は、交換装置を構成する搬送車に、
複数の引上装置の設置箇所に対応した搬送車の停止位置
を示すマーク、前記各引上装置に対してルツボ組立体を
供給するためのルツボ組立体保管場所ステージに対応し
た搬送車の停止位置を示すマーク、および前記各引上装
置から撤去したルツボ組立体を載置するルツボ組立体廃
棄場所ステージに対応した搬送車の停止位置を示すマー
クをそれぞれ読み取るセンサが配置され、前記搬送車の
誘導停止位置を前記各マークの配置位置を基準として制
御される。

【００１９】この場合、前記交換装置を構成する搬送車
には、搬送車が誘導され少なくとも引上装置の設置箇所
に対応した搬送車の停止位置を示すマークを読み取るセ
ンサが配置され、前記搬送車がマークの配置位置で停止
した状態において、マークとセンサとの相対的ずれ量を
前記多関節アームの水平方向の駆動により吸収するよう
に制御される。

【００２０】以上のように制御されるルツボ組立体交換
装置の駆動制御方法によると、複数の引上装置の設置箇
所に対して、例えば１台のルツボ組立体交換装置を誘導
走行させることが可能となり、設備全体のコストを低減
することが可能となり、また生産性を向上させることも
可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるルツボ組立
体の装着装置について、図１乃至図４に示す実施の形態
に基づいて説明する。先ず、図１はルツボ組立体の装着
装置を右上方より見た状態で示し、また図２はルツボ組
立体を保持してなる装着装置を左上方より見た状態で示
している。ルツボ組立体１は、図２に示すように一般に
カーボン受皿２上にカーボンルツボ３を搭載し、カーボ
ンルツボ３内に石英ガラスルツボ４を挿入することで組
み立てられ、かつ石英ガラスルツボ４内にポリシリコン
５を充填して構成される。このルツボ組立体１の装着装
置は、図１および図２に示すように垂直に立つ柱体１１
に、上下移動機構１２によって昇降可能に取り付けられ
たベース部材１３が具備され、このベース部材１３に、
多関節アーム１４を介して前記ルツボ組立体１を保持す
るホルダ部材１５が取り付けられている。

【００２２】前記上下移動機構１２は、垂直に立つ柱体
１１に設置された平行な２本のリニアガイド１６によ
り、ベース部材１３が柱体１１に沿って昇降可能となる
ように構成されており、アクチェータとしてのモータ１
７による回転動力がカップリング１８を介してベース部
材１３に連結されたボールねじ１９を回転させることに
より上下移動動作を実現させている。上下移動機構１２
は、ホルダ部材１５の一部に取り付けられたスイッチレ
バ−２０を操作することにより、前記モータ１７が正転
および逆転駆動され、リニアガイド１６の垂直方向の３
カ所に設置されたセンサー２１により、３カ所の定位置
に停止できるように構成されている。前記ベース部材１
３に対して水平方向に移動可能となるようにホルダ部材
１５を保持する多関節アーム１４は、ベース部材１３に
対して第１支持軸２３によって水平方向に回動可能に取
り付けられた水平回動アーム２４と、この水平回動アー
ム２４の自由端側に前記ホルダ部材１５をさらに水平回
動可能に取り付けた第２支持軸２５によって構成されて
いる。この構成により、ルツボ組立体１を保持するホル
ダ部材１５を水平面内で移動させることができる。

【００２３】図３は内部状態を簡略して表したルツボ組
立体１を保持するホルダ部材１５の構成を示している。
このホルダ部材１５には、ルツボ組立体１をその外周か
ら均等に囲う状態で垂下された３本の垂直アーム３１が
配置されており、これら各垂直アーム３１内には、それ
ぞれシャフト３２が回動可能となるように配置されい
る。これらシャフト３２の下端部は露出され、この下端
部にはそれぞれ角柱状のブロック部材３３が傾斜状態に
取り付けられている。すなわち図２に示すように、ルツ
ボ組立体１を担持した場合において、各ブロック部材３
３がルツボ組立体１の中心方向に向かって低くなるよう
に各シャフト３２に取り付いている。

【００２４】また、各ブロック部材３３のルツボ組立体
１との接触部には、ルツボ組立体１の金属汚染を防止す
るために高純度ＳｉＣ製の角棒３４が埋め込まれてい
る。この好ましい材質はシリコン含浸ＳｉＣもしくはこ
の表面にＣＶＤ・ＳｉＣコートしたものである。ホルダ
部材１５の上部には操作レバー３５が配置されており、
この操作レバー３５を９０度の範囲で回転させることに
より、ホルダ部材１５の内部に配置された各ワイヤ３６
の連動により、３本のブロック部材が同時に回動される
ブロック部材回動機構３７を構成している。すなわち、
前記操作レバー３５の操作により、各ブロック部材３３
を、ルツボ組立体１の中心軸方向、またはルツボ組立体
の外周の接線方向に回転駆動できるように構成されてい
る。

【００２５】図４は、本装置を引上装置４１に設置した
状態を示し、図４（ａ）は平面図で、また図４（ｂ）は
正面図で示している。本装置は、引上装置４１に配置さ
れた架台４２上において、ホルダ部材１５で保持したル
ツボ組立体１の中心が、引上装置４１に配置されたシャ
フト４３の中心に一致できるような位置へ設置されると
共に、多関節アーム１４を旋回した時にホルダ部材１５
で保持したルツボ組立体１の中心が、引上装置４１の外
部に位置決めされたルツボ組立体搬送台車４４に配置さ
れたシャフト４５の中心と一致する位置に設置されてい
る。そして、前記ルツボ組立体１には、引上装置４１に
配置されたシャフト４３、およびルツボ組立体搬送台車
４４に配置されたシャフト４５に嵌合されるために、各
シャフトの外形にほぼ一致するざぐり穴１ａがルツボ組
立体１の下底部に形成されている。

【００２６】また、ルツボ組立体１を引上装置４１に装
着する場合には、ホルダ部材１５が位置決めされる必要
がある。このために図２に示すように多関節アーム１４
を構成する水平回動アーム２４の一方向への回動角度を
規制する第１ストッパＳ１と、水平回動アーム２４に対
するホルダ部材１５のさらに一方向への回動角度を規制
する第２ストッパＳ２が配置されている。すなわち、前
記ストッパＳ１が水平回動アーム２４に、またストッパ
Ｓ２がホルダ部材１５に当接した状態で、ホルダ部材１
５に担持されたルツボ組立体１が引上装置４１の直上に
位置できるように構成されている。

【００２７】また、ルツボ組立体１を引上装置４１か
ら、位置決めされたルツボ組立体搬送台車４４に移動さ
せる場合にも、ホルダ部材が位置決めされることが望ま
しい。このために図１に示すように多関節アーム１４を
構成する水平回動アーム２４の他方向への回動角度を規
制する第３ストッパＳ３と、水平回動アーム２４に対す
るホルダ部材１５のさらに他方向への回動角度を規制す
る第４ストッパＳ４が配置されている。すなわち、前記
ストッパＳ３が水平回動アーム２４に、またストッパＳ
４がホルダ部材１５に当接した状態で、ホルダ部材１５
に担持されたルツボ組立体１が、位置決めされたルツボ
組立体搬送台車４４の直上に位置できるように構成され
ている。

【００２８】また、前記したリニアガイド１６の垂直方
向の３カ所に設置された各センサー２１の位置は、図４
（ｂ）に示したように、ホルダ部材１５が他の機器と干
渉なく水平移動できる第１の高さと、引上装置４１のシ
ャフト４３上にルツボ組立体１を載せて前記ブロック部
材３３からルツボ組立体１が離脱できる第２の高さと、
ルツボ組立体搬送台車４４にルツボ組立体１を載せてブ
ロック部材３３からルツボ組立体１が離脱できる第３の
高さに定めてある。

【００２９】次に、ルツボ組立体１の一連の装着作業に
ついて、主に図４に基づいて説明する。ルツボ組立体１
は極めてパーティクルの少ない環境（クリーンルーム）
において、ルツボ組立体搬送台車４４上で組み立てられ
る。ルツボ組立体１を積載したルツボ組立体搬送台車４
４は、引上装置設置場所に配置された本装置によって、
ルツボ組立体１を移載できる定位置ヘ移動させられる。
そして、上下移動機構１２により他の機器との干渉なく
ホルダ部材１５が水平移動できる第１の高さに設定す
る。これは前記した３つのセンサーのうち、上部に配置
されセンサー２１の働きにより当該高さに設定すること
ができる。続いてホルダ部材１５をルツボ組立体搬送台
車４４に積載されたルツボ組立体１の直上へ移動させ
る。これは、ホルダ部材１５を搬送台車４４側に水平移
動できる点まで移動させることで、前記した第３ストッ
パーＳ３および第４ストッパーＳ４の作用により、ホル
ダ部材１５の位置が搬送台車４４に載置されたルツボ組
立体１の直上にほぼ一致するようになされる。

【００３０】この状態で、レバー３５を操作して各ブロ
ック部材３３がルツボ組立体１の外周の接線方向に向く
よう設定し、前記上下移動機構１２により、ホルダ部材
１５を下降せしめ、ブロック部材３３がルツボ組立体１
の下部を支えることのできる高さに設定する。これも前
記した３つのセンサー２１のうち下部に配置されたセン
サーの働きにより当該高さに設定することができる。こ
こで、前記レバー３５を回転させてブロック部材３３が
ルツボ組立体１の中心方向を向くようにする。この状態
でホルダ部材１５を上昇させることで、ルツボ組立体１
をブロック部材３３が受けて、ルツボ組立体搬送台車４
４より離脱させることができる。続いてホルダ部材１５
を他の機器と干渉なく水平移動動できる前記第１の高さ
まで上昇させた後、ホルダ部材１５を引上装置４１の直
上に水平移動させる。これも、ホルダ部材１５を引上装
置４１に水平移動できる点まで移動させることで、前記
した第１ストッパーＳ１および第２ストッパーＳ２の作
用により、ホルダ部材１５の位置が引上装置４１の直上
にほぼ一致するようになされる。

【００３１】続いて、ホルダ部材１５を下降させること
で、ルツボ組立体１の下部に設けられたざくり穴１ａに
シャフト４３が嵌合し、ブロック部材３３からルツボ組
立体１が離れる第２の高さに設定される。これも前記し
た３つのセンサー２１のうち中部に配置されたセンサー
の働きにより当該高さに設定することができる。この状
態で、再びレバー３５を操作してブロック部材３３をル
ツボ組立体１の外周の接線方向へ向けると共に、ホルダ
部材１５を上昇させて引上作業に影響のない第１の高さ
へ移動させることで、ルツボ組立体１の装着作業が完了
する。なお、ルツボ組立体１を引上装置４１から撤去す
る場合には、前記した装着作業と逆の手順を実行するこ
とで可能となる。

【００３２】以上は、１つの引上装置に対してルツボ組
立体の装着装置を設置し、ルツボ組立体の装着並びに撤
去を行うようにした実施の形態について説明したが、こ
の装着装置は、ルツボ組立体の引上装置に対する装着並
びに撤去作業に用いられるだけでなく、補助具を併用す
ることで、引上装置を構成する保温筒などのいわゆるホ
ットゾーン部材の装着装置または撤去装置として利用す
ることもできる。図５は、その実施の形態を示したもの
であり、図１乃至図４に示した装着装置と同一部分は同
一符号で示しており、したがって、その詳細な説明は適
宜省略する。

【００３３】図５に示すように、ホルダ部材１５より垂
下された３本のシャフト３２における各下端部に配置さ
れたブロック保持体３３ａには、それぞれ水平方向にシ
ャフト５１が取り付けられるように構成されている。こ
の各水平シャフト５１には、それぞれ軸方向に摺動可能
となるようにリング部材５２が配置されている。そして
各リング部材５２には吊下げ部材としてのワイヤケーブ
ル５３の一端が結合され、またこれら各ワイヤケーブル
５３の他端には引上装置４１を構成するホットゾーン部
材としての保温筒５５の一部に係合されるフック５４が
取り付けられている。

【００３４】したがって、図５に示すように保温筒５５
の例えば底部周縁に前記フック５４を係合し、上下移動
機構１２を駆動させることにより、引上装置４１内に保
温筒５５を装着または引き出すことができる。そして、
多関節アーム１４の水平移動機能を利用することによ
り、搬送台車から引上装置４１への保温筒５５の装着、
および引上装置４１から搬送台車側への保温筒５５の撤
去作業を実行することができる。なお、吊下げ部材とし
てのワイヤケーブル５３の一端を結合した前記リング部
材５２は、保温筒５５またはその他のホットゾーン部材
の径に応じて水平シャフト５１を摺動し、ホルダ部材１
５によって無理なくバランスを保ちつつ吊持されるよう
に作用する。

【００３５】次に図６乃至図１２は、ルツボ組立体の交
換装置、並びにルツボ組立体交換装置の駆動制御方法を
説明するものである。このうち図６および図７は、ルツ
ボ組立体交換装置の実施の形態を示しており、その主要
部分の構成は図１乃至図４で示したルツボ組立体の装着
装置とほぼ同一である。したがって前記したルツボ組立
体の装着装置の構成に相当する部分は同一符号で示して
おり、その詳細な説明は適宜省略する。図６および図７
に示すようにルツボ組立体の交換装置は、車輪６２が具
備された搬送車６１上に、図１乃至図４で示したルツボ
組立体の装着装置と同様の機能が搭載されている。そし
て搬送車６１は、予め定められた位置に設置された引上
装置の近傍に誘導されて移動できるように構成されてい
る。

【００３６】リニアガイド１６により柱体１１に沿って
昇降可能となるように構成されたベース部材１３には、
アクチェータとしてのサーボモータ６３が具備されてお
り、このサーボモータ６３の駆動力により、多関節アー
ム１４を構成する水平アーム２４を水平方向に回動でき
るようになされている。また、水平アーム２４の自由端
側にはジョイント部材６４が配置されており、このジョ
イント部材６４を介してホルダ部材１５が水平アーム２
４に対して取り付けられている。前記ジョイント部材６
４には水平アーム２４の自由端側とジョイント部材６４
との間、およびジョイント部材６４とホルダ部材１５と
の間の回転角度が等角度となるように連動させる歯付き
ベルト６５が取り付けられており、ジョイント部材６４
に配置されたサーボモータ６６の駆動力によって、水平
アーム２４とホルダ部材１５との角度が制御できるよう
に構成されている。したがって、前記２つのモータ６３
および６６の駆動により、ホルダ部材１５は２次元方向
（水平方向）に駆動され、これにベース部材１３の昇降
動作が加わってホルダ部材１５は３次元方向に駆動でき
るように構成されている。

【００３７】一方、前記ホルダ部材１５の一部にもアク
チェータとしてのモータ６７が配置されており、このモ
ータ６７はホルダ部材１５に一体に取り付けられた垂直
アーム３１内のシャフト３２を回転駆動するように構成
されている。３つの垂直アーム３１のそれぞれに内装さ
れた各シャフト３２は、互いにかけ渡されたワイヤ３６
によってブロック部材回動機構３７を構成しており、こ
れにより、３本のブロック部材３３が同期してルツボ組
立体の中心軸方向、またはルツボ組立体の外周の接線方
向に回転駆動されるように構成されている。

【００３８】また、搬送車６１には水平ステージ６８が
形成されており、この水平ステージ６８には、ホルダ部
材１５によって担持されたルツボ組立体１を下降させる
ことによって搬送車上にルツボ組立体を一時的に載置で
きる３つの固定ブロック６９が放射状に配置されてい
る。さらに、図７に示すように搬送車６１の下底部に
は、位置検出センサ７０が配置されており、この検出セ
ンサ７０により搬送車６１が誘導走行できるように構成
されている。

【００３９】図８乃至図１２は、図６および図７に示し
たルツボ組立体交換装置を用いた駆動制御方法の例を説
明するものである。そのうち図８は、ルツボ組立体交換
装置の搬送レイアウトの例を示すものである。図８に示
すように、複数台（図８においては１０台）の引上装置
４１が併設されており、また使用前ルツボ組立体保管場
所７１と使用後ルツボ組立体廃棄場所７４とが設定され
ている。ルツボ組立体交換装置を構成する搬送車６１
は、後述するシステム制御装置８３の指示により、走行
軌跡７７上を走行することができる。この場合、走行軌
跡７７の床内面に、例えば信号線（図示せず）を配置
し、信号線に沿って搬送車６１が誘導走行できるよう
に、またはその他の手段によって誘導走行できるように
なされている。

【００４０】また、複数台の引上装置４１の設置箇所に
対応した搬送車６１の停止位置を示すマーク７８、各引
上装置に対してルツボ組立体を供給するためのルツボ組
立体保管場所７１のステージ７２に対応した搬送車６１
の停止位置を示すマーク７３、および前記各引上装置か
ら撤去したルツボ組立体を載置するルツボ組立体廃棄場
所ステージ７５に対応した搬送車６１の停止位置を示す
マーク７６が、それぞれ床面に配置されている。

【００４１】前記ルツボ組立体保管場所ステージ７２の
例を図９に示しており、図９（ａ）はルツボ組立体１を
ステージ７２上に載置した状態を、また図９（ｂ）はル
ツボ組立体１が載置されていない状態を示している。こ
のステージ７２上には、ルツボ組立体１を安定に載置す
ることができる３つの固定ブロック８１が放射状に配列
されている。また図には示されていないが、ルツボ組立
体の有無を検出するセンサーも配置されている。さらに
ステージ７２の脇には、後述するシステム制御装置８３
ヘセット完了と搬送先引上装置４１を入力するための制
御装置８４が配置されている。一方、ルツボ組立体廃棄
場所ステージ７５も図９に示した保管場所ステージ７２
と同様に構成されており、後述するシステム制御装置８
３に対してルツボ組立体１の受け取り可能を通知する制
御装置８５が配置されている。

【００４２】図１０は本発明にかかるルツボ組立体交換
装置の駆動制御を実行する制御装置の構成を示してい
る。図８に示した各引上装置４１には、ルツボ組立の取
り出し要求と装着要求をシステム制御装置８３へ伝達す
るための操作ボタン（図示せず）があり、取り出し要求
と装着要求ができる状態の監視は、引上装置４１の制御
装置８６で行なわれるように構成されている。またシス
テム制御装置８３は、ルツボ組立体保管場所ステージ７
２に配置された前記制御装置８４、およびルツボ組立体
廃棄場所ステージ７５に配置された前記制御装置８５と
の間でも交信が行われるように構成されている。さらに
システム制御装置８３は、搬送車６１に配置され、後述
するように各引上装置に搬送車６１が停止したときの多
関節アーム１４の停止位置を記憶する制御装置８７との
間でも交信が行われるように構成されている。

【００４３】次に、ルツボ組立体１を引上装置４１に対
して装着する場合の搬送手順について説明する。図８に
おける引上装置４１において、ルツボ組立体１を装着で
きる状態になった時、装着要求ボタン（図示せず）を操
作すると、当該引上装置４１の機械的な装着可能状態の
確認は前記センサーによりチェックされる。一方、搬送
されるルツボ組立体１は、保管場所７１のステージ７２
上にセットされ、システム制御装置８３にセット完了と
搬送先引上装置の登録を行う。システム制御装置８３
は、引上装置４１からの装着要求と保管場所７１のセッ
ト完了信号があった場合、要求のあった引上装置と保管
場所ステージ７２にセットされたルツボ組立体１の搬送
先引上装置が一致したとき、搬送車６１に搬送指示を行
う。これにより搬送車６１は、保管場所ステージ７２よ
りルツボ組立体１を受け取り、引上装置まで搬送して装
着を行う。

【００４４】また、ルツボ組立体１を引上装置４１から
撤去して搬送する手順については次のとおりである。引
上装置４１においてルツボ組立体１を取り出しできる状
態になった時、取り出し要求ボタン（図示せず）を操作
すると、この取り出し要求がシステム制御装置８３へ通
知される。取り出し要求ボタンを操作した時に、引上装
置４１の機械的な取り出し可能状態の確認は、前記セン
サによりチェックされる。一方、ルツボ組立体１を受け
取る廃棄場所７４のステージ７５では、システム制御装
置８３に受け取り可能の通知を行う。システム制御装置
８３は、引上装置４１からの取り出し要求と廃棄場所７
４の受け取り可能信号があった場合、搬送車６１に搬送
指示を行う。これにより搬送車６１は、引上装置４１か
らルツボ組立体１を取り出して廃棄場所ステージ７５ま
で搬送する。

【００４５】前記した一連の搬送作用における搬送車６
１の動作は次のようになされる。なお、搬送車６１が保
管場所７１のステージ７２から、ルツボ組立体１を取り
出す場合の動作と、各引上装置４１からツボ組立体１を
撤去する場合の動作はほぼ同一である。また、搬送車６
１が各引上装置４１に対してルツボ組立体１を装着する
場合の動作と、廃棄場所７４のステージ７５に対してル
ツボ組立体１を載置する場合の動作はほぼ同一である。
したがって、以下においては引上装置４１に対してルツ
ボ組立体１を装着する場合の動作、および引上装置４１
からツボ組立体１を撤去する場合の動作について説明す
る。

【００４６】先ず、引上装置４１に対してルツボ組立体
１を装着する場合においては、搬送車６１は前記走行軌
跡７７に沿って走行する。この場合、搬送車６１は搬送
中にルツボ組立体１が落下しないように、搬送車６１に
配置された前記固定ブロック６９上に載置した状態で移
動する。そして、搬送車６１に搭載された位置検出セン
サ７０は、引上装置４１に配置されたマーク７８を検出
して停止する。そして停止位置において、マーク７８に
基づいて基準停止位置からのずれ量を検出する。このず
れ量は、ルツボ組立体１を引上装置４１に装着する場合
において、多関節アーム１４の停止位置を補正するもの
である。搬送車６１に搭載された制御装置８７は、実際
に搬送車６１が停止した時の基準停止位置からのずれ量
を演算して多関節アーム１４の停止位置の補正を行う。
これにより精度良くルツボ組立体１を引上装置４１に対
して装着することができる。

【００４７】図１１は搬送車６１により、引上装置４１
に対してルツボ組立体１を装着する状態を示している。
この搬送車６１が引上装置４１の前方に停止した状態に
おいて、ルツボ組立体１は搬送車６１の固定ブロック６
９上に載置されている。この時、多関節アーム１４は３
個のルツボ組立体保持ブック３３が、ルツボ組立体１に
接触する位置を原点位置として停止している。以下、次
に示す順にしたがって引上装置４１に対するルツボ組立
体１の装着動作が実行される。

【００４８】床にあるマーク７８をセンサー７０が検
出して搬送車６１の停止位置のずれ量を測定する。事前
に記憶してあるルツボ組立体１の装着すべき位置とずれ
量をもとに多関節アーム１４の停止位置を演算する。 ルツボ組立体１を保持した状態で多関節アーム１４を
上昇させる。 モータ６３および６６を駆動させることで、水平アー
ム２４およびホルダ部材１５を含む多関節アーム１４を
旋回させて、演算結果による停止位置までルツボ組立体
１を移動させる。（図１１に示す状態） 多関節アーム１４を下降させて、ルツボ組立体１を引
上装置４１へ装着させる。（すなわち、ルツボ組立体１
がブロック部材３３より離れる。） モータ６７を駆動してブロック部材３３をルツボ組立
体１の接線方向へ旋回させる。 多関節アーム１４が上昇し、アーム１４は原点位置ま
で戻される。

【００４９】次に、引上装置４１からツボ組立体１を撤
去する場合の動作は以下のようなされる。すなわち、搬
送車６１が引上装置４１の前方に停止した場合には、搬
送車６１上の固定ブロック６９上からは既にツボ組立体
１は撤去されており、図７に示すように多関節アーム１
４は原点位置に停止している。そして、次に示す順にし
たがって引上装置４１からのルツボ組立体１の撤去が実
行される。

【００５０】床にあるマーク７８をセンサ−７０が検
出して搬送車６１の停止位置のずれ量を測定する、事前
に記憶してあるルツボ組立体１が装着されている位置と
ずれ量をもとに多関節アーム１４の停止位置を演算す
る。 多関節アーム１４を上昇させる。 モータ６３および６６を駆動させることで、水平アー
ム２４およびホルダ部材１５を含む多関節アーム１４を
旋回させて、演算結果による停止位置まで多関節アーム
１４を移動させる。 モータ６７を駆動して各ブロック部材３３をルツボ組
立体１の接線方向へ旋回させる。 多関節アーム１４を下降させて、ルツボ組立体１を保
持する高さよりやや低めに移動させる。 モータ６７を駆動してブロック部材３３をルツボ組立
体１の中心方向へ旋回させる。 多関節アーム１４を上昇せしめ、その途中よりルツボ
組立体１をブロック部材３３により担持し、そのままホ
ルダ部材１５によりルツボ組立体１を吊持させる。 多関節アーム１４を原点位置まで動かし、ルツボ組立
体１を搬送車６１に配置された固定ブロック３３上に設
置させる。

【００５１】以上のようにして、搬送車６１にルツボ組
立体１を搭載した後、搬送車６１は走行軌跡７７上を走
行し、組立体廃棄場所７４にルツボ組立体１を搬送す
る。そして、廃棄場所ステージ７５にルツボ組立体１が
移送される。この場合の動作は、ツツボ組立体を引上装
置へ装着させる場合と同様である。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明にか
かるルツボ組立体の装着装置によると、上下移動機構に
よって昇降されるベース部材に多関節アームを介して水
平方向に移動できるようにホルダ部材が取り付けられ、
ホルダ部材にはルツボ受皿の下底部を支持するブロック
部材を回動機構によって回動可能となるように装着した
ので、ホルダ部材は３次元方向に移動することができ、
またホルダ部材に装着されたブロック部材は回動機構に
よってルツボ組立体の受皿を担持または解放するように
作用する。したがって、ルツボ組立体を例えば搬送台車
から引上装置へ、また引上装置から撤去して搬送台車に
対して容易且つ円滑に移送することができる。

【００５３】また、本発明にかかるホットゾーン部材の
装着装置によると、ルツボ組立体装着装置の機能をその
まま利用して引上装置を構成する例えば保温筒の装着ま
たは撤去作業を容易且つ円滑になすことができる。さら
に、本発明にかかるルツボ組立体交換装置によると、搬
送車上に前記したルツボ組立体装着装置の機能が搭載さ
れ、好ましくはルツボ組立体を一時的に載置できる固定
ブロックを配置した構成とされるので、ルツボ組立体を
安定に搬送することができ、また引上装置に対するルツ
ボ組立体の装着および撤去を自動的に実行されることが
可能となる。

【００５４】さらにまた、本発明にかかるルツボ組立体
交換装置の駆動制御方法によると、前記ルツボ組立体交
換装置を用い、複数台の引上装置の設置箇所に誘導走行
させるようになされるため、例えば１台のルツボ組立体
交換装置によって各引上装置に対するルツボ組立体の装
着および撤去を交互に成すことができる。したがって、
人為的な作業を軽減させることが可能であり、シリコン
単結晶インゴットの歩留まりや品質を向上させることが
でき、且つ生産性を向上させることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるルツボ組立体の装着装置を右上
方より見た状態を示す斜視図である。

【図２】同じくルツボ組立体を保持してなる装着装置を
左上方より見た状態を示す斜視図である。

【図３】内部状態を簡略して表したルツボ組立体を保持
するホルダ部材の構成を示した斜視図である。

【図４】ルツボ組立体装着装置を引上装置に設置した状
態を示す図である。

【図５】本発明にかかるホットゾーン部材の装着装置を
示した斜視図である。

【図６】本発明にかかるルツボ組立体交換装置をルツボ
組立体を搭載した状態で示した斜視図である。

【図７】同じくルツボ組立体交換装置をルツボ組立体を
搭載しない状態で示した斜視図である。

【図８】本発明にかかるルツボ組立体交換装置の駆動制
御方法を説明するためのルツボ組立体交換装置の搬送レ
イアウトの例を示す平面図である。

【図９】ルツボ組立体保管場所ステージの一例を示した
斜視図である。

【図１０】本発明にかかるルツボ組立体交換装置の駆動
制御を実行する制御装置の例を示してたブロック図であ
る。

【図１１】搬送車により引上装置に対してルツボ組立体
を装着する状態を示した斜視図である。

【符号の説明】

１ ルツボ組立体 １１ 柱体 １２ 上下移動機構 １３ ベース部材 １４ 多関節アーム １５ ホルダ部材 １７ モータ（アクチェータ） １９ ボールねじ ２１ センサー ２３ 第１支持軸 ２４ 水平回動アーム ２５ 第２支持軸 ３１ 垂直アーム ３３ ブロック部材 ３７ ブロック部材回動機構 ４１ 引上装置 ４４ ルツボ組立体搬送台車 ５１ 水平シャフト ５２ リング部材 ５３ ワイヤケーブル（吊下げ部材） ５５ 保温筒（ホットゾーン部材） ６１ 搬送車（交換装置） ６２ 車輪 ６３ サーボモータ ６６ サーボモータ ６７ サーボモータ ６８ 水平ステージ ６９ 固定ブロック ７０ 検出センサ ７２ ルツボ組立体保管場所ステージ ７３ マーク ７５ ルツボ組立体廃棄場所ステージ ７６ マーク ７７ 走行軌跡 ７８ マーク ８１ 固定ブロック ８３ システム制御装置 ８４ 保管場所ステージ制御装置 ８５ 廃棄場所ステージ制御装置 ８６ 引上装置制御装置 ８７ 搬送車制御装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチェータの動力によってベース部材
   を昇降駆動させる上下移動機構と、 前記ベース部材に対して多関節アームを介して水平方向
   に移動できるように取り付けられたホルダ部材と、 前記ホルダ部材に対してそれぞれ垂直方向に垂下される
   と共に、ルツボ組立体を上方から囲むように配置され、
   且つそれぞれの下端部にルツボ受皿の下底部を支持する
   ブロック部材を備えた複数の垂直アームと、 前記各垂直アームの下端部に具備された各ブロック部材
   を、ルツボ組立体の中心軸方向、またはルツボ組立体の
   外周の接線方向に回転駆動させるブロック部材回動機構
   とを具備したことを特徴とするルツボ組立体の装着装
   置。
2. 【請求項２】 前記多関節アームは、前記ベース部材に
   対して第１支持軸によって水平方向に回動可能に取り付
   けられた水平回動アームと、前記水平回動アームの自由
   端側に前記ホルダ部材をさらに水平方向に回動可能に取
   り付けた第２支持軸とによって構成されていることを特
   徴とする請求項１記載のルツボ組立体の装着装置。
3. 【請求項３】 前記ブロック部材回動機構は、各垂直ア
   ームに回動可能に配置されたシャフトが具備されると共
   に、各シャフトの下端部に前記ブロック部材が取り付け
   られ、且つ各シャフトが連動して回動できるように構成
   されていることを特徴とする請求項１記載のルツボ組立
   体の装着装置。
4. 【請求項４】 前記多関節アームを構成する水平回動ア
   ームの一方向への回動角度を規制する第１ストッパと、
   水平回動アームに対するホルダ部材のさらに一方向への
   回動角度を規制する第２ストッパと、前記多関節アーム
   を構成する水平回動アームの他方向への回動角度を規制
   する第３ストッパと、水平回動アームに対するホルダ部
   材のさらに他方向への回動角度を規制する第４ストッパ
   とが具備され、前記第１および第２ストッパとにより、
   ルツボ組立体の装着位置を確定し、また前記第３および
   第４ストッパとにより、前記ホルダ部材に対するルツボ
   組立体の吊持位置を確定するように構成したことを特徴
   とする請求項２記載のルツボ組立体の装着装置。
5. 【請求項５】 アクチェータの動力によってベース部材
   を昇降駆動させる上下移動機構と、 前記ベース部材に対して多関節アームを介して水平方向
   に移動できるように取り付けられたホルダ部材と、 前記ホルダ部材に対してそれぞれ垂直方向に垂下される
   と共に、ルツボ組立体を上方から囲むように配置された
   複数の垂直アームと、 前記各垂直アームに一端が取り付けられ、他端に引上装
   置に用いられるホットゾーン部材を結合する吊下げ部材
   とが具備され、前記ホルダ部材が多関節アームを介して
   引上装置の直上に位置できるように構成したことを特徴
   とするホットゾーン部材の装着装置。
6. 【請求項６】 前記各垂直アームのそれぞれには、水平
   方向に取り付けられたシャフトと、このシャフトに軸方
   向に摺動可能となるように配置されたリング部材とがさ
   らに具備され、前記各リング部材に前記吊下げ部材の一
   端が取り付けられたことを特徴とする請求項５記載のホ
   ットゾーン部材の装着装置。
7. 【請求項７】 予め定められた位置に設置された引上装
   置の近傍に移動して前記引上装置に対してルツボ組立体
   を装着または撤去することができるルツボ組立体交換装
   置であって、 前記引上装置の近傍に誘導される搬送車と、 前記搬送車上に配置され、アクチェータの動力によって
   ベース部材を垂直駆動させる上下移動機構と、 前記ベース部材に対して多関節アームを介して水平方向
   に移動できるように取り付けられたホルダ部材と、 前記ホルダ部材に対してそれぞれ垂直方向に垂下される
   と共に、ルツボ組立体を上方から囲むように配置され、
   且つそれぞれの下端部にルツボ受皿の下底部を支持する
   ブロック部材を備えた複数の垂直アームと、 前記各垂直アームの下端部に具備された各ブロック部材
   を、ルツボ組立体の中心軸方向、またはルツボ組立体の
   外周の接線方向に回転駆動させるブロック部材回動機構
   とを具備したことを特徴とするルツボ組立体交換装置。
8. 【請求項８】 前記ベース部材に対してホルダ部材を水
   平方向に駆動するためのアクチェータと、前記ブロック
   部材回動機構に作用して前記ブロック部材をルツボ組立
   体の中心軸方向、またはルツボ組立体の外周の接線方向
   に回転駆動させるアクチェータとをさらに具備したこと
   を特徴とする請求項７記載のルツボ組立体交換装置。
9. 【請求項９】 前記搬送車には、各ブロック部材によっ
   て支持され、上下移動機構の下降動作により搬送車上に
   ルツボ組立体を一時的に載置できる固定ブロックが配置
   されていることを特徴とする請求項７または請求項８記
   載のルツボ組立体交換装置。
10. 【請求項１０】 前記交換装置を構成する搬送車には、
    複数の引上装置の設置箇所に対応した搬送車の停止位置
    を示すマーク、前記各引上装置に対してルツボ組立体を
    供給するためのルツボ組立体保管場所ステージに対応し
    た搬送車の停止位置を示すマーク、および前記各引上装
    置から撤去したルツボ組立体を載置するルツボ組立体廃
    棄場所ステージに対応した搬送車の停止位置を示すマー
    クをそれぞれ読み取るセンサが配置され、 前記搬送車の誘導停止位置を前記各マークの配置位置を
    基準として制御することを特徴とする請求項７乃至請求
    項９のいずれかに記載のルツボ組立体交換装置の駆動制
    御方法。
11. 【請求項１１】 前記交換装置を構成する搬送車には、
    搬送車が誘導され少なくとも引上装置の設置箇所に対応
    した搬送車の停止位置を示すマークを読み取るセンサが
    配置され、 前記搬送車がマークの配置位置で停止した状態におい
    て、マークとセンサとの相対的ずれ量を前記多関節アー
    ムの水平方向の駆動により吸収するように制御すること
    を特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の
    ルツボ組立体交換装置の駆動制御方法。