(57)【要約】【課題】内部の減圧雰囲気が損なわれることを抑制できるように構成された被処理物投入装置、及び、当該被処理物投入装置に備えられる電磁フィーダを提供する。【解決手段】処理装置Ｆ１に当該処理装置Ｆ１の外部から被処理物Ｓを、減圧雰囲気中で投入するための被処理物投入装置において、被処理物Ｓを一時的に収容可能な被処理物収容部１１と、前記被処理物収容部１１から被処理物Ｓを気密状態で取り出して前記処理装置Ｆ１へと搬送する搬送部Ｘと、前記被処理物収容部１１及び搬送部Ｘを囲む気密容器１１１とを備え、前記気密容器１１１の内面と、前記気密容器１１１の内部に位置する部材とのうちで前記減圧雰囲気に面する部分は、表面処理が施された処理面を有する。【選択図】図１
2014211289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を気密状態で処理する処理装置に当該処理装置の外部から被処理物を、減圧雰囲気中で投入するための被処理物投入装置において、
被処理物を一時的に収容可能な被処理物収容部と、前記被処理物収容部から被処理物を気密状態で取り出して前記処理装置へと搬送する搬送部と、前記被処理物収容部及び搬送部を囲む気密容器とを備え、
前記気密容器の内面と、前記気密容器の内部に位置する部材とのうちで前記減圧雰囲気に面する部分は、表面処理が施された処理面を有することを特徴とする被処理物投入装置。
【請求項２】
前記搬送部が電磁フィーダを備え、
前記電磁フィーダのうち前記減圧雰囲気に面する部分は、前記処理面を有し、
前記気密容器の内部の気圧は、前記処理装置または前記被処理物投入装置に備えられた減圧機構の動作中にて０．１Ｐａ以上で１０Ｐａ以下に保たれることを特徴とする請求項１に記載の被処理物投入装置。
【請求項３】
前記減圧機構の停止後における、前記気密容器の内部の圧力上昇率が、０．０５Ｐａ／ｍｉｎ以上で０．３Ｐａ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項２に記載の被処理物投入装置。
【請求項４】
前記減圧雰囲気に面する部分のうち、面積比で４０％〜８０％を占める部分に前記処理面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被処理物投入装置。
【請求項５】
被処理物を気密状態で処理する処理装置に当該処理装置の外部から被処理物を、減圧雰囲気中で投入するための被処理物投入装置の内部にて、前記被処理物を搬送するために備えられ、
少なくとも前記気密状態とされた内部雰囲気に面する部分は、表面処理が施された処理面を有することを特徴とする電磁フィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物を気密状態で処理する処理装置に当該処理装置の外部から被処理物を、減圧雰囲気中で投入するために用いられる被処理物投入装置、及び、当該被処理物投入装置に備えられる電磁フィーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理物を気密状態で処理する処理装置が知られている。例えば、被処理物であるシリコン材料を処理装置の内部に投入して溶融し、溶融したシリコン材料を固体化させる処理を行うことによって、半導体基板の材料である単結晶シリコンを製造する装置が知られている。この単結晶シリコンの製造工程中、処理装置の内部は、外気とは異なる特殊な雰囲気中に置かれている。例えば、処理装置の内部は、減圧雰囲気（減圧不活性ガス雰囲気）中に置かれている。
【０００３】
そして、前記処理装置の内部に、被処理物を外部から投入するための被処理物投入装置もまた知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載された被処理物投入装置は、被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口を有する被処理物収容部と、前記処理装置の内部に投入される被処理物が気密状態で通過可能な被処理物通路、及び、前記被処理物収容部から前記被処理物通路へと被処理物を気密状態で取り出し可能な被処理物取出機構を有する搬送部とを備えている。前記被処理物取出機構としては電磁フィーダが用いられる。前記構成により、被処理物収容部から搬送部を介して多結晶シリコン（シリコンナゲット）を処理装置に減圧不活性ガス雰囲気で投入できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３７１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、前記処理を高品質で行うためには、被処理物投入装置は、内部の減圧雰囲気が損なわれることを抑制できるように構成されていることが必要である。
【０００７】
本発明は、被処理物投入装置の内面及び当該被処理物投入装置における内部に位置する構成部材の表面等に存在する液体状または固体状の物質（油分、水分、不純物等）が減圧によって蒸発することによるガス（放出ガス）の発生、または、前記被処理物投入装置の内面及び前記構成部材の表面における凹部内に保持されていたガス（気体状の物質）の遊離が、内部を減圧雰囲気としていた被処理物投入装置の内部圧力を上昇させ、前記減圧雰囲気を損なう原因となることに発明者が着目してなされたものである。つまり本発明は、内部の減圧雰囲気が損なわれることを抑制できるように構成された被処理物投入装置、及び、当該被処理物投入装置に備えられる電磁フィーダを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、被処理物を気密状態で処理する処理装置に当該処理装置の外部から被処理物を、減圧雰囲気中で投入するための被処理物投入装置において、被処理物を一時的に収容可能な被処理物収容部と、前記被処理物収容部から被処理物を気密状態で取り出して前記処理装置へと搬送する搬送部と、前記被処理物収容部及び搬送部を囲む気密容器とを備え、前記気密容器の内面と、前記気密容器の内部に位置する部材とのうちで前記減圧雰囲気に面する部分は、表面処理が施された処理面を有する。
【０００９】
また、本発明は、被処理物を気密状態で処理する処理装置に当該処理装置の外部から被処理物を、減圧雰囲気中で投入するための被処理物投入装置の内部にて、前記被処理物を搬送するために備えられる電磁フィーダであって、少なくとも前記気密状態とされた内部雰囲気に面する部分は、表面処理が施された処理面を有する。
【００１０】
これらの構成によると、前記減圧雰囲気に面する部分は、表面処理が施された処理面を有する。前記表面処理により、前記処理面は表面粗さが小さい面とできる。このため、表面粗さが小さい分、前記減圧雰囲気に面する部分の面積を小さくできる。
【００１１】
また、前記搬送部が電磁フィーダを備え、前記電磁フィーダのうち前記減圧雰囲気に面する部分は、前記処理面を有し、前記気密容器の内部の気圧は、前記処理装置または前記被処理物投入装置に備えられた減圧機構の動作中にて０．１Ｐａ以上で１０Ｐａ以下に保たれることもできる。
【００１２】
また、前記減圧機構の停止後における、前記気密容器の内部の圧力上昇率が、０．０５Ｐａ／ｍｉｎ以上で０．３Ｐａ／ｍｉｎ以下とされることもできる。
【００１３】
また、前記減圧雰囲気に面する部分のうち、面積比で４０％〜８０％を占める部分に前記処理面を有することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記減圧雰囲気に面する部分の面積を小さくできる。このため、面積が小さくなった分に対応し、当該部分からのガスの発生または遊離を抑制できる。よって、被処理物投入装置における内部の減圧雰囲気が損なわれることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る処理装置と被処理物投入装置とを示す概要図である。
【図２】同被処理物投入装置のうち投入装置本体を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図３】「保圧レート」を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明につき、一実施形態を取り上げて、図面とともに以下説明を行う。下記における方向の説明につき、「上下」とは、図１に示された上下方向を基準としたものである。また、「前後」とは、処理装置Ｆ１の中央に近い側を前方、遠い側を後方としたものである。また、「上流・下流」とは、被処理物Ｓの通過方向（流れ方向）を基準としたものである。ただし、この方向表記は説明の便宜のために用いるものであり、本発明はこの方向で説明した態様に限定して理解されるものではない。
【００１７】
−処理装置−
まず、本実施形態に係る被処理物投入装置１を取り付ける対象である処理装置Ｆ１について述べておく。この処理装置Ｆ１は、図１に示すように、内部を気密状態とでき、この内部に設けられた炉体（るつぼ）Ｆ１１にて被処理物Ｓを溶融できるものである。本実施形態では、この処理装置Ｆ１は、半導体基板の材料である単結晶シリコンを製造するために用いられる。炉体Ｆ１１には、被処理物Ｓとして塊状である多結晶シリコン（シリコンナゲット）が外部から被処理物投入口部Ｆ１２を貫通して投入され、炉体Ｆ１１内で加熱されることにより溶融される。
【００１８】
本実施形態の処理装置Ｆ１では、ＣＺ法により単結晶シリコンが製造される。この単結晶シリコンの製造方法について簡単に説明しておく。まず、減圧されたアルゴンや窒素などの減圧不活性ガス雰囲気中にて炉体Ｆ１１に投入されたシリコンナゲットが融点を超える温度まで加熱されて溶融される。この溶融状態とされたシリコン（以下、「溶湯」と記す）Ｓ１に、種となる単結晶シリコン（図示しない）が漬けられ、その後、この種となる単結晶シリコンが回転しつつゆっくりと持ち上げられることにより、結晶が成長していく。そして、最終的には略円柱状の固体である単結晶シリコン（インゴット）が形成される。なお、被処理物Ｓの種類によっては処理装置Ｆ１の内部が不活性ガス雰囲気ではなく真空雰囲気とされても良い。
【００１９】
本実施形態における減圧不活性ガス雰囲気とは、具体的には、処理装置Ｆ１の内部空間が減圧された上で、この内部空間がアルゴンや窒素などの不活性ガスで満たされた雰囲気を指す。内部空間の圧力は３Ｐａ以下とされている。そのため、減圧機構としての脱気ポンプ（真空ポンプ）Ｐ及び不活性ガス供給管（図示していない）が処理装置Ｆ１に設けられている。なお、下記の被処理物投入装置１の内部についても、下記の閉鎖部１４が閉じられていない場合においては、処理装置Ｆ１内と同じ減圧不活性ガス雰囲気に置かれる。また、脱気ポンプ（真空ポンプ）Ｐ等は、処理装置Ｆ１ではなく被処理物投入装置１に設けられていてもよいし、処理装置Ｆ１、被処理物投入装置１の両方に設けられていてもよい。
【００２０】
なお、本実施形態では被処理物Ｓを構成する物質がシリコンであるが、本発明の対象となる被処理物Ｓはこれに限定されるものではない。シリコン以外の金属や樹脂などの種々の物質を被処理物Ｓとすることができる。
【００２１】
また、本実施形態における「処理」とは、シリコンナゲットの加熱による溶融、及び、溶湯Ｓ１からの引き上げによる単結晶シリコン（インゴット）の形成までの一連の操作を含んでいるが、本発明における「処理」とは、もっと広い概念であって、気密状態で被処理物Ｓに種々の物理変化あるいは化学変化を加えるための操作全般を含む概念である。
【００２２】
−被処理物投入装置−
被処理物投入装置１は、図１に示すように、前記処理装置Ｆ１の内部に、この処理装置Ｆ１の外部から被処理物Ｓを炉体Ｆ１１内に投入できるよう構成されている。この被処理物投入装置１は、投入装置本体１ａと投入部１ｂとから構成されており、投入装置本体１ａと投入部１ｂとはジョイント部１５によって分離及び接合可能である。
【００２３】
＜投入装置本体＞
投入装置本体１ａは、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、被処理物収容部（ホッパー）１１と被処理物取出機構１２とを備えており、これらは気密容器である供給タンク１１１の内部に設けられている。そして、投入装置本体１ａは、下流端にジョイント部１５及び受けシュート１６を備え、この受けシュート１６から投入部１ｂへと被処理物Ｓを送ることができる。供給タンク１１１は、ステンレス合金製で略円筒形状の供給タンク本体１１１ａと、この供給タンク本体１１１ａから水平方向に突出している突出部１１１ｂとを備えており、両者は一体である。この供給タンク１１１において、被処理物投入装置１の内部における減圧不活性ガス雰囲気に触れる部分である内面には表面処理が施されたことにより処理面が形成されている。詳しくは後述する。
【００２４】
そして、投入装置本体１ａは、ジョイント部１５（後述）の一部である上側ジョイントフランジ１５１と受けシュート外被ベローズ１５３とを備える。上側ジョイントフランジ１５１と、投入部１ｂが備える下側ジョイントフランジ１５２とが結合された状態で、かつ、図１に示すように被処理物投入装置１が処理装置Ｆ１に取り付けられた場合において、この供給タンク１１１自体が外気に対する気密状態を保持できる。なお、本実施形態の説明における「外気」とは、被処理物投入装置１及び処理装置Ｆ１の外部雰囲気を指す。
【００２５】
被処理物Ｓは、投入装置本体１ａにおいて被処理物収容部１１から被処理物取出機構１２、受けシュート１６を順に通る。その後、投入部１ｂの閉鎖部１４、投入管１３を順に通り、炉体Ｆ１１まで搬送される。この搬送経路のうちで被処理物Ｓが触れる部分は、磨耗に強い材料である石英ガラス製であるか、あるいは金属等に石英ガラスが内張りされている。これにより、磨耗による金属粉などの不純物が被処理物Ｓに混入する可能性を極力抑えることができ、純度の高い単結晶シリコンを製造することができる。
【００２６】
なお、説明の都合上、被処理物収容部１１に収容されていた被処理物Ｓを気密状態で取り出し、処理装置Ｆ１へと搬送するための部位を搬送部Ｘと定義する。本実施形態における搬送部Ｘとは、ジョイント部１５の接合時における、投入装置本体１ａの一部（ジョイント部１５よりも被処理物収容部１１側の区間）と投入部１ｂ（ジョイント部１５よりも処理装置Ｆ１側の区間）とから構成される。詳しくは、投入装置本体１ａにおける被処理物収容部（ホッパー）１１の下端に位置する取出口１１ｃから被処理物取出機構（電磁フィーダ）１２のトラフ１２２、受けシュート１６、閉鎖部１４を経て、投入管１３の下流端１３１ａに至る経路中に存在する各部位から構成される。
【００２７】
＜被処理物収容部＞
被処理物収容部１１は、被処理物Ｓが搬送されるまでの間、被処理物Ｓを一時的に収容しておくことのできる部位である。この被処理物収容部１１を開閉可能とする収容口１１１ｃを供給タンク１１１に備えている。この収容口１１１ｃは、被処理物Ｓが被処理物収容部１１内に収容される際に用いられる。本実施形態では、蓋部１１１ｄによって収容口１１１ｃが開閉できるようになっている。蓋部１１１ｄも供給タンク本体１１１ａと同じくステンレス合金製である。収容口１１１ｃを開放することで、被処理物収容部１１に被処理物Ｓを補充できる。本実施形態の被処理物収容部１１は、前記供給タンク１１１内に設けられ、平板状の石英ガラスが張り合わせられたものであり、具体的には、上下両端部が開放された八角柱の下端に八角錐が接続された形状である。この被処理物収容部１１では、前記八角錐部分の下端が開放されており、その部分から被処理物Ｓが自然落下し、被処理物Ｓが被処理物収容部１１から被処理物取出機構１２に取り出されるようになっている。
【００２８】
また、供給タンク１１１には、複数ののぞき窓１１１ｅが設けられている。具体的には、供給タンク本体１１１ａにおける、図２（Ａ）に図示された状態で裏側に位置する側面に一箇所（図示しない）、突出部１１１ｂに二箇所（１１１ｅ１、１１１ｅ２）、透明板が取り付けられている。
【００２９】
供給タンク本体１１１ａの側面に設けられたのぞき窓は、被処理物収容部１１の下部と被処理物取出機構１２におけるトラフ１２２の上流端周辺を供給タンク１１１の外部から目視できるように設けられている。これにより、被処理物Ｓの取り出し状況及び搬送状況を容易に確認できる。
【００３０】
そして、突出部１１１ｂにおいては、下流端周辺の上面と側面とにのぞき窓１１１ｅ１，１１１ｅ２が設けられている。いずれののぞき窓も、被処理物取出機構１２におけるトラフ１２２の下流端周辺と受けシュート１６における本体部１６１の一部を突出部１１１ｂの外部から目視できるように設けられている。これにより、被処理物Ｓの搬送状況及び投入管１３への送り込み状況を容易に確認できる。
【００３１】
なお、図示はしていないが、本実施形態の投入装置本体１ａは、被処理物取出機構１２におけるトラフ１２２の振動を制御する制御部を備えており、前記各のぞき窓を通して得られた（目視あるいはカメラ・センサーにより得られた）被処理物Ｓの搬送状況を基に前記制御部を制御することにより、被処理物Ｓの搬送制御を効率的に行うことができる。
【００３２】
また、供給タンク１１１は、側面の外周にフランジ１１１ｆを有しており、上下分割可能とされている。本実施形態では、フランジ１１１ｆは図示のようにクランプ止めされるが、ねじ止め等、固定のための種々の手段を採用できる。この供給タンク１１１の上下分割は、被処理物収容部１１における前記八角柱部分と八角錐部分との境界位置でなされる。なお、この分割部分にて、被処理物収容部１１における前記八角柱部分の下端面と前記八角錐部分の上端面とが突き合わされており、被処理物Ｓが外に漏れないようになっている。この構成により、被処理物収容部１１の清掃等のメンテナンスが容易である。
【００３３】
また、供給タンク１１１における突出部１１１ｂの下流端周辺の下面にはベローズ取付用フランジ１１１ｇが設けられている。このベローズ取付用フランジ１１１ｇの中央には、受けシュート１６の本体部１６１における漏斗状部分が干渉しない大きさの貫通孔１１１ｇ１を有する（図２（Ｂ）参照）。このベローズ取付用フランジ１１１ｇの下方にベローズ上フランジ１５３ａが固定されている。
【００３４】
また、図１に示すように、投入装置本体１ａを移動するために設けられる移動機構２における、リフト２１が備える二股形状であるフォーク部２１１の上面には、平板状のタンク支持プレート３１が固定されている。このタンク支持プレート３１上に、上下・水平・斜めの各方向に３６０°回転可能な可動部（ボール）２１２ａを有するベアリング２１２が設けられている。このベアリング２１２における可動部２１２ａは上を向いており、供給タンク１１１の底面に当接している。この構成により、移動機構２（後述）を処理装置Ｆ１に対して固定した状態であっても、供給タンク１１１を水平方向に移動させることができる。このため、投入装置本体１ａと投入部１ｂとを接合する際に、下側ジョイントフランジ１５２に対して上側ジョイントフランジ１５１を、供給タンク１１１ごと容易に水平移動させることができるため、ジョイント部１５における、下側ジョイントフランジ１５２に対する上側ジョイントフランジ１５１の位置合わせを、移動機構２（後述）を移動させることなく容易にでき、迅速なジョイント部１５の接合作業が可能である。
【００３５】
また、前記供給タンク１１１の水平方向への移動を所定範囲に規制するために、供給タンク１１１とフォーク部２１１との間に移動規制機構が設けられている。この移動規制機構としては、供給タンク１１１の底面から下方に突出するように設けられた突出部とタンク支持プレート３１に設けられた開口部との組み合わせ（図示しない）が例示できるが、その他の構成であっても良い。
【００３６】
＜被処理物取出機構＞
被処理物取出機構１２は、前記被処理物収容部１１から処理装置Ｆ１に向かい被処理物Ｓを気密状態で搬送させるための部位である。本実施形態では、この被処理物取出機構１２として、電磁フィーダ（電磁振動フィーダ）が用いられる。
【００３７】
前記電磁フィーダは、駆動部１２１とトラフ１２２とを備えている。駆動部１２１によりトラフ１２２を振動させて、トラフ１２２に載せられた被処理物Ｓを下流側へと搬送させることができる。トラフ１２２は、上部及び下流端が開放している樋状の部位であり、本実施形態では、内面に石英ガラスが内張りされている。このトラフ１２２は、供給タンク１１１における突出部１１１ｂの延びる方向に沿って、被処理物収容部１１の直下から突出部１１１ｂの下流端付近まで設けられている。これにより、被処理物収容部１１の下端から自然落下した被処理物Ｓは、トラフ１２２に載って下流側に搬送されていく。そして、トラフ１２２の下流端まで来た被処理物Ｓは、前記受けシュート１６における本体部１６１の漏斗状部分１６１１へと落下する。この前記電磁フィーダにおいて被処理物投入装置１の内部における減圧不活性ガス雰囲気に触れる部分には表面処理が施されたことにより処理面が形成されている。詳しくは後述する。
【００３８】
なお、被処理物取出機構１２は、本実施形態のような電磁フィーダに限らず、例えば、ベルトコンベアやローラコンベアのように、一方側から他方側へと被処理物Ｓを搬送させることのできる機能を有するものであれば、種々の搬送機構を用いることができる。
【００３９】
＜受けシュート＞
受けシュート１６は、石英ガラス製であり内部を被処理物Ｓが通過する筒状の本体部１６１と本体部１６１を外力から保護するステンレス合金製の外筒体１６２とを備えており、図２（Ｂ）に示すような形状である。本体部１６１の上方部分は漏斗状に形成されており、他の部分は円筒状に形成されている。前記漏斗状部分は、内面の開き角度が６０°（受けシュート１６の中心軸を基準とした角度で表すと３０°）である。これは、本実施形態における被処理物Ｓであるシリコンナゲットの安息角（約４０°）よりも大きい角度である。このため、被処理物Ｓは、前記漏斗状部分の内面で引っかかることがなく、スムーズに搬送される。
【００４０】
＜表面処理による処理面の形成＞
ここで、中国等の外国では、真空容器の性能を「保圧レート」にて評価する場合がある。この「保圧レート」について説明する。気密容器の内部を当該気密容器に接続された脱気ポンプを運転して所定圧力まで減圧し、その後に脱気ポンプを停止する（または脱気ポンプと気密容器とを連通している配管を閉じる）。脱気ポンプＰを停止等した後の気密容器の内部圧力は、例えば、図３のグラフに示すように推移する。「保圧レート」とは、この際における一定時間当りの内部圧力の上昇率を指す指標である。
【００４１】
本実施形態では、被処理物投入装置１の内部における減圧不活性ガス雰囲気に面する部分は、表面処理が施された処理面を有する。この処理面は、供給タンク１１１の内面、及び、被処理物取出機構（電磁フィーダ）１２のうち主な部分の表面に表面処理が施されて形成された面である。ただし、前記減圧不活性ガス雰囲気に面する全ての部分に処理面が形成される必要はなく、例えば、元々表面粗さの小さい部分（石英ガラスの表面等）、または、表面積が小さい部分については、表面粗さを小さくするための表面処理に関しては施されなくてもよい。つまり、前記各部分にあっては、例えば、研磨を行わずに界面活性剤等による洗浄のみを施すことにより処理面を形成することができる。また、前述のようにトラフ１２２の内面には石英ガラスが内張りされているが、トラフ１２２の前記表面処理は、当該トラフ１２２に石英ガラスが張られる前になされる。
【００４２】
本実施形態における表面処理は、具体的には、前記各部分の表面にバフ研磨がなされることで表面粗さが小さくされ（つまり、表面が滑らかな面とされ）、更に、当該表面が界面活性剤により洗浄される処理である。石英ガラスの表面等、元々表面粗さの小さい部分（表面が滑らかな面を有する部分）に対しては、界面活性剤による表面の洗浄のみがなされる。なお、研磨はバフ以外による研磨であってもよい。また、表面粗さが小さくされた後の処理についても界面活性剤による洗浄に限定されず、例えば、他の化学物質による洗浄、蒸気の吹き付け、超音波の照射であってもよい。本実施形態における前記バフ研磨は、例えば、＃４００のバフを用いることにより、前記表面粗さ、つまり、表面の最大高さ（Rmax）が１．０μｍとされる。なお、一例として挙げた前記表面粗さＲｍａｘ＝１．０μｍとの値は、表面処理が未実施の表面に比べて表面積が削減され、要求される前記保圧レートを満たすべく、表面からのガスの発生を抑制すること、そして、表面にガスが保持されにくくすることの効果を十分に奏することのできる値である。このため、表面処理が施された処理面は、表面粗さがＲｍａｘ＝１．０μｍ以下であることが望ましい。また、この表面処理は、被処理物投入装置１の内部における減圧不活性ガス雰囲気に面する部分のうち、面積比で４０％〜８０％（本実施形態では約６０％）を占める部分に対して施される。
【００４３】
前記表面処理により表面粗さが小さい処理面が形成されることで、表面処理を施す前の面に比べて相対的に、表面積が当該表面処理前よりも小さくなる。そして、微細な凹部に入り込む等により当該表面に付着していた液体状または固体状の物質（油分、水分、不純物等）のうち少なくとも一部が界面活性剤により洗浄されることで取り除かれる。例えば、１８−８ステンレス鋼の場合、バフ研磨前における単位面積当たりの放出ガス量が３．７×１０-5(Pa・m3/s・m2)であるのに対し、バフ研磨後の単位面積当たりの放出ガス量は２．８×１０-6(Pa・m3/s・m2)であり、およそ１桁分（１／１０）低減できている。また、鋳物（鋳鉄）の場合、バフ研磨前の単位面積当たりの放出ガス量が３．０×１０-4(Pa・m3/s・m2)であるのに対し、バフ研磨後の単位面積当たりの放出ガス量は５．０×１０-6(Pa・m3/s・m2)であり、およそ２桁分（１／１００）低減できている。なお、界面活性剤による洗浄を施すと、バフ研磨後も前記表面に残留していた前記物質（油分、水分、不純物等）が取り除かれる。このため、表面処理はバフ研磨（つまり、表面粗さを小さくする処理）のみであってもよいが、更に界面活性剤による洗浄（つまり、表面の物質を取り除く処理）も加わると、バフ研磨のみを施した場合に比べて放出ガス量を更に小さくできるため好ましい。
【００４４】
このため、処理装置Ｆ１及び被処理物投入装置１の内部が減圧された際に前記物質が蒸発することによる、当該内部へのガス（放出ガス）の発生を抑制できる。そして、平滑化により、前記表面にガス（気体状の物質）が保持されにくくできる。また、平滑化により表面積を小さくできる。よって、前記表面処理による処理面の形成により、脱気ポンプＰを停止した後における前記「保圧レート」による評価をクリアすることが可能である。本実施形態では、「保圧レート」の基準値が１（Pa/5min）、つまり、脱気ポンプＰを停止等した後における５分間での内部圧力の上昇率が１(Pa)以内とされているのに対し、本実施形態の被処理物投入装置では、０．０７３（Pa/5min）と、良好な結果であった。
【００４５】
なお前述のように、処理装置Ｆ１及び被処理物投入装置１の内部の設定圧力は０．１Ｐａ以上で１０Ｐａ以下（本実施形態では３Ｐａ以下）であるが、この程度の減圧レベルでは、本実施形態のような表面処理を行うことで処理面を形成することは、今までの当業者の常識では考えられなかった。本願の発明者は前記「保圧レート」による評価をクリアするとの命題の下、あえて当業者の常識に反する手法を採用したものであって、結果として良好な成績（当業者が予想自体することのなかった効果）を得ることができた。
【００４６】
表面処理に関し、本実施形態のバフ研磨及び界面活性剤による洗浄はあくまでも一例であって、これに限定されるものではない。主に表面粗さを小さくする処理であれば、例えば表面にコーティングを施す処理等、他の処理であってもよい。
【００４７】
−投入部−
投入部１ｂは、処理装置Ｆ１に投入される被処理物Ｓが通過可能な部位である。この投入部１ｂの上流端は、前記投入装置本体１ａから被処理物Ｓを受けることができる位置に設けられている。この投入部１ｂは、図１に示すように、ジョイント部１５（後述）のうち下側ジョイントフランジ１５２、投入管１３、閉鎖部１４、投入部移動機構１７、処理装置固定部１８を備える。この投入部１ｂは、投入部移動機構１７の操作により、処理装置固定部１８以外の部位が処理装置Ｆ１に対して移動される。
【００４８】
＜投入管＞
投入管１３は、投入装置本体１ａの下流端に対し、閉鎖部１４及びジョイント部１５を介して、被処理物Ｓが通過可能なように接続される。この投入管１３は、図１に示すように、処理装置Ｆ１に投入部１ｂを取り付けた状態にて、下斜め前方へ傾斜して延びるように配置される。本実施形態の投入管１３は石英ガラス製である。そして、炉体Ｆ１１から引き上げられる単結晶シリコンとの干渉を避けるため、また、被処理物Ｓの炉体Ｆ１１内への投入位置を調整するため、投入管１３は処理装置Ｆ１に対して移動可能とされている。
【００４９】
この投入管１３は処理装置Ｆ１の被処理物投入口部Ｆ１２を貫通して設けられる。本実施形態における投入管１３は、被処理物投入口部Ｆ１２の周囲に形成された筒状の取付部Ｆ１３によって支持される。この支持は、図１に示すように処理装置固定部１８を介してなされる。
【００５０】
なお、投入管１３は処理装置Ｆ１に対して移動するため、処理装置Ｆ１の外部に露出する場合がある。この際、石英ガラス製である投入管１３を破損しないように保護するため、投入管１３の外周を覆うように保護ベローズ１９１が設けられている。この保護ベローズ１９１は、ステンレス合金の薄板が蛇腹状に形成されたものであり、投入部移動機構１７の動作に応じて伸縮する。
【００５１】
＜閉鎖部＞
閉鎖部１４は、投入管１３とジョイント部１５との間における空間を遮断することが可能な部位である。この閉鎖部１４は、ジョイント部１５の下側ジョイントフランジ１５２に隣り合うようにして設けられたゲートバルブである。この閉鎖部１４を遮断することで、閉鎖部１４よりも処理装置Ｆ１側の部分である投入管１３を気密状態で閉鎖できる。閉鎖部１４に用いるバルブの種類としては、ゲートバルブ以外に、例えばグローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブなどの種々のバルブが使用できる。
【００５２】
このように閉鎖部１４を設けることにより、閉鎖部１４を遮断すれば、処理装置Ｆ１の内部の不活性ガス雰囲気を保ったままで、被処理物収容部１１を外気に開放することが可能となる。そのため、処理装置Ｆ１の炉体Ｆ１１における被処理物Ｓの溶融を続けたまま、蓋部１１１ｄを開けて被処理物収容部１１に被処理物Ｓを補充することが可能となる。そして、被処理物収容部１１への被処理物Ｓの補充後、閉鎖部１４を開くことによって、被処理物収容部１１に新たに補充された被処理物Ｓを炉体Ｆ１１内に投入することができる。なお、被処理物収容部１１に新たに補充された被処理物Ｓを炉体Ｆ１１内に投入する場合には、閉鎖部１４よりも被処理物収容部１１側を不活性ガス雰囲気としておく必要がある。
【００５３】
＜投入部移動機構＞
投入部移動機構１７は、投入管１３を直線部分１３１の延びる方向に沿って前進及び後退させ、これに伴い投入管１３を処理装置Ｆ１に対して移動させることができる部位である。この投入部移動機構１７の詳細な説明は省略するが、操作ハンドル１７１を操作することによりシャフト部１７２を回転させ、これに伴い、シャフト部１７２に取り付けられたブラケット１７３を介して投入管１３を移動させる。
【００５４】
＜処理装置固定部＞
処理装置固定部１８は、投入管１３を、貫通した状態で処理装置Ｆ１に取り付けるために用いられる部位であり、取付用フランジ１８１を備える。取付用フランジ１８１は、処理装置Ｆ１の取付部Ｆ１３に重ねられて固定される。
【００５５】
−ジョイント部−
ジョイント部１５は、投入装置本体１ａと投入部１ｂとを分離及び接合可能とする部位である。このジョイント部１５は、上側ジョイントフランジ１５１、下側ジョイントフランジ１５２、受けシュート外被ベローズ１５３を備える。
【００５６】
上側ジョイントフランジ１５１は、投入装置本体１ａの下流端に設けられている。この上側ジョイントフランジ１５１は水平方向に配置された板状のものである。この上側ジョイントフランジ１５１には、中央に貫通孔が設けられており、この貫通孔から下方に前記受けシュート１６における本体部１６１の前記円筒状部分、及び、外筒体１６２の一部が突出可能とされている。受けシュート外被ベローズ１５３は、上側ジョイントフランジ１５１の上方に設けられている。この受けシュート外被ベローズ１５３は、受けシュート１６の外周部分に位置しており、受けシュート１６の延びる方向（上下方向）に沿って伸縮可能である。これにより受けシュート１６を保護できる。この受けシュート外被ベローズ１５３は、ベローズ上フランジ１５３ａと上側ジョイントフランジ１５１との間に設けられ、前記保護ベローズ１９１と同様、ステンレス合金の薄板が蛇腹状に形成されたものであり、投入装置本体１ａと投入部１ｂの距離の変化に応じて伸縮する。よって、投入装置本体１ａと投入部１ｂの上下方向の距離に応じ、受けシュート外被ベローズ１５３が伸縮して投入装置本体１ａと投入部１ｂとを接合できるため、接合作業が容易である。
【００５７】
そして、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、直棒状のガイドシャフト１５４が、この受けシュート外被ベローズ１５３に沿って上下方向に設けられている。このガイドシャフト１５４は、下端部１５４ａが上側ジョイントフランジ１５１に固定されている。ガイドシャフト１５４の上端部１５４ｂは、ベローズ上フランジ１５３ａ及びベローズ取付用フランジ１１１ｇを貫通している。そして、この上端部１５４ｂは、径寸法が拡大したストッパー１５４ｃを有している。
【００５８】
このような構成のガイドシャフト１５４が設けられたことにより、上側ジョイントフランジ１５１の左右方向の位置ずれを抑制できる。これにより、受けシュート１６（特に、石英製の本体部１６１）に無理な力がかからないようにできる。また、ガイドシャフト１５４の表面に目盛を付しておくことで、ガイドシャフト１５４を、受けシュート１６の閉鎖部１４に対する挿入量を示すインジケーターとして使用することもできる。
【００５９】
下側ジョイントフランジ１５２は、投入部１ｂの上流端に設けられている。この下側ジョイントフランジ１５２もまた、水平方向に配置された板状のものである。この下側ジョイントフランジ１５２には、中央に貫通孔１５２ａが設けられている。そのため、ジョイント部１５の接合時においては、この貫通孔１５２ａに前記受けシュート１６における本体部１６１の円筒状部分１６１２、及び、外筒体１６２の筒部本体１６２１が入り込み、上側ジョイントフランジ１５１の下面と下側ジョイントフランジ１５２の上面とが当接して接合状態となる。なお、ジョイント部１５の分離及び接合される場合における、上側ジョイントフランジ１５１と下側ジョイントフランジ１５２の相対的な移動方向は上下方向とされている。
【００６０】
本実施形態では、閉鎖部１４とジョイント部１５とが設けられたことによって、投入装置本体１ａと投入部１ｂとがジョイント部１５で分離された場合に、閉鎖部１４によって、投入管１３の気密状態を保つことができる。具体的には次のようなことが可能となる。つまり、もし仮に、処理装置Ｆ１に被処理物Ｓを補充する必要が無くなった時点において、被処理物収容部１１の内部にまだ被処理物Ｓが残っている場合、閉鎖部１４を遮断した上で、ジョイント部１５を境に投入部１ｂを分離し、投入装置本体１ａを分離前とは別の処理装置Ｆ１に付け替えることができる。これにより、被処理物収容部１１に残った被処理物Ｓを別の処理装置Ｆ１に投入できる。
【００６１】
そして、被処理物収容部１１に収容された被処理物Ｓが無くなってしまった場合には、まず、閉鎖部１４が閉じられた上で、ジョイント部１５を境に投入部１ｂが分離される。そして、リフトの操作により投入装置本体１ａが下降されるなどして、投入装置本体１ａが作業上都合の良い位置に移動され、その上で被処理物収容部１１に被処理物Ｓが補充される。その後、投入装置本体１ａが分離前とは別の処理装置Ｆ１に付け替えられる。
【００６２】
−移動機構−
また本実施形態では、図１に示すように、投入装置本体１ａを処理装置Ｆ１に対して、接近・離反する方向に移動できる移動機構２を備えている。本実施形態の移動機構２は、リフト２１と複数の車輪２２（前輪２２１、後輪２２２）とを備えている。リフト２１を操作することにより、投入装置本体１ａを上下方向に移動させることができる。本実施形態では、作業者によるハンドル操作により投入装置本体１ａを上下動させる手動式のリフトが採用されているが、モータなどによって駆動される形式のリフトであっても良い。車輪２２は、処理装置Ｆ１の設置された設置面Ｇに沿って回動し、投入装置本体１ａとリフト２１とを主に前後方向に移動させることができ、また、投入装置本体１ａとリフト２１とを左右方向にも移動させることができる。
【００６３】
この移動機構２により、投入装置本体１ａを移動させて前記ジョイント部１５を分離及び接合することが容易となる。そして、投入装置本体１ａを異なる処理装置Ｆ１に対して移動させることができる。また、処理装置Ｆ１が設置面近くまで下降されることで、被処理物Ｓの補充を簡単にできる。また、図１に示すように、処理装置Ｆ１が高い位置に置かれることで、搬送部Ｘのうち、重力による自然落下がなされる部分（本実施形態では投入管１３）における被処理物Ｓの搬送をよりスムーズにできる。このように、移動機構２を備えたものとすることで、被処理物投入装置１を非常に使い勝手の良いものとできる。また、生産現場のレイアウトに与える制限も小さいものとできる。
【００６４】
以上、本発明につき一実施形態を取り上げて説明してきたが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１          被処理物投入装置
１１        被処理物収容部
１１１      気密容器、供給タンク
１２        電磁フィーダ、被処理物取出機構
Ｆ１        処理装置
Ｘ          搬送部
Ｐ          減圧機構、脱気ポンプ（真空ポンプ）
Ｓ          被処理物、シリコンナゲット
【図１】
2014211289.tif 000003
【図２】
2014211289.tif 000004
【図３】
2014211289.tif 000005