(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１７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１３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３３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１５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Ｓ４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４４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４４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１５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２４に対して取り付けられている。前記ジョイント部材６４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８３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７２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７４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６１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６１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６９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】
▲１▼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。
▲２▼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。
▲３▼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）
▲４▼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。）
▲５▼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。
▲６▼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１４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】
▲１▼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。
▲２▼多関節アーム１４を上昇させる。
▲３▼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。
▲４▼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。
▲５▼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。
▲６▼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。
▲７▼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。
▲８▼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
【図１】
0003594172.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003594172.tif 000008
【図８】
0003594172.tif 000009
【図９】
0003594172.tif 000010
【図１０】
0003594172.tif 000011
【図１１】
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