(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内部を撮影する検査システムであって、
ビデオカメラと、
前記ビデオカメラを回転させる回転用モータと、
前記回転用モータの回転軸方向に前記ビデオカメラを移動させる移動用モータと、
前記移動用モータの回転を直線動に変えるボールスクリューと、
前記ボールスクリューに固定され前記チャンバー内を直線動作する移動板と、
前記移動板がスライド可能に取り付けられたガイド部材と、
前記回転用モータと前記移動用モータを個別に制御する中央コントローラと、
前記ビデオカメラの回転を検出する回転センサと、を備え、
前記ビデオカメラ、前記回転用モータ、及び前記回転センサは前記チャンバー内を移動する一体の検査装置を構成し、
前記検査装置は前記移動板に乗せられたことを特徴とする検査システム。
【請求項２】
前記中央コントローラは、前記回転センサの信号を受信し、
前記中央コントローラは、前記ビデオカメラの回転と移動を交互に繰り返すように前記回転用モータと前記移動用モータを動作させ、回転から移動へ切り替えるタイミングは前記回転センサからの信号により前記ビデオカメラが１回転したことを検出したときであることを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記中央コントローラは、前記ビデオカメラを所定回数移動させた後に前記移動用モータと前記回転用モータを自動停止させるか、前記ビデオカメラを初期位置に移動させることを特徴とする請求項２に記載の検査システム。
【請求項４】
前記検査装置を固定し前記移動板の上に乗せられた三脚と、
前記三脚の下部に取り付けられた重量体と、
前記三脚の脚同士を接続する接続材と、を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査システム。
【請求項５】
前記三脚に取り付けられた照明装置を備えたことを特徴とする請求項４に記載の検査システム。
【請求項６】
前記検査装置に取り付けられ、前記ビデオカメラの映像を前記チャンバーの外部へ送信する送信機と、
前記送信機の信号を前記チャンバーの外部で受信する受信機と、
前記受信機で受信した映像を表示するモニタと、を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば拡散炉などのチャンバー内部を検査する検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、火力発電所、原子力発電所、化学プラント等において用いられるチャンバー（密閉型タンク）の内部を検査する技術が開示されている。この技術は先端部にカメラケースが取り付けられた検査装置をチャンバーの内部に挿入し、チャンバー内部でカメラケースを昇降移動および旋回移動させることでチャンバーの内部検査を円滑且つ迅速に行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−０７０５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引用文献１の検査装置は、作業者が操作取っ手や操作ハンドルを巧みに操作して手動で動作させるものであるため、検査工程が複雑である。そのため検査装置の操作を誤ると検査装置がチャンバーの内壁に当たってしまうことが考えられる。特に、ヒータ素線が張り巡らされているチャンバー内部を検査する場合には検査装置がヒータ素子に衝突するとヒータ素子にダメージを与えてしまう。
【０００５】
この問題を防止するために、チャンバーの外部からチャンバーの内部を目視検査することも考えられる。しかし、例えば縦型拡散炉の下方から縦型拡散炉の内部を目視検査する場合、縦型拡散炉の上方については目視検査が困難となる問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、容易な方法によるチャンバー内部の検査を可能とする検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の発明に係る検査システムは、チャンバー内部を撮影する検査システムであって、ビデオカメラと、該ビデオカメラを回転させる回転用モータと、該回転用モータによる回転方向と垂直方向に該ビデオカメラを移動させる移動用モータと、該移動用モータの回転を直線動に変えるボールスクリューと、該ボールスクリューに固定され該チャンバー内を直線動作する移動板と、該移動板がスライド可能に取り付けられたガイド部材と、該回転用モータと該移動用モータを個別に制御する中央コントローラと、を備え、該ビデオカメラ、該回転用モータ、及び該回転センサは該チャンバー内を移動する一体の検査装置を構成し、該検査装置は該移動板に乗せられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、中央コントローラを用いてチャンバー内部を自動検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る検査システムを示す図である。
【図２】マイコンの入出力を示す電気回路図である。
【図３】検査システムの検査対象となるチャンバーの外観図である。
【図４】チャンバーの内部を示す図である。
【図５】検査装置を移動板に乗せたことを示す図である。
【図６】移動機構と検査装置をチャンバー内部に導入したことを示す図である。
【図７】スタートボタン押下後のモータ等の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る検査手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る検査システムを示す図である。本発明の検査システムは、中央コントローラ１０を備えている。中央コントローラ１０には移動用コントローラ１２を介して移動機構１４が接続されている。また、中央コントローラ１０には検査装置１６がケーブルで接続されている。本発明の実施の形態に係る検査システムは、中央コントローラ１０で移動機構１４と検査装置１６を制御してチャンバー内部を撮影するものである。以後、各部の詳細を説明する。
【００１１】
まず、検査装置１６について説明する。検査装置１６はビデオカメラ１８を備えている。ビデオカメラ１８は送信機２０に乗せられている。送信機２０はビデオカメラ１８の映像を無線で外部へ送信するものである。検査装置１６はビデオカメラ１８を回転させる回転用モータ２２を備えている。回転用モータ２２には軸２４を介して回転センサ２６が取り付けられている。回転センサ２６は回転用モータ２２によるビデオカメラ１８の回転を検出する。より詳細には、回転センサ２６はビデオカメラ１８が１回転するごとに信号を出すものである。
【００１２】
検査装置１６は、三脚３０に乗せられている。三脚３０の脚同士は接続材３２で接続され三脚３０の強度を高めている。三脚３０には照明装置３４が取り付けられている。また、三脚３０の下部には重量体３６が取り付けられている。なお、検査装置１６の付属装置として、送信機２０から送信された映像を受信する受信機４０が用意されている。受信機４０で受信した映像はモニタ４２で表示される。
【００１３】
続いて、移動機構１４について説明する。移動機構１４は前述の検査装置１６の移動に用いられるものである。移動機構１４はガイド部材５０を備えている。ガイド部材は例えばリニアモーションガイドなどで形成されている。ガイド部材５０には移動板５２がスライド可能に取り付けられている。
【００１４】
移動機構１４はさらに、ボールスクリュー５４を有している。ボールスクリュー５４はねじ軸５４ａと外輪５４ｂを有している。前述の移動板５２は外輪５４ｂに固定されている。また、ねじ軸５４ａは移動用モータ５６に接続され移動用モータ５６によって回転可能となっているため、移動用モータ５６の回転はボールスクリュー５４により外輪５４ｂの直線動に変換される。そのため、ボールスクリュー５４の外輪５４ｂに固定された移動板５２は、ガイド部材５０に沿って直線動作できるようになっている。
【００１５】
このように移動機構１４は、移動板５２を移動（上下動）させるエレベータとして機能するように構成されている。なお、上述の構成を有する移動機構１４は平坦な台５８に乗せられている。
【００１６】
続いて、中央コントローラ１０について説明する。中央コントローラ１０は回転センサ２６の情報を受信するフォトカプラ６０を備えている。また、回転用モータ２２と接続されたモータドライバ６２を備えている。フォトカプラ６０とモータドライバ６２はマイコン６４に接続されている。
【００１７】
中央コントローラ１０の表面には作業者の操作用に複数のボタン等が設けられている。具体的には、スタートボタン６６、ストップボタン６８、回転速度調整用つまみ７０、移動用モータ５６の動作中に点灯する移動表示ＬＥＤ７２、及び回転用モータ２２の動作中に点灯する回転表示ＬＥＤ７４が設けられている。
【００１８】
中央コントローラ１０は、回転用モータ２２をモータドライバ６２で制御し、移動用モータ５６は移動用コントローラ１２を介して制御するので、回転用モータ２２と移動用モータ５６を個別に制御することができる。この制御は専らマイコン６４によって自動的に実行されるものである。図２は、マイコンの入出力を示す電気回路図である。
【００１９】
図３は、検査システムの検査対象となるチャンバーの外観図である。チャンバー８０はウエハプロセスで用いる縦型拡散炉で形成されている。図４は、チャンバーの内部を示す図である。チャンバー８０の内部には、ヒータ素線８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、８２ｅ（以後単にヒータ素線８２という）が張り巡らされている。各ヒータ素線は絶縁体で形成されたがいし８４で固定されている。
【００２０】
続いて、本発明の実施の形態に係る検査システムによるチャンバー８０内部の検査について説明する。まず、検査装置１６を移動板５２に乗せる。図５は、検査装置を移動板に乗せたことを示す図である。三脚３０を移動板５２の上に乗せることで、三脚３０に固定された検査装置１６を移動板５２の上に乗せる。
【００２１】
次いで、移動機構１４と検査装置１６をチャンバー８０内部に導入する。図６は、移動機構１４と検査装置１６をチャンバー内部に導入したことを示す図である。ここまでの作業は検査のための準備作業である。準備作業終了後に作業者がスタートボタン６６を押下することで自動検査が開始する。検査中は、作業者はモニタ４２に表示された映像を監視する。
【００２２】
以後、スタートボタン６６押下後の動作について説明する。図７は、スタートボタン押下後のモータ等の動作を示すタイミングチャートである。作業者がスタートボタン６６を押下すると中央コントローラ１０が回転用モータ２２を回転させる（Ｔ１）。そして、ビデオカメラ１８を回転させつつチャンバー８０内部の映像を撮影する。検査装置に取り付けられた送信機２０はビデオカメラ１８の映像をチャンバー８０の外部の受信機４０へ送る。そして、ビデオカメラ１８の映像はモニタ４２に表示される。なお、回転用モータ２２の回転中は回転表示ＬＥＤ７４を点灯させる。
【００２３】
次いで、ビデオカメラ１８が１回転することで回転センサ２６が信号を出す（Ｔ２）。回転センサ２６の信号は中央コントローラ１０のフォトカプラ６０で受信する。中央コントローラ１０は回転センサ２６からの信号を受信すると回転用モータ２２を停止させる（Ｔ３）。
【００２４】
中央コントローラ１０は移動用コントローラ１２を駆使して、回転用モータ２２の停止と同時に移動用モータ５６を駆動させる。移動用モータ５６を駆動させることで移動板５２の上に乗せられた検査装置１６を所定距離だけ上方へ移動させる。これにより、ビデオカメラ１８は回転用モータ２２による回転方向と垂直方向に移動する。なお、移動用モータ５６の駆動中は移動表示ＬＥＤ７２を点灯させる。
【００２５】
検査装置１６を所定距離だけ移動し終えると、中央コントローラ１０は移動用モータ５６を停止させるとともに、回転用モータ２２を駆動させる（Ｔ４）。これにより先程とは別の位置でビデオカメラ１８を回転させつつチャンバー８０内の映像を撮影し、これを監視する。
【００２６】
次いで、ビデオカメラが１回転することで回転センサ２６が信号を出す（Ｔ５）。回転センサ２６の信号は、中央コントローラ１０のフォトカプラ６０で受信する。中央コントローラ１０は、回転センサ２６からの信号を受信すると回転用モータ２２を停止させる（Ｔ６）。
【００２７】
回転用モータ２２の停止と同時に移動用モータ５６を駆動させて、移動板５２をガイド部材５０に沿ってチャンバー８０の長手方向に滑動させることで検査装置を所定距離だけ上方へ移動させる。
【００２８】
このように中央コントローラ１０は、ビデオカメラ１８の回転と移動を交互に繰り返すように回転用モータ２２と移動用モータ５６を動作させる。回転から移動へ切り替えるタイミングは回転センサ２６からの信号によりビデオカメラ１８が１回転したことを検出したタイミングである。また、移動から回転へ切り替えるタイミングはマイコン６４によって決められる所望のタイミングである。
【００２９】
ビデオカメラ１８の回転と移動が複数回実施された後に作業者によってストップボタン６８が押下されることで、チャンバー８０内部の撮影を終了する。あるいは、中央コントローラ１０は、ビデオカメラ１８を所定回数移動させた後に移動用モータ５６と回転用モータ２２を自動停止させることとしてもよい。なお、中央コントローラ１０によって自動停止前にビデオカメラ１８を初期位置に移動させると検査装置１６を回収しやすくなるので検査時間を短縮できる。
【００３０】
図８は、本発明の実施の形態に係る検査手順を示すフローチャートである。Ｓ５において「移動板上昇／下降」と記載したのは次の理由による。つまり、移動板５２が上昇限度まで上昇すれば検査を終了するのが通常であるが、ヒータ素線状態の再度の検査が必要な場合などには移動板５２を下降させる必要がある。このような場合において、作業者がストップボタンを押さなければ、移動板は自動で下降するようにした。本発明の実施の形態に係る検査システムによる検査は上記のように実施される。
【００３１】
ところで、ヒータ素線８２の状態を確認するために、ヒータ素線抵抗値の変化を用いる手法が一般的であった。しかしこの方法では素線の変形やクラックなどの劣化の進行過程を見る事が出来ない。そもそもヒータ素線抵抗値はヒータ素線の劣化状態に比例して徐々に変化するものではない。そのため突発的に起こる断線発生の予知が困難であった。ところが本発明の実施の形態に係る検査システムによれば、直接にヒータ素線８２の変形、クラック、断線（素線状態）を映像で確認できるので、ヒータ素線８２の断線しそうな部分を事前に把握し対応することができる。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る検査システムでは、ビデオカメラ１８、回転用モータ２２、及び回転センサ２６はチャンバー８０内部を移動する一体の検査装置１６を構成しており、検査装置１６自体が回転可能となっている。さらに、この検査装置１６を移動機構１４の移動板５２に乗せることで、ビデオカメラ１８の移動が可能となっている。そして中央コントローラ１０は検査装置１６が回転と移動を繰り返すように回転用モータ２２と移動用モータ５６を制御するので作業者はチャンバー８０内部の下方から上方までの全ての素線状態を確認できる。
【００３３】
特に、縦型酸化拡散炉のヒータ素線８２が断線するとウエハに対し所望の処理を行うことができない。しかし上述のように素線状態を確認することでヒータ素線８２の断線しそうな部分を事前に把握し対応することができる。
【００３４】
ヒータ素線８２をチャンバーから取り外して検査する場合、取外し作業や稼動再開時の脱ガス処理などに９６時間程度の時間を要する。しかし、本発明ではヒータ素線８２をチャンバー８０から取り外す必要がなく、しかもビデオカメラ１８による撮影と同時に確認作業を行うので作業時間を削減できる。
【００３５】
ビデオカメラ１８の回転及び移動は中央コントローラ１０の自動制御により実施されるので、複雑な操作は不要である。そのため、作業者の不注意により検査装置がチャンバーのヒータ素線に当たってしまう問題を回避できる。
【００３６】
ところで、チャンバー内部のヒータ素線検査は、１年に１回程度実施される。そこで、ビデオカメラ１８による撮影内容を記録しておき測定時の素線状態を前回の素線状態と比較することで、経時変化をみることができる。経時変化量の把握により今後のヒータ素線変化量を予測できる。なお、検査装置１６は自動制御されることが基本であるが、必要な場合に限り作業者は移動用コントローラ１２を用いて検査装置１６の位置を調整することができる。
【００３７】
スタートボタン６６押下後に照明装置３４を点灯させることでチャンバー８０内部を照らし、ヒータ素線状態の確認が容易となる。照明装置３４をバッテリ内蔵型としてもよい。また三脚３０に重量体３６を取り付けたことで三脚３０と検査装置１６の転倒を防止できる。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る検査システムの重要な特徴は、自動制御によってビデオカメラ１８の回転及び移動を交互に行うことで、チャンバー８０内部の観察を可能としたことである。従って、この特徴を失わない範囲において様々な変形が可能である。例えば、検査対象のチャンバーは縦型拡散炉だけでなく横型のチャンバーでもよい。また、ヒータ素線を検査する場合に限定されず、チャンバー内部の状態の検査に広く応用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  中央コントローラ、  １２  移動用コントローラ、  １４  移動機構、  １６  検査装置、  １８  ビデオカメラ、  ２０  送信機、  ２２  回転用モータ、  ２４  軸、  ２６  回転センサ、  ３０  三脚、  ３２  接続材、  ３４  照明装置、  ３６  重量体、  ４０  受信機、  ４２  モニタ、  ５０  ガイド部材、  ５２  移動板、  ５４  ボールスクリュー、  ５４ａ  軸、  ５４ｂ  外輪、  ５６  移動用モータ、  ５８  台、  ６０  フォトカプラ、  ６２  モータドライバ、  ６４  マイコン、  ６６  スタートボタン、  ６８  ストップボタン、  ７２  移動表示ＬＥＤ、  ７４  回転表示ＬＥＤ、  ８０  チャンバー、  ８２  ヒータ素線
【図１】
0005817633.tif 000002
【図２】
0005817633.tif 000003
【図３】
0005817633.tif 000004
【図４】
0005817633.tif 000005
【図５】
0005817633.tif 000006
【図６】
0005817633.tif 000007
【図７】
0005817633.tif 000008
【図８】
0005817633.tif 000009