JP3559244B2

JP3559244B2 - ロッド解体機

Info

Publication number: JP3559244B2
Application number: JP2001010116A
Authority: JP
Inventors: 三二落合
Original assignee: 住友チタニウム株式会社
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: JP2002210355A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体用多結晶シリコンロッドを製造する気相成長炉からのロッド搬出に好適に使用されるロッド解体機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体用多結晶シリコンロッドの製造には、シーメンス炉と呼ばれる気相成長炉が多用されている。気相成長炉を用いた多結晶シリコンロッドの製造では、炉内に設置されたシードへの通電による抵抗発熱により、シード表面にシリコンが析出される。シードは、析出するシリコンの荷重に耐えるために、鳥居型（逆Ｕ字状）に構成されている。このため、成長後のシリコンロッドも、鳥居型（逆Ｕ字状）に組わ合わされた２本を１組とする。この２本組シリコンロッドは、極めて密集した状態で炉内に林立しており、この状態で炉が開放され、外側から１組ごとに搬出される。この２本組シリコンロッドの炉からの搬出は一般にロッド解体と呼ばれている。
【０００３】
気相成長炉からのシリコンロッドの解体作業を効率的に行うものとして、特公平７−２９０４５号公報に記載されたロッド解体機がある。このロッド解体機は、水平方向へ移動可能な移動台車と、この移動台車上に設置された前後に傾動可能なロッド支持架台とを備えている。ロッド支持架台は、２本組シリコンロッドを同時収容する１組の垂直な樋状のホルダーと、各ホルダーの下方に位置する水平なロッド支持爪とを正面側に支持しており、これらを上下方向に昇降駆動することができる。このロッド解体機を用いた２本組シリコンロッドの解体作業は以下のようにして行われる。
【０００４】
搬出しようとする２本組シリコンロッドに１組のホルダーが正対する位置まで移動台車を移動させる。１組のホルダー及びロット支持爪の高さを調整した後、２本組シリコンロッドが１組のホルダーに嵌合し、各シリコンロッドの下方にロッド支持爪が進入するまで移動台車を前進させる。ロッド支持架台を後傾させた後、２本組シリコンロッドを１組のホルダーの側へ押し倒してホルダー内に収容する。移動台車を後退させて、２本組シリコンロッドを炉外へ搬出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
２本組シリコンロッドの重量は１本当たり４０〜８０ｋｇもある。特公平７−２９０４５号公報に記載されたロッド解体機を使用すると、作業者は一応シリコンロッドの重量を感じることなく、解体作業を行うことができ、作業者の負担は軽減される。しかし、このロッド解体機は、搬出しようとする２本組シリコンロッドの直近まで重い移動台車を接近させる必要がある。しかも、１組のホルダーを２本組シリコンロッドに正確に正対させる必要がある。
【０００６】
２本組シリコンロッドは、炉内の場所によって様々な方向を向いているため、１組のホルダーが２本組シリコンロッドに正確に正対する直近位置まで移動台車を動かすには、何度も何度も移動台車を位置合わせしなければならず、その操作が大変である。もし仮に、移動台車の位置がずれたままで２本組シリコンロッドを押し倒すと、その２本組シリコンロットが１組のホルダーに入らないままで倒れてしまう場合があり、その場合は残る２本組シリコンロッドの全てが連鎖して倒れ、一部は割れてしまう。
【０００７】
２本組シリコンロッドの重量は前述したとおり重く、これが直近で作業している人のところに多数本将棋倒しに倒れてくることは危険この上ない。加えて、シリコンの破片は鋭利であり、安全上の問題は大きい。更に、倒れた後の処理も、人手で破片を拾い集めるなど大変であるし、そのときにシリコンの表面がグラファイト部品と接触して汚染する危険がある。シリコンは脆性の材料であり折れやすい。そのため、２本組シリコンロッドは僅かなショックで倒れ、また割れるのである。
【０００８】
炉から搬出した２本組シリコンロッドは最終的には寝かして置くが、前記のロッド解体機は支持した２本組シリコンロッドを平地に置くことができない。このため、人手でこの作業を行うことになり、作業者の負担は小さくはない。また、この作業時に２本組シリコンロッドが落下したり破損する危険がある。
【０００９】
このように、特公平７−２９０４５号公報に記載された従来のロッド解体機は、一応は作業者の負担を軽減できるが、その程度は十分でなく、作業能率や安全面では依然大きな問題がある。
【００１０】
なお、クレーンを用いた解体も考えられるが、クレーンに吊られた２本組シリコンロットは揺れやすく、作業者が手を離すとロッド群に当たり、全てのロッドが倒れる危険性が高いので、採用し難い。
【００１１】
本発明の目的は、気相成長炉内に密集状態で林立する２本組シリコンロッドを、僅かの負担で能率よく、しかも安全に炉外へ搬出できるロッド解体機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のロッド解体機は、多関節構造のバランサーアームをもち、該アーム先端部の操作部に吊り下げられた荷役物を３次元方向へ無荷重移動させることが可能な平衡荷役装置を、水平方向へ移動可能な可動台に設置し、前記平衡荷役装置の操作部に、鉛直方向に２本１組で並列的に立つシリコンロッドを正面側に同時に固定できる把持機構付きのロッド保持部を取り付けたものである。
【００１３】
水平方向へ移動可能な可動台とは、車輪を有する移動台車、天井部に設置したレールに沿って移動可能な台、或いは天井クレーンの巻き上げ部と同様にＸ−Ｙ方向へ移動可能な機構を有する台などである。
【００１４】
本発明のロッド解体機においては、ロッド保持部を可動台から遠く離すことができ、且つ、その離れた場所で３次元方向へ広範囲に操作できる。このため、２本組シリコンロッドを把持する際に、可動台を２本組シリコンロッドの直近に接近させる必要がない。また、可動台の厳密な位置調整を必要としない。
【００１５】
ロッド保持部に把持された２本組シリコンロッドについても、そのロッド保持部を手動で操作することにより、広い範囲に搬送できる。
【００１６】
前記ロッド保持部は、鉛直軸を中心にした両側への首振り移動が可能な構成が可能である。この構成により、ロッド保持部を２本組シリコンロッドに正対させる操作がより簡単になる。
【００１７】
前記ロッド保持部は又、正面側又は背面側へ傾動できるフレキシビリティを有する構成が可能である。この構成により、把持した２本組シリコンロッドを付け根で折って分離する操作がより簡単になる。
【００１８】
前記ロッド保持部は又、固定した２本のシリコンロッドがほぼ水平姿勢になるまで、水平軸回りに回動可能な構成が可能である。この構成により、把持したシリコンロッドを平地へ寝かして置く操作が可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示すロッド解体機の側面図、図２は同ロッド解体機のロッド保持部の平面図で、図１中のＡ−Ａ線矢示図である。
【００２０】
本実施形態のロッド解体機は、半導体用多結晶シリコンロッドを製造する気相成長炉から２本組シリコンロッド４０を炉外へ順番に搬出するのに使用される。このロッド解体機は、水平方向に移動可能な可動台としての移動台車１０と、移動台車１０上に設置された平衡荷役装置２０と、平衡荷役装置２０のアーム先端部に取り付けられたロッド保持部３０とを備えている。
【００２１】
平衡荷役装置２０は、バランサーなどと呼ばれる荷役運搬補助装置のことで、垂直な支柱２１に片支持された多関節構造のバランサーアーム２２を有している。そして、バランサーアーム２２の先端部に設けられた操作部２３に荷役物を吊るし、操作部２３を操作者が動かすと、それを装置が感知して、殆ど無荷重で荷役物を広範囲に移動させることができる構成になっている。なお、操作部２３はＸ−Ｙ−Ｚの３次元方向に操作可能である。
【００２２】
ロッド保持部３０は、平衡荷役装置２０の操作部２３に取り付けられている。このロッド保持部３０は、操作部２３の正面側にヒンジ部３１を介して取り付けられた垂直板からなるベース部３２と、ベース部３２の正面に取り付けられた両側一対の把持機構３３，３３とを備えている。
【００２３】
ヒンジ部３１は、ベース部３２を水平軸回りに回動可能に支持する。この回動操作は、駆動機構により機械的に行われ、ロッド保持部３０を図示の垂直状態から、正面が下方を向く水平状態へ移動させる（図１中のＲ１）。ヒンジ部３１は又、ベース部３２を、垂直軸回りに回動可能に支持する。この回動操作は、手動で行われ、ロッド保持部３０を両側へ首振り移動させる（図２中のＲ２）。
【００２４】
両側の把持機構３３，３３は、２本組シリコンロッド４０の各ロッド４１を同時に固定するものである。各把持機構３３は、ロッド４１が嵌合する半円形をした上下１組の支え３４，３４と、各支え３４の両端部に開閉可能に取り付けられた固定爪３５，３５とを有している。両側の固定爪３５，３５は、開状態から閉状態へ空圧等により駆動される。これにより、固定爪３５，３５は、支え３４と共同してロッド４１を固定する。
【００２５】
次に、本実施形態のロッド解体機を使用して、気相成長炉から２本組シリコンロッド４０を炉外へ順番に搬出する方法を説明する。
【００２６】
搬出すべき２本組シリコンロッド４０の概ね正面に移動台車１０を移動させ、移動台車１０の正面を２本組シリコンロッド４０の方に向ける。平衡荷役装置２０の操作部２３を操作して、ロッド保持部３０を２本組シリコンロッド４０に正対させる。各把持機構３３における固定爪３６は開放しておく。
【００２７】
両側の把持機構３３，３３に２本組シリコンロッド４０の各ロッド４１が嵌合するまで、ロッド保持部３０を前方へ操作して、各把持機構３３の固定爪３６を閉じる。これにより、２本組シリコンロッド４０の各ロッド４１が両側の把持機構３３，３３により上下２ヵ所でクランプされる。その結果、２本組シリコンロッド４０がロッド保持部３０に垂直状態のまま固定される。
【００２８】
ここで、ロッド保持部３０は、移動台車１０から離れた場所で３次元方向に大きく移動でき、両側への首振りも可能である。このため、移動台車１０を２本組シリコンロッド４０に近づけずとも、また厳密に位置合わせせずとも、ロッド保持部３０に２本組シリコンロッド４０を確実に固定できる。従って、移動台車１０の操作がすこぶる簡単になる。
【００２９】
ロッド保持部３０への２本組シリコンロッド４０の固定が終わると、平衡荷役装置２０の操作部２３を前後に揺する。ロッド保持部３０は、正面側又は背面側へ傾動できるフレキシビリティを有している。このため、操作部２３を前後に揺することにより、２本組シリコンロッド４０は前後に傾き、下端部で折れて分離する。折れて分離した２本組シリコンロッド４０は、ロッド保持部３０を介して平衡荷役装置２０に支持されているので、不用意に倒れるおそれがない。操作部２３を押し上げて２本組シリコンロッド４０を分離することもできる。
【００３０】
２本組シリコンロッド４０の分離が終わると、操作部２３を操作して２本組シリコンロッド４０を炉外へ搬出する。このとき、２本組シリコンロッド４０の荷重は平衡荷役装置２０によりキャンセルされている。また、ロッド保持部３０は、３次元方向に大きく移動できる。このため、移動台車１０の移動操作を最小限に抑えつつ、２本組シリコンロッド４０を炉外へ搬出できる。また、２本組シリコンロッド４０の微妙な移動操作が可能であるので、周囲のシリコンロッドを誤って倒すおそれがない。更に、２本組シリコンロッド４０は搬出中もロッド保持部３０に固定されているので、落下の心配が全くない。
【００３１】
ロッド保持部３０を水平状態まで回動させて、２本組シリコンロッド４０を平地へ置いた後、各把持機構３３の固定爪３５を開放すれば、２本組シリコンロッド４０を平地へ寝かせて置くこともできる。両側の固定爪３５，３５は、２本組シリコンロッド４０を平地へ置いたとき、平地と干渉しないように、各ロッド４１を両側からクランプする構成になっている。
【００３２】
なお、本発明のロッド解体機は、上部で連結された２本組シリコンロッド４０だけでなく、上部で割れて分離した２本のロッド４１，４１も、作業性よく安全に炉外へ搬出できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明のロッド解体機は、多関節構造のバランサーアームをもつ平衡荷役装置を可動台と組み合わせ、その平衡荷役装置のアーム先端部に、２本１組のシリコンロッドを正面側に同時に固定できる把持機構付きのロッド保持部を取り付けたことにより、気相成長炉内に密集状態で林立する２本組シリコンロッドについても、僅かの労力で能率よく、しかも安全に順次炉外へ搬出できるので、その作業能率向上、作業者の安全確保等に大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すロッド解体機の側面図である。
【図２】同ロッド解体機のロッド保持部の平面図で図１中のＡ−Ａ線矢示図である。
【符号の説明】
１０移動台車
２０平衡荷役装置
２１支柱
２２バランサーアーム
２３操作部
３０ロッド保持部
３１ヒンジ部
３２ベース部
３３把持機構
３４支え
３５固定爪
４０２本組シリコンロッド
４１各ロッド

Claims

多関節構造のバランサーアームをもち、該アーム先端部の操作部に吊り下げられた荷役物を３次元方向へ無荷重移動させることが可能な平衡荷役装置を、水平方向へ移動可能な可動台に設置し、前記平衡荷役装置の操作部に、２本１組で並列的に立つシリコンロッドを正面側に同時に固定できる把持機構付きのロッド保持部を取り付けたことを特徴とするロッド解体機。
前記ロッド保持部は、鉛直軸を中心にした両側への首振り移動が可能である請求項１に記載のロッド解体機。
前記ロッド保持部は、正面側又は背面側へ傾動できるフレキシビリティを有する請求項１又は２に記載のロッド解体機。
前記ロッド保持部は、固定した２本のシリコンロッドがほぼ水平姿勢になるまで、水平軸回りに回動可能である請求項１、２又は３に記載のロッド解体機。
半導体用多結晶シリコンロッドを製造する気相成長炉からのロッド搬出に使用される請求項１、２、３又は４に記載のロッド解体機。