JP3584718B2

JP3584718B2 - 多結晶体自動洗浄装置

Info

Publication number: JP3584718B2
Application number: JP01776798A
Authority: JP
Inventors: 伸一須貝
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH11197614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多結晶シリコンを孔明き容器内に収容し、容器を自動搬送しつつ各種洗浄槽に順次浸漬させて洗浄する自動洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばシリコン単結晶をチョクラルスキー法（ＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉＭｅｔｈｏｄ：ＣＺ法）で製造する際、原料となる多結晶シリコンを溶融する必要があるが、このような多結晶シリコンを溶融させる前に、多結晶シリコンを洗浄装置で洗浄し、表面の酸化物、不純物等を除去する作業が行われる。
【０００３】
このような洗浄装置は、多結晶シリコン表面の酸化物等を完全に除去するため、数多くの水槽、各種薬液槽等の洗浄液で洗浄する必要があり、従来では、図７、図８に示すような多数の小孔を備えたバスケット５１内にナゲット状のポリシリコンを収容し、このバスケット５１に突設される把持部５２を搬送ロボットのロボットアーム５３で把持し、各種洗浄槽５４間を搬送して順次洗浄液５５中に浸漬せしめるようにしている。
また洗浄後、搬送ロボットの把持を適切に行わせるため、洗浄槽５４の底面に複数の位置決め部材５６を設け、バスケット５１を常に一定の位置に位置決め出来るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、バスケット５１には洗浄液を流通せしめるための多数の小孔が底面及び周面の全域に設けられているため、ポリシリコン屑がバスケット５１の小孔から外に飛出して洗浄槽５４内に沈降し、これが底面に堆積すると、位置決め部材５６による位置決めが正確でなくなり、図９に示すように、バスケット５１が傾いたり、正規な位置からずれたりして、搬送ロボットの把持に不具合が生じるようになる。
【０００５】
そこで本発明は、バスケット５１から飛び出たポリシンコン屑によってバスケット５１の位置等が変化することなく、常に一定の位置、姿勢で位置決めし洗浄出来る自動洗浄装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、多結晶体を収容し且つ多数の小孔を備えた容器を搬送手段によって洗浄槽に搬送し、洗浄槽の位置決め手段で前記容器を所定の位置に位置決めして洗浄液中に浸漬せしめて容器内の多結晶体を洗浄するようにした多結晶体自動洗浄装置において、洗浄槽の位置決め手段を、容器に突設されるピンを支持することで、容器を洗浄槽の底面から浮かせた状態で位置決めし得るサポート部材とした。
【０００７】
このようにサポート部材でピンを支持して容器を洗浄槽の底面から浮かせれば、洗浄槽の底面に堆積した多結晶体屑等の沈降物の影響を受けず、常に一定の位置、姿勢にセットすることができ、搬送手段による把持に不具合が生じない。
ここで、容器に突設されるピンの形状、サポート部材のピン支持部の形状等は任意であるが、ピン支持部に対してピンが位置決めされる状態で係合するような形態が好ましい。
また適用される洗浄槽、洗浄液の種類等は任意である。
【０００８】
また、サポート部材のピン支持部をＶ溝形状とした。
このようなＶ溝形状にすれば、ピンを位置決め状に係合させることができ、しかもＶ型斜面には沈降物が堆積しにくいのでピンの係合位置がずれにくく都合が良い。また比較的簡素に構成できる。
【０００９】
また、サポート部材のＶ溝内に、沈降物の堆積を防止するテーパ部を形成するようにした。
通常、Ｖ溝のＶ字交差部等では沈降物が溜まりやすい。
このため、このようなＶ溝のＶ字交差部等をテーパ部として構成し、沈降物が堆積するのを防止すれば、ピンとピン支持部の係合位置が変化せず、容器を一定の位置にセット出来る。
【００１０】
また、多結晶体を収容し且つ多数の小孔を備えた容器を搬送手段によって洗浄槽に搬送し、洗浄槽の位置決め手段で前記容器を所定の位置に位置決めして洗浄液中に浸漬せしめて容器内の多結晶体を洗浄するようにした多結晶体自動洗浄装置において、洗浄槽の底面に、沈降物を排出部に堆積させるための傾斜面と、前記排出部に堆積した沈降物を洗浄槽外に一気に排出するダンプ手段からなる排出機構を設けるようにした。
【００１１】
このように洗浄槽の底面に排出機構を設け、底面に一定量以上の沈降物が堆積しないようにすれば、容器の底が堆積物に接触して姿勢変化を起こすような不具合を防止することが出来る。
【００１２】
そして前記のサポート部材と、前記の排出機構をともに設けるようにした。
このようにサポート部材で容器を浮かして支持し、洗浄槽の底面に堆積する沈降物を一定量以下に保持すれば、容器の位置、姿勢の変化が一層抑制され、搬送手段による把持、搬送をよりスムーズに行うことが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本洗浄装置に係る洗浄槽を正面から見た断面図、図２は側方から見た断面図、図３はピンとサポート部材の係合状態を示す図１の部分拡大図、図４はピンとサポート部材の係合状態を示す図２の部分拡大図、図５、図６は搬送ロボットによる把持を説明するための説明図である。
【００１４】
本発明に係る洗浄装置は、例えばチョクラルスキー法によるシリコン単結晶の引上げにおいて、原料となる多結晶シリコンを溶融させる前に、ナゲット状の多結晶シリコンの表面の酸化物とか、表面に付着する金属、有機物等の不純物を洗浄する洗浄システムに適用され、この洗浄システムには、水槽または薬液槽等の洗浄槽が多数直列状に配設され、容器としてのバスケットに多結晶体としてのポリシリコンを収容し、このバスケットを自動搬送しながらバスケットごと各洗浄槽に順次浸漬していくことでポリシリコンを自動洗浄するようにしている。
【００１５】
このため、図１に示すように、洗浄槽１の洗浄液２中に浸漬せしめられるバスケット３の周面及び底面には多数の小孔が設けられ、洗浄槽１内にバスケット３が出入りする際、洗浄液２がバスケット３内に自由に出入り出来るようにされ、またこのバスケット３は、搬送手段としての搬送ロボットで自動搬送されるようになっている。
このため、バスケット３の両側面上部には、搬送ロボットのロボットアームが係合する複数の把持部４、…（本実施形態では左右２ヵ所の合計４ヵ所）が設けられ、後述する要領でロボットアーム１４の係合部１５（図６）を把持部４、…に係合させて保持し、順次上流側の洗浄槽から下流側の洗浄槽に向けて搬送するとともに、バスケット３を各洗浄槽１の洗浄液２中に浸漬させて位置決めセットし、洗浄していくようにされている。
【００１６】
この時、本発明では、少なくとも１ヵ所の洗浄槽１内でバスケット３を宙吊り状態で位置決めし、洗浄液２中に浸漬せしめるようにしている。すなわち、バスケット３の両側面下部には、外方に突出する複数の丸棒状のピン５、…（本実施形態では左右２ヵ所の合計４ヵ所）が突設され、洗浄槽１には、このピン５、…を支持する左右一対のサポート部材６、６が設けられている。
【００１７】
このサポート部材６は、本実施形態では、図３及び図４に示すように、洗浄槽１の内壁から内側に向けて突設される張出部７と、この張出部７の突出端部に固定される支持部８を備えている。そしてこの支持部８には、ピン５を位置決め状態にして支えることが出来るＶ溝８ｍを設けており、ピン５をＶ溝８ｍに嵌合させた状態で、バスケット３の下面と洗浄槽１の底面との間に充分なクリアランスが得られるようにしている。
【００１８】
また、この支持部８のＶ溝８ｍには、溝内にポリシリコン屑等の沈降物が堆積しないようにするためのテーパ部ｔを形成している。このテーパ部ｔは、Ｖ溝８ｍ中央のＶ字が交差する平坦部に設け、この箇所を板厚方向に傾斜させることでＶ溝８ｍ内に落込んだ沈降物を洗浄槽１の底面に向けて落下させ、ピン５とＶ溝８ｍ間に沈降物が堆積することによる支持位置誤差を防止するようにしている。因みに、支持部８の上面等にも沈降物を堆積させないため、支持部８の上部側に、板厚方向から見て上端が鋭角となるテーパ面を形成し、また支持部８の下部側にも、沈降物が落下しやすいような下端先細り状のテーパ面を形成している。
【００１９】
また図１に示すように、洗浄槽１の下面には、沈降物が一定量以上溜まるのを防止する排出機構１０を設けている。
この排出機構１０は、沈降物を所定の排出部１１、１１に落し込むための傾斜面１２と、各排出部１１に設けられた排出パネル１３を急速に開くことで堆積物を一気に排出する不図示のダンプ手段からなり、前記傾斜面１２は、例えば排出部１１を中心とするコーン状の形状にすることで、沈降物の集積効果を上げるようにしている。
【００２０】
本発明に係る洗浄装置の特徴部分は以上のように構成されるが、搬送ロボットによるバスケット３の搬送時には、図５及び図６に示すように、ロボットアーム１４を洗浄液２中に浸漬させて係合部１５をバスケット３の把持部４に引掛けた後、洗浄槽１の上部に引上げて搬送する。
尚、図５は平面視図であるが、サポート部材等を省略している。
【００２１】
以上のように構成した洗浄装置において、搬送ロボットのロボットアーム１４で把持したバスケット３を洗浄槽１の洗浄液２中に浸漬させ、ピン５をサポート部材６のＶ溝８ｍ内に嵌合させて載置する。この際、一部のポリシリコン屑はバスケット３の小孔から洩れ出して液中を沈降するが、Ｖ溝８ｍ内にはテーパ部ｔが設けられているため、ポリシリコン屑が堆積せず、殆どは洗浄槽１の底面に沈降して傾斜面１２によって排出部１１に落とし込まれる。
【００２２】
そして、バスケット３は洗浄槽１の底面から浮き上がった状態で定位置に位置決めされ、洗浄液２によって内部のポリシリコン表面が洗浄される。
因みに、洗浄槽１の底面に溜まったポリシリコン屑が一定量に達すると、ダンプ手段によって排出パネル１３が開かれ、洗浄槽１の外部に排出されるため、洗浄槽１底面の堆積物によってバスケット３が位置ずれ等を生じる虞れはないとともに、きわめて簡単かつ効率的に堆積物を排出できる。さらに、洗浄槽自体を洗浄する場合においても、作業が簡単で短時間に行なうことが出来るようになる。
【００２３】
こうして洗浄槽１における洗浄処理が終えると、ロボットアーム１４がバスケット３の把持部４を把持してバスケット３を持上げ、洗浄槽１から出槽すると下流側に向けて搬送する。ここでバスケット３が出槽する時等には、再びポリシリコン屑が小孔から洩れ出して洗浄液２中に落下するが、このポリシリコン屑はサポート部材６のＶ溝８ｍ内に溜まることはなく、次のバスケット３が搬送された場合でも正規の位置で支持することが出来る。
【００２４】
次に、以上のようなバスケット３のサポート構造、及び洗浄槽１底面の排出機構１０の効果を実験した結果について説明する。
まず、サポート構造の効果を確認するため、バスケット３に実際の重量と同じ重量負荷を加えて繰返してサポート部材６上に載置し、位置誤差を測定した。この結果、バスケット３と洗浄槽１の位置誤差は１ｍｍ以内の精度であり、良好であった。
この時、ポリシリコン屑を３００ｇ程サポート部材６の周辺に撒いてみたが、Ｖ溝８ｍ内にポリシリコン屑が溜まることはなく、トラブルは全くなかった。
【００２５】
また、排出機構１０の効果を確認するため、洗浄槽１として純水槽を使用し、洗浄液２中に１ｋｇのポリシリコン屑を投入し、ダンプ手段で排出パネル１３を一気に開いた。この結果、９割のポリシリコン屑は排出され、その後、ハンドシャワーで洗い流すことで、ほぼ完全に排出することが出来た。
【００２６】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えばバスケット３に突設するピン５の数は任意であり、サポート部材６の取付方法、及び排出部１１の数等も任意である。
また多結晶体はポリシリコンに限定されるものではなく、更に搬送手段も搬送ロボットに限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る多結晶体自動洗浄装置は、容器を洗浄槽の洗浄液中に浸漬せしめた状態で位置決めするにあたり、サポート部材で容器のピンを支持することで、容器を洗浄槽の底面から浮かせた状態で位置決めするようにしたため、容器の位置、姿勢が洗浄槽の底面に堆積した沈降物の影響を受けず、常に一定の位置、姿勢で位置決めすることが出来る。
このため、自動搬送手段に不具合が生じない。
そして、サポート部材のピン支持部をＶ溝形状にすれば、Ｖ字斜面に沈降物が溜まることがなく、しかも比較的簡素に構成でき、また、サポート部材のＶ溝内に、沈降物の堆積を防止するテーパ部を形成すれば、ピンとピン支持部の係合位置が変化せず、容器の位置決め精度を一層向上させることが出来る。
【００２８】
また、洗浄槽の底面に、堆積した沈降物を排出する排出機構を設け、この排出機構として、沈降物を排出部に堆積させるための傾斜面と、排出部に堆積した沈降物を洗浄槽外に一気に排出するダンプ手段を設ければ、容器の底が堆積物に接触して姿勢変化を起こすような不具合を防止することが出来る。
そして前記のサポート部材と、前記の排出機構を共に設ければ、容器の位置決め精度を一層高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本洗浄装置に係る洗浄槽を正面から見た断面図である。
【図２】本洗浄装置に係る洗浄槽を側方から見た断面図である。
【図３】ピンとサポート部材の係合状態を示す図１の部分拡大図である。
【図４】ピンとサポート部材の係合状態を示す図２の部分拡大図である。
【図５】搬送ロボットによる把持を説明するための平面視による説明図である。
【図６】搬送ロボットによる把持を説明するための正面視による説明図である。
【図７】従来の洗浄装置のバスケットの位置決めを説明するための平面視による説明図である。
【図８】従来の洗浄装置のバスケットの位置決めを説明するための正面視による説明図である。
【図９】従来の洗浄装置の不具合状態の説明図である。
【符号の説明】
１…洗浄槽、２…洗浄液、
３…バスケット、４…把持部、
５…ピン、６…サポート部材、
７…張出部、８…支持部、
８ｍ…Ｖ溝、１０…排出機構、
１１…排出部、１２…傾斜面、
１３…排出パネル、１４…ロボットアーム、１５…係合部、５１…バスケット、５２…把持部、５３…アーム、
５４…洗浄槽、５５…洗浄液、
５６…位置決め部材、
ｔ…テーパ部。

Claims

多結晶体を収容し且つ多数の小孔を備えた容器を搬送手段によって洗浄槽に搬送し、洗浄槽の位置決め手段で前記容器を所定の位置に位置決めして洗浄液中に浸漬せしめて容器内の多結晶体を洗浄するようにした多結晶体自動洗浄装置であって、前記洗浄槽の位置決め手段は、前記容器に突設されるピンを支持することで、前記容器を洗浄槽の底面から浮かせた状態で位置決めし得るサポート部材であり、該サポート部材のピン支持部は、Ｖ溝形状とされ、該サポート部材のＶ溝内には、沈降物の堆積を防止するテーパ部が形成されるものであることを特徴とする多結晶体自動洗浄装置。
多結晶体を収容し且つ多数の小孔を備えた容器を搬送手段によって洗浄槽に搬送し、洗浄槽の位置決め手段で前記容器を所定の位置に位置決めして洗浄液中に浸漬せしめて容器内の多結晶体を洗浄するようにした多結晶体自動洗浄装置であって、前記洗浄槽の位置決め手段は、前記容器に突設されるピンを支持することで、前記容器を洗浄槽の底面から浮かせた状態で位置決めし得るサポート部材であり、前記洗浄槽の底面には、沈降物を排出部に堆積させるための傾斜面と、前記排出部に堆積した沈降物を洗浄槽外に一気に排出するダンプ手段からなる排出機構が設けられることを特徴とする多結晶体自動洗浄装置。ことを特徴とする多結晶体自動洗浄装置。
請求項２に記載の多結晶体自動洗浄装置において、前記サポート部材のピン支持部は、Ｖ溝形状とされることを特徴とする多結晶体自動洗浄装置。
請求項３に記載の多結晶体自動洗浄装置において、前記サポート部材のＶ溝内には、沈降物の堆積を防止するテーパ部が形成されることを特徴とする多結晶体自動洗浄装置。