JP4361452B2 - 石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置 - Google Patents

Description

本発明は石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に係わり、特に自動的除去対象物の３次元位置、サイズおよび種類を判定してレーザにより除去する石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に関する。

一般に石英ガラスルツボは、内層に透明層、外層に気泡を含有する不透明層を有しており、半導体製造工程における単結晶シリコン引き上げに用いられるが、気泡や異物のような除去対象物が透明層内部に近い表面から約５ｍｍの深さまでに含まれていたり、内表面に付着、存在していると、これらがシリコン融液と反応し、シリコン単結晶引き上げ歩留を低下させる要因の一つとなる。

従来、これらの気泡や異物の検出、除去は、石英ガラスルツボを赤熱温度以上軟化点未満に加熱することで、異物や気泡が輝点となることからその部位を酸水素火炎、プラズマ炎またはアーク炎によって局部的に加熱し、気泡や異物を除去していた。また、気泡や異物の検出は、ＣＣＤカメラを使用し、確認して行っていた。

しかしながら、石英ガラスルツボを赤熱温度以上軟化点未満に加熱することによる異物、気泡の検出、除去方法は、異物、気泡の大きさおよび深さや、酸水素火炎、プラズマ炎またはアーク炎の加熱範囲を精密に制御することが難しい。そのため、異物、気泡の位置測定は大まかに行い、その後、位置特定範囲について本来必要な除去部分以上の範囲を広く局部加熱することによって異物や気泡を除去していた。

この従来の方法は、局部加熱処理による石英の溶融を必要以上に広い範囲に行う必要があり、長時間で大量の熱エネルギーを必要とする。また、ＣＣＤカメラによる検査方法では、ＣＣＤカメラで撮影した画像を処理することにより、気泡は深さや大きさを正確に特定することができるが、異物は、色によって認識することができない場合がある。また、気泡の深さ位置を特定するためにはカメラ位置を固定後、深さ方向に焦点を移動させる必要があり、ルツボ内面を全面検査するためには長時間を要するため実用的ではない。

なお、石英ガラスルツボの透明層に包含された異物を機械的研削または化学的エッチングした後、この研削跡または食刻跡の周縁部を熱処理して滑らかにする石英ガラスルツボの再生方法が提案されている（特許文献１）。
特開平２−１８８４８９号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、石英ガラスルツボの除去対象物を自動的に除去できる石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置は、複数種類の除去対象物が存在する石英ガラスルツボの内表面側を順次撮像可能に配置され、同一位置の深さが異なる点に各々焦点が合わされる複数の撮像単位からなる撮像手段と、前記内表面側を照射し、各々発光波長の異なる光を発する複数の照明単位からなる照明手段と、前記撮像手段により撮像された除去対象物の３次元位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段により撮像された除去対象物の大きさを判定するサイズ判定手段と、前記照明手段からの照明の発光波長の違いにより、ルツボ内表面画像での色の濃淡の変化を認識して前記複数種類の除去対象物の種類を識別する種類識別手段と、前記位置検出手段からの位置情報に基づき、レーザ光の照射位置を制御する照射位置制御手段と、前記除去対象物のサイズおよび種類に応じて、出力が変化するレーザ光発振手段と、前記各構成手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。

好適には、前記撮像手段は複数のＣＣＤカメラであり、照明手段はＬＥＤである。

また、好適には、前記位置検出手段は、制御手段の制御機能部とＣＣＤカメラおよびＬＥＤを回動させる回動機構とその回動制御器、前記制御機能部と石英ガラスルツボを回転させるルツボ回転機構とそのルツボ回転制御器、前記制御機能部とＣＣＤカメラおよびＬＥＤの送り機構とその進退制御器、および画像処理装置の画像処理機能部である。

また、好適には、前記サイズ判定手段は、画像処理装置である。

また、好適には、前記種類識別手段は、照明手段と画像処理装置である。

また、好適には、前記照射位置制御手段は、レーザ光発振手段を進退させるレーザ光発振手段送り機構とこれを制御するレーザ進退制御器、および、回動機構とこれを制御する回動制御器である。

本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置によれば、石英ガラスルツボの除去対象物を自動的に除去できる石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置を提供することができる。

以下、本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置の一実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置の概念図、図２はその制御回路図である。

図１および図２に示すように、石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置１は、複数種類の除去対象物が存在する石英ガラスルツボＲの内表面側を順次撮像可能に配置され、同一位置の深さが異なる点に各々焦点が合わされる複数の撮像単位からなる撮像手段２と、上記内表面側を照射し、各々発光波長の異なる光を発する複数の照明単位からなる照明手段３と、撮像手段２により撮像された除去対象物の３次元位置を検出する位置検出手段４と、撮像手段２により撮像された除去対象物の大きさを決定するサイズ判定手段５と、照明手段３からの照明の発光波長の違いにより、ルツボ内表面画像での色の濃淡の変化を認識して複数種類の除去対象物の種類を識別する除去対象物種類識別手段６と、位置検出手段からの位置情報に基づき、レーザ光の照射位置を制御する照射位置制御手段７と、除去対象物のサイズおよび種類に応じて、出力が変化するレーザ光発振手段８と、上記各構成手段を制御し装置全体を制御する制御手段９を有している。

この制御手段９としての制御装置はＣＰＵ９ａがＲＯＭ９ｂおよびＲＡＭ９ｃとデータのやりとりを行いながらＲＯＭ９ｂに記憶されている制御プログラムを実行することにより、上記各構成手段を制御するようになっている。

図３および図４に示すように、撮像手段２は、例えば、４個の撮像単位であるＣＣＤカメラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄからなり、四角形の各頂点に位置して四角形状に配置され、その各々は焦点深度がいずれも１．２５ｍｍで同一である。

図５に示すように、第１のＣＣＤカメラ２ａはその焦点ｆ_１が石英ガラスルツボＲの表面に合わされた場合、深度０〜１．２５ｍｍの範囲が撮像可能であり、第２のＣＣＤカメラ２ｂはその焦点ｆ_２が、表面ｆ_１を通る垂直線上でかつ表面から１．２５ｍｍの位置に合わされた場合、深度１．２５〜２．５０ｍｍの範囲が撮像可能であり、第３のＣＣＤカメラ２ｃはその焦点ｆ_３が同様に２．５ｍｍの位置に合わされた場合、深度２．５〜３．７５ｍｍの範囲が撮像可能であり、第４のＣＣＤカメラ２ｄはその焦点ｆ_４が同様に３．７５ｍｍの位置に合わされた場合、深度３．７５〜５．０ｍｍが撮像可能である。従って、第１のＣＣＤカメラ２ａの焦点ｆ_１を表面に合わせ、第１のＣＣＤカメラ２ａ乃至第４のＣＣＤカメラ２ｄで同時に石英ガラスルツボＲの内表面側を撮像することにより、焦点ｆ_１における撮像層Ｐ即ち表面から深さ５ｍｍまでが撮像される。焦点ｆ_１は本発明の同一位置に対応するが、第２のＣＣＤカメラ２ａ乃至第４のＣＣＤカメラ２ｄの焦点は厳密に表面ｆ_１を通る垂直線上に合わされる必要はなく、画像処理装置の同一計測ウィンドを形成できれば、多少幅を持ったエリアであってもよい。

図１および図６に示すように、撮像手段２は撮像系送り機構１０に取り付けられ、この撮像系送り機構１０は送り用スクリューシャフト１０ａと、このスクリューシャフト１０ａに螺合し、撮像手段２および照明手段３が直接取り付けられる取付台１０ｂと、スクリューシャフト１０ａを回転させ、撮像系進退制御器１０ｃ_１により制御されるサーボモータ１０ｃからなり、このサーボモータ１０ｃを回転させることにより、撮像手段２および照明手段３を直線的に進退させることができるようになっている。

また、撮像系送り機構１０は回動機構１２に取り付けられており、回動機構１２は撮像系送り機構１０およびレーザ光発振手段送り機構１１が直接取り付けられた回動部材１２ａと、この回動部材１２ａを回動させ、回動制御器１２ｂ_１を介して制御されるサーボモータ１２ｂからなっている。従って、撮像手段２および照明手段３は直線的な進退と垂直平面上での回動ができるようになっている。

例えば、以下、第１のＣＣＤカメラ２ａを例にとり説明すれば、撮像手段２の垂直面上の回動は、図７（ａ）に示すように、ルツボ表面のＹ軸方向の位置Ｙ_１を決定するものである。

さらに、撮像手段２が撮像層Ｐを撮像した撮像情報は、ＡＤ回路１３、画像処理装置１４を介して制御手段９に送られる。画像処理装置１４は画像処理機能部１４ａとカメラ制御機能部を有し、ＣＰＵが所定のプログラムを処理することにより、画像処理機能とカメラ制御機能を実現する。この画像処理機能により計測ウィンド内に除去対象物を撮像した場合には、画像処理して、除去対象物の位置をｐ_１とした場合、例えば第１のＣＣＤカメラ２ａの焦点ｆ_１から距離（ｘ_１、ｙ_１）として決定され、記憶される。

本除去装置１の稼動中の焦点合わせ、すなわち図７（ａ）のＺ方向の位置決めは、予め石英ガラスルツボの種類（大きさ、形状）別に内表面の形状を測定しこれをルツボ内表面の形状情報として、制御手段９のＲＡＭ９ｃに記憶されているデータを呼び出し、撮像系進退制御器１０ｃ_１を介してサーボモータ１０ｃを作動させて、撮像系送り機構１０を進退移動させることで、撮像手段２の垂直平面での移動が行われ、この撮像手段２の位置情報は制御手段９のＣＰＵ９ａを介してＲＡＭ９ｃに記憶されるようになっている。従って、第１のＣＣＤカメラ２ａの焦点ｆ_１のＺ方向の位置はＺ_１として決定される。

一方、石英ガラスルツボＲは垂直状態でルツボ回転機構１５のルツボチャック１５ａが設けられたルツボ回転台１５ｂに載置、固定されるようになっており、このルツボ回転台１５ｂは、ルツボ回転制御器１５ｃ_１を介してサーボモータ１５ｃにより間歇的あるいは連続的に回転されるようになっている。従って、ルツボ回転機構１５は、石英ガラスルツボＲを回転させ、図７（ａ）に示すように、ルツボ表面のＸ軸方向の位置Ｘ_１を決定するものである。

図８に示すように、制御手段９の制御機能部９ａと回動機構１２およびその回動制御器１２ｂ_１、制御機能部９ａとルツボ回転機構１５とそのルツボ回転制御器１５ｂ_１、制御機能部９ａと撮像系送り機構１０とその撮像系進退制御器１０ｃ_１、および画像処理装置１４の画像処理機能部１４ａが本発明の位置検出手段４に対応する。

また、正方形状に配置された４個のＣＣＤカメラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの中心位置には、複数の照明単位をなすＬＥＤ３ａ、３ｂ、３ｃからなる照明手段３が配設されている。これらＬＥＤ３ａ、３ｂ、３ｃは各々異なる波長の光を発し、その光軸は焦点ｆ_１を通る垂直線とほぼ重なるように配置されている。従って、制御手段９および照明手段制御器３ｄを介して、ＬＥＤ３ａ乃至ＬＥＤ３ｃを順次発光することにより、撮像層Ｐは異なる波長の光により照射され、撮像手段２が気泡や異物（石英系等の白色異物、金属等の黒色異物）のような除去対象物を撮像した場合には、その位置情報がＲＡＭ９ｃに記憶されるようになっている。

除去対象物の検出は、次のように行われる。最初のＬＥＤ３ａを発光させて撮像層Ｐを照明し、ＣＣＤカメラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで同時に撮像層Ｐを撮像する。この撮像情報は画像処理装置１４で処理され、計測ウィンド内での位置データおよびサイズデータとしてＲＡＭ９ｃに記憶されるようになっている。

また、図９に示すように、ＬＥＤ３ａから発せられる光の波長は気泡に当たると、気泡は、石英系等の白色異物、金属等の黒色異物に当たった場合に比べて著しく明るく輝くので、気泡として識別され、種類データとしてＲＡＭ９ｃに記憶される。

次にＬＥＤ３ｂを発光させて撮像層Ｐを照明し、ＣＣＤカメラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで同時に撮像層Ｐを撮像する。この撮像情報は画像処理装置１４で処理され、計測ウィンド内での位置データおよびサイズデータとしてＲＡＭ９ｃに記憶されるようになっている。また、ＬＥＤ３ｂから発せられる光の波長は石英系等の白色異物に気泡に当たると、気泡、金属等の黒色異物に当たった場合に比べて著しく明るく輝くので、石英系等の白色異物として識別され、種類データとしてＲＡＭ９ｃに記憶される。さらに、ＬＥＤ３ｃを発光させて撮像層Ｐを照明し、ＣＣＤカメラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで同時に撮像層Ｐを撮像する。この撮像情報は画像処理装置１４で処理され、計測ウィンド内での位置データおよびサイズデータとしてＲＡＭ９ｃに記憶されるようになっている。また、ＬＥＤ３ｃから発せられる光の波長は金属等の黒色異物に当たると、気泡、石英系等の白色異物に当たった場合に比べて著しく明るく輝くので、金属等の黒色異物として識別され、種類データとしてＲＡＭ９ｃに記憶される。

図２に示すように、画像処理装置１４の画像処理機能部１４ａが、本発明のサイズ判定手段５に対応し、画像処理機能部１４ａおよび照明手段３とその照明手段制御器３ｄが種類識別手段６に対応する。

図２および図６に示すように、レーザ光発振手段８は、例えばＣＯ_２レーザで、レーザ光制御器８ａ_１により出力が制御され、レーザ光発振手段送り機構１１に取り付けられ、このレーザ光発振手段送り機構１１は送り用スクリューシャフト１１ａと、送り用スクリューシャフト１１ａに螺合し、レーザ光発振手段８が直接取付けられた取付台１１ｂと、スクリューシャフト１１ａを回動させ、レーザ進退制御器１１ｃ_１を介して制御されるサーボモータ１１ｃからなり、このサーボモータ１１ｃを回転させることにより、レーザ光発振手段８を直線的に進退させることができるようになっている。

また、レーザ光発振手段８の焦点合わせも、撮像手段２の焦点合わせと同様に、ＲＡＭ９ｃに記憶されている除去対象物の位置を呼び出し、レーザ進退制御器１１ｃ_１を介してサーボモータ１１ｃを作動させて行われる。

レーザ光発振手段送り機構１１と、回動機構１２およびこれらのレーザ進退制御器１１ｃ_１、回動制御器１２ｂ_１が本発明の照射位置制御手段７に対応する。

レーザ光発振手段８は制御手段９により制御されるレーザ光制御器８ａを介して、付加電圧を変えることにより、その出力が変えられるようになっている。

次に本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置を用いた除去対象物の除去方法について説明する。

はじめに除去対象物の検出工程が行われる。

図１に示すように、予めルツボ内表面の形状が制御手段９のＲＡＭ９ｃに記憶された石英ガラスルツボＲをルツボ回転機構１５のルツボ回転台１５ｂに載置し、ルツボチャック１５ａにより固定する。一方、石英ガラスルツボＲのルツボ内表面の形状データをＲＡＭ９ｃから呼び出し、撮像系進退制御器１０ｃ_１を介してサーボモータ１０ｃを作動させて、撮像系送り機構１０を進退移動させ、図５に示すように、第１のＣＣＤカメラ２ａの焦点ｆ_１が石英ガラスルツボＲの表面の中心点に合わされる。このとき、他のＣＣＤカメラ２ｂ、２ｃ、２ｄは各々その焦点ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４に合わされる。これにより、その各々の焦点位置が異なるので撮像層Ｐ即ち表面から深さ５ｍｍまでが撮像可能となる。

このような状態で、最初にＬＥＤ３ａを発光させて撮像層Ｐを照明し、ＣＣＤカメラ２ａ〜２ｄで同時に撮像層Ｐを撮像する。

このとき、図７（ａ）に示すように、撮像層Ｐの表面から０〜１．２５ｍｍの層内に例えば、気泡（ｐ_１）が存在した場合には、図９に示すように、ＬＥＤ３ａから発せられる光が気泡に当たり、石英系等の白色異物、金属等の黒色異物に当たった場合に比べて著しく明るく輝き、気泡として識別され、種類データとしてＲＡＭ９ｃに記憶される。また、サイズ判定手段５によりサイズが判定されて、ＲＡＭ９ｃに記憶される。このとき、位置検出手段４により、気泡（ｐ_１）の位置情報（Ｘ_１＋ｘ_１、Ｙ_１＋ｙ_１、Ｚ_１）として、ＲＡＭ９ｃに記憶される。

さらに、ＬＥＤ３ｂを発光させて撮像層Ｐを照明し、ＣＣＤカメラ２ａ〜２ｄで同時に撮像層Ｐを撮像し、ＬＥＤ３ｂから発光される光でより輝く石英系等の白色異物が存在するか否かを判定し、存在すれば、気泡の場合と同様にＲＡＭ９ｃに記憶され、存在しない場合には直ちにＬＥＤ３ｃを発光させて撮像層Ｐを照明し、ＣＣＤカメラ２ａ〜２ｄで同時に撮像層Ｐを撮像する。ＬＥＤ３ｃから発光される光でより明るく輝く金属等の黒色異物が存在するか否かを判定し、存在すれば、気泡の場合と同様にＲＡＭ９ｃに記憶される。これに対して、存在しない場合は、検出ミスがないように、計測ウィンド内の画像が一部重複するような移動範囲で、回動機構１２を回動させて、撮像手段２と照明手段３を同時に図７（ａ）に示すＹ方向に移動し、ルツボ回転機構１５を回転させて石英ガラスルツボＲをＸ方向に移動させる。さらに、ＲＡＭ２ｃからルツボ内表面の形状情報を呼び出し。内表面の形状が円弧状であれば、焦点距離は変わらないので、ＣＣＤカメラ２ａ〜２ｄの進退移動は行わず、円弧状でない場合には、撮像系送り機構１０により、撮像手段２および照明手段３をＺ方向に進退させて、撮像手段２および照明手段３の焦点合わせを行う。

しかる後、同様にＬＥＤ３ａ〜３ｄを順次発光させて撮像層Ｐを照明し、ＣＣＤカメラ２ａ〜２ｄで同時に撮像層Ｐを撮像する。図７（ｂ）に示すように、ＬＥＤ３ｂから発せられる光により輝く石英系等の白色異物（ｐ_２）が、内表面から１．２５〜２．５ｍｍの層内に存在する場合には、ＣＣＤカメラ２ｂにより撮像され、石英系等の白色異物（ｐ_２）の位置情報（Ｘ_２＋ｘ_２、Ｙ_２＋ｙ_２、Ｚ_２）として、そのサイズと位置がＲＡＭ２ｃに記憶される。

さらに、同様に撮像手段２と照明手段３を回動させ、ルツボ回転機構１５を回転させて撮像位置を移動させ、ＣＣＤカメラ２ａ〜２ｄの進退移動を行い、焦点合わせを行う。図７（ｃ）に示すように、ＬＥＤ３ｃから発せられる光により輝く金属等の黒色異物が内表面から３．７５〜５．０ｍｍの層内に存在する場合には、ＣＣＤカメラ２ｄにより撮像され、金属等の黒色異物（ｐ_ｎ）の位置情報（Ｘ_ｎ＋ｘ_ｎ、Ｙ_ｎ＋ｙ_ｎ、Ｚ_ｎ）として、そのサイズと位置がＲＡＭ２ｃに記憶される。

このような撮像が順次繰り返えされて、内表面の全域に対して帯状リング形状に撮像され、除去対象物の位置検出、サイズ判定および種類識別が石英ガラスルツボＲの全域に渡って行われる。

次に除去対象物の除去工程が行われる。

上記除去対象物の検出工程で検出された図７（ａ）に示すような除去対象物（ｐ_１）の位置情報、種類情報、サイズ情報をＲＡＭ９ｃから呼び出し、制御手段９、回動制御器１２ｂ_１を介して回動機構１２を回動させ、レーザ進退制御器１１ｃ_１を介してレーザ光発振手段送り機構１１を進退させて、レーザ光発振手段８の焦点を除去対象物（ｐ_１）に合わせる。さらに、除去対象物（ｐ_１）が気泡であることが予め識別されているので、レーザ出力制御器８ａにより、この気泡を消滅させるのに必要なレーザ出力、例えば小出力にレーザ光発信手段８を制御し、ＣＯ_２レーザ光を発し、気泡を消滅させる。

また、図７（ｂ）に示すような除去対象物（ｐ_１）の位置情報、種類情報、サイズ情報をＲＡＭ９ｃから呼び出し、同様にして、レーザ進退制御器１１ｃ_１を介してレーザ光発振手段送り機構１１を進退させて、レーザ光発振手段８の焦点を除去対象物（ｐ_２）に合わせる。除去対象物（ｐ_２）が石英系等の白色異物であることが予め識別されているので、レーザ出力制御器８ａにより、この石英系等の白色異物を消滅させるのに必要なレーザ出力、例えば中出力にレーザ光発信手段８を制御し、ＣＯ_２レーザ光を発し、石英系等の白色異物を消滅させる。

さらに、図７（ｃ）に示すような除去対象物（ｐ_ｎ）の位置情報、種類情報、サイズ情報をＲＡＭ９ｃから呼び出し、同様にして、レーザ進退制御器１１ｃ_１を介してレーザ光発振手段送り機構１１を進退させて、レーザ光発振手段８の焦点を除去対象物（ｐ_ｎ）に合わせる。除去対象物（ｐ_ｎ）が金属等の黒色異物であることが予め識別されているので、レーザ出力制御器８ａにより、この金属等の黒色異物を消滅させるのに必要なレーザ出力、例えば大出力にレーザ光発信手段８を制御し、ＣＯ_２レーザ光を発し、金属等の黒色異物を消滅させる。

このような除去工程が繰り返えされて、石英ガラスルツボＲの撮像層Ｐすなわち表面から深さ５．０ｍｍの層内に存在する除去対象物は自動的に確実に除去される。また、除去対象物に直接ＣＯ₂レーザを照射し、蒸発させることで除去するので、２次的な汚染がなく、また、大量のエネルギーを必要とせず、さらに、広範囲に石英ガラスルツボを加熱することがなく、後工程としてアニール等の付随的な処理も不要である。

上記のように本実施形態の石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置によれば、除去対象物の位置、種類、サイズを自動的に検知し、これに基づき、自動的に決定された照射位置とレーザ出力が制御されたレーザ光を除去対象物に照射して、除去対象物を自動的に除去できる。

本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置を用いて、ルツボ製造の溶融時に除去対象物であるカスおよび黒点が付着した２２インチ石英ガラスルツボ３個についてＣＯ_２レーザによる除去処理を行い、除去後の内表面粗さを調べた。また、除去対象物除去後のルツボを用いてシリコン単結晶の引き上げを行い、単結晶化率を調べた。

結果：表１に示す。

表１からもわかるように、ルツボ１〜３とも、除去対象物の大きさ、種類に関係なく、完全に除去され、内表面の算術平均粗さはいずれもＲａ０．０２〜０．０４と滑らかであった。

本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置の概念図。 本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置の制御回路図。 本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に用いられる撮像系の平面図。 本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に用いられる撮像手段の概念図。 本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に用いられる撮像手段の概念図。 本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に用いられる回動機構の概念図。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に用いられる画像装置の計測ウィンドの概念図。 本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に用いられる位置検出手段および照射位置制御手段の説明図。 本発明に係る石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置に用いられる照明手段と除去対象物との関係を示す説明図。

符号の説明

１ 石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置
２ 撮像手段
３ 照明手段
４ 位置検出手段
５ サイズ判定手段
６ 種類識別手段
７ 照射位置制御手段
８ レーザ光発振手段
９ 制御手段
１０ｃ_１ 撮像系進退制御器
１１ レーザ光発振手段送り機構
１２ 回動機構
１３ ＡＤ回路
１４ 画像処理装置
１５ ルツボ回転機構

Claims (6)

1. 複数種類の除去対象物が存在する石英ガラスルツボの内表面側を順次撮像可能に配置され、同一位置の深さが異なる点に各々焦点が合わされる複数の撮像単位からなる撮像手段と、
   前記内表面側を照射し、各々発光波長の異なる光を発する複数の照明単位からなる照明手段と、
   前記撮像手段により撮像された除去対象物の３次元位置を検出する位置検出手段と、
   前記撮像手段により撮像された除去対象物の大きさを判定するサイズ判定手段と、
   前記照明手段からの照明の発光波長の違いにより、ルツボ内表面画像での色の濃淡の変化を認識して前記複数種類の除去対象物の種類を識別する種類識別手段と、
   前記位置検出手段からの位置情報に基づき、レーザ光の照射位置を制御する照射位置制御手段と、
   前記除去対象物のサイズおよび種類に応じて、出力が変化するレーザ光発振手段と、
   前記各構成手段を制御する制御手段
   を有することを特徴とする石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置。
2. 前記撮像手段は複数のＣＣＤカメラであり、照明手段はＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置。
3. 前記位置検出手段は、制御手段の制御機能部とＣＣＤカメラおよびＬＥＤを回動させる回動機構とその回動制御器、前記制御機能部と石英ガラスルツボを回転させるルツボ回転機構とそのルツボ回転制御器、前記制御機能部とＣＣＤカメラおよびＬＥＤの送り機構とその進退制御器、および画像処理装置の画像処理機能部であることを特徴とする請求項１または２に記載の石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置。
4. 前記サイズ判定手段は、画像処理装置であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置。
5. 前記種類識別手段は、照明手段と画像処理装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置。
6. 前記照射位置制御手段は、レーザ光発振手段を進退させるレーザ光発振手段送り機構とこれを制御するレーザ進退制御器、および、回動機構とこれを制御する回動制御器であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の石英ガラスルツボの除去対象物の除去装置。

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