JPH11263694A - 石英ルツボ反転装置及び石英ルツボ反転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口部が下方の状態の大重量かつ大径の石英
ルツボを、人力を用いずに、かつ汚染の影響を受けるこ
となく反転させ、開口部を上方の状態とする石英ルツボ
反転装置及び石英ルツボ反転方法を提供する。 【解決手段】 石英ルツボ５０を載置する手段４０と、
石英ルツボを載置する手段を昇降させる手段２１、２
３、２６Ａ、２６Ｂと、石英ルツボの高さ方向の重心位
置で石英ルツボを外方から挟み込んで保持し、安定か
つ、スムースに１８０度回転させて、開口部が上方の状
態とすることが可能なハンド装置２２とを有する。ハン
ド装置はエアシリンダを有し、空気圧により把持力が可
変である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶棒を成長さ
せつつ引き上げる単結晶成長装置に用いられる石英ルツ
ボを、使用前に洗浄したり、所定のサセプタに収納する
ためのハンドリング装置に用いられる石英ルツボ反転装
置に関し、特に引上げＣＺ（Czochralski）法により大
径のＳｉ（シリコン）の単結晶を製造するための単結晶
成長装置に用いる石英ルツボの洗浄・収納の際に適した
石英ルツボ反転装置及び石英ルツボ反転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、引上げＣＺ法による単結晶製造
装置では、高耐圧気密チャンバ内を１０torr程度に減圧
して新鮮なＡｒ（アルゴン）ガスを流すとともに、チャ
ンバ内の下方に設けられた石英ルツボ内の多結晶を加熱
して溶融し、この融液の表面に種結晶を上から浸漬し、
種結晶と石英ルツボを回転、上下移動させながら種結晶
を引き上げることにより、種結晶の下に上端が突出した
円錐形の上部コーン部と、円筒形のボディー部と下端が
突出した円錐形の下部コーン部より成る単結晶（いわゆ
るインゴット）を成長させるように構成されている。

【０００３】従来の１０数インチ程度の径の単結晶棒を
成長させるためには、口径が２４インチ程度の石英ルツ
ボが使用されている。かかる石英ルツボを結晶成長炉に
装填する前に、洗浄する必要があり、またその後、乾燥
させ、所定のカーボンルツボサセプタに収納する必要が
ある。従来のかかる石英ルツボの重量が約２０ｋｇ程度
であり、石英ルツボを洗浄し、乾燥し、その後天地を反
転して所定のカーボンルツボサセプタに収納するといっ
た、一連の動作を人間の手作業で行っていた。また、こ
れらの作業は、各々独立した工程として行う方式が採ら
れていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、単結晶
引上げ方法により製造される単結晶の直径を増加させ
た、いわゆる大径の単結晶インゴットが製造されようと
種々試みられている。かかる大径の単結晶棒を成長させ
る単結晶引上げ装置では、石英ルツボを大型化せざるを
得ず、例えば口径３６インチの石英ルツボの重量は約７
０ｋｇにもなる。このような大重量の石英ルツボを洗浄
後に人間の手により持ち上げたり、反転させたりするこ
とは到底不可能であった。

【０００５】本発明は上記従来の問題点に鑑み、大重量
かつ大径の石英ルツボを開口部が上方の状態で洗浄後
に、反転して開口部を下方の状態とする動作を人力を用
いずに、かつ汚染の影響を受けることなく行うことので
きる石英ルツボ反転装置及び石英ルツボ反転方法を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、石英ルツボをその高さ方向の重心位置で外
方から保持するハンド装置を用い、石英ルツボを載置す
る手段を昇降させる手段との有機的結合により、石英ル
ツボを反転させるようにしている。

【０００７】すなわち本発明によれば、開口部が下方の
状態の石英ルツボを反転させ、開口部が上方とする反転
装置であって、前記石英ルツボを載置する手段と、前記
石英ルツボを載置する手段を昇降させる手段と、前記石
英ルツボの高さ方向の重心位置で前記石英ルツボを外方
から同軸の２つの把持部にて挟み込んで保持し、１８０
度回転させて、前記開口部が上方の状態とすることが可
能なハンド装置とを、有する石英ルツボ反転装置が提供
される。

【０００８】また本発明によれば、開口部が下方の状態
の石英ルツボを反転させ、開口部が上方とする反転装置
であって、前記石英ルツボを載置するパレットと、前記
パレットを昇降させる手段と、前記石英ルツボの高さ方
向の重心位置で前記石英ルツボを外方から同軸の２つの
把持部にて挟み込んで保持し、１８０度回転させて、前
記開口部が上方の状態とすることが可能なハンド装置と
を、有する石英ルツボ反転装置により、石英ルツボを反
転させる石英ルツボ反転方法であって、前記パレット上
に開口部が下方の状態で載置されている前記石英ルツボ
を外方から同軸の２つの把持部にて保持するステップ
と、前記石英ルツボを前記パレットから相対的に離間さ
せるステップと、前記石英ルツボを１８０度回転させて
開口部が上方とするステップと、前記石英ルツボを前記
パレット上に載置するステップと、前記パレットを前記
反転装置から外部へ移動させるステップとを、有する石
英ルツボ反転方法が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る石英ルツボ反
転装置を含む石英ルツボ洗浄・収納用ハンドリング装置
の側面図である。図２は、図１中の線Ａ−Ａ’で切断し
た断面図である。図３は、石英ルツボを載置するパレッ
トの平面図、図４は図３中の線Ｂ−Ｂ’で切断した断面
図である。図５はパレットに石英ルツボが、その開口部
が下方の状態で載置された状態を示す側面図であり、図
６はパレットに石英ルツボが開口部が上方の状態で載置
された状態を示す側面図である。

【００１０】図１において、洗浄装置１０、反転装置２
０、収納装置３０が順次隣接して、直列に配列されてい
る。これらの各装置１０、２０、３０は堅牢な金属製フ
レームにより、その外形が構成されている。洗浄装置１
０には、水と空気を吹き出すノズル１４が、その開口部
を上方に向けて、中央部に配置されている。また、水と
空気を吹き出すもう１つのノズル１３が、その開口部を
下方に向けて、中央部に配置されている。ノズル１３、
１４には圧縮ポンプ１２から水と空気が供給される。な
お、圧縮ポンプ１２は洗浄装置１０の外部に配置しても
よい。

【００１１】反転装置２０にはハンド装置２２が設けら
れている。ハンド装置２２は、駆動装置２９から伸長す
るアーム２４に回動可能に取り付けられ、後述する図１
０及び図１５に示すように、石英ルツボ５０を外方から
同軸の２つの把持部９０Ａ、９０Ｂにて１８０度で対向
して挟み込む構成となっている。すなわち、図１５ａの
正面図に示すように、ハンド装置２２はそれぞれ図示省
略のエアシリンダを有し、エアシリンダのピストン８０
Ａ、８０Ｂの先端には把持部９０Ａ、９０Ｂがそれぞれ
取り付けられている。把持部９０Ａ、９０Ｂはそれぞれ
金属プレートとその表面に貼り付けられた図示省略のシ
リコンゴムを有している。シリコンゴムは摩擦係数が高
く、これが石英ルツボ５０に接触するよう構成されてい
る。また、２つのエアシリンダの少なくとも一方の締め
付け力が可変であり、石英ルツボ５０を把持する力を適
切に調節することが可能である。

【００１２】把持部９０Ａ、９０Ｂの接触面の面積Ａは
次のように定められる。いま、石英ルツボ５０を保持す
るために必要な力をＦとし、エアシリンダの断面積を
Ｂ、空気圧をＰ、シリコンゴムと石英ルツボ５０の間の
摩擦係数をｎとすると、摩擦力は接触面の面積Ａに比例
してｎＡと表せるので、Ｆは、

【００１３】

【数１】Ｆ＝ｎＡ・Ｂ・Ｐとなる。

【００１４】実験の結果によれば、例えば、Ｐ＝４ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、Ｂ＝３．１４１５・６．３・２／４、ｎ＝
０．３、とすると、把持部９０Ａ、９０Ｂの接触面の面
積ＡがＡ１＝１０×１０では保持できず、Ａ２＝１５×
２０なら保持できた。この結果から、Ｆ／ｎ＝Ａ・Ｂ・
Ｐが１２，４６９ｋｇ・ｃｍ²以上あることが必要であ
り、安全率をみて３７，４０６ｋｇ・ｃｍ²あるよう設
計することが望ましい。なお、こうして把持部９０Ａ、
９０Ｂの接触面の面積Ａはあらかじめ設計されるが、石
英ルツボの重量の多様性などに応じて、把持力を変更し
たいときは、エアシリンダの空気圧を調整して所望の把
持力を石英ルツボ５０に与えることができる。したがっ
て、割れやすい石英ルツボ５０を傷つけたり破損するこ
となく反転させることが可能である。

【００１５】ハンド装置２２は、その把持部９０Ａ、９
０Ｂが石英ルツボ５０に対して半径方向に移動可能であ
り、かつエアシリンダ全体が上下方向に昇降可能であ
る。さらに、ハンド装置２２のエアシリンダはアーム２
４に対して図１中、矢印Ｒで示されるように、１８０度
回転可能である。すなわち、駆動装置２９には、ハンド
装置２２がこれらの動きをするための駆動力源があり、
石英ルツボ５０を確実に保持するために、ハンド装置２
２内のエアシリンダに圧縮空気を送る機構を有してい
る。なお、ハンド装置２２を回転させるための駆動モー
タをエアシリンダと同軸に配置することは好ましい態様
である。

【００１６】図１６は、駆動装置２９とアーム２４の一
部として用いることができる４軸昇降機構の例を示す斜
視図である。駆動力源としてモータ８１が用いられ、モ
ータ８１の回転軸８２は第１のギヤボックス８３に連結
されている。ギヤボックス８３は、回転軸８２の回転を
同一回転比（ギヤ比）の２つの回転軸８４Ａ、８４Ｂに
伝達する。これらの回転軸８４Ａ、８４Ｂは、それぞれ
ギヤボックス８５Ａ、８５Ｂに連結されている。ギヤボ
ックス８５Ａ、８５Ｂは、回転軸８４Ａ、８４Ｂの回転
をそれぞれ同一回転比の２つの回転軸８６Ａ、８６Ｂと
８６Ｃ、８６Ｄとに伝達する。これら４本の回転軸８６
Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、８６Ｄの回転は、それぞれギヤボ
ックス８７Ａ、８７Ｂ、８７Ｃ、８７Ｄにより、垂直方
向に伸長する回転軸８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ、８８Ｄに
伝達される。したがって、ハンド装置２２に連結される
２本のアーム２４の一方が回転軸８８Ａ、８８Ｂと、こ
れらに連結される部材により構成され、他方が回転軸８
８Ｃ、８８Ｄと、これらに連結される部材により構成さ
れる。

【００１７】回転軸８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ、８８Ｄは
必要に応じて上方又は下方に伸長し、その回転により、
ハンド装置２２やレール２６Ａ、２６Ｂを昇降させるべ
く、垂直位置が変化するが、その回転時に他の部材との
機械的接触により分塵が飛散することがあり、石英ルツ
ボ５０を汚染する原因となる。そこで、図１７に一部の
みを示すように、回転軸８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ、８８
Ｄをそれぞれエアータイトに覆い、かつ伸縮自在なカバ
ー部材としてのベローズ９６を設けている。なお、必要
に応じて水平方向の、回転軸８６Ａ他にも、これをエア
ータイトに覆うカバー部材９４を設けることができる。
なお、水平方向の回転軸８６他は、回転するのみで水平
位置が変化するわけではないから、エアータイトに覆う
カバー部材９４は伸縮自在である必要はない。

【００１８】収納装置３０にもハンド装置３２が設けら
れている。こちらのハンド装置３２は石英ルツボ５０の
開口部近傍、例えば開口部の淵から３ｃｍ程度以内の部
分を外方から確実に把持する複数の把持部を有してい
る。なお、図１中に、石英ルツボ５０はパレット４０に
載置された状態で点線で示されている。ハンド装置３２
は、駆動装置３９から伸長するアーム３４に取り付けら
れ、後述する図１４に示すように、石英ルツボ５０を外
方から放射方向、半径内方向に挟み込むような複数（本
実施の形態では６つが示されているが８つ程度とするこ
とが好ましい）の部材を有している。ハンド装置３２
は、石英ルツボ５０に対して半径方向に移動可能であ
り、かつ上下方向に昇降可能である。駆動装置３９は、
ハンド装置３２がこれらの動きをするための駆動力源が
あり、石英ルツボ５０を確実に保持するために、ハンド
装置３２内のエアシリンダに圧縮空気を送る機構を有し
ている。

【００１９】図２に示されているように、上記各装置１
０、２０、３０には、平行な２本のレール１６Ａ、１６
Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ、３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ設けら
れている。これらのレールはレール手段を構成するが、
各装置１０、２０、３０毎に分離して設けられている。
洗浄装置１０内の２本のレール１６Ａ、１６Ｂは洗浄装
置１０のフレームに固定されている。一方、反転装置２
０内のレール２６Ａ、２６Ｂは上下に昇降可能であり、
また、収納装置３０内のレール３６Ａ、３６Ｂも上下に
昇降可能である。すなわち、レール２６Ａ、２６Ｂは駆
動装置２１にリンク２３を介して接続され、図示省略の
垂直ガイドに沿って移動可能である。また、レール３６
Ａ、３６Ｂも駆動装置３１にリンク３３を介して接続さ
れ、図示省略の垂直ガイドに沿って移動可能である。な
お、駆動装置２１とリンク２３の一部として、前述の図
１６に示した４軸昇降機構を用いることができる。

【００２０】上記レール２６Ａ、２６Ｂ、３６Ａ、３６
Ｂ又は石英ルツボ５０の高さ位置を検出する位置センサ
２８、３８が、それぞれ反転装置２０と収納装置３０に
設けられている。位置センサ２８、３８としては、光学
式エンコーダを用いることが好ましい。単一のフォトセ
ンサを位置センサとして用いた場合、レール２６Ａ、２
６Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの上昇時と下降時、すなわち正動
時と逆動時とではセンサの検知エリアに相当する距離の
誤差を生じ、その結果停止位置に誤差を生じるが、可動
部と静止部の間に光学式エンコーダを設け、その出力信
号パルスによりサーボモータを制御することにより、停
止位置の精度を高めることができる。すなわち、光学式
エンコーダでは、基準点からの距離を数値化してフィー
ドバック制御を行うことができ、よって、再現性が高
く、簡単に数値を変更することもできる。したがって、
キャリブレーション作業を行うことにより、石英ルツボ
の製品誤差にも対応することが可能となる。

【００２１】これらの位置センサ２８、３８の出力信号
は、それぞれ制御装置２７、３７に接続され、その出力
信号が駆動装置２１、３１にそれぞれ供給され、よって
レール２６Ａ、２６Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの高さ位置情報
がフィードバックされて高さ制御が行われる。なお、リ
ンク２３、３３は、１つずつ示されているが、前述の図
１６に示した４軸昇降機構を用いて反転装置２０内の１
本のレールについて、その両端近傍の２ヵ所に、また同
様に収納装置３０内の１本のレールについて、その両端
近傍の２ヵ所に設け、反転装置２０内の４つのリンクが
同一の駆動源により駆動されてレール２６Ａ、２６Ｂを
完全に水平な状態で昇降させ、同様に収納装置３０内の
４つのリンクが同一の駆動源により駆動されてレール３
６Ａ、３６Ｂを完全に水平な状態で昇降させるよう構成
することが好ましい。

【００２２】収納装置３０内のレール３６Ａ、３６Ｂ
は、エアシリンダ１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１
２Ｄのピストン７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄに取り
付けられ、ピストン７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄの
往復運動に従って、レール３６Ａ、３６Ｂ相互間の距離
が変化するように構成されている。なお、各エアシリン
ダ１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄは同期運転
されるよう、図示省略の制御装置により空気圧が制御さ
れる。なお、エアシリンダ１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２
Ｃ、１１２Ｄに代えて回転ネジシャフトとボールネジを
組み合わせた構成を用いることもできる。

【００２３】後述するように石英ルツボ５０は図５、図
６に示されるようにパレット４０に載置されて石英ルツ
ボ洗浄・収納用ハンドリング装置のレール手段上を移動
する。このパレット４０の構造について図３、図４に沿
って説明する。パレット４０はフレーム４２と、このフ
レーム４２から内部に伸長する４本の外側ビーム４３
Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄと、外側ビーム４３Ａ、４
３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄに囲まれた四角形の内部に井げた
状に組み合わされているＸ方向とＹ方向のそれぞれ２本
のビーム４４Ａ、４４Ｂ、４６Ａ、４６Ｂを有してい
る。４本の外側ビーム４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄ
には、石英ルツボ５０を載置する際の当接部となる当接
部材４７が合計で８個設けられている。

【００２４】また、ビーム４４Ａ、４４Ｂ、４６Ａ、４
６Ｂにはそれぞれ、石英ルツボ５０を載置する際の当接
部となる当接部材４８Ａ、４８Ｂ、４９Ａ、４９Ｂが４
個設けられている。当接部材４７は、図５に示すように
石英ルツボ５０の開口部が下方の状態で、載置する際に
用いられ、一方当接部材４８Ａ、４８Ｂ、４９Ａ、４９
Ｂは、図６に示すように石英ルツボ５０の開口部が上方
の状態で載置する際に用いられる。なお、これらの当接
部材４７、４８Ａ、４８Ｂ、４９Ａ、４９Ｂは他の図で
は省略され、石英ルツボ５０がパレット４０上に直接載
置されているように示されている。パレット４０のフレ
ーム４２は、レール１６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ、
３６Ａ、３６Ｂ上に回転可能に取り付けられた車輪の上
を滑走するよう構成されている。なお、レール１６Ａ、
１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ、３６Ａ、３６Ｂに車輪を設け
る代りに、パレット４０のフレーム４２の底面に車輪を
設けてもよい。なお、このパレット４０は主要部がフレ
ーム４２と棒状のビームにより構成されているので、洗
浄装置１０での洗浄時やその後の乾燥工程で、水分が容
易に落下でき、水はけがよい。また、中央部には、パレ
ット４０が洗浄装置１０内にあるとき、ノズル１４を挿
入するための中央開口部７０が設けられている。

【００２５】次に本実施の形態の石英ルツボ反転装置を
含む石英ルツボ洗浄・収納用ハンドリング装置の全体の
動作について説明する。まず、図７に示すように収納装
置３０のレール３６Ａ、３６Ｂを最下位置に移動させ、
石英ルツボ５０を開口部が下になる状態で、レール３６
Ａ、３６Ｂ上に移動可能に載置されたパレット４０上に
載置する。このとき、図５に示すように８個の当接部材
４７により石英ルツボ５０の開口部の周辺が支持され
る。次に、図７中の矢印Ｍ１で示すように、レール３６
Ａ、３６Ｂを上昇させ、図８に示す基準位置とする。こ
こで基準位置とは、洗浄装置１０内のレール１６Ａ、１
６Ｂの高さ位置と同一高さをいうものとする。なお、こ
のとき、反転装置２０内のレール２６Ａ、２６Ｂは基準
位置にあるものとする。次に、図８の矢印Ｍ２で示すよ
うにパレット４０を収納装置３０から反転装置２０内
へ、さらに図９の矢印Ｍ３で示すように洗浄装置１０内
へと手動で移動させる。手動に代えて駆動モータなどを
用いることもできる。

【００２６】図９の状態で、ノズル１３、１４から噴出
する水と空気により、石英ルツボ５０の内外を洗浄し、
その後、図示省略の熱風供給装置により、熱風を石英ル
ツボ５０に与えて乾燥を行う。乾燥工程が完了すると、
図１０の矢印Ｍ４で示すようにパレット４０が洗浄装置
１０から反転装置２０内へと引き出される。パレット４
０が反転装置２０内のＸ方向上の所定位置にて停止する
よう、図示省略のストッパが設けられている。なお、ス
トッパに代えて位置決めセンサを用いるようにしてもよ
い。

【００２７】パレット４０のＸ方向上の位置が決まる
と、ハンド装置２２により石英ルツボ５０の外周部を１
８０度で対向する両側から挟み込むように保持する。図
１０ないし図１３の状態は反転装置２０の正面図である
図１５ａ〜図１５ｄに略対応して示されている。具体的
には、図１５ａは図１０に、図１５ｃは図１２に、また
図１５ｄは図１３に対応し、図１５ｂは図１１の回転途
中となる直前の状態を示している。図１０及び図１５ａ
の把持開始のとき、できるだけ石英ルツボ５０の高さ方
向の重心位置で挟み込むために、石英ルツボ５０の高さ
情報から重心高さをあらかじめ演算して、自動的にその
位置にハンド装置２２の中心がくるように必要な情報を
駆動装置２９の制御装置内のメモリに与えておく。

【００２８】図１０及び図１５ａは、ハンド装置２２の
エアシリンダのピストン８０Ａ、８０Ｂが図１５ａ中の
矢印Ｍ２０で示すように石英ルツボを半径外方向から挟
み込むように移動されて、その先端の把持部９０Ａ、９
０Ｂが石英ルツボ５０の高さ方向の重心位置で石英ルツ
ボ５０を両側から把持した状態を示している。ハンド装
置２２が確実に石英ルツボ５０を保持した後、レール２
６Ａ、２６Ｂを図１５ｂの矢印Ｍ５で示すように、所定
距離だけ下降させる。したがって、パレット４０はレー
ル２６Ａ、２６Ｂと共に下降し、石英ルツボ５０から離
間することとなる。

【００２９】このとき、ハンド装置２２を図１１の矢印
Ｍ６で示すように、所定距離だけ上昇させるようにして
もよい。矢印Ｍ５、Ｍ６で示すこの下降と上昇動作は、
石英ルツボ５０を図１１に示す矢印Ｒで示すようによう
に回転させる際、パレット４０が邪魔にならないように
するためであり、よってこの２つの動作を双方とも行う
かあるいは、いずれか一方だけでもよい。ただし、パレ
ット４０を下降させることにより石英ルツボ５０の回転
のための空間を提供することは、反転装置２０の全高を
大きくせずにこの空間を得ることができるという利点が
ある。

【００３０】石英ルツボ５０が図１１の矢印Ｒで示すよ
うに回転できる空間ができた後、ハンド装置２２により
矢印Ｒ方向に１８０度回転させて図１２及び図１５ｃの
状態とする。次に図１２及び図１５ｃの矢印Ｍ７で示す
ように、反転装置２０内のレール２６Ａ、２６Ｂを上昇
させ、図１３及び図１５ｄに示すようにパレット４０上
に石英ルツボ５０が載置されるところまで上昇させる。
ここでハンド装置２２を石英ルツボ５０から離して、石
英ルツボ５０をパレット４０上に載せる。

【００３１】その後、反転装置２０のレール２６Ａ、２
６Ｂの高さ位置を収納装置３０のレール３６Ａ、３６Ｂ
の高さ位置に合わせるべく図１３の矢印Ｍ８で示すよう
に、上昇又は下降させる。高さ位置が一致したら、図１
４の矢印Ｍ９で示すようにパレット４０を反転装置２０
から収納装置３０内へ移動させる。この移動も先程のよ
うに手動で行うか、あるいはモータなどを用いて自動的
に行うことができる。パレット４０が収納装置３０内の
Ｘ方向上の所定位置にて停止するよう、図示省略のスト
ッパが設けられている。なお、ストッパに代えて位置決
めセンサを用いるようにしてもよい。

【００３２】石英ルツボ５０の位置決めが完了すると、
図１４に示すようにハンド装置３２により石英ルツボ５
０の開口部近傍を外周から把持し、図示省略のサセプタ
の収納動作が行われる。以下の動作は本発明の石英ルツ
ボ反転装置とは直接関係がないので、省略する。

【００３３】なお、本発明の石英ルツボ反転装置を含む
上記石英ルツボ洗浄・収納用ハンドリング装置は、全体
がクラス１０００以下のクリーンルームに設置される
か、あるいは、少なくとも石英ルツボ５０の通る部分が
クラス１０００以下のクリーンルームに設置される。上
記実施の形態では、洗浄装置１０に隣接して反転装置２
０が配置され、反転装置に隣接して収納装置３０が配置
されているが、本発明はこの配置態様に限定されるもの
ではない。すなわち、洗浄装置を反転装置と収納装置の
間に配置することもできる。また、さらに反転装置と収
納装置のレールの上昇・下降の駆動装置やハンド装置の
駆動装置を共用する構成とすることもできる。さらに、
反転装置と収納装置をそれぞれ別個に設けるのではな
く、単一の装置に反転装置と収納装置の機能を持たせる
よう構成してもよい。このように構成すれば、上記実施
の形態より、Ｘ方向の寸法を短く設計することが可能で
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、大
重量かつ大径の石英ルツボを開口部が上方の状態で洗浄
後に、反転して開口部を下方の状態とする動作を人力を
用いずに、かつ汚染の影響を受けることなく行うことが
できるとともに、石英ルツボをその高さ方向の重心位置
で外方から同軸の２つの把持部にて挟み込んで保持する
構成としたので、回転がスムースで安定している。さら
に、ハンド装置にエアシリンダを用いることにより、そ
の空気圧を調整して所望の把持力を石英ルツボに与える
ことができ、割れやすい石英ルツボを傷つけたり破損す
ることなく反転させることが可能である。また、石英ル
ツボを外方から保持するハンド装置の昇降装置や、石英
ルツボを載置する手段の昇降装置を、１つの駆動力源の
回転力を同一ギア比にて複数の回転軸に分配する手段を
用いて構成することにより、石英ルツボを傾けることな
く、常時水平な状態で安定して昇降させることが可能で
あり、複数の回転軸の機械的接触による分塵の飛散を防
止するための覆いを用いることにより、石英ルツボの汚
染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る石英ルツボ反転装置を含む石英ル
ツボ洗浄・収納用ハンドリング装置の側面図である。

【図２】図１中の線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。

【図３】石英ルツボを載置するパレットの平面図であ
る。

【図４】図３中の線Ｂ−Ｂ’で切断した断面図である。

【図５】パレットに石英ルツボが開口部を下にして載置
された状態を示す側面図である。

【図６】パレットに石英ルツボが開口部を上にして載置
された状態を示す側面図である。

【図７】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図８】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図１０】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図１１】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図１２】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図１３】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図１４】本発明の実施の形態の動作を示す側面図であ
る。

【図１５】本発明の実施の形態の動作を示す正面図であ
る。

【図１６】本発明の実施の形態に用いることができる４
軸昇降機構の例を示す斜視図である。

【図１７】図１６の４軸昇降機構の回転軸を覆う構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 洗浄装置 １２ 圧縮ポンプ １３、１４ ノズル １６Ａ、１６Ｂ、２６Ａ、２６Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ レ
ール ２０ 反転装置 ２１、３１、２９、３９ 駆動装置 ２２、３２ ハンド装置 ２７、３７ 制御装置 ２８、３８ 高さ位置センサ ３０ 収納装置 ４０ パレット（石英ルツボを載置する手段） ５０ 石英ルツボ ７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄ ピストン ８０Ａ、８０Ｂ エアシリンダのピストン ８１ モータ ８２ モータの回転軸 ８３、８５Ａ、８５Ｂ、８７Ａ、８７Ｂ、８７Ｃ、８７
Ｄ ギヤボックス ８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、８６Ｄ、８８Ａ、８８Ｂ、８
８Ｃ、８８Ｄ 回転軸 ９０Ａ、９０Ｂ 把持部 ９４ 回転軸のカバー部材 ９６ ベローズ（回転軸のカバー部材） １１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ エアシリン
ダ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部が下方の状態の石英ルツボを反転
   させ、開口部が上方とする反転装置であって、 前記石英ルツボを載置する手段と、 前記石英ルツボを載置する手段を昇降させる手段と、 前記石英ルツボの高さ方向の重心位置で前記石英ルツボ
   を外方から同軸の２つの把持部にて挟み込んで保持し、
   １８０度回転させて、前記開口部が上方の状態とするこ
   とが可能なハンド装置とを、 有する石英ルツボ反転装置。
2. 【請求項２】 前記ハンド装置が、対向する２つのエア
   シリンダと、前記エアシリンダのピストンの先端に取り
   付けられた把持部とを有することを特徴とする請求項１
   記載の石英ルツボ反転装置。
3. 【請求項３】 前記把持部が金属プレートの表面にシリ
   コンゴムを貼り付けたものであることを特徴とする請求
   項２記載の石英ルツボ反転装置。
4. 【請求項４】 前記２つのエアシリンダの少なくとも一
   方の締め付け力が可変であることを特徴とする請求項２
   記載の石英ルツボ反転装置。
5. 【請求項５】 前記石英ルツボを把持するために必要な
   力を得るために、前記エアシリンダの断面積及び空気
   圧、前記把持部の前記石英ルツボとの接触部の摩擦係数
   を考慮し、かつ安全率を考慮して前記把持部の接触面積
   が定められていることを特徴とする請求項２記載の石英
   ルツボ反転装置。
6. 【請求項６】 前記ハンド装置が前記対向する２つのエ
   アシリンダを回転させる手段を有することを特徴とする
   請求項２記載の石英ルツボ反転装置。
7. 【請求項７】 前記石英ルツボを載置する手段を昇降さ
   せる手段が、駆動力源と、前記駆動力源の回転軸に連結
   され、同一ギヤ比にて回転力を複数の回転軸に分配する
   手段と、前記複数の回転軸が回転したとき、機械接触に
   より生じる可能性のある分塵を飛散させないよう、前記
   複数の回転軸をエアータイトに覆う手段とを有すること
   を特徴とする請求項１記載の石英ルツボ反転装置。
8. 【請求項８】 前記ハンド装置を昇降させる手段をさら
   に有し、前記ハンド装置を昇降させる手段が、駆動力源
   と、前記駆動力源の回転軸に連結され、同一ギヤ比にて
   回転力を複数の回転軸に分配する手段と、前記複数の回
   転軸が回転したとき、機械接触により生じる可能性のあ
   る分塵を飛散させないよう、前記複数の回転軸をエアー
   タイトに覆う手段とを有することを特徴とする請求項１
   記載の石英ルツボ反転装置。
9. 【請求項９】 開口部が下方の状態の石英ルツボを反転
   させ、開口部が上方とする反転装置であって、 前記石英ルツボを載置するパレットと、 前記パレットを昇降させる手段と、 前記石英ルツボの高さ方向の重心位置で前記石英ルツボ
   を外方から同軸の２つの把持部にて挟み込んで保持し、
   １８０度回転させて、前記開口部が上方の状態とするこ
   とが可能なハンド装置とを、 有する石英ルツボ反転装置により、石英ルツボを反転さ
   せる石英ルツボ反転方法であって、 前記パレット上に開口部が下方の状態で載置されている
   前記石英ルツボを外方から同軸の２つの把持部にて保持
   するステップと、 前記石英ルツボを前記パレットから相対的に離間させる
   ステップと、 前記石英ルツボを１８０度回転させて開口部が上方とす
   るステップと、 前記石英ルツボを前記パレット上に載置するステップ
   と、 前記パレットを前記反転装置から外部へ移動させるステ
   ップとを、 有する石英ルツボ反転方法。