JPH1191937A - インゴットの搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶引上室の下層階の配管やダクトが配索さ
れる床下スペースを利用して運搬車の広い搬送スペース
を確保するとともに、インゴットの落下による歩留まり
の低下を無くし、かつ、インゴットの搬送スペースを少
なくできるようにしたインゴットの搬送方法を提供す
る。 【解決手段】 インゴット１２を単結晶製造炉１０から
結晶引上室１４の床下スペース１６に吊り下ろす。吊り
下ろしたインゴット１２を、床下スペース１６に直立状
態で待機する運搬車１８に、該インゴット１２の直立状
態を維持した状態で積み込む。インゴット１２を積み込
んだ運搬車１８を、直立状態で床下スペース１６内を移
動してインゴットストッカまで搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１２インチシリコ
ンの単結晶製造炉で精製したインゴットを、運搬車を用
いて建物内に設置したインゴットストッカまで搬送する
ようにしたインゴットの搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゲルマニウム（Ｇｅ）やシリコン（Ｓ
ｉ）等の半導体は、ゾーンメルティングを行って精製し
た超高純度の単結晶を用いて製造される。ゾーンメルテ
ィングは帯域溶融法とも称し、これには特開平５−１９
４０７４号公報（Int.Cl.C30B 13/00 ）および特開平５
−２９３７８５号公報（Int.Cl.B25J 15/05 ）等に開示
されるＦＺ法（浮遊帯域溶融法）や、特開平９−１６５
２９７号公報（Int.Cl.C30B 29/06 ）等に開示されるＣ
Ｚ法（チョクラルスキー法）等が知られる。

【０００３】例えば、シリコンの単結晶を後者のＣＺ法
を用いて精製する場合は、単結晶製造炉の石英坩堝に収
容したシリコン融液に種結晶を浸漬し、そして、これを
引き上げてシリコン単結晶棒（インゴット）を成長させ
るようになっている。このようにして精製されるインゴ
ットが所定の大きさに成長すると、これを単結晶製造炉
から取り出して所定のインゴットストッカまで搬送し、
このインゴットストッカに一旦保存するようになってい
る。

【０００４】上記単結晶製造炉１は、図８に示すように
配管やダクトが配索される地下スペース２の床面となる
基盤３に設置され、インゴットが取り出される上端部１
ａは上方階に突出され、この上方階を作業スペースとな
る結晶引上室４としてインゴットの引き上げおよびイン
ゴットの搬送が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は単結晶製造炉１から引き上げたインゴットを作業員が
人手で運搬車に移し、その後、作業員がこの運搬車を上
記結晶引上室の床面を押してインゴットストッカまで搬
送するようになっている。ところで、インゴットを運搬
車に積み込む際、この運搬車として載置面が水平となる
台車が通常用いられる一方、インゴットは単結晶製造炉
１から鉛直方向に引き上げられるようになっている。従
って、引き上げられた鉛直方向のインゴットは、複数の
作業員による人手によって傾倒して水平方向に直した
後、運搬車に積み込まれることになる。このとき、イン
ゴットは約３００kg程度と重量が著しく嵩み、これを人
手で扱うため誤って落下させて破損してしまう場合が少
なからず発生し、製品の歩留まりが悪化してしまう。

【０００６】また、上記運搬車を移動する結晶引上室４
は作業スペースとして使用される階層であり、運搬車の
ために広い移動スペースを設けることがレイアウト上困
難になり、更には、運搬車はインゴットを水平状態に載
置した状態で移動するため大きな旋回スペースを要し、
これらのことから搬送作業が著しく困難になってしまう
という課題があった。

【０００７】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、結晶引上室の下層階の配管やダクトが配索される床
下スペースを利用して運搬車の広い搬送スペースを確保
するとともに、インゴットの落下による歩留まりの低下
を無くし、かつ、インゴットの搬送スペースを少なくで
きるようにしたインゴットの搬送方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の請求項１に示すインゴットの搬送方法は、
単結晶製造炉で精製したインゴットを結晶引上室に引き
上げた後、このインゴットを建物内に設置されたインゴ
ットストッカまで搬送するにあたって、上記インゴット
を単結晶製造炉から結晶引上室の床下スペースに吊り下
ろす第１工程と、吊り下ろしたインゴットを、床下スペ
ースに待機する運搬車に該インゴットの直立状態を維持
した状態で積み込む第２工程と、インゴットを積み込ん
だ運搬車を、床下スペース内で移動してインゴットスト
ッカまで搬送する第３工程と、を備える。

【０００９】また、本発明の請求項２に示すインゴット
の搬送方法は、インゴットを直立状態でインゴットスト
ッカまで搬送した運搬車を、インゴットストッカで横向
きに傾倒させた後、インゴットを横置き状態でストック
用パレットに移載する。

【００１０】以上の構成により本発明の作用を以下述べ
ると、請求項１では第１工程によって床下スペースに吊
り下ろしたインゴットを、第２工程によって該インゴッ
トの直立状態を維持した状態で運搬車に積み込む。この
とき、運搬車は床下スペースで待機しており、この運搬
車に上記インゴットが直立状態で積み込まれるので、こ
のインゴットを従来のように人手により横倒しにする必
要が無いため、積み替え時にインゴットが破損されるの
を防止できる。また、第３工程では運搬車が直立状態で
インゴットを積み込んで移動されるので、運搬車の旋回
スペースを最小にすることができ、搬送スペースを少な
くすることができる。特に、本発明の最も大きなメリッ
トは、積極的に使用されなかった床下スペースをインゴ
ットの搬送スペースとしていて、このように作業領域と
搬送領域を分離したことにより、生産能率が向上すると
ともに安全性が保持される。また、このように作業スペ
ースとなる結晶引上室から搬送スペースが無くなるた
め、該結晶引上室を狭くすることができ、延いては建物
全体の建築面積を小さくすることができる。

【００１１】また、請求項２では、インゴットをインゴ
ットストッカで最終的に水平方向に横倒しして横置き状
態でストック用パレットに載置するのであるが、運搬車
自体をインゴットとともに横向きに傾倒させて、この横
向きのインゴットを水平のストック用パレットに移載す
ることができるため、インゴット自体を人手で傾倒する
必要がなく、インゴットを落下させたりして破損する恐
れを極力低減することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図１から図７は本発明の
インゴットの搬送方法の一実施形態を示し、図１は単結
晶製造炉の設置状態を示す断面図、図２はインゴットを
運搬車に積み込もうとする状態を示す断面図、図３はイ
ンゴットを運搬車に保持するためのクランプを示す平面
図、図４は運搬車に設けられる複数のクランプのうち最
下方のものを示す斜視図、図５はインゴットの搬送途中
を示し、（ａ）はその側面図および（ｂ）はその正面
図、図６は運搬車の案内レールの終端部の構造を示す正
面図、図７は運搬車の傾倒状態を示す正面図である。

【００１３】即ち、本実施形態のインゴットの搬送シス
テムは、図１から図７に示すように、例えば１２インチ
シリコンの単結晶製造炉１０で精製したインゴット１２
を結晶引上室１４に引き上げた後、このインゴット１２
を建物の所定場所に設置された図外のインゴットストッ
カまで搬送するようになっている。このような搬送シス
テムにあって本発明の基本構成では、上記インゴット１
２を単結晶製造炉１０から結晶引上室１４の床下スペー
ス１６に吊り下ろす第１工程と、吊り下ろしたインゴッ
ト１２を、床下スペース１６に直立状態で待機する運搬
車１８に該インゴット１２の直立状態を維持した状態で
積み込む第２工程と、インゴット１２を積み込んだ運搬
車１８を、直立状態で床下スペース１６内を移動してイ
ンゴットストッカまで搬送する第３工程とが備えられ
る。また、インゴットストッカまで直立状態で自走した
運搬車１８は、インゴットストッカで横向きに傾倒させ
た後、インゴット１２をストック用パレット２０に移載
するようになっている。

【００１４】上記単結晶製造炉１０は、シリコン（Ｓ
ｉ）をゾーンメルティングにより単結晶させて上記イン
ゴット（単結晶棒）１２を精製するようになっており、
特に本実施形態の単結晶化にはチョクラルスキー（Ｃ
Ｚ）法が用いられ、単結晶製造炉１０内に設けられる図
外の石英坩堝に収容したシリコン融液に種結晶の下端部
を浸漬して加熱溶融し、この加熱部位を徐々に引き上げ
てシリコン単結晶棒（インゴット）を超高純度をもって
成長させるようになっている。このようにしてインゴッ
ト１２が所定の大きさ、例えば直径４００mmφ，長さ
（Ｌ）２２００mm〜２５００mmに成長した段階で、これ
が単結晶製造炉１０の上端部分から結晶引上室１４内に
引き上げられる。

【００１５】上記単結晶製造炉１０は、図１，図２に示
したように上端部にインゴット１２の収納筒２２が設け
られ、この収納筒２２の頂部に設けたウインチ２４によ
ってインゴット１２の引き上げおよび吊り下げが行われ
る。上記収納筒２２は、ステップモータ２６により回転
角制御される旋回支柱２８に支持され、該旋回支柱２８
の旋回により図１中二点鎖線に示すように、インゴット
１２を引き上げた状態で収納筒２２は、単結晶製造炉１
０の側方に移動されるようになっている。一方、収納筒
２２が移動される単結晶製造炉１０の側方には、該収納
筒２２の下方に位置して結晶引上室１４の床面３０を貫
通する開口部３０ａが形成され、この開口部３０ａを介
して床下スペース１６に連通される。

【００１６】上記運搬車１８は、水平基部１８ａと背部
１８ｂとで構成されるＬ字状構造部１８ｃを備え、水平
基部１８ａの下側に設けたキャスタ１８ｄの転動により
移動される。上記背部１８ｂは、少なくとも上記インゴ
ット１２の長さＬに対応する高さをもって形成され、こ
の背部１８ｂには昇降マスト３２が取り付けられる。昇
降マスト３２には、インゴット１２を保持する複数のク
ランプ３４，３４ａ，３４ｂが上下方向に取り付けられ
る。これらクランプ３４，３４ａ，３４ｂは図３に示す
ように開閉可能となっており、閉状態でインゴット１２
を拘束するとともに、開状態でインゴット１２が取り出
される。複数設けられる上記クランプ３４，３４ａ，３
４ｂのうち、インゴット１２の上下両端部のテーパ部分
に対応するクランプ３４，３４ｂが小径に形成されると
ともに、中間部に対応するクランプ３４ａはインゴット
１２の一般部分外径と略同径に形成される。

【００１７】上記背部１８ｂの背面には上下一対のチャ
ンネル状の上下ガイド３６，３６ａが取り付けられ、こ
れらガイド３６，３６ａはＴ字状の上下レール３８，３
８ａに摺動自在に係合される。これら上下レール３８，
３８ａは、図５に示したように支持壁４０に取り付けら
れるとともに、これら上下レール３８，３８ａは、運搬
車１８のキャスタ１８ｄが床面４２に着床した状態で上
記ガイド３６，３６ａを案内する高さに設定される。上
記レール４０，４０ａは上記単結晶製造炉１０の近傍か
らインゴットストッカまで連続して延設され、このイン
ゴットストッカでは図６に示したように、下レール３８
ａの端部に回動レール４４が設けられるとともに、上レ
ール３８は該回動レール４４の回動中心Ｏを中心とする
円弧状に湾曲される。回動レール４４は下レール３８ａ
と連続配置されて下方ガイド３６ａを取り込むレール部
４４ａと、上記回動中心Ｏとなる回動軸４４ｂとで構成
され、該回動軸４４ｂは所定の制動力をもって回動でき
るようになっている。

【００１８】上記運搬車１８は自走式として構成され、
本実施形態では上記上レール３８に沿って配索される駆
動ワイヤー４６によって運搬車１８が走行される。該駆
動ワイヤー４６は上レール３８の始端部と終端部とに跨
って無端状に配索され、上レール３８から外れる部分を
プーリ４６ａで案内しつつ全体的に回転移動される。該
駆動ワイヤー４６の一部に上記上ガイド３６が固定され
ており、この駆動ワイヤー４６の移動で運搬車１８が引
っ張られて、この運搬車１８を自動的に移動させる構造
となっている。尚、運搬車１８の自走構造は、上記駆動
ワイヤー４６を用いることなく他の手段、例えばキャス
タ１８ｄに代えて駆動車輪を設けて自走させてもよい。

【００１９】以上の構成により本実施形態のインゴット
の搬送方法にあっては、単結晶製造炉１０からインゴッ
ト１２をウインチ２４によって収納筒２２内に引き上
げ、旋回支柱２８の旋回により図１中二点鎖線に示した
ように収納筒２２を開口部３０ａの上方に位置させる。
このとき、開口部３０ａ下方の床下スペース１６内には
図２に示したように運搬車１８が直立状態で位置してお
り、昇降マスト３２を上昇してインゴット１２の取り込
み状態となる。このとき、最下方のクランプ３４ｂは図
４に示すように閉止されているとともに、上方のクラン
プ３４，３４ａは開放（図３中二点鎖線状態）されてい
る。

【００２０】この状態で、上記収納筒２２からインゴッ
ト１２を鉛直状態で下降し、まずインゴット１２の下端
部を最下方のクランプ３４ｂによって受け止める。その
後、上方のクランプ３４，３４ａを閉止してインゴット
１２を拘束するとともに、昇降マスト３２を下降して図
５に示すように所定位置に積み込む。この積み込みが完
了した状態で駆動ワイヤー４６を駆動して、運搬車１８
を上下レール３８，３８ａに沿って移動し、最終的に該
レール３８，３８ａの終端部に設けられるインゴットス
トッカまで搬送する。

【００２１】そして、上記運搬車１８が図６中二点鎖線
に示すようにインゴットストッカまで到達すると、下ガ
イド３６ａが回動レール４４のレール部４４ａに位置し
て停止され、この状態から更にワイヤー４６が移動する
と、回動レール４４の回動を伴いつつ上ガイド３６は上
レール３８の湾曲部に沿って下降して運搬車１８を傾倒
する。そして、最終的に図７に示すように運搬車１８は
水平方向に横倒し状態となった時点で駆動ワイヤー４６
は停止される。このとき、運搬車１８に搭載されたイン
ゴット１２は、インゴットストッカに待機されているス
トック用パレット２０に載置された状態となり、クラン
プ３４，３４ａ，３４ｂが開放されてインゴット１２の
移載が完了される。尚、インゴット１２をストック用パ
レット２０に移して空になった運搬車１８は、駆動ワイ
ヤー４６を逆移動させて当初の積み込み位置まで戻すこ
とになる。

【００２２】従って、本実施形態のインゴットの搬送方
法にあっては、単結晶製造炉１０から引き上げたインゴ
ット１２を、第１工程によって床下スペース１６に鉛直
状態で吊り下ろし、第２工程によって該インゴット１２
の直立状態を維持した状態で運搬車１８に積み込むよう
になっている。このとき、運搬車１８は床下スペース１
６で直立状態で待機しており、この運搬車１８に上記イ
ンゴット１２が直立状態で積み込まれることになる。こ
のため、３００kgにも達する重いインゴット１２を従来
のように人手により横倒しにして積み込む必要が無くな
るため、積み替え時にインゴット１２を落下させたりし
て破損してしまうのを防止でき、搬送段階での歩留まり
の低下を無くすことができる。

【００２３】また、第３工程では直立状態にインゴット
１２を積み込んだ運搬車１８を上下レール３８，３８ａ
に沿って直立状態で移動するようにしたので、この運搬
車１８を旋回させる場合にも、その旋回スペースを最小
にすることができ、延いては狭い搬送スペースでの旋回
動作を行わせることができる。特に、本実施形態では上
記インゴット１２を搬送するにあたって、従来配管やダ
クトの配索スペースとなって、積極的に作業に使用され
なかった床下スペース１６を用いてインゴット１２の搬
送スペースとしたことで、作業スペースとなる結晶引上
室１４から搬送スペースを無くすことができる。このよ
うに作業領域と搬送領域を分離したことにより、生産能
率が向上するとともに、障害物が少ない床下スペース１
６で搬送できることにより安全性が大幅に向上される。
更に、このように結晶引上室１４から搬送スペースが無
くなることにより、この結晶引上室１４自体を狭くする
ことが可能となり、延いては建物全体の建築面積を小さ
くすることができる。

【００２４】また、直立状態で搬送される上記インゴッ
ト１２は、インゴットストッカで最終的に水平方向に横
倒ししてストック用パレット２０に載置することになる
が、運搬車１８は上下レール３８，３８ａの終端部に設
けられた回動レール４４およびレールの湾曲部分によっ
て、インゴット１２とともに横向きに傾倒される。従っ
て、この状態でインゴット１２は横向きとなり、水平の
ストック用パレット２０にその状態で移載することがで
きるため、インゴット１２自体を人手で傾倒して落下さ
せる等の失敗を無くすことができる。

【００２５】ところで、本実施形態では上記運搬車１８
の移動を、上下レール３８，３８ａおよび駆動ワイヤー
４６を用いて自走構造としたので、インゴット１２の搬
送のための省力化および安全性の向上を達成できる。ま
た、インゴット１２の運搬車１８への積み込み時、およ
び運搬車１８からストック用パレット２０への移載時の
クランプ３４，３４ａ，３４ｂの開閉を自動化させるこ
とが望ましく、このことにより更なる省力化を図ること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
インゴットの搬送方法にあっては、第１工程によって床
下スペースに吊り下ろしたインゴットを、第２工程によ
って該インゴットの直立状態を維持した状態で運搬車に
積み込むようにしたので、インゴットを運搬車に積み込
む際に該インゴットを傾倒させる必要が無くなるため、
この積み替え時にインゴットが破損されるのを防止して
歩留まりを向上することができる。また、第３工程では
運搬車が直立状態でインゴットを積み込んで移動される
ので、運搬車の旋回スペースを最小にして搬送スペース
を少なくすることができる。特に、上記インゴットを搬
送するにあたって、床下スペースを搬送スペースとして
用いたことで、作業領域と搬送領域とを分離できたの
で、生産能率を向上できるとともに、安全性の向上を図
ることができる。また、このように作業スペースとなる
結晶引上室から搬送スペースが無くなるため、該結晶引
上室を狭くすることができ、延いては建物全体の建築面
積を小さくすることができる。

【００２７】また、本発明の請求項２のインゴットの搬
送方法にあっては、運搬車がインゴットストッカまで移
動すると、運搬車自体をインゴットとともに横向きに傾
倒させるようにしたので、この横向きとなった横置き状
態のインゴットを水平のストック用パレットに移載する
ことができるため、このストック用パレットへの移載時
にもインゴット自体を傾倒する必要がなく、この移載作
業を容易にするとともに、インゴットを落下させる等し
て破損するのを防止することができるという各種優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態で単結晶製造炉の設置状態
を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施形態でインゴットを運搬車に積
み込もうとする状態を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態でインゴットを運搬車に保
持するためのクランプを示す平面図である。

【図４】本発明の一実施形態で運搬車に設けられる最下
方のクランプを示す斜視図である。

【図５】本発明の一実施形態でインゴットの搬送途中を
示し、（ａ）はその側面図および（ｂ）はその正面図で
ある。

【図６】本発明の一実施形態で運搬車を案内するレール
の終端部の構造を示す正面図である。

【図７】本発明の一実施形態で運搬車の傾倒状態を示す
正面図である。

【図８】従来の単結晶製造炉の設置状態を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ 単結晶製造炉 １２ インゴット １４ 結晶引上室 １６ 床下スペース １８ 運搬車 ２０ ストック用パレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三井 成俊 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶製造炉で精製したインゴットを結
   晶引上室に引き上げた後、このインゴットを建物内に設
   置されたインゴットストッカまで搬送するようにしたイ
   ンゴットの搬送方法において、 上記インゴットを単結晶製造炉から結晶引上室の床下ス
   ペースに吊り下ろす第１工程と、 吊り下ろしたインゴットを、床下スペースに待機する運
   搬車に該インゴットの直立状態を維持した状態で積み込
   む第２工程と、 インゴットを積み込んだ運搬車を、床下スペース内で移
   動してインゴットストッカまで搬送する第３工程と、を
   備えたことを特徴とするインゴットの搬送方法。
2. 【請求項２】 インゴットを直立状態でインゴットスト
   ッカまで搬送した運搬車を、インゴットストッカで横向
   きに傾倒させた後、インゴットを横置き状態でストック
   用パレットに移載することを特徴とする請求項１に記載
   のインゴットの搬送方法。