WO2012020681A1 - 被処理物投入装置 - Google Patents

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WO2012020681A1
WO2012020681A1 PCT/JP2011/067774 JP2011067774W WO2012020681A1 WO 2012020681 A1 WO2012020681 A1 WO 2012020681A1 JP 2011067774 W JP2011067774 W JP 2011067774W WO 2012020681 A1 WO2012020681 A1 WO 2012020681A1
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WO
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workpiece
passage
processing
processing apparatus
input device
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/067774
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴哉 中村
貴嗣 矢田
栄孝 宮田
典幸 羽田
滋 及川
明 纐纈
克彦 中野
河合　光雄
祥文 越智
Original Assignee
シンフォニアテクノロジー株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/002—Continuous growth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/02—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/04—Crucible or pot furnaces adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/85938—Non-valved flow dividers

Definitions

  • the present invention relates to a processing object input device for supplying a processing object in an airtight state from the outside into a processing apparatus that processes the processing object in an airtight state.
  • the present invention also relates to a workpiece input device for introducing a workpiece from outside into a processing apparatus that melts the workpiece in a furnace provided inside.
  • a processing apparatus for processing an object to be processed in an airtight state is known.
  • an apparatus for manufacturing single crystal silicon which is a material for a semiconductor substrate
  • a silicon material which is an object to be processed
  • the inside of the processing apparatus is placed in a special atmosphere different from the outside air.
  • the inside of the processing apparatus is placed in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.
  • Patent Documents 1 and 2 a workpiece input device for inputting a workpiece from outside into the processing apparatus is also known (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the workpiece input device (silicon granule supply device) described in Patent Document 1 includes a hopper, a feeder, a casing, a quartz port, and a bellows.
  • the hopper is provided to accommodate the silicon granules inside the casing in an inert gas atmosphere, and a feeder for conveying an object to be processed (silicon granules) is provided below the hopper.
  • the quartz port is connected to the housing via the bellows. A part of the quartz port is inserted into the processing apparatus (heating furnace) and communicates with the inside of the heating furnace.
  • Each of the silicon granule supply device and the heating furnace is hermetically sealed. Specifically, each interior is placed in an inert gas atmosphere.
  • each of the silicon granule supply device and the heating furnace has the same inert gas atmosphere.
  • silicon granules can be put into the inside of the heating furnace in an airtight state (inert gas atmosphere) through the quartz port from the hopper.
  • the lower end of the quartz port which is a passage for guiding the silicon granules to the crucible inside the processing device, does not interfere with the single crystal silicon pulled up from the crucible. It is fixed to the periphery of the crucible.
  • This workpiece input device includes a hopper, a trough, a vibrating part, a charging material charging chamber, and a shooter.
  • the charging material charging chamber is in a vacuum atmosphere, and a hopper for storing an object to be processed (charging material) is provided inside the charging material charging chamber.
  • the trough and vibration part for conveying a charging material are provided under this hopper.
  • a part of the shooter is inserted into the processing apparatus (vacuum chamber) and communicates with the inside of the vacuum chamber.
  • Both the charging material input chamber and the vacuum chamber can be sealed from the outside air, and the inside of each is kept airtight. Specifically, each interior is placed in a vacuum atmosphere. That is, the inside of each of the charging material supply device and the vacuum chamber is the same vacuum atmosphere. Thereby, a charging material can be thrown into the inside of a vacuum chamber in an airtight state (vacuum atmosphere) via a shooter from a hopper.
  • the lower end portion of the quartz port is fixed to the peripheral portion of the crucible. For this reason, the silicon granules are charged into the peripheral part of the crucible as described above, and the charged silicon granules are biased toward the peripheral part of the crucible until melting. Since the crucible has a structure in which the peripheral portion is heated, if the silicon granules are biased toward the peripheral portion of the crucible, the silicon granules are not uniformly heated and cannot be efficiently melted. Therefore, the pulling operation of single crystal silicon cannot be performed smoothly, and the manufacturing efficiency is poor.
  • the present invention has been made in view of the problems of the conventional workpiece input device, and the workpiece input device for the object to be processed without destroying the special atmosphere inside the processing device. It is an object of the present invention to provide a workpiece input device capable of replenishing the material.
  • an object of the present invention is to provide a workpiece input device capable of improving manufacturing efficiency by efficiently melting the workpiece.
  • the workpiece input device for inputting the workpiece in an airtight state from the outside into the processing device for processing the workpiece in an airtight state
  • the object to be processed can be temporarily accommodated, and the object to be processed having an opening and closing opening used for accommodating the object to be processed and the object to be processed inserted into the processing apparatus can pass in an airtight state.
  • the transport unit is separated at a position where the processing unit side and the workpiece storage unit side of the transport unit can be shut off, and a position of the transport unit that is closer to the workpiece storage unit than the closing unit. And a joint part that can be joined.
  • the processing apparatus side of the transport section and the workpiece storage section side can be shut off to maintain a special atmosphere inside the processing apparatus.
  • the processing unit side of the transport unit and the workpiece storage unit side can be separated by the joint unit.
  • the processing object can be stored (supplemented) in the processing object storage part from the opened storage port at a convenient place such as the place or another place. .
  • the moving mechanism which can move the part by the side of the to-be-processed object accommodating part rather than the said joint part in the direction which approaches / separates with respect to the said processing apparatus is further provided. It is preferable.
  • the part by the side of a to-be-processed object rather than a joint part is moved to arbitrary positions with respect to a processing apparatus, and the to-be-processed object is accommodated (replenishment) in a to-be-processed object accommodating part.
  • the to-be-processed object is accommodated (replenishment) in a to-be-processed object accommodating part.
  • the movement mechanism is configured to be capable of moving in the vertical direction and moving in directions other than the vertical direction with respect to the movement in the approaching / separating direction
  • the separation and joining are configured in accordance with the movement of the moving mechanism in the vertical direction, and the joint part is moved in the other direction at a position where the joint part is separated and joined. It is preferable to provide a positioning part that regulates the above.
  • the movement by the moving mechanism of the portion on the workpiece storage portion side of the joint portion can be permitted in the vertical direction, which is the separation and joining direction of the joint portion, while being restricted in the other direction. Therefore, the joint portion can be separated and joined accurately and quickly.
  • At least one of the two parts of the joint part separated at the time of separation includes a guiding part, the other includes a guided part, and the joint part includes the joint part, It is preferable that the guided portion is configured to be in a joined state by being guided by the guiding portion.
  • the joint portion can be accurately and quickly led to the joined state.
  • the workpiece input device of the present invention for supplying the workpiece from outside into the processing device that melts the workpiece in the furnace provided inside. And a processing object passage through which an object to be processed put into the processing apparatus can pass, wherein a downstream end of the processing object path based on the passing direction of the processing object is It is movable between a position of a central area including a vertical line passing through the center of the furnace body and a position outside the central area.
  • the workpiece when the workpiece is charged, the workpiece can be loaded at a position in the central region that is close to the center of the furnace body.
  • the single crystal silicon when the single crystal silicon is pulled up, the single crystal silicon can be retracted to a position away from the central region so as not to interfere with the single crystal silicon to be pulled up.
  • At least a part including the downstream end of the workpiece passage is a straight pipe, and the downstream end of the pipe has the position of the central region,
  • the pipe is movable in a longitudinal direction so that it can move between positions away from the central region, the downstream end of the pipe being parallel to a vertical line passing through the center of the furnace body. It is preferable that the opening is cut along a plane.
  • the moving distance of the pipe between the position of the central area and the position outside the central area can be minimized.
  • the workpiece input for introducing the workpiece in an airtight state from the outside into the processing apparatus for melting the workpiece in an airtight state in the furnace body
  • An apparatus that is capable of temporarily storing an object to be processed and having an openable / closable storage port used for storing the object to be processed, a first object passage, and a second object to be processed
  • a workpiece passage configured by a workpiece passage, and a transport section having a workpiece removal mechanism capable of taking out the workpiece from the workpiece storage section to the workpiece passage in an airtight state.
  • the transfer unit is disposed at a position closer to the object storage unit than the closing part of the transfer unit, and a closing unit capable of blocking the processing unit side and the object storage unit side of the transfer unit.
  • the first workpiece passage and the second workpiece passage can be separated and joined with each other.
  • a cement portion, the second object to be processed passage, with the first object to be processed passage by the joint portion is separated, which is preferably configured to be movable relative to the processing device.
  • the space required for movement can be reduced and the apparatus can be downsized.
  • the production efficiency can be improved by efficiently melting the workpiece.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a processing apparatus and a workpiece input apparatus.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view showing a main part of the workpiece input device.
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing a state where the joint portion is separated, and
  • FIG. 3B is a schematic diagram showing a state where the charging device main body is lowered.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the joint portion.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing the stopper.
  • 6A is a longitudinal sectional view showing a case where the workpiece passage is located closer to the inside of the processing apparatus, and FIG. 6B shows a mechanism for moving the workpiece passage.
  • FIG. 6C is a longitudinal sectional view showing a case where the workpiece passage is located outside the processing apparatus
  • FIG. 6D is a diagram of the workpiece passage. It is a schematic diagram in the Y arrow of Drawing 6 (C) showing a movement mechanism.
  • up and down is based on the up and down direction shown in FIG.
  • front and rear means that the side closer to the processing apparatus F1 is the front side and the far side is the rear side.
  • upstream / downstream is based on the passage direction (flow direction) of the workpiece S.
  • the present invention is not limited to the embodiment described in this direction.
  • the processing apparatus F1 to which the workpiece input apparatus 1 according to the present embodiment is attached will be described.
  • the processing apparatus F ⁇ b> 1 can be hermetically sealed and can melt the workpiece S in a furnace body (crucible) F ⁇ b> 11 provided inside the processing apparatus F ⁇ b> 1.
  • the processing apparatus F1 is used to manufacture single crystal silicon S2 that is a material of a semiconductor substrate.
  • polycrystalline silicon silicon nugget
  • the diameter dimension of the silicon nugget used in this embodiment is about 10 mm.
  • this processing apparatus F1 may not be an airtight state depending on the type of processing object S and the processing content.
  • single crystal silicon S2 is manufactured by the CZ method.
  • a method of manufacturing the single crystal silicon S2 of this embodiment will be briefly described.
  • the silicon nugget charged into the furnace body F11 in an inert gas atmosphere is heated to about 1800 ° C. and melted.
  • Single-crystal silicon as a seed is immersed in this molten silicon (hereinafter referred to as “molten metal”) S1, and then the single-crystal silicon as a seed is slowly lifted while rotating, thereby producing a crystal. Will grow.
  • molten metal molten silicon
  • a single crystal silicon (ingot) S2 that is a substantially cylindrical solid is formed. That is, the processing apparatus F1 is used to pull up the single crystal silicon S2 from the molten metal S1.
  • the inert gas atmosphere in the present embodiment specifically refers to an atmosphere in which the internal space of the processing apparatus F1 is once evacuated and then the internal space is filled with an inert gas such as argon or nitrogen. Therefore, a deaeration pump (vacuum pump) and an inert gas supply pipe are provided in the processing apparatus F1 (not shown). Note that the inside of the processing object input device 1 described below is also placed in the same inert gas atmosphere as that in the processing device F1 when the following closing portion 14 is not closed.
  • the inside of the processing apparatus F1 may be in a vacuum atmosphere.
  • the inside of the processing apparatus F1 may be in a vacuum atmosphere.
  • a part of the workpiece S evaporates inside the processing apparatus F1. Since this is inconvenient in the present embodiment, an inert gas is introduced into the processing apparatus F1 in order to suppress the evaporation of silicon by the pressure of the inert gas. Note that the pressure of the inert gas introduced into the processing apparatus F1 is optimal for the type of the object to be processed S.
  • the material constituting the object to be processed S is silicon, but the object to be processed S that is the object of the present invention is not limited to this.
  • Various substances such as metals and resins other than silicon can be used as the workpiece S.
  • the “treatment” in the present embodiment includes a series of operations from melting of the silicon nugget by heating and formation of single crystal silicon (ingot) by pulling up from the molten metal S1.
  • “Processing” is a broader concept, and refers to all operations for applying various physical or chemical changes to the workpiece S in an airtight state.
  • the workpiece input device 1 is capable of feeding the workpiece S into the furnace body F11 from the outside of the processing device F1 into the processing device F1. is there.
  • a generic term for parts separated in the following joint part 15 and closer to the workpiece storage part 11 than the joint part 15 will be described as the charging apparatus main body 1a.
  • this to-be-processed material input apparatus 1 is comprised so that the inside can be made into an airtight state in this embodiment, depending on the kind of to-be-processed object S and the content of a process like the said processing apparatus F1, an inside may be carried out. It may be an airtight state.
  • the workpiece input device 1 includes a workpiece storage unit 11 and a transport unit 1b.
  • the conveyance part 1b is a part for conveying the to-be-processed object S accommodated in the to-be-processed object accommodating part 11 to the processing apparatus F1, Comprising: The to-be-processed object channel
  • the transport unit 1 b includes a closing unit 14 and a joint unit 15. Details will be described later.
  • the object to be processed S is conveyed from the object to be processed container 11 to the processing apparatus F1 through the object to be processed passage 12 in the conveying part 1b.
  • the portion of the transport path that is touched by the workpiece S is made of quartz glass, which is a material that is resistant to wear, or is lined with quartz glass. Thereby, it is possible to suppress the possibility that impurities such as metal powder due to wear are mixed into the workpiece S as much as possible, and it is possible to manufacture single crystal silicon S2 having high purity.
  • the workpiece storage unit 11, a part of the workpiece passage 12, and the workpiece extraction mechanism 13 are each provided inside a supply tank 111 made of stainless alloy. And when the to-be-processed object injection
  • outside air in the description of the present embodiment refers to the atmosphere outside the workpiece input device 1 and the processing device F1.
  • the supply tank 111 includes a substantially cylindrical supply tank main body 111a and a protruding portion 111b protruding in a horizontal direction from the supply tank main body 111a, and both are integrated.
  • the supply tank 111 may not be provided as described above, and a structure in which the workpiece storage unit 11 and the workpiece passage 12 are directly connected so as to maintain an airtight state with respect to the outside air may be employed.
  • the workpiece storage unit 11 is a part where the workpiece S can be temporarily stored until the workpiece S is transported, and includes a storage port 111c that can be opened and closed. .
  • the storage port 111c is used when the workpiece S is stored in the workpiece storage section 11.
  • the accommodation port 111c can be opened and closed by the lid portion 111d.
  • the hopper is used as this to-be-processed object accommodating part 11.
  • the hopper 11 is provided in the supply tank 111 by laminating flat quartz glass.
  • the shape of the hopper 11 is a shape in which an octagonal pyramid is connected to the lower end of an octagonal prism whose upper and lower ends are open. In the hopper 11, the lower end of the octagonal pyramid portion is opened, and the workpiece S naturally falls from that portion, and the workpiece S is taken out to the transport unit 1b.
  • the hopper 11 when the hopper 11 has a shape in which an octagonal column and an octagonal pyramid are combined, the hopper 11 can be formed by combining flat-plate quartz glass whose plan view is rectangular or trapezoidal. Therefore, the hopper 11 can be easily manufactured, and the manufacturing cost of the hopper 11 can be suppressed.
  • the shape of the to-be-processed object accommodating part 11 of this invention is not restricted to the shape which combined the octagonal column and the octagonal pyramid like the hopper of this embodiment, Other polygonal columns and a polygonal pyramid are combined. It may be a combined shape.
  • a cylindrical shape may be adopted depending on circumstances.
  • the lid portion 111d in the present embodiment is provided at the upper end portion of the supply tank main body 111a so as to maintain an airtight state with respect to the outside air. By removing the lid portion 111d from the supply tank main body 111a, the accommodation port 111c can be opened, and the workpiece S can be replenished to the hopper 11.
  • path 12 is a site
  • the upstream end of the workpiece passage 12 is provided at a position where the workpiece S can be received from the hopper 11.
  • path 12 is provided in the position which can throw in the to-be-processed object S inside the processing apparatus F1. More specifically, the downstream end 12a in the workpiece passage 12 is located inside the processing apparatus F1 and above the furnace body F11.
  • the workpiece path 12 of the present embodiment includes a first workpiece path 121 located on the hopper 11 side and a second workpiece path 122 located on the processing apparatus F1 side. And the 1st to-be-processed object channel
  • path 122 can be isolate
  • the downstream end 12 a in the workpiece passage 12 belongs to the second workpiece passage 122.
  • the second workpiece passage 122 is not separated from the processing apparatus F1. Therefore, the following moving mechanism 2 is only required to move the first workpiece passage 121 and does not need to bear the movement of the second workpiece passage 122. That is, the design of the moving mechanism 2 can be simplified because the workpiece passage 12 includes the first workpiece passage 121 and the second workpiece passage 122 as described above.
  • the second object passage 122 is provided through the processing apparatus F1.
  • the second object passage 122 is supported by an attachment flange 12b attached to the processing apparatus F1. Since the second workpiece passage 122 is movable with respect to the processing apparatus F1 as described below, the mounting flange 12b maintains the airtight state in the processing apparatus F1, and the second workpiece passage 122. Movement (more specifically, movement in the longitudinal direction of the following pipe portion 122a) is allowed.
  • the workpiece passage 12 and the hopper 11 are provided in a positional relationship that allows the workpiece S to be conveyed without being exposed to the outside air.
  • the hopper 11 and a part of the first workpiece passage 121 are both formed inside the supply tank 111. For this reason, it is possible to convey the workpiece S without touching the outside air.
  • the first workpiece passage 121 is a portion that extends horizontally from directly under the hopper 11 to the front. And this 1st to-be-processed object channel
  • path 121 exists over the lower part of the supply tank main body 111a, and the protrusion part 111b which protruded ahead from the lower part of this supply tank main body 111a.
  • a funnel-shaped receiving chute 16 is provided on the downstream side of the projecting portion 111b, and the workpiece S is conveyed to the second workpiece passage 122 through this.
  • the second object passage 122 is connected to the downstream end of the first object passage 121 via the joint portion 15 so that the object S can pass. And the 2nd to-be-processed object channel
  • path 122 is arrange
  • a quartz glass pipe is used for the second object passage 122 of the present embodiment. Further, in the present embodiment, as described below, the second workpiece path 122 in the present embodiment is moved in the entire longitudinal direction so that the second workpiece path 122 can be moved with respect to the processing apparatus F1. It is a straight pipe.
  • At least a part of the workpiece passage 122 including the downstream end 12a of the workpiece passage 12 is a straight pipe. It may be said.
  • the receiving chute 16 is formed by cutting quartz glass as shown in FIG.
  • the upper half of the receiving chute 16 is a funnel-shaped portion 161 and the lower half is a cylindrical portion 162.
  • the funnel-shaped portion 161 has an inner surface opening angle of 60 ° (30 ° in terms of an angle with respect to the central axis of the receiving chute 16). This is an angle larger than the angle of repose (about 40 °) of the silicon nugget that is the workpiece S in the present embodiment. For this reason, the workpiece S is not caught on the inner surface of the funnel-shaped portion 161 and is smoothly conveyed to the second workpiece passage 122.
  • the cylindrical portion 162 is positioned inside the closing portion 14 when the joint portion 15 is joined.
  • the cylindrical portion 162 of the receiving chute 16 is extended downward, and the molded bellows 153 of the joint portion 15 can be expanded and contracted.
  • the molded bellows 153 extends, and the cylindrical part 162 is positioned above the upper joint member 151 of the joint part 15, thereby protecting the cylindrical part 162.
  • the molded bellows 153 contracts, and the cylindrical portion 162 is exposed from the upper joint member 151 of the joint portion 15.
  • the cylindrical part 162 is located at least inside the movable part such as the valve valve body in the closed part 14, and the workpiece S can be prevented from contacting the movable part.
  • the length when the molded bellows 153 is contracted is made constant by providing a spacing member such as a pin between the flanges formed at both ends of the molded bellows 153. Is more desirable.
  • the lower end position of the cylindrical portion 162 when the joint portion 15 is joined is slightly smaller than the upper end of the pipe portion 122a in order to avoid damage to the pipe portion 122a of the second workpiece passage 122 due to collision during joining. Is set to place a distance.
  • the workpiece passage 12 may be movable with respect to the processing apparatus F1. This will be described later.
  • the workpiece removal mechanism 13 is a part for transporting the workpiece S in an airtight state from the workpiece storage portion 11 to the workpiece passage 12.
  • an electromagnetic vibration feeder is used as the workpiece removal mechanism 13.
  • This electromagnetic vibration feeder is provided inside the first workpiece passage 121. That is, the workpiece removal mechanism 13 is provided in the transport unit 1b. Therefore, the workpiece removal mechanism 13 is not limited to the one provided inside the workpiece passage 12 as in the present embodiment, and is provided at a position away from the workpiece passage 12. It may be.
  • the electromagnetic vibration feeder includes a drive unit 131 and a trough 132.
  • the trough 132 can be vibrated by the drive unit 131, and the workpiece S placed on the trough 132 can be conveyed downstream.
  • the trough 132 is a bowl-shaped part whose upper and downstream ends are open, and in this embodiment, quartz glass is lined on the inner surface.
  • the trough 132 is provided from the position immediately below the hopper 11 to the vicinity of the downstream end of the first workpiece passage 121 along the direction in which the first workpiece passage 121 extends. As a result, the workpiece S naturally dropped from the lower end of the hopper 11 is carried on the trough 132 to the downstream side. Then, the workpiece S that has reached the downstream end of the trough 132 falls to the funnel-shaped portion 161 of the receiving chute 16.
  • the workpiece S can be continuously and quantitatively introduced into the processing apparatus F1. Therefore, the processing object S can be continuously added to the furnace body F11 little by little, so that the processing efficiency and accuracy can be improved. Of course, it is possible to input a small amount of the workpiece S.
  • the workpieces were thrown into the furnace body at once, in which case there was a concern that the furnace body might be damaged due to a splash of molten metal or an impact at the time of charging, as described above. Such concerns can be eliminated by using the electromagnetic vibration feeder.
  • the first workpiece passage 121 extends in the horizontal direction, and the second workpiece passage 122 is inclined obliquely downward and forward. Therefore, the workpiece S is conveyed in the horizontal direction by the electromagnetic vibration feeder in the first workpiece passage 121, and is conveyed obliquely downward in the second workpiece passage 122 by natural fall due to gravity.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • the first workpiece passage 121 and the second workpiece passage 122 are both directed obliquely downward or downward, and both are natural due to gravity. You may convey the to-be-processed object S by dropping.
  • a flow rate adjusting mechanism such as a gate or a valve provided in the lower portion of the hopper 11 serves as the workpiece extraction mechanism 13.
  • the workpiece removal mechanism 13 is used to transport the workpiece S in the horizontal direction, it is not limited to the electromagnetic vibration feeder as in the present embodiment, for example, a belt conveyor or a roller conveyor.
  • various transport mechanisms can be used as long as they have a function capable of transporting the workpiece S from one side to the other side.
  • the conveyance direction of the workpiece S by the workpiece extraction mechanism 13 may be other than the horizontal direction.
  • the closing part 14 is a part capable of blocking the processing apparatus F1 side and the workpiece storage part 11 side of the transport part 1b. As shown in FIG. 2, the closing portion 14 of the present embodiment is provided at one location at the most upstream position of the second workpiece passage 122 (that is, in the present embodiment, the closing portion 14 is the first portion). 2 belongs to the workpiece passage 122).
  • the closing portion 14 is a gate valve provided so as to be adjacent to the joint portion 15 described below. By shutting off the closing part 14, the part closer to the processing device F1 than the closing part 14 can be closed in an airtight state. Of course, the workpiece S can be closed so as not to leak out.
  • valves such as a globe valve, a ball valve, and a butterfly valve, can be used in addition to the gate valve.
  • the closing part 14 may be provided at any position of the transport part 1b, and may be provided at the boundary between the hopper 11 and the transport part 1b, for example.
  • the position of the closing portion 14 is not limited to that of the present embodiment, and may be provided in the first workpiece passage 121. However, when the workpiece passage 12 is separated by the joint portion 15 described below, the closing portion 14 needs to be provided closer to the treatment device F1 than the joint portion 15 in order to maintain the airtight state of the treatment device F1 after separation. There is. Further, in order to keep both the processing apparatus F1 and the charging apparatus main body 1a airtight after separation, the closing portion 14 is provided on both the processing apparatus F1 side and the charging apparatus main body 1a side with the joint portion 15 interposed therebetween. Need to be.
  • the closing portion 14 By providing the closing portion 14 in this way, if the closing portion 14 is closed, the hopper 11 can be opened to the outside air while maintaining the inert gas atmosphere inside the processing apparatus F1. For this reason, it is possible to replenish the hopper 11 with the processing object S by opening the lid 111d while continuing to melt the processing object S in the furnace body F11 of the processing apparatus F1. And after replenishing the to-be-processed object S to the hopper 11, the to-be-processed object S newly replenished to the hopper 11 can be thrown in in the furnace body F11 by opening the closing part 14. FIG. When the workpiece S newly replenished to the hopper 11 is put into the furnace body F11, the hopper 11 side needs to be in an inert gas atmosphere with respect to the closing portion 14.
  • a joint part 15 capable of separating and joining the transport part 1 b is provided in the processing object passage 12 at a position closer to the processing object storage part 11 than the closing part 14. .
  • the joint portion 15 makes it possible to separate the transport portion 1b.
  • the joint portion 15 may be provided at any position of the transport portion 1b as long as the joint portion 15 is closer to the workpiece storage portion 11 than the closing portion 14. Then, as shown in FIG. 3 (A), the joint portion 15 allows the portion of the workpiece input device 1 closer to the hopper 11 than the joint portion 15 (the charging device main body 1a in this embodiment) to be the processing device F1.
  • the joint portion 15 is provided across the first workpiece passage 121 and the second workpiece passage 122. More specifically, an upper joint member 151 is provided at the downstream end of the first workpiece passage 121.
  • the upper joint member 151 has a plate shape arranged in the horizontal direction.
  • the upper joint member 151 is provided with a through hole in the center, and a cylindrical portion 162 of the receiving chute 16 projects downward from the through hole.
  • a molded bellows 153 is provided above the upper joint member 151.
  • the molded bellows 153 is located on the outer peripheral portion of the cylindrical portion 162 of the receiving chute 16, and is also for protecting the cylindrical portion 162.
  • a lower joint member 152 is provided at the upstream end of the second workpiece passage 122 (more specifically, the upstream end of the closing portion 14).
  • the lower joint member 152 is also a plate-like member arranged in the horizontal direction.
  • the lower joint member 152 is provided with a through hole in the center. Therefore, when the joint portion 15 is joined, the cylindrical portion 162 of the receiving chute 16 enters the through hole, and the lower surface of the upper joint member 151 and the upper surface of the lower joint member 152 come into contact with each other in FIG. It becomes the joining state shown.
  • the relative movement direction of the upper joint member 151 and the lower joint member 152 when the joint portion 15 is separated and joined is the vertical direction.
  • the closed portion 14 can maintain the airtight state of the downstream side 122 based on the moving direction of the workpiece S in the workpiece passage 12. Specifically, the following is possible. That is, if the processing object S still remains in the hopper 11 at the time when it is no longer necessary to replenish the processing object S in the processing apparatus F1, the joint portion 15, the workpiece passage 12 can be separated, and the input device main body 1a can be replaced with a treatment device F1 different from that before separation. Thereby, the to-be-processed object S remaining in the hopper 11 can be thrown into another processing apparatus F1.
  • the charging device main body 1a can be made compact and easier to handle. . This is not applicable at any manufacturing site, but according to the present embodiment, such a selection is possible, and the device can be optimized according to the situation at the manufacturing site.
  • the second workpiece passage 122 is left in the processing apparatus F1. Therefore, the insertion / removal operation of the second processing object passage 122 with respect to the processing apparatus F1 is not necessary, and the movement of the charging apparatus main body 1a by the following moving mechanism 2 becomes easy. Further, it is possible to reduce the possibility that the pipe portion 122a (made of quartz glass) in the second workpiece passage 122 will be damaged along with the movement of the charging device main body 1a.
  • path 122 can be moved separately from the 1st to-be-processed object channel
  • FIG. Therefore, the movement of the downstream end 12a in the workpiece passage 12 between the position of the central region described later and the position deviating from the central region can be performed by the movement of only the second workpiece passage 122. It is. Therefore, the space required for movement can be reduced, and the workpiece input device 1 can be reduced in size. Further, the movement of the downstream end 12a in the workpiece passage 12 by the passage movement mechanism 17 can be performed separately from the movement by the following movement mechanism 2 (in other words, the movement mechanism 2 described below is to be processed). Since it is not necessary to take charge of the movement of the downstream end 12a in the passage 12, the structure of the moving mechanism 2 described below can be simplified, and from this point, the enlargement of the workpiece input apparatus 1 can be suppressed.
  • the procedure for replenishing the workpiece S using the workpiece input apparatus 1 will be briefly summarized.
  • the processing object S is being processed by the processing apparatus F1
  • the processing object S in the furnace body F11 decreases, it is accommodated in the hopper 11 by the operation of the electromagnetic vibration feeder that is the processing object take-out mechanism 13.
  • the to-be-processed object S is conveyed through the to-be-processed object channel
  • the closing part 14 is open and the joint part 15 is joined.
  • the operator closes the closing portion 14 and then separates the joint portion 15. Thereby, the joint part 15 can be isolate
  • the worker replenishes the workpiece S as described above, and then joins the joint portion 15 using the moving mechanism 2. Thereafter, by opening the closing portion 14, the workpiece S can be put into the furnace body F11.
  • transduces inert gas and the inside of the injection apparatus main body 1a Use an inert gas atmosphere.
  • the guiding portion 15a and the guided portion 15b are configured to be in a joined state when the guided portion 15b is guided to the guiding portion 15a when the joint portion 15 is to be joined. That is, the guiding portion 15a and the guided portion 15b are portions where the joint portion 15 is aligned with the joined state. Since the guided portion 15b is guided to the guiding portion 15a in this way, the joint portion 15 is aligned at a predetermined position, so that joint work can be easily performed.
  • the lower joint member 152 is provided with a guiding portion 15 a and the upper joint member 151 is provided with a guided portion 15 b.
  • the correspondence of the positional relationship is not limited to this, and may be an upside-down relationship, or each joint member 15 is provided with both the guiding portion 15a and the guided portion 15b. May be.
  • the guiding portion 15 a or the guided portion 15 b may be provided in a portion other than each joint member 15 in the workpiece passage 12.
  • the guiding portion 15a is a tapered surface that is rotationally symmetric with respect to the central axis 15c of the flow path having a circular cross section in the joint portion 15, and has a shape facing the central axis 15c direction. It has.
  • the tapered surface is provided on the processing device F1 side (specifically, the lower joint member 152) in the joint portion 15.
  • the guided portion 15b has a tapered surface that is rotationally symmetric with respect to the central axis 15c of the flow path in the joint portion 15, and has a shape with the central axis 15c as the back.
  • the tapered surface is provided on the workpiece storage unit 11 side of the joint unit 15, specifically, the upper joint member 151.
  • the tapered surface of the guiding portion 15a and the tapered surface of the guided portion 15b are tapered surfaces having the same inclination. That is, each taper surface is a surface having the same angle with respect to the central axis 15c.
  • the guided portion 15b is guided to the guiding portion 15a while the tapered surface of the guiding portion 15a and the tapered surface of the guided portion 15b are in contact with each other. Aligned to the position. Moreover, the surface of each taper surface is hardened so that it is not easily worn by the contact.
  • a dust receiving groove 15d is provided on the entire periphery of the guide portion 15a so as to surround the central shaft 15c at a position where the tapered surface is closest to the processing device F1.
  • the moving mechanism 2 which can move the input device main body 1a in the direction which approaches / separates with respect to the processing apparatus F1 is provided.
  • the moving mechanism 2 of the present embodiment includes a lift 21 and a plurality of wheels 22 (a front wheel 221 and a rear wheel 222). As shown in FIGS. 3A and 3B, the lift 21 can move the charging device main body 1a in the vertical direction.
  • a manual lift that moves the input device main body 1a up and down by a handle operation by an operator is employed, but a lift driven by a motor or the like may be used.
  • the wheel 22 rotates along the installation surface G on which the processing device F1 is installed, and can move the input device main body 1a and the lift 21 mainly in the front-rear direction, and the input device main body 1a and the lift 21. Can also be moved in the left-right direction.
  • This moving mechanism 2 makes it easy to separate and join the joint portion 15 by moving the charging device main body 1a as shown in FIG. Then, the input device main body 1a can be moved relative to the different processing device F1. Further, as shown in FIG. 3B, the processing object F1 is lowered to the vicinity of the installation surface G, so that the workpiece S can be easily replenished. Moreover, as shown in FIG. 1, the processing apparatus F1 is placed at a high position, so that a portion of the processing object passage 12 that is naturally dropped due to gravity (the second processing object passage 122 in the present embodiment). The workpiece S can be transported more smoothly. Thus, by providing the moving mechanism 2, the workpiece input device 1 can be made very convenient. Moreover, the restrictions given to the layout of the production site can be made small.
  • the to-be-processed material input apparatus 1 is provided with the positioning part 3 which controls the movement to other directions other than the upper and lower sides of the moving mechanism 2.
  • the stopper 3 for stopping the rotation of at least the front wheel 221 in the forward direction and determining the position of the front wheel 221 in the left-right direction with respect to the processing device F1 among the plurality of wheels 22 is provided on the installation surface G. It is provided so as to be immobile.
  • the stopper 3 of the present embodiment is formed of a channel material or the like as shown in FIG. 5 and has a contact wall 31 raised at the front end, and the contact wall 31 is forward. Thus, it is fixed to the installation surface G.
  • the stopper 3 is also provided with left and right walls 32.
  • the front wheel 221 is positioned so as to be sandwiched between the left and right walls 32 of the stopper 3, and the front wheel 221 is moved forward and backward with respect to the processing device F1 when the front wheel 221 contacts the contact wall 31. Is determined by the contact wall 31, and the left and right positions of the front wheel 221 are also determined by the left and right walls 32. If the position of the front wheel 221 is determined, the front / rear / right / left positions of the loading apparatus main body 1a with respect to the processing apparatus F1 are determined as positions where the joint portion 15 is separated and joined. As described above, the relative movement direction of the upper joint member 151 and the lower joint member 152 when the joint portion 15 is to be joined is the vertical direction. Therefore, after the position of the front wheel 221 is determined as described above, the operator can join the joint portion 15 only by moving the lift 21 in the vertical direction (usually downward). In other words, the joint portion 15 can be easily joined by providing the stopper 3.
  • the joint portion 15 Since the joint portion 15 is provided with the guide portion 15a and the guided portion 15b as described above, the joint portion 15 is about to be joined to the guide portion 15a and the guided portion 15b. It plays a role of fine adjustment of the position at the time.
  • the stopper 3 can be implemented in various forms as long as it determines the front / rear / left / right positions of the front wheel 221 relative to the processing device F1.
  • the rotation may not be stopped by bringing the front wheel 221 into contact, but the rotation may be stopped by friction from the left and right direction, and at the same time, the front wheel 221 may be positioned in the left and right direction.
  • a convex portion may be provided on the moving mechanism 2 side and a concave portion may be provided on the installation surface G side, and the convex portion and the concave portion may be fitted.
  • the stopper 3 may be provided so as to be immovable with respect to the installation surface G, and is not necessarily provided directly on the installation surface G. Therefore, the stopper 3 may be fixed to the wall surface or pillar of the building at the installation location of the processing apparatus F1.
  • a rail including the stopper 3 is laid on the installation surface G, and at least a part of the movement range of the wheel 22 is determined by the wheel 22 passing over the rail. You can leave it.
  • the position of the downstream end 12a in the workpiece passage 12 with respect to the processing apparatus F1 can be moved.
  • the movement of the downstream end 12a is possible between the position of the central area, which is a wide area including the vertical line C passing through the center of the furnace body F11, and the position outside the central area.
  • the “central region” is a region where the single crystal silicon S2 can be pulled up, excluding the peripheral portion of the furnace body F11. More specifically with respect to the present embodiment, the movement of the downstream end 12a is a direction of approaching / separating with respect to the vertical line C passing through the center of the furnace body F11, and the entire second workpiece passage 122 is treated. Move relative to device F1. The movement of the second workpiece passage 122 is performed separately from the movement of the first workpiece passage 121.
  • the approach / separation related to the movement of the downstream end 12a occurs when the downstream end 12a in the workpiece passage 12 approaches the vertical line C (when the downstream end 12a is located at the central region).
  • the end 12a is performed so as to be located inside the upward movement locus S2a of the single crystal silicon S2.
  • the workpiece passage 12 is positioned outside the movement locus S2a.
  • the downstream end 12a approaches the vertical line C (when the downstream end 12a is at the position of the central region)
  • the downstream end 12a in the workpiece passage 12 overlaps the vertical line C
  • the workpiece The workpiece S can be put into the center of the furnace body F11 from the passage 12. Even when the downstream end 12a does not overlap the vertical line C, the position closer to the center of the furnace body F11 than the conventional one in which the workpiece S is introduced outside the movement locus S2a.
  • the workpiece S can be introduced from the workpiece passage 12.
  • the workpiece S can be introduced from the workpiece passage 12 to a position closer to the center of the furnace body F11, the workpiece S is not easily biased in the furnace body, and the silicon granules placed in the furnace body Is uniformly heated and can be efficiently melted. Therefore, the pulling operation of single crystal silicon can be performed smoothly and the manufacturing efficiency is good. And since the to-be-processed object S before a fusion
  • the single crystal silicon S2 is transferred to the furnace body without interfering with the workpiece passage 12. It can be pulled up from F11.
  • a passage moving mechanism 17 is provided to move at least a part of the processing object passage 12.
  • at least a part (in this embodiment, the pipe portion 122a) including the downstream end 12a of the workpiece passage 12 is a straight pipe.
  • the pipe is moved in the longitudinal direction by the passage moving mechanism 17, and moves in and out of the processing apparatus F1 along with the movement.
  • the downstream end 12a of the pipe portion 122a is cut and opened along a plane parallel to the vertical line C passing through the center of the furnace body F11. Therefore, if the downstream end 12a approaches the vertical line C when the downstream end 12a approaches the vertical line C (when the downstream end 12a is at the position of the central region), at least a single crystal If the pipe part 122a is moved by a distance corresponding to the radius of the movement locus S2a of the silicon S2, interference between the single crystal silicon S2 pulled up from the furnace body F11 and the pipe part 122a can be avoided. In other words, when the downstream end 12a of the pipe portion 122a has such a shape, the moving distance of the pipe portion 122a can be minimized.
  • the passage moving mechanism 17 includes a frame 171, a support shaft 172, a drive shaft 173, a handle 174, and a drive plate 175.
  • the frame 171 is a part fixed directly or indirectly to the processing apparatus F1, and is immovable with respect to the processing apparatus F1.
  • the pipe portion 122a of the second workpiece passage 122 is penetrated through a fixed plate 171a provided at a position downstream of the frame 171 in a movable state.
  • the support shaft 172 is fixed to the frame 171.
  • the support shaft 172 is a round bar provided in parallel with the longitudinal direction of the pipe portion 122a.
  • a drive shaft 173 is provided in the frame 171 at a position parallel to the support shaft 172 and opposite to the pipe portion 122a.
  • a handle 174 is rotatably provided on the side of the frame 171 close to the drive shaft 173.
  • the rotation axis of the handle 174 is orthogonal to the drive shaft 173.
  • the drive shaft 173 is a round bar having a screw formed on the outer peripheral surface thereof, and is rotatable with respect to the frame 171 in the circumferential direction.
  • a bevel gear 173 a is attached to the downstream end of the drive shaft 173.
  • the bevel gear 173 a meshes with a bevel gear 174 a that is also provided at the end of the handle 174. Therefore, the drive shaft 173 can be rotated with the rotation of the handle 174.
  • the drive plate 175 supports the pipe part 122a immovably.
  • the drive plate 175 passes through the support shaft 172 and the drive shaft 173. This penetration is made slidable with respect to the support shaft 172, and can be screwed with respect to the drive shaft 173. Accordingly, the drive plate 175 can be moved toward and away from the fixed plate 171a in accordance with the rotation of the drive shaft 173 by the operation of the handle 174.
  • the drive plate 175 moves toward the fixed plate 171a, the pipe portion 122a approaches the vertical line C passing through the center of the furnace body F11, and the downstream end 12a is at the position of the central region. Moving.
  • the driving plate 175 moves away from the fixed plate 171a, the pipe portion 122a is separated from the vertical line C, and the downstream end 12a moves to a position outside the central region.
  • the position of the pipe portion 122a with respect to the processing device F1 can be freely set as long as it is within the moving range of the drive plate 175. Therefore, the input position of the workpiece S with respect to the furnace body F11 can be set freely.
  • a protective bellows 12d is provided between the fixed plate 171a and the driving plate 175 so as to cover the outer periphery of the pipe portion 122a in order to protect the pipe portion 122a made of quartz glass.
  • the protective bellows 12d is a thin plate made of stainless alloy formed in a bellows shape, and expands and contracts according to the distance between the fixed plate 171a and the drive plate 175.
  • the configuration of the passage moving mechanism 17 is not limited to that of the present embodiment, and various changes may be made.
  • the pipe portion 122a is not moved in the longitudinal direction, but a movable joint is provided in the workpiece passage 12, so that the downstream end 12a of the workpiece passage 12 rotates, or the joint
  • This downstream end 12a may move between the position of the central region including the vertical line C and the position deviated from the central region.
  • only the downstream end 12a may move when the pipe portion 122a expands and contracts to change its overall length.
  • passage moving mechanism 17 of the present embodiment is moved by manual operation of the handle 174, it may be moved by automatic operation of a motor or the like.
  • the structure which can change the fixed angle of the pipe part 122a with respect to the apparatus F1 may be added. Thereby, the position of the downstream end 12a of the to-be-processed object channel
  • path 12 can be adjusted easily on-site, and the to-be-processed object S can be thrown into the optimal position of the furnace body F11.
  • This configuration may be provided in the passage moving mechanism 17 or may be provided independently of the passage moving mechanism 17.
  • the fixing angle of the pipe portion 122a for example, a nut for a bolt provided so that a lower flange provided in the processing device F1 and an upper flange provided in the pipe portion 122a pass through each flange. It is conceivable that an angle can be given by adjusting the tightening degree of the (not shown). In this case, the pipe portion 122a passes through each flange, but the pipe portion 122a is fixed to the upper flange, whereas the size of the through hole of the lower flange is larger than the diameter of the pipe portion 122a. Thus, the pipe portion 122a can be shifted within the range of the size of the through hole.
  • the angle of the pipe part 122a with respect to the processing apparatus F1 can be changed within a predetermined range.
  • the joint portion 15 is also inclined. However, this inclination can be absorbed by making the molded bellows 153 of the joint portion 15 extendable and contractible.

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Abstract

　被処理物を気密状態で処理する処理装置（Ｆ１）の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するための被処理物投入装置であって、被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口（１１１ｃ）を有する被処理物収容部（１１）と、前記処理装置（Ｆ１）の内部に投入される被処理物が気密状態で通過可能な被処理物通路（１２）、及び、前記被処理物収容部（１１）から前記被処理物通路（１２）へと被処理物を気密状態で取り出し可能な被処理物取出機構（１３）を有する搬送部（１ｂ）とを備え、前記搬送部（１ｂ）は、前記搬送部（１ｂ）の処理装置側と被処理物収容部側とを気密に遮断可能な閉鎖部（１４）と、前記搬送部（１ｂ）のうち、前記閉鎖部（１４）よりも被処理物収容部側の位置にて、前記搬送部（１ｂ）を分離及び接合可能なジョイント部（１５）とを備えている。

Description

被処理物投入装置
　本発明は、被処理物を気密状態で処理する処理装置の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するための被処理物投入装置に関するものである。
　また、本発明は、内部に設けられた炉体にて被処理物を溶融する処理装置の内部に、被処理物を外部から投入するための被処理物投入装置に関するものである。
　被処理物を気密状態で処理する処理装置が知られている。例えば、被処理物であるシリコン材料を処理装置の内部に投入して溶融し、溶融したシリコン材料を固体化させる処理を行うことによって、半導体基板の材料である単結晶シリコンを製造する装置が知られている。この単結晶シリコンの製造工程中、処理装置の内部は、外気とは異なる特殊な雰囲気中に置かれている。例えば、処理装置の内部は、不活性ガス雰囲気や真空雰囲気中に置かれている。
　そして、前記処理装置の内部に、被処理物を外部から投入するための被処理物投入装置もまた知られている（例えば特許文献１、２）。
　特許文献１に記載された被処理物投入装置（シリコン顆粒供給装置）は、ホッパーと、フィーダと、筐体と、石英ポートと、ベローズとを備えている。前記ホッパーは、不活性ガス雰囲気とした筐体の内部にシリコン顆粒を収容するために設けられ、このホッパーの下方に、被処理物（シリコン顆粒）を搬送するためのフィーダが設けられている。そして、ベローズを介して石英ポートが筐体と接続されている。この石英ポートの一部は、処理装置（加熱炉）の内部に挿入され、加熱炉の内部と連通している。シリコン顆粒供給装置と加熱炉の各々の内部は気密状態とされる。具体的には、各々の内部は不活性ガス雰囲気におかれる。つまり、シリコン顆粒供給装置と加熱炉の各々の内部は同じ不活性ガス雰囲気となる。これにより、ホッパーから石英ポートを介してシリコン顆粒を加熱炉の内部に気密状態（不活性ガス雰囲気）で投入することができる。
　また、この被処理物投入装置（シリコン顆粒供給装置）では、処理装置の内部のるつぼへシリコン顆粒を導く通路である石英ポートの下端部が、るつぼから引き上げられる単結晶シリコンに干渉しないように、るつぼの周縁部に固定されている。
　特許文献２に記載された被処理物投入装置（装入材供給装置）も、基本的な構成は特許文献１に記載されたものと同様である。この被処理物投入装置（装入材供給装置）は、ホッパーと、トラフと、振動部と、装入材投入室と、シュータとを備えたものである。装入材投入室は真空雰囲気とされ、この装入材投入室の内部に、被処理物（装入材）を収容するホッパーが設けられている。そして、このホッパーの下方に、装入材を搬送するためのトラフ及び振動部が設けられている。そして、シュータの一部が処理装置（真空槽）の内部に挿入され、真空槽の内部と連通している。装入材投入室と真空槽とは共に外気から密閉できるものとされており、各々の内部は気密状態とされる。具体的には、各々の内部は真空雰囲気におかれる。つまり、装入材供給装置と真空槽の各々の内部は同じ真空雰囲気となる。これにより、ホッパーからシュータを介して装入材を真空槽の内部に気密状態（真空雰囲気）で投入することができる。
日本国特開昭５９－１１５７３６号公報 日本国特開２００３－２１４７０号公報
　ところで、特許文献１に記載された被処理物投入装置（シリコン顆粒供給装置）では、ホッパーに収容されたシリコン顆粒が無くなる等してホッパーにシリコン顆粒を補充しなければならなくなった場合、筐体に設けられた蓋が開放され、そこからホッパーにシリコン顆粒が補充される。また、特許文献２に記載された被処理物投入装置（装入材供給装置）では、ホッパーに収容された装入材が無くなる等してホッパーに装入材を補充しなければならなくなった場合、装入材投入室に設けられた真空扉が開放され、そこからホッパーに装入材が補充される。
　しかしながら、これらの被処理物投入装置（シリコン顆粒供給装置、装入材供給装置）は、いずれも処理装置の内部と連通している。このため、処理装置の処理中において、被処理物を補充しようとすれば、被処理物投入装置の開放（蓋や真空扉の開放）に伴い、処理装置の内部までが外気に開放されてしまう。このことから、それまで保たれていた気密状態（特殊な雰囲気）が崩されてしまう。よって、被処理物の補充は処理中にはできず、処理後に行う必要がある。このため、アイドルタイム（稼動停止時間）が増えるという問題があった。
　また、特許文献１に記載された被処理物投入装置（シリコン顆粒供給装置）では、石英ポートの下端部がるつぼの周縁部に固定されている。このため、シリコン顆粒は、前記のようにるつぼの周縁部に投入されることになり、投入されたシリコン顆粒は、溶融するまでは、るつぼの周縁部に偏ってたまっていることになる。るつぼは周縁部が加熱される構造となっているため、シリコン顆粒がるつぼの周縁部に偏った状態にあると、シリコン顆粒は均一に加熱されず、効率良く溶融できない。よって、単結晶シリコンの引き上げ作業もスムーズに行えず、製造効率が悪い。
　そこで、本発明は、前記従来の被処理物投入装置が有している問題に鑑みてなされたもので、処理装置の内部の特殊な雰囲気を崩すことなく、被処理物の被処理物投入装置への補充を行うことができる被処理物投入装置を提供することを課題とする。
　また、本発明は、被処理物を効率良く溶融することで製造効率を向上させることができる被処理物投入装置を提供することを課題とする。
　本発明の被処理物投入装置においては、被処理物を気密状態で処理する処理装置の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するための被処理物投入装置であって、被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口を有する被処理物収容部と、前記処理装置の内部に投入される被処理物が気密状態で通過可能な被処理物通路、及び、前記被処理物収容部から前記被処理物通路へと被処理物を気密状態で取り出し可能な被処理物取出機構を有する搬送部とを備え、前記搬送部は、前記搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断可能な閉鎖部と、前記搬送部のうち、前記閉鎖部よりも被処理物収容部側の位置にて、前記搬送部を分離及び接合可能なジョイント部とを備えている。
　前記構成によると、閉鎖部を閉鎖することによって、搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断して処理装置の内部の特殊な雰囲気を維持できる。そして、ジョイント部によって搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを分離できる。
　よって、処理装置側では被処理物の処理を続けることができる。一方、被処理物収容部側では、例えば、その場所、あるいは別の場所などの適宜都合良い場所で、開放した収容口から被処理物を被処理物収容部に収容（補充）することができる。
　そして、本発明の被処理物投入装置においては、前記ジョイント部よりも被処理物収容部側の部分を、前記処理装置に対して、接近・離反する方向に移動できる移動機構をさらに備えていることが好ましい。
　前記構成によると、ジョイント部よりも被処理物収容部側の部分を、処理装置に対して任意の位置に移動させて、被処理物収容部への被処理物の収容（補充）を行うことができる。
　そして、本発明の被処理物投入装置においては、前記移動機構は、前記接近・離反する方向への移動に関し、上下方向への移動と上下以外の他方向への移動とが可能に構成され、前記ジョイント部における、前記分離及び接合が、前記移動機構の上下方向への移動に伴ってなされるように構成され、前記ジョイント部の分離及び接合がなされる位置にて、前記他方向への移動を規制する位置決め部を備えていることが好ましい。
　前記構成によると、ジョイント部よりも被処理物収容部側の部分の移動機構による移動を、他方向へは規制しつつ、ジョイント部の分離及び接合方向である上下方向へは許容することができ、従って、正確かつ迅速にジョイント部の分離及び接合を行うことができる。
　そして、本発明の被処理物投入装置においては、前記ジョイント部の、分離時において離れる二つの部分のうち、少なくとも一方が誘導部を備え、他方が被誘導部を備え、前記ジョイント部が、前記被誘導部が前記誘導部に誘導されることによって接合状態となるように構成されていることが好ましい。
　前記構成によると、ジョイント部を正確かつ迅速に接合状態に導くことができる。
　また、本発明の被処理物投入装置においては、内部に設けられた炉体にて被処理物を溶融する処理装置の内部に、被処理物を外部から投入するための被処理物投入装置であって、前記処理装置の内部に投入される被処理物が通過可能な被処理物通路を備え、前記被処理物通路のうち、被処理物の前記通過方向を基準とした下流端が、前記炉体の中央を通る垂直線を含む中央領域の位置と、前記中央領域から外れた位置との間で移動可能である。
　前記構成によると、被処理物の投入時には、炉体の中央に対して近い、前記中央領域の位置で被処理物を投入可能である。そして、単結晶シリコンの引き上げ時には、前記中央領域から外れた位置に退避して、引き上げられる単結晶シリコンに干渉しないようにできる。
　そして、本発明の被処理物投入装置においては、前記被処理物通路の下流端を含む少なくとも一部は、直線状のパイプであり、前記パイプの下流端が、前記中央領域の位置と、前記中央領域から外れた位置との間で移動可能となるように、前記パイプは、長手方向に移動可能であり、前記パイプの下流端は、前記炉体の中央を通る垂直線に対して平行な平面に沿ってカットされて開口していることが好ましい。
　前記構成によると、前記中央領域の位置と、前記中央領域から外れた位置との間での、パイプの移動距離を最小にできる。
　そして、本発明の被処理物投入装置においては、前記炉体にて気密状態で被処理物を溶融する処理装置の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するための被処理物投入装置であって、被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口を有する被処理物収容部と、第１被処理物通路と第２被処理物通路とから構成された前記被処理物通路、及び、前記被処理物収容部から前記被処理物通路へと被処理物を気密状態で取り出し可能な被処理物取出機構を有する搬送部とを備え、前記搬送部は、前記搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断可能な閉鎖部と、前記搬送部のうち、前記閉鎖部よりも被処理物収容部側の位置にて、前記第１被処理物通路と第２被処理物通路とを分離及び接合可能なジョイント部とを備え、前記第２被処理物通路は、前記ジョイント部により第１被処理物通路が分離された状態で、前記処理装置に対して移動可能に構成されていることが好ましい。
　前記構成によると、移動のために必要なスペースを小さくでき、装置を小型化できる。
　本発明によれば、処理装置の内部の特殊な雰囲気を崩すことなく、被処理物の被処理物投入装置への補充を行うことができ、これによってアイドルタイム（稼動停止時間）を少なくして生産性を向上することができる。
　また、本発明によれば、被処理物を効率良く溶融することで製造効率を向上させることができる。
図１は、処理装置と被処理物投入装置とを示す概要図である。 図２は、被処理物投入装置を示す、要部を拡大した概要図である。 図３（Ａ）は、ジョイント部を分離した状態を示す概要図であり、図３（Ｂ）は、投入装置本体を下降させた状態を示す概要図である。 図４は、ジョイント部を示す、断面視の概要図である。 図５は、ストッパーを示す、斜視の概要図である。 図６（Ａ）は、被処理物通路が処理装置の内側寄りに位置した場合を示す縦断面図であり、図６（Ｂ）は、被処理物通路の移動機構を示す図６（Ａ）のＸ矢視における概要図であり、図６（Ｃ）は、被処理物通路が処理装置の外側寄りにある場合を示す縦断面図であり、図６（Ｄ）は、被処理物通路の移動機構を示す図６（Ｃ）のＹ矢視における概要図である。
　本発明につき、一実施形態を取り上げて、図面とともに以下説明を行う。下記における方向の説明につき、「上下」とは、図１に示された上下方向を基準としたものである。また、「前後」とは、処理装置Ｆ１に近い側を前方、遠い側を後方としたものである。また、「上流・下流」とは、被処理物Ｓの通過方向（流れ方向）を基準としたものである。ただし、本発明はこの方向で説明した態様に限定して理解されるものではない。
－処理装置－
　まず、本実施形態に係る被処理物投入装置１を取り付ける対象である処理装置Ｆ１について述べておく。この処理装置Ｆ１は、図１に示すように、内部を気密状態とでき、この内部に設けられた炉体（るつぼ）Ｆ１１にて被処理物Ｓを溶融できるものである。本実施形態では、この処理装置Ｆ１は、半導体基板の材料である単結晶シリコンＳ２を製造するために用いられる。炉体Ｆ１１には、被処理物Ｓとして塊状である多結晶シリコン（シリコンナゲット）が入れられ、加熱されることにより溶融される。ちなみに、本実施形態で用いられるシリコンナゲットの径寸法は約１０mmである。なお、この処理装置Ｆ１は、被処理物Ｓの種類や処理内容によっては、内部を気密状態としないものであっても良い。
　本実施形態の処理装置Ｆ１では、ＣＺ法により単結晶シリコンＳ２が製造される。本実施形態の単結晶シリコンＳ２の製造方法について簡単に説明しておく。まず、不活性ガス雰囲気中にて炉体Ｆ１１に投入されたシリコンナゲットが約１８００℃に加熱されて溶融される。この溶融状態とされたシリコン（以下、「溶湯」と記す）Ｓ１に、種となる単結晶シリコンが漬けられ、その後、この種となる単結晶シリコンが回転しつつゆっくりと持ち上げられることにより、結晶が成長していく。そして、最終的には略円柱状の固体である単結晶シリコン（インゴット）Ｓ２が形成される。つまり、処理装置Ｆ１は、溶湯Ｓ１から単結晶シリコンＳ２を引き上げるために用いられる。
　本実施形態における不活性ガス雰囲気とは、具体的には、処理装置Ｆ１の内部空間が一度真空とされ、その後、この内部空間がアルゴンや窒素などの不活性ガスで満たされた雰囲気を指す。そのため、脱気ポンプ（真空ポンプ）及び不活性ガス供給管が処理装置Ｆ１に設けられている（図示していない）。なお、下記の被処理物投入装置１の内部についても、下記の閉鎖部１４が閉じられていない場合においては、処理装置Ｆ１内と同じ不活性ガス雰囲気に置かれる。
　ここで、被処理物Ｓの種類によっては処理装置Ｆ１の内部が真空雰囲気とされても良い。特に、溶湯Ｓ１から不純物を除去したい場合には、処理装置Ｆ１の内部が真空雰囲気とされる場合がある。ただ、このように真空雰囲気とされた場合では、被処理物Ｓの一部が処理装置Ｆ１の内部で蒸発してしまう。本実施形態ではそれが不都合であるため、不活性ガスの圧力によってシリコンの蒸発を抑えるために、不活性ガスが処理装置Ｆ１の内部に導入されている。なお、処理装置Ｆ１の内部に導入される不活性ガスの圧力は、被処理物Ｓの種類に対して最適なものとされる。
　また、本実施形態では被処理物Ｓを構成する物質がシリコンであるが、本発明の対象となる被処理物Ｓはこれに限定されるものではない。シリコン以外の金属や樹脂などの種々の物質を被処理物Ｓとすることができる。
　また、本実施形態における「処理」とは、シリコンナゲットの加熱による溶融、及び、溶湯Ｓ１からの引き上げによる単結晶シリコン（インゴット）の形成までの一連の操作を含んでいるが、本発明における「処理」とは、もっと広い概念であって、気密状態で被処理物Ｓに種々の物理変化あるいは化学変化を加えるための操作全般を指している。
－被処理物投入装置－
　被処理物投入装置１は、図１及び図２に示すように、前記の処理装置Ｆ１の内部に、処理装置Ｆ１の外部から被処理物Ｓを炉体Ｆ１１内に投入することのできるものである。なお、以下においては、下記ジョイント部１５において分離される部分であって、ジョイント部１５よりも被処理物収容部１１側の部分の総称を投入装置本体１ａとして説明する。なお、この被処理物投入装置１は、本実施形態では内部を気密状態とできるように構成されているが、前記処理装置Ｆ１と同じく、被処理物Ｓの種類や処理内容によっては、内部を気密状態としないものであっても良い。
　この被処理物投入装置１は、被処理物収容部１１と搬送部１ｂとを備えている。搬送部１ｂは被処理物収容部１１に収容されていた被処理物Ｓを処理装置Ｆ１へと搬送するための部位であって、被処理物通路１２と被処理物取出機構１３を備えている。そして搬送部１ｂは、閉鎖部１４とジョイント部１５とを備えている。詳しくは後述する。
　被処理物Ｓは、被処理物収容部１１から搬送部１ｂにおける被処理物通路１２を通り、処理装置Ｆ１まで搬送される。この搬送経路のうちで被処理物Ｓが触れる部分は、磨耗に強い材料である石英ガラス製であるか、あるいは石英ガラスが内張りされる。これにより、磨耗による金属粉などの不純物が被処理物Ｓに混入する可能性を極力抑えることができ、純度の高い単結晶シリコンＳ２を製造することができる。
　本実施形態では、被処理物収容部１１、被処理物通路１２の一部、被処理物取出機構１３の各々がステンレス合金製の供給タンク１１１の内部に設けられている。そして被処理物投入装置１が処理装置Ｆ１に取り付けられた場合において、この供給タンク１１１自体が外気に対する気密状態を保持できる。なお、本実施形態の説明における「外気」とは、被処理物投入装置１及び処理装置Ｆ１の外部雰囲気を指すものとする。
　この供給タンク１１１は、略円筒形状の供給タンク本体１１１ａと、この供給タンク本体１１１ａから水平方向に突出している突出部１１１ｂとを備えており、両者は一体のものである。なお、このように供給タンク１１１を設けず、被処理物収容部１１と被処理物通路１２とが、外気に対する気密状態を保持できるように、直接接続された構造を採用しても良い。
－被処理物収容部（ホッパー）－
　被処理物収容部１１は、被処理物Ｓが搬送されるまでの間、被処理物Ｓを一時的に収容しておくことのできる部位であって、開閉可能な収容口１１１ｃを備えている。この収容口１１１ｃは、被処理物Ｓが被処理物収容部１１内に収容される際に用いられる。本実施形態では、蓋部１１１ｄによって収容口１１１ｃが開閉できるようになっている。そして、本実施形態では、この被処理物収容部１１としてホッパーが用いられている。このホッパー１１は、前記の供給タンク１１１内に平板状の石英ガラスが張り合わせられて設けられている。そしてこのホッパー１１の形状は、上下両端部が開放された八角柱の下端に八角錐が接続された形状である。このホッパー１１では、前記八角錐部分の下端が開放されており、その部分から被処理物Ｓが自然落下し、被処理物Ｓが搬送部１ｂに取り出されるようになっている。
　本実施形態のように、ホッパー１１を八角柱と八角錐とを組む合わせた形状とすると、平面視が長方形や台形である平板状の石英ガラスを組み合わせてホッパー１１を形成できる。そのため、ホッパー１１を容易に製造でき、ホッパー１１の製造コストを抑えることができる。なお、本発明の被処理物収容部１１の形状は、本実施形態のホッパーのように八角柱と八角錐とを組む合わせた形状に限られるものではなく、その他の多角柱と多角錐とを組み合わせた形状であって良い。また、本発明の被処理物収容部１１の形状は、場合によっては円筒形状を採用しても良い。
　本実施形態における蓋部１１１ｄは、供給タンク本体１１１ａの上端部に、外気に対する気密状態を保持できるように設けられたものである。この蓋部１１１ｄを供給タンク本体１１１ａから外すことにより、収容口１１１ｃを開放し、ホッパー１１に被処理物Ｓを補充できる。
－被処理物通路－
　被処理物通路１２は、処理装置Ｆ１に投入される被処理物Ｓが通過可能な部位である。この被処理物通路１２における上流端は、前記のホッパー１１から被処理物Ｓを受けることができる位置に設けられている。そして、この被処理物通路１２における下流端１２ａは、処理装置Ｆ１の内部に被処理物Ｓを投入できる位置に設けられている。より具体的には、この被処理物通路１２における下流端１２ａは、処理装置Ｆ１の内部であり、かつ、炉体Ｆ１１の上方に位置している。
　本実施形態の被処理物通路１２は、ホッパー１１側に位置する第１被処理物通路１２１と、処理装置Ｆ１側に位置する第２被処理物通路１２２とを備えている。そして、下記のジョイント部１５を境として、第１被処理物通路１２１と第２被処理物通路１２２とは、分離及び接合可能である。被処理物通路１２における下流端１２ａは、第２被処理物通路１２２に属している。本実施形態では、第２被処理物通路１２２は、処理装置Ｆ１から分離することがない。そのため、下記の移動機構２は、第１被処理物通路１２１を移動させることができれば良く、第２被処理物通路１２２の移動を負担する必要がない。すなわち、前記のように被処理物通路１２が第１被処理物通路１２１と第２被処理物通路１２２とを備えていることによって、移動機構２の設計を簡素化できる。
　この第２被処理物通路１２２は処理装置Ｆ１を貫通して設けられる。本実施形態における第２被処理物通路１２２は、処理装置Ｆ１に取り付けられた取付フランジ１２ｂによって支持されている。下記のように第２被処理物通路１２２は処理装置Ｆ１に対して移動可能とされるため、この取付フランジ１２ｂは、処理装置Ｆ１内の気密状態を保持しつつ、第２被処理物通路１２２の移動（より具体的には、下記パイプ部１２２ａの長手方向への移動）を許容する。
　そして、この被処理物通路１２と上記のホッパー１１とは、被処理物Ｓを外気に触れさせることなく搬送することが可能な位置関係に設けられている。本実施形態では、ホッパー１１と第１被処理物通路１２１の一部とが、共に上記供給タンク１１１の内部に形成されている。このため、被処理物Ｓを外気に触れさせることなく搬送させることが可能である。
　本実施形態においては、第１被処理物通路１２１は、ホッパー１１の直下から前方へ水平に向かう部分である。そして、この第１被処理物通路１２１は、供給タンク本体１１１ａの下部と、この供給タンク本体１１１ａの下部から前方に突出した突出部１１１ｂとにまたがって存在している。前記突出部１１１ｂの下流側には、漏斗状の受けシュート１６が設けられており、被処理物Ｓは、ここを通って第２被処理物通路１２２へと搬送されていく。
　第２被処理物通路１２２は、第１被処理物通路１２１の下流端に、下記ジョイント部１５を介して、被処理物Ｓが通過可能なようにつながっている。そして、第２被処理物通路１２２は、下斜め前方へ傾斜するように配置されている。本実施形態の第２被処理物通路１２２には、石英ガラス製のパイプが用いられている。また、本実施形態では、下記のように、第２被処理物通路１２２を処理装置Ｆ１に対して移動可能とするため、本実施形態における第２被処理物通路１２２は、長手方向の全体で直線状のパイプとされている。ただし、下記の処理装置Ｆ１に対する被処理物通路１２２の移動に支障がないのであれば、被処理物通路１２２における、被処理物通路１２の下流端１２ａを含む少なくとも一部のみが直線状のパイプとされていても良い。
　前記の受けシュート１６は、図２に示すように、石英ガラスが削り出されて形成されたものである。この受けシュート１６の上半分は漏斗状部分１６１であり、下半分は円筒状部分１６２である。漏斗状部分１６１は、内面の開き角度が６０°（受けシュート１６の中心軸を基準とした角度で表すと３０°）である。これは、本実施形態における被処理物Ｓであるシリコンナゲットの安息角（約４０°）よりも大きい角度である。このため、被処理物Ｓは、漏斗状部分１６１の内面で引っかかることがなく、スムーズに第２被処理物通路１２２へと搬送される。
　なお、閉鎖部１４として用いられるバルブの内面を被処理物Ｓから保護するため、ジョイント部１５の接合時に、円筒状部分１６２を閉鎖部１４の内部に位置させておくことが望ましい。
　この望ましい構成についてより具体的に述べる（図示はしていない）。この構成は、受けシュート１６の円筒状部分１６２が下方に延長され、かつ、ジョイント部１５の成形ベローズ１５３が伸縮可能とされたものである。これにより、ジョイント部１５の分離時には成形ベローズ１５３が伸びて、円筒状部分１６２がジョイント部１５の上側ジョイント部材１５１よりも上方に位置することにより、円筒状部分１６２が保護される。そして、ジョイント部１５の接合時には成形ベローズ１５３が縮み、円筒状部分１６２がジョイント部１５の上側ジョイント部材１５１から露出する。これにより、円筒状部分１６２が閉鎖部１４のうち少なくともバルブ弁体などの可動部分の内側に位置し、前記可動部分に被処理物Ｓが接触しないようにできる。なお、成形ベローズ１５３が縮んだ際の長さは、成形ベローズ１５３の両端部に形成されているフランジ間にピン等の間隔保持部材を設けておくことにより一定の長さとなるようにしておくことがより望ましい。ちなみに、ジョイント部１５の接合時における円筒状部分１６２の下端位置は、第２被処理物通路１２２のパイプ部１２２ａに対する、接合時の衝突による損傷を避けるため、パイプ部１２２ａの上端に対してわずかに距離を置くように設定されている。
　この被処理物通路１２は、処理装置Ｆ１に対して移動可能とされていても良い。これに関しては後述する。
－被処理物取出機構－
　被処理物取出機構１３は、前記の被処理物収容部１１から被処理物通路１２へと被処理物Ｓを気密状態で搬送させるための部位である。本実施形態では、この被処理物取出機構１３として、電磁振動フィーダが用いられる。この電磁振動フィーダは、第１被処理物通路１２１の内部に設けられている。つまり、被処理物取出機構１３は搬送部１ｂに設けられている。このため、被処理物取出機構１３は、本実施形態のように、被処理物通路１２の内部に設けられたものに限られるものではなく、被処理物通路１２とは離れた位置に設けられたものであっても良い。
　前記の電磁振動フィーダは、駆動部１３１とトラフ１３２とを備えている。駆動部１３１によりトラフ１３２を振動させて、トラフ１３２に載せられた被処理物Ｓを下流側へと搬送させることができる。トラフ１３２は、上部及び下流端が開放している樋状の部位であり、本実施形態では、内面に石英ガラスが内張りされている。このトラフ１３２は、第１被処理物通路１２１の延びる方向に沿って、ホッパー１１の直下から第１被処理物通路１２１の下流端付近まで設けられている。これにより、ホッパー１１の下端から自然落下した被処理物Ｓは、トラフ１３２に載って下流側に搬送されていく。そして、トラフ１３２の下流端まで来た被処理物Ｓは、前記の受けシュート１６の漏斗状部分１６１へと落下する。
　本実施形態においては、被処理物取出機構１３として電磁振動フィーダを用いたことにより、処理装置Ｆ１に被処理物Ｓを連続して定量的に投入することが可能とされている。よって、炉体Ｆ１１に被処理物Ｓを少量ずつ連続的に投入することができ、処理の効率化、高精度化を図ることができる。もちろん、微量の被処理物Ｓの投入も可能である。また、従来は被処理物を一気に炉体に投入していた場合があり、その場合、溶湯の跳ねや投入時の衝撃による炉体の破損などが発生する懸念があったが、前記のように電磁振動フィーダを用いたことにより、このような懸念を払拭できる。また、被処理物Ｓの微量投入が可能であることから、処理装置Ｆ１の稼動中に被処理物Ｓを炉体Ｆ１１へ投入する場合であっても、溶湯Ｓ１の急激な温度低下を抑えることができ、品質管理上有利である。
　本実施形態においては、第１被処理物通路１２１は水平方向に延び、第２被処理物通路１２２は下斜め前方に傾斜している。よって被処理物Ｓは、第１被処理物通路１２１においては、電磁振動フィーダによって水平方向に搬送され、第２被処理物通路１２２においては、重力による自然落下で斜め下方に搬送される。ただし、本発明はこの形態に限られるものではなく、例えば、第１被処理物通路１２１と第２被処理物通路１２２は、いずれも斜め下方あるいは下方に向かうものであり、いずれも重力による自然落下によって被処理物Ｓを搬送するものであっても良い。その場合においては、例えば、ホッパー１１の下部に設けたゲートあるいは弁などの流量調整機構が被処理物取出機構１３となる。
　また、被処理物Ｓを水平方向に搬送するために被処理物取出機構１３を用いる場合であっても、本実施形態のような電磁振動フィーダに限らず、例えば、ベルトコンベアやローラコンベアのように、一方側から他方側へと被処理物Ｓを搬送させることのできる機能を有するものであれば、種々の搬送機構を用いることができる。もちろん、被処理物取出機構１３による被処理物Ｓの搬送方向を水平方向以外としても良い。
－閉鎖部－
　閉鎖部１４は、搬送部１ｂの処理装置Ｆ１側と被処理物収容部１１側とを遮断することが可能な部位である。本実施形態の閉鎖部１４は、図２に示すように、第２被処理物通路１２２の最も上流側の位置に一箇所設けられている（つまり本実施形態においては、この閉鎖部１４が第２被処理物通路１２２に属している）。この閉鎖部１４は、下記のジョイント部１５に隣り合うようにして設けられたゲートバルブである。閉鎖部１４を遮断することで、この閉鎖部１４よりも処理装置Ｆ１側の部分を気密状態で閉鎖できる。そして当然ではあるが、被処理物Ｓが漏れ出ないようにも閉鎖できる。閉鎖部１４に用いるバルブの種類として、ゲートバルブ以外に、例えばグローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブなどの種々のバルブが使用できる。閉鎖部１４は、搬送部１ｂのどの位置に設けられていても良く、例えば、ホッパー１１と搬送部１ｂの境界に設けられたものであっても良い。
　閉鎖部１４の位置は、本実施形態のものに限られるものではなく、第１被処理物通路１２１に設けられていても良い。ただし、下記ジョイント部１５により被処理物通路１２を分離する場合、分離後に処理装置Ｆ１の気密状態を保つためには、閉鎖部１４がジョイント部１５よりも処理装置Ｆ１側に設けられている必要がある。また、分離後において、処理装置Ｆ１と投入装置本体１ａの両方ともに気密状態を保つためには、閉鎖部１４が、ジョイント部１５を挟んで処理装置Ｆ１側と投入装置本体１ａ側の両方に設けられている必要がある。
　このように閉鎖部１４を設けることにより、閉鎖部１４を閉じれば、処理装置Ｆ１の内部の不活性ガス雰囲気を保ったままで、ホッパー１１を外気に開放することが可能となる。そのため、処理装置Ｆ１の炉体Ｆ１１における被処理物Ｓの溶融を続けたまま、蓋部１１１ｄを開けてホッパー１１に被処理物Ｓを補充することが可能となる。そして、ホッパー１１への被処理物Ｓの補充後、閉鎖部１４を開くことによって、ホッパー１１に新たに補充された被処理物Ｓを炉体Ｆ１１内に投入することができる。なお、ホッパー１１に新たに補充された被処理物Ｓを炉体Ｆ１１内に投入する場合には、閉鎖部１４よりもホッパー１１側を不活性ガス雰囲気としておく必要がある。
　従来、ホッパーに収容された被処理物が無くなってしまった場合、炉体を一度冷却した上で、不活性ガス雰囲気を解除し、ホッパーに被処理物を補充し、再び不活性ガス雰囲気としてから炉体を再加熱する必要があった。このため、時間のロス、より具体的にはアイドルタイム（稼動停止時間）が多く、品質管理上も望ましくなかった。これに対して本実施形態では、閉鎖部１４を設けることにより、処理装置Ｆ１の内部の特殊な雰囲気を崩すことなく、被処理物Ｓの被処理物投入装置Ｆ１への補充を行うことができ、これによってアイドルタイムを少なくして生産性を向上することができる。そのため、前記従来の問題点を解決することができる。
－ジョイント部－
　前記の閉鎖部１４に加え、被処理物通路１２のうち、閉鎖部１４よりも被処理物収容部１１側の位置には、搬送部１ｂを分離及び接合可能なジョイント部１５が設けられている。このジョイント部１５により、搬送部１ｂが分離可能となる。このジョイント部１５は、閉鎖部１４よりも被処理物収容部１１側の位置である限り、搬送部１ｂのどの位置に設けられていても良い。そしてこのジョイント部１５により、図３（Ａ）に示すように、被処理物投入装置１のうち、ジョイント部１５よりもホッパー１１側の部分（本実施形態では投入装置本体１ａ）を処理装置Ｆ１から分離させることができる。このことから、本実施形態では、複数の処理装置Ｆ１への被処理物Ｓの供給を１台の投入装置本体１ａにより行うことが可能となる。つまり、従来とは異なり、処理装置Ｆ１と同数の投入装置本体１ａが必ずしも必要でなくなる。もちろん、従来通りに、処理装置Ｆ１と投入装置本体１ａの数量が一対一で対応するものであっても良い。
　本実施形態では、図４に示すように、ジョイント部１５は、第１被処理物通路１２１と第２被処理物通路１２２とにまたがって設けられている。より具体的に説明すると、第１被処理物通路１２１の下流端には、上側ジョイント部材１５１が設けられている。この上側ジョイント部材１５１は水平方向に配置された板状のものである。この上側ジョイント部材１５１には、中央に貫通穴が設けられており、この貫通穴から下方に前記受けシュート１６の円筒状部分１６２が突出している。上側ジョイント部材１５１の上方には、成形ベローズ１５３が設けられている。この成形ベローズ１５３は、前記受けシュート１６の円筒状部分１６２の外周部分に位置しており、この円筒状部分１６２を保護するためのものでもある。
　そして、第２被処理物通路１２２の上流端（より詳しくは、前記閉鎖部１４の上流端）には、下側ジョイント部材１５２が設けられている。この下側ジョイント部材１５２もまた、水平方向に配置された板状のものである。この下側ジョイント部材１５２には、中央に貫通穴が設けられている。そのため、ジョイント部１５の接合時においては、この貫通穴に前記受けシュート１６の円筒状部分１６２が入り込み、上側ジョイント部材１５１の下面と下側ジョイント部材１５２の上面とが当接して、図２に示す接合状態となる。そして本実施形態では、ジョイント部１５の分離及び接合される場合における、上側ジョイント部材１５１と下側ジョイント部材１５２の相対的な移動方向は上下方向とされている。
　前記のように閉鎖部１４とジョイント部１５とが設けられたことによって、被処理物通路１２の第１被処理物通路１２１と第２被処理物通路１２２とがジョイント部１５で分割された場合に、閉鎖部１４によって、被処理物通路１２における被処理物Ｓの移動方向を基準とした下流側１２２の気密状態を保つことができる。具体的には次のようなことが可能となる。つまり、もし仮に、処理装置Ｆ１に被処理物Ｓを補充する必要が無くなった時点において、ホッパー１１の内部にまだ被処理物Ｓが残っている場合、閉鎖部１４を閉じた上で、ジョイント部１５を境に被処理物通路１２を分離し、投入装置本体１ａを分離前とは別の処理装置Ｆ１に付け替えることができる。これにより、ホッパー１１に残った被処理物Ｓを別の処理装置Ｆ１に投入できる。
　ホッパー１１に収容された被処理物Ｓが無くなってしまった場合には、まず、図３（Ａ）に示すように、閉鎖部１４が閉じられた上で、ジョイント部１５を境に被処理物通路１２が分離される。そして、図３（Ｂ）に示すように、リフト２１の操作により投入装置本体１ａが下降されるなどして、投入装置本体１ａが都合の良い位置に移動され、その上でホッパー１１に被処理物Ｓが補充される。その後、投入装置本体１ａが分離前とは別の処理装置Ｆ１に付け替えられる。ただし、投入装置本体１ａが分離前と同じ処理装置Ｆ１に再度取り付けられても良い。特に、下記のリフト２１により投入装置本体１ａが支持されている場合には、前記の補充作業をより効率良くできる。
　また、ホッパー１１への被処理物Ｓの補充を頻繁に行う必要があるというデメリットはあるものの、ホッパー１１の容量を小さくすることにより、投入装置本体１ａをコンパクト化し、より扱いやすくすることもできる。これはいかなる製造現場においても適用できる訳ではないが、本実施形態によると、このような選択も可能となり、製造現場の状況に応じた装置の最適化をはかることができる。
　ここで、被処理物通路１２に閉鎖部１４が１箇所しか設けられていない場合では、ジョイント部１５の分離によって投入装置本体１ａの内部における不活性ガス雰囲気が失われてしまうため、投入装置本体１ａの内部を再度不活性ガス雰囲気に整える必要がある。そこで、被処理物通路１２に、ジョイント部１５を挟んで別の閉鎖部を設けることが考えられる。このようにした場合にあっては、閉鎖部１４と別の閉鎖部との間において不活性ガス雰囲気を整えるだけで良くなるため、作業効率を大変良くできる。
　また、本実施形態では、ジョイント部１５の分離時においても、第２被処理物通路１２２が処理装置Ｆ１に残される。そのため、第２被処理物通路１２２の処理装置Ｆ１に対する抜き差し動作が不要となり、下記移動機構２による投入装置本体１ａの移動が楽となる。また、第２被処理物通路１２２におけるパイプ部１２２ａ（石英ガラス製）が投入装置本体１ａの移動に伴って破損してしまう可能性も小さくできる。
　そして、このジョイント部１５が設けられたことにより、第２被処理物通路１２２を第１被処理物通路１２１と分離して移動させることができる。よって、後述する中央領域の位置と、中央領域から外れた位置との間での、被処理物通路１２における下流端１２ａの移動を、第２被処理物通路１２２のみの移動で行うことが可能である。そのため移動のために必要なスペースを小さくでき、被処理物投入装置１を小型化できる。また、前記通路移動機構１７による被処理物通路１２における下流端１２ａの移動を、下記移動機構２による移動とは別個に行うことが可能となるため（言い換えると、下記移動機構２が被処理物通路１２における下流端１２ａの移動を担う必要がないため）、下記移動機構２の構成を単純化でき、この点からも、被処理物投入装置１の大型化を抑制できる。
　ここで、本実施形態に係る被処理物投入装置１を用いて被処理物Ｓを補充する手順について簡単にまとめておく。処理装置Ｆ１にて被処理物Ｓを処理中に、炉体Ｆ１１の被処理物Ｓが少なくなってきた場合、被処理物取出機構１３である電磁振動フィーダの操作によって、ホッパー１１に収容されていた被処理物Ｓが搬送部１ｂの被処理物通路１２を通って搬送され、炉体Ｆ１１に投入される。この状態では、閉鎖部１４が開放されていて、かつ、ジョイント部１５が接合されている。
　ホッパー１１の被処理物Ｓが無くなった場合、まず、作業者は、閉鎖部１４を閉鎖し、次いでジョイント部１５を分離する。これにより、処理装置Ｆ１内部の不活性ガス雰囲気を維持したままジョイント部１５を分離できる。そして作業者は、移動機構２を用いて、図３（Ｂ）に示すように投入装置本体１ａを都合の良い位置に移動させ、収容口１１１ｃを開放してホッパー１１に被処理物Ｓを補充する。この収容口１１１ｃの開放に先立ち、作業者は、投入装置本体１ａ内に外気を導入して不活性ガス雰囲気を解除しておく。
　作業者は、前記のように被処理物Ｓを補充した後、移動機構２を用いてジョイント部１５を接合する。その後、閉鎖部１４を開放することで、被処理物Ｓが炉体Ｆ１１に投入可能な状態となる。なお、被処理物Ｓを炉体Ｆ１１に投入する場合には、作業者は、処理装置Ｆ１の内部空間を一度真空とした上で、不活性ガスを導入することにより、投入装置本体１ａ内を不活性ガス雰囲気とする。
－誘導部・被誘導部－
　次に、ジョイント部１５の、分離時において離れる二つの部分のうち、少なくとも一方が誘導部１５ａを備え、他方が被誘導部１５ｂを備えたものとできる。この誘導部１５ａと被誘導部１５ｂとは、ジョイント部１５が接合されようとする際に、被誘導部１５ｂが誘導部１５ａに誘導されることによって接合状態となるように構成されている。つまり、この誘導部１５ａと被誘導部１５ｂとは、ジョイント部１５の接合状態への位置合わせが行われる部位である。このように被誘導部１５ｂが誘導部１５ａに誘導されることで、ジョイント部１５が所定の位置に位置合わせされるため、ジョイント作業が容易にできる。
本実施形態においては、図４に示すように、下側ジョイント部材１５２に誘導部１５ａが設けられ、上側ジョイント部材１５１に被誘導部１５ｂが設けられている。しかしながら、位置関係の対応は、これに限定されるものではなく、上下逆の関係であっても良いし、各ジョイント部材１５に誘導部１５ａと被誘導部１５ｂの両方が設けられたものであっても良い。また、被処理物通路１２であって各ジョイント部材１５以外の部位に、誘導部１５ａあるいは被誘導部１５ｂが設けられていても良い。
　本実施形態においては、誘導部１５ａが、前記ジョイント部１５における円形断面である流路の中心軸１５ｃを基準として回転対称なテーパ面であって、前記中心軸１５ｃ方向に向いた形状のテーパ面を備えている。このテーパ面は、ジョイント部１５における処理装置Ｆ１側（具体的には下側ジョイント部材１５２）に設けられている。そして、被誘導部１５ｂは、前記ジョイント部１５における流路の中心軸１５ｃを基準として回転対称なテーパ面であって、前記中心軸１５ｃを背にした形状のテーパ面を備えている。このテーパ面は、ジョイント部１５における被処理物収容部１１側、具体的には上側ジョイント部材１５１に設けられている。前記誘導部１５ａのテーパ面と被誘導部１５ｂのテーパ面とは同じ傾斜のテーパ面とされている。つまり、各テーパ面は、前記中心軸１５ｃに対する角度が同一とされた面とされている。ジョイント部１５が接合される際には、誘導部１５ａのテーパ面と被誘導部１５ｂのテーパ面とが当接した状態で、被誘導部１５ｂが誘導部１５ａに誘導され、ジョイント部１５の接合位置に位置合わせされる。また、各テーパ面の表面は硬化処理されており、前記当接によって磨耗しにくいようにされている。
－塵受け溝－
　そして、前記誘導部１５ａのうち、テーパ面の最も処理装置Ｆ１の側となる位置に、前記中心軸１５ｃを取り巻くようにして全周に塵受け溝１５ｄが設けられている。このように塵受け溝１５ｄが設けられたことにより、上側ジョイント部材１５１や受けシュート１６の円筒状部分１６２に付着した塵などや、誘導部１５ａと被誘導部１５ｂとが前記のように当接した際に生じる、微量の金属粉などを、この塵受け溝１５ｄでとどめることができる。そして、この塵受け溝１５ｄを掃除することで簡単に塵などを除去できる。そのため、塵などの不純物が第２被処理物通路１２２を通って炉体Ｆ１１に入り込んでしまう可能性を小さくでき、単結晶シリコンＳ２の品質向上に貢献できる。
－移動機構－
　また本実施形態では、図１に示すように、投入装置本体１ａを処理装置Ｆ１に対して、接近・離反する方向に移動できる移動機構２を備えている。本実施形態の移動機構２は、リフト２１と複数の車輪２２（前輪２２１、後輪２２２）とを備えている。リフト２１は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、投入装置本体１ａを上下方向に移動させることができる。本実施形態では、作業者によるハンドル操作により投入装置本体１ａを上下動させる手動式のリフトが採用されているが、モータなどによって駆動される形式のリフトであっても良い。車輪２２は、処理装置Ｆ１の設置された設置面Ｇに沿って回動し、投入装置本体１ａとリフト２１とを主に前後方向に移動させることができ、また、投入装置本体１ａとリフト２１とを左右方向にも移動させることができる。
　この移動機構２により、図３（Ａ）に示すように、投入装置本体１ａを移動させて前記ジョイント部１５を分離及び接合することが容易となる。そして、投入装置本体１ａを異なる処理装置Ｆ１に対して移動させることができる。また、図３（Ｂ）に示すように、処理装置Ｆ１が設置面Ｇ近くまで下降されることで、被処理物Ｓの補充を簡単にできる。また、図１に示すように、処理装置Ｆ１が高い位置に置かれることで、被処理物通路１２のうち、重力による自然落下がなされる部分（本実施形態では第２被処理物通路１２２）における被処理物Ｓの搬送をよりスムーズにできる。このように、移動機構２を備えたものとすることで、被処理物投入装置１を非常に使い勝手の良いものとできる。また、生産現場のレイアウトに与える制限も小さいものとできる。
－位置決め部（ストッパー）－
　そして本実施形態では、被処理物投入装置１は、移動機構２の上下以外の他方向への移動を規制する位置決め部３を備える。より具体的には、前記複数の車輪２２のうち、少なくとも前輪２２１の前進方向への回転を止め、かつ、前輪２２１の処理装置Ｆ１に対する左右方向の位置を定めるためのストッパー３が、設置面Ｇに対して不動となるように設けられている。本実施形態のストッパー３は、図５に示すようにチャンネル材などから形成されたものであって、前端に当接壁３１が立ち上げられたものであり、前記当接壁３１が前方になるように設置面Ｇに固定されたものである。また、このストッパー３には、左右壁３２も設けられている。
　このストッパー３を用いることにより、ストッパー３の左右壁３２に挟まれるようにして前輪２２１が位置し、かつ、当接壁３１に前輪２２１が当接した時点において、処理装置Ｆ１に対する前輪２２１の前後の位置が当接壁３１によって定まり、左右壁３２によって前輪２２１の左右の位置も定まる。前輪２２１の位置が定まれば、処理装置Ｆ１に対する投入装置本体１ａの前後左右の位置は、ジョイント部１５が分離・接合される位置に定まる。前記のように、ジョイント部１５の接合がなされようとする際の、上側ジョイント部材１５１と下側ジョイント部材１５２の相対的な移動方向は上下方向である。そのため、前記のように前輪２２１の位置が定まった後は、作業者は、リフト２１をただ上下方向（通常は下方）に移動させるだけで、ジョイント部１５の接合が可能である。つまり、このストッパー３を設けることにより、ジョイント部１５を容易に接合することができる。
　なお、前記のようにジョイント部１５には、誘導部１５ａと被誘導部１５ｂとが設けられているため、これら誘導部１５ａと被誘導部１５ｂとが、ジョイント部１５の接合がなされようとする際における位置の微調整を行う役割を果たす。
　ストッパー３は、処理装置Ｆ１に対する前輪２２１の前後左右の位置を定めるものであれば、種々の形態で実施が可能である。例えば、前輪２２１を当接させることによって回転を止めるものとはせず、左右方向からの摩擦によって回転を止め、同時に、前輪２２１の左右方向の位置決めをなすものとしても良い。また、例えば移動機構２の側に凸部を、設置面Ｇの側に凹部をそれぞれ設けておき、これらの凸部と凹部とが嵌合することによるものであっても良い。
　また、ストッパー３は、設置面Ｇに対して不動となるように設けていれば良く、必ずしも設置面Ｇに直接設けられたものでなくても良い。よって、ストッパー３は、処理装置Ｆ１の設置場所における建物の壁面や柱に固定されていても良い。
　また、前記ではストッパー３のみについて説明したが、このストッパー３を含むレールが設置面Ｇに敷かれ、車輪２２の移動範囲の少なくとも一部は、このレール上を車輪２２が通ることによって定められるようにしておいても良い。
－被処理物通路の移動－
　本実施形態では、被処理物通路１２における下流端１２ａの、処理装置Ｆ１に対する位置を移動できる。この下流端１２ａの移動は、炉体Ｆ１１の中央を通る垂直線Ｃを含む、広がりを持った領域である中央領域の位置と、前記中央領域から外れた位置との間で可能である。前記「中央領域」とは、炉体Ｆ１１の周縁部を除いた、単結晶シリコンＳ２の引き上げが可能な領域のことである。本実施形態についてより具体的には、この下流端１２ａの移動は、炉体Ｆ１１の中央を通る垂直線Ｃを基準として接近・離反する方向であり、第２被処理物通路１２２の全体が処理装置Ｆ１に対して移動する。なお、この第２被処理物通路１２２の移動は、第１被処理物通路１２１の移動とは別個に行われる。
　前記下流端１２ａの移動に関する接近・離反は、被処理物通路１２における下流端１２ａの、垂直線Ｃに対する接近時（下流端１２ａが前記中央領域の位置にある場合）にあっては、この下流端１２ａが、単結晶シリコンＳ２の上方への移動軌跡Ｓ２ａよりも内側に位置するように行われる。そして、同離反時（下流端１２ａが前記中央領域から外れた位置にある場合）にあっては、被処理物通路１２が、前記移動軌跡Ｓ２ａよりも外側に位置するように行われる。
　よって、前記垂直線Ｃに対する下流端１２ａの接近時（下流端１２ａが前記中央領域の位置にある場合）において、被処理物通路１２における下流端１２ａが垂直線Ｃに重なる場合は、被処理物通路１２から炉体Ｆ１１の中央に被処理物Ｓを投入することが可能となる。また、前記下流端１２ａが前記垂直線Ｃに重ならない場合であっても、従来の、移動軌跡Ｓ２ａよりも外側で被処理物Ｓを投入するものに比べれば、炉体Ｆ１１の中央に近い位置で被処理物通路１２から被処理物Ｓを投入することが可能となる。このように、炉体Ｆ１１の中央により近い位置に被処理物通路１２から被処理物Ｓを投入することができるため、炉体内で被処理物Ｓが偏りにくく、炉体内に投入されたシリコン顆粒が均一に加熱されて、効率良く溶融できる。よって、単結晶シリコンの引き上げ作業もスムーズに行え、製造効率が良い。そして、溶融前の被処理物Ｓが炉体Ｆ１１からあふれてしまうこともないため、被処理物Ｓの定量投入が可能で作業効率が良い。
　そして、前記垂直線Ｃに対する下流端１２ａの離反時（下流端１２ａが前記中央領域から外れた位置にある場合）においては、被処理物通路１２と干渉することなく、単結晶シリコンＳ２を炉体Ｆ１１から引き上げることができる。
　被処理物通路１２のうちの少なくとも一部の区間を移動させるために、通路移動機構１７が設けられる。ここで、被処理物通路１２の下流端１２ａを含む少なくとも一部（本実施形態ではパイプ部１２２ａ）は、直線状のパイプとされている。このパイプは、この通路移動機構１７によって長手方向に移動し、この移動に伴って処理装置Ｆ１に対して出入りする。
　なお本実施形態では、パイプ部１２２ａの下流端１２ａは、炉体Ｆ１１の中央を通る垂直線Ｃに対して平行な平面に沿ってカットされて開口している。そのため仮に、垂直線Ｃへの下流端１２ａの接近時（下流端１２ａが前記中央領域の位置にある場合）において、下流端１２ａを垂直線Ｃに重なるようにしていた場合、最低限、単結晶シリコンＳ２の移動軌跡Ｓ２ａの半径分の距離だけパイプ部１２２ａを移動させれば、炉体Ｆ１１から引き上げられる単結晶シリコンＳ２とパイプ部１２２ａとの干渉を避けることができる。つまり、パイプ部１２２ａの下流端１２ａをこのような形状とすると、パイプ部１２２ａの移動距離を最小にできる。
　以下、本実施形態における通路移動機構１７についてより詳しく説明する。この通路移動機構１７は、図６（Ａ）～（Ｄ）に示すように、フレーム１７１、支持シャフト１７２、駆動シャフト１７３、ハンドル１７４、駆動プレート１７５を備えている。
　フレーム１７１は、処理装置Ｆ１に対して直接的、あるいは間接的に固定された部分であって、処理装置Ｆ１に対して不動とされている。このフレーム１７１の下流側の位置に設けられた固定プレート１７１ａに、第２被処理物通路１２２のパイプ部１２２ａが移動可能な状態で貫通している。
　そして、このフレーム１７１に支持シャフト１７２が固定されている。支持シャフト１７２は、パイプ部１２２ａの長手方向と平行に設けられた丸棒である。また、フレーム１７１のうちで、前記支持シャフト１７２と平行であって、かつ、パイプ部１２２ａを挟んだ反対側の位置に、駆動シャフト１７３が設けられている。また、フレーム１７１の駆動シャフト１７３に近い側には、ハンドル１７４が回動可能に設けられている。このハンドル１７４の回動軸は、駆動シャフト１７３に対して直交している。駆動シャフト１７３は、外周面にねじが形成された丸棒であって、フレーム１７１に対して、周方向に回動可能とされている。この駆動シャフト１７３の下流側端部には、傘歯車１７３ａが取り付けられている。この傘歯車１７３ａは、ハンドル１７４の端部に同じく設けられた傘歯車１７４ａと噛み合っている。よって、ハンドル１７４の回転に伴い、駆動シャフト１７３を回転させることができる。
　駆動プレート１７５は、パイプ部１２２ａを不動に支持する。そして、この駆動プレート１７５には、支持シャフト１７２及び駆動シャフト１７３が貫通している。この貫通は、支持シャフト１７２に対しては摺動可能になされており、駆動シャフト１７３に対しては螺合可能になされている。これにより、ハンドル１７４の操作による駆動シャフト１７３の回転に応じ、駆動プレート１７５を固定プレート１７１ａに対して接近・離反させることができる。そして、この駆動プレート１７５が固定プレート１７１ａに対して接近する動作をする場合、パイプ部１２２ａは、炉体Ｆ１１の中央を通る垂直線Ｃに対して近づき、下流端１２ａが前記中央領域の位置に移動する。駆動プレート１７５が固定プレート１７１ａに対して離反する動作をする場合、パイプ部１２２ａは、垂直線Ｃに対して離れ、下流端１２ａが前記中央領域外の位置に移動する。
　処理装置Ｆ１に対するパイプ部１２２ａの位置は、前記駆動プレート１７５の移動範囲内であれば自由に設定が可能である。そのため、炉体Ｆ１１に対する被処理物Ｓの投入位置を自由に設定できる。
　なお、前記の固定プレート１７１ａと駆動プレート１７５の間には、石英ガラス製であるパイプ部１２２ａを保護するため、このパイプ部１２２ａの外周を覆うように保護ベローズ１２ｄが設けられている。この保護ベローズ１２ｄは、ステンレス合金の薄板が蛇腹状に形成されたものであり、固定プレート１７１ａと駆動プレート１７５の距離に応じて伸縮するようになっている。
　なお本実施形態では、第２被処理物通路１２２の全体が移動するものであるため、第２被処理物通路１２２の上流側端部の位置が変化する。よって、第２被処理物通路１２２を移動させるためには、あらかじめ下記のジョイント部１５を分離し、図６（Ｃ）に示すように第２被処理物通路１２２の上方に第１被処理物通路１２１が存在しないようにしておく必要がある。
　通路移動機構１７の構成については、本実施形態のものに限られるものではなく、種々に変更して実施して良い。例えば、パイプ部１２２ａを長手方向へ移動させるものではなく、被処理物通路１２に可動式のジョイントを設けておくなどして、被処理物通路１２の下流端１２ａが回動したり、前記ジョイントの下流側部分がスライドしたりすることで、この下流端１２ａが垂直線Ｃを含む中央領域の位置と、前記中央領域から外れた位置との間で移動するものであっても良い。また例えば、パイプ部１２２ａが伸縮して全長が変化することにより、下流端１２ａのみが移動するものであっても良い。
　また、本実施形態の通路移動機構１７は、ハンドル１７４の手動操作によって移動がなされるものとしたが、モータなどの自動操作によって移動がなされるものとしても良い。
　なお、前記のように炉体Ｆ１１の中央から外れた位置に被処理物通路１２の下流端１２ａを位置させるために、パイプ部１２２ａを前記のように長手方向に移動させるのに加えて、処理装置Ｆ１に対してパイプ部１２２ａの固定角度を変更できるような構成が付加されていても良い。これにより、被処理物通路１２の下流端１２ａの位置を現場で容易に調整することができ、炉体Ｆ１１の最適な位置に被処理物Ｓを投入できる。この構成は、前記の通路移動機構１７が備えるものとされていても良いし、通路移動機構１７とは独立して設けられていても良い。
　このパイプ部１２２ａの固定角度を変更できるような構成については、例えば、処理装置Ｆ１に設けた下側フランジとパイプ部１２２ａに設けた上側フランジとを、各フランジを通るように設けたボルトに対するナットの締め付け具合を調整することにより、角度を持たせることができるようにしておくことが考えられる（図示はしていない）。この場合において、各フランジにはパイプ部１２２ａが貫通するが、上側フランジにはパイプ部１２２ａが固定されているのに対し、下側フランジの貫通穴の大きさはパイプ部１２２ａの直径よりも大きくなっており、前記貫通穴の大きさの範囲内でパイプ部１２２ａをずらせることができる。これにより、処理装置Ｆ１に対してパイプ部１２２ａの角度を所定範囲内で変更することができる。なお、各フランジ間にベローズを設けておき、処理装置Ｆ１の不活性ガス雰囲気を保つようにする必要がある。また、このようにパイプ部１２２ａの固定角度を変更すると、ジョイント部１５も傾くことになる。しかしながら、この傾きは、ジョイント部１５の成形ベローズ１５３を伸縮可能としておくことにより吸収できる。
　　　１　　　　　被処理物投入装置
　　　１ｂ　　　　搬送部
　　　１１　　　　被処理物収容部、ホッパー
　　　１１１ｃ　　収容口
　　　１２　　　　被処理物通路
　　　１２１　　　第１被処理物通路
　　　１２２　　　第２被処理物通路
　　　１２ａ　　　被処理物通路（第２被処理物通路）の下流端
　　　１３　　　　被処理物取出機構、電磁振動フィーダ
　　　１４　　　　閉鎖部、ゲートバルブ
　　　１５　　　　ジョイント部
　　　１５ａ　　　誘導部
　　　１５ｂ　　　被誘導部
　　　２　　　　　移動機構
　　　３　　　　　位置決め部、ストッパー
　　　Ｃ　　　　　炉体の中央を通る垂直線
　　　Ｆ１　　　　処理装置
　　　Ｆ１１　　　炉体
　　　Ｓ　　　　　被処理物、シリコンナゲット

Claims (7)

  1. 　被処理物を気密状態で処理する処理装置の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するための被処理物投入装置であって、
    　被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口を有する被処理物収容部と、前記処理装置の内部に投入される被処理物が気密状態で通過可能な被処理物通路、及び、前記被処理物収容部から前記被処理物通路へと被処理物を気密状態で取り出し可能な被処理物取出機構を有する搬送部とを備え、
    　前記搬送部は、前記搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断可能な閉鎖部と、前記搬送部のうち、前記閉鎖部よりも被処理物収容部側の位置にて、前記搬送部を分離及び接合可能なジョイント部とを備えている被処理物投入装置。
  2. 　前記ジョイント部よりも被処理物収容部側の部分を、前記処理装置に対して、接近・離反する方向に移動できる移動機構をさらに備えている請求項１に記載の被処理物投入装置。
  3. 　前記移動機構は、前記接近・離反する方向への移動に関し、上下方向への移動と上下以外の他方向への移動とが可能に構成され、
    　前記ジョイント部における、前記分離及び接合は、前記移動機構の上下方向への移動に伴ってなされるように構成され、
    　前記ジョイント部の分離及び接合がなされる位置にて、前記他方向への移動を規制する位置決め部を備えている請求項２に記載の被処理物投入装置。
  4. 　前記ジョイント部の、分離時において離れる二つの部分のうち、少なくとも一方が誘導部を備え、他方が被誘導部を備え、
    　前記ジョイント部は、前記被誘導部が前記誘導部に誘導されることによって接合状態となるように構成されている請求項１～３のいずれかに記載の被処理物投入装置。
  5. 　内部に設けられた炉体にて被処理物を溶融する処理装置の内部に、被処理物を外部から投入するための被処理物投入装置であって、
    　前記処理装置の内部に投入される被処理物が通過可能な被処理物通路を備え、
    　前記被処理物通路のうち、被処理物の前記通過方向を基準とした下流端が、前記炉体の中央を通る垂直線を含む中央領域の位置と、前記中央領域から外れた位置との間で移動可能である被処理物投入装置。
  6. 　前記被処理物通路の下流端を含む少なくとも一部は、直線状のパイプであり、
    　前記パイプの下流端が、前記中央領域の位置と、前記中央領域から外れた位置との間で移動可能となるように、前記パイプは、長手方向に移動可能であり、
    　前記パイプの下流端は、前記炉体の中央を通る垂直線に対して平行な平面に沿ってカットされて開口している請求項５に記載の被処理物投入装置。
  7. 　前記炉体にて気密状態で被処理物を溶融する処理装置の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するための被処理物投入装置であって、
    　被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口を有する被処理物収容部と、第１被処理物通路と第２被処理物通路とから構成された前記被処理物通路、及び、前記被処理物収容部から前記被処理物通路へと被処理物を気密状態で取り出し可能な被処理物取出機構を有する搬送部とを備え、
    　前記搬送部は、前記搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断可能な閉鎖部と、前記搬送部のうち、前記閉鎖部よりも被処理物収容部側の位置にて、前記第１被処理物通路と第２被処理物通路とを分離及び接合可能なジョイント部とを備え、
    　前記第２被処理物通路は、前記ジョイント部により第１被処理物通路が分離された状態で、前記処理装置に対して移動可能に構成されている請求項５または６に記載の被処理物投入装置。
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