×この技術を簡単クリック査定この機能をご利用いただくには、会員登録(無料)が必要です。出願した特許の牽制数、引用された数などを知る事ができます。気になる技術や特許をブックマークしておけば、いつでも後から読むことができます。後で印刷するために、公報をPDFでダウンロードできます。会員登録してastamuseを使えば、もっと簡単に便利にお使いいただけます。会員登録(無料)「astamuse」は世界中の挑戦したい社会課題に挑戦し、未来を創る人のプラットフォームです。炉の装入、排出(炉一般2)※この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。融液内への大きな被処理物の投入時に融液が飛び散ることを抑制することができる被処理物投入装置を提供する。溶融るつぼ21を内部に有する処理装置2に対し、被処理物を外部から投入する被処理物投入装置1であって、被処理物を収容可能な被処理物収容部11と、被処理物収容部に収容された被処理物を処理装置側へ搬送する搬送部12と、搬送部12で搬送される被処理物を処理装置2へ導入する導入部13を備え、導入部13は、処理装置2に備える投入口26Aに接続されるジョイント部132Bと、接続された投入口26Aから処理装置2の内部まで入り込んで搬送部12からの被処理物を受け取って下方に位置する溶融るつぼ21へ案内すべく上下動可能で、かつ、垂直方向に延びる投入管131と、を備え、投入管131の内部に、被処理物が衝突しながら案内される衝突部133を備える。処理装置に投入され、投入されたシリコンナゲットが溶融るつぼに投入される。溶融るつぼを覆うメインチャンバーの上方にゲートバルブを介して接続された引き上げチャンバーの内部に配置されたリチャージ管から構成されている。このリチャージ管は、シリコン材料を収容する石英製の円筒部材と、円筒部材の下端の開口部を開閉するための円錐バルブと、を備えている。シリコン材料を収容したリチャージ管を引き上げチャンバー内にワイヤーで吊るしてセットする。この状態で円錐バルブを開放することによりシリコン材料を溶融るつぼに投入する。単結晶シリコンの生産性の向上を図るために、大きなシリコン材料を多量に投入することが好ましいが、リチャージ管に大きなシリコン材料を多量に収容することが困難であるため、一回に投入するシリコン材料の投入量を増大させることができない。これを解決するために、例えば大きなシリコン材料を多量に収容することができる収容部を処理装置の外部に設け、収容部のシリコン材料を処理装置の溶融るつぼへ投入する筒状の案内管を収容部と溶融るつぼとの間に垂直配置する。この構成では、高い位置に配置された収容部からのシリコン材料が案内管内を自重落下するため、リチャージ管の下端からシリコン材料を落下させる特許文献1の構成に比べ、シリコン材料の移動速度が速くなる。移動速度が速い大きなシリコン材料が溶融された融液内に投入されると、融液が飛び散ってしまい、その融液が溶融るつぼの近辺に配置しているカーボンで形成されている保温材等に付着してしまう。付着後、加熱されてカーボン(不純物)を含んだシリコン融液となり、そのシリコン融液が再度溶融るつぼ内に落下してしまい、形成される単結晶シリコンが不良品になってしまうという不都合を発生していた。融液内への大きな被処理物の投入時に融液が飛び散ることを抑制することができる被処理物投入装置を提供する。溶融るつぼ21を内部に有する処理装置2に対し、被処理物を外部から投入する被処理物投入装置1であって、被処理物を収容可能な被処理物収容部11と、被処理物収容部に収容された被処理物を処理装置側へ搬送する搬送部12と、搬送部12で搬送される被処理物を処理装置2へ導入する導入部13を備え、導入部13は、処理装置2に備える投入口26Aに接続されるジョイント部132Bと、接続された投入口26Aから処理装置2の内部まで入り込んで搬送部12からの被処理物を受け取って下方に位置する溶融るつぼ21へ案内すべく上下動可能で、かつ、垂直方向に延びる投入管131と、を備え、投入管131の内部に、被処理物が衝突しながら案内される衝突部133を備える。0001本発明は、被処理物を加熱溶融する溶融るつぼを内部に有する処理装置に対し、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。処理装置に投入され、投入されたシリコンナゲットが溶融るつぼに投入される。投入されたシリコンナゲットは、加熱溶融され、溶融されたシリコンに種となる単結晶シリコンを漬けてから、回転しつつ持ち上げることによって結晶を成長させていき、最終的に略円柱状の単結晶シリコン(インゴット)が形成される(例えば、特許文献1参照)。溶融るつぼを覆うメインチャンバーの上方にゲートバルブを介して接続された引き上げチャンバーの内部に配置されたリチャージ管から構成されている。このリチャージ管は、シリコン材料を収容する石英製の円筒部材と、円筒部材の下端の開口部を開閉するための円錐バルブと、を備えている。シリコン材料を収容したリチャージ管を引き上げチャンバー内にワイヤーで吊るしてセットする。この状態で円錐バルブを開放することによりシリコン材料を溶融るつぼに投入する。0004単結晶シリコンの生産性の向上を図るために、大きなシリコン材料を多量に投入することが好ましいが、リチャージ管に大きなシリコン材料を多量に収容することが困難であるため、一回に投入するシリコン材料の投入量を増大させることができない。これを解決するために、例えば大きなシリコン材料を多量に収容することができる収容部を処理装置の外部に設け、収容部のシリコン材料を処理装置の溶融るつぼへ投入する筒状の案内管を収容部と溶融るつぼとの間に垂直配置する。この構成では、高い位置に配置された収容部からのシリコン材料が案内管内を自重落下するため、リチャージ管の下端からシリコン材料を落下させる特許文献1の構成に比べ、シリコン材料の移動速度が速くなる。移動速度が速い大きなシリコン材料が溶融された融液内に投入されると、融液が飛び散ってしまい、その融液が溶融るつぼの近辺に配置しているカーボンで形成されている保温材等に付着してしまう。付着後、加熱されてカーボン(不純物)を含んだシリコン融液となり、そのシリコン融液が再度溶融るつぼ内に落下してしまい、形成される単結晶シリコンが不良品になってしまうという不都合を発生していた。発明が解決しようとする課題0006そこで本発明は、融液内への大きな被処理物の投入時に融液が飛び散ることを抑制す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。収容された被処理物を前記処理装置側へ搬送する搬送部と、該搬送部で搬送される被処理物を前記処理装置へ導入する導入部を備え、該導入部は、前記処理装置に備える投入口に接続されるジョイント部と、該接続された投入口から前記処理装置の内部まで入り込んで前記搬送部からの被処理物を受け取って下方に位置する前記溶融るつぼへ案内すべく上下動可能で、かつ、垂直方向に延びる投入管と、を備え、該投入管の内部に、被処理物が衝突しながら案内される衝突部を備えていることを特徴としている。0008上記のように、処理装置の溶融るつぼに被処理物を投入する場合には、まず、処理装置に備える被処理物の投入口に被処理物投入装置のジョイント部を接続する。接続が完了すると、投入管を下降させて接続された投入口から処理装置の内部まで入り込ませる。この状態で、被処理物収容部で収容されている被処理物を搬送部で投入管側へ搬送し、搬送される被処理物が投入管の内部を自重落下して溶融るつぼへ投入することができる。この被処理物の自重落下時に、投入管内の衝突部に被処理物が衝突することによって、被処理物の移動速度が減速され、溶融るつぼへ投入されるときの被処理物の移動速度を小さく抑えることができる。前記衝突部が、板状であり、下向き斜めに配置されていてもよい。0010上記のように、衝突部が、板状であるため、衝突部の配置による投入管の重量増大を抑制することができる。衝突部が垂直方向に対して斜めに配置されていることにより、被処理物が衝突部に確実に衝突して被処理物の有効な減速を行うことができる。前記衝突部が、前記投入管の周方向に沿って順次下降するように配置されていてもよい。0012上記のように、衝突部が、投入管の周方向に沿って順次下降するように配置されることによって、衝突部に沿って被処理物を衝突案内させて被処理物の有効な減速を行うことができる。前記投入管が、被処理物を側方から受け取るために長手方向途中に形成した開口部を備えていてもよい。おける上下方向のコンパクト化を図ることができる。前記処理装置の投入口が、被処理物の加熱溶融後に固化した処理物の物体を取り出す取出口を兼用していてもよい。0016上記のように、処理装置の投入口が処理物の物体を取り出す取出口を兼用することによって、物体を取り出せるように大径に構成された取出口を被処理物の投入口に利用することができ、大きな被処理物を処理装置内へ投入口を通して投入することができる。搬送部により被処理物を連続投入することができる連続投入式に構成されているので、バッチ式に比べて、処理物の物体を取り出す取出口がより一層大型化されるため、改造を加えることなく、大きな被処理物を投入口を通して投入することができる。発明の効果0017本発明によれば、投入管の内部に、被処理物が衝突しながら案内される衝突部を備えることによって、溶融るつぼへ投入されるときの被処理物の移動速度を小さく抑えることができるので、融液内への大きな被処理物の投入時に融液が飛び散ることを抑制することができる被処理物投入装置を提供することができる。図面の簡単な説明0018被処理物投入装置を処理装置に接続した状態を示す側面図である。図1において投入管を下降させて処理装置内に入り込んだ状態を示している。投入管の斜視図である。投入管の底面図である。投入管の正面図である。投入管を落下して溶融るつぼへ投入される被処理物の移動軌跡を示す要部の断面図である。図1実施例0019図1及び図2に、本実施形態に係る被処理物投入装置1が処理装置2に接続された状態を示している。この接続状態において処理装置2に被処理物投入装置1からの被処理物が投入されて処理装置2が被処理物の処理を行う。図2は、後述する投入管131を下降させて被処理物を処理装置2へ投入管131を介して投入可能な状態である。図1図20020処理装置2は、被処理物を加熱溶融する溶融るつぼ21をケーシング22内に備えている。このケーシング22は、内部を気密状態にすることができるように構成されている。処理装置2は、半導体基板の材料である単結晶シリコンを製造するために用いられる。具体的には、不活性ガス雰囲気中において被処理物としての多結晶シリコン(シリコンナゲット)を溶融るつぼ21に入れて例えばヒータ等の加熱手段(図示せず)を用いて加熱溶融する。溶融状態となったシリコンに種となる単結晶シリコンを漬けてから、回転しつつ持ち上げることによって結晶を成長させていき、最終的に略円柱状の単結晶シリコン(インゴット)が形成される。前記不活性ガス雰囲気とは、処理装置の内部空間を一度真空引きした上で、アルゴンや窒素等の不活性ガスで満たされた雰囲気を指す。そのため、図示していない脱気ポンプ(真空ポンプ)及び不活性ガス供給管が処理装置2に設けられている。処理する被処理物の種類や処理内容によっては、ケーシング22の内部を真空雰囲気としてもよいし、また、ケーシング22の内部を気密状態にしないものとして実施してもよい。0021また、処理装置2は、溶融るつぼ21の上方に熱遮蔽体23を備える。この熱遮蔽体23は、溶融るつぼ21から引き上げられる単結晶シリコン(図示せず)が受ける溶融るつぼ21及び融液24の熱の影響を低減させるために設けられている。この熱遮蔽体23は、主要部分が高融点金属(モリブデン、タンタル等)により形成され、下側ほど内径が小さくなる下窄まりのテーパ筒状に構成されている。0022ケーシング22の上端には、後述する投入管131をケーシング22内に入り込ませるための開口部22aが形成された円筒部22Aが上方へ突出形成されている。この円筒部22Aの上端には、開口部22aと連通する開口部26Bを閉鎖するための開放可能な仕切弁25を下端に備えるとともに上端に後述する被処理物投入装置1のジョイント部132Bを接続するための箱状の被ジョイント部26が取り付けられている。被ジョイント部26の上端には、後述する投入管131を内部に投入するための投入口26Aが形成されている。0023被処理物投入装置1は、処理装置2に対し、処理装置2の外部から被処理物を処理装置2の内部の溶融るつぼ21に投入することができるものである。この被処理物投入装置1は、内部を気密状態にできるように構成されているが、処理装置2と同様に、処理する被処理物の種類や処理内容によっては、内部を気密状態にしないものとして実施してもよい。1は、被処理物収容部11と、搬送部12と、導入部13とが連結一体化されて構成されている。これら被処理物収容部11、搬送部12、導入部13は、石英ガラス製から構成されているが、被処理物が触れる部分のみが石英ガラスで構成されていてもよい。0025被処理物収容部11は、被処理物を一時的に収容し、上端に被処理物を投入可能な投入口111Aを有し、かつ、下端に被処理物を排出するための排出口111Bを有するホッパー111と、ホッパー111を覆う上下方向で連結された上下一対のケーシング112,113と、上側ケーシング112の上端の開口112Aを閉じる開閉可能な蓋体114と、を備えている。したがって、蓋体114を開放することによって、開口112Aから被処理物をホッパー111に供給することができ、蓋体114を閉じることによって、外気に対して気密状態を保持することができるように構成されている。0026搬送部12は、被処理物収容部11に収容された被処理物を処理装置2側へ搬送するように構成され、具体的には、被処理物収容部11の下方へ落下供給される被処理物を受け取って搬送する電磁振動フィーダから構成されている。この電磁振動フィーダは、駆動部121と、駆動部121の上方に配置されるトラフ122と、を備え、駆動部121を駆動することによりトラフ122を振動させて、トラフ122に被処理物収容部11から落下供給される被処理物を導入部13側へ搬送する。トラフ122は、上部及び搬送方向下流端が開放されている樋状の部材から構成されている。トラフ122の被処理物を受ける底板部の内面122Cに石英ガラスが張られている。トラフ122は、それの一端部が下側のケーシング113の内部に配置され、他端部が下側のケーシング113から径外方向に突出する突出部123の終端部に配置されている。突出部123は、下側のケーシング113の側部から径外方向外側に突出するように一体形成された第1突出部123Aと、第1突出部123Aの搬送方向終端に連結された第2突出部123Bと、第2突出部123Bの搬送方向終端に一端が連結され、かつ、他端が後述するケーシング132の下端部に連結される第3突出部123Cと、を備えている。トラフ122の搬送方向終端部には、搬送される被処理物を後述する投入管131に受け渡すための受け渡し部材124を備えている。斜めにカットされて上下方向に沿う端面を有する左右一対の側板と、を備え、先端の排出口124A側ほど下方に傾斜する前下がり姿勢になっている。受け渡し部材124は、後述する投入管131への被処理物の受け渡し時に、受け渡し部材124の先端部が投入管131の内部に位置するように搬送方向に移動可能に構成されている。0027導入部13は、搬送部12で搬送される被処理物を処理装置2へ導入するために設けられている。この導入部13は、図1及び図2に示すように、縦長状でかつ垂直方向に延びる縦(上下)姿勢に構成され、導入部13を構成するケーシング132の下端部が前記第3突出部123Cの搬送方向終端に固定されている。図1図20028また、図1、図2に示すように、導入部13は、被ジョイント部26の投入口26A及び開口部26Bを貫通して処理装置2の内部まで入り込んで搬送部12からの被処理物を下方に位置する溶融るつぼ21へ自重落下させるべく上下動可能に構成された投入管131と、投入管131を覆うケーシング132と、を備えている。ケーシング132の下端には、開口部132Aが形成され、このケーシング132の下端を被ジョイント部26の上端に合わせることによって、開口部132Aと投入口26Aとが連通した状態でケーシング132と被ジョイント部26とを接続することができる。ケーシング132の下端の開口部132Aが形成されている部分を、被ジョイント部26に接続するためのジョイント部132Bとする。この接続状態を維持するためのロック機構(図示せず)をロック及びロック解除自在に設けて実施することが望ましい。図1図20029投入管131は、図3〜図5に示すように、上端が閉じられ(図3、図5では、上端を閉じる上壁部を省略している)、下端が開口された円筒状部材から構成され、長手方向一端部には、側方の一部が開口された開口部131Aが形成されており、この開口部131Aを通して、被処理物を投入管131の内部に投入することができる。この開口部131Aが、搬送部12からの被処理物を側方から受け取るために投入管131の長手方向途中に形成した開口部に相当する。開口部131Aの幅方向両端には、外側に突出する板状の突出片131B,131Bを備えており、搬送部12からの被処理物を投入管131の内部に確実に入り込むようにガイドするガイド部材を構成している。投入管131を上下動させるための駆動機構15を備えている。図3図4図50030また、投入管131の内部(ここでは内面)には、被処理物が衝突しながら案内される衝突部133を備えている。この衝突部133は、突出片131B,131Bの下端部間に架け渡された最上段に位置する板状で略長方形状の衝突部材131aと、板状で半円状の複数(ここでは8枚)の衝突部材133Aとからなり、投入管131の周方向に沿って順次下降するように垂直方向に対して斜めに配置されている。投入管131及び複数の衝突部材133a,133Aは、石英ガラス製で構成されているため、円筒状の投入管131を作製するのではなく、まず一対の半円状の部材を作製し、それら一対の部材の内面それぞれに、必要枚数の衝突部材133a,133Aを溶着したのち、一対の半円状の部材を合わせて溶着により連結することによって、円筒状の投入管131を作製することになる。図1及び図2において、被処理物との衝突時の衝突力が最も大きい最上段に位置する衝突部材133a(該衝撃力が2番目に大きい上から2番目に位置する衝突部材133Aの厚みも同様にしてもよい)の厚みを、他の衝突部材133Aの厚みよりも厚くしており、被処理物との衝突により衝突部材133Aが破損することを抑制できる。衝突力が大きい最上段に位置する衝突部材133aの厚みを他の衝突部材133Aの厚みよりも厚くしているが、全ての衝突部材133Aを同一厚みにして実施することもできる。8枚の衝突部材133Aの水平に対する傾斜角度を同一角度にしているが、最上段に位置する衝突部材133aの水平に対する傾斜角度を、他の衝突部材133Aの水平に対する傾斜角度よりも大きな角度にしている。このように衝突部材133aが他の衝突部材133Aよりも下向きにすることで、開口部131Aから投入された被処理物が開口部131A側へ跳ね返ってくることがないようにしている。図1図20031駆動機構15は、図1に示すように、ケーシング132の一端部(上端部)に備えるモータ(ここでは、インダクションモータを用いているが、サーボモータでもよい)151と、モータ151の回転力が伝達されて回転される螺軸152と、螺軸152の回転により上下移動するスライダ153と、を備え、スライダ153が投入管131の一端(上端)を閉じる板状の円形の上壁部131Kの中心部に貫通装着され、このスライダ153に螺軸152が螺合されている。したがって、モータ151を例えば一方に駆動回転させることによって、スライダ153を螺軸152に沿って下方へ移動させることで投入管131を下降させることができ、また、モータ151を他方に駆動回転させることによって、スライダ153を螺軸152に沿って上方へ移動させることで投入管131を上昇させることができる。1を目標となる位置まで移動させることができ、移動後にリフター31を伸縮駆動することによって被処理物投入装置1を所定の高さに位置させることができる。1を処理装置2に接続できる位置に位置させることができる。旋回機構33は、図示していないが、回転台と回転台を回転させるモータと、を備えている。図10034以上のように構成された被処理物投入装置1により処理装置2に被処理物を投入するまでの過程を説明する。1の導入部13のケーシング132の下端を処理装置2の被ジョイント部26に一致させて両者の接続が完了すると、図2に示すように、仕切弁25を開放状態にしたのち、モータ151を駆動させて投入管131を下降させて処理装置2内の所定位置(溶融るつぼ21の融液24の融液面24Aに対する所定位置)まで入り込ませる。引き続いて、受け渡し部材124の先端部が投入管131の内部に位置するように受け渡し部材124を投入管131側(搬送方向前進側)へ移動させる(図2参照)。図20035上記状態から、搬送部12を駆動させて被処理物を搬送し、搬送される被処理物が受け渡し部材124を介して投入管131に受け渡される。このとき、図6に示すように、被処理物Sは、最上段に位置する衝突部材133aに衝突して落下速度が減速され、次の上から2番目の衝突部材133Aへ衝突し、順次下段に位置する衝突部材133Aに衝突することによって、被処理物Sの落下速度が投入管131の下端出口では落下速度が小さくなり、投入管131から溶融るつぼ21の融液内へ大きな被処理物が投入された時に融液が飛び散ることを抑制することができる。処理装置2への被処理物Sの投入が完了すると、受け渡し部材124を後退側へ移動させてから、投入管131を上昇させたのち、仕切弁25を閉じる。1を処理装置2から取り外す。1は、処理装置2の投入口である開口部22aが、被処理物の加熱溶融後に固化した処理物の物体(単結晶シリコン(インゴット))を取り出す取出口を兼用している。このように、処理装置2の投入口22aが処理物の物体(単結晶シリコン(インゴット))を取り出す取出口を兼用することによって、物体を取り出せるように大径に構成された取出口を被処理物の投入口に利用することができ、大きな被処理物を処理装置2内へ投入口22aを通して投入することができる。1は、搬送部12により被処理物を連続投入することができる連続投入式に構成されているので、バッチ式に比べて、処理物の物体(単結晶シリコン(インゴット))を取り出す取出口がより一層大型化されるため、改造を加えることなく、大きな被処理物を投入口22aを通して投入することができる。0037なお、実際の使用に当たっては、一台の被処理物投入装置1に対して2台以上(例えば6台)の処理装置2を設けて、被処理物の処理を行うことが多い。一台の被処理物投入装置1を複数台の処理装置2に順次接続して被処理物を投入していく方法で処理している。1に設けているので、導入部13を全ての処理装置2に設ける場合に比べてコスト面において有利になる。0038尚、本発明に係る被処理物投入装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。0039例えば、投入管131の上端部の側方に被処理物を投入する開口部131Aを形成したが、投入管131の上端に被処理物を投入する開口部を形成し、投入管131の上端の開口部から被処理物を投入してもよい。0040前記実施形態では、受け渡し部材124を設けたが、搬送部12及び投入管131の形状や方向等を工夫することにより、受け渡し部材124を省略してもよい。0041前記実施形態では、衝突部133を複数の衝突部材133a,133Aから構成したが、1枚の衝突部材から構成してもよい。衝突部133を板状の衝突部材133a,133Aから構成したが、帯状または塊状のものや複数の凸部から構成する等、衝突部の構成は自由に変更することができる。2...処理装置、3...移動装置、11...被処理物収容部、12...搬送部、13...導入部、15...駆動機構、22...ケーシング、22A...円筒部、22a...開口部(投入口)、23...熱遮蔽体、23...ジョイント部、24...融液、24A...融液面、25...仕切弁、26...被ジョイント部、26A...投入口、26B...開口部、31...リフター、32...車輪、33...旋回機構、111...ホッパー、111A...投入口、111B...排出口、112,113...上下のケーシング、112A...開口、114...蓋体、121...駆動部、122...トラフ、122C...内面、123...突出部、123A...第1突出部、123B...第2突出部、123C...第3突出部、124...受け渡し部材、124A...排出口、131...投入管、131A...開口部、131A...開口部、131B...突出片、131K...上壁部、132...ケーシング、132...ケーシング、132A...開口部、132B...ジョイント部、133...衝突部、133A...衝突部材、151...モータ、152...螺軸、153...スライダ、S...被処理物、X...縦軸ページトップへこの技術を出願した法人この情報を共有FacebookTwitterGoogle+LinkedInこの技術を発明した人物この情報を共有FacebookTwitterGoogle+LinkedInページトップへ関連する挑戦したい社会課題この情報を共有FacebookTwitterGoogle+LinkedIn農業用水が豊富な社会を実現する農業用水が豊富な社会を実現すると、今後の人口の増加に対応する食糧と水資源を確保できるかもしれません。地球上に存在する水のうち、淡水の占める割合はわずか2.5%と言われています。世界で...最終更新日:2018/06/20環境にやさしいエネルギーを実現する環境にやさしいエネルギーの実現は、経済成長と環境や健康面への配慮を両立させる社会につながります。