專利名稱：石英玻璃坩堝的搬運裝置及搬運方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在潔凈的環(huán)境下夾持石英玻璃坩堝并使其移動的石英玻璃坩堝 的搬運(handling)裝置，特別是涉及一種能夠牢固地夾持石英玻璃坩堝并使其可靠地移 動的搬運裝置。而且，本發(fā)明涉及一種使用所述搬運裝置的搬運方法。
背景技術(shù)：
一般來說，石英玻璃坩堝在制造后會被清洗、檢查，并經(jīng)包裝等之后出貨，但伴隨 半導(dǎo)體材料的高純度化，要求將對石英玻璃坩堝的污染抑制在最小限度，在將石英玻璃坩 堝用于單晶硅的提拉時，要進一步利用超純水(ultrapure water)等進行清洗。另一方面， 為了提高柴式長晶法(Czochralski method，Cz法)等的單晶硅的制造效率，存在石英玻璃 坩堝的尺寸逐漸增大的傾向，因此，石英玻璃坩堝的操作并不容易，且制造后的檢查及包裝 等的作業(yè)中也容易使石英玻璃坩堝受到污染。特別是當(dāng)利用兩個作業(yè)人員來對石玻璃坩堝 進行搬運并包裝時，石英玻璃坩堝受到污染的危險性較高。為了避免此種問題，在專利文獻 1中公開了內(nèi)容在石英玻璃坩堝的清洗后，在潔凈狀態(tài)下機械包裝石英玻璃坩堝。[現(xiàn)有技術(shù)文獻][專利文獻1]專利文獻1 日本專利特開2000-219207號公報然而，在對石英玻璃坩堝，尤其是例如直徑大于等于63cm的大型石英玻璃坩堝進 行機械包裝時的搬運操作并不容易。一般來說，在對石英玻璃坩堝進行機械包裝時，以現(xiàn)行 的規(guī)格，是在潔凈的環(huán)境下，在利用潔凈度高的清潔袋進行一層包裝之后，利用潔凈度低于 清潔袋的普通袋至少再進行一層包裝。因此，一旦對石英玻璃坩堝進行包裝后，即便利用搬 運裝置一邊提起坩堝一邊使其旋轉(zhuǎn)而進行搬運，但由于在坩堝與搬運裝置之間，隔著容易 滑動的聚乙烯(polyethylene)制等的包裝構(gòu)件，所以有可能出現(xiàn)因隔著所述包裝而無法 利用搬運裝置牢固地夾持坩堝進行處理的情況。另外，此處所述的“潔凈的環(huán)境”，是指處于 由美國的Federal Standard (聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn))209E所規(guī)定的級別10000 (0. 0283m3中存在的0. 5 微米的粒子小于等于10000個)的潔凈度下的環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
對此，本發(fā)明的目的在于通過對至今尚未得到充分關(guān)注及研究的石英玻璃坩堝的 搬運裝置進行改良，從而提供一種即便例如對石英玻璃坩堝實施一層以上的包裝也可牢固 地夾持石英玻璃坩堝并使其可靠地移動的搬運裝置。而且，本發(fā)明的另一目的在于提供一 種使用所述搬運裝置的石英玻璃坩堝的搬運方法。為了達成所述目的，第一發(fā)明是一種石英玻璃坩堝的搬運裝置，夾持石英玻璃坩 堝并使其移動，其中彼此相向的一對夾持單元，組裝在框架所包括的一對臂部，且在坩堝 的徑方向上夾持石英玻璃坩堝的主體部，所述框架包括沿水平方向延伸的橫梁，且所述一 對臂部在相對于該橫梁的中心軸線方向正交的方向上從該橫梁突出且至少一個可沿該橫梁的中心軸線方向移動；卡止單元，鄰接于各夾持單元而設(shè)置，由在坩堝的中心軸線方向上 夾住并卡止石英玻璃坩堝且可在坩堝的中心軸線方向上接近或離開的一對舌片構(gòu)成；以及 驅(qū)動單元，使所述框架沿石英玻璃坩堝的中心軸線來回運動。而且，在第一發(fā)明中，優(yōu)選還包括轉(zhuǎn)動單元，該轉(zhuǎn)動單元組裝在所述臂部，通過一 對夾持單元而使石英玻璃坩堝以沿與坩堝的中心軸線正交的方向延伸的假想線為軸線進 行轉(zhuǎn)動。此外，在第一發(fā)明中，優(yōu)選所述夾持單元至少包括一根輥，該輥的軸線沿所述坩堝 的中心軸線方向延伸。此時，優(yōu)選包括多根所述輥，該多根輥彼此離開。而且，優(yōu)選所述輥 在外周具有彈性層。另外，在第一發(fā)明中，優(yōu)選所述一對舌片中的至少一個舌片可在坩堝的中心軸線 方向上搖動。此外，在第一發(fā)明中，優(yōu)選所述一對舌片包括彈性構(gòu)件。第二發(fā)明是一種石英玻璃坩堝的搬運方法，使用第一發(fā)明的石英玻璃坩堝的搬運 裝置來對石英玻璃坩堝進行處理，其中包括在坩堝的徑方向上夾住并夾持載置于基座的 石英玻璃坩堝的主體部的工序；在坩堝的中心軸線方向上夾住并卡止石英玻璃坩堝的工 序；提起石英玻璃坩堝的工序；將石英玻璃坩堝載置于基座的工序；以及解除石英玻璃坩 堝的夾持及卡止的工序。而且，在第二發(fā)明中，優(yōu)選在所述提起石英玻璃坩堝的工序之后，還包括使石英玻 璃坩堝轉(zhuǎn)動的工序。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過實現(xiàn)石英玻璃坩堝的搬運裝置的結(jié)構(gòu)的合理化，而可提供一種 即便例如對石英玻璃坩堝實施一層以上的包裝也可牢固地夾持石英玻璃坩堝并使其可靠 地移動的搬運裝置。還可提供一種使用所述搬運裝置的石英玻璃坩堝的搬運方法。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。



圖。
圖1是表示本發(fā)明的搬運裝置的立體圖。 圖2是表示本發(fā)明的搬運裝置的局部立體圖。
圖3(a) (j)是表示使用本發(fā)明的搬運裝置的石英玻璃坩堝的搬運工序的圖。 圖4(a) (i)是表示使用本發(fā)明的搬運裝置的石英玻璃坩堝的又一搬運工序的
符號的說明
1搬運裝置
2橫梁
3臂部
4框架
5石英玻璃坩堝
6夾持單元
4
7
8
9
10A、10B、10C
11
12
13AU3B
14
15
16
50
60
60a
70A、70B
X
Y
Z .
卡止單元 驅(qū)動單元 轉(zhuǎn)動單元 空氣氣缸 旋轉(zhuǎn)馬達 軸棒 齒輪
帶齒皮帶 包裝臺平臺 開口部
石英玻璃坩堝的主體部 輥
輥的外周層 舌片
橫梁的中心軸線(方向) 坩堝的中心軸線(方向)
線
具體實施例方式接著，一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示本發(fā)明的搬運裝置 的立體圖。圖2是本發(fā)明的搬運裝置的局部立體圖。圖3(a) (i)是表示使用本發(fā)明的 搬運裝置的石英玻璃坩堝的搬運工序的圖。圖4(a) (i)是表示使用本發(fā)明的搬運裝置 的石英玻璃坩堝的其他搬運工序的圖。如圖1及2所示，本發(fā)明的實施方式的搬運裝置1具有框架4，該框架4包括沿水 平方向延伸的橫梁2，及在相對于所述橫梁2的中心軸線方向X正交的方向上從橫梁2突出 且可沿橫梁2的中心軸線方向X移動的一對臂部3、3。而且，在一對臂部3、3上組裝著彼此 相向的一對夾持單元6、6，所述夾持單元6、6在坩堝的徑方向上夾持石英玻璃坩堝5的主 體部50。各夾持單元6由彼此離開的2根輥60、60而構(gòu)成，所述輥60、60的軸線沿坩堝的 中心軸線方向Y延伸。所述輥60的外周層60a由具有彈性的聚氨酯系彈性體(urethane elastomer)而構(gòu)成。而且，與各夾持單元6鄰接而設(shè)置著由一對舌片70A、70B構(gòu)成的卡止 單元7，該一對舌片70A、70B在坩堝的中心軸線方向Y上夾住并卡止石英玻璃坩堝5，且可 在坩堝的中心軸線方向Y上接近或離開。舌片70A可沿坩堝的中心軸線方向Y移動，舌片 70B以舌片70B向臂部3安裝的基部為軸進行旋轉(zhuǎn)，且可在坩堝的中心軸線方向Y上搖動。 另外，舌片70B的與坩堝的接觸部分由聚氨酯系彈性體構(gòu)成。此外還設(shè)置著使框架沿石英 玻璃坩堝5的中心軸線Y來回運動的驅(qū)動單元8。而且，在所述臂部3、3上進一步組裝著轉(zhuǎn) 動單元9，該轉(zhuǎn)動單元9通過一對夾持單元6、6而使石英玻璃坩堝5以沿與坩堝的中心軸線 Y正交的方向延伸的假想線Z為軸進行轉(zhuǎn)動。就一對臂部3、3而言，安裝在橫梁2的空氣氣缸(air cylinder) IOA在橫梁2的 中心軸線方向X上伸縮，由此臂部3沿橫梁2的中心軸線方向X移動(參考圖2的帶斜線
5箭頭)。與所述臂部3的移動連動，組裝在臂部3的夾持單元6及卡止單元7沿橫梁2的中 心軸線方向X移動。而且，舌片70A上連結(jié)著在坩堝的中心軸線方向Y上伸縮的空氣氣缸 10B，所述空氣氣缸IOB在坩堝的中心軸線方向Y上伸縮，由此舌片70A也在坩堝的中心軸 線方向Y上伸縮(參考圖2的涂黑箭頭)。舌片70B上連結(jié)著空氣氣缸10C，在所述空氣氣 缸IOC的驅(qū)動的作用下，以舌片70B向臂部3安裝的基部為軸，該舌片70B在坩堝的中心軸 線方向Y上搖動(參考圖2的空白箭頭)。此外，使框架4沿石英玻璃坩堝5的中心軸線Y 來回運動的驅(qū)動單元8連結(jié)于框架4而設(shè)置著，由所述驅(qū)動單元8進行驅(qū)動，從而框架4沿 石英玻璃坩堝5的中心軸線Y來回運動。此外，轉(zhuǎn)動單元9構(gòu)成為如下旋轉(zhuǎn)馬達11連結(jié) 于橫梁2內(nèi)的軸棒12，所述軸棒12上安裝著齒輪13A，而且在夾持單元6及卡止單元7的 臂部3側(cè)的基部上也安裝著齒輪13B，兩齒輪13A及13B經(jīng)由帶齒皮帶14而連結(jié)。當(dāng)所述 旋轉(zhuǎn)馬達11進行驅(qū)動時，棒軸12旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由齒輪13A、13B及帶齒皮帶14將旋轉(zhuǎn)力傳達至 夾持單元6及卡止單元7，從而夾持單元6及卡止單元7轉(zhuǎn)動。另外，自確保潔凈度的觀點 考慮，優(yōu)選使用如上所述的空氣氣缸，而不是有可能漏油的油壓氣缸。而且，自相同的觀點 考慮，優(yōu)選使用如上所述的帶齒皮帶，而不是有可能因磨損產(chǎn)生金屬粉的金屬制的鏈條。圖3及4表示使用所述搬運裝置1對石英玻璃坩堝進行處理的工序。以下對其進 行詳細(xì)說明。首先，如圖3(a)所示，在包裝臺平臺15上載置石英玻璃坩堝5。接著，如圖3(b) 所示，使搬運裝置ι下降，而將搬運裝置1的夾持單元6的輥60配置于石英玻璃坩堝5的 主體部50側(cè)方。此時，使舌片70B朝下方搖動。接著，如圖3(c)所示，使臂部3朝橫梁2 的中心軸線方向X的坩堝側(cè)的方向移動，并利用輥60來夾持石英玻璃坩堝5的主體部50， 且使舌片70B朝上方搖動，然后如圖3 (d)所示，使舌片70A下降，從而將石英玻璃坩堝5卡 止在舌片70A與舌片70B之間。在該狀態(tài)下，如圖3(e)所示，將石英玻璃坩堝5提起。如 圖3(f)所示，在轉(zhuǎn)動單元9的作用下，使被提起的石英玻璃坩堝5旋轉(zhuǎn)180°，以石英玻璃 坩堝5的開口部16成為下方的方式進行上下反轉(zhuǎn)。之后，將反轉(zhuǎn)的石英玻璃坩堝5再次載 置于包裝臺平臺15上(參考圖3 (g))。然后，如圖3 (h)所示，舌片70A下降，舌片70B朝上 方搖動，從而舌片70A與舌片70B之間的石英玻璃坩堝5的卡止被解除，并如圖3 (i)所示， 使臂部3朝離開橫梁2的中心軸線方向X的坩堝一側(cè)的方向移動，從而輥60對石英玻璃坩 堝5的主體部50的夾持得以解除。最后如圖3 (j)所示，使搬運裝置1朝上方移動。另外，在所述搬運工序中，是在將石英玻璃坩堝5旋轉(zhuǎn)后再次載置于包裝臺平臺 15上的，但也可不必進行旋轉(zhuǎn)，而是根據(jù)目的如圖4(a) (i)所示，使被提起的石英玻璃坩 堝5不經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的工序而再次載置于包裝臺平臺15上。或者，雖省略圖示，但也可使被提 起的石英玻璃坩堝5旋轉(zhuǎn)90°，在將石英玻璃坩堝5橫置的狀態(tài)下再次載置于包裝臺平臺 15上。通過采用所述結(jié)構(gòu)，并利用夾持單元6及卡止單元7來夾持并卡止石英玻璃坩堝 5，從而石英玻璃坩堝5被牢固地夾持，之后的移動的可靠性也得到提高。該方法尤其在對 大型石英玻璃坩堝5進行機械包裝時的搬運操作中，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的效果。如上所述，一 般來說，在對石英玻璃坩堝5進行機械包裝時，以現(xiàn)行的規(guī)格，是在潔凈的環(huán)境下，在利用 潔凈度高的清潔袋進行一層包裝之后，利用潔凈度低于清潔袋的普通袋至少再進行一層包 裝。當(dāng)使用本發(fā)明的搬運裝置1機械夾持住至少包裝一層的石英玻璃坩堝5，一邊提起一邊使其旋轉(zhuǎn)時，因坩堝被牢固地夾持，所以即便在坩堝與搬運裝置之間隔著容易滑動的包裝 構(gòu)件，石英玻璃坩堝5也不會滑落，從而能夠使被夾持的坩堝可靠地移動。另外，與所述本 發(fā)明的結(jié)構(gòu)不同，當(dāng)搬運裝置中未安裝夾持單元及卡止單元中的任一單元時，則無法充分 牢固地夾持石英玻璃坩堝，從而坩堝有可能從搬運裝置滑落。例如，在采用未安裝卡止單元 7的裝置結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)利用夾持單元夾持例如直徑為81em、重量為60kg的大型石英玻 璃坩堝時，被夾持的石英玻璃坩堝有可能滑落。而且，關(guān)于構(gòu)成夾持單元6的輥60的外周層60a及卡止單元7的舌片70A、70B 與坩堝的接觸部分的材料，除了所述聚氨酯系彈性體以外，還可使用天然橡膠、聚丁二烯橡 膠、丙烯酸系橡膠、硅橡膠、聚氨酯等。另外，由于根據(jù)石英玻璃坩堝的尺寸及形狀、搬運裝 置1的結(jié)構(gòu)等，輥所需的性能發(fā)生改變，所以可根據(jù)所需的性能來適當(dāng)改變輥的材料、組成寸。另外，所述內(nèi)容僅表示了本發(fā)明的實施方式的一部分，只要不脫離本發(fā)明的主旨， 則可將所述結(jié)構(gòu)彼此進行組合或者添加各種變更。實施例接著，使用除不具有卡止單元以外具有與本發(fā)明的搬運裝置相同結(jié)構(gòu)的先前技術(shù) 的搬運裝置(先前例裝置)、及圖1所示的具有卡止單元的本發(fā)明的搬運裝置(實例裝置)， 來進行石英玻璃坩堝時的搬運操作，以供進行評估。使用上述先前例裝置及實例裝置，夾持住坩堝直徑為812mm、重量為60kg的石英 玻璃坩堝，一邊提起一邊使其旋轉(zhuǎn)3次后，對夾持石英玻璃坩堝的位置相對于提起之前的 位置偏移了多少進行調(diào)查。對各裝置重復(fù)進行100次所述調(diào)查。結(jié)果確認(rèn)在使用先前例裝置的情況下，在100次中有2次，夾持石英玻璃坩堝的 位置發(fā)生了偏移，而與此相對，在使用實例裝置的情況下，夾持石英玻璃坩堝的位置未發(fā)生 偏移。產(chǎn)業(yè)上的可利用性由以上說明可知，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種可在潔凈的環(huán)境下牢固地夾持石英玻 璃坩堝并使其可靠移動的搬運裝置。另外可提供一種使用所述搬運裝置的石英玻璃坩堝的 搬運方法。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更 動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明 的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方 案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種石英玻璃坩堝的搬運裝置，夾持石英玻璃坩堝并使其移動，其特征在于彼此相向的一對夾持單元，組裝在框架所包括的一對臂部，且在所述石英玻璃坩堝的徑方向上夾持所述石英玻璃坩堝的主體部，所述框架包括沿水平方向延伸的橫梁，且所述一對臂部在相對于該橫梁的中心軸線方向正交的方向上從該橫梁突出且至少一個可沿該橫梁的中心軸線方向移動；卡止單元，鄰接于所述各夾持單元而設(shè)置，由在所述石英玻璃坩堝的中心軸線方向上夾住并卡止所述石英玻璃坩堝且可在所述石英玻璃坩堝的中心軸線方向上接近或離開的一對舌片構(gòu)成；以及驅(qū)動單元，使所述框架沿所述石英玻璃坩堝的中心軸線來回運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃坩堝的搬運裝置，其特征在于還包括轉(zhuǎn)動單元，該轉(zhuǎn)動單元組裝在所述臂部，通過所述一對夾持單元而使所述石英 玻璃坩堝以沿與所述石英玻璃坩堝的中心軸線正交的方向延伸的假想線為軸進行轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石英玻璃坩堝的搬運裝置，其特征在于所述夾持單元至少包括一根輥，該輥的軸線沿所述石英玻璃坩堝的中心軸線方向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石英玻璃坩堝的搬運裝置，其特征在于 包括多根所述輥，該多根輥彼此離開。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石英玻璃坩堝的搬運裝置，其特征在于 所述輥在外周具有彈性層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石英玻璃坩堝的搬運裝置，其特征在于所述一對舌片中的至少一個舌片可在所述石英玻璃坩堝的中心軸線方向上搖動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石英玻璃坩堝的搬運裝置，其特征在于 所述一對舌片包括彈性構(gòu)件。
8.一種石英玻璃坩堝的搬運方法，使用根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的石英玻璃 坩堝的搬運裝置來對石英玻璃坩堝進行處理，其特征在于包括在所述石英玻璃坩堝的徑方向上夾住并夾持載置于基座的所述石英玻璃坩堝的主體 部的工序；在所述石英玻璃坩堝的中心軸線方向上夾住并卡止所述石英玻璃坩堝的工序； 提起所述石英玻璃坩堝的工序； 將所述石英玻璃坩堝載置于基座的工序；以及 解除所述石英玻璃坩堝的夾持及卡止的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的石英玻璃坩堝的搬運方法，其特征在于在所述提起石英玻璃坩堝的工序之后，還包括使所述石英玻璃坩堝轉(zhuǎn)動的工序。
全文摘要
本發(fā)明的石英玻璃坩堝的搬運裝置包括彼此相向的一對夾持單元，組裝在框架所包括的一對臂部，且在坩堝的徑方向上夾持石英玻璃坩堝的主體部，所述框架包括沿水平方向延伸的橫梁，且所述一對臂部在相對于橫梁的中心軸線方向正交的方向上從橫梁突出且至少一個可沿橫梁的中心軸線方向移動；卡止單元，鄰接于各夾持單元而設(shè)置，由在坩堝的中心軸線方向上夾住并卡止石英玻璃坩堝且可在坩堝的中心軸線方向上接近或離開的一對舌片構(gòu)成；以及驅(qū)動單元，使夾持單元及卡止單元沿臂部來回運動。而且，本發(fā)明的搬運方法使用所述裝置。
文檔編號B65B17/00GK101962086SQ20101023543
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者佐藤平, 莊內(nèi)學(xué), 池端修一, 白川稔, 高橋洋 申請人:日本超精石英株式會社