特許 5958794 被処理物投入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5958794

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】被処理物投入装置

(51)【国際特許分類】

   C30B 15/02 20060101AFI20160719BHJP

   C30B 29/06 20060101ALI20160719BHJP

   B01J 3/00 20060101ALI20160719BHJP

   B65G 11/18 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   C30B15/02

   C30B29/06 502A

   B01J3/00 J

   B65G11/18 Z

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-15332(P2012-15332)

(22)【出願日】2012年1月27日

(65)【公開番号】特開2013-155061(P2013-155061A)

(43)【公開日】2013年8月15日

【審査請求日】2014年12月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074332

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100138416

【弁理士】

【氏名又は名称】北田 明

(72)【発明者】

【氏名】田所 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】矢田 貴嗣

(72)【発明者】

【氏名】中村 貴哉

【審査官】 宮崎 園子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２４０５５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ３０Ｂ １５／０２

Ｃ３０Ｂ ２９／０６

Ｂ０１Ｊ ３／００

Ｂ６５Ｇ １１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物を気密状態で処理する処理装置の内部に、被処理物を当該処理装置が備える被処理物投入口部を介し、外部から気密状態で投入するために用いられる被処理物投入装置において、
前記被処理物投入口部を貫通するよう構成された投入管と、
前記投入管の通る経路に対して径外に位置し、前記投入管を前記貫通した状態で前記処理装置に取り付けるため、前記被処理物投入口部が備える取付部に取り付けられる取付用フランジと、
前記取付部と前記取付用フランジとの間の気密を確保するため、前記取付部と前記取付用フランジとの間に位置する気密保持部材と、
前記取付部と前記取付用フランジとの間に位置する角度調整部材と、
前記取付部と前記取付用フランジとを固定する固定部材と、を備え、
前記角度調整部材は、前記取付部と前記取付用フランジとの間隔を調整することで前記取付部に対する前記取付用フランジの取付角度を変更し、
前記固定部材は、前記角度調整部材により変更された前記取付角度を保持することを特徴とする被処理物投入装置。

【請求項2】

前記角度調整部材は、前記気密保持部材による前記取付部と前記取付用フランジとの間の気密が確保される範囲内にて、前記取付角度を変更できることを特徴とする請求項１に記載の被処理物投入装置。

【請求項3】

前記角度調整部材は、前記取付用フランジに対して螺合することで、前記取付用フランジが備える取付面からの突出量を調整可能に構成され、
前記角度調整部材の突出端は前記取付部における端面である取付面に当接し、前記突出量に応じて前記取付部と前記取付用フランジとの間隔を調整できることを特徴とする請求項１または２に記載の被処理物投入装置。

【請求項4】

前記取付用フランジが備える取付面には、周方向に連続して形成された溝部を有し、
前記気密保持部材は、前記溝部に嵌め込まれる弾性を有するリングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被処理物投入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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に用いられる被処理物投入装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

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設けられた炉体に投入して溶融させ、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処理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る（例えば、不活性ガス雰囲気や真空雰囲気）。

【0003】

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知られている（例えば特許文献１）。

【0004】

次に、特許文献１に記載された処理装置（当該文献によると「シリコン単結晶の育成装置」）及び被処理物投入装置（同「原料補給装置」）につき説明する。図４に示すように、この処理装置５００には、シリコンを溶融する石英製の炉体（るつぼ）５０２がチャンバ５０１内に設けられている。そして、炉体５０２の上方には熱遮蔽体５０３が設けられている。この熱遮蔽体５０３は、炉体５０２から引き上げられる単結晶シリコンが受ける炉体５０２及び溶融シリコン５０４の熱の影響を低減させるために設けられている。そして、チャンバ５０１には、斜め上方から被処理物投入装置の投入管５０５が貫通している。この投入管５０５を介して粒状の多結晶シリコン５０６を炉体５０２に補給できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−２１１９９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、チャンバ５０１は、例えば製缶により形成される。このチャンバ５０１は、内部が真空状態とされて使用されることがある。よって、耐圧性を高めるために、例えばチャンバ５０１の上部が絞り加工により湾曲形状とされている。この場合、前記被処理物投入装置の投入管５０５は、チャンバ５０１において前記湾曲形状とされた部分を貫通することがある。

【0007】

しかしながら、このようにチャンバ５０１が形成された場合では、チャンバ５０１の製缶誤差、及び、投入管５０５を貫通させるためにチャンバ５０１に設けられる開口部の加工誤差により、このような湾曲形状とされた部分で投入管５０５を貫通させる場合、チャンバ５０１に対する投入管５０５の角度を一定とすることが難しい。つまり、チャンバ５０１が複数存在し、各チャンバ５０１にそれぞれ投入管５０５を貫通させる場合、各チャンバ５０１で投入管５０５の角度にばらつきが生じる。具体的には、１°程度のばらつきが生じる。

【0008】

このようにチャンバ５０１に対する投入管５０５の角度が一定にならないことから、場合によっては、投入管５０５と熱遮蔽体５０３とが接触するか極めて小さな間隔に接近してしまうことがある。そうなると、熱遮蔽体５０３が炉体５０２、及び、炉体５０２内の溶融シリコン５０４の熱の影響を受けて歪んだ場合、この歪んだ熱遮蔽体５０３に押されて投入管５０５が破損してしまうことがあった。特に、投入管５０５が石英ガラス製である場合は、弾性が小さいことにより投入管５０５が破損する可能性が大きい。

【0009】

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、投入管が破損しにくい構成の被処理物投入装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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、被処理物を当該処理装置が備える被処理物投入口部を介し、外部から気密状態で投入するために用いられる被処理物投入装置において、前記被処理物投入口部を貫通するよう構成された投入管と、前記投入管の通る経路に対して径外に位置し、前記投入管を前記貫通した状態で前記処理装置に取り付けるため、前記被処理物投入口部が備える取付部に取り付けられる取付用フランジと、前記取付部と前記取付用フランジとの間の気密を確保するため、前記取付部と前記取付用フランジとの間に位置する気密保持部材と、前記取付部と前記取付用フランジとの間に位置する角度調整部材と、前記取付部と前記取付用フランジとを固定する固定部材と、を備え、前記角度調整部材は、前記取付部と前記取付用フランジとの間隔を調整することで前記取付部に対する前記取付用フランジの取付角度を変更し、前記固定部材は、前記角度調整部材により変更された前記取付角度を保持する。

【0011】

この構成によると、前記角度調整部材により、前記取付部に対する前記取付用フランジの取付角度を変更でき、前記固定部材により、前記取付角度を保持できる。このため、前記取付角度に応じて投入管の処理装置に対する角度を調整して保持できる。よって、処理装置に対して投入管を破損しないように配置できる。

【0012】

また、本発明において、前記角度調整部材は、前記気密保持部材による前記取付部と前記取付用フランジとの間の気密が確保される範囲内にて、前記取付角度を変更できるようにすることもできる。

【0013】

この構成によると、前記気密保持部材による前記取付部と前記取付用フランジとの間の気密を確保しつつ、投入管の処理装置に対する角度を調整できる。

【0014】

また、本発明において、前記角度調整部材は、前記取付用フランジに対して螺合することで、前記取付用フランジが備える取付面からの突出量を調整可能に構成され、前記角度調整部材の突出端は前記取付部における端面である取付面に当接し、前記突出量に応じて前記取付部と前記取付用フランジとの間隔を調整できる。

【0015】

この構成によると、前記角度調整部材の、前記取付用フランジが備える取付面からの突出量を螺合により調整可能である。このため、前記取付部に対する前記取付用フランジの取付角度を容易に変更できる。

【0016】

また、本発明において、前記取付用フランジが備える取付面には、周方向に連続して形成された溝部を有し、前記気密保持部材は、前記溝部に嵌め込まれる弾性を有するリングとすることもできる。

【0017】

この構成によると、溝部と弾性を有するリングとの組み合わせにより、前記取付部と取付用フランジとの間の気密を十分に確保できる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、処理装置に対して、投入管を破損しないように配置できる。よって、処理装置の製缶誤差及び加工誤差等の影響を受けにくく、投入管が破損しにくい構成の被処理物投入装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る処理装置と、被処理物投入装置のうち投入部とを示す概要図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る被処理物投入装置を示す概要図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る処理装置固定部を示し、位置関係を強調して示した縦断面視の概要図である。

【図4】従来の処理装置及び被処理物投入装置の構成の一例を示す概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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及び図２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の中央に近い側を前方、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、この方向表記は説明の便宜のために用いるものであり、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。

【0021】

−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）が外部から被処理物投入口部Ｆ１２を貫通して投入され、炉体Ｆ１１内で加熱されることにより溶融される。

【0022】

処理装置Ｆ１にて炉体Ｆ１１を格納する容器は、従来と同じく、製缶により形成されており、上部が図示のように湾曲形状である。そして、横断面形状は円形とされている。ただし、この容器は、本実施形態に限定されず、円柱状または角柱状であっても良い。また、角部を面取りしたような形状であっても良い。

【0023】

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。この単結晶シリコンＳ２の製造方法について簡単に説明しておく。まず、アルゴンや窒素などの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融点を超える温度まで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（図示しない）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。なお、被処理物Ｓの種類によっては処理装置Ｆ１の内部が不活性ガス雰囲気ではなく真空雰囲気とされても良い。

【0024】

この処理装置Ｆ１は、炉体Ｆ１１の上方に熱遮蔽体Ｆ１３を備える。この熱遮蔽体Ｆ１３は、炉体Ｆ１１から引き上げられる単結晶シリコンＳ２が受ける炉体Ｆ１１及び溶湯Ｓ１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Ｆ１３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、下すぼみのテーパ筒状とされている。テーパ筒状のうち直径の小さい方が、炉体Ｆ１１から引き上げられる単結晶シリコンＳ２の直径（成長後の最大径）よりも少し大きく形成される。この直径の小さい方が下方、かつ、溶湯Ｓ１の表面よりも上方に位置するように処理装置Ｆ１の内部に配置される。

【0025】

なお、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。

【0026】

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）Ｓ２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含む概念である。

【0027】

−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、前記処理装置Ｆ１の内部に、この処理装置Ｆ１の外部から被処理物Ｓを炉体Ｆ１１内に投入できるよう構成されている。この被処理物投入装置１は、投入装置本体１ａと投入部１ｂとから構成されており、投入装置本体１ａと投入部１ｂとはジョイント部１５によって分離及び接合可能である。

【0028】

＜投入装置本体＞
投入装置本体１ａは、図２に示すように、被処理物収容部（ホッパー）１１と被処理物取出機構１２とを備えており、これらは供給タンク１１１の内部に設けられている。そして、投入装置本体１ａは、下流端にジョイント部１５及び受けシュート１６を備え、この受けシュート１６から投入部１ｂへと被処理物Ｓを送ることができる。供給タンク１１１は、ステンレス合金製で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、両者は一体である。そして、投入装置本体１ａは、ジョイント部１５（後述）の一部である上側ジョイントフランジ１５１と受けシュート保護用ベローズ１５３とを備える。上側ジョイントフランジ１５１と、投入部１ｂが備える下側ジョイントフランジ１５２とが結合された状態で、かつ、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。

【0029】

被処理物Ｓは、投入装置本体１ａにおいて被処理物収容部１１から被処理物取出機構１２、受けシュート１６を順に通る。その後、投入部１ｂの閉鎖部１４、投入管１３を順に通り、炉体Ｆ１１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、あるいは金属等に石英ガラスが内張りされている。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。

【0030】

＜被処理物収容部＞
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る。この被処理物収容部１１を開閉可能とする収容口１１１ｃを供給タンク１１１に備えている。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。収容口１１１ｃを開放することで、被処理物収容部１１に被処理物Ｓを補充できる。本実施形態の被処理物収容部１１は、前記供給タンク１１１内に設けられ、平板状の石英ガラスが張り合わせられたものであり、具体的には、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。この被処理物収容部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が被処理物収容部１１から被処理物取出機構１２に取り出されるようになっている。

【0031】

＜被処理物取出機構＞
被処理物取出機構１２は、前記被処理物収容部１１から処理装置Ｆ１に向かい被処理物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１２として、電磁振動フィーダが用いられる。

【0032】

前記電磁振動フィーダは、駆動部１２１とトラフ１２２とを備えている。駆動部１２１によりトラフ１２２を振動させて、トラフ１２２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１２２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１２２は、供給タンク１１１における突出部１１１ｂの延びる方向に沿って、被処理物収容部１１の直下から突出部１１１ｂの下流端付近まで設けられている。これにより、被処理物収容部１１の下端から自然落下した被処理物Ｓは、トラフ１２２に載って下流側に搬送されていく。そして、トラフ１２２の下流端まで来た被処理物Ｓは、前記受けシュート１６の漏斗状部分１６１へと落下する。

【0033】

なお、被処理物取出機構１２は、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。

【0034】

＜受けシュート＞
受けシュート１６は、石英ガラス製で、図２に示すような形状である。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。この円筒状部分１６２は、ジョイント部１５の接合時に閉鎖部１４の内部に位置する。これにより、閉鎖部（ゲートバルブ）１４の内面を被処理物Ｓから保護できる。

【0035】

−投入部−
投入部１ｂ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。この投入部１ｂの上流端は、図２に示すように、前記投入装置本体１ａ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。この投入部１ｂは、図１に示すように、ジョイント部１５（後述）のうち下側ジョイントフランジ１５２、投入管１３、閉鎖部１４、投入部移動機構１７、処理装置固定部１８を備える。この投入部１ｂは、投入部移動機構１７の操作により、処理装置固定部１８以外の部位が処理装置Ｆ１に対して移動される。

【0036】

＜投入管＞
投入管１３は、投入装置本体１ａの下流端に対し、閉鎖部１４及びジョイント部１５を介して、被処理物Ｓが通過可能なように接続される。この投入管１３は、図１に示すように、処理装置Ｆ１に投入部１ｂを取り付けた状態にて、下斜め前方へ傾斜して延びるように配置される。本実施形態の投入管１３は石英ガラス製であり、一本のパイプからなる直線部分１３１と、直線部分１３１の上流側端部に隣接して配置された拡大部分１３２とからなる。本実施形態では、直線部分１３１と拡大部分１３２とが別体とされており、端部を接合して用いるものとされているが、一体とされていても良い。また、直線部分１３１についても、複数のパイプが組み合わされていても良い。更には、複数のパイプが組み合わされた場合には、例えば一方のパイプに他方のパイプを差し込み可能とすることで直線部分１３１が伸縮可能に構成されていても良い。

【0037】

直線部分１３１は、処理装置Ｆ１に投入部１ｂを取り付けた状態にて、下流端１３１ａの端面が水平方向に沿い、炉体（るつぼ）Ｆ１１内における溶湯Ｓ１の表面と略平行となる。ただし、これに限らず、例えば下流端１３１ａが垂直方向（炉体Ｆ１１の中央を通る垂直線に平行な方向）に沿うものでも良い。

【0038】

拡大部分１３２は、上流側に向かうにつれ径寸法が拡大されて形成された漏斗状の部位である。この拡大部分１３２は被処理物取出機構（電磁振動フィーダ）１２におけるトラフ１２２の下流端に対して下方に位置する。そして、このトラフ１２２上を搬送されてきた被処理物Ｓは、受けシュート１６を介して拡大部分１３２により受け止められ、投入管１３の直線部分１３１へと導かれる。

【0039】

炉体Ｆ１１から引き上げられる単結晶シリコンＳ２との干渉を避けるため、また、被処理物Ｓの炉体Ｆ１１内への投入位置を調整するため、投入管１３は処理装置Ｆ１に対して移動可能とされている（移動範囲を、図１に実線と破線で示した）。このため、投入管１３の直線部分１３１は、長手方向における全区間で直線状とされている。そして、投入管１３は投入部移動機構１７により直線部分１３１の延びる方向に沿って前進及び後退する。ただし、処理装置Ｆ１に対する投入管１３の移動に支障が生じないことを条件として、投入管１３の一部のみが直線状とされ、途中区間では湾曲または屈曲していても良い。

【0040】

この投入管１３は処理装置Ｆ１の被処理物投入口部Ｆ１２を貫通して設けられる。本実施形態における投入管１３は、被処理物投入口部Ｆ１２の周囲に形成された筒状の取付部Ｆ１４によって支持される。この支持は、処理装置固定部１８（後述）を介してなされる。そのため、この取付部Ｆ１４は、端面において取付用フランジ１８１の締結具貫通孔１８１ｃと一致する位置に、有底のねじ孔である取付孔Ｆ１４２を備える（図３参照）。なお、この取付部Ｆ１４は、本実施形態のような筒状に限定されず、フランジ状であっても良い。また、取付孔Ｆ１４２は貫通孔であっても良い。

【0041】

なお、投入管１３は処理装置Ｆ１に対して移動するため、処理装置Ｆ１の外部に露出する場合がある。この際、石英ガラス製である投入管１３を破損しないように保護するため、投入管１３の外周を覆うように保護ベローズ１９が設けられている。この保護ベローズ１９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、投入部移動機構１７の動作に応じて伸縮する。

【0042】

＜閉鎖部＞
閉鎖部１４は、投入管１３とジョイント部１５との間における空間を遮断することが可能な部位である。この閉鎖部１４は、ジョイント部１５の下側ジョイントフランジ１５２に隣り合うようにして設けられたゲートバルブである。この閉鎖部１４を遮断することで、閉鎖部１４よりも処理装置Ｆ１側の部分である投入管１３を気密状態で閉鎖できる。閉鎖部１４に用いるバルブの種類としては、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。

【0043】

このように閉鎖部１４を設けることにより、閉鎖部１４を遮断すれば、処理装置Ｆ１の内部の不活性ガス雰囲気を保ったままで、被処理物収容部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を開けて被処理物収容部１１に被処理物Ｓを補充することが可能となる。そして、被処理物収容部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、被処理物収容部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、被処理物収容部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よりも被処理物収容部１１側を不活性ガス雰囲気としておく必要がある。

【0044】

＜投入部移動機構＞
投入部移動機構１７は、投入管１３を直線部分１３１の延びる方向に沿って前進及び後退させ、これに伴い投入管１３を処理装置Ｆ１に対して移動させることができる部位である。この投入部移動機構１７の詳細な説明は省略するが、操作ハンドル１７１を操作することによりシャフト部１７２を回転させ、これに伴い、シャフト部１７２に取り付けられたブラケット１７３を介して投入管１３を移動させる。

【0045】

＜処理装置固定部＞
処理装置固定部１８は、投入管１３を、貫通した状態で処理装置Ｆ１に取り付けるために用いられる部位であり、図３に示すように、取付用フランジ１８１、固定用締結具１８２、気密保持部材１８３、角度調整部材としてのジャッキボルト１８４を備える（図３では投入管１３の図示を省略している。また、図３は、位置関係を強調して示したものである）。

【0046】

取付用フランジ１８１は、処理装置Ｆ１の取付部Ｆ１４に重ねられて固定される。取付用フランジ１８１は図示下面が取付面１８１ａとされている。一方、処理装置Ｆ１の取付部Ｆ１４は、前記のように筒状に形成されており、その端面である取付面Ｆ１４１に取付用フランジ１８１の取付面１８１ａが対向する。この取付面１８１ａに、気密保持部材１８３を嵌め込むための溝部１８１ｂが形成されている。本実施形態では、この溝部１８１ｂは径方向断面形状が長方形状の溝（幅７mm、深さ３mm）であって、取付面１８１ａの周方向に連続して（溝における径内側の壁の直径が８５mm）形成されている。

【0047】

なお、本実施形態では、取付部Ｆ１４における取付面Ｆ１４１に溝部は設けられていないが、取付部Ｆ１４の取付面Ｆ１４１に溝部を設け、その代わりに、取付用フランジ１８１の取付面１８１ａには溝部を設けないものとしても良い。また、取付用フランジ１８１の取付面１８１ａ及び取付部Ｆ１４の取付面Ｆ１４１の両方に溝部を設けても良い。

【0048】

この取付用フランジ１８１は、中央に投入管貫通孔１８１ｅを有している。この投入管貫通孔１８１ｅは、投入管１３における直線部分１３１の外径よりも大きな内径とされており、投入管１３が処理装置Ｆ１に対して移動した際でも、投入管１３が干渉しない。また、投入管１３の処理装置Ｆ１に対する角度を調整した際にも投入管１３が干渉しないようにされている。

【0049】

また、取付用フランジ１８１は締結具貫通孔１８１ｃを有する。この締結具貫通孔１８１ｃは、処理装置Ｆ１における取付部Ｆ１４に設けられた取付孔Ｆ１４２と、周方向及び径方向の位置が一致するように設けられている。この締結具貫通孔１８１ｃと取付孔Ｆ１４２とにわたって固定用締結具１８２が取り付けられる。この締結具貫通孔１８１ｃは、内周面にねじ山の無い孔であっても、ねじ山が形成されたねじ孔であっても良い。

【0050】

また、取付用フランジ１８１はジャッキボルト取付孔１８１ｄを有する。このジャッキボルト取付孔１８１ｄは、本実施形態では、ジャッキボルト１８４が螺合可能な有底のねじ孔とされている。このジャッキボルト取付孔１８１ｄは、取付用フランジ１８１における周方向において、締結具貫通孔１８１ｃと交互に、等間隔に設けられている。

【0051】

固定用締結具１８２は、処理装置Ｆ１の取付部Ｆ１４における取付孔Ｆ１４２に螺合可能なボルトである。締結具貫通孔１８１ｃがねじ孔でない場合は、固定用締結具１８２として有頭のボルトを用い、ボルトの頭部で取付用フランジ１８１を固定する。また、締結具貫通孔１８１ｃがねじ孔である場合は、植込ボルトのような頭部の無いボルトを使用することもできる。なお、固定用締結具１８２としてはボルトに限られず、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１とを外周から固定するクランプ等、種々の構造のものを採用し得る。

【0052】

気密保持部材１８３は、処理装置Ｆ１の取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間の気密性を保つために用いられ、本実施形態では、取付用フランジ１８１の溝部１８１ｂに嵌め込み可能な弾性を有するリングである。より具体的には、合成ゴム製であって径方向断面形状が円形のＯリングである。

【0053】

このＯリングは、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１とにより圧縮して変形することで生じる反発力により気密性を発揮できる程度の弾性を必要とする。なお、Ｏリングの圧縮代としては、変形前の断面寸法を基準として１２％以上を確保する。また、Ｏリングの断面寸法は、ジャッキボルト１８４により取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間隔が空いた場合でも気密性が確保できる程度の寸法とする。本実施形態のＯリングは、径方向断面形状の直径が５．７mmである。ここで、本実施形態では、取付用フランジ１８１の溝部１８１ｂの深さが３mmであるため、Ｏリングが最も圧縮されるのは、処理装置Ｆ１における取付部Ｆ１４の取付面Ｆ１４１と取付用フランジ１８１の取付面１８１ａとが密着する場合であり、断面寸法基準の圧縮率は、（５．７−３）／５．７＝約４７％である。よって、このＯリングは、前記圧縮率が１２％〜４７％の範囲内で、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間に取付可能である。

【0054】

なお、この気密保持部材１８３はＯリングに限定されず、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間の気密性を保つことのできるものであれば、種々の構造及び材質のものを採用し得る。

【0055】

ジャッキボルト１８４は、本実施形態では、ジャッキボルト取付孔１８１ｄに螺合可能な植込ボルトである。ジャッキボルト１８４の下部における突出端は取付部Ｆ１４の取付面Ｆ１４１に当接する。このジャッキボルト１８４は、取付用フランジ１８１のジャッキボルト取付孔１８１ｄへのねじ込み量に応じて、取付面１８１ａからの突出量Ａを変化させることができる。この突出量Ａに応じ、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間隔を調整できる。つまり、ジャッキボルト１８４の突出量が大きい位置では取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間隔を広くでき、突出量が小さい位置では間隔を狭くできる。このため、図３に示すように、取付部Ｆ１４の取付面Ｆ１４１に対して取付用フランジ１８１の取付面１８１ａを傾斜させることができる。つまり、気密保持部材（Ｏリング）１８３による取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間の気密が確保される範囲内にて、取付部Ｆ１４に対する取付用フランジ１８１の取付角度を変更できる。そして、変更した取付角度にて、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１とを固定用締結具１８２で固定することにより、前記取付角度を保持できる。

【0056】

なお、この角度調整部材（ジャッキボルト１８４）は、本実施形態のような植込ボルトに限定されず、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間に位置することで、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間隔を調整できるものであれば、種々の構造のものを採用し得る。例えば、シムあるいはくさび等、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間に挟み込む構造の角度調整部材であっても良い。更に、例えば、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１とを外部から固定するもの等、取付部Ｆ１４と取付用フランジ１８１との間に位置しない構造の角度調整部材であっても良い。

【0057】

また、取付用フランジ１８１における角度調整部材（ジャッキボルト１８４）の設置位置及び設置数は任意に決定できる。例えば、図１から理解できるように、熱遮蔽体Ｆ１３に対して投入管１３は常に前方（処理装置Ｆ１の中央側）に位置するため、これに対応し、取付用フランジ１８１の前半分の領域にのみ角度調整部材（ジャッキボルト１８４）を設けても良い。また、複数設けたジャッキボルト取付孔１８１ｄの全てを使用せず、一部を選択してジャッキボルト１８４を取り付けても良い。

【0058】

以上のように処理装置固定部１８が構成されたことにより、取付部Ｆ１４に対する取付用フランジ１８１の取付角度に応じて、投入管１３の中央が通る中心線（仮想線）を、各取付面Ｆ１４１，１８１ａが平行である場合の第１中心線Ｃ１から第２中心線Ｃ２へと傾斜させることができる。よって、投入管１３の処理装置Ｆ１に対する角度θを調整できる。このため、処理装置Ｆ１内に配置された部材、特に、熱遮蔽体Ｆ１３に対して投入管１３が干渉しないようにでき、これにより、投入管１３の破損する可能性を低減できる。また、例えば熱遮蔽体Ｆ１３を投入管１３に干渉しない形状に再加工する必要もないため、低コストで干渉対策をすることができる。

【0059】

−ジョイント部−
ジョイント部１５は、投入装置本体１ａと投入部１ｂとを分離及び接合可能とする部位である。このジョイント部１５は、上側ジョイントフランジ１５１、下側ジョイントフランジ１５２、受けシュート保護用ベローズ１５３を備える。

【0060】

上側ジョイントフランジ１５１は、投入装置本体１ａの下流端に設けられている。この上側ジョイントフランジ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フランジ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。受けシュート保護用ベローズ１５３は、上側ジョイントフランジ１５１の上方に設けられている。この受けシュート保護用ベローズ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を保護できる。

【0061】

下側ジョイントフランジ１５２は、投入部１ｂの上流端に設けられている。この下側ジョイントフランジ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フランジ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、上側ジョイントフランジ１５１の下面と下側ジョイントフランジ１５２の上面とが当接して接合状態となる。なお、ジョイント部１５の分離及び接合される場合における、上側ジョイントフランジ１５１と下側ジョイントフランジ１５２の相対的な移動方向は上下方向とされている。

【0062】

本実施形態では、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、投入装置本体１ａと投入部１ｂとがジョイント部１５で分離された場合に、閉鎖部１４によって、投入管１３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、被処理物収容部１１の内部にまだ被処理物Ｓが残っている場合、閉鎖部１４を遮断した上で、ジョイント部１５を境に投入部１ｂ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、被処理物収容部１１に残った被処理物Ｓを別の処理装置Ｆ１に投入できる。

【0063】

そして、被処理物収容部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、閉鎖部１４が閉じられた上で、ジョイント部１５を境に投入部１ｂが分離される。そして、リフト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が作業上都合の良い位置に移動され、その上で被処理物収容部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。

【符号の説明】

【0064】

１ 被処理物投入装置
１３ 投入管
１８１ 取付用フランジ
１８１ａ 取付面
１８１ｂ 溝部
１８３ 気密保持部材、Ｏリング
１８４ 角度調整部材、ジャッキボルト
Ｆ１ 処理装置
Ｆ１２ 被処理物投入口部
Ｆ１４ 取付部
Ｓ 被処理物、シリコンナゲット
Ａ 突出量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】