耐震対応縦型炉及びその稼働方法
【課題】 耐震対応縦型炉及びその稼働方法に関し、小規模な機構により大きな振動に対する耐震性を向上させる。
【解決手段】 ヒーターユニット受けに振動時にヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を設け、ボートユニット受けに振動時にボートユニットを浮上させるガス浮上機構を設けるとともに、ヒーターユニットの上部に、ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備える。
【解決手段】 ヒーターユニット受けに振動時にヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を設け、ボートユニット受けに振動時にボートユニットを浮上させるガス浮上機構を設けるとともに、ヒーターユニットの上部に、ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震対応縦型炉及びその稼働方法に関するものであり、例えば、地震や外部からの揺れから縦型熱処理炉の破壊を小規模な機構により防止するための手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、縦型炉は、熱処理炉及びボートエレベーター部を備えた搬送部が本体筐体に対して固定されており、地震や建設作業等に伴う外部からの振動（揺れ）が直接伝わる構造となっている。したがって、地震の発生や建設作業等に伴って振動が発生した場合に、振動は装置全体に伝わり、ウェーハがセットされたボートが倒れたり、セットされたウェーハが飛び出したりする。
【０００３】
ここで、図１３を参照して従来の縦型炉を説明する。図１３は従来の縦型炉の概念的構成図であり、ここでは、縦型炉を構成する炉芯部、ボート部及びエレベーター部のみを説明する。
【０００４】
縦型炉は、ウェーハの搬送部（図示は省略）、ボート部１００、ボート部１００を炉に装着するエレベーター部１１０、熱処理を行う炉芯部１２０により構成されている。炉芯部１２０は、ヒーター１２１、均熱管１２２、アウター管１２３、インナー管１２４で構成されヒーターユニットベース１２５に固定されている。
【０００５】
また、エレベーター部１１０は、昇降機構１１１とエレベーターベース１１２が設けられており、このエレベーターベース１１２の上にウェーハがセットされたボート部１００が搭載される。
【０００６】
また、ボート部１００は、ウェーハがセットされるボート１０１と保温筒１０２を備えており、ボート１０１は保温筒１０２を介してキャップ１０３に固定される。エレベーター部１１０を上昇させてボート部１００を炉心管１２０の内部に装着すると、エレベーター部１１０のみが下降して、熱処理が開始されることになる。
【０００７】
地震災害が発生した場合は、揺れによりウェーハの落下やボート倒れが発生し、倒れたボート１０１により炉内部のインナー管１２４やアウター管１２３などの石英部品を破損する。石英部品等が破損した場合には、製造ラインを停止する必要があり、それに伴って、時間的・金額的損失が発生するという問題がある。特に、石英部品は、納期的にも長期間要し、設備復旧においてはキーになる項目である。
【０００８】
このような振動に対応するために、振動に伴う装置全体の揺れをカバーするために本体筐体の床面に振動吸収するためのコロ等を利用した耐震用ユニットを利用する場合もある。そのほとんどがこのような振動（揺れ）を抑える方法であり、外部に専用の耐震用ユニットを追加するが、装置の設置状況により大きさの制約がある。
【０００９】
即ち、本体筐体の床面に設置する耐震ユニットは、既設の設置面積よりも大きくなり、また、原動ラインの取り込み方法も変更する必要があるため、全ての装置に設置できるとは限らないという問題がある。
【００１０】
また、縦型炉を構成する部品レベルで振動に強い形状や材料に変更する場合もある。しかし、インナー管やアウター管等の石英部品については、強度を上げる工夫にも製作限界があり、それほど大きな振動に耐えることはできない。
【００１１】
そこで、縦型炉の耐震性を高めるために、幾つかの提案がなされている。例えば、ボートと炉口蓋のクリアランスを無くし、転倒しそうになった場合は蓋と接触させることが提案されている。或いは、処理炉であるヒーターユニットに緩衝材を導入する方法も提案されており、インナー管やアウター管等の石英部品を接触させて押さえ込み、重量物であるヒーターユニット内部に緩衝材を利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−０９８６１０号公報
【特許文献２】特開２００２−０９３７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上述の提案では、大きな振動（揺れ）には十分に耐えられる効果はほとんど得られないという問題がある。
【００１４】
したがって、本発明は、小規模な機構により大きな振動に対する耐震性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
開示する一観点からは、ウェーハ収容管を内部に収容するヒーターユニットを有する炉芯部と、前記ウェーハ収容管内に挿入されるウェーハを格納するボートを備えたボートユニットを有するボート部と、前記ボート部を上下動させるエレベーター部と、揺れ検出機構と、前記炉芯部、前記ボート部、前記エレベーター部及び前記揺れ検出機構を格納する筐体とを備え、前記炉芯部は、前記ヒーターユニットを固定するヒーターユニット固定部材と、前記ヒーターユニット固定部材をロック機構によって固定するヒーターユニット受けを備えるとともに、前記ヒーターユニット受けは、ガスの導入により前記ヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記ボート部は、前記ボートユニットを固定するボートユニット固定部材と、前記ボートユニット固定部材をロック機構により固定するボートユニット受けを備えるとともに、前記ボートユニット受けは、ガスの導入により前記ボートユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記炉芯部は、その上部に前記ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備えていることを特徴とする耐震対応縦型炉が提供される。
【００１６】
また、開示する別の観点からは、耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に前記揺れ検出機構が、予め設定した揺れ以上の揺れを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法が提供される。
【００１７】
また、開示するさらに別の観点からは、耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に地震情報或いは地震計によるＰ波或いはＳ波の振幅が予め設定した震度以上であることを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
開示の耐震対応縦型炉及びその稼働方法によれば、小規模な機構により大きな振動に対する耐震性を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の耐震対応縦型炉の構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の耐震対応縦型炉の振動発生時における浮上状態の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の炉芯部の概略的構成図である。
【図４】本発明の実施例１の磁気的揺れ制御機構の概念的構成図である。
【図５】本発明の実施例１の耐震対応縦型炉のボート部の概略的構成図である。
【図６】炉芯部とボート部の合体状態の説明図である。
【図７】浮上状態の説明図である。
【図８】ヒーターユニット浮上時の磁気的揺れ制御機構の動作の説明図である。
【図９】揺れ検出器の概念的構成図である。
【図１０】揺れ検出器の動作の説明図である。
【図１１】本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の処理シーケンスである。
【図１２】本発明の実施例２の耐震対応縦型炉に設ける磁気的揺れ制御機構の概念的構成図である。
【図１３】従来の縦型炉の概念的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態の耐震対応縦型炉を説明する。耐震対応縦型炉は、ヒーターユニット１1を有する炉芯部１０と、ウェーハ収容管１３内に挿入されるウェーハを格納するボート２２を備えたボートユニット２１を有するボート部２０と、ボート部２０を上下動させるエレベーター部３０を備えている。エレベーター部３０は、ロード時及びアンロード時のみにボート部２０に連結される。また、装置全体を収容する筐体（図示は省略）には揺れ検出機構３２を設けており、通常は揺れを大きく検出できる筐体の天井部に配置する。
【００２１】
炉芯部１０は、ヒーター１２及びウェーハ収容管１３を備えたヒーターユニット１１を固定するヒーターユニット固定部材１４を備えており、ヒーターユニット固定部材１４はロック機構１６によりヒーターユニット受け１５に固定される。また、ヒーターユニット受け１５は装置全体を収容する筐体（図示は省略）に接続するヒーターベース３１に支持・固定されている。
【００２２】
ヒーターユニット１１の上部にはヒーターユニット１１の横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構１７を備えている。磁気的揺れ制御機構１７は、ヒーターユニット１１の外周に固定された第１制御部材１８と筐体に固定された第２制御部材１９からなり、その一方が磁場発生部材からなり、他方が磁性体からなる。磁場発生部材は少なくとも４個の磁場発生ユニットを備えており、円周上に等間隔で配置される。なお、ウェーハ収容管１３はアウター管と、アウター管内に収容されるインナー管からなり、アウター管の外側には均熱管が配置される。
【００２３】
また、ヒーターユニット受け１５は、ガスの導入によりヒーターユニット１１を浮上させるガス浮上機構を備えており、外部から大きな振動を受けた場合には、ロック機構１６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりヒーターユニット１１を浮上させる。この時、磁気的揺れ制御機構１７も同時に作動して、磁気浮上と同じ原理によりヒーターユニット１１を静止させるよう各磁場発生ユニットによる磁場を制御する。なお、導入するガスは典型的には空気である。
【００２４】
ボート部２０は、ボートユニット２１を固定するボートユニット固定部材２４を備えており、ボートユニット固定部材２４はロック機構２６によってボートユニット受け２５に固定される。なお、ボートユニット２１は、ボート２２の下部に通常は保温筒２３を備えている。
【００２５】
また、ボートユニット受け２５は、ガスの導入によりボートユニット２１を浮上させるガス浮上機構を備えており、外部から大きな振動を受けた場合には、ロック機構２６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりボートユニット２１を浮上させる。なお、導入するガスは典型的には空気である。また、ボートユニット受け２５とボートユニット固定部材２４とには、磁性体と磁場発生部材からなる磁気的揺れ制御機構を設けても良い。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、ボート部２０が炉芯部１０内に収容された状態で地震などの外部からの揺れを揺れ検出機構３２により検出した場合には、ロック機構１６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりヒーターユニット１１を浮上させる。この時、磁気的揺れ制御機構１７も同時に作動してヒーターユニット１１を静止させるよう各磁場発生ユニットによる磁場を制御する。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、それと同時に、ロック機構２６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりボートユニット２１を浮上させる。磁気的揺れ制御機構を備えている場合には、磁気的揺れ制御機構を作動させて、ボートユニット２１の横方向の揺れを制御する。
【００２８】
一般的なヒーターユニット１１の重量は２００ｋｇ〜３００ｋｇであり、ボートユニット２１の重量は５０ｋｇ〜１００ｋｇであるので、ガス圧力を５ｋｇ／ｃｍ２程度とすることで十分に浮上させることは可能である。
【００２９】
磁気的揺れ制御機構を構成する磁性体が磁性を失わないように、炉芯部１０の上部及び下部には、水冷等を利用した冷却機構を配置しておき、磁性体の温度がキュリー点を超えないように冷却する。
【００３０】
このように、本発明の実施の形態においては、所定値以上の振動を検出した場合に、ウェーハが処理されるヒーターユニット１１及びボートユニット２１を磁気とガスを利用し分離・浮上させて、外部から受ける振動や揺れの大きさや方向を吸収している。したがって、搬送されたボート２２にセットされたウェーハの飛び出しや落下を防止することができる。
【００３１】
揺れ検出機構３２は、地震や外部の振動を検出するものであり、地震の場合には、Ｐ波やＳ波の大きさにより、ガス浮上機構及び磁気的揺れ制御機構からなる分離・浮上機構を作動させるようにしても良い。なお、現在の縦型炉は、震度３〜４で１５０ＧＡＬ程度までは、現状の本体固定やボートの倒れ防止機構で対処できるので、例えば、震度３以上に相当する振動を検出した場合に、分離・浮上機構を作動させるように設定する。
【実施例１】
【００３２】
次に、図３乃至図１１を参照して、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉及びその稼働方法を説明する。図３は、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の炉芯部の概略的構成図であり、図３（ａ）概略的断面図であり、図３（ｂ）は概略的平面図である。炉芯部４０は、ヒーター４２、インナー管４４及びアウター管４５からなるウェーハ収容管４３、及び、均熱管４６を備えたヒーターユニット４１を備えている。ヒーターユニット４１はヒーターユニット固定ブロック４７に固定され、ロック機構４９によりヒーターユニット受け４８に固定される。なお、ロック機構４９は円周上に等間隔で４個以上配置されていれば良く、ここでは、９０°毎に４個配置した。
【００３３】
ヒーターユニット受け４８は、エアー配管５０が設けられており、先端のエアー吹出口５１からエアーを噴き出すことにより、ヒーターユニット４１をヒーターユニット固定ブロック４７とともに浮上させる。なお、エアー浮上に必要なエアー圧力は、ヒーターユニット４１の重量が２００ｋｇ〜３００ｋｇであれば、５ｋｇ／ｃｍ２で十分であり、エアー配管５０としては、１／４インチ配管或いは３／８インチ配管を用いる。また、ヒーターユニット受け４８は、装置全体を収容する筐体（図示は省略）に接続するヒーターベース８３に支持・固定されている。
【００３４】
ヒーターユニット４１の上部には、磁気的揺れ制御機構５２を設ける。図４に示すように、この磁気的揺れ制御機構５２は、ヒーターユニット４１の外周部に巻きつけられた磁性体ベルト５３と、その周囲に等間隔で配置された４個の磁場発生器５４からなる。磁性体ベルト５３は、ここでは、直径７０ｃｍ、幅１００ｍｍ、厚さ５ｍｍとし、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、或いは、フェライトからなる。また、磁場発生器５４と磁性体ベルト５３との間隔は１００ｍｍであり、磁場発生器５４は筐体に固定される。
【００３５】
ヒーターユニット４１の上部には、磁性体ベルト５３が磁性を失わないように、液冷管（図示は省略）を配管して、磁性体ベルト５３の温度が磁性体のキュリー点を超えないように、例えば、１００℃以下になるように冷却する。
【００３６】
図５は、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉のボート部の概略的構成図であり、図５（ａ）は概略的断面図であり、図５（ｂ）は概略的平面図である。ボート部６０は、ウェーハを収容するボート６２と保温筒６３とからなるボートユニット６１を備えている。ボートユニット６１はボートユニット固定ブロック６４に固定され、ロック機構６６によりキャップを兼ねるボートユニット受け６５に固定される。なお、ロック機構６６は円周上に等間隔で４個以上配置されていれば良く、ここでは、９０°毎に４個配置した。
【００３７】
また、ボートユニット受け６５側にも磁気的揺れ制御機構６７を設ける。この磁気的揺れ制御機構６７は、ボートユニット受け６５の内周面に埋め込まれた磁場発生器６８と、ボートユニット固定ブロック６４の外周面に巻き付けられた磁性体ベルト６９からなる。なお、磁場発生器６８は、ここではボートユニット受け６５の内周面に等間隔で４個配置した。
【００３８】
ヒーターユニット４１の下部にも、磁性体ベルト６９が磁性を失わないように、液冷管（図示は省略）を配管して、磁性体ベルト６９の温度が磁性体のキュリー点を超えないように、例えば、１００℃以下になるように冷却する。
【００３９】
ボートユニット受け６５は、エアー配管７０が設けられており、先端のエアー吹出口７１からエアーを噴き出すことにより、ボートユニット６１をボートユニット固定ブロック６４とともに浮上させる。なお、エアー浮上に必要なエアー圧力は、ボートユニット６１の重量が５０ｋｇ〜１００ｋｇであれば、５ｋｇ／ｃｍ２で十分であり、エアー配管５０としては、１／４インチ配管或いは３／８インチ配管を用いる。
【００４０】
図６は、炉芯部とボート部の合体状態の説明図であり、図６（ａ）が合体前の構成図であり、図６（ｂ）は合体後の構成図であり、図６（ｃ）は合体部の拡大図である。図６（ａ）に示すように、炉芯部４０とボート部６０とを熱処理のために合体させる場合には、ボート部６０をエレベーター部８０に設けたエレベーターベース８１上に支持・固定する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、合体時には昇降機構８２を動作させてエレベーターベース８１を上昇させて、ボートユニット６１をウェーハ収容管４３の内部に挿入すると共に、ボートユニット受け６５をキャップとして炉芯部４０を封止する。合体が終了すると、昇降機構８２を動作させてエレベーターベース８１を下降させて処理を開始する。
【００４２】
図６（ｃ）に示すように、ヒーターユニット固定ブロック４７の内部に設けられたボートユニットロック機構５５の先端部に設けたロック爪５６を回転させて、ボートユニット受け６５の底部を抱え込む。次いで、ボートユニットロック機構５５をモーター或いは自己保持がたエアーシリンダーで上昇させて、ボート部６０をヒーターユニット固定ブロック４７に密着させる。
【００４３】
図７は、浮上状態の説明図である。図７（ａ）はヒーターユニット４１の浮上状態の説明図であり、ここでは、図示を簡単にするために、ヒーター部４０のみを示している。設定以上の揺れが発生した場合には、ロック機構４９をスライドさせてロック機構４９によるロック状態を解除してヒーターユニット固定ブロック４７をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口５１から空気を吹き出してヒーターユニット４１をヒーターユニット固定ブロック４７とともに浮上させる。実際には、図６（ｃ）に示すように、ヒーターユニット固定ブロック４７とボートユニット受け６５とは、ボートユニットロック機構５５により互いに固定されているので、ヒーターユニット固定ブロック４７はボートユニット受け６５と一緒に浮上する。
【００４４】
図７（ｂ）は、ボートユニット６１の浮上状態の説明図であり、設定以上の揺れが発生した場合には、ロック機構６６をスライドさせてロック機構６６によるロック状態を解除してボートユニット固定ブロック６４をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口７１から空気を吹き出してボートユニット６１をボートユニット固定ブロック６４とともに浮上させる。
【００４５】
この時、磁場発生器６８に通電して磁場を発生させて磁性体ベルト６９に作用させて、ボートユニット固定ブロック６４を押し出す力で均衡を取って揺れを制御するようにしても良い。なお、非結合状態においては、ヒーターユニット４１及びボートユニット６１の浮上は行われない。
【００４６】
図８はヒーターユニット浮上時の磁気的揺れ制御機構の動作の説明図である。振動が発生した場合、筐体に固定された磁場発生器５４は筐体と共に揺れるが、各磁場発生器５４に発生する磁場の強度を後述する揺れ検出器によって検出した揺れ方向と揺れの大きさを相殺するように制御して、ヒーターユニット４１がほぼ静止するように制御する。図８（ａ）は筐体が図の右側に傾いた状態を示し、図８（ｂ）は筐体が左側に傾いた状態を示している。
【００４７】
図９は、揺れ検出器の概念的構成図であり、図９（ａ）は概念的断面図であり、図９（ｂ）はエアー吹出口の概念的説明図であり、図９（ｃ）はエアー吹出口から吹き出す風量分布図である。図９（ａ）に示すように、揺れ検出器９０は、エアー吹出口９２を設けた皿状部材９１と、皿状部材９１の内部に収容された検出体９３と、検出体９３の動きを撮像するエリアイメージセンサ９４を備えている。この揺れ検出器９０は、検出感度を高めるために、筐体の天井部に固定する。検出体９３としては、アルミ板等の板状の金属片を用いる。
【００４８】
図１０は、揺れ検出器の動作の説明図であり、図１０（ａ）に示すように、揺れがない場合には、検出体９３は皿状部材９１の中心にあり、エリアイメージセンサ９４で検出体９３の位置を検出する。図１０（ｂ）に示すように、揺れが発生して皿状部材９１とエリアイメージセンサ９４がともに図において右側に移動しても、検出体９３は浮上しているので移動しない。したがって、エリアイメージセンサ９４からみた場合には、検出体９３は左側に移動したように見えるので、中心位置からのズレ量と速度を撮像画像から演算して求める。図１０（ｃ）に示すように、揺り戻す方向でも同様に、ズレ量と速度とを計測する。
【００４９】
図１１は、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の処理シーケンスである。地震情報等の外部信号或いは装置内に置かれた地震計が、予め定めた振幅或いは震度以上であった場合、各部位に揺れ制御信号を送信する。地震情報を利用する場合には、Ｐ波を用いても良いし、Ｓ波を用いても良い。また、装置内に置かれた地震計としては、揺れ検出器９０自体を用いても良い。
【００５０】
揺れ検出器９０では、検出体９３の相対的な移動をエリアイメージセンサ９４で検出して、検出体９３の移動方向、ズレ量、及び、移動速度を計測する。
炉芯部１０の下部では、ロック機構４９をスライドさせてロック機構４９によるロック状態を解除してヒーターユニット固定ブロック４７をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口５１から空気を吹き出してヒーターユニット４１をヒーターユニット固定ブロック４７とともに浮上させる。
炉芯部１０の上部では、揺れ検出器９０の検出出力に応じて磁場発生器５４に通電して磁場を発生させて磁気的揺れ制御機構５２を作動させて、浮上した状態のヒーターユニット４１を静止状態にする。
【００５１】
また、ボート部６０の下部では、ロック機構６６をスライドさせてロック機構６６によるロック状態を解除してボートユニット固定ブロック６４をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口７１から空気を吹き出してボートユニット６１をボートユニット固定ブロック６４とともに浮上させる。
また、磁場発生器６８に通電して磁場を発生させて磁性体ベルト６９に作用させて、ボートユニット固定ブロック６４を押し出す力で均衡を取って揺れを制御する。
【００５２】
このような制御を振動が終了するまで継続する。振動が終了した場合は、揺れ検出器９０で振動がないことを確認し、エアー吹出口５１からの空気の流量を徐徐に低減してヒーターユニット４１をヒーターユニット受け４８上に下降させる。次いで、ロック機構４９を中心方向にスライドさせて、ヒーターユニット固定ブロック４７をヒーターユニット受け４８に固定する。
【００５３】
ボート部６０では、揺れ検出器９０で振動がないことを確認し、エアー吹出口７１からの空気の流量を徐徐に低減してボートユニット６１をボートユニット受け６５上に下降させる。次いで、ロック機構６６を中心方向にスライドさせて、ボートユニット固定ブロック６４をボートユニット受け６５に固定する。
【００５４】
このように、本発明の実施例１においては、予め設定した震度以上の振動を検出した場合に、ヒーターユニット及びボートユニットをエアー浮上させる。また、同時に、磁気的揺れ制御機構を作動させて、ヒーターユニットを水平面内で静止した状態に保持するので、
縦型炉でもっとも破損しやすい石英部品やボートにセットされた製品に伝わる揺れ（振動）を軽減または無くすことができる。それによって、地震などの揺れによる損害を最小限にすることができ装置の早期復旧や製品損害の軽減に期待できる。
【実施例２】
【００５５】
次に、図１２を参照して、本発明の実施例２の耐震対応縦型炉を説明するが、ヒーターユニットの上部に設ける磁気的揺れ制御機構が異なるだけで、他の構造は上記の実施例１の耐震対応縦型炉と同じであるので、磁気的揺れ制御機構のみを説明する。
【００５６】
図１２は、本発明の実施例２の耐震対応縦型炉に設ける磁気的揺れ制御機構の概念的構成図であり、図１２（ａ）は概念的側面図であり、図１２（b）は概念的平面図である。図１２に示すように、磁気的揺れ制御機構５７は、ヒーターユニット４１の外周部に巻きつけられるように一体化され等間隔で配置された４個の磁場発生器５８と、その周囲を囲むように配置された磁性体ベルト５９とからなる。磁性体ベルト５９と磁場発生器５８との間隔は１００ｍｍであり、磁性体ベルト５９は筐体に固定される。
【００５７】
本発明の実施例２においても、ヒーターユニットをエアー浮上させた状態で磁気的揺れ制御機構５７を作動させることによって、ヒーターユニットを水平面内で静止した状態に保持することができる。
【００５８】
ここで、実施例１及び実施例２を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）ウェーハ収容管を内部に収容するヒーターユニットを有する炉芯部と、前記ウェーハ収容管内に挿入されるウェーハを格納するボートを備えたボートユニットを有するボート部と、前記ボート部を上下動させるエレベーター部と、揺れ検出機構と、前記炉芯部、前記ボート部、前記エレベーター部及び前記揺れ検出機構を格納する筐体とを備え、前記炉芯部は、前記ヒーターユニットを固定するヒーターユニット固定部材と、前記ヒーターユニット固定部材をロック機構によって固定するヒーターユニット受けを備えるとともに、前記ヒーターユニット受けは、ガスの導入により前記ヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記ボート部は、前記ボートユニットを固定するボートユニット固定部材と、前記ボートユニット固定部材をロック機構により固定するボートユニット受けを備えるとともに、前記ボートユニット受けは、ガスの導入により前記ボートユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記炉芯部は、その上部に前記ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備えていることを特徴とする耐震対応縦型炉。
（付記２）前記磁気的揺れ制御機構は、前記ヒーターユニットの外周に固定された第１制御部材と、前記筐体に固定された第２制御部材とからなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の一方が磁場発生部材からなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の他方が磁性体からなる付記１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記３）前記磁場発生部材が少なくとも４個の磁場発生ユニットからなり、前記複数個の磁場発生ユニットが円周上に等間隔で配置されるとともに、前記磁性体が、円環状の磁性体ベルトであることを特徴とする付記１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記４）前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの一方に磁場発生部材を設けるとともに、前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの他方に磁性体を設けたことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記５）前記揺れ検出機構は、ガス浮上機構と、前記ガス浮上機構により浮上する検出体と、前記検出体の揺れを検出する撮像手段とを備えていることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記６）付記１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に前記揺れ検出機構が、予め設定した揺れ以上の揺れを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、
且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
（付記７）付記１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に地震情報或いは地震計によるＰ波或いはＳ波の振幅が予め設定した震度以上であることを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
（付記８）
前記磁気的揺れ制御機構は、前記ヒーターユニットの外周に固定された第１制御部材と、前記筐体に固定された第２制御部材とからなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の一方が複数個の磁場発生ユニットを備えた磁場発生部材からなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の他方が磁性体からなり、前記磁気的揺れ制御機構を作動させる際に、浮上している前記ヒーターユニットが静止するように、前記個々の磁場発生ユニットに流す電流を制御することを特徴とする付記６または付記７に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法。
【符号の説明】
【００５９】
１０，４０ 炉芯部
１１，４１ ヒーターユニット
１２，４２ ヒーター
１３，４３ ウェーハ収容管
１４ ヒーターユニット固定部材
１５，４８ ヒーターユニット受け
１６，４９ ロック機構
１７，５２，５７，６７ 磁気的揺れ制御機構
１８ 第１制御部材
１９ 第２制御部材
２０，６０ ボート部
２１，６１ ボートユニット
２２，６２ ボート
２３，６３ 保温筒
２４ ボートユニット固定部材
２５，６５ ボートユニット受け
２６，６６ ロック機構
３０，８０ エレベーター部
３１，８３ ヒーターベース
３２ 揺れ検出機構
４４ インナー管
４５ アウター管
４６ 均熱管
４７ ヒーターユニット固定ブロック
５０，７０ エアー配管
５１，７１ エアー吹出口
５３，５９，６９ 磁性体ベルト
５４，５８，６８ 磁場発生器
５５ ボートユニットロック機構
５６ ロック爪
６４ ボートユニット固定ブロック
８１ エレベーターベース
８２ 昇降機構
９０ 揺れ検出器
９１ 皿状部材
９２ エアー吹出口
９３ 検出体
９４ エリアイメージセンサ
１００ ボート部
１０１ ボート
１０２ 保温筒
１０３ キャップ
１１０ エレベーター部
１１１ 昇降機構
１１２ エレベーターベース
１２０ 炉芯部
１２１ ヒーター
１２２ 均熱管
１２３ アウター管
１２４ インナー管
１２５ ヒーターユニットベース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震対応縦型炉及びその稼働方法に関するものであり、例えば、地震や外部からの揺れから縦型熱処理炉の破壊を小規模な機構により防止するための手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、縦型炉は、熱処理炉及びボートエレベーター部を備えた搬送部が本体筐体に対して固定されており、地震や建設作業等に伴う外部からの振動（揺れ）が直接伝わる構造となっている。したがって、地震の発生や建設作業等に伴って振動が発生した場合に、振動は装置全体に伝わり、ウェーハがセットされたボートが倒れたり、セットされたウェーハが飛び出したりする。
【０００３】
ここで、図１３を参照して従来の縦型炉を説明する。図１３は従来の縦型炉の概念的構成図であり、ここでは、縦型炉を構成する炉芯部、ボート部及びエレベーター部のみを説明する。
【０００４】
縦型炉は、ウェーハの搬送部（図示は省略）、ボート部１００、ボート部１００を炉に装着するエレベーター部１１０、熱処理を行う炉芯部１２０により構成されている。炉芯部１２０は、ヒーター１２１、均熱管１２２、アウター管１２３、インナー管１２４で構成されヒーターユニットベース１２５に固定されている。
【０００５】
また、エレベーター部１１０は、昇降機構１１１とエレベーターベース１１２が設けられており、このエレベーターベース１１２の上にウェーハがセットされたボート部１００が搭載される。
【０００６】
また、ボート部１００は、ウェーハがセットされるボート１０１と保温筒１０２を備えており、ボート１０１は保温筒１０２を介してキャップ１０３に固定される。エレベーター部１１０を上昇させてボート部１００を炉心管１２０の内部に装着すると、エレベーター部１１０のみが下降して、熱処理が開始されることになる。
【０００７】
地震災害が発生した場合は、揺れによりウェーハの落下やボート倒れが発生し、倒れたボート１０１により炉内部のインナー管１２４やアウター管１２３などの石英部品を破損する。石英部品等が破損した場合には、製造ラインを停止する必要があり、それに伴って、時間的・金額的損失が発生するという問題がある。特に、石英部品は、納期的にも長期間要し、設備復旧においてはキーになる項目である。
【０００８】
このような振動に対応するために、振動に伴う装置全体の揺れをカバーするために本体筐体の床面に振動吸収するためのコロ等を利用した耐震用ユニットを利用する場合もある。そのほとんどがこのような振動（揺れ）を抑える方法であり、外部に専用の耐震用ユニットを追加するが、装置の設置状況により大きさの制約がある。
【０００９】
即ち、本体筐体の床面に設置する耐震ユニットは、既設の設置面積よりも大きくなり、また、原動ラインの取り込み方法も変更する必要があるため、全ての装置に設置できるとは限らないという問題がある。
【００１０】
また、縦型炉を構成する部品レベルで振動に強い形状や材料に変更する場合もある。しかし、インナー管やアウター管等の石英部品については、強度を上げる工夫にも製作限界があり、それほど大きな振動に耐えることはできない。
【００１１】
そこで、縦型炉の耐震性を高めるために、幾つかの提案がなされている。例えば、ボートと炉口蓋のクリアランスを無くし、転倒しそうになった場合は蓋と接触させることが提案されている。或いは、処理炉であるヒーターユニットに緩衝材を導入する方法も提案されており、インナー管やアウター管等の石英部品を接触させて押さえ込み、重量物であるヒーターユニット内部に緩衝材を利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−０９８６１０号公報
【特許文献２】特開２００２−０９３７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上述の提案では、大きな振動（揺れ）には十分に耐えられる効果はほとんど得られないという問題がある。
【００１４】
したがって、本発明は、小規模な機構により大きな振動に対する耐震性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
開示する一観点からは、ウェーハ収容管を内部に収容するヒーターユニットを有する炉芯部と、前記ウェーハ収容管内に挿入されるウェーハを格納するボートを備えたボートユニットを有するボート部と、前記ボート部を上下動させるエレベーター部と、揺れ検出機構と、前記炉芯部、前記ボート部、前記エレベーター部及び前記揺れ検出機構を格納する筐体とを備え、前記炉芯部は、前記ヒーターユニットを固定するヒーターユニット固定部材と、前記ヒーターユニット固定部材をロック機構によって固定するヒーターユニット受けを備えるとともに、前記ヒーターユニット受けは、ガスの導入により前記ヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記ボート部は、前記ボートユニットを固定するボートユニット固定部材と、前記ボートユニット固定部材をロック機構により固定するボートユニット受けを備えるとともに、前記ボートユニット受けは、ガスの導入により前記ボートユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記炉芯部は、その上部に前記ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備えていることを特徴とする耐震対応縦型炉が提供される。
【００１６】
また、開示する別の観点からは、耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に前記揺れ検出機構が、予め設定した揺れ以上の揺れを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法が提供される。
【００１７】
また、開示するさらに別の観点からは、耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に地震情報或いは地震計によるＰ波或いはＳ波の振幅が予め設定した震度以上であることを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
開示の耐震対応縦型炉及びその稼働方法によれば、小規模な機構により大きな振動に対する耐震性を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の耐震対応縦型炉の構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の耐震対応縦型炉の振動発生時における浮上状態の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の炉芯部の概略的構成図である。
【図４】本発明の実施例１の磁気的揺れ制御機構の概念的構成図である。
【図５】本発明の実施例１の耐震対応縦型炉のボート部の概略的構成図である。
【図６】炉芯部とボート部の合体状態の説明図である。
【図７】浮上状態の説明図である。
【図８】ヒーターユニット浮上時の磁気的揺れ制御機構の動作の説明図である。
【図９】揺れ検出器の概念的構成図である。
【図１０】揺れ検出器の動作の説明図である。
【図１１】本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の処理シーケンスである。
【図１２】本発明の実施例２の耐震対応縦型炉に設ける磁気的揺れ制御機構の概念的構成図である。
【図１３】従来の縦型炉の概念的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
ここで、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態の耐震対応縦型炉を説明する。耐震対応縦型炉は、ヒーターユニット１1を有する炉芯部１０と、ウェーハ収容管１３内に挿入されるウェーハを格納するボート２２を備えたボートユニット２１を有するボート部２０と、ボート部２０を上下動させるエレベーター部３０を備えている。エレベーター部３０は、ロード時及びアンロード時のみにボート部２０に連結される。また、装置全体を収容する筐体（図示は省略）には揺れ検出機構３２を設けており、通常は揺れを大きく検出できる筐体の天井部に配置する。
【００２１】
炉芯部１０は、ヒーター１２及びウェーハ収容管１３を備えたヒーターユニット１１を固定するヒーターユニット固定部材１４を備えており、ヒーターユニット固定部材１４はロック機構１６によりヒーターユニット受け１５に固定される。また、ヒーターユニット受け１５は装置全体を収容する筐体（図示は省略）に接続するヒーターベース３１に支持・固定されている。
【００２２】
ヒーターユニット１１の上部にはヒーターユニット１１の横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構１７を備えている。磁気的揺れ制御機構１７は、ヒーターユニット１１の外周に固定された第１制御部材１８と筐体に固定された第２制御部材１９からなり、その一方が磁場発生部材からなり、他方が磁性体からなる。磁場発生部材は少なくとも４個の磁場発生ユニットを備えており、円周上に等間隔で配置される。なお、ウェーハ収容管１３はアウター管と、アウター管内に収容されるインナー管からなり、アウター管の外側には均熱管が配置される。
【００２３】
また、ヒーターユニット受け１５は、ガスの導入によりヒーターユニット１１を浮上させるガス浮上機構を備えており、外部から大きな振動を受けた場合には、ロック機構１６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりヒーターユニット１１を浮上させる。この時、磁気的揺れ制御機構１７も同時に作動して、磁気浮上と同じ原理によりヒーターユニット１１を静止させるよう各磁場発生ユニットによる磁場を制御する。なお、導入するガスは典型的には空気である。
【００２４】
ボート部２０は、ボートユニット２１を固定するボートユニット固定部材２４を備えており、ボートユニット固定部材２４はロック機構２６によってボートユニット受け２５に固定される。なお、ボートユニット２１は、ボート２２の下部に通常は保温筒２３を備えている。
【００２５】
また、ボートユニット受け２５は、ガスの導入によりボートユニット２１を浮上させるガス浮上機構を備えており、外部から大きな振動を受けた場合には、ロック機構２６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりボートユニット２１を浮上させる。なお、導入するガスは典型的には空気である。また、ボートユニット受け２５とボートユニット固定部材２４とには、磁性体と磁場発生部材からなる磁気的揺れ制御機構を設けても良い。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、ボート部２０が炉芯部１０内に収容された状態で地震などの外部からの揺れを揺れ検出機構３２により検出した場合には、ロック機構１６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりヒーターユニット１１を浮上させる。この時、磁気的揺れ制御機構１７も同時に作動してヒーターユニット１１を静止させるよう各磁場発生ユニットによる磁場を制御する。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、それと同時に、ロック機構２６を退避させるとともに、ガス浮上機構によりボートユニット２１を浮上させる。磁気的揺れ制御機構を備えている場合には、磁気的揺れ制御機構を作動させて、ボートユニット２１の横方向の揺れを制御する。
【００２８】
一般的なヒーターユニット１１の重量は２００ｋｇ〜３００ｋｇであり、ボートユニット２１の重量は５０ｋｇ〜１００ｋｇであるので、ガス圧力を５ｋｇ／ｃｍ２程度とすることで十分に浮上させることは可能である。
【００２９】
磁気的揺れ制御機構を構成する磁性体が磁性を失わないように、炉芯部１０の上部及び下部には、水冷等を利用した冷却機構を配置しておき、磁性体の温度がキュリー点を超えないように冷却する。
【００３０】
このように、本発明の実施の形態においては、所定値以上の振動を検出した場合に、ウェーハが処理されるヒーターユニット１１及びボートユニット２１を磁気とガスを利用し分離・浮上させて、外部から受ける振動や揺れの大きさや方向を吸収している。したがって、搬送されたボート２２にセットされたウェーハの飛び出しや落下を防止することができる。
【００３１】
揺れ検出機構３２は、地震や外部の振動を検出するものであり、地震の場合には、Ｐ波やＳ波の大きさにより、ガス浮上機構及び磁気的揺れ制御機構からなる分離・浮上機構を作動させるようにしても良い。なお、現在の縦型炉は、震度３〜４で１５０ＧＡＬ程度までは、現状の本体固定やボートの倒れ防止機構で対処できるので、例えば、震度３以上に相当する振動を検出した場合に、分離・浮上機構を作動させるように設定する。
【実施例１】
【００３２】
次に、図３乃至図１１を参照して、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉及びその稼働方法を説明する。図３は、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の炉芯部の概略的構成図であり、図３（ａ）概略的断面図であり、図３（ｂ）は概略的平面図である。炉芯部４０は、ヒーター４２、インナー管４４及びアウター管４５からなるウェーハ収容管４３、及び、均熱管４６を備えたヒーターユニット４１を備えている。ヒーターユニット４１はヒーターユニット固定ブロック４７に固定され、ロック機構４９によりヒーターユニット受け４８に固定される。なお、ロック機構４９は円周上に等間隔で４個以上配置されていれば良く、ここでは、９０°毎に４個配置した。
【００３３】
ヒーターユニット受け４８は、エアー配管５０が設けられており、先端のエアー吹出口５１からエアーを噴き出すことにより、ヒーターユニット４１をヒーターユニット固定ブロック４７とともに浮上させる。なお、エアー浮上に必要なエアー圧力は、ヒーターユニット４１の重量が２００ｋｇ〜３００ｋｇであれば、５ｋｇ／ｃｍ２で十分であり、エアー配管５０としては、１／４インチ配管或いは３／８インチ配管を用いる。また、ヒーターユニット受け４８は、装置全体を収容する筐体（図示は省略）に接続するヒーターベース８３に支持・固定されている。
【００３４】
ヒーターユニット４１の上部には、磁気的揺れ制御機構５２を設ける。図４に示すように、この磁気的揺れ制御機構５２は、ヒーターユニット４１の外周部に巻きつけられた磁性体ベルト５３と、その周囲に等間隔で配置された４個の磁場発生器５４からなる。磁性体ベルト５３は、ここでは、直径７０ｃｍ、幅１００ｍｍ、厚さ５ｍｍとし、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、或いは、フェライトからなる。また、磁場発生器５４と磁性体ベルト５３との間隔は１００ｍｍであり、磁場発生器５４は筐体に固定される。
【００３５】
ヒーターユニット４１の上部には、磁性体ベルト５３が磁性を失わないように、液冷管（図示は省略）を配管して、磁性体ベルト５３の温度が磁性体のキュリー点を超えないように、例えば、１００℃以下になるように冷却する。
【００３６】
図５は、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉のボート部の概略的構成図であり、図５（ａ）は概略的断面図であり、図５（ｂ）は概略的平面図である。ボート部６０は、ウェーハを収容するボート６２と保温筒６３とからなるボートユニット６１を備えている。ボートユニット６１はボートユニット固定ブロック６４に固定され、ロック機構６６によりキャップを兼ねるボートユニット受け６５に固定される。なお、ロック機構６６は円周上に等間隔で４個以上配置されていれば良く、ここでは、９０°毎に４個配置した。
【００３７】
また、ボートユニット受け６５側にも磁気的揺れ制御機構６７を設ける。この磁気的揺れ制御機構６７は、ボートユニット受け６５の内周面に埋め込まれた磁場発生器６８と、ボートユニット固定ブロック６４の外周面に巻き付けられた磁性体ベルト６９からなる。なお、磁場発生器６８は、ここではボートユニット受け６５の内周面に等間隔で４個配置した。
【００３８】
ヒーターユニット４１の下部にも、磁性体ベルト６９が磁性を失わないように、液冷管（図示は省略）を配管して、磁性体ベルト６９の温度が磁性体のキュリー点を超えないように、例えば、１００℃以下になるように冷却する。
【００３９】
ボートユニット受け６５は、エアー配管７０が設けられており、先端のエアー吹出口７１からエアーを噴き出すことにより、ボートユニット６１をボートユニット固定ブロック６４とともに浮上させる。なお、エアー浮上に必要なエアー圧力は、ボートユニット６１の重量が５０ｋｇ〜１００ｋｇであれば、５ｋｇ／ｃｍ２で十分であり、エアー配管５０としては、１／４インチ配管或いは３／８インチ配管を用いる。
【００４０】
図６は、炉芯部とボート部の合体状態の説明図であり、図６（ａ）が合体前の構成図であり、図６（ｂ）は合体後の構成図であり、図６（ｃ）は合体部の拡大図である。図６（ａ）に示すように、炉芯部４０とボート部６０とを熱処理のために合体させる場合には、ボート部６０をエレベーター部８０に設けたエレベーターベース８１上に支持・固定する。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、合体時には昇降機構８２を動作させてエレベーターベース８１を上昇させて、ボートユニット６１をウェーハ収容管４３の内部に挿入すると共に、ボートユニット受け６５をキャップとして炉芯部４０を封止する。合体が終了すると、昇降機構８２を動作させてエレベーターベース８１を下降させて処理を開始する。
【００４２】
図６（ｃ）に示すように、ヒーターユニット固定ブロック４７の内部に設けられたボートユニットロック機構５５の先端部に設けたロック爪５６を回転させて、ボートユニット受け６５の底部を抱え込む。次いで、ボートユニットロック機構５５をモーター或いは自己保持がたエアーシリンダーで上昇させて、ボート部６０をヒーターユニット固定ブロック４７に密着させる。
【００４３】
図７は、浮上状態の説明図である。図７（ａ）はヒーターユニット４１の浮上状態の説明図であり、ここでは、図示を簡単にするために、ヒーター部４０のみを示している。設定以上の揺れが発生した場合には、ロック機構４９をスライドさせてロック機構４９によるロック状態を解除してヒーターユニット固定ブロック４７をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口５１から空気を吹き出してヒーターユニット４１をヒーターユニット固定ブロック４７とともに浮上させる。実際には、図６（ｃ）に示すように、ヒーターユニット固定ブロック４７とボートユニット受け６５とは、ボートユニットロック機構５５により互いに固定されているので、ヒーターユニット固定ブロック４７はボートユニット受け６５と一緒に浮上する。
【００４４】
図７（ｂ）は、ボートユニット６１の浮上状態の説明図であり、設定以上の揺れが発生した場合には、ロック機構６６をスライドさせてロック機構６６によるロック状態を解除してボートユニット固定ブロック６４をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口７１から空気を吹き出してボートユニット６１をボートユニット固定ブロック６４とともに浮上させる。
【００４５】
この時、磁場発生器６８に通電して磁場を発生させて磁性体ベルト６９に作用させて、ボートユニット固定ブロック６４を押し出す力で均衡を取って揺れを制御するようにしても良い。なお、非結合状態においては、ヒーターユニット４１及びボートユニット６１の浮上は行われない。
【００４６】
図８はヒーターユニット浮上時の磁気的揺れ制御機構の動作の説明図である。振動が発生した場合、筐体に固定された磁場発生器５４は筐体と共に揺れるが、各磁場発生器５４に発生する磁場の強度を後述する揺れ検出器によって検出した揺れ方向と揺れの大きさを相殺するように制御して、ヒーターユニット４１がほぼ静止するように制御する。図８（ａ）は筐体が図の右側に傾いた状態を示し、図８（ｂ）は筐体が左側に傾いた状態を示している。
【００４７】
図９は、揺れ検出器の概念的構成図であり、図９（ａ）は概念的断面図であり、図９（ｂ）はエアー吹出口の概念的説明図であり、図９（ｃ）はエアー吹出口から吹き出す風量分布図である。図９（ａ）に示すように、揺れ検出器９０は、エアー吹出口９２を設けた皿状部材９１と、皿状部材９１の内部に収容された検出体９３と、検出体９３の動きを撮像するエリアイメージセンサ９４を備えている。この揺れ検出器９０は、検出感度を高めるために、筐体の天井部に固定する。検出体９３としては、アルミ板等の板状の金属片を用いる。
【００４８】
図１０は、揺れ検出器の動作の説明図であり、図１０（ａ）に示すように、揺れがない場合には、検出体９３は皿状部材９１の中心にあり、エリアイメージセンサ９４で検出体９３の位置を検出する。図１０（ｂ）に示すように、揺れが発生して皿状部材９１とエリアイメージセンサ９４がともに図において右側に移動しても、検出体９３は浮上しているので移動しない。したがって、エリアイメージセンサ９４からみた場合には、検出体９３は左側に移動したように見えるので、中心位置からのズレ量と速度を撮像画像から演算して求める。図１０（ｃ）に示すように、揺り戻す方向でも同様に、ズレ量と速度とを計測する。
【００４９】
図１１は、本発明の実施例１の耐震対応縦型炉の処理シーケンスである。地震情報等の外部信号或いは装置内に置かれた地震計が、予め定めた振幅或いは震度以上であった場合、各部位に揺れ制御信号を送信する。地震情報を利用する場合には、Ｐ波を用いても良いし、Ｓ波を用いても良い。また、装置内に置かれた地震計としては、揺れ検出器９０自体を用いても良い。
【００５０】
揺れ検出器９０では、検出体９３の相対的な移動をエリアイメージセンサ９４で検出して、検出体９３の移動方向、ズレ量、及び、移動速度を計測する。
炉芯部１０の下部では、ロック機構４９をスライドさせてロック機構４９によるロック状態を解除してヒーターユニット固定ブロック４７をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口５１から空気を吹き出してヒーターユニット４１をヒーターユニット固定ブロック４７とともに浮上させる。
炉芯部１０の上部では、揺れ検出器９０の検出出力に応じて磁場発生器５４に通電して磁場を発生させて磁気的揺れ制御機構５２を作動させて、浮上した状態のヒーターユニット４１を静止状態にする。
【００５１】
また、ボート部６０の下部では、ロック機構６６をスライドさせてロック機構６６によるロック状態を解除してボートユニット固定ブロック６４をフリーにする。それと同時に、エアー吹出口７１から空気を吹き出してボートユニット６１をボートユニット固定ブロック６４とともに浮上させる。
また、磁場発生器６８に通電して磁場を発生させて磁性体ベルト６９に作用させて、ボートユニット固定ブロック６４を押し出す力で均衡を取って揺れを制御する。
【００５２】
このような制御を振動が終了するまで継続する。振動が終了した場合は、揺れ検出器９０で振動がないことを確認し、エアー吹出口５１からの空気の流量を徐徐に低減してヒーターユニット４１をヒーターユニット受け４８上に下降させる。次いで、ロック機構４９を中心方向にスライドさせて、ヒーターユニット固定ブロック４７をヒーターユニット受け４８に固定する。
【００５３】
ボート部６０では、揺れ検出器９０で振動がないことを確認し、エアー吹出口７１からの空気の流量を徐徐に低減してボートユニット６１をボートユニット受け６５上に下降させる。次いで、ロック機構６６を中心方向にスライドさせて、ボートユニット固定ブロック６４をボートユニット受け６５に固定する。
【００５４】
このように、本発明の実施例１においては、予め設定した震度以上の振動を検出した場合に、ヒーターユニット及びボートユニットをエアー浮上させる。また、同時に、磁気的揺れ制御機構を作動させて、ヒーターユニットを水平面内で静止した状態に保持するので、
縦型炉でもっとも破損しやすい石英部品やボートにセットされた製品に伝わる揺れ（振動）を軽減または無くすことができる。それによって、地震などの揺れによる損害を最小限にすることができ装置の早期復旧や製品損害の軽減に期待できる。
【実施例２】
【００５５】
次に、図１２を参照して、本発明の実施例２の耐震対応縦型炉を説明するが、ヒーターユニットの上部に設ける磁気的揺れ制御機構が異なるだけで、他の構造は上記の実施例１の耐震対応縦型炉と同じであるので、磁気的揺れ制御機構のみを説明する。
【００５６】
図１２は、本発明の実施例２の耐震対応縦型炉に設ける磁気的揺れ制御機構の概念的構成図であり、図１２（ａ）は概念的側面図であり、図１２（b）は概念的平面図である。図１２に示すように、磁気的揺れ制御機構５７は、ヒーターユニット４１の外周部に巻きつけられるように一体化され等間隔で配置された４個の磁場発生器５８と、その周囲を囲むように配置された磁性体ベルト５９とからなる。磁性体ベルト５９と磁場発生器５８との間隔は１００ｍｍであり、磁性体ベルト５９は筐体に固定される。
【００５７】
本発明の実施例２においても、ヒーターユニットをエアー浮上させた状態で磁気的揺れ制御機構５７を作動させることによって、ヒーターユニットを水平面内で静止した状態に保持することができる。
【００５８】
ここで、実施例１及び実施例２を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）ウェーハ収容管を内部に収容するヒーターユニットを有する炉芯部と、前記ウェーハ収容管内に挿入されるウェーハを格納するボートを備えたボートユニットを有するボート部と、前記ボート部を上下動させるエレベーター部と、揺れ検出機構と、前記炉芯部、前記ボート部、前記エレベーター部及び前記揺れ検出機構を格納する筐体とを備え、前記炉芯部は、前記ヒーターユニットを固定するヒーターユニット固定部材と、前記ヒーターユニット固定部材をロック機構によって固定するヒーターユニット受けを備えるとともに、前記ヒーターユニット受けは、ガスの導入により前記ヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記ボート部は、前記ボートユニットを固定するボートユニット固定部材と、前記ボートユニット固定部材をロック機構により固定するボートユニット受けを備えるとともに、前記ボートユニット受けは、ガスの導入により前記ボートユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、前記炉芯部は、その上部に前記ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備えていることを特徴とする耐震対応縦型炉。
（付記２）前記磁気的揺れ制御機構は、前記ヒーターユニットの外周に固定された第１制御部材と、前記筐体に固定された第２制御部材とからなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の一方が磁場発生部材からなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の他方が磁性体からなる付記１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記３）前記磁場発生部材が少なくとも４個の磁場発生ユニットからなり、前記複数個の磁場発生ユニットが円周上に等間隔で配置されるとともに、前記磁性体が、円環状の磁性体ベルトであることを特徴とする付記１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記４）前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの一方に磁場発生部材を設けるとともに、前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの他方に磁性体を設けたことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記５）前記揺れ検出機構は、ガス浮上機構と、前記ガス浮上機構により浮上する検出体と、前記検出体の揺れを検出する撮像手段とを備えていることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の耐震対応縦型炉。
（付記６）付記１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に前記揺れ検出機構が、予め設定した揺れ以上の揺れを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、
且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
（付記７）付記１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に地震情報或いは地震計によるＰ波或いはＳ波の振幅が予め設定した震度以上であることを検出した場合に、前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
（付記８）
前記磁気的揺れ制御機構は、前記ヒーターユニットの外周に固定された第１制御部材と、前記筐体に固定された第２制御部材とからなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の一方が複数個の磁場発生ユニットを備えた磁場発生部材からなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の他方が磁性体からなり、前記磁気的揺れ制御機構を作動させる際に、浮上している前記ヒーターユニットが静止するように、前記個々の磁場発生ユニットに流す電流を制御することを特徴とする付記６または付記７に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法。
【符号の説明】
【００５９】
１０，４０ 炉芯部
１１，４１ ヒーターユニット
１２，４２ ヒーター
１３，４３ ウェーハ収容管
１４ ヒーターユニット固定部材
１５，４８ ヒーターユニット受け
１６，４９ ロック機構
１７，５２，５７，６７ 磁気的揺れ制御機構
１８ 第１制御部材
１９ 第２制御部材
２０，６０ ボート部
２１，６１ ボートユニット
２２，６２ ボート
２３，６３ 保温筒
２４ ボートユニット固定部材
２５，６５ ボートユニット受け
２６，６６ ロック機構
３０，８０ エレベーター部
３１，８３ ヒーターベース
３２ 揺れ検出機構
４４ インナー管
４５ アウター管
４６ 均熱管
４７ ヒーターユニット固定ブロック
５０，７０ エアー配管
５１，７１ エアー吹出口
５３，５９，６９ 磁性体ベルト
５４，５８，６８ 磁場発生器
５５ ボートユニットロック機構
５６ ロック爪
６４ ボートユニット固定ブロック
８１ エレベーターベース
８２ 昇降機構
９０ 揺れ検出器
９１ 皿状部材
９２ エアー吹出口
９３ 検出体
９４ エリアイメージセンサ
１００ ボート部
１０１ ボート
１０２ 保温筒
１０３ キャップ
１１０ エレベーター部
１１１ 昇降機構
１１２ エレベーターベース
１２０ 炉芯部
１２１ ヒーター
１２２ 均熱管
１２３ アウター管
１２４ インナー管
１２５ ヒーターユニットベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ収容管を内部に収容するヒーターユニットを有する炉芯部と、
前記ウェーハ収容管内に挿入されるウェーハを格納するボートを備えたボートユニットを有するボート部と、
前記ボート部を上下動させるエレベーター部と、
揺れ検出機構と、
前記炉芯部、前記ボート部、前記エレベーター部及び前記揺れ検出機構を格納する筐体と
を備え、
前記炉芯部は、前記ヒーターユニットを固定するヒーターユニット固定部材と、前記ヒーターユニット固定部材をロック機構によって固定するヒーターユニット受けを備えるとともに、
前記ヒーターユニット受けは、ガスの導入により前記ヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、
前記ボート部は、前記ボートユニットを固定するボートユニット固定部材と、前記ボートユニット固定部材をロック機構により固定するボートユニット受けを備えるとともに、
前記ボートユニット受けは、ガスの導入により前記ボートユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、
前記炉芯部は、その上部に前記ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備えていることを特徴とする耐震対応縦型炉。
【請求項２】
前記磁気的揺れ制御機構は、前記ヒーターユニットの外周に固定された第１制御部材と、前記筐体に固定された第２制御部材とからなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の一方が複数個の磁場発生部材からなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の他方が磁性体からなる請求項１に記載の耐震対応縦型炉。
【請求項３】
前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの一方に磁場発生部材を設けるとともに、前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの他方に磁性体を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐震対応縦型炉。
【請求項４】
請求項１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、
前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に前記揺れ検出機構が、予め設定した揺れ以上の揺れを検出した場合に、
前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、
前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、
且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
【請求項５】
請求項１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、
前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に地震情報或いは地震計によりＰ波或いはＳ波の振幅が予め設定した震度以上であることを検出した場合に、
前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、
前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、
且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
【請求項１】
ウェーハ収容管を内部に収容するヒーターユニットを有する炉芯部と、
前記ウェーハ収容管内に挿入されるウェーハを格納するボートを備えたボートユニットを有するボート部と、
前記ボート部を上下動させるエレベーター部と、
揺れ検出機構と、
前記炉芯部、前記ボート部、前記エレベーター部及び前記揺れ検出機構を格納する筐体と
を備え、
前記炉芯部は、前記ヒーターユニットを固定するヒーターユニット固定部材と、前記ヒーターユニット固定部材をロック機構によって固定するヒーターユニット受けを備えるとともに、
前記ヒーターユニット受けは、ガスの導入により前記ヒーターユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、
前記ボート部は、前記ボートユニットを固定するボートユニット固定部材と、前記ボートユニット固定部材をロック機構により固定するボートユニット受けを備えるとともに、
前記ボートユニット受けは、ガスの導入により前記ボートユニットを浮上させるガス浮上機構を備え、
前記炉芯部は、その上部に前記ヒーターユニットの横方向の揺れを制御する磁気的揺れ制御機構を備えていることを特徴とする耐震対応縦型炉。
【請求項２】
前記磁気的揺れ制御機構は、前記ヒーターユニットの外周に固定された第１制御部材と、前記筐体に固定された第２制御部材とからなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の一方が複数個の磁場発生部材からなり、前記第１制御部材及び前記第２制御部材の他方が磁性体からなる請求項１に記載の耐震対応縦型炉。
【請求項３】
前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの一方に磁場発生部材を設けるとともに、前記ボートユニット固定部材と前記ボートユニット受けの他方に磁性体を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐震対応縦型炉。
【請求項４】
請求項１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、
前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に前記揺れ検出機構が、予め設定した揺れ以上の揺れを検出した場合に、
前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、
前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、
且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
【請求項５】
請求項１に記載の耐震対応縦型炉の稼働方法であって、
前記耐震対応縦型炉がスタンバイ時或いは処理中に地震情報或いは地震計によりＰ波或いはＳ波の振幅が予め設定した震度以上であることを検出した場合に、
前記ロック機構による前記ヒーターユニット固定部材の固定を解除し、前記ヒーターユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ヒーターユニットを浮上させるとともに、
前記ロック機構によるボートユニット固定部材の固定を解除し、前記ボートユニット受けに設けたガス浮上機構にガスを導入して前記ボートユニットを浮上させ、
且つ、前記磁気的揺れ制御機構を作動させることを特徴とする耐震対応縦型炉の稼働方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１３８４６０（Ｐ２０１２−１３８４６０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９６３４（Ｐ２０１０−２８９６３４）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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