CN102334178A - 真空加热装置、真空加热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明中，即使由并联连接的加热灯构成的负载为3的倍数以外个，也能够以在一次侧没有负担的方式均等地施加电压。在负载（65）中，分为3的倍数的个数和2的倍数的个数，将三个一次绕组进行Y接线或△接线并施加三相交流电压，在多个三相变压器内的与一次绕组分别磁耦合的同一匝数的二次绕组（42）上连接3的倍数个数的负载，在斯科特变压器内的将M座一次绕组的匝数二分割的中点，连接M座一次绕组的（
Figure 113583DEST_PATH_IMAGE001
）/2倍的匝数的T座一次绕组的一端并施加三相交流电压，在一个以上的斯科特变压器内的与M座一次绕组和T座一次绕组分别磁耦合的相同匝数的二次绕组（42）上，连接2的倍数的负载，不会出现未连接有负载（65）的二次绕组（42）。能够不增大一次侧的负担地对加热灯（15）均等地施加交流电压。

Description

真空加热装置、真空加热处理方法
技术领域
本发明涉及溅射处理、蒸镀处理、蚀刻处理等将处理对象物在真空环境内边加热边处理的加热真空处理方法，特别是涉及用加热灯加热处理对象物的技术。
背景技术
将半导体晶片或液晶玻璃基板作为处理对象物，进行通过溅射或蒸镀在处理对象物上形成薄膜、或通过蚀刻等对处理对象物上的薄膜进行构图这样的处理。
在进行这样的处理时，处理对象物被加热，进行加热真空处理，担除将通过通电而进行发热的电阻发热体作为加热装置使用外，还将能够配置于离开处理对象物的位置的加热灯作为加热装置使用。
在热传导率小的真空中，以辐射为主对处理对象物进行加热，因此，加热灯需要大电流，将高压的三相交流电源进行低电压变换而供给电力。低电压化还具有在真空室内缩小施加电压的部分与接地的真空室的槽壁之间的电位差的优点，只要是100V以下的电位差就不会产生放电。
将规定个数的加热灯作为一负载，从三相变压器内的一个二次绕组供给电力，但是，因为三相交流电源具有三个二次绕组，所以，在负载是3的倍数以外的个数的情况下，会产生具有无负载的二次绕组的三相变压器，从三相交流电源的各相供给的电流变得不平衡，使用效率降低，因此，需要大容量的三相变压器。
专利文献1：日本特开平10－294285号公报
专利文献2：日本特开2002－190452号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述现有技术的不便而创作出的，其目的是，提供一种即使在负载个数不是3的倍数的情况下一次侧的负担也少的真空加热装置。
用于解决问题的方案
三相变压器具有三个配置有一次绕组和二次绕组且进行磁耦合的变压器。
图8（a）的附图标记21和同图（b）的附图标记22分别表示将三个单相变压器55～57内的一次绕组51～53进行△接线的三相变压器和进行Y接线的三相变压器。
对三相变压器21、22的各一次绕组51～53分别各磁耦合有一个二次绕组61～63。
在本发明中，使用了多个图8（a）的三相变压器21或同图（b）的三相变压器22。从三相交流电源50，分别从R相、S相、T相输出大小相同但相位相差120°的交流电压，并将其施加给△接线或Y接线的三相变压器21、22的一次绕组51～53。
在此，在使用△接线或Y接线的任一个三相变压器21、22的情况下，三相变压器21、22内的一次绕组51～53的匝数都相互相等，另外，三相变压器21、22内的二次绕组61～63的匝数也相互相等。
各一次绕组51～53和二次绕组61～63的耦合系数也相同，因此，当在一个三相变压器21、22的各二次绕组61～63上连接相同大小的负载65时，会在该三相变压器21、22的三个一次绕组51～53中平衡良好地流过相同值的电流。
接着，说明在本发明中使用的斯科特变压器（Scott transformer）。
图9的附图标记23是斯科特变压器，其具有M座变压器（主座变压器）（Main Transformer）58和T座变压器（Teaser Transformer）59。
在M座变压器58内设有M座一次绕组71和与M座一次绕组71磁耦合的二次绕组81，在T座变压器59内设有T座一次绕组72和与T座一次绕组72磁耦合的二次绕组82。
在M座一次绕组71中，从该M座一次绕组71的绕组的数目为一半的中点64取出布线，T座一次绕组72的一端通过该布线连接于中点64。
M座一次绕组71的两端与作为三相交流电源50的R相、S相、或T相中的任一相的、相互不同的相的输出端子连接，并被施加从该输出端子输出的相位的交流电压。
T座一次绕组72的另一端与三相交流电源50的R相、S相、或T相中的未连接于M座一次绕组71的相的输出端子连接，并被施加从该输出端子输出的相位的交流电压。
如上所述，M座一次绕组71的一端和中点64之间的匝数为M座一次绕组71的两端间的绕组的一半，当将M座一次绕组71的匝数设为M时，中点64与M座一次绕组71的端部之间的绕组的匝数在与任一端部之间均为M/2。
在该构成中，相对于M座变压器58内的M座一次绕组71的两端的交流电压，在T座变压器59的T座一次绕组72的两端产生的交流电压的相位差为90°（或－90°），另外，当将M座一次绕组71的两端间的交流电压设为“V”时，在T座一次绕组72的两端产生的交流电压为V・（
Figure 831661DEST_PATH_IMAGE001
）/2（＝V×1.732……/2）的大小。
M座变压器58内的二次绕组81和T座变压器59内的二次绕组82的匝数相等，当将该匝数设为“m”、将M座一次绕组71的匝数设为“M”、将T座一次绕组72的匝数设为“T”时，为了在任一二次绕组81、82的两端都感应相同的交流电压“v”，需要以下二式成立，即：
M・v＝m・V
T・v＝m・V・（
Figure 748802DEST_PATH_IMAGE001
）/2 。
当将其解开时，T座一次绕组72的匝数T为
T＝（（
Figure 466222DEST_PATH_IMAGE001
）/2）・M 。
在斯科特变压器23中，在由连接于二次绕组81、82的负载65消耗的电力大小相等的情况下，R相、S相、T相所供给的电流变得相等，平衡很好。
从三相变压器21、22内和斯科特变压器23内的二次绕组61～63、81、82取出将匝数二分割的中心抽头（中点）28，构成一个负载65的二个模块16并联连接于二次绕组61～63、81、82。
根据对一次绕组51～53供给的R相、S相、T相的交流电压，在二次绕组61～63、81、82感应相位各相差120度的正弦波交流电压，当将该感应的电压施加于由二个模块16构成的负载65时，负载65内的加热灯升温，放出热射线。
本发明是基于上述见解而创作出的，本发明是一种真空加热装置，其具有：电压变换装置，其被输入三相交流电源所输出的三相交流电压，并将所述三相交流电压的大小被变换后的交流电压作为二次电压输出；以及多个负载，其各设置有规定个数的能并联通电的加热灯，对所述加热灯输入所述二次电压，从所述加热灯放射热射线，其中，所述真空加热装置构成为：所述电压变换装置具有：三相变压器，其具有进行Y接线或△接线并被施加三相交流电压的三个一次绕组、和与所述一次绕组分别磁耦合的三个二次绕组，一个所述二次绕组向一个所述负载分别供给电力；以及斯科特变压器，其具有M座变压器和T座变压器，所述M座变压器内的M座一次绕组的两端与作为所述三相交流电压中的任一相的、相互不同的一相分别连接，所述T座变压器内的T座一次绕组的一端连接于将所述M座一次绕组的匝数二分割的中点，另一端连接于所述三相交流电压中剩余的一相，与所述M座一次绕组磁耦合的二次绕组和与所述T座一次绕组磁耦合的二次绕组做成相同的匝数，所述T座一次绕组做成所述M座一次绕组的（
Figure 549847DEST_PATH_IMAGE001
）/2倍的匝数，使用多个所述三相变压器和一个以上的所述斯科特变压器，选择当进行合计时成为负载的个数N的3的倍数p和2的倍数q，对所述3的倍数p个负载通过所述三相变压器供给电力，对所述2的倍数q个负载通过所述斯科特变压器供给电力，使所述加热灯发热。
另外，本发明是所述负载设有3的倍数以外的个数的真空加热装置。
另外，本发明是如下这样的真空加热装置：所述负载具有并联连接有多个所述加热灯的第一模块和并联连接有与所述第一模块相同数目的所述加热灯的第二模块，所述三相变压器和所述斯科特变压器内的所述二次绕组中，将匝数二分割的中点被接地，在所述第一模块和所述第二模块连接有双向开关，所述第一模块与所述双向开关的串联电路、和所述第二模块与所述双向开关的串联电路连接于所述二次绕组的一端与另一端之间。
另外，本发明是一种真空加热处理方法，其使3的倍数以外的个数的、各设置有规定个数的并联通电的加热灯的负载通电发热，在真空环境内加热处理对象物，其中，在所述负载中，分为3的倍数的个数和2的倍数的个数，将三相变压器内的三个一次绕组进行Y接线或△接线并施加三相交流电压，在多个所述三相变压器内的与所述一次绕组分别磁耦合的相同匝数的二次绕组上连接3的倍数个数的负载，对斯科特变压器内的M座一次绕组的两端施加所述三相交流电压中不同相的交流电压，在将所述M座一次绕组的匝数二分割的中点，连接所述M座一次绕组的（
Figure 364219DEST_PATH_IMAGE001
）/2倍的匝数的T座一次绕组的一端，对另一端施加所述三相交流电压中剩余的相的交流电压，在一个以上的所述斯科特变压器内的与所述M座一次绕组和所述T座一次绕组分别磁耦合的相同匝数的二次绕组上，连接2的倍数的所述负载，并对所述负载内的所述加热灯通电使其发热。
另外，本发明是如下这样的真空加热处理方法：预先设定相比室温为高温且相比使所述处理对象物升温的处理温度为低温的变更温度，在使所述加热灯从比所述变更温度低的低温升温时，在所述加热灯达到所述变更温度之前，设于所述二次绕组与所述负载之间的双向开关通过相位控制使所述加热灯升温，所述相位控制为在所述二次绕组所感应的电压达到峰值电压后减少的期间导通、在成为零V时断开的相位控制。
另外，本发明是如下这样的真空加热处理方法：当所述加热灯相比所述变更温度为高温时，通过将在所述二次绕组所感应的电压从零V到零V的半波长的180°的期间使所述双向开关导通的导通期间和使所述双向开关断开的断开期间混合存在的循环控制，使所述加热灯升温。
另外，本发明是如下这样的真空加热处理方法：控制所述循环控制的所述导通期间和所述断开期间的比例，将所述加热灯的温度维持在比所述变更温度高温的处理温度。
另外，本发明是如下这样的真空加热处理方法：在停止向所述加热灯的通电、所述加热灯的温度从所述处理温度降低时，当达到比所述室温高温的最低温度时，通过所述循环控制使所述加热灯升温。
另外，在加热灯的情况下，可通过将180度全期间导通的半波和180度全期间断开的半波组合的循环控制控制通电量，并可将处理对象物加热为规定处理温度进行加热真空处理。
但是，在进行加热真空处理的真空槽内包含保持处理对象物的保持件，当对它们之外的构件在加热灯处于室温的状态下进行循环控制时，会流过很大的冲击电流，有时会破坏控制装置或加热电源。
为了解决此问题，在本发明中，其加热真空处理方法是，将处理对象物搬入真空槽内，在所述真空槽内利用保持件保持处理对象物，通过控制装置控制加热电源所输出的交流电压并将其施加于加热灯，从所述加热灯放射热射线，对配置于成为真空环境的所述真空槽内的所述处理对象物和所述保持件进行照射并加热，对所述处理对象物进行真空处理，其中，可进行下述加热真空处理：预先设定比室温高的最低温度、比所述最低温度高的处理温度、所述最低温度和所述处理温度之间的变更温度，通过传感器测定所述处理对象物的温度，在所述处理对象物的温度处于室温的情况下，在所述处理对象物达到所述变更温度前，通过组合了从180度中途导通的半波长的一部分的相位控制来控制所述加热灯的热射线的放射，使所述处理对象物升温，在达到变更温度后，通过将180度全期间导通的半波和180度全期间断开的半波组合的循环控制来控制所述加热灯的热射线的放射，使所述处理对象物升温并升温至变更温度以上，成为所述处理温度进行真空处理。
另外，本发明中，可进行所述加热真空处理，在所述加热真空处理中，当通过所述传感器测定出所述处理对象物从比所述最低温度高的温度降温至比所述最低温度低的温度时，通过所述循环控制来控制所述加热灯的热射线的放射，使所述处理对象物升温。
另外，可进行上述任一加热真空处理，在所述加热真空处理中，预先将所述传感器安装于所述保持件或所述真空槽，测定所述保持件或所述真空槽的温度，作为所述处理对象物的温度。
发明效果
通过组合对三个负载供给电力的三相变压器和对一个或两个负载供给电力的斯科特变压器，从而使得无负载的二次绕组消失，因此，一次侧的绕组的负担不会增大。
由于将二次绕组的中点接地，所以不会产生大的电压，不会在真空槽内产生放电。
在并用相位控制和循环控制的情况下，能够在加热灯的温度低且低电阻的情况下通过相位控制进行加热，由于后来可转移至循环控制，所以不会产生噪声。
附图说明
图1是用于说明适用本申请发明的成膜装置的图。
图2是用于说明模块与处理对象物的位置关系的图。
图3是加热灯。
图4是对加热灯施加电压的框图。
图5是表示加热灯的温度的图表。
图6中，（a）、（b）是相位控制，（c）～（e）是循环控制。
图7是本发明的真空加热装置。
图8中，（a）是△接线的三相变压器，（b）是Y接线的三相变压器。
图9是斯科特变压器。
附图标记说明
2……真空加热装置
7……处理对象物
15……加热灯
21、22……三相变压器
23……斯科特变压器
50……三相交流电源
51～53……三相变压器内的一次绕组
55～57……单相变压器
58……M座变压器
59……T座变压器
42、61～63、81、82……二次绕组
71……M座一次绕组
72……T座一次绕组。
具体实施方式
图1的附图标记1是成膜装置，其具有搬入室11、加热室12、处理室13和搬出室14。
各室11～14具有真空槽151～154，在各真空槽151～154连接有真空排气系统121～124，能够分别个别地进行真空排气。
在该成膜装置1中，在真空环境中，在将半导体基板或液晶玻璃基板等处理对象物在加热室12的真空槽152内加热后，在处理室13的真空槽153内，在表面形成薄膜。
当说明这样的加热真空处理方法时，首先，预先将加热室12的真空槽152内和处理室13的真空槽153内进行真空排气，在将处理对象物搬入搬入室11的真空槽151内后，将搬入室11的真空槽151进行真空排气，将搬入室11和加热室12的真空槽151、152连接，使处理对象物在真空环境中移动，并搬入加热室12的真空槽152内。
在加热室12的真空槽152内，在顶板侧和底面侧各配置有数个加热灯15，在顶板侧和底面侧的加热灯15之间的位置配置有保持处理对象物的保持件18。搬入的处理对象物被保持于保持件18。
图1的附图标记7是处理对象物，加热灯15与处理对象物7的表面侧和背面侧平行地配置。
加热灯15的构成示于图3。加热灯15具有细长的玻璃管31、和配置于玻璃管31内的灯丝32，在细长的玻璃管31的两端配置有独立电极33，灯丝32的两端接线于独立电极33。
如图4所示，多个规定根数（在此为4根）的加热灯15的每一个的两个独立电极33、33分别接线于一公共电极34和另一公共电极34，规定根数的加热灯15并联连接而构成模块16。
该模块16在加热室12内配置有多个，配置有多根的加热灯15和处理对象物7的位置关系示于图2。以由加热灯15覆盖处理对象物7的两面或单面的方式配置有多个模块16。
图7的附图标记2表示了本发明的真空加热装置之一例的框图。附图标记4是由配置于处理对象物7的两面或单面的加热灯15组成的加热体4。
真空加热装置2具有电压变换装置3，对从三相交流电源50向电压变换装置3内的一次绕组供给的三相电压（R相、S相、T相）进行变换，从与一次绕组磁耦合的二次绕组向加热体4输出二次电压，以供给电力。R相、S相、T相的电压的相位各相差120°。
各模块16的加热灯15的根数相同，模块16将两个作为一个负载，一个负载65连接于一个二次绕组。
因此，构成加热体4的加热灯15的个数为（负载的个数）×2×（一个模块的加热灯的个数）。图7的附图标记5、6示意性地表示连接3相交流电源50和电压变换装置3的布线、以及连接电压变换装置3和加热体4的布线。
在电压变换装置3的内部，设有一个以上的图8（a）、（b）所示的三相变压器21、22、和一个以上的图9所示的斯科特变压器23。
在包含于加热体4的负载65的个数为3n个的情况下，若使用n个三相变压器21、22，则不需要斯科特变压器23，但在负载65的个数为（3n＋2）个的情况下，当使用n个三相变压器21、22和1个斯科特变压器23时，不会出现未连接有负载65的二次绕组。能够从n个三相变压器21、22中将2的倍数的个数的三相变压器21、22交换为3的倍数的个数的斯科特变压器23，能够以三个为刻度地配置一个以上的斯科特变压器23。
另外，在负载65的个数为（3n＋1）个的情况下，当使用（n－1）个三相变压器21、22和两个斯科特变压器23时，不会出现未连接有负载65的二次绕组。
在该负载65的个数为（3n＋1）个的情况下，因为能够从（n－1）个三相变压器21、22中将2的倍数的个数的三相变压器21、22交换为3的倍数的个数的斯科特变压器23，所以，能够以三个为刻度地配置两个以上的斯科特变压器23。
简言之，将负载65的个数N分为3的倍数p和2的倍数q（N＝p＋q），只要将3的倍数的个数p的负载65连接于其1/3的个数（p/3）的三相变压器21、22的二次绕组（p个）、将2的倍数的个数q的负载65连接于其一半的个数（q/2）的斯科特变压器23的二次绕组（q个）即可。
在该情况下，对多个负载65通电的多个三相变压器21、22也可以包含△接线的三相变压器21和Y接线的三相变压器22双方，在只有△接线的情况下、只有Y接线的情况下、以及△接线和Y接线混合存在的情况下，均是只要在二次绕组感应相同大小的交流电压即可。另外，在斯科特变压器23的二次绕组81、82也只要感应与三相变压器21、22相同大小的交流电压即可。
图4的附图标记41表示三相变压器21、22内的一次绕组51～53、M座一次绕组71、T座一次绕组72，附图标记42表示与这些一次绕组磁耦合的、三相变压器21、22内的二次绕组61～63和斯科特变压器23内的二次绕组81、82。
在负载65内设有两个控制装置17。
控制装置17分别具有双向开关43，各双向开关43与模块16分别串联连接，形成串联电路49。
两个串联电路49连接于二次绕组42的两端之间。
在此，二次绕组42的两端经由相互不同的控制装置17分别连接于一台模块16的一公共电极34，各模块16的另一公共电极34接线于经由控制装置17连接各模块16的端子的相反侧的二次绕组42的端子。
二次绕组42所感应的电压被施加于模块16和控制装置17的串联电路49。
二次绕组42的中心抽头（二次绕组42的中央部分）28与接地电位连接。
中心抽头28的电压为二次绕组42的两端之间的电压的1/2的电压，因为其为接地电位，因此，在二次绕组42的两端感应电压v时，二次绕组42的一端成为＋v/2电位，另一端成为－v/2电位。因此，真空槽槽壁与二次绕组42之间的电压被降低为两端间的电压的一半。
在控制装置17内设有双向开关43，能够以交流电压中任意相位导通。在双向开关43导通期间，对加热灯15的两端施加在二次绕组42的两端产生的电压。
加热室12的真空槽152连接于接地电位，在加热灯15或控制装置17与真空槽152之间不会产生大小为交流v的峰值电压，且最大也是其±（1/2）倍的电位差，因此，在真空槽152与加热灯15等之间不会产生放电。
当说明双向开关43的动作时，将二个晶闸管45a、45b朝向相反方向并联接线而构成双向开关43，在控制装置17内分别设有与构成双向开关43的二个晶闸管45a、45b的栅极端子接线的开关控制器44。
开关控制器44使电流流过栅极端子 （使电流流入栅极端子或使电流从栅极端子流出），使在栅极端子流过电流的晶闸管45a、45b的阳极端子与阴极端子之间导通，并使电流从阳极端子流向阴极端子。
二次绕组42的接线于控制装置17的端部与将双向开关43的阳极端子和阴极端子接线起来的部分接线。另一方面，将双向开关43的相反侧的阳极端子和阴极端子接线起来的部分接线于加热灯15的公共电极34。
当加热灯15经由导通了的晶闸管45a、45b连接于二次绕组42时，对各加热灯15施加在二次绕组42的两端所感应的电压，在各模块16内的加热灯15的灯丝32中流过电流。
由该电流加热灯丝32，当其变为高温时放射热射线（红外线），并向处理对象物7照射。由于该热射线，使处理对象物7的温度上升。
在保持件18的附件安装有传感器19，当从各模块16的加热灯15放出热射线时，保持件18的温度上升。通过传感器19感测其温度变化。
保持件18的温度和保持件18所保持的处理对象物7的温度大致相同，当通过传感器19检测保持件18的温度、通过温度测定器20求得温度时，将传感器19所检测出的保持件18的温度作为处理对象物7的温度，开关控制器44按如下来控制双向开关43。
图5的附图标记L的折线表示在加热室12内部加热的处理对象物7的温度（纵轴）与时间（横轴）的关系，首先，使配置于加热室12内的处理对象物7上升至与在处理室13维持的温度相同程度的温度、即比室温（室温设为300K）高的处理温度d，在加热室12的后级的处理室13内，在保持维持了处理温度d的状态下进行成膜等的真空处理。
在停止成膜装置1的使用而加热室12的真空槽152、保持件18处于室温a（图5）的状态中，首先，在将处理对象物7搬入加热室12内之前、或在搬入之后，使加热室12的真空槽152、保持件18上升至处理温度d。
利用控制装置17进行的向加热灯15的通电方法中，通过循环控制在加热灯15中流过电流，该循环控制为：当将在二次绕组42产生的交流电压的零V和零V之间的半波长的期间设为180度时，组合使双向开关43内的电流流过的一方的晶闸管45a、45b（或双方的晶闸管）在180度期间全部导通且在该期间向加热灯15施加电压的交流电压的半波长、和使电流流过的晶闸管45a、45b（或双方的晶闸管）在180度全期间断开并在该期间不对加热灯15施加电压的交流电压的半波长的循环控制。或者进行相位控制，该相位控制为：使从半波长的中途开始双向开关43内的电流流过的一方的晶闸管45a、45b（或双方的晶闸管），从产生于二次绕组42的交流电压的半波长的180度的中途开始导通，按这样来组合半波长的一部分期间的相位控制。任一控制都能够进行。
当通过循环控制对加热灯15施加二次绕组42的交流电压的半波长时，必然会对加热灯15施加半波长的中央位置的电压。
半波长的中央位置的电压为交流电压中最大的峰值电压，因此，在加热灯15为室温、灯丝32的电阻值低的情况下，当施加峰值电压时，会产生冲击电流。
因此，在使加热灯15从室温升温的情况下，当由在180度中在比峰值电压靠后的位置使双向开关43导通（使双向开关43内的电流流过的一方的晶闸管45a、45b、或使双方的晶闸管45a、45b导通）且在之后的交流电压为零V时（自动地）断开的相位控制方法在加热灯15中流过电流时，不会产生冲击电流。
在这样的相位控制方法的情况下，当增长对加热灯15施加电压的期间时，加热灯15的温度会上升。图6（a）、（b）的附图标记v是二次绕组42所感应的正弦波的交流电压，s1、s2是在进行相位控制时分别向加热灯15施加的电压期间。在s1＜s2的情况下，相比将交流电压v在短期间s1中施加于加热灯15的情况，将其在长期间s2中施加的情况下加热灯15会更成为高温。
但是，因为在二次绕组42产生电压时导通，所以会产生噪声。
因此，需要将向加热灯15的电压施加从相位控制变更为循环控制。
将比处理温度d低且比室温a高的变更温度c预先设定为在加热灯15升温的情况下从相位控制向循环控制转移的温度，加热灯15的温度通过相位控制而上升，若通过传感器19检测出从室温a升温并达到了变更温度c，则使相位控制结束，通过循环控制将导通和断开的半波长组合起来，增加导通的半波长的比例，由此使加热灯15的温度上升。例如，图6（c）是导通期间为40％，同图（d）是60％，同图（d）的热射线的放射量更多。
如图5所示，在时刻t0通过相位控制，开始处于室温a的加热灯15的升温，在时刻t1成为变更温度c，变为循环控制，在时刻t2达到处理温度d。
在未将处理对象物7配置于加热室12内的情况下，在通过传感器19检测出达到处理温度d时，将处理对象物搬入加热室12内。
在该情况下，搬入加热室12内的处理对象物7的温度为室温a，因此周围的保持件18、真空槽152的温度会降低。
因此，当由传感器19检测加热室12的真空槽152的温度、保持件18的温度时，其温度比处理温度d低，因此，增加循环控制的导通半波长的比例，使其恢复到处理温度d。当比处理温度d高时，使导通半波长的比例减少。
接着，当长期间停止处理对象物7向加热室12内的搬入时，停止对加热灯15的通电。从停止该通电的时刻t3起，保持件18、真空槽152的温度降低，传感器19所检测出的温度降低。
当预先设定比室温a高但比变更温度c低的最低温度b，因处理对象物7或作为其他部件的保持件18、真空槽152的温度降低而使传感器19所检测出的温度达到最低温度b时，在其时刻t4再次开始循环控制，返回处理温度d （时刻t5），使得从加热灯15放射热射线。例如图6（e）所示，也能够成为100％的导通。
即使加热灯15处于最低温度b，因为加热灯15的灯丝32的电阻值比室温a的状态高，所以也不会产生冲击电流。
另外，在加热室12内升温至处理温度d的处理对象物7在真空环境中移动，被搬入处理室13，将其配置于在处理室13内配置的发热器25的表面，边通过发热器25的发热维持处理温度d边使处理室13内的靶26进行溅射，在处理对象物7的表面形成薄膜。
形成有薄膜的处理对象物7被转移至成为真空环境的搬出室14，关闭其与处理室13之间，向搬出室14的真空槽154内导入大气，在大气中取出处理对象物7。
另外，在控制装置17进行循环控制的动作的情况下，在一次、二次绕组41、42只在正电压的半波长期间连续流过电流、或只在负电压的半波长期间连续流过电流的情况下，在一次、二次绕组41、42中只流过正或负的同一方向的电流，且仅产生同一方向的磁通，因此担心会使线圈烧损。
因此，本发明的控制装置17在正电压的半波长期间和负电压的半波长期间交替导通，以正负的交流电流在一次、二次绕组41、42中流过的方式进行动作，不会使线圈烧损。
在上述实施例中，作为真空处理，说明了利用溅射进行的成膜处理，但是不是溅射，CVD、蒸镀这样的其他成膜处理也包含于真空处理中。另外，还包含蚀刻等非成膜处理的处理、有关在加热室12进行的退火处理的真空处理。
进而另外，在上述实施例中，将传感器19安装于保持件18的附近并将保持件18的温度作为处理对象物7的温度，但是，也可以直接测定处理对象物7的温度或测定真空槽的温度并将其作为处理对象物7的温度。
另外，在上述例子中，在将负载65的个数N分为3的倍数p和2的倍数q时（N＝p＋q），三相变压器21、22使用p/3个，斯科特变压器23使用q/2个，但是通过使用二次绕组的输出电压为三相变压器21、22的二次绕组的两倍以上的整数倍的斯科特变压器，并在其二次绕组上连接整数倍数个串联的负载，由此能够将一个斯科特变压器作为整数倍个数的斯科特变压器使用。其结果是，可减少三相变压器、斯科特变压器等变压器的个数。即使不将输出电压而是将斯科特变压器的二次绕组的输出电流设为两倍以上的整数倍，并在其二次绕组上并联连接整数倍个数的负载，也能够将一个斯科特变压器作为整数倍个数的斯科特变压器使用。
简言之，对于N个负载，只要向N个中的3的倍数p的个数的负载通过三相变压器供给电力、向2的倍数q的个数的负载通过斯科特变压器供给电力即可。在N大的情况下，对于一个N，p和q的组合有多个。N也可以是3的倍数，除了q＝0的情况外，也可以选择也为3的倍数的q。
只要使斯科特变压器的二次绕组的输出电流成为整数倍，并使整数倍个数的负载并列连接，就能够将其二次绕组的中点接地进行低电压化。

Claims (8)

1.一种真空加热装置，其具有：
电压变换装置，其被输入三相交流电源所输出的三相交流电压，并将所述三相交流电压的大小被变换后的交流电压作为二次电压输出；以及
多个负载，其各设置有规定个数的能并联通电的加热灯，
对所述加热灯输入所述二次电压，从所述加热灯放射热射线，
其中，所述真空加热装置构成为：
所述电压变换装置具有：
三相变压器，其具有进行Y接线或△接线并被施加三相交流电压的三个一次绕组、和与所述一次绕组分别磁耦合的三个二次绕组，一个所述二次绕组向一个所述负载分别供给电力；以及
斯科特变压器，其具有M座变压器和T座变压器，所述M座变压器内的M座一次绕组的两端与作为所述三相交流电压中的任一相的、相互不同的一相分别连接，所述T座变压器内的T座一次绕组的一端连接于将所述M座一次绕组的匝数二分割的中点，另一端连接于所述三相交流电压中剩余的一相，与所述M座一次绕组磁耦合的二次绕组和与所述T座一次绕组磁耦合的二次绕组做成相同的匝数，所述T座一次绕组做成所述M座一次绕组的（
Figure 425756DEST_PATH_IMAGE001
）/2倍的匝数，
使用多个所述三相变压器和一个以上的所述斯科特变压器，
选择当进行合计时成为负载的个数N的3的倍数p和2的倍数q，
对所述3的倍数p个负载通过所述三相变压器供给电力，
对所述2的倍数q个负载通过所述斯科特变压器供给电力，使所述加热灯发热。
2.根据权利要求1所述的真空加热装置，其中，
所述负载设有3的倍数以外的个数。
3.根据权利要求1或权利要求2的任一项所述的真空加热装置，其中，
所述负载具有并联连接有多个所述加热灯的第一模块和并联连接有与所述第一模块相同数目的所述加热灯的第二模块，
所述三相变压器和所述斯科特变压器内的所述二次绕组中，将匝数二分割的中点被接地，在所述第一模块和所述第二模块连接有双向开关，
所述第一模块与所述双向开关的串联电路、和所述第二模块与所述双向开关的串联电路连接于所述二次绕组的一端与另一端之间。
4.一种真空加热处理方法，其使3的倍数以外的个数的、各设置有规定个数的并联通电的加热灯的负载通电发热，在真空环境内加热处理对象物，其中，
在所述负载中，分为3的倍数的个数和2的倍数的个数，
将三相变压器内的三个一次绕组进行Y接线或△接线并施加三相交流电压，在多个所述三相变压器内的与所述一次绕组分别磁耦合的相同匝数的二次绕组上连接3的倍数个数的负载，
对斯科特变压器内的M座一次绕组的两端施加所述三相交流电压中不同相的交流电压，
在将所述M座一次绕组的匝数二分割的中点，连接所述M座一次绕组的（
Figure 820965DEST_PATH_IMAGE001
）/2倍的匝数的T座一次绕组的一端，对另一端施加所述三相交流电压中剩余的相的交流电压，
在一个以上的所述斯科特变压器内的与所述M座一次绕组和所述T座一次绕组分别磁耦合的相同匝数的二次绕组上，连接2的倍数的所述负载，并对所述负载内的所述加热灯通电使其发热。
5.根据权利要求4所述的真空加热处理方法，其中，
预先设定相比室温为高温且相比使所述处理对象物升温的处理温度为低温的变更温度，
在使所述加热灯从比所述变更温度低的低温升温时，在所述加热灯达到所述变更温度之前，设于所述二次绕组与所述负载之间的双向开关通过相位控制使所述加热灯升温，所述相位控制为在所述二次绕组所感应的电压达到峰值电压后减少的期间导通、在成为零V时断开的相位控制。
6.根据权利要求5所述的真空加热处理方法，其中，
当所述加热灯相比所述变更温度为高温时，通过将在所述二次绕组所感应的电压从零V到零V的半波长的180°的期间使所述双向开关导通的导通期间和使所述双向开关断开的断开期间混合存在的循环控制，使所述加热灯升温。
7.根据权利要求6所述的真空加热处理方法，其中，
控制所述循环控制的所述导通期间和所述断开期间的比例，将所述加热灯的温度维持在比所述变更温度高温的处理温度。
8.根据权利要求7所述的真空加热处理方法，其中，
在停止向所述加热灯的通电、所述加热灯的温度从所述处理温度降低时，当达到比所述室温高温的最低温度时，通过所述循环控制使所述加热灯升温。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103325714A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 日本碍子株式会社 加热装置及半导体制造装置
CN104734525A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 特电株式会社 电源装置及其使用方法、过热水蒸气产生装置、斯科特接线变压器用铁芯

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104267773A (zh) * 2014-09-12 2015-01-07 江苏新特变科技股份有限公司 调压装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833583A (en) * 1987-01-23 1989-05-23 Trailigaz-Compagnie Generale De L'ozone Electric supply device for an ozonizer
JP2007129135A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Shinyosha:Kk 移相電圧調整器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3636554A (en) * 1970-05-13 1972-01-18 Us Navy Synchro-to-digital converter
US4246433A (en) 1979-06-27 1981-01-20 Toledo Engineering Co., Inc. Square glass furnace with sidewall electrodes
US4695771A (en) * 1985-07-29 1987-09-22 Advance Transformer Company Ignition circuit for high pressure arc discharge lamps
JPH0738379B2 (ja) * 1987-09-29 1995-04-26 東京エレクトロン東北株式会社 加熱炉
JPH07193019A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Shinko Electric Co Ltd 半導体熱処理装置のヒータ端子電流低減方法
US6005225A (en) 1997-03-28 1999-12-21 Silicon Valley Group, Inc. Thermal processing apparatus
DE19748146A1 (de) * 1997-10-31 1999-05-06 Asea Brown Boveri Drehstromtransformator
FR2786629B1 (fr) 1998-11-27 2001-02-09 St Microelectronics Sa Circuit de commande d'un interrupteur a composants semiconducteurs fonctionnant en alternatif
US6111369A (en) * 1998-12-18 2000-08-29 Clalight Israel Ltd. Electronic ballast
JP4004765B2 (ja) 2000-10-10 2007-11-07 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US20030029859A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-13 Applied Materials, Inc. Lamphead for a rapid thermal processing chamber
JP2004241745A (ja) * 2003-02-10 2004-08-26 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2004249224A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 厨芥処理機
US7238595B2 (en) 2003-03-13 2007-07-03 Asm America, Inc. Epitaxial semiconductor deposition methods and structures
US7034263B2 (en) 2003-07-02 2006-04-25 Itherm Technologies, Lp Apparatus and method for inductive heating
TWI326564B (en) * 2005-05-03 2010-06-21 Darfon Electronics Corp Power supply circuit for lamp and transformer therefor
JP4893159B2 (ja) * 2006-08-24 2012-03-07 ウシオ電機株式会社 フィラメントランプおよび光照射式加熱処理装置
JP5209237B2 (ja) * 2007-06-19 2013-06-12 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833583A (en) * 1987-01-23 1989-05-23 Trailigaz-Compagnie Generale De L'ozone Electric supply device for an ozonizer
JP2007129135A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Shinyosha:Kk 移相電圧調整器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103325714A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 日本碍子株式会社 加热装置及半导体制造装置
CN104734525A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 特电株式会社 电源装置及其使用方法、过热水蒸气产生装置、斯科特接线变压器用铁芯
CN104734525B (zh) * 2013-12-20 2018-11-16 特电株式会社 电源装置及其使用方法、过热水蒸气产生装置
US10510480B2 (en) 2013-12-20 2019-12-17 Tokuden Co., Ltd. Power circuit, iron core for Scott connected transformer, Scott connected transformer, and superheated steam generator
US10650962B2 (en) 2013-12-20 2020-05-12 Tokuden Co., Ltd. Power circuit, iron core for Scott connected transformer, Scott connected transformer, and superheated steam generator
US10840011B2 (en) 2013-12-20 2020-11-17 Tokuden Co., Ltd. Power circuit, iron core for scott connected transformer, scott connected transformer, and superheated steam generator
US10978243B2 (en) 2013-12-20 2021-04-13 Tokuden Co., Ltd. Power circuit, iron core for Scott connected transformer, Scott connected transformer, and superheated steam generator

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