CN107342244B - 热处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热处理装置，即使在温度控制条件发生了变化的情况下，也能够使被处理物更均等地进行温度变化，并且能够自动地进行用于使被处理物更均等地进行温度变化的调整作业。热处理装置(1)具有：用于收纳被处理物(100)的腔室(4)；包含有用于将冷却空气供给至腔室(4)的基准阻尼器(32)和副阻尼器(31、33)的介质供给部(7)；以及以基准阻尼器(32)供给冷却空气的供给形态为基准来控制副阻尼器(31、33)供给冷却空气的供给形态的控制部(18)。

Description

热处理装置
技术领域
本发明涉及热处理装置。
背景技术
已知用于对半导体基板等被处理物进行热处理的热处理装置(例如，参照下述的文献1)。作为热处理装置的一例，文献1所记载的热处理装置具有：被隔热件包围的加热器；和被加热器包围的石英管。另外，连接有贯通隔热件的管，在该管上连接有鼓风机。
在通过加热器的加热对石英管内的被处理物进行热处理后，使鼓风机动作，从而将冷却空气导入石英管。由此，石英管和被处理物被冷却。此时，控制鼓风机的控制部对加热器的输出和鼓风机的风量进行控制，以使石英管的实际温度与目标温度的偏差为零。这样，已知在石英管的强制冷却中使用鼓风机的结构。
文献1：日本特开平1-282619号公报
另外，在使用鼓风机对石英管等容器进行强制冷却的结构中，可以考虑使用多个阻尼器的结构。例如，在该结构中，与鼓风机连接的配管具有分支成多个的分支管。并且，在各分支管上连接有阻尼器。多个阻尼器将来自鼓风机的冷却空气供给至例如沿着容器的长度方向的多个部位。各阻尼器例如通过作业员的手动操作来调整开度。并且，冷却空气从鼓风机穿过对应的阻尼器后，与容器接触，从而对容器进行冷却。为了使容器的冷却速度在该容器的各部尽可能地均等，作业员手动调节各阻尼器的开度。
另一方面，在容器内进行热处理的被处理物的内容和数量不一定每次都相同。即，容器内的被处理物的合计的热容量不一定每次都相同。另外，容器(被处理物)的目标冷却温度和冷却区域也不一定每次都相同。另外，驱动鼓风机的鼓风机马达的频率(例如，鼓风机马达的转速)也存在根据电源的条件而不同的情况。这样，在产生了冷却条件的差异的情况下，如果不调整各阻尼器的开度，则容器的各部的冷却速度会产生偏差。
另一方面，从进行均匀的热处理的观点出发，优选的是，与冷却条件的差异无关地使容器和多个被处理物的整体尽可能均等地冷却。因此，作业员对应于冷却条件通过手动作业来调整各阻尼器的开度。由此，从各阻尼器与容器接触的冷却空气的流量被调整，实现了容器和被处理物的更均等的冷却。
这样，对于通过手动作业来进行各阻尼器的开度调整作业的结构来说，优选实现自动的调整作业。
发明内容
本发明鉴于上述情况，目的在于提供如下的热处理装置：即使在温度控制条件发生了变化的情况下，也能够使被处理物更均等地进行温度变化，并且，能够自动地进行用于使被处理物更均等地进行温度变化的调整作业。
(1)为了解决上述课题，本发明的一个方面的热处理装置具备：容器，其在被处理物的热处理时收纳所述被处理物；介质供给部，其包括用于将温度调整用的介质供给至所述容器的基准阀和副阀；以及控制部，其以所述基准阀供给所述介质的供给形态为基准，控制所述副阀供给所述介质的供给形态。
根据该结构，利用控制部来控制副阀供给介质的供给形态。由此，能够在被处理物的温度控制条件发生了变化的情况下变更副阀供给介质的供给形态。其结果是，即使在被处理物的温度控制条件发生了变化的情况下，也能够使被处理物更均等地冷却。另外，以基准阀供给冷却空气的供给形态为基准来控制副阀供给冷却空气的供给形态的结果是，能够更加可靠地抑制副阀的控制运算发散。从而，实现了对被处理物的更正确的温度控制。另外，由于副阀被控制部控制，因此不需要人力对副阀的调整作业。根据以上的情况，根据本发明，能够实现如下的热处理装置：即使在温度控制条件发生了变化的情况下，也能够使被处理物更均等地进行温度变化，并且能够自动地进行用于使被处理物更均等地发生温度变化的调整作业。
(2)存在这样的情况：所述控制部以所述基准阀的开度固定的状态为基准，来控制所述副阀的开度。
根据该结构，控制部在副阀的开度控制中无需变更基准阀的开度，结果是，能够使副阀的控制所需要的运算更加简化。另外，在副阀的开度控制中，能够更加可靠地抑制产生振荡。
(3)存在这样的情况：所述控制部构成为：以所述容器中的被从所述基准阀供给所述介质的部位处的温度为基准，控制从所述副阀向所述容器供给的所述介质的流量。
根据该结构，能够使因从副阀供给至容器的介质而引起的容器的温度变化程度与因从基准阀供给至容器的介质而引起的容器的温度变化程度更加均等。
(4)存在这样的情况：所述控制部控制所述副阀的开度，以使所述容器中的被从所述基准阀供给所述介质的部位处的温度和所述容器中的被从所述副阀供给所述介质的部位处的温度的偏差减小。
根据该结构，控制部能够控制副阀，以使容器中的被从基准阀供给所述介质的部位处的温度和容器中的被从副阀供给介质的部位处的温度更加均等。
(5)存在这样的情况：所述副阀设置有多个，所述控制部控制各所述副阀，以使一个所述副阀和另一个所述副阀执行不同的动作。
根据该结构，通过多个副阀的动作，能够使容器的更广的区域均等地发生温度变化。另外，能够对容器的各区域更加平滑地进行温度控制。
(6)存在这样的情况：所述控制部构成为采用比例控制来控制各所述副阀，所述控制部将一个所述副阀的控制增益和另一个所述副阀的控制增益设定为不同的值。
根据该结构，一个所述副阀能够进一步提高用于实现目标的介质供给形态的响应速度。另一方面，另一个所述副阀能够进一步降低用于实现目标的介质供给形态的响应速度。这样，通过将针对目标的响应速度不同的副阀组合在一起，能够使容易发生热的偏倚的容器发生更均等的温度变化。
(7)存在这样的情况：所述介质是用于冷却所述容器的冷却介质，从一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置被设定得比从另一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置高，所述控制部将针对一个所述副阀的所述控制增益设定得比针对另一个所述副阀的所述控制增益大。
根据该结构，由于容器的热朝向上方，因此存在这样的倾向：容器的上部的热量比容器的下部的热量大。因此，通过使对容器的上部侧进行冷却的一个副阀的控制增益更大，能够朝向容器的上部侧更迅速地供给更多的介质。由此，能够更加可靠地冷却容易积存热量的容器的上部侧。另一方面，通过使对容器的下部侧进行冷却的另一个副阀的控制增益更小，能够抑制朝向容器的下部侧急剧地供给过度的介质。由此，能够抑制热比较容易逃逸的容器的下部侧比容器的其它部分先被冷却。其结果是，容器的各部被更均等地冷却。
(8)存在这样的情况：所述容器包括：向所述容器的外部敞开的开口部；和相对于所述容器的外部被封闭的形状的里部，所述介质是用于冷却所述容器的冷却介质，从一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置被设定得靠所述开口部和所述里部中的所述里部，从另一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置被设定得靠所述开口部和所述里部中的所述开口部，所述控制部将针对一个所述副阀的所述控制增益设定得比针对另一个所述副阀的所述控制增益大。
根据该结构，容器的热容易积存在里部，因此存在容器的里部的热量比容器的开口部的热量大的倾向。因此，通过使对容器的里部侧进行冷却的一个副阀的控制增益更大，能够朝向容器的里部侧更迅速地供给更多的介质。由此，能够更加可靠地冷却容易积存热量的容器的里部侧。另一方面，通过使对容器的开口部侧进行冷却的另一个副阀的控制增益更小，能够抑制朝向容器的开口部侧急剧地供给过度的介质。由此，能够抑制热比较容易逃逸的容器的开口部侧比容器的其它部分先被冷却。其结果是，容器的各部被更均等地冷却。
(9)存在这样的情况：所述副阀设置有多个，来自所述基准阀的所述介质的出口位置被设定于来自各所述副阀的所述介质的出口位置之间。
根据该结构，能够通过多个阀并利用介质使容器的更广的区域更均等地进行温度变化。另外，对于容器中的被供给来自基准阀的介质的部位以外的区域，能够进一步增大其配置在被供给来自基准阀的介质的部位附近的比例。其结果是，对于容器的更广的区域，能够减小与被供给来自基准阀的介质的部位之间的温度差。
根据本发明，能够实现如下的热处理装置：即使在温度控制条件发生了变化的情况下，也能够使被处理物更均等地进行温度变化，并且能够自动地进行用于使被处理物更均等地发生温度变化的调整作业。
附图说明
图1是以截面示出本发明的一个实施方式的热处理装置的一部分的示意图，示出了从侧方观察热处理装置的状态。
图2是将图1的热处理装置的主要部分放大后示出的图。
图3是在热处理装置的制冷剂供给部中设置的阻尼器的剖视图，示出了从侧方观察阻尼器的状态。
图4是用于说明热处理装置中的冷却动作的一例的流程图。
标号说明
1：热处理装置；
4：腔室(容器)；
4d：开口部；
4e：里部；
7：介质供给部；
18：控制部；
31：第1副阻尼器(副阀。一个副阀)；
32：基准阻尼器(基准阀)；
33：第2副阻尼器(副阀。另一个副阀)；
100：被处理物；
T1：腔室上部温度(容器中的被从副阀供给介质的部位处的温度)；
T2：腔室中间部温度(容器中的被从基准阀供给介质的部位处的温度)；
T3：腔室下部温度(容器中的被从副阀供给介质的部位处的温度)；
kp1、kp2：控制增益。
具体实施方式
以下参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。并且，本发明能够作为用于对被处理物进行热处理的热处理装置来广泛应用。
图1是以截面示出本发明的一个实施方式的热处理装置1的一部分的示意图，示出了从侧方观察热处理装置1的状态。图2是将图1的热处理装置1的主要部分放大后示出的图。图3是在热处理装置1的介质供给部7中设置的阻尼器30的剖视图，示出了从侧方观察阻尼器30的状态。
参照图1，热处理装置1构成为能够对被处理物100实施热处理。更具体来说，热处理装置1构成为能够通过朝向被处理物100供给被加热的气体来对被处理物100的表面实施热处理。另外，热处理装置1构成为，能够使用为介质的空气作为冷却空气，来对被处理物100强制冷却。
被处理物100例如是玻璃基板或半导体基板等。
热处理装置1具有基板2、加热器3、作为容器的腔室4、支承体(boat)5、升降机构6以及介质供给部7。
基板2被设置为支承加热器3和腔室4的部件。在基板2的中央形成有贯通孔2a。以从上方堵塞该贯通孔2a的方式配置有加热器3。
加热器3例如是电热加热器，构成为能够将气体加热至例如大约600℃。加热器3整体上形成为箱状。加热器3具有：在上下方向(铅直方向)上延伸的圆筒状的侧壁3a；和将侧壁3a的上端堵住的顶壁3b。在侧壁3a的下端部，形成有向下敞开的开口部。加热器3的侧壁3a的下端部被基板2支承。在被加热器3包围的空间中，配置有腔室4。
腔室4构成为在被处理物100的热处理时收纳被处理物100的容器。腔室4整体上形成为圆筒状。腔室4的上端部被堵塞。另外，腔室4向下敞开。腔室4的下端部被基板2支承。腔室4内的空间通过基板2的贯通孔2a向基板2的下方的空间敞开。这样，腔室4包括：向腔室4的外部敞开的开口部4d；相对于腔室4的外部被闭合的形状的里部4e。
在热处理装置1执行热处理动作时，在腔室4内的空间中配置有被处理物100。被处理物100例如以水平配置的状态支承于支承体5。
支承体5是为了将被处理物100配置在腔室4内而设置的。支承体5例如具有上下并排的多个狭槽，多个被处理物100被保持于这些狭槽。支承体5被升降机构6支承，且能够借助升降机构6的动作与被处理物100一起在上下方向上移位。通过该升降机构6的动作，被处理物100和支承体5进出腔室4。
在支承体5和被处理物100被配置于腔室4内的状态下，腔室4的下端部和基板2的贯通孔2a被与支承体5连结的凸缘8封闭。由此，被处理物100和支承体5被密闭在腔室4内。在该状态下，基于加热器3的加热对被处理物100加热。然后，在加热器3对被处理物100的加热结束后，被处理物100、支承体5和腔室4被从介质供给部7供给的冷却空气强制冷却。
介质供给部7构成为，通过向形成在加热器3与腔室4之间的空间10强制地供给作为温度调整用的冷却介质的冷却空气，来冷却腔室4和被处理物100。空间10是形成在基板2、和配置于该基板2上的腔室4及加热器3之间的空间。该空间10整周地包围腔室4的外周部。另外，该空间10是从上方覆盖腔室4的上端部的空间。并且，在图1中，以箭头A1示意性地表示冷却空气的气流。在本实施方式中，介质供给部7构成为通过电子控制来控制冷却空气朝向空间10供给的供给形态。
介质供给部7具有鼓风机单元11、供给管12、歧管13、阻尼器单元14、排气管15、排气冷却器16、传感器单元17以及控制部18。
鼓风机单元11是为了将存在于加热器3的外部的空气取入并将该空气作为冷却空气供给至供给管12而设置的。
鼓风机单元11具有鼓风机21和用于驱动该鼓风机21的鼓风机马达22。
鼓风机21例如是离心鼓风机，并且构成为：将存在于加热器3的外部的空气吸入，并对该空气加压，将其作为冷却空气以加压状态输出。该鼓风机21具有叶轮(未图示)。该叶轮与鼓风机马达22的输出轴连结，借助该鼓风机马达22的驱动而动作。鼓风机马达22在本实施方式中为电动马达。该鼓风机马达22产生与所提供的的电力的频率相对应的输出。
并且，被吸入鼓风机21中的空气可以是常温，也可以预先被冷却器(未图示)冷却。供给管12的一端与鼓风机21的排出口连接。
供给管12是大致笔直地延伸的配管。供给管12可以是刚体状的金属管，也可以是能够弹性变形的柔性管。供给管12的另一端与歧管13连接。
歧管13是为了将冷却空气分别分配至阻尼器单元14的后述的多个阻尼器30而设置的。歧管13例如是使用具有规定的直径的圆筒状的金属管而形成的。在本实施方式中，歧管13的两端部被堵塞。另外，在本实施方式中，歧管13在与供给管12延伸的方向大致垂直的方向上延伸。
更具体来说，在本实施方式中，歧管13在上下方向上延伸，且沿着与腔室4的长度方向平行的方向配置。歧管13被配置在加热器3的侧方(换言之，是腔室4的侧方)。
在本实施方式中，供给管12连接在歧管13的上端部的外周部。根据上述的结构，穿过供给管12的冷却空气在进入歧管13后在歧管13内向下方行进。然后，该冷却空气被送入阻尼器单元14的阻尼器30。
阻尼器单元14是为了将送入歧管13中的冷却空气分别向腔室4的上部4a、中间部4b以及下部4c供给而设置的。阻尼器单元14在本实施方式中被配置于歧管13与加热器3之间。
阻尼器单元14具有多个阻尼器30。在本实施方式中，作为多个阻尼器30，具有基准阻尼器32和作为多个副阻尼器的第1副阻尼器31及第2副阻尼器33。并且，在对阻尼器31、32、33统称的情况下，称为阻尼器30。
基准阻尼器32被设置为用于向腔室4供给冷却空气的基准阀。另外，副阻尼器31、33被设置为用于向腔室4供给冷却空气的副阀。第1副阻尼器31是本发明的“一个副阀”的一例。第2副阻尼器33是本发明的“另一个副阀”的一例。各阻尼器30构成为能够调整开度。即，构成为能够调整通过各阻尼器30的冷却空气的流量。
第1副阻尼器31构成为朝向腔室4的上部4a供给冷却空气。基准阻尼器32构成为朝向腔室4的中间部4b供给冷却空气。第2副阻尼器33构成为朝向腔室4的下部4c供给冷却空气。
第1副阻尼器31、基准阻尼器32以及第2副阻尼器33按照该顺序沿着腔室4的长度方向即上下方向排列。即，基准阻尼器32被配置在第1副阻尼器31的下方。另外，第2副阻尼器33被配置在基准阻尼器32的下方。
参照图1～图3，阻尼器30(即，基准阻尼器32、副阻尼器31、33分别)具有入口管41、阀体42、支承轴43、阀芯44、阻尼器马达45以及出口管46、47。
并且，在本实施方式中，以基准阻尼器32为包含有阻尼器马达45的电动式的阻尼器的形态为例进行说明，但不限于此。例如，基准阻尼器32可以是未设置阻尼器马达45的基于人力的手动开度调整式的、且能够使阀芯44的开度固定的阻尼器。
入口管41与歧管13和阀体42连接，且构成为将来自歧管13的冷却空气导入阀体42内。入口管41的内径被设定得比歧管13的内径小。入口管41的一端与歧管13的外周部连接。
第1副阻尼器31的入口管41与歧管13的上部连接。基准阻尼器32的入口管41与歧管13的中间部连接。第2副阻尼器33的入口管41与歧管13的下部连接。入口管41从歧管13朝向对应的阀体42水平地延伸。
阀体42例如形成为中空的四棱柱状。入口管41的另一端与阀体42的一侧壁连接。穿过入口管41的冷却空气被导入阀体42内。阀体42收纳支承轴43和阀芯44。
支承轴43被支承于阀体42，并且将阀芯44支承成能够绕该支承轴43摆动。在本实施方式中，支承轴43与阀芯44以能够一体旋转的方式连结。支承轴43例如在水平方向上延伸，且配置成与入口管41相邻。支承轴43的一部分贯通阀体42，并与阻尼器马达45的输出轴49连结。
阻尼器马达45是为了通过使阀芯44绕支承轴43摆动来设定阻尼器30的阀开度而设置的。
阻尼器马达45具有马达壳48和被该马达壳48支承的输出轴49。
阻尼器马达45是伺服马达等构成为能够进行旋转位置控制的电动马达。阻尼器马达45构成为，接收来自控制部18的控制信号，从而能够变更该阻尼器马达45的输出轴49的旋转位置。
马达壳48例如固定于阀体42。阻尼器马达45的输出轴49以能够联动地旋转的方式与支承轴43连结。该输出轴49可以与支承轴43连结成能够一体地旋转，也可以经由未图示的减速机构与支承轴43连结成能够联动地旋转。根据上述的结构，借助阻尼器马达45的驱动来设定输出轴49的旋转位置，与此相伴，阀芯44的绕支承轴43的旋转位置(即，阻尼器30的开度)被设定。
阀芯44构成为对入口管41的另一端进行开闭。阀芯44例如是使用矩形的平板状部件而形成的。阀芯44的一个缘部与支承轴43连结。阀芯44例如被配置成在垂直地立起的姿势下堵塞入口管41。
阀芯44从垂直地立起的姿势起绕支承轴43旋转例如数十度，由此被配置在全开位置P2。即，当阀芯44处于垂直位置即全闭位置P1时，阻尼器30的开度为零。另外，当阀芯44处于从垂直位置旋转了数十度的规定的全开位置P2时，阻尼器30的开度为100％。
并且，阀芯44的旋转位置与阻尼器30的开度之间的关系根据阻尼器30的结构来决定。因此，关于阀芯44的旋转位置与阻尼器30的开度之间的关系，存在有为线形的情况、和为非线形的情况。在本实施方式中，阀芯44的旋转位置与阻尼器30的旋转位置之间的关系被预先存储于控制部18。
当阀芯44将入口管41的另一端打开时，来自入口管41的冷却空气被导入阀芯44内，进而被向出口管46、47引导。
在本实施方式中，在各阻尼器31、32、33设有2个出口管(即，出口管46、47)。各出口管46、47是为了将对应的阀体42内的空间和形成于加热器3内的空间10连接起来而设置的。各出口管46、47的一端与对应的阀体42的一个侧壁连接。
另外，各出口管46、47的另一端贯通加热器3的侧壁3a而面对空间10。在各阻尼器31、32、33中，出口管46的另一端和出口管47的另一端在加热器3的侧壁3a的周向上等间隔地(在本实施方式中，以180度的间隔)配置。
第1副阻尼器31的出口管46、47的另一端被配置成水平地面对腔室4的上部4a。基准阻尼器32的出口管46、47的另一端被配置成水平地面对腔室4的中间部4b。第2副阻尼器33的出口管46、47的另一端被配置成水平地面对腔室4的下部4c。
根据上述的结构，冷却空气被从第1副阻尼器31供给至腔室4的位置(即，第1副阻尼器31的出口管46、47的另一端的位置)被设定得比冷却空气被从第2副阻尼器33供给至腔室4的位置(即，第2副阻尼器33的出口管46、47的另一端的位置)高。
另外，冷却空气被从第1副阻尼器31供给至腔室4的位置被设定得靠近开口部4d和里部4e中的里部4e。另外，冷却空气被从第2副阻尼器33供给至腔室4的位置被设定得靠近开口部4d和里部4e中的开口部4d。
另外，来自基准阻尼器32的冷却空气的出口即出口管46、47的另一端的位置被设定在来自第1副阻尼器31的冷却空气的出口即出口管46、47的另一端位置与来自第2副阻尼器33的冷却空气的出口即出口管46、47的另一端位置之间。
另外，在本实施方式中，各阻尼器31、32、33的出口管46的另一端在腔室4的周向上的位置被对齐。同样，各阻尼器31、32、33的出口管47的另一端在腔室4的周向上的位置被对齐。
根据上述的结构，穿过第1副阻尼器31的冷却空气以朝向腔室4的上部4a的方式被供给至空间10中。另外，穿过基准阻尼器32的冷却空气以朝向腔室4的中间部4b的方式被供给至空间10中。而且，穿过第2副阻尼器33的冷却空气以朝向腔室4的下部4c的方式被供给至空间10中。被供给至空间10中的冷却空气一边吸收来自腔室4的热一边朝向排气管15流动。
排气管15贯通加热器3的顶壁3b。排气管15的一端面对空间10。排气管15将到达空间10的上端的冷却空气向排气管15的另一端侧引导。排气管15在加热器3的外侧的空间中与排气冷却器16连接。排气冷却器16对吸收了来自腔室4的热的冷却空气进行冷却。通过穿过排气冷却器16而被冷却的冷却空气向热处理装置1的外部空间排出。
根据上述的结构，冷却空气从鼓风机21通过供给管12和歧管13后穿过对应的阻尼器31、32、33，从而到达空间10，进而通过排气管15和排气冷却器16被排出至热处理装置1的外部。利用传感器单元17检测与各阻尼器31、32、33的出口管46、47的另一端相邻的位置处的腔室4的温度。
更具体来说，传感器单元17分别检测与第1副阻尼器31的出口管46的另一端面对的位置处的腔室4的温度、与基准阻尼器32的出口管46的另一端面对的位置处的腔室4的温度、以及与第2副阻尼器33的出口管46的另一端面对的位置处的腔室4的温度。
传感器单元17具有温度传感器51～53。
温度传感器51～53例如是热电偶等电气式温度传感器，构成为输出指定检测温度的电信号。温度传感器51～53例如在与腔室4相邻的位置处被加热器3支承。
温度传感器51与腔室4的上部4a的外周面相邻地配置，并且与第1副阻尼器31的出口管46的另一端相邻。温度传感器51检测出腔室4的与第1副阻尼器31的出口管46水平地对置的上部4a的温度，作为腔室上部温度T1。
温度传感器52与腔室4的中间部4b的外周面相邻地配置，并且与基准阻尼器32的出口管46的另一端相邻。温度传感器52检测出腔室4的与基准阻尼器32的出口管46水平地对置的中间部4b的温度，作为腔室中间部温度T2。
温度传感器53与腔室4的下部4c的外周面相邻地配置，并且与第2副阻尼器33的出口管46的另一端相邻。温度传感器53检测出腔室4的与第2副阻尼器33的出口管46水平地对置的下部4c的温度，作为腔室下部温度T3。各温度传感器51～53的温度检测结果被提供给控制部18。
控制部18构成为以基准阻尼器32供给冷却空气的供给形态为基准来控制副阻尼器31、33供给冷却空气的供给形态。控制部18是使用PLC(Programmable LogicController：可编程逻辑控制器)等来形成的。并且，控制部18可以使用包括有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存贮器)以及RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)的计算机来形成，也可以使用时序电路等来形成。
控制部18与各温度传感器51～53连接，接收指定这些温度传感器51～53的温度检测结果即腔室温度T1～T3的电信号。另外，控制部18与鼓风机马达22连接，通过控制鼓风机马达22的驱动，由此控制从鼓风机21供给的冷却空气的流量。
另外，控制部18与第1副阻尼器31的阻尼器马达45、基准阻尼器32的阻尼器马达45以及第2副阻尼器33的阻尼器马达45连接，分别控制这些马达45的动作。
在本实施方式中，控制部18以基准阻尼器32的开度固定的状态为基准，来控制第1副阻尼器31和第2副阻尼器33各自的开度。更具体来说，在介质供给部7冷却腔室4和被处理物100的动作开始时，控制部18首先设定基准阻尼器32的开度。
此时的基准阻尼器32的开度例如被设定为50％。这样，控制部18驱动基准阻尼器32的阻尼器马达45，以使基准阻尼器32的开度为50％，例如使阀芯44配置在全闭位置P1与全开位置P2之间的一半的位置处。这样，通过将基准阻尼器32的开度设定为0％与100％的中间的50％，由此能够使来自各副阻尼器31、33的冷却空气流量相对于来自基准阻尼器32的冷却空气流量的调整幅度更大。
并且，对于基准阻尼器32的开度，可以对应于被处理物100的热容量(具体来说，是被处理物100的个数、材质、体积)、被处理物100的目标冷却温度、鼓风机马达22的工作频率等，由控制部18适当地设定。
另外，控制部18构成为：以腔室4中的被从基准阻尼器32供给冷却空气的中间部4b处的腔室中间部温度T2为基准，来控制从各副阻尼器31、33的出口管46、47向腔室4供给的冷却空气的流量。更具体来说，控制部18对各副阻尼器31、33的开度进行反馈控制，以减小腔室4中的被从基准阻尼器32供给冷却空气的部位处的温度(腔室中间部温度T2)、和腔室4中的被从各副阻尼器31、33供给冷却空气的上部4a和下部4c处的温度(腔室上部温度T1、腔室下部温度T3)的偏差。
控制部18构成为采用比例控制来分别控制各阻尼器31、32、33。在本实施方式中，控制部18通过PID控制(Proportional Integral Differential Control，比例积分微分控制)分别控制各阻尼器31、32、33的阻尼器马达45，由此控制各阻尼器31、32、33的开度。并且，控制部18也可以通过PI控制(Proportional Integral Control，比例积分控制)等其它控制方法来控制各阻尼器31、32、33。
控制部18控制各副阻尼器31、33，以使第1副阻尼器31和第2副阻尼器33执行不同的动作。具体来说，控制部18将第1副阻尼器31的控制增益kp1和第2副阻尼器33的控制增益kp2设定为不同的值。在本实施方式中，控制部18将对腔室4的上部4a供给冷却空气的第1副阻尼器31的控制增益kp1设定得比对腔室4的下部4c供给冷却空气的第2副阻尼器33的控制增益kp2大(kp1＞kp2)。
接下来，对热处理装置1中的冷却动作的一例进行说明。并且，例如在加热器3的加热动作停止后执行热处理装置1中的冷却动作。图4是用于说明热处理装置1中的冷却动作的一例的流程图。并且，在参照流程图进行说明的情况下，也适当地参照流程图以外的图进行说明。
参照图4，在冷却动作开始时，控制部18首先使鼓风机马达22工作，由此将冷却空气导入介质供给部7(步骤S1)。
接下来，控制部18控制基准阻尼器32的开度(步骤S2)。即，控制部18设定基准阻尼器32的目标开度，进而通过驱动基准阻尼器32的阻尼器马达45来将基准阻尼器32的开度设定为与该目标开度相当的值。
接下来，控制部18参照腔室中间部温度T2，来测定腔室中间部温度T2(步骤S3)。
接下来，控制部18控制第1副阻尼器31的开度(步骤S4)。即，控制部18设定第1副阻尼器31的目标开度，进而通过驱动第1副阻尼器31的阻尼器马达45来将第1副阻尼器31的开度设定为与该目标开度相当的值。此时，控制部18根据检测出的腔室中间部温度T2运算目标温度T1t。然后，控制部18控制第1副阻尼器31的开度，以使目标温度T1t与腔室上部温度T1的偏差(T1t-T1)减小。
另外，控制部18控制第2副阻尼器33的开度(步骤S5)。即，控制部18设定第2副阻尼器33的目标开度，进而通过驱动第2副阻尼器33的阻尼器马达45来将第2副阻尼器33的开度设定为与该目标开度相当的值。此时，控制部18根据检测出的腔室中间部温度T2运算目标温度T3t。然后，控制部18控制第2副阻尼器33的开度，以使目标温度T3t与腔室下部温度T3的偏差(T3t-T3)减小。
并且，可以更换第1副阻尼器31的开度控制(步骤S4)和第2副阻尼器33的开度控制(步骤S5)的顺序，也可以并行地执行这些步骤S4、S5。
接下来，控制部18检测腔室上部温度T1、腔室中间部温度T2以及腔室下部温度T3(步骤S6)。然后，控制部18判定这些温度T1～T3是否达到了冷却动作结束的目标温度Tft(步骤S7)。
在温度T1～T3达到了目标温度Tft的情况下(在步骤S8中为YES)，控制部18使鼓风机马达22的动作停止(步骤S8)，结束腔室4和被处理物100的冷却动作。
另一方面，在温度T1～T3未达到冷却动作结束的目标温度Tft的情况下(在步骤S8中为NO)，控制部18再次执行步骤S3之后的控制。
如以上所说明的，根据本实施方式，控制部18以基准阻尼器32供给冷却空气的供给形态为基准来控制副阻尼器31、33供给冷却空气的供给形态。根据该结构，副阻尼器31、33供给冷却空气的供给形态由控制部18控制。由此，能够在被处理物100的个数等被处理物100的温度控制条件发生了变化的情况下变更副阻尼器31、33供给冷却空气的供给形态。其结果是，即使在被处理物100的温度控制条件发生了变化的情况下，也能够使被处理物100更均等地冷却。另外，以基准阻尼器32供给冷却空气的供给形态为基准来控制副阻尼器31、33供给冷却空气的供给形态的结果是，能够更加可靠地抑制副阻尼器31、33的控制运算发散。从而，实现了对被处理物100的更正确的温度控制。另外，由于副阻尼器31、33被控制部18控制，因此不需要人力对副阻尼器31、33的调整作业。根据以上的情况，能够实现如下的热处理装置1：即使在温度控制条件发生了变化的情况下，也能够使被处理物100更均等地进行温度变化，并且能够自动地进行用于使被处理物100更均等地发生温度变化的调整作业。
另外，根据本实施方式，控制部18以基准阻尼器32的开度固定的状态为基准，来控制副阻尼器31、33的开度。根据该结构，控制部18在副阻尼器30的开度控制中无需变更基准阻尼器32的开度，结果是，能够使副阻尼器31、33的控制所需要的运算更加简化。另外，在副阻尼器31、33的开度控制中，能够更加可靠地抑制产生振荡。
另外，根据本实施方式，控制部18构成为：以腔室4中的被从基准阻尼器32供给冷却空气的中间部4b处的温度(腔室中间部温度T2)为基准，来控制从副阻尼器31、33向腔室4供给的冷却空气的流量。根据该结构，能够使因从副阻尼器31、33供给至腔室4的冷却空气而引起的腔室4的上部4a和下部4c的温度变化程度与因从基准阻尼器32供给至腔室4的中间部4b的冷却空气而引起的腔室4的中间部4b的温度变化程度更加均等。
另外，根据本实施方式，控制部18控制副阻尼器31、33的开度，以使腔室中间部温度T2与腔室上部温度T1的偏差(T2-T1)、和腔室中间部温度T2与腔室下部温度T3的偏差(T2-T3)减小。根据该结构，控制部18能够控制副阻尼器31、33，以使腔室4中的被从基准阻尼器32供给冷却空气的腔室4的中间部4b处的温度(腔室中间部温度T3)、和腔室4中的被从副阻尼器31、33供给冷却空气的腔室4的上部4a及下部4c处的温度(腔室上部温度T1及腔室下部温度T2)更加均等。
另外，根据本实施方式，控制部18控制各副阻尼器31、33，以使第1副阻尼器31和第2副阻尼器33执行不同的动作。根据该结构，通过多个副阻尼器31、33的动作，能够使腔室4的更广的区域均等地发生温度变化。另外，能够对腔室4的各区域更加平滑地进行温度控制。
另外，根据本实施方式，控制部18构成为采用比例积分微分控制来控制各副阻尼器31、33，从而将第1副阻尼器31的控制增益kp1和第2副阻尼器33的控制增益kp2设定为不同的值。根据该结构，第1副阻尼器31能够进一步提高用于实现目标的冷却空气供给形态(即，开度)的响应速度。另一方面，第2副阻尼器33能够进一步降低用于实现目标的冷却空气供给形态(即，开度)的响应速度。这样，通过将针对目标开度的响应速度不同的副阻尼器31、33组合在一起，能够使容易发生热的偏倚的腔室4发生更均等的温度变化。
更详细来说，冷却空气被从第1副阻尼器31供给至腔室4的位置被设定得比冷却空气被从第2副阻尼器33供给至腔室4的位置高。并且，控制部18将针对第1副阻尼器31的控制增益kp1设定得比针对第2副阻尼器33的控制增益kp2大。根据该结构，由于腔室4的热朝向上方，因此存在这样的倾向：腔室4的上部4a的热量比腔室4的下部4b的热量大。因此，通过使对腔室4的上部4a侧进行冷却的第1副阻尼器31的控制增益kp1更大，能够朝向腔室4的上部4a侧更迅速地供给更多的冷却空气。由此，能够更加可靠地冷却容易积存热量的腔室4的上部4a侧。另一方面，通过使对腔室4的下部4c侧进行冷却的第2副阻尼器33的控制增益kp2更小，能够抑制朝向腔室4的下部4c侧急剧地供给过度的冷却空气。由此，能够抑制热比较容易逃逸的腔室4的下部4c侧比腔室4的其它部分先被冷却。其结果是，腔室4的各部被更均等地冷却。
另外，冷却空气被从第1副阻尼器31供给至腔室4的位置被设定得靠近开口部4d和里部4e中的里部4e。另外，冷却空气被从第2副阻尼器33供给至腔室4的位置被设定得靠近开口部4d和里部4e中的开口部4d。并且，控制部18将针对第1副阻尼器31的控制增益kp1设定得比针对第2副阻尼器33的控制增益kp2大。根据该结构，腔室4的热容易积存在里部4e，因此存在里部4e的热量比开口部4d的热量大的倾向。因此，通过使针对对里部4e侧进行冷却的第1副阻尼器31的控制增益kp1更大，能够朝向腔室4的里部4e侧更迅速地供给更多的冷却空气。由此，能够更加可靠地冷却容易积存热量的腔室4的里部4e侧。另一方面，通过使针对对腔室4的开口部4d侧进行冷却的第2副阻尼器33的控制增益kp2更小，能够抑制朝向腔室4的开口部4d侧急剧地供给过度的冷却空气。由此，能够抑制热比较容易逃逸的腔室4的开口部4d侧比腔室4的其它部分先被冷却。其结果是，腔室4的各部被更均等地冷却。
另外，基准阻尼器32的出口管46、47的另一端位置被设定在第1副阻尼器31的出口管46、47的另一端位置与第2副阻尼器33的出口管46、47的另一端位置之间。根据该结构，能够通过多个阻尼器31、32、33并利用冷却空气使腔室4的更广的区域更均等地发生温度变化。另外，对于腔室4中的被供给来自基准阻尼器32的冷却空气的部位(中间部4b)以外的区域，能够进一步增大其配置在被供给来自基准阻尼器32的冷却空气的部位附近的比例。其结果是，对于腔室4的更广的区域，能够减小与被供给来自基准阻尼器32的冷却空气的中间部4b之间的温度差。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。只要记载于权利要求的范围中，本发明就能够进行各种变更。
(1)在上述的实施方式中，以下述形态为例进行了说明：在进行各副阻尼器31、33的开度控制的期间，基准阻尼器32的开度固定。可是，也可以不是这样。例如，也可以是，在进行各副阻尼器31、33的开度控制的期间，基准阻尼器32的开度通过控制部18或人力定期地变更。
(2)另外，在上述的实施方式中，以使鼓风机21的风量固定的形态为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，也可以是，鼓风机21的风量对应于腔室4的各部的温度T1、T2、T3等被控制部18变更。
(3)另外，在上述的实施方式中，以下述形态为例进行了说明：在加热器3的加热动作结束后，介质供给部7开始进行腔室4和被处理物100的冷却处理。可是，也可以不是这样。例如，可以是，通过使介质供给部7与加热器3协调工作，由此在加热器3停止动作的中途从介质供给部7朝向腔室4供给冷却空气。
(4)另外，在上述的实施方式中，以设置有2个副阻尼器的形态为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，副阻尼器可以是1个，也可以是3个以上。
(5)另外，在上述的实施方式中，以控制部18控制各阻尼器31、32、33的开度的形态为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，也可以是，控制部18以穿过各阻尼器31、32、33的冷却空气的压力等其它要素作为控制对象。
(6)另外，在上述的实施方式中，作为控制冷却空气的阀部件，以阻尼器为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，作为控制冷却空气的阀部件，也可以使用电磁阀等具有能够调整阀芯的开度的结构的其它阀部件。
(7)另外，在上述的实施方式中，以将本发明应用于在加热蒸镀等中使用的炉的情况为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，也可以将本发明应用于具有热风循环炉等其它炉的热处理装置中。
(8)另外，在上述的实施方式中，以使用空气作为热处理用介质的形态为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，作为热处理用介质，也可以使用空气以外的气体，也可以使用水等液体。在使用液体作为热处理用介质的情况下，用泵来代替鼓风机。
(9)另外，在上述的实施方式中，以制冷剂供给部7对腔室4和被处理物100进行冷却的形态为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，也可以是，在对腔室4等容器和被处理物100加热时应用本发明的结构。这种情况下，各阻尼器31、32、33将被加热的空气等热处理用介质朝向腔室4供给。
(10)另外，在上述的实施方式中，以腔室4为纵型炉的形态为例进行了说明。可是，也可以不是这样。例如，也可以将本发明应用于具有横向配置的腔室的热处理装置中。
产业上的可利用性
本发明能够作为热处理装置被广泛地应用。

Claims (7)

1.一种热处理装置，其特征在于，
所述热处理装置具备：
容器，其在被处理物的热处理时收纳所述被处理物；
介质供给部，其包括用于将温度调整用的介质供给至所述容器的基准阀和副阀；以及
控制部，其以所述基准阀供给所述介质的供给形态为基准，控制所述副阀供给所述介质的供给形态，
所述控制部以所述基准阀的开度固定的状态为基准，来控制所述副阀的开度，
所述控制部控制所述副阀的开度，以使所述容器中的被从所述基准阀供给所述介质的部位处的温度和所述容器中的被从所述副阀供给所述介质的部位处的温度的偏差减小。
2.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部构成为：以所述容器中的被从所述基准阀供给所述介质的部位处的温度为基准，控制从所述副阀向所述容器供给的所述介质的流量。
3.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
所述副阀设置有多个，
所述控制部控制各所述副阀，以使一个所述副阀和另一个所述副阀执行不同的动作。
4.根据权利要求3所述的热处理装置，其特征在于，
所述控制部构成为采用比例控制来控制各所述副阀，所述控制部将一个所述副阀的控制增益和另一个所述副阀的控制增益设定为不同的值。
5.根据权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，
所述介质是用于冷却所述容器的冷却介质，
从一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置被设定得比从另一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置高，
所述控制部将针对一个所述副阀的所述控制增益设定得比针对另一个所述副阀的所述控制增益大。
6.根据权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，
所述容器包括：向所述容器的外部敞开的开口部；和相对于所述容器的外部被封闭的形状的里部，
所述介质是用于冷却所述容器的冷却介质，
从一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置被设定为靠所述开口部和所述里部中的所述里部，从另一个所述副阀向所述容器供给所述冷却介质的位置被设定为靠所述开口部和所述里部中的所述开口部，
所述控制部将针对一个所述副阀的所述控制增益设定得比针对另一个所述副阀的所述控制增益大。
7.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
所述副阀设置有多个，
所述容器包括：向所述容器的外部敞开的开口部；和相对于所述容器的外部被封闭的形状的里部，
冷却介质被从一个所述副阀供给至所述容器的出口位置被设定得靠近所述开口部和所述里部中的所述里部，并且，所述冷却介质被从其它所述副阀供给至所述容器的出口位置被设定得靠近所述开口部和所述里部中的所述开口部，
从所述基准阀朝向所述容器的所述冷却介质的出口位置被设定于来自各所述副阀的所述冷却介质的出口位置之间。
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