JP2020205457A - Thermal treatment device and temperature control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱処理装置及び温度制御方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus and a temperature control method.
従来から、複数枚の半導体ウエハ等の基板に一括して熱処理を行うことが可能な縦型熱処理装置が知られている。 Conventionally, a vertical heat treatment apparatus capable of collectively heat-treating a plurality of substrates such as semiconductor wafers has been known.
縦型熱処理装置としては、複数枚の基板を高さ方向に所定間隔で保持する基板保持具を収容する処理容器と、処理容器の周囲に設けられ、処理容器内に搬入された基板を加熱するヒータとを含む炉本体を備える装置が知られている。ヒータとしては、省エネルギー化の観点から高い断熱性能を有する、所謂、省エネヒータが使用される場合がある。 The vertical heat treatment apparatus heats a processing container that houses a substrate holder that holds a plurality of substrates at predetermined intervals in the height direction, and a substrate that is provided around the processing container and carried into the processing container. A device including a furnace body including a heater is known. As the heater, a so-called energy-saving heater having high heat insulating performance may be used from the viewpoint of energy saving.
ところで、省エネヒータを使用する場合、高い断熱性能により炉内温度が下がりにくいため、温度制御性が悪化する。そこで、炉本体内に空気等の冷媒を供給して処理容器を強制的に冷却するブロアが用いられる（例えば、特許文献１参照）。ブロアを用いることで、炉内温度を下げる時間を短縮でき、温度制御性が向上する。 By the way, when an energy-saving heater is used, the temperature inside the furnace does not easily drop due to the high heat insulation performance, so that the temperature controllability deteriorates. Therefore, a blower for forcibly cooling the processing container by supplying a refrigerant such as air into the furnace body is used (see, for example, Patent Document 1). By using a blower, the time for lowering the temperature inside the furnace can be shortened and the temperature controllability is improved.
しかしながら、ヒータ及びブロアを用いて炉内温度を制御する方法では、ブロアを停止させたときに温度が一時的に変動する場合がある。これは、ブロアの停止前後で風量が大きく変化するためである。特に、サイズの大きなブロアを用いる場合、ブロアを低回転で駆動させると高負荷になり停止する虞があるため、低風量の状態を実現することが困難である。このため、ブロアの停止前後での風量の変化がより大きくなり、ブロアを停止させたときの温度変動がより大きくなる。 However, in the method of controlling the temperature inside the furnace by using a heater and a blower, the temperature may fluctuate temporarily when the blower is stopped. This is because the air volume changes significantly before and after the blower is stopped. In particular, when a blower having a large size is used, it is difficult to realize a state of low air volume because if the blower is driven at a low rotation speed, the load may become high and the blower may stop. Therefore, the change in the air volume before and after the blower is stopped becomes larger, and the temperature fluctuation when the blower is stopped becomes larger.
このように温度変動が生じると、炉内温度を、熱処理の目標温度等の所定温度に収束させるのに要する時間が長くなる。 When the temperature fluctuates in this way, the time required for the temperature inside the furnace to converge to a predetermined temperature such as the target temperature for heat treatment becomes long.
そこで、上記課題に鑑み、短時間で所定温度に収束させることが可能な熱処理装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus capable of converging to a predetermined temperature in a short time.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る熱処理装置は、基板を収容する処理容器と、前記処理容器に収容される前記基板を加熱するヒータを有し、前記処理容器の周囲に設けられた炉本体と、前記処理容器と前記炉本体との間の空間に冷媒を供給する冷媒供給ラインと、前記空間内の前記冷媒を排気する冷媒排気ラインであり、前記冷媒供給ラインと連結されて該冷媒供給ラインと共にクローズ系冷媒供給／排気ラインを形成する冷媒排気ラインと、前記冷媒排気ラインと前記冷媒供給ラインとの連結部に設けられたブロアと、前記ブロアに連続的に通電する連続運転モードと、前記ブロアに通電と通電停止とを繰り返す間欠運転モードとを有し、指示電圧に基づいて前記ブロアの駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記指示電圧が０Ｖよりも大きく、所定の閾値電圧よりも小さい場合、前記ブロアを間欠運転モードで駆動させる。 In order to achieve the above object, the heat treatment apparatus according to one aspect of the present invention has a processing container for accommodating the substrate and a heater for heating the substrate housed in the processing container, and is provided around the processing container. A refrigerant supply line that supplies refrigerant to the space between the processing container and the furnace body, and a refrigerant exhaust line that exhausts the refrigerant in the space, which are connected to the refrigerant supply line. A refrigerant exhaust line that forms a closed refrigerant supply / exhaust line together with the refrigerant supply line, a blower provided at a connecting portion between the refrigerant exhaust line and the refrigerant supply line, and a continuous energization of the blower. The blower has an operation mode and an intermittent operation mode in which the blower is repeatedly energized and stopped, and includes a control unit that controls the drive of the blower based on an indicated voltage. When it is larger than 0 V and smaller than a predetermined threshold voltage, the blower is driven in the intermittent operation mode.
開示の熱処理装置によれば、短時間で所定温度に収束させることができる。 According to the disclosed heat treatment apparatus, the temperature can be converged to a predetermined temperature in a short time.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and the drawings, substantially the same configuration is designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations.
（熱処理装置）
まず、本発明の実施形態に係る熱処理装置の一例について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る熱処理装置の概略図である。
(Heat treatment equipment)
First, an example of the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
図１に示されるように、熱処理装置１は、基板、例えば半導体ウエハ（以下単に「ウエハＷ」という。）を一度に多数枚収容して酸化、拡散、減圧ＣＶＤ等の熱処理を施すことができる縦型の熱処理炉１０を備える。熱処理炉１０は、処理容器１２と、炉本体１４とを備える。 As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 1 can accommodate a large number of substrates, for example, semiconductor wafers (hereinafter, simply referred to as “wafer W”) at a time, and perform heat treatment such as oxidation, diffusion, and reduced pressure CVD. A vertical heat treatment furnace 10 is provided. The heat treatment furnace 10 includes a processing container 12 and a furnace body 14.
処理容器１２は、炉本体１４内に配置され、炉本体１４との間に空間Ｐを形成する。処理容器１２は、ウエハＷを収容して熱処理するための容器である。処理容器１２は、例えば石英により形成されている。 The processing container 12 is arranged in the furnace body 14, and forms a space P with the furnace body 14. The processing container 12 is a container for accommodating the wafer W and heat-treating it. The processing container 12 is made of, for example, quartz.
炉本体１４は、断熱材１６と、ヒータ１８とを有する。断熱材１６は、処理容器１２の周囲に設けられており、円筒状に形成されている。断熱材１６は、省エネルギー化の観点から、高い断熱性能を有する材料により形成されていることが好ましく、例えばシリカ、アルミナ又は珪酸アルミナを含む無機質繊維により形成されている。ヒータ１８は、断熱材１６の内周面に沿って螺旋状に配置された発熱抵抗体により形成されている。ヒータ１８は、処理容器１２内のウエハＷを加熱する。ヒータ１８には、例えばサイリスタ２０が接続されている。 The furnace body 14 has a heat insulating material 16 and a heater 18. The heat insulating material 16 is provided around the processing container 12 and is formed in a cylindrical shape. From the viewpoint of energy saving, the heat insulating material 16 is preferably formed of a material having high heat insulating performance, and is formed of, for example, inorganic fibers containing silica, alumina, or alumina silicate. The heater 18 is formed by a heat generating resistor spirally arranged along the inner peripheral surface of the heat insulating material 16. The heater 18 heats the wafer W in the processing container 12. For example, a thyristor 20 is connected to the heater 18.
炉本体１４には、排熱系２２と、強制冷却手段２４とが設けられている。 The furnace body 14 is provided with a heat exhaust system 22 and a forced cooling means 24.
排熱系２２は、処理容器１２と炉本体１４との間の空間Ｐ内の雰囲気を外部に排出する。排熱系２２は、例えば炉本体１４の上部に設けられた排気口２６を有する。排気口２６には、空間Ｐ内の空気等の冷媒を排気する冷媒排気ライン４０が接続されている。 The heat exhaust system 22 discharges the atmosphere in the space P between the processing container 12 and the furnace body 14 to the outside. The exhaust heat system 22 has, for example, an exhaust port 26 provided in the upper part of the furnace body 14. A refrigerant exhaust line 40 for exhausting a refrigerant such as air in the space P is connected to the exhaust port 26.
強制冷却手段２４は、処理容器１２の高さ方向の複数の位置から空間Ｐ内に空気等の冷媒を供給してウエハＷを強制的に冷却する。強制冷却手段２４は、処理容器１２の高さ方向に沿って設けられた複数の冷媒吹出孔２８を有する。冷媒吹出孔２８は、断熱材１６の中心斜め方向へ冷媒を吹き出して空間Ｐの周方向に旋回流を生じさせる。冷媒吹出孔２８は、断熱材１６における上下に隣接するヒータ１８の間に、断熱材１６を径方向の内外に貫通するように設けられている。これにより、ヒータ１８に邪魔されることなく冷媒を空間Ｐに噴出することができる。冷媒吹出孔２８は、冷媒供給ダクト３０を介して冷媒供給ライン５０に接続されている。 The forced cooling means 24 forcibly cools the wafer W by supplying a refrigerant such as air into the space P from a plurality of positions in the height direction of the processing container 12. The forced cooling means 24 has a plurality of refrigerant blowing holes 28 provided along the height direction of the processing container 12. The refrigerant outlet hole 28 blows out the refrigerant in the diagonal direction of the center of the heat insulating material 16 to generate a swirling flow in the circumferential direction of the space P. The refrigerant outlet holes 28 are provided between the heaters 18 vertically adjacent to the heat insulating material 16 so as to penetrate the heat insulating material 16 in and out in the radial direction. As a result, the refrigerant can be ejected into the space P without being disturbed by the heater 18. The refrigerant outlet hole 28 is connected to the refrigerant supply line 50 via the refrigerant supply duct 30.
冷媒排気ライン４０と冷媒供給ライン５０とは互いに連結され、連結部には冷媒供給用及び冷媒排気用のブロア７０が設けられている。ブロア７０は、インバータ駆動部７２を有しており、後述する温度コントローラ１００からの第２の指示電圧に応じた回転数で駆動する。ブロア７０の回転数が変化することにより、冷媒供給ライン５０を介して空間Ｐに噴出される冷媒の風量が変化する。具体的には、第２の指示電圧を小さくすると、ブロア７０の回転数が低くなり、冷媒供給ライン５０を介して空間Ｐに噴出される冷媒の風量が低くなる。一方、第２の指示電圧を大きくすると、ブロア７０の回転数が高くなり、冷媒供給ライン５０を介して空間Ｐに噴出される冷媒の風量が高くなる。 The refrigerant exhaust line 40 and the refrigerant supply line 50 are connected to each other, and a blower 70 for supplying a refrigerant and exhausting the refrigerant is provided at the connecting portion. The blower 70 has an inverter drive unit 72, and is driven at a rotation speed corresponding to a second indicated voltage from the temperature controller 100, which will be described later. As the rotation speed of the blower 70 changes, the air volume of the refrigerant ejected into the space P via the refrigerant supply line 50 changes. Specifically, when the second indicated voltage is reduced, the rotation speed of the blower 70 is lowered, and the air volume of the refrigerant ejected into the space P via the refrigerant supply line 50 is lowered. On the other hand, when the second indicated voltage is increased, the rotation speed of the blower 70 is increased, and the air volume of the refrigerant ejected into the space P via the refrigerant supply line 50 is increased.
冷媒排気ライン４０には、熱交換器４２、第１のバタフライ弁４４及び第１の穴バルブ４６が設けられている。熱交換器４２は、空間Ｐから排気された温度が上昇した冷媒を冷却する。第１のバタフライ弁４４及び第１の穴バルブ４６は、いずれも開閉調整自在となっている。 The refrigerant exhaust line 40 is provided with a heat exchanger 42, a first butterfly valve 44, and a first hole valve 46. The heat exchanger 42 cools the refrigerant whose temperature has risen and is exhausted from the space P. The first butterfly valve 44 and the first hole valve 46 are both adjustable in opening and closing.
冷媒供給ライン５０には、第２のバタフライ弁５２及び第２の穴バルブ５４が設けられている。第２のバタフライ弁５２及び第２の穴バルブ５４は、いずれも開閉調整自在となっている。 The refrigerant supply line 50 is provided with a second butterfly valve 52 and a second hole valve 54. The second butterfly valve 52 and the second hole valve 54 are both adjustable in opening and closing.
このように構成された排熱系２２、冷媒排気ライン４０、熱交換器４２、ブロア７０及び冷媒供給ライン５０及び強制冷却手段２４により、処理容器１２と炉本体１４との間の空間Ｐに冷媒を供給してウエハＷを強制的に冷却することができる。これにより、例えばウエハＷに所定の熱処理を施した後、処理容器１２内からウエハＷを搬出可能な炉内温度に降温する際、炉内温度を迅速に下げることができる。また、例えばウエハＷに所定の熱処理を施した後、炉内温度を降温させて温度の異なる熱処理を施す際、炉内温度を迅速に下げることができる。その結果、処理の迅速化やスループットの向上を図ることができる。なお、図示の例では、冷媒排気ライン４０と冷媒供給ライン５０とが互いに連結されてクローズ系冷媒供給／排気ラインを形成しているが、これに限定されない。例えば、冷媒排気ライン４０と冷媒供給ライン５０とが各々独立してオープン系冷媒供給／排気ラインを形成していてもよい。 The exhaust heat system 22, the refrigerant exhaust line 40, the heat exchanger 42, the blower 70, the refrigerant supply line 50, and the forced cooling means 24 configured in this way provide refrigerant in the space P between the processing container 12 and the furnace body 14. Can be supplied to forcibly cool the wafer W. As a result, for example, when the wafer W is subjected to a predetermined heat treatment and then lowered to a temperature inside the furnace where the wafer W can be carried out from the processing container 12, the temperature inside the furnace can be rapidly lowered. Further, for example, when the wafer W is subjected to a predetermined heat treatment and then the furnace temperature is lowered to perform heat treatments having different temperatures, the furnace temperature can be quickly lowered. As a result, processing can be speeded up and throughput can be improved. In the illustrated example, the refrigerant exhaust line 40 and the refrigerant supply line 50 are connected to each other to form a closed refrigerant supply / exhaust line, but the present invention is not limited to this. For example, the refrigerant exhaust line 40 and the refrigerant supply line 50 may independently form an open system refrigerant supply / exhaust line.
処理容器１２内には、温度センサ９０が設けられている。温度センサ９０は、処理容器１２内の温度を検出する。温度センサ９０は、例えば熱電対である。図示の例では、処理容器１２の高さ方向に所定間隔を有して３つの温度センサ９０が設けられている。これにより、処理容器１２の高さ方向における温度分布を検出することができる。温度センサ９０で検出された検出信号は、信号ライン９２を介して後述する温度コントローラ１００に送られる。 A temperature sensor 90 is provided in the processing container 12. The temperature sensor 90 detects the temperature inside the processing container 12. The temperature sensor 90 is, for example, a thermocouple. In the illustrated example, three temperature sensors 90 are provided at predetermined intervals in the height direction of the processing container 12. Thereby, the temperature distribution in the height direction of the processing container 12 can be detected. The detection signal detected by the temperature sensor 90 is sent to the temperature controller 100, which will be described later, via the signal line 92.
また、熱処理装置１には、ヒータ１８及びブロア７０を制御することにより、炉内温度を調整する温度コントローラ１００が設けられている。 Further, the heat treatment apparatus 1 is provided with a temperature controller 100 that adjusts the temperature inside the furnace by controlling the heater 18 and the blower 70.
（温度コントローラ）
次に、温度コントローラ１００によるブロア７０の制御（温度制御方法）の一例について説明する。
(Temperature controller)
Next, an example of control of the blower 70 (temperature control method) by the temperature controller 100 will be described.
温度コントローラ１００は、温度センサ９０からの検出信号に基づいて、ヒータ１８及びブロア７０を制御する。 The temperature controller 100 controls the heater 18 and the blower 70 based on the detection signal from the temperature sensor 90.
具体的には、温度コントローラ１００は、熱処理の目標温度等の所定温度と、温度センサ９０からの検出信号とに基づいて、サイリスタ２０に所定の信号を出力することにより、ヒータ１８を制御する。また、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧に基づいて算出される第２の指示電圧を、第１の時間（例えば１秒）ごとにインバータ駆動部７２に出力することにより、ブロア７０を制御する。第１の指示電圧は、例えば熱処理の目標温度等の所定温度と、温度センサ９０からの検出信号とに基づいて算出される。 Specifically, the temperature controller 100 controls the heater 18 by outputting a predetermined signal to the thyristor 20 based on a predetermined temperature such as a target temperature for heat treatment and a detection signal from the temperature sensor 90. Further, the temperature controller 100 controls the blower 70 by outputting a second indicated voltage calculated based on the first indicated voltage to the inverter drive unit 72 every first time (for example, 1 second). To do. The first indicated voltage is calculated based on, for example, a predetermined temperature such as a target temperature for heat treatment and a detection signal from the temperature sensor 90.
温度コントローラ１００は、ブロア７０に連続的に通電する連続運転モードと、ブロア７０に通電と通電停止とを繰り返す間欠運転モードとを有する。温度コントローラ１００は、第１の指示電圧が０Ｖより大きく、所定の閾値電圧よりも小さい場合、ブロア７０を間欠運転モードで駆動させる。所定の閾値電圧は、ブロア７０の最低指示電圧に基づいて定められる電圧であり、例えばブロア７０の最低指示電圧であることが好ましい。これにより、ブロア７０を最低指示電圧で動作させたときの風量よりも小さい風量で空間Ｐに冷媒を供給できる。また、所定の閾値電圧は、ブロア７０の最低指示電圧にマージンを持たせた定められる電圧であってもよい。なお、ブロア７０の最低指示電圧は、ブロア７０の種類に応じて定められる値であり、例えばブロア７０の仕様書等を参照することにより取得することができる。 The temperature controller 100 has a continuous operation mode in which the blower 70 is continuously energized and an intermittent operation mode in which the blower 70 is repeatedly energized and stopped. The temperature controller 100 drives the blower 70 in the intermittent operation mode when the first indicated voltage is larger than 0 V and smaller than the predetermined threshold voltage. The predetermined threshold voltage is a voltage determined based on the minimum indicated voltage of the blower 70, and is preferably the minimum indicated voltage of the blower 70, for example. As a result, the refrigerant can be supplied to the space P with an air volume smaller than the air volume when the blower 70 is operated at the minimum indicated voltage. Further, the predetermined threshold voltage may be a predetermined voltage in which the minimum indicated voltage of the blower 70 has a margin. The minimum indicated voltage of the blower 70 is a value determined according to the type of the blower 70, and can be obtained by referring to, for example, the specifications of the blower 70.
図２は、連続運転モード及び間欠運転モードを説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining a continuous operation mode and an intermittent operation mode.
図２（ａ）は、第１の指示電圧と温度との関係を示している。図２（ａ）中、横軸は時間［分］を示し、左側の縦軸は温度［℃］を示し、右側の縦軸は第１の指示電圧［Ｖ］を示している。また、図２（ａ）中、特性線α１は第１の指示電圧［Ｖ］を示し、特性線α３は炉内設定温度［℃］を示し、特性線α４は炉内温度を示している。 FIG. 2A shows the relationship between the first indicated voltage and the temperature. In FIG. 2A, the horizontal axis indicates time [minutes], the vertical axis on the left side indicates temperature [° C.], and the vertical axis on the right side indicates the first indicated voltage [V]. Further, in FIG. 2A, the characteristic line α1 indicates the first indicated voltage [V], the characteristic line α3 indicates the set temperature [° C.] in the furnace, and the characteristic line α4 indicates the temperature inside the furnace.
図２（ｂ）は、第２の指示電圧と温度との関係を示している。図２（ｂ）中、横軸は時間［分］を示し、左側の縦軸は温度［℃］を示し、右側の縦軸は第２の指示電圧［Ｖ］を示している。また、図２（ｂ）中、特性線α２は第２の指示電圧［Ｖ］を示し、特性線α３は炉内設定温度［℃］を示し、特性線α４は炉内温度を示している。 FIG. 2B shows the relationship between the second indicated voltage and the temperature. In FIG. 2B, the horizontal axis represents time [minutes], the left vertical axis represents temperature [° C.], and the right vertical axis represents the second indicated voltage [V]. Further, in FIG. 2B, the characteristic line α2 indicates the second indicated voltage [V], the characteristic line α3 indicates the set temperature [° C.] in the furnace, and the characteristic line α4 indicates the temperature inside the furnace.
なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）においては、所定の閾値電圧がブロア７０の最低指示電圧と等しい０．５Ｖである場合を例に挙げて説明する。 In addition, in FIG. 2A and FIG. 2B, the case where the predetermined threshold voltage is 0.5V which is equal to the minimum indicated voltage of the blower 70 will be described as an example.
温度コントローラ１００は、例えば炉内温度を３００℃から４００℃に昇温させる場合、ヒータ１８及びブロア７０を制御する。具体的には、図２（ａ）に示されるように、昇温を開始した後、第１の指示電圧が０Ｖより大きく、所定の閾値電圧である０．５Ｖよりも小さくなると（図示の例では約１３分）、温度コントローラ１００は、ブロア７０を間欠運転モードで駆動させる。このとき、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧に基づいて、ブロア７０へ出力する第２の指示電圧を算出し、算出された第２の指示電圧をブロア７０へ出力することにより、ブロア７０を間欠運転モードで駆動させる。なお、第２の指示電圧の算出方法については後述する。 The temperature controller 100 controls the heater 18 and the blower 70, for example, when raising the temperature inside the furnace from 300 ° C. to 400 ° C. Specifically, as shown in FIG. 2A, when the first indicated voltage is larger than 0V and smaller than the predetermined threshold voltage of 0.5V after the temperature rise is started (illustrated example). Then, about 13 minutes), the temperature controller 100 drives the blower 70 in the intermittent operation mode. At this time, the temperature controller 100 calculates a second indicated voltage to be output to the blower 70 based on the first indicated voltage, and outputs the calculated second indicated voltage to the blower 70 to output the blower 70. Is driven in the intermittent operation mode. The method of calculating the second indicated voltage will be described later.
続いて、第１の指示電圧が所定の閾値電圧である０．５Ｖ以上になると（図示の例では約１４分）、温度コントローラ１００は、ブロア７０を連続運転モードで駆動させる。このとき、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧を第２の指示電圧としてブロア７０へ出力することにより、ブロア７０を連続運転モードで駆動させる。 Subsequently, when the first indicated voltage becomes 0.5 V or more, which is a predetermined threshold voltage (about 14 minutes in the illustrated example), the temperature controller 100 drives the blower 70 in the continuous operation mode. At this time, the temperature controller 100 drives the blower 70 in the continuous operation mode by outputting the first indicated voltage as the second indicated voltage to the blower 70.
続いて、第１の指示電圧が所定の閾値電圧である０．５Ｖより小さくなると（図示の例では約２６分）、温度コントローラ１００は、ブロア７０を間欠運転モードで駆動させる。このとき、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧に基づいて、ブロア７０へ出力する第２の指示電圧を算出し、第２の指示電圧をブロア７０へ出力することにより、ブロア７０を間欠運転モードで駆動させる。なお、第２の指示電圧の算出方法については後述する。 Subsequently, when the first indicated voltage becomes smaller than the predetermined threshold voltage of 0.5 V (about 26 minutes in the illustrated example), the temperature controller 100 drives the blower 70 in the intermittent operation mode. At this time, the temperature controller 100 calculates the second indicated voltage to be output to the blower 70 based on the first indicated voltage, and outputs the second indicated voltage to the blower 70 to intermittently operate the blower 70. Drive in mode. The method of calculating the second indicated voltage will be described later.
続いて、第１の指示電圧が０Ｖになると（図示の例では約３０分）、温度コントローラ１００は、ブロア７０を停止させる。 Subsequently, when the first indicated voltage reaches 0 V (about 30 minutes in the illustrated example), the temperature controller 100 stops the blower 70.
次に、間欠運転モードにおける第２の指示電圧の算出方法の一例について説明する。 Next, an example of the calculation method of the second indicated voltage in the intermittent operation mode will be described.
間欠運転モードでは、温度コントローラ１００は、第１の時間（例えば１秒）よりも長い第２の時間（例えば４秒）を１単位として、ブロア７０の制御を行う。 In the intermittent operation mode, the temperature controller 100 controls the blower 70 with a second time (for example, 4 seconds) longer than the first time (for example, 1 second) as one unit.
図３は、第２の指示電圧の波形パターンの一例を示す図である。図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）及び図３（ｅ）は、それぞれ第１の指示電圧が０．５００Ｖ、０．３７５Ｖ、０．２５０Ｖ、０．１２５Ｖ及び０．０００Ｖの場合におけるインバータ駆動部７２に出力する第２の指示電圧の波形を示している。図３（ａ）から図３（ｅ）における横軸は時間を示し、縦軸は電圧［Ｖ］を示している。また、図３（ａ）から図３（ｅ）における時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、例えばそれぞれ０秒、１秒、２秒、３秒、４秒である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform pattern of the second indicated voltage. In FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c), 3 (d) and 3 (e), the first indicated voltages are 0.500V, 0.375V and 0.250V, respectively. The waveform of the second indicated voltage output to the inverter drive unit 72 in the case of 0.125V and 0.000V is shown. The horizontal axis in FIGS. 3 (a) to 3 (e) represents time, and the vertical axis represents voltage [V]. Further, the times t0, t1, t2, t3, and t4 in FIGS. 3A to 3E are, for example, 0 seconds, 1 second, 2 seconds, 3 seconds, and 4 seconds, respectively.
温度コントローラ１００は、第１の指示電圧が０．５００Ｖである場合、例えば図３（ａ）に示されるように、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力する。 When the first indicated voltage is 0.500V, the temperature controller 100 outputs 0.5V to the inverter drive unit 72 at times t0, t1, t2, and t3, for example, as shown in FIG. 3A. To do.
また、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧が０．３７５Ｖである場合、例えば図３（ｂ）に示されるように、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、時刻ｔ３においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力する。なお、４つの時刻のうち、いずれか３つの時刻においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、残りの１つの時刻においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力すればよく、そのタイミングは図３（ｂ）の例に限定されない。 Further, when the first indicated voltage is 0.375V, the temperature controller 100 outputs 0.5V to the inverter drive unit 72 at times t0, t1, and t2, for example, as shown in FIG. 3B. Then, at time t3, 0V is output to the inverter drive unit 72. Note that 0.5V may be output to the inverter drive unit 72 at any three of the four times, and 0V may be output to the inverter drive unit 72 at the remaining one time. It is not limited to the example of 3 (b).
また、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧が０．２５０Ｖである場合、例えば図３（ｃ）に示されるように、時刻ｔ０、ｔ２においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、時刻ｔ１、ｔ３においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力する。なお、４つの時刻のうち、いずれか２つの時刻においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、残りの２つの時刻においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力すればよく、そのタイミングは図３（ｃ）の例に限定されない。 Further, when the first indicated voltage is 0.250V, the temperature controller 100 outputs 0.5V to the inverter drive unit 72 at time t0 and t2, for example, as shown in FIG. 3C. At times t1 and t3, 0V is output to the inverter drive unit 72. Note that 0.5 V may be output to the inverter drive unit 72 at any two of the four times, and 0 V may be output to the inverter drive unit 72 at the remaining two times. It is not limited to the example of 3 (c).
また、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧が０．１２５Ｖである場合、例えば図３（ｄ）に示されるように、時刻ｔ０においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力する。なお、４つの時刻のうち、いずれか１つの時刻においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、残りの３つの時刻においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力すればよく、そのタイミングは図３（ｄ）の例に限定されない。 Further, when the first indicated voltage is 0.125V, the temperature controller 100 outputs 0.5V to the inverter drive unit 72 at time t0, for example, as shown in FIG. 3D, and outputs 0.5V to the inverter drive unit 72 at time t1. , T2 and t3 output 0V to the inverter drive unit 72. Note that 0.5V may be output to the inverter drive unit 72 at any one of the four times, and 0V may be output to the inverter drive unit 72 at the remaining three times. It is not limited to the example of 3 (d).
また、温度コントローラ１００は、第１の指示電圧が０．０００Ｖである場合、例えば図３（ｅ）に示されるように、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力する。 Further, when the first indicated voltage is 0.000 V, the temperature controller 100 outputs 0 V to the inverter drive unit 72 at times t0, t1, t2, and t3, for example, as shown in FIG. 3 (e). To do.
次に、間欠運転モードにおける第２の指示電圧の算出方法の別の例について説明する。 Next, another example of the method of calculating the second indicated voltage in the intermittent operation mode will be described.
温度コントローラ１００は、以下の方法を用いてインバータ駆動部７２に第２の指示電圧を出力する。以下、第１の時間をＴ１、第２の時間をＴ２、所定の閾値電圧をＸとし、時刻ｔ０における第１の指示電圧をＸ１、時刻ｔ１から第２の時間Ｔ２が経過した時刻ｔ４における第１の指示電圧をＸ２とする。 The temperature controller 100 outputs a second indicated voltage to the inverter drive unit 72 by using the following method. Hereinafter, the first time is T1, the second time is T2, the predetermined threshold voltage is X, the first indicated voltage at time t0 is X1, and the second time t4 at time t1 to the second time T2 has elapsed. Let the indicated voltage of 1 be X2.
まず、所定の閾値電圧Ｘを、第２の時間Ｔ２と第１の時間Ｔ１との比（Ｔ２／Ｔ１）で除算することにより、分解能Ｘｒを算出する。 First, the resolution Xr is calculated by dividing the predetermined threshold voltage X by the ratio (T2 / T1) of the second time T2 and the first time T1.
続いて、時刻ｔ０における第１の指示電圧Ｘ１を、分解能Ｘｒで除算し、除算したときの余りＹ１を算出する。 Subsequently, the first indicated voltage X1 at time t0 is divided by the resolution Xr, and the remainder Y1 when the division is performed is calculated.
続いて、インバータ駆動部７２に出力する電圧波形が、第１の指示電圧Ｘ１から余りＹ１を減算したときの値（Ｘ１−Ｙ１）に対応する波形となるような第２の指示電圧を出力する。 Subsequently, the second indicated voltage is output so that the voltage waveform output to the inverter drive unit 72 becomes a waveform corresponding to the value (X1-Y1) when the remainder Y1 is subtracted from the first indicated voltage X1. ..
続いて、時刻ｔ４における第１の指示電圧Ｘ２に余りＹ１を加算した値（Ｘ２＋Ｙ１）を、分解能Ｘｒで除算し、除算したときの余りＹ２を算出する。 Subsequently, the value (X2 + Y1) obtained by adding the remainder Y1 to the first indicated voltage X2 at the time t4 is divided by the resolution Xr to calculate the remainder Y2 when the division is performed.
続いて、インバータ駆動部７２に出力する電圧波形が、第１の指示電圧Ｘ２に余りＹ１を加算した値から余りＹ２を減算したときの値（Ｘ２＋Ｙ１−Ｙ２）に対応する波形となるような第２の指示電圧を出力する。 Subsequently, the voltage waveform output to the inverter drive unit 72 becomes a waveform corresponding to the value (X2 + Y1-Y2) when the remainder Y2 is subtracted from the value obtained by adding the remainder Y1 to the first indicated voltage X2. Outputs the indicated voltage of 2.
以降、時刻ｔ０から第２の時間Ｔ２がｎ回（ｎは２以上の整数）経過した時刻においても、同様の方法により、インバータ駆動部７２に第２の指示電圧を出力する。 After that, even when the second time T2 elapses n times (n is an integer of 2 or more) from the time t0, the second indicated voltage is output to the inverter drive unit 72 by the same method.
次に、第１の時間Ｔ１が１秒、第２の時間Ｔ２が４秒、閾値電圧Ｘが０．５００Ｖである場合を例に挙げて具体的に説明する。図４は、第２の指示電圧の波形パターンの別の例を示す図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ第１の指示電圧が０．４３８Ｖ及び０．３１３Ｖの場合におけるインバータ駆動部７２に出力する第２の指示電圧の波形パターンを示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）における横軸は時間を示し、縦軸は電圧（Ｖ）を示している。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）における時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８は、例えばそれぞれ０秒、１秒、２秒、３秒、４秒、５秒、６秒、７秒、８秒である。 Next, a case where the first time T1 is 1 second, the second time T2 is 4 seconds, and the threshold voltage X is 0.500 V will be specifically described as an example. FIG. 4 is a diagram showing another example of the waveform pattern of the second indicated voltage. 4 (a) and 4 (b) show waveform patterns of the second indicated voltage output to the inverter drive unit 72 when the first indicated voltage is 0.438 V and 0.313 V, respectively. The horizontal axis in FIGS. 4 (a) and 4 (b) represents time, and the vertical axis represents voltage (V). Further, the times t0, t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, and t8 in FIGS. 4 (a) and 4 (b) are, for example, 0 seconds, 1 second, 2 seconds, 3 seconds, and 4 seconds, respectively. 5 seconds, 6 seconds, 7 seconds, 8 seconds.
最初に、時刻ｔ０における第１の指示電圧Ｘ１が０．４３８Ｖ、時刻ｔ４における第１の指示電圧Ｘ２が０．４３８Ｖである場合について説明する。 First, a case where the first indicated voltage X1 at time t0 is 0.438 V and the first indicated voltage X2 at time t4 is 0.438 V will be described.
まず、閾値電圧Ｘ（０．５００Ｖ）を、第２の時間Ｔ２（４秒）と第１の時間Ｔ１（１秒）との比（４秒／１秒）で除算することにより、分解能Ｘｒを算出する。このとき、分解能Ｘｒは、０．１２５Ｖと算出される。 First, the resolution Xr is obtained by dividing the threshold voltage X (0.500V) by the ratio (4 seconds / 1 second) of the second time T2 (4 seconds) and the first time T1 (1 second). calculate. At this time, the resolution Xr is calculated to be 0.125V.
続いて、時刻ｔ０における第１の指示電圧Ｘ１（０．４３８Ｖ）を、分解能Ｘｒ（０．１２５Ｖ）で除算し、除算したときの余りＹ１を算出する。このとき、余りＹ１は、０．０６３Ｖと算出される。 Subsequently, the first indicated voltage X1 (0.438V) at time t0 is divided by the resolution Xr (0.125V) to calculate the remainder Y1 when the division is performed. At this time, the remainder Y1 is calculated to be 0.063V.
続いて、図４（ａ）の左側に示されるように、インバータ駆動部７２に出力する電圧波形が、第１の指示電圧Ｘ１（０．４３８Ｖ）から余りＹ１（０．０６３Ｖ）を減算したときの値（０．３７５Ｖ）に対応する波形となるような第２の指示電圧を出力する。具体的には、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、時刻ｔ３においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力する。 Subsequently, as shown on the left side of FIG. 4A, when the voltage waveform output to the inverter drive unit 72 is obtained by subtracting the remainder Y1 (0.063V) from the first indicated voltage X1 (0.438V). A second indicated voltage is output so that the waveform corresponds to the value of (0.375V). Specifically, 0.5V is output to the inverter drive unit 72 at time t0, t1 and t2, and 0V is output to the inverter drive unit 72 at time t3.
続いて、時刻ｔ４における第１の指示電圧Ｘ２（０．４３８Ｖ）に余りＹ１（０．０６３Ｖ）を加算した値（０．５０１Ｖ）を、分解能Ｘｒ（０．１２５Ｖ）で除算し、除算したときの余りＹ２を算出する。このとき、余りＹ２は、０．００１Ｖと算出される。 Subsequently, when the value (0.501V) obtained by adding the remainder Y1 (0.063V) to the first indicated voltage X2 (0.438V) at time t4 is divided by the resolution Xr (0.125V) and divided. The remainder Y2 of is calculated. At this time, the remainder Y2 is calculated to be 0.001V.
続いて、図４（ａ）の右側に示されるように、インバータ駆動部７２に出力する電圧波形が、第１の指示電圧Ｘ２に余りＹ１を加算した値（０．５０１Ｖ）から余りＹ２（０．００１Ｖ）を減算したときの値（０．５００Ｖ）に対応する波形となるような第２の指示電圧を出力する。具体的には、時刻ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力する。 Subsequently, as shown on the right side of FIG. 4A, the voltage waveform output to the inverter drive unit 72 is the remainder Y2 (0) from the value (0.501V) obtained by adding the remainder Y1 to the first indicated voltage X2. A second indicated voltage is output so that the waveform corresponds to the value (0.500V) when .001V) is subtracted. Specifically, 0.5 V is output to the inverter drive unit 72 at times t4, t5, t6, and t7.
次に、時刻ｔ０における第１の指示電圧Ｘ１が０．３１３Ｖ、時刻ｔ４における第１の指示電圧Ｘ２が０．３１３Ｖである場合について説明する。 Next, a case where the first indicated voltage X1 at time t0 is 0.313 V and the first indicated voltage X2 at time t4 is 0.313 V will be described.
まず、閾値電圧Ｘ（０．５００Ｖ）を、第２の時間Ｔ２（４秒）と第１の時間Ｔ１（１秒）との比（４秒／１秒）で除算することにより、分解能Ｘｒを算出する。このとき、分解能Ｘｒは、０．１２５Ｖと算出される。 First, the resolution Xr is obtained by dividing the threshold voltage X (0.500V) by the ratio (4 seconds / 1 second) of the second time T2 (4 seconds) and the first time T1 (1 second). calculate. At this time, the resolution Xr is calculated to be 0.125V.
続いて、時刻ｔ０における第１の指示電圧Ｘ１（０．３１３Ｖ）を、分解能Ｘｒ（０．１２５Ｖ）で除算し、除算したときの余りＹ１を算出する。このとき、余りＹ１は、０．０６３Ｖと算出される。 Subsequently, the first indicated voltage X1 (0.313V) at time t0 is divided by the resolution Xr (0.125V) to calculate the remainder Y1 when the division is performed. At this time, the remainder Y1 is calculated to be 0.063V.
続いて、図４（ｂ）の左側に示されるように、インバータ駆動部７２に出力する電圧波形が、第１の指示電圧Ｘ１（０．３１３Ｖ）から余りＹ１（０．０６３Ｖ）を減算したときの値（０．２５０Ｖ）に対応する波形となるような第２の指示電圧を出力する。具体的には、時刻ｔ０、ｔ２においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、時刻ｔ１、ｔ３においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力する。 Subsequently, as shown on the left side of FIG. 4B, when the voltage waveform output to the inverter drive unit 72 is obtained by subtracting the remainder Y1 (0.063V) from the first indicated voltage X1 (0.313V). A second indicated voltage is output so that the waveform corresponds to the value of (0.250 V). Specifically, 0.5V is output to the inverter drive unit 72 at times t0 and t2, and 0V is output to the inverter drive unit 72 at times t1 and t3.
続いて、時刻ｔ４における第１の指示電圧Ｘ２（０．３１３Ｖ）に余りＹ１（０．０６３Ｖ）を加算した値（０．３７６Ｖ）を、分解能Ｘｒ（０．１２５Ｖ）で除算し、除算したときの余りＹ２を算出する。このとき、余りＹ２は、０．００１Ｖと算出される。 Subsequently, when the value (0.376V) obtained by adding the remainder Y1 (0.063V) to the first indicated voltage X2 (0.313V) at time t4 is divided by the resolution Xr (0.125V) and divided. The remainder Y2 of is calculated. At this time, the remainder Y2 is calculated to be 0.001V.
続いて、図４（ｂ）の右側に示されるように、インバータ駆動部７２に出力する電圧波形が、第１の指示電圧Ｘ２に余りＹ１を加算した値（０．３７６Ｖ）から余りＹ２（０．００１Ｖ）を減算したときの値（０．３７５Ｖ）に対応する波形となるような第２の指示電圧を出力する。時刻ｔ４、ｔ５、ｔ６においてインバータ駆動部７２に対し０．５Ｖを出力し、時刻ｔ７においてインバータ駆動部７２に対し０Ｖを出力する。 Subsequently, as shown on the right side of FIG. 4B, the voltage waveform output to the inverter drive unit 72 is the remainder Y2 (0) from the value (0.376V) obtained by adding the remainder Y1 to the first indicated voltage X2. A second indicated voltage is output so that the waveform corresponds to the value (0.375V) when .001V) is subtracted. At time t4, t5, and t6, 0.5V is output to the inverter drive unit 72, and at time t7, 0V is output to the inverter drive unit 72.
次に、前述の温度制御方法を用いてブロア７０を制御したときの間欠運転モードの通電時間／（通電時間＋通電停止時間）とブロア７０の風量との関係について説明する。図５は、通電時間／（通電時間＋通電停止時間）と風量との関係を示す図である。図５中、横軸は間欠運転モードにおける通電時間と通電停止時間との和に対する通電時間の割合を示し、縦軸は風量［ｍ３／分］を示している。また、図５中、通電時間における第２の指示電圧はいずれも０．７Ｖである。 Next, the relationship between the energization time / (energization time + energization stop time) in the intermittent operation mode when the blower 70 is controlled by using the above-mentioned temperature control method and the air volume of the blower 70 will be described. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the energization time / (energization time + energization stop time) and the air volume. In FIG. 5, the horizontal axis shows the ratio of the energization time to the sum of the energization time and the energization stop time in the intermittent operation mode, and the vertical axis shows the air volume [m 3 / min]. Further, in FIG. 5, the second indicated voltage during the energizing time is 0.7V.
図５に示されるように、通電時間／（通電時間＋通電停止時間）が１の場合、即ち、連続運転モードの場合、風量は０．２［ｍ３／分］程度である。 As shown in FIG. 5, when the energization time / (energization time + energization stop time) is 1, that is, in the continuous operation mode, the air volume is about 0.2 [m 3 / min].
これに対し、通電時間／（通電時間＋通電停止時間）が３／４である場合、例えば通電時間が３秒、通電停止時間が１秒である場合、風量は０．１４［ｍ３／分］程度である。 On the other hand, when the energization time / (energization time + energization stop time) is 3/4, for example, when the energization time is 3 seconds and the energization stop time is 1 second, the air volume is 0.14 [m 3 / min. ] About.
また、通電時間／（通電時間＋通電停止時間）が１／２である場合、例えば通電時間が２秒、通電停止時間が２秒である場合、風量は０．１［ｍ３／分］程度である。 Further, when the energization time / (energization time + energization stop time) is 1/2, for example, when the energization time is 2 seconds and the energization stop time is 2 seconds, the air volume is about 0.1 [m 3 / min]. Is.
また、通電時間／（通電時間＋通電停止時間）が１／４である場合、例えば通電時間が１秒、通電停止時間が３秒である場合、風量は０．０８［ｍ３／分］程度である。 When the energization time / (energization time + energization stop time) is 1/4, for example, when the energization time is 1 second and the energization stop time is 3 seconds, the air volume is about 0.08 [m 3 / min]. Is.
このように、通電時間／（通電時間＋通電停止時間）を変化させることで、連続運転モードでブロア７０を動作させたときのブロア７０の風量よりも低い風量でブロア７０を動作させることができることが分かる。 By changing the energization time / (energization time + energization stop time) in this way, the blower 70 can be operated with an air volume lower than the air volume of the blower 70 when the blower 70 is operated in the continuous operation mode. I understand.
実施例では、温度コントローラ１００によりヒータ１８及びブロア７０を制御することで、炉内温度を熱処理の目標温度（８００℃）まで昇温させ、その後、ブロア７０を停止させたときの炉内温度の変動を確認した。 In the embodiment, the heater 18 and the blower 70 are controlled by the temperature controller 100 to raise the temperature inside the furnace to the target temperature (800 ° C.) for heat treatment, and then the temperature inside the furnace when the blower 70 is stopped. I confirmed the fluctuation.
図６は、ブロアを停止させたときの温度変動を示す図である。図６中、横軸は時間［分］を示し、縦軸は温度［℃］を示している。また、図６中、特性線β１は、ブロア７０を間欠運転モード（通電時間／通電停止時間＝１秒／３秒）で所定時間駆動させた後、ブロア７０を停止させたときの温度変動を示している。特性線β２は、ブロア７０を間欠運転モード（通電時間／通電停止時間＝１秒／１秒）で所定時間駆動させた後、ブロア７０を停止させたときの温度変動を示している。特性線β３は、ブロア７０を間欠運転モード（通電時間／通電停止時間＝３秒／１秒）で所定時間駆動させた後、ブロア７０を停止させたときの温度変動を示している。特性線β４は、ブロア７０を間欠運転させることなく停止させたときの温度変動を示している。なお、図６においては、ブロア７０を停止させた時刻をｔｓとして示している。 FIG. 6 is a diagram showing temperature fluctuations when the blower is stopped. In FIG. 6, the horizontal axis represents time [minutes] and the vertical axis represents temperature [° C.]. Further, in FIG. 6, the characteristic line β1 indicates the temperature fluctuation when the blower 70 is stopped after driving the blower 70 in the intermittent operation mode (energization time / energization stop time = 1 second / 3 seconds) for a predetermined time. Shown. The characteristic line β2 shows the temperature fluctuation when the blower 70 is stopped after driving the blower 70 in the intermittent operation mode (energization time / energization stop time = 1 second / 1 second) for a predetermined time. The characteristic line β3 shows the temperature fluctuation when the blower 70 is stopped after driving the blower 70 in the intermittent operation mode (energization time / energization stop time = 3 seconds / 1 second) for a predetermined time. The characteristic line β4 shows the temperature fluctuation when the blower 70 is stopped without intermittent operation. In FIG. 6, the time when the blower 70 is stopped is shown as ts.
図６に示されるように、ブロア７０を間欠運転モード（通電時間／通電停止時間＝１秒／３秒）で所定時間駆動させた後、停止させたときの温度変動は、０．１℃以下であった（特性線β１参照）。また、目標温度に収束する時間は、１０分程度であった。 As shown in FIG. 6, the temperature fluctuation when the blower 70 is stopped after being driven for a predetermined time in the intermittent operation mode (energization time / energization stop time = 1 second / 3 seconds) is 0.1 ° C. or less. (See characteristic line β1). The time to converge to the target temperature was about 10 minutes.
また、ブロア７０を間欠運転モード（通電時間／通電停止時間＝１秒／１秒）で所定時間駆動させた後、停止させたときの温度変動は、０．４℃以下であった（特性線β２参照）。また、目標温度に収束する時間は、２０分程度であった。 Further, the temperature fluctuation when the blower 70 was stopped after being driven for a predetermined time in the intermittent operation mode (energization time / energization stop time = 1 second / 1 second) was 0.4 ° C. or less (characteristic line). See β2). The time to converge to the target temperature was about 20 minutes.
また、ブロア７０を間欠運転モード（通電時間／通電停止時間＝３秒／１秒）で所定時間駆動させた後、停止させたときの温度変動は、０．７℃以下であった（特性線β３参照）。また、目標温度に収束する時間は、２３分程度であった。 Further, the temperature fluctuation when the blower 70 was stopped after being driven for a predetermined time in the intermittent operation mode (energization time / energization stop time = 3 seconds / 1 second) was 0.7 ° C. or less (characteristic line). See β3). The time to converge to the target temperature was about 23 minutes.
これに対し、ブロア７０を間欠運転モードに切り替えることなく停止させたときの温度変動は、１．０℃以上であった（特性線β４参照）。また、目標温度に収束する時間は、２８分程度であった。 On the other hand, the temperature fluctuation when the blower 70 was stopped without switching to the intermittent operation mode was 1.0 ° C. or higher (see characteristic line β4). The time to converge to the target temperature was about 28 minutes.
以上の結果から、ブロア７０を間欠運転モードで所定時間駆動させた後、停止させることで、ブロア７０を間欠運転モードに切り替えることなく停止させるよりも温度変動を小さくできる。 From the above results, by driving the blower 70 in the intermittent operation mode for a predetermined time and then stopping the blower 70, the temperature fluctuation can be made smaller than that of stopping the blower 70 without switching to the intermittent operation mode.
また、ブロア７０を間欠運転モードで所定時間駆動させた後、停止させることで、ブロア７０を間欠運転モードに切り替えることなく停止させるよりも目標温度に収束する時間を短縮できる。 Further, by driving the blower 70 in the intermittent operation mode for a predetermined time and then stopping the blower 70, it is possible to shorten the time required for the blower 70 to converge to the target temperature as compared with stopping the blower 70 without switching to the intermittent operation mode.
また、間欠運転モードにおける通電時間／通電停止時間を小さくするほど、ブロア７０を停止させたときの温度変動を小さくできる。また、通電時間が通電停止時間よりも短い場合には、ブロア７０を停止させたときの温度変動がほとんど見られない。このことから、間欠運転モードにおける通電時間は、通電停止時間よりも短いことが特に好ましい。 Further, the smaller the energization time / energization stop time in the intermittent operation mode, the smaller the temperature fluctuation when the blower 70 is stopped. Further, when the energization time is shorter than the energization stop time, almost no temperature fluctuation is observed when the blower 70 is stopped. For this reason, it is particularly preferable that the energizing time in the intermittent operation mode is shorter than the energizing stop time.
なお、上記の実施形態において、温度コントローラ１００は制御部の一例である。 In the above embodiment, the temperature controller 100 is an example of the control unit.
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 Although the embodiment for carrying out the present invention has been described above, the above contents do not limit the contents of the invention, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.
上記の実施形態では、基板として半導体ウエハを例に挙げて説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the semiconductor wafer has been described as an example of the substrate, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a glass substrate, an LCD substrate, a ceramic substrate, and the like.
上記の実施形態では、複数枚のウエハに一括して熱処理を行うバッチ式の熱処理装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、１枚ずつ熱処理を行う枚葉式の熱処理装置にも本発明を適用することができる。 In the above embodiment, a batch type heat treatment apparatus that heat-treats a plurality of wafers at once has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the single-wafer type heat treatment apparatus that heat-treats one wafer at a time is used. The present invention can also be applied.
１ 熱処理装置
１２ 処理容器
１４ 炉本体
１８ ヒータ
７０ ブロア
１００ 温度コントローラ
Ｗ ウエハ
1 Heat treatment device 12 Processing container 14 Furnace body 18 Heater 70 Blower 100 Temperature controller W Wafer
Claims (8)
前記処理容器に収容される前記基板を加熱するヒータを有し、前記処理容器の周囲に設けられた炉本体と、
前記処理容器と前記炉本体との間の空間に冷媒を供給する冷媒供給ラインと、
前記空間内の前記冷媒を排気する冷媒排気ラインであり、前記冷媒供給ラインと連結されて該冷媒供給ラインと共にクローズ系冷媒供給／排気ラインを形成する冷媒排気ラインと、
前記冷媒排気ラインと前記冷媒供給ラインとの連結部に設けられたブロアと、
前記ブロアに連続的に通電する連続運転モードと、前記ブロアに通電と通電停止とを繰り返す間欠運転モードとを有し、指示電圧に基づいて前記ブロアの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記指示電圧が０Ｖよりも大きく、所定の閾値電圧よりも小さい場合、前記ブロアを間欠運転モードで駆動させる、
熱処理装置。 A processing container for accommodating the substrate and
A furnace body having a heater for heating the substrate housed in the processing container and provided around the processing container, and a furnace body.
A refrigerant supply line that supplies refrigerant to the space between the processing container and the furnace body,
A refrigerant exhaust line that exhausts the refrigerant in the space, and a refrigerant exhaust line that is connected to the refrigerant supply line to form a closed refrigerant supply / exhaust line together with the refrigerant supply line.
A blower provided at a connecting portion between the refrigerant exhaust line and the refrigerant supply line,
A control unit that has a continuous operation mode in which the blower is continuously energized and an intermittent operation mode in which the blower is repeatedly energized and stopped, and controls the drive of the blower based on an indicated voltage.
With
When the indicated voltage is larger than 0V and smaller than a predetermined threshold voltage, the control unit drives the blower in an intermittent operation mode.
Heat treatment equipment.
請求項１に記載の熱処理装置。 When the blower is driven in the continuous operation mode and the indicated voltage becomes smaller than the threshold voltage, the control unit switches to the intermittent operation mode.
The heat treatment apparatus according to claim 1.
請求項１又は２に記載の熱処理装置。 The threshold voltage is determined based on the minimum indicated voltage of the blower.
The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2.
請求項３に記載の熱処理装置。 The threshold voltage is the minimum indicated voltage of the blower.
The heat treatment apparatus according to claim 3.
前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度に基づいて、前記指示電圧を算出する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱処理装置。 It has a temperature sensor that detects the temperature inside the furnace body, and has
The control unit calculates the indicated voltage based on the temperature detected by the temperature sensor.
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱処理装置。 The energizing time in the intermittent operation mode is shorter than the energizing stop time.
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の熱処理装置。 A plurality of outlet holes for supplying the refrigerant to the space from a plurality of positions in the height direction of the processing container are provided.
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記ブロアへの指示電圧が０Ｖよりも大きく、閾値電圧よりも小さい場合、前記ブロアに通電と通電停止とを繰り返す間欠運転モードで前記ブロアを駆動させる、
温度制御方法。 A space between the processing container and the furnace body, which has a processing container for accommodating the substrate and a heater for heating the substrate housed in the processing container and is provided around the processing container. A refrigerant supply line that supplies refrigerant to the refrigerant and a refrigerant exhaust line that exhausts the refrigerant in the space, and is connected to the refrigerant supply line to form a closed refrigerant supply / exhaust line together with the refrigerant supply line. A temperature control method for controlling the temperature inside the furnace body by using a heat treatment apparatus including a line and a blower provided at a connecting portion between the refrigerant exhaust line and the refrigerant supply line.
When the indicated voltage to the blower is larger than 0 V and smaller than the threshold voltage, the blower is driven in an intermittent operation mode in which the blower is repeatedly energized and stopped.
Temperature control method.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH09175143A (en) * | 1995-12-25 | 1997-07-08 | Denso Corp | Air conditioning device for vehicle |
| JP2005188869A (en) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Tokyo Electron Ltd | Vertical heat treatment device and temperature converging method in low temperature range |
| JP2011211163A (en) * | 2010-03-10 | 2011-10-20 | Tokyo Electron Ltd | Vertical heat treatment apparatus, and method for cooling the same |
| JP2013062361A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Tokyo Electron Ltd | Heat treatment apparatus, temperature control system, heat treatment method, temperature control method, and record medium recording program for executing heat treatment method or temperature control method |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09175143A (en) * | 1995-12-25 | 1997-07-08 | Denso Corp | Air conditioning device for vehicle |
| JP2005188869A (en) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Tokyo Electron Ltd | Vertical heat treatment device and temperature converging method in low temperature range |
| JP2011211163A (en) * | 2010-03-10 | 2011-10-20 | Tokyo Electron Ltd | Vertical heat treatment apparatus, and method for cooling the same |
| JP2013062361A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Tokyo Electron Ltd | Heat treatment apparatus, temperature control system, heat treatment method, temperature control method, and record medium recording program for executing heat treatment method or temperature control method |
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