JP6164097B2 - Heat treatment equipment - Google Patents

Heat treatment equipment Download PDF

Info

Publication number
JP6164097B2
JP6164097B2 JP2014007592A JP2014007592A JP6164097B2 JP 6164097 B2 JP6164097 B2 JP 6164097B2 JP 2014007592 A JP2014007592 A JP 2014007592A JP 2014007592 A JP2014007592 A JP 2014007592A JP 6164097 B2 JP6164097 B2 JP 6164097B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
radiation thermometer
halogen lamp
input voltage
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014007592A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015135930A (en
Inventor
谷口　真司
真司 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2014007592A priority Critical patent/JP6164097B2/en
Publication of JP2015135930A publication Critical patent/JP2015135930A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6164097B2 publication Critical patent/JP6164097B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

本発明は、ウエハや車両用鋼板などの被処理物をハロゲンランプによって熱処理する熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat-treating an object to be processed such as a wafer or a steel plate for a vehicle using a halogen lamp.

ウエハや車両用鋼板などの被処理物を熱処理するための熱処理装置としては、加熱手段としてハロゲンランプを具えてなるものが知られている。例えば特許文献１には、ウエハにハロゲンランプからの光を照射することによって、ウエハを加熱する熱処理装置が開示されている。また、特許文献２には、車両用鋼板を赤外線ランプによって加熱する熱処理装置が開示されている。   As a heat treatment apparatus for heat-treating an object to be processed such as a wafer or a vehicle steel plate, an apparatus including a halogen lamp as a heating means is known. For example, Patent Document 1 discloses a heat treatment apparatus that heats a wafer by irradiating the wafer with light from a halogen lamp. Patent Document 2 discloses a heat treatment apparatus that heats a steel plate for vehicles with an infrared lamp.

このような熱処理装置においては、被処理物の熱処理中に、当該被処理物が所期の温度に加熱されていることが肝要である。このため、被処理物の温度を放射温度計によって測定し、得られた測定値に基づいてハロゲンランプの入力電圧をフィードバック制御することが行われている。ここで、ウエハや車両用鋼板などの熱処理においては、被処理物は高い温度に加熱される。例えばウエハの熱処理における加熱温度は５００〜１２００℃であり、車両用鋼板の熱処理における加熱温度は９００℃程度である。   In such a heat treatment apparatus, it is important that the object to be treated is heated to an intended temperature during the heat treatment of the object to be treated. For this reason, the temperature of the object to be processed is measured by a radiation thermometer, and the input voltage of the halogen lamp is feedback controlled based on the obtained measurement value. Here, in the heat treatment of a wafer, a steel plate for vehicles, etc., the workpiece is heated to a high temperature. For example, the heating temperature in the heat treatment of the wafer is 500 to 1200 ° C., and the heating temperature in the heat treatment of the vehicle steel plate is about 900 ° C.

放射温度計としては、長波長赤外線例えば波長８〜１４μｍの赤外線を検出するものと、短波長赤外線例えば波長２．３μｍの赤外線を検出するものとが知られている。
しかしながら、長波長赤外線を検出する放射温度計においては、高温領域における測定精度が低い。このため、ウエハや車両用鋼板などの熱処理において、長波長赤外線を検出する放射温度計を用いることは、実質上困難である。
一方、短波長赤外線を検出する放射温度計においては、高温領域における温度を高い精度で測定することが可能である。然るに、被処理物の熱処理中において、被処理物を加熱するためのハロゲンランプから短波長赤外線の迷光が放射温度計に入射されることにより、当該放射温度計によって測定される温度には誤差が生じる。この測定誤差は、被処理物の温度が低い程影響が大きくなる。
このような理由から、従来の熱処理装置では、被処理物について低温領域から高温領域までの温度を高い精度で測定することができず、従って、被処理物の熱処理を所期の温度で確実に実行することが困難である。 As a radiation thermometer, a long wavelength infrared ray, for example, an infrared ray having a wavelength of 8 to 14 μm, and a short wavelength infrared ray, for example, an infrared ray having a wavelength of 2.3 μm are detected.
However, a radiation thermometer that detects long-wavelength infrared rays has low measurement accuracy in a high temperature region. For this reason, it is practically difficult to use a radiation thermometer that detects long-wavelength infrared rays in heat treatment of wafers, vehicle steel plates, and the like.
On the other hand, in a radiation thermometer that detects short-wavelength infrared light, it is possible to measure the temperature in a high temperature region with high accuracy. However, during the heat treatment of the object to be processed, the short-wavelength infrared stray light is incident on the radiation thermometer from the halogen lamp for heating the object to be processed, so that the temperature measured by the radiation thermometer has an error. Arise. This measurement error has a greater effect as the temperature of the workpiece is lower.
For this reason, the conventional heat treatment apparatus cannot measure the temperature of the workpiece from the low temperature region to the high temperature region with high accuracy. Therefore, the heat treatment of the workpiece can be reliably performed at the intended temperature. Difficult to perform.

特開２００２−１１０５８５号公報JP 2002-110585 A 特開２０１０−０４４８７５号公報JP 2010-044875 A

そこで、本発明の目的は、被処理物について低温領域から高温領域までの温度を高い精度で測定することができ、被処理物の熱処理を所期の温度で確実に実行することができる熱処理装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can measure the temperature of a workpiece from a low temperature region to a high temperature region with high accuracy and can reliably perform the heat treatment of the workpiece at a predetermined temperature. Is to provide.

本発明の熱処理装置は、被処理物を加熱するハロゲンランプと、前記被処理物の温度を測定する第１の放射温度計および第２の放射温度計と、前記ハロゲンランプの入力電圧を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の放射温度計は、長波長赤外線を検出して温度を測定する放射温度計であり、 前記第２の放射温度計は、短波長赤外線を検出して温度を測定する放射温度計であり、 前記制御部において、前記被処理物の温度が切替温度未満のときに前記第１の放射温度計が選択されると共に、前記被処理物の温度が切替温度以上のときに前記第２の放射温度計が選択され、選択された前記第１の放射温度計または前記第２の放射温度計によって測定された温度に基づいて、前記被処理物が所定温度となるように前記ハロゲンランプの入力電圧がフィードバック制御され、
前記切替温度は、前記ハロゲンランプの点灯時において、前記第２の放射温度計による測定温度に基づいて前記ハロゲンランプの入力電圧に対応して求められたバックグラウンドの分光放射輝度のｎ倍（但し、１＜ｎ≦２０）の値から算出されることを特徴とする。 The heat treatment apparatus of the present invention controls a halogen lamp for heating an object to be processed, a first radiation thermometer and a second radiation thermometer for measuring the temperature of the object to be processed, and an input voltage of the halogen lamp. A control unit,
The first radiation thermometer is a radiation thermometer that detects long-wavelength infrared rays and measures temperature, and the second radiation thermometer is a radiation thermometer that detects short-wavelength infrared rays and measures temperature. In the control unit, the first radiation thermometer is selected when the temperature of the object to be processed is lower than the switching temperature, and the second temperature when the temperature of the object to be processed is equal to or higher than the switching temperature. A radiation thermometer is selected, and the halogen lamp input is performed so that the object to be processed has a predetermined temperature based on the temperature measured by the selected first radiation thermometer or the second radiation thermometer. Voltage is feedback controlled,
The switching temperature is n times the spectral radiance of the background obtained corresponding to the input voltage of the halogen lamp based on the temperature measured by the second radiation thermometer when the halogen lamp is turned on (however, 1 <n ≦ 20).

本発明の熱処理装置においては、前記制御部において、前記ハロゲンランプの入力電圧と、当該入力電圧に対応する前記バックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式が求められ、前記被処理物を熱処理するときに、前記ハロゲンランプの入力電圧と、前記特定の関係式とから、当該入力電圧に対応する前記バックグラウンドの分光放射輝度が演算されることが好ましい。   In the heat treatment apparatus of the present invention, the control unit obtains a specific relational expression between the input voltage of the halogen lamp and the background spectral radiance corresponding to the input voltage, and heats the workpiece. In this case, it is preferable that the background spectral radiance corresponding to the input voltage is calculated from the input voltage of the halogen lamp and the specific relational expression.

本発明の熱処理装置においては、被処理物の温度が低温領域にあるときには、長波長赤外線を検出する第１の放射温度計の測定温度に基づいて、ハロゲンランプの入力電圧がフィードバック制御される。また、被処理物の温度が高温領域にあるときには、短波長赤外線を検出する第２の放射温度計の測定温度に基づいて、ハロゲンランプの入力電圧がフィードバック制御される。そして、第１の放射温度計と第２の放射温度計との切り替えが、ハロゲンランプの入力電圧に対応して求められたバックグラウンドの分光放射輝度のｎ倍（但し、１＜ｎ≦２０）の値から算出される切替温度において行われる。そのため、第１の放射温度計による温度測定が、測定精度の高い温度領域において実行されると共に、第２の放射温度計による温度測定が、ハロゲンランプからの迷光等による誤差の影響が小さい温度領域において実行される。
従って、本発明の熱処理装置によれば、被処理物について低温領域から高温領域までの温度を高い精度で測定することができ、被処理物の熱処理を所期の温度で確実に実行することができる。 In the heat treatment apparatus of the present invention, when the temperature of the object to be processed is in the low temperature range, the input voltage of the halogen lamp is feedback-controlled based on the measured temperature of the first radiation thermometer that detects long-wavelength infrared rays. When the temperature of the object to be processed is in the high temperature region, the input voltage of the halogen lamp is feedback controlled based on the measured temperature of the second radiation thermometer that detects short-wavelength infrared rays. The switching between the first radiation thermometer and the second radiation thermometer is n times the spectral radiance of the background determined corresponding to the input voltage of the halogen lamp (where 1 <n ≦ 20). It is performed at the switching temperature calculated from the value of. Therefore, temperature measurement by the first radiation thermometer is performed in a temperature region with high measurement accuracy, and temperature measurement by the second radiation thermometer is a temperature region in which the influence of errors due to stray light from a halogen lamp is small. Executed in
Therefore, according to the heat treatment apparatus of the present invention, the temperature from the low temperature region to the high temperature region of the workpiece can be measured with high accuracy, and the heat treatment of the workpiece can be reliably executed at the intended temperature. it can.

本発明の熱処理装置の一例における構成の概略を説明図である。It is explanatory drawing for the outline of a structure in an example of the heat processing apparatus of this invention. 図１に示す熱処理装置における熱処理部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the heat processing part in the heat processing apparatus shown in FIG. バックグラウンドの分光放射輝度の取得工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the acquisition process of background spectral radiance. ハロゲンランプからの迷光が第２の放射温度計に入射される状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state in which the stray light from a halogen lamp injects into a 2nd radiation thermometer. ハロゲンランプの入力電圧とバックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式（近似式）を示すグラフである。It is a graph which shows the specific relational expression (approximation) of the input voltage of a halogen lamp, and the background spectral radiance. 被処理物の熱処理工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the heat processing process of a to-be-processed object. 被処理物の実際の温度が上昇過程にあるときに、第１の放射温度計および第２の放射温度計による測定温度、並びにハロゲンランプの入力電圧の制御に利用される温度の変化を模式的に示すグラフである。When the actual temperature of the workpiece is in the process of rising, the temperature measured by the first radiation thermometer and the second radiation thermometer and the temperature change used for controlling the input voltage of the halogen lamp are schematically shown. It is a graph shown in. 被処理物の温度が下降−上昇過程にあるときに、第１の放射温度計および第２の放射温度計の測定温度、並びにハロゲンランプの入力電圧の制御に利用される温度の変化を模式的に示すグラフである。When the temperature of the object to be processed is in the descending-rising process, the temperature changes used for controlling the measured temperatures of the first radiation thermometer and the second radiation thermometer and the input voltage of the halogen lamp are schematically shown. It is a graph shown in. 被処理物の温度が切替温度付近において変動しているときに、第１の放射温度計および第２の放射温度計の測定温度、並びにハロゲンランプの入力電圧の制御に利用される温度の変化を模式的に示すグラフである。When the temperature of the object to be processed fluctuates in the vicinity of the switching temperature, the change in temperature used for controlling the measurement temperature of the first radiation thermometer and the second radiation thermometer and the input voltage of the halogen lamp It is a graph typically shown.

以下、本発明の熱処理装置の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の熱処理装置の一例における構成の概略を説明図である。図２は、図１に示す熱処理装置における熱処理部の構成のを示す説明図である。
図１に示す熱処理装置は、ウエハや車両用鋼板などの板状の被処理物Ｗを熱処理するためのものである。この熱処理装置は、複数のハロゲンランプ２０を具えた熱処理部１０と、熱処理部１０におけるハロゲンランプ２０に電力を供給する給電部３０と、熱処理部１０のハロゲンランプ２０の入力電圧を制御する制御部４０とによって構成されている。 Hereinafter, embodiments of the heat treatment apparatus of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an outline of a configuration in an example of a heat treatment apparatus of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the heat treatment section in the heat treatment apparatus shown in FIG.
The heat treatment apparatus shown in FIG. 1 is for heat-treating a plate-like workpiece W such as a wafer or a vehicle steel plate. The heat treatment apparatus includes a heat treatment unit 10 including a plurality of halogen lamps 20, a power supply unit 30 that supplies power to the halogen lamp 20 in the heat treatment unit 10, and a control unit that controls an input voltage of the halogen lamp 20 of the heat treatment unit 10. 40.

熱処理部１０においては、被処理物Ｗが配置される処理室Ｓを形成する処理室形成材１１が設けられている。処理室Ｓ内には、被処理物Ｗを水平に支持する支持部材１２が設けられている。
処理室Ｓ内に配置された被処理物Ｗの下方位置には、第１の放射温度計１５および第２の放射温度計１６が配置されている。第１の放射温度計１５は、被処理物Ｗから放射される長波長赤外線、例えば波長８〜１４μｍから選択される特定の波長の赤外線の輝度を測定することによって当該被処理物Ｗの温度を測定するものである。また、第２の放射温度計１６は、被処理物Ｗから放射される短波長赤外線、例えば波長２．３μｍの赤外線の輝度を測定することによって当該被処理物Ｗの温度を測定するものである。
処理室Ｓの上方位置には、複数のハロゲンランプ２０を有する光源ユニット２５が配置されている。この光源ユニット２５においては、複数のハロゲンランプ２０が水平方向に沿って並ぶよう配置されている。
ハロゲンランプ２０の仕様の一例を示すと、ランプ定格電圧が３６０Ｖ、ランプ電力が７０２０Ｗ、発光長が５４０ｍｍ、全長が約７００ｍｍ、バルブ径が１３ｍｍである。また、ハロゲンランプ２０の総数は６０本（上下各３０本）である。 In the heat treatment section 10, a processing chamber forming material 11 that forms a processing chamber S in which the workpiece W is disposed is provided. A support member 12 that horizontally supports the workpiece W is provided in the processing chamber S.
A first radiation thermometer 15 and a second radiation thermometer 16 are disposed below the workpiece W disposed in the processing chamber S. The first radiation thermometer 15 measures the temperature of the workpiece W by measuring the luminance of the long-wavelength infrared rays radiated from the workpiece W, for example, infrared rays having a specific wavelength selected from wavelengths 8 to 14 μm. Measure. The second radiation thermometer 16 measures the temperature of the object to be processed W by measuring the luminance of short-wave infrared rays emitted from the object to be processed W, for example, infrared rays having a wavelength of 2.3 μm. .
A light source unit 25 having a plurality of halogen lamps 20 is disposed above the processing chamber S. In the light source unit 25, a plurality of halogen lamps 20 are arranged along the horizontal direction.
As an example of the specification of the halogen lamp 20, the lamp rated voltage is 360V, the lamp power is 7020W, the light emission length is 540mm, the total length is about 700mm, and the bulb diameter is 13mm. The total number of halogen lamps 20 is 60 (up and down 30 each).

制御部４０は、ハロゲンランプ２０の点灯時において、ハロゲンランプ２０の入力電圧に対応するバックグラウンドの分光放射輝度や、ハロゲンランプ２０の入力電圧とバックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式などを演算する演算部４１と、演算部４１によって演算されたバックグラウンドの分光放射輝度や特定の関係式などを記憶する記憶部４２とを有する。   When the halogen lamp 20 is turned on, the control unit 40 has a background spectral radiance corresponding to the input voltage of the halogen lamp 20, a specific relational expression between the input voltage of the halogen lamp 20 and the background spectral radiance, and the like. And a storage unit 42 for storing the background spectral radiance calculated by the calculation unit 41 and a specific relational expression.

本発明の熱処理装置においては、先ず、制御部４０において、ハロゲンランプ２０の入力電圧に対応して、第２の放射温度計１６によるバックグラウンドの分光放射輝度が取得され、当該分光放射輝度が記憶部４２に記憶される。
以下、バックグラウンドの分光放射輝度の取得工程について、図３を参照しながら説明する。 In the heat treatment apparatus of the present invention, first, the control unit 40 acquires the background spectral radiance from the second radiant thermometer 16 in accordance with the input voltage of the halogen lamp 20, and stores the spectral radiance. Stored in the unit 42.
Hereinafter, the process of obtaining the background spectral radiance will be described with reference to FIG.

〈ｓｔｅｐ１−１：被処理物の配置〉
被処理物Ｗが処理室Ｓ内の所定の位置に配置される。
〈ｓｔｅｐ１−２：非点灯時の温度測定〉
ハロゲンランプ２０が点灯していない状態で、第１の放射温度計１５によって被処理物Ｗの見掛け上の温度が測定される。ここで、例えば波長２．３μｍの赤外線の放射強度を測定することによって温度を測定する放射温度計においては、測定可能な温度の下限が例えば２００℃程度であるため、被処理物Ｗが加熱されていないときでも、２００℃程度の温度を示す。
〈ｓｔｅｐ１−３：ハロゲンランプの点灯〉
制御部４０からの制御信号により、給電部３０によって所定電圧値の入力電圧でハロゲンランプ２０が点灯される。ここで、制御部４０には、予め複数の所定電圧値が設定されており、例えば最も低い所定電圧値が選択される。 <Step 1-1: Arrangement of workpieces>
The workpiece W is arranged at a predetermined position in the processing chamber S.
<Step 1-2: Temperature measurement when not lit>
In a state where the halogen lamp 20 is not lit, the apparent temperature of the workpiece W is measured by the first radiation thermometer 15. Here, for example, in a radiation thermometer that measures the temperature by measuring the infrared radiation intensity of a wavelength of 2.3 μm, the lower limit of the measurable temperature is, for example, about 200 ° C., so that the workpiece W is heated. Even when not, it shows a temperature of about 200 ° C.
<Step 1-3: Lighting of halogen lamp>
In accordance with a control signal from the control unit 40, the power supply unit 30 turns on the halogen lamp 20 with an input voltage having a predetermined voltage value. Here, a plurality of predetermined voltage values are set in the control unit 40 in advance, and for example, the lowest predetermined voltage value is selected.

〈ｓｔｅｐ１−４：点灯時の温度測定〉
ハロゲンランプ２０を点灯してから所定の時間が経過するまでに、第２の放射温度計１６によって被処理物Ｗの見掛け上の温度が測定される。
ここで、第２の放射温度計１６においては、被処理物Ｗからの放射光と共に、図４に示すように、ハロゲンランプ２０からの迷光Ｌが入射される。しかしながら、被処理物Ｗからの放射光の放射輝度は、第２の放射温度計１６によって検出されない程度に小さいため、測定された被処理物Ｗの見掛け上の温度は、ハロゲンランプ２０からの迷光Ｌによるものとみなすことができる。
また、所定の時間は、ハロゲンランプ２０を点灯してから被処理物Ｗの温度が第２の放射温度計１６によって測定可能な温度に達するまでの時間を考慮して適宜設定される。 <Step 1-4: Temperature measurement during lighting>
The apparent temperature of the workpiece W is measured by the second radiation thermometer 16 until a predetermined time elapses after the halogen lamp 20 is turned on.
Here, in the second radiation thermometer 16, stray light L from the halogen lamp 20 enters as well as the radiation light from the workpiece W as shown in FIG. 4. However, since the radiance of the radiated light from the workpiece W is small enough not to be detected by the second radiation thermometer 16, the apparent temperature of the workpiece W measured is stray light from the halogen lamp 20. It can be regarded as due to L.
The predetermined time is appropriately set in consideration of the time from when the halogen lamp 20 is turned on until the temperature of the workpiece W reaches a temperature that can be measured by the second radiation thermometer 16.

〈ｓｔｅｐ１−５：バックグラウンドの分光放射輝度の演算〉
制御部４０の演算部４１において、ｓｔｅｐ１−４で測定された被処理物Ｗの見掛け上の温度から、ハロゲンランプ２０の入力電圧に対応する、第２の放射温度計１６によるバックグラウンドの分光放射輝度が演算される。具体的には、バックグラウンドの分光放射輝度は、下記式（１）により算出される。 <Step 1-5: Calculation of background spectral radiance>
The spectral radiation of the background by the second radiation thermometer 16 corresponding to the input voltage of the halogen lamp 20 from the apparent temperature of the workpiece W measured in step 1-4 in the calculation unit 41 of the control unit 40. Luminance is calculated. Specifically, the background spectral radiance is calculated by the following equation (1).

Figure 0006164097
Figure 0006164097

上記式（１）において、Ｌｔは分光放射輝度（Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3）、Ｔは被処理物Ｗの温度（℃）、λは検出される赤外線の波長（ｍ）、Ｃ１は放射一次定数［＝５．９５４８×１０-17 ］（Ｗ・ｍ2 ）、Ｃ２は放射二次定数［＝１．４３８８×１０-2］（ｍ・Ｋ）である。 In the above formula (1), Lt is the spectral radiance (W · Sr −1 · m −3 ), T is the temperature (° C.) of the workpiece W, λ is the wavelength of the detected infrared ray (m), and C1 is The radiation primary constant [= 5.9548 × 10 −17 ] (W · m 2 ) and C2 are the radiation secondary constant [= 1.4388 × 10 −2 ] (m · K).

〈ｓｔｅｐ１−６：バックグラウンドの分光放射輝度の記憶〉
制御部４０の記憶部４２に、ｓｔｅｐ１−５で算出されたバックグラウンドの分光放射輝度が記憶される。
〈ｓｔｅｐ１−７〉
全ての所定電圧値について、バックグラウンドの分光放射輝度の演算が終了したか否かが確認される。終了していない場合には、ハロゲンランプ２０の入力電圧を他の所定電圧値を変更し、ｓｔｅｐ１−２からｓｔｅｐ１−６までを繰り返す。
このようにして、全ての所定電圧値について、当該所定電圧値の入力電圧でハロゲンランプ２０を点灯したときのバックグラウンドの分光放射輝度が記憶部４２に記憶される。〈ｓｔｅｐ１−８：特定の関係式の取得〉
制御部４０の演算部４１において、所定電圧値の各々と、当該所定電圧値の入力電圧でハロゲンランプ２０を点灯したときのバックグラウンドの分光放射輝度とから、入力電圧と当該入力電圧に対応するバックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式（近似式）が求められる。
〈ｓｔｅｐ１−９：特定の関係式の記憶〉
ｓｔｅｐ１−８で求められた特定の関係式が制御部４０の記憶部４２に記憶される。 <Step 1-6: Storage of background spectral radiance>
The background spectral radiance calculated in step 1-5 is stored in the storage unit 42 of the control unit 40.
<Step 1-7>
It is confirmed whether or not the calculation of the background spectral radiance has been completed for all the predetermined voltage values. If not completed, another predetermined voltage value is changed for the input voltage of the halogen lamp 20, and steps 1-2 to 1-6 are repeated.
In this way, for all the predetermined voltage values, the background spectral radiance when the halogen lamp 20 is turned on with the input voltage of the predetermined voltage value is stored in the storage unit 42. <Step 1-8: Acquisition of Specific Relational Expression>
The calculation unit 41 of the control unit 40 corresponds to the input voltage and the input voltage from each of the predetermined voltage values and the background spectral radiance when the halogen lamp 20 is turned on with the input voltage of the predetermined voltage value. A specific relational expression (approximate expression) with the background spectral radiance is obtained.
<Step 1-9: Storage of a specific relational expression>
The specific relational expression obtained in step 1-8 is stored in the storage unit 42 of the control unit 40.

下記表１は、所定電圧値の入力電圧でハロゲンランプ２０を点灯したときのバックグラウンドの分光放射輝度の演算結果の一例である。下記表１においては、上記ｓｔｅｐ１−３で例えば２００Ｖの入力電圧でハロゲンランプ２０を点灯させたときに、上記ｓｔｅｐ１−４で測定された温度が４２３℃であり、ｓｔｅｐ１−５で算出されたバックグラウンドの分光放射輝度が２．３１６×１０8 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3であることが示されている。 Table 1 below is an example of a calculation result of the background spectral radiance when the halogen lamp 20 is turned on with an input voltage having a predetermined voltage value. In Table 1 below, when the halogen lamp 20 is turned on with an input voltage of 200 V, for example, at step 1-3, the temperature measured at step 1-4 is 423 ° C., and the back calculated at step 1-5 is used. It is shown that the spectral radiance of the ground is 2.316 × 10 8 W · Sr −1 · m −3 .

Figure 0006164097
Figure 0006164097

図５は、表１に示す演算結果から求められた、ハロゲンランプの入力電圧とバックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式（近似式）を示すグラフである。図５において、横軸はハロゲンランプ２０の入力電圧を示す。また、縦軸は、第１の放射温度計１５による測定温度と上記式（１）とから算出された分光放射輝度を示す。この図に示すように、表１の例では、バックグラウンドの分光放射輝度は、入力電圧にほぼ比例して上昇する。このことから、バックグラウンドの分光放射輝度をＬｔ（Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3）、ハロゲンランプ２０の入力電圧をＥ（Ｖ）としたとき、入力電圧とバックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式は、下記式（２）となる。
式（２） Ｌｔ＝０．０１４×１０8 Ｅ−０．５２２１×１０8 FIG. 5 is a graph showing a specific relational expression (approximate expression) between the input voltage of the halogen lamp and the background spectral radiance obtained from the calculation result shown in Table 1. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the input voltage of the halogen lamp 20. The vertical axis indicates the spectral radiance calculated from the temperature measured by the first radiation thermometer 15 and the above equation (1). As shown in this figure, in the example of Table 1, the background spectral radiance increases in proportion to the input voltage. Therefore, when the background spectral radiance is Lt (W · Sr −1 · m −3 ) and the input voltage of the halogen lamp 20 is E (V), the input voltage and the background spectral radiance are The specific relational expression is the following expression (2).
Equation (2) Lt = 0.014 × 10 8 E-0.5221 × 10 8

本発明の熱処理装置においては、被処理物Ｗを熱処理する際に、制御部４０において、被処理物Ｗの温度が切替温度未満のときに第１の放射温度計１５が選択され、被処理物Ｗの温度が切替温度以上のときに第２の放射温度計１６が選択される。そして、選択された第１の放射温度計１５または第２の放射温度計１６によって測定された温度に基づいて、被処理物Ｗが所定温度となるようにハロゲンランプ２０の入力電圧がフィードバック制御される。
以下、本発明の熱処理装置における被処理物Ｗの熱処理工程を図６を参照しながら説明する。 In the heat treatment apparatus of the present invention, when heat treating the workpiece W, the control unit 40 selects the first radiation thermometer 15 when the temperature of the workpiece W is lower than the switching temperature, and the workpiece. When the temperature of W is equal to or higher than the switching temperature, the second radiation thermometer 16 is selected. Based on the temperature measured by the selected first radiation thermometer 15 or second radiation thermometer 16, the input voltage of the halogen lamp 20 is feedback controlled so that the workpiece W has a predetermined temperature. The
Hereinafter, the heat treatment process of the workpiece W in the heat treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.

〈ｓｔｅｐ２−１：被処理物の配置〉
被処理物Ｗが処理室Ｓ内の所定の位置に配置される。
〈ｓｔｅｐ２−２：加熱レシピの設定〉
制御部４０に、昇温速度、所定温度の保持時間などの被処理物Ｗの熱処理パターン（加熱レシピ）が設定される。
〈ｓｔｅｐ２−３：ハロゲンランプの点灯〉
制御部４０からの制御信号により、設定された加熱レシピに基づいてハロゲンランプ２０が点灯される。例えば、被処理物Ｗが車両用鋼板である場合には、昇温速度が定められており、その昇温速度となるようにハロゲンランプ２０の入力電圧が設定される。
〈ｓｔｅｐ２−４：被処理物の温度測定〉
制御部４０からの制御信号により、第１の放射温度計１５および第２の放射温度計１６によって被処理物Ｗの温度が測定される。
〈ｓｔｅｐ２−５：バックグラウンドの分光放射輝度の演算〉
制御部４０の記憶部４２から特定の関係式が読み出され、演算部４１において、特定の関係式とハロゲンランプ２０の入力電圧とから、当該入力電圧に対応するバックグラウンドの分光放射輝度が演算される。 <Step 2-1: Arrangement of workpieces>
The workpiece W is arranged at a predetermined position in the processing chamber S.
<Step 2-2: Setting of heating recipe>
In the control unit 40, a heat treatment pattern (heating recipe) of the workpiece W such as a temperature rising rate and a holding time at a predetermined temperature is set.
<Step 2-3: Lighting of halogen lamp>
The halogen lamp 20 is turned on based on the set heating recipe by a control signal from the control unit 40. For example, when the workpiece W is a steel plate for a vehicle, the rate of temperature increase is set, and the input voltage of the halogen lamp 20 is set so as to be the rate of temperature increase.
<Step 2-4: Temperature measurement of workpiece>
The temperature of the workpiece W is measured by the first radiation thermometer 15 and the second radiation thermometer 16 according to a control signal from the control unit 40.
<Step 2-5: Calculation of background spectral radiance>
A specific relational expression is read from the storage unit 42 of the control unit 40, and the calculation unit 41 calculates a background spectral radiance corresponding to the input voltage from the specific relational expression and the input voltage of the halogen lamp 20. Is done.

〈ｓｔｅｐ２−６：切替温度の演算〉
制御部４０の演算部４１において、上記ｓｔｅｐ２−５で算出されたバックグラウンドの分光放射輝度に基づいて切替温度が演算される。具体的には、先ず、ｓｔｅｐ２−５で演算されたバッククラウンドの分光放射輝度のｎ倍の分光放射輝度が算出される。次いで、算出されたｎ倍の分光放射輝度と上記式（１）とから、切替温度が得られる。 <Step 2-6: Calculation of switching temperature>
In the calculation unit 41 of the control unit 40, the switching temperature is calculated based on the background spectral radiance calculated in step 2-5. Specifically, first, a spectral radiance n times the spectral radiance of the background calculated in step 2-5 is calculated. Next, the switching temperature is obtained from the calculated n times spectral radiance and the above equation (1).

ここで、上記ｎの値は、１＜ｎ≦２０の範囲，好ましくは１０≦ｎ≦２０の範囲から予め選択される。
ｎの値が過小である場合には、算出される切替温度が低すぎるため、第１の放射温度計１５から第２の放射温度計１６に切り替えられたときに、当該第２の放射温度計１６による温度測定が、ハロゲンランプ２０からの迷光等による誤差の影響が大きい低温領域において実行される。具体的には、第２の放射温度計１６による測定温度は、実際の被処理物Ｗの温度より相当大きい値を示す。このため、第１の放射温度計１５から第２の放射温度計１６の切替時における測定温度の変化が大きく、ハロゲンランプ２０の入力電圧を制御しにくくなる。その結果，被処理物Ｗの温度を高い精度で測定することが困難となる。一方、ｎの値が過大である場合には、算出される切替温度が高すぎるため、第１の放射温度計１５から第２の放射温度計１６に切り替えられる直前に、当該第１の放射温度計１５による温度測定が、測定精度の低い高温領域において実行される。特に、被処理物Ｗの放射率変化が著しいときには、測定精度が相当に低くなる。その結果，被処理物Ｗの温度を高い精度で測定することが困難となる。 Here, the value of n is selected in advance from the range of 1 <n ≦ 20, preferably from the range of 10 ≦ n ≦ 20.
When the value of n is too small, the calculated switching temperature is too low, so when the first radiation thermometer 15 is switched to the second radiation thermometer 16, the second radiation thermometer 16 is performed in a low temperature region where the influence of errors due to stray light from the halogen lamp 20 is large. Specifically, the temperature measured by the second radiation thermometer 16 shows a value considerably larger than the actual temperature of the workpiece W. For this reason, the change in measured temperature at the time of switching from the first radiation thermometer 15 to the second radiation thermometer 16 is large, and it becomes difficult to control the input voltage of the halogen lamp 20. As a result, it becomes difficult to measure the temperature of the workpiece W with high accuracy. On the other hand, when the value of n is excessive, the calculated switching temperature is too high, so that the first radiation temperature is just before switching from the first radiation thermometer 15 to the second radiation thermometer 16. The temperature measurement by the meter 15 is performed in a high temperature region where the measurement accuracy is low. In particular, when the emissivity change of the workpiece W is significant, the measurement accuracy is considerably lowered. As a result, it becomes difficult to measure the temperature of the workpiece W with high accuracy.

このｓｔｅｐ２−６について、特定の関係式が上記式（２）である場合を例に挙げて具体的に示すと、以下の通りである。
上記ｓｔｅｐ２−３におけるハロゲンランプ２０の入力電圧が２００Ｖである場合には、上記ｓｔｅｐ２−５で算出されるバックグラウンドの分光放射輝度は、０．０１４×１０8 ×２００−０．５２２１×１０8 ＝２．２７８×１０8 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3である。 Regarding step 2-6, the specific relational expression is specifically given by taking the case where the specific relational expression is the above expression (2) as an example.
When the input voltage of the halogen lamp 20 in step 2-3 is 200 V, the background spectral radiance calculated in step 2-5 is 0.014 × 10 8 × 200−0.5221 × 10 8. = 2.278 × 10 8 W · Sr −1 · m −3 .

そして、ｎの値を３に設定したときには、上記ｎ倍の分光放射輝度は、３×２．２７８×１０8 ＝６．８３４×１０8 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（６．８３４×１０8 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3）と、上記式（１）とから、切替温度は５１９．３℃となる。この切替温度（５１９．３℃）における第２の放射温度計１６の測定精度は約８．２％である。
また、ｎの値を５に設定したときには、上記ｎ倍の分光放射輝度は、５×２．２７８×１０8 ＝１．１３９×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（１．１３９×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3）と、上記式（１）とから、切替温度は５７２．９℃となる。この切替温度（５７２．９℃）における第２の放射温度計１６の測定精度は約４．６％である。
また、ｎの値を１０に設定したときには、上記ｎ倍の分光放射輝度は、１０×２．２７８×１０8 ＝２．２７８×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（２．２７８×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3）と、上記式（１）とから、切替温度は６６０．４℃となる。この切替温度（６６０．４℃）における第２の放射温度計１６の測定精度は約２．３％である。
また、ｎの値を１５に設定したときには、上記ｎ倍の分光放射輝度は、１５×２．２７８×１０8 ＝３．４１２×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（２．２７８×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3）と、上記式（１）とから、切替温度は７２０．４℃となる。この切替温度（７２０．４℃）における第２の放射温度計１６の測定精度は約１．６％である。
また、ｎの値を１８に設定したときには、上記ｎ倍の分光放射輝度は、１８×２．２７８×１０8 ＝４．１００×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（２．２７８×１０9 Ｗ・Ｓｒ-1・ｍ-3）と、上記式（１）とから、切替温度は７５０．０℃となる。この切替温度（７５０．０℃）における第２の放射温度計１６の測定精度は約１％である。
そして、第１の放射温度計１５の測定精度と第２の放射温度計１６の測定精度とを考慮して、ｎの値が選択される。 When the value of n is set to 3, the n-fold spectral radiance is 3 × 2.278 × 10 8 = 6.834 × 10 8 W · Sr −1 · m −3 . Then, from the n-fold spectral radiance (6.834 × 10 8 W · Sr −1 · m −3 ) and the above equation (1), the switching temperature is 519.3 ° C. The measurement accuracy of the second radiation thermometer 16 at this switching temperature (519.3 ° C.) is about 8.2%.
When the value of n is set to 5, the above-mentioned n-fold spectral radiance is 5 × 2.278 × 10 8 = 1.139 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 . Then, from the n-fold spectral radiance (1.139 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 ) and the above equation (1), the switching temperature is 572.9 ° C. The measurement accuracy of the second radiation thermometer 16 at this switching temperature (572.9 ° C.) is about 4.6%.
When the value of n is set to 10, the spectral radiance multiplied by n is 10 × 2.278 × 10 8 = 2.278 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 . Then, the switching temperature is 660.4 ° C. from the n-fold spectral radiance (2.278 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 ) and the above equation (1). The measurement accuracy of the second radiation thermometer 16 at this switching temperature (660.4 ° C.) is about 2.3%.
When the value of n is set to 15, the spectral radiance of n times is 15 × 2.278 × 10 8 = 3.412 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 . The switching temperature is 720.4 ° C. from the n-fold spectral radiance (2.278 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 ) and the above equation (1). The measurement accuracy of the second radiation thermometer 16 at this switching temperature (720.4 ° C.) is about 1.6%.
When the value of n is set to 18, the n-fold spectral radiance is 18 × 2.278 × 10 8 = 4.100 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 . Then, the switching temperature is 750.0 ° C. from the n-fold spectral radiance (2.278 × 10 9 W · Sr −1 · m −3 ) and the above equation (1). The measurement accuracy of the second radiation thermometer 16 at this switching temperature (750.0 ° C.) is about 1%.
Then, the value of n is selected in consideration of the measurement accuracy of the first radiation thermometer 15 and the measurement accuracy of the second radiation thermometer 16.

〈ｓｔｅｐ２−７：放射温度計の選択〉
制御部４０において、被処理物Ｗの温度とｓｔｅｐ２−６で演算された切替温度とを対比し、第１の放射温度計１５および第２の放射温度計１６のいずれかを選択する。具体的には、被処理物Ｗの温度が切替温度未満のときには第１の放射温度計を選択し、被処理物Ｗの温度が切替温度以上のときには第２の放射温度計１６を選択する。
ここで、被処理物Ｗの温度としては、第２の放射温度計１６による測定温度が当該第２の放射温度計１６の測定可能範囲の下限値（例えば２００℃）を示している場合には、第１の放射温度計１５による測定温度が採用され、第２の放射温度計１６による測定温度が当該第２の放射温度計１６の測定可能範囲の下限値を超えている場合には、第２の放射温度計１６による測定温度が採用される。 <Step 2-7: Selection of radiation thermometer>
In the control unit 40, the temperature of the workpiece W and the switching temperature calculated in step 2-6 are compared, and either the first radiation thermometer 15 or the second radiation thermometer 16 is selected. Specifically, when the temperature of the workpiece W is lower than the switching temperature, the first radiation thermometer is selected, and when the temperature of the workpiece W is equal to or higher than the switching temperature, the second radiation thermometer 16 is selected.
Here, as the temperature of the workpiece W, when the temperature measured by the second radiation thermometer 16 indicates the lower limit value (for example, 200 ° C.) of the measurable range of the second radiation thermometer 16. When the temperature measured by the first radiation thermometer 15 is adopted and the temperature measured by the second radiation thermometer 16 exceeds the lower limit value of the measurable range of the second radiation thermometer 16, The temperature measured by the radiation thermometer 16 is used.

図７は、被処理物Ｗの実際の温度が上昇過程にあるときに、第１の放射温度計１５および第２の放射温度計１６による測定温度、並びにハロゲンランプ２０の入力電圧の制御に利用される温度の変化を模式的に示すグラフである。また、図８は、被処理物Ｗの温度が下降−上昇過程にあるときに、第１の放射温度計１５および第２の放射温度計１６の測定温度、並びにハロゲンランプ２０の入力電圧の制御に利用される温度の変化を模式的に示すグラフである。また、図９は、被処理物Ｗの温度が切替温度付近において変動しているときに、第１の放射温度計１５および第２の放射温度計１６の測定温度、並びにハロゲンランプ２０の入力電圧の制御に利用される温度の変化を模式的に示すグラフである。図７〜図９において、Ｔ０は熱電対によって測定された被処理物Ｗの温度、Ｔ１は第１の放射温度計１５による測定温度、Ｔ２は第２の放射温度計１６による測定温度、Ｔ３はハロゲンランプ２０の入力電圧の制御に利用される温度である。また、αは切替温度である。
図７〜図９に示すように、第１の放射温度計１５による測定温度Ｔ１と第２の放射温度１６による測定温度Ｔ２とが切替温度αにおいて切り替わることによって、ハロゲンランプ２０の入力電圧の制御に利用される温度Ｔ３は、被処理物Ｗの実際の温度すなわち熱電対によって測定された被処理物Ｗの温度Ｔ３に近い温度であることが理解される。 FIG. 7 is used to control the temperature measured by the first radiation thermometer 15 and the second radiation thermometer 16 and the input voltage of the halogen lamp 20 when the actual temperature of the workpiece W is increasing. It is a graph which shows typically a change of temperature to be performed. FIG. 8 shows the control of the measured temperatures of the first radiation thermometer 15 and the second radiation thermometer 16 and the input voltage of the halogen lamp 20 when the temperature of the workpiece W is in the descending-rising process. It is a graph which shows typically the change of the temperature utilized. 9 shows the measured temperatures of the first radiation thermometer 15 and the second radiation thermometer 16 and the input voltage of the halogen lamp 20 when the temperature of the workpiece W fluctuates in the vicinity of the switching temperature. It is a graph which shows typically the change of the temperature utilized for control of. 7 to 9, T0 is the temperature of the workpiece W measured by the thermocouple, T1 is the temperature measured by the first radiation thermometer 15, T2 is the temperature measured by the second radiation thermometer 16, and T3 is This is the temperature used for controlling the input voltage of the halogen lamp 20. Α is a switching temperature.
As shown in FIGS. 7 to 9, the input voltage of the halogen lamp 20 is controlled by switching the measurement temperature T <b> 1 by the first radiation thermometer 15 and the measurement temperature T <b> 2 by the second radiation temperature 16 at the switching temperature α. It is understood that the temperature T3 used for the process is an actual temperature of the workpiece W, that is, a temperature close to the temperature T3 of the workpiece W measured by a thermocouple.

〈ｓｔｅｐ２−８：入力電圧の制御〉
制御部４０によって、ｓｔｅｐ２−７で選択された第１の放射温度計１５または第２の放射温度計１６による測定温度に基づいて被処理物Ｗが所定温度となるようにハロゲンランプ２０の入力電圧がフィードバック制御される。具体的には、測定温度と加熱レシピにおける所定温度とを対比し、当該測定温度と当該所定温度との差が小さくなるように、ハロゲンランプ２０の入力電圧がフィードバック制御される。
〈ｓｔｅｐ２−９〉
加熱レシピによる熱処理が終了したか否かを確認する。終了していない場合には、ｓｔｅｐ２−４からｓｔｅｐ２−８までを繰り返す。
以上のようにして、ハロゲンランプ２０の入力電圧が、制御部４０によってフィードバック制御されることにより、ハロゲンランプ２０による被処理物Ｗの熱処理が実行される。 <Step 2-8: Control of input voltage>
Based on the temperature measured by the first radiation thermometer 15 or the second radiation thermometer 16 selected at step 2-7 by the control unit 40, the input voltage of the halogen lamp 20 so that the workpiece W becomes a predetermined temperature. Is feedback controlled. Specifically, the measured voltage is compared with a predetermined temperature in the heating recipe, and the input voltage of the halogen lamp 20 is feedback-controlled so that the difference between the measured temperature and the predetermined temperature becomes small.
<Step2-9>
Check whether the heat treatment by the heating recipe is completed. If not completed, repeat steps 2-4 to 2-8.
As described above, the input voltage of the halogen lamp 20 is feedback-controlled by the control unit 40, so that the heat treatment of the workpiece W by the halogen lamp 20 is performed.

上記の熱処理装置においては、被処理物Ｗの温度が低温領域にあるときには、長波長赤外線を検出する第１の放射温度計１５の測定温度に基づいて、ハロゲンランプ２０の入力電圧がフィードバック制御される。また、被処理物Ｗの温度が高温領域にあるときには、短波長赤外線を検出する第２の放射温度計１６の測定温度に基づいて、ハロゲンランプ２０の入力電圧がフィードバック制御される。そして、第１の放射温度計１５と第２の放射温度計１６との切り替えが、ハロゲンランプ２０の入力電圧に対応して求められたバックグラウンドの分光放射輝度のｎ倍（但し、１＜ｎ≦２０）の値から算出される切替温度において行われる。そのため、第１の放射温度計１５による温度測定が、測定精度の高い温度領域において実行されると共に、第２の放射温度計１６による温度測定が、ハロゲンランプ２０からの迷光等による誤差の影響が小さい温度領域において実行される。
従って、本発明の熱処理装置によれば、被処理物Ｗについて低温領域から高温領域までの温度を高い精度で測定することができ、被処理物Ｗの熱処理を所期の温度で確実に実行することができる。 In the above heat treatment apparatus, when the temperature of the workpiece W is in a low temperature region, the input voltage of the halogen lamp 20 is feedback-controlled based on the measured temperature of the first radiation thermometer 15 that detects long-wavelength infrared rays. The Further, when the temperature of the workpiece W is in a high temperature region, the input voltage of the halogen lamp 20 is feedback-controlled based on the measured temperature of the second radiation thermometer 16 that detects short-wavelength infrared rays. The switching between the first radiation thermometer 15 and the second radiation thermometer 16 is n times the spectral radiance of the background obtained corresponding to the input voltage of the halogen lamp 20 (where 1 <n It is performed at the switching temperature calculated from the value of ≦ 20). Therefore, temperature measurement by the first radiation thermometer 15 is performed in a temperature range with high measurement accuracy, and temperature measurement by the second radiation thermometer 16 is affected by errors due to stray light from the halogen lamp 20 or the like. It is executed in a small temperature range.
Therefore, according to the heat treatment apparatus of the present invention, the temperature of the workpiece W from the low temperature region to the high temperature region can be measured with high accuracy, and the heat treatment of the workpiece W is reliably performed at the intended temperature. be able to.

本発明においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えばバックグラウンドの分光放射輝度や、入力電圧とバックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式は、予め制御部４０の記憶部４２に記憶されていてもよい。但し、熱処理装置が配置される場所の環境や、被熱処理物Ｗの種類および形状などによって、バックグラウンドの分光放射輝度が変化する可能性がある。このため、被処理物Ｗを処理する直前に、その被処理物Ｗを配置した状態で、バッググランドの分光放射輝度や特定の関係式を取得する工程を行うことが好ましい。
また、本発明において特定の関係式を取得することは必須ではない。例えばハロゲンランプ２０の入力電圧０．５〜２Ｖ毎の多数のバックグラウンドの分光放射輝度を制御部４０の記憶部４２に記憶し、被処理物Ｗを熱処理するときに、バックグラウンドの分光放射輝度を記憶部４２に記憶されたものの中から選択してもよい。但し、このような手段においては、バックグラウンドの分光放射輝度の取得工程に相当に長い時間を要するため、特定の関係式を取得し、この特定の関係式からバックグラウンドの分光放射輝度を求めることが好ましい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the background spectral radiance or a specific relational expression between the input voltage and the background spectral radiance may be stored in the storage unit 42 of the control unit 40 in advance. However, the background spectral radiance may change depending on the environment where the heat treatment apparatus is arranged, the type and shape of the object to be heat treated W, and the like. For this reason, it is preferable to perform a step of acquiring the spectral radiance of the background and a specific relational expression in a state where the workpiece W is arranged immediately before the workpiece W is processed.
In the present invention, it is not essential to acquire a specific relational expression. For example, a large number of background spectral radiances for each of the input voltages 0.5 to 2 V of the halogen lamp 20 are stored in the storage unit 42 of the control unit 40, and the background spectral radiance when the workpiece W is heat-treated. May be selected from those stored in the storage unit 42. However, in such a means, since the process of obtaining the background spectral radiance requires a considerably long time, a specific relational expression is obtained, and the background spectral radiance is obtained from the specific relational expression. Is preferred.

１０ 熱処理部
１１ 処理室形成材
１２ 支持部材
１５ 第１の放射温度計
１６ 第２の放射温度計
２０ ハロゲンランプ
２５ 光源ユニット
３０ 給電部
４０ 制御部
４１ 演算部
４２ 記憶部
Ｗ 被処理物
Ｓ 処理室
Ｌ 迷光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat processing part 11 Processing chamber formation material 12 Support member 15 1st radiation thermometer 16 2nd radiation thermometer 20 Halogen lamp 25 Light source unit 30 Power supply part 40 Control part 41 Calculation part 42 Storage part W To-be-processed object S Processing chamber L stray light

Claims (2)

被処理物を加熱するハロゲンランプと、前記被処理物の温度を測定する第１の放射温度計および第２の放射温度計と、前記ハロゲンランプの入力電圧を制御する制御部とを備えてなり、
前記第１の放射温度計は、長波長赤外線を検出して温度を測定する放射温度計であり、 前記第２の放射温度計は、短波長赤外線を検出して温度を測定する放射温度計であり、 前記制御部において、前記被処理物の温度が切替温度未満のときに前記第１の放射温度計が選択されると共に、前記被処理物の温度が切替温度以上のときに前記第２の放射温度計が選択され、選択された前記第１の放射温度計または前記第２の放射温度計によって測定された温度に基づいて、前記被処理物が所定温度となるように前記ハロゲンランプの入力電圧がフィードバック制御され、
前記切替温度は、前記ハロゲンランプの点灯時において、前記第２の放射温度計による測定温度に基づいて前記ハロゲンランプの入力電圧に対応して求められたバックグラウンドの分光放射輝度のｎ倍（但し、１＜ｎ≦２０）の値から算出されることを特徴とする熱処理装置。 A halogen lamp for heating the object to be processed; a first radiation thermometer and a second radiation thermometer for measuring the temperature of the object to be processed; and a control unit for controlling an input voltage of the halogen lamp. ,
The first radiation thermometer is a radiation thermometer that detects long-wavelength infrared rays and measures temperature, and the second radiation thermometer is a radiation thermometer that detects short-wavelength infrared rays and measures temperature. In the control unit, the first radiation thermometer is selected when the temperature of the object to be processed is lower than the switching temperature, and the second temperature when the temperature of the object to be processed is equal to or higher than the switching temperature. A radiation thermometer is selected, and the halogen lamp input is performed so that the object to be processed has a predetermined temperature based on the temperature measured by the selected first radiation thermometer or the second radiation thermometer. Voltage is feedback controlled,
The switching temperature is n times the spectral radiance of the background obtained corresponding to the input voltage of the halogen lamp based on the temperature measured by the second radiation thermometer when the halogen lamp is turned on (however, 1 <n ≦ 20) is calculated from the value. 前記制御部において、前記ハロゲンランプの入力電圧と、当該入力電圧に対応する前記バックグラウンドの分光放射輝度との特定の関係式が求められ、前記被処理物を熱処理するときに、前記ハロゲンランプの入力電圧と、前記特定の関係式とから、当該入力電圧に対応する前記バックグラウンドの分光放射輝度が演算されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。   In the control unit, a specific relational expression between the input voltage of the halogen lamp and the spectral radiance of the background corresponding to the input voltage is obtained, and when the object to be processed is heat-treated, The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the spectral radiance of the background corresponding to the input voltage is calculated from the input voltage and the specific relational expression.
JP2014007592A 2014-01-20 2014-01-20 Heat treatment equipment Active JP6164097B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014007592A JP6164097B2 (en) 2014-01-20 2014-01-20 Heat treatment equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014007592A JP6164097B2 (en) 2014-01-20 2014-01-20 Heat treatment equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015135930A JP2015135930A (en) 2015-07-27
JP6164097B2 true JP6164097B2 (en) 2017-07-19

Family

ID=53767582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014007592A Active JP6164097B2 (en) 2014-01-20 2014-01-20 Heat treatment equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6164097B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7041594B2 (en) * 2018-06-20 2022-03-24 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス Heat treatment equipment

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6183127B1 (en) * 1999-03-29 2001-02-06 Eaton Corporation System and method for the real time determination of the in situ emissivity of a workpiece during processing
US6461036B1 (en) * 1999-03-29 2002-10-08 Axcelis Technologies, Inc. System and method for determining stray light in a thermal processing system
JP2002357481A (en) * 2001-06-01 2002-12-13 Tokyo Electron Ltd Temperature measurement method and device therefor, heat treatment device and its method
JP3795788B2 (en) * 2001-10-26 2006-07-12 大日本スクリーン製造株式会社 Substrate heat treatment method
JP2003318121A (en) * 2002-04-26 2003-11-07 Trecenti Technologies Inc Method for manufacturing semiconductor device
JP4558411B2 (en) * 2004-08-24 2010-10-06 富士通セミコンダクター株式会社 Rapid heat treatment apparatus and method
US7112763B2 (en) * 2004-10-26 2006-09-26 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for low temperature pyrometry useful for thermally processing silicon wafers
JP5507102B2 (en) * 2009-03-19 2014-05-28 大日本スクリーン製造株式会社 Heat treatment apparatus and heat treatment method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015135930A (en) 2015-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7981212B2 (en) Flash lamp annealing device
CN101288035B (en) Repeatable heat-treating methods and apparatus
TWI528591B (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method
US20120288970A1 (en) Heat treatment method and heat treatment apparatus for heating substrate by irradiating substrate with light
JP2015057842A (en) Irradiance pulse heat-treating method and apparatus
TW201727750A (en) Preheat processes for millisecond anneal system
JP5530431B2 (en) Apparatus and method for measuring radiant energy during heat treatment
JP2010225613A (en) Heat treatment apparatus
JP5558673B2 (en) Heat treatment equipment
KR20210113426A (en) Temperature offset and zone control tuning
JP6164097B2 (en) Heat treatment equipment
CN107818925A (en) Annealing device
KR102199776B1 (en) Apparatus and method for measuring substrate temperature
KR102162268B1 (en) Non-contact temperature measurement by double-wavelength shift of Brewster&#39;s angle
JP6295674B2 (en) Heat treatment apparatus and lamp control method
TWI662273B (en) Defect detecting equipment and defect detecting method
JP2009049140A (en) Heat treatment equipment
TWI781369B (en) Heat treatment method and light heating device
JP5169055B2 (en) Semiconductor wafer heat treatment equipment
JP5811938B2 (en) Solar cell evaluation apparatus and method
TWI446114B (en) Baking apparatus for photomask
US20220392787A1 (en) Optical heating device
CN111742612B (en) Heating device and heating method
US11606844B2 (en) Optical heating device
JP6546064B2 (en) Temperature measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160920

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170523

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6164097

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250