TW201415556A - 熱處理裝置 - Google Patents

熱處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201415556A
TW201415556A TW102100529A TW102100529A TW201415556A TW 201415556 A TW201415556 A TW 201415556A TW 102100529 A TW102100529 A TW 102100529A TW 102100529 A TW102100529 A TW 102100529A TW 201415556 A TW201415556 A TW 201415556A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
heat treatment
control device
thermoelectric conversion
conversion member
electric power
Prior art date
Application number
TW102100529A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI492309B (zh
Inventor
Masayuki Mukai
Original Assignee
Koyo Thermo Sys Co Ltd
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 Koyo Thermo Sys Co Ltd filed Critical Koyo Thermo Sys Co Ltd
Publication of TW201415556A publication Critical patent/TW201415556A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI492309B publication Critical patent/TWI492309B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

於本發明之熱處理裝置中，可實現節能化，且可使供給電力之態樣更多樣化。熱處理裝置1包括熱處理爐2、熱電轉換構件3、控制裝置4、及切換部5。熱處理爐2係用於對被處理物100進行熱處理而設。熱電轉換構件3將來自熱處理爐2之熱能轉換為電力。控制裝置4係用於控制熱處理爐2而設。切換部5將來自外部電源20之電力與來自熱電轉換構件3之電力擇一地供給至控制裝置4。

Description

熱處理裝置
本發明係關於一種熱處理裝置。
已知有一種用於對基板進行加熱處理之基板加熱處理裝置(例如參照專利文獻1)。專利文獻1所記載之基板加熱處理裝置包括可收容基板之處理腔室。處理腔室內配置有加熱板。加熱板係用於對基板進行加熱而設。於加熱板之側方配置有熱電轉換模組。熱電轉換模組將來自加熱板之熱能轉換為電力。該電力供給於電力供給源。來自電力供給源之電力被利用於驅動基板加熱處理裝置之各部。藉由上述構成而意欲實現加熱板之熱能之有效利用。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2000-68183號公報([0026]、[0032])
此外，熱處理裝置係藉由電熱器對基板等被處理物進行加熱，故而需要較大之電力。因此，熱處理裝置通常係使用由電力公司提供之電源即外部電源而確保必要之電力。於專利文獻1所記載之構成中，自熱電轉換模組供給之電力供給至用於驅動基板處理裝置之各部之電力供給源，與來自外部電源之電力無區別地使用。如此，專利文獻1所記載之構成並非為區別使用來自熱電轉換模組之電力與來自外部電 源之電力之構成。
鑒於上述情形，本發明之目的在於，於熱處理裝置中，可實現節能化，且可使供給電力之態樣更多樣化。
(1)為解決上述課題，本發明之一態樣之熱處理裝置包括熱處理爐、熱電轉換構件、控制裝置、及切換部。上述熱處理爐係用於對被處理物進行熱處理而設。上述熱電轉換構件將來自上述熱處理爐之熱能轉換為電力。上述控制裝置係用於控制上述熱處理爐而設。上述切換部係用於將來自外部電源之電力與來自上述熱電轉換構件之電力擇一地供給至上述控制裝置而設。
根據該構成，熱電轉換構件可將熱處理爐之熱能轉換為電力。切換部可將該電力供給至控制裝置。由此，可藉由熱處理爐中所產生之熱能之有效利用而實現節能化。又，切換部視需要可將來自外部電源之電力與來自上述熱電轉換構件之電力擇一地供給至控制裝置。由此，可使對熱處理裝置之控制裝置供給電力之態樣多樣化。而且，控制裝置所需之電力與熱處理爐之加熱所需之熱能相比明顯較小。由此，即便為作為發電量相對較小之電源之熱電轉換構件，亦足以能夠用作控制裝置之電源。
因此，根據本發明，於熱處理裝置中，可實現節能化，並且可使供給電力之態樣更多樣化。
(2)較佳為，上述切換部係以於上述熱處理爐之溫度未滿既定閾值之情形時，將來自上述外部電源之電力供給至上述控制裝置之方式構成。上述切換部係以於上述熱處理爐之溫度為上述閾值以上之情形時，將來自上述熱電轉換構件之電力供給至上述控制裝置之方式構成。
根據該構成，不會使控制裝置之動作所需之電力之供給延遲而可實現節能化。具體而言，例如於處於停止狀態之常溫之熱處理爐之啟動開始時，來自熱電轉換構件之電力較小，不足以使控制裝置動作。於此情形時，切換部將來自外部電源之電力供給至控制裝置。另一方面，例如於熱處理爐之溫度足夠高達熱處理爐能夠對被處理物進行熱處理之程度之情形時，來自熱電轉換構件之電力較大，足以使控制裝置動作。於此情形時，切換部將來自熱電轉換構件之電力供給至控制裝置。於此情形時，控制裝置可不消耗來自外部電源之電力。
(3)較佳為，上述切換部於上述外部電源產生異常之情形時，可將來自上述熱電轉換構件之電力供給至上述控制裝置。
根據該構成，即便於外部電源產生斷電等異常之情形時，亦可藉由將熱電轉換構件用作應急電源(不斷電電源)而對控制裝置供給電力。由此，即便於外部電源產生異常之情形時，亦可使控制裝置進行必要動作。即，可抑制控制裝置之動作伴隨外部電源之異常而突然中斷。由此，可抑制控制裝置、及熱處理爐產生異常。再者，於因外部電源之異常等而熱處理爐之加熱動作停止之情形時，由於熱處理爐之熱容量通常較大，故而熱處理爐之溫度亦持續長時間維持。由此，即便於被處理物之熱處理中外部電源產生異常時，可由熱電轉換構件產生充分之電力之時間亦較長。由此，即便於外部電源產生異常之情形時，亦可持續長時間地使控制裝置連續動作。由此，可進行控制裝置之停止所需之備份作業等熱處理裝置之停止所需之作業。又，作為應急電源，無需使用電池等蓄電池，或者可減少蓄電池之使用量。因此，無需蓄電池之定期之更換作業，或者可減少蓄電池之更換量。由此，可減少控制裝置之維護所耗費之時間。而且，藉由蓄電池之削減亦可對保護地球環境做出貢獻。
(4)較佳為，上述熱處理裝置進而包括藉由上述控制裝置而控制之輔助機器。上述輔助機器可藉由來自上述熱電轉換元件之電力而動作。
根據該構成，只要為隨附設置於熱處理爐之輔助機器，則動作所需之電力可相對較小。由此，可藉由熱電轉換構件充分供給輔助機器所需之電力。
(5)較佳為，上述熱電轉換構件安裝於設置在上述熱處理爐之排氣路、及上述熱處理爐之壁部之至少一者。
根據該構成，可更確實地將來自熱處理爐之熱傳達至熱電轉換構件。
根據本發明，於熱處理裝置中，可實現節能化，並且可使供給電力之態樣更多樣化。
1‧‧‧熱處理裝置
2‧‧‧熱處理爐
3、3A‧‧‧熱電轉換構件
3a‧‧‧表面
3b‧‧‧背面
3c‧‧‧表面之第1部分
3d‧‧‧表面之第2部分
3e‧‧‧背面之第1部分
3f‧‧‧背面之第2部分
4‧‧‧控制裝置
5‧‧‧切換部
6‧‧‧第1轉換器
7‧‧‧第2轉換器
8‧‧‧輔助機器單元
11‧‧‧爐本體
12‧‧‧爐門
13‧‧‧加熱器
14‧‧‧排氣路
14a‧‧‧外表面
16‧‧‧收容空間
17‧‧‧熱處理爐之壁部
18‧‧‧鉸鏈構件
19‧‧‧加熱部
20‧‧‧外部電源
21‧‧‧閥(輔助機器)
22‧‧‧散熱構件
23‧‧‧鎖定機構(輔助機器)
24‧‧‧計測裝置(輔助機器)
25‧‧‧顯示裝置(輔助機器)
26‧‧‧第1導電構件
27、28‧‧‧插頭
29‧‧‧第2導電構件
30‧‧‧第3導電構件
31‧‧‧第1供電路徑
32‧‧‧第2供電路徑
100‧‧‧被處理物
T‧‧‧熱處理爐之溫度
T1‧‧‧閾值
S1~S5‧‧‧步驟
圖1係表示本發明之實施形態之熱處理裝置之構成的模式圖。
圖2係用於說明熱處理裝置中之電力供給控制之動作之一例的流程圖。
圖3係表示本發明之變形例之主要部分之模式圖。
圖4係表示本發明之另一變形例之主要部分之模式圖。
以下，一面參照圖式一面對用於實施本發明之形態進行說明。再者，本發明可廣泛用作用於對被處理物進行熱處理之熱處理裝置。
圖1係表示本發明之實施形態之熱處理裝置1之構成的模式圖。 參照圖1，熱處理裝置1係用於對被處理物100實施熱處理之裝置。作為該熱處理，可例示滲碳處理、擴散處理、退火處理、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)處理等。
熱處理裝置1包括熱處理爐2、熱電轉換構件3、控制裝置4、切換部5、第1轉換器6、第2轉換器7、及輔助機器單元8。
熱處理爐2係以在收容有被處理物100之狀態下對該被處理物100進行熱處理之方式構成。
熱處理爐2包含爐本體11、爐門12、加熱器13、及排氣路14。
爐本體11係用於收容被處理物100而設。爐本體11例如係由金屬而形成。爐本體11例如形成為中空之箱形形狀，且包含用於收容被處理物100之收容空間16。爐本體11包含複數個壁部17，藉由該等壁部17而形成有收容空間16。各壁部17之厚度設定為足夠大之值。由此，爐本體11之熱容量設定為足夠大。
又，於爐本體11之一側部安裝有爐門12。爐門12經由鉸鏈構件18而連結於爐本體11，且可相對於爐本體11開閉。藉由打開該爐門12，而可將收容空間16對爐本體11之外部空間開放。被處理物100係於爐門12已打開之狀態下自爐本體11之外部空間搬入至收容空間16。又，被處理物100係於爐門12已打開之狀態下自收容空間16搬出。又，藉由關閉該爐門12，而可將收容空間16與爐本體11之外部空間遮斷。再者，爐本體11連接於未圖示之吸氣管。被處理物100之熱處理所需之氣體經由該吸氣管而供給至收容空間16內。被處理物100係於爐門12已關閉之狀態下進行熱處理。爐本體11係藉由加熱器13而加熱。
加熱器13例如為電熱器，且由大電力動作之強電機器。加熱器13包含加熱部19。加熱部19例如配置於爐本體11之收容空間16內。加熱部19係藉由被供給電力而發熱。加熱部19之熱傳達至爐本體11、收容空間16、及被處理物100。由此，爐本體11、收容空間16之氣體、及被處理物100被加熱至既定之熱處理溫度為止。此情形時之熱處理溫度例如為數百℃~千℃左右之範圍內。加熱器13包含未圖示之電源電路。該電源電路連接於外部電源20。該電源電路係將來自外部電源20之電力調整為適於加熱部19之動作之電壓及電流後輸出至加熱部19。
外部電源20例如為商用電源即由電力公司提供之電源。外部電源20之電壓例如為數百伏特。於本實施形態中，外部電源20為交流電源。藉由具有上述構成之加熱器13而加熱之收容空間16內之氣體於被處理物100之熱處理後被排出至排氣路14。
排氣路14係用於將收容空間16內之氣體排出至爐本體11之外部而設。排氣路14係由金屬等耐熱材料而形成。排氣路14形成為管狀。於本實施形態中，排氣路14形成為L字狀。排氣路14之途中部具有彎曲之形狀。排氣路14之一端貫通爐本體11之壁部17且連接於收容空間16。排氣路14之另一端連接於爐本體11之外部空間。
排氣路14中安裝有閥21。閥21構成輔助機器單元8之一部分。該閥21例如為電磁閥，自控制裝置4供給電力，且藉由控制裝置4而進行開閉控制。閥21於熱處理裝置1之停止時等關閉。另一方面，該閥21於被處理物100之動作時打開。閥21例如於被處理物100正進行熱處理時打開。閥21亦可於被處理物100正進行熱處理時關閉，於被處理物100之熱處理結束後打開。於收容空間16內，由加熱器13加熱之高溫氣體係藉由打開閥21而通過排氣路14，並且排出至爐本體11之外部空間。於被處理物100正進行熱處理時已打開閥21之情形 時，高溫之排出氣體於熱處理期間始終流通於排氣路14中。由此，無論排氣路14之熱容量，均可對熱電轉換構件3供給充分之熱量。再者，於被處理物100正進行熱處理時打開閥21之情形時，熱處理期間始終自未圖示之吸氣管供給氣體。
又，排氣路14連接於爐本體11。因此，來自加熱器13之熱經由爐本體11而傳達至排氣路14。由此，於爐本體11內蓄積有熱之期間，排氣路14受熱而抑制溫度下降。又，排氣路14之熱容量小於爐本體11之熱容量。因此，於熱自爐本體11傳達至排氣路14之狀態下，爐本體11之溫度下降量足夠小。該排氣路14保持熱電轉換構件3。
熱電轉換構件3係用於將熱處理爐2之熱能轉換為電力(電能)而設。作為熱處理裝置1之電源，於本實施形態中使用該熱電轉換構件3、及外部電源20。外部電源20係作為可將電力供給至熱處理爐2(加熱器13)及控制裝置4之兩者之電源使用。另一方面，熱電轉換構件3係作為對控制裝置4供給電力，但不對熱處理爐2供給電力之電源使用。
熱電轉換構件3係利用席貝克效應(Seebeck effect)之熱電轉換元件，且包含複數個帕耳帖元件(Peltier device)。更具體而言，熱電轉換構件3係組合p型半導體與n型半導體而形成。熱電轉換構件3具有表面3a及背面3b。熱電轉換構件3係以藉由在表面3a與背面3b之間形成溫度差而產生電力之方式構成。由熱電轉換構件3產生之電壓例如為數伏特。
熱電轉換構件3之大小係根據熱電轉換構件3所要求之電力量等而適當設定。又，熱電轉換構件3之形狀並無特別限定。熱電轉換構件3係以可接受來自熱處理爐2之爐本體11之熱之方式配置。
於本實施形態中，熱電轉換構件3整體形成為L字狀，且具有順沿排氣路14之外表面14a之形狀的形狀。更具體而言，熱電轉換構件3之表面3a包含第1部分3c及第2部分3d。第1部分3c及第2部分3d形成為平面狀。第1部分3c與第2部分3d係以正交之方式延伸。該等第1部分3c及第2部分3d分別與排氣路14之外表面14a面接觸。於本實施形態中，熱電轉換構件3之表面3a固定於排氣路14之外表面14a。由此，排氣路14之熱效率良好地傳達至熱電轉換構件3之表面3a。
熱電轉換構件3之背面3b朝向遠離排氣路14之方向。該背面3b包含第1部分3e及第2部分3f。第1部分3e與表面3a之第1部分3c平行地延伸。第2部分3f與表面3a之第2部分3d平行地延伸。於具有上述構成之背面3b安裝有散熱構件22。
散熱構件22係用於促進自熱電轉換構件3之背面3b之散熱而設。由此，可進一步增大熱電轉換構件3中之表面3a與背面3b之溫度差。其結果，可進一步增大由熱電轉換構件3產生之電力。散熱構件22例如係使用鋁合金、銅合金等導熱性優異之材料而形成。散熱構件22固定於熱電轉換構件3之背面3b之第1部分3e及第2部分3f。由熱電轉換構件3產生之電力可輸出至控制裝置4。
控制裝置4係用於控制熱處理爐2而設。於本實施形態中，控制裝置4係作為弱電機器之控制電路。更具體而言，控制裝置4具有包含中央處理單元(CPU，Central Processing Unit)、唯讀記憶體(ROM，Read Only Memory)、及隨機存取記憶體(RAM，Random Access Memory)之硬體。又，控制裝置4具有記憶於ROM之軟體。控制裝置4係由CPU讀取記憶於ROM之程式，並執行該程式，由此進行動作。再者，如此，控制裝置4可藉由軟體與硬體之協作而實現，亦可藉由硬體而實現。
控制裝置4之動作電壓例如為數十伏特。控制裝置4與熱處理爐2等電性連接。更具體而言，控制裝置4連接於熱處理爐2之加熱器13、及輔助機器單元8，並控制該等加熱器13及輔助機器單元8等。控制裝置4係根據輔助機器單元8之下述計測裝置24之計測結果等而控制熱處理爐2。
輔助機器單元8包含隨附設置於熱處理爐2之複數個輔助機器。該等輔助機器連接於控制裝置4，藉由自控制裝置4供給電力而動作，並且藉由控制裝置4而控制。
輔助機器單元8包含上述閥21、鎖定機構23、計測裝置24、及顯示裝置25作為輔助機器。
鎖定機構23係用於鎖定爐門12而設。鎖定機構23例如包含電磁螺線管。該電磁螺線管(electromagnetic solenoid)之桿係藉由連結爐本體11及爐門12而限制爐門12相對於爐本體11之開動作。又，藉由解除該桿對爐本體11與爐門12之連結，而解除爐門12之鎖定。鎖定機構23係藉由控制裝置4之控制而進行上述鎖定、及鎖定之解除。
計測裝置24係用於計測熱處理爐2之動作狀態而設。計測裝置24安裝於熱處理爐2。計測裝置24例如為數位式之溫度感測器，且係以使用電力進行動作之方式構成。計測裝置24計測熱處理爐2之收容空間16等之溫度。計測裝置24係藉由來自控制裝置4之電力而動作，且將計測結果輸出至控制裝置4。控制裝置4係根據該計測結果而控制使加熱器13動作之時序、及排氣路14之閥21之開閉時序等。
顯示裝置25例如為液晶顯示器。顯示裝置25係以讀取自控制裝置4供給之顯示用資料並顯示由該顯示用資料確定之圖像之方式構 成。由此，顯示裝置25顯示熱處理爐2內之溫度、外部電源20有無異常等。又，控制顯示裝置25之控制裝置4亦連接於切換部5，自切換部5接受電力，並且控制切換部5之動作。
切換部5係用於將來自外部電源20之電力與來自熱電轉換構件3之電力擇一地供給至控制裝置4而設。換言之，切換部5構成為能夠切換供給至控制裝置4之供電路徑。
切換部5例如為繼電器開關。再者，切換部5亦可為使用半導體元件形成之PLC(Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器)等。切換部5連接於第1導電構件26。第1導電構件26例如為電線，且經由插頭27、28等連接於外部電源20。又，切換部5連接於第2導電構件29。第2導電構件29例如為電線，且連接於熱電轉換構件3。又，切換部5經由第3導電構件30連接於控制裝置4。第3導電構件30例如為形成於基板之導體圖案。
切換部5構成為藉由控制裝置4之控制而可連接第1導電構件26與第3導電構件30。藉由該連接動作而實現包含該等第1導電構件26及第3導電構件30之第1供電路徑31。再者，於圖1中，顯示有已形成第1供電路徑31之狀態。又，切換部5構成為藉由控制裝置4之控制而可連接第2導電構件29與第3導電構件30。藉由該連接動作而實現包含該等第2導電構件29及第3導電構件30之第2供電路徑32。於第1導電構件26之途中部設置有第1轉換器6。又，於第2導電構件29之途中部設置有第2轉換器7。
第1轉換器6係以將來自外部電源20之電力轉換為適於控制裝置4之動作之電流及電壓並輸出之方式構成。於本實施形態中，第1轉換器6為交流/直流(AC/DC，Alternate Current/Direct Current)轉換器。第1轉換器6係將來自外部電源20之交流電力轉換為直流電力後輸出至 切換部5及控制裝置4。第1轉換器6連接於控制裝置4。第1轉換器6將確定外部電源20是否產生異常之資訊輸出至控制裝置4。由此，控制裝置4可確定外部電源20是否產生斷電等異常。
第2轉換器7係以將來自熱電轉換構件3之電力轉換為適於控制裝置4之動作之電流及電壓並輸出之方式構成。於本實施形態中，第2轉換器7為DC/DC轉換器。第2轉換器7對來自熱電轉換構件3之直流電力進行電壓調整後，將該電力輸出至切換部5。第2轉換器7亦具有使來自熱電轉換構件3之電流穩定化之功能。因此，即便於來自熱電轉換構件3之電流不穩定之情形時，亦可藉由該第2轉換器7而將適於控制裝置4之驅動之穩定之電力供給至控制裝置4。
藉由上述構成，於對被處理物100進行熱處理時，控制裝置4首先以來自外部電源20之電力被供給至加熱器13之方式控制加熱器13。由此，爐本體11、及爐本體11內之被處理物100被加熱。控制裝置4係以藉由計測裝置24而計測出之溫度成為既定之熱處理溫度之方式控制加熱器13之動作。控制裝置4於被處理物100之熱處理結束後使加熱器13停止。
又，如下所述，控制裝置4係根據爐本體11之溫度T而切換第1供電路徑31與第2供電路徑32。又，即便於外部電源20產生斷電等異常之情形時，控制裝置4亦可繼續動作。以下，對熱處理裝置1中之電力供給控制之動作之一例進行說明。
圖2係用於說明熱處理裝置1中之電力供給控制之動作之一例的流程圖。參照圖1及圖2，控制裝置4判定爐本體11之溫度T是否未滿既定之閾值T1(步驟S1)。於此情形時，控制裝置4將藉由計測裝置24而計測出之溫度作為爐本體11之溫度T使用。
例如，於熱處理裝置1之熱處理爐2自常溫之停止狀態開始啟動之時刻，加熱器13及爐本體11之溫度T為常溫，未滿閾值T1(步驟S1中為YES(是))。於此情形時，控制裝置4以與外部電源20連接之方式控制切換部5(步驟S2)。由此，來自外部電源20之電力經由第1供電路徑31而供給至控制裝置4。
即，來自外部電源20之電力係經由第1導電構件26、第1轉換器6、切換部5、及第3導電構件30而供給至控制裝置4。由此，控制裝置4可藉由來自外部電源20之電力而動作。控制裝置4維持連接於外部電源20之狀態，直至爐本體11之溫度T達到閾值T1以上為止(步驟S1、S2)。
另一方面，加熱器13開始發熱後經過既定時間之後，爐本體11之溫度T會達到閾值T1以上(步驟S1中為NO(否))。於此情形時，控制裝置4係以與熱電轉換構件3連接之方式控制切換部5(步驟S3)。由此，來自熱電轉換構件3之電力係經由第2供電路徑32供給至控制裝置4。即，來自熱電轉換構件3之電力係經由第2導電構件29、第2轉換器7、切換部5、及第3導電構件30而供給至控制裝置4。由此，控制裝置4係藉由來自熱電轉換構件3之電力而動作。又，連接於控制裝置4之閥21、鎖定機構23、計測裝置24、切換部5、及顯示裝置25亦藉由來自熱電轉換構件3之電力而動作。
其次，控制裝置4判定外部電源20是否產生異常(步驟S4)。具體而言，控制裝置4判定第1轉換器6中是否輸入有來自外部電源20之電力。控制裝置4於第1轉換器6中輸入有來自外部電源20之電力之情形時，判定為外部電源20未產生異常(步驟S4中為NO)。於此情形時，控制裝置4再次進行步驟S1之處理。
另一方面，於未自外部電源20對第1轉換器6供給電力之情形時， 控制裝置4判定為外部電源20產生異常(步驟S4中為YES)。作為未對第1轉換器6供給電力之狀態，可例示外部電源20處於斷電狀態之狀態。
控制裝置4於判定為外部電源20產生異常之情形時，進行外部電源異常時處理(步驟S5)。再者，於外部電源20產生異常之情形時，因為對加熱器13之通電被停止，而熱處理爐2成為停止狀態。然而，由於控制裝置4自熱電轉換構件3供給電力，因此可進行外部電源異常時處理。
具體而言，控制裝置4斷開自外部電源20對加熱器13之通電用開關。由此，可防止於外部電源20之異常解除時，加熱器13隨意加熱。又，控制裝置4根據自計測裝置24供給之資料，監視熱處理爐2是否產生異常。於熱處理爐2產生異常之情形時，控制裝置4使該異常之內容顯示於顯示裝置25。又，控制裝置4使計測裝置24之溫度計測結果顯示於顯示裝置25。
又，控制裝置4係以不解除鎖定機構23對爐門12之鎖定之方式控制鎖定機構23。由此，可防止操作者誤將手放入剛斷電後之高溫之爐本體11內。又，控制裝置4係以維持關閉閥21之狀態之方式控制閥21。又，控制裝置4係以可正常停止執行中之程式之方式進行處理。又，控制裝置4進行保存由計測裝置24獲得之資料等之備份處理。於爐本體11之溫度T下降至未滿閾值T1之間、即自熱電轉換構件3供給控制裝置4之動作所需之電力之間，控制裝置4進行上述處理。
如以上所說明般，根據熱處理裝置1，熱電轉換構件3可將熱處理爐2之熱能轉換為電力。切換部5可將該電力供給至控制裝置4。由此，藉由有效利用由熱處理爐2產生之熱能而可實現節能化。又，切換部5視需要可將來自外部電源20之電力與來自熱電轉換構件3之電力擇一 地供給至控制裝置4。由此，可使對控制裝置4供給電力之態樣多樣化。而且，控制裝置4所需之電力與熱處理爐2之加熱所需之熱能相比明顯較小。由此，即便為作為發電量相對較小之電源之熱電轉換構件3，亦足以能夠用作控制裝置4之電源。
因此，於熱處理裝置1中，可實現節能化，且可使供給電力之態樣更多樣化。
又，根據熱處理裝置1，於熱處理爐2之溫度T未滿閾值T1之情形時，切換部5將來自外部電源20之電力供給至控制裝置4。又，於熱處理爐2之溫度T為閾值T1以上之情形時，切換部5將來自熱電轉換構件3之電力供給至控制裝置4。根據該構成，不會使控制裝置4之動作所需之電力之供給延遲而可實現節能化。
例如，於處於停止狀態之常溫之熱處理爐2之啟動開始時，來自熱電轉換構件3之電力較小，不足以使控制裝置4動作。於此情形時，切換部5將來自外部電源20之電力供給至控制裝置4。另一方面，例如於熱處理爐2之溫度足夠高達熱處理爐2可對被處理物100進行熱處理之程度之情形時，來自熱電轉換構件3之電力較大，足以使控制裝置4動作。於此情形時，切換部5將來自熱電轉換構件3之電力供給至控制裝置4。於此情形時，控制裝置4可不消耗來自外部電源20之電力。
又，根據熱處理裝置1，於外部電源20產生斷電等異常之情形時，亦可藉由將熱電轉換構件3用作應急電源(不斷電電源、UPS：Uninterruptible Power Supply)而對控制裝置4供給電力。由此，於外部電源20產生異常之情形時，亦可使控制裝置4進行必要動作。即，可抑制控制裝置4之動作伴隨外部電源20之異常而突然中斷。由此，可抑制控制裝置4、及熱處理爐2產生異常。
再者，於藉由外部電源20之異常等而熱處理爐2之加熱動作停止之情形時，由於熱處理爐2之熱容量較大，故而熱處理爐2之溫度亦持續長時間維持。由此，即便於被處理物100之熱處理中外部電源20產生異常，可由熱電轉換構件3產生充分之電力之時間亦較長。由此，於外部電源20產生異常之情形時，亦可持續長時間地使控制裝置4連續動作。由此，可進行控制裝置4之停止所需之備份作業等熱處理裝置1之停止所需之作業。又，無需使用電池等蓄電池作為非常用電源。因此，無需蓄電池之定期更換作業，可減少控制裝置4之維護所耗費之時間。並且，藉由蓄電池之削減亦可對保護地球環境做出貢獻。
又，根據熱處理裝置1，作為隨附設置於熱處理爐2之輔助機器之閥21、鎖定機構23、計測裝置24、及顯示裝置25之各者動作所需之電力可相對較小。由此，可藉由熱電轉換構件3充分供給該等作為輔助機器之閥21、鎖定機構23、計測裝置24、及顯示裝置25所需之電力。
又，根據熱處理裝置1，熱電轉換構件3安裝於設置在熱處理爐2之排氣路14。根據該構成，可將來自熱處理爐2之熱更確實地傳達至熱電轉換構件3。
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態。本發明可於申請專利範圍所記載之範圍內進行各種變更。
[變形例]
(1)於上述實施形態中，對使用帕耳帖元件作為熱電轉換構件3之構成進行了說明，但亦可並不如此。熱電轉換構件只要具有可將熱能轉換為電力之構成即可。例如，作為熱電轉換構件，亦可採用包含接受熱處理爐2之熱之鍋爐、渦輪機、發電機之構成。於此情形時，由 鍋爐產生蒸汽，藉由該蒸汽使渦輪機旋轉。藉由連接於渦輪機之發電機之旋轉而產生電力。該電力係作為來自熱電轉換構件之電力處理。
(2)又，於上述實施形態中，以切換部5藉由控制裝置4之控制而切換供電路徑31、32之形態為例進行了說明，但亦可並不如此。例如，亦可構成為切換部5藉由作業人員之手動操作而切換供電路徑31、32。
(3)又，於上述實施形態中，例示了閥21、鎖定機構23、計測裝置24、及顯示裝置25作為輔助機器，但亦可並不如此。例如，亦可省略閥21、鎖定機構23、計測裝置24、及顯示裝置25之至少一者。又，亦可使用溫度感測器以外之其他計測裝置作為計測裝置。又，亦可使用上述閥21、鎖定機構23、計測裝置24、及顯示裝置25以外之輔助機器作為輔助機器。
(4)又，於上述實施形態中，以排氣路14中安裝熱電轉換構件3之形態為例進行了說明，但亦可並不如此。例如，亦可如圖3所示，設置安裝於爐本體11之壁部17之熱電轉換構件3A。熱電轉換構件3A具有與熱電轉換構件3相同之構成。再者，以下對與圖1所示之實施形態不同之構成進行說明，圖中對相同之構成附加相同之符號並省略說明。於此情形時，熱電轉換構件3A之表面3a與爐本體11之壁部17之外表面為面接觸。熱電轉換構件3A連接於第2導電構件29。又，亦可如圖4所示，設置熱電轉換構件3、3A之兩者。又，熱電轉換構件3只要配置於可接受來自熱處理爐2之熱之部位即可。因此，熱電轉換構件3亦可以自熱處理爐2離開之狀態配置。
(5)又，於上述實施形態中，以外部電源20之異常時，控制裝置4僅藉由來自熱電轉換構件3之電力而動作之形態為例進行了說明，但亦可並不如此。例如，亦可為於外部電源20之異常時，除使用來自熱電轉換構件3之電力以外，亦使用來自蓄電池之電力使控制裝置4動 作。於此情形時，由於可減小蓄電池所需之輸出，故而需準備之蓄電池之數量亦可較少。
(6)又，於上述實施形態中，以加熱器13為電熱器之形態為例進行了說明，但亦可並不如此。例如，加熱器亦可為藉由氣體之燃燒而發熱之加熱器。
(產業上之可利用性)
本發明可廣泛用作熱處理裝置。
1‧‧‧熱處理裝置
2‧‧‧熱處理爐
3‧‧‧熱電轉換構件
3a‧‧‧表面
3b‧‧‧背面
3c‧‧‧表面之第1部分
3d‧‧‧表面之第2部分
3e‧‧‧背面之第1部分
3f‧‧‧背面之第2部分
4‧‧‧控制裝置
5‧‧‧切換部
6‧‧‧第1轉換器
7‧‧‧第2轉換器
8‧‧‧輔助機器單元
11‧‧‧爐本體
12‧‧‧爐門
13‧‧‧加熱器
14‧‧‧排氣路
14a‧‧‧外表面
16‧‧‧收容空間
17‧‧‧熱處理爐之壁部
18‧‧‧鉸鏈構件
19‧‧‧加熱部
20‧‧‧外部電源
21‧‧‧閥(輔助機器)
22‧‧‧散熱構件
23‧‧‧鎖定機構(輔助機器)
24‧‧‧計測裝置(輔助機器)
25‧‧‧顯示裝置(輔助機器)
26‧‧‧第1導電構件
27、28‧‧‧插頭
29‧‧‧第2導電構件
30‧‧‧第3導電構件
31‧‧‧第1供電路徑
32‧‧‧第2供電路徑
100‧‧‧被處理物

Claims (5)

  1. 一種熱處理裝置，其特徵在於包括：熱處理爐，其用於對被處理物進行熱處理；熱電轉換構件，其將來自上述熱處理爐之熱能轉換為電力；控制裝置，其用於對上述熱處理爐進行控制；及切換部，其將來自外部電源之電力、與來自上述熱電轉換構件之電力擇一地供給至上述控制裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項之熱處理裝置，其中，上述切換部係，以於上述熱處理爐之溫度未滿既定閾值之情形時，將來自上述外部電源之電力供給至上述控制裝置之方式構成，且以於上述熱處理爐之溫度為上述閾值以上之情形時，將來自上述熱電轉換構件之電力供給至上述控制裝置之方式構成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之熱處理裝置，其中，上述切換部於上述外部電源產生異常之情形時，可將來自上述熱電轉換構件之電力供給至上述控制裝置。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之熱處理裝置，其中，其進而包括藉由上述控制裝置所控制之輔助機器，上述輔助機器可藉由來自上述熱電轉換元件之電力而動作。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之熱處理裝置，其中，上述熱電轉換構件係安裝於設置在上述熱處理爐之排氣路、及上述熱處理爐之壁部之至少一者。
TW102100529A 2012-10-05 2013-01-08 Heat treatment device TWI492309B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012222863A JP5951438B2 (ja) 2012-10-05 2012-10-05 熱処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201415556A true TW201415556A (zh) 2014-04-16
TWI492309B TWI492309B (zh) 2015-07-11

Family

ID=50405637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102100529A TWI492309B (zh) 2012-10-05 2013-01-08 Heat treatment device

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5951438B2 (zh)
KR (1) KR101429387B1 (zh)
CN (2) CN105758203B (zh)
TW (1) TWI492309B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI644342B (zh) * 2015-03-26 2018-12-11 日商思可林集團股份有限公司 熱處理裝置及熱處理方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6498060B2 (ja) * 2015-07-01 2019-04-10 中外炉工業株式会社 工業炉の制御方法
KR102295852B1 (ko) * 2018-06-21 2021-08-31 한국전기연구원 다기능 축열 열전하이브리드 발전장치
JP6925377B2 (ja) * 2019-03-12 2021-08-25 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
CN111706843B (zh) * 2020-07-01 2021-01-15 海南鸣川智能科技有限公司 一种可将热能进行多级回收利用的船舶用尾气处理装置
JP2022049287A (ja) * 2020-09-16 2022-03-29 高砂工業株式会社 熱処理炉および熱処理設備

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0545067A (ja) * 1991-08-08 1993-02-23 Toshiba Corp 溶解炉装置
JPH06154589A (ja) * 1992-11-20 1994-06-03 Kubota Corp エネルギー回収型の断熱容器
JP2000068183A (ja) * 1998-08-19 2000-03-03 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板加熱処理装置ならびに基板加熱処理装置の熱エネルギー変換方法および熱エネルギー回収方法
JP4178746B2 (ja) * 2000-12-04 2008-11-12 株式会社Ｉｈｉ 工業炉用熱電発電装置
JP4742431B2 (ja) 2001-02-27 2011-08-10 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JP3856293B2 (ja) * 2001-10-17 2006-12-13 日本碍子株式会社 加熱装置
JP2004350479A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 熱電変換発電ユニットおよびこの熱電変換発電ユニットを備えるトンネル型炉
JP4661235B2 (ja) * 2005-01-27 2011-03-30 株式会社Ｉｈｉ 熱電変換装置
JP4808425B2 (ja) 2005-03-22 2011-11-02 光洋サーモシステム株式会社 熱処理装置
JP5087875B2 (ja) * 2006-07-31 2012-12-05 株式会社Ｉｈｉ 熱処理装置
JP5040213B2 (ja) * 2006-08-15 2012-10-03 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置、熱処理方法及び記憶媒体
US8260166B2 (en) * 2007-05-24 2012-09-04 Ricoh Company, Limited Image forming apparatus and electric appliance including a thermoelectric element
CN101650068B (zh) * 2008-08-12 2012-05-02 广东万和新电气股份有限公司 带有热电转换装置自供电的强排燃气热水器
CN201561547U (zh) * 2009-05-04 2010-08-25 广州市红日燃具有限公司 一种带自供电装置的燃气热水器
JP2011129827A (ja) 2009-12-21 2011-06-30 Sharp Corp 太陽電池システム
RU2012137692A (ru) * 2010-03-10 2014-04-20 БиЭйчПи БИЛЛИТОН ЭЛЮМИНИУМ ТЕКНОЛОДЖИС ЛИМИТЕД Система регенерации тепла для пирометаллургического сосуда с применением термоэлектрических/термомагнитных устройств
JP3160926U (ja) * 2010-03-30 2010-07-15 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
CN102593936B (zh) * 2012-02-20 2015-10-28 海尔集团公司 一种太阳能与市电互补式制冷供电系统
JP2013201830A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Toshiba Corp プラントの非常用電力供給装置及び方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI644342B (zh) * 2015-03-26 2018-12-11 日商思可林集團股份有限公司 熱處理裝置及熱處理方法
US10629463B2 (en) 2015-03-26 2020-04-21 SCREEN Holdings Co., Ltd. Thermal processing apparatus and thermal processing method

Also Published As

Publication number Publication date
TWI492309B (zh) 2015-07-11
KR20140044723A (ko) 2014-04-15
CN105758203A (zh) 2016-07-13
JP2014074559A (ja) 2014-04-24
CN103712465B (zh) 2016-04-20
CN105758203B (zh) 2019-01-01
CN103712465A (zh) 2014-04-09
JP5951438B2 (ja) 2016-07-13
KR101429387B1 (ko) 2014-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI492309B (zh) Heat treatment device
EP3322017B1 (en) Fuel cell system and operating method therefor
JP2014116178A (ja) 電力貯蔵システムの温度調節装置および電力貯蔵システムの温度調節方法
JP6649464B2 (ja) 発電システム、管理装置および基板処理装置
JPWO2017135180A1 (ja) 燃料電池集合システム、および、その運転方法
EP2838146B1 (en) Fuel cell system, and operating method thereof
JP4913095B2 (ja) 熱電併給システム
JP5829325B1 (ja) 発熱ユニット及び給湯システム
JP6569080B2 (ja) 燃料電池システム
US20190123370A1 (en) Adaptive electrical heater for fuel cell systems
JP4675086B2 (ja) 熱電発電装置
JP2016201249A (ja) 燃料電池システム
JP6640002B2 (ja) 熱電併給システム
JP6925377B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP5129708B2 (ja) 家電器具収納庫
JP6300880B2 (ja) 燃料電池発電システム
JP2024026926A (ja) ガスバーナ装置
JP2005235483A (ja) 燃料電池システムの制御装置
JP6611658B2 (ja) 熱電併給システム
JP2024049784A (ja) 熱電発電装置
JP6137886B2 (ja) 燃料電池発電システム
TW201215819A (en) Power-failure power supply system of powerful gas appliance and method thereof
JP6137885B2 (ja) 燃料電池発電システム
TW201945082A (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
JP6037740B2 (ja) 燃料電池発電装置