TW202042328A - 加熱處理方法及光加熱裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題，係提供藉由組合加熱燈與LED的光源，讓加熱對象物急速升降溫的加熱處理方法及光加熱裝置。 解決手段係包含對於加熱燈及LED雙方供給電力，照射從前述加熱燈射出之光線，與從前述LED射出之光線，來使加熱對象物升溫的工程(A)、在前述工程(A)的執行後，降低供給至前述加熱燈的電力的工程(B)、及在前述工程(B)的執行後，利用降低供給至前述LED的電力，來使前述加熱對象物降溫的工程(C)。

Description

加熱處理方法及光加熱裝置
本發明係關於加熱處理方法及光加熱裝置，尤其關於使用兩種不同的光源的加熱處理方法及光加熱裝置。
先前，於矽晶圓的加熱處理，主要使用加熱燈所致之光加熱裝置，但是，近年來由於比加熱燈更節省電力，可選擇適合加熱隻光線的光譜等特徵，也檢討光源使用LED的加熱裝置。
例如，下記專利文獻1，記載組合射出對於矽晶圓吸收率高之波長的光線的LED與鹵素燈的光源所致之光加熱裝置的構造。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2014-502012號公報
[發明所欲解決之課題]
於最近的半導體製造業中，於一個製造據點中，每年製造數十萬至數百萬張的矽晶圓，期待有每一張的處理所耗費的時間即使1秒也可縮短的製造裝置。又，矽晶圓(以下，包含其他加熱對象稱為「加熱對象物」)的加熱處理工程，(例如成膜工程及蝕刻工程等)中，維持比加熱處理所需時間更長的高溫狀態的話，有加熱對象物中發生意外的化學反應等之狀況，尤其期待可急速降溫的光加熱裝置。
然而，鹵素燈等的加熱燈所致之光加熱裝置，係被供給之電力的變化作為射出之光強度的變化所顯現的回應特性(以下，單稱為「回應性」)較慢，進而，由於構成之玻璃及燈絲的熱容較大，對於加快回應性來說有限度，難以加快升降溫。
因此，本案發明者們係藉由使用回應性比加熱燈快，不將玻璃及燈絲作為構成要素的LED，來檢討縮短使加熱對象物升降溫的時間的時候，發現存在後述之課題。以下，一邊參照圖面一邊進行說明。
首先，說明作為加熱燈之一例的鹵素燈與LED的回應性的相異。圖10A係表示開始電力供給之時間點(升溫時)的鹵素燈與LED之射出光量的變化的圖表，圖10B係表示從點燈狀態停止電力供給之時間點(降溫時)的鹵素燈與LED之射出光量的變化的圖表。
如圖10A所示，電力供給開始時，鹵素燈到達最大輸出的90%需要約0.5秒。相對於此，LED約0.02秒可到達最大輸出。又，如圖10B所示，關於電力供給停止時，鹵素燈從最大輸出降低至最大輸出的10%為止需要約0.4秒。相對於此，LED約0.01秒即可成為幾乎0%。
由此可知，LED相對於鹵素燈，回應較快，故作為光加熱裝置之加熱用的光源，使用LED對於縮短處理工程的時間非常有效。
但是，LED係由於過於供給電力的話會因為本身發熱而發生熄燈或破壞，可供給的電力有其限度。因此，僅以LED構成的光加熱裝置，係無法射出與以鹵素燈構成的光加熱裝置所射出之光線同等能量的光線。僅以LED構成的光加熱裝置，係例如於矽晶圓的成膜處理工程等中，需要使矽晶圓升溫到約800℃附近的時候，僅能升溫到約400～500℃為止。
因此，為了一邊活用LED的高速回應性，一邊讓加熱對象物升溫至高溫為止，如前述專利文獻1般，考量組合LED與鹵素燈等的加熱燈。
但是，僅單純組合加熱燈與LED，並不會關連到升降溫時間的縮短。尤其，降溫時間係因為鹵素燈的緩慢回應性，對於為了縮短降溫時間來說，必須以不受到鹵素燈的影響，可藉由LED的回應性來急速降溫之方式，適切控制各個光源。
本發明係有鑑於前述課題，目的為提供藉由組合加熱燈與LED的光源，讓加熱對象物急速升降溫的加熱處理方法及光加熱裝置。 [用以解決課題之手段]
本發明的加熱處理方法，其特徵為包含： 工程(A)，係對於加熱燈及LED雙方供給電力，照射從前述加熱燈射出之光線，與從前述LED射出之光線，來使加熱對象物升溫； 工程(B)，係在前述工程(A)的執行後，降低供給至前述加熱燈的電力；及 工程(C)，係在前述工程(B)的執行後，利用降低供給至前述LED的電力，來使前述加熱對象物降溫。
使加熱對象物升溫的工程(A)，係對於加熱燈及LED雙方供給電力，將來自雙方光源的光線照射至加熱對象物，來使加熱對象物升溫到所定溫度。升溫剛開始後係藉由LED的回應性的速度，以從LED射出之光線急速升溫至可升溫的溫度。然後，加熱燈的輸出逐漸變大時，從藉由LED升溫的溫度，利用藉由加熱燈射出之光線更進而升溫，最後藉由從加熱燈與LED雙方射出的光線，升溫至目標溫度附近。
依據前述的方法，利用藉由從加熱燈與LED雙方射出的光線來使加熱對象物升溫，藉由LED的高速回應性加速升溫剛開始後的升溫，縮短到達目標溫度的升溫時間。
藉由工程(A)，到達所定溫度之後，或經過推估會到達所定溫度的時間之後，進行降低供給至加熱燈的電力的工程(B)，讓加熱燈射出之光線的強度降低。
在工程(B)的執行後，工程(C)係利用降低供給至LED的電力，利用降低LED射出之光線的強度來使加熱對象物降溫。依據相關方法，降溫時加熱燈的輸出已經降低，故加熱對象物不會受到加熱燈的緩慢回應性的影響，可藉由LED的快速回應性來降溫，縮短降溫時間。
再者，工程(B)中「降低供給至加熱燈的電力」係作為控制對於加熱燈供給的電力讓其變小的方法亦可，作為停止電力的方法、藉由開關遮斷供給路徑的方法亦可。又，工程(C)中「降低供給至LED的電力」也相同。
於前述加熱處理方法中， 前述工程(B)係將前述加熱對象物的溫度維持在所定溫度範圍內的工程亦可。
又，於前述加熱處理方法中， 前述工程(B)係包含涵蓋從所定時刻到前述工程(C)的開始前之間，維持供給至前述LED的電力的工程亦可。
在加熱對象物的加熱處理，例如像加熱對象物(矽晶圓)的成膜處理的工程中，為了進行成膜處理，必須將升溫的加熱對象物在約600℃以上或800℃以上的溫度範圍內維持所定時間。此時，必須以加熱對象物的溫度不下降之方式持續供給能量。
然而，維持加熱對象物的溫度時，與升溫時不同，照射與從加熱對象物放出之熱能相當的能量之光線的話，可維持加熱對象物的溫度，故不需要與升溫時同等的能量。例如，如前述方法般，包含涵蓋從所定時刻到工程(C)的開始前之間，維持供給至LED的電力的工程，也可維持加熱對象物的溫度。
再者，如上所述般，只要可照射與從加熱對象物放出之熱能的光線即可，故供給至LED的電力不維持與工程(A)中供給的電力相同的電力亦可。
於前述加熱處理方法中， 前述工程(A)係具有從升溫開始時涵蓋所定時間，從前述LED射出之光線的強度比從前述加熱燈射出之光線的強度還高的期間亦可。
工程(A)利用於升溫開始時，具有LED之光線的強度比加熱燈還高的期間，升溫開始時係藉由從LED射出之光線而急速升溫，故可縮短到達目標溫度的升溫時間。
本發明的光加熱裝置，係用以加熱加熱對象物的裝置，其特徵為具備： 加熱燈； LED； 控制部，係控制供給至前述加熱燈與前述LED的電力；及 支持構件，係用以支持加熱對象物； 前述控制部，係執行： 第一控制，係對於前述加熱燈與前述LED雙方供給電力； 第二控制，係在前述第一控制的執行後，降低供給至前述加熱燈的電力；及 第三控制，係在前述第二控制的執行後，降低供給至前述LED的電力。
本發明的光加熱裝置，係利用對於被支持構件支持的加熱對象物，照射從加熱燈與LED射出之光線來進行加熱的構造，控制部控制供給至加熱燈與LED的電力來進行加熱對象物的升溫與降溫。
控制部係執行對於加熱燈及LED雙方供給電力的第一控制，來自各光源的光線照射至加熱對象物，使加熱對象物升溫。執行第一控制，利用對加熱對象物照射來自各光源的光線，到達所定溫度之後，或經過推估會到達所定溫度的時間之後，控制部係執行降低供給至加熱燈的電力的第二控制。在第二控制的執行後，執行降低供給至LED的電力的第三控制，利用降低LED射出之光線的強度來使加熱對象物降溫。
控制部執行第一控制的話，升溫剛開始後係藉由LED的回應性的速度，以從LED射出之光線急速升溫至可升溫的溫度。然後，加熱燈的輸出逐漸變大時，從藉由LED升溫的溫度，利用藉由加熱燈射出之光線更進而升溫，最後藉由從加熱燈與LED雙方射出的光線，升溫至目標溫度附近。
依據前述的構造，利用藉由從加熱燈與LED雙方射出的光線來使加熱對象物升溫，藉由LED的高速回應性加速升溫剛開始後的升溫，到達目標溫度的時間變短，縮短升溫時間。
又，關於降溫時，降低供給至LED的電力，利用降低LED射出之光線的強度來使加熱對象物降溫。此時，藉由第二控制已供給至加熱燈的電力降低，從加熱燈射出之光線的強度也會降低，故不會受到加熱燈的緩慢回應性的影響，可藉由LED的快速回應性來降溫，縮短降溫時間。
再者，「降低供給至加熱燈的電力」係作為減少對於加熱燈供給的電力的控制亦可，作為停止電力的控制、藉由開關遮斷供給路徑的控制亦可。又，「降低供給至LED的電力」也相同。
於前述光加熱裝置中， 前述控制部，係於前述第二控制中，涵蓋從所定時刻到前述第三控制的開始前之間，進行維持供給至前述LED的電力的控制亦可。
如上所述，在進行加熱對象物的加熱處時，到加熱對象物之成膜處理完成為止，為了進行處理必須將維持在所定溫度範圍內。因此，控制部係以加熱對象物上升至所定溫度之後，照射加熱對象物的溫度可在必要時間內維持在所定範圍內之能量的光線，也就是說與從加熱對象物放出之熱能相當的光線之方式，進行控制以維持供給至LED的電力即可。再者，LED係容易因應控制部的控制，微調整光線的強度，故可藉由控制部，簡易且高精度維持加熱對象物的溫度。
於前述光加熱裝置中， 前述控制部，係以於前述第一控制中，具有從升溫開始時涵蓋所定時間，從前述LED射出之光線的強度比從前述加熱燈射出之光線的強度還高的期間之方式進行控制亦可。
利用於升溫開始時，控制部以具有LED之光線的強度比加熱燈還高的期間之方式進行控制，如上所述，加熱對象物係升溫開始時，藉由回應性快的LED而急速升溫，故可更加縮短升溫時間。
為了於升溫開始時，具有LED之光線的強度比加熱燈還高的期間，控制部係作為以於升溫開始時，僅對LED供給加熱用的電力之方式進行控制者亦可，作為以對LED與加熱燈幾乎同時供給加熱用的電力之方式進行控制者亦可。
於前述光加熱裝置中， 具備測定前述加熱對象物的溫度的溫度計； 前述控制部，係在偵測出前述溫度計所測定之前述加熱對象物的溫度達到所定溫度之狀況時，從前述第一控制切換成前述第二控制亦可。
利用作為前述的構造，配合加熱對象物的溫度到達所定溫度，控制部可從第一控制切換成第二控制。所以，可讓從第一控制切換至第二控制的時機最佳化，可抑制無用的升溫與消費電力。
作為測定加熱對象物的溫度的溫度計，例如可使用熱電偶或輻射溫度計等。 [發明的效果]
依據本發明，可實現藉由組合加熱燈與LED的光源，讓加熱對象物急速升降溫的加熱處理方法及光加熱裝置。
以下，針對本發明的加熱處理方法及光加熱裝置，參照圖面來進行說明。再者，以下的各圖面任一都是模式圖示者，圖面上的尺寸比及個數與實際的尺寸比及個數不一定一致。
[第一實施形態] 圖1A係光加熱裝置1的第一實施形態的模式側視剖面圖。如圖1A所示，第一實施形態的光加熱裝置1係具備加熱燈10、LED11、控制電力的控制部12、測定加熱對象物2的溫度的溫度計13、支持加熱對象物2的支持構件14。
在此，於以下的說明中，將與加熱對象物2的第一照射面2a平行之面設為XY平面，將與加熱對象物2的第一照射面2a正交的方向設為Z方向。再者，加熱對象物2的第一照射面2a的背面設為第二照射面2b。
加熱燈10係於延伸於一方向的管體10a的內部配置燈絲10b所成之直管形狀的加熱燈10。再者，加熱燈10作為燈泡形狀者亦可。
在此，加熱燈10係例如因應加熱對象物2的吸收波長帶，可適當採用鹵素燈、碳加熱器、坎氏合金加熱器、陶瓷加熱器等之放射紅外線的波長帶的燈管，LED11可選擇配置射出加熱對象物2的吸收率高之波長帶的光線者。又，於圖1A雖未詳細圖示，但是，加熱燈10係於兩端部形成有用以氣密密封導電構件與發光管(玻璃管)的密封部，以可取出於對於Z方向成直角的方向之方式構成。
控制部12係進行供給至加熱燈10與LED11之電力的控制。圖1所示之控制部12的配置位置係模式揭示者，實際上配置於任何處亦可。
溫度計13係於第一實施形態中為輻射溫度計，以從由Z方向傾斜的方向，受光部13a朝向加熱對象物2的第一照射面2a之方式配置。溫度計13的配置位置僅為一例，只要是可適切測定加熱對象物2的溫度者，配置於任何處亦可。
圖1B係從加熱對象物2側觀察圖1A的光加熱裝置1之加熱燈10與LED11時的模式圖面。如圖1B所示，於第一實施形態中，從加熱燈10與LED11射出的光線都以照射至加熱對象物2的第一照射面2a之方式，配置於XY平面上。又，於中央部側，直管形狀的加熱燈10以呈圓形狀之方式配置，在以於其周邊包圍加熱燈10之方式構成之圓環狀的基板15上配置LED11。
接著，針對第一實施形態的光加熱裝置1之加熱對象物2的加熱處理方法進行說明。圖2係揭示光加熱裝置1的第一實施形態之加熱燈10與LED11的光輸出變化與加熱對象物2的溫度變化的圖表。第一實施形態的控制部12係利用控制對於加熱燈10及LED11供給的電力，將加熱燈10與LED11的光輸出設為如圖2所示的變化模式。
關於控制，更詳細來說，如圖2所示般，第一實施形態的控制部12係執行照射從加熱燈10射出之光線，與從LED11射出之光線，來使加熱對象物2升溫的第一控制、降低供給至加熱燈10的電力的第二控制、及降低供給至LED11的電力的第三控制。以下，針對各個控制進行詳細說明。
首先，沿著圖2的時間軸，針對控制部12所進行之控制進行說明。加熱對象物2藉由支持構件14支持，配置於所定位置時，藉由控制部12執行第一控制。第一控制係對應於圖2中涵蓋期間A1所執行的控制。
藉由控制部12執行第一控制時，加熱燈10與LED11的光輸出會上升，加熱對象物2開始升溫。LED11係急速上升至因應所供給的電力可射出的最大輸出，但是，加熱燈10係因應所供給的電力，光輸出逐漸上升。亦即，具有涵蓋所定時間，從LED11射出之光線的強度比從加熱燈10射出之光線的強度還高的期間A1a。
加熱對象物2係因應加熱燈10的光輸出逐漸上升，溫度上升。然後，加熱對象物2到達所定溫度時(時刻t1)，控制部12係切換成降低加熱燈10的電力的第二控制。亦即，第一控制係用以使加熱對象物2的溫度升溫至所定溫度T1的控制。
在第一實施形態中，控制部12係例如輸入藉由溫度計13所測定之加熱對象物2的溫度相關的資訊的構造，可依據該資訊，偵測加熱對象物2的溫度達到T1之狀況。再者，在此所謂溫度T1係因應加熱對象物2的加熱目的而適當設定。在圖2中，圖示該溫度T1被設定為800℃的狀況。
第二控制係對應於圖2中涵蓋期間A2所執行的控制。於時刻t1中，藉由控制部12從第一控制切換至第二控制時，加熱燈10的光輸出會降低，照射至加熱對象物2之光線的強度逐漸降低。藉此，加熱對象物2幾乎不會升溫。
但是，相當於從加熱對象物2放射的熱能、因為對流及傳導所損失的熱能之能量的光線從LED11照射的話，可維持加熱對象物2的加熱處理所需的溫度。該所需的溫度係表示從第一控制切換至第二控制之基準的前述所定溫度T1起一定範圍內的溫度，因應加熱對象物2的加熱目的而適當設定。
例如，該所需的溫度係溫度T1的90%以上，110%以下的範圍內，理想為溫度T1的95%以上，105%以下的範圍內，更理想為溫度T1的98%以上，102%以下的範圍內。在此，所謂加熱處理係例如加熱對象物2因為成為某一定溫度以上所發生的化學反應及成膜處理等。
相對於從加熱對象物2放射的熱能，於第一控制中供給至LED11的電力較大時，如圖2所示，於第二控制的執行時(期間A2)，降低供給至LED11的電力亦可。進行此種控制，可將加熱對象物2維持前述所需的溫度。
再者，於該第二控制的執行時，利用因應以溫度計13測定之加熱對象物2的溫度的資訊，控制部12反饋控制供給至LED11的電力，以加熱對象物2的溫度維持在所定溫度範圍內之方式調整亦可。
又，於圖2，為了比較，也一併記載第二控制中，與加熱燈10一起，供給至LED11的電力也降低至LED11幾乎不照射光線程度之狀況(比較例1)的溫度變化。如圖2的比較例1的曲線所示般，與加熱燈10一起，也降低供給至LED11的電力時，從加熱對象物2到達所定溫度的時刻t1，因應加熱燈10的回應性，溫度會降低下去。因此，僅可短時間將加熱對象物2維持在所定溫度範圍內，可能發生無法充分加熱處理加熱對象物2的事態。
控制部12係偵測出對於加熱對象物2之必要的加熱處理完成一事時，切換至降低LED11的電力的第三控制。例如，控制部12係具有未圖示的計時器功能，偵測出從第二控制開始的時刻t1起已經過預先訂定之溫度維持處理時間的話，從第二控制切換至第三控制亦可。
在圖2中，表示時刻t2中執行從第二控制至第三控制的切換。亦即，第三控制係對應於圖2中時刻t2之後(涵蓋期間A3)所執行的控制。
藉由控制部12執行第三控制時，LED11的光輸出會降低，照射至加熱對象物2之光線的強度急速降低。此時，供給至加熱燈10的電力已藉由第二控制降低，故不會受到加熱燈10的緩慢回應性的影響，加熱對象物2會急速降溫。
依據第一實施形態的光加熱裝置1，如圖2所示般，第一控制的執行時，亦即升溫時，會產生LED11之光線的強度比加熱燈10還高的期間A1a。因此，升溫剛開始後加熱對象物2藉由LED11急速升溫，故到達所定溫度T1的時間t1變短，可縮短升溫時間。
如「用以解決課題之手段」的項目中所述般，LED11係即使提升供給的電力，光輸出也無法提升至某閾值以上。因此，僅以LED11構成光加熱裝置時，最多僅能加熱至400～500℃。
相對於此，依據第一實施形態的光加熱裝置1，利用也具備加熱燈10，可使加熱對象物2升溫至在僅以LED11構成的光加熱裝置中，難以到達的約800℃～1000℃。
又，在第一實施形態的光加熱裝置1中，在使加熱對象物2升溫至所定溫度之狀態下維持的狀況中，利用調整供給至LED11的電力來實現，並未控制加熱燈10的光強度。LED11係由於對於供給之電力的回應性快，容易因應控制部12的控制，微調整光線的強度，故相較於藉由加熱燈10維持加熱對象物2的溫度，可更簡易且高精度維持溫度。
關於降溫時，供給至加熱燈10的電力相對於升溫時已降低，故加熱對象物2不會受到加熱燈10的緩慢回應性的影響，可因應LED11的回應性降溫。所以，降溫時間可大幅縮短。
圖3A係揭示光加熱裝置1的第一實施形態與僅以加熱燈10構成的光加熱裝置與僅以LED11構成的光加熱裝置的升溫時之加熱對象物2的溫度變化的圖表。圖3B係揭示第一實施形態與僅以加熱燈10構成的光加熱裝置的降溫時之加熱對象物2的溫度變化的圖表。
關於圖3A，係揭示於各光加熱裝置中，從剛對於各光源開始電力的供給之後，加熱對象物2升溫至800℃的時間相對之溫度變化。再者，如上所述，僅LED11的光加熱裝置中，只能將加熱對象物2升溫至800℃程度。
電力的供給剛開始後，藉由從LED11射出之光線，加熱對象物2急速升溫至400℃附近。之後，加熱燈的光輸出逐漸提升，到達800℃。由圖3A可知，在升溫開始的時間點，藉由LED11使加熱對象物2急速升溫，故相對於僅以加熱燈10構成的光加熱裝置，可縮短升溫時間。
圖3B係揭示於各光加熱裝置中，從使加熱對象物2升溫至800℃之狀態，停止所供給之電力時的時間相對之溫度變化。回應性快的LED11係因為停止電力的供給，照射至加熱對象物2的光線也急速停止，變成未被供給能量的加熱對象物2則藉由本身放熱來降溫。
相對於此，加熱燈10係因為回應性慢，故對於加熱對象物2照射之光線不會急速停止，光輸出逐漸減弱。所以，雖然些微，但加熱對象物2藉由從加熱燈10射出的光線，被供給能量，降溫會花費時間，降低至一半溫度為止的時間變長。再者，以組合加熱燈10與LED11的構造，利用同時降低雙方的電力來降溫的狀況，也因為加熱燈10的緩慢回應性太過明顯，故顯示與僅以加熱燈10構成的光加熱裝置幾乎相同的溫度變化。
根據以上內容，如圖3A及圖3B所示，依據升溫時對加熱燈10與LED11供給電力來升溫，降溫時先降低加熱燈10的電力，之後，利用降低LED11的電力來降溫之第一實施形態的控制，可知可一邊為了加熱加熱對象物2而充分確保維持在所定溫度範圍內的時間，一邊縮短升降溫時間，縮短加熱處理所需時間。
[第二實施形態] 針對本發明的光加熱裝置1之第二實施形態的構造，以與第一實施形態不同之處為中心進行說明。
圖4A係光加熱裝置1的第二實施形態的模式側視剖面圖。圖4B係從加熱對象物2側觀察圖4A的光加熱裝置1之加熱燈10時的模式圖面。圖4C係從加熱對象物2側觀察圖4A的光加熱裝置1之LED11時的模式圖面。如圖4A～圖4C所示，直管形狀的加熱燈10以於加熱對象物2的第二照射面2b側中呈圓形狀之方式配置，LED11係於加熱對象物2的第一照射面2a側中配置於圓形狀的基板15上。
加熱燈10與LED11係對於加熱對象物2，分開配置於第一照射面2a側與第二照射面2b側，故可從各照射面(2a，2b)側，藉由各光源(10a，10b)照射光線。然後，第二實施形態係將光源配置於加熱對象物2的第一照射面2a側與第二照射面2b側，故相較於第一實施形態可照射至加熱對象物2的光量變大。所以，相較於第一實施形態，可更高速地使加熱對象物2升降溫。
又，對於加熱對象物2的第一照射面2a與第二照射面2b任一都照射光線，故相較於第一實施形態，各照射面(2a，2b)之間的溫度差變小，故根據加熱對象物2的熱膨脹係數的關係等，難以發生龜裂及破裂等的破損。
又，利用設為前述的構造，從加熱燈10射出的光線係被加熱對象物2遮蔽，不會直接照射至LED11。所以，LED11吸收從加熱燈10射出之光線而不升溫，故可以抑制熄燈及破壞的發生。
[第三實施形態] 針對本發明的光加熱裝置1之第三實施形態的構造，以與第一實施形態及第二實施形態不同之處為中心進行說明。
第三實施形態係與第二實施形態比較的話，關於加熱燈10的配置相同，但是，配置LED11的基板15的形狀與第二實施形態相異。
圖5A係光加熱裝置1的第一實施形態的模式側視剖面圖。圖5B係圖5A的光加熱裝置1的模式俯視圖。如圖5A及圖5B所示，LED11係於加熱對象物2的第一照射面2a側中配置於圓環狀的基板15上，從Z方向觀察光加熱裝置1時，配置於比加熱對象物2更外側。
光線的強度高的加熱燈10係利用對加熱對象物2的中央部照射光線，可使加熱對象物2升溫至高溫為止。回應性快的LED11係利用對加熱對象物2的端部照射光線，可一邊使加熱對象物2的端部升溫，一邊供給從加熱對象物2的端部放熱之熱能的分。
[第四實施形態] 針對本發明的光加熱裝置1之第四實施形態的構造，以與第一實施形態～第三實施形態不同之處為中心進行說明。
第四實施形態的光加熱裝置1係構成為光加熱裝置1所具備的支持構件14，可將加熱對象物2在XY平面上旋轉。利用支持構件14使加熱對象物2在XY平面上旋轉，來自加熱燈10的光線與來自LED11的光線對於加熱對象物2於圓周方向中均勻地被照射，可抑制加熱對象物2的加熱不均。以下的第四實施形態～第六實施形態係支持構件14使加熱對象物2在XY平面上旋轉的構造。
圖6A係第四實施形態的光加熱裝置1的模式整體立體圖。圖6B係從加熱對象物2側觀察第四實施形態的光加熱裝置1之加熱燈10與LED11時的模式圖面。如圖6B所示，以通過加熱對象物2的中心的直線將加熱對象物2二分時，於第一區域61配置直管形狀的加熱燈10，於第二區域62配置LED11。
利用設為前述的構造，加熱對象物2會旋轉，可涵蓋加熱對象物2整體，照射從加熱燈10與LED11雙方射出的光線。進而，可提升於加熱對象物2中照射至同心圓上之光線的均勻性。
[第五實施形態] 針對本發明的光加熱裝置1之第五實施形態的構造，以與第一實施形態～第四實施形態不同之處為中心進行說明。
圖7係從加熱對象物2側觀察第五實施形態的光加熱裝置1之加熱燈10與LED11時的模式圖面。如圖7所示，以通過加熱對象物2的中心的直線將加熱對象物2二分時，於第一區域61配置燈泡形狀的加熱燈10，於第二區域62配置LED11。
第五實施形態也與第四實施形態相同，支持構件14使加熱對象物2旋轉時，可涵蓋加熱對象物2整體，照射從加熱燈10與LED11雙方射出的光線。進而，可提升於加熱對象物2中照射至同心圓上之光線的均勻性。
[第六實施形態] 針對本發明的光加熱裝置1之第六實施形態的構造，以與第一實施形態～第五實施形態不同之處為中心進行說明。
圖8係從加熱對象物2側觀察第六實施形態的光加熱裝置1之加熱燈10與LED11時的模式圖面。如圖8所示，燈泡形狀的加熱燈10與配置複數LED11的LED單元20於X方向與Y方向中交互配置。
第六實施形態也與第四實施形態及第五實施形態相同，支持構件14使加熱對象物2旋轉時，可涵蓋加熱對象物2整體，照射從加熱燈10與LED11雙方射出的光線。進而，可提升於加熱對象物2中照射至同心圓上之光線的均勻性。
第六實施形態的光加熱裝置1係對於加熱對象物2的照射面(2a，2b)的特定位置，以短週期切換從加熱燈10射出之光線與從LED11射出之光線，故可更提升照射至加熱對象物2之光線的均勻性。
[其他實施形態] 以下，針對其他實施形態進行說明。
＜1＞圖9A係光加熱裝置1的其他實施形態的模式側視圖。圖9B係圖9A的光加熱裝置1的模式俯視圖。如圖9A及圖9B所示，作為複數加熱對象物2於Z方向中配置成多段，加熱燈10與LED11係配置於加熱對象物2的側面側的構造亦可。
利用設為前述的構造，可一次進行複數加熱對象物2的加熱處理，可大幅縮短加熱處理工程的時間。又，LED11係可選擇所輸出之光線的波長，故利用選擇容易透射加熱對象物2的波長，能夠以在加熱對象物2的中央部側與端部側溫度差變小之方式升降溫。
＜2＞光加熱裝置1係在加熱對象物2與各光源(10，11)之間，配置整面或一部分中對於加熱對象物2的吸收波長帶的紅外線具有透射性的玻璃亦可。藉由在加熱對象物2與各光源(10，11)之間配置玻璃，不會遮蔽用以加熱加熱對象物2的紅外線的照射，可迴避塵埃及灰塵等附著於加熱對象物2的加熱對象面之狀況。
＜3＞上述之光加熱裝置1所具備的構造僅為一例，本發明並不限定於圖示的各構造。例如，本發明的加熱處理方法及光加熱裝置1的控制，也可對於前述專利文獻1所記載之構造的光加熱裝置適用。
＜4＞於本發明中，加熱對象物2只要是藉由從加熱燈10與LED11射出之光線所加熱的對象物，可為任意物品。
1:光加熱裝置 2:加熱對象物 2a:第一照射面 2b:第二照射面 10:加熱燈 10a:管體 10b:燈絲 11:LED 12:控制部 13:溫度計 13a:受光部 14:支持構件 15:基板 20:LED單元 61:第一區域 62:第二區域 t1,t2:時刻 A1,A1a,A2,A3:期間 T1:溫度
[圖1A]光加熱裝置的第一實施形態的模式側視剖面圖。 [圖1B]從加熱對象物側觀察圖1A的光加熱裝置之加熱燈與LED時的模式圖面。 [圖2]揭示光加熱裝置的第一實施形態之加熱燈與LED的光輸出變化與加熱對象物的溫度變化的圖表。 [圖3A]揭示光加熱裝置的第一實施形態與僅以加熱燈構成的光加熱裝置與僅以LED構成的光加熱裝置的升溫時之加熱對象物的溫度變化的圖表。 [圖3B]揭示光加熱裝置的第一實施形態與僅以加熱燈構成的光加熱裝置的降溫時之加熱對象物的溫度變化的圖表。 [圖4A]光加熱裝置的第二實施形態的模式側視剖面圖。 [圖4B]從加熱對象物側觀察圖4A的光加熱裝置之加熱燈時的模式圖面。 [圖4C]從加熱對象物側觀察圖4A的光加熱裝置之LED時的模式圖面。 [圖5A]光加熱裝置的第三實施形態的模式側視剖面圖。 [圖5B]圖5A的光加熱裝置的模式俯視圖。 [圖6A]第四實施形態的光加熱裝置的模式整體立體圖。 [圖6B]從加熱對象物側觀察第四實施形態的光加熱裝置之加熱燈與LED時的模式圖面。 [圖7]從加熱對象物側觀察第五實施形態的光加熱裝置之加熱燈與LED時的模式圖面。 [圖8]從加熱對象物側觀察第六實施形態的光加熱裝置之加熱燈與LED時的模式圖面。 [圖9A]光加熱裝置的其他實施形態的模式側視圖。 [圖9B]圖9A的光加熱裝置的模式俯視圖。 [圖10A]揭示電力供給開始時之鹵素燈與LED之射出光量的變化的圖表。 [圖10B]揭示電力供給停止時之鹵素燈與LED之射出光量的變化的圖表。
1:光加熱裝置
2:加熱對象物
2a:第一照射面
2b:第二照射面
10:加熱燈
10a:管體
10b:燈絲
11:LED
12:控制部
13:溫度計
13a:受光部
14:支持構件
15:基板

Claims (8)

  1. 一種加熱處理方法，其特徵為包含： 工程(A)，係對於加熱燈及LED雙方供給電力，照射從前述加熱燈射出之光線，與從前述LED射出之光線，來使加熱對象物升溫； 工程(B)，係在前述工程(A)的執行後，降低供給至前述加熱燈的電力；及 工程(C)，係在前述工程(B)的執行後，利用降低供給至前述LED的電力，來使前述加熱對象物降溫。
  2. 如請求項1記載之加熱處理方法，其中， 前述工程(B)係將前述加熱對象物的溫度維持在所定溫度範圍內的工程。
  3. 如請求項1或2記載之加熱處理方法，其中， 前述工程(B)係包含涵蓋從所定時刻到前述工程(C)的開始前之間，維持供給至前述LED的電力的工程。
  4. 如請求項1或2記載之加熱處理方法，其中， 前述工程(A)係具有從升溫開始時涵蓋所定時間，從前述LED射出之光線的強度比從前述加熱燈射出之光線的強度還高的期間。
  5. 一種光加熱裝置，其特徵為具備： 加熱燈； LED； 控制部，係控制供給至前述加熱燈與前述LED的電力；及 支持構件，係用以支持加熱對象物； 前述控制部，係執行： 第一控制，係對於前述加熱燈與前述LED雙方供給電力； 第二控制，係在前述第一控制的執行後，降低供給至前述加熱燈的電力；及 第三控制，係在前述第二控制的執行後，降低供給至前述LED的電力。
  6. 如請求項5所記載之光加熱裝置，其中， 前述控制部，係於前述第二控制中，涵蓋從所定時刻到前述第三控制的開始前之間，進行維持供給至前述LED的電力的控制。
  7. 如請求項5或6所記載之光加熱裝置，其中， 前述控制部，係以於前述第一控制中，具有從升溫開始時涵蓋所定時間，從前述LED射出之光線的強度比從前述加熱燈射出之光線的強度還高的期間之方式進行控制。
  8. 如請求項5或6所記載之光加熱裝置，其中， 具備測定前述加熱對象物的溫度的溫度計； 前述控制部，係在偵測出前述溫度計所測定之前述加熱對象物的溫度達到所定溫度之狀況時，從前述第一控制切換成前述第二控制。
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