热处理装置及热处理方法与流程

1.本公开涉及一种热处理装置及热处理方法。

背景技术：

2.已知一种热处理装置，其具有沿处理容器的长度方向设置，并且向处理容器吹出冷却流体的多个喷出孔(例如参见专利文献1)。在专利文献1中，通过利用闸门机构对多个喷出孔进行开闭，从而对冷却流体的流量进行控制。
3.《现有技术文献》
4.《专利文献》
5.专利文献1：日本特开2020-088207号公报

技术实现要素：

6.《本发明要解决的问题》
7.本公开提供一种技术，其能够降低面间的温度不均。
8.《用于解决问题的手段》
9.根据本公开的一个实施方式，提供一种热处理装置，包括：筒状的处理容器；加热部，对所述处理容器进行加热；以及冷却部，对所述处理容器进行冷却，其中，所述冷却部具有：多个喷出孔，在所述处理容器的长度方向上隔开间隔地设置，并且向所述处理容器喷出冷却流体；分支部，将所述冷却流体分流至与所述多个喷出孔连通的多个流路；以及鼓风机，与多个所述流路分别对应地设置，并且将所述冷却流体送入相应的所述流路的所述喷出孔。
10.《发明的效果》
11.根据本公开，能够降低面间的温度不均。
附图说明
12.图1是示出第1实施方式的热处理装置的一个示例的图。
13.图2是示出图1的热处理装置的分支部中包含的分隔板的一个示例的图。
14.图3是示出图1的热处理装置的分支部的变形例的图。
15.图4是示出第1实施方式的热处理装置的动作的一个示例的图。
16.图5是示出第2实施方式的热处理装置的一个示例的图。
17.图6是示出第3实施方式的热处理装置的一个示例的图。
18.图7是示出第4实施方式的热处理装置的一个示例的图。
19.图8是示出第5实施方式的热处理装置的一个示例的图。
20.图9是示出第6实施方式的热处理装置的一个示例的图。
21.图10是用于对风量控制的一个示例进行说明的控制框图。
22.图11是用于对风量控制的另一个示例进行说明的控制框图。
23.图12是示出控制冷却处理中的各区域的温度特性的测定结果的图。
24.图13是示出控制冷却处理中的各区域的温度特性的测定结果的图。
25.图14是示出低温处理中的各区域的到达温度的测定结果的图。
具体实施方式
26.以下，参照附图对本公开的非限定的示例性的实施方式进行说明。在所附的所有附图中，针对相同或相应的部件或零件，赋予相同或相应的附图标记，并省略重复的说明。
27.[第1实施方式]
[0028]
(热处理装置)
[0029]
参照图1～图3对第1实施方式的热处理装置1的一个示例进行说明。
[0030]
第1实施方式的热处理装置1具备处理容器10、加热部30、冷却部50、温度检测部70、控制部90等。
[0031]
处理容器10是筒状的容器，并且对舟皿(未图示)进行收容。舟皿在高度方向上隔开间隔对多个基板进行保持。基板例如是半导体晶圆。处理容器10可以具有单管结构，也可以具有双重管结构。处理容器10例如由石英等耐热材料形成。处理容器10内通过排气部(未图示)被进行减压。排气部包括压力调节阀、真空泵等。各种气体通过气体供给部(未图示)被导入处理容器10内。气体供给部包括开闭阀、流量控制器等。各种气体例如包括成膜气体、蚀刻气体等处理气体、惰性气体等吹扫气体。
[0032]
加热部30设置在处理容器10的周围，并且对处理容器10内的基板进行加热。加热部30包括绝热部件31、发热体32等。
[0033]
绝热部件31具有圆筒形状。在绝热部件31与处理容器10的外壁之间形成空间a。绝热部件31以二氧化硅和氧化铝作为主成分形成。但是，关于绝热部件31的形状和材料并无限定。
[0034]
发热体32呈线状，并以呈螺旋状或曲折状的方式设置在绝热部件31的内侧壁上。发热体32根据从电源(未图示)供给的电力(以下也称为“加热器电力”)的大小而发热。发热体32优选在处理容器10的高度方向上分割成多个区域。由此，能够按照每个区域对温度独立地进行控制。
[0035]
另外，加热部30优选具有对绝热部件31的外周进行覆盖的不锈钢等金属制的外皮。由此，能够对绝热部件31进行加强，以保持绝热部件31的形状。另外，加热部30优选具有对外皮的外周进行覆盖的水冷夹套。由此，能够抑制绝热部件31对外部的热影响。
[0036]
冷却部50通过向空间a供给冷却流体，从而对处理容器10进行冷却。冷却流体例如是空气。冷却部50包括流体流路51、开闭阀52、风量计53、热交换器54、分支部55、鼓风机56a～56f、喷出孔57a～57f等。
[0037]
流体流路51的一端在最上部的喷出孔57f的上方与空间a连通，另一端通过分支部55分支为6个流路51a～51f并与喷出孔57a～57f连通。在流体流路51上，从一端侧依次设置有开闭阀52、风量计53、热交换器54、分支部55以及鼓风机56a～56f。
[0038]
开闭阀52对流体流路51进行开闭。当开闭阀52打开时，在空间a内进行了热量回收的冷却流体流入流体流路51。当开闭阀52关闭时，在空间a内进行了热量回收的冷却流体向流体流路51的流入被切断。
[0039]
风量计53对流过流体流路51的冷却流体的风量进行检测。风量计53将检测值发送至控制部90。
[0040]
热交换器54对流过流体流路51的冷却流体进行冷却。
[0041]
分支部55将流体流路51分支成6个流路51a～51f。分支部55包括二分支室55a和三分支室55b、55c。
[0042]
二分支室55a将流体流路51分支成2个流路。如图2所示，优选在二分支室55a的内部沿冷却流体的流动方向设置分隔板55a1。由此，能够抑制冷却流体的回流。
[0043]
三分支室55b设置在二分支室55a的后段，并且将由二分支室55a分支的一个流路分支成3个流路51a～51c。三分支室55c设置在二分支室55a的后段，并且将由二分支室55a分支的另一个流路分支成3个流路51d～51f。优选在三分支室55b、55c的内部沿冷却流体的流动方向分别设置分隔板(未图示)。由此，能够抑制冷却流体的回流。
[0044]
需要说明的是，在图1的示例中，虽然对通过1个二分支室55a和设置在该二分支室55a的后段的2个三分支室55b、55c将流体流路51分支成6个流路51a～51f的情况进行了说明，但是不限于此。例如，也可以如图3(a)所示，通过1个三分支室55d和设置在该三分支室55d的后段的3个二分支室55e～55g将流体流路51分支成6个流路51a～51f。另外，也可以例如如图3(b)所示，通过1个六分支室55h将流体流路51分支成6个流路51a～51f。如上所述，分支部55可以是通过布置成多级的多个分支室将流体流路51分支成6个流路51a～51f的形态，也可以是通过1个分支室将流体流路51分支成6个流路51a～51f的形态。另外，也可以例如如图3(c)所示，通过1个分支箱55i将流体流路51分支成6个流路51a～51f。
[0045]
鼓风机56a～56f与多个流路51a～51f分别对应地设置，并且将冷却流体送入相应的流路51a～51f的喷出孔57a～57f。鼓风机56a～56f由控制部90独立地控制。鼓风机56a～56f的转速根据供给的电压而变化。例如，供给的电压越高，则鼓风机56a～56f的转速越高，由此使得送入喷出孔57a～57f的冷却流体的风量增大。
[0046]
喷出孔57a～57f在处理容器10的长度方向上隔开间隔地设置，并且向处理容器10沿大致水平方向喷出冷却流体。喷出孔57a～57f分别以贯通绝热部件31的方式形成在流路51a～51f的另一端。喷出孔57a～57f分别与被分割成6个区域的发热体32对应地设置。
[0047]
在该冷却部50中，在空间a内进行了热量回收的冷却流体流入流体流路51，并由设置在流体流路51中的热交换器54冷却。冷却后的冷却流体在分支部55被分流至6个流路51a～51f，在各流路51a～51f中被鼓风机56a～56f送入各喷出孔57a～57f，并从喷出孔57a～57f被喷出至空间a。被喷出至空间a的冷却流体对处理容器10进行冷却。
[0048]
温度检测部70对处理容器10内的温度进行检测。温度检测部70例如是热电偶，并且包括6个温度测定部71a～71f。温度测定部71a～71f分别与被分割成6个区域的发热体32对应地设置。需要说明的是，温度检测部70可以设置在处理容器10外的空间a内，并对该空间a的温度进行检测。
[0049]
控制部90例如可以是计算机。控制部90对热处理装置1的各部的动作进行控制。用于进行热处理装置1的各部的动作的计算机程序存储在存储介质中。存储介质例如可以是软盘、光盘、硬盘、快闪存储器、dvd等。
[0050]
例如，控制部90一边根据在热处理装置1中进行的热处理的条件，对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行
控制，并对处理容器10内的温度进行调节。
[0051]
(热处理方法)
[0052]
参照图4对第1实施方式的热处理方法的一个示例进行说明。第1实施方式的热处理方法例如通过由控制部90对热处理装置1的各部的动作进行控制来实施。以下，在热处理装置1中，将与喷出孔57a、57b、57c、57d、57e、57f对应的高度区域分别称为底部区域(btm)、第一中央区域(ctr-1)、第二中央区域(ctr-2)、第三中央区域(ctr-3)、第四中央区域(ctr-4)以及顶部区域(top)。
[0053]
如图4所示，热处理方法例如包括依次执行低温处理、升温恢复处理以及控制冷却处理。
[0054]
低温处理包括在将处理容器10内维持在低温t1的状态下对收容在处理容器10内的基板进行处理。例如，在低温处理中，包括控制部90进行将1个区域，例如顶部区域(top)的控制温度设置为低于其他区域(btm、ctr-1～4)的控制温度的倾斜控制。在低温处理中，控制部90一边对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制，并将处理容器10内的温度调节到低温t1。低温t1例如可以是30℃～100℃。
[0055]
升温恢复处理包括将处理容器10内从低温t1变更为高温t2，并使该处理容器10内稳定至高温t2。例如，在升温恢复处理中，控制部90一边对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制，并将处理容器10内的温度从低温t1变更为高温t2并使其稳定。高温t2例如可以是600℃～1000℃。
[0056]
控制冷却处理包括将处理容器10内从高温t2变更为低于该高温t2的预定温度t3，并使处理容器10内稳定至该预定温度t3。例如，在控制冷却处理中，控制部90一边对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制，并将处理容器10内的温度从高温t2变更为预定温度t3并使其稳定。预定温度t3例如可以是100℃～600℃。
[0057]
如上所述，根据第1实施方式的热处理装置1，控制部90对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制。由此，由于能够针对每个区域对冷却流体的喷出量进行调节，因此能够降低处理容器10的高度方向上的温度的不均(面间的温度不均)。
[0058]
例如，在低温处理中，有时进行将1个区域，例如顶部区域的控制温度设置为低于其他区域的控制温度的倾斜控制。在此情况下，控制部90以使针对与顶部区域对应的发热体32的加热器电力小于针对其他发热体32的加热器电力的方式进行控制。然而，在低温处理中，有时针对与顶部区域对应的发热体32的加热器电力为0％的状态，无法将空间a的顶部区域的温度控制为控制温度。因此，当在热处理装置1中进行低温处理时，控制部90以使向与顶部区域对应地设置的鼓风机56f供给的电压大于向与其他区域对应地设置的鼓风机56a～56e供给的电压的方式进行控制。由此，使得向空间a的上部喷出的冷却流体的风量大于向空间a的中央部和下部喷出的冷却流体的风量。因此，能够相对于空间a的中央部和下部有效地对空间a的上部进行冷却，能够防止针对与顶部区域对应的发热体32的加热器电力变为0％的情况。因此，低温下的温度可控性得到提高。
[0059]
例如，在控制冷却处理中，有时会在冷却期间的面间温度上产生不均。因此，当在
热处理装置1中进行控制冷却处理时，控制部90一边以使各区域的检测温度相同的方式，对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制。由此，能过降低冷却期间的面间温度的不均。
[0060]
例如，在升温恢复处理中，有时会因在多个热处理装置1之间零件个体差异、组装误差、装置使用环境等不同，使得1个区域，例如顶部区域的过冲特性在多个热处理装置1之间不同。因此，当在热处理装置1中进行升温恢复处理时，一边以使顶部区域的检测温度在热处理装置1之间相同的方式，对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制。由此，能够降低升温时的顶部区域的过冲机器差异。
[0061]
[第2实施方式]
[0062]
参照图5对第2实施方式的热处理装置1a的一个示例进行说明。
[0063]
第2实施方式的热处理装置1a与热处理装置1的不同点在于，与多个流路51a～51f分别对应地设置有回流防止阀58a～58f。需要说明的是，其他构成可以与热处理装置1的结构相同。以下，以与热处理装置1的不同点为中心进行说明。
[0064]
回流防止阀58a～58f分别与多个流路51a～51f对应地设置。回流防止阀58a～58f防止冷却流体从相应的流路51a～51f的喷出孔57a～57f向鼓风机56a～56f的回流。回流防止阀58a～58f例如是开度调节阀，并且通过对开度进行控制来对流路51a～51f的导通率进行调节。
[0065]
控制部90根据鼓风机56a～56f的动作对回流防止阀58a～58f独立地进行控制。例如，在使6个鼓风机56a～56f之中的1个以上停止并使其余的鼓风机进行动作的情况下，控制部90以将与动作中的鼓风机对应的回流防止阀打开，并将与停止中的鼓风机对应的回流防止阀关闭的方式进行控制。
[0066]
根据以上说明的第2实施方式的热处理装置1a，由于具有与第1实施方式的热处理装置1相同的结构，因此能够起到与第1实施方式的热处理装置1相同的效果。
[0067]
另外，根据第2实施方式的热处理装置1a，控制部90根据鼓风机56a～56f的动作对回流防止阀58a～58f独立地进行控制。例如，控制部90以将与鼓风机56a～56f之中的动作中的鼓风机对应的回流防止阀打开，并将与停止中的鼓风机对应的回流防止阀关闭的方式进行控制。由此，能够防止从与动作中的鼓风机对应的喷出孔喷出的冷却流体回流到与停止中的鼓风机对应的流路。
[0068]
[第3实施方式]
[0069]
参照图6对第3实施方式的热处理装置1b的一个示例进行说明。
[0070]
第3实施方式的热处理装置1b与热处理装置1的不同点在于基于与多个流路51a～51f分别对应地设置压力传感器59a～59f和温度传感器60a～60f中的至少任意一者的检测值对冷却流体的回流进行监测。需要说明的是，其他构成可以与热处理装置1的结构相同。以下，以与热处理装置1的不同点为中心进行说明。
[0071]
压力传感器59a～59f分别与多个流路51a～51f对应地设置。压力传感器59a～59f对包括设置在相应的流路51a～51f中的鼓风机56a～56f的吸入侧的压力与喷出侧的压力之间的大小关系的压力数据(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。压力数据例如可以是鼓风机56a～56f的吸入侧与喷出侧之间的压差(鼓风机56a～56f的前
后的压差)，也可以是鼓风机56a～56f的吸入侧和喷出侧的压力。
[0072]
温度传感器60a～60f分别与多个流路51a～51f对应地设置。温度传感器60a～60f对流过相应的流路51a～51f的冷却流体的温度(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。
[0073]
控制部90基于压力传感器59a～59f和温度传感器60a～60f中的至少任意一者的检测值，对冷却流体的回流进行监测。例如在1个以上的鼓风机56a～56f的喷出侧的压力小于吸入侧的压力的情况下，控制部90判断为产生了冷却流体的回流。另外，例如在针对1个以上的流路51a～51f，使鼓风机56a～56f进行动作后的温度高于使鼓风机56a～56f进行动作前的温度的情况下，控制部90判断为产生了冷却流体的回流。另外，控制部90在判断为产生了冷却流体的回流的情况下，将热处理装置1为异常的情况通知给用户。
[0074]
根据以上说明的第3实施方式的热处理装置1b，由于具有与第1实施方式的热处理装置1相同的结构，因此能够起到与第1实施方式的热处理装置1相同的效果。
[0075]
另外，根据第3实施方式的热处理装置1b，控制部90基于分别与多个流路51a～51f对应地设置的压力传感器59a～59f和温度传感器60a～60f中的至少任意一者的检测值，对冷却流体的回流进行监测。由此，用户能够容易地对冷却流体的回流进行确认。
[0076]
[第4实施方式]
[0077]
参照图7对第4实施方式的热处理装置1c的一个示例进行说明。
[0078]
第4实施方式的热处理装置1c与热处理装置1的不同点在于基于分别与多个流路51a～51f对应地设置的流量计61a～61f和温度传感器62a～62f中的至少任意一者的检测值对冷却流体的回流进行监测。需要说明的是，其他构成可以与热处理装置1的结构相同。以下，以与热处理装置1的不同点为中心进行说明。
[0079]
流量计61a～61f包括第一流量计61a1～61f1和第二流量计61a2～61f2。
[0080]
第一流量计61a1～61f1分别与多个流路51a～51f对应地设置。第一流量计61a1～61f1对经由相应的流路51a～51f从鼓风机56a～56f送入喷出孔57a～57f的冷却流体的流量(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。以下，也将从鼓风机56a～56f送入至喷出孔57a～57f的流动称为顺流。
[0081]
第二流量计61a2～61f2分别与多个流路51a～51f对应地设置。第二流量计61a2～61f2对经由相应的流路51a～51f从喷出孔57a～57f流向鼓风机56a～56f的冷却流体的流量(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。以下，也将从喷出孔57a～57f流向鼓风机56a～56f的流动称为逆流(回流)。
[0082]
控制部90基于流量计61a～61f和温度传感器62a～62f中的至少任意一者的检测值，对冷却流体进行监测。例如在针对1个以上的流路51a～51f，第二流量计61a2～61f2的检测值大于第一流量计61a1～61f1的检测值的情况下，控制部90判断为产生了冷却流体的回流。另外，例如在针对1个以上的流路51a～51f，使鼓风机56a～56f进行动作后的温度高于使鼓风机56a～56f进行动作前的温度的情况下，控制部90判断为产生了冷却流体的回流。另外，控制部90在判断为产生了冷却流体的回流的情况下，将热处理装置1为异常的情况通知给用户。
[0083]
根据以上说明的第4实施方式的热处理装置1c，由于具有与第1实施方式的热处理装置1相同的结构，因此能够起到与第1实施方式的热处理装置1相同的效果。
[0084]
另外，根据第4实施方式的热处理装置1c，控制部90基于分别与多个流路51a～51f对应地设置的流量计61a～61f和温度传感器62a～62f中的至少任意一者的检测值，对冷却流体的回流进行监测。由此，用户能够容易地对冷却流体的回流进行确认。
[0085]
需要说明的是，在上述的实施方式中，虽然对流量计61a～61f通过第一流量计61a1～61f1对顺流进行检测并通过第二流量计61a2～61f2对逆流进行检测的情况进行了说明，但是不限于此。例如也可以是通过1个流量计，例如超声波式流量计对顺流和逆流进行检测的形态。
[0086]
[第5实施方式]
[0087]
参照图8对第5实施方式的热处理装置1d的一个示例进行说明。
[0088]
第5实施方式的热处理装置1d与热处理装置1的不同点在于基于分别与多个流路51a～51f对应地设置的压力传感器63a～63f和温度传感器64a～64f中的至少任意一者的检测值，对空间a的内压(加热器内压)进行调节。需要说明的是，其他构成可以与热处理装置1的结构相同。以下，以与热处理装置1的不同点为中心进行说明。
[0089]
与热处理装置1相比，第5实施方式的热处理装置1d还具备压力传感器63a～63f、温度传感器64a～64f、吸入侧狭缝65a～65f、以及喷出侧狭缝66a～66f。
[0090]
压力传感器63a～63f分别与多个流路51a～51f对应地设置。压力传感器63a～63f对包括设置在相应的流路51a～51f中的鼓风机56a～56f的吸入侧的压力与喷出侧的压力之间的大小关系的压力数据(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。压力数据例如可以是鼓风机56a～56f的吸入侧与喷出侧之间的压差(鼓风机56a～56f的前后的压差)，也可以是鼓风机56a～56f的吸入侧和喷出侧的压力。
[0091]
温度传感器64a～64f分别与多个流路51a～51f对应地设置。温度传感器64a～64f对流过相应的流路51a～51f的冷却流体的温度(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。
[0092]
吸入侧狭缝65a～65f设置在相应的流路51a～51f中设置的鼓风机56a～56f的吸入侧。吸入侧狭缝65a～65f被构成为能够开闭自如。当吸入侧狭缝65a～65f打开时，空气能够从外部流入相应的流路51a～51f，并将加热器内压向正压的方向调节。
[0093]
喷出侧狭缝66a～66f设置在相应的流路51a～51f中设置的鼓风机56a～56f的喷出侧。喷出侧狭缝66a～66f被构成为能够开闭自如。当喷出侧狭缝66a～66f打开时，冷却流体能够从相应的流路51a～51f流出至外部，并将加热器内压向负压的方向调节。
[0094]
控制部90通过基于压力传感器63a～63f和温度传感器64a～64f中的至少任意一者的检测值，对吸入侧狭缝65a～65f和喷出侧狭缝66a～66f的开闭进行控制，从而对加热器内压进行调节。例如，在加热器内压高于大气压的情况下，控制部90通过将喷出侧狭缝66a～66f打开，从而将加热器内压向负压的方向调节，并将加热器内压控制为大气压或略低于大气压的压力。由此，能够抑制为高温的空间a内的冷却流体泄漏到外部。
[0095]
根据以上说明的第5实施方式的热处理装置1d，由于具有与第1实施方式的热处理装置1相同的结构，因此能够起到与第1实施方式的热处理装置1相同的效果。
[0096]
另外，根据第5实施方式的热处理装置1d，控制部90基于分别与多个流路51a～51f对应地设置的压力传感器63a～63f和温度传感器64a～64f中的至少任意一者的检测值，对空间a的内压(加热器内压)进行调节。由此，能够抑制为高温的空间a内的冷却流体泄漏到
外部。
[0097]
[第6实施方式]
[0098]
参照图9～图11对第6实施方式的热处理装置1e的一个示例进行说明。
[0099]
第6实施方式的热处理装置1e与热处理装置1的不同点在于基于分别与多个流路51a～51f对应地设置的流量计67a～67f和温度传感器68a～68f中的至少任意一者的检测值，对鼓风机56a～56f的转速进行控制。需要说明的是，其他构成可以与热处理装置1的结构相同。以下，以与热处理装置1的不同点为中心进行说明。
[0100]
流量计67a～67f分别与多个流路51a～51f对应地设置。流量计67a～67f对流过相应的流路51a～51f的冷却流体的流量(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。
[0101]
温度传感器68a～68f分别与多个流路51a～51f对应地设置。温度传感器68a～68f对流过相应的流路51a～51f的冷却流体的温度(特性值的一个示例)进行检测，并将检测值发送至控制部90。
[0102]
控制部90基于流量计67a～67f和温度传感器68a～68f中的至少任意一者的检测值，对多个鼓风机56a～56f的转速进行控制。
[0103]
例如，如图10所示，控制部90包括控制器91和控制器92。控制器91以使炉内温度y1等于目标温度r的方式，向处理部(加热部30)输出加热器电力u1，并向控制器92输出鼓风机风量u2。炉内温度y1例如是温度检测部70的检测值。目标温度r例如是由配方等确定的温度。控制器92以使测定风量y2等于鼓风机风量u2的方式，向鼓风机56a～56f输出鼓风机电力u3。测定风量y2例如是流量计67a～67f的检测值。鼓风机56a～56f以与鼓风机电力u3相应的转速进行旋转，并将冷却流体送入处理部(空间a)。需要说明的是，控制器91、92可以与控制部90分开设置。
[0104]
另外，例如如图11所示，控制部90可以包括控制器93、控制器94以及观测器95。控制器93以使炉内温度y1等于目标温度r的方式，将加热器电力u1输出至处理部(加热部30)，并将除热量u2输出至控制器94。炉内温度y1例如是温度检测部70的检测值。目标温度r例如是由配方等确定的温度。控制器94以使估计除热量y4等于除热量u2的方式，将鼓风机电力u3输出至鼓风机56a～56f。观测器95基于炉内温度y1、测定风量y2以及测定风温y3，按照以下的数学式，计算估计除热量y4。测定风量y2例如是流量计67a～67f的检测值。测定风温y3例如是温度传感器68a～68f的检测值。鼓风机56a～56f以与鼓风机电力u3相应的转速旋转，并将冷却流体送入处理部(空间a)。需要说明的是，控制器93、94以及观测器95可以与控制部90分开设置。
[0105]
y4＝ρ
×
y2
×c×
(y1-y3)(ρ：空气的密度，c：空气的比热)
[0106]
根据以上说明的第6实施方式的热处理装置1e，由于具有与第1实施方式的热处理装置1相同的结构，因此能够起到与第1实施方式的热处理装置1相同的效果。
[0107]
另外，根据第6实施方式的热处理装置1e，控制部90基于分别与多个流路51a～51f对应地设置的流量计67a～67f和温度传感器68a～68f中的至少任意一者的检测值，对鼓风机56a～56f的转速进行控制。由此，能够降低面间的温度不均。
[0108]
[实施例]
[0109]
(控制冷却处理)
[0110]
首先，对在热处理装置1中实施控制冷却处理时的温度可控性进行评价的实施例进行说明。
[0111]
在实施例1中，一边对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制，并使处理容器10内的温度从400℃降低至200℃。另外，在使处理容器10内的温度降低的期间，对各区域的温度的时间变化进行了测定。实施例1中的向各鼓风机56a～56f供给的电压如以下的表1所示。
[0112]
[表1]
[0113][0114]
如表1所示，在实施例1中，在处理开始时，将向各鼓风机56a～56f供给的电压设置为4v。接着，在处理开始5分钟后，将向鼓风机56a～56d供给的电压从4v变更为2v，并将向鼓风机56e供给的电压从4v变更为3v。接着，在处理开始10分钟后，将向鼓风机56a～56d供给的电压从2v变更为1.5v，将向鼓风机56e供给的电压从3v变更为2v，并将向鼓风机56f供给的电压从4v变更为4.5v。接着，在处理开始20分钟后，将向鼓风机56a～56c供给的电压从1.5v变更为1.2v，将向鼓风机56d供给的电压从1.5v变更为1v，并将向鼓风机56e供给的电压从2v变更为1.5v。接着，在处理开始30分钟后，将向鼓风机56a、56b供给的电压从1.2v变更为1v。
[0115]
在比较例1中，一边将向各鼓风机56a～56f供给的电压控制为恒定，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制，并使处理容器10内的温度从400℃降低至200℃。另外，在使处理容器10内的温度降低的期间，对各区域的温度的时间变化进行测定。比较例1中的向鼓风机56a～56f供给的电压如以下的表2所示。
[0116]
[表2]
[0117][0118]
如表2所示，在比较例1中，在处理开始时，将向各鼓风机56a～56f供给的电压设定为4v，之后，不对向鼓风机56a～56f供给的电压进行变更而将其固定为4v。
[0119]
图12和图13是示出控制冷却处理中的各区域的温度特性的测定结果的图。图12示出实施例1的结果，图13示出比较例1的结果。在图12和图13中，在横轴上示出时间[分]，在第一纵轴(左侧的纵轴)上示出各区域的温度[℃]，在第二纵轴(右侧的纵轴)上示出温度的
面间不均[℃]。另外，在图12和图13中，用实现示出各区域的温度，用虚线示出温度的面间不均。温度的面间不均是从整个区域的温度之中的最大温度中减去最小温度而得出的值。
[0120]
如图12所示，在实施例1中，可以看出降温速率在所有区域(btm、ctr-1～4、top)中大致相同。另外，在实施例1中，整个区域的温度变为200度以下的时间点的温度的面间不均为4.3℃。
[0121]
另一方面，如图13所示，在比较例1中，可以看出在各区域之间在降温速度上产生不均，并且顶部区域的降温速度小于底部区域的降温速度。另外，在比较例1中，在整个区域的温度变为200℃以下的时间点的温度的面间不均为45.5℃。
[0122]
由以上的实施例1和比较例1的结果示出：在控制冷却处理中，通过对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，从而与将向各鼓风机56a～56f供给的电压控制为恒定的情况相比，能够降低温度的面间不均。
[0123]
(低温处理)
[0124]
接着，对在热处理装置1中实施低温处理时的温度可控性进行评价的实施例进行说明。
[0125]
在本实施例中，在所有条件(条件1～5)下，进行了将顶部区域(top)的控制温度设定为低于其他区域(btm、ctr-1～4)的控制温度的倾斜控制。条件1～5下的各区域的控制温度如以下的表3所示。
[0126]
[表3]
[0127][0128]
如表3所示，在所有条件(条件1～5)下，将底部区域、第一中央区域、第二中央区域、第三中央区域以及第四中央区域的控制温度设定为55℃，并将顶部区域的控制温度设定为52℃。
[0129]
另外，在条件1～4下，一边对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制，并将处理容器10内的温度调节为低温。在条件5下，一边将向各鼓风机56a～56f供给的电压控制为恒定，一边基于温度检测部70的检测温度对加热部30进行控制，并将处理容器10内的温度调节为低温。向条件1～5下的各鼓风机56a～56f供给的电压如以下的表4所示。
[0130]
[表4]
[0131][0132]
如表4所示，在条件1下，将向鼓风机56a～56e供给的电压设定为1v，将向鼓风机56f供给的电压设定为4v。在条件2下，将向鼓风机56a～56d供给的电压设定为1v，将向鼓风机56e供给的电压设定为0.7v，并将向鼓风机56f供给的电压设定为4.5v。在条件3下，将向鼓风机56a～56e供给的电压设定为0.7v，并将向鼓风机56f供给的电压设定为4.5v。在条件4下，将向鼓风机56a～56e供给的电压设定为0v，并将向鼓风机56f供给的电压设定为4.5v。在条件5下，将向鼓风机56a～56f供给的电压设定为4v。
[0133]
图14是示出低温处理中的各区域的到达温度的测定结果的图，针对条件1～5分别示出每个区域的温度[℃]。在图14中，圆圈标记、三角形标记、四边形标记、菱形标记、倒三角形标记分别示出条件1、条件2、条件3、条件4以及条件5的结果。
[0134]
如图14所示，可以看出，在条件1、2下，将控制温度设定为55℃的区域(btm、ctr-1～4)中的温度与控制温度大致相同，并且将控制温度设定为52℃的区域(top)中的温度为53.2℃。
[0135]
可以看出，在条件3下，将控制温度设定为55℃的区域(btm、ctr-1～4)中的温度与控制温度大致相同，并且将控制温度设定为52℃的区域(top)中的温度为52.8℃。
[0136]
可以看出，在条件4下，将控制温度设定为55℃的区域(btm、ctr-1～3)中的温度高于55℃，并且将控制温度设定为55℃的区域(ctr-4)和将控制温度设定为52℃的区域(top)中的温度与控制温度大致相同。
[0137]
可以看出，在条件5下，将控制温度设定为55℃的区域(btm、ctr-1～4)中的温度与控制温度大致相同，并且将控制温度设定为52℃的区域(top)中的温度为53.8℃。
[0138]
如上所述，根据条件1～3、5的结果可以确认：通过对向各鼓风机56a～56f供给的电压独立地进行控制，并将向与控制温度相对低的区域(top)对应地设置的鼓风机56f供给的电压提高，从而使低温下的倾斜控制期间的温度可控性得到提高。
[0139]
另外，根据条件1～3的结果可以确认：通过在控制温度相对低的区域(top)和控制温度相对高的区域(btm、ctr-1～4)之间使向鼓风机56a～56f供给的电压具有较大的差异，从而使低温下的倾斜控制期间的温度可控性进一步得到提高。
[0140]
另外，根据条件3、4的结果可以确认：如果将向与控制温度相对高的区域(btm、ctr-1～4)对应地设置的鼓风机56a～56e供给的电压设定为0v，则该区域处的温度可控性会恶化。
[0141]
应当认为，本次公开的实施方式在所有方面均是示例性的，而非限制性的。在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下，可以对上述实施方式以各种方式进行省略、替换、
改变。

技术特征：

1.一种热处理装置，包括：筒状的处理容器；加热部，对所述处理容器进行加热；以及冷却部，对所述处理容器进行冷却，其中，所述冷却部具有：多个喷出孔，在所述处理容器的长度方向上隔开间隔地设置，并且向所述处理容器喷出冷却流体；分支部，将所述冷却流体分流至与所述多个喷出孔连通的多个流路；以及鼓风机，与多个所述流路分别对应地设置，并且将所述冷却流体送入相应的所述流路的所述喷出孔。2.根据权利要求1所述的热处理装置，还包括：回流防止阀，与多个所述流路分别对应地设置，并且防止所述冷却流体从相应的所述流路的所述喷出孔向所述鼓风机的回流。3.根据权利要求1或2所述的热处理装置，还包括：控制部，被构成为对多个所述鼓风机分别独立地进行控制。4.根据权利要求3所述的热处理装置，还包括：传感器，与多个所述流路分别对应地设置，并且对相应的所述流路的特性值进行检测，其中，所述控制部基于所述传感器的检测值对所述冷却流体的回流进行监测。5.根据权利要求3或4所述的热处理装置，还包括：传感器，与多个所述流路分别对应地设置，并且对相应的所述流路的特性值进行检测，其中，所述控制部基于所述传感器的检测值对多个所述鼓风机的转速进行控制。6.根据权利要求4或5所述的热处理装置，其中，所述特性值包括从所述鼓风机送入所述喷出孔的所述冷却流体的温度。7.根据权利要求4至6中任一项所述的热处理装置，其中，所述特性值包括所述鼓风机的前后的压差。8.根据权利要求4至7中任一项所述的热处理装置，其中，所述特性值包括从鼓风机送入所述喷出孔的所述冷却流体的流量。9.根据权利要求1至8中任一项所述的热处理装置，其中，所述分支部包括布置成多级的多个分支室。10.一种热处理装置中的热处理方法，所述热处理装置包括对筒状的处理容器进行加热的加热部、以及对该处理容器进行冷却的冷却部，其中，所述冷却部具有：多个喷出孔，在所述处理容器的长度方向上隔开间隔地设置，并且向所述处理容器喷出冷却流体；分支部，将所述冷却流体分流至与所述多个喷出孔连通的多个流路；以及鼓风机，与多个所述流路分别对应地设置，并且将所述冷却流体送入相应的所述流路的所述喷出孔，当在所述处理容器内进行热处理时，根据所述热处理的条件对多个所述鼓风机分别独立地进行控制。

技术总结

提供一种热处理装置及热处理方法，其能够降低面间的温度不均。该热处理装置包括：筒状的处理容器；加热部，对所述处理容器进行加热；以及冷却部，对所述处理容器进行冷却，其中，所述冷却部具有：多个喷出孔，在所述处理容器的长度方向上隔开间隔地设置，并且向所述处理容器喷出冷却流体；分支部，将所述冷却流体分流至与所述多个喷出孔连通的多个流路；以及鼓风机，与多个所述流路分别对应地设置，并且将所述冷却流体送入相应的所述流路的所述喷出孔。述冷却流体送入相应的所述流路的所述喷出孔。述冷却流体送入相应的所述流路的所述喷出孔。