JP2015135930A

JP2015135930A - 熱処理装置

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Publication number: JP2015135930A
Application number: JP2014007592A
Authority: JP
Inventors: 谷口　真司; Shinji Taniguchi; 真司谷口
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-07-27
Anticipated expiration: 2034-01-20
Also published as: JP6164097B2

Abstract

【課題】被処理物について低温領域から高温領域までの温度が高い精度で測定され、被処理物の熱処理が所期の温度で確実に実行される熱処理装置を提供する。
【解決手段】ハロゲンランプと、第１の放射温度計および第２の放射温度計と、ハロゲンランプの入力電圧を制御する制御部とを備え、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し、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し、制御部において、被処理物の温度が切替温度未満のときに第１の放射温度計が選択され、被処理物の温度が切替温度以上のときに第２の放射温度計が選択され、選択された放射温度計による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、切替温度は、第２の放射温度計による測定温度に基づいて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（１＜ｎ≦２０）の値から算出される。
【選択図】図１

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。

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。

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。

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。

特開２００２−１１０５８５号公報特開２０１０−０４４８７５号公報

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。

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。

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。

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。

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。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。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。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。被処理物の熱処理工程を示すフロー図である。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。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。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。

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。

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。

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。

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。

〈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。

〈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。

〈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。

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。

〈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。

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２．３１６×１０⁸Ｗ・Ｓｒ^-1・ｍ^-3であることが示されている。

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＝０．０１４×１０⁸Ｅ−０．５２２１×１０⁸

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。

〈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。

〈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。

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。

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＝２．２７８×１０⁸Ｗ・Ｓｒ^-1・ｍ^-3である。

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＝６．８３４×１０⁸Ｗ・Ｓｒ^-1・ｍ^-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（６．８３４×１０⁸Ｗ・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＝１．１３９×１０⁹Ｗ・Ｓｒ^-1・ｍ^-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（１．１３９×１０⁹Ｗ・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＝２．２７８×１０⁹Ｗ・Ｓｒ^-1・ｍ^-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（２．２７８×１０⁹Ｗ・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＝３．４１２×１０⁹Ｗ・Ｓｒ^-1・ｍ^-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（２．２７８×１０⁹Ｗ・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＝４．１００×１０⁹Ｗ・Ｓｒ^-1・ｍ^-3となる。そして、ｎ倍の分光放射輝度（２．２７８×１０⁹Ｗ・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。

〈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。

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。

〈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。

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。

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。

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

Claims

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。
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。