CN102655104A - 热处理装置及其控制方法 - Google Patents

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山口达也
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Abstract

本发明提供一种热处理装置及其控制方法，在温度稳定时能够均匀地维持温度，在升温和降温时能够容易地控制。控制装置(51)能够利用控制区域的数量多的多控制区域模式(72a)以及控制区域的数量少的少控制区域模式(72b)，控制区域被分别控制。在升温和降温时利用少控制区域模式(72b)，根据来自数量少的控制区域(C1、…C5)的温度传感器(50)的信号来分别控制设置于各控制区域(C1、…C5)内的加热器(18A)。在温度稳定时利用多控制区域模式(72a)，根据来自数量多的控制区域(C1、…C10)的温度传感器(50)的信号来分别控制设置于各控制区域(C1、…C10)内的加热器(18A)。

Description

热处理装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种热处理装置及其控制方法。
背景技术
在半导体设备的控制过程中，为了对被处理体例如半导体晶圆中实施氧化、扩散、CVD、退火等热处理而使用各种热处理装置。作为其之一可知一次能够进行多个的热处理的立式热处理装置。该立式热处理装置具备：石英制的处理容器，其下部具有开口部；盖体，其打开和关闭该处理容器的开口部；保持器具，其设置于该壳体上，在上下方向上以规定的间隔保持多个被处理体；以及炉主体，其设置于上述处理容器周围，安装有加热器，该加热器对搬入到处理容器内的上述被处理体进行加热。
另外，以往，还开发出了以下技术：为了高精度地控制炉主体内的温度，将炉主体内的空间划分为多个控制区域，在各控制区域内设置炉内温度传感器，并且按照各控制区域的每个控制区域来分割加热器，精细地控制各控制区域的温度。
然而，当将炉主体内划分为多个控制区域而精细地控制各控制区域的每个控制区域时，在温度稳定时温度的均匀性提高，但是升温和降温时控制变得较难，从而存在控制参数的调谐费时这种问题。
专利文献1：日本特开2002-305189号公报
专利文献2：日本特开2005-188869号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是考虑这一点而完成的，目的在于提供一种在温度稳定时能够使炉主体内温度的均匀性提高并且在升温和降温时能够容易地控制炉主体内的温度控制的热处理装置及其控制方法。
用于解决问题的方案
本实施方式是一种热处理装置，其特征在于，具备：炉主体；处理容器，其配置在炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；炉内温度传感器，其被设置为与空间的各单位区域相对应；以及控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，上述控制装置在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部，在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述热处理装置中，在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域形成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
在上述热处理装置中，上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述热处理装置中，在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向上述炉主体与上述处理容器之间的空间内提供冷却介质，上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
在上述热处理装置中，上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
本实施方式是一种热处理装置，其特征在于，具备：炉主体；处理容器，其配置在上述炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；处理容器内温度传感器，其以与各单位区域相对应的方式被设置在上述处理容器内；以及控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，上述控制装置在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部，在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述热处理装置中，在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域形成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
在上述热处理装置中，上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述热处理装置中，在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向上述炉主体与上述处理容器之间的空间内提供冷却介质，上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各该单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
在上述热处理装置中，上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
本实施方式是一种热处理装置的控制方法，该热处理装置具备：炉主体；处理容器，其配置在炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；炉内温度传感器，其被设置为与各单位区域相对应；以及控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，该热处理装置的控制方法的特征在于，具备以下工序：在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部；以及在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述控制方法中，在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域构成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
在上述控制方法中，上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述控制方法中，在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向上述炉主体与上述处理容器之间的空间内提供冷却介质，上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
在上述控制方法中，上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
本实施方式是一种热处理装置的控制方法，该热处理装置具备：炉主体；处理容器，其配置于上述炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；处理容器内温度传感器，其以与各单位区域相对应的方式被设置在处理容器内；以及控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，该热处理装置的控制方法的特征在于，具备以下工序：在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部；以及在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述控制方法中，在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域形成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
在上述控制方法中，上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
在上述控制方法中，在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向炉主体与处理容器之间的空间内提供冷却介质，上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各该单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
在上述控制方法中，上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
发明的效果
如上所述，根据本发明，在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制各控制区域的加热器，由此能够容易地进行炉主体内的温度控制。另外，在温度稳定时利用控制区域数多的多控制区域模式来控制各控制区域的加热器，由此能够使炉主体内的温度均匀性提高。
附图说明
图1是概要地表示本发明的热处理装置及其控制方法的实施方式的纵截面图。
图2是表示热处理装置的控制装置的概要图。
图3的(a)是表示少控制区域模式控制的图，图3的(b)是表示多控制区域模式控制的图。
图4是表示炉主体内的温度随着时间经过而变化的图。
图5是表示炉主体的每个单位区域的温度的概要图。
图6是概要地表示本发明的变形例的热处理装置的图。
具体实施方式
发明的实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
在图1中，立式热处理装置1具备立式热处理炉2，该立式热处理炉2一次收容多个被处理体例如半导体晶圆W而能够实施氧化、扩散、减压CVD等热处理。该热处理炉2具备：炉主体5，其内周面设置有作为加热部而发挥功能的发热电阻体(加热器)18A；以及处理容器3，其配置于炉主体5内，在该处理容器3与炉主体5之间形成空间33，并且该处理容器3收容晶圆W而进行热处理。
另外，炉主体5与处理容器3之间的空间33沿纵向方向被划分为多个单位区域(也简称为区域)、例如十个单位区域A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10。并且，以与该十个单位区域A1、…A10相对应的方式分别设置加热器18A，并且按照每个单位区域A1、…A10设置后述那样对该单位区域A1、…A10的温度进行测量的炉内温度传感器50。并且，各炉内温度传感器50通过信号线50a与后述的控制装置51相连接。
同样地，处理容器3内也沿纵向方向以与空间33的单位区域对应的方式被划分为多个单位区域(也简称为区域)、例如十个单位区域A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10。并且，按照每个单位区域A1、…A10设置有对该单位区域A1、…A10的温度进行测量的处理容器内温度传感器55。各处理容器内温度传感器55被处理容器内温度传感器支承器具56支承，并且通过信号线55a与控制装置51相连接。
另外，炉主体5被底板6支承，在该底板6上形成有开口部7，该开口部7用于将处理容器3从下方插入到上方。另外，在底板6的开口部7中设置有未图示的绝热材料，以覆盖底板6与处理容器3之间的间隙。
处理容器3由石英形成，具有上端被闭塞而下端作为炉口3a而打开开口的纵长圆筒形状。在处理容器3的下端形成向外的凸缘3b，凸缘3b通过未图示的凸缘压板被上述底板6支承。另外，在处理容器3的下侧部设置有导入端口(导入口)8和未图示的排气端口(排气口)，该导入端口(导入口)8将处理气体、惰性气体等导入到处理容器3内，该排气端口(排气口)用于排出处理容器3内的气体。导入端口8与气体提供源(未图示)相连接，排气端口与排气系统(未图示)相连接，该排气系统(未图示)具备例如能够减压控制到133×600Pa～133×10-2Pa左右的真空泵。另外，导入端口8与向处理容器3内延伸的气体提供管8a相连接，在该气体提供给管8a中形成有气体提供孔8b。
在处理容器3下方设置有使处理容器3的炉口3a闭塞的盖体10，该盖体10通过升降机构能够进行升降移动。在该盖体10上部载置有作为炉口的保温单元的保温筒11，在该保温筒11上部载置有作为保持器具的石英制的板12，该板12上沿上下方向以规定间隔搭载多个例如100～150个左右的直径300mm的晶圆W。在盖体10中设置有旋转机构13，该旋转机构13使板12绕其轴心旋转。通过盖体10的下降移动而将板12从处理容器3内搬出(卸载)到下方的装载区域(未图示)内，在晶圆W的交接之后，通过盖体10的上升移动将板12搬入(装载)到处理容器3内。
上述炉主体5具有圆筒状的绝热材料16以及在该绝热材料16内周面上沿轴方向(在图示的例子中上下方向)以多级的方式形成槽状的架部17，沿各架部17配置有按照每个单位区域A1、…A10设置的构成加热器18A的加热器元件(加热器线、发热电阻体)18。绝热材料16例如由包含二氧化硅、氧化铝或者硅酸氧化铝的无机纤维构成。
在上述圆筒状绝热材料16内周面沿轴方向相隔规定的间距以多级的方式形成与该绝热材料16同心的环状的槽部21，在相邻上部的槽部21与下部的槽部21之间形成有在周方向上连续的环状的上述架部17。在上述槽部21中的加热器元件18的上部与下部以及槽部21的内壁与加热器元件18之间设置有能够允许加热器元件18的热膨胀收缩和沿径方向的移动的足够的间隙，并且通过该间隙，在强制冷却时从炉主体5的冷却介质导入部40流入到空间33内的冷却介质迂回加热器元件18的背面，从而能够有效地冷却加热器元件18。此外，作为这种冷却介质考虑空气、氮气，冷却介质通过冷却介质提供鼓风机(未图示)被送至冷却介质导入部40，该冷却介质提供鼓风机(未图示)被后述的逆变器输出部53a驱动。
按照每个单位区域A1、…A10设置的加热器18A中，构成该加热器18A的加热器元件18连接于端子板22a、22b并经由被设置成沿径方向贯通绝热材料16的端子板22a、22b来与外部的加热器输出部18B相连接。
如图1所示，为了保持炉主体5的绝热材料16的形状并且增强绝热材料16，绝热材料16的外周面被金属制例如不锈钢制的外壳(outer shell)30覆盖。在绝热材料16的顶部设置覆盖该绝热材料16的顶部的上部绝热材料31，在该上部绝热材料31上部设置覆盖外壳30的顶部(上端部)的不锈钢制的顶板32。
另外，示出作为加热器元件18使用带状的发热电阻体而收纳到架部17内的例子，但是作为加热器元件18并不限于这种结构，还能够使用其它各种结构的加热器元件。
另外，如上所述，形成于炉主体5与处理容器3之间的空间33被划分为十个单位区域A1、…A10，按照每个单位区域A1、…A10设置对该单位区域A1、…A10内的温度进行检测的温度传感器(炉内温度传感器)50，来自该温度传感器50的检测信号通过信号线50a被发送到后述的控制装置51。
另外，按照每个单位区域A1、…A10设置的温度传感器50与控制装置51相连接。后面详细说明该控制装置51。
如上所述，温度传感器50被设置在空间33的单位区域A1、…A10中的每个单位区域内而检测各单位区域A1、…A10内的温度。
由各单位区域A1、…A10的温度传感器50检测出的检测信号通过信号线50a被发送到控制装置51。该控制装置51例如在100℃～500℃的低温区域内的升温过程、降温过程或者温度稳定时，缩短对于规定的目标温度的收敛时间，并且使得高精度地接近目标温度。
即，如图3的(a)、(b)所示，控制装置51具有分别进行控制的控制区域C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10的数量多的多控制区域模式72a以及分别进行控制的控制区域C1、C2、C3、C4、C5的数量少的少控制区域模式72b，并能够设为多控制区域模式72a和少控制区域模式72b中的任一模式。
在控制装置51设为多控制区域模式72a的情况下，分别进行控制的控制区域C1、…C10与构成炉主体5与处理容器3之间的空间33的十个单位区域A1、…A10一一对应，对与各单位区域A1、…A10相对应的控制区域C1、…C10分别进行控制。
在控制装置51设为少控制区域模式72b的情况下，分别进行控制的控制区域C1与相邻的单位区域A1、A2对应，控制区域C2与相邻的单位区域A3、A4对应，控制区域C3与相邻的单位区域A5、A6对应，控制区域C4与相邻的单位区域A7、A8对应，控制区域C5与相邻的单位区域A9、A10对应，控制装置51分别控制这些控制区域C1、…C5。此外，在设为少控制区域模式72b的情况下，也可以是至少一个控制区域由相邻的多个单位区域构成，而其它控制区域由各单位区域构成。
具体地说，在控制装置51设为多控制区域模式72a的情况下，控制装置51根据来自各单位区域A1、…A10的所有温度传感器50的信号来分别控制对应的单位区域A1、…A10的加热器18A。在这种情况下，也可以是控制装置51考虑来自设置于空间33的出口侧的排气温度传感器80的信号来控制各单位区域A1、…A10的加热器18A。
另外，在控制装置51设为少控制区域模式72b的情况下，控制装置51例如根据来自相隔一个单位区域的单位区域A1、A3、A5、A7、A9的温度传感器50的信号来控制加热器18A。具体地说，控制装置51根据来自单位区域A1的温度传感器50的信号来统一控制单位区域A1、A2的加热器18A，根据来自单位区域A3的温度传感器50的信号来统一控制单位区域A3、A4的加热器18A，根据来自单位区域A5的温度传感器50的信号来统一控制单位区域A5、A6的加热器18A，根据来自单位区域A7的温度传感器50的信号来统一控制单位区域A7、A8的加热器18A，根据来自单位区域A9的温度传感器50的信号来统一控制单位区域A9、A10的加热器18A。在这种情况下，也可以是控制装置51考虑来自温度传感器80的信号来控制各单位区域A1、…A10的加热器18A。
另外，控制装置51具有：数值模型71，其与预先确定的加热器输出和鼓风机输出有关；加热器输出运算部51a，其根据该数值模型71和来自温度传感器50的炉内温度来求出加热器输出；以及鼓风机输出运算部51b，其根据数值模型71和来自温度传感器50的炉内温度来求出鼓风机输出。
其中，数值模型71具有设为多控制区域72a时使用的多控制区域用数值模型71a、设为少控制区域72b时使用的少控制区域用数值模型71b以及鼓风机输出用数值模型73。
加热器输出运算部51a根据多控制区域用数值模型71a或者少控制区域用数值模型71b中的任一个以及来自各单位区域A1、…A10的温度传感器50的信号，求出各单位区域A1、…A10的加热器18A的输出。接着，根据由加热器输出运算部51a求出的加热器18A的输出，由加热器输出部18B控制单位区域A1、…A10的加热器18A。例如在控制装置51设为多控制区域模式72a的情况下，根据多控制区域用数值模型71a和来自所有单位区域A1、…A10的温度传感器50的信号，由加热器输出运算部51a求出所有单位区域A1、…A10的加热器18A的输出，根据加热器18A的输出，由加热器输出控制部18B分别驱动控制所有单位区域A1、…A10的加热器18A。
另外，鼓风机输出运算部51b根据鼓风机输出用数值模型73以及来自任一个单位区域A1、…A10的温度传感器50的信号，求出鼓风机输出，根据该鼓风机输出来控制逆变器输出部53a。
在此，说明数值模型71中的、控制加热器的多控制区域用数值模型71a。
为了预先根据温度传感器50和加热器输出部18B来估计半导体晶圆W的温度并且使所估计出的温度作为整体接近目标温度，多控制区域用数值模型71a可使用能够确定提供给加热器18的电力的数学模型、即任意的模型(多变量、多维、多输出函数)。作为这种多控制区域用数值模型71a例如能够使用美国专利第5,517,594号公报所公开的模型。
这样，根据晶圆的处理个数及其配置，得到对晶圆的温度估计以及用于将晶圆温度设为目标温度的输出进行定义的多控制区域用数值模型71a。此外，示出将估计出的晶圆温度设为控制对象的例子，但是也可以设为将观测温度本身设为控制对象的模型。另外，与多控制区域用数值模型71a同样地求出少控制区域用数值模型71b。在这种情况下，多控制区域用数值模型71a具有在设为多控制区域模式72a的情况下分别按照每个控制区域设定的时间与设定温度的关系。另外，少控制区域用数值模型71b具有在设为少控制区域模式72b的情况下分别按照每个控制区域设定的时间与设定温度的关系。
并且，与求出多控制区域用数值模型71a、少控制区域用数值模型71b的方法相同，一边使加热器18A进行动作一边使冷却介质提供鼓风机实际进行动作，通过实际测量半导体晶圆W的温度，由此能够获取鼓风机输出用数值模型73。
此外，示出数值模型71具有多控制区域用数值模型71a、少控制区域用数值模型71b以及鼓风机输出用数值模型73的例子，但是也可以是，在单一的数值模型71内包含多控制区域用数值模型、少控制区域用数值模型以及鼓风机输出用数值模型。
另外，由加热器输出运算部51a求出的加热器输出被发送至加热器输出部18B，由该热器输出部18B根据由加热器输出运算部51a求出的加热器输出对各单位区域A1、…A10内的加热器18A的加热器元件18进行驱动控制。
另外，由鼓风机输出运算部51b求出的鼓风机输出被发送至逆变器输出部53a，由这些逆变器输出部53a对冷却介质提供鼓风机进行驱动控制。
这样，使用冷却介质提供鼓风机向炉主体5与处理容器3之间的空间33内提供冷却介质。
接着，说明由这种结构构成的热处理装置的作用。
首先，在板12内搭载晶圆W，搭载了晶圆W的板12被载置到盖体10的保温筒11上。之后，通过盖体10上升移动而将板12搬入到处理容器3内。
接着，控制装置51控制加热器输出部18B对各单位区域A1、…A10内的加热器18A进行输出控制，对炉主体5与处理容器3之间的空间33进行加热，对搭载于处理容器3内的板12上的晶圆W实施需要的热处理。
具体地说，控制装置51在升降时设为控制区域的数量少的少控制区域模式72b。在这种情况下，炉主体5与处理容器3之间的空间33内例如被划分为五个控制区域C1、…C5，控制区域C1与单位区域A1、A2对应，控制区域C2与单位区域A3、A4对应，控制区域C3与单位区域A5、A6对应，控制区域C4与单位区域A7、A8对应，控制区域C5与单位区域A9、A10对应(图3的(a))。
此时，控制装置51使用少控制区域用数值模型71b，根据少控制区域用数值模型71b以及来自相隔一个单位区域的单位区域A1、A3、A5、A7、A9的温度传感器50的信号，在加热器输出运算部51a中求出分别对应的单位区域A1、A2(控制区域C1)的加热器18A、单位区域A3、A4(控制区域C2)的加热器18A、单位区域A5、A6(控制区域C3)的加热器18A、单位区域A7、A8(控制区域C4)的加热器18A、以及单位区域A9、A10(控制区域C5)的加热器18A的输出。
接着，加热器输出部18B根据由加热器输出运算部51a求出的加热器输出，统一控制单位区域A1、A2(控制区域C1)的加热器18A，统一控制单位区域A3、A4(控制区域C2)的加热器18A，统一控制单位区域A5、A6(控制区域C3)的加热器18A，统一控制单位区域A7、A8(控制区域C4)的加热器18A，统一控制单位区域A9、A10(控制区域C5)的加热器18A。
在温度稳定时，控制装置51设为控制区域数的数量多的多控制区域模式72a。在该情况下，控制区域C1、C2、C3、C4…C10分别与单位区域A1、A2、A3、A4…A10对应(图3的(b))。
此时，控制装置51使用控制区域用数值模型71a，根据控制区域用数值模型71a以及来自各单位区域A1、…A10的温度传感器50的信号，在加热器输出运算部51a中求出各单位区域A1、…A10的加热器18A的输出。
接着，加热器输出部18B根据由加热器输出运算部51a求出的加热器输出，分别对各个单位区域A1、…A10的加热器18A进行驱动控制。
如图4所示，控制装置51在升温和降温时间T1内设为少控制区域模式71b，在温度稳定时间T2内设为多控制区域模式72a来控制单位区域A1、…A10的加热器18A，由此在升温和降温时间T1内减少控制区域的数量而能够容易地进行控制参数的调谐。另外，如图5所示，在温度稳定时间T2内能够精细均匀地控制单位区域A1、…A10。在T1的少控制区域模式时间内，来自成为控制对象的温度传感器50的检测温度充分跟随设定温度，但是没有成为控制对象的温度传感器(图示为“控制对象外”)稍微偏离。在其后的T2的多控制区域模式时间内，能够将来自所有温度传感器50的检测温度控制为相对于设定温度在±1℃以内。
，在此期间，为了实现根据需要来使热处理作业的有效化，如后述那样强制地对炉主体5与处理容器3之间的空间33进行冷却。
在该情况下，首先通过控制装置51使冷却介质提供鼓风机进行工作。此时，冷却介质(20～30℃)从冷却介质导入部40被吹出到炉主体5与处理容器3之间的空间33内，强制冷却该空间33内部。
在该情况下，鼓风机输出运算部51b根据鼓风机输出用数值模型73以及来自设置于任一个单位区域A1、…A10内的温度传感器50的炉内温度来决定鼓风机输出，逆变器输出部53a根据该鼓风机输出来驱动控制冷却介质提供鼓风机。
本发明的热处理装置的变形例
接着，说明本发明的热处理装置的变形例。
在上述实施方式中，示出由控制装置51根据来自在炉主体5与处理容器3之间形成的空间33的各单位区域A1、…A10内设置的炉内温度传感器50的信号来控制热处理装置的例子，但是并不限于此，也可以是控制装置51根据来自在处理容器3内的各单位区域A1、…A10内设置的处理容器内温度传感器55的信号来控制热处理装置。
即，如上所述，处理容器3内被划分为十个单位区域A1、…A10，按照每个单位区域A1、…A10设置处理容器内温度传感器55，该处理容器内温度传感器55检测该单位区域A1、…A10内的温度，来自处理容器内温度传感器55的检测信号通过信号线55a被发送至控制装置(控制部)51。此外，分别按照各单位区域A1、…A10设置的处理容器内温度传感器55被处理容器内温度传感器支承器具56支承。
接着，说明图6的本发明的变形例的热处理装置。图6是概要地表示本发明的变形例的热处理装置的图。
在图6示出的热处理装置中，仅处理容器3的结构不同，其它结构与图1至图5示出的热处理装置大致相同。
即，在图1中示出处理容器3由单管构成的结构，但是并不限于此，也可以是处理容器3具有由外筒3A以及配置于外筒3A内的内筒3B构成的双管结构。
在图6示出的热处理装置中，对与图1至图5示出的热处理装置相同的部分附加相同的附图标记而省略详细说明。
另外，在上述实施方式中，示出将炉主体5与处理容器3之间的空间33以及处理容器3内划分为十个单位区域A1、…A10的例子，但是并不限于此，也可以是划分为三个以上的任意数的单位区域。在该情况下，如果单位区域的数量多，则本发明的效果更提高。
另外，示出将上述空间33和处理容器3内均等地划分的例子，但是并不限于此，根据装置的使用状态，使单位区域的宽度、位置形状产生各种变化，本发明的效果也不会有差异。
本申请主张2011年3月1日在日本提出的申请即特愿2011-044197的优先权。引用该申请中的全部公开内容，作为本说明书的一部分。

Claims (20)

1.一种热处理装置，其特征在于，具备：
炉主体；
处理容器，其配置在上述炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；
加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；
炉内温度传感器，其被设置为与空间的各单位区域相对应；以及
控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，
其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，
上述控制装置在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部，在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
2.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域形成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
3.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
4.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向上述炉主体与上述处理容器之间的空间内提供冷却介质，
上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
5.根据权利要求4所述的热处理装置，其特征在于，
上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
6.一种热处理装置，其特征在于，具备：
炉主体；
处理容器，其配置在上述炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；
加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；
处理容器内温度传感器，其以与各单位区域相对应的方式被设置在上述处理容器内；以及
控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，
其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，
上述控制装置在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部，在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
7.根据权利要求6所述的热处理装置，其特征在于，
在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域形成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
8.根据权利要求6所述的热处理装置，其特征在于，
上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
9.根据权利要求6所述的热处理装置，其特征在于，
在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向上述炉主体与上述处理容器之间的空间内提供冷却介质，
上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各该单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
10.根据权利要求9所述的热处理装置，其特征在于，
上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
11.一种热处理装置的控制方法，该热处理装置具备：炉主体；处理容器，其配置在上述炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；炉内温度传感器，其被设置为与各单位区域相对应；以及控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，该热处理装置的控制方法的特征在于，具备以下工序：
在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部；以及
在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
12.根据权利要求11所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域构成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
13.根据权利要求11所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
14.根据权利要求11所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向上述炉主体与上述处理容器之间的空间内提供冷却介质，
上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的炉内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
15.根据权利要求14所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
16.一种热处理装置的控制方法，该热处理装置具备：炉主体；处理容器，其配置于上述炉主体内，在该处理容器与上述炉主体之间形成包括多个单位区域的空间，并且在该处理容器的内部收纳多个被处理体；加热部，其以与空间的各单位区域相对应的方式被设置在上述炉主体的内面；处理容器内温度传感器，其以与各单位区域相对应的方式被设置在处理容器内；以及控制装置，其根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各单位区域相对应的加热部，其中，上述控制装置具有控制区域的数量多的多控制区域模式以及控制区域的数量少的少控制区域模式，该控制区域由单位区域形成并且该控制区域被分别控制，该热处理装置的控制方法的特征在于，具备以下工序：在升温和降温时利用控制区域的数量少的少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部；以及
在温度稳定时利用控制区域的数量多的多控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部。
17.根据权利要求16所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
在多控制区域模式中各控制区域由一个单位区域形成，上述控制装置根据来自与该单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与该单位区域相对应的加热部，在少控制区域模式中至少一个控制区域由相邻的多个单位区域形成，上述控制装置根据来自与多个单位区域中的期望的单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与多个单位区域相对应的加热部。
18.根据权利要求16所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
上述控制装置根据在多控制区域模式中预先内置的多控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部，根据在少控制区域模式中预先内置的少控制区域用数值模型来控制与各控制区域相对应的加热部。
19.根据权利要求16所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
在上述炉主体上连接鼓风机并且在上述炉主体上设置排气管，该鼓风机通过冷却介质提供管线向上述炉主体与上述处理容器之间的空间内提供冷却介质，
上述控制装置根据来自与各单位区域相对应的处理容器内温度传感器的信号来控制与各该单位区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
20.根据权利要求19所述的热处理装置的控制方法，其特征在于，
上述控制装置在升温和降温时利用少控制区域模式来控制与各控制区域相对应的加热部并且控制上述鼓风机。
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