溫度監(jiān)控裝置及等離子體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域，具體涉及一種溫度監(jiān)控裝置及等離子體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域中采用PVD設(shè)備進(jìn)行去氣工藝的過程中以及在LED制造領(lǐng)域中采用ITO PVD設(shè)備在鍍膜之前進(jìn)行預(yù)加熱工藝過程中，通常采用加熱燈泡將被加工工件加熱至工藝所需的溫度，且被加工工藝的溫度均勻性是影響其后續(xù)工藝質(zhì)量的重要因素。
[0003]圖1為現(xiàn)有的去氣腔室的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，請(qǐng)參閱圖1，去氣腔室10內(nèi)水平設(shè)置有石英窗17，用以將去氣腔室10由上至下劃分為上腔室18和下腔室19，其中，在下腔室19內(nèi)的底部設(shè)置有至少三個(gè)頂針11，至少三個(gè)頂針11的頂端用于支撐被加工工件S，在下腔室19的側(cè)壁上設(shè)置有出片口 12，用于作為機(jī)械手將被加工工件S傳入和傳出去氣腔室10的通道，且在加熱過程中時(shí)出片口 12保持關(guān)閉狀態(tài)，并保證下腔室19具有一定的真空度；上腔室18的頂壁為反射板13，且在反射板13的上表面上設(shè)置有用于固定加熱燈泡安裝座14的安裝板15，每個(gè)加熱燈泡16經(jīng)由貫穿反射板13和安裝板15的通孔安裝在相應(yīng)的加熱燈泡安裝座14上，加熱燈泡16通過石英窗17對(duì)被加工工件進(jìn)行加熱直至工藝所需的溫度。
[0004]采用圖1所示的去氣腔室對(duì)被加工工件加熱時(shí)，需要預(yù)先利用表面安裝有若干個(gè)熱電偶的測(cè)試基片進(jìn)行加熱測(cè)試，以獲得該加熱過程中測(cè)試數(shù)據(jù)，在實(shí)際工藝過程中，以該測(cè)試數(shù)據(jù)為參照對(duì)被加工工件進(jìn)行均勻加熱。
[0005]然而，采用上述方法對(duì)被加工工件均勻加熱的過程中會(huì)存在以下問題:
[0006]其一，由于當(dāng)去氣腔室的工藝環(huán)境的變化或者被加工工件的材料的變化時(shí)均會(huì)對(duì)被加工工件的實(shí)際加熱溫度造成影響，因此以測(cè)試數(shù)據(jù)為參照很難實(shí)現(xiàn)對(duì)被加工工件進(jìn)行均勻加熱，從而造成被加工工件的溫度均勻性差，進(jìn)而造成工藝質(zhì)量差；
[0007]其二，當(dāng)需要對(duì)工藝溫度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需要重新獲得測(cè)試數(shù)據(jù)，這使得操作過程復(fù)雜、效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供了一種溫度監(jiān)控裝置及等離子體加工設(shè)備，其不僅可以提高被加熱體的加熱均勻性，從而可以提高工藝質(zhì)量；而且可以使得操作過程簡(jiǎn)單，從而可以提高工作效率。
[0009]本發(fā)明提供一種溫度監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控位于反應(yīng)腔室內(nèi)的被加熱體的不同區(qū)域的溫度以控制加熱功率，所述溫度監(jiān)控裝置包括加熱單元、檢測(cè)單元、驅(qū)動(dòng)單元和控制單元，其中，所述加熱單元用于對(duì)所述被加熱體的不同區(qū)域進(jìn)行加熱；所述檢測(cè)單元包括溫度檢測(cè)模塊，所述溫度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述被加熱體的不同區(qū)域內(nèi)的溫度，并將檢測(cè)到的溫度發(fā)送到所述控制單元；所述驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)所述溫度檢測(cè)模塊在所述反應(yīng)腔室內(nèi)移動(dòng)，以使所述溫度檢測(cè)模塊在移動(dòng)的過程中分別檢測(cè)所述被加熱體不同區(qū)域的溫度；所述控制單元用于根據(jù)所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送而來的溫度與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，并在二者存在偏差時(shí)，校準(zhǔn)所述加熱單元對(duì)所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送的溫度所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域的輸出功率。
[0010]具體地，所述被加熱體包括沿其徑向劃分的多個(gè)互為同心的區(qū)域，所述檢測(cè)單元還包括位置檢測(cè)模塊，所述位置檢測(cè)模塊用于在所述溫度檢測(cè)模塊移動(dòng)的過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)所述溫度檢測(cè)模塊的位置，并將其發(fā)送至所述控制單元；所述控制單元用于根據(jù)所述位置檢測(cè)模塊發(fā)送而來的位置判斷由所述溫度檢測(cè)模塊在該位置處發(fā)送而來的溫度屬于被加熱體的區(qū)域，并將該溫度與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，且在二者存在偏差時(shí)校準(zhǔn)所述加熱單元對(duì)所述被加熱體的該區(qū)域的輸出功率。
[0011]具體地，所述被加熱體包括沿其徑向由內(nèi)向外劃分的互為同心的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，所述加熱單元包括中心加熱模塊和邊緣加熱模塊，所述中心加熱模塊用于對(duì)被加熱體的中心區(qū)域進(jìn)行加熱；所述邊緣加熱模塊用于對(duì)被加熱體的邊緣區(qū)域進(jìn)行加熱；所述驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)所述溫度檢測(cè)模塊在所述反應(yīng)腔室的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域之間移動(dòng)，以使所述溫度檢測(cè)模塊在移動(dòng)的過程中分別檢測(cè)所述被加熱體的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的溫度，并將其發(fā)送至所述控制單元；所述位置檢測(cè)模塊用于在所述溫度檢測(cè)模塊移動(dòng)的過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)所述溫度檢測(cè)模塊的位置，并將其發(fā)送至所述控制單元；所述控制單元用于根據(jù)所述位置檢測(cè)模塊發(fā)送而來的位置判斷由所述溫度檢測(cè)模塊在該位置處發(fā)送而來的溫度屬于被加熱體的中心區(qū)域溫度或邊緣區(qū)域溫度，若屬于被加熱體的中心區(qū)域溫度，則將其與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，并在二者存在偏差時(shí)校準(zhǔn)所述中心加熱模塊的輸出功率；若屬于被加熱體的邊緣區(qū)域溫度，則將其與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，并在二者存在偏差時(shí)校準(zhǔn)所述邊緣加熱模塊的輸出功率。
[0012]具體地，所述位置檢測(cè)模塊包括磁感應(yīng)器和磁體，其中所述磁感應(yīng)器設(shè)置在與被加熱體的中心相對(duì)應(yīng)的位置處，所述磁體設(shè)置在與所述溫度檢測(cè)模塊相對(duì)應(yīng)的位置處，并隨所述溫度檢測(cè)模塊同步移動(dòng)，并且所述磁感應(yīng)器被設(shè)置為:在所述磁體處于所述被加熱體的中心區(qū)域時(shí)感應(yīng)到由所述磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，而在所述磁體處于所述被加熱體的邊緣區(qū)域時(shí)無法感應(yīng)到由所述磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)；所述磁感應(yīng)器在感應(yīng)到由所述磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)向所述控制單元發(fā)送信號(hào)；所述控制單元在接收到來自所述磁感應(yīng)器的信號(hào)時(shí)，則確定此時(shí)由所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送而來的溫度屬于被加熱體的中心區(qū)域溫度；在未接收到來自所述磁感應(yīng)器的信號(hào)時(shí)，則確定此時(shí)由所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送而來的溫度屬于被加熱體的邊緣區(qū)域溫度。
[0013]具體地，所述位置檢測(cè)模塊包括磁感應(yīng)器和磁體，其中所述磁體設(shè)置在與所述被加熱體的中心相對(duì)應(yīng)的位置處，所述磁感應(yīng)器設(shè)置在與所述溫度檢測(cè)模塊相對(duì)應(yīng)的位置處，并隨所述溫度檢測(cè)模塊同步移動(dòng)，并且所述磁感應(yīng)器被設(shè)置為:在所述磁感應(yīng)器處于所述被加熱體的中心區(qū)域時(shí)感應(yīng)到由所述磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，而在所述磁感應(yīng)器處于所述被加熱體的邊緣區(qū)域時(shí)無法感應(yīng)到由所述磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)；所述磁感應(yīng)器在感應(yīng)到由所述磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)向所述控制單元發(fā)送信號(hào)；所述控制單元在接收到來自所述磁感應(yīng)器的信號(hào)時(shí)，則確定此時(shí)由所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送而來的溫度屬于被加熱體的中心區(qū)域溫度；在未接收到來自所述磁感應(yīng)器的信號(hào)時(shí)，則確定此時(shí)由所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送而來的溫度屬于被加熱體的邊緣區(qū)域溫度。
[0014]具體地，所述驅(qū)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、中心輪、外齒輪和內(nèi)齒輪，其中所述中心輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于被加熱體所在平面，且位于與被加熱體的中心相對(duì)應(yīng)的位置處；所述外齒輪的旋轉(zhuǎn)軸與所述中心輪相固定，并所述外齒輪與所述內(nèi)齒輪相嚙合；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述中心輪旋轉(zhuǎn)，所述中心輪帶動(dòng)所述外齒輪圍繞所述中心輪的旋轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)，同時(shí)，所述外齒輪在所述內(nèi)齒輪的帶動(dòng)下自轉(zhuǎn)；所述溫度檢測(cè)模塊設(shè)置在所述外齒輪上，并在所述外齒輪自轉(zhuǎn)時(shí)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0015]具體地，所述驅(qū)動(dòng)單元還包括在水平方向上長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的伸縮桿，所述伸縮桿的一端與所述外齒輪固定，所述伸縮桿的另一端與所述溫度檢測(cè)模塊固定。
[0016]具體地，所述檢測(cè)單元還包括距離檢測(cè)模塊，所述距離檢測(cè)模塊用于檢測(cè)其與所述溫度檢測(cè)模塊之間在所述被加熱體徑向上的水平間距，并將其發(fā)送至所述控制單元；所述控制單元用于判斷所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送的溫度是否小于預(yù)設(shè)最低溫度，若是，則根據(jù)此時(shí)由所述距離檢測(cè)模塊發(fā)送而來的水平間距來調(diào)節(jié)所述伸縮桿的長(zhǎng)度，以使所述距離檢測(cè)模塊與所述溫度檢測(cè)模塊之間的水平間距等于距離校正值；所述距離校正值定義為所述溫度檢測(cè)模塊的位置在其檢測(cè)的溫度不小于預(yù)設(shè)最低溫度和小于預(yù)設(shè)最低溫度的交界位置處時(shí)與所述距離檢測(cè)模塊之間的水平間距。
[0017]具體地,所述驅(qū)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和彈性件,其中所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸垂直于被加熱體所在平面，且位于與被加熱體的中心相對(duì)應(yīng)的位置處；所述彈性件的一端與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相固定，所述彈性件的另一端位于沿水平方向上遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的位置，且所述溫度檢測(cè)模塊設(shè)置在所述彈性件的另一端上；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述彈性件加速旋轉(zhuǎn)或減速旋轉(zhuǎn)，所述彈性件帶動(dòng)所述溫度檢測(cè)模塊圍繞所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸由內(nèi)向外或者由外向內(nèi)螺旋狀旋轉(zhuǎn)。
[0018]具體地，所述檢測(cè)單元還包括距離檢測(cè)模塊，所述距離檢測(cè)模塊用于檢測(cè)其與所述溫度檢測(cè)模塊之間在所述被加熱體徑向上的水平間距，并將其發(fā)送至所述控制單元；所述控制單元用于判斷所述溫度檢測(cè)模塊發(fā)送的溫度是否小于預(yù)設(shè)最低溫度，若是，則根據(jù)此時(shí)由所述距離檢測(cè)模塊發(fā)送而來的水平間距來調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的加速旋轉(zhuǎn)的加速度或減速旋轉(zhuǎn)的減速度，以使所述距離檢測(cè)模塊與所述溫度檢測(cè)模塊之間的水平間距等于距離校正值；所述距離校正值定義為所述溫度檢測(cè)模塊的位置在其檢測(cè)的溫度不小于預(yù)設(shè)最低溫度和小于預(yù)設(shè)最低溫度的交界位置處時(shí)與所述距離檢測(cè)模塊之間的水平