CN104630735A - 温度监控装置及等离子体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度监控装置及等离子体加工设备，该温度监控装置中驱动单元驱动温度检测模块在反应腔室内移动，以使温度检测模块在移动的过程中分别检测被加热体不同区域的温度，并将检测到的温度发送到控制单元；控制单元根据温度检测模块发送而来的温度与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时，校准加热单元对温度检测模块发送的温度所对应的检测区域的输出功率。本发明提供的温度监控装置，其可以提高被加热体的加热均匀性，从而可以提高工艺质量；而且可以使得操作过程简单，从而可以提高工作效率。

Description

温度监控装置及等离子体加工设备

技术领域

本发明属于半导体设备制造领域，具体涉及一种温度监控装置及等离子体加工设备。

背景技术

在半导体集成电路制造领域中采用PVD设备进行去气工艺的过程中以及在LED制造领域中采用ITO PVD设备在镀膜之前进行预加热工艺过程中，通常采用加热灯泡将被加工工件加热至工艺所需的温度，且被加工工艺的温度均匀性是影响其后续工艺质量的重要因素。

图1为现有的去气腔室的结构简图，请参阅图1，去气腔室10内水平设置有石英窗17，用以将去气腔室10由上至下划分为上腔室18和下腔室19，其中，在下腔室19内的底部设置有至少三个顶针11，至少三个顶针11的顶端用于支撑被加工工件S，在下腔室19的侧壁上设置有出片口12，用于作为机械手将被加工工件S传入和传出去气腔室10的通道，且在加热过程中时出片口12保持关闭状态，并保证下腔室19具有一定的真空度；上腔室18的顶壁为反射板13，且在反射板13的上表面上设置有用于固定加热灯泡安装座14的安装板15，每个加热灯泡16经由贯穿反射板13和安装板15的通孔安装在相应的加热灯泡安装座14上，加热灯泡16通过石英窗17对被加工工件进行加热直至工艺所需的温度。

采用图1所示的去气腔室对被加工工件加热时，需要预先利用表面安装有若干个热电偶的测试基片进行加热测试，以获得该加热过程中测试数据，在实际工艺过程中，以该测试数据为参照对被加工工件进行均匀加热。

然而，采用上述方法对被加工工件均匀加热的过程中会存在以下问题：

其一，由于当去气腔室的工艺环境的变化或者被加工工件的材料的变化时均会对被加工工件的实际加热温度造成影响，因此以测试数据为参照很难实现对被加工工件进行均匀加热，从而造成被加工工件的温度均匀性差，进而造成工艺质量差；

其二，当需要对工艺温度进行调整时，需要重新获得测试数据，这使得操作过程复杂、效率低。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种温度监控装置及等离子体加工设备，其不仅可以提高被加热体的加热均匀性，从而可以提高工艺质量；而且可以使得操作过程简单，从而可以提高工作效率。

本发明提供一种温度监控装置，用于监控位于反应腔室内的被加热体的不同区域的温度以控制加热功率，所述温度监控装置包括加热单元、检测单元、驱动单元和控制单元，其中，所述加热单元用于对所述被加热体的不同区域进行加热；所述检测单元包括温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述被加热体的不同区域内的温度，并将检测到的温度发送到所述控制单元；所述驱动单元用于驱动所述温度检测模块在所述反应腔室内移动，以使所述温度检测模块在移动的过程中分别检测所述被加热体不同区域的温度；所述控制单元用于根据所述温度检测模块发送而来的温度与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时，校准所述加热单元对所述温度检测模块发送的温度所对应的检测区域的输出功率。

具体地，所述被加热体包括沿其径向划分的多个互为同心的区域，所述检测单元还包括位置检测模块，所述位置检测模块用于在所述温度检测模块移动的过程中实时检测所述温度检测模块的位置，并将其发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据所述位置检测模块发送而来的位置判断由所述温度检测模块在该位置处发送而来的温度属于被加热体的区域，并将该温度与预设标准温度进行比较，且在二者存在偏差时校准所述加热单元对所述被加热体的该区域的输出功率。

具体地，所述被加热体包括沿其径向由内向外划分的互为同心的中心区域和边缘区域，所述加热单元包括中心加热模块和边缘加热模块，所述中心加热模块用于对被加热体的中心区域进行加热；所述边缘加热模块用于对被加热体的边缘区域进行加热；所述驱动单元用于驱动所述温度检测模块在所述反应腔室的中心区域和边缘区域之间移动，以使所述温度检测模块在移动的过程中分别检测所述被加热体的中心区域和边缘区域的温度，并将其发送至所述控制单元；所述位置检测模块用于在所述温度检测模块移动的过程中实时检测所述温度检测模块的位置，并将其发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据所述位置检测模块发送而来的位置判断由所述温度检测模块在该位置处发送而来的温度属于被加热体的中心区域温度或边缘区域温度，若属于被加热体的中心区域温度，则将其与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时校准所述中心加热模块的输出功率；若属于被加热体的边缘区域温度，则将其与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时校准所述边缘加热模块的输出功率。

具体地，所述位置检测模块包括磁感应器和磁体，其中所述磁感应器设置在与被加热体的中心相对应的位置处，所述磁体设置在与所述温度检测模块相对应的位置处，并随所述温度检测模块同步移动，并且所述磁感应器被设置为：在所述磁体处于所述被加热体的中心区域时感应到由所述磁体产生的磁场，而在所述磁体处于所述被加热体的边缘区域时无法感应到由所述磁体产生的磁场；所述磁感应器在感应到由所述磁体产生的磁场时向所述控制单元发送信号；所述控制单元在接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的中心区域温度；在未接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的边缘区域温度。

具体地，所述位置检测模块包括磁感应器和磁体，其中所述磁体设置在与所述被加热体的中心相对应的位置处，所述磁感应器设置在与所述温度检测模块相对应的位置处，并随所述温度检测模块同步移动，并且所述磁感应器被设置为：在所述磁感应器处于所述被加热体的中心区域时感应到由所述磁体产生的磁场，而在所述磁感应器处于所述被加热体的边缘区域时无法感应到由所述磁体产生的磁场；所述磁感应器在感应到由所述磁体产生的磁场时向所述控制单元发送信号；所述控制单元在接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的中心区域温度；在未接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的边缘区域温度。

具体地，所述驱动单元包括旋转电机、中心轮、外齿轮和内齿轮，其中所述中心轮的旋转轴垂直于被加热体所在平面，且位于与被加热体的中心相对应的位置处；所述外齿轮的旋转轴与所述中心轮相固定，并所述外齿轮与所述内齿轮相啮合；所述旋转电机用于驱动所述中心轮旋转，所述中心轮带动所述外齿轮围绕所述中心轮的旋转轴公转，同时，所述外齿轮在所述内齿轮的带动下自转；所述温度检测模块设置在所述外齿轮上，并在所述外齿轮自转时围绕其旋转轴旋转。

具体地，所述驱动单元还包括在水平方向上长度可调节的伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述外齿轮固定，所述伸缩杆的另一端与所述温度检测模块固定。

具体地，所述检测单元还包括距离检测模块，所述距离检测模块用于检测其与所述温度检测模块之间在所述被加热体径向上的水平间距，并将其发送至所述控制单元；所述控制单元用于判断所述温度检测模块发送的温度是否小于预设最低温度，若是，则根据此时由所述距离检测模块发送而来的水平间距来调节所述伸缩杆的长度，以使所述距离检测模块与所述温度检测模块之间的水平间距等于距离校正值；所述距离校正值定义为所述温度检测模块的位置在其检测的温度不小于预设最低温度和小于预设最低温度的交界位置处时与所述距离检测模块之间的水平间距。

具体地，所述驱动单元包括旋转电机和弹性件，其中所述旋转电机的旋转轴垂直于被加热体所在平面，且位于与被加热体的中心相对应的位置处；所述弹性件的一端与所述旋转电机的旋转轴相固定，所述弹性件的另一端位于沿水平方向上远离所述旋转电机的旋转轴的位置，且所述温度检测模块设置在所述弹性件的另一端上；所述旋转电机用于驱动所述弹性件加速旋转或减速旋转，所述弹性件带动所述温度检测模块围绕所述旋转电机的旋转轴由内向外或者由外向内螺旋状旋转。

具体地，所述检测单元还包括距离检测模块，所述距离检测模块用于检测其与所述温度检测模块之间在所述被加热体径向上的水平间距，并将其发送至所述控制单元；所述控制单元用于判断所述温度检测模块发送的温度是否小于预设最低温度，若是，则根据此时由所述距离检测模块发送而来的水平间距来调节所述旋转电机的加速旋转的加速度或减速旋转的减速度，以使所述距离检测模块与所述温度检测模块之间的水平间距等于距离校正值；所述距离校正值定义为所述温度检测模块的位置在其检测的温度不小于预设最低温度和小于预设最低温度的交界位置处时与所述距离检测模块之间的水平间距。

优选地，所述温度检测模块与所述被加热体的下表面之间的竖直间距的范围在5～10mm。

本发明还提供一种等离子体加工设备，包括采用本发明提供的上述温度监控装置。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的温度监控装置，其通过驱动单元驱动温度检测模块在反应腔室内移动，温度检测模块在移动的过程中分别检测被加热体不同区域的温度，并将检测到的温度发送到控制单元，控制单元根据温度检测模块发送而来的温度与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时，校准加热单元对温度检测模块发送的温度所对应的检测区域的输出功率，这使得可以实现根据实时检测的被加热体不同区域的温度调节加热单元对加热件的不同区域的输出功率，从而不仅可以提高被加热体的加热均匀性，进而可以提高工艺质量；而且，当需要对工艺温度进行调整时，仅需要调整预设标准温度，这与现有技术中需要重新获得测试数据相比，可以使得操作过程简单，从而可以提高工作效率。

本发明提供的等离子体加工设备，其采用本发明提供的温度监控装置，不仅可以提高被加热体的加热均匀性，从而可以提高工艺质量；而且可以提高工作效率，进而可以提高经济效益。

附图说明

图1为现有的去气腔室的结构简图；

图2为本发明第一实施例提供的温度监控装置的原理框图；

图3为图2提供的温度监控装置的结构简图；

图4a为图3中驱动单元的剖视图；

图4b为图3中驱动单元的结构示意图；

图5为图3中加热单元的俯视图；

图6为温度检测模块的移动路径示意图；

图7为图2中驱动单元的第二种结构示意图；

图8为图2中驱动单元的第三种结构示意图；

图9为图8所示的驱动单元驱动温度检测模块的移动路径示意图；

图10为本发明第二实施例提供的温度监控装置的原理框图；以及

图11为图10提供的温度监控装置的结构简图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的温度监控装置及等离子体加工设备进行详细描述。

图2为本发明第一实施例提供的温度监控装置的原理框图。图3为图2提供的温度监控装置的结构简图。图4a为图3中驱动单元的剖视图。图4b为图3中驱动单元的结构示意图。请一并参阅图2、图3、图4a和图4b，本实施例提供的温度监控装置，用于监控位于反应腔室内的被加热体的不同区域的温度以控制加热功率，其包括检测单元20、驱动单元21、加热单元22和控制单元23。其中，加热单元22用于对被加热体S的不同区域进行加热，在本实施例中，加热单元22包括中心加热模块221和边缘加热模块222，中心加热模块221用于对被加热体S的中心区域进行加热，边缘加热模块222用于对被加热体S的边缘区域进行加热，加热单元22采用加热灯泡的方式对被加热体S进行加热，加热灯泡包括钨丝红外加热灯泡或卤素加热灯泡，如图5所示，位于外圈的多个间隔设置加热灯泡形成边缘加热模块221，位于内圈的多个间隔设置的加热灯泡形成中心加热模块222；并且，在本实施例中，被加热体S包括单个被加工工件S’，或者，被加热体S包括多个被加工工件S’以及用于承载多个被加工工件S’的托盘S”。

检测单元20包括温度检测模块201，其中，温度检测模块包括非接触式温度传感器，且位于被加热体S的下方，并且，优选地，温度检测模块201与被加热体S的下表面之间的竖直间距H的范围在5～10mm；驱动单元21用于驱动温度检测模块201在反应腔室内移动，以使温度检测模块201在移动的过程中分别检测被加热体S不同区域（例如，被加热体S的中心区域和边缘区域）的温度，并将其发送至控制单元23；控制单元23用于根据温度检测模块201发送而来的温度与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时，校准加热单元22对温度检测模块201发送的温度所对应的检测区域的输出功率。具体地，当温度检测模块201发送而来的温度大于预设标准温度时，则减小中心加热模块221或边缘加热模块222的输出功率；若温度检测模块201发送而来的温度小于预设标准温度时，则增大中心加热模块221或边缘加热模块222的输出功率；若温度检测模块201发送而来的温度等于预设标准温度时，则保持中心加热模块221或边缘加热模块222的输出功率不变。

在本实施例中，驱动单元21包括旋转电机211、中心轮212、外齿轮213和内齿轮214。其中，中心轮212的旋转轴O1O1垂直于被加热体S所在平面，且位于与被加热体S的中心相对应的位置处；外齿轮213的旋转轴O2O2与中心轮212相固定，并外齿轮213与内齿轮214相啮合；旋转电机211用于驱动中心轮212旋转，中心轮212带动外齿轮213围绕中心轮212的旋转轴O1O1公转，同时，外齿轮213在内齿轮214的带动下自转；温度检测模块201设置在外齿轮213上，并在外齿轮213自转时围绕其旋转轴O2O2旋转。容易理解，在实际应用中，可以根据被加热体S的尺寸等因素，通过分别设定外齿轮213的外径R2和内齿轮214的外径R1来设定温度检测模块201的移动路径。

驱动单元21还包括在水平方向上长度可调节的伸缩杆215，伸缩杆215的一端与外齿轮213固定，伸缩杆215的另一端与温度检测模块201固定，这使得温度检测模块201相对外齿轮213固定。在这种情况下，不仅可以通过设定外齿轮213的外径R2和内齿轮214的外径R1来设定温度检测模块201的移动路径，而且也可以通过设定伸缩杆215的长度D来设定温度检测模块201的移动路径，从而可以提高温度监控装置的灵活性和适用性。如图6所示，为温度检测模块的移动路径示意图，其中，被加热体S为多个被加工工件S’以及用于承载多个被加工工件S’的托盘S’’，并且，R2=0.4R1，D=0.5R2=0.2R1，温度检测模块201的移动路径为以托盘S’’的中心的长幅度摆线，从温度检测模块201的移动路径可以看出：温度检测模块201在托盘S’’的中心区域和边缘区域之间移动，且其检测位于托盘S’’中心区域或边缘区域的每个被加工工件正下方部分托盘下表面的温度，这使得温度检测模块201检测的温度接近被加工工件S’的温度，因此可以根据托盘S’’上被加工工件S’的分布方式来设定外齿轮212的外径R2、内齿轮214的外径R1和伸缩杆215的长度D，以实现温度检测模块201检测位于托盘S’’中心区域或边缘区域的每个被加工工件S’正下方部分托盘下表面的温度，这可以提高温度检测模块201检测的温度接近被加工工件S’的温度，从而可以提高温度检测模块201检测位于托盘S’’中心区域和边缘区域内的被加工工件S’温度的准确性，进而通过本实施例提供温度监控装置可以提高位于托盘S’’中心区域和边缘区域内的被加工工件S’加热的均匀性。

容易理解，参阅图6所示的上述驱动单元21驱动温度检测模块201的移动路径，可以实现温度检测模块201检测被加热体S的中心区域和边缘区域的温度；也可以实现温度检测模块201检测托盘S’’上的被加工工件S’对应的各个区域的温度。当然，在实际应用中，也可以采用其他结构的驱动单元21来驱动温度检测模块201移动，以实现温度检测模块201对被加热体S划分的不同区域进行检测。

优选地，在本实施例中，被加热体S包括沿其径向划分的多个互为同心的区域（例如，被加热体S的中心区域和边缘区域），检测单元20还包括位置检测模块202，位置检测模块202用于在温度检测模块201在移动的过程中实时检测温度检测模块201的位置，并将其发送至控制单元23。具体地，位置检测模块202包括磁感应器202A和磁体202B。其中，磁感应器202A设置在与被加热体S的中心相对应位置处，磁体202B设置在与温度检测模块201相对应的位置处，并随温度检测模块201同步移动，并且磁感应器202A被设置为：在磁体202B处于被加热体S的中心区域时感应到由磁体202B产生的磁场，而在磁体202B处于被加热体S的边缘区域时无法感应到由磁体202B产生的磁场；磁感应器202A在感应到由磁体202B产生的磁场时向控制单元23发送信号；控制单元23在接收到来自磁感应器202A的信号时，则确定此时由温度检测模块201发送而来的温度属于被加热体S的中心区域温度；在未接收到来自磁感应器202A的信号时，则确定此时由温度检测模块201发送而来的温度属于被加热体S的边缘区域温度。

在实际应用中，也可以将磁体202B设置在与被加热体的中心相对应的位置处，磁感应器202A设置在与温度检测模块201相对应的位置处，并随温度检测模块201同步移动，在这种情况下，将磁感应器202A设置为：在磁感应器202A处于被加热体S的中心区域时感应到由磁体202B产生的磁场，而在磁感应器202A处于被加热体S的边缘区域时无法感应到由磁体202B产生的磁场；磁感应器202A在感应到由磁体202B产生的磁场时向控制单元23发送信号。

控制单元23用于根据位置检测模块202发送而来的位置判断由温度检测模块201在该位置处发送而来的温度属于被加热体S的中心区域温度或边缘区域温度，若属于被加热体S的中心区域温度（即，控制单元23接收到来自磁感应器202A的信号），则将其与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时校准中心加热模块221的输出功率；若属于被加热体S的边缘区域温度（即，控制单元23未接收到来自磁感应器202A的信号），则将其与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时校准边缘加热模块222的输出功率；其中，预设标准温度为被加热体S进行工艺所需的工艺温度。

需要说明的是，在实际应用中，驱动单元21也可以采用其他结构来实现驱动温度检测模块201在被加热体S的中心区域和边缘区域之间移动，例如，如图7所示，为图2中驱动单元的第二种结构示意图，驱动单元21包括旋转电机211、第一外齿轮212’、第二外齿轮213’和内齿轮214’，其中，第一外齿轮212’的旋转轴O1O1垂直于被加热体S所在平面，且位于与被加热体的中心相对应的位置处；第二外齿轮213’与第一外齿轮212’相啮合，并与内齿轮214’相啮合；旋转电机211用于驱动第一外齿轮212’旋转，第一外齿轮212’带动第二外齿轮213’围绕第一外齿轮212’的旋转轴O1O1公转，同时，第二外齿轮213’在内齿轮214’的带动下自转；温度检测模块201设置在第二外齿轮213’上，并在第二外齿轮213’自转时围绕其旋转轴O2O2旋转。而且，其与本实施例提供的驱动单元21相类似，还包括在水平方向上长度可调节的伸缩杆215，伸缩杆215的一端与第二外齿轮213’固定，伸缩杆215的另一端与温度检测模块201固定，并且，也可以通过设定第二外齿轮213’的外径R2、内齿轮214’的外径R1和伸缩杆215的长度D来设定温度检测模块201的移动路径。

又如，如图8所示，为图2中驱动单元的第三种结构示意图，驱动单元21包括旋转电机211和弹性件216，其中，旋转电机211的旋转轴垂直于被加热体S所在平面，且位于与被加热体的中心相对应的位置处；弹性件216的一端与旋转电机211的旋转轴相固定，弹性件216的另一端位于沿水平方向上远离旋转电机211的旋转轴的位置，且温度检测模块201设置在弹性件216的另一端上；旋转电机211用于驱动弹性件216加速旋转或减速旋转，弹性件216带动温度检测模块201围绕旋转电机211的旋转轴由内向外或者由外向内螺旋状旋转。在这种情况下，如图9所示，为图8所示的驱动单元驱动温度检测模块的移动路径示意图，旋转电机211驱动弹性件216减速旋转，弹性件216带动温度检测模块201围绕旋转电机211的旋转轴由外向内（即，从位置B处旋转至位置A处）螺旋状旋转，可以实现温度检测模块201从被加热体S的中心区域向边缘区域移动；旋转电机211驱动弹性件216加速旋转，弹性件216带动温度检测模块201围绕旋转电机211的旋转轴由内向外（即，从位置A处旋转至位置B处）螺旋状旋转，可以实现温度检测模块201从被加热体S的边缘区域向中心区域移动。容易理解，可以在位置A和B之间的任意位置处，旋转电机211驱动弹性件216进行加速或者减速运动时，弹性件216带动温度检测模块201围绕旋转电机211的旋转轴向外或向内螺旋状旋转，以实现温度检测模块201在移动的过程中对被加热体的中心区域和边缘区域的温度进行检测。

其中，弹性件216包括弹簧，在这种情况下，驱动单元21还包括连接杆217，弹簧套置在连接杆217的外周壁上，且在旋转电机211驱动弹簧加速旋转或减速旋时，弹簧沿着该连接杆217拉长或压缩，连接杆217的长度不小于弹簧在其弹性范围内变化时的最大长度。并且，优选地，旋转电机211驱动弹性件216匀加速旋转或匀减速旋转，这使得温度检测模块在移动的过程中可以均匀检测被加热体的径向的温度，可以提高温度检测模块的检测精度，从而可以提高温度监控装置的控制精度。容易理解，采用图8所示的驱动单元可以通过选择不同特性参数的弹性件216和控制旋转电机211旋转的加速度或减速度来改变温度检测模块201的移动路径。

还需要说明的是，在本实施例中，预先加热被加热体至工艺所需的温度，但由于被加热体的材质或者加热环境等因素，使得被加热体的加热均匀性差，因此，再通过采用本实施例提供的温度监控装置来提高加热件的加热均匀性。

另外需要说明的是，在本实施例中，预设标准温度为被加热体S进行工艺所需的工艺温度（例如，300摄氏度），但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，预设标准温度可以为属于一定温度范围内的任意温度值。

综上所述，本实施例提供的温度监控装置，其通过驱动单元21驱动温度检测模块201在反应腔室内移动，温度检测模块201在移动的过程中分别检测被加热体S不同区域的温度，并将检测到的温度发送到控制单元21，控制单元23根据温度检测模块201发送而来的温度与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时，校准加热单元22对温度检测模块201发送的温度所对应的检测区域的输出功率，这使得可以实现调节输出功率，这使得可以实现根据实时检测的被加热体不同区域的温度调节加热单元对加热件的不同区域的输出功率，从而不仅可以提高被加热体S的加热均匀性，进而可以提高工艺质量；而且，当需要对工艺温度进行调整时，仅需要调整预设标准温度，这与现有技术中需要重新获得测试数据相比，可以使得操作过程简单，从而可以提高工作效率。

图10为本发明第二实施例提供的温度监控装置。图11为图10提供的温度监控装置的结构简图。请一并参阅图10和图11，本实施例提供的温度监控装置与上述第一实施例提供的温度监控装置相比，同样包括检测单元20、驱动单元21、加热单元22和控制单元23，由于检测单元20、驱动单元21、加热单元22和控制单元23的功能和关系在上述第一实施例中已有了详细的描述，在此不再赘述。

下面仅对本实施例提供的温度监控装置与上述第一实施例提供的温度监控装置的不同点进行详细描述：具体地，检测单元20还包括距离检测模块203，距离检测模块203包括距离传感器，距离检测模块203用于检测其与温度检测模块201之间在被加热体S径向上的水平间距L，并将其发送至控制单元。当采用图4a、图4b所示或图7所示的驱动单元21时，控制单元23用于判断温度检测模块201发送的温度是否小于预设最低温度，预设最低温度是指不属于被加热体S的任意位置处的温度，若是（即，温度检测模块201当前检测的温度不属于被加热体S的温度），则根据此时由距离检测模块203发送而来的水平间距L来调节伸缩杆215的长度，以使距离检测模块203与温度检测模块201之间的水平间距等于距离校正值，距离校正值定义为温度检测模块201的位置在其检测的温度不小于预设最低温度和小于预设最低温度的交界位置处时与距离检测模块203之间的水平间距，即，实现温度检测201位于被加热体S的边界位置，因此，这可以实现根据被加热体S的实际尺寸的自动调节温度检测模块201与被加热体S的水平间距，可以进一步提高温度监控装置的灵活性。

当采用如图9所示的驱动单元21时，控制单元23判断温度检测模块201发送的温度是否小于预设最低温度，若是，则根据此时由距离检测模块203发送而来的水平间距L来调节旋转电机211的加速旋转的加速度或减速旋转的减速度，以使距离检测模块203与温度检测模块201之间的水平间距等于距离校正值。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种等离子体加工设备，包括反应腔室和温度监控装置，在反应腔室内设置有被加热体，温度监控装置用于对被加热体加热至工艺所需的温度，且该温度监控装置采用上述第一实施例或第二实施例提供的温度监控装置。

需要说明的是，本实施例提供的等离子体加工设备包括铜互连PVD设备以及ITO PVD设备。在铜互连PVD设备的去气腔室内采用上述第一实施例或第二实施例提供的温度监控装置对单个被加工工件加热至工艺所需的温度；在ITO PVD设备的预加热腔室内采用上述第一实施例或第二实施例提供的温度监控装置对承载多个被加工工件的托盘进行加热，以实现间接加热被加工工件至工艺所需的温度。

本实施例提供的等离子体加工设备，其采用上述第一实施例或第二实施例提供的温度监控装置，不仅可以提高被加热体S的加热均匀性，从而可以提高工艺质量；而且可以提高工作效率，进而可以提高经济效益。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种温度监控装置，用于监控位于反应腔室内的被加热体的不同区域的温度以控制加热功率，其特征在于，所述温度监控装置包括加热单元、检测单元、驱动单元和控制单元，其中

所述加热单元用于对所述被加热体的不同区域进行加热；

所述检测单元包括温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述被加热体的不同区域内的温度，并将检测到的温度发送到所述控制单元；

所述驱动单元用于驱动所述温度检测模块在所述反应腔室内移动，以使所述温度检测模块在移动的过程中分别检测所述被加热体不同区域的温度；

所述控制单元用于根据所述温度检测模块发送而来的温度与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时，校准所述加热单元对所述温度检测模块发送的温度所对应的检测区域的输出功率。

2.根据权利要求1所述的温度监控装置，其特征在于，所述被加热体包括沿其径向划分的多个互为同心的区域，所述检测单元还包括位置检测模块，所述位置检测模块用于在所述温度检测模块移动的过程中实时检测所述温度检测模块的位置，并将其发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据所述位置检测模块发送而来的位置判断由所述温度检测模块在该位置处发送而来的温度属于被加热体的区域，并将该温度与预设标准温度进行比较，且在二者存在偏差时校准所述加热单元对所述被加热体的该区域的输出功率。

3.根据权利要求2所述的温度监控装置，其特征在于，所述被加热体包括沿其径向由内向外划分的互为同心的中心区域和边缘区域，所述加热单元包括中心加热模块和边缘加热模块，所述中心加热模块用于对被加热体的中心区域进行加热；所述边缘加热模块用于对被加热体的边缘区域进行加热；

所述驱动单元用于驱动所述温度检测模块在所述反应腔室的中心区域和边缘区域之间移动，以使所述温度检测模块在移动的过程中分别检测所述被加热体的中心区域和边缘区域的温度，并将其发送至所述控制单元；所述位置检测模块用于在所述温度检测模块移动的过程中实时检测所述温度检测模块的位置，并将其发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据所述位置检测模块发送而来的位置判断由所述温度检测模块在该位置处发送而来的温度属于被加热体的中心区域温度或边缘区域温度，若属于被加热体的中心区域温度，则将其与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时校准所述中心加热模块的输出功率；若属于被加热体的边缘区域温度，则将其与预设标准温度进行比较，并在二者存在偏差时校准所述边缘加热模块的输出功率。

4.根据权利要求3所述的温度监控装置，其特征在于，所述位置检测模块包括磁感应器和磁体，其中

所述磁感应器设置在与被加热体的中心相对应的位置处，所述磁体设置在与所述温度检测模块相对应的位置处，并随所述温度检测模块同步移动，并且

所述磁感应器被设置为：在所述磁体处于所述被加热体的中心区域时感应到由所述磁体产生的磁场，而在所述磁体处于所述被加热体的边缘区域时无法感应到由所述磁体产生的磁场；所述磁感应器在感应到由所述磁体产生的磁场时向所述控制单元发送信号；

所述控制单元在接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的中心区域温度；在未接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的边缘区域温度。

5.根据权利要求3所述的温度监控装置，其特征在于，所述位置检测模块包括磁感应器和磁体，其中

所述磁体设置在与所述被加热体的中心相对应的位置处，所述磁感应器设置在与所述温度检测模块相对应的位置处，并随所述温度检测模块同步移动，并且

所述磁感应器被设置为：在所述磁感应器处于所述被加热体的中心区域时感应到由所述磁体产生的磁场，而在所述磁感应器处于所述被加热体的边缘区域时无法感应到由所述磁体产生的磁场；所述磁感应器在感应到由所述磁体产生的磁场时向所述控制单元发送信号；

所述控制单元在接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的中心区域温度；在未接收到来自所述磁感应器的信号时，则确定此时由所述温度检测模块发送而来的温度属于被加热体的边缘区域温度。

6.根据权利要求1所述的温度监控装置，其特征在于，所述驱动单元包括旋转电机、中心轮、外齿轮和内齿轮，其中

所述中心轮的旋转轴垂直于被加热体所在平面，且位于与被加热体的中心相对应的位置处；

所述外齿轮的旋转轴与所述中心轮相固定，并所述外齿轮与所述内齿轮相啮合；

所述旋转电机用于驱动所述中心轮旋转，所述中心轮带动所述外齿轮围绕所述中心轮的旋转轴公转，同时，所述外齿轮在所述内齿轮的带动下自转；

所述温度检测模块设置在所述外齿轮上，并在所述外齿轮自转时围绕其旋转轴旋转。

7.根据权利要求6所述的温度监控装置，其特征在于，所述驱动单元还包括在水平方向上长度可调节的伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述外齿轮固定，所述伸缩杆的另一端与所述温度检测模块固定。

8.根据权利要求7所述的温度监控装置，其特征在于，所述检测单元还包括距离检测模块，

所述距离检测模块用于检测其与所述温度检测模块之间在所述被加热体径向上的水平间距，并将其发送至所述控制单元；

所述控制单元用于判断所述温度检测模块发送的温度是否小于预设最低温度，若是，则根据此时由所述距离检测模块发送而来的水平间距来调节所述伸缩杆的长度，以使所述距离检测模块与所述温度检测模块之间的水平间距等于距离校正值；

所述距离校正值定义为所述温度检测模块的位置在其检测的温度不小于预设最低温度和小于预设最低温度的交界位置处时与所述距离检测模块之间的水平间距。

9.根据权利要求1所述的温度监控装置，其特征在于，所述驱动单元包括旋转电机和弹性件，其中

所述旋转电机的旋转轴垂直于被加热体所在平面，且位于与被加热体的中心相对应的位置处；

所述弹性件的一端与所述旋转电机的旋转轴相固定，所述弹性件的另一端位于沿水平方向上远离所述旋转电机的旋转轴的位置，且所述温度检测模块设置在所述弹性件的另一端上；

所述旋转电机用于驱动所述弹性件加速旋转或减速旋转，所述弹性件带动所述温度检测模块围绕所述旋转电机的旋转轴由内向外或者由外向内螺旋状旋转。

10.根据权利要求9所述的温度监控装置，其特征在于，所述检测单元还包括距离检测模块，

所述距离检测模块用于检测其与所述温度检测模块之间在所述被加热体径向上的水平间距，并将其发送至所述控制单元；

所述控制单元用于判断所述温度检测模块发送的温度是否小于预设最低温度，若是，则根据此时由所述距离检测模块发送而来的水平间距来调节所述旋转电机的加速旋转的加速度或减速旋转的减速度，以使所述距离检测模块与所述温度检测模块之间的水平间距等于距离校正值；

所述距离校正值定义为所述温度检测模块的位置在其检测的温度不小于预设最低温度和小于预设最低温度的交界位置处时与所述距离检测模块之间的水平间距。

11.根据权利要求1所述的温度监控装置，其特征在于，所述温度检测模块与所述被加热体的下表面之间的竖直间距的范围在5～10mm。

12.一种等离子体加工设备，其特征在于，包括采用权利要求1-11任意一项所述的温度监控装置。