CN116065233B - 外延设备及其清洁工艺的温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外延设备及其清洁工艺的温度控制方法，所述外延设备包括腔体、加热组件、测温装置及温控装置，所述测温组件用于实时探测所述腔体中同一部件多个位置处的温度值，所述温控装置用于根据所述部件多个位置处的实时的温度值计算所述部件的时变温度均值，并根据所述时变温度均值实时动态调节所述加热组件的加热功率，以保证所述部件的温度稳定在预设温度阈值内。本发明通过获取该部件多个位置处的温度值而获得能够相对均衡、精确的表征该部件物理结构表面同一时钟周期的温度，进而可以稳定控制该部件的温度，达到彻底清洁该部件的目的。

Description

外延设备及其清洁工艺的温度控制方法

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种外延设备及其清洁工艺的温度控制方法。

背景技术

在半导体外延设备中，通过在由上、下石英穹顶组成的反应腔体内部对衬底（或称晶圆）进行气相沉积反应，以在衬底表面上生长出一层外延薄膜。然而，在进行气相沉积的过程中，反应物不仅仅沉积在衬底表面，还会在腔体的内壁，尤其是上石英穹顶内表面沉积。如果长时间不清洗上石英穹顶，会在上石英穹顶内表面产生厚厚的一层膜，影响加热装置的透光性和工艺气体的流动性，同时可能会在上石英穹顶内表面产生颗粒，从而影响到衬底的生长工艺，降低衬底的良率。

为此，每台外延设备在处理过一定数量的晶圆后，都需要利用清洁气体来定期进行腔体内部的清洗，藉以去除附着在腔体内壁上的沉积物质或残存物质。然而，由于清洁气体的使用量通常不低，故如何有效率的清洁腔体内部并且延长每一次清洁的周期，同时又能够使气体的使用量降低或最小化，兼顾生产效率与成本之间的平衡，亦必须做进一步的整体考量。

因此，在清洁工艺时，控制上穹顶的温度显得尤为重要，精确的控制上穹顶的温度关系到清洁气体的清洁效果，最终影响清洁工艺的质量，即从上穹顶内表面去除沉积物或残存物质的质量。

这里的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。

发明内容

本发明提出了一种外延设备及其清洁工艺的温度控制方法，实时采集外延设备中的上穹顶的多个位置处的温度值以获得上穹顶结构域的时变温度均值，再根据所述上穹顶的时变温度均值动态调整外延设备中的加热组件的加热功率，以控制上穹顶的温度稳定在预设温度阈值内，进而可以控制外延设备进行清洁工艺时的清洁效果，达到彻底清洁上穹顶的目的。

为了达到上述目的，本发明提出了一种外延设备，包括：

腔体，所述腔体由上、下穹顶及侧壁密封而成；

加热组件，其设置在腔体的上方和/或下方，用于辐射加热所述腔体；

测温组件，其用于实时探测所述腔体中同一部件多个位置处的温度值；

温控装置，其与所述测温组件及加热组件连接，用于根据所述部件多个位置处的实时的温度值计算所述部件的时变温度均值，并根据所述时变温度均值实时动态调节所述加热组件的加热功率，以保证所述部件的温度稳定在预设温度阈值内；

所述部件为所述上穹顶；

所述测温组件包含至少三个测温装置，各个所述测温装置的测温点到所述上穹顶的中心的距离相同且相邻两个测温点在周向上的间隔相同；

设置在腔体上方的加热组件为多个，多个所述加热组件呈环形排列，形成内圈加热组和外圈加热组；所述测温点分别设置在所述上穹顶上的由内圈加热组和外圈加热组形成的热辐射区的重叠区的热区、冷区和中间区上；

所述温控装置包括：

均值计算模块，其用于根据所述部件上多个位置处的温度值计算所述部件的时变温度均值；

PID控制模块，其与所述均值计算模块连接，用于根据所述部件的时变温度均值与预设温度阈值计算生成的设定温度值而获得控制信号；以及

功率调节模块，其与所述PID控制模块连接，用于根据所述控制信号实时动态调节所述加热组件的加热功率。

可选地，所述距离为14cm-24cm。

可选地，所述预设温度阈值通过预设温度获得，且所述预设温度为所述预设温度阈值的中值。

可选地，所述温控装置还包括：主控单元，其与所述均值计算模块及所述PID控制模块连接，用于储存所述均值计算模块计算得到的所述部件的时变温度均值，并将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。

可选地，所述主控单元还用于判断上一时钟周期的时变温度均值是否超过或等于预设温度阈值，如果是，执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值；如果否，执行将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。

可选地，主控单元还用于判断上一时钟周期的热区的温度值是否超过或等于极大阈值或冷区的温度值是否超过或等于极小阈值，如果是，执行报警动作；如果否，不执行报警动作。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种外延设备的清洁工艺的温度控制方法，包括以下步骤：

提供如上所述的外延设备；

采用加热组件将所述外延设备的腔体中的任一部件加热至预设温度；

执行清洁工艺；

实时采集所述部件的多个位置处的温度值；

根据所述部件多个位置处的温度值实时动态调节所述加热组件的加热功率，使得所述部件的温度稳定在预设温度阈值内。

可选地，所述调节所述加热组件的加热功率包括以下步骤：

根据所述部件上多个位置处的温度值计算所述部件的时变温度均值；

判断所述部件的时变温度均值与预设温度阈值之间的关系，并根据该关系计算生成的设定温度值而获得控制信号；

根据所述控制信号调整所述加热组件的加热功率。

可选地，所述判断所述部件的时变温度均值与预设温度阈值之间的关系，并根据该关系计算生成的设定温度值而获得控制信号，具体为：

判断上一时钟周期的时变温度均值是否超过或等于预设温度阈值，

如果是，执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值；

如果否，执行将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。

本发明具有以下优势：

1）本发明实时采集外延设备的腔体中部件的多个位置处的温度值以获得同一时钟周期的所述部件结构域的时变温度均值，可以更准确的表征该部件的整体温度，然后再根据该部件的时变温度均值动态调整外延设备中的加热组件的加热功率，以控制该部件的温度稳定在预设温度阈值内，进而可以控制外延设备进行清洁工艺时的清洁效果，达到彻底清洁该部件的目的。

2）三个测温点分别设置在热区、冷区和中间区上，且测温点分布间隔大，可以更好地反应出该部件整体的温度变化。

3）可以实时监测热区、冷区的温度，并给出警报，保证了部件温度的均一性。

附图说明

图1为现有技术提供的外延设备的结构示意图；

图2为内圈加热组的俯视图；

图3为本发明提供的外延设备的结构示意图；

图4为本发明提供的加热组件的截面图；

图5为本发明提供的上穹顶的俯视图；

图6为本发明提供的上穹顶的测温点的分布示意图；

图7为本发明提供的温控装置的原理图；

图8为本发明提供的上穹顶的温度控制曲线图；

图9本发明提供的外延设备的清洁工艺的温度控制方法的流程示意图。

其中，附图标记含义如下：

101、上穹顶；102、上石英环；103、测温仪；104、上法兰；105、基座；106、排气口；107、下法兰；108、下穹顶；109、加热组件；110、旋转支撑轴；111、下石英环；112、进气口；113、工艺气体；114、测温装置；201、第一测温点；202、第二测温点；203、第三测温点；301、主控单元；302、初级扰动；303、第一加法单元；304、比例操作单元；305、积分操作单元；306、次级扰动；307、第二加法单元；308、功率调节模块；309、均值计算模块；310、微分操作单元。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，为现有技术执行外延工艺和清洁工艺时的外延设备的结构示意图。所述外延设备主要包括由上穹顶101、下穹顶108以及侧壁、上石英环102和下石英环111密封连接组成的一个腔体，所述上穹顶101和下穹顶108均为石英材质，所述上穹顶101为圆形的伞状，上穹顶101包括圆形的透光部分和设置在透光部分四周的凸缘；上石英环102、下石英环111设置在侧壁内表面，该腔体的侧壁通过上法兰104、下法兰107分别与上穹顶101、下穹顶108固定设置。所述腔体的内部容置有用于承载衬底W（或称晶圆）的基座105，所述基座105连接到旋转支撑轴110，通过所述旋转支撑轴110旋转及上下移动，进而带动基座105、衬底W一体化的绕旋转支撑轴110的中心轴旋转或带动基座105上下移动提供更均匀的外延层。所述腔体的一端设置有进气口112，与所述进气口112相对的另一端设置有排气口106，工艺气体113由所述进气口112流入到腔体的内部，在腔体内执行沉积工艺或清洁工艺后，再经由所述排气口106排出腔体。

所述外延设备还包括设置在所述腔体上方和或/下方的加热组件109，设置在腔体上方的加热组件109为多个，多个所述加热组件109呈环形排列，形成独立的内圈加热组和外圈加热组，内圈加热组设置在外圈加热组上方，内圈加热组的投影在基座105的内圈，外圈加热组的投影在基座105的外圈（如图1所示）；图2为多个所述加热组件109呈环形排列形成的内圈加热组的俯视图（外圈加热组图中未示出），所述加热组件109沿着环形径向设置，对于外圈加热组，其加热组件的数量相比内圈加热组，数量更多，独立的内圈加热组和外圈加热组可以分别加热衬底W的内圈和外圈，实现了内圈和外圈的分区控温。同理，设置在腔体下方的加热组件109为多个，且设置在腔体下方的多个加热组件109可以和设置在腔体上方的多个加热组件109具有相同的排列，其中，影响上穹顶温度的主要因素是设置在腔体上方的加热组件109。在执行沉积工艺时，所述加热组件109将所述腔体及衬底W加热至工艺温度，以便腔体内的工艺气体113进行热分解，从而在衬底上W的上表面沉积生成外延层。可选的，所述加热组件109采用加热灯。为方便了解腔体内衬底W的工艺温度情况，所述外延设备采用测温仪103透过上穹顶101实时测量衬底W的工艺温度，以便调控工艺进程。

正如背景技术部分所述，外延设备在执行沉积工艺过程中，上穹顶101上同样会发生沉积形成薄膜或颗粒，进而影响腔体内的温度均匀性及衬底W的良率。为求后续沉积工艺过程的洁净度，每台外延设备在处理一定数量的衬底W后或改变了外延生长的类型后，均需要执行清洁工艺以去除上穹顶101上的沉积物质。执行清洁工艺时，上穹顶101的温度控制严重影响了清洁气体的清洁效果，为避免上穹顶101上的沉积物质清洁不足或过度清洁，本发明提出了一种半导体外延设备，可以保证上穹顶101的温度稳定在预设温度阈值内，进而保证上穹顶101的清洁效果。

如图3所示，为本发明实施例提供的执行外延工艺和清洁工艺时的外延设备的结构示意图。图3中的外延设备与图1中的外延设备的区别仅在于：测温组件和温控装置（图中未示出）；如图3，所述测温组件位于腔体外，用于实时探测腔体中同一部件上多个位置处的温度值；所述温控装置与所述测温组件及加热组件109连接，用于根据所述部件多个位置处的实时温度值计算所述部件的时变温度均值，并根据所述时变温度均值实时动态调节所述加热组件109的加热功率，以保证所述部件的温度稳定在预设温度阈值内，防止出现大的温度波动。

本发明通过实时采集腔体内同一部件上多个位置处的温度值，获得同一时钟周期下所述部件物理结构域的时变温度均值，可以精确、均衡的表征所述部件的温度，再以该部件的时变温度均值为基准动态调整加热组件109的加热功率，使得该部件的温度稳定在预设温度阈值内，进而可以保证该部件的清洁效果，达到彻底清洁该部件的目的。

可选的，所述部件为所述上穹顶。当然可选的，所述部件可为腔体内任意一个部件，比如上穹顶101、下穹顶108、上石英环102、下石英环111等。本实施例中，所述部件为上穹顶101。

值得说明的是，所述预设温度阈值通过预设温度获得，所述预设温度阈值以预设温度值为中值，具有一个预设温度阈值上限值及预设温度阈值下限值。所述预设温度为外延设备执行清洁工艺时，所述部件能够被彻底清洁其上的沉积物质的较佳温度值。将所述部件的温度控制在预设温度阈值内，可以避免所述部件清洁不充分或清洁过度的问题。例如，预设温度为700℃，根据清洁效果和预设温度设置预设温度阈值为695℃-705℃，即预设温度阈值上限值为705℃，预设温度阈值下限值为695℃，上述数值仅作为示例，不作为具体限定。

如图3所示，所述测温组件包括多个测温装置114，图3中未示出图1中的用于测量衬底W的工艺温度的测温仪103，图3中的所述多个测温装置114仅用于测量部件（如上穹顶）多个位置处的温度值。可选地，所述测温组件包含至少三个测温装置114。本实施例中，如图3，所述测温组件包含三个测温装置114。各个测温装置114探测上穹顶101任意位置处的温度值，且各个测温装置114的测温点之间具有一定间隔。

图4示出了内圈加热组（或外圈加热组）的加热组件的截面图，如图所示，在内圈加热组（或外圈加热组）中，上穹顶101位于加热组件109正下方的位置具有热区P1，在相邻的两个加热组件109中间具有冷区P2，在热区P1和冷区P2之间具有中间区P3，因此在内圈加热组（或外圈加热组）形成的环形在上穹顶对应的位置上，上穹顶具有由间隔排列的热区P1、中间区P3和冷区P2形成的热辐射区，热辐射区同样是环形的。

图5示出了上穹顶的俯视图，如图5，阴影S1为内圈加热组的加热组件109在上穹顶101上形成的大致的热辐射区（图中仅示出部分加热组件的热辐射区），阴影S2为外圈加热组的加热组件109在上穹顶101上形成的大致的热辐射区（图中仅示出部分加热组件的热辐射区），内圈加热组和外圈加热组是部分重叠的同心的两个环形，因此在上穹顶101上具有内圈加热组和外圈加热组的热辐射区形成的重叠区，所述重叠区同样是大致环形的，如虚线L所示，根据图4的原理可知：在重叠区上，同样具有热区P1’、冷区P2’和中间区P3’，由于重叠区受内圈加热组和外圈加热组的双重影响，因此在重叠区上的热区P1’、冷区P2’和中间区P3’比在图4中的仅在内圈加热组（或外圈加热组）对应的位置上形成的热区P1、冷区P2和中间区P3，其温度变化的更加剧烈。

图6示出了上穹顶的俯视图，本实施例中，三个测温装置114在上穹顶上分别具有第一测温点201、第二测温点202及第三测温点203，所述第一测温点201、第二测温点202及第三测温点203到上穹顶101的中心的距离D相同且相邻两个测温点在周向上的间隔相同。优选的，第一测温点201设置在所述上穹顶上的由内圈加热组和外圈加热组形成的热辐射区的重叠区的热区P1’上，第二测温点202设置在重叠区的冷区P2’上，第三测温点203设置在重叠区的中间区P3’上；优选的，距离D为14cm-24cm，该距离D为重叠区所在位置。进一步可选的，所述测温装置114为高温计（Pyrometer）。本发明优势在于：三个测温点间隔足够大，将温度跳变拉平均，能反应上穹顶温度的整体情况，防止测温的不准确，且可以监测热区和冷区的温度。

所述温控装置包括依次电连接的均值计算模块309、PID控制模块以及功率调节模块308，如图7所示。其中，所述均值计算模块309还分别与多个测温装置114连接，对多个测温装置114所测量的上穹顶101各个位置的温度值进行均值计算，得到上穹顶101的时变温度均值。所述PID控制模块用于根据所述上穹顶101的时变温度均值与预设温度阈值计算生成的设定温度值而获得控制信号。所述功率调节模块308还与所述加热组件109连接，用于根据所述控制信号实时动态调节所述加热组件109的加热功率，使得上穹顶101的温度始终处于预设温度阈值内。

本实施例中，所述温控装置还包括：主控单元301，所述主控单元301与所述均值计算模块309及所述PID控制模块连接，用于储存所述均值计算模块309计算得到的上穹顶101的时变温度均值，并将上穹顶101的上一时钟周期的时变温度均值作为上穹顶101当前时钟周期的设定温度值。

如图7所示，所述PID控制模块包括：比例操作单元304、积分操作单元305、微分操作单元310。主控单元301通过第一加法单元303与PID控制模块连接，所述PID控制模块通过第二加法单元307与所述功率调节模块308连接，所述第一加法单元303将当前时钟周期的设定温度值与当前周期或下一时钟周期的所述均值计算模块309获得的时变温度均值进行做差运算，从而得到温度变化Δt，将温度变化Δt输入所述PID控制模块后获得所述控制信号。具体的，所述比例操作单元304用于对所述温度变化Δt计算比例操作量，所述积分操作单元305用于对所述温度变化Δt计算积分操作量，所述微分操作单元310用于对所述温度变化Δt计算微分操作量，所述第二加法单元307对所述温度变化Δt的比例操作量、积分操作量以及微分操作量进行加和运算从而生成控制信号，最终功率调节模块308获得所述控制信号。可选的，所述第一加法单元303还与初级扰动302连接，所述第二加法单元307还与次级扰动306连接，用于更加精确控制温度。

由于上穹顶101表面各处沉积的薄膜或颗粒物的情况各有不同，加热组件加热的不均匀，各个测温装置所探测的温度间可能会存在温度跳变，或者控温出现问题也会出现温度的跳变。所述主控单元301还用于判断上穹顶101的上一时钟周期的时变温度均值是否超过或等于预设温度阈值，如果是，则执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值；如果否，执行将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。具体地，如图8所示为上穹顶的温度控制曲线图，其中MD为预设温度，H_L为预设温度阈值的上限值，L_L为预设温度阈值的下限值；t1时钟周期时，上穹顶101的时变温度均值等于预设温度阈值的上限值，主控单元301执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值，并输出至第一加法单元303获得温度变化Δt，然后PID控制模块进行控制信号的生成，功率调节模块308根据该控制信号降低加热组件109的功率，使得上穹顶101的温度降至预设温度；t2时钟周期时，上穹顶101的时变温度均值等于预设温度阈值的下限值，主控单元301执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值，并输出至第一加法单元303获得温度变化Δt，然后PID控制模块进行控制信号的生成，功率调节模块308根据该控制信号增加加热组件109的功率，使得上穹顶101的温度升至预设温度。

可选的，所述主控单元301还用于监测热区和冷区的温度值，具体的，判断上一时钟周期的热区的温度值是否超过或等于极大阈值或冷区的温度值是否超过或等于极小阈值，如果是，执行报警动作；如果否，不执行报警动作。所述监测热区和冷区的温度值的动作不影响设定温度值，该动作为了让操作者注意到热区或冷区的温度不均匀，需要在下次工艺之前进行整修，具体的整修需要根据温度不均匀产生的原因进行，整修包括但不限于更换加热组件、调节加热组件的水平度、更换上穹顶、调整内圈加热组和外圈加热组的功率等。所述极大阈值和极小阈值也是通过预设温度获得，且所述极大阈值大于预设温度阈值的上限值，极小阈值小于预设温度阈值的下限值，例如预设温度为700℃，根据清洁效果设置预设温度阈值为695℃-705℃，即预设温度阈值上限值为705℃，预设温度阈值下限值为695℃，根据热区和冷区温度不均匀严重性可以设定极大阈值为710℃，极小阈值为690℃，上述数值仅作为示例，不作为具体限定。

本发明通过三个测温装置114采集上穹顶101上三个位置处的温度以获得同一时钟周期下上穹顶101的时变温度均值，且三个测温装置114的测温点分别设置在由内圈加热组和外圈加热组形成的热辐射区的重叠区的热区、冷区和中间区上，可以更加精确地获得上穹顶的整体的温度，同时还可以方便地监控热区和冷区的温度跳变，便于给予措施保证上穹顶温度的均一性，因此可以精确、均衡的表征上穹顶101的物理结构表面的温度。本发明根据所述上穹顶101的时变温度均值动态调整加热组件109的加热功率，使得控制上穹顶101的温度稳定在预设温度阈值内，进而可以控制外延设备执行清洁工艺时的清洁效果，达到彻底清洁上穹顶101的目的。此外，本发明将上穹顶101的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值进行上穹顶101温度的调节，可以减少温控装置的调节工作量，进而在更短的时间内将上穹顶101的温度稳定在预设温度阈值内。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种外延设备的清洁工艺的温度控制方法，如图9所示，包括以下步骤：

提供如上所述的外延设备；

采用加热组件109将腔体中的任一部件加热至预设温度；

执行清洁工艺；

实时采集所述部件的多个位置处的温度值；

根据所述部件多个位置处的温度值实时动态调节所述加热组件109的加热功率，使得所述部件的温度稳定在预设温度阈值内；本实施例中，所述部件为上穹顶101。

具体地，所述调节所述加热组件109的加热功率包括以下步骤：

根据所述上穹顶101多个位置处的温度值计算所述上穹顶101的时变温度均值；

判断所述部件的时变温度均值与预设温度阈值之间的关系，并根据该关系计算生成的设定温度值而获得控制信号；

根据所述控制信号调整加热组件109的加热功率。

本实施例中，本发明将上穹顶101的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值进行上穹顶101温度的调节，可以减少温控装置的调节工作量，可以在更短的时间内将上穹顶101的温度稳定在预设温度阈值内，提高了效率。

进一步地，判断所述部件的时变温度均值与预设温度阈值之间的关系，并根据该关系计算生成的设定温度值而获得控制信号，具体为：

判断上穹顶101上一时钟周期的时变温度均值是否超过或等于预设温度阈值，

如果是，执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值；

如果否，执行将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。

可选的，在判断所述部件的时变温度均值与预设温度阈值之间的关系时，还包括步骤：判断上一时钟周期的热区的温度值是否超过或等于极大阈值或冷区的温度值是否超过或等于极小阈值，如果是，执行报警动作；如果否，不执行报警动作。

本发明通过实时、同时采集上穹顶101多个位置处的温度值而获得能够相对均衡表征上穹顶101物理结构表面在同一时钟周期下的温度，即上穹顶101的时变温度均值，再根据该时变温度均值动态调整加热组件109的加热功率，从而可以控制上穹顶101的温度稳定在预设温度阈值内，进而可以控制外延设备进行清洁工艺时的清洁效果，达到彻底清洁上穹顶101的目的。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种外延设备，其特征在于，包括：

腔体，所述腔体由上、下穹顶及侧壁密封而成；

加热组件，其设置在腔体的上方和/或下方，用于辐射加热所述腔体；

测温组件，其用于实时探测所述腔体中同一部件多个位置处的温度值；

温控装置，其与所述测温组件及加热组件连接，用于根据所述部件多个位置处的实时的温度值计算所述部件的时变温度均值，并根据所述时变温度均值实时动态调节所述加热组件的加热功率，以保证所述部件的温度稳定在预设温度阈值内；

所述部件为所述上穹顶；

所述测温组件包含至少三个测温装置，各个所述测温装置的测温点到所述上穹顶的中心的距离相同且相邻两个测温点在周向上的间隔相同；

设置在腔体上方的加热组件为多个，多个所述加热组件呈环形排列，形成内圈加热组和外圈加热组；所述测温点分别设置在所述上穹顶上的由内圈加热组和外圈加热组形成的热辐射区的重叠区的热区、冷区和中间区上；

所述温控装置包括：

均值计算模块，其用于根据所述部件上多个位置处的温度值计算所述部件的时变温度均值；

PID控制模块，其与所述均值计算模块连接，用于根据所述部件的时变温度均值与预设温度阈值计算生成的设定温度值而获得控制信号；以及

功率调节模块，其与所述PID控制模块连接，用于根据所述控制信号实时动态调节所述加热组件的加热功率。

2.如权利要求1所述的外延设备，其特征在于，所述测温点到所述上穹顶的中心的距离为14cm-24cm。

3.如权利要求1所述的外延设备，其特征在于，所述预设温度阈值通过预设温度获得，且所述预设温度为所述预设温度阈值的中值。

4.如权利要求3所述的外延设备，其特征在于，所述温控装置还包括：主控单元，其与所述均值计算模块及所述PID控制模块连接，用于储存所述均值计算模块计算得到的所述部件的时变温度均值，并将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。

5.如权利要求4所述的外延设备，其特征在于，主控单元还用于判断上一时钟周期的时变温度均值是否超过或等于预设温度阈值，如果是，执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值；如果否，执行将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。

6.如权利要求4所述的外延设备，其特征在于，主控单元还用于判断上一时钟周期的热区的温度值是否超过或等于极大阈值或冷区的温度值是否超过或等于极小阈值，如果是，执行报警动作；如果否，不执行报警动作。

7.一种外延设备的清洁工艺的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求1-6任一项所述的外延设备；

采用加热组件将所述外延设备的腔体中的所述部件加热至预设温度；

执行清洁工艺；

实时采集所述部件的多个位置处的温度值；

根据所述部件多个位置处的温度值实时动态调节所述加热组件的加热功率，使得所述部件的温度稳定在预设温度阈值内。

8.如权利要求7所述的外延设备的清洁工艺的温度控制方法，其特征在于，所述调节所述加热组件的加热功率包括以下步骤：

根据所述部件上多个位置处的温度值计算所述部件的时变温度均值；

判断所述部件的时变温度均值与预设温度阈值之间的关系，并根据该关系计算生成的设定温度值而获得控制信号；

根据所述控制信号调整所述加热组件的加热功率。

9.如权利要求8所述的外延设备的清洁工艺的温度控制方法，其特征在于，所述判断所述部件的时变温度均值与预设温度阈值之间的关系，并根据该关系计算生成的设定温度值而获得控制信号，具体为：

判断上一时钟周期的时变温度均值是否超过或等于预设温度阈值，所述预设温度阈值通过预设温度获得；

如果是，执行将预设温度作为当前时钟周期的设定温度值；

如果否，执行将所述部件的上一时钟周期的时变温度均值作为当前时钟周期的设定温度值。

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