CN203025576U - 腔体温度调整装置 - Google Patents

Abstract

一种腔体温度调整装置，包含承载座板、多个加热源、多个温度传感器以及一温控处理器，多个加热源设置于承载座板的上方、下方及侧方的至少其中之一；多个温度传感器设置于承载座板上的不同位置以感测不同位置的温度；温控处理器连接所述加热源及所述温度传感器，根据所述温度传感器所量测到的温度与加热目标值的差以及加热源与温度传感器的距离的相对关系，来进行逻辑运算，藉由多个温度传感器量测以及逻辑运算主动地调整加热源组的功率，而能改善加热源间的交互作用影响所导致的加热不均的问题，增强加热的均匀性。

Description

腔体温度调整装置

技术领域

本实用新型涉及一种腔体温度调整装置，主要是利用多个传感器，来进行逻辑运算来适当地调整加热灯管的功率，而解决现有技术中加热灯管间交互作用影响所造成的加热不均匀性。

背景技术

参考图1，现有技术腔体加热控制装置的示意图。如图1所示，现有技术腔体加热控制装置100包含温控处理器10、承载座板20、多个加热灯管组32、34、36、38以及温度传感器50，在此，以四组加热灯管组为示例，实际上并不限于此，各该加热灯管组32、34、36、38分别包含一上加热灯管32a、34a、36a、38a以及一下加热灯管32b、34b、36b、38b，分别设置于承载座板20上部及下部，并与该温控处理器10电气连接，以加热包含承载座板20及所述加热灯管组32、34、36、38之间的腔体空间，通常适用于进行材料的热处理。温度传感器50通常使用热电偶，设置于承载座板20上，并与温控处理器10电气连接，用以感测腔体空间内的温度。

参考图2，现有技术温控处理器调整加热温度的示例图。如图2所示，现有技术温控处理器中，设定有一加热函数的目标值，同时参考图1，加热控制器10与温度传感器50连接，而接收到温度传感器50所感测的温度，加热控制器10并随着温度传感器50所感测的温度与目标值的差，来增加/减少加热灯管的功率。

现有技术的缺点主要在于，单一温度传感器无法感测到整个腔体温度的变异，而导致加热的不均匀，而可能导致产品的电性、良率变差，虽然对于此状况，有实验者将单一温度传感器改变位置来量测温度，并与现存温度传感器所量测的温度比较，而计算出温差系数，并以方程式方式来设定例如，当传感器位于承载座板中心温度量测的温度为100℃时，而将传感器改变位置设置于承载座板左下角时，所量测到的温度为120℃，计算出K＝0.8，而对于左下角的加热灯管减少功率至80％。

虽然此方法能部分地改善加热温度不均匀的现象，然而，缺乏考虑加热灯管间的交互作用，可能导致过度的增加/减少灯管的功率，属于被动的调温方式，由于加热腔体，是用于对晶圆、或是其它半导体组件进行热处理，随着晶圆尺寸的放大、加热腔体的不均匀性也随之增加，在成本的压力下，良率变得更为重要，被动的调温方式需要多批次的方式进行调整，可能提高成本压力，因此，需要一种能够将温度主动地调整的更加均匀的装置与方法。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种腔体温度调整装置，主要用于调整用于热处理装置中腔体的温度，该腔体温度调整装置包含承载座板、多个加热源、多个温度传感器以及温控处理器，加热源设置于该承载座板的上方、下方及侧方的至少其中之一；温度传感器设置于承载座板上的不同位置，用以感测不同位置的温度；温控处理器连接加热源以及温度传感器，加热源根据所述温度传感器所量测到的温度与一加热目标值的差以及加热源与温度传感器的距离的相对关系来进行逻辑运算而调整，进而解决加热不均匀的问题。

本实用新型的特点主要在于，藉由在承载座板上设置多个温度传感器，根据所述温度传感器所量测到的温度与一加热目标值的差，以及加热源与温度传感器的距离的相对关系来进行逻辑运算来调整加热源的功率，进而能够主动的量测现有区域温度与目标加热值的差异，而能有效地改善现有技术上加热源之间的交互作用所导致加热不均的问题。

附图说明

图1是现有技术腔体加热控制装置的示意图。

图2是现有技术温控处理器调整加热温度的示例图。

图3是本实用新型腔体温度调整装置。

图4是本实用新型温控处理器调整加热温度的示例图。

其中，附图标记说明如下：

1     腔体温度调整装置

10    温控处理器

20    承载座板

31    第一加热源

31a   上部次加热源

31b   下部次加热源

32    加热灯管组

32a   上部灯管

32b   下部灯管

33    第二加热源

33a   上部次加热源

33b   下部次加热源

34    加热灯管组

34a   上部灯管

34b   下部灯管

35    第三加热源

35a   上部次加热源

35b   下部次加热源

36    加热灯管组

36a   上部灯管

36b   下部灯管

37    第四加热源

37a   上部次加热源

37b   下部次加热源

38    加热灯管组

38a   上部灯管

38b   下部灯管

40a   第一温度传感器

40b   第二温度传感器

40c   第三温度传感器

40d   第四温度传感器

50    温度传感器

100    腔体加热控制装置

具体实施方式

以下配合附图及附图标记对本实用新型的实施方式做更详细的说明，使熟习本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。

参考图3，本实用新型腔体温度调整装置1，主要用于调整用于热处理装置中腔体的温度，该腔体温度调整装置1包含温控处理器10、承载座板20、第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37、第一温度传感器40a、第二温度传感器40b、第三温度传感器40c，以及第四温度传感器40d，在此，以四组平行排列的加热源及四个温度传感器为示例，实际上并不限于此，实质上加热源可设置于承载座板20的上方、下方以及侧方的至少其中之一。

如图3所示，第一加热源31包含一上部次加热源31a以及一下部次加热源31b，该上部次加热源31a设置于该承载座板20的上方，而该下部次加热源31b设置于该承载座板20的下方，以对承载座板20及第一加热源31与承载座板20之间的空间进行加热，同样地，第二加热源33、第三加热源35以及第四加热源37也各包含上部次加热源33a、35a、37a及下部次加热源33b、35b、37b。第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37是以平行的方式设置于承载座板20的上方及下方，但此排列方式仅为示例，实际上并不限于此。

上部次加热源31a、33a、35a、37a及下部次加热源31b、33b、35b、37b为卤素灯管、红外光灯管、远红外光灯管、石英加热管、碳纤维加热灯管、超音波加热源、微波加热源、电阻热板、电弧灯管、氙气灯管以及雷射加热源的至少其中之一。

第一温度传感器40a、第二温度传感器40b、第三温度传感器40c，以及第四温度传感器40d设置于承载座板20的不同位置，用以量测腔体中不同位置的温度，可以为接触式温度传感器(如热电偶)、或是非接触式温度传感器(如辐射传感器)。

温控处理器10分别连接第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37以及第一温度传感器40a、第二温度传感器40b、第三温度传感器40c，以及第四温度传感器40d，温控处理器10接收第一温度传感器40a、第二温度传感器40b、第三温度传感器40c，以及第四温度传感器40d所感测到的温度，并依据所述温度与一加热目标值的差值，以及第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37与第一温度传感器40a、第二温度传感器40b、第三温度传感器40c，以及第四温度传感器40d之间的相对距离，来进行逻辑运算，而调整第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37的功率。

参考图4，本实用新型温控处理器调整加热温度的示例图。如图4所示，温控处理器中储存有一加热目标曲线，而第一温度传感器40a、第二温度传感器40b、第三温度传感器40c，以及第四温度传感器40d所感测到的温度分别为第一量测值、第二量测值、第三量测值与第四量测值，而第一量测值、第二量测值、第三量测值与第四量测值与加热目标值的差分别为ΔT1、ΔT2、ΔT3、ΔT4，第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37可以利用下列矩阵方式作为示例来逻辑计算：

$\left[\begin{array}{c}P1\\ P2\\ P3\\ P4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1.0& 1.0& 0.1& 0.1\\ 0.7& 0.7& 0.3& 0.3\\ 0.3& 0.3& 0.7& 0.7\\ 0.1& 0.1& 1.0& 1.0\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}\mathrm{\ΔT}1\\ \mathrm{\ΔT}2\\ \mathrm{\ΔT}3\\ \mathrm{\ΔT}4\end{array}\right]$

其中P1、P2、P3、P4分别代表第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37的功率，而权重矩阵的行表示第一加热源31、第二加热源33、第三加热源35、第四加热源37与第一温度传感器40a、第二温度传感器40b、第三温度传感器40c，以及第四温度传感器40d的相对距离，再次参考图3，第一加热源31是直接设置于第一温度传感器40a、第二温度传感器40b的上下方，而远离第三温度传感器40c、第四温度传感器40d，因此，设定权重为[1.0 1.0 0.1 0.1]，而假设第二加热源33距离第一温度传感器40a、第二温度传感器40b与距离第三温度传感器40c、第四温度传感器40d为3∶7，因此，定义权重为[0.7 0.7 0.3 0.3]，其余依此方式类推，此权重仅作为示例，可以依照实际加热源组与温度传感器的相对关系来设定。

除了权重矩阵的方式，还可以运用各种函数，例如高斯函数、拉普拉斯函数、傅立叶函数等来进行逻辑运算。

本实用新型的特点主要在于，藉由在承载座板上设置多个温度传感器，根据所述温度传感器所量测到的温度与一加热目标值的差以及加热源与温度传感器的距离的相对关系来进逻辑运算来调整加热源的功率，进而能够主动的量测现有区域温度与目标加热值的差异，而能有效地改善先前技术上灯管之间的交互作用所导致加热不均的问题。

以上所述内容仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。

Claims (8)

1.一种腔体温度调整装置，其特征在于，包含： 

一承载座板； 

多个加热灯源，设置于该承载座板的上方、下方及侧方的至少其中之一； 

多个温度传感器，设置于承载座板上的不同位置，用以感测不同位置的温度；以及 

一温控处理器，连接所述加热源以及所述温度传感器，根据所述温度传感器所量测到的温度与一加热目标值的差，以及加热灯管与温度传感器的距离的相对关系藉由一逻辑运算来调整所述加热源的功率。 

2.如权利要求1所述的腔体温度调整装置，其特征在于，所述加热源是卤素灯管、红外光灯管、远红外光灯管、石英加热管、碳纤维加热灯管、超音波加热源、微波加热源、电阻热板、电弧灯管、氙气灯管以及雷射加热源的至少其中之一。 

3.如权利要求1所述的腔体温度调整装置，其特征在于，所述加热源的每一个包含一上部次加热源及一下部次加热源，该上部次加热源设置于该承载座板的上方，且该下部次加热源设置于该承载座板的下方。 

4.如权利要求3所述的腔体温度调整装置，其特征在于，该上部次加热源及该下部次加热源是卤素灯管、红外光灯管、远红外光灯管、石英加热管、碳纤维加热灯管的、超音波加热源、微波加热源、电阻热板、电弧灯管、氙气灯管以及雷射加热源的至少其中之一。 

5.如权利要求1所述的腔体温度调整装置，其特征在于，所述温度传感器是一接触式温度传感器。 

6.如权利要求5所述的腔体温度调整装置，其特征在于，所述温度传感器是一热电偶。 

7.如权利要求1所述的腔体温度调整装置，其特征在于，所述温度传感器是一非接触式温度传感器。 

8.如权利要求7所述的腔体温度调整装置，其特征在于，所述温度传感器是一辐射传感器。 

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