反應(yīng)腔室的觀察窗組件及應(yīng)用其的反應(yīng)腔室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種反應(yīng)腔室的觀察窗組件及應(yīng)用其 的反應(yīng)腔室。
【背景技術(shù)】
[0002] 在真空設(shè)備中，觀察窗是一種不可或缺的零部件，用于供操作人員觀察反應(yīng)腔室 內(nèi)部的狀態(tài)。W PVD腔室為例，觀察窗的主要作用體現(xiàn)在：在反應(yīng)腔室內(nèi)部安裝零部件時(shí)， 操作人員從特定位置可W透過(guò)觀察窗觀察到零部件的安裝情況，W判斷零部件是否安裝到 位，是否符合要求；在進(jìn)行工藝的前后，也就是機(jī)械手將傳輸腔室的巧盤傳入或傳出反應(yīng)腔 室的過(guò)程中，透過(guò)觀察窗可W觀察頂針的升降情況和巧盤的到位情況；在進(jìn)行工藝時(shí)，透過(guò) 觀察窗可W觀察工藝的啟輝情況，晶片是否被卡住W及腔室內(nèi)部是否發(fā)生故障等情況。
[0003] 現(xiàn)有的一種觀察窗結(jié)構(gòu)如圖1-圖3所示，觀察窗組件2設(shè)置在反應(yīng)腔室1的側(cè) 壁101上，其包括石英玻璃202和安裝法蘭201。其中，在側(cè)壁101的外側(cè)設(shè)置有腔室法蘭 102,其與安裝法蘭201對(duì)接，且在二者之間設(shè)置有密封圈3,用W對(duì)二者之間的間隙進(jìn)行密 封。而且，側(cè)壁101、腔室法蘭102和安裝法蘭201通過(guò)螺釘6連接在一起，且Η者分別具有 相對(duì)應(yīng)的Η個(gè)通孔，石英玻璃202內(nèi)嵌在安裝法蘭201的通孔內(nèi)，用W供操作人員任意觀察 腔室內(nèi)部的狀態(tài)。
[0004] 然而，在實(shí)際操作過(guò)程中，上述觀察窗視野太小，無(wú)法觀察到所需觀察的區(qū)域。如 圖4所示，當(dāng)觀察者在a位置向腔室內(nèi)部觀察時(shí)，視野里只有A區(qū)域范圍；如果觀察者想觀 察B區(qū)域的情況，則需要在b點(diǎn)觀看。而由于腔室外部布局的限制，觀察者的頭往往被腔室 外的諸如接頭、管路及一些電子元件等擋住，無(wú)法在b點(diǎn)觀察。而且，也不能簡(jiǎn)單的通過(guò)增 大觀察窗面積的方式來(lái)擴(kuò)大觀察視野，送是因?yàn)椋?br>[0005] 其一，由于受腔室實(shí)際結(jié)構(gòu)的限制，W及在腔室設(shè)計(jì)中還存在其它需求，例如，在 PVD腔室中，需要安裝進(jìn)氣孔，溫控開(kāi)關(guān)、真空泉接口、真空規(guī)接口等，送些接口會(huì)大量占用 腔室周邊的安裝空間，W致沒(méi)有足夠的空間和面積設(shè)置觀察窗。
[0006] 其二，為了獲得均一的工藝結(jié)果，腔室內(nèi)需要維持均一的等離子體環(huán)境，送就要求 在腔室設(shè)計(jì)中盡量減少腔室上孔洞或開(kāi)口的數(shù)量及面積，因此，過(guò)大的觀察窗面積可能會(huì) 影響工藝結(jié)果的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種反應(yīng)腔室的觀 察窗組件及應(yīng)用其的反應(yīng)腔室，其可W在相同的觀察窗面積的條件下，擴(kuò)大觀察窗的視野， 從而可W觀察到腔室內(nèi)所需觀察的區(qū)域。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種反應(yīng)腔室的觀察窗組件，在所述反應(yīng)腔室的腔室 壁上設(shè)置有觀察孔，所述觀察窗組件包括透明玻璃，所述透明玻璃設(shè)置在所述腔室壁上，且 位于與所述觀察孔相對(duì)的位置處，所述觀察窗組件還包括凹透鏡，所述凹透鏡設(shè)置在所述 腔室壁上，且位于與所述觀察孔相對(duì)的位置處。
[0009] 其中，所述凹透鏡為雙凹透鏡、平凹透鏡或者凹度大于凸度的凹凸透鏡。
[0010] 優(yōu)選的，所述凹透鏡的任意一個(gè)凹球面的凹度均與所述凹透鏡的視野范圍呈正相 關(guān)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0011] 優(yōu)選的，所述凹透鏡位于所述腔室壁的內(nèi)側(cè)；所述觀察窗組件還包括第一安裝組 件，所述第一安裝組件包括；卡環(huán)，用于壓住所述凹透鏡朝向所述反應(yīng)腔室內(nèi)部的表面邊緣 區(qū)域；第一螺釘，用于將卡環(huán)固定在所述反應(yīng)腔室的腔室壁上。
[0012] 優(yōu)選的，所述卡環(huán)包括環(huán)繞在所述凹透鏡周圍的環(huán)體，且沿所述環(huán)體的內(nèi)周壁環(huán) 繞設(shè)置有一環(huán)形凸緣，所述環(huán)形凸緣疊置在所述凹透鏡朝向所述反應(yīng)腔室內(nèi)部的表面邊緣 區(qū)域。
[0013] 優(yōu)選的，所述卡環(huán)包括環(huán)繞在所述凹透鏡周圍的環(huán)體，且沿所述環(huán)體的內(nèi)周壁間 隔設(shè)置有多個(gè)壓爪，所述多個(gè)壓爪疊置在所述凹透鏡朝向所述反應(yīng)腔室內(nèi)部的表面邊緣區(qū) 域。
[0014] 優(yōu)選的，所述觀察窗組件還包括第二安裝組件，所述第二安裝組件包括；腔室法 蘭，固定在所述腔室壁的外側(cè)，且具有第一中必孔，所述第一中必孔與所述觀察孔同軸；安 裝法蘭，對(duì)應(yīng)地與所述腔室法蘭相互疊置，且具有第二中必孔，所述第二中必孔與所述觀察 孔同軸；密封圈，設(shè)置在所述腔室法蘭和安裝法蘭之間，用W對(duì)二者之間的間隙進(jìn)行密封； 第二螺釘，用于將所述腔室法蘭和安裝法蘭固定在一起；所述透明玻璃設(shè)置在所述第一中 必孔或者第二中必孔內(nèi)。
[0015] 優(yōu)選的，所述凹透鏡內(nèi)嵌在所述觀察孔內(nèi)。
[0016] 優(yōu)選的，所述透明玻璃內(nèi)嵌在所述觀察孔內(nèi)，且位于所述凹透鏡的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。
[0017] 作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種反應(yīng)腔室，在所述反應(yīng)腔室的腔室壁上 設(shè)置有觀察孔，在所述觀察孔上設(shè)置有觀察窗組件，所述觀察窗組件采用本發(fā)明提供的上 述觀察窗組件。
[0018] 本發(fā)明具有W下有益效果：
[0019] 本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室的觀察窗組件，其通過(guò)在反應(yīng)腔室的腔室壁上，且位于觀 察孔相對(duì)的位置處設(shè)置凹透鏡，可W利用其對(duì)光線有發(fā)散作用的功能，在相同的觀察窗面 積的條件下，擴(kuò)大觀察窗的視野，從而可W觀察到腔室內(nèi)所需觀察的區(qū)域。
[0020] 本發(fā)明提供的反應(yīng)腔室，其通過(guò)采用本發(fā)明提供的上述觀察窗組件，可W在相同 的觀察窗面積的條件下，擴(kuò)大觀察窗的視野，從而可W觀察到腔室內(nèi)所需觀察的區(qū)域。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為現(xiàn)有的反應(yīng)腔室的俯視圖；
[0022] 圖2為圖1中的反應(yīng)腔室的側(cè)視圖；
[0023] 圖3為圖1中I區(qū)域的放大圖；
[0024] 圖4為圖1中的觀察窗的視野范圍示意圖；
[00巧]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的觀察窗組件的剖視圖；
[0026] 圖6為圖5中的觀察窗組件的視野范圍示意圖；
[0027] 圖7A為雙凹透鏡的凹度與視野范圍的關(guān)系圖；W及
[002引圖7B為平凹透鏡的凹度與視野范圍的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明 提供的反應(yīng)腔室的觀察窗組件及應(yīng)用其的反應(yīng)腔室進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的觀察窗組件的剖視圖。請(qǐng)參閱圖5,圖中N方向指向 反應(yīng)腔室的內(nèi)部。在反應(yīng)腔室的腔室壁30上設(shè)置有觀察孔301，觀察窗組件包括透明玻璃 34,透明玻璃34設(shè)置在腔室壁30上，且位于與觀察孔301相對(duì)的位置處。具體來(lái)說(shuō)，觀察 孔301可W根據(jù)不同反應(yīng)腔室的需要設(shè)置在腔室側(cè)壁或者腔室頂壁上，即，圖5中的腔室壁 30可W為腔室側(cè)壁或者腔室頂壁；透明玻璃34采用石英等透明材料制作，且可W安裝在腔 室壁30的外側(cè)或者內(nèi)側(cè)，也可W安裝在觀察孔301內(nèi)。
[0031] 在本實(shí)施例中，透明玻璃34安裝在腔室壁30的外側(cè)，并且觀察窗組件還包括凹透 鏡41，該凹透鏡41設(shè)置在腔室壁30內(nèi)側(cè)，且位于與觀察孔301相對(duì)的位置處，即，自反應(yīng) 腔室的外部向內(nèi)部依次設(shè)置有透明玻璃34、觀察孔301和凹透鏡41，透明玻璃34和凹透鏡 41作為雙層的觀察窗供觀察者觀察反應(yīng)腔室的內(nèi)部。
[003引如圖6所示，為圖5中的觀察窗組件的視野范圍示意圖。在單設(shè)透明玻璃34作為 觀察窗時(shí)，當(dāng)觀察者在a位置向腔室內(nèi)部觀察時(shí)，視野里只有A區(qū)域范圍；如果觀察者想觀 察B區(qū)域的情況，則需要在b點(diǎn)觀看。與之相比，在本實(shí)施例中，根據(jù)折射定律及凹透鏡原 理，凹透鏡41所成的像是小于實(shí)物的、直立的虛像，且對(duì)光線有發(fā)散作用，從而反應(yīng)腔室內(nèi) 部的光線通過(guò)凹透鏡41后會(huì)被發(fā)散，即從a點(diǎn)就可W看到A'區(qū)域的范圍，A'區(qū)域大于A區(qū) 域。當(dāng)觀察者想觀察B區(qū)域的狀態(tài)時(shí)，只需稍微移動(dòng)一下頭部就可W看到，而根本無(wú)需移動(dòng) 至b點(diǎn)觀看。因此，在相同的觀察窗面積的條件下，凹透鏡41可W擴(kuò)大觀察窗的視野，從而 可W觀察到腔室內(nèi)所需觀察的區(qū)域。
[0033] 下面結(jié)合圖7A-7B對(duì)凹透鏡41的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行詳細(xì)描述。具體地，凹透鏡41 的至少一個(gè)表面呈凹球面。進(jìn)一步說(shuō)，凹透鏡41存在Η種形式，分別為；雙凹透鏡、平凹透 鏡或者凹凸透鏡（起發(fā)散作用）。其中，雙凹透鏡的結(jié)構(gòu)如圖7Α所示，其具有相對(duì)的兩個(gè)凹 球面，兩個(gè)凹球面的曲率半徑與該雙凹透鏡的視野范圍的關(guān)系如下：
[0034]
[0035] 其中，f為焦距，η為透鏡折射率，ri為背離Ν方向的凹球面的曲率半徑，。為朝向 N方向的凹球面的曲率半徑