CN202164352U - 一种半导体加工设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种半导体加工设备，涉及半导体技术领域，为提高产能而设计。所述半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室的腔室壁上设置有观察窗，所述反应腔室内部还设置有保护罩，所述保护罩罩设于所述观察窗上；所述保护罩相对于所述观察窗的一侧设置有开口；所述保护罩内设置有将经所述观察窗入射的光从所述开口射出或将经所述开口入射的光从所述观察窗射出的第一光学装置。本实用新型可用于半导体加工设备中。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体加工设备。
背景技术
在半导体技术领域，化学气相沉积(CVD，Chemical VaporDeposition)设备应用十分广泛，主要用于形成绝缘介质层、互联层等薄膜。
以太阳能电池制造工艺中的等离子体增强化学气相沉积(PECVD，Plasma Enhance Chemical Vapor Deposition)设备为例，包括反应腔室，反应腔室的腔室壁上设置有观察窗，一般为透明石英玻璃窗，通过观察窗对反应腔室内部情况进行监测，例如，监测反应腔室内是否放置了衬底载板。
由于工艺进行中会生成大量工艺粉尘，而生成的工艺粉尘会由于扩散作用漂移到半导体加工设备反应腔室内部的各个角落，包括观察窗的位置。因此，在设备长时间运转后，观察窗表面就会沉积上大量粉尘，因此，将无法通过观察窗对反应腔室内部情况进行有效监测。这时，通常的处理措施是停机，更换或擦拭观察窗，因此使产能的降低。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于，提供一种半导体加工设备，能够有效提高产能。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室的腔室壁上设置有观察窗，所述反应腔室内部还设置有保护罩，所述保护罩罩设于所述观察窗上；
所述保护罩相对于所述观察窗的一侧设置有开口；
所述保护罩内设置有将经所述观察窗入射的光从所述开口射出或将经所述开口入射的光从所述观察窗射出的第一光学装置。
本实用新型提供的半导体加工设备，在反应腔室内设置了保护罩以使观察窗不直接暴露于反应腔室中，同时通过保护罩内第一光学装置的设置使反应腔室外部的光能够经观察窗入射至反应腔室内部，显然反应腔室内部的光也能够经观察窗出射至反应腔室外部，因此，既能够通过观察窗对反应腔室内部情况进行有效监测，同时通过保护罩对观察窗进行了有效保护，从而有效避免半导体加工设备运行时观察窗上的粉尘沉积，明显延长了观察窗的使用周期，因此有效提高了产能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的一种结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的另一种结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的另一种结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的原理示意图；
图5为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的原理示意图；
图6为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的原理示意图；
图7为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的原理示意图；
图8为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的另一种结构示意图；
图9为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的原理示意图；
图10为本实用新型实施例提供的半导体加工设备的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供的半导体加工设备，如图1所示，包括：
反应腔室1，反应腔室1的腔室壁上设置有观察窗2，反应腔室1内部还设置有保护罩3，保护罩3罩设于观察窗2上；保护罩3相对于观察窗2的一侧设置有开口30；保护罩3内设置有能够将从观察窗2入射的光L反射出开口30或将从开口30入射的光反射出观察窗2的第一光学装置400。
本实用新型提供的半导体加工设备，在反应腔室1内设置了保护罩3，保护罩3使观察窗2不直接暴露于反应腔室1中，有效避免半导体加工设备运行时观察窗上的粉尘沉积，同时通过保护罩3内第一光学装置400的设置使反应腔室1外部的光能够经观察窗2入射至反应腔室1内部，显然反应腔室1内部的光也能够经观察窗2出射至反应腔室1外部，因此，既能够通过观察窗2对反应腔室1内部情况进行有效监测，同时通过保护罩3对观察窗2进行了有效保护，从而有效避免半导体加工设备运行时观察窗2上的粉尘沉积，明显延长了观察窗2的使用周期，因此有效提高了产能。
需要说明的是，本实施例中的第一光学装置400可以为各种光学元件或光学元件的组合，如平面镜、凸面镜、凹面镜、透镜或棱镜中的一种或几种，本实用新型对此不作限定。
具体的，如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，第一光学装置包括第一反射镜41和第二反射镜42。本实施例中的半导体加工设备包括反应腔室1，反应腔室1的腔室壁上设置有观察窗2，反应腔室1内部还设置有保护罩3，其中，保护罩3罩设于观察窗2上，即保护罩3将观察窗2包围；
保护罩3相对于观察窗2的一侧设置有开口30；保护罩3内设置有第一反射镜41和第二反射镜42，其中，第一反射镜41相对于观察窗2设置，第二反射镜42相对于第一反射镜41设置；
反应腔室1外部的光线L能够通过观察窗2入射至第一反射镜41，经第一反射镜41反射后入射至第二反射镜42，经第二反射镜42反射后，通过保护罩3的开口30入射至反应腔室1内部。
当然，毋庸置疑的，由于光路具有可逆性，反应腔室1内部的光线L能够通过保护罩3的开口30入射至第二反射镜42，经第二反射镜42反射后入射至第一反射镜41，经第一反射镜41反射后通过观察窗2射出。
本实用新型提供的半导体加工设备，在反应腔室1内设置了保护罩3，保护罩3使观察窗2不直接暴露于反应腔室1中，以CVD工艺为例，在半导体工艺过程中，保护罩2将使观察窗2与工艺气体所形成等离子体所隔离，有效避免了半导体加工设备运行时观察窗2上的粉尘沉积，同时通过保护罩3内的第一反射镜41和第二反射镜42的设置使反应腔室1外部的光能够经观察窗2入射至反应腔室1内部，显然反应腔室1内部的光也能够经观察窗2出射至反应腔室1外部，因此，既能够通过观察窗2对反应腔室1内部情况进行有效监测，同时通过保护罩3对观察窗2进行了有效保护，从而有效避免半导体加工设备运行时观察窗2上的粉尘沉积，明显延长了观察窗2的使用周期，因此有效提高了产能。
由于光路的可逆性，为了叙述简便，以下主要针对光由反应腔室1的外部透过观察窗2进入反应腔室1的内部的情况对本实施例进行说明。
其中，第一反射镜41相对于观察窗2设置，具体的，第一反射镜41以一规定角度相对于观察窗2设置，以保证反应腔室1外部的光线通过观察窗2后入射至第一反射镜41。其中，所述规定角度是指观察窗2所在平面与第一反射镜41所在平面的夹角的角度，可选的，该规定角度在0度至90度之间，例如，该规定角度为45度。
其中，第一反射镜41和第二反射镜42相对设置，但第一反射镜41和第二反射镜42之间的夹角角度不限。可选的，为了使光入射至第一反射镜41的方向，与经第二反射镜42反射后的方向一致，第一反射镜41和第二反射镜42平行相对设置。
需要说明的是，在本实用新型的其它实施例中，第一反射镜41与观察窗2以及第一反射镜41和第二反射镜42之间的夹角不限，均可根据入射光线的方向和/或出射光线的方向要求而设置。
由于工艺粉尘可能会从开口30进入到保护罩3内，为了更好的保护观察窗2，避免其表面工艺粉尘的沉积，优选的，观察窗2要与开口30错开，例如，本实施例中，开口30和观察窗2具有一定的垂直距离。这样，即使工艺粉尘从开口30进入到保护罩3内，也不易沉积于观察窗2上。显然，第一反射镜41和第二反射镜42的设置位置和设置角度需要满足光线L从观察窗2进入保护罩3中，并从开口30入射至反应腔室1内部。
还需要说明的是，在本实用新型的其它实施例中，保护罩3内所设置的反射镜不限于第一反射镜41和第二反射镜42，在第一反射镜41和第二反射镜42之间，和/或第二反射镜42和开口30之间还可设置有至少一个反射镜，光线在上述多个反射镜所组成的光路中传输，该光路需满足光线L从观察窗2射入，并以规定方向从开口30射出即可。
例如，可以在保护罩3内的第一反射镜41和第二反射镜42之间再设置两个反射镜，使光在经过第一反射镜41后又经过两次反射到达第二反射镜42，经第二反射镜42反射后从开口30入射至反应腔室1内部。由于在第一反射镜41和第二反射镜42之间设置两个反射镜，因此，能够增大第一反射镜41和第二反射镜42之间的距离，即增加了观察窗2与开口30的距离，使观察窗2被更好的保护，进一步减少工艺粉尘沉积在观察窗2上，有效提高了产能。
进一步的，本实施例中，由于第二反射镜42与保护罩3的开口30相对，经过长时间的工艺过程后，第二反射镜42上与开口30直接相对的部分也会沉积上工艺粉尘，因此，优选的，为了延长第二反射镜42的使用周期，进一步的提高产能，第二反射镜42可以可移动的设置在保护罩3内，从而能够将第二反射镜42上沉积有工艺粉尘的部分移走而将未被工艺粉尘覆盖的部分移动到与开口30直接相对处，以使第二反射镜42继续有效使用，延长了第二反射镜42的使用周期，更加有效的提高了产能。
可选的，在第二反射镜42可移动的设置在保护罩3内的情况下，为了保证第二反射镜42能够可靠接收到第一反射镜41反射的光线，在本实用新型的另一个实施例中，第一反射镜41也可以可移动的设置在保护罩3内，从而能够配合第二反射镜42一起移动，保证第一反射镜41发射的光线能被第二反射镜42所可靠接收，因此，增加了第二反射镜42的移动范围，即第二反射镜42在更大的移动范围内都能使反应腔室1外部的光经观察窗2从开口30入射到反应腔室1内，亦即增加了第二反射镜42的有效使用部分。待第二反射镜42的整个表面被工艺粉尘覆盖无法使用后再行开盖更换，可以大大延长第二反射镜42的使用周期，减少开盖次数，进一步提高了产能。
进一步的，为了尽量降低反应腔室1内的工艺粉尘对保护罩3内的第二反射镜42的影响，优选的，保护罩3的开口30处还连接有延伸保护部301。延伸保护部301具体可以为向反应腔室1内延伸的一定长度的狭长通道，其长度以不影响半导体加工设备的正常工作为宜。这样，反应腔室1内的工艺粉尘在经过延伸保护部301时就会部分沉积下来，从而减少了沉积在第二反射镜42上的工艺粉尘，进一步延长了第二反射镜42的使用周期，减少了设备开盖次数，进一步提高了产能。
需要说明的，本实用新型实施例中，观察窗的数目不限，在本实用新型的一个实施例中，半导体加工设备包括至少一个观察窗。
如图3所示，图2所示的实施例的半导体加工设备还包括设置于反应腔室1外部的探测装置53，探测装置53对应于观察窗2设置；反应腔室1内部还设置有第二光学装置500，探测装置53发出的光L经观察窗2入射至反应腔室1内部，并通过反应腔室1内部的第二光学装置500经观察窗2射出，被探测装置53所接收。其中，第二光学装置500可以为平面镜或其他光学反射镜或透镜等。
具体的，如图4所示，第二光学装置500可以设置在反应腔室1的内侧壁上，相对于开口30设置，这样当反应腔室1内没有衬底载板时，探测装置53发出的光L经观察窗2入射至反应腔室1内部，并通过反应腔室1内部的第二光学装置500经观察窗2射出，被探测装置53所接收，此时探测装置53即可获知反应腔室1内无衬底载板；如图5所示，当反应腔室1内部放置有衬底载板6时，由探测装置53发出的光L经观察窗2入射至反应腔室1内部，并被衬底载板6阻挡，无法到达第二光学装置500，探测装置53也就无法接收到光L，此时探测装置53即可获知反应腔室1内有衬底载板6。
可选的，如图6所示，第二光学装置500也可以直接设置于反应腔室1内的被探测对象上，如衬底载板6上。这样当反应腔室1内有衬底载板6时，探测装置53发出的光L经观察窗2入射至反应腔室1内部，并通过反应腔室1内部的衬底载板6上的第二光学装置500经观察窗2射出，被探测装置53所接收，此时探测装置53即可获知反应腔室1内有衬底载板；可以理解的，如图7所示，当反应腔室1内无衬底载板时，探测装置53发出的光L经观察窗2入射至反应腔室1内部，此时由于光L没有经过第二光学装置而不能被探测装置53接收，探测装置53即可获知反应腔室1内无衬底载板。
下面通过具体实施例对本实用新型进行详细说明。需要说明的是，前述实施例的所有特征均适用于本实施例。本实施例的半导体加工设备为CVD设备，如图8所示，包括反应腔室1，反应腔室1的腔室壁上设置有观察窗，本实施例中，观察窗包括彼此对称设置的第一观察窗2-1和第二观察窗2-2，反应腔室1内部还设置有保护罩3-1和保护罩3-2；
其中，保护罩3-1罩设于第一观察窗2-1上，保护罩3-1相对于第一观察窗2-1的一侧设置有开口30-1，保护罩3-1内设置有第一反射镜41-1和第二反射镜42-1，第一反射镜41-1以规定角度45度相对于第一观察窗2-1设置，第一反射镜41-1和第二反射镜42-1平行相对设置；
其中，保护罩3-2罩设于第二观察窗2-2上，保护罩3-2相对于第二观察窗2-2的一侧设置有开口30-2，保护罩3-2内设置有第一反射镜41-2和第二反射镜42-2，第一反射镜41-2以规定角度45度相对于观察窗2-2设置，第一反射镜41-2和第二反射镜42-2平行相对设置；
本实施例还包括设置于反应腔室1外部的光发射器51和光接收传感器52，光发射器51对应于第一观察窗2-1设置，且光接收传感器52对应于第二观察窗2-2设置。
如图9所示，当反应腔室1内部未放置有衬底载板时，光发射器51发出的光L能够通过第一观察窗2-1入射至第一反射镜41-1，经第一反射镜41-1反射后入射至第二反射镜42-1，经第二反射镜42-1反射后，通过开口30-1入射至反应腔室1内部。入射至反应腔室1内的光L能够由开口30-2进入保护罩3-2，并经第二反射镜42-2和第一反射镜41-2的反射从第二观察窗2-2射出反应腔室1，从而被光接收传感器52所接收，从而光接收传感器52获知衬底载板未被放置在反应腔室1内。
如图10所示，当反应腔室1内部放置有衬底载板6时，入射至反应腔室1内的光L在传向第二观察窗2-2的过程中会被衬底载板6阻挡，因此光接收传感器52无法接收到光L，从而获知衬底载板6被放置在反应腔室1内。这样，本实施例利用对称设置在反应腔室1的腔室壁上的第一观察窗2-1和第二观察窗2-2，就能够监测反应腔室1内衬底载板6是否被放置于反应腔室1内。
而且，保护罩3-1使第一观察窗2-1不直接暴露于反应腔室1中，有效避免半导体加工设备运行时第一观察窗2-1上的粉尘沉积，同理，保护罩3-2使第二观察窗2-2不直接暴露于反应腔室1中，有效避免半导体加工设备运行时第二观察窗2-2上的粉尘沉积，因此，既能够通过第一观察窗2-1和第二观察窗2-2对反应腔室1内部情况进行有效监测，同时通过保护罩3-1和保护罩3-2分别对第一观察窗2-1和第二观察窗2-2进行了有效保护，明显延长了第一观察窗2-1和第二观察窗2-2的使用周期，因此有效提高了产能。
需要说明的是，本实施例虽然以等离子体化学气相沉积设备为例进行说明，但本实用新型不限于此。本实用新型提供的半导体加工设备还包括其它化学气相沉积设备、等离子体刻蚀设备等。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种半导体加工设备，包括反应腔室，所述反应腔室的腔室壁上设置有观察窗，其特征在于，
所述反应腔室内部还设置有保护罩，所述保护罩罩设于所述观察窗上；
所述保护罩相对于所述观察窗的一侧设置有开口；
所述保护罩内设置有将经所述观察窗入射的光从所述开口射出或将经所述开口入射的光从所述观察窗射出的第一光学装置。
2.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，
所述第一光学装置包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜相对于所述观察窗设置，所述第二反射镜相对于所述第一反射镜设置；
所述反应腔室外部的光线通过所述观察窗入射至所述第一反射镜，经所述第一反射镜反射后入射至所述第二反射镜，经所述第二反射镜反射后，通过所述保护罩的开口入射至所述反应腔室内部；或者，
所述反应腔室内部的光线通过所述保护罩的开口入射至所述第二反射镜，经所述第二反射镜反射后入射至所述第一反射镜，经所述第一反射镜反射后通过所述观察窗射出。
3.根据权利要求2所述的半导体加工设备，其特征在于，所述第一反射镜与所述第二反射镜平行相对设置。
4.根据权利要求2所述的半导体加工设备，其特征在于，所述第一反射镜以规定角度相对于所述观察窗设置，所述规定角度在0度至90度之间。
5.根据权利要求4所述的半导体加工设备，其特征在于，所述规定角度为45度。
6.根据权利要求2所述的半导体加工设备，其特征在于，所述第二反射镜可滑动的设置在所述保护罩内。
7.根据权利要求6所述的半导体加工设备，其特征在于，所述第一反射镜可滑动的设置在所述保护罩内。
8.根据权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述开口处连接有延伸保护部。
9.根据要求1至8任一项所述的半导体加工设备，其特征在于，
所述半导体加工设备还包括设置于所述反应腔室外部的探测装置，所述探测装置对应于所述观察窗设置；
所述反应腔室内部还设置有第二光学装置，所述探测装置发出的光经所述观察窗入射至所述反应腔室内部，并通过所述反应腔室内部的所述第二光学装置经所述观察窗射出，被所述探测装置所接收。
10.根据要求1至8任一项所述的半导体加工设备，其特征在于，
所述观察窗包括对称设置的第一观察窗和第二观察窗；
所述半导体加工设备还包括设置于所述反应腔室外部的光发射器和光接收传感器，所述光发射器对应于所述第一观察窗设置，且所述光接收传感器对应于所述第二观察窗设置；
当所述反应腔室内部未放置有衬底载板时，所述光发射器发出的光经所述第一观察窗入射至所述反应腔室内部，并经所述第二观察窗从所述反应腔室内射出，被所述光接收传感器所接收。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 100176 No. 8, Wenchang Avenue, Beijing economic and Technological Development Zone Patentee after: Beijing North China microelectronics equipment Co Ltd Address before: 100026 Jiuxianqiao East Road, Chaoyang District, building, No. 1, M5 Patentee before: Beifang Microelectronic Base Equipment Proces Research Center Co., Ltd., Beijing |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120314 |
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| CX01 | Expiry of patent term |