CN220597628U - 一种可视化反应腔及半导体薄膜设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种可视化反应腔及半导体薄膜设备，涉及半导体加工技术领域。该可视化反应腔包括腔体，腔体上设有照明组件和光学透镜组件，腔体外设有显示组件，光学透镜组件用于将腔体内被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，显示组件用于显示被摄物体的图像。该可视化反应腔通过照明组件将腔体内部照亮，利用光学透镜组件将腔体内被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，以通过显示组件显示腔体内部被摄物体的图像，使工作人员能够对腔体内部进行有效地监控。

Description

一种可视化反应腔及半导体薄膜设备

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，涉及一种可视化反应腔及半导体薄膜设备。

背景技术

CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)是指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应腔，在晶圆表面发生化学反应生成薄膜的过程。

在进行化学气相沉积的过程中，反应腔处于密闭且黑暗的状态，技术人员难以在工艺的环境下观察晶圆的位置以及反应腔内部的情况，进而无法及时发现工艺过程中发生的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种可视化反应腔及半导体薄膜设备，其能够对腔体内部进行有效地监控。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种可视化反应腔，包括腔体，腔体上设有照明组件和光学透镜组件，腔体外设有显示组件，光学透镜组件用于将腔体内被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，显示组件用于显示被摄物体的图像。

可选地，显示组件包括依次电连接的光电转换器、摄像机和监视器，光学透镜组件用于将被摄物体反射的光线汇聚以在光电转换器上形成光学图像，光电转换器用于将光学图像转换成数字图像信号并传输至摄像机，摄像机用于对数字图像信号进行处理并将处理后的数字图像信号传输至监视器，监视器用于将处理后的数字图像信号转化为图像并显示。

可选地，照明组件包括光纤和用于向光纤发射光束的光源，光纤接收光束后发光进而将腔体的内部照亮。

可选地，腔体包括顶部开口的下腔体和将下腔体的开口封闭的上盖板，下腔体内设有加热盘，加热盘用于固定和加热晶圆，加热盘的盘面与上盖板平行，上盖板朝向加热盘的一侧设有喷淋板，喷淋板用于向晶圆喷淋反应剂。

可选地，上盖板和喷淋板上对应加热盘的区域分别设有安装孔，光纤和光学透镜组件分别伸入安装孔内并固定。

可选地，光学透镜组件的主光轴与加热盘的旋转轴线位于同一直线上。

可选地，光纤朝向加热盘的一端与喷淋板朝向加热盘的表面平齐。

可选地，光纤包括多根，多根光纤环绕光学透镜组件的主光轴均匀分布。

可选地，光电转换器为电荷耦合器件。

本申请实施例的另一方面，提供一种半导体薄膜设备，包括如上任一项的可视化反应腔。

本申请的有益效果包括：

本申请提供了一种可视化反应腔，包括腔体，腔体上设有照明组件和光学透镜组件，腔体外设有显示组件，光学透镜组件用于将腔体内被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，显示组件用于显示被摄物体的图像。该可视化反应腔，通过照明组件将腔体内部照亮，利用光学透镜组件将腔体内被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，以通过显示组件显示腔体内部被摄物体的图像，使工作人员可以有效地监控腔体内部。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的可视化反应腔的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的可视化反应腔的局部结构示意图。

图标：100-可视化反应腔；110-腔体；111-下腔体；112-上盖板；113-加热盘；114-喷淋板；115-安装筒；121-光纤；122-光源；130-光学透镜组件；140-光电转换器；150-摄像机；160-监视器；200-晶圆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本申请的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的一方面，参照图1和图2，提供一种可视化反应腔100，包括腔体110，腔体110内部中空，用于进行化学反应；腔体110上设有照明组件和光学透镜组件130，照明组件和光学透镜组件130可以位于腔体110的内部，也可以位于腔体110的侧壁内；腔体110外设有显示组件，光学透镜组件130用于将腔体110内被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，显示组件用于显示被摄物体的图像。

需要说明的是，被摄物体是指位于腔体110内部需要被监控的物体，被摄物体可以是腔体110的内部环境，也可以是设置在腔体110内的结构。例如，腔体110内发生的化学反应为以化学气相沉积的方式在晶圆200表面沉积薄膜，则被摄物体至少包括晶圆200。

照明组件通过发光的方式将腔体110内部照亮，以使被摄物体能够向光学透镜组件130反射清晰的光线，至于照明组件的具体结构，本实施例对此不作限定。例如，照明组件包括照明灯，照明灯设置在腔体110顶部中心位置，照明灯通电后发出的发散光将腔体110内部照亮。可以理解，照明组件的设置应不妨碍光学透镜组件130对被摄物体反射光线的接收。光学透镜组件130将被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，显示组件将接收到的光线信号转化为图像并显示，以供工作人员监控腔体110内部。

光学透镜组件130的结构为现有技术，本实施例对此不作限定。若腔体110内为高温环境，则照明组件和光学透镜组件130需采用耐高温材料。

上述可视化反应腔100，通过照明组件将腔体110内部照亮，利用光学透镜组件130将腔体110内被摄物体反射的光线汇聚在显示组件上，以通过显示组件显示腔体110内部被摄物体的图像，使工作人员可以有效地监控腔体110内部。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，显示组件包括依次电连接的光电转换器140、摄像机150和监视器160，光学透镜组件130用于将被摄物体反射的光线汇聚以在光电转换器140上形成光学图像，光电转换器140用于将光学图像转换成数字图像信号并传输至摄像机150，摄像机150用于对数字图像信号进行处理并将处理后的数字图像信号传输至监视器160，监视器160用于将处理后的数字图像信号转化为图像并显示。

示例地，被摄物体通过光学透镜组件130在光电转换器140的图像传感器上生成光学图像，图像传感器将光学图像转换为电信号后传输给光电转换器140的模数转换电路，模数转换电路再将电信号转换为数字图像信号传递给摄像机150。摄像机150接收到数字图像信号后，通过一系列数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的数字图像信号通过USB等接口传到监视器160。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，光电转换器140为电荷耦合器件(CCD，Charge-coupled Device)。

CCD上有许多排列整齐的电容，电容能够感应成像后的光线，并将被摄物体的光学影像转变成数字信号传输至摄像机150，从而实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。CCD具有自扫描、感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、功耗小、寿命长、可靠性高等一系列优点。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，照明组件包括光纤121和用于向光纤121发射光束的光源122，光纤121接收光束后发光进而将腔体110的内部照亮。

光纤121设置在腔体110上并至少部分伸入腔体110，光纤121作为导体，将光源122发射的光束传导至腔体110内部，以对腔体110进行照明。光源122出射的光束进入光纤121的角度，应能够保证光束在光纤121内部产生全反射并维持光波形的特性进行传输。

光纤121在照明里的应用方式，一般分为两种：一种是端点发光光纤，另一种是体发光光纤。前者就是光束传到端点后，通过尾灯进行照明，而后者本身就是发光体，形成一根柔性光柱。优选地，光纤121为体发光光纤。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，光纤121包括多根，多根光纤121环绕光学透镜组件130的主光轴均匀分布。

光学透镜组件130应设置在便于获取被摄物体反射光线的位置，将光纤121设置为多根并均匀环绕在光学透镜组件130的周围，可以将腔体110内部被摄物体周围的区域照射的更加明亮并使该区域内亮度更加均匀，以便在监视器160上监测到更加清晰的图像。优选的，光纤121上与光学透镜组件130并排的区域呈直线型。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，腔体110包括顶部开口的下腔体111和将下腔体111的开口封闭的上盖板112，下腔体111内设有加热盘113，加热盘113用于固定和加热晶圆200，加热盘113的盘面与上盖板112平行，上盖板112朝向加热盘113的一侧设有喷淋板114，喷淋板114用于向晶圆200喷淋反应剂，反应剂与晶圆200发生化学反应，以在晶圆200表面生成薄膜。反应剂可以为气态，也可以为液态。

示例地，加热盘113上设有真空吸附孔，真空吸附孔与真空泵连通，真空泵抽真空即可将晶圆200固定在加热盘113上；加热盘113上还设有加热电极，加热电极通电后即可对晶圆200进行加热。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，上盖板112和喷淋板114上对应加热盘113的区域分别设有安装孔，光纤121和光学透镜组件130分别伸入安装孔内并固定。

上盖板112和喷淋板114在竖直方向上与加热盘113的位置对应，光纤121和光学透镜组件130通过固定在上盖板112和喷淋板114上的安装孔内，光纤121将加热盘113所在的区域照亮，光学透镜组件130获取加热盘113上晶圆200反射的光线。可以理解，光纤121的照明区域和光学透镜组件130获取光线的区域应至少覆盖加热盘113的盘面，以确保工作人员能够监测到晶圆200表面薄膜生成的情况。

示例地，光纤121和光学透镜组件130均固定在安装筒115内，并通过安装筒115固定在安装孔内。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，光学透镜组件130的主光轴与加热盘113的旋转轴线位于同一直线上。如此设置，可以便于观察加热盘113上晶圆200表面薄膜生成的情况。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，光纤121朝向加热盘113的一端与喷淋板114朝向加热盘113的表面平齐。如此设置，既可以保证光纤121发出的光能够照亮腔体110内部，还能够利用喷淋板114对光纤121进行保护，并防止光纤121对薄膜的生成产生影响。

本实施例还提供一种半导体薄膜设备，包括如上任意一项的可视化反应腔100。

该半导体薄膜设备可以对腔体110内部进行有效地监控，实时观察腔体110中晶圆200的位置以及晶圆200表面薄膜沉积情况，使工艺过程中发生的问题(如滑片，碎片等)有据可依。还可以通过监测膜厚的积累情况，参考以往零件涨膜的经验制定生产计划。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可视化反应腔，其特征在于，包括腔体(110)，所述腔体(110)上设有照明组件和光学透镜组件(130)，所述腔体(110)外设有显示组件，所述光学透镜组件(130)用于将所述腔体(110)内被摄物体反射的光线汇聚在所述显示组件上，所述显示组件用于显示所述被摄物体的图像。

2.如权利要求1所述的可视化反应腔，其特征在于，所述显示组件包括依次电连接的光电转换器(140)、摄像机(150)和监视器(160)，所述光学透镜组件(130)用于将所述被摄物体反射的光线汇聚以在所述光电转换器(140)上形成光学图像，所述光电转换器(140)用于将所述光学图像转换成数字图像信号并传输至所述摄像机(150)，所述摄像机(150)用于对所述数字图像信号进行处理并将处理后的所述数字图像信号传输至所述监视器(160)，所述监视器(160)用于将处理后的所述数字图像信号转化为图像并显示。

3.如权利要求1所述的可视化反应腔，其特征在于，所述照明组件包括光纤(121)和用于向所述光纤(121)发射光束的光源(122)，所述光纤(121)接收光束后发光进而将所述腔体(110)的内部照亮。

4.如权利要求3所述的可视化反应腔，其特征在于，所述腔体(110)包括顶部开口的下腔体(111)和将所述下腔体(111)的开口封闭的上盖板(112)，所述下腔体(111)内设有加热盘(113)，所述加热盘(113)用于固定和加热晶圆(200)，所述加热盘(113)的盘面与所述上盖板(112)平行，所述上盖板(112)朝向所述加热盘(113)的一侧设有喷淋板(114)，所述喷淋板(114)用于向所述晶圆(200)喷淋反应剂。

5.如权利要求4所述的可视化反应腔，其特征在于，所述上盖板(112)和所述喷淋板(114)上对应所述加热盘(113)的区域分别设有安装孔，所述光纤(121)和所述光学透镜组件(130)分别伸入所述安装孔内并固定。

6.如权利要求4所述的可视化反应腔，其特征在于，所述光学透镜组件(130)的主光轴与所述加热盘(113)的旋转轴线位于同一直线上。

7.如权利要求5所述的可视化反应腔，其特征在于，所述光纤(121)朝向所述加热盘(113)的一端与所述喷淋板(114)朝向所述加热盘(113)的表面平齐。

8.如权利要求3所述的可视化反应腔，其特征在于，所述光纤(121)包括多根，多根所述光纤(121)环绕所述光学透镜组件(130)的主光轴均匀分布。

9.如权利要求2所述的可视化反应腔，其特征在于，所述光电转换器(140)为电荷耦合器件。

10.一种半导体薄膜设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的可视化反应腔。