反应腔室的观察窗组件及应用其的反应腔室的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微电子技术领域，具体地，涉及一种反应腔室的观察窗组件及应用其 的反应腔室。
【背景技术】
[0002] 在真空设备中，观察窗是一种不可或缺的零部件，用于供操作人员观察反应腔室 内部的状态。W PVD腔室为例，观察窗的主要作用体现在：在反应腔室内部安装零部件时， 操作人员从特定位置可W透过观察窗观察到零部件的安装情况，W判断零部件是否安装到 位，是否符合要求；在进行工艺的前后，也就是机械手将传输腔室的巧盘传入或传出反应腔 室的过程中，透过观察窗可W观察顶针的升降情况和巧盘的到位情况；在进行工艺时，透过 观察窗可W观察工艺的启辉情况，晶片是否被卡住W及腔室内部是否发生故障等情况。
[0003] 现有的一种观察窗结构如图1-图3所示，观察窗组件2设置在反应腔室1的侧 壁101上，其包括石英玻璃202和安装法兰201。其中，在侧壁101的外侧设置有腔室法兰 102,其与安装法兰201对接，且在二者之间设置有密封圈3,用W对二者之间的间隙进行密 封。而且，侧壁101、腔室法兰102和安装法兰201通过螺钉6连接在一起，且Η者分别具有 相对应的Η个通孔，石英玻璃202内嵌在安装法兰201的通孔内，用W供操作人员任意观察 腔室内部的状态。
[0004] 然而，在实际操作过程中，上述观察窗视野太小，无法观察到所需观察的区域。如 图4所示，当观察者在a位置向腔室内部观察时，视野里只有A区域范围；如果观察者想观 察B区域的情况，则需要在b点观看。而由于腔室外部布局的限制，观察者的头往往被腔室 外的诸如接头、管路及一些电子元件等挡住，无法在b点观察。而且，也不能简单的通过增 大观察窗面积的方式来扩大观察视野，送是因为：
[0005] 其一，由于受腔室实际结构的限制，W及在腔室设计中还存在其它需求，例如，在 PVD腔室中，需要安装进气孔，温控开关、真空泉接口、真空规接口等，送些接口会大量占用 腔室周边的安装空间，W致没有足够的空间和面积设置观察窗。
[0006] 其二，为了获得均一的工艺结果，腔室内需要维持均一的等离子体环境，送就要求 在腔室设计中尽量减少腔室上孔洞或开口的数量及面积，因此，过大的观察窗面积可能会 影响工艺结果的均匀性。
【发明内容】
[0007] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种反应腔室的观 察窗组件及应用其的反应腔室，其可W在相同的观察窗面积的条件下，扩大观察窗的视野， 从而可W观察到腔室内所需观察的区域。
[0008] 为实现本发明的目的而提供一种反应腔室的观察窗组件，在所述反应腔室的腔室 壁上设置有观察孔，所述观察窗组件包括透明玻璃，所述透明玻璃设置在所述腔室壁上，且 位于与所述观察孔相对的位置处，所述观察窗组件还包括凹透镜，所述凹透镜设置在所述 腔室壁上，且位于与所述观察孔相对的位置处。
[0009] 其中，所述凹透镜为双凹透镜、平凹透镜或者凹度大于凸度的凹凸透镜。
[0010] 优选的，所述凹透镜的任意一个凹球面的凹度均与所述凹透镜的视野范围呈正相 关的对应关系。
[0011] 优选的，所述凹透镜位于所述腔室壁的内侧；所述观察窗组件还包括第一安装组 件，所述第一安装组件包括；卡环，用于压住所述凹透镜朝向所述反应腔室内部的表面边缘 区域；第一螺钉，用于将卡环固定在所述反应腔室的腔室壁上。
[0012] 优选的，所述卡环包括环绕在所述凹透镜周围的环体，且沿所述环体的内周壁环 绕设置有一环形凸缘，所述环形凸缘叠置在所述凹透镜朝向所述反应腔室内部的表面边缘 区域。
[0013] 优选的，所述卡环包括环绕在所述凹透镜周围的环体，且沿所述环体的内周壁间 隔设置有多个压爪，所述多个压爪叠置在所述凹透镜朝向所述反应腔室内部的表面边缘区 域。
[0014] 优选的，所述观察窗组件还包括第二安装组件，所述第二安装组件包括；腔室法 兰，固定在所述腔室壁的外侧，且具有第一中必孔，所述第一中必孔与所述观察孔同轴；安 装法兰，对应地与所述腔室法兰相互叠置，且具有第二中必孔，所述第二中必孔与所述观察 孔同轴；密封圈，设置在所述腔室法兰和安装法兰之间，用W对二者之间的间隙进行密封； 第二螺钉，用于将所述腔室法兰和安装法兰固定在一起；所述透明玻璃设置在所述第一中 必孔或者第二中必孔内。
[0015] 优选的，所述凹透镜内嵌在所述观察孔内。
[0016] 优选的，所述透明玻璃内嵌在所述观察孔内，且位于所述凹透镜的内侧或外侧。
[0017] 作为另一个技术方案，本发明还提供一种反应腔室，在所述反应腔室的腔室壁上 设置有观察孔，在所述观察孔上设置有观察窗组件，所述观察窗组件采用本发明提供的上 述观察窗组件。
[0018] 本发明具有W下有益效果：
[0019] 本发明提供的反应腔室的观察窗组件，其通过在反应腔室的腔室壁上，且位于观 察孔相对的位置处设置凹透镜，可W利用其对光线有发散作用的功能，在相同的观察窗面 积的条件下，扩大观察窗的视野，从而可W观察到腔室内所需观察的区域。
[0020] 本发明提供的反应腔室，其通过采用本发明提供的上述观察窗组件，可W在相同 的观察窗面积的条件下，扩大观察窗的视野，从而可W观察到腔室内所需观察的区域。
【附图说明】
[0021] 图1为现有的反应腔室的俯视图；
[0022] 图2为图1中的反应腔室的侧视图；
[0023] 图3为图1中I区域的放大图；
[0024] 图4为图1中的观察窗的视野范围示意图；
[00巧]图5为本发明实施例提供的观察窗组件的剖视图；
[0026] 图6为图5中的观察窗组件的视野范围示意图；
[0027] 图7A为双凹透镜的凹度与视野范围的关系图；W及
[002引图7B为平凹透镜的凹度与视野范围的关系图。
【具体实施方式】
[0029] 为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明 提供的反应腔室的观察窗组件及应用其的反应腔室进行详细描述。
[0030] 图5为本发明实施例提供的观察窗组件的剖视图。请参阅图5,图中N方向指向 反应腔室的内部。在反应腔室的腔室壁30上设置有观察孔301，观察窗组件包括透明玻璃 34,透明玻璃34设置在腔室壁30上，且位于与观察孔301相对的位置处。具体来说，观察 孔301可W根据不同反应腔室的需要设置在腔室侧壁或者腔室顶壁上，即，图5中的腔室壁 30可W为腔室侧壁或者腔室顶壁；透明玻璃34采用石英等透明材料制作，且可W安装在腔 室壁30的外侧或者内侧，也可W安装在观察孔301内。
[0031] 在本实施例中，透明玻璃34安装在腔室壁30的外侧，并且观察窗组件还包括凹透 镜41，该凹透镜41设置在腔室壁30内侧，且位于与观察孔301相对的位置处，即，自反应 腔室的外部向内部依次设置有透明玻璃34、观察孔301和凹透镜41，透明玻璃34和凹透镜 41作为双层的观察窗供观察者观察反应腔室的内部。
[003引如图6所示，为图5中的观察窗组件的视野范围示意图。在单设透明玻璃34作为 观察窗时，当观察者在a位置向腔室内部观察时，视野里只有A区域范围；如果观察者想观 察B区域的情况，则需要在b点观看。与之相比，在本实施例中，根据折射定律及凹透镜原 理，凹透镜41所成的像是小于实物的、直立的虚像，且对光线有发散作用，从而反应腔室内 部的光线通过凹透镜41后会被发散，即从a点就可W看到A'区域的范围，A'区域大于A区 域。当观察者想观察B区域的状态时，只需稍微移动一下头部就可W看到，而根本无需移动 至b点观看。因此，在相同的观察窗面积的条件下，凹透镜41可W扩大观察窗的视野，从而 可W观察到腔室内所需观察的区域。
[0033] 下面结合图7A-7B对凹透镜41的结构和原理进行详细描述。具体地，凹透镜41 的至少一个表面呈凹球面。进一步说，凹透镜41存在Η种形式，分别为；双凹透镜、平凹透 镜或者凹凸透镜（起发散作用）。其中，双凹透镜的结构如图7Α所示，其具有相对的两个凹 球面，两个凹球面的曲率半径与该双凹透镜的视野范围的关系如下：
[0034]
[0035] 其中，f为焦距，η为透镜折射率，ri为背离Ν方向的凹球面的曲率半径，。为朝向 N方向的凹球面的曲率半径