半导体工艺腔室的监测装置及半导体工艺设备的制作方法

本技术属于半导体装备领域，更具体地，涉及一种半导体工艺腔室的监测装置及半导体工艺设备。

背景技术：

1、在半导体制程设备中，工艺腔室内部状态通常难以观察和感知，腔室内部的硬件姿态、腔室内部等离子体物理分布状态及腔室内部工艺过程中中心边缘的光谱特性等因素通常影响着工艺效果。

2、目前对腔室内部状态的监控主要通过工艺腔室的观察窗结构完成，观察窗结构是半导体设备里不可或缺的结构，其主要作用在于：工艺过程前，即机械手将传输腔室内的晶圆传送到工艺腔室的过程中，通过工艺腔室的观察窗结构观察腔室内部状态，检查三针升降情况及晶圆的就位情况；工艺过程中，工艺腔室观察窗结构用于观察启辉情况；工艺过程后，工艺腔室观察窗结构用于观察静电卡盘解吸附情况，观察是否存在由于静电卡盘静电释放不完全或背he流量过大导致的晶圆偏移静电卡盘中心的情况。目前现有观察窗结构仅限于起观察作用，无法探测工艺腔室内部的物理状态。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提出一种半导体工艺腔室的监测装置及半导体工艺设备，实现对工艺腔室内部状态的监测。

2、为实现上述目的，第一方面，本实用新型提出一种半导体工艺腔室的监测装置，所述半导体工艺腔室的腔室壁上设有开孔，所述监测装置包括：

3、伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构设置于所述腔室壁上并与所述开孔密封对接；

4、导向件，所述导向件呈管状，所述导向件设置于所述开孔内，所述导向件的一端与所述伸缩驱动机构连接，所述导向件的另一端封闭且透明，所述导向件的另一端的内部设有用于观测所述反应腔室内部状态的监测器；

5、所伸缩述驱动机构用于驱动所述导向件携带所述监测器沿所述开孔的轴向伸入所述半导体工艺腔室内，或驱动所述导向件携带所述监测器沿所述开孔的轴向缩回至所述开孔内。

6、可选地，所述伸缩驱动机构包括筒状的安装座，所述安装座与所述开孔同轴设置；

7、所述安装座的一端与所述开孔处的腔室壁密封连接，所述安装座的另一端的端面设有气缸，所述气缸的伸缩杆伸入所述安装座内；

8、所述安装座内设有滑动连接组件，所述导向件与所述伸缩杆之间通过所述滑动连接件连接。

9、可选地，所述滑动连接件包括滑动管轴和波纹管，所述波纹管设置于所述安装座内靠近所述开孔的一端，所述波纹管与所述开孔同轴设置，且所述波纹管的一端与所述开孔密封连接，所述滑动管轴套设于所述波纹管内并与所述波纹管滑动密封连接；

10、所述滑动管轴的一端与所述导向件的一端连接，所述滑动管轴的另一端与所述气缸的伸缩杆连接。

11、可选地，所述气缸的伸缩杆与所述滑动管轴的一端通过联轴器连接。

12、可选地，所述导向件与所述开孔同轴设置；

13、所述导向件靠近所述伸缩驱动机构的一端为开放端，所述开放端与所述滑动管轴的一端密封连接。

14、可选地，所述监测器具有通讯线缆，所述滑动管轴靠近所述气缸的一端的管壁上设有线缆通孔，所述通讯线缆通过所述线缆通孔引出与外部通讯。

15、可选地，所述导向件的开放端设有第一法兰，所述滑动管轴靠近所述导向件的一端设有第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰之间设有第一密封圈，所述第一法兰和所述第二法兰上设有螺纹孔，所述第一法兰和所述第二法兰之间通过紧固螺钉连接。

16、可选地，所述第一法兰上的螺纹孔内设有用于遮蔽所述紧固螺钉的螺纹防护帽。

17、可选地，所述第一法兰的外缘和所述第二法兰的外缘与所述开孔的内壁之间具有0.5-1mm的间隙。

18、可选地，所述波纹管靠近所述开孔的一端设有第三法兰，所述开孔处的所述腔室壁表面设有与所述第三法兰配合的安装槽，所述第三法兰固定于所述安装槽内，所述第三法兰与所述安装槽之间设有第二密封圈。

19、可选地，所述导向件的材料为透明、耐高温且耐腐蚀的材料。

20、可选地，所述透明、耐高温且耐腐蚀的材料包括石英和透明树脂。

21、可选地，所述监测器包括摄像头和等离子体感应器。

22、第二方面，本发明提出一种半导体工艺设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室上设有至少一个如第一方面任意一项所述的半导体工艺腔室的监测装置。

23、本实用新型的有益效果在于：

24、本实用新型的装置在工艺腔室的腔室壁的开孔位置设置管状导向件和伸缩驱动机构，该导向件远离伸缩驱动机构的一端透明且内部设置有用于监测工艺腔室内部状态的监测器，通过伸缩驱动机构驱动导向件伸缩运动，在需要监测时可通过驱动导向件携带监测器伸入工艺腔室内进行监测，当不需要监测时可驱动导向件缩回至腔室壁的开孔内，避免对工艺造成影响，通过设置不同的监测器可实现对工艺腔室内部不同状态的观察和测量，解决现了利用现有工艺腔室的观察窗结构观察内部状态不清晰，观察角度片面以及无法感知工艺腔室内部物理状态的问题。

25、本实用新型的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

技术特征：

1.一种半导体工艺腔室的监测装置，所述半导体工艺腔室的腔室壁上设有开孔，其特征在于，所述监测装置包括：

2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述伸缩驱动机构包括筒状的安装座，所述安装座与所述开孔同轴设置；

3.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述滑动连接件包括滑动管轴和波纹管，所述波纹管设置于所述安装座内靠近所述开孔的一端，所述波纹管与所述开孔同轴设置，且所述波纹管的一端与所述开孔密封连接，所述滑动管轴套设于所述波纹管内并与所述波纹管滑动密封连接；

4.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述气缸的伸缩杆与所述滑动管轴的一端通过联轴器连接。

5.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述导向件与所述开孔同轴设置；

6.根据权利要求5所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述监测器具有通讯线缆，所述滑动管轴靠近所述气缸的一端的管壁上设有线缆通孔，所述通讯线缆通过所述线缆通孔引出与外部通讯。

7.根据权利要求5所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述导向件的开放端设有第一法兰，所述滑动管轴靠近所述导向件的一端设有第二法兰，所述第一法兰与所述第二法兰之间设有第一密封圈，所述第一法兰和所述第二法兰上设有螺纹孔，所述第一法兰和所述第二法兰之间通过紧固螺钉连接。

8.根据权利要求7所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述第一法兰上的螺纹孔内设有用于遮蔽所述紧固螺钉的螺纹防护帽。

9.根据权利要求7所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述第一法兰的外缘和所述第二法兰的外缘与所述开孔的内壁之间具有0.5-1mm的间隙。

10.根据权利要求3所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，

11.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述导向件的材料为透明、耐高温且耐腐蚀的材料。

12.根据权利要求11所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述透明、耐高温且耐腐蚀的材料包括石英和透明树脂。

13.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室的监测装置，其特征在于，所述监测器包括摄像头和等离子体感应器。

14.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括工艺腔室，所述工艺腔室上设有至少一个如权利要求1-13任意一项所述的监测装置。

技术总结
本技术公开了一种半导体工艺腔室的监测装置及半导体工艺设备，监测装置包括：伸缩驱动机构，伸缩驱动机构设置于腔室壁上并与开孔密封对接；导向件，导向件呈管状，导向件设置于开孔内，导向件的一端与伸缩驱动机构连接，导向件的另一端封闭且透明，导向件的另一端的内部设有用于监测半导体工艺腔室内部状态的监测器；驱动机构用于驱动导向件携带监测器沿开孔的轴向伸入半导体工艺腔室内，或驱动导向件携带监测器沿开孔的轴向缩回至开孔内。本技术能够实现对半导体工艺腔室内部状态的监测。

技术研发人员：孙国正,王家祥,赵梓含
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/3/27