專利名稱：接地電纜及使用該接地電纜的半導(dǎo)體制造設(shè)備的制作方法
本專利申請(qǐng)要求2002年3月27日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?002-16851的韓國專利的權(quán)益。該申請(qǐng)引用在此作為參考。
制造半導(dǎo)體組件時(shí)，有許多的努力以增大硅晶圓基板的尺寸，以及形成良好的圖案，以增加半導(dǎo)體組件的品質(zhì)及生產(chǎn)率。因此，發(fā)展出一種使用等離子體的制造方法，使得超大規(guī)模集成(ULSI)電路可以形成。


圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)中使用等離子體的半導(dǎo)體組件制造設(shè)備。此裝置包含一反應(yīng)室、一等離子體產(chǎn)生源和其它的電子裝置。
圖1中，此容室20是一反應(yīng)容器，用以界定一密閉反應(yīng)區(qū)21于其中，在此容室20中，一薄膜沉積于一基板1上，此基板是一硅晶圓，且置于反應(yīng)區(qū)21中，或在此基板1上的一薄膜，其可以借由注入此容室20的氣體的化學(xué)反應(yīng)來圖案化，。此容室20具有一氣體入口22和一氣體出口24。此氣體入口22是反應(yīng)氣體的一個(gè)路徑，且這些反應(yīng)氣體經(jīng)由此氣體入口22供應(yīng)到此容室20。此容室20中的氣體經(jīng)由此出口24排出。在此容室20中，配置一晶圓夾盤30以支撐此基板1，該晶圓夾盤可以是一個(gè)承載器。
一等離子體產(chǎn)生源40和其它的電子裝置(未顯示)附設(shè)于此容室20中，且等離子體產(chǎn)生于此反應(yīng)區(qū)21中以處理此基板1。為此，此容室20的上部20a通常由如石英的絕緣材料所形成，且一第一電極42配置于此容室20的上部20a。此第一電極42具有例如螺旋形的形狀。高頻率的射頻功率由第一電源46施加于此第一電極42上，且一第一阻抗匹配組件44裝設(shè)于此第一電極42和此第一電源46間，以匹配此射頻功率的頻率。此第一電極42、此第一阻抗匹配組件44和第一電源46形成此等離子體產(chǎn)生源40。
一偏壓源50亦附設(shè)此容室20中。此偏壓源50控制等離子體中的反應(yīng)物質(zhì)的沖擊能量，該物質(zhì)由等離子體產(chǎn)生源40產(chǎn)生。此偏壓源50包含一第二電極52、一第二阻抗匹配組件54和一第二電源56，且此第二電極52通常配置于該夾盤30中。
此基板1裝載于此夾盤30上，且此容室20是密閉的。此容室20的氣體由出口24中抽出，然后此容室20處于真空狀態(tài)。此反應(yīng)氣體經(jīng)由此氣體入口22注入此容室20中的反應(yīng)區(qū)21。同時(shí)，電場(chǎng)在反應(yīng)區(qū)21中被等離子體產(chǎn)生源40感應(yīng)而產(chǎn)生，且隨時(shí)間改變。接著，反應(yīng)氣體轉(zhuǎn)化為由離子、電子和中性粒子組成的等離子體，且等離子體中的反應(yīng)物質(zhì)被偏壓源50加速而和基板1碰撞。此等離子體產(chǎn)生源40和偏壓源50被一電子控制電路(未顯示)所控制。
在此容室20中，此基板1借由等離子體中的反應(yīng)物質(zhì)的碰撞來處理。此處，第一到第五接地端62、64、66、68和70分別連接到此第一電源46、第二電源56、第一阻抗匹配組件44、第二阻抗匹配組件54和此容室20，以產(chǎn)生等電位，并移除來自第一電源46和第二電源56的噪聲。第一到第五接地端62、64、66、68和70以接地電纜連接到各自的接地點(diǎn)。
圖2是圖1中的電路略圖，用以解釋現(xiàn)有技術(shù)的等離子體室的接地結(jié)構(gòu)。在圖2中，此第一電源46、第二電源56、第一阻抗匹配組件44、第二阻抗匹配組件54和此容室20分別連接到第一、第二、第三、第四和第五接地端62、64、66、68和70，并接地。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的接地電纜的透視圖，此接地電纜80a包含一接地導(dǎo)線82a和一外層84a。此接地導(dǎo)線82a是由金屬材料所制造，具有高導(dǎo)電率和圓柱外形。此外層84a為管狀并包圍此第一接地導(dǎo)線82a。此接地導(dǎo)線82a是由銅或鎳包銅所組成，外層84a是由如聚氯乙烯(PVC)的高分子物質(zhì)所形成。僅管此接地電纜80a具有一圓形剖面，此接地電纜80a可具有不同形狀的剖面，如長(zhǎng)方形。
圖3中的接地纜線80a無法有效的控制高頻電流，且高頻電流在導(dǎo)線表面流動(dòng)時(shí)會(huì)增加阻抗，提高接地電位和等電位，而使阻抗增加。因此，要完成此半導(dǎo)體組件的制造過程是困難的，因?yàn)閳D2中的第一電源46和第二電源56的輸出射頻功率上升，而且圖2中的第一阻抗匹配組件44和第二阻抗匹配組件54間，該室20和第一阻抗匹配組件44和第二阻抗匹配組件54間，以及第一阻抗匹配組件44和第二阻抗匹配組件54和電子控制電路間由射頻噪聲產(chǎn)生的干擾增加。此外，此接地導(dǎo)線82a的電感引起的接地電位和等電位上升的控制是受限的，其將隨著頻率上升而增大。
為解決上述問題，發(fā)展出另一種接地電纜，考慮高頻功率的特性而具有較大的表面區(qū)域。圖4是現(xiàn)有技術(shù)中另一種接地電纜的透視圖。圖4中的接地電纜80b包含一接地導(dǎo)線82b，此接地導(dǎo)線82b具有由多條細(xì)金屬線組成管形的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。此接地導(dǎo)線82b由銅、或鎳和錫的合金所組成。
一外層84b包覆此第一接地導(dǎo)線82b且此外層84b由如聚氯乙烯的高分子物質(zhì)所組成。此處，一絕緣體86b由和外層84b相同材料所形成，可插入此接地導(dǎo)線82b中。盡管此接地電纜80b具有一長(zhǎng)方形剖面，此接地電纜80b亦可具有一圓形剖面。
然而，此第二接地電纜80b亦具有許多問題。由于低頻電流而引起接地電位上升，且因此在整個(gè)系統(tǒng)中，等電位上升。此外，圖2中的第一阻抗匹配組件44和第二阻抗匹配組件54間、此容室20和此電子控制電路間的噪聲干擾難以最小化。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供一種接地電纜和使用此接地電纜的一種半導(dǎo)體制造設(shè)備，可以使此設(shè)備中的噪聲干擾最小化，并防止接地電位的增大。
以下描述將提出本發(fā)明的額外特征和優(yōu)點(diǎn)，其可從本發(fā)明的描述和實(shí)施例中得知一部分。由書面描述、權(quán)利要求以及附圖所特別指出的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)并達(dá)到本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。
為達(dá)到根據(jù)本發(fā)明目的的這些和其它優(yōu)點(diǎn)，如實(shí)施例和其它大致的描述，一接地電纜包含一第一接地導(dǎo)線、一由絕緣材料所制成的第一外層包圍此第一接地導(dǎo)線、一第二接地導(dǎo)線包覆此第一外層和一第二外層包圍此第二接地導(dǎo)線。
在另一方面，使用接地電纜的半導(dǎo)體制造設(shè)備，包含一容室；一等離子體產(chǎn)生源，其包含一第一電極在此容室中、一第一電源和一第一阻抗匹配組件在此容室之外；一偏壓源，其包含一第二電極在此容室中、一第二電源供應(yīng)器和一第二阻抗匹配組件在此容室之外；以及第一、第二、第三、第四和第五接地電纜，各條接地電纜分別連接到此第一和第二電源、此第一和第二阻抗匹配組件、以及此容室，各條接地電纜包含一第一接地導(dǎo)線、一由絕緣材料所制成的第一外層包圍此第一接地導(dǎo)線，一第二接地導(dǎo)線包覆此第一外層，和一第二外層包圍此第二接地導(dǎo)線。
圖2是圖1的電路略圖，用以說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的等離子體室的接地結(jié)構(gòu)。
圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接地電纜的透視圖。
圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一接地電纜的透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的接地電纜的透視圖。
圖6是一半導(dǎo)體制造設(shè)備的接地結(jié)構(gòu)的電路略圖，該裝置使用根據(jù)本發(fā)明的接地電纜。
組件符號(hào)說明1基板20、120容室
20a 容室20的上部21、121反應(yīng)區(qū)22氣體入口24氣體出口30夾盤40、140等離子體產(chǎn)生源42、52、142、152電極44、54、1 44、154匹配組件46、56、146、156電源供應(yīng)器50、150偏壓源62、64、66、68、70、162、164、166、168、170接地端80a、80b、180接地電纜82a、82b、182、186接地導(dǎo)線84a、84b、184、188外層86b絕緣體162a、164a、166a、168a和170a接地端的第一部分162b、164b、166b、168b和170b接地端的第二部分圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的接地電纜的透視圖。
在圖5中，此接地電纜180包含一第一接地導(dǎo)線182、一第一外層184、一第二接地導(dǎo)線186和一第二外層188。此第一接地導(dǎo)線182是由金屬材料所制成，為一圓柱狀。此第一外層184是由絕緣材料制管形，且包覆此第一接地導(dǎo)線182。此第二接地導(dǎo)線186是由多條細(xì)金屬線所制成，且具有一管形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包覆此第一外層184。此第二外層188由一絕緣材料所制成，且包圍此第二接地導(dǎo)線186。盡管圖中未顯示，此接地電纜180具有一圓形剖面，且此第一接導(dǎo)線182、此第一外層184，此第二接地導(dǎo)線186和此第二外層188之剖面為一同心圓。此第一接地導(dǎo)線182和第二接地導(dǎo)線186可包含銅、包鎳的銅、以及銅和鎳的合金三者其中之一。此第一外層184和此第二外層188可包含一如聚氯乙烯的高分子材料(PVC)。
在圖5的接地電纜180中，此第一接導(dǎo)線182和此第二接地導(dǎo)線186分別平行地指向接地端。
圖6顯示一半導(dǎo)體制造設(shè)備和該半導(dǎo)體制造設(shè)備的接地結(jié)構(gòu)的電路略圖，該半導(dǎo)體設(shè)備使用圖5的接地電纜，。圖6中，此設(shè)備包含一容室120、一等離子體產(chǎn)生源140和一偏壓源150。此容室120是一反應(yīng)容器，用以界定一密閉反應(yīng)區(qū)121于其中，且在反應(yīng)區(qū)121中安置一基板(未顯示)。盡管圖中未顯示，此容室包含前述的氣體入口和氣體出口。此氣體入口是反應(yīng)氣體的一個(gè)路徑，且這些反應(yīng)氣體經(jīng)由此氣體入口供應(yīng)到此容室120。此容室120中的氣體經(jīng)由此出口排出。在此容室120中，配置一晶圓夾盤(未圖示)以支撐此基板，該晶圓夾盤可以是一個(gè)承載器。
一等離子體產(chǎn)生源140于此反應(yīng)區(qū)121中感應(yīng)產(chǎn)生等離子體，且包含一第一電極142、一第一阻抗匹配組件144和一第一電源146。高頻率的射頻功率由一第一電源146施加于此第一電極142上，且此第一阻抗匹配組件144裝設(shè)于此第一電極142和此第一電源146間，以匹配此射頻功率的頻率。
一偏壓源150控制等離子體中的反應(yīng)物質(zhì)的沖擊能量，該物質(zhì)由等離子體產(chǎn)生源140感應(yīng)產(chǎn)生。此偏壓源150包含一第二電極152、一第二阻抗匹配組件154和一第二電源156。此第二電極152通常配置于該晶圓夾盤中(未圖示)。此等離子體產(chǎn)生源140和偏壓源150由一電子控制電路(未圖示)所控制。
本發(fā)明的設(shè)備還包含第一、第二、第三、第四和第五接地端162、164、166、168和170，其使用圖5中的接地電纜180，使第一和第二電源146和156、第一和第二阻抗匹配組件144和154、以及此容室120等電位，并移除RF噪聲。各接地端的第一部分162a、164a、166a、168a和170a使用圖5的第一接地導(dǎo)線182，各接地端的第二部分162b、164b、166b、168b和170b使用圖5的第二接地導(dǎo)線186。
因此在本發(fā)明中，接地端162、164、166、168和170的第一接地導(dǎo)線182和第二接地導(dǎo)線186的第一端分別連接到此第一電源146、第二電源156、第一阻抗匹配組件144、第二阻抗匹配組件154和此容室120。接地端162、164、166、168和170的第一接地導(dǎo)線182和第二接地導(dǎo)線186的第二端接地。此處，低頻電流經(jīng)由接地端的第一接地導(dǎo)線182接地，高頻電流經(jīng)由接地端的第二接地導(dǎo)線186接地。因此，低頻和高頻電流的噪聲可經(jīng)由本發(fā)明的接地電纜減少。由噪聲引起的信號(hào)，而導(dǎo)致錯(cuò)誤操作的情形可以減少。
如上述，此接地端的第一接地導(dǎo)線182由金屬材料制成圖柱形，而接地端的第二接地導(dǎo)線186由多條細(xì)金屬線制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
一般而言，一導(dǎo)線中心的電流會(huì)被渦流電流抵消，該渦流電流是因頻率增加時(shí)所感應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)磁場(chǎng)所導(dǎo)致。因此，高頻電流只在導(dǎo)線的表面流動(dòng)。此處趨膚深度是電流能在導(dǎo)線中流動(dòng)或穿透的深度或距離，其被定義為 ，此處的σ是導(dǎo)電率，f是應(yīng)用頻率，而μ是導(dǎo)線的磁導(dǎo)率。在一直徑為1cm的銅導(dǎo)線中，若應(yīng)用頻率f是60Hz，導(dǎo)電率σ約為1.256×10-6Ωcm，則趨膚深度δ約為0.86cm。若應(yīng)用頻率f是1MHz，則趨膚深度δ約為0.007cm。若應(yīng)用頻率f是13.56MHz，則趨膚深度δ約為18μm。
應(yīng)用頻率是13.56MHz時(shí)，電流約穿透距導(dǎo)線表面的18μm。應(yīng)用頻率是60Hz時(shí)，電流可擴(kuò)展至整條銅導(dǎo)線。
因此，在本發(fā)明中，一圓柱狀的金屬材料用以作為該第一接地導(dǎo)線，以將頻率低于60Hz的電流接地。一網(wǎng)狀金屬材料具有大的表面積，作為此第二接地導(dǎo)線，以將高頻電流接地，由此減少高頻電流的噪聲電壓和阻抗。因此，在本發(fā)明中，設(shè)備中的噪聲干擾被最小化，且接地電位不會(huì)增加。
雖然本發(fā)明借由較佳實(shí)施例作為例示加以說明，應(yīng)了解的是本發(fā)明不限于此揭露的實(shí)施例。相反，本發(fā)明意欲涵蓋對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的各種修改與相似配置。因此，權(quán)利要求的范圍應(yīng)根據(jù)最廣的詮釋，以包容所有此類修改與相似配置。
權(quán)利要求
1.一種接地電纜，其特征在于包含一第一接地導(dǎo)線；一由絕緣材料制成的第一外層，包圍該第一接地導(dǎo)線；一第二接地導(dǎo)線，包覆該第一外層；和一第二外層，包圍該第二接地導(dǎo)線。
2.如權(quán)利要求1所述的接地電纜，其特征在于該第二接地導(dǎo)線具有網(wǎng)狀構(gòu)造。
3.如權(quán)利要求1所述的接地電纜，其特征在于該第一接地導(dǎo)線和該第二接地導(dǎo)線由金屬材料所制成，且該金屬材料包含銅、包鎳的銅、或銅和鎳的合金。
4.如權(quán)利要求1所述的接地電纜，其特征在于該第一外層和該第二外層包含聚氯乙烯(PVC)。
5.一種使用接地電纜的半導(dǎo)體制造設(shè)備，其特征在于包含一容室；一等離子體產(chǎn)生源，具有一第一電極在該容室中、一第一電源和一第一阻抗匹配組件在該容室之外；一偏壓源，具有一第二電極在該容室中、一第二電源和一第二阻抗匹配組件在該容室之外；以及一第一接地電纜、一第二接地電纜、一第三接地電纜、一第四接地電纜和一第五接地電纜，各條接地電纜分別連接到該第一電源、該第二電源、該第一阻抗匹配組件、該第二阻抗匹配組件和該室，各條接地電纜包含一第一接地導(dǎo)線；一由絕緣材料制成的第一外層，包圍該第一接地導(dǎo)線；一第二接地導(dǎo)線，包覆該第一外層；和一第二外層，包圍該第二接地導(dǎo)線。
6.如權(quán)利要求5所述的使用接地電纜的半導(dǎo)體制造設(shè)備，其特征在于該第二接地導(dǎo)線具有網(wǎng)狀構(gòu)造。
7.如權(quán)利要求5所述的使用接地電纜的半導(dǎo)體制造設(shè)備，其特征在于該第一接地導(dǎo)線和該第二接地導(dǎo)線包含銅、包鎳的銅、或銅和鎳的合金。
8.如權(quán)利要求5所述的使用接地電纜的半導(dǎo)體制造設(shè)備，其特征在于該第一外層和該第二外層包含聚氯乙烯(PVC)。
全文摘要
一接地電纜包含一第一接地導(dǎo)線、由絕緣材料所制造的一第一外層包圍此第一接地導(dǎo)線、一第二接地導(dǎo)線包覆此第一外層、和一第二外層包圍此第二接地導(dǎo)線。
文檔編號(hào)H01J37/32GK1447346SQ0312119
公開日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
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