CN1447346A - 接地电缆及使用该接地电缆的半导体制造设备 - Google Patents

Abstract

一接地电缆包含一第一接地导线、由绝缘材料所制造的一第一外层包围此第一接地导线、一第二接地导线包覆此第一外层、和一第二外层包围此第二接地导线。

Description

接地电缆及使用该接地电缆的半导体制造设备

本专利申请要求2002年3月27日提交的申请号为2002-16851的韩国专利的权益。该申请引用在此作为参考。

技术领域

本发明涉及生产半导体组件的设备，且特别涉及一接地电缆及使用该接地电缆的半导体制造设备。

背景技术

大规模集成电路(LSI)的半导体组件通常在一容室中制造，此容室是一密闭的反应容器，其通过沉积一薄膜在一半导体晶圆基板上和图案化该薄膜的重复程序来完成。

制造半导体组件时，有许多的努力以增大硅晶圆基板的尺寸，以及形成良好的图案，以增加半导体组件的品质及生产率。因此，发展出一种使用等离子体的制造方法，使得超大规模集成(ULSI)电路可以形成。

图1显示现有技术中使用等离子体的半导体组件制造设备。此装置包含一反应室、一等离子体产生源和其它的电子装置。

图1中，此容室20是一反应容器，用以界定一密闭反应区21于其中，在此容室20中，一薄膜沉积于一基板1上，此基板是一硅晶圆，且置于反应区21中，或在此基板1上的一薄膜，其可以借由注入此容室20的气体的化学反应来图案化，。此容室20具有一气体入口22和一气体出口24。此气体入口22是反应气体的一个路径，且这些反应气体经由此气体入口22供应到此容室20。此容室20中的气体经由此出口24排出。在此容室20中，配置一晶圆夹盘30以支撑此基板1，该晶圆夹盘可以是一个承载器。

一等离子体产生源40和其它的电子装置(未显示)附设于此容室20中，且等离子体产生于此反应区21中以处理此基板1。为此，此容室20的上部20a通常由如石英的绝缘材料所形成，且一第一电极42配置于此容室20的上部20a。此第一电极42具有例如螺旋形的形状。高频率的射频功率由第一电源46施加于此第一电极42上，且一第一阻抗匹配组件44装设于此第一电极42和此第一电源46间，以匹配此射频功率的频率。此第一电极42、此第一阻抗匹配组件44和第一电源46形成此等离子体产生源40。

一偏压源50亦附设此容室20中。此偏压源50控制等离子体中的反应物质的冲击能量，该物质由等离子体产生源40产生。此偏压源50包含一第二电极52、一第二阻抗匹配组件54和一第二电源56，且此第二电极52通常配置于该夹盘30中。

此基板1装载于此夹盘30上，且此容室20是密闭的。此容室20的气体由出口24中抽出，然后此容室20处于真空状态。此反应气体经由此气体入口22注入此容室20中的反应区21。同时，电场在反应区21中被等离子体产生源40感应而产生，且随时间改变。接着，反应气体转化为由离子、电子和中性粒子组成的等离子体，且等离子体中的反应物质被偏压源50加速而和基板1碰撞。此等离子体产生源40和偏压源50被一电子控制电路(未显示)所控制。

在此容室20中，此基板1借由等离子体中的反应物质的碰撞来处理。此处，第一到第五接地端62、64、66、68和70分别连接到此第一电源46、第二电源56、第一阻抗匹配组件44、第二阻抗匹配组件54和此容室20，以产生等电位，并移除来自第一电源46和第二电源56的噪声。第一到第五接地端62、64、66、68和70以接地电缆连接到各自的接地点。

图2是图1中的电路略图，用以解释现有技术的等离子体室的接地结构。在图2中，此第一电源46、第二电源56、第一阻抗匹配组件44、第二阻抗匹配组件54和此容室20分别连接到第一、第二、第三、第四和第五接地端62、64、66、68和70，并接地。

图3是现有技术的接地电缆的透视图，此接地电缆80a包含一接地导线82a和一外层84a。此接地导线82a是由金属材料所制造，具有高导电率和圆柱外形。此外层84a为管状并包围此第一接地导线82a。此接地导线82a是由铜或镍包铜所组成，外层84a是由如聚氯乙烯(PVC)的高分子物质所形成。仅管此接地电缆80a具有一圆形剖面，此接地电缆80a可具有不同形状的剖面，如长方形。

图3中的接地缆线80a无法有效的控制高频电流，且高频电流在导线表面流动时会增加阻抗，提高接地电位和等电位，而使阻抗增加。因此，要完成此半导体组件的制造过程是困难的，因为图2中的第一电源46和第二电源56的输出射频功率上升，而且图2中的第一阻抗匹配组件44和第二阻抗匹配组件54间，该室20和第一阻抗匹配组件44和第二阻抗匹配组件54间，以及第一阻抗匹配组件44和第二阻抗匹配组件54和电子控制电路间由射频噪声产生的干扰增加。此外，此接地导线82a的电感引起的接地电位和等电位上升的控制是受限的，其将随着频率上升而增大。

为解决上述问题，发展出另一种接地电缆，考虑高频功率的特性而具有较大的表面区域。图4是现有技术中另一种接地电缆的透视图。图4中的接地电缆80b包含一接地导线82b，此接地导线82b具有由多条细金属线组成管形的网状结构。此接地导线82b由铜、或镍和锡的合金所组成。

一外层84b包覆此第一接地导线82b且此外层84b由如聚氯乙烯的高分子物质所组成。此处，一绝缘体86b由和外层84b相同材料所形成，可插入此接地导线82b中。尽管此接地电缆80b具有一长方形剖面，此接地电缆80b亦可具有一圆形剖面。

然而，此第二接地电缆80b亦具有许多问题。由于低频电流而引起接地电位上升，且因此在整个系统中，等电位上升。此外，图2中的第一阻抗匹配组件44和第二阻抗匹配组件54间、此容室20和此电子控制电路间的噪声干扰难以最小化。

发明内容

因此，本发明针对接地电缆和使用此接地电缆的半导体制造设备，实质上可排除现有技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题。

本发明的一个优点在于提供一种接地电缆和使用此接地电缆的一种半导体制造设备，可以使此设备中的噪声干扰最小化，并防止接地电位的增大。

以下描述将提出本发明的额外特征和优点，其可从本发明的描述和实施例中得知一部分。由书面描述、权利要求以及附图所特别指出的结构可以实现并达到本发明的目的和其它优点。

为达到根据本发明目的的这些和其它优点，如实施例和其它大致的描述，一接地电缆包含一第一接地导线、一由绝缘材料所制成的第一外层包围此第一接地导线、一第二接地导线包覆此第一外层和一第二外层包围此第二接地导线。

在另一方面，使用接地电缆的半导体制造设备，包含一容室；一等离子体产生源，其包含一第一电极在此容室中、一第一电源和一第一阻抗匹配组件在此容室之外；一偏压源，其包含一第二电极在此容室中、一第二电源供应器和一第二阻抗匹配组件在此容室之外；以及第一、第二、第三、第四和第五接地电缆，各条接地电缆分别连接到此第一和第二电源、此第一和第二阻抗匹配组件、以及此容室，各条接地电缆包含一第一接地导线、一由绝缘材料所制成的第一外层包围此第一接地导线，一第二接地导线包覆此第一外层，和一第二外层包围此第二接地导线。

附图说明

图1是根据现有技术的生产半导体组件的设备的图示，该装置使用一等离子体室。

图2是图1的电路略图，用以说明根据现有技术的等离子体室的接地结构。

图3是根据现有技术的接地电缆的透视图。

图4是根据现有技术的另一接地电缆的透视图。

图5是根据本发明的一实施例的接地电缆的透视图。

图6是一半导体制造设备的接地结构的电路略图，该装置使用根据本发明的接地电缆。

组件符号说明：

1基板

20、120容室

20a 容室20的上部

21、121反应区

22气体入口

24气体出口

30夹盘

40、140等离子体产生源

42、52、142、152电极

44、54、1 44、154匹配组件

46、56、146、156电源供应器

50、150偏压源

62、64、66、68、70、162、164、166、168、170接地端

80a、80b、180接地电缆

82a、82b、182、186接地导线

84a、84b、184、188外层

86b绝缘体

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

具体实施方式

以下将参考本发明的说明实施例，此例将以附图解说。

图5是根据本发明的一实施例的接地电缆的透视图。

在图5中，此接地电缆180包含一第一接地导线182、一第一外层184、一第二接地导线186和一第二外层188。此第一接地导线182是由金属材料所制成，为一圆柱状。此第一外层184是由绝缘材料制管形，且包覆此第一接地导线182。此第二接地导线186是由多条细金属线所制成，且具有一管形网状结构，包覆此第一外层184。此第二外层188由一绝缘材料所制成，且包围此第二接地导线186。尽管图中未显示，此接地电缆180具有一圆形剖面，且此第一接导线182、此第一外层184，此第二接地导线186和此第二外层188之剖面为一同心圆。此第一接地导线182和第二接地导线186可包含铜、包镍的铜、以及铜和镍的合金三者其中之一。此第一外层184和此第二外层188可包含一如聚氯乙烯的高分子材料(PVC)。

在图5的接地电缆180中，此第一接导线182和此第二接地导线186分别平行地指向接地端。

图6显示一半导体制造设备和该半导体制造设备的接地结构的电路略图，该半导体设备使用图5的接地电缆，。图6中，此设备包含一容室120、一等离子体产生源140和一偏压源150。此容室120是一反应容器，用以界定一密闭反应区121于其中，且在反应区121中安置一基板(未显示)。尽管图中未显示，此容室包含前述的气体入口和气体出口。此气体入口是反应气体的一个路径，且这些反应气体经由此气体入口供应到此容室120。此容室120中的气体经由此出口排出。在此容室120中，配置一晶圆夹盘(未图示)以支撑此基板，该晶圆夹盘可以是一个承载器。

一等离子体产生源140于此反应区121中感应产生等离子体，且包含一第一电极142、一第一阻抗匹配组件144和一第一电源146。高频率的射频功率由一第一电源146施加于此第一电极142上，且此第一阻抗匹配组件144装设于此第一电极142和此第一电源146间，以匹配此射频功率的频率。

一偏压源150控制等离子体中的反应物质的冲击能量，该物质由等离子体产生源140感应产生。此偏压源150包含一第二电极152、一第二阻抗匹配组件154和一第二电源156。此第二电极152通常配置于该晶圆夹盘中(未图示)。此等离子体产生源140和偏压源150由一电子控制电路(未图示)所控制。

本发明的设备还包含第一、第二、第三、第四和第五接地端162、164、166、168和170，其使用图5中的接地电缆180，使第一和第二电源146和156、第一和第二阻抗匹配组件144和154、以及此容室120等电位，并移除RF噪声。各接地端的第一部分162a、164a、166a、168a和170a使用图5的第一接地导线182，各接地端的第二部分162b、164b、166b、168b和170b使用图5的第二接地导线186。

因此在本发明中，接地端162、164、166、168和170的第一接地导线182和第二接地导线186的第一端分别连接到此第一电源146、第二电源156、第一阻抗匹配组件144、第二阻抗匹配组件154和此容室120。接地端162、164、166、168和170的第一接地导线182和第二接地导线186的第二端接地。此处，低频电流经由接地端的第一接地导线182接地，高频电流经由接地端的第二接地导线186接地。因此，低频和高频电流的噪声可经由本发明的接地电缆减少。由噪声引起的信号，而导致错误操作的情形可以减少。

如上述，此接地端的第一接地导线182由金属材料制成图柱形，而接地端的第二接地导线186由多条细金属线制成网状结构。

一般而言，一导线中心的电流会被涡流电流抵消，该涡流电流是因频率增加时所感应的感应电动势和感应磁场所导致。因此，高频电流只在导线的表面流动。此处趋肤深度是电流能在导线中流动或穿透的深度或距离，其被定义为

，此处的σ是导电率，f是应用频率，而μ是导线的磁导率。在一直径为1cm的铜导线中，若应用频率f是60Hz，导电率σ约为1.256×10^-6Ωcm，则趋肤深度δ约为0.86cm。若应用频率f是1MHz，则趋肤深度δ约为0.007cm。若应用频率f是13.56MHz，则趋肤深度δ约为18μm。

应用频率是13.56MHz时，电流约穿透距导线表面的18μm。应用频率是60Hz时，电流可扩展至整条铜导线。

因此，在本发明中，一圆柱状的金属材料用以作为该第一接地导线，以将频率低于60Hz的电流接地。一网状金属材料具有大的表面积，作为此第二接地导线，以将高频电流接地，由此减少高频电流的噪声电压和阻抗。因此，在本发明中，设备中的噪声干扰被最小化，且接地电位不会增加。

虽然本发明借由较佳实施例作为例示加以说明，应了解的是：本发明不限于此揭露的实施例。相反，本发明意欲涵盖对于本领域技术人员而言是明显的各种修改与相似配置。因此，权利要求的范围应根据最广的诠释，以包容所有此类修改与相似配置。

Claims (8)

1.一种接地电缆，其特征在于：包含：

一第一接地导线；

一由绝缘材料制成的第一外层，包围该第一接地导线；

一第二接地导线，包覆该第一外层；和

一第二外层，包围该第二接地导线。

2.如权利要求1所述的接地电缆，其特征在于：该第二接地导线具有网状构造。

3.如权利要求1所述的接地电缆，其特征在于：该第一接地导线和该第二接地导线由金属材料所制成，且该金属材料包含铜、包镍的铜、或铜和镍的合金。

4.如权利要求1所述的接地电缆，其特征在于：该第一外层和该第二外层包含聚氯乙烯(PVC)。

5.一种使用接地电缆的半导体制造设备，其特征在于：包含：

一容室；

一等离子体产生源，具有：一第一电极在该容室中、一第一电源和一第一阻抗匹配组件在该容室之外；

一偏压源，具有：一第二电极在该容室中、一第二电源和一第二阻抗匹配组件在该容室之外；以及

一第一接地电缆、一第二接地电缆、一第三接地电缆、一第四接地电缆和一第五接地电缆，各条接地电缆分别连接到该第一电源、该第二电源、该第一阻抗匹配组件、该第二阻抗匹配组件和该室，各条接地电缆包含：

一第一接地导线；

一由绝缘材料制成的第一外层，包围该第一接地导线；

一第二接地导线，包覆该第一外层；和

一第二外层，包围该第二接地导线。

6.如权利要求5所述的使用接地电缆的半导体制造设备，其特征在于：该第二接地导线具有网状构造。

7.如权利要求5所述的使用接地电缆的半导体制造设备，其特征在于：该第一接地导线和该第二接地导线包含铜、包镍的铜、或铜和镍的合金。

8.如权利要求5所述的使用接地电缆的半导体制造设备，其特征在于：该第一外层和该第二外层包含聚氯乙烯(PVC)。

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