TW497154B - Gas feedthrough with electrostatic discharge characteristic - Google Patents
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Description
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497154 A7 B7__ 五、發明說明() 發明領域: 本發明係關於半導體元件製程領域,更特別係相關於 一提供反應氣體進入反應室的氣流通道。更特定的是本發 明是由靜態分散複合材料所做成之一定電壓梯度氣流通 道 。 發明背景: 在積體電路之製造中,化學氣相沉積(CVD)為一廣為 人知之於基板上沉積材料之製程。CVD製程一般要求製程 氣體被輸入反應室中,然後這些氣體經過化學反應而形成 一所需之羞晶層在基板表面上。 氣體分佈極板被使用在 CVD反應室中以均勻分佈導 入反應室之製程氣體。均勾的氣體分佈對置於反應室中的 基板表面上形成均勻的沉積乃是必要的。在某些CVD應 用中,電流被施加至氣體分佈板上之氣體出口導管,該分 佈板導引反應氣體進入反應室以提供必要之能量以在反 應室内形成電漿。 一般說來,一 RF能量能量源提供能量電位給傳遞反 應氣體進入反應室的出口導管。RF能量能利用激發反應 氣體成電漿狀態,而在反應室内產生電漿。一旦激發,先 導氣體就能在反應室中反應,基本上,所需之薄膜在基板 表面上沉積。 在氣體經由一具有RF能量之熱出口導管的氣體分佈 極板被導入反應室之應用中,引加至出口導管上之能量絕 第2頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497154 A7 B7_ 五、發明說明() 不可被傳導至將饋入反應室的氣體。基本上,一接地之氣 體入口導管被提供偏壓(如RF熱)氣體出口導管之逆流, 此出口導管提供氣體進入反應室中,並有一絕緣塊設置於 其間以供基本上由石英所製成之氣體線路經過。一阻擋套 管包住氣體線路,隔絕施加至出口導管上之電壓與經過氣 體線路之饋入氣體,而提供一出口和入口導管間之阻擋路 徑。這阻擋套管是較佳的藉由彈簧墊圈置於套管兩端之接 地氣體入口導管與RF能量熱氣體出口導管之間。 在一個典型系統中,一個複合材料之阻擋套管被設置 於接地入口導管與RF能量熱氣體出口導管中,以提供一 個阻擋路徑予被施加至氣體出口導管之能量。然而,目前 使用之複合材料要求在阻擋套管兩端形成金屬接點以便 能夠從RF能量熱導管傳導能量至阻擋套管。此複合材料 套管端點就必須能忍受一溶融程序以提供毗連入口及出 口導管之接點。由此所形成之複合套管之端點上之接點當 在高能運用時常被發現磨損或故障,因而危害到阻擋套管 之功能和改變了 CVD反應室之阻抗。此外,需要將套管 與彈簧墊圈裝置在一起之組裝步驟太頻繁會導致阻擋套 管有超出規格之阻抗。 假如能量被傳導至氣體,會改變反應室之電子結構, 因而造成反應室操作之負面影響。例如,假如施加在氣體 出口導管上之能量被傳導至氣體,一個不穩定狀態可能發 生,以致於以不可預知的方式影響反應室阻抗特性。 美國專利案號碼第5,725,675號,在此列為參考,提 第3頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(、 ^ : 阻擋套管使用在一兩端並沒有使用金屬接觸點之 '傳輸通道上。這氣流傳輸通道是使用可增進電致遷移 、(材料所製成,因此定電壓梯度可延著氣流傳輸通道 P =持。此結構提供一定電壓梯度跨越氣流傳輸通道至接 地管。這結構適當解決了所針對的問題,但是這結構包括 ”午多需要整合組裝之分離元件。甚者,這結構也包含了 可能改變傳輸通道兩端歐姆接觸的構件,因而以不可預測 的方式改變了氣流傳輸通道之電子特性。 如此,仍需一能簡單耦合入口及出口導管,並具有可 預期和可複製的氣流傳輸通道阻抗之單一結構。如此之氣 流傳輸通道應有最少數之組裝元件並由現成材料所^ 成此外,此氣流傳輸通道應排除令人厭煩之阻擋套管, 因而精簡組裝過程並同時增進整個半導體製程設備口 質。 口口 概述: 本發明提供由靜態分散複合材料所製成氣流傳輸通 道。這材料之特徵在於對電遷移有好的阻擋並且較佳的是 由同貝材料所做成。這結構消除特定分離元件,包括美國 專利案號第5,725,675號之阻擒套管,且因而提供氣流傳 輸通道之可預期和可複製的歐姆特性。本發明另一方面, 這氣流傳輸通道被模製成一單一同質靜態分散複合物塊 並有1.25至5 X 106歐姆公分電阻率。因為這單—塊是」 個固體同質複合物,由第3圖中表面電阻大約是從1 至 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2ΐ(Γχ 297公£7 -----------0^--------訂--------r 線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497154 A7 五、發明說明( 1 0 1 ()歐姆每平方。 本發明另一方而早益# 、 *疋措f由靜態分散複合材料所製成 之氣流傳輸通道連接拉祕忠 , ^運接接地管和RF能量熱管以防止RF能量 傳導至由氣體線路導入的邮 ^乳姐。於此,此材料也可當作是 一靜電放電(ESD)塑料。 圖式簡單3明: 因此我們可瞭解本發明枕 Λ月擁有如上所述特點、優點和目 的,個總和以上之吏特則、 手力】的描述可參考具體實施例,如 附圖所示。 然而,必須注意的是 十圖所撝述的僅是一典型具體實 施例,因此,不是限制本發 I 又乾圍,仍允許有其他等效 的具體貫施例。 第1圖為-先前技術之氣體分佈平板概要圖。 第2圖為依照本發明由靜態分散複合所製成之雙氣流傳輸 管的分解圖。 弟J圖為概要圖描述在本於曰Φ 在尽各明中靜電放電塑料板之電阻頻 譜。 -----------{^裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖號對照說明: 10 氣體分佈板 12 基板 14 入口導管 16 出π 20 絕緣塊傳輸通道 22 水管 24 氣體線路 26 管道 導管 第5頁 497154 A7 B7 五、發明說明( 28 密封環 30 螺栓孔 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明詳細說明 本發明提供—個方法和裝置防止能量從氣體導管或 疋其他氣fa入口元件被傳輸至被饋經此裝置之氣體,該裝 置於以下%氣現傳輸通道。這氣流傳輸通道是應用在接地 入口氣體導管和偏流氣體出口導管之間,因此能量將不會 被傳導至氣體。這氣流傳輸通道藉著鑄模造或其他適合製 程形成一個靜電塑膠料,因此在氣體出口導管之RF能量 電位會線性衰減通過這塑料至接地入口導管。因此在這氣 流傳輸通道流出端之熱RF能量能量源和通過氣流傳輸通 迢氣流線間形成一個抵擋通路,因此RF能量能不會被傳 導至氣體。 更特足的是,發明人發現了複合物塑膠氣流傳輸通道 可以设置在氣體入口導管和出口導管之間,圍著導管間之 氣體線路以提供一個可以防止能量被傳導至被饋經氣體 線路之氣體。這靜電放電塑膠氣流傳輸通道因而消除了因 為落融複合材料在氣流傳輸通道兩端形成金屬接點所遇 到之問題。 參考第1圖,展示一氣體分佈板1 0的立體圖。氣體 分佈板1 0通常包括一基板1 2,一連接至氣流源之氣體入 口導管1 4,一從氣體入口接收氣體並將氣體引入反應室之 氣體出口導管1 6,一内含至少一氣體線路的絕緣塊2 〇, 和一冷卻氣體分佈板1 0的水管2 2。在絕緣塊2 0裏的氣體 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) ------------{^裝--------訂--------- 線赢 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497154 A7 ___ B7 五、發明說明() 線路連接氣體入口導管和出口導管。這樣的氣體分佈板在 美國專利案號5,725,675,名稱為,,碳化矽定電壓梯度氣流 傳輸通道”有精確描述。 在第1圖所示系統中也是此技藝之典銮,氣體入口導 管14接地,且氣體出口導管16以射頻RF能量源加能, 提供電位於反應室中並於此產生電漿。氣體由氣體源穿過 一氣體入口導管1 4進入反應室,然後穿過含氣體線路的 絶緣塊傳輸通道2 0並進入氣體出口導管1 6,在反應室中 氣fa均勻分佈在基板之表面上就如同例如經由一淋浴頭 裝置。 第2圖描述本發明之雙氣流傳輸通道2 〇。本發明之氣 及傳輸通道2 0是由靜電放電塑料製成並置於接地氣體入 口導管14與RF能量熱氣體出口導管丨6之間。一對氣流 、’泉路2 4端點被後入由入口和出口導管所形成管道中(未示 出)°氣體線路24由石英或相似材料製成,被置於入口和 出口導管間的氣流傳輸通道20内以防止電漿於氣體線路 内形成。成軸的地穿過氣流傳輸通道是一空隙或管道26 以接收氣體線路。另外,管道26也環繞氣體線路而充滿 適當之絕緣塑膠料以絕緣並保持氣體線路在一平行,互相 有間距之方向上。 這結構減少了如上所述的阻擋套管和需要保持這套 管的構件。這結構更包括一個柔軟密封環28以密封住氣 流傳輸通道和管道26之間’另一相似密封環(未示出)被用 在氣流傳輸通道和導管1 4之間。這氣流傳輸通道提供一 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 497154 A7 ______ B7__' — 五、發明說明() 螺栓孔3 0以固定氣流傳輸通道至導管上° 由靜態分散複合物所製成之氣流傳輸通^呢阻疋小 於饋經氣體線路之氣體的電阻,因此加於出口導S 1 6之 能量並不.會轉移到氣體。這材料結構表面電阻較佳地落在 1 06至1 0 10範圍,如第3圖所示。如此材料是由足夠濃度 碳塊或是均勻粉末狀金屬混合一適量塑料以達到所要電 阻率而成之複合物。 這氣流傳輸通道被設計成可提供一線性電壓梯度沿 著氣流傳輸通道,從高RF能量位能到接地,以保持製成 氣體完整通過一給定之管道。 前述係本發明之較佳具體實施例,本發明之其他具體 實施例不偏離於本發明之精神者’其範圍均由以下之申& 專利範圍所涵蓋。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線赢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 貰 8 第 釐一公 197 2 X 10 (2 格 規 4 )A S) N (C 準 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本
Claims (1)
- 497154 ΛΗ i;8 C8 曱請專利範園 1. 一種用以防止能量轉移至經由氣體線路饋入之氣體的裝 置,該裝置至少包含:由靜態分散材料製成之氣流傳輸 通道,此氣流傳輸通道具有第一端連接一電致能元件及 一第二端連接接地元件,這氣流傳輸通道被界定有一空 隙且沿著其長度以設置一氣體線路通過。 2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,更包含一密封環於 氣流傳輸通道之第一端點和電致能元件之間。 3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置,更包含一密封環於 氣流傳輸通道第一端點和接地元件之間。 4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中氣流傳輸管電 阻約在1.25 X 1 06至5 X 106歐姆公分之間。 5.如申請專利範圍第4項所述之裝置,其中空隙設置有 對氣體線路係有一間距平行關係。 請 先 閱 a 背 面 之 意 事 項 填 寫 本 頁 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6. 如申請專利範圍第4項所述之裝置,其中空隙設置有一 對氣體線路係以絕緣材料置於氣體線路和氣流傳輸通 道之間而保持一間距平行關係。 7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中氣流傳輸通道 為一單一主體。 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規恪(21ϋχ 297公f ) 497154 ΛΗ - Β8 C8 1)8τ、曱請專利範圍 8. —種提供氣體進入製程反應室的裝置,至少包含: a) 從氣體源導入製成氣體的氣體入口導管; b) 連接至一電力源並提供一入口至反應室之氣體出 口導管; c) 至少一氣體線路,延伸於氣體入口和氣體出口之 間;以及 d) —靜態分散氣流傳輸通道,配置成環繞氣體線路。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局3工消货合作社印製 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規恪(21ϋχ 297公釐) 裝、-------訂---------Μ丨聲-----------------------
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