电流传感器的制造方法
【专利说明】电流传感器
[0001]背景
[0002]本文描述的本申请的实施方案涉及电流传感器，且更具体地说，涉及用于测量RF电力信号的电压和电流的电压-电流传感器(VI传感器)。
[0003]具有包围RF负载的圆柱形探头的电流传感器被已知作为用于测量流入RF负载的RF电力的电流的电流传感器。具有匹配方向性的电压-电流探头在1999年9月27日提交的公开号为1999-0072975的韩国专利中公开。最近，因为用于生产半导体器件和平板显示器件的工艺变得越来越精细和复杂，所以RF电源需要更复杂地控制。然而，传统的电流传感器具有关于复合负载的测量误差相对大的缺点。
【发明内容】
[0004]本申请的实施方案提供了能够精确地测量RF电源的电流的电流传感器。
[0005]本申请的实施方案的一个方面涉及提供电压-电流传感器(如，VI传感器)，其中，用于负载的阻抗测量准确度高。
[0006]本申请的实施方案的另一个方面涉及提供电流传感器，电流传感器包括信号传输单元、电流测量探头以及信号处理单元，电力信号可通过信号传输单元传输，电流测量探头与信号传输单元的一侧隔开并具有环状结构以将与根据通过信号传输单元传递的电力信号感应的磁场互连的互连区域分区(partit1n)，信号处理单元测量由根据通过信号传输单元传递的电力信号生成的磁场在电流测量探头处感应的感应电流并从所测量的感应电流值计算传递到信号传输单元的电力信号的电流值。
[0007]电流传感器还可包括壳体以及电压测量探头，该壳体支撑信号传输单元的相对端并在其中具有中空部分，该电压测量探头布置在中空部分中以与信号传输单元隔开预定距离且形成平板形状，该电压测量探头包括导体。
[0008]电流传感器还可包括绝缘材料，该绝缘材料分别形成在壳体和信号传输单元之间的第一连接部分、在壳体和电流测量探头之间的第二连接部分以及在壳体和电压测量探头之间的第三连接部分。
[0009]信号处理单元还可被配置为测量根据来自信号传输单元的电场生成的在所述电压测量探头上的电压并从所述电压测量探头的所测量的电压值计算传递给信号传输单元的电力信号的电压值。
[0010]信号处理单元可从所测量的传递给信号传输单元的电力信号的电流值和电压值来测量电力信号的相位，以测量负载阻抗。
[0011]电流测量探头可包括:矩形环状构件，其布置在中空部分中以与信号传输单元隔开预定距离，该矩形环状构件包括导体，并具有在一侧形成缺口的开环形状；从环状构件的一端延伸以穿过壳体并包括导体的连接部分；以及布置在壳体的外表面以将连接部分与信号处理单元连接的连接器。
[0012]本申请的实施方案的又一个方面涉及提供包括信号传输单元以及电流测量探头的电流传感器，电力信号通过该信号传输单元传输，电流测量探头与信号传输单元的侧表面隔开并具有环状结构以将与根据传递给信号传输单元的电力信号感应的磁场链接在一起的区域分区。
[0013]电流测量探头可包括支撑信号传输单元的相对端并在其中包括中空部分的壳体；以及与信号传输单元隔开预定距离、包括导体并具有在一侧形成缺口的开环形状的矩形环状构件。
[0014]本申请的实施方案的又一个方面涉及提供等离子体(plasma)衬底处理装置，包括形成等离子体以处理衬底的等离子体处理室、供应RF电力给等离子体处理室的RF供电单元以及布置在RF供电单元和等离子体处理室之间并测量RF电力的电流值的电流传感器，电流传感器可包括电力信号可通过其传输的信号传输单元、与信号传输单元的一侧隔开并具有环状结构以将与根据通过信号传输单元传递的电力信号感应的磁场链接在一起的区域分区的电流测量探头、以及测量由根据通过信号传输单元传递的电力信号生成的磁场在电流测量探头处感应的感应电流并从所测量的感应电流值计算传递到信号传输单元的电力信号的电流值的信号处理单元。
[0015]所公开的其它方面、优点和突出特征从下面的详细描述中对本领域技术人员将变的明显，下面的详细描述结合附图公开了本申请的各种实施方案。
【附图说明】
[0016]参考以下附图，上述以及其它目标和特征将从下面的描述变得明显，其中，除非以其它方式说明，贯穿各种图形中的相似的参考数字指代相似的部分，并且其中:
[0017]图1是根据本申请的实施方案示意性地示出包括电流传感器的等离子体衬底处理装置的简图；
[0018]图2是根据本申请的实施方案的电流传感器的立体图；
[0019]图3是根据本申请的实施方案的电流传感器的局部剖切立体图；
[0020]图4是根据本申请的实施方案的电流传感器的纵剖截面视图；
[0021]图5和图6是示出了根据本申请的实施方案与传统实例相比的电流传感器的负载测量误差的图。
【具体实施方式】
[0022]通过参考下面对实施方案和附图的详细描述可更容易理解本申请的其他有点和特征以及实现它们的方法。然而，本申请的范围和精神不限于此。本申请的范围仅由所附权利要求限定。除非以其它方式限定，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本申请的示例性实施方案所属的领域的技术人员通常所理解的具有相同的含义。还将理解至IJ，诸如在通常使用的字典里定义的那些术语应被解译为具有与它们在相关领域的背景下的含义一致的含义并将不被解译为理想化的或过于形式化的意义，除非明确地在本文中这样定义。另外，本发明的示例性实施方案中的众所周知的元件将不进行详细描述或将被省略以不模糊本发明的相关细节。整个附图和详细描述中，除非以其它方式描述，相同的附图参考数字将被理解为指相同的元件、特征和结构。出于清楚、说明和方便的目的，这些元件的相对尺寸和描绘可被放大或缩小。
[0023]本文所用的术语只是为了描述特定实施方案，其意图并不在于限制本公开。如本文所用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述”旨在也包含复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解的是，术语“包括(comprises) ”、“包括(comprising) ”、“包括(includes) ”、“包括(including) ”、“具有(have)”、“具有(having) ”或其变形在本文使用时，列举所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。将理解的是，当元件或层被提及为“在……上(on) ”、“连接至(connected to) ”、“耦合至(coupled to) ”或“接近于(adjacent to) ”另一个元件时，其可直接在其它元件或层上，连接至、親合至或接近于其它元件或层，或可存在介于中间的元件或层。相反，当元件被提及为“直接在......上(directly
on)”、“直接连接至(directly connected to) ”、“直接親合至(directly coupled to)，，或“紧紧地接近于(immediately adjacent to) ”另一个元件或层，不存在介于中间的元件或层。
[0024]根据本申请的实施方案的电流传感器可包括具有矩形环状结构的电流测量探头，使得由穿过信号传输单元传输的射频(RF)电力感应的磁场与宽环状区域链接在一起，以及，因此，传递给信号传输单元的RF电力的电流值被精确地测量。
[0025]图1是根据本申请的实施方案示意性地示出具有电流传感器的等离子体衬底处理装置10的简图。下面，本申请的一种实施方案将被举例作为根据本申请的实施方案的电流传感器，其是用于测量来自RF电源的电流的电流传感器，RF电源为等离子体衬底处理装置10中的等离子体处理室200供电。另外，根据本申请的实施方案的电流传感器可被用于测量各种场以及等离子体衬底处理装置10中的信号电流。
[0026]参考图1，根据本申请的实施方案的等离子体衬底处理装置10可包括生成等离子体并处理衬底W的等离子体处理室200、生成将被应用在等离子体处理室200的电极220上的射频(RF)电力的RF供电单元230、以及布置在RF供电单元230和等离子体处理室200的电极220之间并测量RF电力的电流值的电流传感器100，RF电力由RF供电单元230生成并被传输至电极220。尽管在图1中未示出，但等离子体衬底处理装置10还可包括在RF供电单元230和等离子体处理室200之间的用于执行阻抗匹配的组件，例如阻抗匹配单元。
[0027]例如，衬底W可以是半导体器件在其中被制造的半导体衬底、平板显示器件在其中被制造的玻璃衬底等。衬底W可使用刻蚀工艺、化学气相沉积工艺、灰化工艺、清洗工艺等被处理。等离子体衬底处理装置10可以是电容耦合等离子体(CCP)装置、电感耦合等离子体(ICP)装置、CCP/ICP复合装置、微波等离子体装置或任何其它等离子体衬底处理装置。
[0028]等离子体处理室200可提供空间，衬底W在其中被处理。等离子体处理室200可具有密封结构以维持真空。在实施方案中，等离子体处理室200可具有中空立方体形式、中空圆柱体形式或任何其它形式。等离子体处理室200可包括用于形成等离子体并供应源气体以用于处理衬底W的供气口(未示出)以及用于排放等离子体处理室200中的气体的排气口(未示出)。供气口可布置在等离子体处理室200的侧表面或上表面。在供气口布置在等离子体处理室200的上表面的情况下，用于均匀供应处理气体到衬底W的喷头可布置在等离子体处理室200的内部的上部分。排气口可布置在等离子体处理室200的下表面或下侧表面。未反应的源气体和衬底处理过程的副产品可经由该排气口排放。
[0029]工作台210可布置在等离子体处理室200的内部下表面并可支撑衬底W。工作台210可具有平板形状。在实施方案中，工作台210可包括用于使用静电力固定衬底W的静电卡盘。电极220可布置在等离子体处理室200的内部上部分以面向工作台210。电极220可与工作台210平行且可与其隔开一距离。RF供电单元230可将高频能量应用于等离子体处理室200以形成电场以及，因此，等离子体可在等离子体处理室200中生成。
[0030]图2是根据本申请的实施方案的电流传感器100的立体图，图3是根据本申请的实施方案的电流传感器100的局部剖切立体图，且图4是根据本申请的实施方案的电流传感器100的纵剖截面视图。根据本申请的实施方案的电流传感器100可用电压-电流传感器(如，VI传感器)实施，电压-电流传感器能够同时测量RF