[发明专利]在活性等离子中用于原位测量的高温传感器晶片

说明书

本发明的方面揭示一种工艺条件测量装置中的组件模块，其包括：支架，其用于支撑组件；一或多个支腿，其经配置以使所述支架悬挂为相对于衬底呈隔开关系。导电或低电阻半导体外壳经配置以在所述衬底与所述外壳之间围封所述组件、所述支架及所述支腿。应强调，提供本摘要是为了符合规则，所述规则要求将允许研究者或其他读者快速确定本技术揭示内容的标的物的摘要。本摘要是在其不得用于解释或限制所附权利要求书的范围或含义的前提下提交的。

优先权主张

本申请案主张2013年1月7日申请的授予孙梅(Mei Sun)的标题为“在活性等离子中用于原位测量的高温传感器(HIGH TEMPERATURE SENSOR WAFER FOR IN-SITUMEASUREMENTS IN ACTIVE PLASMA)”的共同拥有、共同待决的第61/749,872号美国临时专利申请案的优先权权益，其完整揭示内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明的实施例涉及高温工艺条件测量装置，且更特定来说涉及一种设备及方法，其在装置在延长的时间周期内暴露于高温环境及/或操作等离子处理环境的同时使测量装置的组件保持在合适的操作温度且与等离子隔离。

背景技术

半导体制作通常涉及许多精密且复杂的处理步骤。每一处理步骤的监视及评估对于确保制造准确度及最终实现成品装置的所要性能至关重要。在许多工艺中，例如成像工艺、沉积及生长工艺、蚀刻及遮蔽工艺，关键为(举例来说)在每一步骤期间仔细控制温度、气流、真空压力、气体化学或等离子组成及暴露距离。仔细关注每一步骤中所涉及的不同处理条件是最佳半导体或薄膜工艺的要求。与最佳处理条件的任何偏差可能导致随后的集成电路或装置以低标准级执行或更糟地完全失效。

在处理腔室内，处理条件可能变化。处理条件(例如温度、气流速率及/或气体组成)的变化极大地影响集成电路的形成及因此影响其性能。使用类衬底装置以测量与集成电路或其它装置相同或类似的材料的处理条件提供条件的最准确测量，这是因为衬底的导热性与将处理的实际电路相同。腔室存储器在针对实际上所有处理条件的梯度及变化。这些梯度因此还跨衬底的表面存在。为了在衬底上精确控制处理条件，关键为在衬底上进行测量且读数可被自动化控制系统或操作者获得，使得腔室处理条件的优化可容易地实现。处理条件包含用于控制半导体或其它装置制造的参数或制造商可能想要监视的条件。

低轮廓无线测量装置通常安装在衬底上以测量处理条件。为了使低轮廓无线测量装置在高温环境(例如，大于大约150℃的温度)中工作，装置的特定关键组件(例如薄电池及微处理器)必须能够在装置暴露于高温环境中时起作用。一般来说，背面AR涂布(BARC)工艺在250℃下操作；PVD工艺可在大约300℃下操作且CVD工艺可在大约500℃的温度下操作。不幸的是，适于结合测量装置使用的电池及微处理器无法承受高于150℃的温度。此外，测量装置可用于在操作等离子处理环境中测量。这些装置可被暴露于严苛条件，例如过热高温、腐蚀性化学物及高能离子轰击及高水平的电磁及其它辐射性噪声。因此，需要具有可阻挡静电场及电磁场干涉来自测量装置的信号的遮蔽体。

此类测量装置面临的额外挑战在于装置轮廓的最小化。此类装置应在衬底的顶部表面上方保持5mm或更小的轮廓以装配到不同的工艺腔室中。

正是在此背景下，产生本发明的实施例。

发明内容

根据本发明的方面，一种工艺条件测量装置中的组件模块包括：支架，其经配置以支撑组件；一或多个支腿，其经配置以使支架悬挂为相对于衬底处于隔开关系；及导电或低电阻半导体外壳，其经配置以在衬底与外壳之间围封组件、支架及支腿。

根据本发明的额外方面，一种工艺条件测量装置包括：衬底；及一或多个组件模块，其安装在衬底上。一或多个组件模块包含：支架，其用于支撑组件；一或多个支腿，其经配置以使支架悬挂为相对于衬底处于隔开关系；及导电或低电阻半导体外壳，其经配置以在衬底与外壳之间围封组件、支架及支腿。