在活性等离子中用于原位测量的高温传感器晶片的制作方法
【专利说明】在活性等离子中用于原位测量的高溫传感器晶片
[000。 优先权丰化
[0002] 本申请案主张2013年1月7日申请的授予孙梅（MeiSun)的标题为"在活性 等离子中用于原位测量的高温传感器化I細TEMPERATURESENSORWA阳RFORIN-SITU MEASUREMENTSINACTIVEPLASMA)"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W引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明的实施例设及高温工艺条件测量装置，且更特定来说设及一种设备及方 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】
[0004] 半导体制作通常设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设及的不同处 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W低标准级执行或更糟地完全失效。
[0005] 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W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，该是因为衬底的导 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。该 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。
[0006] 低轮廓无线测量装置通常安装在衬底上W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15(TC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 炬ARC)工艺在250°C下操作；PVD工艺可在大约300°C下操作且CVD工艺可在大约500°C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°C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。该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福射性噪声。因此，需 要具有可阻挡静电场及电磁场干设来自测量装置的信号的遮蔽体。
[0007] 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W装配到不同的工艺腔室中。
[000引正是在此背景下，产生本发明的实施例。
【发明内容】
[0009] 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W 支撑组件；一或多个支腿，其经配置W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W在衬底与外壳之间围封组件、支架及支腿。
[0010] 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W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W 在衬底与外壳之间围封组件、支架及支腿。
[0011] 本发明的额外方面描述一种工艺条件测量装置，其包括；衬底，其具有覆盖衬底的 遮蔽层；及一或多个组件模块，其安装在衬底上。一或多个组件模块被导电模块遮蔽体覆 盖，所述导电模块遮蔽体经配置W提供一或多个组件模块的电保护及热保护。
【附图说明】
[0012] 在阅读下列详细描述及在参考附图时将了解本发明的目标及优点，其中：
[0013] 图1A为根据本发明的实施例的工艺条件测量装置的示意图。
[0014] 图1B为根据本发明的实施例的工艺条件测量装置的示意图。
[0015] 图2A为根据本发明的实施例的具有组件模块的工艺条件测量装置的横截面图。
[0016] 图2B为根据本发明的实施例的安装在工艺条件测量装置上的组件模块的放大横 截面图。
[0017] 图2C为根据本发明的替代实施例的安装在工艺条件测量装置上的组件模块的放 大横截面图。
[0018] 图3为根据本发明的实施例的具有组件模块的工艺条件测量装置的横截面图。
【具体实施方式】
[0019] 虽然下文详细描述为了说明的目的含有许多特定细节，但是所属领域的一般技术 人员将了解下文细节的许多变化及变更在本发明的范围内。因此，下文描述的本发明的示 范性实施例在不失所主张的发明的一般性且不对所主张的发明强加限制的情况下阐述。此 夕F，由于本发明的实施例的组件可定位为许多不同定向，所W方向性术语用于说明的目的 且绝非限制。应了解，可利用其它实施例且可进行结构或逻辑变更而不脱离本发明的范围。
[0020] 在此文件中，如专利文件常见的，术语"一（a及an)"用于包含一个或超过一个。 在此文件中，术语"或"用于指非排他的"或"，使得"A或B"包含"A但非B"、"B但非A"及 "A及B"，除非另有指示。因此，下文详细描述不得被理解为限制意义且本发明的范围由所 附权利要求书界定。
[0021] 此外，浓度、数量及其它数字数据可在本文中W范围格式提出。应了解，此范围格 式仅为了方便及简明而使用且应灵活地解释为不仅包含被明确引述为范围的限值的数值， 而且还包含所述范围内所涵盖的所有个别数值或子范围，如同每一数值及子范围被明确引 述。举例来说，大约Inm到大约200nm的厚度范围应解释为不仅包含大约Inm及大约200nm 的明确引述的限值，而且还包含在引述的限值内的个别大小，例如但不限于2nm、3nm、4nm 及子范围，例如lOnm到50nm、20nm至IjlOOnm等。
[0022] 当描述本发明的实施例时，说明书的其余部分参考工艺条件测量装置的组件。举 例来说，且非限制来说，电子组件可包括电源或能量源（例如电池）、存储器、收发器、CPU或 经配置W促进工艺条件的测量及分析的任何其它电子组件。
[0023] 如本文中定义，"处理条件"是指制造集成电路时所使用的不同处理参数。处理条 件包含用于控制半导体制造的任何参数或制造商可能想要监视的任何条件，例如但不限于 温度、蚀刻速率、衬底上的层的厚度、处理腔室压力、腔室内的气体流速、腔室内的气体化学 组成、腔室内的位置、等离子电性质、光能密度及在腔室内或在移入或移出腔室期间晶片或 其它衬底的振动及加速。不同工艺不可避免地将在数年中发展，且处理条件将因此随时间 而改变。无论条件如何，预见下文描述的实施例可测量此条件。除在半导体晶片处理期间 测量该些条件外，本文中描述的系统及技术还可应用于在处理其它类型的衬底（例如晶片 掩模）期间监视类似条件。
[0024] 图1A为工艺条件测量装置的示意图。巧幢装置100包含衬底110,所述衬底110 具有至少一个传感器组件120及必要的互连接线130。
[0025] 衬底110可与由衬底处理系统处理的标准衬底大小及形状相同。衬底110可由与 由系统处理的标准衬底相同的材料制成。举例来说