将模块附接于晶片衬底上的方法
【专利说明】
[0001] 主张优先权
[0002] 本申请案主张2013年1月24日提出申请且标题为"将模块附接于晶片衬底上的 方法（METHODSOFATTACHINGAMODULEONWAFERSUBSTRATE) "的瓦伊霍维沙尔（Vaibhaw Vishal)等人的共同拥有、同在申请中的第61/756, 225号美国临时专利申请案的优先权权 益，所述临时专利申请案的全部揭示内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003] 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，涉及一种用于将热 屏蔽模块附接于工艺条件测量装置的晶片衬底上的设备及方法。
【背景技术】
[0004] 半导体制作通常涉及众多精密且复杂处理步骤。对每一工艺步骤的监测及评价是 至关紧要的，以确保制造准确度并最终实现成品装置的所要性能。遍及众多工艺（例如成 像工艺、沉积及生长工艺、蚀刻及遮蔽工艺），（举例来说）在每一步骤期间谨慎控制温度、 气流、真空压力、化学气体或等离子组合物及暴露距离是关键的。仔细注意每一步骤中所涉 及的各种处理条件是优化半导体或薄膜工艺的要求。与优化处理条件的任何偏差均可致使 后续集成电路或装置以次标准水平执行，或者更糟糕的情况是，完全失败。处理条件包含用 以控制半导体或其它装置制造的参数或者制造者将期望监测的条件。
[0005] 在处理腔室内，处理条件可变化。例如温度、气体流率及/或气体组合物等处理条 件的变化极大地影响集成电路的形成且因此影响集成电路的性能。使用具有与集成电路或 其它装置相同或类似的材料的类衬底装置来测量处理条件提供对所述条件的最准确测量， 这是因为所述衬底的导热率与将被处理的实际电路相同。对于实际上所有工艺条件来说， 在整个腔室中存在梯度及变化。因此，跨越衬底的表面也存在这些梯度。为了在衬底处精 确地控制处理条件，关键在于在衬底上采取测量且自动化控制系统或操作者可获得读数， 使得可易于实现腔室处理条件的优化。
[0006] 近年来，已发展了低轮廓无线测量装置。其通常安装于衬底上以测量处理条件。 对于低轮廓无线测量装置在高温环境（例如，大于约150°C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）必须能够在所述装置暴露于高温环境时起作用。一般来 说，背部AR涂覆（BARC)工艺在250°C下操作；CVD工艺可在约500°C的温度下操作；且PVD 工艺可在约300°C下操作。遗憾的是，适于与测量装置一起使用的电池及微处理器无法耐受 超过150°C的温度。尽管有线测量装置可测量高于150°C的温度，但其并非优选的，这是因 为其为笨重的且需要与测量相关联的长停机时间。
[0007] 为了使无线测量装置在高于150°c的温度下工作，已建议低轮廓热屏蔽模块用于 保护测量装置的温度敏感组件（即，CPU、电池）。这些模块通常附接到晶片衬底。已建议 与模块到晶片衬底的附接相关联的一些方法。
[0008] 热屏蔽模块的常规安装的一个实例展示于图5中。可通过将一或多个铆钉形销 102插入于衬底101中的相应凹穴103 (称为T形槽）而以常规方式将模块（未展示）附接 到所述衬底。特定来说，将铆钉形销102插入于T形槽中，且用适合粘合剂（例如环氧树脂 或聚酰亚胺）填充穴103的其余部分。借助此方法，必须研磨晶片，且在研磨工艺期间引入 微裂痕将削弱晶片。并且，使铆钉销滑动到T形槽中可致使T形槽的唇部破裂。另外，如果 铆钉销头的高度稍微高于T形槽高度或如果全部铆钉销不落在完全相同平面上，那么T形 槽可能断裂。
[0009] 本发明的实施例出现在此上下文内。
【发明内容】
[0010] 根据本发明的各方面，一种用于将模块安装到衬底的附接装置包括具有两端的模 块支腿以及模块支脚。所述模块支腿的一端经配置以附接到所述模块的底部表面且所述模 块支腿的另一端经配置以附接到所述模块支脚。所述模块支脚的至少一部分经配置以附接 到所述衬底。并且，所述模块支脚的表面区域的一部分经配置以在将所述模块安装到所述 衬底时暴露于由所述模块覆盖的区域外部。
[0011] 根据本发明的额外方面，一种工艺条件测量装置包括：衬底，其中测量电子器件及 互连布线形成于所述衬底上；一或多个模块；及一或多个附接装置，其用于将所述模块安 装于晶片衬底上。所述模块中的每一者包含温度敏感组件。所述附接装置中的每一者包括 具有两端的模块支腿以及模块支脚。所述模块支腿的一端附接到所述模块的底部表面且所 述模块支腿的另一端附接到所述模块支脚。所述模块支脚的至少一部分附接到所述晶片衬 底。并且，所述模块支脚的大表面区域暴露于由所述模块覆盖的区域外部。
【附图说明】
[0012] 在阅读以下详细说明且在参考所附图式后，本发明的目标及优点将变得显而易 见，在所附图式中：
[0013] 图1A图解说明根据本发明的一方面的用于将模块安装于晶片衬底上的附接装 置。
[0014] 图1B是根据本发明的一方面的附接装置的模块支腿。
[0015] 图1C图解说明根据本发明的一方面的具有附接装置的热屏蔽模块。
[0016] 图2A图解说明根据本发明的一方面的用于将热屏蔽模块安装于晶片衬底上的附 接装置。
[0017] 图2B图解说明根据本发明的一方面的具有附接装置的热屏蔽模块。
[0018] 图3A图解说明根据本发明的一方面的用于将热屏蔽模块安装于晶片衬底上的附 接装置。
[0019] 图3B图解说明根据本发明的一方面的具有附接装置的热屏蔽模块。
[0020] 图4A图解说明根据本发明的一方面的用于将热屏蔽模块安装于晶片衬底上的附 接装置。
[0021] 图4B是图4A的附接装置的一部分的横截面图。
[0022] 图5是图解说明现有技术安装系统的一部分的部分剖面图。
【具体实施方式】
[0023] 尽管以下详细说明出于图解说明的目的而含有许多特定细节，但所属领域的任何 技术人员将了解，以下细节的许多变化及更改在本发明的范围内。因此，下文所描述的本发 明的示范性实施例是在不失本发明的一般性的情况下且在不对所主张发明强加限制的情 况下陈述的。另外，由于可以若干种不同定向来定位本发明的实施例的组件，因此出于图解 说明的目的且绝不以限制方式使用方向性术语。应理解，在不背离本发明的范围的情况下， 可利用其它实施例并可做出结构或逻辑改变。
[0024] 在此文献中，使用术语"一（a及an) "（如在专利文献中常见的）来包含一个或一 个以上。在此文献中，除非另有指示，否则使用术语"或（or) "来指非排他性"或"，使得"A或 B"包含"A但非B"、"B但非A"以及"A及B"。因此，不应将以下详细说明视为具有限制意 义，且本发明的范围由所附权利要求书界定。"可选（optional) "或"任选地（optionally) " 意指随后描述的情况可能发生或可能不发生，使得说明包含所述情况发生的实例及所述情 况不发生的实例。举例来说，如果装置任选地含有特征A，那么此意指特征A可能存在或可 能不存在，且因此，说明包含其中装置拥有特征A的结构及其中特征A不存在的结构两者。
[0025] 另外，可以范围格式在本文中呈现浓度、量及其它数字数据。应理解，仅为方便及 简洁起见而使用此范围格式，且此范围格式应被灵活地解释为不仅包含明确叙述为对范围 的限制的数值，而且还包含涵盖在所述范围内的全部个别数值或子范围如同每一数值及子 范围被明确叙述。举例来说，约lnm到约200nm的厚度范围应被解释为不仅包含对约lnm 及约200nm的所明确叙述限制，而且还包含例如（但不限于）2nm、3nm、4nm的个别大小，以 及在所叙述限制内的例如l〇nm到50nm、20nm到100nm等的子范围。
[0026] 根据本发明的各方面，工艺条件测量装置可包含晶片衬底及附接到衬底的一或多 个热屏蔽模块。晶片衬底可为与由衬底处理系统处理的标准衬底相同的大小及形状。衬底 可由与由所述系统处理的标准衬底相同的材料制成。举例来说，如果测量装置用于监测处 理硅晶片的半导体晶片处理系统中的工艺条件，那么衬底可由硅制成。标准大小的硅衬底 的实例包含（但不限于）15〇1111]1、20〇1111]1、30〇1111]1及45〇1111]1。测量电子器件及互连布线可形成于 衬底表面上。以实例的方式而非限制的方式，测量电子器件可包含存储器、收发器及一或多 个工艺条件传感器（例如，电磁传感器、热传感器及光学或电传感器）。各种类型的传感器 的细节可在2010年9月28日提出申请的序列号为12/892,841的共同受让、同在申请中的 美国专利申请案中找到，且所述申请案出于所有目的而以引用的方式完全并入本文中。这 些测量电子器件是由电池供电且经配置以经由互连布线（例如，总线）而与CPU交换电子 信号。CPU