用于沿着制造工艺线测量晶片的辐射及温度暴露的方法及系统技术方案

一种用于测量辐射强度及温度的测量晶片装置包含晶片组合件，所述晶片组合件包含一或多个空腔。所述测量晶片装置进一步包含检测器组合件。所述检测器组合件安置于所述晶片组合件的所述一或多个空腔内。所述检测器组合件包含一或多个光传感器。所述检测器组合件进一步经配置以执行对入射于所述晶片组合件的表面上的紫外光强度的直接或间接测量。所述检测器组合件进一步经配置以基于所述一或多个光传感器的一或多个特性确定所述晶片组合件的一或多个部分的温度。

Method and system for measuring radiation and temperature exposure of wafers along a manufacturing process line

A measuring wafer device for measuring radiation intensity and temperature includes a wafer assembly that includes one or more cavities. The measuring wafer device further includes a detector assembly. The detector assembly is housed in one or more cavities of the wafer assembly. The detector assembly includes one or more optical sensors. The detector assembly is further configured to perform direct or indirect measurements of the UV intensity incident on the surface of the wafer assembly. The detector assembly is further configured to determine the temperature of one or more parts of the wafer assembly based on one or more characteristics of the one or more optical sensors.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沿着制造工艺线测量晶片的辐射及温度暴露的方法及系统相关申请案的交叉参考本申请案涉及且主张从以下列出的申请案(“相关申请案”)的最早可用有效申请日期的权益(例如，主张除临时专利申请案以外的最早可用优先权日期或根据35USC§119(e)主张对于临时专利申请案、对于相关申请案的任何及全部上一代(parent)、上两代(grandparent)、上三代(great-grandparent)等等申请案的权益)。相关申请案：出于USPTO非法定要求的目的，本申请案构成2014年10月14日申请的申请序号为62/063,657的以孙梅(MeiSun)、厄尔·詹森(EarlJensen)及凯文O’布莱恩(KevinO’Brien)为专利技术者的标题为用于高温工艺的无线UV及温度感测装置(WIRELESSUVANDTEMPERATURESENSINGDEVICEFORHIGHTEMPERATUREPROCESS)的美国临时专利申请案的正式(非临时)专利申请案。
本专利技术大体上涉及沿半导体工艺线的晶片的辐射及温度监测，且特定来说，本专利技术涉及在涉及UV光暴露的工艺设置中监测晶片的紫外(UV)光及温度暴露。
技术介绍
由于半导体装置处理环境中的工艺条件的容限持续变窄，对改进的工艺监测系统的需求持续上升。处理系统(例如，低K薄膜固化系统)内的紫外(UV)辐射一致性是一种此条件。当前方法不能在当前处理技术所需的极端条件(例如，高温及短波长)下同时监测UV辐射强度与温度两者。因此，可期望提供系统及方法来增强用于监测给定半导体装置处理线的条件的整个测试晶片的辐射及温度的测量敏感度。
技术实现思路
根据本专利技术的说明性实施例揭示一种用于测量辐射强度及/或温度的测量晶片设备。在一个实施例中，测量晶片设备包含晶片组合件，所述晶片组合件包含一或多个空腔。在另一实施例中，所述测量晶片设备包含检测器组合件。在一个实施例中，所述检测器组合件的至少一部分安置于所述晶片组合件的一或多个空腔内。在另一实施例中，所述检测器组合件包含一或多个光传感器。在另一实施例中，所述检测器组合件经配置以执行对入射于所述晶片组合件的至少一个表面上的紫外光强度的直接测量或对入射于晶片组合件的所述至少一个表面上的紫外光强度的间接测量中的至少一者。在另一实施例中，所述检测器组合件进一步经配置以在测量入射于晶片组合件的至少一个表面上的紫外光强度后基于一或多个光传感器的一或多个特性确定晶片组合件的一或多个部分的温度。根据本专利技术的说明性实施例揭示一种用于测量辐射强度及/或温度的测量晶片设备。在一个实施例中，所述晶片设备包含晶片组合件，所述晶片组合件包含一或多个空腔。在另一实施例中，所述晶片设备包含检测器组合件。在另一实施例中，所述检测器组合件的至少一部分安置于所述晶片组合件的所述一或多个空腔内。在另一实施例中，所述检测器组合件包含一或多个光传感器。在另一实施例中，所述检测器组合件经配置以执行对入射于所述晶片组合件的至少一个表面上的紫外光强度的直接测量或对入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的紫外光强度的间接测量中的至少一者。在另一实施例中，所述检测器组合件进一步经配置以基于所述一或多个光传感器的一或多个特性或来自安置于至少接近所述一或多个光传感器的一或多个温度传感器的一或多个温度测量中的至少一者而确定所述晶片组合件的一或多个部分的温度。根据本专利技术的另一说明性实施例揭示一种用于测量辐射强度及/或温度的测量晶片设备。在一个实施例中，所述测量晶片设备包含衬底及可操作地耦合到所述衬底的部分的盖。在另一实施例中，所述测量晶片设备包含形成于所述衬底与所述盖之间的一或多个空腔。在另一实施例中，所述测量晶片设备包含安置于所述一或多个空腔内的一或多个光传感器。在另一实施例中，所述盖包含用于使光从所述盖的顶部表面通到所述一或多个光传感器的一或多个窗。在另一实施例中，所述一或多个光传感器经配置以测量穿过所述一或多个窗的光的强度。在另一实施例中，所述测量晶片设备包含通信地耦合到所述一或多个光传感器的一或多个本地控制器。在另一实施例中，所述一或多个本地控制器经配置以接收指示由所述一或多个光传感器测量的光的强度的一或多个信号。在另一实施例中，所述测量晶片设备包含通信地耦合到所述一或多个本地控制器且经配置以基于由所述一或多个光传感器测量的光的强度的衰变特征而确定所述一或多个光传感器的所述温度的一或多个中央控制器。根据本专利技术的说明性实施例揭示一种用于测量辐射强度及/或温度的测量晶片设备。在一个实施例中，所述测量晶片设备包含衬底及可操作地耦合到所述衬底的部分的盖。在另一实施例中，测量晶片设备包含安置于形成于所述衬底与所述盖之间的一或多个空腔内的一或多个光传感器。在另一实施例中，测量晶片设备包含安置于所述一或多个空腔内的一或多个光致发光元件。在另一实施例中，所述盖包含用于使光从所述盖的顶部表面通到所述一或多个光致发光元件的一或多个窗。在另一实施例中，所述一或多个光致发光元件经配置以吸收穿过所述一或多个窗的第一波长范围的光的至少一部分且发射不同于所述第一波长范围的至少第二波长范围的光。在另一实施例中，所述一或多个光传感器经配置以测量由所述一或多个光致发光元件发射的所述至少第二波长范围的光的强度。在另一实施例中，测量晶片设备包含安置于所述一或多个空腔内的一或多个导光元件，其中所述一或多个导光元件经配置以将所述至少一第二波长范围的光从所述一或多个光致发光元件传输到所述一或多个光传感器。在另一实施例中，测量晶片设备包含通信地耦合到所述一或多个光传感器的一或多个本地控制器，所述一或多个本地控制器经配置以接收指示由所述一或多个光传感器测量的所述至少一第二波长范围的光的强度的一或多个信号。在另一实施例中，测量晶片设备包含通信地耦合到所述一或多个本地控制器的一或多个中央控制器，所述一或多个中央控制器经配置以基于由所述一或多个光传感器测量的所述至少一第二波长范围的光的强度的强度特征而确定所述一或多个光致发光元件的温度。应理解，上述一般描述及以下详细描述仅为示范性及阐释性且不一定限制所主张的专利技术。并入且构成说明书的一部分的附图说明本专利技术的实施例并与一般描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明所属领域的技术人员通过参考附图可更佳地理解本专利技术的数个优势，其中：图1A是说明根据本专利技术的一个实施例的用于测量光强度及温度的测量晶片的概念图。图1B是说明根据本专利技术的一个实施例的用于直接测量光强度的测量晶片的简化横截面图。图1C是说明根据本专利技术的一个实施例的用于直接测量光强度的测量晶片的组合件图。图1D是说明根据本专利技术的一个实施例的包含传感器及本地控制器的测量晶片(为简洁起见未展示盖)的衬底的简化俯视图。图1E是说明根据本专利技术的一个实施例的用于间接测量光强度的包含光致发光元件的测量晶片的简化横截面图。图1F是说明根据本专利技术的一个实施例的光致发光元件及传感器堆叠的简化横截面图。图1G是说明根据本专利技术的一个实施例的用于间接测量光强度的包含光致发光元件及导光元件及传感器模块与衬底的热隔的测量晶片的简化横截面图。图1H是说明根据本专利技术的一个实施例的用于间接测量光强度的包含光致发光元件及导光元件及传感器模块与衬底的热隔离的测量晶片的简化横截面图。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量辐射强度及温度的测量晶片设备，其包括：晶片组合件，其包含一或多个空腔；及检测器组合件，所述检测器组合件的至少一部分安置于所述晶片组合件的所述一或多个空腔内，所述检测器组合件包含一或多个光传感器，所述检测器组合件经配置以执行对入射于所述晶片组合件的至少一个表面上的紫外光的强度的直接测量或对入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的紫外光的所述强度的间接测量中的至少一者，其中所述检测器组合件进一步经配置以在测量入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的所述紫外光的所述强度后基于所述一或多个光传感器的一或多个特性确定所述晶片组合件的一或多个部分的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.14 US 62/063,657;2015.10.12 US 14/880,8991.一种用于测量辐射强度及温度的测量晶片设备，其包括：晶片组合件，其包含一或多个空腔；及检测器组合件，所述检测器组合件的至少一部分安置于所述晶片组合件的所述一或多个空腔内，所述检测器组合件包含一或多个光传感器，所述检测器组合件经配置以执行对入射于所述晶片组合件的至少一个表面上的紫外光的强度的直接测量或对入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的紫外光的所述强度的间接测量中的至少一者，其中所述检测器组合件进一步经配置以在测量入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的所述紫外光的所述强度后基于所述一或多个光传感器的一或多个特性确定所述晶片组合件的一或多个部分的温度。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述晶片组合件包括：衬底；及盖，其可操作地耦合到所述衬底的一部分。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测器组合件包含：一或多个光致发光元件，其经配置以将紫外光转换为可见光，其中所述一或多个光传感器经配置以通过测量由所述一或多个光致发光元件发射的可见光的强度而执行对入射于所述一或多个光致发光元件上的紫外光的所述强度的间接测量。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述检测器组合件包含：一或多个导光元件，其安置于所述一或多个空腔内，其中所述一或多个导光元件经配置以将由所述一或多个光致发光元件发射的可见光传输到所述一或多个光传感器。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述一或多个光传感器经配置以执行对入射于所述一或多个光传感器上的紫外光的所述强度的直接测量。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述一或多个光传感器的所述一或多个特性包括：所述一或多个光传感器的电特性或强度特性中的至少一者。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述电特性包括：在已知电流下测量的跨越所述一或多个光传感器的正向电压。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述强度特性包括：响应于由所述紫外光进行的一或多个光致发光元件的激发而入射于所述一或多个光传感器上的可见光的强度特性。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测器组合件包括：本地控制器，其经配置以从所述一或多个光传感器接收指示入射于所述一或多个光传感器或一或多个光致发光元件中的至少一者上的紫外光的所述强度或所述一或多个光传感器的电特性中的至少一者的一或多个信号；及中央控制器，其通信地耦合到所述本地控制器且经配置以基于入射于所述一或多个光传感器或一或多个光致发光元件中的至少一者上的紫外光的所述强度或所述一或多个光传感器的电特性中的至少一者而确定所述晶片组合件的所述一或多个部分的温度。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述晶片组合件在所述晶片组合件的所述至少一个表面上包含一或多个开口，所述一或多个开口经配置以使得入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的紫外光通到所述检测器组合件的所述一或多个光传感器。11.根据权利要求10所述的设备，其中所述晶片组合件包含一或多个窗，所述一或多个窗定位于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的所述一或多个开口处且经配置以将入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的紫外光传输到所述检测器组合件的所述一或多个光传感器。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述晶片组合件包含一或多个入口滤光器，其至少接近所述一或多个窗而安置且经配置以阻挡入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的光的所选择部分。13.根据权利要求1所述的设备，其中所述一或多个光传感器包括：一或多个二极管检测器。14.根据权利要求13所述的设备，其中所述一或多个二极管检测器包括：碳化硅检测器、氮化镓二极管检测器、氮化铝镓检测器或硅检测器中的至少一者。15.一种用于测量辐射强度及温度的测量晶片设备，其包括：晶片组合件，其包含一或多个空腔；及检测器组合件，所述检测器组合件的至少一部分安置于所述晶片组合件的所述一或多个空腔内，所述检测器组合件包含一或多个光传感器，所述检测器组合件经配置以执行对入射于所述晶片组合件的至少一个表面上的紫外光的强度的直接测量或对入射于所述晶片组合件的所述至少一个表面上的紫外光的所述强度的间接测量中的至少一者，其中所述检测器组合件进一步经配置以基于所述一或多个光传感器的一或多个特性或来自至少接近所述一或多个光传感器而安置的一或多个温度传感器的一或多个温度测量中的至少一者而确定所述晶片组合件的一或多个部分的温度。16.一种用于测量辐射强度及温度的测量晶片设备，其包括：衬底；盖，其可操作地耦合到所述衬底的一部分；一或多个空腔，其形成于所述衬底与所述盖之间；检测器组合件，其包含安置于所述一或多个空腔内的一或多个光传感器，其中所述盖包含用于使得光从所述盖的顶部表面通到所述一或多个光传感器的一或多个开口，其中所述一或多个光传感器经配置以测量穿过所述一或多个开口的光的强度；及一或多个本地控制器，其通信地耦合到所述一或多个光传感器，所述一或多个本地控制器经配置以接收指示由所述一或多个光传感器测量的光的所述强度或所述一或多个光传感器的一或多个额外特性中的至少一者的一或多个信号。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述一或多个光传感器经配置以直接测量穿过所述一或多个开口的光的所述强度。18.根据权利要求16所述的设备，其进一步包括：一或多个中央控制器，其通信地耦合到所述一或多个本地控制器且经配置以基于所述一或多个光传感器的所述一或多个额外特性而确定所述一或多个光传感器的温度。19.根据权利要求18所述的设备，其中所述一或多个额外特性包括：所述一或多个光传感器的一或多个电特性。20.根据权利要求19所述的设备，其中所述一或多个电特性包括：在已知电流下测量的正向电压。21.根据权利要求16所述的设备，其中所述一或多个中央控制器无线通信地耦合到所述一或多个本地控制器。22.根据权利要求16所述的设备，其中所述检测器组合件包含：一或多个窗滤光器，其至少接近所述一或多个开口而安置且经配置以将光从所述盖的所述顶部表面传输到所述一或多个光传感器。23.根据权利要求22所述的设备，其中所述检测器组合件包含：一或多个入口滤光器，其至少接近所述一或多个窗而安置且经配置以阻挡入射于所述一或多个窗上的光的一部分。24.根据权利要求16所述的设备，其中所述一或多个光传感器及所述一或多个本地控制器安置于所述衬底与所述盖之间的所述空腔内。25.根据权利要求16所述的设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅·孙，厄尔·詹森，凯文·奥布赖恩，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US