KR102059716B1 - 열 플럭스를 측정하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

열 플럭스를 측정하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102059716B1
KR102059716B1 KR1020157036814A KR20157036814A KR102059716B1 KR 102059716 B1 KR102059716 B1 KR 102059716B1 KR 1020157036814 A KR1020157036814 A KR 1020157036814A KR 20157036814 A KR20157036814 A KR 20157036814A KR 102059716 B1 KR102059716 B1 KR 102059716B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
temperature sensor
heat flux
substrate
cover
Prior art date
Application number
KR1020157036814A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160011673A (ko
Inventor
스티븐 샤랏
파핫 쿨리
얼 젠센
메이 순
Original Assignee
케이엘에이 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케이엘에이 코포레이션 filed Critical 케이엘에이 코포레이션
Publication of KR20160011673A publication Critical patent/KR20160011673A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102059716B1 publication Critical patent/KR102059716B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K19/00—Testing or calibrating calorimeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253—Bump and layer connectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

측정 웨이퍼를 구비한 열 플럭스 센서는, 기판, 기판의 일부에 열적으로 커플링되는, 커버, 기판과 커버 사이에 형성되는 센서 캐비티, 센서 캐비티의 적어도 일부 내에 배치되는 열 배리어, 기판에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 일부에 의해 커버로부터 절연되는 하부 온도 센서 및 커버에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 추가 부분에 의해 기판으로부터 절연되는 상부 온도 센서를 포함하고, 하부 온도 센서와 상부 온도 센서 사이의 온도 차이는 센서 캐비티에 근접한 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스에 관련된다.

Description

열 플럭스를 측정하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING HEAT FLUX}
본 발명은 일반적으로 열 플럭스(heat flux) 검출에 관한 것으로, 특히 얇은 폼팩터를 갖는 기판에 임베딩되는 하나 이상의 열 플럭스 센서를 사용한 열 플럭스 검출에 관한 것이다.
반도체 디바이스 프로세싱 환경에서의 프로세스 조건에 대한 허용 오차가 계속 좁아짐에 따라, 시스템을 모니터링하는 향상된 프로세스 조건에 대한 요구는 계속 증가하고 있다. 프로세싱 시스템(예를 들면, 플라즈마 프로세싱 시스템) 내에서의 열 플럭스가 이러한 한 조건이다. 이전의 열 플럭스 센서 시스템은 (예를 들면, 열 에너지 흐름의 방향으로) 서로 알려진 거리에 배치되는, 재료에 임베딩되는 온도 센서를 포함한다. 추가적인 디자인은 얇은 패키지 내에서 그라운드 캐비티(ground cavity)에 배치되는 개개의 온도 센서를 포함한다. 캐비티는, 외부 열 플럭스가 인가될 때 캐비티 내의 센서 사이에 온도 차이가 존재하게 상이한 열 저항을 갖도록 디자인된다. 열 플럭스를 측정하는 추가적인 방식은, 기판 상의 또는 내의 캘리브레이팅된 써모파일(열전쌍의 어레이)의 사용 및 기지의(known) 인가된 열 플럭스와 관련한 써모파일 전압 출력의 캘리브레이팅을 포함한다. 이전의 방법은 얇은 프로파일의 높은 열 전도성 기판을 구현하기 어렵다. 통상적으로, 임베딩된 열 플럭스 센서는 열 에너지 흐름에 평행한 방향으로 온도 차이를 측정한다. 아주 얇은 웨이퍼 폼팩터에서, 열 에너지 흐름의 방향은 축방향이며 적절한 축방향에 온도 센서를 배치하는 것은 어렵다. 또한, 통상적으로, 기판의 높은 열 전도성은 측정하기 어려울 수도 있는 온도 차이로 나타난다. 또한, 써모파일은 써모파일에 걸친 열 플럭스에 비례하는 전압을 출력한다. 몇몇 경우에서, 이 전압은 전자 측정 시스템에 의한 측정에 대한 적절한 범위를 벗어날 수도 있다. 따라서, 상기에서 식별된 결점과 같은 결점을 제거하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(measurement wafer heat flux sensor)가 개시된다. 일 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서는 기판; 기판의 일부에 열적으로 커플링되는 커버; 기판과 커버 사이에 형성되는 센서 캐비티; 센서 캐비티의 적어도 일부 내에 배치되는 열 배리어(thermal barrier); 기판에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 일부에 의해 커버로부터 절연되는 하부 온도 센서; 및 커버에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 추가 부분에 의해 기판으로부터 절연되는 상부 온도 센서를 포함한다. 다른 실시형태에서, 하부 온도 센서와 상부 온도 센서 사이의 온도 차이는 센서 캐비티에 근접한 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스에 관련된다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 열 플럭스 감지 시스템이 개시된다. 일 실시형태에서, 열 플럭스 감지 시스템은 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서는 기판; 기판의 일부에 열적으로 커플링되는 커버; 기판과 커버 사이에 형성되는 센서 캐비티; 센서 캐비티의 적어도 일부 내에 배치되는 열 배리어; 기판에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 일부에 의해 커버로부터 절연되는 하부 온도 센서; 및 기판에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 추가 부분에 의해 기판으로부터 절연되는 상부 온도 센서를 포함하며, 하부 온도 센서와 상부 온도 센서 사이의 온도 차이는 센서 캐비티에 근접한 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스에 관련된다. 다른 실시형태에서, 열 플럭스 감지 시스템은 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서에 통신적으로 커플링되는 컨트롤러를 포함할 수도 있는데, 컨트롤러는 프로그램 명령어의 세트를 실행하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 다른 실시형태에서, 프로그램 명령어의 세트는 하나 이상의 프로세서로 하여금: 하부 온도 센서 및 상부 온도 센서로부터 온도 측정치를 수신하게 하고; 상부 온도 센서와 하부 온도 센서 사이의 차분 온도(differential temperature)를 결정하게 하고; 하부 온도 센서와 상부 온도 센서 사이의 차분 온도에 기초하여 센서 캐비티에 근접한 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하게 한다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼를 이용하여 열 플럭스를 측정하기 위한 방법이 개시된다. 일 실시형태에서, 그 방법은 기판에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 일부에 의해 커버로부터 절연되는 적어도 하부 온도 센서 및 커버에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 추가 부분에 의해 기판으로부터 절연되는 적어도 상부 온도 센서를 포함하는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서를 제공하는 것 - 하부 온도 센서 및 상부 온도 센서는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 센서 캐비티에 배치됨 - ; 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 하부 온도 센서 및 상부 온도 센서로부터 온도 측정치를 획득하는 것; 상부 온도 센서와 하부 온도 센서 사이의 차분 온도를 결정하는 것; 및 하부 온도 센서와 상부 온도 센서 사이의 차분 온도에 기초하여 센서 캐비티에 근접한 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하는 것을 포함한다.
상기의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 둘 모두는 예시적인 것이고 설명만을 위한 것이며, 청구되는 바와 같은 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아니다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에 통합되며 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부의 도면은 본 발명의 실시형태를 예시하며, 일반적인 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하도록 기능한다.
본 개시의 다양한 이점은 첨부의 도면을 참조하는 것에 의해 기술분야의 숙련된 자에 의해 더 잘 이해될 수도 있는데, 도면에서:
도 1a는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 열 플럭스를 검출하고 정량화하기 위해 사용되는 두 개의 임베딩된 온도 센서를 포함하는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 블록도 뷰이다.
도 1b는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 열 플럭스를 검출하고 정량화하기 위해 사용되는 두 개의 임베딩된 온도 센서를 포함하는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 상면도이다.
도 1c는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 열 플럭스를 검출하고 정량화하기 위해 사용되는 두 개의 임베딩된 온도 센서를 포함하는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 단면도이다.
도 1d는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 열 플럭스를 검출하고 정량화하기 위해 사용되는 두 개의 임베딩된 온도 센서를 포함하는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 분해도이다.
도 2는, 본 발명의 대안적 실시형태에 따른, 열 플럭스를 검출하고 정량화하기 위해 사용되는 두 개의 임베딩된 온도 센서를 포함하는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 상면도이다.
도 3a는, 본 발명의 대안적 실시형태에 따른, 브리지식 열 플럭스 센서(bridged heat flux sensor)의 대안적 디자인의 단면도이다.
도 3b는, 본 발명의 대안적 실시형태에 따른, 이중 레벨의 열 플럭스 센서(double level heat flux sensor)의 대안적 디자인의 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼를 이용하여 열 플럭스를 측정하기 위한 방법을 묘사하는 프로세스 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 정밀한 캘리브레이션 단계, 및 대응하는 열 플럭스 캘리브레이션을 이용하여 온도 센서 부정확성을 해결하는 플로우차트이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 캘리브레이션, 측정, 및 데이터 덤프 출력 단계를 나타내는 열 플럭스 시스템의 동작을 묘사하는 플로우차트이다.
이제, 개시되는 주제에 대해 상세한 참조가 이루어질 것인데, 개시되는 주제는 첨부의 도면에서 예시된다.
도 1a 내지 도 6을 일반적으로 참조하면, 하나 이상의 임베딩된 센서를 이용하여 열 플럭스를 측정하기 위한 시스템 및 방법이 본 개시에 따라 설명된다.
본 발명의 실시형태는, 기판 안에 조립되어, 열 플럭스 센서 시스템에 의해 플라즈마 프로세싱 환경에서 수행되는 분산형 열 플럭스 측정을 허용하는 다수의 열 플럭스 센서를 대상으로 할 수도 있다. 본원에서, 열 플럭스를 측정하는 것에 관련되는 하나의 어려움은 상대적으로 높은 열 전도성 재료, 예컨대 실리콘에서의 열 플럭스의 측정을 포함한다는 것을 주목한다. 본 발명의 실시형태는, 얇은 폼팩터의 높은 열 전도성 기판에 임베딩되는 하나 이상의 열 플럭스 센서(예를 들면, 온도 센서의 쌍)를 포함하는 열 플럭스 센서 시스템을 대상으로 할 수도 있다. 본 발명의 실시형태는 또한, 열 에너지 플럭스의 방향에 수직한 동일 평면에 열 플럭스 센서의 두 개 이상의 온도 센서가 정렬되는 구성을 대상으로 할 수도 있다. 본 발명의 실시형태는 또한, 표준 웨이퍼 프로세싱 치수(예를 들면, 100-450 mm)를 준수하면서, 밀봉된 유닛(sealed unit)(예를 들면, 0.5-1.5 mm의 두께) 안으로 통합되는 열 플럭스 센서 시스템을 대상으로 할 수도 있다. 본 발명의 실시형태는 측정된 차분 온도를 증가시키고, 그로 인해 열 플럭스 측정의 감도를 증가시키기 위해 열적으로 절연된 센서 캐비티를 구현할 수도 있다. 또한, 측정 웨이퍼(예를 들면, 기판 및 커버) 상으로의 다수의 열 플럭스 센서의 구현은, 측정 웨이퍼 또는 기판의 열 플럭스 측정치가 수집되게 되고 후속하여 다운로드되는 것을 허용한다. 본 개시의 측정 웨이퍼는, 습기, 고 에너지 RF, 고온, 열 플럭스 또는 임의의 다른 열 플럭스 소스(예를 들면, 방사선(radiation))와 같은 그러나 이들에 제한되지 않는 다양한 조건에 대한 노출을 허용하기 위해, 완전히 밀봉될 수도 있다는 것을 더 주목한다.
열 플럭스는 정상 상태 조건(steady state conditions) 하에서 공간적 거리에 걸쳐 배치되는 온도 센서를 사용하여 통상적으로 측정된다. 이 때, 열 플럭스를 계산하기 위해, 열 전도의 푸리에 법칙이 사용된다:
Figure 112015127675873-pct00001
여기서 q는 열 플럭스이고, k는 기지의 재료 열 전도성이고, A는 전도 하에서의 면적이고, dT/dx는 정상 상태 열 플럭스 조건 하에서의 균일한 재료에서의 온도 기울기이다.
또한, 열 플럭스는, 예상가능하고 잘 거동하는 방식으로 열 플럭스에 응답하는 센서를 활용하여 측정될 수도 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 센서는, 기지의 열 플럭스를 센서를 통해 입력하고 다양한 플럭스 레벨에서의 센서 응답을 기록하는 것에 의해, 캘리브레이팅될 수도 있다.
기판에 임베딩되는 하나 이상의 열 플럭스 센서를 사용한 열 플럭스의 측정은, 2011년 2월 3일자로 출원된, Mei Sun에게 부여된 미국 특허 출원 제13/020,770에서 일반적으로 설명되어 있다.
도 1a는, 본 발명의 실시형태에 따른, 두 개 이상의 임베딩된 온도 센서를 사용하여 열 플럭스를 측정하기 위한 시스템(100)의 블록도 뷰를 예시한다. 일 실시형태에서, 시스템(100)은 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)를 포함한다. 일 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 측정 웨이퍼 구조체 내에 배치되는 열 플럭스 센서(예를 들면, 온도 센서의 쌍)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는 기판(102)(예를 들면, 기판 웨이퍼)을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 기판(102)은 반도체 기판, 유리 기판 등등을 포함할 수도 있지만, 이들로 제한되지는 않는다.
일 실시형태에서, 기판 웨이퍼(102)는 센서 캐비티(116)를 포함한다. 예를 들면, 센서 캐비티(116)는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 센서(108)(또는 "상부" 온도 센서) 및 제2 센서(110)(또는 "하부" 온도 센서)를 포함하기에 적합한 오목부를 포함할 수도 있다. 센서 캐비티(116)는 기술분야에서 공지된 임의의 웨이퍼 프로세싱 프로시져에 의해 형성될 수도 있다. 예를 들면, 센서류(sensory) 캐비티(116)를 형성하기 위해 사용되는 프로세스는 기계적 연마 프로세스, 에칭 프로세스 또는 레이저 머시닝 프로세스를 포함할 수도 있지만, 이들로 제한되지는 않는다.
다른 실시형태에서, 상부 센서(108) 및 하부 센서(110)는 센서 캐비티(116) 내에 배치되며 상부 및 하부 센서(108, 110) 사이의 온도 차이(즉, 차분 온도)를 측정하는 데 적합한 온도 센서이다.
다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼(101)는 커버(114)(예를 들면, 커버 웨이퍼)를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 커버(114)는 기판(102)의 상면에 부착될 수도 있다.
다른 실시형태에서, 웨이퍼 기판(102)의 일부 상에 열 배리어 재료(104)가 배치되는데, 웨이퍼 기판(102)은 열 배리어 재료(104)에 대한 실장 표면(mounting surface)으로서 기능한다. 일 실시형태에서, 하부 온도 센서(110)는 기판(102)에 열적으로 커플링되며 열 배리어(104)의 일부에 의해 커버(114)로부터 절연된다. 다른 실시형태에서, 상부 온도 센서(108)는 커버(114)에 열적으로 커플링되며 열 배리어(104)의 추가 부분에 의해 기판(102)으로부터 절연된다. 이와 관련하여, 상부 온도 센서(108)가 기판(102)으로부터 절연되며 커버(114)에 대해 높은 열 전도성 연결부(여기서는 도시되지 않음)를 갖기 때문에, 상부 온도 센서(108)의 온도 판독값(readout)은 커버(114)의 로컬 온도와 비슷하다. 마찬가지로, 하부 센서(110)가 커버(114)로부터 절연되며 기판(102)에 대한 높은 열 전도성 연결부(여기서는 도시되지 않음)를 갖기 때문에, 하부 온도 센서(110)의 온도 판독값은 기판(102)의 로컬 온도와 비슷하다.
일반적으로, 온도 센서(108, 110)가, 본원에서 대안적으로는, "제1" 및 "제2" 온도 센서로서 설명적으로 칭해질 수도 있기 때문에, 본원에서 용어 "상부" 및 "하부"의 사용은 단지 설명의 편의의 목적을 위해 제공되는 것이며 제한으로서 해석되어선 안된다는 것을 주목한다. 본 개시의 목적을 위해, 주어진 센서 캐비티(116) 내에서의 두 개 이상의 온도 센서(예를 들면, 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110))의 배치는 본원에서 '열 플럭스 센서'로 칭해질 수도 있다는 것을 더 주목한다.
본원에서, 열 배리어 재료(104)는 기술분야에서 공지된 임의의 적절한 절연 재료를 포함할 수도 있다는 것을 주목한다. 예를 들면, 열 배리어 재료(104)는 절연 플레이트(insulating plate)를 포함할 수도 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 다른 예로서, 열 배리어 재료(104)는 절연 필름(예를 들면, 폴리이미드 필름)을 포함할 수도 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
본원에서, 하부 온도 센서(110)와 상부 온도 센서(108) 사이의 온도 차이는 센서 캐비티(116)에 근접한 기판(102)과 커버(114)를 통과하는 열 플럭스에 관련된다는 것을 주목한다. 일 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110) 둘 다로부터의 온도 측정치를 활용할 수도 있는데, 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110)는 열 에너지 흐름, 또는 열 플럭스(132)의 방향에 수직으로 배치된다.
일 실시형태에서, 상부 센서(108)는, 상부 센서(108)의 상부 부분이 열 배리어 재료(104)의 상부와 동일 면 상에 실질적으로 배치되도록, 재료의 하향 경사 확장부(downward sloping extension; 106) 상에 배치될 수도 있다. 예를 들면, 열 배리어 재료(104)는, 열 배리어의 일부(예를 들면, 탭(106))가 상부 온도 센서(108) 아래로 지나가고, 한편 열 배리어(104)의 추가 부분이 하부 온도 센서(110) 위에 배치되는 방식으로 구조화되거나 절단될 수도 있다.
일 실시형태에서, 열 배리어(104)는 기판(102)의 상이한 위치에 맞게 되도록 다수의 형상으로 이루어질 수도 있다. 열 배리어(104)는 기술분야에서 공지된 임의의 적절한 형상을 가질 수도 있다. 예를 들면, 열 배리어(104)는 원, 직사각형, 삼각형, 타원 등등 중 하나 이상으로 성형될 수도 있다.
본원에서, 열 배리어(104)는 웨이퍼(101)의 상부와 하부 사이에서의 온도 차이를 증폭하도록 작용한다는 것을 주목한다. 일 실시형태에서, 결과적으로 나타나는 온도 차이는 열 배리어 재료(104)의 면적에 대략 비례한다. 다른 실시형태에서, 온도 차이는 커버(114)의 두께에 대략 직접적으로 비례한다. 본원에서, 그 주위에서 열 에너지가 흘러야 하는 더 얇은 커버(114)는 더 큰 열 저항으로 나타날 수도 있고, 이것은, 결국에는, 두꺼운 커버(114)보다 더 큰 온도 차이로 나타나게 된다는 것을 주목한다. 이와 같이, 커버(114)의 두께는, 상부 온도 센서(108)와 하부 온도 센서(110) 사이의 온도 차이 응답을 제어하기 위해 조정될 수도 있다.
일 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는, 플라즈마 프로세싱 챔버에서 프로세싱되는 동안, 기판(102)을 통해 수직으로 통과하는 입사 열 플럭스(impinging heat flux)를 측정할 수도 있다. 예를 들면, 플라즈마 프로세싱 챔버(도시되지 않음)는 대략 ≤0.1W/cm2로부터 ≥10 KW/cm2까지의 무선 주파수(radio frequency; RF) 전력 레벨과 함께 동작할 수도 있다. 웨이퍼에 입사하는 열 플럭스의 예상 범위는 대략 0.1W/cm2　내지 10 W/cm2 사이의 임의의 곳에 있을 수 있다. 측정 웨이퍼는 단일의 열 플럭스 센서(즉, 온도 센서의 단일의 쌍) 또는 다수의 열 플럭스 센서(즉, 온도 센서의 다수의 쌍)를 포함할 수도 있다는 것을 더 주목한다. 측정 웨이퍼(101)가 다수의 열 플럭스 센서를 포함하는 경우, 센서는 기판(102) 주위에서 개개의 센서 캐비티에 분산될 수도 있다(또는 단일의 캐비티 내의 다수의 센서).
다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는, 열 에너지 흐름(132)의 방향에 수직인 기판(102)에 온도 센서를 배치한 결과로서, 얇은 폼팩터 패키지 내에 적합될 수도 있다. 본원에서, 센서 웨이퍼(101)는, 프로세싱 챔버 내에서의 다양한 가열 조건(예를 들면, RF 가열 조건)에 기인하여 웨이퍼(101)를 통과하는 열 플럭스에 관한 통찰을 제공하기 위해, 반도체 산업계에서 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 통상적으로 사용되는 웨이퍼를 흉내내도록 디자인된다는 것을 주목한다.
다른 실시형태에서, 시스템(100)은 컨트롤러(113)를 포함한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)에 통신적으로 커플링된다. 일 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 하나 이상의 프로세서(도시되지 않음)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 프로세서는, 하나 이상의 프로세서로 하여금 본 개시의 전체에 걸쳐 설명되는 다양한 단계 중 하나 이상을 실행하게 하도록 구성되는 프로그램 명령어의 세트를 실행하도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 프로그램 명령어를 저장하기 위한 비일시적 매체(예를 들면, 메모리 매체)를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 하부 온도 센서(110) 및 상부 온도 센서(108)로부터 온도 측정치를 수신할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 상부 온도 센서(108)와 하부 온도 센서(110) 사이의 차분 온도를 결정할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)는, 하부 온도 센서(110)와 상부 온도 센서(108) 사이의 차분 온도에 기초하여 센서 캐비티(116)에 근접한 기판(102)과 커버(114)를 통과하는 열 플럭스를 결정할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)에 대한 열 플럭스 캘리브레이션을 실행할 수도 있고, 이것에 의해 기지의 열 플럭스가 센서(101)에 인가되어 결과적으로 나타나는 온도 차이가 기록된다.
다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)는, 센서 캐비티(116)에 근접한 기판(102)과 커버(114)를 통과하는 열 플럭스를 결정하기 위해, 차분 온도에 대해 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 적용할 수도 있다.
본 개시의 목적을 위해, 용어 '프로세서'는, 메모리 매체로부터의 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서 또는 로직 엘리먼트를 갖는 임의의 디바이스를 포괄하도록 광의적으로 정의될 수도 있다. 이런 의미에서, 컨트롤러(113)의 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어 알고리즘 및/또는 명령어를 실행하도록 구성되는 임의의 마이크로프로세서 타입의 디바이스를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 프로세서는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101) 외부에 배치된다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 프로세서는, 본 개시의 전체에 걸쳐 설명되는 바와 같이, 시스템(100)을 동작시키도록 구성되는 프로그램을 실행하도록 구성되는 데스크탑 컴퓨터 또는 다른 컴퓨터 시스템(예를 들면, 네트워크에 연결된 컴퓨터)으로 구성될 수도 있다. 본 개시의 전체에 걸쳐 설명되는 단계는 단일의 컴퓨터 시스템, 또는, 대안적으로, 다수의 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다. 다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)의 하나 이상의 프로세서는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)에 탑재되어 존재할 수도 있다. 이와 관련하여, 상부 센서(108) 및 하부 센서(110)를 사용하여 획득되는 온도 데이터는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)에 탑재되어 배치되는 메모리 매체에 저장될 수도 있다. 또한, 컨트롤러(113)의 하나 이상의 탑재된 프로세서는 탑재된 메모리로부터 온도 데이터를 취출하여 본 개시의 전체에 걸쳐 설명되는 다양한 프로세싱 단계 중 임의의 하나를 실행할 수도 있다. 메모리 매체는 리드 온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 플래시, EPROM, EEPROM, 자기 테이프 등등을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 '시스템 온 칩(system on a chip)'으로 구성될 수도 있다. 이와 관련하여, 컨트롤러(113)는 다수의 결합된 일반적인 프로세싱 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 시스템 온 칩은 내부 클록, 프로세서, 프로세싱 조건 및 시스템(100)의 동작에 필요한 다른 명령어를 저장하기 위한 플래시 메모리 셀을 포함할 수도 있지만, 이들로 제한되지는 않는다.
일 실시형태에서, 컨트롤러(113)와 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101) 사이의 통신적 커플링은 하나 이상의 센서 회로를 통해 확립될 수도 있다(도 1d 참조). 일 실시형태에서, 하나 이상의 센서 회로는 컨트롤러(113)의 프로세서와 상부 온도 센서(108)와 하부 온도 센서(110) 사이의 하나 이상의 전기적 트레이스(trace)를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 센서 회로는 열 배리어(104) 내에 형성되는 플렉시블 회로(flexible circuit)를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 열 배리어(104) 상에/내에 플렉시블 인쇄 회로(flexible printed circuit)가 형성될 수도 있다. 예를 들면, 플렉시블 인쇄 회로는 폴리이미드와 같은 임의의 적절한 플렉시블 재료를 포함할 수도 있고, 알루미늄 또는 구리와 같은 임의의 적절한 도전성 재료를 포함할 수도 있다.
다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)를 형성하기 위해 다수의 컴포넌트가 통합될 수도 있다. 일 실시형태에서, 다수의 개개의 열 플럭스 센서(본원에서 설명되는 바와 같이 상이한 온도 센서로 이루어짐)가 센서(101)의 커버(114) 또는 기판(102) 주위에 분산된다. 이와 관련하여, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)를 구성하는 개개의 열 센서는 기판(102)의 표면에 걸친 다양한 프로세싱 조건에서의 기울기를 검출할 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 기판(102) 또는 커버(114) 중 적어도 하나의 일부 상에 배치될 수도 있다. 이와 관련하여, 컨트롤러(113)는 측정 웨이퍼(101)의 "온보드"에 배치된다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 센서 회로는, 본원에서 추가로 논의되는 바와 같이, 상부 온도 센서(108)와 하부 온도 센서(110)와 온보드의 컨트롤러(113)(예를 들면, 컨트롤러의 프로세서) 사이에 통신 커플링을 확립할 수도 있다.
다른 실시형태에서, 컨트롤러(113)는 기판(102) 또는 커버(114)에 원격인 위치 상에 배치될 수도 있다. 이와 관련하여, 컨트롤러(113)는 측정 웨이퍼(101)의 "오프보드(offboard)"에 배치된다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 센서 회로는, 본원에서 추가로 논의되는 바와 같이, 상부 온도 센서(108)와 하부 온도 센서(110)와 오프보드의 컨트롤러(113)(예를 들면, 컨트롤러의 프로세서) 사이에 통신 커플링을 확립할 수도 있다.
일 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는 플라즈마 프로세싱 챔버 내의 조건을 측정하기 위해 디자인되는 시스템 감지 패키지에서 활용될 수도 있다. 이와 관련하여, 기판(102) 표면에 대한 입사 열 플럭스는 반도체 산업계에서 활용되는 플라즈마 챔버에 의해 제공될 수도 있다. 예를 들면, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는 기판(102)에 걸쳐 다양한 위치에 배치되는 다수의 개개의 열 플럭스 센서(예를 들면, 온도 센서의 다수의 쌍)를 포함할 수도 있다. 그 다음, 결과적으로 나타나는 열 플럭스 센서 응답은 센서(101) 상의 컨트롤러(113)와 메모리 조합에 의해 기록되거나 또는 유선 또는 무선 송신을 통해 웨이퍼 밖 데이터 획득 시스템(off-wafer data acquisition system)으로 실시간으로 송신될 수도 있다.
도 1b 및 도 1c는, 본 발명의 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 개략적인 뷰를 예시한다. 도 1b는, 본 발명의 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 (커버(114)가 제거된) 상면도를 예시한다. 도 1c는, 본 발명의 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 단면도를 예시한다. 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 두 개 이상의 온도 센서(108 및 110)가 기판(102)에 임베딩된다. 일 실시형태에서, 기판(102)은 열 배리어 재료(104)에 대한 마운트로서 역시 기능할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 열 배리어 재료(104)는, 열 배리어 재료의 탭(106)이 상부 온도 센서(108) 아래로 지나가는 방식으로 절단된다. 예를 들면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 탭(106)은 원 및 직사각형을 포함하는 복합 형상으로 이루어질 수도 있다. 도 1b에 제공되는 탭의 형상은 비제한적이며 단지 예시적 목적을 위해 제공된다는 것을 주목한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 열 배리어 재료(104)의 나머지 부분은 하부 온도 센서(110) 위에 있을 수도 있다.
일 실시형태에서, 센서 캐비티(116)는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 실질적으로 끝이 절단된 원추 형상을 가질 수도 있다. 본원에서, 도 1b 및 도 1c에서 묘사되는 형상은 비제한적이며 단지 예시적 목적을 위해 제공된다는 것을 주목한다. 센서 캐비티는 기술분야에서 공지된 임의의 형상을 취할 수도 있다. 예를 들면, 센서 캐비티(116)는 끝이 잘려진 원추 섹션, 직육면체(cuboid), 원기둥(예를 들면, 얕은 원기둥), 프리즘(예를 들면, 삼각 프리즘, 육각 프리즘 등등) 및 유사한 형상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지는 않는 형상을 구비할 수도 있다.
다른 실시형태에서, 상부 온도 센서(108)는 솔더 범프(118)를 통해 열 배리어(104)에 연결될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 하부 온도 센서(110)는 솔더 범프(120)를 통해 열 배리어(104)에 연결될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 상부 온도 센서(108)는 솔더 범프(118)를 통해 하나 이상의 센서 회로(예를 들면, 전기적 트레이스)에 연결될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 하부 온도 센서(110)는 솔더 범퍼(120)를 통해 하나 이상의 센서 회로에 연결될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 상부 온도 센서(108) 및/또는 하부 온도 센서(110)는, 기술분야에서 공지된 임의의 부착 기술을 사용하여 열 배리어(104) 및/또는 하나 이상의 센서 회로에 커플링될 수도 있다. 예를 들면, 상부 온도 센서(108) 및/또는 하부 온도 센서(110)는, 솔더 범프, 와이어 본딩 또는 다른 다이 부착 기술을 사용하여 열 배리어(104) 및/또는 하나 이상의 센서 회로에 커플링될 수도 있다.
도 1d는, 본 발명의 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 조립도를 예시한다.
일 실시형태에서, 열 배리어(104)는 단일의 또는 다층 필름 또는 플레이트를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 열 배리어(104)는 플렉시블 회로(예를 들면, 양면 폴리이미드 플렉스 회로(double sided polyimide flex circuit))를 포함할 수도 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 도 1d에서 설명되는 열 배리어(104)는 열 배리어 재료 및 플렉시블 인쇄 회로 둘 다로서 작용하는데, 그로 인해 상부의 웨이퍼 커버(114)와 기판(102) 재료의 저면 사이에 입력 열 플럭스(132)로 인한 온도 차이가 생성된다.
다른 실시형태에서, 열 배리어(104)는, 하부 온도 센서(110)에 연결되는 전력 및 신호 라인이 상부 온도 센서(108)에 대한 전기적 연결과 동일 표면 상에서 배선되는(routed) 것을 허용하는 스루홀 연결부(124)를 포함할 수도 있지만, 포함하도록 요구받지는 않는다.
다른 실시형태에서, 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110)가 열 배리어(104) 상의 관련 실장 탭(associated mounting tab)에 연결된(예를 들면, 솔더링된) 이후, 커버(114) 및 기판(102)에 대해 열적 연결부(thermal connection)가 만들어질 수도 있다. 일 실시형태에서, 상부의 열적 연결부(126)는 상부 온도 센서(108)를 커버(114)에 열적으로 연결하도록 기능한다. 다른 실시형태에서, 하부의 열적 연결부(128)는 하부 온도 센서(110)를 센서 캐비티(116)의 저면에 있는 기판(102)에 연결하도록 기능한다. 본원에서, 열 플럭스 센서에서의 열적 연결부는 기술분야에서 공지된 임의의 높은 열 전도성 재료에 의해 형성될 수도 있다는 것이 인식된다.
본원에서, 본 발명의 열 센서(108, 110)는 기술분야에서 공지된 임의의 열 센서를 포함할 수도 있다는 것을 주목한다. 예를 들면, 열 센서(108, 110)는 표면 실장 디바이스(surface mounted device; SMD) 열 센서를 포함할 수도 있지만, 이것으로 제한되지는 않는다. 도 1d에 도시된 트레이스(130)가 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110)로의 별개의 전기적 전력 및 전기적 신호 라인을 묘사하지만, 이것은 제한으로서 해석되어선 안된다는 것을 또한 주목한다. 본원에서, 센서(108, 110)는, 이들이 공통의 전기적 전력을 갖는 단일 출력의 차분 온도 신호를 제공하도록, 연결될 수도 있다는 것이 인식된다.
도 2는, 본 발명의 대안적 실시형태에 따른, 모서리가 둥근 직사각형 센서 캐비티(202)를 갖는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 상면도를 예시한다. 일 실시형태에서, 상부 센서(108) 및 하부 센서(110)는 직사각형 형상의 열 배리어(204)에 커플링된다. 다른 실시형태에서, 직사각형 형상의 열 배리어(204)는 센서 캐비티(202)의 오목부에 배치된다. 본원에서, 도 2의 센서류 캐비티(202) 및 열 배리어(204)는 제한적인 것으로서 해석되어선 안되며, 단지 예시적 목적을 위해 제공된다는 것을 주목한다. 열 플럭스 센서(101)의 센서 캐비티 및 열 배리어는 기술분야에서 공지된 임의의 형상을 취할 수도 있다는 것을 다시 주목한다. 본원에서 앞서 설명된 컴포넌트 및 실시형태는 도 2에서 묘사되는 직사각형 센서 캐비티(202) 및 직사각형 열 배리어(204)로 확장하도록 해석되어야 한다는 것을 또한 주목한다.
본원의 도 1a 내지 도 2에서 앞서 설명된 열 플럭스 센서가, 단일의 열 배리어 상에 배치되는 두 개의 온도 센서를 사용하지만, 이것은 본 발명에 대한 제한이 아니다는 것이 인식된다. 하나의 대안적인 실시형태에서, 온도 센서는 열 배리어 재료(104)의 별개의 부분(piece) 상에 실장될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는 두 개보다 많은 온도 센서를 포함하여 활용할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명은 본원에서 앞서 설명된 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110)에 제한되지 않는다.
도 3a는, 본 발명의 대안적 실시형태에 따른, 브리지식 열 플럭스 센서(300)의 단면도를 예시한다. 일 실시형태에서, 센서 캐비티(306)를 포함하는 커버(304)와 함께 기판(302)이 디바이스의 저면 상에 배치된다. 다른 실시형태에서, 제1 센서(308)가 센서 캐비티(306)의 중앙 부근에 배치되고 제2 센서(310)가 센서 캐비티(306) 외주 근처에 배치된다. 다른 실시형태에서, 양 센서는 솔더 범프(314)(필수 요건은 아님)에 의해 플렉시블 인쇄 회로(312)에 실장되고 열적 연결부(316)를 통해 커버(304)에 열적으로 연결된다. 다른 실시형태에서, 열 플럭스(132)는, 열 플럭스(132)에 대한 센서 캐비티(306)의 감소된 열 전도성으로 인해 커버(304)에 걸쳐 차분 온도를 발현하는데, 이것은 기판(302)의 전체 표면에 걸쳐 확장한다.
도 3b는, 본 발명의 대안적 실시형태에 따른, 이중 레벨의 열 플럭스 센서(320)의 단면도를 예시한다. 일 실시형태에서, 커버(324)는 상부 센서 캐비티(322)를 포함하고 기판(328)은 하부 센서 캐비티(326)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 상부 온도 센서(330)는 상부 센서 캐비티(322)에 실장되고, 하부 온도 센서(332)는 하부 센서 캐비티(326)에 실장된다. 다른 실시형태에서, 솔더 범프(이것이 필수 요건은 아님)를 통해 플렉시블 인쇄 회로(334 및 336)에 대해 전기적 연결부가 만들어질 수도 있다. 다른 실시형태에서, 각각의 커버(324) 및 기판(328)에 대해 열적 연결부(338 및 340)가 만들어질 수도 있다.
도 4는 측정 웨이퍼를 이용하여 열 플럭스를 측정하기 위한 방법(400)에서 수행되는 단계를 예시하는 흐름도이다. 본원에서 앞서 설명된 시스템의 맥락에서 본원에서 앞서 설명된 실시형태 및 실현 기술은 방법(400)으로 확장하도록 해석되어야 한다는 것을 본 출원인은 지적한다. 그러나, 방법(400)은 앞서 설명된 시스템의 아키텍쳐에 제한되지 않는다는 것을 더 주목한다.
제1 단계 402에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)가 제공된다. 일 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는 기판(102)에 열적으로 커플링되며 열 배리어(104)의 일부에 의해 커버로부터 절연되는 적어도 하부 온도 센서(110)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)는 커버(114)에 열적으로 커플링되며 열 배리어(104)의 추가 부분에 의해 기판(102)으로부터 절연되는 적어도 상부 온도 센서(108)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 하부 온도 센서(110) 및 상부 온도 센서(108)는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 센서 캐비티(116)에 배치된다.
제2 단계 404에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 하부 온도 센서(110) 및 상부 온도 센서(108)로부터 온도 측정치가 획득된다. 예를 들면, 컨트롤러(113)는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 하부 온도 센서(110) 및 상부 온도 센서(108)로부터 온도 측정치를 획득할 수도 있다.
제3 단계 406에서, 상부 온도 센서(108)와 하부 온도 센서(110) 사이의 차분 온도가 결정된다. 일 실시형태에서, 차분 온도는, 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110)로부터의 측정 결과를 활용하여 결정된다. 예를 들면, 컨트롤러(113)는 상부 온도 센서(108) 및 하부 온도 센서(110)로부터의 측정 결과에 기초하여 차분 온도를 계산할 수도 있다.
제4 단계 408에서, 하부 온도 센서(110)와 상부 온도 센서(108) 사이의 차분 온도에 기초하여 센서 캐비티(116)에 근접한 기판(102)과 커버(114)를 통과하는 열 플럭스가 결정된다. 예를 들면, 컨트롤러(113)는 하부 온도 센서(110)와 상부 온도 센서(108) 사이의 차분 온도에 기초하여 열 플럭스를 계산할 수도 있다.
다른 실시형태에서, 방법(400)은 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 방법(400)은, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서에 대한 하나 이상의 센서 캘리브레이션을 형성하기 위해, 열 캘리브레션 범위 내에서 상부 온도 센서 및 하부 온도 센서를 등온적으로(isothermally) 캘리브레이팅하는 것을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 방법(400)은, 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 형성하기 위해, 하부 온도 센서 및 상부 온도 센서로부터 검출되는 온도에 대해 하나 이상의 센서 캘리브레이션을 적용하는 것을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 방법(400)은, 센서 캐비티에 근접한 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하기 위해, 차분 온도에 대해 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 적용하는 것을 포함할 수도 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 캘리브레이션 프로시져에서의 단계를 묘사하는 플로우차트(500)를 예시한다. 본원에서, 플로우차트(500)의 단계는 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 하며 단지 예시적 목적을 위해 제공된다는 것을 주목한다.
일 실시형태에서, 프로세스는 캘리브레이션 단계의 그룹(504)과 함께 시작한다(502). 일 실시형태에서, 프로세스는 모든 상부 온도 센서(예를 들면, 센서(108) 등등) 및 모든 하부 온도 센서(예를 들면, 센서(110) 등등)의 등온적 캘리브레이션(506)을 포함한다. 본원에서, 이 단계는, 본원에서 앞서 설명된 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)를 등온 챔버 안에 배치하는 것에 의해 그리고 각각의 등온 챔버 온도 설정에서의 캘리브레이션 온도를 기록하는 것에 의해 달성될 수도 있다는 것을 주목한다. 다른 실시형태에서, 전체 기판 표면에 걸쳐 열 플럭스를 인가하는 것에 의해 모든 센서를 한 번에 캘리브레이팅하는 것도 또한 가능하다.
다른 실시형태에서, 모든 온도 센서가 온도 캘리브레이팅되면, 모든 열 플럭스 센서(예를 들면, 온도 센서의 쌍)에 대해 단계 508에서 열 플럭스가 캘리브레이팅될 수도 있다. 본원에서, 열 플럭스 캘리브레이션은, 열 플럭스가 시뮬레이팅되고 테스트될 수도 있는 적절한 테스트 챔버에서 실행될 수도 있고, 입력 캘리브레이션 플럭스에 대한 측정된 열 플럭스 캘리브레이션 인자의 세트로 나타나게 된다는 것을 주목한다.
열 플럭스 센서(101)에서의 모든 열 플럭스 측정이 차분 온도 측정치를 활용하기 때문에, 캘리브레이팅된 온도 오프셋은, 열 플럭스를 더 정확하게 측정하기 위해 사용되는 차분 캘리브레이션 인자에 결합될 수도 있다는 것을 또한 주목한다.
다른 실시형태에서, 다양한 온도 센서 캘리브레이션 온도 오프셋은 룩업 테이블 형태로 저장될 수도 있고, 그 결과 향상된 데이터 측정을 위한 다양한 타입의 보간(interpolation), 스플라이닝(splining) 등등에 대한 데이터를 제공하게 된다.
다른 실시형태에서, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)가 온도 캘리브레이션 측정 및 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 이용하여 캘리브레이팅되면, 측정 구간(510)에서 실제 열 플럭스를 측정하기 위해 보정(correction)이 구현될 수도 있다.
i번째 열 플럭스 센서를 (단계 512에서) 1로 설정하는 것에 의해 시작하여, 단계 514에서 상부 및 하부 센서 온도, 즉
Figure 112015127675873-pct00002
및
Figure 112015127675873-pct00003
가 측정된다. 다른 실시형태에서, i번째 열 플럭스 센서에 대한 캘리브레이팅된 온도 오프셋은 센서에 대한
Figure 112015127675873-pct00004
및
Figure 112015127675873-pct00005
를 계산하기 위해 사용된다. 다른 실시형태에서, 단계 516에서, 그 다음, 이들 캘리브레이팅된 측정치는 감산되어 다음에 의해 주어지는 캘리브레이팅된 차분 온도를 형성한다:
Figure 112015127675873-pct00006
다른 실시형태에서, i번째 열 플럭스 센서(qi)의 영역을 통과하는 열 플럭스는 캘리브레이팅된 차분 온도(ΔTi)에 대해 열 플럭스 캘리브레이션 인자(ki)를 적용하는 것에 의해
Figure 112015127675873-pct00007
로 계산된다. 일 실시형태에서, 열 플럭스 캘리브레이션 인자(ki)는 간단한 인자인 것으로 나타내어진다. 추가적인 실시형태에서, 캘리브레이션 인자는, 실제, 다항식 계수, 가우시안 보간 포인트 등등을 통합하는 추가적인 복잡도를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 캘리브레이션 인자(ki)는 온도 의존적일 수도 있다.
다른 실시형태에서, i 번째 열 플럭스 센서(qi)의 영역을 통과하는 열 플럭스가 계산된 이후, i번째 센서가 Nsensors 세트의 마지막 센서인지를 확인하기 위해 테스트(518)가 이루어진다. 마지막 센서가 아니라면, i번째 열 플럭스 센서는 증분되고(520), 다음 센서가 측정된다. i번째 열 플럭스 센서가 실제로 Nsensors 세트의 마지막 센서이면, 다른 세트의 열 플럭스 측정이 이루어져야 하는지를 결정하기 위해 다른 테스트(522)가 이루어진다. 만약 그렇다면, 다른 세트의 측정을 취하도록 루프백하는 예(Yes) 분기(524)가 취해진다. 측정이 종료되면, 아니오(No) 분기(526)가 취해지고, 측정 프로세스는 종료한다(528).
상기의 프로세스는 온도 캘리브레이션 인자 및 열 플럭스 캘리브레이션 인자의 순차적인 사용을 논의하였다. 이들 프로세스는 결합될 수도 있고, 그 결과, i번째 열 플럭스 센서에 대한 캘리브레이팅된 출력 열 플럭스를 계산하기 위해,
Figure 112015127675873-pct00008
및
Figure 112015127675873-pct00009
의 입력 온도에 관련이 있는 단일의 함수가 사용될 수도 있다는 것이 인식된다.
도 6은, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 동작 단계를 묘사하는 플로우차트(600)를 예시한다. 본원에서, 플로우차트(600)의 단계는 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 하며 단지 예시적 목적을 위해 제공된다는 것을 주목한다.
일 실시형태에서, 캘리브레이션 단계 602가 수행된다. 예를 들면, 캘리브레이션 단계 602는, 본원에서 앞서 설명된, 프로세스(500)에서 수행되는 캘리브레이션 단계 중 하나 이상을 포함할 수도 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 단계 602에서, 다양한 온도 및 열 플럭스 캘리브레이션 인자가 수집된다. 다른 실시형태에서, 캘리브레이션 단계(602) 이후에, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(101)의 개개의 열 플럭스 센서(예를 들면, 온도 센서의 쌍) 중 하나 이상을 통해 하나 이상의 측정이 취해진다(604). 다른 실시형태에서, 측정이 수행된 이후, 다른 측정이 수행되어야 하는지를 결정하기 위해 테스트가 수행될 수도 있다(606). 만약 예라면(608), 다른 측정이 취해진다(604). 다른 실시형태에서, 모든 요구되는 측정이 수행된 이후(604), 아니오 분기(610)가 취해진다. 다른 실시형태에서, 축적된 데이터가 덤핑되어야 하는지의 여부가 테스트된다(612). 일 실시형태에서, 아니오 분기(614)는 플로우로 하여금 데이터가 덤핑될 준비가 될 때까지 순환하게(loop) 한다. 다른 실시형태에서, 데이터가 덤핑될 준비가 되면, 예 분기(616)가 취해지고, 수집된 열 플럭스 데이터는 출력되고(618)되고 프로세스는 종료한다(620).
본원에 설명된 주제는, 때로는, 다른 컴포넌트에 포함되는, 또는 다른 컴포넌트와 연결되는 상이한 컴포넌트를 예시한다. 이와 같이 묘사된 아키텍쳐는 단순히 예증적인 것이며, 실제로는, 동일한 기능성을 달성하는 많은 다른 아키텍쳐가 구현될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 개념적인 면에서, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트의 임의의 배치는, 소망의 기능성이 달성되도록 유효하게 "관련"된다. 그러므로, 특정 기능성을 달성하기 위해 본원에서 결합되는 임의의 두 컴포넌트는, 아키텍쳐 또는 중간 컴포넌트에 관계없이, 소망의 기능성이 달성되도록 서로 "관련되는" 것으로 보여질 수 있다. 마찬가지로, 이렇게 관련되는 임의의 두 컴포넌트는 소망의 기능성을 달성하도록 서로 "연결되는" 것으로, 또는 "커플링되는" 것으로도 또한 보여질 수 있으며, 이렇게 관련될 수 있는 임의의 두 컴포넌트는 소망의 기능성을 달성하도록 서로 "커플링가능한" 것으로도 또한 보여질 수 있다. 커플링가능한의 구체적인 예는 물리적으로 상호작용가능하고/하거나 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 무선으로 상호작용가능하고/하거나 무선으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 논리적으로 상호작용가능하고/하거나 논리적으로 상호작용하는 컴포넌트를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 개시 및 많은 그 부수적 이점은 상기의 설명에 의해 이해될 것이라고 믿어지며, 개시된 주제로부터 벗어나지 않으면서 또는 그 본질적 이점의 전체를 희생하지 않으면서, 컴포넌트의 형태, 구조 및 배치에서 다양한 변경예가 이루어질 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명을 위한 것이며, 이러한 변경을 포괄하고 포함하는 것이 하기의 특허청구범위의 의도이다. 또한, 본 발명은 첨부의 청구범위에 의해 정의된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (25)

  1. 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서(measurement wafer heat flux sensor)에 있어서,
    기판;
    상기 기판의 일부에 열적으로 커플링되는 커버;
    상기 기판과 상기 커버 사이에 형성되는 센서 캐비티;
    상기 센서 캐비티의 적어도 일부 내에 배치되는 열 배리어(thermal barrier);
    상기 기판에 열적으로 커플링되며 상기 열 배리어의 제1 부분에 의해 상기 커버로부터 절연되는 하부 온도 센서; 및
    상기 커버에 열적으로 커플링되며 상기 열 배리어의 추가 부분에 의해 상기 기판으로부터 절연되는 상부 온도 센서를 포함하고,
    상기 열 배리어의 제1 부분은 상기 열 배리어의 추가 부분과 인접하며,
    상기 하부 온도 센서와 상기 상부 온도 센서 사이의 온도 차이는 상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스에 관련되는, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 웨이퍼는, 상기 하부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서 중 적어도 하나에 대한 하나 이상의 전기적 연결부를 제공하는 하나 이상의 센서 회로를 포함하는, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열 배리어는, 상기 하부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서 중 적어도 하나에 대한 하나 이상의 전기적 연결부를 제공하는 하나 이상의 센서 회로를 포함하는, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서 회로는, 상기 기판과 상기 커버 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 플렉시블 인쇄 회로, 상기 기판 상에 적어도 부분적으로 배치되는 기판 집적 회로, 상기 커버 상에 적어도 부분적으로 배치되는 커버 집적 회로, 및 상기 기판과 상기 커버 사이에 적어도 부분적으로 배치되는 다층 플렉시블 인쇄 회로 중 적어도 하나를 포함하는, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 기판 웨이퍼를 포함하는, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 커버 웨이퍼를 포함하는, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열 배리어는 열적 절연층(thermally insulating layer)을 포함하는, 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서는 플라즈마 프로세싱 챔버와 호환되는(compatible), 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서.
  9. 열 플럭스 감지 시스템에 있어서,
    측정 웨이퍼 열 플럭스 센서; 및
    상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서에 통신적으로 커플링되는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서는,
    기판;
    상기 기판의 일부에 열적으로 커플링되는 커버;
    상기 기판과 상기 커버 사이에 형성되는 센서 캐비티;
    상기 센서 캐비티의 적어도 일부 내에 배치되는 열 배리어;
    상기 기판에 열적으로 커플링되며 상기 열 배리어의 제1 부분에 의해 상기 커버로부터 절연되는 하부 온도 센서; 및
    상기 커버에 열적으로 커플링되며 상기 열 배리어의 추가 부분에 의해 상기 기판으로부터 절연되는 상부 온도 센서를 포함하고,
    상기 열 배리어의 제1 부분은 상기 열 배리어의 추가 부분과 인접하며,
    상기 하부 온도 센서와 상기 상부 온도 센서 사이의 온도 차이는 상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스에 관련되고,
    상기 컨트롤러는 프로그램 명령어의 세트를 실행하도록 구성되는 하나 이상의 프로세서를 포함하며,
    상기 프로그램 명령어의 세트는, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금:
    상기 하부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서로부터 온도 측정치를 수신하게 하고;
    상기 상부 온도 센서와 상기 하부 온도 센서 사이의 차분 온도(differential temperature)를 결정하게 하고;
    상기 하부 온도 센서와 상기 상부 온도 센서 사이의 차분 온도에 기초하여 상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하게 하도록 구성되는, 열 플럭스 감지 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 온도 센서 및 상기 하부 온도 센서는 열 에너지 흐름의 방향에 실질적으로 수직으로 배치되는, 열 플럭스 감지 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열 배리어는 하나 이상의 열적 절연층을 포함하는, 열 플럭스 감지 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열적 절연층은 열절연 필름 및 열절연 플레이트 중 적어도 하나를 포함하는, 열 플럭스 감지 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 기판의 일부 상에 배치되는, 열 플럭스 감지 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 기판으로부터 원격에 배치되는, 열 플럭스 감지 시스템.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서는 플라즈마 프로세싱 챔버와 호환되는, 열 플럭스 감지 시스템.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 상부 온도 센서와 상기 하부 온도 센서 사이의 차분 온도를 결정하는 것은,
    캘리브레이팅된 차분 온도를 생성하기 위해, 상기 차분 온도에 하나 이상의 차분 캘리브레이션 인자를 적용하는 것을 포함하는, 열 플럭스 감지 시스템.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하는 것은,
    상기 상부 온도 센서 및 상기 하부 온도 센서를 통해 하나 이상의 캘리브레이션 열 플럭스 측정치를 획득하는 것;
    상기 획득된 하나 이상의 캘리브레이션 열 플럭스 측정치로부터 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 생성하는 것; 및
    상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하기 위해, 상기 하부 온도 센서와 상기 상부 온도 센서 사이의 차분 온도에 상기 생성된 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 적용하는 것을 포함하는, 열 플럭스 감지 시스템.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하는 것은,
    상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하기 위해, 상기 차분 온도에 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 적용하는 것을 포함하는, 열 플럭스 감지 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자는 온도 의존적인, 열 플럭스 감지 시스템.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 또한,
    상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서에 대한 하나 이상의 센서 캘리브레이션을 형성하기 위해, 열 캘리브레션 범위 내에서 상기 상부 온도 센서 및 상기 하부 온도 센서를 등온적으로(isothermally) 캘리브레이팅하고;
    하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 형성하기 위해, 상기 하부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서로부터 검출되는 온도에 상기 하나 이상의 센서 캘리브레이션을 적용하도록
    구성되는, 열 플럭스 감지 시스템.
  21. 측정 웨이퍼를 이용하여 열 플럭스를 측정하기 위한 방법에 있어서,
    기판에 열적으로 커플링되며 열 배리어의 제1 부분에 의해 커버로부터 절연되는 적어도 하부 온도 센서 및 상기 커버에 열적으로 커플링되며 상기 열 배리어의 추가 부분에 의해 상기 기판으로부터 절연되는 적어도 상부 온도 센서를 포함하는 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서를 제공하는 단계로서, 상기 열 배리어의 제1 부분은 상기 열 배리어의 추가 부분과 인접하며, 상기 하부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서는 상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 센서 캐비티 내에 배치되는 것인, 상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서를 제공하는 단계;
    상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서의 상기 하부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서로부터 온도 측정치를 획득하는 단계;
    상기 상부 온도 센서와 상기 하부 온도 센서 사이의 차분 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 하부 온도 센서와 상기 상부 온도 센서 사이의 차분 온도에 기초하여 상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하는 단계를 포함하는, 열 플럭스를 측정하기 위한 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 결정하는 단계를 더 포함하는, 열 플럭스를 측정하기 위한 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자는 온도 의존적인, 열 플럭스를 측정하기 위한 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 결정하는 단계는,
    상기 측정 웨이퍼 열 플럭스 센서에 대한 하나 이상의 센서 캘리브레이션을 형성하기 위해, 열 캘리브레션 범위 내에서 상기 상부 온도 센서 및 상기 하부 온도 센서를 등온적으로 캘리브레이팅하는 단계; 및
    하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 형성하기 위해, 상기 하부 온도 센서 및 상기 상부 온도 센서로부터 검출되는 온도에 상기 하나 이상의 센서 캘리브레이션을 적용하는 단계를 포함하는, 열 플럭스를 측정하기 위한 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 센서 캐비티에 근접한 상기 기판과 커버를 통과하는 열 플럭스를 결정하기 위해, 상기 차분 온도에 상기 하나 이상의 열 플럭스 캘리브레이션 인자를 적용하는 단계를 더 포함하는, 열 플럭스를 측정하기 위한 방법.
KR1020157036814A 2013-05-30 2014-05-29 열 플럭스를 측정하기 위한 방법 및 시스템 KR102059716B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361829138P 2013-05-30 2013-05-30
US61/829,138 2013-05-30
US14/290,255 2014-05-29
PCT/US2014/040002 WO2014194077A2 (en) 2013-05-30 2014-05-29 Method and system for measuring heat flux
US14/290,255 US9719867B2 (en) 2013-05-30 2014-05-29 Method and system for measuring heat flux

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160011673A KR20160011673A (ko) 2016-02-01
KR102059716B1 true KR102059716B1 (ko) 2019-12-26

Family

ID=51985072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157036814A KR102059716B1 (ko) 2013-05-30 2014-05-29 열 플럭스를 측정하기 위한 방법 및 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9719867B2 (ko)
JP (1) JP6275830B2 (ko)
KR (1) KR102059716B1 (ko)
CN (1) CN105358949B (ko)
TW (1) TWI621837B (ko)
WO (1) WO2014194077A2 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9134186B2 (en) * 2011-02-03 2015-09-15 Kla-Tencor Corporation Process condition measuring device (PCMD) and method for measuring process conditions in a workpiece processing tool configured to process production workpieces
EP2921833B1 (de) * 2014-03-18 2016-12-28 Mettler-Toledo GmbH Thermoanalytischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung
FR3030734B1 (fr) * 2014-12-19 2017-01-27 Commissariat Energie Atomique Capteur differentiel de temperature.
KR102373543B1 (ko) * 2015-04-08 2022-03-11 삼성전자주식회사 멀티칩 패키지에서 온도 편차를 이용하여 동작 제어하는 방법 및 장치
JP6451484B2 (ja) * 2015-05-11 2019-01-16 株式会社デンソー 熱流束センサの製造方法およびそれに用いる熱流発生装置
JP6274246B2 (ja) * 2016-04-08 2018-02-07 株式会社デンソー 監視装置
JP6500841B2 (ja) * 2016-05-25 2019-04-17 株式会社デンソー 熱流測定装置
US10460966B2 (en) * 2016-06-15 2019-10-29 Kla-Tencor Corporation Encapsulated instrumented substrate apparatus for acquiring measurement parameters in high temperature process applications
CN106324026A (zh) * 2016-09-29 2017-01-11 奈申（上海）智能科技有限公司 一种直接法测量材料电卡性能的装置
US10317295B2 (en) * 2016-09-30 2019-06-11 Rosemount Inc. Heat flux sensor
CN106908174B (zh) * 2017-01-23 2019-09-27 西北工业大学 动态实时测量固体火箭发动机内氧化铝热流密度的热流计
JP6799522B2 (ja) 2017-11-30 2020-12-16 三菱重工業株式会社 熱流束計測システム
US10916411B2 (en) 2018-08-13 2021-02-09 Tokyo Electron Limited Sensor-to-sensor matching methods for chamber matching
CN110876220A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 中国石油化工股份有限公司 测量等离子体发生器热效应的装置和方法
US11315811B2 (en) * 2018-09-06 2022-04-26 Kla Corporation Process temperature measurement device fabrication techniques and methods of calibration and data interpolation of the same
US20200152494A1 (en) * 2018-11-14 2020-05-14 Cyberoptics Corporation Wafer-like sensor
US11668601B2 (en) 2020-02-24 2023-06-06 Kla Corporation Instrumented substrate apparatus
US20220310461A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 Alfasemi Inc. In-wafer testing device
US11688614B2 (en) 2021-04-28 2023-06-27 Kla Corporation Mitigating thermal expansion mismatch in temperature probe construction apparatus and method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008076406A2 (en) 2006-12-14 2008-06-26 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS524952B1 (ko) * 1968-11-01 1977-02-08
JPS52106776A (en) * 1976-03-03 1977-09-07 Showa Denko Kk Heat flow meter
US4812050A (en) * 1985-05-28 1989-03-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for calibrating a heat flux gauge
US5161889A (en) * 1991-06-03 1992-11-10 Patentsmith Ii, Inc. Heat transfer rate target module
US5444637A (en) 1993-09-28 1995-08-22 Advanced Micro Devices, Inc. Programmable semiconductor wafer for sensing, recording and retrieving fabrication process conditions to which the wafer is exposed
DE69505146T2 (de) 1994-09-01 1999-02-18 Sensarray Corp Temperaturkalibrierungssubstrat
DE19516480C1 (de) * 1995-05-05 1996-09-05 Inst Physikalische Hochtech Ev Mikrosensor zur Bestimmung von Wärmestromdichten und Wärmedurchgangszahlen
US5775808A (en) 1996-06-19 1998-07-07 Applied Materials, Inc. Apparatus for real-time, in situ measurement of temperature and a method of fabricating and using same
US6744346B1 (en) * 1998-02-27 2004-06-01 Micron Technology, Inc. Electronic device workpieces, methods of semiconductor processing and methods of sensing temperature of an electronic device workpiece
US6325536B1 (en) * 1998-07-10 2001-12-04 Sensarray Corporation Integrated wafer temperature sensors
US6190040B1 (en) 1999-05-10 2001-02-20 Sensarray Corporation Apparatus for sensing temperature on a substrate in an integrated circuit fabrication tool
US6616332B1 (en) 1999-11-18 2003-09-09 Sensarray Corporation Optical techniques for measuring parameters such as temperature across a surface
US6691068B1 (en) 2000-08-22 2004-02-10 Onwafer Technologies, Inc. Methods and apparatus for obtaining data for process operation, optimization, monitoring, and control
US7757574B2 (en) 2002-01-24 2010-07-20 Kla-Tencor Corporation Process condition sensing wafer and data analysis system
CN1152241C (zh) * 2002-05-13 2004-06-02 重庆大学 热流计测头及其制作方法
US6830650B2 (en) 2002-07-12 2004-12-14 Advanced Energy Industries, Inc. Wafer probe for measuring plasma and surface characteristics in plasma processing environments
US6907364B2 (en) 2002-09-16 2005-06-14 Onwafer Technologies, Inc. Methods and apparatus for deriving thermal flux data for processing a workpiece
US6945691B2 (en) * 2002-11-27 2005-09-20 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for inferring a temperature
US7135852B2 (en) * 2002-12-03 2006-11-14 Sensarray Corporation Integrated process condition sensing wafer and data analysis system
CN2641660Y (zh) * 2003-09-10 2004-09-15 中国电子科技集团公司第十三研究所 微型热流加速度计
JP2005195553A (ja) * 2004-01-09 2005-07-21 Nippon Ceramic Co Ltd 熱流計
JP2005340291A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Komatsu Ltd 基板熱状態測定装置及び基板熱状態分析制御方法
TWI279530B (en) 2004-07-10 2007-04-21 Onwafer Technologies Inc Methods and apparatus for low distortion parameter measurements
US7495542B2 (en) * 2004-08-12 2009-02-24 Kelk Ltd. Film temperature sensor and temperature sensing substrate
US7692148B2 (en) 2005-01-26 2010-04-06 Analog Devices, Inc. Thermal sensor with thermal barrier
US7482576B2 (en) 2005-05-03 2009-01-27 Kla-Tencor Corporation Apparatuses for and methods of monitoring optical radiation parameters for substrate processing operations
US8523427B2 (en) 2008-02-27 2013-09-03 Analog Devices, Inc. Sensor device with improved sensitivity to temperature variation in a semiconductor substrate
US8889021B2 (en) 2010-01-21 2014-11-18 Kla-Tencor Corporation Process condition sensing device and method for plasma chamber
US9134186B2 (en) * 2011-02-03 2015-09-15 Kla-Tencor Corporation Process condition measuring device (PCMD) and method for measuring process conditions in a workpiece processing tool configured to process production workpieces
CN102879129B (zh) * 2012-08-22 2016-01-20 国核华清（北京）核电技术研发中心有限公司 一种热流密度测量装置和方法
US9222842B2 (en) 2013-01-07 2015-12-29 Kla-Tencor Corporation High temperature sensor wafer for in-situ measurements in active plasma

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008076406A2 (en) 2006-12-14 2008-06-26 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes using large scale fet arrays

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160011673A (ko) 2016-02-01
TWI621837B (zh) 2018-04-21
WO2014194077A3 (en) 2015-03-26
US9719867B2 (en) 2017-08-01
CN105358949A (zh) 2016-02-24
TW201504603A (zh) 2015-02-01
JP2016523356A (ja) 2016-08-08
WO2014194077A2 (en) 2014-12-04
JP6275830B2 (ja) 2018-02-07
US20140355643A1 (en) 2014-12-04
CN105358949B (zh) 2018-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102059716B1 (ko) 열 플럭스를 측정하기 위한 방법 및 시스템
US8411442B2 (en) Vias in substrate between IC seat and peripheral thermal cage
JP2016523356A5 (ko)
CN107005771B (zh) 麦克风封装件中的集成温度传感器
US8748808B2 (en) Detection and correction of a loss of calibration of microbolometer thermal imaging radiometers
US20120192632A1 (en) Intake Air Temperature Sensor and Thermal Airflow Meter Including the Same
US9200968B2 (en) On-chip temperature sensor using interconnect metal
US10551252B2 (en) Internal temperature measuring apparatus and sensor package
JP2013531248A (ja) 赤外線温度測定、及び、その安定化
US20130022075A1 (en) Temperature sensor having means for in-situ calibration
US11784071B2 (en) Process temperature measurement device fabrication techniques and methods of calibration and data interpolation of the same
EP3497417B1 (en) Thermopile mesh
US10451490B2 (en) Sensor package
JP6355600B2 (ja) 熱分析装置用センサユニットおよび熱分析装置
US20220128502A1 (en) Sensor Device and Method for Operating A Sensor Device
TWM487432U (zh) 具有複數石英晶體溫度感測器的溫度感測系統及其溫度感測裝置
JP6820789B2 (ja) 赤外線センサ装置
US20230296445A1 (en) Stacked Active Thick Film Device
US10352773B2 (en) Sensor device having integrated temperature sensors
WO2014137994A1 (en) Thermocouple circuit based temperature sensor
JPH0530742U (ja) 温度モニター用複合センサー基板
JP5292630B2 (ja) 歪み及び温度の測定装置
JP2001249092A (ja) 熱膨張測定方法および測定装置および熱設計された構造体
CN104776916A (zh) 红外线传感器
JPH04269666A (ja) 電子部品の検査方法，試験方法ならびその装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant