TW201737382A - 在高溫處理程序應用中用於獲取測量參數之經檢測基板裝置 - Google Patents

在高溫處理程序應用中用於獲取測量參數之經檢測基板裝置 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種裝置,該裝置包含:一基板;一嵌套殼體總成,其包含一外部殼體及一內部殼體,其中該外部殼體封圍該內部殼體且該內部殼體至少封圍該電子總成。一絕緣介質安置於該內部殼體之外部表面與該外部殼體之內部表面之間的一腔內,且該系統包含通信地耦合至該電子總成之一感測器總成。該感測器總成包含經組態以在該基板之一或多個位置處獲取一或多個測量參數之一或多個感測器。該電子總成經組態以自該一或多個感測器接收該一或多個測量參數。

Description

在高溫處理程序應用中用於獲取測量參數之經檢測基板裝置
本發明一般而言係關於沿著一半導體處理線監測晶圓,且特定而言係關於允許在高溫下操作之一多級式嵌套殼體總成。
隨著對半導體器件處理環境中之處理條件之容限繼續變小,對經改良處理監測系統之要求繼續增加。一處理系統(例如,磊晶室)內之熱均勻性係此一個條件。當前方法無法在不污染相關聯室之情況下在需要當前處理技術之極端條件(例如,高溫)下監測溫度。因此,將期望提供一種用以允許使用一經檢測晶圓進行之高溫測量來監測一半導體器件處理線之狀況之系統及方法。
揭示一種根據本發明之一或多項實施例之在高溫處理程序應用中用於獲取測量參數之裝置。在一項實施例中,該裝置包含一基板。在另一實施例中,該裝置包含包括一外部殼體及一內部殼體之一嵌套殼體總成。在另一實施例中,該外部殼體封圍該內部殼體。在另一實施例中,該內部殼體封圍一電子總成。在另一實施例中,一絕緣介質安置於該內部殼體之該外部表面與該外部殼體之該內部表面之間的一腔內。在另一實施例中,該裝置包含通信地耦合至該電子總成之一感測器總成。在另一實施例中,該感測器總成包含一或多個感測器。在另一實施例中,該一或多個感測器安置於該基板之一或多個位置處。在另一實施例中,該一或多個感測器經組態以在該基板之一或多個位置處獲取一或多個測量參數。在另一實施例中,該電子總成經組態以自該一或多個感測器接收該一或多個測量參數。 揭示一種根據本發明之一或多項實施例之在高溫處理程序應用中用於獲取測量參數之方法。在一項實施例中,該方法包含利用安置於一嵌套殼體總成內之一電子總成自複數個感測器獲取複數個測量參數,該複數個感測器跨越一基板安置於複數個位置處。在另一實施例中,該嵌套殼體總成包含一外部殼體及一內部殼體。在另一實施例中,該外部殼體封圍該內部殼體。在另一實施例中,該內部殼體至少封圍該電子總成。在另一實施例中,該方法包含利用安置於該嵌套殼體總成內之該電子總成儲存該複數個測量參數。 應理解,前述大體說明及以下詳細說明兩者皆僅係例示性及解釋性且不必限制所請求之本發明。併入本說明書中並構成本說明書之一部分之隨附圖式圖解說明本發明之實施例,並與該大體說明一起用於闡釋本發明之原理。
相關申請案交叉參考 本申請案依據35 U.S.C. § 119 (e)主張於2016年2月2日提出申請之指定Mei Sun及Vaibhaw Vishal為發明人之標題為NESTED MODULE BASED INSTRUMENTED WAFER ASSEMBLY DESIGN FOR MEASURING TEMPERATURE IN EPITAXY CHAMBER之美國臨時專利申請案之第62/290,153號之優先權,該美國臨時專利申請案以全文引用方式併入本文中。 現在將詳細參考在附圖中所圖解說明之所揭示標的物。 根據本發明通常參考圖1A至圖2闡述用於跨越一經檢測基板獲取測量參數之一系統及方法。 本發明之實施例係針對能夠在高溫(例如,600℃至800℃)下操作之一經檢測基板裝置。可在於高溫下操作之半導體處理室(例如,磊晶室)內利用此一經檢測基板裝置。在某些實施例中,本發明之經檢測基板裝置包含包括一第一殼體及第二殼體之一嵌套殼體總成(例如,隔熱罩),藉此將板上電子器件封包(例如,電子總成)及/或其他敏感器件裝納於嵌套殼體總成內以便即使在將經檢測基板曝露至高達800℃之溫度時仍將電子器件封包之溫度維持在大約150℃或150℃以下。 圖1A至圖1D圖解說明根據本發明之一或多項實施例之用於跨越一基板102獲取測量參數之經檢測基板裝置100。圖1A圖解說明經檢測基板裝置100之一俯視圖,同時圖1B至圖1D圖解說明經檢測基板裝置100之一簡化剖面圖。 在一項實施例中經檢測基板裝置100包含一基板102、一感測器總成105及含納一電子總成125之一嵌套殼體總成104。 基板102可包含半導體處理技術中已知的任何基板。在一項實施例中,基板102係一晶圓。舉例而言,基板102可包含(但不限於)一半導體晶圓(例如,矽晶圓)。 在一項實施例中,如圖1B中所展示,嵌套殼體總成104包含一內部殼體114及一外部殼體116。舉例而言,內部殼體114及外部殼體116可分別由一內部隔熱罩及一外部隔熱罩組成。在另一實施例中,可將電子總成125 (例如,處理器、記憶體、電源、通信電路等等)安置於內部殼體114內,藉此將內部殼體114安置於外部殼體116內以形成一嵌套殼體結構。 在一項實施例中,內部殼體114由具有一高熱容量(例如,按體積算)之一材料形成。舉例而言,內部殼體114可由一或多個金屬合金形成,諸如(但不限於)一鐵-鎳-鈷合金、一鎳-鐵合金或一鐵-碳合金。舉例而言,內部殼體114可由包含KOVAR、INVAR或不銹鋼之材料中之一或多者形成。在內部殼體由KOVAR形成之情形中,內部殼體114之電子總成125 (及電子總成125之組件)密切地遵循內部殼體114之溫度。以另一實例之方式,內部殼體114可由諸如(但不限於)藍寶石或結晶石英之一或多個結晶材料形成。 在另一實施例中,外部殼體116由包含(但不限於)一陶瓷、一複合材料或一玻璃之一或多種材料形成。在另一實施例中,外部殼體116由引致可忽略污染之一材料形成。舉例而言,外部殼體116可由包含(但不限於)矽、碳化矽、氮化矽或氧化矽之一或多個低污染材料形成。 在一項實施例中,內部殼體114包含一蓋113及一基底115,藉此可將蓋113自基底115移除以允許進入內部殼體114之內部部分。在另一實施例中,外部殼體116包含一蓋117及一基底119,藉此可將蓋117自基底119移除以允許進入外部殼體116之內部部分。 在另一實施例中,嵌套殼體總成104包含安置於內部殼體114與外部殼體116之間的一絕緣介質120。應注意,內部殼體114與外部殼體116之間的一絕緣介質120之實施方案用於減小自外部殼體外側之經升高溫度環境(例如,半導體處理室)至內部殼體114內之區域之熱轉移。舉例而言,可將一絕緣介質120安置於內部殼體114之外部表面與外部殼體116之內部表面之間的一腔內。在另一實施例中,絕緣介質120可包含(但不限於)一多孔固體材料。舉例而言,絕緣介質120可係一或多個氣凝膠材料(例如,矽氣凝膠材料)。舉例而言,一氣凝膠材料可經形成以具有高達大約98.5%之一孔隙度。以另一實例之方式,絕緣介質120可係一陶瓷材料(例如,多孔陶瓷材料)。本文中應注意,在一基於陶瓷之絕緣介質之燒結期間,可透過使用成孔劑來控制孔隙度。本文中進一步應注意,一陶瓷材料之孔隙度可經製作以具有50%至99%範圍之一孔隙度。舉例而言,一陶瓷材料之孔隙度可經製作已具有95%至99%範圍之間的一孔隙度。 在另一實施例中,絕緣介質120係不透明的。舉例而言,絕緣介質120可包含(但不限於)吸收遍歷外部殼體116之內部表面與內部殼體114之外部表面之間的體積之輻射之一材料。舉例而言,絕緣介質120可包含(但不限於)一經碳摻雜氣凝膠材料。 在另一實施例中,絕緣介質120係低壓氣體(亦即,保持在真空壓力下之氣體),藉此將氣體維持在小於周圍壓力(亦即,處理室之壓力)之一壓力下。就此而言,可將內部殼體114之外部表面與外部表面116之內部表面之間的體積維持在一真空壓力下以便最小化自外部殼體116及內部殼體114之熱傳導。在另一實施例中,絕緣介質120係維持在大約等於周圍壓力但小於大氣壓力之壓力下之一氣體。在另一實施例中,絕緣介質120係維持在比周圍壓力高但小於大氣壓力之壓力下之一氣體。出於本發明之目的,「真空壓力」解釋為意指比周圍壓力低之任何壓力。 在一項實施例中,如圖1B中所展示,藉由一或多個支撐結構122將內部殼體114支撐於外部殼體116之內部表面上。舉例而言,一或多個支撐結構122可包含(但不限於)一或多個支腿或一或多個平臺。在另一實施例中,一或多個支撐結構122 (例如,單個支撐結構或多個支撐結構)可由具有一低熱傳導係數之一材料形成以便限制外部殼體116與內部殼體114之間的熱轉移。舉例而言,一或多個支撐結構122可由諸如(但不限於)一鐵-鎳-鈷合金、一鎳-鐵合金或一鐵-碳合金之一或多個金屬合金形成。舉例而言,一或多個支撐結構122可由包含KOVAR、INVAR或不銹鋼之材料中之一或多者形成。在另一實施例中,一或多個支撐結構122可由包含(但不限於)一陶瓷、一複合材料或一玻璃之一或多種材料形成。舉例而言,一或多個支撐結構122可由諸如(但不限於)矽、碳化矽、氮化矽或氧化矽之一低熱傳導材料形成。 在一項實施例中,如圖1B中所展示,藉由一或多個支撐結構123將外部殼體116支撐於基板102上。在另一實施例中,一或多個支撐結構123 (例如,單個支撐支腿、多個支撐支腿)可由具有一低熱傳導係數之一材料形成以便限制基板102與外部殼體116之間的熱轉移。舉例而言,一或多個支撐結構123可由諸如(但不限於)一陶瓷、一複合材料、一結晶材料或一玻璃之一低熱傳導材料形成。舉例而言,一或多個支撐結構123可由諸如(但不限於)矽、碳化矽、氮化矽或氧化矽之一低熱傳導材料形成。 在另一實施例中,如圖1C中所展示,一低發射率及/或高反射率層118a (例如,塗層)安置於內部殼體114之外部表面上。在另一實施例中,一低發射率及/或高反射率層118b (例如,塗層)安置於外部殼體116之內部表面上。在另一實施例中,將低發射率及/或高反射率層118a安置於緊挨內部殼體114之外部表面安置之絕緣介質120上。在另一實施例中,低發射率及/或高反射率層118a安置於緊挨外部殼體116之內部表面安置之絕緣介質120上。 本文中應注意,在一高反射率層係緊挨外部殼體116之內部表面而安置之情形中,高反射率層118b用於反射自處理室壁或可存在於處理室中之任何輻射燈降落至外部殼體上之大部分熱輻射。此外,存在經安置緊挨內部殼體114之外部表面之一高反射率層以用於反射自外部殼體116之內部表面降落至內部殼體上之大部分熱輻射。另外,利用緊挨外部殼體116之內部表面而安置之一低發射率材料以用於減小由外部殼體116發射之輻射熱能量之量,藉此減小可被內部殼體114吸收之可用輻射熱能量之量。此外,利用緊挨外部殼體116之內部表面而安置之一低發射率材料以用於減小由內部殼體114發射之輻射熱能量之量,藉此減小可被吸收、被轉移至內部殼體114內之電子總成125之可用輻射熱能量之量。 在另一實施例中,層118a及/或118b係諸如(但不限於)金、銀或鋁之高反射率且低發射率材料。在另一實施例中,層118a及/或118b可係由一堆疊介電膜形成之一高反射率且低發射率材料。舉例而言,層118a及/或118b可係由包含(但不限於)氧化物、碳化物或氮化物之材料形成之一高反射率且低發射率堆疊介電膜。 在另一實施例中,如圖1D中所展示,一或多個支撐結構122可包含形成於內部殼體114之底部表面與外部殼體116之底部表面之間的一材料層。舉例而言,內部殼體114可由安置於外部殼體116之內部底部表面上之低熱傳導材料之一層135支撐。舉例而言,低熱傳導材料層可包含一或多個多孔材料(例如,氣凝膠材料或多孔陶瓷材料)。 再次參考圖1A,在一項實施例中,電子總成125耦合至感測器總成105。在另一實施例中,感測器總成105包含一或多個感測器124。在另一實施例中,感測器124跨越基板102安置於一或多個位置處且經由一或多個有線連接件126連接至電子總成125。就此而言,一或多個電子總成125可獲取來自定位於基板102之一或多個位置處之一或多個感測器124之一或多個測量參數(例如,來自熱電偶之電壓、來自電阻溫度器件之電阻、來自一壓力感測器之電壓(或其他信號)、來自一輻射感測器之電壓(或其他信號)、來自一化學感測器之電壓(或其他信號)及諸如此類)。此外,由封圍於嵌套殼體總成104內之電子總成125獲取之測量參數儲存於電子總成125之記憶體131中。在另一實施例中,電子總成125通信地耦合至一遠端資料系統103。在另一實施例中,電子總成125將複數個測量參數傳輸至一遠端資料系統103。 應注意,一或多個感測器124可包含此項技術中已知的任何測量器件。舉例而言,一或多個感測器124可包含(但不限於)一熱感測器、一壓力感測器、一輻射感測器及/或一化學感測器。舉例而言,在溫度測量之情形中,一或多個感測器124可包含(但不限於)一或多個熱電偶(TC)器件(例如,熱電接面)或一或多個電阻溫度器件(RTD) (例如,薄膜RTD)。在另一例項中,在壓力測量之情形中,一或多個感測器124可包含(但不限於)一壓電式感測器、一電容式感測器、一光學感測器、一電位式感測器及諸如此類。在另一例項中,在輻射測量之情形中,一或多個感測器可包含(但不限於)一或多個光偵測器(例如,光伏打電池,光敏電阻器及諸如此類)或其他輻射偵測器(例如,固體狀態偵測器)。在另一例項中,在化學測量之情形中,一或多個感測器124可包含(但不限於)一或多個化敏電阻器、氣體感測器、pH感測器及諸如此類。 在一項實施例中,如圖1E中所展示,經檢測基板裝置100安置於一可旋轉平臺138上。在另一實施例中,經檢測基板裝置100包含一虛設殼體總成108。舉例而言,一虛設殼體總成108可放置於基板102上之一選定位置處以便充當用以抵消嵌套殼體總成104之重量之一平衡重量。舉例而言,可將虛設殼體總成108放置於與嵌套殼體總成104距基板102之中心相同之距離處、與嵌套殼體總成104相對。本文中應注意,將虛設殼體總成108放置於與嵌套殼體總成104相對之一位置處以用於將經檢測基板裝置100之質心維持在基板總成102之中心處。在另一實施例中(儘管未展示),可將嵌套殼體總成104定位於基板總成102之中心處以便將經檢測基板裝置100之質心維持在基板總成102中心處。在另一實施例中,處理室氣體136流動於基板總成102上。在另一實施例中,一或多個加熱源134用於加熱處理室。舉例而言,經檢測基板裝置100上面及下面之加熱燈加熱處理室。 圖1F圖解說明根據本發明之一或多項實施例之包含經檢測基板裝置100及一遠端資料系統103之經檢測基板總成系統150。在一項實施例中,將一或多個電子總成125以無線方式通信地耦合至遠端資料系統103。可以任何適合方式將一或多個電子總成125以無線方式通信地耦合至遠端資料系統103。舉例而言,經檢測基板裝置100可包含通信電路106。通信電路106可包含通信技術中已知的任何通信電路及/或通信器件。舉例而言,通信電路106可包含(但不限於)一或多個通信天線(例如,通信線圈)。在一項實施例中,通信電路106經組態以在電子總成125與基板外遠端資料系統103之間建立一通信鏈路。此外,通信電路106通信地耦合至電子總成125 (例如,經由電互連件127耦合)。就此而言,電子總成125可經由一或多個互連127將指示藉由一或多個感測器124獲取之測量參數之一或多個信號傳輸至通信電路106。繼而,通信電路106可將指示測量參數之一或多個信號中繼至遠端資料系統103。在一項實施例中,遠端資料系統103包含適合用於在基板上通信電路106與遠端資料系統103之間建立通信鏈路之通信電路132。舉例而言,通信電路132可使用一射頻(RF)信號在基板上通信電路106與遠端資料系統103之間建立通信鏈路。如本文中進一步論述,可藉由電子總成125及/或遠端資料系統103計算與感測器測量參數相關聯之值。 在一項實施例中,電子總成125基於由一或多個感測器124獲取之一或多個測量參數計算一或多個值。繼而,電子總成125可將所計算值傳輸至遠端資料系統103。在另一實施例中,藉由遠端資料系統103計算值。就此而言,電子總成125將一或多個測量參數傳輸至遠端資料系統103。繼而,遠端資料系統103可基於由感測器124獲取之一或多個測量參數計算一或多個值。 在另一實施例中,遠端資料系統103將基於藉由感測器124獲取之一或多個信號藉由電子總成125或遠端資料系統103計算之一或多個值映射(或使相關)至基板102上之獲取位置。在另一實施例中,遠端資料系統103將所映射值報告至一使用者介面. 舉例而言,遠端資料系統103可將所映射值報告至一桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦、手持式器件、記憶體或一伺服器中之一或多者。 圖1G圖解說明根據本發明之一或多項實施例之電子總成125之一方塊圖。在一項實施例中,電子總成125包含一電源112 (例如,一或多個蓄電池)。在另一實施例中,電子總成125包含一或多個處理器129。在另一實施例中,電子總成125包含通信電路128。在另一實施例中,電子總成125可包含一記憶體媒體131 (例如,記憶體),以用於儲存用以組態一或多個處理器128之程式指令及/或自一或多個感測器124接收之測量結果。出於本發明之目的,術語‘處理器’可經廣泛地定義以囊括具有執行來自一記憶體媒體131之指令之一或多個處理器(例如,CPU)或邏輯元件(例如,ASIC)之任何器件。在此意義上,電子總成125之一或多個處理器129可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器類型或邏輯器件。應認識到,本發明通篇中所闡述之步驟可由一單個處理器或另一選擇係多個處理器執行。記憶體媒體131可包含一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一固態磁碟機、快閃記憶體、EPROM、EEPROM或諸如此類。 圖2圖解說明根據本發明之一或多項實施例之繪示跨越一基板獲取測量參數之一方法200之一流程圖。本文中應注意,圖2中之流程圖之步驟不應被解釋為限制性的且僅出於說明性目的提供。 在一項實施例中,處理在步驟202處開始。在步驟204中,程序包含自圍繞基板102安置於複數個位置處之一組感測器124獲取一組測量參數。舉例而言,該組感測器124可包含本文中先前所闡述之任何組感測器。舉例而言,該組感測器124可包含(但不限於)跨越基板102安置於一組位置處之一組熱感測器。在此例項中,熱感測器可獲取指示溫度之一組參數(例如,TC電壓、RTD電阻及諸如此類)。然後,在步驟206中,在測量完測量參數之後,將結果儲存於封圍於嵌套殼體中之記憶體(例如,電子總成125之記憶體131)中。在步驟208中,將複數個測量參數傳輸至遠端資料系統103。舉例而言,可藉由一射頻(RF)信號、經由通信電路106 (例如,通信天線)以無線方式將測量資料自電子總成125傳輸至遠端資料系統103。在步驟210中,針對藉由安置於基板102上之複數個位置處之複數個感測器124獲取之測量參數中之每一者藉由遠端資料系統103計算每一測量參數之值。舉例而言,在一溫度測量之情形中,可基於指示感測器124中之一者處之溫度之測量參數計算與彼感測器相關聯之溫度。本文中應注意,針對感測器124中之每一者之結果映射至基板102之表面。舉例而言,遠端資料系統103 (或另一資料系統)可使針對該組感測器124之每一感測器測量之值相關。然後,基於感測器124中之每一者之已知位置,遠端資料系統103可形成基板102之頂部表面處之值隨著基板102之頂部表面之平面中之位置(例如,X-Y位置)而變之一資料庫及/或映射。在另一實施例中,值之資料庫及/或映射呈現在一使用者介面(未展示)之一顯示器上。在步驟212中,該處理結束。 應認識到,可經由系統150執行方法200之步驟。然而,應認識到,系統150不應解釋為對方法200或對跨越一基板102測量值之方法之一限制,此乃因預期系統150可執行各種程序,從而得出用以確定測量並判定一基板102上之複數個位置處之值的各種程序流程。舉例而言,在已獲取測量參數之後,針對一或多個感測器124中之所有感測器,電子總成125可針對藉由一或多個感測器124獲取之每一測量參數計算一值。 本文中所闡述之標的物有時圖解說明含納於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解,此等所繪示架構僅係例示性的,且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。在一概念意義上,達成相同功能性之任何組件配置係有效地「相關聯」使得達成所要功能性。因此,可將本文中經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件視為彼此「相關聯」使得無論架構或中間組件如何皆達成所要功能性。同樣地,亦可將如此相關聯之任何兩個組件視為彼此「連接」或「耦合」以達成所期望功能性,且亦可將能夠如此相關聯之任何兩個組件視為彼此「可耦合」以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含但不限於可實體上交互及/或實體上交互之組件及/或可以無線方式交互及/或以無線方式交互之組件及/或可邏輯上交互及/或以邏輯方式交互之組件。 據信,藉由前述說明將理解本發明及其諸多隨附優點,且將明瞭,可在不背離所揭示之標的物或不犧牲其所有實質優點之情況下在組件之形式、構造及配置方面作出各種改變。所闡述的形式僅是解釋性的,且以下申請專利範圍之意圖係囊括並包含此等改變。此外,應理解,本發明由隨附申請專利範圍定義。
100‧‧‧經檢測基板裝置
102‧‧‧基板/基板總成
103‧‧‧遠端資料系統/基板外遠端資料系統
104‧‧‧嵌套殼體總成
105‧‧‧感測器總成
106‧‧‧通信電路
108‧‧‧虛設殼體總成
112‧‧‧電源
113‧‧‧蓋
114‧‧‧內部殼體
115‧‧‧基底
116‧‧‧外部殼體
117‧‧‧蓋
118a‧‧‧低發射率及/或高反射率層/層
118b‧‧‧低發射率及/或高反射率層/層/高反射率層
119‧‧‧基底
120‧‧‧絕緣介質
122‧‧‧支撐結構
123‧‧‧支撐結構
124‧‧‧感測器
125‧‧‧電子總成
126‧‧‧有線連接件
127‧‧‧電互連件/互連件
128‧‧‧通信電路/處理器
129‧‧‧處理器
131‧‧‧記憶體/記憶體媒體
132‧‧‧通信電路
134‧‧‧加熱源
135‧‧‧層
136‧‧‧處理室氣體
138‧‧‧可旋轉平臺
150‧‧‧經檢測基板總成系統/系統
熟習此項技術者可藉由參考附圖較佳地理解本發明之眾多優點,其中: 圖1A係根據本發明之一或多項實施例之配備有一嵌套殼體總成之一經檢測基板裝置之一俯視圖。 圖1B至圖1D係根據本發明之一或多項實施例之嵌套殼體總成之剖面圖。 圖1E係根據本發明之一或多項實施例之包含一經檢測基板裝置之一處理室之一方塊圖。 圖1F係根據本發明之一或多項實施例之經放置與一遠端資料系統通信之一經檢測基板裝置之一俯視圖。 圖1G係根據本發明之一或多項實施例之含納於嵌套殼體總成內之電子總成之一方塊圖。 圖2係圖解說明根據本發明之一或多項實施例之用於跨越一經檢測基板獲取測量參數之一方法之一流程圖。

Claims (38)

  1. 一種裝置,其包括: 一基板; 一電子總成; 一嵌套殼體總成,其包含一外部殼體及一內部殼體,其中該外部殼體封圍該內部殼體,其中該內部殼體至少封圍該電子總成; 一絕緣介質,其安置於該內部殼體之外部表面與該外部殼體之內部表面之間的一腔內;及 一感測器總成,其通信地耦合至該電子總成,其中該感測器總成包含一或多個感測器,該一或多個感測器安置於該基板之一或多個位置處,其中該一或多個感測器經組態以獲取該基板之該一或多個位置處之一或多個測量參數,其中該電子總成經組態以自該一或多個感測器接收該一或多個測量參數。
  2. 如請求項1之裝置,其中該一或多個感測器包括: 一或多個溫度感測器,其經組態以獲取指示溫度之一或多個參數。
  3. 如請求項2之裝置,其中該一或多個熱感測器包括: 一或多個熱電耦器件。
  4. 如請求項2之裝置,其中該一或多個熱感測器包括: 一或多個電阻溫度器件。
  5. 如請求項1之裝置,其中該一或多個感測器包括: 一或多個壓力感測器,其經組態以獲取指示壓力之一或多個參數。
  6. 如請求項1之裝置,其中該一或多個感測器包括: 一或多個化學感測器,其經組態以獲取指示一目標化學品之一存在之一或多個參數。
  7. 如請求項1之裝置,其中該一或多個感測器包括: 一或多個輻射感測器,其經組態以獲取指示輻射之一存在之一或多個參數。
  8. 如請求項1之裝置,其中該電子總成包括: 一或多個處理器; 通信電路; 記憶體;及 一電源。
  9. 如請求項1之裝置,其進一步包括: 一虛設殼體總成,其中該虛設殼體總成安置於該基板總成上之一位置處以在於一可旋轉平臺上旋轉期間將該裝置之一質心維持在該基板總成之一中心處。
  10. 如請求項1之裝置,其中該絕緣介質包括: 一多孔固體材料。
  11. 如請求項10之裝置,其中該絕緣介質係不透明的。
  12. 如請求項11之裝置,其中該絕緣介質係吸收性的。
  13. 如請求項10之裝置,其中該絕緣介質包括: 一氣凝膠。
  14. 如請求項10之裝置,其中該絕緣介質包括: 一陶瓷材料。
  15. 如請求項1之裝置,其中該絕緣介質包括: 一或多種氣體。
  16. 如請求項15之裝置,其中該一或多種氣體維持在小於大氣壓力之一壓力下。
  17. 如請求項16之裝置,其中該一或多種氣體維持在小於周圍壓力之一壓力下。
  18. 如請求項1之裝置,其進一步包括: 一或多個支撐結構,其將該內部殼體支撐在該外部殼體之該內部表面上。
  19. 如請求項18之裝置,其中該一或多個支撐結構由一熱絕緣材料形成。
  20. 如請求項1之裝置,其進一步包括: 一熱絕緣材料層,其安置於該內部殼體之一底部部分之一外部表面與該外部殼體之一底部部分之一內部表面之間。
  21. 如請求項1之裝置,其進一步包括: 一或多個支撐結構,其用於將該外部殼體支撐於該基板上。
  22. 如請求項21之裝置,其中該一或多個支撐結構由一熱絕緣材料形成。
  23. 如請求項1之裝置,其中該內部殼體由具有超過一選定值之一熱容量之一材料形成。
  24. 如請求項1之裝置,其中該內部殼體由一金屬、一合金或一複合材料中之至少一者形成。
  25. 如請求項24之裝置,其中該內部殼體由一鐵-鎳-鈷合金、一鐵-鎳合金或一鐵-碳合金中之至少一者形成。
  26. 如請求項1之裝置,其中該內部殼體由一或多個結晶材料形成。
  27. 如請求項26之裝置,其中該內部殼體由藍寶石或結晶石英中之至少一者形成。
  28. 如請求項1之裝置,其中該外部殼體由具有低於一選定位準之一污染速率之一材料形成。
  29. 如請求項1之裝置,其中該外部殼體由一陶瓷、一金屬陶瓷、一結晶材料或一玻璃中之至少一者形成。
  30. 如請求項29之裝置,其中該外部殼體由矽、碳化矽、氮化矽或二氧化矽中之至少一者形成。
  31. 如請求項1之裝置,其進一步包括: 安置於該內部殼體之該外部表面上之一高反射率層或安置於該外部殼體之該內部表面上之一高反射率層中之至少一者。
  32. 如請求項31之裝置,其中該高反射率層包含金、銀或鋁中之至少一者。
  33. 如請求項31之裝置,其中該高反射率層係包括氧化物、氮化物或碳化物中之至少一者之一堆疊介電膜。
  34. 如請求項1之裝置,其中該電子總成經組態以依據該一或多個所獲取測量參數計算一或多個值。
  35. 如請求項1之裝置,其進一步包括: 一遠端資料系統,其通信地耦合至該電子總成,其中該電子總成經組態以將該一或多個測量參數傳輸至該遠端資料系統。
  36. 一種方法,其包括: 利用安置於一嵌套殼體總成內之一電子總成自複數個感測器獲取複數個測量參數,該複數個感測器跨越一基板安置於複數個位置處,其中該嵌套殼體總成包含一外部殼體及一內部殼體,其中該外部殼體封圍該內部殼體,其中該內部殼體至少封圍該電子總成;及 利用安置於該嵌套殼體總成內之該電子總成儲存該複數個測量參數。
  37. 如請求項36之方法,其進一步包括: 將該複數個測量參數傳輸至一遠端資料系統。
  38. 如請求項36之方法,其進一步包括: 針對該複數個測量參數中之至少某些計算一值。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10460966B2 (en) 2016-06-15 2019-10-29 Kla-Tencor Corporation Encapsulated instrumented substrate apparatus for acquiring measurement parameters in high temperature process applications
US10900843B2 (en) * 2018-06-05 2021-01-26 Kla Corporation In-situ temperature sensing substrate, system, and method
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
US11668601B2 (en) 2020-02-24 2023-06-06 Kla Corporation Instrumented substrate apparatus
US20220223441A1 (en) * 2021-01-08 2022-07-14 Kla Corporation Process condition sensing apparatus
US11688614B2 (en) * 2021-04-28 2023-06-27 Kla Corporation Mitigating thermal expansion mismatch in temperature probe construction apparatus and method

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004503100A (ja) * 2000-06-29 2004-01-29 セミコンダクター ダイアグノスティックス インコーポレイテッド 同時測定の表面光起電力から少数キャリア拡散長を迅速かつ正確に求める方法
JP2002071469A (ja) * 2000-09-04 2002-03-08 Nikon Corp 温度測定装置および温度調節器
JP3888080B2 (ja) * 2001-04-24 2007-02-28 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ素子
US20030115978A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Moehnke Stephanie J. Apparatus and method for monitoring environment within a container
US7757574B2 (en) * 2002-01-24 2010-07-20 Kla-Tencor Corporation Process condition sensing wafer and data analysis system
US7151366B2 (en) 2002-12-03 2006-12-19 Sensarray Corporation Integrated process condition sensing wafer and data analysis system
SG115733A1 (en) * 2004-03-12 2005-10-28 Semiconductor Energy Lab Thin film transistor, semiconductor device, and method for manufacturing the same
DE102004034192A1 (de) 2004-07-14 2006-02-09 Heraeus Sensor Technology Gmbh Hochtemperaturstabiler Sensor
TWI405281B (zh) * 2005-12-13 2013-08-11 Sensarray Corp 製程條件感應晶圓及資料分析系統
JP5314616B2 (ja) * 2010-02-08 2013-10-16 富士フイルム株式会社 半導体素子用基板の製造方法
TWI537509B (zh) * 2010-06-15 2016-06-11 拜歐菲樂Ip有限責任公司 從導熱金屬導管提取熱能的方法、裝置和系統
JP2012163525A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Sumitomo Heavy Ind Ltd 温度測定器、成膜装置、及び成膜基板製造方法
JP5950530B2 (ja) * 2011-10-03 2016-07-13 株式会社日立国際電気 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
US9140613B2 (en) * 2012-03-16 2015-09-22 Zhejiang Dunan Hetian Metal Co., Ltd. Superheat sensor
US9222842B2 (en) 2013-01-07 2015-12-29 Kla-Tencor Corporation High temperature sensor wafer for in-situ measurements in active plasma
CN105164788B (zh) * 2013-04-30 2020-02-14 应用材料公司 具有空间分布的气体通道的气流控制衬垫
JP6057292B2 (ja) * 2013-06-13 2017-01-11 学校法人関西学院 SiC半導体素子の製造方法
EP3159983B1 (en) * 2014-06-17 2023-08-02 Sony Group Corporation Light emitting element and method for manufacturing same

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Publication number Publication date
US11150140B2 (en) 2021-10-19
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US20170219437A1 (en) 2017-08-03
WO2017136282A1 (en) 2017-08-10
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JP2019508891A (ja) 2019-03-28
KR20180101616A (ko) 2018-09-12
CN108604559A (zh) 2018-09-28
JP6944460B2 (ja) 2021-10-06
TWI731929B (zh) 2021-07-01

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