將模塊附接于晶片襯底上的方法
【專利說明】
[0001] 主張優(yōu)先權(quán)
[0002] 本申請案主張2013年1月24日提出申請且標(biāo)題為"將模塊附接于晶片襯底上的 方法（METHODSOFATTACHINGAMODULEONWAFERSUBSTRATE) "的瓦伊霍維沙爾（Vaibhaw Vishal)等人的共同擁有、同在申請中的第61/756, 225號美國臨時(shí)專利申請案的優(yōu)先權(quán)權(quán) 益，所述臨時(shí)專利申請案的全部揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及高溫工藝條件測量裝置，且更特定來說，涉及一種用于將熱 屏蔽模塊附接于工藝條件測量裝置的晶片襯底上的設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 半導(dǎo)體制作通常涉及眾多精密且復(fù)雜處理步驟。對每一工藝步驟的監(jiān)測及評價(jià)是 至關(guān)緊要的，以確保制造準(zhǔn)確度并最終實(shí)現(xiàn)成品裝置的所要性能。遍及眾多工藝（例如成 像工藝、沉積及生長工藝、蝕刻及遮蔽工藝），（舉例來說）在每一步驟期間謹(jǐn)慎控制溫度、 氣流、真空壓力、化學(xué)氣體或等離子組合物及暴露距離是關(guān)鍵的。仔細(xì)注意每一步驟中所涉 及的各種處理?xiàng)l件是優(yōu)化半導(dǎo)體或薄膜工藝的要求。與優(yōu)化處理?xiàng)l件的任何偏差均可致使 后續(xù)集成電路或裝置以次標(biāo)準(zhǔn)水平執(zhí)行，或者更糟糕的情況是，完全失敗。處理?xiàng)l件包含用 以控制半導(dǎo)體或其它裝置制造的參數(shù)或者制造者將期望監(jiān)測的條件。
[0005] 在處理腔室內(nèi)，處理?xiàng)l件可變化。例如溫度、氣體流率及/或氣體組合物等處理?xiàng)l 件的變化極大地影響集成電路的形成且因此影響集成電路的性能。使用具有與集成電路或 其它裝置相同或類似的材料的類襯底裝置來測量處理?xiàng)l件提供對所述條件的最準(zhǔn)確測量， 這是因?yàn)樗鲆r底的導(dǎo)熱率與將被處理的實(shí)際電路相同。對于實(shí)際上所有工藝條件來說， 在整個(gè)腔室中存在梯度及變化。因此，跨越襯底的表面也存在這些梯度。為了在襯底處精 確地控制處理?xiàng)l件，關(guān)鍵在于在襯底上采取測量且自動(dòng)化控制系統(tǒng)或操作者可獲得讀數(shù)， 使得可易于實(shí)現(xiàn)腔室處理?xiàng)l件的優(yōu)化。
[0006] 近年來，已發(fā)展了低輪廓無線測量裝置。其通常安裝于襯底上以測量處理?xiàng)l件。 對于低輪廓無線測量裝置在高溫環(huán)境（例如，大于約150°C的溫度）中工作，裝置的特定關(guān) 鍵組件（例如薄電池及微處理器）必須能夠在所述裝置暴露于高溫環(huán)境時(shí)起作用。一般來 說，背部AR涂覆（BARC)工藝在250°C下操作；CVD工藝可在約500°C的溫度下操作；且PVD 工藝可在約300°C下操作。遺憾的是，適于與測量裝置一起使用的電池及微處理器無法耐受 超過150°C的溫度。盡管有線測量裝置可測量高于150°C的溫度，但其并非優(yōu)選的，這是因 為其為笨重的且需要與測量相關(guān)聯(lián)的長停機(jī)時(shí)間。
[0007] 為了使無線測量裝置在高于150°c的溫度下工作，已建議低輪廓熱屏蔽模塊用于 保護(hù)測量裝置的溫度敏感組件（即，CPU、電池）。這些模塊通常附接到晶片襯底。已建議 與模塊到晶片襯底的附接相關(guān)聯(lián)的一些方法。
[0008] 熱屏蔽模塊的常規(guī)安裝的一個(gè)實(shí)例展示于圖5中?？赏ㄟ^將一或多個(gè)鉚釘形銷 102插入于襯底101中的相應(yīng)凹穴103 (稱為T形槽）而以常規(guī)方式將模塊（未展示）附接 到所述襯底。特定來說，將鉚釘形銷102插入于T形槽中，且用適合粘合劑（例如環(huán)氧樹脂 或聚酰亞胺）填充穴103的其余部分。借助此方法，必須研磨晶片，且在研磨工藝期間引入 微裂痕將削弱晶片。并且，使鉚釘銷滑動(dòng)到T形槽中可致使T形槽的唇部破裂。另外，如果 鉚釘銷頭的高度稍微高于T形槽高度或如果全部鉚釘銷不落在完全相同平面上，那么T形 槽可能斷裂。
[0009] 本發(fā)明的實(shí)施例出現(xiàn)在此上下文內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 根據(jù)本發(fā)明的各方面，一種用于將模塊安裝到襯底的附接裝置包括具有兩端的模 塊支腿以及模塊支腳。所述模塊支腿的一端經(jīng)配置以附接到所述模塊的底部表面且所述模 塊支腿的另一端經(jīng)配置以附接到所述模塊支腳。所述模塊支腳的至少一部分經(jīng)配置以附接 到所述襯底。并且，所述模塊支腳的表面區(qū)域的一部分經(jīng)配置以在將所述模塊安裝到所述 襯底時(shí)暴露于由所述模塊覆蓋的區(qū)域外部。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的額外方面，一種工藝條件測量裝置包括：襯底，其中測量電子器件及 互連布線形成于所述襯底上；一或多個(gè)模塊；及一或多個(gè)附接裝置，其用于將所述模塊安 裝于晶片襯底上。所述模塊中的每一者包含溫度敏感組件。所述附接裝置中的每一者包括 具有兩端的模塊支腿以及模塊支腳。所述模塊支腿的一端附接到所述模塊的底部表面且所 述模塊支腿的另一端附接到所述模塊支腳。所述模塊支腳的至少一部分附接到所述晶片襯 底。并且，所述模塊支腳的大表面區(qū)域暴露于由所述模塊覆蓋的區(qū)域外部。
【附圖說明】
[0012] 在閱讀以下詳細(xì)說明且在參考所附圖式后，本發(fā)明的目標(biāo)及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易 見，在所附圖式中：
[0013] 圖1A圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的用于將模塊安裝于晶片襯底上的附接裝 置。
[0014] 圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一方面的附接裝置的模塊支腿。
[0015] 圖1C圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有附接裝置的熱屏蔽模塊。
[0016] 圖2A圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的用于將熱屏蔽模塊安裝于晶片襯底上的附 接裝置。
[0017] 圖2B圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有附接裝置的熱屏蔽模塊。
[0018] 圖3A圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的用于將熱屏蔽模塊安裝于晶片襯底上的附 接裝置。
[0019] 圖3B圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有附接裝置的熱屏蔽模塊。
[0020] 圖4A圖解說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的用于將熱屏蔽模塊安裝于晶片襯底上的附 接裝置。
[0021] 圖4B是圖4A的附接裝置的一部分的橫截面圖。
[0022] 圖5是圖解說明現(xiàn)有技術(shù)安裝系統(tǒng)的一部分的部分剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 盡管以下詳細(xì)說明出于圖解說明的目的而含有許多特定細(xì)節(jié)，但所屬領(lǐng)域的任何 技術(shù)人員將了解，以下細(xì)節(jié)的許多變化及更改在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，下文所描述的本發(fā) 明的示范性實(shí)施例是在不失本發(fā)明的一般性的情況下且在不對所主張發(fā)明強(qiáng)加限制的情 況下陳述的。另外，由于可以若干種不同定向來定位本發(fā)明的實(shí)施例的組件，因此出于圖解 說明的目的且絕不以限制方式使用方向性術(shù)語。應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下， 可利用其它實(shí)施例并可做出結(jié)構(gòu)或邏輯改變。
[0024] 在此文獻(xiàn)中，使用術(shù)語"一（a及an) "（如在專利文獻(xiàn)中常見的）來包含一個(gè)或一 個(gè)以上。在此文獻(xiàn)中，除非另有指示，否則使用術(shù)語"或（or) "來指非排他性"或"，使得"A或 B"包含"A但非B"、"B但非A"以及"A及B"。因此，不應(yīng)將以下詳細(xì)說明視為具有限制意 義，且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書界定。"可選（optional) "或"任選地（optionally) " 意指隨后描述的情況可能發(fā)生或可能不發(fā)生，使得說明包含所述情況發(fā)生的實(shí)例及所述情 況不發(fā)生的實(shí)例。舉例來說，如果裝置任選地含有特征A，那么此意指特征A可能存在或可 能不存在，且因此，說明包含其中裝置擁有特征A的結(jié)構(gòu)及其中特征A不存在的結(jié)構(gòu)兩者。
[0025] 另外，可以范圍格式在本文中呈現(xiàn)濃度、量及其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。應(yīng)理解，僅為方便及 簡潔起見而使用此范圍格式，且此范圍格式應(yīng)被靈活地解釋為不僅包含明確敘述為對范圍 的限制的數(shù)值，而且還包含涵蓋在所述范圍內(nèi)的全部個(gè)別數(shù)值或子范圍如同每一數(shù)值及子 范圍被明確敘述。舉例來說，約lnm到約200nm的厚度范圍應(yīng)被解釋為不僅包含對約lnm 及約200nm的所明確敘述限制，而且還包含例如（但不限于）2nm、3nm、4nm的個(gè)別大小，以 及在所敘述限制內(nèi)的例如l〇nm到50nm、20nm到100nm等的子范圍。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的各方面，工藝條件測量裝置可包含晶片襯底及附接到襯底的一或多 個(gè)熱屏蔽模塊。晶片襯底可為與由襯底處理系統(tǒng)處理的標(biāo)準(zhǔn)襯底相同的大小及形狀。襯底 可由與由所述系統(tǒng)處理的標(biāo)準(zhǔn)襯底相同的材料制成。舉例來說，如果測量裝置用于監(jiān)測處 理硅晶片的半導(dǎo)體晶片處理系統(tǒng)中的工藝條件，那么襯底可由硅制成。標(biāo)準(zhǔn)大小的硅襯底 的實(shí)例包含（但不限于）15〇1111]1、20〇1111]1、30〇1111]1及45〇1111]1。測量電子器件及互連布線可形成于 襯底表面上。以實(shí)例的方式而非限制的方式，測量電子器件可包含存儲(chǔ)器、收發(fā)器及一或多 個(gè)工藝條件傳感器（例如，電磁傳感器、熱傳感器及光學(xué)或電傳感器）。各種類型的傳感器 的細(xì)節(jié)可在2010年9月28日提出申請的序列號為12/892,841的共同受讓、同在申請中的 美國專利申請案中找到，且所述申請案出于所有目的而以引用的方式完全并入本文中。這 些測量電子器件是由電池供電且經(jīng)配置以經(jīng)由互連布線（例如，總線）而與CPU交換電子 信號。CPU