晶片級光譜儀制造技術

本申請涉及晶片級光譜儀。本發明專利技術涉及一種用于測量光學輻射的特性的傳感器設備，所述傳感器設備具有襯底及位于所述襯底內在一個或一個以上空間上分離的位置處的低輪廓光譜選擇性檢測系統。所述光譜選擇性檢測系統包含以光學方式耦合到對應光學檢測器陣列的大體層狀波長選擇器陣列。應強調，提供本摘要以符合需要將允許搜索者或其它讀者快速斷定技術性揭示內容的標的物的摘要的規則。提交本摘要是基于以下理解：其將不用于解釋或限制權利要求書的范圍或含義。

Wafer level spectrometer

This invention relates to a wafer level spectrometer. The invention relates to a sensor device for measuring characteristics of optical radiation, low profile spectral selective detection system of the sensor device has a substrate and the substrate position in the separating inner one or more space on the. The spectral selective detection system includes a substantially layered wavelength selector array optically coupled to an optical detector array. It should be emphasized that the provision of this abstract to conform to the requirements will allow the searcher or other reader to quickly determine the technical summary of the contents of the subject matter. This abstract is based on the following understanding: it will not be used to interpret or limit the scope or meaning of the claims.

【技術實現步驟摘要】
本申請是申請日為2012年6月12日，申請號為“201280036758.X”，而專利技術名稱為“晶片級光譜儀”的申請的分案申請。優先權主張本申請案是2012年6月17日申請的第61/498,500號美國臨時申請案的非臨時申請，所述臨時申請案的全部內容以引用的方式并入本文中。
本專利技術的實施例涉及一種具有用于測量處理環境內的光譜發射的目的的嵌入式光譜儀的度量衡晶片。
技術介紹
例如那些用于生產電子裝置、平板顯示器及光刻掩模的制造工藝，及用于制作半導體裝置的工藝通常需要使適合工件經受涉及光學輻射的離散工藝操作序列。這些工藝中的許多者對工藝條件極敏感且優選地在其內建立有極特定條件的個別工藝室內實施，所述工藝室通常稱為工藝工具。此些工藝工具的現代制造設施通常使用機器人傳送機構作為生產工藝的總體自動化的部分。需要準確地及可再現地建立并維持工藝室內的精確條件的能力以成功地生產眾多類型的產品。特別重要的產品的實例是一些目前技術水平的電子裝置，例如半導體裝置、平板顯示器裝置及光刻掩模。為了實現商業成功所必需的高裝置成品率及性能，在一些情況下使用經設計以測量特定物理參數的傳感器不斷地監測并控制工藝室內的條件。通常，將這些控制傳感器建立到工藝工具中以便測量所關注的參數，例如工藝工具內特定位置處的光學輻射。對于例如使用輝光放電的工件的等離子處理的應用來說，通常可用于監測等離子工藝條件的技術可遭受各種問題。典型問題是標準方法為侵入性的，因為其需要對工藝室或工藝操作條件的修改。標準方法的另一問題是標準方法通常針對工藝的區僅提供全局測量或平均測量。一般來說，當前可用的監測技術及設備不能容易地提供對用于處理襯底的光學輻射參數的非侵入性、空間上及/或時間上解析的測量。本專利技術的實施例是在此背景下產生。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種傳感器設備，其包括：a)襯底；b)光譜選擇性檢測系統，其包含以光學方式耦合到位于所述襯底內的對應光學檢測器陣列的大體層狀光學波長選擇器陣列；以及c)蓋，其中所述光譜選擇性檢測系統夾在所述襯底與所述蓋之間。本專利技術實施例提供一種傳感器設備，其包括：a)襯底；b)光譜選擇性檢測系統，其包含以光學方式耦合到位于所述襯底內的對應光學檢測器陣列的大體層狀光學波長選擇器陣列；c)蓋，其中所述光譜敏感性檢測系統夾在所述襯底與所述蓋之間；以及d)位于所述襯底與所述蓋之間的光學波導，其中所述光學波導經配置而以光譜選擇性方式將光學輻射傳輸到所述檢測器，其中所述光學波導為光纖或光纖束或具有形成于其上的光子晶體結構的透明襯底，所述光子晶體結構提供所述大體層狀光學波長選擇器陣列。本專利技術實施例提供一種傳感器設備，其包括：a)襯底；b)光譜選擇性檢測系統，其包含以光學方式耦合到位于所述襯底內的對應光學檢測器陣列的大體層狀光學波長選擇器陣列；c)蓋，其中所述光譜選擇性檢測系統夾在所述襯底與所述蓋之間；以及d)位于所述襯底與所述蓋之間的光學波導，其中所述光學波導經配置而以光譜選擇性方式將光學輻射傳輸到所述檢測器，其中所述光學波導為具有平坦化側的光纖，其中所述大體層狀光學波長選擇器陣列形成于所述平坦化側上。附圖說明在閱讀以下詳細描述且在參考附圖時，本專利技術的目的及優點將變得顯而易見，附圖中：圖1A是根據本專利技術的實施例的傳感器設備的橫截面示意圖。圖1B是可用于圖1A的傳感器設備中的替代低輪廓波長選擇性檢測系統的橫截面示意圖。圖1C是圖1A中的傳感器設備的俯視示意圖。圖2A是根據本專利技術的替代實施例的傳感器設備的橫截面示意圖。圖2B是圖2A中的傳感器設備的俯視示意圖。圖3是圖解說明根據本專利技術的實施例的低輪廓光子晶體光譜儀的三維示意圖。圖4是根據本專利技術的替代實施例的傳感器設備的俯視示意圖。圖5A是根據本專利技術的替代實施例的傳感器設備的橫截面示意圖。圖5B是根據圖5A中所描繪的實施例的具有制作于其上的波長鑒別元件的光纖電纜的一部分的透視圖。圖5C是根據本專利技術的替代實施例的傳感器設備的橫截面示意圖。具體實施方式在以下詳細描述中，將參考形成本文一部分且其中以圖解說明方式展示其中可實施本專利技術的特定實施例的附圖。就此來說，例如“頂部”、“底部”、“前面”、“背面”、“前沿”、“尾沿”等方向性術語是參考所描述的各圖的定向而使用。由于可以若干不同定向來定位本專利技術的實施例的組件，因此所述方向性術語是用于圖解說明的目的而決非為限制性的。應理解，可在不背離本專利技術范圍的情況下利用其它實施例且可作出結構或邏輯改變。因此，不應將以下詳細描述視為具有限制意義，且本專利技術的范圍由所附權利要求書界定。本專利技術涉及用于測量光學輻射的特性的設備。下文將主要在處理例如硅晶片的半導體晶片的背景下論述本專利技術的一些實施例的操作。下文將主要在測量并收集光學輻射數據、特定來說涉及光學輻射的工藝(例如處理用于制作電子裝置的工件所使用的工藝)的光譜發射特性的背景下論述本專利技術的實施例及本專利技術的實施例的操作。本專利技術的實施例適合的涉及光學輻射的一些工藝的實例是等離子蝕刻、輝光放電濺鍍、等離子增強化學汽相沉積、等離子退火、等離子剝除、光化學沉積、光化學蝕刻、光學固化、光學顯影及光學退火。此處將涉及光學輻射的工藝界定為意指如下的工藝：對于其來說光學輻射用作執行工藝的部分或由所述工藝產生光學輻射。此外，光學輻射可對所述工藝的結果具有影響或光學輻射可為所述工藝的狀態或性能的指示。然而，應理解，根據本專利技術的實施例可用于涉及測量環境中的光學輻射的實質上任何應用。在各圖的以下描述中，當標示各圖所共有的實質上相同的元件或步驟時已使用相同參考編號。圖1A及1C圖解說明根據本專利技術的實施例的傳感器設備100的橫截面圖及俯視圖。傳感器設備100包括襯底101。具有光學元件105的蓋103可接著附接到襯底101，其組合形成殼體。可使用適合于所述應用的任何粘合劑材料來鄰接襯底101與蓋103。低輪廓波長選擇性檢測系統110及(任選地)測量電子裝置119定位于由襯底101及蓋103形成的殼體內。圖1C展示低輪廓波長選擇性檢測系統110、光學元件105及測量電子裝置119，使用虛線來指示低輪廓波長選擇性檢測系統110及測量電子裝置119安置于襯底蓋103下方。如此處所圖解說明，波長選擇性檢測系統110及測量電子裝置119位于襯底101內。或者，波長選擇性檢測系統110及測量電子裝置119可位于蓋103內或蓋103與襯底101兩者內。通過蓋103屏蔽波長選擇性檢測系統110及測量電子裝置119以免暴露于工件處理工具的處理條件。應注意，如果工件的處理條件將不實質上干擾波長選擇性檢測系統110及測量電子裝置119的作用，那么可省略蓋103。傳感器設備100經配置以測量在涉及光學輻射的工藝期間由工件經歷的光譜發射特性。以舉例方式而非以限制方式，將在等離子工藝的背景下論述傳感器設備100的操作。然而，重要的是應注意傳感器設備100可用于涉及光學輻射的任何條件中。傳感器設備100暴露于工件處理工具(未展示)內的等離子117。從等離子117發出的光學輻射115被引導于傳感器設備100處。光學元件105可經配置以選擇性地聚集在蓋103的頂表面處光學元件105附近的光學輻射115的積聚。換句話說，光學元件105可經配置以捕獲位于蓋103表面附近的光學輻本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種傳感器設備，其包括：a)襯底；b)光譜選擇性檢測系統，其包含以光學方式耦合到位于所述襯底內的對應光學檢測器陣列的大體層狀光學波長選擇器陣列；以及c)蓋，其中所述光譜選擇性檢測系統夾在所述襯底與所述蓋之間。

【技術特征摘要】
2011.06.17 US 61/498,500;2012.06.07 US 13/491,4421.一種傳感器設備，其包括：a)襯底；b)光譜選擇性檢測系統，其包含以光學方式耦合到位于所述襯底內的對應光學檢測器陣列的大體層狀光學波長選擇器陣列；以及c)蓋，其中所述光譜選擇性檢測系統夾在所述襯底與所述蓋之間。2.根據權利要求1所述的傳感器設備，其進一步包括形成于所述蓋內的光學元件，其中所述光學元件以光學方式耦合到所述光譜選擇性檢測系統。3.根據權利要求1所述的傳感器設備，其進一步包括形成為所述蓋的部分的光學元件，其中所述光學元件以光學方式耦合到所述光譜選擇性檢測系統。4.根據權利要求1所述的傳感器設備，其中所述波長選擇檢測系統包括光子晶體光譜儀，所述光子晶體光譜儀包括經納米制作且耦合到對應光電二極管陣列的光子晶體圖案陣列。5.根據權利要求1所述的傳感器設備，其中所述波長選擇檢測系統包括一個或多個薄膜干涉濾光片。6.根據權利要求5所述的傳感器設備，其中所述一個或一個以上薄膜干涉濾光片與所述光學檢測器陣列成整體。7.根據權利要求1所述的傳感器設備，其中所述光學波長選擇器為一系列的一個或多個有色玻璃濾光片。8.根據權利要求1所述的傳感器設備，其中所述光學波長選擇器為一系列的一個或多個微諧振器。9.一種傳感器設備，其包括：a)襯底；b)光譜選擇性檢測系統，其包含以光學方式耦合到位于所述襯底內的對應光學檢測器陣列的大體層狀光學波長選擇器陣列；c)蓋，其中所述光譜敏感性檢測系統夾在所述襯底與所述蓋之間；以及d)位于所述襯底與所述蓋之間的光學波導，其中所述光學波導經配置而以光譜選擇性方式將光學輻射傳輸到所述檢測器，其中所述光學波導為光纖或光纖束或具有形成于其上的光子晶體結構的透明襯底，所述光子晶體結構提供所述大體層狀光學波長選擇器陣列。10.根據權利要求9所述的傳感器設備，其中所述光學波導為光纖，其進一步包括附接到所述光纖的一端的光學元件。11.根據權利要求9所述的傳感器設備，其中所述光學波導由石英構成。12.根據權利要求9所述的傳感器設備，其中所述光學波導由藍寶石構成。13.根據權利要求9所述的傳感器設備，其中所述光學波導的厚度在1微米與500微米之間。14.一種傳感器設備，其包括：a)襯底；b)光譜選擇性檢測系統，其包含以光學方式耦合到位于所述襯底內的對應光學檢測器陣列的大體層狀光學波長選擇器陣列；c)蓋，其中所述光譜選擇性檢測系統夾在所述襯底與所述蓋之間；以及d)位于所述襯底與所述蓋之間的光學波導，其中所述光學波導經配置而以光譜選擇性方式將光學輻射傳輸到所述檢測器，其中所述光學波導為具有平坦化側的光纖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：厄爾·詹森，梅·孫，凱文·奧布賴恩，
申請(專利權)人：科磊股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US