(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールを基板に装着するための取付デバイスであって、
２つの端部を備えるモジュール脚と、
モジュール足であって、前記モジュール足の少なくとも一部は前記基板に取り付けられるように構成される、モジュール足とを備え、
前記モジュール脚の１端は、前記モジュールの底面に取り付けられるように構成され、前記モジュール脚の別の端部は、前記モジュール足に取り付けられるように構成され、
前記モジュール足の表面領域の一部は、前記モジュールが前記基板に装着される際に前記モジュールによって覆われた領域の外側に配置されるように構成され、
前記モジュール足は、
前記基板に取り付けられるように構成された第１の部分と、
バネとして機能するように構成されたループを有し、前記モジュールを位置付ける役に立つように構成された第２の部分と、
前記モジュール脚を保持するように構成された第３の部分と、
を有し、前記第２の部分は、第１の部分と第３の部分の間にある、
取付デバイス。
【請求項２】
前記モジュール脚は上部、本体部および底部を有し、前記本体部は、前記上部および前記底部の直径または幅より比較的狭い前記直径または幅を有する、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項３】
前記モジュール脚は低熱伝導性を特徴とする材料から作成される、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項４】
前記モジュール脚は、ステンレス鋼、石英、ニッケルコバルト鉄合金、ニッケル鋼合金もしくはニッケル鉄合金、または機械加工が可能なガラスセラミックから作成される、請求項３に記載の取付デバイス。
【請求項５】
前記モジュール足は、前記基板の熱膨張係数と同様の熱膨張係数を有する材料から作成される、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項６】
前記モジュール足は、ケイ素、ステンレス鋼、サファイア、ニッケルコバルト鉄合金、ニッケル鋼合金またはニッケル鉄合金から作成される、請求項３に記載の取付デバイス。
【請求項７】
前記モジュール脚は前記モジュールの前記底面に圧入または溶接によって取り付けられる、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項８】
前記モジュール脚は、前記モジュール足に圧入または溶接によって取り付けられる、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項９】
前記モジュール足は前記基板に高温接着剤で取り付けられる、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項１０】
前記モジュール足の前記第１の部分は前記モジュールによって覆われた領域の外側に露出される、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項１１】
前記モジュール足の前記第３の部分は前記モジュール脚に嵌合するのに充分な大きさの直径または幅をもつ溝を有する、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項１２】
前記脚は前記溝に機械的に固定される、請求項１１に記載の取付デバイス。
【請求項１３】
前記モジュール足は、前記基板に取り付けられるように構成された前記モジュール足の前記一部の上に１つまたは複数の穿孔を有する、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項１４】
前記モジュール脚は前記モジュールのために電気接地経路を提供する、請求項１に記載の取付デバイス。
【請求項１５】
基板と、
１つまたは複数のモジュールであって、前記モジュールのそれぞれは温度検知要素を含む、１つまたは複数のモジュールと、
前記モジュールを前記基板上に装着するための１つまたは複数の取付デバイスであって、それぞれの取付デバイスは２つの端部を備えるモジュール脚およびモジュール足を備え、前記モジュール足の少なくとも一部は前記基板に取り付けられる、１つまたは複数の取付デバイスとを備え、
前記モジュール脚の一端は前記モジュールの底面に取り付けられ、前記モジュール脚の他端は前記モジュール足に取り付けられ、前記モジュール足の大きい表面領域は、前記モジュールによって覆われた領域の外側に配置され、
前記モジュール足は、
前記基板に取り付けられるように構成された第１の部分と、
バネとして機能するように構成されたループを有し、前記モジュールを位置付ける役に立つように構成された第２の部分と、
前記モジュール脚を保持するように構成された第３の部分と、
を有し、前記第２の部分は、第１の部分と第３の部分の間にある、
処理条件の計測デバイス。
【請求項１６】
前記モジュール脚は上部、本体部および底部を有し、前記本体部は前記上部および前記底部の直径または幅より比較的狭い直径または幅を有する、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項１７】
前記モジュール脚は、ステンレス鋼、石英、ニッケルコバルト鉄合金、ニッケル鋼合金またはニッケル鉄合金から作成される、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項１８】
前記モジュール足は、ケイ素、ステンレス鋼、石英、ニッケルコバルト鉄合金、ニッケル鋼合金またはニッケル鉄合金から作成される、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項１９】
前記モジュール脚は、前記モジュールの前記底面に圧入または溶接によって取り付けられる、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項２０】
前記モジュール脚は、前記モジュール足に圧入または溶接によって取り付けられる、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項２１】
前記モジュール足は、前記基板に高温接着剤で取り付けられる、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項２２】
前記モジュール足の前記第１の部分は、前記モジュールによって覆われた領域の外側に露出される、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項２３】
前記モジュール足の前記第３の部分は前記モジュール脚に嵌合するのに充分な大きさの直径または幅をもつ溝を有する、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項２４】
前記脚は前記溝に機械的に固定される、請求項２３に記載の計測デバイス。
【請求項２５】
前記モジュール足は、前記基板に取り付けられる前記モジュール足の一部の上に多数の穿孔を有する、請求項１５に記載の計測デバイス。
【請求項２６】
前記モジュール脚は前記モジュールのために電気接地経路を提供する、請求項１５に記載の計測デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、Ｖａｉｂｈａｗ  Ｖｉｓｈａｌらにより２０１３年１月２４日に「モジュールをウエハ基板上に取り付ける方法」という名称で出願された、共同所有の同時係属の米国特許仮出願第６１／７５６，２２５号の優先権利益を主張し、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明の実施形態は、高温処理条件の計測デバイスに関し、より詳細には、熱遮蔽モジュールを処理条件の計測デバイスのウエハ基板上に取り付けるための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体製造には、概して多くの高度で複雑な処理工程が含まれる。製造精度を確保し、完成デバイスが所望の機能に最終的に達するためには、各処理工程を監視し評価することが極めて重要である。描画処理、堆積および成長処理、エッチングおよびマスキング処理などの多くのプロセス全体を通して、例えば温度、ガスフロー、真空圧、化学ガスまたはプラズマの組成および露光距離が各工程中に厳密に制御される必要がある。各工程に含まれる様々な処理条件に細心の注意を払うことが、最適な半導体または薄膜処理に必要である。最適な処理条件からのいかなる逸脱も、それ以降の集積回路またはデバイスの動作が基準を満たさなくなり、さらに悪い場合は、完全に故障するという事態を引き起こすことがある。処理条件には、半導体もしくは他のデバイス製造を制御するために使用されるパラメータ、または製造業者が監視を望むはずである条件が含まれる。
【０００４】
処理チャンバ内では、処理条件は変化し得る。温度、ガス流量および／またはガス組成などの処理条件の変動は、集積回路の形成、ひいてはその性能に大きく影響を及ぼす。集積回路または他のデバイスと同等または類似の材料からなる基板状のデバイスを使用して処理条件を測定すれば、基板の熱伝導率が処理される実際の回路と同等であるため、種々の条件の測定において最も正確な結果が得られる。チャンバのあらゆる場所で事実上すべての処理条件に勾配および変化が存在する。したがってこれらの勾配は基板の表面全域にも存在する。基板での処理条件を正確に制御するために、測定が基板上で行われ、かつ測定値が自動制御システムまたは操作者に入手可能なものとして、チャンバの処理条件の最適化が容易に達成できるようにしなければならない。
【０００５】
近年、薄型の無線計測デバイスが開発された。それらのデバイスは通常基板上に装着されて処理条件を測定する。薄型の無線計測デバイスが高温環境（例えば約１５０℃を超える温度）で機能するために、薄型電池およびマイクロプロセッサなどのデバイスの特定の主要部品は、デバイスが高温環境に曝されるときに機能できなければならない。概して裏面ＡＲコーティング（ＢＡＲＣ）処理は２５０℃で行われ、化学蒸着（ＣＶＤ）処理は約５００℃の温度で行われることがあり、物理蒸着（ＰＶＤ）処理は約３００℃で行われることがある。遺憾ながら計測デバイスに使用されるために適切な電池およびマイクロプロセッサは、約１５０℃を超える温度に耐えることができない。有線の計測デバイスは１５０℃より高温を測定できるが、それらのデバイスは扱い難く、測定に関連して長い中断時間を必要とするので好ましくない。
【０００６】
無線計測デバイスを１５０℃より高温で機能させるために、薄型の熱遮蔽モジュールが計測デバイスの温度検知部品（すなわちＣＰＵ、電池）を保護するために提案された。これらのモジュールは通常ウエハ基板に取り付けられる。モジュールのウエハ基板への取付けに関していくつかの方法が提案された。
【０００７】
熱遮蔽モジュールの従来の装着の一例が図５に示されている。モジュール（図示せず）は、従来のように１つまたは複数のリベット形状のピン１０２を基板内のそれぞれの凹状空洞１０３（Ｔ溝と呼ばれる）に挿入することにより、基板１０１に取り付けられてもよい。特にリベット形状のピン１０２はＴ溝に挿入され、空洞１０３の残余部はエポキシまたはポリイミドなどの適切な接着剤で充填される。この方法では、ウエハを研磨しなければならず、研磨処理中に微小亀裂が発生することによりウエハは弱化するはずである。またリベットピンをＴ溝の中に摺動することにより、Ｔ溝の唇部を破壊させることがある。加えて、リベットピン頭部の高さがＴ溝の高さよりわずかに高い場合、またはすべてのリベットピンが丁度同じ面上に当たるわけではない場合にＴ溝は破損することがある。
【０００８】
この背景において本発明の実施形態が生じる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の態様によれば、モジュールを基板に装着するための取付デバイスは、２つの端部をもつモジュール脚およびモジュール足を備える。モジュール脚の１端はモジュールの底面に取り付けられるように構成され、モジュール脚の別の端部はモジュール足に取り付けられるように構成される。モジュール足の少なくとも一部は、基板に取り付けられるように構成される。またモジュール足の表面領域の一部は、モジュールが基板に装着される際にモジュールによって覆われた領域の外側に露出されるように構成される。
【００１０】
本開示のさらなる態様によれば、処理条件の計測デバイスは、計測電子機器および基板上に形成された相互接続配線を備えた基板、１つまたは複数のモジュールならびにモジュールをウエハ基板上に装着するための１つまたは複数の取付デバイスを備える。それぞれのモジュールは温度検知部品を含む。それぞれの取付デバイスは２つの端部をもつモジュール脚およびモジュール足を備える。モジュール脚の１端はモジュールの底面に取り付けられ、モジュール脚の他端はモジュール足に取り付けられる。モジュール足の少なくとも一部は、ウエハ基板に取り付けられる。またモジュール足の大きい表面領域は、モジュールによって覆われた領域の外側に露出される。
【００１１】
本発明の目的および利点は、以下の詳しい説明を読み、添付図面を参照にすると明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示の態様による、モジュールをウエハ基板上に装着するための取付デバイスを示す図である。
【図１Ｂ】本開示の態様による、取付デバイスのモジュール脚を示す図である。
【図１Ｃ】本開示の態様による、取付デバイスを備えた熱遮蔽モジュールを示す図である。
【図２Ａ】本開示の態様による、熱遮蔽モジュールをウエハ基板上に装着するための取付デバイスを示す図である。
【図２Ｂ】本開示の態様による、取付デバイスを備えた熱遮蔽モジュールを示す図である。
【図３Ａ】本開示の態様による、熱遮蔽モジュールをウエハ基板上に装着するための取付デバイスを示す図である。
【図３Ｂ】本開示の態様による、取付デバイスを備えた熱遮蔽モジュールを示す図である。
【図４Ａ】本開示の態様による、熱遮蔽モジュールをウエハ基板上に装着するための取付デバイスを示す図である。
【図４Ｂ】図４の取付デバイスの一部の断面図である。
【図５】先行技術の装着システムの一部を示す部分切取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明は説明のために多くの具体的な詳細を含むが、当業者であれば、以下の詳述に対する多くの変形および代替が本発明の範囲内にあることを理解するであろう。したがって以下に述べる本発明の例示的実施形態は、請求項に係る発明に対して一般性をわずかなりとも失うことなく、またこれを限定することなく説明される。加えて本発明の実施形態の構成要素を多くの異なる方向に位置付けることができるので、方向用語は説明のために使用され、決して限定するものではない。他の実施形態が利用されてもよく、構造または論理の変更が本発明の範囲から逸脱することなく行われてもよいことを理解されたい。
【００１４】
本文書において、用語「ａ」および「ａｎ」は、特許文書によく見られるように１つまたは複数を含むために使用される。本文書において、用語「ｏｒ」は、「ＡまたはＢ」が別段の指示がない限り、「ＡであるがＢではない」、「ＢであるがＡではない」、また「ＡおよびＢである」を含むように、非排他的「ｏｒ」を指すために使用される。したがって以下の詳細な説明は限定的な意味に取られるべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。「ｏｐｔｉｏｎａｌ（任意選択の）」または「ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ（任意選択に）」は、後に説明される状況が起きても起きなくてもよいことを意味するので、説明にはその状況が起きる場合、およびその状況が起きない場合が含まれる。例えばデバイスが任意選択に特徴Ａを含む場合、これは特徴Ａが存在してもしなくてもよいことを意味し、したがって説明は、デバイスが特徴Ａを有する構造、および特徴Ａが存在しない構造の両方を含む。
【００１５】
加えて濃度、量、および他の数値データは範囲形式で本明細書に表されていることがある。このような範囲形式は便宜上また簡潔であるために使用されるに過ぎず、範囲の限定として明確に挙げた数値を含むだけでなく、各数値および部分的範囲が明確に挙げられているかのようにその範囲内に包含された個々の数値または部分的範囲のすべても含むように柔軟に解釈されるべきであることを理解されたい。例えば約１ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲の厚さは、約１ｎｍおよび約２００ｎｍの明確に挙げられた限界を含むだけでなく、これに限定されないが２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍなどの個々のサイズ、および挙げられた限界内である１０ｎｍ〜５０ｎｍ、２０ｎｍ〜１００ｎｍなどの部分的範囲も含むように解釈されるべきである。
【００１６】
本開示の態様によれば、処理条件の計測デバイスは、ウエハ基板および基板に取り付ける１つまたは複数の熱遮蔽モジュールを含んでもよい。ウエハ基板は基板処理システムによって処理された標準基板と同じサイズおよび形状であってもよい。基板は、システムによって処理された標準基板と同じ材料から作成されてもよい。例えば計測デバイスを使用して、シリコンウエハを処理する半導体ウエハ処理システムにおける処理条件を監視する場合、基板はシリコンから作成されてもよい。標準サイズのシリコン基板の例には、これに限定されないが、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、および４５０ｍｍが含まれる。計測電子機器および相互接続配線は基板表面上に形成されてもよい。限定としてではなく例として、計測電子機器は、記憶装置、トランシーバおよび１つまたは複数の処理条件センサ、例えば電磁センサ、熱センサおよび光または電気センサを含んでもよい。センサの様々なタイプの詳細は、２０１０年９月２８日に出願された同一出願人による同時係属の米国特許出願第１２／８９２，８４１号に見られ、その全体がすべての目的に対して参照によって本明細書に組み込まれる。これらの計測電子機器は電池によって電力供給され、電子信号を相互接続配線（例えばバス）を通してＣＰＵと交換するように構成される。ＣＰＵは、デバイスが基板処理ツール内に置かれている際に計測デバイスが処理パラメータを適切に測定し記録するために、主記憶装置内に記憶された命令を実行するように構成されてもよい。計測電子機器のある特定の温度検知要素は、熱遮蔽モジュール内に含まれてもよい。限定としてではなく例として、電池およびＣＰＵはそれぞれモジュール内に閉囲されてもよい。
【００１７】
１つまたは複数の熱遮蔽モジュールは、計測デバイスの構成要素を高温環境から保護／遮断するために提供される。一例として、熱遮蔽モジュールは、電池またはＣＰＵなどの温度検知構成要素を含み、これは絶縁層により両側にカプセル化される。構成要素と絶縁層の組合せは、高比熱エンクロージャによってさらに閉囲または包囲されてもよい。熱遮蔽モジュールの他の例は、２０１１年５月１０日に出願された同一出願人による同時係属の米国特許出願第１３／１０４，８７４号、および２００９年１２月１８日に出願された米国特許仮出願第６１／２７４，１１６号に見られ、それら全体がすべての目的に対して参照によって本明細書に組み込まれる。熱遮蔽モジュールは次いで基板に結合されるか、または脚もしくは支持部により基板に取り付けられる。本開示の実施形態を説明する際に本明細書において言及される「熱遮蔽モジュール」は、熱遮蔽モジュールがウエハ基板上に装着される温度検知構成要素の保護のためのデバイスである限り、いかなる特定のモジュールに限定されないことを理解されたい。
【００１８】
本開示は、熱遮蔽モジュールを処理条件計測デバイスの基板上に取り付ける装置および方法を説明する。熱遮蔽モジュールをウエハ基板に取り付けるための主要要件は、基板からモジュールへの熱流量を増加させないことである。また取付デバイスは、輸送振動または（手動またはロボットのいずれかによる）処理チャンバ内の取り扱いによりモジュールが破損しないように、適度に強いことも必要である。
【００１９】
図１Ａは、本開示の態様による、熱遮蔽モジュールをウエハ基板上に装着するための取付デバイスを示す。取付デバイス１００はモジュール脚１１０およびモジュール足１２０を含む。
【００２０】
モジュール脚１１０は一端を熱遮蔽モジュールの底面に、また他端をモジュール足１２０の上面に取り付けられる。モジュール脚１１０は、非常に限定された伝導性熱伝達経路をウエハ基板および／または足１２０から熱遮蔽モジュール１３０に提供するように構成されてもよい。図１Ｂは、本開示の態様によるモジュール脚の一例を示す。具体的にはモジュール脚１１０は、３つの部分、すなわち上部１１０ａ、本体部１１０ｂおよび底部１１０ｃを含む。限定としてではなく例として、脚１１０の上部１１０ａおよび底部１１０ｃの直径／幅は約１．０ｍｍ〜４．０ｍｍの範囲であってもよく、本体部１１０ｂの直径／幅は約０．２５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であってもよい。上部１１０ａは厚さが約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲であってもよく、底部１１０ｃの厚さは約０．１ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲であってもよい。
【００２１】
加えて熱伝達効率はまた、脚１１０を高力低熱伝導性および／または高熱容量材料から作成することに限定されてもよい。限定としてではなく例として、脚１１０はステンレス鋼（例えば３１６ステンレス）、石英、コバール（Ｋｏｖａｒ）（登録商標）、インバー（Ｉｎｖａｒ）（登録商標）、合金４２、マコール（Ｍａｃｏｒ）（登録商標）、サファイア、または熱遮蔽モジュール１３０を基板の上に保持するのに充分強靭であり、低熱伝達特性を示すあらゆる他の材料から構成されてもよい。コバール（登録商標）は米国ペンシルベニア州ＲｅａｄｉｎｇのＣａｒｐｅｎｔｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標である。コバール（登録商標）は、ホウケイ酸ガラスの熱膨張特性と互換性があるように設計されたニッケルコバルト鉄合金を指す。コバールの組成物は、約２９％のニッケル、７％のコバルト、０．０１％未満の炭素、０．２％のケイ素、０．３％のマンガンで残部は鉄である。インバー（登録商標）は仏国オードセーヌのＩｍｐｈｙ  Ａｌｌｏｙｓ  Ｊｏｉｎｔ  Ｓｔｏｃｋ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｆｒａｎｃｅの商標である。インバー（登録商標）は概してＦｅＮｉ３６（米国では６４ＦｅＮｉ）としても公知であり、その比類なく低い熱膨張係数で注目に値するニッケル鋼合金である。合金４２はニッケル鉄合金であり、その熱膨張係数により合金４２が小型電子回路内のセラミックチップに適切に接続する。マコール（登録商標）は市販の機械加工が可能なガラスセラミックを指す。マコール（登録商標）は米国ニューヨーク州ＣｏｒｎｉｎｇのＣｏｒｎｉｎｇ  Ｇｌａｓｓ  Ｗｏｒｋｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。脚１１０は熱遮蔽モジュールのための機械的支持部として機能する。任意選択として、脚１１０を使用して熱遮蔽モジュール１３０のための電気接地経路を提供してもよい。
【００２２】
図１Ａに戻ると、モジュール足１２０は薄片の材料であってもよい。モジュール足１２０は、コバール（登録商標）などの基板のＣＴＥ（熱膨張係数）と同様のＣＴＥを有する材料から作成されてもよい。コバール（登録商標）は基板のＣＴＥに厳密に一致するＣＴＥを有する。また足１２０はケイ素、サファイア、コバール（登録商標）、インバー（登録商標）、合金４２、ステンレス鋼、または基板材料のＣＴＥと同様のＣＴＥを示すあらゆる他の材料から作成されてもよい。基板材料はケイ素であってもよい。限定としてではなく例として、足１２０は円形、長方形、またはアヒルの足のような形状であってもよい。足１２０の領域は比較的大きく、例えば約１０ｍｍｘ１０ｍｍの大きさで、脚１１０を取り付ける端部上の直径は１０ｍｍの半円形を有してもよい。モジュール脚１１０およびモジュール足１２０の形状および大きさは、接触面を増減するために変更できることを理解されたい。
【００２３】
各熱遮蔽モジュール１３０に対して、モジュールを計測デバイスの基板上に装着するための１つまたは複数の取付デバイス１００が提供されてもよい。図１Ｃは、提供された３つの取付デバイス１００を備えた例を示す。熱遮蔽モジュール１３０は大きさが約３５ｍｍｘ３５ｍｍ、質量が約４０ｇであってもよい。各取付デバイス１００に対して、脚１１０は一端を熱遮蔽モジュール１３０の底部に圧入、接着、または溶接のいずれかによって取り付けられる。モジュール脚１１０の他端は、モジュール足１２０に圧入または溶接によって取り付けられる。足１２０はウエハ基板にエポキシ、ポリイミド、またはセラミック接着剤などのあらゆる適切な高温接着剤で取り付けられる。モジュール足１２０は大きい表面積を有するので、シリコン基板と良好に接着できる。さらに図１Ｃに示されたように、各モジュール足１２０の表面領域の一部はモジュール１３０のフットプリントの外側にあり、このことは足１２０がモジュールのフットプリントの内側にある場合の伝導および対流に起因して熱伝達が増加することを避けることができる。各モジュール足１２０の表面領域の一部（必ずしも全部ではない）は、モジュール１３０のフットプリントの外側にあることに留意されたい。しかし各モジュール足の表面領域の一部はモジュールのフットプリントの内部にあってもよい。
【００２４】
取付デバイス１００をウエハ基板上に組み立てる例には、以下のステップが含まれる。まず１つまたは複数のモジュール脚１１０の一端をそれぞれのモジュール足１２０に取り付ける。次いでモジュール脚１１０の他端をモジュール１３０の底面に溶接する。最後に足１２０をウエハ基板に取り付ける。
【００２５】
図２Ａは本開示の態様による、熱遮蔽モジュールをウエハ基板上に装着するための取付デバイス２００である。取付デバイス２００は、モジュール脚２１０、ならびに頭部２２２、ループ部２２４およびフォーク部２２６を含むモジュール足２２０を備える。モジュール脚２１０は一端を熱遮蔽モジュールの底面に取り付け、他端をモジュール足２２０のフォーク部２２６に挿入する。モジュール脚２１０は、図１Ｂに示された脚１１０のように上部、本体部および底部を含んでもよい。モジュール脚２１０は、図１Ｂに関連して上述したモジュール脚１１０と同じ構造および構成を有してもよい。
【００２６】
モジュール足２２０は、頭部２２２、ループ部２２４およびフォーク部２２６を含む。頭部２２２、ループ部２２４およびフォーク部２２６は基板のＣＴＥと同様のＣＴＥをもつ材料から作成されてもよい。シリコン基板については、コバール（登録商標）、インバー（登録商標）、合金４２、セラミック、石英、ステンレス鋼、サファイア、ケイ素、または適切なＣＴＥ値を示すあらゆる他の材料などの材料が使用されてもよい。
【００２７】
頭部２２２は薄片の金属であってもよい。限定としてではなく例として、頭部２２２の形状は円形、長方形、または他の形状であってもよい。頭部２２２の領域は比較的大きく、その直径／幅は例えば約３ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲であってもよい。頭部２２２の厚さは約０．２ｍｍであってもよい。モジュール足２２０の頭部２２２はウエハ基板に接着される。ループ部２２４は、バネとして作用して熱遮蔽モジュールを位置付け固定するように構成されてもよい。限定としてではなく例として、ループ部２２４は、半径が約１ｍｍ〜約３ｍｍの半円形状であってもよい。他の形状のループ、例えばＶ字形、Ｍ字形、蛇行形状などは、本開示の態様の範囲内である。任意選択として、取付デバイス２００のモジュール足２２０は、熱遮蔽モジュールとウエハ基板との大きい歪み差に適応するために追加のループ部２２４を有してもよい。図２Ａに示されたように、フォーク部２２６の正面端部はモジュール脚２１０に嵌合するのに充分な大きさの直径／幅をもつ溝を有する。好ましくは溝はより深い溝である。ループ部２２４を形成する前のフォーク部２２６の長さは、約３ｍｍ〜約２０ｍｍの範囲であってもよい。モジュール脚２１０およびモジュール足２２０の頭部２２２の形状ならびに大きさは、接触面の領域を増減するために変更できることを理解されたい。
【００２８】
熱遮蔽モジュールを計測デバイスの基板上に装着するために、１つまたは複数の取付デバイス２００が提供されてもよい。図２Ｂは３つの取付デバイス２００を備えた例を示す。各取付デバイスに対して、モジュール脚２１０の一端はモジュール２３０の底部に圧入または溶接によって取り付けられる。一例では、脚２１０はモジュール２３０にレーザー溶接によって堅固に取り付けられる。脚２１０の他端はフォーク部２２６によって保持される。任意選択として、脚２１０は溝内に接着されてもよい。モジュール足のフォーク部とウエハとの間に接着剤は塗布されない。その代わりにモジュール足２２０の頭部２２２は、ウエハにエポキシ、ポリイミド、またはセラミック接着剤などの接着剤を使用して取り付けられる。圧縮下でバネとして作用するループ部２２４はモジュールを適位置に固定し、モジュールが温度変化で膨張した場合に機械的コンプライアンスを提供してもよい。加えてループ部２２４は、ウエハとモジュールとの温度差および／またはＣＴＥ差に由来するあらゆる歪み差に適合できる。
【００２９】
限定としてではなく例として、モジュール２３０を基板に取付デバイス２００を使用して以下の手法で装着してもよい。まず脚２１０をモジュール２３０の底部に溶接してもよい。次いで脚２１０をフォーク部２２６の溝の中に摺動してもよい。次いでモジュール足２２０の頭部２２２を基板（例えばシリコンウエハ）に接着剤を使用して固定してもよい。
【００３０】
基板が高温（例えば約３００℃を超える）に曝される適用に対して、その温度範囲で機能できる接着剤は非常に少ないことに留意されたい。この問題に対処するために、モジュール足２２０は、モジュール２３０に脚２１０を介して、例えば脚をフォーク部２２６内の溝に機械的に固定することにより機械的に取り付けられてもよい。高温接着剤（すなわち約３００℃を超える温度で信頼性のある高温接着剤）を使用して、足２２０を基板に取り付けてもよい。足の領域は、このような接着剤を使用して良好な接合を形成するのに充分な大きさでなければならない。
【００３１】
図３Ａは本開示の態様による、熱遮蔽モジュールをウエハ基板上に装着するための別の取付デバイスを示す。取付デバイス３００は、モジュール脚３１０ならびに２つの端部３２２、２つのループ部３２４および溝３２６を含むモジュール足３２０を含む。モジュール脚３１０は図１Ｂの脚１１０と同じ構成および構造を有してもよい。各端部３２２は、図２Ａに関連して上述した頭部２２２のように構成されてもよい。モジュール脚３１０およびモジュール足３２０の端部３２２の形状ならびに大きさは、接触面の領域を増減するために変更できることを理解されたい。同様にループ部３２４は、図２Ａに関連して上述したループ部２２４と同じ構造および構成を有してもよい。任意選択として、取付デバイス３００のモジュール足３２０は、熱遮蔽モジュールとウエハ基板との大きい歪み差に適合するために追加のループ部３２４を有してもよい。溝３２６はＴ字形またはＬ字形の溝（図示せず）であってもよい。溝３２６はモジュール脚３１０に嵌合するのに充分な大きさの直径／幅を有する。脚３１０の一端は溝３２６の中に摺動されてもよい。任意選択として、脚３１０は溝内に接着されてもよい。モジュール足の溝３２６とウエハ基板との間に接着剤は塗布されない。
【００３２】
図３Ｂは２つの取付デバイス３００を備えた熱遮蔽モジュール３３０を示す。各取付デバイス３００に対して、脚３１０の一端はモジュール３３０の底部に取り付けられ、脚の他端はモジュール足３２０に例えば他端をモジュール足の溝３２６の中に摺動することにより機械的に固定されてもよい。モジュール足のループ部３２４はバネとして作用し、モジュールを位置付ける役に立つことがある。加えてループ部は、モジュールが膨張した場合に屈曲できる。またループ部３２４はウエハとモジュールとの温度差およびＣＴＥ差に由来する歪み差に適合できる。
【００３３】
本開示のさらなる実施形態は、図１Ａのモジュール足、図２Ａのモジュール足の頭部、または接着を増すために穴をあけた図３Ａのモジュール足の端部を有してもよい。例えば、図４Ａに示されたように、取付デバイス４００は、頭部４２２、ループ部４２４および脚４１０を受領する溝４２６を備えた端部を有するモジュール足４２０を含んでもよい。頭部４２２内に多数の貫通孔４２３が形成される。頭部４２２がウエハ４４０に接着剤４４２で接着される際、過剰の接着剤は穴を通って図４Ｂに示されたようにリベットを形成する頭部４２２の上面に流れてもよい。その結果、硬化した接着剤と穿孔との間に機械的連結を形成できる。また頭部の穿孔により、硬化中にガス放出が穴を通って逃れることができる。
【００３４】
本開示の態様は、ウエハに取り付けることができ、かつ１５０℃を超える高温で機能できる薄型絶縁熱遮蔽モジュールを有する、無線の温度検知ウエハを提供する。本開示の態様により、ウエハを研磨する必要がない取付デバイスを使用して、モジュールをウエハから離して装着可能になる。
【００３５】
添付の特許請求の範囲は、与えられた特許請求の範囲に語句「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ（ための手段）」を用いてこのような限定が明確に記載されていない限り、ミーンズ・プラス・ファンクション（ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ）による限定を含むと解釈されてはならない。特定の機能を行う「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ（ための手段）」と明確に記載していない、特許請求の範囲における任意の要素は、米国特許法第１１２条第６段落で指定されるような「ｍｅａｎｓ（手段）」または「ｓｔｅｐ（ステップ）」条項として解釈されてはならない。特に本明細書の特許請求の範囲における「ｓｔｅｐ  ｏｆ（のステップ）」の使用は、米国特許法第１１２条第６段落の規定の発動を意図していない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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