用于传感器的包装和其制造方法与流程

本公开内容的实施例总体上涉及一种用于监测和控制例如气体流速的传感器。

背景技术：

1、各种制造系统(例如用于半导体应用)可以包括对气流性质(例如流速、温度、压力和类似性质)的测量。用于进行这种测量的传感器可能与某些制造系统中所使用的侵蚀性环境(例如腐蚀性环境、具有高能量等离子体的环境、具有真空的环境、具有高温和/或频繁温度循环的环境和类似环境)不相容。制作具有特殊几何形状的传感器和/或传感器包装，不对处理气体性质产生不利影响，同时还能与某些侵蚀性环境相容，这可能是种挑战。

2、例如，在一些制造系统中，处理气体(例如，在半导体制造过程期间使用的气体)和/或清洁气体(例如，用于清洁经制造的设备和/或清洁用于制造电子设备的腔室的气体)可能具有精确的输送目标，包括高质量流速以及精确控制低流速的能力。传统的制造系统通常使用一个或多个质量流量控制器(mfc)来测量和控制处理气体的质量流速。

3、会有利的是开发mfc和/或其他传感器，这些mfc和/或传感器与侵蚀性的制造环境相容(例如，抗腐蚀和/或材料污染)，保持真空密封，坚固，操作寿命长，可靠，并具有最小化对气流性质的不利影响的几何形状。

技术实现思路

1、本公开内容的某些实施例涉及一种传感器组件，该传感器组件包括基板、壳体和传感器裸片(die)。在某些实施例中，该基板包括外部区域、内部区域和定位于该外部区域与该内部区域之间的中间区域。在某些实施例中，该基板进一步包括至少位于该内部区域上的电接触垫。在某些实施例中，该壳体在该中间区域或该外部区域处与该基板耦接，以提供气密密封。在某些实施例中，该传感器裸片经由所述电接触垫在该内部区域处与该基板耦接。该传感器裸片经由对准特征与该基板对准，所述对准特征使该传感器裸片相对于该基板在第一平面或第二平面中的至少一者内对准。

2、在本公开内容的另一个方面中，一种配置为经由凸缘与气流管耦接的气体流量传感器，包括介电基板，该介电基板具有外部区域、内部区域和介于该外部区域与该内部区域之间的中间区域。该介电基板包括形成于该介电基板的各层之间的电接触垫。所述电接触垫从该外部区域通过该介电基板延伸到该内部区域。壳体在该中间区域处与该介电基板耦接，以形成气密密封。传感器裸片经由所述电接触垫在该内部区域处与该介电基板耦接。该传感器裸片经由对准特征与该介电基板对准，所述对准特征相对于该介电基板至少在第一平面或第二平面内对准该传感器裸片。

3、在本公开内容的另一个方面中，一种方法包括：提供具有外部区域、内部区域和定位于该外部区域与该内部区域之间的中间区域的基板。该基板进一步包括至少位于该内部区域上的电接触垫。该方法进一步包括：经由一个或多个对准特征将传感器裸片在该内部区域处与该基板对准，该一个或多个对准特征使该传感器裸片相对于该基板在第一平面或第二平面内对准。该方法进一步包括：在该内部区域处将该传感器裸片与该基板耦接。该方法进一步包括：在该中间区域或该外部区域将该基板与壳体耦接，以提供气密密封。

4、在本公开内容的另一个方面中，一种传感器组件包括具有外部区域、内部区域和介于该外部区域与该内部区域之间的中间区域的基板。该基板进一步包括至少位于该内部区域上的电接触垫。该传感器组件进一步包括壳体，该壳体在该中间区域或该外部区域处与该基板耦接，以提供气密密封。该传感器组件进一步包括在该内部区域处与该基板结合的传感器裸片。金属结合物将该传感器裸片的电极与所述电接触垫结合。该金属结合物包括铂，和/或一种或多种选自锡、铟、铜、铝和/或镍的金属。

5、在本公开内容的另一个方面中，一种制造传感器组件的方法包括：提供具有外部区域、内部区域和介于该外部区域与该内部区域之间的中间区域的基板。该基板进一步包括至少位于该内部区域上的第一电接触垫和第二电接触垫。该方法进一步包括：提供具有第一电极和第二电极的传感器裸片。该第一电极包括从该传感器裸片延伸的第一金属线，该第二电极包括从该传感器裸片延伸的第二金属线。该方法进一步包括：将该传感器裸片定位于该基板的该内部区域上，使得该第一金属线的一部分覆盖在该第一电接触垫上，该第二金属线覆盖在该第二电接触垫上。该方法进一步包括：通过第一焊接操作将该第一金属线与该第一电接触垫结合。该方法进一步包括：通过第二焊接操作将该第二金属线与该第二电接触垫结合。该方法进一步包括：在该基板的该中间区域或该外部区域将该基板与壳体耦接，以提供气密密封。

6、在本公开内容的另一个方面中，提供了一种制造传感器组件的方法。该方法包括：提供具有外部区域、内部区域和介于该外部区域与该内部区域之间的中间区域的基板。该基板进一步包括至少位于该内部区域上的电接触垫。该方法进一步包括：提供具有电极的传感器裸片。该方法进一步包括：将多层反应性箔片设置到以下至少一个项目上：a)该基板的所述电接触垫，或b)该传感器裸片的所述电极。该方法进一步包括：将该传感器裸片定位到该基板的该内部区域上，使得该多层反应性箔片夹在所述电接触垫与所述电极之间。该方法进一步包括：点燃该多层反应性箔片，以在该基板的所述电接触垫与该传感器裸片的所述电极之间形成金属结合。该方法进一步包括：在该中间区域或该外部区域将该基板与壳体耦接，以提供气密密封。

7、在本公开内容的另一个方面中，一种传感器组件包括壳体，该壳体具有第一通道和第二通道，该第一通道被配置为使气体在第一方向上流动，该第二通道被配置为使该气体在第二方向上流动。该壳体被配置为与气流组件耦接。壳体内设置了基板。该基板具有外部区域、内部区域和中间区域，该内部区域位于该第一通道内，该中间区域介于该外部区域与该内部区域之间。该基板进一步包括至少位于该内部区域上的电接触垫。传感器裸片与该基板的该内部区域耦接，并具有与所述电接触垫的电连接。该传感器裸片设置在该第一通道的气流路径内。

8、在本公开内容的另一个方面中，一种气棒组件(gas stick assembly)包括具有输入的第一端，该输入被配置为从气体源接收气体。该气棒组件进一步包括具有输出的第二端，该输出被配置为向目的地输送该气体。该气棒组件进一步包括该第一端与该第二端之间的阀门。该气棒组件进一步包括该第一端与该第二端之间的传感器组件。该传感器组件包括壳体，该壳体具有第一通道和第二通道，该第一通道被配置为从该气棒组件的上游部件接收该气体，该第二通道被配置为向该气棒组件的下游部件引导该气体。该传感器组件进一步包括该壳体内的基板。该基板具有外部区域、内部区域和中间区域，该内部区域位于该第一通道内，该中间区域介于该外部区域与该内部区域之间。该基板进一步包括至少位于该内部区域上的电接触垫。该传感器组件进一步包括传感器裸片，该传感器裸片与该基板的该内部区域耦接，并具有与所述电接触垫的电连接。该传感器裸片设置在该第一通道的气流路径内。

9、在本公开内容的另一个方面中，一种处理设备包括处理腔室、多个气体供应器和多个气棒组件。所述气棒组件中的每一者耦接在该处理腔室与该多个气体供应器中一个相应的气体供应器之间。气棒组件包括具有输入的第一端，该输入被配置为从与该气棒组件耦接的该相应的气体供应器接收气体。该气棒组件进一步包括具有输出的第二端，该输出被配置为向该处理腔室输送该气体。该气棒组件进一步包括该第一端与该第二端之间的阀门。该气棒组件进一步包括该第一端与该第二端之间的传感器组件。该传感器组件包括壳体，该壳体具有第一通道和第二通道，该第一通道被配置为从该气棒组件的上游部件接收该气体，该第二通道被配置为向该气棒组件的下游部件引导该气体。该传感器组件进一步包括该壳体内的基板。该基板具有外部区域、内部区域和中间区域，该内部区域位于该第一通道内，该中间区域介于该外部区域与该内部区域之间。该基板进一步包括至少位于该内部区域上的电接触垫。该传感器组件进一步包括传感器裸片，该传感器裸片与该基板的该内部区域耦接，并具有与所述电接触垫的电连接。该传感器裸片设置在该第一通道的气流路径内。