TWI660442B - 包含光纖加熱的基板溫度控制裝置、基板溫度控制系統、電子裝置處理系統及其方法 - Google Patents

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Abstract

本文說明了包括光纖溫度控制之基板溫度控制裝置。基板溫度控制裝置包括一基部、在該基部近處之一熱接觸元件、及側向延伸於該基部與該熱接觸元件之間且用以提供以光為基礎之加熱的複數個光纖。本文也以其他數種構想說明了基板溫度控制系統與電子裝置處理系統、及包括光纖溫度控制的方法。

Description

包含光纖加熱的基板溫度控制裝置、基板溫度控制系統、電子裝置處理系統及其方法
本發明是與在2014年6月9日申請之美國專利申請案第14/299,850號有關並主張該案之優先權，該案之名稱為「包含光纖加熱的基板溫度控制裝置、基板溫度控制系統、電子裝置處理系統及其方法」(代理人編號為21770/USA)，該案在此係藉由引用形式而整體併入本文。
本發明是關於適用於電子裝置製造的裝置，且更具體地是關於在處理期間控制基板溫度的裝置與系統。
傳統的電子裝置製造系統包括一個或多個處理腔室。在某些系統中，所述一個或多個處理腔室係排列於一主機外殼周圍，該主機外殼具有一移送室以及一個或多個負載鎖室。這些系統係使用對插置於處理室中之一基板(例如一晶圓)執行一處理的一個或多個處理室。處理包括沉積、蝕刻、清洗或其他處理。在處理期間，晶圓係停 置在一底座、平臺或其他支架上，且可在處理期間被加熱一次或更多次。在某些具體實施例中，加熱係由電阻式加熱器所提供。在其他具體實施例中，是藉由使基板對電漿暴露來提供加熱。在電漿的情況中，底座(有時稱為「靜電吸盤」或「平臺」)可包括冷卻(例如在平臺基部中的冷卻通道)且也可包括其他電氣元件。然而，應知在整個基板上即使只有微小的溫度振動，也會導致基板的差異性處理(例如差異性蝕刻、沉積、清洗或其他處理)。因此，需要在處理期間之溫度控制精確性提升。
因此，本文提出了具有基板處理中提升基本溫度控制之系統、裝置及方法。
在一個構想中，提供了一種基板溫度控制裝置。該基板溫度控制裝置包括一基部、在該基部近處的一熱接觸元件、及用以提供以光為基礎之加熱並且側向延伸於該基部與該熱接觸元件之間的複數個光纖。
在另一構想中，提供了一種基板溫度控制系統。該基板溫度控制系統包括一光學加熱系統及一溫度單元，該光學加熱系統包括一基板溫度控制裝置及一光學控制器，該基板溫度控制裝置包括一基部與一熱接觸元件、以及於該基部與該熱接觸元件之間側向延伸的複數個光纖，該光學控制器用以控制該複數個光纖中的光強度；該溫度單元耦接至該基板溫度控制裝置，並用以提供除了藉 由控制該複數個光纖中之光強度所提供者以外之溫度控制。
在另一構想中，提供了一種電子裝置處理系統。該電子裝置處理系統包括用以對一基板進行處理之一處理腔室，在該處理腔室內之一基板溫度控制裝置，該基板溫度控制裝置包括一基部及一熱接觸元件以與該基板熱接觸，及在基部與熱接觸元件之間側向延伸的複數個光纖；以及耦接至該複數個光纖之一溫度控制器，用以控制該複數個光纖中之光強度，以提供熱接觸元件的溫度控制。
在另一構想中，提出一種處理基板的方法。該方法包括提供一基板溫度控制裝置，該基板溫度控制裝置包括一基部、在基部近處的一熱接觸元件、及於基部和熱接觸元件之間側向延伸的複數個光纖；以及控制提供至所述複數個光纖中至少一部分光纖的光強度，以完成熱接觸元件之以光為基礎之溫度控制。
各種其他構想係依據本發明的這些與其他具體實施例而提供。從下述詳細說明、如附申請專利範圍與如附圖式，將可更完整清楚理解本發明之具體實施例的其他特徵與構想。
100‧‧‧電子裝置處理系統
101‧‧‧外殼
102‧‧‧移送室
103‧‧‧機器人
104‧‧‧機器人控制器
106A‧‧‧處理腔室
106B‧‧‧處理腔室
106C‧‧‧處理腔室
108‧‧‧工廠介面
108C‧‧‧工廠介面腔室
110‧‧‧負載鎖裝置
110C‧‧‧負載鎖室
112‧‧‧負載埠
114‧‧‧基板載體
116‧‧‧負載/卸載機器人
120‧‧‧基板溫度控制系統
122‧‧‧溫度單元
124‧‧‧光學加熱系統
125‧‧‧光源陣列
126‧‧‧光學控制器
128‧‧‧溫度控制器
130‧‧‧基板溫度控制裝置
232‧‧‧基部
233‧‧‧支撐結構
234‧‧‧熱接觸元件
236‧‧‧光纖
237‧‧‧次要通道
238‧‧‧光源
238C‧‧‧控制光源
239‧‧‧升舉銷
240‧‧‧基板
242‧‧‧熱元件
244‧‧‧通道
245‧‧‧溫度感測器
246‧‧‧套接管
247‧‧‧定向特徵結構
248‧‧‧延伸部
250‧‧‧保護套
252‧‧‧感測器纖材
254‧‧‧控制感測器
430‧‧‧基板溫度控制裝置
432‧‧‧基部
436A‧‧‧光纖
436B‧‧‧光纖
436C‧‧‧光纖
436D‧‧‧光纖
444A‧‧‧通道
444B‧‧‧通道
444C‧‧‧通道
444D‧‧‧通道
722‧‧‧溫度單元
730‧‧‧基板溫度控制裝置
732‧‧‧基部
734‧‧‧熱接觸元件
735‧‧‧靜電夾鉗電極
736‧‧‧光纖
750‧‧‧中間元件
752‧‧‧第一接合層
754‧‧‧第二接合層
800‧‧‧方法
802‧‧‧步驟
804‧‧‧步驟
第1圖說明了根據具體實施例之包括光纖加熱的電子裝置處理系統的示意上視圖。
第2圖說明了根據具體實施例之包括光纖加熱的基板溫度控制系統的示意部分截面側視圖。
第3圖說明了根據具體實施例之基板溫度控制裝置的一部分(其中熱接觸元件係已移除，以顯示出光纖的定位)的示意上視圖。
第4圖說明了根據具體實施例之基板溫度控制裝置的一部分(其中熱接觸元件係已移除，以顯示出光纖的定位)以及多個光纖捆束入口位置之示意上視圖。
第5圖說明了在根據具體實施例之基板溫度控制裝置中用以定向光纖的套接管的立體圖。
第6圖說明了在根據具體實施例之基板溫度控制裝置內用以供光纖通過的多腔延伸部的立體圖。
第7圖說明了根據具體實施例之基板溫度控制系統的示意部分截面側視圖，該基板溫度控制系統包括一中間元件與光纖加熱。
第8圖說明了根據具體實施例之處理基板的方法之流程圖。
電子裝置製造系統需要非常精確的基板溫度處理。特別是，現有的系統係於前開式晶圓傳送盒(FOUPs)和負載鎖室之間移送基板，接著將基板移送往返於進行處理的一個或多個處理腔室。這種電子裝置製造系統包括當處理進行時之溫度控制，或在某些具體實施例中包括冷卻。利用分區加熱的各種方法係已經被應用。然而，這些系統仍缺少充分控制。
根據本發明的一個或多個具體實施例，係提出了用以提供改良基板溫度控制之電子裝置處理系統。本文所述系統與方法係藉由提供用以熱控制基板溫度之一溫度控制平臺，而提供了改良之溫度控制。溫度控制平臺包括側向延伸且端接於平臺內位置處的多個光纖，所述多個光纖係用以於這些位置處提供個別地或緯向上可控制熱源。
本文中將參照第1圖至第8圖來說明例示溫度控制平臺裝置的進一步細節以及本發明的其他具體實施例。
第1圖說明了一電子裝置處理系統100的例示具體實施例的示意上視圖，該電子裝置處理系統100包括根據本發明的一或多個具體實施例之光纖加熱。電子裝置處理系統100包括外殼101，外殼101具有外殼壁部，外殼壁部定義了一移送室102。壁部包括側壁、底板及頂板。機器人103(以虛線圓圈繪示)係至少部分被包圍在移送室102內。機器人103被配置及適用以經由機器人103的可移動手臂的操作而於各個目的地來回抽放基板。本文中所使用之「基板」應指用以產生電子裝置或電路元件的物體，例如含有矽之晶圓或物體、圖案化的矽晶圓或物體等。然而，本文所述裝置與系統在需要基板溫度控制的任何地方都具有廣泛實用性。本發明的具體實施例可用於控制加熱及/或控制冷卻兩者。
在所述具體實施例中，機器人103可為任何適合類型的機器人，用以服務與其耦接的各個腔室，並可從移送室102接取。機器人103係一水平多關節機器人 (SCARA)、或是其他適當的機器人，例如在PCT公開號WO2010090983中所揭露者。也可使用其他的機器人類型。
機器人103的各個手臂的動作係可由對一驅動組件(未示)的適當指令予以控制，驅動組件含有機器人103的複數個驅動馬達，驅動馬達由機器人控制器104所指揮。來自機器人控制器104的訊號會使機器人103的各種元件動作，以於處理腔室106A-106C和一或多個負載鎖室110C之間移動基板。可由各種感測器為一個或多個元件提供適當的反饋機制，例如位置編碼器等。機器人103包括可沿著肩軸而旋轉的手臂，肩軸在某些具體實施例中係大致位於移送室102中央。機器人103包括一基部，基部係用以附設至形成移送室102下部之外殼101的壁部(例如底板)。然而，在某些具體實施例中，機器人103可附設至頂板。
機器人103的手臂的旋轉係由任何適當驅動馬達所提供，例如傳統可變磁阻或永磁電動馬達。手臂係用以於X-Y平面(如圖所示)中相對於外殼101而旋轉。可使用任何適當數量的手臂元件與端效器(有時稱為「槳葉」)以承載基板。
此外，在某些具體實施例中，機器人103的驅動組件包括Z軸移動能力。特別是，馬達外殼受到動作限制器的限制而無法相對於一外罩旋轉。動作限制器可為兩個或更多個線性軸承或其他類型的軸承、或是滑動機構，它 們可限制馬達外殼相對於外罩的旋轉，但仍允許手臂沿著垂直方向(進出第1圖的紙面)的Z軸(垂直)動作。在某些具體實施例中，適當的密封件係密封於馬達外殼與基部之間，因此可容許垂直動作並維持移送室102內的真空。
所述具體實施例中的移送室102具有與其耦接且可自其接取之一個或多個處理腔室106A-106C。處理腔室106A-106C係耦接至外殼101的刻面，並且每一個處理腔室106A-106C係配置且可操作以對由機器人103傳送至處理腔室的基板進行適當處理。所述處理可為任何適當處理，例如PVD或CVD、蝕刻、退火、清洗、預清洗、氧化物移除等。也可對在腔室中的基板進行其他適當處理。根據本發明之構想，在處理腔室106A-106C中進行的一或多種處理包括溫度控制。
在電子裝置處理系統100內，基板係接收自一工廠介面108，並且也經由負載鎖裝置110離開移送室102而進入工廠介面108中。工廠介面108為具有壁部表面的任何外殼，其形成了工廠介面腔室108C，其中在部分表面上設有一或多個負載埠112，負載埠112係配置且適用以於例如其一前表面處接收(例如裝卸)一或多個基板載體114(例如前開式晶圓傳送盒FOUPs)。
工廠介面108包括在一工廠介面腔室108C內、具有傳統架構的一適當負載/卸載機器人116(以虛線示之)。負載/卸載機器人116係配置且可操作以從該一或 多個基板載體114的內部抽取基板，並將基板饋送至負載鎖裝置110的一或多個負載鎖室110C中。
在某些具體實施例中，耦接至一或多個熱元件242(例如電阻元件)的溫度單元122(第2圖)是與光纖加熱結合使用，以將基板溫度控制至一需要溫度。
這種使用光纖加熱的溫度控制係包含在一或多個處理腔室106A-106C中。視情況、或此外，在某些具體實施例中，負載鎖裝置110(其係例如單晶圓負載鎖(SWLL))包括溫度控制。因此，在某些具體實施例中，光纖加熱是包含在一或多個處理腔室106A-106C內，且也是在負載鎖裝置110內。在一或多個其他具體實施例中，光纖加熱是包含在一或多個處理腔室106A-106C內，但不在負載鎖裝置110中。在另一具體實施例中，光纖加熱是包含在負載鎖裝置110中，但是不在一或多個處理腔室106A-106C中。
溫度控制係由基板溫度控制系統120所提供。基板溫度控制系統120為電子裝置處理系統100的次部件。基板溫度控制系統120包括一溫度單元122，溫度單元122耦接至熱元件242(例如電阻加熱元件或熱通道)，並且構成了對一或多個腔室(例如處理腔室106A、106B、106C及/或負載鎖室110C)之溫度控制(例如加熱或冷卻)的主要來源。在某些具體實施例中，光學加熱系統124係以與溫度單元122和熱元件結合之一補充加熱系統而操 作。在其他具體實施例中，光學加熱系統124則為唯一的加熱系統。
光學加熱系統124包括一光源陣列125與一光學控制器126，光源陣列125係耦接(例如光學耦接)至一基板溫度控制裝置130。基板溫度控制系統120包括一溫度控制器128，溫度控制器128係可操作以控制正於腔室(例如處理腔室106B)內受溫度控制之基板的溫度。在某些具體實施例中，溫度控制器128係可操作以控制溫度單元122，並可與光學控制器126相接。因此，溫度控制器128係用以與光學控制器126和溫度單元122通訊，以控制與基板溫度控制裝置130熱接觸之基板的溫度。可從一或多個位置提供適當的溫度反饋。
現在參照第2圖來更詳細說明包括光學加熱系統124的基板溫度控制系統120。光學加熱系統124包括基板溫度控制裝置130，基板溫度控制裝置130係一平臺，基板240(以虛線繪示)係停置在平臺上或與平臺熱接觸。如圖所示，基板溫度控制裝置130包括一基部232、在基部232近處之一熱接觸元件234、及複數個光纖236，基部232係由支撐結構233所支撐，複數個光纖236係側向延伸於基部232與熱接觸元件234之間。在本文中，所使用之「側向延伸」是指光纖的長度(沿其縱軸)以實質上平行於熱接觸元件234的上表面平面的方向水平地通過熱接觸元件234與基部232之間的空間。由於光纖236是位於接合層中，因此也可能稍微偏離水平，從下述說明即可顯知。
複數個光纖236係用以提供以光為基礎之加熱。所述複數個光纖236中的至少一部分係側向延伸於基部232和熱接觸元件234之間。複數個光纖236係端接於熱接觸元件234與基部232之間的多個徑向位置處(例如見第3圖)。光纖236通過以捆束方式(例如一組纖材)通過基部232，然後彎曲並側向延伸。光學加熱系統124包括光源陣列125，光源陣列125包括複數個光源238，該複數個光源238係耦接至所述複數個光纖236中的至少一部分、且較佳是耦接至大部分或全部的光纖236。光學控制器126係配置以控制通入複數個光纖236中、以及由複數個光纖236所傳載的光強度。
在操作上，複數個光纖236中至少一部分光纖236所傳載的光係用以加熱熱接觸元件234的局部部分。利用彎曲的複數個光纖236之端接、然後置位在需要的位置處，熱接觸元件234的許多局部部分都會被加熱。在某些具體實施例中，這種局部性的加熱係結合了溫度單元122所提供之溫度控制(無論是加熱或冷卻)以及熱元件242。在其他的具體實施例中，由複數個光纖236所提供之局部性加熱是所提供的唯一加熱。
舉例而言，在某些具體實施例中，溫度控制會使基板240(以虛線繪示)被加熱至高於約攝氏350度、高於約攝氏400度、高於約攝氏500度、高於約攝氏550度、高於約攝氏600度或甚至更高的溫度之一額定溫度。舉例而言，在某些具體實施例中，溫度控制會使基板240(以 虛線繪示)被加熱至介於約攝氏500度與約攝氏650度之間的一額定溫度。在某些具體實施例中，可對在一或多個處理腔室106A-106C內的基板240實施這種加熱。舉例而言，在某些具體實施例中，溫度控制會加熱例如在電漿沉積(PECVD)之具體實施例中的基板240(以虛線繪示)。
處理腔室106B是繪示於第2圖中作為例示。然而，除了處理腔室106B以外、或取而代之，這種包括光纖加熱之溫度控制還可使用於處理腔室106A及/或106C。其他形式或類型的處理腔室也可併入光纖加熱。另外，在某些具體實施例中，這種包括光纖加熱的溫度控制是在基板240從工廠介面108送入移送室102之前提供，例如在負載鎖裝置110內。
光纖加熱係用以對基板240的各個局部徑向部分提供控制加熱。光纖加熱係提供作為對其他類型的加熱或冷卻之補充，如本文所述。舉例而言，複數個光纖236中的每一纖材都是用以局部性加熱熱接觸元件234在鄰近於光纖236端接位置處的一個微小下側區域。每一光纖236係用以調整在溫度界限之間的一局部溫度，舉例而言，例如在額定溫度的大約+/-10℃之間、在額定溫度的大約+/-20℃之間、或甚至在額定溫度的大約+/-30℃之間。可藉由使用較強大或較不強大(具有較大或較小的光輸出強度)的光源238來完成其他溫度調整值。因此，溫度控制可藉由以像素化為基礎之光纖加熱而實施。部分的光纖236包括在纖材端接處之一漫射器。漫射器係用以將光導 至漫射器的一個或多個表面，或使光反射回到光纖236中的量達最低。
現將說明光纖加熱的操作。舉例而言，若基板240的額定所需溫度為約攝氏550度，但是處理腔室106B或底座中的幾何或熱異常性或其他差異性使其難以在基板240的所有部分上都達到該額定溫度，則可由光學加熱系統124提供輔助加熱。在一或多個具體實施例中，是由光學加熱系統124提供輔助加熱，以調整局部化區域，進以於每一處皆符合所需的溫度均勻性。在其他具體實施例中，光學加熱系統124係用以調整局部化區域，以視需要於基板240上提供溫度輪廓。在某些具體實施例中，所需的溫度輪廓是不均勻的。也應顯知在某些具體實施例中，光學加熱系統124是唯一的加熱來源，亦即並不存在溫度單元122。在這個具體實施例中，光學控制器126是存在的唯一溫度控制器，且試用以調整局部化區域的溫度。
更詳細而言，基部232可為熱傳導材料，例如鋁或氮化鋁，且可包括一或多種熱元件242(例如，如所示之電阻式加熱器元件)、或形成於基部中或基部上的其他合適熱元件。熱元件242係耦接至溫度單元122，在某些具體實施例中，溫度單元是一電功率驅動器。溫度控制器128係用以設定及控制基部232的一所需額定溫度目標。一或多個溫度感測器245係設為與例如在其基部232上的基板溫度控制裝置130熱接觸。該一或多個溫度感測器245可對溫度控制器128提供溫度反饋。
在第2圖與第3圖的所述具體實施例中，基部232包括一或多個通道244，複數個光纖236係進入通過這些通道244。複數個光纖236係以捆束方式通過通道244並進入到基部232和熱接觸元件234之間的空間中。也可包含有升舉銷239(供溫度探針用)等之其他次要通道237。在第3圖中，該一或多個通道244是單一的、位於中央的通道，但在某些具體實施例中(例如見第4圖)，也可使用多個通道(例如通道444A-444D)。也可使用其他數量的通道244以供光纖236之捆束通過基部232。一旦通過該一或多個通道244，光纖236即彎折(例如大約90度角)，並從通過該一或多個通道244之捆束側向地(例如在某些具體實施例中為徑向地)延伸出去。光纖236可具有各種長度，且可側向延伸至熱接觸元件234下方的各個所需徑向位置。纖材的彎折包括退火而使得彎折形狀得以保持。
在第2圖與第3圖的所述具體實施例中，光纖236會通過在通道244的至少某些部分內的套接管246，並受套接管246侷限。舉例而言，套接管246係位於通道244的底部、頂部或中間段。套接管246是操作作為一引導件，以分隔光纖236並使它們更容易被識別。此外，套接管246使光纖能以有組織的方式延伸到基部232的頂部，因此它們可以有組織的方式被路由(例如彎折或取向)至所需要的側向位置。套接管246可使光纖236之捆束相對於基部232而旋轉定向。
舉例而言，套接管246(最佳係如第5圖所示)包括一或多個定向套接管247(例如一或多個銷)，以使套接管246與通過套接管246的光纖236之捆束相對於基部232而旋轉定向。也可使用其他類型的定向特徵結構。套接管246係以任何合適材料製成，例如陶瓷。也可使用其他的合適材料。套接管246係以任何合適形式固定至基部232，例如藉由接合。在某些具體實施例中，套接管246係利用環氧樹脂黏著劑而接合至形成於基部232中的穴部中。套接管246包括複數個縱向延伸孔洞，這些孔洞是用以於其中容納個別的光纖236。在每一個套接管246中，設有大約20個至大約300個概呈軸向平行的孔洞。也可使用其他孔洞數量。
在一或多個具體實施例中，係設有延伸部248(例如多腔式延伸部)以引導光纖236並使光纖236通過而更接近基部232的頂部表面。延伸部248(例如多腔式延伸部)的圖式係繪示於第6圖。延伸部248為鐵氟龍或其他合適材料。與套接管246相同，延伸部248可包含有承載光纖236之縱向孔洞。孔洞中的一或多個係用以使延伸部248能經由定向特徵結構247的使用而與套接管246對準。
光學控制器126可為具有適當處理器、記憶體和周邊元件的任何合適的控制器，用以執行一封閉回路或其他適當的控制方案，並控制從光源陣列125的每一個光源238所射出的光功率(例如瓦特)。至少部分光源238係耦接至光纖236，並對光纖236提供光功率(例如紅外線 能量)。光纖236是排列為捆束(如圖所示)，並且包括在至少部分長度上方之保護套250。
光纖236包括任何適當光纖類型，例如漸變折射率光纖、階躍折射率單模光纖、多模光纖、或甚至是光子結晶體光纖。可使用具有相對高抗彎折性的光纖236。可使用相對高的數值孔徑(NA)的纖材，例如具有高於約0.1的NA、高於約0.2的NA、或甚至高於約0.3的NA。在某些具體實施例中是使用高於約0.22之NA。可使用任何適當數量之光纖236，例如100條以上、200條以上、或300條以上，或甚至更多。光纖236係藉由任何合適方式耦接至光源238。
在某些具體實施例中，是由一感測器纖材252將一或多個光源238耦接至一控制感測器254，例如光接收器。每一個光源238是一雷射二極體，例如單射極二極體。雷射二極體可具有任何適當的輸出波長範圍，舉例而言，例如介於約915nm與約980nm之間。也可使用其他輸出範圍。輸出功率係介於約0W至10W之間。然而，也可使用甚至較高功率的二極體(例如大於10W)。舉例而言，雷射二極體可包括具有105或110微米孔徑之光纖輸出。舉例而言，可使用麻州牛津市IPG光學公司之PLD-10型號。或者是也可使用其他類型的光源。
控制感測器254係用以對控制光源238C的輸出上(舉例而言，例如具有光強度或熱產生)的光學控制器126提供反饋。每一個光源238是從低或零級光輸出至高 或最大級光輸出而個別地受控制。每一個光源238係個別地受控制，以於有限點(像素)處控制溫度，或可於群組中整體地受控制，以控制區域或多區的溫度。
任何適當的溫度控制哲學都可以被實施。在一個控制構想中，可尋求在基板240的整個表面上都有高度均勻的溫度分佈。在另一構想中，需要故意不均勻的溫度分佈。根據本發明之構想，可視光學控制器126所實施的控制哲學而依需要提供每一種。因此，本發明的某些具體實施例係提供了方位上的溫度變化。
熱接觸元件234係設於基部232上方，且光纖236係位於且側向延伸於基部232和熱接觸元件234之間的空間內。在該空間內，係使用了合適的接合材料。光纖236係以預定取向接合於此空間內。一種接合材料可為包括陶瓷摻雜劑的矽氧樹脂材料。也可使用其他合適的熱傳導與易彎的相對高溫材料。熱接觸元件234係一陶瓷材料，例如氧化鋁或氮化鋁，並且具有例如碟形形狀。舉例而言，接合材料的接合厚度係介於約0.010吋至約0.030吋(大約0.254毫米至約0.762毫米)之間。也可使用其他的接合厚度。在基部232與熱接觸元件234兩者都是陶瓷的例子中，可使用陶瓷黏著劑，例如載有陶瓷的環氧樹脂。
第4圖說明了基板溫度控制裝置430的一個具體實施例(其中熱接觸元件已經被移除)，其包括貫穿基部232的多個通道444A、444B、444C、444D，其中光纖436A、436B、436C、436D之捆束係設置通過這些通 道。在所述具體實施例中是呈現有四個通道444A、444B、444C、444D；然而，也可設置較少或更多的通道。光纖436A、436B、436C、436D係側向延伸且置位於各個平面位置處。
基板溫度控制裝置730的另一具體實施例係繪示於第7圖中。這個具體實施例包括一基部732與一熱接觸元件734，且如先前所述，有複數個光纖736側向延伸於基部732和熱接觸元件734之間。在這個具體實施例中，如圖所示，基部732包括一熱元件742，熱元件742包括複數個流體循環通道。流體循環通道包括一溫度控制液體(例如冷卻劑)，其係由溫度單元722所提供，並且循環通過流體循環通道而返回到溫度單元722。在某些具體實施例中，溫度控制液體流到一排出口。溫度單元722可提供熱接觸元件734的冷卻，並因此提供與熱接觸元件734熱接觸之基板240的冷卻。舉例而言，在電漿處理(例如電漿蝕刻)中，會需要冷卻基板240。當組件係具現為靜電吸盤時，在熱接觸元件734中可設置靜電夾鉗電極735。
在所述具體實施例中，一中間元件750係設於基部732和熱接觸元件734之間中。中間元件750可為一平板，例如由氧化鋁或氮化鋁製成之陶瓷平板。舉例而言，中間元件750可具有介於約1毫米至約5毫米之間、或約2毫米之厚度。也可使用其他厚度。中間元件750係接合至基部732，例如藉由含熱傳導彈性體材料(例如摻有陶瓷的矽氧樹脂材料)之一第一接合層752。也可使用其他合 適的接合材料。第一接合層752的厚度可經選擇，以達到需要的抗熱性與可撓性。可使用介於約0.254毫米至0.762毫米之接合厚度值的第一接合層752，端視於特定接合材料的性質而定。中間元件750中具有一或多個孔洞，以使光纖736之捆束通過其間。可使用如先前所述之套接管246及/或延伸部248來定向及組織這些光纖736。
基板溫度控制裝置730包括在中間元件750和熱接觸元件734之間的一第二接合層754。第二接合層754係一熱傳導黏著劑材料(例如載有陶瓷的黏著劑材料)。也可使用其他合適的接合材料。舉例而言，可使用以氧化鋁為基礎之黏著劑，例如紐約州谷屋Aremco Products公司之CERAMABONDTM 503。可選擇具相對高的熱傳導性且熱膨脹係數與中間元件750實質匹配之特定陶瓷黏著劑。
在一個或多個具體實施例中，第二接合層754的薄層部分係施用至中間元件750的頂部。具有預測長度之光纖736被饋送通過套接管246與延伸部248，並且被彎折或置位定位。藉由使用一自動指示雷射將一雷射點放置在一所需端接位置處，即可為組裝技術人員明示用於端接的一所需部分(例如纖材尖端)。光纖736係藉由第二接合層754的薄層部分而固持定位。具有介於100微米至200微米之範圍的外徑的光纖736係可充分撓曲而能輕易進行彎折，或是它們可被預先彎折並且經退火以保持它們的彎 折。光纖736在它們的尖端處包括有漫射器，如前述所說明者。
在已經依需要將全部光纖736置位之後，將第二接合層754的另一層部分加入，以覆蓋光纖736。於一真空腔室中實施除氣，以移除光纖736周圍的氣泡。一旦固化，第二接合層754的該另一層部分的表面即被加工呈平坦。
熱接觸元件734(其可為一陶瓷平板)係實質上接合至第二接合層754的該另一層部分。在一個或多個具體實施例中，後續的接合係藉由使用載有陶瓷的彈性體材料，例如載有陶瓷的矽氧樹脂等。彈性體材料係載有陶瓷材料，例如氮化鋁、氧化鋁等。也可含有單獨的其他陶瓷材料或其組合。
在某些具體實施例中，熱接觸元件734(例如最上方平板)含有靜電夾鉗電極735，靜電夾鉗電極735是在具現一靜電吸盤(ESC)組件時存在。彈性體接合提供了抗熱性，它將能量從光纖(有效的點狀來源)擴散為熱接觸元件734的表面上之相對平滑、適用於晶圓溫度控制之溫度輪廓。在某些具體實施例中，熱接觸元件734中也包括電阻式加熱器元件。
舉例而言，在這個具體實施例中，溫度控制會使基板240(以虛線繪示)受溫度控制至介於約攝氏-20度至約攝氏120度之間的一額定溫度。
現將參照第8圖說明一種在一電子裝置處理系統(例如電子裝置處理系統100)內處理基板的方法800。方法800包括，在步驟802，提供一基板溫度控制裝置(例如基板溫度控制裝置130、730)，該基板溫度控制裝置包括一基部(例如基部232、732)、在基部近處的一熱接觸元件(例如熱接觸元件234、734)、以及側向延伸於基部與熱接觸元件之間的複數個光纖(例如光纖236、736)。
方法800包括，在步驟804，控制提供至複數個光纖中至少部分光纖的光強度，以完成熱接觸元件的以光為基礎之溫度控制。當然，熱接觸元件的溫度控制也控制了與其熱接觸之基板(例如基板240)的溫度。在一或多個具體實施例中，方法800係進一步包括以耦接的溫度單元(例如溫度單元122、722)加熱或冷卻該基板溫度控制裝置。
前述說明僅揭露了本文的例示具體實施例。發明所屬領域中具有通常技藝者可直接理解在本發明範疇內之上述裝置、系統及方法的修飾例。因此，雖然本發明係已連結例示具體實施例來加以說明，但應理解其他具體實施例也是在由如附申請專利範圍所定義之本發明範疇內。

Claims (20)

  1. 一種基板溫度控制裝置，包括：一基部；在該基部附近的一熱接觸元件，該熱接觸元件經配置以提供對與該熱接觸元件熱接觸的一基板的加熱；及側向延伸於該基部與該熱接觸元件之間的複數個光纖，用以提供以光為基礎之加熱，該複數個光纖以一捆束通過貫穿該基部之一通道而進入該基部與該熱接觸元件之間的一空間中。
  2. 如請求項1所述之基板溫度控制裝置，其中該複數個光纖係端接於該熱接觸元件和該基部之間的多個徑向位置處。
  3. 如請求項1所述之基板溫度控制裝置，其中該基部包括熱控制。
  4. 如請求項1所述之基板溫度控制裝置，其中該基部包括一傳導金屬。
  5. 如請求項1所述之基板溫度控制裝置，其中該熱接觸元件包括一陶瓷。
  6. 如請求項1所述之基板溫度控制裝置，其中該複數個光纖通過固定至該基部之一套接管。
  7. 如請求項1所述之基板溫度控制裝置，包括置位於該基部與該熱接觸元件之間的一中間元件。
  8. 如請求項1所述之基板溫度控制裝置，包括置位於該基部與該熱接觸元件之間的一中間元件，及該中間元件與該基部之間的一第一接合層。
  9. 如請求項8所述之基板溫度控制裝置，其中該第一接合層包括一載有陶瓷之彈性體。
  10. 如請求項8所述之基板溫度控制裝置，包括在該中間元件與該熱接觸元件之間的一第二接合層，且其中該複數個光纖係側向延伸於該中間元件與該熱接觸元件之間。
  11. 如請求項10所述之基板溫度控制裝置，其中該第二接合層包括一陶瓷黏著劑與一載有陶瓷之彈性體。
  12. 如請求項8所述之基板溫度控制裝置，其中該複數個光纖係包封於一陶瓷黏著劑中。
  13. 一種基板溫度控制系統，包括：一光學加熱系統，包括：一基板溫度控制裝置，包括一基部與一熱接觸元件，及側向延伸於該基部與該熱接觸元件之間的複數個光纖，其中該熱接觸元件經配置以提供對與該熱接觸元件熱接觸的一基板的加熱，且該複數個光纖通過一多腔延伸部而進入該基部與該熱接觸元件之間的一空間中；複數個光源，耦接至該複數個光纖中的至少一部分；及一光學控制器，用以控制該複數個光纖中的光強度；以及一溫度單元，耦接至該基板溫度控制裝置，並用以提供除藉由控制該複數個光纖中的該光強度所提供者以外之溫度控制。
  14. 一種電子裝置處理系統，包括：一處理腔室，用以對一基板進行一處理；一基板溫度控制裝置，其在該處理腔室內，該基板溫度控制裝置包括一基部與一熱接觸元件以與該基板熱接觸，其中該熱接觸元件經配置以提供對該基板的加熱，一中間元件置位於該基部與該熱接觸元件之間，該中間元件與該基部之間的一第一接合層，該第一接合層包括一載有陶瓷之彈性體，及側向延伸於該基部與該熱接觸元件之間的複數個光纖；及一溫度控制器，耦接至該複數個光纖且用以控制該複數個光纖中的光強度，以提供該熱接觸元件之溫度控制。
  15. 如請求項14所述之電子裝置處理系統，其中該複數個光纖係以一捆束通過貫穿該基部之一通道而進入該基部與該熱接觸元件之間的一空間中。
  16. 如請求項14所述之電子裝置處理系統，其中該複數個光纖通過一多腔延伸部進入該基部與該熱接觸元件之間的一空間中。
  17. 如請求項14所述之電子裝置處理系統，其中該溫度控制器包括複數個雷射二極體，該複數個雷射二極體係耦接至該複數個光纖中的至少一部分。
  18. 如請求項14所述之電子裝置處理系統，進一步包括一溫度單元，該溫度單元係耦接至該基板溫度控制裝置且用以提供除藉由控制該複數個光纖中的該光強度所提供者以外之溫度控制。
  19. 一種處理基板的方法，包括：提供一基板溫度控制裝置，該基板溫度控制裝置包括一基部、在該基部近處的一熱接觸元件、一中間元件置位於該基部與該熱接觸元件之間，及該中間元件與該基部之間的一第一接合層、及側向延伸於該基部與該熱接觸元件之間包封於一陶瓷黏著劑中的複數個光纖；及控制被提供至至少部分的該複數個光纖之光強度，以完成該熱接觸元件之以光為基礎之溫度控制並提供對與該熱接觸元件熱接觸的一基板的加熱。
  20. 如請求項19所述之方法，包括藉由一耦接之溫度單元加熱或冷卻該基板溫度控制裝置。
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