本申請(qǐng)涉及在2014年7月2日申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案第62/020,370號(hào)并主張?jiān)摪傅膬?yōu)先權(quán)，該案的標(biāo)題為“TEMPERATURE CONTROL APPARATUS INCLUDING GROOVE-ROUTED OPTICAL FIBER HEATING,SUBSTRATE TEMPERATURE CONTROL SYSTEMS,ELECTRONIC DEVICEPROCESSING SYSTEMS,AND PROCESSING METHODS”(含有溝槽引導(dǎo)式光纖加熱的溫度控制設(shè)備、基板溫度控制系統(tǒng)、電子器件處理系統(tǒng)以及處理方法)(代理人編號(hào)為21949/L)，為了所有的目的將所述申請(qǐng)案的內(nèi)容以引用方式全部并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于電子器件制造的設(shè)備，更具體地涉及用于在高溫基板處理期間控制基板溫度的設(shè)備和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電子器件制造系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)處理腔室。在一些電子器件制造系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)處理腔室可以被設(shè)置在主框架外殼周?chē)?，所述主框架外殼具有傳送腔室及一個(gè)或多個(gè)負(fù)載鎖定腔室。這些系統(tǒng)可以采用一個(gè)或多個(gè)處理腔室，所述處理腔室可以執(zhí)行被插入處理腔室中的基板(例如晶片)上的處理工藝。處理工藝可以包括化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，例如用以在基板上沉積薄膜的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝，或其它高溫工藝。在處理工藝過(guò)程中，晶片可以靜置在基座(例如基板支座)上，而且在處理期間晶片的溫度可以受到一次或多次的控制(例如加熱或冷卻)。通常在一些實(shí)施方式中，加熱可以被設(shè)置在基座內(nèi)的電阻加熱器提供。

然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在這種高溫處理的過(guò)程中，在整個(gè)基板上的即使只有微小的溫度變化也可能會(huì)導(dǎo)致有差異的處理(例如可能不均勻的沉積)。

因此，需要在基板的高溫處理中(尤其是等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積處理中)提供改良溫度控制的設(shè)備、系統(tǒng)、及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)構(gòu)想中，提供一種基板溫度控制設(shè)備。所述基板溫度控制設(shè)備包括下部構(gòu)件、鄰近所述下部構(gòu)件的上部構(gòu)件、多個(gè)形成在所述上部構(gòu)件和所述下部構(gòu)件中的一個(gè)構(gòu)件或多個(gè)構(gòu)件中的溝槽、及多條在所述這些溝槽內(nèi)延伸的適于提供基于光的加熱的光纖。

在另一個(gè)構(gòu)想中，提供一種基板溫度控制系統(tǒng)。所述基板溫度控制系統(tǒng)包括光加熱系統(tǒng)，所述光加熱系統(tǒng)包括基板溫度控制設(shè)備、多個(gè)被耦接至多條光纖中的至少一些光纖的光源、以及適于控制所述多條光纖中的光強(qiáng)度的光控制器，所述基板溫度控制設(shè)備包括上部構(gòu)件和下部構(gòu)件、及在多個(gè)溝槽中橫向延伸的所述多條光纖。

在另一個(gè)構(gòu)想中，提供一種電子器件處理系統(tǒng)。所述電子器件處理系統(tǒng)包括適于執(zhí)行基板上的處理工藝的處理腔室、在所述處理腔室內(nèi)的基板溫度控制設(shè)備、以及溫度控制器，所述基板溫度控制設(shè)備包括下部構(gòu)件和適于與所述基板熱接觸的上部構(gòu)件、及在多個(gè)溝槽中橫向延伸的多條光纖，所述溫度控制器被耦接至所述多條光纖并適于控制所述多條光纖中的光強(qiáng)度以提供熱接觸構(gòu)件的溫度控制。

在另一個(gè)構(gòu)想中，提供一種處理基板的方法。所述方法包括以下步驟：提供基板溫度控制設(shè)備，所述基板溫度控制設(shè)備包括下部構(gòu)件、鄰近所述下部構(gòu)件的上部構(gòu)件、及在溝槽中橫向延伸的多條光纖；以及控制被提供到所述多條光纖中的至少一些光纖的光強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)所述上部構(gòu)件的基于光的溫度控制。

在另一個(gè)構(gòu)想中，提供一種基板溫度控制設(shè)備。所述基板溫度控制設(shè)備包括下部構(gòu)件、鄰近所述下部構(gòu)件的上部構(gòu)件、多個(gè)形成在所述上部構(gòu)件和所述下部構(gòu)件之一或多者中的溝槽、及多條在這些所述溝槽內(nèi)延伸的光纖。

依據(jù)本發(fā)明的這些及其它實(shí)施方式提供許多其它的構(gòu)想。從下面的描述、所附的權(quán)利要求書(shū)、及附圖，本發(fā)明實(shí)施方式的其它特征和構(gòu)想將變得更充分顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的是，以下描述的附圖僅用于說(shuō)明的目的。附圖未必依比例繪制，而且并無(wú)意圖以任何方式限制本公開(kāi)的范圍。

圖1說(shuō)明了依據(jù)實(shí)施方式在一個(gè)或多個(gè)處理腔室中包括光纖加熱的電子器件處理系統(tǒng)的示意性俯視圖。

圖2說(shuō)明了包括光纖加熱的基板溫度控制系統(tǒng)的示意性部分截面圖，其中依據(jù)實(shí)施方式光纖被鋪設(shè)在溝槽中。

圖3說(shuō)明了依據(jù)實(shí)施方式上部構(gòu)件被移開(kāi)以顯示出光纖在溝槽(例如輻條(spoke))內(nèi)的定位的基板溫度控制設(shè)備的一部分的示意性俯視圖。

圖4A說(shuō)明了基板溫度控制設(shè)備的一部分的局部放大截面圖，圖示出光纖在溝槽內(nèi)的定位的第一實(shí)施方式。

圖4B說(shuō)明了基板溫度控制設(shè)備的一部分的局部放大剖視圖，圖示出具有護(hù)套阻障層的光纖在溝槽內(nèi)的定位的第二實(shí)施方式。

圖4C說(shuō)明了基板溫度控制設(shè)備的一部分的局部放大截面圖，圖示出光纖在溝槽內(nèi)的定位的第三實(shí)施方式。

圖4D說(shuō)明了基板溫度控制設(shè)備的一部分的局部放大側(cè)視圖，圖示依據(jù)實(shí)施方式被插在溝槽中的光傳感器。

圖4E說(shuō)明了基板溫度控制設(shè)備的一部分的放大剖面局部側(cè)視圖，圖示依據(jù)實(shí)施方式被插進(jìn)并封裝(pot)在溝槽中的光纖。

圖4F說(shuō)明了基板溫度控制設(shè)備的一部分的放大剖面局部側(cè)視圖，圖示依據(jù)實(shí)施方式被插在溝槽中并端接于二氧化硅毛細(xì)管的光纖。

圖4G說(shuō)明了基板溫度控制設(shè)備的一部分的放大剖面局部側(cè)視圖，圖示依據(jù)實(shí)施方式被插在形成于上部構(gòu)件的溝槽中的光纖。

圖5說(shuō)明了依據(jù)實(shí)施方式的上部構(gòu)件被移開(kāi)以顯示出各種溝槽圖案的基板溫度控制設(shè)備的一部分的示意性俯視平面圖。

圖6A說(shuō)明了依據(jù)實(shí)施方式的上部構(gòu)件被移開(kāi)以顯示出各種溝槽的蛇形構(gòu)造的基板溫度控制設(shè)備的一部分的示意性俯視平面圖以。

圖6B說(shuō)明了依據(jù)實(shí)施方式在將上部構(gòu)件粘接于下部構(gòu)件之后適于被插入溝槽的光纖組件的一部分的部分側(cè)視圖。

圖7說(shuō)明了依據(jù)實(shí)施方式繪示處理基板的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在適合在高溫下處理基板的電子器件制造系統(tǒng)中，可能需要非常精確的溫度控制。在一些電子器件制造系統(tǒng)中，例如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，這些系統(tǒng)被構(gòu)造并適合在高于500℃、在高于600℃、甚至可能需要在高達(dá)650℃的操作溫度下操作。利用分區(qū)電阻式加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制的各種方法已經(jīng)被采用。然而，一般來(lái)說(shuō)，這樣的系統(tǒng)可能缺乏足夠的溫度控制。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，提供包括基板溫度控制設(shè)備的電子器件處理系統(tǒng)，所述基板溫度控制設(shè)備適合在高溫處理的過(guò)程中提供改良的基板溫度控制。本文描述的設(shè)備、系統(tǒng)、及方法可以經(jīng)由提供適合在高溫下熱控制基板溫度的溫控平臺(tái)來(lái)提供改良的溫度控制，高溫例如高于500℃、高于600℃、甚至在約650℃。

在一些實(shí)施方式中，基板溫度控制設(shè)備可以包括溫控平臺(tái)，并且可以包括多個(gè)光纖，這些光纖在形成于基板溫度控制設(shè)備中的溝槽內(nèi)被引導(dǎo)。光纖以一個(gè)或多個(gè)捆束方式進(jìn)入溝槽內(nèi)并在溝槽內(nèi)延伸(例如橫向延伸)，而且端接于平臺(tái)內(nèi)的多個(gè)期望位置。多個(gè)光纖可被用于提供獨(dú)立可控制的像素化熱源，或可選地，像素化熱源可以被分區(qū)控制。光纖加熱可被單獨(dú)使用作為主要熱源，或是作為其它形式的溫度控制(例如電阻式加熱)的補(bǔ)充。包括光纖加熱可以提供改良的溫度調(diào)整范圍及靈活性。

本文中參照?qǐng)D1-圖7描述例示的基板溫度控制設(shè)備、包括溝槽引導(dǎo)式光纖加熱的基板溫度控制系統(tǒng)、電子器件處理系統(tǒng)、及方法的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。

圖1說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的包括光纖加熱的電子器件處理系統(tǒng)100的例示實(shí)施方式的示意性俯視圖。電子器件處理系統(tǒng)100可以包括殼體101，殼體101具有界定傳送腔室102的壁。壁可以包括例如側(cè)壁、底板及頂板。機(jī)器人103(以虛線(xiàn)的圓表示)可以被至少部分地容納在傳送腔室102內(nèi)。機(jī)器人103可以被構(gòu)造并適合經(jīng)由機(jī)器人103可動(dòng)臂的操作往來(lái)于不同目的地以放置或抽出基板。本文中使用的“基板”應(yīng)指用以制造電子器件或電路元件的物件，例如含硅晶片或物件、圖案化的或掩膜化的硅晶片或物件、或類(lèi)似物。然而，只要在需要基板高溫控制之處，本文所述的設(shè)備、系統(tǒng)及方法均可具有廣泛的實(shí)用性。本發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)受控高溫加熱可以是有用的，例如高于500℃、高于600℃、約650℃、或甚至更高的溫度。

在繪示的實(shí)施方式中，機(jī)器人103可以是適合服務(wù)被耦接到傳送腔室102并可從傳送腔室102接取的各個(gè)腔室的任何適當(dāng)類(lèi)型的機(jī)器人。機(jī)器人103可以是選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂機(jī)器人(selective compliance assembly robot arm；SCARA)或其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)器人類(lèi)型。例如，可以使用諸如在US 5,838,121、US 6,582,175、US 6,379,095、US 7,927,062、US 8,016,542、及美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)US 2010/0178147和US 2010/0178146中公開(kāi)的機(jī)器人103。也可以使用其它的機(jī)器人類(lèi)型。

機(jī)器人103的各個(gè)臂的動(dòng)作可以通過(guò)來(lái)自機(jī)器人控制器104的對(duì)驅(qū)動(dòng)組件(圖中未表示)的適當(dāng)?shù)拿钸M(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)組件含有多個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。來(lái)自機(jī)器人控制器104的信號(hào)可以引起機(jī)器人103的各個(gè)部件動(dòng)作，從而引起基板在處理腔室106A-106C與一個(gè)或多個(gè)負(fù)載鎖定腔室110C之間的移動(dòng)。可以通過(guò)例如位置編碼器的各種傳感器或類(lèi)似物為一個(gè)或多個(gè)部件提供適當(dāng)?shù)姆答仚C(jī)制。機(jī)器人103可以包括適合被附接于殼體101的壁(例如底板或頂板)的基部。機(jī)器人103的臂可適合在X-Y平面(如圖所示)上相對(duì)于殼體101移動(dòng)。可以使用任何適當(dāng)數(shù)量的、適合攜帶基板的臂部件和終端受動(dòng)器(有時(shí)稱(chēng)為“葉片”)。

另外，在一些實(shí)施方式中，機(jī)器人103的驅(qū)動(dòng)組件可以包括Z軸移動(dòng)能力。具體而言，可以提供臂沿著垂直方向(進(jìn)出圖1的紙面)的垂直移動(dòng)，以便往來(lái)于處理腔室106A-106C及一個(gè)或多個(gè)負(fù)載鎖定腔室110C放置和拾取基板。

在繪示的實(shí)施方式中，傳送腔室102可以具有一個(gè)或多個(gè)耦接到傳送腔室102并可從傳送腔室102接取的處理腔室106A-106C，處理腔室106A-106C中至少一些腔室適于進(jìn)行在插置在其中的基板上的高溫處理。處理腔室106A-106C可以被耦接到殼體101的各個(gè)面(facet)，并且每個(gè)處理腔室106A-106C可以被構(gòu)造并且能操作以進(jìn)行在基板上的適當(dāng)處理工藝(例如等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝)。應(yīng)當(dāng)理解的是，包括本文所述溝槽引導(dǎo)式光纖加熱的基板溫度控制設(shè)備130對(duì)于在高溫發(fā)生的其它處理工藝(例如物理氣相沉積和離子注入(ionimplant)、或類(lèi)似處理工藝)可以具有效用。特別是，依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，在處理腔室106A-106C中發(fā)生的一個(gè)或多個(gè)處理工藝可以包括經(jīng)由溝槽引導(dǎo)式光纖加熱的溫度控制。

在電子器件處理系統(tǒng)100中，基板可以被從工廠接口108接收，而且還可以經(jīng)由負(fù)載鎖定設(shè)備110的負(fù)載鎖定腔室110C離開(kāi)傳送腔室102進(jìn)入工廠接口108。工廠接口108可以是任何具有形成工廠接口腔室108C的壁表面的殼體(enclosure)。一個(gè)或多個(gè)載入口112可以被設(shè)置在工廠接口108的一些表面上，而且可以被構(gòu)造并適合接收(例如接裝(dock))一個(gè)或多個(gè)例如在前表面的基板載具114(例如前開(kāi)式標(biāo)準(zhǔn)艙；FOUP)。

工廠接口108可以在工廠接口腔室108C內(nèi)包括傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的適當(dāng)?shù)难b載/卸載機(jī)器人116(以虛線(xiàn)表示)。裝載/卸載機(jī)器人116可以被構(gòu)造和操作來(lái)從一個(gè)或多個(gè)基板載具114的內(nèi)部抽出基板并將基板饋送至負(fù)載鎖定設(shè)備110的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載鎖定腔室110C中。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，基板溫度控制設(shè)備130可以被設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)處理腔室106A-106C中。從下文將顯而易見(jiàn)的是，適于提供基于光的基板加熱的溝槽引導(dǎo)式光纖加熱可以被基板溫度控制設(shè)備130提供。本文中的描述將集中于在處理腔室106B中設(shè)置基板溫度控制設(shè)備130。然而，相同的基板溫度控制設(shè)備130也可以被包括在其它的處理腔室106A、106B的一個(gè)或兩者之中。在一些實(shí)施方式中，基板溫度控制設(shè)備130可以被包括在所有的處理腔室106A-106C中?？梢栽O(shè)置數(shù)量更多或更少的、包括基板溫度控制設(shè)備130的處理腔室。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1和圖2，在一些實(shí)施方式中，可以被耦接到一個(gè)或多個(gè)熱元件242(例如電阻式加熱元件)的溫度單元122可以與由基板溫度控制設(shè)備130提供的溝槽引導(dǎo)式光纖加熱一起使用，以將基板240的一個(gè)或多個(gè)部分的溫度控制到期望的溫度。

在系統(tǒng)的層次上，在繪示的實(shí)施方式中，可以由基板溫度控制系統(tǒng)120提供溫度控制?；鍦囟瓤刂葡到y(tǒng)120可以是電子器件處理系統(tǒng)100的子部。基板溫度控制系統(tǒng)120可以包括溫度單元122，溫度單元122可以耦接熱元件242并為熱元件242(例如金屬電阻式加熱元件或跡線(xiàn))提供電源，而且溫度單元122可以構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)腔室(例如處理腔室106A、106B、106C)的溫度控制(例如加熱)的主要來(lái)源。

在一些實(shí)施方式中，光加熱系統(tǒng)124可以作為輔助加熱系統(tǒng)與溫度單元122和熱元件242一起操作。在其它實(shí)施方式中，光加熱系統(tǒng)124可以是在一個(gè)或多個(gè)處理腔室106A-106C內(nèi)適合加熱基板240的唯一的加熱系統(tǒng)。

光加熱系統(tǒng)124可以包括耦接(例如光耦接)到基板溫度控制設(shè)備130的光源陣列125、及光控制器126?；鍦囟瓤刂葡到y(tǒng)120可以包括溫度控制器128，溫度控制器128能操作以控制在腔室(例如處理腔室106B)內(nèi)正在受到溫度控制的基板240的溫度。溫度控制器128可以操作以控制溫度單元122，而且在一些實(shí)施方式中溫度控制器128可以與光控制器126對(duì)接。因此，可以使用溫度控制器128來(lái)與光控制器126和溫度單元122通信，以控制與基板溫度控制設(shè)備130熱接觸的基板240的溫度。可以從一個(gè)或多個(gè)位置提供適當(dāng)?shù)臏囟确答?。在一些?shí)施方式中，溫度控制器128及/或光控制器126可以接收來(lái)自?xún)?nèi)嵌在基板溫度控制設(shè)備130中的光傳感器的溫度反饋，如本文中將進(jìn)一步解釋的內(nèi)容。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，將更詳細(xì)地描述被包括在光加熱系統(tǒng)124中的基板溫度控制設(shè)備130。光加熱系統(tǒng)124可以包括基板溫度控制設(shè)備130，基板溫度控制設(shè)備130可以包括平臺(tái)，基板240(以虛線(xiàn)表示)可以靜置在所述平臺(tái)上或與所述平臺(tái)熱接觸。如圖所示，基板溫度控制設(shè)備130包括下部構(gòu)件232和鄰近下部構(gòu)件232的上部構(gòu)件234。多個(gè)溝槽235被形成在一個(gè)或多個(gè)上部構(gòu)件234和下部構(gòu)件232中。多個(gè)適合提供基于光的加熱的光纖236在溝槽235內(nèi)被引導(dǎo)并延伸。

如圖2和圖3所示，溝槽235可以只形成在下部構(gòu)件232中。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，溝槽235可以被形成在上部構(gòu)件234中或在上部構(gòu)件234和下部構(gòu)件232兩者中。在繪示的實(shí)施方式中，上部構(gòu)件234被設(shè)置成與基板240熱接觸，以控制基板240的溫度。

如圖所示，多條光纖236被構(gòu)造以在溝槽235內(nèi)橫向延伸。本文中使用的“橫向延伸”意指光纖(沿著它的縱軸)的長(zhǎng)度在溝槽235內(nèi)水平地通過(guò)。溝槽235可被定向?yàn)榇篌w上平行于上部構(gòu)件234的上表面平面延伸。由于將光纖236鋪設(shè)在溝槽235中而造成的稍微偏離平行是有可能的?？梢砸匀魏芜m當(dāng)?shù)膱D案設(shè)置多個(gè)溝槽235。如圖3所示，一種圖案包括多個(gè)徑向輻條。也可以使用其它適當(dāng)?shù)臏喜蹐D案。

多條光纖236適于對(duì)基板240提供基于光的加熱。多條光纖236可以端接在溝槽235中的多個(gè)徑向位置(例如參見(jiàn)圖3)。光纖236可以以捆束方式(例如作為一組光纖)穿過(guò)下部構(gòu)件232，然后彎曲并在溝槽235內(nèi)橫向延伸。光加熱系統(tǒng)124可以包括光源陣列125，光源陣列125包括多個(gè)光源238，多個(gè)光源238耦接到至少一些、較佳大多數(shù)或全部的多條光纖236。光控制器126可以被構(gòu)造以控制通入多條光纖236并由多條光纖236承載的光功率(例如強(qiáng)度)。

在操作中，使用多條光纖236中的至少一些光纖所承載的光來(lái)加熱上部構(gòu)件234的下側(cè)的局部部分，并且因此至少經(jīng)由傳導(dǎo)來(lái)加熱基板240。當(dāng)多條光纖236被彎曲、定位并端接在期望位置時(shí)，上部構(gòu)件234的許多局部部分可以被加熱。在一些實(shí)施方式中，這種局部加熱可以與由溫度單元122和熱元件242提供的溫度控制結(jié)合。在其它實(shí)施方式中，通過(guò)多條光纖236局部(例如像素化)的加熱可以是提供到上部構(gòu)件234的僅有的加熱。

例如，在一些實(shí)施方式中，溫度控制可以使基板240(以虛線(xiàn)表示)被加熱到大于約500℃、大于約550℃、大于約600℃、或甚至約650℃、或更高溫度的標(biāo)稱(chēng)溫度。例如，在一些實(shí)施方式中，溫度控制可以使基板240(以虛線(xiàn)表示)被加熱到介于約600℃和約700℃之間的標(biāo)稱(chēng)溫度。在一些實(shí)施方式中，這種加熱可以在一個(gè)或多個(gè)處理腔室106A-106C內(nèi)在基板240上進(jìn)行。例如，在一些實(shí)施方式中，溫度控制可以使基板240(以虛線(xiàn)表示)例如在等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積處理工藝中被加熱。

在一些實(shí)施方式中，熱元件242可以提供主要加熱源來(lái)將上部構(gòu)件234加熱到標(biāo)稱(chēng)溫度，并且基板溫度控制設(shè)備130可以提供輔助或補(bǔ)充的加熱源，使得標(biāo)稱(chēng)溫度可以被進(jìn)一步調(diào)整到界限之間，例如在標(biāo)稱(chēng)溫度的約+/-10℃之間、在標(biāo)稱(chēng)溫度的約+/-20℃之間、或甚至例如在標(biāo)稱(chēng)溫度的約+/-30℃之間。其它的溫度調(diào)整量可以通過(guò)使用功率更大或更小(具有更多或更少的光輸出功率)的光源238來(lái)完成。因此，依據(jù)本發(fā)明的各個(gè)構(gòu)想，溫度控制可以通過(guò)在像素化基礎(chǔ)上的光纖加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。

其中一些光纖236可以包括在光纖終端處的各種光學(xué)特征，包括擴(kuò)散發(fā)射器(diffuse emitter)、帶透鏡的尖端(lensed tip)、或成角度的裂縫(angled cleave)。這樣的光學(xué)特征可被用于將光引導(dǎo)到漫射器的一個(gè)或多個(gè)表面或以其它方式最小化返回光纖236中的光反射。這樣的光學(xué)特征在2014年7月2日提出的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案第62/020,367號(hào)申請(qǐng)中有更全面的描述，其標(biāo)題為“APPARATUS,SYSTEMS,AND METHODS FOR TEMPERATURE CONTROL OF SUBSTRATES USING EMBEDDED FIBER OPTICS AND EPOXY OPTICAL DIFFUSERS”(使用嵌入式光纖和環(huán)氧樹(shù)脂光漫射器控制基板溫度的設(shè)備、系統(tǒng)及方法)。

現(xiàn)在將描述光纖加熱的操作。例如，若基板240的標(biāo)稱(chēng)期望溫度為約650℃，但在處理腔室106B中的幾何差異或熱異常差異或其它差異、或上部構(gòu)件234和下部構(gòu)件232的設(shè)計(jì)使得難以在整個(gè)基板240的所有部分實(shí)現(xiàn)標(biāo)稱(chēng)溫度，則除了由溫度單元122和耦接的熱元件242提供的任何熱之外，可以由光加熱系統(tǒng)124提供輔助加熱。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，輔助加熱可以由光加熱系統(tǒng)124提供，以調(diào)整局部區(qū)域來(lái)滿(mǎn)足任何所需的溫度曲線(xiàn)(temperature profile)。在一些實(shí)施方式中，光加熱系統(tǒng)124可被用來(lái)調(diào)整局部區(qū)域，以提供基板240的大體上均勻的溫度曲線(xiàn)。然而，在一些實(shí)施方式中，可以故意使所需的溫度曲線(xiàn)不均勻。

還應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是，在一些實(shí)施方式中，光加熱系統(tǒng)124可以是唯一的加熱源(即沒(méi)有溫度單元122或熱元件242存在)。在此實(shí)施方式中，光控制器126可以是唯一存在的溫度控制器，而且可以通過(guò)個(gè)別地或分區(qū)地調(diào)整到達(dá)個(gè)別光纖236的光強(qiáng)度來(lái)調(diào)整局部區(qū)域的溫度。

更詳細(xì)地，下部構(gòu)件232可以是一種陶瓷材料，例如氮化鋁(AlN)。下部構(gòu)件232可以包括下部支撐主體232B，并且可以包括從下部支撐主體232B向下延伸的過(guò)渡支柱232T，下部支撐主體232B可以是平面的圓碟(planer disc)。下部構(gòu)件232還可以包括從下部支撐主體232B向下延伸并且可被用于支撐處理腔室106B內(nèi)的基板溫度控制設(shè)備130的下部構(gòu)件支座232S。每個(gè)過(guò)渡支柱232T和下部構(gòu)件支座232S皆可以擴(kuò)散結(jié)合到下部支撐主體232B或以其它方式使用活性金屬銅焊焊接。過(guò)渡支柱232T的幾個(gè)部分可以使用惰性氣體(例如氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w)凈化，以防止光纖在高溫下因OH吸收或失玻(devitrification)而劣化。

下部構(gòu)件232還可以包括一個(gè)或多個(gè)通過(guò)下部支撐主體232B的通道244(例如一個(gè)或多個(gè)孔)。在繪示的實(shí)施方式中，如圖所示，將位于中心的單一通道244設(shè)置成通過(guò)下部支撐主體232B。通道244可以延伸穿過(guò)過(guò)渡支柱232T。通道244可以在上端包括半徑249。半徑249可以例如在約6mm和20mm之間，而且可以在光纖236過(guò)渡進(jìn)入溝槽235中時(shí)有助于減少光纖236中的彎曲應(yīng)力。多條光纖236可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通道244進(jìn)入。例如，多條光纖236可以以捆束方式進(jìn)入通過(guò)通道244，然后一個(gè)或多個(gè)光纖236可以被引導(dǎo)到溝槽235中，如圖3所示。在一些實(shí)施方式中，單個(gè)光纖236可以被接收在每個(gè)溝槽235中。在其它實(shí)施方式中，多個(gè)光纖236可以被接收在一些溝槽235中(參見(jiàn)圖6B-圖6B)。

次要通道245可以被包括并通過(guò)下部支撐主體232B，以容納升舉銷(xiāo)246、溫度探針、或類(lèi)似物。另外地或可選地，在一些實(shí)施方式中可以包括第三通道247，以使電線(xiàn)通到熱元件242(若存在的話(huà))。第三通道247也可被用來(lái)讓電線(xiàn)通到靜電夾盤(pán)元件(若存在的話(huà))。在一些實(shí)施方式中，可以設(shè)置多個(gè)通道(像是通道244)，以將光纖236的捆束引導(dǎo)到各個(gè)區(qū)域中，而光纖236從多個(gè)通道伸展并進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)從中發(fā)散的溝槽中?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)數(shù)量的通道244來(lái)讓光纖236的捆束通過(guò)下部構(gòu)件232。

一旦通過(guò)一個(gè)或多個(gè)通道244，則光纖236在半徑249周?chē)鷱澢?例如以近似90度的角度)并向外延伸(例如在一些實(shí)施方式中徑向延伸)，而且被鋪設(shè)在溝槽235中。在一些實(shí)施方式中，基板溫度控制設(shè)備130中光纖236的彎曲部或全部長(zhǎng)度可以包括退火，使得彎曲形狀可以得以保持并且彎曲應(yīng)力可以被釋放。退火可以在真空或惰性氣體環(huán)境中、在例如約800℃和約900℃之間進(jìn)行足夠的時(shí)間，以防止光纖236劣化。

光纖236可以具有各種適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，而且可以在溝槽235內(nèi)橫向延伸到各個(gè)所需的終端位置。溝槽235可以具有不同的長(zhǎng)度，如圖3所示，而且可以具有任何適當(dāng)?shù)臏喜坌螤?。在一些?shí)施方式中，溝槽235可以從一個(gè)或多個(gè)通道244發(fā)散并且是直的，而其它的溝槽可以從一個(gè)或多個(gè)通道244發(fā)散并且可以是彎曲的、圓形的、或甚至是蛇形的(參見(jiàn)圖5和圖6A)。直的、彎曲的、圓形的、及蛇形溝槽235的組合、或直的、彎曲的、圓形的、及蛇形部分的組合可被用于構(gòu)建每個(gè)溝槽235。

溝槽235也可以具有任何適當(dāng)?shù)臋M截面形狀。例如，圖4A-4C和圖4E說(shuō)明了溝槽235的各種形狀及在溝槽235內(nèi)引導(dǎo)光纖236的方法。圖4A說(shuō)明了沿著圖3的截面線(xiàn)4A-4A所作的、但包括上部構(gòu)件234及適合將上部構(gòu)件234粘接于下部構(gòu)件232的粘接材料448的局部放大截面圖。如圖所示，溝槽235的橫截面形狀可以大致為矩形。然而，也可以使用其它的橫截面形狀，例如半圓形、梯形、或類(lèi)似的形狀。溝槽235可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工手段(例如激光機(jī)械加工、磨料水射流切割、使用金剛石工具研磨或銑削、及類(lèi)似手段)形成在下部構(gòu)件232中。溝槽235的寬度可以大于光纖236的寬度，使得光纖236可以不承受由于熱膨脹不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)力。例如，溝槽235的寬度可以比在溝槽235內(nèi)被引導(dǎo)的光纖236或光纖236組(例如捆束)的外部尺寸寬約1mm或更大。例如，溝槽235的尺寸可以介于約1mm和3mm寬之間，并且深度可以介于約1mm和3mm之間。也可以使用其它的尺寸。

溝槽235的數(shù)量可以總計(jì)20個(gè)或更多，而且在一些實(shí)施方式中介于約50個(gè)和500個(gè)之間，例如當(dāng)單個(gè)光纖236被接收在每個(gè)溝槽中時(shí)。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)多個(gè)光纖236被接收在每個(gè)溝槽235中時(shí)，可以設(shè)置介于約5個(gè)和約50個(gè)之間的溝槽235。因此，根據(jù)設(shè)計(jì)，例如可以設(shè)置介于約5個(gè)和約500個(gè)之間的溝槽?？梢詫⑼繉邮┘佑谝粋€(gè)或多個(gè)溝槽235的內(nèi)部，以改良光吸收。例如，可以使用適用于高溫工作的黑色高溫涂層。

在一些實(shí)施方式中，阻障層450可以被設(shè)置在光纖236和粘接材料448之間。例如，在圖4A-4C中，阻障層450可以被設(shè)置在溝槽235內(nèi)或上并沿光纖236的長(zhǎng)度。在圖4B中，阻障層450可以被設(shè)置在溝槽235中，而且可以是可沿著光纖長(zhǎng)度松散地包圍光纖236的材料的護(hù)套或套筒。在圖4E中，阻障層450可以是包圍光纖236的至少一部分的粉末。所述粉末可以是碳化硅粉末材料。阻障層450可以是防止粘接材料448(可以是銅焊箔或玻璃料或類(lèi)似物)與光纖236接觸的任何適當(dāng)材料。這允許光纖236在下部構(gòu)件232變熱時(shí)在溝槽235中縱向移動(dòng)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，阻障層450可以是紡織的、編織的、或纖維陶瓷布或紙?？梢允褂闷渌牟牧希绮ＡЮw維或粉末陶瓷，例如粉末狀碳化硅?？梢詫⑵渌m當(dāng)?shù)母邷夭牧鲜褂糜谧枵蠈?50。根據(jù)所使用的構(gòu)造，可以使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)粘合劑將阻障層450及/或光纖236粘著于溝槽235，或?qū)⒆枵蠈?50粘著于溝槽235或高于溝槽235之處。例如，在一些實(shí)施方式中，可以使用紫外線(xiàn)(UV)固化環(huán)氧粘合劑在溝槽235中固定光纖236。也可以使用紫外線(xiàn)(UV)固化環(huán)氧粘合劑來(lái)固定阻障層450。所需的是，有機(jī)粘合劑在基板溫度控制設(shè)備130的后續(xù)處理或操作過(guò)程中被熱移除。也可以使用將光纖236固定在溝槽235中的其它手段。例如，在溝槽235內(nèi)可以通過(guò)夾子將光纖236保持就位，所述夾子例如由高溫金屬(例如鉻鎳鐵合金Inconel 750)形成的金屬夾或彈簧。在其它實(shí)施方式中，可以通過(guò)被插入個(gè)別光纖236上方的塑膠管道將光纖236保持就位。管道可以由聚四氟乙烯(PTFE)制成，PTFE可以在約400℃和約500℃的溫度下熱解。在一些實(shí)施方式中，可以通過(guò)塑膠墊片或通過(guò)熱熔熱塑性粘合劑(hot-melt thermoplastic adhesive)將光纖236保持就位，所述熱熔熱塑性粘合劑例如可購(gòu)自Aremco Products Inc.of Valley Cottage,NY的CRYSTALBOND 555，可以使用熱水將CRYSTALBOND 555從組件移除。在一些實(shí)施方式中，可以使用熱縮管道將光纖236組合成捆束以易于組裝。熱縮管道可以由PTFE構(gòu)成，PTFE可以通過(guò)熱解去除。在一些實(shí)施方式中，例如可以使用由適當(dāng)?shù)母邷亟饘?例如金屬或金屬合金)構(gòu)成的毛細(xì)管道將光纖236引導(dǎo)到溝槽235或在溝槽235內(nèi)引導(dǎo)光纖236。

在圖2和圖3繪示的實(shí)施方式中，光纖236可以作為光纖236的捆束通過(guò)通道244，而且可以被限制或固定在通道244內(nèi)。例如，可以使用通道244內(nèi)提供的封裝材料251封裝光纖236的捆束，例如使用陶瓷粘合劑。一種適當(dāng)?shù)奶沾烧澈蟿┦琴?gòu)自Aremco Products Inc.of Valley Cottage,NY的CERAMACAST 865?？梢允褂闷渌m當(dāng)?shù)姆庋b材料。封裝材料251可以位于通道244的底部、頂部、中間或全部沿著通道244。封裝材料251操作來(lái)使光纖236在通道244中固定就位。在一些實(shí)施方式中，光纖236的捆束可以被限制在套筒及/或金屬毛細(xì)管中?？梢允褂萌魏斡糜谧枵蠈?50的材料中的高溫材料的圓碟形墊片(例如模沖孔的墊片)覆蓋光纖236彎曲進(jìn)入溝槽235的過(guò)渡區(qū)域。阻障層450和過(guò)渡區(qū)域中的墊片可以隔離光纖236免于與粘接材料448接觸。

上部構(gòu)件234可以被設(shè)置在下部構(gòu)件232上方，而且可以包含上部支撐主體234B，上部支撐主體234B可以具有圓碟的形狀。上部構(gòu)件234也可以是一種陶瓷材料，例如氮化鋁(AlN)陶瓷，就像下部構(gòu)件232那樣。光纖236可以被鋪設(shè)在溝槽235中并橫向延伸，以加熱上部構(gòu)件234的各個(gè)下側(cè)部分?？梢允褂眠m當(dāng)?shù)恼辰硬牧?48，例如金屬銅焊膜或玻璃料，以將上部構(gòu)件234和下部構(gòu)件232粘接在一起。在粘接之前插入光纖236的一些實(shí)施方式中，可以使用玻璃料或金屬銅焊來(lái)將上部構(gòu)件234結(jié)合于下部構(gòu)件232。一種可能的銅焊是通過(guò)使用可以在約850℃的溫度焊接的銅-銀焊料。在另一個(gè)實(shí)例中，可以使用玻璃料粉末。玻璃料粉末可以通過(guò)添加填充劑及調(diào)整玻璃化學(xué)品來(lái)調(diào)整，以匹配用于上部構(gòu)件234和下部構(gòu)件232的陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)，并提供適當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)。粘接材料448的粘接厚度可以介于例如約0.3mm至約0.5mm之間。

在一些實(shí)施方式中，基板溫度控制設(shè)備130的徑向邊緣可以包括耐蝕刻材料形成的保護(hù)層256。保護(hù)層256可以由任何能夠抵抗存在于處理腔室106B內(nèi)的氣體或其它材料的蝕刻的材料制成。例如，保護(hù)層256可以是氧化釔(Yttria)材料，氧化釔可以通過(guò)噴涂處理工藝(例如等離子體噴涂)施加?？梢允褂闷渌m當(dāng)?shù)氖┘犹幚砉に?。保護(hù)層256可以為粘接材料448的層提供保護(hù)，尤其是免于來(lái)自處理腔室106B中可能使用的氟基清潔化學(xué)品的侵蝕。

上部構(gòu)件234可以包括嵌入其中的熱元件242。在一些實(shí)施方式中，熱元件242可以提供單區(qū)加熱或雙區(qū)加熱，而且可以被垂直構(gòu)造在光纖236位置的上方，或在一些實(shí)施方式中在光纖位置的下方。熱元件242可以提供大多數(shù)的熱，而由光纖236提供的基于光的加熱則提供局部的加熱補(bǔ)充，以提供鄰近光纖236的終端位置的局部溫度調(diào)整的能力。

在圖1-2繪示的實(shí)施方式中，光控制器126可以是具有處理器、存儲(chǔ)器、及外圍部件的任何適當(dāng)控制器，適合執(zhí)行閉環(huán)控制或其它適當(dāng)控制方案，并控制從光源陣列125的各個(gè)光源238發(fā)出的光功率(例如瓦特)。至少一些光源238被耦接到光纖236并提供光功率(例如紅外線(xiàn)能量)到光纖236。光纖236可被排列成捆束(如圖所示)，而且可以在被引導(dǎo)到下部構(gòu)件232時(shí)在長(zhǎng)度至少一部分之上包括保護(hù)性護(hù)套252。在一些實(shí)施方式中，保護(hù)性護(hù)套252可以是柔性不銹鋼管。也可以使用其它適當(dāng)?shù)淖o(hù)套材料。

光纖236可以包括任何適當(dāng)?shù)墓饫w類(lèi)型，例如漸變折射率光纖(graded-index optical fiber)、階變折射率單模光纖(step-index single mode optical fiber)、多模光纖(multi-mode optical fiber)、或甚至光子晶體光纖(photonic crystal optical fiber)?？梢允褂帽憩F(xiàn)出相對(duì)高抗彎曲性的光纖236。也可以使用數(shù)值孔徑(NA)相對(duì)高的光纖，例如NA大于約0.1、大于約0.2、或甚至大于約0.3?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)數(shù)量的光纖236，例如20條或多于20條、50條或多于50條、100條或多于100條、200條或多于200條、300條或多于300條、400條或多于400條、甚至多達(dá)500條或多于500條。光纖236的終端可以位于上部構(gòu)件234的上表面下方約0.125英寸(約3.2mm)至約0.5英寸(12.3mm)之間。其它垂直位置也是可能的。

一個(gè)使用277條耦接到10W光源238的光纖236的實(shí)例(其中溝槽235中的光纖236的終端位于上部構(gòu)件234的上表面下方0.325英寸(8.3mm)處)提供相對(duì)均勻的基于光的加熱。光纖236可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)耦接手段耦接到各個(gè)光源238。

如圖4A所示，光纖236可以各自在外表面上包括金屬膜453。根據(jù)操作溫度，可以將鋁、銅或金用于金屬膜453。在約650℃的溫度下，可以將金用于金屬膜453。例如，金屬膜453可為約15微米厚?？梢允褂闷渌暮穸?。

在保護(hù)性護(hù)套252中從光源陣列125延伸到下部構(gòu)件232的光纖236可以包含標(biāo)準(zhǔn)涂布聚合物的光纖(例如丙烯酸酯或丙烯酸酯-環(huán)氧聚合物涂層)。光纖236可以例如在過(guò)渡支柱232T下方的點(diǎn)接合到涂布聚合物的光纖。

在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)光源238C可以由傳感器光纖254耦接到控制傳感器255，例如光接收器(例如光二極管)。每個(gè)光源238可以是激光二極管，例如單發(fā)射器二極管(single emitter diode)。激光二極管可以具有任何適當(dāng)?shù)妮敵霾ㄩL(zhǎng)范圍，例如介于約915nm和約980nm之間。也可以使用其它的輸出范圍。輸出功率可被調(diào)整到介于約0W至約10W之間。然而，也可以使用更高功率的二極管(例如大于10W)。激光二極管可以包括具有例如105或110微米芯徑(corediameter)的光纖輸出。例如，可以使用來(lái)自IPG Photonics of Oxford,MA的型號(hào)PLD-10?？梢蕴娲厥褂闷渌?lèi)型的光源238。依據(jù)實(shí)施方式，可以使用數(shù)量介于約20個(gè)和約500個(gè)之間的光源238。如圖所示，光源238可以靜置在共用的散熱器459上或與散熱器459熱接合，散熱器459可以被冷卻源462冷卻(例如液體冷卻)到介于約20℃和約30℃之間。冷卻源462可以是例如冷卻水源。也可以使用其它類(lèi)型的冷卻源462。

在控制光源238C的相關(guān)輸出(例如光強(qiáng)度或熱產(chǎn)生)上可以使用控制傳感器255來(lái)提供反饋給光控制器126?？蛇x地或另外地，并且如圖4D所示，一個(gè)或多個(gè)光溫度傳感器458可以被設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)溝槽235中并被耦接到溫度測(cè)量系統(tǒng)460，以能夠監(jiān)測(cè)基板溫度控制設(shè)備130的內(nèi)側(cè)部分的局部溫度。例如，光溫度傳感器458可以是耦接到分光計(jì)的光纖布拉格光柵，所述分光計(jì)可以是溫度測(cè)量系統(tǒng)460。可以使用光纖多工器(fiber multiplexer)或其它類(lèi)似的部件來(lái)將多個(gè)光溫度傳感器458連接到單個(gè)分光計(jì)。光溫度傳感器458也可以由其它適當(dāng)?shù)氖侄螌?shí)現(xiàn)，例如經(jīng)由將光纖的尖端嵌入適當(dāng)?shù)恼澈蟿┎牧?例如可從Aremco Products Inc.of Valley Cottage,NY購(gòu)得的CERAMACAST 865)中并測(cè)量由所述材料發(fā)射的熱輻射。熱測(cè)量可以借助將光纖耦接到銦鎵砷光二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。耦接到光溫度傳感器458的光纖也可以被放在溝槽235中?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)臏囟葴y(cè)量系統(tǒng)460來(lái)查詢(xún)光溫度傳感器458。溫度測(cè)量系統(tǒng)460可以與溫度控制器128及/或光控制器126對(duì)接以提供溫度反饋?？蛇x地或另外地，也可以使用通過(guò)其它方法的熱反饋，例如在基板溫度控制設(shè)備130上的兩個(gè)或多個(gè)電阻溫度探測(cè)器(Resistance Temperature Detector，RTD)。

每個(gè)光源238可被單獨(dú)控制，并被從低或零級(jí)光功率輸出調(diào)整到高或最大級(jí)的光功率輸出。各光源238為了控制在有限的點(diǎn)(像素)的溫度而可被單獨(dú)控制，或各光源238可被以光纖組集體控制，從而控制基板溫度控制設(shè)備130的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的溫度。如圖4F所示，光纖236可以被設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)形成在下部構(gòu)件232中的溝槽235中。一個(gè)或多個(gè)光纖236可以端接于漫射器457。漫射器457能夠使透射光被分散在比光纖236末端的表面區(qū)域更大的表面區(qū)域上。漫射器457可以是透明或半透明的管，例如含有熔融二氧化硅的管，其中光纖236的末端可以被插入或以其它方式拼接至所述管。可以使用其它適當(dāng)?shù)穆淦餮b置。圖4G說(shuō)明了另一個(gè)實(shí)施方式，其中光纖236被接收在形成于上部構(gòu)件234中的溝槽235中。本文所述的任何系統(tǒng)皆可以通過(guò)光纖236被接收在形成于上部構(gòu)件234或下部構(gòu)件232任意一種構(gòu)件中的溝槽235中的方式來(lái)實(shí)施。

可以實(shí)施任何適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂圃?。在一種控制構(gòu)想中，可以尋求在基板240的上表面各處高度均勻的溫度分布。在另一種構(gòu)想中，可能需要故意不均勻的溫度分布(例如在基板240的邊緣更熱或更冷)。依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，依據(jù)取決于光控制器126實(shí)施的控制原理的發(fā)明構(gòu)想，可以視需要提供每種溫度曲線(xiàn)。因此，本發(fā)明的一些實(shí)施方式可以提供方位上的溫度變化。

現(xiàn)在參照?qǐng)D5，包括多個(gè)溝槽535的下部構(gòu)件532的另一個(gè)實(shí)施方式被圖示出，多個(gè)溝槽535被形成在一個(gè)圖案中并互連到通道544。預(yù)測(cè)量長(zhǎng)度的光纖(圖中未表示)可以以捆束方式被饋送通過(guò)通道544，并被引導(dǎo)且就位(例如鋪設(shè)并至少暫時(shí)粘著)在多個(gè)溝槽535中。多個(gè)溝槽535可以被設(shè)置在包括至少一些徑向輻條535S的圖案中。徑向輻條535S可以從通道544或通道544附近發(fā)散并從通道544徑向向外延伸。在一些實(shí)施方式中，徑向輻條535S可以不是直的，但徑向輻條535S上可以包括曲率。在一些實(shí)施方式中，徑向輻條535S可以偏離純粹的徑向方向，而且可以與徑向方向形成高達(dá)60度的角度。六個(gè)徑向輻條535S被圖示出，但也可以使用數(shù)量更多或更少的徑向輻條535S。

在另一個(gè)構(gòu)想中，多個(gè)溝槽535可以被設(shè)置在包括一個(gè)或多個(gè)圓形槽部535C的圖案中，圓形槽部535C可以是部分或完整的圓。多個(gè)完整的圓作為圓形槽部535C被表示在圖5中。如圖所示，在一些實(shí)施方式中，圓形槽部535C可以是同心的。八個(gè)圓形槽部535C被圖示出，但也可以使用數(shù)量更多或更少的圓形槽部535C。

如圖5所示，當(dāng)多個(gè)溝槽535包括的圖案具有多個(gè)徑向輻條535S和圓形槽部535C兩者時(shí)，則可以設(shè)置過(guò)渡溝槽535T。過(guò)渡溝槽535T可以具有大于約15mm的半徑，以允許從徑向輻條535S圓滑地過(guò)渡到圓形槽部535C。每個(gè)溝槽535可以端接于槽袋535P(標(biāo)記出幾個(gè))中，而且可以使光纖(圖中未表示)劈開(kāi)到終端端接于槽袋535P內(nèi)的長(zhǎng)度。這有助于精確定位終端。

圖6A說(shuō)明了包括形成在其中的溝槽635的下部構(gòu)件632的另一個(gè)實(shí)施方式的俯視圖。溝槽635包含如圖所示的蛇形路徑，但溝槽的路徑可以具有任意形狀。將溝槽635圖示為被加工在下部構(gòu)件632中。這些溝槽635開(kāi)始于中心附近并在向外移動(dòng)時(shí)相交于期望的“像素”位置。8個(gè)溝槽635被圖示出，但溝槽635的數(shù)量可以更多或更少，這取決于所需“像素”位置的數(shù)量。

如圖6A的局部側(cè)視圖所示，光纖636A、636B、636C等可以在上部構(gòu)件234被粘接于下部構(gòu)件632之后被插入溝槽635中。因?yàn)楣饫w636A、636B、636C等在上部構(gòu)件234粘接于下部構(gòu)件632時(shí)沒(méi)有被安裝，從而可以使用較高溫的粘接處理工藝(例如擴(kuò)散粘接處理工藝)。擴(kuò)散粘接在高于光纖的熔化溫度(約1600℃)的約1800℃下進(jìn)行，而且可以提供較高的粘接強(qiáng)度。金屬毛細(xì)管可被從下部構(gòu)件632的底部插入并與溝槽635相交。這些毛細(xì)管提供管道來(lái)幫助引導(dǎo)光纖組件665進(jìn)入溝槽635。毛細(xì)管可以通過(guò)適當(dāng)?shù)母邷卣澈蟿┱持谙虏繕?gòu)件632。

在粘接之后插入光纖636A、636B、636C等的一些實(shí)施方式中，可以使用如上討論的玻璃料或活性金屬銅焊來(lái)將上部構(gòu)件234結(jié)合于下部構(gòu)件632。

為了在粘接之后實(shí)現(xiàn)插入溝槽635中，可以將多個(gè)光纖(例如圖示的光纖636A、636B、636C)捆綁成如圖6B所示的纖維組件665，這些光纖可以是如先前所述覆有金屬膜(例如覆有金膜)的光纖。纖維組件665可以包括芯668，芯668可以包括具有指引構(gòu)件670的推進(jìn)線(xiàn)669，例如指引構(gòu)件670形成在推進(jìn)線(xiàn)669上的球形塑膠頂端?？梢允褂闷渌?lèi)型的指引構(gòu)件670。這個(gè)芯668提供剛性和指引能力，以將纖維組件665穿入溝槽635中。

將光纖636A、636B、636C圖示為被捆綁在推進(jìn)線(xiàn)669周?chē)?，且光纖636A、636B、636C的終端沿著纖維組件665的長(zhǎng)度交錯(cuò)。可以使用熱縮管672(以虛線(xiàn)表示)來(lái)將纖維組件665的部件固定在一起。可以使用其它手段(例如適當(dāng)?shù)恼澈蟿?來(lái)將纖維組件665捆綁在一起。

推進(jìn)線(xiàn)669可以由適合在高溫(例如約650℃)操作的高溫合金制成，例如由鎳鉻鐵合金Inconel 600制成。推進(jìn)線(xiàn)669可以是鍍金的，從而將激光能量反射回到上部構(gòu)件234(圖中未表示)和下部構(gòu)件632的周?chē)沾刹牧?。熱縮管672和指引構(gòu)件670可以由PTFE制成，PTFE可以在高溫粘接處理工藝的過(guò)程中或在單獨(dú)的移除處理工藝中被熱解。熱解處理工藝具有完全去除PTFE材料的益處。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，纖維組件665的光纖636A、636B、636C可以包括具有角度的裂縫(例如45度)，以使激光能量射出到一側(cè)。光纖636A、636B、636C具有角度的裂縫指向的方向可以不受控制。每個(gè)單獨(dú)的光纖636A、636B、636C可以指向上、向下或指到側(cè)邊。三個(gè)光纖(例如光纖636A、636B、636C)被表示在繪示的實(shí)施方式中。然而，約2條至約50條光纖、或甚至2條至一百條光纖可以被包括在每個(gè)光纖組件665中。在每個(gè)光纖組件665中具有約5條至約20條光纖可能是較佳的。

如圖6A所示的熱溫度控制設(shè)備的下部構(gòu)件632沿著每個(gè)溝槽635具有132個(gè)以約1英寸(約25mm)為間隔的像素。在每個(gè)溝槽635上被表示的點(diǎn)說(shuō)明當(dāng)圖6B的纖維組件665完全插入溝槽635時(shí)沿著每個(gè)溝槽635的光纖(636A、636B、636C等)的終端位置?？梢允瓜袼氐臄?shù)量更多或更少。纖維組件665可以被插入并穿透到相應(yīng)溝槽635中的正確深度，例如使得光纖組件665的末端位于溝槽635的末端?？梢允褂闷渌m當(dāng)?shù)睦w維組件665和組裝方法。

本文中將參照?qǐng)D7描述例如在電子器件處理系統(tǒng)(例如電子器件處理系統(tǒng)100)內(nèi)處理基板的方法。方法700包括，在步驟702，提供基板溫度控制設(shè)備(例如基板溫度控制設(shè)備130)，所述基板溫度控制設(shè)備包括下部構(gòu)件(例如下部構(gòu)件232、532、632)、鄰近所述下部構(gòu)件的上部構(gòu)件(例如上部構(gòu)件234)、及多個(gè)在溝槽(例如溝槽235、535、635)中橫向延伸的光纖(例如光纖236、636A、636B、636C)?？梢栽趯⑸喜繕?gòu)件粘接于下部構(gòu)件之前或之后將光纖安裝在溝槽中。

方法700進(jìn)一步包括，在步驟704，控制提供到多條光纖中的至少一些光纖的光強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)上部構(gòu)件的基于光的溫度控制。當(dāng)然，上部構(gòu)件的溫度控制還控制與之熱接觸的基板(例如基板240)的溫度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，方法700可以進(jìn)一步包含通過(guò)耦接的溫度單元(例如溫度單元122)和熱元件(例如熱元件242)加熱基板溫度控制設(shè)備。

控制基板240的溫度的方法700可以包括提供溫度反饋，例如經(jīng)由使用嵌入在一個(gè)或多個(gè)溝槽235、535、635中的光傳感器(例如光傳感器)提供溫度反饋。在一些實(shí)施方式中，可以使用大量的嵌入光傳感器。在其它實(shí)施方式中，可以采用基于模型的控制和數(shù)量較少的溫度傳感器。用于控制光纖236的控制方法可以基于來(lái)自處理腔室(例如處理腔室106B)中進(jìn)行的處理工藝的反饋來(lái)調(diào)整，例如通過(guò)測(cè)量基板240上的處理結(jié)果。

前面的描述僅公開(kāi)了本發(fā)明的例示實(shí)施方式。落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的上述設(shè)備、系統(tǒng)、及方法的修改對(duì)于所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的。因此，雖然已結(jié)合例示的實(shí)施方式來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，其它的實(shí)施方式也可能落入本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍由以下所附權(quán)利要求書(shū)界定。