(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部、
前記基部の近位の熱接触部材、及び
光による加熱を提供するように適合された、前記基部と前記熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバ
を含む、基板温度制御装置。
【請求項２】
前記複数の光ファイバが、前記熱接触部材と前記基部との間で複数の径方向位置で終端している、請求項１に記載の基板温度制御装置。
【請求項３】
前記基部が熱的制御を含む、請求項１に記載の基板温度制御装置。
【請求項４】
前記複数の光ファイバが、前記基部を貫通する通路を通って、前記基部と前記熱接触部材との間の空間に入る、請求項１に記載の基板温度制御装置。
【請求項５】
前記複数の光ファイバが、前記基部に取り付けられたフェルールを通過している、請求項１に記載の基板温度制御装置。
【請求項６】
前記複数の光ファイバが、マルチルーメン延長部を通って、前記基部と前記熱接触部材との間の空間に入る、請求項１に記載の基板温度制御装置。
【請求項７】
前記基部と前記熱接触部材との間に配置された中間部材を含む、請求項１に記載の基板温度制御装置。
【請求項８】
前記基部と前記熱接触部材との間に配置された中間部材、及び、前記中間部材と前記基部との間の第１の接合層を含む、請求項１に記載の基板温度制御装置。
【請求項９】
前記第１の接合層が、セラミックがロードされたエラストマを含む、請求項８に記載の基板温度制御装置。
【請求項１０】
前記中間部材と前記熱接触部材との間の第２の接合層を含み、前記複数の光ファイバが、前記中間部材と前記熱接触部材との間で横方向に延びている、請求項８に記載の基板温度制御装置。
【請求項１１】
前記第２の接合層が、セラミックエポキシと、セラミックがロードされたエラストマとを含む、請求項１０に記載の基板温度制御装置。
【請求項１２】
前記複数の光ファイバがセラミックエポキシに封入されている、請求項８に記載の基板温度制御装置。
【請求項１３】
基板温度制御システムであって、
基部、熱接触部材、及び、前記基部と前記熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバを含む、基板温度制御装置と、
前記複数の光ファイバのうちの少なくとも幾つかに連結された複数の光源と、
前記複数の光ファイバにおける光の強度を制御するように適合された光コントローラとを含む、光加熱システム、並びに
前記基板温度制御装置に連結され、前記複数の光ファイバにおける前記光の強度を制御することにより提供される温度制御に加えて、温度制御を提供するように適合された、温度ユニット
を含む、基板温度制御システム。
【請求項１４】
電子デバイス処理システムであって、
基板に対する処理を実行するように適合された、処理チャンバと、
前記処理チャンバ内の基板温度制御装置であって、基部、前記基板と熱的に接触するように適合された熱接触部材、及び、前記基部と前記熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバを含む、基板温度制御装置と、
前記複数の光ファイバに連結され、前記複数の光ファイバ中の光の強度を制御して、前記熱接触部材の温度制御を提供するように適合された、温度コントローラと
を含む、電子デバイス処理システム。
【請求項１５】
基板処理方法であって、
基部、前記基部の近位の熱接触部材、及び、前記基部と前記熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバを含む、基板温度制御装置を提供することと、
前記複数の光ファイバのうちの少なくとも幾つかに供給される光の強度を制御して、前記熱接触部材の光による温度制御を達成することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本発明は、２０１４年６月９日出願の「SUBSTRATE TEMPERATURE CONTROL APPARATUS INCLUDING OPTICAL FIBER HEATING, SUBSTRATE TEMPERATURE CONTROL SYSTEMS, ELECTRONIC DEVICE PROCESSING SYSTEMS, AND METHODS」と題する米国特許出願第１４／２９９，８５０号（代理人整理番号２１７７０／ＵＳＡ）に関連するものであり、且つその優先権を主張し、その全体はあらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、電子デバイス製造での使用に適合した装置に関し、より詳細には、処理中の基板の温度を制御する装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来型の電子デバイス製造システムは、一又は複数の処理チャンバを含み得る。幾つかのシステムでは、移送チャンバ及び一又は複数のロードロックチャンバを有するメインフレームハウジングの周囲に、一又は複数の処理チャンバが配置され得る。そのようなシステムは、処理チャンバに挿入された基板（例えば、ウエハ）に処理を実施し得る一又は複数の処理チャンバを用い得る。処理は、堆積、エッチング、洗浄、又は他の処理を含み得る。処理中、ウエハは、ペデスタル、プラテン、又は他の支持体上に載置され、処理中に１回又は複数回加熱され得る。幾つかの実施形態では、抵抗ヒータから熱が供給され得る。他の実施形態では基板をプラズマに晒すことで熱が供給され得る。プラズマの場合、ペデスタル（「静電チャック」又は「プラテン」と称されることもある）が、冷却部（例えば、プラテン基部内の冷却通路）を含み得、且つその他の電気的要素も含み得る。しかしながら、基板上の温度が少しでもばらつくと、基板の処理に格差（例えば、エッチング、堆積、洗浄、又は他の処理での格差）が生じ得ることに留意すべきである。従って、処理中の温度制御の正確性を向上させることが求められている。
【０００４】
かくして、基板処理における基板温度制御が向上したシステム、装置、及び方法が望まれる。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、基板温度制御装置が提供される。基板温度制御装置は、基部、基部の近位の熱接触部材、及び、光による加熱を提供するように適合された、基部と熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバ、を含む。
【０００６】
別の態様では、基板温度制御システムが提供される。基板温度制御システムは、基部、熱接触部材、及び基部と熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバを含む、基板温度制御装置と、複数の光ファイバのうちの少なくとも幾つかに連結された複数の光源と、複数の光ファイバにおける光の強度を制御するのに適合した光コントローラとを含む、光加熱システム、並びに、複数の光ファイバにおける光の強度を制御することにより提供される温度制御に加えて、温度制御を提供するのに適合した、基板温度制御装置に連結された温度ユニット、を含む。
【０００７】
別の態様では、電子デバイス処理システムが提供される。電子デバイス処理システムは、基板に対し処理を実行するのに適合した処理チャンバと、処理チャンバ内の基板温度制御装置であって、基部、基板と熱的に接触するように適合されたた熱接触部材、及び基部と熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバを含む、基板温度制御装置と、複数の光ファイバに連結されて、複数の光ファイバにおける光の強度を制御して熱接触部材の温度制御を提供するように適合された、温度コントローラと、を含む。
【０００８】
更に別の態様では、基板処理方法が提供される。本方法は、基部、基部の近位の熱接触部材、及び、基部と熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバを含む、基板温度制御装置を提供すること、並びに、複数の光ファイバのうちの少なくとも幾つかに供給される光の強度を制御して、熱接触部材の光による温度制御を達成することを含む。
【０００９】
本発明の上記の実施形態及び他の実施形態により、多数の他の態様が提供される。本発明の実施形態の他の特徴及び態様は、以下の詳細説明、付随する特許請求の範囲、及び添付図面から、より網羅的に明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態による、光ファイバ加熱を含む電子デバイス処理システムの概略上面図である。
【図２】実施形態による、光ファイバ加熱を含む基板温度制御システムの概略部分断面側面図である。
【図３】実施形態による基板温度制御装置の一部分の概略上面図である（光ファイバの配置を示すために熱接触部材が取り除かれている）。
【図４】実施形態による基板温度制御装置の一部分（光ファイバの配置を示すために熱接触部材が取り除かれている）、及び複数の光ファイバ束の進入位置の概略上面図である。
【図５】実施形態による、基板温度制御装置において光ファイバを方向付けるのに用いられるフェルールの斜視図である。
【図６】実施形態による、基板温度制御装置内で光ファイバを通すのに用いられるマルチルーメン延長部の斜視図である。
【図７】実施形態による、中間部材及び光ファイバ加熱を含む基板温度制御システムの概略部分断面側面図である。
【図８】実施形態による基板の処理方法のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
電子デバイス製造システムにおいて、基板の非常に精密な温度処理が望まれ得る。具体的には、既存のシステムでは、ＦＯＵＰとロードロックとの間で、次いで、処理が行われる一又は複数の処理チャンバから、また一又は複数の処理チャンバへと、基板が移送され得る。そのような電子デバイス製造システムは、処理が行われている間の温度制御を含み得るか、又は幾つかの実施形態では冷却を含み得る。区域に分けた加熱を利用した様々な方法が用いられている。しかしながら、そのようなシステムでは十分な制御が欠けていることがあり得る。
【００１２】
本発明の一又は複数の実施形態により、改良された基板温度制御を提供するよう適合された電子デバイス処理システムが提供される。本明細書に記載のシステム及び方法は、基板温度を熱的に制御するよう適合された、温度制御されたプラットフォームを提供することにより、改良された温度制御を提供し得る。温度制御プラットフォームは、横方向に延び、プラットフォーム内の位置で終端する複数の光ファイバを含み得、複数の光ファイバは、個別に又は区域ごとに制御可能な熱源を提供するために用いられ得る。
【００１３】
例示的な温度制御プラットフォーム装置及び本発明の他の実施形態の詳細を、図１〜８を参照して記載する。
【００１４】
図１は、本発明の一又は複数の実施形態による、光ファイバ加熱を含む電子デバイス処理システム１００の例示的な実施形態の概略上面図である。電子デバイス処理システム１００は、移送チャンバ１０２を画定するハウジング壁を有するメインフレームハウジング１０１を含み得る。壁は、側壁、床、及び天井を含み得る。少なくとも部分的に移送チャンバ１０２内に、ロボット１０３（点線の円で示す）が収容され得る。ロボット１０３は、ロボット１０３の可動アームの作動により、基板を目標位置に配置するか又は目標位置から取り出すよう、構成され且つ適合され得る。本書で使用する「基板」とは、シリカ含有ウエハもしくは物品、パターニングされたシリコンウエハもしくは物品などの、電子デバイス又は回路構成要素の作製に用いられる物品を意味する。しかしながら、本明細書に記載の装置及びシステムは、基板の温度制御が望まれる限り広範囲の用途を有していてもよい。本発明の実施形態は、制御された加熱及び／又は制御された冷却の両方に有用であり得る。
【００１５】
図示の実施形態で、ロボット１０３は、移送チャンバ１０２に連結され移送チャンバ１０２にアクセス可能な様々なチャンバに対して機能するのに適合した、任意のタイプのロボットであってよい。ロボット１０３は、水平多関節ロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）ロボットであるか、又は他の適切なロボットであり得る。例えば国際公開第ＷＯ２０１００９０９８３号に記載のもののような他のタイプのロボットが使用されてもよい。
【００１６】
ロボット１０３の様々なアームの動きは、ロボットコントローラ１０４から命令される通りに、ロボット１０３の複数の駆動モータを包含する駆動アセンブリ（図示せず）への適切な命令によって制御され得る。ロボットコントローラ１０４からの信号によりロボット１０３の様々な構成要素の動きが引き起こされ、基板が処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃと一又は複数のロードロックチャンバ１１０Ｃとの間で移動される。位置エンコーダなどの様々なセンサ等によって、適切なフィードバック機構が構成要素のうちの一又は複数にもたらされ得る。幾つかの実施形態で、ロボット１０３は、移送チャンバ１０２内のほぼ中心に位置し得る肩軸の周りで回転可能なアームを含み得る。ロボット１０３は、移送チャンバ１０２の下部を形成するハウジング１０１の壁（例えばフロア）に取り付けられるよう適合された基部を含み得る。しかしながら、ロボット１０３が天井に取り付けられる実施形態もあり得る。
【００１７】
ロボット１０３のアームの回転は、従来型の可変リラクタンス又は永久磁石の電気モータなどの、任意の適切な駆動モータによってもたらされてよい。アームは、ハウジング１０１に対してＸ−Ｙ平面（図示）で回転するよう適合され得る。基板を運ぶよう適合された、任意の適切な数のアーム構成要素及びエンドエフェクタ（「ブレード」と称されることもある）が使用されてよい。
【００１８】
更に、幾つかの実施形態では、ロボット１０３の駆動アセンブリがＺ軸の運動能力を含み得る。詳細には、モータハウジングの外側ケーシングに対する回転が、動作制限器によって制限され得る。動作制限器は、２つ以上の線形軸受、又は、外側ケーシングに対するモータハウジングの回転を制約するよう機能するが垂直方向に沿ったアームのＺ軸（垂直）の動きを可能にする、他のタイプの軸受又は摺動機構であり得る。幾つかの実施形態では、適切なシーリング部材がモータハウジングと基部との間を封止することにより、垂直の動きに適応し且つ移送チャンバ１０２内の真空を保持し得る。
【００１９】
図示の実施形態で、移送チャンバ１０２は、移送チャンバ１０２に連結され且つ移送チャンバ１０２からアクセス可能な、一又は複数の処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃを有し得る。処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃはハウジング１０１のファセットに連結され、処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃの各々は、ロボット１０３によって送達された基板に適切な処理を行うように構成され且つ動作可能であり得る。処理は、ＰＶＤもしくはＣＶＤ、エッチング、アニーリング、洗浄、前洗浄、酸化物除去などの任意の適切な処理であってよい。処理チャンバ内の基板に、他の適切な処理が実施され得る。処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃ内で行われる処理のうちの一又は複数は、本発明の一態様による温度制御を含み得る。
【００２０】
電子デバイス処理システム１００内で、基板はファクトリインターフェース１０８から、且つ移送チャンバ１０２を出てファクトリインターフェース１０８へと、ロードロック装置１１０を介して受け取られ得る。ファクトリインターフェース１０８は、ファクトリインターフェースチャンバ１０８Ｃを形成する壁を有した任意のエンクロージャであってよく、ファクトリインターフェースチャンバ１０８Ｃには、幾つかの表面に一又は複数のロードポート１１２が設けられて、一又は複数の基板キャリア１１４（例えば、前面開口一体型ポッドすなわちＦＯＵＰ）を前面などで受ける（例えばドッキングする）ように構成され適合されている。
【００２１】
ファクトリインターフェース１０８は、ファクトリインターフェースチャンバ１０８Ｃ内に、従来型の構造の適切なロード／アンロードロボット１１６（点線で示す）を含み得る。ロード／アンロードロボット１１６は、基板を一又は複数の基板キャリア１１４内部から取り出し、該基板をロードロック装置１１０一又は複数のロードロックチャンバ１１０Ｃに供給するように構成され且つ動作し得る。
【００２２】
幾つかの実施形態で、一又は複数の熱的要素２４２（例えば、抵抗性の要素）に連結された温度ユニット１２２（図２）が光ファイバ加熱と組み合わせて用いられ、基板温度を所望の温度に制御し得る。
【００２３】
光ファイバ加熱を用いたそのような温度制御は、処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃのうちの一又は複数に含まれてよい。任意選択的に、或いは付加的に、幾つかの実施形態では、ＳＷＬＬ（例えば単一ウエハロードロック）であり得るロードロック装置１１０が温度制御を含んでいてもよい。従って、幾つかの実施形態では、光ファイバ加熱が、処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃのうちの一又は複数に、且つロードロック装置１１０にも含まれ得る。一又は複数の他の実施形態では、光ファイバ加熱が処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃのうちの一又は複数に含まれ得るがロードロック装置１１０には含まれない。他の実施形態では、光ファイバ加熱がロードロック装置１１０に含まれ得るが処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃのうちの一又は複数には含まれない。
【００２４】
温度制御は基板温度制御システム１２０によって提供され得る。基板温度制御システム１２０は、電子デバイス処理システム１００の副部品であり得る。基板温度制御システム１２０は温度ユニット１２２を含み得る。温度ユニット１２２は、熱的要素２４２（例えば、抵抗加熱要素又は熱的通路）に連結され、チャンバ（例えば、処理チャンバ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ及び／又はロードロックチャンバ１１０Ｃ）のうちの一又は複数に対する温度制御（例えば、加熱又は冷却）の主要なソースを構成している。幾つかの実施形態で、光加熱システム１２４は、温度ユニット１２２及び熱的要素との組み合わせで、補完的な加熱システムとして作動し得る。その他の実施形態では、光加熱システム１２４が唯一の加熱システムであり得る。
【００２５】
光加熱システム１２４は、基板温度制御装置１３０に連結された（例えば、光学的に連結された）光源アレイ１２５と、光コントローラ１２６とを含み得る。基板温度制御システム１２０は、チャンバ（例えば、処理チャンバ１０６Ｂ）内で温度制御されている基板の温度を制御するよう作動可能な、温度コントローラ１２８を含み得る。幾つかの実施形態で、温度コントローラ１２８は温度ユニット１２２を制御するように動作可能であり得、光コントローラ１２６とインターフェースし得る。従って、温度コントローラ１２８を用いて光コントローラ１２６及び温度ユニット１２２と通信し、基板温度制御装置１３０と熱的に接触している基板の温度を制御し得る。適切な温度フィードバックが一又は複数の位置から供給され得る。
【００２６】
ここで図２を参照すると、光加熱システム１２４を含む基板温度制御システム１２０がより詳細に示されている。光加熱システム１２４は基板温度制御装置１３０を含み得る。基板温度制御装置１３０は、基板２４０（点線で示す）が載置されるか又は熱的に接触するプラットフォームであり得る。図示のように、基板温度制御装置１３０は、支持構造２３３によって支持され得る基部２３２、基部２３２の近位の熱接触部材２３４、及び、基部２３２と熱接触部材２３４との間で横方向に延びている複数の光ファイバ２３６を含む。本明細書で用いる「横方向に延びている」との表現は、光ファイバの（長さ方向軸に沿った）長さ方向が熱接触部材２３４と基部２３２との間の空間を水平に、熱接触部材２３４の上面の平面に対してほぼ平行であり得る方向に通過していることを意味する。下記から明らかとなるように、光ファイバ２３６を接合層に配置することによって平行から幾分わずかにずれていることがあり得る。
【００２７】
複数の光ファイバ２３６は、光による加熱を提供するよう適合されている。複数の光ファイバ２３６のうちの少なくとも幾つかは、基部２３２と熱接触部材２３４との間で横方向に延びている。複数の光ファイバ２３６は、熱接触部材２３４と基部２３２との間で径方向の複数の位置で終端し得る（例えば図３を参照）。光ファイバ２３６は、束として（例えば、ファイバの群として）基部２３２を通過し、その後曲げられて横方向に延び得る。光加熱システム１２４は光源アレイ１２５を含み得、光源アレイ１２５は、複数の光ファイバ２３６のうちの少なくとも幾つか、好ましくはその大部分か又はすべてに連結された複数の光源２３８を含み得る。光コントローラ１２６は、複数の光ファイバ２３６に供給され且つ運ばれる光の強度を制御するように構成され得る。
【００２８】
作動時、複数の光ファイバ２３６のうちの少なくとも幾つかへと運ばれた光は熱接触部材２３４の局所的な位置を加熱するために用いられる。曲げられて所望の位置に配置された複数の光ファイバ２３６の終端により、熱接触部材２３４の複数の局所的な位置が加熱され得る。幾つかの実施形態で、この局部加熱が、温度ユニット１２２及び熱的要素２４２によって提供される温度制御（加熱又は冷却の何れか）と組み合わされ得る。その他の実施形態では、複数の光ファイバ２３６による局部加熱が、提供される唯一の加熱であってもよい。
【００２９】
例えば、幾つかの実施形態で、温度制御により基板２４０（点線で示す）が、摂氏約３５０度よりも高い、摂氏約４００度よりも高い、摂氏約５００度よりも高い、摂氏約５５０度よりも高い、摂氏約６００度よりも高いか、又は更に高い温度の公称温度まで加熱させられ得る。例えば、幾つかの実施形態で、温度制御により基板２４０（点線で示す）が、摂氏約５００度と摂氏約６５０度との間の公称温度まで加熱させられ得る。幾つかの実施形態で、このような加熱は、一又は複数の処理チャンバ１０６Ａ‐１０６Ｃ内で基板２４０に対して行われ得る。例えば、幾つかの実施形態で、温度制御により基板２４０（点線で示す）が、プラズマ堆積（ＰＥＣＶＤ）の実施形態などで加熱させられ得る。
【００３０】
図２では一例として処理チャンバ１０６Ｂが示されている。しかしながら、このような光ファイバ加熱を含む温度制御が、処理チャンバ１０６Ｂに加えて又は代えて、処理チャンバ１０６Ａ及び／又は１０６Ｃで用いられてもよい。他の形態又はタイプの処理チャンバが光ファイバ加熱を組み込んでいてもよい。更に、幾つかの実施形態では、ロードロック装置１１０内などで、基板２４０がファクトリインターフェース１０８から移送チャンバ１０２内へと通される前に光ファイバ加熱を含むこのような温度制御が提供されてもよい。
【００３１】
光ファイバ加熱は、基板２４０の局所的な様々な径方向位置に制御された加熱を提供するために用いられ得る。本明細書に記載するように、光ファイバ加熱は、他の形態の加熱又は冷却に対する補完として提供されてよい。例えば、複数の光ファイバ２３６の各ファイバが、光ファイバ２３６の終端位置に隣接する、熱接触部材２３４の下側の１つの小領域を局所的に加熱するために用いられ得る。各光ファイバ２３６は、例えば公称から摂氏約＋／−１０度、公称から摂氏約＋／−２０度、又は公称から摂氏約＋／−３０度などの、温度境界間の局所化された温度を調整するために用いられ得る。より高パワー又は低パワーの（出力光の強度がより大きい又は小さい）光源２３８を用いて、温度調整のその他の大きさが達成されてもよい。このようにして、温度制御が光ファイバ加熱によってピクセル式に（ｐｉｘｅｌａｔｅｄ  ｂａｓｉｓ）実施され得る。光ファイバ２３６の幾つかはファイバ終端部においてディフューザを含み得る。ディフューザは、光をディフューザの一又は複数の表面へ向けるか、又はその他の方式で光ファイバ２３６へ戻る光の反射を最小限に抑えるために用いられ得る。
【００３２】
ここで光ファイバ加熱の工程について説明する。例えば、基板２４０の所望の公称温度が摂氏約５５０度であるものの、処理チャンバ１０６Ｂもしくはペデスタルにおける形状的なもしくは熱的なばらつきもしくはその他の相違により、基板２４０のすべての部分にわたってその公称温度を達成することが困難である場合、光加熱システム１２４によって補助的な加熱が提供され得る。一又は複数の実施形態では、いかなる位置でも均一に所望の温度を達成するために、補助的な加熱が光加熱システム１２４によって提供されて局所的な領域を調整し得る。その他の実施形態では、光加熱システム１２４を用いて局所的な領域を調整し、基板２４０上の温度プロファイルを所望通りに提供し得る。幾つかの実施形態では、そのような所望の温度プロファイルが非均一なものであり得る。幾つかの実施形態では光加熱システム１２４が唯一の熱源であってもよい（即ち、温度ユニットが存在しなくてもよい）ことも明らかであろう。そのような実施形態では、光コントローラ１２６が、局所的な領域の温度を調整するために存在し用いられる唯一の温度コントローラである。
【００３３】
より詳細には、基部２３２は、アルミニウム又は窒化アルミニウムなどの熱伝導性の材料であり得るか、又は、一又は複数の熱的要素２４２（例えば、図示の抵抗加熱要素）を含み得るかその他の適切な熱的要素が基部２３２に形成されていてもよい。幾つかの実施形態で、熱的要素２４２は温度ユニット１２２に連結され得、温度ユニット１２２は電力ドライバであり得る。温度コントローラ１２８は、基部２３２の所望の公称温度目標を設定し制御するために用いられ得る。一又は複数の温度センサ２４５が、基板温度制御装置１３０と熱的に接触して、例えば基部２３２に設けられ得る。一又は複数の温度センサ２４５は温度コントローラ１２８に温度フィードバックを提供し得る。
【００３４】
図２及び３に示す実施形態で、基部２３２は、複数の光ファイバ２３６が入る一又は複数の通路２４４を含み得る。複数の光ファイバ２３６は束として通路２４４を通り、基部２３２と熱接触部材２３４との間の空間に入る。リフトピン２３９、温度プローブなどのための他の二次的な通路２３７が含まれてよい。図３で、一又は複数の通路２４４は単一の中央に位置した通路であるが、幾つかの実施形態では複数の通路（例えば、通路４４４Ａ‐４４４Ｄ）が用いられ得る（例えば図４を参照）。基部２３２を通って光ファイバ２３６の束を通すための、他の数の通路２４４が用いられてもよい。一又は複数の通路２４４を通過すると、光ファイバ２３６は、一又は複数の通路２４４を通って入る束（一又は複数）から、（例えば、約９０度の角度に）曲げられて横方向に（例えば、幾つかの実施形態では径方向に）延出し得る。光ファイバ２３６は様々な長さのものであってよく、熱接触部材２３４の下の様々な所望の径方向位置へと横方向に延びていていよい。ファイバを曲げることは、曲げ形状が保持されるようアニールすることを含み得る。
【００３５】
図２及び３に示す実施形態で、光ファイバ２３６は、通路の２４４少なくとも幾つかの部分内で、フェルール２４６を通過し且つこれによって拘束され得る。例えば、フェルール２４６は、通路２４４の底部、上部、又は中部に位置し得る。フェルール２４６は、光ファイバ２３６を分離するためのガイドとして作用し、それらを識別しやすくする。更に、フェルール２４６は、それらが所望の横方向の位置へと規則正しくルーティング（例えば、曲げられるか又はその他の方式で方向付け）され得るよう、基部２３２の上部へと規則正しく延伸させ得る。フェルール２４６は、光ファイバ２３６の束を基部２３２に対して回転的に方向付け得る。
【００３６】
例えば、図５で最もよく示されているフェルール２４６は、フェルール２４６及びそこを通る光ファイバ２３６の束を基部２３２に対して回転的に方向付けるための、一又は複数の方向づけ特徴部２４７（例えば、一又は複数のピン）を含み得る。他の種類の方向付け特徴部を使用してもよい。フェルール２４６はセラミックなどの任意の適切な材料で作製され得る。他の適切な材料を使用してもよい。フェルール２４６は、接合などの任意の適切な方式で基部２３２に取り付けられてよい。幾つかの実施形態でフェルール２４６は、基部２３２中に形成されたポケット内へエポキシ接着剤で接合され得る。フェルール２４６は、光ファイバ２３６のそれぞれを受容するように適合された、複数の長手方向に延びる孔を含み得る。各フェルール２４６には、軸方向に互いに平行な約２０〜約３００個の孔が設けられ得る。他の数の孔が用いられてもよい。
【００３７】
一又は複数の実施形態で、光ファイバ２３６を案内し通過させるために、マルチルーメン（多腔）延長部などの延長部２４８が、基部２３２の上面のより近くに設けられ得る。延長部２４８（例えば、マルチルーメン延長部）は図６に示されている。延長部２４８は、テフロンであるか又は他の適切な材料であり得る。フェルール２４６と同様、延長部２４８は、光ファイバ２３６を運ぶ長手方向の孔を含み得る。孔のうちの一又は複数が、方向付け特徴部２４７を用いることにより延長部２４８をフェルール２４６と位置合わせするために用いられ得る。
【００３８】
光コントローラ１２６は、閉ループもしくはその他の適切な制御方式を実行し、光源アレイ１２５の各光源２３８から発せられる光パワー（例えば、ワット）を制御するのに適合した適切なプロセッサ、メモリ、及び周辺部品を有する任意の適切なコントローラであってよい。光源２３８のうちの少なくとも幾つかは光ファイバ２３６に連結され、光ファイバ２３６に光パワー（例えば、赤外線エネルギー）を提供する。光ファイバ２３６は（図示のように）束状に配置されてよく、長さのうちの少なくとも幾らかを覆う保護シース２５０を含み得る。
【００３９】
光ファイバ２３６は、グレーデッドインデックス光ファイバ、ステップインデックスシングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバ、又はフォトニック結晶光ファイバなどの任意の適切なタイプの光ファイバを含み得る。比較的高い曲げ耐性を有する光ファイバ２３６が用いられ得る。約０．１よりも大きいか、約０．２よりも大きいか、又は約０．３よりも大きい開口数（ＮＡ）などの、比較的高いＮＡのファイバが用いられ得る。幾つかの実施形態では、約０．２２のＮＡが用いられ得る。１００以上、２００以上、３００以上、又はそれ以上などの任意の適切な数の光ファイバ２３６が用いられ得る。光ファイバ２３６は、任意の適切な手段によって光源２３８に連結されてよい。
【００４０】
幾つかの実施形態で、光源２３８のうちの一又は複数は、受光器などのセンサ２５４を制御するために、センサファイバ２５２に連結され得る。各光源２３８はシングルエミッタダイオードなどのレーザダイオードであり得る。レーザダイオードは、例えば約９１５ｎｍ〜約９８０ｎｍなどの任意の適切な出力波長範囲を有し得る。他の出力範囲が用いられてもよい。出力電力は約０Ｗ〜１０Ｗであり得る。しかしながら、更に高い電力のダイオード（例えば、＞１０Ｗ）が用いられてもよい。レーザダイオードは、例えば１０５〜１１０ミクロンの開口を有する光ファイバ出力部を含み得る。例えば、マサチューセッツ州ＯｘｆｏｒｄのＩＰＧ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社によるＰＬＤ‐１０モデルが用いられ得る。代替的に、他のタイプの光源が用いられてもよい。
【００４１】
制御センサ２５４は、制御光源２３８Ｃの出力（例えば、光の強度もしくは熱発生の強度、又は熱発生など）についてのフィードバックを光コントローラ１２６に提供するために用いられ得る。各光源２３８は、低レベル又はゼロレベルの光出力から、高レベル又は最大レベルの光出力まで、個別に制御され得る。各光源２３８は、個別に制御されて、限定されたポイント（ピクセル）での温度を制御し得るか、或いはグループで集合的に制御されて、領域又はゾーンの温度を制御し得る。
【００４２】
任意の適切な温度制御指針が実施されてよい。１つの制御態様では、基板２４０表面全体で高度に均一な温度分布が求められ得る。別の態様では、意図的に非均一な温度分布が望まれ得る。これらはそれぞれ、本発明の態様により、光コントローラ１２６によって実施される制御指針に応じて所望通りに提供され得る。従って、本発明の幾つかの実施形態は、方位角の（ａｚｉｍｕｔｈ）温度変化を提供し得る。
【００４３】
熱接触部材２３４が基部２３２の上に設けられ得、光ファイバ２３６が、基部２３２と熱接触部材２３４との間の空間内に置かれて横方向に延び得る。この空間内で、適切な接合材料が用いられ得る。光ファイバ２３６はこの空間内で、規定された向きで接合され得る。接合材料の１つは、セラミックドーパントを含むシリコーン材料であり得る。他の適切な、熱伝導性且つ柔軟な比較的高温の材料が用いられ得る。熱接触部材２３４は、アルミニウム又は窒化アルミニウムなどのセラミック材料であり得、例えばディスク形状を有し得る。接合材料の接合厚さは、例えば、約０．０１０インチ〜約０．０３０インチ（約０．２５４ｍｍ〜約０．７６２ｍｍ）であり得る。他の接合厚さが用いられてもよい。基部２３２及び熱接触部材２３４が両方ともセラミックである場合、セラミックがロードされたエポキシなどのセラミック接着剤が用いられ得る。
【００４４】
図４は熱接触部材が除去された基板温度制御装置４３０の実施形態を示す。基板温度制御装置４３０は、基部４３２を通って複数の通路４４４Ａ、４４４Ｂ、４４４Ｃ、４４４Ｄが設けられ、光ファイバの束４３６Ａ、４３６Ｂ、４３６Ｃ、４３６Ｄがこれら通路を通り得る。図示の実施形態では４つの通路４４４Ａ、４４４Ｂ、４４４Ｃ、４４４Ｄが示されている。しかしながら、より少ない又はより多い通路が設けられてもよい。光ファイバ４３６Ａ、４３６Ｂ、４３６Ｃ、４３６Ｄは横方向に延び、平面上の様々な位置に位置し得る。
【００４５】
基板温度制御装置７３０の別の実施形態を図７に示す。この実施形態は、先述のものと同様、基部７３２及び熱接触部材７３４を含み、これらの間に複数の光ファイバ７３６が横方向に延びている。図示のように、この実施形態で基部７３２は、複数の流体循環チャネルを有した熱的要素７４２を含み得る。流体循環チャネルは温度制御液体（例えば冷却剤）を含み得る。温度制御液体は温度ユニット７２２から供給されて流体循環チャネルを通って循環し温度ユニット７２２に戻り得る。幾つかの実施形態では、温度制御液体がドレーンに流れ込んでもよい。温度ユニット７２２は、熱接触部材７３４に、そして熱接触部材７３４と熱的に接触している基板２４０に冷却をもたらす。例えば、プラズマ処理（例えば、プラズマエッチング）では、基板２４０を冷却することが望まれ得る。アセンブリが静電チャックとして実施される場合には、静電クランプ電極７３５が熱接触部材７３４に設けられ得る。
【００４６】
図示の実施形態で、基部７３２と熱接触部材７３４との間に中間部材７５０が設けられ得る。中間部材７５０は、アルミナ又は窒化アルミニウム製のセラミックプレートなどのプレートであり得る。中間部材７５０は、例えば、約１ｍｍ〜約５ｍｍ、又は約２ｍｍの厚さを有し得る。他の厚さが用いられてもよい。中間部材７５０は、熱伝導性のエラストマ材料（例えば、セラミックがドープされたシリコーン材料）の第１の接合層７５２などによって、基部７３２に接合され得る。他の適切な接合材料を使用してもよい。第１の接合層７５２の厚さは、所望の熱抵抗及び柔軟性を達成するように選択され得る。具体的な接合材料の特性に応じて、第１の接合層７５２について約０．２５４ｍｍ〜０．７６２ｍｍの接合厚さ値が用いられ得る。中間部材７５０は、光ファイバ７３６の束を通過させるのに適した一又は複数の孔を有し得る。先述のように、光ファイバ７３６を方向づけ整理するために、フェルール２４６及び／又は延長部２４８が用いられ得る。
【００４７】
基板温度制御装置７３０は、中間部材７５０と熱接触部材７３４との間に第２の接合層７５４を含み得る。第２の接合層７５４は、熱伝導性の接着材料（例えば、セラミックがロードされた接着材料）であり得る。他の適切な接合材料を使用してもよい。例えば、ニューヨーク州Ｖａｌｌｅｙ  ＣｏｔｔａｇｅのＡｒｅｍｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，  Ｉｎｃ．より入手可能なＣＥＲＡＭＡＢＯＮＤ（商標）５０３などのアルミナ系接着剤が用いられ得る。中間部材７５０のものとほぼ一致する比較的高い熱伝導性及び熱膨張係数により、特定のセラミック接着剤が選択されてよい。
【００４８】
一又は複数の実施形態で、第２の接合層７５４の薄層部分が中間部材７５０の上部に塗布され得る。長さを予め計測した光ファイバ７３６が、フェルール２４６及び延長部２４８を通って供給され、曲げられるか又は定位置に配置され得る。アセンブリ技術者には、所望の終端位置（例えば、ファイバ先端）が、所望の終端位置にレーザドットを配置する自動表示レーザを用いて示され得る。光ファイバ７３６は、第２の接合層７５４の薄層部分によって定位置に保持され得る。１００ミクロン〜２００ミクロンの範囲の外径を有する光ファイバ７３６は、曲げが容易に得られるか、又は予め曲げられて曲げを維持するためにアニールされるのに十分な柔軟性を有する。先述のように、光ファイバ７３６は先端にディフューザを含み得る。
【００４９】
光ファイバ７３６の装備がすべて所望通りに位置決めされた後、光ファイバ７３６を覆うために第２の接合層７５４の更なる層部分が加えられてもよい。光ファイバ７３６周囲の気泡を除去するために、真空チャンバのガス放出が実施され得る。硬化された後、第２の接合層７５４の更なる層部分の表面は機械加工されて平坦化され得る。
【００５０】
セラミックプレートであり得る熱接触部材７３４が、第２の接合層７５４の更なる層部分に、後で接合されてもよい。一又は複数の実施形態では、後で行われるこの接合が、セラミックがロードされたシリコーンなど、セラミックがロードされたエラストマ材料を用いて行われ得る。エラストマ材料は、窒化アルミニウム、アルミナなどのセラミック材料でロードされ得る。他のセラミック材料が単独で又は組み合わされて含まれてもよい。
【００５１】
幾つかの実施形態で、熱接触部材７３４（例えば、最上部のプレート）は、静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリとして実施される場合には存在し得る静電クランプ電極７３５を包含し得る。エラストマ接合により熱抵抗がもたらされる。熱抵抗は、光ファイバ（実際上は点としてのソース）からのエネルギーを、ウエハの温度制御に適した熱接触部材７３４の表面の比較的平滑な温度プロファイルへと拡散する。幾つかの実施形態で、熱接触部材７３４は抵抗加熱要素を含んでもよい。
【００５２】
この実施形態では、例えば、温度制御により、基板２４０（点線で示す）が摂氏約−２０度〜摂氏約１２０度の公称温度に温度制御され得る。
【００５３】
本明細書において図８を参照して、電子デバイス処理システム（例えば、電子デバイス処理システム１００）内で基板を処理する方法８００について説明する。方法８００は、８０２で、基部（例えば、基部２３２，７３２）、基部の近位の熱接触部材（例えば、熱接触部材２３４，７３４）、及び、基部と熱接触部材との間で横方向に延びている複数の光ファイバ（例えば、光ファイバ２３６，７３６）を含む、基板温度制御装置（例えば、基板温度制御装置１３０，７３０）を提供することを含む。
【００５４】
方法８００は、８０４で、複数の光ファイバのうちの少なくとも幾つかに供給される光の強度を制御して、熱接触部材の光による温度制御を達成することを含む。当然ながら、熱接触部材の温度制御は、これと熱的に接触している基板（例えば、基板２４０）の温度も制御する。一又は複数の実施形態で、方法８００は更に、連結された温度ユニット（例えば、温度ユニット１２２，７２２）を用いて、基板温度制御装置を加熱又は冷却することを含み得る。
【００５５】
前述の説明は、本発明の例示的な実施形態を開示しているにすぎない。本発明の範囲に含まれる、上記で開示した装置、システム、及び方法の修正例が、当業者には容易に自明となろう。従って、本発明は例示的な実施形態に関連して開示されているが、他の実施形態も、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれ得ると理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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