在现有技术中，加热或冷却半导体晶片可作为以下处理工艺的一部分：淀积处理，烘干处理和加热脱气处理。平板显示器(Flat Panel Display)的生产线也利用了类似的工艺。但是，该热处理例子并不局限在晶片或平板显示器基板，也可以用于其他物体，平坦的或非平坦的，薄的或厚的。
现有的加热或冷却晶片的系统将晶片直接地放置在卡盘上，其中卡盘被加热到所需的温度。从而，卡盘通过热传导机构将热量传递到晶片。
使卡盘到达稳定状态温度，需要相对较长的升温时间。这样，由于增加/降低卡盘的温度需要相对较长的时间，在晶片需要不同温度的处理中可能需要利用几个预热的卡盘。
由于热点或冷点的存在，晶片的温度分布可能不均匀，导致这种情况在于卡盘和晶片的局部接触。同样，与卡盘接触的晶片表面的不规则也可能导致晶片的加热或冷却不均匀。
此外，晶片和卡盘的接触可能会损坏晶片。加热或冷却过程中，晶片的热膨胀或收缩可能导致晶片和卡盘间的滑移，而使晶片背面污染和/或划伤。

一种热处理系统，包括至少一个热处理设备，该设备包括：
至少一对基本相对的平台中的一个，其中至少一个平台，该平台具有至少一个加热机构，用于加热或冷却物体；和至少一个平台具有流体机械机构，用于无接触地支撑物体，该平台具有活动表面，该活动表面包含至少多个基本单元中的一个基本单元，每个基本单元具有至少多个压力出口中的一个和至少多个流体排泄通道中的一个，每个基本单元的至少一个压力出口通过限流器与高压流体源连通，压力出口提供加压流体用于保持物体和平台表面间的流体垫，限流器表现为流体复位弹簧的作用；每个所述至少多个流体排泄通道中的一个，具有入口和出口，用于所述至少多个中的一个基本单元的质量流的局部平衡。
附图说明
发明内容特别指明并清楚主张了本发明的主题。这里，结合附图和下面的详细描述可以更清楚地理解本发明的结构和操作方法，以及目的、特征和优点：
图1是根据本发明实施例，含有加热平台结构的非接触式加热系统的横截面示意图；
图2是根据本发明实施例，晶片温度随时间变化的示意图；
图3是根据本发明实施例，真空预载型(PV型)非接触式支撑布置的顶视示意图；
图4是根据本发明另一实施例，加热平台结构的横截面示意图；
图5是根据本发明另一实施例，加热平台结构的横截面示意图；
图6是根据本发明另一实施例的非接触式加热系统的示意图；
图7a和图7b是图6系统的温度相对垂直位置的示意图；
图8是根据本发明的实施例，流体垫绝热装置的示意图；
图9是根据本发明的实施例，多室非接触式加热系统的示意图；
图10a-10c是根据本发明的实施例，直线非接触式加热系统的三个示意图；
图11a-11b是物体静止、可选局部热处理的示意图；
图12a-12e可选圆形热处理装置的示意图；
为了获得简洁明了的示图，图中的元件不一定要按比例绘制，比如，为了清楚示意，一些零件的尺寸可以放大，相比其他零件而言。另外，适当的地方，多个附图中可用同一附图标记表示相应或类似的元件。

为了能完全理解本发明，以下将描述许多具体细节。但是，本领域技术人员应该清楚，即使没有这些具体细节，本发明也可以实施。另一方面，为了避免使本发明模糊，没有描述众所周知的方法、工序、元件和电路。
本发明实施例提供了一种加热/冷却物体的设备、系统和方法，例如加热/冷却半导体晶片，物体通过非接触式平台支撑，该平台适用于不接触地支撑物体，例如通过如下所述的流体垫产生的力。
为了表示本发明的目的，根据相应的上下文，“支撑”一词也包括“夹紧”的意思(以下涉及“支撑”或“夹紧”)。
非接触式支撑平台有效构造表现在下面的这些情况：平台的活动表面产生流体垫，非接触地支撑平台上或静止或输送的物体。在大多数情况下，常采用这种结构。但是本发明还覆盖其他平台是被动、而流体垫由本身具有活动表面的物体产生的可能结构，例如提供热处理的桥经过平面基板，比如平板显示器(FPD)，在该基板的上表面和该桥的相对的作用面间产生流体垫。以下，该第二种结构称为“自支撑桥结构”。
非接触平台或处理和传输设备利用各种流体垫。一个流线型的具有独特圆边款的积木块把各种流体垫联接起来，也就是，利用多个流体复位弹簧，比如SASO喷嘴，形成高性能的非接触式平台。为了使流体垫更好的支撑系统，以及热处理的均匀，通过从平台活动表面的整个区域局部排出流体而建立局部平衡的流体垫是很重要的。在此，描述几种流体垫，每一种都形成不同方式的局部排泄：
压力—空气(PA)型气垫
PA型流体垫的产生是利用具有多个压力出口的活动表面，以及使流体排泄到周围环境的排泄通道。PA型流体垫通过物体重量预载，其中物体由非接触式平台支撑，平衡重力。PA型平台提供了局部平衡的非接触式支撑，不管是通常的平面和/或薄和/或具有宽幅厚度的静止物体，或是被任何驱动机构传输的物体。物体的侧向尺寸通常比以下讨论的PA平台的基本单元的尺寸要大得多。“自身重量预载”意味着，PA型流体垫的预定浮动间隙(以下称为流体垫的标称间隙，用εn表示)的流体动态劲度(以下称为“FD劲度”)取决于物体的重量。“FD劲度”表示，当想改变标称间隙(在物体下表面和非接触式平台活动表面之间)时，流体垫通过自适应方式产生的力的大小。根据本发明，FD劲度的单位是克/平方厘米/微米。
PA型流体垫产生于平台活动表面和物体相对的表面之间的狭窄缝隙。流体由多个压力出口输入流体垫，压力出口内设有限流器，例如SASO喷嘴，优先采用平面分布或者混合可重复形式，设置有多个排泄孔，通过排泄孔将多余的流体排进保持在大气压的储存室。基本单元的尺寸根据漂浮物体的侧向尺寸选择，通常要求压力出口和排泄通道(它们在此表示为孔)在任何给定的时间，多个孔都由漂浮的物体覆盖。为了获得均匀支撑的局部特性，优选多个基本单元以平面分布支撑物体，每个基本单元具有质量流平衡的局部平衡特性。必须强调，附图中用于限流器的“电阻符号”只是象征性意义，限流器的具体细节，比如优选的SASO喷嘴(见图17)在WO 01/14782，WO 01/14752和WO 01/19572中有描述，在此作为参考。其他具有同样特性的限流器也可采用。
PA型非接触式平台通过物体自身重量预载。通常，随着输入流体垫的压力增高，FD劲度增强。这意味着，当物体很重时，可获得在流体垫劲度好、稳定易操作的非接触式平台，且为了平衡重力需要相对高的驱动压力。然而，最关键是当支撑薄基片时，比如具有0.2克/平方厘米重量的硅晶片或平板显示器，PA型流体垫将工作在较高驱动压力下。比如PA型流体垫能在在100毫巴驱动压力下工作，相当于基片重量500倍。这可以通过特定的基本单元设计来实现，其中局部的排泄孔动态降低了流体垫的标称间隙，且大部分供给压力在限流器内就下降，但是当基片由任何动态或静态力向非接触式平台的活动表面移动时，将产生逆着该移动的较大回复力，以精密、快速地保护它不被有害接触。
压力—真空(PV)型流体垫
PV型流体垫是真空预载流体垫，由具有多个压力出口的活动表面和连接至真空源(负压力)的排泄出口产生，从而多余的流体由该真空源排出。该真空预载中，物体由PV型流体垫夹紧，支撑静止或被传送。PV型流体垫的FD劲度有双向特性，而不取决于物体的重量。双向的FD劲度意味着：当试图将物体推向非接触式平台的表面时，或者当试图将物体脱离该表面时，远大于物体重量的压力迫使物体以自适应形式复位，至平衡标称间隙。物体的尺寸可远小于平台活动表面，因为质量流量由限流器保护，限流器设置在压力出口和排泄通道中(通常情况下，当平台由基板全部覆盖时，在排泄通道中使用限流器是无效的)。因此，我们用作用区域这一表达，指平台活动表面的物体存在的区域。
PV型流体垫通常包括两种管道，压力管道出口和真空泵管道出口。各个压力管道里总是配备有限流器，优选SASO喷嘴，以提供非接触式平台的局部流体复位弹簧(Fluidic ReturnSpring)作用，并在平台活动表面没有全部被覆盖的情况，通过流线型的具有独特圆边款的阻塞机构保证压力均匀。真空管道可以是简单的圆柱孔或者任意形状，它们各个也配备有限流器，比如SASO喷嘴，但是相对压力限流器来说，具有的FD阻力要小很多，以当非接触平台没有全部被覆盖时，至少在一段有效运作期间，保证在未覆盖区域的真空度。
在流体排泄通道连接至环境大气压力，没有连接至真空源的情况下，在流体排泄通道内设置限流器是可能的，从而流体垫的压力和物体下的提升力增加。可以称这些限流器为“排泄限流器”，但为了简化，说明书中的“真空限流器”同样涉及排泄限流器。
PV型流体垫(真空预载流体垫)的功能不取决于重力。在均匀夹紧的状态(εn)，物体由PV型流体垫支撑，其中总压力(∑Fp)，产生于每个压力限流器(优选SASO喷嘴)出口的周围，与总反向真空力(∑Fv)大小相等，总反向真空力产生于各个真空通道的出口周围，并可配备不同(扩大压力限流器)的限流器(优选SASO喷嘴)。两相对的力可大到是物体重量的10或者100倍，力的差值(∑Fp-∑Fv)平衡重力。在该大小，PV型流体垫的FD劲度性能和平面精确度性能与物体的重量和地心引力无关。必须再强调一次，PV型流体垫具有双向FD劲度，它不取决于物体的重量，且它是PV型流体垫很重要的性能，因为它意味着在以下两种情况下，流体垫以自适应和局部方式迅速产生大的反向压力，以恢复到平衡位置：当试图将物体推向平台的作用面；当试图将物体拉出。
与PA型流体垫类似，PV型流体垫在于局部平衡特性，也是本发明最重要的特性，因为它具有类似的基本单元，但排泄通道可通过限流器连接至真空源或负压源，以相对PA型流体垫加强了排泄，并当背向平台活动表面移动物体或局部部分时产生负压牵引力。因此建立双向的FD劲度。
压力—预载型(PP)流体垫
PP型流体垫是利用在物体两边的两相对活动表面，形成的双面结构。每个活动表面(类似PA型流体垫的活动表面)产生方向相反的两作用力，而支撑例如平面基板的两边。
因而，PP型流体垫是压力预载型平台，其中物体被静止或者被传送地支撑着，不接触地作用在物体的两边。PP型平台相对的活动表面优选一样，设置有多个压力限流器例如SASO喷嘴，特别是，有更少数量的排泄孔，以产生功能好的FRS机构，从而达到高性能的FM劲度和精确而大的支撑力(引入大概驱动压力的一半，另一半由限流器限制)，以建立局部平衡支撑。PP型平台的该两个相对的活动表面设置成基本平行，具有一样的活动表面和镜面对称。对称表面是虚构的中间平面，它的截面薄和横向宽，建立在两相对的表面间。随着物体插入到两相对的活动表面，形成两个相对的流体垫。两个相对的流体垫的间隙以自适应的形式为两个相对作用面间的距离与物体宽度之差。如果两活动表面类似以及以同种状态工作，两个流体垫的εn将相等。两相对表面的距离必须调整为等于预先支撑物体的宽度加上两倍的所需间隙εn。因此，当想夹紧不同宽度的物体时，非接触式平台必须包括平面宽度调节机构，可以调节两个相对的活动表面间的距离。当想向其中一活动表面偏移基板时，所接近的活动表面一边的压力明显增加的同时，基板另一边的压力明显的增加。这就是真空预载流体垫，它表现出了高平整性能。
类似地，可以利用PV型活动表面形成PV-PV型流体垫。PP型流体垫不同于PV-PV型流体垫：PP型双面平台由反向力实现，该反向力由处于平衡位置的基板分隔的流体垫，而PV-PV型双面平台不是由流体垫(处于平衡位置)加载。
另一种流体垫的形式是PM型流体垫，其中一个活动面具有和PP型流体垫类似的基本单元(较少的排泄通道)，在平面基板引入压力，基板的另一面接触地支撑，例如通过真空或静电卡盘。在该情况下，PM型像非接触压力表面，迫使基板相对卡盘的对应表面变平。
上述的用于本发明的热处理工艺的各种非接触式平台流体垫有很多的实施方式。不损害一般性，基于非接触式平台的功能性将作如下基本区分：
一种非接触式平台或其一部分，只用于支撑物体(在该情况下可用空气或其他兼容的惰性气体或液体)，在热处理过程中，与具有热处理装置的第二个平台协作。
一种非接触式平台或其一部分，用于通过流体垫引入流体用于热处理工艺，且该流体垫同时用来支撑待处理的物体。
一种本发明的平台，没有任何空气动力装置，与另一个具有空气动力装置协作，可被用来热处理。
强调利用上述各种流体垫的益处是很重要的，其中关于本发明的热处理设备，非接触式平台配备有限流器。通过利用限流器，限流器具有流体复位弹簧的作用，例如SASO喷嘴，能安全地建立紧凑和均匀的热处理环境。
安全一词意味着通过利用限流器，不会出现平台支撑面和物体相对的面有接触的危险，当试图拉近它们之间的距离时，随着压力的迅速增大，从而避免接触。例如，当PV流体垫支撑300mm的晶片，如果迫使晶片从平衡位置只移动很少微米(向平台或远离平台)，就能产生10kg流体恢复力。这强大的力保证了不接触，从而提供无接触紧凑热处理环境。
紧凑一词涉及到平台支撑平面和物体相对的面的微小距离或间隙(比如小于0.5mm，小于0.1mm，或者小于0.02mm的间隙)。因此，由流体垫引起的温度差(在加热平台相对的面和物体之间)明显降低。
均匀一词涉及到上述所有流体垫的局部平衡作用，其中流体是有每个相对较小的基本单元产生(相对于物体尺寸)，因此它具有局部空气动力机构来平衡温度。
虽然本发明的一些实施例被描述用来加热晶片，但本技术领域人员知道这些实施例可以修改，例如如下所描述，用来冷却晶片。
如图1所示，根据本发明典型实施例，示意地举例了非接触式加热系统100的截面图，其中包括结构102。
根据本发明的典型实施例，结构102可用于加热物体，例如，半导体晶片104，同时物体被不接触地支撑着，如下详细描述。
根据本发明的一些典型实施例，结构102可包括顶盘110，如下详细描述。顶盘110和空气动力区108可由热隔离层112分隔开。区108可包括一支撑表面适用于不接触地支撑晶片104，例如通过流体垫106产生的引入力。这样的非接触式支撑表面的实施例在国际专利申请PCT/IL02/01045中揭露，其申请日2002年12月27日，名称为“HIG-PERFORMANCENON-CONTACHT SUPPORT PLATFROMS”(高性能的非接触式支撑平台)，公开日2003年7月24日，公开号WO 030/60961(参考文献1)，在此引用它的公开作为参考。
本发明的设备、系统和/或方法的实施例可以实现参考文献1揭露的非接触支撑表面。本发明的设备、系统和/或方法的其他实施例可实现任何其他适合的非接触支撑表面。
根据本发明的典型实施例，区108可包括一个PV型或者PA型的非接触支撑表面，例如，如参考文献1描述的，用来保持PV型或PA型流体垫的流线型的具有独特圆边款的结构。区108可包括多个压力出口114和多个流体排泄通道117。每个压力出口114可通过各自的压力限流器119连接到高压储存室121。每个高压出口114也可以通过顶盘110的各自的通道118连接到平台102表面116的压力出口120。压力出口120可提供加压的流体，以产生压力引入力，保持在晶片104和表面116间的流体垫106的间隙ε。压力限流器119可起流体复位弹簧的作用。例如，限流器119可包括自调整分段管嘴(SASO)，比如在国际专利PCT/IL00/00500，申请日2000年8月20日，名称为“APPARATUS FOR INDUCING FORCES BY FLUIDINJECTION”(通过流体注射诱导力的装置，公开日2001年3月22日，公开号WO01/19572(参考文献2)，在此引用作为参考。至少一些流体排泄通道117可通过通道124连接至表面116的入口126。根据一些实施例，例如，其中，区108包括PA型支撑表面，通道117的出口122可被保持在环境压力。根据其他示范实施例，例如其中平台108包括PV型支撑表面，出口122可被保持在真空状态，例如利用真空泵128，它提供了所需的真空度值V，也就是流体垫106是真空预载流体垫，能夹紧晶片104。(文献是名称要用原文，中文译文在扩符内)
根据本发明的一些实施例，晶片104可通过对流热传递机构加热或冷却，例如通过加压流体出口120，如下所述。
根据本发明的一些实施例，晶片104可通过辐射热传递机构加热或冷却，例如通过从表面16辐射热量。
根据本发明的一些实施例，晶片104可以通过传导性热传递机构加热或冷却，例如，热量可以通过流体垫106传递在平台102表面116和晶片104表面130间。
本领域技术人员将知道，根据本发明实施例的方法、设备和/或系统可以使用一个或多个这些热传递机构，例如，如下所述。
根据本发明的典型实施例，平台102可包括一个或多个热交换元件140。热交换元件140可包括本领域现有的任何加热或冷却元件，例如，电阻在施加电流后放射出热量。因此，根据这些实施例，利用元件140，顶盘110的温度TTP可增加。因此，加热元件140可经辐射和/或传导性热传递机构启动，用于加热晶片104，如上所述。
根本发明一些实施例，附加或选择加热元件140，系统100可包括热交换分系统132，以增加或降低进入AM区108的流体温度Tin。例如，热交换分系统132可位于压力储存室内。热交换分系统132可包括任何本领域已知的热交换分系统，例如，分系统132可包括当施加电流时释放热量的电阻。
在顶盘110和流经通道118的流体之间可产生热通量，比如，如果流体通道118的温度和顶盘110的温度不同。
流体出口120的温度Tout和流体出口114的温度T1的差值Tout-T1，取决于顶盘110和通道118的加压流体之间的热通量方向和大小。例如，如果TTP＜T1，Tout可低于T1，而如果TTP＞T1，Tout可大于T1。差值|Tout-T1|的大小取决于流体通道118和顶盘110之间的热通量大小，比如，在TTP＜T1情况下，热通量越小，越多的热量通过流体垫106的加压流体被传递到晶片104。因此，在TTP＞T1情况下，顶盘110和通道118的加压流体之间的热通量越大，越高的Tout和越多的热量通过流体垫106的加压流体传递到晶片104。因此，通过流量出口120传递到晶片104的热量取决于，顶盘110和通道118的加压流体之间的热通量。
通道118的流体和顶盘110之间的热通量大小，例如在通道118的几何方面，取决于流经通道的流体的质量流量，和/或取决于顶盘110温度和流经通道118的流体的温度差值的大小。
根据本发明的一些典型实施例，通过增加流体和通道118内表面的接触，可增加顶盘110和流经通道118的流体之间的热通量大小。例如，至少一些通道118可相应宽和/或长，从而通道相应地有大的内表面。
因此，根据本发明的实施例，晶片104可被加热顶盘110和/或输送热流体的流体气垫106加热。温度Tout可由启动加热器132和/或加热器140提高，如上所述。
根据本发明的典型实施例，区108和110可由根据实现本系统所要求的Tin范围的热特性材料制成。如区108可由合适的材料，象铝制成，其Tin值相对较底，为400℃或者更低。区108可以由具有中等Tin值的不锈钢或者镍制成，值为600℃或低一些。区108可由适当的陶瓷材料，例如，氧化铝，氮化硅或氮化铝，有相对较高的Tin值，比如600℃或更高。
根据本发明的实施例，系统100可实现对TW的控制，如下所述。
根据本发明的典型实施例，系统100可包括一个或多个温度感应装置，用于感应晶片104至少几部分的温度。根据本发明的一些实施例，系统100可包括一个或几个非接触式温度传感器。例如，如现有技术中，系统100可包括至少一个红外线(IR)传感装置150。本领域技术人员将知道，根据本发明的实施例，任何其他适当的温度传感装置可以加入或替换，例如，如现有技术中，一个或更多热电偶可被嵌入晶片状基板。
系统100也可包括控制器160，它从传感器150接收相应Tw值的信号155。控制器160可控制Tw值，例如，如下所述。
根据本发明的一些实施例，可通过控制间隙ε来控制Tw，因为传递给晶片的热量和间隙ε有关。例如，如参考文献1所述，间隙ε越宽，供给流体垫106的流体质量流量越高。因此，越宽的间隙ε，从出口120出来的加压流体传递给晶片104的热量越多。
如参考文献1所述，间隙ε的尺寸可由压力源的控制压力P控制，和/或由真空度V控制。例如，可通过增加P或减少V，增加ε。
根据本发明的一些实施例，间隙ε的尺寸在5μm至500μm或更高，P可具有的值在10兆巴和500兆巴之间，V可具有的值在10兆巴和300兆巴之间。然而，其他任何合适的ε，P和/或V值可应用在本发明的其他实施例。
因此，根据本发明的典型实施例，Tw是可控制的，例如，利用传感器150和/或控制器160控制T1，TTP和/或Tout值，比如通过控制加热元件140和/或加热分系统132，和/或通过可控制调节流体垫106流体的质量流量和/或流体垫间隙ε，比如如上所述通过控制P和V值控制间隙ε。
根据本发明的一些典型实施例，晶片104的一个或多个部分的温度可通过控制结构102相应部分的P和/或V，和/或利用控制器160控制结构102一个或多个区所对应的一个或多个加热元件，例如元件140。
根据本发明的一些实施例，系统100可实现根据第一个较快的时间刻度增加、减少和/或控制晶片104的温度Tw，而TTP值是根据不同的第二个较慢的时间刻度控制，如下所述。
从出口120出来的加压流体可实施为可控制地增加/降低Tw，例如，如上所述。因此，晶片104的温度Tw和顶盘110的温度TTP的控制基本是分开的，例如通过控制Tout，和/或通过控制流体垫106的流体质量流量，也就是如上所述从出口120出来的流体。
因此，根据本发明的实施例，晶片104的热质量和平台102的热质量基本是分开的，例如通过控制如上所述的流体垫106的流体传递至晶片104的热量。
因此，根据本发明的实施例，晶片104的温度Tw可以根据第一个较快的时间刻度控制，而TTP可以根据第二个较慢的时间刻度控制。
根据本发明的典型实施例，可以增加或减小第一个时间刻度和第二个时间刻度的间隔数，例如可以通过如上所述各自增加或降低，流体垫106的流体传递给晶片104的热量与通过表面116辐射和通过流体垫106传导给晶片104的热量之间的比值。
根据本发明的一些实施例，从平台102的出口122出来的流体热量，可以用于加热进入平台102的流体，例如为了增加Tin。如现有技术中，这可以通过利用热交换器(图未示)来实现。
根据本发明的一些实施例，结构102还可包括至少一个限流器119a，该限流器119a具有与限流器119不同的限流特性。例如，限流器119a具有相对较低的限流能力。根据这些中的一些实施例，限流器119a可以表现出几乎没有限流作用。
根据本发明的一些实施例典型实施例，限流器119a可用于输送有相对较高MFR的热流体给流体垫106。从而，晶片104的温度Tw可在较短的时间内增加。
根据本发明的一些实施例，一个或多个通道117可与泵128不连接，而与储存室121连接，比如用一个或多个流量控制阀(图未示)。因此，为了在短时间内增加Tw，加压流体，例如相对低压而质量流率高的流体，可以通过通道117供给流体垫106。
参见附图2，根据本发明的实施例，晶片104的温度对时间的变化ΔTw示意图。
加热晶片104的工序可包括三阶段，也就是，“升温”阶段202，“过渡”阶段204和温度保持稳定的“稳定”阶段206。阶段202的温度基本单调上升，直到接近稳态温度值。阶段204则属于温度“微调节”然后达到稳定状态温度。
本领域的技术人员可以认识到，根据本发明的实施例，阶段202和/或阶段204的持续时间可以通过上述的，在第一个时间刻度和第二个时间刻度之间获得足够的间隔，如退耦方式明显的缩短。
根据本发明的典型实施例，为了短时间获得Tw相对大的增长，可以在阶段202采用相对较高的流体质量流量，例如通过上述的控制器160。可以通过控制P值和/或V值，和/或通过控制加热元件140，来控制上述的温度Tin，而实现阶段204和/或阶段206期间Tw值的“微调节”。
根据本发明的一些实施例，温度的“微调节”也可包括一个或多个晶片104部分的“局部微调节”，例如，如下所述，通过控制结构102各部分的P值和/或V值，和/或通过控制一个或多个加热元件140。因此，晶片104上获得相对均匀的温度。
根据本发明的典型实施例，根据任何所需的温度对时间曲线，平台102如上所述可以被用于控制晶片104的温度。例如，温度曲线可以包括基本连续的温度曲线，比如包括关于标称温度周期性增加和减少。
根据本发明的一些实施例，如下所述，平台102实施成用于选择地控制晶片104的一个或多个部分的温度。
根据本发明的一些实施例，可以通过预定先布置一些限流器如限流器119和/或限流器119a，获得所需的晶片104表面温度分布曲线。
参见图3，图3根据本发明的一些实施例，举例了PV型布置结构300顶视图。
根据本发明的一些实施例，布置结构300可用在热平台结构102上，即排泄通道和结构102的限流器可根据布置结构300安排设置。
布置结构300可包括单元302，也就是限流器和排泄孔排列方案。
根据本发明的一些典型实施例，单元302可包括至少一个排泄孔304，至少一个第一种类型作为流体弹簧的限流器306，和至少一个第二种类型的限流器308。排泄孔304与排泄管道相通，例如通道117(图1)可与真空储存室连接，比如与储存室128(图1)连接。根据本发明的一些选择性实施例，单元302可包括一种类型的限流器和多种排泄孔。
根据本发明的典型实施例，限流器306和限流器308可具有不同的限流特性。例如，限流器308可以比限流器306的限流能力低。因此，限流器308使得流体垫106的质量流量高于限流器306所提供的质量流量。因此，晶片104处于限流器308上面的部分，其温度高于处于限流器306上面的部分。
因此，根据本发明的实施例，限流器和平台102的排泄通道可根据预设定的形式布置，以选择性控制晶片104一个或多个部分的温度，例如，根据所需的温度曲线，比如为了获得晶片104的均匀温度。
本发明的实施例可以包括几个不同于结构102的加热平台，例如，为了获得热平台和晶片的热质量之间所需的度数差值，为了获得晶片上所需温度曲线，比如均匀的温度，为了获得所需的温度对时间曲线，和/或利用如上所述的热传递机构组合。
参见图4，图4举例了根据本发明的另一个典型实施例的加热平台结构400的截面图。
根据本发明的另一个典型实施例，结构400可应用于系统100(图1)中，例如，代替结构102(图1)，并且可包括类似区108(图1)的PA型或PV型AM区408。结构400可包括热交换区410，热交换区410包括多个通道414连接区408的多个加压流体通道416和压力储存室418。结构400也可包括用于热隔离区410的隔热层412。
区410可包括任何合适的热交换元件，例如，如上所述的参考元件140(图1)。
本领域的技术人员可以认识到，结构400可参照图1所述的结构102实施，用来加热晶片422和/或控制晶片422的温度。
本领域的技术人员可以认识到，根据本发明的一些实施例，区408和区410可由一个包括AM元件和一个或多个加热元件联合区实现。
参见图5，图5根据再一个典型实施例的加热平台500的截面示意图。
根据本发明的典型实施例，结构500可应用于系统100中(图1)，例如，代替结构102(图1)，并且结构500可包括空气动力区502。区502可包括非接触支撑表面和加热结构，例如包括多个热交换元件509，以改变流经通道510的加压流体的温度。
结构500也可以包括隔热层504，以热隔离晶片506和区502。层504可包括多个通道508，以将从通道510出来的的加压流体传输到流体垫512，该流体垫512形成于层504和晶片506之间。层504也可包括多个排泄通道520。层504的顶面505，即面向晶片506的表面，可由低热辐射材料制成或涂覆，例如，高反射金属涂层或氧化物薄膜层。因此，可通过改变流经通道510的流体的温度，而改变晶片506的温度。
本领域的技术人员可以认识到，结构500可以提供相对高的区502的热质量和晶片506的热质量之间的度数差，因为晶片506与层504之间隔热层。因此，采用结构500，通过如上所述的分开晶片506和区502的温度时间刻度间隔，可获得较快的Tw变化速度。这也可以通过供给流体垫512相对高的的流体流率来实现。
结构500可以参照图1所述的结构102的实施结构，用来加热晶片506和/或控制晶片506的温度。
虽然本发明实施例的一些方法和/或设备涉及到增加晶片的温度Tw，但是根据本发明的另一些实施例，这些方法和/或设备可以修改为用于降低晶片的温度，即冷却晶片。例如，加热分系统132(图1)可由现有技术中的冷却分系统代替，以降低进入加热平台的流体的温度。
根据本发明的一些实施例，非接触式加热系统可以实施为增加/降低和/或控制晶片的温度，例如通过加热/冷却晶片的第一个表面，例如晶片面向热平台结构的表面(“背面”)。因此，根据本发明的一些实施例，至少晶片的另一面，例如与第一表面相反的表面(“顶面”)，可暴露于环境，且晶片背面加热的同时，可进行其他所需的工艺，例如本领域的CVD，PVD或蚀刻工艺。
虽然上面的描述涉及PA型或PV型非接触支撑流体垫，但本领域的技术人员可以认识到，系统100(图1)可以更改为任意其他合适的非接触支撑平台，如被更改为在参考文献1中所述的双面PP型或PVPV型支撑结构，如下所述。
参见图6，图6根据本发明的其他实施例，举例了双面非接触式加热系统600。
根据本发明的实施例，系统600可采用PP型或PVPV型非接触式支撑结构，如下所述。
根据典型实施例，系统600可包括第一个加热平台结构604和第二个平台结构606，各自与晶片602背面相对。
结构604和结构606可分别包括合适的非接触式加热平台结构。例如，结构604可包括与结构102(图1)类似的结构，而结构606可包括与结构400(图4)类似的结构。结构604和606可分别包括上述的PA型支撑表面。因此，系统600可采用PP型非接触式支撑结构。根据其他实施例，结构604和606可分别包括上述的PV型支撑表面。因此，系统600可采用PVPV型非接触式支撑结构。
根据本发明的一些实施例，结构604或结构606也可实施为加载/卸载晶片602到系统600。例如，结构604可加载晶片602，通过非接触“抓取”晶片602，并定位在结构606下。
根据本发明的典型实施例，系统600可包括控制单元612，以控制晶片602的温度，如下所述。
根据典型实施例，相对低的平台604的温度Tc1和相对高平台606的温度，Tc2＞Tc1，可以由元件612控制，例如通过控制平台604和/或平台606的加热和/或冷却元件，如上所述。
参见图7a和7b，根据本发明的典型实施例，举例了温度对垂直位置y关系，垂直位置y是晶片602分别对应平台604和606的位置。
如图7a和7b所示，晶片602的温度Tw可取决于从每个平台604和606传递给晶片的热量。
如上所述，从平台604传递给晶片602的热量可取决于晶片602和平台604之间的间隙ε1，和/或取决于质量流量MFR1，和/或晶片602和供给平台604间的流体垫610的加压流体的温度Tout1。因此，例如，从平台606传递到晶片602的热量取决于晶片602和平台606之间的间隙ε2，和/或取决于质量流量MFR2，和/或晶片602和供给平台606间的流体垫608的加压流体温度Tout2。
因此，Tw可根据Tc2-Tw和Tw-Tc1控制，这可分别通过控制MFR2，Tout2和/或ε2，和控制MFR1，Tout1和/或ε1。
因此，根据本发明的典型实施例，如上所述，控制元件612可通过控制P1，V1，Tout1，P2，V2，Tout2，MFR1，和/或MFR2，来控制Tw，其中，P1和P2分别是结构604和606的供给压力，V1和V2分别是应用在结构604和606上相应的真空值。
根据本发明的这些典型实施例，元件612可以根据任何所需的温度对时间曲线，用于控制晶片602的温度。
系统600能在相对短时间内，可控制地增加/降低Tw，并对晶片602来自平台604和606的热质量的差敏感较低。这关系到，在通过控制P1，V1，Tout1，P2，V2，Tout2，MFR1和/或MFR2完成对Tw控制的同时，每个平台可保持在基本稳定的温度。
根据本发明的一些实施例，系统600可包括任何合适的机械机构，用于预设置间隙ε1和ε2的标称值，和可控制地根据晶片602所需的温度调整ε1和ε2。例如，平台604和/或平台606可安装在滑道(图未示)上，使平台604和/或平台606能垂直运动。例如，滑道可以由一个或多个气动，电动或机械驱动器驱动。
根据一些实施例，结构600的ε1和ε2的比率可保持在10和100之间。例如，ε2可保持是ε1的100倍，比如ε2＝500μm，ε1＝5μm，以降低晶片602的温度；而ε1可保持是ε2的100倍，比如ε1＝500μm，ε2＝5μm，以增加晶片602的温度。因此，可通过控制ε1和ε2的比值，动态增加或降低晶片602的温度。根据本发明的其他实施例，可以采用其他合适的ε，P和/或V值。
根据一些实施例，平台604和平台605均可包括如上所述的PV型支撑表面。平台604和平台605之一可以被保持在相对高的温度，比如平台604，同时另一个平台，比如平台606，可由控制元件612控制。平台604和/或平台606可以垂直移动，以保持比ε2相对小的间隙ε1，即ε1＜＜ε2，例如ε1＝20μm，ε2＝40μm。因此，通过增加或降低间隙ε1和/或ε2的尺寸，可获得晶片602较高比率的温度变化值，这样晶片温度基本只受一个平台影响，例如接近晶片的平台。
根据本发明的实施例，与晶片602所需温度的增加或减少相应的ε1与ε2的比值也与晶片602的厚度有关。
根据本发明的一些典型实施例，平台604和平台606可用于加热或冷却。在这些实施例中，最小化晶片602的热损失和环境热量获得。因此，晶片602的加热/冷却率明显较高。在这些实施例中，保持相对较小的间隙ε1和ε2值，例如在5μm和200μm之间，而温度Tw由可控制热交换元件622和/或632控制。通过控制MFR1，MFR2，Tout1和/或Tout2，可实现相对快的温度变化。
根据本发明的实施例，顶面，上述热平台的例如面106(图1)的面积大于晶片对着平台的表面的面积。因此，需要调整热边界效应，这可产生在接近流体垫的一条或多条边界，该流体垫形成于加热平台的表面和晶片表面之间。
参见图8，举例了根据本发明一些典型实施例的流体垫隔热装置800。
根据本发明的一些实施例，结构布置800可用于调节，比如降低，在加热平台816和晶片804之间的流体垫的一条或多条边产生的热边界效应。
根据本发明的一些实施例，装置800可包括绝缘装置。例如，装置800可包括接近晶片804边界的隔热层802。隔热层可由任何合适的隔热材料制成，比如，石英或熔融石英。
根据本发明的一些实施例，装置800可以包括增加的或替代的活动隔热布置。例如结构布置800可包括垂直平台支撑表面818的表面812。根据晶片804所需的温度，表面812可以可控制地被加热或冷却。表面812可包括多个孔814，以排放所需温度的流体。
根据本发明的一些实施例，可以从表面818的孔830注入加压热流体。
附加或可选的，边界效应可以通过在对应于晶片的一条或多条边的部位，控制晶片804和表面818之间的间隙ε来调整。
根据本发明的一些实施例，表面812和晶片804的边缘间的间隙840，可以被控制为使流体形成热封闭气垫环境，即，流体垫820与环境绝缘。这可以通过在平台816上设置多个孔830来实现。可以利用孔830进行真空抽气，以在晶片804周围形成真空环。该真空环也可以降低流体垫820和环境之间的热能互作用。同样，也可以通过孔830注入加压流体，以降低流体交换量，即流体垫820和环境之间的流体流动。
参见图9，根据本发明的一些典型实施例，举例了一个多层非接触式加热系统900。
根据本发明的典型实施例，系统900可以热处理，例如加热或冷却，多个基板910，例如晶片和/或平板显示器。系统900可以包括多个非接触式加热层902。层902可包括PA或PV型非接触式支撑表面904，以支撑基板910，及包括加热或冷却元件906。因为在热处理过程中基板910是被非接触地支撑，所以能够避免热或冷斑点。系统900还可包括任何合适的横向运动限制器和/或夹紧结构(图未示)，以在热处理中防止基板910横向运动。多层902可以在外壳901内一层层分布，从而降低系统900的“印迹”。外壳901可以包括多个加载槽口908，用于加载基板910。参见图6所述，每个基板被非接触表面支撑时，至少一边可以被加热或冷却。
根据本发明的一些实施例，系统900可以包括非接触基板机械手912，用于上载和/或卸载基板910，例如，如箭头914所示。机械手912可以如箭头916所示垂直运动，例如利用合适的执行机构，以上载和/或卸载基板910至其中的一个加热层902。机械手912和/或外壳901可包括任何合适的机械、电子和/或气动驱动机构，用于垂直指引和/或用于上载或卸载水平运动。
本领域的技术人员应该可以认识到，槽口908可相对狭窄，因为使用上载/卸载的非接触式支撑，避免了传统系统用于上载/卸载基板910所需要使用的底部支撑臂。
参见图10a，根据本发明的典型实施例，举例了直线非接触式加热系统1001。
系统1001可以包括上载区1008，例如包括PA或PV型非接触式支撑表面，用于上载基板1010，如晶片或平板显示器板。系统1001也可以包括加热平台1002，可加热或冷却基板1010。系统1001也可包括任何合适的传送系统，用于在区1008和/或平台1002传送基板1010，比如所示的传送器1012。系统1001还可包括卸载区1009，例如包括PA或PV型非接触式支撑表面，用于卸载基板1010。基板1010的加热/冷却的同时，基板1010可以保持在平台1002上静止或者基板1010在平台1006上传输。
参见图10b，根据本发明的另一典型实施例，举例了直线非接触式加热系统1019。
系统1019可以包括上载区和/或卸载区，例如类似图10a所述的上载区和/或卸载区。系统1019还可以包括加热层，加热层包括位于与底部加热平台1022相对的顶部加热平台1020。
参见图10c，根据本发明的另一个典型实施例，举例了直线非接触式加热系统1029。
系统1029可包括上载区和/或卸载区，例如如图10a所描述的上载和卸载区。系统1029还可以包括至少2个中间加热层1030和1032，每个加热层可用于加热或冷却基板。
参见图11a，根据本发明的另外实施例，举例了直线非接触式热处理装置1109。装置1109可包括PA或PV型非接触式支撑平台1120，支撑基板1199，以及包括与支撑平台1120相对的加热平台1111。基板1119整个宽度的局部加热或冷却，可以由加热平台1111来实现，其中加热平台1111由任何机械驱动机构纵向驱动，可移动至基板1199的任何纵向位置。
参见图11b，根据本发明的另一个实施例，举例了直线非接触式热处理装置1119。装置1119可包括PA和PV型非接触式支撑平台1120，用于支撑基板1199，以及包括与支撑平台1120相对的加热平台1113。基板1199的任何所需位置的局部加热或冷却可由加热平台1113实现，加热平台1113沿滑道1112横向移动，同时滑道1112相对支撑平台1120纵向移动。
参见图12a，根据本发明的另一个实施例，举例了双面圆形非接触式热处理装置，用于加热或冷却圆形基板，例如半导体晶片。
图12a所示的热处理装置包括，上PV非接触式加热平台1210，底PV非接触式加热平台，它们中间加热或冷却基板1299。在本系统的一种结构中，其中一个加热平台，例如上加热平台1210与机械传输机构1230连接。
热处理装置的其中一个加热平台可以是用于加热，而另一个平台可以用于冷却，因此由其中一个平台夹紧的基板可以被加热或冷却。
增加加热平台间的距离，例如通过传输机构1230提升上加热平台1210，可减少加热和冷却平台的热量交叉对基板1299的影响。
利用传输机构1230，可以较快地传输加热平台间的基板。
基板1299从一个加热平台传输到另一平台时，两组连接至加热平台的限位销1240使基板1299处于安全的位置。
参见图12b，其中可以在系统的另一结构中，当基板1299被加热或冷却时，在加热平台1210和1220之间插入隔离板1250，进一步降低加热和冷却平台间的热量交叉对基板1299的影响。当基板1299从一个加热平台传递到另一个加热平台时，隔离盘1250由机械装置移除。
隔离盘1250可以由隔热金属或陶瓷耐热材料制成。
本系统的另一结构中，加热平台，例如1220，可由机械旋转机构1270转动，从而使基板1299的温度均匀。
参见附图12c，其中，在本系统的另一结构中，非接触平台1220具有至少三个可移动降落销1260。在基板1299被传送到加热平台1220或从加热平台1220传送出时，降落销1260提起支撑基板1299。比如通过受动器型传递手末端从下面支撑基板，并在对基板1299进行热处理时，把它们放到加热平台1220上。
参见图12d，其中，在本系统的另一个结构中，PV型非接触式加热平台1210翻转过来夹紧基板1299，进行热处理。基板1299可由终端受动器型传递手从基板底面支撑着，传输至加热平台1210。
参见图12e，其中，在本系统的另一结构中，非接触加热平台1220夹紧基板1299进行热处理，同时至少三个机械滚筒驱动基板1299旋转，从而使基板1299的温度更均匀。
虽然本发明一些实施例的描述关于采用流体的非接触支撑平台，但是本领域技术人员知道，任何合适的流体，例如水，空气，二氧化氮，氦气或氩气可以在本发明的其他实施例中应用。
根据本发明的实施例，非接触式加热系统可基本均匀地改变物体的温度，例如半导体晶片。晶片上的基本均匀的温度传递可能涉及到，例如非接触支撑晶片的流体垫，这避免了现有技术中加热平台或任何其他支撑机构与加热平台接触，而形成热或冷斑点。
根据本发明的实施例，晶片上的基本均匀的温度传递也可以关系到，加热结构中所采用的支撑平台类型，如下所解释。
如参考文献1所述，可以采用PV型、PP型或PVPV型支撑垫，以达到相对高的平面精确度。因此，根据本发明的一些实施例，如果晶片稍有不平面度，当采用PP型或PV型平台时，晶片表面的区和加热平台活动表面之间的距离相应的不同相对较小。因此，PV型，PP型，或PVPV型支撑平台可以达到相对均匀的温度传递，例如温度传递具有相对小的差值。
根据本发明的另一些实施例，如果要求的温度传递均匀度较低，例如温度传递具有相对宽的差值，可以采用PA型支撑垫。
根据本发明的一些实施例，为了获得相对均匀的晶片温度传递，晶片可相对非接触加热平台的相应面旋转，如下所描述。
根据一些典型实施例，加热平台可包括用于转动晶片的机械转动机构。例如机械转动机构可包括转动轮(图未示)，转动轮夹紧晶片的边缘，并转动晶片。转动轮可包括任何现有技术中合适材料制成的转动轮。
根据本发明的其他典型实施例，晶片可用非接触式转动装置转动，例如通过向晶片注入液体流束，产生转动晶片的切线剪切力。
使用非接触式平台可以防止晶片与支撑平台接触而造成的损坏。例如，根据本发明的实施例，非接触式加热平台的使用防止了任何机械损坏，例如刮伤或污染，和/或任何与滑移有关的损坏。
根据本发明的实施例，上述的非接触式加热平台，可以采用任何合适的定位和装配机构，例如上载和/或卸载晶片。例如，非接触式加热平台可包括一个或多个现有技术的限位销。根据一些典型实施例，限位销可由现有技术的隔热材料制成。根据其他典型实施例，限位销可以用现有技术中加热/冷却设备加热或冷却。
虽然上述的一些发明实施例涉及到圆形物体，但是根据本发明的设备、系统和/或方法可以类似地用于具有其他形状和大小的物体，例如方形。
虽然本发明的上述一些实施例涉及半导体晶片，但是根据本发明的设备、系统和/或方法可以类似地用于其他物体，比如相对大的物体，例如平板显示器单元。