[发明专利]激光处理装备中用于减少斑纹的设备和方法

说明书

这里所描述的实施方式提供用于以均匀的激光能量处理半导体基板的设备和方法。激光脉冲或光束被导引至空间均化器，该空间均化器可为多个透镜，这些透镜沿着平面布置，该平面垂直于激光能量的光学路径，一个实例是微透镜阵列。该空间上均匀的能量由空间均化器产生，该空间上均匀的能量接着被导引至折射介质，该折射介质具有多个厚度。所述多个厚度的每一个厚度与其他厚度相差至少激光能量的相干长度。

本申请是申请日为2012年9月26日、申请号为201280043966.2、发明名称为“激光处理装备中用于减少斑纹的设备和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

在此所述的实施方式涉及半导体基板的热处理。更具体而言，在此所述的实施方式涉及半导体基板的激光热处理。

背景技术

在半导体制造中，热处理通常用于在半导体基板中熔化、退火、结晶和激活半导体基板中的掺杂剂。通常以高功率水平处理半导体基板，并且激光频繁地被用以实现所述高功率水平。激光产生相干光(coherent light)，相干光具有能量的非均匀空间分布。根据激光介质的结构，能量分布将具有局部极大值和局部极小值，局部极大值和局部极小值造成较高的能量强度和较低的能量强度，较高的能量强度和较低的能量强度导致非均匀的基板处理。此外，激光能量场的形状通常与处理区域的所需形状不同。

大量的工作一直致力于提高激光能量场的均匀性以及致力于使激光能量场的形状适应于所需的几何形状，此激光能量场改良的进度大致与半导体装置尺寸缩小的进度同步。然而，如同微型化的趋势仍在持续进行，仍然需要进一步的改良。

发明内容

这里所描述的实施方式提供用于以均匀的激光能量处理半导体基板的设备和方法。激光脉冲或光束被导引(directed)至空间均化器(homogenizer)，空间均化器可以是多个透镜，多个透镜布置成沿着垂直于激光能量的光学路径(optical path)的平面，一个实例是微透镜阵列。由空间均化器产生的空间上均匀的能量接着被导引至具有多个厚度的折射介质。多个厚度的每一个厚度与其他厚度间相差至少激光能量的相干长度。

在一些实施方式中，折射介质是单一(unitary)介质，诸如棱镜。棱镜可以包括多个不同长度的柱。折射介质通常具有接收表面和多个传输表面，所有接收表面和多个传输表面都垂直于激光能量的光学路径。传输表面与接收表面之间的距离是不同的，因而构成多个厚度的棱镜。在另一个实施方式中，折射介质是不同长度的棒体(rod)的集合。在另一个实施方式中，折射介质是多个折射板。

附图说明

可参照实施方式(其中一些图示在附图中)来详细理解本发明的上述特征以及以上简要概述的有关本发明更为具体的描述。然而，应注意的是附图仅图示本发明的典型实施方式并且因此不应被视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其他等效的实施方式。

图1是根据一个实施方式的热处理设备的示意图。

图2A是根据一个实施方式的均化器的平面图。

图2B是根据另一个实施方式的均化器的透视图。

图2C是根据一个实施方式的折射介质的透视图。

图2D是根据另一个实施方式的折射介质的透视图。

图3是总结实施方式的方法的流程图。

图4是根据一个实施方式的组合器的平面图。

为了便于理解，已尽可能地使用相同的参考数字来标示各图共有的相同元件。预期在一个实施方式中披露的元件可有益地用于其他实施方式而无需特别叙述。

具体实施方式