[发明专利]脉冲宽度控制器

说明书

本申请是申请日为2013年9月18日、申请号为201380048129.3、发明名称为“脉冲宽度控制器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本文描述的实施例涉及激光热处理装置及方法。更特定而言，本文描述的装置及方法涉及包含在激光热处理装置内的脉冲宽度控制器。

背景技术

半导体产业中经常实施热处理。半导体基板在许多转变的情况下须经热处理。这些转变包括：栅极、源极、漏极及通道结构的退火、掺杂和活化，及硅化、结晶、氧化及类似转变。历年来，热处理技术已经从简单的炉烘烤进展到各种形式的越来越快速的热处理，这些热处理比如RTP、尖峰退火及激光退火。

传统激光退火工艺使用激光发射器，这些激光发射器可为半导体或固态激光器，且这些半导体或固态激光器具有光学器件，所述光学器件使激光聚焦、散焦或以各种方式将激光成像为所需形状。一种常见方法为将所述激光成像为线或薄矩形图像。所述激光扫描经过固定的基板，或所述基板在所述激光底下被扫描以处理整个基板表面。

随着器件几何图形持续减小，诸如热处理之类的半导体制造工艺面临增加精密度的挑战。许多实例中，脉冲激光工艺被探索以减少整体热预算并减少基板的能量暴露的深度与持续时间。然而挑战仍存在于产生具有瞬时形状的能提供所需处理效能的激光脉冲，且所述激光脉冲具有均匀处理整个基板表面所需的均匀性。因此，对调整能量脉冲的瞬时形状的装置及方法有持续需求。

发明内容

揭示用于控制能量脉冲宽度的光学系统及包含所述光学系统的装置。所述光学系统的特征在于转动式波片，所述转动式波片向偏振分束器输出定向辐射。通过所述偏振分束器透射的辐射行进通过光路(optical circuit)，所述光路具有第二转动式波片。来自所述第二转动式波片的辐射沿着由所述偏振分束器最初反射的光轴行进回到所述偏振分束器。第一转动式波片转动以控制进入所述光路的辐射部分，且所述第二转动式波片转动以控制所述光路内通过所述偏振分束器离开的辐射部分。

多个光路可被嵌套(nest)在第一光路中和/或附属(pendant)于第一光路，每个光路有各自的输入及输出光闸(optical gate)。光延迟分支(optical delay leg)也可被用于一些实施例以增加进一步的延迟部件。

以上描述的光学系统可被包含于热处理装置内，所述热处理装置的特征在于能源，所述能源产生脉冲或连续波辐射能。已经行进通过脉冲宽度控制器的能量被引导至光学系统，以调整所述能量的空间或瞬时分布。所述光学系统比如均匀器、标准具(etalon)或光纤束。所述能量可然后被引导至孔隙以修整不均匀的边缘，然后所述能量被引导至基板以热处理所述基板。

附图说明

为了能详细理解本发明的上述特征，可通过参考实施例获得以上简要概述的本发明更特定的描述，所述实施例中的一些实施例绘示于附图中。然而应注意这些附图仅绘示本发明的典型实施例，因此不应被认为是对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他等同有效的实施例。

图1为依据一个实施例的脉冲宽度控制器的示意图。

图2为依据另一实施例的脉冲宽度控制器的示意图。

图3为依据另一实施例的脉冲宽度控制器的示意图。

图4为依据另一实施例的热处理系统的平面图。

图5是图示作为时间的函数的脉冲强度的图，所述脉冲强度是对于利用图1至图4的装置及方法处理的能量脉冲。

图6为依据另一实施例的脉冲宽度控制器的示意图。

为促进理解，已尽可能使用相同标记数字来表示各图中共有的相同元件。应预想到一个实施例中揭示的元件可有利地用于其他实施例，而无需特定详述。

具体实施方式

图1为依据一个实施例的脉冲宽度控制器100的示意图。脉冲宽度控制器100具有第一转动式波片102，第一转动式波片102包括第一波片114和第一致动器116，第一转动式波片102光学地耦合至偏振分束器104。偏振分束器104具有光学活性表面106，光学活性表面106使入射电磁辐射的一部分沿着反射轴126反射，且光学活性表面106使入射电磁辐射的一部分沿着透射轴128透射。由第一致动器116转动的第一波片114的位置决定了入射到偏振分束器104上的辐射的偏振轴，且入射辐射的偏振轴角度与光学表面106的偏振角度相比决定了反射及透射的程度。