[发明专利]光纤阵列线路发生器

说明书

在此所描述的具体实施方式涉及基板的快速热处理。光纤耦合激光二极管阵列设置于光学系统中，所述光学系统经配置以在基板表面上产生均匀辐照图案。多个单独可控的激光二极管经由多个光纤而与一个或多个透镜光学耦接。所述光纤耦合激光二极管阵列产生高斯辐射分布，所述高斯辐射分布经透镜散焦而产生均匀强度图像。在一个具体实施方式中，场光阑设置于所述光学系统内。

本申请是申请日为2014年11月25日、申请号为201480067786.7、发明名称为“光纤阵列线路发生器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

在此提供的具体实施方式涉及用于热处理基板的设备。更具体地，在此提供的具体实施方式涉及光纤阵列线路发生器(fiber array line generator)。

背景技术

激光常用于半导体基板的处理中。热处理(例如快速热处理)用于通过改变处理中的基板的特性而处理基板。热处理可改变基板的物理结构、将掺杂剂植入基板或熔化基板的一部分。

激光二极管为一个用于热处理的激光源的范例。这些激光由于需要复杂的冷却系统以及偶尔有严重故障的倾向而有若干缺点。激光二极管的故障，特别是通常多个激光二极管互相串联的激光二极管线阵(bar)，需要昂贵且耗时的维护。此外，当激光二极管故障时，热处理系统的处理量受到负面影响。而且，传统激光二极管必须用在热处理腔室附近或热处理腔室内。距离处理装备如此近的激光二极管的故障会增加其它半导体处理部件损坏的机率。

对激光热处理的另一种考量为激光源与相关光学元件为正处理的基板提供所期望的辐射分布的能力。然而，传统激光二极管苦于随着激光二极管使用时间增长而效能下降。效能的下降常对辐射分布有负面影响并减少热处理系统以预期方式有效处理基板的能力。

因此，在本领域中需要提供改良热处理特性的激光热处理设备。此外，需要更容易维护的激光二极管系统。

发明内容

在此所描述的具体实施方式涉及基板的快速热处理。光纤耦合激光二极管设置于光学系统中，所述光学系统经配置以在基板的表面上产生均匀辐照图案(uniformirradiance pattern)。多个单独可控的激光二极管经由多个光纤而与一个或多个透镜光学耦接。光纤耦合激光二极管产生高斯辐射分布(Gaussian radiation profile)，所述高斯辐射分布经透镜散焦而产生均匀强度图像。场光阑(field stop)可设置于所述光学系统内。

在一个具体实施方式中，提供用于处理基板的设备。所述设备包括多个光纤耦合激光二极管。多个光纤耦合激光二极管中的每个光纤耦合激光二极管具有一个或多个激光二极管和与所述激光二极管光学耦接的光纤。第一透镜靠近所述光纤耦合激光二极管的远端而设置。第二透镜靠近所述第一透镜而设置。所述第一透镜与所述第二透镜包括变形(anamorphic)光学成像系统。

在另一个具体实施方式中，提供一种用于处理基板的设备。所述设备包括多个光纤耦合激光二极管。多个光纤耦合激光二极管中的每个光纤耦合激光二极管具有激光二极管和与所述激光二极管光学耦接的光纤。第一透镜靠近所述光纤耦合激光二极管的远端而设置。第二透镜靠近所述第一透镜而设置且场光阑靠近所述第二透镜而设置。第三透镜靠近所述场光阑而设置。所述第一透镜、第二透镜与第三透镜包括变形光学成像系统。

在又一个另一具体实施方式中，提供一种用于处理基板的设备。所述设备包括多个具有约0.15数值孔径(numerical aperture)的光纤耦合激光二极管。多个光纤耦合激光二极管中的每个光纤耦合激光二极管具有单独可控的激光二极管和与所述激光二极管光学耦接的光纤。每个所述光纤的远端与各邻近光纤间隔约0.5mm。所述光纤设置于单一平面内。圆柱微透镜阵列设置于成像平面与所述光纤耦合激光二极管的所述远端之间。所述成像平面位于距离所述光纤耦合激光二极管的所述远端约5mm与约6mm之间。远心(telecentric)成像透镜靠近所述圆柱微透镜阵列而设置。所述圆柱微透镜阵列与所述远心成像透镜包含变形光学成像系统。