脉冲宽度控制器制造技术

本文揭示一种用于热处理系统的脉冲宽度控制器。脉冲电磁辐射被引导穿过转动式波片至偏振分束器，所述偏振分束器根据所述波片的相角而反射及透射。通过所述偏振分束器透射的辐射被引导至光路，所述光路经渡越时间后使所述辐射返回所述偏振分束器。第二转动式波片定位于所述光路中。所述偏振分束器根据所述第二转动式波片的相角反射及透射返回的辐射。第二脉冲宽度控制器可嵌套于所述光路中，且所述光路可嵌套任何数量的脉冲宽度控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉冲宽度控制器
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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(opticalcircuit)，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(opticalgate)。光延迟分支(opticaldelayleg)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专利技术的上述特征，可通过参考实施例获得以上简要概述的本专利技术更特定的描述，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专利技术的典型实施例，因此不应被认为是对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术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。透射辐射128行进至光路136，光路136沿着反射轴126传送返回辐射134至偏振分束器。至少第一反射器108和第二反射器110构成光路136。第一反射器108沿着偏振分束器104的透射轴128设置，第一反射器108面向第一偏转方向138，且第一反射器108使第一偏转辐射沿着第一偏转轴130传播。第二反射器110被定位以接收来自第一反射器108的辐射，第二反射器110面向第二偏转方向140，且第二反射器110使第二偏转辐射132沿着偏振分束器104的反射轴126传播。此举在一些实施例中可只用两个反射器完成，而其他实施例中可在光路中设置更多反射器。在一个实施例中，第三反射器(未图示)沿着第一偏转轴130定位，且所述第三反射器使辐射沿着第三偏转方向传播至第二反射器，其中这些反射器的角度被适当地调整以使辐射沿着反射轴126对准。第二波片118在任何所需点处设置于光路136中。第二波片118可沿着透射轴128设置于偏振分束器104与第一反射器108之间、沿着第一偏转轴130设置、沿着反射轴126设置于偏振分束器104与第二反射器110之间，或设置于光路136中第一反射器108与第二反射器110之间的任何位置。第二波片118可为第二转动式波片112，若需要，所述第二转动式波片112包括第二波片118和第二致动器120。第二波片118使第二偏转辐射132的偏振轴转动九十度，以使返回辐射134将穿过偏振分束器104的光学活性表面106。返回辐射134因此沿反射轴126传播，且返回辐射134因光路136的渡越时间(transittime)而稍晚于最初沿着反射轴126反射的辐射。若光路136的渡越时间少于入射脉冲的持续时间，则沿着反射轴126反射的辐射和返回辐射134将重叠而形成单一延长脉冲。可通过设定第一转动式波片102来控制加宽程度。若第一转动式波片102的偏振角度与光学活性表面106的偏振角度之间的差异接近九十度，则大部分入射辐射将沿着反射轴126反射，且产生的脉冲由因入射脉冲的环行部分(circulatedportion)而加入的衰弱尾波(decaytail)而仅稍微加宽。若所述差异接近零，则产生的脉冲将实质上延迟线路渡越时间，且产生的脉冲由因初始反射的辐射而产生的上升尾波(risetail)而稍微加宽。若所述差异实质上远离任何极端(零度或九十度)，则产生的脉冲将被加宽且将为双峰，其中所述双峰的两峰强度取决于相位差。第二波片118的偏振角度可不与光学活性表面106的偏振角度对准。在这样的实施例中，返回辐射134在光学活性表面106处将部分透射且部分反射，所述透射及反射取决于波片118的偏振角度与光学活性表面106的偏振角度之间的相角差。然后多个脉冲将在辐射环形于光路136时出现，且每个脉冲的强度将为第一波片114的角度及第二波片118的角度的函数。第二波片118可耦接至第二致动器120以形成第二转动式波片112，以使第二波片118的角度可被调整。通过改变两个转动式波片102及112的设定，入射于脉冲宽度控制器的电磁辐射脉冲可被分成两个或更多个脉冲，这些脉冲沿着反射轴126传播。若光路136的渡越时间实质上少于入射脉冲的持续时间，则入射脉冲的脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学装置，包括：第一转动式波片，所述第一转动式波片具有光轴；偏振分束器，所述偏振分束器具有反射轴和透射轴，其中所述透射轴大致平行于所述第一转动式波片的所述光轴；第一反射器，所述第一反射器沿着所述透射轴定位，且所述第一反射器使第一偏转电磁辐射沿着第一偏转轴传播；及第二反射器，所述第二反射器被定位以接收来自所述第一反射器的电磁辐射，且所述第二反射器使返回电磁辐射沿着所述反射轴传播。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.20 US 61/703,487;2013.03.12 US 13/796,2491.一种光学装置，包括：第一转动式波片，所述第一转动式波片具有光轴；偏振分束器，所述偏振分束器具有反射轴和透射轴，其中所述透射轴大致平行于所述第一转动式波片的所述光轴；第一反射器，所述第一反射器沿着所述透射轴定位以使第一偏转电磁辐射沿着第一偏转轴传播；及第二反射器，所述第二反射器被定位以接收来自所述第一反射器的电磁辐射，且所述第二反射器使返回电磁辐射沿着所述反射轴传播至所述偏振分束器。2.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括第二转动式波片，所述第二转动式波片具有光轴，所述光轴大致平行于所述偏振分束器的所述反射轴。3.如权利要求1所述的光学装置，进一步包括第三反射器，所述第三反射器沿着所述第一偏转轴定位，且所述第三反射器面向第二偏转轴，且所述第二反射器沿着所述第二偏转轴定位。4.如权利要求2所述的光学装置，进一步包括第一致动器、第二致动器及控制器，所述第一致动器耦接至所述第一转动式波片，所述第二致动器耦接至所述第二转动式波片，所述控制器耦接至所述第一致动器和所述第二致动器。5.如权利要求2所述的光学装置，进一步包括第二偏振分束器，所述第二偏振分束器沿着所述第一偏转轴定位，所述第二偏振分束器具有第二反射轴和第二透射轴，其中所述第二反射器沿着所述第二反射轴定位。6.如权利要求5所述的光学装置，进一步包括第三波片、多个反射器及第四波片，所述第三波片定位于所述第一反射器与所述第二偏振分束器之间，所述多个反射器沿着所述第二透射轴接收透射电磁辐射，且所述多个反射器沿着线路引导所述透射电磁辐射，所述第四波片定位于所述线路中以接收所述透射电磁辐射并使第二返回电磁辐射沿着所述第二反射轴传播。7.一种用于处理基板的系统，所述系统包括：电磁能源；光学系统，所述光学系统用...

【专利技术属性】
技术研发人员：西奥多·P·莫菲特，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US