技術(shù)領(lǐng)域

在此所述的實施方式涉及半導(dǎo)體基板的熱處理。更具體而言，在此所述的實施方式涉及半導(dǎo)體基板的激光熱處理。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造中，熱處理通常用于在半導(dǎo)體基板中熔化、退火、結(jié)晶和激活半導(dǎo)體基板中的摻雜劑。通常以高功率水平處理半導(dǎo)體基板，并且激光頻繁地被用以實現(xiàn)所述高功率水平。激光產(chǎn)生相干光(coherent light)，相干光具有能量的非均勻空間分布。根據(jù)激光介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，能量分布將具有局部極大值和局部極小值，局部極大值和局部極小值造成較高的能量強度和較低的能量強度，較高的能量強度和較低的能量強度導(dǎo)致非均勻的基板處理。此外，激光能量場的形狀通常與處理區(qū)域的所需形狀不同。

大量的工作一直致力于提高激光能量場的均勻性以及致力于使激光能量場的形狀適應(yīng)于所需的幾何形狀，此激光能量場改良的進度大致與半導(dǎo)體裝置尺寸縮小的進度同步。然而，如同微型化的趨勢仍在持續(xù)進行，仍然需要進一步的改良。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

這里所描述的實施方式提供用于以均勻的激光能量處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備和方法。激光脈沖或光束被導(dǎo)引(directed)至空間均化器(homogenizer)，空間均化器可以是多個透鏡，多個透鏡布置成沿著垂直于激光能量的光學路徑(optical path)的平面，一個實例是微透鏡陣列。由空間均化器產(chǎn)生的空間上均勻的能量接著被導(dǎo)引至具有多個厚度的折射介質(zhì)。多個厚度的每一個厚度與其他厚度間相差至少激光能量的相干長度。

在一些實施方式中，折射介質(zhì)是單一(unitary)介質(zhì)，諸如棱鏡。棱鏡可以包括多個不同長度的柱。折射介質(zhì)通常具有接收表面和多個傳輸表面，所有接收表面和多個傳輸表面都垂直于激光能量的光學路徑。傳輸表面與接收表面之間的距離是不同的，因而構(gòu)成多個厚度的棱鏡。在另一個實施方式中，折射介質(zhì)是不同長度的棒體(rod)的集合。在另一個實施方式中，折射介質(zhì)是多個折射板。

附圖說明

可參照實施方式(其中一些圖示在附圖中)來詳細理解本發(fā)明的上述特征以及以上簡要概述的有關(guān)本發(fā)明更為具體的描述。然而，應(yīng)注意的是附圖僅圖示本發(fā)明的典型實施方式并且因此不應(yīng)被視為對本發(fā)明范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其他等效的實施方式。

圖1是根據(jù)一個實施方式的熱處理設(shè)備的示意圖。

圖2A是根據(jù)一個實施方式的均化器的平面圖。

圖2B是根據(jù)另一個實施方式的均化器的透視圖。

圖2C是根據(jù)一個實施方式的折射介質(zhì)的透視圖。

圖2D是根據(jù)另一個實施方式的折射介質(zhì)的透視圖。

圖3是總結(jié)實施方式的方法的流程圖。

圖4是根據(jù)一個實施方式的組合器的平面圖。

為了便于理解，已盡可能地使用相同的參考數(shù)字來標示各圖共有的相同元件。預(yù)期在一個實施方式中披露的元件可有益地用于其他實施方式而無需特別敘述。

具體實施方式

圖1示意性地示出熱處理設(shè)備100的實施方式。能量源102可以是相干光源，諸如激光光源，能量源102設(shè)置在殼體(enclosure)114中。能量源102將能量傳輸至可選的組合器104，如果使用多個發(fā)生器，組合器104用于將來自能量源102的多于一個發(fā)生器的能量束加以組合。能量束從組合器104行進進入均化器106中，均化器106將能量束重組成均勻的能量束而穿過孔116以產(chǎn)生所需的場形狀，然后行進至工作臺(stage)110的工作表面120。待處理的基板設(shè)置在工作表面120上，并且穿過孔116的能量通常以實質(zhì)上垂直的方向照射(impinge)基板。能量形成覆蓋基板的處理區(qū)域的能量場。在第一處理區(qū)域經(jīng)處理后，通過移動工作臺110來移動基板以將隨后的處理區(qū)域暴露于能量場。在一個實例中，工作臺110是精密x-y工作臺?？刂破?12可耦接至工作臺110來控制工作臺110移動，并且控制器112可耦接至能量源102和組合器104以控制能量傳輸?shù)焦ぷ鞅砻?20。設(shè)備100形成具有所需幾何形狀和高度均勻的能量密度分布的能量場，以促進基板上所有處理區(qū)域的均勻處理。

能量源102可包括多個激光。通常使用高功率連續(xù)波或脈沖激光。激光能量的范圍基本上可從單峰能量(M²≈1)至高模態(tài)能量(M²>30)，高模態(tài)具有數(shù)百或數(shù)千的空間模態(tài)。若集光率(etendue)較大，則可將來自各發(fā)生器的激光能量加以準直(collimated)以防止在光學處理期間擴散能量損失。脈沖激光可具有從飛秒到微秒范圍的脈沖持續(xù)時間。在一個實施方式中，可使用4個Q-開關(guān)、倍頻的Nd：YAG激光發(fā)射532nm的激光能量，該激光能量介于30兆瓦(MW)與50兆瓦(MW)之間并且脈沖范圍從約5納秒至約30納秒每脈沖，M²值為約500與約1000之間。

如果能量源102包括多于一個發(fā)生器，來自能量源102的能量可被導(dǎo)引至組合器104。組合器104使一個以上的能量束或脈沖成為一個能量束或一個脈沖。圖4是根據(jù)實施方式的組合器400的平面圖，組合器400可以用作可選的組合器104。使用包含在殼體499中的光學鏡片(optic)以防止光污染，組合器400將從能量源102接收的第一輸入424A和從能量源102接收的第二輸入424B組合為一個輸出438。兩個輸入424A/B通過設(shè)置在殼體499開口中的輸入透鏡402A和402B進入組合器400。在圖4的實施方式中，兩個輸入透鏡402A/B沿著殼體499的一個表面對準，輸入424A/B以實質(zhì)上平行的方向進入殼體499。

兩個輸入424A/B被導(dǎo)引至組合光學鏡片408，組合光學鏡片408將兩個脈沖組合為一個脈沖438。組合光學鏡片具有第一進入表面407A和第二進入表面407B，第一進入表面407A的方向垂直于第一定向輸入426A的進入路徑，第二進入表面407B的方向垂直于第二定向輸入426B的進入路徑，以避免定向輸入426A/B進入組合光學鏡片408時的任何折射。圖4的組合光學鏡片408是具有選擇表面409的晶體，選擇表面409的方向使得第一和第二定向輸入426A/B各自以約45°的角度撞擊選擇表面409。選擇表面409根據(jù)光的性質(zhì)而選擇性地與光相互作用。組合光學鏡片408的選擇表面409可反射第一定向輸入426A并且傳輸?shù)诙ㄏ蜉斎?26B以產(chǎn)生組合輸出428。為了促進輸入的組合，每一個定向輸入426A/B可被定制以特定的方式與選擇表面409相互作用。

在一個實施方式中，選擇表面409是極化面(polarizing surface)。極化面可具有極性的線性軸，使得將定向輸入426B極化成平行于極化面的軸線，該步驟允許定向輸入426B由極化面?zhèn)鬏?，并且將定向輸?26A極化成垂直于極化面的軸線，該步驟允許定向輸入426A由極化面反射。將兩個定向輸入426A/B與極化面上的相同點對準使得組合輸出428從組合光學鏡片408的第一出射表面(exit surface)407C出現(xiàn)而垂直于第一出射表面407C，以避免組合輸出428的任何折射?；蛘?，選擇表面409可以是圓極化器，定向輸入426A為了加以反射而以與圓極化器相對的極化方式加以圓極化，定向輸入426B為了加以傳輸而以與圓極化器相同的極化方式加以圓極化。在另一個實施方式中，定向輸入426A/B可具有不同的波長，并且所述選擇表面409可配置為反射一種波長的光并且傳輸另一種波長的光，諸如使用介質(zhì)鏡(dielectric mirror)。

在極化的實施方式中，定向輸入426A/B的極化的是使用極化濾波器(polarizing filter)406A/B完成的。極化濾波器406A/B將424A/B輸入加以極化而使424A/B輸入被組合光學鏡片408的選擇表面409選擇性地反射或傳輸。極化濾波器406A/B可以是波片，例如，半波片或四分之一波片，這些極化軸的方向彼此正交以產(chǎn)生用于在選擇表面409處選擇性反射和傳輸?shù)恼粯O化光。每一個極化濾波器406A/B的軸可被獨立地調(diào)整，例如用旋轉(zhuǎn)致動器405A/B，以將定向輸入426A/B的極化與選擇表面409的極化軸精確地對準，或提供輸入脈沖426A/B的極化軸與選擇表面409的極化軸之間的所需偏向(deviation)角。

調(diào)整定向輸入426A/B的極化軸的步驟控制組合輸出428的強度，因為極化濾波器根據(jù)馬呂斯定律(Malus’s Law)傳輸入射光，馬呂斯定律認為由極化濾波器傳輸?shù)墓鈴姸扰c入射強度以及濾波器極化軸與入射光極化軸之間的夾角的余弦平方成正比。因此，旋轉(zhuǎn)極化濾波器406A使得極化濾波器406A的極化軸偏離于一方向，該方向垂直于所述選擇表面409的極化軸，因而導(dǎo)致定向輸入426A的一部分通過選擇表面409傳輸。同樣地，旋轉(zhuǎn)極化濾波器406B使得極化濾波器406B的極化軸偏離方向，該方向平行于所述選擇表面409的極化軸，因而導(dǎo)致定向輸入426B的一部分選擇表面409反射。這種來自每個定向輸入426A/B的“非選擇”光被組合成退回能量(rejected energy)430，退回能量430通過第二出射表面407D離開組合光學鏡片408進入到能量轉(zhuǎn)儲件(energy dump)410中。以上述這種方式，每一個極化濾波器作為調(diào)光器開關(guān)以使穿過極化濾波器的能量強度衰減。

應(yīng)當注意的是，將由組合光學鏡片408組合的所述兩個定向輸入426A/B被導(dǎo)引朝向選擇表面409的相對兩側(cè)而用于選擇性反射和傳輸。因此，第一輸入402A被反射器(reflector)404沿著路徑導(dǎo)引，該路徑使第一輸入402A朝向選擇表面409的反射側(cè)，而第二輸入402B被導(dǎo)引朝向選擇表面409的傳輸側(cè)。任何反射器的組合可以自然地用于引導(dǎo)光在組合器400內(nèi)沿所需路徑。

組合輸出428可與第一分路器(splitter)412相互作用，第一分路器412將組合輸出428分路成為輸出438和樣本432。分路器412可以是部分反射鏡(partial mirror)或脈沖分路器。樣本432可被導(dǎo)引至診斷模塊433，診斷模塊433分析樣本432的性質(zhì)來表示輸出438的性質(zhì)。在圖4的實施方式中，診斷模塊433具有兩個檢測器416和418，檢測器416和418分別檢測樣本的瞬時形狀(temporal shape)以及樣本的總能量含量。第二分路器414形成第一子樣本436和第二子樣本434以用于輸入上述各檢測器。瞬時形狀檢測器416為強度監(jiān)控器，監(jiān)控在很短的時間尺度內(nèi)撞擊監(jiān)控器的能量信號強度。入射到瞬時形狀檢測器上的能量脈沖可具有從1皮秒至100納秒的總持續(xù)時間，因此瞬時形狀檢測器適用于在這些時間尺度內(nèi)紀錄瞬時形狀，在這些時間尺度內(nèi)的有效分段(subdivision)里呈現(xiàn)強度信號，其中瞬時形狀檢測器是光電二極管或光電二極管陣列。能量檢測器418可以是諸如熱電偶之類的熱電裝置，該熱電裝置將入射的電磁輻射轉(zhuǎn)換成可以測量的電壓，以表示子樣本434的能量含量。因第一分路器412和第二分路器414基于所述第一分路器412和第二分路器414的傳輸部分而對入射光的已知部分進行取樣，輸出438的能量含量可以由子樣本434的能量含量計算出。

來自診斷模塊433的信號可被發(fā)送到圖1中的控制器112，控制器112可調(diào)整操作或能量源102或組合器400以實現(xiàn)所需結(jié)果?？刂破?12可以將電子定時器調(diào)整成耦接至每一個激光的有源q-開關(guān)以控制脈沖時序以響應(yīng)來自瞬時形狀檢測器416的結(jié)果。更快地循環(huán)有源q-開關(guān)致使更短的脈沖，反之亦然?？刂破?12可耦接至旋轉(zhuǎn)致動器405A/B以基于來自能量檢測器418的結(jié)果、通過調(diào)整穿過極化濾波器406A/B的光的極化角而調(diào)整輸出438的強度。以這種方式，輸出438的持續(xù)時間和能量含量可被獨立控制?？刂破?12還可以被配置來調(diào)整輸入到每個激光的功率。

如果需要的話，輸出438可由光閥(shutter)420中斷。如果從組合器400出現(xiàn)的激光能量待被中斷以調(diào)整在組合400之后的部件，在這種情況下光閥420可以被設(shè)置為安全裝置。輸出438通過輸出透鏡422離開組合器400。

輸出438是兩個定向輸入426A/B的組合。因此輸出438具有性質(zhì)，該性質(zhì)能代表兩個定向輸入426A/B性質(zhì)的組合。在上述極化的實例中，根據(jù)每個定向輸入426A/B在所述選擇表面409處的傳輸/反射的程度，輸出438可具有橢圓極化，橢圓極化代表兩個正交極化的、具有不同強度的定向輸入426A/B的組合。在一個實例中，在選擇表面409處使用入射波長以組合兩個輸入，輸出438將具有波長，該波長根據(jù)兩個定向輸入426A/B各自的強度而代表兩個定向輸入426A/B的組合波長。

例如，1,064nm的反射式介質(zhì)鏡可以設(shè)置在組合光學鏡片408的選擇表面409處。定向輸入426A可具有約1,064nm的波長并且具有強度A以從選擇表面409反射，并且定向輸入426B可具有532nm的波長并且具有強度B以傳輸通過選擇表面409。組合輸出428將是共傳播的雙光子雙脈沖，雙光子雙脈沖具有定向輸入426A/B的波長和強度，雙光子雙脈沖的總能量含量是兩個脈沖能量的總和。

圖4中的組合器400可用于將兩個輸入組合成為一個輸出。光學組合器包括在不同的配置中的相似元件，如果需要的話，這些元件可進一步用以組合從組合器400的輸出。例如，一對組合器(諸如組合器400)可基于極化將四個輸入組合成兩個中間體，并且第三組合器可基于波長將兩個中間體組合成一個輸出。

來自可選的組合器104(或直接來自能量源102)的能量被導(dǎo)引至均化器106。圖2A是根據(jù)一個實施方式的均化器200的平面圖，均化器200可作為圖1中設(shè)備100的均化器106來使用。均化器200包括空間解相關(guān)器(decorrelator)202和時間解相關(guān)器204。圖2A示意性地示出解相關(guān)器202和204，以圖示說明對于大部分實施方式而言，空間解相關(guān)器202沿著光學路徑定位在時間解相關(guān)器204之前。解相關(guān)器202和204可以如圖2A中所建議的呈實體接觸(physical contact)，或者如果需要的話，解相關(guān)器202與204之間可被隔開一段距離，為不同的介質(zhì)傳播通過創(chuàng)造條件。

空間解相關(guān)器202將來自截面圖像的不同區(qū)域的能量混合，該能量入射到空間解相關(guān)器202的接收表面226上。截面圖像的每一個分量區(qū)域(componentarea)被投射成為更大的場，在某些情況下投射在整個合成(resultant)圖像場上，以產(chǎn)生從空間解相關(guān)器202的傳輸表面228傳輸來的各分量區(qū)域的合成圖像。出現(xiàn)于入射能量中的空間模態(tài)重疊于生成的合成圖像中以產(chǎn)生空間上均化的圖像。局部強度極大值和極小值被疊加以減少產(chǎn)生于空間模態(tài)的能量分布不均勻和空間模態(tài)的盛行(prevalence)。

時間解相關(guān)器204減少入射至時間解相關(guān)器204的接收表面230上的能量的時間相關(guān)性以產(chǎn)生從時間解相關(guān)器204的傳輸表面232所傳輸?shù)慕庀嚓P(guān)圖像。解相關(guān)圖像相對于入射能量呈相位均勻，以減少與時間相干能量相關(guān)聯(lián)的干涉圖案。時間解相關(guān)器204通常將入射能量導(dǎo)引通過在折射介質(zhì)內(nèi)的多個不同的路徑長度以將該入射能量解相關(guān)。

圖2B是根據(jù)另一個實施方式的均化器240的透視圖。均化器240具有多個透鏡202A，多個透鏡202A可以是布置在與輸入能量206的光學路徑的交叉處的微透鏡陣列。多個透鏡202A設(shè)置成沿實質(zhì)上垂直于輸入能量206的傳播方向的平面。多個透鏡202A的每個透鏡208接收入射能量的一部分并且將該部分投射至合成圖像210上，合成圖像210具有面積，該面積大于入射能量的接收部分的面積。因此，來自透鏡208的圖像的一部分與來自所有其他的透鏡208的每一個圖像的一部分重疊以形成合成圖像210。這樣形成的合成圖像210可根據(jù)透鏡208的特性和多個202A的布置而具有中央?yún)^(qū)域212，中央?yún)^(qū)域212具有比合成圖像210的周邊區(qū)域214更高的強度和/或空間均勻性。應(yīng)當指出的是，雖然在圖2B中示出矩形截面，實施方式可以具有任何所需的截面形狀，諸如圓形、橢圓形、方形、六角形、或其它多邊形和/或不規(guī)則的形狀。此外，在一些實施方式中，多個透鏡202A的平面可以相對于輸入能量206的傳播方向成一定角度?；蛘?，透鏡208可以是錯開(staggered)的，也就是說，每個透鏡208可以位于與基準面相距一定距離的位置，每個透鏡208與基準面相距的距離可以是不同的。這樣的實施方式可通過使大多數(shù)透鏡208的傳輸圖像的部分穿過另一個透鏡而提供額外的空間均勻化以產(chǎn)生經(jīng)空間均勻化的圖像210。

如圖2B所示，多個透鏡202A設(shè)置成沿表面，該表面界定與輸入能量206的傳播方向垂直的平面。在替代的實施方式中，多個透鏡202A可以設(shè)置成沿表面，該表面界定曲線，該曲線具有位于入射能量206的傳播軸線上的曲率軌跡，入射能量206位于多個透鏡202A的傳輸側(cè)。如果在多個透鏡202A與時間解相關(guān)器204A之間有空間，這樣的配置可有效降低光從多個透鏡202A的擴散。如果在多個透鏡202A與時間解相關(guān)器204A之間沒有空間，擴散能量可以由時間解相關(guān)器204A的折射邊緣反射，或反射材料可以圍繞多個透鏡202A和時間解相關(guān)器204A中的一者或兩者。

如圖2B所示，多個透鏡202A作為單一物體的一部分。或者，如果需要的話，可以使一個或更多個透鏡208脫離其他透鏡208。使用多個脫離的透鏡在不時地調(diào)整透鏡以提高性能的實施方式中是有幫助的。如上所述，如果這些透鏡與基準面相距不同的距離，則透鏡208也可以是脫離的。

來自多個透鏡202A的合成圖像210傳到時間解相關(guān)器204A的接收表面220。時間解相關(guān)器204A為折射介質(zhì)，折射介質(zhì)包括多個折射窗格(refractivepane)212，這些折射窗格212在界面表面214處接觸。每一個折射窗格212具有厚度“t”，厚度“t”可以相同或不同。進入折射介質(zhì)的接收表面220的能量穿過折射介質(zhì)而至第一界面表面214。一小部分能量在第一界面表面214處被反射返回到接收表面220，在接收表面220，一部分能量被反射回來而進入折射介質(zhì)導(dǎo)致部分入射能量行進不同路徑長度而通過折射介質(zhì)。相同的反射/再反射圖案發(fā)生在所有的界面表面214處，導(dǎo)致了行進通過折射介質(zhì)的各種不同的路徑長度。假設(shè)路徑長度的差異不是相干光波長的整數(shù)倍，行進不同的路徑長度而通過折射介質(zhì)的相干光將呈相位解相關(guān)。如果不同的路徑長度在長度上有大于入射能量的相干長度(有時以光速除以pi和光學帶寬(optical bandwidth)來表示)的量，則會改良解相關(guān)。

窗格212可以是相同的材料或不同的材料，并且可以是任何透光的折射材料。窗格可以是固體、液體或氣體，例如內(nèi)部具有折射性液體或氣體的窗格狀容器。示例性的折射材料為玻璃、石英和藍寶石。亦可使用諸如水之類的透明液體和空氣以外的氣體，空氣以外的氣體可以具有與空氣相對不同的折射率。如圖2B所示，窗格212在界面表面214處接觸，但窗格212中的一個或更多個可以與其他窗格隔開，使得一個或更多個界面表面214包括兩個相鄰窗格212的兩個表面，所述兩個表面由空間分隔。這樣的布置可冒著一些能量損失于空間中的風險而增加時間解相關(guān)。在某些情況下，使反射材料圍繞在窗格212的邊緣上可減少這種損失。

從時間解相關(guān)器204A的傳輸表面222出現(xiàn)的解相關(guān)圖像234具有截面形狀，該截面形狀與進入接收表面220的能量類似，該截面形狀具有中央?yún)^(qū)域218，該中央?yún)^(qū)域218具有來自所述多個透鏡202A的多個重疊的圖像部分，并且因此與解相關(guān)圖像234的周邊區(qū)域216相比，中央?yún)^(qū)域218具有更高的空間均勻性。

圖2C是根據(jù)另一個實施方式的時間解相關(guān)器204B的透視圖。圖2C的時間解相關(guān)器204B可以作為圖2A的均化器200的時間解相關(guān)器204使用。圖2C的時間解相關(guān)器204B與圖2B的解相關(guān)器204A在許多方面相似，但不同的是，窗格212在一定方向上錯開，該方向橫向于入射能量206(圖2A)的傳播方向。錯開窗格212提供具有多個厚度t₁-t₅的折射介質(zhì)，入射能量的不同部分傳播通過該折射介質(zhì)。因此，入射能量的一部分行進通過厚度t₁的折射介質(zhì)，并且入射能量的一部分經(jīng)歷光學路徑長度為t₁的折射效應(yīng)。入射能量的另一部分行進通過厚度為t₂的折射介質(zhì)，經(jīng)歷光學路徑長度為t₂>t₁的折射效應(yīng)，以及長度為t₃、t₄和t₅等等。如果窗格212具有不同的厚度，折射介質(zhì)可具有至多為2n-1的厚度，其中n是窗格的數(shù)目。使不同的光學路徑長度的數(shù)目相乘增加時間解相關(guān)的可用性，尤其是當所有的光學路徑長度中的差異大于入射輻射的相干長度時。

圖2C中的窗格212是以均勻的距離或節(jié)距(pitch)“p”錯開(每個窗格212相對于前一個窗格212在一個方向上，例如，在“正-x”方向)。在替代的實施方式中，一些窗格除了在“正x”方向外也可以在“負x”方向錯開，得到具有延伸至與傳播方向正交的一個軸的兩側(cè)上的部分的折射介質(zhì)。在其他替代的實施方式中，一些窗格亦可以正向和/或負向沿y方向錯開。此外，盡管圖2C示出的解相關(guān)器204B作為窗格212的集合，解相關(guān)器204B也可以是根據(jù)上述任何模態(tài)構(gòu)成的具有多個厚度的單一介質(zhì)，諸如融合(fused)窗格的集合或棱鏡。如果需要的話，可以通過保留窗格之間的折射邊界的方式融合相同材料的融合窗格，以得到作為堆疊(stacked)窗格的集合的類似結(jié)果。

在窗格具有相似尺寸和形狀的情況下，對于所有窗格212來說，窗格錯開的節(jié)距“p”可以是恒定的或可以是不同的。如果平均節(jié)距滿足關(guān)系式其中n是窗格數(shù)并且w是在堆疊中的第一個和最后一個窗格的寬度的總和，那么所有堆疊中的窗格將重疊成某個程度。應(yīng)當指出的是，只要有任何由于折射效應(yīng)而變化的光學路徑根據(jù)具體的實施方式來管理，不必所有窗格212具有相同的形狀或尺寸。在一個實施方式中，每一個厚度t₁-t_n具有相等的面積覆蓋，使得相等面積的入射能量場穿過各厚度的折射介質(zhì)204B。自然地，在其他實施方式中，厚度t₁-t_n的面積覆蓋可能是不同的。

在一個實施方式中，解相關(guān)器204B是五個玻璃窗格的集合，每個玻璃窗格約1厘米厚，并在一個方向上每窗格約1厘米均勻的節(jié)距錯開。窗格為約1.0厘米×0.6厘米×1厘米，以便覆蓋入射能量的光學路徑，入射能量具有約1厘米的截面尺寸。

圖2D是根據(jù)另一個實施方式的時間解相關(guān)器204C的透視圖。時間解相關(guān)器204C可以作為圖2A的均化器200中的時間解相關(guān)器204使用。根據(jù)由圖2C的解相關(guān)器204B所體現(xiàn)的相同的一般原理，解相關(guān)器204C是折射介質(zhì)，折射介質(zhì)界定多個光學路徑長度而用于使入射能量場的不同部分穿過，從而產(chǎn)生入射能量場的時間解相關(guān)。在圖2D的實施方式中，多個柱224設(shè)置成與組合圖像210(圖2B)的光學路徑交叉。在大多數(shù)情況下，柱224定向成沿與組合圖像210的傳播方向平行的軸線延伸。柱224共同形成折射介質(zhì)226，折射介質(zhì)226具有多個厚度而使入射能量場的各部分行進通過折射介質(zhì)226。

如圖2D所示，柱224可具有基本上隨機的長度，每一個柱224可具有與每個其他的柱224不同的長度，但隨機性和不同長度的數(shù)目都不與所需柱的數(shù)目相等。較大數(shù)目的不同厚度或柱的長度將導(dǎo)致更好的整體解相關(guān)，并且和其他長度相差超過入射能量的相干長度的厚度或柱長度將更提高效果。

具有不同長度的柱224提供多個傳輸表面222，傳輸表面222與接收表面220相對。入射到接收表面220上的能量根據(jù)柱224的長度行進通過各種柱224，并且該能量在不同的時間從各傳輸表面222出現(xiàn)。應(yīng)當指出的是，柱224不需要布置成與平坦接收表面220在一起，如圖2D所示，但可以被布置成用以除提供多個錯開的傳輸表面222以外提供多個錯開的接收表面，或提供多個錯開的接收表面以替代多個錯開的傳輸表面222。

至于解相關(guān)器204C，柱224可以是相同的材料或不同的材料，并且可以是以融合或以其它方式結(jié)合在一起。在一個實施方式中，離散柱224的集合可以由反射粘合劑結(jié)合在一起成為實體接觸，同時使接收表面220和傳輸表面222保持清晰(unobscured)，該粘合劑包圍反射隧道中的柱的周邊側(cè)。柱224形成界面表面，界面表面介于柱224之間，界面表面呈實體接觸，并且界面表面提供了反射和折射的機會而改良這些模態(tài)的解相關(guān)。反射結(jié)合將減少任何折射損失。此外，解相關(guān)器204C可以是單一介質(zhì)，諸如棱鏡，以柱狀方式制作以提供不同厚度。

每個均化器200和240被描述為具有單一空間均化器和單一時間均化器。在替代的實施方式中，多個空間均化器和/或時間均化器可以與空間均化器一起被使用，每個空間均化器與其他空間均化器相同或不同并且每個時間均化器與其他時間均化器相同或不同。在其他替代的實施方式中，時間均化器的傳輸表面可以是擴散的，例如，通過為表面提供微細(fine)的紋理。此外，如果時間均化器的折射介質(zhì)呈任何程度的擴散，時間均化器的傳輸表面可成一定角度以抵消擴散，如果需要的話，或準直透鏡可被施加到傳輸能量。

根據(jù)任何上述實施方式，由均化器106傳輸?shù)哪芰看┻^孔116以提供具有所需形狀和大小的能量場?？?16可用于截斷能量場的任何部分而不具有所需的均勻性，諸如圖2B的能量場234的周邊區(qū)域216。使所得經(jīng)均勻化的能量場被導(dǎo)引朝向設(shè)置在工作表面120上的基板。

與圖2A-2C相關(guān)的所述光學元件被描繪成大致對齊于與入射能量206傳播方向平行的光軸。在替代的實施方式中，一個或更多個光學元件可被定向成沿與傳播方向形成一定角度的軸線。在這樣的實施方式中，接收和傳輸表面可以與傳播軸垂直或相對于傳播軸成一定角度。自然地，以一定角度照到折射邊界的光將在某種程度上被反射?？梢允褂梅瓷涔鈱W鏡片以盡量減少這樣的反射，例如，通過利用可能發(fā)生的內(nèi)部反射和通過在折射介質(zhì)周圍設(shè)置反射元件。如果需要的話，諸如折射介質(zhì)204A-204C之類的光學元件可具有曲率以調(diào)整傳播軸。

時間解相關(guān)器204A/B/C被描繪成通過迫使光行進不同距離而通過構(gòu)成時間解相關(guān)器的折射介質(zhì)，來影響通過時間解相關(guān)器204A/B/C的光的傳輸。應(yīng)當指出，在替代的實施方式中，光的傳輸時間也可通過將光發(fā)送通過具有不同折射率的不同材料而受到影響。在一般情況下，時間解相關(guān)器204A/B/C具有多個不同的路徑，這些路徑用于光的傳輸，并且不同的路徑具有不同的傳輸時間，借助于行進通過介質(zhì)的距離，或借助于傳輸通過具有不同折射率的不同材料，或兩者兼而有之。時間解相關(guān)是通過迫使光以不同的速度行進給定的距離來實現(xiàn)的，或者通過行進不同距離而通過折射介質(zhì)來實現(xiàn)，或者通過行進相同距離而通過不同折射介質(zhì)來實現(xiàn)，或它們的任意組合來實現(xiàn)。

在一個實施方式中，具有規(guī)則的形狀(諸如長方體(rectangular solid))的棱鏡或單一介質(zhì)可由具有不同折射率的不同材料制作以產(chǎn)生具有不同傳輸時間的路徑。在一些實施方式中，只有兩種材料被使用，其中在單一介質(zhì)內(nèi)的不同位置處，有界面介于所述兩種材料之間。如果第一材料具有厚度d₁和折射率n₁以及第二材料具有厚度d₂和折射率n₂，通過兩個折射介質(zhì)的總光學路徑的有效折射率是n₁和n₂的加權(quán)平均值，即(n₁d₁+n₂d₂)/(d₁+d₂)。通過為穿過介質(zhì)的不同路徑提供不同距離d₁和d₂，可實現(xiàn)沿不同路徑的傳輸時間的差動控制(differential control)。在一些實施方式中，光路徑可以具有傳輸時間，傳輸時間與每一個其他的傳輸時間相差光的相干時間。

圖3是根據(jù)另一個實施方式的總結(jié)方法300的流程圖。圖3中，方法300用于提供用于熱處理基板的均勻能量場。在302處，激光能量被導(dǎo)引通過與激光能量的光學路徑交叉的多個透鏡以形成合成圖像。激光能量可以是單一激光能量的傳播或兩個或更多個傳播的組合，例如，兩個組合光束或兩個組合脈沖。所述多個透鏡可符合任何上述的與圖2A-2C相關(guān)的實施方式。每個透鏡將入射能量的一部分投射到圖像場上，所述圖像場與所有其他透鏡的圖像場重疊。圖像場的重疊部分，通常為合成圖像的中央?yún)^(qū)域，是呈高度空間均勻性的，而合成圖像的周邊部分可以是空間均勻性較差的。

在304處，合成圖像被導(dǎo)引通過折射介質(zhì)，該折射介質(zhì)具有與合成圖像的光學路徑交叉的多個厚度以形成解相關(guān)圖像。折射介質(zhì)可符合任何上述的與圖2A-2C相關(guān)實施方式。折射介質(zhì)提供具有不同長度的多個光學路徑，合成圖像的各部分行進通過折射介質(zhì)。通過折射介質(zhì)的不同路徑長度導(dǎo)致合成圖像的一部分相對于合成圖像的另一部分的相位位移。在一些實施方式中，折射介質(zhì)的每一個光學路徑長度與每一個其他的光學路徑長度相差大于入射能量的相干長度的量。在其它實施方式中，一些光學路徑長度可與其他的光學路徑長度相差大于入射能量的相干長度的量，而另一些光學路徑長度相差小于入射能量的相干長度的量。在一些實施方式中，一些光學路徑長度可與其他光學路徑長度相同，而一些可以是不同的，以提供時間解相關(guān)。

不同的厚度可以根據(jù)均勻的或不均勻的分布而沿著單一軸或兩個軸來分布。不同的厚度導(dǎo)致多對接收表面和傳輸表面，其中每個接收/傳輸表面對被距離分隔，該距離不同于至少一個其它接收/傳輸表面對的距離。在一些實施方式中，所有接收/傳輸表面對的分隔距離可以是不同的，而在一些實施方式中，表面對可落入由它們的分隔距離界定的組中。在一些實施方式中，這些距離相差超過入射于接收表面的能量的相干長度的距離。

在306處，基板的處理區(qū)域暴露于解相關(guān)圖像。如果需要的話，可使解相關(guān)圖像穿過孔以塑形、調(diào)整尺寸大小、和/或截斷圖像，例如，除去圖像場的任何不符合所需均勻性的部分。為了處理整個基板，第一處理區(qū)域通常按如上所述被識別和處理。然后隨后的處理區(qū)域被識別，通常隨后的處理區(qū)域鄰近于第一處理區(qū)域，并且在某些情況下與第一處理區(qū)域的邊界疊加或共享邊界。基板被移動以定位用于處理的隨后的處理區(qū)域，并且通過重復(fù)步驟302的導(dǎo)引、304的導(dǎo)引、和306的暴露來處理隨后的處理區(qū)域。重復(fù)處理步驟直到基板的所有所需處理區(qū)域被處理。

雖然上述內(nèi)容為關(guān)于本發(fā)明的實施方式，可不背離本發(fā)明的基本范圍而提出本發(fā)明的其他和進一步的實施方式。