CN102405514A - 光纤激光基材处理 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例是关于基材处理设备以及结合提供独立控制光脉冲持续时间、形状及重复速率的光源的方法。实施例进一步提供照射强度的快速增加及减少。

Description

光纤激光基材处理

交叉参照的相关申请案

本申请主张2009年4月20日提出申请的美国临时申请案61/171,011号的优先权，所述美国临时申请全文在此并入作为参考。

背景技术

在某些用于半导体工业的处理中，期望能快速加热基材以减少处理基材的时间。一般而言，快速热处理系统利用高强度的光源以快速加热基材，所述基材固持在处理腔室内(有时是在真空条件下)。高强度光源可由高强度灯阵列组成，所述高强度光源位于腔室内，或位于腔室外并且邻接透明窗，光线穿透所述透明窗以进入腔室。在腔室内部，基材以极微的实体接触(通常在边缘周围)受到支撑，所以基材温度可快速响应进入的光线。晶片的前面暴露且接收来自高强度灯的光线。这些灯基本上为黑体辐射体，且尽可能地快速(一般为300至500ms)加热至操作温度。对于许多基材而言(像通常用于制造集成电路的硅基材)，较短波长的光吸收较高，特别是在基材接近室温时的热循环起始时期。在灯达到高温(约3000℃)之后，开始快速硅基材加热，此时灯开始发射短波长光的主要部分。

图1示出淹没型快速热加热设备的示意剖面视图，在所述设备中，配置在腔室105中的晶片100由装设在腔室盖120上的灯125发出的辐射加热。灯125一般是钨-卤素灯且可产生不同温度以均匀加热基材。可通过监控透过腔室105内的窗135的光线来实现高温测定量测。灯125开关的速率受限于一般的加热灯，且造成基材可被加热的快速程度上的限制。

替代性的光源已被用于克服某些限制，且提供短暂的脉冲持续时间以在处理时间指标内持续。然而这些新的替代性光源并非最适于满足新的处理需求，这些处理需求包括处理晶片的时间需求，所述时间需求已减少至50nsec至100μs之间。因此，需要用于可靠且快速处理晶片的系统及方法，所述系统及方法使用低于约100ns的加热脉冲。对于各种基材处理，需要额外控制照射的高强度脉冲的起始与终结，以及持续时间与重复速率。

发明内容

本发明的实施例是关于基材处理设备以及结合提供独立控制光脉冲持续时间、形状及重复速率的光源的方法。实施例进一步提供照射强度的快速增加及减少。

一种基材处理系统包括：一个或多个光纤激光器，所述光纤激光器产生光脉冲用以照射半导体基材的表面的一部份以改质所述半导体基材。光脉冲包括可选择的脉冲持续时间以及一个或多个光波长。所述表面的所述部分具有大于10平方毫米的面积。光脉冲可促进化学反应，所述化学反应造成在所述半导体基材的表面上形成膜。或者，光脉冲可活化半导体基材中的掺质。或者，光脉冲可退火半导体基材。所述一个或多个光纤激光器可包括至少一个光纤束激光器。脉冲持续时间可介于约100ns至约100μs之间。光脉冲可通过加热半导体基材或将原子在半导体基材中扩散而用以改质半导体基材。光脉冲的重复速率可为可选择的且可为少于约1MHz。所述基材处理系统进一步包含光学高温测量组件，以监控来自所述表面的所述部份、靠近一波长的辐射，所述波长不同于所述一个或多个光纤激光器的所述一个或多个波长。

一种基材处理系统包括：所述光学组件以及基材支撑件组件，所述基材支撑件组件用于支撑配置在处理腔室内的基材。基材处理系统的基材支撑件组件可相对于所述一个或多个光纤激光器移动。基材处理系统的所述一个或多个光纤激光器可相对于所述基材支撑件组件移动。

处理基材的方法包括：选择促进表面处理的至少一个光脉冲的脉冲持续时间，以及用至少一个光脉冲的光线照射基材表面的第一部份。所述一个光脉冲的光线包括一个或多个光纤激光波长，所述光纤激光波长从光纤激光器组件的输出端所发射，且所述表面的部分具有大于10平方毫米的面积。所述方法可包括移动基材以及照射所述基材的表面的第二部分。所述方法可包括接收从所述基材的表面的所述第一部分所发射的光线，以及测定靠近处理监控波长的发射光的强度。所述处理监控波长可不同于所述一个或多个光纤激光波长。

本发明的进一步的应用领域可根据以下提供的详细说明书内容而变得清晰易懂。应了解到详细的说明书内容及特定范例在表示各种实施例时，仅旨在用于说明，而不是旨在必然地限制本发明的范畴。

附图说明

通过参考下列的说明书其余部分及附图，可进一部了解本发明的本质及优点。这些附图并入本发明的详细说明书部分中。

图1是现有技术基材处理系统的加热及监控系统的剖面示意图。

图2A至2C是根据本发明实施例的基材处理系统中的加热及监控系统的剖面示意图。

图3A至3B是流程图，示出根据所公开的实施例用于处理基材表面的示范性方法。

图4是受益于本发明实施例的示范性基材处理系统的剖面视图。

在附加的附图中，类似的部件及/或特征结构可具有相同的标记符号。另外，相同类型的各种部件可通过在标记符号后附加破折号和第二符号加以区别，所述第二符号区别于类似组件。倘若在说明书中仅使用第一标记符号，则不论第二标记符号为何，说明书内容可应用于具有相同第一标记符号的类似部件中的任何一个。

具体实施方式

本发明的实施例是关于基材处理设备以及结合提供独立控制光脉冲持续时间、形状及重复速率的光源的方法。实施例进一步提供照射强度的快速增加及减少。

在所公开的实施例中，光纤激光用于照射及加热基材表面以处理基材的靠近表面的区域。处理包括形成膜、处理掺质以及重排序基材本身。光纤激光器可用于通过长激光腔来产生非常强的光脉冲，所述长激光腔可卷绕以维持小型工具覆盖区。光纤激光器的狭长激光腔可非常有效地冷却，而进一步致使高的光强度输出。当前现有的光纤激光器发出的连续功率超过1kW(千瓦)，根据重复速率、脉冲数、脉冲形状及持续时间，将这个功率传送至非常高的尖峰功率。当通过主光纤振荡器(而非脉冲的Nd:Yag激光器)泵浦时，光纤激光提供这些参数的较大范围，且也使参数可更加独立于另一参数而被选择。多重光纤激光可结合以形成一种已知为光纤束激光的激光。

基材表面可用光脉冲来处理，这些光脉冲具有介于约2ns至约100μs之间基本上连续可调谐的脉冲持续时间。脉冲序列可用于以可选择的脉冲数以及高达1MHz的脉冲重复速率来处理基材表面。光脉冲的形状可经调整，例如，以便在初始时提供更多照射来将表面加热至有助于处理的温度，而随后降低至足以维持处理反应的较低强度。对于长脉冲(超过100μs)而言，脉冲形状可经选择以使强度线性上升，以限制介于基材顶部与底部之间的膨胀差异。通过使用光纤激光可有助于脉冲形状工程或“脉冲整形(pulse shaping)”，光纤激光器可提供类似于任意电波形产生器的脉冲形状的灵活性。光脉冲形状可经选择以促使涉及特定膜生长的化学反应。

根据所涉及的化学物质，在有气体前驱物存在的情况下照射表面可加快化学反应速率，而胜于使用其它热力工具。举例而言，光线可激发气相分子、吸附的分子，或甚至电子地激发基材以促进表面上的化学反应。恰当的光诱导处理包括：光催化，及光辅助原子层沉积(PA-ALD)；在此期间，脉冲序列可用于每一脉冲在基材上成长一层膜。光纤激光的波长可经选择以促进期望的膜处理，所述选择例如通过选择与改善反应速率的分子电子跃迁形成共振的波长。所述波长可经选择以改善基材的辐射吸收，因而更有效地加热基材。

脉冲光纤激光器通过掺杂光纤的轴芯制成，所述光纤的轴芯随后用做激光腔。可用激光对激光腔轴芯进行光泵浦，所述激光的光受导引通过激光腔轴芯，且对于类似此的高强度应用而言，所述激光的光受导引通过环绕或比邻激光腔轴芯的第二未掺杂轴芯。激光腔轴芯可用稀土族元素掺杂以助于激励发射，但其它光学效应也提供光增益的机制。改善这些高强度激光器的设计以使类似从工件移除材料(例如：刻划、裁切及削磨)的新应用成为可能。这些应用需要光束聚焦至小型点状尺寸，以达到足够移除材料的热量。在本发明的实施例中，光纤激光器并进基材处理设备以处理基材，在一定程度上通过光学地将光束扩宽，从而，输出的照射能够覆盖基材的有效部分。基材处理应用需要比融化或削磨更低的功率密度，所以大于约10W的电流功率水平对于许多处理而言是充足的。多重激光可结合，以覆盖基材的较大部分以容许整个基材一次暴露，或者以扫描运动或以各别步骤覆盖待暴露的较小的区域。光纤激光器的输出端和基材之间的相对运动可通过基材运动、光纤激光器输出端运动或它们的结合而实现。

为了更佳了解且认识本发明，可参考图2A至2C，图2A至2C为根据本发明实施例的基材处理系统中的加热及监控系统的剖面示意图。图2A示出一处理系统，其中光线通过光纤光缆225-1进入腔室并且横跨基材200散播以处理表面，而没有光纤激光组件226-1的输出端与基材200之间的相对运动。

对于脉冲持续时间低于约20毫秒的脉冲而言，直到脉冲结束以后，基材在顶部表面201及底部表面202处才可能具有相同的温度。因此，对于照射的热反应的光学测量可较佳地在顶部表面201上执行，所述顶部表面为直接被照射且加热。监控顶部表面201可透过瞄准基材200的表面的透明光穿孔235-2完成，而非透过瞄准底部表面202的透明光穿孔235-1完成。所示的处理系统为装设有作为盖220-1的一部分的透明光穿孔235-2，所述盖也支撑光纤光缆225-1。基材200的顶部表面201的热反应可由高温测量器在不同于光纤激光器发射的光波长的波长来监控，以改善温度测定的准确性。侦测不同波长可减少将从光纤激光器反射或散射的照射误认为是从基材200的顶部表面以热形式生成的机会。

因为来自光纤激光器的脉冲可短至2ns，因此由高温测量器侦测的光线也许不能表示表面的平衡温度。为了测定暴露期间或暴露之后的表面准确温度，需要进一步的处理。或者，可使用原始光学信号并且使所述光学信号与所得的膜、掺质或其它表面特征的最优化性质相关。

在图2A中，光纤激光组件226-1在处理腔室内侧输出光线。在替代性实施例中，光纤激光输出端226-1可位于处理腔室外侧，而光线透过透明窗传入腔室中。在另一替代性实施例中，光纤激光输出端226-1可占据腔室的独立部分，在所述独立部分仍隔绝于处理条件而受保护。从处理区域分离光纤激光器的输出端226-1具有额外的优点，这些优点是防止沉积、蚀刻或其它反应不利地影响光辐射通达基材200表面的传输效能。

光纤激光器可产生短波长(在实施例中，＜0.75μm或＜0.5μm)的光线，同时在更高波长(介于约0.5μm与1.2μm之间，或者0.75μm与1.2μm之间)操作高温测量，以从监控的波长分离加热波长。对于多数掺质浓度而言，在高于1.2μm的波长上，硅基材的发射率是低的，因而使得高温测量更加困难。对于非硅的基材而言，波长范围可不同，但使用不同光波长以加热及高温测量的优点仍存在。

图2B示出处理系统的另一实施例，所述处理系统利用扫描或步进扫描法光学地通过可挠光纤光缆225-2加热基材200的顶部表面201。顶部表面201的部分暴露给从光纤激光组件的输出端226-2发射的辐射，且顶部表面201的照射部分的位置在处理期间可以不连贯地改变或平稳改变。光纤光缆可在两个正交方向上运动，以容许暴露基材200的整个顶部表面201。

顶部表面201的照射部分的温度指示可通过可挠光管或光纤光高温测量接收器235-3接收，所述光纤光高温测量接收器可添加至光纤光缆225-2，从而光纤光高温测量接收器235-3与光纤光缆225-2一起移动。此举可以是受到期望的，以确保照射(加热)部分受监控而非顶部表面201的较冷的表面受监控。或者，可使用相对于腔室205以及盖220-2为静止的光接收器235-2，并且以机械式或电子式控制所述光接收器以主要监控顶部表面201的暴露部分。

图2C还示出处理系统的另一实施例，在此，移动基材200以平移基材200的顶部表面201的照射及加热部分。因为光纤激光组件的输出端226-3可相对于腔室205及盖220-2保持静止，因此光纤光缆225-2及高温测量接收器235-3不需要是可挠的。基材可在暴露之间以相对的个别步骤移动，或者基材可在持续暴露期间平滑移动。基材可以箭头的方向移动或平移且以正交方向进出图2C的平面来移动或平移。或者，基材可以箭头方向移动并且绕它的中心旋转。

基材相对于光纤光缆的运动可通过基材运动及光纤激光组件的输出端的运动相结合而实现。在一范例中，基材可旋转，同时光纤组件沿基材的半径线性地平移。

示出在图2A至2C的光纤光缆225可以是掺杂激光腔的一部分或可以不是掺杂激光腔的一部分，但可以是用于从激光腔体传输光进入腔室的非掺杂光纤。

图3A至3B是流程图，示出根据所公开的实施例用于处理基材表面的示范性方法。图3A展示涉及使用光纤激光的步进扫描法的处理。光纤激光组件的输出端置于靠近基材表面处，并且由光纤激光器产生光脉冲，照射基材的一部分(操作305)。移动基材，从而后续的脉冲会冲击基材的不同部分(操作310)。由光纤激光器产生第二光脉冲以照射基材的第二部分(操作315)。图3B描绘一处理，在所述处理中，来自照射及加热部分的光信号用于调整来自光纤激光器的光脉冲的强度。在操作365中，基材的一部分受到来自单色光纤激光器的光脉冲的照射与加热。在照射所述基材的所述部分期间，或在照射所述基材的所述部分后的瞬间，从所述部分发出的光强度以侦测器来测定并且用于监控基材表面上光脉冲的效果(操作370)。所侦测的光的波长不同于由光纤激光器所产生的波长。后续脉冲的强度是基于在操作370中所侦测得到的光强度而调整(操作375)。

示范性基材处理系统

图4示出一处理腔室400，所述处理腔室400用于处理盘形基材405，所述基材可为12英寸(300mm)直径的硅(Si)晶片。

根据本发明的实施例，在处理期间，基材405在腔室400内部被支撑在基材支撑件组件408上，并且通过位于基材405正上方的照射组件402加热基材405。照射组件402产生辐射412，所述辐射可通过水冷式石英窗组件403进入处理腔室400。窗组件403及基材405之间的间隙可以是可调整的，在实施例中，所述间隙是介于约10mm至约50mm之间。在基材405下方的是反射器420，所述反射器420装设在中心组件421上，所述中心组件421具有大体上圆柱形的基座。反射器420可具有高度反射性的表面涂层。基材405的下侧以及反射器420的顶部邻接反射腔体，所述腔体用于改善基材405的有效发射率。基材405及反射器420之间的间隔也可以是可调整的。在300mm基材处理系统中，在不同实施例里，所述间隙可为介于约3mm至20mm之间，或介于约5mm至8mm之间。

通过收集穿过光管423的光以及用光学传感器425及辅助电子组件测量所侦测到的光强度，多个温度探针(图4中示出3个)可利用高温测量方法从下侧监控基材405的不同区域中的温度。每一温度探针可包括光管423，所述光管423插进从中心组件421的背侧穿透至反射器420顶部的导管中。光管423的直径可为0.080英寸，而所述导管稍大以助于将光管423插进所述导管中。光管423可经由光纤光学组件424光学地连接至光学传感器425。所述温度探针产生信号来指示靠近基材的区域所量测到的温度，而这些信号可为系统控制器462。

处理区域413位于基材405上方。通过从照射组件402朝向基材405的照光412而改质基材，所述照光412可重排序基材及/或助于化学反应，所述化学反应涉及处理气体与基材405。举例而言，在基材405内的掺质可受到活化或分散，在基材405中的排列程度可增加，或者膜(诸如硅化物、氮化物或氧化物)可在基材405上生长。入口歧管472置于腔室400的侧壁中，且适于接纳从气体源(例如罐441)进入腔室400的气体。来自罐441的气流较佳以手动阀及计算机控制的流量控制器442独立控制。排气罩473置于腔室400的侧面，在径向上与入口歧管472相对，且所述排气罩473适于将处理流出物从沉积腔室400排放到泵抽系统(图中未示)。

中心组件421包括循环线路，所述循环线路包括耦接至冷却剂入口(图中未示)的内部腔室422，冷却流体通过这些冷却剂入口循环以冷却中心组件421。在一实施例中使用室温水以保持中心组件421远低于加热基材405的温度。在实施例中，中心组件421的温度保持在低于150℃。

小反射腔体419可形成于反射器420的顶部内，此处光管423穿透反射器420的顶部处。光管423经定位使得它们的最上端与每一微腔体419的入口齐平，或者稍低于所述入口。

光管423可由高光学指数的材料(诸如蓝宝石)制成。蓝宝石光管大体上较佳是他们具有相对小的光散射系数，且他们倾向具有较大的横向光阻绝度。从而，因为他们接收来自较小立体角的进入射线因而提供较小面积的测量，因此他们提供较大的测量局部性。光管可由任何适当的耐热性及抗腐蚀性材料制成(例如石英)，这些光管能够通过插入光纤光缆424而可将取样的辐射传输至高温测量器。或者，辐射取样系统可以是包括：装设在反射器420中的小半径物镜的光学系统，以及镜子和透镜系统，所述镜子和透镜系统传送各个透镜收集的辐射至各个高温计。倘若适当的现成光学组件可购得，此类方案可比蓝宝石光管少花销。或者，光管可由具有高度研磨过的反射内表面的管制成。

如上所指示，尽管图4仅示出三个温度探针，然而真实系统可使用分布在反射器420之上的七个或八个测量探针，以便在不同径向及方位角的位置测量温度。在热处理期间，基材支撑件组件408经常旋转以均匀化基材405的热分布。旋转速率可介于每分钟约20至200转(RPM)之间。在基材405旋转的实例中，每一探针实际上取样基材上相对应的环状环区域的温度分布。基材支撑件组件408可为磁浮旋转框架。基材支撑件组件408可延伸进入转子井409，同时从边缘支撑基材405。以此方法，基材405在照射组件402下旋转，以促使基材405温度一致。

沿边缘环411的内径处可有架子或楔形物用以接触基材405。边缘环411在基材405的外周边接触基材405，从而遮蔽基材405下侧的极小部分。边缘环411具有大约0.75英寸的径向宽度。边缘环411的几个部分靠近基材405并且会遭受处理气体腐蚀或污染，所述处理气体是经选择用以形成膜或以其它方式改质基材405。用于边缘环411的材料可为抗化学物质攻击的材料，例如碳化硅。

边缘环411经设计以与缸筒410产生光密闭密封。从边缘环411的底部表面延伸的是圆柱状唇部或裙部，所述唇部或裙部的外径稍微大于或小于缸筒410的外径，以防止光在缸筒410外侧及内侧区域之间直接通行。边缘环411具有大于缸筒410的半径的外部半径，从而边缘环411延伸超过缸筒410之外。此边缘环411超出缸筒410的环状延伸部的功能如隔板，可防止杂散光进入反射腔体419且防止所述杂散光被误认为表示基材温度。为进一步减少杂散光进入反射腔体419的可能性，边缘环411可用吸收照射组件402所产生的辐射的材料涂布，例如诸如碳化硅的黑色或灰色材料。为进一步减少杂散光进入反射腔体419的量，可使用共旋的边缘环延伸部413。缸筒410可由石英制成且可用硅涂布以进一步限制光侵入反射腔体419。

处理设备400包括系统控制器462，所述系统控制器462控制设备400的各种操作，诸如控制照射组件402强度、气体流量、基材温度以及腔室压力。在本发明的实施例中，系统控制器462包括硬盘机(存储器464)以及处理器466。处理器含有单板计算机(SBC)、模拟与数字输入/输出板468以及机械接口板。

系统控制器462控制设备400的活动。系统控制器执行系统控制软件，所述软件是储存在诸如存储器464的计算机可读介质中的计算机程序。存储器464可为硬盘机，但存储器464也可包含DRAM、闪存及其它种类的存储器。存储器464也可为一种或多种存储器的组合。计算机程序包括指令组，所述指令组指示具体处理的时序、气体混合、腔室压力、腔室温度、灯功率水平、基材支撑件组件位置以及其它参数。当然，其它诸如储存于另一存储器(例如软盘机或其它适合的驱动装置)的计算机程序也可用于操作系统控制器462。输入/输出(I/O)装置468除了与设备相接外，还可包括人类交互装置，诸如LCD显示器、键盘及指向装置。系统控制器462可连接至网络以容许远程控制或监控系统功能。控制也可分配于多个系统控制器462之中，所述多个系统控制器462在网络上连通以分配控制责任。

在此所使用的“基材”一词可为支撑基材，可具有或不具有形成于其上的层。支撑基材可为绝缘体或具各种掺杂浓度及掺杂轮廓的半导体，且例如可为用于集成电路制造的类型的半导体基材。使用“光线”、“光学”、“光学组件”等词汇不意味所涉及的电磁辐射必须来自光谱的可见光部分。光线可为任何波长。

在一实施例中，基材处理系统包括：一个或多个激光器，所述激光器产生光脉冲以加热半导体基材的表面的一部分达到至少200℃。所述光脉冲包括可选择的脉冲持续时间以及一个或多个光波长，且所述表面的所述部分具有大于10平方毫米的面积。

所述基材处理系统的另一实施例中，光脉冲促进化学反应，所述化学反应造成在所述半导体基材的表面上形成膜。

所述基材处理系统的还一实施例中，光脉冲活化半导体基材中的掺质。

所述基材处理系统的还一实施例中，光脉冲退火半导体基材。

所述基材处理系统的还一实施例中，所述一个或多个光纤激光器包括至少一个光纤束激光器。

所述基材处理系统的还一实施例中，脉冲持续时间介于约100ns至约100μs之间。

所述基材处理系统的还一实施例中，光脉冲通过加热半导体基材而改质半导体基材。

所述基材处理系统的还一实施例中，光脉冲通过将原子在半导体基材中扩散而改质半导体基材。

所述基材处理系统的还一实施例中，光脉冲的重复速率为可选择的。所述重复速率可为少于约1MHz。

所述基材处理系统的还一实施例中，光脉冲的脉冲形状为可选择的。

所述基材处理系统的还一实施例中，所述表面的所述部分大于100平方毫米。

所述基材处理系统的还一实施例中，所述系统进一步包含光学高温测量组件，用以监控来自所述表面的所述部分、靠近一波长的辐射，所述波长不同于所述一个或多个光纤激光器的所述一个或多个波长。

另一实施例中，一种基材处理系统包括：基材支撑件组件，所述基材支撑件组件支撑配置在处理腔室内的半导体基材；以及光学组件，所述光学组件包括一个或多个光纤激光器，所述激光器产生一个或多个波长的光脉冲以加热半导体基材的表面的一部分达到至少200℃。光脉冲的脉冲持续时间为可选择的，且所述表面的所述部分具有大于10平方毫米的面积。

所述基材处理系统的还一实施例中，所述光学组件一次暴露半导体基材的一个部分。

所述基材处理系统的还一实施例中，所述基材支撑件组件可相对所述一个或多个光纤激光器移动。

所述基材处理系统的还一实施例中，所述一个或多个光纤激光器可相对基材支撑件组件移动。

另一实施例中，处理半导体基材的方法包括：选择至少一个光脉冲的脉冲持续时间，所述光脉冲促进表面处理；以及用光线的至少一个光脉冲将半导体基材的表面的第一部分加热至至少200℃。所述光线的一个光脉冲包括一个或多个光纤激光波长，所述一个或多个光纤激光波长从光纤激光器组件的输出端所发射，且所述表面的部分具有大于10平方毫米的面积。

还一实施例中，所述处理半导体基材的方法进一步包括移动半导体基材以及照射所述半导体基材表面的第二部分。

还一实施例中，所述处理半导体基材的方法进一步包括：接收来自所述半导体基材的表面的第一部分所发射的光线，以及测定靠近处理监控波长的发射光的强度。处理监控波长不同于所述一个或多个光纤激光波长。

本领域技术人员可了解到，尽管已结合较佳实施例在上文描述本发明，然而本发明不应限制于这些较佳实施例。前述的本发明的各种特征及方面可单独使用或结合使用。进一步地说，尽管本发明描述了在特定环境及特定应用中的实施方式内容，然而本领域技术人员将了解到它的用途不限于所述内容，且本发明可用于任何数量的环境与实施方法中。

Claims (20)

1.一种基材处理系统，所述基材处理系统包含：

一个或多个光纤激光器，所述一个或多个光纤激光器产生光脉冲以加热所述半导体基材的表面的一部分达到至少200℃；

其中所述光脉冲包含可选择的脉冲持续时间以及一个或多个光波长；且

其中所述表面的所述部分具有大于10平方毫米的面积。

2.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述光脉冲促进化学反应，所述化学反应造成在所述半导体基材的表面上形成膜。

3.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述光脉冲活化所述半导体基材中的掺质。

4.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述光脉冲退火所述半导体基材。

5.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述一个或多个光纤激光器包含至少一个光纤束激光器。

6.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述脉冲持续时间介于约100ns至约100μs之间。

7.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述光脉冲通过加热所述半导体基材而改质所述半导体基材。

8.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述光脉冲通过将原子在所述半导体基材中扩散而改质所述半导体基材。

9.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述光脉冲的重复速率为可选择的。

10.如权利要求9所述的基材处理系统，其中所述重复速率少于约1MHz。

11.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述光脉冲的脉冲形状为可选择的。

12.如权利要求1所述的基材处理系统，其中所述表面的所述部分大于100平方毫米。

13.如权利要求1所述的基材处理系统，进一步包含：

光学高温测量组件，所述光学高温测量组件监控来自所述表面的所述部分、靠近一波长的辐射，所述波长不同于所述一个或多个光纤激光器的所述一个或多个波长。

14.一种基材处理系统，所述基材处理系统包括：

基材支撑件组件，所述基材支撑件组件支撑配置在处理腔室内的半导体基材；

光学组件，所述光学组件包含：

一个或多个光纤激光器，所述一个或多个光纤激光器产生一个或多个波长的光脉冲以加热所述半导体基材的表面的一部分达到至少200℃，其中所述光脉冲的脉冲持续时间为可选择的，且所述表面的所述部分具有大于10平方毫米的面积。

15.如权利要求14所述的基材处理系统，其中所述光学组件一次暴露所述半导体基材的一个部分。

16.如权利要求14所述的基材处理系统，其中所述基材支撑件组件相对于所述一个或多个光纤激光器为能移动的。

17.如权利要求14所述的基材处理系统，其中所述一个或多个光纤激光器相对于所述基材支撑件组件为能移动的。

18.一种处理半导体基材的方法，所述方法包括以下步骤：

选择至少一个光脉冲的脉冲持续时间，所述光脉冲促进表面处理；

用所述至少一个光脉冲的光线将半导体基材的表面的第一部分加热达到至少200℃；

其中所述一个光脉冲的光线包含一个或多个从光纤激光组件的输出端所发射的一个或多个光纤激光波长；且

其中所述表面的所述部分具有大于10平方毫米的面积。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包含以下步骤：

移动所述半导体基材；

照射所述半导体基材的所述表面的第二部分。

20.如权利要求18所述的方法，进一步包含以下步骤：

接收来自所述半导体基材的表面的所述第一部分的发射光线；

测定靠近处理监控波长的所述发射光线的强度，其中所述处理监控波长不同于所述一个或多个光纤激光波长。

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