TWI613464B - 用於減少斑點、伸展脈衝、並使光束均勻化之設備 - Google Patents

Abstract

本文所述之實施例係關於半導體基板之熱處理。更特定而言，本文所述之實施例係關於半導體基板之雷射熱處理。在某些實施例中，提供均勻器以在空間及時間上使相干光影像解相關。

Description

用於減少斑點、伸展脈衝、並使光束均勻化之設備

本文所述之實施例係關於半導體基板之熱處理。更特定而言，本文所述之實施例係關於半導體基板之雷射熱處理。

在半導體製造中，熱處理常用以使半導體基板中之摻雜物熔化、退火、結晶，及活化。高功率位準一般而言係用以處理半導體基板，及雷射經常用以達到高功率位準。雷射產生相干光，該相干光具有不均勻之能量空間分佈。依據雷射介質之結構，該分佈將具有局部最大值及最小值，該最大值及最小值導致較高及較低之能量強度，此舉導致對基板之不均勻處理。而且，雷射能量場之形狀通常與處理區域所需之形狀不同。

為了改良雷射能量場之均勻性及將其形狀調適至所需之幾何形狀，已進行大量工作，所得改良大體與半導體裝置日益縮小之尺度保持同步。然而，仍需進一步之改良，因為小型化趨勢仍在延續。

本文所述之實施例係關於半導體基板之熱處理。更特定而言，本文所述之實施例係關於半導體基板之雷射熱處理。在某些實施例中，提供均勻器以在空間及時間上使相干光影像解相關。

在一個實施例中，提供一種用於改良相干光之能量均勻性的設備。該設備包括：第一複數個透鏡，該等透鏡定位在垂直於相干光影像之傳播路徑；及第二複數個透鏡，該等透鏡定位在大體平行於第一複數個透鏡之平面中。該設備進一步包括時間解相關器，該解相關器包括定位於第一複數個透鏡與第二複數個透鏡之間的複數個光纖，其中，該等複數個光纖經調適以使相干光影像在時間上解相關。離開第二複數個透鏡之光的空間相干性亦得以降低，由此改良能量均勻性。

100‧‧‧熱處理設備

102‧‧‧能源

104‧‧‧合併器

106‧‧‧均勻器

110‧‧‧平臺

112‧‧‧控制器

114‧‧‧外殼

116‧‧‧孔隙

120‧‧‧工作表面

200‧‧‧均勻器

202‧‧‧第一空間解相關器

202A‧‧‧第一複數個透鏡

204‧‧‧時間解相關器

204A‧‧‧時間解相關器

205‧‧‧第二空間解相關器

205A‧‧‧第二複數個透鏡

206‧‧‧傳播路徑

208‧‧‧透鏡

210‧‧‧透鏡

220‧‧‧接收區域

222‧‧‧透射區域

226‧‧‧第一接收表面

228‧‧‧第一透射表面

230‧‧‧第二接收表面

232‧‧‧第三透射表面

234‧‧‧第二透射表面

236‧‧‧第三接收表面

240‧‧‧均勻器

245‧‧‧光纖

251‧‧‧結構元件

252‧‧‧結構元件

254‧‧‧第一距離

256‧‧‧第二距離

300‧‧‧合併器

302A‧‧‧輸入透鏡、第一輸入

302B‧‧‧輸入透鏡、第二輸入

304‧‧‧反射體

305A‧‧‧旋轉致動器

305B‧‧‧旋轉致動器

306A‧‧‧偏光濾波器

306B‧‧‧偏光濾波器

307A‧‧‧第一進入表面

307B‧‧‧第二進入表面

307C‧‧‧第一射出表面

307D‧‧‧第二射出表面

308‧‧‧合併光學裝置

309‧‧‧選擇表面

310‧‧‧能量傾卸處

312‧‧‧第一分離器

314‧‧‧第二分離器

318‧‧‧能量偵測器

320‧‧‧快門

322‧‧‧輸出透鏡

324A‧‧‧第一輸入

324B‧‧‧第二輸入

326A‧‧‧第一經導向輸入

326B‧‧‧第二經導向輸入

328‧‧‧合併輸出

330‧‧‧廢能

332‧‧‧樣本

333‧‧‧診斷模組

334‧‧‧輸出

336‧‧‧第一子樣本

338‧‧‧第二子樣本

399‧‧‧外殼

為使上述列舉之本發明特徵結構能被詳細理解，可參考實施例對上文中簡要概括之本發明進行更為特定之描述，其中一些實施例在附圖中進行圖示。然而，應注意，附圖僅圖示本發明之典型實施例，因此不被視作限制本發明之範疇，因為本發明可認可其他同等有效之實施例。

第1圖係根據某些實施例之熱處理設備的示意圖。

第2A圖係根據某些實施例之均勻器的側視示意圖。

第2B圖係根據某些實施例之均勻器的透視圖。

第2C圖係根據某些實施例之時間解相關器之接收 表面的平面圖。

第3圖係根據某些實施例之合併器的平面圖。

為促進理解，已在可能之情況下使用相同元件符號以指定圖式中共用之相同元件。可設想一個實施例中之元件及特徵可以有益之方式併入其他實施例中而無需贅述。

本文所述之實施例係關於半導體基板之熱處理。更特定而言，本文所述之實施例係關於半導體基板之雷射熱處理。

第1圖中示意性地圖示熱處理設備100之實施例。能源102安置在外殼114中，該能源可能為諸如雷射之相干光源。能源102向可選合併器104輸送能量，在使用多個產生器之情況下，該合併器用以合併來自能源102之一個以上產生器之能量光束。能量光束自合併器104出發進入均勻器106，該均勻器將該能量光束重組成均勻能量光束，該均勻能量光束穿過孔隙116以提供所需場形狀，然後到達平臺110之工作表面120。正在進行處理之基板安置在工作表面120上，及穿過孔隙116之能量通常在大體垂直之定向上撞擊基板。該能量形成覆蓋基板中處置區域之能量場。在處理第一處置區域之後，藉由移動平臺110來移動基板以將後續之處置區域曝露於能量場。在一個實例中，平臺110係精密x-y平臺。控制器112可耦接至平臺110以控制該平臺之移動，及耦接至能源102及合併器104以控制對工作表面120之能量輸送。設備100形成能量場，該能量場具有所需之幾何形 狀及高度均勻能量密度分佈，以促進對基板上所有處置區域之均勻處理。

能源102可包括複數個雷射。通常使用高功率連續波或脈衝式雷射。雷射能量之範圍可自基本單模態能量(M²

1)至具有數百個或數千個空間模式之高模態能量(M²>30)。如若展度較大，則來自每一產生器之雷射能量可經準直以防止在光學處理期間發生分散能量損失。脈衝式雷射之脈衝歷時可具有自毫微微秒至微秒之範圍。在一個實施例中，可使用具有四個q開關之倍頻Nd：YAG雷射，該雷射利用約10與約1000之間之M²，以範圍自每次脈衝約5nsec至約30nsec之脈衝發射30MW與50MW之間的532nm雷射能量。

如若能源102中包括一個以上之產生器，則可將來自能源102之能量引導至合併器104。合併器104自一個以上之能量光束或脈衝產生一個能量光束或脈衝。第3圖係根據實施例之合併器300的平面圖，該合併器可用作可選合併器104。使用外殼399中所含之光學裝置以防止光污染，合併器300將自能源102接收之第一輸入324A與自能源102接收之第二輸入324B合併為一個輸出338。兩個輸入324A、324B經由安置在外殼399開口中之輸入透鏡302A及302B進入合併器300。在第3圖之實施例中，兩個輸入透鏡302A、302B沿外殼399之一個表面而對準，使輸入324、324B以大體平行之定向進入外殼399。

將兩個輸入324A、324B引導至將兩個脈衝合併為一個脈衝338之合併光學裝置308。合併光學裝置具有第一進 入表面307A，該進入表面經定位而垂直於第一經導向輸入326A之進入路徑；及具有第二進入表面307B，該進入表面經定位而垂直於第二經導向輸入326B之進入路徑以避免經導向輸入326A、326B在進入合併光學裝置308之後發生任何折射。合併光學裝置308係一晶體，該晶體具有選擇表面309，該選擇表面經定向使得第一及第二經導向輸入326A、326B中之每一者以約45°之角度射入選擇表面309。選擇表面309依據光之屬性選擇性地與光相互作用。合併光學裝置308之選擇表面309可反射第一經導向輸入326A及透射第二經導向輸入326B以產生合併輸出328。為促進輸入之合併，經導向輸入326A、326B中之每一者可以特定方式經定製以與選擇表面309相互作用。

在一個實施例中，選擇表面309係偏光表面。偏光表面可具有線性極性軸，使得對平行於偏光表面軸之經導向輸入326B之偏光容許由偏光表面透射經導向輸入326B，及使得對垂直於偏光表面軸之經導向輸入326A之偏光容許由偏光表面反射經導向輸入326A。將兩個經導向輸入326A、326B對準至偏光表面上之同一點產生合併輸出328，該輸出自合併光學裝置308之第一射出表面307C射出及垂直於表面307C，以避免合併輸出328發生任何折射。或者，選擇表面309可為圓形偏光器，使經導向輸入326A在圓形偏光器之反方向上經圓形偏光以進行反射，及經導向輸入326B在圓形偏光器之相同方向上經圓形偏光以進行透射。在另一實施例中，經導向輸入326A、326B可具有不同波長，及選擇表面 309可經配置以例如利用介質反射鏡來反射具有一波長之光及透射具有另一波長之光。

在偏光實施例中，經導向輸入326A、326B之偏光使用偏光濾波器306A、306B來完成。偏光濾波器306A、306B偏光待由合併光學裝置308之選擇表面309選擇性反射或透射之輸入324A、324B。偏光濾波器306A、306B可為波板，例如半波板或四分之一波板，該等波板之偏光軸經定向與彼此正交以產生經正交偏光之光以用於在選擇表面309處進行選擇性反射及透射。每一偏光濾波器306A、306B之軸可例如利用旋轉致動器305A、305B而經獨立調整以精密地將經導向輸入326A、326B之偏光與選擇表面309之偏光軸對準，或在輸入脈衝326A、326B之偏光軸與選擇表面309之偏光軸之間提供所需之偏向角。

調整經導向輸入326A、326B之偏光軸控制合併輸出328的強度，因為偏光濾波器根據馬呂斯定律透射入射光，該定律認為由偏光濾波器透射之光的強度與入射強度及濾波器之偏光軸與入射光之偏光軸之間的角度餘弦之平方成正比。由此，旋轉偏光濾波器306A以使偏光濾波器306A之偏光軸偏離與選擇表面309之偏光軸垂直之定向，此舉使得經導向輸入326A中之一部分透射穿過選擇表面309。同樣，旋轉偏光濾波器306B以使該濾波器之偏光軸偏離與選擇表面309之軸平行之定向，此舉使得經導向輸入326B中之一部分自選擇表面309反射。來自經導向輸入326A、326B中之每一者之此「非選擇」光經合併成廢能330，該廢能經由第二射出 表面307D自合併光學裝置308射出至能量傾卸處310中。以此方式，偏光濾波器中之每一者充當調光器開關以使穿過偏光濾波器之能量之強度衰減。

應注意，將由合併光學裝置308合併之兩個經導向輸入326A、326B經引導向選擇表面309之相反兩側以進行選擇性反射及透射。由此，沿一路徑引導第一輸入302A，該路徑藉由反射體304將第一輸入302A引向選擇表面309之反射側，同時，將第二輸入302B引向選擇表面309之透射側。任何反射體組合可以天然方式用以沿合併器300內之所需路徑導引光。

合併輸出328可與第一分離器312相互作用，該第一分離器將合併輸出328分離為輸出338及樣本332。分離器312可為部分反射鏡或脈衝分離器。可將樣本332引導至診斷模組333，該診斷模組分析樣本332之屬性以表示輸出338之屬性。在一個實施例中，診斷模組333具有兩個偵測器316及318，該等偵測器分別偵測樣本之時間波形及樣本之能量總含量。第二分離器314形成第一子樣本336及第二子樣本334以用於輸入各個偵測器。時間波形偵測器316係強度監控器，該監控器用信號指示在極短時間尺度中射入監控器之能量的強度。在時間波形偵測器上射入之能量脈衝的總歷時可自1微微秒(picosecond；psec)至100nsec，因此適合用於暫存關於該種時間尺度之時間波形的時間波形偵測器(該偵測器可為光二極體或光二極體陣列)將強度信號呈現於該等時間尺度之有用細分。能量偵測器318可為諸如熱電偶之熱感介電裝 置，該裝置將射入之電磁輻射轉換至可經量測以指示子樣本334之能量含量的電壓。由於第一及第二分離器312及314基於第一及第二分離器312及314之透射部分來取樣入射光之已知部分，因此輸出338之能量含量可自子樣本334之能量含量經計算得出。

來自診斷模組333之信號可經路由至第1圖之控制器112，該控制器可調整能源102或合併器300之操作以實現所需結果。控制器112可回應於來自時間波形偵測器316之結果而調整耦接至每一雷射(在雷射實施例中)之主動q開關的電子定時器以控制脈衝定時。更快地循環主動q開關可得到更短之脈衝，反之亦然。控制器112可耦接至旋轉致動器305A、305B以基於來自能量偵測器318之結果及藉由調整穿過偏光濾波器306A、306B之光的偏光角度來調整輸出338之強度。以此方式，可獨立控制輸出338之歷時及能量含量。控制器112亦可經配置以調整每一雷射之功率輸入。

如需要，則可用快門320中斷輸出338。在將要中斷自合併器300射出之雷射能量或其他強烈能量以對合併器300之後續元件進行調整之情況下，可提供快門320作為安全裝置。輸出338經由輸出透鏡322自合併器300射出。

輸出338係兩個經導向輸入326A、326B之組合。因而，輸出338之屬性表示該等兩個經導向輸入326A、326B之屬性之組合。在上述偏光實例中，輸出338可具有橢圓形偏光，該偏光根據兩個經導向輸入326A、326B中之每一者在選擇表面309處之透射/反射程度來表示該等兩個具有不同強 度之正交偏光經導向輸入326A、326B之組合。在使用選擇表面309處之射入波長來合併兩個輸入之實例中，輸出338之波長將根據兩個經導向輸入326A、326B各自之強度來表示該等兩個經導向輸入326A、326B之合併波長。

例如，1064nm反射介質反射鏡可安置在合併光學裝置308之選擇表面309處。經導向輸入326A之波長可約為1064nm，強度為A，用於自選擇表面309反射，及經導向輸入326B之波長可為532nm，強度為B，用於透射穿過選擇表面209。合併輸出328將為具有經導向輸入326A、326B之波長及強度之兩個光子之共同傳播雙脈衝，能量總含量為兩個脈衝能量之和。

第3圖之合併器300可用以將兩個輸入合併為一個輸出。如需要，包括配置不同之類似元件的光合併器可用以進一步合併來自合併器300之輸出。例如，諸如合併器300之合併器對可基於偏光將四個輸入合併為兩個中間物，且第三合併器可基於波長將該等兩個中間物合併為一個輸出。

將來自可選合併器104(或直接來自能源102)之能量引導至均勻器106。第2A圖係根據一個實施例之均勻器200的平面圖，該均勻器可用作第1圖之設備100中的均勻器106。均勻器200包括第一空間解相關器202、第二空間解相關器205，及時間解相關器204。第2A圖中示意性地圖示解相關器202、205，及204以說明空間解相關器202及205相關於時間解相關器204而沿光徑所定位之處。在某些實施例中，第一空間解相關器202先於時間解相關器204而定位及 第二空間解相關器205沿光徑在時間解相關器204之後定位。解相關器202、205，及204可實體接觸，如第2A圖所示，或在需要時可相互隔離以容許在解相關器202、205，及204之間進行經由另一不同介質及長達一些距離之傳播。

第一空間解相關器202使來自射入第一空間解相關器202之第一接收表面226上的橫剖面影像中多個區域之能量混合。橫剖面影像之每一組成區域經投射至更大場中，在一些情況下經投射至整個所得影像場上，以產生自第一空間解相關器202之第一透射表面228透射之組成區域之複合影像。射入能量中存在之空間模式在所得之複合影像中重疊以產生空間均勻化影像。局部強度最大值及最小值經疊加以減少空間模式之主導性及因空間模式而產生之能量分佈不均勻性。

時間解相關器204降低射入時間解相關器204之第二接收表面230上之能量的時間相干性以產生解相關影像，該解相關影像自時間解相關器204之第二透射表面234透射。解相關影像相對於射入能量而經相均勻化以減少與時間相干能量相關連之干涉圖案。時間解相關器204大體引導射入能量穿過多個不同路徑長度或傳播長度以使該射入能量解相關。

第二空間解相關器205在第二空間解相關器205之第三接收表面236處混合自時間解相關器204接收之能量。橫剖面影像之每一組成區域經投射至更大場中，在一些情況下經投射至整個所得影像場上，以產生自時間解相關器204 之第二透射表面234透射之組成區域之複合影像。射入能量中存在之空間模式在所得複合影像中重疊以產生空間均勻化影像。局部強度最大值及最小值經疊加以減少空間模式之主導性及因空間模式而產生之能量分佈不均勻性。來自第二空間解相關器205之能量自第三透射表面232經透射至孔隙116以形成具有均勻能量分佈之均勻場形狀。

第2B圖係根據某些實施例之均勻器240的透視圖。均勻器240具有第一複數個透鏡202A及第二複數個透鏡205A，該等兩者中之每一者可為微透鏡陣列，該等兩者經排列以與輸入能量之傳播路徑206相交。在一個實施例中，第一複數個透鏡202A可為針對第2A圖描述之第一空間解相關器202，及第二複數個透鏡205A可為針對第2A圖描述之第二空間解相關器205。

第一複數個透鏡202A及第二複數個透鏡205A沿大體垂直於輸入能量之傳播路徑206之平面而安置。第一複數個透鏡202A之每一透鏡208接收輸入能量之一部分，及將該部分投射至複合影像，該複合影像之面積大於射入能量之接收部分之面積。由此，來自一個透鏡208之影像之一部分與來自每一其他透鏡208之每一影像之一部分重疊以形成複合影像。根據透鏡208之特性及第一複數個透鏡202A之排列，由此形成之複合影像可具有一中心區域，該中心區域比複合影像之週邊區域具有更高的強度及/或空間均勻性。

應注意，某些實施例可具有任何所需之橫剖面形狀，諸如圓形、橢圓形、正方形、六邊形，或其他多角及/或 不規則形狀。此外，在一些實施例中，第一複數個透鏡202A之平面可相對於輸入能量之傳播路徑206而成角度。或者，透鏡208可經交錯，亦即每一透鏡208可位於與基準面相距某一距離之處，及每一透鏡208距離基準面之距離可相互不同。該實施例可藉由經由另一透鏡傳遞大多數透鏡208之透射影像之部分以產生空間均勻化影像來提供增加的空間均勻化。同樣，某些實施例亦可僅具有影像之部分重疊。

第2B圖中，第一複數個透鏡202A圖示為沿一表面而安置，該表面界定垂直於輸入能量之傳播路徑206之平面。在替代性實施例中，第一複數個透鏡202A可沿一表面而安置，該表面界定一曲線，該曲線之軌跡曲率位於第一複數個透鏡202A之透射側上的射入能量之傳播路徑206軸上。在第一複數個透鏡202A與時間解相關器204A之接收區域220之間具有第一距離254之實施例中，該種配置可用於降低來自第一複數個透鏡202A之光之分散。在第一複數個透鏡202A與時間解相關器204A之間沒有空間之實施例中，分散能量可由時間解相關器204A之折射邊緣反射，或反射材料可環繞第一複數個透鏡202A及時間解相關器204A中之一或兩者。第一複數個透鏡202A與時間解相關器204A之接收區域220之間的第一距離254可經調整以在接收區域220處提供所需之光分散程度。

第2B圖中，第一複數個透鏡202A圖示為單一物件之部分。或者，如有需要，則透鏡208中之一或更多者可與其他透鏡208分離。在時常調整透鏡改良效能之實施例中， 使用複數個分離透鏡可十分實用。如上所述，如若透鏡與基準面之距離不同，則透鏡208亦可經分離。

來自第一複數個透鏡202A之複合影像傳遞至時間解相關器204A之接收區域220。時間解相關器204A係包括複數個光纖245之折射介質。在某些實施例中，光纖245可為單個光纖、光纖束，或該等兩者之組合。可提供複數個結構元件251及252以建構跨越輸入能量之傳播路徑206的複數個光纖245。在一個實施例中，第一結構元件251安置在與第一複數個透鏡202A相距第一距離254之處。結構元件251及252可安置在大體位於影像佔用區域以外以便不干涉輸入能量之傳播路徑206(參看第2C圖)。在此實施例中，結構元件251及252分別在接收區域220處及透射區域222處形成圍繞光纖245之周邊。結構元件251及252可由適合用於光學系統100中之材料而形成。儘管未圖示，但諸如立柱元件之額外結構元件可在第一結構元件251與第二結構元件252之間之位置處為光纖245提供結構。在此實施例中，輸入能量經傳播穿過光纖245，及額外結構元件不影響光傳播通過時間解相關器204A。在另一實施例中，光纖245可經包裝在建構材料中，例如適用於光學系統中之聚合物材料或其他適合材料，該材料藉由佔用光纖245之間的區域來大體環繞及支撐每一光纖245。

光纖245一般而言具有由透明材料製成之纖芯，該透明材料由折射率低於纖芯材料折射率之包覆材料環繞。然而，可設想可使用具有不同於上述特性之特性的光纖。如下 文將更詳細之論述，光纖245可展現不同長度、厚度，及不同之光學屬性，該等屬性經選擇以增加傳播通過時間解相關器204A之光的時間解相關。

在光經由透射區域222離開時，光進入時間解相關器204A之接收區域220及傳播通過光纖245。每一光纖245具有傳播長度，該長度可與其他光纖245相同或不同。傳播長度可被界定為光纖245自接收區域220至透射區域222之長度。進入光纖245之接收區域220之能量經由每一光纖245之折射介質傳播至透射區域222。假定路徑長度之差並非相干光之波長之整數倍數，則經由光纖245行進不同傳播長度之相干光將呈現相位解相關。如若不同傳播長度之長度相差之量大於射入能量之相干長度(有時表示為光速除以π及光頻寬)，則解相關得到改良。時間解相關可藉由使光以不同速度傳播給定距離而實現，或藉由經由折射介質傳播不同距離，藉由經由不同折射介質行進相同距離，或上述各者之任一組合而實現。一般而言，光以約1英尺/奈秒之速度行進。單個光纖245或光纖束可經排列以具有傳播長度之廣泛分佈以產生雷射脈衝，該脈衝經延伸超過雷射源之原始脈衝寬度。當光之每一部分延遲不同時長時，所得之時間解相關導致光被分割成各個光部分。當光部分在第二複數個透鏡205A處經重新合併時，形成時間上更寬之雷射脈衝。可選擇光纖245傳播長度之分佈以提供高斯形狀之寬雷射脈衝或平頂形狀之寬雷射脈衝。

在某些實施例中，第一光纖可具有第一折射材料， 及第二光纖可具有與第一折射材料不同之第二折射材料。第一光纖可具有第一傳播長度，該傳播長度可具有第一長度，及第二光纖之傳播長度可為與第一長度不同之第二長度。本發明之實施例在單個光纖或光纖束之間利用不同折射材料及傳播長度之組合以提供改良之時間解相關，如上所述。

現請參看第2C圖，該圖圖示時間解相關器204A之接收區域220的平面圖。第一結構元件251建構光纖245，該等光纖垂直於光經由時間解相關器204A之傳播路徑206。接收表面220一般而言接收來自第一複數個透鏡202A之光，如上所述。時間解相關器204A之接收表面220可為平面，及光纖245之接收端可以大體平面排列之方式而經排列。或者，光纖245之接收端可向第一複數個透鏡202A延伸超過第一結構元件251。在某些實施例中，個別光纖245之接收端可安置在整個接收區域220中與第一複數個透鏡202A相距不同距離之處。

請返回參看第2B圖，進入接收區域220之光行進穿過光纖245至時間解相關器204A之透射區域222。第二結構元件252可安置在與第二複數個透鏡205A相距第二距離256之處。與針對第2C圖所述之實施例類似，光纖245可在透射區域222處形成均勻平面表面，或光纖245之透射端可向第二複數個透鏡205A延伸超過第二結構元件252。在某一實施例中，單個光纖245之透射端可安置在整個透射區域222中與第二複數個透鏡205A相距不同距離之處。

第二複數個透鏡205A可沿大體垂直於輸入能量之 傳播路徑206之平面而安置。第二複數個透鏡205A中之每一透鏡210接收經由時間解相關器204A之光纖245傳播之能量之一部分，及將該部分投射至複合影像上，複合影像之面積大於射入能量之接收部分之面積。由此，來自一個透鏡210之影像之一部分與來自每一其他透鏡210之每一影像之一部分重疊以形成複合影像。根據透鏡210之特性及第二複數個透鏡205A之排列，由此形成之複合影像可具有一中心區域，該中心區域比複合影像之週邊區域具有更高的強度及/或空間均勻性。亦可設想部分影像疊層可存在於複合影像中。

應注意，在某些實施例中，第一複數個透鏡202A及第二複數個透鏡205A可具有任何所需之橫剖面形狀，諸如圓形、橢圓形、正方形、六邊形，或其他多角及/或不規則形狀。此外，第二複數個透鏡205A之平面可相對於輸入能量之傳播路徑206而成角度。或者，透鏡210可經交錯，亦即每一透鏡210可位於與基準面相距某一距離之處，及每一透鏡210距離基準面之距離可相互不同。交錯透鏡可藉由經由另一透鏡傳遞大多數透鏡210之透射影像之部分以產生空間均勻化影像來提供增加的空間均勻化。在其他實施例中，第一複數個透鏡202A之透鏡208及第二複數個透鏡205A之透鏡210之凹度或凸度可為相同或不同。在一個實施例中，透鏡210之尺寸或面積可與第二複數個透鏡205A中之其他透鏡210不同。例如，第一複數個透鏡202A中之透鏡208之尺寸可與第二複數個透鏡205A之對應透鏡210之尺寸匹配。以此方式，光可經由來自第一複數個透鏡202A之透鏡208之單個光纖或 光纖束245傳播，該透鏡與第二複數個透鏡205A之對應透鏡210之尺寸匹配。

由第二複數個透鏡205A形成之影像經空間及時間解相關，此舉為所得影像中存在之光提供降低之相干性，及由此提供在影像上更為均勻之能量分佈。該影像進一步經由系統100(第1圖)傳播至孔隙116，在該孔隙處，光可經更改以為基板熱處理提供所需之特性。

儘管前述內容係針對本發明之實施例，但在不脫離本發明之基本範疇之情況下亦可設計本發明之其他及更多實施例，及本發明之範疇係由下文之專利申請範圍決定。

202A‧‧‧第一複數個透鏡

204A‧‧‧時間解相關器

205A‧‧‧第二複數個透鏡

206‧‧‧傳播路徑

208‧‧‧透鏡

210‧‧‧透鏡

220‧‧‧接收區域

222‧‧‧透射區域

240‧‧‧均勻器

245‧‧‧光纖

251‧‧‧結構元件

252‧‧‧結構元件

254‧‧‧第一距離

256‧‧‧第二距離

Claims (18)

1. 一種用於改良相干光之能量均勻性的設備，包括：一第一微透鏡陣列，位於一輸入能量之一傳播路徑中；一第二微透鏡陣列，位於該輸入能量之該傳播路徑中；及一時間解相關器，包括複數個光纖，該等複數個光纖位於該第一微透鏡陣列與該第二微透鏡陣列之間，其中該第一微透鏡陣列及該第二微透鏡陣列與該時間解相關器呈實體接觸。
2. 如請求項1所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列經定位垂直於該輸入能量之該傳播路徑。
3. 如請求項2所述之設備，其中，該第二微透鏡陣列定位在平行於該第一微透鏡陣列之一平面中。
4. 如請求項1所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列先於該時間解相關器而定位在該輸入能量之該傳播路徑中。
5. 如請求項1所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列將一相干光影像聚焦在該時間解相關器上。
6. 如請求項5所述之設備，其中，該第二微透鏡陣列接收來自該時間解相關器之一時間解相關光影像。
7. 如請求項1所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列及該第二微透鏡陣列包括具有實質相同尺寸之複數個微透鏡。
8. 如請求項7所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列之該等複數個微透鏡安置在一單個平面內。
9. 如請求項7所述之設備，其中，該第二微透鏡陣列之該等複數個微透鏡安置在一單個平面內。
10. 如請求項7所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列及該第二微透鏡陣列之該等複數個微透鏡分別相對於一第一基準面及一第二基準面而經交錯。
11. 如請求項1所述之設備，其中，該等複數個光纖包括具有不同長度之光纖。
12. 一種用於改良相干光之能量均勻性的設備，包括：一第一微透鏡陣列，經定位垂直於一相干光影像之一傳播路徑；一第二微透鏡陣列，經定位平行於該第一微透鏡陣列；一時間解相關器，包括複數個光纖，該等複數個光纖定位在該第一微透鏡陣列與該第二微透鏡陣列之間；及 一孔隙，定位在一非相干光影像之一傳播路徑中之該第二微透鏡陣列之外。
13. 如請求項12所述之設備，其中，該等複數個光纖包括具有不同長度之光纖。
14. 如請求項12所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列及該第二微透鏡陣列包括具有實質相同之尺寸之複數個微透鏡。
15. 如請求項14所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列之該等複數個微透鏡安置在一單個平面內。
16. 如請求項14所述之設備，其中，該第二微透鏡陣列之該等複數個微透鏡安置在一單個平面內。
17. 如請求項14所述之設備，其中，該第一微透鏡陣列及該第二微透鏡陣列之該等複數個微透鏡分別相對於一第一基準面及一第二基準面而經交錯。
18. 一種用於改良相干光之能量均勻性的設備，包括：一第一微透鏡陣列，經定位垂直於一相干光影像之一傳播路徑；一第二微透鏡陣列，經定位平行於該第一微透鏡陣列； 一時間解相關器，定位在該第一微透鏡陣列與該第二微透鏡陣列之間，及光耦接該第一微透鏡陣列與該第二微透鏡陣列，該時間解相關器包括具有不同長度之複數個光纖；及一孔隙，定位在一非相干光影像之一傳播路徑中之該第二微透鏡陣列之外。