熱線圖像掃描退火圖像，使掃描重疊區(qū)域具有1ns 500ns范圍間的停留時(shí)間td，且于掃描重疊區(qū)域內(nèi)局部地將晶片表面或次表面溫度Ts從預(yù)退火溫度Tpa升高至表面或次表面熔化溫度Tm。
[0023]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中停留時(shí)間Td是在25nsStd <250ns的范圍間。
[0024]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中退火激光系統(tǒng)包含以準(zhǔn)連續(xù)波(QCW)操作模式操作的退火激光，使掃描激光束包含光脈沖，其中掃描重疊區(qū)域所通過的半導(dǎo)體晶片的表面上的每一點(diǎn)接收至少五個(gè)光脈沖。
[0025]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中準(zhǔn)連續(xù)波方式具有10MHz或更大的頻率。
[0026]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中退火激光系統(tǒng)包含退火激光器，退火激光器產(chǎn)生初始激光束，且掃描光學(xué)系統(tǒng)包含旋轉(zhuǎn)多面鏡，旋轉(zhuǎn)多面鏡接收初始激光束并形成掃描激光束。
[0027]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中退火激光系統(tǒng)包含可操作地連接至調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器的調(diào)制器，其中調(diào)制器設(shè)置于初始激光束中；當(dāng)退火圖像完成掃描時(shí)，調(diào)制器遮擋初始激光束，而當(dāng)退火圖像開始另一掃描時(shí)，調(diào)制器傳送初始激光束。
[0028]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中退火激光器包含具有倍頻晶體的紅外線栗激光纖激光器，且掃描激光束具有532nm的波長(zhǎng)。
[0029]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中預(yù)熱激光束具有紅外線波長(zhǎng)。
[0030]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包含測(cè)量來自掃描光學(xué)區(qū)域的熱放射的熱放射探測(cè)器系統(tǒng)。
[0031]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中半導(dǎo)體晶片是由塊支撐，塊繼而由可移動(dòng)晶片載臺(tái)所支撐，其中退火圖像沿退火方向掃描，且可移動(dòng)晶片載臺(tái)沿預(yù)熱掃描方向移動(dòng)以掃描預(yù)熱線圖像，預(yù)熱掃描方向是正交于退火方向。
[0032]本發(fā)明所公開的另一方面是如上所述的系統(tǒng)，其中該預(yù)熱線圖像加熱該半導(dǎo)體晶片的表面或次表面至(0.6).Tm<Tpa< (0.8).Tm的范圍間。
[0033]本公開的額外的特征及優(yōu)點(diǎn)會(huì)在以下實(shí)施方式中給出，且本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀說明書能清楚這其中的一部分，或者通過實(shí)施在本文所描述的實(shí)施例(包括這之后的【具體實(shí)施方式】、權(quán)利要求以及附圖)來認(rèn)識(shí)。權(quán)利要求構(gòu)成了本說明書的一部分，因此在這里通過引用并入到說明書中。
[0034]應(yīng)理解的是，以上一般說明及以下的【具體實(shí)施方式】是提供用于了解本公開所要求保護(hù)的本質(zhì)和特征的框架與架構(gòu)。附圖被包含以提供對(duì)本公開的進(jìn)一步了解，附圖被并入本說明書并且成為本說明書的一部分。附圖示出了本公開的各種實(shí)施例，而且和說明書一起來解釋本公開的原理和操作。以下所提出的權(quán)利要求構(gòu)成本說明書的一部分，并且尤其被并入到以下所提出的【具體實(shí)施方式】中。
【附圖說明】
[0035]圖1為根據(jù)本公開的示例超快速激光退火系統(tǒng)的示意圖；
[0036]圖2A為晶片的截面圖，該截面圖示出示例晶體管半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中源極區(qū)和漏極區(qū)可為含摻雜物的硅(Si)或含摻雜物的硅鍺(SiGe)，并可以利用表面熔化處理被退火；
[0037]圖2B為晶片的截面圖，該截面圖示出示例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中退火需要次表面熔化處理；
[0038]圖3為形成在晶片表面上的預(yù)熱線圖像與退火圖像的俯視特寫圖，其示出的是二個(gè)圖像的相對(duì)尺寸與掃描方向，以及定義熔化退火處理的停留時(shí)間的掃描重疊區(qū)域；
[0039]圖4為退火激光系統(tǒng)的示例的示意側(cè)視圖，該退火激光系統(tǒng)具有多面的掃描鏡及F-θ(F-theta)掃描配置(conf igurat1n)；
[0040]圖5為類似于圖3的特寫圖，以【附圖說明】退火圖像與掃描重疊區(qū)域相對(duì)于預(yù)熱線圖像的掃描動(dòng)作;及
[0041]圖6為晶片的俯視圖，以【附圖說明】以預(yù)熱線圖像與退火圖像掃描晶片表面的示例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0042]現(xiàn)在詳細(xì)參考本公開的各個(gè)實(shí)施例，其示例將于隨附附圖中予以說明。無論何時(shí)，在所有附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記及符號(hào)指的是相同或相似部件。附圖并非按原比例繪制，且所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將能認(rèn)識(shí)到附圖在何處被簡(jiǎn)化以圖式說明本公開的關(guān)鍵方面。在部分附圖中，直角坐標(biāo)基于參考的目的而被提供，并非旨在對(duì)本文所描述的系統(tǒng)和方法的特定方向和方位提供限制。以下所提出的權(quán)利要求被并入并構(gòu)成實(shí)施方式的一部分。
[0043]在以下的討論中，“晶片”一詞是“半導(dǎo)體晶片”的簡(jiǎn)寫，例如用于集成電路設(shè)備制造的半導(dǎo)體晶片。不例的晶片為娃晶片。
[0044]本公開的方面涉及執(zhí)行激光退火，其中晶片表面局部地熔化或晶片次表面局部地熔化。在示例中，晶片表面是由覆蓋在具有較低熔化溫度的材料層上(例如，鍺(Ge)或硅鍺(SiGe))的薄硅層來組成的，晶片表面維持固態(tài)，而次表面材料卻可熔化。因此，本發(fā)明所述的熔化處理是適用于任一情況:不論是晶片表面熔化，或是晶片表面維持固態(tài)而在晶片表面之下的少量材料熔化。后一個(gè)熔化處理在本文中被稱為“次表面熔化處理”，其中熔化溫度Tm是指次表面材料的熔化溫度。晶片表面溫度Ts基本上對(duì)應(yīng)于晶片次表面溫度(S卩，在晶片表面正下方的溫度)，故該溫度在次表面熔化處理中也被稱為晶片次表面溫度。
[0045]準(zhǔn)連續(xù)波激光退火系統(tǒng)
[0046]圖1為根據(jù)本公開的示例準(zhǔn)連續(xù)波(QCW)激光退火系統(tǒng)(“系統(tǒng)”)100的示意圖。系統(tǒng)100包含晶片臺(tái)120，該晶片載臺(tái)120可操作地支撐具有上表面132的塊130。晶片載臺(tái)120可操作地連接至載臺(tái)控制器124，且經(jīng)由載臺(tái)控制器124的操作，晶片載臺(tái)120被設(shè)置可在X-Y平面移動(dòng)，也可選擇性地在Z方向移動(dòng)。塊130的上表面132被設(shè)置可操作地支撐晶片10，該晶片具有基板11、表面12，及位于緊接表面12下方的次表面13，例如，該次表面的深度約至數(shù)十微米左右(見圖2A與圖2B)。表面12包含圖案，該圖案由通常與制造集成電路(IC)芯片的不同階段有關(guān)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)所定義。
[0047]圖2A為晶片1的截面圖，示出示例晶體管半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14。晶體管半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14包含源極區(qū)16S及漏極區(qū)16D、薄柵極氧化物層17及高介電系數(shù)金屬柵極堆棧18。用于高介電系數(shù)金屬柵極堆棧18的示例材料為氧化鉿(HfO)。源極區(qū)16S及漏極區(qū)16D可為被摻雜的硅
(51)或被摻雜的硅鍺(SiGe)，并可被本發(fā)明所公開的表面熔化處理退火。高介電系數(shù)金屬柵極堆棧18具有高于Si或SiGe源極區(qū)16S及漏極區(qū)16D的熔化溫度的熔化溫度。
[0048]圖2B為示例晶片10的截面圖，示出示例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14，其中退火處理涉及次表面熔化處理。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14基于美國專利N0.8，138，579的圖5，該美國專利的名稱為“Structures and methods of forming SiGe and SiGeC buried layer for SOI/SiGetechnology”。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14包含隱埋氧化物(BOX)層22、娃膜層24、可選擇的娃膜緩沖層26，硅鍺或硅鍺碳膜層28，第一硅外延層30，第二硅外延層34及絕緣結(jié)構(gòu)36。
[0049]晶片10具有熔化溫度Tm，該熔化溫度Tm基于形成于該晶片10中的各種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14，隨該晶片1上的位置而改變。對(duì)于(純)硅晶片1，Tm = 1414°C。摻雜的硅的熔化溫度Tm會(huì)稍低于純硅的熔化溫度。在其他如圖2B所示的示例中，晶片10包含由硅和鍺組合而構(gòu)成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14。鍺具有熔化溫度Tm = 938°C。包含硅和鍺二者的半導(dǎo)體具有的熔化溫度Tm為此二種材料的熔化溫度的加權(quán)平均。晶片10也具有晶片表面溫度(或晶片次表面溫度)Ts，如上所述該晶片次表面溫度也指次表面熔化處理時(shí)的次表面溫度。
[0050]在圖2B的示例半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14中，硅鍺或硅鍺碳膜層28可以是被摻雜的硅，其須被退火以活化其中的摻雜物。因?yàn)楣桄N或硅鍺碳膜層28位于具較高熔化溫度的第一硅外延層30的下，所以用于圖2B的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)14的退火處理為次表面熔化處理。
[0051 ]在示