例中，塊130被加熱以致晶片1可被預熱。晶片載臺120可操作地連接至載臺控制器124。
[0052]系統(tǒng)100也包含被設置以產(chǎn)生預熱激光束168的預熱激光系統(tǒng)150。預熱激光束168通過提高該晶片表面的溫度(或晶片次表面的溫度)Ts至小于熔化溫度Tm的預退火溫度Tpa而用于預熱該晶片10的表面12。
[0053]預熱激光系統(tǒng)150包含預熱激光器160及線形成光學系統(tǒng)166。預熱激光160可包含二極管激光、光纖激光或CO2激光，例如連續(xù)波(CW)水平極化(p-polarized)的10.6微米的CO2激光。在示例中，線形成光學系統(tǒng)166被設置，使預熱激光束168以接近直角的入射角或以大斜角的入射角入射至晶片10的表面12。在示例的實施例中，預熱激光束168的入射角實質(zhì)上等于晶片10的表面12的布魯斯特角(Brewster’S angle)，以致由非均勾的光學吸收所導致的不良圖案密度效應可被降低，甚至到最低。
[0054]線形成光學系統(tǒng)166被設置以從預熱激光器160接收初始激光束162，并從初始激光束162在晶片10的表面12上形成預熱線圖像170，如第3圖所示。預熱線圖像170具有近端172、遠端173及相對的側(cè)邊173。預熱線圖像170具有從近端172延伸至遠端174的長方向(維度)，且具有長度LI。預熱線圖像170也具有寬度為Wl的窄方向(維度)，該窄方向是在相對的側(cè)邊173之間測量的距離。在示例中，長度LI在5毫米至20毫米的范圍間，而另一示例的長度LI則是在7毫米至12毫米的范圍間。并且在示例中，寬度Wl是在50微米至200微米的范圍間，而另一示例的寬度Wl則為150微米。
[0055 ]預熱線圖像170相對于晶片1的表面12沿y方向移動，如箭頭ARl所指示。此方向被稱為預熱掃描方向。晶片10的表面12與預熱線圖像170相關的部分代表晶片10的表面12的局部預熱的部分，其中晶片表面溫度Ts被升高至預退火溫度TPA。
[0056]在示例的實施例中，預熱激光束168在掃描方向(S卩y方向)上具有高斯強度分布，而在長(跨掃描)方向(S卩X方向)則具有頂部相對平坦的強度分布。預熱激光束168的寬度Wl可在高斯強度分布Ι/e2強度值處或在高斯強度分布的半峰全寬值(FWHM)處來定義。
[0057]再次參照圖1，該系統(tǒng)100也包含被設置以產(chǎn)生掃描激光束268的退火激光系統(tǒng)250，掃描激光束268形成退火圖像270于晶片10的表面12上，如第3圖所示。退火激光系統(tǒng)250包含發(fā)射初始激光束262的退火激光器260，可操作地連接至調(diào)制器驅(qū)動器264的調(diào)制器263，以及接收初始激光束262并產(chǎn)生掃描激光束268的掃描光學系統(tǒng)266。在示例中，調(diào)制器263為聲光調(diào)制器(AOM)，該聲光調(diào)制器(AOM)用于選擇地并交替地遮擋與通過初始激光束262，以控制退火圖像270的掃描。
[0058]線形成光學系統(tǒng)166及掃描光學系統(tǒng)266可各自包含透鏡、反射鏡、光圈、濾鏡、有源光學組件(例如，可變衰減器等)及其組合。在示例中，線形成光學系統(tǒng)166及掃描光學系統(tǒng)266之一或二者均可被配置以執(zhí)行光束調(diào)節(jié)，例如，一致化其各自的初始激光束162與262，且/或為初始激光束162與262提供所選擇的截面形狀。適用于執(zhí)行此種光束調(diào)節(jié)的示例光學系統(tǒng)166與示例光學系統(tǒng)266是公開于美國專利如.7，514，305，7，494，942，7，399，945及6，366，308之中。在示例中，來自退火激光器260的初始激光束262具有高質(zhì)量(例如，基本上為高斯分布)，使用時無需(在某些情況下，完全不用)本質(zhì)上的光束調(diào)節(jié)。
[0059]圖4為不例掃描光學系統(tǒng)266的不意圖，該不例掃描光學系統(tǒng)266包含準直透鏡261、多面鏡267及聚焦透鏡269。多面鏡267可操作地連接至反射鏡驅(qū)動器272，并被反射鏡驅(qū)動器272驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。在示例中，多面鏡267具有47個側(cè)面，且以每分鐘約17000轉(zhuǎn)的速度(RPM)旋轉(zhuǎn)，使得退火圖像270相對于預熱線圖像170的掃描是高速的而能得到超短的停留時間，如以下所討論。在示例中，掃描光學系統(tǒng)266具有F-θ (F-theta)的配置。
[0060]在示例中，退火激光器260為紅外線二極管栗激IR激光器，該紅外線二極管栗激IR激光器利用將紅外線波長轉(zhuǎn)換至可見波長(例如，從1.064μπι轉(zhuǎn)換至532nm)的頻率轉(zhuǎn)換組件(例如，倍頻晶體)。在示例中，來自退火激光器260的初始激光束262為準連續(xù)波(QCW)光束，或嚴格來說，是發(fā)射出光脈沖的激光器，然而這些光脈沖彼此非?？拷灾螺敵龅募す馐缤B續(xù)波(CW)光束。
[0061 ]在示例中，退火激光器260以準連續(xù)波操作模式操作于高頻率(例如，10MHz或更大，或者是150MHz或更大)，即以此速率啟動或關閉退火激光器260。相較于連續(xù)波操作模式，準連續(xù)波操作模式能提供較高的峰值功率。而該較高的峰值功率繼而可使用退火激光器260的單通設置(single-pass arrangement)以簡單方式來產(chǎn)生二次諧波，相對地，以連續(xù)波操作模式操作時需要共振腔。在示例中，初始激光束262非常接近真正高斯分布，具有約1.2的M2值。退火激光器260的輸出功率約為500W，且由于與掃描光學系統(tǒng)266有關的光損耗相對較小，使得在示例中掃描激光束268具有大約500W的光功率。掃描激光束268的高功率提供了本文所公開的退火方法所需的超短停留時間。
[0062]掃描激光束268及與之相關的退火圖像270是用于向由預熱線圖像170(并且可選的加熱塊130)所定義的晶片10的表面12的預熱部分加熱，使得晶片表面溫度Ts從預退火溫度Tpa局部地上升到熔化溫度Tm，因此導致晶片10的表面12或者次表面13局部地熔化。
[0063]退火圖像270重疊預熱線圖像170的一部分，且在本文中重疊區(qū)域被稱為“掃描重疊區(qū)域” S0R。退火圖像270具有長度為L2的長維度及寬度為W2的窄維度。退火圖像270在X方向及y方向上均具有本質(zhì)上的高斯強度分布。退火圖像270的長維度定位于預熱線圖像170的短維度方向。在示例中，長度L2是在100微米至500微米的范圍間，且寬度W2是在10微米至50微米的范圍間，其中示例寬度在15微米至20微米的范圍間，或甚至在16微米至18微米的范圍間。退火圖像270的掃描方向AR2是垂直(正交)于其長維度方向。掃描方向AR2被稱為“退火掃描方向”，且正交于“預熱掃描方向” ARl。退火圖像270的寬度W2定義該掃描重疊區(qū)域SOR于掃描方向AR2上的寬度。
[0064]在示例中，長度L2被設定為本質(zhì)上大于寬度Wl(例如，在2倍至4倍之間)，使得退火圖像270的端部延伸出預熱線圖像170的相對的側(cè)邊173，如第3圖所示。這使得對齊預熱線圖像170與退火圖像270從而定義掃描重疊區(qū)域SOR變得非常容易。此配置是利用退火圖像270的中央、高強度部分以向晶片10的表面12上由預熱線圖像170所定義的局部預熱部分進行加熱，而將晶片表面溫度Ts升高至熔化溫度Tm。
[0065]預熱激光束168及掃描激光束268具有各自的波長，分別為λ?與λ2，在一個示例中，這兩種波長均能在所選擇的條件下加熱晶片10。在示例中，波長λ?是10.64μπι，且波長λ2是532nm0
[0066]系統(tǒng)100也包含熱放射探測器系統(tǒng)180，被設置與配置以測量從晶片10的表面12所發(fā)出的熱放射輻射182的量，如下所述，并產(chǎn)生電熱放射信號SE。在示例中，熱放射探測器系統(tǒng)180測量晶片1的表面12的輻射率ε，而電熱放射信號SE代表所測量的輻射率ε。在示例中，熱放射探測器系統(tǒng)180利用掃描光學系統(tǒng)266的至少一部分，使熱放射探測器系統(tǒng)180可追蹤退火圖像270，進而追蹤由退火圖像270所定義的掃描重疊區(qū)域S0R。
[0067]在示例的實施例中，熱放射探測器系統(tǒng)180及掃描光學系統(tǒng)266具有各自且互相重疊的光路區(qū)段OPe與OPs。此配置使熱放射探測器系統(tǒng)180得以從掃描重疊區(qū)域SOR的位置收集熱放射輻射182，即使當退火圖像270于晶片1的表面12上掃描時。
[0068]在另一示例的實施例中，系統(tǒng)100包含高溫計280，該高溫計280測量晶