片10的表面12的在掃描重疊區(qū)域SOR處的局部晶片表面溫度Ts，并對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生溫度信號(hào)ST。
[0069]在另一示例中，系統(tǒng)100包含被設(shè)置以接收反射光268R的探測(cè)器290，該反射光268R代表掃描激光束268的反射自晶片10的表面12的一部分。在示例中，當(dāng)晶片10的表面12在掃描重疊區(qū)域SOR恪化時(shí)，反射光268R的量會(huì)增加(參照第3圖)。探測(cè)器290產(chǎn)生反射光信號(hào)SR，該反射光信號(hào)SR反映了其所檢測(cè)到的反射光268R的量。
[0070]在示例的實(shí)施例中，系統(tǒng)100進(jìn)一步包含控制器300。在示例的實(shí)施例中，控制器300是計(jì)算機(jī)或包含計(jì)算機(jī)，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站。控制器300優(yōu)選地包含以下的任何一個(gè):多個(gè)商業(yè)可得的微控制器，連接處理器至存儲(chǔ)器裝置(例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)的合適的總線架構(gòu)及合適的輸入及輸出裝置(分別如，鍵盤(pán)及顯示器)?？刂破?00可通過(guò)包括在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，內(nèi)存、處理器或二者)中的指令(軟件)而被編程，使控制器300得以執(zhí)行系統(tǒng)100的各種功能以完成晶片10的退火。
[0071]控制器300可操作地連接至預(yù)熱激光系統(tǒng)150與激光退火系統(tǒng)250，并控制激光系統(tǒng)150與激光系統(tǒng)250的操作?？刂破?00電性連接至調(diào)制器263，并且利用控制信號(hào)SM控制調(diào)制器263的操作。在示例中，控制器300包含數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)(未示出)以控制預(yù)熱激光系統(tǒng)150與退火激光系統(tǒng)250中的掃描功能?？刂破?00還可操作地連接于熱放射探測(cè)器系統(tǒng)180及掃描光學(xué)系統(tǒng)266，且被配置以接收并處理電熱放射信號(hào)SE?？刂破?00還可操作地連接至高溫計(jì)280，且被配置以接收并處理如下所述的溫度信號(hào)ST。控制器300還可操作地連接至探測(cè)器290，且被配置為接收并處理反射光信號(hào)SR。
[0072]在系統(tǒng)100的操作的示例中，控制器300發(fā)送第一控制信號(hào)SI至預(yù)熱激光器160，預(yù)熱激光響應(yīng)該第一控制信號(hào)而產(chǎn)生初始激光束162。初始激光束162被線形成光學(xué)系統(tǒng)166接收，線形成光學(xué)系統(tǒng)166從初始激光束166形成預(yù)熱激光束168，預(yù)熱激光束168通常沿第一光軸Al行進(jìn)并在晶片10的表面12形成預(yù)熱線圖像170。
[0073]控制器300還發(fā)送第二控制信號(hào)S2至退火激光器260，退火激光響應(yīng)該第二控制信號(hào)而產(chǎn)生初始激光束262。初始激光束262被掃描光學(xué)系統(tǒng)266接收，而此掃描光學(xué)系統(tǒng)被控制信號(hào)SS控制以形成掃描激光束268，而此掃描激光束268繼而在晶片10的表面12形成退火圖像270。
[0074]控制器300還發(fā)送第三控制信號(hào)S3至載臺(tái)控制器124以造成晶片載臺(tái)120的被控移動(dòng)，以使晶片10相對(duì)于預(yù)熱線圖像170及退火圖像270移動(dòng)(掃描)。在塊130提供晶片預(yù)熱的示例中，控制器300還可發(fā)送另一控制信號(hào)(未示出)至塊控制器134以啟動(dòng)晶片預(yù)熱處理。通常塊預(yù)熱的范圍是從室溫(25°C)至400°C。
[0075]在示例中，控制器300也從高溫計(jì)280接收溫度信號(hào)ST，并利用溫度信號(hào)ST以控制預(yù)熱激光束168與掃描激光束268之一或二者的強(qiáng)度。
[0076]第5圖為類似于圖3的特寫(xiě)圖，以說(shuō)明退火圖像270及掃描重疊區(qū)域SOR相對(duì)于預(yù)熱線圖像170的掃描動(dòng)作。退火圖像270被示出位于不同位置處，該不同位置對(duì)應(yīng)于掃描過(guò)程中的不同時(shí)間。掃描光學(xué)系統(tǒng)266被配置以沿X方向在預(yù)熱線圖像170上，自預(yù)熱線圖像170的近端172的起始位置PS至預(yù)熱線圖像170的遠(yuǎn)端174的完成位置PF，掃描或者橫掃退火圖像270。相較于預(yù)熱線圖像170的移動(dòng)，退火圖像270的掃描速度是足夠快速的，使得在退火圖像270的掃描期間預(yù)熱線圖像170基本上是靜止不動(dòng)的。
[0077]在一個(gè)示例中，掃描重疊區(qū)域SOR的停留時(shí)間TD在1ns < τ0 < 500ns的范圍間，而在另一示例中是在25ns < td < 250ns的范圍間。對(duì)于寬度W2 = 15ym及停留時(shí)間為25ns，退火圖像270及因此的掃描重疊區(qū)域SOR的掃描速度為Vs = W2/TD = 600m/s。對(duì)于停留時(shí)間^為250ns，掃描速度為vs = 60m/s。對(duì)于停留時(shí)間TD為500ns，掃描速度為vs = 30m/s。對(duì)于停留時(shí)間TD為10ns，掃描速度為1500m/s。利用如第3圖所示的掃描光學(xué)系統(tǒng)266，這些掃描速度均是可達(dá)到的。
[0078]一旦退火圖像270到達(dá)預(yù)熱線圖像170的遠(yuǎn)端174時(shí)，掃描激光束268與相應(yīng)的退火圖像270會(huì)被關(guān)閉，關(guān)閉方法是通過(guò)激活調(diào)制器263從而遮擋初始激光束262的傳送。當(dāng)掃描激光束268是“關(guān)閉”時(shí)，預(yù)熱線圖像170被允許在y方向移動(dòng)，使晶片10的表面12的下一被預(yù)熱部分可被掃描。在示例中，預(yù)熱線圖像170的移動(dòng)也可以是連續(xù)的，例如，通過(guò)連續(xù)地移動(dòng)晶片載臺(tái)120。當(dāng)預(yù)熱線圖像170位于適當(dāng)位置時(shí)，該掃描激光束268被重新啟動(dòng)，啟動(dòng)方式為通過(guò)將調(diào)制器263設(shè)為傳送模式，此時(shí)掃描光學(xué)系統(tǒng)266能夠?qū)呙杓す馐?68及相應(yīng)的退火圖像270導(dǎo)向至置于新位置的預(yù)熱線圖像170的起始位置PS。接著，在置于新位置的預(yù)熱線圖像170上，執(zhí)行退火圖像270的掃描。圖6為晶片10的俯視圖，以說(shuō)明利用掃描重疊區(qū)域SOR通過(guò)重復(fù)以上所述的掃描方法來(lái)掃描晶片10的基本上全部表面12的示例方法(例如，至少是圖案化的部分)。
[0079]如上所述，在示例中，退火激光器260操作于準(zhǔn)連續(xù)波操作模式。示例的退火激光器260的操作頻率為f = 10MHz或更大，或者是f = 150MHz或更大。頻率f= 150MHz使得退火激光器260每秒產(chǎn)生150xl06個(gè)光脈沖。對(duì)于掃描速度為Vs=150m/s掃描激光束268，其可轉(zhuǎn)換成每單位距離的脈沖率RP = f/vs =對(duì)于退火圖像270行進(jìn)的每Ιμπι距離存在I個(gè)脈沖(P)，即lp/μπι。停留時(shí)間TD為退火圖像270的寬度W2及掃描重疊區(qū)域SOR通過(guò)晶片1上的給定點(diǎn)所用的時(shí)間。因此，對(duì)于具有寬度W2 = 15ym且以Vs=150m/s在晶片10的表面12上的給定點(diǎn)上移動(dòng)的退火圖像270，此點(diǎn)將會(huì)經(jīng)歷若干個(gè)脈沖:Np = Rp.W2= (lp/μπι).(15μηι) = 15個(gè)脈沖。對(duì)于掃描速度為600m/s且寬度W2 = 20μηι，每單位距離的脈沖率Rp = f/vs = 0.5ρ/μπι，則脈沖數(shù)為Np = Rp.Ι2=(0.5ρ/μηι).(20μηι) = 10個(gè)脈沖。
[0080]在示例中，晶片10的表面12上被掃描重疊區(qū)域SOR掃描過(guò)的每一點(diǎn)在停留時(shí)間TD期間會(huì)經(jīng)受來(lái)自掃描激光束268的至少5個(gè)光脈沖，優(yōu)選地是至少八個(gè)光脈沖，而更優(yōu)選地是至少十個(gè)光脈沖。脈沖的頻率足夠快(例如，快于10ns)，使得與晶片10的表面12 (或次表面13)相關(guān)聯(lián)的給定點(diǎn)處在該給定點(diǎn)受到脈沖照射期間不發(fā)生再結(jié)晶。
[0081]在不例中，恪化退火處理是由系統(tǒng)100所執(zhí)彳丁，使預(yù)退火溫度Tpa是在(0.5).Tm <Tpa < (0.9).Tm的范圍間，在另一示例中，預(yù)退火溫度Tpa是在(0.6).Τμ<Τρα< (0.8).Tm的范圍間，而在另一示例中，預(yù)退火溫度Tpa是在(0.6).Τμ<Τρα< (0.7).Tm的范圍間。如上所述，熔化溫度Tm視其應(yīng)用可指表面熔化溫度或次表面熔化溫度。
[0082]在掃描過(guò)程中，熱放射探測(cè)器系統(tǒng)180可用于監(jiān)控來(lái)自掃描重疊區(qū)域SOR的熱放射輻射182。熱放射探測(cè)器系統(tǒng)180產(chǎn)生代表被檢測(cè)到的電熱放射信號(hào)SE，并將該電熱放射信號(hào)SE發(fā)送至控制器300?？刂破?00接收電熱放射信號(hào)SE，并使用電熱放射信號(hào)SE產(chǎn)生反饋回路，該反饋回路控制由預(yù)熱激光系統(tǒng)150及退火激光系統(tǒng)250的至少其中一個(gè)所產(chǎn)生的功率量，進(jìn)而控制預(yù)熱激光束168及掃描激光束268的至少其中之一的激光功率，使得晶片表面溫度Ts保持基本上恒定。熱放射輻射182的檢測(cè)可利用快速光探測(cè)器完成，使得對(duì)應(yīng)的電熱放射信號(hào)SE基本上能夠立即用于閉合回路控制。
[0083]為了準(zhǔn)確地控制晶片10的表面12的晶片表面溫度Ts，在執(zhí)行此退火方法時(shí)，須能精確地測(cè)量該溫度。通過(guò)測(cè)量輻射率ε以測(cè)量晶片表面溫度Ts且適用于本公開(kāi)的