1297521 九、發明說明： 【發明所屬^技術領域^】 ' 本申請案係提申於2003年9月29 η —^ j 卞乃29曰之吴國專利申請案 | (序號10/674,106)的部分繼續申請案。 5 發明領域 本發明係有關用於雷射熱退火，且特別有關於在環境 溫度下不會有效率地吸收退火輻射光的基板進行雷射熱退 火的裝置及方法。 • 【先前技4标】 10 發明背景 雷射熱退火或LTA(亦稱做“雷射熱處理，，)為用來快速 升高並降低-基板表面溫度來產生性質變化的技術。一實 施例可包括退火及/或活化·在用來形成積體元件或電路之 電晶體源極、祕或閘極區域的摻雜物。LTA亦可被用來在 15形成積體元件或電路中之石夕化物區域，來降低多晶石夕流道 電阻’或觸發-化學反應來形成或移除基板(或晶圓）的物質。 LTA提供較傳統退火技術加遠1〇〇〇倍之退火週期的可 能性，因此實際地消除了在石夕晶圓上使用之推雜不純物在 退火或活化週期時的擴散。此結果為更陡峭之摻雜分佈， 20及在某些情況較高程度的活化。此會造成積體電路有較佳 的表現(如較快）。 U.S. Patent Application Serial No· 1〇/287,864揭示利用 C〇2雷射進行LTA摻雜矽基板。該雷射輻射被聚焦至一窄 線，其在一光柵圖案且在一固定速度下掃瞄橫越該基板。 =而，此只在相對較重摻雜基板(即約3χ1〇17原子化m3或更 夕之摻雜濃度)有用，其在被摻雜較雷糾射吸收長度小 和減散長度相等。相反地，對於輕摻雜基二即 H)原子/⑽或更少之摻雜濃度），該％雷射_會經 义土板而不會給予該基板相當的能量。 因此所需要的是利用諸如經過基板而不加熱之具有波 長1〇.6帅之c〇2雷射輻射，對輕摻雜石夕基板進行有效率的LTA。 C發明内容】 發明概要 10 15 本發明之-觀點為進行熱處理一具有—表面之基板的 、置°鮮置包括-可產生具有在室溫下不大量被基板吸 收之波長的連續退火輻射之祕。該裝置亦包括適於得到 該退火輻射並形成-退火輕射光，其在基板表面上形成一 第一影像的退火鮮线，且其中該第_f彡像軸橫越該 基板表面。β亥裝置更包括_用來加熱該基板至少―部分至 私界溫度之加熱元件’使在掃目苗時該退火輻射光入射在 被加熱部分被該基板附近表面大量地吸收。在—實施具體 例可利用μ波長雷射二極體光立即在長波長退火輕射光 之前方來完成加熱該基板之一部分。 本七月之另-觀點為一種雷射熱退火一基板的方法。 方法G括由具有提供在室溫下不大量被基板吸收之波 長的雷射提供-退火輕射光，並加熱該基板至少一部分基 板至Hi度’使在該退域射光可在該加熱部分該基 反附近表面大里地吸收。該方法亦包括由在退火輕射光掃 6 1297521 瞄該基板前，立刻加熱該基板表面之一部分起始自我維持 退火狀態。 圖式簡單說明 第1A圖為本發明LTA裝置實施具體例的截面圖，其包 5括一LTA光學系統及被該系統處理之矽基板，其中該lta聿 置包括一被加熱夾盤來支撐並預熱該基板，及一可選擇之 隔熱屏障環繞該夾盤來減少輻射傳輸至其餘裝置並促進基 板加熱效率； 第1B圖為類似於第1A圖之本發明LTA裝置實施具體例 10的截面圖，其包括一在基板周圍用來預熱該基板之加熱套 件； “、、 第1C圖為類似於第丨a圖之本發明LTA裝置實施具體例 的截面圖，其中該被加熱夾盤及可選擇之隔熱屏障被一光 學加熱系統取代，適於利用預熱輻射光預熱至少一部分基 15 板； 第2圖為1〇·6μιη波長之退火輻射光在一未摻雜矽基板 之吸收長度對基板溫度TsfC)的圖，及在2〇〇μδ暫留 時間之擴散長度!^^!!!)對基板溫度Ts(°c)的圖； 第3圖為電腦模擬基板溫度以深度(μιη)及退火輻射光 2〇位置（μΠ1)為函數之曲線，顯示由退火輻射光伴隨自我維持 退火狀態在基板上形成之“熱點，，； 第4Α圖為一簡圖顯示一實施具體例中，以基板表面上 位置為函數之預熱及退火輻射光的相對強度及光曲線； 第4Β圖為基板的放大截面圖說明由在退火輻射光2〇前 7 1297521 方之預熱輻射光150的熱，如何促進基板對退火輻射光的吸 收進行自我維持退火狀態； 第5圖為由具有1〇·6μιη波長之退火輻射光照射一重摻 雜矽基板產生之最高基板溫度TMAXfC)，對該退火輻射光 5之入射能量Pi(W/cm)的圖； 第6圖為由二維有限元素模擬得到最高基板溫度
Tmax(C)’對由不同入射能量Ρι之退火輻射光在未摻雜基板 之初始溫度的圖； 第7圖為78〇nm預熱輻射光之吸收長度“仏昀對基板 10 溫度TS(°C)的圖； 第8A圖為第ic圖之光學替續系統具體例的截面圖，其 係在Y-Z平面上的圖； 第8B圖為第1C圖及第8A圖之光學替續系統具體例的 截面圖，其係在X-Z平面上的圖； I5 第9A圖為加熱輻射源及圓柱透鏡陣列在χ_ζ平面之放 大截面圖； 第9B圖為加熱輻射源及圓柱透鏡陣列在γ_ζ平面之放 大截面圖； 第10Α圖為預熱輻射源，替續透鏡及垂直入射基板之預 20熱輻射光之放大簡圖，更包括一偏振片及配置於預熱輻射 光，用來減少由基板反射及回到該預熱輕射源之預熱輻射 的量之四分之一波片； 第10Β圖為預熱輻射源，替續透鏡及垂直入射基板之預 熱輻射光之放大簡圖，更包括一偏振片及配置於預熱輻射 1297521 光，用來減少由基板散射及回到該預熱輻射源之預熱轉射 的量之法拉第旋轉器； 第11圖為顯示反射率差異r(%)對矽基板上純矽和厚声 為300nm，400nm及500nm之場氧化層薄膜實施例之入射角 5 θ150(度）的圖； 第12圖為類似第η圖的圖，顯示130nm厚層之多晶石夕和 在基板上分別具有300nm，400nm及500nm厚度之氧化居之 反射率； 第13圖為本發明類似第10B圖之LTA裝置實施具體例 10 的放大簡圖’但其包括一配置來得到反射預熱輻射150R並 將其導引回至基板之循環光學系統300 ; 第14圖為第13圖之循環輻射光系統實施具體例之截面 圖，其包括一直角反射鏡及一收集/聚焦透鏡； 第15圖為在第14圖顯示實施具體例之變形之戴面圖， 15 其中直角反射鏡相對於軸A3展開（偏離)一AD的量，造成介 於直接入射及循環預熱輻射光間之入射角偏離； 第16圖為第13圖中該循環光學系統另一實施具體例之 截面圖，其包括一收集/聚焦透鏡及一光柵； 第17圖為一用來預熱基板的實施具體例之配置截面簡 20圖，其使用運用由基板法線兩端相似入射角之兩預熱光學 替續系統。 在圖式中描述之不同元件係僅用來表現而不需照比例 繪製。其特定部分可能會被放大，而其他可能會被縮小。 該些圖式係用來說明本發明之不同實施方法，其砰被熟習 1297521 此技藝者瞭解並使用。 I：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 本發明係有關基板的雷射熱退火(LTA)，且特別相關於 5進行輕摻雜矽晶圓（基板)之LTA的裝置及方法。在此“掺雜，， 足個名詞係指約10ι6原子/cm3或更少之摻雜濃度。該基板中 之摻雜濃度係和一般生產基板來達到所欲電阻程度及基板 型態（即N-型或p-型）有關。 在以下之詳細說明，說明本發明一LTA裝置之一般具 1〇體例，和由本發明產生之“自我維持退火狀態，，來說明。此 係伴隨本發明各種不同實施具體例。本發明更和數個不同 基板溫度的圖顯示被石夕基板吸收之輕射的主要性質來說 明。再說明決定預熱輻射光中適當之能量大小的方法，再 接著一用於實施具體例來和預熱輻射光加熱該基板之加熱透 15鏡實施例。再詳細說明預熱及退火輻射光較佳之掃瞄及方位。 L 一般的UA裝置 第1A圖為本發明之LTA裝置8—具體例及被將被退火 基板10的截面圖。基板1〇具有一較上表面12及一體（塊材） 區域16 ’其係“未摻雜”，或更嚴格地說，其較在一很淺的 20區域典型含有非常高摻雜程度之非常小的接合區域或元件 更輕摻雜。參考之N字母指較上表面12之法線。在一實施異 體例中，基板10為一矽晶圓。 LTA裝置8包括一沿光軸A1配置之具有一退火輻射源 26及一LTA透鏡27之LTA光學系統25。透鏡27由退火輻射源 1297521 26得到連續（即非脈衝)退火輻射18,並產生一連續退火輻射 光20來在基板表面12上形成一影像30(如一線影像）。退火輻 射光20以相對於表面法線n及光軸Ai在入射角θ2〇入射至較 高表面12。 5 箭頭22表示退火輻射光20相對於基板表面12之一示範 移動方向。基板1〇係由一夾盤28支撐，其依序被一可動載 台MS所支撐’該載台操作性地連接至一載台驅動器29，其 造成該載台（並因此該基板)在選擇之速度及相對於退火輻 射光20或其他參考之方向移動。可動載台MS之掃瞄移動係 10由箭頭22’來表示。在一實施具體例中，載台MS至少可二維 的移動。 在一實施具體例中，LTA裝置8包括一反射輻射監視器 Ml及一溫度監視器]^2。反射輻射監視,M1係被配置來得 到由基板表面12反射之輻射，如輻射2〇R所示。溫度監視器 15 M2係沿該表面法線N被配置來測量基板表面12的溫度，且 在一貫施具體例中，沿表面法線N配置來在由退火輻射光2〇 形成之影像30之入射法線或接近處觀察。監視器…丨及“二 被連接至一控制器（將緊接著說明），根據測量到之反射輕射 20R及/或測量到之基板表面12溫度來提供回饋控制，如以 20 下較之詳細說明。 在-實施具體例中，LTA裝置8更包括操作性地被連接 至退火輕射源26 ’載台驅動器29，及如同在透鏡27包含之 選擇監視器、M3作為入射能量監視器之的監視器酬_之 控制器32。控制器32可為連接至一記憶體之微處理器，或 11 1297521 -微控制器’可程式邏輯陣列(PLA)，場效可程式邏輯陣列 (FPLA)，可程式陣列邏輯(PAL)或其他控制元件（未顯示）。 該控制器32可在兩模式下操作：1)開放式迴路，其中保持 一固定能量藉由退火輻射光20，經由載台驅動器四在固定 5 掃瞄速率傳給基板10 ;及2)封閉迴路，其中在基板表面12 上保持一固定最咼溫度’或在該基板中保持—固定被吸收 能量。該最高基板溫度直接隨被吸收能量改變並和掃目苗速 度平方根成反比。 在一實施具體例中，封閉迴路控制被用來使在退火輕 10射光20入射該基板之被吸收能量和掃瞄速度之方根比例保 持固定。即若P2〇為退火輻射光20能量的量，而p3〇為反射之 月匕里’則β被吸收能置為PfPwP%。若基板之掃瞄速度相 對於退火輻射光為V，則比值pa/v1/2被保持固定來間接地保 持溫度的固定。 15 根據直接測量最高溫度之封閉迴路操作，控制器32得 到一訊號(如一電子訊號），如同由溫度監視器M2經由訊號 S2之最高基板溫度，並控制入射能量或掃瞄速率來保持一 最高基板溫度。該被吸收能量Pa係經由訊號S4取樣部分之 退火輻射光得到之退火輻射光20入射能量？！，減去由反射 20輻射鏡Ml產生之訊號S1之反射輻射光20R能量P3G得到。 此外，控制器32係適於根據得到之訊號及輸入之參數 (如所欲吸收能量的量及暫留時間）來計算參數。該控制器32 亦被連接來由一操作器或由一較大組件或製程工具一部分 之主控制器（未顯示）得到一額外訊號S3。此參數係表示提供 12 1297521 ^处4基板或所欲之最高基板溫度之退火輻射20預先決 疋的用里（大小）。該參數訊號亦可表示用來傳輸退火輻射20 至基板10之預先決定用量的強度、掃瞄速率、掃猫速度及/ _ 或掃瞄次數。 在κ施具體例中，退火輻射源26為一c〇2雷射，所以 退火輪射光20具有1〇·6μιη的波長。然而，一般退火轄射源 26可為任何連顿射源，其放射輻射具有在室溫下不大量 • 縣板賴收之波長，但是當基板，或基板頂端充足的部 分在較南的溫度下，會大量被相同的基板所吸收。 LTA裝置8係適於具有在基板頂端附近所吸收之退火 輕射光2〇，來有效率地升高基板頂端溫度的優點，而該基 板體的溫度完全的不變。換句話說，當基板為一半導體晶 圓，本發明係直接增加晶圓表面在元件(如電晶體)形成或附 近的溫度，而非加熱該晶圓體。 然而，在環境溫度下，輕摻雜及未摻雜基板不易退火， 春目為長波練射光經過該基板而不會大幅加熱頂表面。另 一方面，重摻雜基板退火並不困難，因為該入射退火輻射 破在最初1GG微米左右的㈣所吸收，並增加其溫度至所欲 之退火溫度。 2〇 基板10之體（塊材）區域16並不由光吸收大量之輻射且 並不被加熱，其當退火輻射光20不再提供至該基板時，用 來快速冷卻該頂表面區域。本發明的優點在於輕摻雜矽在 某些紅外線波長下，諸如有1〇·6μηι波長的eh雷射，輻射之 吸收度強烈的和基板溫度有關。當大量之退火輻射光2〇吸 13 1297521 收發生時’該基板表面溫度增加，其造成較強之吸收，其 在基板表面依序造成較強之加熱等等。 11自我維持退火狀態 弟2圖為ι〇·6μχη波長輻射在一石夕基板之吸收長度 5 LA(^m)(垂直軸)對基板溫度TS(°C)的圖。同樣包括在圖中的 點為在200叫暫留時間之擴散長度LDbm)對基板溫度Ts的 函數。該吸收長度LA係為減少該退火輻射光20強度至Ι/e所 需之深度。該熱擴散長度LD為在某些暫留時間表面溫度瞬 間升高並傳送至材料的深度。注意La及1^在1^〜600。(：的溫 ⑴度具有大約相同的值〜60μπι。 隨基板溫度Ts而強烈變化之吸收長度la產生了兩種可 能的穩定狀態，即:（1)退火輻射光20經過基板而不被大量 地吸收，且因此不大量地產生加熱，或（2)退火輻射光2〇 在基板表面12附近被大量地吸收，因此在基板表面或下方 15相對於影像3〇，隨退火輻射光20在基板表面移動一致的移 動（即掃瞄）產生一“熱點”。 第3圖為電腦模擬基板溫度以深度（μηι)及退火輻射 光位置（μηι)為函數之曲線。該溫度曲線為熱點（由31所示）， 其經過基板内部並橫越基板表面12。移動之熱點31係利用 熱擴散來預熱在影像30前方之基板10區域(視第4Β圖，以下 將說明）。基板之預熱連同熱點31的傳播，可使退火轄射光 20中之輻射在該輻射掃目苗該基板表面時被較上表面a有效 率地吸收。穩定狀態（2)係吾人利用本發明之裝置8及伴隨之 方法所追求產生的，且在此稱做“自我維持退火狀態”。 1297521 根據本發明產生自我維持退火狀態的一般方法，包括 加熱基板1〇(或其之選擇區域或部分）至一臨界溫度Tc(如 350°C或更高，如以下更詳細之說明），使退火輻射光沈大 量地被該基板吸收，即被自我維持退火狀態起始的點所吸收。 5 精確的Tc值係根據基板内溫度的分佈，其摻雜物漯 度’及該退火輪射光強度決定。因此，在_實施具體例中， 該臨界溫度Tc係由經驗決定的。此可包括如測量由一退火 輻射光在-具有不同初始溫度狀態或固定初&溫度狀態之 測試基板，及不同退火或預熱輻射光強度所產生之最高溫 10度。基板10的預熱可以數種方㈣到增加自我維持退火狀 態。數種包括用來加熱基板10之加熱元件來實行在輕摻雜 矽基板10產生自我維持退火狀態的方法，來進行乙丁八目的之 LTA裝置8之實施具體例陳述如下。 ΙΠ·具有隔熱屏障之加熱失盤具體例 15 再參照弟1Α圖，在一實施具體例中，夹盤28具導熱性 並包括一連接至電源供應器52之加熱元件5〇，該電源依序 被連接至控制|§32並被其控制。在夾盤28底部及側邊周圍 圍、％纟巴熱層53，來限制非所欲之載台加熱及由該夾盤之 熱才貝失。 知作時’控制器32使電源供應器52動作，其依序提供 包源至加熱元件50。加熱元件50產生熱56來回應。在一實 〃、體例中’產生之熱56的量係由在夾盤中並操作性地連 接至包源供應器52(或可替代之控制器32)之溫度感測器57 來控制’使該夹盤溫度被限制在一定的、預先決定的最高 15 1297521 溫度。當基板被裝置於該夾盤上時，其溫度快速地達到和 夾盤相同的溫度。典型地。該夾盤溫度TCH約為400°C。 在另一實施具體例中，裝置8亦選擇性地包括一支撐在 基板12上方之隔熱屏障62來將熱56反射回到基板。此造成 5 基板更均勻的加熱及在該屏障另一端之裝置組件較少的加 熱。在一實施具體例中，隔熱屏障62包括一孔徑64使退火 輻射光20到達基板1〇的表面π。 IV· 加熱套件具體例 參照第1B圖，在另一實施具體例中，裝置8包括一具有 10夠大之内部空間82來包圍基板1〇及夾盤28或基板、夾盤及 載台MS之加熱套件8〇(如一爐）。套件8〇包括連接至電源供 應器5 2之額外之加熱元件5 〇 (特別是包含在夾盤2 8之外的 加熱組件）。電源供應器52係連接至控制器32。在一實施具 體例中，套件80包括一窗或孔徑84使退火輻射光2〇到達基 I5板10之表面12。如上所述，在第1A圖中說明之絕熱層53較 佳地存在於該夾盤側邊或底部，來限制由該夾盤至載台非 所欲之熱損失。 操作時，控制器32使電源供應器52動作，其依序提供 電源至加熱元件50。加熱元件50產生熱56來回應，因此升 20南夾盤，基板及鄰近周圍的溫度至。〇約4〇〇之最高臨界溫度 Tc。套件8G較佳地為絕熱，使熱56仍保持在内部空間裡， 因此促進該基板加熱的效率及均勻性。 K預熱輻射光具體例 現在蒼照第ic圖，在另一實施具體例中，裳置8包括一 16 1297521 第4B圖為基板被光20及150照射之實施具體例的放大 截面圖。第4B圖說明由在退火輻射光20前方之預熱輻射光 150的熱，如何促進接近基板表面頂端對退火輻射光的吸 收。由預熱輻射光150之熱166在退火輻射光2〇前方擴散至 5 基板10内。當該輻射光相對於基板移動，如箭頭22,所示， 退火輻射光20進入先由預熱輻射光15〇加熱之區域（即基板 部分）。此製程係用來增加基板在或接近基板表面的溫度超 過該臨界溫度Tc。此可使退火輻射光2〇有效率地被基板吸 收，如被吸收退火輻射光20,所示（虛線）。被吸收退火輻射 10光20’在基板10之基板表面12附近相對的快速吸收，用來在 該退火輻射光尾端快速地增加基板表面溫度至一最高值， 至一退火溫度TA(如約16〇〇。〇。此造成選擇之區域形成退 火，如由活化植入基板表面頂端之摻雜物。 VI·基板溫度圖 15 第5圖為由10.6l^m輻射照射一重摻雜矽基板產生之最 咼基板溫度TMAX(°C)，對該輻射之入射能量Pi(w/cm)的 圖。其係使用一二維有限元素模擬程式得到這些數據。該 模擬係假設一無限長之退火輻射光。因此，該光能量係以 Watts/cm量測而非watts/cm2。該模擬亦假設退火輻射光2〇 20具有一具有120μιη半高寬之高斯光波形，且在600mm/s的速 度下橫越基板較上表面掃瞄，產生_2〇〇μ§的暫留時間。在 此“暫留時間”為退火輻射光2〇產生之影像3〇停留在基板表 面12上特定點的時間長度。在此情況，該圖顯示在該入射 月匕1?丨及隶兩基板溫度τΜΑΧ大約為一線性關係。因為二維 18 1297521 模型假設退火輻射光20為無限長，在線影像30端點並無能 量損失。一有限光長度會在光的端點造成一些額外熱損 失，因此造成給定之入射能量P!有較低的最高溫度。 第5圖顯示在一可吸收（即高摻雜)基板，在一些特定情 5況下，需要大約500w/cm之入射能量pjf最高基板溫度 Tmax由環境溫度升至427°C。此約和一樣情況下1150W/cm 將溫度升至矽的熔點1410°C相同。 第5圖中顯示之關係類似於和退火輻射光2〇具有相同 度及暫留時間之預熱輕射光15〇。在兩者情況下熱擴散為 10熱分佈的主要機制。一4〇〇°C的基板溫度τΜΑΧ峰並不產生和 一均勻的基板溫度TS400°C的退火輻射光20幾乎相同的吸 收’因為别者之溫度分佈’在基板内部大約和熱擴散長度 ld相等的距離已降至環境溫度。 第6圖為最高基板溫度Tmax(〇c)，對由兩不同入射能量 15 Pl波長為10.6^m之退火輻射光20，在未摻雜矽基板之初始 溫度的圖。此亦由一二維有限元素模型得到。當溫度低於 約327°C，入射輻射幾乎不產生影響，且最高基板溫度 tmax(°c)幾乎和初始基板溫度Τι相等。換句話說，退火輻射 光20經過基板1〇且不明顯地加熱基板。然而，在一介於377 20 C及477°C之初始基板溫度1，發生大量的退火輻射光2〇吸 收，其係根據退火輻射光中入射能量Ρι的大小。此結果為 最咼基板溫度TMAX陡峭的上升。當發生高吸收，高溫度變 化，由退火輻射光20照射會更線性地增加最高溫度Tmax。 注意在第5及6圖能量使用之單位為每公分Watts 19 1297521 (W/cm)。此能量意指包含在半能量點之間的掃瞄影像扣(如 線影像)每單位長度的能量。因此，一115〇w/cm的影像3〇 能1相對於一 95,833W/cm2的平均強度具有以叫㈤的寬度。 為了產生自我維持退火狀態，所需要由預熱輻射源142 5產生的溫度來加熱基板至臨界溫度Tc，可由第6圖中的資訊 來计异。在此的圖係指當一基板達到約427。〇的均勻溫度 1，會有一突然增加之基板溫度了^^^表示自我維持退火狀 態的開始。若使用一雷射二極體源來提供所需之預熱，則 由於該二極體源產生一不均勻溫度分佈，在約一熱擴散長 10度時降至環境溫度，因此可預測一明顯較高的溫度。 第7圖為780nm輻射在未摻雜矽之吸收長度LA((Lim)對 基板溫度TS(°C)的圖。在8〇〇nm的吸收特性非常相似於其在 780nm。由圖可看出，即使在室溫的吸收長度La約為1〇μιη， 其已足夠短來確保有效率加熱基板表面區域，且在時間比 15例為200μδ及以上主要由熱擴散決定之溫度分佈。 為了在具有不均勻溫度分佈之未摻雜矽基板得到有效 率的C〇2雷射光(如退火輻射光2〇)吸收，如同其由雷射二極 體源產生（如用來產生預熱輻射光15〇)，量測到一相對於約 ΙΟΟμηι之吸收長度的溫度。此係由一約55〇。〇之基板溫度 2〇 Τμαχ峰達成。再參照第5圖，500°C之最高基板溫度τΜΑΧ可 能需要約600W/cm(50,000W/cm2)能量之預熱輻射光15〇。 W/·決定預熱輻射光能量 決定預熱輻射光150所需達到有效率的結合退火輻射 光20至基板的最小能量，實際上是容易的事。在一實施具 20 1297521 體例中’當退火輻射光2〇設定在充分退火一可吸收基板的 能量，在室溫下在退火輻射光20波長不大量吸收之基板被 預熱輻射光150及退火輻射光20照射。該預熱輻射光150的 能量被增加直到在基板上偵測到退火溫度。此可由如在第 5 1A圖顯示之溫度監視器M2測量基板溫度來達成。 該退火輻射光和該基板由一點或不結合，到轉變為有 效率的和該基板結合係典型地相當突然。若該基板溫度1 太低，則不會轉變至退火溫度或會發生突然轉變至該基板 熔點溫度。當基板溫度更增加時，會有一窄的退火能量範 1〇圍允許在低於熔點溫度下穩定的操作。更進一步增加基板 溫度會增加退火能量的範圍及相對之退火溫度範圍。因 此，並無精確地定義之預熱輕射光15〇的&量，來在基板起 始退火輻射光20吸收轉變，或另一方面， 的退火溫度。然而會有一最小實際能量伯 ’其會造成在基板
最小實際能量低於所欲退火溫度 在貫施具體例中，預熱輻射光 150之能量被設定在稍高於所需來確保該退火輻射光被基 板有效率地吸收，且容易得到大範圍之退火溫度。
21 1297521 為或接近Brewster’s angle，其大約為75。。此角度減少了反 射輻射並使欲在基板上出現之結構種類吸收的能量均勻。 在大約75。的入射角015〇，預熱輻射光150抹過基板12並增加 四倍的覆蓋區域，且強度成比例的減少。 5 預熱輻射光150中的總能量可被增加，例如利用加入額 外雷射二極體列來使該預熱源較大。然而，此成比例增加 了預熱輻射光150的寬度。增加的預熱輻射光寬度會增加暫 留時間及熱擴散深度，其會更進一步增加欲得到給定最高 溫度之所需能量。因此，替續透鏡143需被設計使其可提供 10 一具有足夠強度之預熱輻射光150,利用可用之預熱輻射源 142加熱基板至該臨界温度範圍之内。根據本發明之替續透 鏡的實施例將在以下說明。 VIII.光學替續系統之實施具體例 第8 A及8B圖分別為光學替續系統140及基板1 〇之實施 15 具體例的截面圖。第8A圖為在Y-Z平面的圖，而第8B圖為 在X-Z平面的圖。在第8A及8B圖中，該替續透鏡皆被分成 兩部分來符合版面，且具有表面S13及S14之透鏡元件皆在 兩部分顯示。 在該實施具體例中，預熱輻射源142包括一2-維雷射二 20 極體陣列，諸如由 Coherent Semiconductor Group. 5100 Patrick Henry Drive，Santa Clara，CA95054之LightStack™ 7xl/LPV陣列。該LightStack™陣列包含7列各1〇inm長且彼 此距離1.9mm之水冷雷射二極體。各二極體列可放射8〇瓦 之光學能量。替續透鏡143包括一物平面〇p(其中配置預熱 22 Ϊ297521 輻射源142)，一影像平面ip(其中配置基板1〇)，及一連接該 衫像及物平面之光轴A2。 在一貫施具體例及以上所述，替續透鏡143被設計來產 生形成影像60(如一線影像）且在基板1〇上掃瞄之預熱輻射 5光150。影像160的掃瞄可由任何數目的方法來完成，諸如 利用相對於替續透鏡143(第1C圖）移動夾盤28(經由移動載 台MS)。利用影像160區域地照射基板1〇較一次照射整個基 板為佳’因為在相對較小影像區域較容易達到加熱基板至 所需之高光束強度。因此，由替續透鏡143提供之區域預熱 10必須和利用退火輻射光20照射基板同步。 由於雷射二極體放射的性質為非等向性且鄰近二極體 間的空間在X及γ平面的差異很大，替續透鏡143需要變形 來有效率地在基板10上形成影像16〇。此外，為了達到影像 160在基板1〇所需之強度，在影像平面ιρ上需要相對高的數 15 值孔徑。 因此，同樣參照第9A及9B圖，替續透鏡143由預熱輻 射源142 ’沿光軸A2依序包括一具有和作為預熱輕射源142 之雷射二極體列198相同數目之透鏡201的圓柱透鏡陣列 200。圓柱透鏡陣列200在Y-X-Z平面具有能量並用來準直由 20各預熱輻射源142在X-Z平面放射之預熱輻射光147(第9A 圖）而使該輪射在X-Z平面具有10的圓錐角（第9B圖）。該 二極體陣列及該圓柱透鏡陣列的結合係輸入至變形替續透 鏡，其再顯影該圓柱透鏡陣列至該基板上。 表1列出如第8A及8圖說明之替續透鏡143實施具體例 23 1297521 面IP的1.61mm。同樣的，在相同平面上由該預熱輻射源m2 放射之輪射在物平面ΟΡΙΟ。的圓錐角，在影像平面IP增加至 60。。 在X-Z平面的縮放比為60:1。因此，ii.4mm尺寸（如在 5 X-方向橫越7列二極體所量測）之雷射二極體組成，在物平 面OP之有效射源220在影像平面ip被減至〇.i9mm。此外， 準直光在有效射源200中1。之FWHM角散佈，在影像平面ip 會被增加至60°的圓錐角。 若假設由在物平面OP之輻射源142產生的預熱輻射光 10 147至在影像平面Ip之基板10全部有效之傳輸為50%(包括 在基板表面12之反射損失），則第8八及8]8圖之替續透鏡143 可帶280W至影像160。對1 ·6ηπη乘〇· 19mm尺寸的影像160實 施例，此可達到921W/mm2的能量密度。在垂直入射 (θΐ5〇=〇°) ’此能量密度，假定暫留時間為〇.2ms，會增加一 15室溫（即〜20 C)石夕基板10由約500°c的溫度至接近520°c。此 會超過所需開始自我維持退火狀態之臨界、均勻的溫度 Tc400°C，且在由諸如二極體陣列影像16〇產生位於該退火 雷射影像30前方之非均勻溫度分佈範圍内。在此情況，係 假設該預熱輻射光150在退火輻射光2〇之前（即在其之前掃 〇喊）。由此方法’在退火輻射光20照射基板相同預熱部分 前，可達到由該預熱輻射光產生之最高溫度TMAX。在一實 施具體例中’在每次掃瞄方向相反時該預熱及退火輻射光 之相對位置為相反，由此使該預熱輻射光永遠在該退火輻 射光之前。 25 1297521 IX· 輛射光4ψ s苗及方位 如上所述，在一實施具體例中，由預熱輻射光150形成 之影像160掃瞄該基板1〇。與之同時，由退火輻射光2〇形成 之影像30同樣掃瞄該基板，使其入射在被預熱輻射光預熱 5 的區域。 在一實施具體例中，掃瞄係由以螺旋，栅狀，或折行 圖案的方向移動該基板。在一折行掃瞄圖案，該掃瞄方向 為相反且雙掃目苗位置在每次掃目苗後會增加。在此情況，如 上所述，在每次掃瞄間需改變該預熱輻射光15〇及退火輻射 10 光20之相對位置。在一實施具體例中，此可由移動整個替 續透鏡143的位置來達成。在退火輻射光20為約Ι20μηι寬 (FWHM)且預熱輻射光250為約190μιη寬(平坦曲線），則替續 透鏡143需要移動大約兩光中心兩倍距離，或平行該掃瞄方 向的方向約393μηι。此可經由如控制器32的訊號來完成， 15其係操作性地連接預熱替續透鏡143來完成該替續透鏡（第 ic圖）的移動。在類似的方法，控制器32藉由在掃瞄前調整 基板之焦聚，尖端及傾斜參數來控制預熱輻射光15〇的焦 聚。 如上述U.S. Patent Application Serial No. 10/287,864所 兒月退火幸§射光20在基板ι〇上以在或接近Brewster’s angle的入射角入射，且被ρ·偏振為佳 。這是因為退火時在 基板遇到的堆疊薄膜具有低反射率，且在這些情況下小的 反射率差異。 在一實施具體例中，預熱輻射光150被配置使其類似退 26 1297521 火輪射光20在或接近Brewster，s angle的入射角015()职射基 板。一般地，此角度會降低在活化(退火)步驟前，在基板上 可看到之不同堆疊薄膜間反射率。然而，雖然此光方位（角 度)在該退火波長的效果很好，其在用來預熱之波長並非一 5樣有效。預熱輻射光波長和用來製造半導體結構(如元件 14，諸如電晶體）的薄膜厚度大約相等，會導致在所有入射 角度下基板反射率較大的差異。此外，在或接近Brewster，s angle的入射角θ150會擴展影像16〇較垂直入射（即015〇=〇。)3 到4倍大的區域，且降低一相對量的能量密度。若保持掃瞄 10速率不變，由於其通常被退火輻射光結構設定，則最高溫 度同樣被降低。 在垂直入射或接近垂直入射下操作產生的一個問題， 係輻射的反射比例會很高，且若其回到輻射源(如二極體陣 列）會造成嚴重的破壞。第10Α及10Β圖為說明用來減少反射 15之預熱輻射的量，或散射回到預熱輻射源142(第1C圖）之預 熱光學替續系統140實施例的簡圖。由參照第10Α圖，在一 較佳具體例，預熱輻射光150具有一θ15〇=0°之垂直入射角。 垂直的入射角會導致一部分預熱輻射光15〇被基板反射(被 反射預熱輻射光以150R標示），並被傳送回到該預熱輻射源 20 142，其會加速該源破壞的時間。在一實施具體例中，當放 射之預熱輕射147被偏振(諸如雷射二極體的情況），回到預 熱輻射源之被反射預熱輻射光15〇尺，可藉由配置在預熱輻 射光偏振方向校準之偏振片143Ρ，及位於該偏振片及該基 板間之四分之一波片143WP來減少。該四分之一波片將由 27 1297521 偏振片往基板之輻射轉變為在基板之圓形偏振輻射 。任何 土板返回之㈣在經過該四分之—波片後被轉變回線性 偏振轉射。然而，返吨射之偏振方向為正交方向。因此 。亥返回光亚不通過偏振片而不到達該雷射二極體陣列。 10 15 現在參照第_圖，即使選擇偏離垂直入射之入射負 θ15〇使被反射（反_)預熱輻射光15Q無㈣龍預熱轄射 源’回到預熱輻射源之散射（或非反射）預熱輕射光漬合造 成一個問題。即使-小量的輻射回到—些預熱輻射源型式 (諸如雷射）會造成操作的不献性。同樣的，當偏離垂直入 射來操作’較佳地使偏振預熱輻射來增加在基板被吸 收輕射之比例’並減少因為基板不同結構造成的吸收差異。 因此’在一實施具體例中，回到預熱輕射源142之預熱 輻射150S’藉由在替續透鏡143後段增加—偏振片i43p及一 法拉第旋轉器143F來減卜該法拉第旋轉器卿位於該偏 振光143P及该基板1〇之間。操作時，經過穿過兩次旋轉器 後，該法拉第旋轉器143F將預熱輻射光15〇之偏振旋轉 90，且e亥偏振片阻播該偏振旋轉之預熱輕射光Μ的回到預 熱輻射源142。藉由操作光學替續系統14〇使預熱輻射光15〇 偏離垂直入射，亦幫助被反射預熱輻射光150R能量的量 測，其係有助於分析。 測量入射之預熱輻射光150及被反射預熱輻射光i50r 的能量，可以用來計算被基板10吸收的能量。此再被用來 計算由預熱輻射光150產生之最高溫度。藉由固定預熱輻射 光150被吸收的能量在一最小臨界值以上，可確保充分的預 20 1297521 熱來激發基板強的退火輻射光20吸收。 雖然利用預熱輻射光150在一角度015〇照射基板10使預 熱輻射光的反射最小為佳，然而此並非永遠方便或可能。 此係因為基板10之反射率係根據表面12的本質，在其上可 5 具有各種不同薄膜或其他結構。 這些結構包含在接合區域之純矽，場氧化物，場氧化 物上之多晶矽。已計算在一典型的積體電路中包含30%至 50%場氧化物，約15%至20%純矽或多晶矽在矽上，剩餘部 分為在場氧化物上之多晶石夕。然而這些性質在每個電路甚 10 至在一個電路中都不同。 第11圖為顯示反射率差異R(%)對純矽和場氧化層薄膜 (300nm，400nm及500nm)實施例之入射角015〇(度）的圖，其 係典型地顯示在準備接合活化之石夕基板上。第11圖假設入 射在基板上之幸g射具有8〇〇nm的波長且為P-偏振。可由圖看 15出，對這些薄膜最佳操作點相當於約55。的入射角色，該角度 所有之反射率皆約等於14%。 弟12圖為類似第11圖的圖，並顯示i3〇nm厚層之多晶石夕 在基板上具有300nm，400nm及500nm厚度之氧化層之反射 率。在此情況並無理想的操作入射角，然而55。為一合理的 20選擇。實際上，活化之摻雜物在多晶矽及矽層中的存在， 提供使這些區域更類似金屬並提高在所有入射角度的反射 率。 簡單的參照第16圖’其將在以下更詳細說明，為了由 預熱輻射源142傳輸足夠能量至基板10，預熱輻射光15〇需 29 1297521 要使用在基板大的入射角範圍，即預熱透鏡143具有大的數 值孔徑NAsshup^o，其中φ15〇為由軸A2及預熱輻射光150之 外側光束150Α或150Β形成之半角。注意該入射角θΐ5〇係在 表面法線Ν及軸Α2間量測，其中後者亦代表預熱輻射光15〇 5之光束軸。在此指的介於光束軸及表面法線間的角度係 “圓心角”的角度範圍。 在一實施具體例中，若考慮在入射平面一2〇。範圍之圓 心角，則在第11圖中推測一好的選擇來減少介於各種堆疊 薄膜的反射率差異，其入射角θΐ5〇的範圍為由約42。至約 10 62°，中間值約為52°。 由於實際上不容易去除由基板反射之預熱輻射，本發 明之一實施具體例係有關捕捉被反射預熱輻射光15〇R並將 其導引回至基板作為“循環輻射光15〇RD，，，其可被吸收並用 來加熱基板。 I5 因此，現在參知、弟13圖，其顯示本發明一 lta裝置8之 實施具體例的放大簡圖，類似於第10B圖，其包括一配置來 得到預熱輕射光150及被反射預熱輕射光15〇R，並將其導引 回到基板作為循環輻射光150RD之循環輻射光系統3〇〇。循 環光系統300沿軸A3配置產生相對於表面法線一角度θΐ5〇。 2〇為了使循環輻射光系統300得到最佳被反射預熱輻射光 150R，在一實施具體例中使角度015〇RD相等於預熱輻射光入 射角θ150。 第14圖為循環輻射光系統3〇〇實施具體例之截面圖，其 包括一中空直角反射鏡310及一具有和透鏡至基板表面12 30 1297521 距離一致之焦聚長度F的收集/聚焦透鏡310。中空直角反射 鏡310具有3個垂直相交之反射表面，為了簡化圖示，在第 14圖中只顯不兩表面312及314。 操作時，透鏡316收集由基板表面12之被反射預熱輻射 5光150R，並將其導引至直角反射鏡表面312及314作為平行 光320。該平行光由3反射鏡表面反射並被導引回相反方向 至透鏡316作為平行光320’，其現在組成循環預熱輻射光 150RD。平行光320’被透鏡316收集並再聚焦在基板表面12 原來的點。 10 第15圖為在第14圖顯示實施具體例之變形之截面圖， 其中直角反射鏡310相對於軸A3展開（偏離)一 ad的量。此造 成在基板上，介於被反射預熱輻射光15〇11及循環預熱輻射 光150RD間之入射角偏離。注意該光在基板上的位置仍然 相同-只有入射角改變。可利用介於兩光之間的入射角相對 15偏離來避免被反射入射輻射光回到預熱輻射源142並造成 該輻射源之不穩定。在此特別之實施具體例中，一運用全 部内部反射之直角折射並無作用，因為其無法維持光的偏 振0 第16圖為包括另一具有一收集/聚焦透鏡450,及一具有 20光栅表面462之光栅460的實施具體例之截面圖。在一實施 具體例中，透鏡450為具有第一及第二470及472之高解析 度，退〜替續透鏡，及一位於該第一及第二透鏡間之孔徑 光攔474。此外在該實施具體例中，透鏡在基板側具有焦聚 長度F1且在光柵側具有焦聚長度F2，且該些透鏡被配置使 31 1297521 基板表面12位於離透鏡470沿軸A3量測F1之距離，且光樹 460位於離透鏡472沿軸A3量測F2之距離。該兩透鏡47〇及 472同樣被分離至和其兩焦聚長度總和相同的距離。 光柵表面462較佳地適於使繞射預熱輻射光15〇中輻射 5 光波長最佳化，且限制該輻射光入射在光柵表面上被繞射 來沿入射路徑返回。 最佳之光栅週期P為P=i^/2sirupG其中λ為預熱輕射光之 波長，cpG為相對於光栅表面法線^入射之光栅的角度，且η 為在光栅周圍介質之折射係數(對空氣時肛丨）。光栅的目的 10係補償在基板上被傾斜之聚焦平面，其另一方面根據第16 圖中介於影像點468及替續透鏡450之軸平面距離的量，會 導致返回影像失焦。注意在此結構中，替續透鏡45〇在_1又， 9〇=91处=92311=9道〇操作。一般tan(pG=Mtancp23R，其中μ為由 基板至光栅替續透鏡450之放大倍率。 15 操作時，被反射輻射光150R利用遠心替續透鏡45〇收 集，其包括透鏡470及透鏡472，其將輻射光帶至光栅表面 462上之一焦點。光栅表面462改變方向（或更精確地說，繞 射）該輻射光回到替續透鏡450，其導引現在之循環預熱輻 射光15RD回到基板表面12於或接近點468，其係反射輻射 20 光生成之處。 第16圖之具體例缺點為被反射預熱輻射光15〇R在光柵 上形成很小的影像，在連續的原理可能造成光栅最終熔化 或其他損壞。利用垂直入射鏡(未顯示）代替光柵會遭遇類似 的問題。因此，在利用第16圖之實施具體例時，需小心操 32 1297521 作裝置8。 第17圖為一用來預熱基板10的實施具體例之配置截面 簡圖，其中裝置使用具有分別具有預熱輻射源142及142’之 兩預熱光學替續系統140及140’，且分別放射預熱輻射光 5 150及150’，其分別在基板上形成影像160及160’。在一實施 具體例中，預熱系統140及140’被配置使其各在基板上形成 至少彼此部分重疊之影像160及160’。此種配置減少了所需 由預熱輻射源142及142’輸出之高能量預熱輻射光147及 B 147’。在一實施具體例中，預熱輻射源142及142’各為雷射 10 二極體陣列。在該實施具體例中，該雷射二極體陣列放射 波長為780nm-840nm之輻射。預熱輻射源142及142’皆操作 性地連接至控制器32。 在一實施具體例中，退火輻射光20(第1C圖）在入射角 θ2〇為或接近石夕的Brewster’s angle(即在10·6μιη時02〇〜75。)入 15射基板表面12。第Π圖之預熱輻射光150及15〇，在015〇及θ150, _ 角度下入射，其會和Brewster’s angle不同，因為在預熱光 有較大之角分散。在一實施具體例中，入射角015〇及015〇,為 相等（如約52°)，而在另一實施具體例中，入射角匕5〇及015〇, 為不同。 20 在一實施具體例中，影像160及160,在影像30前（即在掃 瞒方向前端）形成，使當光相對於基板表面掃瞄時，基板在 到達退火輻射光20(其係伴隨影像3〇)照射基板之預熱區域 前被預熱。 第17圖之具體例並不限制於兩預熱輻射光150及 33 1297521 150’。通常，任何合理數目的預熱輻射光可用來在基板表 面上形成相對之影像，來達到所欲之預熱效果。 在上述之詳細說明，為了方便瞭解，在不同實施具體 例中組合了各種不同型態。本發明許多特徵及優點已由詳 、、、田況明來具體說明，因此，其意指由附加之申請專範圍來 函盍遵循本發明真正精神及範疇說明之裝置所有特徵及優 ”、此外由於在一習此技藝者會很快想到數種改良品及 改變，故毋須限制本發明在此說明之實際構造及操作。據 此，其他具體例皆在附加之申請專利範圍内。 10 半徑(RDY，RDX) ΤΗ 玻璃 ΝΒΚ7 元件 鏡片202 RDY=RDX=8 RDY=RDX=-142.696 3.100 0.500 RDY=RDX=8 5.800 ΝΒΚ7 鏡片204 RDY=-30.060 RDX=8 107.027 RDY=544.836 RDX=8 7.800 Β270 鏡片206 RDY=-47.730 RDX=8 113.564 RDY=99.955 RDX=8 8.00 ΝΒΚ7 鏡片208 RDY=1309.204 RDX=8 52.015 RDY=8 RDX=38.835 9.900 ΝΒΚ7 鏡片210 RDY=RDX=8 6.946 RDY=8 RDX=-199277.3 9.600 ΝΒΚ7 鏡片212 RDY=8 RDX=-13.079 338.951 RDY=RDX=50.084 6.749 ΝΒΚ7 鏡片214 RDY=RDX=693.301 19.454 RDY=RDX=21573827 3.000 ΝΒΚ7 鏡片216 RDY=RDX=34.369 5.895 RDY=RDX=946.3332 9.000 ΝΒΚ7 鏡片218 RDY=RDX=-84.838 .500 RDY=RDX=46.343 6.370 熔化之矽土鏡片220 RDY=RDX=22.240 42.168 RDY=RDX=4434.483 8.000 熔化之矽土鏡222 RDY=RDX=8 影像平面 21.000 S# 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 34 1297521 t圖式簡單明；3 第1A圖為本發明LTA|置實施具體例的截面圖，其包 括一LTA光學系統及被該系統處理之矽基板，其中該穿 置包括一被加熱夾盤來支撐並預熱該基板，及一可選擇之 5隔熱屏障環繞該夾盤來減少輻射傳輸至其餘裝置並促進基 板加熱效率； 第1B圖為類似於第1A圖之本發明^以裝置實施具體例 的截面圖，其包括一在基板周圍用來預熱該基板之加熱套 件； …、 10 第1C圖為類似於第1A圖之本發明LTA裝置實施具體例 的截面圖，其中該被加熱夾盤及可選擇之隔熱屏障被一光 學加熱系統取代，適於利用預熱輻射光預熱至少一部分某 板， 第2圖為1〇·6μηι波長之退火輻射光在一未摻雜矽基板 15之吸收長度對基板溫度TS(°C)的圖，及在200μδ暫留 時間之擴散長度LDbm)對基板温度TS(°C)的圖； 弟3圖為電知权擬基板溫度以深度（μπι)及退火轄射光 位置（μπι)為函數之曲線，顯示由退火輻射光伴隨自我維持 退火狀態在基板上形成之“熱點”； 2〇 第4Α圖為一簡圖顯示一實施具體例中，以基板表面上 位置為函數之預熱及退火輻射光的相對強度及光曲線； 第4Β圖為基板的放大截面圖說明由在退火輻射光2〇前 方之預熱輻射光150的熱，如何促進基板對退火輻射光的吸 收進行自我維持退火狀態； 35 1297521 第5圓為由具有ΐ〇·6μηι波長之退火輻射光照射一重摻 雜矽基板產生之最高基板溫度TMAXfC)，對該退火輻射光 之入射能量PJW/cm)的圖； 第6圖為由二維有限元素模擬得到最高基板溫度 5 Tmax(°C)，對由不同入射能量Pi之退火輻射光在未摻雜基板 之初始溫度的圖； 弟7圖為780nm預熱輻射光之吸收長度LA(pm)對基板 溫度TS(°C)的圖； 第8A圖為第1C圖之光學替續系統具體例的截面圖，其 10 係在Y-Z平面上的圖； 第8B圖為第1C圖及第8A圖之光學替續系統具體例的 截面圖，其係在X-Z平面上的圖； 第9A圖為加熱輕射源及圓柱透鏡陣列在χ-Ζ平面之放 大截面圖； 15 第9Β圖為加熱輻射源及圓柱透鏡陣列在γ_ζ平面之放 大截面圖； 第10Α圖為預熱輻射源，替續透鏡及垂直入射基板之預 熱輻射光之放大簡圖，更包括一偏振片及配置於預熱輻射 光，用來減少由基板反射及回到該預熱輻射源之預熱輻射 20 的量之四分之一波片； 第10Β圖為預熱輻射源，替續透鏡及垂直入射基板之預 熱輻射光之放大簡圖，更包括一偏振片及配置於預熱輻射 光，用來減少由基板散射及回到該預熱輻射源之預熱輻射 的量之法拉第旋轉器； 36 1297521 第11圖為顯示反射率差異R(%)對矽基板上純石夕和厚& 為300nm，400nm及500nm之場氧化層薄膜實施例之入射角 0150(度）的圖； 第12圖為類似第11圖的圖，顯示130nm厚層之多晶石夕和 5 在基板上分別具有300nm，400nm及500nm厚度之氧化層之 反射率； 第13圖為本發明類似第10B圖之LTA裝置實施具體例 的放大簡圖，但其包括一配置來得到反射預熱輻射150R並 將其導引回至基板之循環光學系統300 ; 10 第14圖為第13圖之循環輻射光系統實施具體例之截面 圖，其包括一直角反射鏡及一收集/聚焦透鏡； 第15圖為在第14圖顯示實施具體例之變形之截面圖， 其中直角反射鏡相對於軸A3展開（偏離）一 AD的量，造成介 於直接入射及循環預熱輻射光間之入射角偏離； 15 第16圖為第13圖中該循環光學系統另一實施具體例之 截面圖，其包括一收集/聚焦透鏡及一光栅； 第17圖為一用來預熱基板的實施具體例之配置截面簡 圖，其使用運用由基板法線兩端相似入射角之兩預熱光學 替續系統。 37 1297521 主要元件符號說明】 8…裝置 10…基板 12…基板表面 16…體區域 18…連續退火輻射 20…連續退火輻射光 20R…反射輻射 20’···被吸收退火輻射光 22…箭頭 22’…箭頭 25…LTA光學系統 26…退火輻射源 27…LTA透鏡 28…夾盤 29…載台驅動器 30…影像 31…熱點 32…控制器 50…加熱元件 52…電源供應器 53…絕熱層 56…熱 57…溫度感測器 62…隔熱屏障 64···孔徑 80…加熱套件 82…内部空間 84…窗或孔徑 140···光學替續系統 140’…光學替續系統 142…預熱輻射源 142’…預熱輻射源 143···替續透鏡 143P…偏振片 143WP…四分之一波片 143F…法拉第旋轉器 147…輻射光 150…預熱輻射光 150’…預熱輻射光 150R…被反射預熱輻射光 150S…預熱輻射光 150RD…循環輻射光 160…影像 160’…影像 166…熱 198···雷射二極體列 38 1297521 200…圓柱透鏡陣列 201…透鏡 202···球狀場透鏡 204…圓柱透鏡 206···圓柱透鏡 208···圓柱透鏡 210···圓柱透鏡 212···圓柱透鏡 214-222…球狀透鏡 250…預熱輻射光 300…循環輻射光系統 310···中空直角反射鏡 312···直角反射鏡表面 314···直角反射鏡表面 316···收集/聚焦透鏡 320…平行光 320’···平行光束 450···收集/聚焦透鏡 460…光樹 462···光拇表面 468…影像點 470…第一透鏡 472…第二透鏡 474···孔徑光攔 39