【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体加工制造，特别涉及一种应力监测系统、应力监测方法和炉管设备。
技术介绍
1、残余应力是影响半导体器件性能和可靠性的重要影响因素。残余应力会导致位错的成核和发展，进而导致空洞以及裂纹的形成。例如在dram(动态随机存取存储器)电容器件中，在作为介质层的sin(氮化硅)退火过程中，多晶硅的晶粒会重新生长所引起高应力可能会导致sin薄膜的开裂。在高温炉管的制程中，由于热应力的影响，会导致硅衬底局部发生晶格畸变，进而诱发晶格位错、晶格滑移等，甚至会导致局部变形，不仅会影响器件的性能以及可靠性，也会影响后续制程的正常进行。例如，在sin作为stop layer(停止层)的sti-hdp(浅沟槽隔离-高密度等离子体)的cmp(化学机械抛光)工艺中，由于sti-ann(浅沟槽隔离-退火)引起归硅片的局部变形，会导致局部区域oxide(氧化物残留)残留(局部凹陷)或者sin损坏(局部突起)，进而导致器件失效。目前应力的测量主要是采用事后监控，无法进行实时监控。
2、需要说明的是，公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种应力监测系统、应力监测方法和炉管设备，不仅可以实现高温状态下晶圆的残余应力的无损监控，而且可以实现对晶圆不同深度下的残余应力的实时监控。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种
3、可选的，所述处理器还用于：根据所述拉曼散射电信号获取所述目标量测区域所对应的第一拉曼位移信息；根据所述第一拉曼位移信息以及预先获取的所述目标量测区域在初始时刻所对应的第二拉曼位移信息，获取所述目标量测区域所对应的相对拉曼位移信息；根据所述目标量测区域所对应的相对拉曼位移信息以及预先获取的所述目标量测区域的应力因子信息，获取所述目标量测区域的相对应力信息。
4、可选的，所述入光光纤的出光端设有光纤出射方向调节机构，所述光纤出射方向调节机构用于调节所述入光光纤的出射方向，以使得所述第一光束能够入射至所述目标量测区域。
5、可选的，所述入光光纤上设有光纤高度调节机构，所述光纤高度调节机构用于调节所述入光光纤的垂直高度，以使得所述入光光纤的出口端所处高度与所述待测晶圆所处高度相匹配。
6、可选的，本专利技术提供的应力监测系统还包括与所述光发射器通信连接的光源控制器，所述光源控制器用于控制所述光发射器所提供的所述第一光束的波长，以调整所述第一光束在所述目标量测区域的穿透深度。
7、可选的，本专利技术提供的应力监测系统还包括成像镜头和第二出光光纤；所述光发射器还用于提供第二光束；所述入光光纤还用于将所述第二光束入射至所述待测晶圆上，以使得所述第二光束在所述待测晶圆上发生反射；所述成像镜头用于收集所述待测晶圆上所形成的反射光，以将所述反射光聚集成成像光信号；所述第二出光光纤用于将所述成像光信号传输至所述光电探测器；所述光电探测器还用于将所述成像光信号转换为对应的成像电信号，并传输至所述处理器；所述处理器还用于根据所述成像电信号，生成所述待测晶圆的局部表面形貌图像，并根据所述局部表面形貌图像对所述目标量测区域进行定位。
8、为达到上述目的，本专利技术还提供一种应力监测方法，所述应力监测方法包括如下步骤：
9、采用能够提供不同波长的光束的光发射器提供第一光束；
10、采用出射方向以及垂直高度均可调的入光光纤将所述第一光束入射至待测晶圆的目标量测区域，以使得所述第一光束在所述目标量测区域发生散射；
11、采用第一出光光纤收集所述目标量测区域形成的散射光；
12、从所述散射光中提取出拉曼散射光信号；
13、将所述拉曼散射光信号转换为对应的拉曼散射电信号；
14、根据所述拉曼散射电信号获取所述目标量测区域的应力信息。
15、可选的，所述根据所述拉曼散射电信号获取所述目标量测区域的应力信息，包括：
16、根据所述拉曼散射电信号获取所述目标量测区域所对应的第一拉曼位移信息；
17、根据所述第一拉曼位移信息以及预先获取的所述目标量测区域在初始时刻所对应的第二拉曼位移信息，获取所述目标量测区域所对应的相对拉曼位移信息；
18、根据所述目标量测区域所对应的相对拉曼位移信息以及预先获取的所述目标量测区域的应力因子信息，获取所述目标量测区域的相对应力信息。
19、可选的，本专利技术提供的应力监测方法还包括：
20、在提供第一光束之前，对所述目标量测区域进行定位。
21、可选的，所述对所述目标量测区域进行定位，包括：
22、获取所述目标量测区域相对于所述待测晶圆的中心点的位置信息；
23、根据所述目标量测区域相对于所述待测晶圆的中心点的位置信息，获取入光光纤的目标出射方向信息，并根据所述入光光纤的目标出射方向信息调整所述入光光纤的出射方向；
24、采用所述光发射器提供第二光束，并通过入光光纤将所述光发射器提供的第二光束入射至所述待测晶圆上，以使得所述第二光束在所述待测晶圆上发生反射；
25、收集所述待测晶圆上所形成的反射光，以将所述反射光聚集成成像光信号并通过第二出光光纤传输所述成像光信号；
26、将所述成像光信号转换为对应的成像电信号；
27、根据所述成像电信号，生成所述待测晶圆的局部表面形貌图像；
28、根据所述局部表面形貌图像对所述目标量测区域进行定位。
29、可选的，所述根据所述局部表面形貌图像对所述目标量测区域进行定位，包括：
30、将所述局部表面形貌图像与所述目标量测区域所对应的标准图像进行比对；
31、若所述局部表面形貌图像与所述标准图像相匹配；
32、则判定所述局部表面形貌图像所对应的区域为所述目标量测区域；
33、若所述局部表面形貌图像与所述标准图像不匹配，则重新调整所述入光光纤的出射方向。
34、可选的，所述根据所述目标量测区域相对于所述待测晶圆的中心点的位置信息，获取入光光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应力监测系统，其特征在于，包括光发射器、入光光纤、第一出光光纤、拉曼探头、光电探测器和处理器，所述入光光纤的出射方向以及所述入光光纤的垂直高度均可调；
2.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，所述处理器用于：
3.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，所述入光光纤的出光端设有光纤出射方向调节机构，所述光纤出射方向调节机构用于调节所述入光光纤的出射方向，以使得所述第一光束能够入射至所述目标量测区域。
4.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，所述入光光纤上设有光纤高度调节机构，所述光纤高度调节机构用于调节所述入光光纤的垂直高度，以使得所述入光光纤的出口端所处高度与所述待测晶圆所处高度相匹配。
5.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，还包括与所述光发射器通信连接的光源控制器，所述光源控制器用于控制所述光发射器所提供的所述第一光束的波长，以调整所述第一光束在所述目标量测区域的穿透深度。
6.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，还包括成像镜头和第二出光光纤；
7.
8.根据权利要求7所述的应力监测方法，其特征在于，所述根据所述拉曼散射电信号获取所述目标量测区域的应力信息，包括：
9.根据权利要求7所述的应力监测方法，其特征在于，在提供第一光束之前，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的应力监测方法，其特征在于，所述对所述目标量测区域进行定位，包括：
11.根据权利要求10所述的应力监测方法，其特征在于，所述根据所述局部表面形貌图像对所述目标量测区域进行定位，包括：
12.根据权利要求10所述的应力监测方法，其特征在于，所述根据所述目标量测区域相对于所述待测晶圆的中心点的位置信息，获取入光光纤的目标出射方向信息，包括：
13.根据权利要求7所述的应力监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
14.一种炉管设备，其特征在于，包括炉管和权利要求1至6中任一项所述的应力监测系统，所述炉管包括外管、内管和晶舟，所述内管设置于所述外管内，所述晶舟设置于所述内管内，所述晶舟用于承载晶圆，所述入光光纤和所述第一出光光纤均设置于所述外管和所述内管之间，所述光发射器、所述拉曼探头、所述光电探测器和所述处理器均设置于所述炉管的外侧。
...【技术特征摘要】
1.一种应力监测系统，其特征在于，包括光发射器、入光光纤、第一出光光纤、拉曼探头、光电探测器和处理器，所述入光光纤的出射方向以及所述入光光纤的垂直高度均可调；
2.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，所述处理器用于：
3.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，所述入光光纤的出光端设有光纤出射方向调节机构，所述光纤出射方向调节机构用于调节所述入光光纤的出射方向，以使得所述第一光束能够入射至所述目标量测区域。
4.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，所述入光光纤上设有光纤高度调节机构，所述光纤高度调节机构用于调节所述入光光纤的垂直高度，以使得所述入光光纤的出口端所处高度与所述待测晶圆所处高度相匹配。
5.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，还包括与所述光发射器通信连接的光源控制器，所述光源控制器用于控制所述光发射器所提供的所述第一光束的波长，以调整所述第一光束在所述目标量测区域的穿透深度。
6.根据权利要求1所述的应力监测系统，其特征在于，还包括成像镜头和第二出光光纤；
7.一种应力监测方法，其特征在于，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：许行健，
申请(专利权)人：杭州富芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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