本发明涉及微电子和光电子结构制造领域，特别是可用于这种制造的半导体层转移领域。因此，本发明的目的更具体地是一种用于监测衬底和层之间的界面的弱化的方法、一种用于弱化这种界面的方法、一种能够监测该相同界面的弱化的装置以及一种用于使衬底和层之间的界面破裂的系统。
背景技术：
1、在微电子和/或光电子结构的制造中，通常采用smart cuttm类型的方法将半导体层从供体衬底转移到宿主衬底，该smart cuttm类型的方法包括在供体衬底中进行植入以创建界定待转移的半导体层的掩埋易碎界面的步骤。
2、这种转移要求在通过所述层将供体衬底/层组件粘合到宿主衬底上之后，供体衬底和待转移的层之间的掩埋易碎界面处发生破裂。这种破裂通常通过弱化退火实现，从而允许在所述界面处形成的微腔生长和聚结。
3、图1示出了破裂后沿层的粗糙度变化。这种粗糙度变化主要是由于在晶圆尺度上发生破裂时裂纹尺寸的差异造成的。它可能有各种来源，特别是植入的不均匀性或弱化退火或堆栈中的应力变化。
4、由此，在弱化退火期间，能够监测供体衬底和待转移层之间的界面的弱化情况将是有利的。目前，这种监测可以通过红外显微镜实现。虽然这种成像可以获得微腔的图像，从而量化其群体和发展的特征，但它并不真正适合在破裂炉(fracturing oven)中进行现场测量，特别是当后者是工业类型时。
5、这是因为，对于这种成像，透镜和样品(即供体衬底/层/宿主衬底组件)之间的距离必须很小(最多几毫米)，这使得将其纳入工业破裂炉变得特别复杂。
6、此外，在此温度下，由板和炉发射的红外辐射可能会干扰用于观察的红外信号，因此需要非常强大的光源来照射晶圆。
技术实现思路
1、本发明旨在弥补上述缺点，因此本发明的目的是提供一种用于监测弱化的方法，该方法与破裂炉(特别是工业的)的限制相兼容，特别是不需要在距必须监测其界面的衬底/层组件近距离处安装透镜，特别是不需要强大的辐射源。
2、为此，本发明涉及一种用于在所述界面的弱化退火期间监测层与衬底之间的界面的弱化的方法，衬底/层组件具有至少第一面和第二面，该方法包括以下步骤：
3、-用单色光束在第一方向上照射第一面，
4、-测量衬底/层组件在至少一个第二方向上散射的光束的强度，第二方向与第一方向具有非零角度，
5、-根据所述强度确定界面的弱化状态。
6、发明人发现，以相对于第一方向的给定角度散射的光的强度是微腔尺寸和微腔之间距离的特征。由此，通过在弱化退火期间监测该强度的变化，可以监测层和衬底之间的界面的弱化。这种照射和这种测量可以在距衬底/层组件一定距离处实施，因此该方法具有与相关于破裂炉(特别是工业类型)的约束完全兼容的优势。特别应该注意的是，根据本发明的方法使得可以从破裂炉的外壳外部实施这种监测成为可能，因为光源和传感器可以布置在距衬底/层组件一定距离处并且与观察窗的使用兼容。
7、需要注意的是，第一方向对应于单色光束的入射方向，而第二方向对应于用于监测破裂的一个或多个观察方向。因此，在本文件中，完全可以将“入射方向”替换为“第一方向”，将“观察方向”替换为“第二方向”，而不会改变其教导。
8、当测量光束的强度时，可以在多个第二方向上测量强度，每个第二方向与第一方向具有非零角度，并且优选地，所述第二方向中的至少两个可以相对于第一方向具有彼此不同的角度。
9、这样，当这至少两个方向相对于第一方向具有相同的角度时，可以获得更精确的测量，并且当所述至少两个方向相对于第一方向具有彼此不同的角度时，可以关注对应于感兴趣的弱化状态的至少两个第二感兴趣方向。
10、这种可能性允许测量第二方向范围内的强度，如下图3至图5中讨论的那样。
11、可以提供在弱化退火之前实施的先前校准步骤，其包括以下子步骤：
12、-用光束在第一方向上照射第一面，
13、-测量衬底/层组件在至少一个第二方向上散射的光束的参考强度，
14、-其中，在确定弱化状态的步骤期间，提供基于参考强度校正所测量的强度的子步骤。
15、这样，就可以很容易地识别出与界面的弱化期间形成的空腔相关的散射峰，从而很容易确定界面的弱化的状态。
16、在用光束在第一方向上照射第一面期间，光束可以在第一面的至少两个区域或区段中移动。
17、因此，可以检查沿第一面的界面的弱化的均匀性。
18、通过移动光束在两个位置处进行这种测量的变型中，可以采取措施，以允许在至少两个区域进行这种测量，用于：
19、-通过光束和另一光束两者在第一方向上照射第一面，
20、-测量至少在第二方向上由衬底/层组件散射的光束和其他光束的强度，
21、-根据所述至少两个区域处的所述强度确定界面的弱化状态。
22、单色光束可以具有被包括在红外波长范围内的波长，优选地是近红外，所述波长甚至更有利地在1050nm至1550nm之间。
23、当衬底和/或the层由硅、锗或硅锗合金制成时，这种波长是特别适合的。
24、应当注意，作为替代，光束可以具有可见范围内的波长。
25、当衬底和/或层由大间隙半导体(诸如氮化镓、氮化铝、两者的合金或碳化硅)制成时，这种替代方案特别适用。
26、本发明还涉及一种用于弱化层与衬底之间的界面的方法，该方法包括对衬底/层组件进行弱化退火以弱化所述界面的步骤，其中，在所述退火步骤期间，实施根据本发明的用于监测弱化的方法。
27、这种方法受益于与根据本发明的监测方法所允许的监测相关的优势。利用这种方法，因此很容易监测界面处存在的空腔的成熟度，以及酌情采取逆向措施。
28、因此，可以相应地调整弱化退火的条件，特别是获得所需的微裂纹分布。例如，可以实时修改炉的加热曲线。
29、当通过弱化监测方法测量的界面的弱化状态达到给定阈值时，可以停止弱化退火步骤，弱化状态优选地对应于界面的破裂，然后通过至少一个第二方向上的强度变化和/或散射峰的移动来检测所述破裂。
30、通过这种方式，可以优化破裂，并能够在最合适的时刻停止退火。
31、特别需要注意的是，根据本发明的一种可能性，可以选择弱化状态，以便在实施弱化退火的炉外实施破裂。以此方式，如果弱化方法如此要求，则可以在炉外实施破裂。
32、可以根据在实施弱化监测方法期间确定的界面的弱化状态来修改退火步骤中使用的退火条件。
33、以此方式，可以根据界面的弱化状态优化弱化退火，特别是炉的加热曲线，以获得界面处微裂纹的所需分布。
34、本发明还涉及一种用于监测界面的弱化的装置，用于在所述界面的弱化退火期间监测层与衬底之间的界面的弱化，衬底/层组件具有至少第一面和第二面，包括：
35、-能够在第一方向上朝第一面的方向发射单色光束的光源，
36、-电磁辐射检测器，能够测量光束通过衬底/层组件散射后的强度，该电磁辐射检测器被布置成在与第一方向具有非零角度的第二方向上测量光束的强度。
37、这种装置适用于实施根据本发明的监测方法，并因此受益于相关优点。
38、电磁辐射检测器可以被布置成允许测量光束在多个第二方向上散射后的强度，每个第二方向与第一方向具有非零角度，并且优选地，所述第二方向中的至少两个相对于第一方向具有彼此不同的角度。
39、以此方式，当这至少两个方向相对于第一方向具有相同的角度时，可以获得更精确的测量，并且当所述至少两个方向相对于第一方向具有彼此不同的角度时，可以关注对应于感兴趣的弱化状态的至少两个感兴趣的第二方向。
40、应当注意的是，可以通过使用至少两个电磁辐射检测单元来提供这种电磁辐射检测器的布置，每个电磁辐射检测单元布置成检测在相应的第二方向上散射后的光束的强度。
41、因此，检测器可以例如采用这种单元(或像素)的矩阵的形式，以便允许在多个第二方向上进行测量。
42、值得注意的是，这些单元中的每一个都可以配备有一个光学元件，以允许测量光束在相应的第二方向上散射后的强度。
43、弱化监测装置还可以包括处理单元，该处理单元配置为恢复由检测器测量的光束的强度值并根据光束的强度值确定界面的弱化状态。
44、这样的处理单元有利于根据本发明的监测装置的使用，实施弱化退火的技术人员可以直接了解界面的弱化状态。
45、处理单元还可以被配置为，当确定界面的弱化状态时，基于在弱化退火之前确定的参考强度来校正所测量的强度。
46、通过这种方式，可以容易地识别与界面的弱化期间形成的空腔相关的散射峰。
47、本发明还涉及一种退火炉40，其能够实施弱化退火以弱化层和衬底之间的界面，该退火炉包括根据本发明的弱化监测装置。
48、利用这种弱化监测装置，这种退火炉允许现场弱化监测，这非常适合工业类型的退火炉。
49、退火炉可包括用于衬底/层组件的第一位置和用于另一衬底/层组件的至少一个第二位置，以允许同时对衬底/层组件和该另一衬底/层组件进行弱化退火，
50、第二位置被布置成使得在光束已经穿过衬底/层组件后，该另一衬底/层组件的表面被光束照射，
51、并且电磁辐射检测器还能够测量光束被该另一衬底/层组件散射后的强度，电磁辐射检测器被布置成在与第一方向具有非零角度的另一第二方向上测量光束的强度。
52、利用这种退火炉，可以对多个衬底/层组件实施界面的弱化退火，同时监测至少两个所述界面，甚至所有所述界面的弱化。
53、应当注意的是，在这种配置中，电磁辐射检测器可以包括至少两个检测单元，每个检测单元专用于第一和第二位置中的相应位置。
54、退火炉可以被配置为使得在实施弱化退火时，当弱化监测装置确定所测量的界面的弱化状态达到给定阈值时停止衬底/层组件的退火。
55、以此方式，可以提供优化的弱化退火，因为它基于对界面的弱化的监测。
56、退火炉可以包括控制单元，该控制单元被配置为与弱化监测装置的处理单元通信并且根据弱化监测装置提供的弱化状态来调整弱化退火的条件。
1.一种用于在界面(13)的弱化退火期间监测层(12)和衬底(11)之间的所述界面(13)的弱化的方法，所述衬底(11)/层(12)组件具有至少第一面和第二面(10a，10b)，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的弱化监测方法，其中，在测量所述光束(25)的强度期间，在多个第二方向(25b，25b')上测量所述强度，每个第二方向与所述第一方向(25a)具有非零角度，并且其中，优选地，所述第二方向(25b，25b')中的至少两个第二方向相对于所述第一方向(25)具有彼此不同的角度。
3.根据权利要求1或2所述的弱化监测方法，其中，提供在所述弱化退火之前实施的先前校准步骤，所述先前校准步骤包括以下子步骤：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弱化监测方法，其中，在用所述光束(25)在所述第一方向上照射所述第一面(10a)期间，所述光束(25)在所述第一面(10a)的至少两个区域中移动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的弱化监测方法，其中，单色光束(25)具有位于红外波长范围内的波长，优选地是近红外波长，所述波长甚至更有利地在1050nm至1550nm之间。
6.一种用于弱化层(12)与衬底(11)之间的界面(13)的方法，所述方法包括对所述衬底(11)/层(12)组件(10)进行弱化退火以弱化所述界面(13)的步骤，其中，在所述退火步骤期间，实施根据权利要求1至6中任一项所述的弱化监测方法。
7.根据权利要求6所述的用于弱化界面(13)的方法，其中，当通过所述弱化监测方法确定的所述界面的弱化状态达到给定阈值时，停止所述弱化退火步骤，所述弱化状态优选地对应于所述界面(13)的破裂，然后通过至少一个所述第二方向(25b)上的强度变化和/或散射峰的移动来检测所述破裂。
8.根据权利要求6或7所述的用于弱化界面(13)的方法，其中，根据在实施所述弱化监测方法期间确定的所述界面(13)的弱化状态来修改在所述退火步骤期间使用的退火条件。
9.一种用于监测界面的弱化的装置(30)，以在界面(13)的弱化退火期间监测层(12)与衬底(11)之间的所述界面(13)的弱化，所述衬底(11)/层(12)组件(10)具有至少第一面和第二面(10a，10b)，所述装置包括：
10.根据权利要求9所述的弱化监测装置(30)，其中，所述电磁辐射检测器被布置成允许测量所述光束(25)在多个第二方向(25b，25b')上散射后的强度，每个第二方向与所述第一方向(25a)具有非零角度，并且其中，优选地，所述第二方向(25b，25b')中的至少两个第二方向相对于所述第一方向(25)具有彼此不同的角度。
11.根据权利要求9或10所述的弱化监测装置(30)，还包括处理单元(33)，所述处理单元(33)被配置为恢复由检测器(32)测量的所述光束(25)的强度值并基于所述光束(25)的所述强度值确定所述界面(13)的弱化状态。
12.根据权利要求11所述的弱化监测装置(30)，其中，所述处理单元(33)还被配置为在确定所述界面的弱化状态期间，根据在弱化退火之前确定的参考强度来校正所测量的强度。
13.一种退火炉(40)，能够实施弱化退火以弱化层和衬底之间的界面，所述退火炉(40)包括根据权利要求9至12中的任一项所述的弱化监测装置。
14.根据权利要求13所述的退火炉(40)，包括用于所述衬底(11)/层(12)组件的第一位置和用于另一衬底/层组件的至少一个第二位置，以便允许同时对所述衬底(11)/层(12)组件和所述另一衬底/层组件进行弱化退火，
15.根据权利要求13或14所述的退火炉(40)，配置成使得在实施弱化退火时，当所述弱化监测装置(30)确定所测量的界面(13)的弱化状态达到给定阈值时，停止所述衬底(11)/层(12)组件(10)的退火。
