专利名称：用于监测硅片的厚度的装置和方法以及用于硅片减薄的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监测硅片的厚度的装置和方法，特别是一种至少在其背面具有高掺杂层的硅片，以及用于硅片减薄的装置。
背景技术：
专利US 6，368，881 Bl中公开了一种用于在背面研磨过程中控制半导体晶片的厚度的方法和装置。在背面研磨过程中，对硅片厚度采用光学测量，以确定研磨过程的端点。此外，该方法可用来确定半导体是否发生楔入(wedging)，并且如果发生楔入，则提供矫正信息到减薄装置，使得能对研磨表面进行调整以减少或消除楔入。然而，由于低对比度干扰信号的缘故，该方法和装置并不适合可靠地测量至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度。因此，最好提供一种用于监测至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度的装置和方法，其提供对比度足够高的干扰信号。
发明内容
本发明提供用于监测至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度的装置。位于硅片背面的高掺杂层可从背面的最外层表面延伸至硅片体内或者可完全设置于硅片体内的背面的近表面区域中。在一个实施例中，除了从背面的最外层表面延伸至硅片体内或者完全设置于硅片体内的背面的近表面区域中之外，高掺杂层还可侧向地在硅片的整个背面上延伸。该高掺杂硅层可形成定位于硅片中的器件结构的触点的一部分。例如，高掺杂层可形成用于诸如 MOSraT (金属氧化物半导体场效应晶体管)的纵向晶体管的漏极触点的一部分。该装置包括配置来发射多个波长的相干光的光源。而且，该装置包括测量头，其配置来不接触地定位在邻近包括从其上移除至少一部分的背面的硅片，并且配置来以多个波长的相干光照射至少一部分的硅片以及配置来接收由该硅片反射的至少一部分的辐射。测量头可位于邻近硅片的背面或邻近与其背面相对的硅片的正面。此外，该装置包括配置来接收由硅片反射的至少一部分的辐射并且测量由硅片反射的辐射的局部强度以用作波长的函数的分光计、耦合至该测量头、该光源和分光计用于将多个波长的相干光引导至该测量头以及将所接收的辐射引导至该分光计的电子分束器以及一评估设备。该评估设备配置来通过禾1J用光学相干层析成像过程(optical coherence tomography process)分析由娃片反射的辐射以确定硅片的厚度。上述光源配置来发射多个波长的相干光，该多个波长具有中心波长W。附近的带宽b，其中，带宽b具有确定的限值使得硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长位于该带宽b中。根据本发明的用于监测的装置可通过包含硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时在宽波段b中的波长来提供穿过硅片并被硅片的第二表面反射的光，该硅片具有足够高的强度以便随着该光由比硅片的第二表面更加靠近测量头的第一表面反射来产生高对比度干扰信号。随着掺杂(物)浓度的增加，高掺杂硅的光吸收系数显著增大。因此，其独特优势在于包含硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。因此，该装置能对至少在其背面具有高掺杂层的硅片实现可靠监测，特别是厚度在50 μ m以上的硅片。在一个实施例中，带宽b具有确定的限值使得中心波长W。为硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。由于在带宽b中是以最高强度来发射中心波长w。，这可能会进一步提高穿过硅片的光的强度。在另一个实施例中，该装置为用于在硅片背面研磨过程中监测至少在其背面具有高掺杂硅层的硅片的厚度的原位背面研磨装置，并且评估设备配置来至少在硅片背面研磨过程中，通过分析由硅片反射的辐射来确定硅片厚度。本实施例较好地提供了一种在背面研磨过程中高精度地、可靠地测量硅片的厚度的背面研磨加工(过程)监测器。对于将要被分为多个具有集成电路的半导体芯片以改善半导体芯片的光亮度和致密性(尺寸大小) 以及降低半导体器件(例如电力半导体器件)的导通电阻(on-State resistance)的硅片来说，降低其厚度尤其重要。该装置还可包括用于输入硅片的高掺杂层的掺杂(物)浓度的输入设备并且该装置可配置来选择中心波长W。作为具有输入的掺杂浓度的硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。该装置还可包括储存有取决于掺杂浓度的硅吸收系数的数据的存储设备，并且该装置可配置来利用存储设备中储存的数据来选择中心波长W。。在另一个实施例中，中心波长W。满足关系式950nm ^ wc ^ 1150nm。对于所述波长，光吸收系数可为对于硅片的高掺杂层的掺杂浓度N的最小值，其中，
1 · IO19CnT3 ≤N ≤1 · IO21CnT3。光源可为宽频光源(光谱宽带光源)或者可调谐激光光源。该宽频光源可从由发光二极管、半导体超发光二极管(SLD)以及基于放大自发射 (ASE)光源的光泵浦光纤(optically pumped fiber)组成的组中选择，并且可调谐激光光源可从由光泵浦光子晶体激光器(optically pumped photonic crystallaser)和半导体量子点可调谐激光器(semiconductor quantum dot tunable laser)组成的组中选择。在另一个实施例中，分束器(电子束分裂器)为光耦合器(optical coupler)。用于监测的装置还可包括至少一个将测量头耦合至光耦合器的第一光波导、至少一个将光耦合器耦合至该光源的第二光波导，以及至少一个将光耦合器耦合至该分光计的第三光波导。用于确定厚度的光学相干断层扫描技术(optical coherence tomographyprocess)可从由lD-se FD OCT技术(一维空间编码傅立叶域光学相干断层扫描技术)(one dimensional spatially encoded Fourier Domain Optical CoherenceTomography process)和lD_te FD OCT技术(一维时间编码傅立叶域光学相干断层扫描技术)(one dimensional time encoded Fourier Domain Optical CoherenceTomography process)组成的组中选择。在一个替代实施例中，光学相干断层扫描技术为lD-te TD OCT技术(一维时间编码时域光学相干断层扫描技术)(one dimensional time encoded TimeDomain Optical Coherence Tomography process)。
在另一个替代实施例中，光学相干断层扫描技术为lD-se TD OCT技术(一维空间编码时域光学相干断层扫描技术)。在进一步涉及lD-se FD OCT技术或者lD_te FD OCT技术的实施例中，分光计包括配置来扩展由硅片反射的辐射的光谱分布的衍射光栅。在一个实施例中，用于监测的装置包括一外壳，其中，至少测量头安置于该外壳中并且该外壳包括对于光源的光可透的窗口。例如，该窗口为一红外(IR)窗口。优选地，该外壳是防水的。本发明还涉及一种用于硅片减薄的装置。该硅片减薄装置包括用于去除硅片的背面的至少一部分的系统以及根据上述其中一个的实施例的用于监测的装置。根据本发明的用于减薄的装置可较好地以高精度确定硅片的厚度。用于移除的系统可优选包括一可旋转研磨轮和一可旋转盘，该可旋转盘配置来固定娃片。减薄装置还可包括一用于去(移)除的系统的控制单元以一耦合单元，其中，该耦合单元耦合至评估设备和控制单元，并且，其中，当所确定的硅片厚度达到预定厚度时，该控制单元用来停止该用于去除的系统。本实施例较好地提供了一种可可靠地提供已磨削 (减薄)的具有预定厚度的硅片的减薄装置。该耦合单元可为原位背面研磨装置或控制单元的一部分。在另一个实施例中，控制单元包括根据所确定的硅片厚度调整可旋转盘和/或可旋转研磨轮的转速的控制器。这使得能对可转盘和/或可转研磨轮的转速进行控制。本发明还涉及了一种用于监测至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度的方法， 其中，该方法包括以下步骤以具有多个波长的相干光照射至少一部分的硅片，该波长具有在中心波长W。附近的带宽b。该宽带宽b具有确定的限值使得硅片的高掺杂层的光吸收系数为一最小值时的波长位于该宽波段b中。而且，本方法还包括步骤利用光学相干分层成像(处理)过程分析由硅片反射的辐射以确定硅片的厚度。该光学相干分层成像过程 (optical coherencetomography process)可为以上描述的过禾呈中的一禾中。根据本发明的这种方法提供了上述已经提及的与用于监测的装置相关的优点，为了避免重复，不再对这些优点进行描述。在一个实施例中，带宽b具有确定的限值使得中心波长W。为硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。该方法还可包括以下步骤提供根据前述其中一个实施例的用于减薄硅片的装置，将硅片附连至用于减薄硅片的装置上，移除硅片的背面的至少一部分，以及停止移除步骤，其中，照射、接收和确定步骤至少在移除步骤期间进行。该方法还可包括以下步骤输入硅片的高掺杂层的掺杂浓度，以及选择中心波长 。作为具有该选择的掺杂浓度的硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。在另一个实施例中，用于硅片减薄的装置包括储存装置，其储存有取决于掺杂浓度的硅吸收系数的数据，并且使用该存储设备中储存的数据来选择中心波长W。。可从宽频光源(光谱宽波段光源)发射相干光，该宽频光源可从由发光二极管、半导体超发光二极管(SLD)、基于放大自发射(ASE)光源的光泵浦光纤组成的组中选择，或者可从可调谐激光光源发射相干光发射，该可调谐激光光源可从由光泵浦光子晶体激光器和半导体量子点可调谐激光器组成的组中选择。中心波长W。优选地满足关系式950nm ^ wc ^ 1150nm。而且，硅片的高掺杂层优选地包括掺杂浓度为N的硅，其中，1 · IO19cnT3彡N彡1 · IO21cnT3。在另一个实施例中，为硅片厚度设定第一预定厚度，并且当所确定的硅片厚度达到该第一预定厚度时，停止上述移除步骤。该硅片可具有有源器件(能动元件)区域和加强肋区域，该有源器件区域具有多个形成于硅片的正面上的器件，该正面与硅片的背面相对，其中，该加强肋区域设置于硅片的外圆周边缘上。在本实施例中，该方法还包括以下步骤为有源器件区域的厚度设定第二预定厚度，其中第二预定厚度小于第一预定厚度；在上述移除步骤后移除有源器件区域的背面的至少一部分，以便形成比包括有源器件区域的硅片的内部区域更厚的加强肋区域； 以相干光照射至少一部分的有源器件区域；以及接收由有源器件区域反射的至少一部分的辐射。该方法还包括以下步骤利用光学相干断层扫描技术分析由有源器件区域反射的辐射，进而确定该有源器件区域的厚度，该光学相干断层扫描技术可从由lD-se FDOCT技术、 lD-te FD OCT技术、lD-se TD OCT技术以及lD_te TD OCT技术组成的组中选择；并且，当所确定的有源器件区域厚度达到第二预定厚度时，停止第二移除步骤。在本实施例中，通过在硅片的外圆周边缘上形成厚的肋为半导体晶片提供强度。这可能有助于阻止包含这些半导体器件的有源器件区域的断裂。可在耦合单元中设置第一预定厚度和/或第二预定厚度。优选地，利用耦合单元的触摸屏来设置该第一预定厚度和/或第二预定厚度。在另一个涉及lD-se FD OCT技术或者lD_te FD OCT技术的实施例中，采用衍射光栅来扩展由硅片和/或有源器件区域反射的辐射的光谱分布。在另一个实施例中，利用分光计中的光电探测器阵列，由硅片和/或有源器件区域反射的辐射的局部强度ι(λ)被作为波长λ的函数来测量，并且根据测出的局部强度 I(λ)，光谱I' (1/λ)作为反相波长的函数来计算。在另一个实施例中，根据所确定的硅片和/或有源器件区域的厚度，调整可旋转盘和/或可旋转研磨轮的转速。在另一个实施例中，在硅片的旋转期间，于许多角位置的一个位置执行移除、照射、接收和确定步骤，进而为所述旋转的硅片确定多个已确定的厚度。在本实施例中，该方法还包括以下步骤对比多个已确定的厚度中的至少两个，以及确定多个已确定的厚度中的至少两个之间的差值是否超过预定差值。本实施例还可用于确定在研磨期间，硅片是否发生楔入(wedging)，并且如果发生了楔入，提供水准测量信息(矫正信息)到上述减薄装置，使得能对研磨轮的研磨表面和/或盘的表面进行调整进而减少或消除楔入。本发明还涉及利用根据前述一个实施例中的监测装置来监测在硅片的背面研磨过程中至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度，其中，硅片的高掺杂层包括掺杂浓度为N 的硅，其中，1 · IO19CnT3 彡 N 彡 1 · IO21CnT3。通过本发明的详细描述以及其优选的实施例，能最好地理解本发明的特点，选择该实施例的目的在于对本发明进行阐述并且在附图中对其进行示出，其中
图1示出了根据本发明的实施例的用于减薄硅片的装置；以及图2示出了根据本发明的实施例的用于减薄硅片的方法的流程图。尽管附图是用于阐述本发明，但并不是按比例进行绘制。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的实施例的用于减薄硅片1的装置34。该硅片1包括至少其背面30上的高掺杂层(未示出)。装置34包括用于移除硅片1的背面30的至少一部分的系统以及用于监测硅片1 的厚度的装置，特别是在背面研磨过程中。用于移除的系统包括研磨轮14和盘15，其中，盘15配置来例通过卡盘(未示出) 固定硅片1。如图中箭头A所示，研磨轮14围绕其自身的转轴36旋转，并且如图中箭头B 所示，盘15围绕其自身的转动轴37旋转。电机16驱动可旋转研磨轮14，并且电机17驱动可旋转盘15。用于监测硅片1的厚度的装置包括设置于不接触地邻近硅片1的背面30的测量头3。而且，该监测装置包括光源2，其为宽频光源或者可调谐激光光源，它配置来在几十纳米至约100纳米的带宽b内的近红外区域中，发射中心波长为W。附近的多个波长的相干光。 可通过微观力学振荡(oscillatingmicromechanics)的方法对光源2进行调谐。光谱宽频光源可从由发光二极管、半导体超发光二极管(SLD)以及放大自发射 (ASE)光源的光泵浦光纤组成的组中选择，并且该调谐激光光源可从由光泵浦光子晶体激光器和半导体量子点可调谐激光器组成的组中选择。测量头3配置来以光源2的多个波长的相干光来照射硅片1的至少一部分，尤其是背面30，以及接收由硅片1尤其是硅片1的背面30和硅片1的正面31反射的至少一部分的辐射，其中，正面31与背面30相对。正如图1中的箭头C和D所示。测量头3设置于该监测用装置的外壳13中。光源2的相干光以及至少一部分的反射辐射穿过外壳13的窗口 12，其中，光源2的光可透过窗口 12。在所示实施例中，红外光可透过窗口 12。外壳13优选地具有防水性并且还包括注射口 33。注射口 33连接至水管(未示出)和/或压缩空气管(未示出)。注射入注射口 33的水和/或空气(未示出)可贯穿通路35并且可移除研磨碎片，该通路35大体上为壳体13与硅片1的背面30之间的空间的一部分。这将避免由研磨碎片引起的厚度测量的误差。此外，在有水的情况下，水可能会有助于在窗口 12与硅片1之间的光耦合。测量头3通过第一光波导10耦合至一分束器(电子束分裂器)，而该分束器在所示实施例中为通过第一光波导10来监测的装置的光耦合器4。该光耦合器4通过第一光波导10以及将光耦合器4耦合至光源2的第二光波导9，将光源2耦合至测量头3，并且光源2的相干光通过第二光波导9、光耦合器4和第一光波导10提供至测量头3。通过第一光波导10以及将光耦合器4耦合至分光计5的第三光波导11，将反射的辐射提供至用于监测的装置的分光计5。利用分光计中的光电探测器阵列(未示出)，测量反射的辐射的局部强度I (λ)作为波长λ的函数，并且生成测出的局部强度I (λ)的光谱。通过将分光计5 耦合至评估设备6的信号线25，将光谱提供给评估设备6。
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在所示实施例中，评估设备6采用FD OCT技术，该技术可以是lD-se FDOCT或者 lD-te FD OCT技术，连续地确定硅片1的厚度。然后通过信号线23将所确定的厚度提供至耦合单元19。耦合单元19通过信号线四连接至监测器21。硅片1所确定的厚度可显示于该监测器21上。在所示实施例中，该监测器21包括触摸屏22。通过该触摸屏22，可为硅片 1的厚度设置预定厚度。该预定厚度的值通过信号线四、耦合单元19以及信号线M提供至用于移除的系统的控制单元18。信号线M将耦合单元19耦合至控制单元18。当硅片 1的确定的厚度达到预定厚度时，控制单元18配置来停止该用于移除的系统的工作。这可通过控制线沈将相应信号提供至研磨轮14的电机16并且通过控制线27将相应信号提供至盘15的电机17来实现，其中，控制线沈将电机16耦合至控制单元18，并且控制线27将电机17耦合至控制单元18。控制单元18包括配置来根据硅片1所确定的厚度，调整可旋转盘15和旋转研磨轮14的转速的控制器20。通过控制线沈将相应控制信号提供至可旋转研磨轮14的电机 16并且通过控制线27将相应控制信号提供至可旋转盘15的电机17，可实现以上设置。用于监测的装置还包括选择设备7。可通过监测器21的触摸屏22输入硅片1的高掺杂层的掺杂浓度，并且可通过将监测器21耦合至选择设备7的信号线观，将该掺杂浓度提供至选择设备7。选择设备7配置来将中心波长W。选为具有输入的掺杂浓度的硅片1 的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。在所示实施例中，选择设备7包括存储设备 8，其储存有取决于掺杂浓度的吸收系数的数据。选择设备7配置来使用存储设备中储存的数据来选择中心波长W。。在所示实施例中，硅片1的高掺杂层包括掺杂浓度为N的硅，其中， 1 · IO19Cnr3彡N彡1 · IO2W3t5硅片1的高掺杂层可为η+-型传导或者ρ+-传导。图2示出了根据本发明的一个实施例的用于减薄硅片的方法的流程图。在步骤100中，根据以上所述的其中一个实施例，硅片附连至用于减薄硅片的装置上。在步骤110中，输入硅片的高掺杂层的掺杂浓度。在步骤120中，为硅片厚度设置预定厚度，并且在步骤130中，开始移除硅片的背面的至少一部分。在步骤140中，执行以下处理以来自宽频光源或者可调谐激光光源的相干光，照射至少一部分的硅片；接收由硅片反射的至少一部分的辐射；以及利用从由lD-se FD OCT 技术、lD-te FD OCT技术、lD-se TD OCT技术和lD_te TDOCT技术组成的组中选择的技术对由硅片反射的辐射进行分析，进而确定硅片的厚度。宽频光源或者可调谐激光光源在中心波长w。附近的带宽b中，发射多个波长的相干光，其中，具有输入的掺杂浓度的硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时一波长位于该带宽b中。在步骤150中，当硅片所确定的厚度达到预定厚度时，停止移除步骤。
权利要求
1.一种用于监测至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度的装置，所述装置包括-光源，其配置来发射多个波长的相干光，-测量头，其配置来不接触地邻近包括从其上移除一部分的背面的硅片，并且配置来以多个波长的相干光照射至少一部分的硅片以及配置来接收由该硅片反射的至少一部分的辐射，-分光计，其配置来接收由硅片反射的至少一部分的辐射并且测量由硅片反射的辐射的局部强度作为波长的函数，-分束器，其耦合至测量头、光源以及分光计。-评估设备，其配置来以利用光学相干断层成像技术分析由硅片反射的辐射，进而确定硅片的厚度，其特征在于，光源被配置来发射多个波长的相干光，所述多个波长具有中心波长W。附近的带宽b，带宽b具有确定的限值，使得硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长位于该带宽b中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，带宽b具有确定的限值使得中心波长W。 作为硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置是用于在硅片背面研磨过程中监测硅片的厚度的原位背面研磨装置，并且，其特征在于，所述评估设备被配置来在硅片背面研磨过程中，通过分析由硅片反射的辐射来确定硅片厚度。
4.根据权利要求2或3所述的装置，还包括用于输入硅片的高掺杂层的掺杂浓度的输入设备，其特征在于，所述装置被配置来选择中心波长w。作为具有输入的掺杂浓度的硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。
5.根据权利要求4所述的装置，还包括储存有取决于掺杂浓度的吸收系数的数据的存储设备，其特征在于，所述装置被配置来利用存储设备中储存的数据来选择中心波长W。。
6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，950nm^ wc ^ 1150nm,并且硅片的高掺杂层包括掺杂浓度为N的硅，其特征在于，1 · IO19CnT3彡N彡1 · 1021cm_3。
7.根据权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，光源为宽频光源(光谱宽带光源)或者可调谐激光光源。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，宽频光源从由发光二极管、半导体超发光二极管(SLD)以及基于放大自发射(ASE)光源的光泵浦光纤组成的组中选择，或者，其特征在于，可调谐激光光源从由光泵浦光子晶体激光器和半导体量子点可调谐激光器组成的组中选择。
9.根据权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于，光学相干断层扫描技术从由 lD-se FD OCT技术(一维空间编码傅立叶域光学相干断层扫描技术)和lD_te FD OCT技术(一维时间编码傅立叶域光学相干断层扫描技术)组成的组中选择。
10.根据权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于，光学相干断层扫描技术为 lD-te TD OCT技术(一维时间编码时域光学相干断层扫描技术)。
11.根据权利要求1至8任一项所述的装置，其特征在于，光学相干断层扫描技术为 lD-se TD OCT技术(一维空间编码时域光学相干断层扫描技术)。
12.根据权利要求1至11任一项所述的装置，其特征在于，分束器为光耦合器。
13.根据权利要求12所述的装置，还包括-至少一个将测量头耦合至光耦合器的第一光波导，-至少一个将光耦合器耦合至光源的第二光波导，-至少一个将光耦合器耦合至分光计的第三光波导。
14.根据权利要求1至13任一项所述的装置，其特征在于，所述分光计包括配置来扩展由硅片反射的辐射的光谱分布的衍射光栅。
15.根据权利要求1至14任一项所述的装置，还包括外壳，其中特征在于，至少测量头设置于所述外壳中，并且，其特征在于，所述外壳包括对于光源的光可透的窗口。
16.一种用于减薄硅片的装置，包括用于移除硅片的背面的至少一部分的系统以及根据前述权利要求任一项所述的装置。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，用于移除的系统包括可旋转研磨轮和可旋转盘，所述可旋转盘被配置来固定硅片。
18.根据权利要求17所述的装置，还包括用于移除的系统的控制单元以及耦合单元， 其特征在于，所述耦合单元耦合至评估设备和控制单元，并且，其特征在于，当所确定的硅片厚度达到预定厚度时，所述控制单元被配置来停止所述用于移除的系统。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述耦合单元为原位背面研磨装置的一部分。
20.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述耦合单元为控制单元的一部分。
21.根据权利要求17至20任一项所述的装置，其特征在于，控制单元包括配置来根据所确定的硅片厚度，调整可旋转盘和/或可旋转研磨轮的转速的控制器。
22.一种用于监测至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度的方法，所述方法包括-以多个波长的相干光，照射至少一部分的硅片，所述多个波长具有中心波长W。附近的带宽b。所述带宽b具有确定的限值使得硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的一波长位于所述带宽b中，-接收硅片所反射的至少一部分的辐射，以及-在移除硅片的背面的一部分期间，利用光学相干断层成像技术分析由硅片反射的辐射，进而确定硅片的厚度。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，带宽b具有确定的限值使得中心波长W。 作为硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。
24.根据权利要求22或者23所述的方法，还包括-提供根据权利要求16至22任一项所述的用于减薄硅片的装置，-将硅片附连至用于减薄硅片的装置上，-移除硅片的背面的至少一部分，以及-停止所述移除步骤，其特征在于，照射、接收和确定步骤至少在移除步骤期间进行。
25.根据权利要求22至M任一项所述的方法，其特征在于，以从宽频光源或者可调谐激光光源发射出的相干光来照射硅片。
26.根据权利要求22至25任一项所述的方法，其特征在于，利用从由lD-seFDOCT技术(一维空间编码傅立叶域光学相干断层扫描技术)和lD-te FD OCT技术(一维时间编码傅立叶域光学相干断层扫描技术)组成的组中选择的光学相干断层扫描技术来确定硅片的厚度。
27.根据权利要求22至25任一项所述的方法，其特征在于，利用lD-teTD OCT技术 (一维时间编码时域光学相干断层扫描技术)的光学相干断层扫描技术来确定硅片的厚度。
28.根据权利要求22至25任一项所述的方法，其特征在于，利用lD-seTD OCT技术 (一维空间编码时域光学相干断层扫描技术)的光学相干断层扫描技术来确定硅片的厚度。
29.根据权利要求22至观所述的方法，还包括 -输入硅片的高掺杂层的掺杂浓度，以及-选择中心波长W。作为具有输入的掺杂浓度的硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长。
30.根据权利要求四所述的方法，其特征在于，用于硅片减薄的装置包括储存有取决于掺杂浓度的吸收系数的数据的存储设备，其特征在于，使用所述存储设备中储存的数据来选择中心波长W。。
31.根据权利要求22至30任一项所述的方法，其特征在于，利用发光二极管、半导体超发光二极管(SLD)、基于放大自发射(ASE)光源的光泵浦光纤、光泵浦光子晶体激光器和半导体量子点可调谐激光器来照射硅片的一部分。
32.根据权利要求22至31任一项所述的方法，其特征在于，950nm^ wc ^ 1150nm。
33.根据权利要求22至32任一项所述的方法，其特征在于，硅片的高掺杂层包括掺杂浓度为N的硅，其特征在于，1 · IO19CnT3彡N彡1 · ΙΟ21 3。
34.根据权利要求22至33任一项所述的方法，其特征在于，为硅片厚度设置第一预定厚度，并且，其特征在于，当所确定的硅片厚度达到所述第一预定厚度时，停止所述移除步马聚ο
35.根据权利要求22至35任一项所述的方法，其特征在于，硅片具有有源器件区域和加强肋区域，所述有源器件区域具有多个在硅片的正面上形成的器件，所述正面与硅片的背面相对，并且，其特征在于，所述加强肋区域设置于硅片的外圆周边缘上，并且，其特征在于，所述方法还包括以下步骤-为有源器件区域的厚度设置第二预定厚度， -移除有源器件区域的背面的至少一部分， -以相干光照射至少一部分的有源器件区域， -接收由有源器件区域反射的至少一部分的辐射，-利用光学相干断层扫描技术分析由有源器件区域反射的辐射，进而确定有源器件区域的厚度，-当所确定的有源器件区域厚度达到所述第二预定厚度时，停止所述第二移除步骤。
36.根据权利要求34或者35所述的方法，其特征在于，在耦合单元中设置第一预定厚度和/或第二预定厚度。
37.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，通过耦合单元的触摸屏来设置第一预定厚度和/或第二预定厚度。
38.根据权利要求22至37任一项所述的方法，其特征在于，利用衍射光栅来扩展由硅片反射的辐射的光谱分布。
39.根据权利要求22至38任一项所述的方法，其特征在于，利用分光计中的光电探测器阵列，由硅片反射的辐射的局部强度I (λ)被作为波长的函数测量，并且根据测出的局部强度I(λ)，光谱I' (l/λ)作为反相波长的函数来计算。
40.根据权利要求22至39任一项所述的方法，其特征在于，根据所确定的硅片厚度，调整可旋转盘和/或可旋转研磨轮的转速。
41.根据权利要求22至40任一项所述的方法，还包括以下步骤-在硅片的旋转期间，于多个角位置的一个位置执行移除、照射、接收和确定步骤，进而为所述旋转的硅片确定多个已确定的厚度，-对比多个已确定的厚度中的至少两个，以及-确定多个已确定的厚度中的至少两个之间的差值是否超过预定差值。
42.利用根据权利要求1至15任一项所述的装置，来监测在背面研磨过程中至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度，其特征在于硅片的高掺杂层包括掺杂浓度为N的硅，其特征在于，1 · IO19CnT3 彡 N 彡 1 · IO21CnT3。
全文摘要
本发明提供了一种用于监测至少在其背面具有高掺杂层的硅片的厚度的装置。该装置具有配置来发射多个波长的相干光的源。而且，该装置还包括测量头，其配置来邻近硅片不接触地定位并且配置来以相干光照射至少一部分的硅片以及接收由硅片反射的至少一部分的辐射。另外，该装置还包括分光计、分束器和评估设备。评估设备被配置来利用光学相干断层成像技术分析由硅片反射的辐射，进而确定硅片的厚度。在中心波长wc附近的带宽b中发射多个波长的相干光。硅片的高掺杂层的光吸收系数为最小值时的波长位于该带宽b中。
文档编号H01L21/66GK102194724SQ201110066589
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月14日 优先权日2010年3月12日
发明者克里斯托夫·迪茨, 马丁·舍恩莱伯 申请人:普雷茨特光电子有限公司