DE10023002A1 - Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben und Läuferscheiben zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben zwischen zwei sich gegenläufig drehenden, mit Poliertuch bedeckten Poliertellern unter Abtrag von mindestens 2 mum Halbleitermaterial, wobei die Halbleiterscheiben in mit Kunststoff ausgekleideten Aussparungen eines Satzes von mehreren ebenen Läuferscheiben aus Stahl liegen, deren mittlere Dicke um 2 bis 20 mum geringer bemessen ist als die mittlere Dicke der fertig polierten Halbleiterscheiben, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz nur solche Läuferscheiben umfasst, deren Dickenunterschied höchstens 5 mum beträgt, und jede Läuferscheibe des Satzes mindestens ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal besitzt, das sie dem Satz zuordnet und eine im Identifizierungsmerkmal enthaltene Information dazu benutzt wird, um die Kunststoffauskleidungen in festgelegten Abständen auszutauschen und um zu gewährleisten, dass die Halbleiterscheiben nach der Politur in derselben Reihenfolge vorliegen wie vor der Politur. Gegenstand der Erfindung ist auch eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Läuferscheibe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben unter Verwendung von verbesserten Läu­ ferscheiben (englisch: carrier).

Ein Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben zwischen mehreren oberen Polierköpfen und einem unteren Polier­ teller, die jeweils rotieren, ist in der US 3,691,694 beschrie­ ben. Dabei wird zum Halten von Halbleiterscheiben pro Polier­ kopf je eine Maske aus Kunststoff eingesetzt, die an einem Füh­ rungsring befestigt ist, der separat in Rotation versetzt wird. Von E. Mendel und J. R. Hause werden im IBM Technical Report TR22.2342, präsentiert auf dem Spring Meeting of the Electro­ chemical Society in Boston, Massachusetts am 10.05.1979, für die beidseitige Politur Läuferscheiben aus faserverstärktem Kunststoff vorgeschlagen, die über Aussparungen zur Aufnahme von Halbleiterscheiben sowie außenliegende Zähne verfügen, über welche sie durch einen äußeren und einen inneren Ring zwischen zwei gegenläufigen rotierenden Poliertellern in eine freie Drehbewegung versetzt werden. Gravierende Nachteile von Kunst­ stoff-Läuferscheiben sind ihre geringe Standzeit und das Bruch­ risiko der Halbleiterscheiben während der Politur.

Daher wurden für die beidseitige Politur Läuferscheiben aus Metall, beispielsweise Stahl, entwickelt, die zum Schutz der Kante der Halbleiterscheibe gemäß einer in der EP 208 315 B1 beschriebenen Ausführungsform über mit Kunststoff ausgekleidete Aussparungen zur Aufnahme der Halbleiterscheiben verfügen. Die Befestigung der Auskleidungen erfolgt dabei entweder durch Ein­ kleben von Kunststoffringen oder durch Einspritzen von Kunst­ stoff in die Aussparungen und Ausstanzen der Öffnungen für die Halbleiterscheiben. Beide Vorgehensweisen führen nicht zu einer dauerhaften Stabilität der Auskleidungen. Noch anfälliger im Dauergebrauch sind derartige Kunststoffauskleidungen, wenn sie gemäß EP-197 214 A2 in die Aussparungen der Läuferscheiben lediglich eingelegt werden.

Weiterentwicklungen von Läuferscheiben für den genannten Anwen­ dungszweck beinhalten den Einbau von Abtragsbegrenzern, bei­ spielsweise aus Stahl oder Hartstoffen (US 5,422,316), sowie von Teilen zum Abrichten beziehungsweise Konditionieren des Poliertuchs während der Politur, beispielsweise Schleifkörpern oder Bürsten (EP 887 152 A2), und die Auskleidung der Ausspa­ rungen mit einer profilierten Vorrichtung zur gleichzeitigen Politur der Kanten der Halbleiterscheiben (US 5,914,053). Die Anwendung von derartigen Läuferscheiben hat sich im Betriebs­ alltag aus vielfältigen Gründen, beispielsweise des Auftretens von Polierkratzern, des negativen Einflusses auf die Geometrie­ werte der Halbleiterscheiben und der mangelhaften Stabilität im Dauergebrauch, als unmöglich erwiesen.

Zur Erzielung der für moderne Verfahren zur Herstellung von elektronischen Halbleiter-Bauelementen, beispielsweise der ver­ zerrungsfreien Aufbringung von Fotomasken, geforderten hohen lokalen Ebenheiten wurde ein Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben entwickelt, das in der deutschen Patent­ anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 199 05 737.0 beansprucht ist und ein enges Fenster von 2 µm bis 20 µm für die Dickendiffe­ renz zwischen fertig polierter Halbleiterscheibe und Läufer­ scheibe zum Gegenstand hat. Mit diesem Verfahren lassen sich Halbleiterscheiben mit lokalen Ebenheitswerten, ausgedrückt als SFQR_max für ein Raster mit Bauelementeflächen von 25 mm × 25 mm, von gleich oder kleiner 0,13 µm erzielen, die für Halbleiter­ bauelemente-Prozesse mit Linienbreiten gleich oder kleiner 0,13 µm erforderlich sind. In einer bevorzugten Ausführungsform werden mit Kunststoff ausgekleidete Läuferscheiben aus Stahl eingesetzt.

Nachteil aller Verfahren nach dem Stand der Technik ist, dass die von der Bauelementeindustrie geforderte scheibentreue Her­ stellung von Halbleiterscheiben nicht möglich ist. Unter scheibentreuer Herstellung versteht der Fachmann dabei, dass die durch Aufsägen eines Kristalls in eine Vielzahl von Halb­ leiterscheiben erzeugte Reihenfolge der Scheiben während der weiteren Prozessierung bis hin zum Endprodukt beibehalten wird. Die teilweise angewandte Praxis, Identifizierungsmerkmale in die Läuferscheiben für die beidseitige Politur einzuritzen oder einzuschlagen, hat sich als nicht zielführend erwiesen, da sie zu lokalen Verformungen der Läuferscheiben führen. Dies wie­ derum hat zur Folge, dass die Geometrie der polierten Halblei­ terscheiben, insbesondere die Ebenheit beeinträchtigt ist und das Risiko besteht, dass die Halbleiterscheiben beim Polieren verkratzt werden.

Es war daher die Aufgabe gestellt, ein scheibentreu arbeitendes Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben mit SFQR_max-Werten von gleich oder kleiner 0,13 µm bereitzustellen, bei welchem Läuferscheiben mit einer hohen Standzeit Verwendung finden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben zwischen zwei sich gegenläufig drehenden, mit Poliertuch bedeckten Poliertellern unter Abtrag von mindestens 2 µm Halbleitermaterial, wobei die Halbleiter­ scheiben in mit Kunststoff ausgekleideten Aussparungen eines Satzes von mehreren ebenen Läuferscheiben aus Stahl liegen, deren mittlere Dicke um 2 bis 20 µm geringer bemessen ist als die mittlere Dicke der fertig polierten Halbleiterscheiben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Satz nur solche Läufer­ scheiben umfasst, deren Dickenunterschied höchstens 5 µm be­ trägt, und jede Läuferscheibe des Satzes mindestens ein eindeu­ tiges Identifizierungsmerkmal besitzt, das sie dem Satz zuord­ net und eine im Identifizierungsmerkmal enthaltene Information dazu benutzt wird, um die Kunststoffauskleidungen in festgeleg­ ten Abständen auszutauschen und um zu gewährleisten, dass die Halbleiterscheiben nach der Politur in derselben Reihenfolge vorliegen wie vor der Politur.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, dass jede der sehr eben gefertigten Läuferscheiben aus Stahl mindestens ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal besitzt, das eine scheiben­ treue Handhabung der Halbleiterscheiben ermöglicht, ohne dass dadurch das Polierergebnis negativ beeinträchtigt wird. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, dass die Kunststoffauskleidungen der Aussparungen der Läuferscheiben zur Aufnahme der Halbleiterscheiben in festgelegten Abständen, vor­ zugsweise periodisch, ausgewechselt werden, was die Standzeit der Läuferscheiben deutlich erhöht und Beschädigungen der Kan­ ten der Halbleiterscheiben vermeidet.

Ausgangsprodukt des Verfahrens sind Halbleiterscheiben, die auf bekannte Weise von einem Kristall abgetrennt, kantenverrundet und geläppt, geschliffen und/oder geätzt wurden. Falls dies ge­ wünscht wird, können die Kanten der Halbleiterscheiben poliert sein.

Endprodukt des Verfahrens sind Halbleiterscheiben, die in der­ selben Reihenfolge vorliegen wie vor der Politur, den Anforde­ rungen an Halbleiterscheiben als Ausgangsmaterial für Halblei­ terbauelemente-Prozesse mit Linienbreiten gleich oder kleiner 0,13 µm genügen und den nach dem Stand der Technik hergestell­ ten Halbleiterscheiben bezüglich ihrer Herstellkosten überlegen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur beidseitigen Politur verschiedenartiger scheibenförmiger Körper eingesetzt werden, die aus einem Material bestehen, welches durch ein Polierver­ fahren bearbeitbar ist. Derartige Materialien sind beispiels­ weise Gläser, etwa auf Siliciumdioxid-Basis, und Halbleiter, etwa Silicium, Silicium/Germanium und Galliumarsenid. Silicium in einkristalliner zur Weiterverwendung in der Fertigung von elektronischen Bauelementen, beispielsweise Prozessoren und Speicherelementen, ist im Rahmen der Erfindung besonders bevor­ zugt.

Das Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Silici­ umscheiben mit Durchmessern von gleich oder größer 200 mm und Dicken von 500 µm bis 1000 µm. Die Halbleiterscheiben können entweder direkt als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Halbleiterbauelementen eingesetzt werden oder nach Durchführung eines Polierschrittes zur Erzeugung einer schleierfreien Ober­ fläche und/oder nach Aufbringen von Schichten wie Rückseiten­ versiegelungen oder einer epitaktischen Beschichtung der Schei­ benvorderseite und/oder nach Konditionierung durch eine Wärme­ behandlung ihrem Bestimmungszweck zugeführt werden. Neben der Herstellung von Scheiben aus Einem homogenen Material kann die Erfindung natürlich auch zur Herstellung von mehrschichtig aufgebauten Halbleitersubstraten wie SOI-Scheiben (silicon-on- insulator) eingesetzt werden.

Die weitere Beschreibung des Verfahrens erfolgt am Beispiel der Politur von Siliciumscheiben.

Prinzipiell ist es möglich, eine Anzahl beispielsweise durch ein Innenloch- oder Drahtsägeverfahren gesägter Siliciumschei­ ben direkt dem erfindungsgemäßen beidseitigen Polierschritt zu unterziehen. Es ist jedoch bevorzugt, die scharf begrenzten und daher mechanisch sehr empfindlichen Scheibenkanten mit Hilfe einer geeignet profilierten Schleifscheibe zu verrunden. Wei­ terhin ist es zwecks Verbesserung der Geometrie und teilweisem Abtrag der zerstörten Kristallschichten bevorzugt, die Silici­ umscheiben abtragenden Schritten wie Läppen und/oder Schleifen und/oder Ätzen zu unterziehen, um den Materialabtrag im erfin­ dungsgemäßen Polierschritt zu reduzieren. Besonders bevorzugt ist beidseitiges sequenzielles Oberflächenschleifen unter Ab­ trag von 10 µm bis 50 µm Silicium pro Seite gefolgt von einem sauren Ätzschritt in einer Mischung aus konzentrierter wäss­ riger Salpetersäure und konzentrierter wässriger Flusssäure unter Abtrag von 5 µm bis 20 µm Silicium pro Seite und einer Politur der Kante der Siliciumscheiben, wobei alle genannten Schritte nach dem Stand der Technik ausgeführt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Polierschrittes kann eine handelsübliche Maschine zur beidseitigen Politur geeigne­ ter Größe verwendet werden, welche die gleichzeitige Politur von mindestens drei Siliciumscheiben unter Verwendung von min­ destens drei Läuferscheiben ermöglicht. Besonders bevorzugt ist der gleichzeitige Einsatz von vier bis sechs Läuferscheiben, die mit jeweils mindestens drei in gleichen Abständen auf einer kreisförmigen Bahn angeordneten Siliciumscheiben belegt sind. Die Poliermaschine besteht im Wesentlichen aus einem frei hori­ zontal drehbaren unteren Polierteller und einem frei horizontal drehbaren oberen Polierteller, die jeweils beide mit Poliertuch bedeckt, bevorzugt beklebt sind, und erlaubt unter kontinuier­ licher Zuführung eines Poliermittels geeigneter chemischer Zu­ sammensetzung das beidseitige abtragende Polieren. Die Läufer­ scheiben verfügen über geeignet dimensionierte Aussparungen zur Aufnahme der Siliciumscheiben, die während des Polierens auf einer durch Maschinen- und Prozessparameter bestimmten geome­ trischen Bahn, beispielsweise einer Kreisbahn oder einer Zyklo­ idenbahn, gehalten werden. Zur Erzielung von sehr hohen Eben­ heitswerten der fertig polierten Siliciumscheiben ist eine Hy­ pozykloiden- oder eine Epizykloidenbahn besonders bevorzugt. Die Läuferscheiben sind beispielsweise mit einer Triebstock- Stiftverzahnung oder einer Evolventenverzahnung mit der Polier­ maschine über einen sich drehenden inneren und einen sich ge­ genläufig drehenden äußeren Stift- oder Zahnkranz in Kontakt und werden dadurch in eine rotierende Bewegung zwischen den beiden gegenläufig rotierenden Poliertellern versetzt.

Prinzipiell können die eingesetzten Läuferscheiben aus jedem Material gefertigt werden, das folgende Voraussetzungen er­ füllt: (1) Es muss gegenüber den durch den Stift- oder Zahnan­ trieb und den Polierdruck verursachten mechanischen Beanspru­ chungen, vor allem den Druck- und Zugbelastungen, ausreichende mechanische Stabilität aufweisen. (2) Es muss im Hinblick auf den sich sehr oft wiederholenden Poliervorgang unter Polierbe­ dingungen eine hohe Abriebstabilität besitzen. (3) Es darf während der Politur keine messbaren Mengen an Metallen frei­ setzen, die unter Polierbedingungen, das heißt im alkalischen Medium bei Temperaturen von 20 bis 50°C und Vorliegen einer ungeschützten Oberfläche der Siliciumscheibe, in das Silicium­ gitter eindiffundieren können. Beispiele für derartige Metalle sind Nickel, Kupfer und Edelmetalle. (4) Darüber hinaus muss das Material zur Herstellung sehr ebener, spannungs- und wel­ lenfreier Läuferscheiben in der gewünschten Dicke und Geometrie geeignet sein. Sehr ebene Läuferscheiben sind Läuferscheiben, die innerhalb eines bei der beidseitigen Politur gleichzeitig eingesetzten Satzes an Läuferscheiben, beispielsweise fünf Läu­ ferscheiben, einen Dickenunterschied von bevorzugt gleich oder kleiner 5 µm, besonders bevorzugt gleich oder kleiner 3 µm be­ sitzen.

Unter Berücksichtigung der aufgeführten Bedingungen haben sich im Rahmen der Erfindung Läuferscheiben aus nichtrostendem Chromstahl als besonders geeignet erwiesen, die keine Zusätze von Nickel oder Kupfer enthalten. Besonders bevorzugt ist ein Stahl mit der deutschen Werkstoffnummer 1.4034 (DIN-Kurzname "X 46 Cr 13"), der neben Eisen 12,5-14,5 Gew.-% Chrom und 0,43- 0,50 Gew.-% Kohlenstoff als Legierungsbestandteile enthält. Entsprechende Stahltypen werden in anderen Erzeugerländern mit der dort gültigen Typenbezeichnung teilweise ebenfalls angebo­ ten, beispielsweise unter der Nummer 420 C in den Vereinigten Staaten von Amerika.

Der für die Läuferscheiben verwendete Stahl wird in der Regel als Blech bezogen, dessen Dicke geringfügig, beispielsweise um 10 bis 100 µm, dicker ist als die daraus herzustellende Läufer­ scheibe. Die Kontur der Läuferscheiben wird nach in der Metall­ bearbeitung üblichen Verfahren aus dem Stahlblech herausge­ trennt, beispielsweise durch Sägen oder Laserschneiden oder Schneiden mit einem Wasserstrahl. Dabei werden pro Läuferschei­ be ein oder mehrere bevorzugt kreisförmige Bereiche entfernt, die für die spätere Aufnahme der Siliciumscheiben vorgesehen sind. Besonders bevorzugt bleiben in den Aussparungen zur Auf­ nahme der Siliciumscheiben Zapfen zur Verankerung der Kunst­ stoffausspritzung stehen. Außerdem wird ein äußerer Kranz von Zähnen erzeugt, welcher in Kontakt mit den Antriebsstift- oder -zahnkränzen der Poliermaschine tritt. Bevorzugt werden weitere Bereiche entfernt, die während der Politur unbelegt bleiben, um den Poliermittel- und Stoppmittelfluss zu optimieren; dabei sind verschiedene, auch unregelmäßige Formen möglich. Darüber hinaus kann die Entfernung weiterer kleiner, beispielsweise kreisförmiger Bereiche zwecks späterer Positionierung oder Positionserkennung auf der Poliermaschine sinnvoll sein. Es ist jedoch zwingend erforderlich, dass ausreichend breite Stege aus Stahlblech unberührt bleiben, um die mechanische Stabilität der Läuferscheibe nicht zu gefährden. Anschließend werden die so hergestellten Läuferscheiben-Rohlinge durch einen Schleifvor­ gang oder einen Läppvorgang auf Zieldicke abgetragen, wobei die oben erwähnten hohen Ebenheiten erzeugt werden. Es folgt eine Reinigung und gegebenenfalls eine Entgratung, beispielsweise durch eine mechanische Bearbeitung oder durch Elektropolitur.

Die sehr ebenen, gereinigten Läuferscheiben-Metallkörper werden in den nächsten Schritten zur Vorbereitung ihres Einsatzes in der beidseitigen Politur zunächst mit mindestens einem Identi­ fizierungsmerkmal versehen, und anschließend erfolgt eine Aus­ kleidung der Aussparungen zur Aufnahme der Siliciumscheiben mit Kunststoff. Die beiden Schritte können jedoch problemlos auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden.

An ein im Rahmen der Erfindung aufgebrachtes Identifizierungs­ merkmal werden folgende Anforderungen gestellt: (1) Jede ein­ zelne Läuferscheibe muss eindeutig bezeichnet sein. Besitzt der verwendete Typ von Läuferscheiben mehrere Aussparungen zur Auf­ nahme von Siliciumscheiben, ist es wünschenswert, auch diese mit einem Unterscheidungsmerkmal zu versehen. (2) Das Identifi­ zierungsmerkmal darf die lokale Ebenheit der Läuferscheibe in diesem Bereich, beispielsweise durch Aufwölbung, Eindellung oder Ausbildung von Graten, nicht negativ beeinträchtigen und während der Politur nicht zu Beschädigung von Siliciumscheibe oder Poliertuch führen. (3) Das Identifizierungsmerkmal muss nach Beendigung der Politur vom menschlichen Auge und/oder von einer maschinellen Detektionseinrichtung lesbar sein.

Zur Erfüllung der Anforderungen sind verschiedene technische Realisierungen möglich, die einerseits auf der Verwendung von vom Operateur lesbarer Klarschrift, beispielsweise einer Folge von Zahlen, Buchstaben und/oder Sonderzeichen, oder Geräte-les­ barer codierter Schrift, beispielsweise einem sogenannten Bar­ code, und andererseits auf den Techniken Ausschneiden, beispielsweise durch Laserschneiden, Ausfräsen oder Ätzentfernung von Läuferscheibenmaterial beruhen und alle bevorzugt sind. Im Rahmen der Erfindung hat sich das Prinzip der Aufbringung von Klarschrift einer Zeichenhöhe von 2 bis 20 mm und einer Be­ schriftungstiefe von 10 bis 50 µm durch elektrochemisches Ätzen bewährt und ist daher besonders bevorzugt. Dabei wird jeder Läuferscheibe eine individuelle Zeichenfolge zugeordnet, die Informationen über die Kennzeichnung des Läuferscheibensatzes und vorzugsweise über den Durchmesser und die vorgesehene End­ dicke der zu polierenden Siliciumscheiben, die Nummer der Läu­ ferscheibe in besagtem Läuferscheibensatz und gegebenenfalls weitere Angaben enthält. Enthalten die Läuferscheiben mehrere Aussparungen zur Aufnahme von Siliciumscheiben, werden beson­ ders bevorzugt neben diese fortlaufende Nummern aufgebracht. Für das elektrochemische Aufbringen von Zeichen und Zeichenfol­ gen auf Metalloberflächen bietet der Handel Beschriftungsgeräte an, die derart arbeiten, dass durch Anlegen von elektrischem Strom in Gegenwart eines Elektrolyten unter Verwendung bei­ spielsweise eines Stempels oder einer Schablone gezielt Metall entfernt wird.

Die Läuferscheiben besitzen eine oder mehrere Aussparungen be­ vorzugt in Kreisform zur Aufnahme von einer oder mehrerer Sili­ ciumscheiben. Um während des Polierens eine Beschädigung der Scheibenkante durch die Innenkante der Aussparung in der Läu­ ferscheibe zu verhindern, wird die Innenseite der Aussparungen mit einer Beschichtung von gleicher Dicke wie die Läuferscheibe ausgekleidet. An diese Auskleidung sind folgende Bedingungen gestellt: (1) Sie muss bei ausreichend hoher mechanischer und Abriebstabilität weich genug sein, um eine Beschädigung der Kante der Siliciumscheiben während der Politur zu verhindern. (2) Sie muss unter Polierbedingungen chemisch beständig sein. (3) Sie muss kostengünstig aufzubringen und auszutauschen sein.

Die genannten Bedingungen werden von verschiedenen Kunststoffen erfüllt, beispielsweise von Polyamid (PA), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyvinylidendi­ fluorid (PVDF), die alle gleichermaßen bevorzugt sind. Die Kunststoffe können gegebenenfalls verstärkende inerte Füll­ stoffe, beispielsweise Glasfasern oder Glaskügelchen, enthal­ ten. Um eine freie Beweglichkeit der Siliciumscheibe in der so mit Kunststoff ausgekleideten Aussparung der rotierenden Läuf­ erscheibe zu gewährleisten, muss die ausgekleidete Aussparung geringfügig größer im Durchmesser sein als die zu polierenden Siliciumscheiben. Ein um 0,1 mm bis 2 mm größerer Durchmesser ist bevorzugt; ein um 0,3 bis 1,3 mm größerer Durchmesser ist besonders bevorzugt. Bevorzugt ist ein Aufbringverfahren für derartige Kunststoffauskleidungen nach dem Extrusionsprinzip, wobei in einer erwärmten Spritzform geeigneter Geometrie, wel­ che die jeweilige Aussparung der Läuferscheibe umfasst, ein Kunststoffring erzeugt wird, der besonders bevorzugt außen über Stege der Läuferscheibe fest mit dieser verbunden ist und innen ein der Siliciumscheibe zugewandtes rechteckiges oder abgerun­ detes Profil besitzt.

Der Metallkörper der Läuferscheiben hat erfahrungsgemäß eine Lebensdauer von mehreren Tausend Polierfahrten beziehungsweise mehreren Tausend Einsatzstunden in der beidseitigen Politur. Dagegen stellt die Kunststoffauskleidung der Aussparungen ein Verschleißteil dar. So können aus der Auskleidung nach einer Einsatzzeit in der Politur von einigen Hundert Stunden Teile herausbrechen. Auch eine allmähliche Abnutzung ist in gewissen Fällen zu beobachten, die Fremdpartikel, beispielsweise Silici­ umdioxid (SiO₂) aus einem eingesetzten Poliermittel, binden kann. Insbesondere eine polierte Kante der Siliciumscheibe kann nach zu langem Gebrauch der Auskleidungen durch diese Effekte Schaden nehmen, was zum Ausfall der entsprechenden Silicium­ scheiben führt; außerdem besteht ein nennenswertes Risiko, dass Vorder- und/oder Rückseite der Siliciumscheiben durch abgelöste Teile verkratzt werden.

Daher ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Kunststoff­ auskleidungen der Aussparungen periodisch auszutauschen. Das Austauschintervall hängt insbesondere von der prozessbedingten Beanspruchung und vom Material der Auskleidungen ab. Bei Ver­ wendung von ungefüllten Kunststoffen und Ausführung der nachfolgend beschriebenen bevorzugten Vorgehensweise der beidsei­ tigen Politur ist ein Austausch nach einer Einsatzdauer von 50 bis 500 Stunden bevorzugt, der durch manuelle Entfernung der Auskleidung und erneute Aufbringung von Kunststoff nach dem oben beschriebenen Verfahren erfolgen kann. Die Verschleiß der Auskleidungen lässt sich durch visuelle oder mikroskopische Inspektion feststellen, wodurch ihre Nutzungsdauer im Produk­ tionsbetrieb optimiert werden kann. Bevorzugt ist, alle die Läuferscheiben betreffenden Daten unter Bezugnahme auf die ein­ deutige Identifizierung in einer elektronischen Datenbank zu erfassen, die mit einem Leitrechner verknüpft ist, der die Aus­ tauschintervalle der Auskleidungen automatisch vorgibt.

Vor ihrem Einsatz in der beidseitigen Politur werden die wie beschrieben vorbereiteten Läuferscheiben gereinigt, bevorzugt unter Beaufschlagung mit Ultraschall in einem wässrigen Bad, das gegebenenfalls einen oder mehrere Zusatzstoffe wie ein Tensid enthalten kann. Zu diesem Zweck eignet sich eine han­ delsübliche Ultraschallwanne geeigneter Größe.

Die Läuferscheiben für das erfindungsgemäße Polierverfahren besitzen eine bevorzugte Dicke von 500 bis 1000 µm, die sich nach der Enddicke der polierten Siliciumscheiben richtet, wel­ che letztlich vom Durchmesser der Siliciumscheiben und vom geplanten Anwendungszweck abhängt. Im Hinblick auf die Herstel­ lung sehr ebener Siliciumscheiben ist bevorzugt, dass die End­ dicke der polierten Scheiben um 2 bis 20 µm größer ist als die Läuferscheibendicke, wobei der Bereich von 3 bis 10 µm beson­ ders bevorzugt ist. Zur möglichst präzisen Festlegung der Po­ lierzeiten sollte daher die Läuferscheibendicke periodisch beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Tasters oder einer Mikrometerschraube bestimmt werden; über die Identifizierungs­ merkmale der Läuferscheiben können auch diese Daten in der Datenbank archiviert, verwaltet und mit weiteren Läuferschei­ benparametern verknüpft werden. Der Siliciumabtrag durch die beidseitige Politur beträgt bevorzugt 2 bis 70 µm und besonders bevorzugt 5 bis 50 µm.

Im Rahmen der hinsichtlich der Läuferscheiben und Dickenver­ hältnisse gemachten Ausführungen wird der beidseitige Polier­ schritt bevorzugt in der dem Fachmann bekannten Art und Weise durchgeführt. Die zu einem Satz gehörenden und in der Politur einzusetzenden Läuferscheiben werden zunächst so auf den unte­ ren Teller der Poliermaschine gelegt, dass die Identifizie­ rungsmerkmale nach oben gerichtet und dadurch sichtbar sind. Dann werden die Siliciumscheiben manuell oder mit Hilfe einer Vorrichtung in die Aussparungen der Läuferscheiben in einer vorbestimmten Reihenfolge eingelegt, bevorzugt beginnend mit der ersten Aussparung der ersten Läuferscheibe und endend mit der letzten Aussparung der letzten Läuferscheibe.

Bevorzugt wird mit einem handelsüblichen Polyurethan-Poliertuch einer Härte von 50 bis 100 (Shore A) poliert, das über eingear­ beitete verstärkende Polyesterfasern verfügen kann, falls dies gewünscht ist. Im Falle der Politur von Siliciumscheiben emp­ fiehlt sich die kontinuierliche Zuführung eines Poliermittels mit einem pH-Wert von bevorzugt 9 bis 12 aus bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% SiO₂ in Wasser, wobei der Polierdruck bevorzugt 0,1 bis 0,3 bar beträgt. Die Silicium-Abtragsrate liegt bevorzugt bei 0,2 bis 1 µm/min.

Zur Beendigung des Polierschrittes muss die chemisch sehr reak­ tive hydrophobe Scheibenoberfläche passiviert werden. Im Rahmen der Erfindung erfolgt dies bevorzugt durch Zuführung einer Flüssigkeit oder nacheinander mehrerer Flüssigkeiten, die einen oder mehrere filmbildende Stoffe enthalten, mit der Folge einer vollständigen Benetzung von polierter Vorderseite, Rückseite und Kante der Siliciumscheiben mit einem Flüssigkeitsfilm, wo­ bei im Allgemeinen ein Konzentrationsbereich zwischen 0,01 und 10 Vol-% von filmbildendem Stoff im Stoppmittel sinnvoll ist. Besonders bevorzugt ist der Einsatz eines in einer nachfolgen­ den Reinigung entfernbaren Stoffes oder mehrerer Stoffe aus einer Gruppe von Verbindungen, die ein- oder mehrwertige Alko­ hole, Polyalkohole und Tenside umfasst. Eine dasselbe Prinzip verwirklichende, ebenfalls besonders bevorzugte Ausführungsform des Stoppvorganges ist die Zuführung eines wässrigen Poliermittels auf SiO₂-Basis, das einen oder mehrere Stoffe aus den ge­ nannten Gruppen von Verbindungen in Anteilen von 0,01 bis 10 Vol-% enthält.

Die Siliciumscheiben werden nach Beendigung der Zuführung an Stoppmittel und gegebenenfalls Reinstwasser bevorzugt mit Hilfe eines Vakuumsaugers aus der Poliermaschine entnommen und in einen Nasseinhorder überführt. Bevorzugt im Rahmen der Erfin­ dung ist, dass die Siliciumscheibe unter Benutzung der Identi­ fizierungsmerkmale der Läuferscheiben in einer vorbestimmten Reihenfolge aus der Poliermaschine entnommen und im Nasseinhor­ der in eine Trägerkassette eingehordet werden. Besonders bevor­ zugt wird dadurch die Reihenfolge des Einlegens wieder herge­ stellt. Dadurch hat die Sequenz der Siliciumscheiben durch die Politur keine Änderung erfahren; dieses scheibentreue Vorgehen ist für die Scheibenverfolgung beispielsweise in einer vollkon­ tinuierlichen Produktion von hoher Bedeutung. Abschließend werden die Siliciumscheiben nach dem Stand der Technik gerei­ nigt und getrocknet.

Es schließt sich eine Bewertung der Siliciumscheiben hinsicht­ lich durch den Polierschritt beeinflusster, durch den Weiter­ verarbeiter der Scheiben spezifizierter Qualitätsmerkmale nach dem Fachmann bekannten Methoden an. Derartige Merkmale können beispielsweise lokale Geometriedaten und Scheibendicke sein. Diese Daten werden auf einem handelsüblichen, nach einem kapa­ zitiven oder optischen Prinzip arbeitenden Messinstrument be­ stimmt. Die Daten werden vorteilhaft auf einer Datenbank elek­ tronisch gespeichert und stehen für die in einem Produktionsbe­ trieb gewünschte statistische Prozesskontrolle zur Verfügung. Es ist auch möglich und vorteilhaft, eine datentechnische Ver­ knüpfung zwischen Messinstrument, Poliermaschine und gegebenen­ falls Läuferscheiben-Datenbank über einen Leitrechner herzu­ stellen; dadurch kann beispielsweise bei aufeinanderfolgenden Polierfahrten mit gleichartigem Scheibenmaterial durch Vorgabe von Eingangsdicke und Zieldicke der Siliciumscheiben durch Be­ rechnung der aktuellen Abtragsrate automatisch die Polierzeit für die nachfolgende Polierfahrt vorgegeben werden, Weitere bewertete Qualitätsmerkmale können die Vorderseite, die Rückseite und/oder die Kante der Scheiben betreffende Eigen­ schaften sein. Hierbei kommt der visuellen Beurteilung des Auf­ tretens und Umfanges von Kratzern, Flecken und sonstiger Abwei­ chungen von der idealen Siliciumoberfläche unter stark gebün­ deltem Licht eine hohe Bedeutung zu. Darüber hinaus können bei­ spielsweise Untersuchungen von Rauigkeit, Topologie und Metall­ kontamination auf handelsüblichen Messgeräten sinnvoll bezie­ hungsweise gefordert sein.

Abhängig von ihrer weiteren Bestimmung kann es notwendig sein, die Scheibenvorderseite einer Oberflächenpolitur zur Erzielung einer schleierfrei polierter Vorderseite nach dem Stand der Technik zu unterziehen, beispielsweise mit einem weichen Po­ liertuch unter Zuhilfenahme eines alkalischen Poliermittels auf SiO₂-Basis unter Abtrag von 0,1 bis 1 µm Silicium. Falls ge­ wünscht, kann an einer beliebigen Stelle der Prozesskette eine Wärmebehandlung der Siliciumscheibe eingefügt werden, bei­ spielsweise um thermische Donatoren zu vernichten, eine Störung von oberflächennahen Kristallschichten auszuheilen oder eine gezielte Dotierstoffverarmung herbeizuführen. Eine Reihe wei­ terer, für bestimmte Produkte erforderliche Prozessschritte wie die Aufbringung von Rückseitenbeschichtungen aus Polysilicium, Siliciumdioxid oder Siliciumnitrid oder die Aufbringung einer Epitaxieschicht aus Silicium oder weiteren halbleitenden Mate­ rialien auf die Vorderseite der Siliciumscheibe lässt sich ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren an den geeigne­ ten Stellen in die Prozesskette einbauen.

Hinsichtlich der weiteren üblicherweise zur Scheibencharakte­ risierung herangezogenen Parameter, beispielsweise Oberflächen- und Kantenfehler, Rauigkeit, Topologie und Metallkontamination der Scheibenoberfläche, weisen die erfindungsgemäß hergestell­ ten Siliciumscheiben keine Nachteile gegenüber Siliciumscheiben auf, die nach dem Stand der Technik hergestellt wurden.

Erfindungsgemäß hergestellte Halbleiterscheiben, insbesondere Siliciumscheiben, erfüllen in sehr hohen Ausbeuten die Anforde­ rungen für die Herstellung von Halbleiterbauelementen mit Lini­ enbreiten gleich oder kleiner 0,13 µm. Insbesondere werden sehr hohe lokale Ebenheiten, ausgedrückt beispielsweise als SFQR_max gleich oder kleiner 0,13 µm, durch Verwendung von Läuferschei­ ben aus Stahl erzielt, die eine sehr geringe Dickenschwankung aufweisen und nur um wenige µm dünner sind als die fertig po­ lierte Halbleiterscheibe. Die Erzeugung von eindeutigen Identi­ fizierungsmerkmalen auf den Läuferscheiben ohne den Nachteil lokaler Verformungen ermöglicht eine datentechnische Kontrolle der Läuferscheibennutzung und ein scheibentreues Polieren bei­ spielsweise durch Einlegen der Halbleiterscheiben in die Po­ liermaschine und Entnahme aus der Poliermaschine in derselben Reihenfolge. Das periodische Auswechseln der Kunststoffaus­ spritzungen der Läuferscheibenaussparungen vermeidet Beschädi­ gungen insbesondere der Kanten der Halbleiterscheiben während der beidseitigen Politur und erhöht die Nutzungsdauer der von Natur aus sehr langlebigen Läuferscheiben um ein Vielfaches. Aus diesem Grunde bietet das erfindungsgemäße Verfahren deutli­ che Kostenvorteile gegenüber Verfahren nach dem Stand der Tech­ nik.

Zum nachfolgend beschriebenen Beispiel gehören Figuren, welche die Erfindung verdeutlichen, jedoch keine Einschränkung bein­ halten.

Fig. 1 zeigt eine Läuferscheibe zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben des Durchmessers 300 mm gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Be­ reich der Kunststoffauskleidung einer Aussparung für Halblei­ terscheiben.

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Be­ reich des Identifizierungsmerkmals.

Fig. 4 zeigt die Anordnung von mehreren der in Fig. 1 darge­ stellten Läuferscheiben in einer Maschine zur beidseitigen Po­ litur von Halbleiterscheiben.

Beispiel

Das Beispiel betrifft die beidseitige Politur von Silicium­ scheiben mit einem Durchmesser von 300 mm im Produktionsmaß­ stab. Die Siliciumscheiben wurden nach dem Stand der Technik durch Drahtsägen eines Einkristalls, Kantenverrunden, beid­ seitiges sequenzielles Oberflächenschleifen, Ätzen in einem konzentrierten Salpetersäure/Flusssäure-Gemisch und Kantenpo­ lieren hergestellt und besaßen eine Dicke von 805 µm.

Es wurden fünf Läuferscheiben-Rohlinge in der Form 1 bezogen, deren in Fig. 1 dargestellter Umriss mittels Laserschneidens aus einem Chromstahlblech (deutsche Werkstoffnummer 1.4034) der Nominaldicke 800 µm hergestellt worden waren. Die Läuferschei­ ben-Rohlinge zeichneten sich, wie in Fig. 1 und Fig. 2 darge­ stellt ist, durch je drei Aussparungen 5 zur Aufnahme von 300- mm-Siliciumscheiben, die über Zapfen 8 zur Verankerung der Kunststoffauskleidung verfügten, weiteren Aussparungen 4 zur Verbesserung der Poliermittelverteilung und einer nach außen gerichteten Zahnreihe 7 aus, die der Evolventenverzahnung der Poliermaschine angepasst war. Die Läuferscheiben wurden in ei­ ner geeignet dimensionierten Läppmaschine unter kontinuierli­ cher Zuführung einer Abrasivstoffe enthaltenden Läppsuspension auf eine Zieldicke von 772 µm geläppt und gereinigt. Eine Cha­ rakterisierung aller Bereiche der fünf Läuferscheiben mit einem Dickentaster ergab, dass ihre mittlere Dicke 771 µm bei lokalen Abweichungen von gleich oder kleiner 1 µm betrug.

Zur Aufbringung eines eindeutigen Identifizierungsmerkmals auf die Läuferscheibe stand ein handelsübliches nach dem elektro­ chemischen Prinzip arbeitendes Beschriftungsgerät des Typs SCRIPTOGRAPH SG 150 von Fa. WHB-Beschriftungstechnik zur Verfü­ gung. Es wurde so vorgegangen, dass mit einem im Lieferumfang enthaltenen Etikettiergerät zunächst Masken mit den aufzubringenden Zeichenfolgen in geeigneter Größe hergestellt wurden, diese mit Klebestreifen an der entsprechenden Stelle der Läu­ ferscheiben-Metallkörper 1 befestigt wurden und unter Anlegen von elektrischem Strom unter Mitwirkung einer schwach sauren wässrigen Elektrolytlösung, die Zitronensäure, Natriumnitrat und Natriumchlorid enthielt, ein Abtrag des Läuferscheibenstahl im Bereich der Zeichen erzielt wurde. Nach Beendigung des Be­ schriftungsvorganges wurde der betreffende Bereich der Läufer­ scheibe mit einer schwach alkalischen wässrigen Lösung auf Na­ triumcarbonatbasis neutralisiert. Die Beschriftungstiefe betrug 30 µm; eine lokale Verformung in diesem Bereich der Läufer­ scheibe war nicht feststellbar. Das eindeutige Identifizie­ rungsmerkmal bestand, wie in Fig. 1 und Fig. 3 ersichtlich ist, aus einer individuellen Läuferscheibennummer 3 mit einer Zei­ chenhöhe von 8 mm und zusätzlich fortlaufenden Nummern 2 mit einer Zeichenhöhe von 12 mm zur Kennzeichnung der Aussparungen 5 für die Aufnahme von Siliciumscheiben. Die individuelle Läu­ ferscheibennummer 3 bestand aus vier durch Schrägstriche sepa­ rierte Zeichenfolgen und lautete für die in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellte Läuferscheibe 12/775/026/1; dabei steht 12 für den Durchmesser der zu polierenden Siliciumscheibe in Zoll (= inch; entspricht 25,4 mm), 775 für die Dicke der Siliciumscheibe nach der Politur in µm, 026 für die fortlaufende Nummer des aus den fünf Läuferscheiben bestehenden Läuferscheibensatzes und 1 für die individuelle Nummer der betreffenden Läuferscheibe in die­ sem Satz. Die Kennzeichnung 2 der Aussparungen 5 für die Auf­ nahme von Siliciumscheiben erfolgte mit den Zahlen 1 bis 3.

Anschließend wurde mit Hilfe eines geeignet konstruierten, er­ wärmten Spritzwerkzeuges durch Extrusion in jede der Aussparun­ gen 5 ein Kunststoffauskleidung 6 aus PVDF eingebracht, die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, dieselbe Dicke wie die ge­ läppte Läuferscheibe besaß und außen über die Läuferscheiben­ zapfen 8 verankert und auf der der Kante der Siliciumscheibe zugewandten Seite von rechteckigem Querschnitt war. Der so vor­ bereitete Satz 026 von fünf Läuferscheiben wurde in einem mit einer wässrigen Tensidlösung gefüllten Ultraschallbad gerei­ nigt, mit Reinstwasser abgespült und getrocknet.

Die fünf Läuferscheiben wurden wie in Fig. 4 dargestellt auf einer handelsüblichen Maschine zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben angeordnet, wobei die Beschriftung 3 und 2 der Läuferscheiben und der Aussparungen nach oben zeigten und dadurch sichtbar waren. Die Poliermaschine bestand im Wesentli­ chen aus einem mit Poliertuch beklebten oberen Polierteller (nicht dargestellt), einem mit Poliertuch beklebten unteren Polierteller 9, einem inneren Zahnkranz 10 und einem äußeren Zahnkranz 11 und ermöglichte die gleichzeitige beidseitige Politur von 15 Halbleiterscheiben H, in diesem Falle von Si­ liciumscheiben, des Durchmessers 300 mm. Die Siliciumscheiben wurden in Gruppen zu je 15 Scheiben zur Poliermaschine angelie­ fert. Bei jedem Poliervorgang wurden diese je 15 Siliciumschei­ ben derart fortlaufend manuell mit behandschuhten Fingern in die Läuferscheiben eingelegt, dass Siliciumscheibe 1 in Aus­ sparung 1 der Läuferscheibe 12/775/026/1, Siliciumscheibe 2 in Aussparung 2 usw. bis Siliciumscheibe 15 in Aussparung 3 der Läuferscheibe 12/775/026/5 eingelegt wurde.

Als Poliertuch fand ein handelsübliches Produkt aus porösem Polyurethanschaum der Härte 80 (Shore A) Verwendung. Die Poli­ tur erfolgte durch gegenläufige Rotation von oberem Poliertel­ ler und unterem Polierteller 9, die beide auf 40°C temperiert waren, unter gleichzeitiger ebenfalls gegenläufiger Rotation von innerem Zahnkranz 10 und äußerem Zahnkranz 11. Dabei wurde unter einem Anpressdruck von 0,125 bar kontinuierlich ein wäss­ riges Poliermittel Levasil 200 von Fa. Bayer mit einem SiO₂- Feststoffgehalt von 3 Gew.-% und einem mit Kaliumcarbonat auf 11,2 eingestellten pH-Wert zugeführt. Die Abtragsrate betrug im Mittel 0,59 µm/min.

Die Zuführung des Poliermittels wurde nach Erreichen einer Di­ cke der polierten Scheiben von 775 µm beendet, was einem Sili­ ciumabtrag von 30 µm entspricht, und zum Stoppen des Polierpro­ zesses durch sequenzielle Zuführung der nachfolgend aufgeführ­ ten Flüssigkeiten unter Beibehaltung der Rotationsverhältnisse ersetzt: (1) 2 Gew.-%ige Mischung des Poliermittels Glanzox 3900 von Fa. Fujimi mit Reinstwasser (3 min. 0,04 bar); (2) Reinstwasser (2 mm; 0,02 bar); (3) wässrige Lösung von 1 Vol-% Glycerin, 1 Vol-% n-Butanol und 0,07 Vol-% des Tensids Silapur (Alkylbenzolsulfonsäure/Aminethoxylat, Hersteller Fa. ICB; 2 min; 0,02 bar). Nach dem Hochfahren und Ausschwenken des oberen Poliertellers waren die Vorderseiten der fertig polierten, in den Läuferscheibenaussparungen positionierten Siliciumscheiben vollständig mit Stoppflüssigkeit benetzt.

Zur Entnahme der Siliciumscheiben aus der Poliermaschine stand ein mit einem Haltegriff versehener Vakuumsauger aus Polypropy­ len zur Verfügung, der über drei Saugnäpfe aus Weich-PVC ver­ fügte. Außerdem stand ein handelsüblicher 300-mm-Nasseinhorder zur Aufnahme der polierten Siliciumscheiben zur Verfügung, der mit Reinstwasser gefüllt war. Es wurde so vorgegangen, dass die Läuferscheiben bei der Scheibenentnahme in ihrer Position be­ lassen wurden und die Scheibenentnahme und Überführung in den Nasseinhorder einzeln mit Hilfe des Vakuumsaugers durchgeführt wurde. Dabei wurden die Siliciumscheiben unter Orientierung an den Läuferscheibenbeschriftungen 2 und 3 in derselben Reihen­ folge aus der Maschine entnommen, in der sie vor der Politur eingelegt worden waren, das heißt beginnend mit Aussparung 1 der Läuferscheibe 12/775/026/1 und endend mit Aussparung 3 der Läuferscheibe 12/775/026/5, und entsprechend in der ursprüngli­ chen Reihenfolge im Nasseinhorder in eine Trägerkassette einge­ bracht. Die Siliciumscheiben wurden anschließend nach dem Stand der Technik im Batchverfahren gereinigt und getrocknet.

Auf diese Weise wurde mit dem Läuferscheibensatz 026 die beid­ seitige Politur von 300-mm-Siliciumscheiben in einer kontinu­ ierlichen Produktion betrieben. Im periodisch auf Metallkonta­ mination untersuchten verbrauchten Poliermittel konnten keine messbar erhöhten Werte für die unter Prozessbedingungen schäd­ lichen Metalle Kupfer und Nickel nachgewiesen werden. Nach einer Einsatzdauer von jeweils 250 Polierfahrten wurde dieser Läuferscheibensatz 026 aus der Produktion entfernt und durch einen gleichartigen Läuferscheibensatz ersetzt. Die Kunststoff­ auskleidungen des Läuferscheibensatzes 026 wurden entfernt und in gleicher Weise wie vor dem Ersteinsatz durch Ausspritzen mit PVDF erneuert. Nach Reinigung unter Beaufschlagung mit Ultra­ schall und Trocknung stand Läuferscheibensatz 026 erneut für die Politur zur Verfügung. Die beschriebene Vorgehensweise er­ möglichte eine Gesamt-Einsatzdauer der Läuferscheibensatzes 026 von mehreren Tausend Polierfahrten.

Die so polierten 300-mm-Siliciumscheiben mit einer polierten Vorderseite, einer polierten Rückseite und einer polierten Kante wurden in dem Fachmann geläufiger Weise charakterisiert. Eine Geometriemessung auf einem nach dem kapazitiven Prinzip arbeitenden Geometriemessgerät ergab eine lokale Ebenheit SFQR_max von (0,10 ± 0,03) µm für ein Flächenraster von 25 mm × 25 mm. Eine topologische Messung mittels eines Laserstrahls zeigte eine hohe Planparallelität auch im Randbereich ohne das Auftre­ ten topologischer Auffälligkeiten an. Eine visuelle Inspektion unter stark gebündeltem Licht in einer abgedunkelten Beurtei­ lungskammer wies eine sehr saubere Oberfläche bei weitestgehen­ der Abwesenheit von Kratzern und Flecken auf Oberfläche und Kante nach. Durch eine VPD-TXRF-Messung der Oberflächenmetalle wurden typische Werte von gleich oder kleiner 10⁹ Atomen pro cm² beispielsweise für Eisen, Nickel, Kupfer und Chrom bestimmt. Die mit einem optischen Messgerät unter Ausnutzung der Phasen­ differenz eines linear polarisierten, geteilten Laserstrahls, wobei ein Teilstrahl von der Scheibenoberfläche reflektiert wurde, ermittelte Oberflächenrauigkeit RMS ("root mean sqare") betrug im Mittel 0,02 nm (Messfläche 10 µm × 10 µm) beziehungs­ weise 0,30 nm (Messfläche 250 µm × 250 µm).

Claims (14)

1. Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben zwischen zwei sich gegenläufig drehenden, mit Poliertuch be­ deckten Poliertellern unter Abtrag von mindestens 2 µm Halblei­ termaterial, wobei die Halbleiterscheiben in mit Kunststoff ausgekleideten Aussparungen eines Satzes von mehreren ebenen Läuferscheiben aus Stahl liegen, deren mittlere Dicke um 2 bis 20 µm geringer bemessen ist als die mittlere Dicke der fertig polierten Halbleiterscheiben, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz nur solche Läuferscheiben umfasst, deren Dickenunterschied höchstens 5 µm beträgt, und jede Läuferscheibe des Satzes min­ destens ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal besitzt, das sie dem Satz zuordnet und eine im Identifizierungsmerkmal ent­ haltene Information dazu benutzt wird, um die Kunststoffaus­ kleidungen in festgelegten Abständen auszutauschen und um zu gewährleisten, dass die Halbleiterscheiben nach der Politur in derselben Reihenfolge vorliegen wie vor der Politur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz nur solche Läuferscheiben umfasst, deren Dickenunter­ schied höchstens 3 µm beträgt, die mittlere Dicke der Läufer­ scheiben um 3 bis 10 µm geringer bemessen ist als die mittlere Dicke der fertig polierten Halbleiterscheiben und der Abtrag an Halbleitermaterial 5 bis 50 µm beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass mindestens drei Halbleiterscheiben gleichzeitig poliert werden und mindestens drei Läuferscheiben gleichzeitig zum Einsatz kommen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Aussparungen durch ein Extrusionsverfahren mit Kunststoff ausgekleidet werden und nach einer Einsatzdauer in der beidseitigen Politur von 50 bis 500 Stunden ausgetauscht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Läuferscheiben von ihrem ersten Einsatz in der beidseitigen Politur durch einen Läppvorgang und/oder einen Schleifvorgang planarisiert und in einem wässrigen Bad unter Beaufschlagung mit Ultraschall gereinigt wurden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass während der beidseitigen Politur der Halbleiter­ scheiben ein im Wesentlichen aus Polyurethan bestehendes unte­ res und oberes Poliertuch mit einer Härte von 40 bis 120 (Shore A) zum Einsatz kommt und ein Poliermittel mit einem SiO₂-Fest­ stoffgehalt von 1 bis 5 Gew.-% und einem pH-Wert von 9 bis 12 kontinuierlich zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Halbleiterscheiben durch Aufsägen eines Halbleiterkristalls gefolgt von Verrundung der Kanten und Schleifen und/oder Läppen und/oder nasschemischem Ätzen erzeugt werden.

8. Läuferscheibe aus Stahl zur doppelseitigen Politur von Halbleiterscheiben mit mindestens einer mit Kunststoff ausge­ kleideten Aussparung zur Aufnahme einer Halbleiterscheibe, ge­ kennzeichnet durch mindestens ein die Läuferscheibe eindeutig kennzeichnendes Identifizierungsmerkmal, das durch lokales Entfernen von Stahl erzeugt wurde.

9. Läuferscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifizierungsmerkmal die Läuferscheibe einem Satz von Läuferscheiben zuordnet.

10. Läuferscheibe nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Identifizierungsmerkmal eine die Ausspa­ rung kennzeichnende Information enthält.

11. Läuferscheibe nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Identifizierungsmerkmal durch elektro­ chemisches Ätzen erzeugt wurde.

12. Läuferscheibe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff zur Auskleidung der Aus­ sparungen aus einem Material besteht, das von einer Gruppe ge­ wählt ist, welche Polyalkane, Polyamid, Polyvinylchlorid und Polyvinylidendifluorid sowie Gemische und Copolymere aus diesen Verbindungen umfasst.

13. Läuferscheibe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekenn­ zeichnet durch zusätzliche Aussparungen zur Verbesserung der Poliermittelverteilung.

14. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung von Halbleiterscheiben aus Silicium mit einer lokalen Ebenheit SFQR_max von gleich oder kleiner 0,13 µm, bezo­ gen auf eine Bauelementefläche von 25 mm × 25 mm.