DE102005034120A1 - Halbleiterscheibe und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe - Google Patents

Halbleiterscheibe und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterscheibe, die gekennzeichnet ist durch einen Kantenbereich, der keine Defekte von größer oder gleich 0,3 mum aufweist. DOLLAR A Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe, umfassend folgenden Prozessablauf: (a) Bereitstellen einer Halbleiterscheibe mit einer verrundeten und geätzten Kante; (b) Politur der Kante der Halbleiterscheibe, wobei die auf einem zentrisch rotierenden Chuck gehaltene, über den Chuck hinausragende Halbleiterscheibe und wenigstens eine um einen bestmmten Winkel gegen den Chuck geneigte, zentrisch rotierende und mit einem Poliertuch beaufschlagte Poliertrommel einander zugestellt und mit einem bestimmten Anpressdruck unter kontinuierlicher Zuführung eines Poliermittels aneinander gepresst werden; (c) Reinigung der Halbleiterscheibe; (d) Inspektion eines Kantenbereiches der Halbleiterscheibe mit einer Inspektionseinheit; (e) Weiterverarbeitung der Halbleiterscheibe.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Halbleiterscheibe mit einer verbesserten Qualität ihres Kantenbereichs sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe.
  • Die Qualitätsanforderungen an die Kante einer Halbleiterscheibe werden insbesondere bei großen Durchmessern der Halbleiterscheibe (Durchmesser ≥ 300 mm) immer höher. Die Kante der Halbleiterscheibe soll insbesondere möglichst frei von Kontaminationen sein und eine geringe Rauhigkeit aufweisen. Außerdem soll sie erhöhten mechanischen Beanspruchungen beim Handling gegenüber resistent sein.
  • Die unbehandelte Kante einer von einem Einkristall abgetrennten Halbleiterscheibe hat eine vergleichsweise raue und uneinheitliche Oberfläche. Sie bricht bei mechanischer Belastung häufig aus und ist eine Quelle störender Partikel.
  • Daher ist es üblich, die Kante zu überschleifen, um dadurch Ausbrüche und Beschädigungen im Kristall zu beseitigen und ihr ein bestimmtes Profil zu geben.
  • Geeignete Schleifvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise wird die Halbleiterscheibe auf einem sich drehenden Tisch fixiert und mit ihrer Kante gegen die sich ebenfalls drehende Arbeitsfläche eines Bearbeitungswerkzeugs zugestellt. Die dabei eingesetzten Bearbeitungswerkzeuge sind meist als Scheiben ausgebildet, die an einer Spindel befestigt sind und Umfangsflächen aufweisen, die als Arbeitsflächen zur Bearbeitung der Kante der Halbleiterscheibe dienen. Das Material abtragende Korn ist üblicherweise fest in die Arbeitsflächen der Bearbeitungswerkzeuge verankert.
  • Diese Bearbeitungswerkzeuge eignen sich, die Halbleiterscheibe mit einer verrundeten Kante zu versehen. Üblicherweise bleibt nach dem Kantenverrunden eine gewisse Mindestrauhigkeit auf der Kantenoberfläche.
  • In einem späteren Bearbeitungsschritt wird die geschliffene und mit einem Ätzmedium behandelte Kante der Halbleiterscheibe üblicherweise poliert.
  • Dabei wird die Kante einer sich zentrisch drehenden Halbleiterscheibe mit einer bestimmten Kraft (Anpressdruck) gegen eine sich zentrisch drehende Poliertrommel gedrückt. Aus US 5,989,105 ist ein derartiges Verfahren zum Kantenpolieren bekannt, bei dem die Poliertrommel aus einer Aluminium-Legierung besteht und mit einem Poliertuch beaufschlagt ist. Die Halbleiterscheibe ist üblicherweise auf einem flachen Scheibenhalter, einem so genannten Chuck, fixiert. Die Kante der Halbleiterscheibe ragt über den Chuck hinaus, so dass sie für die Poliertrommel frei zugänglich ist.
  • Zur Prozesskontrolle wird nach dem Kantenpolieren üblicherweise stichprobenartig eine visuelle Kontrolle der Kanten der Halbleiterscheiben unter einem Mikroskop durchgeführt. Diese Kontrolle erfolgt hinsichtlich Partikeln, Rauhigkeit und Defekten auf der Kante der Halbleiterscheibe. Insbesondere wird die Kante der Halbleiterscheibe auf Lichtreflexe untersucht, die durch etwaige Unebenheiten hervorgerufen werden.
  • Diese visuelle Kontrolle ist allerdings unzuverlässig und ermöglicht es nicht, eine gleich bleibende Kantenqualität für alle Halbleiterscheiben zu gewährleisten. Des Weiteren ist die visuelle Kontrolle ungeeignet, kleine Defekte im Kantenbereich einer Halbleiterscheibe vollständig und zuverlässig festzustellen, um Rückschlüsse auf eine möglicherweise fehlerhafte Prozessführung zu erhalten.
  • Darüber hinaus stehen Inspektionsgeräte zur Verfügung, die allerdings meist nur eine Inspektion der Halbleiterscheibe bis in eine Randausschlusszone von 3 mm bis an die Scheibenkante ermöglichen. Der gesamte Kantenbereich, also sowohl die Kante der Halbleiterscheibe als auch besagte Randausschlusszone, können mit den meisten bekannten Inspektionsgeräten nicht untersucht werden.
  • Aus EP 1348947 A1 ist beispielsweise ein Inspektionsgerät bekannt, mit dem die Kante der Halbleiterscheibe, nicht jedoch der gesamte Kantenbereich inspiziert werden kann.
  • In DE 10352936 A1 ist dagegen ein Inspektionsgerät beschrieben, dass eine automatische Detektion von Defekten ab einer bestimmten Größe im gesamten Kantenbereich einschließlich der Randausschlusszone der Halbleiterscheibe ermöglicht.
    •
  • Aufgabe der Erfindung war es, eine Halbleiterscheibe mit verbesserter Kantenqualität sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Halbleiterscheibe zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiterscheibe, die gekennzeichnet ist durch einen Kantenbereich, der keine Defekte von größer oder gleich 0,3 μm aufweist.
  • Der Kantenbereich umfasst in der vorliegenden Erfindung wenigstens eine Kante der Halbleiterscheibe.
  • Vorzugsweise umfasst der Kantenbereich der Halbleiterscheibe die Kante der Halbleiterscheibe und einen Randbereich von 3 mm auf Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe.
  • Vorzugsweise umfasst der Kantenbereich der Halbleiterscheibe alle schrägen und gerundeten Flächen der Kante der Halbleiterscheibe.
  • Die Defekte umfassen Partikel, Ausbrüche, Risse, Kratzer, Flecken, Kontaminationen und Stapelfehler auf dem Kantenbereich der Halbleiterscheibe.
  • Vorzugsweise ist die Kante der Halbleiterscheibe poliert.
  • Die Halbleiterscheibe ist vorzugsweise eine Scheibe aus monokristallinem Silicium, eine polierte Siliciumscheibe, eine Siliciumscheibe mit einer epitaktischen Beschichtung, eine thermisch, beispielsweise in Argonatmosphäre behandelte Siliciumscheibe, eine Scheibe mit einer verspannten Siliciumschicht („Strained Silicon"), eine SOI („Silicon on Insulator")-Scheibe oder eine sSOI („Strained Silicon on Insulator")-Scheibe.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe, umfassend folgenden Prozessablauf: (a) Bereitstellen einer Halbleiterscheibe mit einer verrundeten und geätzten Kante; (b) Politur der Kante der Halbleiterscheibe, wobei die auf einem zentrisch rotierenden Chuck gehaltene, über den Chuck hinausragende Halbleiterscheibe und wenigstens eine, um einen bestimmten Winkel gegen den Chuck geneigte, zentrisch rotierende und mit einem Poliertuch beaufschlagte Poliertrommel einander zugestellt und mit einem bestimmten Anpressdruck unter kontinuierlicher Zuführung eines Poliermittels aneinander gepresst werden, wobei Poliertrommel und Halbleiterscheibe nach einer bestimmten Zahl von Umdrehungen der Halbleiterscheibe voneinander entfernt werden; (c) Reinigung der Halbleiterscheibe; (d) Inspektion eines Kantenbereiches der Halbleiterscheibe mit einer Inspektionseinheit; (e) Weiterverarbeitung der Halbleiterscheibe; wobei durch die Inspektion des Kantenbereiches der Halbleiterscheibe gemäß (d) alle Defekte ab einer Größe von 0,3 μm im Kantenbereich automatisch detektiert und klassifiziert werden, und wobei, falls bei der Inspektion Defekte festgestellt werden, die Halbleiterscheibe gemäß (b) bis (d) nachbearbeitet und anschließend gemäß (e) weiter verarbeitet wird, wobei die Kantenpolitur gemäß (b) mit anhand der Klassifikation der Defekte optimierten Polierparametern erfolgt, oder andernfalls die Halbleiterscheibe aussortiert wird, wenn aufgrund der detektierten Defekte eine Nachbearbeitung nicht möglich ist.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Halbleiterscheibe mit einer verrundeten und geätzten Kante bereitgestellt. Dazu wird vorzugsweise eine Halbleiterscheibe nach dem Stand der Technik von einem Einkristall abgetrennt, ihre Kante verrundet sowie deren Vorder- und Rückseite mittels Schleif- und/oder Läppverfahren eingeebnet und einer nasschemischen Ätzbehandlung unterzogen.
  • Die verrundete und geätzte Kante der Halbleiterscheibe wird anschließend gemäß (b) poliert.
  • Dazu stehen handelsübliche Kantenpolierautomaten zur Verfügung. Dabei ist die Halbleiterscheibe auf einem zentrisch rotierenden Chuck fixiert, wobei die Halbleiterscheibe über den Chuck hinausragt. Eine um einen bestimmten Winkel gegen den Chuck geneigte, zentrisch rotierende und mit einem Poliertuch beaufschlagte Poliertrommel und der Chuck mit der Halbleiterscheibe werden einander zugestellt und mit einem bestimmten Anpressdruck unter kontinuierlicher Zuführung eines Poliermittels aneinander gepresst.
  • Anschließend wird die Halbleiterscheibe gemäß (c) einer Reinigung unterzogen. Die Reinigung kann entweder als Batchverfahren unter gleichzeitiger Reinigung einer Vielzahl von Halbleiterscheiben in Bädern oder mit Sprühverfahren oder auch als Einzelscheibenprozess erfolgen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, eine Badreinigung unter gleichzeitiger Reinigung einer Vielzahl von Halbleiterscheiben, beispielsweise aller Scheiben aus einem Kantenpoliervorgang, beispielsweise in der Sequenz Reinigung mit wässriger Flusssäure (HF) – Spülen mit Reinstwasser – Reinigung mit TMAH/H2O2 (Tetramethylammoniumhydroxid/ Wasserstoffperoxid) – Spülen mit Reinstwasser, durchzuführen. Anschließend werden die Halbleiterscheiben getrocknet. Üblicherweise erfolgt die Trocknung mit handelsüblichen Geräten, die nach dem Schleudertrocknungs-, Heißwasser- oder HF/Ozon-Prinzip arbeiten. Die nach dem Reinigungs- und Trocknungsschritt erhaltenen, kantenpolierten Halbleiterscheiben sind trocken und hydrophil.
  • Nach der Badreinigung ist gemäß (d) eine Inspektion des Kantenbereichs der Halbleiterscheibe vorgesehen.
  • Dazu wird eine Inspektionseinheit nach dem Stand der Technik verwendet, die vorzugsweise der in DE 10352936 A1 beschriebenen Vorrichtung entspricht. Die Funktionsweise einer derartigen Inspektionseinheit basiert auf der Detektion von Licht im Dunkelfeld, welches an so genannten Licht-Punkt-Defekten (LPD), also beispielsweise an Kristalldefekten, Beschädigungen, Kratzern, Verunreinigungen oder Partikeln, gestreut wird. Dabei wird jedem Defekt eine, seinem Lichtstreuverhalten äquivalente Größe, das so genannte „Latex Sphere Equivalent" (LSE) zugeordnet.
  • Der Kantenbereich umfasst wenigstens die Kante der Halbleiterscheibe.
  • Vorzugsweise umfasst der Kantenbereich der Halbleiterscheibe alle schrägen und gerundeten Flächen der Kante der Halbleiterscheibe.
  • Vorzugsweise umfasst der Kantenbereich die Kante der Halbleiterscheibe sowie einen Randbereich von 3 mm auf Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe.
  • Durch die Inspektion des Kantenbereichs der Halbleiterscheibe werden Defekte im Kantenbereich oberhalb einer Größe von 0,3 μm detektiert und klassifiziert.
  • Halbleiterscheiben, die Defekte oberhalb dieser Größe aufweisen, werden mittels einer erneuten Politur der Kante gemäß (b), jedoch mit optimierten Polierparametern nachbearbeitet, oder, falls eine Nacharbeit nicht möglich ist, aussortiert.
  • Die Optimierung der Polierparameter erfolgt erfindungsgemäß anhand der Klassifikation der bei der Inspektion detektierten Defekte.
  • Dadurch, dass nur die Halbleiterscheiben, die den Anforderungen an die Kantenqualität genügen, gemäß (e) weiterverarbeitet werden, kann eine gleich bleibende Qualität des Kantenbereiches der Halbleiterscheiben gesichert werden, was für die nachfolgende Weiterverarbeitung, die mitunter auch mit erhöhten mechanischen Beanspruchungen des Kantenbereichs der Halbleiterscheibe verbunden sind, sehr vorteilhaft ist.
  • Die Weiterverarbeitung gemäß (e) kann beispielsweise eine Politur der Halbleiterscheibe (Doppelseitenpolitur, chemo-mechanische Politur), eine Rückseitenversiegelung, eine Abscheidung einer epitaktischen Schicht auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe oder eine thermische Behandlung der Halbleiterscheibe unter einer Wasserstoff- oder Argonatmosphäre umfassen.
  • Erfindungsgemäß erfolgt also bei nach Kantenpolitur und Reinigung detektierten Defekten im Kantenbereich einer Halbleiterscheibe eine Nachbearbeitung durch Kantenpolieren mit optimierten Polierparametern.
  • Im Folgenden sind anhand von typischerweise auftretenden Defekten bzw. Defektklassifikationen optimierte und bevorzugte Wertebereiche für Polierparameter beschrieben, die erfindungsgemäß nach der Inspektion des Kantenbereichs und der Defektklassifikation im Rahmen einer Nachbearbeitung der Halbleiterscheibe bei einer Kantenpolitur weiter optimiert werden.
  • Bei der Kantenpolitur wird der Chuck mit der darauf gehaltenen Halbleiterscheibe zentrisch rotiert. Vorzugsweise dauert eine Umdrehung des Chuck 50-150 s (Umlaufzeit).
  • Eine mit einem Poliertuch belegte Poliertrommel, die vorzugsweise mit einer Drehzahl von 500-1000 min–1 zentrisch rotiert wird, und der Chuck werden einander zugestellt, wobei die Poliertrommel unter einem Anstellwinkel gegen die Halbleiterscheibe schräg angestellt und die Halbleiterscheibe so auf dem Chuck fixiert ist, dass sie leicht über diesen hinaus ragt und so für die Poliertrommel zugänglich ist. Der Anstellwinkel beträgt vorzugsweise 30-50°.
  • Halbleiterscheibe und Poliertrommel werden mit einem bestimmten Anpressdruck unter kontinuierlicher Zuführung eines Poliermittels, vorzugsweise mit einem Poliermittelfluss von 0,15-0,40 Liter/min aneinander gepresst, wobei der Anpressdruck durch an Rollen befestigte Gewichte eingestellt werden kann. Vorzugsweise wird ein Anpressdruck 2-4 kg gewählt.
  • Vorzugsweise werden nach 2-8 Umdrehungen der Halbleiterscheibe bzw. des die Halbleiterscheibe haltenden Chuck Poliertrommel und Halbleiterscheibe voneinander entfernt.
  • Beispiel:
  • Bei der Inspektion einer Halbleiterscheibe wurden im Kantenbereich Defekte einer Größe von 0,3 μm oder höher festgestellt. Daher wurde die Halbleiterscheibe mittels einer Kantenpolitur nachbearbeitet, wobei folgende optimierte Polierparameter eingestellt wurden: eine Chuck-Umlaufzeit von 85 s (pro Umdrehung), eine Drehzahl der Poliertrommel von 800 min–1, einen Anpressdruck von 3 kg, ein Anstellwinkel von 40°, ein Poliermittelfluss von 0,30 Liter/min bei 4 vollständigen Umdrehungen der Halbleiterscheibe (bzw. des Chuck). Diese Polierparameter wurden anhand der Klassifikation der detektierten Defekte eingestellt. Nach Badreinigung konnten bei erneuter Inspektion des Kantenbereichs keine Defekte ab einer Größe von 0,3 μm festgestellt werden.
  • Die Kantenpolitur ist der wichtigste, die Kante der Halbleiterscheibe beeinflussende Prozessschritt, da es sich üblicherweise in einer Prozessfolge zur Herstellung von Halbleiterscheiben um den letzten Prozessschritt handelt, in dem die Kante der Halbleiterscheibe unmittelbar bearbeitet wird. Daher sind nach diesem Prozessschritt eine Kontrolle des Kantenbereiches der Halbleiterscheibe und eine Prozesssteuerung besonders wichtig.
  • Vorzugsweise wird der Kantenbereich der Halbleiterscheibe jedoch auch nach anderen Prozessschritten, die den Kantenbereich einer Halbleiterscheibe beeinflussen, kontrolliert und eine Steuerung des entsprechenden Prozessschrittes vorgenommen.
  • Daher erfolgt in einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe, das mehrere einen Kantenbereich der Halbleiterscheibe beeinflussende Prozessschritte umfasst, vorzugsweise nach jedem dieser Prozessschritte eine Kontrolle des Kantenbereiches der Halbleiterscheibe mit einer Inspektionseinheit, wobei der Kantenbereich der Halbleiterscheibe ihre Kante und Randbereiche ihrer Vorder- und Rückseite in einem Abstand von 3 mm zur Kante umfasst, wobei bei der Kontrolle Defekte ab einer Größe von 0,3 μm in jenem Kantenbereich der Halbleiterscheibe automatisch detektiert und klassifiziert werden.
  • Der Kantenbereich der Halbleiterscheibe wird neben der Kantenpolitur durch weitere Bearbeitungsschritte beeinflusst, insbesondere durch Kantenschleifen, Ätzen, Doppelseitenpolitur, chemo-mechanische Politur oder durch epitaktische Abscheidungen auf der Halbleiterscheibe, also sowohl Bearbeitungsschritte, die zum Bereitstellen einer Halbleiterscheibe mit einer verrundeten und geätzte Kante gemäß Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen, als auch Bearbeitungsschritte, die erst nach der Kantenpolitur, nämlich bei der Weiterverarbeitung der Halbleiterscheibe gemäß Schritt (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sind.
  • Vorzugsweise wird nach jedem der den Kantenbereich der Halbleiterscheibe beeinflussenden Prozessschritte eine Kontrolle des Kantenbereiches der Halbleiterscheibe durchgeführt.
  • Vorzugsweise werden alle prozessierten Halbleiterscheiben kontrolliert.
  • Eine aus dem Stand der Technik bekannte Inspektionseinheit, vorzugsweise die aus DE 10352936 A1 bekannte Vorrichtung, wird so eingesetzt, dass eine automatische Kontrolle des Kantenbereichs der Halbleiterscheibe und eine automatische Defektklassifikation erfolgt. Die Inspektionseinheit kann Defekte ab einer Größe von 0,3 μm detektieren.
  • Werden bei der Kontrolle des Kantenbereichs der Halbleiterscheibe Defekte detektiert, wird eine Steuerung eines der vorangegangenen Prozessschritte durchgeführt, mit dem Ziel, eine möglichst defektfreie Halbleiterscheibe herzustellen. Dazu werden beispielsweise Prozessparameter verändert bzw. optimiert.
  • Vorzugsweise wird eine Halbleiterscheibe, in deren Kantenbereich Defekte detektiert werden, mit optimierten Prozessparametern nachbearbeitet.
  • Falls eine Nacharbeit nicht möglich ist, wird die Halbleiterscheibe aussortiert.
  • Dadurch, dass vorzugsweise alle Halbleiterscheiben kontrolliert, fehlerhafte Halbleiterscheiben nachbearbeitet oder aber aussortiert werden und die Kontrolle des Kantenbereichs der Halbleiterscheiben nach jedem der die Qualität des Kantenbereichs beeinflussenden Prozessschritte erfolgt, kann sichergestellt werden, dass alle mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterscheiben, keine Defekte einer Größe von 0,3 μm oder höher aufweisen.
  • Die Kontrolle der Halbleiterscheiben hinsichtlich Defekte erfolgt neben der Kantenpolitur vorzugsweise nach folgenden Prozessschritten:
    Nach dem Kantenschleifen werden die Halbleiterscheiben vorzugsweise auf Schleifdefekte und aus vorhergehenden Prozessschritten stammenden Defekten kontrolliert.
  • Nach dem Ätzen werden die Halbleiterscheiben vorzugsweise auf Ätzdefekte kontrolliert.
  • Nach einer Doppelseitenpolitur, einer chemo-mechanischen Politur oder nach einem Epitaxieschritt werden die Halbleiterscheiben vorzugsweise auf Handlingsdefekte, Flecken, Kratzer, Partikel oder Inhomogenitäten bezüglich der Rauhigkeit kontrolliert.
  • Im Folgenden werden beispielhaft einige Prozessschritte hinsichtlich der dabei auftretenden Defekte im Kantenbereich, der Ursachen für diese Defekte sowie möglichen Gegenmaßnahmen dargestellt.
  • Nach einer Doppelseitenpolitur wird durch Inspektion ein tangential verlaufender Kratzer auf der Kante einer Halbleiterscheibe festgestellt. Dieser Kratzer lässt keine Nacharbeit zu, die Halbleiterscheibe ist Ausfall. Mögliche Ursachen für Kantenkratzer nach Doppelseitenpolitur können Fremdkörper oder eingeschleppte Bruchstücke aus Halbleitermaterial sein, die sich in einer Läuferscheibe der Poliermaschine festsetzen, oder auch eine verschlissene Läuferscheibe infolge eingelaufener Kunststoffbeschichtung oder teilweisem Ablösen der Kunststoffbeschichtung der Läuferscheibe. Über eine Prozesssteuerung können korrigierende Maßnahmen ergriffen werden, die beispielsweise darin bestehen, dass die Poliermaschine abgestellt, die Polierparameter überprüft, die Poliermaschine gereinigt oder die Läuferscheiben überprüft und gegebenenfalls ausgetauscht werden.
  • Nach Kantenverrunden wird durch Inspektion ein Ausbruch an der Kante der Halbleiterscheibe festgestellt. Eine mögliche Ursache für einen derartigen Ausbruch kann ein beim Sägen bzw. Abtrennen der Halbleiterscheibe vom Einkristall entstandener Riss sein, der sich beim Kantenverrunden zu einem Ausbruch vergrößert hat. Eine weitere mögliche Ursache kann auch in fehlerhaftem Handling liegen. Ein derartiger Ausbruch stellt einen besonders kritischen Defekt auf einer Halbleiterscheibe dar, da die Gefahr besteht, dass aufgrund eines nicht erkannten Ausbruchs die Halbleiterscheibe bei einem späteren Bearbeitungsschritt, beispielsweise bei einer Doppelseitenpolitur, bricht und dabei die Poliermaschine beschädigt wird, was wiederum dazu führen kann, dass ein ganzes Los an polierten Halbleiterscheiben zu Ausschuss führt.
  • Werden nach einer Doppelseitenpolitur Partikel an der Kante der Halbleiterscheibe festgestellt, können diese durch eine Nachreinigung problemlos entfernt werden.
  • Wird nach einer epitaktischen Beschichtung der Halbleiterscheibe ein Stapelfehler an der Kante der epitaxierten Halbleiterscheibe festgestellt, ist keine Nacharbeit möglich. Die betreffende Halbleiterscheibe ist Ausschuss. Mögliche Ursachen für Stapelfehler sind Kristalldefekte oder Verspannungen im Kristallgitter. Korrigierende Maßnahmen im Rahmen der Prozessteuerung können darin bestehen, einen Ziehprozess von Einkristallen zu optimieren.
    •

Claims (15)

  1. Halbleiterscheibe, die gekennzeichnet ist durch einen Kantenbereich, der keine Defekte von größer oder gleich 0,3 μm aufweist.
  2. Halbleiterscheibe nach Anspruch 1, wobei der Kantenbereich der Halbleiterscheibe eine Kante der Halbleiterscheibe sowie einen Randbereich von 3 mm auf Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe umfasst.
  3. Halbleiterscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante der Halbleiterscheibe poliert ist.
  4. Halbleiterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Defekte Partikel, Ausbrüche, Risse, Kratzer, Kontaminationen, Stapelfehler und Flecken umfassen.
  5. Halbleiterscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei es sich bei der Halbleiterscheibe um eine Scheibe aus monokristallinem Silicium, eine polierte Siliciumscheibe, eine Siliciumscheibe mit einer epitaktischen Beschichtung, eine thermisch behandelte Siliciumscheibe, eine Scheibe mit einer verspannten Siliciumschicht, eine SOI-Scheibe oder eine sSOI-Scheibe handelt.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe, umfassend folgenden Prozessablauf: (a) Bereitstellen einer Halbleiterscheibe mit einer verrundeten und geätzten Kante; (b) Politur der Kante der Halbleiterscheibe, wobei die auf einem zentrisch rotierenden Chuck gehaltene, über den Chuck hinausragende Halbleiterscheibe und wenigstens eine, um einen bestimmten Winkel gegen den Chuck geneigte, zentrisch rotierende und mit einem Poliertuch beaufschlagte Poliertrommel einander zugestellt und mit einem bestimmten Anpressdruck unter kontinuierlicher Zuführung eines Poliermittels aneinander gepresst werden, wobei Poliertrommel und Halbleiterscheibe nach einer bestimmten Zahl von Umdrehungen der Halbleiterscheibe voneinander entfernt werden; (c) Reinigung der Halbleiterscheibe; (d) Inspektion eines Kantenbereiches der Halbleiterscheibe mit einer Inspektionseinheit; (e) Weiterverarbeitung der Halbleiterscheibe; wobei durch die Inspektion des Kantenbereiches der Halbleiterscheibe gemäß (d) alle Defekte ab einer Größe von 0,3 μm im Kantenbereich automatisch detektiert und klassifiziert werden, und wobei, falls bei der Inspektion Defekte festgestellt werden, die Halbleiterscheibe gemäß (b) bis (d) nachbearbeitet und anschließend gemäß (e) weiter verarbeitet wird, wobei die Kantenpolitur gemäß (b) mit anhand der Klassifikation der Defekte optimierten Polierparametern erfolgt, oder andernfalls die Halbleiterscheibe aussortiert wird, wenn aufgrund der detektierten Defekte eine Nachbearbeitung nicht möglich ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Kantenbereich der Halbleiterscheibe eine Kante der Halbleiterscheibe sowie einen Randbereich von 3 mm auf Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei bei der Politur der Kante der Halbleiterscheibe eine Umlaufzeit des Chuck 50-150 s, eine Drehzahl der Poliertrommel 500-1000 min–1, ein Anstellwinkel zwischen Poliertrommel und Halbleiterscheibe 30-50°, ein Poliermittelfluss 0,15-0,40 Liter/min und ein Anpressdruck 2-4 kg betragen sowie Halbleiterscheibe und Poliertrommel nach 2-8 Umdrehungen der Halbleiterscheibe voneinander entfernt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Reinigung der Halbleiterscheibe gemäß c) in einer Sequenz Reinigung mit wässriger Flusssäure (HF) – Spülen mit Reinstwasser – Reinigung mit TMAH/H2O2 (Tetramethylammoniumhydroxid/Wasserstoffperoxid) – Spülen mit Reinstwasser, durchgeführt und die Halbleiterscheibe anschließend getrocknet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Weiterverarbeitung gemäß (e) einen oder mehrere der Bearbeitungsschritte: Politur der Vorderseite der Halbleiterscheibe – Rückseitenversiegelung – Abscheidung einer epitaktischen Schicht auf der Vorderseite der Halbleiterscheibe – thermische Behandlung der Halbleiterscheibe unter einer Wasserstoff- oder Argonatmosphäre umfasst.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, umfassend mehrere einen Kantenbereich der Halbleiterscheibe beeinflussende Prozessschritte, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem dieser Prozessschritte eine Kontrolle des Kantenbereiches der Halbleiterscheibe mit einer Inspektionseinheit erfolgt, wobei der Kantenbereich der Halbleiterscheibe ihre Kante und Randbereiche ihrer Vorder- und Rückseite in einem Abstand von 3 mm zur Kante umfasst, wobei bei der Kontrolle Defekte ab einer Größe von 0,3 μm in jenem Kantenbereich der Halbleiterscheibe automatisch detektiert und klassifiziert werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Kantenbereich der Halbleiterscheibe beeinflussenden Prozessschritte eine Kantenverrundung, eine Doppelseitenpolitur, einen Ätzschritt und eine Abscheidung einer epitaktischen Schicht auf der Halbleiterscheibe umfassen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder prozessierten Halbleiterscheibe der Kantenbereich dieser Halbleiterscheibe kontrolliert wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion von Defekten die Halbleiterscheibe mit optimierten Prozessparametern nachbearbeitet oder, falls eine Nacharbeit augrund der detektierten Defekte nicht möglich ist, diese Halbleiterscheibe aussortiert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion von Defekten eine Steuerung eines der vorangegangenen Prozessschritte durch eine Optimierung von Prozessparametern erfolgt.
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