DE102013204830A1 - Method and apparatus for treating a semiconductor wafer with an etching medium - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Halbleiterscheibe (1) mit einem Ätzmedium (4), wobei die Halbleiterscheibe (1) durch wenigstens zwei Halterungen (3) in einem mit dem Ätzmedium (4) gefüllten Behälter (2) gehalten wird, wobei das Ätzmedium (4) mit einer parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe (1) gerichteten Geschwindigkeit durch den Behälter strömt (41), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Halterungen (3) mit einem in Richtung der Strömung (41) gesehen vor der Halterung (3) angebrachten Schild (6) gegen ein direktes Anströmen des Ätzmediums (4) geschützt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for treating a semiconductor wafer (1) with an etching medium (4), the semiconductor wafer (1) being held by at least two holders (3) in a container (2) filled with the etching medium (4), the Etching medium (4) flows through the container (41) at a speed parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer (1), characterized in that at least one of the holders (3) with one in front of the holder (viewed in the direction of the flow (41) 3) attached shield (6) is protected against direct flow against the etching medium (4). The invention also relates to an apparatus for performing the method.

Description

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Halbleiterscheibe mit einem Ätzmedium, wobei die Halbleiterscheibe durch wenigstens zwei Halterungen in einem mit dem Ätzmedium gefüllten Behälter gehalten wird. Das Ätzmedium strömt mit einer parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe gerichteten Geschwindigkeit durch den Behälter.The invention relates to a method for treating a semiconductor wafer with an etching medium, wherein the semiconductor wafer is held by at least two holders in a container filled with the etching medium. The etching medium flows through the container with a velocity directed parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer.

Stand der Technik State of the art

An die Ebenheit der Seitenflächen einer Halbleiterscheibe, die zur Herstellung elektronischer Bauelemente verwendet werden soll, werden hohe Anforderungen gestellt. Diese Ebenheit wird durch die üblichen mechanischen, chemischen und chemo-mechanischen Bearbeitungsschritte beeinflusst, denen die Halbleiterscheiben nach dem Abtrennen von einem Halbleiterstab (beispielsweise einem Einkristall aus Silicium) unterworfen werden. Zu den mechanischen Bearbeitungsschritten zählen das Läppen und Schleifen, zu den chemischen das Ätzen und zu den chemo-mechanischen das Polieren der Seitenflächen.At the flatness of the side surfaces of a semiconductor wafer, which is to be used for the production of electronic components, high demands are made. This flatness is influenced by the usual mechanical, chemical and chemo-mechanical processing steps to which the semiconductor wafers are subjected after being separated from a semiconductor rod (for example, a single crystal of silicon). The mechanical processing steps include lapping and grinding, chemical etching and chemo-mechanical polishing of the side surfaces.

Eine Halbleiterscheibe wird üblicherweise vor einer ersten Politur geätzt, um Beschädigungen der Oberfläche zu entfernen, die durch eine vorhergehende mechanische Bearbeitung, beispielsweise durch Schleifen oder Läppen, verursacht wurden. Wie die EP1119031A2 verdeutlicht, hat auch das Ätzen der Seitenflächen einen Einfluss auf deren Ebenheit.A semiconductor wafer is usually etched prior to a first polish to remove surface damage caused by prior mechanical processing such as grinding or lapping. As the EP1119031A2 clarifies, also the etching of the side surfaces has an influence on their flatness.

Gemäß EP1119031A2 wird eine Halbleiterscheibe im Ätzbad mittels einer Haltevorrichtung gehalten und in Rotation versetzt. Die Haltevorrichtung besteht in der Regel aus mehreren parallel angeordneten rotierenden Rollen, in deren V-förmigen Kerben die Halbleiterscheibe geführt wird.According to EP1119031A2 a wafer is held in the etching bath by means of a holding device and rotated. The holding device usually consists of a plurality of parallel rotating rollers, in whose V-shaped notches the semiconductor wafer is guided.

In 1 ist eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die Halbleiterscheibe 1 wird über mehrere, in diesem Fall vier, rotierende Rollen 2 in eine Drehbewegung versetzt, während das Ätzmedium 3 in Richtung der Kante der Halbleiterscheibe 1 strömt.In 1 a corresponding device according to the prior art is shown. The semiconductor wafer 1 is over several, in this case four, rotating roles 2 in a rotational movement, while the etching medium 3 towards the edge of the semiconductor wafer 1 flows.

Um beim Ätzen einen über die gesamte Scheibenfläche möglichst homogenen Ätzabtrag zu erreichen und somit die während der vorhergehenden mechanischen Bearbeitung erzielte Ebenheit nicht zu verschlechtern, werden die Halbleiterscheiben während des Ätzprozesses im Bad um ihre Achse gedreht. Dabei strömt das Ätzmedium von unten nach oben laminar an den Seitenflächen der Halbleiterscheiben entlang. Werden keine Gegenmaßnahmen ergriffen, entstehen an der Scheibenkante und im unmittelbar dahinter liegenden Bereich Verwirbelungen, die zu einer Verschlechterung der Ebenheit in dem an die Scheibenkante angrenzenden Bereich der Seitenflächen führen. Um eine möglichst laminare Strömung ohne Verwirbelungen an der Scheibenkante zu erzielen, wird gemäß EP1119031A2 ein Schutzschild in Strömungsrichtung gesehen vor der Scheibenkante angebracht, sodass nicht die Scheibenkante, sondern der Schutzschild angeströmt wird.In order to achieve an etching removal which is as homogeneous as possible over the entire wafer surface during the etching and thus does not worsen the flatness achieved during the preceding mechanical processing, the semiconductor wafers are rotated about their axis during the etching process in the bath. In this case, the etching medium flows from bottom to top along the laminar surfaces along the semiconductor wafer. If no countermeasures are taken, turbulences arise at the edge of the pane and in the region immediately behind, which lead to a worsening of the flatness in the region of the side surfaces adjoining the edge of the pane. In order to achieve a laminar flow as possible without turbulence at the edge of the window, is in accordance with EP1119031A2 a shield in the flow direction seen before the window edge mounted so that not the disc edge, but the shield is flown.

DE10302611A1 offenbart einen Kantenschutzschild mit besonders vorteilhaften Abmessungen, der zu einer weiter verbesserten Geometrie im Bereich des Rands der Halbleiterscheibe führt. DE10302611A1 discloses an edge protection shield with particularly advantageous dimensions, which leads to a further improved geometry in the region of the edge of the semiconductor wafer.

Mit den in EP1119031A2 und DE10302611A1 beschriebenen Maßnahmen kann ein erhöhter Materialabtrags im unmittelbar an die Scheibenkante angrenzenden Bereich der Seitenflächen verhindert werden. Die geätzten Halbleiterscheiben weisen daher keinen Randabfall (sog. „edge roll-of“) auf.With the in EP1119031A2 and DE10302611A1 As described measures increased material removal in immediately adjacent to the edge of the window area of the side surfaces can be prevented. The etched semiconductor wafers therefore have no edge drop (so-called "edge roll-of").

DE 10 2005 028 166 A1 beschreibt, dass auch die Wellen der rotierenden Rollen bestimmten Anforderungen genügen müssen, um die Geometrie beim Ätzen nicht zu verschlechtern und insbesondere die Entstehung eines Randabfalls zu verhindern. DE 10 2005 028 166 A1 describes that the waves of the rotating rollers must meet certain requirements in order not to degrade the geometry during etching and in particular to prevent the formation of edge drop.

Bei derart geätzten Halbleiterscheiben tritt jedoch ein weiterer Geometriedefekt auf, der durch die in den genannten Dokumenten beschriebenen Maßnahmen nicht verhindert wird: Es handelt sich um einen Bereich erhöhten Ätzabtrags in einer Entfernung von ca. 5 bis 15 mm vom Scheibenrand. In dem genannten Bereich hat die geätzte Halbleiterscheibe eine entsprechend geringere Dicke. Die geätzte Halbleiterscheibe weist daher eine ausgeprägte ringförmige Vertiefung in einer Entfernung von etwa 5 bis 15 mm vom Scheibenrand auf. Wenn dieser Geometriefehler stark ausgeprägt ist, kann er auch durch eine nachfolgende Politur nicht beseitigt werden. Besonders negativ wirkt sich der Fehler aus, wenn die Halbleiterscheibe nach dem Ätzen nicht mehr poliert wird, bevor sie zur Herstellung elektronischer Bauelemente benutzt wird.In the case of such etched semiconductor wafers, however, a further geometry defect occurs which is not prevented by the measures described in the cited documents: it is a region of increased etching erosion at a distance of approximately 5 to 15 mm from the wafer edge. In the stated range, the etched semiconductor wafer has a correspondingly smaller thickness. The etched semiconductor wafer therefore has a pronounced annular recess at a distance of about 5 to 15 mm from the wafer edge. If this geometry error is pronounced, it can not be eliminated by a subsequent polishing. The defect has a particularly negative effect if the semiconductor wafer is no longer polished after the etching, before it is used for the production of electronic components.

Aufgabetask

Es stellte sich somit die Aufgabe, die Geometrie einer geätzten Halbleiterscheibe weiter zu verbessern.The object thus was to further improve the geometry of an etched semiconductor wafer.

Lösungsolution

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung einer Halbleiterscheibe mit einem Ätzmedium, wobei die Halbleiterscheibe durch wenigstens zwei Halterungen in einem mit dem Ätzmedium gefüllten Behälter gehalten wird, wobei das Ätzmedium mit einer parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe gerichteten Geschwindigkeit durch den Behälter strömt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Halterungen mit einem in Richtung der Strömung gesehen vor der Halterung angebrachten Schild gegen ein direktes Anströmen des Ätzmediums geschützt wird.The object is achieved by a method for treating a semiconductor wafer with a Etching medium, wherein the semiconductor wafer is held by at least two holders in a container filled with the etching medium, wherein the etching medium flows through the container at a velocity parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer, characterized in that at least one of the holders is oriented in the direction of Flow is seen in front of the holder attached shield against a direct flow of the etching medium is protected.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Behandlung einer Halbleiterscheibe mit einem Ätzmedium, aufweisend

  • – einen Behälter zur Aufnahme des Ätzmediums,
  • – wenigstens zwei Halterungen zur Unterstützung der Halbleiterscheibe,
  • – eine Platte mit einer Vielzahl von Öffnungen, durch die das Ätzmedium in Richtung parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe in den Behälter strömen kann,

dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrichtung von der Platte mit der Vielzahl von Öffnungen aus gesehen vor wenigstens einer der Halterungen ein Schild angebracht ist, der verhindert, dass die Halterung direkt vom Ätzmedium angeströmt wird.The invention also relates to a device for treating a semiconductor wafer with an etching medium, comprising
  • A container for receiving the etching medium,
  • At least two holders for supporting the semiconductor wafer,
  • A plate having a plurality of openings through which the etching medium can flow into the container in the direction parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer,

characterized in that in the viewing direction of the plate with the plurality of openings seen from at least one of the holders, a shield is attached, which prevents the holder is directly flowed by the etching medium.

Die zur vorliegenden Erfindung führenden Untersuchungen haben ergeben, dass der oben beschriebene Geometriefehler durch Turbulenzen im Ätzmedium verursacht wird, die durch die Halterungen erzeugt werden, die die Halbleiterscheiben im Ätzbad unterstützen. Dieser Effekt ist nachweisbar, obwohl in der Regel eine kleine Zahl von Halterungen verwendet wird (z. B. vier) und obwohl die Halbleiterscheiben üblicherweise im Ätzbad um ihre Achse gedreht werden, wodurch sich die Effekte der Halterungen über den gesamten Randbereich der Halbleiterscheiben verteilen.The investigations leading to the present invention have shown that the geometry error described above is caused by turbulence in the etching medium produced by the supports supporting the wafers in the etching bath. This effect is detectable, although typically a small number of fixtures are used (eg four) and although the wafers are usually rotated about their axis in the etch bath, distributing the effects of the fixtures over the entire periphery of the wafers.

Es hat sich gezeigt, dass die Tiefe der beschriebenen ringförmigen Vertiefung deutlich verringert werden kann, wenn die Halterungen, die die Halbleiterscheibe während des Ätzprozesses unterstützen, durch entsprechende Schilde vor einem direkten Anströmen des Ätzmediums geschützt werden.It has been found that the depth of the described annular recess can be significantly reduced if the holders which support the semiconductor wafer during the etching process are protected by appropriate shields from a direct flow of the etching medium.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

1 zeigt schematisch ein Ätzverfahren gemäß dem Stand der Technik. 1 schematically shows an etching method according to the prior art.

2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Ätzverfahren mit Schilden vor zwei Halterungen. 2 schematically shows an inventive etching process with shields in front of two brackets.

3 zeigt ein radiales Dickenprofil einer gemäß dem Stand der Technik geätzten Halbleiterscheibe. 3 shows a radial thickness profile of an etched according to the prior art semiconductor wafer.

4 zeigt ein radiales Dickenprofil einer erfindungsgemäß geätzten Halbleiterscheibe. 4 shows a radial thickness profile of an inventively etched semiconductor wafer.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Im Folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gemeinsam mit bevorzugten Ausführungsformen anhand von 2 (im Vergleich zu 1, die den Stand der Technik darstellt) im Detail beschrieben. Gleiche Elemente haben in den beiden Figuren die gleichen Bezugszeichen.In the following, the method according to the invention and the device according to the invention will be described together with preferred embodiments with reference to FIG 2 (compared to 1 , which represents the prior art) in detail. Like elements have the same reference numerals in the two figures.

Die Halbleiterscheibe 1 kann aus einem poly-, multi- oder bevorzugt monokristallinen Halbleitermaterial bestehen, vorzugsweise aus Silicium. Monokristalline Halbleiterscheiben sind üblicherweise im Wesentlichen kreisrund, ggf. mit einem Orientierungsmerkmal am Scheibenumfang. Das Orientierungsmerkmal kann eine Kerbe (engl. „notch“) oder eine flache Stelle (engl. „flat“) sein. In den 1 und 2 ist eine Halbleiterscheibe mit Flat dargestellt. Die Erfindung lässt sich auf Halbleiterscheiben beliebiger Größe anwenden.The semiconductor wafer 1 may consist of a poly, multi- or preferably monocrystalline semiconductor material, preferably of silicon. Monocrystalline semiconductor wafers are usually substantially circular, possibly with an orientation feature on the wafer periphery. The orientation feature may be a notch or a flat. In the 1 and 2 is a semiconductor wafer with flat. The invention can be applied to semiconductor wafers of any size.

Die Halbleiterscheibe 1 wird gemäß dem Stand der Technik durch wenigstens zwei Halterungen 3 unterstützt. Um eine sichere Unterstützung der Halbleiterscheibe 1 zu gewährleisten und ein Kippen der Halbleiterscheibe zu vermeiden, werden üblicherweise mindestens drei Halterungen 3 verwendet. Üblich sind auch vier oder sogar sechs Halterungen 3, wie in 1 und 2 dargestellt. Vorzugsweise weisen die Halterungen 3 Kerben auf, die die Kante der Halbleiterscheibe 1 aufnehmen können, damit die Halbleiterscheibe 1 nicht aus der Zeichenebene kippt.The semiconductor wafer 1 according to the prior art by at least two brackets 3 supported. To provide secure support of the semiconductor wafer 1 to ensure and avoid tilting of the semiconductor wafer, usually at least three brackets 3 used. Also common are four or even six brackets 3 , as in 1 and 2 shown. Preferably, the brackets 3 Notches on the edge of the semiconductor wafer 1 can absorb, so the semiconductor wafer 1 does not tilt out of the drawing plane.

Um Inhomogenitäten beim Ätzangriff auszumitteln, wird die Halbleiterscheibe 1 während des Ätzens vorzugsweise um die eigene Achse gedreht. Die Halterungen 3 sind in diesem Fall als drehbar gelagerte Rollen ausgeführt, an deren Umfang sich vorzugsweise Kerben befinden, die die Kante der Halbleiterscheibe aufnehmen können. Zumindest eine der Rollen ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, der die Rolle in Rotation um ihre Längsachse versetzt, die senkrecht zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe 1 verläuft. Durch die Reibung zwischen der angetriebenen Rolle und der Halbleiterscheibe 1 wird letztere ebenfalls in eine Rotation um die eigene Achse versetzt. Die nicht angetriebenen Rollen werden wiederum durch die Halbleiterscheibe in Rotation versetzt.To average out inhomogeneities in the etching attack, the semiconductor wafer 1 preferably rotated about its own axis during the etching. The brackets 3 are in this case designed as rotatably mounted rollers on the periphery of which preferably notches are located, which can receive the edge of the semiconductor wafer. At least one of the rollers is connected to a drive, not shown, which sets the roller in rotation about its longitudinal axis, perpendicular to the side surfaces of the semiconductor wafer 1 runs. Due to the friction between the driven roller and the semiconductor wafer 1 the latter is also put into rotation around its own axis. The non-driven rollers are in turn rotated by the semiconductor wafer.

Es ist möglich, die Ätzbehandlung als Einzelscheibenbehandlung zu konzipieren, wobei jeweils nur eine einzige Halbleiterscheibe behandelt wird. Vorzugsweise erfolgt die Ätzbehandlung jedoch gleichzeitig an einer Vielzahl von Halbleiterscheiben, die parallel zueinander und in der Blickrichtung der 1 und 2 gesehen hintereinander mit wenigen Millimetern Abstand angeordnet sind. In diesem Fall weisen die Halterungen 3 bzw. Rollen eine der Anzahl der gleichzeitig zu behandelnden Halbleiterscheiben 1 entsprechende Anzahl von Kerben auf. (Im Folgenden ist der im Singular gebrauchte Begriff „Halbleiterscheibe“ daher so zu verstehen, dass er auch den Plural „Halbleiterscheiben“ umfasst.)It is possible to design the etching treatment as a single-wafer treatment, wherein only a single semiconductor wafer is treated at a time. Preferably, however, the etching treatment is simultaneously performed on a plurality of semiconductor wafers, parallel to each other and in the line of sight of the 1 and 2 Seen consecutively with a few millimeters distance are arranged. In this case, have the brackets 3 or roles one of the number of semiconductor wafers to be treated simultaneously 1 corresponding number of notches. (Hereinafter, the term "semiconductor wafer" used in the singular is understood to include the plural "semiconductor wafers".)

Die Halterungen 3 und die Halbleiterscheibe 1 sind üblicherweise in einem Behälter 2 angeordnet, der das Ätzmedium 4 enthält. Vorzugsweise wird die Ätzbehandlung mit einer vollständig im Ätzmedium 4 untergetauchten Halbleiterscheibe 1 durchgeführt. The brackets 3 and the semiconductor wafer 1 are usually in a container 2 arranged, which is the etching medium 4 contains. Preferably, the etching treatment with a completely in the etching medium 4 submerged semiconductor wafer 1 carried out.

Das Ätzmedium 4 ist bei dieser Art von Ätzbehandlungen vorzugsweise ein saures Ätzmedium, hat also einen pH von weniger als 7, vorzugsweise von 1 oder weniger. Bevorzugte Ätzmedien sind wässrige Lösungen von Fluorwasserstoff (HF) und einem Oxidationsmittel, beispielsweise Salpetersäure (HNO3).The etching medium 4 is preferably an acidic etching medium in this type of etching treatments, that is, has a pH of less than 7, preferably 1 or less. Preferred etching media are aqueous solutions of hydrogen fluoride (HF) and an oxidizing agent, for example nitric acid (HNO 3 ).

Das Ätzmedium 4 strömt, wie aus dem Stand der Technik bekannt, im Wesentlichen parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe 1. Diese Strömung wird durch die Pfeile 41 symbolisiert. Um überschüssiges Ätzmedium 4 abzuleiten, kann ein Überlauf 42 über einen oberen Behälterrand oder eine anders geartete Abführung vorgesehen sein.The etching medium 4 flows, as known from the prior art, substantially parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer 1 , This flow is indicated by the arrows 41 symbolizes. To excess etching medium 4 can derive an overflow 42 be provided over an upper edge of the container or a different kind of discharge.

Die Zuführung des Ätzmediums 4 geschieht vorzugsweise über eine mit einer Vielzahl von Öffnungen 51 versehenen Platte 5, die senkrecht zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe 1 angebracht ist. Das Ätzmedium 4 wird in diesem Fall mittels einer Pumpe über eine Zuleitung (beide nicht dargestellt) in den Raum auf der einen Seite der Platte 5 gedrückt. Das Ätzmedium tritt durch die Öffnungen 51 durch die Platte 5 hindurch, wodurch die parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe 1 gerichtete Strömung 41 entsteht. Um eine gleichmäßige Strömung 41 zu erzielen, sind die Öffnungen 51 in der Platte 5 vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Platte 5 verteilt angeordnet.The supply of the etching medium 4 is preferably done via one with a plurality of openings 51 provided plate 5 perpendicular to the side surfaces of the semiconductor wafer 1 is appropriate. The etching medium 4 is in this case by means of a pump via a supply line (both not shown) in the space on one side of the plate 5 pressed. The etching medium passes through the openings 51 through the plate 5 passing through, making the parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer 1 directed flow 41 arises. To get a steady flow 41 to achieve are the openings 51 in the plate 5 preferably at a uniform distance substantially over the entire surface of the plate 5 arranged distributed.

Vorzugsweise ist die Platte 5 in horizontaler Lage im unteren Bereich des Behälters 2 angebracht. Die Öffnungen 51 in der Platte 5 sind in diesem Fall vertikal orientiert, sodass beim Durchtritt des Ätzmediums 4 eine gleichmäßige Strömung 41 in vertikaler Richtung parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe 1 entsteht. Letztere ist in diesem Fall über der Platte 5 angeordnet.Preferably, the plate is 5 in a horizontal position in the lower part of the container 2 appropriate. The openings 51 in the plate 5 are oriented vertically in this case, so that upon passage of the etching medium 4 a steady flow 41 in the vertical direction parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer 1 arises. The latter is in this case above the plate 5 arranged.

Die Erfindung sieht vor, ein direktes Anströmen der Halterungen 3 durch das Ätzmedium 4 zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist (in Strömungsrichtung des Ätzmediums 4 gesehen) vor einer Halterung 3 ein Schild 6 angebracht, der auch als Strömungsabweiser bezeichnet werden kann.The invention provides a direct flow of the brackets 3 through the etching medium 4 to avoid. For this purpose is (in the flow direction of the etching medium 4 seen) in front of a bracket 3 a shield 6 attached, which can also be referred to as a flow deflector.

Der Schild 6 hat eine (in Strömungsrichtung des Ätzmediums 4 gemessene) Höhe, die vorzugsweise wenigstens so groß ist wie die (parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe 1 und quer zur Strömungsrichtung des Ätzmediums 4 gemessene) Breite der Halterung 3. Vorzugsweise entspricht in Strömungsrichtung gesehen der Querschnitt des Schilds 6 dem Querschnitt der Halterung 3. Ist der Querschnitt des Schilds 6 kleiner, wird ein Anströmen der Halterung 3 durch das Ätzmedium 4 nicht vollständig verhindert, ist er größer, wird der Fluss des Ätzmediums 4 unnötig eingeschränkt.The shield 6 has a (in the flow direction of the etching medium 4 measured) height, which is preferably at least as large as the (parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer 1 and transverse to the flow direction of the etching medium 4 measured) width of the bracket 3 , Preferably corresponds in the direction of flow, the cross section of the shield 6 the cross section of the holder 3 , Is the cross section of the sign 6 smaller, is a streaming of the holder 3 through the etching medium 4 not completely prevented, it is bigger, becomes the flow of the etching medium 4 unnecessarily restricted.

Wird die Strömung des Ätzmediums 4 durch eine Platte 5 mit Öffnungen 51 erzeugt, durch die das Ätzmedium 4 hindurchtritt, ist es besonders bevorzugt, die Höhe des Schilds 6 so zu wählen, dass sie der Distanz zwischen der Platte 5 und der Halterung 3 entspricht, d.h. der Schild 6 füllt den gesamten Abstand zwischen der Platte 5 und der Halterung 3 aus. Die am Schild 6 endenden Öffnungen 51 der Platte 5 werden in diesem Fall durch den Schild 6 verschlossen. Es hat sich gezeigt, dass mit einer derartigen Anordnung optimale Strömungsverhältnisse und ein möglichst gleichmäßiger Ätzabtrag von der Halbleiterscheibe erzielt werden kann.Will the flow of the etching medium 4 through a plate 5 with openings 51 generated by the etching medium 4 it is particularly preferred, the height of the sign 6 so choose the distance between the plate 5 and the holder 3 corresponds, ie the shield 6 fills the entire distance between the plate 5 and the holder 3 out. The at the sign 6 ending openings 51 the plate 5 in this case will be indicated by the sign 6 locked. It has been found that with such an arrangement optimum flow conditions and as uniform as possible etching removal from the semiconductor wafer can be achieved.

Erfindungsgemäß wird wenigstens eine der Halterungen 3 mit einem Schild 6 vor einem direkten Anströmen durch das Ätzmedium 4 geschützt. Der Effekt des Schilds 6 ist bei den Halterungen 3 am größten, die sich in Strömungsrichtung gesehen vor der Halbleiterscheibe 1 befinden (in 2 also bei den unteren beiden Halterungen 3). Geringer ist der Effekt bei in Strömungsrichtung gesehen seitlich von der Halbleiterscheibe 1 befindlichen Halterungen 3 (die mittleren beiden Halterungen 3 in 2). Die in Strömungsrichtung gesehen hinter der Halbleiterscheibe 1 befindlichen Halterungen 3 müssen nicht mit einem Schild 6 versehen werden.According to the invention, at least one of the holders 3 with a sign 6 before a direct flow through the etching medium 4 protected. The effect of the shield 6 is with the brackets 3 the largest, seen in the flow direction in front of the semiconductor wafer 1 are located (in 2 So with the lower two brackets 3 ). Less is the effect when seen in the flow direction laterally from the semiconductor wafer 1 located brackets 3 (the middle two brackets 3 in 2 ). The seen in the flow direction behind the semiconductor wafer 1 located brackets 3 do not have a sign 6 be provided.

Bevorzugt werden daher die Halterungen 3 mit einem erfindungsgemäßen Schild 6 versehen, die sich in Strömungsrichtung betrachtet vor der Halbleiterscheibe 1 befinden. Diese Situation ist in 2 dargestellt.Therefore, the holders are preferred 3 with a shield according to the invention 6 provided, viewed in the flow direction in front of the semiconductor wafer 1 are located. This situation is in 2 shown.

Durch den in Strömungsrichtung gesehen vor der Halterung 3 angebrachten Schild 6 werden offenbar auch die Strömungsverhältnisse hinter der Halterung 3 und damit im Bereich der Halbleiterscheibe 1 günstig beeinflusst. Es hat sich gezeigt, dass die Tiefe der ringförmigen Vertiefung in einem Bereich von 5 bis 15 mm Entfernung vom Scheibenrand mit dieser Maßnahme deutlich reduziert werden kann. Dies wird anhand der folgenden Beispiele verdeutlicht.By seen in the flow direction in front of the holder 3 attached sign 6 Obviously, the flow conditions behind the bracket 3 and thus in the area of the semiconductor wafer 1 favorably influenced. It has been found that the depth of the annular recess in a range of 5 to 15 mm distance from the disk edge can be significantly reduced with this measure. This will be clarified by the following examples.

Beispiel und Vergleichsbeispiel Example and Comparative Example

Zwei monokristalline Siliciumscheiben mit einem Durchmesser von 150 mm werden von einem Silicium-Einkristall abgetrennt, plangeschliffen, gereinigt und einer Ätzbehandlung unterworfen.Two monocrystalline silicon wafers having a diameter of 150 mm are separated from a silicon single crystal, ground, cleaned and subjected to an etching treatment.

Die Ätzbehandlung wird in einer Vorrichtung wie oben beschrieben (siehe 2) durchgeführt. Die Vorrichtung weist, wie in 2 dargestellt, sechs als Rollen ausgeführte Halterungen 3 auf. Jede der beiden Halbleiterscheiben wird gemeinsam mit 49 anderen Halbleiterscheiben in paralleler Anordnung in Rotation versetzt und für eine Dauer von ca. vier Minuten mit einem Ätzmedium behandelt, wobei das Ätzmedium parallel zu den Seitenflächen der Siliciumscheiben strömt. Das Ätzmedium ist eine wässrige Lösung von HF und HNO3. Die Ätzbehandlung führt zu einem Materialabtrag von 30 µm.The etching treatment is carried out in a device as described above (see 2 ) carried out. The device has, as in 2 shown, six designed as rollers mounts 3 on. Each of the two semiconductor wafers is rotated together with 49 other wafers in a parallel arrangement in rotation and treated with an etching medium for a period of about four minutes, wherein the etching medium flows parallel to the side surfaces of the silicon wafers. The etching medium is an aqueous solution of HF and HNO 3 . The etching treatment leads to a material removal of 30 μm.

Eine der beiden Siliciumscheiben wird erfindungsgemäß mit dem Ätzmedium behandelt, wobei die unteren der beiden Halterungen 3 wie in 2 dargestellt mit Schilden 6 versehen sind (Beispiel). Die andere Siliciumscheibe wird exakt unter den gleichen Bedingungen mit dem Ätzmedium behandelt, mit der Ausnahme, dass die in 2 dargestellten Schilde 6 fehlen (Vergleichsbeispiel).One of the two silicon wafers is treated according to the invention with the etching medium, wherein the lower of the two holders 3 as in 2 represented with shields 6 are provided (example). The other silicon wafer is treated with the etching medium under exactly the same conditions, except that the in 2 Shields shown 6 missing (comparative example).

Nach der Ätzbehandlung werden die beiden Siliciumscheiben gereinigt und ein radiales Profil der Scheibendicke bestimmt.After the etching treatment, the two silicon wafers are cleaned and a radial profile of the wafer thickness is determined.

3 zeigt das radiale Dickenprofil der gemäß dem Vergleichsbeispiel behandelten Siliciumscheibe, 4 das entsprechende Profil der gemäß dem Beispiel behandelten Siliciumscheibe. Auf der Abszisse ist die radiale Position r (in mm) aufgetragen, auf der Ordinate die Dicke d an der jeweiligen Position. Die Dicke ist als Abweichung in µm von einem ebenfalls in µm angegebenen Referenzwert angegeben. Es ist deutlich zu erkennen, dass die in Randnähe liegende Vertiefung in 3 (Vergleichsbeispiel) deutlich ausgeprägter ist als in 4 (Beispiel). Die Tiefe der Vertiefung wird durch Verwendung der erfindungsgemäßen Schilde deutlich reduziert. 3 shows the radial thickness profile of the treated according to the comparative example silicon wafer, 4 the corresponding profile of the treated according to the example silicon wafer. The abscissa represents the radial position r (in mm) and the ordinate the thickness d at the respective position. The thickness is given as a deviation in μm from a reference value also given in μm. It can be clearly seen that the recess lying near the edge in 3 (Comparative example) is much more pronounced than in 4 (Example). The depth of the recess is significantly reduced by using the shields of the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102005028166 A1 [0009] DE 102005028166 A1 [0009]

Claims (9)

Verfahren zur Behandlung einer Halbleiterscheibe (1) mit einem Ätzmedium (4), wobei die Halbleiterscheibe (1) durch wenigstens zwei Halterungen (3) in einem mit dem Ätzmedium (4) gefüllten Behälter (2) gehalten wird, wobei das Ätzmedium (4) mit einer parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe (1) gerichteten Geschwindigkeit durch den Behälter strömt (41), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Halterungen (3) mit einem in Richtung der Strömung (41) gesehen vor der Halterung (3) angebrachten Schild (6) gegen ein direktes Anströmen des Ätzmediums (4) geschützt wird.Process for the treatment of a semiconductor wafer ( 1 ) with an etching medium ( 4 ), wherein the semiconductor wafer ( 1 ) by at least two brackets ( 3 ) in one with the etching medium ( 4 ) filled containers ( 2 ), the etching medium ( 4 ) with a parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer ( 1 ) directed velocity through the container ( 41 ), characterized in that at least one of the holders ( 3 ) with one in the direction of the flow ( 41 ) seen in front of the bracket ( 3 ) attached sign ( 6 ) against a direct onflow of the etching medium ( 4 ) is protected. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die in Richtung der Strömung (41) gesehen vor der Halbleiterscheibe (1) befindlichen Halterungen (3) mit jeweils einem in Richtung der Strömung (41) gesehen vor der jeweiligen Halterung (3) angebrachten Schild (6) gegen ein direktes Anströmen des Ätzmediums (4) geschützt werden.Method according to claim 1, characterized in that at least in the direction of the flow ( 41 ) seen in front of the semiconductor wafer ( 1 ) mounts ( 3 ) with one in the direction of the flow ( 41 ) seen in front of the respective holder ( 3 ) attached sign ( 6 ) against a direct onflow of the etching medium ( 4 ) to be protected. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) eine mit einer Vielzahl von Öffnungen (51) versehene Platte (5) aufweist, wobei das Ätzmedium (4) aus den Öffnungen (51) in Richtung der Halbleiterscheibe (1) strömt (41) und wobei sich der wenigstens eine Schild (6) über die gesamte Distanz zwischen der Platte (5) und der jeweiligen Halterung (3) erstreckt.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the container ( 2 ) one with a plurality of openings ( 51 ) provided plate ( 5 ), wherein the etching medium ( 4 ) from the openings ( 51 ) in the direction of the semiconductor wafer ( 1 ) flows ( 41 ) and wherein the at least one shield ( 6 ) over the entire distance between the plate ( 5 ) and the respective holder ( 3 ). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (3) drehbar gelagerte Rollen sind, von denen wenigstens eine durch einen Antrieb in Rotation versetzt wird, sodass die Halbleiterscheibe (1) durch Kontakt mit der in Rotation versetzten Rolle ebenfalls in Rotation versetzt wird. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the holders ( 3 ) are rotatably mounted rollers, of which at least one is rotated by a drive in rotation, so that the semiconductor wafer ( 1 ) is also rotated by contact with the rotated roller. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzmedium (4) einen pH von weniger als 7 aufweist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the etching medium ( 4 ) has a pH of less than 7. Vorrichtung zur Behandlung einer Halbleiterscheibe (1) mit einem Ätzmedium (4), aufweisend – einen Behälter (2) zur Aufnahme des Ätzmediums (4), – wenigstens zwei Halterungen (3) zur Unterstützung der Halbleiterscheibe (1), – eine Platte (5) mit einer Vielzahl von Öffnungen (51), durch die das Ätzmedium (4) in Richtung parallel zu den Seitenflächen der Halbleiterscheibe (1) in den Behälter (2) strömen kann, dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrichtung von der Platte (5) mit der Vielzahl von Öffnungen (51) aus gesehen vor wenigstens einer der Halterungen (3) ein Schild (6) angebracht ist, der verhindert, dass die Halterung (3) direkt vom Ätzmedium (4) angeströmt wird.Device for treating a semiconductor wafer ( 1 ) with an etching medium ( 4 ), comprising - a container ( 2 ) for receiving the etching medium ( 4 ), - at least two holders ( 3 ) for supporting the semiconductor wafer ( 1 ), - a plate ( 5 ) with a plurality of openings ( 51 ) through which the etching medium ( 4 ) in the direction parallel to the side surfaces of the semiconductor wafer ( 1 ) in the container ( 2 ), characterized in that viewed in the direction of the plate ( 5 ) with the plurality of openings ( 51 ) seen in front of at least one of the brackets ( 3 ) a shield ( 6 ), which prevents the holder ( 3 ) directly from the etching medium ( 4 ) is flown. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Halterungen (3) mit einem Schild (6) versehen sind.Device according to claim 6, characterized in that at least two of the holders ( 3 ) with a sign ( 6 ) are provided. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Schild (6) über die gesamte Distanz zwischen der Platte (5) und der jeweiligen Halterung (3) erstreckt.Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the at least one shield ( 6 ) over the entire distance between the plate ( 5 ) and the respective holder ( 3 ). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (3) drehbar gelagerte Rollen sind, von denen wenigstens eine mit einem Antrieb verbunden ist, der die Rolle in Rotation versetzen kann.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the holders ( 3 ) are rotatably mounted rollers, of which at least one is connected to a drive which can set the roller in rotation.
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