DE10210023A1

DE10210023A1 - Siliciumscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10210023A1
Application number: DE2002110023
Authority: DE
Inventors: Guido Wenski; Heinrich Hennhoefer; Bruno Lichtenegger; Thomas Buschhardt; Paul Mueller
Original assignee: Wacker Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-05-28

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Siliciumscheibe mit einem Druckmesser von gleich oder größer 200 mm und einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei mindestens die Vorderseite schleierfrei poliert ist und die Rückseite poliert ist, die sich durch einen maximalen lokalen Ebenheitswert SFQR¶max¶ von gleich oder kleiner 70 nm, bezogen auf mindestens 99% aller Teilbereiche eines Flächenrasters von Segmenten der Größe 26 mm x 8 mm auf der Vorderseite auszeichnet. DOLLAR A Gegenstand der Erfindung ist ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Siliciumscheibe durch Verknüpfung der Prozesse DOLLAR A (a) gleichzeitiges Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite einer Siliciumscheibe zwischen zwei Poliertellern in einer Aussparung einer rotierenden Läuferscheibe unter Abtrag von je 2 bis 30 mum Silicium von einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei eine radialsymmetrische Dickenverteilung der Siliciumscheibe erzeugt wird, und DOLLAR A (b) Oberflächenpolieren mindestens einer Vorderseite der Siliciumscheibe zur Erzeugung einer schleierfreien Oberfläche unter Verwendung einer Trägervorrichtung, mit welcher die Siliciumscheibe unter Abtrag von 0,1 bis 5 mum Silicium von der Vorderseite drehend über einen drehenden Polierteller bewegt wird, das sich dadurch auszeichnet, dass der lokale Ebenheitswert SFQR¶max¶ der Siliciumscheibe in Schritt (b) um gleich oder größer 5 nm reduziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterscheibe aus Silicium mit verbesserter Ebenheit und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Scheibe ("wafer"). Siliciumscheiben mit extrem hoher Ebenheit eignen sich für die Verwendung in der Halbleiterindustrie, insbesondere zur Fabrikation von integrierten elektronischen Bauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner 70 nm.

Eine Siliciumscheibe zur Fabrikation von integrierten elektronischen Bauelementen muss eine Vielzahl besonderer Eigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften müssen dem geplanten Verwendungszweck, insbesondere der Liniendichte des Bauelementes, gerecht werden: Je höher die geplante Integrationsdichte ist, desto strenger sind die Anforderungen beispielsweise an lokale Ebenheit und Anzahl von Oberflächendefekten. Um die notwendigen Entwicklungsarbeiten planbar zu machen, hat sich die Halbleiterindustrie für ihre zukünftigen Produkte, beispielsweise Prozessor- und Speicherbauelemente mit reduzierten Linienbreiten, auf eine Zeittabelle geeinigt, die den bis zu einem gewissen Zeitpunkt beziehungsweise einer gewissen Integrationsdichte notwendigen Fortschritt beinhaltet. Diese "International Technology Roadmap for Semiconductors" (ITRS) ist im Internet unter http:/ / public.itrs.net in der jeweils aktuellen Version (zurzeit "2001 Edition") veröffentlicht; Tabelle 49a auf Seite 6 des Hauptkapitels "Front End Processes" enthält die für die Siliciumscheiben als Ausgangsmaterial relevanten Eckdaten.

Um beispielsweise Fokussierungsprobleme des Steppers zu vermeiden, wird allgemein als Faustregel angenommen, dass der lokale Ebenheitswert SFQR_max (höchster SFQR-Wert für alle Bauelementeflächen) gleich oder kleiner der auf dieser Siliciumscheibe möglichen Linienbreite von darauf herzustellenden Halbleiter- Bauelementen sein muss. Im Hinblick auf eine Kostenoptimierung ist es heute jedoch vielfach üblich, eine herstellkostenintensive Siliciumscheibe nicht wegen möglicherweise nur einer den vom Weiterverarbeiter spezifizierten SFQR_max-Wert überschreitenden Bauelementefläche ("site") zurückzuweisen, sondern einen definierten Prozentsatz, meist 1%, an Bauelementeflächen mit höheren Werten zuzulassen.

Halbleiterscheiben aus Silicium des Durchmessers 300 mm werden nach dem Stand der Technik durch gleichzeitig beidseitige Politur ("doubleside polishing") zur Realisierung der geforderten Ebenheit gefolgt von Oberflächenpolitur der Vorderseite ("surface polishing"; auch als Schleierfreipolitur = "haze-free polishing" bezeichnet) zur Erzielung von niedriger Rauigkeit ("haze") und Defektarmut hergestellt. Die ITRS sieht für 2001 die Bereitstellung von Siliciumscheiben vor, die einen SFQR_max- Wert von 130 nm besitzen. Derartige Scheiben werden inzwischen großtechnisch eingesetzt und lassen sich beispielsweise gemäß der DE 199 05 737 C2 herstellen, indem bei der beidseitigen Politur Läuferscheiben ("carrier platen") zur Führung der Siliciumscheiben zwischen zwei rotierenden, mit Poliertuch beklebten Poliertellern eingesetzt werden, die bevorzugt 5 bis 15 µm dünner als die fertig polierten Siliciumscheiben sind; in der sich anschließenden Oberflächenpolitur der Vorderseite mit einem weichen Poliertuch wird die lokale Geometrie nicht mehr verbessert.

Für 2003 fordert die ITRS Siliciumscheiben mit einem SFQR_max- Wert von 100 nm. Solche Scheiben sind mittlerweile in Mustermengen erhältlich und lassen sich gemäß der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 101 43 741.2 herstellen, indem Siliciumscheiben mit konkaver Dickenverteilung und enger Dickenstreuung innerhalb einer Polierfahrt bei einem Dickenunterschied Siliciumscheibe - Läuferscheibe von 1 bis 5 µm beidseitig poliert werden und die lokale Ebenheit bei der Oberflächenpolitur nicht verbessert wird.

Für 2006 fordert die ITRS Siliciumscheiben mit einem SFQR_max- Wert von 70 nm. Hierfür kennt der Stand der Technik bisher ebensowenig ein Herstellverfahren wie für Scheiben für die Nachfolgegeneration, die beispielsweise durch einen SFQR_max-Wert von 50 nm gekennzeichnet sein wird.

Für die Ausführung der beidseitigen Politur eignen sich bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Siliciumscheiben mit SFQR_max-Werten von 130 oder 100 nm sehr ebene Läuferscheiben, die beispielsweise in der DE 10 02 3002 A1 beansprucht sind. Gemäß der DE 199 56 250 C1 können Siliciumscheiben, welche die erforderlichen Oberflächen- oder Geometriespezifikationen nicht erreichen, beidseitig nachpoliert werden und erreichen anschließend SFQR_max-Werte von beispielsweise 130 nm. Gemäß der DE 100 12 840 C2 lassen sich in bestimmten Fällen auch Ausfallscheiben durch Wiederholung der Oberflächenpolitur in spezifikationsgerechte Scheiben mit einem SFQR_max-Wert von 130 nm überführen, der sich von 100 nm nach der beidseitigen Politur entsprechend verschlechtert hat.

Bei der Oberflächenpolitur, die meist als Einzelscheibenprozess ausgeführt wird, wird die Siliciumscheibe, von einer Trägervorrichtung ("carrier") gehalten, unter Zuführung eines Poliermittels rotierend über ein Poliertuch bewegt. Dabei werden Trägervorrichtungen unterschiedlicher Bauart eingesetzt. Die einfachste Variante besteht aus einem mit einer Trägerplatte fest verbundenen elastischen Film mit einem seitlichen Rückhaltering ("retainer ring"), wobei die Siliciumscheibe mittels Vakuum und/oder Adhäsionskräften gehalten wird; die Verwendung einer solchen Anordnung ist beispielsweise in der DE 100 09 656 A1 beschrieben.

Derartige Trägervorrichtungen wurden weiterentwickelt mit dem Ziel, einen gleichmäßigen Siliciumabtrag bei der Oberflächenpolitur zu erreichen, um beispielsweise die lokale Ebenheit nicht zu verschlechtern. Gemäß der US 5,961,375 und der US 2001/0034192 A1 kann dies durch Einbau einer festen ringförmigen Struktur in die Trägervorrichtung gelingen. In der DE 197 32 175 A1 wird der Einbau einer Druckkammer in die Trägervorrichtung, in den Anmeldungen US 5,605,488 und DE 199 41 903 A1 der Einbau mehrerer kreisförmiger Kammern beansprucht, die mit Wasser oder Luft als Druckübertragungsmedium gefüllt sein können; die Verwendung von Piezokristallen mit vergleichbarer Zielrichtung ist in der US 6,270,397 B1 beschrieben. Die Anmeldungen WO 99/33613, EP 1 029 633 A1, US 5,449,316 und 5,851,140 schlagen die Verwendung einer Membran in der Trägervorrichtung zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Polierabtrags vor.

Hilfreich bei der Realisierung eines gleichmäßigen Siliciumabtrags ist auch die Sicherstellung einer optimalen Poliermittelversorgung wie in der US 2001/0034134 A1 vorgeschlagen. Die US 6,306,021 B1 schlägt im gleichen Zusammenhang die Verwendung eines dreilagigen Poliertuchs mit einer harten Polymer-Zwischenschicht vor.

Da Siliciumscheiben mit einem SFQR_max-Wert von gleich oder kleiner 70 nm zur Vorbereitung der Massenproduktion elektronischer Bauelemente mit Linienbreiten von 70 nm im Jahr 2006 bereits in Kürze vom Markt gefordert werden, bestand die Aufgabe der Erfindung darin, derartige Siliciumscheiben durch ein kostengünstiges Herstellungsverfahrens bereitzustellen. Dabei sollten die weiteren Eigenschaften der Scheibe mindestens genau so gut sein wie die von nach dem Stand der Technik hergestellten Siliciumscheiben.

Gegenstand der Erfindung ist eine Siliciumscheibe mit einem Durchmesser von gleich oder größer 200 mm und einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei mindestens die Vorderseite schleierfrei poliert ist und die Rückseite poliert ist, die gekennzeichnet ist durch einen maximalen lokalen Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 70 nm, bezogen auf mindestens 99% aller Teilbereiche eines Flächenrasters von Segmenten der Größe 26 mm × 8 mm auf der Vorderseite.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Siliciumscheibe durch Verknüpfung der Prozesse

a) gleichzeitiges Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite einer Siliciumscheibe zwischen zwei Poliertellern in einer Aussparung einer rotierenden Läuferscheibe unter Abtrag von je 2 bis 30 µm Silicium von einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei eine radialsymmetrische Dickenverteilung der Siliciumscheibe erzeugt wird, und
b) Oberflächenpolieren mindestens einer Vorderseite der Siliciumscheibe zur Erzeugung einer schleierfreien Oberfläche unter Verwendung einer Trägervorrichtung, mit welcher die Siliciumscheibe unter Abtrag von 0,1 bis 5 µm Silicium von der Vorderseite drehend über einen drehenden Polierteller bewegt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der lokale Ebenheitswert SFQR_max der Siliciumscheibe in Schritt (b) um gleich oder größer 5 nm reduziert wird.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, dass eine beidseitig polierte Siliciumscheibe mit einer radialsymmetrischen Dickenverteilung erzeugt und im nachfolgenden Oberflächen-Polierschritt hinsichtlich der lokalen Ebenheit verbessert wird. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die gezielte Herbeiführung des hierzu notwendigen ungleichmäßigen Abtrags bei der Oberflächenpolitur eine Abkehr von der im Stand der Technik dokumentierten Strategie bedeutet und erstmals die Bereitstellung von Siliciumscheiben mit für zukünftige Technologiegenerationen geeigneten Ebenheiten ermöglicht.

Ausgangsprodukt des Verfahrens ist eine Halbleiterscheibe aus Silicium mit einem Durchmessers von gleich oder größer 200 mm, die eine gesägte, geschliffene, geläppte und/oder geätzte Oberfläche sowie eine verrundete und gegebenenfalls polierte Kante besitzen kann. Endprodukt des Verfahrens ist eine Siliciumscheibe mit einer schleierfrei polierten Vorderseite und einer polierten Rückseite, die den Anforderungen an Siliciumscheiben als Ausgangsmaterial für Prozesse zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner 70 nm genügt und auf Grund hoher Ausbeuten zu vertretbaren Herstellkosten erzeugt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann prinzipiell zur Politur verschiedenartiger scheibenförmiger Körper verwendet werden; derartige Materialien sind beispielsweise Gläser, etwa auf Siliciumdioxid-Basis, und Halbleiter, etwa Silicium und Galliumarsenid. Seine vollen Vorteile lassen sich bei der Herstellung von Halbleiterscheiben aus Silicium nutzen. Für den Fachmann ist es dabei selbstverständlich, dass eine Siliciumscheibe bis zu 1 Atom-% Fremdmaterial, beispielsweise Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor, Arsen oder Sauerstoff enthalten kann, welche die Eigenschaften des Kristallgitters etwa im Hinblick auf elektrische oder Defekteigenschaften gezielt beeinflussen. Die Erfindung lässt sich problemlos auch bei Vorliegen derartiger Dotierstoffe ausführen. Silicium in einkristalliner Form mit einer Kristallorientierung (100) zur Weiterverwendung in der Fertigung von elektronischen Bauelementen, beispielsweise Prozessoren und Speicherelementen, ist im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt. Das Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Siliciumscheiben mit Durchmessern von gleich oder größer 200 mm, wobei der Markt Standardgrößen von 200 mm, 300 mm und 450 mm und Dicken im Bereich von 500 bis 1000 µm fordert.

Zur Durchführung des beidseitigen Polierschrittes (a) ist es möglich, eine handelsübliche Polieranlage zu verwenden. Dabei kann sich eine einzige Läuferscheibe im Zentrum der Anlage befinden und neben Rotations- auch Lateralbewegungen ausführen; dieses als "circular orbit movement" bezeichnete Verfahren ist beispielsweise aus der US 6,080,048 bekannt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, meist mehrere Läuferscheiben auf einer Planetenbahn rotierend um das Anlagenzentrum zu bewegen. Dieses Verfahren ("planetary movement") und dafür geeignete Polieranlagen mit Planetarkinematik sind beispielsweise in der DE 100 07 390 A1 beschrieben.

Beide Typen von Anlagen bestehen im Wesentlichen aus einem frei horizontal drehbaren unteren Polierteller und einem frei horizontal drehbaren oberen Polierteller, die beide mit Poliertuch bedeckt sind, und erlauben unter kontinuierlicher Zuführung eines Poliermittels geeigneter chemischer Zusammensetzung das beidseitige abtragende Polieren von Siliciumscheiben. Die Läuferscheiben können dabei beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder mit Kunststoff beschichtetem Metall bestehen. Im Rahmen der Erfindung sind beide Anlagenkonzepte bevorzugt. Besonders bevorzugt ist der Einsatz einer Polieranlage mit Planetarkinematik unter Verwendung von mindestens drei Siliciumscheiben in einer ungeraden Anzahl von mindestens drei Läuferscheiben aus Chromstahl, die über ausreichend dimensionierte Aussparungen zur Aufnahme der Siliciumscheiben verfügen und durch Antrieb mit einer Stiftverzahnung während des Polierens auf einer geometrischen Bahn gehalten.

Um während des Polierens eine Beschädigung der Scheibenkante durch die Innenkante der Aussparung in der Läuferscheibe zu verhindern, ist bei Verwendung von Läuferscheiben aus Metall bevorzugt, die Innenseite der Aussparungen mit einer Kunststoffbeschichtung von gleicher Dicke wie die Läuferscheibe auszukleiden, wie in der EP 208 315 B1 vorgeschlagen wird. Unter Abtrag von 2 bis 30 µm und bevorzugt 2 bis 20 µm Silicium pro Seite der Siliciumscheibe wird die beidseitige Politur durch Auswahl des eingesetzten Läuferscheibensatzes besonders bevorzugt so ausgeführt, dass die Enddicke der polierten Siliciumscheiben um 1 bis 5 µm größer ist als die Dicke der Läuferscheiben. Bei Wahl einer derartigen Vorgehensweise ist ebenfalls besonders bevorzugt, dass die Siliciumscheiben vor der Politur eine leicht konkave Dickenverteilung von 2 bis 6 µm Dickenunterschied Rand minus Zentrum bei relativ enger Dickenstreuung von ± 2 µm eines Satzes von gleichzeitig beidseitig zu polierenden Scheiben besitzen.

Es ist bei der Bemaßung der Aussparungen in der oder den Läuferscheiben und der Wahl der Rotationsverhältnisse darauf zu achten, dass die Siliciumscheiben sich während der Politur in der oder den Läuferscheiben frei drehen. Hierzu ist eine relativ glatte Begrenzung der mit der Kante der Siliciumscheibe in Wechselwirkung tretenden Begrenzung der Aussparung der Läuferscheibe sowie ein Spalt in einer Breite von 0,1 bis 3 mm und bevorzugt von 0,3 bis 1,5 mm. Dies gewährleistet einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung, nämlich das Vorliegen einer radialsymmetrischen Dickenverteilung. Dabei kann die Dickenverteilung entweder schüsselförmig (konkav) oder ballig (konvex) sein oder beispielsweise über ein radialsymmetrisches, zwischen Zentrum und Randbereich der Siliciumscheibe gelegenes Minimum oder Maximum verfügen. Die jeweilig erzeugte Dickenverteilung hängt hauptsächlich vom Konstruktionsprinzip und der Auslegung der Polieranlage selbst, den Rotationsverhältnissen, dem Polierdruck und der Dickendifferenz zwischen Läuferscheibe und fertig polierter Siliciumscheibe ab; sie ist im Einzelfall empirisch zu bestimmen. Bevorzugt ist, die Siliciumscheiben auf einer Planetenbahn zu bewegen. Besonders bevorzugt ist eine relativ offene Planetenbahn mit großen Krümmungsradien wie in der noch nicht offengelegten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 101 32 504.5 vorgeschlagen.

Im Rahmen der geschilderten Randbedingungen wird die beidseitige Politur bevorzugt in der dem Fachmann bekannten Art und Weise durchgeführt. Bevorzugt werden Polyurethantücher mit eingearbeiteten Polyesterfasern und einem Härtebereich von 60 bis 90 (Shore A) verwendet. Es empfiehlt sich die kontinuierliche Zuführung eines Poliermittels mit einem pH-Wert von bevorzugt 10 bis 12,5 aus bevorzugt 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% SiO₂ in Wasser. Die Siliciumscheiben werden nach Beendigung der Politur gegebenenfalls von anhaftendem Poliermittel gereinigt und getrocknet und anschließend in Schritt (b) der Oberflächenpolitur zugeführt.

Nach der beidseitigen Politur gefolgt von Reinigung und Trocknung ist die Bestimmung der Dickenverteilung zumindest einer Stichprobe der Siliciumscheiben bevorzugt. Dabei lassen sich kapazitiv oder optisch arbeitende Messgeräte einsetzen. An Stelle einer flächendeckenden Messung können durchaus auch Verfahren eingesetzt werden, welche die Dickenverteilung in linearer Richtung bestimmen ("line scans"), da die Scheiben bei erfindungsgemäßer Ausführung der Politur eine radialsymmetrische Dickenverteilung besitzen.

Zur Durchführung des Oberflächen-Polierschrittes (b) zur Bereitstellung einer schleierfrei polierten Vorderseite mit niedriger Defektdichte lassen sich im Rahmen der Erfindung handelsübliche Anlagen mit einem oder mehreren Poliertellern einsetzen, wobei in einem Poliervorgang entweder eine einzelne Siliciumscheibe oder mehrere Siliciumscheiben gleichzeitig poliert werden, die jeweils an einer eigenen Trägervorrichtung befestigt sind und damit rotierend über ein Poliertuch bewegt werden. Anlagen mit zwei Poliertellern, beispielsweise gemäß der DE 197 19 503 A1 und der US 6,309,279 B1, und mit drei Poliertellern, beispielsweise gemäß der US 6,019,670, sind im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt, da durch eine abgestufte Oberflächenbehandlung mit unterschiedlich harten Poliertüchern und verschiedenen Poliermitteln die gewünschte sehr glatte, defektarme Oberfläche erzeugt werden kann.

Bei der Oberflächenpolitur (b) mindestens einer Vorderseite der Siliciumscheiben wird bevorzugt mit einem weichen Poliertuch unter kontinuierlicher Zuführung eines wässrigen alkalischen Poliermittels auf SiO₂-Basis mit einem Feststoffgehalt von 0,1 bis 5 Gew.-% und einem pH-Wert von 9,5 bis 12 poliert. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, nacheinander zwei verschiedene Poliermittel zuzuführen, wobei das erste Poliermittel in einer Konzentration von bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% SiO₂ eingesetzt wird und vorwiegend einen Siliciumabtrag erzeugt und das zweite Poliermittel in einer Konzentration von bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-% SiO₂ eingesetzt wird und vorwiegend eine Glättung der Oberfläche bewirkt. Beide Poliermittel können nacheinander auf einem mit Poliertuch bedeckten Polierteller oder auf zwei oder drei verschiedenen mit Poliertuch bedeckten Poliertellern der besonders bevorzugten Polieranlagen zugeführt werden. Der Abtrag in Schritt (b) beträgt von 0,1 bis 5 µm und bevorzugt von 0,2 bis 2 µm Silicium von der Vorderseite. Eine Ausführung der Oberflächenpolitur ebenfalls auf der Rückseite der Siliciumscheiben ist möglich, bringt jedoch keine wesentlichen Vorteile.

Zur Ausführung von Schritt (b) der Erfindung wird eine Trägervorrichtung benötigt, welche die Ebenheit der Siliciumscheibe gezielt beeinflussen kann. Diese gewollte Beeinflussung gelingt unter Verwendung einer solchen Trägervorrichtung, die eine gezielte radialsymmetrische Änderung der Dickenverteilung der Siliciumscheibe ermöglicht. Eine derartige Trägervorrichtung besteht - bei der beim Polieren üblichen vertikalen Anordnung von oben nach unten betrachtet - vom Prinzip her aus einer Halte- und Drehvorrichtung zur Verbindung mit der Polieranlage, einer Grundplatte ("base plate") und einer Einheit, die aus mindestens zwei radialsymmetrischen Kammern aufgebaut ist, welche mit einem Druckübertragungsmedium gefüllt sind und deren Drücke unabhängig voneinander gewählt werden können. Bevorzugt ist ein Aufbau mit 2 bis 10 separaten Kammern. Besonders bevorzugt ist für die Oberflächenpolitur von 200-mm-Scheiben ein Aufbau mit 2 bis 4 Kammern, für 300-mm-Scheiben mit 3 bis 5 Kammern und für 450-mm-Scheiben mit 4 bis 6 Kammern.

Als Druckübertragungsmedium eignen sich so genannte Fluide, beispielsweise Flüssigkeiten, wie Wasser, oder Gase, wie Stickstoff, und Gasgemische, wie Luft. Der Druck in jeder dieser radialsymmetrischen Kammern muss unabhängig voneinander einstellbar sein, bevorzugt über die Steuereinheit der Polieranlage. Der Druck in jeder der Kammern wird bei Ausführung der Politur unter Normaldruck von 1 bar im Bereich von 1 bis 5 bar, bevorzugt 1 bis 3 bar und besonders bevorzugt von 1 bis 2 bar variiert. Eine solche Anordnung von radialsymmetrischen Druckkammern ermöglicht es, eine Variation des Polierdrucks und damit auch der Abtragsrate beziehungsweise des Siliciumabtrages in radialer Richtung zu realisieren.

Die Anordnung dieser Kammern wird bevorzugt zur Unterseite hin mit einer flexiblen Abdeckung, beispielsweise einer Membran, oder einer starren Abdeckung, beispielsweise einer Trägerplatte ("backing plate"), belegt. Besonders bevorzugt ist, unterhalb dieser Druckübertragungseinheit eine Trägerplatte anzubringen, die aus Stahl oder Keramik besteht und eine Dicke von 5 bis 50 mm besitzt. Durch die radiale Variation in der Druckaufbringung mittels der Druckübertragungseinheit lässt sich bei geeigneter Dimensionierung der Trägerplatte eine gezielte Verformung derselben erreichen, die zu radialsymmetrischen Unterschieden in der Druckaufbringung auf die Siliciumscheibe und damit zu einer gezielten Korrekturmöglichkeit der resultierenden Dickenverteilung führt.

Wenn eine Trägerplatte zur Anwendung kommt, ist besonders bevorzugt, auf diese einen elastischen Film aufzukleben, der über einen seitlichen Rückhaltering verfügt. Der Rückhaltering kann dabei fest oder beweglich ausgeführt sein und zur Verbesserung der Poliermittelverteilung gegebenenfalls angeschrägt und/oder mit Aussparungen versehen sein. Die zu polierende Siliciumscheibe wird an der Rückseite durch Adhäsionskräfte und/oder - wenn eine derartige Vorrichtung ebenfalls konstruktiv berücksichtigt ist - durch Anlegen von Vakuum auf dem Film gehalten. Der elastische Film ist dabei bevorzugt aus Polymerschaum, besonders bevorzugt aus Polyurethan, gefertigt und durch den seitlichen Rückhaltering für die Siliciumscheibe begrenzt. Zur Verbesserung der Haftung der zu polierenden Scheibe ist eine Texturierung des Films mit Kanälen möglich.

Zur erfindungsgemäßen Ausführung von Schritt (b) ist die Kenntnis der Dickenverteilung nach Schritt (a) notwendig, die sich auf Grund der für die beidseitige Politur gewählten Parameter oder bevorzugt über Messungen bestimmen lässt. Die weitere Vorgehensweise im Rahmen der Erfindung ist im Prinzip so, dass bei Vorliegen einer schüsselförmigen Dickenverteilung in der oder den äußeren Kammern der Trägervorrichtung ein höherer Druck gewählt wird als in den inneren Kammern. Bei Vorliegen einer balligen Dickenverteilung wird der Druck im Zentrum der Trägervorrichtung erhöht. Bei Vorliegen eines ringförmigen Minimums oder Maximums in der Dickenverteilung zwischen Zentrum und Randbereich der Siliciumscheibe nach Schritt (a) wird der Druck in dem oder den mittleren Segmenten der Trägervorrichtung für Schritt (b) erhöht. Dies führt jeweils zu einer radial modifizierten Kraftaufbringung auf die Siliciumscheibe während der Oberflächenpolitur, die zu einer weiteren Einebnung der Siliciumscheibe führt.

Die Druckverteilung in den einzelnen Kammern der Trägervorrichtung lässt sich problemlos von Hand einstellen, wenn für bestimmte typische Dickenverteilungen nach Schritt (a) durch Vorversuche optimale Parametersätze erarbeitet und tabelliert wurden. Die Anwendung von Methoden zur statistischen Prozesskontrolle kann dabei helfen, beidseitig polierte Scheiben mit relativ geringer Schwankung in der Dickenverteilung bereitzustellen. In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, die Wahl der Drücke in den einzelnen Kammern für Schritt (b) datentechnisch mit den Daten der Dickenverteilung nach Schritt (a) zu verknüpfen. Rechneralgorithmen helfen hierbei, den jeweils optimalen Parametersatz für eine Siliciumscheibe oder eine Anzahl von Scheiben zu ermitteln; dies kann durch Ausschluss von Fehlerquellen bei der manuellen Wahl der Druckparameter sowie der Reduktion von Variationen zu einer noch stabileren Fahrweise und damit zu verbesserten Ausbeuten führen.

Nach Schritt (b) ist eine Reinigung und Trocknung der Siliciumscheiben nach dem Stand der Technik besonders bevorzugt, die in Form von Einzelscheiben- und/oder Batchverfahren ausgeführt werden kann, gefolgt von einer Messung der Oberflächenqualität beispielsweise mit einem laserbasierten Messverfahren und der lokalen und globalen Geometrie beispielsweise mit einem kapazitiv oder optisch arbeitenden Messgerät.

Die Ausführung von Schritt (b) gemäß der Erfindung führt zu einer Verbesserung der lokalen Ebenheit (SFQR_max-Wert) von mindestens 5 nm, bevorzugt von 10 bis 30 nm. Bei Vorliegen typischer SFQR_max-Werte von 70 bis 80 nm nach der beidseitigen Politur (a) lassen sich so durch Schritt (b) oberflächenpolierte Siliciumscheiben mit der geforderten Rauigkeit und Defektarmut der Vorderseite in Ausbeuten von über 90%, bevorzugt von über 95%, bereitstellen, die einen SFQR_max-Wert von gleich oder kleiner 70 nm besitzen. Bei zwei- oder mehrmaliger Ausführung gelingt die Herstellung derartiger Siliciumscheiben mit SFQR_max-Werten von gleich oder kleiner 50 nm ebenfalls in guten Ausbeuten. Die Angaben beziehen sich dabei auf 99% der Bauelementeflächen von 26 mm × 8 mm; bei anderen Ebenheitsdefinitionen sind geringfügige Abweichungen zu höheren oder niedrigeren Werten hin denkbar. Die globale Ebenheit (GBIR-Wert; im Gegensatz zum SFQR-Wert ein rückseitenbezogenes Ebenheitsmaß) lässt sich in Schritt (b) bei erfindungsgemäßer Ausführung um mindestens 10 nm, bevorzugt um 15 bis 50 nm, verbessern. Die der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zu Grunde liegende Erkenntnis, dass die Ebenheit einer Siliciumscheibe im Oberflächen-Polierschritt bei Vorliegen eines an sich schon recht ebenen Vorproduktes durch einen gezielten ungleichmäßigen Siliciumabtrag noch weiter verbessert werden kann, ist neu und überraschend.

Die Siliciumscheiben können in der vorliegenden Form direkt zur Herstellung integrierter Halbleiter-Bauelemente verwendet werden. Wenn dies zur weiteren Oberflächenverbesserung gefordert und in der Konstruktion der Bauelemente vorgesehen ist, kann jedoch auch nach Standardverfahren eine epitaktische Beschichtung auf der Vorderseite beispielsweise aus Silicium erzeugt werden, die sich in ihren elektrischen Eigenschaften in der Regel von denen der Siliciumscheibe unterscheidet. Die Aufbringung einer epitaktischen Siliciumschicht geschieht bevorzugt nach dem CVD-Verfahren ("chemical vapor deposition"), indem Silane zur Scheibenoberfläche geführt werden, sich dort bei Temperaturen von 900°C bis 1250°C zu elementarem Silicium und flüchtigen Nebenprodukten zersetzen und eine epitaktische, das heißt einkristalline, kristallografisch an der Siliciumscheibe orientiert aufgewachsene Siliciumschicht bilden. Bevorzugt werden Siliciumschichten mit einer Dicke von 0,5 bis 5 µm epitaktisch aufgewachsen. Bei Anwendung von Epitaxieverfahren nach dem Stand der Technik ist bei derartigen Schichtdicken nicht mit einer negativen Beeinflussung der lokalen und die globalen Ebenheiten zu rechnen.

Die erfindungsgemäßen oberflächenpolierten Siliciumscheiben können jedoch auch einer gezielten oberflächlichen Dotierstoffverarmung unterzogen werden, die beispielsweise durch Wärmebehandlung unter Wasserstoff und/oder Argon ausgeführt wird und ebenfalls zu einer oberflächlichen Veränderung der elektrischen Eigenschaften führt. Darüber hinaus ist die Herstellung von Schichtstrukturen möglich, die aus der Siliciumscheibe, einer nichtleitenden Schicht beispielsweise aus Siliciumdioxid oder aus Strontiumtitanat und einer qualitativ hochwertigen einkristallinen Oberflächenschicht beispielsweise aus Silicium oder Galliumarsenid bestehen können. Zur Herstellung derartiger SOI- Strukturen ("silicon on insulator") kennt der Stand der Technik verschiedene Verfahren, beispielsweise die Erzeugung der Oxidschicht durch Implantation. Bei fachgerechter Ausführung dieser Veredlungsschritte bleibt die geforderte hohe Ebenheit erhalten. Alle Schichten dieser unterschiedlichen Produkte können zusätzlich gezielt mit Fremdstoffen dotiert sein.

Falls notwendig, kann an einer beliebigen Stelle der Prozesskette eine Wärmebehandlung der Siliciumscheibe eingefügt werden, beispielsweise um eine Störung von oberflächennahen Kristallschichten auszuheilen. Darüber hinaus kann eine Laserbeschriftung zur Scheibenidentifizierung an geeigneter Stelle eingefügt werden. Eine Reihe weiterer, für bestimmte Produkte erforderlicher Prozessschritte wie die Aufbringung von Rückseitenbeschichtungen aus Polysilicium, Siliciumdioxid oder Siliciumnitrid lässt sich ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren realisieren.

Zu den nachfolgend beschriebenen Vergleichsbeispielen und Beispielen gehören Figuren, welche die Erfindung verdeutlichen. Insbesondere hinsichtlich des Aufbaus einer Anlage für die beidseitige Politur von Siliciumscheiben in Schritt (a) und der Trägervorrichtung zur Erzielung eines ungleichmäßigen Siliciumabtrages bei der Oberflächenpolitur in Schritt (b) besitzen diese Figuren nur beispielhaften Charakter.
Fig. 1 zeigt schematisch in der Aufsicht die Anordnung von Siliciumscheiben 1 und Läuferscheiben 2 in einer Anlage zur beidseitigen Politur (a) von Siliciumscheiben des Durchmessers 300 mm, wie sie für die Vergleichsbeispiele und Beispiele verwendet wurde. Der obere Polierteller ist nicht dargestellt.
Fig. 2 zeigt schematisch in der Seitenansicht eine Trägervorrichtung zur Oberflächenpolitur (b) von Siliciumscheiben 1 des Durchmessers 300 mm, wie sie für die Vergleichsbeispiele und Beispiele verwendet wurde. Die Dickenrelationen sind zur Verdeutlichung des Aufbaus nicht maßstabsgetreu wiedergegeben.
Fig. 3 zeigt die radiale Dickenverteilung der in Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 hergestellten Siliciumscheiben des Durchmessers 300 mm nach beidseitiger Politur (a; oben) und nach Oberflächenpolitur (b; Mitte und unten).
Fig. 4 zeigt die SFQR_max-Werte (99-%-Wert für Bauelementeflächen der Abmessung 26 mm × 8 mm) der in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 und in den Beispielen 1 und 2 hergestellten 300-mm-Siliciumscheiben nach beidseitiger Politur (a; links) und nach Oberflächenpolitur (b; rechts).
Fig. 5 zeigt die radiale Dickenverteilung der in Vergleichsbeispiel 3 und Beispiel 3 hergestellten Siliciumscheiben des Durchmessers 300 mm nach beidseitiger Politur (a; oben) und nach Oberflächenpolitur (b; Mitte und unten).
Fig. 6 zeigt die GBIR-Werte der in Vergleichsbeispiel 3 und den Beispiel 3 hergestellten 300-mm-Siliciumscheiben nach beidseitiger Politur (a; links) und nach Oberflächenpolitur (b; rechts).

Vergleichsbeispiele und Beispiele

Vergleichsbeispiele und Beispiele betreffen die Herstellung von Siliciumscheiben mit einem Durchmesser von 300 mm, einer Dicke von 775 µm, einer schleierfrei polierten Vorderseite und einer polierten Rückseite. Die dazu benötigten Kristalle wurden nach dem Stand der Technik gezogen, abgelängt, zylindrisch geschliffen, portioniert, auf einer handelsüblichen Drahtsäge in Scheiben der Dicke 905 µm zersägt und kantenverrundet. Es folgte ein Schleifschritt auf einer Rotationsschleifmaschine, wobei sequenziell von der Vorderseite und der Rückseite je 40 µm Silicium abgetragen und eine leicht schüsselförmige Dickenverteilung erzeugt wurde. Daran schloss sich ein Ätzschritt in einer Mischung aus konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter Flusssäure an, bei welchem unter Rotation pro Scheibenseite gleichzeitig je 10 µm Silicium abgetragen wurden, sowie eine Politur der Scheibenkanten. Die Dicke der Scheiben betrug danach 805 ± 2 µm, die Konkavität (Dickenunterschied Rand minus Zentrum) 3 ± 1 µm.
Schritt (a) in Vergleichsbeispielen 1 bis 3 und Beispielen 1 bis 4
Es schloss sich ein beidseitiger Polierschritt (a) mit einem Polyesterfaser-verstärktem Polyurethan-Poliertuch der Härte 74 (Shore A) zwischen einem sich drehenden unteren und einem sich gegenläufig drehenden oberen Polierteller unter Verwendung eines Poliermittels mit einem SiO₂-Feststoffgehalt von 3 Gew.-% und einem pH-Wert von 11,5 bei einer bei einer Abtragsrate von 0,8 µm/min an, wobei 15 Siliciumscheiben gleichzeitig poliert und so pro Seite 15 µm Silicium abgetragen wurden. Die Anordnung der 15 Siliciumscheiben 1 in den fünf ebenen Läuferscheiben 2 aus gehärtetem Chromstahl, deren Öffnungen zur Aufnahme der Siliciumscheiben über Kunststoffausspritzungen aus PVDF in gleicher Dicke wie die Läuferscheibe verfügten, ist Fig. 1 zu entnehmen. Dabei bezeichnet 3 bei geöffneter Polieranlage den unteren Polierteller, 4 den äußeren und 5 den inneren Stiftkranz zum Antrieb der Läuferscheiben. Nach Erreichen der Zieldicke wurden die Siliciumscheiben aus der Polieranlage entnommen, gereinigt und getrocknet.
Die Dicke der eingesetzten Läuferscheiben betrug in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 und den Beispielen 1 und 2 773 µm. Der Spalt zwischen Läuferscheibenauskleidung und Siliciumscheiben betrug 1 mm; die Drehzahlen des oberen und des unteren Poliertellers betrugen 20/min und -20/min. die des äußeren und des inneren Zahnkranzes 5,4/min und -16/min. Die radiale Dickenverteilung war symmetrisch; die Scheiben besaßen eine Schüsselform wie in Fig. 3 oben angeben. Der SFQR_max-Wert (99% bei einer Bauelementefläche von 26 mm × 8 mm) der so gefertigten beidseitig polierten Siliciumscheiben betrug wie in Fig. 4 links angegeben 70 bis 80 nm, beurteilt gemäß einer nach dem kapazitiven Prinzip arbeitenden Messung mit 3 mm Randausschluss.
Die Dicke der eingesetzten Läuferscheiben betrug in Vergleichsbeispiel 3 und Beispiel 3 767 µm; alle anderen Randbedingungen waren wie oben angegeben. Die radiale Dickenverteilung war wiederum symmetrisch; die Scheiben besaßen diesmal eine ballige Form mit schwachem Randabfall wie in Fig. 5 oben angeben. Der globale Ebenheitswert GBIR der so gefertigten beidseitig polierten Siliciumscheiben betrug wie in Fig. 6 links angegeben 300 bis 400 nm, beurteilt gemäß einer nach dem kapazitiven Prinzip arbeitenden Messung mit 3 mm Randausschluss.

Schritt (b) in Vergleichbeispiel 1

Für die Oberflächenpolitur (b) zur Erzeugung einer schleierfrei polierten Vorderseite stand eine handelsübliche Einzelscheiben- Poliermaschine mit einer rotierenden Trägervorrichtung für Siliciumscheiben des Durchmessers 300 mm zur Verfügung, die über Kanäle zum Ansaugen einer Siliciumscheibe mittels Anlegen von Vakuum beziehungsweise Abstoßen der Siliciumscheibe mittels Überdruck verfügte und im Wesentlichen aus einer mit einem elastischen Polyurethanfilm beklebten starren Trägerplatte aus 25 mm dickem Edelstahl und einem ebenfalls aufgeklebten seitlichen Rückhaltering aufgebaut war.
Die Trägervorrichtung wurde nach Anschrauben der Basisplatte an die Polierspindel der Anlage befestigt. Es wurde ein Zweistufen-Polierprozess auf zwei getrennten Poliertellern angewandt, wobei auf Teller 1 mit einem mäßig weichen Poliertuch unter Zugabe eines wässrigen Poliermittels mit 3 Gew.-% SiO₂ und pH- Wert 10,5 unter Abtrag von 0,45 µm Silicium und auf Teller 2 mit einem weichen Poliertuch unter Zugabe eines wässrigen Poliermittels mit 1 Gew.-% SiO₂ und pH-Wert 9,8 unter Abtrag von 0,05 µm Silicium, gefolgt von einer kurzen Zuführung von Reinstwasser unter fortgesetzter Drehung von Polierteller und Spindel, schleierfrei poliert wurde. Die Scheiben wurden zunächst in einem Einzelscheibenprozess und anschließend in einem Batchverfahren gereinigt, getrocknet und charakterisiert.
Die so erzeugten Siliciumscheiben besaßen, wie in Fig. 3 Mitte verdeutlicht, eine schüsselförmige Dickenverteilung mit Randabfall und, wie in Fig. 4 angegeben, einen in gleicher Weise wie oben beschrieben definierten SFQR_max-Wert von 85 bis 95 nm und waren zur Herstellung von elektronischen Bauelementen der 70- nm-Technologie nicht geeignet.

Schritt (b) in Vergleichbeispiel 2

Der einzige Unterschied zu Schritt (b) in Vergleichbeispiel 1 bestand darin, dass eine Trägervorrichtung zum Einsatz kam, die an Stelle der starren Trägerplatte eine flexible Elastomermembran besaß, die während der Politur vollflächig auf Trägerseite mit einem Überdruck von 200 mbar beaufschlagt wurde.
Die so erzeugten Siliciumscheiben besaßen eine schüsselförmige Dickenverteilung ohne nennenswerten Randabfall und, wie in Fig. 4 angegeben, einen in gleicher Weise wie oben beschrieben definierten SFQR_max-Wert von 80 bis 90 nm und waren zur Herstellung von elektronischen Bauelementen der 70-nm-Technologie nicht geeignet.

Schritt (b) in Beispiel 1

Der einzige Unterschied zu Schritt (b) in Vergleichbeispiel 1 bestand darin, dass eine Trägervorrichtung zum Einsatz kam, die wie in Fig. 2 dargestellt aufgebaut war. Wesentliche Elemente dieser Trägervorrichtung waren - vertikal von oben nach unten - Halterung und Rotationsvorrichtung 7 zur Rotation um die Achse 6; Basisplatte 8 mit integrierter Vakuumzufuhr 9; Druckübertragungseinheit 10 mit vier radialen Druckübertragungskammern 11 (I bis IV), deren Druckbeaufschlagung und -entlastung über Leitungen 12 erfolgte; 18 mm dicke Trägerplatte 13 aus Edelstahl; sowie elastischer Film 14 mit seitlichem Rückhaltering 15. Mit dieser Anordnung wurde die Siliciumscheibe 1 wie beschrieben auf den beiden mit Poliertuch 16 beklebten rotierenden Poliertellern 17 schleierfrei poliert.
Auf Grund der Dickenverteilung der von Schritt (a) bereitgestellten beidseitig polierten Siliciumscheiben wurde von einem Leitrechner, der mit entsprechenden Kennzahlen aus Vorversuchen programmiert war, eine zur SFQR_max-Wert-Verbesserung geeignete Verteilung der vier Überdrücke in den vier Druckübertragungskammern errechnet (I: 0,1 bar; II: 0,4 bar; III: 1,6 bar; IV: 2,0 bar). Diese Druckverteilung erzeugte eine leichte, jedoch für das Polierergebnis signifikante gezielte Verbiegung der Trägerplatte 13, die in ihrer Dicke auf das Gesamtsystem exakt abgestimmt war.
Die so polierten Siliciumscheiben besaßen, wie in Fig. 3 unten verdeutlicht, eine leicht schüsselförmige Dickenverteilung ohne Randabfall und, wie in Fig. 4 angegeben, einen in gleicher Weise wie oben beschrieben definierten SFQR_max-Wert von 55 bis 65 nm und waren zur Herstellung von elektronischen Bauelementen der 70-nm-Technologie geeignet.

Schritt (b) in Beispiel 2

Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass die Siliciumscheiben auf Basis der nach Schritt (b) ermittelten Dickenverteilung Schritt (b) nochmals mit einer erneut vom Leitrechner errechneten Druckkammerabstimmung (I: 0,2 bar; II: 0,6 bar; III: 1,0 bar; IV: 1,5 bar) poliert wurde.
Die so erzeugten Siliciumscheiben besaßen eine sehr schwach schüsselförmige Dickenverteilung ohne Randabfall und, wie in Fig. 4 angegeben, einen in gleicher Weise wie oben beschrieben definierten SFQR_max-Wert von 40 bis 50 nm und waren zur Herstellung von elektronischen Bauelementen der 70-nm-Technologie und der 50-nm-Technologie geeignet.

Schritt (b) in Vergleichbeispiel 3

Die vorbereiteten Siliciumscheiben mit leicht balliger radialer Dickenverteilung und schwachem Randabfall wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben unter Verwendung einer Trägervorrichtung mit starrer Trägerplatte oberflächenpoliert.
Die so erzeugten Siliciumscheiben besaßen, wie in Fig. 5 Mitte verdeutlicht, eine ballige Dickenverteilung mit deutlichem Randabfall und, wie in Fig. 6 angegeben, einen GBIR-Wert von 450 bis 550 nm.

Schritt (b) in Beispiel 3

Vergleichsbeispiel 3 wurde mit der in Beispiel 1 beschriebenen Trägervorrichtung mit vier Druckbeaufschlagungskammern wiederholt. Der Leitrechner errechnete eine zur Verbesserung der globalen Ebenheit GBIR geeignete Verteilung der Überdrücke in den Druckübertragungskammern (I: 2,2 bar; II: 1,7 bar; III: 0,2 bar; IV: 0,1 bar); mit diesen Einstellungen wurde poliert.
Die so erzeugten Siliciumscheiben besaßen, wie in Fig. 5 unten verdeutlicht, eine nahezu planare Dickenverteilung mit minimalem Randabfall und, wie in Fig. 6 angegeben, einen verbesserten GBIR-Wert von 150 bis 250 nm.

Beispiel 4

Mehrere der gemäß Beispiel 1 hergestellten Siliciumscheiben wurden in einem handelsüblichen 300-mm-Epitaxiereaktor auf der Vorderseite mit einer epitaktisch aufgewachsenen Siliciumschicht versehen, wobei als Siliciumkomponente SiHCl₃ zum Einsatz kam. Bei einer Reaktorkammertemperatur von 1090°C wurde bei einer Abscheiderate von 3 µm/min eine 3,5 µm dicke Schicht abgeschieden; die Enddicke der Siliciumscheiben betrug somit 778 µm. Die so bearbeiteten Scheiben besaßen einen wie oben beschrieben definierten SFQR_max-Wert von 55 bis 70 nm und waren zur Herstellung von elektronischen Bauelementen der 70-nm-Technologie geeignet.

Claims

1. Siliciumscheibe mit einem Durchmesser von gleich oder größer 200 mm und einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei mindestens die Vorderseite schleierfrei poliert ist und die Rückseite poliert ist, gekennzeichnet durch einen maximalen lokalen Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 70 nm, bezogen auf mindestens 99% aller Teilbereiche eines Flächenrasters von Segmenten der Größe 26 mm × 8 mm auf der Vorderseite.

2. Siliciumscheibe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen maximalen lokalen Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 50 nm, bezogen auf mindestens 99% aller Teilbereiche eines Flächenrasters von Segmenten der Größe 26 mm × 8 mm auf der Vorderseite.

3. Siliciumscheibe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens auf der Vorderseite eine halbleitende Schicht mit einer Dicke von gleich oder kleiner 5 µm befindet, die in ihren elektrischen und/oder strukturellen Eigenschaften von den darunter liegenden Bereichen unterscheidbar ist.

4. Siliciumscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht im Wesentlichen aus Silicium besteht und epitaktisch aufgewachsen ist, durch gezielte Dotierstoffverarmung erzeugt wird und/oder im Wesentlichen aus Silicium oder Galliumarsenid besteht über eine elektrisch nicht leitende Zwischenschicht mit den darunter liegenden Bereichen verbunden ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer Siliciumscheibe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 durch Verknüpfung der Prozesse

a) gleichzeitiges Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite einer Siliciumscheibe zwischen zwei Poliertellern in einer Aussparung einer rotierenden Läuferscheibe unter Abtrag von je 2 bis 30 µm Silicium von einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei eine radialsymmetrische Dickenverteilung der Siliciumscheibe erzeugt wird, und

b) Oberflächenpolieren mindestens einer Vorderseite der Siliciumscheibe zur Erzeugung einer schleierfreien Oberfläche unter Verwendung einer Trägervorrichtung, mit welcher die Siliciumscheibe unter Abtrag von 0,1 bis 5 µm Silicium von der Vorderseite drehend über einen drehenden Polierteller bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der lokale Ebenheitswert SFQR_max der Siliciumscheibe in Schritt (b) um gleich oder größer 5 nm reduziert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der lokale Ebenheitswert SFQR_max der Siliciumscheibe in Schritt (b) um gleich oder größer 10 nm reduziert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion des lokalen Ebenheitswertes in Schritt (b) durch eine gezielte radialsymmetrische Änderung der Dickenverteilung erzeugt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (b) unter Verwendung einer Trägervorrichtung für eine Siliciumscheibe ausgeführt wird, welche über mindestens zwei radialsymmetrische Kammern verfügt, die mit einem Druckübertragungsmedium gefüllt sind, deren Drücke unabhängig voneinander gewählt werden können.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckübertragungsmedium eine Flüssigkeit oder ein Gemisch von Flüssigkeiten oder ein Gas oder ein Gemisch von Gasen ist und der Überdruck in jeder Kammer von 0 bis 5 bar absolut gewählt werden kann.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung den vertikalen Aufbau maschinenseitige Halterung mit Rotationsvorrichtung - Basisplatte - Einheit mit mindestens zwei radialsymmetrischen Druckübertragungskammern - Trägerplatte - elastischer Film mit Haltering - zu polierende Siliciumscheibe aufweist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausführung der Schritte (a) und (b) die Polierteller mit Poliertuch bedeckt sind und ein alkalisches Poliermittel mit einen SiO₂-Feststoffgehalt von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% und einen pH-Wert von 9 bis 12,5 kontinuierlich zugeführt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumscheibe nach Schritt (a) eine schüsselförmige Dickenverteilung besitzt und in Schritt (b) im Randbereich der Siliciumscheibe ein höherer Siliciumabtrag als im Zentrum erzeugt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumscheibe nach Schritt (a) eine ballige Dickenverteilung besitzt und in Schritt (b) im Zentrum der Siliciumscheibe ein höherer Siliciumabtrag als im Randbereich erzeugt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei in der Trägervorrichtung zur Ausführung von Schritt (b) mindestens drei radialsymmetrischen Druckübertragungskammern vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumscheibe nach Schritt (a) eine Dickenverteilung besitzt, die über ein radialsymmetrisches, zwischen Zentrum und Randbereich gelegenes lokales Minimum oder Maximum verfügt, und dass durch geeignete Wahl der Druckverhältnisse ein niedrigerer oder höherer Siliciumabtrag im betreffenden Bereich erzeugt wird.

15. Verfahren zur Herstellung einer Siliciumscheibe durch Verknüpfung der Prozesse

b) Oberflächenpolieren mindestens einer Vorderseite der Siliciumscheibe zur Erzeugung einer schleierfreien Oberfläche unter Verwendung einer Trägervorrichtung, mit welcher die Siliciumscheibe unter Abtrag von 0,1 bis 5 µm Silicium von der Vorderseite drehend über einen drehenden Polierteller bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der globale Ebenheitswert GBIR der Siliciumscheibe in Schritt (b) um gleich oder größer 10 nm reduziert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion des globalen Ebenheitswertes in Schritt (b) durch eine gezielte radialsymmetrische Änderung der Dickenverteilung erzeugt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (b) unter Verwendung einer Trägervorrichtung für eine Siliciumscheibe ausgeführt wird, welche über mindestens zwei radialsymmetrische Kammern verfügt, die mit einem Druckübertragungsmedium gefüllt sind, deren Drücke unabhängig voneinander gewählt werden können.

18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis eines nach Schritt (a) gemessenen Datensatzes zur Dickenverteilung der Siliciumscheibe über Rechneralgorithmen eine Verteilung der Drücke in den Druckübertragungskammern der für Schritt (b) verwendeten Trägervorrichtung bestimmt wird, die zu einer Verbesserung der lokalen Ebenheit der Siliciumscheibe führt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis eines nach Schritt (b) gemessenen Datensatzes zur Dickenverteilung der Siliciumscheibe Schritt (b) zur weiteren Verbesserung der lokalen Ebenheit der Siliciumscheibe wiederholt wird.

20. Verwendung einer nach einem der vorangegangenen Ansprüche hergestellten Siliciumscheibe zur Herstellung von integrierten Halbleiter-Bauelementen.