DE10338504A1

DE10338504A1 - Dummy-Wafer für Ofenprozesse, insbesondere Schichtabscheidungs-Ofenprozesse, und entsprechendes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE10338504A1
Application number: DE2003138504
Authority: DE
Inventors: Ioannis Dotsikas
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2004-10-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft einen Dummy-Wafer für Ofenprozesse, insbesondere Schichtabscheidungs-Ofenprozesse mit einer Vorderseite (VS) und einer Rückseite (RS), der auf mindestens einer der Vorderseite (VS) und Rückseite (RS) ein Erhöhungsprofil (1b; 1'b; 1''b; 1''c; 1'''b) zum Erhöhen der Biegesteifigkeit gegenüber einer entsprechenden ebenen Seite versehen ist. Die Erfindung schafft ebenfalls ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dummy-Wafer für Ofenprozesse, insbesondere Schichtabscheidungs-Ofenprozesse, und ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Allgemein werden Dummy-Wafer bei Ofenprozessen, insbesondere Schichtabscheidungs-Ofenprozessen, in einem Wafer-Boot verwendet, um die Strömungsverhältnisse für alle zu prozessierenden Wafer möglichst einheitlich zu gestalten. Die Dummy-Wafer sorgen somit im wesentlichen für eine homogene Verteilung der Strömung des oder der Prozessgase, was letztendlich zu einer homogenen Schichtabscheidung auf den zu prozessierenden Wafern führt.
Insbesondere werden Dummy-Wafer in der Regel aus wirtschaftlichen Gründen bei mehreren Ofenfahrten verwendet. Dabei tritt der Effekt auf, daß bei Beschichtungsprozessen mit jeder Ofenfahrt eine Schichtdicke der auf dem Dummy-Wafer abgeschiedenen Prozessschicht immer größer wird.
Mit steigender Schichtdicke wird es daher zunehmend schwieriger, die Dummy-Wafer durch Wafer-Handling-Roboter zu transportieren.
Auch tritt eine Verbiegung auf, wenn die Dicke der auf dem Dummy-Wafer abgeschiedenen Prozessschicht einen bestimmten Wert übersteigt, was den Wafer verspannt und ebenfalls dazu führt, daß er nicht mehr durch die Wafer-Handhabungs-Roboter transportiert werden kann. In diesem Fall müssen die Dummy-Wafer durch aufwendige Prozeduren gesäubert werden.
Kommerziell verfügbare Dummy-Wafer weisen heutzutage zwei ebene Oberflächen auf Vorderseite bzw. Rückseite auf.
Beispielsweise können Dummy-Wafer durch Gasphasen-Abscheidung einer homogenen Schicht aus Siliziumcarbid erzeugt werden. Eine andere Möglichkeit besteht im Heißpressen von Siliziumcarbid-Pulver. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Umhüllung einer gepressten Graphit-Matrix mit einer in der Gasphase abgeschiedenen Siliziumcarbid-Schicht.
Dabei sind die üblicherweise verwendeten Dummy-Wafer sehr teuer, dick und schwer. Dünne Dummy-Wafer würden sich leicht verbiegen und könnten nicht leicht ohne Zerbrechen transportiert werden.

Aus der U.S. 5,770,324 sind Dummy-Wafer aus heißgepresstem Siliziumcarbid sowie deren Verwendung bei Ofenprozesse, insbesondere Schichtabscheidungs-Ofenprozessen bekannt.

Aus der U.S. 5,853,840 ist ein Dummy-Wafer zur Verwendung in einem Ofenprozess zur Dünnschichtbildung auf einem Wafer bekannt, wobei der Dummy-Wafer aus Siliziumcarbid hergestellt wird, welches durch Reagierenlassen glasigen Kohlenstoffes mit Silizium oder einem Silizium-haltigen Gas erhalten wird.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dummy-Wafer für Ofenprozesse, insbesondere Schichtabscheidungs-Ofenprozesse, und ein entsprechendes Herstellungsverfahren zu schaffen, welche die oben erwähnten Handlingprobleme in verringertem Maße aufweisen.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den in Anspruch 1 angegebenen Dummy-Wafer und das in Anspruch 6 angegebene Herstellungsverfahren gelöst.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass mindestens eine von Vorderseite und Rückseite des Dummy-Wafers ein Erhöhungsprofil aufweist, welches zur Erhö hung der Biegesteifigkeit im Vergleich zu einer ebenen entsprechenden Seite führt.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie eine Herstellung von dünnen leichten, aber dennoch stabilen Dummy-Wafern ermöglicht. Auch führt das Erhöhungsprofil auf der Vorderseite und/oder Rückseite dazu, dass die Dummy-Wafer durch Waferhandling-Roboter leicht von normalen Prozeß-Wafern unterschieden werden können.

Wegen der Erhöhung der Biegesteifigkeit ist das Risiko des Zerbrechens der erfindungsgemäßen Dummy-Wafer stark herabgesetzt. Schließlich erhöht die Erfindung die Zeit zwischen zwei Säuberungsschritten, da die Dummy-Wafer von einem geringeren Gewicht her starten. Wegen der geringeren Dicke sind also die Zyklen zwischen den erforderlichen Reinigungen größer.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des betreffenden Gegenstandes der Erfindung.

Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich das Erhöhungsprofil bereichsweise über den gesamten Durchmesser der entsprechenden Seite.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Erhöhungsprofil auf den Dummy-Wafer aufgebracht.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Erhöhungsprofil einteilig mit dem Dummy-Wafer vorgesehen.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Erhöhungsprofil im Mittelpunkt der entsprechenden Seite seine größte Höhe auf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1a,b einen Dummy-Wafer gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 1a in Vorderseiten-Draufsicht und 1b im Schnitt entlang der Linie A-A' von 1a;
2 einen Dummy-Wafer gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Vorderseiten-Draufsicht;
3 einen Dummy-Wafer gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schnitt; und
4a,b einen Dummy-Wafer gemäss einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 4a in Vorderseiten-Draufsicht und 4b im Schnitt entlang der Linie B-B' von 4a.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.
1a,b zeigen einen Dummy-Wafer gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 1a in Vorderseiten-Draufsicht und 1b im Schnitt entlang der Linie A-A' von 1a.
In 1a,b bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Dummy-Wafer, dessen Vorderseite mit VS und dessen Rückseite mit RS bezeichnet ist.
Der in 1a,b gezeigte Dummy-Wafer weist ein ovales Erhöhungsprofil 1b auf seiner Vorderseite VS auf, das sich über den gesamten Durchmesser des Dummy-Wafers 1 erstreckt. 1a bezeichnet die nicht erhöhte Oberfläche des Dummy-Wafers, wie aus dem Schnitt gemäß 1b klar wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Rückseite RS eben, d.h. sie weist kein Erhöhungsprofil auf.
Das Erhöhungsprofil 1b auf der Vorderseite VS ist nachträglich auf einen Grund-Wafer mit nicht erhöhter Oberfläche aufgebracht worden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass Siliziumcarbid oder eine andere geeignete Substanz auf dem Grund-Wafer abgeschieden und geätzt wird.
2 zeigt einen Dummy-Wafer gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Vorderseiten-Draufsicht.
Bei der zweiten Ausführungsform gemäß 2 sind die Verhältnisse mit Ausnahme einer unterschiedlichen Struktur des Erhöhungsprofils 1'b auf der Vorderseite des Dummy-Wafers 1' im Vergleich zum nicht erhöhten Bereich 1'a identisch. Insbesondere weist das vorderseitige Erhöhungsprofil 1'b eine sternförmige Gestalt auf und erstreckt sich über den gesamten Durchmesser des Dummy-Wafers 1' in zwei Richtungen, welche im wesentlichen senkrecht zueinander stehen. In der Mitte ist ein kreisförmiger Bereich vorgesehen.
3 zeigt einen Dummy-Wafer gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schnitt.
Die dritte Ausführungsform gemäß 3 unterscheidet sich insofern von der ersten Ausführungsform gemäß 1a, 1b, als dass ein jeweiliges Erhöhungsprofil 1''b, 1''c sowohl auf der Vorderseite VS als auch auf der Rückseite RS des Dummy-Wafers 1'' vorgesehen ist, dessen ebener Bereich hier mit mit 1''a bezeichnet ist.
Eine derartige Struktur lässt sich beispielsweise durch Schleifen bzw. Ätzen bzw. Polieren eines Silizium-Grund-Wafers erhalten.
4a,b zeigen einen Dummy-Wafer gemäss einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 4a in Vorderseiten-Draufsicht und 4b im Schnitt entlang der Linie B-B' von 4a.
Bei der vierten Ausführungsform gemäß 3a, 3b ist das Erhöhungsprofil 1'''b im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsformen nicht diskontinuierlich gestaltet, sondern steigt kontinuierlich vom Rand des Wafers her bis zu dessen Mittelpunkt an, wo es seine größte Höhe erreicht.
Auch hier ist das Erhöhungsprofil 1'''b einteilig mit dem Grundprofil 1'''a hergestellt, beispielsweise durch einen entsprechenden Schleifprozess von Silizium.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Insbesondere ist die geometrische Form der Strukturierung praktisch beliebig wählbar.

1, 1', 1'', 1''': Dummy-Wafer
1a, 1'a, 1''a, 1'''a: nicht erhöhter Bereich
1b, 1'b, 1''b, 1''c, 1'''b: erhöhter Bereich
VS: Vorderseite
RS: Rückseite
A, A', B, B': Schnittlinien

Claims

Dummy-Wafer für Ofenprozesse, insbesondere Schichtabscheidungs-Ofenprozesse mit: einer Vorderseite (VS) und einer Rückseite (RS); dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer der Vorderseite (VS) und Rückseite (RS) ein Erhöhungsprofil (1b; 1'b; 1''b; 1'''b) zum Erhöhen der Biegesteifigkeit gegenüber einer entsprechenden ebenen Seite vorgesehen ist.
Dummy-Wafer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Erhöhungsprofil (1b; 1'b; 1''b; 1''c; 1'''b) bereichsweise über den gesamten Durchmesser der entsprechenden Seite erstreckt.
Dummy-Wafer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhöhungsprofil (1b; 1'b) auf den Dummy-Wafer aufgebracht ist.
Dummy-Wafer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhöhungsprofil ((1''b; 1''c; 1'''b) einteilig mit dem Dummy-Wafer vorgesehen ist.
Dummy-Wafer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhöhungsprofil ((1b; 1'b; 1''b; 1''c; 1'''b) im Mittelpunkt der entsprechenden Seite seine grösste Höhe aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Dummy-Wafers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er durch Pressen von SiC in einer Pressform und/oder Polieren bzw. Schleifen hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Dummy-Wafers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er durch Ätzen und/oder Polieren und/oder Schleifen von einem Siliziumwafer hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Dummy-Wafers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er durch Pressen von SiC auf eine keramische Wafermatrix in einer Pressform hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Dummy-Wafers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er durch Polieren bzw. Schleifen aus einem SiC-Stück hergestellt wird.