DE19833257C1 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer HalbleiterscheibeInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit einer Rückseite und einer schleierfrei polierten Vorderseite, umfassend Schleifen der Halbleiterscheibe zur Verringerung der Dicke der Halbleiterscheibe, naßchemisches Behandeln der Halbleiterscheibe zur Entfernung geschädigter Kristallbereiche, Abtragspolieren der Halbleiterscheibe zur Minimierung von beim naßchemischen Behandeln erzeugter Oberflächenrauhigkeit und Schleierfreipolieren der Halbleiterscheibe. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das naßchemische Behandeln der Halbleiterscheibe folgende Teilschritte umfaßt: DOLLAR A (a) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäurelösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäurelösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum; DOLLAR A (b) Ätzen der Halbleiterscheibe in einer sauren Ätzlösung; DOLLAR A (c) Spülen der Halbleiterscheibe in Reinstwasser; und DOLLAR A (d) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäurelösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäurelösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Halbleiterscheibe mit hinsichtlich Geometriedaten, Anzahl der
Lichtstreuzentren auf der Scheibenvorderseite und Metallkonta
mination im Kristallgitter verbesserten Eigenschaften.
Eine Halbleiterscheibe für die Verwendung in der Halbleiter
industrie, insbesondere zur Fabrikation von elektronischen
Bauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner 0,18 µm, muß
eine Vielzahl besonderer Eigenschaften aufweisen. Ein wichtiger
Parameter ist die lokale Ebenheit SFQR (site front-surface
referenced least squares/range = Bereich der positiven und
negativen Abweichung von einer über Fehlerquadratminimierung
definierten Vorderseite für eine Bauelementefläche definierter
Dimension); die Größe SFQRmax gibt den höchsten SFQR-Wert für
alle Bauelementeflächen auf einer bestimmten Scheibe an. Eine
allgemein anerkannte Faustregel besagt, daß der SFQRmax-Wert
einer Scheibe gleich oder kleiner der auf dieser Scheibe mög
lichen Linienbreite von darauf herzustellbaren Halbleiterbau
elementen sein muß. Eine Überschreitung dieses Wertes führt zu
Fokussierungsproblemen des Steppers und damit zum Verlust des
betreffenden Bauelementes. Eine weitere Größe von hoher Bedeu
tung ist die Anzahl von Lichtstreuzentren (LLS, localized light
scatterers) auf der Scheibenseite, in der Regel der Scheiben
vorderseite, auf der die Halbleiter-Bauelemente erstellt werden
sollen. Hierbei kann zwischen kristallinhärenten Defekten,
deren Anzahl im wesentlichen durch den Kristallisationsprozeß
und die Formgebungsschritte bestimmt wird, und Partikeln unter
schieden werden, welche in den Prozeßschritten Endreinigung und
Trocknung nicht von der Scheibenoberfläche entfernt oder gar
auf diese aufgebracht werden. In einer gewissen Anzahl und
Größe können LLS zum elektrischen Kurzschluß von Schaltkreisen
und damit zum Verlust von Bauelementen führen. Ebenfalls
essentiell ist die Begrenzung von Metallkontamination auf der
Scheibenoberfläche und im Kristallgitter. Metallkontamination
wirkt sich vor allem über die Störung der physikalischen und
elektrischen Eigenschaften der Scheibe negativ auf den Bauele
mente-Produktionsprozeß aus und kann ebenfalls zum Totalausfall
von Schaltkreisen führen.
Bekannt für diesen Zweck sind alkalische (EP 798 405 A2) und saure
(EP 628 992 A2) Ätzverfahren.
Eine konventionelle Prozeßsequenz zur Herstellung einer Halb
leiterscheibe lautet: Kantenverrunden, Läppen, Ätzen, Polieren
und Reinigen der von einem Kristall gesägten Halbleiterscheibe.
Nach dem Kantenverrunden und Läppen folgt ein naßchemischer
Ätzschritt zur weitgehenden Entfernung der oberflächennahen
gestörten Kristallschichten (Damage) auf Fläche und Kante. Bekannt für diesen Zweck sind alkalische (EP 798 405 A2) und saure
(EP 628 992 A2) Ätzverfahren. Das
Polieren wird in der Regel als zwei- oder dreistufiger Einsei
tenprozeß ausgeführt, wobei der jeweils letzte Schritt die end
gültige schleierfreie Oberfläche erzeugt. Es schließt sich eine
Reinigung an, die im allgemeinen als Badreinigung nach dem
sogenannten RCA-Verfahren unter Verwendung einer Sequenz von
alkalischen, sauren und Reinstwasserbädern ausgeführt wird.
Weiterentwickelte Endreinigungsverfahren setzen aufgrund der
hohen Oxidationskraft von Ozon Kombinationen aus wäßriger Fluß
säurelösung (HF) und Ozon ein, wodurch die Scheibenoberfläche
insbesondere von Kupfer und von organischen Verunreinigungen
befreit wird, siehe beispielsweise EP 701 275 A2; eine Tensidzugabe zur Flußsäure bewirkt eine
Partikelreduktion. Das
direkte Einblasen von Ozon in wäßrige HF-Lösung ist beispiels
weise in der US 5,567,244 beschrieben. Letztendlich kann die
HF/Ozon-Technologie gemäß der DE 195 31 031 A1 auch zur Trock
nung gereinigter Siliciumscheiben eingesetzt werden, indem
diese trocken und hydrophob aus der Flußsäurelösung entnommen
und anschließend in einem Ozon-haltigen Gasraum hydrophiliert
werden.
Naßchemisches Ätzen einer Halbleiterscheibe, meist ausgeführt
als Batchverfahren unter gleichzeitiger Behandlung einer Viel
zahl von Scheiben, stellt ein kostengünstiges Verfahren zur
Entfernung des in den mechanischen Bearbeitungsschritten er
zeugten Damage dar.
Obwohl die Sauerätzverfahren weiterentwickelt wurden, bleiben
auf der Oberfläche von geläppten oder geschliffenen Scheiben
noch Partikel, die beispielsweise aus Abrieb und Läpp- oder
Schleifkörnern bestehen. Diese Partikel, die durch den isotro
pen Angriff einer sauren Ätzlösung nicht unmittelbar abgelöst
werden, führen zu einer Maskierung der Scheibenoberfläche und
damit zum Auftreten von Erhebungen und nicht abgeätztem Rest
damage, was beim Polieren zu Geometriefehlern, Fortpflanzung
des Restdamages, Kratzer- und LLS-Bildung sowie Rauhigkeits
unterschieden mit den Folgeerscheinungen Gleitungen, Versetzun
gen, Verlust von Halbleiterbauelementen und im schlimmsten Fall
Scheibenbruch bei thermischen Prozessen führen kann.
Bekannte Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
können die Anforderungen, die für die Weiterverarbeitung zu
Halbleiterbauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner
0,18 µm eingefordert werden (Geometriedaten, Anzahl der Licht
streuzentren (LLS) auf der Scheibenvorderseite und Metallkon
tamination im Kristallgitter) in ihrer Gesamtheit derzeit nicht
erfüllen. Die vorliegende Erfindung schafft hier Abhilfe.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
einer Halbleiterscheibe mit einer Rückseite und einer schleier
frei polierten Vorderseite, umfassend Schleifen der Halbleiter
scheibe, naßchemisches Behandeln der Halbleiterscheibe zur
Entfernung geschädigter Kristallbereiche, Abtragspolieren der
Halbleiterscheibe zur Minimierung von beim naßchemischen
Behandeln erzeugter Oberflächenrauhigkeit und Schleierfreipo
lieren der Halbleiterscheibe, wobei das Verfahren dadurch
gekennzeichnet ist, daß das naßchemische Behandeln der Halb
leiterscheibe folgende Teilschritte umfaßt:
- a) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäure lösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäu relösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum;
- b) Ätzen der Halbleiterscheibe in einer sauren Ätzlösung;
- c) Spülen der Halbleiterscheibe in Reinstwasser; und
- d) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäure lösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäu relösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum.
Ausgangsprodukt des Verfahrens ist eine Halbleiterscheibe, die
auf bekannte Weise von einem Kristall abgetrennt wurde, bei
spielsweise von einem abgelängten und rundgeschliffenen Einkri
stall aus Silicium, und deren Kante verrundet wurde. Falls dies
gewünscht wird, kann der Kristall mit einem oder mehreren
Orientierungsmerkmalen zur Identifizierung der Kristallachsen
versehen werden, beispielweise einem Notch und/oder einem
Flat. Die Kante der Halbleiterscheibe wird mittels einer geeig
net profilierten Schleifscheibe verrundet. Metallfreie Kunst
harz-gebundene Kantenverrundungsscheiben, insbesondere solche
mit eingebetteten Diamanten, sind besonders bevorzugt. Die
Scheibenkanten weisen je nach Ausführungsform des Schleif
schrittes ein Damage von 3 bis 20 µm auf.
Endprodukt des Verfahrens ist eine Halbleiterscheibe mit hin
sichtlich Geometriedaten, Anzahl der Lichtstreuzentren (LLS)
auf der Scheibenvorderseite und Metallkontamination im Kri
stallgitter verbesserten Eigenschaften.
Das Verfahren kann prinzipiell zur Herstellung eines scheiben
förmigen Körpers eingesetzt werden, der aus einem Material
besteht, welches mit den eingesetzten mechanischen und chemi
schen Methoden bearbeitet werden kann. Derartige Materialien,
deren Weiterverarbeitung vorwiegend in der Halbleiterindustrie
stattfindet, jedoch nicht auf diese beschränkt ist, sind zum
Beispiel Silicium, Silicium/Germanium, Siliciumdioxid, Silici
umnitrid, Galliumarsenid und weitere sogenannte III-V-Halblei
ter. Silicium in einkristalliner Form, beispielsweise kristal
lisiert durch einen Czochralski- oder einen Zonenziehprozeß,
ist bevorzugt. Silicium mit einer Kristallorientierung (100),
(110) oder (111) ist besonders bevorzugt.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Silici
umscheiben mit Durchmessern von insbesondere 200 mm, 300 mm,
400 mm, 450 mm und 675 mm und Dicken von wenigen 100 µm bis
einigen cm, bevorzugt von 500 µm bis 1200 µm. Die Halbleiter
scheiben können entweder direkt als Ausgangsmaterial für die
Herstellung von Halbleiterbauelementen eingesetzt werden oder
nach Aufbringen von Schichten wie Rückseitenversiegelungen oder
einer epitaktischen Beschichtung der Scheibenvorderseite mit
Silicium oder geeigneten weiteren Halbleitermaterialien oder
aber nach Konditionierung durch eine Wärmebehandlung beispiels
weise unter Wasserstoff- oder Argonatmosphäre ihrem Bestim
mungszweck zugeführt werden. Neben der Herstellung von Scheiben
aus einem homogenen Material kann die Erfindung natürlich auch
zur Herstellung von mehrschichtig aufgebauten Halbleitersub
straten wie SOI-Scheiben (silicon-on-insulator) und sogenannten
bonded wafers eingesetzt werden.
Im folgenden wird die Erfindung am Beispiel der Herstellung
einer Halbleiterscheibe aus Silicium näher erläutert.
Eine gesägte und kantenverrundete Halbleiterscheibe, die je
nach Durchmesser und Art des Sägeprozesses ein Damage bis in
eine Tiefe im Bereich von 10 bis 40 µm aufweist, wird zur Ver
besserung der Geometrie und teilweisem Abtrag der zerstörten
Kristallschichten einem Schleifschritt unterzogen. Eine bevor
zugte Ausführungsform für das erfindungsgemäße Verfahren ist
die Methode des Rotationsschleifens, wie sie beispielsweise in
der EP 272 531 A1 beschrieben ist. Hierbei wird sinnvollerweise
zunächst eine Seite der Scheibe geschliffen, die Scheibe gewen
det und anschließend die andere Seite geschliffen. Bevorzugt
zur Anwendung kommen dabei Diamant-haltige Schleifscheiben,
besonders bevorzugt Kunstharz-gebundene Schleifscheiben mit
Diamanten. Die eingebetteten Diamantsplitter besitzen eine
Körnung von bevorzugt 400 bis 3000 Mesh, besonders bevorzugt
600 bis 2000 Mesh.
Es ist jedoch auch möglich, nur eine Scheibenseite zu schlei
fen.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform werden beide
Scheibenseiten nacheinander zunächst mit einer Schleifscheibe
der Körnung 400 bis 1000 Mesh und anschließend beide Scheiben
seiten nacheinander mit einer Schleifscheibe der Körnung 1500
bis 2500 Mesh geschliffen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Schleifschrittes
ist das Doppelseitenschleifen, wie es beispielsweise in der EP
755 751 A1 beschrieben ist. Anstelle des sequentiellen Schlei
fens der beiden Scheibenseiten werden in diesem Falle beide
Scheibenseiten gleichzeitig geschliffen. Statt der Schleif
scheiben können hierbei auch Schleifkörper, sogenannte Pellets,
mit gleicher Zusammensetzung eingesetzt werden. Der Silicium
abtrag pro Scheibenseite beträgt beim Schleifschritt bevorzugt
10 bis 100 µm, besonders bevorzugt 20 bis 60 µm. Die geschlif
fenen Scheiben weisen je nach Ausführungsform des Schleif
schrittes ein Damage von 1 bis 10 µm auf.
Zur Entfernung des in den mechanischen Vorprozessen zwangs
läufig erzeugten Damage von Scheibenobenfläche und -kante ein
schließlich der gegebenenfalls vorhandenen Verunreinigungen,
beispielsweise in diesen gestörten Gitterbereichen gebundene
(gegetterte) Metallverunreinigungen, folgt eine naßchemische
Behandlung der Halbleiterscheibe mit einem Ätzschritt nach dem
Sauerätzprinzip, die in vier Teilschritten ausgeführt wird,
wobei keine weitere Vorbehandlung der kantenverrundeten,
geschliffenen Scheiben notwendig ist:
- a) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäure lösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäu relösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum;
- b) Ätzen der Halbleiterscheibe in einer sauren Ätzlösung;
- c) Spülen der Halbleiterscheibe in Reinstwasser; und
- d) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäure lösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäu relösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum.
Die vier Teilschritte können in separaten Anlagen ausgeführt
werden. Ebenfalls möglich ist, sie in ein und demselben Pro
zeßbecken auszuführen. Bevorzugt ist, die vier Teilschritte
unmittelbar nacheinander in vier Prozeßkammern einer modular
aufgebauten Ätzanlage auszuführen. Dies ist zum einen kosten
günstig durch die Möglichkeit des Einsatzes einer kompakt
aufgebauten Anlage von Vorteil, die in einer besonders bevor
zugten Ausführungsform des Prozesses automatisiert betrieben
wird und dadurch bei relativ niedrigem Bedienpersonalaufwand
einen hohen Durchsatz ermöglicht. Zum anderen wird die Halb
leiterscheibe unmittelbar nach dem Reinigungs- und Hydrophi
lierungsschritt (a) in die Ätzlösung überführt, was einen
homogenen Ätzabtrag im Schritt (b) ermöglicht, unmittelbar nach
dem eigentlichen Ätzprozeß in Schritt (c) mit Reinstwasser
gespült, was ein lokales unkontrolliertes Nachätzen verhindert,
und unmittelbar nach dem Spülen im Schritt (d) getrocknet, was
eine Rekontamination beispielsweise durch Fleckenbildung ver
hindert.
Die Halbleiterscheibe wird bevorzugt im Paket mit anderen Halb
leiterscheiben durch die Schritte (a) bis (d) geführt, wobei
zur Handhabung der Halbleiterscheiben vorzugsweise Scheibenma
gazine eingesetzt werden, die aus gegenüber den eingesetzten
Chemikalien inerten Kunststoffen gefertigt sind, beispielsweise
aus fluorierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere PVDF (Polyvi
nyldifluorid). Bäder, Rohrleitungen, Pumpen etc. sind sinnvol
lerweise ebenfalls aus gegenüber den eingesetzten Chemikalien
inerten Kunststoffen gefertigt.
Die Stationen, in denen die Teilschritte (a) und (d) durchge
führt werden, sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens im wesentlichen baugleich ausgeführt. Es besteht die
Möglichkeit, ein Ozon-haltiges Gas in den Gasraum über der
Flußsäure zu leiten. Das Ozon haltige Gas kann jedoch auch in
die Flußsäure, entweder im Prozeßbecken oder in einem Vorlage
tank, aus welchem die Ozon haltige Flußsäure in das Prozeß
becken gepumpt wird, eingeblasen werden, wobei sich der Gasraum
über der Flußsäure im Prozeßbecken durch Ausdiffusion teilweise
mit Ozon füllt.
Die in den Teilschritten (a) und (d) zum Einsatz kommende wäß
rige Flußsäurelösung enthält bevorzugt 0,001 bis 50 Gew.-% HF,
besonders bevorzugt 0,05 bis 2 Gew.-% HF und weist bevorzugt
eine Temperatur von 20 bis 80°C auf, wobei eine Temperatur von
40 bis 60°C besonders bevorzugt ist. Zur Erhöhung der Parti
kelreinigungswirkung kann die Flußsäurelösung in beiden oder in
einem der beiden Bäder, in denen die Prozeßschritte (a) und (d)
ausgeführt werden, ein Tensid oder ein Tensidgemisch in einer
Konzentration von 0,0001 bis 1 Gew.-% enthalten, wobei das
Tensid aus der Gruppe der Verbindungen nicht-ionische, kationi
sche oder anionische Tenside stammen kann. Die Zugabe weiterer
Zusatzstoffe ist möglich. Das eingeblasene Ozon haltige Gasge
misch enthält bevorzugt Ozon in einer Konzentration von 1 mg/m3
bis 1 g/m3 und wird bei Verwendung eines üblicherweise 100 bis
1000 l Flußsäure fassenden Bades mit einer Geschwindigkeit von
bevorzugt 1 l/min bis 100 l/min eingeblasen. Das Ozon haltige
Gasgemisch kann neben Ozon ein anderes Gas oder mehrere andere
Gase enthalten, die entweder inert, wie Stickstoff, Argon oder
Kohlendioxid, oder reaktiv sind, wie Sauerstoff, Fluorwasser
stoff oder Chlorwasserstoff.
Das verwendete Ozon kann beispielsweise mit Hilfe eines Ozonge
nerators gemäß der DE 197 52 769 A1 bereitgestellt werden. Es hat
sich als sinnvoll erwiesen, die Halbleiterscheiben bei den
Teilschritten (a) und (d) sowohl in der Flußsäurelösung als
auch in der Ozonhaltigen Gasatmosphäre für einen Zeitraum von
jeweils 0,1 bis 5 min zu belassen, wobei eine Verweilzeit von
jeweils 0,5 bis 2 min besonders bevorzugt ist. Bei Ausführung
des Trocknungsschrittes (d) ist es sinnvoll, aber nicht not
wendig, die Scheibenpakete durch eine geeignete Vorrichtung,
beispielsweise eine Hebevorrichtung mit einer kammartigen
Scheibenhalterung, vom Ätzmagazin zu trennen und letzteres zur
Aufnahme des nächsten zu ätzenden Scheibenpaketes zu Schritt
(a) zurückzuführen.
Der saure Ätzschritt (b) wird bevorzugt wie in DE 43 16 096 C1
und US 5,340,437 beschrieben nach dem Strömungsätzprinzip unter
Rotation der Scheiben während des Ätzvorganges und Einperlung
eines inerten oder reaktiven Gases ausgeführt; die Einperlung
eines Gases wie Stickstoff oder Kohlendioxid ist dabei beson
ders bevorzugt. Besonders bevorzugt ist ebenfalls die Verwen
dung eines bei einer Temperatur von 15 bis 40°C betriebenen
Gemisches aus Salpetersäure und Flußsäure in Konzentrationen
und einem Konzentrationsverhältnis, die eine mittlere Ätzge
schwindigkeit von 3 bis 30 µm/min unter bestmöglichem Erhalt
der Scheibengeometrie erlauben, beispielsweise 60 bis 95 Gew.-%
konzentrierter Salpetersäure (70 Gew.-%ig in wäßriger Lösung)
und 5 bis 30 Gew.-% konzentrierte Flußsäure (50 Gew.-%ig in
wäßriger Lösung). Zur Stabilisierung der Gasblasen ist die
Zugabe eines gegenüber der Ätzmischung stabilen Tensids in
geringen Konzentrationen, die im einzelnen von der Natur des
zugesetzten Tensides abhängen, von Vorteil. Beispiele für ge
eignete Tenside sind Phosphorsäure, Ammoniumlaurylsulfat und
fluorierte oberflächenaktive Stoffe wie Perfluoralkylsulfonate.
Die Zugabe geringer Anteile an weiteren Stoffen aus den Verbin
dungsklassen organische Säure und Salze, beispielsweise Essig
säure, Oxalsäure und Zitronensäure, anorganische Säuren, Salze
und Oxide, beispielsweise Salzsäure, Kaliumdichromat, Kalium
permanganat und Chrom-VI-oxid, sowie elementare Halogene, bei
spielsweise Brom und Iod, ist möglich.
Nach Beendigung des Ätzvorganges werden die Scheiben zur Ver
meidung einer lokal uneinheitlichen Nachätzung möglichst rasch,
das heißt innerhalb von 1 bis 3 s, in ein mit Reinstwasser
gefülltes Bad, bevorzugt eine Quickdump-Spüle, umgesetzt und
intensiv mit Reinstwasser gespült und dadurch von anhaftenden
Bestandteilen der Ätzmischung befreit. Wird dieser Schritt in
der bevorzugten Quickdump-Spüle ausgeführt, wird der Badinhalt
in einer besonders bevorzugten Arbeitsweise insgesamt zweimal
schlagartig abgelassen und das Bad unter gleichzeitigem Be
sprühen der Scheiben mit Wasser und Einblasen von Stickstoffgas
innerhalb von 20 bis 60 s wieder mit Reinstwasser aufgefüllt.
Abschließend werden die Scheiben in den HF/Ozon-Trockner (d)
überführt und entsprechend den Ausführungen weiter oben prozes
siert. Es liegen trockene, hydrophile Siliciumscheiben unter
Erhalt der im Schleifprozeß erzeugten guten Geometriewerte mit
defektarmen Oberflächen, einheitlicher Rauhigkeit und sehr
niedrigen Metallkontaminationen auf der Oberfläche und im Kri
stallgitter vor.
Beim Sauerätzschritt einschließlich der erfindungsgemäßen Vor-
und Nachbehandlung ist zwecks Vermeidung von Partikel- und
Metallkontamination die Verwendung hochreiner Chemikalien, die
beispielsweise für die Verwendung in der Gigabit-Halbleiter
technologie qualifiziert sind, bevorzugt. Ebenfalls bevorzugt
ist die Verwendung von Reinstwasser, das mit Wasseraufberei
tungsanlagen nach dem Stand der Technik unter Verwendung von
Mischbett-Ionenaustauschern, Umkehrosmose, Elektrodeionisation
und 0,02-µm-Ultrafiltration hergestellt wurde.
Nach der naßchemischen Behandlung wird die Halbleiterscheibe
einem Abtragspolierschritt unterzogen, bei welchem mindestens
die Vorderseite unter Abtrag von bevorzugt 5 bis 50 µm Silicium
poliert wird. Falls gewünscht wird, daß die Scheiben eine
polierte Rückseite besitzen sollen, wie dies zwecks Vermeidung
von Querkontamination mit an der Rückseite anhaftenden Partikel
bei modernen Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelemen
ten vielfach der Fall ist, kann prinzipiell auf zwei verschie
dene Vorgehenswiesen zurückgegriffen werden. Zum einen kann ein
Rückseitenpolierschritt analog dem weiter unten beschriebenen
Endpolierschritt (dem Schleierfreipolieren) durchgeführt wer
den. Dieser Rückseitenpolierschritt wird sinnvollerweise vor
dem Endpolierschritt der Scheibenvorderseite durchgeführt. Es
kann jedoch auch ein Doppelseitenpolierschritt durchgeführt
werden, in welchem bevorzugt 5 bis 50 µm Material pro Scheiben
seite, besonders bevorzugt 10 bis 20 µm Material abgetragen
wird. Ein geeignetes Verfahren zur Doppelseitenpolitur ist
beispielsweise in der EP 776 030 A2 veröffentlicht. Im Rahmen
der Erfindung ist die Anwendung eines Doppelseitenpolierschrit
tes gegenüber einem Einseiten-Abtragspolierschritt der Schei
benvorderseite oder einer sequentiellen Politur von Scheiben
vorder- und Scheibenrückseite bevorzugt. Besonders bevorzugt
ist ein Doppelseitenpolierschritt unter Verwendung eines
Poliertuches auf Polyurethanbasis mit eingearbeiteten Polyethy
lenfasern mit einer bevorzugten Härte von 40 bis 120 (Shore A)
und einer besonders bevorzugten Härte von 60 bis 90 (Shore A)
in Gegenwart eines Poliersols mit einem pH-Wert von bevorzugt 9
bis 12, besonders bevorzugt 10 bis 11, aus bevorzugt 1 bis 10
Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% SiO2 in Wasser, wobei
der Polierdruck bevorzugt 0,1 bis 0,5 bar, besonders bevorzugt
0,15 bis 0,3 bar beträgt.
Anschließend wird die Scheibenvorderseite schleierfrei poliert,
beispielsweise mit einem weichen Poliertuch unter Zuhilfenahme
eines alkalischen Poliersols; zum Erhalt der bis zu diesem
Schritt erzeugten guten Scheibengeometrie liegt der Silicium
abtrag von der Scheibe dabei relativ niedrig, bevorzugt 0,05
bis 1,5 µm, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,7 µm. In der Litera
tur wird dieser Schritt oft als CMP-Politur (chemo-mechanical
polishing) bezeichnet. Eine bevorzugte Ausführungsform des
Schleierfreipolierschrittes ist die Verwendung eines Polier
tuches auf Polyurethanbasis mit einem Poliersol mit einem pH-
Wert von 9 bis 10 aus 1 bis 5 Gew.-% SiO2 in Wasser, wobei der
Polierdruck 0,1 bis 0,3 bar ist. Dem erfindungsgemäßen Ver
fahren folgt in der Regel eine Reinigung nach dem Stand der
Technik, die entweder als Batchprozeß unter gleichzeitiger
Reinigung einer Vielzahl von Scheiben in Bädern oder mit einem
Sprühverfahren oder als Einzelscheibenprozeß ausgeführt werden
kann. Im Rahmen der Erfindung bevorzugt ist eine Badreinigung
von Scheibenpaketen nach dem sogenannten RCA-Verfahren unter
Verwendung einer Sequenz von alkalischen, sauren und Reinst
wasserbädern, gefolgt von einer Scheibentrocknung mit einem
handelsüblichen Batchtrocknungssystem, beispielsweise einem
Schleudertrockner, Heißwassertrockner, Isopropanoltrockner oder
Marangonitrockner. Besonders bevorzugt ist eine RCA-Reinigung
mit der Badfolge wäßrige Flußsäure, Reinstwasser, Tetramethyl
ammoniumhydroxid/Wasserstoffperoxid/Reinstwasser, Reinstwasser,
Salzsäure, Reinstwasser, wobei die in den Reinigungsbädern
vorhandenen Chemikalien in geringer Konzentration vorliegen,
beispielsweise unterhalb jeweils 5 Gew.-%, gefolgt von einer
Isopropanoltrocknung.
Auch bei einer derartigen Endreinigung ist die Verwendung hoch
reiner Chemikalien und von Reinstwasser bevorzugt. Die naßche
mische Behandlung gemäß der Erfindung wie auch die Endreinigung
und die Trocknung der Halbleiterscheibe werden vorzugsweise in
einem Reinraum durchgeführt, bevorzugt in einem Reinraum der
Klasse 100 und besser, besonders bevorzugt in einem Reinraum
der Klasse 10 und besser.
Zur weiteren Verbesserung der Scheibengeometrie, beispielsweise
für den Fall, daß auf der Halbleiterscheibe Halbleiterbauele
mente mit Linienbreiten kleiner oder gleich 0,13 µm hergestellt
werden sollen, kann sinnvollerweise zwischen dem Abtragspolie
ren und dem Schleierfreipolieren ein Geometrie-Korrekturschritt
durch lokalen Siliciumabtrag mit Unterstützung eines Plasmas
ausgeführt werden. Dazu wird die Halbleiterscheibe nach Durch
lauf der Bearbeitungsschritte bis einschließlich Abtrags
polieren hinsichtlich ihrer Geometrie charakterisiert, was
beispielsweise mit einem nach einem optischen oder kapazitiven
Meßprinzip arbeitenden Meßinstrument geschehen kann. Die Ver
wendung eines optischen Meßinstrumentes beispielsweise nach dem
Prinzip der Lasertriangulation sowie der Durchlicht-, Schräg
licht- oder Differentialinterferometrie ist bevorzugt, da in
diesem Fall exaktere Meßergebnisse und damit eine effektivere
Geometriekorrektur zu erwarten sind. Aufgrund der Meßdatenbasis
wird die von einem bestimmten Flächeninkrement der Halbleiter
scheibe abzutragende Siliciummenge errechnet. Bei diesem Lokal
ätzverfahren werden in einem Plasma, welches eine Temperatur
von 5.000 bis 10.000°C besitzt, reaktive Teilchen, beispiels
weise Radikale oder Ionen, erzeugt, die mit der Oberfläche des
zu ätzenden Substrates reagieren und diese abtragen. Bevorzugt
ist ein Verfahren, bei welchem der Ätzabtrag durch im Plasma
erzeugte Neutralteilchen, beispielsweise Halogenradikale wie
Fluor*, Chlor* oder Brom*, erfolgt. Besonders bevorzugt ist
dabei ein Verfahren, bei welchem der Ätzabtrag durch im Plasma
erzeugte Fluorradikale erfolgt, was zu sehr geringer Oberflä
chenschädigung und zu sehr gutem Geometrieerhalt der Halblei
terscheibe führt. Fluorradikale werden dabei aus fluorhaltigen
Verbindungen wie beispielsweise CF4, NF3 oder SF6 erzeugt; auch
Gemische aus verschiedenen fluorhaltigen Verbindungen können
problemlos eingesetzt werden. Die Verwendung von SF6 ist be
sonders bevorzugt. Zur Erzielung einer exakten lokalen Geome
triekorrektur wird unter Aufwendung von relativ geringeren
Energiemengen gearbeitet wird, die zu Abtragsraten bevorzugt
von 0,1 bis 1,0 mm3/s, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,6 mm3/s
führen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante des
Plasma-Lokalätzens ist das sogenannte PACE-Verfahren (plasma
assisted chemical etching), wie es beispielsweise in den Paten
ten US 4,668,366, US 5,254,830, US 5,290,382 und US 5,336,355
beschrieben ist. Der PACE-Prozeß kann natürlich prinzipiell auf
beide Scheibenseiten angewendet werden, wobei dies gegenüber
der einseitigen Anwendung keine weiteren Vorteile hinsichtlich
der Geometrie bringt. Eine einseitige Anwendung entweder auf
der Scheibenvorder- oder der Scheibenrückseite ist daher bevor
zugt. Der Materialabtrag liegt dabei bevorzugt bei 0,5 bis 5
µm, besonders bevorzugt 0,5 bis 3 µm. Da die Silicium-Ätzrate
beim PACE-Prozeß deutlich höher als die SiO2-Ätzrate ist, kann
es zur Erhöhung des Durchsatzes und zur Verringerung von Pro
zeßvariationen sinnvoll sein, die einzuebnenden Scheiben vor
dem PACE-Prozeß zum Beispiel durch Eintauchen in eine verdünnte
wäßrige Flußsäurelösung von einer eventuell vorhandenen Ober
flächenoxidschicht zu befreien. Die Scheiben können jedoch auch
vor dem Plasma-Lokalätzschritt gezielt hydrophiliert werden,
was in gewissen Fällen ebenfalls von Vorteil sein kann. Der
PACE-Prozeß hinterläßt nahezu keine Störung der äußeren Kri
stallschichten, und es werden GBIR-Werte (globale Ebenheit;
früher als TTV bezeichnet) gleich oder kleiner 0,3 µm und
SFQRmax-Werte gleich oder kleiner 0,13 µm gemessen.
Falls notwendig, kann an einer beliebigen Stelle des erfin
dungsgemäßen Verfahrens ein Wärmebehandlungsschritt der Halb
leiterscheibe eingeführt werden, beispielsweise um thermische
Donatoren zu vernichten oder um eine Störung von oberflächen
nahen Kristallschichten auszuheilen. Dabei kann es bei
spielsweise zur Vermeidung einer Gitterkontamination durch
Metallatome sinnvoll sein, die Halbleiterscheibe vor dem
Wärmebehandlungsschritt einer naßchemischen Reinigung nach dem
Stand der Technik zu unterziehen. Bevorzugt wird die Wärmebe
handlung nach Teilschritt (d) der naßchemischen Behandlung oder
nach dem Plasma-Lokalätzschritt in einem Temperaturbereich von
400°C bis 800°C durchgeführt. Ebenfalls gewünscht sein könn
ten eine Laserbeschriftung zur Scheibenidentifizierung oder ein
Kantenpolierschritt, die sich an geeigneter Stelle, zum Bei
spiel vor oder nach dem Schleifen im Falle der Lasermarkierung
sowie vor oder nach dem Abtragspoliturschritt im Falle des Kan
tenpolierens einfügen lassen. Eine Reihe weiterer, für bestimm
te Produkte erforderliche Prozeßschritte wie beispielsweise die
Aufbringung von Rückseitenbeschichtungen aus Polysilicium,
Siliciumoxid oder Siliciumnitrid oder die Aufbringung einer
Epitaxieschicht aus Silicium oder weiteren halbleitenden Mate
rialien auf die Vorderseite der Siliciumscheibe läßt sich eben
falls nach dem Fachmann bekannten Verfahren an den geeigneten
Stellen in den Prozeßfluß einbauen. Es kann darüber hinaus auch
zweckmäßig sein, die Halbleiterscheibe vor oder nach einzelnen
Prozeßschritten einer weiteren Batch- oder Einzelscheibenreini
gung nach dem Stand der Technik zu unterziehen.
Eine erfindungsgemäß hergestellte Halbleiterscheibe aus Silici
um erfüllt die Anforderungen für die Herstellung von Halblei
terbauelementen mit Linienbreiten von 0,18 µm. Bei Anwendung
eines Plasmaätzschrittes zur lokalen Geometriekorrektur, bei
spielsweise nach dem PACE-Verfahren, zwischen der Abtragspo
litur und der Schleierfreipolitur können sogar die strengen
Anforderungen erfüllt werden, die an Siliciumscheiben als
Ausgangsmaterial für die 0,13 µm-Halbleitertechnologie gestellt
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als optimale
Lösung zur Herstellung von Siliciumscheiben mit den geschil
derten Merkmalen erwiesen.
Hinsichtlich der weiteren üblicherweise zur Scheibencharakte
risierung herangezogenen, dem Fachmann wohlbekannten Parameter
wie Rauhigkeit, Haze, Partikel- und Metallkontaminationen der
Scheibenoberfläche, Magic-Mirror-Defekte usw., die weniger von
der gesamten Prozeßkette als vielmehr von der Ausführung der
Polier- und Reinigungsschritte bestimmt werden, weisen erfin
dungsgemäß hergestellte Halbleiterscheiben keine Nachteile ge
genüber den nach dem Stand der Technik hergestellten Scheiben
auf. Das vorgeschlagene Verfahren ist auch wirtschaftlich kon
kurrenzfähig.
Alle im folgenden aufgeführten Vergleichsbeispiele und Beispie
le betreffen die Herstellung von Siliciumscheiben mit einem
Durchmesser von (300 ± 0,2) mm, einer Dicke von (775 ± 25) µm,
einer schleierfrei polierten Vorderseite und einer polierten
Rückseite, einem Sauerstoffgehalt von (6 ± 1) . 1017 Atomen/cm3 und
einer Bor-Dotierung, die zu einem Widerstand im Bereich von 10
bis 20 Ω.cm führt. Die dazu benötigten Kristalle werden nach
dem Stand der Technik gezogen, abgelängt, rundgeschliffen, auf
einer handelsüblichen Drahtsäge in Scheiben zersägt und kanten
verrundet. Die Beispiele sind exemplarisch für die Erfindung,
schränken deren Umfang jedoch in keiner Weise ein.
Es wird wie in einer gemäß EP 798 405 A2 bevorzugten Ausfüh
rungsform vorgegangen: Die kantenverrundeten Scheiben werden
auf einer Rotationsschleifmaschine mit einer Kunstharz-gebunde
nen Schleifscheibe mit Diamanten der Körnung 600 Mesh geschlif
fen, wobei nacheinander von der Scheibenvorder- und -rückseite
je 30 µm Silicium abgetragen werden. Die Scheiben werden noch
in der Schleifmaschine durch Absprühen mit Reinstwasser von
groben Verunreinigungen befreit und mittels Einzelscheiben
schleudern getrocknet. Es folgt ohne weitere Vorbehandlung ein
alkalischer Ätzschritt von aus je 13 Scheiben bestehenden
Scheibenpaketen bei (120 ± 3)°C in einer 50 Gew.-%igen wäßrigen
Kaliumhydroxidlösung unter Abtrag von je 10 µm Silicium pro
Scheibenseite, wobei der Scheibenabstand (Zentrumsebene) je
weils 10 mm beträgt, gefolgt von einer zweimaligen Reinstwas
serbehandlung in einer Quickdump-Spüle. Nach Trocknung in einem
handelsüblicher Heißwassertrockner werden die Scheiben zwecks
Zerstörung der thermischen Sauerstoffdonatoren einzeln einer
Wärmebehandlung nach dem RTA-Verfahren (rapid themal annealing)
in einer am Markt erhältlichen Heizkammer unterzogen, wobei
sich an einen schnellen Aufheizschritt (100°C/s) ein Temper
schritt mit einer Dauer von 20 s bei 750°C anschließt. Ein
Doppelseitenpolierschritt wird mit einem Polyurethan-Poliertuch
der Härte 70 (Shore A) unter Verwendung eines Poliersols mit
einem SiO2-Feststoffgehalt von 4 Gew.-% und einem pH-Wert von
11 unter einem Anpreßdruck von 0,3 bar durchgeführt, wobei
gleichzeitig je 20 µm Silicium pro Scheibenseite abgetragen
werden. Abschließend wird eine Endpolitur der Scheibenvorder
seite zur Gewährleistung einer schleierfreien Oberfläche mit
einem weichen Polyurethan-Poliertuch und einem Poliersol mit
einem SiO2-Feststoffgehalt von 2 Gew.-% und einem pH-Wert von 10
mit einem Anpreßdruck von 0,2 bar unter Abtrag von 0,5 µm
Silicium sowie eine Endreinigung nach dem RCA-Verfahren, ge
folgt von einer Trocknung unter Zuhilfenahme von Isopropanol,
durchgeführt.
Es wird vorgegangen wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben mit
der Ausnahme, daß sauer anstatt alkalisch geätzt wird: Der Sau
erätzschritt erfolgt gemäß der in DE 43 16 096 sowie US 5,340,
437 beschriebenen Vorgehensweise nach dem Strömungsätzverfahren
in einer Mischung aus 90 Gew.-% konzentrierter Salpetersäure
(70 Gew.-% in wäßriger Lösung), 10 Gew.-% konzentrierter Fluß
säure (50 Gew.-% in wäßriger Lösung) und 0,1 Gew.-% Ammonium
laurylsulfat, wobei die Ätzmischung auf (20 ± 1)°C temperiert
und mit Stickstoffgas durchströmt wird und unter Rotieren der
Scheiben pro Scheibenseite erneut gleichzeitig je 10 µm Sili
cium abgetragen werden und die Scheiben anschließend gemäß
Vergleichsbeispiel 1 mit Reinstwasser behandelt und getrocknet
werden. Es werden jeweils 26 Scheiben unter Zuhilfenahme eines
Magazins aus PVDF geätzt, wobei der Scheibenabstand (Zentrums
ebene) jeweils 10 mm beträgt. Dem Ätzschritt ist wiederum kei
nerlei Vorbehandlung vorgeschaltet.
Es wird vorgegangen wie in Vergleichsbeispiel 2 beschrieben mit
der Ausnahme, daß das Sauerätzen in folgenden vier Schritten
ausgeführt wird, die von den Scheibenpaketen nacheinander in
einer kompakt gebauten vierstufiger Ätzanlage durchlaufen wer
den:
- 1. Das Scheibenpaket wird in eine wäßrige Ozon haltige Fluß säurelösung, hergestellt durch kontinuierliches Einblasen von 12 l/h eines 100 mg/m3 Ozon enthaltenden Ozon/Luft-Gemisches in 220 l einer 0,5 Gew.-%igen Flußsäurelösung, bei einer Tempera tur von (50 ± 1)°C eingetaucht, dort für 1 min belassen, an schließend mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s trocken und hydrophob aus der Lösung entnommen und durch 1-minütige Kontak tierung mit dem im Gasraum über der Flußsäurelösung befindli chen, aus der Lösung ausgetretenen Ozon hydrophiliert.
- 2. Der Sauerätzschritt wird wie in Vergleichsbeispiel 2 be schrieben ausgeführt.
- 3. Das Scheibenpaket wird mit einer Umsetzzeitt < 2 s in eine mit Reinstwasser gefüllte Quickdump-Spüle überführt, die an schließend je zweimal innerhalb von 6 s entleert und innerhalb von 35 s mit Reinstwasser aufgefüllt wird.
- 4. Schritt (1) wird in einem separaten Prozeßmodul zur Trock nung der Scheiben wiederholt.
Es wird einschließlich der oben beschriebenen Ätzabfolge Fluß
säure/Ozon-Behandlung, Sauerätzen, Quickdump-Spülen, Flußsäure/
Ozon-Behandlung vorgegangen wie in Beispiel 1 beschrieben mit
der Ausnahme, daß zwischen dem Doppelseitenpolierschritt und
dem Endpolierschritt ein Plasma-Ätzschritt mit lokaler Geome
triekorrektur nach dem PACE-Verfahren unter Vakuum mit SF6 als
Reaktionsgas und Elektronenanregung durchgeführt wird, wobei im
Mittel 2 µm Silicium abgetragen werden.
Je 15 nach den oben aufgeführten Vergleichsbeispielen und Bei
spielen hergestellte 300-mm-Siliciumscheiben werden mit einem
handelsüblichen nach dem kapazitiven Prinzip arbeitenden Meß
instrument hinsichtlich ihrer Geometrie charakterisiert, wobei
3 mm Randausschluß und eine Halbleiterbauelementgröße von 25 mm
× 25 mm zugrunde gelegt werden. Die nachfolgende Tabelle gibt
den arithmetischen Durchschnitt und die Standardabweichung
Sigma für den globalen Ebenheitswert GBIR (früher als TTV be
zeichnet) und den lokalen Ebenheitswert SFQRmax an:
Die Vorderseiten der nach den oben aufgeführten Vergleichsbei
spielen und Beispielen hergestellten 300-mm-Siliciumscheiben
werden mit einem Laserausgestatteten handelsüblichen Meßgerät
hinsichtlich Lichtstreuzentren (LLS, localized light scatter
ers) charakterisiert. Es werden im Dunkelfeldmodus/Nahwinkel
detektionskanal (DFN, dark field narrow) folgende Werte für die
Anzahl der Streulichtzentren < 0,12 µm LSE pro Scheibe gemes
sen:
Beispiel | LLS < 0,12 µm |
Vergleich 1 | 822 ± 126 |
Vergleich 2 | 493 ± 81 |
Beispiel 1 | 92 ± 14 |
Beispiel 2 | 102 ± 19 |
Zur Bestimmung des Nickelgehaltes im Kristallgitter der oben
aufgeführten 300-mm-Siliciumscheiben wird folgendes Verfahren
durchgeführt: Zunächst werden die Scheiben, wie beispielsweise
beschrieben auf Seite 150 der Monographie von K. Graff, "Metal
Impurities in Silicon-Device Fabrication", Springer-Verlag,
Berlin/Heidelberg/New York 1995, ISBN 3-540-58317-3, der für
einen Hazetest geeigneten thermischen Behandlung unterzogen,
die zu einer Präzipitation der Nickelverunreinigung auf der
Scheibenoberfläche führt (10minütiges Erhitzen bei 1050°C ge
folgt von schnellem Abkühlen durch Ausfahren der Scheiben aus
dem Temperofen). Mittels Röntgenfluoreszenzmessung unter Total
reflexionsbedingungen (TXRF, total X-ray reflection fluores
cence analysis) werden die nachfolgend ausgelisteten Nickel-
Oberflächenwerte gemessen, die sich in erster Näherung durch
Division durch die halbe Scheibendicke (Präzipitation auf
Vorder- und Rückseite) in die ursprünglich vorhandene Nickel
konzentration im Kristallgitter unter Annahme vollständiger
Präzipitation im der TXRF-Messung zugänglichen Oberflächen
bereich umrechnen lassen:
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit einer
Rückseite und einer schleierfrei polierten Vorderseite, umfas
send Schleifen der Halbleiterscheibe zur Verringerung der Dicke
der Halbleiterscheibe, naßchemisches Behandeln der Halblei
terscheibe zur Entfernung geschädigter Kristallbereiche, Ab
tragspolieren der Halbleiterscheibe zur Minimierung von beim
naßchemischen Behandeln erzeugter Oberflächenrauhigkeit und
Schleierfreipolieren der Halbleiterscheibe, dadurch gekenn
zeichnet, daß das naßchemische Behandeln der Halbleiterscheibe
folgende Teilschritte umfaßt:
- a) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäure lösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäu relösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum;
- b) Ätzen der Halbleiterscheibe in einer sauren Ätzlösung;
- c) Spülen der Halbleiterscheibe in Reinstwasser; und
- d) Eintauchen der Halbleiterscheibe in eine wäßrige Flußsäure lösung und Herausbringen der Halbleiterscheibe aus der Flußsäu relösung in einen Ozon enthaltenden Gasraum.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Schleifen die Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe nach
einander geschliffen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Schleifen die Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe
gleichzeitig geschliffen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halbleiterscheibe während der Teilschritte
(a) und (d) in eine wäßrige Flußsäurelösung eingetaucht wird,
die eine HF-Konzentration von 0,001 bis 50 Gew.-% besitzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halbleiterscheibe während der Teilschritte
(a) und (d) in eine wäßrige Flußsäurelösung eingetaucht wird,
die eine Temperatur von 20°C bis 80°C aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halbleiterscheibe während mindestens einem
der Teilschritte (a) und (d) in eine wäßrige Flußsäurelösung
eingetaucht wird, die ein Tensid in einer Konzentration von
0,0001 bis 1 Gew.-% enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß während mindestens einem der Teilschritte (a) und
(d) ein Ozon-haltiges Gasgemisch direkt in den Gasraum einge
leitet wird und die Halbleiterscheibe in den Gasraum einge
bracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß während mindestens einem der Teilschritte (a) und
(d) ein Ozon-haltiges Gasgemisch in die Flußsäurelösung einge
leitet wird und durch Ausdiffusion in den Gasraum gelangt und
die Halbleiterscheibe in den Gasraum eingebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halbleiterscheibe während einer Verweilzeit
von jeweils 0,1 bis 5 min in der wäßrigen Flußsäurelösung und
im Ozon-haltigen Gasraum bleibt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halbleiterscheibe während des Teilschrittes
(b) in einer sauren Ätzlösung geätzt wird, die im wesentlichen
aus einer Mischung wäßriger Lösungen von Salpetersäure und
Flußsäure in Wasser besteht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe während des Teil
schrittes (b) in einer sauren Ätzlösung geätzt wird, die eine
Temperatur von 15 bis 40°C aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß beim Abtragspolieren der Halbleiterscheibe
nur die Vorderseite der Halbleiterscheibe poliert wird und 5
bis 50 µm Material von der Vorderseite entfernt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß beim Abtragspolieren der Halbleiterscheibe
die Vorderseite und die Rückseite der Halbleiterscheibe gleich
zeitig poliert werden und 5 bis 50 µm Material von jeder der
beiden Seiten entfernt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen dem Abtragspolieren und dem Schlei
erfreipolieren ein Geometriekorrekturschritt durch Plasma
unterstütztes Ätzen mit lokaler Auflösung durchgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Halbleiterscheibe nach dem lokal auflösenden Plasma-unterstütz
ten Ätzen wärmebehandelt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Halbleiterscheibe nach Teilschritt (d)
der naßchemischen Behandlung wärmebehandelt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998133257 DE19833257C1 (de) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe |
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