DE4033683A1 - Verfahren zur herstellung von wafern mit einer epitaxialen schicht - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung von Halbleiter-Wafern und insbesondere zum Bearbeiten von Halbleiter-Wafern im Zustand vor dem Aufbringen einer epitaxialen Schicht.

Es ist allgemein üblich, bei Halbleiter-Wafern und bei Wafern mit anderen elektronischen Substraten, scharfe Ecken an den Stellen der Wafer zu beseitigen, wo die Hauptflächen auf die Wafer-Ecken bzw. die Seiten der Wafer treffen. Dieses allgemein bekannte Verfahren wird angewendet, um die Wahrscheinlichkeit des Abblätterns des Wafers oder anderen Schaden während der nachfolgenden Prozeßschritte zu vermeiden.

Ein besonderes Problem ergibt sich für Wafer, die mit einer epitaxialen Schicht zu überziehen sind. Die Ausbreitung der reaktanten Gase in dem Reaktanzraum (epi-reactor) ist an den Kanten des Wafers anders als auf den Hauptflächen des Wafers. Eine Folge dieser Ausbreitungsstörung ist das Auftreten eines Grates oder einer Krone aus epitaxialem Material, die sich an oder nahe der Wafer-Kante aufbauen können. Diese sogenannte "epitaxiale Krone" (epi-crown) oder "epitaxialer Grat" (epi-ridge) ist dicker als die übrige epitaxiale Schicht und tritt aus der Ebene der epitaxialen Oberfläche auf der Hauptfläche des Wafers aus. Dieser Grat bzw. diese Krone aus epitaxialem Material beeinflußt die weiteren Prozeßschritte an dem Wafern und ist unerwünscht.

Bisher wurde auf mehreren Wegen versucht, diese epitaxiale Krone zu vermeiden. Ein Verfahren dazu umfaßt die Veränderung der Ausgestaltung des Epitaxie-Reaktors, um dadurch die Störung des Gasstromes an den Ecken zu vermeiden. Dies hat jedoch nur teilweise zum Erfolg geführt und derartige Reaktoren sind teurer und weniger flexibel als herkömmliche Reaktoren. Es sind daher andere Lösungen erwünscht.

Es ist bekannt, daß die Größe der epitaxialen Krone durch Abschleifen der Wafer-Kanten reduziert werden kann. Allgemein gilt, daß je schärfer die Ecken sind, an denen die Hauptflächen des Wafers mit der Wafer-Kante oder Wafer-Seite zusammentreffen, umso betonter die epitaxiale Krone sein wird. Jedoch waren die bisher bekannten Verfahren zum Abschleifen der Kanten zeitaufwendig und teuer und bisher nicht in der Lage, den Effekt der epitaxialen Krone vollständig zu beseitigen.

Es besteht daher auch weiterhin das Verlangen nach verbesserten Vorrichtungen und Verfahren, um die Wafer noch vor dem Aufbringen einer epitaxialen Kronen während des Wachsens der epitaxialen Schicht vermindert werden kann.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, um Wafer noch vor Aufbringen der epitaxialen Schicht so vorzubereiten, daß die Bildung von epitaxialen Kronen während des Wachsens der epitaxialen Schicht vermindert oder verhindert werden kann. Eine weitere Aufgabe ist es, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren anzugeben, das die Wafer-Kanten vor dem Wachsen einer epitaxialen Schicht so formt, daß epitaxiale Kronen vermindert oder beseitigt werden. Eine weitere Aufgabe ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Abschleifen von Kanten und ein Verfahren zur Wafer-Herstellung anzugeben, welche die oben genannten Aufgaben bewerkstelligt.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden durch ein Verfahren erreicht, welches einen Halbleiter-Wafer mit vorder- und rückseitiger Oberfläche umfaßt, wobei die vorder- und rückseitige Oberfläche durch eine an den Ecken liegende Kante verbunden sind, bei dem in einem einzigen Arbeitsschritt asymmetrisch Material von den auf der Vorder- und Rückseite liegenden Ecken entfernt wird. Es ist erwünscht, daß der Schritt des Entfernens das Entfernen von Material von der Ecke auf der Vorderseite über eine erste Distanz, gemessen von der Kante des Wafers entlang der ersten Fläche umfaßt und das Abtragen von Material von der Ecke auf der Rückseite über eine Distanz gemessen von der Kante auf dem Wafer entlang der auf der Rückseite liegenden Fläche umfaßt, wobei die erste Distanz kleiner ist als die zweite Distanz. Wenn der Wafer wie oben beschrieben geformt ist, wird eine epitaxiale Schicht auf der ersten Oberfläche aufgebracht. Das epitaxiale Material breitet sich einheitlich über die Vorderseite und die vorderseitige Ecke nahezu ohne einen Grat oder eine Krone aus.

Es ist wünschenswert, daß die Menge des von den Ecken entfernten Materials des Wafers am größten neben den Ecken ist und innerhalb der ersten und zweiten Distanz bis auf Null abnimmt und daß die rückseitig liegende Ecke so abgeschliffen wird, daß sie eine etwa konische Form aufweist, die gegenüber der Ebene des Wafers einen Winkel von etwa 36 bis 44° aufweist. Es ist wünschenswert, daß die Oberfläche, die durch Abschleifen der vorderseitigen Ecke gebildet wird, ebenfalls konisch ist. Jedoch können die durch Abschleifen der Ecken erstellten Oberflächen auch gekrümmt verlaufen, d. h. kugelartig, so daß sie die vorderseitig liegenden und rückseitig liegenden Ebenen des Wafers allmählich und nicht abrupt verbinden.

Der oben beschriebene Abschleifschritt wird geeigneterweise mit einem einzigen asymmetrischen Abschleifwerkzeug erreicht, das eine Kerbe aufweist mit einer ersten und zweiten voneinander beabstandeten schleifenden Seiten zum asymmetrischen Abschleifen der vorderseitigen und rückseitigen Ecken und der Abschnitte der Vorderseite und der Rückseite des Wafers nahe der Ecken, und mit einer dritten Seite, die die erste und zweite Seite verbindet und einen Boden in der Kerbe bildet, wobei die zweite Seite sich über einen größeren Abstand von dem Boden der Kerbe erstreckt als die erste Seite. Es ist wünschenswert, daß die Kerbenseiten zum Herstellen von konischen Eckoberflächen einen Winkel im Bereich von 36 bis 44° einschließen und zum Herstellen von kugelartigen Ecken-Oberflächen einen Winkel einschließen, der zum offenen Abschnitt der Kerbe hin bis auf Null abnimmt. Es ist außerdem wünschenswert, daß der Kerbenboden abreibend und gekrümmt ausgebildet ist und daß die erste und zweite Seite und der Boden der Kerbe miteinander ohne scharfe Ecken verbunden sind.

Diese und weitere Aufgabe, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung besser verständlich:

Fig. 1A-D zeigen vereinfachte schematische Seitenansichten von Schritten und Werkzeugen zum Formen von Wafer-Kanten nach herkömmlicher Art;

Fig. 2A-C sind vereinfachte schematische Seitenansichten von Wafern, die mit den Werkzeugen aus den Fig. 1B-D geformt wurden nach dem Aufwachsen einer epitaxialen Schicht;

Fig. 3A-B sind vereinfachte schematische Seitenansichten von Wafern und dazu passenden Wafer-Kanten-Form- Werkzeugen entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A-B sind vereinfachte schematische Seitenansichten von Wafern, deren Kanten mit den Kantenabschleifwerkzeugen von mehreren bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geformt wurden, nach dem Aufwachsen einer epitaxialen Schicht;

Fig. 5 zeigt eine vereinfachte schematische Seitenansicht eines Abscnitts von einer weiteren Ausführungsform des Abschleifwerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden wird das Wort "Vorderseite" zur Bezeichnung der Hauptfläche des Wafers benützt, auf der eine epitaxiale Schicht, die zur Erstellung einer Schaltung oder anderen Zwecken geeignet ist, aufgetragen werden soll und bei der es erwünscht ist, epitaxiale Kronen oder Grate zu vermeiden oder zu minimieren, und das Wort "Rückseite" wird zur Bezeichnung der gegenüberliegenden Seite des Wafers verwendet.

In den Fig. 1A-D weist der Wafer-Abschnitt 10 eine Wafer-Vorderseite 12 und eine Wafer-Rückseite 14 auf, die durch eine Kante 16 ander vorderseitigen Ecke 18 und der rückseitigen Ecke 20 verbunden sind. Der Wafer 10 weist eine Dicke 22 von typischerweise 0,5 bis 0,8 mm (ca. 20- 30 mils) auf und hat einen Durchmesser von typischerweise etwa 75 bis 200 mm (ca. 3-8 inches). Es können jedoch auch größere oder kleinere Wafer verwendet werden.

Bei dem Wafer 10 kann es sich um einen Halbleiter-wafer (z. B. Silikon, Germanium, II-V, II-VI od. dgl.) handeln oder um andere Materialien, auf denen es beabsichtigt ist, eine epitaxiale Schicht aufwachsen zu lassen. Saphir stellt dabei ein Beispiel für ein dielektrisches Substrat dar, welches häufig als Basis für das epitaxiale Wachsen verwendet wird, wobei dise aber nicht einschränkend verstanden werden soll. Weitere Materialien dafür sind allgemein bekannt. Im folgenden soll das im Zusammenhang mit dem anfänglichen Wafer oder Substrat verwendete Wort "Halbleiter" oder "Halbleiter-Wafer" dahingehend verstanden werden, daß es alle zu Wafern geformte Materialienumfaßt, wie sie als Substrate für epitaxiales Wachstum verwendet werden und es soll insbesondere nicht als auf Materialien mit halbleitender Leitfähigkeit beschränkt angesehen werden.

Fig. 1A zeit einen anfänglichen Wafer vor dem Formen der Kanten und dem epitaxialen Aufwachsen. Die Ecken 18, 20 sind oft scharf. Da die Wafer während der Herstellung viele Male angerührt werden müssen und in oder aus vielen Gefäßen und Schalen genommen werden, besteht ein beträchtliches Risiko von Kantenabsplitterung und anderen Kantenschäden, wenn die Ecken scharf gelassen werden. Diese Nachteile können deutlich dadurch reduziert werden, daß man die Wafer-Kanten mit einer runderen Form versieht.

In der US-Patentschrift 42 27 347 wird ein Gerät zum Kantenabschleifen und ein Schleifwerkzeug zum Runden von Kanten bei Halbleiter-Wafern beschrieben. Die Wafer werden von einer Einspannvorrichtung gehalten und mit einem Abreibewerkzeug in Kontakt gebracht, welches eine Kerbe aufweist. In Fig. 1B ist der Zusammenhang zwischen dem Abreibewerkzeug und der Wafer-Kantenform gezeigt, wie es beim obengenannten US-Patent beschrieben wird. In Fig. 1B weist der Wafer 10 Kanten 16 auf, die auf halbkugelförmige Form 24 mit Hilfe einer konkaven zylindrischen Kerbe 26 in dem Abreibewerkzeug 28 geschliffen wurden.

In Fig. 1C ist der Wafer 10 mittels eines Abreiberades oder eines Flacheisens 30 weiter abgeschliffen, um der Ecke an der Vorderseite eine konische Oberfläche 32 zu verleihen und in Fig. 1D ist der Wafer 10 durch Verwendung des Abreiberades oder des Flacheisens 34 weiter abgeschliffen, um der Ecke auf der Rückseite eine konische Oberfläche 36 zu verleihen.

Die Fig. 2A-C zeigen, wie die epitaxialen Kronen 40, 42, 44 auf der Oberfläche der vorderseitigen Ecke 32 und/oder der Kantenoberfläche 24 gebildet werden, wenn eine epitaxiale Schicht 48 der Wafer-Vorderseite 12 zugeführt wird, falls die Wafer-Kanten mittels der herkömmlichen Schritte, wie sie in den Fig. 1B-1D gezeigt sind, geformt sind. Die epitaxiale Schicht 48 weist üblicherweise über den größten Teil des Wafers eine durchschnittliche Dicke von 20 bis 200 µm und typischerweise von 70 bis 100 µm auf, obwohl auch dickere und dünnere Schichten verwendet werden können. Je dicker die epitaxiale Schicht ist, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß deutliche epitaxiale Kronen auftreten.

Epitaxiale Kronen sind unerwünscht, da sie das Maskieren, das Belichten (imaging) und andere kritische Operationen, wie sie üblicherweise nacheinander auf der Vorderseite der epitaxialen Schicht 48 ausgeführt werden sollen, be­ einflussen. Es wurde beobachtet, daß sich Kronen 40, 42, 44 auf der Wafer-Vorderseite 12 an oder nahe der ursprünglichen Ecke 18 bilden, auch wenn die Ecke 18 so wie in den Fig. 1B, 1C und/oder 1D gezeigt, abgerundet wurde.

Es bildet sich eine beträchtliche Menge von epitaxialem Material auf den Wafer-Kanten 16 und in den Graten 40, 42, 44, wenn Schritte und Werkzeuge zum Formen von Kanten nach herkömmlicher Art verwendet werden. Des weiteren sind die Schritte zum Formen wie z. B. das Abrunden der Kante 16 mit dem Werkzeug 28 und/oder das Abschleifen der ersten konischen Fläche 32 mit dem ersten Werkzeug 30 und das Abschleifen der zweiten konischen Fläche 36 mit dem zweiten Werkzeug 34, unerwünscht teuer und zeitraubend. Darüber hinaus ist es schwieriger und weniger genau, wenn man mit mehreren Werkzeugen, so wie herkömmlich die genaue Form und das Ausmaß der Wafer-Kante zu kontrollieren versucht.

Diese und weitere Probleme und Einchränkungen werden mit dem Werkzeug und dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung überwunden. Die Fig. 3a bis b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel, dessen Ergebnisse nach dem Aufwachsen einer epitaxialen Schicht in den Fig. 4a bis b gezeigt sind.

Die Fig. 3A bis 3Bb zeigen einen Wafer 10, der ursprünglich die Form aus Fig. 1A gehabt hat und der einen vorderseitig abgeschrägten Abschnitt 50 mit einer Länge 52, eine benachbarte Ecke 18, eine Vorderseite 12, einen rückseitigen abgeschrägten Abschnitt 54 mit der Länge 56 eine Ecke 20, eine Rückseite 14 und einen gerundeten Nasenabscnitt 58 auf der überbleibenden Kante 16 aufweist. Das einzelne Werkzeug 60 formt die Abschnitte 50, 54, 58 an der Kante 16 mit einem einzigen Arbeitsschritt. Die Länge 52 des abgeschrägten Abschnitts 50 auf der Vorderseite soll kleiner sein als die Länge 56 des abgeschrägten Abschnitts 54 auf der Rückseite.

Um brüchige und/oder harte Materialien formen zu können, wie das für viele Halbleitersubstrate zutrifft, soll die Schneidkerbe 62 des Werkzeugs 60 abreibend sein. Diamant und Silikonkohlenstoff sind Beispiele von geeigneten Reibmaterialien, die in die Kerbe 62 des Werkzeugs 60 eingelassen werden können oder die getrennt als schleifende Abreibeschicht oder als Kombination davon verwendet werden können. Einzelheiten über derartige Reibmaterialien und Behandlungsweisen sind allgemein bekannt.

Die Kerbe 62 des Werkzeugs 60 weist eine erste Seite 70 mit einer Länge 72 auf zum Formen des abgeschrägten Abschnitts 50 auf der Vorderseite, weiterhin eine Seite 74 mit der Länge 76 zum Formen des abgeschrägten Abschnitts 54 auf der Rückseite sowie einen Bodenabschnitt 78 zum Formen des Nasenabschnitts 58. Der Bodenabscnitt 78 ist vorzugsweise gerundet. Die Seiten 70, 74 weisen vorzugsweise eine konische oder eine ebene Form auf, so daß die entstehenden Abschnitte 50 und 54 konisch werden. Wenn das Werkzeug 60 beispielsweise eine drehbare Scheibe mit einer auf dem Rand befindlichen Kerbe 62 ist, so werden die Seiten 70 und 74 konisch. Falls das Werkzeug 60 sich nicht dreht, sondern feststeht, während sich die Wafer-Kante 16 in der Kerbe 62 dreht, so sollten die Seiten 70 und 74 planar sein. Es können beide Möglichkeiten angewendet werden, aber diejenige, bei der sich das Werkzeug dreht, ist bevorzugt. Obwohl die Seiten 70 und 74 der Kerbe 62 vorzugsweise eine konische Form aufweisen, kann jede oder beide auch kugelartig ausgeführt sein, so daß der Winkel 86 sich von einem anfänglichen Wert von ca. 180° oder weniger, bevorzugterweise von 150° oder weniger sich auf Null zuspitzt, wenn die Seiten 70 und 74 sich dem außenliegenden offenen Abschnitt der Kerbe 62 annähern.

Es ist wichtig, daß die Weite 80 der Kerbe 62 gleich der oder größer als die Wafer-Dicke 22 ist und daß die dem Wafer zugewandte Seite 82 des Werkzeugs 60, die neben der Seite 70 liegt, um eine Größe 84 abgetragen wird, so daß die Seite 70 einen abgeschrägten Abschnitt 50 erstellt, der kürzer (radial gemessen in der Ebene der Wafer-Oberfläche) und nicht so tief (gemessen lotrecht zur Wafer-Oberfläche) ist wie der abgeschrägte Abschnitt 54. Demzufolge wird weniger Material von der Ecke 18 während des Erstellens des abgeschrägten Abschnitts 50 entfernt, als dies bei der Ecke 20 beim Erstellen des abgeschrägten Abschnitts 54 der Fall ist. Die Größe 84 liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von 0,25 bis 1,3 mm (ca. 10-50 mils), geeigneterweise zwischen 0,5 bis 1,0 mm (20-40 mils) und typischerweise um 0,9 mm (ca. 35 mils).

Die Seiten 70 und 74 schließen vorzugsweise einen Winkel 86 von 30 bis 60° ein, wobei etwa 32 bis 52° geeignet sind und ungefähr 36 bis 44° bevorzugt werden. Die abgeschräften Abschnitte 50 und 54 nehmen etwa halb so große Winkel ein. Verwendet man beispielsweise ein Abschleifwerkzeug 60 mit einem Winkel 86 von etwa 36 bis 44°, so ergeben sich Oberflächen 52 und 54 mit Winkeln von etwa 18 bis 22°, bezogen auf die Ebenen der Wafer-Oberflächen 12 und 14, die gewöhnlicherweise etwa parallel verlaufen.

Im folgenden wird Bezug auf Fig. 4A genommen. Es wurde herausgefunden, daß Wafer, deren Ecken unter Benutzung des Werkzeugs 60 vor einer epitaxialen Abscheidung auf der Vorderseite 12 abgeschliffen wurden, wenig oder keine epitaxialen Kronen zeigen, sondern eine einigermaßen einheitliche epitaxiale Schicht 88 auf der Vorderseite 12 mit einem gerundeten epitaxialen Kantenbereich 90 auf dem abgeschrägten Abschnitt 50 und dem Nasenabschnitt 58 aufweisen, die nicht in senkrechter Richtung zur Oberfläche 12 über die oberste Schicht 98 der epitaxialen Schicht 88 auf der Oberfläche 12 herausragt. Dies ist in höchstem Maße erwünscht und von großem praktischen Nutzen, da dadurch eine bedeutende Quelle für Ausbeutungsverlust während späterer Wafer-Prozeßschritte während der Bauteil-, bzw. IC-Erstellung, beseitigt wird. Ein Teil 92 der epitaxialen Schicht 88 könnte sich auf der rückwärtigen abgeschrägten Region 54 ansammeln, aber dies verursacht keinen Schaden.

Es wurde beobachtet, daß das Vorhandensein und die Größe eines rückseitigen abgeschrägten Abschnitts 54 in bezug auf den vorderseitigen abgeschrägten Abschnitt 50 für das Verhindern der Entstehung von einer epitaxialen Krone bedeutsam ist. Wenn die abgeschrägten Abschnitte 50 und 54 etwa gleich groß sind oder wenn der abgeschrägte Abschnitt 50 größer ist als der Abschnitt 54, ist die Bildung einer epitaxialen Krone wahrscheinlich. Ist jedoch der abgeschrägte Abschnitt 50 (und der entsprechende Anteil vom Material der von den Ecken 18 und 20 entfernt wird) kleiner als der abgeschrägte Abschnitt 54, so wird die Bildung einer epitaxialen Krone minimiert oder vermieden. Dies ist ein unerwartetes Ergebnis.

Fig. 4B zeigt die Ergebnisse nach dem epitaxialen Aufwachsen in einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem der rückseitige abgeschrägte Abschnitt 54 beibehalten wird, wo jedoch der vorderseitige abgeschrägte Abschnitt 50 halbrund ausgebildet ist, d. h. bei dem der abgeschrägte Abschnitt 50 eine halbrunde Kurve aufweist, die sich von dem Nasenabschnitt 58 erstreckt und die weich in die obere Oberfläche 12 ohne deutliche Ecken übergeht. Eine derartige Form wird erhalten, wenn man beispielsweise die Seite 70 zu einer gekurvten Form ausbildet, die sich vom gewölbten Boden 78 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform weist die Seite 70 einen anfänglichen Winkel 86 an der Stelle, wo sie vom Boden 58 weggeht, von 180° oder weniger auf, typischerweise von 150° oder weniger, und der eingeschlossene Winkel 86 nimmt zum offenen Mund der Kerbe 62 zu kleineren Werten hin ab.

Wo es erwünscht it, daß eine oder beide Oberflächen 50 und 54 halbkugelförmig ausgebildet sind, nimmt der halbe eingeschlossene Winkel der halbkugelförmigen Oberfläche zu einem kleinen Wert an dem offenen Mund der Kerbe 62 hin ab, d. h. typischerweise auf weniger als 30° und vorzugsweise auf weniger als etwa 22°, wobei etwa 1 bis 10° den weichsten Übergang ermöglichen. Obwohl der eingangsseitige Halbwinkel Null sein kann, ist es wünschenswert, daß er größer als Null ist und/oder daß die Breite 80 über die Wafer-Dicke 22 hinausgeht, um zu vermeiden, daß eine außenliegende Kante der Kerbe 62 einen Grat oder eine Nase dort abschleift, wo diese auf die Wafer-Kante 16 trifft, falls es eine Fehleinstellung zwischen der Kerbe 62 und dem Wafer 10 vorliegt. Je größer der Eingangswinkel und die Weite 80 ist, umso größer ist die Toleranz für die Fehleinstellung. Je größer jedoch die Fehleinstellung ist, umso schwieriger wird es, die bezogene Menge von Materials, die von den Oberflächen 50 und 54 entfernt wird, zu kontrollieren. Das Wort "kugelartig" soll andere Arten von gekrümmten Formen einschließen, wib beispielsweise, aber nicht ausschließlich Ellipsoide und Paraboloide.

Die Oberfläche 82 muß weiterhin abgetragen werden, so daß der Abstand 72 kleiner ist als der Abstand 76, damit mehr Material von der Ecke 20 abgetragen wird als von der Ecke 18. Wie in Fig. 4b gezeigt, weist die epitaxiale Schicht 88 einen Abschnitt 100 auf, der sich um den abgeschrägten Abschnitt 50 und den Nasenabschnitt 58 ausdehnt, und sie weist weiter einen Abschnitt 102 auf, der sich auf dem rückseitigen abgeschrägten Abschnitt 54 ausbreitet, praktisch ohne eine epitaxiale Krone.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt das Ausgestalten des Wafers 10 und des Werkzeugs 60 mit einem der mehreren hier beschriebenen alternativen Ausführungsformen der Kerbe 62, das Ausführen einer relativen Bewegung zwischen der Kante 16 und der Kerbe 62, um somit die Kante 16 und die Ecken 18 und 20 zu schneiden oder abzuschleifen, entsprechend einer Form, die der Form der Kerbe 62 entspricht, wobei dies in einem einzigen Arbeitsschritt getan wird und umfaßt schließlich das Ausbilden einer epitaxialen Schicht 88 auf der vorderseitigen Oberfläche 12 des Wafers 10. Für den Fachmann wird klar sein, daß zwischenzeitliche Reinigungsschritte wünschenswert sind, um Schneid- oder Abschleifüberbleibsel und andere mögliche Verunreinigungen, die die Eigenschaften des fertigen Wafers nachteilig beeinflussen können, zu entfernen.

Vorrichtungen und Verfahren zum Ausführen solcher Schritte, sind allgemein bekannt.

Es ist wünschenswert, daß das Werkzeug 60 die Form einer Scheibe mit einer Kerbe 62 in seinem Rand aufweist und in Kontakt mit der Wafer-Kante 16 gedreht wird, während auch der Wafer 10 gedreht wird. Eine Schmierung der geschnittenen Oberflächen während des Abschleifvorgangs ist wünschenswert. Materialien und Vorrichtungen zum Ausführen solcher Schritte sind allgemein bekannt.

In Fig. 5 weist eine bevorzugte Ausführungsform ein Werkzeug 60 auf, das zwei identische Kerben 62 und 62′ umfaßt, die spiegelbildlich auf jeder Seite einer zentralen Ebene 104 der Scheibe 105 ausgebildet sind und in gleichen Abständen 106 und 106′ von den gegenüberliegenden Seiten 108 und 108′ der Scheibe angeordnet sind und abgetragene Oberflächen 82 und 82′ aufweisen. Wenn dann beispielsweise die Reibfläche in der Kerbe 62 soweit verbraucht ist, daß eine Erneuerung notwendig ist, kann die Scheibe 105 von der Spindel entfernt, umgedreht und wieder aufmontiert werden und das Schleifen kann wieder aufgenommen werden, ohne daß eine Wiedereinstellung der Positionierung der Kerbe 62′ relativ zu der Kante des Wafers notwendig ist. Dies bedeutet eine große Erleichterung bei der Herstellung. Während die Kerben 62 und 62′ in dem Rad 105 zur einfacheren Erklärung mit konischen Seiten gezeigt sind, können auch eine oder beide Seiten von jeder Kerbe kugelartig ausgebildet sein so wie dies oben beschrieben wurde. Die kugelartig ausgebildeten Seiten sollten spiegelsymmetrisch zur mittleren Ebene 104 ausgebildet sein.

Für den Fachmann wird erkennbar sein, gestützt auf die hierin gegebene Information, daß die vorliegende Erfindung ein verbessertes Werkzeug zum Kantenabschleifen und einen verbesserten Prozeßschritte für Wafer angibt, diemit einer epitaxialen Schicht auf der Hauptoberfläche beschichtet werden sollen. Epitaxiale Kronen werden minimiert oder vermieden und das Abschleifen der Kante erfolgt wesentlich einfacher und schneller, da die gewünschte Kantenform des Wafers in einem einzelnen Arbeitsschritt mit einem einzelnen formgebenden Werkzeug erreicht wird. Durch das Bereitstellen eines Abschleifwerkzeugs mit zwei spiegelsymmetrischen Kerben wird die Herstellung weiter erleichtert. Dies sind entscheidende praktische Vorteile, die zu einer höheren Qualität und zu verringerten Kosten führen.

Während die vorliegende Erfindung anhand von bestimmten Materialien und Ausführungen beschrieben wurde, wird es für den Fachmann klar sein, daß - gestützt auf die vorliegende Beschreibung - andere Materialien und Varianten verwendet werden können und daß das Verfahren auf andere Wafer und unter anderen Umständen überall dort ausgeführt werden kann, wo das Abschleifen von Kanten wichtig ist. Dabei ist es beabsichtigt, derartige Variationen, die für den Fachmann klar aus der Beschreibung erkennbar sind, in die Patentansprüche mit einzubeziehen.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Wafern, wobei ein Halbleiter-Wafer (10) vorgesehen ist mit folgenden Merkmalen:
einer ersten (12) und einer zweiten (14) Hauptfläche, die durch eine Seite (16) an den entsprechenden ersten (18) und zweiten (29) Ecken verbunden sind und
einem einzigen Schritt zum asymmetrischen Entfernen von Material von der ersten (18) und zweiten (20) Ecke.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Entfernens das Entfernen von Material von der ersten Ecke (18) über eine erste Distanz (52), gemessen von der Seite (16) des Wafers (10) entlang der ersten Fläche (12) und von der zweiten Ecke (20) über eine zweite Distanz (56), gemessen von der Seite (16) des Wafers (10) entlang der zweiten Fläche (14), umfaßt, wobei die erste Distanz (52) kleiner ist als die zweite Distanz (56).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin den Schritt des Aufbringens einer epitaxialen Schicht (48) auf der ersten Oberfläche (12) umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Aufbringens einer epitaxialen Schicht das Aufbringen einer Schicht (48) auf der ersten Oberfläche (12) umfaßt, aber nicht merklich auf der zweiten Oberfläche (14).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des epitaxialen Aufbringens das Aufbringen einer Schicht (48) auf der ersten Oberfläche (12), auf der Seite (16) und auf der ersten (12) und zweiten Ecke (14) umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des entfernten Materials am größten nahe der Ecken (18, 20) ist und über die erste (52) und zweite (56) Distanz bis auf Null abnimmt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schritt des Entfernens ein zentraler Abschnitt der zweiten Fläche (14) unberührt bleibt, und eine dritte Oberfläche (54) auf dem Wafer (10), die sich von dem unberührten zentralen Abschnitt zu der Seite (16) hin ausdehnt, einen Winkel von etwa 15 bis 30° gegenüber der ebenen Fläche (14), die mit dem zentralen Abschnitt zusammenfällt, aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht (48) auf der ersten Oberfläche (12) aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des epitaxialen Aufbringens das Aufbringen einer Schicht (48) auf der ersten Oberfläche (12) umfaßt, aber nicht merklich auf der zweiten Oberfläche (14).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des epitaxialen Aufbringens das Aufbringen einer Schicht (48) auf der ersten Oberfläche (12), der ersten Ecke (18), der Seite (16) und einem Teil der dritten Oberfläche (54) umfaßt.

11. Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Wafern mit abgeschliffenen Kanten unter Verwendung eines Halbleiter-Wafers, der folgende Merkmale aufweist:
eine erste (12) und zweite (14) etwa ebene Fläche und eine Seite (16), die sich dazwischen erstreckt, wobei die Seite (16) mit der ersten Oberfläche (12) durch eine erste Ecke (18) und mit der zweiten Oberfläche (14) durch eine zweite Ecke (20) verbunden ist; und
daß in einem einzigen Schritt die erste (18) und zweite (20) Ecke abgeschliffen wird, so daß eine dritte, etwa konische Oberfläche (54), die sich zwischen dem unberührten Abschnitt der zweiten Fläche (14) zu der Seite (16) hin ausdehnt, wobei die dritte Oberfläche (54) die Ebene des unberührten Abschnitts der zweiten Fläche (14) unter einem Winkel von weniger als etwa 30° schneidet und daß eine vierte Oberfläche (50), die sich zwischen dem unberührten Abschnitt der ersten Fläche (12) zu der Seite (16) hin erstreckt und eine radiale Weite (52) von weniger als einer radialen Weite (56) der dritten Oberfläche (54) aufweist, wobei die vierte Oberfläche (50) die Ebene des unberührten Abschnitts der zweiten Fläche (14) unter einem eingeschlossenen Winkel von weniger als 30° schneidet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine epitaxiale Schicht (48) auf der ersten Oberfläche (12), einer vierten Oberfläche (50) der Seite (16) und zumindest teilweise auf der dritten Oberfläche (54) aufgebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Abschleifens das Ausbilden einer etwa konischen dritten Oberfläche (54) umfaßt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Abschleifens das Ausbilden einer gekrümmten vierten Oberfläche (50) umfaßt.

15. Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbleiter-Wafers, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60) zum gleichzeitigen Abnehmen der ersten (18) und zweiten (20) Ecke des Halbleiter-Wafers (10) zwischen der ersten (12) und zweiten (14) Hauptoberfläche des Halbleiter-Wafers (10), wobei die Einrichtung zum Abschleifen (60) eine Kerbe (62) aufweist mit einer ersten (70) und zweiten (74) voneinander beabstandeten abreibenden Seite zum Abschleifen der ersten (18) und zweiten (20) Ecke und Teilen der ersten (12) und zweiten (14) Fläche und eine dritte (78) Seite aufweist, die die erste (70) und zweite (74) Seite verbindet und einen Bodenabschnitt (78) in der Kerbe (62) bildet, wobei die zweite Seite (74) sich über eine größere Distanz (76) von dem Bodenabschnitt (78) der Kerbe (62) ausdehnt als die erste Seite (70).

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine relative Bewegung und Kontakt zwischen der ersten (70) und zweiten (74) Seite der Kerbe (62) und den Ecken (18, 20) des Wafers (10) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (70) und zweite (74) Seite in einer vom Bodenabschnitt (78) der Kerbe (62) weglaufende Richtung in zunehmendem Maße voneinander entfernt sind und einen Winkel (86) im Bereich zwischen 30 und 60° einschließen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Winkel (86) in einen Bereich von 32 bis 52° liegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Bodenabschnitt (78) abreibend und gekrümmt ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (70) und zweite (74) Seite und der Bodenabschnitt (78) ohne scharfe Ecken miteinander verbunden sind.