DE10143741A1

DE10143741A1 - Beschichtete Siliciumscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Publication number: DE10143741A1
Application number: DE10143741A
Authority: DE
Inventors: Guido Wenski; Ute Mareck; Thomas Altmann
Original assignee: Wacker Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-03-27
Also published as: US20030041798A1; JP2003197498A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Siliciumscheibe mit einer polierten Vorderseite mit einer epitaktischen Beschichtung und einer polierten Rückseite, die sich durch einen SFQR¶max¶-Wert von gleich oder kleiner 0,10 mum (26 mm x 8 mm; 99%) auszeichnet. DOLLAR A Gegenstand der Erfindung ist ebenso ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Siliciumscheiben durch Aufsägen eines Einkristalls, Ausführen eines Abrasivschrittes, gleichzeitiges Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite von mindestens drei Siliciumscheiben und Aufbringen einer epitaktischen Beschichtung, das gekennzeichnet ist durch folgende gleichzeitig erfüllte Bedingungen: DOLLAR A (a) Die Siliciumscheiben besitzen vor dem gleichzeitigen Polieren eine konkave Dickenverteilung, wobei die Zentrumsdicke 1 mum bis 10 mum niedriger ist als die Randdicke und dieser Dickenunterschied innerhalb einer Polierfahrt um gleich oder kleiner 3 mum differiert; DOLLAR A (b) die mittlere Dicke der Siliciumscheiben vor dem gleichzeitigen Polieren differiert innerhalb einer Polierfahrt um gleich oder kleiner 3 mum; und DOLLAR A (c) die Dicke der beim gleichzeitigen Polieren eingesetzten Läuferscheiben ist um 1 mum bis 5 mum niedriger bemessen als die Dicke der fertig polierten Siliciumscheiben.

Description

Die Erfindung betrifft eine auf der Vorderseite epitaktisch beschichtete Halbleiterscheibe aus Silicium mit verbesserter Ebenheit und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Scheibe. Epitaktisch beschichtete Siliciumscheiben mit einer sehr hohen Ebenheit eignen sich für die Verwendung in der Halbleiterindustrie, insbesondere zur Fabrikation von elektronischen Bauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner 0,10 µm.

Eine Siliciumscheibe, die insbesondere zur Fabrikation von elektronischen Bauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner 0,10 µm, allgemein als 0,10-µm-Technologiegeneration bezeichnet, geeignet sein soll, muss eine Vielzahl besonderer Eigenschaften aufweisen. Eine kritische Eigenschaft ist dabei ihre lokale Ebenheit. Die moderne Steppertechnologie verlangt optimale lokale Ebenheiten in allen Teilbereichen einer Seite der Scheibe, ausgedrückt beispielsweise als SFQR (site frontsurface referenced least squares/range = Bereich der positiven und negativen Abweichung von einer über Fehlerquadratminimierung definierten Vorderseite für eine Bauelementefläche definierter Dimension). Die Größe SFQR_max gibt den höchsten SFQR-Wert für alle Bauelementeflächen beispielsweise auf einer Siliciumscheibe an.

Eine allgemein anerkannte Faustregel besagt, dass der SFQR_max- Wert einer Siliciumscheibe gleich oder kleiner der auf dieser Scheibe möglichen Linienbreite von darauf herzustellenden Halbleiter-Bauelementen sein muss. Eine Überschreitung dieses Wertes führt zu Fokussierungsproblemen des Steppers und damit zum Verlust des betreffenden Bauelementes. Im Hinblick auf eine Kostenoptimierung ist es heute jedoch vielfach üblich, eine Siliciumscheibe nicht wegen beispielsweise nur einer den vom Weiterverarbeiter spezifizierten SFQR_max-Wert überschreitenden Bauelementefläche zurückzuweisen, sondern einen definierten Prozentsatz, meist 1%, an Bauelementeflächen mit höheren Werten zuzulassen.

Nach dem Stand der Technik lässt sich eine Halbleiterscheibe aus Silicium herstellen durch die Prozessfolge Aufsägen eines Einkristalls aus Silicium, Verrundung der mechanisch empfindlichen Kanten, Durchführung eines Abrasivschrittes wie Schleifen oder Läppen gefolgt von einer Politur. EP 547 894 A1 beschreibt ein Läppverfahren; Schleifverfahren sind in den Anmeldungen EP 272 531 A1 und EP 580 162 A1 beansprucht.

Die endgültige Ebenheit wird in der Regel durch den Polierprozess erzeugt, dem gegebenenfalls ein Ätzschritt zur Entfernung gestörter Kristallschichten und zur Entfernung von Verunreinigungen vorausgehen kann. Ein geeignetes Ätzverfahren ist beispielsweise aus der DE 198 33 257 C1 bekannt. Während die klassischen einseitig arbeitenden Polierverfahren (singleside polishing) in der Regel zu schlechteren Planparallelitäten führen, gelingt es mit neu entwickelten beidseitig angreifenden Polierverfahren (doubleside polishing), Siliciumscheiben mit verbesserter Ebenheit herzustellen, wenn bestimmte Rahmenbedingungen eingehalten werden.

In US 4,579,760, US 5,821,166, EP 750 967 A2 und DE 198 41 473 A1 ist beschrieben, dass als Ausgangsmaterial für die beidseitige Politur Siliciumscheiben mit einer konkaven, das heißt schüsselförmigen Dickenverteilung von Vorteil sein können, die sich beispielsweise beim Schleifen oder beim Ätzen erzeugen lassen. Nach den Verfahren der genannten Schriften ergeben sich beidseitig polierte konvexe, das heißt domförmige Siliciumscheiben mit einem Randabfall (edge rolloff).

Im Rahmen der einseitigen Politur von Halbleiterscheiben empfiehlt die US 6,080,042 eine enge Kontrolle der Eingangsdicken der Scheiben, um einer Verkippung des Poliertellers entgegenzuwirken. Bei beidseitig angreifenden Polierverfahren hingegen wird eine derartige Kontrolle bisher nicht als notwendig erachtet, da hier eine schnelle Nivellierung der unterschiedlichen Dicken stattfindet.

In der DE 199 05 737 C2 ist ein Verfahren zur beidseitigen Politur beansprucht, wobei die Siliciumscheiben in Läuferscheiben (carrier) aus Edelstahl zwischen zwei rotierenden, mit einem Poliertuch belegten Poliertellern in Gegenwart eines Poliermittels auf einer Bahnkurve bewegt werden; dabei kommen Läuferscheiben zum Einsatz, deren Dicke so bemessen ist, dass die Enddicke der fertig polierten Scheiben um 2 µm bis 20 µm größer bemessen ist als die Läuferscheibendicke, wobei der Bereich von 5 µm bis 15 µm besonders bevorzugt ist. Mit den beschriebenen Verfahren lassen sich Siliciumscheiben mit SFQR_max-Werten von gleich oder kleiner 0,13 µm in wirtschaftlich vertretbaren Ausbeuten von gleich oder größer 90% herstellen.

In der DE 199 38 340 C1 ist beschrieben, derartige einkristalline Siliciumscheiben mit einer einkristallin aufgewachsenen Schicht beispielsweise aus Silicium mit derselben Kristallorientierung, einer sogenannten epitaktischen Beschichtung, auf welcher Halbleiter-Bauelemente aufgebracht werden, zu beaufschlagen. Derartige Systeme weisen gegenüber Siliciumscheiben aus einem homogenen Material gewisse Vorteile auf, beispielsweise die Verhinderung einer Ladungsumkehr in bipolaren CMOS- Schaltkreisen gefolgt vom Kurzschluss des Bauelementes (Latch- up-Problem), niedrigere Defektdichten (beispielsweise reduzierte Anzahl an COPs = crystal-originated particles) sowie die Abwesenheit eines nennenswerten Sauerstoffgehaltes (Kurzschlussrisiko durch Sauerstoffpräzipitate in Bauelemente-relevanten Bereichen ausgeschlossen). Die Abscheidung einer epitaktischen Beschichtung von mehreren µm Dicke führt in Abhängigkeit von Aufbringverfahren und Schichtdicke zu einer Erhöhung des SFQR_max-Wertes der Siliciumscheibe um etwa 0,01 µm bis 0,05 µm. Dies führt dazu, dass ein geringer Teil der Scheiben, die nach der beidseitigen Politur einen SFQR_max-Wert von gleich oder kleiner 0,13 µm besessen haben, diese Bedingung nach Aufbringen der Beschichtung nicht mehr erfüllen.

Eine wirtschaftlich noch ausreichende Menge von so hergestellten epitaktisch beschichteten Siliciumscheiben ist somit nach Verwerfen von Scheiben mit SFQR_max-Werten von größer als 0,13 µm für die Weiterverarbeitung zu Bauelementen der 0,13-µm-Technologie geeignet. Jedoch gelingt es nach dem Stand der Technik nicht, Scheiben in wirtschaftlich vertretbaren Ausbeuten herzustellen, die nach Aufbringen der Beschichtung über SFQR_max-Werte von gleich oder kleiner 0,10 µm verfügen und daher als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Bauelementen der 0,10-µm- Technologie geeignet sind. Jedoch werden solche Scheiben von der Halbleiterindustrie zur Reduzierung der Linienbreite und damit zur Herstellung noch leistungsfähigerer elektronischer Bauelemente wie Prozessoren oder Speicherelemente gefordert.

Es war daher die Aufgabe gestellt, eine epitaktisch beschichtete Siliciumscheibe mittels eines kostengünstigen Herstellungsverfahrens bereitzustellen, die über einen SFQR_max-Wert von gleich oder kleiner 0,10 µm verfügt und daher zur Fabrikation von elektronischen Bauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner 0,10 µm geeignet ist. Ferner sollten die weiteren Eigenschaften der Scheibe mindestens genau so gut sein wie die von nach dem Stand der Technik hergestellten epitaktisch beschichteten Siliciumscheiben.

Gegenstand der Erfindung ist eine Siliciumscheibe mit einem Durchmesser von gleich oder größer 200 mm und einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Vorderseite und die Rückseite poliert sind und mindestens die Vorderseite mit einer epitaktischen Beschichtung einer Dicke von 0,5 µm bis 5 µm beaufschlagt ist, die gekennzeichnet ist durch einen maximalen lokalen Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 0,10 µm, bezogen auf mindestens 99% aller Teilbereiche eines Flächenrasters von Segmenten der Größe 26 mm × 8 mm auf der Vorderseite der beschichteten Siliciumscheibe, und eine leicht konvexe Dickenverteilung sowie einen gleichermaßen definierten Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 0,08 µm vor Aufbringen der Beschichtung.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Siliciumscheiben durch eine Prozessfolge Aufsägen eines Einkristalls aus Silicium, Ausführen eines Abrasivschrittes unter Abtrag von 10 µm bis 60 µm Silicium von mindestens einer Seite der Siliciumscheiben, gleichzeitiges Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite von mindestens drei Siliciumscheiben zwischen sich gegenläufig drehenden Poliertellern in Aussparungen einer ungeraden Zahl von mindestens drei ebenen rotierenden Läuferscheiben unter Abtrag von insgesamt 5 µm bis 50 µm Silicium, und Aufbringen einer epitaktischen Beschichtung von 0,5 µm bis 5 µm Dicke mindestens auf die Vorderseite der Siliciumscheiben, das gekennzeichnet ist durch folgende gleichzeitig erfüllte Bedingungen:

a) Die Siliciumscheiben besitzen vor dem gleichzeitigen Polieren eine konkave Dickenverteilung, wobei die Zentrumsdicke 1 µm bis 10 µm niedriger ist als die Randdicke und dieser Dickenunterschied innerhalb einer Polierfahrt um gleich oder kleiner 3 µm differiert;
b) die mittlere Dicke der Siliciumscheiben vor dem gleichzeitigen Polieren differiert innerhalb einer Polierfahrt um gleich oder kleiner 3 µm; und
c) die Dicke der beim gleichzeitigen Polieren eingesetzten Läuferscheiben ist um 1 µm bis 5 µm niedriger bemessen als die Dicke der fertig polierten Siliciumscheiben.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, dass die Siliciumscheibe vor dem Aufbringen der epitaktischen Beschichtung eine Ebenheit SFQR_max von gleich oder kleiner 0,08 µm besitzt, die eine geringfügige Verschlechterung dieses Parameters durch die Beschichtung kompensiert. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, dass eine derartige sehr hohe Ebenheit der beidseitig polierten Scheibe nur durch eine sehr enge Eingrenzung der Variablen (a) Formverteilung der Ausgangsscheiben, (b) Dickenverteilung der Ausgangsscheibe und (c) Dickendifferenz zwischen Läuferscheibe und fertig polierter Siliciumscheibe gelingt. Bei optimierter Wahl dieser Variablen lassen mit der Erfindung sogar epitaktisch beschichteter Siliciumscheiben, die für die geplante 0,07-µm-Technologiegeneration geeignet sein könnten, herstellen. Das Auffinden des beanspruchten engen Fensters der genannten Variablen ist das Ergebnis umfassender Testreihen in betrieblichem Maßstab, deren Ergebnis überraschend und nicht vorhersehbar war.

Ausgangsprodukt des Verfahrens ist ein abgelängter, zylindrisch geschliffener und gegebenenfalls portionierter Einkristall aus Silicium mit einem Durchmesser, der ausreichend ist für die Herstellung von Siliciumscheiben eines Durchmessers von gleich oder größer 200 mm. Falls dies gewünscht wird, kann der Kristall mit einem oder mehreren Orientierungsmerkmalen zur Indentifikation der Kristallachsen versehen werden, beispielweise einem Notch und/oder einem Flat.

Endprodukt des Verfahrens ist eine Siliciumscheibe mit einer polierten und epitaktisch beschichteten Vorderseite und einer polierten Rückseite, die den Anforderungen an Siliciumscheiben als Ausgangsmaterial für Prozesse zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen mit Linienbreiten gleich oder kleiner 0,10 µm genügt und auf Grund hoher Ausbeuten zu vertretbaren Herstellkosten bereitgestellt werden kann. Endprodukt des Verfahren kann auch eine Siliciumscheibe mit einer polierten und epitaktisch beschichteten Vorderseite und einer polierten und epitaktisch beschichteten Rückseite sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann prinzipiell zur Herstellung eines scheibenförmigen Körpers eingesetzt werden, der aus einem Material besteht, welches mit den eingesetzten Abrasiv-, Polier- und Beschichtungsverfahren bearbeitet werden kann. Bestens geeignet sind Silicium und Silicium-haltige Materialien. Einkristallines Silicium mit einer Kristallorientierung (100) ist besonders bevorzugt. Das Silicium enthält dabei eine gewisse Menge an Dotierstoff, wobei man zwischen Dotierstoffen aus der 3. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, beispielsweise Bor, die zu Material vom p-Typ führen, und Elementen der 5. Hauptgruppe, beispielsweise Phosphor, Arsen oder Antimon, die zu Material vom n-Typ führen, unterscheidet.

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 µm bis 1000 µm fordert. Im ersten Schritt wird der Einkristall aus Silicium nach dem Fachmann bekannten Methoden beispielsweise durch ein Innenloch- oder Drahtsägeverfahren in Siliciumscheiben aufgesägt. Anschließend ist es ist jedoch sinnvoll und daher bevorzugt, die scharf begrenzte und daher mechanisch sehr empfindliche Scheibenkante mit Hilfe einer geeignet profilierten Schleifscheibe zu verrunden. Diese Kantenverrundung kann jedoch auch an anderer Stelle in der weiteren Prozesskette stattfinden, jedoch ist eine Durchführung vor der Politur ratsam.

An dieser Stelle sieht die Erfindung die Durchführung eines Abrasivschrittes vor, bei dem von mindestens einer Seite der Siliciumscheiben Silicium entfernt wird, bevorzugt insgesamt 10 µm bis 60 µm Silicium. Dieser Abrasivschritt, der in der Regel als Schleif- oder als Läppschritt ausgeführt wird, dient einerseits dem teilweisen Abtrag der beim Sägen zerstörten Kristallschichten (Damage). Beim Läppen werden die Siliciumscheiben unter Zugabe einer Abrasivstoffteilchen, beispielsweise aus Siliciumcarbid, enthaltenen Suspension mit Hilfe von Läuferscheiben zwischen einer sich drehenden oberen und einer sich gegenläufig drehenden unteren Arbeitsscheibe aus Gusseisen mit Hilfe von Läuferscheiben bewegt. Das Verfahren ist damit dem der beidseitigen Politur von Siliciumscheiben ähnlich. Durch Optimierung der Läppparameter wie Druck und Drehzahlen gelingt es dem Fachmann, Scheiben herzustellen, die über eine konkave Dickenverteilung verfügen.

Eine alternative Ausführungsmöglichkeit des Abrasivschrittes ist das Schleifen, welches als Schleifen von nur einer Seite oder als sequenzielles Schleifen beider Seiten oder als simultanes Schleifen beider Seiten der Siliciumscheibe ausgeführt werden kann. Besonders bevorzugt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Methode des sequenziellen Oberflächen- Rotationsschleifens. Hierbei rotieren sowohl der Scheibenaufnehmer, beispielsweise ein Vakuumchuck, mit der darauf fixierten Siliciumscheibe als auch die axial zugestellte Schleifscheibe, beispielsweise eine Tellerschleifscheibe. Bevorzugt zur Anwendung kommen dabei Diamant-haltige Schleifscheiben, besonders bevorzugt Kunstharz-gebundene Schleifscheiben mit Diamanten einer Körnung von 600 Mesh (Korngröße 20 µm bis 30 µm) bis 2000 Mesh (Korngröße 3 µm bis 5 µm).

Die Methode des Oberflächen-Rotationsschleifens ermöglicht gemäß einer in der EP 580 162 A1 offengelegten Vorgehensweise durch Einstellung des Winkels zwischen Scheibenaufnehmer und rotierender Schleifscheibe eine gezielte Formgebung der bearbeiteten Siliciumscheibe. Sind Scheibenaufnehmer und Schleifscheibe parallel angeordnet, resultiert eine nahezu planparallele Form der bearbeiteten Siliciumscheibe. Ist die Drehachse der Schleifscheibe gegenüber der Drehachse des Scheibenaufnehmers geneigt, entsteht eine Siliciumscheibe mit einer rotationssymmetrisch gekrümmten Oberfläche, die konkav, konvex oder kegelförmig ausgebildet sein kann. Die Krümmung der Scheibenoberfläche ist vom Neigungswinkel, den die Drehachsen von Scheibenaufnehmer und Schleifscheibe während des Oberflächen- Rotationsschleifens ausbilden, abhängig und somit definiert einstellbar.

Zur Entfernung des in den mechanischen Vorprozessen erzeugten Damage von Scheibenobenfläche und -kante einschließlich der gegebenenfalls vorhandenen Verunreinigungen kann an dieser Stelle der Prozesssequenz ein Ätzschritt durchgeführt werden, der als nasschemischer oder als Plasmaätzschritt ausgeführt werden kann. Unter gewissen Voraussetzungen, beispielsweise der Anwendung eines Schleifverfahrens mit einer sehr feinen Diamantkörnung wie Mesh 2000, kann auf den nicht erfindungsrelevanten Ätzschritt verzichtet werden. Eine Prozesssequenz unter Verzicht auf den Ätzschritt ist in diesen Fällen bevorzugt.

Ist jedoch die Durchführung eines Ätzschrittes sinnvoll, ist nasschemisches Ätzen unter Verwendung einer sauren Ätzmischung und der Abtrag von 3 µm bis 30 µm Silicium bevorzugt. Wurde im Abrasivschritt des erfindungsgemäßen Verfahren bereits eine Siliciumscheibe mit konkaver Dickenverteilung erzeugt, kann der Ätzschritt nach dem Stand der Technik beispielsweise gemäß DE 199 33 257 C1 nach dem Rotationsprinzip unter Gaseinspeisung unter Erhalt der vorgegebenen Scheibengeometrie durchgeführt werden. Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch ebenso möglich, die konkave Dickenverteilung der Siliciumscheiben im Ätzschritt erst zu erzeugen oder sie zu verstärken. Dazu bestehen verschiedene durch die Wahl der Prozessparameter definierte Möglichkeiten; deren Auswirkung auf die Scheibengeometrie wird dabei in der Regel durch Prozessierung und Messung von Testscheiben bestimmt, was zu einem optimierten Parametersatz führt, der geätzte Scheiben mit definierter konkaver Dickenverteilung liefert. Im Falle des bevorzugten Sauerätzverfahrens lassen sich konkave Scheiben beispielsweise durch Reduktion der Wärmeabführung oder Verringerung der eingespeisten Gasmenge herstellen.

Im Rahmen der Erfindung liegt nach Durchführung des Abrasiv- und gegebenenfalls des Ätzschrittes an dieser Stelle eine Siliciumscheibe mit konkaver Dickenverteilung vor, wobei die Zentrumsdicke bevorzugt 1 µm bis 10 µm und besonders bevorzugt 3 µm bis 6 µm niedriger ist als die Randdicke. Für das Wesen der Erfindung ist es prinzipiell nicht von Bedeutung, ob die konkave Form durch den Abrasivschritt oder - falls realisiert - durch den Ätzschritt oder sowohl den Abrasiv- als auch den Ätzschritt erzeugt wurde. Im Hinblick auf eine einfache Prozessführung ist jedoch besonders bevorzugt, die konkave Form im Abrasivschritt zu erzeugen und einen eventuell durchgeführten Ätzschritt in Richtung Formerhaltung zu optimieren.

Es ist bevorzugt, an dieser Stelle der Prozesskette Gruppen von Siliciumscheiben zu bilden, die gleichzeitig der beidseitigen Politur unterzogen werden. Je nach Größe und Belegung der Poliermaschine können dies beispielsweise 15 oder 30 Scheiben des Durchmessers 200 mm oder 5 oder 15 Scheiben des Durchmessers 300 mm oder 3 oder 5 Scheiben des Durchmessers 450 mm sein. Dabei kann es sein, dass die Scheiben ohne Messungen gruppiert werden können, wenn eine sehr hohe Dicken- und Formkonstanz vorliegt. Zur Gewährleistung einer robusten Prozessführung im betrieblichen Alltag wird jedoch in der Regel ein Sortierplatz benötigt, der mit einem Messgerät zur Bestimmung von Scheibendicke und -form sowie einer Sortiereinheit mit mindestens einer Eingangs- und mehreren Ausgangsstationen für Kassetten zur Aufnahme der sortierten Siliciumscheiben ausgestattet ist. Es erfolgt eine Zusammenstellung der Scheiben für eine Polierfahrt derart, dass (a) der Unterschied zwischen Zentrums- und Randdicke der bevorzugt 1 µm bis 10 µm konkaven Scheiben bevorzugt um gleich oder kleiner 3 µm, besonders bevorzugt um gleich oder kleiner 2 µm differiert, beispielsweise 4 µm ± 1 µm, und (b) die mittlere Dicke der Siliciumscheiben innerhalb eines Dickenbereiches von bevorzugt gleich oder kleiner 3 µm und besonders bevorzugt von gleich oder kleiner 2 µm differiert, beispielsweise innerhalb ±1 µm. Bei korrekter Ausführung der bis hierhin beschriebenen Prozessschritte gelingt diese Sortierung nahezu ohne Scheibenverluste durch extreme Form- und Dickendaten.

Zur Durchführung des beidseitigen Polierschrittes kann eine handelsübliche Anlage geeigneter Größe verwendet werden. Die Poliermaschine besteht im Wesentlichen aus einem frei horizontal drehbaren unteren Polierteller und einem frei horizontal drehbaren oberen Polierteller, die beide mit Poliertuch bedeckt sind, und erlaubt unter kontinuierlicher Zuführung eines Poliermittels geeigneter chemischer Zusammensetzung das beidseitige abtragende Polieren von Siliciumscheiben. Mindestens drei Siliciumscheiben werden dabei durch eine ungerade Anzahl von mindestens drei Läuferscheiben, die über ausreichend dimensionierte Aussparungen zur Aufnahme der Siliciumscheiben verfügen, während des Polierens auf einer durch Maschinen- und Prozessparameter bestimmten geometrischen Bahn gehalten. Bevorzugt ist der gleichzeitige Einsatz von drei oder fünf Läuferscheiben, die jeweils mit mindestens einer Siliciumscheibe belegt sind. Die Läuferscheiben sind beispielsweise mit einer Triebstock-Stiftverzahnung mit der Poliermaschine über sich drehende Stiftkränze verbunden und werden dadurch in eine rotierende Bewegung zwischen den beiden Poliertellern versetzt.

Im Rahmen der Erfindung ist die Verwendung von ebenen Läuferscheiben obligatorisch. Die Läuferscheiben sollten vorzugsweise auch verwerfungsfrei und weitgehend abriebfest sein. Derartige Läuferscheiben bestehen bevorzugt aus Stahl, besonders bevorzugt aus rostfreiem Chromstahl. Um während des Polierens eine Beschädigung der Scheibenkante durch die Innenkante der Aussparung in der Läuferscheibe zu verhindern, ist es sinnvoll und daher 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 insgesamt bevorzugt 5 µm bis 50 µm Silicium und besonders bevorzugt 20 µm bis 40 µm wird die beidseitige Politur durch Auswahl des eingesetzten Läuferscheibensatzes so ausgeführt, dass die Enddicke der polierten Siliciumscheiben um 1 µm bis 5 µm größer ist als die Dicke der Läuferscheiben. Es handelt sich hier um ein sehr enges Fenster für den Dickenunterschied, das in enger Wechselwirkung mit Form- und Dickenverteilung vor der Politur steht und sich nicht mit dem besonders bevorzugten Bereich der DE 199 250 737 C2 (5 µm bis 15 µm) deckt.

Im Rahmen der Erfindung werden für die Vorgehensweise hinsichtlich der nach dem Sortieren vorliegenden unterschiedlichen Dickengruppen bei der beidseitigen Politur folgende Möglichkeiten vorgeschlagen:

1. Bei relativ enger Verteilung der mittleren Dicken und somit nur wenigen Dickenklassen, beispielsweise bei Ausführung des Abrasivschrittes als Schleifverfahren, wählt man eine für alle Sortierklassen geeignete Läuferscheibendicke und nimmt eine Variation des notwendigen Materialabtrags um den Zielabtrag in Kauf, wobei ein zu definierender Mindestabtrag gewährleistet sein muss. Durch Ausnutzung des erfindungsgemäßen Bereiches von 1 µm bis 5 µm für die Dickendifferenz Siliciumscheibe - Läuferscheibe lässt sich die Abtragsstreuung noch weiter eingrenzen.
2. Bei relativ breiter Verteilung der mittleren Dicken und somit zahlreicheren Dickenklassen beim Sortieren, beispielsweise bei Ausführung des Abrasivschrittes als Läppverfahren, wählt man für jede Dickenklasse oder nahe beieinander liegende Untergruppen von Dickenklassen jeweils unterschiedliche Läuferscheibensätze geeigneter Dicke.

Im Rahmen der hinsichtlich der Dickenverhältnisse gemachten Ausführungen wird die beidseitige Politur bevorzugt in der dem Fachmann bekannten Art und Weise durchgeführt. Poliertücher sind am Markt in einer großen Bandbreite von Eigenschaften erhältlich. Bevorzugt wird mit einem handelsüblichen Polyurethan- Poliertuch einer Härte von 50 bis 100 (Shore A) poliert. Besonders bevorzugt sind Polyurethantücher mit eingearbeiteten Polyesterfasern und einem Härtebereich von 60 bis 90 (Shore A). Es empfiehlt sich die kontinuierliche Zuführung eines Poliermittels mit einem pH-Wert von bevorzugt 10 bis 12,5, besonders bevorzugt 11 bis 12, aus bevorzugt 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% SiO₂ in Wasser. Die Silicium-Abtragsrate liegt bevorzugt bei 0,2 µm/min bis 2 µm/min und besonders bevorzugt bei 0,5 µm/min bis 1,5 µm/min.

Die Siliciumscheiben werden nach Beendigung der Politur gegebenenfalls von anhaftendem Poliermittel gereinigt und getrocknet und können anschließend auf einem handelsüblichen, beispielsweise kapazitiv oder optisch arbeitenden Geometriemessgerät hinsichtlich ihrer lokalen Geometrie SFQR vermessen werden. Bei den gängigen Rastereinteilungen, beispielsweise 112 rechteckigen Bauelementeflächen von 25 mm × 25 mm Kantenlänge oder 328 Bauelementeflächen von 26 mm × 8 mm, ergeben sich an dieser Stelle unter Berücksichtigung von 99% der Einzelflächen (das heißt, bei 25 mm × 25 mm darf ein Wert und bei 26 mm × 8 mm dürfen drei Werte ausgeschlossen werden) typische SFQR_max-Werte von 0,04 µm bis 0,07 µm, wobei nahezu alle Scheiben SFQR_max- Werte von gleich oder kleiner 0,08 µm besitzen. Die typische Scheibenform nach der erfindungsgemäßen beidseitigen Politur ist wie vor der Politur konkav ohne Randabfall mit einem jedoch nur sehr geringen Dickenunterschied zwischen Rand und Zentrum von bevorzugt 0,2 µm bis 2 µm und von besonders bevorzugt 0,3 µm bis 1 µm, welcher der Gesamtdickenvariation der Siliciumscheibe entspricht.

Abhängig von ihrer weiteren Bestimmung kann es notwendig sein, mindestens die Scheibenvorderseite beispielsweise zur weiteren Glättung oder Defektreduktion einer Oberflächenpolitur nach dem Stand der Technik zu unterziehen, beispielsweise mit einem weichen Poliertuch unter Zuhilfenahme eines alkalischen Poliermittels auf SiO₂-Basis. Zum Erhalt der an dieser Stelle vorliegenden sehr niedrigen SFQR_max-Werte sollte der Siliciumabtrag relativ niedrig sein und beispielsweise nur 0,1 µm bis 1 µm betragen. Selbstverständlich lassen sich die Siliciumscheiben bereits in dem Zustand, in dem sie nach dem beidseitigen Polieren und gegebenenfalls der Oberflächenpolitur vorliegen, einer Anwendung in der Fertigung von Halbleiter-Bauelementen mit geringfügig niedrigeren Anforderungen zuführen.

Die so vorbereiteten Siliciumscheiben werden nun nach Standardverfahren mit einer epitaktischen Beschichtung mindestens auf der Vorderseite versehen. Silicium oder Silicium/Germanium ist als Beschichtungsmaterial bevorzugt; Silicium ist besonders bevorzugt, wobei Siliciumscheibe und epitaktische Beschichtung bevorzugt entweder beide vom p-Typ oder beide vom n-Typ sind. Die epitaktische Beschichtung beispielsweise aus Silicium unterscheidet sich durch ihren Dotierstoffgehalt in ihren elektrischen Eigenschaften oft von denen der Siliciumscheibe, was in der Konstruktion der integrierten Halbleiter-Bauelemente ausgenutzt wird; dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.

Die Aufbringung einer epitaktischen Siliciumschicht geschieht bevorzugt nach dem CVD-Verfahren (chemical vapor deposition), indem Silane, beispielsweise Silan (SiH₄), Dichlorsilan (SiH₂Cl₂), oder Trichlorsilan (SiHCl₃) 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, kristallographisch an der Siliciumscheibe orientiert aufgewachsene Siliciumschicht bilden. Die Verwendung isotopenreiner Siliciumverbindungen ist möglich und kann hinsichtlich der Defektdichte Vorteile bringen. Bevorzugt werden Siliciumschichten mit einer Dicke von 0,5 µm bis 5 µm epitaktisch aufgewachsen.

Nach Durchführung der epitaktischen Beschichtung mindestens der Vorderseite liegt eine erfindungsgemäße Siliciumscheibe vor, die eine hydrophobe Oberfläche besitzt und in dieser Form einer Weiterverarbeitung zur Herstellung integrierter Bauelemente zugeführt werden kann. Es ist jedoch bevorzugt, die Scheibenoberfläche zum Schutz vor Kontamination zu hydrophilieren, das heißt, sie mit einer dünnen Oxidschicht zu überziehen, beispielsweise einer Oxidschicht einer Dicke von etwa 1 nm, die dem Fachmann als "native oxide" bekannt ist. Dies kann prinzipiell auf zwei verschiedene Arten geschehen: Zum einen kann die Oberfläche der epitaktisch beschichteten Siliciumscheibe mit einem oxidativ wirkenden Gas, beispielsweise Ozon, behandelt werden, was in der Epitaxiekammer selbst oder in einer separaten Anlage durchgeführt werden kann. Zum anderen ist eine Hydrophilierung in einer Badanlage beispielsweise mit einer Wasserstoffperoxid enthaltenden wässrigen Lösung möglich.

Nach Durchführung der beschriebenen erfindungsgemäßen Prozesssequenz liegen mindestens auf einer Vorderseite epitaktisch beschichtete Siliciumscheiben mit einer polierten Rückseite vor, die vor ihrer weiteren Weiterverarbeitung zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen einer Charakterisierung ihrer Eigenschaften zugeführt werden können. In erster Linie wird dabei wie nach der beidseitigen Politur die lokale Ebenheit gemessen, wobei sich typische SFQR_max-Werte von 0,05 µm bis 0,08 µm ergeben und nahezu alle Scheiben SFQR_max-Werte von gleich oder kleiner 0,10 µm besitzen (26 mm × 8 mm; 99%).

Falls notwendig, kann an einer beliebigen Stelle der Prozesskette eine Wärmebehandlung der Siliciumscheibe eingefügt werden, beispielsweise um eine Störung von oberflächennahen Kristallschichten auszuheilen. Weiterhin können eine Laserbeschriftung zur Scheibenidentifizierung und/oder ein Kantenpolierschritt an geeigneter Stelle eingefügt werden, zum Beispiel nach dem Abrasivschritt im Falle der Lasermarkierung sowie vor, im oder nach dem beidseitigen Polieren im Falle der Kantenpolitur. Eine Reihe weiterer, für bestimmte Produkte erforderlicher Prozessschritte wie beispielsweise die Aufbringung von Rückseitenbeschichtungen aus Polysilicium, Siliciumdioxid oder Siliciumnitrid lässt sich ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren sinnvoll in die Prozesssequenz einbauen. Neben der Herstellung von Scheiben aus einem homogenen Material kann die Erfindung natürlich auch zur Herstellung von mehrschichtig aufgebauten Halbleitersubstraten wie SOI-Scheiben (silicon-on- insulator) eingesetzt werden, obwohl hierbei Kostenvorteil und hohe lokale Ebenheit verloren gehen können. Es kann darüber hinaus zweckmäßig sein, die Siliciumscheibe vor oder nach einzelnen Prozessschritten einer Batch- oder Einzelscheibenreinigung mit wässrigen Lösungen oder Gasen wie HCl zu unterziehen.

Hinsichtlich der weiteren üblicherweise zur Scheibencharakterisierung herangezogenen, dem Fachmann wohl bekannten Parameter weist eine erfindungsgemäß hergestellte Siliciumscheibe keine Nachteile gegenüber einer Siliciumscheibe auf, die nach dem Stand der Technik hergestellt wird. Eine erfindungsgemäß hergestellte epitaktisch beschichtete Siliciumscheibe erfüllt mit ihrer durch die Erfindung ermöglichten hohen lokalen Ebenheit in Verbindung mit der durch das Prinzip der Beschichtung erzeugten defektarmen Oberfläche in hohen Ausbeuten die Anforderungen an Siliciumscheiben für die Herstellung von Halbleiter- Bauelementen mit Linienbreiten von gleich oder kleiner 0,10 µm. Überraschend und nicht zu erwarten ist, dass nur ein relativ enges Fenster der Parameterkombination Scheibenform, -formverteilung und -dickenverteilung vor dem beidseitigen Polieren in Verbindung mit dem geringen Dickenunterschied zwischen polierten Siliciumscheiben und Läuferscheiben beim beidseitigen Polieren zu diesem Ergebnis führt.

Zum nachfolgend beschriebenen Vergleichsbeispiel und Beispiel gehören Figuren, welche die Erfindung verdeutlichen. Insbesondere hinsichtlich des Aufbaus einer Anlage für die beidseitige Politur von Siliciumscheiben und deren Belegung sowie hinsichtlich der Anordnung des Flächenrasters für die Ebenheitsbestimmung besitzen diese Figuren nur beispielhaften Charakter.
Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung von Siliciumscheiben 1 und Läuferscheiben 2 in einer Anlage zur beidseitigen Politur von Siliciumscheiben des Durchmessers 300 mm, wie sie für das Vergleichsbeispiel und das Beispiel verwendet wurde.
Fig. 2 zeigt die Verteilung der lokalen Ebenheitswerte SFQR für flächendeckend angeordnete Teilbereiche (328 Flächenelemente) der Größe 26 mm × 8 mm einer gemäß dem Vergleichsbeispiel hergestellten beidseitig polierten und epitaktisch beschichteten Siliciumscheibe mit einem Durchmesser von 300 mm.
Fig. 3 zeigt die Verteilung der lokalen Ebenheitswerte SFQR für flächendeckend angeordnete Teilbereiche (328 Flächenelemente) der Größe 26 mm × 8 mm einer gemäß dem Beispiel hergestellten beidseitig polierten und epitaktisch beschichteten Siliciumscheibe mit einem Durchmesser von 300 mm.
Fig. 4 zeigt als "box&whisker plot" die Verteilung der SFQR_max- Werte für die im Rahmen des Vergleichsbeispiels (V) und des Beispiels (B) hergestellten Siliciumscheiben des Durchmessers 300 mm unmittelbar nach dem beidseitigen Polieren sowie nach Aufbringen der epitaktischen Beschichtung. Die Rechtecke (box) umfassen 80% der Daten, wobei eine zusätzliche Linie den Mittelwert kennzeichnet; die vertikalen Linien (whisker) markieren den Bereich, in dem 99% der Daten liegen.
Vergleichsbeispiel und Beispiel betreffen die Herstellung von Siliciumscheiben mit einem Durchmesser von 300 mm, einer Dicke von 778 µm, einer oberflächenpolierten Vorderseite mit einer epitaktisch abgeschiedenen Siliciumschicht 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. Das Vergleichsbeispiel und das Beispiel wurden mit einer statistisch relevanten Scheibenmenge von jeweils etwa 1500 Stück durchgeführt.

Vergleichsbeispiel

Die kantenverrundeten Scheiben wurden auf einer Rotationsschleifmaschine mit einer Kunstharz-gebundenen Schleifscheibe mit Diamanten der Körnung 600 Mesh geschliffen, wobei sequenziell von einer Vorderseite und einer Rückseite der Scheiben je 40 µm Silicium unter Wahl eines Maschinenparametersatzes abgetragen wurden, der nicht zu einer bevorzugten Formgebung führte. Es folgte ein Ätzschritt in einer Mischung aus konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter Flusssäure bei 20°C; dabei wurde die Ätzmischung mit 100 l/h Stickstoffgas laminar durchströmt, und es wurden unter Rotation pro Scheibenseite gleichzeitig je 10 µm Silicium abgetragen wurden.
Die mittlere Dicke der Scheiben betrug danach 805 µm; es lagen neben nahezu ebenen Scheiben Exemplare mit leicht konkaver und konvexer Dickenverteilung vor. Es erfolgte in der Reihenfolge des Eintreffens im Polierbereich im Rahmen der betrieblichen Fertigung eine Zusammenfassung in 15er-Gruppen für jeweils eine Fahrt in der beidseitigen Politur. Innerhalb dieser 15er-Gruppen differierten die mittleren Dicken der Siliciumscheiben in einem Bereich von 801 µm bis 809 µm.
Es schloss sich ein beidseitiger Polierschritt mit einem Polyesterfaser-verstärktem Polyurethan-Poliertuch der Härte 64 (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 wurden. Die Anordnung der 15 Silicumscheiben 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. Die Dicke der eingesetzten Läuferscheiben (767 µm) war so bemessen, dass nach Entfernung von im Mittel 30 µm Silicium die fertig polierten Siliciumscheiben (775 µm Dicke) um 8 µm dicker waren als die Läuferscheiben. Der Siliciumabtrag innerhalb einer Polierfahrt konnte bei diesem Verfahren demnach von Scheibe zu Scheibe um bis zu 8 µm variieren.
Der mittlere SFQR_max-Wert (99% bei einer Rastergröße von 26 mm × 8 mm) der so gefertigten beidseitig polierten Siliciumscheiben betrug 0,092 µm bei einer Verteilung von 0,05 µm bis 0,14 µm (99% der Scheiben), beurteilt gemäß einer nach dem kapazitiven Prinzip arbeitenden Messung mit 3 mm Randausschluss.
Es folgte eine Oberflächenpolitur der Scheibenvorderseiten mit einem weichen Poliertuch und einem alkalischen Poliermittel auf SiO₂-Basis unter Abtrag von 0,5 µm Silicium gefolgt von einer Badreinigung und Trocknung. Die so vorbereiteten Siliciumscheiben wurden in einem handelsüblichen 300-mm-Epitaxiereaktor auf der Vorderseite mit einer epitaktisch aufgewachsenen Siliciumschicht versehen, wobei als Siliciumkomponente SiHCl₃ zum Einsatz kam und der Widerstand durch Dotierung mit Diboran, B₂H₆, eingestellt wurde. Bei einer Reaktorkammertemperatur von 1090°C wurde bei einer Abscheiderate von 3 µm/min eine 3,5 µm dicke Schicht abgeschieden (Enddicke der Siliciumscheiben 778 µm).
Nach Reinigung, Hydrophilierung und Trocknung wurden die Scheiben erneut wie oben angegeben vermessen. Der mittlere SFQR_max- Wert (99% bei einer Rastergröße von 26 mm × 8 mm) der so gefertigten beidseitig polierten und auf der Vorderseite epitaktisch beschichteten Siliciumscheiben betrug 0,105 µm bei einer Verteilung von 0,07 µm bis 0,16 µm (99% der Scheiben). Knapp 90% dieser Scheiben könnte in der Fertigung von Bauelementen der 0,13-µm-Technologie eingesetzt werden. Jedoch besaßen nur etwa 30% einen SFQR_max-Wert von gleich oder kleiner 0,10 µm, womit eine Anwendung der Gesamtmenge der so gefertigten Siliciumscheiben in der Fertigung von Bauelementen der 0,10-µm- Technologie beispielsweise nach Aussortieren und Verwerfen der Restmenge aus Kostengründen nicht tragbar war.

Beispiel

Es wurde vorgegangen wie im Vergleichsbeispiel mit folgenden Unterschieden:

1. Der Schleifprozess wurde so durchgeführt, dass durch Neigung der Drehachse der Schleifscheibe gegenüber der des Scheibenaufnehmers eine konkave Dickenverteilung erzeugt wurde.
2. Vor der beidseitigen Politur wurden die Siliciumscheiben in Gruppen von 15 gleichzeitig zu polierenden Scheiben eingeteilt, bei denen der Dickenunterschied zwischen Scheibenrand und Scheibenzentrum innerhalb jeder Gruppe 4 µm ± 1 µm betrug.
3. Bei der Sortierung in die Gruppen wurde ebenfalls berücksichtigt, dass die (dem Vergleichsbeispiel entsprechende) Verteilung der mittleren Dicken der Siliciumscheiben innerhalb jeder Gruppe ±1 µm betrug. Insgesamt wurden so vier Dickengruppen erzeugt ([802 ± 1] µm; [804 ± 1] µm; [806 ± 1] µm; [808 ± 1] µm).
4. Für die beidseitige Politur wurden Läuferscheiben der Dicke 773 µm verwendet, und alle Siliciumscheiben wurden auf eine Dicke von 775 µm poliert, womit sie nach der Politur um 2 µm dicker waren als die Läuferscheiben.

Der Siliciumabtrag innerhalb einer Polierfahrt variierte bei diesem Verfahren von Scheibe zu Scheibe nur um maximal 2 µm. Der mittlere SFQR_max-Wert (99% bei einer Rastergröße von 26 mm × 8 mm) der so gefertigten beidseitig polierten Siliciumscheiben betrug 0,054 µm bei einer Verteilung von 0,03 µm bis 0,08 µm (99% der Scheiben). Nach Oberflächenpolitur und Aufbringen der epitaktischen Beschichtung betrug der mittlere SFQR_max-Wert 0,062 µm bei einer Verteilung von 0,04 µm bis 0,10 µm (99% der Scheiben). In allen anderen überprüften Parametern wie Rauigkeit, Defektdichte auf der Vorderseite und Abwesenheit von Oberflächenkratzern waren die nach dem Beispiel gefertigten Scheiben mit den nach dem Vergleichsbeispiel gefertigten Scheiben vergleichbar. Die Gesamtmenge der nach dem Beispiel gefertigten Siliciumscheiben konnte darüber hinaus problemlos in der Fertigung von Bauelementen der 0,10-µm-Technologie eingesetzt werden, wobei die Herstellkosten nicht höher waren als die für die nach dem Vergleichsbeispiel gefertigten Scheiben.

Claims

1. Siliciumscheibe mit einem Durchmesser von gleich oder größer 200 mm und einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Vorderseite und die Rückseite poliert sind und mindestens die Vorderseite mit einer epitaktischen Beschichtung einer Dicke von 0,5 µm bis 5 µm beaufschlagt ist, gekennzeichnet durch einen maximalen lokalen Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 0,10 µm, bezogen auf mindestens 99% aller Teilbereiche eines Flächenrasters von Segmenten der Größe 26 mm × 8 mm auf der Vorderseite der beschichteten Siliciumscheibe, und eine leicht konvexe Dickenverteilung sowie einen gleichermaßen definierten Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 0,08 µm vor Aufbringen der Beschichtung.

2. Verfahren zur Herstellung von Siliciumscheiben gemäß Anspruch 1 durch eine Prozessfolge Aufsägen eines Einkristalls aus Silicium, Ausführen eines Abrasivschrittes unter Abtrag von 10 µm bis 60 µm Silicium von mindestens einer Seite der Siliciumscheiben, gleichzeitiges Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite von mindestens drei Siliciumscheiben zwischen sich gegenläufig drehenden Poliertellern in Aussparungen einer ungeraden Zahl von mindestens drei ebenen rotierenden Läuferscheiben unter Abtrag von insgesamt 5 µm bis 50 µm Silicium, und Aufbringen einer epitaktischen Beschichtung von 0,5 µm bis 5 µm Dicke mindestens auf die Vorderseite der Siliciumscheiben, gekennzeichnet durch folgende gleichzeitig erfüllte Bedingungen:

a) Die Siliciumscheiben besitzen vor dem gleichzeitigen Polieren eine konkave Dickenverteilung, wobei die Zentrumsdicke 1 µm bis 10 µm niedriger ist als die Randdicke und dieser Dickenunterschied innerhalb einer Polierfahrt um gleich oder kleiner 3 µm differiert;

b) die mittlere Dicke der Siliciumscheiben vor dem gleichzeitigen Polieren differiert innerhalb einer Polierfahrt um gleich oder kleiner 3 µm; und

c) die Dicke der beim gleichzeitigen Polieren eingesetzten Läuferscheiben ist um 1 µm bis 5 µm niedriger bemessen als die Dicke der fertig polierten Siliciumscheiben.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach dem Abrasivschritt eine Verrundung der Kanten der Siliciumscheiben erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrasivschritt als Schleifschritt ausgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrasivschritt als Läppschritt ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abrasivschritt und dem gleichzeitigen Polieren ein nasschemischer Ätzschritt unter Abtrag von 3 µm bis 30 µm Silicium ausgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim gleichzeitigen Polieren die Polierteller mit einem Poliertuch bedeckt sind und während des Polierens der Siliciumscheibe ein alkalisches Poliermittel mit einen SiO₂- Feststoffgehalt von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% und einen pH-Wert von 10 bis 12,5 kontinuierlich zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während oder nach dem gleichzeitigen Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite eine Politur einer Kante der Siliciumscheiben erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem gleichzeitigen Polieren einer Vorderseite und einer Rückseite ein Oberflächen-Polierschritt mindestens einer Vorderseite durchgeführt wird, bei dem unter Anwendung eines weichen Poliertuchs bei einem Materialabtrag von 0,1 µm bis 1 µm eine weitere Glättung der Oberfläche erzielt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die epitaktische Beschichtung im Wesentlichen aus Silicium besteht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Siliciumscheiben vor dem Aufbringen der epitaktischen Beschichtung nasschemisch oder mittels Angriff von Gasen gereinigt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die epitaktische Beschichtung bei einer Temperatur von 900°C bis 1250°C abgeschieden wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die epitaktische Beschichtung mit einem oxidierenden Gas hydrophiliert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die epitaktische Beschichtung nasschemisch hydrophiliert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrumsdicke der Siliciumscheiben vor dem gleichzeitigen Polieren von 3 µm bis 6 µm niedriger ist als die Randdicke.

16. Verwendung einer nach einem der Ansprüche 2 bis 15 hergestellten Siliciumscheibe zur Herstellung von integrierten Halbleiter-Bauelementen.

17. Verwendung einer Siliciumscheibe zur Herstellung von integrierten Halbleiter-Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ebenheitswert SFQR_max von gleich oder kleiner 0,08 µm besitzt und mit Ausnahme des Aufbringens einer epitaktischen Beschichtung mindestens auf die Vorderseite gemäß Anspruch 2 hergestellt wird.