DE102006020823B4

DE102006020823B4 - Verfahren zur Herstellung einer polierten Halbleiterscheibe

Info

Publication number: DE102006020823B4
Application number: DE102006020823A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Dipl.-Chem.Dr. Stadler; Günter Schwab; Diego Dr. Feijóo; Karlheinz Langsdorf
Original assignee: Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-05-05
Also published as: KR20070108070A; JP4532521B2; TWI344177B; TW200746286A; US20070259531A1; CN100521096C; DE102006020823A1; US7829467B2; KR100841669B1; CN101068002A; JP2007300127A; SG136931A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe, wobei die Halbleiterscheibe von einem Kristall abgetrennt und einer Reihe von Bearbeitungsschritten unterzogen wird, bei denen Material von einer Vorder- und einer Rückseite der Halbleiterscheibe abgetragen wird, umfassend folgende Bearbeitungsschritte:
einen mechanischen Bearbeitungsschritt, einen Ätzschritt, bei dem die Halbleiterscheibe oxidiert und 0,1 bis 4 μm an Material von der Vorderseite der Halbleiterscheibe mit Hilfe eines gasförmigen Ätzmittels, das Fluorwasserstoff enthält, bei einer Temperatur von 30 bis 70°C abgetragen wird, und einen Polierschritt, bei dem die Vorderseite der Halbleiterscheibe poliert wird, wobei Bearbeitungsschritte, bei denen die Vorderseite der Halbleiterscheibe poliert wird, in der Summe einen Materialabtrag verursachen, der nicht mehr als 5 μm beträgt.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer polierten Halbleiterscheibe, wobei die Halbleiterscheibe von einem Kristall abgetrennt und einer Reihe von Bearbeitungsschritten unterzogen wird.
Die Herstellung von polierten Halbleiterscheiben erfordert nach dem Abtrennen der Halbleiterscheiben von einem Kristall, beispielsweise einem Kristall aus Silizium, eine Reihe von Bearbeitungsschritten, die man nach ihrem Zweck grob in zwei Gruppen einteilen kann: formgebende Bearbeitungsschritte („wafering"-Schritte) und glättende Bearbeitungsschritte. Die formgebenden Bearbeitungsschritte zielen insbesondere darauf ab, den Halbleiterscheiben eine Form zu geben, die sich durch eine verrundete Kante und sich planparallel gegenüberliegende Seiten auszeichnet. Mindestens eine der Seiten, üblicherweise die Vorderseite, wird im weiteren Verlauf des Verfahrens in einen polierten Zustand gebracht, in dem sie eine nur noch geringfügige Rauigkeit aufweist und sich daher ausgezeichnet als Substrat zur Herstellung von elektronischen Schaltkreisen eignet. Zu den formgebenden Bearbeitungsschritten gehören neben dem Verrunden der Kante der Halbleiterscheibe insbesondere das Läppen und das Schleifen der Seiten. Die beiden zuletzt genannten mechanischen Bearbeitungsschritte können gemeinsam zur Anwendung kommen, Läppen gefolgt von Schleifen, oder in der Weise, dass nur einer der beiden Bearbeitungsschritte ausgeführt wird. Das Schleifen einer Seite kann unterteilt sein in Grob- und Feinschleifschritte. Beim Grobschleifen wird mit Material gröber und schneller abgetragen, und es bleiben eine höhere Rauigkeit und eine tiefer in das Kristallgitter reichende Beschädigung („damage"). Beim Feinschleifen verhält es sich umgekehrt. Weiterhin kann das Schleifen auf eine Seite der Halbleiterscheibe beschränkt sein oder beide Seiten der Halbleiterscheibe umfassen. Sind beide Seiten zu schleifen, so kann dies nacheinander oder in einem Schritt durchgeführt werden. Die am Ende der formgebenden Bearbeitungsschritte erzielte Scheibengeometrie, die ein Maß für die erreichte Form ist und beispielsweise durch die Dickenvariation oder die globale Ebenheit angegeben wird, kann in der Regel durch nachfolgende, die Seiten glättende Bearbeitungsschritte nicht mehr gesteigert werden. Es besteht eher das Problem, dass die nach der Formgebung erreichte Geometrie durch nachfolgende Bearbeitungsschritte verschlechtert wird.
Da im Zuge der formgebenden Bearbeitungsschritte oberflächennahe Bereiche der Halbleiterscheibe beschädigt werden, zielen die sich anschließenden, glättenden Bearbeitungsschritte auch darauf ab, die beschädigten Bereiche zu entfernen. Zu diesen Bearbeitungsschritten gehören insbesondere Ätz- und Polierschritte.
In der DE 102 10 023 A1 sind Einzelheiten zu solchen Ätz- und Polierschritten näher ausgeführt.
Beim Ätzen lässt man ein flüssiges Ätzmittel auf die Halbleiterscheibe einwirken, beispielsweise indem man die Halbleiterscheibe in das Ätzmittel eintaucht und gegebenenfalls vom Ätzmittel umströmen lässt. Flüssige Ätzmittel mit alkalischem pH, die beispielsweise KOH enthalten, sind bekannt dafür, die nach den formgebenden Bearbeitungsschritten erreichte Geometrie der Halbleiterscheibe kaum zu beeinträchtigen. Sie haben aber den Nachteil, einen Anstieg der Rauhigkeit der Oberfläche zu bewirken. Außerdem bilden sie häufig eine Quelle für Kontaminationen der Halbleiterscheibe durch Metallspuren. Flüssige Ätzmittel mit einem pH im Saueren, beispielsweise solche, die ein Gemisch von HF und HNO₃ enthalten, zeigen diesen Nachteil nicht, sind jedoch weniger leistungsfähig als alkalische Ätzmittel, was den Erhalt der Geometrie betrifft. Es wurde deshalb auch schon vorgeschlagen, alkalisch und sauer reagierende Ätzmittel nacheinander einzusetzen, wobei deren jeweilige Vorteile kombiniert werden und deren jeweilige Nachteile in einem geringeren Maß zum Tragen kommen.
In der US2004/0020513 A1 ist ein Verfahren zum Dünnen einer Halbleiterscheibe mittels Gasphasenätze beschrieben, bei dem HF in gasförmigem Zustand, in der Regel als Dampf, auf die Halbleiterscheibe einwirkt und auf der Halbleiterscheibe vorhandenes Oxid unter Bildung von Wasser, und SiF₄ auflöst. Um das Oxid zu bilden, ist ein Oxidationsmittel wie O₃ notwendig, das man auf die mit HF zu bearbeitende Oberfläche der Halbleiterscheibe zunächst einwirken lässt. Zeitlich kann der Ablauf auch so gestaltet werden, dass das HF und das Oxidationsmittel gleichzeitig einwirken. Ein besonderer Vorteil der Gasphasenätze besteht darin, dass der Ätzmittelverbrauch wesentlich geringer ist, als bei der Verwendung von flüssigen Ätzmitteln und eine nach dem Ätzen mit einem flüssigen Ätzmittel erfolgende Reinigung der Halbleiterscheibe weniger intensiv sein muss oder ganz entfallen kann.
In der DE 10 2004 062 355 A1 ist ebenfalls der Einsatz eines gasförmigen Ätzmittels beschrieben.
Die Anforderungen hinsichtlich der Defektfreiheit und Ebenheit, die die Hersteller von elektronischen Schaltkreisen insbesondere an die Vorderseite einer Halbleiterscheibe stellen, sind viel zu anspruchsvoll, um ausschließlich mit Hilfe von Ätzschritten erfüllt werden zu können. Es ist vielmehr notwendig, mindestens auch einen Polierschritt auszuführen, mit dem beschädigte Kristallbereiche entfernt werden und die Rauhigkeit mindestens der Vorderseite reduziert wird. Als besonders zweckmäßig gelten eine beide Seiten der Halbleiterscheibe erfassende Abtragspolitur („stock polishing") mit einem Materialabtrag von ungefähr mindestens 10 μm je Scheibenseite, an die sich eine auf die Vorderseite beschränkte Glanzpolitur („mirror polishing") mit einem Materialabtrag von weniger als 1 μm anschließt. Die Abtragspolitur beider Seiten kann als gleichzeitig erfolgende Doppelseitenpolitur erfolgen oder zwei nacheinander ausgeführte Einseitenpolierschritte umfassen. Der vorteilhaften Wirkung der Politur stehen als Nachteile gegenüber, dass die Politur einen vergleichsweise teueren Bearbeitungsschritt darstellt, der hochwertige Poliermittel und Poliertücher verbraucht, und dass die Abtragspolitur die durch die formgebenden Bearbeitungsschritte erreichte Geometrie der Halbleiterscheibe ungünstig verändert. Darüber hinaus können im Poliermittel enthaltene Metallspuren auf und in die Halbleiterscheibe gelangen, wobei dieser Effekt auch von der Dauer der Politur abhängt.
Angesichts der vielfältigen Erfordernisse, die Hersteller von polierten Halbleiterscheiben erfüllen müssen und der teilweise gegenläufigen Wirkungen der ihnen zur Verfügung stehenden Bearbeitungsschritte, bestand die Aufgabe der Erfindung darin, einen Verfahrensablauf zu finden, der den Erfordernissen an die Qualität der Halbleiterscheibe in vollem Umfang gerecht wird und gleichzeitig wirtschaftlich ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe, wobei die Halbleiterscheibe von einem Kristall abgetrennt und einer Reihe von Bearbeitungsschritten unterzogen wird, bei denen Material von einer Vorder- und einer Rückseite der Halbleiterscheibe abgetragen wird, umfassend folgende Bearbeitungsschritte:
einen mechanischen Bearbeitungsschritt, einen Ätzschritt, bei dem die Halbleiterscheibe oxidiert und 0,1 bis 4 μm an Material von der Vorderseite der Halbleiterscheibe mit Hilfe eines gasförmigen Ätzmittels, das Fluorwasserstoff enthält, bei einer Temperatur von 30 bis 70°C abgetragen wird, und einen Polierschritt, bei dem die Vorderseite der Halbleiterscheibe poliert wird, wobei Bearbeitungsschritte, bei denen die Vorderseite der Halbleiterscheibe poliert wird, in der Summe einen Materialabtrag verursachen, der nicht mehr als 5 μm beträgt.
Das Verfahren umfasst eine Gasphasenätze von zumindest der Vorderseite als einen Bearbeitungsschritt, der zum Glätten der bearbeiteten Seite der Halbleiterscheibe eingesetzt wird. Die glättende Wirkung ist bereits festzustellen, nachdem eine geringfügige Menge an Material entfernt worden ist. Die Integration der Gasphasenätze in die Kette der glättenden Bearbeitungsschritte, insbesondere als ein der Abtragspolitur vorangestellter Bearbeitungsschritt, ermöglicht eine deutliche Reduktion des Gesamtabtrags von einer Seite der Halbleiterscheibe ohne Qualitätsverlust. Der reduzierte Gesamtabtrag kommt insbesondere dadurch zustande, dass die Abtragspolitur derartig verkürzt werden kann, dass insgesamt, also die Glanzpolitur eingeschlossen, nicht mehr als 5 μm Material, besonders bevorzugt nicht mehr als 2,5 μm Material von einer Seite der Halbleiterscheibe poliert werden müssen. Je nach Anforderungen an die Ebenheit der Seite der Halbleiterscheibe kann auf die Abtragspolitur sogar vollkommen verzichtet werden. Der Einsatz der Gasphasenätze zum Zwecke des Glättens ermöglicht also, dass die geschilderten, mit der Abtragspolitur einhergehenden Probleme größtenteils vermieden werden, ohne dass dafür andere Nachteile in Kauf genommen werden müssten.
Die Gasphasenätze findet vorzugsweise in einer feuchten Umgebung, also in Gegenwart von zugeführtem Wasser statt. Beispielsweise wird Wasser auf die zu bearbeitende Seite der Halbleiterscheibe gesprüht, bevor mit der Gasphasenätze begonnen wird. Alternativ können das Oxidationsmittel oder das gasförmige Ätzmittel oder beide mit Wasser angereichert werden, beispielsweise indem diese Stoffe durch Wasser geleitet werden, bevor sie zur Halbleiterscheibe gelangen. Das Oxidationsmittel, das vorzugsweise O₃ ist, wird vor dem oder zusammen mit dem gasförmigen Ätzmittel zur zu bearbeitenden Seite der Halbleiterscheibe geführt. Anstelle reinen Wassers kann auch ozonhaltiges Wasser der zu bearbeitenden Seite der Halbleiterscheibe zugeführt werden. Das gasförmig zugeführte Ätzmittel kann außer HF einen oder mehrere weitere Stoffe enthalten, beispielsweise ein Trägergas wie N₂, Wasserdampf oder O₃. Es können auch Additive wie Isopropanol hinzugefügt werden, die die Benetzung der Scheibenoberfläche verstärken. Die Gasphasenätze der Halbleiterscheibe erfolgt vorzugsweise in Form einer Einzelscheibenbearbeitung, während derer die Vorderseite oder die Vorder- und die Rückseite der Halbleiterscheibe gleichzeitig geätzt werden. Ein dafür geeigneter Reaktor ist beispielsweise in der bereits zitierten US2004/0020513 A1 beschrieben. Es können aber auch mehrere Halbleiterscheiben gleichzeitig der Gasphasenätze unterzogen werden, wobei wiederum die Wahl zwischen einer einseitigen und einer zweiseitigen Bearbeitung besteht.
Die Gasphasenätze wird bei einer Temperatur von 30 bis 70°C durchgeführt, wobei zumindest die Halbleiterscheibe, das zugeführte Ätzmittel oder das zugeführte Wasser auf diese Tempe ratur gebracht werden. Ausgewählt ist dieser Temperaturbereich, weil bei darunter liegenden Temperaturen die Glättung der bearbeiteten Seite zu langsam erfolgt und bei darüber liegenden Temperaturen keine glättende Wirkung zustande kommt, sondern die Rauigkeit der bearbeiteten Seite ansteigt. Besonders bevorzugt ist eine Temperatur im Bereich von 40°C.
Die Gasphasenätze umfasst vorzugsweise mehrere Teilschritte, an deren Anfang und Ende, dies ist ebenfalls bevorzugt, ein kurzer Spülschritt stehen kann, bei dem die bearbeitete Seite der Halbleiterscheibe mit Wasser gespült wird. Ein solcher Teilschritt, der vorzugsweise 1 bis 20 besonders bevorzugt 5 bis 10 mal wiederholt wird, besteht beispielsweise darin, die zu bearbeitende Seite der Halbleiterscheibe mit Wasser zu besprühen, gasförmiges Ätzmittel, das HF und O₃ enthält, der zu bearbeitenden Seite der Halbleiterscheibe zuzuführen und diese Seite nach Ablauf einer bestimmten Einwirkzeit mit Wasser zu spülen. Was die Zuführung von Wasser, HF und Oxidationsmittel betrifft, können natürlich stattdessen auch die oben genannten Alternativen zur Anwendung kommen.
Die Erfindung zielt darauf ab, mit der Gasphasenätze die damit bearbeitete Scheibenseite soweit zu glätten, dass der Materialabtrag minimal wird, der durch den Einsatz anderer glättender Bearbeitungsschritte benötigt wird, um eine Zielgeometrie der Halbleiterscheibe und eine Zielebenheit der bearbeiteten Seiten der Halbleiterscheibe zu erreichen. Dieses Ziel ist als erreicht anzusehen, wenn ein Gesamtabtrag aller Bearbeitungsschritte mit Ausnahme der zur Anwendung kommenden mechanischen Bearbeitungsschritte nicht mehr als 25 μm auf einer Scheibenseite beträgt, und der davon auf die Abtragspolitur entfallende Materialabtrag nicht mehr als 5 μm beträgt. Der auf die Gasphasenätze entfallende Anteil am Gesamtmaterialabtrag, hängt von der Rauigkeit ab, die die zu bearbeitende Seite der Halbleiterscheibe vor der Gasphasenätze aufweist. Beispielsweise erfordert eine nach einem Läppschritt erfolgende Gasphasenätze einen höheren Materialabtrag, um eine bestimmte Glättung zu bewirken, als eine nach einem Feinschleifen erfolgende Gasphasenätze. Der mit der Gasphasenätze einer Seite der Halbleiterscheibe bewirkte Materialabtrag beträgt vorzugsweise 0,1 bis 4 μm, besonders bevorzugt 1 bis 2 μm. Eine Dünnung der Halbleiterscheibe, wie sie in US2004/0020513 A1 verstanden wird, kommt hierbei nicht zustande.
Der beim Ätzen in flüssiger Phase bewirkte Materialabtrag beträgt vorzugsweise 2 bis 50 μm, besonders bevorzugt 5 bis 15 μm. Es können flüssige Ätzmittel mit alkalischem oder saurem pH verwendet werden. Besonders bevorzugt sind flüssige Ätzmittel mit einem pH im Sauren, die ein Gemisch von HF und HNO₃ enthalten und alkalisch reagierende Ätzmittel, die KOH enthalten. Gleichermaßen bevorzugt ist auch ein kombinierter Einsatz solcher Ätzmittel, insbesondere in der Reihenfolge, dass zunächst mit dem alkalisch reagierenden Ätzmittel geätzt wird, wobei vorzugsweise 1 bis 4 μm, besonders bevorzugt 2 bis 3 μm Material abgetragen wird, und dass anschließend, gegebenenfalls nach einem Zwischenspülschritt mit Wasser, mit dem sauer reagierenden Ätzmittel geätzt wird, wobei 10 bis 15 μm Material abgetragen wird
Der mit der Abtragspolitur erzielte Materialabtrag von nicht mehr als 5 μm beträgt vorzugsweise 0 μm bis 5 μm, besonders bevorzugt 3 μm bis 5 μm und wird, dies ist ebenfalls bevorzugt, durch eine Doppelseitenpolitur erreicht, bei der beide Seiten der Halbleiterscheibe gleichzeitig poliert werden. Schließlich folgt noch eine abschließende Glanzpolitur, bei der die Seite der Halbleiterscheibe, die die Grundlage für die Herstellung von elektronischen Schaltkreisen bilden soll, in der Regel die Vorderseite, poliert wird. Der Materialabtrag der Glanzpolitur beträgt weniger als 1 μm, vorzugsweise 0,05 μm bis 1 μm, besonders bevorzugt 0,1 μm bis 0,3 μm.
Sofern man die formgebenden Bearbeitungsschritte, die nach dem Abtrennen der Halbleiterscheibe von einem Kristall erfolgen, einbezieht, sind solche Sequenzen von Bearbeitungsschritten besonders bevorzugt, die mindestens einen Läppschritt oder mindestens einen Grobschleifschritt umfassen, bei dem beide Seiten der Halbleiterscheibe gleichzeitig geschliffen werden, oder auch solche, die eine Kombination von einem Läppschritt und einem solchen Grobschleifschritt umfassen. Darüber hinaus sind diese Folgen von Bearbeitungsschritten besonders bevorzugt:

a) ein Ätzschritt in flüssiger Phase, gefolgt von einer Gasphasenätze von mindestens der Vorderseite, ausgeführt in einer vorstehend beschriebenen Weise, gefolgt von einer Doppelseitenpolitur, ausgeführt als Abtragspolitur mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag, gefolgt von einer Glanzpolitur der Vorderseite mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag.
b) ein Feinschleifschritt der Vorderseite oder beider Seiten der Halbleiterscheibe, gefolgt von Bearbeitungsschritten gemäß der Aufzählung a).
c) ein Ätzschritt in flüssiger Phase, gefolgt von einem Feinschleifschritt der Vorderseite oder beider Seiten der Halbleiterscheibe, gefolgt von einer Gasphasenätze von mindestens der Vorderseite, ausgeführt in einer vorstehend beschriebenen Weise, gefolgt von einer Doppelseitenpolitur, ausgeführt als Abtragspolitur mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag, gefolgt von einer Glanzpolitur der Vorderseite mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag.
d) ein Feinschleifschritt der Vorderseite oder beider Seiten der Halbleiterscheibe, gefolgt von einer Gasphasenätze von mindestens der Vorderseite, ausgeführt in einer vorstehend beschriebenen Weise, gefolgt von einer Doppelseitenpolitur, ausgeführt als Abtragspolitur mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag, gefolgt von einer Glanzpolitur der Vorderseite mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag.
e) ein Feinschleifschritt der Vorderseite oder beider Seiten der Halbleiterscheibe, gefolgt von einer Gasphasenätze von mindestens der Vorderseite, ausgeführt in einer vorstehend be schriebenen Weise, gefolgt von einer Glanzpolitur der Vorderseite mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag.
f) eine Gasphasenätze von mindestens der Vorderseite ausgeführt in einer vorstehend beschriebenen Weise, gefolgt von einer Doppelseitenpolitur, ausgeführt als Abtragspolitur mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag, gefolgt von einer Glanzpolitur der Vorderseite mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag.
g) eine Gasphasenätze von mindestens der Vorderseite ausgeführt in einer vorstehend beschriebenen Weise, gefolgt von einem Ätzschritt in flüssiger Phase, gefolgt von einer Doppelseitenpolitur, ausgeführt als Abtragspolitur mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag, gefolgt von einer Glanzpolitur der Vorderseite mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag.

Gemäß einer nicht von der vorliegenden Erfindung umfassten Sequenz von Bearbeitungsschritten wird auf eine Gasphasenätze der Vorderseite verzichtet und die Gasphasenätze nur zur Glättung der Rückseite eingesetzt, während die Vorderseite in einer üblichen Weise bearbeitet wird. Eine solche Sequenz umfasst beispielsweise einen Ätzschritt in flüssiger Phase mit einem Ätzmittel mit alkalischem pH, gefolgt von einer Gasphasenätze der Substratrückseite, ausgeführt in einer vorstehend beschriebenen Weise, gefolgt von einer Doppelseitenpolitur, ausgeführt als Abtragspolitur mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag, gefolgt von einer Glanzpolitur der Vorderseite mit einem vorstehend beschriebenen Materialabtrag.
Zusätzlich zu den erwähnten Bearbeitungsschritten können weitere Behandlungsschritte in den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf integriert sein, die keinen Materialabtrag von den Seiten der Halbleiterscheibe bewirken, beispielsweise Spül- und Reinigungsschritte, Kantenverrundungs- und Kantenpoliturschritte, das Anbringen von Lasermarkierungen und Trocknungsbehandlungen. Eine auf diese Weise hergestellte, polierte Halbleiterscheibe kann direkt als Substrat für elektronische Schaltkreise verwendet werden oder zu Schichtsubstraten wie SOI-Substraten (silicon an insulator substrates), Substraten mit epitaktisch abgeschiedener Schicht (epi layer) oder mit gespannter Schicht (strained silicon layer) weiterverarbeitet werden.
Beispiel 1:
Geläppte Halbleiterscheiben aus Silizium mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Rauigkeit Ra der Seiten von 0,23 μm (gemessen mit einem Tastmessgerät, Perthometer, des Herstellers Hommel) wurden mit Bearbeitungsschritten gemäß der oben stehenden Folge a) bearbeitet. Der Ätzschritt in flüssiger Phase erfolgte mit einem Ätzmittel mit einem pH im Sauren und führte auf der geätzten Seite zu einem Materialabtrag von 10 μm. Mit der folgenden Gasphasenätze wurden von der geätzten Vorderseite 2 μm an Material entfernt und durch die abschließende Politur insgesamt weitere 5 μm von dieser Seite abgetragen. In 1 ist die Veränderung der Rauigkeit Ra der Vorderseite der Halbleiterscheiben in Folge der Bearbeitungsschritte graphisch dargestellt.
Beispiel 2:
Halbleiterscheiben aus Silizium mit einem Durchmesser von 300 mm und feingeschliffenen Seiten wurden gemäß der oben stehenden Folge c) geätzt und poliert. In 2 ist die RMS Rauigkeit, gemessen mit einem Chapman MP 2000/1 Profiler, nach dem Feinschleifen und nach dem Gasphasenätzen bei verschiedenen Materialabträgen graphisch dargestellt. Dank einer bereits niedrigen Rauigkeit nach dem Feinschleifen (275 Å RMS bei 250 μm Filter) bewirkte ein Materialabtrag von 1 μm durch Gasphasenätze eine Glättung (175 Å RMS bei 250 μm Filter), die durch eine Erhöhung des Materialabtrags durch Gasphasenätze nicht weiter gesteigert werden konnte.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe, wobei die Halbleiterscheibe von einem Kristall abgetrennt und einer Reihe von Bearbeitungsschritten unterzogen wird, bei denen Material von einer Vorder- und einer Rückseite der Halbleiterscheibe abgetragen wird, umfassend folgende Bearbeitungsschritte: einen mechanischen Bearbeitungsschritt, einen Ätzschritt, bei dem die Halbleiterscheibe oxidiert und 0,1 bis 4 μm an Material von der Vorderseite der Halbleiterscheibe mit Hilfe eines gasförmigen Ätzmittels, das Fluorwasserstoff enthält, bei einer Temperatur von 30 bis 70°C abgetragen wird, und einen Polierschritt, bei dem die Vorderseite der Halbleiterscheibe poliert wird, wobei Bearbeitungsschritte, bei denen die Vorderseite der Halbleiterscheibe poliert wird, in der Summe einen Materialabtrag verursachen, der nicht mehr als 5 μm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte der Vorderseite der Halbleiterscheibe mit Ausnahme der mechanischen Bearbeitungsschritte, einen Materialabtrag von der Vorderseite der Halbleiterscheibe verursachen, der in der Summe nicht mehr als 25 μm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte der Rückseite der Halbleiterscheibe mit Ausnahme der mechanischen Bearbeitungsschritte, einen Materialabtrag von der Rückseite der Halbleiterscheibe verursachen, der in der Summe nicht mehr als 25 μm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Ätzmittel ein Oxidationsmittel enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Ätzmittel Isopropanol enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Ätzmittel Wasser enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte die Schrittfolge umfassen: einen Ätzschritt in flüssiger Phase, den Ätzschritt mit dem gasförmigen Ätzmittel, eine als Abtragspolitur ausgeführte Doppelseitenpolitur und eine Glanzpolitur der Vorderseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte die Schrittfolge umfassen: einen Feinschleifschritt der Vorderseite oder der Vorder- und der Rückseite der Halbleiterscheibe, einen Ätzschritt in flüssiger Phase, den Ätzschritt mit dem gasförmigen Ätzmittel, eine als Abtragspolitur ausgeführte Doppelseitenpolitur und eine Glanzpolitur der Vorderseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte die Schrittfolge umfassen: einen Ätzschritt in flüssiger Phase, einen Feinschleifschritt der Vorderseite oder der Vorder- und der Rückseite der Halbleiterscheibe, den Ätzschritt mit dem gasförmigen Ätzmittel, eine als Abtragspolitur ausgeführte Doppelseitenpolitur und eine Glanzpolitur der Vorderseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte die Schrittfolge umfassen: einen Feinschleifschritt der Vorderseite oder der Vorder- und der Rückseite der Halbleiterscheibe, den Ätzschritt mit dem gasförmigen Ätzmittel, eine als Abtragspolitur ausgeführte Doppelseitenpolitur und eine Glanzpolitur der Vorderseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte die Schrittfolge umfassen: einen Feinschleifschritt der Vorderseite oder der Vorder- und der Rückseite der Halbleiterscheibe, den Ätzschritt mit dem gasförmigen Ätzmittel und eine Glanzpolitur der Vorderseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte die Schrittfolge umfassen: den Ätzschritt mit dem gasförmigen Ätzmittel, eine als Abtragspolitur ausgeführte Doppelseitenpolitur und eine Glanzpolitur der Vorderseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschritte die Schrittfolge umfassen: den Ätzschritt mit dem gasförmigen Ätzmittel, einen Ätzschritt in flüssiger Phase, eine als Abtragspolitur ausgeführte Doppelseitenpolitur und eine Glanzpolitur der Vorderseite.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Ätzschritt, bei dem Material von der Rückseite der Halbleiterscheibe mit Hilfe des gasförmigen Ätzmittels abgetragen wird.