[go: up one dir, main page]

DE102009048436B4 - Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe - Google Patents

Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe Download PDF

Info

Publication number
DE102009048436B4
DE102009048436B4 DE102009048436A DE102009048436A DE102009048436B4 DE 102009048436 B4 DE102009048436 B4 DE 102009048436B4 DE 102009048436 A DE102009048436 A DE 102009048436A DE 102009048436 A DE102009048436 A DE 102009048436A DE 102009048436 B4 DE102009048436 B4 DE 102009048436B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
grinding
semiconductor wafer
liquid medium
viscosity
medium comprises
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102009048436A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102009048436A1 (de
Inventor
Jürgen Schwandner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siltronic AG
Original Assignee
Siltronic AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siltronic AG filed Critical Siltronic AG
Priority to DE102009048436A priority Critical patent/DE102009048436B4/de
Priority to SG201006420-2A priority patent/SG170665A1/en
Priority to CN2010105027163A priority patent/CN102029573A/zh
Priority to CN201610239081.XA priority patent/CN105914130A/zh
Priority to US12/894,468 priority patent/US8501028B2/en
Priority to TW099133688A priority patent/TWI460777B/zh
Priority to JP2010226396A priority patent/JP5412397B2/ja
Priority to KR1020100097839A priority patent/KR101239997B1/ko
Publication of DE102009048436A1 publication Critical patent/DE102009048436A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009048436B4 publication Critical patent/DE102009048436B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H10P90/123

Landscapes

  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe, wobei wenigstens ein Schleifwerkzeug und eine Seitenfläche wenigstens einer Halbleiterscheibe einander zugestellt werden, während Wasser als flüssiges Kühlmittel zugeführt wird, wodurch Material von der wenigstens einen Halbleiterscheibe abgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass gegen Ende der Bearbeitung der Halbleiterscheibe ein flüssiges Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s zugeführt wird und sich zwischen dem wenigstens einen Schleifwerkzeug und der wenigstens einen Halbleiterscheibe befindet, während das wenigstens eine Schleifwerkzeug und die wenigstens eine Halbleiterscheibe voneinander entfernt werden, um den Bearbeitungsvorgang zu beenden.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe.
  • Die mechanische Bearbeitung der Halbleiterscheibe dient der Entfernung von Sägewelligkeiten, dem Abtrag der durch die raueren Sägeprozesse kristallin geschädigten oder vom Sägedraht kontaminierten Oberflächenschichten und vor allem der globalen Einebnung der Halbleiterscheiben. Hier sind Oberflächen-Schleifen (einseitig, doppelseitig) und Läppen bekannt, sowie mechanische Kantenbearbeitungsschritte.
  • Beim Einseitenschleifen wird die Halbleiterscheibe rückseitig auf einer Unterlage („chuck”) gehalten und vorderseitig von einer Topfschleifscheibe unter Drehung von Unterlage und Schleifscheibe und langsamer radialer Zustellung eingeebnet. Verfahren und Vorrichtungen zum Oberflächenschleifen einer Halbleiterscheibe sind beispielsweise aus der US-3,905,162 sowie der US-5,400,548 oder aus EP-0955126 bekannt. Dabei wird eine Halbleiterscheibe mit ihrer einen Oberfläche auf einem Scheibenhalter festgehalten, während ihre gegenüberliegende Oberfläche mit einer Schleifscheibe bearbeitet wird, indem Scheibenhalter und Schleifscheibe rotieren und gegeneinander gedrückt werden. Dabei wird die Halbleiterscheibe so auf dem Scheibenhalter befestigt, dass ihr Zentrum im Wesentlichen mit dem Rotationszentrum des Scheibenhalters übereinstimmt. Außerdem wird die Schleifscheibe so positioniert, dass das Rotationszentrum der Halbleiterscheibe in einen Arbeitsbereich bzw. den durch Zähne gebildeten Randbereich der Schleifscheibe gelangt. Dadurch kann die gesamte Oberfläche der Halbleiterscheibe ohne jegliche Bewegung in der Schleifebene geschliffen werden.
  • Beim simultanen Doppelseitenschleifen („double-disc grinding”, DDG) wird die Halbleiterscheibe frei schwimmend zwischen zwei, auf gegenüberliegenden kollinearen Spindeln montierten Schleifscheiben gleichzeitig beidseitig bearbeitet und dabei weitgehend frei von Zwangskräften axial zwischen einem vorder- und rückseitig wirkenden Wasser- (hydrostatisches Prinzip) oder Luftkissen (aerostatisches Prinzip) geführt und radial lose von einem umgebenden dünnen Führungsring oder von einzelnen radialen Speichen am Davonschwimmen gehindert.
  • Bei den Schleifprozessen – dies betrifft sowohl einseitige als auch beidseitige Schleifverfahren, ist eine Kühlung des Schleifwerkzeuges und/oder der bearbeiteten Halbleiterscheibe erforderlich. Als Kühlmittel wird üblicherweise Wasser bzw. deionisiertes Wasser verwendet. Kommerzielle Schleifmaschinen wie z. B. die Modelle DFG8540 und DFG8560 („Grinder 800 Series”) der Fa. Disco Corp., die sich zum Schleifen von Scheiben mit Durchmessern von 100–200 mm bzw. 200–300 mm eignen, sind werkseitig mit einer Vakuumeinheit ausgestattet, die je nach Kühlmitteltemperatur einen konstanten Kühlmittelfluss von 1 bzw. 3 l/min (= Liter pro Minute) während des Schleifens gewährleisten (bei einer Temperatur von weniger als 22°C konstant 1 l/min, bei einer Temperatur von größer als 22°C konstant 3 l/min).
  • Zweiseitenschleifmaschinen werden beispielsweise auch von der Fa. Koyo Machine Industries Co., Ltd. angeboten. Das Modell DXSG320 eignet sich z. B. zum DDG-Schleifen von Scheiben mit einem Durchmesser von 300 mm. Sowohl vertikale als auch horizontale Spindeln kommen in Kombination mit speziellen Diamantschleifwerkzeugen zum Einsatz. Diese Schleifwerkzeuge sind so konstruiert, dass Sie lediglich mit dem Rand schneiden und einen schnellen Vorschub mit geringer Wärmeentwicklung kombinieren. Die zu bearbeitende Halbleiterscheibe wird durch hydrostatische Druckpolster von beiden Seiten in einem Transportring fixiert. Der Antrieb der Scheibe erfolgt lediglich über eine kleine Nase, die in die Orientierungskerbe der Halbleiterscheibe („Notch”) eingreift. Auf diese Art und Weise kann eine spannungsfreie Halterung der Halbleiterscheibe gewährleistet werden.
  • Beim Läppen werden die Halbleiterscheiben unter Zuführung einer Abrasivstoffe enthaltenden Suspension (Slurry) zwischen einer oberen und einer unteren Arbeitsscheibe, die meist aus Stahl bestehen und üblicherweise mit Kanälen zur besseren Verteilung des Läppmittels versehen sind, unter einem bestimmten Druck bewegt, wodurch Halbleitermaterial entfernt wird. Läppen ist aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • DE 103 44 602 A1 und DE 10 2006 032 455 A1 offenbaren Verfahren zum simultanen gleichzeitigen Schleifen beider Seiten mehrerer Halbleiterscheiben mit einem Bewegungsablauf ähnlich dem des Läppens, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass Schleifmittel verwendet wird, das fest in Arbeitsschichten („Folien”, „Tücher”) eingebunden ist, die auf die Arbeitsscheiben aufgebracht sind. Während der Bearbeitung sind die Halbleiterscheiben in dünne Führungskäfige, sog. Läuferscheiben, eingelegt, die entsprechende Öffnungen zur Aufnahme der Halbleiterscheiben aufweisen. Die Läuferscheiben besitzen eine Außenverzahnung, die in eine Abwälzvorrichtung aus innerem und äußerem Zahnkranz eingreift und mittels dieser im zwischen oberer und unterer Arbeitsscheibe gebildeten Arbeitsspalt bewegt werden. Die Läuferscheiben weisen Öffnungen auf, durch die Kühlmittel zwischen unterer und oberer Arbeitsscheibe ausgetauscht werden kann, so dass obere und untere Arbeitsschichten stets gleiche Temperatur aufweisen.
  • Alle genannten Schleifverfahren hinterlassen einen deutlich ausgeprägten Damage auf der Halbleiterscheibe. Unter Damage sind oberflächennahe Beschädigungen des Kristalls infolge der mechanischen Bearbeitung zu verstehen („subsurface damage”). Auch Kratzer und andere mechanisch verursachte Defekte auf der Oberfläche der Halbleiterscheibe nach dem Schleifen stellen solche Beschädigungen dar. Diese Kristallschäden müssen durch nachfolgende Ätzverfahren beseitigt werden. Nun beeinflussen aber – wie dem Fachmann bekannt ist – diese Ätzverfahren die Geometrie, insbesondere die Randgeometrie und die Nanotopologie – der Halbleiterscheibe negativ. Infolge der schlechten Nanotopologie nach dem Ätzen sind längere Abtragspolierprozesse nötig, um die gewünschte Nanotopologie zu erreichen.
  • Daher ist der Fachmann bestrebt, den Damage nach Schleifen möglichst gering zu halten und nach dem Schleifen eine Halbleiterscheibe mit optimaler Geometrie und Nanotopologie, vor allem aber mit deutlich geringerem Damage zur Verfügung stellen zu können. Dies würde es ermöglichen, auf den Ätzvorgang möglicherweise ganz verzichten zu können. Vor allem aber könnte bei der Politur eine geringere Prozesszeit ermöglicht werden, da nicht die Korrektur der Nanotopologie, sondern die Erzielung einer optimalen Oberflächenrauhigkeit im Vordergrund steht.
  • In DE 10 2007 030 958 wird ein Verfahren zum Schleifen von Halbleiterscheiben beansprucht, bei dem die Halbleiterscheiben einseitig oder beidseitig mittels wenigstens eines Schleifwerkzeugs, unter Zuführung eines Kühlmittels jeweils in einen Kontaktbereich zwischen Halbleiterscheibe und dem wenigstens einen Schleifwerkzeug, Material abtragend bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmittelfluss jeweils in Abhängigkeit von einer Schleifzahnhöhe des wenigstens einen Schleifwerkzeugs ausgewählt und dieser Kühlmittelfluss mit abnehmender Schleifzahnhöhe reduziert wird. wodurch eine konstante Kühlung des Kontaktbereichs zwischen Werkstück und Schleifwerkzeug erreicht werden kann, indem sich das Kühlmedium vor den Schleifzähnen staut, diese umströmt und abhängig von der Höhe der Schleifzähne in den Kontaktbereich zwischen Werkstück und Schleifwerkzeug verwirbelt wird. Die Kühlmittelmenge, welche diesen Kontaktbereich erreicht, ist DE 10 2007 030 958 zufolge maßgeblich für das Schleifergebnis („subsurface damage”) sowie die Standzeit des Schleifwerkzeugs.
  • Nachteilig an dem in DE 10 2007 030 958 beschriebenen Verfahren ist die Tatsache, dass während des gesamten Schleifvorgangs die Höhe der Schleifzähne gemessen werden muss, um den Kühlmittelfluss entsprechend anpassen zu können. DE 10 2007 030 958 geht nämlich von einem gegenüber dem Standardprozess deutlich erhöhten Kühlmittelfluss aus, der auch deshalb mit abnehmender Zahnhöhe reduziert werden muss, da ein unverändert hoher Kühlmittelfluss andernfalls unvermeidlich zu Aquaplaning-Effekten führen würde.
  • Für PPG ist das in DE 10 2007 030 958 beschriebene Verfahren so ohnehin nicht anwendbar, da als Schleifwerkzeuge keine Zahn-Schleifscheiben („toothed wheels”), sondern Arbeitscheiben umfassend Arbeitsschichten mit darin gebundenen Abrasiven zum Einsatz kommen.
  • In DE 100 46 933 A1 wird ein Verfahren zur chemisch-mechanischen Politur von Siliciumschieben beansprucht, das dadurch gekennzeichnet ist, dass unmittelbar nach Abschluss der Politur an Stelle des Poliermittels nacheinander mindestens zwei verschiedene Stopmittel zugeführt werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung war es, ein neuartiges Schleifverfahren zu finden, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.
  • Die Erfindung sieht vor, einen herkömmlichen Schleifschritt, bei dem sich um ein Einseitenschleifen oder ein Doppelseitenschleifen handeln kann, so zu modifizieren, dass gegen des Ende des Schleifschrittes ein Medium mit erhöhter Viskosität zugegeben wird, um den mechanischen Abtrag durch die Schleifwerkzeuge beim Einseiten- oder Doppelseitenschleifen zu dämpfen. Abgesehen vom Vorgang des Entfernens von Schleifwerkzeug und Halbleiterscheibe beim Beenden des Schleifvorgangs wird nicht mit viskositätserhöhenden Medien bzw. Zusätzen geschliffen, da es zum einen günstiger ist, während des eigentlichen Abtragschleifvorganges mit niedrig viskosen Medien, z. B. Wasser ohne bzw. mit niedrigviskosen Zusätzen (Kühlmittel), zu schleifen, und zum anderen durch diese der während des Prozesses anfallende „Schleifschlamm” besser abtransportiert wird und das Schleifwerkzeug schnittfreudig bleibt. Gerade die Schnittfreudigkeit des Schleifwerkzeugs soll durch Zugabe eines Mediums mit gegenüber Wasser erhöhter Viskosität beim Beenden des Schleifens abgeschwächt oder gar eliminiert werden.
  • Derart bearbeitete Halbleiterscheiben zeigen nach dem Schleifen keine Schleifriefen, keine Abhebemarken (Abheben der Schleifscheibe gegen Ende des herkömmlichen Einseitenschleifens) und keine Schleifkratzer.
  • Das viskose Medium wird gegen Ende der Bearbeitung der Halbleiterscheibe zugeführt.
  • Beim Einseitenschleifen wird das Medium zwischen Halbleiterscheibe und Schleifwerkzeug gebracht, bevor Halbleiterscheibe und Schleifwerkzeug nach Beendigung der Schleifbearbeitung nach Erreichen eines bestimmten Materialabtrags voneinander entfernt werden, indem das Schleifwerkzeug mit einer Rückführgeschwindigkeit zurück geführt wird.
  • Beim simultanen Doppelseitenschleifen (DDG) wird analog vorgegangen: bevor Halbleiterscheibe und die beiden Schleifwerkzeuge nach Beendigung der Schleifbearbeitung voneinander entfernt werden, wird das Medium zwischen Halbleiterscheibe und Schleifwerkzeuge gebracht.
  • Sowohl beim Einseiten- als auch beim Doppelseitenschleifen wird das Medium über das Zentrum der Schleifwerkzeuge eingebracht. Die Schleifwerkzeuge weisen üblicherweise Öffnungen auf, um eine Kühlung des Schleifwerkzeuges und/oder der bearbeiteten Halbleiterscheibe zu ermöglichen. Als Kühlmittel wird Wasser bzw. deionisiertes Wasser verwendet. Gegen Ende des Bearbeitungsvorgangs wird statt dem Kühlmittel das den mechanischen Abtrag dämpfende Medium eingebracht.
  • Beim Schleifen mit Läppkinematik wird das Medium über Öffnungen der Läuferscheibe eingebracht. Im Stand der Technik sind diese Öffnungen vorgesehen, um über diese Kühlmittel zu den Arbeitsscheiben zu transportieren. In der vorliegenden Erfindung wird wiederum gegen Ende des Bearbeitungsvorgangs durch diese Öffnungen der Läuferscheiben statt Kühlmittel das den mechanischen Abtrag dämpfende Medium eingebracht.
  • Dies zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren keinerlei Umbauten an den herkömmlichen Schleifmaschinen erforderlich macht.
  • Entscheiden ist die Auswahl des den mechanischen Abtrag dämpfenden Mediums.
  • Dabei handelt es sich um ein flüssiges Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s (mPa s) beträgt. Vorzugsweise beträgt die Viskosität des Mediums 3–80·10–3 N/m2·s, besonders bevorzugt 3–60·10–3 N/m2·s und ganz besonders bevorzugt 3–40·10–3 N/m2·s.
  • Die Viskosität ist bekannterweise ein Maß für die Zähflüssigkeit eines Fluids. Der Kehrwert der Viskosität ist die Fluidität, ein Maß für die Fließfähigkeit eines Fluids. Je großer die Viskosität, desto dickflüssiger (weniger fließfähig) ist das Fluid; je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger (fließfähiger) ist es.
  • Vorzugsweise umfasst das Medium mehrwertige Alkohole (mehrwertig im Sinne von „mehr als eine Hydroxylgruppe”).
  • Vorzugsweise wird der mehrwertige Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, monomeren Glykole, oligomeren Glykole, Polyglykole und Polyalkohole.
  • Durch das Vorhandensein von mehr als einer Hydroxylgruppe gibt es mehr Möglichkeiten der Bildung von Wasserstoff-Brückenbindungen, also stärkere intermolekulare Wechselwirkungen, die letztlich zu einer erhöhten Viskosität führen.
  • Vorzugsweise umfasst das Medium geringe Mengen an Tensiden.
  • Vorzugsweise enthält das Medium mehrwertige Alkohole, Polyalkohole und Tenside.
  • Vorzugsweise enthält das Medium kurz- oder längerkettige Polyethylenglykole, Sole oder Gele.
  • Vorzugsweise umfasst das Medium Glycerin.
  • Vorzugsweise umfasst das Medium Polyetherpolyol und Polyvinylalkohol.
  • Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung von Glycerin-Wasser-Gemischen.
  • Tabelle 1 zeigt die Änderung der Viskosität eines Glycerin-Wasser Gemischs bei einer Temperatur von 20°C für Verschiedene Glycerin-Anteile (Daten u. a. nach: WEAST, R. C. [Ed.]; „CRC Handbook of Chemistry and Physics”, 56th Ed., CRC Press, Boca Raton.)
  • Reines Glycerin weist bei Raumtemperatur eine Viskosität von bis zu 1500 mPa·s auf und wird dazu verwendet, die Viskosität von deionisiertem Wasser, die nur bei etwa 1 mPa·s liegt, gezielt auf 3–100 mPa s zu erhöhen. Tabelle 1 – Viskosität eines Glyzerin-Wasser-Gemisch bei 20°C
    Glyzerin-Anteil: Viskosität in mPa s
    100 Gew.-% 1760
    92 Gew.-% 354
    88 Gew.-% 130
    84 Gew.-% 71
    80 Gew.-% 48
    50 Gew.-% 6
    0 Gew.-% 1
  • Vorzugsweise beträgt der Glycerin-Anteil bei einer Temperatur von 20°C etwa 50–85 Gew.-%.
  • Darüber hinaus ist die Viskosität stark temperaturabhängig: Für reines Glycerin beträgt die Viskosität bei T = 20°C etwa 1,760 Pa s und nimmt bei T = 25°C auf etwa 0,934 Pa s ab. Auch die Viskosität von reinem Wasser ist temperaturabhängig.
  • Bei Verwendung von Glycerin-Wasser-Gemischen ist also zu berücksichtigen, dass das Medium mit einer Temperatur von 20°C zugeführt wird.
  • Soll das Medium eine deutlich höhere Temperatur aufweisen, ist es bevorzugt, den Glycerin-Anteil über 85 Gew.-% hinaus zu erhöhen, um die gewünschte Viskosität sicherzustellen.
  • Vorzugsweise handelt es sich beim Medium um eine wässrige Mischung aus Glycerin, Butanol und einem Tensid.
  • Besonders bevorzugt ist auch die Verwendung von Suspensionen, wobei die benötigte Viskosität des Mediums durch den Feststoffanteil gewährleistet wird.
  • Die Suspensionen können sowohl in Kombination mit den oben beschriebenen viskositätserhöhenden Mischungen, als auch in reiner Form, d. h. z. B. in Form eines gängigen Kieselsols, ohne Zugabe einer viskositätssteigernden Komponente, eingesetzt werden, wobei in diesem Fall die benötigte Viskosität durch geeignete Wahl der Konzentration der gelbsten Solteilchen eingestellt wird.
  • Die Verwendung solcher Suspensionen ist mit einem zusätzlichen Effekt verbunden. Durch die feinstmechanisch wirkenden Solteilchen lässt sich die Oberflächenrauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche(n) reduzieren. Dies gilt insbesondere dann, wenn man höher konzentrierte Suspensionen verwendet. Um Antrocknungen bzw. Auskristallisationen und einem damit verbundenen späteren Verkrusten der Medien zuführenden Leitungen vorzubeugen, empfiehlt es sich nach Beenden des Schleifschritts – insbesondere bei Verwendung von hochkonzentrierten Solen zum Abstoppen des typischen Abtragsschleifens – diese gründlich mit Wasser auszuspülen.
  • Besonders bevorzugt ist die Verwendung von kolloiden Dispersionen aus Siliciumdioxid oder Ceroxid-Partikeln.
  • Eine wässrige kolloiddisperse Lösung von amorphem Siliciumdioxid beinhaltet Siliciumdioxid in Form von untereinander unvernetzten, kugelförmigen Einzelpartikeln, die an der Oberfläche Hydroxylgruppen enthalten.
  • Die Viskosität dieser Suspensionen mit räumlich unvernetzten Partikeln ist eine Funktion der Konzentration und der Teilchengröße bzw. der spezifischen Oberfläche.
  • Die Viskosität lässt sich beispielsweise mittels Auslaufpipetten oder Kugelfallviskosimeter exakt bestimmen. Vorzugsweise wird die Viskosität der Mischung oder Suspension vor deren Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren gemessen.
  • Die Viskosität ist gewöhnlich bei kleineren Partikeln größer. Die Viskosität steigt mit zunehmendem Feststoffvolumengehalt steigt, das die Partikel enger gepackt und in ihrer freien Beweglichkeit eingeschränkt werden (innere Reibung). Zudem nehmen Wechselwirkungen und Stöße zwischen den einzelnen Partikeln zu.
  • Suspensionen mit einem relativniedrigen Feststoffvolumengehalt verhalten sich annähernd wie Newtonsche Flüssigkeiten.
  • Die Viskosität ist von der Schergeschwindigkeit unabhängig.
  • Vorzugsweise werden Suspensionen mit Partikeln, die eine schmale Größenverteilung aufweisen, verwendet. Die durchschnittliche Partikelgröße beträgt vorzugsweise 5–50 nm.
  • Der Feststoffanteil von Siliciumdioxid oder Ceroxid beträgt vorzugsweise größer als 1 Gew.-% bis maximal 50 Gew.-%.
  • Ist eine Reduktion der Oberflächenrauhigkeit der bearbeiteten Oberfläche(n) der Halbleiterscheibe gewünscht, wird ein Feststoffanteil von 20–50 Gew.-% bevorzugt.
  • Bei niedrigeren Feststoffanteilen von 1 bis weniger als 20 Gew.-% wird die Viskosität vorzugsweise durch einen der oben genannten viskositätsmodifizierenden Zusätze wie z. B. Glycerin erhöht.
  • Durch die Zufuhr des den mechanischen Abtrag dämpfenden Mediums wird sichergestellt, dass ein geringeres oberflächennahes Damage, insbesondere keine Abhebemarken, keine ausgeprägten Schleifriefen und keine ausgeprägten Schleifkratzer, auf der Halbleiterscheibe resultieren. Dies liegt daran, dass durch das Medium, das eine höhere Viskosität als Wasser aufweist, die mechanische Krafteinwirkung auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe gegen Ende des Schleifvorgangs reduziert wird.
  • Abhebemarken treten im Stand der Technik insbesondere nach DDG auf und sind kritisch für Geometrie und Nanotopologie. Beim Einseitenschleifen gemäß Stand der Technik treten Schleifriefen auf, die ebenfalls Geometrie und Nanotopologie negativ beinflussen. Kratzer können bei allen Schleifverfahren gemäß Stand der Technik auftreten und sind kritsich für Geometrie und die Oberflächeneigenschaften der Halbleiterscheibe.
  • Diese Defekte lassen sich durch das erfindunsggemäße Verfahren vollständig eliminieren.
  • Wie zuvor bereits erwähnt ist das Verfahren auf allen Maschinentypen mit planen Tellern und entsprechenden Medienverteilern durchführbar.
  • Zum Doppelseitenplanschleifen mit Planetenkinematik (Läppkinematik) eignen sich herkömmliche Doppelseitenpoliermaschinen, wobei statt Poliertüchern ohne Abrasive entsprechende Schleiftücher (Arbeitsschichten der Arbeitsscheiben) verwendet werden.
  • Im Folgenden werden besonders bevorzugte Prozessparameter zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.
  • Einseitenschleifen:
    • • Schleifscheibe mit einer feinen Korngröße #2000 oder feiner (mit Diamant, CeO2, Al2O3, SiC oder BaCO3 als Abrasiv)
    • • Drehzahl der Schleifscheibe 1000–5000 U/min, besonders bevorzugt 2000–4000 U/min
    • • Drehzahl der Halbleiterscheibe 50–300 U/min, besonders bevorzugt 200–300 min–1
    • • Vorschubgeschwindigkeit 10–20 μm/min
    • • Kühlmittel: Wasser 0,1–5 l/min
    • • Gegen Ende der Bearbeitung Zufuhr eines flüssiges Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s mit 0,1–5 l/min, besonders bevorzugt 3–5 l/min
  • Doppelseitenschleifen:
    • • Körnung der Schleifscheiben 4–50 μm, Diamant als Abrasiv (keramisch oder metallisch gebunden)
    • • Spindeldrehzahl von 1000–12000 U/min, besonders bevorzugt 4000–8000 U/min
    • • Spindelzustellrate von 15–300 μm/min (bezogen auf beide Spindeln)
    • • Drehzahl der Halbleiterscheibe von 5–100 U/min, besonders bevorzugt 25–50 U/min
    • • Kühlschmierung mit Wasser von 0,1–5 l/min
    • • Gegen Ende der Bearbeitung Zufuhr eines flüssiges Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s mit 0,1–5 l/min, besonders bevorzugt 3–5 l/min
  • Zur Zufuhr eines flüssigen Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s eignet sich beispielsweise eine wässrige Mischung aus Butanol, Glyzerin und einem Tensid. Der Volumenstrom des Mediums beträgt 5 Liter/min. Der Glycerin-Anteil beträgt 1 Gew.-%, der Butanol Anteil 1 Gew.-%. Außerdem wurde ein Tensid mit 0,07 Gew.-% zugegeben.
  • Beim Tensid handelt es sich um eine Zubereitung auf der Basis von Alkylbenzolsulfonsäure und Aminethoxylat.
  • Ebenso geeignet ist die Zugabe von Kieselsol mit einer SiO2-Konzentration von 30 Gew.-% als viskose Schutzschicht auf der Halbleiterscheibe gegen Ende des Schleifvorgangs.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe, wobei wenigstens ein Schleifwerkzeug und eine Seitenfläche wenigstens einer Halbleiterscheibe einander zugestellt werden, während Wasser als flüssiges Kühlmittel zugeführt wird, wodurch Material von der wenigstens einen Halbleiterscheibe abgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass gegen Ende der Bearbeitung der Halbleiterscheibe ein flüssiges Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s zugeführt wird und sich zwischen dem wenigstens einen Schleifwerkzeug und der wenigstens einen Halbleiterscheibe befindet, während das wenigstens eine Schleifwerkzeug und die wenigstens eine Halbleiterscheibe voneinander entfernt werden, um den Bearbeitungsvorgang zu beenden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüssige Medium einen mehrwertigen Alkohol umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der mehrwertige Alkohol ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, monomeren Glykole, oligomeren Glykole, Polyglykole und Polyalkohole.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Anteil des mehrwertigen Alkohols 0,01 bis 10 Vol-% beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das flüssige Medium Glycerin umfasst.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das flüssige Medium Polyetherpolyol und Polyvinylalkohol umfasst.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die das flüssige Medium geringe Mengen an Tensiden umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei es sich beim flüssigen Medium um ein Glycerin-Wasser-Gemisch mit einem Glycerin-Anteil von 50%–85% handelt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich beim flüssigen Medium um eine wässrige Mischung enthaltend Glycerin, Butanol und ein Tensid handelt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das flüssige Medium Feststoffe in Form von Siliciumdioxid- oder Ceroxid-Partikeln umfasst und die mittlere Partikelgröße des Siliciumdioxid oder des Ceroxid 5–50 nm beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Feststoffanteil größer als 1 Gew.-% bis maximal 50 Gew.-% beträgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Feststoffanteil 1–30 Gew.-% beträgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Halbleiterscheibe mit ihrer einen Oberfläche auf einem Scheibenhalter festgehalten wird, während ihre gegenüberliegende Oberfläche mit einem Schleifwerkzeug In Form einer Schleifscheibe bearbeitet wird, indem Scheibenhalter und Schleifscheibe rotieren und gegeneinander gedrückt werden, wobei das flüssige Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s über eine Öffnung der Schleifscheibe zwischen Schleifscheibe und Halbleiterscheibe gebracht wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Halbleiterscheibe frei schwimmend zwischen zwei, auf gegenüberliegenden kollinearen Spindeln montierten Schleifwerkzeugen gleichzeitig beidseitig bearbeitet und dabei weitgehend frei von Zwangskräften axial zwischen einem vorder- und rückseitig wirkenden Wasser- oder Luftkissen geführt wird, wobei das flüssige Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s über Öffnungen der beiden Schleifwerkzeuge zwischen Schleifwerkzeuge und Halbleiterscheibe gebracht wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei gleichzeitig mehrere Halbleiterscheiben bearbeitet werden, wobei jede Halbleiterscheibe frei beweglich in einer Aussparung einer von mehreren mittels eines ringförmigen äußeren und eines ringförmigen inneren Antriebskranzes in Rotation versetzten Läuferscheiben liegt und dadurch auf einer zykloidischen Bahnkurve bewegt wird, während die Halbleiterscheiben zwischen zwei Schleifwerkzeugen in Form von rotierenden ringförmigen Arbeitsscheiben, die Arbeitsschichten umfassen, Material abtragend bearbeitet werden, wobei das flüssige Medium mit einer Viskosität von mindestens 3·10–3 N/m2·s und höchstens 100·10–3 N/m2·s über Öffnungen der Läuferscheiben zwischen Arbeitsscheiben und Halbleiterscheiben gebracht wird.
DE102009048436A 2009-10-07 2009-10-07 Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe Expired - Fee Related DE102009048436B4 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009048436A DE102009048436B4 (de) 2009-10-07 2009-10-07 Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe
SG201006420-2A SG170665A1 (en) 2009-10-07 2010-09-03 Method for grinding a semiconductor wafer
CN201610239081.XA CN105914130A (zh) 2009-10-07 2010-09-29 用于研磨半导体晶片的方法
CN2010105027163A CN102029573A (zh) 2009-10-07 2010-09-29 用于研磨半导体晶片的方法
US12/894,468 US8501028B2 (en) 2009-10-07 2010-09-30 Method for grinding a semiconductor wafer
TW099133688A TWI460777B (zh) 2009-10-07 2010-10-04 用於研磨半導體晶圓的方法
JP2010226396A JP5412397B2 (ja) 2009-10-07 2010-10-06 半導体ウェハを研削する方法
KR1020100097839A KR101239997B1 (ko) 2009-10-07 2010-10-07 반도체 웨이퍼의 연삭 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009048436A DE102009048436B4 (de) 2009-10-07 2009-10-07 Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009048436A1 DE102009048436A1 (de) 2011-04-21
DE102009048436B4 true DE102009048436B4 (de) 2012-12-20

Family

ID=43798741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009048436A Expired - Fee Related DE102009048436B4 (de) 2009-10-07 2009-10-07 Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8501028B2 (de)
JP (1) JP5412397B2 (de)
KR (1) KR101239997B1 (de)
CN (2) CN102029573A (de)
DE (1) DE102009048436B4 (de)
SG (1) SG170665A1 (de)
TW (1) TWI460777B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024203051A1 (de) * 2023-04-10 2025-03-13 Disco Corporation Wafer-schleifverfahren

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009051008B4 (de) 2009-10-28 2013-05-23 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
DE102010005904B4 (de) 2010-01-27 2012-11-22 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
US8712575B2 (en) * 2010-03-26 2014-04-29 Memc Electronic Materials, Inc. Hydrostatic pad pressure modulation in a simultaneous double side wafer grinder
DE102010014874A1 (de) 2010-04-14 2011-10-20 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
CN103295593B (zh) * 2012-02-29 2019-03-26 新科实业有限公司 磁头滑块的制造方法及其制造装置
JP6016301B2 (ja) * 2013-02-13 2016-10-26 昭和電工株式会社 単結晶SiC基板の表面加工方法、その製造方法及び単結晶SiC基板の表面加工用研削プレート
CN103624675B (zh) * 2013-11-29 2016-05-11 河北同光晶体有限公司 一种获得低加工损伤的碳化硅衬底表面的加工方法
KR101679131B1 (ko) * 2014-12-29 2016-11-23 주식회사 엘지실트론 웨이퍼 연마장치 및 그 연마방법
CN109671614B (zh) * 2017-08-10 2020-08-21 长江存储科技有限责任公司 一种晶圆键合方法
JP6514821B1 (ja) * 2018-11-15 2019-05-15 トクセン工業株式会社 ソーワイヤ
CN111195852B (zh) * 2018-11-19 2021-11-23 江苏鲁汶仪器有限公司 平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置及方法
JP7159861B2 (ja) * 2018-12-27 2022-10-25 株式会社Sumco 両頭研削方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046933A1 (de) * 2000-09-21 2002-04-18 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Politur von Siliciumscheiben
DE102006032455A1 (de) * 2006-07-13 2008-04-10 Siltronic Ag Verfahren zum gleichzeitigen beidseitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben sowie Halbleierscheibe mit hervorragender Ebenheit
DE102007030958A1 (de) * 2007-07-04 2009-01-08 Siltronic Ag Verfahren zum Schleifen von Halbleiterscheiben

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3905162A (en) 1974-07-23 1975-09-16 Silicon Material Inc Method of preparing high yield semiconductor wafer
DE4224395A1 (de) 1992-07-23 1994-01-27 Wacker Chemitronic Halbleiterscheiben mit definiert geschliffener Verformung und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPH0992632A (ja) 1995-09-22 1997-04-04 Nippon Steel Corp 化学機械研磨方法
ATE445230T1 (de) 1997-04-30 2009-10-15 Minnesota Mining & Mfg Verfahren zum planarisieren der oberfläche eines halbleiterwafers
JP3292835B2 (ja) * 1998-05-06 2002-06-17 信越半導体株式会社 薄板ワークの平面研削方法およびその研削装置
KR20020010910A (ko) * 1999-05-06 2002-02-06 엠피엠 리미티드 자성 연마유체
US6306012B1 (en) 1999-07-20 2001-10-23 Micron Technology, Inc. Methods and apparatuses for planarizing microelectronic substrate assemblies
DE19938340C1 (de) 1999-08-13 2001-02-15 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer epitaxierten Halbleiterscheibe
DE10004578C1 (de) * 2000-02-03 2001-07-26 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit polierter Kante
US6454635B1 (en) * 2000-08-08 2002-09-24 Memc Electronic Materials, Inc. Method and apparatus for a wafer carrier having an insert
DE10060697B4 (de) * 2000-12-07 2005-10-06 Siltronic Ag Doppelseiten-Polierverfahren mit reduzierter Kratzerrate und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
SG131737A1 (en) 2001-03-28 2007-05-28 Disco Corp Polishing tool and polishing method and apparatus using same
DE10159833C1 (de) 2001-12-06 2003-06-18 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterscheiben
JP4366627B2 (ja) 2002-10-28 2009-11-18 信越半導体株式会社 化学機械研磨方法
CN100509980C (zh) * 2002-12-02 2009-07-08 阿科玛股份有限公司 用于铜化学机械平整化加工的组合物及方法
US6911393B2 (en) 2002-12-02 2005-06-28 Arkema Inc. Composition and method for copper chemical mechanical planarization
JP2004221362A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Hitachi Cable Ltd 半導体ウェハ研削方法
DE10344602A1 (de) 2003-09-25 2005-05-19 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben
DE102004005702A1 (de) 2004-02-05 2005-09-01 Siltronic Ag Halbleiterscheibe, Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Halbleiterscheibe
WO2006059627A1 (ja) * 2004-12-01 2006-06-08 Hitachi Chemical Company Ltd. 化学機械研磨用スラリー、無機粒子被覆型複合粒子、その製造方法、化学機械研磨方法及び電子デバイスの製造方法
WO2008117573A1 (ja) * 2007-03-27 2008-10-02 Jsr Corporation 化学機械研磨用水系分散体、該水系分散体を調製するためのキット、化学機械研磨方法、および半導体装置の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046933A1 (de) * 2000-09-21 2002-04-18 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Politur von Siliciumscheiben
DE102006032455A1 (de) * 2006-07-13 2008-04-10 Siltronic Ag Verfahren zum gleichzeitigen beidseitigen Schleifen mehrerer Halbleiterscheiben sowie Halbleierscheibe mit hervorragender Ebenheit
DE102007030958A1 (de) * 2007-07-04 2009-01-08 Siltronic Ag Verfahren zum Schleifen von Halbleiterscheiben

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024203051A1 (de) * 2023-04-10 2025-03-13 Disco Corporation Wafer-schleifverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
TW201115641A (en) 2011-05-01
JP2011082520A (ja) 2011-04-21
KR20110037917A (ko) 2011-04-13
CN102029573A (zh) 2011-04-27
JP5412397B2 (ja) 2014-02-12
DE102009048436A1 (de) 2011-04-21
US8501028B2 (en) 2013-08-06
CN105914130A (zh) 2016-08-31
US20110081836A1 (en) 2011-04-07
KR101239997B1 (ko) 2013-03-06
TWI460777B (zh) 2014-11-11
SG170665A1 (en) 2011-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009048436B4 (de) Verfahren zum Schleifen einer Halbleiterscheibe
DE102009030294B4 (de) Verfahren zur Politur der Kante einer Halbleiterscheibe
DE102010005904B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
DE102009025243B4 (de) Verfahren zur Herstellung und Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe aus Silicium
DE102013201663B4 (de) Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe
DE112011101518B4 (de) Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern
DE102009051008B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
DE102009038941B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
DE10142400B4 (de) Halbleiterscheibe mit verbesserter lokaler Ebenheit und Verfahren zu deren Herstellung
DE102009051007B4 (de) Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe
DE112011102297B4 (de) Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern
DE102009030295B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe
DE102010013520B4 (de) Verfahren zur beidseitigen Politur einer Halbleiterscheibe
DE102009030292B4 (de) Verfahren zum beidseitigen Polieren einer Halbleiterscheibe
DE102008053610A1 (de) Verfahren zum beidseitigen Polieren einer Halbleiterscheibe
DE102015203109A1 (de) Oberflächenschleifverfahren für Werkstück
DE102009025242B4 (de) Verfahren zum beidseitigen chemischen Schleifen einer Halbleiterscheibe
DE102010033041A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Nachbearbeiten von Glas- oder Glaskeramikscheiben
DE102010026352A1 (de) Verfahren zur gleichzeitigen beidseitigen Material abtragenden Bearbeitung einer Halbleiterscheibe
EP3900876B1 (de) Verfahren zum schleifen einer halbleiterscheibe
DE102012201516A1 (de) Verfahren zum Polieren einer Halbleiterscheibe
WO2011128217A1 (de) Verfahren zur herstellung einer halbleiterscheibe
DE102011082857A1 (de) Verfahren zur gleichzeitigen beidseitigen Material abtragenden Bearbeitung wenigstens dreier Werkstücke
DE102004063858A1 (de) Polieren von Wafer mit in schaumplastomergebundenem Korn
DE102011005512A1 (de) Verfahren zur beidseitigen Politur einer Halbleiterscheibe

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130321

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee