DE102006037267B4 - Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben mit hochpräzisem Kantenprofil - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben mit hochpräzisem Kantenprofil Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben, umfassend folgende Schritte:
a) Abtrennen einer Halbleiterscheibe von einem Halbleiterstab,
b) Bearbeitung der Halbleiterscheibe, wobei das Kantenprofil der Halbleiterscheibe verändert wird,
c) Messung des Kantenprofils der Halbleiterscheibe,
d) Feststellung der ortsabhängigen Abweichungen des gemessenen Kantenprofils von einem Soll-Kantenprofil und
e) Veränderung der Parameter der Bearbeitung derart, dass die nachfolgende Bearbeitung einer weiteren Halbleiterscheibe zu einem Kantenprofil führt, das geringere Abweichungen vom Soll-Kantenprofil aufweist als das Kantenprofil der zuvor bearbeiteten Halbleiterscheibe,
wobei vor der Bearbeitung der Halbleiterscheibe in Schritt b) eine zusätzliche Messung des Kantenprofils erfolgt und wobei die Ergebnisse der beiden Messungen vor und nach der Bearbeitung miteinander verglichen werden und dadurch der durch die Bearbeitung verursachte Materialabtrag ortsabhängig über das gesamte Kantenprofil bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben durch Abtrennen von Halbleiterscheiben von einem Halbleiterstab und Bearbeitung der Halbleiterscheiben, wobei das Kantenprofil der Halbleiterscheiben verändert wird.
  • Halbleiterscheiben, insbesondere Siliciumscheiben, die für die Herstellung mikroelektronischer Bauelemente verwendet werden, werden mittels einer Vielzahl von Bearbeitungsschritten hergestellt. Zunächst wird ein polykristalliner oder einkristalliner Stab aus dem Halbleitermaterial hergestellt. Dieser Stab wird in Scheiben aufgetrennt, die in mehreren Bearbeitungsschritten von den durch das Auftrennen verursachten Beschädigungen des Kristallgitters befreit und in eine hochpräzise geometrische Form gebracht werden.
  • So wird den Flächen der Halbleiterscheiben beispielsweise durch geeignete Kombinationen verschiedener Behandlungen, darunter ein- oder doppelseitiges Schleifen, Läppen, Ätzen und ein- oder doppelseitiges Polieren die erforderliche Ebenheit und Planparallelität verliehen. Daneben wird durch Kantenverrundung und Kantenpolitur ein definiertes Kantenprofil hergestellt.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass die gemäß dem Stand der Technik erreichte Präzision und Genauigkeit des Kantenprofils für Halbleiterscheiben nicht mehr ausreicht, die zur Herstellung der neuesten Generationen von mikroelektronischen Bauelementen verwendet werden. Es wurden zuletzt vermehrt Zusammenhänge zwischen dem Kantenprofil bzw. seiner Präzision und Genauigkeit und der Ausbeute in den Herstellungslinien für Bauelemente festgestellt.
  • Gemäß dem Stand der Technik war die Vermessung des Kantenprofils von Halbleiterscheiben nur mit eingeschränkter Präzision und Genauigkeit möglich. Außerdem war aufgrund der Art des Messverfahrens eine Messung nicht am vollen Umfang der Halbleiterscheiben möglich. US5738563 offenbart eine Messung der Facettenlänge, also eines einzigen Parameters des Kantenprofils, sowie eine Rückkopplung zur Kantenbearbeitung auf Basis der Messung. Die Messung erfolgte bisher in der Regel jedoch durch Profilprojektion, wie beispielsweise in EP1050370A2 beschrieben. Dabei wird das Kantenprofil mittels einer Lichtquelle parallel zu den ebenen Flächen der Halbleiterscheibe projiziert, der Schattenwurf des Kantenprofils parallel zum Scheibenumfang mit einer Kamera aufgenommen und dann durch geeignete Bildverarbeitungsverfahren und mathematische Algorithmen ausgewertet. Damit war keine Messung im Bereich der in der Regel an den Halbleiterscheiben angebrachten Orientierungsmerkmale möglich. Als Orientierungsmerkmale dienen in der Regel eine Kerbe (die auch als „Notch” bezeichnet wird) oder ein abgeflachter Bereich („Flat”) am Umfang der Halbleiterscheibe. Die Profilprojektion funktioniert zwar prinzipiell auch bei nicht polierten Kanten, jedoch nur mit eingeschränkter Genauigkeit. Diese ist von der Rauhigkeit der Oberfläche im Bereich der Kante abhängig, da eine rauere Kante zu mehr Streulicht führt und deshalb das Profil im Schattenwurf nicht mehr so gut definiert ist. Außerdem ist mit der Profilprojektion keine Messung des Kantenprofils im Bereich des Notch oder des Flat möglich. Da eine präzise Bestimmung des Kantenprofils nur im Fall einer polierten Kante möglich war, konnten mittels der Profilprojektion Vergleiche des Zustands der Scheibenkante vor und nach verschiedenen Prozessschritten nur mit eingeschränkter Genauigkeit erfolgen. Daher war auch die Prozesskontrolle aller Bearbeitungsschritte, die das Kantenprofil verändern, insbesondere der Kantenbearbeitungsschritte, nur sehr eingeschränkt möglich. Dementsprechend variierten die Kantenprofile von Halbleiterscheiben sowohl entlang des Scheibenumfangs als auch im Bereich des Notch oder Flat selbst bei nominell identischen Spezifikationen beträchtlich.
  • Um dieses Problem zu lösen, wurde in JP2003-017444 vorgeschlagen, den Materialabtrag beim Kantenverrunden, -schleifen und -polieren durch Ausmessen kleiner Vertiefungen, die dafür in die Halbleiterscheibe eingebracht wurden, zu bestimmen. Alternativ beschreibt US6722954B2 eine Messung des Materialabtrags an einer speziell für diesen Zweck auf eine Testscheibe aufgebrachten Schicht aus polykristallinem Silicium. Dieses Verfahren ist aufwändig und eignet sich daher nicht für eine laufende Prozesskontrolle. Außerdem ist die Messung nicht an den Halbleiterscheiben selbst, sondern nur an speziell präparierten Testscheiben möglich.
  • Weiterhin wurde versucht, durch eine geeignete Prozessführung beim Schleifen der Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheiben die Länge der auf den beiden Seiten der Halbleiterscheiben angebrachten Facetten nicht unkontrolliert zu verändern, siehe EP0971398A1 oder US6465328B1 . So beschreibt EP0971398A1 einen Prozessfluss, bei dem die Kantenverrundung nicht unmittelbar nach dem Auftrennen des Halbleiterstabs in Scheiben erfolgt, sondern erst nach einem Schleifschritt, mit dem erreicht wird, dass alle Scheiben gleich dick sind. Damit soll eine gleiche Länge und Höhe der Facetten (engl. „chamfer”) bei allen Scheiben gewährleistet werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese Maßnahme nicht ausreicht, um ein definiertes und gleich bleibendes Kantenprofil auch bei den fertig bearbeiteten Halbleiterscheiben zu gewährleisten.
  • Zusammengefasst wird die Form des Kantenprofils bisher nur mit eingeschränkt genauen Messverfahren bestimmt. Der Materialabtrag im Bereich der Scheibenkante wird zusätzlich ggf. durch Hilfskonstruktionen, wie polykristalline Siliciumschichten oder kleine absichtlich erzeugte Löcher, kontrolliert. Eine genaue Verfolgung der Profilform der Scheibenkante über alle Prozessschritte ist damit nicht möglich, insbesondere nicht im Bereich des Notch oder Flat. Das Kantenprofil von entsprechend gefertigten Halbleiterscheiben unterliegt damit einer großen Schwankungsbreite.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe bestand deshalb darin, Halbleiterscheiben mit einer präzisen Kantenform zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1.
  • Dieses erlaubt die Herstellung einer Halbleiterscheibe mit einer Vorderseite, einer Rückseite und einer entlang des Umfangs der Halbleiterscheibe verlaufenden Kante, die die Vorderseite und die Rückseite verbindet und die ein definiertes Kantenprofil aufweist, wobei die Parameter des Kantenprofils über den gesamten Umfang der Halbleiterscheibe folgende Standardabweichungen aufweisen:
    • – Standardabweichung des Übergangsradius r1 des Übergangs zwischen der Facette an der Vorderseite der Halbleiterscheibe und dem Steg < 12 μm,
    • – Standardabweichung des Übergangsradius r2 des Übergangs zwischen der Facette an der Rückseite der Halbleiterscheibe und dem Steg < 10 μm,
    • – Standardabweichung der Facettenhöhen B1 an der Vorderseite und B2 an der Rückseite der Halbleiterscheibe jeweils < 5 μm,
    • – Standardabweichung der Facettenlänge A1 an der Vorderseite der Halbleiterscheibe < 11 μm,
    • – Standardabweichung der Facettenlänge A2 an der Rückseite der Halbleiterscheibe < 8 μm und
    • – Standardabweichung der Facettenwinkel θ1 an der Vorderseite und θ2 an der Rückseite der Halbleiterscheibe jeweils < 0,5°.
  • Die angegebenen Standardabweichungen werden dabei aus einer Messung des Kantenprofils an mehreren Stellen am Umfang einer einzigen Halbleiterscheibe ermittelt.
  • Ebenso erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterscheiben mit jeweils einer Vorderseite, einer Rückseite und einer entlang des Umfangs der Halbleiterscheibe verlaufenden Kante, die die Vorderseite und die Rückseite verbindet und die ein definiertes Kantenprofil aufweist, wobei die Parameter des Kantenprofils über die gesamte Vielzahl von Halbleiterscheiben die oben angegebenen Standardabweichungen aufweisen. In diesem Fall werden die Standardabweichungen aus Messungen des Kantenprofils jeder einzelnen Halbleiterscheibe der Vielzahl von Halbleiterscheiben ermittelt.
  • Vorzugsweise werden die vorgenannten Bedingungen bei im Wesentlichen runden Halbleiterscheiben nicht nur am runden Teil des Umfangs erfüllt, sondern auch im Bereich des Orientierungsmerkmals.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterscheiben weisen somit ein sehr präzises Kantenprofil auf, das in allen Bereichen des Profils in engen Toleranzen eingehalten wird, am gesamten Umfang der Scheiben ebenso wie im Bereich des Notch oder Flat.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher beschrieben:
  • 1 veranschaulicht Parameter, die zur vollständigen Beschreibung eines Kantenprofils einer Halbleiterscheibe benutzt werden können.
  • 2 zeigt die Veränderung eines Kantenprofils im Laufe der Bearbeitung einer Halbleiterscheibe.
  • Das Kantenprofil einer Halbleiterscheibe 1 mit der Dicke t (1) gliedert sich – im Scheibenquerschnitt – in drei Bereiche: Eine Facette 2, d. h. ein abgeschrägter Bereich an der Vorderseite, einen Steg 3 am Umfang und wiederum eine Facette 4 an der Rückseite der Halbleiterscheibe. Die Facetten 2, 4 umfassen jeweils eine im Wesentlichen gerade Strecke, die Fase, und einen gekrümmten Übergangsbereich 5, 6 zum Steg 3.
  • Das Profil kann durch folgende Parameter beschrieben werden:
    • – Facettenwinkel θ1 auf der Vorderseite und θ2 auf der Rückseite der Halbleiterscheibe: Winkel zwischen einer Referenzebene und der Fase der jeweiligen Facette. Als Referenzebene kann entweder eine der ebenen Scheibenoberflächen 7, 8 oder beispielsweise eine Chuckoberfläche verwendet werden. Die Messung des Kantenprofils schließt nur einen kleinen Bereich der ebenen Scheibenoberfläche ein, was in einer unsicheren Bestimmung der Scheibenoberfläche resultiert. Deshalb ist es oft besser, die Chuckoberfläche als Referenzebene zu definieren.
    • – Facettenlängen A1 auf der Vorderseite und A2 auf der Rückseite der Halbleiterscheibe: Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Facette 2, 4 mit der ebenen Scheibenoberfläche 7, 8 und dem äußersten Punkt der Halbleiterscheibe, gemessen parallel zur definierten Referenzebene.
    • – Facettenhöhen B1 auf der Vorderseite und B2 auf der Rückseite der Halbleiterscheibe: Abstand zwischen einer Verlängerung der ebenen Scheibenoberfläche 7, 8 und dem Schnittpunkt einer Verlängerung der Facette 2, 4 mit einer Senkrechten zur Referenzebene durch den äußersten Punkt der Halbleiterscheibe. Die Steglänge B ergibt sich aus der Differenz B = t – (B1 + B2) der Dicke t der Halbleiterscheibe und der Summe der Facettenhöhen B1, B2. Der Steg kann auch mehrere gerade Abschnitte umfassen.
    • – Übergangsradien r1 auf der Vorderseite und r2 auf der Rückseite der Halbleiterscheibe: Krümmungsradius des jeweiligen Übergangsbereichs 5, 6 zwischen Fase und Steg 3.
    • – Stegwinkel β: Winkel zwischen dem Steg und einer Senkrechten zur Referenzebene. (In 1 ist der Stegwinkel β = 0, da der Steg senkrecht zur Referenzebene verläuft.) Falls der Steg durch mehrere gerade Abschnitte beschrieben wird, existieren entsprechend mehrere Stegwinkel.
  • Mit diesen Parametern sind große Variationen des Kantenprofils möglich. Es können damit auch Kantenprofile beschrieben werden, die keinen Steg 3 aufweisen und bei denen die gekrümmten Übergangsbereiche 5, 6 direkt ineinander übergehen, wobei ggf. die Übergangsradien r1 und r2 gleich sein können.
  • Bei erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterscheiben weisen die angegebenen Parameter eine sehr geringe Standardabweichung von Halbleiterscheibe zu Halbleiterscheibe oder innerhalb einer Halbleiterscheibe auf. Dadurch können durch eine unpräzise Kantengeometrie verursachte Ausbeuteverluste bei der Herstellung elektronischer Bauelemente zuverlässig vermieden werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:
    • a) Abtrennen einer Halbleiterscheibe von einem Halbleiterstab,
    • b) Bearbeitung der Halbleiterscheibe, wobei das Kantenprofil der Halbleiterscheibe verändert wird,
    • c) Messung des Kantenprofils der Halbleiterscheibe,
    • d) Feststellung der ortsabhängigen Abweichungen des gemessenen Kantenprofils von einem Soll-Kantenprofil und
    • e) Veränderung der Parameter der Bearbeitung derart, dass die nachfolgende Bearbeitung einer weiteren Halbleiterscheibe zu einem Kantenprofil führt, das geringere Abweichungen vom Soll-Kantenprofil aufweist als das Kantenprofil der zuvor bearbeiteten Halbleiterscheibe, wobei vor der Bearbeitung der Halbleiterscheibe in Schritt b) eine zusätzliche Messung des Kantenprofils erfolgt und wobei die Ergebnisse der beiden Messungen vor und nach der Bearbeitung miteinander verglichen werden und dadurch der durch die Bearbeitung verursachte Materialabtrag ortsabhängig über das gesamte Kantenprofil bestimmt wird.
  • In Schritt a) werden die Halbleiterscheiben gemäß dem Stand der Technik, vorzugsweise mit einer Drahtgattersäge („multi wire saw”), von einem Halbleiterstab abgetrennt.
  • In Schritt b) wird eine erste Halbleiterscheibe einem Bearbeitungsschritt unterworfen, der das Profil der Scheibenkante verändert. Dies sind in erster Linie die Kantenbearbeitungsschritte wie Kantenverrundung oder Kantenpolitur, aber auch die gemäß dem Stand der Technik üblichen Flächenbearbeitungsschritte wie Schleifen, Läppen oder Polieren der Scheibenflächen. Schleifen oder Polieren können sich auf eine Seite der Halbleiterscheibe oder auf beide Seiten beziehen. In Schritt b) kann außerdem jede andere denkbare Art der Bearbeitung durchgeführt werden, die einen Einfluss auf das Kantenprofil hat, beispielsweise eine Ätzbehandlung, eine Reinigung oder eine epitaktische Beschichtung.
  • 2 zeigt beispielhaft, wie sich das Kantenprofil im Laufe der Bearbeitung einer Halbleiterscheibe verändert. Nach einem Doppelseitenschleifen weist die Halbleiterscheibe beispielsweise ein Kantenprofil 11 auf, das durch eine Ätzbehandlung (Kantenprofil 12), eine Kantenpolitur (Kantenprofil 13) und eine Doppelseitenpolitur (Kantenprofil 14) mehrfach verändert wird.
  • Nach der Bearbeitung wird das Kantenprofil der Halbleiterscheibe in Schritt c) exakt vermessen und das Ergebnis in Schritt d) ausgewertet. Das Messverfahren basiert vorzugsweise auf einem Lichtschnittverfahren, bei dem ein oder mehrere Laserstrahlen über die Scheibenkante (Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheibe) geführt und die Positionen der Laserspots mit CCD-Kameras aufgenommen und durch geeignete Software ausgewertet werden. Dadurch wird ein Profil der Scheibenkante erstellt, aus dem dann durch geeignete Verfahren die Profilparameter wie Facettenwinkel θ1, θ2, Facettenlängen A1, A2, Facettenhöhen B1, B2 und Übergangsradien r1, r2 gewonnen werden. Damit ist es möglich, das Profil von nicht hochglanzpolierten Scheibenkanten präzise auszumessen, insbesondere auch im Bereich des Notch oder des Flat. Geeignete Messgeräte sind kommerziell erhältlich. Weist die Halbleiterscheibe zum Zeitpunkt der Messung des Kantenprofils bereits eine polierte Kante auf, eignet sich das Lichtschnittverfahren weniger gut, da die Kante zu wenig Licht streut. In diesem Fall wird zur Messung des Kantenprofils vorzugsweise die oben beschriebene Methode der Profilprojektion verwendet. Die Kombination von Lichtschnittverfahren und Profilprojektion ist zur hochpräzisen und genauen Bestimmung des Kantenprofils in jedem Bearbeitungszustand der Kante und in allen Bereichen, am gesamten Umfang und im Bereich des Notch und Flat geeignet.
  • In Schritt e) erfolgt auf der Basis der zuvor durchgeführten Messung und Auswertung eine Optimierung des Bearbeitungsschritts, sodass das Kantenprofil der nächsten zu bearbeitenden Halbleiterscheibe gegenüber der zuvor bearbeiteten Halbleiterscheibe eine Verbesserung erfährt, falls das Kantenprofil der zuvor bearbeiteten Halbleiterscheibe eine Abweichung von der erforderlichen Präzision aufwies. Die Optimierung besteht beispielsweise aus einer spezifischen Steuerung der Prozessparameter und Werkzeuge.
  • Erfindungsgemäß wird nicht nur nach der Bearbeitung eine Messung des Kantenprofils durchgeführt, sondern zusätzlich vorher. Die Ergebnisse der beiden Messungen werden, vorzugsweise durch Differenzbildung, verglichen. Dadurch wird der durch den zwischen den Messungen durchgeführten Bearbeitungsschritt verursachte Materialabtrag ortsabhängig über das gesamte Profil der Kante bestimmt. Auf diese Weise können die Einflüsse verschiedener Bearbeitungsschritte separiert werden, was eine nochmals verbesserte Prozesskontrolle erlaubt.
  • Die Differenz zweier Kantenprofile ist der punktweise kürzeste Abstand zwischen beiden übereinander aufgetragenen Kantenprofilen vor und nach einem Bearbeitungsschritt (siehe 2) und wird wie folgt bestimmt: In jedem Punkt des späteren Kantenprofils (z. B. Kantenprofil 12 nach einer Ätzbehandlung) wird eine Senkrechte zum Kantenprofil konstruiert. Der Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Senkrechten mit dem früheren Kantenprofil (z. B. Kantenprofil 11 nach Doppelseitenschleifen, d. h. vor der Ätzbehandlung) und dem Schnittpunkt der Senkrechten mit dem späteren Kantenprofil (z. B. Kantenprofil 12) entspricht der Differenz beider Kantenprofile in diesem Punkt. Eine Auftragung dieser Differenzen entlang einer längen- oder winkelbasierenden Abwicklung des späteren Kantenprofils ist das Differenzprofil. Damit kann der Abtrag in den verschiedenen Bereichen des Kantenprofils gefunden werden. Quantitativ kann der Abtrag je nach benötigter Aussage z. B durch eine Mittelung (linear oder quadratisch) des Differenzprofils oder bestimmter Bereiche des Differenzprofils ermittelt werden. Auf Basis des Differenzprofils lassen sich leicht die Ursachen für Abweichungen vom Soll-Profil ermitteln, die in einem bestimmten Bearbeitungsschritt auftreten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat auch den Vorteil, dass keine speziell präparierten Testscheiben notwendig sind. Dies spart einerseits Aufwand und ermöglicht andererseits eine laufende Prozesskontrolle.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Halbleiterscheiben hergestellt werden, deren Kantenprofil in wesentlich geringerem Umfang variiert als gemäß dem Stand der Technik.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schritte c) und d) des Verfahrens nach einer Kantenverrundung mittels einer profilierten Schleifscheibe durchgeführt und das erfindungsgemäße Verfahren somit auf die Kantenverrundung angewandt. Dies ist bevorzugt, da die Kantenverrundung naturgemäß einen sehr großen Einfluss auf das Kantenprofil hat. Gemäß dem Stand der Technik erfolgt die Kantenverrundung in der Regel durch Schleifen der Scheibenkante mit einem profilierten Werkzeug, beispielsweise einer Schleifscheibe, deren Negativform dem herzustellenden Kantenprofil entspricht. Beim Schleifen wird die Negativform des Werkzeugs auf die Kante der Halbleiterscheibe positiv kopiert. Die Präzision und Genauigkeit des Kantenprofils der Halbleiterscheiben hängt ab von der Position der Schleifscheibe zur Halbleiterscheibe während des Schleifvorganges und von der Abnutzung der Schleifscheibe.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt e) die Position der Schleifscheibe nachjustiert, falls in Schritt d) eine über das tolerierte Maß hinaus gehende Abweichung der Facettenlänge des Kantenprofils vom Soll-Wert festgestellt wird. Dagegen wird die Schleifscheibe gewechselt, falls in Schritt d) eine über das tolerierte Maß hinaus gehende Abweichung eines anderen Parameters des Kantenprofils vom Soll-Wert festgestellt wird. Beides gilt sowohl für das Kantenverrunden am Scheibenumfang als auch am Flat oder im Notch.
  • Durch diese Rückkopplung wird das Kantenprofil nachfolgend bearbeiteter Halbleiterscheiben kontrolliert und gesteuert. Eine derartige Rückkopplung ist im Stand der Technik nicht vorgesehen. Damit wird gegenüber dem Stand der Technik eine geringere Streuung der Parameter erreicht. In Tab. 1 sind die Standardabweichungen der oben definierten Parameter des Kantenprofils nach der Kantenverrundung angegeben. Dabei beziehen sich die Messreihen U1 und U2 auf eine Messung an 16 Messpositionen entlang des Scheibenumfangs, wobei die in U1 vermessenen Halbleiterscheiben gemäß dem Stand der Technik ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die in U2 vermessenen Halbleiterscheiben erfindungsgemäß mit Profilmessung und Rückkopplung zur Kantenverrundung bearbeitet wurden. Eine ähnliche Verbesserung wird im Notch der Scheiben erreicht (Messreihen N1, N2; N1 analog U1 gemäß dem Stand der Technik, N2 analog U2 erfindungsgemäß), sodass die Streuung der Parameter jetzt am Scheibenumfang und im Notch vergleichbar ist. Zusätzlich zu den oben definierten Parametern ist in Tab. 1 auch die Symmetrieabweichung ΔSym des Kantenprofils, d. h. ein Vergleich der Parameter für die Vorder- und Rückseite der Halbleiterscheiben, sowie die Abweichung des Kantenprofils von nominell geraden oder kreisrunden Bereichen (Profildeformation Def) angegeben. Tab. 1
    Messreihe r1 [μm] r2 [μm] B1 [μm] B2 [μm] A1 [μm] A2 [μm] ΔSym [μm] Def [μm] θ1 [°] θ2 [°]
    U1 5,77 5,77 5,33 7,22 14,42 19,85 22,63 0,30 0,19 0,21
    U2 2,52 2,52 4,00 5,04 10,64 11,53 17,67 0,29 0,13 0,18
    N1 2,20 2,20 5,79 6,13 13,86 16,54 28,43 0,49 0,16 0,20
    N2 1,24 1,24 5,20 5,58 12,12 13,80 24,36 0,62 0,10 0,11
  • Besonders bevorzugt ist es auch in diesem Fall, jeweils vor und nach der Kantenverrundung eine Messung des Kantenprofils durchzuführen.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, das erfindungsgemäße Verfahren auf die Kantenpolitur anzuwenden. In diesem Fall wird in Schritt e) die Position des Polierwerkzeugs nachjustiert, falls in Schritt d) eine über das tolerierte Maß hinaus gehende Abweichung des Kantenprofils vom Soll-Profil festgestellt wird. Vorzugsweise wird der Materialabtrag durch eine Messung vor und nach der Kantenpolitur durch Differenzbildung der gemessenen Profile exakt bestimmt und das Werkzeug entsprechend nachjustiert.
  • Auch eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Doppelseitenpolitur ist bevorzugt: So können die bei der Doppelseitenpolitur eingesetzten Läuferscheiben, die die Halbleiterscheiben aufnehmen, entsprechend dem herzustellenden Kantenprofil ausgewählt werden.
  • Besonders bevorzugt ist es auch, die beschriebenen Messungen und Auswertungen der Schritte c) und d) vor und nach allen Bearbeitungsschritten im Lauf des Herstellungsprozesses durchzuführen, die einen wesentlichen Einfluss auf das Kantenprofil haben. Dies sind insbesondere alle Bearbeitungsschritte mit erheblichem Materialabtrag wie Schleifen, Läppen, Ätzen, Polieren, jeweils der Scheibenflächen oder der Scheibenkante. Auch eine epitaktische Beschichtung kann erheblichen Einfluss auf das Kantenprofil haben. Auf diese Weise kann über alle Bearbeitungsschritte hinweg bis zum Endprodukt eine präzise Kantenform gewährleistet werden.
  • Tab. 2 gibt wie Tab. 1 die Standardabweichungen der beschriebenen Parameter wieder, jedoch für fertig bearbeitete Halbleiterscheiben, die alle Bearbeitungsschritte einschließlich einer Doppelseitenpolitur durchlaufen haben. Dabei beziehen sich die Messreihen U3 und U4 wiederum auf eine Messung an 16 Messpositionen entlang des Scheibenumfangs, wobei die in U3 vermessenen Halbleiterscheiben gemäß dem Stand der Technik ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die in U4 vermessenen Halbleiterscheiben erfindungsgemäß mit Profilmessung und Rückkopplung zu allen das Kantenprofil beeinflussenden Bearbeitungsschritten bearbeitet wurden. Es zeigt sich eine deutliche Verringerung der Standardabweichungen aller Parameter gegenüber dem Stand der Technik. Tab. 2
    Messreihe r1 [μm] r2 [μm] B1 [μm] B2 [μm] A1 [μm] A2 [μm] ΔSym [μm] Def [μm] θ1 [°] θ2 [°]
    U3 24,47 28,26 12,14 13,45 12,37 14,13 14,88 0,87 2,08 2,34
    U4 11,14 9,80 4,75 3,10 10,96 7,11 14,53 0,37 0,48 0,25

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben, umfassend folgende Schritte: a) Abtrennen einer Halbleiterscheibe von einem Halbleiterstab, b) Bearbeitung der Halbleiterscheibe, wobei das Kantenprofil der Halbleiterscheibe verändert wird, c) Messung des Kantenprofils der Halbleiterscheibe, d) Feststellung der ortsabhängigen Abweichungen des gemessenen Kantenprofils von einem Soll-Kantenprofil und e) Veränderung der Parameter der Bearbeitung derart, dass die nachfolgende Bearbeitung einer weiteren Halbleiterscheibe zu einem Kantenprofil führt, das geringere Abweichungen vom Soll-Kantenprofil aufweist als das Kantenprofil der zuvor bearbeiteten Halbleiterscheibe, wobei vor der Bearbeitung der Halbleiterscheibe in Schritt b) eine zusätzliche Messung des Kantenprofils erfolgt und wobei die Ergebnisse der beiden Messungen vor und nach der Bearbeitung miteinander verglichen werden und dadurch der durch die Bearbeitung verursachte Materialabtrag ortsabhängig über das gesamte Kantenprofil bestimmt wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung in Schritt b) aus einer Gruppe bestehend aus Kantenverrundung, Kantenpolitur, Schleifen zumindest einer Seite, Läppen, Ätzen, Polieren zumindest einer Seite, Reinigen und epitaktischer Beschichtung ausgewählt ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) eine Kantenverrundung mittels einer profilierten Schleifscheibe durchgeführt wird und dass in Schritt e) – die Position der Schleifscheibe nachjustiert wird, falls in Schritt d) eine über das tolerierte Maß hinaus gehende Abweichung zumindest einer der Facettenlängen A1 an der Vorderseite der Halbleiterscheibe und A2 an der Rückseite der Halbleiterscheibe vom Soll-Wert festgestellt wird und – die Schleifscheibe gewechselt wird, falls in Schritt d) eine über das tolerierte Maß hinaus gehende Abweichung eines anderen Parameters des Kantenprofils vom Soll-Wert festgestellt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) eine Kantenpolitur durchgeführt wird und dass in Schritt e) die Position des Polierwerkzeugs nachjustiert wird, falls in Schritt d) eine über das tolerierte Maß hinaus gehende Abweichung des Kantenprofils vom Soll-Profil festgestellt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Kantenprofils mittels eines Lichtschnittverfahrens erfolgt, falls die Kante nicht poliert ist und dass die Messung des Kantenprofils mittels einer Profilprojektion erfolgt, falls die Kante der Halbleiterscheibe poliert ist.
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