EHRENSCHWENDTNER SIMON (DE)
WO2001066361A1 | 2001-09-13 | |||
WO2004025717A1 | 2004-03-25 |
DE102008022476B3 | 2009-12-24 | |||
DE10105654A1 | 2001-07-12 | |||
DE19810546A1 | 1998-09-17 | |||
US5716876A | 1998-02-10 | |||
US20090064982A1 | 2009-03-12 | |||
US5771876A | 1998-06-30 | |||
DE10335063A1 | 2005-03-03 | |||
DE10335062A1 | 2005-04-07 | |||
DE102008022476B3 | 2009-12-24 | |||
DE19810546A1 | 1998-09-17 | |||
DE10064073A1 | 2001-10-18 | |||
DE19535616A1 | 1996-04-04 | |||
DE10131246C2 | 2002-12-19 | |||
US20070131654A1 | 2007-06-14 | |||
JP2005252288A | 2005-09-15 | |||
US20020098787A1 | 2002-07-25 |
Ansprüche 1. Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe (11), umfassend a) Bereitstellen einer mittels einer Drahtsäge von einem Kristall aus Halbleitermaterial abgetrennten Scheibe (11), die eine Lasermarkierung (7) und eine Sägeunterlage (12) in ihrem Umfangsbereich aufweist, wobei die Sägeunterlage eine Einkerbung (13) umfasst, die die Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt; b) Fixieren der Scheibe (11) auf einem Scheibenhalter (43), der in Rotation versetzt werden kann; c) Mechanische Bearbeitung der auf dem rotierenden Scheibenhalter (43) befindlichen Scheibe (11), beinhaltend Entfernen der Sägeunterlage (12) und Verrundung der Kante der Scheibe (11) durch Zustellung rotierender Schleifscheiben (21, 22) in einem Arbeitschritt; d) Erneuern der Lasermarkierung (7) auf der Scheibe (11), die die Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Anschluss an Schritt d) die Oberflächen der Halbleiterscheibe bearbeitet werden durch Bearbeitungsschritte ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Oberflächenschleifen, Läppen und Polieren, anschließend in einem zweiten Kantenbearbeitungsschritt die Kante der auf einem rotierenden Scheibenhalter (43) befindlichen Scheibe (11) durch Zustellung einer rotierenden Schleifscheibe (23) und Politur der Kante von Scheibe (11) mittels eines Kantenpolierers (24) in einem Arbeitschritt bearbeitet und danach eine Lasermarkierung (7) auf der Scheibe (11) aufgebracht wird, die die Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt. . Verfahren nach Anspruch 2, wobei die im zweiten Kantenbearbeitungsschritt verwendete Schleifscheibe (23) eine feinere Körnung aufweist als die in Schritt c) verwendeten Schleifscheiben (21, 22), wobei die Körnung #2000 oder größer beträgt . 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei es sich beim Kantenpolierer (24) um ein mit Siliciumkarbid, Siliciumdioxid oder Diamanten besetztes Band handelt, das unter Zugabe von Wasser an der Kante des Wafers vorbeigeführt wird, wodurch eine Kantenpolitur erzielt wird. 5. Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe (11), umfassend a) Bereitstellen einer mittels einer Drahtsäge von einem Kristall aus Halbleitermaterial abgetrennten Scheibe (11), die mit einer verrundeten Kante versehen ist und die eine Lasermarkierung (7) umfasst, welche die die Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt; b) Fixieren der Scheibe (11) auf einem Scheibenhalter (43), der in Rotation versetzt werden kann; c) Mechanische Bearbeitung der Kante der auf dem rotierenden Scheibenhalter (43) befindliche Scheibe (11) durch Zustellung einer rotierenden Schleifscheibe (23) und Politur der Kante von Scheibe (11) mittels eines Kantenpolierers (24) in einem Arbeitschritt ; d) Erneuern der Lasermarkierung (7) auf der Scheibe (11), die die Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt. 6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei Scheibe (11) keine Einkerbung als Kristallorientierungsmerkmal in ihrem Umfangsbereich aufweist. 7. Verfahren nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 5, wobei die Schleifscheibe (23) eine feine Körnung (#2000 oder gößer) aufweist . 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei es sich beim Kantenpolierer (24) um ein mit Siliciumkarbid, Siliciumdioxid oder Diamanten besetztes Band handelt, das unter Zugabe von Wasser an der Kante des Wafers vorbeigefüh wird, wodurch eine Kantenpolitur erzielt wird. |
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe (Wafer) .
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung einer Scheibe, geeignet zum Entfernen der Kittleiste von
Scheiben nach deren Abtrennen von einem Werkstück mittels einer Drahtsäge.
Insbesondere eignet sich das Verfahren zur Anwendung bei der Herstellung von Halbleiter-, z.B. Siliciumscheiben .
Die ersten Schritte bei der Herstellung von Siliciumscheiben sind üblicherweise wie folgt: Ziehen eines zylindrischen
Einkristalls aus einer Siliciumschmelze durch Animpfen mit einem Impflingskristall, Rundschleifen des gewachsenen
Einkristalls, Zersägen des einkristallinen Stabs in Scheiben. Drahtsägen werden verwendet, um eine Vielzahl von
Siliciumscheiben oder aber auch Solarwafer und andere
Kristallwafer in einem Arbeitsgang von einem Kristall
abzutrennen, finden also Anwendung bei der Herstellung von Produkten für die Chipindustrie, für die Photovoltaikindustrie, aber auch bei der Herstellung von Scheiben aus Kristallen jeglicher Art, z.B. Materialien wie III-V-Halbleiter,
Galliumnitrid oder Siliciumcarbid oder auch Keramiken.
Grundsätzlich sind Drahtsägeverfahren immer dann bevorzugt, wenn es in längen Herstellungsprozessketten aus
wirtschaftlichen Gründen von Vorteil ist, alle Scheiben in einem einzigen Arbeitsgang vom Werkstück abzutrennen und dann ein ganzes Batch weiterverarbeiten zu können. In der US-5,771,876 ist das Funktionsprinzip einer solchen Drahtsäge beschrieben.
Derartige Drahtsägen besitzen ein Drahtgatter, das von einem Sägedraht gebildet wird, der um zwei oder mehrere
Drahtführungsrollen gewickelt ist. Der Sägedraht kann mit einem Schneidbelag belegt sein. Bei Verwendung von Drahtsägen mit Sägedraht ohne fest gebundenen Schneidkorn wird Schneidkorn in Form einer Suspension („Slurry") während des Abtrennvorganges zugeführt. Beim Abtrennvorgang durchdringt das Werkstück das Drahtgatter, in dem der Sägedraht in Form parallel
nebeneinander liegender Drahtabschnitte angeordnet ist. Die Durchdringung des Drahtgatters wird mit einer
Vorschubeinrichtung bewirkt, die das Werkstück gegen das
Drahtgatter oder das Drahtgatter gegen das Werkstück führt.
Beim Abtrennen von Siliciumscheiben von einem Kristall ist es üblich, dass der Kristall mit einer Sägeleiste verbunden ist, in die der Sägedraht am Ende des Verfahrens einschneidet. Die Sägeleiste ist beispielsweise eine Graphitleiste (Kohleleiste) , die auf der Umfangsfläche des Kristalls aufgeklebt oder
aufgekittet wird. Das Werkstück mit der Sägeleiste wird dann auf einem Trägerkörper aufgekittet. Üblicherweise wird die Sägeunterlage auf einen Siliciumstab händisch aufgebracht. Je nach Länge, Durchmesser,
Umfangsmerkmal muss eine entsprechende Sägeunterlage ausgewählt werden und auf einer definierten Fläche aufbracht werden. Aus DE 10335063 ist bekannt, die zu verklebende Mantelfläche der Stäbe mit einer Trennschicht zu besprühen. Das Trocknen der Schicht wird mittels UV-Strahlern beschleunigt. Ein Haftmittel, z.B. ein Harz und Härter werden in einem bestimmten Gewichtsverhältnis in einer automatischen Misch- und Dosierstation im richtigen Verhältnis gemischt und vom Roboter auf Stab und Adapter aufgetragen. Bevorzugt wird ein
wasserlösliches Haftmittel (ohne Chemikalien lösbar) verwendet. Ebenso kann vor dem Aufbringen des Haftmittels ein
wasserlösliches Trennmittel aufzubringen.
Die entstandenen Siliciumscheiben bleiben nach dem Abtrennen wie die Zähne eines Kammes auf der Sägeleiste fixiert und können so aus der Drahtsäge genommen werden.
Später wird die verbliebene Sägeleiste von den Siliciumscheiben abgelöst. Dies geschieht z.B. händisch durch das jeweilige Personal oder wird chemisch abgelöst.
Aus DE 10335062 ist bekannt, dass die Entfernung der
Sägeunterlage nach dem Anlösen des wasserlöslichen Kitts oder der Trennschicht in einer Ultraschall-Wanne erfolgt,
vorzugsweise mechanisch unterstützt in oder über der Wanne. Ein Stößel zum Abdrücken der Kohle kann parallel zum Scheibenrand positioniert werden. Die Kohleleisten werden mit einem
Transportband in ein einfach zu entleerendes Behältnis
transportiert . Nach Abtrennen der Siliciumscheiben vom Kristall, Entfernen der Kohleleisten erfolgen üblicherweise mechanische
Bearbeitungsschritte, die darauf abzielen, der Siliciumscheibe eine Form zu geben, die sich insbesondere durch eine
profilierte Kante und sich planparallel gegenüberliegende
Seiten auszeichnet. Zu den Form gebenden Bearbeitungsschritten gehören daher neben einem Kantenverrunden insbesondere das Läppen und das Schleifen der Seiten der Siliciumscheibe. Aus DE 10 2008 022 476 B3 ist ein Verfahren zur mechanischen Bearbeitung einer Scheibe bekannt, umfassend folgende Schritte: a) Bereitstellen einer mittels einer Drahtsäge von einem
Werkstück abgetrennten Scheibe, umfassend eine Sägeunterlage in ihrem Umfangsbereich;
b) Fixieren der Scheibe auf einem Scheibenhalter, der in
Rotation versetzt werden kann;
c) Mechanische Bearbeitung der auf dem rotierenden
Scheibenhalter befindlichen Scheibe, beinhaltend Entfernen der Sägeunterlage und Verrundung der Kante der Scheibe durch
Zustellung rotierender Schleifscheiben in einem Arbeitschritt.
Ein von einem Kristallrohling geschnittener Wafer wird in verschiedenen Schritten wie Läppen oder Schleifen,
Kantenverrunden und Ätzen weiterverarbeitet. Eine Markierung zur Anzeige der Kristallorientierung wird auf einer Kante des in diesen Schritten verwendeten Wafers eingraviert.
Derartige Markierungen wurden auf Wafer mittels verschiedenster Verfahren aufgebracht.
Das gängigste Verfahren sieht vor, eine Orientierungsfase bzw. -abflachung an einer Kante eines Wafers auszubilden. Die
Orientierungsfase wird zur Spezifizierung einer
Kristallausrichtung des Wafers in den folgenden Schritten verwendet .
Die erzeugte Einkerbung auf dem Wafer ist auch unter den
Begriffen Orientierungskerbe oder Notch bekannt.
Ein Eingravieren der Einkerbung bewirkt möglicherweise die Ausbildung von bleibenden Spannungen in dem eingekerbten Teil. Obwohl Restspannungen störende Einflüsse auf die Eigenschaften des Wafers bewirken, ist es schwierig, Restspannungen vollständig zu beseitigen. Im Stand der Technik ist es
erforderlich, den Notch zu verrunden und zu polieren, letzteres auch, um die Kerbe in nachfolgenden Schritten eindeutig
detektieren zu können.
DE 198 10 546 AI beschreibt, dass einkerbungsfreie Wafer, welche Lasermarkierungen zur Anzeige einer Kristallausrichtung aufweisen, verwendet wurden, um diese Probleme zu vermeiden. Die Lasermarkierung wird auf eine Vorder- oder Rückseite eines Wafers durch teilweises Schmelzen einer Oberflächenschicht des Wafers durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl eingekerbt.
In einem konventionellen Lasermarkierungsverfahren wird jeder einzelne Wafer durch einen Röntgenanalysator getestet, um eine Kristallausrichtung des Wafers zu detektieren, und eine
Markierung zur Anzeige der Kristallorientierung wird an einer geeigneten Stelle angebracht. Eine üblicherweise verwendete Kristallausrichtung ist +/- 1 DEG. Dieses Verfahren erfordert eine Markierungsoperation für jeden einzelnen Wafer, was in einer schlechten Produktivität und einer starken Belastung des Röntgenanalysators resultiert.
Aus DE 198 10 546 AI ist aber auch ein Verfahren zur
Herstellung eines einkerbungsfreien Wafers bekannt, umfassend die Schritte eines Fräsens einer sich entlang einer axialen Richtung eines Kristallrohlings auf einem Umfang des
Kristallrohlings erstreckenden Einkerbung an einer Position entsprechend einer vorbestimmten Kristallorientierung während des Schleifens eines Umfangs des Kristallrohlings; Schneidens der Kristallrohlinge in Wafer; Gravierens von wenigstens einer Lasermarkierung zum Anzeigen der Kristallorientierung auf einem Wafer an einer auf der Basis der Einkerbung bestimmten
Position; und Abkantens des Wafers in eine runde Form,
worin die Einkerbung mit einer derartigen Tiefe eingraviert wird, dass die Einkerbung beim Abkanten entfernt wird.
In diesem Verfahren wird vorgeschlagen, einen Notch am Kristall zu erzeugen, nach dem Zersägen des Kristalls in Scheiben zusätzlich eine Lasermarkierung an jeder Scheibe anzubringen und den Notch später bei einem Kantenverrundungsschritt zu entfernen .
Bei der Lasermarkierung wird die Scheibe mittels eines
Laserstrahls an der Scheibenoberfläche bearbeitet, so dass eine vorher festgelegte Markierung (Beschriftungsstring) auf der Scheibe entsteht.
Durch die Beschriftung werden die Scheiben individuell
identifizierbar. Je nach Beschriftungsinhalt und Spezifikation kann mittels der Markierung die Herkunft der Scheibe
zurückverfolgt werden und sie ermöglicht die Steuerung und Automatisierung der Bauelementprozesse bei den Kunden. Die Beschriftung wird je Kundenspezifikation meist in Form einer Klarschrift (OCR) und einem 2D Matrix-Code (T7) auf die Scheibe aufgebracht. Hierbei werden auch die Endtiefe und der
Punktdurchmesser auf der fertigen Scheibe festgelegt.
Aufgabe der Erfindung war es, auf die im Stand der Technik üblichen Bearbeitungen wie Verrunden und Polieren des Notch verzichten zu können und diesbezüglich eine Alternative zu dem in DE 198 10 546 AI beschriebenen Verfahren bereitzustellen, bei dem zumindest zeitweise ebenfalls ein Notch vorhanden ist, der bearbeitet werden muss.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bearbeitung einer Halbleiterscheibe (11), umfassend a) Bereitstellen einer mittels einer Drahtsäge von einem
Kristall aus Halbleitermaterial abgetrennten Scheibe (11), die eine Lasermarkierung (7) und eine Sägeunterlage (12) in ihrem Umfangsbereich aufweist, wobei die Sägeunterlage eine
Einkerbung (13) umfasst, die die Kristallorientierung der
Scheibe (11) angibt;
b) Fixieren der Scheibe (11) auf einem Scheibenhalter (43), der in Rotation versetzt werden kann;
c) Mechanische Bearbeitung der auf dem rotierenden
Scheibenhalter (43) befindlichen Scheibe (11), beinhaltend
Entfernen der Sägeunterlage (12) und Verrundung der Kante der Scheibe (11) durch Zustellung rotierender Schleifscheiben (21, 22) in einem Arbeitschritt;
d) Erneuern der Lasermarkierung (7) auf der Scheibe (11), die die Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bearbeitung einer
Halbleiterscheibe (11), umfassend
a) Bereitstellen einer mittels einer Drahtsäge von einem
Kristall aus Halbleitermaterial abgetrennten Scheibe (11), die mit einer verrundeten Kante versehen ist und die eine
Lasermarkierung (7) umfasst, welche die die
Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt;
b) Fixieren der Scheibe (11) auf einem Scheibenhalter (43), der in Rotation versetzt werden kann;
c) Mechanische Bearbeitung der Kante der auf dem rotierenden Scheibenhalter (43) befindliche Scheibe (11) durch Zustellung einer rotierenden Schleifscheibe (23) und Politur der Kante von Scheibe (11) mittels eines Kantenpolierers (24) in einem
Arbeitschritt ;
d) Erneuern der Lasermarkierung (7) auf der Scheibe (11), die die Kristallorientierung der Scheibe (11) angibt. Zunächst wird vorzugsweise eine mittel FZ oder CZ gezüchteter Kristall orientiert. Ein entsprechendes Verfahren ist aus DE 100 64 073 AI bekannt.
Dabei wird der Kristall auf seiner Mantelfläche mit einer
Lasermarkierung versehen.
Der Kristall wird dann mittels einer Drahtsäge in Scheiben zersägt. Der Kristall wird mit Hilfe der Lasermarkierung orientiert auf einer Sägeleiste aufgebracht.
In die Sägeleiste wird eine Einkerbung bzw. Orientierungsfase eingebracht, so dass nach dem Zersägen des Kristalls in
einzelne Scheiben jede dieser Scheiben eine Sägeunterlage umfasst, die eine Einkerbung aufweist.
Die Scheiben bilden einen sog. Sägekamm und haften an der
Sägeleiste .
Die Scheiben werden anschließend vereinzelt, d.h. die Scheiben werden aus dem Sägekamm herausgebrochen.
Dabei bleibt ein Sägeleistenrest mit Einkerbung sowie der zuvor an der Mantelfläche des Werkstücks aufgebrachte Kleber an den einzelnen Scheiben haften.
Idealerweise liegen Einkerbung auf der Sägeunterlage,
Lasermarkierung auf der Scheibe sowie der geometrische
Mittelpunkt der Scheibe auf einer Linie.
Dies hat den Vorteil, dass sich die Lasermarkierung leicht wiederfinden läßt und sich die Scheibe auf einem sog. Chuck (Scheibenhalter) leicht orientieren und zentrieren läßt. Anschließend wird die orientierte und zentrierte Scheibe mit Sägeleiste, z.B. Restkohleleiste, auf einem Vakuuumsauger
(Chuck) fixiert und in Rotation versetzt.
Der Rest der anhaftenden Kohleleiste wird anschließend z.B. mittels Sägedraht, Wasserstrahl, Laserstrahl, mittels einer Schleifscheibe oder einem anderem geeigneten Trennverfahren abgetrennt .
Im gleichen Arbeitsgang erfolgt auch Materialabtrag, um den Wafer auf einen bestimmten, gewünschten Durchmesser zu
schleifen und die Kante zu profilieren. Dies erfolgt mittels Profilschleifscheiben mit grober Körnung.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass das
Abtrennen der Kitteleiste, Entfernen der Restkohleleiste sowie das Kantenverrunden des Wafers in einem Arbeitsgang realisiert wird. Die Einkerbung zur Angabe der Kristallorintierung
befindet sich nicht auf der zu bearbeitenden Scheibe, sondern auf der Sägeleiste.
Beim Abtrennen der Sägeleiste wirkt eine definierte Ablösekraft an der Waferkante. Beschädigungen werden vermieden.
Es ist bekannt, dass die Kante der Siliciumscheibe vor dem Kantenverrundungsschritt äußerst empfindlich ist. Insbesondere das Entfernen der Kohleleiste hat sich in diesem Zusammenhang als äußerst kritisch erwiesen. Dieses Problem tritt im
erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass nur ein einmaliges Zentrieren des Wafers für mehrere nachfolgende Bearbeitungsschritte nötig ist, was das Handling erleichtert und auch zu einer bedeutsamen Zeitersparnis führt.
Schließlich - ebenfalls vorteilhaft - kommt das Verfahren beim Abtrennen der Sägeleiste ohne Einsatz von Chemikalien (im Stand der Technik z.B. Ameisensäure) aus.
Ein Kantenprofil erzeugender Bearbeitungsschritt ist deshalb erforderlich, da die Kante im nicht bearbeiteten Zustand besonders bruchempfindlich ist und die Siliciumscheibe schon durch geringfügige Druck- und/oder Temperaturbelastungen im Kantenbereich beschädigt werden kann. Die unbehandelte Kante einer von einem Einkristall abgetrennten Siliciumscheibe hat eine vergleichsweise raue und uneinheitliche Oberfläche. Sie bricht bei mechanischer Belastung häufig aus und ist eine
Quelle störender Partikel. Es ist daher üblich, die Kante zu glätten und ihr ein bestimmtes Profil zu geben.
Dies geschieht durch eine Material abtragende Bearbeitung der Kante der Siliciumscheibe mit einem entsprechenden
Bearbeitungswerkzeug. Eine dafür geeignete Vorrichtung ist beispielsweise in DE 195 35 616 AI offenbart.
Üblicherweise ist beim Kantenverrunden die Siliciumscheibe auf einem sich drehenden Chuck fixiert und wird mit der Kante gegen eine sich ebenfalls drehende Arbeitsfläche eines
Bearbeitungswerkzeugs zugestellt. Eine derartige Vorrichtung ist geeignet, die Kante der Siliciumscheibe mit einem
Bearbeitungswerkzeug zu bearbeiten. Bei den dabei eingesetzten Bearbeitungswerkzeugen handelt es sich zumeist um
Schleifscheiben, die an einer Spindel befestigt sind und profilierte Umfangsflächen aufweisen, die als Arbeitsflächen zur Bearbeitung der Kante der Siliciumscheibe dienen. Das Material abtragende Schleifkorn ist üblicherweise auf den
Arbeitsflächen fest gebunden und weist üblicherweise eine grobe Körnung auf. Da die Scheibe keine Orientierungskerbe (Notch) aufweist) wird beim Kantenverrunden auf eine zusätzliche Schleifspindel
(Notchspindel ) mit einem Schleifstift (Profilnotchstift) verzichtet . Nach dem Stand der Technik ist es üblich, die Siliciumscheiben mit einem zur Mittelebene der Scheibe symmetrischen Profil mit gleichartigen Facetten an der Scheibenvorderseite und der
Scheibenrückseite oder aber mit einem asymmetrischen
Kantenprofil mit unterschiedlichen Facettenweiten auf Vorder- und Rückseite zu versehen. Dabei erhält die Kante der
Siliciumscheibe ein Profil, das geometrisch ähnlich zu einem Zielprofil ist. Ein geeignetes Verfahren hierfür ist
beispielsweise in DE 101 31 246 C2 beschrieben. Beispiel
Halbleiterstab, der mittels CZ (Czochralski ) - oder
FZ (Floatzone) -Verfahren gewachsen wurde, wird in eine
Aufkittvorrichtung gehoben. Der Stab wird üblicherweise an seiner Mantelfläche auf Rollen gehalten und fixiert. Der Stab wird orintiert und mit einer Lasermarkierung versehen. Ein Teil des Stabmantels wird über seine gesamte Länge mit einem Kleber versehen. Auf diesem Kleber wird eine Kohleleiste aufgekittet. Die Kohleleiste wird mit einer Orintierungskerbe versehen.
Der derart vorbereitete Stab wird anschließend in einer
Drahtsäge in Scheiben zersägt. Als Sägedraht wird z.B. Stahl mit Messing- oder Zinkbeschichtung verwendet. Als Schneidemittel ist eine Siliciumcarbid/Glycol-Suspension üblich .
Nach dem Zersägen werden die Scheiben herausgebrochen und in einer Cassette (Horde) in einen Reinigungswagen gelegt. Dort werden die Scheiben mit vollentsalztem Wasser gereinigt.
Anschließend holt ein Roboter eine einzelne Scheibe aus der Cassette, legt sie auf eine Transportriemen, der die Scheibe auf einen Zentrierchuck legt. Der Zentrierchuck umfasst
üblicherweise Zentrierstifte und eine aus transparentem
Kunststoff bestehende Auflagefläche. Auf dem Zentrierchuck wird die Scheibe zentriert und orientiert (Pre-alignment) .
Anschließend wird die Scheibe mittels eines Greifers oder
Trasnferchuck auf einen Schleifchuck gehoben. Dieser
Vakuumchuck umfasst üblicherweise Druckstifte, die eine
Feinkorrektur von Zentrierung/Orientierung (Alignment)
ermöglichen. Dann wird die Scheibe vom Vakuumchuck angesaugt und der SchleifVorgang beginnt. Dabei wird die Restkohleleiste und der Kleber entfernt.
Außerdem wird die Scheibe im gleichen Arbeitsgang mit einer verrundeten Kante versehen. Hierbei wird eine Schleifscheibe mit grober Körnung verwendet.
Anschließend wird eine Lasermarkierung aufgebracht. Durch die anfänglich vorhandene Einkerbung an der Sägeleiste ist die
Kristallorientierung eindeutig definiert. Die Zentrierung und Orientierung auf dem Zentrierchuck anhand dieser Einkerbung bereitet keine Probleme. In dieser definierten Position wird die Scheibe auf den Schleifchuck gebracht. Auch auf dem
Schleifchuck ist die Scheibe daher orientiert. Der Schleifchuck ist mit einem sog. Winkelencoder ausgestattet. Dadurch ist es möglich, die Scheibe nach dem SchleifVorgang, z.B. nach 10 Umdrehungen der Scheibe auf dem Schleifchuck, wieder in die Ausgangsposition zu bringen. Dies erfolgt durch die Winkelmessung mit dem Winkelencoder. Hat sich die Scheibe beim Schleifen beispielsweise um 270° gedreht, was durch
Winkelmessung eindeutig bestimmt ist, wird die Scheibe um weitere 90° gedreht, um wieder die Ausgangsposition zu
erreichen. Der Notch auf der Sägeleiste ermöglicht es also, die Scheibe zunächst in eine definierte Ausgangsposition zu
bringen. Nach Entfernen der Sägeleiste ist der Notch nicht mehr vorhanden. Möglicherweise ist auch eine bereits aufgebrachte Lasermarkierung entfernt. Durch den Winkelencoder ist es jedoch sichergestellt, die Scheibe wieder in die Ausgangslage zu bringen, also die Kristallorientierung auch ohne
Orientierungsmerkmal wiederzufinden. In dieser Position wird abschließend eine Lasermarkierung auf der Umfangsfläche, also im Bereich der Kante der Scheibe, erzeugt. Nach diesem
Bearbeitungsschritt resultiert also eine Scheibe, bei der die Kristallorientierung durch eine Lasermarkierung angegeben ist. Eine Einkerbung ist an der Scheibe nicht vorhanden.
Da kein Notch vorhanden ist, entfallen selbstverständlich jegliche im Stand der Technik notwendige Bearbeitungen wie Notchschleifen und Notchpolitur . Vorteilhaft ist weiterhin, dass mehr Halbleiterfläche für spätere Bauelementeerzeugung vorhanden ist. Schließlich wird in einem späteren Bearbeitungsschritt die Scheibe wieder auf einen Zentrierchuck gelegt. Zwischen dem Ablösen der Sägeleiste mit Kantenverrunden und dem nachfolgend beschriebenen Bearbeitungsschritt finden Oberflächenschleifen, Ätzen oder Läppen statt. Dabei handelt es sich ausschließlich um Bearbeitungsschritte, die die Kante der Scheibe nicht verändern, d.h. die nach dem Kantenverrunden aufgebrachte
Lasermarkierung im Umfangsbereich der Scheibe bleibt erhalten. Auf dem Zentrierchuck wird die Scheibe wiederum zentriert und orientiert (Pre-alignment) . Die Lasermarkierung dient dabei als Orientierungsmerkmal . Anschließend wird die Scheibe mittels eines Greifers oder mittels Transferchuck auf einen Vakuumchuck gehoben. Dieser Vakuumchuck umfasst üblicherweise Druckstifte, die eine
Feinkorrektur von Zentrierung und Orientierung (Alignment) ermöglichen. Dann wird die Scheibe vom Vakuumchuck angesaugt und der Schleif- und Poliervorgang beginnt. Der Chuck
beinhaltet auch hier wiederum einen Winkelencoder.
Hierbei wird die Scheibe auf den Enddurchmesser mittels einer Schleifscheibe mit feiner Körnung geschliffen. Dabei kommen vorzugsweise Schleifscheiben mit einer feinen Korngröße #2000 oder feiner verwendet (Korngrößen nach Japanese Industrial Standard JIS R 6001:1998) zum Einsatz.
Im selben Arbeitsgang wird die Kante der Scheibe vorzugsweise auch poliert.
Als besonders vorteilhaft habt sich eine sog. Tape-Politur erwiesen . Das Verfahren der Tape-Politur ist beispielsweise beschrieben in US 2007131654A, WO 04025717A1, JP 2005252288A2 sowie in US 2002098787AA. Diese Politur wird in der Literatur teilweise auch mit „burnishing" bezeichnet. Dabei wird ein mit Siliciumkarbid, Siliciumdioxid oder
Diamanten besetztes Band unter Zugabe von Wasser an der Kante des Wafers vorbeigeführt und dadurch eine Kantenpolitur
erzielt. Die Tape-Politur ähnelt technologisch den in der Literatur vorgeschlagenen Fixed Abrasive Oberflächenpolier- verfahren, die ebenfalls ohne Zufuhr von Polierslurry
auskommen. Bei herkömmlichen Kantenpolituren wird eine
Poliertrommel, die ein Poliertuch umfasst, gegen die Kante der Scheibe gedrückt, während Scheibe und Poliertrommel rotieren. Das Poliertuch enthält in diesem Fall jedoch keine Abrasive. Die Abrasive werden stets in Form von Polierslurry zugeführt.
Die Tape-Politur erfolgt vorzugsweise nach dem ersten
Oberflächenpolierschritt . Dabei handelt es sich üblicherweise um eine Doppelseitenpolitur.
Dies hat den Vorteil, Veränderungen der Kantenform durch die Doppelseitenpolitur noch korrigieren zu können, zumal die Tape- Politur anders als die herkömmlichen Kantenpolituren mittels mit Poliertuch belegter Poliertrommel die Geometrie der
Scheibenkante beeinflusst.
Die Politur der Kante mittels Tape lässt sich auch mit einem nachfolgenden, jedoch verkürzten klassischen
Kantenpolierschritt verbinden.
Die Politur wird vorzugsweise anstelle von Wasser mit einem Polierslurry betrieben, um Kantenrauhigkeiten zu erzielen, die den bei klassischen Kantenpolituren erreichten Rauhigkeiten entsprechen .
Nach der Feinverrundung der Kante und der Kantenpolitur wird die Scheibe mittels Winkelencoder wieder in die
Ausgangsposition mit definierter Kristallrichtung gebracht. Anschließend wird die Lasermarkierung aufgebracht bzw.
erneuert . Nach diesen Bearbeitungsschritten erfolgen keinerlei Bearbeitungsschritte mehr, die mit einem Materialabtrag an der Kante verbunden wären. Dadurch kann nach abschließenden
Oberflächenpolituren wir DSP und CMP die Scheibe mit einer Lasermarkierung als Orientierungsmerkmal an den Kunden
ausgeliefert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Kurzbeschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt schematisch einen zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Aufbau.
Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau zur späteren Feinverrundun der Kante sowie Tape-Polieren .
Liste der verwendeten Bezugszeichen
11 Scheibe
12 Kohleleiste
13 Notch an Restkohleleiste
21 Schleifscheibe grob
22 Schleifscheibe zur Entfernung der Restkohleleiste
23 Schleifscheibe fein
24 Kantenpolierer (insb. Tape mit Abrasiven)
3 Vorrichtung zum (teilweisen) Abtrennen der Kohleleiste 41 Vakuumchuck
42 Transferchuck 43 Chuck mit Winkelencoder 5 Zentrierstift
61 Laser-Markierer
62 Lasersensor / Orientierer 7 Lasermarkierung auf Scheibe Fig. 1 zeigt Scheibe 11 mit Restkohleleiste 12 und Notch 13 an Restkohleleiste 12 auf Vakuumchuck 41 mit Zentrierstiften 5. Dort wird die bereits vororientiert ankommende Scheibe 11
zentriert. Dann wird Scheibe 11 mittels Transferchuck 42 zu Chuck mit Winkelencoder 43 transportiert. Mittels Lasersensor bzw. Orientierer 62 wird die Scheibe entsprechend ausgerichtet, so dass Notch 13 eine definierte Position (Ausgangsposition) einnimmt, die später über Winkelencoder (in Chuck 42
integriert) reproduzierbar ist. Anschließend beginnt die
Scheibe 11 langsam zu rotieren und die dabei noch anhaftende Restkohleleiste bzw. Kleber 12 zunächst z.B. durch Verwendung von Sägedraht, Wasserstrahl, Laser oder mittels einer anderen geeigneten Abtrennvorrichtung (schematisch dargestellt durch Vorrichtung 3) von der Scheibe 11 abgetrennt. Beim
Weiterrotieren werden durch eine Schleifscheibe 22 die noch zurückgebliebenen Kohleleisten- und Kleberreste 12 entfernt und Scheibe 11 auf einen definierten Durchmesser geschliffen.
Anschließend wird bei Weiterdrehen der Scheibe 11 die
Scheibenkante mittels einer zweiten Schleifscheibe 21
profiliert (Verrundung der Kante) . Schließlich wird mittels Laser-Markierer 61 eine neue Lasermarkierung 7 auf Scheibe 11 erzeugt, nachdem die Scheibe mittels Winkelencoder wieder in die Ausgangsposition gebracht wurde.
Fig. 2 zeigt Scheibe 11 auf Vakuumchuck 41 mit Zentrierstiften 5. Dort wird die orientiert ankommende Scheibe 11 zentriert. Dann wird Scheibe 11 mittels Transferchuck 42 zu Chuck mit Winkelencoder 43 transportiert. Scheibe 11 wird in Rotation versetzt. Durch Zustellen von Schleifscheibe 23, die eine feine Körnung aufweist, wird Scheibe 11 verrundet. Anschließend wird Scheibe 11 mit Kantenpolierer 24 bearbeitet. Dabei erhält
Scheibe 11 nach Feinverrundung eine polierte Kante. Nach
Feinverrunden und Kantenpolieren wird mittels Lasermarkierer 61 eine Lasermarkierung 7 auf Scheibe 11 aufgebracht, nachdem die Scheibe 11 zuvor mittels Winkelencoder wieder in seine
orientierte Ausgangsposition gebracht wurde.
Next Patent: DEVICE FOR THE PYROLYSIS OF ORGANIC STARTING MATERIALS