DE3885160T2 - Verfahren zur Bearbeitung der kanten Halbleiterplättchen sowie dazugehörige Apparatur. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formgebung der Ränder von Scheiben aus Halbleitermaterial, insbesondere aus epitaktischem Material, und die entsprechende Einrichtung.
• Bei Scheiben aus Halbleitermaterial besteht ein wiederkehrendes technisches Problem in der Formbearbeitung des Randes der Scheiben, um die kreisförmigen Auswüchse ("Epitaxie-Kronen") zu entfernen, die sich am Rand der Scheiben infolge des Aufwachsens epitaktischer Schichten bilden und die, wenn sie nicht entfernt werden, Ursache sind für höhere Zerbrechlichkeit der Scheiben und für Schwierigkeiten bei den anschließenden Diffusions- und Fotomasken-Behandlungen.
• Um dem Rand Form zu geben und die Epitaxie-Krone zu entfernen, führen die derzeit bekannten Einrichtungen eine mechanische Schleifbearbeitung des Randes mittels Diamantschleifscheiben oder Schleifpapierscheiben durch.
• Dieser Typ von Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß beim Betrieb Staub erzeugt wird, und Staub ist bekanntermaßen eine Verunreinigungsquelle für Halbleiterschichten.
• Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Verfahren und einer Vorrichtung, wie sie in den Patentansprüchen 1 bzw. 3 definiert sind und welche die oben genannten Nachteile überwinden.
• Die Erfindung bietet ein Verfahren zur Formgebung der Ränder von Substraten aus Halbleitermaterial, das die vorgenannten Probleme nicht bringt.
• Zu diesem Zweck wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung der Rand der Scheibe in schleifenden Kontakt mit der Oberfläche eines mit sauren Substanzen getränkten Kissens gebracht, und während des Verfahrens werden die Bereiche, die in Kontakt mit dem Kissen gewesen sind, periodisch mit einer speziellen Flüssigkeit gewaschen.
• Diese und andere Merkmale der Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen einer nicht als Einschränkung anzusehenden Ausführungsform hervor, wobei
• Figuren 1a, 1b und 1c schematisch eine Schnittansicht des Randes einer Scheibe im ursprünglichen Zustand bzw. nach dem epitaktischen Wachstum bzw. nach dem Formgebungsprozeß der Erfindung darstellen;
• Fig. 2a eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendetes Kissen zeigt;
• Fig. 2b eine Seitenansicht des Kissens nach Fig. 2a ist;
• Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist;
• Fig. 4 die Ansicht eines Querschnittes längs der Linie A-A der Fig. 1 zeigt;
• Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Details der Fig. 3 ist.
• Die Figuren 1a, 1b und 1c zeigen schematisch in einer Schnittansicht den Rand jeweils derselben Scheibe vor dem Aufwachsen einer epitaktischen Schicht (Fig. 1a), nach dem Aufwachsen (Fig. 1b) und schließlich (Fig. 1c) am Ende des Randformungsverfahrens gemäß der Erfindung. Im einzelnen zeigt die Fig. 1b die Epitaxie-Krone K, die sich entlang dem Rand während des Aufwachsens der epitaktischen Schicht I bildet und die wesentlich höher ist (im Bereich von 40%) als die Schicht selbst.
• Die Figuren 2a und 2b zeigen ein Kissen, das bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird. Dieses Kissen besteht aus einem zylinderförmigen Körper B, der aus flexiblem Material hergestellt ist, welches resistent gegenüber den beim Verfahren verwendeten Säuren ist und von den Säuren selbst durchtränkt kann.
• Das Kissen ist auf einer Seite mit einer Reihe von Kerben C versehen, deren Querschnitte in einer durch die Achse des Kissens gehenden Ebene V-förmig sind. Am Boden einer jeden Kerbe befindet sich die Mündung eines Kanals D, der radial durch das Kissen läuft, bis er in Berührung mit einem inneren Hohlraum J des Zylinders F kommt, der dem doppelten Zweck dient, das Kissen zu tragen und die sauren Substanzen zu leiten.
• Der Zweck dieser Kanäle besteht darin, die im Hohlraum des Zylinders F enthaltene Mischung von Säuren (bestehend z.B. aus 10% Fluorwasserstoffsäure, 30% Salpetersäure und 60% Essigsäure, jeweils in Volumenprozenten) in die Kanäle selbst fließen zu lassen und dann den gesamten Körper des Kissens gleichmäßig durchtränken zu lassen.
• In der Vorrichtung nach den Figuren 3 und 4 stellen die verschiedenen Teile folgendes dar:
• B ein Kissen des in den Figuren 2a und 2b gezeigten Typs;
• G und H Rollenpaare;
• L eine Scheibe aus Halbleitermaterial, die auf den Rollen G und H ruht und mit einem Teil ihres Randes schleifend in eine Kerbe im Kissen B eingreift;
• M einen Tank, der am Boden ständig ausgetauschtes entionisiertes Wasser enthält;
• N einen Motor zum Antreiben der Rollen G und H mittels eines Getriebesystems O aus Riemen und Riemenscheiben;
• Q und R Stangen zum Tragen eines die Scheiben haltenden Korbes P (gezeigt in Fig. 5).
• Die Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Tanks der Fig. 4, wobei mit P ein korbförmiger Behälter bezeichnet ist, der so konstruiert ist, daß er die Scheiben aufnehmen und mit Hilfe von Schlitzen, die sich auf der rechten Seite und am Boden des Korbes befinden, in einer vertikalen Stellung und gleichmäßig voneinander beabstandet halten kann. Dieser Behälter ist außerdem mit Öffnungen versehen, die mit den Rollen G und H und mit dem Kissen B korrespondieren und es dem Rand eines jeden Scheibe erlauben, mit der Oberfläche der vorgenannten Zylinder und mit jeweils einer zugeordneten Kerbe im Kissen in Eingriff zu kommen.
• Während des Verfahrens werden die Scheiben im Behälter durch die Rollen G und H dazu gebracht, sich um ihre eigenen Achsen zu drehen. Als Folge der Drehbewegung streift der Rand jeder Scheibe für eine oder mehrere Umdrehungen am Kissen entlang, wodurch er von den Säuren, mit denen das Kissen getränkt ist, chemisch angegriffen wird, was zum Abtragen der berührten Oberfläche führt. Diese Abtragung ist je nach der Zusammensetzung der Säure und je nach der Anzahl der von den Scheiben vollführten Umdrehungen geringer oder stärker.
• Während des Verlaufs der Drehbewegung läuft derjenige Bereich des Randes der Scheibe, der in Kontakt mit dem Kissen gewesen ist, durch das Wasser am Boden des Tanks (das ständig durch Einlaß- und Auslaßöffnungen, die in den Figuren nicht sichtbar sind, ausgetauscht wird), so daß irgendwelche Säure, die noch an der Oberfläche des Scheibes geblieben sein kann, getilgt wird.
• Natürlich können die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, die zum Zwecke der Veranschaulichung vorgeführt wurden, zahlreiche Abwandlungen oder Veränderungen erfahren, oder einzelne Teile können durch andere, funktionell gleichwertige Teile ersetzt werden. Insbesondere ist einleuchtend, daß die in Fig. 2 gezeigte Gestalt der Kerben (die symmetrisch bezüglich der Ebenen ist, die senkrecht zur Achse des Kissens liegen und durch die Achse eines jeden Kanals schneiden) nicht bindend. In Wirklichkeit können diese Kerben unterschiedlich geformt und insbesondere asymmetrisch sein, wenn immer es gewünscht ist, eine in gleicher Weise asymmetrische Form am Rand der Scheibe zu erhalten.

Claims (6)

1. Verfahren zur Formgebung des Randes einer Mehrzahl von im wesentlichen kreisrunden Scheiben aus Halbleitermaterial in einem Reaktionstank, wobei durch Drehen einer jeden Scheibe um ihre senkrecht zur Scheibenebene liegende Achse bewirkt wird, daß die Ränder der Scheiben berührend an den Oberflächen einer entsprechenden Anzahl von Kerben schleifen, die sich in einem von sauren Substanzen durchtränkten Kissen befinden, und wobei die Bereiche der Ränder der Scheiben, die in Berührung mit dem Kissen gewesen sind, während einer jeden Umdrehung der Scheiben mit einer im Reaktionstank vorhandenen Flüssigkeit abgewaschen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit entionisiertes Wasser ist.

3. Vorrichtung zur Formgebung des Randes von im wesentlichen kreisrunden Scheiben aus Halbleitermaterial gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend:

- einen Reaktionstank;

- eine Anzahl von Scheiben aus im wesentlichen kreisförmigem Halbleitermaterial, deren jede eine senkrecht zu ihrer Ebene liegende Achse hat;

- eine im Inneren des Reaktionstanks befindliche Halteeinrichtung zum Halten der besagten Anzahl von Scheiben derart, daß die genannten Achsen der Scheiben in einer Linie angeordnet sind;

- ein im Inneren des Reaktionstanks befindliches Kissen, das mit sauren Substanzen durchtränkt ist und eine der Anzahl der Scheiben entsprechende Anzahl von Kerben aufweist, die in einer solchen Weise angelegt sind, daß der Rand einer jeden Scheibe in eine zugeordnete Kerbe des Kissens eingreifen kann;

- eine Antriebseinrichtung zum Drehen einer jeden Scheibe um ihre vorgenannte eigene Achse;

- eine im Inneren des Reaktionstanks befindliche Wascheinrichtung, die dazu ausgelegt ist, während einer jeden Umdrehung der Scheiben die Bereiche des Randes einer jeden Scheibe, die mit der Oberfläche der genannten Kerben in Berührung gewesen sind, mit einer Flüssigkeit zu waschen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung aus einem Korb besteht, der an einer oder beiden Seiten und/oder am Boden mit Schlitzen versehen ist, um jeweils den Rand einer Scheibe aufzunehmen und die Scheibe in einer im wesentlichen senkrechten Stellung zu halten, und einer seitlichen Öffnung, die so angelegt ist, daß sie das Eintreten mindestens des mit den Kerben versehenen Teils des Kissens erlaubt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung aus zwei Rollen besteht, die gedreht werden und deren Achsen parallel zu den oben genannten Achsen einer jeden Scheibe sind und die in Berührung mit dem Rand einer jeden Scheibe auf entgegengesetzten Seiten bezüglich der vertikalen Ebene sind, die durch die genannte Achse der Scheibe geht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realisierung der oben genannten Wascheinrichtung der Reaktionstank am Boden mit geeigneten Einlaß- und Auslaßöffnungen versehen ist, die es ermöglichen, daß der Reaktionstank selbst eine genügende Menge ständig ausgetauschten entionisierten Wassers enthält, um den unteren Rand einer jeden Scheibe während ihrer Drehbewegung zu waschen.