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„Die Menschen bei Freiberger sind sehr vielfältig, es macht Spaß mit ihnen zusammen zu arbeiten und gemeinsam Probleme zu lösen, um die Firma weiter nach vorn zu bringen.“  

(Romy Krautwald, Vorarbeiter)

Für die meisten der heutigen GaAs-basierten Bauelemente ist die Oberflächenbeschaffenheit  des GaAs-Substrats die entscheidende Eigenschaft des Wafers. Ebenheit, Anzahl und Typ der Verunreinigungen und selbst Dicke und Zusammensetzung des Oxids können ausschlaggebend  sein für die Leistungsfähigkeit des Bauelements. Folglich ist es außerordentlich wichtig, wie die Oberfläche hergestellt wird und wie gut es gelingt, die Oberflächenbearbeitung auf  alle Wafer aus allen Kristallen zu kopieren.  

Polieren

Das Polieren erfolgt in einem chemisch-mechanischen Prozess. Die Oberfläche wird mittels einer der Polierflüssigkeit zugesetzten chemischen Reagenz oxidiert. Das Reaktionsprodukt wird durch die mechanische Komponente der Polierflüssigkeit und das Poliertuch entfernt. Die Wafer werden in zwei Schritten poliert: Vorpolieren (Abtragsschritt) und Endpolieren. Diese beiden Schritte unterscheiden sich hinsichtlich der zu erreichenden Oberflächenqualität und der eingesetzten Poliermittel (Tücher, Flüssigkeiten, Druck). Deshalb werden für beide Polierschritte unterschiedliche Maschinen eingesetzt.

Doppelseitiges Polieren

Nach dem Ätzen und der Dickenmessung werden die Wafer vorpoliert (Abtragsschritt), um aus vorangegangenen Arbeitsschritten herrührende Defekte auf und unter der Oberfläche zu entfernen und die geforderten geometrischen Eigenschaften der Wafer zu erzeugen.

Die Abb. zeigt den technologischen Prozess. Zwischen dem unteren und oberen rotierenden, mit Polier­tüchern bestückten Polierteller rotieren die Wafer in Carriern, die durch einen Zahnkranz und ein zentrales Ritzel angetrieben werden.

Die Polierflüssigkeit besteht aus einer chemischen Reagenz und einer mechanischen Suspension, die dem rotierenden Polierteller durch Öffnungen im oberen Teller zugeführt werden.

Wafer mit größeren Durchmessern, die die höchsten Anforderungen an die Ebenheit erfüllen, werden doppelseitig poliert.

Einseitiges Polieren

Die Abb. zeigt die Technologie zum einseitigen Polieren, welche eine Alternative zum doppelseitigen Polieren darstellt. Sie wird als Vorpolierstufe (Abtrag) für Kunden eingesetzt, die eine gesägte/geätzte Wafer-Rückseite bevorzugen und generell im Endpolieren. Zum Polieren der Vorderseite werden die Wafer auf keramische Polierplatten geklebt. Die Platten rotieren kopfüber auf dem rotierenden mit einem Poliertuch bestückten Polierteller. Zur Erreichung eines guten Polierergebnisses sind mehrere Faktoren entscheidend: definierte Menge an Polierflüssigkeit, Oberflächendruck und die Bewegung der Wafer.

Reinigung

Nach dem Polieren durchlaufen die Wafer einen Reinigungsprozess. In diesem Schritt werden nicht nur alle Partikel entfernt, sondern auch das auf der Oberfläche vorhandene Oxid „wieder hergestellt“. Da die Oberflächenqualität der Wafer so überaus wichtig ist, erfährt jeder Wafer eine sorgfältige Prüfung.
  

Qualitätskontrolle

Die Oberfläche jedes Wafers, der die Reinigungslinie verlässt, wird von einem hochqualifizierten Mitarbeiter unter einer hellen Lichtquelle sorgfältig nach sichtbaren Defekten untersucht. Nach dieser Eingangsprüfung werden alle Wafer mit einem Surfscan auf Partikel getestet. Danach wird die Ebenheit mit einem Ultrasort bestimmt. Zahlreiche andere Oberflächeneigenschaften können ebenfalls gemessen werden. Die Konzentration von Restverunreinigungen auf der Oberfläche kann mittels TXRF (Totalreflektions-Röntgenstrahllumineszenz) gemessen werden. Die Beschaffenheit der Oxidschicht prüfen wir anhand der Ellipsometrie (Candela Diagramm). Die mikroskopische Rauheit der Oberfläche kann durch Weißlichtinterferometrie oder Rasterkraftmikroskopie gemessen werden. Das Durchlaufen dieser Vielzahl von Tests stellt sicher, dass jeder Wafer die Spezifikation erfüllt, die seiner Herstellung zugrunde liegt.

Verpackung und Zertifizierung

Der letzte Schritt im Prozess ist die Verpackung der Wafer in Kassetten, die in einer Verbundfolie hermetisch eingeschlossen werden. Die Kassetten werden dann entsprechend etikettiert und mit den erforderlichen Begleitpapieren versehen. Dank der Gewährleistung der Nachverfolgbarkeit über den gesamten Produktionszyklus kann Freiberger für jeden gelieferten Wafer alle Informationen bereitstellen.