Способ выявления структурных нарушений на пластине кремния

Способ выявления структурных нарушений на пластине кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

::г",".;

1 блиотеке

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1 1) 500555 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.03.74(21) 2010035/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано25.01.76,Áþëëåòåíü № 3

Дата опубликования описания 01.06.76 (51) M. Кл.

Н 01L21/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК

621. 382 (088. 8) Ю. Н. Кузнецов, В, Л. Приходько, А. В. Парфенова, Т. Л. Приходько и

B. Ф. Завадская (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ НАРУШЕНИЙ

НА ПЛАСТИНЕ КРЕМНИЯ их нет.

Изобретение относится к способам обработки твердых материалов, в частности к изготовлению полупроводниковых кристаллов, используемых в производстве электронных приборов и схем.

Известен способ контроля структурных нарушений кремния ориентацией Ш методом травления по времени в травителе Сиртля (50 гр СО, 100 мл Н О, 100 мл Н уд.

2 10 вес. 1,49) и последуюшего контроля поверхности на дефекты под микроскопом при определенном увеличении.

Как слиточные структурные нарушения, так и нарушения, внесенные обработкой этой 15 области кристалла с напряженной кристаллической структурой, характеризуются определенной избыточной упругой энергией деформации. Эта избыточная энергия приводит к тому, что растворение нарушенных областей кристалла происходит намного легче, чем на остальной поверхности, потому что энергия активации процесса растворения уменьшается в этом случае на величину, равную энергии деформации, приходяшейся на один 25 атом, в результате точечные нарушения или нарушенные области выявляются в виде отдельных треугольных "ямок" травления

>j II или ряда треугольных ямок травления, отражающих симметрию граней.

Методом контроля в травителе Сиртля широко распространен в исследовательной и заводской практике, однако травитель

Сиртля может быть применен для выявления как слиточных нарушений, так и нарушений, внесенных обработкой только кристаллов, выращенных в плоскости Т I I;

Скорость травления в травителе Сиртля велика, т. е. 2-7 мкм/мин, поэтому велика погрешность при выявлении нарушений, внесенных обработкой, так как "поверхностные" нарушения, например внесенные финишной полировкой, не обнаруживаются (они удаляются в первые 20-40 сек), а с другой стороны в результате высокой скорости травления идет образование микрорельефа из отдельных "фоновых" ямок, который дает ошибочное впечатление множества нарушений и дислокаций там, где в действительности

500555

Способ выявления структурных нарушеg} ний на пластине кремния с использованием

Состав многокомпонентен и содержит плавиковую кислоту, относящуюся к труднонейтрализуемому соединению из-за иона фтора.

Пластины после контроля не могут быть использованы для дальнейшей работы, так как поверхность пластины имеет рельеф до 35-40 мкм и поступают в окончательный брак.

Цель изобретения — выявление, нарушео ний величиной, менее 0,5 мкм. 10

Достигается это благодаря тому, что травление проводят в водных щелочных жидких химически-активных аминбсоединениях с кон» статной диссоциации сопряженной кислоты

Pky 9. например амйноспирты этилендиами-, >5 на и т. д . со скоростью 0,001-0,005 мкм/мин о при t 30-80 С с последующим контролем поверхности на нарушения или под микроскопом при определенном увеличении, или под сфокусированным лучом света.

Водные растворы растворимых аминосоединений имеют основной характер, что мож-, но объяснить образованием ионизированных алкил (арил) замешенных гидроокисей аммония

R-NH +HOH = t R- ИН,). +OH

Реакционная способность водных аминосоединений выше, чем аммиака, благодаря тому, что индукционный эффект радикалов увеличивает электронную плотность на атоме азота, делает электроны азота более активными (они прочнее связывают протон) °

Окислительно-восстановительный процесс кремния протекает по следующей схеме

Si+2(0H )+AH 0 Si(OHg)(+2H .

При взаимодействии аминосоединений с кремнием скорость растворения не зависит от типа и величины проводимости кремния, 40. а зависит от ориентации-кремния и режимов травления, т. е, температуры и концентрации аминосоединения.

Травители на основе аминосоединений по

45 отношению к кремнию являются неселективными травителями, которые нри взаимодействии с поверхностью кристалла сохраняют полированную поверхности и в то же время выявляют нарушения, внесенные обработкой. )

0бладая малой скоростью травления (0,005-0,001 мкм/мин) травитель выступает в реакцию с поверхностью по локальнонапряженным областям кристалла, выявляя несовершенство этих областей-риски, натиры, царапины (т. е, нарушения менее 0,50,3 мкм), что не позволяет сделать травитель Сиртля.

Малая скорость травления для каждой ориентации кремния подбирается режимом травления, т. е. температурой травления и концентрацией амнносоединения.

Применение .травителей на основе аминосоединений позволяет после травления оставлять пластины в разрезе "годных" для дальнейших операций при изготовлении ИС

) так как освежая пластины в полируюшем травителе, например СР;4 в течение 2-3 мин, поверхность кристалла становится совершенной, следовательно уменьшается количество невозвратных потерь, что позволяет при необходимости проводить 100%-ный контроль пластин;

Поверхность пластин не загрязняется ионами щелочных легкодиффундируемых металлов (Ма, t(и т. д, в случае травления в hJgpH,/pH), что в дальнейшем положительно сказывается на улучшение электрических характеристик приборов;

Травитель пригоден для обработки пластин кремния любой ориентации; ".

Исключается применение такого труднонейтралируемого соединения, как плавиковая кислота.

Пример 1. В кварцевый стакан отмеряют, 40 мл деионизированной воды и

100 мл этилендиамина 70%-ro. Раствор перемешивают и ставят на электроплитку о для подогрева до 70-80 С. В подогретый раствор:этилендиамина, опускают пластины кремния ориентации 1,1 рабочей стороной вверх и выдерживают в течение 3-5 мин, По истечении времени пластины вынимают из раствора, промывают деионизованной водой (остатки воды сбрасывают на центрифуге). Поверхность пластины исследуют под сфокусированным лучом света или в темном поле микроскопа, обнаруживая дефекты от финишной и предфинишной полировки, П р и м, е,р 2. В кварцевый стакан отмеряют 100 мл диэтаноламина, ставят на плитку для подогрева до 30-.40 С. В подогретый диэтаноламин погружается пластина кремния на 3-4 мин. Затем пластину вынимают из раствора, промывают )) деионизованной водой и контролируют под микроскопом или сфокусированным лучом света. Под микроскопом при увеличех нии 200 выявляются дефекты от финишной и предфинишной полировки. ф ормула изобретения

500555

Составитель М Màëüöåâ

ТекРед 1.1 урилко

Л.Брахнина

Редакто р E,Ãoí÷àð

Заказ 6Й

ЦНИИГ(И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушскап наб., 4

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 травителя на основе амино-соединений, т л и ч а ю гц и и с я тем, что, с целью выявления нарушений величиной менее 0,5мкм, в качестве травителя используют аминоспирты, например диэтаноламин, а травление о производят при 30-80 С.

Тираж 963 "Поди»" г