Способ измерения глубины нарушенного слоя на полупроводниковых монокристаллах

 

(19)RU(11)1222147(13)C(51)  МПК ⁵    _H01L21/66Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ НАРУШЕННОГО СЛОЯ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ

Изобретение относится к технологии полупроводникового производства и может быть использовано для определения глубины трещиноватого слоя на монокристаллах полупроводниковых материалов, преимущественно кремния, германия, арсенида галлия, после грубой механической обработки (резки, шлифовки). Цель изобретения - повышение точности измерения глубины нарушенного слоя. П р и м е р 1. Предложенным способом измерялась глубина нарушенного слоя на пластинах кремния марки КДБ-10 с кристаллографической ориентацией (100) после операции резки. Контролируемые пластины предварительно протравливались в травителе, приготовленном следующим образом. В 50,0 см ³ деионизованной воды растворялось 2,5 г CrO₃, к полученному раствору добавлялось 25,0 см³плавиковой кислоты. Весовое соотношение полученного травителя составило: 0,5-молярный раствор CrO₃ : HF = 2:1. Время травления 180 с. Затем на пластинах были изготовлены сферические шлифы диаметром 0,3 см на установке модели ЖКМ 3.105.008, оснащенной шаровым инструментом диаметром 15 см. Суммарная длина L микротрещины на единице площади пластины определялась по формуле L = · 10⁸, мкм/см², где М - количество пересечений микротрещин со случайной секущей поверхности сферического шлифа в поле зрения под микроскопом;
l - длина случайной секущей, мкм. Разность глубин Z₂-Z₁, на которых производятся измерения суммарных длин микротрещин, определялась по формуле
Z₂-Z₁= · h, мкм, где d - диаметр шлифа;
D - диаметр шарового инструмента;
h - ширина зоны шлифа с дефектами, мкм. В результате измерения под микроскопом при Z₁ = 1 мкм, h = 360 мкм, d = 0,3 см, D = 15 cм, l = 300 мкм было определено М₁ = 10, М₂ = 1, откуда
L₁ = · 10⁸= 5,2·10⁶мкм/см². L₂ = · 10⁸= 5,2·10⁵мкм/см². Принимая на основе требований к качеству пластин кремния в соответствии с техническими условиями ЕТO. 036.124 ТУ допустимую суммарную длину L_доп микротрещин на единице площади пластины после удаления нарушенного слоя равной 1 мкм/см², вычисляем глубину Н нарушенного слоя по формуле
H = (Z₂-Z₁) и получаем Н = 48,2 мкм. В соответствии с результатами измерений задавался припуск на последующие обработки пластин (алмазное полирование и химико-механическое полирование), равный 90 мкм. Параллельно обрабатывалась контрольная партия пластин, припуск на обработку которых задавался в соответствии с технологическим процессом ЕТO.035.546 ТП и был равен 70 мкм. При контроле качества готовых пластин на соответствие техническим условиям ЕТO.035.023 ТУ оказалось, что количество годных пластин в партии, обработанной по базовому процессу, составило 74%, а по предлагаемому 96%. П р и м е р 2. Измерялась глубина нарушенного слоя на пластине германия после шлифования свободным абразивом КЗМ5. Предварительно проводилось травление в течение 300 с в травителе, приготовленном следующим образом: 2,5 г СrO₃ растворялось в 50 см³ воды, полученный раствор смешивался с 150 см³ HF, что соответствует весовому соотношению 1:3. Изготавливался шлиф диаметром 0,15 мм шаровым инструментом диаметром 6 см. При h = 180 мкм, l = 300 мкм, Z₁ = 0,5 мкм было определено М₁ = 18, М₂ = 1. Вычисление глубины нарушенного слоя аналогично вычислению в примере 1 дало результат Н = 10 мкм. П р и м е р 3. Измерялась глубина нарушенного слоя на пластине арсенида галлия после резки. Травление проводилось в травителе, приготовленном следующим образом: 2,5 г CrO₃ растворялось в 50 см³ воды, полученный раствор смешивали с 16,7 см³ HF; травитель соответствовал весовому соотношению 0,5-молярного раствора CrO₃:HF = 3:1. Травление производилось в течение 60 с. После изготовления шлифа диаметром 0,2 см шаровым инструментом диаметром 5 см при h = 100 мкм; l = 300 мм; Z₁ = 1,5 мкм было определено М₁ = 7, М₂ = 1. Глубина нарушенного слоя, вычисленная так же, как в примере 1, составила 49 мкм. Предлагаемый способ измерения глубины слоя обладает следующими преимуществами:
является неразрушающим и позволяет использовать проконтролированные пластины в производстве;
позволяет более точно определять глубину нарушенного слоя и правильно назначать пооперационные припуски на обработку;
является весьма универсальным и может быть использован для различных полупроводниковых монокристаллов по единой методике.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ НАРУШЕННОГО СЛОЯ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ преимущественно кремния, германия и арсенида галлия после грубой механической обработки, включающий избирательное травление, изготовление шлифов и оценку глубины нарушений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, избирательное травление проводят в травителе, содержащем 0,5 - молярный водный раствор хромового ангидрида и плавиковую кислоту в весовом соотношении от 3 : 1 до 1 : 3, в течение 60 - 300 с, а оценку глубины H нарушенного слоя производят по формуле
H=Z₂-Z ,
где Z₁ и Z₂ - глубины, на которых производят локальные измерения суммарных длин миктротрещин, причем величину Z₁ выбирают в пределах 0,5 - 1,5 мкм, а отношение Z₂/Z₁ в пределах 3 - 4;
L₁ и L₂ - суммарные длины миктротрещин на единице площади пластины на глубинах Z₁ и Z₂ соответственно;
L_доп - допускаемая суммарная длина микротрещин на единице площади пластины после удаления нарушенного слоя. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что избирательное травление проводят капельным способом, а шлифы изготавливают сферической формы диаметром 0,15 - 0,3 см с использованием шарового инструмента диаметром 5 - 15 см.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---