Способ изготовления образцовой меры толщины полупроводниковых слоев

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВОЙ МЕРЫ ТОЛЩИНЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СЛОЕВ, основанный на шлифовке и полировке пластины из полупроводникового материала до получения номинальной толщины, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения толщины и долговечности образцовой меры, пластину изготавливают из полупроводникового материала, идентичного материалу контролируемых полупроводниковых слоев, шлифуют и полируют одну сторону пластины, на полированную плоскость пластины термически наращивают слой окисла, на который наращивают слой основания меры, свободную поверхность пластины обрабатывают до получения номинальной толщины пластины, стравливают часть пластины до обнажения слоя окисла и измеряют фактическое знач-зние толщины пластины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s Н 01 L 21/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГКРЪ|ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3004134/25 (22) 14.11.80 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт автоматизации средств метрологии (72) Л, С. Бабаджанов, А, П, Окса нич, С.А.Спектр, А.М.Тузовский и В.Я, Шаповал (53) 621,382(088.8) (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВОЙ МЕРЪ| ТОЛЩИНЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЪ|Х СЛОЕВ, основанный на шлифовке и полировке пластины из полупроводникового материала до получения номинальной толщины, о т л и ч а ю щ и й—

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при контроле толщины слоев полупроводниковых структур.

Известен способ изготовления концевой меры длины, основанный на изготовлении плоскопараллельных пластин номинальной толщины, Недостатком этого способа является его непригодность для изготовления образцовой меры толщины тонких полупроводниковых слоев.

Известен также способ изготовления образцовой меры толщины полупроводниковых слоев, основанный на шлифовкЕ и полировке пластины из полупроводниково- . го материала до получения номинальной толщины.

Недостатком этого способа является низкая точность воспроизведения толщины, обусловленная тем, что на мере отсутствуют окисная пленка и переходная зона между пластиной и подложкой, а также тем, что, Ы„„921385 А1 с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения толщины и долговечности образцовой меры, пластину изготавливают из полупроводникового материала, идентичного материалу контролируемых полупроводниковых слоев, шлифуют и полируют одну сторону пластины, на полированную плоскость пластины термически наращивают слой окисла, на который наращивают слой основания меры, свободную поверхность пластины обрабатывают до получения номинальной толщины пластины, стравливают часть пластины до обнажения слоя окисла и измеряют фактическое значение толщины пластины. материал меры имеет неодинаковую с контролируемым слоем структуру iloBepxHoсти, Другим источником погрешностей является неконтролируемое качество контакта между пластиной и подложкой, зависящее от воздействия внешних условий: температуры, влажности, механических воздействий и т.д.

Еще одним недостатком этого способа является низкая долговечность меры, обусловлен н ая возмо>к ность ю от клеи вания пластинbl от подложки е процессе эксплуатациии, Целью изобретения является повышение точности воспроизведения толщины и долговечности образцовой меры.

Цель достигается тем, что в известном способе изготовления образцовой меры толщины полупроводниковых слоев, основанном на шлифовке и полировке плас; IIHbl из полупроводникового материала до получения номинальной толщикbl, пластину viз

921385

Техред M.Ìoðãåíòàë

Редактор О. Юркова

Корректор Т. Палий

Заказ 4637 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 готавливают из полупроводникового материала, идентичного с материалом контр6лируемых полупроводниковых слоев, шлифуют и полируют одну сторону пластины, на полированную плоскость пластины термически наращивают слой окисла, на который наращивают слой основания меры, свободную поверхность пластины обрабатывают до получения номинальной толщины пластины, стравливают часть пластины до обнажения слоя окисла и измеряют фактическое значение толщины пластины, Пример. Из цилиндрического стержня монокристалла кремния вырезают заготовку в виде плоской пластины толщиной не более 500 мкм. Одну сторону заготовки обрабатывают шлифованием и доводкой до получения неплоскостности не более

0,1 мкм. Затем не доведенную поверхность термически наращивают сначала слой окиси кремния толщиной до 2,0 мкм, а затем слой поликристаллического кремния толщиной.не менее 500 мкм. Затем доводкой обрабатывают слой монокристалла кремния до получения (ориентировочно) требуемого номинала толщины (контроль проводят с помощью ИК-интерферометров).

После получения номинальной толщины на слой монокристалла кремния методами литографии наносят защитную маску трафарета в виде квадрата размером 5х5 мм, Затем незащищенный слой монокристалла кремния удаляют с помощью анизотропного травителя (20, КОН в СзНвО в соотноше5 нии 2, 1) до обнажения слоя окиси кремния, на который указанный травитель не действует. На этом изготовлении меры закончено. Далее проводят аттестацию меры и определяют действительное значение тол10 щины слоя монокристалла кремния, При изготовлении меры используют промышленное оборудование и режимы обработки.

Аналогично можно изготовить меры из

15 других полупроводниковых материалов.

Экономическая эффективность предлагаемого способа изготовления МТПС определяется снижением трудоемкости изготовления по сравнению с прототипом

20 за счет использования заводского технологического оборудования и режимов; увеличением срока службы и надежности вследствие обеспечения возможности периодической поверки;

25, снижением процента неправильно за(бракованной или принятой продукции вследствие повышения точности и обеспечения правильности измерений толщины

ПС за счет соответствия меры реальному

30 изделию.