СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЕВЫХ ПОДЛОЖЕК Российский патент 2008 года по МПК H01L21/306 

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и ИС, в частности к очистке поверхности кремниевых подложек от органических и механических загрязнений перед термическими операциями.

Известны способы очистки поверхности кремниевых подложек, сущности которых состоят в полном удалении органических и механических загрязнений с поверхности кремниевой подложки [1, 2].

Недостатками способа очистки поверхности кремниевых пластин являются недостаточное удаление различных примесей, загрязнений с поверхности кремниевой подложки и длительность процесса.

Известен способ очистки поверхности кремниевых подложек, сущность которого состоит в том, что химическую обработку проводят в горячем растворе - перекисно-аммиачном растворе при температуре (75-80°С), содержащем перекись водорода (Н₂О₂) и аммиак водный (NH₄OH) [3].

Основными недостатками этого способа являются недостаточное удаление различных видов загрязнений (более 10 штук пылинок), длительность процесса - более 20 минут.

Целью изобретения является полное удаление органических и механических загрязнений, примесей с поверхности кремниевой подложки и сокращение времени обработки подложек.

Контроль чистоты поверхности проводится под сфокусированным лучом света на наличие пылинок.

Поставленная цель достигается тем, что способ очистки кремниевых подложек включает двухстадийную обработку в двух ваннах с различными растворами:

1. В первой ванне содержится раствор, состоящий из серной кислоты (Н₂SO₄) и перекиси водорода (Н₂О₂) в соотношении:

Н₂SO₄:Н₂О₂=10:1, при температуре Т=125°С;

2. Во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака (NH₄OH), перекиси водорода (Н₂O₂) и деионизованной воды (Н₂О) в соотношении:

NH₄OH:Н₂О₂:Н₂O=1:4:20, при температуре Т=65°С.

Сущность способа заключается в том, что на поверхности кремниевых подложек происходит полное удаление органических и механических загрязнений. В 1-й ванне происходит удаление наиболее грубых жировых загрязнений, во 2-й ванне снимаются оставшиеся не растворенными при первой обработке участки жировых покрытий.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что очистка в кислотах (H₂SO₄) позволяет удалить адсорбированные ионы металлов и растворить оксидные пленки на поверхности полупроводников, а пергидроль разлагается с выделением атомарного кислорода: Н₂O₂=Н₂О+O, и где атомарный кислород окисляет как органические, так и неорганические загрязнения. Щелочь ускоряет реакцию разложения пергидроля, а также связывает в хорошо растворимые комплексные соединения.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Процесс проводят на установке химической обработки (Лада-1) при соотношении компонентов:

в первой ванне содержится раствор, состоящий из серной кислоты (H₂SO₄) и перекиси водорода (H₂O₂) в соотношении:

H₂SO₄:Н₂O₂=8:1, при температуре Т=125°С,

во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака (NH₄OH), перекиси водорода (Н₂O₂) и деионизованной воды (Н₂О) в соотношении:

NH₄OH:Н₂O₂:Н₂O=1:2:20, при температуре Т=65°С.

Количество пылинок составляет 5 штук.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении компонентов:

в первой ванне содержится раствор, состоящий из серной кислоты (H₂SO₄) и перекиси водорода (Н₂O₂) в соотношении:

H₂SO₄:Н₂O₂=9:1, при температуре Т=125°C,

во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака (NH₄OH), перекиси водорода (Н₂O₂) и деионизованной воды (Н₂O) в соотношении:

NH₄OH:Н₂O₂:Н₂О=1:3:20, при температуре Т=65°С.

Количество пылинок составляет не более 4 штук.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Процесс проводят при соотношении компонентов:

в первой ванне содержится раствор, состоящий из серной кислоты (H₂SO₄) и перекиси водорода (Н₂O₂) в соотношении:

H₂SO₄:Н₂O₂=8:1, при температуре Т=125°C,

во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака (NH₄OH), перекиси водорода (Н₂O₂) и деионизованной воды (Н₂O) в соотношении:

NH₄OH:Н₂О₂:Н₂O=1:2:20, при температуре Т=65°С.

Количество пылинок составляет 3 штуки.

Как следует из результатов опытов, одним из самых эффективных растворов для очистки поверхности кремниевых подложек является раствор, состоящий из следующих компонентов:

в первой ванне содержится раствор, состоящий из серной кислоты (H₂SO₄) и перекиси водорода (Н₂O₂) в соотношении:

H₂SO₄:Н₂O₂=8:1, при температуре Т=125°C,

во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака (NH₄OH), перекиси водорода (Н₂O₂) и деионизованной воды (Н₂О) в соотношении:

NH₄OH:Н₂О₂:Н₂O=1:2:20, при температуре Т=65°С.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет очистить кремниевую подложку с чистотой не более 3-х штук и сократить время очистки поверхности кремниевых пластин.

Литература

1. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. / Под редакцией А.И.Курносова, В.В.Юдина - М.: «Высшая школа», 1986, - с.107.

2. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. / Под редакцией Л.А.Коледова. - М.: «Радио и связь», 1989, - с.400.

3. Обработка полупроводниковых материалов / Под редакцией В.П.Запорожского, Б.А.Лапшинова. - М., - с.183.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к очистке поверхности кремниевых подложек от органических и механических загрязнений перед термическими операциями. Изобретение позволяет полностью удалить органические и механические загрязнения и примеси с поверхности кремниевой подложки и сократить время обработки подложек. Сущность изобретения: способ очистки кремниевых подложек включает двухстадийную обработку в двух ваннах с различными растворами: в первой ванне содержится раствор, состоящий из серной кислоты (H₂SO₄) и перекиси водорода (Н₂О₂) в соотношении: H₂SO₄:H₂O₂=10:1, при температуре Т=125°С, во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака (NH₄OH), перекиси водорода (Н₂О₂) и деионизованной воды (Н₂О) в соотношении: NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:4:20, при температуре Т=65°С. В результате количество пылинок на поверхности подложек составляет не более 3-х штук.

Способ очистки поверхности кремниевых подложек, включающий очистку поверхности кремниевых подложек от загрязнений перед термическими операциями, проводимую в две стадии, отличающийся тем, что двухстадийную обработку проводят в двух различных ваннах: в 1-ой ванне содержится раствор, состоящий из серной кислоты (Н₂SO₄) и перекиси водорода (Н₂О₂) в соотношении компонентов H₂SO₄:H₂O₂=10:1, обработку ведут при температуре Т=125°С, а во второй ванне содержится раствор, состоящий из водного аммиака (NH₄OH), перекиси водорода (Н₂О₂) и деионизованной воды (Н₂О) в соотношении компонентов NH₄OH:Н₂O₃:Н₂O=1:4:20, обработку ведут при температуре Т=65°С, контроль чистоты поверхности кремниевых подложек проводится под сфокусированным лучом, где количество пылинок составляет не более трех штук.