Способ очистки поверхности кремния Советский патент 1988 года по МПК H01L21/306 

4

ю

4;ь О 1C

Изобрртение относится к электротехнической и электронной технике, а именно к полупроводниковой технологии, а также к ряду смежных областей, где предъявляются высокие требования к чистоте поверхности основных и вспомогательных материалов.

Цель изобретения - повышение степени очистки поверхности за счет уменьшения содержания на ней органических и неорганических загрязнений.

Диапазон рН применяемого аммиачного раствора: при рН меньше 9 реакции комплексообразования ионных при- месей адсорбированных на поверхности пластин протекают в недостаточной мере из-за малой концентрации ионов аммония в реакционной среде, что не позволяет достигнуть соответствующей очистки поверхности; при рН больше 1 происходит травление поверхности пластин, что недопустимо для их дальнейшего использования при производстве интегральных схем.

Температура проведения процесса отмывки. При температуре меньше не наблюдается необходимой степени очистки поверхности, что, очевидно, связано с кинетическими факторами. При температуре больше 90 С идет раст трав поверхности за счет взаимодействия поверхности с щелочным раствором

Концентрация О, и 0 в озонкисло- родной смеси. При концентрации озона меньше 1% и соответственно кислорода больше 99% количество молекул окислителя в реакционной смеси недостаточно для полного окисления органических примесей, бактерий и пироге

АО°С

нов, а также молекулярных неоргани

ческих примесей до ионных,концентрацию газообразного озона в современных озонаторах вьш1е 10% получить практически невозможно.

Время отмывки определяетс я кинетическими особенностями взаимодействия кремния и окисной пленки с реационной смесью: отмывка менее 5 мин недостаточна для очистки поверхности от примесей, при отмывке более 20 мин наблюдается локальное растравление поверхности пластин.

Пример 1. В ванну наливают 5%-ный раствор NH40Н в деионизованно воде. Раствор нагревают до ДЗ-ЗЗ С, помещают пластины кремния и подают окислитель - озонкислородную смесь через устройство, вьшолненное из фто

Q

5

0

5

0

40

45

55

50

ропласта с размером отверстий 0,1- 0,5 мм, с количеством отверстий не менее 500, со скоростью 6-8 л/мин в течение 5-10 мин. При этом значение рН раствора поддерживается близким к 10,5, а концентрация озона в окислительной смеси 6%. Затем пластины отмывают в деионизованнойводе барбо- тируемой озонкислородной смесью при параметрах технологического процесса,

Пример2. В ванну наливают деионизованную воду и нагревают до 45- 55 С. Помещают пластины кремния в воду и начинают процесс перемешивания посредством барботирования аммиак- азотной смеси со скоростью 3-5 л/мин (рН раствора 11,0) и окислительной озонкислородной смеси со скоростью 7-9 л/мин с концентрацией озона 6-8% через устройство, выполненное из фторопласта с размерами отверстий 0,1- 0,5 мм, с количеством отверстий не менее 500 в течение 5-10 мин. Затем пластины отмывают в деионизованной воде барботируемой озонкислородной смесью при параметрах, соответствующих технологическому процессу,

ПримерЗ. В ванну наливают деионизованную воду и нагревают до 50 С. Помещают пластины кремния в воду и начинают процесс перемешивания .посредством барботирования газообразного аммиака со скоростью 8 л/мин (рН раствора 11,0-11,5) и окислительной озонкислородной смеси с концентрацией озона 6% со скоростью 8 л/мин через устройство, выполненное из фторопласта с размерами отверстий 0,1- 0,5 мм,с количеством отверстий не менее 500 в течение 7-10 мин. Затем отключают барботаж газообразным аммиаком, подключают к ванной проточную деионизованную воду и производят отмывку изделий в соответствии с технологическим режимом.

ПримерА. В ванну наливают 2,5% раствор воде. Раствор

помещают пластины кремния и подают окислитель - озонкислородную смесь через устройство, выполненное из фторопласта с размером отверстий 0,1- 0,5 мм, с количеством отверстий не менее 500, со скоростью 6-8 л/мин в течение 5-10 мин. При этом значение рН раствора поддерживается близким к 10, концентрация озона в окислительной смеси 4-6%. Затем пластины

в деионизованной нагревают до 45-55 С,

отмывают в деионнзованной воде при параметрах технологического процесса.

Пример 5.

В ванну наливают

деионизованную воду и нагревают до 45-55 С. Помещают пластины кремния в воду и начинают процесс перемешивания посредством барботирования аммиак-азотной смеси со скоростью 8- 10 л/мин (рН раствора ) и окислительной озонкислородной смеси со скоростью 6-8 л/мин с концентрацией озона 4-6% через устройство, выполненное из фторопласта с размером отверстий 0,1-0,5 мм, с количеством отверстий не менее 500 в течение 5- 10 мин. Затем пластины отмывают в де онизованной воде при параметрах, сооветствующих технологическому процесс

Количество светящихся точек на очищенной поверхности под микроскопом (200) 1-3.

Формула изобретения

1 . Способ очистки поверхности кремния, включающий обработку в нагретом щелочном аммиачном растворе в присутствии окислителя с финишной отмывкой в деионизованной воде, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки поверхности за счет уменьшения содержания на ней органических и неорганических загрязнений, обработку производят в аммиачном растворе с рН 9-13 при температуре 40-90°С, в качестве окис- лителя используют газообразную озон- кислородную смесь с концентрацией озона 1-10% и кислорода 90-99%, которую барботируют через аммиачный раствор в течение 5-20 мин.

2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что для финишной от- .мывки используют деионизованную воду, барботируемую озонкислородной оме.СЬЮ.

Изобретение относится к электротехнической и электронной технике, а именно к полупроводниковой технологии, а также к ряду смежных областей. Цель - повышение степени очистки по- верхности за счет уменьшения содержания на ней органических и неорганических загрязнений. Отмывку поверхности кремния осуществляют в аммиачном растворе с ,5 при температуре 40-90 С, причем в процессе от-; мывки его перемешивают окислительной газообразной смесью озона с кислородом с концентрацией озона 1 - 10%, кислород - остальное до 100%. Финишная отмывка осуществляется в деиони- зованной воде, барботируемой озонкис- с лородной смесью. На очищенной поверхности в микроскоп (увеличение х 200) наблюдаются 1-3 светящихся точки. 1 3.п. ф-лы. $ (Л