Способ определения пористости тонких пленок Советский патент 1976 года по МПК G01N15/08 G01N7/18 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК

Изобретение относится к области технической физики и предназначено для контроля качества материалов, определения их свойств по пористости. Оно может быть использовано, в частности в микрозлектронике при определении пористости тонких диэлектрических пленок, нанесенных на металлическую подложку, например, моноокиси кремния на алюминии.

Известен способ контроля изделий, по которому на исследуемое изделие наносят лак, который меняет свою вязкость до полного затвердения, после зтого образовавшуюся пленку лака удаляют, и она дает точную копию структуры поверхности 1 . Однако этот способ не позволяет определять внутренние, объемные дефекты.

Известен также способ определения объемных дефектов изделия, заключающийся в нанесении на поверхность изделия мыльного раствора и регистрации вьщеляющихся при наддуве проверяемого объекта пузырьков 2. Однако этот способ позволяет определять только качественные данные, т. е. место точки, но не обеспечивает возможности определения пористости пленок, нанесенных на подложку.

Наиболее близким к изобретению является способ определения пористости тонких пленок, нанесенных на металлическую подложку, например, моноокиси кремния на алюминии. Способ заключается в нанесении на пленку раствора, взаимодействующего через сквозные поры пленки с подложкой с выделением газа, и регистрации изменений на поверхности со стороны пленки, по которым судят о количестве и размерах пор 3. В качестве взаимодействующего реагента применяют, например, 5-20%-ный водный раствор гидрата окиси натрия.

Однако вследствие высокой скорости реакции щелочи с подложкой происходит ее быстрое растравливание и образование ложных пузырьков. Кроме того, наблюдаемая картина распределения выделяющихся пузырьков газа непрерывно меняется, так как пузырьки выходят на поверхность и лопаются. Все это снижает точность регистрации пористости и практически не дает возможности определить размеры пор.

Для повыщения точности определения количес тва и размеров сквозных пор в тонких диэлектрических пленках по предлагаемому способу воздействие на металлическую подложку осуществляют раствором, обладающим повышенной вязкостью, преимущественно 30-40 ест, благодаря чему выделяющиеся в результате реакции пузырьки газа удерживаются в растворе. По их количеству и размерам судят о количестве и размерах пор.

Способ был опробован на диэлектрических пленках из моноокиси кремния, нанесенных на алюминиевую подложку. В качестве взаимодействующего раствора выбран 60%-ный раствор ортофосфорной кислоты с вязкостью 34,1 ест. Толщина слоя раствора порядка 0,5-1мм. Через 5-10 мин после нанесения на поверхности диэлектирческой пленки образуются пузырьки водорода.

Повышенная вязкость взаимодействующего раствора обеспечивает наблюдение картины пористости в течение 30-50 мин .

Сравнение результатов регистрации сквозных пор по предлагаемому способу и известному способу с использованием 5-20%-ного щелочного раствора подтвердило более высокую точность предлагаемогоспособа (в 1,5-2 раза).

По предлагаемому способу регистрация размеров пор не вызывает трудностей, так как диаметр пузырьков в 8-10 раз превышает диаметр сквозной поры.

Формула изобретения 1. Способ определения пористости тонких пленок, нанесенных на металлическую подложку, например, моноокиси кремния на алюминии, заключающийся в нанесении на пленку раствора, взаимодействующего через сквозные поры пленки с подложкой с выделением газа, и регистрации изменений на поверхности со стороны пленки, по которым судят о количестве и размерах пор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения количества и размеров пор, в качестве взаимодействующего раствора используют раствор с вязкостью, преимущественно 30-40 ест, позволяющей удержать в растворе выделяющиеся пузырьки газа, и определяют их количество и размеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

3.Авт. cвид.N 196439 кл. G 01 п, 1967 (прототип).