Устройство для контроля подложки микросхемы,преимущественно при анодировании в ванне с электролитом Советский патент 1981 года по МПК H01L21/77 H01L21/66 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОДЛОЖКИ МИКРОСХЕМЫ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПРИ АНОДИРОВАНИИ В ВАННЕ С ЭЛЕКТРОЛИТОМ Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к технологии создания активных и пассивных тонкопленочных элементов, построенных на основе тонких диэлектрических пленок. Известно устройство для контроля подложки, содержащее эталонную подложку, блок контроля и переключатель с подвижным и неподвижными контактами, соединенный с блоком питания 1,2J Недостатком этого устройства является невозможность контроля во время технологического процесса. Цель изобретения - улучшение контроля качества анодирования - достигается тем, что в устройстве для контроля подложки микросхемы, преимущественно при анодировании в ванне с электролитом, содержащем эталонную подложку, блок контроля и переключатель с подвижным и неподвижными контактами, соединенный с блоком питания, эталонная подложка снабжена изолирующей пленкой, расположенной на границе раздела электролита с внешней средой, и соединена с подвижным контактом переключателя, один неподвижный контакт которого соединен с блоком питания, другой - с одним входом блока контроля, другой вход которого электрически соединен с электролитом. На чертеже изображена функциональная схема устройства для контроля подложки микросхемы. Устройство содержит блок питания 1, например потенциостат, соединенный с катодом 2. К блоку 1 присоединены также танталовая пленка 3 - контролируемая подложка и через переключатель 4 - танталовая пленка 5 - эталонная подложка с помощью токоподводящих электродов 6 из танталовой проволоки. Танталовые пленки получают следующим образом: на диэлектрическую подложку 7 напыляют тантал, а затем методом фотолитографии образуют конфигурации пленок 3 и 5. На части пленки 5 имеется изолирующая пленка 8, например фоторезист, нанесенный таким образом, что он четко ограничивает геометрические размеры пленки, подвергающейся анодированию. Блок контроля 9, например цифровой измеритель емкости Е8-4, присоединен к

переключателю 4 и через неокисляющийся контакт 10 - к электролиту 11. Переключатель имеет подвижный 12 и неподвижные 13 контакты.

Устройство работает следующим образом.

Диэлектрическую подложку с напыленными танталовыми пленками 3 и 5 опускают в электролит таким образом, чтобы он полностью захватывал нижнюю, не защищенную фоторезистом, часть пленки 5, но не имел контакта с верхней ее частью.

На чертеже оптимальный уровень электролита отмечен щтриховой линией. К танталовым пленкам 3 и 5 подключают блок питания 1. При этом переключатель 4 находится в левом положении, соединяя пленки. Напряжение на выходе блока питания растет от нуля до определенного значения, которое определяется требуемой удельной емкостью. По достижении требуемой величины рост напряжения прекращается, и пленки выдерживают в дальнейщем при этом значении напряжения. Рост напряжения в общепринятых технологических режимах длится несколько минут, причем именно за этот отрезок времени происходит основной рост диэлектрической пленки; удельная емкость пленки достигает 120% конечной.

Время выдержки под постоянным напряжением составляет свыще одного часа; при этом диэлектрическая пленка растет очень медленно. Поэтому в процессе выдержки под постоянным напряжением производится контроль удельной емкости диэлектрической пленки, получаемой анодированием. Для этого танталовую пленку 5 с помощью переключателя 4 отсоединяют от источника электрической энергии и присоединяют к блоку измерения, который измеряет емкость диэлектрического слоя, образованного на нижней части пленки 5; второй обкладкой конденсатора является электролит.

Если измеренная емкость пленки больше требуемой, пленку подключают к источнику электрической энергии, иначе процесс анодирования обеих пленок прекращается. Вследствие того, что диэлектрическая пленка в этой стадии анодирования растет по толщине очень медленно, кратковременное отключение пленки 5 от источника не вызывает заметного различия в удельных емкостях пленок 3 и 5. В результате с помощью предложенного устройства анодирования получают диэлектрические пленки с требуемой удельной емкостью. При этом на конечный результат не оказывают влияния различные «мещающие факторы, которые нельзя учесть заранее. К ним относятся: нестабильность выходного напряжения источника

электрической энергии, неконтролируемые изменения в составе электролита, различие свойств пленок, напыленных в разное время или на разном оборудовании, и т. д. Изготавливаемые на предложенном устройстве диэлектрические пленки позволяют получать

тонкопленочные конденсаторы с разбросом значений емкости ± 0,5% от требуемых значений.

Устройство наиболее целесообразно использовать при изготовлении тонкопленочных конденсаторов.

Формула изобретения

Устройство для контроля подложки микросхемы, преимущественно при анодировании в ванне с электролитом, содержащее эталонную подложку, блок контроля и переключатель с подвижным и неподвижными контактами, соединенный с блоком витания, отличающееся тем, что, с целью улучщения контроля качества анодирования, эталонная подложка снабжена изолирующей пленкой, расположенной на границе раздела электролита с внещней средой, и соединена с подвижным контактом переключателя, один неподвижный конкакт которого соединен с блоком питания, другой - с одним входом блока контроля, другой вход которого электрически соединен с электролитом. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Шнаревич Е. И. Диэлектрики интегральных схем, М., «Энергия, 1975, с. 23-24.

2.Авторское свидетельство СССР

.№ 470944, кл. Н 05 К 13/08, 1973 (прототип).

//