Способ изготовления образцовой меры толщины полупроводниковых слоев Советский патент 1991 года по МПК H01L21/66 

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 полупроводникового 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

сл

с

материал меры имеет неодинаковую с контролируемым слоем структуру поверхности.

Другим источником погрешностей являюется неконтролируемое качество контакта между пластиной и подложкой, зависящее от воздействия внешних условий: температуры, влажности, механических воздействий и т.д.

00

Еще одним недостатком этого способа

сл является низкая долговечность меры, обусловленная возможностью отклеивания пластины от подложки в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения толщины и долговечности образцовой меры.

Цель достигается тем, что в известном способе изготовления образцовой меры толщиныполупроводниковых слоев, основанном на шлифовке и полировкепластины из полупроводникового материала до получения номинальной толщины, пластину изготавливают из полупроводникового материала, идентичного с материалом 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.

П р и м е р. 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 к|эемния 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 5x5 мм.

Затем незащищенный слой монокристалла кремния удаляют с помощью анизотропного травителя (20% КОН в СзНаО в соотношении 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 толщины слоя монокристалла кремния.

При изготовлении меры используют промышленное оборудование и режимы обработки.

Аналогично можно изготовить меры из других полупроводниковых материалов.

Экономическая эффективность предлагаемого способа изготовления МТПС определяется снижением трудоемкости изготовления по сравнению с прототипом за счет использования заводского технологическогооборудования и режимов;

увеличением срока службы и надежности вследствие обеспечения возможности периодической поверки;

снижением процента неправильно забракованной или принятой продукции вследствие повышения точности и обеспечения правильности измерений толщ;ины ПС за счет соответствия меры реальному изделию.

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.