RU175042U1

RU175042U1 - Тестовый элемент для контроля качества анизотропного травления канавок

Info

Publication number: RU175042U1
Application number: RU2017121753U
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Брюхно; Виктория Викторовна Стрекалова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ"
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2017-11-16

Abstract

Областью применения полезной модели является микроэлектроника, а именно - устройство для оперативного контроля качества и глубины анизотропного травления канавок в полупроводнике, при производстве интегральных схем и полупроводниковых приборов. Техническим результатом полезной модели является расширение области применения тестового элемента. В отличие от известных тестовых элементов, в предлагаемом тестовом элементе для оперативного контроля качества анизотропного травления канавок в полупроводнике, содержащем полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных канавок, состоящий из ряда тестовых канавок от минимального по ширине размера до максимального, в тестовом элементе дополнительно сформирована смотровая канавка, идущая перпендикулярно ряду тестовых канавок, причем ширину смотровой канавки W выбирают из расчета h≤W≤2h, где h - максимальная глубина травления канавок. 4 ил.

Description

Областью применения предполагаемой полезной модели является микроэлектроника, а именно - устройство для оперативного контроля качества и глубины анизотропного травления канавок в полупроводнике, при производстве интегральных схем и полупроводниковых приборов.

Известен тестовый элемент для оперативного контроля качества анизотропного травления канавок в полупроводнике, содержащий полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных канавок, состоящий из ряда тестовых канавок от минимального по ширине размера до максимального (см., например, журнал «Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике», том 57, №9, сентябрь 1969 г., статья Бина и др. «Влияние кристаллографической ориентации на обработку кристаллов кремния», стр. 8).

Определение глубины травления канавок проводят под микроскопом визуально, находя канавку наибольшей ширины, у которой отсутствует плоское дно, и по ширине этой канавки определяют глубину травления из соотношения d=V/√2, где d - глубина канавки, V - первоначальная ширина канавки.

Недостатком данного тестового элемента является то, что определение глубины травления канавок возможно только при жидкостном анизотропном травлении кремния ориентации (100).

Данные недостатки частично устранены в тестовом элементе для оперативного контроля качества травления канавок в полупроводнике, содержащем полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных канавок, состоящий из ряда вытравленных островков, окруженных тестовыми канавками, причем ширина общих канавок с каждым последующим островком увеличивается от минимального по ширине размера до максимального (см., например, патент США US 7588948, класс H01L 21/00 от 15 сентября 2009 г.).

Определение глубины травления канавок проводят с помощью измерения сопротивления между соседними островками.

Недостатком данного тестового элемента является то, что определение качества травления канавок возможно только в кремниевых структурах с диэлектрической изоляцией или в структурах кремний-на-диэлектрике, а также то, что данный тестовый элемент позволяет определять только дотравилась канавка до изолирующего слоя или нет, и не дает данных о глубине канавок в случае неполного травления до изолирующего слоя.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение области применения тестового элемента.

Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от известных тестовых элементов, в предлагаемом тестовом элементе для оперативного контроля качества анизотропного травления канавок в полупроводнике, содержащем полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных канавок, состоящий из ряда тестовых канавок от минимального по ширине размера до максимального, в тестовом элементе дополнительно сформирована смотровая канавка, идущая перпендикулярно ряду тестовых канавок, причем ширину смотровой канавки W выбирают из расчета h≤W≤2h, где h - максимальная глубина травления канавок.

Наличие в тестовом элементе смотровой канавки позволяет производить оперативную оценку изменения глубины тестовых канавок в зависимости от их ширины. Результаты измерений позволяют выбирать подходящие режимы травления для требуемых ширин канавок.

Значения W≥h обеспечивают необходимый обзор тестовых канавок при максимальной глубине травления, a W≤2h выбрано для того, чтобы сэкономить площадь, занимаемую тестовым элементом.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами. На фиг. 1 изображен тестовый элемент (вид сверху), а на фиг. 2 изображены разрезы тестового элемента после травления канавок. На фиг. 3 показан тестовый элемент в 3D. На фиг. 4 изображена конструкция предлагаемого тестового элемента.

Позициями на фиг. 1-4 обозначены:

1 - полупроводниковая пластина;

2 - тестовые канавки;

3 - смотровая канавка;

4 - микроскоп;

5 - держатель полупроводниковой пластины.

Указанный тестовый элемент можно изготовить следующим образом: на полупроводниковой пластине 1 ориентации (111) формируют методом фотолитографии в фоторезистивной маске конфигурацию тестовых канавок 2 шириной 2, 5, 10, 20, 50 мкм, и смотровой канавки 3 шириной 60 мкм; далее на установке SI 500 проводят анизотропное травление в индукционно-связанной плазме SF₆ и хладона 318 (глубина травления 35 мкм) (см. фиг. 1).

Определение глубины и качества анизотропного травления канавок проводят под цифровым микроскопом, например, VHX-1000 фирмы Keyence (Япония), визуально, устанавливая образец под углом 45° и осматривая профиль вытравленных тестовых канавок через смотровую канавку (см. фиг. 4). В случае, если ширина смотровой канавки W=2h, возможно размещение образца под углом от 45° до 72°. При размещении образца под углом ниже 45° точность измерения будет снижаться. Цифровой микроскоп позволяет получить изображение с глубиной резкости от 3 мкм до 3 мм. Кроме цифрового микроскопа можно использовать электронный сканирующий микроскоп, который также позволяет получить изображение с высокой глубиной резкости.

Claims

Тестовый элемент для оперативного контроля качества анизотропного травления канавок в полупроводнике, содержащий полупроводниковую пластину, сформированный на ней рельеф из вытравленных канавок, состоящий из ряда тестовых канавок от минимального по ширине размера до максимального, отличающийся тем, что в тестовом элементе дополнительно сформирована смотровая канавка, идущая перпендикулярно ряду тестовых канавок, причем ширину смотровой канавки W выбирают из расчета h≤W≤2h, где h - максимальная глубина травления канавок.