SU521503A1

SU521503A1 - The method of determining the porosity of thin films

Info

Publication number: SU521503A1
Application number: SU1896396A
Authority: SU
Inventors: Михаил Иосифович Фильковский; Юрий Николаевич Ерастов; Игорь Петрович Михайловский
Original assignee: Предприятие П/Я В-6047
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1973-03-26
Publication date: 1976-07-15

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ ТОНКИХ ПЛЕНОК(54) METHOD FOR DETERMINING THE POROSITY OF THIN FILMS

Изобретение относитс к области технической физики и предназначено дл контрол качества материалов, определени их свойств по пористости. Оно может быть использовано, в частности в микрозлектронике при определении пористости тонких диэлектрических пленок, нанесенных на металлическую подложку, например, моноокиси кремни на алюминии.The invention relates to the field of technical physics and is intended to control the quality of materials, to determine their properties by porosity. It can be used, in particular, in microelectronics, in determining the porosity of thin dielectric films deposited on a metal substrate, for example, silicon monoxide on aluminum.

Известен способ контрол изделий, по которому на исследуемое изделие нанос т лак, который мен ет свою в зкость до полного затвердени , после зтого образовавшуюс пленку лака удал ют, и она дает точную копию структуры поверхности 1 . Однако этот способ не позвол ет определ ть внутренние, объемные дефекты.There is a known method of controlling products, according to which a varnish is applied to the product under test, which changes its viscosity until it is completely hardened, then the varnish film that has been formed is removed, and it gives an exact copy of the surface structure 1. However, this method does not allow detection of internal, bulk defects.

Известен также способ определени объемных дефектов издели , заключающийс в нанесении на поверхность издели мыльного раствора и регистрации вьщел ющихс при наддуве провер емого объекта пузырьков 2. Однако этот способ позвол ет определ ть только качественные данные, т. е. место точки, но не обеспечивает возможности определени пористости пленок, нанесенных на подложку .There is also known a method for determining volumetric defects of a product, which consists in applying a soap solution to the product surface and registering bubbles 2 that occur when an object is being supercharged by a supercharged object. However, this method only allows to determine qualitative data, i.e. a point, but not determining the porosity of films deposited on a substrate.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ определени пористости тонких пленок, нанесенных на металлическую подложку, например, моноокиси кремни на алюминии. Способ заключаетс 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 суд т о количестве и размерах пор 3. В качестве взаимодействующего реагента примен ют, например , 5-20%-ный водный раствор гидрата окиси натри .Closest to the invention is a method for determining the porosity of thin films deposited on a metal substrate, for example, silicon monoxide on aluminum. The method consists in applying onto the film a solution that interacts through the pores of the film with the substrate with the evolution of gas, and records changes on the surface from the side of the film, by which the number and size of pores 3 are judged. 5- A 20% aqueous solution of sodium hydroxide.

Однако вследствие высокой скорости реакции щелочи с подложкой происходит ее быстрое растравливание и образование ложных пузырьков. Кроме того, наблюдаема картина распределени выдел ющихс пузырьков газа непрерывно мен етс , так как пузырьки выход т на поверхность и лопаютс . Все это снижает точность регистрации пористости и практически не дает возможности определить размеры пор.However, due to the high rate of alkali reaction with the substrate, its rapid etching and the formation of false bubbles occur. In addition, the observed pattern of distribution of evolved gas bubbles is continuously changing as the bubbles come to the surface and burst. All this reduces the accuracy of registration of porosity and practically makes it impossible to determine the size of pores.

Дл повыщени точности определени количес тва и размеров сквозных пор в тонких диэлектрических пленках по предлагаемому способу воздействие на металлическую подложку осуществл ют раствором, обладающим повышенной в зкостью, преимущественно 30-40 ест, благодар чему выдел ющиес в результате реакции пузырьки газа удерживаютс в растворе. По их количеству и размерам суд т о количестве и размерах пор.In order to improve the accuracy of determining the number and size of through pores in thin dielectric films according to the proposed method, the impact on the metal substrate is carried out with a solution with increased viscosity, preferably 30-40 eats, due to which gas bubbles released by the reaction are kept in solution. By their number and size, the number and size of pores are judged.

Способ был опробован на диэлектрических пленках из моноокиси кремни , нанесенных на алюминиевую подложку. В качестве взаимодействующего раствора выбран 60%-ный раствор ортофосфорной кислоты с в зкостью 34,1 ест. Толщина сло раствора пор дка 0,5-1мм. Через 5-10 мин после нанесени на поверхности диэлектирческой пленки образуютс пузырьки водорода.The method was tested on dielectric films of silicon monoxide deposited on an aluminum substrate. A 60% orthophosphoric acid solution with a viscosity of 34.1 units was selected as the interacting solution. The thickness of the layer of the solution is about 0.5-1mm. Five to ten minutes after the application of a dielectric film on the surface, hydrogen bubbles are formed.

Повышенна в зкость взаимодействующего раствора обеспечивает наблюдение картины пористости в течение 30-50 мин .The increased viscosity of the interacting solution provides observation of the porosity picture for 30-50 minutes.

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).Comparison of the results of registration of through pores in the proposed method and the known method using 5-20% alkaline solution confirmed the higher accuracy of the proposed method (1.5-2 times).

По предлагаемому способу регистраци размеров пор не вызывает трудностей, так как диаметр пузырьков в 8-10 раз превышает диаметр сквозной поры.According to the proposed method, the registration of pore sizes is not difficult, since the diameter of the bubbles is 8-10 times the diameter of the through pore.

Claims

1. Method for determining the porosity of thin films deposited on a metal substrate, for example, silicon monoxide on aluminum, consisting in applying a solution to the film that interacts through the pores of the film with the substrate with the evolution of gas, and register changes on the surface from the film side. which is judged on the number and size of pores, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the number and size of pores, a solution with viscosity is used as an interacting solution, Essentially 30–40 iso, which allows to keep the evolved gas bubbles in the solution, and determine their number and size.

2. A method according to claim 1, characterized in that, as an interacting solution, a 60% orthophosphoric acid solution is used.

Sources of information taken into account in the examination:

1.Prat Sondase 1970, No. 3, 45-50.

2.QualEng1970, No. 2, 6-11.

3. Avt. c.N 196439 cl. G 01 p, 1967 (prototype).