close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8579

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8579
(13) C1
(19)
(46) 2006.10.30
(12)
7
(51) H 01L 21/306
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СОСТАВ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ТРАВИТЕЛЯ
НА ОСНОВЕ ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ
(21) Номер заявки: a 20041139
(22) 2004.12.06
(43) 2005.06.30
(71) Заявитель: Производственное республиканское унитарное предприятие
"Завод полупроводниковых приборов" (BY)
(72) Авторы: Гладкова Людмила Владимировна; Емельянов Виктор Андреевич;
Иванчиков Александр Эдуардович;
Кисель Анатолий Михайлович; Турыгин Анатолий Викторович; Медведева Анна Борисовна (BY)
(73) Патентообладатель: Производственное
республиканское унитарное предприятие "Завод полупроводниковых приборов" (BY)
(56) BY 3417 C1, 2000.
US 5470421 A, 1995.
US 4980017, 1990.
US 4971654, 1990.
US 3607480, 1971.
US 3859222, 1975.
BY 8579 C1 2006.10.30
(57)
Состав для регенерации травителя на основе ортофосфорной кислоты, содержащий
воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гексафторосиликат аммония
при следующем соотношении компонентов, г/л:
гексафторосиликат аммония
0,3-1,0
вода
остальное.
Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (ИМС).
Изобретение может найти применение при химическом удалении с поверхности полупроводниковых пластин маскирующих пленок нитрида кремния в растворах на основе ортофосфорной кислоты.
Важнейшим показателем технологических процессов в производстве ИМС является
их воспроизводимость и стабильность. Жидкостное химическое травление пленок нитрида кремния традиционно на протяжении многих лет при производстве ИМС выполняется
в растворах ортофосфорной кислоты при температуре 160-180 °С. Для поддержания стабильности и воспроизводимости данного процесса требуется стабильная концентрация
воды и ортофосфорной кислоты. Максимальная концентрация H3PO4 в свежеприготовленных травителях обычно не превышает 85 вес. %. Так как температура кипения водного
раствора ортофосфорной кислоты с концентрацией 85 вес. % равна 158 °С [1], то при нагреве травителя выше температуры кипения происходит испарение воды. Одновременно с
уменьшением концентрации воды снижается и концентрация ортофосфорной кислоты, так
как при потере воды и достижении концентрации ортофосфорной кислоты около 93,88 %
происходит образование конденсированных полифосфорных кислот. Это приводит к
BY 8579 C1 2006.10.30
уменьшению скорости процесса травления нитрида кремния, протекающего в соответствии с уравнением [2]:
Si3N4 + 4 H3PO4 + 12 H2O = 3 Si(OH)4 + 4 NH4H2PO4.
(1)
Одним из способов восстановления скорости травления Si3N4 является регенерация
травителя путем добавления к нему корректирующего состава.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является состав для регенерации травителя на основе ортофосфорной кислоты, состоящий из воды [3].
Корректирующий состав обладает следующими недостатками:
1. Не позволяет восстановить исходную скорость травления пленки нитрида кремния
при многократной регенерации травителя.
2. Не позволяет стабилизировать скорость травления пленки нитрида кремния при
многократной регенерации травителя.
В основу изобретения положена задача восстановления и стабилизации скорости травления пленки нитрида кремния при проведении многократной регенерации травителя на
основе ортофосфорной кислоты.
Сущность изобретения заключается в том, что состав для регенерации травителя на
основе ортофосфорной кислоты, содержащий воду, дополнительно содержит гексафторосиликат аммония при следующем соотношении компонентов, г/л:
гексафторосиликат аммония
0,3-1,0
вода
остальное.
Наличие отличительных существенных признаков у предлагаемого состава позволяет
получить положительный эффект, отсутствующий у прототипа и выражающийся в следующем:
1. Восстановление исходной скорости травления пленки нитрида кремния при многократной регенерации травителя.
2. Стабилизация скорости травления пленки нитрида кремния при проведении многократной регенерации травителя.
Порядок приготовления состава:
1. Ручное приготовление состава
1.1. Рассчитать объем и массу компонентов для приготовления заданного объема состава, исходя из соотношения компонентов, указанных в формуле:
гексафторосиликат аммония
0,3-1,0 г/л
вода
остальное.
1.2. Отмерить расчетный объем воды и вылить в транспортную емкость.
1.3. Взвесить расчетную массу гексафторосиликата аммония и высыпать в транспортную емкость.
1.4. Перемешать полученный состав.
2. Приготовление состава на автоматизированной установке
2.1. Рассчитать объем и массу компонентов для приготовления заданного объема состава, исходя из соотношения компонентов, указанного в формуле:
гексафторосиликат аммония
0,3-1,0 г/л
вода
остальное.
2.2. Закачать с помощью насоса в бак установки приготовления растворов расчетный
объем воды.
2.3. Взвесить расчетную массу гексафторосиликата аммония и высыпать в бак установки приготовления растворов.
2.4. Перемешать полученный состав.
Оптимальность установленных концентраций основных компонентов заявляемого состава подтверждена примером.
2
BY 8579 C1 2006.10.30
Пример.
Для приготовления заявляемого состава были взяты различные концентрации гексафторосиликата аммония. Регенерация исследуемого травителя, состоящего из ортофосфорной кислоты и воды при объемном соотношении H3PO4 : H2O = 9:1, выполнялась по
режимам:
а) охлаждение травителя до температуры 90 °С;
б) добавление в ванну травления объемом 20 л составов для регенерации объемом 3 л;
в) нагрев травителя до температуры 90-100 °С и выдержка при этой температуре в течение 1 часа;
г) нагрев травителя до температуры 165 °С.
Восстановление и стабилизация скорости травления нитрида кремния при регенерации травителя заявляемым составом с разными концентрациями гексафторсиликата аммония в сравнении с прототипом оценивались по скорости травления нитрида кремния и
величине размаха (R) скорости травления после выполнения регенерации. Для этого после
регенерации в травителе обрабатывались пластины диаметром 150 мм (ETO.035.298ТУ) с
нанесенной пленкой нитрида кремния толщиной 110 нм. Пленка нитрида кремния наносилась методом газофазного пиролиза смеси дихлорсилана и аммиака с объемным соотношением 1:10 при температуре 800 °С и давлении 40 Па. Пластины обрабатывались в
течение 10 минут при температуре 165 °С с последующей промывкой в деионизованной
воде и сушкой методом центрифугирования на комплексе химической обработки
КХО.ППЭ-150-001 ЩЦМ 1.240.031. Расчет скорости травления производился по разнице
толщины нитрида кремния до и после травления по формуле:
Vmp =
d исх - d кон
,
t mp
где ducx - исходная толщина пленки нитрида кремния, нм;
dкон - конечная толщина пленки нитрида кремния, нм;
tmp - время травления, равное 10 мин;
Vmp - скорость травления, нм;
Размах (R) скорости травления рассчитывался по разнице между максимальным и минимальным значениями скорости травления.
Измерение толщины пленки нитрида кремния выполнялось на автоматизированном
интерферометре "Leitz LTS-M/SP". Для оценки привносимой дефектности использовались
кремниевые пластины диаметром 150 мм (ЕТО.035.298ТУ) с выращенной пленкой термического диоксида кремния толщиной 100 нм. Образцы пластин для определения дефектности обрабатывались одновременно с пластинами нитрида кремния. Уровень дефектности
до и после обработки по частицам площадью от 0,24 мкм2 до 10,24 мкм2 определялся с
помощью лазерного анализатора поверхности "Surfscan-4500".
Результаты всех измерений представлены в таблице.
Как следует из таблицы, оптимальной концентрацией гексафторосиликата аммония в
заявляемом составе является концентрация 0,3-1,0 г/л. Снижение концентрации гексафторосиликата аммония до уровня ниже 0,3 г/л приводит:
а) к снижению скорости травления нитрида кремния после проведения процесса регенерации (уменьшается среднее значение скорости травления);
б) к снижению стабильности скорости травления нитрида кремния в процессе многократной регенерации (увеличивается размах значений скорости травления).
Увеличение концентрации гексафторосиликата аммония выше 1,0 г/л нецелесообразно, так как это приводит к увеличению привнесенной дефектности поверхности обработанных пластин.
3
BY 8579 C1 2006.10.30
Зависимость скорости травления пленки нитрида кремния
и уровня привнесенной дефектности
от концентрации гексафторосиликата аммония в заявляемом составе.
4,8
7,1
7,1
7,2
7,3
4,5
6,04
7,28
7,26
7,28
7,28
5,6
2,7
0,4
0,4
0,3
0,4
3,0
4-я регенерация
5,1
7,2
7,1
7,2
7,1
4,8
3-я регенерация
4-я регенерация
6,0
7,3
7,2
7,3
7,2
5,2
2-я регенерация
3-я регенерация
6,8
7,3
7,4
7,2
7,3
6,0
1-я регенерация
2-я регенерация
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
0,2
0,3
0,7
1,0
1,3
Прототип
R,
нм/мин
Исходный травитель
1-я регенерация
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Привнесенная дефектность, дефектов/пл.
Среднее значение скорости травления, нм/мин
Концентрация
гексафтороси№ ликата аммоп/п ния в заявляемом составе,
г/л
Исходный травитель
Скорость травления
Si3N4, нм/мин
30
29
31
30
33
32
31
28
33
33
39
30
30
32
32
34
45
31
32
33
33
34
58
31
32
33
31
33
83
32
Анализ данных таблицы показывает, что при использовании заявляемого состава для
регенерации травителя на основе ортофосфорной кислоты среднее значение скорости травления пленки нитрида кремния увеличивается на 30 % по сравнению с прототипом, а величина размаха значений скорости травления снижается в 7,5 раз.
Таким образом, заявляемый состав по сравнению с составом прототипа позволяет решить поставленную задачу:
1. Восстановление исходной скорости травления пленки нитрида кремния при многократной регенерации травителя.
2. Стабилизация скорости травления пленки нитрида кремния при проведении многократной регенерации травителя.
Источники информации:
1. Карбридж Д. Фосфор. Основы химии, биохимии, технологии. M, Мир, 1982.
2. Buffat S.J., Lucey M.S., Rao Yalamanchili M., Hatcher C.S. Hot Phosphoric Acid APC
for Silicon Nitride Etch. Semiconductor International, 8/1/2002.
3. BY 3417 C1, МПК H 01L 21/306, C 23F 1/46/, 2001.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
90 Кб
Теги
by8579, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа