Спосіб обробки поверхневих шарів напівпровідникових пластин

Винахід відноситься до технології виготовлення напівпровідникових приладів і, зокрема, до обробки травлення при формуванні структур інтегральних схем (ІC). Відомий спосіб обробки поверхні напівпровідникових пластин, який включає установку в касету і травлення наперед нанесеної плівки [1]. Спосіб передбачає для запобігання утворення бульбашок повітря на поверхні пластини перед травленням змочувати їх рідиною при пониженому тиску. що значно збільшує тривалість процесу і не усуває нерівномірності, травлення. В цьому випадку це зумовлено тим, що крайні та ближчі до крайніх (в касеті) пластини знаходяться в неоднакових умовах в порівнянні з пластинами, які розміщені в її середині, так як при відсутності циркуляції травильник найбільш активно відпрацьовується в середині касети. Відомий спосіб обробки кремнієвих пластин, який включає їх установку на однаковій віддалі одна від другої в касету і травлення наперед нанесеної плівки [2]. Підвищення рівномірності травлення досягається за рахунок вібрації касети, яка покращує змочуваність поверхні пластин. Однак вібрація не втягує травильник у повноцінну циркуляцію, що не дозволяє досягти необхідної рівності швидкостей травлення пластин, які знаходяться з краю і в центрі касети. Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб обробки поверхневих шарів напівпровідникових пластин, який включає установку робочих пластин на однаковій віддалі одна від другої і, додатково, установку перед першою і після останньої робочих пластин баластних пластин на тій же віддалі і наступну обробку [3]. Недоліком відомого способу є недостатня рівномірність травлення усіх робочих пластин в касеті. В основу винаходу покладено завдання удосконалити спосіб обробки поверхневих шарів напівпровідникових пластин шляхом створення однакових по концентрації умов, щоб забезпечити рівномірність травлення. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі обробки поверхневих шарів напівпровідникових пластин, який включає установку робочих напівпровідникових пластин на однаковій віддалі одна від другої в касету, установку перед першою і після останньої робочими пластинами баластних пластин на тій же віддалі і наступну обробку, згідно з винаходом, в касеті як баласт використовують пластини, на поверхні яких нанесений оброблюваний шар в єдиному циклі з робочими пластинами. Суть винаходу полягає в тому. що швидкість травлення зумолюється змінною на протязі процесу концентрацією нециркулюючого травильника в об'ємі, який безпосередньо прилягає до оброблюваної пластини. Оскільки об'єм травильника, який знаходиться між крайніми пластинами і боковими стінками касети, як правило, більший, ніж між пластинами, то відпрацювання травильника тут Відбувається повільніше, а процес-травлення протікає Інтенсивніше. Це приводить до того, що на останніх та передостанніх пластинах спостерігається підтравлювання, яке супроводжується відходом розмірів. У випадку установки по краях касети баластних пластин, на які нанесена плівка, що підлягає обробці, аналогічна по своїх параметрах плівці основної маси пластин, процес протікає в рівних по концентрації травильника умовах. Для того, щоб на баластних 1 основних пластинах оброблювана плівка була однаковою, її нанесення проводять в єдиному циклі. На приведеному графіку зображена залежність відходу розміру D (підтравлювання) від розміщення пластин в касеті. Основна маса пластин, особливо в середині касети, по величині відходу знаходиться в межах допустимого D , яке дорівнює 3, 4 мкм. В той час, як крайні пластини № 1 і № 17 виходять за вказані межі. Оскільки, по технічних .причинах, певний відхід розміру D (в даному випадку близько 1,5 мкм) е невідворотним І враховується спочатку, крайні пластини попадають в брак. У випадку заміни крайніх пластин на баластні. на яких нанесена оброблювана плівка, аналогічна плівці основних пластин, пластини з № 2 по № 16 відповідають висун утим по відходу розмірів вимогам. Приклад: вирощують плівку SlO2 на кремнієвих пластинах на ди фузійній установці СДОМ 3/100 при температурі 950+/-1°С. Для отримання товщини окислу 0,13 мкм процес проводять на протязі 10 хвилин при витраті кисню 405 л/год і води - 13 л/год. Разом з робочими пластинами в процесі окислення використовують баластні пластини, які розміщують по краях робочої партії, по одній штуці з кожної сторони. Як баластні пластини використовують регенеровані браковані пластини тієї ж орієнтації, що і робочі. Після формування на робочих і баластних пластинах окисної плівки однакової товщини, на установці ФР08ФН-75 наносять фоторезист марки ФП-383 1 проводять його дублення,експонування та проявлення. Травлення плівки SlO2 проводять на протязі 2,5 хв, при швидкості травлення 0,05-0,055 мкм/хв. Після усунення фоторезисту проводять контроль фотолітографії, перевіряючи якість травлення окислу у вікнах. Розтравлювання не перевищує 3,4 мкм. Спосіб .дозволяє забезпечити рівномірність травлення пластин відносно їх розміщення в касеті, що покращує якість напівпровідникових приладів.