Тестова структура

Тестова струїсгура, яка містить напівпровідникову підкладку та розташовану на її поверхні ізолюючу маску з відкритими в ній отворами, які закриваються ділянками металічних шин, які контак тують через отвори з підкладкою і утворюють два резистивні ланцюжки, отвори в одному з яких мають форму прямокутників, а в другому - форму кругів, діаметр кожного з яких дорівнює меншій з сторін прямокутного отвору, яка відрізняється тим, що перший резистивний ланцюжок тестової структури, виконаний у вигляді прямокутників, продовжується резистивним ланцюжком з кіл, а резистивний ланцюжок, складений з кіл, продовжується резистивним ланцюжком з кіл або прямокутників, при цьому всі чотири резистивних ланцюжки утворюють мостову схему включення резисторів Винахід відноситься до напівпровідникової техніки і може знайти застосування у технологічних процесах виготовлення напівпровідникових чіпів, а саме, для контролю якості фотолітографії, травлення, зокрема, для контролю якості отворів в ізолюючої масці ВІДОМІ зразки [1], яки є тестовими структурами для вимірювання питомого опору тонких пластин та шарів з високою точністю, яки мають форму листа люцерни, або симетричні, що мають правильну геометричну форму Вимірювання опору здійснюється після витравлення зайвої поверхні безпосередньо на тестовій структурі Недолік відомої тестової структури полягає в тому, що в разі застосування її як тестової структури для контролю якості витравлення отворів в ізолюючих шарах, вона не здатна забезпечити такий контроль Найбільш близькою до пропонованого винаходу є тестова структура [2], яка містить напівпровідникову підкладку та розташовану на и поверхні ізолюючу маску з відкритими в ній отворами, які закриваються ділянками металічних шин, які контактують через отвори з підкладкою і утворюють два резистивні ланцюжки Отвори в одному ланцюзі мають форму прямокутників, а в другому форму кругів, діаметр кожного з яких дорівнює меншій з сторін прямокутного отвору Недоліком згаданої тестової структури є незручність в користування, яка полягає у тому, що вимірювання здійснюються послідовно на кожному ланцюжку, після вимірювань здійснюються розрахунки Крім того, точність вимірювань, внаслідок їх чисельності, зменшується В основу винаходу покладено завдання удосконалення тестової структури для контролю якості фотолітографії, травлення, зокрема для контролю якості отворів в ізолюючої масці, за рахунок того, що резистивні ланцюжки існуючої тестової структури з отворами круглої та прямокутної форми подовжено резистивними ланцюжками такої ж форми и всі чотири резистивних ланцюжка утворюють мостову схему включення резисторів Це дозволяє спростити контроль та підвищити точності вимірювань Вказане завдання вирішується там, що перший резистивний ланцюжок тестової структури, виконаний у вигляді прямокутників, продовжується резистивним ланцюжком з кіл, а резистивний ланцюжок, складений з кіп, продовжується резистивним ланцюжком з кіл, або прямокутників При цьому, всі чотири резистивних ланцюжка утворюють мостову схему включення резисторів Мостові схеми, зокрема, одинарні мости, застосовуються для вимірювання параметрів електричного ланцюжка, на приклад, опору В першу діагональ мосту вмикається джерело живлення, друга діагональ містить пристрій для реєстрації У врівноваженому мості, т т при виконанні умови коли відношення еквівалентних опорів ланцюжків РІВНІ - KeKBi/ReKB2=ReKB3/ReKB4, НЭПруГЭ, ЩО реЄСТру ється пристроєм реєстрації UH при будь-яких напругах джерела живлення, дорівнює нулеві У неврівноваженому мості зміна опору одного з плечей мосту, який вимірюється, викликає приріст напруги UH в діагоналі навантаження, які с мірою зміни опору Ця залежність є нелінійною, що 00 42481 слідує з теореми варіації параметрів елеісгричного ланцюжка, згідно якої UH=aAR/(1-BAR), де а та в - параметри, що визначаються параметрами мостового ланцюга, AR - приріст опору Re№i, при цьому значення інших опорів не змінюється Для отримання беззаперечних залежностей між вказаними величинами, необхідно, щоби напруга живлення мосту була постійна та дорівнювала своєму номінальному значенню На практиці, для реальної структури будується залежність, за допомогою якої визначається ступінь разбалансування мосту - UH ВІДПОВІДНІСТЬ критерію "новина" пропонованому пристрою забезпечує та обставина, що дана сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки У винаході пропоновано рішення, принципово нове для тестових структур, яке полягає у тому, що вона додатково містить два резистивних ланцюжка, при чому, резистивний ланцюжок з прямокутників доповнено резистивним ланцюжком з кіл, а резистивний ланцюжок з кіл доповнено резистивним ланцюжком з прямокутників, або кіл Таким чином, пропонована тестова структура являє собою чотири резистивних ланцюжка, які утворюють мостову схему включення Тому, ознаки, що не зустрічаються ні в одному з аналогів "перший резистивний ланцюжок тестової структури, виконаний у вигляді прямокутників, продовжується резистивним ланцюжком з кіл, а резистивний ланцюжок, складений з гал, продовжується резистивним ланцюжком з кіл, або прямокутників, при цьому всі чотири резистивних ланцюжка утворюють мостову схему включення" забезпечує заявленому об'єкту необхідний винахідницькій рівень Промислове використання пропонованого винаходу не вимагає великих витрат, спеціальних матеріалів та технологій, його реалізація можлива на виробництвах України та за и межами На фіг 1 наведено схематичне зображення варіантів тестової структури для контролю якості отворів, виготовлених в ізолюючої масці на поверхні напівпровідника На фіг 2 наведено еквівален тну схему резистивннх ланцюжків, які утворюють мостову схему (Rn, Rn/n - опори провідника та напівпровідника, ВІДПОВІДНО, Un - напруга джерела живлення, UH - величина напруги, що реєструється ВІДПОВІДНИМ пристроєм) Тестова структура містить напівпровідникову підкладку 1, наприклад з кремнію, та розташовану на частині її поверхні ізолюючу маску 2 із окису кремнію з відкритими в ній отворами 3, які частково перекриваються металевими (алюмінієвими) шинами 4, і разом з ділянками напівпровідника утворюють резистивні ланцюжки Разом з виводами 5 вони утворюють мостову схему При цьому отвори в декількох резистивних ланцюжків можуть мати форму отворів 6, а одна або дві повинні мати отвори у формі прямокутників Тестова структура працює наступним чином До мостової схеми, яка створена тестовою структурою, прикладене напругу ІІ П , а на пристрої реєстрації, наприклад вольтметрі, фіксується напруга UH Якщо опір всіх чотирьох резистивних ланцюжків однаковий, то міст врівноважений і Пн=0 Як що опір резистивних ланцюжків різний, то міст розбалансованнй і величина UH^0 Чим менш якісно витравлено отвори в ізолюючої масці, тим більша буде різниця в опорах резистивних ланцюжків, які містять отвори у масці в вигляді кіп та прямокутників ВІДПОВІДНО, буде більшою і зміна величини UH При встановленій величині UH, яка відповідає необхідному рівню якості витравлення вікон в ізолюючої масці, процес контролю якості зводиться до вимірювання величини UH при постійно завданій величині ІІ П Пропонована тестова структура дозволяє зменшити КІЛЬКІСТЬ вимірів, збільшити їх точність, а також відмовитись від розрахунків, оскільки весь процес оцінки якості витравлення зводиться до вимірювання однієї величини - UH Джерела інформації 1 Л П Павлов Методы измерения параметров полупроводниковых материалов - М 1987 С 39-41 2 Авторское свидетельство СССР № 1443699,1986, кл H01L21/66 І "-ЧФ чЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧіЛчЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧ чччччччччччччччччч'ччччЛччччччччччччччччччччччччччччччч1 42481 Фіг. 2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22