10.04.2019
219.017.0936

СПОСОБ ХИМИКО-ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОЛИРОВКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002447196
Дата охранного документа
10.04.2012
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к проблемам химико-динамической полировки материала и может быть использовано для обработки металла, диэлектрика, полупроводника и их соединений. Способ включает помещение полируемой пластины в травящий химический раствор, причем полируемую пластину прикрепляют к вакуумному держателю нерабочей стороной, опускают в химический раствор рабочей стороной и вращают вокруг своей оси с одновременным равномерным движением по окружности. Технический результат: повышение равномерности химико-динамической полировки. 5 ил., 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники

Изобретение относится к проблемам химико-динамической полировки материала. Для достижения цели изобретения можно использовать в качестве материала металлы, диэлектрики, полупроводники и их соединения. В частности, предложен способ химико-динамической полировки кремниевой пластины, пленки диоксида кремния или слоя вольфрама, нанесенного на кремниевую пластину, которая прикрепляется к вращаемому держателю нерабочей стороной, опускается в химический раствор рабочей стороной и вращается с определенными скоростями в химическом растворе, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины относительно химического раствора и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала.

Уровень техники

Химико-динамическая полировка материала (металла, диэлектрика, полупроводника и их соединений), который прикрепляется к вращаемому держателю нерабочей стороной, опускается в химический раствор рабочей стороной и вращается с определенными скоростями в химическом растворе, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала.

Известен способ проведения химико-динамической полировки, который является традиционным при обработке рабочей стороны кремниевых пластин [Родионов Ю.А. Базовые технологические процессы в микроэлектронике. Минск: 2006]. Данный способ осуществляется путем вращения химического раствора относительно неподвижной кремниевой пластины со скоростью 60-80 об/мин за счет вращения наклоненного под углом 30-45° стакана с химическим раствором с помещенной внутрь него кремниевой пластиной. Обычно используется химический раствор, содержащий азотную, плавиковую и уксусную кислоты с соотношением компонентов HNO3:HF:CH3COOH=8:5:5, 14:3:3 и 40:1:1. Скорость травления зависит от типа материала, ориентации его кристаллографических осей и температуры химического раствора. Недостатками данного метода являются неподвижность кремниевой пластины в процессе обработки, что не позволяет обеспечить равномерное трение между кремниевой пластиной и химическим раствором, а такое расположение пластины позволяет продуктам химической реакции осаждаться на поверхности пластины и вызывать дополнительное загрязнение и, соответственно, дефектность.

Известен также способ химико-динамической полировки, в котором пластина помещается на вращающийся держатель соосно с осью вращения, а химический реагент подается струей, тангенциально к обрабатываемой поверхности [Гарипов В.Г., Шмелев Н.И., Гаранин В.П. Патент РФ №2045108 // Способ химико-динамичекой обработки пластин арсенида галлия. - №5008191/25; дата подачи 01.07.1991; опубликован 27.09.1995]. Недостатками данного способа являются невозможность обеспечить равномерное воздействие химического раствора на поверхность обрабатываемой пластины, необходимое для планарного полирования, и вероятность появления дополнительной дефектности, связанной с воздействием струи химического реактива.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ химико-динамической полировки, в котором пластина устанавливается в среде химического раствора на специальном держателе (диске), который вращается с определенной скоростью [Томашик З.Ф., Окрепка Г.М., Томашик В.Н., Моравец П., Гешл П. Химическое взаимодействие монокристаллов ZnxCd1-xTe с водными растворами HNO3-HBr-молочная кислота // Конденсированные среды и межфазные границы, 2008. Т.10, №2. С.166-171]. Данный способ позволяет достичь шероховатости поверхности (Rz) на отдельных участках на уровне 0,05 мкм, однако не позволяет обеспечить равномерное полирование по всей рабочей поверхности пластины из-за разных средних скоростей движения каждой точки пластины, а также вносит дополнительную дефектность из-за расположения пластины на диске рабочей стороной вверх.

Предлагаемый способ проведения химико-динамической полировки позволяет устранить эти недостатки, поскольку кремниевая пластина прикрепляется к вращаемому держателю нерабочей стороной, опускается в химический раствор рабочей стороной и вращается с определенными скоростями в химическом растворе, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала. Такое расположение пластины позволяет обеспечить чистоту поверхности полируемого материала в процессе удаления продуктов реакции. Это связано с тем, что после реакции удаленные продукты сразу переходят от рабочей поверхности вниз в раствор, и поверхность остается чистой, что приводит к снижению уровня дефектности в процессе химико-динамической полировки.

Управление процессом осуществляется за счет контроля скорости вращения кремниевой пластины в химическом растворе по окружности и вокруг своей оси, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала.

Для удержания и вращения кремниевой пластины в химическом растворе не требуются сложные приспособления, и данный способ легко осуществим.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является достижение технического результата, заключающегося в повышении равномерности химико-динамической полировки кремниевых пластин, диэлектрических и металлических пленок и снижения дефектности этих материалов во время химико-динамической полировки за счет прикрепления к вращаемому держателю нерабочей стороной, опускания в химический раствор рабочей стороной и вращения с определенными скоростями в химическом растворе, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала. Такое расположение материала позволяет обеспечить чистоту поверхности полируемого материала в процессе удаления продуктов реакции. Это связано с тем, что после реакции удаленные продукты сразу переходят от рабочей поверхности вниз в раствор, и поверхность остается чистой, что приводит к снижению уровня дефектности в процессе химико-динамической полировки. Данная технология не требует разработки сложного по конструкции оборудования.

Поставленная задача решается с использованием фторопластового резервуара (ванны) для травления, в который погружена кремниевая пластина, закрепленная при помощи вакуумного держателя таким образом, чтобы пластина была полностью помещена в раствор и располагалась нерабочей стороной к держателю, а рабочей стороной к раствору. При этом держатель с пластиной опускается в раствор. Кремниевая пластина равномерно вращается в химическом растворе за счет равномерного движения по окружности и одновременно вокруг своей оси (фиг.1). Такой способ позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала.

Таким образом, отличительными признаками изобретения является то, что полируемый материал прикрепляется к вращаемому держателю нерабочей стороной, опускается в химический раствор рабочей стороной, вращается с определенными скоростями в химическом растворе по окружности и одновременно вокруг своей оси, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала. Такое расположение пластины позволяет обеспечить чистоту поверхности полируемого материала в процессе удаления продуктов реакции. Это связано с тем, что после реакции удаленные продукты сразу переходят от рабочей поверхности вниз в раствор, и поверхность остается чистой, что приводит к снижению уровня дефектности в процессе химико-динамической полировки.

Управление процессом осуществляется за счет контроля скорости вращения кремниевой пластины в химическом растворе по окружности и вокруг своей оси, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному механическому трению между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала.

Для удержания и вращения кремниевой пластины в химическом растворе не требуются сложные приспособления, и данный способ легко осуществим.

Краткое описание чертежей

Фиг.1, Фиг.2:

Скорость движения пластины по окружности радиусом R обозначена на рисунке Vокр. Скорость вращения вокруг своей оси Vвр. Средняя скорость движения каждой точки пластины Vcp.

Для точки A: Vcp.=(V1+V2+V3+V4)/4

Для точки В: Vcp.=(V1+V2+V3+V4)/4

Для точки С: Vcp.=(V1+V2+V3+V4)/4

Для точки D: Vcp.=(V1+V2+V3+V4)/4

Если R=2Dпл., тогда Vокр.=4Vвр., где Dпл. - диаметр полируемой пластины.

Фиг.3. - общий вид предлагаемого способа химико-динамической полировки: 1 - резервуар (ванна) из фторопласта; 2 - фторопластовый вакуумный держатель; 3 - кремниевая пластина, диэлектрический слой или слой вольфрама, нанесенный на кремниевую пластину; 4 - химический раствор для полировки.

Скорость вращения по окружности Vокр. Скорость вращения вокруг своей оси Vвр.

Фиг.4. - Неравномерность по всей поверхности кремниевой пластины до проведения химико-динамической полировки по указанной методике.

Фиг.5. - Неравномерность по всей поверхности кремниевой пластины после проведения химико-динамической полировки по указанной методике.

Пример осуществления изобретения

Разработан способ химико-динамической полировки кремниевых пластин в среде химического раствора. В данном методе осуществляется равномерное вращение кремниевой пластины в химическом растворе в резервуаре из фторопласта, заполненном химическим раствором, в который целиком помещена кремниевая пластина, закрепленная при помощи фторопластового вакуумного держателя, опускаемого в раствор, нерабочей поверхностью к держателю, рабочей - к раствору, приводимого во вращение при помощи электроприводов (фиг.3).

Пример 1. Кремниевая пластина вращается в среде химического раствора по окружности со скоростью 400 об/мин, вокруг своей оси - 100 об/мин, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала. Полировка происходит в смеси азотной, плавиковой и уксусной кислот с соотношением HNO3:HF:CH3COOH=14:3:3 или 40:1:1 для кремния. Процесс производится при комнатной температуре (20°C). Неравномерность по всей поверхности кремниевой пластины диаметром 100 мм до полировки составляет 0.9 мкм (фиг.4), после полировки - 0.2 мкм (фиг.5).

Пример 2. Кремниевая пластина с пленкой оксида кремния вращается в среде химического раствора по окружности со скоростью 400 об/мин, вокруг своей оси - 100 об/мин, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала. Для оксида кремния состав травителя HF:H2O=1:50. Процесс производится при комнатной температуре (20°С). Время полировки зависит от толщины пленки оксида кремния. Неравномерность по всей поверхности кремниевой пластины диаметром 100 мм с пленкой оксида кремния до полировки составляет 1 мкм, после полировки - 0.25 мкм.

Пример 3. Кремниевая пластина с пленкой вольфрама вращается в среде химического раствора по окружности со скоростью 400 об/мин, вокруг своей оси - 100 об/мин, что позволяет обеспечить одинаковую среднюю скорость движения всех точек полируемой поверхности пластины в химическом растворе и приводит к равномерному взаимодействию между кремниевой пластиной и химическим раствором, что обеспечивает равномерный полирующий эффект и, соответственно, обеспечивает равномерность полируемого материала. Для вольфрама состав травителя NaOH:K3[Fe(CN)6]:H2O=1:3,5:25. Процесс производится при комнатной температуре (20°C). Время полировки зависит от толщины пленки вольфрама. Неравномерность по всей поверхности кремниевой пластины диаметром 100 мм с пленкой вольфрама до полировки составляет 0.5 мкм, после полировки - 0.15 мкм.

Способ химико-динамического полирования пластины, состоящий в помещении полируемой пластины в травящий химический раствор, отличающийся тем, что полируемую пластину прикрепляют к вакуумному держателю нерабочей стороной, опускают в химический раствор рабочей стороной и вращают вокруг своей оси с одновременным равномерным движением по окружности.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
27.02.2013
№216.012.2c7e

Способ изготовления штампа для наноимпринт литографии

Изобретение относится к микроэлектронике, к способам изготовления штампов для наноимпринт литографии с субмикронными и нанометровыми проектными нормами для использования при изготовлении полупроводниковых устройств. Сущность изобретения: для уменьшения неровности края воспроизводимого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476917
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.05.2013
№216.012.3eec

Конструкция и технология изготовления интегрального микромеханического реле с подвижным электродом в виде структуры с пьезоэлектрическим слоем

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов микроэлектромеханических систем, в частности интегральных микромеханических реле и устройств на их основе: силовых переключателей, схем памяти, сенсорных датчиков, систем обработки информации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481675
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.06.2013
№216.012.522f

Способ изготовления усовершенствованной многоуровневой медной металлизации с применением диэлектриков с очень низкой диэлектрической постоянной (ultra low-k)

Изобретение относится к микроэлектронике. Проблемы медной металлизации при уменьшении нормы проектирования: высокая дефектность структуры медных проводников и электромиграция по границе меди с окружающими диэлектриками; быстрое повышение удельного сопротивления при уменьшении ширины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486632
Дата охранного документа: 27.06.2013
11.03.2019
№219.016.d792

Способ изготовления самосовмещенной встроенной медной металлизации интегральных схем

Использование: в технологии получения многоуровневой разводки интегральных схем. Сущность изобретения: в способе изготовления самосовмещенной встроенной медной металлизации интегральных схем на подложку наносят диэлектрическую пленку и формируют в диэлектрической пленке канавки различной формы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002230391
Дата охранного документа: 10.06.2004
11.03.2019
№219.016.dc33

Способ изготовления многоуровневой металлизации интегральных микросхем с пористым диэлектрическим слоем в зазорах между проводниками

Изобретение относится к микроэлектронике. Сущность изобретения: способ изготовления многоуровневых межсоединений интегральных микросхем с пористым диэлектрическим слоем в зазорах между проводниками содержит формирование первого проводящего и первого диэлектрического слоев, формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002459313
Дата охранного документа: 20.08.2012
10.04.2019
№219.017.0880

Способ изготовления многоуровневых межсоединений интегральных микросхем с воздушными зазорами

Изобретение относится к микроэлектронике. Сущность изобретения: способ изготовления многоуровневых межсоединений интегральных микросхем с воздушными зазорами включает формирование на подложке первого проводящего и первого диэлектрического слоев, формирование отверстий в первом диэлектрическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436188
Дата охранного документа: 10.12.2011
29.06.2019
№219.017.9f02

Способ изготовления структуры кремния на изоляторе

Изобретение относится к методу изготовления пленок монокристаллического кремния на изоляторе. Техническим результатом изобретения является уменьшение количества дефектов и повышение качества пленок кремния на изоляторе за счет сохранения качества исходного материала. Сущность изобретения - в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002412504
Дата охранного документа: 20.02.2011
Показаны записи 1-10 из 19.
27.02.2013
№216.012.2c7e

Способ изготовления штампа для наноимпринт литографии

Изобретение относится к микроэлектронике, к способам изготовления штампов для наноимпринт литографии с субмикронными и нанометровыми проектными нормами для использования при изготовлении полупроводниковых устройств. Сущность изобретения: для уменьшения неровности края воспроизводимого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476917
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.06.2013
№216.012.522f

Способ изготовления усовершенствованной многоуровневой медной металлизации с применением диэлектриков с очень низкой диэлектрической постоянной (ultra low-k)

Изобретение относится к микроэлектронике. Проблемы медной металлизации при уменьшении нормы проектирования: высокая дефектность структуры медных проводников и электромиграция по границе меди с окружающими диэлектриками; быстрое повышение удельного сопротивления при уменьшении ширины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486632
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.06.2014
№216.012.d327

Тестовый объект для калибровки микроскопов в микрометровом и нанометровом диапазонах

Изобретение относится к области калибровки оптических цифровых и конфокальных микроскопов, растровых электронных микроскопов и сканирующих зондовых микроскопов при измерении микронных и нанометровых длин отрезков. Тестовый объект для калибровки микроскопов выполнен в виде канавочных структур,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519826
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.07.2014
№216.012.dfbe

Способ формирования многоуровневых медных межсоединений интегральных микросхем с использованием вольфрамовой жесткой маски

Изобретение относится к технологии изготовления сверхбольших интегральных схем (СБИС) в части формирования многоуровневых металлических соединений. Способ формирования многоуровневых медных межсоединений СБИС по процессу двойного Дамасцена через двухслойную жесткую маску включает нанесение слоя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523064
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.04.2015
№216.013.3b76

Способ изготовления кристаллов с теплоотводящими элементами для вертикальной трехмерной (through-silicon vias ) сборки многокристальных сверхбольших интегральных схем

Изобретение относится к электронной технике. Процесс изготовления многокристальных трехмерных ИС методом вертикальной сборки с применением технологии TSV включает в себя формирование в кристаллах на кремниевой пластине сквозных медных проводников с выступами над лицевой или тыльной стороной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546710
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.4281

Способ изготовления многоуровневой медной металлизации с ультранизким значением диэлектрической постоянной внутриуровневой изоляции

Изобретение относится к технологии изготовления многоуровневой металлизации сверхбольших интегральных микросхем (СБИС). Способ изготовления медной многоуровневой металлизации СБИС многократным повторением процессов изготовления типовых структур, состоящих из медных горизонтальных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548523
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.05.2016
№216.015.3dfe

Флэш элемент памяти электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства

Флэш элемент памяти электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства предназначен для хранения информации при отключенном питании. На полупроводниковой подложке с истоком и стоком между последними выполнены туннельный слой, дополнительный туннельный слой, запоминающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584728
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.05.2016
№216.015.3ebb

Корпус мобильных приемо-передающих устройств

Изобретение относится к области корпусов мобильных приемо-передающих устройств. Техническим результатом является увеличение времени автономной работы мобильных приемо-передающих устройств, содержащих дополнительные солнечные батареи, за счет увеличения износостойкости солнечных батарей. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584146
Дата охранного документа: 20.05.2016
25.08.2017
№217.015.9a32

Способ изготовления сегнетоэлектрического конденсатора

Изобретение относится к области нанесения тонких диэлектрических пленок для создания устройств микро- и наноэлектроники на основе перспективных материалов, в частности элементов энергонезависимой памяти на основе явления сегнетоэлектричества (FeRAM, ferroelectric random access memory) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609591
Дата охранного документа: 02.02.2017
10.05.2018
№218.016.4331

Ячейка сегнетоэлектрической памяти

Изобретение относится к области устройств энергонезависимой памяти на основе явления сегнетоэлектричества с деструктивным считыванием, к которому предъявляются жесткие требования к ресурсу, времени хранения информации и энергоемкости. В основе изобретения - ячейка сегнетоэлектрической памяти....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649622
Дата охранного документа: 04.04.2018

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД