Способ контроля дефектов

О П И С А Н И Е (1 и 763767ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) П риоритет Гасударственный квинтет СССР яо делан нвебретеннй в вткрытнй(72) Авторы изобретения А. Е. Кравцов, В. В. Пермяков и М. А, Резников Опытное производство при институте физики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ Изобретение относится к способам контроля неоднородностей материалов, в частности тонких диэлектрических слоев, в производстве полулроводниковых приборов, а также защитных диэлектрических покрытий в машиностроении.Дефекты и неоднородности диэлектрических слоев снижают их маскирующую либо изолирующую эффективность, что приводит к значительному разбросу параметров и выходу из10 строя готовых изделий, Качество защитных покрытий (наличие сквозных пор, трещют) прямо определяет срок службы деталей, защищаемых покрытием.Известен электротопографический способ контроля дефектов слоев материалов, состоящий в наложении образца исследуемой поверхностью на регистрирующий фотоматериал, который в свою очередь помещен на диэлектрическую подложку, и приложении к исследуемой сис Е теме электрического поля напряженностью свыше 104 В/см 11.Недостатки этого способа состоят в исполь. зоввнии севебросодержащего регистрирующего2материала, необходимости работы при неакти;ничном (красном) освещении, высоком напряжении, прикладываемом к исследуемой системе (несколько киловольт),Известен также способ определения поверх.ностных мнкродефектов, заключающийся внанесении на исследуемую поверхность.смачиваю.щего покрытия в, виде термопластическогоматериала, нагрева термопластика до размягчения, нанесения электрического заряда на по.верхность покрытия до появления деформаций йапластике и последующего охлаждения термопластического слоя до температуры затвердевания.Полученный рельеф на пЪстине фиксируетсяна длительное время 21.Однако этот способ позволяет зафиксироватькартину только поверхностных дефектов, кроме того, одновременно с регистрирующим ело.ем подвергается термообработке и сама иссле.дуемая поверхность.Цель изобретения - повышение разрешающей способности и чувствительности контроля.Эта цель достигается тем, что термопластический сай наносят на проводящую подложку,ВНИИПИ Заказ 6596/14 Тираж 1019 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 прикладывают электрическое поле между иссле.дуемой поверхностью и подложкой, а послеснятия поля и отделения исследуемого объекта,термопластический слой нагревают до температуры размягчения и охлаждают до затвердева.ния пластика,Способ осуществляют следующим образом,Образец накладывают исследуемой поверх.постыл на тврмопластическую пленку, нанесен.ную на проводящую подложку, прижимают кней металлическим электродом и прикладываютк электроду и проводящему слою электрическое напряжение, Независимо от полярностинапряжения происходит поляризация гермоплас.тического слоя, причем поляризационный заряд пропорционален напряженности электрического поля в поверхностном слое термопластика, вследствие чего топология распределенияполярнзационного заряда отражает неоднородность распределения поля, искаженного дефектами образца,После экспозиции термопластик отделяетсяот изделия. Затем его нагревают до температуры размягчения, при этом происходит его деформация и топология неоднородного поляпроявляется в виде рельефа поверхности тер.мопластического слоя, который после охлаждения можно визуалировать. Глубина получаемогорельефа определяется, толщиной слоя термопластика.Необходимая для дефектации плотностьполяризационного заряда в термопластике достигается в течение нескольких миллисекундпри средней напряженности электрического поляпорядка 104 В/см, что для термопластическогослоя толщиной 10 мкм означает приложениенапряжения велищщой нескольких десятковвольт,Например, исследуют кремниевую структурус диэлектрической изоляцией элементов (КСДИ)представляющую собой плоскую кремниевуюпоиикристаллнческую подложку, на одну изповерхностей которой выходят многокрнсталлические кремниевые элементы, изолированныемежду собой и от пбдложки слоем оксидакремния толщиной 2 мкм. Эта поверхностьполирована и представляет собой мозаику. монокристаллов кремния, разделенных черезоксидную пленку полосками поликристаллической подложки, Задачей контроля являетсяполученйе иэображения структуры и выявление 4закороток изоляции. В качестве регистрирующего материала используют термопластическийноситель ТПН - 10 толщиной 4 мкм на металли.зированной лавсановой подложке. Между слоемвисмута на лавсане и КСДИ прикладываетсянапряжение порядка 1000 В в течение 1 с.Проявление изображения ведут при 80 С в течение 0,5 - 2 с, (до появления максимальногорельефа). Полученное рельефное изображение 10 отражает структуру исследуемой поверхностиКСДИ, причем подложка изображается в видеканавок глубиной 0,2 - 0,5 мкм, Монокристаллцческие элементы, закороченные на подложкучерез дефект (закоротку) диэлектрической 15 изоляции, также изображаются в виде углублений, Иэображение наблюдалось через бинокулярный микроскоп МБС - 1 при косом освеще..нии на просвет. Глубина рельефа измеряетсяна микроинтерферометре МИИ - 4.20 Использование предлагаемого способа контроля позволяет обнаруживать как явные дефек.ты диэлектрических слоев, так и потенциальные - слабые места. Таким образом можетбыть решена задача оптимизации технологии 25 изготовления диэлектрического слоя, а такжепрогнозирование качества и надежности готового иэделия, Разбраковка диэлектрических покрытий в процессе изготовления позволяет избежать дальнейших операций в производстве 30 заведомо бракованных изделий. Формула. изобретения 35 Способ контроля дефектов слоев материалов,заключающийся в наложении исследуемого слояна слой термопластического материала, нагреваи охлаждения термопластика, о т л и ч а ющ и й с я. тем, что, с целью увеличения 40 чувствительности и разрешающей способностиконтроля, систему помещают в электрическоеполе, а нагрев и охлаждение термопластикапроизводят после удаления его с исследуемогослоя. 45Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 360599,кл, 6 01 й 27/24, 1971.2. Авторское свидетельство СССР Хо 431440,кл. 6 01 й 27/60, 1973 (прототип);