Щелочной травитель для утонения кремния

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии утонения кремниевых пластин с готовыми структурами и решает проблему улучшения экологической безопасности по сравнению с 5 кислотными травителями для аналогичных целей.Цель иэобретения - повышение изо- . тропности травителя и,увеличение скорости травления, 10Дополнительное введение в состав травителя гидроокиси тетраметиламмония обеспечивает травителю изотропность, т,е.независимость скорости травления кремниевых пластин от их кристаллографической "5 ориентации, при этом уравниваются скорости травления пластин кремния, ориентированных в плоскости (111), с пластинами кремния, ориентированными в плоскости (100) В результате угеличивается скорость 20 травления пластин кремния. ориентированных в плоскости (111), а следовательно, повышается химическая активность травления при утонении пластин кремния с различной кристаллографической ориента. 25 цией,Кроме того, введение в состав травителя гидроокисиетраметиламмония (ГОТМА) как щелочи усиливает химическую активность травителя вследствие повышения сте- ЗО пени растворения кремния в комплексном составе щелочей: гидроокись калия - гидро- окись тетраметиламмония; позволяет расширить количественное содержание гидроокиси калия и подавить при этом рас слоение травителя на отдельные разделяющиеся слои воды и изопропилового спирта вследствие увеличения общей концентрации ОН-групп и снижения концентрации ионов калия в общем объеме травителя по 40 отношению к ОН-группам.Следует отметить, что вследствие увеличения скорости растворения пластин кремния различной ориентации в указанном травителе для утонения пластин крем ния сокращается длительность пребывания кремниевой пластины в травителе, что совместно с его полирующими свойствами практически полностью снимает шероховатость поверхности и улучшает ее плоскопа раллельность.Данный травитель позволяет снимать слои кремния с пластин, ориентированных как в плоскости (111), так и в плоскости (100) на толщину 150-200 мкм, при этом 55 обеспечивается шероховатость обрабатываемой поверхности при утонении 0,025- 0,030 мкм, неплоскопараллельность 1,5-2,0 мкм/см и стабильная скорость травления 10. 1 мкм/мин при температуре травителя 353 К.Количественное содержание всех компонентов в данном щелочном травителе для утонения кремния является оптимальным для получения положительного эффекта и достижения цели изобретения,Щелочной травитель для утонения кремния предлагаемого состава использовался при изготовлении СБИС ОЗУ емкостью 64 К, выполняемых по МОП-технологии.Для этой цепи было запущено шесть партий пластин кремния КДБ, ориентированных в плоскости (111), диаметром 150 мм (по 20 пластин в партии) по базовому технологическому маршруту изготовления СБИС К 565 РУ до операции утонения пластин с готовыми структурами,На пяти запущенных партиях дальнейшей операцией было утонение кремниевых пластин с непланарной (нерабочей) стороны на толщину 150 мкм, Исходная толщина пластин 500"-10 мкм, Утонение осуществляли в предлагаемом щелочном травителе и далее по существующему маршруту.Травитель приготовляли из компонентов марки ОСЧ с использованием деионизованной воды (20 МОм), Готовили пять составов, количественное соотношение которых приведено в табл. 1,П р и м е р ы 2 - 4. Приведены в табл. 1, соответствуют данному щелочному травителю для утонения кремния.После смешивания компонентов травителя его выдерживают в течение 30 - 40 мин, после чего травитель готов к использованию.Съем кремния при утонении пластин осуществляется в установке ДРМЗ. 249025 на эластичных капралоновых столиках с вакуумной присоской, на которые укладывают кремниевые пластины планарной стороной к поверхности столика. После их укладки и присоски столик погружают в травитель и начинают обрабогку непланарной стороны (процесс утонения) в травителе при одновременном газовоздушном обдуве рабочей планарной стороны пластины. В результате этой операции снижается степень воздействия химических компонентов на активные и пассивные структуры полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Обдув кремниевой пластины осуществляют по ее периферии в направлении, перпендикулярном ее плоскости, при одновременном возвратно-поступательном перемещении держателя с пластиной в травителе в направлении, перпендикулярном ее плоскости, с амплитудой 1 - 5 см и частотой 0,3 - 2 Гц1829773 Таблица 1 аблая,в течение заданого времени, Длительность обработки зад ют исходя из средней статистической величины скорости травления, которая для каждого конкретного состава рассчитывалась и задавалась по контрольному процессу, Процесс травления осуществляют при температуре 353+3 К Качество поверхности после съема слоя кремния оценивают в соответ .твии со стандартом СТСЭВ 638 - 77, Толщину пластин после съема слоя заданной толщины оценивают с помощью эллипсометрического микроскоп. ЛЭМи растрового электронного микроскопа 7 ВМ - 12, плоскопараллельность - с помощью лазерного телевизионного интерферометра ЛИТ - 1, шероховатость - с помощью профилометра блочной конструкции, модель 252. Химичес;ую активность и реакционную способн сть трэвителя оценивают по величине и стабильности скор ти травления. Результаты испытания щелочного травителя для утонения кремния предлагаемого и известного составов приведе; ц в габл. 2,Результат испытания показывают. чтопредлагаемы травитель для утонения кремния позволяет успешно снимать слои кремния на толщину 150 мкм со скоростью 5 10 мкмlмин и обеспечивать при этом шероховатость поверхности 0,025 - 0,030 мкм, неплоскопараллельность поверхности пластин 1,5 - 2,0 мкмlсм, а число обрабатываемых пластин в 1 дм травителя довести 10 до 132 пластины, Длительность процессаутонения составляет 15 мин.Таким образом, из данных, представгенных в табл, 2, видно (см. примеры 2 - 4), что при использовании. данного источника 15 травителя для съема кремния повышаетсяскорость травления пластин кремния, ориентированных в плоскости (111), до 10 мкм/мин, т.е. на три порядка по отношению 20 к прототипу; снижаютсл иерохпватость поверхности до 0,025-0,030 мкм; неплоскопараллельность поверхности кремниевых пластин после снятия слоев толщиной 150 мкм до 1,5 - 2,0 мкмlсм; длительность обра ботки одной пластины при поштучной загрузке до 15 мин.1829173 10 Составитель Ж.МариненкоТехред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор О.Стенина Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 136 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения ЩЕЛОЧНОЙ ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ УТОНЕНИЯ КРЕМНИЯ, включающий изопропиловый спирт, воду и гидроокись ка. лия, отличающийся тем, что, с целью повышения изотропности травителя и увеличения скорости травления, трави- тель дополнительно содержит гидроокись тетрэметиламмония при следующем количественном соотношении компонентов. мас.ь:Изопропиловый спирт 75 - 85 Вода 5-23 Гидроокись калия 1-4 Гидроокись тетраметиламмония 1-6