Очистка поверхности кремниевых пластин от органических и неорганических примесей тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

КИЕВСКИЙ ОЭДЕНА ЛЕНИНА ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Ш. 50- ЛЕТИЯ ВЕЛИКОЙ ОКТЯБРЬСКОЙ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

На правах рукописи да 541. 183.1

МАКСИНА Татьяна Яковлевна

ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ •

Специальность 02.00.04 - Физическая химия

- ......А з-тор е -е-р-а -т •

диссертации на соискание .ученой степени кандидата химических наук

Киев 1990

Работа выполнена в Московском авиационном технологичеср институте шл.К.о.Циолковского и в Государственно:.! научно-исс довательском и проектном институте хлорной промышленности

Научны:-! руководитель: доктор химических наук,

профессор Сотников З.С.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, просоессс

Зорин А.Д.

кандидат химических наук, доценч Дорофеева Н.Г.

Ведущая организация: ПО "Тор" МЭИ СССР

' Защита" состоится " 22 jooq г в- час. на

заседании. специализированного совета К 068.14.16 в Киевском ордена Ленина политехническом институте им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции по адресу: Киев- 56, пр.Победы, 37,корп..1,"; 4, ауд.118.

■ 0•.диссертацией-мшно ознаксшться- -е -би&гютеке • Кпевскоз политехнического института, Киев - 56, пр.Победы,-3?.

Автореферат разослан cejuJtbjbQ- 1930 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат химических наук п ^ ^ Ьудницкая A.A. '

АННОТАЦИЯ

Требования к чистоте поверхности полупроводниковых пластин исключительно высокие (остаточное содержание примесей не должно превышать тысячной доли монослоя), поэтому исследование процесса отмывки пластин должно проводиться на молекулярном уровне, что находится за пределами возможностей многих аналитических методов. Последним, видимо, можно объяснить недостаточно высоки® уровень опубликованных работ, противоречивость и отсутствие количественных результатов по действию реагентов при отмывке поверхности полупроводниковых пластин от наклееч-ных веществ.

Основной целью диссертационной работы являлось исследование эффективности отшвки поверхности кремниевых пластин от воска и СКТМ (смесь канифоли с трансформаторным иаолом и этиловым спиртом'в соотношении 1:0,01:3) в органических растворителях и в растворах сильных окислителей, а также исследование процессов десорбции ионов металлов с поверхности пластин растворами плавиковой кислоты и адсорбции ионов металлов из растворов этияендиаминтатрауясусной кислота (ЭДТА) на поверхности пластин при их полировке.

В соответствии с поставленной целью в работе были решены следующие• задачи: ■>■• -..■■. .......................... •■..•.

- исследована на молекулярном уровне эффективность отшвки поверхности кремниевых пластин от воска и СКТИ в ацетоне, бензина, изопрошиовом спирте, толуоле я четырэххлористом углероде;

- исслэдоэааа та молекулярном уровне эффективность отмывки поверхности кремниевых пластин о? воска и СКТМ в растворах НМ03 ,НгБОч, Нг Ог + А/НчОН, Ог *¿Оу ;

- опраделаны наиболее эффективный органический растворитель

и наиболее эффективныйнэорганичеекнЗ реагент-.(окислитель) при огмывко пластин-от воска и СКТг^я выяснена возможность замены первого вторым;

- определено насколько полно десорбируются плавиковой кислотой ионы металлов с поверхности пластин кремния;

- выявлены закономерности в адсорбции ионов металлов на поверхности кремниевых гхлаетин из растворов ЭДТА.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований процесса отмывки поверхности кремниевых пластин от воска и СКТМ в растворах:

НР/05, s О,*%//zOz + //Hf ОН, /-íz Ozt HZS О * ;

- результаты экспериментальных исследовании процесса отмнвки поверхкееги кремниевых пластин от воска и СКТМ в ацетоне, бег зине, изопропиловом спирте, толуоле, четырезсхлориетом углероде;

- теоретический анализ выполненных расчетов равновесий в системе: поверхность пластин кремния, содержащих ионы металлов, -растворы ЭДТА и плавиковой кислот при различных значения рН;

- результаты экспериментальных исследований процессов адсорбции ионов металлов из растворов плавиковой и ЭДТА кислот на поверхности кремниевых пластин.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕШСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ' ТЕМЫ. Очистке поверхности полупроводниковы: материалов уделялось большое внимание на всех этапах развитш микроэлектроники. Особую важноств проблема чистоты поверхности приобрела с возникновением пленарной технологии, при которой свойства поверхности оказывают существенное влияние на ш раметры приборов.

Знание механизма адсорбции и десорбции примесей на пове; хности полупроводниковых материалов исключительно ваяно для . проведения целенаправленного,. эффективного процесса очистки.

Изделия полупроводниковой электроники создаются на сено во пластин кремния, арсенида галлия и других полупроводников: материалов. Пластины изготавливают путем резки слитков, напр: мер, кремния с помощью тонких алмазных дисков. При этом на п верхности пластин возникает глубокий нарушенный слой, удален которого проводят методами последовательной шлифовки и полир вки пластин. С этой целью пластины кремния наклеивают воско.м другим наклоечным веществом на специальные диски, изготовлен ные из алюминия. После завершения процесса полировки пластин снимают с диска и тщательно отмывают ет наклеечных веществ в различных органических растворителях. Предприятия полупровод ковой промышленности на отмывку пластин от наклеечных матери лов расходуют тысячи тонн дорогостоящих органических раствор телей. В большинстве случаев растворители поело их использо 2

ния для отмывки пластин, попадают в сточные веды, вызывая загрязнение подземных вод и рек.

Исследование возможности замены органических: растворителей при отмывке поверхности кремниевых пластин от воска и СКТМ на неорганические реагенты, а такие снижение степени загрязнения поверхности кремниевых пластин неорганическими примесями в процессе их полировки является актуальной задачей. НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

- впервые на молекулярном уровне изучен процесс отмывки поверхности кремниевых пластин от воска и СКТМ в ацетоне, бензине, изепрэпиловом спирте, толуоле, четыреххяеряетом углероде и в растворах: НЫОа, ¿/¿О^М^ОН, //гОг ;

- выявлены закономерности процессов отмывки пластин кремния от воска и СКТМ в органических растворителях и в растворах окислителей; ............. ....

- установлено, что эффективность отмывки поверхности пластин от воска и СКТМ в органических растворителях сопоставима с отмывкой в растворах сильных окислителей;

- выведены уравнения и выполнены расчеты равновесий в система: поверхность пластин кремния, содеряащих ионы металлов, - растворы плавиковой и ЭДТА кислот при различных значениях рН;

- теоретически обосновано применение ЭДТА в технологии интег- / ральных схем с" целью снижения степени загрязнения ионами различных металлов поверхности кремниевых пластин непосредственно при их полировке;

- изучен процесс адсорбции ионов металлов из растворов ЭДТА на поверхности кремниевых пластин.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕН!® РАБОТЫ. Проведенные исследования позволили определить, что эффективность отмывки поверхности кремниевых пластин от воска и СКТМ в растворах сильных окислителей сопоставима с отмывкой пластин в органических растворителях. Замена последних на неорганические реагенты позволит значительно облегчить очистку сточных вод. Внедрение в технологически процесс полировки пластин кремния раствора ЭДТА заметно снизит адсорбцию ионов металлов из полирующих составов на поверхности пластин,,

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты работы были доложены на Всесоюзном семинаре " Современные проблемы

химической метрологии" (г.Харысов31990 г.), на семинаре по бо чистым веществом (г.Горький,1990 г.) и на отраслевом со нии технологов полупроводниковых заводов (г.Томилино_,1989 Основной материал диссертационной работы изложен в четырех тьях.

СТРУКТУРА И ОБТЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из ввел пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы из 74 наи нований, изложена на 92 страницах, содержит 21 рисунок и I блиц..

Во введении обоснованы тема работы, указаны положения торые выносятся на защиту.

В первой главе рассмотрены основные положения и принл отмывки поверхности полупроводниковых пластин от органичес и неорганических примесей. Отмечены недостатки сущеетвующи тодов отмывки, сформулирована цель и поставлены задачи исс вания.

Во второй главе приведены результаты исследований отк поверхности пластин кремния от врска и СКТМ в растворах си окислителей.

В третьей главе рассмотрены результаты исследований с ки поверхности пластин кремния от воска и СКТМ в особо чис органических.растворителях.

" ' Четвертая глава'соД'еШйт'результаты исследований "по г нению плавиковой кислоты для-очистки поверхности кремниеви стин' ет неорганических примесей.

В пятой главе рассмотрен процесс адсорбции ионов мета из растворов ЭДТА на поверхности пластин кремния при их пс вке.'

ОСНОВНОЕ СОДЕШНИЕ РАБОТЫ

В литературном обзоре рассмотрены основные положения, нципы и методы отмывки поверхности полупроводниковых пласт органических и неорганических примесей.

В экспериментальной части работы рассмотрены резухьтв по отмывке поверхности кремниевых пластин от воска и СКТМ, лученные с применением метода нейтронной активации и гамма (бетта) - спектрометрии. Метод позволил на молекулярном yj изучить кинетику процесса отмывки пластин от наклеечных ве 4

ств в растворах окислителей.

Исследование с радиоактивными индикаторами проводилоеь на полированных пластинах кремния, предварительно отмытых в особо чистых органических растворителях, смеси Н^О^*МНуОН+Н^О (1:1:4) л деионизованной воде. Далее пластины погружали в радиоактивный раствор ионов Си (II)64, (I)110, (II)197, или в концентрации 5 • 1<Г^%, определяли величины их адсорбции в ион/см^ поверхности пластин, затем исследовали процесс десорбции ионов меди или другой радиоактивной примеси в растворах сильных окислителей: НА/0$ а Н2 ^Оц} ¿2? / БОц,

О £ + А/Ну ОН + 0 при Т=90+5°С в зависимости от времени выдеряки пластин (времени отмывки) в указанных окислителях.

После исследования адсорбции и десорбции радиоактивных примесей на чистой поверхности пластин кремния проводили исследование процесса отмывки пластин кремния от воска или СКТМ. С этой целью на чистую' поверхность кремниевых пластин снова адсорбировали одну из радиоактивных примесей, определяли, величины адсорбции, а затем пластины помещали в раствор воска или СКТМ на 2,5 мин. Таким образом поверхность пластин с радиоактивной примесью покрывали слоем воска, т.е. воспроизводили реальный технологический процесс по содержанию воска на поверхности пластин. Далее пластины отмывали от воска или СКТМ в растворах окислителей или органических растворителях. Кинетика-десорбции- -радиоактивных примесей ^поверхности пластин кремния раствора- . ми окислителей сравнивалась'с кинетикой десорбции тех не примесей с поверхности пластин, покрытых воском или СКТМ, теми ж® реагентами, что позволило сделать заключение о полноте отмыв- ' ки пластин от наклвечных веществ.

В связи с тем, что отмывка пластин проводилась при Т=90+5°С, не обходит,ю было выяснить роль температуры и окислителя на процесс отмывки.

Из результатов, приведенных на рис.1 следует, что горячая вода не является активным реагентом в десорбции ионов .серебра и меди с поверхности пластин, не покрытых, а тем более, покрытых воском.

Особый интерес представляют результаты по десорбции ионов (Р04)3~ с поверхности пластин 10$ раствором соляной кислоты (рис.1). В этом случае, удалось выяснить роль температуры на удаление воска с поверхности пластин. Воск, как и при действии

горячей воды, не удаляется на молекулярном уровне с поверхнос ти пластин в растворе соляной кислоты, не являющейся окислит«

(ч

»9"

с«'

Си Р-

РисД Десорбция ионов серебра, меди е поверхности пластин креь ния.при отмывке водой .и .фосфора при.отмывке 105? соляной кислотой: Си ^, РОуг~ - пластины не покрыты воском Ад + Сц^^ РО^ - пластины покрыты воском. На рис. 2 приведены результаты по десорбции ионов меди 10$ и концентрированной серной кислотой.

! ю гни«.

Рис.2 Десорбция ионов меди с поверхности пластин кремния при отмывке 10% (О, -ф) и концентрированной серной кислотой (х ,-з С'и2-4 - пластины не покрыты воском си - пластины покрыты воском

Показано, что концентрированная серная кислота как сильный окислитель значительно полнее десорбирует ионы меди с поверхности плаетин не покрытых и покрытых воском.

Аналогичная закономерность наблюдается при отмывке поверхности кремниевых плаетин от воска и концентрированной азотной кислотой.

Роль сильного окислителя видна и при отмывке поверхности кремниевых пластин от воска в НгО (1:1:4)

и Ог + И^вО^ (1:1). Из результатов, приведенных на рис.3, следует, что смесь Иг* Н^вОу ,как более сильный окислитель, весьма эффективно отмывает поверхность пластин от воока.

Рис.3 Десорбция ионов меди с поверхности пластин кремния при отмывке смесями реагентов: М + ( О , 0 )'

Си2-'* - пластины нэ покрыты воском пластину покрыты.воском.

Результаты, полученные при отмывке поверхности кремниевых пластин от ОКИ в растворах окислителей: з +

ЫНчОН* НгО3 /-/¿О^-Н^Оч показывают, что и в этом случае смесь наиболее полно отмывает поверхность

пластин от СКТМ.

Для сравнения одновременно проводилось исследование эффективности отмывки поверхности кремниевых пластин от воска в

7

изопропиловом спирте и толуоле. Установлено, что пластины заметно быстрее отмываются от воска в органических растворителя: чем в растворах указанных выше окислителей.

Рассмотрены результаты исследований отмывки поверхности кремниевых пластин от воска И СКТМ в особо чистых органически растворителях (ацетоне, бензине, изопропиловом спирте, толуол1 четыреххлористом углероде) и смеси перекиси водорода с серной кислотой с контролем процесса отмывки методом многократного н рушенного полного внутреннего отражения (МНПВО) в инфракрасно области, полученные на приборе ИК-435 "Шимадзу".

Предварительно исследовали состояние исходной (чистой) п верхности пластин кремния. На ИК-спектре исходной поверхности (рис.4а) имеется полоса поглощения с частотой колебания 2809е соответствующая валентным колебаниям СН-групп, появление кото рых на поверхности обусловлено адсорбцией органических примес из деионизованной воды, применяемой для финишной отмывки плас тин.

* .0 •

Рис.4 ЙК-спектры: а- чистой (исходтэй)поверхноети пластины кремния; б- поверхности пластины кремния после нагрева при 573К в токе аргона.в течение 30 мин.

На ИК-спектре, полученном после прогрева пластин при Т=573К в токе аргона в течение 30 мин., заметно уменьшается интенсивность полосы с частотой колебания 2809 см-1, что свидетельствует о снижении на поверхности СН-групп (рис.46).

После исследования состояния исходной (чистой) поверхности пластин кремния проводили исследование процесса отмывки 8

поверхности пластин от воска и СКШ в органических растворителях при Т=80+5°С (для ацетона 50-56°С) в течение 1-2,5-5 минут.

С этой целью на поверхность пластин наносили тонкую пленку воска или СКТМ. Для удаления остатков растворителей пластины выдерживали в термостате при Т=80+5°С в течение 10 мин. Затем снимали ИК-спектры с поверхности пластин, покрытых воском или ИКТМ, и после их отмывки в различных органических растворителях. Результаты приведены на рис.5-8.

На рис.5а приведен исходный ИК-спектр воска. На этом спектре тлеются полосы поглощения с частотами"3650 см~*,3437 см--'-, 2800-3000 см--1-, соответствующие валентным колебания:,I ОН-групп и различных углеводородных групп, относящихся к воску.

ИХ д.сч"

" а б

Рис.5 ЙК-спектры при отмывке пластин кремния от воска в толуоле: а- исходный образец; б: I- отмывка I мин., 2-отмывка 2,5 мин., 3-отшвка 5 мин.

На рис.56 приведены ИК-спектры, полученные при отмывке пластин от воска в толуоле в зависимости от времени. Оставшаяся после отмывки пластин часть воска контролировалась по интенсивности полосы поглощения с частотами 2800-3000 в ИК -спектре. Увеличение временй до 5 глин, приводит к глубокой отмывке поверхности пластин от воска.

Установлено, что пластины кремния эффективно отмываются от воска в изопропиловом спирте и несколько хуже з бензине.

Отмывка пластин от воска в четыреххлористом углероде происходит значительно хуке, чем в указанных выше растворителях

(рис.6). На ИК-сиектре после 5 мин. отмывки обнаружены остат míe полосы поглощения в области 2800-3000 см~^, соответетву щпе валентным колебаниям СН-групп, входящих в структуру воск

rs:o О.сл'*

1SOO 1.С1

а б

Рис.6 Ж-спектры при отмывке пластин кремния от воска в четыр хлористом углероде: а-исходный образец; б:I- отмывка I мин., 2- отмывка 2,5 мин., 3-отмывка 5 мин.

На рис.7-8 приведены, резу^таты отмывки.пластин кремния., от СКТГЛ в органических растворителях. Предварительно, как и в случае о воском, на поверхность пластин наносили тонкую шгенк СКТМ и снимали Ж-спектры. В полученных спектрах имеются поло сы поглощения с частотами колебаний 3423 см-, 2800-3000 см"^ соответствующие валентным колебаниям молекул вода и СН-групп, входящих в состав СКТМ;

В ИК-спектрах после отмывки пластин в органических раств! ригелях интенсивность полос поглощения с частотами колебаний при 2800-3000 см-"'- уменьшается, что свидетельствует об уменьшении на поверхности пластин углеводородных групп, принадлежа щкх СКТМ.

Установлано, что поверхность пластин кремния достаточно полно отмывается от СКТМ в органических растворителях (кроме бензина) в течение 5 мин. Эффективность отмывки возрастает в ряду: бензин - четыреххлористый углерод - ацетон - изопропило вый спирт - толуол.

10

Рис.7 ИК-спектры при отшвке пластин кремния от СКТМ в толуоле : 1-исходный образец, 2-отмывка I мин,,3—отмывка ' 2,5мин. ,4-отшвка 5 мин.

Рис.8 ИК-спектры при отмывке пластин кремния от СКТМ в бензине: I- исходный образец,2-отмыв-ка I мин. ,3-отмывка 2,5 глин., 4-отмывка 5 мин.

о

'а б

Рис.9 Ж-спектры при отмывке пластин кремния от воска в смеси + а-псходный образец;б: 1-отмывка I мин., 2-от-

мывка 5 мин., 3-отмывка 7,5 мтш. Для сравнения были проведены исследования по отшвке пластин от воска и СКТМ в смеси ^¿О^ + .Установлено,

что для глубокой отмывки поверхности пластин в окислителях тре-

буется в 1,5-2 раза больше времени. При таком условии резулз таты отмывки в смеси НцО^ ^¿Яу сопоставимы с отмывкой органических растворителях, что видно из результатов, призе; ных на рис.9.

Проведены исследования по применению плавиковой кислот! для очистки поверхности кремниевых пластин от неорганические примесей. Рассмотрен механизм адсорбции ионов металлов на пс верхности пластин и механизм их десорбции в растворах плавш: вой кислоты.

Выведены уравнения и выполнены расчеты по определению с тимальной концентрации плавиковой кислоты при различных зна* ниях рН растворов, необходимой для снижения в " оС " раз ког центрации иона металла в растворе. Показано, что при низких значениях рН активность фторид-иона очень шла, и поэтому ос разование комплексных соединений осуществляется в недостаток ной степени, а для снижения концентрации иона металла в 10® раз необходимы практически недостижимые концентрации плавике вой кислоты.

•V

Однако, поскольку положиться на одни расчеты строго не; зя.были проведены дополнительные экспериментальные исследовг ния. С этой целью на поверхности пластин кремния, содержащие диоксид кремния толщиной 20-25 Я, адсорбировали из азотнокш "лых растворов радиоактивные примеси," затем проводили их десс цию в 40% растворе плавиковой кислоты в течение 5мин.(табл.]

Таблица I

Результаты десорбции ионов металлов с поверхности пластин кремния плавиковой кислотой.

Ъ Наименование Содержание примеси в ион/см^поверхносч примеси _

п/п исходное после выдержки в НР

1. Железо (ГЦ) 4,7-Ю1а .<3,4'ТО11

2. Индий (III) 6,2-Ю13 <2,1-Ю11

3. Серебро (I) 7,4-Ю14 8,3-Ю12

4. Ртуть (II) 5,3-Ю14 8,0-Ю12

5. Цинк (II) 2,4'Ю13 ^ 4Д-Ю11

Из результатов, приведенных в табл.1 следует, что если адсорбция ионов металлов происходит на окисленной поверхности кремния по механизму ионного обмена, то плавиковая кислота достаточно полно десорбирует их с поверхности преимущественно за счет растворения диоксида кремния. Ионы и ^ десорбируются менее полно, что обусловлено частичным их восстановлением до. металлов при контакте с неокиеленным кремнием в местах дефектов в диоксиде кремния. '

При адсорбции ионов металлов из раствора плавиковой кислоты, когда тлеется полная возможность восстановления наиболее электроположительных ионов металлов , ') до метал-

лического состояния на поверхности неокисленного кремния, процесс их десорбции раствором плавиковой кислоты происходит значительно менее полно.

Рассмотрен процесс адсорбции ионов металлов из раствора ЭДТА.' Исследование этого процесса представляет практический ' интерес дал предприятий полупроводниковой промышленности в связи с тем,что при полировке полупроводниковых .пластин иепользуют-ся составы <^,71(9о, , содержащие примеси ( Саг4 , ^, /^'и др.) В процессе полировки примеси адсорбируются поверхностью пластин, что приводит к ухудшению их полупроводниковых. . свойств.

Поскольку, камплексообразовакие является одни.! из-важней- -игах приемов, который может быть использован для снижения величин адсорбции примесей на поверхности при полировке пластин,то представляло 'интерес экспериментальное исследование этой возможности с учетом результатов теоретических расчетов. Такой подход к решению задачи позволил облегчить последующий поиск оптимального варианта технологического процесса.

Были выведены уравнения и выполнены расчеты по выбору областей рН и оптимальных концентраций ЭДТА, необходимых для снижения в " " раз начальной концентрации соответствующего иона металла в растворах.

Показано, что при низких значениях рН концентрация свободного аниона ЭДТА, необходимая для снижения концентрации ионов металлов в " оС " раз является недостижимой.

Таблица 2

Интервалы рН и начальные концентрации ЭДТА, обеспечивающие снижение Су+ в 10 раз.

Наименование иона металла Оптимальные значения

п/п РН Концентрация ЭДТА,моль-л-1

I. Медь (II) 4 - ю 6,0-ПГ3

2. Цинк (II) 8 - 14 5,0-10~3

3. Кадмий (II) 8 - 12 5,0'Ю~3

4. Индий (III) 4 - 8 5,0-Ю"3

5. Железо (III) 4 - 10 6,0-ТО"3

6. Кобальт (II) 6 - 14 8,0-КГ3

В соответствии с результатами расчетов дая некоторых ион металлов была изучена адсорбция из растворов в отсутствии и в присутствии ЭДТА. Для ряда ионов металлов определены значения рН, при которых образование гидро^сокомплексов становится пре обладающим процессом.

Таблица 3

Результаты по адсорбции примесей на кремнии из• растворов в отсутствии ЭДТА и в присутствии ЭДТА

}5 п/п Наименование Величины адсорбции примеси в ион/см' примеси поверхности'пластин из растворов

В отсутствии ЭДТА В присутствии ЭДТА

1. Медь (II) 2,1-Ю14 1уО-Юи

2. Цинк (II) 6,7'Ю13 <3,6-Ю12

3. Индий (III) 1,2-Ю14 6,2-ГО11

4. Железо (III) 8,3-Ю13 2,0-Ю12

5. Кадмий (II) 8,0-Ю13 2,9-Ю12

6. Кобальт (II) 4,7*10гз 6,1-Т0Г2

Таким образом, введение в раствор, содержащий ионы метал лов, ЭДТА снижает величины адсорбции ионов, однако не настоль ко глубоко, как этого следовало ожидать на основании расчетох Наблюдающееся "расхождение" в результатах можно объяснит

возможной частичной адсорбцией ЭДТА, удерживающей ионы металлов на поверхности пластин.

ВЫВОДЫ

1.Методами нейтронной активации, гамма (бетта) - спектрометрии и многократного нарушенного полного внутреннего отражения в инфракрасной области изучены на молекулярном уровне процессы отмывки поверхности кремниевых пластин от воска и СКТМ в органических растворителях и в растворах окислителей.

2.Установлено, что поверхность кремниевых пластин достаточно быстро и глубоко (до < ТО^моноелоя).отмывается от воска и СКТМ при Т=90+5°С в растворах: НМ05 , /1г Ог + А//-/« ОМ, Н2Ог+НгБОч.

3.Эффективность отмывки пластин в растворах окислителей возрастает^ ряду: Нг Ог * МНчОН-~ НА/Оъ Иг /У2 Ог + //2 . 4.Показано, что'поверхность кремниевых пластин "такке быстро и глубоко (до С 10~^монослоя) отмывается от воска и СКТМ при Т=80+5°С в бензине, изопропиловом спирте, толуоле и четыреххло-. ристом углероде и при 50-56°С в ацетоне.

5.Эффективность отмывки пластин от воска возрастает в ряду: четыреххлористый углерод- бензин - изопропиловый спирт - толуол, от СКТМ в ряду: бензин - четыреххлористый углерод - ацетон ... - изопропиловый спирт.--толуол.- ...... >•■ ........ ■ - - .........

6.Выявлена возможность замены органических растворителей при отмывке поверхности кремниевых пластин, от воска и СКТМ на отмывку в смеси Н1О2 + Н^Оу при увеличении времени отмывки в 1,5-2 раза, с последующей отмывкой пластин по.технологическому процессу, что в значительной степени облегчит очистку сточных вод.

7.Выведены уравнения и выполнены расчеты концентраций плавиковой кислоты, необходимых для снижения в заданное число раз начальных концентраций ионов металлов при разных значениях рН.

8.Определено, что наблюдающийся эффект очистки поверхности кремниевых пластин от ионных примесей при обработке плавиковой кислотой основан преимущественно на растворении диоксида кремния. Эффективность отмывки поверхности кремниевых пластин от металлических примесей близка к нулю.

9.Выведены уравнения и выполнены раечеты по выбору областей рН и оптимальных концентраций ЭДТА, необходимых для снижения в

заданное число раз начальной концентрации соответствующее на металла в растворах при полировке пластин кремния.

10.Установлено, что величины адсорбции ионов металлов на : рхности пластин кремния из растворов в присутствии ЭДТА з: тельно ниже, чем в отсутствии.

11.С целью снижения загрязнения поверхности полупроводник пластин в процессе их полировки рекомендовано вводить в п рующие составы 10"^- Ю-^ моль-л ЭДТА, являющуюся унив льным комшюксоном.

Основное содержание диссертации отражено в следующих ботах:

1. Максина Т.Я., Савенкова Л.Н..Сотников B.C. Применение виковой кислоты для очистки поверхности кремниевых пласти неорганических примесей // М.,1989.12с.- Деп. ЦНИИ "ЭЛЕК1 НИКА" в сб. "Электронная техника". Сер.7 Вып.5 (I56).I98S lb P-52I0. ' •■•■•• - . ............

2. Максина Г.Я., Савенкова Л.Н. .Сотников B.C. Адсорбция v. металлов на кремнии из растворов комплексонов // М.,1989. 11с.- Деп. ЦНИИ "ЭЛЕКТРОНИКА" в'сб. "Электронная техника" Сер.7 Вып.5 (156). 1989, № Р-5207.

3. Максина Т.Я..Сотников B.C., Кудрявицкая Г.К. Иоследовг процесса отмывки поверхности кремниевых пластин от оргаш

■ ких. примесей, в .растворах окислителей '//.'. М., ,1989.13c,г Дег ЦНИИ "ЭЛЕКТРОНИКА" в сб. "Электронная техника". Сер.2. В* (202). 1989. & P-5I73. •"

4. Максина Т.Я..Антипов А.Н..Колесник В.В..Сотников B.C. Исследование процессов отливки поверхности кремниевых плг от органических примесей методом многократного нарушенноз полного внутреннего отражения в инфракрасной области // I 1990.18с.- Деп. ЦНИИ "ЭЛЕКТРОНИКА" в сб. "Электронная те: ка". Сер.8. Вып.6 (157). 1990. Is Р-5325.