[发明专利]用动态光散射的水杂质测量

说明书

一种用于确定水的杂质度的方法，包括对大量待测水样本执行(200)动态光散射分析。所述大量样本中的每个样本包括相应尺寸和相应已知量的添加的单一尺寸聚合物微球。确定(220)在动态光散射分析的尺寸分布曲线中产生在背景噪声水平上可辨别的可检测信号的单一尺寸聚合物微球的最小尺寸。确定(230)产生可检测信号的所确定最小尺寸的单一尺寸聚合物的最小量。待测水的杂质度取决于单一尺寸聚合物的所确定最小尺寸和所确定最小量来分配(240)。

技术领域

当前呈现的技术一般是指水杂质测量。

背景技术

在当今的半导体工业中，趋势是使用尺寸越来越小的电子部件。一直致力于制造具有尽可能小线宽的部件的晶圆。

一个关键因素是在制造过程期间清洗晶圆。如果冲洗水含有杂质，这些杂质可能粘在晶圆表面并可能破坏结构。一般认为，冲洗水中的杂质必须小于晶圆结构的线宽，以便避免对所生产的晶片造成太大的废品率。

有不同的现有技术分析方法可以用于量化和表征杂质的尺寸和量。一种方法是使用光电子能谱(PES)，其中允许具有明确定义能量的电磁辐射撞击样本并诱导样本发射电子。如果使用激发X射线，该方法经常称为化学分析电子能谱(ESCA)或X射线光电子能谱(XPS)。通过测量激发X射线的能量与发射的光电子的动能之间的能量差，确定电子在原子中的结合能。这些结合能是元素的特点，也是原子水平上一部分化学环境的表点，并且因此可以用于确定表面的元素成分及其化学成分。由于物质中光电子的平均自由程非常有限，该方法确实对表面极为敏感。通过允许水样本在充分表征的基材上干燥，溶解在水中的粒子和物质会留在基材表面并且可以通过例如ESCA很容易被识别和测量。

扫描电子显微镜(SEM)是对小特征进行成像的方法。用聚焦电子束以光栅扫描模式来扫描表面。电子与样本中的原子相互作用，从而产生各种信号，这些信号包含关于表面形貌和样本的可能成分的信息。束的位置与检测到的信号的强度相结合以产生图像。在最常见的SEM模式下，检测由电子束激发的原子发射的二次电子。可以检测到的二次电子的量、以及因此信号强度尤其取决于样本形貌。SEM可以实现优于1纳米的分辨率，并且因此可以用于分析作为干样本所提供的杂质的尺寸。

还有大量其他类型的分析方法可以用于测试水质。在以下文章中找到了一篇综述：M.P.Herrling和P.Rychen，“Review of nanoparticles in ultrapure water:definitions and current metrologies of detection and control[超纯水中的纳米粒子的综述：检测和控制的定义和当前计量]”，《超纯微》，第1卷，第1期，2017年11月30日，第34-43页。这里，得出的结论是，目前，小于10nm的目标粒子尺寸只能通过使用冷凝粒子计数器的系统和使用批量测量模式的技术来覆盖。

动态光散射(DLS)是一种基于记录样本中的布朗运动的跟踪分析方法。已制成尺寸小于10nm的粒子。然而，这种粒子的浓度必须非常高以实现可测量的信号，浓度是半导体工业中的冲洗水所要求的纯度水平的几个量级高。

因此，当转向极窄的线宽时，没有合适的方法用于直接在线验证冲洗水的质量是否合格。

用于验证半导体制造过程中的水杂质的方法必须足够快，以能够快速检测使用了质量不足的水的批次。这种批次可能然后会被拒绝，并且可以在影响其他批次之前调查水质不良的原因。同时，该方法必须对至少5-20nm范围内的杂质敏感，以与近期的线宽相容。而且，现在正在建设的生产线(利用了具有亚纳米线宽的定向自组装(DSA))可能需要纯度更高的工艺水。

发明内容

一般目的是实现一种用于确定水杂质的方法，该方法适合用作制造过程中的在线验证方法。

上述目的是通过根据独立权利要求的方法和装置来实现的。在从属权利要求中限定了优选实施例。