检测用于形成半导体器件的浆料的方法技术

一种形成半导体器件的方法，该方法包括提供半导体衬底，向半导体衬底上施加浆料，其中使用检测方法检测该浆料，该检测方法包括从浆料顶部获取（１２）第一未稀释样品；确定（１８）第一未稀释样品的第一颗粒大小分布特征；从浆料底部获取（１４）第二未稀释样品；确定（１９）第二未稀释样品的第二颗粒大小分布特征；并且将第一颗粒大小分布特征和第二颗粒大小分布特征之间的差值与第一预定值比较（２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及形成半导体器件，并具体地涉及检测用于制造 半导体器件的浆料的方法。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)是在半导体工业中用于平坦形成在半导体 衬底上的层的传统工艺。在CMP期间，抛光垫和浆料置于与被抛光的 层接触的地方且抛光垫相对晶片旋转。使用的浆料是同质的且具有良 好质量很重要。例如，如果当抛光垫旋转的时候浆料颗粒聚集，那么 浆料颗粒会划破抛光层且还引起了残留颗粒和其他表面缺陷。为了避免缺陷问题，半导体制造商需要确保浆料品质满足CMP的 需要。这意味着浆料必须胶体稳定或不能包含由颗粒聚集造成的巨大 聚集体。浆料的现行分析包括不正确或昂贵的检测方法。例如，检测 可能在稀释的浆料样品上进行。由于样品是稀释的浆料，因而未检测 到聚集。然而，当浆料未稀释时它可能有聚集问题。浆料的稀释改变 电解液的浓度并增加颗粒周围电偶层厚度。因此，颗粒稳定而不聚集。 如果在浆料稀释前出现颗粒聚集，那么由于稳定性它们很可能在稀释 后再分散。这就是为什么浆液稀释以检测聚集是不正确的。因为其他 方法包括通过执行CMP处理以确定浆料是否良好以检测浆料，所以这 些方法是昂贵的。上述方法浪费时间、金钱和资源。甚至，在接受浆 料之前执行CMP处理以检测浆料消耗硅晶片、桨料本身、人力和时间。 如果浆料不得不丢弃，则必须净化和清理CMP检测浆料线，其意味着 额外的资源损失。因此，对在CMP工艺之前检测浆料的方法存在需求。附图说明图1是根据以实例方式给出的专利技术的一个实施例的用于检测半导 体器件并使用桨料形成半导体器件的流程图，图2是根据以实例方式给出的专利技术的一个实施例的示出从其中取 出样品的装有浆料的容器，图3是根据以实例方式给出的专利技术的一个实施例的第一颗粒大小 分布的图示，图4是根据以实例方式给出的专利技术的一个实施例的第二颗粒大小 分布的图示，图5是根据以实例方式给出的专利技术的一个实施例的另一用于检测形成半导体器件的浆料的流程图，以及图6是根据以实例方式给出的专利技术的一个实施例的根据图5的流 程图用于保存浆料样品的烧瓶的实例。本领域技术人员理解附图中的元件为了简单且清楚地示出没有必 要按比例画出。例如，附图中的一些元件的尺寸可相对其他元件放大 以有助于提高本专利技术的实施例的理解。具体实施例方式当浆料制造商向半导体制造商提供桨料时，半导体制造商需要知 道质量良好。浆料制造商或半导体制造商会确定质量。目前在半导体 工业中，浆料制造商不提供浆料质量合适的保障，所以半导体制造商 需要确定质量。另外，没有质量检测或方法推荐给半导体制造商用于 检测浆料。而且，没有提供可接受的聚集的参数。这里讨论了检测浆 料聚集和评估是否浆料应该接受或拒绝的分析方法。聚合导致聚集体。 聚合是像硅石颗粒的分开的胶体实体结合在一起形成较大的胶体实体 的过程(聚集)。聚集是可逆的且可再分散或不可逆且不能再分散。在一个实施例中，浆料的质量由声衰减光谱(AAS)确定。通过 测量粘性、散射和信号通过浆料的衍射损耗，AAS获得样品的颗粒大 小分布。在一个实施例中，来自胶体动力学(Colloidal Dynamics)的声波仪II (acousosizer II)可用于执行AAS。声波仪II还可与电动声 波振幅模式(ESA) —起使用以代替衰减模式(即AAS) 。 ESA模式 横跨样品施加电压脉冲，导致胶体颗粒(几乎总是电性带电的)前后 振动。这种运动产生声波。声波可用于横穿桨料，其产生声波。该声 波可用来确定样品的颗粒大小分布。图1所示的流程IO将描述可使用 AAS确定浆料是否应该施加到产品并用于形成半导体器件或应该丢 弃。通常地，桨料存储在巨大容器中(例如1000L)，其有时称作装 运物。如图2所示的是浆料62的容器或装运物60。浆料62可以是任 何浆料。从浆料62顶部获取第一未稀释样品12 (图1)，并从浆料62 底部获取14 (图1)第二未稀释样品62。在没有任何浆料搅拌的情况 下获取第一和第二未稀释样品。换句话说，当获取样品时浆料是静态 的。在一个实施例中，这里讨论的任何未稀释样品可以是近似100至 1000ml的溶液。在获取第一未稀释样品12后，第一未稀释样品被放入第一分析工 具中16，其在一个实施例中是AAS工具。第一分析工具用于确定第一 颗粒大小分布特征18。为了确定第一颗粒大小分布特征18，使用第一 分析工具进行测量。优选地，执行测量直到声音衰减曲线在低频中稳 定且仅使用第一稳定曲线。在第一测量期间曲线稳定。然而，如果在 样品中出现气泡，则在第一测量期间曲线可能不稳定。然而，由于在 测量期间浆料流过在第一分析工具中的管道且在流动期间压力会消灭 气泡，所以在进一步测量后气泡会消失。第一颗粒大小分布特征可为测量参数或从测量的参数中得出的计 算值。例如，在一个实施例中颗粒的中等尺寸(d50)、颗粒的最大尺 寸的百分之85 (d85)或颗粒的最大尺寸的百分之15 (dl5)，由第一 分析工具或由第一分析工具生成的数据计算确定。该d50、 d85或dl5 参数每个单独可以是第一颗粒大小分布特征。可选择的，在公式中可使用两个或多个参数。在一个实施例中，这些参数中的两个相减且该 差可以是第一颗粒大小分布特征。例如，第一颗粒大小分布特征可以是d85-dl5。图3示出根据一个实施例的第一颗粒大小分布的图示70的实例。 x轴72是颗粒大小且y轴74是颗粒数量。如图3所示，第一颗粒大小 分布曲线76是正态分布。元素71标记dl5参数，元素73标记d50参 数，且元素75标记d85参数。这样，d85参数75和d15参数71之间 的差值是颗粒大小分布的宽度。在确定第一颗粒大小分布特征18之后，如果之前未获取的话，获 取来自浆料底部的第二未稀释样品14。换句话说，可以在检测样品前 的任何时间且不需要在获取第一未稀释样品之后或之后立即(指之后 下一步)获取第二未稀释样品。然后第二未稀释样品被放入第一分析 工具中17。第一分析工具然后用于确定第二颗粒分布特征19，其可以 是之前用于描述第一颗粒大小分布特征的任何特征。然而，尽管特征 值可能不同，但是第一颗粒大小分布特征和第二颗粒大小分布特征必 须是相同特征。例如，如果第一颗粒大小分布特征仅是d50，那么第二 颗粒大小分布特征也是d50，尽管第一和第二未稀释样品的d50值可能 不同。本领域技术人员应该理解，可在获取、放置以及确定第一稀释样 品之前对第二未稀释样品进行如上相同工艺的操作。在确定第一和第二颗粒大小分布特征18和19之后，计算第一颗 粒大小分布特征和第二颗粒大小分布特征之间的差值。差值与第一预 定值比较20。第一预定值是判断好或坏浆料的阈值。在一个实施例中，在比较20后，作出差值是否比第一预定值大的 决定22。在另一实施例中，决定22可以是差值是否小于第一预定值。使用图l所示的实施例，如果差值大于第一预定值，那么丢弃浆料24。 如果差值不大于第一预定值，那么作出下面将讨论的另一决定。在d85和d15之间的差值是第一和第二颗粒大小分布特征的实施 例中，第一预定值可以是1到8nm之间的值，或如果使用的桨料是来 自罗姆和哈斯电子材料(Rohm and Haas Electronic Materials)的阻挡浆 料CUS13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成半导体器件的方法（１０），该方法特征在于：向半导体衬底施加浆料，其中使用下述检测方法检测所述浆料，该检测方法特征在于：从所述浆料顶部获取（１２）第一未稀释样品；确定（１８）所述第一未稀释样品的第一颗粒大小分布特征；从所述浆料底部获取（１４）第二未稀释样品；确定（１９）所述第二未稀释样品的第二颗粒大小分布特征；以及将所述第一颗粒大小分布特征和所述第二颗粒大小分布特征之间的差值与第一预定值比较（２０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成半导体器件的方法(10)，该方法特征在于向半导体衬底施加浆料，其中使用下述检测方法检测所述浆料，该检测方法特征在于从所述浆料顶部获取(12)第一未稀释样品；确定(18)所述第一未稀释样品的第一颗粒大小分布特征；从所述浆料底部获取(14)第二未稀释样品；确定(19)所述第二未稀释样品的第二颗粒大小分布特征；以及将所述第一颗粒大小分布特征和所述第二颗粒大小分布特征之间的差值与第一预定值比较(20)。2. 如权利要求l所要求的，其中所述检测方法进一步特征在于 确定(32)所述第一未稀释样品的大颗粒的第一总数量；以及 将大颗粒的所述第一总数量与第一阈值比较(34)。3. 如权利要求2所要求的，其中所述检测方法进一步特征在于 确定(42)所述第二未稀释样品的大颗粒的第二总数量；以及 将大颗粒的所述第二总数量与第二阈值比较(44)。4. 如权利要求3所要求的，其中所述检测方法进一步特征在于 将大颗粒的所述第一总数量和大颗粒的所述第二总数量之间的差值与第二预定值比较(50)。5. 如权利要求l、 2、 3或4所要求的，其中所述检测方法进一步 特征在于基于所述比较步骤(20、 44或50)，丢弃(24、 48或54)所述浆料。6. 如权利要求1或4所要求的，其中所述检...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普莫努瓦耶，雅诺什法尔卡斯，法里迪瑟贝，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]