[发明专利]使用稳定流体溶液的基片制备和制造稳定流体溶液的方法

说明书

背景技术

[0001]在半导体器件(如集成电路、存储单元等)制造中，执 行一系列制造操作以在半导体晶片(“晶片”)上形成特征。这些晶 片包括具有限定在硅基片上的多层结构形式的集成电路器件。在基 片层，形成具有扩散区的晶体管器件。在后面的层中，使互连的金 属线形成图案并且电连接到这些晶体管器件以形成需要的集成电 路器件。并且，图案化的导电层通过介电材料与其他导电层绝缘。

[0002]在该一系列制造操作过程中，晶片表面暴露于各种类型 的污染物。实质上在制造操作存在的任何材料都是潜在的污染源。 例如，污染源可包括，尤其是，处理气体、化学制剂、沉积材料和 液体。各种污染物会以粒子形式沉积在该晶片表面。如果不去除该 粒子污染，在该污染附近的器件将很可能不能工作。因此，必须基 本上彻底地将污染从晶片表面清除，而不损伤限定在该晶片上的特 征。然而，粒子污染尺寸往往处于制造在晶片上的特征的关键尺寸 大小的量级。去除如此小的粒子污染而不对晶片上的特征造成不利 影响是十分困难的。

[0003]传统的晶片清洁方法非常依赖机械力以从晶片表面去除 粒子污染。随着特征尺寸持续减小并且变得更加易碎，由于向晶片 表面施加机械力而导致特征损伤可能性增加。例如，当受到足够的 机械力冲击时，具有高纵横比的特征容易崩塌或者破碎。使清洁问 题进一步复杂化的是特征尺寸的减小也导致粒子污染尺寸减小。尺 寸足够小的粒子污染会进入晶片表面上难以到达的区域，如在被高 纵横比特征围绕的沟槽中。因此，在现代半导体制造过程中的污染 物的有效及无损去除代表了晶片清洁技术的持续发展中遇到的持 续的挑战。应当认识到用于平面显示器的制造操作遭遇到与上面讨 论的集成电路制造相同的缺点。

[0004]很多时候，设计用来清洁表面的溶液并不足够稳定，久 而久之，它们的稠度会改变。稠度改变的一个例子是当溶液中的材 料浮到顶部或者沉到底部。如果发生这种情况，就需要重新混合， 或者再次确认该溶液，这样其仍可以应用于基片表面并且该溶液预 期的反应/结果仍然是有效的。出于这个原因，一些溶液不能够制作 并且存储以备以后使用，因为该溶液许多在没有额外测试和重新处 理的情况下不能正确地起作用。

[0005]综上所述，需要这样的溶液，其能够制造、存储并且在 以后使用，而不需要额外的测试、采样、重新搅拌、重新处理、重 新混合等。

发明内容

[0006]一般地说，本发明通过提供可弹性地将固体材料保持为 悬浮的稳定溶液而满足这些需求，从而不允许固体材料与该清洁溶 液的其余部分分离。该溶液优选地包括聚合的高分子，其使该流体 中的固体微粒稳定，从而防止由于该固体微粒与该溶液的连续媒介 的相对浮力而使该固体微粒浮到该溶液顶部或沉到该溶液底部。在 一个实施方式中，该聚合高分子与联结点形成实体网状体，从而使 该溶液具有有限的屈服应力。因此，当利用低于该屈服值的应力变 形时，该实体网状体相当于弹性固体。高于该屈服应力的应力施加 到该材料，该网状体将屈服，导致该溶液的行为类似流体。如果该 固体的浮力提供的应力低于该连续媒介的屈服应力，那么这些固体 微粒将陷在该网状体中不能移动。这个实体网状体通过保持这些微 粒悬浮而使该清洁溶液稳定，但不阻止其功效，因为该溶液在高于 该屈服应力时的行为如同流体。另外，该聚合添加剂可赋予该溶液 弹性，可以在应用时可提供相对晶片表面的法向力，这个力促进固 体-晶片接触并且更好地去除污染。

[0007]应当认识到本发明以许多方式实现，包括设备、方法和 系统。下面描述本发明多个创新性实施方式。

[0008]在一个实施方式中，提供一种用于制造在制备基片的表 面中使用的溶液的方法。该方法包括提供连续媒介，将聚合物材料 添加到该连续媒介。将脂肪酸添加到具有该聚合物材料的连续媒 介，并且该聚合物材料形成实体网状体，该网状体在溶液中施加力 来克服该脂肪酸受到的浮力，由此防止该脂肪酸在该溶液内移动， 直到施加的搅拌超过该聚合物材料的屈服应力。所施加的搅拌是来 源于将该溶液从容器传输到将该溶液施加到该基片表面的制备台。