[发明专利]用于微粒去除的清洁材料组合物

说明书

背景技术

在诸如集成电路、存储单元等等的半导体器件的制造中，一系列的制造过程被执行以限定半导体晶片(“晶片”)上的特征。该晶片(或衬底)包括限定在硅衬底上的多层级结构形式的集成电路器件。在衬底层级上，形成具有扩散区域的晶体管器件。在随后的层级中，图案化互连金属化线路并将其与该晶体管器件电连接以限定想获得的集成电路器件。而且，通过介质材料将图案化的传导层与其他传导层隔绝。

在这一系列的制作过程中，晶片表面暴露于各种类型的污染物。本质上，制作过程中出现的任何材料都是潜在的污染源。例如，污染源除了别的之外可以包括工艺气体，化学品，沉积材料，和液体。各种各样的污染物可以微粒的形式沉积在晶片的表面上。如果该微粒污染不去除，该污染物邻近范围之内的器件就很可能不可用。因此，有必要在不破坏界定在晶片上的特征的前提下以充分地彻底的方式将晶片表面的污染物清洁干净。然而，微粒污染物的尺寸常常与配置在晶片上的特征的临界尺寸相似。去除这样小的微粒污染物而不对晶片上的特征造成不利影响可能相当困难。

传统的晶片清洁方法严重地依赖机械力来将微粒污染物从晶片表面移除。由于特征尺寸继续减小且变得更加易碎，因作用在晶片表面上的机械力的应用而导致的特征损坏的概率增大了。例如，当受到足够的机械力作用时，具有高深宽比的特征容易受到侵害而倒塌或破坏。朝着被缩减的特征尺寸的移动也导致微粒污染物在尺寸上的减小，这进一步使清洁问题复杂化。足够小尺寸的微粒污染物能够达到晶片表面上难以到达的区域，例如，到达被高深宽比的特征所环绕的沟槽中。因此，在现代半导体器件制作中有效的并且无破坏的去除污染物代表了需要持续面对的挑战。应该知道，平面直角显示器的制造操作遭受与上述讨论的集成电路制造相同的问题。

有鉴于此，需要清洁图案化晶片的装置和方法，该装置和方法能够有效地去除污染物而不破坏图案化晶片上的特征。

发明内容

一般而言，本发明的具体实施方式提供了已改进的材料、装置和方法，用于清洁晶片表面，特别是图案化晶片(或衬底)的表面。以上所讨论的清洁材料、装置和方法在清洁具有细小特征的图案化衬底而不实质性破坏该特征方面具有优势。该清洁材料为流体，或者处于液相，或者处于液/气双相，并且依装置特征而变形；因此，该清洁材料不破坏该装置特征或者同时减小损坏。包含具有大分子量的一个或一个以上聚合化合物的聚合物的该清洁材料获取该衬底上的该微粒(或污染物)。对于由单体制成的聚合物而言，该聚合物包含一个聚合化合物。对于由一个以上单体制成的聚合物例如共聚物或者聚合物的混合物而言，该聚合物包含一个以上的聚合化合物。要辅助从晶片(或者衬底)表面去除微粒，该聚合物的聚合化合物可以包含极性官能团，该极性官能团能够在该晶片表面与水解的微粒建立极-极(polar-polar)分子间相互作用。此外，该极性官能团也能够在该晶片表面与水解的微粒建立氢键。聚合物和微粒间的范德华力帮助将微粒从晶片表面去除。

此外，该清洁材料俘获(entrap)该污染物并且使该污染物返回不到该衬底表面。具有大分子量的聚合化合物的聚合物形成长的聚合物链，其也能够交联形成网(或聚合的网)。与传统的清洁材料相比，该长聚合物链和/或聚合物网显示出优秀的捕捉(capture)和俘获污染物的能力。结果，以流体形式存在的，包括这样的聚合物的清洁材料显示出优秀的微粒去除能力。然后被捕捉或者俘获的污染物从衬底的表面去除掉。

该聚合物的聚合化合物也可以包括在清洁溶液中携带电荷的官能团。该聚合物的官能团的电荷相互排斥且帮助该聚合物链和聚合物网更大程度地伸张，且因此提高该微粒去除效率。

如上文所述，该聚合物可以交联。然而，交联的程度是相对地受限的，以避免使该聚合物过硬或过于刚性，这将阻止该聚合物溶解在溶剂中且阻止该聚合物依衬底表面上的特征变形。

应当知道，本发明能够以多种方式实施，包括作为系统，方法和室。本发明的几个具有创造性的具体实施方式在下文中描述。

在一种具体实施方式中，提供了一种应用于衬底的表面以从该表面去除微粒的清洁材料。该清洁材料包括溶剂，和用于改变该清洁材料的酸碱度(pH)值的缓冲剂，其中该缓冲剂和该溶剂形成清洁溶液。该清洁材料也包括具有分子量大于10,000g/mol的聚合化合物的聚合物。该聚合物可溶于该清洁溶液以形成该清洁材料。溶解的该聚合物形成长聚合物链和聚合物网以从该衬底的表面捕捉和俘获至少一部分的微粒。该聚合化合物具有极性官能团。该聚合化合物的极性官能团与水解于溶剂中的微粒建立范德华力以帮助从衬底的表面去除该微粒。