[发明专利]清除颗粒污染物的方法

说明书

背景技术

在诸如集成电路、存储单元及其类似的半导体设备的制作中，需要在半导体晶片(“晶片”)进行一系列的生产操作来定义特征。晶片(或者基底)包括以多层结构形式定义在硅基底上的集成电路设备。带有发散区的晶体管器件在基底层形成。在随后的层上，相互连接的金属线图案化并且与晶体管器件电连接，以定义所需的集成电路装置。并且，图案化的导电层与其它导电层之间通过电绝缘物质相互绝缘。

在一系列的生产过程中，晶片表面会暴露在各种各样的污染物中。实质上在生产过程中出现的任何物质都是潜在的污染源。例如，污染源可包括工艺气体、化学品、沉积物、和液体等。各种污染物可能以颗粒形式沉积在晶片表面。如果颗粒污染物未能被清除的话，位于污染区附近的设备将可能会失效。因此，以一种近乎彻底同时又不损害限定在晶片上特征的方式，从晶片表面清除污染物是有必要的。然而，污染颗粒的尺寸通常近似于制作在晶片上的特征的关键尺寸。清除这些小颗粒同时又对晶片上的特征不产生负面影响是非常困难的。

传统的晶片清洁方法主要依靠机械力从晶片表面清除颗粒污染物。随着特征尺寸日益变小并且变得更脆，使用机械力增加了晶片表面特征损坏几率。例如，当受到足够大机械力的冲击，具有高深宽比的特征容易翻倒或者破裂。减小特征尺寸的同时颗粒污染物的尺寸也减小，使得清洗问题进一步复杂化。颗粒污染物足够小的话，会到达晶片表面很难触及到的地方，例如在高深宽比特征四周的沟槽中。这样，有效地并非损害性地清除污染物对现代半导体制造工业来说是一个长期的挑战，需要通过晶片清洗技术的不断发展来解决。需要注意到的是，在平板显示器生产中同样也遇到了上述集成电路生产中的问题。

综上所述，对于能有效清除污染物又不损害图案化晶片上特征的图案化晶片清洗方法和设备的需求是存在的。

发明内容

广义上讲，本发明通过提供一种清洗装置满足上述需求，其中，高速流体被施加在例如半导体基底这样的固体表面的粘弹性物质层。值得注意的是，本发明可以通过多种途径实施，包括方法、设备或者系统。下文描述本发明的一些创造性实施例。

一个实施例提供了用于从诸如半导体基底这样的固体表面清洗掉颗粒污染物的方法。所述方法包括涂敷粘弹性物质以在固体表面形成涂层。该粘弹性物质在涂敷过程中呈现液态样特性，并且至少部分粘结到沉积在固体表面的颗粒污染物。诸如去离子液这样的液体高速施加到该粘弹性物质层。冲击粘弹性物质层的高速液体使得粘弹性物质表现出固态样特性，并且使粘弹性物质从固体表面清除。当粘弹性物质从固体表面清除时，粘结在粘弹性污染物上的颗粒也同时被清除。

另一个实施例提供了一种用于从基底固体表面清除颗粒的颗粒清除装置。该颗粒清除装置包括可旋转的支撑机构，以接收、固定以及在碗形容器内旋转基底。粘弹性物质涂敷器装置涂敷一层粘弹性清洁物质，以使得在固体表面形成粘弹性物质薄层。还包括喷雾机构，以向固体表面粘弹性物质提供高速液体喷射流，当粘弹性物质在液体喷射流的作用下呈现固态样特性时清除粘弹性物质。基底旋转时产生的离心力促使液体流走之物以及粘弹性物质和颗粒污染物从固体表面离开。经过处理的固体表面基本洁净同时保留形成在基底上的特征。

另一个实施例提供一种用于清洗固体表面颗粒污染物的颗粒清除装置。该颗粒清除装置包括用于固定待清洁固体表面的载体装置、分配阵列、喷雾器阵列和冲洗阵列。该载体装置设置成用于沿轴向接收、固定和传输固体表面。该分配阵列设置成将粘弹性物质以涂层的形式供给固体表面。该喷雾器阵列设置成向固体表面粘弹性物质层供给高速液体喷射流。向粘弹性物质施以液体喷射流会引起粘弹性物质呈现出固态样特性，从而有利于其从固体表面清除。冲洗阵列设置成提供液态化学物质作为冲洗弯液面(rinse meniscus)，并且从固体表面清除液态化学物质以及任何粘弹性物质。

通过利用粘弹性物质的固态样特性，粘弹性物质可以被轻易地剥离使得固体表面非常洁净。该方法可以彻底清除粘弹性物质，从而减少清洗过程中遗留的污染物数量。本发明实施例，当在固体表面涂敷粘弹性物质时，利用粘弹性物质的液态样特性，以及当从固体表面清除时，利用其固态样特性。液态样特性提供了能进入小空间的能力，而固态样特性使得粘弹性物质及粘附在其内的污染物颗粒可轻易地、彻底地从固体表面清除，这使其成为用于清洗固体表面的非常简单、有效和高效的技术。另外，由于粘弹性物质可通过其固态样特性充分清除，解决了与液态化学物质有关的清除不完全或效率低下的问题，例如遗留污染物或污点，这使得其成为一种更有效的清洗技术。