使用双相基片清洗混合物的方法和系统
阅读：137发布：2020-12-30
专利汇可以提供使用双相基片清洗混合物的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供清洁混合物、装置以及方法以从基片表面去除污染物。提供一种示范性的清洁混合物，以从 半导体 基片表面去除粒子污染物。该清洁混合物包括粘性 流体 ，其 粘度 在大约1cP到大约10,000cP之间。该清洁混合物还包括分散在该粘性流体中的多个固体成分，该多个固体成分与该粒子基片表面上的污染物相互作用以从该基片表面去除该粒子污染物。，下面是使用双相基片清洗混合物的方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种从半导体基片表面去除粒子污染物的清洁混合物，包括：粘性流体，其粘度在
1cP到10,000cP之间；以及
多个羧酸固体成分，以大体均匀的方式分散在该粘性流体中，其中羧酸固体成分在该粘性流体中的浓度超过该羧酸固体成分在该流体中的溶解度，以及其中该羧酸固体成分由至少4个碳原子定义，该多个固体成分与该基片表面上的粒子污染物相互作用以从该基片表面去除该粒子污染物；
其中该粘性流体和该固体成分不会对基片表面和限定在该基片上的特征造成损伤。
2.根据权利要求1所述的清洁混合物，其中该粘性流体是羧酸凝胶，通过将2％到5％的羧酸溶解在去离子水中制得。
3.根据权利要求1所述的清洁混合物，其中该多个固体成分是碳原子数目大于4的固体脂肪酸。
4.根据权利要求3所述的清洁混合物，其中该脂肪酸选自月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、花生四烯酸、顺9-二十碳烯酸、豆蔻酸、十七酸、二十二(碳)烷酸、木蜡酸、神经酸、十八碳四烯酸、二十碳五烯酸、巴西烯酸及其混合物。
5.根据权利要求1所述的清洁混合物，其中该多个固体成分的宽度及长度为5微米到
50微米。
6.根据权利要求1所述的清洁混合物，其中该多个固体成分的每个的直径小于0.1微米。
7.根据权利要求1所述的清洁混合物，其中该粘性流体的pH值为10到11。
8.根据权利要求7所述的清洁混合物，其中通过向该粘性流体添加氢氧化铵来调节pH。
9.根据权利要求1所述的清洁混合物，进一步包括表面活性剂以帮助分散该多个固体成分。
10.根据权利要求9所述的清洁混合物，其中该表面活性剂是十二烷硫酸铵。
11.根据权利要求1所述的清洁混合物，其中该粘性流体是凝胶。
12.一种用于从基片的基片表面去除粒子污染物的设备，包括：基片支撑总成，用于把持该基片；
转动机构，被限定为转动该基片支撑总成；以及
施用器，被限定为在该基片支撑总成上方延伸，用于当在该基片支撑总成上存在基片时，分配清洁混合物到该基片表面，其中所述施用器被限定为向该清洁混合物施加向下的力以从该基片表面清除该粒子污染物，其中所述施用器具有多个分配孔，其允许随着该转动机构转动而将清洁混合物分配到该基片表面，以及其中该清洁混合物是粘性流体，其粘度为1cP到10000cP，并且多个固体成分分散在该粘性流体中。
13.根据权利要求12所述的设备，其中该施用器围绕该基片的中心转动。
14.根据权利要求12所述的设备，该施用器通过使用空气压力或者机械泵在该施用器下面的清洁混合物上施加向下的力以分配该清洁混合物。
15.根据权利要求12所述的设备，进一步包括清洁流体分配头，由该清洁流体分配头分配清洁流体以从该基片表面去除该清洁材料。
16.根据权利要求12所述的设备，其中该粘性流体是凝胶。
17.一种用于从基片表面去除粒子污染物的方法，包括：
将具有其中分散有固体成分的粘性流体的清洁混合物分配到基片表面上，粒子污染物存在于该基片表面上，其中该固体成分是碳原子数目大于或等于4的羧酸；
向该清洁混合物施加具有剪切分量的力以将至少一个固体成分带到存在于基片表面上的粒子污染物的附近，其中该固体成分具有大于该粒子污染物的横截面积的横截面积，且其中施加在该粒子污染物上的并从施加在该清洁混合物上的具有该剪切分量的该力传递而来的剪切力大到足以将该粒子污染物从该基片表面移除；以及
将该至少一个固体成分以及该粒子污染物从该基片表面去除，
其中该方法是在不会对存在于该基片表面上的特征造成损伤的情况下实现的。
18.根据权利要求17所述的方法，其中该粘性流体是非牛顿流体，其粘度随着剪切应力而减小。
19.根据权利要求17所述的方法，其中该粘性流体是凝胶。
20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
通过应用水解该粘性流体的清洁溶液而将该粘性流体从该基片表面去除，其中该清洁溶液具有增加该粘性流体溶解度的化学试剂。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：
通过应用去离子水以从该基片表面去除该清洁溶液而将该清洁溶液从该基片表面去除。
22.一种用于从基片表面去除粒子污染物的方法，包括：
将具有其中分散有固体成分的粘性流体的清洁混合物分配到基片表面上，在该基片表面上存在粒子污染物，其中该固体成分是碳原子数目大于或等于4的羧酸；
向该清洁混合物施加具有向下分量和剪切分量的力以将至少一个固体成分带到存在于基片表面上的粒子污染物的附近，其中在该至少一个固体成分和该粒子污染物之间建立相互作用，以及其中该相互作用足以克服该粒子污染物与该基片表面之间的粘结力，从而将粒子成分从该基片表面移出；以及将该至少一个固体成分以及该粒子污染物从该基片表面去除，
其中该方法是在不会对存在于该基片表面上的特征造成损伤的情况下实现的。
使用双相基片清洗混合物的方法和系统
背景技术
[0001] 在半导体器件如集成电路、存储器单元等的制造中，进行一系列的制造操作以在半导体基片(“基片”)上形成特征。在该系列制造操作期间，基片表面暴露于各种类型的污染物。实质上，在制造操作中存在的任何材料都是潜在的污染源。例如，污染源可包括，特别是，处理气体、化学制剂、沉积材料、蚀刻副产物以及液体。各种污染物会以粒子形式沉积在晶片表面(微粒)。
[0002] 必须把基片污染物从该半导体基片的表面清除掉。如果不去除，那么在污染附近的器件很可能不能工作。基片污染物还会影响器件的性能特性并导致比通常更快的速率发生器件实效。因此，需要将污染物从基片表面非常彻底的清除而不损伤基片表面以及限定在基片上的特征。粒子污染的大小往往处于在晶片上制造的特征的关键尺寸的量级。去除如此小的粒子污染而不负面影响表面以及基片上的特征是十分困难的。
[0003] 综上所述，需要一种改进的基片清洁技术以将污染物从基片表面去除，以提高器件产量。发明内容
[0004] 一般来说，这些实施方式通过提供改进的基片清洁技术以从该基片表面去除污染物从而提高器件产量满足了这个需求。应当认识到本发明可以许多方式实现，包括作为溶液、方法、工艺、设备或系统。下面描述本发明多个创新性实施方式。
[0005] 在一个实施方式中，提供一种清洁混合物，以从半导体基片表面去除粒子污染物。该清洁混合物包括粘性流体，其粘度在大约1cP到大约10000cP之间。该清洁混合物还包括分散在该粘性流体中的多个固体成分，该多个固体成分与该基片表面上的粒子污染物相互作用以从该基片表面去除该粒子污染物。
[0006] 在另一个实施方式中，提供用于从基片的基片表面清除粒子污染物的设备。该设备包括用于把持该基片的基片支撑总成。该设备还包括施用器，以分配清洁混合物从而将该粒子污染物从该基片表面清除，其中该清洁混合物是一种粘性流体，其粘度在每秒1的剪切速率下为大约1cP到大约10000cP，以及多个固体成分分散在该粘性流体中。
[0007] 在又一个实施方式中，提供一种方法以从基片表面清除粒子污染物。该方法包括向该基片表面应用其中分散有固体成分的粘性流体。该方法还包括向该粘性流体施加具有向下分量和剪切分量的力以将至少一个固体成分带到基片表面上的粒子污染物的附近。该方法进一步包括将该至少一个固体成分以及该粒子污染物从该基片表面去除。
附图说明
[0009] 通过下面结合附图的具体描述，将容易理解本发明，以及相似的参考标号指明相似的结构元件。
[0010] 图1A示出根据本发明一个实施方式的从基片表面去除粒子污染的清洁溶液的实体图。
[0012] 图1C示出具有固体混合物的网格(network)和凝胶的清洁溶液的实体图。
[0013] 图1D示出图1A的清洁溶液的固体成分在基片表面上的污染物附近的实体图。
[0014] 图1E示出图1A的该清洁溶液的固体成分与基片表面上的污染物接触的实体图。
[0015] 图1F示出图1A该清洁溶液的固体成分将污染物从该基片表面去除的实体图。
[0016] 图2示出用于将粒子污染物从基片表面去除的工艺流程的实施方式。
[0017] 图3示出基片表面清洁系统的实施方式的示意图。
具体实施方式
[0018] 提供了多个改进基片清洁技术的示范性实施方式，该技术将粒子污染物从该基片去除以提高工艺产量。应当理解本发明可以许多方式来实现，包括作为溶液、工艺、方法、设备或系统。下面描述了本发明多个创新性的实施方式。对本领域的技术人员，显然可不采用这里阐述的某些或者全部具体细节来实施本发明。
[0019] 这里所描述的实施方式提供了一种清洁技术，其不需要有腐蚀作用的(abrasive)接触以及有效地从半导体基片清除污染物，这些半导体基片中的一些会包含高纵横比特征。尽管这些实施方式提供关于半导体清洁应用的具体示例，这些清洁应用可以扩展到任何需要从基片去除污染物的技术。如下面所描述的，提供的清洁溶液具有连续的液相以及分散的固相。固体微粒分散在整个液相中。
[0020] 图1A示出根据本发明一个实施方式，用于从半导体基片105的表面106去除污染物103的清洁溶液(或混合物)101的实体图。该清洁溶液101包括粘性流体107以及固体成分109。该固体成分109分散在该粘性流体107内。该粘性流体107提供一种媒介以将该固体成分109带到该污染物103附近，以便该固体成分109和该污染物103相互作用以最终从该基片表面106去除该污染物103。在一个实施方式中，该固体成分109被化学试剂或添加的表面活性剂水解。在一个实施方式中，可通过将羧酸固体以重量百分比大约2％溶解在去离子水(DIW)来准备该清洁溶液101。该固体混合物109是由溶解在DIW中的羧酸沉淀的羧酸固体。在一个实施方式中，该羧酸的碳原子数目≥4。溶解的羧酸所形成的粘性流体107的粘度为在每秒1的剪切速率下1cP(厘泊)到10000cP。一个要注意的事情是该清洁混合物(或者溶液)可通过将羧酸(或盐)混合在水之外的溶剂中而制得。也可使用别的极性或非极性溶剂，如酒精。
[0021] 该固体成分109悬浮分散在该粘性流体107中。在一个实施方式中，该粘性流体107是结合了固体成分109的网格的凝胶，从而形成该清洁混合物101，其可在该基片表面
106上使用，如图1B所示。这些固体成分109彼此之间相互作用而通过范德华引力形成固体混合物的网格。该固体成分109悬浮在该粘性流体107内，该流体的形式为凝胶。该凝胶相对高的粘度允许施加在该凝胶上的力传递到该凝胶中的固体混合物上。该清洁混合物
101，如图1B所示，可通过将更高浓度的该羧酸固体与DIW混合而形成，如大约3％到大约
5％以及优选地在大约4％到大约5％。在一个实施方式中，该羧酸固体与DIW的混合物可加热到大约75℃至大约85℃以缩短这些固体在DIW中的溶解时间。一旦这些固体溶解，该清洁溶液就可以冷却。在冷却过程中，针状或片状的固体混合物将沉淀。
106上使用，如图1B所示。这些固体成分109彼此之间相互作用而通过范德华引力形成固体混合物的网格。该固体成分109悬浮在该粘性流体107内，该流体的形式为凝胶。该凝胶相对高的粘度允许施加在该凝胶上的力传递到该凝胶中的固体混合物上。该清洁混合物
101，如图1B所示，可通过将更高浓度的该羧酸固体与DIW混合而形成，如大约3％到大约
5％以及优选地在大约4％到大约5％。在一个实施方式中，该羧酸固体与DIW的混合物可加热到大约75℃至大约85℃以缩短这些固体在DIW中的溶解时间。一旦这些固体溶解，该清洁溶液就可以冷却。在冷却过程中，针状或片状的固体混合物将沉淀。
[0022] 在一个实施方式中，该粘性流体107是非牛顿流体，它的粘度随着剪切速率的增加而降低。然而，该粘性流体107可以是牛顿流体。图1C示出所描述实施方式的非牛顿流体的图表。当该剪切速率非常高时，粘度接近零。非牛顿流体的粘度随着剪切速率增加而降低。在清洁操作中，选择确定的剪切速率范围。举例来说，对于在DIW中具有重量3-4％的液体凝胶，其粘度在每秒0.1的剪切速率为大约1000cP，而当剪切速率增加到每秒1000时，粘度降低至大约10cP。
[0023] 如上所述，该粘性流体107的粘度为大约10cP到大约10000cp。当向该溶液101表面施加剪切力时，该粘性流体107可将部分剪切力传递到这些固体混合物109。这些固体混合物109会接触污染物103并将这些污染物从该基片表面移走。
[0024] 应当理解根据特定的实施方式，该清洁材料101内的固体成分109可具备基本上代表固相中任何雅态(sub-state)的物理属性，其中该固相定义为不同于流体或者气体的相。例如，该清洁材料101内不同类型的固体成分109之间，如弹性及塑性的物理属性可变化。另外，应当理解在各种不同的实施方式中，该固体成分109可限定为结晶固体或非结晶固体。不管它们的特定的物理属性怎样，当放置为极为贴近该基片表面106或者与该表面接触时，该清洁材料101内的固体成分109应当能够避免附着在基片表面106的表面上。另外，该固体成分109的机械属性应当不会导致在该清洁工艺器件损伤该基片表面106。在一个实施方式中，该固体成分109的硬度小于该基片表面106的硬度。
[0025] 此外，当放置为极为贴近该污染物103附近或者与之接触时，该固体成分109应当能够建立与存在于该基片表面106上的该污染物103的相互作用。例如，该固体成分109的大小和形状应当有利于建立该固体成分109与该污染物103之间的相互作用。在一个实施方式中，这些固体混合物109的横截面积大于该污染物的横截面积。如图1D所示，当与粒子污染物103′的表面积A103′相比，固体混合物109′具有较大的表面积A109′时，施加在该固体混合物109′上的剪切力Fs′传递至该粒子污染物103′的部分是剪切力粗略地乘以面积比(Fs′×A109′/A103′)。例如，该粒子污染物103′的有效直径D小于大约0.1微米。该固体混合物109′的宽度W和长度L都在大约5微米到大约50微米之间，以及该固体混合物109′的厚度为大约1微米至大约5微米。该面积比(或力乘数)为2500到大约250,000或更大。施加在该粒子污染物103′上的剪切力可以非常大，并且可以将粒子污染物103′从该基片表面106移出。
[0026] 从该固体成分109′传递到该污染物103′的能量通过直接或者间接接触发生，并且会使得该污染物103′从该基片表面106移出。在这个实施方式中，该固体成分109′可以比该污染物103′更软或者更硬。如果该固体成分109′比该污染物103′软，在碰撞过程中该固体成分109′很可能发生更大的变形，导致用于将该污染物103′从该基片表面106移出的动能传递较少。在该固体成分109′比该污染物103′软的情况中，该固体成分109′以及该污染物103′之间的粘性连接会更强。相反，如果该固体成分109′至少与该污染物103′一样硬，该固体成分109′与该污染物103′会发生基本上彻底的能量传输，因此增加了该用作从该基片表面106移出该污染物103′的力。然而，在该固体成分109′至少与该污染物103′一样硬的情况中，依赖于该固体成分109′变形的相互作用力会减小。应当认识到与该固体成分109′和该污染物103′有关的物理属性以及相对粘度将影响它们之间的碰撞作用。
[0027] 图1E以及1F示出该清洁材料101如何用来从该基片表面106去除该污染物103的另一个实施方式。在该清洁工艺期间，向下的力FD，其是力F的向下的分量，施加在该粘性流体107内的该固体成分109，从而使得该固体成分109十分贴近或者接触该基片表面106上的该污染物103。该粘性流体107相对高的粘度使得在该粘性流体107上施加的该向下的力中很大部分施加到该固体成分109。当该固体成分109受到足以接近或者接触该污染物103的力时，在该固体成分109与该污染物103之间建立相互作用。该固体成分109与该污染物103之间的相互作用足以克服该污染物103与该基片表面106之间的粘结力，以及该固体成分109与该污染物之间任何排斥力。所以，当该固体成分109被剪切力Fs，移动远离该基片表面106时，该剪切力是力F的剪切分量，与该固体成分109相互作用的该污染物103也被移动远离该基片表面106，即，从该基片表面106清除该污染物103。在一个实施方式中，当该固体成分109受力足够接近该污染物103时，该固体成分109与污染物
103之间产生相互作用。在一个实施方式中，这个距离在大约10纳米内。在另一个实施方式中，当该固体成分109实际接触该污染物103时，该固体成分109与污染物103之间产生相互作用。这个相互作用也可以指固体成分109啮合(engage)污染物103。
103之间产生相互作用。在一个实施方式中，这个距离在大约10纳米内。在另一个实施方式中，当该固体成分109实际接触该污染物103时，该固体成分109与污染物103之间产生相互作用。这个相互作用也可以指固体成分109啮合(engage)污染物103。
[0028] 该固体成分109与该污染物103之间的相互作用力比该连接该污染物103和该基片表面106的力大。图1F，示出当从该基片表面106移走固体成分109时，粘结到该固体成分109的该污染物103也从该基片表面106移走。应当注意的是在该清洁工艺期间可发生多个污染物去除机制。
[0029] 应当认识到因为该固体成分109与该污染物103之间的相互作用而影响该清洁工艺，整个该基片表面106的污染物103去除将依赖于该固体成分109在整个该基片表面106分布程度如何。在一个优选实施方式中，该固体成分109非常好的分布以至于实质上该基片表面106上每个污染物103都邻近至少一个固体成分109。还应当认识到一个固体成分109可与多于一个的污染物103同时或相继接触或者相互作用。此外，固体成分109可以是不同成分的混合物，与同一成分不同。因此，该清洁溶液可以为特定的目的而设计，即，将特定污染物作为目标，或者该清洁溶液具有广泛的目标污染物，其中提供多种固体成分。
[0030] 该固体成分109与该污染物103之间的相互作用可通过一种或多种机制建立，包括，特别是，粘结、碰撞以及引力。该固体成分109与污染物103之间的粘结可通过化学相互作用和/或物理相互作用而建立。例如，在一个实施方式中，化学相互作用导致该固体成分109与该污染物103之间出现类似胶合的效果。在另一个实施方式中，该固体成分109的机械属性促进该固体成分109与该污染物103之间的物理相互作用。例如，该固体成分109可以是韧性的，从而当压着该污染物103时，该污染物103压印(imprint)在该韧性固体成分109内。在另一个实施方式中，该污染物103可卷入固体成分109的网状物中。在这个实施方式中，机械应力可通过固体成分109的网状物传递到该污染物103，因此提供从该基片表面106去除污染物103所必需的机械力。
[0031] 由于该污染物103的压印导致的该固体成分109变形产生该固体成分109与该污染物103之间的机械连接。例如，该污染物的表面形貌103可以是这样的，即随着该污染物103被压入该固体成分109，该固体成分109材料的部分进入该污染物103的表面形貌内的区域，从而该固体成分109材料不会轻易逃脱，由此产生锁定机构。
[0032] 除了前面所述的，在一个实施方式中，该固体成分109与污染物103之间的相互作用可由静电引力产生。例如，如果该固体成分109以及该污染物103具有相反的表面电荷，它们将相互电力吸引。该固体成分109与该污染物103的静电引力足以克服连接该污染物103与该基片表面106的力是可能的。
[0033] 在另一个实施方式中，在该固体成分109与该污染物103之间存在静电排斥。例如，该固体成分109以及该污染物103都具有负的表面电荷或正的表面电荷。如果该固体成分109和该污染物103可以十分接近，可通过范德华引力克服它们之间的静电排斥。该通过该粘性流体107施加到该固体成分109的力可足以克服该静电排斥，从而在该固体成分109和该污染物103之间建立范德华引力。
[0034] 另外，在另一个实施方式中，可调节该粘性流体107的pH以补偿在该固体成分109和污染物103的一个或两个上存在的表面电荷，从而降低它们之间的该静电排斥以促进相互作用，或者以便该固体成分或者该污染物表现出相对另一个相反的表面电荷，产生静电引力。例如，碱，如氢氧化铵(NH4OH)，可添加到羧酸凝胶，其通过在DIW溶解3-4％的羧酸而制得并具有脂肪酸固体成分，以增加该凝胶(粘性流体)的pH值。所添加的NH4OH的量在大约0.05％到大约5％，优选在大约0.25％到大约2％。氢氧化铵帮助该脂肪酸固体水解并分散在该凝胶中。氢氧化铵也可水解该污染物103。为了清除金属污染物，还可使用较低pH的溶液。可使用缓冲HF溶液以将该pH值调至大约6到大约8。
[0035] 除了使用如氢氧化铵的碱以增强清洁效率，表面活性剂(如十二烷基硫酸铵(ammonium dodecyl sulfate)，CH3(CH2)11OSO3NH4)也可添加到该羧酸凝胶。在一个实施方式中，大约0.1％到大约5％的表面活性剂添加到该清洁溶液101。在一个优选实施方式中，大约0.5％到大约2％的表面活性剂添加到该清洁溶液101。
[0036] 另外，应当避免该固体成分109在该粘性流体107中溶解或者具有有限的溶解度，并且应当具有使之能够分散在整个粘性流体107中的表面功能。对于不具有使之能够分散在整个流体媒介107中的表面功能的固体成分109，化学分散剂可添加到该液体媒介107以使该固体成分109能够分散。取决于它们的具体化学特性以及它们与该围绕的粘性流体107的相互作用，固体成分109可采用一种或多种不同形式。例如，在各种不同的实施方式中，该固体成分109可形成聚集体、胶质体、凝胶、凝聚球体，或者实质上其他任何类型的聚集、凝结、絮凝、结块或聚并。在其他实施方式中，该固体成分109可具有在这里没有特别指出的形式。所以，需要理解一点，该固体成分109可以限定为实质上任何固体材料，只要其能够以先前描述的、关于它们与该基片表面106以及该污染物103的相互作用的方式起作用。
[0037] 一些示范性的固体成分109包括脂族酸、羧酸、石蜡、纤维素、蜡、聚合物、聚苯乙烯、多肽、以及其他粘弹性材料。该固体成分109材料存在的浓度应当超过其在该粘性流体107中的溶解度限制。另外，应当理解与特定固体成分109材料有关的清洁效果可作为温度、pH以及其他环境条件的函数而变化。
[0038] 该脂族酸基本上代表了任何由有机化合物形成的酸，其中碳原子形成开放的链。脂肪酸是脂族酸的一个例子也是羧酸的一个例子，其可用作该清洁材料101内的该固体成分109。可用作该固体成分109的脂肪酸的例子包括，特别是，月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、顺9-二十碳烯酸、芥酸、丁酸、己酸、辛酸、豆蔻酸、十七酸、二十二(碳)烷酸、lignoseric酸、9-十四烯酸、棕榈油酸、神经(nervanic)酸、十八碳四烯酸、二十碳五烯酸、巴西烯酸、鰶鱼酸、二十四(烷)酸、蜡酸及其混合物。在一个实施方式中，该固体成分109可代表由各种碳链(从C4延伸到大约C-26)形成的脂肪酸的混合物。羧酸基本上由任何包括一个或多个羧基(COOH)的有机酸形成。并且，该羧酸可包括其他功能基团，如，但不限于甲基、乙烯基、炔，酰胺，伯胺，仲胺，叔胺，偶氨基，腈，硝基，亚硝基，吡啶基，羧基，过氧基，醛，酮，伯亚胺，仲亚胺，醚，酯，卤素异氰酸酯，异硫氰酸盐，苯基，苯甲基，磷酸二酯，氢硫基，但是仍保持不溶于该粘性流体107。
[0039] 另外，该固体成分109材料的表面功能会受到其易溶于该粘性流体107的那部分成分的影响，如羧酸盐、磷酸盐、硫酸根基团、多羟基基团、环氧乙烷等。需要理解一点，该固体成分109应当大体上均匀地分散在整个该粘性流体107中从而避免该固体成分109结在一起而变成不能使其与该基片105上存在的污染物103相互作用的形式。
[0040] 应当理解该粘性流体107可修改为包括离子或非离子溶剂以及气体化学添加剂。例如，用于该粘性流体107的化学添加剂可包括辅助溶剂、pH调节剂、螯合剂、极性溶剂、表面活性剂、氢氧化铵、过氧化氢、氢氟酸、羟化四甲铵，以及流变改性剂，如聚合物、微利以及多肽。
[0041] 图2示出根据本发明一个实施方式，从基片表面去除污染物的方法的流程图。应当理解在图2的方法中涉及的基片可表示半导体晶片或任何其他类型的基片，需要从其上去除与制造工艺有关的污染物。并且，在图2的方法中涉及的污染物实质上可表示与该半导体晶片制造工艺有关的任何类型的表面污染物，包括但不限于离子污染、微量金属污染、有机污染、光刻胶碎片、来自晶片处理设备的污染以及晶片背面离子污染。
[0042] 图2的方法包括操作201，用于将清洁材料(或溶液)设在基片上，其中该清洁材料包括分散在粘性流体或者凝胶内的固体成分。图2的方法中涉及的清洁材料与之前关于图1A-1F描述的相同。所以，该清洁材料内的固体成分悬浮分散在该粘性流体内。并且，该固体成分限定为避免损伤该基片以及避免附着在该基片表面。
[0043] 该方法还包括操作203，用于向固体成分施加力以将该固体成分带到该基片上存在的污染物附近，从而在该固体成分和该污染物之间建立相互作用。
[0044] 另外，在一个实施方式中，该方法可包括用于控制该清洁材料温度的操作以增强在该固体成分和该污染物之间的相互作用。更具体地，可控制该清洁材料的温度以控制该固体成分的属性。例如，在较高的温度，该固体成分韧性更好从而当压到污染物时其更加吻合。然后，一旦该固体成分受压并与该污染物吻合，就降低温度使得该固体成分韧性较差以更好的保持其相对于该污染物的共形形状，因此有效地将该固体成分以及污染物卡在一起。温度可以用来控制该粘性流体的粘度。温度还可用来控制该固体成分的溶解度以及由此可控制浓度。例如，在较高的温度下，该固体成分更可能在该粘性流体溶解。温度还可用来控制和/或使固体成分能够从液体-液体悬浮液在该基片上原地形成。在一个不同的实施方式中，该方法可包括用于沉淀溶解在该粘性流体中的固体的操作。这个沉淀操作可通过将这些固体溶解在溶剂中，然后添加易溶于该溶剂但不能溶解该固体的成分来实现。
[0045] 该方法进一步包括操作205，用于将该固体成分从该基片表面移走，从而将与该固体成分相互作用的污染物从该基片表面去除。在一个实施方式中，该方法包括用于控制该清洁材料在该基片上的流率以控制或增强从该基片移走该固体成分和/或污染物的操作。本发明的用于从基片去除污染的方法可以许多不同的方式来实现，只要包含这样的手段，即向该清洁材料的固体成分施加力，从而该固体成分与待去除该污染物建立相互作用。
[0046] 在一个实施方式中，该方法可包括最后清洁的操作。在该最后清洁操作中，利用适合的化学制剂清除包含去除的污染物的基片清洁材料，该化学制剂帮助从该基片表面去除全部的清洁材料。例如，如果该清洁材料的粘性流体是羧酸凝胶，在DIW中稀释的NH4OH可用来从该基片表面去除羧酸。NH4OH水解(或者通过去离子化电离)该羧酸并使该水解的羧酸离开该基片表面。或者，表面活性剂(如十二烷基硫酸铵(ammonium dodecyl sulfate)，CH3(CH2)11OSO3NH4)可添加到DIW，以从该基片表面去除羧酸凝胶。
[0047] 在另一个实施方式中，冲洗操作接着上面描述的该最后清洁操作。在该最后清洁之后，可利用液体(如DIW)冲洗该基片表面以从该基片表面去除用在该最后清洁中的化学制剂。用在最后冲洗中的液体应当在其蒸发后在该基片表面不留下化学制剂残留。
[0048] 图3示出基片表面清洁系统300的实施方式的示意图。系统300具有安装基片支撑总成304的容器307。该基片支撑总成304具有基片夹305，其支撑基片301。该基片支撑总成304由转动机构310转动。系统300具有清洁材料分配总成303，其包括清洁材料施用器(applicator)306。在该施用器306中有多个分配孔308，其允许将该清洁材料分配在基片301表面上。在该转动机构310的帮助下，该清洁材料307覆盖整个基片表面。在一个实施方式中，该施用器306通过提供分配该清洁材料的活动而向清洁材料以及该基片表面提供向下的力。可通过空气压力或机械泵将该清洁材料压出该施用器306。在另一个实施方式中，该施用器306通过向下的机械力而在该基片表面上的清洁材料上提供向下的力。该转动机构310向该清洁材料以及该基片表面提供剪切力。在一个实施方式中，该转动机构310的转速为大约每分钟1转(RPM)到大约100RPM，优选地大约5RPM到大约30RPM。施加到该清洁材料(或者混合物)上以将该清洁材料推出该施用器306的压力为大约5PSI到大约20PSI。或者，该施用器306可围绕该基片301的中心转动以提供剪切力。
[0049] 在一个实施方式中，系统300还包括分配器320，其可在该基片表面上分配DIW321，以在通过该清洁材料去除污染物的工艺完成后，清洁带有清洁材料的基片表面。在另一个实施方式中，该分配器320可将清洁溶液，如上面描述的溶于DIW的NH4OH，分配在该基片表面上以水解该粘性流体，从而使得该粘性流体能够离开该基片表面。之后，同一分配器
320或另一分配器(未示)可分配DIW以从该基片表面去除该清洁溶液。
320或另一分配器(未示)可分配DIW以从该基片表面去除该清洁溶液。
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