用于优化图案化晶片清洁的设备和方法技术

提供用于清洁晶片表面、尤其是图案化晶片的表面的方法和设备。该清洁设备包括在面向该图案化晶片的表面上具有通道的清洁头，该晶片具有占主导地位的图案。流过该通道的清洁材料在图案化晶片的表面施加剪切力，其晶片的方位设为相对该清洁头的一定方向。该剪切力、该图案化晶片的一定方向和该清洁头提高该表面污染物的去除效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
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(或基片)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。在之后的层中，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，利用介 电材料将图案化的导电层与其他导电层隔开。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。各种污染物会作为粒子物质沉积在晶片表面。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。传统的晶片清洁方法严重依赖于机械力以从晶片去除粒子污染。随着特征尺寸持 续减小并且变得更易碎，由于向晶片表面施加机械力而导致特征损坏的可能性增加。例如， 具有高纵横比的特征在受到足够的机械力的冲击时易损坏而崩塌或者破碎。朝向减小的特 征尺寸的趋势也导致会导致损坏的粒子污染的尺寸减小，这使得清理问题进一步复杂化。 尺寸足够小的粒子污染会进入晶片表面到达的区域，如被高纵横比特征围绕的沟槽或导电 线路的桥等。因此，在现代半导体制造过程中污染物高效和无损去除表示需通过晶片清洁 技术的持续进步来实现的持续挑战。应当认识到，用于平板显示器的制造操作遇到与上面 讨论的集成电路制造同样的缺点。鉴于前面所述，需要清洁图案化晶片的设备和方法，其有效去除污染物并不会损 伤该图案化晶片上的特征。
技术实现思路
大体来讲，本专利技术的实施方式提供改进的、用于清洁晶片表面、尤其是图案化晶片 表面的方法和设备。该设备包括在面向该图案化晶片的表面上具有通道的清洁头，该晶片 具有占主导地位的图案。流过该通道的清洁材料在图案化晶片的表面施加剪切力，晶片相 对该清洁头设在一定方向。该剪切力、该图案化晶片的一定方向和该清洁头提高该表面污 染物的去除效率。应当认识到本专利技术可以许多方式实现，包括作为系统、方法和室。下面描 述本专利技术的创新性实施方式。在一个实施方式中，提供用于分散清洁材料以去除图案化晶片表面上的污染物的 清洁头。该清洁头包括将该清洁头保持为邻近该表面的臂。该清洁头具有多个面向该图案 化晶片表面的通道。该多个通道的每个具有两端。该两端的一个分散该清洁材料，该清洁 材料从分散端流到该通道中的另一端。该分散端连接到该清洁材料的供应源。所分散的清 洁材料将沿该多个通道的每个的轴线方向的剪切力施加到该基片以促进该图案化晶片表面上的污染物去除。在另一实施方式中，提供一种清洁系统，其具有用于分散清洁材料以去除图案化 晶片的表面上的污染物的清洁头。该清洁系统包括传输机构，用以将该图案化晶片移向该 清洁头。该清洁系统还包括晶片夹持器，用以将该图案化晶片夹持在相对该清洁头的一定 方向。由该晶片夹持器夹持的图案化晶片设在该传输机构上以移动朝向该一个清洁头。该清洁系统进一步包括具有多个通道的清洁头。该多个通道的每个具有两端。该 两端的一个分散该清洁材料，该材料从分散端流到该通道中的另一端。该分散端连接到该 清洁材料的供应源。通过臂将该清洁头保持为邻近该图案化晶片的表面。所分散的清洁材 料将沿该多个通道的每个的轴线方向的剪切力施加在该基片上以帮助去除该图案化的基 片的表面上的污染物。在又一实施方式中，提供一种使用清洁头来分散清洁材料用以去除图案化晶片的 表面上的污染物的方法。该方法包括将该图案化晶片以相对该清洁头的一定方向设在晶片 夹持器中。该方法还包括将该图案化晶片和该晶片夹持器设在该清洁头下方。该方法进一 步包括将该清洁材料从该清洁头分散到清洁该图案化晶片。该清洁头具有多个通道。该多 个通道的每个具有两端。该两端的一个分散该清洁材料，该材料从分散端流到该通道的另 一端。该分散端连接到该清洁材料的供应源。所分散的清洁材料将沿该多个通道的每个的 轴线方向的剪切力施加到该基片上以帮助去除该图案化的基片的表面上的污染物。附图说明通过下面结合附图的详细描述，将容易理解本专利技术，以及类似的参考标号指出相 似的元件。图1说明按照本专利技术一个实施方式、与污染物颗粒相互作用的三态体。图2A说明按照本专利技术一个实施方式、清洁材料的固体成分介于污染物和该清洁 材料的气体成分之间。图2B说明按照本专利技术一个实施方式、图2的污染物从该晶片表面去除。图2C示出按照本专利技术一个实施方式用于清洁晶片的清洁系统的俯视图。图2D是按照本专利技术一个实施方式、具有若干清洁材料分散孔的清洁头的仰视图。图2E示出按照本专利技术一个实施方式、将清洁材料101分散在晶片表面上的清洁头 的侧视图。图3A示出按照本专利技术一个实施方式、示范性图案化晶片的俯视图。图3B示出按照本专利技术一个实施方式、放大的器件区域的俯视图。图3C示出按照本专利技术一个实施方式、放大的器件子区域的俯视图。图3D㈧示出按照本专利技术一个实施方式、在多晶硅线上方以顺时针方式转动的清 洁刷的一部分。图3D(B)示出按照本专利技术另一实施方式、在多晶硅线上方以顺时针方式转动的清 洁刷的一部分。图3E示出按照本专利技术一个实施方式、清洁刷施加的剪切力相对图案化晶片上多 晶硅线的长度的角度与模片上缺陷数量的关系曲线。图3F示出按照本专利技术一个实施方式，之前描述的具有占主导地位的线条图案的图案化晶片301在清洁头下方移动。图3G示出按照本专利技术一个实施方式、放大的器件区域的图示。图4A示出按照本专利技术一个实施方式、具有若干线条类型结构的基片部分的剖视 图。图4B示出按照本专利技术一个实施方式、在具有若干线条类型结构的基片部分的剖 视图上方的清洁材料。图4C示出按照本专利技术一个实施方式、在晶片表面上某个位置处剪切力的法向分 量和平行分量之间的关系。图4D示出按照本专利技术一个实施方式、在晶片表面上另一位置处剪切力的法向分 量和平行分量之间的关系。图4E示出按照本专利技术一个实施方式、缺陷数量与该清洁刷或清洁材料施加在该 基片(或晶片)的特征上的剪切力的角度的两个函数关系曲线。图5A示出按照本专利技术一个实施方式、清洁头的三维(3D)视图。图5B示出按照本专利技术一个实施方式、图5A的清洁头的俯视图。图5C示出按照本专利技术一个实施方式、图5A的清洁头的另一三维(3D)视图。图5D示出按照本专利技术一个实施方式、通道501沿图5A中G_G'线切割的剖视图。图5E示出按照本专利技术一个实施方式、清洁材料从清洁头中的通道的一端流到该 通道的另一端所产生的剪切力。图5F示出按照本专利技术一个实施方式、清洁头和基片的相对位置，以及该基片的移 动方向。图5G示出按照本专利技术一个实施方式，具有填充清洁材料的清洁体的通道501。图5H示出按照本专利技术一个实施方式，基片上各种剪切力之间的关系。图51示出按照本专利技术一个实施方式，施加在晶片表面上的线条类型特征上的剪 切力的图示。图6A示出按照本专利技术另一实施方式，清洁头和基片之间的相对位置和基片移动 方向之间的关系。图6B示出按照本专利技术一个实施方式，基片表面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分散清洁材料以去除图案化晶片表面上的污染物的清洁头，包括：臂，用于将该清洁头保持为邻近该表面；具有多个面向该图案化晶片表面的通道的清洁头，其中多个通道的每个具有两端，该两端的一个分散该清洁材料，该清洁材料从分散端流到该通道中的另一端，该分散端连接到该清洁材料的供应源，所分散的清洁材料将沿该多个通道的每个的轴线方向的剪切力施加到该晶片以促进该图案化晶片表面上的污染物的去除。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰M德拉里奥斯，埃里克M弗里尔，迈克尔拉夫金，杰弗里马克斯，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]