用于通过单相和双相介质除去微粒的装置的制作方法

专利名称：：用于通过单相和双相介质除去微粒的装置的制作方法用于通过单相和双相介质除去微粒的装置
背景技术：
：在半导体器件(比如集成电路、存储单元之类)制造中，执行一系列制造操作以在半导体晶圆(“晶圆”)上限定特征。该晶圆(或衬底)包括在硅衬底上限定的多层结构形式的集成电路器件。在衬底级上，形成具有扩散区的晶体管器件。在后续级中，互连金属化线路被图案化并被电气连接于该晶体管器件以限定期望的集成电路器件。而且，通过电介质材料将图案化的导电层与其它导电层绝缘。在一系列制造操作过程中，晶圆表面经受各种污染物。实质上制造操作中存在的任何材料都是潜在的污染源。例如，污染源可包括工艺气体、化工品、沉积材料和流体及其它。各种污染物可能以微粒形式沉积在晶圆表面上。如果不除去微粒污染物，污染物近处的器件很可能无法工作。因此，有必要，以一种不破坏晶圆上限定的特征的方式，从晶圆表面清洁污染物。然而，微粒污染物的大小通常在晶圆上制造的特征的临界尺寸(criticaldimensionsize)量级上。除去这么小的微粒污染物而又不会对晶圆上的特征造成负面影响是相当困难的。传统的晶圆清洁方法严重依赖机械力来从晶圆表面除去微粒污染物。随着特征尺寸持续减小并变得更加脆弱，由于在晶圆表面上施加机械力而造成特征损害的概率增加。例如，具有高纵横比(aspectratio)的特征在受到足够大的机械力的冲击时容易倒塌或破裂。特征尺寸不断减小的趋势还导致了微粒污染物的尺寸减小，使清洁问题更加复杂。尺寸足够小的微粒污染物可能有办法进入晶圆表面上难以到达的区域，比如由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，高效而非破坏性地除去污染物代表了晶圆清洁技术的不断进步所要面对的持续挑战。可以看出，平板显示器的制造操作遭受与上述集成电路制造相同的缺点。鉴于以上，有对于可以有效地除去污染物而不损害图案化晶圆上的特征的清洁图案化晶圆的装置和方法的需要。
发明内容概括地说，本发明的实施方式提供了清洁晶圆表面，尤其是图案化晶圆(或衬底)的表面的改进的材料、装置和方法。上面讨论的清洁材料、装置和方法在清洁具有细微特征的图案化衬底而基本上不破坏该特征方面具有优点。该清洁材料是流体，可以是液相的或液/气双相的，并围绕器件特征变形；因此，该清洁材料基本上不损害该器件特征或大大减小损害。该清洁材料(包含具有大分子量的一种或多种聚合化合物的聚合物)捕获该衬底上的污染物。对于由一个单体制成的聚合物，该聚合物包含一个聚合化合物。对于由超过一个单体制成的聚合物，比如共聚物或聚合物的混合物，该聚合物包含超过一个聚合化合物。另外，该清洁材料截留(entrap)污染物而不使污染物回到该衬底表面。具有大分子量的聚合化合物的聚合物形成长的聚合物链，其还可以交叉链接(cross-linked)以形成网络(或聚合网络)。对于基本上不交叉链接的或很少交叉链接的聚合物的聚合物链的长度可以通过用单体物质的分子量除聚合物的分子量来估计(长度(聚合物的分子量/6单体的重量))。与传统的清洁材料相比，长的聚合物链和/或聚合物网络显示出俘获或截留污染物的更强大的能力。因此，包括这样的聚合物的(流体形式的)清洁材料显示出优秀的微粒除去性能。然后被捕获或截留的污染物被从该衬底的表面除去。正如上面讨论的，各聚合物可以交叉链接。然而，交叉链接的程度被相对限制以免使该聚合物过硬或过于刚性，这会使得聚合物不能溶于溶剂中并使围绕该衬底表面上的器件特征变形。应当理解，本申请可以用多种方式实现，包括系统、方法和室。下面描述本发明的一些有创造性的实施方式。在一个实施方式中，提供一种除去限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的清洁系统。该清洁系统包括用于支撑该图案化衬底的边缘的衬底载具。该清洁系统还包括被置于由该衬底载具保持的该图案化衬底上方的清洁头，该清洁头具有多个分发孔以向用于限定集成电路器件的该图案化衬底的该表面上分发清洁材料。该清洁材料包括分子量大于10，OOOg/mol的聚合化合物的聚合物。该聚合物可溶解于溶剂中以形成该清洁材料。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于十亿分之I(Ippb)的金属污染物。该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物。当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒。该清洁头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统。进一步，该清洁系统包括用于保持该清洁头邻近该图案化衬底的该表面的支撑结构。在另一个实施方式中，提供一种用于分发清洁材料以除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的清洁系统。该清洁系统包括用于支撑该图案化衬底的衬底支架。在清洁处理过程中该衬底支架旋转以从该图案化衬底的该表面除去污染物。该清洁系统还包括被置于该图案化衬底上方的分发喷嘴，以向用于限定集成电路器件的该图案化衬底上分发该清洁材料。该清洁材料包括分子量大于10，OOOg/mol的聚合化合物的聚合物。该聚合物可溶解于溶剂中以形成该清洁材料。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于Ippb的金属污染物。该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物。当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒。该分发头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统。在另一个实施方式中，提供一种用于除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的清洁系统。该清洁系统包括用于支撑该图案化衬底的衬底载具。该清洁系统还包括容纳用于从用于限定集成电路器件的该图案化衬底的该表面除去污染物的清洁材料的清洁槽。该清洁材料包括分子量大于10，OOOg/mol的聚合化合物的聚合物。该聚合物可溶解于溶剂中以形成该清洁材料。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于Ippb的金属污染物。该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物。当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前是基本上没有研磨性微粒的。该分发头耦合于该清洁材料的存储器。进一步，该清洁材料具有用于将该图案化衬底下降到该清洁槽内和从该清洁槽内提起的机械机构。在另一个实施方式中，提供一种清洁材料制备系统。该清洁材料制备系统包括聚合物容器，其容纳聚合物，以及缓冲剂容器，其容纳缓冲剂。该清洁材料制备系统进一步包括用于混合该聚合物、该溶剂和该缓冲剂以制备该清洁材料的混合容器。该混合容器耦合于该聚合物容器、该溶剂容器和该缓冲剂容器。该清洁材料是用于除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的。该清洁材料包括分子量大于10，000g/mol的聚合化合物的聚合物，该聚合物可溶解于溶剂以形成该清洁材料。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于十亿分之I(Ippb)的金属污染物。该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物。当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒。该清洁头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统。在又一个实施方式中，提供一种清洁材料制备系统。该清洁材料制备系统包括聚合物容器，其容纳聚合物；以及溶剂容器，其容纳溶剂。该清洁材料制备系统还包括缓冲剂和添加剂容器，其容纳用于制造该清洁材料的缓冲剂和添加剂。该清洁材料制备系统进一步包括用于制备该聚合物、该溶剂、该缓冲剂和该添加剂的混合物以制造该清洁材料的第一混合容器。该混合容器耦合于该聚合物容器、该溶剂容器和该缓冲剂和添加剂容器。另外，该清洁材料制备系统包括提纯器，该提纯器是提纯来自该第一混合容器的第一混合物的系统。该提纯器耦合于该第一混合容器。另外，该清洁材料制备系统包括用于通过混合该第一混合物与另外的缓冲剂和添加剂而制备该清洁材料的调整容器。该调整容器耦合于该提纯器。该清洁材料用于除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物。该清洁材料包括分子量大于10，000g/mol的聚合化合物的聚合物。该聚合物可溶解于溶剂以形成该清洁材料，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于十亿分之I(Ippb)的金属污染物。该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物。当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征。该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒。该清洁头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统。通过下面结合附图进行的详细说明，可以很容易地理解本发明，且同类的参考标号代表同类的结构元件。8图1显示了，依照本发明的一个实施方式，衬底上的缺陷和器件特征。图2A显示了，依照本发明的一个实施方式，与在图案化衬底上施加清洁材料有关的3个反应曲线的图解。图2B显示了与在图案化衬底上施加清洁材料有关的3个反应曲线的图解。图2C显示了，依照本发明的一个实施方式，对于不同技术结点的3个损害曲线和清洁材料的一个力强度曲线的图解。图3A显示了，依照本发明的一个实施方式，溶解在清洁溶液中的具有大分子量的聚合化合物的聚合物的清洁材料。图3B显示了，依照本发明的一个实施方式，图3A的清洁材料截留污染物。图3C显示了，依照本发明的一个实施方式，图3A的清洁材料被分发在图案化晶圆上以从该衬底表面清洁污染物。图3D显示了，依照本发明的一个实施方式，图3A的清洁材料被分发在图案化晶圆上以从该衬底表面清洁污染物。图3E显示了，依照本发明的一个实施方式，图3A的清洁材料被分发在具有沟槽和通孔的图案化晶圆上以从该衬底表面清洁污染物。图3F显示了，依照本发明的一个实施方式，具有乳化在清洁溶液中的凝胶样聚合物液滴的清洁材料。图3G显示了，依照本发明的一个实施方式，具有悬浮在清洁溶液中的凝胶样聚合物团块(lump)的清洁材料。图3H显示了依照本发明的一个实施方式的泡沫清洁材料。图4A显示了，依照本发明的一个实施方式，用于清洁衬底的系统的俯视图的简化示意图。图4B显示了，依照本发明的一个实施方式，具有用于分发该清洁材料的多个分发孔的清洁头的仰视图。图4C显示了，依照本发明的一个实施方式，在衬底表面上在该清洁头下分发清洁材料的清洁本体的清洁头的侧视图。图4D显示了，依照本发明的一个实施方式，在衬底上方的清洁头的横截面视图。图4E显示了依照本发明的一个实施方式的衬底清洁系统。图4F显示了，依照本发明的一个实施方式，使用包含具有大分子量的聚合化合物的聚合物的清洁材料清洁衬底的清洁装置和用于冲洗掉清洁材料的冲洗装置。图4G显示了，依照本发明的一个实施方式，使用包含具有大分子量的聚合化合物的聚合物的清洁材料清洁衬底的清洁和冲洗装置。图4H显示了依照本发明的一个实施方式的清洁系统。图41显示了，依照本发明的一个实施方式，用于清洁衬底的系统的俯视图的简化示意图。图4J显示了，依照本发明的一个实施方式，图41的清洁头和冲洗头的仰视图。图4K显示了依照本发明的一个实施方式的用于清洁材料制备(pr印aration)的系统。图5A显示了，依照本发明的一个实施方式，微粒除去效率(PRE)与聚丙烯酸(PAA)9和羟乙基纤维素(HEC)的分子量的函数。图5B显示了，依照本发明的一个实施方式，PRE与聚丙烯酰胺(PAM)的分子量的函数。图5C显示了，依照本发明的一个实施方式，使用氯化铵减小用聚丙烯酰胺(PAM)聚合物制成的清洁材料的粘度的实验结果。图6A显示了，依照本发明的一个实施方式，使用包含具有高分子量的聚合化合物的聚合物的清洁材料清洁图案化衬底的工艺流程。图6B显示了，依照本发明的一个实施方式，提纯清洁材料的工艺流程。图6C显示了，依照本发明的另一个实施方式，提纯清洁材料的工艺流程。具体实施例方式描述用于清洁晶圆表面而不破坏表面特征的材料、方法和装置的实施方式。此处讨论的清洁材料、装置和方法的优点是清洁具有细微特征的图案化衬底而不破坏该特征。该清洁材料是流体，液相或液/气相的，并可以围绕器件特征变形；因此，该清洁材料不损害器件特征。该清洁材料(包含具有大分子量聚合化合物的聚合物)捕获该衬底上的污染物。另外，该清洁材料捕获污染物而不使污染物回到该衬底表面。具有大分子量的聚合化合物的聚合物形成长的聚合物链，其还可以交叉链接(cross-linked)以形成网络(或聚合网络)。与传统的清洁材料相比，长的聚合物链和/或聚合物网络显示出更好的捕获和截留污染物的能力。然而，显然，对于本领域的技术人员来说，本申请没有这些具体细节中的一些或全部仍可以实现。在其它情况下，没有对熟知的工艺操作进行详细描述，以免不必要地模糊本发明。此处描述的各实施方式提供可以有效地除去污染物而不损害该图案化晶圆上的特征的清洁材料和清洁方法，其中一些晶圆可包含高纵横比特征。尽管各实施方式提供了有关半导体清洁应用的具体实施例，然而这些清洁应用可以被扩展至需要从衬底除去污染物的任何技术。图1显示了，依照本发明的一个实施方式，具有衬底本体101的衬底100。在衬底101上有器件结构102，在表面105近邻有微粒103。微粒103有近似直径107，其可以与器件结构102的宽度104在同一个数量级上。对于先进的技术，比如65nm、45nm、32nm、22nm和16nm技术结点，器件结构102的宽度104等于或小于65nm。器件结构的宽度，比如器件结构102的宽度104，随着每个技术结点持续缩小以在有限的芯片表面面积上安放更多的器件。出于对电阻率的考虑，该器件结构的高度，比如器件结构102的高度106，通常不与器件特征的宽度成比例地缩小。对于导电结构，比如多晶硅连线和金属互连，使结构的宽度和高度变窄会使电阻率增加的太高而带来显著的RC延迟并对该导电结构产生太多的热。因此，器件结构，比如结构102，会具有高纵横比，这使得它们有可能被施加在该结构上的力111损害。在一个实施方式中，该器件结构的纵横比可以在约2或更大的范围内。力112被施加在微粒103上以帮助除去微粒103。力111和112是由清洁材料(未示)施加在该衬底表面上器件结构102附近的，以除去表面微粒，比如微粒103。在一个实施方式中，力111和112大小非常接近，因为它们彼此非常靠近。施加在该衬底表面上的力111、112可以来自该清洁材料和该衬底表面之间任何的相对运动。例如，它可以来自清洁材料的分发或该清洁材料的冲洗。器件结构102的更小的宽度104和器件结构102的相对较高的纵横比使得器件结构102可能在施加的力111的作用下破裂或在施加的力111的作用下积累能量。被损害的器件结构102变成微粒源而降低良率。另外，被损害的器件结构102还可能由于损害而变得不能工作。图2A显示了，依照本发明的一个实施方式，与在图案化衬底上施加清洁材料有关的3个反应曲线的图解。曲线201显示了由清洁材料施加在该衬底表面上的强度与能量(力的结果)的对比。由该清洁材料施加的清洁能量的强度的峰值在EP。曲线202显示了微粒除去效率与该清洁材料在该衬底上施加的能量的函数。该微粒除去速率的峰值在&附近。当由该清洁材料施加的能量达到Ek时，该清洁材料在从该衬底表面除去微粒时是最高效的。曲线203显示了由该清洁材料带来的器件结构的损害的量与由该清洁材料在该衬底表面施加的能量的函数。该器件结构在Es点被损害，其比由清洁材料在该衬底上施加的能量的高末端En更高。因为器件结构损害曲线203在该清洁材料施加在该图案化衬底上的能量分布201之外，所以该图案化衬底上的器件结构不会被损害。该微粒除去曲线202显示，该清洁材料可以从该衬底表面除去微粒(或接触)而不损害该衬底上的结构。图2B显示了与在图案化衬底上施加清洁材料有关的3个反应曲线的图解。曲线201'是由清洁材料施加在图案化衬底上的强度与能量的对比。该清洁材料施加的强度的峰值在Ep'。曲线202'显示了微粒除去速率与施加在该衬底上的能量的对比。该微粒除去速率的峰值在E/附近。当由该清洁材料施加的能量达到Ek'时，该清洁材料在从该衬底表面除去微粒时是最高效的。曲线203'显示了由清洁材料带来的对器件结构的损害的量与由该清洁材料在该衬底表面上施加的能量的函数。该衬底上的器件结构在Es'被损害，这比由该清洁材料施加的能量的能量分布的低端E/要高。因为器件结构损害曲线203'在施加在该图案化衬底上的清洁材料的能量分布201'的范围内，该图案化衬底上的器件结构会被该清洁材料损害而增加微粒(或缺陷)。如上所述，在清洁工艺过程中损害器件结构可能导致该器件不能工作，而被损害的器件结构可能留在该衬底表面上而减少器件良率。因此，图2B的清洁曲线201'和损害曲线203'之间的关系是不受欢迎的。相反，图2A的清洁曲线201和损害曲线203之间的关系是理想的。传统的衬底清洁装置和方法包括刷子(brush)和衬垫(pad)，其在从该衬底表面除去微粒的过程中利用机械力。对于具有很窄的宽度和很高的纵横比的器件结构的先进技术，由刷子和衬垫施加的机械力可能损害该器件结构。另外，粗糙的刷子和衬垫还可能在该衬底表面上带来划痕。利用空化气泡和声流清洁衬底的清洁技术(比如兆级超声清洁和超声清洁)也可能损害脆弱的结构。使用喷管和喷淋的清洁技术可能导致薄膜的侵蚀，也可能损害脆弱的结构。图2C显示了，依照本发明的一个实施方式，由常规方法(比如兆频超声清洁)施加的传统的清洁材料的清洁曲线201〃。分别有针对三个技术节点90nm、65nm和45nm的损害曲线203I,203II和203m。对于90nm技术结点的图案化晶圆的曲线203工，损害的发作开始于能量ES115ES1大于该图案化衬底上的清洁材料的能量分布的上端En"。因此，对该器件结构没有损害。图2C的传统的清洁材料对于65nm技术结点仍然行得通，因为11损害的发作开始于ES11,其高于En"。随着技术步入更窄的宽度，损害的发作开始于更低的能量水平。当技术结点变成45nm或更低时，曲线201"的传统的清洁材料和方法会对器件结构造成损害。对于45nm技术结点损害的发作ESm低于En"。图2C显示，尽管有些清洁材料和方法对于传统技术行得通，然而它们对于具有更窄的特征宽度的更先进的技术不再行得通了。因此，需要找到一种清洁机构，其使用对于先进的技术来说，对该器件结构温和，而且可以有效地从该衬底表面除去微粒的清洁材料。图2C显示了，依照本发明的一个实施方式，由传统方法(比如兆频超声清洁)施加的传统的清洁材料的清洁曲线201〃。对于三个技术结点，90nm、65nm和45nm，分别由损害曲线203工、203π和203ΙΠ。对于90nm技术结点的图案化晶圆的曲线203工，损害的发作开始于能量ES115ES1大于该图案化衬底上的清洁材料的能量分布的上端En"。因此，对该器件结构没有损害。图2C的传统的清洁材料对于65nm技术结点仍然行得通，因为损害的发作开始于ESn，其高于En"。随着技术步入更窄的宽度，损害的发作开始于较低的能量水平。当技术结点变成45nm或更低时，曲线201"的传统的清洁材料和方法会对器件结构造成损害。对于，45nm技术结点损害的发作ESm，低于En"。图2C显示，尽管有些清洁材料和方法对于传统技术行得通，然而它们对于具有更窄的特征宽度的更先进的技术不再行得通了。因此，需要找到一种清洁机构，其使用对于更先进的技术来说，对该器件结构温和，而且可以有效地从该衬底表面除去微粒的清洁材料。图3A显示了，依照本发明的一个实施方式的液体清洁材料300，其包含包含溶解于清洁溶液305中的具有大分子量的聚合物310的清洁溶液305。在一个实施方式中，该液体清洁材料300是凝胶。在另一个实施方式中，该液体清洁材料300是溶胶。在又一个实施方式中，该液体清洁材料300是液体溶液。该液体清洁材料300，当施加于在衬底表面具有微粒的衬底上时，可以除去该衬底表面上的微粒。在一个实施方式中，除去的微粒320附着于聚合物310，如图3B所示。具有大分子量(比如大于10，000g/mol或100,000g/mol)的聚合化合物的聚合物形成很长的聚合物链和聚合网络以捕获和截留除去的微粒以阻止微粒回到该衬底表面。该聚合物溶于清洁溶液，其包含影响PH值的元件，并提高聚合物的可溶性。溶解在清洁溶液中的聚合物可以是软凝胶或变为悬浮在该清洁溶液中的凝胶样液滴。在一个实施方式中，当聚合物分子进入污染物的附近区域时，该衬底表面上的污染物通过离子力、vanderWaals力、静电力、疏水作用、空间作用或化学键而附着在溶解的聚合物上。该聚合物捕获并截留该污染物。在一个实施方式中，具有大分子量的聚合化合物的该聚合物在清洁溶液305中形成网络。另外，具有大分子量的聚合化合物的该聚合物散布在液体清洁溶液305中。在清洁过程中，液体清洁材料300在该衬底的器件结构上是温和(gentle)的。清洁材料300中的聚合物310可以围绕该器件结构(比如结构302)滑动，如同图3C的清洁容积330所示，而不会对器件结构302产生强力冲击。相反，上面提到的硬的刷子和衬垫会与器件结构进行硬碰硬的接触并损害该器件结构。兆级超声清洁中的空化作用产生的力(或能量)以及喷管喷淋过程中液体的高速冲击也可能损害该器件结构。替代地，超过一种聚合物可以被溶解在该清洁溶液中以配制该清洁材料。例如，该清洁材料中的聚合物可以包括“A”聚合化合物和“B”聚合化合物。具有大分子量的聚合化合物的聚合物形成聚合物的长链，有或者没有交叉链接(cross-linking)以形成聚合网络。如图3C所示，聚合物310跟图案化(或未图案化的)衬底表面上的污染物(比如污染物SZOpSZOnJZOmdZOj接触并捕获污染物。在污染物被该聚合物捕获后，污染物变得附着于该聚合物并悬浮在该清洁材料中。图3C显示，污染物320m、320IV分别附着于聚合物链311Ρ311Π。污染物320工和320ΠΙ附着于其它聚合物链。替代地，污染物SZOpSZOnJZOmdZO^每个都可以附着于多个聚合物链，或附着于一个聚合网络。当清洁材料300中的聚合物被从该衬底表面除去时，比如通过冲洗，附着于聚合物链的污染物与该聚合物链一起被从该衬底除去。图3C中显示的实施方式只显示了一个器件结构302。依照本发明的一个实施方式，在一衬底(比如衬底301)上，许多器件结构(比如3021、30211、302111、302可以像图30中所示的那样彼此挨着簇拥在一起。类似于图3C，清洁容积330'中的液体清洁材料300在清洁过程中在该衬底上的器件结构上是温和的。清洁材料300中的聚合物310围绕器件结构β^ρβ^ρβΟ〗^和302IV滑动，而不对该器件结构产生强力冲击。类似于图3C的附着于聚合物链的污染物32(^320^320^和320，污染物SZS1JZS11JZSm和325IV也附着于聚合物链。除了清洁具有连线特征的衬底(比如图3C和3D中所示的那些)之外，具有其它图案化特征的衬底也可以通过本发明所述的材料和方法清洁。图3Ε显示了，依照本发明的一个实施方式，具有形成通孔315和沟槽316的结构302'的衬底301'。污染物326P326H、326ΠΙ和326IV也可以通过在上面图3C和3D中讨论的机制通过清洁材料300除去。在一个实施方式中，该聚合物充当絮凝剂(flocculant)，其可以使来自该衬底表面的微粒(或污染物)变成浮块(floe)，浮块是由细小的悬浮微粒聚集形成的堆。在另一个实施方式中，该聚合物不充当絮凝剂。如上所述，具有大分子量的聚合化合物的聚合物散布在该清洁溶液中。具有大分子量的聚合化合物的实施例包括但不限于，丙烯酸聚合物，比如聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸(PAA)，比如聚羧乙烯940和聚羧乙烯941、聚_(氮，氮_二甲基_丙烯酰胺)(pDMAAm)、聚-(氮-异丙基-丙烯酰胺)(PIPAAm)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚甲基丙烯酰胺(PMAAm)；多聚胺和氧化物，比如聚乙烯亚胺(PEI)、聚环氧乙烷(PEO)、聚氧化丙烯(PPO)等等；乙烯基聚合物比如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯磺酸(PESA)、聚乙烯胺(PVAm)、聚乙烯-吡咯烷酮(PVP)、聚-4-乙烯基嘧啶(P4VP)等等；纤维素衍生物比如甲基纤维素(MC)，乙基-纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)等等；聚糖比如阿拉伯树胶、琼脂和琼胶糖、肝磷脂、胍尔豆胶、黄原胶等等；蛋白质比如胚乳、胶原、谷蛋白等等。以下描绘该聚合物结构的一些示例，聚丙烯酰胺是一种由丙烯酰胺亚基形成的丙烯酸酯聚合物(-CH2CHCONH2-)η。聚乙烯醇是一种由乙烯醇亚基形成的聚合物(_CH2CH0H-)m。聚丙烯酸是一种由丙烯酸亚基形成的聚合物(-CH2=CH-COOH-)ο。“n”、“m”和“0”是整数。具有大分子量的聚合化合物的聚合物可溶于水成溶液或是高度吸水的，以在水成溶液中形成软凝胶。在一个实施方式中，该聚合化合物的分子量大于100，OOOg/mol。在另一个实施方式中，该聚合化合物的分子量在约0.IMg/mol到约100Mg/mol之间。在另一个实施方式中，该聚合化合物的分子量在约IMg/mol到约20Mg/mol之间。在又一个实施方式中，该聚合化合物的分子量在约15Mg/mol到约20Mg/mol之间。在一个实施方式中，该清洁材料中的聚合物的重量百分比在约0.001%到约20%之间。在另一个实施方式中，该重量百分比在13约0.001%到约10%之间。在另一个实施方式中，该重量百分比在约0.01%到约10%之间。在又一个实施方式中，该重量百分比在约0.05%到约5%之间。该聚合物可以溶于该清洁溶液中、完全散布在该清洁溶液中、在该清洁溶液中形成液滴(乳化的)或在该清洁溶液中形成团块。替代地，该聚合物可以是共聚物，其源自于两个或多个单体物质。例如，该共聚物可以包括90%的PAM和10%的PAA，并且是由PAM和PAA的单体构成的。另外，该聚合物可以是两种或多种类型的聚合物的混合物。例如，该聚合物可以是通过将两种类型的聚合物(比如90%的PAM和10%的PAA)在溶剂中混合而制成的。在图3A-3C所示的实施方式中，具有大分子量的聚合化合物的聚合物均勻地溶解在该清洁溶液中。该清洁溶液的基液，或溶剂可以是一种非极性液体(比如松脂)或极性液体(比如水(H2O))。溶剂的其它示例包括异丙醇(IPA)、二甲亚砜(DMSO)和二甲基甲酰胺(DMF)。在一个实施方式中，该溶剂包括超过一种液体，是两种或多种液体的混合物。对于有极性的聚合物，比如PAM、PAA或PVA，该清洁溶液的合适的溶剂是极性液体，比如水(H2O)。在另一个实施方式中，该清洁溶液包括除了溶剂(比如水)之外的化合物，以修改该清洁材料的性质，其是通过将聚合物在该清洁溶液中混合而形成的。例如，该清洁溶液可以包括缓冲剂，该缓冲剂可以是弱酸或弱碱，以调整该清洁溶液以及由该清洁溶液形成的清洁材料的酸碱度(PH)值。弱酸的一个实施例是柠檬酸。弱碱的一个实施例是铵(NH4OH)。该清洁材料的PH值在约1到约12之间。在一个实施方式中，对于前端应用(在铜和金属间电介质沉积之前)，该清洁材料是碱性的。在一个实施方式中，对于前端应用该PH值在约7到约12之间。在另一个实施方式中，对于前端应用该pH值在约8到约11之间。在又一个实施方式中，对于前端应用该PH值在约8到约10之间。对于后端处理(在铜和金属间电介质沉积之后)，在一个实施方式中，该清洁溶液是弱碱性的、中性的或酸性的。在后端互连中铜是与有铵的碱溶液不兼容的，有铵的碱溶液会攻击铜。在一个实施方式中，对于后端应用该PH值在约1到约7之间。在另一个实施方式中，对于后端应用该pH值在约1到约5之间。在又一个实施方式中，对于后端应用该pH值在约1到约2之间。在另一个实施方式中，该清洁溶液包括表面活性剂，比如十二烷基硫酸铵(ADS)以帮助将该聚合物散布在该清洁溶液中。在一个实施方式中，该表面活性剂还帮助湿润该衬底表面上的清洁材料。该衬底表面上的该清洁材料的湿润允许清洁材料与该衬底表面和该衬底表面上的微粒进行紧密接触。湿润改善了清洁效率。还可以加入其它添加剂以改善表面湿润、衬底清洁、冲洗和其它相关特性。缓冲清洁溶液(或清洁溶液)的实施例在该溶液中包括缓冲铵溶液(BAS)，其包括碱性和酸性缓冲剂，比如0.44wt%的NH40H和0.4wt%的柠檬酸。替代地，该缓冲溶液(比如BAS)包括一定量的表面活性剂，比如1衬％的ADS，以帮助将该聚合物悬浮和散布在该清洁溶液中。包含Iwt%的ADS、0.44wt%的NH3和0.4wt%的柠檬酸的溶液被称为溶液“100”。溶液“100”和BAS两者的pH值均为约10。图3A-3E中显示的实施方式提供了液体清洁材料300，液体清洁材料300具有均勻地散布(或溶解)在清洁溶液305中的具有大分子量的聚合物310。如上所述，对于本应用，具有大分子量的聚合物完全溶解在该清洁溶液中，该清洁溶液可以是水成(aqueous)的。该聚合物是高度吸水的，以在水成溶液中形成软凝胶。图3F显示了液体清洁材料300'，液体清洁材料300'具有乳化在清洁溶液305'中的凝胶样聚合物液滴340。清洁溶液305'也包含小的隔离的聚合物306。表面活性剂(比如ADS)可以被添加到该清洁溶液中以帮助该凝胶样聚合物液滴340均勻散布在清洁溶液305'中。在图3F所示的实施方式中，在清洁溶液305'和凝胶样聚合物液滴340之间有边界341。凝胶样聚合物液滴340是柔软的，并且围绕该衬底表面上的器件特征变形。因为凝胶样聚合物液滴340围绕器件特征变形，所以它们不会在该器件特征上施加很大的能量(或力)而损害它们。在一个实施方式中，该液滴的直径在约0.1μm到约100μm之间。在另一个实施方式中，具有大分子量的聚合化合物的该聚合物溶解于该清洁溶液中以形成凝胶样聚合物团块350，凝胶样聚合物团块350不与清洁溶液305“产生明显边界，如图3G所示。清洁溶液305"也包含小的和隔离的聚合物306。凝胶样聚合物团块350是软的且围绕该衬底表面上的器件特征变形，并且不在该衬底表面上的器件特征上施加大量的能量(或力)而损害它们。在一个实施方式中，该聚合物团块的直径在约0.1μm到约100μm之间。上面讨论的清洁材料都是液相的。在又一个实施方式中，上面讨论的清洁材料(比如液体清洁材料300、300'和300〃)可以被搅拌(agitated)以增加气体(比如N2、惰性气体)或气体混合物(比如空气)以使该清洁材料成为泡沫，如图3H所示。在图3F中清洁材料300*具有散布在清洁溶液305中的空气气泡360。聚合物310也散布在清洁溶液305中。在其它实施方式中，图3H中的聚合物310可以是聚合物液滴340或聚合物团块350，如图3F和3G中所述。清洁材料300*具有气相和液相。上面描述的该清洁材料可以通过许多机制分发到该衬底表面上。如在图2A和2B中讨论的，为了避免损害该图案化衬底上的器件特征，该清洁材料在该图案化表面上施加的能量必须在避免损害该器件特征的最小力Es或Es'以下。上面讨论的该清洁材料(比如清洁材料300、300',300"和30(f)是在液相或在气/液相的。液体和泡沫能够在该衬底表面上流动并围绕该衬底表面上的器件特征变形(或流动)。因此，该清洁材料可以被应用在该图案化衬底上而不在该衬底表面上的器件特征上施加很大的能量。图4A显示了，依照本发明的一个实施方式，用于清洁衬底的系统400的俯视图的简化示意图。晶圆(或衬底)420朝清洁头410(或清洁邻近头)在直线方向上移动。该清洁头是由支撑结构450保持的，支撑结构450可以是臂。清洁头410提供(或分发)上述清洁材料。在一个实施方式中，清洁头410的长度440比晶圆420的直径451更长。晶圆420只在该清洁头下方移动一次。在另一个实施方式中，清洁头410的长度440比晶圆420的直径451短。晶圆420在清洁头410下方移动多次以确保整个晶圆420都被清洁。在一个实施方式中，该清洁材料从储液槽470(其可以是加压的)通过供应管线460传送。替代地，清洁头410可以在晶圆420上方移动，而晶圆420保持静止或者也移动。如上所述，该清洁材料可以是液体溶液、泡沫或乳剂的形式。如果储液槽470是加压的，清洁溶液或乳剂可能被充气并在被传送到该清洁头之前发展成泡沫。在储液槽不加压时，该清洁溶液可以通过其它公知工具泵送(pumped)或传送。在一个实施方式中，该清洁头还耦合于容器423以使得用过的清洁材料从该衬底表面抽空(vacuumed)，以及耦合于真空泵425，其提供该真空。图4B显示了，依照本发明的一个实施方式，具有许多分发该清洁材料的分发孔15411的清洁头410的示例性仰视图。替代地，用长而窄的分发槽代替分发孔411。在一个实施方式中，该(排)分发孔411围绕真空孔414，真空孔414从该衬底表面除去清洁材料。图4C显示了清洁头410的侧视图的一个实施方式，其中清洁头410将清洁材料的清洁本体430分发在清洁头410下方的晶圆420的表面421上以清洁表面421。该清洁材料是由供应管线460供应的。通过真空管465提供的真空将该清洁材料从该衬底表面除去。晶圆420在清洁头410下方以箭头422所绘的方向移动。清洁材料的清洁本体430形成“弯液面”。本文使用的术语“弯液面”指的是液体的清洁本体(或容积)430被该液体的表面张力部分束缚并容纳。该弯液面也是可控制的，而且可以在容纳形状中在表面上方移动。在特定实施方式中，该弯液面是通过将流体输送到表面，同时也除去该流体从而该弯液面一直是可控制的，而保持该弯液面。而且，该弯液面的形状可以通过精确的液体输送和除去系统控制，该液体输送和除去系统与计算系统的控制器有接口，该计算系统可以是网络连接的。在衬底表面上形成弯液面的分发头的细节在申请号为11/641，362(代理案号LAM2P581)、申请日为2006年12月18日，名称为“SubstratePreparationUsingStablizedFluidSolutionsandMethodsforMakingStableFluidSolutions，，的美国专利申请中讨论过。上述相关申请的公开文本通过引用并入此处。在一个实施方式中，当晶圆420在清洁头410下方移动时，清洁本体430在表面421上留下一薄层清洁材料。该清洁材料薄层是清洁材料没有被真空完全除去的结果。清洁头410由臂450保持邻近晶圆420的表面421。因此，清洁头410被叫做邻近头。在一个实施方式中，从清洁头410分发的清洁材料在清洁本体430下方的该衬底的表面421上施加切变应力(shearforce)432在另一个实施方式中，从清洁头410分发的清洁材料也在清洁本体430下方的衬底表面421上施加向下的力(未示)。在一个实施方式中，该向下的力和该切变应力帮助使得聚合物与该污染物进行接触以允许该污染物附着于该聚合物链和/或网络。在一个实施方式中，该污染物通过范德华力附着于该聚合物。在另一个实施方式中，该污染物被该聚合网络截留。在另一个实施方式中，在使该清洁溶液中的聚合物与该污染物进行接触时不需要向下的力或切变应力。当该清洁材料散布在该衬底表面上时，散布在该清洁材料中的聚合物会与该衬底表面上的污染物进行接触。在从该衬底表面除去清洁材料的冲洗步骤过程中，被该聚合物附着和/或截留的污染物与该清洁材料一起被从该衬底表面除去。图4D显示了在衬底420上分发清洁材料的清洁头420〃的横截面视图。该清洁材料是通过耦合于清洁材料供应管线460的分发孔分发的，并且是通过耦合于真空管465的真空孔从衬底420表面除去。该清洁材料在清洁头420和衬底420之间形成弯液面430'。另外，有耦合于表面张力减小气体的供应管线467的表面张力减小气体分发孔(未示)，该表面张力减小气体用于减小衬底420的表面的表面张力。在一个实施方式中，该表面张力减小气体包括异丙醇(IPA)和氮气(N2)的混合物。图4E显示了具有清洁材料分发总成418的清洁系统400'，分发总成418包括上清洁头(或邻近头)410、下清洁头(或邻近头)410'以及支撑结构419。上清洁头410是下清洁头410'的镜像。清洁材料分发总成418由控制器419控制。衬底420(由衬底座424保持)在方向466上在上和下清洁头410、410'之间穿过。使用该上和下清洁头410、410'，该衬底的前面和背面可以同时被清洁。每个清洁头包括多个分发孔(或喷嘴)，形成弯液面200的清洁材料通过该分发孔被供应。该液体可以是去离子水、清洁溶液或用于处理、清洁或冲洗衬底160的其它液体。多个真空口114在弯液面200的周边施加真空。真空口114吸收来自弯液面200的液体和周围的流体，比如空气或由喷嘴112供应的其它气体。在某些实施方式中，喷嘴112围绕真空口114并供应异丙醇蒸汽、氮气、其混合物或其它气体或两相气体/液体流体。喷嘴112和从那里供应的流体帮助在弯液面200的表面处保持连贯的液体/气体界面。有关邻近头结构和操作的更多细节通过上面对相关技术部分的交叉引用并入作为参考。尤其是，参考申请号为10/261，839、10/330，843和10/330,897的美国专利申请以获得与邻近头结构和操作有关的更多细节。使用邻近头分发清洁材料的清洁装置的细节在申请号为11/532，491(代理文档号LAM2P548B)、申请日为2006年9月15日，名称为“MethodandMaterialforCleaningaSubstrate"的美国专利申请、申请号为11/532，493(代理文档号LAM2P548C)、申请日为2006年9月15日，名称为“ApparatusandSystemforCleaningaSubstrate”的美国专利申请以及申请号为11/641，362(代理文档号LAM2P581)、申请日为2006年12月18日，名禾尔为"SubstratePreparationUsingStabilizedFluidSolutionsandMethodsforMakingStableFluidSolutions”的美国专利申请中描述过。上述相关申请中每一个的公开文本均通过参考并入此处。上面描述的各实施方式仅仅是示例。用于在衬底表面上分发清洁材料以及用于从衬底表面除去清洁材料的清洁头的其它实施方式也是可能的。图4F显示了，依照本发明的一个实施方式，容纳清洁材料481的清洁槽480和容纳冲洗液体491的冲洗槽490。由衬底载具423保持的衬底420'首先被浸入槽480的清洁材料481以允许该清洁材料与该衬底表面上的污染物进行接触。通过机械机构(未示)将衬底420'降低到清洁槽480中的清洁材料481中并从清洁材料481中提出。然后，由衬底载具426保持的衬底420'接下来被浸入清洁槽490的冲洗液体491以冲掉该清洁材料。机械机构(未示)被用于将该衬底下降到该冲洗槽490中和从该冲洗槽490提出。当该清洁材料在冲洗槽(或用于冲洗的槽)490中离开衬底420'的表面时，该污染物与该清洁材料一起被从该衬底表面除去。机械机构(未示)将该衬底420'下降到冲洗槽490中的冲洗液体491中。尽管图4F中显示该衬底的定向是竖直的，然而其它定向也是可能的。例如，该衬底可以以横向定向被浸没在该清洁槽和/或该冲洗槽中。图4G显示了用于从该衬底表面清洁污染物的清洁装置499的另一个实施方式。该清洁装置具有带衬底支架483的清洁槽485。衬底420*被放置于衬底支架483上，衬底支架483在该清洁处理过程中旋转。清洁装置499具有清洁材料分发头497，其将清洁材料分发到衬底420*的表面上。清洁材料分发头497(或分发喷嘴)耦合于清洁材料的储槽470。清洁装置499还具有冲洗液体分发头498(或分发喷嘴)，其将冲洗液体喷淋在衬底420"的表面上。冲洗液体分发头498耦合于冲洗液体的储槽496。旋转的衬底420*允许该清洁材料和该冲洗液体覆盖整个衬底表面。在该冲洗液体被分发以从该衬底表面除去该清洁材料之前，该清洁材料被分发在该衬底表面上。在该清洁材料被从该图案化衬底的表面冲洗掉后，通过以比较高的速度自旋(或旋转)该衬底而干燥该图案化衬底。在自旋过程中，该衬底由一器件(或机构)固定，图4G中没有显示该器件。在一个实施方式中，表面张力减小气体被施加到该图案化衬底的表面上以帮助除去该冲洗和可能残留的清洁材料。在一个实施方式中，该表面张力减小气体包括异丙醇(IPA)和氮气(N2)的混合物。也可以使用其它的表面张力减小气体。清洁槽485可以接收该清洁过程的废料。该清洁过程的废料包括废弃的清洁材料和废弃的冲洗液体。在一个实施方式中，清洁槽485具有排水舱(drainagehold)403，排水舱403连接于废料管线404。废料管线404耦合于阀405，阀405控制来自清洁槽485的清洁废料的排出。该清洁废料可以被引导到回收处理器406或废料处理器407。上面描述的清洁材料在清洁在该衬底表面上有细微特征(或拓扑)比如多晶硅连线或金属互连(具有沟槽和/或通孔)的衬底时特别有优势。这些细微特征的最小宽度(或临界尺寸)可以是45nm、32nm、25nm或更小。对于使用上面描述的清洁材料的改进的清洁，该清洁材料需要带来尽可能少的金属和/或微粒污染物。在一个实施方式中，制备的清洁材料中的金属污染物，在被施加到该衬底表面之前，被指定为所有的金属污染物小于IOOppb(十亿分数)。在另一个实施方式中，制备的清洁材料中的金属污染物被指定为小于IOppb(十亿分数)。在又一个实施方式中，制备的清洁材料中的金属污染物被指定为小于Ippb以进行更好的清洁。在一个实施方式中，制备的清洁材料的微粒规格，在被施加到该衬底表面之前，对于大于65nm的微粒尺寸，是小于50。在另一个实施方式中，对于大于65nm的微粒尺寸，该微粒规格是小于20。在另一个实施方式中，对于大于50nm的微粒尺寸，该微粒规格是小于10。在又一个实施方式中，对于大于30nm的微粒尺寸，该微粒规格是小于5。对于具有更细微(或更小的)特征尺寸的更先进的技术，金属污染物和微粒的规格更严格。许多方法和系统可用于制造(或提纯)满足金属杂质规格的清洁材料。例如，该清洁材料中的金属污染物可以通过分馏而除去(或清洁材料可以被提纯)。在一个实施方式中，向聚合物的水成溶液中添加乙醇。因为该聚合物在乙醇中比在水中更难溶解，所以更纯的聚合物会沉淀。除了乙醇之外，可以向聚合物的水成溶液添加酸以帮助从该聚合物中分离金属。酸可以提供H+离子以取代附着于该聚合物的金属离子，比如Na+，这有助于将该金属从该聚合物分离。除去金属污染物的另一个方法是通过使用离子交换。使该清洁材料穿过装有小的树脂微粒的柱以使该清洁材料中的金属离子与该柱提供的氢离子交换。如果该柱充满酸的话，其提供用于替换金属离子(比如Na+)的氢离子。只是用Na+做例子。用这样的方法和系统可以除去其它的金属离子。也可以使用其它方法提纯清洁材料。图4H显示了，依照本发明的一个实施方式，用于清洁衬底的系统475的示意图。清洁头410(或清洁邻近头)类似于图4A中所示。衬底420"由衬底座(或衬底载具)424保持。清洁头410耦合于清洁材料(比如上面讨论的清洁材料300)的储液槽470。清洁头410还耦合于用过的清洁材料的容器423，容器423进一步耦合于真空泵425。在一个实施方式中，系统475具有冲洗头417，冲洗头417分发冲洗液体以从衬底420"的表面除去清洁材料。冲洗头417耦合于冲洗液体的储液槽471。在一个实施方式中，冲洗头417的构造类似于具有冲洗液体分发孔和真空孔的清洁头。冲洗头417耦合于用过的冲洗液体的容器408，容器408进一步耦合于真空泵425'。在另一个实施方式中，系统475具有真空头412，真空头412除去留在该衬底表面上的任何剩余的清洁材料和/或冲洗液体。该真空头耦合于用过的清洁材料和冲洗液体的废料容器409。废料容器409进一步耦合于真空泵425"。18图41显示了，依照本发明的一个实施方式，另一个清洁系统400*的横截面视图。晶圆(或衬底)420朝清洁头410*(或清洁邻近头)在直线方向上移动。该清洁头由支撑结构450保持，支撑结构450可以是一臂。清洁头410耦合于清洁材料的储液槽470。清洁头410*提供(或分发)上面描述的清洁材料。在一个实施方式中，清洁头410*的长度440比晶圆420的直径451更长。晶圆420只在该清洁头下方移动一次。在另一个实施方式中，清洁头410*的长度440比晶圆420的直径451短。晶圆420在清洁头410*下方移动多次以确保整个晶圆420被清洁。在图41的实施方式中，挨着清洁头410*有冲洗头417*。类似于清洁头410*，冲洗头417*的长度440'可以比该晶圆的直径451更长或更短。晶圆420首先在清洁头410*下方移动，然后在冲洗头417*下方移动。清洁头410*包括缝隙411*以分发清洁材料。图4J包括具有缝隙411*的清洁头410*的仰视图。冲洗头417*耦合于冲洗液体的储液槽471。在一个实施方式中，冲洗头417*的构造类似于图4A和4B的清洁头410，其具有液体分发孔401和真空孔402。图4J包括具有多个冲洗液体分发孔401的冲洗头417的仰视图，这些冲洗液体分发孔401被多个真空孔402围绕。冲洗头417耦合于用过的冲洗液体的容器408，容器408进一步耦合于真空泵425'。当晶圆420在清洁头410*和冲洗头417*下方移动时，清洁头410*在该衬底表面上分发清洁材料而冲洗头417*将该清洁材料从晶圆420表面冲洗掉。冲洗头417*还除去清洁废料，清洁废料包括晶圆420表面上的微粒和污染物、清洁材料和冲洗液体。图4K显示了，依照本发明的一个实施方式，清洁材料制备系统482。系统482具有聚合物容器484，聚合物容器484存储该清洁材料中使用的聚合物。聚合物容器484进一步耦合于分发控制器488，分发控制器488控制被分发到系统482中的预混合容器493的聚合物的量。系统482还具有溶剂容器486，溶剂容器486存储该清洁材料中使用的溶剂。溶剂容器486进一步耦合于分发控制器489，分发控制器489控制被分发到预混合容器493和清洁材料调整容器495(下面会进一步描述)的溶剂的量。另外，系统482具有缓冲剂和添加剂容器487，缓冲剂和添加剂容器487存储该清洁材料中使用的缓冲剂和(一种或多种)添加剂，比如表面活性剂。缓冲剂和添加剂容器487耦合于分发控制器492，分发控制器492控制被分发到预混合容器493和清洁材料调整容器495的缓冲剂和添加剂的量。在另一个实施方式中，在该清洁材料中不需要添加剂，而在缓冲剂和添加剂容器487中没有添加剂。在又一个实施方式中，该缓冲剂和该添加剂在单独的容器中，并且由单独的控制器控制。在一个实施方式中，该聚合物、溶剂、缓冲剂和添加剂首先在预混合容器493中混合。然后，来自容器493的混合物被提供给提纯器(或提纯系统)494以从该混合物除去金属污染物及其他污染物。在一个实施方式中，提纯器494也具有过滤功能以将任何微粒(软的或研磨性的)从该混合物中过滤出去。在另一个实施方式中，只有该聚合物和该溶剂在预混合容器493中混合。该缓冲剂和该添加剂不在预混合容器493中与该聚合物和该溶剂混合ο在除去金属污染物之后，将该混合物移动到调整容器495以添加所需的附加溶剂、缓冲剂和添加剂以制造最终的清洁材料混合物。制备的清洁材料被存储在容器427中以清洁衬底。替代地，从提纯器494中出来的混合物已经可以使用并且不需要在调整容器495中为该清洁材料进一步处理。在这样的环境中，从提纯器494中出来的混合物是最终的19清洁材料，并被供应到清洁材料存储器427。在另一个实施方式中，来自预混合容器493的混合物已经可以使用，并且不需要经过提纯器494。在这样的环境下，该混合物(其为清洁材料)被提供到存储器427。系统482不具有提纯器494和调整容器495，而该预混合容器是混合容器。在这样的环境下，混合后的清洁材料被直接提供到存储器427。在一个实施方式中，图4A、4E、4G、4H和41中的清洁材料储液槽470中的清洁材料来自清洁材料存储器427。表I比较了BAS中不同重量百分比的聚羧乙烯941PAA的粘度、冲洗时间和微粒除去效率(PRE)。该粘度是在500s—1的应变速率下测量的。该冲洗时间测量从该衬底表面冲洗掉该清洁材料所花的时间。该PRE是使用微粒监控衬底测量的，微粒监控衬底被故意沉积有各种尺寸的氮化硅微粒。在本研究中，只测量在90nm和1μm之间的微粒尺寸。PRE是通过下列方程(1)计算的PRE=(清洁前计数-清洁后计数)/清洁前计数(1)表I有不同浓度的聚羧乙烯941PAA聚合物的清洁材料的对比表I的清洁材料是通过在上面描述的BAS中混合聚羧乙烯941PAA(这是市场上可买到的)制成的。使用的聚羧乙烯941PAA具有1，250，000(或1.25M)g/mol的分子量。表I中的结果显示，随着聚羧乙烯941PAA的重量百分比增加到约0.5%,PRE增加。聚合物在0.5%和之间时，PRE没有明显的变化。该结果还表明，该清洁材料的粘度随着该聚合物的重量百分比的增加而增加。另外，冲洗掉该清洁材料所花的冲洗时间随着该清洁材料的粘度的增加而增加。水被用于冲洗该衬底。表格II比较了不同的清洁材料在该清洁材料中截留或悬浮微粒的能力。氮化硅微粒被故意添加到该清洁材料中。在添加了氮化硅微粒之后，该清洁材料被分发到洁净的衬底上。然后该清洁材料被从该衬底冲洗掉，然后对该衬底测量该表面上的微粒(氮化硅)的数量。表II添加有氮化硅微粒的不同清洁材料的微粒计数比较五种类型的溶液被用作清洁材料。第一类清洁材料，“DIW”是去离子水。第二类清洁材料是添加有铵的DIW，以将pH值调整到10以上。第三类是溶液“100”，溶液“100”是添加有的BAS。如上所述，溶液“100”的pH值是10。第四类清洁材料是0.2wt%的聚羧乙烯940PAA溶解在“100”溶液中。聚羧乙烯940PAA的分子量是4M(或4百万)g/mol。第五类是0.5wt%溶解在溶液“100”中。PAM的分子量是18Mg/mol。第五类清洁材料的PH值是约10。第五类清洁材料与两种量氮化硅微粒IX和50X混合。50X的氮化硅微粒的数量是IX的微粒的数量的50倍。IX氮化物微粒显示，氮化物微粒重量百分比是0.00048%，而50X氮化物微粒显示，氮化物微粒重量百分比是0.024%。结果显示，DIW在悬浮和在DIW中保持氮化硅微粒方面不是很好。大量的氮化硅微粒(饱和的)被留在该衬底表面。表II中使用的“饱和”的描述描述了大于75，000的微粒(或缺陷)计数。相反，“100”中的0.2%聚羧乙烯940PAA和“100”中的0.5%的PAM在该清洁材料中悬浮氮化硅微粒方面好得多。“100”中的0.5%PAM在截留或悬浮添加在该清洁材料中的氮化硅微粒方面尤其好。该清洁材料中只有很小数量的，对于IX氮化硅微粒是53，而对于50X氮化硅微粒是104个氮化硅(或Si3N4)微粒被留在该衬底表面上。该清洁材料中使用的聚合物的分子量可能影响微粒除去效率(PRE)。图5A显示了衬底上大于90nm氮化硅微粒的PRE与这两种聚合物(PAA和HEC)的分子量的函数的图，该衬底是由“100”中具有(重量百分比)的PAA和“100”中具有(重量百分比)的羟乙基纤维素(HEC)的清洁材料清洁的。图5A中的数据表明，PRE随着HEC的分子量在100，000g/mol到IM(1，000，000)g/mol间增加而增加。图5A中的数据还表明，PRE随着PAA的分子量在500，000g/mol到IMg/mol间的增加而增加。然而，对于PAA，PRE在IMg/mol和1.25Mg/mol之间变化不多。图5B显示了，衬底上大于90nm的氮化硅微粒的PRE与PAM的分子量的函数，该衬底是由“100”中具有(重量百分比)的PAM的清洁材料清洁的。图5B中的数据显示，PRE随着PAM的分子量在500，000g/mol到18Mg/mol之间的增加而21增加。两张图中的数据都显示了分子量对PRE的影响。如同上面提到的，该清洁材料的粘度会影响从该衬底表面除去清洁材料的冲洗时间。图5C显示了向在去离子(DI)水中溶解有0.2wt%_1衬％的PAM的清洁材料中添加氯化铵(NH4C1)的结果。该PAM具有18Mg/mol的分子量。增加的氯化铵在该清洁溶液中离子化而向该清洁材料提供额外的离子而增加该清洁材料的离子强度。增加的离子强度降低了该清洁材料的粘性。例如，对于具有PAM的清洁材料，1.5wt%的氯化铵能够将粘度从约IOOcP减小到60cP。对于具有0.5wt%PAM的清洁材料，1.5wt%的氯化铵也能够将粘度从约50cP减小到25cP。降低粘度会降低从该衬底表面冲洗清洁材料所花的时间量。在一个实施方式中，该清洁材料的粘度被保持在500cP以下以确保在完成制造目标的合理时间框架内可以实现衬底清洁。图6A显示了，依照本发明的一个实施方式，使用包含具有大分子量的聚合化合物的聚合物的清洁材料清洁图案化衬底的工艺流程600。该清洁材料如上所述。在步骤601中，该图案化衬底被放置在清洁装置中。在步骤602中，该清洁材料被分发到该图案化衬底的表面上。在步骤603中，冲洗液体被分发到该图案化衬底的表面上以冲洗掉该清洁材料。该冲洗液体如上所述。在一个实施方式中，在该冲洗液体被施加到该衬底表面上之后，该衬底表面上的该冲洗液体、该清洁材料和该污染物可以通过真空被从该图案化衬底的表面上除去。图6B显示了，依照本发明的一个实施方式，制备清洁材料以清洁图案化衬底的工艺流程650。该清洁材料包含如上所述的具有大分子量的聚合化合物的聚合物。在步骤651中，材料，比如聚合物、溶剂和添加剂(比如缓冲剂和/或表面活性剂)被混合起来以形成该清洁材料，或该清洁材料的预混合物。在步骤653中，该清洁材料(或该预混合物)被提纯以具有小于Ippb的金属污染物。在提纯处理过程之后，有可能需要添加某(一种或多种)添加剂、溶剂和/或缓冲剂以将该清洁材料恢复到期望的配制。在这样的环境下，添加该添加剂、溶剂和/或缓冲剂以制造清洁材料的最终产品。正如上面讨论的，有许多提纯清洁材料以从清洁材料中清除金属杂质的方法。替代地，该提纯操作可以在该清洁材料制备处理过程中执行。图6C显示了，依照本发明的另一个实施方式，制备清洁图案化衬底的清洁材料的工艺流程670。在步骤671中，该聚合化合物和某溶剂被混合在一起以形成混合物。在步骤672中，聚合物和溶剂的混合物被提纯为具有小于Ippb的金属污染物。在步骤673中，聚合物和溶剂的混合物与剩余的成分混合以形成清洁材料。提纯该清洁材料的其它实施方式也是可能的。上面讨论的清洁材料、装置和方法在清洁具有细微特征的图案化衬底而基本上不破坏该特征方面具有优点。该清洁材料是流体，可以是液相的或液/气相(泡沫)的，并围绕器件特征变形；因此，该清洁材料不损害该器件特征。该液相的清洁材料可以是液体、溶胶或凝胶的形式。包含具有大分子量的聚合化合物的聚合物的该清洁材料捕获该衬底上的污染物。另外，该清洁材料截留该污染物而不使该污染物返回该衬底表面。具有大分子量的聚合化合物的聚合物形成长的聚合物链，其还可以交叉链接(cross-linked)以形成聚合物网络。与传统清洁材料相比，长的聚合物链和/或聚合物网络在捕获和截留污染物方面显示出更好的能力。在被施加到该衬底表面以从该衬底表面除去污染物或微粒之前，该清洁材料是基本上没有不可变形的微粒(或研磨性微粒)的。不可变形的微粒是硬微粒，比如泥浆或沙中的微粒，并且可能损坏该图案化衬底上的细微的器件特征。在该衬底清洁过程中，该清洁材料会从该衬底表面收集污染物或微粒。然而，在该清洁材料被施加到该衬底表面上以进行衬底清洁之前，没有不可变形的微粒被故意混合到该清洁材料中。尽管上面各实施方式描述了用于清洁图案化衬底的材料、方法和系统，然而该材料、方法和系统也可以用于清洁未图案化(或空白)的衬底。尽管上面的讨论是以从图案化晶圆上清洁污染物为中心的，然而该清洁装置和方法也可以被用于从未图案化的晶圆上清洁污染物。另外，上面讨论的图案化晶圆上的示例性图案是凸起的连线，比如多晶硅连线或金属连线。然而，本发明的思想可以应用于有凹陷的特征的衬底。例如，CMP后的缺口通孔可以在晶圆上形成图案，而沟道的最合适的设计可以用于实现最好的污染物除去效率。衬底，例如此处所用的示例，表示而非限制于半导体晶圆、硬盘驱动器磁盘、光盘、玻璃衬底和平板显示表面、液晶显示表面等等，其在制造或加工操作过程中可能被污染。根据实际的衬底，表面可能以不同方式被污染，而污染物的可接受的程度是在加工该衬底的特定行业中限定的。尽管本文详细地描述了本发明的一些实施方式，然而本领域的普通技术人员应当理解，本发明可以具体化在许多其它特定形式中而不悖离本发明的精神或范围。因此，本实施例和实施方式将被认为是说明性的而非限制性的，且本发明不被限制于其中所提供的细节，而是可以在所附权利要求的范围内修改和实现。2权利要求一种除去限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的清洁系统，包含用于支撑该图案化衬底的边缘的衬底载具；被置于由该衬底载具保持的该图案化衬底上方的清洁头，该清洁头具有多个分发孔以向用于限定集成电路器件的该图案化衬底的该表面上分发清洁材料，其中该清洁材料包括分子量大于10,000g/mol的聚合化合物的聚合物，该聚合物可溶解于溶剂中以形成该清洁材料，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于十亿分之1(1ppb)的金属污染物，该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物，其中当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒，该清洁头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统；以及用于保持该清洁头邻近该图案化衬底的该表面的支撑结构。2.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该清洁头进一步包括用于从该图案化衬底的该表面抽空该清洁材料的多个真空孔。3.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该清洁头进一步包括用于表面张力减小气体的多个分发孔，该表面张力减小气体减小该图案化衬底的该表面的表面张力。4.根据权利要求1所述的清洁系统，进一步包含用于使该图案化衬底在该清洁头下方移动的传送机构。5.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该分发头具有长缝隙以分发该清洁材料。6.根据权利要求1所述的清洁系统，进一步包含被置于该图案化衬底上方并挨着该清洁头的冲洗头，其中该冲洗头分发冲洗液体以从该图案化衬底的该表面除去清洁材料。7.根据权利要求6所述的清洁系统，其中该冲洗头具有分发该冲洗液体的多个孔，且该冲洗头还具有从该图案化衬底的该表面除去该冲洗液体、该清洁材料和该污染物的多个真空孔。8.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该衬底载具使该图案化衬底以一定速度在该清洁头下移动。9.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该溶剂是从由水、异丙醇(IPA)、二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)或其结合组成的组中选出的。10.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该聚合化合物是从由丙烯酸聚合物，比如聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸(PAA)，比如聚羧乙烯940和聚羧乙烯941、聚-(氮，氮-二甲基_丙烯酰胺)(pDMAAm)、聚-(氮-异丙基-丙烯酰胺)(PIPAAm)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚甲基丙烯酰胺(PMAAm)，多聚胺和氧化物，比如聚乙烯亚胺(PEI)、聚环氧乙烷(ΡΕ0)、聚氧化丙烯(PPO)，乙烯基聚合物比如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯磺酸(PESA)、聚乙烯胺(PVAm)、聚乙烯-吡咯烷酮(PVP)、聚-4-乙烯基嘧啶(P4VP)，纤维素衍生物比如甲基纤维素(MC)，乙基-纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)，聚糖比如阿拉伯树胶、琼脂和琼胶糖、肝磷脂、胍尔豆胶、黄原胶，以及蛋白质比如胚乳、胶原、谷蛋白组成的组中选出来的。11.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该分子量在约0.lMg/mol到约100Mg/mol之间。12.根据权利要求1所述的清洁系统，其中该清洁材料是液体、溶胶、凝胶或泡沫形式的流体。13.一种用于分发清洁材料以除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的清洁系统，包含用于支撑该图案化衬底的衬底支架，其中在清洁处理过程中该衬底支架旋转以从该图案化衬底的该表面除去污染物；被置于该图案化衬底上方的分发喷嘴，以向用于限定集成电路器件的该图案化衬底上分发该清洁材料，其中该清洁材料包括分子量大于10，000g/mol的聚合化合物的聚合物，该聚合物可溶解于溶剂中以形成该清洁材料，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于Ippb的金属污染物，该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物，其中当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒，该分发头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统。14.根据权利要求13所述的清洁系统，其中该衬底支架被放置在清洁槽内部。15.根据权利要求13所述的清洁系统，其进一步包含用于在该图案化衬底上分发冲洗液体的冲洗液体分发喷嘴，其中该冲洗液体分发头耦合于冲洗液体存储槽，该冲洗液体从该图案化衬底的该表面除去该清洁材料。16.根据权利要求15所述的清洁系统，其中该冲洗液体是去离子水(DIW)。17.一种用于除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的清洁系统，包含用于支撑该图案化衬底的衬底载具；容纳用于从用于限定集成电路器件的该图案化衬底的该表面除去污染物的清洁材料的清洁槽，其中该清洁材料包括分子量大于10，000g/mol的聚合化合物的聚合物，该聚合物可溶解于溶剂中以形成该清洁材料，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于Ippb的金属污染物，该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物，其中当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前是基本上没有研磨性微粒的，该分发头耦合于该清洁材料的存储器；以及用于将该图案化衬底下降到该清洁槽内和从该清洁槽内提起的机械机构。18.根据权利要求17所述的清洁系统，进一步包含容纳用于从该图案化衬底的该表面冲洗掉该清洁材料的清洁液体的冲洗槽；以及用于将该图案化衬底下降到该冲洗槽中的机械机构。19.一种清洁材料制备系统，包含聚合物容器，其容纳聚合物；溶剂容器，其容纳溶剂；缓冲剂容器，其容纳缓冲剂；以及用于混合该聚合物、该溶剂和该缓冲剂以制备该清洁材料的混合容器，其中该混合容器耦合于该聚合物容器、该溶剂容器和该缓冲剂容器，且其中该清洁材料是用于除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物的，且其中该清洁材料包括分子量大于10，000g/mol的聚合化合物的聚合物，该聚合物可溶解于溶剂以形成该清洁材料，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于十亿分之I(Ippb)的金属污染物，该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物，其中当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒，该清洁头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统。20.根据权利要求19所述的清洁材料制备系统，其中该缓冲剂容器进一步容纳添加剂以使得该清洁材料和该聚合物、该溶剂、该缓冲剂和添加的该添加剂在该混合容器中混合在一起。21.根据权利要求19所述的清洁材料制备系统，其中该溶剂是从由水、异丙醇(IPA)、二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)或其结合组成的组中选出的。22.根据权利要求19所述的清洁材料制备系统，其中该聚合化合物是从由丙烯酸聚合物，比如聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸(PAA)，比如聚羧乙烯940和聚羧乙烯941、聚_(氮，氮-二甲基-丙烯酰胺)(pDMAAm)、聚-(氮-异丙基-丙烯酰胺)(PIPAAm)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚甲基丙烯酰胺(PMAAm)，多聚胺和氧化物，比如聚乙烯亚胺(PEI)、聚环氧乙烷(PEO)、聚氧化丙烯(PPO)，乙烯基聚合物比如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯磺酸(PESA)、聚乙烯胺(PVAm)、聚乙烯-吡咯烷酮(PVP)、聚-4-乙烯基嘧啶(P4VP)，纤维素衍生物比如甲基纤维素(MC)，乙基-纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)，聚糖比如阿拉伯树胶、琼脂和琼胶糖、肝磷脂、胍尔豆胶、黄原胶，以及蛋白质比如胚乳、胶原、谷蛋白组成的组中选出来的。23.根据权利要求19所述的清洁材料制备系统，其中该分子量在约0.lMg/mol到约100Mg/mol之间。24.根据权利要求19所述的清洁材料制备系统，其中该清洁材料是液体、溶胶、凝胶或泡沫形式的流体。25.一种清洁材料制备系统，包含聚合物容器，其容纳聚合物；溶剂容器，其容纳溶剂；缓冲剂和添加剂容器，其容纳用于制造该清洁材料的缓冲剂和添加剂；用于制备该聚合物、该溶剂、该缓冲剂和该添加剂的混合物以制造该清洁材料的第一混合容器，其中该混合容器耦合于该聚合物容器、该溶剂容器和该缓冲剂和添加剂容器；提纯器，该提纯器是提纯来自该第一混合容器的第一混合物的系统，其中该提纯器耦合于该第一混合容器；以及用于通过混合该第一混合物与另外的缓冲剂和添加剂而制备该清洁材料的调整容器，其中该调整容器耦合于该提纯器，以及其中该清洁材料用于除去用于限定集成电路器件的图案化衬底的表面上的污染物，且其中该清洁材料包括分子量大于10，000g/mol的聚合化合物的聚合物，该聚合物可溶解于溶剂以形成该清洁材料，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前具有小于十亿分之I(Ippb)的金属污染物，该溶解的聚合物具有长聚合物链以从该图案化衬底的该表面捕获和截留该污染物，其中当力被施加在施加在该图案化衬底的该表面上的该清洁材料上时，该清洁材料围绕该图案化衬底上的器件特征变形以除去污染物而基本上不损害该表面上的该器件特征，该清洁材料在被施加到该图案化衬底的该表面上之前基本上没有研磨性微粒，该清洁头耦合于该清洁材料的存储器，该存储器耦合于该清洁材料的制备系统。26.根据权利要求25所述的清洁材料制备系统，其中该提纯器使用分馏或离子交换以从该第一混合物中除去金属污染物。全文摘要本发明的实施方式提供使用清洁材料清洁具有细微特征的图案化衬底的装置。使用该清洁材料的该装置有清洁具有细微特征的图案化衬底，同时又基本上不损害该特征的优点。该清洁材料是流体，是液相或液/气相的；并围绕器件特征变形；因此，该清洁材料基本上不损害该器件特征或减小全部的损害。包含具有大分子量的聚合化合物的聚合物的该清洁材料捕获该衬底上的污染物。另外，该清洁材料截留该污染物并且不使该污染物返回该衬底表面。具有大分子量的一个或多个聚合化合物的聚合物形成长聚合物链，长聚合物链也可以交叉链接已形成网络(或聚合网络)。与传统清洁材料相比，该长聚合物链和/或聚合物网络显示出更好的捕获和截留污染物的能力。文档编号H01L21/302GK101903986SQ200880122186公开日2010年12月1日申请日期2008年12月12日优先权日2007年12月14日发明者大卫·S·L·穆伊,孔世钟,德拉甘·波德莱斯尼克,朱吉,格兰特·彭,萨蒂什·斯里尼瓦桑,阿尔琼·门迪拉塔申请人:朗姆研究公司