(57)【要約】【解決手段】基板の表面の処理に使用される溶液を作成する方法を提供する。方法は、連続媒体を提供する工程を含み、連続媒体には重合体材料が追加される。重合体材料を有する連続媒体に脂肪酸が追加され、重合体材料は、脂肪酸が受ける浮力を克服する力を溶液中に及ぼす物理ネットワークを定め、これにより、付加された攪拌が重合体材料の降伏応力を上回るまで、脂肪酸が溶液中で移動するのを防止する。付加された攪拌は、溶液を容器から、基板の表面に溶液を付与する処理ステーションへ輸送することによるものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を処理する際に使用する溶液を作成する方法であって、
前記溶液は、
連続媒体を提供する工程と、
前記連続媒体に重合体材料が追加する工程と、
前記重合体材料を有する前記連続媒体に脂肪酸を追加する工程と、
を備え、
前記重合体材料は、前記脂肪酸が受ける浮力を克服する力を溶液中に及ぼす物理ネットワークを定め、これにより、付加された攪拌が前記重合体材料の降伏応力を上回るまで、前記脂肪酸が前記溶液中で移動するのを防止し、前記付加された攪拌は、前記溶液を容器から、前記基板の前記表面に前記溶液を付与する処理ステーションへ輸送するためのものである方法。
【請求項２】
前記連続媒体は、脱イオン（ＤＩ）水、炭化水素、塩基性流体、フッ酸（ＨＦ）溶液、アンモニアに基づく溶液、又はＤＩ水及び化学物質の混合物の何れかである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記重合体材料は、カルボポール、スタビリーゼ、レオビスＡＴＡ及びレオビスＡＴＮ、ポリ（アクリル酸）、カラギーナン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、アラビアガム（アカシア）、トラガカントガム、ポリアクリレート、又はカルボマの何れかである、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記脂肪酸は、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、エルカ酸（eurcic acid）、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、ミリスチン酸、マルガリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸（lignoseric acid）、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ネルボン酸（nervanic acid）、パリナリン酸、ティムノドン酸、ブラシジン酸、クルパノドン酸、リグノセリン酸（lignoceric acid）、又はセロチン酸の何れかにより定められる、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記脂肪酸はステアリン酸であり、前記連続媒体は脱イオン水であり、前記重合体材料はポリ（アクリル酸）である、請求項１記載の方法。
【請求項６】
更に
（ｉ）ポリ（アクリル酸）を前記連続培地に約５０ＲＰＭ乃至約１，５００ＲＰＭの高毎分回転数（ＲＰＭ）で混合する工程と、
（ｉｉ）前記溶液を約７５℃まで加熱し、界面活性剤成分を追加する工程と、
（ｉｉｉ）中和塩基成分を追加する工程と、
（ｉｖ）前記ステアリン酸を追加した際に、前記ステアリン酸が実質的に溶液中で融解するように前記溶液を混合する工程と、
（ｖ）前記溶液が約７５℃である間にキレート剤を追加する工程と、
（ｖｉ）熟成できるように前記溶液を冷却する工程と、
を備える、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記脂肪酸は、ステアリン酸（ＣＨ3（ＣＨ2）16ＣＯＯＨ）、パルミチン酸、及びオレイン酸で構成された集合から選択される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
基板を洗浄する溶液を使用する方法であって、
少なくとも、連続媒体と、重合体材料と、固体材料とから混合される溶液で、前記溶液中の前記重合体材料は、前記溶液が安定弾性ゲル形態において維持されるように、有限の降伏応力を前記材料に与え、前記安定弾性ゲル形態は、前記固体材料の形態を適所に保持し、前記溶液の合成後、前記溶液の保存中常に、前記有限降伏応力未満の応力が前記溶液に与えられた場合に、前記固体材料が前記溶液中で移動するのを防止するように構成される溶液を、容器に供給する工程と
少なくとも、前記有限降伏応力以上で、前記安定弾性ゲルが流体状の挙動を示すようになる最低剪断応力を前記溶液に加える工程と、
前記最低剪断応力を与えた後、前記容器から前記溶液を流動させ、前記容器から流動させる前記溶液は、前記溶液中の前記固体材料の混合稠度を有する工程と、
前記基板の表面への付与のために、前記溶液を処理システムに供給する工程と、
を備える方法。
【請求項９】
前記固体材料は、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、エルカ酸（eurcic acid）、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、ミリスチン酸、マルガリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸（lignoseric acid）、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ネルボン酸（nervanic acid）、パリナリン酸、ティムノドン酸、ブラシジン酸、クルパノドン酸、リグノセリン酸（lignoceric acid）、又はセロチン酸の何れかにより定められる脂肪酸である、請求項８記載の基板を洗浄する溶液を使用する方法。
【請求項１０】
前記連続媒体は、脱イオン（ＤＩ）水、炭化水素、塩基性流体、フッ酸（ＨＦ）溶液、アンモニアに基づく溶液、又はＤＩ水及び化学物質の混合物の何れかである、請求項８記載の基板を洗浄する溶液を使用する方法。
【請求項１１】
前記重合体材料は、ポリ（アクリル酸）、カルボポール、スタビリーゼ、レオビスＡＴＡ及びレオビスＡＴＮ、カラギーナン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、アラビアガム（アカシア）、トラガカントガム、ポリアクリレート、又はカルボマの何れかである、請求項８記載の基板を洗浄する溶液を使用する方法。
【請求項１２】
少なくとも最低剪断応力を前記溶液に加える工程は、前記容器からの前記溶液のポンピングにより行われ、前記ポンピングは、前記溶液を流動させる前記有限降伏応力を上回る攪拌を提供する、請求項８記載の基板を洗浄する溶液を使用する方法。
【請求項１３】
前記溶液を流動させるのは、前記容器から前記処理システムまでである、請求項８記載の基板を洗浄する溶液を使用する方法。
【請求項１４】
前記処理システムは、近接ヘッドシステムであり、前記近接ヘッドシステムは、前記近接ヘッドと前記基板の表面との間で、メニスカスの形態で前記溶液を付与する、請求項１３記載の基板を洗浄する溶液を使用する方法。
【請求項１５】
前記近接ヘッドシステムは、第一の表面を処理するための第一のヘッドと、第二の表面を処理するための第二のヘッドとを含む、請求項１４記載の基板を洗浄する溶液を使用する方法。
【請求項１６】
基板洗浄システムであって、
洗浄工程中に基板の表面に、溶液により定められるメニスカスを付与する近接ヘッドシステムと、
少なくとも、連続媒体と、重合体材料と、固体材料とから混合される溶液で、前記溶液中の前記重合体材料は、前記溶液が安定弾性ゲル形態において維持されるように、有限の降伏応力を前記材料に与え、前記安定弾性ゲル形態は、前記固体材料の形態を適所に保持し、前記溶液の合成後、前記溶液の保存中常に、前記有限降伏応力未満の応力が前記固体材料に与えられた場合に、前記固体材料が前記溶液中で移動するのを防止するように構成される溶液を、保持するための容器と、
少なくとも最低剪断応力を前記溶液に加え、前記溶液を流動させる前記有限降伏応力を超える攪拌を提供する、前記溶液を前記容器から前記近接ヘッドシステムへ移動させるためのポンプと、
メニスカスの形態で前記基板の前記表面に付与されるように構成された前記溶液を受領する前記近接ヘッドシステムのヘッドと、
を備える基板洗浄システム。
【請求項１７】
前記メニスカスは、流体形態又は発泡形態である、請求項１６記載の基板洗浄システム。
【請求項１８】
更に、前記溶液を、流体部分、気体部分、及び固体部分により定められる三状態体に変化させる発泡生成システムを備える、請求項１６記載の基板洗浄システム。
【請求項１９】
基板洗浄システムであって、
洗浄工程中に基板の表面に溶液を付与するジェット付与システムと、
少なくとも、連続媒体と、重合体材料と、固体材料とから混合される溶液で、前記溶液中の前記重合体材料は、前記溶液が安定弾性ゲル形態において維持されるように、有限の降伏応力を前記材料に与え、前記安定弾性ゲル形態は、前記固体材料の形態を適所に保持し、前記溶液の合成後、前記溶液の保存中常に、前記有限降伏応力未満の応力が前記固体材料に与えられた場合に、前記固体材料が前記溶液中で移動するのを防止するように構成される溶液を、保持するための容器と、
少なくとも最低剪断応力を前記溶液に加え、前記溶液を流動させる前記有限降伏応力を超える攪拌を提供する、前記溶液を前記容器から前記ジェット付与システムへ移動させるためのポンプと、
を備え、
前記ジェットは、不必要な汚染物を除去するために、前記基板の前記表面に前記溶液を吹き付ける、基板洗浄システム。
【請求項２０】
前記ジェットは、前記基板の前記表面に前記溶液の液流を付与する、請求項１９記載の基板洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
集積回路、メモリセル等の半導体デバイスの製造において、一連の製造工程を実行して、半導体ウェーハ（「ウェーハ」）上に特徴部を定める。ウェーハは、シリコン基板上に定められた多層構造の形態の集積回路デバイスを含む。基板レベルでは、拡散領域を備えたトランジスタデバイスが形成される。後続のレベルでは、相互接続金属化線をパターン形成し、トランジスタデバイスと電気的に接続して、所望の集積回路デバイスを定める。更に、パターン形成済みの導電層は、誘電体により他の導電層から絶縁する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
一連の製造工程中、ウェーハ表面は、様々な種類の汚染物に露出される。基本的には、製造構成に存在するあらゆる物質は、汚染源となる可能性がある。例えば、汚染源は、特に、処理ガス、化学物質、体積物質、及び液体を含み得る。様々な汚染物は、特定の形態でウェーハ表面に堆積し得る。粒子状汚染物が除去されない場合、汚染物周辺のデバイスは、処理不能となる可能性が高い。したがって、ウェーハに定められた特徴部に損傷を与えることなく、実質的に完全な形で、ウェーハ表面から汚染物を洗浄する必要がある。しかしながら、粒子状汚染物のサイズは、ウェーハ状に製造された特徴部の限界寸法サイズ程度である場合が多い。特徴部に悪影響を与えずに、こうした小さな粒子状汚染物を除去することは、非常に困難となる可能性がある。
【０００３】
従来のウェーハ洗浄方法は、ウェーハ表面から粒子状汚染物を除去する機械力に大きく依存していた。特徴部のサイズが減少を続け、更に脆弱になるにつれ、ウェーハ表面への機械力の付与による特徴部の損傷の可能性は大きくなる。例えば、高アスペクト比の特徴部は、十分な機械力を受けた際に、倒れたり割れたりしやすい。洗浄の問題を更に複雑にするのは、小さな特徴サイズへの移行により、粒子状汚染物のサイズも小さくなることである。十分に小さなサイズの粒子状汚染物は、高アスペクト比の特徴部に囲まれたトレンチ内等、ウェーハ表面の到達が難しい領域に入り込むこと場合がある。したがって、現代の半導体製造中の汚染物の効率的且つ損傷のない汚染物除去は、ウェーハ洗浄技術における継続的な進歩によって満たすべき継続的課題を意味する。フラットパネルディスプレイの製造工程は、上記の集積回路製造と同じ欠点を有することを理解されたい。
【０００４】
多くの場合、表面の洗浄用に生成された溶液は、十分に安定しておらず、経時的に稠度が変化し得る。稠度の変化の一例は、溶液中の物質が上部に浮上又は底部に沈下する時である。これが生じた場合、再混合する必要があり、或いは、基板表面に依然として溶液を付与可能であり、溶液に期待される作用／結果が依然として有効となるように、溶液を再確認する必要がある。このため、一部の溶液は、余分な試験又は再調整無しでは正しく機能しない可能性があるため、後の使用のために作成及び保存できない。
【０００５】
上記を鑑みて、余分な試験、試料抽出、再攪拌、再調整、再混合等を行わずに、作成、保存、及び時間をおいた使用が可能な溶液の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
大まかに言って、本発明は、固体材料が洗浄溶液の残りの部分から分離できないように、固体材料を懸濁状態で弾性的に保持可能な安定溶液を提供することで上記の必要性を満たす。溶液は、好ましくは、溶液の連続媒体に対する固体粒子の相対浮力のため、固体粒子が溶液上部へ浮上又は溶液底部へ沈下するのが防止されるように、流体中の固体粒子を安定化する重合体高分子を含む。一実施形態において、重合体高分子は、溶液に有限の降伏応力を与える接点を備えた物理ネットワークを形成する。そのため、物理ネットワークは、降伏値を下回る応力により変形させた時、弾性固体の挙動を示す。降伏応力を上回る応力を材料に加えた場合、ネットワークは屈服し、溶液に流体状の挙動が生じる。固体の浮力がもたらす応力が連続媒体の降伏応力を下回る場合、固体粒子は、ネットワークに捕らわれ、移動できない。この物理ネットワークは、粒子を懸濁状態に維持することで洗浄溶液を安定化させるが、降伏応力を上回る場合に溶液は流体の挙動を示すため、実用性を阻害しない。加えて、重合体添加物は、固体−ウェーハの接触と、より優れた汚染除去とを促進する、ウェーハ表面への垂直力を付与時に提供可能な弾性を溶液に与えることができる。
【０００７】
本発明は、装置、方法、及びシステムを含む多数の方法で実現可能であることを理解されたい。以下、本発明の幾つかの実施形態を説明する。
【０００８】
一実施形態では、基板の表面の処理に使用される溶液を作成する方法を提供する。方法は、連続媒体を提供する工程を含み、連続媒体には重合体材料が追加される。重合体材料を有する連続媒体に脂肪酸が追加され、重合体材料は、脂肪酸が受ける浮力を克服する力を溶液中に及ぼす物理ネットワークを定め、これにより、付加された攪拌が重合体材料の降伏応力を上回るまで、脂肪酸が溶液中で移動するのを防止する。付加された攪拌は、溶液を容器から、基板の表面に溶液を付与する処理ステーションへ輸送することによるものである。
【０００９】
別の実施形態では、表面洗浄用の溶液を使用する方法を提供する。方法は、溶液を容器に供給する工程を含み、溶液は、少なくとも、連続媒体と、重合体材料と、固体材料とから混合される。溶液中の重合体材料は、溶液が安定弾性ゲル形態において維持されるように、有限の降伏応力を材料に与える。安定弾性ゲル形態は、固体材料の形態を適所に保持し、溶液の合成後、溶液の保存中常に、有限降伏応力未満の応力が溶液に与えられた場合に、固体材料が溶液中で移動するのを防止するように構成される。方法は、更に、少なくとも最低剪断応力を溶液に加える工程を含み、最低剪断応力は、少なくとも有限降伏応力より大きく、安定弾性ゲル形態が固体状から液体状の挙動に変化する。その後、最低剪断応力を与えた後、容器から溶液を流動させ、容器から流動させる溶液は、溶液中の固体材料の混合稠度を有する。方法は、その後、基板表面への付与のために、溶液を処理システムに供給する工程を含む。
【００１０】
更に別の実施形態では、基板洗浄システムを開示する。システムは、洗浄工程中に基板の表面にメニスカスを付与する近接ヘッドシステムを含み、メニスカスは溶液により定められる。システムは、溶液を保持するための容器を含み、溶液は、少なくとも、連続媒体と、重合体材料と、固体材料とから混合され、溶液中の重合体材料は、安定した弾性ゲル形態を可能にする有限の降伏応力を材料に与える。安定した弾性ゲル形態は、固体材料の形態を適所に保持し、溶液の合成後、溶液の保存中常に、有限降伏応力未満の応力が溶液に与えられた場合に、固体材料が溶液中で移動するのを防止するように構成される。システムは、更に、溶液を容器から近接ヘッドシステムへ移動させるためのポンプを含み、ポンプは、少なくとも最低剪断応力を溶液に加える。ポンプは、安定弾性ゲルを液体に変化させる有限降伏応力を超える攪拌を提供する。近接ヘッドシステムのヘッドは、メニスカスの形態で基板表面に付与されるように構成された溶液を受領する。メニスカスは、用途に応じて、二状態の形態又は三状態の形態にすることができる。
【００１１】
更に別の実施形態では、基板洗浄システムを開示する。システムは、洗浄工程中に基板の表面に溶液を付与するジェット付与システムを含む。溶液を保持する容器が提供される。溶液は、少なくとも、連続媒体と、重合体材料と、固体材料とから混合され、溶液中の重合体材料は、溶液が安定した弾性ゲル形態において維持されるように、有限の降伏応力を材料に与える。安定した弾性ゲル形態は、固体材料の形態を適所に保持し、溶液の合成後、溶液の保存中常に、有限降伏応力未満の応力が溶液に与えられた場合に、固体材料が溶液中で移動するのを防止するように構成される。溶液を容器からジェット付与システムへ移動させるためのポンプが提供され、ポンプは、少なくとも最低剪断応力を溶液に加える。ポンプは、安定弾性ゲルを液体に変化させる有限降伏応力を超える攪拌を提供する。ジェットは、不必要な汚染物を除去するために、基板の表面に溶液を吹き付ける。
【００１２】
本発明の他の態様は、本発明の原理を一例として示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【００１３】
本発明は、同様の参照符号が同様の構造要素を示す添付図面と併せて、以下の詳細な説明により容易に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を、半導体産業において使用し得る、方法、使用するシステム、表面の処理において使用する材料の作成方法として説明する。一実施形態において、材料は、表面の処理に使用可能な溶液として定義される。「処理」とは、広義には、洗浄、エッチング、体積、除去、又は基板表面の改変を含み、特に、基板からの粒子、汚染物又は不要な材料、層、又は表面の洗浄を含む。「基板」は、本明細書で使用される例として、製造又は取扱工程中に汚染され得る、半導体ウェーハ、ハードドライブディスク、光学ディスク、ガラス基板、フラットパネルディスプレイ表面、液晶ディスプレイ表面等を制限無く示す。実際の基板に応じて、表面は、様々な形で汚染される場合があり、汚染の許容レベルは、基板が扱われる特定の産業において定義される。
【００１５】
溶液は、本明細書の定義において、懸濁溶液であり、重合体ネットワーク材料内に固定を懸濁させるように生成される。重合体ネットワークは、降伏値を下回る応力により変形させた時に弾性固体の挙動を示す物理ネットワークを定める。溶液は、少なくとも、連続媒体（例えば、水）と、重合体と、固体（例えば、脂肪酸）とを含む。固体は、溶液の連続媒体に対して何らかの浮力を有し得るが、適所に保持されるため、沈下も浮上もできなくなる。固体が沈下又は浮上する場合、溶液は、使用前に再混合する必要があり、ダウンタイム、或いは、すぐに使用可能な溶液を生成するのに必要な混合の度合いにおける不確実性が持ち込まれる可能性がある。
【００１６】
以下説明するように、溶液の重合体は、混合溶液内で固体を懸濁させて適所に保持する粘塑性流体（例えば、ゲル状）のような挙動を、溶液が示すように構成される。溶液は、一実施形態において物理的ゲルのように振る舞い、懸濁固体の浮力による応力より大きな有限降伏応力を有するため、沈殿又はクリーム化を防止し、溶液を安定させる。加えて、重合体の安定化高分子は、汚染の除去を促進する弾性を溶液に与える。
【００１７】
しかしながら、こうした特定の詳細の一部又は全部が無くとも本発明を実施し得ることは、当業者には明らかであろう。また、周知の処理工程は、本発明を不必要に曖昧にしないために詳細な説明は省略している。
【００１８】
図１は、剪断応力をＹ軸線に、剪断速度をＸ軸線にプロットしたグラフ１００を示している。グラフ１００は、それぞれ異なる塑性粘度を定めるプロット１０２ａとプロット１０２ｂとを示すために提示される。プロット１０２ａは、塑性粘度Ａを有し、プロット１０２ｂは、グラフの傾斜で区別される組成粘度Ｂを有する。図示したように、プロット１０２ａ及びプロット１０２ｂのそれぞれは、Ｘ軸線においてゼロから始まる。したがって、粘塑性流体は、粘塑性流体が連続的に変形する前に超える必要がある降伏応力τyを有する。降伏応力未満では、粘塑性流体には弾性変形のみが生じる。降伏応力を超えると、粘塑性流体は、連続的に変形を始め、更なる剪断応力が加わるにしたがって、剪断速度は比例して増加し、比例定数は、粘塑性流体の粘度である。
【００１９】
粘塑性流体の例は、その一部として、一般に「ビンガム塑性体」と呼ばれる材料を含み得る。ビンガム塑性体は、図１に定めたように、直線的な剪断応力対剪断速度の挙動を示す。粘塑性流体に加わる剪断速度が高くなるほど、粘性の低下が大きくなり、粘塑性流体はニュートン特性を示すことが可能となる。本明細書において、ニュートン流体は、ニュートンの粘度法則の流動学的定義に忠実なものである。
【００２０】
非ニュートン流体は、本明細書において、加わった剪断応力により粘度が変化する流体である。非ニュートン流体は、ニュートンの粘度法則に従わない。剪断応力は、剪断速度の非線形関数となる。見掛けの粘度が剪断速度によりどのように変化するかに応じて、流動の挙動も変化する。非ニュートン流体の例は、固体及び液体の両極端の中間を占める軟性凝縮物質である。軟性凝縮物質は、外部応力により容易に変形可能であり、軟性凝縮物質の例は、乳液、ゲル、コロイド、発泡体等を含む。乳液は、例えば、練り歯磨き、マヨネーズ、水中油等、非混和液の混合物であると理解されたい。
【００２１】
ニュートン及び非ニュートン流体の機能性及び組成の更なる情報については、（１）２００５年６月３０日提出の米国特許出願第１１／１７４，０８０号「半導体ウェーハから材料を除去する方法及び方法を実行する装置」と、（２）２００５年６月１５日提出の米国特許出願第１１／１５３，９５７号「非ニュートン流体を使用して基板を洗浄する方法及び装置」と、（３）２００５年６月１５日提出の米国特許出願第１１／１５４，１２９号「非ニュートン流体を使用して基板を運搬する方法及び装置」とを参照することができる。
【００２２】
図２は、Ｙ軸線の粘度に対して、Ｘ軸線に剪断速度をプロットしたグラフ１２０を示している。曲線１２２は、粘塑性流体が剪断速度の増加を受けた時の剪断減粘の力学を示すためのものである。基本的には、粘塑性流体の粘度は、剪断速度の増加と共に、曲線１２２に沿って低下する。剪断減粘の方向が示すように、粘塑性流体に加わる剪断速度が大きくなるほど、剪断速度の増加と共に非ニュートン挙動の特徴がニュートン挙動に変化する度合いが高くなる。したがって、剪断速度がゼロである時、図１及び２の両方に示したように、粘塑性流体は、実質的に安定した、実質的に弾性固体の形態となる（即ち、実質的に非変形の状態）。しかしながら、剪断速度が増加すると、粘度は低下し、限界降伏応力点を超えると、粘塑性流体の実質的に固体弾性の形態から実質的に流体の形態への変化が生じる。したがって、剪断減粘プロセスは、増加する剪断速度により、流体の見掛けの粘度が減少するものである。この種の挙動は、「偽塑性」とも呼ばれ、剪断を開始するのに初期応力（降伏応力）を必要としない。
【００２３】
粘塑性流体の力学を念頭に置くと、本発明の一実施形態は、溶液を実質的安定懸濁形態にするために構築された溶液を定義する。実質的安定懸濁形態は、実質的に弾性固体であり、非流動性のものである。ゼリーの動きと同様に、何らかの弾性運動は生じ得る。更に、安定懸濁形態は、溶液を定める任意の構成要素を適所に保持する（即ち、懸濁させる）。したがって、溶液は、粘塑性の挙動を示し、溶液をニュートン流体の形態で使用及び付与可能になる前に、最低降伏応力を溶液に加える必要が生じるようになる。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態による、粘塑性流体特性を有する懸濁溶液を定めるために共に混合し得る構成要素を特定するシステム図３００を示す。溶液の基礎成分は、本発明の一実施形態によれば、三種類の成分である。その他の部分、流体、化学物質、又は添加物も追加されるが、基礎成分は、図３に示す三種類により定義される。したがって、第一の成分は、重合体ネットワーク生成材料３０２であり、第二の成分は、連続媒体３０４であり、第三の成分は、固体材料３０６である。重合体ネットワーク生成材料３０２は、好ましくは、溶液の他の成分と組み合わせた時に重合体ネットワークを定めることが可能なポリ（アクリル酸）等の重合体である。
【００２５】
ここで、重合体ネットワーク生成材料３０２を定めるのに使用される重合体材料の例を示す。一実施形態において、制限無く、実質的な変形無く降伏応力を吸収可能な重合体は、カルボポール、スタビリーゼ、レオビスＡＴＡ及びレオビスＡＴＮ、ポリ（アクリル酸）、カラギーナン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、アラビアガム、トラガカントガム、ポリアクリレート、カルボマ等を制限無く含み得る。しかしながら、様々な種類の重合体材料を使用し得るが、選択された重合体は、結果的に生じた溶液により、溶液の弾性固体状態への安定化を助けるネットワークを生成できるものにするべきであると理解されたい。
【００２６】
大まかに言って、連続媒体３０４は、脱イオン水、炭化水素、選択された基礎流体、フッ化水素酸（ＨＦ）、アンモニア、及び半導体基板表面の洗浄に有用となり得る他の化学物質及び／又はＤＩ水中の化学物質の混合物にしてよい。特定の例において、連続媒体３０４は、水（脱イオンその他）のみで定められる水性の液体である。別の実施形態において、水性の液体は、水に溶解した他の構成要素と組み合わせて水により定められる。更に別の実施形態では、非水性の液体が、特に炭化水素、フルオロカーボン、鉱油、又はアルコールにより定められる。液体が水性か非水性かに関係なく、液体は、イオン又は非イオン溶媒及び他の化学添加物を含むように修正できると理解されたい。例えば、液体に対する化学添加物は、共溶媒と、ｐＨ調製剤（例えば、酸及び塩基）と、キレート剤と、極性溶剤と、界面活性剤と、水酸化アンモニウムと、過酸化水素と、フッ化水素酸と、水酸化カリウムと、水酸化テトラメチルアンモニウムと、重合体、粒子、及びポリペプチド等の流動調整剤との任意の組み合わせを含むことができる。
【００２７】
固体材料３０６は、一実施形態において、脂肪族酸、カルボン酸、パラフィン、ワックス、重合体、ポリスチレン、樹脂、ポリペプチド、及び他の粘弾性材料により定義し得る。一実施形態において、固体部分３０６の材料は、連続媒体３０４内の溶解限度を超える濃度で存在するべきである。更に、特定の固体材料に関連する洗浄有効性は、温度、ｐＨ、及び他の環境条件の関数として変化し得ると理解されたい。
【００２８】
脂肪族酸は、炭素原子が開鎖を形成する有機化合物を定める基本的に任意の酸を表す。脂肪酸は、固体材料として使用可能な脂肪族酸の一例である。固体として使用し得る脂肪酸の例は、特に、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ガドレイン酸、エルカ酸（eurcic acid）、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、ミリスチン酸、マルガリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸（lignoseric acid）、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ネルボン酸（nervanic acid）、パリナリン酸、ティムノドン酸、ブラシジン酸、クルパノドン酸、リグノセリン酸（lignoceric acid）、セロチン酸、及びその混合物を含む。一実施形態において、固体材料３０６は、Ｃ−１からＣ−２６程度まで延びる様々な炭素鎖長により定められる脂肪酸の混合物を表す（脂肪酸は偶数の炭素のみを有する）。カルボン酸は、一つ以上のカルボキシル基（ＣＯＯＨ）を含む基本的に任意の有機酸により定められる。カルボン酸は、Ｃ−１からＣ−１００程度まで延びる様々な炭素鎖長の混合物を含むことができる。更に、カルボン酸は、連続媒体３０４の溶解限度を上回る長鎖アルコール、エーテル、及び／又はケトンを含むことができる。一実施形態において、固体として使用される脂肪酸は、基板表面の汚染粒子と接触した時、界面活性剤として機能する。
【００２９】
重合体ネットワーク生成材料３０２、連続媒体３０４、及び固体材料３０６は、その後、弁３１０ａ、３１０ｂ、及び３１０ｃを経由して、材料を合成容器３２０へ提供するライン３０８を通過する。制御は、コンピュータ制御又は手動制御にしてよい。ライン３０８及びバルブ３１０は、流体の輸送と、受領ソースへ送給し得る流体に対するアクセスの制御とに使用可能な構造を示すように図示されている。しかしながら、処理、格納、又は使用のために流体を所望の位置へ連絡可能である限り、任意の数の構造が可能であると理解されたい。本例では、合成容器３２０は、ビーカ、タンク、混合マニホルド、ステージングパイプ、保持シリンダ、加圧可能な容器、温度制御槽、或いは、少なくとも、重合体ネットワーク生成材料３０２、連続媒体３０４、及び固体材料３０６による受領材料を保持する任意の種類の容器構造にしてよい。３０２、３０４、及び３０６による材料は、設備を介して直接提供してよく、必ずしも事前に容器に保管しなくてもよいが、図示を簡略化するため、容器は、人間又はコンピュータの命令通りに、その内容物を制御された形で合成容器３２０へ提供するように図示されている。合成容器３２０への導入の際に、所定の時点での合成容器による構成要素の混合を可能にする混合器３２４を、合成容器３２０に設けてもよい。
【００３０】
混合及び合成の結果、合成容器３２０内の異なる構成要素は、懸濁溶液３２２を生成する。懸濁溶液には、混合及び合成の際に、特定の時点で、様々な構成要素の温度特異的な混合、調合、及び／又は溶解が可能となるように、熱源３２６を提供する。結果的に生じた溶液３２２は、その後、出力流動ライン３２８を介して、容器３３０へ移動させる。出力流動ラインは、懸濁溶液３２２を合成容器３２０から容器３３０へ移送可能な任意の種類の導管又は導管群にしてよい。最初に、懸濁溶液３２２を合成容器３２２から移動させる際には、懸濁溶液３２２の粘塑性の性質を、出力流動ライン３２８に沿って容器３３２０へ流動させるように、最低剪断応力を付加し得る。
【００３１】
懸濁溶液３２２を容器３３０へ移送した後、懸濁溶液は、固体の核生成が起こり、固体が共に結合又は成長して、懸濁溶液３２２中で更に大きなサイズの固体が生じるように、時間と共に熟成を続けてもよい。しかしながら、熟成プロセス中、懸濁溶液３２２中の固体は、固体が容器３３０上部へ上昇又は容器３３０底部へ降下しないように、重合体ネットワーク材料により懸濁させる。
【００３２】
即ち、懸濁溶液３２２中の個別の懸濁固体それぞれの（連続媒体に対する）浮力は、固体の浮上又は沈下の何れかの傾向に影響を与えるが、何らかの移動の傾向は、懸濁溶液３２２の重合体ネットワークにより無効化される。したがって、固体は、溶液を使用する必要が生じるまで、実質的に弾性の懸濁液中に留まる。懸濁溶液３２２を使用する必要がある時、或いは輸送する必要がある時、剪断速度の増加に従って溶液に剪断減粘が発生可能となるように、懸濁溶液３２２の降伏応力を乗り越える必要がある。
【００３３】
図４は、実質的弾性状態（例えば、固体）で静止して保持及び格納する、懸濁溶液中に分散した固体を有する複数のコンテナ３３０を示している。したがって、上記のように、溶液の固体状態は、弾性のある粘塑性流体として機能するように設計され、懸濁溶液３２２の連続媒体中の固体に関連するあらゆる浮力は、実質的に適所に留まる。そのため、懸濁溶液３２２は、十分に分散した状態で使用の準備が整い、溶液に関連するあらゆる保管場所で、懸濁溶液とその構成要素とは既に分散して混合された形態であるため、使用前の混合を必要としない。
【００３４】
溶液を粘塑性流体状態にする利点は、溶液を大きなまとまりとして事前に混合した後、格納し、使用場所へ輸送し得ることである。後の時点まで溶液を使用する必要がない場合、溶液は、使用が指示されるまで、分散した安定懸濁形態を保持し続ける。
【００３５】
図５は、基板処理システム４００で使用する必要がある時に、容器３３０から懸濁溶液を使用する際のシステム図である。図示したように、容器３３０は、懸濁溶液３３２を保持する。懸濁溶液３３２を使用する必要がある時、溶液は、ポンプ３５２を使用して容器３３０から汲み出し得る。ポンプ３５２は、懸濁溶液中に配置された導管３５０に接続された状態で図示している。したがって、ポンプ３５２がもたらす攪拌は、懸濁溶液３３２に剪断応力を加える働きをするため、剪断応力付加区域３４４（容器内のどこか）により、溶液（或いは、少なくとも溶液の一部）に連続的な流動が生じる。したがって、粘度の低下した流体は、インジケータ３３２ａにより示したように、導管３５０に沿って自在に移動する。流動する溶液は、その後、流体を何らかの目的地へ方向付けるポンプ３５２により輸送される。
【００３６】
そのため、ポンプ３５２は、懸濁溶液３３２を輸送する役割を果たし、懸濁溶液の剪断減粘反応により、導管３６０ａ及び３６２を介した容易な輸送が可能となる。一実施形態において、ポンプ３５２は、導管３６０ａを介して低粘度溶液を発泡生成システム３７０へ流入させるように接続し得る。発泡生成システム３７０は、導管３６０ｂを介した連絡の前に、溶液に発泡プロセスが発生させるように構成されたガス圧力室３７２を含み得る。したがって、導管３６０ｂは、溶液を三状態体の形態で基板処理システム４００の一つ以上のシステムへ運搬する。三状態体は、溶液の「流体」成分及び「固体」成分に「気体」成分を追加したものである。三状態体は、以下で更に詳細に定義する。
【００３７】
別の実施形態において、ポンプ３５２は、溶液を単純に二状態体で基板処理システム４００に連絡し得る。二状態体は、「流体」成分及び「固体」成分を有するが、「気体」成分を実質的に有しないものである。気体は実質的に二状態体溶液の一部になっていないが、何らかの気体は溶液中に元々存在し得ると言える。
【００３８】
基板処理システム４００は、任意の数のシステムを含んでよく、その幾つかを例として挙げる。システムの一例は、近接ヘッドシステム４０２であり、近接ヘッドを使用して、ヘッド表面と基板表面との間でメニスカスを基板表面に付与する。一個の近接ヘッドを基板の上面で使用するか、或いは、二個の近接ヘッドを、基板の上面及び底面の両方がほぼ同時に処理されるように使用し得る。
【００３９】
一実施形態では、基板を水平方向に移動させ、メニスカスに基板表面を横断させる。別の実施形態では、近接ヘッドシステムのヘッドを基板表面全体で移動させてよい。
【００４０】
「メニスカス」とは、本明細書において、近接ヘッドと基板表面との間に形成する制御された流体メニスカスにしてよく、メニスカスは、流体の表面張力により、所定位置において、制御された形態で保持される。メニスカスの制御は、流体の制御された送給及び除去によっても確保され、流体により定められるメニスカスを、制御された形で定めることが可能となる。メニスカスは、基板表面の洗浄、処理、エッチング、又は処理するのに使用し得る。表面の処理は、粒子又は不要な材料がメニスカスにより除去されるようなものにしてよい。関連する実施形態において、メニスカスは、三状態体（例えば、発泡溶液）から形成してよく、溶液が基板表面上に単純に乗っていてもよいが、表面張力に影響される流体溶液とは異なる機械的機能となる。発泡溶液は、非ニュートン流体に近い挙動を示す。
【００４１】
しかしながら、ニュートンメニスカス流体は、制御された形で真空により流体を除去しながら、近接ヘッドに流体を供給することで制御される。メニスカスと基板との間の表面張力を減少させるために、気体張力減少剤を近接ヘッドに任意に提供してよい。近接ヘッドに供給される気体張力減少剤により、メニスカスは基板表面上をより高速で移動できる（したがって、スループットが増加する）。気体張力減少剤の例は、窒素と混合したイソプロピルアルコール（ＩＰＡ／Ｎ2）である。気体張力減少剤の別の例は、二酸化炭素（ＣＯ2）である。気体が特定の基板表面に望ましい処理に干渉しない限り、他の種類の気体も使用し得る。
【００４２】
メニスカスの形成と基板表面への付与とに関する更なる情報については、それぞれ本願の譲受人であるＬａｍ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、（１）２００３年９月９日発行の米国特許第６，６１６，７７２号「ウェーハ近接洗浄及び乾燥のための方法」、（２）２００２年１２月２４日提出の米国特許出願第１０／３３０，８４３号「メニスカス、真空、ＩＰＡ蒸気、乾燥マニホルド」、（３）２００５年１月２４日発行の米国特許第６，９９８，３２７号「動的液体メニスカスを使用して基板を処理する方法及びシステム」、（４）２００５年１月２４日発行の米国特許第６，９９８，３２６号「疎性障壁によるメニスカスの分離及び閉じ込め」、及び（５）２００２年１２月３日発行の米国特許第６，４８８，０４０号「単一のウェーハの洗浄及び乾燥用の毛管近接ヘッド」を参照し得る。
【００４３】
次の例は、近接ヘッドブラシシステム４０４である。この例は、ウェーハ表面を磨くように構成されたブラシローラ等の他の種類の洗浄システムと近接ヘッドシステムを組み合わせ得ることを示すために提示する。表面は、ブラシにより上面又は底面で磨いてよく、近接ヘッドシステムは、上面又は底面で使用し得る。
【００４４】
ブラシは、回転中に溶液を基板表面へ提供し得るポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ブラシにしてよい。ブラシが提供する流体は、ブラシ（ＴＴＢ）の中心を介して提供してよく、流体は、洗浄、及び／又はエッチング、及び／又は基板表面を用途に応じて疎水性又は親水性に構成するために使用し得る。
【００４５】
別のシステムは、三状態体又は二状態体を基板表面に付与するスプレ／ジェットシステム４０６にしてよい。スプレ及びジェットは、三状態体又は二状態体の固体を効率的に分散させ、適切な処理工程が可能となるように付与し得る。ジェット付与に関する更なる情報については、２００６年１０月４日提出の米国特許出願第１１／５４３，３６５号「粒子除去のための方法及び装置」を参照し得る。更に別の実施形態において、モジュールはタンクとして構成できる。タンクを溶液で満たし、基板（又は基板群）をタンク中に低下させ、その後、タンクから取り出すことが可能である。この種の基板処理は、ディッピングと呼ばれる場合がある。ディッピングを行う時、溶液は、弾性状態と流体状態との何れかにすることができる。基板の溶液中への移動は、懸濁溶液３３２の降伏応力を克服する必要な剪断応力を提供し得る。
【００４６】
処理工程は、洗浄、乾燥、エッチング、表面状態の変換（例えば、疎水性／親水性）、及び／又は基板調製システム４００のシステムを使用して付与した固体の支援により粒子を除去する一般的な洗浄を目的とし得る。
【００４７】
しかしながら、容器３３０及び懸濁溶液３２２は、一定期間保存し得るものであり、使用時には、懸濁溶液３２２の降伏応力を克服する剪断応力を加えることで、その用途のために流動及び基板表面への付与が可能となるように、実質的な固体状態からニュートン状態で流動する流体へ変化させることができると理解されたい。最低剪断応力の量の例は、約１ｅ−６Ｐａ乃至約１００Ｐａとなり得る。しかしながら、正確な量は、特定の溶液の組み合わせ要素に応じて変化する。
【００４８】
懸濁溶液３３２を懸濁形態で維持することで、固体が容器の表面へ浮上又は底面へ沈下することに関連する問題は回避され、分散し、十分に混合された状態は、懸濁溶液が付与及び使用のために必要となるまで持続する。一貫した分布を可能にするための流体の再調整に費やされていたダウンタイムは回避することが可能となり、懸濁溶液によるスループットの高い効率的な処理が実行可能であり、必要な時期に基板へ施すことができる。
【００４９】
図６は、保管時に実質的弾性状態を示し、その後、溶液が必要な時に剪断応力の付加により実質的にニュートン流体に変化する溶液を生成するための製法例６００を示す。製法は、連続媒体を供給する工程６０２を含む。上記のように、連続媒体は、多数の流体及び／又は材料により定義可能であるが、この特定の例において、連続媒体は脱イオン（ＤＩ）水である。
【００５０】
次に、工程６０４において、連続媒体に重合体を供給し、実質的に脱イオン水に溶解するまで混合する。６０４の混合溶液は、工程６０６において加熱する。溶液の加熱は、温度が約３０℃乃至約１００℃、一実施形態では、約６５℃乃至約８５℃になるように行うべきである。
【００５１】
溶液の加熱中、工程６０８において、界面活性剤を混合物に追加する。界面活性剤材料は、好ましくは、ラウリル硫酸アンモニウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、又はイオン性界面活性剤の何れかである。工程６０８において界面活性剤を加熱混合物に追加した後、溶液を高ＲＰＭで引き続き混合する。高毎分回転数（ＲＰＭ）の例は、約５０ＲＰＭ乃至約１，５００ＲＰＭにしてよい。高ＲＰＭでの混合は、可能な限り、但し顕著な泡層の生成なく継続するべきである。この混合工程中に何らかの気泡が形成された場合、最低限の量の気泡は許容される。工程６１２において、溶液を再び約７０℃乃至約８０℃の温度範囲に加熱した後、中和塩基成分を溶液に追加する。一実施形態において、中和塩基成分はアンモニア（即ち、ＮＨ4ＯＨ）である。他の中和塩基成分も有効となる場合があり、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムも有効となり得る。
【００５２】
工程６１４において、中和塩基成分を工程６１２において追加した直後に、固体成分を追加し、固体が加熱混合物中で実質的に融解するまで混合する。工程６１４における固体成分の溶液中での混合は、固体成分が溶液中で実質的に溶解するまで継続する。工程６１６において、キレート剤を追加し、その後、混合する。他のキレート剤も有効となる場合があり、例えば、ＥＤＴＡ、乳酸、グリシン、グルコン酸、クエン酸も有効となり得る。この時点で、溶液は、依然として約６５℃乃至約８５℃の温度範囲に保持されていることが好ましい。
【００５３】
溶液は、工程６１６において、約５分間乃至約１２０分間、混合する。工程６１８において、溶液をほぼ室温まで冷却し、図３の容器３３０等の容器へ移動させる。または、溶液を容器３３０へ移動させた後で冷却する。冷却中、溶液では核生成が生じ、最終的な固体弾性状態に達し、その状態が保持される。最終的な溶液は、乳白色と、溶液の粘性とを有するように見える。更に、冷却中、溶液は、水よりも僅かに高い粘度を有する稠度へ時間と共に変化する。この時点で、溶液は、粘塑性体、或いはビンガム塑性体と同様の挙動を示す。工程６２０では、固体（例えば、脂肪酸）を安定した実質的な懸濁状態にして、溶液を保存可能である。
【００５４】
一実施形態において、基本的な溶液を作成する製法の別の例を表Ａに定める。約一リットルの大きさのビーカを使用して、溶液の処方例を示している。
表Ａ
（ａ）ＤＩ水をビーカに加え、かき混ぜ始める。
（ｂ）流動調整剤（例えば、重合体）を溶液に追加し、成分が溶解するまで高ＲＰＭで混合する。
（ｃ）溶液を約７５℃まで加熱し始める。
（ｄ）溶液が５０℃前後になった後、界面活性剤成分を追加する。
（ｅ）相対的に高いＲＰＭ（顕著な泡層の生成無く、可能な限り高速）で混合するが、ある程度の気泡が溶液に混合されても構わない。
（ｆ）溶液が７５℃に達した後、中和塩基成分（例えば、ＮＨ4ＯＨ）を追加する。
（ｇ）塩基を追加した直後に、ステアリン酸（例えば、脂肪酸）を追加する。
（ｈ）ステアリン酸が実質的に融解するように約１０分間混合する（攪拌速度を調整し、最大限に混和させる―気泡が多すぎる場合は混合速度を低下させる）。
（ｉ）溶液を約７５℃に維持した状態で、キレート剤を追加する。
（ｊ）更に１０分間混合する。
（ｋ）この時点で、溶液を混合源から取り出し、容器において冷却（或いは後の使用のために保存）してよい。
【００５５】
図７は、本発明の一実施形態による、懸濁溶液の使用する工程例を定義するフローチャート７００を示す。方法は、工程７２０において開始され、安定した懸濁溶液として特徴付けされた溶液の容器を取得する。溶液は、ある程度の期間に渡って保存されていてもよく、或いは、直前に作成し、冷却させてもよい。
【００５６】
何れの場合も、容器は、固体を懸濁形態で有しているため連続媒体に対する固体の浮力が克服できない粘塑性流体を保持している。工程７２０において、剪断応力が溶液に加わり、非ニュートン特性をニュートン特性へ変化させる。非ニュートン特性は、降伏応力を有する粘塑性材料の特性である（例えば、実質的に固体の形態を示す）。
【００５７】
剪断応力が加わると、図１及び２を参照して述べたように、粘塑性材料は、工程７０４において、ニュートンの挙動が優勢となるまで剪断減粘する。工程７０６において、溶液は、一つ以上の付与システムを介した基板への付与の前に、容器から次の段階へ流動させることができる。工程７０８において、溶液は、任意に発泡させ、三状態体を形成できる。三状態体が必要ない場合、方法は、工程７１０へ移行し、二状態の形態の溶液を付与システムへ流動させる。
【００５８】
付与システムは、図５を参照して説明したような任意のシステムにしてよいが、部分、表面、又は半導体基板の洗浄に関与し得る他の何れかのシステムにしてよい。工程７１２において、溶液を基板表面に付与する。溶液は、基板の洗浄工程を助ける役割を果たし、固体は、表面に存在し得る粒子を除去するのを助ける。
【００５９】
本明細書において、三状態体洗浄材料は、気相、液相、及び固相を含む複数の三状態体を含有する。一実施形態において、気相及び液相は、中間物を提供し、基板表面の汚染粒子に固相を極めて近接させる。
【００６０】
一実施形態において、気体部分は、三状態体洗浄材料の体積の５％乃至９９．９％を占めるように定められる。別の実施形態において、気体部分は、三状態体の約１５％乃至約４０％を占め、更に別の実施形態において、気体部分は、三状態体の約２０％乃至約３０％を占めることができる。気体部分を定める気体又は気体群は、不活性気体、例えば、窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）等、或いは反応性気体、例えば、酸素（Ｏ2）、オゾン（Ｏ3）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、空気、水素（Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）、フッ化水素（ＨＦ）、塩酸（ＨＣｌ）等にすることができる。一実施形態において、気体部分は、単一の種類の気体、例えば、窒素（Ｎ2）のみを含む。別の実施形態において、気体部分は、オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）、塩酸（ＨＣｌ）、フッ酸（ＨＦ）、窒素（Ｎ2）、及びアルゴン（Ａｒ）と、オゾン（Ｏ3）及び窒素（Ｎ2）と、オゾン（Ｏ3）及びアルゴン（Ａｒ）と、オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、及び窒素（Ｎ2）と、オゾン（Ｏ3）及びアルゴン（Ａｒ）と、オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、窒素（Ｎ2）、及びアルゴン（Ａｒ）と、酸素（Ｏ2）、アルゴン（Ａｒ）、及び窒素（Ｎ2）とのような様々な種類の気体の混合物を含む、気体混合物である。気体部分は、結果的な気体混合物を液体部分及び固体部分と組み合わせて、基板洗浄又は処理工程に利用可能な三状態体を形成可能である限り、基本的に気体の種類の任意の組み合わせを含むことができると理解されたい。
【００６１】
特定の実施形態に応じて、液体又は気体部分以外の部分として定義される三状態体の固体部分は、基本的に任意の下位状態を表す物理特性を保有し得ると理解されたい。例えば、弾性及び可塑性等の物理特性は、三状態体内の様々な種類の固体部分の間で変化させることができる。更に、様々な実施形態において、固体部分は、結晶性固体又は非結晶固体として定められると理解されたい。特定の物理特性に関係なく、三状態体の固体部分は、基板表面に近接又は接触する位置にある時、基板表面への接着を回避できるか、或いは、容易に除去できるべきである（例えば、濯ぎによる流体力学的除去）。更に、固体部分の物理特性は、洗浄プロセス中に基板表面に損傷を発生させるべきではない。更に、固体部分は、粒子に近接又は接触する位置にある時、基板表面に存在する汚染粒子との相互作用を確立できるべきである。一実施形態において、固体部分は、発泡防止特性を有する。別の実施形態において、固体部分は、発泡促進特性を有する。用途と、三状態体を扱うために使用する装置に応じて、発泡促進又は防止特性は、段階的に、或いは製法に従って、調整可能である。
【００６２】
一実施形態において、固体部分は、液体部分及び気体部分への溶解を回避し、液体部分全体への分散を可能にする表面の機能性を有する。別の実施形態において、固体部分は、液体部分全体への分散を可能にする表面の機能性を有していないため、化学分散剤を液体部分に追加し、固体部分が液体部分全体に分散できるようにする必要がある。一実施形態において、固体部分は、一つ以上の成分の追加により液相内の溶解成分が反応して不溶性化合物が形成される沈殿反応により形成される。一実施形態において、固体部分は、液体部分に塩基を追加した時に（即ち、ゼータ電位を変更することで）懸濁する。特定の化学特性及び周囲の液体部分との反応に応じて、固体部分は、幾つかの異なる形態のうち一つ以上になり得る。
【００６３】
例えば、様々な実施形態において、固体部分は、集合、コロイド、ゲル、融合球体、或いは本質的に他の任意の種類の凝集物、凝固物、綿状凝集、集塊物、又は融合物を形成し得ると理解されたい。上記において特定した固体部分の形態の例示的なリストは、包括的なリストを表すものではなく、開示した実施形態の範囲に含まれる代替又は拡張も可能であると理解されたい。更に、固体部分は、基板及び汚染粒子との相互作用に関して上記の形で機能可能な基本的に任意の固体材料として定められると理解されたい。
【００６４】
以上、本発明の幾つかの実施形態を詳細に説明してきたが、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の多くの具体的形態で本発明を実施し得ることは、当業者には理解されよう。したがって、本例及び実施形態は、限定的ではなく例示的なものとみなされるべきであり、本発明は、本明細書に記載の詳細に限定されるべきではなく、添付特許請求の範囲内で変形且つ実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態による、溶液の力学を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、溶液の力学を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、溶液の主要構成要素の混合の例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、弾性ゲル状形態で安定して保管し得る、幾つかの容器の例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による、溶液を剪断減粘により安定ゲル状形態から低粘度流体へ変化させる溶液の使用例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による、溶液を作成する方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による、溶液の使用方法の一例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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