(57)【要約】【課題】二酸化炭素等の流体から汚染物質を除くシステムを提供する。【解決手段】流体から汚染物質を除去するための方法および器具が開示されている。流体は、それが冷却され汚染物質が汚染除去チャンバ内部で脱落して精製された流体を生成するような形で汚染除去チャンバ内に導入される。精製された流体は次に回収され、超臨界処理システム内で使用することができる。【選択図】図１
2006279037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
精製された温度制御（temperature controlled）流体を与えるための汚染除去（decontamination）システムであって；
−  第１のフィルタ要素；
−  第１のフィルタ要素に結合された（coupled to）第１の流量制御要素；
−  第１の流量制御要素に結合された汚染除去モジュール；
−  第１の流量制御要素に結合されたバイパス要素；
−  汚染除去モジュールに結合され、且つバイパス要素に結合された第２の流量制御要素；
−  第２の流量制御要素に結合された第２のフィルタ要素；および
−  第２のフィルタ要素に結合され、第２の流量制御要素に結合され、汚染除去モジュールに結合され、第１の流量制御要素に結合され、第１のフィルタ要素に結合されたコントローラ、
を含むシステムであり；且つ、該コントローラが、汚染除去システムに入る第１の流体のための汚染物質レベルを決定するための手段；該汚染物質レベルを閾値と比較するための手段；汚染物質レベルが閾値より高い場合に、除去モジュールに第１の流体を迂回（diverting）させるための手段；および汚染物質レベルが閾値以下である場合に、第１の流体をバイパス要素に迂回させるための手段を含む汚染除去システム。
【請求項２】
第１のフィルタ要素が粗フィルタまたは細フィルタまたはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項３】
コントローラが、粗フィルタまたは細フィルタまたはそれらの組合せを使用すべき時を決定するための手段を含む、請求項２に記載の汚染除去システム。
【請求項４】
第１の流量制御要素は、汚染物質レベルが閾値より高い場合に第１の流量制御要素を通る第１の経路を確立し、汚染物質レベルが閾値以下である場合に第１の流量制御要素を通る第２の経路を確立するための流体スイッチを含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項５】
コントローラが、第1の経路を使用すべき時および第２の経路を使用すべき時を決定するための手段を含む、請求項４に記載の汚染除去システム。
【請求項６】
第１の流量制御要素が温度センサー、圧力センサーまたは流量センサーまたはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項７】
汚染除去モジュールが、
−  入力装置とそれに結合された出力装置を有するチャンバ、および
−  チャンバに結合された温度制御サブシステム、
を含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項８】
入力装置が、それに入る流体を蒸発させるための手段を含む、請求項７に記載の汚染除去システム。
【請求項９】
入力装置がニードル弁を含む、請求項７に記載の汚染除去システム。
【請求項１０】
汚染除去モジュールが更に、チャンバに結合された圧力制御サブシステムを含む、請求項７に記載の汚染除去システム。
【請求項１１】
第２のフィルタ要素が粗フィルタ、または細フィルタまたはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項１２】
コントローラが、粗フィルタ、細フィルタまたはそれらの組合せを使用すべき時を決定するための手段を含む、請求項１１に記載の汚染除去システム。
【請求項１３】
第２の流量制御要素は、汚染物質レベルが閾値より高い場合に第２の流量制御要素を通る第１の経路を確立し、汚染物質レベルが閾値以下である場合に第２の流量制御要素を通る第２の経路を確立するための流体スイッチを含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項１４】
コントローラが、第1の経路を使用すべき時および第２の経路を使用すべき時を決定するための手段を含む、請求項１３に記載の汚染除去システム。
【請求項１５】
第２の流量制御要素が温度センサー、圧力センサーまたは流量センサーまたはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項１６】
第１の温度で第１の流体を第１の量だけ供給するための流体供給源を更に含む、請求項１に記載の汚染除去システム。
【請求項１７】
第１の流体が、気体、液体、超臨界または近超臨界二酸化炭素またはそのうちの２つ以上のものの組合せを含む、請求項１６に記載の汚染除去システム。
【請求項１８】
第１の流体が溶剤、助溶剤または界面活性剤またはそのうちの２つ以上のものの組合せを含む、請求項１７に記載の汚染除去システム。
【請求項１９】
流体供給源が汚染されたＣＯ2を含む、請求項１６に記載の汚染除去システム。
【請求項２０】
−  超臨界処理チャンバ；
−  超臨界処理チャンバに結合された再循環システム（なおここで該超臨界処理チャンバおよび再循環システムは再循環ループを形成する）、
−  超臨界処理チャンバに結合された汚染除去システム（なおここで、汚染除去システムは、温度制御された精製流体を用いて再循環ループを圧縮するための手段を含む）、
を含む超臨界処理システム。
【請求項２１】
汚染除去システムが更に、プッシュスループロセスの間に第１の体積の温度制御された精製流体を与えるための手段を含み、該第１の体積が再循環ループの容積よりも大きい請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２２】
汚染除去システムが更に、プッシュスループロセスの間に第１の体積の温度制御された精製流体を与えるための手段を含み、該第１の体積が処理チャンバの容積より大きい、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２３】
汚染除去システムが更に圧縮サイクルの間に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含み、該第１の体積が再循環ループの容積よりも大きい、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２４】
汚染除去システムが更に、減圧サイクルの間に第１の体積の温度制御された精製流体を与えるための手段を含み、該第１の体積が処理チャンバの容積よりも大きい請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２５】
汚染除去システムが更に、減圧プロセスの間に第１の体積の温度制御された精製流体を与えるための手段を含み、該第１の体積が再循環ループの容積より大きい、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２６】
汚染除去システムが更に減圧サイクルの間に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含み、該第１の体積が処理チャンバの容積よりも大きい、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２７】
汚染除去システムが更に、圧縮サイクル中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段および減圧サイクル中に第２の体積の温度制御された非精製流体を与える手段を含み、該第１の体積および第２の体積が再循環ループの容積より大きい、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２８】
汚染除去システムが更に、圧縮サイクル中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段および減圧サイクル中に第２の体積の温度制御された非精製流体を与える手段を含み、該第１の体積および第２の体積が超臨界処理チャンバの容積より大きい、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項２９】
汚染除去システムが更に、
−  第１のフィルタ要素；
−  第１のフィルタ要素に結合された第１の流量制御要素；
−  第１の流量制御要素に結合された汚染除去モジュール；
−  第１の流量制御要素に結合されたバイパス要素；
−  汚染除去モジュールに結合されバイパス要素に結合された第２の流量制御要素；
−  第２の流量制御要素に結合された第２のフィルタ要素；および
−  第２のフィルタ要素に結合された第２の流量制御要素に結合された汚染除去モジュールに結合された第１の流量制御要素に結合された第１のフィルタ要素に結合されたコントローラ、
を含み、該コントローラが、汚染除去システムに入る第１の流体のための汚染物質レベルを決定するための手段；該汚染物質レベルを閾値と比較するための手段；汚染物質レベルが閾値より高い場合除去モジュールに第１の流体を迂回させるための手段；および汚染物質レベルが閾値以下である場合に第１の流体をバイパス要素に迂回させるための手段を含む、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項３０】
汚染除去システムが更に、システム清浄プロセスの間に第１の体積の温度制御された精製流体を与えるための手段を含み、該第１の体積が再循環ループの容積よりも大きい請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項３１】
超臨界処理チャンバが、基板を保持するための手段を内含する基板ホルダーを含み、汚染除去システムが更に、超臨界基板清浄プロセス中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含む、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項３２】
超臨界処理チャンバが、基板を保持するための手段を内含する基板ホルダーを含み、汚染除去システムが更に、超臨界基板すすぎプロセス中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含む、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項３３】
超臨界処理チャンバが、基板を保持するための手段を内含する基板ホルダーを含み、汚染除去システムが更に、超臨界基板乾燥プロセス中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含む、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項３４】
超臨界処理チャンバが、基板を保持するための手段を内含する基板ホルダーを含み、汚染除去システムが更に、超臨界基板硬化プロセス中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含む、請求項２０に記載の超臨界処理システム。
【請求項３５】
−  汚染除去システムに対し第１の温度で第１の数量の流体を供給するステップ；
−  第１の数量の流体の汚染物質レベルを決定するステップ；
−  および汚染物質レベルが閾値より高い場合の汚染除去プロセスおよび汚染物質レベルが閾値以下である場合のバイパスプロセスのうちの１つを選択的に実施するステップ、
を含む、汚染除去システムの操作（operating）方法。
【請求項３６】
処理チャンバおよび再循環システムを内含する再循環ループを含む処理システム、および再循環ループに結合された汚染除去システムの操作方法において、
−  処理チャンバ内で基板ホルダー上に基板を位置づけするステップ；
−  処理チャンバをシールするステップ；
−  汚染除去システムが第１の体積の温度制御された精製液体を用いて再循環ループを加圧する、超臨界圧力まで再循環ループを加圧するステップ；
−  超臨界基板清浄プロセスを用いて基板を処理するステップ；
−  汚染除去システムがプッシュスループロセス中に第２の体積の温度制御された精製液体を提供し、該第２の体積が再循環ループの体積より大きい、プッシュスループロセスを実施するステップ；
−  汚染除去システムが圧力循環プロセスの第１の部分の間に第３の体積の温度制御された精製液体を提供し、圧力循環プロセスの第２の部分の間に第４の体積の温度制御された精製液体を提供し、該第３の体積および第４の体積が再循環ループの容積よりも大きく、第３の体積の温度制御流体内の温度差が約１０℃より小さく、第４の体積の温度制御流体内の温度差が約１０℃未満である、圧力循環プロセスを実施するステップ、
−  チャンバ通気プロセスを実施するステップ；および
−  基板を取出すステップ、
を含む操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対するクロスリファレンス
本特許出願は、全て参照することにより本明細書に取り込む、２００２年１２月３１日付けの「超臨界二酸化炭素プロセスを用いた基板からのフォトレジストおよび残留物の除去」という題の米国特許第６，５００，６０５号；２００１年８月２１日付けの「超臨界二酸化炭素を用いた半導体からのＣＭＰ残留物の除去」という題の米国特許第６，２７７，７５３号、ならびに２００１年７月２４日付けの「半導体基板用の高圧処理チャンバ」という題の共同所有で同時係属の米国特許出願第０９／９１２，８４４号、２００１年１０月３日付けの「多重半導体基板用高圧処理チャンバ」という題の第０９／９７０，３０９号、２００２年４月１０日付けの「フロー増強特長を含む半導体基板用高圧処理チャンバ」という題の第１０／１２１，７９１号および２００３年２月１０日付けの「半導体ウェーハ用高圧処理チャンバ」という題の第１０／３６４，２８４号、１００３年５月１０日付けの「フォトレジストおよび残留物除去のための超臨界流体内の四有機フッ化アンモニウムおよびＨＦ」という題の第１０／４４２，５５７号、および１００２年１２月１６日付けの「フォトレジストおよび残留物除去のための超臨界流体中のフッ化物」という題の第１０／３２１，３４１号、に関連する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、流体から汚染物質を除去する分野に関する。より特定的には、本発明は、超臨界ＣＯ2処理における汚染物質のレベルを低減させるべく精製されたＣＯ2を精製するため、二酸化炭素（ＣＯ2）から汚染物質を除去する分野に関する。
【０００３】
超臨界状態にある流体は、超臨界流体と呼ばれる。流体は、その密度が液体の密度に近づく圧力と温度の組合せに付された時で超臨界状態に入る。超臨界流体は、液体および気体の両方の特性を示す。例えば、超臨界流体は、液体状態にある組成物と標準的に結びつけられる高い溶剤化および可溶化物性により特徴づけされる。超臨界流体は同様に、気体状態にある組成物の特徴である低粘度をも有している。超臨界流体は種々の分野での一般的実践に採用されてきた。利用分野のタイプとしては、薬学的利用分野、種々の材料の清浄および乾燥、食品化学物質抽出およびクロマトグラフィが含まれる。
【０００４】
超臨界流体は、表面から残留物を除去するかまたは種々の材料から汚染物質を抽出するために用いられてきた。例えば、２００２年４月９日付けの「自然対流および温度による溶解度濃度の変化を用いた汚染物質除去のための器具」という題のMarshall et alに対する米国特許第６，３６７，４９１号に記述されている通り、超臨界および近超臨界流体は、物品から汚染物質を清浄するための溶剤として使用されてきており、金属部品の表面から有機および無機汚染物質を洗浄するのに従来用いられた炭化水素溶剤に対する代用品としての超臨界二酸化炭素の使用について記述するNASA Tech Brief MFS-29611（１９９０年１２月）が引用されている。
【０００５】
超臨界流体は、半導体ウェーハの清浄において利用されてきた。例えば、曝露された有機フォトレジストフィルムを除去するために超臨界二酸化炭素を使用することに対するアプローチが、１９９０年７月３１日付けの「超臨界雰囲気内で物品を処理する方法」という題のNishikawa他に対する米国特許第４，９４４，８３７号の中で開示されている。粒子状表面汚染は、半導体業界において収量に影響を及ぼす重大な問題である。ウェーハを清浄する場合、フォトレジスト、フォトレジスト残留物および残留エッチング反応物質および副産物等の粒子およびその他の汚染物質が最小限におさえられることが重要である。
【０００６】
「ハイグレードの」ＣＯ2が市販されているものの、計算上は、送達されたＣＯ2の純度レベルから見て、超臨界二酸化炭素処理の間に基板上で粒子が形成されるのを回避することは、不可能同然であることが示されている。
【０００７】
二酸化炭素等の流体から汚染物質および粒子を除去する必要性が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、流体から汚染物質を除去する方法に関する。流体は、それが冷却され汚染物質がチャンバ内部で脱落して精製された流体を生成するような形で汚染除去チャンバ内に導入される。精製された流体は次に回収される。
【０００９】
本発明の第２の態様は、ＣＯ2の流体流から汚染物質を除去する方法に関する。流体流は、流体流の汚染物質レベルを減少させるべく第１のフィルタに導入され、第１のろ過されたＣＯ2流を生成する。第１のろ過済みＣＯ2流は、流体流が冷却され汚染物質が汚染除去チャンバ内部で脱落して精製されたＣＯ2を生成するような形で汚染除去チャンバ内に導入される。
【００１０】
本発明の第３の態様は、汚染除去チャンバ；流体流が汚染除去チャンバ内で冷却されて精製された流体流を形成するような形で汚染除去チャンバ内に流体流を導入するための手段；および汚染除去チャンバから精製された流体流を除去するための手段を内含する、流体流から汚染物質を除去するための器具に関する。
【００１１】
第４の態様は、流体供給源、汚染除去チャンバ；流体流が精製された流体流を形成するのに充分なほど汚染除去チャンバ内で冷却されるような形で流体流を汚染除去チャンバ内に導入するための手段；物体支持体を内含する圧力チャンバ；汚染除去チャンバから圧力チャンバまで精製された流体流を導くための手段；圧力チャンバを加圧するための手段；清浄用流体で清浄プロセスを実施するための手段；および圧力チャンバを減圧するための手段を含む、物体の表面を清浄するためのアセンブリである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の種々の態様およびそれに付随する多くの利点のより完全な認識は、以下の詳細な説明を参照し、特に添付図面を併用して考慮した場合に、直ちに明白となる。
【００１３】
市販のＣＯ2での超臨界処理を用いて清浄された半導体ウェーハは、ウェーハ上の炭化水素および有機残留物を明らかにした。炭化水素は、一般に、ポンプ作動液、潤滑剤および切削油として見られる。バルブ上のネジ山封止剤および潤滑剤が、超臨界処理汚染に寄与できるということがわかっている。超臨界ＣＯ2処理における汚染レベルの低下に向けた１つのアプローチは、超臨界ＣＯ2処理汚染の最も確率の高い汚染源が送達されたＣＯ2自体であるというより重大でかつ困難な問題に対処するシステムを利用することにある。本発明は、二酸化炭素の流体流等の流体流から汚染物質を除去する方法に向けられている。
【００１４】
本発明の目的では、「二酸化炭素」は、液体、気体または超臨界（近超臨界を含む）状態にある流体として利用される二酸化炭素（ＣＯ2）を意味するものと理解されるべきである。「液体二酸化炭素」は、蒸気−液体平衡条件におけるＣＯ2を意味する。気体ＣＯ2が使用される場合、利用される温度は好ましくは３１．１℃未満である。本明細書では、「超臨界二酸化炭素」は、臨界温度（３１．１℃）および臨界圧力（１０７０．４ｐｓｉ）を上回る条件にあるＣＯ2を意味する。ＣＯ2がそれぞれ３１．１℃および１０７０．４ｐｓｉを上回る温度および圧力に付される場合、それは超臨界状態にあるものと判定される。「近超臨界二酸化炭素」というのは、絶対臨界温度および臨界圧力の約８５％以内のＣＯ2を意味する。
【００１５】
本発明の第１の態様は、流体が冷却され汚染除去システム内のチャンバ内に汚染物質が脱落して精製された流体を生成するような形で、汚染除去チャンバ内に流体を導入するステップを含む、流体から汚染物質を除去する方法にある。本発明の目的では、「汚染物質」という用語には、炭化水素等の高分子量化合物；有機分子または重合体；およびアクリル酸エステル、ポリエーテル、有機酸塩、ポリエステル繊維またはセルロース等の粒子状物質が含まれる。
【００１６】
もう１つの態様においては、流体は液体、超臨界または近超臨界二酸化炭素を含む。代替的には、流体は、溶剤、助溶剤、界面活性剤および／又はその他の成分と併用した液体、超臨界または近超臨界ＣＯ2を含む。溶剤、助溶剤および界面活性剤の例は、参照することにより本明細書に取り込む２００２年１２月３１日付けの「超臨界二酸化炭素プロセスを用いた基板からのフォトレジストおよび残留物の除去」という題の共同所有の米国特許第６，５００，６０５号、および２００１年８月２１日付けの「超臨界二酸化炭素プロセスを用いた半導体からのＣＭＰ残留物の除去」という題の米国特許第６，２７７，７５３号の中で開示されている。
【００１７】
もう１つの態様においては、汚染物質が汚染除去チャンバ内に脱落して精製された流体を生成するのに充分なほど流体が冷却されるような形で、流体を汚染除去チャンバ内に導入するために、流体の急速な膨張が利用される。１つの態様においては、流体が膨張により冷却され汚染物質がチャンバ内で脱落して精製された流体が生成されるように汚染除去チャンバ内に流体を導入するのに、ノズル例えばノズルバルブが利用される。精製された流体は適切なあらゆる手段で回収可能である。好ましくは、精製された流体はその後、精製された流体の汚染物質レベルを低下させるべくフィルタに導入される。
【００１８】
図１は、本発明の態様に従った処理システム１００のブロック図の例を示す。例示された態様においては、処理システム１００は、プロセスモジュール１１０、再循環システム１２０、プロセスケミストリ供給システム１３０、二酸化炭素供給システム１４０、圧力制御システム１５０、排気システム１６０、およびコントローラ１８０を含む。処理システム１００は、１０００ｐｓｉ〜１０，０００ｐｓｉの範囲内にあってもよい圧力で操作できる。更に、処理システム１００は、４０〜３００℃の範囲内にあってもよい温度で操作できる。プロセスモジュール１１０は処理チャンバ１０８を含むことができる。
【００１９】
処理チャンバ１０８の１例に関する詳細は、本明細書でその内容が参照することにより本明細書に取り込む２００１年７月２４日付けの「半導体基板用の高圧処理チャンバ」という題の第０９／９１２，８４４号；２００１年１０月３日付けの「多重半導体基板用の高圧処理チャンバ」という題の第０９／９７０，３０９号；２００２年４月１０日付けの「流量増強機能を含む半導体基板用の高圧処理チャンバ」という題の第１０／１２１，７９１号、および２００３年２月１０日付けの「半導体ウェーハ用の高圧処理チャンバ」という題の第１０／３６４，２８４号等の共同所有で同時係属の米国特許出願の中で開示されている。
【００２０】
コントローラ１８０は、プロセスモジュール１１０、再循環システム１２０、プロセスケミストリ供給システム１３０、二酸化炭素供給システム１４０、圧力制御システム１５０および排気システム１６０に結合することができる。代替的には、コントローラ１８０を単数または複数の付加的なコントローラ／コンピュータ（図示せず）に結合することができ、コントローラ１８０は付加的なコントローラ／コンピュータからセットアップおよび／又は構成情報を得ることができる。
【００２１】
図１においては、光学処理要素（プロセスモジュール１１０、再循環システム１２０、プロセスケミストリ供給システム１３０、二酸化炭素供給システム１４０、圧力制御システム１５０、排気システム１６０およびコントローラ１８０）が示されている。処理システム１００は、独立した処理要素に加えて、付随するあらゆる数のコントローラを有するあらゆる数の処理要素を含むことができる。
【００２２】
コントローラ１８０は、あらゆる数の処理要素（プロセスモジュール１１０、再循環システム１２０、プロセスケミストリ供給システム１３０、二酸化炭素供給システム１４０、圧力制御システム１５０および排気システム１６０を構成するために使用することができコントローラ１８０は処理要素からのデータを収集、提供、処理、記憶そして表示することができる。コントローラ１８０は単数または複数の処理要素（プロセスモジュール１１０、再循環システム１２０、プロセスケミストリ供給システム１３０、二酸化炭素供給システム１４０、圧力制御システム１５０、排気システム１６０）のうちの単数または複数のものを制御するための一定数のアプリケーションを含むことができる。例えば、コントローラ１８０は、ユーザーが単数または複数の処理要素（プロセスモジュール１１０、再循環システム１２０、プロセスケミストリ供給システム１３０、二酸化炭素供給システム１４０、圧力制御システム１５０および排気システム１６０）を監視しおよび／又は制御することができるようにする使用が簡単なインタフェースを与えるＧＵＩコンポーネント（図示せず）を内含することができる。
【００２３】
プロセスモジュール１１０は、上部アセンブリ１１２、フレーム１１４および下部アセンブリ１１６を含むことができる。上部アセンブリ１１２は、処理チャンバ１０８、基板１０５または処理流体（図示せず）またはそのうちの２つ以上のものの組合せ、を加熱するための加熱器（図示せず）を含むことができる。代替的には、加熱器は必要とされない。フレーム１１４は処理チャンバ１０８を通って処理流体を流動させるための手段を含むことができる。１つの例においては、円形フローパターンを確立することができ、もう１つの例では、実質的に線形のフローパターンを確立することができる。代替的には、流動用手段を異なる形で構成することが可能である。下部アセンブリ１１６は、このアセンブリ１１６および／又は基板１０５に結合されたチャック１８を移動させるための単数または複数のリフター（図示せず）を含むことができる。代替的には、リフターは必要とされない。
【００２４】
１つの態様においては、プロセスモジュール１１０は、基板１０５を処理の間支持し保持するためのホルダーまたはチャック１１８を内含することができる。ホルダーまたはチャック１１８は、基板１０５の処理の前、間および／又は後に基板１０５を加熱または冷却するようにも構成可能である。代替的には、プロセスモジュール１１０は、基板１０５を処理の間支持し保持するためのプラテン（図示せず）を内含することができる。
【００２５】
移送システム（図示せず）は、スロット（図示せず）を通して処理チャンバ１０８内におよびそこから外に基板１０５を移動させるために使用可能である。１つの例においては、該スロットをチャック１１８を移動させることで開閉でき、又別の例では、ゲート弁（図示せず）を用いてスロットを制御することができる。
【００２６】
基板１０５は、半導体材料、金属材料、誘電体材料、セラミクス材料または重合体材料またはそれらのうちの２つ以上のものの組合せを含むことができる。半導体材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ／ＧｅまたはＧａＡｓを含むことができる。金属材料は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｔｉ、ＴａまたはＷまたはそれらのうちの２つ以上のものを組合せを含むことができる。誘電体材料は、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、またはそれらのうちの２つ以上のものを組合せを含むことができる。セラミクス材料は、Ａｌ、Ｎ、Ｓｉ、ＣまたはＯ、またはそれらのうちの2つ以上のものを組合せを含むことができる。
【００２７】
再循環システム１２０は、単数または複数の入口ライン１２２および単数または複数の出口ライン１２４を用いてプロセスモジュール１１０に結合することができる。再循環システム１２０は、このシステム１２０およびプロセスモジュール１１０を通して超臨界処理溶液の流れを調節するための単数または複数のバルブ（図示せず）を含むことができる。再循環システム１２０は、超臨界処理溶液を維持しプロセスモジュール１１０内の処理チャンバ１０８および再循環システム１２０を通して超臨界処理溶液を流動させるための、任意の数の逆流弁、フィルタ、ポンプおよび／又は加熱器（図示せず）を含むことができる。
【００２８】
処理システム１００は、プロセスケミストリ供給システム１３０を含むことができる。例示された態様においては、プロセスケミストリ供給システム１３０は、単数または複数のライン１３５を用いて再循環システム１２０に結合されているが、これは本発明にとって必要条件ではない。代替的な態様においては、プロセスケミストリ供給システム１３０は、異なる形で構成することができ、処理システム１００内で異なる要素に結合することができる。例えば、プロセスケミストリ供給システム１３０はプロセスモジュール１１０に結合することができる。
【００２９】
プロセスケミストリ供給システム１３０は、処理チャンバ１０８内部で超臨界清浄用溶液を生成するため清浄用ケミストリを与えるための清浄用ケミストリアセンブリ（図示せず）を含むことができる。清浄用ケミストリは、過酸化物とフッ化物源を含むことができる。フッ化物源およびフッ化物源を用いて超臨界処理溶液を生成する方法についてのさらなる詳細は、共に本明細書に参照することにより本明細書に取り込む１００３年５月１０日付けの「フォトレジストおよび残留物の除去用の超臨界流体中の四有機フッ化アンモニウムおよびＨＦ」という題の米国特許出願第１０／４４２，５５７号、および１００２年１２月１６日付けの「フォトレジストおよび残留物の除去用の超臨界流体中のフッ化物」という題の米国特許第１０／３２１，３４１号の中で記述されている。
【００３０】
更に、清浄用ケミストリはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ガンマ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルフルホキシド（ＤＭＳＯ）、炭酸エチレン（ＥＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、炭酸プロプレン、およびアルコール（メタノール、エタノールおよび１−プロパノールなど）等の単数または複数の担体溶剤と共に超臨界二酸化炭素内に導入可能なキレート剤、錯化剤、酸化剤、有機酸、および無機酸を含むことができる。
【００３１】
プロセスケミストリ供給システム１３０は、処理チャンバ１０８内部で超臨界すすぎ用溶液を生成するためのすすぎ用ケミストリを与えるためのすすぎ用ケミストリアセンブリ（図示せず）を含むことができる。すすぎ用ケミストリは、アルコールおよびケトンを含む（ただしこれらに制限されるわけではない）。１つの態様においては、すすぎ用ケミストリには、Degussa Stanlow Limited, Lake Court, Hnrsley Winchester SO21, 1LDUK等の一定数の販売業者から購入可能なチオシクロペンタン−１，１−ジオキシド、（シクロ）テトラメチレンスルホンおよび１，３，４，５−テトラヒドロチオフェン−１，１−ジオキシドとしても知られているスルホランを含むことができる。
【００３２】
プロセスケミストリ供給システム１３０は、処理チャンバ１０８内部で超臨界硬化溶液を生成するための硬化用ケミストリを与えるための硬化用ケミストリアセンブリ（図示せず）を含むことができる。
【００３３】
処理システム１００は、二酸化炭素供給システム１４０を含むことができる。図１に示されているように、二酸化炭素供給システム１４０は、単数または複数のライン１４５を用いてプロセスモジュール１１０に結合することができるが、これは必要条件ではない。変形態様においては、二酸化炭素供給システム１４０は異なる形で構成され、異なる形で結合することができる。例えば、二酸化炭素供給システム１４０は、再循環システム１２０に結合することができる。
【００３４】
二酸化炭素供給システム１４０は、超臨界流体を生成するための複数の流量制御要素（図示せず）および二酸化炭素供給源（図示せず）を含むことができる。例えば二酸化炭素供給源は、ＣＯ2補給システム（図示せず）を内含でき、流量制御要素は、供給ライン、バルブ、フィルタ、ポンプおよび加熱器（図示せず）を含むことができる。二酸化炭素供給システム１４０は、超臨界二酸化炭素の流れが処理チャンバ１０８内に流れ込むのを許すかまたは防止するべく開閉するように構成されている入口バルブ（図示せず）を含むことができる。例えば、コントローラ１８０を用いて、圧力、温度、プロセス時間および流速等の流体パラメータを決定することができる。
【００３５】
二酸化炭素供給システム１４０は、このシステムにより供給された二酸化炭素から汚染物質を除去するための汚染除去システム１４２を含むことができる。ろ過に伴う温度および／又は圧力変化を用いて、汚染物質を除去し精製された流体を生成することができる。
【００３６】
処理システム１００は、圧力制御システム１５０をも含むことができる。図１に示されているように、圧力制御システム１５０は、単数または複数のライン１５５を用いてプロセスモジュール１１０に結合することができるが、これは必要条件ではない。変形態様においては、圧力制御システム１５０を異なる形で構成し、異なる形で結合することもできる。圧力制御システム１５０は、処理チャンバ１０８を排気させおよび／又は処理チャンバ１０８内部の圧力を調節するために単数または複数の圧力弁（図示せず）を内含できる。代替的には、圧力制御システム１５０は同様に単数または複数のポンプ（図示せず）を内含することもできる。例えば、１つのポンプを使用して、処理チャンバ１０８内部の圧力を増大させ、処理チャンバ１０８から排出するためにもう１つのポンプを使用することができる。もう１つの態様においては、圧力制御システム１５０は、処理チャンバ１０８をシールするための手段を含むことができる。更に、圧力制御システム１５０は、基板１０５および／又はチャック１１８を上下させるための手段を含むことができる。
【００３７】
更に、処理システム１００は排気システム１６０を含むことができる。図１に示されているように、排気システム１６０は、単数または複数のライン１６５を用いてプロセスモジュール１１０に結合することができるが、これは必要条件ではない。変形態様においては、排気システム１６０を異なる形で構成し、異なる形で結合することができる。排気システム１６０は、排気ガス収集容器（図示せず）を内含でき、処理流体から汚染物質を除去するために使用可能である。代替的には、排気システム１６０を用いて、処理流体を再循環させることができる。
【００３８】
コントローラ１８０は、プロセス前データ、プロセスデータおよびプロセス後データを使用できる。例えば、プロセス前データは、流入基板に関連するものであってもよい。このプロセス前データは、ロットデータ、バッチデータ、ランデータ、組成データおよび履歴データを含むことができる。プロセス前データは、ウェーハについての入力状態を確立するために使用できる。プロセスデータは、プロセスパラメータを含むことができる。処理後データは、処理済み基板に関連するものであってもよい。
【００３９】
コントローラ１８０は、基板１０５を処理するのに使用するための１組のプロセスパラメータを予測、選択または計算するために、プロセス前データを使用することができる。例えば、この予測されたプロセスパラメータセットは、プロセスレシピの最初の見積りであってもよい。プロセスモデルが単数または複数のプロセスレシピパラメータまたはセットポイントと単数または複数のプロセス結果の関係を提供することができる。１つのプロセスレシピには、１つのプロセスモジュールセットが関与する多ステッププロセスが含まれる可能性がある。基板１０５が処理された後の或る点でプロセス後データを得ることができる。例えば、分から日まで可変的である時間的遅延の後、プロセス後データを得ることができる。コントローラ１８０は、プロセス前データ、プロセス特性およびプロセスモデルに基づいて基板１０５についての予測状態を計算できる。例えば、予測清浄時間を計算するために、汚染物質レベルと共に清浄速度モデルを使用できる。代替的にはすすぎプロセスのための処理ラインを計算するため、汚染物質レベルと共にすすぎ速度モデルを使用することができる。
【００４０】
流入流体および／又は気体中、処理流体および／又は気体中、そして排出流および／又は気体中の汚染物質のレベルを監視および／又は制御するために、コントローラ１８０を使用することができる。例えば、コントローラ１８０は、汚染除去システム１４２がいつ操作するかを決定できる。
【００４１】
コントローラ１８０がここで論述したものに加えてその他の機能も果たすことができるということがわかるだろう。コントローラ１８０は、処理システム１００に付随する圧力、温度、流量またはその他の変数を監視できる。コントローラ１８０は、測定されたデータを処理し、ＧＵＩスクリーン（図示せず）上にデータおよび／又は結果を表示し、フォールト条件を判定し、フォールト条件に対する応答を決定し、オペレータに警告を与えることができる。例えば、コントローラ１８０は、汚染物質レベルデータを処理し、ＧＵＩスクリーン上にデータおよび／又は結果を表示し、高レベルの汚染物質等のフォールト条件を判定し、フォールト条件に対する応答を決定し、汚染物質レベルが限界に近づいているかまたは限界を上回っているという警告をオペレータに与える（Ｅメールおよび／又はページを送る）ことができる。コントローラ１８０は、入力データ、プロセスデータおよび出力データを記憶するためのデータベースコンポーネント（図示せず）を含むことができる。
【００４２】
超臨界清浄／すすぎプロセスにおいては、所望のプロセス結果は、光学測定装置（図示せず）を用いて測定可能であるプロセス結果であってもよい。例えば、所望のプロセス結果は、バイア中または基板１０５の表面上の汚染物質の量であってもよい。各々の清浄プロセスランの後、所望のプロセス結果を測定することができる。
【００４３】
図２は、本発明の１態様に従った汚染除去システム１４２の簡略化されたブロック図を例示している。例示された態様において、汚染除去システム１４２は入力要素２０５、第１のフィルタ要素２１０、第１の流量制御要素２２０、汚染除去モジュール２３０、第２の流量制御要素２４０、第２のフィルタ要素２５０、バイパス要素２６０、コントローラ２７０および出力要素２５５を内含している。変形態様においては、異なる構成を使用することができる。例えば、フィルタ要素のうちの単数または複数のものは必要とされないかもしれない。
【００４４】
入力要素２０５は、汚染除去システム１４２を流体供給源（図示せず）に結合するために使用でき、又、汚染除去システム１４２内への流量を制御するために使用することもできる。例えば、流体供給源は貯蔵タンク（図示せず）を含むことができる。入力要素２０５を第１のフィルタ要素２１０に結合することが可能である。代替的には、入力要素２０５および／又は第１のフィルタ要素２１０は必要とされない可能性がある。その他の態様においては、入力要素２０５は、加熱器、バルブ、ポンプ、センサー、カップリング、フィルタ、および／又はパイプ（図示せず）を含むことができる。
【００４５】
１態様においては、第１のフィルタ要素２１０は、細フィルタと粗フィルタ（図示せず）を含むことができる。例えば、細フィルタは、０．０５ミクロン以上の粒子をろ過するように構成することができ、粗フィルタは２〜３ミクロン以上の粒子をろ過するように構成することができる。更に、第１のフィルタ要素２１０は、第１のフィルタ要素２１０内の流量を測定するのに使用可能な第１の測定装置２１２を含むことができる。コントローラ２７０は、第１のフィルタ要素２１０に結合することができ、第１のフィルタ要素２１０を通る流量を監視するために使用可能である。代替的には、異なる数のフィルタを使用でき、いつ粗フィルタを使用し、いつ細フィルタを使用するかいつフィルタの組合せを用いるか、フィルタが不要なのはいつかを判定するためにコントローラ２７０を使用することができる。変形態様においては、第１のフィルタ要素２１０は加熱器、バルブ、ポンプ、スイッチ、センサー、カップリングおよび／又はパイプ（図示せず）を含むことができる。
【００４６】
１つの態様においては、第１の流量制御要素２２０は、この要素２２０からの出力を制御するため流体スイッチ（図示せず）を含むことができる。第１の流量制御要素２２０は、２つの出力端２２１および２２２を含むことができる。１つのケースでは、第１の出力端２２１を汚染除去モジュール２３０に結合することができ、第２の出力端２２２をバイパス要素２６０に結合することができる。コントローラ２７０を第１の流量制御要素２２０に結合することができ、２つの出力２２１および２２２のうちのどの出力が使用されるかを判定するためにこのコントローラを使用することができる。変形態様においては、第１の流量制御要素２２０は、温度、圧力および／又は流量センサー（図示せず）を含むことができる。その他の態様では、第１の流量制御要素２２０は、加熱器、バルブ、ポンプ、カップリングおよび／又はパイプ（図示せず）を含むことができる。
【００４７】
汚染除去モジュール２３０はチャンバ２３２、チャンバ２３２に結合された温度制御サブシステム２３４、およびチャンバ２３２に結合された圧力制御サブシステム２３６を含むことができる。更に、汚染除去モジュール２３０は入力装置２３１および出力装置２３３を含むことができる。
【００４８】
入力装置２３１は、チャンバ２３２内に流体流（図示せず）を導入するための手段を内含でき、チャンバ２３２内に流体流を蒸発させるための手段を含むことができる。チャンバ２３２内に流体流を蒸発させるための手段は、チャンバ２３２内へと流体流を膨張させるための手段を含むことができる。例えば、チャンバ２３２内へと流体流を膨張させるための手段は、ニードル弁（図示せず）を含むことができる。
【００４９】
１態様においては、チャンバ２３２の温度およびチャンバ２３２内の流体の温度を制御するために温度制御サブシステム２３４を使用することができる。流体をチャンバ２３２内に導入し冷却することができる。冷却プロセスは、汚染物質がチャンバ２３２内部の流体から「脱落し」て、精製された流体を生成するようにすることができる。精製された流体は、出力装置２３３を用いてチャンバ２３２から除去することができる。温度制御サブシステム２３４は、加熱器（図示せず）および／又は冷却装置（図示せず）を含むことができる。
【００５０】
もう１つの態様においては、チャンバ２３２内の圧力およびチャンバ２３２内の流体の圧力を制御するために、圧力制御サブシステム２３６を使用することができる。流体をチャンバ２３２内に導入し、チャンバ圧力を低下させることができる。圧力変化は、汚染物質がチャンバ２３２内の流体から「脱落」して、精製された流体を生成するようにすることができる。出力装置２３３を用いてチャンバ２３２から精製された流体を除去することができる。
【００５１】
もう１つの態様では、精製された流体を生成するために温度制御サブシステムおよび圧力制御サブシステム２３６の両方を使用できる。コントローラ２７０が、使用すべき温度および圧力を決定できる。
【００５２】
出力装置２３３は、チャンバ２３２から外に精製された流体流を誘導するための手段を内含でき、チャンバ２３２からの精製された流体流の圧力を増大させるための手段を含むことができる。チャンバ２３２からの精製された流体流の圧力を増大させる手段は、流体流を圧縮するための手段を含むことができる。例えば、チャンバ２３２からの精製された流体流の圧力を増大させるための手段は、ポンプ（図示せず）を含むことができる。
【００５３】
例示された態様においては、バイパス要素２６０が示されているが、本発明にとってこれは必要条件ではない。変形態様においては、バイパス要素２６０および付随するバイパス経路（図示せず）は必要とされないかもしれない。コントローラ２７０は、流体を汚染除去する必要がなくバイパス経路を選択することができる、ということを決定できる。変形態様においては、バイパス要素２６０は、加熱器、バルブ、センサー、ポンプ、カップリングおよび／又はパイプ（図示せず）を含むことができる。
【００５４】
１態様においては、第２の流量制御要素２４０は、汚染除去システム１４２およびバイパス要素２６０からの出力を制御するための流体スイッチ（図示せず）を含むことができる。第２の流量制御要素２４０は２つの入力端２４１および２４２を含むことができる。１つのケースでは、第１の入力端２４１は、汚染除去モジュール２３０に結合することができ、第２の入力端２４２をバイパス要素２６０に結合することができる。コントローラ２７０は、第２の流量制御要素２４０に結合することができ、これを用いてどの入力を使用するかを判定することができる。１つの変形態様においては、第２の流量制御要素２４０は、温度、圧力および／又は流量センサー（図示せず）を含むことができる。その他の態様では、第２の制御要素２４０は加熱器、バルブ、ポンプ、カップリングおよび／又はパイプ（図示せず）を含むことができる。
【００５５】
１態様においては、第２のフィルタ要素２５０は、細フィルタと粗フィルタ（図示せず）を含むことができる。例えば、細フィルタは、０．０５ミクロン以上の粒子をろ過するように構成することができ、粗フィルタは２〜３ミクロン以上の粒子をろ過するように構成することができる。代替的には、異なる数のフィルタを使用できる。更に、第２のフィルタ要素２５０は、第２のフィルタ要素２５０内の流量を測定するのに使用可能な測定装置２５２を含むことができる。コントローラ２７０は、第２のフィルタ要素２５０に結合することができ、第２のフィルタ要素２５０を通る流量を監視するために使用可能である。変形態様においては、第２のフィルタ要素２５０は加熱器、バルブ、ポンプ、センサー、カップリングおよび／又はパイプ（図示せず）を含むことができる。
【００５６】
出力要素２５５は、処理チャンバ（図示せず）に対して汚染除去システム１４２を結合するために使用でき、又、汚染除去システム１４２からの流量を制御するために使用できる。例えば、処理チャンバは、超臨界処理チャンバ（図示せず）を含むことができる。出力要素２５５は第２のフィルタ要素２５０に結合することができる。代替的には、出力要素２５５および／又は第２のフィルタ要素２５０は必要とされないかもしれない。その他の態様では、出力要素２５５は、加熱器、バルブ、ポンプ、センサー、カップリング、フィルタおよび／又はパイプ（図示せず）を含むことができる。
【００５７】
汚染除去システム１４２は、最高１００００ｐｓｉの操作圧力および最高３００℃の操作温度を有することができる。汚染除去システム１４２は、精製された超臨界二酸化炭素を含むことができる温度制御された超臨界流体を与えるために使用可能である。−変形態様においては、汚染除去システム１４２は、プロセスケミストリと混和された超臨界二酸化炭素を内含しうる温度制御された超臨界流体を与えるのに使用可能である。
【００５８】
コントローラ２７０は、汚染除去システム１４２を制御するために使用でき、又、処理システム１００のコントローラ１８０に結合することができる（図１）。代替的には、汚染除去システム１４２のコントローラ２７０が必要でない可能性もある。例えば、処理システム１００（図１）のコントローラ１８０を、汚染除去システム１４２を制御するために使用することもできる。
【００５９】
チャンバ２３２内に入る流体の温度、チャンバ２３２内の流体の温度、チャンバ２３２から退出する流体の温度および汚染除去システム１４２の出力要素２５５からの流体の温度を決定し制御するために、コントローラ２７０を使用することができる。
【００６０】
基板処理の間、汚染を受けたかまたは不適正な温度にある処理流体を与えることは、プロセスに対しマイナスの影響を及ぼす可能性がある。例えば、不適正な温度は、プロセスケミストリ、プロセス落下、およびプロセスの統一性に影響を及ぼすることができる。１つの態様においては、汚染除去システム１４２は、プロセスに対する温度の影響が最小限となるような形で基板処理の主要な部分の間、再循環ループ１１５（図１）と結合される。
【００６１】
もう１つの態様においては、メンテナンスまたはシステム清浄作業の間に汚染除去システム１４２を使用することができ、ここで汚染除去システム１４２の内部表面からプロセス副産物および／又は粒子を除去するために清浄用ケミストリが使用される。これは、予防的メンテナンス作業であり、ここで、低い汚染物質レベルおよび適正な温度を維持することによって、後に処理中に取除くことができ基板上に望ましくない粒子被着をひき起こす可能性のある、汚染除去システム１４２の内部表面への材料の付着を予防することができる。
【００６２】
図３は、本発明の態様に従った超臨界プロセスステップについての圧力対時間のグラフ例３００を示している。例示された態様においては、圧力対時間のグラフ３００が示されており、該グラフ３００は、超臨界清浄ステップ、超臨界すすぎプロセスステップまたは超臨界硬化プロセスステップまたはそれらの組合せを表わすのに使用可能である。代替的には、異なるプロセスのために、異なる圧力、異なるタイミングおよび異なるシーケンスを使用することができる。
【００６３】
ここで図１、２および３の両方を参照すると、初期時間Ｔ0に先立ち、処理すべき基板１０５を、処理チャンバ１０８内部に置くことができ、処理チャンバ１０８をシールすることができる。例えば、清浄および／又はすすぎプロセス中、基板１０５はエッチング後および／又はアッシング後の残留物をその上に有する可能性がある。基板１０５、処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素（図１）を操作温度まで加熱することができる。例えば、操作温度は４０〜３００℃の範囲内にあってもよい。例えば、処理チャンバ１０８、再循環システム１２０および再循環システム１２０を処理チャンバに結合する配管（図示せず）は再循環ループ１１５を形成することができる。
【００６４】
初期時間Ｔ0から第１の時間Ｔ1まで、初期圧力Ｐ0から始めて再循環ループ１１５（図１）内の要素を加圧することができる。時間Ｔ1の最初の部分の間、汚染除去システム１４２を流路内に結合し、処理チャンバ１０８および／又は再循環ループ１１５（図１）内のその他の要素内に温度制御された精製液体を与えるのに使用することができる。
【００６５】
１つの態様においては、加圧プロセス中に汚染除去システム１４２を操作させ、温度制御された精製液体で再循環ループ１１５（図１）を充てんするためにこのシステムを使用することができる。汚染除去システム１４２は、温度制御された精製液体を再循環ループ１１５に充てんするための手段を含むことができ、温度制御された精製液体の温度変動を加圧プロセス中約１０℃未満となるように制御することが可能である。代替的には、温度制御された精製液体の温度変動は、加圧プロセス中約５℃未満となるように制御することができる。
【００６６】
例えば、精製された超臨界ＣＯ2等の精製された超臨界流体を用いて、処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５（図１）内のその他の要素を加圧することができる。時間Ｔ1の間、再循環システム１２０（図１）中のポンプ（図示せず）を始動させることができ、処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５（図１）内のその他の要素を通して温度制御された精製液体を循環させるためにこれを使用することができる。
【００６７】
１態様においては、処理チャンバ１０８内の圧力が臨界圧力Ｐｃ（１０７０ｐｓｉ）を上回った場合、プロセスケミストリ供給システム１３０を用いて、処理チャンバ１０８内にプロセスケミストリを注入することができる。１つの態様においては、汚染除去システム１４２はプロセスケミストリが注入される前にオフ切換えすることができる。代替的には、プロセスケミストリが注入される間汚染除去システム１４２をオン切換えすることができる。
【００６８】
その他の態様においては、プロセスケミストリ供給システム１３０を用いて圧力が臨界圧力Ｐｃ（１０７０ｐｓｉ）を超える前にプロセスケミストリが処理チャンバ１０８内に注入することができる。例えば、プロセスケミストリの注入は、約１１００〜１２００ｐｓｉに達した時で開始することができる。その他の態様においては、プロセスケミストリはＴ1期間中に注入されない。
【００６９】
１つの態様においては、プロセスケミストリは線形に注入され、注入時間は再循環時間に基づく可能性がある。例えば、再循環時間は、再循環経路（図示せず）の長さおよび流速に基づいて決定可能である。その他の態様においては、プロセスケミストリは非線形的に注入可能である。例えば、プロセスケミストリを単数または複数のステップで注入することができる。
【００７０】
プロセスケミストリは、清浄剤、すすぎ剤または硬化剤または超臨界流体内に注入されるそれらの組合せを含むことができる。プロセスケミストリの単数または複数回の注入を第１の時間Ｔ1の長さ全体にわたり実施して、望ましい濃度の化学物質を伴う超臨界処理溶液を生成することができる。本発明の態様に従ったプロセスケミストリは同様に、単数または複数の担体溶剤をも含むことができる。
【００７１】
更に図１、２および３の両方を参照すると、第２の時間Ｔ2の間、基板１０５全体にわたり、又処理チャンバ１０８を通して、上述のような再循環システム１２０を用いて、超臨界処理溶液を再循環させることができる。１つの態様においては、汚染除去システム１４２をオフ切換えすることができ、プロセスケミストリは第２の時間Ｔ2中注入されない。代替的には、汚染除去システム１４２をオン切換えでき、第２の時間Ｔ2中またはその後処理チャンバ１０８内にプロセスケミストリを注入することができる。
【００７２】
処理チャンバ１０８は、第２の時間Ｔ2中、約１５００ｐｓｉを上回る圧力で操作することができる。例えば、圧力は約２５００ｐｓｉから約３１００ｐｓｉまでの範囲であってもよいが、操作圧力が超臨界条件を維持するのに充分なものであるかぎり、あらゆる値であってもよい。超臨界処理溶液は、上述のような再循環システム１２０を用いて処理チャンバ１０８を通り基板１０５全体に循環させられる。処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５（図１）内のその他の要素の内部の超臨界条件は、第２の時間Ｔ2中維持され、超臨界処理溶液はひきつづき、基板１０５全体にわたりおよび処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５（図１）内のその他の要素を通って循環させられる。処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５（図１）内のその他の要素を通しての超臨界処理溶液の流量を調節するために、再循環システム１２０（図１）を使用することができる。
【００７３】
更に図１、２および３の両方を参照すると、第３の時間Ｔ3の間、単数または複数回のプッシュスループロセスを実施することができる。汚染除去システム１４２は、プッシュスループロセス中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含むことができ、該第１の体積は、再循環ループ１１５の容積よりも大きいものであってもよい。代替的には、第１の体積は、再循環ループ１１５の容積より小さいかまたはおよそ等しいものであってもよい。更に、プッシュスループロセス中の第１の体積の温度制御された精製液体の内部の温度差は、およそ１０℃未満となるように制御可能である。代替的には、温度制御された精製液体の温度変動はプッシュスループロセス中およそ５℃未満となるように制御可能である。
【００７４】
その他の態様では、汚染除去システム１４２は、プッシュスループロセス中に単数または複数の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含むことができ、各々の体積は、処理チャンバ１０８の容積または再循環ループ１１５の容積よりも大きいものであり得、各体積に付随する温度変動は１０℃未満に制御可能である。
【００７５】
例えば、第３の時間Ｔ3中、単数または複数の体積の温度制御された精製された超臨界二酸化炭素を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素内に汚染除去システム１４２から導入することができ、中に懸濁したまたは溶解したプロセス残留物を伴う超臨界清浄用溶液を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から排気システム１６０を通して移動させることができる。１つの変形態様においては、精製された超臨界二酸化炭素を汚染除去システム１４２から再循環システム１２０内に補給でき、中に懸濁したまたは溶解したプロセス残留物と共に超臨界清浄用溶液を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から排気システム１６０を通して移動させることもできる。
【００７６】
プッシュスループロセス中に温度制御された精製液体を与えることにより、処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から移動させられつつある、流体内に懸濁または溶解したプロセス残留物が落下しおよび／又は処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素に付着するのが防止される。更に第３の時間Ｔ3中、汚染除去システム１４２によって供給される精製された流体の温度は、第２の時間Ｔ2中に使用される範囲よりも広い温度範囲にわたり変動可能である。
【００７７】
図３で示されている態様において、第２の時間Ｔ2の後には第３の時間Ｔ3が続いているがこれは必要条件ではない。変形態様においては、基板１０５を処理するためにその他の時間シーケンスを使用することができる。
【００７８】
プッシュスループロセスが完了した後、圧力循環プロセスを実施することができる。代替的には、プッシュスループロセスの間単数または複数の圧力サイクルが発生することができる。その他の態様においては、圧力循環プロセスは必要とされない。第４の時間Ｔ4の間、処理チャンバ１０８を複数の減圧および圧縮サイクルを通して循環させることができる。圧力を、第１の圧力Ｐ3と第２の圧力Ｐ4の間で単数または複数回循環させることができる。変形態様においては、第１の圧力Ｐ3および第２の圧力Ｐ4は変動可能である。１つの態様においては、排気システム１６０を通して通気することで圧力を低下させることができる。例えば、これは、圧力をおよそ１５００ｐｓｉ未満まで低下させることおよび圧力をおよそ２５００ｐｓｉまで上昇させることによって達成可能である。圧力は付加的な高圧精製された流体を与えるべく減圧システム１４２を用いることによって増加させることができる。
【００７９】
汚染除去システム１４２は、圧縮サイクル中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含むことができ、該第１の体積は、再循環ループ１１５の容積よりも大きいものであってもよい。代替的には、第１の体積は、再循環ループ１１５の容積より小さいかまたはおよそ等しいものであってもよい。更に、圧縮サイクル中の第１の体積の温度制御された精製液体の内部の温度差は、およそ１０℃未満となるように制御可能である。代替的には、温度制御された精製液体の温度変動は圧縮サイクル中およそ５℃未満となるように制御可能である。
【００８０】
汚染除去システム１４２は、減圧サイクル中に第２の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含むことができ、該第１の体積は、再循環ループ１１５の容積よりも大きいものであってもよい。代替的には、第２の体積は、再循環ループ１１５の容積より小さいかまたはおよそ等しいものであってもよい。更に、減圧サイクル中の第２の体積の温度制御された精製液体の内部の温度差は、およそ１０℃未満となるように制御可能である。代替的には、温度制御された精製液体の温度変動は減圧サイクル中およそ５℃未満となるように制御可能である。
【００８１】
その他の態様では、汚染除去システム１４２は、圧縮サイクルおよび／又は減圧サイクル中に単数または複数の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含むことができ、各々の体積は、処理チャンバ１０８の容積または再循環ループ１１５の容積よりも大きいものであり得、各体積に付随する温度変動は１０℃未満に制御可能であり；付加的なサイクルが実施されるにつれて温度変動の上昇を許容できる。
【００８２】
更に、第４の時間Ｔ4中、単数または複数の体積の温度制御された精製された超臨界二酸化炭素を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素内に汚染除去システム１４２から補給することができ、中に懸濁したまたは溶解したプロセス残留物を伴う超臨界清浄用溶液を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から排気システム１６０を通して移動させることができる。１つの変形態様においては、精製された超臨界二酸化炭素を汚染除去システム１４２から再循環システム１２０内に導入でき、中に懸濁したまたは溶解したプロセス残留物と共に超臨界清浄用溶液を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から排気システム１６０を通して移動させることもできる。
【００８３】
圧縮循環プロセス中に温度制御された精製液体を与えることにより、処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から移動させられつつある、流体内に懸濁または溶解したプロセス残留物が落下しおよび／又は処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素に付着するのが防止される。更に第４の時間Ｔ4中、汚染除去システム１４２によって供給される精製された流体の温度は、第２の時間Ｔ2中に使用される範囲よりも広い温度範囲にわたり変動可能である。
【００８４】
図３で示されている態様において、第３の時間Ｔ3の後には第４の時間Ｔ4が続いているがこれは必要条件ではない。変形態様においては、基板１０５を処理するためにその他の時間シーケンスを使用することができる。
【００８５】
１変形態様においては、汚染除去システム１４２は第４の時間Ｔ4の一部分の間オフ切換えできる。例えば、減圧サイクル中に汚染除去システム１４２をオフ切換えすることができる。
【００８６】
第５の時間Ｔ5中、処理チャンバ１０８をより低い圧力に戻すことができる。例えば、圧力循環プロセスが完了した後、次に処理チャンバ１０８を大気圧まで通気または排気することができる。
【００８７】
汚染除去システム１４２は、通気プロセス中に第１の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含むことができ、該体積は、再循環ループ１１５の容積よりも大きいものであってもよい。代替的には、該体積は、再循環ループ１１５の容積より小さいかまたはおよそ等しいものであってもよい。更に、通気プロセス中の該体積の温度制御された精製液体の内部の温度差は、およそ２０℃未満となるように制御可能である。代替的には、温度制御された精製液体の温度変動はプッシュスループロセス中およそ１５℃未満となるように制御可能である。
【００８８】
その他の態様では、汚染除去システム１４２は、通気プロセス中に単数または複数の体積の温度制御された精製液体を与えるための手段を含むことができ、各々の体積は、処理チャンバ１０８の容積または再循環ループ１１５の容積よりも大きいものであり得、各体積に付随する温度変動は２０℃未満に制御可能であり、圧力が最終圧力に近づくにつれて温度変動を増大させることができる。
【００８９】
更に、第５の時間Ｔ5中、単数または複数の体積の温度制御された精製された超臨界二酸化炭素を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素内に汚染除去システム１４２から付加することができ、中に懸濁したまたは溶解したプロセス残留物を伴う残りの超臨界清浄用溶液を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内そのその他の要素から排気システム１６０を通して移動させることができる。１つの変形態様においては、精製された超臨界二酸化炭素を汚染除去システム１４２から再循環システム１２０内に補給でき、中に懸濁したまたは溶解したプロセス残留物と共に残りの超臨界清浄用溶液を処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から排気システム１６０を通して移動させることもできる。
【００９０】
通気プロセス中に温度制御された精製液体を与えることにより、処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素から移動させられつつある、流体内に懸濁または溶解したプロセス残留物が落下しおよび／又は処理チャンバ１０８および再循環ループ１１５内のその他の要素に付着するのが防止される。
【００９１】
図３で示されている態様において、第４の時間Ｔ4の後には第５の時間Ｔ5が続いているがこれは必要条件ではない。変形態様においては、基板１０５を処理するためにその他の時間シーケンスを使用することができる。
【００９２】
１態様においては、第５の時間Ｔ5の一部分の間、汚染除去システム１４２をオフ切換えすることができる。更に、汚染除去システム１４２によって供給される精製された流体の温度は、第２の時間Ｔ2の間使用される範囲よりも広い温度範囲にわたり変動することができる。例えば、温度は、超臨界操作のために必要とされる温度未満の範囲内にあってもよい。
【００９３】
基板処理のためには、チャンバ圧力を、処理チャンバ１０８に結合された移送チャンバ（図示せず）の内部の圧力に実質的に等しくすることができる。１態様においては、基板１０５を処理チャンバ１０８から移送チャンバ内に移動させ、第２のプロセス器具またはモジュール（図示せず）まで移動させて処理を続行することができる。
【００９４】
図３に示されている例示された態様においては、圧力は初期圧力Ｐ0まで戻るが、これは本発明にとって必要条件ではない。変形態様においては、圧力はＰ0に戻る必要はなく、プロセスシーケンスは、時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4またはＴ5に示されているもののような付加的な時間ステップで続行することができる。
【００９５】
グラフ３００は例示目的でのみ提供されているものである。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、超臨界処理ステップが任意の数の異なる時間／圧力または温度プロフィールを有することができる、ということを理解するであろう。更に、任意の数の圧縮および減圧サイクルを各ステップが有している任意の数の清浄、すすぎおよび／又は硬化プロセスシーケンスが考慮される。更に、前述の通り、超臨界処理溶液内の種々の化学物質および種の濃度を、手元のアプリケーションに合わせて用意に調整し、超臨界処理ステップ中の任意の時で改変することができる。
【００９６】
図４は、本発明の１態様に従った汚染除去システムを操作させる方法の流れ図を例示する。例示された態様においては、３ステップをもつ手順４００が示されているが、本発明にとってこれは必要条件ではない。代替的には、異なる数のステップおよび／又は異なるタイプのプロセスを内含させることも可能である。
【００９７】
ステップ４１０は、第１の温度にある第１の量の流体を汚染除去システムに供給することができる。例えば、第１の温度の第１の量の流体を入力装置に供給することができる。
【００９８】
ステップ４２０では、第１の量の流体について汚染物質レベルを決定することができる。
【００９９】
ステップ４３０では、汚染物質レベルが閾値より高いか否かを判定するために問い合せを実施することができる。汚染物質レベルが閾値より高い場合、手順４００がステップ４４０へと分枝し、汚染物質レベルが閾値以下である場合、手順４００はステップ４５０に分枝する。
【０１００】
ステップ４４０では、汚染除去プロセスを実施することができる。汚染除去プロセス中、汚染物質レベルに基づいて、温度および／又は圧力等のプロセス条件を決定できる。温度および／又は圧力を汚染除去チャンバ内で設定して、流体内部の汚染物質の一部分を溶液から落下させ、かくして精製された流体を作り出すことができる。
【０１０１】
ステップ４５０では、バイバスプロセスを実施できる。
【０１０２】
ステップ４６０では、手順４００を終了できる。
【０１０３】
汚染物質レベルは、汚染除去システムの入力端、フィルタ入力端、フィルタ出力端、チャンバ入力端、チャンバ内部、チャンバ出力端または汚染除去システムの出力端またはその組合せで測定可能である。変形態様においては、汚染物質レベルを計算しおよび／又はモデリングすることができる。
【０１０４】
本発明は、その構築および操作の原理を容易に理解できるようにするため細部を包含する特定の態様に関して記述されてきたが、本明細書中のこのような特定の態様およびその細部に対する言及は、本明細書に添付の請求の範囲の範囲を制限することを意図したものではない。当業者にとっては、本発明の精神および範囲から逸脱することなく例示のために選択した態様内で修正を行なうことができるということが明白となるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１は、本発明の１態様に従った処理システムのブロック図の例を示す。
【図２】図２は、本発明の１態様に従った汚染除去システムの簡略化したブロック図を例示する。
【図３】図３は、本発明の１態様に従った超臨界プロセスについての圧力対時間のグラフ例を示す。
【図４】図４は、本発明の１態様に従った汚染除去システムの操作方法の流れ図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2006279037000001.pdf