(57)【要約】【課題】制御された温度及び圧力又は制御された温度及び圧力の範囲において流体を供給する装置が求められている。【解決手段】既定の温度において流体を供給するために使用する装置を開示する。本装置は、第１温度において第１量の流体を供給する手段と、第２温度において第２量の流体を供給する手段と、第２量の流体に対する第１量の流体の比率を制御して混合流体を形成するフロー制御手段と、を有し、比率は、混合流体の計測温度に応答して判定される。【選択図】図１
2006313882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御された流体を供給する装置において、
処理チャンバ流入口及び処理チャンバ流出口を具備する処理チャンバと、
前記処理チャンバ流出口に結合された流入口と前記処理チャンバ流入口に結合された流出口を具備する再循環システムと、
前記温度制御された流体を前記処理チャンバに供給するべく前記処理チャンバに結合された流体供給サブアセンブリであって、第１温度における第１量の流体を供給する手段と、第２温度における第２量の流体を供給する手段と、第１温度における第１量の流体を供給する前記手段と第２温度における第２量の流体を供給する前記手段に結合されており、前記温度制御された流体を形成するフロー制御手段と、を有する流体供給サブアセンブリと、
前記温度制御された流体の温度を判定し、前記温度に応答して前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の比率を制御するべく前記流体供給サブアセンブリに結合されたコントローラと、
を有する装置。
【請求項２】
前記フロー制御手段は、第１温度における第１量の流体を供給する前記手段と第２温度における第２量の流体を供給する前記手段に結合されたフロー制御バルブを含んでいる請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記フロー制御手段は、第１温度における第１量の流体を供給する前記手段と第２温度における第２量の流体を供給する前記手段に結合された混合チャンバを含んでいる請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記フロー制御手段、第１温度における前記第１量の前記流体を供給する前記手段、又は、第２温度における前記第２量の前記流体を供給する前記手段、或いは、これらの複数のものの組み合わせに結合されたプロセスケミストリを供給する手段を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記フロー制御手段、第１温度における前記第１量の前記流体を供給する前記手段、又は、第２温度における前記第２量の前記流体を供給する前記手段、或いは、これらの複数のものの組み合わせに結合された温度を計測する手段を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記フロー制御手段、第１温度における前記第１量の前記流体を供給する前記手段、又は、第２温度における前記第２量の前記流体を供給する前記手段、或いは、これらの複数のものの組み合わせに結合された流体の流れを計測する手段を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記フロー制御手段、第１温度における前記第１量の前記流体を供給する前記手段、又は、第２温度における前記第２量の前記流体を供給する前記手段、或いは、これらの複数のものの組み合わせに結合された圧力を計測する手段を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記温度制御された流体は、ガス、液体、超臨界、又は近超臨界二酸化炭素、或いは、これらの複数のものの組み合わせを含む請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記温度制御された流体は、溶媒、助溶剤、又は界面活性剤、或いは、これらの複数のものの組み合わせを含む請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記フロー制御手段、第１温度における前記第１量の前記流体を供給する前記手段、又は、第２温度における前記第２量の前記流体を供給する前記手段、或いは、これらの複数のものの組み合わせに結合された流体供給源を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記流体供給源は、実質的に純粋なＣＯ2を有する請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記フロー制御手段、第１温度における前記第１量の前記流体を供給する前記手段、又は、第２温度における前記第２量の前記流体を供給する前記手段、或いは、これらの複数のものの組み合わせに結合された加熱装置を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記加熱装置は、熱交換器を有する請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
前記熱交換器は、
熱的質量と、
前記熱的質量を加熱する加熱手段と、
前記熱的質量又は前記加熱手段、或いは、これらの組み合わせからの熱伝達を実現するべく適合及び配置された流体搬送手段と、
を有する請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記フロー制御手段、第１温度における前記第１量の前記流体を供給する前記手段、又は、第２温度における前記第２量の前記流体を供給する前記手段、或いは、これらの複数のものの組み合わせに結合された加熱ストレージ容器を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項１６】
前記再循環システム、前記処理チャンバ、前記再循環システムを前記処理チャンバに結合するパイピングが再循環ループを形成しており、前記流体供給サブアセンブリは、前記温度制御された流体によって前記再循環ループを充填する手段を有し、充填の際の前記温度制御された流体の温度変動が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項１７】
前記再循環ループは、超臨界処理用に構成されている請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記再循環システム、前記処理チャンバ、前記再循環システムを前記処理チャンバに結合するパイピングが再循環ループを形成しており、前記流体供給サブアセンブリは、前記温度制御された流体を使用して前記再循環ループを加圧する手段を有し、加圧の際の前記温度制御された流体の温度変動が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項１９】
前記再循環システム、前記処理チャンバ、及び前記再循環システムを前記処理チャンバに結合するパイピングが再循環ループを形成しており、前記流体供給サブアセンブリは、プッシュスループロセスにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記第１容積は、前記再循環ループの容積を上回っており、前記プッシュスループロセスにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２０】
前記流体供給サブアセンブリは、プッシュスループロセスにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記第１容積は、前記処理チャンバの容積を上回っており、前記プッシュスループロセスにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２１】
前記再循環システム、前記処理チャンバ、及び前記再循環システムを前記処理チャンバに結合するパイピングが再循環ループを形成しており、前記流体供給サブアセンブリは、加圧サイクルにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記第１容積は、前記再循環ループの容積を上回っており、前記加圧サイクルにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２２】
前記流体供給サブアセンブリは、加圧サイクルにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記第１容積は、前記処理チャンバの容積を上回っており、前記加圧サイクルにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２３】
前記再循環システム、前記処理チャンバ、及び前記再循環システムを前記処理チャンバに結合するパイピングが再循環ループを形成しており、前記流体供給サブアセンブリは、減圧サイクルにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記第１容積は、前記再循環ループの容積を上回っており、前記減圧サイクルにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２４】
前記流体供給サブアセンブリは、減圧サイクルにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記第１容積は、前記処理チャンバの容積を上回っており、前記減圧サイクルにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２５】
前記再循環システム、前記処理チャンバ、及び前記再循環システムを前記処理チャンバに結合するパイピングが再循環ループを形成しており、前記流体供給サブアセンブリは、圧縮サイクルにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段と、減圧サイクルにおいて温度制御された第２容積の流体を供給する手段と、を更に有し、前記第１容積及び第２容積は、前記再循環ループの容積を上回っており、前記加圧サイクルにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満であり、前記減圧サイクルにおける温度制御された前記第２容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２６】
前記流体供給サブアセンブリは、圧縮サイクルにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段と、減圧サイクルにおいて温度制御された第２容積の流体を供給する手段と、を更に有し、前記第１容積及び第２容積は、前記処理チャンバの容積を上回っており、前記加圧サイクルにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満であり、前記減圧サイクルにおける温度制御された前記第２容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項２７】
前記流体供給サブアセンブリは、通過する温度制御された前記流体の温度を計測するべく前記フロー制御手段に結合された流体計測要素を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項２８】
前記流体供給サブアセンブリは、通過する温度制御された前記流体の流量を計測するべく前記フロー制御手段に結合された流体計測要素を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項２９】
前記流体供給サブアセンブリは、通過する温度制御された前記流体の圧力を計測するべく前記フロー制御手段に結合された流体計測要素を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項３０】
前記再循環システム、前記処理チャンバ、及び前記再循環システムを前記処理チャンバに結合するパイピングが再循環ループを形成しており、前記流体供給サブアセンブリは、システム洗浄プロセスにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記第１容積は、前記再循環ループの容積を上回っており、前記減圧サイクルにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約１０℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項３１】
前記処理チャンバは、基板を保持する手段を含む基板ホルダを有しており、前記流体供給サブアセンブリは、超臨界基板洗浄プロセスにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記超臨界基板洗浄プロセスにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約５℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項３２】
前記処理チャンバは、基板を保持する手段を含む基板ホルダを有しており、前記流体供給サブアセンブリは、超臨界基板リンスプロセスにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記超臨界基板リンスプロセスにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約５℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項３３】
前記処理チャンバは、基板を保持する手段を含む基板ホルダを有しており、前記流体供給サブアセンブリは、超臨界基板硬化プロセスにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記超臨界基板硬化プロセスにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約５℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項３４】
前記処理チャンバは、基板を保持する手段を含む基板ホルダを有しており、前記流体供給サブアセンブリは、超臨界基板乾燥プロセスにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を更に有し、前記超臨界基板乾燥プロセスにおける温度制御された前記第１容積の流体内の温度差が約５℃未満である請求項１記載の装置。
【請求項３５】
流体供給サブアセンブリを作動させる方法において、
第１温度における第１量の流体をフロー制御手段に供給する段階と、
第２温度における第２量の流体を前記フロー制御手段に供給する段階と、
前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の比率を制御することにより、前記フロー制御手段内において温度制御された流体を形成する段階と、
前記温度制御された流体の温度を判定する段階と、
前記温度に応答して、前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の前記比率を制御する段階と、
を有する方法。
【請求項３６】
処理チャンバ、再循環システム、及び前記処理チャンバを前記再循環システムに結合するパイピングを含む再循環ループを有する処理システムを作動させる方法において、
前記処理チャンバ内の基板ホルダ上に基板を配置する段階と、
前記処理チャンバをシーリングする段階と、
前記再循環ループを超臨界圧力に加圧する段階であって、流体供給サブアセンブリが、温度制御された第１容積の流体を使用して前記再循環ループを加圧し、前記加圧段階における温度制御された前記第１容積の流体の温度変動が約１０℃未満である、段階と、
超臨界基板洗浄プロセスを使用して前記基板を処理する段階と、
プッシュスループロセスを実行する段階であって、前記流体供給サブアセンブリは、プッシュスループロセスにおいて温度制御された第２容積の流体を供給し、前記第２容積は、前記再循環ループの容積を上回っており、前記プッシュスループロセスにおける温度制御された前記第２容積の流体内の温度差が約１０℃未満である、段階と、
圧力サイクリングプロセスを実行する段階であって、前記流体供給サブアセンブリは、前記圧力サイクリングプロセスの第１部分において温度制御された第３容積の流体を供給し、前記圧力サイクリングプロセスの第２部分において温度制御された第４容積の流体を供給し、前記第３容積と前記第４容積は、前記再循環ループの容積を上回っており、温度制御された前記第３容積の流体内の温度差が約１０℃未満であり、温度制御された前記第４容積の流体内の温度差が約１０℃未満である、段階と、
チャンバ排気プロセスを実行する段階と、
前記基板を除去する段階と、
を有する方法。
【請求項３７】
第１温度における第１量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
第２温度における第２量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の比率を制御することにより、前記流体供給サブアセンブリ内において温度制御された流体を形成する段階と、
前記流体供給サブアセンブリから前記温度制御された前記第１量の流体を流す段階と、
前記再循環ループを加圧しつつ、前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の温度を判定する段階と、
前記再循環ループを加圧しつつ、前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の温度を計測する段階と、
前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の前記温度と前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の前記温度の間の温度差を判定する段階と、
前記温度差に応答し、前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の前記比率を制御する段階と、
を更に有する請求項３６記載の処理システムを作動させる方法。
【請求項３８】
前記温度差を約１０℃未満に維持する段階を更に有する請求項３７記載の処理システムを動作させる方法。
【請求項３９】
第１温度における第１量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
第２温度における第２量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の比率を制御することにより、前記流体供給サブアセンブリ内において温度制御された流体を形成する段階と、
前記プッシュスループロセスにおいて前記流体供給サブアセンブリから前記温度制御された前記第２容積の流体を流す段階と、
前記プッシュスループロセスにおいて前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の温度を判定する段階と、
前記プッシュスループロセスにおいて前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の温度を計測する段階と、
前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の前記温度と前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の前記温度の間の温度差を判定する段階と、
前記温度差に応答し、前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の前記比率を制御する段階と、
を更に有する請求項３６記載の処理システムを作動させる方法。
【請求項４０】
前記温度差を約１０℃未満に維持する段階を更に有する請求項３９記載の処理システムを作動させる方法。
【請求項４１】
第１温度における第１量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
第２温度における第２量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の比率を制御することにより、前記流体供給サブアセンブリ内において温度制御された流体を形成する段階と、
前記圧力サイクリングプロセスの前記第１部分において前記流体供給サブアセンブリから前記温度制御された前記第３容積の流体を流す段階と、
前記圧力サイクリングプロセスの第１部分において前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の温度を判定する段階と、
前記圧力サイクリングプロセスの前記第１部分において前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の温度を計測する段階と、
前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の前記温度と前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の前記温度の間の温度差を判定する段階と、
前記温度差に応答し、前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の前記比率を制御する段階と、
を更に有する請求項３６記載の処理システムを作動させる方法。
【請求項４２】
前記温度差を約１０℃未満に維持する段階を更に有する請求項４１記載の処理システムを作動させる方法。
【請求項４３】
第１温度における第１量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
第２温度における第２量の流体を前記流体供給サブアセンブリに供給する段階と、
前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の比率を制御することにより、前記流体供給サブアセンブリ内において温度制御された流体を形成する段階と、
前記圧力サイクリングプロセスの前記第２部分において前記流体供給サブアセンブリから前記温度制御された前記第４容積の流体を流す段階と、
前記圧力サイクリングプロセスの第２部分において前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の温度を判定する段階と、
前記圧力サイクリングプロセスの前記第２部分において前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の温度を計測する段階と、
前記流体供給サブアセンブリ内の前記温度制御された流体の前記温度と前記処理チャンバ内の前記温度制御された流体の前記温度の間の温度差を判定する段階と、
前記温度差に応答し、前記第２量の前記流体に対する前記第１量の前記流体の前記比率を制御する段階と、
を更に有する請求項３６記載の処理システムを作動させる方法。
【請求項４４】
前記温度差を約１０℃未満に維持する段階を更に有する請求項４２記載の処理システムを作動させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  Ａ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥ  ＳＰＩＮ−ＯＮ  ＧＬＡＳＳ／ＡＮＴＩ−ＲＥＦＬＥＣＴＩＶＥ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＰＲＩＯＲ  ＴＯ  ＣＬＥＡＮＩＮＧ」という名称の本発明者らによる同時係属中の米国特許出願第（ＳＳＩ０５５００）号、出願された「ＩＳＯＬＡＴＩＯＮ  ＧＡＴＥ−ＶＡＬＶＥ  ＦＯＲ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ１０２００）号、出願された「ＮＥＵＴＲＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＳＹＳＴＥＭＩＣ  ＰＯＩＳＯＮＩＮＧ  ＩＮ  ＷＡＦＥＲ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ１０１００）号、出願された「ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＰＯＲＯＧＥＮＳ  ＡＮＤ  ＰＯＲＯＧＥＮ  ＲＥＳＩＤＵＥＳ  ＵＳＩＮＧ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＣＯ2」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ１３２００）号、出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＩＮＨＩＢＩＴＩＮＧ  ＣＯＰＰＥＲ  ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ  ＤＵＲＩＮＧ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＣＯ2  ＣＬＥＡＮＩＮＧ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ１３４００）号、出願された「ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＲＩＮＳＩＮＧ  ＳＴＥＰ  ＩＮ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ０５９００）号、出願された「ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＣＬＥＡＮＩＮＧ  ＳＴＥＰ  ＩＮ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ０５９０１）号、出願された「ＥＴＣＨＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＬＥＡＮＩＮＧ  ＢＰＳＧ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＵＳＩＮＧ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ１０８００）号、出願された「ＨＩＧＨ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＦＯＵＲＩＥＲ  ＴＲＡＮＳＦＯＲＭ  ＩＮＦＲＡＲＥＤ  ＣＥＬＬ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ１０３００）号、及び出願された「ＰＲＯＣＥＳＳ  ＦＬＯＷ  ＴＨＥＲＭＯＣＯＵＰＬＥ」という名称の米国特許出願第（ＳＳＩ０９３００）号に関係しており、これらの内容は、本引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
【０００２】
本発明は、一般に、半導体ウエハ処理の分野に関するものである。更に詳しくは、本発明は、プロセスチャンバを等温制御する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
半導体ウエハの表面が粒子汚染されると、通常、装置の性能が劣化し、当産業の歩留りに影響が及ぶことは周知である。ウエハの処理においては、フォトレジスト、フォトレジスト残留物、並びに、残留エッチング反応物質及び副産物などの粒子及び汚染物質を極小化することが望ましい。
【０００４】
従来、半導体ウエハの処理には流体が利用されている。例えば、半導体装置構造の表面から汚染物質を取り除く溶媒としては、超臨界及び近超臨界二酸化炭素が使用されている。流体は、その流体の密度が液体の密度に近づく圧力及び温度の組み合わせに晒された場合に、超臨界状態に入る。例えば、超臨界流体は、通常、液体状態に関連する高度な溶媒和化及び可溶化特性を特徴としており、超臨界流体は、ガス状態における組成の特徴である低粘度をも具備している。
【０００５】
半導体装置の製造における１つの問題点は、超臨界流体によるウエハ処理の際に流体の圧力及び／又は温度が変化すると、流体内に含まれている炭化水素などの固体が脱落し、ウエハ上に凝結する傾向を具備しているという点にある。流体による処理の際にウエハの表面上に脱落する粒子の発生を除去又は極小化することが有利であろう。
【０００６】
半導体ウエハを処理する際の温度制御が品質管理に関係していることは周知である。問題点の１つは、プロセスチャンバ内の熱が、例えば、チャンバ壁に（或いは、チャンバ内への／チャンバから外へのウエハの移動を円滑に実行するべくチャンバを開く段階において）失われるという点にある。例えば、チップ価値の向上、スループットの改善、及び製造における歩留りの向上を実現するべく、半導体ウエハ処理において流体の温度を制御することが有利であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
制御された温度及び圧力（又は、制御された温度及び圧力の範囲）において流体を供給する装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施態様は、処理チャンバ流入口と処理チャンバ流出口を具備する処理チャンバと；処理チャンバ流出口に結合された流入口と処理チャンバ流入口に結合された流出口を具備する再循環サブアセンブリであって、ポンプアセンブリと、ポンプアセンブリに結合されたバイパスアセンブリと、を有しており、バイパスアセンブリは、第１ブランチと第２ブランチを有する、再循環サブアセンブリと；第１モードと第２モードの間においてバイパスアセンブリをスイッチングするべくバイパスアセンブリに結合されたコントローラと；を含む処理システムを含み、バイパス回路が第１モードにある場合には、ポンプアセンブリと第１ブランチを含む再循環サブアセンブリを通じて第１経路が確立され、バイパス回路が第２モードにある場合には、ポンプアセンブリと第２ブランチを含む再循環サブアセンブリを通じて第２経路が確立される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の様々な実施態様及びその付随する利点の多くについては、特に添付の図面との関連において、以下の詳細な説明を参照することにより、容易且つ十分に理解することができよう。
【００１０】
図１は、本発明の実施態様による処理システム１００の模範的なブロックダイアグラムを示している。図示の実施態様においては、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（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）供給システム１３０、高圧流体供給システム１４０、圧力制御システム１５０、排気システム１６０、及びコントローラ１８０を有している。一実施態様においては、高圧流体供給システム１４０は、流体供給サブアセンブリ１４２を有している。或いは、この代わりに、流体供給サブアセンブリ１４２は、別の方法で配置及び／又は構成することも可能である。処理システム１００は、１０００ｐｓｉ〜１０，０００ｐｓｉの範囲の圧力において動作可能である。又、処理システム１００は、４０〜３００℃の範囲の温度において動作可能である。
【００１１】
処理チャンバの一例の詳細については、２００１年７月２４日付けで出願された「ＨＩＧＨ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ」という名称の本発明者らによる同時係属中の米国特許出願第０９／９１２，８４４号、２００１年１０月３日付けで出願された「ＨＩＧＨ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ」という名称の米国特許出願第０９／９７０，３０９号、２００２年４月１０日付けで出願された「ＨＩＧＨ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ  ＦＬＯＷ  ＥＮＨＡＮＣＩＮＧ  ＦＥＡＴＵＲＥＳ」という名称の米国特許出願第１０／１２１，７９１号、及び２００３年２月１０日付けで出願された「ＨＩＧＨ−ＰＲＥＳＳＵＲＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ  ＷＡＦＥＲ」という名称の米国特許出願第１０／３６４，２８４号明細書に開示されており、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。
【００１２】
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、高圧流体供給システム１４０、流体供給サブアセンブリ１４２、圧力制御システム１５０、及び排気システム１６０に結合可能である。或いは、この代わりに、コントローラ１８０は、１つ又は複数の更なるコントローラ／コンピュータ（図示されてはいない）に結合することも可能であり、コントローラ１８０は、更なるコントローラ／コンピュータから、セットアップ、構成、及び／又はレシピ情報を取得可能である。
【００１３】
図１には、それぞれの処理要素が１つずつ示されているだけであるが（１１０、１２０、１３０、１４０、１４２、１５０、１６０、及び１８０）、これは、本発明にとって必須ではない。半導体処理システム１００は、独立した処理要素に加え、関連付けられた任意の数のコントローラを具備する任意の数の処理要素を有することができる。
【００１４】
コントローラ１８０を使用し、任意の数の処理要素（１１０、１２０、１３０、１４０、１４２、１５０、及び１６０）を設定可能であり、コントローラ１８０は、処理要素からデータを収集、供給、処理、保存、及び表示可能である。コントローラ１８０は、処理要素の中の１つ又は複数のものを制御する任意の数のアプリケーションを有することができる。例えば、コントローラ１８０は、ユーザーが１つ又は複数の処理要素を監視及び／又は制御できるようにする使い易いインターフェイスを提供可能なＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）コンポーネント（図示されてはいない）を包含可能である。
【００１５】
プロセスモジュール１１０は、上部アセンブリ１１２、フレーム１１４、及び下部アセンブリ１１６を含むことができる。代替実施態様においては、フレームは必須ではなく、上部アセンブリ１１２を下部アセンブリ１１６に結合可能である。上部アセンブリ１１２は、プロセスチャンバ、基板、又は、処理流体、或いは、これらの中の複数のものの組み合わせを加熱するヒーター（図示されてはいない）を有することができる。或いは、この代わりに、ヒーターは、上部アセンブリ１１２内に必須ではない。別の実施態様においては、下部アセンブリ１１６が、プロセスチャンバ、基板、又は処理流体、或いは、これらの中の複数のものの組み合わせを加熱するヒーター（図示されてはいない）を有することができる。プロセスモジュール１１０は、処理チャンバ１０８を通じて処理流体を流す手段を包含可能である。一例においては、円形のフローパターンを確立可能であり、別の例においては、実質的に線形のフローパターンを確立可能である。或いは、この代わりに、フロー手段を別の方法で構成することも可能である。下部アセンブリ１１６は、例えば、チャック１１８及び／又は基板１０５を移動させる１つ又は複数のリフタ（図示されてはいない）を有することができる。或いは、この代わりに、リフタを具備しなくてもよい。
【００１６】
一実施態様においては、プロセスモジュール１１０は、基板１０５を処理する際に基板１０５を支持及び保持するホルダ又はチャック１１８を含むことができる。又、ホルダ又はチャック１１８は、基板１０５の処理の前、最中、及び／又は後に基板１０５を加熱又は冷却するべく構成することも可能である。或いは、この代わりに、プロセスモジュール１１０は、基板１０５を処理する際に基板１０５を支持及び保持するプラテンを含むことも可能である。
【００１７】
搬送システム（図示されてはいない）を使用し、スロット（図示されてはいない）を通じて、基板１０５を処理チャンバ１０８内に（及び、これから外に）移動可能である。一例においては、スロットは、チャックを移動させることによって開閉可能であり、別の例においては、スロットは、ゲートバルブを使用して制御可能である。
【００１８】
基板１０５は、半導体材料、金属材料、誘電材料、セラミック材料、又はポリマー材料、或いは、これらの中の複数のものの組み合わせを含むことができる。半導体材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｉ／Ｇｅ、又はＧａＡｓの各元素を含むことができる。金属材料は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｔａ、又はＷの各元素、或いは、これらの中の複数のものの組み合わせを含むことができる。誘電材料は、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、又はＣの各元素、或いは、これらの中の複数のものの組み合わせを含むことができる。セラミック材料は、Ａｌ、Ｎ、Ｓｉ、Ｃ、又はＯの各元素、或いは、これらの中の複数ものの組み合わせを含むことができる。
【００１９】
一実施態様においては、再循環システム１２０は、１つ又は複数の流入口ライン１２２と１つ又は複数の流出口ライン１２４を使用してプロセスモジュール１１０に結合可能であり、再循環システム１２０の一部、プロセスモジュール１１０の一部、１つ又は複数の流入口ライン１２２、及び１つ又は複数の流出口ライン１２４を含む再循環ループ１１５を構成可能である。一実施態様においては、再循環ループ１１５は、約１リットルの容積を有している。代替実施態様においては、再循環ループ１１５の容積は、約０．５リットル〜約２．５リットルの間において変化可能である。
【００２０】
再循環システム１２０は、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素を通じた超臨界処理溶液の流れを調節するべく使用可能な１つ又は複数のポンプ（図示されてはいない）を有することができる。流量は、約０．０１リットル／分〜約１００リットル／分の間において変化可能である。
【００２１】
再循環システム１２０は、再循環ループ１１５を通じた超臨界処理溶液の流れを調節するべく１つ又は複数のバルブ（図示されていない）を有することができる。例えば、再循環システム１２０は、超臨界処理溶液を維持し、且つ、再循環システム１２０とプロセスモジュール１１０内の処理チャンバ１０８を通じて超臨界プロセス溶液を流すべく、任意の数の逆流防止バルブ、フィルタ、ポンプ、及び／又はヒーター（図示されてはいない）を有することができる。
【００２２】
処理システム１００は、プロセスケミストリ供給システム１３０を有することができる。図示の実施態様においては、プロセスケミストリ供給システム１３０は、１つ又は複数のライン１３５を使用して再循環システム１２０に結合されているが、これは、本発明にとって必須ではない。代替実施態様においては、プロセスケミストリ供給システム１３０は、異なる方法で構成可能であり、処理システム内の異なる要素に結合可能である。
【００２３】
プロセスケミストリは、基板の特性に応じて異なる比率で、高圧流体供給システム１４０が導入する流体内にプロセスケミストリ供給システム１３０によって導入され、このケミストリを使用し、処理モジュール１１０内においてプロセスを実行する。比率は、約０．００１〜約１５容積％の範囲において変化可能である。例えば、再循環ループ１１５が約１リットルの容積を有している場合には、プロセスケミストリの容積は、約１０マイクロリットル〜約１５０ミリリットルの範囲であってよい。代替実施態様においては、容積及び／又は比率は、これより大きな又は小さなものであってもよい。
【００２４】
プロセスケミストリ供給システム１３０は、処理チャンバ１０８内において超臨界洗浄溶液を生成するための洗浄ケミストリを供給する洗浄ケミストリアセンブリ（図示されてはいない）を有することができる。洗浄ケミストリは、過酸化物及びフッ化物源を含むことができる。例えば、過酸化物は、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、又はその他の任意の好適な過酸化物を包含可能であり、フッ化物源は、フッ化物塩（フッ化アンモニウム塩など）、フッ化水素、フッ化物アダクト（有機フッ化アンモニウムアダクトなど）、及びこれらの組み合わせを含むことができる。
【００２５】
フッ化物供給源及びフッ化物供給源によって超臨界処理溶液を生成する方法の更なる詳細については、２００３年５月１０日付けで出願された「ＴＥＴＲＡ−ＯＲＧＡＮＩＣ  ＡＭＭＯＮＩＵＭ  ＦＬＵＯＲＩＤＥ  ＡＮＤ  ＨＦ  ＩＮ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＦＬＵＩＤ  ＦＯＲ  ＰＨＯＴＯＲＥＳＩＳＴ  ＡＮＤ  ＲＥＳＩＤＵＥ  ＲＥＭＯＶＡＬ」という名称の米国特許出願第１０／４４２，５５７号、及び２００２年１２月１６日付けで出願された「ＦＬＵＯＲＩＤＥ  ＩＮ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＦＬＵＩＤ  ＦＯＲ  ＰＨＯＴＯＲＥＳＩＳＴ  ＰＯＬＹＭＥＲ  ＡＮＤ  ＲＥＳＩＤＵＥ  ＲＥＭＯＶＡＬ」という名称の米国特許出願第１０／３２１，３４１号明細書に記述されており、これらの内容は、いずれも、本引用により、本明細書に包含される。
【００２６】
又、洗浄ケミストリは、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、γ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、及びアルコール（メタノール、エタノール、及び１−プロパノールなど）などの１つ又は複数のキャリア溶媒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、及び無機酸を包含可能である。
【００２７】
又、洗浄ケミストリは、溶媒、助溶剤、界面活性剤、及び／又はその他の構成要素を含むことができる。溶媒、助溶剤、及び界面活性剤の例は、２００２年１２月３１日に発行された「ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＰＨＯＴＯＲＥＳＩＳＴ  ＡＮＤ  ＲＥＳＩＤＵＥ  ＦＲＯＭ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ  ＵＳＩＮＧ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＣＡＲＢＯＮ  ＤＩＯＸＩＤＥ  ＰＲＯＣＥＳＳ」という名称の本発明者らによる米国特許第６，５００，６０５号と、２００１年８月２１日付けで発行された「ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＣＭＰ  ＲＥＳＩＤＵＥ  ＦＲＯＭ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ  ＵＳＩＮＧ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＣＡＲＢＯＮ  ＤＩＯＸＩＤＥ  ＰＲＯＣＥＳＳ」という名称の米国特許第６，２７７，７５３号に開示されており、これらの内容は、いずれも、本引用により、本明細書に包含される。
【００２８】
ケミストリ供給システム１３０は、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジグリコールアミン、ヒドロキシルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、第３アミン、カテコール、フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム、メチルアセトアセトアミド、オゾン、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセチルアセトン、二塩基エステル、乳酸エチル、ＣＨＦ3、ＢＦ3、ＨＦ、その他のフッ化物含有化学薬品、又はこれらの任意の混合物を導入するべく構成可能である。有機材料を除去するべく、有機溶媒などのその他の化学薬品を独立的に（又は、前述の化学薬品との関連において）利用可能である。有機溶媒は、例えば、アセトン、ジアセトンアルコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、メタノール、エタノール、プロパノール、又はイソプロパノール（ＩＰＡ）などのアルコール、エーテル、及び／又はグリコールを含むことができる。更なる詳細については、１９９８年５月２７日付けで出願された「ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＲＥＳＩＳＴ  ＯＲ  ＲＥＳＩＤＵＥ  ＦＲＯＭ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ  ＵＳＩＮＧ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＣＡＬ  ＣＡＲＢＯＮ  ＤＩＯＸＩＤＥ」という名称の米国特許第６，３０６，５６４Ｂ１号明細書と、１９９９年９月３日付けで出願された「ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＰＨＯＴＯＲＥＳＩＳＴ  ＡＮＤ  ＰＨＯＴＯＲＥＳＩＳＴ  ＲＥＳＩＤＵＥ  ＦＲＯＭ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ  ＵＳＩＮＧ  ＳＵＰＥＲＣＲＩＴＩＡＬ  ＣＡＲＢＯＮ  ＤＩＯＸＩＤＥ  ＰＲＯＣＥＳＳ」という名称の米国特許第６，５０９，１４１Ｂ２号明細書を参照されたい（これらの内容は、いずれも、本引用により、本明細書に包含される）。
【００２９】
又、ケミストリ供給システム１３０は、洗浄及び／又はリンスプロセスにおいて過酸化物を導入するべく構成することも可能である。過酸化物は、前述のプロセスケミストリのいずれかのもの又はこれらの任意の混合物と共に導入可能である。過酸化物は、有機過酸化物、又は無機過酸化物、或いは、これらの組み合わせを含むことができる。例えば、有機過酸化物は、２−ブタノンペルオキシド；２，４−ペンタンジオンペルオキシド；過酢酸；ｔ−ブチルヒドロペルオキシド；ベンゾイルペルオキシド；又は、メタクロロ過安息香酸（ｍＣＰＢＡ）を含むことができる。その他の過酸化物は、過酸化水素を包含可能である。或いは、この代わりに、過酸化物は、デカノイルペルオキシド；ラウロイルペルオキシド；琥珀酸ペルオキシド；又は、ベンゾイルペルオキシド；或いは、これらの任意の組み合わせなどのジアシルペルオキシドを含むことができる。或いは、この代わり、過酸化物は、ジクミルペルオキシド；２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン；ｔ−ブチルクミルペルオキシド；イソマーのα，α−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼン混合物；ジ（ｔ−アミル）ペルオキシド；ジ（ｔ−ブチル）ペルオキシド；又は、２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−２，５−ジメチル−３−ヘキシン：或いは、これらの任意の組み合わせなどのジアルキルペルオキシドを含むことができる。或いは、この代わりに、過酸化物は、１，１−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン：１，１−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン；１，１−ジ（ｔ−アミルペルオキシ）−シクロヘキサン；ｎ−ブチル４，４−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）バレレート；エチル３，３−ジ−（ｔ−アミルペルオキシ）ブタノエート；ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート；又は、エチル３，３−ジ−（ｔ−ブチルペルオキシ）ブチレート；或いは、これらの任意の組み合わせなどのジペルオキシケタールを含むことができる。或いは、この代わりに、過酸化物は、クメンヒドロペルオキシド；ｔ−ブチルヒドロペルオキシド；又はこれらの組み合わせなどのヒドロペルオキシドを含むことができる。或いは、この代わりに、過酸化物は、メチルエチルケトンペルオキシド；又は、２，４−ペンタンジオンペルオキシド；或いは、これらの任意の組み合わせなどのケトンペルオキシドを含むことができる。或いは、この代わりに、過酸化物は、ジ（ｎ−プロピル）ペルオキシジカーボネート；ジ（ｓｅｃ−ブチル）ペルオキシジカーボネート；又は、ジ（２−エチルヘキシル）ペルオキシジカーボネート；或いは、これらの任意の組み合わせなどのペルオキシジカーボネートを含むことができる。或いは、この代わりに、過酸化物は、３−ヒドロキシル−１，１−ジメチルブチルペルオキシネオデカノエート；α−クミルペルオキシネオデカノエート；ｔ−アミルペルオキシネオデカノエート；ｔ−ブチルペルオキシネオデカノエート；ｔ−ブチルペルオキシピバレート；２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン；ｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート；ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート；ｔ−アミルペルオキシアセテート；ｔ−ブチルペルオキシアセテート；ｔ−ブチルペルオキシベンゾエート；ＯＯ−（ｔ−アミル）Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペルオキシカーボネート；ＯＯ−（ｔ−ブチル）Ｏ−イソプロピルモノペルオキシカーボネート；ＯＯ−（ｔ−ブチル）Ｏ−（２−エチルヘキシル）モノペルオキシカーボネート；ポリエーテルポリ−ｔ−ブチルペルオキシカーボネート；又は、ｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート；或いは、これらの任意の組み合わせなどのペルオキシエステルを包含可能である。或いは、この代わりに、過酸化物は、先程列挙した過酸化物の任意の組み合わせを含むことも可能である。
【００３０】
ケミストリ供給システム１３０は、処理チャンバ１０８内において超臨界リンス溶液を生成するためのリンスケミストリを供給するリンスケミストリアセンブリ（図示されていない）を有することができる。リンスケミストリは、アルコール及びケトンを含む（但し、これらに限定されない）１つ又は複数の有機溶媒を含むことができる。例えば、リンスケミストリは、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、γ−ブチロラクトン（ＢＬＯ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルピペリドン、プロピレンカーボネート、及びアルコール（メタノール、エタノール、及び２−プロパノールなど）などの溶媒を有することができる。
【００３１】
又、ケミストリ供給システム１３０は、低誘電率フィルム（多孔性又は非多孔性）を硬化、洗浄、ヒーリング（即ち、低ｋ材料の誘電率の回復）、又はシーリング、或いは、これらの任意の組み合わせのための処理ケミストリを導入するべく構成することも可能である。このケミストリは、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、クロロトリメチルシラン（ＴＭＣＳ）、トリクロロメチルシラン（ＴＣＭＳ）、ジメチルシリルジエチルアミン（ＤＭＳＤＥＡ）、テトラメチルジシラザン（ＴＭＤＳ）、トリメチルシリルジメチルアミン（ＴＭＳＤＭＡ）、ジメチルシリルジメチルアミン（ＤＭＳＤＭＡ）、トリメチルシリルジエチルアミン（ＴＭＳＤＥＡ）、ビストリメチルシリルウレア（ＢＴＳＵ）、ビス（ジメチルアミノ）メチルシラン（Ｂ［ＤＭＡ］ＭＳ）、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン（Ｂ［ＤＭＡ］ＤＳ）、ＨＭＣＴＳ、ジメチルアミノペンタメチルジシラン（ＤＭＡＰＭＤＳ）、ジメチルアミノジメチルジシラン（ＤＭＡＤＭＤＳ）、ジシラ−アザ−シクロペンタン（ＴＤＡＣＰ）、ジシラ−オザ−シクロペンタン（ＴＤＯＣＰ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＯＳ）、ビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＯＳ）、又は、トリメチルシリルイミダゾール（ＴＭＳＩ）を含むことができる。又、このケミストリは、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１−ジメチル−１−（２，３，４，５−テトラメチル−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）シランアミン、１，３−ジフェニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、又は、ｔｅｒｔ−ブチルクロロジフェニルシランを含むことができる。更なる詳細に関しては、２００３年１０月１０日付けで出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  Ａ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＦＩＬＭ」という名称の米国特許出願第１０／６８２，１９６号明細書と、２００３年３月４日付けで出願された「ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＰＡＳＳＩＶＡＴＩＮＧ  ＬＯＷ  ＤＩＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ  ＩＮ  ＷＡＦＥＲ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」という名称の米国特許出願第１０／３７９，９８４号明細書を参照されたい（これらの内容は、いずれも、本引用により、本明細書に包含される）。
【００３２】
処理システム１００は、高圧流体供給システム１４０を有することができる。図１に示されているように、高圧流体供給システム１４０は、１つ又は複数のライン１４５を使用して再循環システム１２０に結合可能であるが、これは必須ではない。流入口ライン１４５は、高圧流体供給システム１４０からの流体の流れを制御するための１つ又は複数の逆流防止バルブ及び／又はヒーター（図示されてはいない）を具備可能である。尚、代替実施態様においては、高圧流体供給システム１４０は、別の方法で構成及び結合可能である。例えば、高圧流体供給システム１４０は、プロセスモジュール１１０に結合可能である。
【００３３】
高圧流体供給システム１４０は、二酸化炭素源（図示されてはいない）と、超臨界流体を生成するための複数のフロー制御要素（図示されてはいない）と、を有することができる。例えば、二酸化炭素源は、ＣＯ2供給システムを含むことが可能であり、フロー制御要素は、供給ライン、バルブ、フィルタ、ポンプ、ヒーターを含むことができる。高圧流体供給システム１４０は、超臨界二酸化炭素のストリームが処理チャンバ１０８内に流れ込むことを許容又は防止するように開閉するべく構成された流入口バルブ（図示されてはいない）を有することができる。例えば、コントローラ１８０を使用し、圧力、温度、プロセス時間、及び流量などの流体パラメータを判定可能である。
【００３４】
処理システム１００は、圧力制御システム１５０を有することもできる。図１に示されているように、圧力制御システム１５０は、１つ又は複数のライン１５５を使用してプロセスモジュール１１０に結合可能であるが、これは必須ではない。ライン１５５は、圧力制御システム１５０に対する流体の流れを制御するべく、１つ又は複数の逆流防止バルブ、ポンプ、及び／又はヒーター（図示されてはいない）を具備可能である。代替実施態様によれば、圧力制御システム１５０は、別の方法で構成及び結合可能である。例えば、圧力制御システム１５０は、１つ又は複数のポンプ（図示されてはいない）と、処理チャンバ１０８をシーリングするシーリング手段（図示されてはいない）を含むことも可能である。更には、圧力制御システム１５０は、基板１０５及び／又はチャック１１８を上昇又は下降させる手段を有することも可能である。
【００３５】
更には、処理システム１００は、排気制御システム１６０を有することもできる。或いは、この代わりに、排気システムは、存在しなくてもよい。図１に示されているように、排気制御システム１６０は、１つ又は複数のライン１６５を使用してプロセスモジュール１１０に結合可能であるが、これは必須ではない。ライン１６５は、排気制御システム１６０に対する流体の流れを制御するべく１つ又は複数の逆流防止バルブ及び／又はヒーター（図示されてはいない）を具備可能である。尚、代替実施態様においては、排気制御システム１６０は、別の方法で構成及び結合可能である。排気制御システム１６０は、排気ガス収集容器（図示されてはいない）を包含可能であり、且つ、これを使用し、処理流体から汚染物質を除去することができる。或いは、この代わりに、排気制御システム１６０を使用し、処理流体をリサイクルすることも可能である。
【００３６】
又、処理システム１００は、流体供給サブアセンブリ１４２を有することができる。図示の実施態様に示されているように、流体供給サブアセンブリ１４２は、高圧流体供給システム１４０内において構成されており、１つ又は複数のライン１４５を使用してプロセスモジュール１１０に結合されている。流体供給サブアセンブリ１４２は、温度制御された流体を処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素に供給する手段（図示されてはいない）を有することができる。
【００３７】
一実施態様においては、コントローラ１８０は、プロセッサ１８２とメモリ１８４を有することができる。メモリ１８４は、プロセッサ１８２に結合可能であり、情報と、プロセッサ１８２によって実行される命令を保存するべく使用可能である。或いは、この代わりに、異なるコントローラ構成を使用することも可能である。又、コントローラ１８０は、処理システム１００を別のシステム（図示されてはいない）に結合するべく使用可能なポート１８５を有することも可能である。更には、コントローラ１８０は、入力及び／又は出力装置（図示されてはいない）を有することも可能である。
【００３８】
更には、処理要素（１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、及び１８０）の中の１つ又は複数のものは、情報と、処理の際に実行される命令を保存するメモリ（図示されてはいない）と、情報を処理すると共に／又は命令を実行するプロセッサを含むことも可能である。例えば、メモリは、本システム内の様々なプロセッサによる命令の実行の際に一時的な変数やその他の中間的な情報を保存するべく使用可能である。処理要素の中の１つ又は複数のものは、コンピュータ可読媒体からデータ及び／又は命令を読み取る手段を有することができる。又、処理要素の中の１つ又は複数のものは、コンピュータ可読媒体にデータ及び／又は命令を書き込む手段を有することも可能である。
【００３９】
メモリ装置は、本発明の開示内容に従ってプログラミングされたコンピュータ実行可能命令を保持し、且つ、データ構造、テーブル、レコード、又は本明細書に記述されているその他データを収容する少なくとも１つのコンピュータ可読媒体又はメモリを含むことができる。
【００４０】
処理システム１００は、コントローラ１８０が、メモリ内に収容された１つ又は複数のコンピュータ可読命令の１つ又は複数のシーケンスを実行するのに応答し、本発明の処理段階の一部又はすべてを実行可能である。コントローラ１８０は、このような命令を別のコンピュータ、コンピュータ可読媒体、又はネットワーク接続から受信可能である。
【００４１】
本発明は、処理システム１００を制御し、本発明を実装するべく１つ又は複数の装置を駆動し、且つ、処理システム１００が人間のユーザー及び／又はファクトリシステムなどの別のシステムとやり取りできるようにする（コンピュータ可読媒体のいずれか１つ又は組み合わせ上に保存された）ソフトウェアを含んでいる。このようなソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール、及びアプリケーションソフトウェアを含むことができる（但し、これらに限定されない）。このようなコンピュータ可読媒体は、更に、本発明の実装の際に実行される処理のすべて又は一部（処理が分散されている場合）を実行する本発明のコンピュータプログラムプロダクトを含んでいる。
【００４２】
本明細書において使用している「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためのプロセッサに対する命令の提供に関与すると共に／又は、命令の実行の前、最中、及び／又は後の情報の保存に関与する任意の媒体を意味している。コンピュータ可読媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む（但し、これらに限定されない）多数の形態であってよい。本明細書において使用している「コンピュータ実行可能命令」という用語は、プロセッサによって実行可能であり、実行のためにプロセッサに対して命令を提供すると共に／又は、命令の実行の前、最中、及び／又は後の情報の保存に関与する任意のコンピュータコード及び／又はソフトウェアを意味している。
【００４３】
コントローラ１８０、プロセッサ１８２、メモリ１８４、及び更に説明するその他のシステム要素内のその他のプロセッサ及びメモリは、以下に特記しない限り、当技術分野において既知のコンポーネントによって構成可能であり、或いは、当技術分野において既知の原理に従って構築可能である。又、コンピュータ可読媒体及びコンピュータ実行可能命令も、以下に特記しない限り、当技術分野において既知のコンポーネントによって構成可能であり、或いは、当技術分野において既知の原理に従って構築可能である。
【００４４】
コントローラ１８０は、ポート１８５を使用し、ファクトリシステムなどの別のシステム（図示されてはいない）からコンピュータコード及び／又はソフトウェアを取得可能である。このコンピュータコード及び／又はソフトウェアを使用し、制御階層を確立可能である。例えば、処理システム１００は、独立的に動作可能であり、或いは、更にハイレベルのシステム（図示されてはいない）により、ある程度まで制御可能である。
【００４５】
コントローラ１８０は、流体供給サブアセンブリ１４２に接続可能であり、コントローラ１８０は、流体供給サブアセンブリ１４２から供給される流体の温度を判定する手段と、温度を閾値と比較する手段と、温度が閾値と異なっている場合に供給される流体の温度を変更する手段と、含むことができる。例えば、温度が閾値を上回っている場合には、温度を低減可能であり、温度が閾値を下回っている場合には、温度を増大可能である。
【００４６】
コントローラ１８０は、流体供給サブアセンブリ１４２からのデータを使用し、プロセスを変更、休止、及び／又は停止するタイミングを判定可能である。コントローラ１８０は、データ及び動作規則を使用し、プロセスを変更するタイミングとプロセスを変更する方法を判定可能であり、規則を使用することにより、正常な処理において実行するアクションと例外的な状態において実行するアクションを指定可能である。例えば、規則を使用することにより、異なるプロセスにおいて、異なる温度範囲及び／又は変化を許容可能である。動作規則を使用することにより、監視対象のプロセスと使用するデータを判定可能である。例えば、規則を使用することにより、プロセスを変更、休止、及び／又は停止する際のデータの管理方法を判定可能である。一般に、処理システム１００及び／又はツールの動作は、規則により、処理システム１００の動的な状態に基づいて変化可能である。
【００４７】
コントローラ１８０は、プリプロセスデータ、プロセスデータ、及びポストプロセスデータを受信、送信、使用、及び／又は生成する（このデータは、ロットデータ、バッチデータ、ランデータ、組成データ、及び履歴データを包含可能である）。プリプロセスデータを到来する基板と関連付けることが可能であり、これを使用し、基板の入力状態を確立可能である。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。ポストプロセスデータは、処理済みの基板と関連付けることが可能であり、これを使用し、基板の出力状態を確立可能である。
【００４８】
コントローラ１８０は、プリプロセスデータを使用し、基板の処理に使用するプロセスレシピを予測、選択、又は算出可能である。プロセスレシピは、プロセスモジュールの組を伴う多段階のプロセスを包含可能である。ポストプロセスデータは、基板の処理が完了した後のなんらかの時点において取得可能である。例えば、ポストプロセスデータは、数分〜数日の範囲内において変化可能な時間遅延の後に、取得可能である。
【００４９】
一実施態様においては、コントローラ１８０は、プリプロセスデータ、プロセス特性、及びプロセスモデルに基づいて、流体の温度の予想状態を演算可能である。プロセスモデルは、１つ又は複数のプロセスレシピパラメータ及びセットポイントと１つ又は複数のプロセス結果の間の関係を提供可能である。コントローラ１８０は、予想値を流体供給サブアセンブリ１４２から取得した計測値と比較することにより、プロセスを変更、休止、及び／又は停止するタイミングを判定可能である。
【００５０】
別の実施態様においては、コントローラ１８０は、履歴データ及び／又はプロセスモデルを使用し、プロセスにおける様々な時点における流体温度の予想値を演算可能である。コントローラ１８０は、予想値を流体供給サブアセンブリ１４２又は本システム内の別のセンサから取得した計測値と比較し、プロセスを変更、休止、及び／又は停止するタイミングを判定可能である。
【００５１】
超臨界洗浄／リンスプロセスにおける望ましいプロセス結果は、ＳＥＭ及び／又はＴＥＭなどの光学計測装置を使用して計測可能なプロセス結果であってよい。例えば、所望のプロセス結果は、基板のビア内又は表面上の汚染物質の量であってよい。１つ又は複数の洗浄プロセスランの後に、望ましいプロセスを計測可能である。
【００５２】
コントローラ１８０は、前述のものに加え、その他の機能を実行することも可能であることを理解されたい。コントローラ１８０は、処理システム１００内のその他のコンポーネントと関連する変数を監視し、それらの変数に基づいてアクションを実行可能である。例えば、コントローラ１８０は、これらの変数を処理し、これらの変数及び／又は結果をＧＵＩ画面上に表示し、障害状態を判定し、障害状態に対する応答を判定し、且つ、操作者に対して警告することができる。
【００５３】
図２は、本発明の実施態様による流体供給アセンブリの概略ブロックダイアグラムを示している。図示の実施態様においては、流体供給装置２０５、第１温度制御要素２１０、第２温度制御要素２２０、流体混合要素２３０、流体計測要素２４０、出力要素２５０、及びコントローラ２６０を含む流体供給サブアセンブリ１４２が示されている。代替実施態様においては、別の構成を使用可能である。例えば、流体供給サブアセンブリ１４２は、流体供給システム１４０（図１）の一部を構成することも可能である。
【００５４】
図２に示されているように、流体供給サブアセンブリ１４２は、流体供給サブアセンブリ１４２を高圧流体供給システム（図１の参照符号１４０）に結合するべく使用可能な流出口２１４を有することができる。例えば、流体供給サブアセンブリ１４２は、高圧流体供給システム（図１の参照符号１４０）を通じてフロー経路内に結合可能である。或いは、この代わりに、流体供給サブアセンブリ１４２は、異なる方法でフロー経路に結合することも可能である。別の実施態様においては、流出口２１４は存在しなくてもよい。
【００５５】
又、流体供給装置２０５は、第１温度制御要素２１０と第２温度制御要素２２０に結合可能である。第１温度制御要素２１０と第２温度制御要素２２０は、混合要素２３０に結合可能であり、混合要素２３０は、流体計測要素２４０に結合可能である。流体計測要素２４０は、出力要素２５０に結合可能である。コントローラ２６０は、流体供給装置２０５、第１温度制御要素２１０、第２温度制御要素２２０、混合要素２３０、流体計測要素２４０、及び出力要素２５０に接続可能である。出力要素２５０は、流出口２１４を通じた流体の流れを制御するべく使用可能である。代替実施態様においては、出力要素２５０は存在しなくてもよい。
【００５６】
流体供給サブアセンブリ１４２は、最大１０，０００ｐｓｉの動作圧力と最大３００℃の動作温度を具備可能である。流体供給サブアセンブリ１４２を使用し、超臨界二酸化炭素を包含可能な温度制御された超臨界流体を供給可能である。代替実施態様においては、流体供給サブアセンブリ１４２を使用し、プロセスケミストリと混合した超臨界二酸化炭素を包含可能な温度制御された超臨界流体を供給可能である。
【００５７】
流体供給装置２０５は、ガス、液体、超臨界、又は近超臨界二酸化炭素、或いは、これらの組み合わせから構成可能なプロセス流体を供給可能である。流体供給装置２０５は、供給システム、１つ又は複数の流体シリンダ、及び／又は１つ又は複数のストレージ容器（図示されてはいない）を含むことができる。代替実施態様においては、本発明の精神と範囲を逸脱することなしに、異なる流体源構成を使用可能である。例えば、それぞれの温度制御要素２１０及び２２０に別個の供給源を提供可能である。又、流体供給装置２０５は、ヒーター、バルブ、ポンプ、センサ、カプリング、フィルタ、及び／又はパイピング（図示されてはいない）を含むことも可能である。別の実施態様においては、流体供給装置２０５は、コントローラを包含可能である。
【００５８】
パイプ２１２を使用し、流体供給装置２０５を第１温度制御要素２１０に結合可能であり、パイプ２２２を使用し、流体供給装置２０５を第２温度制御要素２２０に結合可能である。代替実施態様においては、パイプ２１２及び／又はパイプ２２２は、ヒーター、バルブ、ポンプ、センサ、カプリング、フィルタ、及び／又はパイピング（図示されてはいない）を含むことができる。
【００５９】
第１温度制御要素２１０は、通過する流体の温度を制御するためのヒーター２１５を含むことができる。代替実施態様においては、第１温度制御要素２１０は、冷却装置（図示されてはいない）を含むことができる。又、第２温度制御要素２２０も、通過する流体の温度を制御するためのヒーター２２５を含むことができる。代替実施態様においては、第２温度制御要素２２０は、冷却装置（図示されてはいない）を含むこともできる。
【００６０】
第１温度制御要素２１０は、通過する流体の温度を計測する計測手段２１７を含むことができる。代替実施態様においては、第１温度制御要素２１０は、計測手段２１７を含まなくてもよい。又、第２温度制御要素２２０も、通過する流体の温度を計測する計測手段２２７を含むことができる。代替実施態様においては、第２温度制御要素２２０は、計測手段２２７を含まなくてもよい。
【００６１】
パイプ２１８を使用し、混合要素２３０を第１温度制御要素２１０に結合可能であり、パイプ２２８を使用し、混合要素２３０を第２温度制御要素２２０に結合可能である。或いは、この代わりに、パイプ２１８及び／又は２２８は存在しなくてもよい。その他の実施態様においては、パイプ２１２及び／又はパイプ２２２は、ヒーター、バルブ、ポンプ、センサ、カプリング、フィルタ、及び／又はパイプを含むことができる（図示されてはいない）。
【００６２】
混合要素２３０を使用し、出力要素２５０内への流体の流れを制御可能である。流体は、第１温度制御要素２１０からの第１温度における流体、第２温度制御要素２２０からの第２温度における流体、又は、第１温度制御要素２１０からの流体と第２温度制御要素２２０からの流体の混合物である第３温度における流体であってよい。パイプ２３２を使用し、混合要素２３０を流体計測要素２４０に結合可能である。或いは、この代わりに、パイプ２３２は存在しなくてもよい。その他の実施態様においては、混合要素２３０及び／又はパイプ２３２は、ヒーター、バルブ、ポンプ、センサ、カプリング、フィルタ、及び／又はパイプ（図示されてはいない）を含むことができる。
【００６３】
一実施態様においては、混合要素２３０は、フロー制御バルブ（図示されてはいない）を有することができる。例えば、マルチポートバルブを使用可能である。代替実施態様においては、混合要素２３０は、混合容器（図示されてはいない）及び／又はストレージ容器（図示されてはいない）を有することが可能であり、１つ又は複数の容器を加熱することも可能である。
【００６４】
流体計測要素２４０を使用し、出力要素２５０を通過する流体の温度を計測可能である。或いは、この代わりに、流体計測要素２４０を使用し、出力要素２５０を通過する流体の流れ及び／又は圧力を計測可能である。その他の実施態様においては、流体計測要素２４０は存在しなくてもよい。例えば、計測は、混合要素２３０及び／又は出力要素２５０によって実行可能である。パイプ２４２を使用し、流体計測要素２４０を流体供給サブアセンブリ１４２の出力要素２５０に結合可能である。或いは、この代わりに、パイプ２４２は存在しなくてもよい。その他の実施態様においては、流体計測要素２４０及び／又はパイプ２４２は、ヒーター、バルブ、ポンプ、センサ、カプリング、フィルタ、及び／又はパイプ（図示されてはいない）を含むことができる。
【００６５】
コントローラ２６０を使用し、流体供給サブアセンブリ１４２を制御可能であり、コントローラ２６０をコントローラ１８０（図１）に結合することも可能である。或いは、この代わりに、コントローラ２６０は存在しなくてもよい。例えば、コントローラ１８０を使用して流体供給サブアセンブリ１４２を制御可能である。
【００６６】
コントローラ２６０を使用することにより、第１温度制御要素２１０からの流体の温度を判定及び制御可能であり、第２温度制御要素２２０からの流体の温度を判定及び制御可能であり、且つ、流体供給サブアセンブリ１４２の流出口２１４からの流体の温度を判定及び制御可能である。
【００６７】
コントローラ２６０を使用することにより、第１温度制御要素２１０からの流体の流量及び／又は圧力を判定及び制御可能であり、第２温度制御要素２２０からの流体の流量及び／又は圧力を判定及び制御可能であり、且つ、流体供給サブアセンブリ１４２の流出口２１４からの流体の流量及び／又は圧力を判定及び制御可能である。コントローラ２６０は、第１温度制御要素２１０からの流体と第２温度制御要素２２０からの流体の混合率を制御可能である。代替実施態様においては、コントローラ２６０を使用し、流体供給装置２０５、混合要素２３０、及び／又は流体計測要素２４０の温度を制御可能である。
【００６８】
基板を処理する際に誤った温度の処理流体を供給すると、プロセスに対して悪影響が及ぶことになる。例えば、誤った温度は、プロセスケミストリ、プロセスドロップアウト、及びプロセスの均一性に影響を及ぼし得る。一実施態様においては、プロセスに対する温度の影響を極小化するべく、流体供給サブアセンブリ１４２を基板処理の主要部分においてフロー経路内に結合可能である。
【００６９】
別の実施態様においては、洗浄ケミストリを使用してプロセスの副産物及び／又はシステムの内部表面からの粒子を除去する保守又はシステム洗浄動作において、流体供給サブアセンブリ１４２を使用可能である。これは、適切な温度を維持することにより、システムの内部表面に材料が付着することを防止する予防保守動作である（この付着した材料は、処理の際に後から除去可能であるが、基板上に望ましくない粒子を堆積させる可能性を有している）。
【００７０】
図３は、本発明の実施態様による超臨界プロセス段階における圧力対時間の模範的なグラフを示している。図示の実施態様においては、圧力対時間のグラフ３００が示されているが、このグラフ３００を使用することにより、超臨界洗浄プロセス段階、超臨界リンスプロセス段階、又は超臨界硬化プロセス段階、或いは、これらの組み合わせを表現可能である。或いは、この代わりに、異なる圧力、異なるタイミング、及び異なるシーケンスを異なるプロセスに使用することも可能である。又、図３には、単一の時間シーケンスが示されているが、これは、本発明に必須ではない。この代わりに、マルチシーケンスプロセスを使用可能である。
【００７１】
図１、図２、及び図３を参照すれば、初期時間Ｔ0に先立ち、処理対象の基板を処理チャンバ１０８内に配置し、処理チャンバ１０８をシーリング可能である。例えば、洗浄及び／又はリンスプロセスにおいては、基板は、その上部にポストエッチ及び／又はポストアッシュ残留物を具備可能である。基板、処理チャンバ、及び再循環ループ１１５内のその他の要素を動作温度に加熱可能である。例えば、この動作温度は、４０〜３００℃の範囲内のものであってよい。
【００７２】
時間Ｔ1において、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素を加圧可能である。時間Ｔ1の少なくとも一部において、流体供給サブアセンブリ１４２をフロー経路内に結合可能であり、これを使用し、処理チャンバ１０８及び／又は再循環ループ１１５内のその他の要素内に温度制御された二酸化炭素を供給可能である。
【００７３】
一実施態様においては、流体供給サブアセンブリ１４２は、加圧プロセスにおいて動作可能であり、これを使用することにより、温度制御された流体によって再循環ループ１１５を充填可能である。流体供給サブアセンブリは、温度制御された流体によって再循環ループを充填する手段を有することが可能であり、加圧プロセスにおいて、温度制御された流体の温度変動を約１０℃未満に制御可能である。或いは、この代わりに、加圧プロセスにおいて、温度制御された流体の温度変動を約５℃未満に制御することも可能である。
【００７４】
例えば、実質的に純粋なＣＯ2などの超臨界流体を使用し、処理チャンバ１０８と再循環ループ１１５内のその他の要素を加圧可能である。時間Ｔ1においては、再循環システム１２０（図１）内のポンプ（図示されてはいない）を起動可能であり、これを使用し、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素を通じて温度制御された流体を循環させることができる。
【００７５】
一実施態様においては、処理チャンバ１０８内の圧力が臨界圧力Ｐｃ（１，０７０ｐｓｉ）を超過した際に、プロセスケミストリ供給システム１３０を使用して処理チャンバ１０８内にプロセスケミストリを注入可能である。一実施態様においては、プロセスケミストリを注入する前に、流体供給サブアセンブリ１４２をスイッチオフ可能である。或いは、この代わりに、プロセスケミストリを注入している際に、流体供給サブアセンブリ１４２をスイッチオンすることも可能である。
【００７６】
その他の実施態様においては、圧力が臨界圧力Ｐｃ（１，０７０ｐｓｉ）を超過する前に、プロセスケミストリ供給システム１３０を使用し、プロセスケミストリを処理チャンバ１０８内に注入可能である。例えば、約１１００〜１２００ｐｓｉに到達した際に、プロセスケミストリの１回又は複数回の注入を開始可能である。その他の実施態様においては、プロセスケミストリは、Ｔ1期間内において注入されない。
【００７７】
一実施態様においては、プロセスケミストリは、線形の方式で注入され、注入時間は、再循環時間に基づいたものであってよい。例えば、再循環時間は、再循環経路の長さと流量に基づいて判定可能である。その他の実施態様においては、プロセスケミストリは、非線形の方式で注入可能である。例えば、１つ又は複数の段階においてプロセスケミストリを注入可能である。
【００７８】
プロセスケミストリは、超臨界流体内に注入される洗浄剤、リンス剤、又は硬化剤、或いは、これらの組み合わせを含むことができる。プロセスケミストリの１回又は複数回の注入を時間Ｔ1の持続時間にわたって実行することにより、化学薬品の望ましい濃度を有する超臨界処理溶液を生成可能である。又、本発明の実施態様によるプロセスケミストリは、１つ又は複数のキャリア溶媒を含むことも可能である。
【００７９】
図１、図２、及び図３を再度参照すれば、第２時間Ｔ2において、前述のものなどの再循環システム１２０を使用し、超臨界処理溶液を基板上及び処理チャンバ１０８、並びに、再循環ループ１１５内のその他の要素を通じて再循環させることができる。一実施態様においては、第２時間Ｔ2において、流体供給サブアセンブリ１４２をスイッチオフ可能であり、プロセスケミストリを注入しない。或いは、この代わりに、第２時間Ｔ2又は第２時間Ｔ2の後に、流体供給サブアセンブリ１４２をスイッチオン可能であり、プロセスケミストリを処理チャンバ１０８内に注入可能である。
【００８０】
処理チャンバ１０８は、第２時間Ｔ2においては、１，５００ｐｓｉを上回る圧力において動作可能である。例えば、圧力は、約２，５００ｐｓｉ〜約３，１００ｐｓｉの範囲内のものであってよいが、これは、超臨界状態を維持するのに動作圧力が十分なものである限り、任意の値であってよい。超臨界処理溶液は、再循環システム１２０を使用し、基板上及び処理チャンバ１０８を通じて循環させることができる。処理チャンバ及び再循環ループ１１５内のその他の要素内の超臨界状態は、第２時間Ｔ2にわたって維持され、基板上及び処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素を通じた超臨界処理溶液の循環が継続する。再循環システム１２０を使用することにより、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素を通じた超臨界処理溶液の流れを調節可能である。
【００８１】
図１、図２、及び図３を再度参照すれば、第３時間Ｔ3において、１つ又は複数のプッシュスループロセス（ｐｕｓｈ−ｔｈｒｏｕｇｈ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を実行可能である。流体供給サブアセンブリ１４２は、プッシュスループロセスにおいて、温度制御された第１容積の流体を供給する手段を有することが可能であり、第１容積は、再循環ループ１１５の容積を上回るものであってよい。或いは、この代わりに、第１容積は、再循環ループ１１５の容積に略等しいか、又は、これ未満であってもよい。又、プッシュスループロセスにおける温度制御された第１容積の流体内における温度差を約１０℃未満に制御可能である。或いは、この代わりに、プッシュスループロセスにおける温度制御された流体の温度変動を約５℃未満に制御することも可能である。
【００８２】
一実施態様においては、コントローラ１８０は、プッシュスループロセスにおいて動作可能である。或いは、この代わりに、コントローラ１８０は、プッシュスループロセスにおいて動作しなくてもよい。コントローラ１８０を使用することにより、プッシュスループロセスにおいて流体供給サブアセンブリ１４２から供給される流体の温度及び／又は容積を制御可能である。例えば、第３時間Ｔ3においては、温度制御された１つ又は複数の容積の超臨界二酸化炭素を流体供給サブアセンブリ１４２から処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素内に供給可能であり、その内部に浮遊又は溶解したプロセス残留物を伴う超臨界処理溶液を処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から排気制御システム１６０を通じて移動可能である。例えば、超臨界二酸化炭素を流体供給サブアセンブリ１４２から再循環システム１２０内に供給可能であり、その内部に浮遊又は溶解したプロセス残留物を伴う超臨界処理溶液を処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から排気制御システム１６０を通じて移動可能である。
【００８３】
プッシュスループロセスにおいて温度制御された流体を供給することにより、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から移動される流体内に浮遊又は溶解したプロセス残留物が脱落すると共に／又は、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素に付着することを防止している。又、第３時間Ｔ3において流体供給サブアセンブリ１４２から供給される流体の温度は、第２時間Ｔ2において使用される範囲よりも広い温度範囲にわたって変化可能である。
【００８４】
図３に示されている図示の実施態様においては、単一の第２時間Ｔ2の後に単一の第３時間Ｔ3が続いているが、これは必須ではない。代替実施態様においては、その他の時間シーケンスを使用して基板を処理可能である。
【００８５】
プッシュスループロセスが完了した後に、圧力サイクリングプロセスを実行可能である。或いは、この代わりに、１つ又は複数の圧力サイクルをプッシュスループロセスにおいて実現することも可能である。その他の実施態様においては、圧力サイクリングプロセスは必須ではない。第４時間Ｔ4において、複数の減圧及び加圧サイクルを通じて、処理チャンバ１０８をサイクリング可能である。第１圧力Ｐ3と第２圧力Ｐ4の間において、１回又は複数回にわたって圧力をサイクリング可能である。別の実施態様においては、第１圧力Ｐ3と第２圧力Ｐ4は変化可能である。一実施態様においては、排気制御システム１６０を通じて排気することにより、圧力を低減可能である。例えば、約１，５００ｐｓｉ未満に圧力を低減し、約２，５００ｐｓｉ超に圧力を上昇させることにより、これを実現可能である。流体供給サブアセンブリ１４２を使用して更なる高圧流体を供給することにより、圧力を上昇させることができる。
【００８６】
流体供給サブアセンブリは、加圧サイクルにおいて温度制御された第１容積の流体を供給する手段を有することが可能であり、第１容積は、再循環ループ１１５の容積を上回るものであってよい。或いは、この代わりに、第１容積は、再循環ループ１１５の容積に略等しいか、又は、これ未満であってもよい。又、加圧サイクルにおける温度制御された第１容積の流体内の温度差を約１０℃未満に制御可能である。或いは、この代わりに、加圧サイクルにおいて、温度制御された流体の温度変動を約５℃未満に制御することも可能である。
【００８７】
又、流体供給サブアセンブリ１４２は、減圧サイクルにおいて温度制御された第２容積の流体を供給する手段を有することも可能であり、第２容積は、再循環ループ１１５の容積を上回るものであってよい。或いは、この代わりに、第２容積は、再循環ループ１１５の容積に略等しいか、又は、これ未満であってもよい。又、減圧サイクルにおける温度制御された第２容積の流体内の温度差を約１０℃未満に制御可能である。或いは、この代わりに、減圧プロセスにおいて、温度制御された流体の温度変動を約５℃未満に制御することも可能である。
【００８８】
その他の実施態様においては、流体供給サブアセンブリは、加圧サイクル及び／又は減圧サイクルにおいて温度制御された１つ又は複数の容積の流体を供給する手段を有することが可能であり、それぞれの容積は、処理チャンバの容積又は再循環ループの容積を上回るものであってよく、それぞれの容積に関連する温度変動を１０℃未満に制御可能であり、更なるサイクルの実行に伴って、温度変動を増大させることも可能である。
【００８９】
一実施態様においては、コントローラ１８０は、圧力サイクリングプロセスにおいて動作可能である。圧力サイクリングプロセスにおいては、コントローラ１８０を使用することにより、供給される流体の温度、流体の容積、及び／又は流体供給サブアセンブリ１４２から供給される流体の供給時間を制御可能である。或いは、この代わりに、コントローラは、圧力サイクリングプロセスにおいて動作しなくてもよい。例えば、第４時間Ｔ4において、温度制御された１つ又は複数の容積の超臨界二酸化炭素を流体供給サブアセンブリ１４２から処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素に供給可能であり、その内部に浮遊又は溶解しているプロセス残留物を伴う超臨界処理溶液を処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から排気制御システム１６０を通じて移動させることができる。圧力サイクリングプロセスの前、最中、及び／又は後において、監視システムを使用し、処理溶液内のプロセス残留物を計測可能である。
【００９０】
圧力サイクリングプロセスにおいて温度制御された流体を供給することにより、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から移動される流体内に浮遊又は溶解した処理残留物がドロップアウトすると共に／又は、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素に付着することを防止する。又、第４時間Ｔ4においては、流体供給サブアセンブリ１４２から供給される流体の温度は、第２時間Ｔ2において使用される範囲よりも広い温度範囲にわたって変化可能である。
【００９１】
図３に示されている図示の実施態様においては、単一の第３時間Ｔ3の後に単一の第４時間Ｔ4が続いているが、これは必須ではない。代替実施態様においては、その他の時間シーケンスを使用して基板を処理可能である。
【００９２】
代替実施態様においては、第４時間Ｔ4の一部において流体供給サブアセンブリ１４２をスイッチオフ可能である。例えば、減圧サイクルにおいて、流体供給サブアセンブリ１４２をスイッチオフ可能である。
【００９３】
第５時間Ｔ5において、処理チャンバ１０８を低圧に戻すことができる。例えば、圧力サイクリングプロセスが完了した後に、処理チャンバ１０８を大気圧にガス抜き又は排気可能である。
【００９４】
流体供給サブアセンブリ１４２は、排気プロセスにおいて、温度制御されたある容積の流体を供給する手段を有することが可能であり、この容積は、再循環ループの容積を上回るものであってよい。或いは、この代わりに、この容積は、再循環ループの容積に略等しいか、又は、これ未満であってもよい。又、排気プロセスにおける温度制御されたこの容積の流体内の温度差を約２０℃未満に制御可能である。或いは、この代わりに、排気プロセスにおいて、温度制御された流体の温度変動を約１５℃未満に制御することも可能である。
【００９５】
その他の実施態様においては、流体供給サブアセンブリ１４２は、排気プロセスにおいて温度制御された１つ又は複数の容積の流体を供給する手段を有することが可能であり、それぞれの容積は、処理チャンバ１０８の容積又は再循環ループ１１５の容積を上回るものであってよく、それぞれの容積と関連する温度変動を２０℃未満に制御可能であり、圧力が最終圧力に接近するに伴って、温度変動を増大させることも可能である。
【００９６】
又、第５時間Ｔ5において、温度制御された１つ又は複数の容積の超臨界二酸化炭素を流体供給サブアセンブリ１４２から処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素内に供給可能であり、その内部に浮遊又は溶解したプロセス残留物を伴う残りの超臨界洗浄溶液を処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から排気制御システム１６０を通じて移動可能である。代替実施態様においては、超臨界二酸化炭素を流体供給サブアセンブリ１４２から再循環システム１２０内に供給可能であり、その内部に浮遊又は溶解したプロセス残留物を伴う残りの超臨界洗浄溶液を処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から排気制御システム１６０を通じて移動することも可能である。
【００９７】
排気プロセスにおいて温度制御された流体を供給することにより、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素から移動される流体の内部に浮遊及び溶解したプロセス残留物がドロップアウトすると共に／又は、処理チャンバ１０８及び再循環ループ１１５内のその他の要素に付着することを防止する。
【００９８】
図３に示されている図示の実施態様においては、単一の第４時間Ｔ4の後に単一の第５時間Ｔ5が続いているが、これは必須ではない。代替実施態様においては、その他の時間シーケンスを使用して基板を処理可能である。
【００９９】
一実施態様においては、第５時間Ｔ5の一部において、流体供給サブアセンブリ１４２をスイッチオフ可能である。又、流体供給サブアセンブリ１４２から供給される流体の温度は、第２時間Ｔ2において使用される範囲よりも広い温度範囲にわたって変化可能である。例えば、この温度は、超臨界動作に必要な温度未満の範囲内のものであってよい。
【０１００】
基板処理のために、チャンバ圧力を、処理チャンバ１０８に結合された搬送チャンバ（図示されてはいない）の内部圧力と実質的に等しいものにすることができる。一実施態様においては、基板を処理チャンバから搬送チャンバに移動可能であり、次いで、処理を継続するべく、第２処理装置又はモジュールに移動可能である。
【０１０１】
図３に示されている図示の実施態様においては、圧力が初期圧力Ｐ0に戻っているが、本発明にとって、これは必須ではない。代替実施態様においては、圧力は、Ｐ0に戻る必要はなく、時間段階Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、又はＴ5に示されているものなどの更なる時間段階によって処理シーケンスを継続可能である。
【０１０２】
グラフ３００は、例示を目的として提供したものに過ぎない。当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなしに、超臨界処理段階が、任意の数の異なる時間／圧力又は温度プロファイルを具備可能であることを理解するであろう。又、それぞれの段階が任意の数の加圧及び減圧サイクルを具備する任意の数の洗浄、リンス、及び／又は硬化プロセスシーケンスも考えられる。更には、前述のように、超臨界処理溶液内の様々な化学薬品及びと化学種の濃度は、使用するアプリケーションに対して容易に適合可能であり、且つ、超臨界処理段階内において、いつでも変更可能である。
【０１０３】
図４は、本発明の実施態様による流体供給サブアセンブリ１４２を作動させる方法のフローチャートを示している。図示の実施態様においては、３つの段階を具備する手順４００が示されているが、これは、本発明にとって必須ではない。この代わりに、異なる数の段階及び／又は異なるタイプのプロセスを包含可能である。
【０１０４】
段階４１０において、第１温度における第１量の流体を供給可能である。例えば、第１温度における第１量の流体は、フロー制御装置及び／又は混合装置に供給可能である。
【０１０５】
段階４２０において、第２温度における第２量の流体を供給可能である。例えば、第２温度における第２量の流体は、フロー制御装置及び／又は混合装置に供給可能である。
【０１０６】
段階４３０において、第１温度における第１量の流体と第２温度における第２量の流体の比率を制御することにより、温度制御された流体を形成可能である。又、この比率は、温度制御された流体の温度によって制御することも可能である。一実施態様においては、温度制御された流体の温度は、流体供給サブアセンブリによって計測可能である。代替実施態様においては、温度制御された流体の温度は、算出可能である。
【０１０７】
一実施態様においては、温度制御された流体の温度を処理チャンバ１０８内に流れ込む流体の温度、処理チャンバ１０８内を流れている流体の温度、処理チャンバ１０８の温度、又は、処理チャンバ１０８から外に流れ出ている流体の温度、或いは、これらの組み合わせと比較可能である。
【０１０８】
図５は、本発明の実施態様による流体供給サブアセンブリ１４２内において使用する加熱装置５００の概略ブロックダイアグラムを示している。尚、図示の実施態様においては、単一のユニットが示されているが、これは、本発明にとって必須ではない。この代わりに、異なる数のユニットを使用可能であり、加熱装置の１つ又は複数のものを図５に示されているものとは別の方法で構成することも可能である。
【０１０９】
加熱装置５００は、熱交換器５１０、コントローラ５５０、計測手段５６０、及び加熱ストレージ容器５７０を含むことができる。入力ライン５０５を熱交換機５１０に結合可能であり、ライン５５５によって熱交換機５１０を加熱ストレージ容器５７０に結合可能であり、出力ライン５８０を加熱ストレージ容器５７０に結合可能である。一実施態様においては、加熱ストレージ容器５７０内の容積は、再循環ループ１１５の容積を上回るものであってよい。代替実施態様においては、加熱ストレージ容器５７０は必須ではない。
【０１１０】
熱交換器５１０は、熱的質量（ｔｈｅｒｍａｌ  ｍａｓｓ）５３０と、熱的質量５３０に結合可能な１つ又は複数の加熱要素５４０を含むことができる。コントローラ５５０は、加熱要素５４０に結合可能であり、コントローラ５５０は、必要な電力と制御信号を加熱要素５４０に供給可能である。
【０１１１】
本発明の実施態様によれば、熱的質量５３０は、流体（図示されてはいない）を含むことが可能であり、熱交換機は、熱的質量５３０内に配置可能な１つ又は複数のコイル５２０を含んでいる。一実施態様においては、流体の容積は、再循環ループ１１５（図１）の容積を上回るものであってよい。入力ライン５０５を熱的質量５３０に結合可能である。
【０１１２】
以上、本発明の構造及び動作の原理について理解できるように、詳細を含む特定の実施態様の観点から本発明について説明したが、これらの本明細書における特定の実施態様及びその詳細事項に対する参照は、添付の請求項の範囲を限定することを意図するものではない。本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに、例示のために選択された実施態様に対して変更を加えることが可能であることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施態様による処理システムの模範的なブロックダイアグラムを示している。
【図２】本発明の実施態様による流体供給サブアセンブリの概略ブロックダイアグラムを示している。
【図３】本発明の実施態様による超臨界プロセスにおける圧力対時間の模範的なグラフを示している。
【図４】本発明の実施態様による流体供給サブアセンブリを作動させる方法のフローチャートを示している。
【図５】本発明の実施態様による流体供給サブアセンブリ内において使用する加熱装置の概略ブロックダイアグラムを示している。
【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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【外国語明細書】
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