(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む、基板の表面から汚染物質を除去するためのカスタマイズされたクリーニングシーケンスを形成するために、二酸化炭素の超臨界及び非超臨界相をデリバーする方法であって：
超臨界相の二酸化炭素を含む溶媒流体を、基板を含有するチャンバー中に導入する工程であって、ここで、当該超臨界相は共溶媒添加剤と混合される工程；
基板表面からの汚染物質を、超臨界二酸化炭素相中に移動させて、二酸化炭素の少なくとも部分的に消費された超臨界相を形成する工程；
当該チャンバーから、当該少なくとも部分的に消費された超臨界二酸化炭素相を除去し、そして、同時に、当該チャンバー中に、超臨界相のフレッシュな二酸化炭素を導入する工程であって、これにより、当該消費された超臨界二酸化炭素を希釈し、そして、当該基板表面上に汚染物質が沈殿するのを実質的に抑制し、ここで、当該フレッシュな二酸化炭素は、その中に溶解した追加の共溶媒を場合により含む工程；
続いて、チャンバー中に、液体相の二酸化炭素を導入する工程；及び
当該基板表面の上に当該二酸化炭素液体相を流して、当該基板表面をフラッシュし及びすすぎ洗いし、そして、それによって、当該クリーニングシーケンス後に当該基板表面上に残っているかもしれない追加の共溶媒、共溶媒、及び汚染物質を除去する工程；
しかも、当該溶媒流体を導入する前に、当該チャンバーを所定の作動圧力に加圧することを更に含み、
純気相の二酸化炭素を導入して当該チャンバーを加圧する、前記の方法。
【請求項２】
当該希釈化工程が、一定の圧力で起る、請求項１の方法。
【請求項３】
大気圧よりも大きい圧力に当該チャンバーを減圧するように当該チャンバーをガス抜きすると同時に、当該希釈化工程が起る、請求項１の方法。
【請求項４】
二酸化炭素液体相でフラッシュし及びすすぎ洗いした後に、大気圧にガス抜きすることを更に含む、請求項１の方法。
【請求項５】
第２の溶媒又は添加剤を導入することを更に含む、請求項１の方法。
【請求項６】
連続的な希釈化を用いる、請求項１の方法。
【請求項７】
以下の工程を含む、基板の表面から汚染物質を除去するためのカスタマイズされたクリーニングシーケンスを形成するために、二酸化炭素の異なる相をデリバーする方法であって：
純気相の二酸化炭素を導入して、チャンバーを、飽和蒸気圧未満の第１の圧力に加圧する工程；
当該純気相を除去しそして続いて超臨界相の二酸化炭素を導入して、チャンバー圧力を、第１の圧力から、第１の圧力よりも高い第２の圧力に増加させる工程；
基板を含有するチャンバー中に、共溶媒と混合した超臨界相の二酸化炭素を含む当該第２の圧力の溶媒流体を導入する工程；
基板表面からの汚染物質を、超臨界二酸化炭素相中に移動させて、二酸化炭素の少なくとも部分的に消費された超臨界相を形成する工程；
当該チャンバーから、当該少なくとも部分的に消費された超臨界二酸化炭素相を除去し、そして、同時に、当該チャンバー中に、共溶媒のない当該超臨界相のフレッシュな二酸化炭素を導入する工程であって、これにより、当該消費された超臨界二酸化炭素を希釈し、そして、当該基板表面上に汚染物質が沈殿するのを実質的に抑制する工程；
続いて、チャンバー中に、液体相の二酸化炭素を導入する工程；及び
当該基板表面の上に当該二酸化炭素液体相を流して、当該基板表面をフラッシュし及びすすぎ洗いし、そして、それによって、当該基板表面上に残留して残っているいかなる共溶媒及び汚染物質を除去する工程；
しかも、当該純気相の二酸化炭素を導入する工程を、サイクルパルスパージを使用して実施し、それによって、空気が当該純気相の二酸化炭素で置換され、
当該サイクルパルスパージが、複数のパルスパージを含み、ここで、各々のパルスパージは、チャンバー圧力をますます増加させ、
置換された空気をガス抜きする、前記の方法。
【請求項８】
第１の圧力を達成する速度が、第２の圧力を達成する速度よりも大きい、請求項７の方法。
【請求項９】
以下を含む、多相の二酸化炭素を下流のプロセスチャンバーに精製し及びデリバーするための供給システムであって：
精製ユニットと当該チャンバーとの間に配置された第１のアキュムレータであって、飽和液体相二酸化炭素及び飽和気相二酸化炭素を含む第１のアキュムレータ；
精製ユニットと当該チャンバーとの間に配置された第２のアキュムレータであって、超臨界相二酸化炭素を含む第２のアキュムレータ；
粗二酸化炭素を含有するバルクタンクから精製二酸化炭素を製造するための、第１の及び第２のアキュムレータの上流に配置された精製ユニット；及び
第１の脚、第２の脚、第３の脚、第１の調節弁、第２の調節弁及び第３の調節弁を有し、第１の及び第２のアキュムレータの出口に配置されたフローネットワーク；
しかも、各々のアキュムレータが、設定値圧力を実現するためのヒーターを含み、
第１のアキュムレータが、２１℃〜３０℃に維持された温度を有し、第２のアキュムレータが、３１℃よりも高い温度を有し、
当該フローネットワークが、液体、蒸気及び超臨界相二酸化炭素を２以上のチャンバーにデリバーするように構成される、前記の供給システム。
【請求項１０】
第２のアキュムレータがベローズチャンバーである、請求項９の供給システム。
【請求項１１】
以下の工程を含む、基板のクリーニングの間に基板表面上に汚染物質が沈殿するのを妨げる方法であって：
プロセスチャンバーを第１の圧力に加圧する工程であって、ここで、当該第１の圧力が、二酸化炭素の超臨界圧力と少なくともほぼ同等である工程；及び
超臨界二酸化炭素をプロセスチャンバー中に供給する工程であって、ここで、当該超臨界二酸化炭素を、当該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で当該チャンバーにデリバーする工程；
しかも、プロセスチャンバーを第１の圧力に加圧する工程が、超臨界二酸化炭素をプロセスチャンバー中に供給する前にプロセスチャンバーを空気又は不活性ガスで加圧することを含み、
超臨界二酸化炭素が空気又は不活性ガスを置換する、前記の方法。
【請求項１２】
超臨界二酸化炭素を供給する工程が、ベローズチャンバーを構成し及び調節して、超臨界二酸化炭素を当該第２の圧力に圧縮することを含む、請求項１１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、基板表面から汚染物質を除去するための新規なプロセスシーケンスに基づく二酸化炭素供給システム及び方法に関する。特に、当該プロセスは、超臨界二酸化炭素を含む異なる二酸化炭素相の組合せをプロセスチャンバー中に導入して、基板上に形成された装置の特徴（形状特質部）を損なう（損傷する）ことなしに副生物の汚染物質を除去するために設計された特定のクリーニングシーケンスを形成することを、包含する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）製造業者は、例えば円筒形コンデンサなどの、高アスペクト比（ＡＲ）スタックマイクロ電子デバイスの特徴を持つ装置スケールを研究及び開発し続けている。国際半導体技術ロードマップ（ＩＴＲＳ）は、３２ｎｍノード以下で例えば５０：１よりも大きいＡＲが、次世代コンデンサ用に十分なキャパシタンスを維持するために要求されるであろう、と示した。マイクロ電子デバイスの特徴のそのようなＡＲは、集積回路のメモリー密度及びプロセシングスピードのこれまでに増加している必要性に合致するために増加し続けている。
【０００３】
高ＡＲミクロ電子工学の特徴の製造は、例えば、材料をパターニング、エッチング及び沈着して装置の特徴を製造するなどのいくつかのプロセシング工程を含み得る。導電性の特徴は、その後にエッチング溶液によって除去される犠牲層内に形成され得る。エッチング溶液及び副生物は、脱イオン水及び／又は有機溶媒で典型的にすすぎ洗いされそして乾燥される。しかし、当該導電性の特徴は、脱イオン水及び有機溶媒の表面張力の効力で、エッチング、クリーニング及び乾燥中に崩壊する傾向がある。そのような特徴崩壊の発生は、ますます頻繁で問題になってきている。なぜなら、構造の幅寸法が減少し続け、そしてそれらのＡＲが増加し続けているからである。
【０００４】
特徴崩壊を低減する１つの方法は、そのような特徴（形状特質部）のエッチング、クリーニング、及び乾燥用溶媒としての超臨界二酸化炭素の使用である。超臨界二酸化炭素は、いかなる表面張力も有しない。結果として、装置構造は、超臨界二酸化炭素と接触した時に崩壊しないであろう。それにもかかわらず、超臨界二酸化炭素の使用で欠点が存在する。たとえば、超臨界二酸化炭素の形成中に、液体二酸化炭素が１０７２ｐｓｉ及び３１℃の超臨界相に少なくとも加圧され及び加熱され、その時の間に、不揮発性有機残査（ＮＶＯＲ’ｓ）及び金属などの液体二酸化炭素中に含有される不純物が、超臨界二酸化炭素中に溶解し得る。これらの不純物は、プロセスの終わりにウェーハ表面上に粒子状欠陥として自分自身を明示する。正味の効果は、ミクロ電子工学の特徴が使用できないことである。当該問題に妥協するために、超臨界二酸化炭素でのエッチング中に発生するエッチング副生物は、超臨界二酸化炭素中の比較的低溶解度を有する傾向があり、そして、結果として、ウェーハ表面上に沈殿する傾向があるであろう。場合によっては、エッチング副生物の沈殿は、得られるマイクロ電子デバイスの機能性を逆に変更するかもしれない。結果として、沈殿剤材料は、湿式のすすぎ洗いによって除去される必要がある。しかし、言及したように、高ＡＲ装置構造を有する湿式のすすぎ洗いプロセスを利用することは、溶媒の表面張力の効力で特徴崩壊を引き起こす傾向がある。
【０００５】
従って、基板のエッチング、クリーニング及び乾燥中に残留副生物を取り除く必要が有利であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の概要
本発明は、一部、基板、特に半導体ウェーハから汚染物質を除去するための二酸化炭素供給方法及びシステムに関する。様々の二酸化炭素相の組合せをデリバーするためのタイミング及びシーケンスは、そのようなデリバリー用のプロセシング条件と一緒に、基板表面から汚染物質を除去し、半導体プロセシング用途に特に有利な改善された基板処理プロセスになる能力に影響することが発見された。
【０００７】
超臨界二酸化炭素での半導体基板のプロセシング中に、二酸化炭素の他の相が、基板表面からの汚染物質の除去を促進し及び向上させ得ることが、発見された。超臨界二酸化炭素を含む二酸化炭素相の組合せのプロセスチャンバー中への導入は、副生物汚染物質を除去する一方で高ＡＲマイクロ電子デバイスの構造的な完全性を維持するように設計された特定のクリーニングシーケンスを形成する。当該二酸化炭素供給方法及びシステムは、特徴を損なうことなしに革新的により小さい装置の特徴から汚染物質を除去することが可能である。当該プロセスは、例えば、円筒型のＤＲＡＭコンデンサ又は浅いトレンチ分離などの高アスペクト比（ＡＲ）スタックマイクロ電子デバイスの特徴内の汚染物質を除去するのに役に立つ。
【０００８】
本発明の１つの側面は、基板の表面から汚染物質を除去するためのカスタマイズされたクリーニングシーケンスを形成するために、二酸化炭素の超臨界及び非超臨界相をデリバーする方法を提供する。当該方法は、以下の工程を含む：
超臨界相の共溶媒として公知の共溶媒添加剤と混合された二酸化炭素を含む溶媒流体を、基板を含有するチャンバー中に導入する工程；
基板表面からの汚染物質を、超臨界二酸化炭素相中に移動させて、二酸化炭素の少なくとも部分的に消費された超臨界相を形成する工程；
当該チャンバーから、当該少なくとも部分的に消費された超臨界二酸化炭素相を除去し、そして、同時に、当該チャンバー中に、超臨界相の、その中に溶解した追加の共溶媒を場合により含むか又は含まない、フレッシュな二酸化炭素を導入する工程であって、これにより、当該消費された超臨界二酸化炭素を希釈し、そして、当該基板表面上に汚染物質が沈殿するのを実質的に抑制する工程；
続いて、チャンバー中に、液体相の二酸化炭素を導入する工程；及び
当該基板表面の上に当該二酸化炭素液体相を流して、当該基板表面をフラッシュし及びすすぎ洗いし、そして、それによって、当該クリーニングシーケンス後に当該基板表面上に残っているかもしれない追加の共溶媒、いかなる共溶媒及び汚染物質を除去する工程。
【０００９】
本発明の他の側面は、基板の表面から汚染物質を除去するためのカスタマイズされたクリーニングシーケンスを形成するために、二酸化炭素の異なる相をデリバーする方法を提供する。当該方法は、以下の工程を含む：
純気相の二酸化炭素を導入して、チャンバーを、飽和蒸気圧未満の第１の圧力に加圧する工程；
当該純気相を除去しそして続いて超臨界相の二酸化炭素を導入して、チャンバー圧力を、第１の圧力から、第１の圧力よりも高い第２の圧力に増加させる工程；
基板を含有するチャンバー中に、共溶媒と混合した超臨界相の二酸化炭素を含む当該第２の圧力の溶媒流体を導入する工程；
基板表面からの汚染物質を、超臨界二酸化炭素相中に移動させて、二酸化炭素の少なくとも部分的に消費された超臨界相を形成する工程；
当該チャンバーから、当該少なくとも部分的に消費された超臨界二酸化炭素相を除去し、そして、同時に、当該チャンバー中に、当該共溶媒のない超臨界相のフレッシュな二酸化炭素を導入する工程であって、これにより、当該消費された超臨界二酸化炭素を希釈し、そして、当該基板表面上に汚染物質が沈殿するのを実質的に抑制する工程；
続いて、チャンバー中に、液体相の純粋な二酸化炭素を導入する工程；及び
当該基板表面の上に当該二酸化炭素液体相を流して、当該基板表面をフラッシュし及びすすぎ洗いし、そして、それによって、当該基板表面上に残留して残っているいかなる共溶媒及び汚染物質を除去する工程。
【００１０】
本発明の他の側面は、多相の二酸化炭素を下流のチャンバーに精製し及びデリバーするための供給システムを提供する。当該供給システムは、以下を含む：
精製ユニットと当該チャンバーとの間に配置された第１のアキュムレータであって、飽和液体相二酸化炭素及び飽和気相二酸化炭素を含む第１のアキュムレータ；
精製ユニットと当該チャンバーとの間に配置された第２のアキュムレータであって、超臨界相二酸化炭素を含む第２のアキュムレータ；
粗二酸化炭素を含有するバルクタンクから精製二酸化炭素を製造するための、第１の及び第２のアキュムレータの上流に配置された精製ユニット；及び
第１の脚、第２の脚、第３の脚、第１の調節弁、第２の調節弁及び第３の調節弁を有し、第１の及び第２のアキュムレータの出口に配置されたフローネットワーク。
【００１１】
有利には、当該二酸化炭素供給システムは、市販のシステムコンポーネントを利用して構成することができ、こうして、当該システムの全体のアセンブリ及びそれらの使用方法を可能にし及び簡素化できる。プロセスツールへの精製二酸化炭素デリバリーの側面は、標準の技術又は装置を使用して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図面の簡単な記述
本発明の目的及び利点は、添付の図面に関連してそれらの好ましい形態の以下の詳細な記述から、より理解されるであろう。
【００１３】
【図１】図１は、本発明の原理を組込む二酸化炭素を貯蔵及び供給するためのプロセスの部分概略図を例証する。
【００１４】
【図２】図２は、本発明の原理を組込むウェーハをクリーニングするための二酸化炭素の特定の相を選択的に利用する第１のプロセスシーケンスを例証する。
【００１５】
【図３】図３は、本発明の原理を組込むウェーハをクリーニングするための二酸化炭素の特定の相を選択的に利用する第２のプロセスシーケンスを例証する。
【００１６】
【図４】図４は、本発明の原理を組込むウェーハをクリーニングするための二酸化炭素の特定の相を選択的に利用する第３のプロセスシーケンスを例証する。
【００１７】
【図５】図５は、本発明の原理を組込む二酸化炭素精製及び供給システムの他の形態を例証する。
【００１８】
【図６】図６は、２０℃から超臨界温度の３１．１℃の流体温度の関数としての蒸気圧を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の詳細な記述
部品の組合せ及び構成の様々な詳細を含む本発明の上記及び他の特徴及び他の利点は、ここで、添付の図面に関連してより特に記載され、特許請求の範囲に記載される。本発明を具体化する特別の二酸化炭素供給システム及びデリバリー方法は、本発明の限定としてではなく例証する目的で示されていることは、理解されよう。本発明の原理及び特徴は、本発明の範囲から離れることなしに、様々の及び多数の形態で用いることができる。
【００２０】
ここで及び特許請求の範囲で使用する時、すべての濃度は、容量又はモルパーセンテージとして表現される。ここで及び特許請求の範囲で使用する時、用語「汚染物質」は、固体粒子、不揮発性残査（「ＮＶＲ」）、及び不揮発性有機残査（「ＮＶＯＲ」）、金属及び、様々なマイクロ電子デバイスの特徴のクリーニング、エッチング及びすすぎ洗いの結果として製造されるいかなる他の副生物、及びいかなる残留共溶媒を言う。不均一の汚染物質としても公知の固体粒子は、所定の圧力及び温度で二酸化炭素に不溶なプロセスから発生したいかなる汚染物質及び二酸化炭素用途で機械的に使用されることによって落とされた金属の小さな（例えば、微視的な）断片を典型的に言う。一般に、固体汚染物質は、高圧又は亜臨界二酸化炭素中に溶解しない。ＮＶＲは、室内温度及び圧力で二酸化炭素の次の昇華又は蒸発でも残る汚染物質のその部分を言う。このＮＶＲの一部は、上記のプロセシング中に金属表面から落とされたかもしれないような、固体粒子から典型的に成るであろう。ＮＶＲの別の部分は、いくらかの圧力及び温度で二酸化炭素中に可溶なＮＶＲのその部分であるＮＶＯＲから典型的に成る。その例は、例えばプロセスの終わりにチャンバー圧力の降下中に、他の圧力及び温度条件では沈殿可能だがある条件下では二酸化炭素中に可溶な粒子状物質、含ハロゲン炭素化合物、及び脂肪族炭化水素基重油を含む。ＮＶＯＲの源は、弁座材料及びガスケットなどのチャンバーコンポーネントから来ることがあるか又は元の二酸化炭素中に一般に見つかりそして液体二酸化炭素中にいくらかの溶解度を有するエラストマー材料及びコンプレッサー油を含む。クリーニング分配システムでは、存在する当該ＮＶＲの大部分は、一般にＮＶＯＲの形である。
【００２１】
図１は、本発明の原理に従った例示の二酸化炭素精製及び供給システム１００を示す。精製及び供給システム１００は、装置製造業者の製造設備の副製造エリアに配置できるように、典型的なガスキャビネットに匹敵する小さいフットプリントを有することができる。当該システム１００は、多相の精製二酸化炭素を下流のプロセスチャンバー１１１にデリバリーするために設計される。様々の相の精製二酸化炭素が、アキュムレータ１０１及び１０２に貯蔵される。特に、貯蔵二酸化炭素１０４は、第１のアキュムレータ１０１中で飽和液体及び飽和蒸気二酸化炭素として貯蔵される。超臨界二酸化炭素１０５は、第２のアキュムレータ１０２中に貯蔵される。説明されるように、飽和液体及び蒸気二酸化炭素の各々の相は、第１のアキュムレータ１０１から除去でき、そして、超臨界二酸化炭素１０５は、特定のやり方で、第２のアキュムレータ１０２から除去でき、そして、基板１１０から汚染物質を除去するためにプロセスチャンバー１１１中に送られる。
【００２２】
第１のアキュムレータ１０１からの精製飽和液体又は蒸気二酸化炭素１０４のデリバリー、及び、第２のアキュムレータ１０２からの精製超臨界二酸化炭素１０５のデリバリーは、第１の及び第２のアキュムレータ１０１及び１０２を、中に基板１１０を含有するプロセスチャンバー１１１に結合するフローネットワーク１８５により可能となる。フローネットワーク１８５は、第１の及び第２のアキュムレータ１０１及び１０２の出口に配置される。当該ネットワーク１８５は、第１の脚１０６、第２の脚１０７及び第３の脚１０８、第１の調節弁１０９、第２の調節弁１１３及び第３の調節弁１１２を含む。
【００２３】
図１は、バルクタンク１３０中に貯蔵された粗二酸化炭素１７０を精製する例示の精製プロセスを示す。当該精製ユニットは、冷却機１３４及び１３６、場合によるポンプ１３５、ヒーター１３１、カトックス反応器１３２及び粒子フィルター１３３から成る。粗二酸化炭素１７０は、周囲温度で約３００ｐｓｉｇ〜約８００ｐｓｉｇの範囲の圧力で液体相としてバルクタンク１３０中に貯蔵できる。この例の粗二酸化炭素１７０は、純度９９．９％を有する。他の純度レベルの粗二酸化炭素１７０が考慮されることは理解されるべきである。当該精製ユニットは、バルクタンク１３０からの粗二酸化炭素１７０を、＜１ｐｐｂの金属及び＜５０ｐｐｂのＮＶＯＲを持つ９９．９９９％に精製できる。精製された二酸化炭素は、その後、基板１１０から汚染物質を除去するためにプロセスツール１１１にデリバーする前に一時貯蔵用に第１のアキュムレータ１０１及び第２のアキュムレータ１０２にデリバーする。各アキュムレータ１０１及び１０２の圧力及び温度管理は、アキュムレータ１０１中の貯蔵二酸化炭素１０４がそれらの所望の相に維持されるのを可能にする。第１のアキュムレータ１０１の温度及び圧力は、貯蔵二酸化炭素１０４がその飽和蒸気と平衡にある飽和液体として共存するのを可能にするように管理される。１つの例では、アキュムレータ１０１の温度は、約２１℃〜約３０℃の間の範囲であり、その中の気相二酸化炭素によって与えられる蒸気圧と同等の圧力を持つ。気相二酸化炭素によって与えられる蒸気圧曲線６００が図６に示される。第２のアキュムレータ１０２の温度及び圧力は、貯蔵二酸化炭素１０４が超臨界相に存在するのを可能にするように好ましくは管理される。１つの例では、超臨界相の二酸化炭素は、３１．１℃以上の温度及び１０７２ｐｓｉｇよりも大きい圧力によって定義される。
【００２４】
図１は、バルクタンク１３０内に貯蔵された粗二酸化炭素１７０を精製するための１つの可能な技術を示す。二酸化炭素１７０は、その流体圧力を上げるためにバルクタンク１３０からヒーター１３１を通って流れる。ヒーター１３１は、液体二酸化炭素温度を液体ＣＯ２温度から約４００℃に上げることができ、それによって、液体二酸化炭素を気相二酸化炭素を転化できる。ヒーター１３１を出る二酸化炭素の上昇した圧力は、図６に示す二酸化炭素の蒸気圧曲線６００に従って、ヒーター１３１による二酸化炭素の加熱温度に対応する蒸気圧である。場合によりポンプ１３５を用いることによって、蒸気圧よりも高い圧力を発生させてもよい。しかし、カトックス１３２を出る気相二酸化炭素中への汚染物質の導入を避けるために、好ましくは、ポンプは使用されない。
【００２５】
気相二酸化炭素がヒーター１３１を通って流れた後に、それは、約１７５℃〜約４００℃の範囲の温度でカトックス反応器１３２に入ってもよい。カトックス反応器１３２は、貴金属及び／又は非貴金属などの適切な触媒を含む。二酸化炭素中にＮＶＯＲ’ｓを形成する炭化水素分子は、熱及び当該触媒の存在下に反応器中でＯ２と反応して二酸化炭素及び水を形成する。カトックス反応器１３２は、湿気の存在下に二酸化炭素中の含ハロゲン炭素化合物を分解するのにも役立つ。カトックス反応器１３２を用いることによって二酸化炭素から汚染物質を除去するための詳細は、その全体を参照としてここに組み込む米国特許第６，９６２，６２９に開示されている。
【００２６】
当該精製された二酸化炭素蒸気は、カトックス反応器１３２中で加熱され、そしてその後、粒子フィルター１３３（例えば、０．００３μｍ孔径）を通って流れ、カトックス反応器１３２中で酸化されなかったいかなる無機及び金属粒子状物質を除去する。当該精製された二酸化炭素蒸気は、粒子フィルター１３３を出た後、冷却機又は熱交換器１３４を通って流れ、所定の温度が低減する。１つの形態では、熱交換器１３４は、２つのコイル管熱交換器を含むものが用いられる。当該冷却は、当該熱交換器管の外のコイル中に流れる冷水の使用を通してこれらの熱交換器１３４中で供給できる。
【００２７】
当該二酸化炭素は、冷却され、凝縮され、そして、プロセスツール１１１へのその後のデリバリーのために、熱交換器１３４の出口から２つのアキュムレータ１０１又は１０２の１つの中に十分な圧力で流れる。超臨界二酸化炭素１０５は、要求に応じてアキュムレータ１０２を加圧及び加熱することによって対応するアキュムレータ１０２中で実現可能である。所定の温度での必要なより高い圧力を発生させて第２のアキュムレータ１０２中の超臨界二酸化炭素を達成するために、ポンプ１３５を使用できる。貯蔵超臨界二酸化炭素相１０５の圧力及び温度の独立の管理は、いろいろな異なるプロセシング条件のプロセス柔軟性をユーザーに持たせることが可能である。例えば、半導体用途での異なるウェーハクリーニングプロセスは、その圧力及び温度によって調子を合わせることができる、超臨界二酸化炭素の異なる密度を要求してもよい。１つのバッチのウェーハは、３０００ｐｓｉｇ及び３５Ｃで二酸化炭素の超臨界相でのプロセシングを要求してもよいし、その一方で、他のバッチは、１５００ｐｓｉｇ及び３５Ｃで二酸化炭素の超臨界相を要求してもよい。
【００２８】
貯蔵二酸化炭素１０４は、アキュムレータ１０２から独立のアキュムレータ１０１を加熱することによってアキュムレータ１０１中に維持及び貯蔵できる、飽和気−液二酸化炭素（例えば、二酸化炭素の亜臨界相）から成る。液体／蒸気アキュムレータ１０１中の二酸化炭素流体は、図６に示すように、二酸化炭素の蒸気圧曲線６００に対応するその温度でその蒸気圧と平衡であろう。アキュムレータ１０１中の圧力は、バルクタンク１３０から粗二酸化炭素１７０の精製流れ経路の上記記述におけるように、単に加熱によって達成及び維持できる。
【００２９】
各々のアキュムレータ１０１及び１０２は、好ましくは、不純物（例えば、金属及びＮＶＯＲ汚染物質）を検出し、そして、貯蔵二酸化炭素１０４及び１０５の濃度をサンプリングする口を有するであろう。当該二酸化炭素の分析は、例えば、ＧＣ−ＭＳ（質量分析計を持つガスクロマトグラム）及びＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合高周波プラズマ質量分析計）などの業界に公知のいかなる方法によって実施できる。１つの例示のサンプリング方法の詳細は、その全体を参照としてここに組み込む米国特許第７，０６４，８３４中に開示される。貯蔵二酸化炭素１０４及び１０５中に含有する汚染物質のその場でのサンプリングは、それが下流のプロセシングツール１１１にデリバーされて基板１１０の表面に接触する前に、それぞれアキュムレータ１０１及び１０２中の貯蔵二酸化炭素１０４及び１０５の品質を検査することをオペレータに可能にする。半導体産業では、そのようなその場でのサンプリングを実施する能力は、半導体ウェーハのバッチの汚染前に不純な貯蔵二酸化炭素１０４及び１０５の検出を可能にする。
【００３０】
バルクタンク１３０中に含有する粗二酸化炭素１７０の上記精製プロセスは、単に例示の形態である。アキュムレータ１０１及び１０２中へ二酸化炭素を精製する他の手段を考慮することが理解されるべきである。たとえば、二酸化炭素に加えて他のガスを精製するためにろ過システムを用いてもよい。１つの形態では、プロセスツール１１１の作動圧力で当該気相中に残りそして二酸化炭素と混合しないヘリウム、窒素、アルゴン及び他のガスなどのガスを精製するためのろ過システムを、当該精製ユニットは、組込むことができる。そのようなガスは、以下に説明される図３及び４に示す減圧工程３０４及び４０５の間にプロセスツール１１１中に導入されるプッシャーガスとして、使用できる。
【００３１】
アキュムレータ１０２中の温度及び圧力の管理からは独立にアキュムレータ１０１中の温度及び圧力の管理を別々に維持することによって、様々の相の蒸気、液体及び超臨界二酸化炭素を、ここで説明するように、基板１１０の新規なクリーニングシーケンスを形成するためにオンデマンドで同時に利用できる。
【００３２】
図２は、基板１１０上に含有する汚染物質の除去のプロセスシーケンス２００の第１の形態を示す。プロセスシーケンス２００は、図１の二酸化炭素供給システム１００を利用して実施できる。説明されるように、所定のやり方でプロセスチャンバー１１１に超臨界及び非超臨界相の二酸化炭素を選択的にデリバーすることによって、基板１１０の表面から汚染物質を除去するためのカスタマイズされたシーケンスが実現される。プロセスシーケンス２００は、５個の工程を有する。第１の工程２０１は、チャンバー１１１中に超臨界二酸化炭素を導入することによってプロセスチャンバー１１１を加圧することを包含する。当該超臨界二酸化炭素は、第２のアキュムレータ１０２内で１０７２ｐｓｉｇよりも大きい圧力及び３１．１℃よりも高い温度で貯蔵してもよい。弁１１２は、図１の第２のアキュムレータ１０２から開放位置にセットされる。当該超臨界二酸化炭素はプロセスチャンバー１１１よりも高い圧力にあるので、当該超臨界二酸化炭素は、第２のアキュムレータ１０２を出て、そして、ポンプ又はコンプレッサーの使用なしに出口フローネットワーク１８５の脚１０８を通ってプロセスチャンバー１１１中に流れることができる。チャンバー１１１内の圧力が少なくとも二酸化炭素の超臨界点に増加するように弁１１５が閉配置に維持される。所望の超臨界圧力がチャンバー１１１内に導入された後に、基板１１０のクリーニングが超臨界二酸化炭素で起ることができるように、チャンバー１１１を絶縁するために、第２のアキュムレータ１０２をチャンバー１１１に結合する弁１１２も閉じる。
【００３３】
工程２０２では、チャンバー１１１は、温度３１．１℃及び少なくとも１０７２ｐｓｉの作動圧力で維持される。この時の間に、共溶媒として公知の他の化学試薬を、基板１１０のエッチング又はクリーニングのためにチャンバー１１１中に導入できる。明瞭さの目的で、共溶媒注入経路を図１に示さなかった。基板１１０は、超臨界二酸化炭素及び場合による共溶媒で浸されたままである。結果として、当該超臨界二酸化炭素は、高ＡＲ特徴のスペース内から汚染物質を抽出及び除去でき、液体二酸化炭素は、その表面張力のために抽出できない。当該超臨界二酸化炭素中の表面張力の不存在は、当該高ＡＲ特徴が崩壊又はバックリングなしにクリーニングされることを可能にする。基板１１０からの汚染物質は、当該超臨界二酸化炭素内の汚染物質の溶解度の効力で当該超臨界二酸化炭素中に同伴されるようになる。このやり方で、当該特徴は、損傷なしにクリーニングされる。汚染物質の除去が続くと、チャンバー１１１内の当該超臨界二酸化炭素は、その溶解度限定が達成されるかもしれない消費状態に近付く。
【００３４】
汚染物質が十分に抽出及び除去されることが決定された時、及び／又は、当該超臨界二酸化炭素がその溶解度限定に到達した時、工程２０３でチャンバー１１１の減圧が起る。典型的に、工程２０２の終わり及び工程２０３の開始は、圧力、温度、共溶媒、などと同様に工程２０２の期間を変えることによって実験的に決定されるであろう。あるセットのパラメーターが所定のプロセスに働くことが一旦決定されると、その時は、製造運転の時は、工程２０２の時間がプロセス「レシピ」でセットされ、そして、ウェーハクリーニング／エッチングツールが、時間経過後に次の工程に自動的に進む。工程２０２中に導入されたいかなる共溶媒及び添加剤と一緒に、当該消費された超臨界二酸化炭素は、減圧手順で除去される。工程２０３は、ある圧力レベルへの直線的な減圧を示し、その点で、液体ＣＯ２は工程２０４）ですすぎ洗いモードで流れる。チャンバー中の圧力が超臨界点未満になるまで減圧が続く。１例では、チャンバー中の圧力は約８５０ｐｓｉに低減される。
【００３５】
管理された減圧に続き、クリーニングシーケンス２００の工程２０４を開始できる。
超臨界二酸化炭素を含有する第２のアキュムレータ１０２をプロセスチャンバー１１１に結合する弁１１２を閉じることによって、チャンバー１１１中へのフレッシュな超臨界二酸化炭素の供給を止める。弁１１３を開けて、気相二酸化炭素と平衡にある飽和液体二酸化炭素の形の貯蔵二酸化炭素１０４を含有するアキュムレータ１０１へのアクセスを可能にする。工程２０４の間に、飽和液体二酸化炭素をアキュムレータ１０１の底から引き出し、その後、フローネットワーク１８５の脚１０７を通してチャンバー１１１中に送る。当該液体二酸化炭素が、チャンバー１１１中の圧力よりも大きい圧力で第１のアキュムレータ１０１から排出される。基板１１０上に含有するいかなる高ＡＲ特徴も損傷しないように、チャンバー１１１とアキュムレータ１０１との間の圧力差によって決定された比較的低い流速で、当該液体二酸化炭素は、チャンバー１１１に入る。減圧工程２０３の間に基板１１０の表面上に再沈積したかもしれない汚染物質の除去を、当該液体二酸化炭素は促進する。当該液体二酸化炭素は、基板１１０の表面上を連続して流れる。当該液体二酸化炭素のドラッグフォースは、基板１１０に沿って汚染物質が動くのを可能にし、それによって、基板１１０の表面を横切る汚染物質のフラッシュ及びすすぎ洗いを可能にする。更に、当該液体二酸化炭素のより高い密度は、当該液体二酸化炭素中のいかなる沈積汚染物質の溶解性を促進する。排出弁１１５を開けて、アキュムレータ１０１とチャンバー１１１との間で貫流モードで液体二酸化炭素が流れるのを可能にする。この例では、好ましくは、第１のアキュムレータ１０１中の当該液体二酸化炭素の圧力は、チャンバー１１１中へポンプ送りされるのを避けるために十分に高い。液体二酸化炭素クリーニングが完了した時、弁１１３を閉じる。
【００３６】
工程２０５では、チャンバー１１１は、当該チャンバー中の圧力が大気圧に低減するまでガス抜きできる。チャンバー１１１が大気圧にガス抜きされると、クリーニングされた基板１１０はチャンバー１１１から除去できる。基板１１０上に含有する汚染物質の除去のこの形態は、プロセスクリーニングシーケンスの間の所定の時間での超臨界二酸化炭素及び液体二酸化炭素の組合せを連続的にデリバーすることが、従来の二酸化炭素クリーニングプロセスに比べ基板１１０からの汚染物質の改善された除去を如何に提供可能かを、例証する。超臨界二酸化炭素が最初に導入されて、当該高ＡＲ特徴が崩壊又はバックリングを引き起こすことなしに当該高ＡＲ特徴から汚染物質を抽出し、その一方で、当該液体二酸化炭素中の汚染物質のより高い溶解度及び当該液体二酸化炭素ドラッグフォースの効力で基板１１０の表面上のいかなる再沈積汚染物質を除去するために低い流速で基板に沿って液体二酸化炭素が連続して流れる。超臨界二酸化炭素とその後の液体二酸化炭素クリーニングのそのような相乗的な組合せは、汚染物質の除去を改善できる。
【００３７】
図３は、基板１１０上に含有する汚染物質の除去のクリーニングシーケンス３００の他の形態を例証する。プロセスシーケンス３００は、図１の二酸化炭素供給システム１００を利用して実施できる。プロセスシーケンス３００は６個の工程を有する。第１の工程３０１は、第２のアキュムレータ１０２から超臨界二酸化炭素を導入することによってプロセスチャンバー１１１を加圧することを包含する。当該超臨界二酸化炭素は、温度３２℃及び圧力１０７２ｐｓｉで第２のアキュムレータ１０２中に貯蔵してもよい。弁１１２は、図１の第２のアキュムレータ１０２からの開放位置でセットし、弁１１５は、閉配置で構成できる。この例では、チャンバー１１１は、約１５００ｐｓｉに加圧してもよく、これは、基板１１０のクリーニングの当該超臨界二酸化炭素のプロセス又は作動圧力を表す。
【００３８】
当該プロセスチャンバー１１１中の所望の作動圧力が実現された時、弁１１２を閉じる。工程３０２でのクリーニングシーケンスは、前の工程３０１から導入された当該超臨界二酸化炭素を利用して、ここで開始できる。当該超臨界二酸化炭素でのクリーニングは、図２のクリーニングシーケンス２００に記載されたものと同じやり方で起る。共溶媒及び場合による他の添加剤は、業界で公知のものを導入できる。超臨界二酸化炭素に添加される共溶媒又は添加剤は、エッチング又は乾燥のプロセスを達成する上で有益である。超臨界二酸化炭素は、反応の副生物及び共溶媒又は活性成分を溶解する媒体として働く。エッチングでは、代表例の目的で、当該共溶媒は、フッ化物、ピリジン、又はそれらの組合せなどのエッチング化学薬品を含む。乾燥では、当該共溶媒は、イソプロパノールであることができる。適切なクリーニング及びエッチング化学薬品の他の例は、その全体を参照としてここに組み込むＬｅｅらによる米国特許公開２００７／０２９３０５４Ａ１に提示される。
【００３９】
超臨界二酸化炭素による汚染物質の抽出が完了した時、工程３０３でブリード及びフィード希釈化手順が起る。弁１１２を開放して、フレッシュな超臨界二酸化炭素がチャンバー１１１中に導入されるのを可能にし、そして、弁１１３を開放して、消費された超臨界二酸化炭素がチャンバー１１１から除去されるのを可能にする。フレッシュな超臨界二酸化炭素を、作動圧力に近い圧力で導入し、その一方で、フレッシュな超臨界二酸化炭素を導入した流速とほぼ同じ流速で、消費された超臨界二酸化炭素がチャンバー１１１から除去される。「ブリード及びフィード」のそのようなプロセシング条件は、チャンバー１１１が、プロセス又は作動圧力に実質的に近い圧力に維持されるのを可能にし（例えば、工程３０２で超臨界二酸化炭素を除去しそして汚染物質を抽出した圧力）、その一方で、消費された超臨界二酸化炭素の一部を連続的に希釈する。フレッシュな超臨界二酸化炭素がチャンバー１１１に入りそして消費された超臨界二酸化炭素がチャンバー１１１を出るので、得られた圧力プロファイルは、わずかに鋸歯であるように示される。圧力スパイクは、チャンバー１１１と比較してより高い第２のアキュムレータ１０２中の圧力の結果である。わずかにより低い一連の圧力降下は、チャンバー１１１からの消費された超臨界二酸化炭素の除去によるものである。第２のアキュムレータ１０２とチャンバー１１１との間で意図的に維持されるこのわずかな所定の圧力差は、フレッシュな超臨界二酸化炭素がチャンバー１１１中に流れるのに十分である。前の工程３０２中の作動圧力とほぼ同等の一定の圧力で全体の「ブリード及びフィード」が実施されるように、チャンバー中の平均圧力が比較的一定のままである。
【００４０】
一定の圧力ブリード及びフィード工程３０３が完了した時、弁１１２を閉じて、チャンバー１１１中への超臨界二酸化炭素の供給を中止する。減圧工程３０４がここで起こり得る。当該チャンバー中に液体二酸化炭素が流れるのを可能にするようにチャンバー１１１中の圧力をアキュムレータ１０１中の圧力よりも低く保ちながら、工程３０４に示すように、プロセスチャンバー１１１は、二酸化炭素の超臨界圧力よりも低く約３００ｐｓｉ〜約１０００ｐｓｉの範囲の圧力にガス抜きできる。チャンバー１１１中の圧力が十分に減圧された時に、弁１１２を閉じ、そして、弁１１３を開けて、フラッシュ及びすすぎ洗い工程３０５に示すように、液体二酸化炭素が、第１のアキュムレータ１０１の底からプロセスチャンバー１１１中に流れるのを可能にする。工程３０５は、液体二酸化炭素が基板１１０の表面に沿って流れる貫流すすぎ洗いである。減圧工程３０４の間に再沈積したかもしれない又は基板１１０の表面上に依然として存在するかもしれないいかなる残留汚染物質の除去を、当該液体二酸化炭素は確実にする。
【００４１】
当該液体二酸化炭素の密度は、基板１１０上の汚染物質が当該液体二酸化炭素中に溶解されるのを十分に可能にする。更に、当該液体二酸化炭素は、基板１１０に沿って配置される汚染物質を除去できるのに十分なドラッグフォースを有する。結果として、サブミクロン汚染物質が、フラッシュ及びすすぎ洗い工程３０５で除去され得る。
【００４２】
フラッシュ及びすすぎ洗い工程３０５に続いて、弁１１３を閉じ、脚１０７を通してプロセスチャンバー１１１中への液体二酸化炭素の供給を止める。チャンバー１１１は、工程３０６に示すように大気圧に減圧されて、チャンバー１１１から残りの液体及び／又は超臨界二酸化炭素をガス抜きする。
【００４３】
確認できるように、アキュムレータ１０１及び１０２及び弁１０９、１１２及び１１３を持つ対応するフローネットワーク１８５を持つ二酸化炭素供給システム１００は、プロセスシーケンス３００中の各々の工程の圧力プロファイルが、基板１１０の表面に沿った高ＡＲ特徴を損傷することなしに汚染物質の改善された除去を形成するように管理されることを可能にする。超臨界二酸化炭素がまず導入されて、小ＡＲ特徴をバックリングすることなしにそのような特徴から汚染物質を抽出する。液体二酸化炭素が続いて導入されて、当該液体二酸化炭素のドラッグフォースの効力で、残留汚染物質を溶解し、そして、基板表面に沿って含有する当該汚染物質を押すこともする。クリーニングシーケンス３００の間にオンデマンドで及び特定のプロセスシーケンスの超臨界及び液体二酸化炭素をデリバリーする能力は、図１の供給システム１００によって可能にされる。
【００４４】
図４は、基板１１０上に含有する汚染物質の除去のクリーニングシーケンス４００の他の形態を例証する。従前の形態と同様に、このプロセスシーケンス４００は、図１の二酸化炭素供給システムを利用して実施できる。本発明のこの形態では、作動圧力へのチャンバー１１１の加圧は、別個の段階で実現される。特に、第１の工程４０１は、第１のアキュムレータ１０１からの飽和蒸気二酸化炭素でチャンバー１１１を加圧することを包含する。これに関して、弁１０９を開放配置にセットする。第１のアキュムレータ１０１中の飽和蒸気は、最初に大気圧であるチャンバー１１１の圧力よりも高い圧力を有する。結果として、当該飽和蒸気二酸化炭素は、フローネットワーク１８５の脚１０６を通ってチャンバー１１１中に流れることができる。チャンバー１１１の下流の弁１１５は、十分な閉配置で好ましくは維持され、チャンバー１１１中の圧力が上昇するのを可能にする。チャンバー１１１の内部の圧力は、チャンバー１１１の特定の温度で飽和蒸気圧未満に保持される。従って、当該二酸化炭素は、いかなる気−液境界なしに気相としてチャンバー１１１内に存在する。このやり方では、チャンバー１１１は、チャンバー１１１に入る二酸化炭素のジュールトンプソン膨張の効力で有意な液体凝縮なしに有利に加圧できる。たとえ、気相二酸化炭素の冷却がチャンバー１１１の膨張で起ることがあり、そして、チャンバー１１１中の圧力が、チャンバー１１１中の作動圧力及び作動温度を実現するために飽和蒸気圧を通して増加する必要があるだろうとしても、図４の工程４０１中での加圧への２工程アプローチは、従来のクリーニングプロセスで典型的に遭遇するような逆の液体形成を実質的に最小限にできる。
【００４５】
気相二酸化炭素は、チャンバー１１１内の温度で飽和されない。従って、工程４０１でのチャンバー１１１の加圧の間の液体凝縮の除去は、基板１１０上の高ＡＲパターン特徴を潜在的に損傷可能な、液体二酸化炭素中に本来備わっている表面張力効果を回避する。
【００４６】
チャンバー１１１中の圧力が飽和蒸気圧未満に維持されるので、工程４０１の気相加圧は、工程４０６のフラッシュ及びすすぎ洗いに比べ、比較的速く実施できる。チャンバー１１１中への気相二酸化炭素のデリバリーが、飽和蒸気圧未満である所定の圧力への圧力上昇を引き起こした時、弁１０９を閉じ、第１のアキュムレータ１０１の頂部からの気相二酸化炭素の流れを止め、そして、弁１１２を開けて、第２のアキュムレータ１０２からチャンバー１１１中への超臨界相二酸化炭素１０４の流れを開始する。１例では、チャンバー１１１中の圧力が二酸化炭素の飽和蒸気圧未満であることを確実にするために、気相二酸化炭素から超臨界相二酸化炭素に切り換える前に温度約３１℃で所定の圧力が約８００ｐｓｉｇに到達する。
【００４７】
弁１０９を閉じ及び弁１１２を開けて、超臨界二酸化炭素１０５は、チャンバー１１１を、飽和圧力未満の圧力から最終の作動圧力に加圧する。超臨界二酸化炭素を、フローネットワーク１８５の脚１０８を通してチャンバー１１１中に導入する。この工程の対応する圧力上昇を工程４０２に示す。
【００４８】
クリーニングシーケンス４００の工程のバランスは、図３に記載のものと同一である。特に、工程４０３は、工程４０３で超臨界二酸化炭素を使用して基板１１０の当該特徴から汚染物質を除去及び抽出することを包含する。共溶媒又は添加剤も、この工程４０３でチャンバー１１１に添加できる。一定の圧力ブリード及びフィードが、工程４０４で実施される。一定の圧力ブリード及びフィードに続き、減圧が工程４０５で起り、そこでは、プロセスチャンバー１１１が、二酸化炭素の超臨界圧力未満で約３００ｐｓｉ〜約１０００ｐｓｉの範囲の圧力にガス抜きされる。チャンバー１１１中の圧力が十分に減圧された時、いかなる残りの汚染物質のフラッシュ及びすすぎ洗いのために液体二酸化炭素が導入される（工程４０６）。
【００４９】
従って、図４のプロセスシーケンス４００は、クリーニングシーケンスの間の特定の時間に二酸化炭素の３個の異なる相−気相二酸化炭素、超臨界二酸化炭素及び液体二酸化炭素−を要求する。図１の供給システム１００は、特定のシーケンスで要求されるように二酸化炭素の各々のこれらの相をプロセスチャンバー１１１にデリバーして従来のプロセスと比較して改善されたクリーニングシーケンスを製造する能力を可能にする。
【００５０】
更に図４に言及すると、工程４０１を実施する別の形態は、パルスガス抜き又はサイクルパージを包含するであろう。気相二酸化炭素の導入は、チャンバー１１１から空気を置換するようにパルスで起るであろう。チャンバー１１１中の熱制御は、そのようなパルスガス抜きによって維持され、チャンバー１１１中の比較的一定の温度を維持する。この形態では、圧力のランプアップは一連の別個の工程で起り、それによって、当該チャンバー中のますます増加する加圧の後に、チャンバー１１１のわずかなガス抜きがなされ、空気を置換し、そして、チャンバー１１１中の膨張する蒸気二酸化炭素で起るであろう二酸化炭素の冷却を和らげもする。工程４０１中のこの連続的なパルスパージは、鋸歯プロファイルで起る。チャンバー１１１からの空気を気相二酸化炭素で置換することによって、チャンバー１１１中への追加の二酸化炭素の導入は、温度を等しく冷却しないかもしれない。言い換えると、パルスのようなやり方で、チャンバー中へ気相二酸化炭素を導入することは、チャンバー１１１中の温度を平衡にして、熱制御及び局部的な冷却の回避を可能にするかもしれない。従って、工程４０１及び４０２の実施は、チャンバー１１１中の２相二酸化炭素の形成を実質的に避ける。従って、工程４０２は、チャンバー１１１を超臨界二酸化炭素で充填することによって起ることができ、基板１１０上に含有する高ＡＲ特徴上に特に、望ましくない気−液境界の体験及びその関連する反対の表面張力効果なしに作動圧力を実現する。これは、チャンバー１１１中の二酸化炭素の実質的に非飽和な条件をも維持する一方で、熱制御を潜在的に向上させるために用いることができるパルスガス抜きの１例である。
【００５１】
本発明によって図４への他の変更が考慮されることが理解されるべきである。例えば、ベローズチャンバーが、以下のやり方で使用できる。プロセスチャンバー１１１は、当該プロセスチャンバー中に当該超臨界二酸化炭素を供給する前に第１の圧力にまず加圧できる。第１の圧力は、二酸化炭素の超臨界圧力とほぼ同等であろう。空気又は不活性ガスが、第１の圧力に加圧するために利用できる。プロセスチャンバー１１１が第１の圧力に到達した後に、超臨界二酸化炭素が、プロセスチャンバー１１１中に供給でき、当該超臨界二酸化炭素は第１の圧力よりも大きい第２の圧力でチャンバー１１１にデリバーされる。第２の圧力での超臨界二酸化炭素の供給工程は、ベローズチャンバーを構成及び調節して当該超臨界二酸化炭素を第２の圧力に圧縮することを含む。チャンバー１１１への供給の間に当該超臨界二酸化炭素によって受けた圧力損失は、当該超臨界二酸化炭素が亜臨界二酸化炭素相になるのを引き起こさないように不十分に残る。当該超臨界二酸化炭素は、チャンバー１１１に入る時、空気又は不活性ガスを置換する。
【００５２】
本発明の原理を多重精製及びプロセスシステムに拡張して多重プロセスツールの役目を果たすことができることが、更に理解されるべきである。図５は、多重精製及び供給ユニットを含む精製及び供給システム５００を例証する。各々の精製及び供給システム５０１及び５０２は、図１に関連して記載され示されたように構成してもよい。しかし、図１とは異なり、各々の精製及び供給システム５０１及び５０２は、１以上のプロセスツールと結合できる。図５は、精製及び供給システム５０１が単一のプロセスツール５０３に結合し、精製及び供給システム５０２がプロセスツール５０４及び５０５と結合することを示す。バルクタンク５０６は、粗形態の貯蔵二酸化炭素を含有する。バルクタンク５０６中の当該粗二酸化炭素は、精製及び供給システム５０１又は５０２によって精製できる。精製及び供給システム５００中の弁は、明瞭さの目的で省略した。この精製及び供給システム５００は、コンパクトなフットプリントが同時に多重プロセシングツールの役目を有利に果たすことを可能にする。
【００５３】
本発明がそれらの好ましい形態に関連して特に示されて記載されている一方で、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲から離れることなしに、形態及び詳細の様々な変更がその中でなされてもよいことが、当業者によって理解されよう。
本発明に関連して、以下の内容を更に開示する。
（１）
以下の工程を含む、基板の表面から汚染物質を除去するためのカスタマイズされたクリーニングシーケンスを形成するために、二酸化炭素の超臨界及び非超臨界相をデリバーする方法：
超臨界相の二酸化炭素を含む溶媒流体を、基板を含有するチャンバー中に導入する工程であって、ここで、当該超臨界相は共溶媒添加剤と混合される工程；
基板表面からの汚染物質を、超臨界二酸化炭素相中に移動させて、二酸化炭素の少なくとも部分的に消費された超臨界相を形成する工程；
当該チャンバーから、当該少なくとも部分的に消費された超臨界二酸化炭素相を除去し、そして、同時に、当該チャンバー中に、超臨界相のフレッシュな二酸化炭素を導入する工程であって、これにより、当該消費された超臨界二酸化炭素を希釈し、そして、当該基板表面上に汚染物質が沈殿するのを実質的に抑制し、ここで、当該フレッシュな二酸化炭素は、その中に溶解した追加の共溶媒を場合により含む工程；
続いて、チャンバー中に、液体相の二酸化炭素を導入する工程；及び
当該基板表面の上に当該二酸化炭素液体相を流して、当該基板表面をフラッシュし及びすすぎ洗いし、そして、それによって、当該クリーニングシーケンス後に当該基板表面上に残っているかもしれない追加の共溶媒、共溶媒、及び汚染物質を除去する工程。
（２）
当該希釈化工程が、一定の圧力で起る、（１）の方法。
（３）
大気圧よりも大きい圧力に当該チャンバーを減圧するように当該チャンバーをガス抜きすると同時に、当該希釈化工程が起る、（１）の方法。
（４）
二酸化炭素液体相でフラッシュし及びすすぎ洗いした後に、大気圧にガス抜きすることを更に含む、（１）の方法。
（５）
第２の溶媒又は添加剤を導入することを更に含む、（１）の方法。
（６）
当該溶媒流体を導入する前に、当該チャンバーを所定の作動圧力に加圧することを更に含む、（１）の方法。
（７）
純気相の二酸化炭素を導入して当該チャンバーを加圧する、（６）の方法。
（８）
連続的な希釈化を用いる、（１）の方法。
（９）
以下の工程を含む、基板の表面から汚染物質を除去するためのカスタマイズされたクリーニングシーケンスを形成するために、二酸化炭素の異なる相をデリバーする方法：
純気相の二酸化炭素を導入して、チャンバーを、飽和蒸気圧未満の第１の圧力に加圧する工程；
当該純気相を除去しそして続いて超臨界相の二酸化炭素を導入して、チャンバー圧力を、第１の圧力から、第１の圧力よりも高い第２の圧力に増加させる工程；
基板を含有するチャンバー中に、共溶媒と混合した超臨界相の二酸化炭素を含む当該第２の圧力の溶媒流体を導入する工程；
基板表面からの汚染物質を、超臨界二酸化炭素相中に移動させて、二酸化炭素の少なくとも部分的に消費された超臨界相を形成する工程；
当該チャンバーから、当該少なくとも部分的に消費された超臨界二酸化炭素相を除去し、そして、同時に、当該チャンバー中に、共溶媒のない当該超臨界相のフレッシュな二酸化炭素を導入する工程であって、これにより、当該消費された超臨界二酸化炭素を希釈し、そして、当該基板表面上に汚染物質が沈殿するのを実質的に抑制する工程；
続いて、チャンバー中に、液体相の二酸化炭素を導入する工程；及び
当該基板表面の上に当該二酸化炭素液体相を流して、当該基板表面をフラッシュし及びすすぎ洗いし、そして、それによって、当該基板表面上に残留して残っているいかなる共溶媒及び汚染物質を除去する工程。
（１０）
当該純粋相の二酸化炭素を導入する工程を、サイクルパルスパージを使用して実施し、それによって、空気が当該純粋相の二酸化炭素で置換される、（９）の方法。
（１１）
当該サイクルパルスパージが、複数のパルスパージを含み、ここで、各々のパルスパージは、チャンバー圧力をますます増加させる、（１０）の方法。
（１２）
置換された空気をガス抜きする、（１１）の方法。
（１３）
当該第１の圧力が、約Ａと約Ｂの間である［おそらく、プロセス圧力に近い、なぜなら、凝縮は最小でありそして第２の加圧工程よりも速い第１の加圧工程なので］、（９）の方法。
（１４）
第１の圧力を達成する速度が、第２の圧力を達成する速度よりも大きい、（９）の方法。
（１５）
以下を含む、多相の二酸化炭素を下流のプロセスチャンバーに精製し及びデリバーするための供給システム：
精製ユニットと当該チャンバーとの間に配置された第１のアキュムレータであって、飽和液体相二酸化炭素及び飽和気相二酸化炭素を含む第１のアキュムレータ；
精製ユニットと当該チャンバーとの間に配置された第２のアキュムレータであって、超臨界相二酸化炭素を含む第２のアキュムレータ；
粗二酸化炭素を含有するバルクタンクから精製二酸化炭素を製造するための、第１の及び第２のアキュムレータの上流に配置された精製ユニット；及び
第１の脚、第２の脚、第３の脚、第１の調節弁、第２の調節弁及び第３の調節弁を有し、第１の及び第２のアキュムレータの出口に配置されたフローネットワーク。
（１６）
各々のアキュムレータが、設定値圧力を実現するためのヒーターを含む、（１５）の供給システム。
（１７）
第１のアキュムレータが、２１℃〜３０℃に維持された温度を有し、第２のアキュムレータが、３１℃よりも高い温度を有する、（１６）の供給システム。
（１８）
当該フローネットワークが、液体、蒸気及び超臨界相二酸化炭素を２以上のチャンバーにデリバーするように構成される、（１５）の供給システム。
（１９）
第２のアキュムレータがベローズチャンバーである、（１５）の供給システム。
（２０）
以下の工程を含む、基板のクリーニングの間に基板表面上に汚染物質が沈殿するのを妨げる方法：
プロセスチャンバーを第１の圧力に加圧する工程であって、ここで、当該第１の圧力が、二酸化炭素の超臨界圧力と少なくともほぼ同等である工程；及び
超臨界二酸化炭素をプロセスチャンバー中に供給する工程であって、ここで、当該超臨界二酸化炭素を、当該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で当該チャンバーにデリバーする工程。
（２１）
超臨界二酸化炭素を供給する工程が、ベローズチャンバーを構成し及び調節して、超臨界二酸化炭素を当該第２の圧力に圧縮することを含む、（２０）の方法。
（２２）
プロセスチャンバーを第１の圧力に加圧する工程が、超臨界二酸化炭素をプロセスチャンバー中に供給する前にプロセスチャンバーを空気又は不活性ガスで加圧することを含む、（２０）の方法。
（２３）
超臨界二酸化炭素が空気又は不活性ガスを置換する、（２２）の方法。
（２４）
当該チャンバーへの供給の間に超臨界二酸化炭素によって受ける圧力損失が、超臨界二酸化炭素に亜臨界二酸化炭素相に低減する原因にならないように不十分に残る、（２０）の方法。
【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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