(57)【要約】  インサイチュー相決定のための機器及び方法を提供する。本機器は、物質を保持するように構成される測定チャンバと、測定チャンバの一側に取り付けられる入口窓とを含む。測定チャンバの反対側に出口窓が取り付けられ、出口窓は入口窓と平行である。この機器は、入射光ビームを生成するように構成される光源を更に含む。入射光ビームは、入口窓の法線に対してゼロでない入射角で入口窓に向けられる。入射光ビームは、入口窓、測定チャンバ、及び出口窓を通過して出力光ビームを形成する。検出器が出口窓の下に配置され、出口窓を通過する出力光ビームを集め、測定データを生成するように構成される。
2020531822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサイチュー相決定のための機器であって、
物質を保持するように構成される測定チャンバと、
前記測定チャンバの一側に取り付けられる入口窓と、
前記測定チャンバの反対側に取り付けられる出口窓であって、前記入口窓と平行である、出口窓と、
入射光ビームを生成するように構成される光源であって、前記入射光ビームは前記入口窓の法線に対してゼロでない入射角で前記入口窓に向けられ、前記入口窓、前記測定チャンバ、及び前記出口窓を通過して出力光ビームを形成する、光源と、
前記出口窓の下に配置される検出器であって、前記出口窓を通過する前記出力光ビームを集め、測定データを生成するように構成される、検出器と
を含む、機器。
【請求項２】
前記物質が二酸化炭素を含み、前記二酸化炭素が気体状態、液体状態、又は超臨界状態にある、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記入口窓及び前記出口窓がホウケイ酸ガラスで作られる、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
前記入口窓及び前記出口窓が異なる屈折率を有する、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
前記光源が、前記入射光ビームを生成するように構成されるレーザダイオード、光損失を減らすために前記入射光ビームを集束するように構成される集束レンズ、及び前記入射光ビームの形状を変調するように構成されるビーム成形光学素子を含む、請求項１に記載の機器。
【請求項６】
前記光源が、ガウスプロファイルを有する入射シートビーム、フラットトッププロファイルを有する入射シートビーム、狭い円錐又は円筒形の入射ペンシルビーム、又は入射ガウスビームを生成する、請求項５に記載の機器。
【請求項７】
前記光源が、複数のペンシルビーム、複数のガウスビーム、ダークスポットを有する照明プロファイル、複数の平行ライン、交差ラインによって形成されるパターン、又は同心円によって形成されるパターンを生成するための構造化された照明器を更に含む、請求項５に記載の機器。
【請求項８】
迷光を最小限に抑え、検出器感度を最大化するために前記検出器の面上に導入される保護ガラス、フィルタ、又は集束光学素子を更に含む、請求項１に記載の機器。
【請求項９】
前記検出器が、二次元（２Ｄ）撮像マルチピクセル（ＣＭＯＳ又はＣＣＤ）センサ、一次元（１Ｄ）ライン（ラインスキャン）センサ、又は単一ピクセル位置敏感型センサを含む、請求項１に記載の機器。
【請求項１０】
前記入射光ビームが、前記入口窓の前記法線に対して０度から９０度の前記入射角を有する、請求項１に記載の機器。
【請求項１１】
インサイチュー相決定のための機器であって、
物質を保持するように構成される測定チャンバと、
前記測定チャンバの一側に取り付けられる入口窓と、
前記測定チャンバの反対側に取り付けられる出口窓であって、前記入口窓と平行である、出口窓と、
入射光ビームを生成するように構成される光源であって、前記入射光ビームは前記入口窓の法線に対してゼロでない入射角で前記入口窓に向けられ、前記入口窓、前記測定チャンバを通過し、前記出口窓に反射して反射光ビームを形成し、前記反射光ビームは前記測定チャンバ及び前記入口窓を通過する、光源と、
前記入口窓の上に取り付けられる検出器であって、前記入口窓を通過する前記反射光ビームを受光し、測定データを生成するように構成される、検出器と
を含む、機器。
【請求項１２】
前記光源が、特定の波長を有する光を選択的に透過するように構成される光学フィルタを更に含む、請求項１１に記載の機器。
【請求項１３】
前記入口窓及び前記出口窓がホウケイ酸ガラスで作られる、請求項１１に記載の機器。
【請求項１４】
迷光を最小限に抑え、検出器感度を最大化するために前記検出器の面上に導入される保護ガラス、フィルタ、又は集束光学素子を更に含む、請求項１１に記載の機器。
【請求項１５】
インサイチュー相決定のための方法であって、
入口窓の法線に対してゼロでない入射角で測定チャンバの前記入口窓に入射光ビームを向けるステップであって、前記入口窓は前記測定チャンバの一側に取り付けられ、前記測定チャンバは物質を保持する、向けるステップと、
検出器によって出力光ビームを集めるステップであって、前記入射光ビームは前記入口窓、前記測定チャンバ、及び出口窓を通過して前記出力光ビームを形成し、前記出口窓は前記測定チャンバの反対側且つ前記入口窓と平行に取り付けられ、前記検出器は前記出口窓の下に配置される、集めるステップと、
前記出力光ビームのビーム重心位置を合わせる測定データを処理回路によって生成するステップと、
前記測定チャンバ内に保持される前記物質の特性を前記測定データに基づいて決定するステップと、
前記決定した特性に基づいて製造プロセスを制御するステップと
を含む、方法。
【請求項１６】
反射光ビームのビーム重心位置を合わせるために前記検出器によって前記反射光ビームを集めるステップであって、前記入射光ビームは前記入口窓、前記測定チャンバを通過し、出口窓に反射して前記反射光ビームを形成し、前記出口窓は前記測定チャンバの反対側且つ前記入口窓と平行に取り付けられ、前記反射光ビームは前記測定チャンバ及び前記入口窓を通過して前記検出器に到達し、前記検出器は前記入口窓の上に配置される、集めるステップ
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記測定データが、
前記測定チャンバ内の前記物質にわたる光学的屈折率の平均値、
前記測定チャンバ内の前記物質にわたる光学的屈折率の値の分布プロファイル、
前記検出器に到達する前記出力光ビームの強度に基づく前記測定チャンバ内の前記物質の透過係数の平均値及び吸収係数の平均値、
前記検出器に到達する前記出力光ビームの前記強度に基づく前記測定チャンバ内の前記物質の透過係数の値の分布プロファイル及び吸収係数の値の分布プロファイル、並びに
前記検出器に到達する反射光ビームの強度に基づく前記物質と前記出口窓との間の境界面における反射率値
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記測定チャンバ内に保持される前記物質の特性を前記測定データに基づいて決定する前記ステップが、
前記ビーム重心位置と様々な状態にある前記物質の屈折率との関係を確立するために較正を行うステップと、
前記ビーム重心位置と前記様々な状態にある前記物質の前記屈折率との関係に基づいて前記測定チャンバ内の前記物質のインサイチューの屈折率を光センサによって得るステップと、
前記得られたインサイチューの屈折率に基づいて前記物質の状態を決定するステップと
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
較正データを得るステップを更に含み、前記較正データは前記測定チャンバ内に導入される単一のサンプルに基づく１点較正データ、前記測定チャンバ内に導入される２つの異なるサンプルに基づく２点較正データ、及び前記測定チャンバ内に導入される３つの異なるサンプルに基づく３点較正データを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記入口窓の前記法線に対して前記ゼロでない入射角で前記測定チャンバの前記入口窓に前記入射光ビームを向けるステップの前に、特定の波長を有する光を選択的に透過する光学フィルタに前記入射光ビームを向けるステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張及び相互参照
本開示は、参照によりその全体を本明細書に援用する、２０１７年８月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／５４８，３８２号明細書の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
一定の温度を超えて加熱すると殆どの物質は気体に変わる。同様に、気体は一定の圧力を超えて圧縮される場合又は一定の温度を下回って冷却される場合、液体及び／又は固体に変わる。二酸化炭素等の物質は、所謂臨界点を超える圧力及び温度にさらされると、液体又は気体と著しく異なる特性を有する所謂超臨界流体に変わる。概して液体に似ているが、超臨界ＣＯ２はほぼゼロの粘度を有し、ほぼゼロの表面張力を示す。
【０００３】
半導体産業のウエハ洗浄液の開発は、超臨界流体を利用してウエハ表面から湿潤洗浄剤及び／又は他の残留物を除去することをもたらした。一実施形態では、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の溶媒を使用して不純物を溶解し除去することができる。しかし、とりわけ高アスペクト比（高さ対幅）の構造では溶媒自体がウエハ表面に閉じ込められる可能性がある。典型的には、高アスペクト比の構造に閉じ込められた液体は毛管効果の影響下にある。液体が蒸発すると、構造壁が表面張力にさらされ崩壊する可能性がある。この問題を解決するための１つの手法は、超臨界流体を使用することである。超臨界二酸化炭素は、例えばウエハ表面上の及びオンウエハ構造内のイソプロパノールを溶解し、置換することができる。純粋な超臨界ＣＯ２だけが残ると、ＣＯ２が気体に変わるまで洗浄チャンバ内の圧力が低下し得る。表面張力が欠如し毛管効果がないため、このプロセスは構造壁を損傷することなしに行われる。気体相に入ると、ＣＯ２は残留物、損傷、又は不純物を残さずにウエハ表面から逃れる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
課題の１つは、洗浄プロセスを容易にするために洗浄チャンバ内のＣＯ２の相／状態を正確に決定することである。新規の遠隔検査方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、任意選択的に物質の温度及び圧力の同時測定と組み合わせて、物質体積における光学的屈折率の空間分布及び時間分布を測定することによって物質の相状態を決定するための方法及び機器を提供する。本開示は、同じ物質の異なる相（気相、液相、及び超臨界相）について屈折率が異なることを示す理論的及び実験的研究に基づく。
【０００６】
本開示の重要な要素は、物質を通して光の成形ビームを送り出し、物質を通る光路をビームが横断した後の変位を測定する光センサである。この方法はスネルの法則に基づき、スネルの法則とはつまり、屈折率ｎと入射角θの正弦との積は、光のビームが或る媒体／物質から別の媒体／物質に通過するとき一定のままであることである：
ｎ１  ｓｉｎ（θ１）＝ｎ２  ｓｉｎ（θ２）
【０００７】
入射角は、ビーム伝搬（「光線」）の方向と２つの媒体間の境界面に対する法線との間の角度である。
【０００８】
入力ビーム（例えば入射光ビーム）はコリメートされた光源の出力から形成され、ライン、細い「ペンシル」ビーム、又は構造化された（即ちパターン化された）照明プロファイル分布へと成形され得る。ビームは、実質的にゼロでない入射角（即ち窓の面への法線に対して）において入射光ビームにとって透過的な窓を通って光センサの測定チャンバに入り、同様の窓を通って反対側から測定チャンバを出る。測定チャンバ内の物質の屈折率が変化すると、物質内のビームの伝搬方向も変化する。チャンバの反対側では、ビーム重心位置、即ちチャンバの反対側でビームによって照らされるスポットの重心を検出するセンサ上にビームが当たる。ビーム重心位置と物質の屈折率との関係を確立するために正確な較正を行う。チャンバ内の屈折率の正確な測定は、ビーム重心位置と物質の屈折率との関係に基づいて光センサによって得られる。ライン又は構造化された（パターン化された）照明が使用される場合、センサは測定チャンバ内の様々な位置にわたる屈折率の空間分布も測定できるようにし得る。個別に、十分に高速な応答時間を有するセンサは、時間の経過に伴う屈折率の変化を測定すること並びに自己相関関数等の時間分布の特性を計算することを可能にし得る。
【０００９】
光学的屈折率、温度、圧力、及び物質の物理的状態（気体、液体、超臨界）間の理論的に又は実験的に確立された関係を所与とし、センサは光学的屈折率の測定から物質の状態を正確に決定することを可能にする。更にセンサは、物理的特性が平均と局所的に異なる超臨界流体の層及び泡の形成、液体内の気泡の形成、キャビテーション等、検査対象の体積内の物質の均一性及び局所的な状態変化に関する情報を提供でき得る。
【００１０】
本開示の一態様は、インサイチュー相決定のための機器を提供する。本機器は、物質を保持するように構成される測定チャンバと、測定チャンバの一側に取り付けられる入口窓とを含む。測定チャンバの反対側に出口窓が取り付けられ、出口窓は入口窓と平行である。この機器は、入射光ビームを生成するように構成される光源を更に含む。入射光ビームは、入口窓の法線に対してゼロでない入射角で入口窓に向けられる。入射光ビームは、入口窓、測定チャンバ、及び出口窓を通過して出力光ビームを形成する。検出器が出口窓の下に配置され、出口窓を通過する出力光ビームを集め、測定データを生成するように構成される。
【００１１】
本開示の別の態様は、インサイチュー相決定のための機器を含む。本機器は、物質を保持するように構成される測定チャンバと、測定チャンバの一側に取り付けられる入口窓と、測定チャンバの反対側に取り付けられる出口窓とを含む。出口窓は入口窓と平行である。この機器は、入射光ビームを生成するように構成される光源を更に含む。入射光ビームは、入口窓の法線に対してゼロでない入射角で入口窓に向けられる。入射光ビームは、入口窓、測定チャンバを通過し、出口窓に反射して反射光ビームを形成する。反射光ビームは測定チャンバ及び入口窓を通過して検出器に到達する。検出器は入口窓の上に取り付けられ、入口窓を通過する反射光ビームを受光し、測定データを生成するように構成される。
【００１２】
本開示の更に別の態様は、インサイチュー相決定のための方法を提供する。開示する方法では、入射光ビームが入口窓の法線に対してゼロでない入射角で測定チャンバの入口窓に向けられる。入口窓は測定チャンバの一側に取り付けられ、測定チャンバは物質を保持する。出力光ビームが検出器によって集められる。入射光ビームは、入口窓、測定チャンバ、及び出口窓を通過して出力光ビームを形成する。出口窓は測定チャンバの反対側に取り付けられ、入口窓と平行である。検出器が出口窓の下に配置される。測定データが生成され、測定チャンバ内に保持される物質の特性が測定データに基づいて決定される。決定された特性に基づいて製造プロセスが制御される。
【００１３】
上記の段落は全般的な導入として提供しており、添付の特許請求の範囲を限定することは意図しない。記載する実施形態は、更なる利点と共に、添付図面に関連して解釈される以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解される。
【００１４】
本開示の態様は、添付図面と共に読まれるとき以下の詳細な説明から最もよく理解される。業界の標準慣行に従い、様々な特徴が縮尺通り描かれていないことを指摘しておく。実際、解説を明瞭にするために様々な特徴の寸法を任意に増加又は低減する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一部の実施形態による、ＣＯ２の例示的な相図である。
【図２】一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体の光学的屈折率の図である。
【図３】一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体に基づくウエハ洗浄サイクルの概略図である。
【図４】一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体に基づくウエハ洗浄サイクルの例示的な流れ図である。
【図５Ａ】一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体の相及び状態を決定するための例示的な単一パス型光センサの概略図である。
【図５Ｂ】一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体の相及び状態を決定するための別の例示的な単一パス型光センサの概略図である。
【図６】一部の実施形態による、単一パス型光センサの例示的な動作のシミュレーション結果である。
【図７】一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体の相及び状態を決定するための例示的なデュアルパス型光センサの概略図である。
【図８】一部の実施形態による、デュアルパス型光センサの例示的な動作のシミュレーション結果である。
【図９】一部の実施形態による、デュアルパス型光センサのシミュレーション試験結果である。
【図１０】一部の実施形態による、単一パス型光センサの第１の例示的試験結果である。
【図１１】一部の実施形態による、単一パス型光センサの第２の例示的試験結果である。
【図１２】一部の実施形態による、単一パス型光センサの第３の例示的試験結果である。
【図１３】一部の実施形態による、光センサに基づくインサイチュー相モニタリングのための方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の開示は、提供する内容の様々な特徴を実装するための多くの異なる実施形態又は例を与える。本開示を単純にするために、コンポーネント及び構成の具体例を以下に記載する。当然ながらこれらは例に過ぎず、限定的であることは意図しない。加えて本開示は、様々な例において参照番号及び／又は参照文字を繰り返す場合がある。この繰り返しは、単純さと明快さのためであり、解説する様々な実施形態及び／又は構成間の関係をそれ自体が指示するものではない。
【００１７】
更に本明細書では、図示の或る要素又は特徴に対する別の要素又は特徴の関係を説明しやすくするために、「下部」、「下」、「下の」、「上部」、「上」等の空間的に相対的な用語を使用することがある。空間的に相対的な用語は、図示の向きに加えて使用中又は動作中の機器の様々な向きを包含することを意図する。機器は異なるように方向付ける（９０度又は他の向きに回転させる）ことができ、本明細書で使用する空間的に相対的な記述子も同様にしかるべく解釈することができる。
【００１８】
本明細書の全体を通して「一実施形態」又は「或る実施形態」に言及することは、その実施形態に関して記載する特定の特徴、構造、材料、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味するが、それらが全ての実施形態にあることは示さない。従って本明細書の様々な箇所で「一実施形態では」という語句が登場することは、必ずしも同じ実施形態を言及しているわけではない。更に１つ又は複数の実施形態では、特定の特徴、構造、材料、又は特性を任意の適切なやり方で組み合わせることができる。
【００１９】
本開示が対処する主な制約は、境界面又は薄膜内ではなく、体積内の光学的屈折率の測定を行う必要性である。測定は遠隔的に且つ高温高圧チャンバへのアクセスが制限された状態で行われる必要がある。測定は、リアルタイム且つ費用対効果の高い方法で、十分な精度（＜０．０１）、高い安定性／分解能（＜０．００５）、及び比較的大きな範囲の屈折率（例えば１．００から１．５０）で実行する必要がある。
【００２０】
これらの制約を所与とし、媒体内に挿入する必要がある光ファイバ及び他のプローブは遠隔測定の要件を理由に不適切である。臨界角／ブルースター角／アッベ屈折計等の従来の幾何学的方法は空間の制約のために実用的ではない。干渉縞カウント等の波動光学的方法は十分な範囲を提供せず、幾らかの安定性の懸念を生じさせる可能性がある。反射率及び吸収の方法は基準を必要とし、限られた感度を有し得る。
【００２１】
本明細書で開示する機器は、ビームが測定チャンバを通過して屈折を経た後に検出器上に照明ビームの位置を合わせ、照明ビームの位置をチャンバ内の物質の光学的屈折率の値と相関させる直接撮像方法を適用する。本明細書に記載する機器は、境界面又は薄膜内ではなく、体積内の光学的屈折率の測定を行えることが確認されている。測定は、高温高圧チャンバへのアクセスが制限された状態で遠隔的に行われる。測定は、リアルタイム且つ費用対効果の高い方法で、十分な精度（＜０．０１）、高い安定性／分解能（＜０．００５）、及び比較的大きな範囲の屈折率（例えば１．００から１．５０）で実行される。
【００２２】
図１は、一部の実施形態によるＣＯ２の例示的な相図１０である。図１に示すように、ＣＯ２は、固体、液体、気体、及び超臨界流体を含む４つの相（又は状態）を有することができる。相図１０には、平衡又は相境界の４本の線１２〜１８が含まれる。これらの平衡線は、平衡において複数の相が共存し得る条件（例えば温度及び圧力）を記す。相転移は平衡線に沿って起こる。相図１０は、三重点Ａ及び臨界点Ｂを更に含む。三重点は３つの異なる相が共存し得る条件を記す。図１に示すように、三重点Ａにおいて気体、固体、及び液体が共存し得る。ＣＯ２の三重点は２１７Ｋで約５．１ｂａｒ（５１７ｋＰａ）である。臨界点Ｂは、著しい高温高圧において、液相及び気相が超臨界流体として知られている区別不能なものになることを反映する。図１に示すように、ＣＯ２はその臨界温度（即ち３０４．２５Ｋ）及び臨界圧力（即ち約７．４ＭＰａ）よりも上で超臨界流体として振る舞う。超臨界相にある間、ＣＯ２は液体のような密度を有するが気体のように流れることができ、例えばＩＰＡを溶解させることができる。
【００２３】
図２は、一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体の光学的屈折率の図２０である。図２に示すように、ＣＯ２の屈折率は相（例えば気体、液体、及び超臨界流体）によって異なる。図２には屈折率と条件（例えば温度及び圧力）との関係を実証する５本の例示的な曲線２１〜２５が含まれる。例えば曲線２４は、圧力が約ゼロから約２４ＭＰａに上昇し且つ温度が８０℃に維持される場合のＣＯ２の屈折率の約０．１５の増分を示す。図１の相図によれば、温度が８０℃で圧力が約ゼロの場合ＣＯ２は気相を有し、温度が８０℃で圧力が約２４ＭＰａの場合ＣＯ２は超臨界相を有する。図２は、ＣＯ２の屈折率が気相で約１から超臨界相で約１．１５に変化することを示す。
【００２４】
図３は、本開示の一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体に基づくウエハ洗浄サイクルの概略図である。洗浄サイクルは、始点である点Ｓから始まる。点Ｓで、ＩＰＡで覆われたウエハがＰ１圧力とＴ１温度で処理チャンバに入れられる。一部の実施形態では、Ｐ１圧力が大気圧である。ウエハが内側にあるとき、処理チャンバがロックされ、ＳＣＦ（超臨界流体）投入弁が開く。次いで洗浄サイクルは点Ｃに進み、点Ｃでは超臨界ＣＯ２流体が連続的に処理チャンバ内に投入され、ＩＰＡを溶解し始めるとき、処理チャンバの圧力が７．４ＭＰａの超臨界ＣＯ２形成圧力を実質的に上回るＰ２圧力に達する。点Ｃでは、超臨界ＣＯ２流体が溶解済みのＩＰＡをウエハから離してチャンバの外に運べるようにするために出口弁が開いている。洗浄プロセスが点Ｄを超えて進むとき、ＩＰＡが超臨界ＣＯ２流体に置換され運び去られる。この洗浄サイクルが転移点である点Ｅに進むと、処理チャンバ内のＩＰＡ質量含有率が約０％に低下し、ＳＣＦ投入弁が閉じられる。点Ｅから始まり、ＳＣＦ投入弁が閉じ、出口弁がまだ開いているため処理チャンバの圧力は下がる。処理チャンバの圧力が７．４ＭＰａを下回るとき、超臨界ＣＯ２流体が蒸気ＣＯ２に転移する。洗浄サイクルが終点である点Ｇに達すると、処理チャンバの圧力が減少し（Ｐ１）、出て行くＣＯ２がＴ１からＴ２へと断熱冷却される。そのＸ点においてチャンバを開き、洗浄されたウエハを除去し、洗浄プロセスを繰り返すことができる。
【００２５】
図４は、本開示の一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体に基づくウエハ洗浄サイクルの例示的な流れ図４００である。洗浄サイクルは４０２から始まり、４０２では超臨界ＣＯ２流体が供給パイプ内に保たれる。ステップ４０４で、ＩＰＡで覆われたウエハが処理チャンバに入る。一部の実施形態では、ウエハは複数のマイクロ構造を有することができる。マイクロ構造は、幅及び高さを有する開口部であり得る。ＩＰＡは、ＩＰＡドライプロセス等の前の処理ステップから開口部内に閉じ込められ得る。ステップ４０６で、超臨界ＣＯ２流体が投入弁経由で処理チャンバに投入され、超臨界ＣＯ２流体がウエハの上面を流れる。ステップ４０８で、処理チャンバ内に超臨界ＣＯ２流体がますます投入されるようになるにつれ、開口部に閉じ込められている超臨界ＣＯ２流体がＩＰＡ内に溶解する。ステップ４１０で、処理時間が進むにつれ、ＩＰＡが超臨界ＣＯ２流体内に伴出され運び去られる。ステップ４１２で、処理時間が進むにつれてバルク超臨界ＣＯ２流体が残りのＩＰＡを移動させる。ステップ４１４で、出口弁がオンのまま投入弁が閉じられ、処理チャンバの圧力が下がる。超臨界ＣＯ２流体は気体へと転移し、圧力が下がるにつれてウエハを離れる。流れ図４００は、表面張力が約ゼロの洗浄方法を示す。流れ図４００に示す洗浄方法は、毛管力による基板上の構造の損傷を引き起こす可能性のある液体−気体−固体メニスカスの形成を有さない。
【００２６】
図５Ａは、一部の実施形態による超臨界ＣＯ２流体の相及び状態を決定するための例示的な単一パス型光センサ１００の概略図である。光センサ１００は、光源１０２を有することができる。光源１０２は、３９０ｎｍから７００ｎｍまでの波長で可視入射光ビーム１２０を生成するレーザダイオードとすることができる。光源は、生成された入射光ビーム１２０の回折を低減するための集束レンズ（不図示）も含むことができる。光源１０２は、入射ビームをライン状の光ビーム又は他の構造／パターン化された光ビームに変調するためのビーム成形光学素子（不図示）を更に含むことができる。図５Ａの実施形態では、ビーム成形光学素子は、ガウスプロファイルを有するシートビームへと入射光ビームを変調するように構成される回折光学素子である。シートビームは６４５ｎｍから６５５ｎｍまでの範囲で６５０ｎｍを中心とすることができる。
【００２７】
この光センサはコンテナ１０４を含むことができ、コンテナ１０４内に光源１０２を搭載することができる。光センサ１００は、８０℃及び１６ＭＰａ等の高温高圧に耐え得る測定チャンバ１２６を有することができる。物質１１６（例えば超臨界ＣＯ２流体）は、様々な設計に応じて測定チャンバ１２６内に保持することができ又は測定チャンバ１２６を流れることができる。測定チャンバ１２６は、測定チャンバ１２６の上側に配置される入口窓１１０、及び測定チャンバ１２６の底側に配置される出口窓１１２を有する。入口窓１１０及び出口窓１１２は、高温高圧に耐え得るガラスで作ることができる。入口窓１１０及び出口窓１１２は、入射光ビーム１２０にとって透過的とすることもできる。図５Ａの実施形態では、入口窓１１０及び出口窓１１２はホウケイ酸ガラスで作ることができる。
【００２８】
コンテナ１０４と測定チャンバ１２６との間の接続を提供するために上部シェル１０６ａが光センサ１００内に含まれる。漏出防止のために入口窓１１０と上部シェル１０６ａとの境界面に上部シール１０８ａ及び１０８ｂを取り付けることができる。コンテナ１０４と入口窓１１０との間に間隙１２８があることができる。一実施形態では、間隙１２８は大気圧下にあり得る。別の実施形態では、リレー光学素子、保護ガラス、又は光学フィルタ等の光学素子を間隙１２８内に設置することができる。加えて、結合性向上のために出口窓１１２と下部シェル１０６ｂとの境界面に下部シール１１４ａ及び１１４ｂが取り付けられる。シェル１０６は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、又は他の適切な材料で作ることができる。
【００２９】
光源１０２は、入口窓１１０の法線に対してゼロでない角度で機械的に配置される。入射光ビーム１２０は、入口窓１１０の法線に対してゼロでない入射角を有する。入射光ビームの入射角は、入口窓１１０の法線に対して０度から９０度までとすることができる。入射光ビーム１２０は、設計要件に応じてガウスプロファイルを有する入射シートビーム、フラットトッププロファイルを有する入射シートビーム、狭い円錐又は円筒形の入射ペンシルビーム、入射ガウスビーム、又は他の形状を有するビームとすることができる。光源１０２は、複数のペンシルビーム、複数のガウスビーム、ダークスポットを有する照明プロファイル、複数の平行ライン、交差ラインによって形成されるパターン、又は同心円によって形成されるパターンを生成するための構造化された照明器（不図示）を更に含むことができる。図５Ａの実施形態では、入射光ビーム１２０は６４５ｎｍから６５５ｎｍまでの範囲で６５０ｎｍを中心とするガウスプロファイルを有するシートビームである。
【００３０】
引き続き図５Ａを参照し、入射光ビーム１２０がゼロでない入射角で入口窓１１０に向けられ、入口窓の入力時に境界面を横断するとき屈折する。図５の実施形態では、間隙１２８内の媒体（例えば空気）の屈折率が入口窓１１０の屈折率よりも小さく、従ってスネルの法則に従い、入口窓内の屈折角は入口窓の入力時の入射角よりも小さい。この屈折は図５Ａに示すが、間隙１２８及び入口窓１１０の特性に基づいて屈折が一定なので角度変数を用いてラベル付けしていない。
【００３１】
ビームは、物質１１６の境界面に対して入射角θ１で入口窓１１０を通過し、この境界面を越えて物質１１６内で屈折角θ２を有する屈折光ビーム１２２を形成する。図５Ａの実施形態では、屈折光ビーム１２２の屈折角θ２は窓内の光ビームの入射角θ１よりも小さい。この屈折角θ２は物質１１６（例えば超臨界ＣＯ２流体）の特性の変化に伴って変化する。屈折光ビーム１２２は物質１１６及び出口窓１１２を更に通過し、出力光ビーム１２４を形成する。図５Ａの実施形態では、出口窓１１２の屈折率は物質１１６の屈折率よりも大きい。これに対応して、屈折光ビーム１２２の入射角θ３は出口窓内の光ビームの屈折角θ４よりも小さい。角度θ２、θ３、及びθ４の関係は物質１１６の空間的不均一性に基づいて変化し得る。光は出口窓を通過し、（別の屈折角度で）出て出力光ビーム１２４になる。
【００３２】
出力光ビーム１２４は検出器１１８に到達する。検出器１１８は出口窓１１２の下に配置され、出口窓１１２を通過する出力光ビームを集め、測定データを生成するように構成される。検出器１１８は、二次元（２Ｄ）撮像マルチピクセル（ＣＭＯＳ又はＣＣＤ）センサ、一次元（１Ｄ）ライン（ラインスキャン）センサ、単一ピクセル位置敏感型センサ等を含む。一部の実施形態では、保護ガラス、フィルタ、又は集束光学素子を検出器の面上に導入して迷光を最小限に抑え、検出器感度を最大化することができる。上述したように、図５Ａの実施形態では、入射光ビーム１２０はビーム成形光学素子（不図示）によって変調された後のシートビームである。入射光ビーム１２０は、入口窓１１０、物質１１６、及び出口窓１１２を通過して出力光ビーム１２４を形成する。物質１１６が測定チャンバ内で一定の屈折率を有する安定した状態にあるとき、入射光ビームはシート状のパターンを伴って物質内に伝搬することができ、出力光ビーム１２４はシート状のパターンを引き継ぎ、検出器１１８上に光線を形成することができる。しかし物質１１６が不安定な状態（例えば気体から液体への転移）を有する場合、又は測定チャンバ内で不十分な均一性を有する場合、入射光ビームは変化する屈折率によって物質内で分散する可能性があり、出力光ビーム１２４が対応する散乱パターン又は分散パターンを検出器１１８上に投影させる可能性がある。加えて検出器１１８上の光線の位置は、異なる物質１１６が測定チャンバ１２６に導入されるとき屈折率の変化に伴って変化し得る。
【００３３】
測定チャンバ内の物質の屈折率が変化するにつれ、物質内の光ビームの伝搬方向も変化する。出口窓では、ビーム重心位置を検出するセンサ上に光ビームが当たる。ビーム重心位置と物質の屈折率との関係を確立するために正確な較正を行うことができる。チャンバ内の屈折率の正確な測定は、ビーム重心位置と物質の屈折率との関係に基づいて光センサ１００によって得られる。シートビーム１２０等の構造化された（パターン化された）照明が使用される場合、センサは測定チャンバ内の様々な位置にわたる屈折率の空間分布又は時間分布も測定できるようにし得る。
【００３４】
光学的屈折率、温度、圧力、及び物質の物理的状態（気体、液体、超臨界）間の理論的に又は実験的に確立された関係を所与とし、光センサ１００は光学的屈折率の測定から物質の状態を正確に決定することを可能にする。更にセンサは、液体内の気泡の形成、キャビテーション等、検査対象の体積内の物質の均一性及び局所的な状態変化に関する情報を提供でき得る。
【００３５】
検出器１１８は、出力光ビーム１２４を受光し、電気信号を生成することができる。電気信号は処理回路に送ることができる。処理回路は、検出器１１８上に出力光ビームのビーム重心位置を合わせる測定データを生成するための信号処理を行うことができる。図９〜図１２に一部の例示的な測定データを示すことができる。測定データは、測定チャンバ内の物質にわたる光学的屈折率の平均値、測定チャンバ内の物質にわたる光学的屈折率の値の分布プロファイル、検出器に到達する出力光ビームの強度に基づく測定チャンバ内の物質の透過係数の平均値及び吸収係数の平均値、検出器に到達する出力光ビームの強度に基づく測定チャンバ内の物質の透過係数の値の分布プロファイル及び吸収係数の値の分布プロファイル、並びに検出器に到達する反射光ビームの強度に基づく物質と出口窓との間の境界面における反射率値も含む。分布プロファイルは、或る時点のスナップショットにおいて空間的とすることができ、又は分布の動的な変化を示すために時間的とすることができる。
【００３６】
図６は、一部の実施形態による、単一パス型光センサの例示的な動作のシミュレーション結果である。図６に示すように、入射光ビーム１２０が光源１０２によって生成される。入射光ビーム１２０は、光源１０２のビーム成形光学素子（不図示）によってシートビームに変調することができる。入射光ビーム１２０は光学フィルタ１３０を通過し、次いで間隙１２８内を伝搬する。光学フィルタ１３０は、６５０ｎｍ等の特定の波長を有する光を選択的に透過するように構成される。入射光ビーム１２０は更に入口窓１１０を通過し、物質１１６に入って屈折光ビーム１２２を形成する。図６に示すように、測定チャンバ内の物質１１６を横切る座標Ｙを適用することができる。座標Ｙは測定チャンバ内の位置を示すことができる。屈折光ビーム１２２は更に出口窓１１２を通過して出力光ビーム１２４を形成する。出力光ビーム１２４は更に伝搬し、検出器１１８に到達する。検出器１１８に到達する前に、保護ガラス、フィルタ、又は集束光学素子等の光学素子１３２を検出器の面上に導入して迷光を最小限に抑え、検出器感度を最大化することができる。検出器１１８は出力光ビーム１２４を集め、電気信号を生成する。生成された電気信号は解析のために処理回路に送られる。処理回路は、測定データを生成するための信号処理を行うことができる。図１０〜図１２に一部の例示的な測定データを示すことができる。
【００３７】
図５Ｂは、一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体の相及び状態を決定するための別の例示的な単一パス型光センサの概略図である。見ての通り、センサ１００’は、集束レンズ５５０に３本のペンシルビームを出力する光源１０２と、入射ビーム１２０’を与えるための光屈曲入力プリズム５５１とを含む。入射ビーム１２０’は屈折ビーム１２２’になり、出口窓１１２を通過すると出力光ビーム１２４’になる。更に、出力光１２４’は検出器１１８に到達する前に別のプリズム５５３を通過する。
【００３８】
図７は、一部の実施形態による、超臨界ＣＯ２流体の相及び状態を決定するための例示的なデュアルパス型光センサ２００の概略図である。光センサ２００は光源２０２を有することができる。光源２０２は、３９０ｎｍから７００ｎｍまでの波長で可視入射光ビーム２２０を生成するレーザダイオードとすることができる。光源は、生成された入射光ビーム２２０の回折を低減するための集束レンズ（不図示）も含むことができる。光源２０２は、入射ビームをライン状の光ビーム又は他の構造／パターン化された光ビームに変調するためのビーム成形光学素子（不図示）を更に含むことができる。図７の実施形態では、ビーム成形光学素子は、ガウスプロファイルを有するシートビームへと入射光ビームを変調するように構成される回折光学素子である。シートビームは６４５ｎｍから６５５ｎｍまでの範囲で６５０ｎｍを中心とすることができる。
【００３９】
光センサ２００はコンテナ２０４を含むことができ、コンテナ２０４内に光源２０２を搭載することができる。光センサ２００は、超臨界流体が存在し得る臨界点を実質的に上回る高温高圧に耐え得る測定チャンバ２２６を有することができる。物質２１６（例えば超臨界ＣＯ２流体）は、様々な設計に応じて測定チャンバ２２６内に保持することができ又は測定チャンバ２２６を流れることができる。測定チャンバ２２６は、測定チャンバの上側に配置される入口窓２１０、及び測定チャンバ２２６の底側に配置される出口窓２１２を有する。入口窓２１０及び出口窓２１２は、高温高圧に耐え得るガラスで作ることができる。入口窓２１０は入射光ビーム２２０にとって透過的とすることもできるが、出口窓は図示のように反射する。図７の実施形態では、入口窓２１０及び出口窓２１２はホウケイ酸ガラスで作ることができるが、出口窓は適切な反射特性を有するように修正することができる。
【００４０】
コンテナ２０４と測定チャンバ２２６との間の接続を提供するためにシェル２０６が光センサ２００内に含まれる。結合性向上のために入口窓２１０とシェル２０６との境界面にシール２０８ａ及び２０８ｂを取り付けることができる。コンテナ１０４と入口窓２１０との間に任意選択的なリレー光学素子２１４が存在し得る。一実施形態では、任意選択的なリレー光学素子２１４が同じ材料で作られ得る。別の実施形態では、リレー光学素子２１４は、６５０ｎｍ等の特定の波長を有する光を選択的に透過するように構成される保護ガラス又はフィルタとすることができる。シェル２０６は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、又は他の適切な材料で作ることができる。
【００４１】
光源２０２は、入口窓２１０の法線に対してゼロでない角度で機械的に配置される。入射光ビーム２２０は、入口窓２１０の法線に対してゼロでない入射角を有する。入射光ビームの入射角は、入口窓２１０の法線に対して０度から９０度までとすることができる。入射光ビーム２２０は、ガウスプロファイルを有する入射シートビーム、フラットトッププロファイルを有する入射シートビーム、狭い円錐又は円筒形の入射ペンシルビーム、又は入射ガウスビームとすることができる。光源２０２は、複数のペンシルビーム、複数のガウスビーム、ダークスポットを有する照明プロファイル、複数の平行ライン、交差ラインによって形成されるパターン、又は同心円によって形成されるパターンを生成するための構造化された照明器（不図示）を更に含む。図７の実施形態では、入射光ビーム２２０は６４５ｎｍから６５５ｎｍまでの範囲で６５０ｎｍを中心とするガウスプロファイルを有するシートビームである。
【００４２】
引き続き図７を参照し、入射光ビーム２２０がゼロでない入射角で任意選択的なリレー光学素子２１４に当たる。入射光ビーム２２０は、任意選択的なリレー光学素子２１４、入口窓２１０を更に通過し、物質２１６内に透過する。任意選択的なリレー光学素子２１４、入口窓２１０、及び物質２１６は異なる屈折率を有し得るので、入射光ビーム２２０の伝搬方向はリレー光学素子２１４、入口窓２１０、及び物質２１６内でスネルの法則に従って変わり得る。入射光ビーム２２０は物質２１６内を更に伝搬し、出口窓２１２に到達する。入射光ビーム２２０は、出口窓２１２の面に反射して反射光ビーム２２２を形成することができる。反射光ビームは、物質２１６、入口窓２１０、リレー光学素子２１４を更に通過し、検出器２１８に到達する。
【００４３】
検出器２１８は、コンテナ２０４内に取り付けられ、任意選択的なリレー光学素子２１４上に配置される。検出器２１８は反射光ビームを集め、測定データを生成するように構成される。検出器２１８は、二次元（２Ｄ）撮像マルチピクセル（ＣＭＯＳ又はＣＣＤ）センサ、一次元（１Ｄ）ライン（ラインスキャン）センサ、単一ピクセル位置敏感型センサ等を含む。一部の実施形態では、保護ガラス、フィルタ、又は集束光学素子を検出器の面上に導入して迷光を最小限に抑え、検出器感度を最大化することができる。図７の実施形態では、入射光ビーム２２０はビーム成形光学素子によって変調された後のシートビームである。物質２１６が測定チャンバ内で一定の屈折率を有する安定した状態にあるとき、入射光ビーム２２０はシート状のパターンを伴って物質内に伝搬することができ、反射光ビーム２２２はシート状のパターンを引き継ぎ、検出器２１８上に光線を形成することができる。しかし物質２１６が不安定な状態（例えば気体から液体への転移）を有する場合、又は測定チャンバ内で不十分な均一性を有する場合、入射光ビームは変化する屈折率によって物質内で分散する可能性があり、反射光ビーム２２２が対応する散乱パターン又は分散パターンを検出器２１８上に投影させる可能性がある。加えて検出器２１８上の光線の位置は、異なる物質２１６が測定チャンバ２２６に導入されるとき屈折率の変化に伴って変化し得る。
【００４４】
図８は、一部の実施形態による、デュアルパス型光センサ２００の例示的な動作のシミュレーション結果である。図８に示すように、入射光ビーム２２０が光源２０２によって生成される。入射光ビーム２２０は、光源２０２のビーム成形光学素子（不図示）によってシートビームに変調することができる。入射光ビーム２２０は光学素子２２４を通過し、次いでリレー光学素子２１４内を伝搬する。光学素子２２４は、６５０ｎｍ等の特定の波長を有する光を選択的に透過するように構成される光学フィルタとすることができる。入射光ビーム２２０は、更に入口窓２１０を通過し、物質２１６に入る。出口窓２１２の面上で入射光ビームが反射して反射光ビーム２２２を形成する。図８に示すように、測定チャンバ内の物質２１６を横切る座標Ｙを適用することができる。座標Ｙは測定チャンバ内の位置を示すことができる。反射光ビーム２２２は、物質２１６、入口窓２１０、及び任意選択的なリレー光学素子２１４を通過する。反射光ビーム２２２は、検出器２１８の面上に配置される光学素子２２４を更に透過する。一部の実施形態では、光学素子２２４は保護ガラス、フィルタ、又は集束光学素子とすることもでき、検出器２１８の感度を改善するために迷光を最小限に抑えるように構成される。反射光ビーム２２２は検出器２１８に到達し、検出器２１８によって集められる。検出器２１８は、入射光ビームに応答して電気信号を生成する。生成された電気信号は、処理回路に更に送られる。処理回路は、検出器２１８上に反射光ビームのビーム重心位置を合わせる測定データを生成するための信号処理を行うことができる。一部の例示的なシミュレーションデータを図９で見ることができる。
【００４５】
図９は、入射光ビームがラインビームである一部の実施形態による、デュアルパス型光センサのシミュレーション試験結果である。受光される光ビームがセンサに当たるとき、対応する光線がセンサ内で受光される。図９に示すように、Ｘ座標は、異なる屈折率を有する光センサ２００の測定チャンバ内の物質を通過する受光光ビーム（例えば反射光ビーム）の変位を示す。Ｙ座標は、図８でラベル付けされている測定チャンバ内の位置を示す。図９のＸ座標内のシミュレーションデータは、物質の屈折率が上がるにつれて受光光ビームが同じ方向（例えば図９の左）にシフトすることを示す。加えて、より高い屈折率はより大きな変位に対応する。図９のＹ座標内のシミュレーションデータは、物質の屈折率が上がるにつれて入射光ビームが物質内でより少ない分布を有することも示す。
【００４６】
図１０は、一部の実施形態による、単一パス型光センサ１００の第１の例示的試験結果である。Ｘ座標の測定データは、ベースライン物質を通過する出力光ビームに対する超臨界ＣＯ２流体を通過する出力光ビームの変位を示す。図１０の上部は、出力光ビームがベースライン物質を通過した後の検出器上の出力光ビームの収集位置を示す。図１０の下部は、出力光ビームが超臨界ＣＯ２流体を通過した後のセンサ上の出力光ビームの別の収集位置を示す。出力光ビームは、屈折率が１．１２（超臨界）から１（ベースライン）に増加するとき図１０の左にシフトすることが分かる。構造化された照明（例えば入射シートビーム１２０）に基づき、Ｙ座標内の測定データは測定チャンバのＹ方向（例えば直径）にわたり均一に非分散の屈折率分布を示す。均一に非分散の屈折率分布は、光センサの測定チャンバ内の均一且つ安定した媒体に対応する。
【００４７】
図１０に示す測定データに基づき、ビーム重心位置と様々な状態にある物質の屈折率との関係を確立するために正確な較正を行うことができる。ビーム重心位置と様々な状態にある物質の屈折率との関係に基づき、チャンバ内のインサイチューの屈折率の正確な測定を光センサによって得ることができる。得られたインサイチューの屈折率に基づいて物質の状態を決定することができる。加えて、ライン又は構造化された（パターン化された）照明が使用される場合、センサは測定チャンバ内の様々な位置にわたる屈折率の分布も測定できるようにし得る。
【００４８】
機器の較正は、検出器上の照光ライン又は他のパターンの幾何学的位置を、試験対象のサンプル物質の光学的屈折率の値にマップすることである。通常、較正は、入射角及び測定チャンバの長さ等の設定に関する幾何学的情報の恩恵を受ける。加えて較正は、既知の光学的屈折率を有する基準較正サンプルの測定の恩恵を受けることができる。例えば１点較正（既知の屈折率の単一のサンプル）は、公称位置からの検出器の機械的オフセットに対する依存を除去することを可能にし、２点較正（異なる且つ既知の屈折率の２つのサンプル）は公称値からのチャンバ長又は同様の極めて重要な幾何学的パラメータの機械的オフセットに対する依存を低減することを可能にし、３点較正は光学系の最大３つの異なる幾何学的パラメータの測定に対する影響を軽減することを理論的に可能にし得る。
【００４９】
図１１は、分散／散乱信号が受け付けられる（図１１の下部）単一パス型光センサの第２の例示的試験結果である。分散／散乱信号は、光センサの測定チャンバ内の不均一／不安定な物質を示す。一部の実施形態では、分散／散乱信号がＣＯ２の遷移過程に対応している。
【００５０】
図１２は、図１１と比較して更に多くの分散／散乱信号が受信される、単一パス型光センサの第３の例示的試験結果である。より分散／散乱した信号は、光センサの測定チャンバ内の超臨界ＣＯ２状態の細分を示す。
【００５１】
図１３は、一部の実施形態による、光センサ１００又は２００に基づくインサイチュー相モニタリングのための方法７００を示す流れ図である。方法７００は、超臨界ＣＯ２流体が光センサの測定チャンバを流れているステップ７０２から始まる。ステップ７０４で、測定チャンバの入口窓に入射光ビームを向ける。入射光ビームは、入口窓、超臨界ＣＯ２流体、及び出口窓を通過して出力光ビームを形成する。出力光ビームが検出器に当たる。ステップ７０６で、検出器が入口窓、超臨界ＣＯ２流体、及び出口窓を通過する出力光ビームを集め、電気信号を生成する。ステップ７０８で、その電気信号を処理回路に送る。処理回路は、測定データを生成するための信号処理を行う。
【００５２】
測定データは、測定チャンバ内の物質にわたる光学的屈折率の平均値、測定チャンバ内の物質にわたる光学的屈折率の値の分布プロファイル、検出器に到達する出力光ビームの強度に基づく測定チャンバ内の物質の透過係数の平均値及び吸収係数の平均値、検出器に到達する出力光ビームの強度に基づく測定チャンバ内の物質の透過係数の値の分布プロファイル及び吸収係数の値の分布プロファイル、並びに検出器に到達する反射光ビームの強度に基づく物質と出口窓との間の境界面における反射率値を含む。
【００５３】
次に方法７００はステップ７１０に進み、ステップ７１０では、光センサの測定チャンバ内に保持される物質（例えば超臨界ＣＯ２流体）の特性（例えば相状態）を測定データに基づいて決定することができる。例えば図１０〜図１２に示される測定データに基づいてＣＯ２の相状態を決定することができ、ＣＯ２は図１０では超臨界状態にあり、図１１では遷移過程にあり、図１２では細分状態にある。物質の特性を決定したら、ステップ７１２で対応する制御を適用することができる。例えば図１１又は図１２に示すように測定データが超臨界ＣＯ２流体の不安定な状態を示す場合、図４に示す洗浄サイクルの流れ図４００を停止することができ、機器を確認することができる。
【００５４】
半導体産業のウエハ洗浄液の開発は、超臨界流体を利用してウエハ表面から洗浄剤を除去することをもたらした。課題の１つは、洗浄プロセスを容易にするために処理チャンバ内の超臨界流体の相／状態を正確に決定することである。本開示は、任意選択的に物質の温度及び圧力の同時測定と組み合わせて、物質体積における光学的屈折率を測定することによって物質の相状態を決定するための方法及び機器を提供する。本開示は、同じ物質の異なる相（気相、液相、及び超臨界相）について屈折率が異なることを示す理論的及び実験的研究に基づく。光学的屈折率、温度、圧力、及び物質の物理的状態（気体、液体、超臨界）間の理論的に又は実験的に確立された関係を所与とし、センサは光学的屈折率の測定から物質の状態を正確に決定することを可能にする。更にセンサは、液体内の気泡の形成又はキャビテーション等、検査対象の体積内の物質の均一性及び局所的な状態変化に関する情報を提供でき得る。
【００５５】
当業者が本開示の態様をよりよく理解できるように、上記では幾つかの実施形態の特徴を概説した。本明細書で紹介した実施形態の同じ目的を実行するために及び／又は同じ利点を実現するために、他のプロセス及び構造を設計し又は修正するための基礎として本開示を難なく利用できることを当業者なら理解すべきである。かかる等価の構成が本開示の趣旨及び範囲から逸脱しないこと、及び本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなしに様々な変更、置換、及び改変を加えることができることも当業者なら理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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