CN101198723A

CN101198723A - 用于超临界流体去除或沉积工艺的装置和方法

Info

Publication number: CN101198723A
Application number: CNA2006800215933A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·B·克赞斯基; 埃利奥多·G·根丘; 许从应; 托马斯·H·鲍姆; 帕梅拉·M·维辛廷
Original assignee: Advanced Technology Materials Inc
Current assignee: Advanced Technology Materials Inc
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2008-06-11

Abstract

一种连续流超临界流体(SCF)装置和方法，用于将薄膜沉积到微电子器件上或从其上具有不需要的层、粒子和/或残渣的微电子器件上去除所述不需要的层、粒子和/或残渣。所述SCF装置优选包括动态混合器，以保证将SCF与其它化学组分均匀混合。

Description

用于超临界流体去除或沉积工艺的装置和方法

发明领域

本发明涉及用于微电子器件制造的超临界流体装置和将所述装置用于去除或沉积工艺的方法，该工艺包括但不限于微电子器件的蚀刻、清洁、粒子去除、残渣去除、薄膜沉积和光致抗蚀剂层去除。

相关技术描述

微电子器件制造工业已经进行了大量持续的努力，来开发用于对微电子器件进行蚀刻、清洁和离子注入硬化光致抗蚀剂及其残渣去除的改进工艺。由于临界尺寸持续快速地减小，这种努力已经受挫。常规湿法清洁方法、包括使用水基组合物，遭遇到的基本限制是部分地由于清洁溶液中所用液体的高表面张力特征，使得临界尺寸(CD)宽度降至低于100nm。此外，水性清洁溶液能够强烈影响多孔低-k介电材料的重要材料性质，包括机械强度、水分摄取、热膨胀系数和对不同基底的粘附性。

除了去除工艺外，许多应用都希望在微电子器件上形成层，例如在构造集成电路过程中的薄膜沉积。通常用于形成层的方法包括化学气相沉积(CVD)工艺和原子层沉积(ALD)工艺。涉及CVD和/或ALD工艺的问题包括小于100％的阶梯覆盖、缓慢的沉积速率和不能将前体充分转化为沉积材料。

近期，已经提出利用超临界流体(SCFs)将前体递送到表面上，用于在表面上形成膜。通常如下利用超临界流体：首先以高浓度将前体溶于超临界流体内，这利用了SCF的溶剂特征的优点。然后将包含前体的SCF递送到其中安置有基底的反应室内。然后，(i)降低室内的温度和/或压力条件，从而将流体变为非超临界状态。然后流体就会缺少能够将前体保留在溶液内的溶剂性质，从而使前体脱离溶液以在基底上形成层(或膜)。或者，(ii)将基底加热，使包含前体的SCF中的前体分解在基底上，以在基底上形成层。

超临界流体沉积(SCFD)与化学气相沉积(CVD)相比具有重要的优点，这些优点包括但不限于：(1)低操作温度，这允许使用这样的有机金属前体，该有机金属前体可在CVD中在产生蒸汽相浓度所必需的高温下降解；(2)由于SCF的溶剂化能力而获得了较高(SCF-相)的前体浓度，同时在金属表面的有机金属络合物分解后，促进配体从金属表面上解吸附；(3)同时将多种前体溶于SCF中，这使得SCF-相前体组合物能变成具有复杂和多要素组成的沉积材料；(4)选择使用具有易变配体的有机金属前体化合物，因为没有使用真空条件；(5)使用不挥发性有机金属前体，它们将是毒性较小并且成本更有效的化合物；和(6)使用无毒、低成本、易于获得并且可循环的溶剂，如二氧化碳。

目前的SCFD处理技术基于超临界溶剂的快速膨胀(RESS)，或者使用载气或共活性气体如氢，通过热或反应还原基底表面上的前体。RESS包括通过微米级尺寸的喷嘴或毛细管使包含前体的SCF快速膨胀，然后在基底表面上或其附近产生待沉积的材料的气溶胶。尽管这种工艺可以用于生长各种材料的薄膜，但由于只有少量前体材料可通过流体膨胀必需的小尺寸喷嘴而膨胀，所以沉积速率和被沉积膜的表面积受到限制。此外，可能导致不均匀膜生长的粒子产生。后一工艺通常被称为化学流体沉积(CFD)，它包括使待沉积的前体材料在SCF中溶剂化，并且通过标准开口将包含前体的SCF运输到沉积室内，然后在静态压力下，使前体在基底上发生反应，例如还原或分解。这种工艺允许生长均匀的膜，然而，由于来自热源的热消散，高百分比的前体材料损失在室壁上。此外，由于包含前体的SCF在室内的长暴露时间，已经报导来自有机配体的膜污染水平提高。

超临界流体(SCF)还为从微电子器件表面上去除材料如光致抗蚀剂层和其它残渣提供了替代方法。SCFs扩散快、粘度低、表面张力接近零、并能容易地透入深的沟槽和通孔。另外，由于SCFs的低粘度，其能快速地传送溶解和/或悬浮的物质。使用SCFs的清洁工艺大大排除了水消耗、对晶片的损坏、对必须处置的大量有害液体化学品的需要和处理步骤的数目。

不幸的是，SCFs是高度无极性的，因此许多物质不能充分溶于其中。目前，添加到SCFs中用于增溶的组分包括但不限于如下的一种或多种：前体、络合物、共反应剂、稀释剂、共溶剂、表面活性剂、氧化剂、还原剂、稳定剂、螯合剂、钝化剂、络合物和蚀刻剂。通常使用静态混合方法将所述组分掺入SCF中，从而将SCF和要溶解于其中的组分引入混合室内，通过冲击弯曲的路径来利用流动流体的动量提供物理混合必需的能量，该弯曲的路径将向前的动量转变为横向或湍流运动。静态混合器中压力或温度的任何改变、例如压力下降，均可导致具有下游支流的混合室内的固体沉淀或液相-液相分离。例如混合室下游的装置管件可能变得堵塞，或者可能在处理室内形成粒子。而且，当SCF与组分分离时，与SCF组合物相关的优点都会终结，所述优点为例如能够轻易地渗入深的沟槽和通孔以有效地清洁其内部、或者由于SCF的溶剂化能力而获得较高的(SCF-相)前体浓度。

因此，本领域需要改进的混合方法，例如动态混合器，该方法将在本体溶剂内产生一致和均匀的组分介质，即使当该组分为固体或已知在所述本体溶剂中具有低溶解度时。

除了与静态混合室相关的问题外，现有的去除体系还被布置成使SCF清洁配方再循环。在待清洁基底的表面上用过的流体的再循环使得新鲜的化学品不能进入，而新鲜进入的化学品是保证有效和高效地清洁微电子器件表面所必需的。

因此，本领域还需要连续流体系，该体系使得新鲜的化学品均匀地引导到微电子器件表面上，以高效和有效地去除不需要的层、粒子和/或残渣。优选地，动态混合器是连续流体系的部件。重要地，连续流体系还将改进薄膜材料的生长工艺，从而保证沉积更均匀、较少被污染的膜。

发明概述

本发明涉及连续流SCF装置和使用所述装置的方法。

在一方面，本发明涉及连续流超临界流体(SCF)装置，所述SCF装置包括：

(a)盛放溶剂的溶剂容器；

(b)连通至溶剂容器的高压溶剂泵，用于使高压溶剂泵下游的溶剂流动；

(c)连通至并位于高压溶剂泵下游的溶剂加热器，其中溶剂加热器布置成用于将溶剂转化为超临界状态；

(d)高压化学组分泵，用于使化学组分泵下游的至少一种化学组分流动；

(e)连通至并位于溶剂加热器和化学组分泵两者下游的混合室；和

(f)连通至并位于溶剂加热器和混合室下游的处理室。

在另一方面，本发明涉及连续流超临界流体处理室，其包括：

(a)内室；

(b)位于内室中的流体分散器；

(c)位于内室中的微电子器件支撑件，布置成用于支撑一个或多个微电子器件；和

(d)位置远离流体分散器的至少两个排出口。

在还一方面，本发明涉及制造微电子器件的方法，所述方法包括使用连续流超临界流体沉积(SCFD)装置，将薄膜沉积到微电子器件上，所述SCFD装置包括：

(a)盛放溶剂的溶剂容器；

(d)高压前体化学品泵，用于使前体化学品泵下游的至少一种化学组分流动；

(e)连通至并位于溶剂加热器和前体化学品泵两者下游的混合室；和

(f)连通至并位于溶剂加热器和混合室下游的处理室。

在还一方面，本发明涉及沉积薄膜的方法，所述方法包括使用连续流超临界流体沉积(SCFD)装置，将薄膜沉积到基底上，所述SCFD装置包括：

(a)盛放溶剂的溶剂容器；

(f)连通至并位于溶剂加热器和混合室下游的处理室。

在还一方面，本发明涉及连续流超临界流体沉积(SCFD)装置，所述SCFD装置包括：

(a)盛放至少一种溶剂和至少一种前体材料的混合物的容器；

(b)连通至容器的高压泵，用于使高压泵下游的混合物流动；

(c)连通至并位于高压泵下游的加热器，其中加热器布置成用于将混合物转化为次临界或超临界状态；和

(d)连通至并位于加热器下游的处理室。

(a)盛放溶剂的溶剂容器；

(d)高压前体化学品泵，用于使前体化学品泵下游的前体流动；和

(e)连通至并位于溶剂加热器和前体化学品泵两者下游的处理室，其中处理室包括混合体系。

本发明的还一方面涉及改进的微电子器件和包括所述微电子器件的产品，这些器件和产品使用本发明的方法和体系制备，所述方法和体系包括使用本文所述的方法和/或体系沉积薄膜，和任选将微电子器件结合到产品中。

本发明的又一方面涉及用于均化超临界或次临界流体和至少一种组分的动态混合体系，所述混合体系包括：

(a)限定了内室的高压器皿；

(b)盛放超临界或次临界流体的超临界或次临界流体容器，所述超临界或次临界流体容器布置成对高压器皿进料的关系；

(c)盛放至少一种组分的至少一个组分容器，所述至少一个组分容器布置成对高压器皿进料的关系；和

(d)位于内室中的搅拌器，用于提供动态混合。

在另一方面，本发明涉及用于均化超临界或次临界流体和至少一种其它组分的动态混合体系，所述其它组分选自共溶剂、螯合物、表面活性剂、氧化剂、还原剂、钝化剂、前体、络合剂、螯合剂和其它化学添加剂，所述混合体系包括：

(a)限定了内室的高压器皿；

(b)盛放超临界或次临界流体和至少一种其它组分的单个源试剂容器，所述单个源试剂容器布置成对高压器皿进料的关系；和

(c)位于内室中的搅拌器，用于提供动态混合。

在另一方面，本发明涉及连续流超临界或次临界流体(SCF)装置，所述装置包括：

(a)盛放溶剂源试剂和至少一种其它组分源试剂的单个源流体容器；

(b)连通至单源容器的高压泵，用于使高压泵下游的单个源流体流动；

(c)连通至并位于高压泵下游的单个源流体加热器，其中单个源流体加热器布置成用于将单个源流体转化为超临界或次临界状态；和

(d)连通至并位于单个源流体加热器下游的处理室。

在还一方面，本发明涉及连续流超临界或次临界流体(SCF)装置，所述装置包括：

(a)盛放溶剂源试剂的溶剂容器；

(b)连通至溶剂容器的高压泵，用于使高压泵下游的溶剂源试剂流动；

(c)连通至并位于高压泵下游的溶剂源试剂加热器，其中溶剂源试剂加热器布置成用于将溶剂源试剂转化为超临界或次临界状态；

(d)化学配方泵，用于使化学配方泵下游的化学配方流动；和

(e)连通至并位于溶剂源试剂加热器和化学配方泵两者下游的处理室，其中处理室包括混合体系。

在另一方面，本发明涉及使用本文所述的连续流超临界流体(SCF)装置，从其上具有硬化光致抗蚀剂材料的微电器器件上去除所述光致抗蚀剂材料的方法。

在另一方面，本发明涉及制造微电子器件的方法，所述方法包括使用本文所述的连续流超临界流体(SCF)装置，从其上具有硬化光致抗蚀剂材料的微电子器件上去除所述光致抗蚀剂材料。

本发明的又一方面涉及改进的微电子器件和包括所述微电子器件的产品，这些器件和产品使用本发明的方法和体系制备，这些方法和体系包括使用本文所述的方法和/或体系去除光致抗蚀剂材料，和任选将微电子器件结合到产品中。

本发明的其它方面、特征和实施方式将从下面的公开和所附权利要求书中变得更充分明显。

附图简述

图1是根据本发明的SCFD处理室的剖视图。

图2是根据本发明的SCFD处理室的剖视图，包括轴指示线L-L′以及相对距离指示线M-M′、N-N′和P-P′。

图3是根据本发明的包括筒式电阻加热器的SCFD处理室的剖视图。

图4是根据本发明的包括加热元件基底支撑件的SCFD处理室的剖视图。

图5A是根据本发明的加热元件基底支撑件的前视图。

图5B是根据图5A的加热元件基底支撑件的截面图。

图6是根据本发明的连续流装置的部件的示意图。

图7是根据本发明的动态混合室的剖视图。

图8a是控制晶片在处理前的扫描电子显微照片(上左60°角观察)。

图8b是控制晶片在处理前的扫描电子显微照片(右90°截面观察)。

图8c是图8a的控制晶片在使用装置处理后的扫描电子显微照片，所述装置包括静态混合器和再循环器。

图8d是图8b的控制晶片在使用装置处理后的扫描电子显微照片，所述装置包括静态混合器和再循环器。

图8e是图8a的控制晶片在使用装置处理后的扫描电子显微照片，所述装置包括静态混合器和新鲜化学品从而模拟连续流。

图8f是图8b的控制晶片在使用装置处理后的扫描电子显微照片，所述装置包括静态混合器和新鲜化学品从而模拟连续流。

图8g是图8a的控制晶片在使用装置处理后的扫描电子显微照片，所述装置包括静态混合器和稀新鲜化学品从而模拟连续流。

图8h是图8b的控制晶片在使用装置处理后的扫描电子显微照片，所述装置包括静态混合器和稀新鲜化学品从而模拟连续流。

图8i是图8a的控制晶片在使用图6的连续流装置和动态混合器处理后的扫描电子显微照片。

图8j是图8b的控制晶片在使用图6的连续流装置和动态混合器处理后的扫描电子显微照片。

发明详述及其优选实施方式

本发明构思出用于将薄膜沉积到微电子器件上的连续流超临界流体处理室和装置。优选地，所述连续流装置包括动态混合体系。

此外，本发明涉及用于处理微电子器件的流体递送体系，所述处理包括使用超临界流体进行蚀刻、清洁、粒子去除、残渣去除和其它已知的制造步骤。具体地，本发明还涉及使用连续流装置和工艺从微电子器件上去除硬化的光致抗蚀剂。优选地，所述连续流装置包括动态混合体系。

在用于本文时，术语“超临界流体”指在指定化合物的压力-温度图表中，处于不低于临界温度Tc和不小于临界压力Pc的条件下的材料。用于本发明的优选超临界流体是CO₂，它可以单独使用或与另一种添加剂如Ar、NH₃、N₂、CH₄、C₂H₄、CHF₃、C₂H₆、n-C₃H₈、H₂O、N₂O等混合。重要地，尽管参考超临界流体，但本发明还预期可使用其它稠密流体，例如次临界流体。在本文中定义时，“次临界流体”描述处于次临界状态的溶剂，即低于与该具体溶剂有关的临界温度和/或低于与该具体溶剂有关的临界压力。换句话说，该流体不处于超临界状态，但是更正确的是具有可变密度的气体或液体。

在本文中定义时，“微电子器件”对应于抗蚀剂涂布的半导体基底、平板显示器、薄膜记录头、微电子机械系统(MEMS)和其它先进的微电子组件。微电子器件可以包括图案化和/或空白的硅晶片、平板显示器基底或氟聚合物基底。此外，微电子器件可以包括中孔或微孔无机固体。将理解短语“将薄膜沉积到微电子器件上”绝非意味着以任何方式的限制，并包括将薄膜沉积到最终将变成微电子器件的任何基底上。

在本文中定义时，“高压容器”包括混合室以及处理室。重要地，处理室可以具有混合能力，从而处理室也是混合室，反之亦然。

用于本文时，“硬化的光致抗蚀剂”包括但不限于未显影的光致抗蚀剂、显影的光致抗蚀剂、交联的光致抗蚀剂、例如在后段制程(BEOL)双镶嵌处理集成化电路的过程中已经经过等离子蚀刻的光致抗蚀剂、和/或例如在前段制程(FEOL)处理以将掺杂物注入半导体晶片的合适层的过程中已经经过离子注入的光致抗蚀剂。将理解短语“从微电子器件上去除硬化的光致抗蚀剂材料”和“使微电子器件与去除组合物接触”绝非意味着以任何方式的限制，并包括从最终将变成微电子器件的任何基底上去除硬化的光致抗蚀剂材料、以及接触最终将变成微电子器件的任何基底。

在本文中定义时，“低k介电材料”对应于用作分层微电子器件内的介电材料的任何材料，其中所述材料的介电常数小于约3.5。优选地，低k介电材料包括低极性材料如含硅有机聚合物、含硅杂化有机/无机材料、有机硅酸盐玻璃(OSG)、TEOS、氟化的硅酸盐玻璃(FSG)、二氧化硅和掺碳的氧化物(CDO)玻璃。将理解低k介电材料可以具有变化的密度和变化的孔隙率。

本文所述的连续流装置和工艺可以用于：(i)使用超临界或次临界流体介质将薄膜生长到微电子器件上；和/或(ii)使用超临界或次临界流体介质对微电子器件进行蚀刻、清洁、残渣去除、薄膜沉积以及层和/或残渣去除，优选包括硬化光致抗蚀剂的层。在以下本发明的广泛描述中对超临界流体的具体参考意味着提供本发明的说明性实施例，绝非意味着限制本发明。

将薄膜生长到微电子器件上

微电子器件可以包括图案化和/或空白的硅晶片、平板显示器基底或氟聚合物基底。还可以将薄膜沉积到中孔或微孔无机固体内。超临界流体具有类气体运输性质(例如低粘度和缺少表面张力)，这保证了对孔的快速渗透。

所沉积的薄膜可以包括金属、金属混合物、金属合金、金属氧化物、金属硫化物、混合的金属氧化物、混合的金属硫化物、绝缘体、介电材料或低k介电材料。在一些实施方式中，薄膜包括多种金属，因此前体包括多种前体来对应多种金属。此外，薄膜可以是多种金属的均匀或不均匀混合物，例如材料可以是铂/镍混合物或合金、或铜混合物或合金。而且，可以在整个沉积薄膜内产生个体金属的可变浓度梯度。

在连续流超临界流体沉积(SCFD)工艺中，在将包含至少一种溶剂和至少一种前体的SCF溶液引入处理室前，在超临界压力和超临界温度下用净溶剂(该溶剂与前体溶液内的溶剂相同)填充处理室。然后，当从处理室内持续去除前体分解产物或未使用的反应物时，将SCF溶液持续添加到所述包含至少一种微电子器件的处理室内。进入和离开处理室的流速大约相等，从而处理室内的压力基本保持恒定，这样可保证维持超临界状态和均匀的前体浓度。根据具体反应优化总体流速。

能够在可变容积的观察池内检验在反应条件下，前体在超临界溶剂内的溶解度，这在本领域中是公知的(例如McHugh等人，超临界流体萃取：原理和实践(Supercritical Fluid Extraction：Principles andPractice)；Butterworths：Boston，1986)。将已知数量的前体和超临界溶剂装载到观察池内，在观察池内将它们加热并压缩到视觉观察到单相的条件。

SCFD工艺的温度和压力取决于前体和溶剂的选择。通常，温度小于250℃，并且通常小于100℃，而压力通常为50至500bar。还能够利用微电子器件与溶液之间的温度梯度来增强化学选择性。

连续流SCFD工艺要求仔细监测并控制包含前体的SCF到达SCFD室的流速，以控制膜的生长速率。微米级尺寸的喷嘴，例如通常联结至RESS室的那些喷嘴，不能供应用于将包含前体的SCF均匀分布到广大区域上所必需的较大流体流量。而且，这些喷嘴存在最大流速，该最大流速通常低于使用连续流SCFD控制膜生长的生长速率所需的流速。在另一方面，联结至CFD室的标准流体递送开口通常如此大，以至于不可能精密地控制流体流速。

喷淋头递送克服了现有流体递送机理的缺陷。更具体地，本发明实践中的喷淋头分散器可以包括围封有内部容积的壳，其中所述壳以流体相通的方式与含前体SCF的流体供应相连。所述壳包括限定分散器排出面的壁，该壁内部排列有排出通道，用于将包含前体的SCF排出到壁附近和接收流体相关的废弃物点。排出通道彼此间隔，从而在排出面形成排出通道开口的相应排列。优选地，喷淋头不含任何电极。

参考图1，图示了可以用于由次临界和超临界流体介质生长薄膜的SCFD处理室100。可以使用连接件122，例如额定经受与超临界流体相关的高压的螺栓或其等价物，来连接限定内室124的高压室容器110和高压顶部120。内室124优选具有约45cm³至约60cm³的可变容积。本领域技术人员将理解，SCFD处理室可以具有单个相接的结构，或者可以包括多于2种部件，只要它限定了内部容积。如此，SCFD处理室不限于图1示意的成对可咬合容器110和顶部120。

室顶部120包括供高压线路130从中通过的开口。高压线路与由壳142和流体分散器140限定的内部容积144相通，其中流体分散器最优选为喷淋头。如双向箭头所示，壳142可以沿着容器110的长度轴向调整，以改变流体分散器140与基底150之间的距离。本领域技术人员可以确定用于轴向调整流体分散器140相对于基底150的距离的手段，例如有螺纹的柄，从而可以沿着柄上下螺旋所述壳142。基底位于基底支撑件160上，支撑件160可以包括加热元件。任选地，基底支撑件160由绝缘材料170包围，例如包含氧化铝的陶瓷材料或其等价物。本领域技术人员将理解，高压容器110的壁限定了圆形、椭圆形或多边形内室124。

在实践中，高压线路130通过具有多个穿孔的流体分散器140将包含前体的SCF递送到内室124中，从而产生含前体SCF溶液的均匀分布式淋浴。重要地，在流体分散器140的上游和下游保持包含前体的流体的超临界状态，然而，要注意流体分散器上游和下游的温度和压力可以相同或不同。在引入到经加热的微电子器件150上后，前体物质在微电子器件上热分解。

要注意，可以轴向移动以调整流体分散器140和基底150之间距离的壳142提供了对包含前体的流体物质的停留时间额外的控制。本领域公知，控制停留时间可以使含前体溶液的分解最小化，这使得生长膜的粒子污染最小化。此外，可轴向调整的流体分散器可以使暴露至含前体SCF的高压容器110的内壁总面积最小化，从而使由于室壁沉积所致的前体损失最小化。

通过改进SCFD处理室排出口的设计，也可以控制薄膜生长速率和薄膜的均匀性。通常，SCFD处理室只包括一个排出口，通常位于SCFD室的底端或后端，这可能导致将含前体的SCF不均匀地播散到微电子器件表面上。

参考图1，多个出口180的位置远离流体分散器140。在本文中定义时，“位置远离流体分散器”指相对于流体分散器的轴向距离大于相对于基底暴露表面的轴向距离。参考图2，它表示图1的SCFD室100，室的轴向长度由线L-L′表示。流体分散器140、基底150的暴露表面和出口180分别由线P-P′、N-N′和M-M′表示。换句话说，“位置远离流体分散器”对应如下排列，其中沿着L-L′轴的距离|((M-M′)-(P-P′))|＞|((N-N′)-(P-P′))|。

类似地，在本文中定义时，“位置接近流体分散器”指相对于流体分散器的轴向距离小于相对于基底暴露表面的轴向距离。参考图2，“位置接近流体分散器”对应如下排列，其中沿着L-L′轴的距离|((N-N′)-(P-P′))|＞|((M-M′)-(P-P′))|。位置远离液体分散器的多个出口的加入，与连续流的流体一起保证了包含前体的流体均匀地流过经加热的微电子器件，因此将越来越均匀的膜沉积到暴露的基底表面上。

优选地，除了位置远离流体分散器外，所述出口的位置还接近基底，以使高压容器110的内壁和基底支撑件160的暴露表面区域最小化。最优选地，从M-M′到N-N′的绝对距离占室100 L-L′轴总长的约5％至约20％。

将理解，至少两个出口180优选对称安置在SCFD室100的高压容器110周长的相同平面上。尽管图1未说明，但出口的数目可以大于两个，只要没有危及SCFD室壁的构建。优选地，出口180的数目为约2至约10。还将理解，至少两个出口可以不对称地安置在容器110的周长上，或者沿着L-L′轴处于不同的平面中。

此外，图1的SCFD室可以包括位置接近基底的至少一个内置热电偶以监测接近基底的流体温度、接近流体分散器的至少一个压力传感器和至少一个断裂盘。

通过位于基底支撑件上或其内部的加热器，也可以控制生长工艺的效率和薄膜生长的质量。参考图3，其中类似于图1给类似的部件编号，至少一个筒式电阻加热器210可以位于基底支撑件160内。筒式电阻加热器210通过连线220电连接至电源230和任选温度计。热电偶可以位于基底支撑件表面的中心和边缘两者的内部和外部，以监测整个经加热基底尺寸的温度。将理解，尽管图3示意显示了三个筒形加热器210，但本发明不限于使用正好三个筒形加热器，即可以使用更多或更少的加热器。

由筒形加热器210产生的热优选位于基底支撑件的头部165。在本文中定义时，基底支撑件的“头部”对应于位置接近基底的那部分基底支撑件(大致在图3中使用点线示意)。

或者，参考图4、5A和5B，加热元件235作为基底支撑件(图4)，它具有导电薄膜240和绝缘体或加热元件260，被应用到介电微电子器件250上。因此，基底支撑件的整个表面变成活性热源，这样提供了更有效的能量传递。有益地，为了改进能量效率，薄膜加热需要低的瓦特密度和较少的能量，加热元件基底支撑件235具有极小的厚度如0.3μm的结果是，它具有快速响应加热的低热惯性和更精确的温度控制。此外，加热表面的低质量使得减少了消散到反应室壁上的热。

这些加热设计的优点是双重的：首先，由于室的表面面积最小化，所以由于沉积在SCFD室内壁上所致的前体材料损失量被最小化，同时提高了基底沉积效率；其次，由于热位于基底支撑件的头部，并且支撑件侧面的热损失最小，所以由于能量损失的必需能量补偿也就最小化了。

使用由包含前体的SCF溶液生长膜的脉冲方法，也可以以最小的前体材料损失精密控制沉积膜的厚度。一旦已经优化了生长参数，如喷淋头/基底距离、基底温度和SCF密度，则通过将前体脉冲递送至处理室，即可获得类似于原子层外延(ALE)的生长工艺。

这种脉冲递送类似于连续流的动态工艺，但不同之处在于以脉冲的方式将包含前体的流体直接递送到了处理室内，室排出永远是敞开的并由处理室下游的背压调节阀调节。脉冲递送使得正在分解的前体材料迁移到基底表面上，从而形成待沉积膜的均匀层，然后被下一次脉冲覆盖。通过控制脉冲次数，可以以最小的前体材料损失获得对膜厚的精密控制。

脉冲递送还可能防止流体分散器穿孔的堵塞。脉冲递送去除了对冷却流体分散器的需要，因为通过恒定流入处理室的纯SCCO₂实现了冷却。通过位于流体分散器上游的脉冲阀门，将经加热的含前体流体间歇地脉冲到处理室内。优选地，为了获得所需脉冲效果，脉冲阀门周期性自动打开和关闭。因此，经加热的前体停留在流体分散器穿孔内的时间量最小化，同时，充分减少了所述穿孔的堵塞。

图6显示本发明SCFD装置300的示意图。将来自CO₂容器302、具有可测压头如800-850 psi的二氧化碳递送到压气设备306。还将室内空气或氮304引入压气设备以压缩其中的活塞，从而帮助将CO₂从气态转化为高度加压的稠密液体状态。

将稠密液体CO₂导入高压泵308。当离线时，稠密CO₂可以通过CO₂冷却器310循环，以递送回高压泵308。如果没有CO₂冷却器，则液体二氧化碳最终可以达到与环境平衡的温度，从而CO₂可以转化为气相。因此，在任何液体二氧化碳体系中，需要保持流体循环并持续冷却。此外，一旦所述泵灌装了液体流体、并且冷却体系正在运行，如果泵能够保持运行，则是最有效的。先前冷却的停滞流体只能加热，一旦产生气相，可能就难以对泵罐装然后重新开始运行。CO₂冷却器310和CO₂加热器312可以配有热电偶(TC)、压力传感器(PT)和断裂盘(RD)。

在沉积过程中，将稠密液体CO₂泵入CO₂加热器312，以将高度加压的液体转化为超临界相。线路314内的一部分超临界CO₂可以通过CO₂混合室线路316被导入混合室322，而剩余部分可以通过CO₂处理室线路318被导入处理室324。CO₂混合室线路316可以包括高压单向阀320，它使得流体流向阀门上游而不是相反。重要地，导入处理室324的SCCO₂恒定流可用于冷却流体分散器，从而使流体分散器的堵塞最小化，如前所述。

混合室322可以是静态混合器或动态混合器，优选动态混合器，从而可以充分混合本体溶剂、共溶剂和化学前体。本发明的动态混合室可以用于混合各种固体/液体悬浮体系，包括简单的稀流体悬浮体以及可能具有反常粘度特征的复杂浓缩浆。动态混合器的例子包括2005年4月15日以Michael B.Korzenski等人的名义提交的、发明名称为“Apparatus and Method of Pre-Mixing Supercritical Fluid RemovalFormulations for Removal Processes”的美国临时专利申请60/672,170号公开的混合器，该文献被全部纳入本文和下文以供参考。值得注意的是，本发明的装置可以只包括动态混合器、只包括静态混合器、或者包括两者，这取决于前体的性质。最优选地，使用动态混合器混合SCF和前体。

处理室324可以是所述薄膜沉积工艺必需的任何室。例如，处理室可以是本文图1、3和4公开的室，或者是所需沉积工艺所需的任何其它室，这可由本领域普通技术人员容易地确定。室可以是用于连续、脉冲或静态沉积的批量或单个晶片室。

同时，将来自前体组分容器330的前体溶液组分引入前体化学品泵332以在其中预混合。前体化学品泵332是高压液泵。尽管图6图示了4个前体组分容器330，但按照待沉积的具体材料的要求，本文预期更多或更少的容器。前体溶液组分包括但不限于：源试剂(前体)化合物、络合物和材料；共溶剂；共反应剂；表面活性剂；螯合剂；稀释剂；和/或其它沉积促进剂或组合物稳定组分，如这样的应用必要或需要的。重要地，前体组分容器330包括纯液体形式或溶液形式的前体组分，例如溶于合适量溶剂中的液体或固体前体。

可以通过化学品混合室线路334将前体溶液泵入混合室322，或者通过化学品处理室线路336直接泵入处理室324。在上述脉冲沉积工艺过程中可以使用后一种选择。

在混合室322中，将一定量的预混合前体组分与一定量的SCCO₂混合，以形成包含前体的SCF溶液。基于待沉积的薄膜和处理条件，本领域普通技术人员可容易地确定个体组分的量。所得含前体的SCF溶液的所有组分均可以处于超临界状态，或者至少一种组分不处于超临界状态，而是溶于超临界流体中。

通过其中设置有单向阀340的含前体SCF的处理室线路338，可以将包含前体的SCF溶液引入处理室324。例如，可将包含前体的SCF持续引入处理室324，或者可以如上所述脉冲递送包含前体的SCF。或者，可以通过混合室排出线路350从混合室322排出包含前体的SCF。可以在混合室排出线路中设置背压调节器(BPR)372，以使剩余流体减压。当处理室离线时或者在沉积装置的标准维护过程中，可以使包含前体的SCF流出。

当在处理室324内沉积薄膜后，通过处理室排出线路360，从处理室324排出剩余流体，所述剩余流体包括微电子器件上未反应的含前体SCF和分解反应产物。剩余的流体可以通过在线过滤器362、背压调节器364和单向阀366，然后进入分离器370。分离器将相和清洁废物成分分离，还可以提供回收以用于其它用途或返回线路，以回收能够重复用于体系供应侧的清洁流体或添加剂。通过操纵相变化或其它化学或物理过程，可以实施这种分离。

本发明包括各种压力、温度和液位传送器、手动和自动控制阀门、单向阀、减压阀、断裂盘、关闭阀、隔离阀、过压减压阀、质流控制阀和互连管道以及安全有效地运行该方法所必需的其它硬件。通过控制面板内的数字控制器可以控制本发明，该控制面板具有合适的用户界面并展示操作者控制和监测体系所必需的信息。

重要地，混合室和处理室是具有相当容积的高压容器，以减少压力摆动和非优化性能。此外，处理室可以具有混合能力，从而处理室还作为混合室，反之亦然。本领域普通技术人员可以容易地改造本文所述的连续流动态装置，从而只包括用于在其中混合和处理的一个高压器皿。

液体化学品和SCCO₂处理装置应该完全由耐化学金属制成。用于处理室的材料不应该在处理过程中变薄、腐蚀、蚀刻或除气，与处理化学品、运行压力和温度相容，并应该能够经受必需的清洁处理。尽管所有的耐腐蚀性材料均可以通过在金属表面上形成保护性氧化物层来保护它们本身，例如铝可以形成氧化铝(Al₂O₃)，不锈钢可以形成氧化铬(Cr₂O₃)，但如果暴露至卤素盐，则这些氧化物将产生蚀坑。而且，即使在低温下，所有浓度的盐酸也都将腐蚀300系列的不锈钢，在稀溶液中，硫酸、磷酸和硝酸可以在升高的温度和压力下容易地攻击T316SS(包括65wt.％铁、12wt.％镍、17wt.％铬、2.5wt.％钼、2wt.％锰和1wt.％硅)。

为了避免装置构成材料的腐蚀和/或蚀坑，优选使用镍基合金，尤其在混合室和/或处理室中使用。例如，已知超级镍合金对苛刻的腐蚀性条件具有优秀的耐受性。下面提供了一系列普通市售的合金，它们可耐受氯化物点蚀，因此可以用作本文所述SCCO₂装置的构成材料：

合金400(Alloy 400)

合金400是包括66wt.％镍、31.5wt.％铜和1.2wt.％铁的合金。对于许多应用，它提供了与镍大致相同的耐腐蚀性，但具有更高的最大工作压力和温度，并因为大大改进的机械处理性而具有更低的成本。合金400广泛用于碱性溶液和/或卤化物盐存在的情况下，因为它在大多数应用中不会发生应力腐蚀破裂。它还是用于氟、氟化氢和氟氢酸体系的优秀材料。在温和的温度和浓度下，合金400提供了一些对盐酸和硫酸的耐受性，但很少选择这种材料用于这些酸。从合金400的高铜含量可以预期，合金400会被硝酸和氨体系迅速攻击。

合金600(Alloy 600)

合金600是包括76wt.％镍、15.5wt.％铬和8wt.％铁的高镍合金，当存在硫化合物时，可在高温和高压下提供对腐蚀物和氯化物的优秀耐受性。通常还由于它在升高的温度下的高强度而选择它。尽管可以推荐它用于广泛范围的腐蚀性条件，但它的成本通常将它的用途只限于需要其特殊特征的那些应用。

合金B-2/B-3(Alloy B-2/B-3)

合金B-2包括66wt.％镍、28wt.％钼、2wt.％铁、1wt.％铬、1wt.％锰和1wt.％钴，合金B-3包括65wt.％镍、28.5wt.％钼、1.5wt.％铁、1.5wt.％铬、3wt.％锰、1wt.％钴和3wt.％钨。两者被开发主要用于耐受还原性酸环境，尤其是盐酸、硫酸和磷酸。它们对这些酸的纯形式的耐受性非常卓越，但含量低至50ppm的三价铁或其它氧化性离子的存在能够剧烈降低这些合金的耐受性。

合金C-276(Alloy C-276)

合金C-276是镍-铬-钼合金，包括53wt.％镍、15.5wt.％铬、16wt.％钼、6.5wt.％铁、4wt.％钨、2.5wt.％钴和1wt.％锰，在所有常用的合金中，可能具有最广泛的通用耐腐蚀性。最初开发它用于湿氯，但它通常还提供对强氧化剂如氯化铜和氯化铁、以及对各种氯化合物和氯污染材料的优秀耐受性。由于合金C-276的广泛耐化学性，对于用于研究和开发工作的器皿，合金C-276是T316SS之后的第二最通用合金。

镍200(Nickel 200)

镍200是一种市售纯镍的型号。它提供对热腐蚀环境的终极耐腐蚀性，但由于它的差机械处理性和导致的高制造成本，它的应用受到严格限制。

图6的装置是与大多数静态或再循环SCF体系相反的连续流SCFD装置。本发明允许在包含前体的新鲜SCF溶液进入处理室的同时，从处理室中去除不需要的分解反应产物。这使得产生更有效的沉积和晶片表面上的污染物再沉积最小化。

从微电子器件上去除材料和残渣

如上所述，图6还例示了本发明连续流动态去除装置300的示意图。去除装置的构造类似于上述沉积装置，除了图6的装置必须适于去除工艺，例如不同的处理室、化学组分等。

本文所述的连续流装置和工艺可以用于使用超临界或次临界流体介质进行微电子器件的蚀刻、清洁、残渣去除、薄膜沉积以及层和/或残渣去除。优选地，使用本文所述的连续流装置去除的层包括图案化微电子器件表面上的硬化光致抗蚀剂。本发明的以下广泛描述中对超临界二氧化碳的具体参考意味着提供本发明的说明性实施例，绝非意味着以任何方式限制本发明。

在连续流工艺中，在将化学配方组分如共溶剂和化学添加剂引入处理室之前，在超临界压力和超临界温度下用纯净溶剂(该溶剂与SCF-配方中的溶剂相同)填满处理室。然后，在从处理室内持续除去产物和/或未使用的SCF-配方时，将基本上均匀的SCF-配方持续添加到包含至少一个微电子器件的处理室内。进入和离开处理室的流速大约相等，从而处理室内的压力基本保护恒定，这样可保证维持超临界状态。

连续流工艺的温度和压力取决于化学组分和溶剂的选择。通常，温度小于250℃，通常小于100℃，而压力通常为50至500 bar。

可在可变容积的观察池内检验在反应条件下、化学组分在超临界溶剂内的溶解度，这在本领域中是公知的(例如McHugh等人，超临界流体萃取：原理和实践(Supercritical Fluid Extraction：Principles andPractice)；Butterworths：Boston，1986)。将已知量的化学组分和超临界溶剂装载到观察池内，在观察池内将它们加热并压缩到视觉观察到单相的条件。

处理室324可以是SCF去除工艺必需的任何室，所述工艺包括但不限于蚀刻、清洁、粒子去除、过蚀刻残渣去除和硬化光致抗蚀剂去除，这可由本领域普通技术人员容易地确定。室可以是用于连续、脉冲或静态处理的批量或单个晶片室。

类似于SCFD装置，将来自化学组分容器330的化学组分引入化学组分泵332以在其中预混合。化学配方泵332是高压液泵。尽管图6图示了4个化学组分容器330，但按照待处理的具体材料的要求，本文可预期更多或更少的容器。化学组分包括但不限于：共溶剂；氧化剂；还原剂；表面活性剂；钝化剂；螯合剂；蚀刻剂；和/或其它处理组分，如这样的应用必要或需要的。重要地，化学组分容器330包括纯液体形式或溶液形式的化学组分，例如溶于合适量溶剂中的液体或固体化学品。

在混合室322中，将一定量的预混合化学组分与一定量的SCCO₂混合，以形成SCCO₂配方。基于待清洁/去除的层和处理条件，本领域普通技术人员可容易地确定个体组分的量。所得SCCO₂配方的所有组分均可以处于超临界状态，或者至少一种组分不处于超临界状态，而是溶于超临界流体中。

当在处理室324内清洁/去除不必要的层后，通过处理室排出线路360，从处理室324排出剩余流体，所述剩余流体包括未反应的SCCO₂配方和去除产物。剩余的流体可以通过在线过滤器362、背压调节阀364和单向阀366，然后进入分离器370。分离器将相和处理废物成分分离，还可以提供回收以用于其它用途或返回线路，以回收能够重复用于体系供应侧的处理流体或添加剂。通过操纵相变化或者其它化学或物理过程，可以实施这种分离。

类似于SCFD装置，混合室和处理室优选是镍基合金高压器皿，优选具有相当的容积，以减少压力摆动和非优化性能。此外，处理室可以具有混合能力，从而处理室还作为混合室，反之亦然。本领域普通技术人员可以容易地改造本文所述的连续流动态装置，从而只包括用于在其中混合和处理的一个高压器皿。

本发明可以包括各种压力、温度和液位传送器、手动和自动控制阀门、单向阀、减压阀、断裂盘、关闭阀、隔离阀、过压减压阀、质流控制阀和互连管道以及安全有效地运行该方法所必需的其它硬件。通过控制面板内的数字控制器可以控制本发明，该控制面板具有合适的用户界面并展示操作者控制和监测体系所必需的信息。

图7例示了混合室的实施方式。优选地，混合室是动态混合室，从而可以充分混合本体溶剂、共溶剂和化学添加剂。本发明的动态混合室可以用于混合各种固体/液体悬浮体系，包括简单的稀流体悬浮体以及可能具有反常粘度特征的复杂浓缩浆。

动态混合室400是高压器皿410，优选具有与处理室相同的容积。本领域普通技术人员将理解，高压器皿410的壁限定了圆形、椭圆形或多边形混合室。动态混合室优选配有加热器414，例如夹套(如图7所示)、加热棒或筒，所述加热器环绕着动态混合室的外壁。SCF入口418、共溶剂/化学添加剂入口420和SCCO₂配方入口422被例示性地显示为位于动态混合室的重力底部，然而，将理解它们的位置不限于图7所示的位置。

动态混合室400包括电动搅拌器，例如安装在高压器皿410重力底部的磁力搅拌棒(未显示)，或者悬挂在高压器皿内电动柱412末端的多叶叶轮416。搅拌器可以是任何尺寸或形状，这可由本领域普通技术人员容易地确定。

任选地，多叶叶轮416包括连通至中空电动柱412的开口。在实践中，通过使气体向下通过中空电动柱以离开叶轮开口，可以将气体引入混合室内。

本文所述的动态混合室确保将均匀的SCCO₂配方递送到处理室，从而相对于具有静态混合体系的装置，改进了配方的清洁/去除能力。在本文中定义时，“均匀的”SCCO₂配方对应于如下溶液，其中如SCCO₂、共溶剂等的组分的至少95％、优选至少98％、最优选至少99％总体积是混溶的。

通过下面的说明性实施例更充分地显示本发明的特征和优点。

开展一系列实验，以确定混合，即动态混合相对于静态混合，对从微电子器件上去除硬化光致抗蚀剂的效率的影响。样品器件是其上具有化学氧化物薄层和高剂量离子注入有机光致抗蚀剂层的图案化硅晶片。图8a(上左60°角观察)和8b(右90°截面观察)显示样品晶片在处理前的显微照片。

用包括12wt.％共溶剂组分的SCCO₂配方处理样品晶片。使用静态混合室，将SCCO₂与12wt.％共溶剂组分混合。处理装置(未显示)还包括再循环器，从而随后将离开处理室的溶液再引入处理室供再利用。处理参数包括静态混合/再循环10分钟，然后进行4分钟甲醇/SCCO₂漂洗。将10min清洁、4min漂洗周期重复总共三次。参考图8c和8d，它们分别对应于在处理后的图8a和8b的显微照片，能够看到使用静态混合/再循环体系没有去除所有的光致抗蚀剂材料。具体地，去除了位于硬化离子注入硬壳下面的光致抗蚀剂，但没有去除硬化的硬壳(硬壳在缺少支撑性未硬化光致抗蚀剂时塌陷)。据信这是因为在引入处理室前，没有在静态混合器中充分混合SCCO₂、共溶剂和化学添加剂。此外，用过的流体在样品表面上再循环，这使得正确清洁/去除所必需的新鲜化学品不能进入。重要地，在再循环周期过程中，处理条件即压力或温度的任何微小变化均可能诱导相分离，从而导致共溶剂、化学添加剂和/或残渣的沉淀。

下列实验支持了将清洁的化学品引入处理室内的重要性。使用本发明的静态混合室，将SCCO₂与12wt.％共溶剂组分混合。处理装置类似于图6所示的装置，从而将离开处理室的溶液引导至分离器，因此在每个后续清洁周期中，必需向处理室中引入新鲜的配方。处理参数包括静态混合/模拟连续流2分钟，然后用甲醇/SCCO₂漂洗。用新鲜的化学品将2min清洁、漂洗周期重复总共三次。通过在每次清洁周期中引入新鲜等份的SCCO₂配方，实现“模拟”连续流。完全去除了硬化光致抗蚀剂，然而，在图案化表面上观察到一些沉淀物(参见图8e和8f)。尽管不希望受理论的约束，但认为沉淀物是静态混合器的不充分混合以及基本上饱和的SCCO₂溶剂造成的结果。

使用6wt.％配方重复完全相同的工艺，以确定如果提高SCCO₂对溶质的容量，也就是使用更欠饱和的溶液，是否将消除在图8e和8f中看到的球形沉淀物。参考图8g和8h，能够看到将短清洁周期与较小浓度的共溶剂结合，从而模拟动态混合和连续流工艺，可有效地去除光致抗蚀剂和所有球形粒子。也就是说，这种多步工艺增加了处理时间，因此是不合意的。

采用动态混合能够简化工艺并减少清洁时间。当图6的连续流装置使用动态混合器时，完全去除了光致抗蚀剂(参见图8i和8j)。

因此，尽管已经参考本发明的具体方面、特征和说明性实施方式描述了本发明，但将理解本发明的用途并未因此受到限制，而是延伸至并包括许多其它方面、特征和实施方式。因此，希望将下面所列的权利要求书相对广泛地解释为在其精神和范围内包括所有这些方面、特征和实施方式。

Claims

1.一种连续流超临界流体(SCF)装置，所述SCF装置包括：

(a)盛放溶剂的溶剂容器；

(b)连通至所述溶剂容器的高压溶剂泵，用于使所述高压溶剂泵下游的所述溶剂流动；

(c)连通至并定位于所述高压溶剂泵下游的溶剂加热器，其中所述溶剂加热器布置成用于将所述溶剂转化为超临界状态；

(d)高压化学组分泵，用于使所述化学组分泵下游的至少一种化学组分流动；

(e)连通至并定位于所述溶剂加热器和所述化学组分泵两者下游的混合室；和

(f)连通至并定位于所述溶剂加热器和所述混合室下游的处理室。

2.权利要求1的SCF装置，其中所述装置用于将薄膜沉积到微电子器件上。

3.权利要求2的SCF装置，其中所述处理室包括：

(a)内室；

(b)定位于所述内室中的流体分散器；

(c)定位于所述内室中的微电子器件支撑件，其布置成用于支撑一个或多个微电子器件；和

(d)位置远离所述流体分散器的至少两个排出口。

4.权利要求3的SCF装置，其中所述流体分散器包括喷淋头。

5.权利要求4的SCF装置，其中所述喷淋头可以沿着所述SCF处理室的长度轴向调整，从而改变所述喷淋头与所述微电子器件之间的距离。

6.权利要求3的SCF装置，其中所述至少两个排出口的位置接近所述微电子器件。

7.权利要求3的SCF装置，其中所述至少两个排出口对称地定位在所述SCF处理室的周边。

8.权利要求3的SCF装置，还包括位于所述微电子器件支撑件上或内部的加热元件。

9.权利要求8的SCF装置，其中所述加热元件包括位于所述微电子器件支撑件内部的至少一个筒式电阻加热器。

10.权利要求8的SCF装置，其中将所述至少一个筒式电阻加热器定位，从而在所述微电子器件附近将热散发给所述微电子器件支撑件。

11.权利要求8的SCF装置，其中所述加热元件包括导电薄膜。

12.权利要求3的SCF装置，其中所述处理室包括高压容器和高压顶部，其中所述高压容器和高压顶部可以成对咬合并且限定了所述内室。

13.权利要求3的SCF装置，其布置成用于将所述流体分散器上游和下游的所述溶剂保持在超临界状态。

14.权利要求2的SCF装置，其中所述至少一种化学组分包括选自源试剂化合物、源试剂络合物、源试剂材料、共溶剂、共反应物、表面活性剂、螯合剂、稀释剂及其组合的物质。

15.权利要求2的SCF装置，其中使用所述至少一种化学组分沉积选自金属、金属合金、金属氧化物、金属硫化物、混合的金属氧化物、混合的金属硫化物、介电材料、低k介电材料和其它薄膜的薄膜。

16.权利要求1的SCF装置，其布置成用于使来自所述溶剂加热器的所述超临界溶剂持续流向所述处理室。

17.权利要求1的SCF装置，其布置成用于在所述混合室内混合所述超临界溶剂和所述至少一种化学组分，以形成包含化学组分的SCF。

18.权利要求17的SCF装置，其布置成用于使来自所述混合室的所述包含化学组分的SCF持续流向所述处理室。

19.权利要求17的SCF装置，其布置成用于使来自所述混合室的所述包含化学组分的SCF脉冲流向所述处理室。

20.权利要求1的SCF装置，还包括定位在所述处理室下游的分离器。

21.权利要求20的SCF装置，其中背压调节器定位在所述处理室和所述分离器之间。

22.权利要求1的SCF装置，其中所述混合室的容积大约等于所述处理室的容积。

23.权利要求1的SCF装置，其中所述混合室选自静态混合室和动态混合室。

24.权利要求1的SCF装置，其中所述超临界溶剂包括二氧化碳。

25.权利要求1的SCF装置，还包括连通至所述高压溶剂泵以循环冷却所述超临界溶剂的超临界溶剂冷却器。

26.权利要求23的SCF装置，其中所述动态混合室包括：

(a)限定了内室的高压器皿；和

(b)定位在所述内室中以提供动态混合的搅拌器，从而均化所述SCF和至少一种化学组分。

27.权利要求26的SCF装置，其中所述搅拌器选自磁力旋转棒和电动多叶叶轮。

28.权利要求26的SCF装置，还包括围绕所述高压器皿外壁的加热夹套。

26.权利要求1的SCF装置，其中所述装置用于从其上具有不需要的层、粒子和/或残渣的微电子器件上去除所述不需要的层、粒子和/或残渣。

27.权利要求26的SCF装置，其中所述不需要的层、粒子和/或残渣选自蚀刻后的残渣、松散的光致抗蚀剂和硬化的光致抗蚀剂。

28.权利要求26的SCF装置，其中所述至少一种化学组分包括选自共溶剂、表面活性剂、氧化剂、还原剂、稳定剂、螯合剂、络合剂、钝化剂、蚀刻剂及其组合的物质。

29.一种使用权利要求1的SCF装置从其上具有光致抗蚀剂材料的微电子器件上去除离子注入光致抗蚀剂的方法。

30.一种使用权利要求26的SCF装置从其上具有光致抗蚀剂材料的微电子器件上去除离子注入光致抗蚀剂的方法。

31.一种使用权利要求1的SCF装置将薄膜沉积到微电子器件上的方法。

32.权利要求17的SCF装置，其中包含所述化学组分的配方包括选自蚀刻溶液、清洁溶液、粒子去除溶液和蚀刻后残渣去除溶液的溶液。

33.一种使用权利要求1的SCF装置从微电子器件上去除材料的方法，其中所述去除包括选自如下的过程：从其上具有薄膜的微电子器件蚀刻所述薄膜；从其上具有微粒物质的微电子器件去除所述微粒物质；从其上具有蚀刻后残渣的微电子器件去除所述蚀刻后残渣；从其上具有含水物质的微电子器件去除所述含水物质；及其组合。

34.权利要求1的SCF装置，其中所述混合室和所述处理室中至少之一由镍基合金结构材料构造而成。