理腔室例如湿式清洁腔室201、溶剂交换腔室202、超临界流体腔室203、后处理腔室 204及传送腔室206。处理设备200还可W包含膜沉积室（未图示），例如化学气相沉积 (CVD)室、原子层沉积（ALD)室及/或物理气相沉积（PVD)室。所述腔室可W位于湿式机械 手208周围，湿式机械手208可W位于传送腔室206中。湿式机械手208包含马达、底座、臂 及设W在所述腔室之间传送基板的端效器209。选择性地，湿式机械手208可W具有多个臂 和多个端效器，W增加处理设备200的产量。在一个实施例中，湿式机械手208在上述腔室 之间传送基板。在另一个实施例中，湿式机械手208的至少一个端效器是专用的干端效器 (例如适于处理干的晶片），并且湿式机械手208的至少一个端效器是专用的湿端效器（例 如适用于处理湿的晶片）。专用的干端效器可被用于在超临界流体腔室203和后处理腔室 204之间传送基板。处理设备200还包含配置在工厂接口 218的干式机械手216,工厂界面 218可被禪接到处理设备200和多个基板盒212和214,每个基板盒固持多个待清洁或干燥 或已被清洁或干燥的基板。干式机械手216可设W在盒212和214及湿式清洁腔室201与 后处理腔室204之间传送基板。在另一个实施例中，干式机械手216可设W在超临界流体 腔室203和后处理腔室204之间传送基板。处理设备200内的处理腔室可被放置在容纳基 板传送腔室206的水平平台上。
[0039] 在替代的实施例中，如图2B所图示，处理设备200A可W是包含几个基板处理腔室 的线性设备，所述基板处理腔室例如湿式清洁腔室201、溶剂交换腔室202、超临界流体腔 室203、后处理腔室204及传送腔室206。例如，处理设备200A可W是向美国加州圣克拉拉 应用材料公司（AppliedMaterials,SantaClara,CA)取得的民aider9''GT，然而构思的是， 可W适用来自其它制造商的其它处理设备来执行本文所述的实施例。处理设备200还可W包含膜沉积腔室（未图示），例如CVD腔室、ALD腔室及/或PVD腔室。所述腔室可W位于 机械手208A的周围，机械手208A可W被配置在传送腔室206中。机械手208A包含马达、底 座、臂及设W在所述腔室之间传送基板的端效器209A和209B。机械手208A可W具有多个 臂和多个端效器，W增加处理设备200A的产量。在一个实施例中，具有专用湿端效器209A 的机械手208A在上述腔室之间传送基板。处理设备200A还可W包含工厂接口 218及多个 基板盒212和214,所述工厂接口 218被禪接到处理设备200,每个基板盒固持多个待清洁 或干燥或已被清洁或干燥的基板。具有专用干端效器209B的机械手208A在盒212和214 及湿式清洁腔室201与后处理腔室204之间传送基板。在一个实施例中，专用的干端效器 209B可设W在超临界流体腔室203和后处理腔室204之间传送基板。处理设备200A内的 腔室可W被放置在容纳基板传送腔室206的水平平台上。
[0040] 在处理设备200A的一些配置中，机械手208A可W沿着线性轨道220行进。腔室 可W被依序布置在线性轨道220的一侧或两侧上。为了进行湿式基板传送，可W从基板去 除过量的液体，例如通过旋转基板，同时仍在腔室中，所W在机械手208A传送基板之前只 有薄的湿层仍保持在基板表面上。在机械手208A上提供两个或更多个端效器的实施例中， 至少一个端效器可W专用于湿式基板传送，而另一个端效器可W专用于干燥基板传送。更 多个腔室可W被安装在可延伸的线性配置中，用于大量生产。
[0041] 在前面的实施例中提及的配置大大地减少了每个腔室的设计复杂性，使得敏感的 处理步骤之间的等候时间能够受到控制，并在具有可调节腔室模块计数的连续生产中最佳 化产量来平均每个关键步骤的工艺时间。
[0042] 参照回图2A，处理设备200的清洁和干燥工艺在进行时间可最佳化产量的程序中 通过使用可用的腔室空间和湿式机械手208进行。一种可W用于清洁和干燥上面形成有一 或多个膜的基板的处理程序包括；干式机械手216从基板盒212或214取出未清洁的基板 并将基板安装在湿式清洁腔室201中，湿式机械手208从湿式清洁腔室201移出基板并将 基板安装在溶剂交换腔室202中，湿式机械手208从溶剂交换腔室202移出基板并将基板 安装在超临界流体腔室203中，干式机械手216或湿式机械手208的专用干端效器从超临 界流体腔室203移出基板并将基板放在后处理腔室204中，W及干式机械手216从后处理 腔室204移出基板并将清洁和干燥过的基板放入其中一个基板盒212或214中。基板在处 理设备200中的移动可W最佳化基板清洁和干燥时间。可W使用其它的程序变化来选择最 佳的基板清洁和干燥循环时间。
[0043] 在一个实施例中，基板最初可在配置于处理设备（例如处理设备200)中的预处理 腔室中进行处理，所述预处理腔室例如膜沉积室（未图示），W在基板上形成一个膜或多个 膜，或是所述预处理腔室例如可从基板去除材料的膜蚀刻室。盒212和214可W将基板输 送到处理设备200,然后可W由机械手将基板放在第一处理腔室中，所述第一处理腔室例如 湿式清洁腔室201。在该种配置中，机械手从盒212和214中的一个将基板输送到第一处理 腔室。然后可W在湿式清洁腔室201中使基板暴露于清洁溶液，W去除污染物，例如存在于 基板上的材料残余物/颗粒或液体。在一个实施例中，所述清洁溶液可w包含去离子水、清 洁溶剂或上述的组合。
[0044] 接着，可W由湿式机械手208将基板从湿式清洁腔室201传送到溶剂交换腔室 202。在溶剂交换腔室202中，可W通过使基板暴露于溶剂来W溶剂置换预先配置的清洁溶 液。在一个实施例中，用于置换清洁溶液的溶剂可W是单一化学品，所述化学品可W处于液 体或超临界相，或是处于液体或超临界相中的一序列各种化学品或化学品的混合物。用于 置换的化学品或混合物的状态和相可W由去离子水、溶剂及化学品或选择的化学品的混合 物之间的相对溶解度、混溶性W及液体置换特性来决定。
[0045] 在一个实施例中，可W使基板暴露于溶剂W置换仍留在基板上的残余液体。所述 溶剂可足够置换基本上所有从先前处理步骤残留在基板表面上的液体的量被提供到 基板的顶表面。溶剂交换可W由填充和净化工艺来进行。例如，诸如上述的那些溶剂可W 被引入溶剂交换腔室202,并且溶剂交换腔室202可被溶剂填充到至少覆盖基板。在溶剂交 换已经进行了一段所需的时间量之后，可W通过从溶剂交换腔室202去除一或多个溶剂来 净化腔室。
[0046] 在一个实施例中，用于溶剂交换的适当溶剂包括丙酬、异丙醇、己醇、甲醇及其它 非极性溶剂。认为通过去除水并用溶于超临界流体的溶剂来交换水，可W在去除过程中由 于防止溶剂和超临界流体之间的相分离而改良随后的超临界冲洗和干燥。
[0047] 在另一个实施例中，用于溶剂交换工艺的适当溶剂包括N-甲基-2-化咯晚酬、 N-甲基甲酯胺、1，3-二甲基-2-咪挫咐酬、二甲基己酷胺及二甲亚讽。该些极性溶剂（例 如有机极性溶剂）置换了水，而且通常理想的是溶剂拥有高介电常数（大于30)和低的蒸 发速率（相对于己酸正了醋小于0.5)。有机极性溶剂通常还可W混溶于水中，并抑制氧化 娃颗粒从娃水反应析出。
[0048] 在一个实施例中，溶剂交换工艺包含依序提供多种溶剂到基板，W置换残留在基 板表面上的残余液体。在工艺顺序的一个实施例中，可W通过输送极性溶剂然后输送非极 性溶剂到基板的表面来进行多步骤的溶剂交换处理，W去除残余液体。在一个实例中，工艺 顺序包括提供第一溶剂然后提供第二溶剂，所述第一溶剂包含极性溶剂，所述极性溶剂设 W从基板置换去离子水，所述第二溶剂包含非极性溶剂，例如约90%或更多的液体异丙醇 (IPA)，液体异丙醇可W在溶剂交换腔室202中在室温下被用来置换基板上的极性溶剂。使 用极性溶剂可W有效地帮助去除任何残留的颗粒，该在提供非极性溶剂（例如异丙醇）到 基板表面之前是重要的。认为使用极性和随后的非极性溶剂能够更有效地从基板去除残留 液体和任何残留颗粒或类似的污染物。
[0049] 然而，由于大多数极性溶剂的结构，在极性溶剂取代了清洁流体（即水溶液）之 后，极性溶剂（例如在超临界二氧化碳中具有低溶解度的有机极性溶剂）需要被非极性溶 剂置换，W确保极性溶剂可W在随后的工艺步骤中轻易地被从基板的表面去除。在非极性 溶剂（例如IPA)已取代有机极性溶剂之后，可W进行后续使用超临界流体（例如超临界 C〇2)置换非极性溶剂。在较佳的实施例中，所述有机极性溶剂包含N-甲基-2-化咯晚酬或 N-甲基甲酯胺或上述的组合。因此，在一个实例中，所述溶剂交换工艺可W包含使用有机极 性溶剂置换清洁溶液，然后使用非极性有机溶剂置换有机极性溶剂。
[0050] 接着，可W进行相变工艺，W使基板准备好进行随后的超临界清洁和干燥工艺。相 变工艺可ww两种方式中的一种方式或上述方式的组合进行。在一个实施例中，在使用溶 剂（例如非极性溶剂）置换基板表面上的残留材料已经进行之后，可W使用超临界流体 (例如纯的超临界C〇2或C化）直接置换溶剂。在此实施例中，纯的超临界流体可W被提供 到超临界流体腔室203。因此，可W调整超临界流体腔室203中保持的温度和压力，W将流 体保持在超临界状态下。在另一个实施例中，假使用于上述置换工艺的化学品或化学混合 物是液体（例如液体二氧化碳）而且可W被转变成超临界相，则可W使用相变工艺来将化 学品或化学混合物转变成超临界流体。例如，在约5°C至8°C和约50己下有90%或更多的 液体IPA可W被液体二氧化碳置换。在一个实施例中，上述约5°C至8°C和约50己的液体 C〇2可W在超临界流体腔室203中被加热到约40°C及约95己的压力。形成超临界相的结果 是，由于液-气和液-固表面张力之间的差异所造成的毛细压力被消除了。毛细压力的消 除防止了清洁表面的弯曲和相互作用，该可W降低黏附发生在高深宽比特征中的可能性。
[0051] 在一个实施例中，包含如前所述相同类型的化学品或化学混合物的超临界流体可 W被形成并引入超临界流体腔室203,W在超临界冲洗工艺中清洁和冲洗掉残留在基板表 面上的颗粒和残余物。在一个实施例中，可W使用C〇2来形成超临界流体。也可W在超临 界流体腔室203的外部形成超临界C〇2,然后将超临界C〇2引入超临界流体腔室203。在一 个实施例中，可W在超临界流体腔室203的外部形成高于超临界点的点（例如约40°C和约 95己）的超临界[化，然后再将超临界[化引入超临界流体腔室203。
[005引在另一个实施例中，可W将液体C02提供到腔室，并于随后通过提高腔室中的温度 和压力而将液体C02转化成超临界C02。在此实施例中，液体0)2W第一速率被提供到超临界 流体腔室203，其中所述第一速率设W避免干扰存在于基板表面上的溶剂。在已经将所需量 的液体C02提供到超临界流体腔室203之后，将更多的液体C02W高于所述第一速率的第二 速率提供到超临界流体腔室203,直到超临界流体腔室203已经大致上充满了液体C02。所 述第二速率设W形成素流，W促进基板上的溶剂和液体C02之间的相互作用。认为，致使液 体C02与溶剂材料产生相互作用（对比超临界C02流体）极大地改良了从基板表面置换和 去除溶剂材料的工艺。可W使用各种的设备（例如喷头或在腔室壁中成一定角度的通道） 来与W第二速率增加的流量组合，W增强素流及液体C02与位于超临界流体腔室203内的 基板表面的相互作用。
[0053] 在两个实施例中，超临界C〇2表现出介于气体和液体之间的中间性质，并且由于具 有像气体的运输行为，超临界C〇2具有良好地穿透复杂纳米几何形状的能力，该在颗粒和残 余物去除上会是有效的，因为超临界0)2的优异质传能力通常与流动的液体相关联。在一 个实施例中，所述超临界冲洗工艺可W进行约30秒至约60秒。
[0054] 超临界冲洗工艺可几种不同的方式实现。在一个实施例中，可W将超临界流 体引入腔室203中基板上方的空间，并允许超临界流体停滞。在一个实例中，在基板表面上 方的纯超临界C〇2在基板上方的空间和基板表面之间形成了浓度梯度，其中基板上方的空 间中存在纯的超临界0)2,并且