随着半导体技术节点不断更新，特征尺寸越来越小。当特征尺寸发展到纳米级时，由于表面张力和毛细作用力增大，使水或化学药液进人微小结构中的清洗变得非常困难，化学药液对微小尺寸的图形结构难免造成材料损失，并且湿法清洗后的干燥工艺在小尺寸的图形结构中造成的粘连等问题也变得更加严峻，因此湿法清洗面临着诸多挑战。超临界流体技术是利用超临界流体特性而发展起来的一门新兴技术，以超临界流体为媒体的清洗技术为克服以上湿法清洗带来的问题提供了良好的解决方案。

超临界流体是指在临界温度和临界压力之上的流体，它兼具液体与气体性质，是不同于一一般气体的一种稠密的气态，其物性是处于气态与液态之间的中间状态。表8-48列出了气体、超临界流体与液体的属性对比。超临界流体兼有液体和气体的优点:黏度小，扩散系数大，表面张力小，具有良好的传质特性，可进人微小尺寸图形结构中进行清洗;接近液体密度的大密度，使其具有良好的溶解特性，适合作为液态清洗剂的替代品在临界点附近对温度和压力特别敏感，因此在清洗工艺中可以通过提升其温度和压力使其溶解度达到最大，而清洗完毕后可以通过降低其温度和压力使其中的溶质分离析出。

表8-49列出了常用物质的超临界属性。其中，CO2是一种良好的超临界流体，其临界温度与临界压力较低(T.=31.2C, P。=7.38MPa),较容易实现自

动化控制。图8-179所示为CO2超临界清洗技术相位图。超临界CO2是一-种物性稳定的物质，不可燃，安全，无刻蚀性，成本低，对环境友好。超临界CO2的溶解对象一般限于非 极性或弱极性物质，可以通过掺加极性溶剂来改变其极性，使其对不同的溶质具有不同的溶解性能。

图8- 180所示的是CO2超临界清洗系统结构框图。其工作原理是，暂存于容器中的CO,经由泵增压至其临界压力(7. 38MPa)之上，同时加入微量的助

溶剂和清洗剂，随后升温至其临界温度(31.2C) 之上，使CO2达到超临界状态，然后喷射于圆片表面，对圆片进行冲洗，同时可配合使用喷头摆动、机械旋转等功能，增加超临界CO2流体的动能，使其在圆片表面均匀分布。清洗工序完毕后，继续通人超临界CO2,使已溶解了污染物的CO2进入分离器中，同时对工艺腔体降压，使腔体内干净的CO2汽化后排出，最后再对分离器中的CO2降压以实现污染物的分离析出。