JP2021141208A - 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を液体により処理する際に問題が生じることを抑制することが可能な半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、半導体製造装置は、基板を収容する収容部と、前記基板を処理する液体を前記収容部に供給する管とを備える。前記装置はさらに、前記管から導入された前記液体と、前記収容部から導入された前記液体とが合流して通過する第１流路と、前記第１流路を通過した前記液体を吐出する第１開口部と、を有する吐出部を備える。さらに、前記第１流路は、前記液体の下流に進むにつれて前記第１流路の断面積が広くなる領域を有する。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。

基板をエッチング液などの液体により処理する際、液体の流速分布などが原因で、基板や液体に問題が生じるおそれがある。

特開平１１−２９０８０１号公報 特許第３０２９１３１号公報

基板を液体により処理する際に問題が生じることを抑制することが可能な半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。

一の実施形態によれば、半導体製造装置は、基板を収容する収容部と、前記基板を処理する液体を前記収容部に供給する管とを備える。前記装置はさらに、前記管から導入された前記液体と、前記収容部から導入された前記液体とが合流して通過する第１流路と、前記第１流路を通過した前記液体を吐出する第１開口部と、を有する吐出部を備える。さらに、前記第１流路は、前記液体の下流に進むにつれて前記第１流路の断面積が広くなる領域を有する。

第１実施形態の半導体製造装置の構成を示す模式図である。 第１実施形態の基板処理槽の構造を示す断面図である。 第１実施形態の還流管の構造を示す斜視図である。 第１実施形態のエジェクタの構造を示す断面図である。 第２実施形態の還流管の構造を示す斜視図である。 第２実施形態のエジェクタの構造を示す断面図である。 第３実施形態の還流管の構造を示す斜視図である。 第３実施形態のエジェクタの構造を示す断面図である。 第４実施形態の基板処理槽の構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１から図９において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体製造装置の構成を示す模式図である。図１の半導体製造装置は、複数の基板（ウェハ）１を基板処理液２により処理するバッチ式の基板処理装置である。

図１は、これらの基板１のうちの１枚を示している。各基板１は例えば、シリコン基板などの半導体基板（半導体ウェハ）と、半導体基板の表面に形成された被加工膜とを含んでいる。被加工膜は、導体膜、半導体膜、絶縁膜のいずれでもよいし、２種類以上の膜を含んでいてもよい。本実施形態の被加工膜は、シリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などのシリコン系の膜を含んでおり、そのためシリコン元素を含有している。

図１はさらに、これらの基板１が浸漬されている基板処理液２を示している。基板処理液２は、基板１を処理するための液体であり、例えば水溶液や薬液である。本実施形態の基板処理液２は、被加工膜をエッチングするためのエッチング液であり、例えばリン酸水溶液である。

図１の半導体製造装置は、基板処理槽１１と、基板保持部１２と、オーバーフロー部１３と、シリカ除去部１４と、ポンプ１５と、フィルタ１６と、ヒータ１７と、複数の還流管１８と、制御部１９とを備えている。基板処理槽１１は収容部の例であり、シリカ除去部１４は除去部の例であり、還流管１８は管の例である。

図１は、半導体製造装置の設置面に平行で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、半導体製造装置の設置面に垂直なＺ方向とを示している。本明細書では、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、−Ｚ方向を下方向として取り扱う。なお、−Ｚ方向は、重力方向と一致していてもよいし、重力方向と一致していなくてもよい。

基板処理槽１１は、複数の基板１と基板処理液２を収容する。これらの基板１は、基板処理槽１１内の基板処理液２に浸漬されることで、基板処理液２により処理される。基板保持部１２は、基板処理槽１１内でこれらの基板１を保持する。これらの基板１は、各基板１の表面および裏面がＹ方向に垂直になり、基板１同士が互いに平行に並ぶように保持される。

基板処理槽１１からあふれ出た基板処理液２は、オーバーフロー部１３に貯留され、オーバーフロー部１３から循環流路Ｐに排出される。シリカ除去部１４、ポンプ１５、フィルタ１６、およびヒータ１７は、循環流路Ｐに直列に設けられている。基板処理槽１１とオーバーフロー部１３はそれぞれ、内槽と外槽に相当する。

シリカ除去部１４は、オーバーフロー部１３から排出された基板処理液２からシリカを除去する。本実施形態では、基板１と基板処理液２との反応によりシリカが生じ、オーバーフロー部１３からの基板処理液２はシリカを含んでいる。シリカ除去部１４は、この基板処理液２に含まれる少なくとも一部のシリカを除去し、少なくとも一部のシリカが除去された基板処理液２をポンプ１５に排出する。

本実施形態では、被加工膜に含まれるシリコン窒化膜（ＳｉＮ）がリン酸水溶液（Ｈ_３ＰＯ_４）と反応して、シリカ（Ｓｉ（ＯＨ）_４）が生成され、このシリカが基板処理液２内に蓄積する。シリカ除去部１４は、基板処理液２からシリカを除去することで、基板処理液２中のシリカ濃度を一定に保つことができ、被加工膜に含まれるシリコン窒化膜とシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）とのエッチング選択比を一定に保つことができる。このエッチング選択比が変化すると、エッチングしたくない膜がエッチングされるおそれや、シリカが析出してホールや溝が閉塞されるおそれがある。本実施形態によれば、シリカ除去部１４によりシリカを除去することで、これらの問題を抑制することが可能となる。なお、シリカ除去部１４は、基板１と基板処理液２との反応により生じるその他の物質を除去する除去部に置き換えてもよい。

ポンプ１５は、基板処理液２を循環流路Ｐを介して搬送する。フィルタ１６は、循環流路Ｐを流れる基板処理液２を清浄化する。ヒータ１７は、循環流路Ｐを流れる基板処理液２を加熱する。シリカ除去部１４、ポンプ１５、フィルタ１６、およびヒータ１７を順に通過した基板処理液２は、循環流路Ｐから還流管１８を介して基板処理槽１１内に再び供給される。このようにして、基板処理液２が、基板処理槽１１と循環流路Ｐとの間を循環する。

図１は、２本の還流管１８の断面を示している。これらの還流管１８は、Ｙ方向に延びており、Ｘ方向に互いに隣接している。各還流管１８は、後述する複数の開口部１８ａを有しており、開口部１８ａから基板処理槽１１内に基板処理液２を供給する（図２）。本実施形態の還流管１８は、基板処理槽１１の底部に配置されており、還流管１８の上方に保持されている基板１に向けて基板処理液２を噴射する。還流管１８は、図１では基板処理槽１１の内部に敷設されているが、基板処理槽１１の外部に敷設されていてもよい。

制御部１９は、半導体製造装置の動作を制御する。制御部１９の例は、プロセッサ、電気回路、ＰＣ（Personal Computer）などである。制御部１９は例えば、シリカ除去部１４を制御して基板処理液２中のシリカ濃度を調整することや、ポンプ１５を制御して基板処理液２の流量を調整することや、ヒータ１７を制御して基板処理液２の温度を調整することが可能である。

図２は、第１実施形態の基板処理槽１１の構造を示す断面図である。

図２は、基板処理槽１１に収容された複数の基板１と、１本の還流管１８に設けられた複数の開口部１８ａとを示している。これらの基板１は、基板１同士が互いに平行に並ぶように保持されており、その結果、これらの基板１間に複数の隙間が設けられている。なお、後述するエジェクタ２１の図示は省略されている。

図２は、各基板１の表面Ｓ１および裏面Ｓ２を示している。本実施形態の各基板１は、上述のように、シリコン基板などの半導体基板と、半導体基板の表面に形成された被加工膜とを含んでいる。図２において、表面Ｓ１は被加工膜の表面に相当し、裏面Ｓ２は半導体基板の裏面に相当する。

図２にて矢印で示すように、還流管１８の開口部１８ａは、基板１間の隙間に基板処理液２を噴射する。具体的には、開口部１８ａと隙間とが１対１で対応しており、各開口部１８ａは、対応する隙間に基板処理液２を噴射する。これにより、これらの基板１の表面Ｓ１に基板処理液２が供給され、被加工膜が基板処理液２により処理される。

なお、図２では、各基板１の表面Ｓ１が、隣接する基板１の裏面Ｓ２と対向し、各基板１の裏面Ｓ２が、隣接する基板１の表面Ｓ１と対向している。別言すると、各基板１の表面Ｓ１が−Ｙ方向を向き、各基板１の表面Ｓ２が＋Ｙ方向を向いている。しかしながら、本実施形態では、各基板１の表面Ｓ１が、隣接する基板１の表面Ｓ１と対向し、各基板１の裏面Ｓ２が、隣接する基板１の裏面Ｓ２と対向していてもよい。

以下、本実施形態の各還流管１８の詳細を説明する。以下の説明では、基板処理液２を適宜「液体２」と略記する。

図３は、第１実施形態の還流管１８の構造を示す斜視図である。

本実施形態の半導体製造装置は、図３に示すように、還流管１８の外周面に設けられた複数のエジェクタ２１を備えている。これらのエジェクタ２１は、基板処理槽１１内に配置されており、還流管１８の複数の開口部１８ａに取り付けられている。よって、還流管１８を流れる液体２は、これらの開口部１８ａおよびエジェクタ２１を介して基板処理槽１１内に供給される。エジェクタ２１は、吐出部の例である。

本実施形態の開口部１８ａは、図２を参照して説明した通り、基板１間の隙間と１対１で対応している。よって、本実施形態のエジェクタ２１も、基板１間の隙間と１対１で対応しており、各エジェクタ２１は、対応する隙間に液体２を噴射する。

各エジェクタ２１は、還流管１８（開口部１８ａ）から液体２を導入する開口部２１ａと、基板処理槽１１内に液体２を吐出する開口部２１ｂとを有している。これにより、還流管１８から基板処理槽１１内に液体２を供給することができる。開口部２１ｂは第１開口部の例であり、開口部２１ａは第２開口部の例である。

各エジェクタ２１はさらに、基板処理槽１１から液体２を導入する少なくとも１つの開口部２１ｃを有している。本実施形態のエジェクタ２１は、還流管１８内の液体２を開口部２１ａから導入し、基板処理槽１１内の液体２を開口部２１ｃから導入する。開口部２１ａから導入された液体２と、開口部２１ｃから導入された液体２は、エジェクタ２１内で合流し、合流した液体２が開口部２１ｂから吐出される。このように、本実施形態のエジェクタ２１は、還流管１８から導入された液体２を基板処理槽１１内に供給するだけでなく、基板処理槽１１から導入された液体２を基板処理槽１１内に再び供給する。開口部２１ｃは、第３開口部の例である。

図４は、第１実施形態のエジェクタ２１の構造を示す断面図である。

本実施形態のエジェクタ２１は、図４に示すように、開口部２１ａ、２１ｂ、２１ｃと流路２１ｄ、２１ｅ、２１ｆとを有している。流路２１ｄは、開口部２１ａからエジェクタ２１内に液体２を搬送し、流路２１ｆは、開口部２１ｃからエジェクタ２１内に液体２を搬送する。流路２１ｅは、流路２１ｄおよび流路２１ｆからの液体２を開口部２１ｂに搬送する。流路２１ｅは、第１流路の例である。

開口部２１ａから導入された液体２は、流路２１ｄを通過して、エジェクタ２１内に流入する。同様に、開口部２１ｃから導入された液体２は、流路２１ｆを通過して、エジェクタ２１内に流入する。流路２１ｄからの液体２と、流路２１ｆからの液体２は、エジェクタ２１内で合流して、流路２１ｅに流入する。よって、エジェクタ２１で合流した液体２は、流路２１ｅを通過して、開口部２１ｂから吐出される。

流路２１ｄは、液体２の下流に進むにつれて流路２１ｄの断面積が狭くなる領域Ａ１を有している。本実施形態の流路２１ｄは、＋Ｚ方向に延びる管状の形状を有しており、円形の断面形状を有している。よって、流路２１ｄの直径は、領域Ａ１において、液体２の下流（＋Ｚ方向）に進むにつれて小さくなっている。これにより、液体２の流速を領域Ａ１にて増加させることが可能となる。さらには、液体２の流速を増加させることで、流路２１ｄや流路２１ｆの出口付近で負圧を発生させ、開口部２１ｃから流路２１ｆ内に液体２を吸引することが可能となる（ベンチュリの法則）。

一方、流路２１ｅは、液体２の下流に進むにつれて流路２１ｅの断面積が広くなる領域Ａ２を有している。本実施形態の流路２１ｅは、＋Ｚ方向に延びる管状の形状を有しており、円形の断面形状を有している。よって、流路２１ｅの直径は、領域Ａ２において、液体２の下流（＋Ｚ方向）に進むにつれて大きくなっている。これにより、流路２１ｅを、流路２１ｄからの液体２と流路２１ｆからの液体２とを混合するディフューザとして機能させることが可能となる。

以下、本実施形態のエジェクタ２１のさらなる詳細を説明する。

本実施形態の半導体製造装置は、還流管１８から基板処理槽１１内に液体２を供給することで、基板処理槽１１内に液体２の流れを発生させている。しかしながら、基板処理槽１１内の液体２の流れが十分でないと、基板処理槽１１内での液体２の流速分布の変化が大きくなり、基板１の処理（例えばエッチング）にムラが生じてしまう。このムラは、ポンプ１５を大型化して、循環流路Ｐや還流管１８を流れる液体２の流量を増大させることで抑制可能である。しかしながら、ポンプ１５の大型化は好ましくない。

そこで、本実施形態の半導体製造装置は、還流管１８の外周面に設けられたエジェクタ２１を備えている。本実施形態のエジェクタ２１は、還流管１８から液体２を導入するだけでなく、基板処理槽１１からも液体２を導入する。よって、本実施形態によれば、エジェクタ２１から液体２を吐出することで、基板処理槽１１内に噴射される液体２の流量を増大させることが可能となる。これにより、基板処理槽１１内での液体２の流速分布の変化を低減することが可能となり、基板１の処理のムラを抑制することが可能となる。本実施形態によれば、ポンプ１５を大型化せずに、このようなムラを抑制することができる。

また、本実施形態のエジェクタ２１の流路２１ｅは、液体２の下流に進むにつれて流路２１ｅの断面積が広くなる領域Ａ２を有している。これにより、流路２１ｅを、流路２１ｄからの液体２と流路２１ｆからの液体２とを混合するディフューザとして機能させることが可能となる。よって、本実施形態によれば、前者の液体２中の溶質の濃度と後者の液体２中の溶質の濃度とを均一化することが可能となる。本実施形態の液体２中の溶質は、例えばリン酸である。

本実施形態では例えば、液体２中のリン酸により、被加工膜中のシリコン窒化膜をエッチングする。リン酸によるシリコン窒化膜のエッチングは一般に高温プロセスであり、液体２中の水が揮発しやすい。そのため、図１に示すように、循環流路Ｐ中の液体２に水を補充することが多い。図１は、循環流路Ｐ中の液体２に水を補充する補充部Ｋを示している。この場合、循環流路Ｐや還流管１８を流れる液体２中のリン酸の濃度は、基板処理槽１１内の液体２中のリン酸の濃度と異なることがある。このような濃度差を放置すると、シリコン窒化膜のエッチングにムラが生じるおそれがある。本実施形態によれば、流路２１ｅがディフューザとして機能することで、流路２１ｄからの液体２中と流路２１ｆからの液体２中のリン酸の濃度を均一化することが可能となり、シリコン窒化膜のエッチングのムラを抑制することが可能となる。

また、液体２中のリン酸により被加工膜中のシリコン窒化膜をエッチングすると、上述のようにシリカが生成され、このシリカが液体２内に蓄積する。液体２内にシリカが蓄積すると、エッチングしたくない膜がエッチングされるおそれや、シリカが析出してホールや溝が閉塞されるおそれがある。そこで、本実施形態では、循環流路Ｐにシリカ除去部１４を設けている。これにより、シリカ除去部１４によりシリカを除去することで、上記の問題を抑制することが可能となる。

補充部Ｋは、循環流路Ｐ中の液体２にリン酸を補充してもよい。シリカ除去部１４で除去しきれないシリカを、補充部Ｋからリン酸を補充することで希釈することができる。この場合、循環流路Ｐや還流管１８を流れる液体２中のシリカの濃度は、基板処理槽１１内の液体２中のシリカの濃度と異なることがある。このような濃度差を放置すると、シリコン窒化膜のエッチングにムラが生じるおそれがある。本実施形態によれば、流路２１ｅがディフューザとして機能することで、流路２１ｄからの液体２中と流路２１ｆからの液体２中のシリカの濃度を均一化することが可能となり、シリコン窒化膜のエッチングのムラを抑制することが可能となる。

以上のように、本実施形態の半導体製造装置はエジェクタ２１を備え、エジェクタ２１の流路２１ｅは、液体２の下流に進むにつれて流路２１ｅの断面積が広くなる領域Ａ２を有している。よって、本実施形態によれば、基板１を液体２により処理する際に、基板１や液体２に問題が生じることを抑制することが可能となる。例えば、基板処理槽１１内での液体２の流速分布の変化を低減することや、液体２中の溶質の濃度を均一化することが可能となる。

なお、本実施形態のエジェクタ２１は、図４に示す形状とは異なる形状を有していてもよい。例えば、本実施形態のエジェクタ２１は、基板処理槽１１からエジェクタ２１内に液体２を搬送する２本以上の流路２１ｆを有していてもよい。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の還流管１８の構造を示す斜視図である。

本実施形態の半導体製造装置は、図５に示すように、還流管１８の前段部Ｐ１と後段部Ｐ２との間に設けられたエジェクタ２２を備えている。エジェクタ２２は、還流管１８と共に基板処理槽１１内に配置されており、還流管１８の複数の開口部１８ａは、後段部Ｐ２に設けられている。よって、本実施形態の液体２は、前段部Ｐ１、エジェクタ２２、および後段部Ｐ２を順に通過し、これらの開口部１８ａを介して基板処理槽１１内に供給される。エジェクタ２２は吐出部の例であり、前段部Ｐ１は第１部分の例であり、後段部Ｐ２は第２部分の例である。

本実施形態のエジェクタ２２は、前段部Ｐ１および後段部Ｐ２と同じ部材で形成されていてもよいし、前段部Ｐ１および後段部Ｐ２と異なる部材で形成され、前段部Ｐ１と後段部Ｐ２との間にはめ込まれていてもよい。本実施形態のエジェクタ２２は、前段部Ｐ１から液体２を導入し、後段部Ｐ２に液体２を噴射する。

各エジェクタ２２は、前段部Ｐ１から液体２を導入する開口部２２ａと、後段部Ｐ２に液体２を吐出する開口部２２ｂとを有している。これにより、前段部Ｐ１から後段部Ｐ２に液体２を供給することができる。後段部Ｐ２に供給された液体２は、開口部１８ａから基板処理槽１１内に供給される。開口部２２ｂは第１開口部の例であり、開口部２２ａは第２開口部の例である。

各エジェクタ２２はさらに、基板処理槽１１から液体２を導入する少なくとも１つの開口部２２ｃを有している。本実施形態のエジェクタ２２は、前段部Ｐ１内の液体２を開口部２２ａから導入し、基板処理槽１１内の液体２を開口部２２ｃから導入する。開口部２２ａから導入された液体２と、開口部２２ｃから導入された液体２は、エジェクタ２２内で合流し、合流した液体２が開口部２２ｂから吐出される。このように、本実施形態のエジェクタ２２は、前段部Ｐ１から導入された液体２を後段部Ｐ２を介して基板処理槽１１内に供給するだけでなく、基板処理槽１１から導入された液体２を後段部Ｐ２を介して基板処理槽１１内に再び供給する。開口部２２ｃは、第３開口部の例である。

図６は、第２実施形態のエジェクタ２２の構造を示す断面図である。

本実施形態のエジェクタ２２は、図６に示すように、開口部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと流路２２ｄ、２２ｅ、２２ｆとを有している。流路２２ｄは、開口部２２ａからエジェクタ２２内に液体２を搬送し、流路２２ｆは、開口部２２ｃからエジェクタ２２内に液体２を搬送する。流路２２ｅは、流路２２ｄおよび流路２２ｆからの液体２を開口部２２ｂに搬送する。流路２２ｅは、第１流路の例である。

開口部２２ａから導入された液体２は、流路２２ｄを通過して、エジェクタ２２内に流入する。同様に、開口部２２ｃから導入された液体２は、流路２２ｆを通過して、エジェクタ２２内に流入する。流路２２ｄからの液体２と、流路２２ｆからの液体２は、エジェクタ２２内で合流して、流路２２ｅに流入する。よって、エジェクタ２２で合流した液体２は、流路２２ｅを通過して、開口部２２ｂから吐出される。

流路２２ｄは、液体２の下流に進むにつれて流路２２ｄの断面積が狭くなる領域Ｂ１を有している。本実施形態の流路２２ｄは、−Ｙ方向に延びる管状の形状を有しており、円形の断面形状を有している。よって、流路２２ｄの直径は、領域Ｂ１において、液体２の下流（−Ｙ方向）に進むにつれて小さくなっている。これにより、液体２の流速を領域Ｂ１にて増加させることが可能となる。さらには、液体２の流速を増加させることで、流路２２ｄや流路２２ｆの出口付近で負圧を発生させ、開口部２２ｃから流路２２ｆ内に液体２を吸引することが可能となる（ベンチュリの法則）。

一方、流路２２ｅは、液体２の下流に進むにつれて流路２２ｅの断面積が広くなる領域Ｂ２を有している。本実施形態の流路２２ｅは、−Ｙ方向に延びる管状の形状を有しており、円形の断面形状を有している。よって、流路２２ｅの直径は、領域Ｂ２において、液体２の下流（−Ｙ方向）に進むにつれて大きくなっている。これにより、流路２２ｅを、流路２２ｄからの液体２と流路２２ｆからの液体２とを混合するディフューザとして機能させることが可能となる。

本実施形態のエジェクタ２２によれば、第１実施形態のエジェクタ２１と同様の効果を得ることが可能となる。例えば、エジェクタ２２から後段部Ｐ２に液体２を吐出することで、開口部１８ａから基板処理槽１１内に噴射される液体２の流量を増大させることが可能となる。さらに、流路２２ｅに領域Ｂ２を設けることで、流路２２ｅをディフューザとして機能させることが可能となる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、基板１を液体２により処理する際に、基板１や液体２に問題が生じることを抑制することが可能となる。なお、本実施形態のエジェクタ２２は、図６に示す形状とは異なる形状を有していてもよい。

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態の還流管１８の構造を示す斜視図である。

本実施形態の半導体製造装置は、図７に示すように、還流管１８の外周面に対向するように配置されたアーチ部材２４を備えている。アーチ部材２４は、基板処理槽１１内に配置されており、還流管１８の外周面に沿って延びるアーチ状の形状を有している。アーチ部材２４の内周面と還流管１８の外周面との間の隙間は、液体２の流路となっており、基板処理槽１１内の液体２は、アーチ部材２４と還流管１８との間の開口部２４ａからこの流路内に導入される。

本実施形態の半導体製造装置はさらに、図７に示すように、アーチ部材２４に設けられた複数のエジェクタ２３を備えている。これらのエジェクタ２３は、基板処理槽１１内に配置されており、還流管１８の複数の開口部１８ａ付近に取り付けられている。よって、還流管１８を流れる液体２は、これらの開口部１８ａおよびエジェクタ２３を介して基板処理槽１１内に供給される。エジェクタ２３は吐出部の例であり、アーチ部材２４は部材の例である。

本実施形態の開口部１８ａは、図２を参照して説明した通り、基板１間の隙間と１対１で対応している。よって、本実施形態のエジェクタ２３も、基板１間の隙間と１対１で対応しており、各エジェクタ２３は、対応する隙間に液体２を噴射する。

各エジェクタ２３は、還流管１８（開口部１８ａ）から液体２を導入する開口部２３ａと、基板処理槽１１内に液体２を吐出する開口部２３ｂとを有している。これにより、還流管１８から基板処理槽１１内に液体２を供給することができる。開口部２３ｂは第１開口部の例である。

本実施形態ではさらに、開口部２４ａから導入された液体２も、アーチ部材２４と還流管１８との間の流路を介して、開口部２３ａに流入する。よって、本実施形態のエジェクタ２３は、還流管１８内の液体２と基板処理槽１１内の液体２とを開口部２３ａから導入する。前者の液体２と後者の液体２は、開口部２３ａ付近で合流し、合流した液体２が開口部２３ｂから吐出される。このように、本実施形態のエジェクタ２３は、還流管１８から導入された液体２を基板処理槽１１内に供給するだけでなく、基板処理槽１１から導入された液体２を基板処理槽１１内に再び供給する。

図８は、第３実施形態のエジェクタ２３の構造を示す断面図である。

図８に示すように、本実施形態のエジェクタ２３は、開口部２３ａ、２３ｂと流路２３ｃとを有しており、本実施形態のアーチ部材２４は、還流管１８と共に、開口部２４ａと流路２４ｂとを形成している。流路２４ｂは、アーチ部材２４と還流管１８との間の隙間であり、開口部２４ａから開口部２３ａに液体２を搬送する。流路２３ｃは、開口部１８ａおよび流路２４ｂからの液体２を開口部２３ｂに搬送する。流路２３ｃは、第１流路の例である。

開口部２４ａから導入された液体２は、流路２４ｂを通過して、開口部２３ａ付近に達する。同様に、開口部１８ａから噴射された液体２は、開口部２３ａ付近に達する。流路２４ｂからの液体２と、開口部１８ａからの液体２は、開口部２３ａ付近で合流して、流路２３ｃに流入する。よって、開口部２３ａ付近で合流した液体２は、流路２３ｃを通過して、開口部２３ｂから吐出される。

流路２３ｃは、ラッパ状の形状を有しており、液体２の下流に進むにつれて流路２３ｃの断面積が狭くなる領域Ｃ１と、液体２の下流に進むにつれて流路２３ｃの断面積が広くなる領域Ｃ２とを順に有している。本実施形態の流路２３ｃは、＋Ｚ方向に延びる管状の形状を有しており、円形の断面形状を有している。よって、流路２３ｃの直径は、領域Ｃ１において、液体２の下流（＋Ｚ方向）に進むにつれて小さくなっている。また、流路２３ｃの直径は、領域Ｃ２において、液体２の下流（＋Ｚ方向）に進むにつれて大きくなっている。これにより、流路２３ｃを、開口部１８ａからの液体２と流路２４ｂからの液体２とを混合するディフューザとして機能させることが可能となる。

本実施形態のエジェクタ２３によれば、第１実施形態のエジェクタ２１と同様の効果を得ることが可能となる。例えば、エジェクタ２３から液体２を吐出することで、基板処理槽１１内に噴射される液体２の流量を増大させることが可能となる。さらに、流路２３ｃに領域Ｃ２を設けることで、流路２３ｃをディフューザとして機能させることが可能となる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、基板１を液体２により処理する際に、基板１や液体２に問題が生じることを抑制することが可能となる。なお、本実施形態のエジェクタ２３は、図８に示す形状とは異なる形状を有していてもよい。

（第４実施形態）
図９は、第４実施形態の基板処理槽１１の構造を示す断面図である。

図９は、基板処理槽１１に収容された複数の基板１と、１本の還流管１８に設けられた複数の開口部１８ａとを示している。これらの基板１は、基板１同士が互いに平行に並ぶように保持されており、その結果、これらの基板１間に複数の隙間が設けられている。

図９は、これらの基板１の左端にある基板１の主面Ｅ１と、これらの基板１の右端にある基板１の主面Ｅ２と、基板処理槽１１の内壁の壁面Ｅ３と、基板処理槽１１の内壁の別の壁面Ｅ４とを示している。壁面Ｅ３は主面Ｅ１と対向しており、壁面Ｅ４は主面Ｅ２と対向している。主面Ｅ１は、基板１の表面Ｓ１でも裏面Ｓ２でもよい。同様に、主面Ｅ２は、基板１の表面Ｓ１でも裏面Ｓ２でもよい。図９にて矢印で示すように、還流管１８の開口部１８ａは、基板１間の隙間や、主面Ｅ１と壁面Ｅ３との間の隙間や、主面Ｅ２と壁面Ｅ４との間の隙間に、液体２を噴射する。

本実施形態のエジェクタ２１は、第１実施形態で説明したエジェクタ２１と同じ構造を有しているが、主面Ｅ１と壁面Ｅ３との間の隙間に対応する開口部１８ａや、主面Ｅ２と壁面Ｅ４との間の隙間に対応する開口部１８ａに取り付けられている。よって、本実施形態のエジェクタ２１は、主面Ｅ１と壁面Ｅ３との間の隙間や、主面Ｅ２と壁面Ｅ４との間の隙間に、開口部２１ｂからの液体２を吐出する。

本実施形態では、主面Ｅ１と壁面Ｅ３との間の隙間や、主面Ｅ２と壁面Ｅ４との間の隙間が、基板１間の隙間よりも広く設定されている。そのため、基板処理槽１１内の液体２の流れは、主面Ｅ１と壁面Ｅ３との間の隙間や、主面Ｅ２と壁面Ｅ４との間の隙間でとどこおる可能性がある。

そこで、本実施形態では、主面Ｅ１と壁面Ｅ３との間の隙間や、主面Ｅ２と壁面Ｅ４との間の隙間に、エジェクタ２１からの液体２を吐出する。具体的には、矢印Ｆで示すような下向きの液体２の流れに、エジェクタ２１からの液体２を当てる。これにより、上記のような液体２の流れのとどこおりを抑制することが可能となる。

なお、本実施形態のエジェクタ２１は、第１から第３実施形態のいずれかの半導体製造装置に適用してもよい。例えば、本実施形態のエジェクタ２１は、基板１間の隙間に対応する開口部１８ａと、主面Ｅ１と壁面Ｅ３との間の隙間に対応する開口部１８ａと、主面Ｅ２と壁面Ｅ４との間の隙間に対応する開口部１８ａとに取り付けられていてもよい。また、本実施形態のエジェクタ２１は、第３実施形態のエジェクタ２３に置き換えられてもよい。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

１：基板、２：基板処理液、
１１：基板処理槽、１２：基板保持部、１３：オーバーフロー部、
１４：シリカ除去部、１５：ポンプ、１６：フィルタ、
１７：ヒータ、１８：還流管、１８ａ：開口部、１９：制御部、
２１：エジェクタ、２２：エジェクタ、２３：エジェクタ、２４：アーチ部材、
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ：開口部、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ：流路、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：開口部、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ：流路、
２３ａ、２３ｂ：開口部、２３ｃ：流路、２４ａ：開口部、２４ｂ：流路

Claims (6)

1. 基板を収容する収容部と、
   前記基板を処理する液体を前記収容部に供給する管と、
   前記管から導入された前記液体と、前記収容部から導入された前記液体とが合流して通過する第１流路と、前記第１流路を通過した前記液体を吐出する第１開口部と、を有する吐出部とを備え、
   前記第１流路は、前記液体の下流に進むにつれて前記第１流路の断面積が広くなる領域を有する、半導体製造装置。
2. 前記吐出部はさらに、前記管から前記液体を導入する第２開口部と、前記収容部から前記液体を導入する第３開口部とを有する、請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 前記収容部内の複数の基板を、前記基板同士が平行に並ぶように保持する基板保持部をさらに備え、
   前記吐出部は、前記収容部内において、前記管の外周面に設けられており、前記基板間の隙間に前記液体を吐出する、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
4. 前記収容部内の複数の基板を、前記基板同士が平行に並ぶように保持する基板保持部をさらに備え、
   前記吐出部は、前記収容部内において、前記管の外周面に設けられており、前記複数の基板の端にある基板と前記収容部の内壁との間に前記液体を吐出する、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
5. 前記吐出部は、前記管の第１部分と第２部分との間に設けられており、前記第１部分から前記液体を導入し、前記第２部分に前記液体を吐出する、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
6. 基板を収容部内に収容し、
   前記基板を処理する液体を管から前記収容部に供給し、
   前記管から導入された前記液体と、前記収容部から導入された前記液体とを合流させて吐出部の第１流路を通過させ、前記第１流路を通過した前記液体を吐出部の第１開口部から吐出する、
   ことを含み、
   前記第１流路は、前記液体の下流に進むにつれて前記第１流路の断面積が広くなる領域を有する、半導体装置の製造方法。

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