JP7454989B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置に関する。

従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板の周縁部を処理液でエッチングする技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００９－２９５８０３号公報

本開示は、基板の周縁部を精度よくエッチングすることができる技術を提供する。

本開示の一態様による基板処理装置は、基板回転部と、気液分離部と、排気路とを備える。基板回転部は、基板を保持して回転させる。気液分離部は、前記基板回転部の外周を囲むように設けられ、気体と液滴とを分離する。排気路は、前記気液分離部の外周を囲むように設けられ、前記気液分離部で分離された気体を排気する。

本開示によれば、基板の周縁部を精度よくエッチングすることができる。

図１は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。 図２は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。 図３は、第１実施形態に係る回収部の構成を示す断面図である。 図４は、第１実施形態に係る回収部における全圧の評価箇所を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る回収部における全圧の推移を示す図である。 図６は、第１実施形態の変形例１に係る回収部の構成を示す断面図である。 図７は、第１実施形態の変形例２に係る回収部の構成を示す断面図である。 図８は、第２実施形態に係る回収部の構成を示す断面図である。 図９は、第２実施形態に係る回収部における全圧の推移を示す図である。 図１０は、第２実施形態に係る回収部における全圧の推移を示す図である。 図１１は、第３実施形態に係る回収部の構成を示す断面図である。 図１２は、第１実施形態に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。 図１３は、第１実施形態に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。 図１４は、第１実施形態の変形例３に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。 図１５は、第１実施形態の変形例３に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。 図１６は、第１実施形態の変形例４に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。 図１７は、第１実施形態の変形例４に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。 図１８は、第１実施形態の変形例５に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。 図１９は、第１実施形態の変形例５に係る排気ダクトの構成を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。

従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板の周縁部を処理液でエッチングする技術が知られている。かかる周縁部のエッチング処理では、基板を高速に回転させることにより、基板表面の内側から外側に流れる旋回流を速くできることから、エッチング液の液滴が周縁部よりも内側に飛び散ることを抑制することができる。

すなわち、周縁部のエッチング処理では、基板を高速に回転させることにより、周縁部のエッチング精度を向上させることができる。

また、従来の基板処理装置では、基板の周囲に設けられるカップ内から気体と液滴とが混ざった混合気体を排気路を介して排出し、かかる排気路に設けられる気液分離部で気体と液滴とに分離する。その後、液滴から分離された気体は、排気口を介して外部に排出される。

一方で、従来の基板処理装置では、カップ内から排気口まで形成される流路の圧損が大きいことから、基板を高速に回転させると、旋回流によって流れが速くなったカップ内の気体を排気口まで円滑に排出することが困難である。したがって、従来技術では、基板を高速に回転させることが困難であるため、周縁部のエッチング精度を向上させることが困難である。

そこで、上述の課題を解決し、基板の周縁部を精度よくエッチングすることができる技術が期待されている。

＜基板処理装置の全体構成＞
まず、第１実施形態に係る基板処理装置１の構成について図１および図２を参照して説明する。図１および図２は、第１実施形態に係る基板処理装置１の構成を示す模式図である。

図１および図２に示すように、第１実施形態に係る基板処理装置１は、処理容器１０と、基板回転部２０と、上面供給部３０と、下面供給部４０と、回収部５０と、加熱機構６０とを備える。

処理容器１０は、基板回転部２０、上面供給部３０、下面供給部４０、回収部５０および加熱機構６０を収容する。

基板回転部２０は、ウェハＷを回転可能に保持する。具体的には、図２に示すように、基板回転部２０は、バキュームチャック２１と、軸部２２と、駆動部２３とを備える。バキュームチャック２１は、ウェハＷを真空引きにより吸着保持する。バキュームチャック２１は、ウェハＷよりも小径であり、ウェハＷの下面中央部を吸着保持する。

軸部２２は、先端部においてバキュームチャック２１を水平に支持する。駆動部２３は、軸部２２の基端部に接続される。駆動部２３は、軸部２２を鉛直軸まわりに回転させるとともに、軸部２２およびかかる軸部２２に支持されるバキュームチャック２１を昇降させる。

図１に示すように、上面供給部３０は、ウェハＷの上面周縁部に対して処理液を供給することにより、ウェハＷの上面周縁部をエッチングする。これにより、たとえばウェハＷの上面周縁部に形成された膜を除去したり、ウェハＷの上面周縁部を洗浄したりすることができる。

なお、ウェハＷの上面周縁部とは、ウェハＷの上面において、端面からたとえば幅１～５ｍｍ程度の環状の領域のことである。

上面供給部３０は、ノズルアーム３１と、ノズル３２と、移動機構３３とを備える。ノズルアーム３１は、水平方向（ここでは、Ｙ軸方向）に延在し、先端部においてノズル３２を支持する。

ノズル３２は、ウェハＷよりも上方において吐出口を下向きにした状態で配置され、ウェハＷの上面に薬液やリンス液などの処理液を吐出する。薬液としては、たとえば、フッ酸（ＨＦ）、希フッ酸（ＤＨＦ）、フッ硝酸などを用いることができる。なお、フッ硝酸とは、フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ_３）との混合液である。また、リンス液としては、たとえばＤＩＷ（脱イオン水）を用いることができる。

移動機構３３は、ノズルアーム３１の基端部に接続される。移動機構３３は、ノズルアーム３１をたとえば水平方向（ここでは、Ｘ軸方向）に沿って移動させる。

下面供給部４０は、ウェハＷの下面周縁部に対して処理液を供給することにより、ウェハＷの下面周縁部をエッチングする。これにより、たとえばウェハＷの下面周縁部に形成された膜を除去したり、ウェハＷの下面周縁部を洗浄したりすることができる。

なお、ウェハＷの下面周縁部とは、ウェハＷの下面において、端面からたとえば幅１～５ｍｍ程度の環状の領域のことである。

図２に示すように、下面供給部４０は、下面ノズル４１と、配管４２と、バルブ４３と、流量調整器４４と、処理液供給源４５とを備える。下面ノズル４１は、ウェハＷの下方に配置され、ウェハＷの下面周縁部に向けて処理液を上向きに吐出する。

配管４２は、下面ノズル４１と処理液供給源４５とを接続する。バルブ４３は、配管４２の中途部に設けられ、配管４２を開閉する。流量調整器４４は、配管４２の中途部に設けられ、配管４２を流れる処理液の流量を調整する。処理液供給源４５は、たとえば処理液を貯留するタンクである。

なお、下面供給部４０は、下面ノズル４１を水平方向に移動させる移動機構を備えていてもよい。この場合、下面供給部４０は、ウェハＷの下方における処理位置とウェハＷの外方における退避位置との間で下面ノズル４１を移動させることができる。

回収部５０は、ウェハＷの外方を囲むように設けられ、ウェハＷから飛散する処理液の液滴を回収する。第１実施形態では、ウェハＷから飛散する液滴を漏れなく受け止めるため、回収部５０には下方カップ５１と、側方カップ５２と、上方カップ５３とが設けられる。

下方カップ５１は、ウェハＷにおける周縁部の下方を覆うように、加熱機構６０の外方に配置される円環状の部位である。側方カップ５２は、ウェハＷの側方を取り囲むように設けられる環状の部位である。上方カップ５３は、ウェハＷよりも外側の上方を取り囲むように設けられる環状の部位である。

下方カップ５１、側方カップ５２および上方カップ５３は、たとえばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）などのフッ素樹脂などの耐薬品性の高い部材で形成される。

また、基板処理装置１は、ポンプ７０（図３参照）を用いて、回収部５０からウェハＷ周囲の気体を吸引することにより、ウェハＷの周囲から飛散する液滴を効率よく回収する。かかる気体の吸引機構の詳細については後述する。

加熱機構６０は、ウェハＷの下方かつ基板回転部２０の外方に配置される。具体的には、加熱機構６０は、基板回転部２０と下方カップ５１との間に配置される。

加熱機構６０は、基板回転部２０に保持されたウェハＷの下面に対し、加熱された流体を供給することによりウェハＷの下面周縁部を加熱する。具体的には、図１に示すように、加熱機構６０は、ウェハＷの周方向に並べて配置された複数の吐出口６１を備えており、これら複数の吐出口６１からウェハＷの下面に対して加熱された流体を供給する。

また、第１実施形態に係る基板処理装置１は、制御装置１００を備える。制御装置１００は、たとえばコンピュータであり、制御部１０１と、記憶部１０２とを備える。

記憶部１０２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現され、基板処理装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムを記憶する。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置１００の記憶部１０２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

＜回収部の構成（第１実施形態）＞
次に、回収部５０の詳細な構成について、図３～図５を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る回収部５０の構成を示す断面図であり、具体的には図１に示すＡ－Ａ線の矢視断面図である。

図３に示すように、回収部５０は、下方カップ５１と、側方カップ５２と、上方カップ５３と、気液分離部５４と、排気路５５と、接続路５６と、排気口５７とを備える。また、排気口５７には、ポンプ７０が接続される。

そして、基板処理装置１は、かかるポンプ７０を動作させることにより、下方カップ５１、側方カップ５２および上方カップ５３で構成されるカップ体に囲まれる領域を、気液分離部５４、排気路５５、接続路５６および排気口５７を介して排気する。これにより、基板処理装置１は、ウェハＷの周囲を、カップ体を介して排気することができる。

下方カップ５１は、ウェハＷにおける周縁部の下方を覆うように設けられる。下方カップ５１は、外側になるほど（すなわち、側方カップ５２に近づくほど）低くなるように傾斜する。なお、第１実施形態では、下方カップ５１の傾斜面がすべての領域で略均等に傾いている。

側方カップ５２は、ウェハＷよりも外側の側方を取り囲むように設けられる。側方カップ５２は、下方カップ５１における外側の端部から、ウェハＷと略面一の高さまで鉛直に立ち上がる。

上方カップ５３は、ウェハＷよりも外側の上方を取り囲むように設けられる。上方カップ５３は、側方カップ５２の上端部から、内側になるほど（すなわち、ウェハＷに近づくほど）高くなるように傾斜する。

気液分離部５４は、回収部５０の下方カップ５１、側方カップ５２および上方カップ５３で受け止めた処理液の液滴と気体とを分離する。気液分離部５４は、下方カップ５１、側方カップ５２および上方カップ５３で構成されるカップ体に囲まれる領域に設けられる。すなわち、気液分離部５４は、基板回転部２０（図２参照）の外周を囲むように、側方カップ５２の内壁よりも基板回転部２０に近い側に設けられる。

気液分離部５４は、気液分離板５４ａと、液滴排出部５４ｂと、気体排出部５４ｃと、テーパ面５４ｄとを有する。気液分離板５４ａは、基板回転部２０と排気路５５の入口５５ａとを分離するように、上方カップ５３における排気路５５の入口５５ａ近傍から下方に延びる。

第１実施形態では、排気路５５の上流側に気液分離板５４ａを設けることにより、液滴が気体とともに排気路５５に流れ込むことを抑制することができる。

液滴排出部５４ｂは、下方カップ５１における外側の端部と側方カップ５２の下端部とが繋がっている、上に凹の領域である。かかる液滴排出部５４ｂは、下方カップ５１、側方カップ５２および上方カップ５３で構成されるカップ体に囲まれる領域において、もっとも下に位置する。

これにより、下方カップ５１、側方カップ５２、上方カップ５３および気液分離板５４ａで受け止められた液滴は、すべて液滴排出部５４ｂに落ちる。そして、基板処理装置１は、図示しない排出機構を用いることにより、液滴排出部５４ｂに落ちた液滴を排出する。

気体排出部５４ｃは、気液分離板５４ａと側方カップ５２との間に設けられ、気液分離板５４ａの下端部近傍から排気路５５の入口５５ａに向かって上方に延びる領域である。この気体排出部５４ｃは上方に延びていることから、比重の小さい気体を容易に排気路５５に排出することができるとともに、比重の大きい液滴が排気路５５に排出されることを抑制することができる。

テーパ面５４ｄは、気液分離板５４ａの先端部に設けられる。第１実施形態では、テーパ面５４ｄが気液分離板５４ａの基板回転部２０側の面に設けられる。かかるテーパ面５４ｄを設けることにより、ウェハＷの周囲から排気路５５に向かう気体の流れをスムーズにすることができる。

排気路５５は、気液分離部５４の下流側に接続され、気液分離部５４で液滴から分離された気体を排気する。排気路５５は、側方カップ５２の上方の内側に形成される入口５５ａから、側方カップ５２の内部で鉛直に下方に延びる。すなわち、排気路５５は、側方カップ５２の内側に位置する気液分離部５４の外周を囲むように設けられる。

接続路５６は、排気路５５の下流側に接続される。接続路５６は、たとえば、排気路５５の下端部から、下方カップ５１の内部で内方に延びる。また、接続路５６には、下方カップ５１の下側に位置し、排気を一時的に保持するバッファ５６ａが設けられる。

排気口５７は、接続路５６の下流側に接続される。排気口５７は、たとえば、バッファ５６ａの下方における所定の位置に設けられる。なお、排気口５７は、接続路５６に１箇所設けられてもよいし、複数箇所設けられてもよい。なお、排気口５７よりも下流側の排気ダクト８０（図１２参照）の詳細については後述する。

ここまで説明したように、第１実施形態に係る回収部５０では、ウェハＷから飛散する液滴を受けるカップ体（下方カップ５１、側方カップ５２および上方カップ５３）に囲まれた領域に、ウェハＷを囲むように気液分離部５４が設けられる。また、第１実施形態に係る回収部５０では、気液分離部５４の下流側に、気液分離部５４の外周を囲むように排気路５５が設けられる。

このように、第１実施形態では、カップ体の近傍に圧損の大きい気液分離部５４を設け、かかる気液分離部５４の下流側に気液分離部５４よりも圧損の小さい排気路５５を設ける。これにより、ウェハＷの周囲およびカップ体に囲まれる領域を効率よく排気することができる。

したがって、第１実施形態によれば、ウェハＷの高速回転によってカップ体内部の気体の流れが速くなった場合でも、かかる気体を円滑に排気口５７まで排出することができる。

ここで、第１実施形態に係る回収部５０の具体的な排気効率のシミュレーション結果について、図４および図５に示す。図４は、第１実施形態に係る回収部５０における全圧の評価箇所を示す図であり、図５は、第１実施形態に係る回収部５０における全圧の推移を示す図である。

第１実施形態に係る回収部５０の排気効率は、図４に示す評価箇所Ｐ０～Ｐ５でそれぞれ評価した。図４に示すように、評価箇所Ｐ０が流路のもっとも上流側であり、評価箇所Ｐ５が流路のもっとも下流側である。また、以下に示す評価結果は、すべて評価箇所Ｐ０を全圧ゼロとした場合の相対値である。

第１実施形態に係る回収部５０は、ウェハＷの周囲およびカップ体に囲まれる領域を効率よく排気することができる。したがって、図５に示すように、ウェハＷを高速回転（３０００ｒｐｍ）させた方が、ウェハＷを回転させない場合（０ｒｐｍ）よりも圧損を低減（すなわち、全圧を増加）することができる。

これにより、第１実施形態では、ウェハＷの周縁部をエッチング処理する際に、ウェハＷを高速回転させたとしても、かかる高速回転で流れが速くなった気体を問題なく排気することができる。すなわち、第１実施形態では、ウェハＷの周縁部をエッチング処理する際に、ウェハＷを高速に回転させることができる。

したがって、第１実施形態によれば、エッチング液の液滴が周縁部よりも内側に飛び散ることを抑制することができることから、ウェハＷの周縁部を精度よくエッチングすることができる。

また、第１実施形態では、カップ体に囲まれる領域に気液分離部５４が設けられることから、液滴で汚染される領域をカップ体の内側に限定することができる。したがって、第１実施形態によれば、回収部５０に付着した液滴を洗浄する際に、回収部５０を容易に洗浄することができる。

また、図３に示すように、第１実施形態では、気液分離部５４が、基板回転部２０と排気路５５の入口５５ａとを分離するように下方に延びる気液分離板５４ａを有する。これにより、上方カップ５３に当たった液滴や排気路５５の入口５５ａに直接向かった液滴が、かかる入口５５ａに入りこむことを抑制することができる。

したがって、第１実施形態によれば、上方カップ５３に当たった液滴や排気路５５の入口５５ａに直接向かった液滴を良好に分離することができる。

また、第１実施形態では、気液分離板５４ａの下端が、排気路５５の入口５５ａの下端よりも低い位置に設けられるとよい。これにより、上方カップ５３に当たった液滴や排気路５５の入口５５ａに直接向かった液滴が、かかる入口５５ａに入りこむことを効果的に抑制することができる。

したがって、第１実施形態によれば、上方カップ５３に当たった液滴や排気路５５の入口５５ａに直接向かった液滴をさらに良好に分離することができる。

なお、気液分離板５４ａの配置は、図３の例に限られない。図６は、第１実施形態の変形例１に係る回収部５０の構成を示す断面図である。図６に示すように、気液分離板５４ａの下端は、排気路５５の入口５５ａの下端よりもわずかに低い位置に設けられてもよい。

図７は、第１実施形態の変形例２に係る回収部５０の構成を示す断面図である。図７に示すように、気液分離板５４ａの下端は、排気路５５の入口５５ａの下端と面一に設けられてもよい。

図６および図７の例によっても、上方カップ５３に当たった液滴や排気路５５の入口５５ａに直接向かった液滴を良好に分離することができる。なお、本開示において、「面一」とは実質的に面一である場合を含む。すなわち、本開示において、「面一」とは完全に同じ水平面に位置しない場合を含む。

また、図３に示すように、第１実施形態では、排気路５５が入口５５ａから鉛直に延びるとよい。このように排気路５５を鉛直に延ばすことにより、排気路５５を斜め方向に延ばす場合に比べて、かかる排気路５５が設けられる側方カップ５２の外径を小さくすることができる。

したがって、第１実施形態によれば、回収部５０をコンパクトにすることができる。なお、本開示において、「鉛直」とは実質的に鉛直である場合を含む。すなわち、本開示において、「鉛直」とは水平面と完全に垂直でない場合を含む。

また、第１実施形態では、接続路５６の断面積が排気路５５の断面積よりも大きいとよい。すなわち、第１実施形態では、排気路５５で生じる圧損が接続路５６で生じる圧損よりも大きいとよい。

このように、排気路５５で生じる圧損を接続路５６で生じる圧損よりも大きくすることにより、カップ体に囲まれる領域の気体を排気路５５の全周で均等に排気することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷの周縁部を流れる旋回流の速度を全周で均等にすることができることから、ウェハＷの周縁部をさらに精度よくエッチングすることができる。

また、第１実施形態では、気液分離部５４が側方カップ５２に近接して設けられるとともに、かかる気液分離部５４から排気する排気路５５および接続路５６がカップ体の内部に設けられる。

このように、カップ体に近接して気液分離部５４、排気路５５および接続路５６を設けることにより、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の長さを短くすることができる。したがって、第１実施形態によれば、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗を低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る回収部５０の詳細な構成について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る回収部５０の構成を示す断面図である。図８に示すように、第２実施形態に係る回収部５０は、気液分離板５４ａに設けられるテーパ面５４ｄの配置が第１実施形態と異なる。

具体的には、第２実施形態では、テーパ面５４ｄが気液分離板５４ａの排気路５５側の面に設けられる。このように、テーパ面５４ｄを排気路５５側の面に設けることにより、気液分離板５４ａの先端部近傍から排気路５５の入口５５ａに向かう気体の流れをスムーズにすることができる。

ここで、第２実施形態に係る回収部５０の具体的な排気効率のシミュレーション結果について、図９および図１０に示す。図９および図１０は、第２実施形態に係る回収部５０における全圧の推移を示す図である。

第２実施形態に係る回収部５０は、図９に示すように、第１実施形態に係る回収部５０よりも圧損を低減することができる。また、第２実施形態に係る回収部５０は、ウェハＷの周囲およびカップ体に囲まれる領域を効率よく排気することができることから、図１０に示すように、ウェハＷを高速回転させた方が、ウェハＷを回転させない場合よりも圧損を低減することができる。

ここまで説明したように、第２実施形態では、ウェハＷの周縁部をエッチング処理する際に、ウェハＷを高速回転させたとしても、かかる高速回転で流れが速くなった気体をさらに円滑に排気することができる。すなわち、第２実施形態では、ウェハＷの周縁部をエッチング処理する際に、ウェハＷをさらに高速に回転させることができる。

したがって、第２実施形態によれば、エッチング液の液滴が周縁部よりも内側に飛び散ることをさらに抑制することができることから、ウェハＷの周縁部をさらに精度よくエッチングすることができる。

なお、図８の例では、テーパ面５４ｄが気液分離板５４ａの排気路５５側の面だけに設けられた例について示したが、テーパ面５４ｄが気液分離板５４ａの排気路５５側の面と基板回転部２０側の面との両方に設けられていてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る回収部５０の詳細な構成について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、第３実施形態に係る回収部５０の構成を示す断面図である。図１１に示すように、第３実施形態に係る回収部５０は、下方カップ５１の構成が第２実施形態と異なる。

具体的には、第３実施形態では、下方カップ５１が面取り部５１ａを有する。この面取り部５１ａは、下方カップ５１においてウェハＷの周縁部と向かい合う部位が面取りされて形成される。

このように、下方カップ５１に面取り部５１ａを形成することによって、下方カップ５１の傾斜面がすべての領域で略均等に傾いている場合よりも、ウェハＷの周縁部と下方カップ５１との間に形成される隙間を小さくすることができる。

これにより、ウェハＷから排気路５５に向かう気体の流れによって、かかる隙間に生じる渦流Ｓの大きさを小さくすることができる。したがって、第３実施形態によれば、ウェハＷから排気路５５に向かう気体の流れをスムーズにすることができる。

また、下方カップ５１に面取り部５１ａを形成することによって、下方カップ５１においてウェハＷの周縁部と向かい合う部位が水平である場合よりも、下面周縁部を良好にエッチングするための十分なスペースを確保することができる。

たとえば、下面周縁部を良好にエッチングするための十分なスペースを確保することにより、下方カップ５１からウェハＷの下面周縁部に液跳ねすることを抑制することができる。したがって、第３実施形態によれば、ウェハＷの下面周縁部を良好にエッチングすることができる。

＜排気ダクトの構成＞
次に、第１実施形態に係る回収部５０に接続される排気ダクト８０の詳細な構成について、図１２および図１３を参照しながら説明する。図１２および図１３は、第１実施形態に係る排気ダクト８０の構成を示す斜視図である。

なお、図１２は、回収部５０を斜め上方から見た場合の斜視図であり、図１３は、回収部５０を斜め下方から見た場合の斜視図である。また、以降の図面では、基板回転部２０、回収部５０、加熱機構６０および排気ダクト８０以外の部位については図示を省略している。

図１３に示すように、排気ダクト８０は、回収部５０の排気口５７に接続され、バッファ５６ａ内の排気をポンプ７０（図３参照）に排出する。排気ダクト８０は、上流側から順に、下降部８１と、水平部８２と、上昇部８３とを有する。

円筒状の下降部８１は、回収部５０の排気口５７に接続され、下方に向けて延びる部位である。箱状の水平部８２は、下降部８１の下流側に接続され、水平方向かつ回収部５０から離れる向きに延びる部位である。

円筒状の上昇部８３は、水平部８２の下流側に接続され、上方にむけて延びる部位である。また、上昇部８３は、回収部５０よりも上まで延伸している。なお、排気ダクト８０は、平面視において、水平部８２の下流側が回収部５０よりも外側まで延伸していることから、上昇部８３が回収部５０よりも上まで延伸しても、回収部５０と干渉することはない。

ここまで説明したように、第１実施形態に係る排気ダクト８０は、回収部５０の下側に接続されるとともに、回収部５０よりも上まで延伸しているとよい。これにより、バッファ５６ａまで到達した液滴が、排気口５７から排気ダクト８０を介して外部に排出されることを抑制することができる。

すなわち、第１実施形態では、バッファ５６ａまで到達した液滴を排気ダクト８０で良好に分離することができる。

また、第１実施形態では、排気口５７に面取り部５７ａが設けられるとよい。すなわち、第１実施形態では、排気口５７に接続される排気ダクト８０の下降部８１において、上流側の端部の内径が広がっている（拡径部を有する）とよい。

これにより、排気口５７において、流路の断面積が急激に縮小することにより生じる渦流の発生を抑制することができることから、排気口５７での圧損をさらに低減することができる。したがって、第１実施形態によれば、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

また、第１実施形態では、排気ダクト８０の水平部８２が箱状であるとよい。これにより、箱状の水平部８２に直線状の配管である下降部８１および上昇部８３を繋ぐことで排気ダクト８０を構成することができる。したがって、第１実施形態によれば、排気ダクト８０の製造コストを低減することができる。

また、第１実施形態では、箱状の水平部８２において、下降部８１と接続される部位の下側に傾斜部８２ａが設けられるとよい。これにより、下降部８１と接続される部位において、排気の向きが下方向から水平方向に変わる際に生じる渦流の発生を抑制することができる。

したがって、第１実施形態によれば、排気ダクト８０での圧損をさらに低減することができることから、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

また、第１実施形態では、箱状の水平部８２において、上昇部８３と接続される部位の下側に傾斜部８２ｂが設けられるとよい。これにより、上昇部８３と接続される部位において、排気の向きが水平方向から上方向に変わる際に生じる渦流の発生を抑制することができる。

したがって、第１実施形態によれば、排気ダクト８０での圧損をさらに低減することができることから、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

なお、第１実施形態において、上昇部８３の内径は、下降部８１の内径と略等しくてもよいし、下降部８１の内径より大きくてもよい。第１実施形態では、上昇部８３の内径を下降部８１の内径よりも大きくすることにより、排気ダクト８０での圧損をさらに低減することができる。

また、第１実施形態において、箱状の水平部８２の内寸は、円筒状の下降部８１および上昇部８３の内径よりも大きいほうがよい。これにより、下降部８１および上昇部８３を問題なく水平部８２に接続することができる。

一方で、水平部８２の内寸が下降部８１および上昇部８３の内径よりも大きすぎる場合、下降部８１と水平部８２との接続部および水平部８２と上昇部８３との接続部において、流路の断面積が急激に拡大縮小することによる渦流が多く発生してしまう。したがって、第１実施形態では、水平部８２の断面積が、下降部８１および上昇部８３の断面積の２倍以下であるとよい。

＜排気ダクトの各種変形例＞
つづいて、第１実施形態に係る排気ダクト８０の各種変形例について、図１４～図１９を参照しながら説明する。なお、以下の各種変形例において、第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

上記の第１実施形態では、回収部５０に排気口５７が１つ設けられる例について示したが、排気口５７が回収部５０に複数設けられていてもよい。

図１４および図１５は、第１実施形態の変形例３に係る排気ダクト８０の構成を示す斜視図である。なお、図１４は、回収部５０を斜め上方から見た場合の斜視図であり、図１５は、回収部５０を斜め下方から見た場合の斜視図である。

図１４および図１５に示す変形例３では、２つの排気口５７が、回収部５０の中央部を介して向かい合うように設けられる。このように、複数の排気口５７をバッファ５６ａに設けることにより、バッファ５６ａからの排気効率を向上させることができる。

また、変形例３では、２つの排気口５７にそれぞれ下降部８１が接続され、かかる２つの下降部８１が１つの水平部８２で合流する。なお、変形例３では、水平部８２が円筒状であり、回収部５０の中心を避けるように迂回しながら回収部５０よりも外側まで延伸している。

このように、回収部５０の中心を避けるよう水平部８２を配置することにより、かかる回収部５０の中心に設けられる基板回転部２０（図２参照）などとの干渉を避けることができる。

図１６および図１７は、第１実施形態の変形例４に係る排気ダクト８０の構成を示す斜視図である。なお、図１６は、回収部５０を斜め上方から見た場合の斜視図であり、図１７は、回収部５０を斜め下方から見た場合の斜視図である。

図１６および図１７に示すように、変形例４の排気ダクト８０は、下降部８１と、水平部８２と、上昇部８３とが同一の内径でベンド状に接続されているとよい。すなわち、変形例４に係る排気ダクト８０は、下降部８１から上昇部８３までの形状がベンド形状であるとよい。

このように、排気ダクト８０をベンド形状で構成することにより、排気ダクト８０内で生じる渦流の発生を抑制することができる。したがって、変形例４によれば、排気ダクト８０での圧損をさらに低減することができることから、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

また、変形例４では、排気ダクト８０の断面積が拡大縮小を繰り返さないようにすることにより、流路の断面積が拡大縮小することにより生じる渦流の発生を抑制することができる。

したがって、変形例４によれば、排気ダクト８０での圧損をさらに低減することができることから、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

また、図１７に示すように、変形例４の排気ダクト８０は、排気口５７に面取り部５７ａが設けられるとよい。これにより、排気口５７において、流路の断面積が急激に縮小することにより生じる渦流の発生を抑制することができることから、排気口５７での圧損をさらに低減することができる。

したがって、変形例４によれば、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

ここまで示した第１実施形態および変形例３、４では、回収部５０の下側に排気ダクト８０を接続した例について示したが、排気ダクト８０が接続される部位は回収部５０の下側に限られない。

図１８および図１９は、第１実施形態の変形例５に係る排気ダクト８０の構成を示す斜視図である。なお、図１８は、回収部５０を斜め上方から見た場合の斜視図であり、図１９は、回収部５０を斜め下方から見た場合の斜視図である。

図１８および図１９に示すように、変形例５の排気ダクト８０は、回収部５０の側面に形成される排気口５７に接続される。すなわち、変形例５では、回収部５０の側方に排気ダクト８０の水平部８２が接続される。

このような場合であっても、バッファ５６ａに隣接して排気口５７が設けられることにより、バッファ５６ａから効率よく排気することができる。

実施形態に係る基板処理装置１は、基板回転部２０と、気液分離部５４と、排気路５５とを備える。基板回転部２０は、基板（ウェハＷ）を保持して回転させる。気液分離部５４は、基板回転部２０の外周を囲むように設けられ、気体と液滴とを分離する。排気路５５は、気液分離部５４の外周を囲むように設けられ、気液分離部５４で分離された気体を排気する。これにより、ウェハＷの周縁部を精度よくエッチングすることができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、気液分離部５４は、基板回転部２０と排気路５５の入口５５ａとを分離するように下方に延びる気液分離板５４ａを有する。これにより、上方カップ５３に当たった液滴や排気路５５の入口５５ａに直接向かった液滴を良好に分離することができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、気液分離板５４ａは、先端部に形成されるテーパ面５４ｄを有する。これにより、ウェハＷの周囲から排気路５５に向かう気体の流れをスムーズにすることができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、テーパ面５４ｄは、気液分離板５４ａの排気路５５側の面に設けられる。これにより、ウェハＷの周縁部をさらに精度よくエッチングすることができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、気液分離板５４ａの下端は、排気路５５の入口５５ａの下端よりも低い位置、または排気路５５の入口５５ａの下端と面一に設けられる。これにより、上方カップ５３に当たった液滴や排気路５５の入口５５ａに直接向かった液滴をさらに良好に分離することができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１は、基板（ウェハＷ）の下方で液滴を受ける下方カップ５１をさらに備える。そして、下方カップ５１は、基板（ウェハＷ）の下方に面取り部５１ａを有する。これにより、ウェハＷから排気路５５に向かう気体の流れをスムーズにすることができるとともに、ウェハＷの下面周縁部を良好にエッチングすることができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１は、排気路５５の下流側に接続される接続路５６をさらに備える。そして、接続路５６の断面積は、排気路５５の断面積よりも大きい。これにより、ウェハＷの周縁部をさらに精度よくエッチングすることができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、排気路５５は、入口５５ａから鉛直に延びる。これにより、回収部５０をコンパクトにすることができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１は、気液分離部５４および排気路５５を含んで構成され、基板（ウェハＷ）から飛散する液滴を回収する回収部５０と、回収部５０において排気路５５の下流側に形成される排気口５７に接続される排気ダクト８０と、を備える。これにより、ウェハＷの周縁部を精度よくエッチングすることができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、排気ダクト８０は、回収部５０の下側に接続されるとともに、回収部５０よりも上まで延伸する。これにより、バッファ５６ａまで到達した液滴を排気ダクト８０で良好に分離することができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、排気口５７は、面取り部５７ａを有する。これにより、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

また、実施形態に係る基板処理装置１において、排気ダクト８０は、断面積が拡大縮小を繰り返さない。これにより、ウェハＷの周囲からポンプ７０まで繋がる排気路全体の流路抵抗をさらに低減することができる。

以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の各実施形態では、気液分離板５４ａの排気路５５側の面および基板回転部２０側の面のうち少なくとも一方にテーパ面５４ｄが設けられる例について示したが、必ずしも気液分離板５４ａにテーパ面５４ｄが設けられなくともよい。

また、上記の実施形態では、排気ダクト８０を第１実施形態に係る回収部５０に接続した例について示したが、第２実施形態または第３実施形態に係る回収部５０に排気ダクト８０を接続してもよい。

今回開示された各実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した各実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の各実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

Ｗ ウェハ（基板の一例）
１ 基板処理装置
２０ 基板回転部
５０ 回収部
５１ 下方カップ
５１ａ 面取り部
５２ 側方カップ
５３ 上方カップ
５４ 気液分離部
５４ａ 気液分離板
５４ｄ テーパ面
５５ 排気路
５５ａ 入口
５７ 排気口
５７ａ 面取り部
８０ 排気ダクト

Claims (10)

1. 基板を保持して回転させる基板回転部と、
   前記基板回転部の外周を囲むように設けられ、気体と液滴とを分離する気液分離部と、
   前記気液分離部の外周を囲むように設けられ、前記気液分離部で分離された気体を排気する排気路と、
   前記気液分離部および前記排気路を含んで構成され、前記基板から飛散する液滴を回収する回収部と、
   前記回収部において前記排気路の下流側に形成される排気口に接続される排気ダクトと、
   を備え、
   前記排気ダクトは、前記回収部の下側に接続されるとともに、前記回収部よりも上まで延伸する
   基板処理装置。
2. 前記気液分離部は、前記基板回転部と前記排気路の入口とを分離するように下方に延びる気液分離板を有する
   請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記気液分離板は、先端部に形成されるテーパ面を有する
   請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記テーパ面は、前記気液分離板の前記排気路側の面に設けられる
   請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記気液分離板の下端は、前記排気路の入口の下端よりも低い位置、または前記排気路の入口の下端と面一に設けられる
   請求項２～４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
6. 前記基板の下方で液滴を受ける下方カップをさらに備え、
   前記下方カップは、前記基板の下方に面取り部を有する
   請求項１～５のいずれか一つに記載の基板処理装置。
7. 前記排気路の下流側に接続される接続路をさらに備え、
   前記接続路の断面積は、前記排気路の断面積よりも大きい
   請求項１～６のいずれか一つに記載の基板処理装置。
8. 前記排気路は、入口から鉛直に延びる
   請求項１～７のいずれか一つに記載の基板処理装置。
9. 前記排気口は、面取り部を有する
   請求項１～８のいずれか一つに記載の基板処理装置。
10. 前記排気ダクトは、断面積が拡大縮小を繰り返さない
    請求項１～９のいずれか一つに記載の基板処理装置。

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