特開 2023-67992 加熱機構および基板加熱方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023067992

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】加熱機構および基板加熱方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20230509BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 R

H01L21/304 643A

H01L21/304 651M

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035736

(22)【出願日】2023-03-08

(62)【分割の表示】P 2019077567の分割

【原出願日】2019-04-16

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】天野 嘉文

(72)【発明者】

【氏名】藤田 陽

(57)【要約】

【課題】基板の下面周縁部を効率よく加熱すること。
【解決手段】本開示による加熱機構は、基板に対して加熱された流体を供給する。加熱機構は、本体部と、複数のフィンと、熱源と、流体導入部と、流体吐出部とを備える。本体部は、円環形状を有する。複数のフィンは、本体部の外周部の周方向に沿って形成される。熱源は、複数のフィンを加熱する。流体導入部は、複数のフィンに流体を導入する。流体吐出部は、複数のフィンを通過することによって加熱された流体を基板に吐出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に対して加熱された流体を供給する加熱機構であって、
円環形状を有する本体部と、
前記本体部の外周部の周方向に沿って形成された複数のフィンと、
前記複数のフィンを加熱する熱源と、
前記複数のフィンに前記流体を導入する流体導入部と、
前記複数のフィンを通過することによって加熱された前記流体を前記基板に吐出する流体吐出部と
を備える、加熱機構。

【請求項2】

前記複数のフィンは、
高さ方向に間隔をあけて並べて配置される、請求項１に記載の加熱機構。

【請求項3】

前記複数のフィンは、
前記周方向に間隔をあけて並べて配置される、請求項２に記載の加熱機構。

【請求項4】

前記熱源は、
前記高さ方向に延在する発熱体を有する、請求項２または３に記載の加熱機構。

【請求項5】

前記複数のフィンは、
前記熱源の外方に配置される、請求項２または３に記載の加熱機構。

【請求項6】

前記本体部は、熱伝導性を有する材料で形成され、
前記複数のフィンおよび前記熱源の内方に配置された断熱材
をさらに備える、請求項１に記載の加熱機構。

【請求項7】

前記流体吐出部は、
前記複数のフィンを通過することによって加熱された前記流体が流入する複数の流入口と、
基板保持部に保持された前記基板の下面に向けて開口する複数の吐出口と、
前記流入口と前記吐出口とを連通する流路と
を備える、請求項２または３に記載の加熱機構。

【請求項8】

制御部
をさらに備え、
前記制御部は、
前記熱源を制御して前記本体部を加熱し、
その後、前記流体導入部を制御して前記複数のフィンに前記流体を導入して、前記本体部に形成された前記複数のフィンにより前記流体を加熱する、請求項１に記載の加熱機構。

【請求項9】

請求項１に記載の加熱機構を用いて基板を加熱する基板加熱方法であって、
前記熱源により前記本体部を加熱し、
その後、前記流体導入部により前記複数のフィンに前記流体を導入して、前記本体部に形成された前記複数のフィンにより前記流体を加熱し、
加熱された前記流体を前記流体吐出部から前記基板に向けて吐出することにより、前記基板を加熱する、基板加熱方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、加熱機構および基板加熱方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造工程において、半導体ウェハやガラス基板等の基板に対して薬液を用いたウェットエッチングが行われている。

【0003】

特許文献１には、基板の周縁部を加熱しながらウェットエッチングを行う技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－５４９３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、基板の下面周縁部を効率よく加熱することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様による加熱機構は、基板に対して加熱された流体を供給する。加熱機構は、本体部と、複数のフィンと、熱源と、流体導入部と、流体吐出部とを備える。本体部は、円環形状を有する。複数のフィンは、本体部の外周部の周方向に沿って形成される。熱源は、複数のフィンを加熱する。流体導入部は、複数のフィンに流体を導入する。流体吐出部は、複数のフィンを通過することによって加熱された流体を基板に吐出する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、基板の下面周縁部を効率よく加熱することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、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】図２は、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】図３は、実施形態に係る加熱機構の模式断面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る加熱機構の模式斜視図である。

【図5】図５は、実施形態に係る加熱機構の模式側面図である。

【図6】図６は、実施形態に係る加熱機構の模式平面図である。

【図7】図７は、実施形態に係る加熱機構の模式底面図である。

【図8】図８は、第１変形例に係る加熱機構の模式断面図である。

【図9】図９は、第２変形例に係る加熱機構の模式平断面図である。

【図10】図１０は、第２変形例に係る加熱機構が備えるフィンの模式斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本開示による加熱機構および基板加熱方法を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による加熱機構および基板加熱方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。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。

【0010】

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。

【0011】

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

【0012】

図１および図２に示すように、実施形態に係る基板処理装置１は、処理容器１０と、保持部２０と、加熱機構３０と、下面供給部４０と、下方カップ５０と、外方カップ６０と、上面供給部７０とを備える。

【0013】

処理容器１０は、保持部２０、加熱機構３０、下面供給部４０、下方カップ５０、外方カップ６０および上面供給部７０を収容する。

【0014】

保持部２０は、ウェハＷを回転可能に保持する。具体的には、保持部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、軸部２２を鉛直軸まわりに回転させる。

【0015】

加熱機構３０は、ウェハＷの下方かつ保持部２０の外方に配置される。具体的には、加熱機構３０は、保持部２０と下方カップ５０との間に配置される。

【0016】

加熱機構３０は、保持部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、加熱機構３０は、ウェハＷの周方向に並べて配置された複数の吐出口３５ｂを備えており、これら複数の吐出口３５ｂ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。

【0017】

なお、ウェハＷの下面周縁部は、ウェハＷの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。

【0018】

下面供給部４０は、ウェハＷの下面周縁部に対して薬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。

【0019】

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、薬液供給源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薬液を上向きに吐出する。配管４２は、下面ノズル４１と薬液供給源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を流れる薬液の流量を調整する。薬液供給源４５は、たとえば薬液を貯留するタンクである。

【0020】

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。フッ硝酸とは、フッ酸（ＨＦ）と硝酸（ＨＮＯ_３）との混合液である。

【0021】

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。

【0022】

下方カップ５０は、ウェハＷの下方において加熱機構３０の外方に配置される円環状の部材である。下方カップ５０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）等のフッ素樹脂等の耐薬品性の高い部材で形成される。

【0023】

外方カップ６０は、ウェハＷを取り囲むように設けられた環状の部材であり、ウェハＷから飛散した薬液等を受け止める。外方カップ６０の底部には、排液口６１が形成されている。外方カップ６０によって受け止められた薬液等は、外方カップ６０と下方カップ５０とによって形成される空間に貯留された後、排液口６１から基板処理装置１の外部に排出される。

【0024】

上面供給部７０は、上面ノズル７１と、アーム７２と、移動機構７３とを備える。上面ノズル７１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の上面に薬液またはリンス液を吐出する。リンス液としては、たとえばＤＩＷ（脱イオン水）が用いられる。アーム７２は、水平方向に延在し、先端部において上面ノズル７１を支持する。移動機構７３は、アーム７２の基端部に接続され、アーム７２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。これにより、ウェハＷの上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上面ノズル７１を移動させることができる。

【0025】

また、図１に示すように、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み、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。

【0026】

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。

【0027】

＜加熱機構の構成＞
次に、加熱機構３０の構成について図３～図７を参照して説明する。図３は、実施形態に係る加熱機構３０の模式断面図である。また、図４は、実施形態に係る加熱機構３０の模式斜視図であり、図５は、実施形態に係る加熱機構３０の模式側面図である。また、図６は、実施形態に係る加熱機構３０の模式平面図であり、図７は、実施形態に係る加熱機構３０の模式底面図である。

【0028】

図３に示すように、加熱機構３０は、本体部３１と、複数のフィン３２と、熱源３３と、流体導入部３４と、流体吐出部３５とを備える。また、加熱機構３０は、断熱材３６と、複数の第２ラビリンス部材３７とを備える。

【0029】

（本体部３１）
本体部３１は、たとえばアルミニウム等の熱伝導率の高い材料で形成される。本体部３１は、円環形状を有しており（図４参照）、保持部２０と下方カップ５０との間に配置される。

【0030】

本体部３１の上部には、本体部３１の径方向外方に向かって延在する円環状の第１フランジ部３１ａが形成される。第１フランジ部３１ａの上面には、複数の吐出口３５ｂが開口する（図４および図６参照）。また、第１フランジ部３１ａには、第１フランジ部３１ａの端部から径方向内方に向かって切り欠かれた切欠部３１ｂが設けられる。切欠部３１ｂには、下面ノズル４１が配置される（図１参照）。

【0031】

また、本体部３１の内周部には、本体部３１の径方向内方（すなわち、保持部２０）に向かって延在する円環状の第２フランジ部３１ｃが形成される。第２フランジ部３１ｃの上面には、複数の第２ラビリンス部材３７が形成される。

【0032】

また、図３に示すように、本体部３１は、外周部に複数のシール部材３１ｄを有しており、複数のシール部材３１ｄを介して下方カップ５０と当接する。複数のシール部材３１ｄは、たとえばＯリングであり、後述する複数のフィン３２よりも上方および下方にそれぞれ１つずつ設けられる。

【0033】

なお、本体部３１の少なくとも上面、言い換えれば、少なくともウェハＷの下面と対向する面は、たとえば、耐薬品性を有する材料によってコーティングされてもよい。耐薬品性を有する材料としては、たとえば、ＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素樹脂を用いることができる。このように、薬液が付着するおそれのある箇所を耐薬品性の高い材料でコーティングすることで、加熱効率を高めつつ、薬液による本体部３１の腐食等を抑制することができる。

【0034】

（フィン３２）
複数のフィン３２は、ウェハＷの下方かつ保持部２０の外方においてウェハＷの周方向に沿って配置される。具体的には、複数のフィン３２は、本体部３１の外周部に形成される。また、複数のフィン３２は、ウェハＷの周縁部よりも径方向内方に配置される。

【0035】

複数のフィン３２の各々は、本体部３１の周方向（すなわち、ウェハＷの周方向）に沿って延在する（図４および図５参照）。また、複数のフィン３２は、高さ方向に間隔をあけて並べて配置される（図３および図５参照）。これにより、高さ方向に隣接するフィン３２同士の間には、本体部３１の周方向に沿って延在する流路部３２ａが形成される。また、複数のフィン３２は、周方向に互いに間隔をあけて並べて配置される。これにより、周方向に隣接するフィン３２同士の間には、鉛直方向に沿って延在する流路部３２ｂが形成される。

【0036】

（熱源３３）
熱源３３は、複数のフィン３２の近傍に配置され、複数のフィン３２を加熱する。熱源３３は、複数のフィン３２の積層方向（Ｚ軸方向）に沿って延在する複数の発熱体３３ａを有する。発熱体３３ａは、たとえばニクロム線を金属製のパイプで覆った棒状の部材であり、本体部３１の下方から本体部３１の内部に挿入される。

【0037】

図３に示すように、本体部３１内に挿入された状態において、発熱体３３ａは、複数のフィン３２のうち最上段に配置されたフィン３２よりも上方かつ最下段に配置されたフィン３２よりも下方に延在する。また、図７に示すように、複数の発熱体３３ａは、本体部３１の周方向に沿って互いに間隔をあけて並べて配置される。

【0038】

このように、複数のフィン３２の積層方向に沿って延在する複数の発熱体３３ａを本体部３１の周方向に沿って並べて配置することで、複数のフィン３２を均等に加熱することができる。

【0039】

また、複数の発熱体３３ａは、複数のフィン３２よりも本体部３１の径方向内方に配置される。言い換えれば、複数のフィン３２は、複数の発熱体３３ａよりも本体部３１の径方向外方に配置される。このように、複数のフィン３２を本体部３１のより外周側に配置することで、複数のフィン３２を本体部３１の内周側に配置した場合と比べて複数のフィン３２の表面積をより大きくすることができる。したがって、たとえば本体部３１を大型化させることなく、ウェハＷの下面周縁部の加熱効率を向上させることができる。

【0040】

（流体導入部３４）
流体導入部３４は、複数の導入口３４ａと、配管３４ｂと、バルブ３４ｃと、流量調整器３４ｄと、流体供給源３４ｅとを備える。

【0041】

図７に示すように、複数の導入口３４ａは、本体部３１の下面に開口されており、本体部３１の周方向に沿って互いに間隔をあけて並べて配置される。ここでは、３つの導入口３４ａが形成される場合の例を示したが、導入口３４ａの数は３つに限定されない。流体導入部３４は、少なくとも１つの導入口３４ａを有していればよい。

【0042】

配管３４ｂは、複数の導入口３４ａと流体供給源３４ｅとを接続する。バルブ３４ｃは、配管３４ｂの中途部に設けられ、配管３４ｂを開閉する。流量調整器３４ｄは、配管３４ｂの中途部に設けられ、配管３４ｂを流れる流体の流量を調整する。流体供給源３４ｅは、たとえば流体を貯留するタンクである。実施形態において、流体供給源３４ｅは、常温のＮ２ガスを貯留する。

【0043】

流体導入部３４は、上記のように構成されており、流体供給源３４ｅに貯留された常温のＮ２ガスは、配管３４ｂを介して複数の導入口３４ａに供給され、複数の導入口３４ａから最下段のフィン３２の下面に向けて吐出される（図３参照）。

【0044】

（流体吐出部３５）
流体吐出部３５は、複数の流入口３５ａと、複数の吐出口３５ｂと、複数の流路３５ｃとを備える。

【0045】

複数の流入口３５ａは、ウェハＷの周縁部よりも径方向内方に配置され、複数のフィン３２を通過することによって加熱された流体が流入する。

【0046】

具体的には、複数の流入口３５ａは、複数のフィン３２のうち最上段に配置されたフィン３２と対向する面に開口しており、本体部３１の周方向に沿って互いに間隔をあけて並べて配置される。

【0047】

複数の吐出口３５ｂは、本体部３１における第１フランジ部３１ａの上面に形成され、本体部３１の周方向に沿って互いに間隔をあけて並べて配置される（図４および図６参照）。流路３５ｃは、流入口３５ａと吐出口３５ｂとを連通する。

【0048】

図３に示すように、複数の吐出口３５ｂは、複数の導入口３４ａよりも本体部３１の径方向外方に形成される。すなわち、ウェハＷの径方向において、複数の吐出口３５ｂは、複数の流入口３５ａと比較してウェハＷの下面周縁部により近い位置に配置される。

【0049】

（断熱材３６）
断熱材３６は、保持部２０よりも外方、且つ、複数のフィン３２および熱源３３よりも内方に配置される。具体的には、断熱材３６は、本体部３１の内周面および第２フランジ部３１ｃの下面に設けられる。なお、断熱材３６は、第２フランジ部３１ｃの内にも設けられてよい。このように断熱材３６を設けることで、熱源３３によって加熱された本体部３１から発せられる熱が保持部２０に伝わることを抑制することができる。

【0050】

（第２ラビリンス部材３７）
複数の第２ラビリンス部材３７は、円環形状を有しており、互いに間隔をあけて同心円状に配置される（図４および図６参照）。

【0051】

バキュームチャック２１の下面には、複数の第１ラビリンス部材２５が形成されている。複数の第１ラビリンス部材２５は、円環形状を有しており、互いに間隔をあけて同心円状に配置される。

【0052】

複数の第２ラビリンス部材３７は、複数の第１ラビリンス部材２５と高さ方向においてオーバーラップし、且つ、互い違いに配置される。

【0053】

保持部２０およびウェハＷが回転すると回転による旋回流により、バキュームチャック２１と本体部３１との隙間を通ってウェハＷと本体部３１との隙間に冷たい（加熱されていない）空気が入り込むことで、加熱機構３０の加熱効率が低下するおそれがある。

【0054】

これに対し、実施形態に係る基板処理装置１は、保持部２０と本体部３１との隙間に、複数の第１ラビリンス部材２５と複数の第２ラビリンス部材３７とによって形成されるラビリンス構造を設けることとしている。かかる位置にラビリンス構造を設けることで、ウェハＷと本体部３１との隙間に冷たい（加熱されていない）空気が入り込みにくくなるため、加熱機構３０の加熱効率が低下することを抑制することができる。

【0055】

（加熱機構３０の動作）
図３に示すように、加熱機構３０と下方カップ５０とは、加熱機構３０の外周部に設けられたリング状のシール部材３１ｄを介して当接している。リング状のシール部材３１ｄは、複数のフィン３２の上方および下方にそれぞれ設けられている。このため、複数のフィン３２は、加熱機構３０、下方カップ５０および上下のシール部材３１ｄによって囲まれる空間（以下、「加熱空間」と記載する）内に配置された状態となっている。

【0056】

加熱機構３０では、まず、熱源３３により本体部３１が加熱される。本体部３１が加熱されることにより、本体部３１に形成された複数のフィン３２が加熱される。

【0057】

つづいて、複数のフィン３２のうち最下段のフィン３２の下面に向けて導入口３４ａから常温のＮ２ガスが吐出される。このように、加熱機構３０では、加熱空間の下方から常温のＮ２ガスが供給される。

【0058】

加熱空間に供給された常温のＮ２ガスは、加熱空間に配置された複数のフィン３２によって加熱される。このとき、Ｎ２ガスは、高さ方向に隣接するフィン３２間の隙間である流路部３２ａと、周方向に隣接するフィン３２間の隙間である流路部３２ｂとを通ることによって加熱空間に満遍なく拡散する。このように、Ｎ２ガスを加熱空間に満遍なく拡散させることで、複数のフィン３２によるＮ２ガスの加熱を効率よく行うことができる。

【0059】

また、加熱空間の入口である導入口３４ａは加熱空間の下方に形成され、加熱空間の出口である流入口３５ａは加熱空間の上方に形成される。このため、加熱空間には、下方から上方へ向かうＮ２ガスの流れが形成される。これにより、加熱空間に導入されたＮ２ガスを高さ方向に並べられた複数のフィン３２に対してより確実に接触させることができる。これによっても、複数のフィン３２によるＮ２ガスの加熱を効率よく行うことができる。

【0060】

また、上述したように、加熱空間は、下方カップ５０およびシール部材３１ｄによって密閉されているため、加熱されたＮ２ガスが流入口３５ａ以外の場所から漏れ出ることが抑制される。これによって、複数のフィン３２によるＮ２ガスの加熱を効率よく行うことができる。

【0061】

また、下方カップ５０は、フッ素樹脂等の耐薬品性の高い部材で形成されるため、本体部３１と比較して熱伝導率は低い。したがって、下方カップ５０は、加熱空間の断熱材としても機能する。したがって、断熱材を別途設けることなく、加熱空間からの放熱を抑制することができる。

【0062】

流入口３５ａに流入した加熱されたＮ２ガス（以下、「ホットＮ２ガス」と記載する。）は、流路３５ｃを通って吐出口３５ｂからウェハＷの下面に向けて吐出される。これにより、ウェハＷの下面周縁部にホットＮ２ガスが供給されることで、ウェハＷの下面周縁部が加熱される。ウェハＷの下面周縁部を加熱しつつ、下面ノズル４１からウェハＷの下面周縁部に薬液を供給することで、薬液によるウェハＷの下面周縁部のエッチング処理を短時間で完了することができる。

【0063】

吐出口３５ｂは、流入口３５ａよりもウェハＷの径方向外方に配置される。このように、ウェハＷの径方向において流入口３５ａと比較してウェハＷの下面周縁部により近い位置に吐出口３５ｂを配置することで、加熱したＮ２ガスがウェハＷの下面周縁部に到達するまでの熱損失を可及的に低減することができる。したがって、ウェハＷの下面周縁部をより効率的に加熱することができる。

【0064】

このように、実施形態に係る加熱機構３０によれば、ウェハＷの下面周縁部を効率よく加熱することができる。

【0065】

近年、基板の薄型化や大径化に伴い、基板に反りが生じやすくなっており、かかる基板の反りを矯正してフラットな状態にするため、バキュームチャックの大径化が進んでいる。また、近年、基板の下面周縁部をより広い範囲でエッチングしたいという要求があり、これに伴い、下面ノズルが従来よりも基板のより内側に配置される傾向にある。このような状況から、保持部と下面ノズルとの間に配置される加熱機構の設置スペースは、狭小化する傾向にある。

【0066】

これに対し、実施形態に係る加熱機構３０によれば、ウェハＷの下面周縁部を効率よく加熱することができるため、本体部３１を小型化することができ、狭小スペースに対して本体部３１を容易に設置することができる。

【0067】

（変形例）
図８は、第１変形例に係る加熱機構の模式断面図である。図８に示すように、第１変形例に係る加熱機構３０Ａは、本体部３１Ａを備える。本体部３１Ａは、上述した実施形態に係る本体部３１と同様の形状を有する。

【0068】

第１変形例に係る本体部３１Ａは、複数のフィン３２が形成される第１本体部３１Ａ１と、流体吐出部３５Ａが形成される第２本体部３１Ａ２とに分割される。第１本体部３１Ａ１は、円筒形状を有しており、外周部に複数のフィン３２が形成される。また、第２本体部３１Ａ２は、第１本体部３１Ａ１よりも大径且つ薄型の円筒形状を有しており、第１本体部３１Ａ１の上部に第２本体部３１Ａ２が取り付けられることによって本体部３１と同一形状の本体部３１Ａが形成される。

【0069】

第１変形例に係る流体吐出部３５Ａは、第１本体部３１Ａ１に形成された第１流路３５ｃ１と、第２本体部３１Ａ２に形成された第２流路３５ｃ２と有する。第１流路３５ｃ１は、鉛直方向に沿って延在する直線状の流路である。第１流路３５ｃ１と第２流路３５ｃ２とは、第１本体部３１Ａ１に第２本体部３１Ａ２が組み付けられることによって互いに接続され、上述した実施形態に係る流路３５ｃと同一形状の流路となる。

【0070】

このように、本体部３１Ａは、複数のフィン３２が形成される第１本体部３１Ａ１と、流体吐出部３５Ａが形成される第２本体部３１Ａ２とに分割可能に構成される。分割可能に構成することで、たとえば、第１本体部３１Ａ１には、第１流路３５ｃ１および第２流路３５ｃ２のうち直線状の第１流路３５ｃ１のみを形成すればよいため、第１本体部３１Ａ１の製造が容易となる。

【0071】

また、本体部３１Ａを第１本体部３１Ａ１と第２本体部３１Ａ２とに分割可能に構成することで、第１本体部３１Ａ１と第２本体部３１Ａ２とを異なる材料で形成することが可能となる。

【0072】

たとえば、第１本体部３１Ａ１は、第２本体部３１Ａ２と比較して熱伝導率の高い材料で形成され、第２本体部３１Ａ２は、第１本体部３１Ａ１と比較して耐薬品性の高い材料で形成されてもよい。この場合、第１本体部３１Ａ１は、たとえばアルミニウム等の金属で形成され、第２本体部３１Ａ２は、たとえばＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素樹脂で形成される。

【0073】

このように構成することで、たとえば、加熱効率を高めつつ、薬液による本体部３１Ａの腐食等を抑制することができる。

【0074】

また、第２本体部３１Ａ２が第１本体部３１Ａ１よりも熱伝導率の低い材料で形成されることで、ホットＮ２ガスが第１流路３５ｃ１を流通する際の熱損失を低減させることができる。したがって、ウェハＷの下面周縁部の加熱効率を高めることができる。

【0075】

上述した実施形態では、各フィン３２が周方向に沿って延在する形状を有する場合の例について説明したが、各フィン３２は、高さ方向に沿って延在していてもよい。

【0076】

図９は、第２変形例に係る加熱機構の模式平面図である。また、図１０は、第２変形例に係る加熱機構が備えるフィンの模式斜視図である。

【0077】

図９および図１０に示すように、第２変形例に係る加熱機構３０Ｂは、高さ方向に沿って延在する複数のフィン３２Ｂを備える。複数のフィン３２Ｂは、加熱機構３０Ｂの本体部３１Ｂの外周部に形成され、周方向に間隔をあけて並べて配置される。

【0078】

図１０に示すように、各フィン３２Ｂには、フィン３２Ｂを外縁部から内側に向かって凹ませた流路部３２１が高さ方向に間隔をあけて並べて複数配置される。このように、フィン３２Ｂに対して複数の流路部３２１を形成することで、Ｎ２ガスを加熱空間に満遍なく拡散させることができる。

【0079】

上述した実施形態では、基板処理装置１が円環状の本体部３１を備え、複数のフィン３２が円環状に配置される場合の例について説明した。しかし、本体部３１および複数のフィン３２は、ウェハＷの周方向に沿って配置されていればよく、必ずしも円環状であることを要しない。たとえば、加熱機構の本体部は、平面視において円弧状に形成されてもよく、この場合、複数のフィンは、円弧状の本体部の外周部または内周部に円弧状に配置されてもよい。

【0080】

上述した実施形態では、基板処理装置１が下面ノズル４１を備え、下面ノズル４１からウェハＷの下面周縁部に対して薬液を供給することによってウェハＷの下面周縁部をエッチングする場合の例について説明した。これに限らず、基板処理装置１は、たとえば、加熱機構３０，３０Ａ，３０Ｂを用いてウェハＷの下面周縁部を加熱しつつ、上面ノズル７１を用いてウェハＷの上面周縁部に薬液を供給することにより、ウェハＷ上面の周縁部をエッチングしてもよい。また、基板処理装置１は、加熱機構３０，３０Ａ，３０Ｂを用いてウェハＷの下面周縁部を加熱しつつ、上面ノズル７１を用いてウェハＷの上面中央部に薬液を供給してもよい。これにより、ウェハＷの外周部における薬液の温度低下を抑制することができるため、エッチング処理の面内均一性の低下を抑制することができる。

【0081】

上述した実施形態では、流体導入部３４から常温のＮ２ガスが供給される場合の例について説明したが、流体導入部３４から供給される流体は、Ｎ２ガス以外の不活性ガス（たとえば、アルゴンガス）であってもよい。また、流体導入部３４から供給される流体は、不活性ガスに限らず、ドライエア等の空気その他の気体であってもよい。また、流体導入部３４から供給される流体は、水蒸気等の蒸気であってもよいし、水等の液体であってもよい。

【0082】

上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理装置１）は、保持部（一例として、保持部２０）と、加熱機構（一例として、加熱機構３０，３０Ａ，３０Ｂ）とを備える。保持部は、基板（一例として、ウェハＷ）の下面中央部を回転可能に保持する。加熱機構は、保持部に保持された基板の下面に対し、加熱された流体（一例として、ホットＮ２ガス）を供給する。また、加熱機構は、複数のフィン（一例として、複数のフィン３２）と、熱源（一例として、熱源３３）と、流体導入部（一例として、流体導入部３４）と、流体吐出部（一例として、流体吐出部３５，３５Ａ）とを備える。複数のフィンは、基板の下方かつ保持部の外方において基板の周方向に沿って配置される。熱源は、複数のフィンを加熱する。流体導入部は、複数のフィンに流体（一例として、常温のＮ２ガス）を導入する。流体吐出部は、複数のフィンを通過することによって加熱された流体を基板の下面に吐出する。

【0083】

基板の下方かつ保持部の外方において基板の周方向に沿って複数のフィンを配置することで、複数のフィンによって加熱された流体を基板の下面周縁部に効率よく供給することができる。したがって、基板の下面周縁部の加熱効率を向上させることができる。また、基板の下面周縁部を効率よく加熱することができるため、加熱機構を小型化することができ、狭小スペースに対して加熱機構を容易に設置することができる。

【0084】

複数のフィンは、高さ方向に間隔をあけて並べて配置されてもよい。これにより、たとえば、複数のフィンを基板の径方向に沿って並べて配置した場合と比較して、基板の径方向における加熱機構の寸法を小さく抑えることができる。したがって、加熱機構の設置スペースが基板の径方向において狭小である場合であっても、かかる狭小スペースに対して加熱機構を容易に設置することができる。

【0085】

複数のフィンは、周方向に間隔をあけて並べて配置されてもよい。このように配置することで、周方向に隣接するフィン間に高さ方向に沿った流路（一例として、流路部３２ｂ）を形成することができる。かかる流路部３２ｂに沿って流体が流れることで、周方向に並べられた複数のフィンに対して流体が満遍なく接触するようになる。このため、流体を効率よく加熱することができ、基板の下面周縁部の加熱効率をさらに向上させることができる。

【0086】

熱源は、高さ方向に延在する発熱体（一例として、発熱体３３ａ）を有していてもよい。これにより、高さ方向に並べられた複数のフィンを均等に加熱することができる。

【0087】

複数のフィンは、熱源よりも外方に配置されてもよい。複数のフィンを熱源よりも外方に配置することで、複数のフィンを熱源よりも内方に配置した場合と比べて複数のフィンの表面積を大きくすることができる。したがって、たとえば加熱機構を大型化させることなく、基板の下面周縁部の加熱効率を向上させることができる。

【0088】

実施形態に係る基板処理装置は、保持部よりも外方、且つ、複数のフィンおよび熱源よりも内方に配置された断熱材（一例として、断熱材３６）をさらに備えていてもよい。これにより、加熱機構から発せられる熱が保持部に伝わることを抑制することができる。

【0089】

流体吐出部は、流入口（一例として、流入口３５ａ）と、吐出口（一例として、吐出口３５ｂ）と、流路（一例として、流路３５ｃ）とを備えていてもよい。流入口は、基板の周縁部よりも内方に配置され、複数のフィンを通過することによって加熱された流体が流入する。吐出口は、流入口よりも外方に配置され、基板の下面に向けて開口する。流路は、流入口と吐出口とを連通する。

【0090】

このように、基板の径方向において流入口と比較して基板の下面周縁部により近い位置に吐出口を配置することで、加熱された流体が基板の下面周縁部に到達するまでの熱損失を可及的に低減することができる。したがって、基板の下面周縁部をより効率的に加熱することができる。

【0091】

加熱機構（一例として、本体部３１Ａ）は、複数のフィンが形成される第１本体部（一例として、第１本体部３１Ａ１）と、第１本体部と別体であり、流体吐出部（一例として、流体吐出部３５Ａ）が形成される第２本体部（一例として、第２本体部３１Ａ２）とを備えていてもよい。この場合、第１本体部は、第２本体部と比較して熱伝導率の高い材料で形成されてもよく、第２本体部は、第１本体部と比較して耐薬品性の高い材料で形成されてもよい。これにより、加熱効率を高めつつ、薬液による加熱機構の腐食等を抑制することができる。

【0092】

加熱機構（一例として、本体部３１）は、少なくとも基板の下面と対向する面が耐薬品性を有する材料によってコーティングされてもよい。薬液が付着するおそれのある箇所を耐薬品性の高い材料でコーティングすることで、加熱効率を高めつつ、薬液による加熱機能の腐食等を抑制することができる。

【0093】

実施形態に係る基板処理装置は、基板の下面周縁部に薬液を吐出するノズル（一例として、下面ノズル４１）を備えていてもよい。基板の下面周縁部を加熱機構により加熱しつつ、ノズルから基板の下面周縁部に薬液を供給することで、薬液による基板の下面周縁部のエッチング処理を短時間で完了することができる。

【0094】

保持部は、周方向に延在し、互いに間隔をあけて配置された複数の第１ラビリンス部材（一例として、第１ラビリンス部材２５）を備えていてもよい。この場合、加熱機構は、周方向に延在し、複数の第１ラビリンス部材と互い違いに配置された複数の第２ラビリンス部材（一例として、第２ラビリンス部材３７）を備えていてもよい。

【0095】

保持部と加熱機構との隙間にラビリンス構造を設けることで、基板と加熱機構との隙間に冷たい（加熱されていない）空気が入り込みにくくなるため、加熱機構の加熱効率が低下することを抑制することができる。

【0096】

今回開示された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、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およ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。

【符号の説明】

【0097】

Ｗ ウェハ
１ 基板処理装置
１０ 処理容器
２０ 保持部
２１ バキュームチャック
３０ 加熱機構
３１ 本体部
３２ フィン
３３ 熱源
３４ 流体導入部
３５ 流体吐出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】