KR101705376B1

KR101705376B1 - 처리액 공급 기구

Info

Publication number: KR101705376B1
Application number: KR1020110016967A
Authority: KR
Inventors: 쯔네나가 나까시마; ?스께 시라이시; 도시히데 다께오
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2017-02-09
Also published as: CN102233989B; JP5434781B2; US8511331B2; TWI449577B; JP2011233789A; KR20110120205A; TW201201914A; US20110265896A1; CN102233989A

Abstract

본 발명의 과제는 용기 본체에 처리액의 잔류를 방지할 수 있는 처리액 공급 기구를 제공하는 것이다.
덮개부로부터 용기 본체의 상방으로 돌출되고, 주위면에 나사가 형성된 고정통부와, 이 고정통부와 동축에 당해 고정통부의 내측 또는 외측에 나사 결합하여 설치된 이동통부와, 상기 고정통부 및 이동통부로 이루어지는 통부와 상기 덮개부를, 당해 통부에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 관통하는 동시에 이동통부에 대해 축 방향의 위치가 고정된 처리액 공급관과, 상기 이동통부와 동축에 설치된 환형상 부분을 갖는 회전 조작부를 구비하도록 처리액 공급 기구를 구성한다. 상기 이동통부 및 상기 환형상 부분에는 각각 결합부 및 피결합부가 설치되고, 상기 회전 조작부를 회전시켰을 때에 이들이 서로 결합하여 이동통부가 회전하여, 이동통부에 가해지는 토크가 커지면 결합이 해제된다. 그것에 의해 처리액 공급관의 하단부를 용기 본체의 저부에 접촉시켜, 고정한다.

Description

처리액 공급 기구{PROCESSING LIQUID SUPPLY APPARATUS}

본 발명은 레지스트 등의 처리액이 저류되어, 가압용 가스에 의해 당해 처리액을 압송하는 용기 본체에 사용하는 처리액 공급 기구에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)에 레지스트 등의 다양한 처리액이 공급된다.

도 15에 도시한 바와 같이, 레지스트(110)가 저류된 액 보틀(101)에는, 당해 액 보틀(101)에 착탈 가능한 레지스트 공급 기구(102)가 설치되어 있다. 레지스트 공급 기구(102)는 액 보틀(101)의 개구부(103)를 막는 보틀 캡(104)을 구비하고 있고, 보틀 캡(104)에 설치되는 가압 가스 공급관(105)을 통해, 가압 가스, 예를 들어 질소(N₂) 가스가 액 보틀(101) 내에 공급된다. 그것에 의해, 하단부가 액면 아래에 침지된 처리액 공급관(106) 내로 레지스트(110)가 유입되어, 웨이퍼로 압송된다. 레지스트가 소비되어, 적어지면 액 보틀(101)이 교환된다.

보틀 캡(104)의 하부에는 처리액 공급관(106)의 높이 위치를 고정하는 로크 기구(107)가 설치되어 있다. 로크 기구(107)는, 예를 들어 외주에 나사가 형성된 링 부재로, 보틀 캡(104)에 조임으로써, 그 내주와 처리액 공급관(106)의 마찰이 증가하여, 처리액 공급관(106)이 보틀 캡(104)에 고정되도록 구성되어 있다.

그런데, 레지스트(110)는 고액인 경우가 있으므로, 액 보틀(101)의 교환은 액 보틀(101) 내의 레지스트(110)를 전부 사용한 후 행하는 것이 바람직하고, 그것을 위해서는 액 보틀(101)의 저면에 처리액 공급관(106)의 하단부가 접하도록 처리액 공급관(106)의 높이 위치가 조정되는 것이 요구된다. 따라서, 다음과 같은 공정으로, 보틀 캡(104)을 액 보틀(101)에 설치한다.

우선, 로크 기구(107)에 의한 로크를 해제한 상태에서 레지스트 공급 기구(102)를 액 보틀(101)에 설치하여, 처리액 공급관(106)의 높이 위치를 조정하고, 처리액 공급관(106)의 하단부가 액 보틀(101)의 바닥에 접촉하는 위치를 찾는다. 계속해서, 처리액 공급관(106)과 보틀 캡(104)의 서로의 위치가 어긋나지 않도록, 캡(104)을 액 보틀(101)로부터 제거하고, 로크 기구(107)에 의해 처리액 공급관(106)을 보틀 캡(104)에 로크한다. 로크 후, 다시 캡(104)을 액 보틀(101)에 설치한다.

그러나, 처리액 공급관(106)의 높이 위치를 찾은 후, 로크하기까지, 처리액 공급관(106) 및 보틀 캡(104)의 위치 관계를 정확하게 유지할 수 있는지는, 교환을 행하는 작업자의 경험이나 기능에 영향을 받는다. 그리고, 액 보틀(101)이 놓이는 클린룸 내의 분위기에 있어서, 레지스트(110)의 변질을 방지하기 위해 액 보틀(101)은 차광성 부재로 구성된다. 그로 인해, 액 보틀(101)의 외측으로부터 액 보틀(101) 내에서의 처리액 공급관(106)의 하단부의 위치를 육안으로 확인할 수 없다. 따라서, 작업자가 상기한 수순으로 처리액 공급관(106)을 로크해도, 실제로는 처리액 공급관(106)의 하단부가 액 보틀(101)의 저면으로부터 떠올라 버려, 떠오른 만큼의 레지스트가 액 보틀(101)에 잔류해 버리는 경우가 있다.

또한, 처리액의 종류에 따라서는, 액 보틀(101)은 투명도가 높은 부재에 의해 구성해도 좋지만, 처리액이 차광성이므로 처리액 공급관(106)의 하단부의 위치가 액 보틀(101)의 외측으로부터 확인할 수 없는 경우도 있다. 이 경우에도 처리액 공급관(106)의 하단부가 액 보틀(101)의 저면으로부터 떠올라 버리는 경우가 있다.

도 15의 레지스트 공급 기구(102)에서는 로크 기구(107)가 보틀 캡(104)의 하측으로부터 로크를 행하지만, 보틀 캡(104)의 상측으로부터 로크를 행하도록 구성되는 경우도 있다. 그 경우에는 보틀 캡(104)을 용기 본체(101)에 설치한 상태에서 로크를 행할 수 있지만, 처리액 공급관(106)의 위치가 로크 기구(107)의 비틀어 넣기에 의해, 하방측으로 어긋나, 처리액 공급관(106)의 하단부가 절곡되어 버릴 우려가 있다. 따라서, 작업자는 비틀어 넣기에 의해 어긋나는 분만큼 처리액 공급관(106)을 위로 끌어올린 후 로크할 필요가 있다. 이 끌어올림량에 대해서도, 작업자의 경험이나 기량에 따라서 차이가 생기므로, 처리액이 잔류되어 버리는 경우가 있다.

또한, 액 보틀(101)의 형상은 다양하고, 액 보틀(101)을 교환할 때마다 상기와 같은 처리액 공급관(106)의 위치 조정을 행해야만 하는 경우가 있어, 수고가 많이 든다. 특허 문헌 1에는 상기한 처리액 공급 기구의 일례에 대해 개시되어 있지만, 상기한 문제에 대해서는 기재되어 있지 않아, 당해 문제를 해결할 수 있는 것은 아니다. 또한, 특허 문헌 2에는 핸들 캡의 구성에 대해 개시되어 있지만, 이 핸들 캡은 가솔린 탱크에 사용하기 위한 것으로, 본 발명과의 관련성이 낮아, 상기한 문제를 해결할 수 있는 것은 아니다.

일본 특허 출원 공개 제2008-6325 일본 특허 출원 공개 소60-251047

본 발명은 이와 같은 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 용기 본체에 처리액의 잔류를 방지할 수 있는 처리액 공급 기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 처리액 공급 기구는 용기 본체와 이 용기 본체의 상면 개구부를 막는 덮개부로 이루어지는 용기의 내부에 저류된 처리액을, 가압용 가스에 의해 압송하기 위한 처리액 공급 기구에 있어서,

상기 덮개부로부터 용기 본체의 상방으로 돌출되고, 주위면에 나사가 형성된 고정통부와,

이 고정통부와 동축에 당해 고정통부의 내측 또는 외측에 나사 결합하여 설치된 이동통부와,

상기 고정통부와 이동통부와 상기 덮개부를, 당해 고정통부 및 상기 덮개부에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 관통하는 동시에 이동통부에 대해 축 방향의 위치가 고정된 처리액 공급관과,

상기 이동통부와 동축에 설치된 환형상 부분을 갖는 회전 조작부와,

상기 이동통부 및 상기 환형상 부분에 각각 설치되어, 상기 회전 조작부를 회전시켰을 때에 서로 결합하여 이동통부가 회전하고, 또한 이동통부에 가해지는 토크가 커지면 결합이 해제되도록 구성된 결합부 및 피결합부를 구비하고,

회전 조작부를 회전시켜 처리액 공급관의 하단부가 용기 본체의 저부에 접촉함으로써, 결합부와 피결합부의 결합이 해제되어 회전 조작부가 공회전하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구체적 형태를 예로 들면 이와 같이 된다.

(a) 고정통부는 이동통부의 내측에 위치한다.

(b) 상기 환형상 부분은 이동통부의 외측에 당해 이동통부를 둘러싸도록 설치되어 있다.

(c) 상기 처리액 공급관에는 처리액의 유로와는 구획된 상기 가압용 가스의 공급로가 설치된다.
(d) 상기 처리액 공급관의 축은 상기 용기 본체의 종축에 대해 경사지고, 상기 처리액 공급관의 하단부가 용기 본체의 저면의 주연부에 접촉함으로써 상기 결합이 해제된다.

본 발명에 따르면, 회전 조작부를 회전시켰을 때에, 처리액 공급관의 축 방향의 위치가 고정된 이동통부가 회전하고, 이동통부에 가해지는 토크가 커지면 결합이 해제되도록 이동통부 및 환형상 부분에 각각 결합부 및 피결합부가 설치되어 있다. 따라서, 용기가 차광성이라도, 처리액 공급부의 하단부를 용기 본체의 저부에 접촉시킬 수 있어, 당해 용기 본체의 액 잔류를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 레지스트 공급 기구를 포함하는 가압식 레지스트 공급 용기의 사시도.
도 2는 상기 가압식 레지스트 공급 용기의 종단 측면도.
도 3은 상기 가압식 레지스트 공급 용기를 구성하는 레지스트 공급 기구의 종단 측면도.
도 4는 상기 레지스트 공급 기구의 사시도.
도 5는 상기 레지스트 공급 기구의 분해도.
도 6은 레지스트 공급 기구를 구성하는 상부측 캡의 횡단 평면도.
도 7은 상기 상부측 캡이 회전하는 모습을 도시한 설명도.
도 8은 가압식 레지스트 공급 용기가 적용되는 레지스트 도포 장치의 개략도.
도 9는 레지스트 공급 기구를 액 보틀에 설치하는 수순을 도시한 공정도.
도 10은 레지스트 공급 기구를 액 보틀에 설치하는 수순을 도시한 공정도.
도 11은 다른 레지스트 공급 기구의 사시도.
도 12는 다른 레지스트 공급 기구의 종단 측면도.
도 13은 다른 레지스트 공급 기구의 횡단 평면도.
도 14는 다른 레지스트 공급 기구의 개략적인 종단 측면도.
도 15는 종래의 처리액 공급 기구의 종단 측면도.

본 발명의 실시 형태인 레지스트 공급 기구(1)를 구비한 가압식 레지스트 공급 용기(2)에 대해, 도 1의 사시도 및 도 2의 종단 측면도를 참조하면서 설명한다. 가압식 레지스트 공급 용기(2)는 용기 본체인 액 보틀(21)과, 레지스트 공급 기구(1)에 의해 구성되어 있고, 레지스트 공급 기구(1)는 액 보틀(21)에 대해 착탈 가능하게 구성되어 있다.

레지스트 공급 기구(1)는 처리액 공급관인 레지스트 공급관(3)과, 보틀 캡(5)을 구비하고 있다. 액 보틀(21)에는 처리액인 레지스트(20)가 저류된다. 레지스트 공급관(3)은 상기 레지스트(20)를 액 보틀(21)로부터 외부의 웨이퍼로 공급한다. 보틀 캡(5)은 레지스트 공급관(3)의 하단부가 액 보틀(21)의 저부에 접하도록 높이 위치를 조정하는 동시에 당해 높이 위치에 레지스트 공급관(3)을 고정하는 역할을 갖는다.

액 보틀(21)에 대해 설명한다. 액 보틀(21)의 상측에는 개구부(22)가 형성되어 있다. 개구부(22)에 연결되는 레지스트의 저류 공간(23)은 그 상측이 당해 개구부(22)를 향해 오므라지도록 구성되어 있다. 개구부(22)를 둘러싸는 액 보틀(21)의 측벽은 기립하고, 그 외주(24)에는 나사가 형성되어 있다. 액 보틀(21)의 저면(25)의 중앙부는 융기되어, 중력에 의해 레지스트(20)가 저면(25)의 주연부로 흐르도록 되어 있다. 액 보틀(21)은 레지스트(20)의 변질을 방지하기 위해 차광성의 용기로서 구성되어 있다.

여기서, 액 보틀(21)이 차광성이라 함은, 액 보틀(21)이 놓이는 분위기에 있어서, 액 보틀(21) 내의 레지스트 공급관(3)으로부터 반사되는 광이 차광되는 것이다. 즉, 상기 분위기에 있어서 액 보틀(21)의 외측으로부터 레지스트 공급관(3)이 보이지 않는 것을 말한다. 액 보틀(21)은 레지스트 공급관(3)이 연직 방향으로 되도록 상기 클린룸 내의 소정의 위치에 설치된다.

레지스트 공급관(3)은 상측이 굴곡되어, 측면에서 볼 때 역L자 형상으로 형성되어 있다. 레지스트 공급관(3)의 일단부로부터 타단부를 향해 레지스트의 유로(31)가 설치되어 있고, 레지스트 공급관(3)의 하단부측의 측벽(32)은, 도 2의 점선의 범위 내에 나타낸 바와 같이 상기 액 보틀(21)의 저면(25)의 형상에 맞추어 내측을 향해 경사지도록 형성되어 있다. 그것에 의해, 레지스트 공급관(3)의 하단부의 개구부(33)가 저면(25)에 보다 근접하여, 액 보틀(21) 내에서의 레지스트(20)의 잔류가 보다 확실하게 억제되도록 되어 있다.

레지스트 공급관(3)의 상부측의 외경은 하부측의 외경보다도 크게 구성되고, 당해 상부측은 직경 확장부(34)로서 구성되어 있다. 이후에는, 도 3의 직경 확장부(34)의 종단 측면도도 참조하면서 설명을 계속한다. 직경 확장부(34)에는 가압용 가스인 N₂ 가스의 유로(35)가, 레지스트 유로(31)와 병행하도록 상방으로부터 하방을 향해 형성되어 있고, 직경 확장부(34)의 하단부에 개방되어 있다. 레지스트 유로(31)와 N₂ 가스 유로(35)는 서로 구획되어 있다.

직경 확장부(34)에는 주위를 따라서 상하에 간격을 두고 홈(36, 36)이 형성되어 있고, 이들 홈(36, 36)에는 각각 O링(37)이 매설되어 있다. 또한, 홈(36, 36)의 상측에는 플랜지(38, 39)가 상하에 간격을 두고 형성되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 플랜지(38, 39)의 상측에는 N₂ 가스 공급 배관(41)을 접속하기 위한 공급 포트(42)가 설치되어 있다. N₂ 가스 공급 배관(41)의 상류측은 후술하는 N₂ 가스의 공급원(19)에 접속되어 있고, 이 공급원으로부터 공급된 N₂ 가스는 공급 포트(42)를 통해 N₂ 가스 유로(35)에 공급되고, N₂ 가스 유로(35)로부터 개구부(22)로 공급되어, 액 보틀(21) 내가 가압된다.

또한, 레지스트 공급관(3)의 상류 단부는 배관(43)을 접속하는 접속 포트(44)로서 구성되어 있다. N₂ 가스에 의해 액 보틀(21) 내가 가압되면, 레지스트(20)가 레지스트 유로(31)를 통해 배관(43)으로 유입되고, 펌프에 공급되어 당해 펌프에 의해 하류측으로의 공급량이 제어되어, 웨이퍼(W)에 공급된다. 이 예에서는 N₂ 가스 공급 배관(41) 및 배관(43)이 동일한 높이로부터 동일 방향을 향해 인출되도록 레지스트 공급관(3)이 구성되어 있으므로, 배관(41, 43)을 묶어, 이들 배관(41, 43)의 강도를 높임으로써, 배관(41, 43)의 절곡을 방지할 수 있도록 되어 있다.

레지스트 공급관(3)에 대해서는, 후술하는 바와 같이 높이 위치를 조정할 때에 액 보틀(21)의 저부(25)에 접촉해도 구부러지지 않는 두께를 갖도록 구성된다. 재질로서는, 예를 들어 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)나 PFA(테트라플루오로에틸렌ㆍ파티클플루오로알킬비닐에테르 공중합체) 등에 의해 구성된다.

계속해서, 보틀 캡(5)에 대해 그 분해도인 도 5도 참조하면서 설명한다. 보틀 캡(5)은 하측 캡(51)과, 상측 캡(71)에 의해 구성되어 있다. 상측 캡(71)은 레지스트 공급관(3)에 대해 그 높이 위치가 고정되어 있고, 하측 캡(51)에 대해 그 높이 위치를 자유롭게 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 상측 캡(71)의 하측 캡(51)에 대한 높이 위치를 변경하면, 레지스트 공급관(3)의 하측 캡(51)에 대한 높이 위치도 변경된다.

하측 캡(51)은 액 보틀(21)의 개구부(22)를 막는 덮개부를 이루는 캡 본체부(52)와, 상측 링(61)과, 하측 링(62)에 의해 구성되어 있고, 상측 링(61) 및 하측 링(62)은 캡 본체부(52)를 액 보틀(21)에 대해 고정하는 역할을 갖는다. 캡 본체부(52)는 상하 방향으로 개방된 원통 형상의 내통부(53)를 구비하고 있다. 고정통부인 내통부(53)의 하방측은 외측 및 내측을 향해 넓어져, 내통부(53)의 외경보다도 그 외경이 크고, 내통부(53)의 내경보다도 그 내경이 작은 링 형상의 지지부(54)를 구성하고 있다.

내통부(53)의 내주면(55)은 레지스트 공급관(3)의 직경 확장부(34)를 둘러싸고, 레지스트 공급관(3)의 높이를 조절할 때에 직경 확장부(34)를 내통부(53)의 축 방향으로 가이드한다. 그것에 의해, 레지스트 공급관(3)의 하단부가, 액 보틀(21)의 저면(25)의 주연에 접촉할 수 있도록 되어 있다. 상기 내주면(55)과 직경 확장부(34) 사이는 상기 O링(37, 37)에 의해 시일된다. 또한, 레지스트 공급관(3)은 내통부(53)의 축 주위로 회전 가능하게 구성된다. 내통부(53)의 외주(56)에는 나사가 형성되어 있다.

지지부(54)의 하방에는 시일 부재(58)가 설치되어 있다. 시일 부재(58)는 링 형상으로 형성되어 있고, 액 보틀(21)에 접하는 개소가 두껍게 되어 있다. 보틀 캡(5)이 액 보틀(21)에 설치되었을 때에, 시일 부재(58)를 통해 지지부(54)의 하면은 액 보틀(21)의 상부 테두리에 밀착하고, 지지부(54)와 액 보틀(21) 사이가 시일되어, 액 보틀(21) 내가 기밀하게 유지된다. 시일 부재(58)로서는, 예를 들어 O링, 가스킷 및 패킹 등이 사용된다.

상측 링(61)의 내측 테두리 및 하측 링(62)의 내측 테두리는 시일 부재(58)의 외측 테두리 및 지지부(54)의 외측 테두리를 상하로부터 끼우도록 설치되어 있고, 고정구(63)에 의해 서로 고정되어 있다. 하측 링(62)의 내주(64)에는 나사가 형성되어 있다. 상기 나사는 액 보틀(21)의 개구부(22)의 외주(24)에 형성된 나사와 나사 결합하여, 보틀 캡(5)이 액 보틀(21)에 고정된다.

그런데, 액 보틀(21)의 용적은 다양하여, 예를 들어 3.79L, 0.95L, 1L이다. 이 액 보틀(21)의 용적에 따라서 액 보틀(21)의 개구부(22)의 크기는 각각 다르고, 상측 링(61) 및 하측 링(62)은 그 개구부(22)의 크기에 맞추어 적절하게 설계된다. 또한, 상기 용적에 따라서 액 보틀(21)의 개구부(22)로부터 저면(25)까지의 높이도 다양하고, 레지스트 공급관(3)은 상기 높이에 따라서 적절하게 설계된다. 예를 들어, 캡 본체부(52) 및 상측 캡(71)은 액 보틀(21)의 용적에 의하지 않고, 공통의 부품으로서 구성된다.

상측 캡(71)은 회전 조작부인 핸들(72)과, 외통부(73)에 의해 구성되어 있다. 핸들(72)은 레지스트 공급관(3)을 둘러싸는 편평한 링 형상의 부재로서 구성되어 있고, 내통부(53)와 동축에 설치되어 있다. 핸들(72)의 상측의 내측 테두리는 레지스트 공급관(3)의 플랜지(28, 29) 사이로 파고들고 있다. 그리고, 핸들(72)의 외측 테두리는 하방으로 굴곡되어, 환형상의 측벽부(74)를 구성하고 있다. 도 6은 도 5의 A-A 화살표 단면도이다. 측벽부(74)의 내주측에는 핸들(72)의 중앙부측으로 연장된 탄성을 갖는 아암(75)이 형성되어 있고, 각 아암(75)의 선단에는 핸들(72)의 중심을 향하는 갈고리부(76)가 설치되어 있다. 핸들(72)의 둘레 방향에 있어서의 갈고리부(76)의 일측, 타측에는 각각 결합면(77, 78)이 형성되어 있다. 또한, 도면에서는, 아암(75)은 4개만 기재되어 있지만, 개수로서는 4개로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 8개라도 좋다.

이동통부인 외통부(73)는 내통부(53)와 동축에 설치되고, 원통부(81, 82)가 상하에 연접되어 형성되어 있다. 원통부(81)의 외경은 원통부(82)의 외경에 비해 작게 구성되어 있다. 원통부(81)는 핸들(72)의 측벽부(74)에 둘러싸여 있고, 원통부(81)의 상부 테두리는 내측으로 돌출되어, 플랜지(38, 39) 사이로 진입하고 있다. 이와 같이 플랜지(38, 39)가 원통부(81)의 상부 테두리 및 핸들(72)의 내측 테두리를 사이에 둠으로써, 상측 캡(71)의 높이에 대한 레지스트 공급관(3)의 높이가 고정되어 있다. 원통부(81)의 외주에는 둘레 방향으로 적절하게 간격을 두고 기어부(83)가 당해 원통부(81)의 외측을 향해 돌출 접합되어 있고, 기어부(83)는 둘레 방향의 일측, 타측에 각각 결합면(84, 85)을 구비하고 있다.

원통부(82)의 내주(86)에는 나사가 형성되어 있고, 당해 나사는 내통부(53)의 외주(56)의 나사와 나사 결합한다. 그리고, 외통부(73)가 축 주위로 회전함으로써, 캡 본체부(52)에 대해 외통부(73)가 축 방향으로 진퇴하고, 그것에 의해 레지스트 공급관(3)의 높이 위치가, 당해 레지스트 공급관(3)의 길이 방향을 따라서 변화된다.

여기서, 보틀 캡(5)의 동작에 대해 설명한다. 레지스트 공급관(3)의 하단부가 액 보틀(21)의 저면(25)으로부터 뜬 상태에서, 위에서 볼 때 핸들(72)을, 예를 들어 시계 방향으로 돌릴 때에는, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 갈고리부(76)의 결합면(77)과 기어부의 결합면(84)이 서로 결합하여, 핸들(72)의 회전에 따라서 외통부(73)도 시계 방향으로 회전한다. 그것에 의해, 상측 캡(71)은 하측 캡(51)에 대해 레지스트 공급관(3)의 길이 방향을 따라서 하방으로 이동한다. 상술한 바와 같이 레지스트 공급관(3)의 높이 방향에 대해 상측 캡(71)의 위치는 고정되어 있으므로, 상측 캡(71)이 하측 캡(51)에 대해 하방으로 이동하면, 레지스트 공급관(3)도 하측 캡(51)에 대해 하방으로 이동한다.

그리고, 레지스트 공급관(3)의 하단부가 액 보틀(21)의 저면(25)에 접촉하면, 외통부(73)를 회전시키기 위해 필요한 토크가 커짐으로써, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 아암(75)의 선단측이 외측을 향해 휘고, 갈고리부(76)가 기어부(83)에 올라타, 결합면(77)과 결합면(84)의 결합이 제거된다. 핸들(72)의 회전이 진행되어, 갈고리부(76)가 기어부(83)를 넘어가면 아암(75)은 그 복원력에 의해 원래의 형상으로 복귀된다. 핸들(72)의 회전이 더욱 진행되어, 갈고리부(76)가 다시 기어부(83)에 접촉하면, 마찬가지로 아암(75)이 휘고, 갈고리부(76)가 기어부(83)에 올라탄다.

이와 같이 갈고리부(76)와 기어부(83)의 결합이 해제되어, 핸들(72)이 공회전하여 외통부(73)가 회전하지 않게 된다. 그것에 의해 레지스트 공급관(3)의 하단부가 액 보틀(21)의 저면(25)에 접한 상태로 고정된다. 이와 같이 보틀 캡(5)은 외통부(73)의 토크가 소정의 값보다도 증대했을 때에, 당해 외통부(73)의 회전을 정지시키는, 소위 토크 리미터가 부착된 캡으로서 구성되어 있다.

또한, 위에서 볼 때 핸들(72)을, 예를 들어 반시계 방향으로 돌릴 때에는, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 갈고리부(76)의 결합면(78)과 기어부(83)의 결합면(85)이 서로 결합하여, 핸들(72)의 회전에 따라서 외통부(73)도 반시계 방향으로 회전한다. 그것에 의해 상측 캡(71)은 하측 캡(51)에 대해 상승하고, 그것에 의해 레지스트 공급관(3)도 하측 캡(51)에 대해 상승한다. 이와 같이 레지스트 공급관(3)을 상승시킬 때에는, 갈고리부(76)와 기어부(83)의 결합의 해제가 일어나지 않도록, 이들 갈고리부(76) 및 기어부(83)가 형성되어 있다.

도 8은 지금까지 설명한 가압식 레지스트 공급 용기(2)가 적용되는 레지스트 도포 장치(12)의 구성을 도시하고 있다. 배관(43)의 하류에는 레지스트 공급 노즐(13)이 설치되어 있다. 또한, 배관(43)에는 매스플로우 컨트롤러 등을 구비한 유량 제어부(14)가 개재 설치되어 있어, 레지스트(20)의 유량을 제어한다. 도면 중 부호 15는 웨이퍼(W)의 이면측 중앙을 수평으로 보유 지지하는 동시에 웨이퍼(W)를 연직축 주위로 회전시켜, 공급된 레지스트를 스핀 코팅하는 스핀 척이다. 스핀 척(15)의 주위에는 레지스트의 비산을 억제하는 컵(16)이 설치되어 있다. 컵(16)에는 액체 배출구(17)와, 배기구(18)가 형성되어 있다.

N₂ 가스 공급 배관(43)에 개재 설치되는 밸브(V1)가 개방되면, N₂ 가스 공급원(19)으로부터 N₂ 가스가 액 보틀(21)에 공급되어, 액 보틀(21) 내가 가압된다. 그리고, 레지스트 공급관(3)의 레지스트 유로(31)에 레지스트(20)가 유입되어, 레지스트(20)는 레지스트 공급 노즐(13)로부터 웨이퍼(W)의 중심부로 토출된다. 토출된 레지스트(20)는 원심력에 의해 웨이퍼(W)의 주연부로 퍼져, 웨이퍼(W)의 표면 전체에 레지스트(20)가 도포된다.

계속해서, 클린룸 내에서 사용자가, 레지스트 공급 기구(1)를 액 보틀(21)에 설치하여, 레지스트 공급관(3)의 위치 조정을 행하는 수순에 대해 설명한다. 우선, 상측 캡(71)을 하측 캡(51)에 대해, 비교적 상방에 위치하도록 조정해 둔다. 레지스트(20)가 저류된 액 보틀(21)을 준비하여, 당해 액 보틀(21)의 개구부(22)로부터 레지스트 공급관(3)을 액 보틀(21) 내로 진입시킨다[도 9의 (a)]. 개구부(22)의 외주(24)의 나사와, 하측 링(62)의 내주(64)의 나사를 나사 결합시켜, 레지스트 공급 기구(1)를 액 보틀(21)에 고정하여, 액 보틀(21) 내를 밀폐한다[도 9의 (b)]. 이때에는, 레지스트 공급관(3)의 하단부는 액 보틀(21)의 저면(25)으로부터 떠 있다.

계속해서, 레지스트 공급관(3)의 높이를 내리기 위해, 사용자는 상술한 바와 같이 핸들(72)을 돌린다. 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 외통부(73)도 핸들(72)과 동일한 방향으로 회전하여, 상측 캡(71)의 높이 위치가 내려가고, 그것에 맞추어 레지스트 공급관(3)의 높이 위치도 내려간다[도 10의 (a)]. 레지스트 공급관(3)의 하단부가 액 보틀(21)의 저부에 접촉하면, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 핸들(72)이 공회전하여, 레지스트 공급관(3)의 하강이 정지한다[도 10의 (b)]. 이와 같이 핸들(72)이 공회전하게 되면, 사용자는 핸들(72)의 회전을 정지시킨다. 그리고, 레지스트 공급관(3)이 연직 방향으로 되도록, 액 보틀(21)을 클린룸의 소정의 적재 장소에 설치한다.

액 보틀(21)을 교환하는 경우에는, 레지스트 공급 기구(1)를 액 보틀(21)에 설치했을 때와는 반대의 동작으로 제거한다. 계속해서, 레지스트 공급관(3)의 높이를 내렸을 때와는 역방향으로 핸들(72)을 돌린다. 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이 핸들(72)의 회전과 동일 방향으로 외통부(73)도 회전하여, 하측 캡(51)에 대한 상측 캡(71)의 높이 위치가 올라간다. 그 후에는 새로운 레지스트(20)가 들어간 액 보틀(21)을 준비하여, 다시 레지스트 공급 기구(1)를 상술한 바와 같이 설치한다.

이와 같은 레지스트 공급 기구(1)에 따르면, 레지스트 공급관(3)의 높이를 내리기 위해 핸들(72)을 회전시킬 때에, 레지스트 공급관(3)의 하단부가 액 보틀(21)의 저면(25)에 접촉하고, 레지스트 공급관(3)에 대해 그 높이가 고정되는 외통부(73)의 토크가 커지면, 핸들(72)에 설치되는 갈고리부(76)와, 외통부(73)에 설치되는 기어부(83)의 결합이 해제되어, 핸들(72)이 공회전한다. 따라서, 액 보틀(21)의 외부로부터 레지스트 공급관(3)의 하단부의 높이 위치를 목시할 수 없어도, 사용자의 기량이나 경험에 의하지 않고 레지스트 공급관(3)의 하단부를 액 보틀(21)의 저면(25)에 접촉한 상태에서 고정할 수 있다. 그 결과로서, 액 보틀(21)에서의 레지스트의 액 잔류량을 억제할 수 있어, 처리 비용이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 레지스트 공급 기구(1)에서는, 레지스트 공급관(3)의 높이 조정과 보틀 캡(5)에 대한 고정을, 핸들(72)을 돌리는 하나의 작업으로 행할 수 있다. 따라서, 배경 기술의 항목에 기재한 바와 같이, 레지스트 공급관(3)의 위치 조정을 행한 후에 레지스트 공급관(3)의 위치를 고정하는 경우에 비해, 사용자의 작업 공정수를 적게 할 수 있으므로 사용자의 부담을 줄일 수 있고, 작업 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, N₂ 가스 유로(35)가 레지스트 공급관(3)에 형성되어 있으므로, 레지스트 공급관(3)과는 별도로 하류단부가 액 보틀(21) 내로 진입하는 N₂ 가스 공급관을 설치하는 구조로 하는 경우에 비해, 레지스트 공급 기구(1)의 조인트를 적게 할 수 있다. 따라서, 레지스트 공급 기구(1)의 구조가 간소화되는 동시에 액 보틀(21) 내의 처리액이나 가스의 누설을, 보다 확실하게 방지할 수 있다.

상기한 예에서는, 처리액으로서 레지스트(20)를 사용하고 있지만, 예를 들어 시너나 HMDS(헥사메틸디실란) 등의 다른 액체를 처리액으로 해도 좋다. 시너는, 예를 들어 웨이퍼(W)에 있어서의 레지스트의 습윤 확산을 개선하기 위해 레지스트(20) 전에 웨이퍼에 공급된다. HMDS는 웨이퍼 표면을 소수화하여 레지스트의 밀착성을 높인다.

또한, 액 보틀(21)이 설치되는 분위기에 있어서, 액 보틀(21)에 의해 차광되는 대신에, 처리액에 의해 차광되고, 그것에 의해 처리액 공급관(3)의 하단부가 보이지 않는 경우에도, 본 발명은 상기와 같이 처리액 공급관(3)의 하단부의 높이 위치를 저면(25)에 접촉시켜 고정할 수 있으므로 유효하다.

계속해서 레지스트 공급 기구(1)의 변형예인 레지스트 공급 기구(9)에 대해, 그 사시도인 도 11 및 종단 측면도인 도 12를 참조하면서, 레지스트 공급 기구(1)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 또한, 레지스트 공급 기구(1)와의 동일 부분에는 동일 부호를 부여하여, 설명을 생략한다. 이 레지스트의 레지스트 공급관(3)에는 N₂ 가스 유로(35)가 형성되어 있지 않다. 하측 캡(51)의 지지부(54)의 상측에 돌기부(92)가 설치되고, 돌기부(92)의 상단부로부터 지지부(54)의 하단부를 향해 N₂ 가스의 유로(93)가 설치되어 있다.

유로(93)의 하단부는 액 보틀(21)의 개구부(22)에 개방되어 있고, 도면 중 부호 53a는 유로(93)에 맞추어 시일 부재(58)에 형성된 개구부이다. 돌기부(92)에는 N₂ 가스 공급 포트(42)가 설치되어 있다. 이와 같이 N₂ 가스의 유로(93)를 구성해도, 액 보틀(21) 내로 N₂ 가스 공급을 행하는 N₂ 가스 공급관을, 하측 캡(51)에 별도 설치하는 경우에 비해, 레지스트 공급 기구(9)의 조인트를 적게 할 수 있다.

또한, 핸들(72)과 원통부(81)를 결합시키기 위한 구조는, 상기한 예로 한정되지 않는다. 도 13의 예에서는, 원통부(81)의 외주에 피결합부인 오목부(94)가 형성되어 있다. 또한, 핸들(72)의 내주로부터 중심을 향해 스프링(95)에 의해 가압되는 결합부인 결합편(96)이 설치되어 있다. 레지스트 공급관(3)이 액 보틀(21)로부터 뜬 상태에서 당해 레지스트 공급관(3)의 높이 위치를 내릴 때에는, 도면에 도시한 바와 같이 결합편(96)과 오목부(94)가 결합함으로써 핸들(72)과 함께 원통부(81)가 회전한다. 레지스트 공급관(3)의 하단부가 액 보틀(21)의 하단부에 접하면, 결합편(96)이 오목부(94)로부터 나와, 상기 결합이 해제된다.

상기한 예에서는 레지스트 공급관(3)과 함께 이동하는 이동통부를 이루는 상측 캡(71)이, 액 보틀(21)에 고정된 고정통부를 이루는 하측 캡(51)의 외측에 위치하고 있다. 그러나, 상측 캡(71)이 하측 캡(51)의 외측에 위치하고 있어도 좋다. 즉, 하측 캡(51)의 내통부(53)의 내측에 상측 캡(71)의 원통부(82)가 위치하고 있고, 원통부(82)의 외주와 상기 내통부(53)의 내주가 서로 나사 결합하도록, 나사가 형성되어 있어도 좋다.

또한, 핸들(72)도 외통부(73)의 외측에 위치하는 것으로 한정되지 않는다. 도 14는 핸들(72)과 외통부(73)의 위치 관계를 나타내는 개략도이다. 핸들(72)의 내측 테두리측은 하방으로 돌출되어, 외통부(73)의 내측으로 진입하는 링 형상의 돌출부(97)를 구성하고 있다. 예를 들어, 돌출부(97)의 외주면에는 기어부(83)가, 외통부(73)의 내주면에는 갈고리부(76) 및 아암(75)이 설치된다. 그리고, 상기한 예와 마찬가지로 핸들(72)을 회전시켜, 외통부(73)의 토크가 커지면, 갈고리부(76)와 기어부(83)의 결합이 해제된다.

또한, 상기한 예에서는 외통부(73)의 토크가 커졌을 때에 아암(75)이 변형되어 갈고리부(76), 기어부(83)의 결합이 해제되지만, 이와 같은 아암(75)을 설치하는 대신에, 갈고리부(76) 또는 기어부(83)가 탄성을 갖도록 구성하고, 상기 토크가 커졌을 때에는 당해 갈고리부(76) 또는 기어부(83)가 변형됨으로써 결합이 해제되어도 좋다.

1 : 레지스트 공급 기구
2 : 가압식 레지스트 공급 용기
3 : 레지스트 공급관
5 : 보틀 캡
12 : 레지스트 도포 장치
20 : 레지스트
21 : 액 보틀
22 : 개구부
51 : 하측 캡
52 : 캡 본체부
53 : 내통부
54 : 지지부
71 : 상측 캡
72 : 핸들
73 : 외통부
75 : 아암
76 : 갈고리부
83 : 이부

Claims

용기 본체와 이 용기 본체의 상면 개구부를 막는 덮개부로 이루어지는 용기의 내부에 저류된 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 기구에 있어서,
상기 덮개부로부터 용기 본체의 상방으로 돌출되고, 주위면에 나사가 형성된 고정통부와,
이 고정통부와 동축에 당해 고정통부의 내측 또는 외측에 나사 결합하여 설치된 이동통부와,
상기 고정통부와 상기 이동통부와 상기 덮개부를, 당해 고정통부 및 상기 덮개부에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 관통하는 동시에 이동통부에 대해 축 방향의 위치가 고정된 처리액 공급관과,
상기 이동통부와 동축에 설치된 환형상 부분을 갖는 회전 조작부와,
상기 이동통부 및 상기 환형상 부분에 각각 설치되어, 상기 회전 조작부를 회전시켰을 때에 서로 결합하여 이동통부가 회전하고, 또한 이동통부에 가해지는 토크가 커지면 결합이 해제되도록 구성된 결합부 및 피결합부를 구비하고,
회전 조작부를 회전시켜 처리액 공급관의 하단부가 용기 본체의 저면에 접촉함으로써, 결합부와 피결합부의 결합이 해제되어 회전 조작부가 공회전하는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.
제1항에 있어서, 상기 처리액 공급관의 축은 상기 용기 본체의 종축에 대해 경사지고, 상기 처리액 공급관의 하단부가 상기 용기 본체의 저면 주연부에 접촉함으로써 상기 결합이 해제되는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 고정통부는 이동통부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 환형상 부분은 이동통부의 외측에 당해 이동통부를 둘러싸도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 처리액은 가압용 가스에 의해 압송하는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.
제6항에 있어서, 상기 처리액 공급관에는 처리액의 유로와는 구획된 상기 가압용 가스의 공급로가 설치되는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.
제6항에 있어서, 고정통부는 이동통부의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.
제6항에 있어서, 상기 환형상 부분은 이동통부의 외측에 당해 이동통부를 둘러싸도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 처리액 공급 기구.