CN111002225A - 抛光液供给装置 - Google Patents

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CN111002225A CN201911214161.XA CN201911214161A CN111002225A CN 111002225 A CN111002225 A CN 111002225A CN 201911214161 A CN201911214161 A CN 201911214161A CN 111002225 A CN111002225 A CN 111002225A
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Abstract

本发明提供一种能够向CMP的抛光装置供给浆料流量均匀的抛光液的技术。本发明提供的抛光液供给装置，具有与移送浆料、超纯水、化学制品以及双氧水的流路连通的调配流路40，在该调配流路40中，调配多种液体，将调配而成的液体作为抛光液供给到CMP抛光装置8中，该装置还具备用来储存经液体调配所得到的抛光液的调配罐52A，形成到CMP抛光装置8的流路是从调配罐52A开始经由可前往CMP抛光装置8的分岔点17A后再返回至调配罐52A的循环流路。

Description

抛光液供给装置
【技术领域】
本发明涉及向CMP(化学机械抛光，Chemical Mechanical Polishing)的抛光装置供给将浆料稀释后的抛光液的抛光液供给装置。
【背景技术】
在半导体制造工艺中，有一种被称为研磨的工序，是对被蚀刻后的晶片88实施机械化学抛光的工序。图8是表示该工序中使用的CMP系统的大致构成的图。如图8所示，CMP系统由抛光装置8和抛光液供给装置9构成。作为抛光对象的晶片88胶粘在位于抛光装置8的头部81的下面的粘合盘82上。通过该头部81，晶片88被按压在固定盘83上的抛光垫84上。在抛光液供给装置9的罐91中储存有用超纯水或药剂将浆料稀释后的抛光液。通过泵92吸出抛光液供给装置9的罐91内的抛光液，并从喷嘴85的前端向抛光垫84滴下抛光液，同时使头部81以及固定盘83旋转，此时，通过晶片88被按压到抛光垫84上且在抛光垫84上滑动的机械作用和晶片88接触抛光剂内的浆料而产生的化学反应作用，晶片88的表面将被抛光。关于CMP系统的构成的细节，参考专利文献1。
已知CMP系统中的晶片88的抛光形状依赖于抛光垫84的转速或抛光液的供给性能。为了使晶片88的抛光形状良好，需要将抛光垫84的转速，以及抛光液的每单位时间的供给量保持一定。通常，抛光除去量与晶片88和抛光垫84的相对速度和加工压力成比例地增加。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利申请特开2017-13196号公报
【发明内容】
【发明要解决的课题】
以往的CMP装置在抛光液供给装置的罐中设置搅拌装置，将浆料原液、超纯水以及称为化学制品(chemical)的药剂注入调配罐中，并将这些液体通过搅拌装置调配后的液体作为抛光液供给至抛光装置。但是，这样的构成存在着因罐内的液体多数在调配后长时间滞留在罐内而发生凝聚沉淀，或进行氧化，所以难以供给浆料的浓度均匀的抛光液等问题。
鉴于这样的课题，本发明的目的是提供能够对CMP的抛光装置供给浆料浓度均匀的抛光液的技术。
【用于解决问题的方法】
为了实现上述目的，本发明提供一种抛光液供给装置，用于将抛光液供给到CMP抛光装置中，其特征在于具备：移送浆料的第一流路；移送纯水的第二流路；与所述第一流路以及所述第二流路连通的调配流路，所述调配流路配置在形成至所述CMP抛光装置的液体送出口的正前方，在所述调配流路中，调配包含所述浆料和所述纯水的多种液体，并将调配而成的液体作为所述抛光液供给到所述CMP抛光装置中。
优选的，在所述抛光液供给装置中，所述调配流路中设置有用于混合所述浆料与所述纯水的混合单元，所述混合单元具有在中空筒状体的一个端部设置第一流入口、在所述筒状体的另一个端部设置流出口、在所述筒状体的侧面设置第二中入口、在所述筒状体内设置搅拌螺旋桨，从所述第一流入口和所述第二流入口流入的液体通过所述搅拌螺旋桨而被搅拌的同时被混合的结构。
优选的，在所述抛光液供给装置中，所述调配流路中设置有用于混合所述浆料与所述纯水的混合单元，所述混合单元在其中空的筒体内设置有多个网，所述多个网以相互位于前后的网的网眼朝向按规定的角度偏离的方式排列配置。
优选的，所述抛光液供给装置还具备桶和泵，所述桶用于储存浆料，所述泵用于汲出所述桶内的浆料并将其供给到所述第一流路中，其中，所述第一流路是从该第一流路开始经由前往所述调配流路的分岔点并返回至所述桶中的循环流路。
更优选的，所述抛光液供给装置还具备设置在所述第一流路中的所述桶与所述分岔点之间的一个或多个加压罐，和向所述加压罐中送出惰性气体并挤出所述加压罐内的液体的气体加压部。
更优选的，在所述抛光液供给装置中，所述加压罐的个数为多个，所述抛光液供给装置还具备：控制装置；开关阀，根据给定的信号进行开关，其设置在各个所述加压罐中的液体的流入口以及流出口的至少一个口上；填充量传感器，用来检测各个所述加压罐中的液体的填充量，并输出可表示检测出的填充量的信号，其中，所述控制装置递归地反复进行将填充量低于规定量的加压罐的开关阀关闭并将其他加压罐的开关阀打开的控制。
【发明效果】
根据本发明，将不会发生液体滞留在调配罐中而凝聚沉淀的现象，从而能够稳定地向CMP抛光装置供给浓度均匀的抛光液。
【附图说明】
图1是包含本发明的第一实施方式所提供抛光液供给装置的CMP系统的整体构成图。
图2是表示图1中的混合单元的构成的细节图。
图3是用于说明与图1中的混合单元的搅拌以及调配相关的作用的图。
图4是包含本发明的第二实施方式所提供抛光液供给装置的CMP系统的整体构成图。
图5是表示本发明的变形实施例所提供抛光液供给装置中的混合单元的构成细节的图。
图6是表示本发明的变形实施例所提供抛光液供给装置中的加压罐的构成细节的图。
图7是包含本发明的变形实施例所提供抛光液供给装置的CMP系统的整体构成图。
图8是表示现有技术中的CMP系统的大致构成图。
【具体实施方式】
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图1是包含本发明的第一实施方式所提供抛光液供给装置2的CMP系统1的整体构成图。在图1中，连接各要素之间的实线表示配管，实线上的箭头表示配管内的液体的流动方向。CMP系统1是在半导体制造工艺的抛光工序中使用的设备。CMP系统1具有CMP抛光装置8和抛光液供给装置2。CMP抛光装置8的液体送入口89与抛光液供给装置2的液体送出口79相连接。CMP抛光装置8将对作为抛光对象的晶片88进行抛光。抛光液供给装置2向CMP抛光装置8供给抛光液。
抛光液是将浆料、超纯水、化学制品以及双氧水按规定的比例调配的液体。作为浆料，有包含研磨颗粒剂等的浆料、包含SiO2的碱性浆料、包含CeO2的中性浆料、包含Al2O3的酸性浆料等种类。所谓化学制品中有二氧化硅、柠檬酸等种类。浆料或化学制品的有效成分可以根据抛光对象的晶片88或抛光形状等来决定。
抛光液供给装置2具有：PLC(可编程序逻辑控制器，Programmable LogicController)70；与外部的超纯水供给源连接的超纯水送入口29；储存有化学制品的桶12CHM；储存有浆料的桶12SLR；储存有双氧水的桶12H2O2；构成超纯水的移送路径的流路20DIW(第二流路)；构成化学制品的移送路径的流路10CHM；构成浆料的移送路径的流路10SLR(第一流路)；构成双氧水的移送路径的流路10H2O2；调配超纯水、化学制品、浆料以及双氧水这4种液体的调配流路40。
调配流路40配置在形成至CMP抛光装置8的液体送出口79的正前方。调配流路40与流路20DIW、流路10CHM、流路10SLR以及流路10H2O2连通。在调配流路40中设置有混合单元50CHM、50SLR、50H2O2，以及流量传感器61CHM、62CHM、63CHM、61SLR、62SLR、63SLR、61H2O2、62H2O2、63H2O2。
流路20DIW上设置有低压阀21(精密校准器)。通过低压阀21的工作，流路20DIW中的超纯水的流量会保持一定(例如，1升/分钟)。构成流路20DIW的配管的端部与混合单元50CHM的流入口F1连接。流路20DIW内移送的超纯水从流入口F1流入混合单元50CHM中。
流路10CHM中设置有泵11CHM、加压罐13CHM、填充量传感器16CHM、流量控制器15CHM以及气体加压部14CHM。泵11CHM为隔膜泵或波纹管泵等旋转泵。泵11CHM汲出桶12CHM内的化学制品并将其供给至流路10CHM中设有加压罐13CHM的一侧。通过泵11CHM汲出的化学制品流入加压罐13CHM中，填充到加压罐13CHM内。分别在加压罐13CHM的液体的流入口设置开关阀VLU，在液体的流出口设置开关阀VLL。加压罐13CHM的开关阀VLU以及VLL在给与开信号SVOP时打开，在给与闭信号SVCL时关闭。
填充量传感器16CHM检测加压罐13CHM内的化学制品的填充量，并输出显示检测出的填充量的信号。具体而言，填充量传感器16CHM在加压罐13CHM内的化学制品的填充量低于规定值的情况下，输出显示其状况的检测信号STCHM。
气体加压部14CHM在利用流量控制器15CHM的控制下，从加压罐13CHM的上部的气体流入口向加压罐13CHM内送出作为惰性气体的氮气。加压罐13CHM内的化学制品通过氮气的压力从加压罐13CHM的下部的流出口被挤出。
流路10CHM的配管与混合单元50CHM的流入口F2连接。在流路10CHM内移送的化学制品从流入口F2流向混合单元50CHM中。
图2(A)是混合单元50CHM的正面图。图2(B)是从箭头B方向观察图2(A)的图。图2(C)是表示图2(B)的内部的图。混合单元50CHM具备：形成有2个流入口F1、F2和1个流出口F3的外壳HZ；收纳在外壳HZ内的搅拌螺旋桨SCR。外壳HZ的主体是具有与流路10CHM或流路20DIW的配管大致相同或略微粗的直径的中空圆筒体。在外壳HZ的主体的延伸方向的一端形成有流入口F1，在另一端形成有流出口F3。在形成于外壳HZ主体的侧面的流入口F1的附近，形成有流入口F2。流入口F2连通到外壳HZ的主体中。
流入口F1与外壳HZ内的配管HK1相连通。配管HK1的前端与搅拌螺旋桨SCR连接。流入口F2与外壳HZ内的配管HK2相连通。在配管HK2的前端具有喷嘴NZ。喷嘴NZ从配管HK1的侧面插入到配管HK1内。在配管HK1内，喷嘴NZ的液体排出口朝向搅拌螺旋桨SCR侧。
搅拌螺旋桨SCR是在枢轴AXS上间隔地配置N(N为2以上的自然数；在图2的例中，N＝4)个扭曲叶片VL-k(k＝1～N)的物体。枢轴AXS在外壳HZ的流入口F1和流出口F3处被支撑。扭曲叶片VL-k沿着枢轴AXS的外周面形成为半旋转(180度)扭曲的形状。多个扭曲叶片VL-k(k＝1～N)每90度错开相位而配置，互相位于前后的扭曲叶片VL-k偏移90度垂直相交。位于前后的扭曲叶片VL-k的间隔相等。互为前后的扭曲叶片VL-k的间隔比扭曲叶片VL-k自身的尺寸(前后方向的宽度)短。
从混合单元50CHM的流入口F1以及流入口F2流入混合单元50CHM内的2种液体(超纯水和化学制品)，在混合单元50CHM内被搅拌的同时进行混合，调配2种液体而成的液体从混合单元50CHM的流出口F3被送出。
流量传感器61CHM检测出调配流路40内的混合单元50CHM的流入口F1正前方位置的液体(超纯水)在每单位时间内的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF1CHM。流量传感器62CHM检测出调配流路40内的混合单元50CHM的流入口F2正前方位置的液体(化学制品)在每单位时间内的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF2CHM。流量传感器63CHM检测出调配流路40内的混合单元50CHM的流出口F3正后方位置的液体(调配超纯水和化学制品而成的液体)在每单位时间内的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF3CHM。
流路10SLR是从该流路10SLR开始经由可前往调配流路40的分岔点17SLR且返回至桶12SLR的循环流路。在流路10SLR中，设置有泵11SLR、加压罐13SLR、填充量传感器16SLR、流量控制器15SLR以及气体加压部14SLR。泵11SLR汲出桶12SLR内的浆料供给至流路10SLR中设有加压罐13SLR的一侧。通过泵11SLR汲出的浆料流入加压罐13SLR中，并被填充在加压罐13SLR内。在位于加压罐13SLR的上部的液体流入口处设置开关阀VLU，在下部的液体流出口处设置开关阀VLL。加压罐13SLR的开关阀VLU以及VLL在被给与开信号SVOP时打开，在被给与闭信号SVCL时关闭。
填充量传感器16SLR检测出加压罐13SLR内的浆料的填充量，并输出表示检测出的填充量的信号。具体而言，在加压罐13SLR内的浆料的填充量低于规定值的情况下，填充量传感器16SLR输出显示其状况的检测信号STSLR。
气体加压部14SLR在由流量控制器15SLR进行的控制下，从位于加压罐13SLR的上部的气体流入口向加压罐13SLR内送出作为惰性气体的氮气。加压罐13SLR内的浆料由于氮气的压力从位于加压罐13SLR的下部的流出口被挤出。
从流路10SLR的配管中的分岔点17SLR分岔的前方的端部与混合单元50SLR的流入口F2相连接。在流路10SLR内被移送的浆料，在分岔点17SLR分岔后，从流入口F2流入混合单元50SLR中。未流向混合单元50SLR侧的残余的浆料，通过分岔点17SLR与桶12SLR之间的配管，返回至桶12SLR中。
从混合单元50SLR的流入口F1以及F2流入混合单元50SLR内的2种液体(包含化学制品的超纯水和浆料)通过混合单元50SLR内的搅拌螺旋桨SCR，由此被搅拌的同时进行混合，调配化学制品、超纯水以及浆料后的液体从混合单元50SLR的流出口F3送出。
混合单元50SLR的结构与混合单元50CHM相同。如图2(A)、图2(B)、图2(C)所示，混合单元50SLR具备形成有2个流入口F1、F2和1个流出口F3的外壳HZ，以及收纳在外壳HZ内的搅拌螺旋桨SCR。
在此，从流入口F1流入混合单元50SLR中的液体(包含化学制品的超纯水)和从流入口F2流入混合单元50SLR中的液体(浆料)，在配管HK1内的喷嘴NZ的突出位置处合流。该合流后，2种液体依次通过扭曲叶片VL-1→扭曲叶片VL-2→扭曲叶片VL-3→扭曲叶片VL-4。如图3(A)所示，每通过一个扭曲叶片VL-k，2种液体大致等分到扭曲叶片VL-k的一个扭曲面侧和其里侧的另一个扭曲面侧。另外，如图3(B)所示，2种液体在扭曲叶片VL-k的扭曲面上，从枢轴AXS侧向内壁面侧回流，或者从内壁面侧向枢轴AXS侧回流。另外，如图3(C)所示，在位于前后的2个扭曲叶片VL-k之间，2种液体的旋转方向反转。通过分割作用、回流作用以及反转作用这3个作用，得到以均匀的浓度将浆料稀释而成的液体。
图1中，流量传感器61SLR检测出调配流路40内的混合单元50SLR的流入口F1正前方位置的液体(包含化学制品的超纯水)在每单位时间内的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF1SLR。流量传感器62SLR检测出调配流路40内的混合单元50SLR的流入口F2正前方位置的液体(浆料)在每单位时间内的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF2SLR。流量传感器63SLR检测出调配流路40内的混合单元50SLR的流出口F3正后方位置的液体(调配超纯水、化学制品、以及浆料而成的液体)在每单位时间内的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF3SLR。
在流路10H2O2中，设置有泵11H2O2、加压罐13H2O2、填充量传感器16H2O2、流量控制器15H2O2以及气体加压部14H2O2。泵11H2O2汲出桶12H2O2内的双氧水并供给至流路10H2O2中设有加压罐13H2O2的一侧。通过泵11H2O2汲出的双氧水流入加压罐13H2O2中，并被填充到加压罐13H2O2内。在位于加压罐13H2O2上部的液体的流入口设置开关阀VLU，在下部的液体的流出口设置开关阀VLL。加压罐13H2O2的开关阀VLU以及VLL在被给与开信号SVOP时打开，在被给与闭信号SVCL时关闭。
填充量传感器16H2O2检测出加压罐13H2O2内的双氧水的填充量，并输出表示检测出的填充量的信号。具体而言，在加压罐13H2O2内的双氧水的填充量低于规定值的情况下，填充量传感器16H2O2输出表示其状况的检测信号STH2O2。
气体加压部14H2O2在由流量控制器15H2O2进行的控制下，从加压罐13H2O2的上部的气体流入口向加压罐13H2O2内送出作为惰性气体的氮气。加压罐13H2O2内的双氧水通过氮气的压力从加压罐13H2O2的下部的流出口被挤出。
流路10H2O2的配管与混合单元50H2O2的流入口F2相连接。在流路10H2O2内被移送的双氧水从流入口F2流入混合单元50H2O2中。混合单元50H2O2的构成与混合单元50CHM的构成(图2)相同。
从混合单元50H2O2的流入口F1以及流入口F2流入混合单元50H2O2内的2种液体，在混合单元50H2O2内被搅拌的同时进行混合，调配2种液体而成的液体，从混合单元50H2O2的流出口F3被送出。
流量传感器61H2O2检测出调配流路40内的混合单元50H2O2的流入口F1正前方位置的液体(调配超纯水、化学制品以及浆料而成的液体)在每单位时间内的流量，并输出可表示所检测出的流量的信号SF1H2O2。流量传感器62H2O2检测出调配流路40内的混合单元50H2O2的流入口F2正前方位置的液体(双氧水)在每单位时间内的流量，并输出可表示所检测出的流量的信号SF2H2O2。流量传感器63H2O2检测出调配流路40内的混合单元50H2O2的流出口F3正后方位置的液体(调配超纯水、化学制品、浆料以及双氧水而成的液体)在每单位时间的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF3H2O2。
PLC70是作为抛光液供给装置2的控制装置而发挥作用的装置。PLC70进行：控制流量控制器15CHM、15SLR、15H2O2的动作，使得混合单元50CHM的流入口F1处液体的压力Pa、混合单元50CHM的流入口F2处液体的压力Pb、混合单元50SLR的流入口F1处液体的压力Pc、混合单元50SLR的流入口F2处液体的压力Pd、混合单元50H2O2的流入口F1处液体的压力Pe、混合单元50H2O2的流入口F2处液体的压力Pf的大小关系满足Pa<Pb<Pc<Pd<Pe<Pf，以此调节气体加压部14CHM、14SLR、14H2O2的气体压力的第一控制；基于调配流路40内的液体的流量与稀释度的目标值的关系，对流量控制器15CHM、15SLR、15H2O2进行控制，从而调节气体加压部14CHM、14SLR、14H2O2的氮气压力的第二控制；在加压罐13中切换使其与调配流路40连通的流路的第3控制。
更具体地来说，PLC70根据流量传感器61CHM、61SLR、61H2O2的输出信号SF1CHM、SF1SLR、SF1H2O2和流量传感器62CHM、62SLR、62H2O2的输出信号SF2CHM、SF2SLR、SF2H2O2来监测压力Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pd、Pf。PLC70在达到Pa≧Pb的情况下，向流量控制器15CHM中供给指示氮气的压力的增压的信号SG。在达到Pc≧Pd的情况下，PLC70向流量控制器15SLR提供用来指示增加氮气压力的信号SG。在达到Pe≧Pf的情况下，PLC70向流量控制器15H2O2提供用来指示增加氮气压力的信号SG。
将用流量传感器61SLR的输出信号SF1SLR对流量传感器62SLR的输出信号SF2SLR进行除算所得到的值作为浆料的当前稀释度，在浆料的稀释度值低于目标稀释度值的情况下，PLC70向流量控制器15SLR提供用来指示增加氮气压力的信号SG。流量控制器15SLR根据给定的信号SG来控制气体加压部14SLR，并调节流路10SLR内的液体的流量。
PLC70对有无填充量传感器16CHM、16SLR、16H2O2中的信号STCHM、STSLR、STH2O2的输出进行监视。对于4个加压罐13CHM，PLC70递归地反复进行关闭填充量低于规定量的加压罐13CHM的开关阀VLU以及VLL，并打开其他加压罐13CHM的开关阀VLU以及VLL的控制。对于加压罐13SLR以及13H2O2，PLC70也反复地进行同样的控制。
以上说明的是本实施方式的构成细节。根据本实施方式，可得到如下效果。
第一，在本实施方式中，具有与移送超纯水、化学制品、浆料以及双氧水的流路连通的调配流路40，该调配流路40中，调配多种液体，并将调配而成的液体作为抛光液供给到CMP抛光装置8中。因此，根据本实施方式，无需设置用来调配多种液体的调配罐。从而，不会发生液体滞留在调配罐中而导致的凝聚沉淀现象，能够稳定地向CMP抛光装置8供给均匀浓度的抛光液。
第二，在本实施方式中，由于没有调配罐，因此也不需要在调配罐内设置干燥防止结构或固化防止结构。从而也不需要进行可担当干燥防止结构或固化防止结构的部分作用的消耗品的更换，因此可以大幅削减抛光液供给装置2的保养工序数。
第三，在本实施方式中，调配流路40配置在形成至CMP抛光装置8的液体的送出口79的正前方。因此，调配多种液体而得到抛光液后，能够将抛光液以新鲜的状态用于CMP抛光装置8的晶片88的抛光。由此，不会引起化学制品的腐蚀，也能减少作为刮擦的主要原因的粗大粒子。另外，在从调配到使用为止的期间也不会发生抛光液的经时变化。由此，能得到稳定的抛光特性。
第四，在本实施方式中，调配流路40中设置有混合单元50CHM、50SLR、50H2O2，在混合单元50CHM、50SLR、50H2O2内设置有搅拌螺旋桨SCR，从流入口流入的液体通过搅拌螺旋桨SCR而被搅拌同时被混合。由此，与现有技术中在调配罐中储存液体并用搅拌装置进行搅拌的方式相比，能够大幅缩短搅拌所需要的时间。另外，混合单元50CHM、50SLR、50H2O2不比调配罐体积大，混合单元50CHM、50SLR、50H2O2的构成自身与调配罐相比更单纯。因此，能简化CMP系统1的装置设计，可以缩短系统的周转时间。
第五，在本实施方式中，调配流路40中设置有用来检测该调配流路40内的液体在每单位时间的流量，并输出表示所检测出的流量的信号SF1CHM、SF1SLR、SF1H2O2、SF2CHM、SF2SLR、SF2H2O2的流量传感器61CHM、62CHM、63CHM、61SLR、62SLR、63SLR、61H2O2、62H2O2、63H2O2，在移送化学制品、浆料、以及双氧水的流路中设有根据给定的信号SG来调节流路内液体流量的流量控制器15CHM、15SLR、15H2O2。另外，作为控制装置的PLC70，基于调配流路40内的液体流量与目标值的关系，来控制流量控制器15CHM、15SLR、15H2O2的动作。由此，通过由操作员设定流量的目标值，能够有效地进行浆浓度的调节。另外，也能够灵活地应对在CMP抛光装置8侧的抛光液的稀释比率的变更、晶片88的变更、抛光除去量的变更等变化事项。
第六，在本实施方式中，加压罐13CHM、13SLR、13H2O2的个数为多个(本实施方式的实施例中，个数分别为4个)，作为控制装置的PLC70递归地反复进行将填充量低于规定量的加压罐13CHM、13SLR、13H2O2的开关阀VLU和VLL关闭、将其他加压罐13CHM、13SLR、13H2O2的开关阀VLU和VLL打开的控制。由此，根据本实施方式，能够可靠地防止加压罐13CHM、13SLR、13H2O2内的液体耗尽而中断对混合单元50CHM、50SLR、50H2O2的液体供给的情况发生。
<第二实施方式>
图4是包含本发明的第二实施方式所提供抛光液供给装置的CMP系统的整体构成图。在图4中，对于与上述第一实施方式所涉及的抛光液供给装置2中的构件相同的要素赋予相同的符号。上述第一实施方式所提供的抛光液供给装置2中的混合单元50CHM、50SLR、50H2O2形成为具有与流路大致相同或略微粗的直径的圆筒体的结构，在该混合单元50CHM、50SLR、50H2O2内，在管线中(in-line)调配多种液体。相对于此，本实施方式的抛光液供给装置2的混合单元50A具备调配罐52A和搅拌装置59A，并在该罐52A内搅拌调配多种液体。
CMP系统1的抛光液供给装置2具备：PLC70A、与外部的超纯水供给源连接的超纯水送入口29、储存有化学制品的桶12CHM、储存有浆料的桶12SLR、储存有双氧水的桶12H2O2、构成超纯水的移送路径的流路20DIW(第二流路)、构成化学制品的移送路径的流路10ACHM、构成浆料的移送路径的流路10ASLR(第一流路)、构成双氧水的移送路径的流路10AH2O2，以及从与这些流路10ACHM、10ASLR、10AH2O2的配管连接的混合单元50A、从混合单元50A形成到CMP抛光装置8的流路40A。
在流路10ACHM中设置有泵11CHM。泵11CHM汲出桶12CHM内的化学制品并将其供给至流路10ACHM中设有混合单元50A的一侧。在流路10ASLR中设置有泵11SLR。泵11SLR汲出桶12SLR内的浆料并将其供给至流路10ASLR中设有混合单元50A的一侧。在流路10AH2O2中设置泵11H2O2。泵11H2O2汲出桶12H2O2内的双氧水并将其供给至流路10AH2O2中设有混合单元50A的一侧。
流路40A形成为经由可前往CMP抛光装置8的分岔点17A且返回至混合单元50A的调配罐52A的循环流路。
混合单元50A通过调配化学制品、超纯水、浆料、双氧水这4种液体而得到用在CMP抛光装置8的抛光的抛光液。混合单元50A具有：筐体51A、调配罐52A、搅拌装置59A、加压罐13A、填充量传感器16A、流量控制器15A以及气体加压部14A。
筐体51A呈中空的长方体状。在筐体51A内的上部具有调配罐52A，在筐体51A内的下部具有多个(图2的例子中为3个)加压罐13A。
调配罐52A呈中空的圆筒状。在流路20DIW内被移送的超纯水、在流路10ACHM内被移送的化学制品、在流路10ASLR内被移送的浆料、在流路10AH2O2内被移送的双氧水都将流入调配罐52A中。搅拌装置59A将流入调配罐52A中的4种液体搅拌并使其混合。
在调配罐52A的底部设有朝向下方延伸的配管。该配管多次分岔，分岔的配管与多个加压罐13A的流入口相连接。加压罐13A呈圆筒状。加压罐13A以流入口朝上、流出口朝下的形态配置在筐体51A内的调配罐52A的正下方位置。
在调配罐52A内，搅拌4种液体而得到的抛光液因其自重通过下方的配管流入加压罐13A中，并被填充到加压罐13A内。分别在加压罐13A的液体的流入口设置开关阀VLU，在液体的流出口设置开关阀VLL。加压罐13A的开关阀VLU和VLL在被给与开信号SVOP时打开，被给与闭信号SVCL时关闭。
填充量传感器16A检测出加压罐13A内的液体填充量，并输出表示检测出的填充量的信号。具体而言，填充量传感器16A在加压罐13A内的液体填充量低于规定值的情况下，输出表示其状况的检测信号ST。
气体加压部14A在由流量控制器15A进行的控制下，从位于加压罐13A的上部的气体流入口向加压罐13A内送出作为惰性气体的氮气。加压罐13A内的液体由于氮气的压力从位于加压罐13A的下部的流出口被挤出。
PLC70A是起到抛光液供给装置2的控制装置的作用的装置。PLC70A进行在加压罐13A中切换与调配流路40连通的流路的控制。
更具体地说，监视填充量传感器16A中的信号ST有无输出的状况。对于3个加压罐13A，PLC70A递归地反复进行将填充量低于规定量的加压罐13A的开关阀VLU和VLL关闭、将其他加压罐13A的开关阀VLU和VLL打开的控制。
以上说明的是本实施方式的构成细节。根据本实施方式，可得到如下效果。
第一，在本实施方式中，通过混合单元50A的调配罐52A内进行的液体调配所得到的抛光液被填充到加压罐13A中，气体加压部14A向加压罐13A内送出惰性气体，并将加压罐13A内的抛光液挤出到形成至CMP抛光装置8的线路中。由此，可以将无脉动的超高精度的抛光液稳定地供给至CMP抛光装置8中。
第二，在本实施方式中，具备用来存储经液体调配所得到的抛光液的调配罐52A，延伸到CMP抛光装置8的流路形成为循环流路，即从调配罐52A开始经由可前往CMP抛光装置8的分岔点17A再返回至调配罐52A中的循环流路。由此，不会发生液体滞留在调配罐52A中而凝聚沉淀的现象，从而能够稳定地将具有均匀浓度的抛光液供给至CMP抛光装置8中。
第三，在本实施方式中，加压罐13A配置在调配罐52A的下方，由于调配罐52A内液体的自重，液体会从调配罐52A流入加压罐13A中。因此，无需在调配罐52A中设置泵等特別的装置，从而在不会涉及抛光液体的氧化或成分变化等风险的情况下，能将液体从调配罐52A移至加压罐13A中。
第四，在本实施方式中，加压罐13A形成为筒状，该加压罐13A配置成从调配罐52A流向加压罐13A的液体的流入口形成在上方、从加压罐13A流向CMP抛光装置8的液体的流出口形成在下方的形态。由此，能够使调配罐52A→加压罐13A→CMP抛光装置8的液体的流动更加顺畅。
第五，在本实施方式中，加压罐13A的个数为多个，作为控制装置的PLC70递回地反复进行将填充量低于规定量的加压罐13A的开关阀VLU、VLL关闭，将其他加压罐13A的开关阀VLU、VLL打开的控制。由此，根据本实施方式，能够可靠地防止加压罐13A内的液体耗尽而中断向CMP抛光装置8中的液体供给这样的情况发生。
<变形例>
以上对于本发明的第一、第二实施方式进行了说明，针对这些实施方式也可以加入以下的变形。
(1)上述第一实施方式中，流量传感器61CHM、61SLR、61H2O2、62CHM、62SLR、62H2O2检测出调配流路40内的液体在每单位时间的流量，流量控制器15CHM、15SLR、15H2O2根据所给与的信号，调节流路10CHM、10SLR、10H2O2内的液体的流量。但是，也可以是流量传感器61CHM、61SLR、61H2O2、62CHM、62SLR、62H2O2检测出调配流路40内的液体的压力，流量控制器15CHM、15SLR、15H2O2根据所给与的信号，调节流路10CHM、10SLR、10H2O2内的液体的压力。
(2)上述第一实施方式的调配流路40内的多种液体的调配的顺序不限于上述第一实施方式。例如，也可以是最初调配浆料和化学制品，接着向其中调配双氧水，最后调配超纯水进行稀释的顺序。
(3)可以将上述第一实施方式中的加压罐13CHM、13SLR、13H2O2各自的个数设为2～3个，也可以设为5个以上。另外，可以将上述第二实施方式中的加压罐13A的个数设为2个，也可以设为4个以上。
(4)上述第一实施方式中，向加压罐13CHM、13SLR、13H2O2中送出氮气，加压罐13CHM、13SLR、13H2O2内的液体由于氮气的压力从加压罐13CHM、13SLR、13H2O2中被挤出。但是，也可以向加压罐13CHM、13SLR、13H2O2中送出其他惰性气体(例如，氩气)。
(5)上述第二实施方式中，向加压罐13A中送出氮气，加压罐13A内的液体由于氮气的压力从加压罐13A中被挤出。但是，也可以向加压罐13A中送出其他惰性气体(例如，氩气)。
(6)上述第一实施方式中，无需在加压罐13CHM、13SLR、13H2O2的流入口以及流出口双方设置开关阀。在加压罐13CHM、13SLR、13H2O2的流入口以及流出口的至少一方设置开关阀即可，作为控制装置的PLC70递归地反复进行开关该开关阀的控制即可。
(7)上述第二实施方式中，无需在加压罐13A的流入口以及流出口双方设置开关阀。在加压罐13A的流入口以及流出口的至少一方设置开关阀即可，作为控制装置的PLC70A递归地反复进行开关该开关阀的控制即可。
(8)上述第一实施方式中，混合单元50CHM、50SLR、50H2O2在筒体中收纳搅拌螺旋桨SCR，搅拌螺旋桨SCR在枢轴AXS上间隔地配置N个扭曲叶片VL-k(k＝1～N)。但是，如图5(A)以及图5(B)所示的混合单元50’CHM、50’CSLR、50’H2O2那样，可以用在流入口F1及流出口F3之间延伸的中空的筒体内，将N(N为2以上的自然数、图5的例子中，N＝4)个网VL’-k(k＝1～N)以相位于前后的网VL’-k的网眼朝向按规定的角度(图5(B)的例子中是45度)偏离的方式排列配置的混合机来替换搅拌螺旋桨SCR。
(9)上述第一以及第二实施方式中，在加压罐13CHM、13SLR、13H2O2、13A的上部形成有液体的流入口，在加压罐13CHM、13SLR、13H2O2、13A的下部形成有液体的流出口。但是，也可以在加压罐13CHM、13SLR、13H2O2、13A的下部设置液体的流入口和流出口双方。例如，如图6所示，在13CHM、13SLR、13H2O2、13A的下部(底部)设置配管，该配管的下部在液体的流入侧和流出侧分岔成T字状，也可以在流入侧的配管上设置第一阀门VAL1，并在流出侧的配管上设置第二阀门VAL2。另外，PLC可以递归地反复进行如下的控制：直到加压罐13CHM、13SLR、13H2O2、13A的液体填充量达到规定量(例如，90％)为止，打开第一阀门VAL1的同时关闭第二阀门VAL1，使液体填充到加压罐13CHM、13SLR、13H2O2、13A内，当加压罐13CHM、13SLR、13H2O2、13A的液体填充量达到规定量时，则关闭第一阀门VAL1的同时打开第二阀门VAL1，并且靠氮气的压力来挤出加压罐13CHM、13SLR、13H2O2、13A内的液体。
(10)上述第一实施方式中，采用了流路10CHM与混合单元50CHM的流入口F2相连接、流路10SLR与混合单元50SLR的流入口F2相连接、流路10H2O2与混合单元50H2O2的流入口F2相连接的结构。但是，如图7所示，也可以采用流路10CHM与混合单元50CHM的流入口F1相连接、流路10SLR与混合单元50SLR的流入口F1相连接、流路10H2O2与混合单元50H2O2的流入口F1相连接的结构。
【符号说明】
14A 气体加压部
15A 流量控制器
16A 填充量传感器
17A 分岔点
21 低压阀
29 超纯水送入口
40 调配流路
40A 流路
50A 混合单元
51A 筐体
52A 调配罐
59A 搅拌装置
70 PLC
79 液体送出口
81 头部
82 盘
83 固定盘
84 抛光垫
85 喷嘴
88 晶片
89 液体送入口
91 罐
92 泵

Claims (6)

1.一种抛光液供给装置，用于将抛光液供给到CMP抛光装置中，其特征在于，具备：
移送浆料的第一流路；
移送纯水的第二流路；
与所述第一流路以及所述第二流路连通的调配流路，
所述调配流路配置在形成至所述CMP抛光装置的液体送出口的正前方，在所述调配流路中，调配包含所述浆料和所述纯水的多种液体，并将调配而成的液体作为所述抛光液供给到所述CMP抛光装置中。
2.根据权利要求1所述的抛光液供给装置，其特征在于：
所述调配流路中设置有用于混合所述浆料与所述纯水的混合单元，
所述混合单元具有在中空筒状体的一个端部设置第一流入口、在所述筒状体的另一个端部设置流出口、在所述筒状体的侧面设置第二中入口、在所述筒状体内设置搅拌螺旋桨，从所述第一流入口和所述第二流入口流入的液体通过所述搅拌螺旋桨而被搅拌的同时被混合的结构。
3.根据权利要求1所述的液体供给装置，其特征在于：
所述调配流路中设置有用于混合所述浆料与所述纯水的混合单元，
所述混合单元在其中空的筒体内设置有多个网，所述多个网以相互位于前后的网的网眼朝向按规定的角度偏离的方式排列配置。
4.根据权利要求2所述的抛光液供给装置，其特征在于：
还具备桶和泵，
所述桶用于储存浆料，
所述泵用于汲出所述桶内的浆料并将其供给到所述第一流路中，
所述第一流路是从该第一流路开始经由可前往所述调配流路的分岔点并返回至所述桶中的循环流路。
5.根据权利要求4所述的抛光液供给装置，其特征在于：
还具备
设置在所述第一流路中的所述桶与所述分岔点之间的一个或多个加压罐，和
向所述加压罐中送出惰性气体并挤出所述加压罐内的液体的气体加压部。
6.根据权利要求5所述的抛光液供给装置，其特征在于：
所述加压罐的个数为多个，
所述抛光液供给装置还具备：
控制装置；
开关阀，根据给定的信号进行开关，其设置在各个所述加压罐中的液体的流入口以及流出口的至少一个口上；
填充量传感器，用来检测各个所述加压罐中的液体的填充量，并输出可表示检测出的填充量的信号，
所述控制装置递归地反复进行将填充量低于规定量的加压罐的开关阀关闭并将其他加压罐的开关阀打开的控制。
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