JP2001287163A - 研磨用スラリー再生装置 - Google Patents

研磨用スラリー再生装置

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JP2001287163A
JP2001287163A JP2000104806A JP2000104806A JP2001287163A JP 2001287163 A JP2001287163 A JP 2001287163A JP 2000104806 A JP2000104806 A JP 2000104806A JP 2000104806 A JP2000104806 A JP 2000104806A JP 2001287163 A JP2001287163 A JP 2001287163A
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polishing
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Mitsuyoshi Uto
満義 宇都
Nobuki Kondo
信樹 近藤
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Toyoko Kagaku Co Ltd
NEC Corp
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Toyoko Kagaku Co Ltd
NEC Corp
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    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨用スラリー再生装置において、安価にし
かも効果的に不要成分を除去する。 【解決手段】 研磨に用いられたスラリーを回収スラリ
ーとして回収して、この回収スラリーを再生スラリーに
再生する際、サイクロンセパレーター４１ではスラリー
を予め定められた粒度に分粒して、この予め定められた
粒度のスラリーを回収スラリーとする。そして、回収ス
ラリーを再生スラリーに再生する際には、超音波発生器
４３から回収スラリーに超音波が照射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨に用いられる
スラリーを再生する際に用いられる装置に関し、特に、
化学機械を研磨する際に用いられるスラリーの再生装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、化学機械研磨に用いられるスラリ
ーを再生する際には、例えば、図３に示す装置が用いら
れている。
【０００３】図３を参照して、ＣＭＰ装置研磨テーブル
１１には、後述するようにして、スラリーが供給され
て、化学機械研磨が行われる（例えば、ウェハの研磨が
行われる）。研磨の際、ＣＭＰ装置研磨テーブル１１か
ら落ちたスラリーはスラリー溜め部１２に一旦溜められ
る。スラリー溜め部２に蓄えられたスラリーは、ポンプ
１３によって使用済みスラリーとして回収され、バルブ
１４を介してフィルター１５を通過する。フィルター１
５では、使用済みスラリー中の大粒径の不要成分が分離
され（つまり、フィルター１５は比較的目の粗いフィル
ターエレメントである）、濾過スラリーとなる。この濾
過スラリーはバルブ１６及び１７を介してタンク１８に
達するとともに、バルブ１６及び１９を介してタンク２
０に達する。
【０００４】図示のように、バルブ１６とバルブ１７と
の間において、バルブ１６の出側にはバルブ２１及び２
２が接続されるとともに、バルブ２３が接続されてい
る。このバルブ２３は成分分析装置２４及びポンプ２５
を介してバルブ２６及び２７に接続されており、バルブ
２６及び２７はそれぞれ配管を介してタンク１８及び２
０に臨んでいる。さらに、タンク１８及び２０に対応し
てバルブ２８及び２９が配置されており、これらバルブ
２８及び２９はポンプ３０を介してフィルター３１に接
続され、このフィルター３１から後述するようにスラリ
ーが供給スラリーとしてＣＭＰ装置研磨テーブル１１に
供給される。
【０００５】バルブ１６とバルブ１７及び１９とを開閉
することによって、濾過スラリーは、選択的にタンク１
８又は２０に回収スラリーとして回収される。回収スラ
リーがタンク１８及び２０に回収されると、バルブ１６
が閉じられ、ポンプ２５が駆動される。ポンプ２５の駆
動によって、タンク１８及び２０から回収スラリーをく
み上げ、成分分析装置２４及びバルブ１７を介してタン
ク１８に循環するとともに、成分分析装置２４及びバル
ブ１９を介してタンク２０に循環する。この際、バルブ
２１及び２２を開いて、新スラリーと純水とを供給する
（新スラリーは回収スラリーよりも濃度が高い）。
【０００６】このようにして、純水と新スラリーを供給
しつつ、循環するスラリーの濃度を成分分析装置２４で
測定する。そして、循環中のスラリーが予め設定された
濃度となると、バルブ２１及び２２を閉じるとともに、
ポンプ２５を停止する。
【０００７】上述のようにして、回収スラリーを再生ス
ラリーとした後、再生スラリーを用いて研磨を行う際に
は、バルブ２８及び／又は２９を開いて、ポンプ３０を
駆動する。これによって、タンク１８及び／又は２０か
ら再生スラリーがくみ上げられて、フィルター３１で濾
過された後、供給スラリーとしてＣＭＰ装置研磨テーブ
ル１１に供給される。なお、フィルタ３１はフィルター
１５で捕獲できなかった小粒径の不要成分を分離するた
めのものであり、フィルタ３１は目の細かいフィルター
エレメントである。
【０００８】上述のスラリー再生装置において、ウェハ
研磨中に、スラリーを回収再生する際には、タンク１８
及び２０のいずれか一方に使用済みスラリーを回収し
て、スラリーの回収、再生、研磨テーブルへの供給がバ
ッチ処理で行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の装置
では、研磨屑などの大きな粒径の不要成分を捕獲するた
めのフィルター１５（前段フィルター）に対する負荷が
大きく、このため、前段フィルターのライフタイムが短
くなってしまう。これを改善するため、多段のフィルタ
ーを設置すると、フィルターにかかるコストがアップし
てしまう。つまり、装置自体が高価になってしまう。さ
らに、前段フィルターをもっと粗い目のフィルターに替
えた際には、フィルター３１（後段フィルター）のライ
フタイムが短くなってしまうという問題点がある。
【００１０】本発明の目的は、前段及び後段フィルター
のタイムライフを長くすることのできる化学機械研磨用
スラリー再生装置を提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、安価にしかも効果的
に不要成分を除去することのできる研磨用スラリー再生
装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、研磨に
用いられたスラリーを回収スラリーとして回収して該回
収スラリーを再生スラリーに再生して該再生スラリーを
前記研磨に用いるようにした研磨用スラリー再生装置で
あって、前記スラリーを予め定められた粒度に分粒して
該予め定められた粒度のスラリーを前記回収スラリーと
するサイクロンセパレーターと、前記回収スラリーを前
記再生スラリーに再生する再生手段とを有することを特
徴とする研磨用スラリー再生装置が得られる。
【００１３】そして、前記再生手段には前記回収スラリ
ーを分散させる分散手段が備えられており、前記分散手
段は、例えば、前記回収スラリーに超音波を照射する超
音波発生器である。
【００１４】さらに、前記再生手段は、前記回収スラリ
ーに新スラリー及び純水を加えて混合スラリーとする第
１の手段と、前記混合スラリーが予め設定された濃度と
なった際前記再生スラリーとする第２の手段とを有して
いる。
【００１５】また、研磨用スラリー再生装置は、前記ス
ラリーを予め定められた粒度に分粒して該予め定められ
た粒度のスラリーを前記回収スラリーとするとともに前
記予め定められた粒度のスラリーを除くスラリー排出ス
ラリーとして排出する付加サイクロンセパレーターと、
該排出スラリーを前記サイクロンセパレーターに与える
送付手段とを備えるようにしてもよく、この場合には、
前記排出スラリーを分散させる付加分散手段（例えば、
超音波発生器）を備えることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下本発明について実施の形態に
ついて説明する。
【００１７】図１を参照して、まず、本発明による化学
機械研磨用スラリー再生装置の一例について説明する。
なお、図示の例において、図３に示す再生装置と同一の
構成要素については同一の参照番号を付す。
【００１８】図示の化学機械研磨用スラリー再生装置
は、例えば、ウェハを研磨する研磨テーブル１１を備え
ており、研磨テーブル１１には、後述するようにして、
スラリーが供給されて、化学機械研磨が行われる。研磨
の際、研磨テーブル１１から落ちたスラリーはスラリー
溜め部１２に一旦溜められる。スラリー溜め部１２に蓄
えられたスラリーは、ポンプ１３によって使用済みスラ
リーとして回収され、この使用済みスラリーはバルブ１
４を介してサイクロンセパレーター４１に与えられる。
【００１９】サイクロンセパレーター４１はバルブ１６
及び１７を介してタンク１８に接続されるとともに、バ
ルブ１６及び１９を介してタンク２０に接続されてい
る。さらに、サイクロンセパレーター４１はドレインに
接続されている。上述の使用済みスラリーは、サイクロ
ンセパレーター４１で予め定められた粒度に分粒された
後、後述するようにして選択的に回収タンク１８又は２
０に回収される。一方、サイクロンセパレーター４１で
予め定められた粒度以外に分粒されたスラリーはドレイ
ンへ廃液される。
【００２０】図示のように、バルブ１６とバルブ１７と
の間において、バルブ１６の出側にはバルブ２１及び２
２が接続されるとともに、バルブ２３が接続されてい
る。このバルブ２３は成分分析装置２４を介して超音波
発振器４２に接続され、超音波発振器４２と成分分析装
置２４との間にはポンプ２５が接続されている。そし
て、ポンプ２５はバルブ２６及び２７に接続されてお
り、バルブ２６及び２７はそれぞれ配管を介してタンク
１８及び２０に臨んでいる。
【００２１】さらに、タンク１８及び２０に対応してバ
ルブ２８及び２９が配置されており、これらバルブ２８
及び２９はポンプ３０を介してフィルター３１に接続さ
れ、このフィルター３１から後述するようにスラリーが
供給スラリーとして研磨テーブル１１に供給される。
【００２２】バルブ１６とバルブ１７及び１９とを開閉
することによって、使用済みスラリーは、選択的にタン
ク１８又は２０に回収スラリーとして回収される。回収
スラリーがタンク１８及び２０に回収されると、バルブ
１６が閉じられ、ポンプ２５が駆動される。ポンプ２５
の駆動によって、タンク１８及び２０から回収スラリー
をくみ上げ、超音波発振器４２、成分分析装置２４、及
びバルブ１７を介してタンク１８に循環するとともに、
超音波発振器４２、成分分析装置２４、及びバルブ１９
を介してタンク２０に循環する。この際、超音波発振器
４２によって循環中の回収スラリーに超音波を照射して
凝集したスラリーを分散させる。また、バルブ２１及び
２２を開いて、純水と新スラリーを供給する。
【００２３】このようにして、純水と新スラリーを供給
しつつ、循環するスラリーの濃度を成分分析装置２４で
測定する。そして、循環中のスラリーが予め設定された
濃度となると、バルブ２１及び２２を閉じるとともに、
ポンプ２５を停止する。
【００２４】上述のようにして、回収スラリーを再生ス
ラリーとした後、再生スラリーを用いて研磨を行う際に
は、バルブ２８及び／又は２９を開いて、ポンプ３０を
駆動する。これによって、タンク１８及び／又は２０か
ら再生スラリーがくみ上げられて、フィルター３１で濾
過された後、供給スラリーとして研磨テーブル１１に供
給される。なお、フィルタ３１はサイクロンセパレータ
ー４で分粒できなかった小粒径の不要成分を分離するた
めの目の細かいフィルタエレメントである。
【００２５】上述のスラリー再生装置において、ウェハ
研磨中に、スラリーを回収再生する際には、タンク１８
及び２０のいずれか一方に使用済みスラリーを回収し
て、スラリーの回収、再生、研磨テーブルへの供給がバ
ッチ処理で行われる。
【００２６】図２を参照して、本発明による化学機械研
磨用スラリー再生装置の他の例について説明する。な
お、図示の例において、図１に示す再生装置と同一の構
成要素については同一の参照番号を付す。
【００２７】図２に示す化学機械研磨用スラリー再生装
置では、サイクロンセパレーター４１に加えてさらに、
サイクロンセパレーター４３を備えている。そして、サ
イクロンセパレーター４３はバルブ１４に接続されてい
る。サイクロンセパレーター４３には、使用済みスラリ
ーがバルブ１４を介して与えられ、サイクロンセパレー
ター４３では使用済みスラリーを予め定められた粒度に
分粒して、それぞれバルブ４４及び４５を介して回収ス
ラリーとしてタンク回収タンク１８及び２０に回収する
（選択的に回収する）。一方、サイクロンセパレーター
４３で予め定められた粒度以外に分粒されたスラリーは
バッファタンク４６に一旦蓄えられる（回収される）。
この際、超音波発振器４７からバッファタンク４６内の
スラリーに超音波が照射され、これによって、バッファ
タンク４６内のスラリーが分散される。
【００２８】バッファタンク４６内のスラリーは送液ポ
ンプ４８によってくみ上げられ、バルブ４９を介してサ
イクロンセパレーター４１に与えられる。図１に関連し
て説明したように、サイクロンセパレーター４１では、
このスラリーを再度分粒して、選択的に回収タンク１８
又は２０に回収する。
【００２９】その後、図１で説明したようにして、タン
ク１８及び／又は２０内の回収スラリーを再生スラリー
に生成して、ポンプ３０によって研磨テーブル１に供給
スラリーとして供給する。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、サイ
クロンセパレーターを用いて使用済みスラリーを分粒し
た後、再生するようにしたから、てフィルターコストを
低減できばかりでなく、再生スラリーの粒度が安定して
いるから、段のフィルターのライフタイムを向上させる
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による化学機械研磨用スラリー再生装置
の一例を示す図である。
【図２】本発明による化学機械研磨用スラリー再生装置
の他の例を示す図である。
【図３】従来の化学機械研磨用スラリー再生装置を示す
図である。
【符号の説明】
１１ ＣＭＰ装置研磨テーブル １２ 液溜め部 １３ 回収ポンプ １４，１６，１７，１９，２１，２２，２３，２６，２
７，２８，２９，４４，４５，４９ バルブ １５，３１ フィルター １８，２０ 回収タンク ２４ 成分分析装置 ２５，３０，４８ ポンプ ４１，４３ サイクロンセパレーター ４２，４７ 超音波発生器 ４６ バッファタンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 信樹 神奈川県川崎市中原区市ノ坪370番地 東 横化学株式会社内 Ｆターム(参考） 3C047 FF08 GG14 GG17 3C058 AA07 AC01 BC02 CB03 CB05 DA12 DA17

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 研磨に用いられたスラリーを回収スラリ
    ーとして回収して該回収スラリーを再生スラリーに再生
    して該再生スラリーを前記研磨に用いるようにした研磨
    用スラリー再生装置であって、前記スラリーを予め定め
    られた粒度に分粒して該予め定められた粒度のスラリー
    を前記回収スラリーとするサイクロンセパレーターと、
    前記回収スラリーを前記再生スラリーに再生する再生手
    段とを有することを特徴とする研磨用スラリー再生装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された研磨用スラリー再
    生装置において、前記再生手段には前記回収スラリーを
    分散させる分散手段が備えられていることを特徴とする
    研磨用スラリー再生装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載された研磨用スラリー再
    生装置において、前記分散手段は前記回収スラリーに超
    音波を照射する超音波発生器であることを特徴とする研
    磨用スラリー再生装置。
  4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載された研磨用スラ
    リー再生装置において、前記再生手段は、さらに、前記
    回収スラリーに新スラリー及び純水を加えて混合スラリ
    ーとする第１の手段と、前記混合スラリーが予め設定さ
    れた濃度となった際前記再生スラリーとする第２の手段
    とを有することを特徴とする研磨用スラリー再生装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載された
    研磨用スラリー再生装置において、前記スラリーを予め
    定められた粒度に分粒して該予め定められた粒度のスラ
    リーを前記回収スラリーとするとともに前記予め定めら
    れた粒度のスラリーを除くスラリー排出スラリーとして
    排出する付加サイクロンセパレーターと、該排出スラリ
    ーを前記サイクロンセパレーターに与える送付手段とを
    有することを特徴とする研磨用スラリー再生装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載された研磨用スラリー再
    生装置において、さらに、前記排出スラリーを分散させ
    る付加分散手段が備えられていることを特徴とする研磨
    用スラリー再生装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載された研磨用スラリー再
    生装置において、前記付加分散手段は前記排出スラリー
    に超音波を照射する超音波発生器であることを特徴とす
    る研磨用スラリー再生装置。
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