JP2003197577A - 研磨用流体の供給装置及び供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】品質の安定した研磨用流体を研磨装置に供給で
きる、研磨用流体の供給装置を提供する。 【解決手段】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を
研磨装置に供給するための装置であって、研磨装置に至
る研磨用流体の供給ライン２おいて、研磨用流体を循環
させる配管ループ２０、２２、２４、１６を備えるよう
にする。配管ループ２０、２２は、研磨用流体の貯留手
段４を起点及び終点とすることができる。また、配管ル
ープ２４，２６は、研磨用流体の混合手段１２を起点及
び終点とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造におけ
る半導体基板表面の平面加工を行う場合の化学機械研磨
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓ
ｈ：以下ＣＭＰと略す）スラリーの供給方法及びそれに
使用する供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の集積度の増加に伴
い、配線基板表面の平坦化が重要になってきている。な
かでも、ＣＭＰ法は、平坦化のためにもっとも多用さ
れ、必要不可欠な肯定となっている。しかしながら半導
体装置の製造技術は、平坦化された面への加工が基本で
あり、平坦化が不十分な場合は、配線の段切れ等の問題
が発生し、微細加工が不可能になる。したがって、半導
体製造工程におけるスラリーによる表面平坦化工程にお
いては、ますます高い表面平坦化精度が要求されるよう
になってきている。

【０００３】図９に示すように、従来、ＣＭＰスラリー
用材料は、少なくともスラリー貯留手段とその供給ライ
ンとを有し、必要に応じて、恒温化手段や混合手段とを
備えるスラリー供給装置によって、半導体製造装置に供
給されるようになっている。平坦化の精度向上のために
は、平坦化工程に供給されるＣＭＰスラリー中の砥粒の
粒度径ないしは粒度分布が安定していることも重要な要
素である。砥粒の粒度が一定でないと、研磨レートが不
安定化し、ひいては、平坦化精度が低下することにな
る。また、マイクロスクラッチ等の平坦化工程での製造
不良が生ずることとなる。また、ＣＭＰスラリーは、通
常、金属酸化物等の砥粒（機械的研磨成分）、過酸化水
素等の酸化剤あるいはＫＯＨ等のアルカリからなる化学
的研磨成分、分散助剤、ｐＨ調整剤等を含有している。
分散助剤等としては、界面活性剤や有機酸等の有機物が
使用されることが多い。ここで酸化剤等の化学的研磨成
分の濃度が安定していることも平坦化の精度向上のため
には、重要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】供給装置内のスラリー
貯留槽等では、スラリーの滞留による砥粒の沈降や、部
分的に生じた温度ストレス等による砥粒の凝集によっ
て、スラリー中の砥粒濃度やサイズが変化し、研磨レー
ト等に影響を及ぼしうる。加えて、砥粒を含むスラリー
用材料に酸化剤等が添加された後においては、精度よく
酸化剤濃度等を調整することが困難であった。特に、ス
ラリーが凝集すると、マイクロスクラッチを生じ、製造
不良となることがあった。

【０００５】そこで、本発明は、品質の安定した研磨用
流体を研磨装置に供給できる、研磨用流体の供給装置を
提供することを、その目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意検討し
た結果、上記した課題は、以下の手段により解決できる
ことを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明に
よれば、以下の手段が提供される。

【０００７】（１）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用
流体を研磨装置に供給するための装置であって、研磨用
流体の貯留手段を起点及び終点とする研磨用流体の循環
用の配管ループ、および／または、研磨用流体の混合手
段を起点及び終点とする、研磨用流体の循環用の配管ル
ープと、前記配管ループのいずれかに備えられる、前記
混合手段および／または研磨装置に至る研磨用流体の供
給ラインに分岐する少なくとも一つの分岐部と、少なく
とも一つの恒温化手段、とを備える、研磨用流体の供給
装置。 （２）前記恒温化手段は、前記配管ループの一部が導入
可能に備えられ、恒温化媒体が供給され循環される恒温
化槽と、この恒温化槽に供給される恒温化媒体に所定温
度を付与する恒温化媒体の循環供給手段、とを備え、前
記配管ループの前記恒温化槽への導入部位はコイル状で
ある、（１）記載の研磨用流体の供給装置。 （３）前記恒温化手段は、以下の工程；研磨用流体の温
度を検出する工程と、検出された研磨用流体の温度が予
め設定された基準温度を含む許容温度域内にあるか否か
を判定する工程と、検出された温度が許容温度域内にあ
る場合には、基準温度を目標到達温度とすることを決定
し、検出された温度が許容温度域の一方の閾値を超えて
いる場合には、当該検出温度が当該一方の閾値の超えた
程度に応じて許容温度域の反対側の閾値を超えた所定温
度を目標到達温度とすることを決定する工程と、研磨用
流体に対して、決定された目標到達温度となるような温
度制御を実施する工程、とを有する温度制御工程を繰り
返し実施することを特徴とする、（１）又は（２）に記
載の研磨用流体の供給装置。 （４）研磨用流体を貯留する貯留手段中の研磨用流体量
の検出手段を備える、（１）〜（３）のいずれかに記載
の研磨用流体の装置。 （５）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を研磨装
置に供給するための装置であって、前記供給装置には、
研磨用流体を貯留し、研磨用流体の送液が切替可能であ
る２以上の貯留手段を備える、（１）〜（４）のいずれ
かに記載の研磨用流体の供給装置。 （６）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を研磨装
置に供給するための装置であって、２種類以上の研磨用
流体を混合するための槽である混合手段と、この混合手
段を起点及び終点として混合槽内の研磨用流体が循環可
能な配管ループと、この配管ループに備えられる圧送手
段と、この配管ループに備えられる少なくとも１種類の
研磨用流体の供給部と、前記混合手段を支持する重量検
出手段、とを備える、（１）〜（５）のいずれかに記載
の研磨用流体の供給装置。 （７）前記配管ループには、前記混合手段内の研磨用流
体の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を備えてお
り、前記被検出濃度の流体の供給口を前記配管ループ内
の前記濃度検出手段の後段に配置することを特徴とす
る、（６）記載の研磨用流体の供給装置。 （８）前記配管ループには、混合手段内の研磨用流体中
の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を備えてお
り、さらに、濃度検出手段の出力値が、予め設定された
前記成分の基準値に一致するか否かを判定し、前記出力
値が前記基準値に一致しない場合には、前記出力値に基
づいて少なくとも１種類の研磨用流体の供給すべき量を
算出する演算手段と、演算手段の出力値に基づいて供給
すべき研磨用流体の所定量を前記混合手段に供給するよ
うに動作させる手段、とを備える、（６）又は（７）に
記載の研磨用流体の供給装置。 （９）前記混合手段を起点及び終点として混合槽内の研
磨用流体が循環可能な配管ループから混合手段への流入
管路は、前記混合手段の側壁下部に、研磨用流体が相対
する側壁方向に斜め上方で、予め設定された液面位を指
向して噴出するように設けられ、前記混合手段から前記
配管ループへの流出管路の起点は、前記混合手段の逆円
錐状あるいは凹状の曲面状の底部の最下部とする、
（６）〜（８）のいずれかに記載の研磨用流体の供給装
置。 （１０）前記研磨用流体の圧送手段を容積型ポンプとす
る、（６）〜（９）のいずれかに記載の研磨用流体の供
給装置。 （１１）前記重量検出手段には、前記混合手段の他に、
前記混合手段と前記混合手段に付随する流路系を含む混
合系の荷重が印加されるようになっている、（６）〜
（１０）のいずれかに記載の研磨用流体の供給装置。 （１２）前記混合手段の混合槽を、重量検出手段で支持
するとともに、前記混合槽内の液面位を超音波で計測す
る、（６）〜（１１）のいずれかに記載の研磨用流体の
供給装置。 （１３）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を研磨
装置に供給するための装置であって、２種類以上の研磨
用流体を混合するための槽である混合手段を備え、前記
混合手段の研磨用流体を圧送手段を用いることなく重力
により前記研磨装置に供給する、研磨用流体の供給装
置。 （１４）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を研磨
装置に供給するための方法であって、研磨用流体の貯留
手段を起点及び終点とする研磨用流体の循環用の配管ル
ープ、および／または、研磨用流体の混合手段を起点及
び終点とする、研磨用流体の循環用の配管ループと、前
記配管ループのいずれかに備えられる、前記混合手段お
よび／または研磨装置に至る研磨用流体の供給ラインに
分岐する少なくとも一つの分岐部と、少なくとも一つの
恒温化手段、とを備える供給経路を経て研磨用流体を供
給する、研磨用流体の供給方法。 （１５）前記恒温化手段は、前記配管ループの一部が導
入可能に備えられ、恒温化媒体が供給され循環される恒
温化槽と、この恒温化槽に供給される恒温化媒体に所定
温度を付与する恒温化媒体の循環供給手段、とを備え、
前記配管ループの前記恒温化槽への導入部位はコイル状
である、（１４）記載の研磨用流体の供給方法。 （１６）前記恒温化手段は、以下の工程；研磨用流体の
温度を検出する工程と、検出された研磨用流体の温度が
予め設定された基準温度を含む許容温度域内にあるか否
かを判定する工程と、検出された温度が許容温度域内に
ある場合には、基準温度を目標到達温度とすることを決
定し、検出された温度が許容温度域の一方の閾値を超え
ている場合には、当該検出温度が当該一方の閾値の超え
た程度に応じて許容温度域の反対側の閾値を超えた所定
温度を目標到達温度とすることを決定する工程と、研磨
用流体に対して、決定された目標到達温度となるような
温度制御を実施する工程、とを有する温度制御工程を繰
り返し実施することを特徴とする、（１４）又は（１
５）に記載の研磨用流体の供給方法。 （１７）研磨用流体を貯留する貯留手段中の研磨用流体
量の検出手段を備える、（１４）〜（１６）のいずれか
に記載の研磨用流体の供給方法。 （１８）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を研磨
装置に供給するための方法であって、前記供給経路に
は、研磨用流体を貯留し、研磨用流体の送液が切替可能
である２以上の貯留手段を備える、（１４）〜（１７）
のいずれかに記載の研磨用流体の供給方法。 （１９）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を研磨
装置に供給するための方法であって、前記供給経路に
は、２種類以上の研磨用流体を混合するための槽である
混合手段と、この混合手段を起点及び終点として混合槽
内の研磨用流体が循環可能な配管ループと、この配管ル
ープに備えられる圧送手段と、この配管ループに備えら
れる少なくとも１種類の研磨用流体の供給部と、前記混
合手段を支持する重量検出手段、とを備える、（１４）
〜（１８）のいずれかに記載の研磨用流体の供給方法。 （２０）前記配管ループには、前記混合手段内の研磨用
流体の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を備えて
おり、前記被検出濃度の流体の供給口を前記配管ループ
内の前記濃度検出手段の後段に配置することを特徴とす
る、（１９）記載の研磨用流体の供給方法。 （２１）前記配管ループには、混合手段内の研磨用流体
中の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を備えてお
り、さらに、濃度検出手段の出力値が、予め設定された
前記成分の基準値に一致するか否かを判定し、前記出力
値が前記基準値に一致しない場合には、前記出力値に基
づいて少なくとも１種類の研磨用流体の供給すべき量を
算出する演算手段と、演算手段の出力値に基づいて供給
すべき研磨用流体の所定量を前記混合手段に供給するよ
うに動作させる手段、とを備える、（１９）又は（２
０）に記載の研磨用流体の供給方法。 （２２）前記混合手段を起点及び終点として混合槽内の
研磨用流体が循環可能な配管ループから混合手段への流
入管路は、前記混合手段の側壁下部に、研磨用流体が相
対する側壁方向に斜め上方で、予め設定された液面位を
指向して噴出するように設けられ、前記混合手段から前
記配管ループへの流出管路の起点は、前記混合手段の逆
円錐状あるいは凹状の曲面状の底部の最下部とする、
（１９）〜（２１）のいずれかに記載の研磨用流体の供
給方法。 （２３）前記研磨用流体の圧送手段を容積型ポンプとす
る、（１９）〜（２２）のいずれかに記載の研磨用流体
の供給方法。 （２４）前記重量検出手段には、前記混合手段の他に、
前記混合手段と前記混合手段に付随する流路系を含む混
合系の荷重が印加されるようになっている、（１９）〜
（２３）のいずれかに記載の研磨用流体の供給方法。 （２５）前記混合手段の混合槽を、重量検出手段で支持
するとともに、前記混合槽内の液面位を超音波で計測す
る、（１９）〜（２４）のいずれかに記載の研磨用流体
の供給方法。 （２６）ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を研磨
装置に供給するための方法であって、２種類以上の研磨
用流体を混合するための槽である混合手段を備え、前記
混合手段の研磨用流体を圧送手段を用いることなく重力
により前記研磨装置に供給する、研磨用流体の供給方
法。

【０００８】本発明によれば、品質の安定した研磨用流
体を供給することができて、安定した研磨レートを確保
することができる。、精度及び正確性の高い平坦化工程
を容易に実施することができる。また、マイクロスクラ
ッチなどの不具合を防止できる。

【０００９】

【発明を実施するための形態】以下、本発明の実施の形
態について詳細に説明する。本発明は、研磨用流体を、
温度、スラリー濃度、粒径分布、酸化剤濃度を安定した
状態で研磨装置に供給するものである。なお、本明細書
において、研磨用流体とは、半導体装置や基板等の平坦
化等を目的として使用される研磨用流体を意味するもの
である。研磨用流体というときには、最終的に研磨工程
に供給されて被研磨物を研磨するのに用いられる最終研
磨用組成物の他、最終研磨用組成物の少なくとも１成分
を含有する流体を含む概念である。研磨用流体は、水等
の溶液中に、研磨用成分を懸濁あるいは溶解させて得ら
れる。砥粒を含む場合には、懸濁液ないしはスラリーと
なる。

【００１０】ＣＭＰスラリー用材料あるいは研磨工程に
供給される最終組成物である研磨用組成物等の研磨用流
体の滞留を防止し、温度ストレスを回避して温度制御
し、ガス等の混入を防止し、高精度で研磨用流体中の所
定成分の濃度を制御することにより、品質の安定した研
磨用流体を供給することができる。特に、砥粒の凝集が
抑制され、酸化剤等の濃度が精度よく制御されることか
ら、所期の研磨レートを安定して確保することができ
る。そして、精度及び正確性の高い研磨工程及び平坦化
工程を実施することができる。また、マイクロスクラッ
チ等の発生を防止できる。

【００１１】（研磨用流体）研磨用流体には、従来公知
の各種半導体研磨用のＣＭＰ等の研磨用組成物の成分を
含んでいる。ここで、研磨用組成物の成分とは、媒体の
他、砥粒、酸化剤、酸化剤の水溶化剤、砥粒の分散剤、
各種研磨助剤（界面活性剤、研磨油、防錆剤、分散助
剤、消泡剤等）がある。研磨用流体は、被研磨物や研磨
方法等に応じて適宜その成分あるいは濃度が調整され
る。媒体は、水を主成分とする水性媒体であることが多
い。他に、アルコール等の水溶性の有機溶媒を含有する
こともある。

【００１２】砥粒としては、例えば、コロイダルシリ
カ、ヒュームドシリカ等の二酸化ケイ素、ベーマイト、
アルミナ、アルミナゾル、ヒュームドアルミナ等のアル
ミニウム酸化物、酸化セリウム、炭化ケイ素及び酸化ク
ロミウム等を例示できる。これらの砥粒の粒子径は特に
問わないが、約０．０５μm〜約０．２μmであることが
好ましい。

【００１３】酸化剤としては、過酸化水素水、過酢酸、
硝酸鉄、ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸化リウム、フェ
リシアン化カリウム、アンモニウムセリウムナイトレー
ト等を例示できる。一般的には、過酸化水素である。具
体的には、約３０％濃度あるいはこれを下回る濃度の過
酸化水素水を使用することができる。酸化物は、また、
硝酸第二鉄や過ヨウ素酸化カリウムも好ましく使用でき
る。これらの酸化剤は１種類あるいは２種類以上を組み
合わせて使用することができる。また、ジエチレントリ
アミンペンタアセテート及びエチレンジアミンテトラア
セテートなどをキレート形成剤として使用できる。

【００１４】酸化剤を水溶化する水溶化剤としては、酸
を使用することができる。酸は、Ｃｕ²⁺等の金属イオン
と錯イオンを形成する能力を利用している。酸として
は、無機酸や有機酸、あるいはこれらの塩を利用でき
る。具体的には、安息香酸、シュウ酸、マロン酸、コハ
ク酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル
酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、及びその塩、あるい
はこれらの混合物である。

【００１５】防錆剤は、例えば被研磨物が銅あるいは銅
合金である場合には、ＢＴＡやＢＴＡ誘導体、あるい
は、ポリアクリル酸やその塩等のカルボン酸を備えるポ
リマー等を使用することができる。

【００１６】（研磨用流体の供給）本発明の研磨用流体
の供給装置は、研磨装置に至る研磨用流体の供給ライン
において、研磨用流体を循環させる配管ループを備える
ことができる。研磨用流体の供給装置は、通常、研磨用
流体の貯留手段と、貯留手段から研磨装置側を指向する
研磨用流体の送液用配管群からなる送液ラインとを有す
る研磨用流体の供給ラインを少なくとも1本備えてい
る。なお、本明細書において供給ラインとは、供給装置
内から研磨装置に供給される経路の全体を意味してい
る。供給ラインというときは、供給工程を実施する全て
の手段とこれらの手段を連絡する送液ラインを包含す
る。また、研磨装置に到達する経路数が供給ラインの数
に対応する。例えば、供給装置から研磨装置に対して最
終的に２本の経路で研磨用流体が送液されるときは、供
給ラインは２本となる。なお、送液ラインとは、供給ラ
インを構成する送液用経路である。供給ラインには、他
に、通常、ポンプ等の供給手段を備えるとともに、必要
に応じて混合手段を備えている。以下、本発明の研磨用
流体の一供給形態を、図１に例示する形態に基づいて説
明する。

【００１７】図１には、研磨用流体の供給ラインの一例
が記載されているとともに、本発明において配管ループ
を備えうる部位を明示している。本発明の供給装置は、
少なくとも、研磨用流体の貯留手段４と、送液ライン８
とを有する供給ライン２を備えている。供給ライン２に
は、必要に応じて、混合手段１２や他の研磨用流体を貯
留する貯留手段とを備えている。酸化剤を含有する研磨
用組成物を供給する場合等には、混合手段１２及び他の
貯留手段を備えている。

【００１８】(貯留手段)貯留手段４は、研磨用流体を貯
めておくことのできる容器であり、少なくとも、研磨装
置側へ研磨用流体を供給するための供給口および戻り口
を備えている。図１に示すのは、貯留手段４に貯留され
る研磨用流体が、最終的に混合手段１２において他の研
磨用流体と混合されて研磨用組成物が調製されるように
なっている。

【００１９】貯留手段４は、1つの供給ライン２に対し
て２以上備えられていてもよい。図１には図示していな
いが、同一の研磨用流体を貯留する２以上の貯留手段を
備えてこれらの貯留手段からの送液を切り替え可能とす
ることにより、貯留手段の容量にかかわらず連続運転が
可能となる。また、同様に図示はしないが、供給ライン
２内に２以上の種類の異なる研磨用流体の貯留手段を備
えることもできる。すなわち、少なくとも第１の研磨用
流体の貯留手段と、第２の研磨用流体の貯留手段とを備
えることができる。2種類以上の貯留手段を備えること
により、これらの貯留手段に貯留される研磨用流体を混
合して新たな別の研磨用流体を調製することができる。
この場合には、供給ライン２には、混合部１２を備える
ことになる。研磨用組成物が酸化剤を含有する場合に
は、酸化剤を含有する研磨用流体と、それ以外の成分を
含有する研磨用流体とをそれぞれ異なる研磨用流体の貯
留手段に貯留するようにするのがよい。なお、酸化剤の
安定性を妨げない限り、酸化剤と他の成分を同時に貯留
することもできる。

【００２０】なお、供給装置内において必ずしも研磨用
組成物が調製される必要はなく、研磨装置において初め
て研磨用組成物が調製されるものであってもよい。した
がって、２以上の異なる研磨用流体の貯留手段を備えて
いても、研磨装置内において最終研磨用組成物を調製す
ることとして、混合手段を備えないようにすることもで
きる。貯留手段から混合手段あるいは研磨装置への送液
ラインにおける研磨用液体の送液や停止は、送液用配管
に設けられたバルブ等によって切り替え可能に形成され
ている。

【００２１】（混合手段）混合手段１２は、２種類以上
の研磨用流体を混合するものである。２種類以上の研磨
用流体のそれぞれに含まれる研磨用組成物の成分や濃度
等は各種設定することができる。なお、図１において
は、他の種類の研磨用流体の貯留手段は省略されてい
る。混合手段１２は、バッチ式あるいは連続式のいずれ
とすることもできる。供給手段において発生し、研磨用
組成物において影響の大きいと予測される脈流の影響を
回避するには、バッチ式とすることが好ましい。バッチ
式混合手段には、混合槽を有している。混合手段１２に
は、必要に応じて、流量あるいは重量制御さらには、濃
度制御等の混合量の制御手段を設けることができる。

【００２２】（供給手段）供給ライン２のいずれかに
は、研磨用流体を混合手段等の各手段を介して研磨装置
へ供給するための供給手段を有している。供給手段の設
置部位や個数は、当業者において必要に応じて容易に適
宜設定することができる。供給手段は、特に限定しない
が、ポンプ等の各種圧送手段を利用できる。圧送手段に
よって発生する脈流や、衝突、強い遠心力などによるス
ラリーへのストレスは、砥粒やその他の成分の供給濃
度、粒度径に変化を与え、研磨レートを変動させる大き
な要因となりうる。したがって、供給手段としては、好
ましくは、容積型のベローズポンプ等の供給手段を使用
することが好ましい。なお、混合手段から研磨装置への
研磨用流体の供給形態あるいは、研磨装置内における研
磨用流体の最終的な供給形態は、ポンプ等による圧送で
はなく、ヘッド差などを利用した重力落下等による供給
形態が好ましい。圧送によれば、研磨用流体には微視的
レベルで繰り返しストレスが加わっているために砥粒の
凝集が発生していたが、重力落下等による供給形態によ
れば、研磨用流体にストレスがかからないため凝集も発
生せずしかも安定した流量を確保することができる。

【００２３】（配管ループ）配管ループは、研磨用流体
を循環させることにより、研磨用流体の滞留や沈降によ
る濃度、粒度変化を防止して、微生物の繁殖を防止する
ことができ、また、砥粒の沈降等を防止できる。結果と
して、砥粒の粒度分布や濃度を安定して維持することが
できるようになっている。したがって、特に、供給ライ
ン２上の砥粒を含む研磨用流体の存在個所において設置
することが好ましい。また、配管ループ内が研磨用流体
を循環させるためのポンプ等の循環手段は、配管ループ
に一体にあるいは別個に設けることができる。配管ルー
プの第１の形態は、研磨用流体の貯留手段４を起点及び
終点とする循環経路として設けられる配管ループ２０で
ある。この配管ループ２０は、研磨用流体の送液ライン
８とは独立して形成されており、送液ライン８を構成す
る送液用配管への分岐部を有していない（以下、この形
態を独立循環系という。）。したがって、貯留手段４か
らの送液時においても、貯留手段４内の研磨用流体を循
環させることができ、スラリーの滞留による凝集を防止
できる。この配管ループでは、研磨用流体を、間欠的あ
るいは常時に循環させることができる。好ましくは予め
設定した所定時間間隔で間欠循環運転を行う。

【００２４】配管ループの第２の形態は、貯留手段４を
起点及び終点とする循環経路として設けられる配管ルー
プ２２である。このループ２２も、貯留手段４内の研磨
用流体の滞留を防止することができるが、特に、送液ラ
イン８を構成する送液用配管への分岐部を有している
（以下、この形態を分岐循環系という。）。したがっ
て、ループ２２は、研磨用流体の送液ライン８の一部で
もあるため、貯留手段４内での滞留防止とともに、送液
ライン８における滞留も防止できる点において好まし
い。なお、第１の形態及び第２の形態の双方の態様を有
する配管ループもある。すなわち、ループの起点及び終
点はそれぞれ一箇所であるが、起点からのループの往路
が途中で独立循環系と分岐循環系とに分岐しており、終
点へのループの復路において、前記独立循環系と分岐循
環系とが合流するようになっている複合循環系の形態が
ある。

【００２５】さらに、第３の形態は、混合手段１２を終
点及び起点とする循環経路として設けられ、送液ライン
８と独立している配管ループ２４である。このループ２
４によれば、混合手段１２内の研磨用流体の滞留を防止
して微生物の繁殖を防止できる。第４の形態は、混合手
段１２を終点及び起点とする循環経路であって、送液ラ
イン８を構成する送液用配管への分岐部を有する形態の
配管ループ２６である。この形態であると、特に、ルー
プ２６中を循環中の研磨用流体を供給できる点において
好ましい。なお、上述のように、第３の形態と第４の形
態を併せもつ複合循環系の配管ループ形態もある。

【００２６】各種配管ループは、上記形態のうち１種類
あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができ
る。組み合わせは必要に応じて設定することができる。
配管ループは、特に、送液及び送液停止（送液待機中）
を切替可能に形成された貯留手段及び混合手段に設けら
れることが好ましい。すなわち、好ましくは、２以上の
貯留手段がそれぞれ送液切替可能に形成されており、そ
れぞれの貯留手段に配管ループを設けることが好まし
い。また、2以上の混合手段がそれぞれ送液を切替可能
に形成されており、それぞれの混合手段に配管ループを
設けることが好ましい。このようにすると、最も、研磨
用流体が滞留しやすい送液待機中においても、研磨用流
体の品質を保持できる。また、貯留手段あるいは混合手
段の切替後、直ちに安定した品質の研磨用流体を供給す
ることができる。

【００２７】配管ループを用いての研磨用流体の循環工
程は、研磨用流体の送液の待機中にある貯留手段および
／または混合手段において実施される。循環工程では、
研磨用流体を、間欠的あるいは常時に循環させることが
できる。好ましくは、予め設定した所定時間間隔で間欠
運転する。また、研磨装置への研磨用流体の供給時期の
所定時間前のみにおいてかかる間欠運転を実施すること
もできる。

【００２８】（恒温化手段）配管ループには、ループを
循環する研磨用流体の恒温化手段を備えていることが好
ましい。ループに恒温化手段を備えることにより、過度
な温度ストレスを研磨用流体に付与することが防止さ
れ、温度ストレスによる砥粒の凝集などの品質低下が回
避されるため、品質の安定した研磨用流体を供給するこ
とができる。また、恒温化手段は、研磨用流体を予め設
定した基準温度に恒温化する手段であって、基準温度付
近の温度に維持されている恒温部位とすることもできる
し、また、研磨用流体の温度を検出して、検出温度に応
じて研磨用流体を加熱あるいは冷却する手段とすること
もできる。

【００２９】恒温化手段３０を貯留手段４に付随して設
置した例を図２に示す。恒温化手段３０は、貯留手段及
び混合手段の配管ループに設けることができるが、特に
貯留手段に設けることにより、送液待機時間を利用して
研磨用流体に研磨工程に予め適した温度にする恒温化工
程を実施できる。また、貯留手段４に導入されるＣＭＰ
スラリーの充てんされたボトルは、温度管理されていな
いため、貯留手段４の送液待機時間に、このボトル内の
研磨用流体の恒温化工程を実施するのは、非常に効果的
である。恒温化手段３０は、図２（ａ）に示すように、
貯留手段４の独立循環系の配管ループ２０において設け
ることが好ましい。また、図２（ｂ）に示すように、貯
留手段４が複合循環系の配管ループ３２を有する場合に
は、恒温化手段３０を、独立循環系の配管ループ３４に
設けることが好ましい。独立循環系のループ３４に設け
ることにより、恒温化工程を送液ライン８とは独立して
実施して、温度の安定化した研磨用流体を送液ライン側
（分岐循環系ループ３６）へ供給できる。

【００３０】恒温化手段の一形態を、図３に示す。この
恒温化手段３０は、恒温化槽３１０と、この恒温化槽３
１０に所定温度を付与した恒温化媒体３１２を供給し循
環させる恒温化媒体の循環供給手段（典型的には,加熱
機能を有するチラーなど）３２０とを備えている。この
恒温化槽３１０には、貯留手段４からの配管ループ２０
が導入されており、恒温化媒体３１２に浸漬されるよう
になっている。恒温化槽３１０に恒温化媒体が供給さ
れ、循環されることにより、配管ループ２０の恒温化槽
３１０への導入部位内部での温度勾配が形成されにくく
なり、この結果、砥粒の堆積や滞留を抑制することがで
きる。また、配管ループ２０は、恒温化槽３１０内に導
入されている部分（導入部位）は、コイル状に形成され
ていることが好ましい。コイル状であると、導入部位に
必要な配管長さを容易に確保できるとともに、スラリー
へのストレスも軽減できる。コイル形態は、特に限定せ
ず、鉛直状に巻かれたコイル状（縦巻き状）でも水平状
に巻かれたコイル状（横巻き状）であってもよいが、配
管ループ内での砥粒の堆積などを考慮すると、横巻き状
であることが好ましい。また、円環状に巻かれているこ
とが好ましい。なお、配管ループ２０の導入部位が横巻
き状コイルの場合、図３に示すように、研磨用流体が、
コイル状部の上部から流入し、コイル状部の下部から流
出して貯留手段４へ返流するようにコイル状部を構成す
ることもできるし、反対に、コイル状部の下部から流入
し、その上部から流出するように構成することもでき
る。なお、効率的な熱交換を考慮すれば、循環させる恒
温化媒体３１２の恒温化槽３１０への供給位置の近傍
に、スラリーの流入位置とすることが好ましい。

【００３１】恒温化手段は、好ましくは、研磨用流体の
温度検出手段と、検出された研磨用流体の温度が予め設
定された基準温度を含む許容温度域内にあるか否かを判
定する手段と、検出された温度が許容温度域内にある場
合には、基準温度を目標到達温度とすることを第１の演
算手段と、検出された温度が許容温度域の一方の閾値を
超えている場合には、当該検出温度が当該一方の閾値の
超えた程度に応じて許容温度域の反対側の閾値を超えた
所定温度を目標到達温度とする第２の演算手段と、前記
目標到達温度となるように研磨用流体を加熱あるいは冷
却する手段とを備えている。加熱あるいは冷却手段は、
前記検知温度と目標到達温度の相関を検出して、チラー
などの恒温化媒体の循環供給手段内の恒温化媒体の設定
温度をコントロールすることができることが好ましい。

【００３２】この恒温化手段により研磨用流体の恒温化
工程について図４を例示して説明する。なお、図４にお
いてＴｈは、温度検出手段によって検出された研磨用流
体の温度である。まず、研磨用流体の温度を、温度検出
手段によって検出する。次いで、判定手段によって、Ｔ
ｈが許容温度域内か否かを判定する。図４においては、
検出温度は、許容温度域の上限の閾値を超えた値となっ
ている。Ｔｈが許容温度域内であれば、第１の演算手段
は予め設定されている基準温度を目標到達温度とする演
算を実施する。他方、Ｔｈが閾値を超えたこと判定され
ると、第２の演算手段によって、検出されたＴｈの反対
側の閾値（ここでは、Ｔｈは上限閾値を越えているの
で、下限の閾値となる。）よりもさらに低い温度が目標
到達温度として設定する演算工程が実施される。この目
標到達温度が下限閾値をどれだけ越える温度とするか
は、検出温度が閾値を越えた温度に基づいて演算が行わ
れる。そして、第１あるいは第２の演算手段によって設
定された目標到達温度となるような温度制御が実行され
る。一定時間をおいて、これらの工程を繰り返し、検出
温度が許容温度域内と判定されると、目標到達温度は、
基準温度とされ、それに基づいて温度制御が実行され
る。この結果、図４に示すようにして、研磨用流体の温
度が経時変化する。

【００３３】このように、目標到達温度を常時基準温度
として温度制御するのでなく、検出した温度が許容温度
域内か外かを判断して、判断結果に応じて目標到達温度
を設定することにより、基準温度に到達するまでの所要
時間を短縮することができる。すなわち、検出温度が許
容温度粋を超えている場合には、その超えた温度差に応
じて反対側の閾値を越えた温度を目標温度に設定してパ
ワーの大きいあるいは急速な加熱あるいは加温をするこ
とができる。また、本手段による温度検出〜温度制御工
程を繰り返し実施することにより、検出温度が許容温度
域内であると判定されると、本来の基準温度に設定され
て、過度な加熱あるいは冷却が回避され、適切に温度制
御が行われる。

【００３４】（貯留手段の研磨用流体の貯留量の検出手
段）本発明の供給装置は、貯留手段に直接にあるいは関
連して貯留手段内に貯留される研磨用流体量を検出する
手段を設けることができる。この流体貯留量の検出手段
は、配管ループに替えてあるいは配管ループとともに設
けることができる。研磨用流体の貯留量を検出する手段
は、研磨用流体の貯留槽（ボトル）の液面位を測定する
ことによるものであってもよいが、好ましくは、貯留槽
の重量を検出できる手段とする。重量検出手段によれ
ば、貯留ボトルの設置位置などによらずに貯留量を検出
でき、また、貯留ボトルの交換作業も容易だからであ
る。重量検出手段としては、貯留手段を支持するロード
セル他の各種の計測手段を採用することができる。流体
貯留量を検出することにより、交換された研磨用流体の
貯留ボトル内の当初の研磨用流体量を把握することがで
き、適切な貯留量であるか否かを判断できる。さらに、
貯留手段内の研磨用流体の残量等を確実に把握すること
ができ、研磨用流体の送液の停止すべき時期及び研磨用
流体の供給源の切替時期を、これらの検出手段からの出
力を演算手段で判断できるため、バルブの開閉によるボ
トル切替動作を自動的に実行させることができる。これ
により、誤って送液用配管にガスを吸引することが回避
できるとともに、貯留手段底部にある、砥粒等が沈降し
た研磨用流体の吸引も回避することができる。結果とし
て、常時安定した品質の研磨用流体を供給できることに
なる。したがって、貯留量の検出手段は、２以上の貯留
手段を備える場合に、それぞれの貯留手段に設けること
が好ましい。

【００３５】なお、流体量検出手段としては、液面位検
出手段を採用することもできる。好ましくは重量検出手
段と液面位検出手段との双方を備えるようにする。液面
位検出手段と重量検出手段を備える場合には、当初の研
磨用流体の流体量の出力値（重量）から、適切な所定ス
ラリー量か否かを判断し、この判断に基づいて、配管ル
ープによる循環工程や恒温化工程を開始して使用時まで
待機できる。さらに、使用開始後にあっては、重量検出
手段で残量変化を観察するとともに、液面位検出手段に
よっても液面位を観察することで、重量検出手段による
残量誤認によって送液用配管への空気の導入を回避し
て、ボトルの切替操作を実行することができる。また、
液面位検出手段を備えることで、貯留ボトル底部の不具
合の多い研磨用流体の吸引を回避することが可能とな
る。液面位検出手段としては、差圧式、超音波式、およ
び静電容量式のいずれかの計測手段の他、各種の計測手
段を採用することができる。

【００３６】図５には、複数（2個）の貯留手段４のそ
れぞれに複合循環系の配管ループ３２を備え、各貯留手
段４が、ロードセル４０上に設置された形態が示されて
いる。また、この形態では、液面位検出手段４６を貯留
手段４（貯留ボトル）に備えている。このように、２以
上の貯留手段４にそれぞれ、流体貯留量の検出手段（こ
こではロードセル４０）を備えていることにより、貯留
手段４の切り替える時期を予め把握でき、時間的及び作
業上のロスなく貯留手段４の切替を実行でき、研磨用流
体の安定供給を確保できる。また、同時に、液面位検出
手段４６も備えているため、同時に液面位も検出して、
確実に貯留手段４の切替時期を判断することができる。

【００３７】なお、このような流体量の検出手段に付随
して、検出手段からの出力値が予め設定した貯留量（下
限量あるいは上限量のいずれかあるいは双方等）を維持
しているか否かを判定する演算手段４２、この演算手段
４２による判定結果に基づいて貯留手段４からの送液開
始、停止、送液ラインの切り替え等の動作を実行させる
動作手段４４を備えるようにすることができる。動作手
段４４は、ポンプやバルプの切替等のための信号を出力
する。このような一連の手段を設けることにより、送液
ラインへのガスの吸引や砥粒濃厚スラリー等の吸引をよ
り確実に未然防止できる。

【００３８】（混合手段への研磨用流体の供給）貯留手
段４から混合手段１２への研磨用流体の供給形態につい
て図６に例示する。貯留手段４から混合手段１２への研
磨用流体の供給は、各研磨用流体の供給用配管を介して
行われるが、空気との接触を回避して、蒸発による濃度
変化や乾燥によって接触する内壁表面に固着させないよ
うにすること、及び確実に混合されるように行うことが
好ましい。この観点から、図６に示すように、特に、砥
粒を含有する研磨用流体ａの供給口１４を、混合手段１
２内の液面位より下方となる位置に設けることが好まし
い。これにより、砥粒を含有する研磨用流体ａの供給口
１４が乾燥により固着されず、また、この研磨用流体ａ
も乾燥することもない。また、相対的に混合量が少ない
酸化剤を含有する研磨用流体ｂは、混合手段１２に付随
する配管ループ６０上にその供給口６４を設けることが
好ましい。これにより、少量の添加量でも効率よく混合
される。さらに、純水などの希釈用の研磨用流体ｃの供
給口１６を、混合手段１２内部のキャビティの上部に設
け、かつ、噴霧状に供給することが好ましい。これによ
り、この研磨用流体ｃの供給時の混合手段１２への荷重
負荷の衝撃を小さくすることができ、供給時の荷重のブ
レを小さくすることができる。また、内壁から流下させ
るように供給すれば、内壁に付着するスラリーを洗い流
すことができ、粒子の固着を防ぐことができ、かつ槽内
の湿潤を保つことができる。以上のような供給手段を採
用することで、いずれの場合でも、供給量のチェックと
全研磨用流体の重量を精度良くかつ正確に行うことがで
きる。

【００３９】（混合手段における各種研磨用流体の供給
量の検知手段及び濃度測定手段）混合手段１２には、二
以上の研磨用流体が供給され混合されるようになってい
るが、それぞれの研磨用流体の供給量を検出できる手段
を備えるようにすることができる。研磨用流体の供給量
は、好ましくは、ロードセルなどの重量検出手段によっ
て重量制御される。なお、研磨用流体の供給量を、それ
ぞれの供給用配管による供給容量で制御することもでき
るが、精度の高い濃度管理のためには、重量制御とする
ことが好ましい。図６に、混合手段１２に研磨用流体の
供給量の検出手段を備えた一形態を例示する。この形態
では、混合手段１２を、供給量検出手段５０としてのロ
ードセル上に設置している。図６にも示すように、この
検出手段５０は、演算手段５２と動作手段５４とをさら
に有している。演算手段５２は、研磨用流体ａ〜ｃの３
種類のそれぞれの供給時期とその間の重量増加量（供給
量）とから所定量が供給されたか否かを判定し、動作手
段５４は、この演算結果に基づいて各貯留手段４ａ〜４
ｃからの送液用配管の送液バルブの開閉動作を実行する
ようになっている。これらにより、混合手段１２におけ
る調合作業を簡易に実行できる。特に、混合手段１２中
の研磨用流体の所定成分の濃度測定手段５６を、混合手
段１２中の研磨用流体に関連して備えることにより、演
算手段５２においてこの所定成分濃度の出力値が予め設
定された基準濃度に一致するか否かを判定し、濃度調整
に必要な各研磨用流体ａ〜ｃの供給量も算出するように
することで、濃度制御も容易に実現される。

【００４０】特に、図７に示すように、混合手段１２を
起点および終点とする配管ループ６０も、混合手段１２
とともに、重量制御されていることが好ましい。すなわ
ち、混合手段１２とともに配管ループ６０もロードセル
５０上によって支持されているようにすることが好まし
い。さらに、混合手段１２に関連する各種研磨用流体の
供給経路も混合手段１２とともに重量制御されているこ
とが好ましい。配管ループ６０には、ポンプ等の圧送手
段６２、所定成分の濃度測定手段５６、これらに付随す
るバルブ類の他、研磨用流体の供給部６４からの供給用
配管、のうちの１種あるいは２種以上を一体に設けるこ
とができる。よって、配管ループ６０には、これらの付
随される部材に起因する荷重変動が発生しうる。このよ
うな各種部材を備える配管ループ６０を一体で重量制御
することで、配管ループ６０に設けられる部材に起因し
て発生しうる不可避あるいは不測による各種の荷重変動
による重量検出あるいは制御への影響を回避することが
できる。また、配管ループ６０とは独立して設けられる
研磨用流体の供給経路の一部あるいはこれに付随するバ
ルブも混合手段１２とともに重量制御することで、同様
に、これらに起因する荷重変動による重量検出への影響
を排除することができる。以上のことから、重量制御範
囲を混合手段１２のみならず、配管ループ６０や各種供
給系統まで含むようにすることにより、各種研磨用流体
ａ〜ｃの混合工程における各種研磨用流体ａ〜ｃの供給
量以外の他の荷重変化を抑制あるいは回避して、精度よ
くこれらの供給量を検出し、同時に測定精度の高い濃度
管理が可能となる。

【００４１】なお、酸化剤濃度が研磨用流体の品質の重
要な要素である点を考慮すると、配管ループ６０上に設
けられる研磨用流体の供給部６４を、過酸化水素等の酸
化剤を含む研磨用流体ａの供給用とし、濃度測定手段５
６の測定対象を酸化剤とすることが好ましい。酸化剤の
濃度測定手段としては、超音波式の濃度測定手段を用い
ることが好ましい。超音波式の濃度測定手段によれば、
インラインで研磨用流体の酸化剤濃度を精度よくかつ短
時間で測定することができる。このため、短時間でかつ
正確性及び精度よく酸化剤を含有する研磨用流体を調製
することができる。加えて、濃度測定用の研磨用流体を
必要としないため、研磨用流体に無駄がない。なお、超
音波濃度測定手段は、できるだけ圧力変動の小さい箇所
に設けることが好ましい。また、超音波濃度測定手段
は、測定値の安定化ひいては測定精度の高い濃度管理の
観点から、上方流れにて測定できるように設けられるこ
とが好ましい。例えば、濃度測定手段を、上方を指向
し、かつ混合手段１２内の研磨用流体の液面よりも下方
となる配管ループ６０の箇所に設置することができる。

【００４２】精度の高い濃度管理を達成するために、混
合手段１２には、さらに、研磨用流体の容量変化を検出
できる容量検出手段５８を備えることもできる。容量検
出手段５８を備えることにより、重量検出手段５０によ
って検出される研磨用流体の重量変化から、研磨用流体
の密度（単位体積あたりの重量）を算出することができ
る。これにより、一層安定した品質の研磨用流体を供給
することができるようになる。かかる容量検出手段５８
としては、混合手段１２内の液面位の検出手段など、公
知の各種手段を採用できる。なお、液面位を検出するこ
とに加え、循環経路などに循環する液量も加算すること
で、容易に研磨用流体の全容量を、別に設ける演算手段
などにより算出することができる。スラリー濃度を知る
ための市販の比重計を循環経路に設けると、二重確認の
点で有効となる。

【００４３】（混合手段内における研磨用流体の均一化
手段）混合手段１２内には、通常、研磨用流体の内部滞
留を防止して均一化するための手段が設けられる。本発
明においては、スラリーに衝突などのストレスを与えや
すく計量面で支障となりうる攪拌機などをもちいること
なく、上記した配管ループ６０をその手段として用いる
ことができる。特に、図６及び図７に示すように、配管
ループ６０の流出管路６６を混合手段１２の底部に設
け、流入管路６８を混合手段１２の側壁の底部側近傍に
設け、さらに、循環される研磨用流体が相対する側壁方
向に斜め上方を指向して流入するように形成することが
好ましい形態である。このような形態の均一化手段を備
えていることにより、配管ループ６０を循環して流入さ
れる研磨用流体によって、混合手段１２内には、図５及
び６に図示するような内部循環状態を形成することがで
きる。すなわち、斜め上方を指向して流入した研磨用流
体が相対する側壁に衝突することにより、衝突箇所から
側壁に沿った研磨用流体の流れが新たに形成されること
になる。このような新たな研磨用流体の流れにより、混
合手段１２内の全体が均一に攪拌されることになる。し
たがって、研磨用流体に対してストレスを与えることな
く、かつ短時間で混合を達成することができる。したが
って、研磨装置からの頻繁な送液要求に対しても、常時
均一で所定成分の濃度が良好に制御された研磨用流体を
供給することができるようになる。なお、従来、攪拌翼
の回転等を用いると、短時間で混合するために攪拌翼の
周速を速くすると研磨用流体に対するストレスが大きく
なり周速を落とすと混合時間が長くなりすぎるという問
題があったが、本均一化手段によれば、上述したよう
に、当該問題は解消されている。また、この好ましい形
態によれば、単一の流入管路６６により、好ましい内部
循環状態を形成できるため、外部からのストレスを極力
押さえつつ、混合を短時間に達成することができる。す
なわち、発生する内部循環流が、混合手段１２の底部側
から斜め上方を指向する研磨用流体の流れのみを起源と
しているために、混合手段１２内で、研磨用流体同士が
衝突するような箇所が形成されにくくなっている。この
ため、砥粒の衝突、沈降、凝集を効果的に防止すること
ができる。特に、研磨用流体の流入方向が、混合手段１
２の予め設定された液面位近傍を指向する場合には、新
たに形成される流れの方向性が側壁と液面とによって制
限されることによって、混合槽１２内を速やかに均一化
できる好ましい循環状態を形成することができる（図８
（ａ）及び（ｂ）参照）。

【００４４】なお、このような均一化手段を備える場合
には、混合手段１２は、円筒状であることが好ましく、
底部が逆円錐状あるいは逆円錐台状あるいは凹曲面状と
なっていることがより好ましい。円筒状であると、側壁
に沿って好ましい研磨用流体の流れが形成され、また、
底部が逆円錐状あいは逆円錐台状あるいは凹曲面状であ
ると、底部を指向する新たな流れがスムーズに底部に行
き渡り、その後上方を指向する。

【００４５】このような均一化工程は、混合中あるいは
送液待機中の他、送液中においても実施することができ
るが、好ましくは、混合中あるいは送液待機中において
実施する。また、流入管路６８からの流入流速及び循環
流量は，研磨用流体にストレスがかからない程度とす
る。この流入流速とは、流入口の有効面積における平均
流速とする。本発明者によれば、流入流速と循環液量を
一定範囲に設定することで、スラリーへのストレスを抑
制しつつ速やかな均一化を図ることができることを見出
している。例えば、流入流速は、約１．０〜約１．５ｍ
／ｓとすることが好ましい。１．０ｍ／ｓ未満である
と、混合時間が長くなりすぎる傾向にあり、１．５ｍ／
ｓを超えるとと、スラリーにストレスがかかりすぎるか
らである。より好ましくは、約１．１ｍ／ｓ〜約１．２
ｍ／ｓである。また、循環流量は、毎分あたり、混合槽
の混合容積に対して約１５〜約２５％の容量とすること
が好ましい。１５％未満であると、混合時間が長くなり
すぎる傾向にあり、２５％を超えると、スラリーにスト
レスがかかりすぎるからである。より好ましくは、混合
容積の約１６〜約２０％／分とする。例えば、混合容積
が３０ｌの場合には、約５〜約６Ｌ／分とすることがで
きる。このような混合方法は、混合手段の全容量の理論
抜き換え時間より、いかに速く混合を完了させるかとい
う点で有利である。すなわち、この混合方法では、理論
抜き換え時間の６０％で混合することができる。なお、
混合手段１２内における研磨用流体の液面位が徐々に変
動する場合には、変動する液面位近傍を指向するよう
に、研磨用流体の指向性を調整することができる。

【００４６】図９に、図６に示すような、混合手段１２
と配管ループ６０等を有する系において、濃度測定手段
５６として超音波濃度測定手段を用いて、砥粒含有スラ
リーと水との混合物に、酸化剤として一定量の過酸化水
素を供給部６４から供給し、供給後の過酸化水素濃度の
経時変化を示す。なお、混合手段１２内における液量
は、３０Ｌであり、流入流速は、１．１７ｍ／ｓ、循環
流量は５Ｌ／ｍｉｎであった。図９に示すように、おお
よそ３分で設定濃度である２．５％となり、その後その
濃度で安定であった。すなわち、本均一化手段によれ
ば、最適な流入方向とある範囲内の流入流速、総容量に
対する循環流量を設定することで、適度な抜き出し（内
容液の置換）量を実現し、かつ適度な乱流を発生させる
ことができる。このため、一箇所の流入口からでも、ス
ラリーにストレスを与えることなく、短時間で効率的な
混合ができることがわかった。したがって、本均一化手
段によれば、短時間で混合を完了することができ、その
後の濃度も安定であることがわかる。

【００４７】さらに、図１０には、典型的な研磨用流体
の組成において酸化剤（過酸化水素）濃度を異ならせて
調製した種々の試験用研磨用流体について、従来の測定
法である滴定法と超音波濃度測定手段との双方で酸化剤
濃度を測定し、得られた実測値の偏差を求めた結果を示
す。図１０に示すように、超音波濃度測定手段は、滴定
法の実測値とほぼ同等の正確性を有していることがわか
った。

【００４８】なお、貯留手段、混合手段及び送液用配管
はいずれも、耐酸性あるいは耐アルカリ性等の耐薬品性
や耐磨耗性を有する材料で形成されていることが好まし
い。また、透明性あるいは半透明性を有して、内部を可
視化できる材料であることも好ましい。スラリーの滞留
や砥粒の沈降状態を外部から把握することができるから
である。耐薬品性、耐磨耗性、及び透明性を有する材料
としては、ＰＦＡ樹脂（四フッ化エチレン樹脂）若しく
は塩化ビニル樹脂等の合成樹脂材料を挙げることができ
る。

【００４９】上記貯留手段、あるいは貯留手段と混合手
段に加えて、配管ループ、研磨用流体量の検知手段、恒
温化手段、混合手段への研磨用流体の供給量検知手段、
及び均一化手段のうちのいずれか１種あるいは２種以上
の手段を組み合わせることにより、本願発明の供給装置
が提供される。また、これらの手段を組み合わせるによ
って、本発明の研磨用流体の供給工程を実施することが
でき、各手段による工程を組み合わせることにより多様
な供給工程の設計が可能である。各手段及び各手段の２
以上の組み合わせによって実施される各工程における作
用効果は、対応する手段あるいは手段の組み合わせによ
る作用効果と同一である。

【００５０】以上説明したように、本発明の研磨用流体
の供給装置及び方法によれば、研磨用流体の滞留防止、
貯留手段内の研磨用流体量の検知、恒温化、混合手段内
の研磨用流体の供給量検知あるいは所定成分の濃度測
定、及び均一化を目的とする手段あるいは工程のうちの
いずれか１種あるいは２種以上の手段あるいは工程を備
えることにより、安定した品質を維持した研磨用流体を
研磨装置に供給することができる。また、研磨装置への
送液を停止することなくあるいは停止時間を最小限とし
て、送液を継続することができる。この結果、研磨レー
トを安定化することができて、精度及び正確性の高い研
磨工程を実施することができる。また、マイクロスクラ
ッチ等の被研磨物における不具合も回避することができ
る。研磨装置が停止時に、供給装置の内部（各種槽、配
管等）を定期洗浄するのにあたり、構造が簡易であるた
めに、メンテナンスが容易で、短時間で作業を完了でき
るというメリットがある。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、品質の安定した研磨用
流体を研磨装置に供給できる、研磨用流体の供給装置及
び方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の供給装置の一形態を示す図である。

【図２】貯留手段に備えられる恒温化手段の設置例を示
す図（ａ）及び（ｂ）である。

【図３】恒温化手段の一形態を示す図である。

【図４】恒温化手段による温度制御工程を実施した場合
の研磨用流体の温度の経時変化を示す図である。

【図５】貯留手段における研磨用流体の貯留量の検出手
段等を示す図である。

【図６】混合手段における研磨用流体の供給量の検出手
段等の一形態を示す図である。

【図７】混合手段における研磨用流体の供給量の検出手
段等の他の形態を示す図である。

【図８】均一化手段によって混合手段内に形成される研
磨用流体の流れを示す図（ａ）及び（ｂ）である。

【図９】本均一化手段による酸化剤濃度の均一化工程に
おける酸化剤濃度の経時変化を示す図である。

【図１０】超音波濃度測定手段と従来法である滴定法と
による、研磨用流体中の各種濃度の酸化剤の実測値の偏
差を示す図である。

【図１１】従来の研磨用流体の供給装置の一例を示す図
である。

【符号の説明】

２ 供給ライン ８ 送液ライン ４ 貯留手段 １２ 混合手段 ２０、２２、２４、２６、３２、６０ 配管ループ ３０ 恒温化手段 ４０ 貯留手段内の研磨用流体量の検出手段 ４２、５２ 演算手段 ４４、５４ 動作手段 ５０ 混合手段への研磨用流体の供給量検出手段 ６０ 配管ループ ６２ 圧送手段 ５６ 濃度測定手段 ６６ 流出管路 ６８ 流入管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立木 悦二 愛知県春日井市鷹来町字上仲田3905−５ 松下環境空調エンンジニアリング株式会社 中部支店内 (72)発明者 宮島 聡 新潟県新井市大字栗原字杉明696−１ 松 下環境空調エンンジニアリング株式会社新 井セクション内 Ｆターム(参考） 3C047 FF08 GG15 3C058 AA07 AC04 CB01 CB03 CB06 DA17

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を
   研磨装置に供給するための装置であって、 研磨用流体の貯留手段を起点及び終点とする研磨用流体
   の循環用の配管ループ、および／または、研磨用流体の
   混合手段を起点及び終点とする、研磨用流体の循環用の
   配管ループと、 前記配管ループのいずれかに備えられる、前記混合手段
   および／または研磨装置に至る研磨用流体の供給ライン
   に分岐する少なくとも一つの分岐部と、少なくとも一つ
   の恒温化手段、とを備える、研磨用流体の供給装置。
2. 【請求項２】前記恒温化手段は、前記配管ループの一部
   が導入可能に備えられ、恒温化媒体が供給され循環され
   る恒温化槽と、この恒温化槽に供給される恒温化媒体に
   所定温度を付与する恒温化媒体の循環供給手段、とを備
   え、前記配管ループの前記恒温化槽への導入部位はコイ
   ル状である、請求項１記載の研磨用流体の供給装置。
3. 【請求項３】前記恒温化手段は、以下の工程； 研磨用流体の温度を検出する工程と、 検出された研磨用流体の温度が予め設定された基準温度
   を含む許容温度域内にあるか否かを判定する工程と、 検出された温度が許容温度域内にある場合には、基準温
   度を目標到達温度とすることを決定し、検出された温度
   が許容温度域の一方の閾値を超えている場合には、当該
   検出温度が当該一方の閾値の超えた程度に応じて許容温
   度域の反対側の閾値を超えた所定温度を目標到達温度と
   することを決定する工程と、 研磨用流体に対して、決定された目標到達温度となるよ
   うな温度制御を実施する工程、とを有する温度制御工程
   を繰り返し実施することを特徴とする、請求項１又は２
   に記載の研磨用流体の供給装置。
4. 【請求項４】研磨用流体を貯留する貯留手段中の研磨用
   流体量の検出手段を備える、請求項１〜３のいずれかに
   記載の研磨用流体の装置。
5. 【請求項５】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を
   研磨装置に供給するための装置であって、 前記供給装置には、研磨用流体を貯留し、研磨用流体の
   送液が切替可能である２以上の貯留手段を備える、請求
   項１〜４のいずれかに記載の研磨用流体の供給装置。
6. 【請求項６】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体を
   研磨装置に供給するための装置であって、 ２種類以上の研磨用流体を混合するための槽である混合
   手段と、この混合手段を起点及び終点として混合槽内の
   研磨用流体が循環可能な配管ループと、この配管ループ
   に備えられる圧送手段と、この配管ループに備えられる
   少なくとも１種類の研磨用流体の供給部と、前記混合手
   段を支持する重量検出手段、とを備える、請求項１〜５
   のいずれかに記載の研磨用流体の供給装置。
7. 【請求項７】前記配管ループには、前記混合手段内の研
   磨用流体の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を備
   えており、前記被検出濃度の流体の供給口を前記配管ル
   ープ内の前記濃度検出手段の後段に配置することを特徴
   とする、請求項６記載の研磨用流体の供給装置。
8. 【請求項８】前記配管ループには、混合手段内の研磨用
   流体中の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を備え
   ており、 さらに、濃度検出手段の出力値が、予め設定された前記
   成分の基準値に一致するか否かを判定し、前記出力値が
   前記基準値に一致しない場合には、前記出力値に基づい
   て少なくとも１種類の研磨用流体の供給すべき量を算出
   する演算手段と、 演算手段の出力値に基づいて供給すべき研磨用流体の所
   定量を前記混合手段に供給するように動作させる手段、
   とを備える、請求項６又は７に記載の研磨用流体の供給
   装置。
9. 【請求項９】前記混合手段を起点及び終点として混合槽
   内の研磨用流体が循環可能な配管ループから混合手段へ
   の流入管路は、前記混合手段の側壁下部に、研磨用流体
   が相対する側壁方向に斜め上方で、予め設定された液面
   位を指向して噴出するように設けられ、 前記混合手段から前記配管ループへの流出管路の起点
   は、前記混合手段の逆円錐状あるいは凹状の曲面状の底
   部の最下部とする、請求項６〜８のいずれかに記載の研
   磨用流体の供給装置。
10. 【請求項１０】前記研磨用流体の圧送手段を容積型ポン
    プとする、請求項６〜９のいずれかに記載の研磨用流体
    の供給装置。
11. 【請求項１１】前記重量検出手段には、前記混合手段の
    他に、前記混合手段と前記混合手段に付随する流路系を
    含む混合系の荷重が印加されるようになっている、請求
    項６〜１０のいずれかに記載の研磨用流体の供給装置。
12. 【請求項１２】前記混合手段の混合槽を、重量検出手段
    で支持するとともに、前記混合槽内の液面位を超音波で
    計測する、請求項６〜１１のいずれかに記載の研磨用流
    体の供給装置。
13. 【請求項１３】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体
    を研磨装置に供給するための装置であって、 ２種類以上の研磨用流体を混合するための槽である混合
    手段を備え、前記混合手段の研磨用流体を圧送手段を用
    いることなく重力により前記研磨装置に供給する、研磨
    用流体の供給装置。
14. 【請求項１４】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体
    を研磨装置に供給するための方法であって、 研磨用流体の貯留手段を起点及び終点とする研磨用流体
    の循環用の配管ループ、および／または、研磨用流体の
    混合手段を起点及び終点とする、研磨用流体の循環用の
    配管ループと、 前記配管ループのいずれかに備えられる、前記混合手段
    および／または研磨装置に至る研磨用流体の供給ライン
    に分岐する少なくとも一つの分岐部と、少なくとも一つ
    の恒温化手段、とを備える供給経路を経て研磨用流体を
    供給する、研磨用流体の供給方法。
15. 【請求項１５】前記恒温化手段は、前記配管ループの一
    部が導入可能に備えられ、恒温化媒体が供給され循環さ
    れる恒温化槽と、この恒温化槽に供給される恒温化媒体
    に所定温度を付与する恒温化媒体の循環供給手段、とを
    備え、前記配管ループの前記恒温化槽への導入部位はコ
    イル状である、請求項１４記載の研磨用流体の供給方
    法。
16. 【請求項１６】前記恒温化手段は、以下の工程； 研磨用流体の温度を検出する工程と、 検出された研磨用流体の温度が予め設定された基準温度
    を含む許容温度域内にあるか否かを判定する工程と、 検出された温度が許容温度域内にある場合には、基準温
    度を目標到達温度とすることを決定し、検出された温度
    が許容温度域の一方の閾値を超えている場合には、当該
    検出温度が当該一方の閾値の超えた程度に応じて許容温
    度域の反対側の閾値を超えた所定温度を目標到達温度と
    することを決定する工程と、 研磨用流体に対して、決定された目標到達温度となるよ
    うな温度制御を実施する工程、とを有する温度制御工程
    を繰り返し実施することを特徴とする、請求項１４又は
    １５に記載の研磨用流体の供給方法。
17. 【請求項１７】研磨用流体を貯留する貯留手段中の研磨
    用流体量の検出手段を備える、請求項１４〜１６のいず
    れかに記載の研磨用流体の供給方法。
18. 【請求項１８】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体
    を研磨装置に供給するための方法であって、 前記供給経路には、研磨用流体を貯留し、研磨用流体の
    送液が切替可能である２以上の貯留手段を備える、請求
    項１４〜１７のいずれかに記載の研磨用流体の供給方
    法。
19. 【請求項１９】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体
    を研磨装置に供給するための方法であって、 前記供給経路には、２種類以上の研磨用流体を混合する
    ための槽である混合手段と、この混合手段を起点及び終
    点として混合槽内の研磨用流体が循環可能な配管ループ
    と、この配管ループに備えられる圧送手段と、この配管
    ループに備えられる少なくとも１種類の研磨用流体の供
    給部と、前記混合手段を支持する重量検出手段、とを備
    える、請求項１４〜１８のいずれかに記載の研磨用流体
    の供給方法。
20. 【請求項２０】前記配管ループには、前記混合手段内の
    研磨用流体の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を
    備えており、前記被検出濃度の流体の供給口を前記配管
    ループ内の前記濃度検出手段の後段に配置することを特
    徴とする、請求項１９記載の研磨用流体の供給方法。
21. 【請求項２１】前記配管ループには、混合手段内の研磨
    用流体中の少なくとも１成分の濃度を検出する手段を備
    えており、 さらに、濃度検出手段の出力値が、予め設定された前記
    成分の基準値に一致するか否かを判定し、前記出力値が
    前記基準値に一致しない場合には、前記出力値に基づい
    て少なくとも１種類の研磨用流体の供給すべき量を算出
    する演算手段と、 演算手段の出力値に基づいて供給すべき研磨用流体の所
    定量を前記混合手段に供給するように動作させる手段、
    とを備える、請求項１９又は２０に記載の研磨用流体の
    供給方法。
22. 【請求項２２】前記混合手段を起点及び終点として混合
    槽内の研磨用流体が循環可能な配管ループから混合手段
    への流入管路は、前記混合手段の側壁下部に、研磨用流
    体が相対する側壁方向に斜め上方で、予め設定された液
    面位を指向して噴出するように設けられ、 前記混合手段から前記配管ループへの流出管路の起点
    は、前記混合手段の逆円錐状あるいは凹状の曲面状の底
    部の最下部とする、請求項１９〜２１のいずれかに記載
    の研磨用流体の供給方法。
23. 【請求項２３】前記研磨用流体の圧送手段を容積型ポン
    プとする、請求項１９〜２２のいずれかに記載の研磨用
    流体の供給方法。
24. 【請求項２４】前記重量検出手段には、前記混合手段の
    他に、前記混合手段と前記混合手段に付随する流路系を
    含む混合系の荷重が印加されるようになっている、請求
    項１９〜２３のいずれかに記載の研磨用流体の供給方
    法。
25. 【請求項２５】前記混合手段の混合槽を、重量検出手段
    で支持するとともに、前記混合槽内の液面位を超音波で
    計測する、請求項１９〜２４のいずれかに記載の研磨用
    流体の供給方法。
26. 【請求項２６】ＣＭＰスラリー用材料を含む研磨用流体
    を研磨装置に供給するための方法であって、 ２種類以上の研磨用流体を混合するための槽である混合
    手段を備え、前記混合手段の研磨用流体を圧送手段を用
    いることなく重力により前記研磨装置に供給する、研磨
    用流体の供給方法。