JP2003205463A - Ｃｍｐ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方法 - Google Patents
Ｃｍｐ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方法Info
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- G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
- G05D11/135—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by sensing at least one property of the mixture
- G05D11/138—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by sensing at least one property of the mixture by sensing the concentration of the mixture, e.g. measuring pH value
Abstract
(57)【要約】
【課題】研磨剤の調合精度を向上させ、かつ、自動的に
僅かの量の添加剤であるＨ2 Ｏ2 の計量が精度よく行え
るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方
法を提供する。 【解決手段】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置
１０であって、研磨剤調合用のタンク１２と、タンクに
研磨剤の原料を投入する研磨剤の原料投入手段１６と、
タンクの外部に配置され、タンク内の研磨剤の添加剤濃
度を計測できる濃度計７８と、を有し、濃度計７８によ
りタンク１２内の研磨剤の添加剤濃度が計測され、該計
測結果により研磨剤の原料の投入量が制御される。
僅かの量の添加剤であるＨ2 Ｏ2 の計量が精度よく行え
るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方
法を提供する。 【解決手段】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置
１０であって、研磨剤調合用のタンク１２と、タンクに
研磨剤の原料を投入する研磨剤の原料投入手段１６と、
タンクの外部に配置され、タンク内の研磨剤の添加剤濃
度を計測できる濃度計７８と、を有し、濃度計７８によ
りタンク１２内の研磨剤の添加剤濃度が計測され、該計
測結果により研磨剤の原料の投入量が制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣＭＰ（Chemical M
echanical Polishing ：化学的機械研磨）研磨装置にお
ける研磨剤の調合装置及び調合方法に関する。
echanical Polishing ：化学的機械研磨）研磨装置にお
ける研磨剤の調合装置及び調合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路のデザインルールの縮小
化に伴って、層間膜等の平坦化プロセスにＣＭＰが多用
されるようになってきた。該ＣＭＰに使用される研磨剤
は、微細粒子をｐＨ調整剤等の試薬を含む水溶液に分散
させた固液分散系のものがほとんどであり、これらは各
種研磨剤メーカーから液状体の形態で研磨剤原液として
販売されている。そして、これに加えられる添加剤とし
ては、僅かの量の（２重量％前後）過酸化水素（Ｈ2 Ｏ
2 ）が一般的である。すなわち、上記研磨剤原液と添加
剤等が研磨剤の原料となる。
化に伴って、層間膜等の平坦化プロセスにＣＭＰが多用
されるようになってきた。該ＣＭＰに使用される研磨剤
は、微細粒子をｐＨ調整剤等の試薬を含む水溶液に分散
させた固液分散系のものがほとんどであり、これらは各
種研磨剤メーカーから液状体の形態で研磨剤原液として
販売されている。そして、これに加えられる添加剤とし
ては、僅かの量の（２重量％前後）過酸化水素（Ｈ2 Ｏ
2 ）が一般的である。すなわち、上記研磨剤原液と添加
剤等が研磨剤の原料となる。
【０００３】また、研磨装置における研磨剤の調合装置
は、図２に断面図で示されるような構成であるものが一
般的である。なお、この研磨剤の調合装置１は研磨剤の
供給を行うスラリータンク（研磨剤供給装置）としても
機能する。
は、図２に断面図で示されるような構成であるものが一
般的である。なお、この研磨剤の調合装置１は研磨剤の
供給を行うスラリータンク（研磨剤供給装置）としても
機能する。
【０００４】同図において、研磨剤の調合装置１は、上
蓋を挿通して配管２、３、４が槽の内部に挿入されてい
る。また、槽の底には配管５が連結されている。配管２
は研磨剤原液（研磨剤メーカーから購入した状態のも
の）を供給するためのものであり、配管３は添加剤を供
給するためのものである。配管５は研磨剤を排出し研磨
装置に供給するためのものであり、配管４は研磨剤を槽
内に戻すためのものである。
蓋を挿通して配管２、３、４が槽の内部に挿入されてい
る。また、槽の底には配管５が連結されている。配管２
は研磨剤原液（研磨剤メーカーから購入した状態のも
の）を供給するためのものであり、配管３は添加剤を供
給するためのものである。配管５は研磨剤を排出し研磨
装置に供給するためのものであり、配管４は研磨剤を槽
内に戻すためのものである。
【０００５】配管４、５はＣＭＰ研磨装置に連結され、
研磨剤を循環させつつ研磨剤供給装置１からＣＭＰ研磨
装置への研磨剤の供給を行う。そして、配管４と配管５
との間には、配管６が連結されていて、研磨剤供給装置
１とＣＭＰ研磨装置との間を循環する配管４と配管５と
のバイパスとなっている。なお、付帯設備として、ポン
プ７及びバルブ８、９が設けられている。
研磨剤を循環させつつ研磨剤供給装置１からＣＭＰ研磨
装置への研磨剤の供給を行う。そして、配管４と配管５
との間には、配管６が連結されていて、研磨剤供給装置
１とＣＭＰ研磨装置との間を循環する配管４と配管５と
のバイパスとなっている。なお、付帯設備として、ポン
プ７及びバルブ８、９が設けられている。
【０００６】研磨剤の調合は、配管２より研磨剤原液
を、配管３より添加剤をそれぞれ供給し、図示しないス
ターラにより攪拌することにより行う。また、研磨剤供
給装置１内の研磨剤の量が減少してきたときも、同様に
研磨剤原液と添加剤を供給して調合を行う。これらの作
業の際に、研磨剤原液及び添加剤の供給量を管理するの
は、研磨剤供給装置１内部に配設された図示しない液面
計による。
を、配管３より添加剤をそれぞれ供給し、図示しないス
ターラにより攪拌することにより行う。また、研磨剤供
給装置１内の研磨剤の量が減少してきたときも、同様に
研磨剤原液と添加剤を供給して調合を行う。これらの作
業の際に、研磨剤原液及び添加剤の供給量を管理するの
は、研磨剤供給装置１内部に配設された図示しない液面
計による。
【０００７】一方、このように研磨剤供給装置１で研磨
剤の初期調合を行わず、外部で別途調合した研磨剤を供
給する例もある。この場合には、研磨剤原液及び／又は
添加剤の追加を行うときにのみ配管２及び／又は配管３
を使用している。
剤の初期調合を行わず、外部で別途調合した研磨剤を供
給する例もある。この場合には、研磨剤原液及び／又は
添加剤の追加を行うときにのみ配管２及び／又は配管３
を使用している。
【０００８】ところが、上記従来の研磨剤供給装置１に
よる研磨剤の調合において、当初は研磨剤原液及び添加
剤であるＨ2 Ｏ2 の供給量が正確に管理できていたとし
ても、Ｈ2 Ｏ2 は蒸発し易く、時間とともにＨ2 Ｏ2 の
濃度が低下していくという問題が生じている。その結
果、研磨剤の調合比率が異なってしまい、研磨品質へも
多大の影響を及ぼすこととなる。
よる研磨剤の調合において、当初は研磨剤原液及び添加
剤であるＨ2 Ｏ2 の供給量が正確に管理できていたとし
ても、Ｈ2 Ｏ2 は蒸発し易く、時間とともにＨ2 Ｏ2 の
濃度が低下していくという問題が生じている。その結
果、研磨剤の調合比率が異なってしまい、研磨品質へも
多大の影響を及ぼすこととなる。
【０００９】そのため、所定時間毎に研磨剤のサンプリ
ングを行い、研磨剤中のＨ2 Ｏ2 濃度の測定を行い、現
状の研磨剤中のＨ2 Ｏ2 濃度が修正できるような、Ｈ2
Ｏ2濃度が基準より高めの追加の研磨剤を外部のタンク
で調合してタンクに投入するか、配管２及び／又は配管
３を使用して研磨剤原液及び／又はＨ2 Ｏ2 の投入を行
っていた。
ングを行い、研磨剤中のＨ2 Ｏ2 濃度の測定を行い、現
状の研磨剤中のＨ2 Ｏ2 濃度が修正できるような、Ｈ2
Ｏ2濃度が基準より高めの追加の研磨剤を外部のタンク
で調合してタンクに投入するか、配管２及び／又は配管
３を使用して研磨剤原液及び／又はＨ2 Ｏ2 の投入を行
っていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の作業は作業者の負担となる。すなわち、現状の研磨
剤の量及び研磨剤中のＨ2 Ｏ2 濃度が正確に把握された
上で、追加の研磨剤の量及び追加の研磨剤中のＨ2 Ｏ2
濃度が算出され、これにしたがって追加の研磨剤の調
合、又は、配管２及び／又は配管３を使用した研磨剤原
液及び／又はＨ2 Ｏ 2 の投入が必要である。これらは手
動操作を要し、プロセス制御には不適である。
来の作業は作業者の負担となる。すなわち、現状の研磨
剤の量及び研磨剤中のＨ2 Ｏ2 濃度が正確に把握された
上で、追加の研磨剤の量及び追加の研磨剤中のＨ2 Ｏ2
濃度が算出され、これにしたがって追加の研磨剤の調
合、又は、配管２及び／又は配管３を使用した研磨剤原
液及び／又はＨ2 Ｏ 2 の投入が必要である。これらは手
動操作を要し、プロセス制御には不適である。
【００１１】また、サンプリング用の設備、追加の研磨
剤用の外部のタンク、等の設備を必要とする。
剤用の外部のタンク、等の設備を必要とする。
【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、研磨剤の調合精度を向上させ、かつ、自動的に僅か
の量の添加剤であるＨ2 Ｏ2 の計量が精度よく行えるＣ
ＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方法を
提供することを目的とする。
で、研磨剤の調合精度を向上させ、かつ、自動的に僅か
の量の添加剤であるＨ2 Ｏ2 の計量が精度よく行えるＣ
ＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方法を
提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装
置であって、研磨剤調合用のタンクと、該タンクに研磨
剤原料を投入する研磨剤原料投入手段と、該タンクの外
部に配置され、タンク内の研磨剤の添加剤濃度を計測で
きるセンサと、を有し、前記センサにより前記タンク内
の研磨剤の添加剤濃度が計測され、該計測結果により研
磨剤原料の投入量が制御されることを特徴とするＣＭＰ
研磨装置における研磨剤の調合装置及び該装置による調
合方法を提供する。
に、本発明は、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装
置であって、研磨剤調合用のタンクと、該タンクに研磨
剤原料を投入する研磨剤原料投入手段と、該タンクの外
部に配置され、タンク内の研磨剤の添加剤濃度を計測で
きるセンサと、を有し、前記センサにより前記タンク内
の研磨剤の添加剤濃度が計測され、該計測結果により研
磨剤原料の投入量が制御されることを特徴とするＣＭＰ
研磨装置における研磨剤の調合装置及び該装置による調
合方法を提供する。
【００１４】本発明によれば、研磨剤調合用のタンク内
の研磨剤の添加剤濃度を計測できるセンサにより研磨剤
の添加剤濃度が計測され、該計測結果により研磨剤原料
の投入量が制御される。したがって、研磨剤の調合精度
が高く、かつ、自動的に添加剤濃度の計量が行え、ま
た、自動的に研磨剤の原料の投入が行える。
の研磨剤の添加剤濃度を計測できるセンサにより研磨剤
の添加剤濃度が計測され、該計測結果により研磨剤原料
の投入量が制御される。したがって、研磨剤の調合精度
が高く、かつ、自動的に添加剤濃度の計量が行え、ま
た、自動的に研磨剤の原料の投入が行える。
【００１５】なお、ここで言う研磨剤の原料とは、各種
研磨剤メーカーから液状体の形態で販売されている研磨
剤原液と、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）で代表される添加
剤、及び、必要に応じて加えられる純水とを指す。
研磨剤メーカーから液状体の形態で販売されている研磨
剤原液と、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）で代表される添加
剤、及び、必要に応じて加えられる純水とを指す。
【００１６】また、添加剤としては、過酸化水素（Ｈ2
Ｏ2 ）が一般的であるが、これ以外のもの、たとえば、
過酸化尿素、等も使用される。
Ｏ2 ）が一般的であるが、これ以外のもの、たとえば、
過酸化尿素、等も使用される。
【００１７】本発明において、前記センサには前記タン
クからの配管により研磨剤が供給されるとともに、該セ
ンサの上流側には研磨剤の流れの脈動を整流化させるダ
ンパ手段が設けられていることが好ましい。
クからの配管により研磨剤が供給されるとともに、該セ
ンサの上流側には研磨剤の流れの脈動を整流化させるダ
ンパ手段が設けられていることが好ましい。
【００１８】このように、研磨剤の配管中で、センサの
上流における研磨剤の流れの脈動が整流化されれば、添
加剤濃度の計量精度が向上するからである。
上流における研磨剤の流れの脈動が整流化されれば、添
加剤濃度の計量精度が向上するからである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合
方法の好ましい実施の形態について詳説する。
係るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合
方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２０】図１は、研磨剤の調合装置１０の全体構成
を示す概略図である。同図に示すように研磨装置１０
は、主として、研磨剤調合用のタンク１２、Ｈ2 Ｏ2 濃
度計測手段１４、研磨剤の原料投入手段１６、及びこれ
らを制御する制御手段１８とで構成されている。
を示す概略図である。同図に示すように研磨装置１０
は、主として、研磨剤調合用のタンク１２、Ｈ2 Ｏ2 濃
度計測手段１４、研磨剤の原料投入手段１６、及びこれ
らを制御する制御手段１８とで構成されている。
【００２１】研磨剤調合用のタンク１２は樹脂製の円筒
形状をしたものであり、重量センサ１３であるロードセ
ルの上に固定されており、タンク１２の全重量が重量セ
ンサ１３に負荷されるように構成されている。
形状をしたものであり、重量センサ１３であるロードセ
ルの上に固定されており、タンク１２の全重量が重量セ
ンサ１３に負荷されるように構成されている。
【００２２】タンク１２の上蓋（図示略）を挿通して配
管２０、２２が内部に連通されている。また、上蓋を挿
通して配管２４が設けられている。この配管２４は研磨
剤を排出し研磨装置に供給するべくポンプ２６に接続さ
れ、研磨装置へと配管される。タンク１２の底には配管
２８が連結されており、配管２８の端末に配されるバル
ブ３０を操作することによりドレン排出ができる。
管２０、２２が内部に連通されている。また、上蓋を挿
通して配管２４が設けられている。この配管２４は研磨
剤を排出し研磨装置に供給するべくポンプ２６に接続さ
れ、研磨装置へと配管される。タンク１２の底には配管
２８が連結されており、配管２８の端末に配されるバル
ブ３０を操作することによりドレン排出ができる。
【００２３】また、側壁を挿通して配管７０が設けられ
ており、この配管７０はＨ2 Ｏ2 濃度計測手段１４を経
て、上蓋を挿通してタンク１２内に戻る。
ており、この配管７０はＨ2 Ｏ2 濃度計測手段１４を経
て、上蓋を挿通してタンク１２内に戻る。
【００２４】タンク１２にはスターラ３２が設けられ、
攪拌ができるようになっている。スターラ３２による攪
拌は、モータ３２Ａで駆動されるシャフトの先端に設け
られたプロペラを回転させることにより行う。
攪拌ができるようになっている。スターラ３２による攪
拌は、モータ３２Ａで駆動されるシャフトの先端に設け
られたプロペラを回転させることにより行う。
【００２５】これらの、タンク１２に連結される配管２
０、２２、２４、２８、７０及びスターラ３２は、重量
センサ１３によるタンク１２の重量計測に誤差を生じな
いように、タンク１２とは緩く連結されている。このよ
うな構成とするには、たとえば、フレキシブルホース等
を使用すればよい。
０、２２、２４、２８、７０及びスターラ３２は、重量
センサ１３によるタンク１２の重量計測に誤差を生じな
いように、タンク１２とは緩く連結されている。このよ
うな構成とするには、たとえば、フレキシブルホース等
を使用すればよい。
【００２６】重量センサ１３としては、上部に固定され
たタンク１２の重量を検出し、電気信号として取り出せ
るものであれば使用できるが、ロードセルが一般的に好
ましく使用できる。このようなロードセルとしては、た
とえば、テクニカルアンドトライ社製のロードセル、型
番：ＴＴＳ−１００−１３００−ＳＷ２０５（コントロ
ーラ１３Ａとしては、型番：ＭＸ−８８００を使用）が
使用できる。このロードセルの表示範囲は０〜１５ｋｇ
であり、アナログ出力としては０〜５０００ｍＶが得ら
れる。
たタンク１２の重量を検出し、電気信号として取り出せ
るものであれば使用できるが、ロードセルが一般的に好
ましく使用できる。このようなロードセルとしては、た
とえば、テクニカルアンドトライ社製のロードセル、型
番：ＴＴＳ−１００−１３００−ＳＷ２０５（コントロ
ーラ１３Ａとしては、型番：ＭＸ−８８００を使用）が
使用できる。このロードセルの表示範囲は０〜１５ｋｇ
であり、アナログ出力としては０〜５０００ｍＶが得ら
れる。
【００２７】コントローラ（変換器）１３Ａからのアナ
ログ出力はコンピュータ（図示略）に送られる。また、
コントローラ１３Ａからのアナログ出力はデータロガー
９０にも送られ（１ｃｈ経由）記録される。
ログ出力はコンピュータ（図示略）に送られる。また、
コントローラ１３Ａからのアナログ出力はデータロガー
９０にも送られ（１ｃｈ経由）記録される。
【００２８】Ｈ2 Ｏ2 濃度計測手段１４は、ポンプ７
２、第一のダンパ手段７４、第二のダンパ手段７６、セ
ンサであるＨ2 Ｏ2 濃度計７８、流量計８０及びタンク
１２よりポンプ７２、第一のダンパ手段７４、第二のダ
ンパ手段７６、Ｈ2 Ｏ2 濃度計７８、流量計８０を直列
に繋いでタンク１２まで戻るように設けられる既述の配
管７０とで構成される。
２、第一のダンパ手段７４、第二のダンパ手段７６、セ
ンサであるＨ2 Ｏ2 濃度計７８、流量計８０及びタンク
１２よりポンプ７２、第一のダンパ手段７４、第二のダ
ンパ手段７６、Ｈ2 Ｏ2 濃度計７８、流量計８０を直列
に繋いでタンク１２まで戻るように設けられる既述の配
管７０とで構成される。
【００２９】ポンプ７２として、ダイヤフラムポンプが
使用されているが、研磨剤の送液が確実に行えるタイプ
のポンプであれば、他の形態のものであってもよい。
使用されているが、研磨剤の送液が確実に行えるタイプ
のポンプであれば、他の形態のものであってもよい。
【００３０】第一のダンパ手段７４及び第二のダンパ手
段７６としては、ポンプ７２で生じた研磨剤の流れの脈
動を整流化させられるものであれば、形式を問わない。
ダンパ手段を２個直列に設けるのは、より効果を高める
ためであるが、研磨剤の流れの脈動の程度、ダンパ手段
の性能によっては、１個設けるのであってもよい。
段７６としては、ポンプ７２で生じた研磨剤の流れの脈
動を整流化させられるものであれば、形式を問わない。
ダンパ手段を２個直列に設けるのは、より効果を高める
ためであるが、研磨剤の流れの脈動の程度、ダンパ手段
の性能によっては、１個設けるのであってもよい。
【００３１】Ｈ2 Ｏ2 濃度計７８としては、研磨剤中の
Ｈ2 Ｏ2 濃度を検出し、電気信号として取り出せるもの
であれば使用でき、たとえば、富士工業社製のＨ2 Ｏ2
濃度計（型番：ＦＵＤ−１ ｍｏｄｅｌ−１１）が使用
できる。このＨ2 Ｏ2 濃度計の表示範囲は、０〜５重量
％である。
Ｈ2 Ｏ2 濃度を検出し、電気信号として取り出せるもの
であれば使用でき、たとえば、富士工業社製のＨ2 Ｏ2
濃度計（型番：ＦＵＤ−１ ｍｏｄｅｌ−１１）が使用
できる。このＨ2 Ｏ2 濃度計の表示範囲は、０〜５重量
％である。
【００３２】Ｈ2 Ｏ2 濃度計７８からの出力（２ｃｈ経
由）は変換器７８Ａを経てコンピュータ（図示略）を介
してシーケンサー６２に送られるとともにデータロガー
９０にも送られ記録される。
由）は変換器７８Ａを経てコンピュータ（図示略）を介
してシーケンサー６２に送られるとともにデータロガー
９０にも送られ記録される。
【００３３】流量計８０としては、テーパ管流量計のよ
うに目視で読み取れるものであってもよいが、検知した
値が電気信号として取り出せるものタイプのもの、たと
えば、電磁流量計のようなタイプのものが好ましい。
うに目視で読み取れるものであってもよいが、検知した
値が電気信号として取り出せるものタイプのもの、たと
えば、電磁流量計のようなタイプのものが好ましい。
【００３４】研磨剤の原料投入手段１６は、タンク１２
に供給される研磨剤原液や添加剤等が貯蔵される原液タ
ンク４０、４２と、これらのタンクから研磨剤原液や添
加剤を送液する送液ポンプ４４、４６と、流量計（Ｆｌ
ｏｗ Ｍｅｔｅｒ）４８、５０と、送液のＯＮ−ＯＦＦ
を行うバルブ５２、５４と、原液タンク４０、４２から
タンク１２まで送液ポンプ４４、４６、バルブ５２、５
４、流量計４８、５０を直列に繋いで設けられる既述の
配管２０、２２とで構成される。
に供給される研磨剤原液や添加剤等が貯蔵される原液タ
ンク４０、４２と、これらのタンクから研磨剤原液や添
加剤を送液する送液ポンプ４４、４６と、流量計（Ｆｌ
ｏｗ Ｍｅｔｅｒ）４８、５０と、送液のＯＮ−ＯＦＦ
を行うバルブ５２、５４と、原液タンク４０、４２から
タンク１２まで送液ポンプ４４、４６、バルブ５２、５
４、流量計４８、５０を直列に繋いで設けられる既述の
配管２０、２２とで構成される。
【００３５】本構成では、送液ポンプ４４、４６とし
て、ダイヤフラムポンプが使用されているが、研磨剤原
液や添加剤等の送液が確実に行えるタイプのポンプであ
れば、他の形態のものであってもよい。
て、ダイヤフラムポンプが使用されているが、研磨剤原
液や添加剤等の送液が確実に行えるタイプのポンプであ
れば、他の形態のものであってもよい。
【００３６】流量計４８、５０としては、テーパ管流量
計のように目視で読み取れるものであってもよいが、検
知した値が電気信号として取り出せるものタイプのも
の、たとえば、電磁流量計のようなタイプのものが好ま
しい。この出力は回線（３ｃｈ、４ｃｈ）を経て後述す
るデータロガー９０に記憶される。
計のように目視で読み取れるものであってもよいが、検
知した値が電気信号として取り出せるものタイプのも
の、たとえば、電磁流量計のようなタイプのものが好ま
しい。この出力は回線（３ｃｈ、４ｃｈ）を経て後述す
るデータロガー９０に記憶される。
【００３７】バルブ５２、５４としては、後述する制御
手段１８によりソレノイド５２Ａ、５４Ａが駆動される
ことにより、送液のＯＮ−ＯＦＦが行える形式のものが
使用される。
手段１８によりソレノイド５２Ａ、５４Ａが駆動される
ことにより、送液のＯＮ−ＯＦＦが行える形式のものが
使用される。
【００３８】制御手段１８は、研磨剤の調合装置１０全
体をコントロールするコンピュータ（図示略）と、コン
ピュータからの指令を受けてポンプ４４、４６のＯＮ−
ＯＦＦの制御、及び、バルブ５２、５４のＯＮ−ＯＦＦ
を行うソレノイド５２Ａ、５４Ａの制御を行うシーケン
サ６２とで構成される。
体をコントロールするコンピュータ（図示略）と、コン
ピュータからの指令を受けてポンプ４４、４６のＯＮ−
ＯＦＦの制御、及び、バルブ５２、５４のＯＮ−ＯＦＦ
を行うソレノイド５２Ａ、５４Ａの制御を行うシーケン
サ６２とで構成される。
【００３９】その他として、流量計４８、５０、重量セ
ンサ１３のコントローラ１３Ａからの信号及びＨ2 Ｏ2
濃度計７８の変換器７８Ａからの信号を取り込み、研磨
剤原液や添加剤等の流量、タンク１２の重量等の経時的
な測定結果を記録するデータロガー９０が設けられる。
ンサ１３のコントローラ１３Ａからの信号及びＨ2 Ｏ2
濃度計７８の変換器７８Ａからの信号を取り込み、研磨
剤原液や添加剤等の流量、タンク１２の重量等の経時的
な測定結果を記録するデータロガー９０が設けられる。
【００４０】また、ドレン排出等の用途のバルブ３０が
設けられているが、これを操作して調合済みの研磨剤を
抜き出し、浮き子式の比重計等により研磨剤をモニター
する等の作業もできる。
設けられているが、これを操作して調合済みの研磨剤を
抜き出し、浮き子式の比重計等により研磨剤をモニター
する等の作業もできる。
【００４１】なお、流量計４８、５０及びデータロガー
９０は本発明における必須の構成要件ではない。
９０は本発明における必須の構成要件ではない。
【００４２】前記のように構成された研磨剤の調合装置
１０における研磨剤の調合方法は次のとおりである。先
ず、タンク１２が空の状態で、新規に研磨剤を調合する
例について説明する。
１０における研磨剤の調合方法は次のとおりである。先
ず、タンク１２が空の状態で、新規に研磨剤を調合する
例について説明する。
【００４３】調合開始前に、タンク１２の重量が重量セ
ンサ１３により測定され、重量センサ１３のコントロー
ラ１３Ａからの出力がコンピュータに送られ、記憶され
る。
ンサ１３により測定され、重量センサ１３のコントロー
ラ１３Ａからの出力がコンピュータに送られ、記憶され
る。
【００４４】次いで、送液ポンプ４４が駆動され、原液
タンク４０内のＨ2 Ｏ2 （過酸化水素）がタンク１２内
に供給される。このとき、バルブ５２はＯＮ（開）状態
にある。タンク１２の重量が所定重量になった（コンピ
ュータが重量を判断した）時点で、コンピュータがシー
ケンサ６２を経てソレノイド５２Ａを制御し、バルブ５
２をＯＦＦ（閉）状態にする。これにより、Ｈ2 Ｏ2 の
供給は停止される。
タンク４０内のＨ2 Ｏ2 （過酸化水素）がタンク１２内
に供給される。このとき、バルブ５２はＯＮ（開）状態
にある。タンク１２の重量が所定重量になった（コンピ
ュータが重量を判断した）時点で、コンピュータがシー
ケンサ６２を経てソレノイド５２Ａを制御し、バルブ５
２をＯＦＦ（閉）状態にする。これにより、Ｈ2 Ｏ2 の
供給は停止される。
【００４５】その後、送液ポンプ４６が駆動され、原液
タンク４２内の研磨剤原液（この場合は、ＣＡＢＯＴ社
製のコロイダルシリカ、製品番号：ＳＳＷ２０００）が
タンク１２内に供給される。このとき、バルブ５４はＯ
Ｎ（開）状態にされる。タンク１２の重量が所定重量に
なった（コンピュータが重量を判断した）時点で、コン
ピュータがシーケンサ６２を経てソレノイド５４Ａを制
御し、バルブ５４をＯＦＦ（閉）状態にする。これによ
り、研磨剤原液の供給は停止される。
タンク４２内の研磨剤原液（この場合は、ＣＡＢＯＴ社
製のコロイダルシリカ、製品番号：ＳＳＷ２０００）が
タンク１２内に供給される。このとき、バルブ５４はＯ
Ｎ（開）状態にされる。タンク１２の重量が所定重量に
なった（コンピュータが重量を判断した）時点で、コン
ピュータがシーケンサ６２を経てソレノイド５４Ａを制
御し、バルブ５４をＯＦＦ（閉）状態にする。これによ
り、研磨剤原液の供給は停止される。
【００４６】上記操作と並行して、供給されたＨ2 Ｏ2
及び研磨剤原液は、タンク１２内においてスターラ３２
により攪拌され、均一に調合される。
及び研磨剤原液は、タンク１２内においてスターラ３２
により攪拌され、均一に調合される。
【００４７】なお、流量計４８、５０、重量センサ１３
のコントローラ１３Ａからの信号、及び、Ｈ2 Ｏ2 濃度
計からの信号がデータロガー９０に取り込まれ、研磨剤
原液やＨ2 Ｏ2 等の流量、タンク１２の重量、Ｈ2 Ｏ2
の濃度等の経時的な測定結果が記録される。
のコントローラ１３Ａからの信号、及び、Ｈ2 Ｏ2 濃度
計からの信号がデータロガー９０に取り込まれ、研磨剤
原液やＨ2 Ｏ2 等の流量、タンク１２の重量、Ｈ2 Ｏ2
の濃度等の経時的な測定結果が記録される。
【００４８】次に、 研磨剤の調合装置１０におけるＨ2
Ｏ2 の補給方法について説明する。ポンプ７２は常時運
転されており、配管７０内の研磨剤が沈殿したり、Ｈ2
Ｏ2濃度計測時にＨ2 Ｏ2 の濃度の誤差が生じたりしな
いようにしてある。ただし、Ｈ2 Ｏ2 の濃度計測毎の所
定時間前から運転させる態様も採り得る。
Ｏ2 の補給方法について説明する。ポンプ７２は常時運
転されており、配管７０内の研磨剤が沈殿したり、Ｈ2
Ｏ2濃度計測時にＨ2 Ｏ2 の濃度の誤差が生じたりしな
いようにしてある。ただし、Ｈ2 Ｏ2 の濃度計測毎の所
定時間前から運転させる態様も採り得る。
【００４９】Ｈ2 Ｏ2 濃度計７８によるＨ2 Ｏ2 の濃度
計測は、常時行うこともできるし、所定時間間隔毎に行
うこともできる。ここでは、所定時間間隔毎に行う態様
について説明する。
計測は、常時行うこともできるし、所定時間間隔毎に行
うこともできる。ここでは、所定時間間隔毎に行う態様
について説明する。
【００５０】Ｈ2 Ｏ2 濃度計７８によるＨ2 Ｏ2 濃度計
測結果が所定の下限値未満であった場合、コンピュータ
の指令を受けたシーケンサー６２により送液ポンプ４４
が駆動され、原液タンク４０内のＨ2 Ｏ2 （過酸化水
素）がタンク１２内に供給される。このとき、バルブ５
２はＯＮ（開）状態にある。研磨剤のＨ2 Ｏ2 濃度が所
定の値になった（コンピュータがＨ2 Ｏ2 濃度を判断し
た）時点で、コンピュータがシーケンサ６２を経てソレ
ノイド５２Ａを制御し、バルブ５２をＯＦＦ（閉）状態
にする。これにより、Ｈ2 Ｏ2 の供給は停止される。
測結果が所定の下限値未満であった場合、コンピュータ
の指令を受けたシーケンサー６２により送液ポンプ４４
が駆動され、原液タンク４０内のＨ2 Ｏ2 （過酸化水
素）がタンク１２内に供給される。このとき、バルブ５
２はＯＮ（開）状態にある。研磨剤のＨ2 Ｏ2 濃度が所
定の値になった（コンピュータがＨ2 Ｏ2 濃度を判断し
た）時点で、コンピュータがシーケンサ６２を経てソレ
ノイド５２Ａを制御し、バルブ５２をＯＦＦ（閉）状態
にする。これにより、Ｈ2 Ｏ2 の供給は停止される。
【００５１】この際、研磨剤のＨ2 Ｏ2 濃度を正確に調
整するためには、Ｈ2 Ｏ2 が供給される（追加される）
研磨剤の容量が把握できていなければならない。このた
め、タンク１２の重量が重量センサ１３により測定さ
れ、重量センサ１３のコントローラ１３Ａからの出力が
コンピュータに送られ、研磨剤の容量を考慮したＨ2 Ｏ
2 の供給量が算出される。
整するためには、Ｈ2 Ｏ2 が供給される（追加される）
研磨剤の容量が把握できていなければならない。このた
め、タンク１２の重量が重量センサ１３により測定さ
れ、重量センサ１３のコントローラ１３Ａからの出力が
コンピュータに送られ、研磨剤の容量を考慮したＨ2 Ｏ
2 の供給量が算出される。
【００５２】なお、Ｈ2 Ｏ2 の供給を連続的に行った場
合、タンク１２内のＨ2 Ｏ2 濃度をＨ2 Ｏ2 濃度計７８
が計測するまでに遅れ時間を生じるのは避け難い。すな
わち、所定の時定数が存在する。したがって、Ｈ2 Ｏ2
の供給を間歇的に行う手段を採るか、又は、所定の制御
手段（たとえば、ＰＩＤ制御）を採用すればよい。
合、タンク１２内のＨ2 Ｏ2 濃度をＨ2 Ｏ2 濃度計７８
が計測するまでに遅れ時間を生じるのは避け難い。すな
わち、所定の時定数が存在する。したがって、Ｈ2 Ｏ2
の供給を間歇的に行う手段を採るか、又は、所定の制御
手段（たとえば、ＰＩＤ制御）を採用すればよい。
【００５３】Ｈ2 Ｏ2 の補給を行う際にタンク１２内の
研磨剤の量が少ない場合には、Ｈ2Ｏ2 の供給と同時に
研磨剤原液の供給を行えばよい。その際の操作は、研磨
剤の初期調合の操作に準じる。
研磨剤の量が少ない場合には、Ｈ2Ｏ2 の供給と同時に
研磨剤原液の供給を行えばよい。その際の操作は、研磨
剤の初期調合の操作に準じる。
【００５４】以上、本発明に係るＣＭＰ研磨装置におけ
る研磨剤の調合装置及び調合方法の実施形態の例につい
て説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定される
ものではなく、各種の態様が採り得る。たとえば、本実
施形態では、添加剤として過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）を使
用する例について説明したが、これ以外のもの、たとえ
ば、添加剤として過酸化尿素等を使用した態様も採り得
る。
る研磨剤の調合装置及び調合方法の実施形態の例につい
て説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定される
ものではなく、各種の態様が採り得る。たとえば、本実
施形態では、添加剤として過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）を使
用する例について説明したが、これ以外のもの、たとえ
ば、添加剤として過酸化尿素等を使用した態様も採り得
る。
【００５５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、研磨剤調合用のタンク内の研磨剤の添加剤濃度を計
測できるセンサにより研磨剤の添加剤濃度が計測され、
該計測結果により研磨剤原料の投入量が制御される。し
たがって、研磨剤の調合精度が高く、かつ、自動的に添
加剤濃度の計量が行え、また、自動的に研磨剤の原料の
投入が行える。
ば、研磨剤調合用のタンク内の研磨剤の添加剤濃度を計
測できるセンサにより研磨剤の添加剤濃度が計測され、
該計測結果により研磨剤原料の投入量が制御される。し
たがって、研磨剤の調合精度が高く、かつ、自動的に添
加剤濃度の計量が行え、また、自動的に研磨剤の原料の
投入が行える。
【００５６】また、センサにはタンクからの配管により
研磨剤が供給されるとともに、センサの上流側には研磨
剤の流れの脈動を整流化させるダンパ手段が設けられて
いれば、センサの上流における研磨剤の流れの脈動が整
流化され、添加剤濃度の計量精度が向上する。
研磨剤が供給されるとともに、センサの上流側には研磨
剤の流れの脈動を整流化させるダンパ手段が設けられて
いれば、センサの上流における研磨剤の流れの脈動が整
流化され、添加剤濃度の計量精度が向上する。
【図１】本発明に係る研磨剤の調合装置の全体構成を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】従来例である研磨剤の調合装置の概要を示す断
面図である。
面図である。
１０…研磨剤の調合装置、１２…タンク、１４…Ｈ2 Ｏ
2 濃度計測手段、１６…研磨剤の原料投入手段、１８…
制御手段、７８…Ｈ2 Ｏ2 濃度計
2 濃度計測手段、１６…研磨剤の原料投入手段、１８…
制御手段、７８…Ｈ2 Ｏ2 濃度計
Claims (3)
- 【請求項１】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置
であって、 研磨剤調合用のタンクと、 該タンクに研磨剤の原料を投入する研磨剤の原料投入手
段と、 該タンクの外部に配置され、タンク内の研磨剤の添加剤
濃度を計測できるセンサと、を有し、 前記センサにより前記タンク内の研磨剤の添加剤濃度が
計測され、該計測結果により研磨剤の原料の投入量が制
御されることを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨
剤の調合装置。 - 【請求項２】前記センサには前記タンクからの配管によ
り研磨剤が供給されるとともに、該センサの上流側には
研磨剤の流れの脈動を整流化させるダンパ手段が設けら
れている請求項１に記載のＣＭＰ研磨装置における研磨
剤の調合装置。 - 【請求項３】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合方法
であって、 研磨剤調合用のタンクの外部に該タンク内の研磨剤の添
加剤濃度を計測できるセンサを配置し、該センサにより
前記タンク内の研磨剤の添加剤濃度を計測し、 該計測結果により研磨剤の原料の投入量を制御すること
を特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004417A JP2003205463A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | Ｃｍｐ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方法 |
| KR10-2003-0001079A KR20030061312A (ko) | 2002-01-11 | 2003-01-08 | 씨엠피 연마장치에 있어서의 연마제 조합장치 및 조합방법 |
| US10/338,660 US6955764B2 (en) | 2002-01-11 | 2003-01-09 | Method and apparatus for preparing slurry for CMP apparatus |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004417A JP2003205463A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | Ｃｍｐ研磨装置における研磨剤の調合装置及び調合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003205463A true JP2003205463A (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=19191002
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2003205463A (ja) |
| KR (1) | KR20030061312A (ja) |
| TW (1) | TWI257889B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008030153A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Disco Abrasive Syst Ltd | 切削装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4077845B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2008-04-23 | セメス株式会社 | 機能水供給システム、及び機能水供給方法 |
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| CN109333858A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-15 | 东阿阿胶股份有限公司 | 一种胶类中药辅料添加仪器 |
| US11772234B2 (en) | 2019-10-25 | 2023-10-03 | Applied Materials, Inc. | Small batch polishing fluid delivery for CMP |
| US11318431B2 (en) | 2019-11-27 | 2022-05-03 | Diversified Fluid Solutions, Llc | On-demand in-line-blending and supply of chemicals |
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| JPH09275091A (ja) * | 1996-04-03 | 1997-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体窒化膜エッチング装置 |
| JP3772456B2 (ja) * | 1997-04-23 | 2006-05-10 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池及びその製造方法、半導体製造装置 |
| JPH1110540A (ja) * | 1997-06-23 | 1999-01-19 | Speedfam Co Ltd | Ｃｍｐ装置のスラリリサイクルシステム及びその方法 |
| JPH1192966A (ja) * | 1997-09-22 | 1999-04-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エッチング液濃度制御装置 |
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-
2002
- 2002-01-11 JP JP2002004417A patent/JP2003205463A/ja active Pending
-
2003
- 2003-01-08 KR KR10-2003-0001079A patent/KR20030061312A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| TWI257889B (en) | 2006-07-11 |
| KR20030061312A (ko) | 2003-07-18 |
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