JP2005294350A - Polishing solution supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に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 Polish:以下CMPと略す)へ研磨液(スラリー)を供給する研磨液供給装置に関するものである。 The present invention relates to a polishing liquid supply apparatus that supplies a polishing liquid (slurry) to chemical mechanical polishing (hereinafter abbreviated as CMP) particularly when performing planar processing of a semiconductor substrate surface in semiconductor manufacturing.
近年、半導体装置の高集積化、高性能化のための微細加工技術としてCMP法が注目されている。このCMPは、研磨液(スラリー)と被研磨体との間の化学的作用および研磨液中の砥粒の機械的作用とを複合化させた研磨方法であり、半導体製造装置プロセス、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み金属配線形において必要不可欠な工程となっている。 In recent years, the CMP method has attracted attention as a fine processing technique for high integration and high performance of semiconductor devices. This CMP is a polishing method in which the chemical action between the polishing liquid (slurry) and the object to be polished and the mechanical action of the abrasive grains in the polishing liquid are combined. This is an indispensable step in the planarization of the interlayer insulating film, the formation of the metal plug, and the buried metal wiring type in the forming process.
このCMPに用いられている研磨装置として、表面に研磨布が貼付された円盤状の研磨定盤と、研磨すべきウエハの一面を保持して研磨布にウエハの他面を当接させる複数のウエハ保持ヘッドと、これらウエハ保持ヘッドを研磨定盤に対し相対回転させるヘッド駆動機構とを具備し、研磨布とウエハとの間に砥粒を含む研磨液を供給することにより研磨を行うものが、従来から知られている。 As a polishing apparatus used in this CMP, a disk-shaped polishing surface plate having a polishing cloth affixed to the surface, and a plurality of wafers that hold one surface of the wafer to be polished and abut the other surface of the wafer against the polishing cloth A wafer holding head and a head driving mechanism for rotating these wafer holding heads relative to a polishing surface plate, and performing polishing by supplying a polishing liquid containing abrasive grains between the polishing cloth and the wafer. Conventionally known.
上記CMPにおいては、研磨液の複数の原液の混合比率および供給量の精度維持、凝集や沈降を防止することが極めて重要となっているが、このための研磨液の供給構成として下記のものが知られている。 In the CMP, it is extremely important to maintain the accuracy of the mixing ratio and supply amount of a plurality of stock solutions of the polishing liquid, and to prevent aggregation and sedimentation. Are known.
スラリー混合用の各液を夫々に吸引するための各液に対応した数の吸引口と、化学機械研磨装置へとスラリーを供給するための排出口とを有し、各吸引口から排出口に至る各液の供給経路に、各吸引口から各液を一定の混合比率になる特定量で吸引し、吸引した各液を排出口側へと吐出させるための吸引ポンプ(供給用ポンプ)が各々配置され、且つ、各々の供給用ポンプの吐出側供給経路にダンパー及び加圧弁が併設されているスラリー混合供給装置であり、さらに各吸引口から吸引される各液のうちの少なくとも原液スラリーを、循環ポンプにより化学機械研磨装置で消費される特定量以上の流量及び圧力で循環する手段と、該原液スラリーの循環液流の圧力変動を継続的に測定して得られる値によって少なくとも原液スラリーに対する供給用ポンプからの吐出量を補正するための制御装置とを有するものである。(例えば、特許文献1参照) There are a number of suction ports corresponding to each solution for sucking each solution for slurry mixing, and a discharge port for supplying slurry to the chemical mechanical polishing apparatus, from each suction port to the discharge port A suction pump (supply pump) for sucking each liquid from a suction port at a specific amount with a constant mixing ratio and discharging each sucked liquid to the discharge port side in each liquid supply path A slurry mixing and supplying device that is disposed and provided with a damper and a pressurizing valve in the discharge side supply path of each supply pump, and at least the stock slurry of each liquid sucked from each suction port, A means for circulating at a flow rate and pressure exceeding a specific amount consumed by the chemical mechanical polishing apparatus by a circulation pump, and a value obtained by continuously measuring the pressure fluctuation of the circulating liquid flow of the raw slurry, at least for the raw slurry. In which a control device for correcting a discharge amount from the supply pump. (For example, see Patent Document 1)
また、化学的機械的研磨法によるウエハ研磨装置に供給されるスラリーの供給装置において、砥粒の水溶液のタンクから定流量弁とオリフィスを経て供給する砥粒水溶液供給手段と、過酸化水素等の添加溶液のタンクから定流量弁とオリフィスを経て供給する添加溶液供給手段とを有し、この各々の供給手段から供給される砥粒水溶液と添加溶液とをポンプで吸引して合流させ、研磨定盤に噴射する直前で、超音波装置を有する混合器により前記2つの溶液を混合させてスラリーとするものである。(例えば、特許文献2参照)
しかしながら、上記した特許文献1に記載されているスラリーの供給装置においては、化学機械研磨装置へ吐出するスラリーの各原液の混合比率、流量は、各ドラム(タンク)内の原液スラリーを循環ポンプにより循環させている循環路の圧力と、各液の循環経路に、各吸引口から各液を一定の混合比率になる特定量で吸引し、吸引した各液を排出口側へと吐出させるための各々配置された吸引ポンプにより基本的に設定される。この構成においては前記各液の循環経路の圧力が変動しやすく、さらに各液の循環経路から各々配置された吸引ポンプの流量変動によって、各原液の混合比率、および混合された原液の全体流量にバラツキを生じやすい。また循環させているポンプの脈動等による液流の圧力変動に対する吸引ポンプの補正機構を組み入れているが、構成が複雑となる。さらに前記複数の吸引ポンプの内少なくとも一台に、不具合が生じた場合は、各原液の混合比率が大幅に変わってしまう等の課題がある。
However, in the slurry supply apparatus described in
また、上記した特許文献2に記載されているスラリーの供給装置においては、スラリーの混合比率および流量は、基本的にオリフィスの内径で設定し、さらに流量計と、それによってフィードバックを受けて開度を調節する定流量弁の制御によって行っている。しかし前記オリフィスは、砥粒の水溶液側と添加溶液側とでは径が異なるが、砥粒側でφ1.0mm程度であり、添加溶液側ではその1/5程度(φ0.2)と極めて小さい径であることにより、原液スラリーや、異物による実質的な径の縮小や閉塞を生じる恐れがある。定流量弁においても微小間隙を構成することによって同様な現象が生じる恐れがあり、かかる構成では、所望する処理に適合した特定の混合比率のスラリーを適確に供給することができない場合がある。
Further, in the slurry supply apparatus described in
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、研磨液用の複数の原液の混合比率および供給量の精度の向上と安定化を図り、劣化のない品質の安定した研磨液の研磨装置への供給と、装置の簡略化、信頼性の向上を図った研磨液供給装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and improves the accuracy and stability of the mixing ratio and supply amount of a plurality of stock solutions for polishing liquid, and provides a polishing apparatus for polishing liquid with stable quality without deterioration. It is an object of the present invention to provide a polishing liquid supply device that can improve the reliability of the supply, the device, and the reliability.
本発明の研磨液供給装置は、成分の異なる複数の原液を各々貯留する複数の原液タンクと、前記複数の原液を合流させる集合部と、一端を前記複数の原液タンク内の各々の原液中に開口し、他端を前記集合部に開口した一定の長さを有する管状体と、前記複数の原液を前記管状体、集合部、吐出ラインを介して研磨装置へ吐出する吐出手段を備え、前記集合部と複数の原液タンク内の各々の原液中に連通する管状体の本数を異なるようにして、前記複数の原液の混合比率を設定するようにしたことを特徴とするものである。 The polishing liquid supply apparatus of the present invention includes a plurality of stock solution tanks each storing a plurality of stock solutions having different components, a collecting portion for joining the plurality of stock solutions, and one end in each stock solution in the plurality of stock solution tanks. A tubular body having a certain length with an opening and the other end opened to the collecting portion, and a discharge means for discharging the plurality of stock solutions to a polishing apparatus via the tubular body, the collecting portion, and a discharge line, The mixing ratio of the plurality of stock solutions is set such that the number of tubular bodies communicating with each stock solution in the collecting portion and each of the stock solution tanks is different.
本発明の研磨液供給装置によれば、研磨液用の複数の原液の混合比率および供給量の精度の安定化を図り、劣化のない品質の安定した研磨液の研磨装置への供給と、装置の簡略化、信頼性の向上を図ることができる。 According to the polishing liquid supply apparatus of the present invention, it is possible to stabilize the accuracy of the mixing ratio and supply amount of a plurality of stock solutions for polishing liquid, supply the polishing liquid with stable quality without deterioration to the polishing apparatus, and the apparatus Can be simplified and the reliability can be improved.
本発明の研磨液供給装置における第1の発明は、成分の異なる複数の原液を各々貯留する複数の原液タンクと、前記複数の原液を合流させる集合部と、一端を前記複数の原液タンク内の各々の原液中に開口し、他端を前記集合部に開口した一定の長さを有する管状体と、前記複数の原液を前記管状体、集合部、吐出ラインを介して研磨装置へ吐出する吐出手段を備え、前記集合部と複数の原液タンク内の各々の原液中に連通する管状体の本数を異なるようにして、前記複数の原液の混合比率を設定するようにしたことを特徴とするものである。 The first invention in the polishing liquid supply apparatus of the present invention is a plurality of stock solution tanks each storing a plurality of stock solutions having different components, a collecting section for joining the plurality of stock solutions, and one end of the stock solution tank in the plurality of stock solution tanks. A tubular body having a certain length opened in each stock solution and the other end opened in the collecting portion, and a discharge for discharging the plurality of stock solutions to the polishing apparatus via the tubular body, the collecting portion, and a discharge line And a mixing ratio of the plurality of stock solutions is set such that the number of tubular bodies communicating with the stock solution in each stock solution in the plurality of stock solution tanks is different. It is.
これによって、研磨液用の複数の原液の混合比率および供給量の精度の安定化を図り、劣化のない品質の安定した研磨液の研磨装置への供給と、装置の簡略化、信頼性の向上を図ることができる。 As a result, the mixing ratio and supply accuracy of multiple stock solutions for polishing liquid are stabilized, supply of polishing liquid with stable quality without deterioration to the polishing equipment, simplification of equipment, and improvement of reliability. Can be achieved.
また第2の発明は、第1の発明において、断面積が異なる管状体または長さが異なる管状体を含むようにしたことを特徴とするものである。 The second invention is characterized in that in the first invention, tubular bodies having different cross-sectional areas or tubular bodies having different lengths are included.
これによって、複数の原液の混合比率を任意により巾広く設定することができる。 As a result, the mixing ratio of the plurality of stock solutions can be arbitrarily set wider.
また第3の発明は、第1または第2の発明において、断面が円形状をなす集合部の中央部に、本数の少ない原液の管状体を開口させ、この外側に本数の多い原液の管状体を配置して開口させたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a small number of stock solution tubular bodies are opened at the central portion of the gathering portion having a circular cross section, and a large number of undiluted solution tubular bodies are formed on the outside. Are arranged and opened.
これによって、砥粒微粒子分散液である原液を中心に、その外側を添加剤分散液である原液、最外周に希釈用の純水である原液が集合部内に吐出し、各々の流れの界面が密度の差異によって崩れやすく、分散、混合が促進されて均一に混合された研磨液として供給することができる。 As a result, centering on the stock solution that is the abrasive fine particle dispersion, the stock solution that is the additive dispersion on the outside, and the stock solution that is pure water for dilution on the outermost periphery are discharged into the collecting section, and the interface of each flow is It is easy to collapse due to the difference in density and can be supplied as a uniformly mixed polishing liquid by promoting dispersion and mixing.
第4の発明は、第1〜3の発明のいずれか1つの発明において、各々の管状体の通路を開閉する制御弁を設けたものである。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, a control valve for opening and closing a passage of each tubular body is provided.
これによって、複数の原液の混合比率を任意により巾広く設定することができる。 As a result, the mixing ratio of the plurality of stock solutions can be arbitrarily set wider.
第5の発明は、第1〜4の発明のいずれか1つの発明において、成分の異なる複数の原液を合流させる集合部を複数設け、前記複数の集合部ごとに、一端を前記複数の原液タンク内の各々の原液中に開口し、他端を前記集合部に開口した一定の長さを有する管状体を設けて、複数系統の吐出ラインへの研磨液の吐出を可能としたものである。 A fifth invention is the invention according to any one of the first to fourth inventions, wherein a plurality of collecting portions for joining a plurality of stock solutions having different components are provided, and one end of each of the plurality of collecting portions is the plurality of stock solution tanks. A tubular body having a certain length that is opened in each of the undiluted solution and the other end is opened in the gathering portion is provided so that the polishing liquid can be discharged to a plurality of discharge lines.
これによって、単一群の原液タンクから複数の研磨装置に並行して研磨液を供給することができ、装置の大幅な簡略化、占有スペースの削減を図ることができる。 As a result, the polishing liquid can be supplied from a single group of stock solution tanks to a plurality of polishing apparatuses in parallel, and the apparatus can be greatly simplified and the occupied space can be reduced.
第6の発明は、第5の発明において、複数系統の吐出ラインへの研磨液の吐出の内、少なくとも1つの吐出ラインへの研磨液は混合比率または吐出量を変えたことを特徴とする研磨液供給装置としたものである。 A sixth aspect of the invention is characterized in that, in the fifth aspect of the invention, the polishing liquid to at least one discharge line is changed in the mixing ratio or the discharge amount among the discharges of the polishing liquid to a plurality of discharge lines. This is a liquid supply device.
これによって、複数系統の吐出ラインごとに、集合部と複数の原液タンク内の各々の原液中に連通する管状体の本数を異なるようにして、混合比率の異なる研磨液の吐出を任意に選択して複数の研磨装置に供給することができる。さらに吐出手段の能力を変えることで、吐出量の異なる研磨液を複数の研磨装置に供給することができる。 As a result, the discharge of polishing liquids with different mixing ratios can be arbitrarily selected so that the number of tubular bodies communicating with the respective stock solutions in the collecting section and the plurality of stock solution tanks is different for each of the plurality of system discharge lines. Can be supplied to a plurality of polishing apparatuses. Further, by changing the ability of the discharge means, it is possible to supply polishing liquids having different discharge amounts to a plurality of polishing apparatuses.
第7の発明は、第1〜6の発明において、複数の原液のうち、いづれか一つが純水であり、複数の原液の集合部への吐出開始前の一定時間または複数の原液の集合部への吐出停止後の一定時間、前記純水のみを集合部へ吐出させるようにしたものである。 According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions, any one of the plurality of stock solutions is pure water, to a certain time before the start of discharge to the plurality of stock solutions, or to the plurality of stock solutions. In this case, only the pure water is discharged to the collecting portion for a certain time after stopping the discharge.
これによって、一定時間、前記純水原液のみを集合部へ吐出させて、各部を洗浄し常に混合比率、供給量を高精度に維持させることができる。 As a result, only the pure water stock solution is discharged to the collecting part for a certain period of time, and each part can be washed to always maintain the mixing ratio and the supply amount with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1の研磨液供給装置を図1〜図2を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態1の研磨液供給装置の構成図、図2は図1中の集合部の拡大構成図、図3は図2中の集合部のA−A線における断面図、図4〜図7は実施の形態1の研磨液供給装置の他の構成図である。以下、本発明の実施の形態1を図面に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
A polishing liquid supply apparatus according to
図において、シリカ、セリア、アルミナ、ジルコニア、二酸化マンガン等の研磨液用の砥粒微粒子分散液である原液2を原液タンク1内に、過酸化水素等の酸性剤又はアンモニア等のアルカリ性剤等の添加剤を含む添加剤分散液である原液4を原液タンク3内に貯留し、また希釈用の純水である原液6を原液タンク5内に貯留しているものである。砥粒微粒子分散液を前記原液タンク1内に供給するための補充タンク7を備えており、補充タンク7にはポンプ8と循環路9を構成し、補充タンク7内の砥粒微粒子分散液を一定の流量、圧力で循環させ撹拌効果により砥粒微粒子の沈降防止、分散性の維持を図っている。また循環路9の一部から原液タンク1内に連通する供給管10を設け、この供給管10に制御弁11を位置させ、さらに制御弁11から排出管12を設けている。
In the figure, a
また、添加剤を含む添加剤分散液を前記原液タンク3内に供給するための補充タンク13を備えており、補充タンク13にはポンプ14と循環路15を構成し、補充タンク13内の添加剤分散液を一定の流量、圧力で循環させ撹拌効果により分散性の維持を図っている。また循環路15の一部から原液タンク3内に連通する供給管16を設け、この供給管16に制御弁17を位置させ、さらに制御弁17から排出管18を設けている。純水である原液6を原液タンク5内に供給するための供給管19を設け、制御弁20を介して別設の純水供給装置(図示なし)に接続しているものである。
The replenishment tank 13 for supplying the additive dispersion containing the additive into the
前記した各原液タンク1、3、5の下部にロードセル(重量検出手段)21を設けて、また原液タンク1内の原液2の液面を検知する静電容量式の液面センサー22を設け、原液タンク3、5内の原液4、6の液面を検知する光学式の液面センサー23を設けたものである。各原液タンク1、3、5内は一定の液面を維持して各々貯留し、各原液2、4、6の液面上の空間(キャビティ)には、一定の湿り度を有する窒素ガス等の不活性ガスが一定圧力(例えば大気圧)で保持されている。
A load cell (weight detection means) 21 is provided below each of the
各ロードセル(重量検出手段)21、液面センサー22、23からの出力値が、予め設定した液面が下限あるいは上限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制御部42に備えた演算手段(図示なし)、による判定結果に基づいて、循環路9の一部から原液タンク1内に連通する供給管10に位置させた制御弁11、循環路15の一部から原液タンク3内に連通する供給管16に位置させた制御弁17、純水供給管19に位置させた制御弁20を、開閉または開度をリニアに制御して各原液タンク1、3、5内の液面を一定に維持しているものである。なお補充タンク7、補充タンク13は、各々の補給原液の量を把握して交換するものである。原液タンク1には、撹拌手段26を設け、砥粒微粒子の沈降防止、分散性の維持を図っている。
The control unit 42 determines whether the output value from each load cell (weight detection means) 21 and the
また、原液タンク1内の砥粒微粒子分散液である原液2の液面を、検知するのに静電容量式の液面センサー22を設けたが、これは原液タンク1の外側からでも検知できるので好ましいが光学式の液面センサー23も含め、差圧式、超音波式等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。また各原液タンク1、3、5内を一定の液面に維持するために、液面センサーのみでもよい。
In addition, although a capacitance type
研磨液供給装置を一定温度に制御された部屋に設置し、特に各原液2、4、6の温度を一定に保っているものである。さらに、各原液タンク1、3、5には、図示していないが恒温化手段を備えていることが好ましい。これは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。さらに各原液2、4、6の粘度、密度等の特性を一定に維持することによって、流量精度を安定化させる点でも好ましい。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、研磨用流体の温度を検出して、検出温度に応じて各原液を加熱あるいは冷却するものである。
The polishing liquid supply device is installed in a room controlled at a constant temperature, and in particular, the temperatures of the
また、原液タンク1、3に内部の洗浄を目的とする純水を供給する純水供給管24を制御弁25に接続し、さらに純水供給管24は別設の純水供給装置(図示なし)に接続しているものである。原液タンク1には、砥粒微粒子の沈降防止、分散性を維持するための撹拌手段26を備えている。
Further, a pure water supply pipe 24 for supplying pure water for cleaning the interior to the
各原液タンク1、3、5内の各々の原液2、4、6中に一端を開口した管状体27、29,31を有しており、管状体27、29,31の他端を前記集合部33に開口させている。さらに管状体27、29、31各々には通路を開閉する制御弁28、30、32を設けている。前記管状体27、29、31は一定の長さを有し、内径は例えば2mm〜3mmであり、また断面が円形に限らず多角形状であってもよい。
Each
また、第3図に示すように集合部33に開口させている管状体27、29、31は、断面が円形状をなす集合部の中央部に、本数の少ない原液2の管状体27を開口させ、この外側に本数の多い原液4、6の管状体29、31を順次配置して開口させている。すなわち断面が円形状をなす集合部の中央部に混合比率の小さいより少量原液の管状体を開口させ、この外側に混合比率のより大きい多量原液の管状体を開口させたものである。
Further, as shown in FIG. 3, the
また集合部33に連通して制御弁34を設け、制御弁34には純水供給管35が接続されている。さらに制御弁34には各々の原液2、4、6を集合部33で混合した研磨液の通路となる吐出ライン36が接続されている。吐出ライン36の途中には、制御弁37を位置させ、制御弁37に排出管38を接続させている。さらに吐出ライン36の先端部には、吐出口40から研磨液を研磨装置41へ吐出する吐出手段である吸引ポンプ39を有しているものである。吸引ポンプ39としては、チューブフラム式、ベローズ式、ダイヤフラム式のものが使用できる。
A control valve 34 is provided in communication with the collecting portion 33, and a pure water supply pipe 35 is connected to the control valve 34. Further, the control valve 34 is connected to a discharge line 36 serving as a passage for the polishing liquid obtained by mixing the
研磨装置41は図示していないが、表面に研磨布が貼付された円盤状の研磨定盤と、研磨すべきウエハの一面を保持して研磨布にウエハの他面を当接させる複数のウエハ保持ヘッドと、これらウエハ保持ヘッドを研磨定盤に対し相対回転させるヘッド駆動機構とを備え、研磨布とウエハとの間に砥粒を含む研磨液(スラリー)を供給することにより研磨を行うものである。 Although the polishing apparatus 41 is not shown, a disk-shaped polishing surface plate having a polishing cloth affixed to the surface, and a plurality of wafers that hold one surface of the wafer to be polished and abut the other surface of the wafer on the polishing cloth A holding head and a head drive mechanism for rotating these wafer holding heads relative to the polishing surface plate, and polishing is performed by supplying a polishing liquid (slurry) containing abrasive grains between the polishing cloth and the wafer. It is.
また、制御部42は研磨液供給装置全体を制御するもので、制御部42には、前記した各制御弁11、17、20、25、28、30、32、34、37、吐出手段である吸引ポンプ39、ロードセル(重量検出手段)21、液面センサー22、23、補充タンク7の循環用のポンプ8、14を接続させてある。
The control unit 42 controls the entire polishing liquid supply apparatus. The control unit 42 includes the
また、第4図に示す構成は、第1図中の吐出口40の近くに吐出手段である吸引ポンプ39を配置した構成に対して、吸引ポンプ43を集合部33に連接させて配置したものである。 Further, the configuration shown in FIG. 4 is a configuration in which the suction pump 43 is connected to the collecting portion 33 with respect to the configuration in which the suction pump 39 as the discharge means is disposed near the discharge port 40 in FIG. It is.
また、第5図に示す構成は、集合部33に吐出手段である複数の吸引ポンプ43を連接し、各々の吸引ポンプ43に対応した吐出ライン36に接続され、複数の研磨装置41へ研磨液を供給するように構成したものである。 Further, in the configuration shown in FIG. 5, a plurality of suction pumps 43 as discharge means are connected to the collecting portion 33 and connected to discharge lines 36 corresponding to the respective suction pumps 43. It is comprised so that it may supply.
また、第6図に示す構成は、集合部33に吐出手段である複数の吸引ポンプ44、46を連接し、各々の吸引ポンプ44、46の吐出側は、合流して研磨液を吐出ライン36に接続し、吐出口40から研磨装置41へ吐出するように構成したものである。各々の吸引ポンプ44、46の吸引側および吐出側には流路を開閉する制御弁45および47が設けられているものである。また、吸引ポンプ44、46、制御弁45および46は制御部42に接続させてある。 In the configuration shown in FIG. 6, a plurality of suction pumps 44 and 46 as discharge means are connected to the collecting portion 33, and the discharge sides of the suction pumps 44 and 46 join to discharge the polishing liquid to the discharge line 36. And is configured to be discharged from the discharge port 40 to the polishing apparatus 41. Control valves 45 and 47 for opening and closing the flow paths are provided on the suction side and the discharge side of the respective suction pumps 44 and 46. The suction pumps 44 and 46 and the control valves 45 and 46 are connected to the control unit 42.
次に、前記のように構成された研磨液供給装置について、以下その基本的な動作、作用を説明する。図1〜6において、研磨液用のシリカ、セリア、アルミナ、ジルコニア、二酸化マンガン等の砥粒を含有した水溶液である砥粒微粒子分散液の原液2を原液タンク1内に貯留し、過酸化水素等の酸性剤又はアンモニア等のアルカリ性剤、界面活性剤の添加剤を含む添加剤分散液である原液4を原液タンク3内に貯留し、さらに希釈用または洗浄用の純水である原液6を原液タンク5内に貯留している。各原液2、4、6は一定の液面を維持して各々貯留しているもので、各原液2、4、6の液面上の空間には、一定の湿り度を有する窒素ガス等の不活性ガスが一定圧力(例えば大気圧)で保持されている。なお砥粒微粒子分散液、添加剤分散液、純水の各々の組み合わせは、研磨対象に応じて選択されるものである。
Next, the basic operation and action of the polishing liquid supply apparatus configured as described above will be described below. 1-6,
次に、制御弁28、30、32を開、集合部33に連通した制御弁34を純水供給管35側が閉で吐出ライン36側を開とし、さらに吐出ライン36の途中に位置する制御弁37の排出管38側を閉で吐出ライン36側を開にした状態にし、吐出手段である吸引ポンプ39を駆動する。吸引ポンプ39を駆動すると、原液タンク1、3、5内の原液2、4、6は管状体27、29,31から吸引されて集合部33に吐出し混合する。この混合した液は研磨液として吐出ライン36に流出し吐出口40から研磨装置41に供給されるものである。
Next, the control valves 28, 30, 32 are opened, the control valve 34 communicated with the collecting portion 33 is closed on the pure water supply pipe 35 side, the discharge line 36 side is opened, and the control valve located in the middle of the discharge line 36. 37, the
前記集合部33と複数の原液タンク1、3、5内の各々の原液2、4、6中に連通する管状体27、29、31の本数を異なるようにして、前記複数の原液の混合比率を設定するものである。例えば、砥粒微粒子分散液である原液2中に連通する管状体27を1本とした場合、添加剤を含む添加剤分散液である原液4中に連通する管状体29を5から8本、希釈用の純水である原液6中に連通する管状体29を9から12本のようにして、集合部33と複数の原液タンク1、3、5内の各々の原液2、4、6中に連通する管状体の本数の選択により各々の原液2、4、6の混合比率を任意に設定できるようにしたものである。吐出口40から研磨装置41に供給される各々の原液2、4、6の混合液である研磨液の供給量は、吸引ポンプ39の能力制御で任意に設定、調整することができる。
The mixing ratio of the plurality of stock solutions is such that the number of
また、断面積が異なる管状体または長さが異なる管状体を原液2、4、6ごと、または同一原液の中で含むようにすることによって、各々の原液2、4、6の混合比率を、より巾広く設定することができる。
Further, by including a tubular body having a different cross-sectional area or a tubular body having a different length for each of the
また、各々の管状体27、29、31の通路を開閉する制御弁28、30、32を設けたことによって、集合部33と複数の原液タンク1、3、5内の各々の原液2、4、6中に連通し、各々の原液2、4、6を通過可能とする管状体27、29、31の本数を任意に選択することができる。これによって、各々の原液2、4、6の混合比率を、より幅広く設定することができ、さらに研磨装置41の混合比率の初期設定変更、研磨途中での混合比率の変更要求に対して、制御弁28、30、32の開閉動作によりきめ細かく対応することができる。
Further, by providing the control valves 28, 30, and 32 for opening and closing the passages of the
なお、図1においては、各原液タンク1、3、5内の各々の原液2、4、6中に一端を開口し、他端を前記集合部33に開口させた管状体27、29、31の本数を各々の原液2、4、6で異なるように設けたが、管状体27、29、31の本数を各々の原液2、4、6で同数とし、管状体27、29、31の通路を開閉する制御弁28、30、32の開状態にする数により、集合部33と複数の原液タンク1、3、5内の各々の原液2、4、6中に連通し、各々の原液2、4、6を通過可能とする管状体27、29、31の本数を任意に選択することによって、各々の原液2、4、6の混合比率を設定するように構成してもよい。
In FIG. 1,
また、吐出手段として、各々の原液2、4、6を吸引する吸引ポンプ39としたが、各原液タンク1、3、5内の原液2、4、6の液面上に、一定の湿り度を有する窒素ガス等の不活性ガスで圧力を印加して各原液2、4、6を押し出して吐出させるように構成してもよい。
In addition, the suction pump 39 that sucks each of the
また、各々の原液2、4、6の3種類の原液からなる研磨液を供給する場合で説明したが、研磨装置41の要求仕様に応じて、2種類の原液からなる研磨液を供給する場合にも適用することができるもので本実施の形態に限定されるものではない。
Moreover, although the case where the polishing liquid composed of three kinds of undiluted solutions of each of the
また、第3図に示すように集合部33に連通させている管状体27、29、31は断面が円形状をなす集合部の中央部に、本数の少ない原液2の管状体27を開口させ、この外側に本数の多い原液4、6の管状体29、31を順次配置して開口させている。これによって砥粒微粒子分散液である原液2を中心に、その外側を添加剤分散液である原液4、最外周に希釈用の純水である原液6が集合部33内に吐出し、各々の流れの界面が密度の差異によって崩れやすく、分散、混合が促進されて均一に混合された研磨液として供給することできる。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、集合部33に混合を促進する手段を付加してもよく、この場合にはより低流量の研磨液を供給するような状態下においても均一に混合された研磨液として供給することできる。さらに研磨液が吐出口40に到達するまでに吐出ライン36、吸引ポンプ39においても混合が促進されるものである。 In addition, a means for promoting mixing may be added to the collecting portion 33. In this case, even in a state where a lower flow rate of the polishing liquid is supplied, it can be supplied as a uniformly mixed polishing liquid. Further, mixing is also promoted in the discharge line 36 and the suction pump 39 until the polishing liquid reaches the discharge port 40.
また、吐出手段である吸引ポンプ39を駆動開始前に、原液2、4に開口する管状体27、29に設けた制御弁28、30を閉、純水である原液に開口する管状体31に設けた制御弁32を開とする。この後吸引ポンプ39を駆動開始すると純水のみが吸引されて集合部33に吐出し、さらに吐出ライン36から研磨装置41へと吐出する。これによって集合部33、吐出ライン36、制御弁34、37、吸引ポンプ39を純水で洗浄することができる。このとき研磨装置41においては純水を回収するようにする。また純水のみを吐出させたとき、制御弁37を排出管38へ連通するように通路を切り替えて、集合部33から制御弁37間を洗浄することもできる。一定時間純水のみを吐出させた後、原液2、4に開口する管状体27、29に設けた制御弁28、30も開とすることによって、通常の研磨液の供給動作に入るものである。
Further, before starting the operation of the suction pump 39 as the discharge means, the control valves 28 and 30 provided in the
また、通常の研磨液の供給を停止するときは、吐出手段である吸引ポンプ39の駆動を停止する前に、原液2、4に開口する管状体27、29に設けた制御弁28、30を開から閉、純水である原液に開口する管状体31に設けた制御弁32を開のままとすると、純水のみが吸引されて集合部33に吐出し、さらに吐出ライン36から研磨装置41へと吐出する。これによって集合部33、吐出ライン36、制御弁34、37、吸引ポンプ39を純水で洗浄することができる。また純水のみを吐出させたとき、制御弁37を排出管38へ連通するように通路を切り替えて、集合部33から制御弁37間を洗浄することもできる。一定時間純水のみを吐出させた後、制御弁32を閉、吸引ポンプ39を停止させる。
When stopping the supply of normal polishing liquid, control valves 28 and 30 provided in the
このように、複数の原液に純水原液を含み、複数の原液の集合部33への吐出開始前の一定時間または複数の原液の集合部33への吐出停止後の一定時間、前記純水原液のみを集合部33へ吐出させて、各部を洗浄するようにすることによって、常に混合比率、供給量を高精度に維持させることができる。さらに前記の純水による洗浄は、制御手段42の制御によって自動的に行うことができるので、メンテナンス性にも優れたものとなる。 As described above, the pure water stock solution is included in the plurality of stock solutions, and the pure water stock solution is used for a certain period of time before starting the discharge of the plurality of stock solutions to the collecting unit 33 or for a certain time after stopping the discharging of the plurality of stock solutions to the collecting unit 33 By discharging only the liquid to the collecting part 33 and washing each part, the mixing ratio and the supply amount can always be maintained with high accuracy. Furthermore, since the cleaning with pure water can be automatically performed under the control of the control means 42, it is excellent in maintainability.
また、吐出ライン36の洗浄は、純水供給管35から制御弁34を介して純水を吐出ライン36側に供給することによっても行うことができる。 The discharge line 36 can also be cleaned by supplying pure water from the pure water supply pipe 35 to the discharge line 36 via the control valve 34.
また、原液タンク1、3を洗浄する場合は、原液2、4を排出管12、18から制御弁11、17を介して排出し、この後純水供給管24から制御弁25を介して純水を原液タンク1、3内に供給することによって行うものである。
When washing the
また、第4図に示す構成は、第1図中の吐出口40の近くに吸引ポンプ39を配置した構成に対して、吐出手段である吸引ポンプ43を集合部33に連接させて配置したものである。これにより研磨液供給装置としての構成の一体化、メンテナンス性の向上が図れる。 Further, the configuration shown in FIG. 4 is a configuration in which a suction pump 43, which is a discharge means, is connected to the collecting portion 33 in contrast to the configuration in which the suction pump 39 is disposed near the discharge port 40 in FIG. It is. As a result, the constitution of the polishing liquid supply device can be integrated and the maintainability can be improved.
また、第5図に示す構成は、集合部33に吐出手段である複数の吸引ポンプ43を連接し、各々の吸引ポンプ43に対応した吐出ライン36に接続され、複数の研磨装置41へ研磨液を供給するように構成したものである。これによって単一の原液タンクから研磨装置41を同時に複数台稼動させることができるとともに研磨液供給装置の簡略化、省スペース化を図ることができる。 Further, in the configuration shown in FIG. 5, a plurality of suction pumps 43 as discharge means are connected to the collecting portion 33 and connected to discharge lines 36 corresponding to the respective suction pumps 43. It is comprised so that it may supply. As a result, a plurality of polishing apparatuses 41 can be operated simultaneously from a single stock solution tank, and the polishing liquid supply apparatus can be simplified and space-saving can be achieved.
また、第6図に示す構成は、集合部33に吐出手段である複数の吸引ポンプ44、46を並列に連接し、各々の吸引ポンプ44、46の吐出側は、合流して研磨液を吐出ライン36に接続し、吐出口40から研磨装置41へ吐出するように構成したものである。各々の吸引ポンプ44、46の吸引側および吐出側には流路を開閉する制御弁45および47が設けられているものである。吸引ポンプ44、46の両方を駆動するときは、制御弁45および47を開とする。また吸引ポンプ44、46のどちらか一方を駆動するときは、駆動する側の制御弁を開、駆動しない側を閉とする。前記各々の吸引ポンプ44、46、制御弁45、47を個別に駆動制御できるようにしたことによって、研磨液の供給量の設定巾が拡大し、また一方の系統にトラブルが発生しても、他方の系統を使用することができ信頼性が一層向上するものである。 In the configuration shown in FIG. 6, a plurality of suction pumps 44 and 46, which are discharge means, are connected in parallel to the collecting portion 33, and the discharge sides of the suction pumps 44 and 46 join to discharge the polishing liquid. It is connected to the line 36 and configured to discharge from the discharge port 40 to the polishing apparatus 41. Control valves 45 and 47 for opening and closing the flow paths are provided on the suction side and the discharge side of the respective suction pumps 44 and 46. When both the suction pumps 44 and 46 are driven, the control valves 45 and 47 are opened. When either one of the suction pumps 44 and 46 is driven, the control valve on the driving side is opened and the side not driven is closed. By allowing each of the suction pumps 44 and 46 and the control valves 45 and 47 to be individually driven and controlled, the setting range of the polishing liquid supply amount is expanded, and even if trouble occurs in one system, The other system can be used, and the reliability is further improved.
以上のように、従来技術においては、各原液の混合比率および混合された原液の全体流量にバラツキを生じやすい。またオリフィスを用いる構成では、オリフィス内径が砥粒側でφ1.0mm程であり、添加溶液側ではその1/5程度(φ0.2mm)と極めて小さい径であることにより、原液スラリー、異物による実質的な径の縮小や閉塞を生じる恐れがある。定流量弁においても微小間隙を構成することによって同様な現象が生じる恐れがあり、かかる構成では、所望する処理に適合した特定の混合比率のスラリーを適確に供給することができない場合がある。 As described above, in the prior art, the mixing ratio of each stock solution and the total flow rate of the mixed stock solution are likely to vary. Further, in the configuration using the orifice, the orifice inner diameter is about φ1.0 mm on the abrasive grain side, and on the additive solution side is about 1/5 (φ0.2 mm), and the diameter is extremely small. There is a risk of causing a reduction in diameter and blockage. Even in the constant flow valve, the same phenomenon may occur due to the configuration of the minute gap. With such a configuration, it may not be possible to accurately supply the slurry having a specific mixing ratio suitable for the desired processing.
これに対して本発明の研磨液供給装置においては、集合部33と複数の原液タンク1、3、5内の一定液面に維持された各々の原液2、4、6中に連通する管状体27、29、31の本数を異なるようにして、前記複数の原液の混合比率を設定、変更することができるもので、研磨液の供給量は吸引ポンプ39の能力制御で任意に設定、調整することができる。また内径が例えば2mm〜3mmである管状体27、29、31を用いて流量を設定するので、孔径の小さいオリフィスを用いる必要もなく、砥粒、異物による閉塞や流量バラツキを生じることがない。さらに原液2、4、6を混合した研磨液の貯留や滞留部分がなく、研磨液中の砥粒微粒子の凝集、沈降を発生することなく研磨装置に安定して供給することができる。
On the other hand, in the polishing liquid supply apparatus of the present invention, a tubular body communicating with each of the
以上のように、本発明の研磨液供給装置によれば、研磨液用の複数の原液の混合比率および供給量の精度の安定化を図り、劣化のない品質の安定した研磨液の研磨装置への供給と、装置の簡略化、信頼性の向上を図ることができるものである。 As described above, according to the polishing liquid supply apparatus of the present invention, the accuracy of the mixing ratio and the supply amount of a plurality of stock solutions for polishing liquid is stabilized, and the polishing apparatus for polishing liquid with stable quality without deterioration is achieved. Supply, simplification of the apparatus, and improvement of reliability can be achieved.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の研磨液供給装を、図7を参照しながら説明する。図7において図1〜6と同一番号は同一箇所を示し、説明を省略する。特に図1〜6と異なるところは、成分の異なる複数の原液2、4、6を合流させる複数の集合部33、54を設け、前記複数の集合部33、54ごとに、一端を前記複数の原液タンク1、3、5内の各々の原液2、4、6中に開口し、他端を前記集合部33および54に開口した一定の長さを有する管状体27、29、31および48、50、52を設けて、前記各々の集合部33、54と各々の原液2、4、6中に連通する管状体の本数を異なるようにして、前記複数の原液の混合比率を設定することにより複数系統の吐出ライン36および55への研磨液の吐出を可能としたものである。また管状体48、50、52の途中には制御弁49、51、53を設け、吐出ライン55には、制御弁56、61、吐出手段である吸引ポンプ58を設けている。吐出ライン55の先端は研磨装置60に臨んだ吐出口59を有しているものである。基本的な動作、作用は実施の形態1と同様である。
(Embodiment 2)
A polishing liquid supply apparatus according to
これによって、単一群の原液タンク1、3、5から複数の研磨装置に並行して研磨液を供給することができ、装置の大巾な簡略化、占有スペースの削減を図ることができる。
As a result, the polishing liquid can be supplied from a single group of
また、複数系統の吐出ライン36および55において、各々の集合部33、54と各々の原液2、4、6中に連通する管状体の本数を異なるようすることで、複数系統の吐出ライン36および55へ吐出する研磨液の混合比率を変えて設定することができるものである。さらに吐出手段である吸引ポンプ39と58の吸引能力を個別に設定し、吐出量を変えて各々の研磨装置41、60に研磨液を供給することができること、複数系統の吐出ライン36および55へ同時または一方のみの研磨液の吐出もできることにより、研磨装置41、60の混合比率、吐出量等の要求に対してきめ細かく対応することができる。
Further, in the plural lines of discharge lines 36 and 55, the plural lines of discharge lines 36 and 55 are made different from each other in the number of tubular bodies communicating with each of the collecting portions 33 and 54 and each of the
さらに、成分の異なる原液を追加して、これも含めて原液を選択して複数系統の吐出ラインに研磨液を供給することもできる。なお本実施の形態では、2系統の吐出ラインで説明したが、これに限定されるものでなく、さらに多数系統の吐出ラインを有するものにも展開が可能である。 Furthermore, it is also possible to add stock solutions having different components, select a stock solution including this, and supply the polishing solution to a plurality of discharge lines. In the present embodiment, the two discharge lines have been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be expanded to those having a plurality of discharge lines.
成分の異なる液を混合して供給する広範囲の装置の用途にも適用できる。 The present invention can also be applied to a wide range of apparatus uses for supplying liquids having different components.
1 原液タンク
2 原液
3 原液タンク
4 原液
5 原液タンク
6 原液
7 補充タンク
8 ポンプ
9 循環路
10 供給管
11 制御弁
12 排出管
13 補充タンク
14 ポンプ
15 循環路
16 供給管
17 制御弁
18 排出管
19 供給管
20 制御弁
21 ロードセル(重量検出手段)
22 液面センサー
23 液面センサー
24 純水供給管
25 制御弁
26 撹拌手段
27 管状体
28 制御弁
29 管状体
30 制御弁
31 管状体
32 制御弁
33 集合部
34 制御弁
35 純水供給管
36 吐出ライン
37 制御弁
38 排出管
39 吸引ポンプ(吐出手段)
40 吐出口
41 研磨装置
42 制御部
43 吸引ポンプ(吐出手段)
44 吸引ポンプ(吐出手段)
45 制御弁
46 吸引ポンプ(吐出手段)
47 制御弁
48 管状体
49 制御弁
50 管状体
51 制御弁
52 管状体
53 制御弁
54 集合部
55 吐出ライン
56 制御弁
57 排出管
58 吸引ポンプ(吐出手段)
59 吐出口
60 研磨装置
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
40 Discharge port 41 Polishing device 42 Control unit 43 Suction pump (discharge means)
44 Suction pump (discharge means)
45 Control valve 46 Suction pump (discharge unit)
47 Control Valve 48 Tubular Body 49 Control Valve 50 Tubular Body 51 Control Valve 52 Tubular Body 53 Control Valve 54 Collecting Portion 55
59 Discharge port 60 Polishing device
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004103808A JP2005294350A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Polishing solution supply device |
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JP2004103808A JP2005294350A (en) | 2004-03-31 | 2004-03-31 | Polishing solution supply device |
Publications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110509173A (en) * | 2019-09-04 | 2019-11-29 | 天津中环领先材料技术有限公司 | A kind of polishing fluid recyclable device and its control method |
-
2004
- 2004-03-31 JP JP2004103808A patent/JP2005294350A/en active Pending
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