JP2007234969A

JP2007234969A - Ｃｍｐ研磨装置における研磨剤調合装置及び調合方法。

Info

Publication number: JP2007234969A
Application number: JP2006056550A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kawanishi; 真悟川西
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】適正に調合された研磨剤の供給を間断なく実行してウェーハの研磨時間のロスを最少限に抑える。
【解決手段】研磨剤調合装置２０は２個の研磨剤調合用タンク２１が並設され、研磨剤原液を供給するための研磨剤原液供給ライン２３と、添加剤を供給するための添加剤供給ライン２４と、一方のタンクを作動中は他方のタンクの作動が制御されるように構成された研磨剤循環ライン３８と、添加剤の濃度を計測する濃度計２２と、各タンク２１からＣＭＰ研磨装置４４に研磨剤を供給するための研磨剤供給ラインとしての管路４３を有し、前記濃度計２２による計測結果に基づいて各タンク内の添加剤の投入量及び／又は研磨剤原液の投入量を各タンク毎に別々に算出して各タンク２１内に添加剤及び／又は研磨剤原液の適正量を供給して研磨剤が調合されるように構成したＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing)研磨装置への研磨剤の供給を兼ねた研磨剤調合装置及び調合方法に関するものである。

従来、此種ＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置又は調合方法は本出願人の出願に係る特許文献１に記載されているものが知られている。

そこで、同文献１記載の研磨剤調合装置又は調合方法を図２の回路図に従って簡単に説明する。同図において、１は研磨剤の調合装置を示す。該研磨剤調合装置によって研磨剤原液と添加剤とを調合して生成された研磨剤はＣＭＰ研磨装置１４へ供給され、そこで、ウェーハの研磨用として用いられる。

尚、前記研磨剤は、その原液として微細粒子を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を主として用い、之に添加剤として、僅かの量（略２重量％）のＨ₂Ｏ₂等を添加して調合されたものである。

又、同図における上記研磨剤の調合装置１は主として研磨剤調合用タンク２、該研磨剤調合用タンク２内へ研磨剤原液タンク３から研磨剤原液をポンプＰ₁及びバルブＶ₁を介して供給するための配管４、添加剤としてのＨ₂Ｏ₂をＨ₂Ｏ₂タンク５から前記研磨剤調合用タンク２内へポンプＰ₂及びバルブＶ₂を介して供給するための配管６、研磨剤調合用タンク２内の研磨剤中のＨ₂Ｏ₂濃度を計測するための濃度計７を有し、且つ、該濃度計７は研磨剤調合用タンク２からの配管８（研磨剤の循環ラインを兼ねる）上にポンプＰ₃及びダンパ９と直列に配設されて成り、更に、該研磨剤の循環ライン８から分岐した配管８ａ上に配設された変換器１０と接続され、そして、該濃度計の計測値は該変換器１０によってデジタル信号として制御部１１（デ−タ−ロガー及びシーケンサ等を含む）に入力され、該制御部１１によって前記濃度計７によるタンク２内の研磨剤中のＨ₂Ｏ₂濃度を計測した結果に基づいてＨ₂Ｏ₂の不足量を算出し、前記Ｈ₂Ｏ₂タンク５からＨ₂Ｏ₂の必要量がバルブＶ₂を開放してタンク２内へ補充され、更に、タンク２内の研磨剤の全量を増量する必要がある場合は、前記Ｈ₂Ｏ₂の補充量と共に前記研磨剤原液の補充量も該制御部１１によって算出し、前記ポンプＰ₁及び又はＰ₂によりバルブＶ₁及びＶ₂を開放して夫々の必要量を補充し、該タンク２内に設けられている攪拌機１２によって攪拌し乍ら調合し、適正値に調合された研磨剤を該タンク２内から配管１３によってポンプＰ₄を介しＣＭＰ研磨装置１４へ供給されるように構成されている。
特開２００３−２０５４６３号公開公報

特許文献１記載のＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置は研磨剤の循環ラインにＨ₂Ｏ₂の濃度計を配設してＨ₂Ｏ₂の濃度を計測しているのであるが、研磨剤調合用タンクが一個であるため、該タンク内に収容されている研磨剤が少量となってＣＭＰ研磨装置への研磨剤の供給量が不足し又は供給ができなくなった場合は、一時、該研磨剤の供給を停止し、新めて研磨剤原液及びＨ₂Ｏ₂を該タンク内へ供給し、適正値に攪拌調合されることによりＣＭＰ研磨装置に対しての研磨剤の供給が可能となる。従って、ＣＭＰ研磨装置におけるウェーハの研磨時間帯に相当時間の空白が生じてウェーハ研磨効率に影響を及ぼし、ウェーハ研磨のコストアップの要因ともなる。

そこで、ＣＭＰ研磨装置へ研磨剤を供給する研磨剤調合用タンクであって、該タンクから適正値に調合された研磨剤を間断なく供給して、ウェーハの研磨時間のロスをなくし、コストアップの要因を抑制するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置であって、該研磨剤調合装置は２個の研磨剤調合用タンクが並設され、夫々のタンクに研磨剤原液を供給するための研磨剤原液供給ラインと、添加剤を供給するための添加剤供給ラインと、前記並設された各タンクの外側に各タンクに共用され、且つ、一方のタンクを作動中は他方のタンクの作動が制御されるように構成された研磨剤循環ラインと、該研磨剤循環ラインに前記タンク内の添加剤の濃度を計測する濃度計と、各タンクからＣＭＰ研磨装置に研磨剤を供給するための研磨剤供給ラインとしての管路を有し、前記濃度計による計測結果に基づいて各タンク内の添加剤の投入量及び／又は研磨剤原液の投入量を各タンク毎に別々に算出して各タンク内に添加剤及び／又は研磨剤原液の適正量を供給して研磨剤が調合されるように構成したＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置を提供するものである。

この構成によれば、２個の研磨剤調合用タンク内には別々に研磨剤原液及び添加剤が夫々の研磨剤供給ライン及び添加剤供給ラインを介して供給される。更に、一方のタンク内にて適正に調合された研磨剤は適宜ＣＭＰ研磨装置へ供給されるのであるが、この場合、一方のタンク内の添加剤の濃度を計測する濃度計によって計測された添加剤の濃度が不足している場合は、制御部からの指令により添加剤及び／又は研磨剤原液を該一方のタンク内へ供給し、攪拌混合して添加量の適正値を有する研磨剤が調合される。その間においては、他方の研磨剤調合用タンクには予め決定されている添加剤と研磨剤原液が供給されて適宜攪拌混合して調合され、前記一方のタンク内の研磨剤供給の停止を待って該他方のタンク内の前記調合された研磨剤をＣＭＰ研磨装置へ直ちに供給できるように待機している。

請求項２記載の発明は、上記研磨剤循環ラインは双方のタンク内の研磨剤の循環ラインとしての管路が共用され、且つ、その上下端部から分岐された技管が双方のタンク内に各別に開閉バルブを介して挿入され、双方のタンク内の研磨剤が各別に循環できるように構成されたＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置を提供する。

この構成によれば、研磨剤の循環ラインは双方のタンクに共用されるが、夫々各別に自動開閉バルブが配設されているので、双方のタンクは制御部からの操作指令により各別に夫々の自動開閉バルブが開又は閉に切替えられ、一方のタンク内の研磨剤循環ラインが作動している間は、他方のタンクの研磨剤循環ラインは停止されている。

請求項３記載の発明は、上記研磨剤循環ラインに設けられている添加剤の濃度を計測する濃度計の上流側にダンパが設けられているＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置を提供する。

この構成によれば、研磨剤循環ラインに設けられている添加剤の濃度を計測する濃度計の上流側にダンパが設けられているので、タンクから研磨剤循環ラインに流れる研磨剤は該濃度計の前方においてその流れの脈動が整流化される。

請求項４記載の発明は、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合方法であって、該研磨剤調合方法に用いられる研磨剤調合装置は２個の研磨剤調合用タンクが並設され、夫々のタンクに研磨剤原液を供給するための研磨剤原液供給ラインと、添加剤を供給するための添加
剤供給ラインと、前記並設された各タンクの外側に各タンクに共用され、且つ、一方のタンクを作動中は他方のタンクの作動が制御されるように構成された研磨剤循環ラインと、該研磨剤循環ラインに前記タンク内の添加剤の濃度を計測する濃度計と、各タンクからＣＭＰ研磨装置に研磨剤を供給するための研磨剤供給ラインとしての管路を有し、前記濃度計による計測結果に基づいて各タンク内の添加剤の投入量及び／又は研磨剤原液の投入量を各タンク毎に別々に算出して各タンク内に添加剤及び／又は研磨剤原液の適正量を供給して研磨剤が調合されるように構成されて成り、前記一方のタンク内の研磨剤をＣＭＰ研磨装置へ供給中は、他方のタンク内の研磨剤の循環ラインを停止して前記一方のタンク内の研磨剤の循環ラインを作動させ、且つ、該一方のタンク内の添加剤濃度を前記濃度計にて計測し、該計測結果に基づいて制御部によって適正値に算出された添加剤及び／又は研磨剤原液を前記一方のタンク内に供給して研磨剤を調合するように形成されたＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合方法を提供する。

この方法によれば、双方のタンクに共用される研磨剤の循環ラインには各タンク毎に配設されている自動開閉バルブが制御部からの指令信号により各タンク毎に開閉する。そこで、一方のタンクを稼動している間には、他方のタンクと共用される前記研磨剤の循環ラインの作動は停止されており、そして、前記一方のタンク内に投入されている研磨剤が該研磨剤循環ラインに流れて研磨剤中に含有せられている添加量の濃度が濃度計によって計測され、そして、その計測結果に基づいて制御部は添加剤の不足量及び／又は研磨剤原液の補充量を算出して添加剤及び／又は研磨剤の不足量を補充する。

請求項５記載の発明は、上記一方のタンク内の研磨剤をＣＭＰ研磨装置に供給している間においては、他方のタンク側の研磨剤循環ラインは停止しており、且つ、該他方のタンク内には予め適正量の研磨剤原液及び添加剤が供給されて研磨剤が調合され、該研磨剤をＣＭＰ研磨装置へ供給できるようにすべく待機状態にあるＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合方法を提供する。

この方法によれば、一方のタンク側の研磨剤循環ラインが機能して該タンク内における研磨剤が適正値の添加剤を有するように調整調合され、そして、添加剤の適正値に調合された研磨剤は適宜ＣＭＰ研磨装置へ供給される。この間においては他方のタンク側の研磨剤循環ラインは停止している。そこで、この停止中においてこのタンク内には予め決定されている研磨剤原液及び添加剤が投入されて前記一方のタンク側の研磨剤がＣＭＰ研磨装置への供給を終了したときに、直ちに該他方のタンク側が機能し得るように待機している。

請求項１記載の発明は研磨剤調合用タンクを２個並設し、その間に双方に共用される研磨剤循環ラインを設け、且つ、一方のタンク側の研磨剤循環ラインを作動させているときには他方の研磨剤循環ラインは停止し、その間に予め添加剤の混合比率が決定されている添加剤と研磨剤原液を他方のタンクに投入して調合しておく。然るときは、前記一方のタンク側の研磨剤のＣＭＰ研磨装置への供給を終了したときは、該タンク側の研磨剤循環ラインを停止し、そして、他方のタンク側の研磨剤循環ラインを作動させ乍ら該タンク内の研磨剤をＣＭＰ研磨装置へ供給することができるので、研磨剤調合用タンクからＣＭＰ研磨装置への研磨剤の供給を間断なく実行できてウェーハの研磨時間のロスをなくし、コストダウンにも寄与するとともに、研磨剤調合用タンク内の研磨剤の残量変動にかかわらず、常に安定した添加剤の濃度制御も可能となる等、正に著大なる効果を奏する。

請求項２記載の発明は、２個の研磨剤調合用タンク間に設けられている研磨剤循環ラインとしての管路が共用されて各タンクの研磨剤循環ラインを各別に作動することになるが、之は前記管路の上下端部が分岐して双方のタンク内に各別に挿入され、且つ、夫々に自
動開閉バルブが設けられているので、請求項１記載の発明の効果に加え、双方のタンクの夫々の研磨剤循環ラインが前記自動開閉バルブを制御部からの操作指令により各別に開又は閉に切替えることにより、各タンクは各別に夫々の研磨剤供給ラインを作動し、一方が作動中は他方は停止しており、そして、交互に作動させることにより研磨剤循環ラインを各タンク別に設けるまでもなく、能率良く研磨剤供給ラインを作動させることができる。

請求項３記載の発明は、研磨剤循環ライン上に設けられている濃度計の上流側にダンパが設けられているので、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、タンクから流れる研磨剤の脈動を該ダンパによって整流化し、濃度計による計測制度を一層向上させることが可能となる。

請求項４及び５記載の発明は、２個並設された研磨剤調合用タンク間に、双方のタンクに共用される研磨剤循環ラインを設け、該研磨剤循環ラインに添加剤の濃度計を設けているので、一方のタンク側の研磨剤循環ラインを作動させて該タンク内の研磨剤中の添加剤濃度を計測し、その計測結果に基づいて添加剤の濃度が不足している場合は、制御部（データロガー及びシーケンサー等を含む）が添加剤及び／又は研磨剤原液の不足量を算出し、そして、該制御部からの指令信号により添加剤及び／又は研磨剤原液の適正量を該タンク内に補充し乍ら、該タンク内の研磨剤を常に適正値に維持してＣＭＰ研磨装置へ、該研磨剤を供給できるのである。

このように、一方のタンク側の前記研磨剤循環ラインが作動中においては、他方のタンク側の研磨剤循環ラインの作動は停止している。そこで、該他方のタンクには予め適正量が決定されている研磨剤原液と添加剤が投入され、混合調合されて前記一方のタンク側の稼動停止を待って直ちに他方のタンク側が稼動できるように待機しているのである。依って、双方のタンクを効率良く使用し、間断なく研磨剤調合用タンクからＣＭＰ研磨装置へ適正値の研磨剤を供給でき、前記請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。

ＣＭＰ研磨装置へ研磨剤を供給する研磨剤調合用タンクであって、該タンクから適正値に調合された研磨剤を間断なく供給することができるようにして、ウェーハの研磨作業効率を向上させると云う目的を達成するために、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置であって、該研磨剤調合装置は２個の研磨剤調合用タンクが並設され、夫々のタンクに研磨剤原液を供給するための研磨剤原液供給ラインと、添加剤を供給するための添加剤供給ラインと、前記並設された各タンクの外側に各タンクに共用され、且つ、一方のタンクを作動中は他方のタンクの作動が制御されるように構成された研磨剤循環ラインと、該研磨剤循環ラインに前記タンク内の添加剤の濃度を計測する濃度計と、各タンクからＣＭＰ研磨装置に研磨剤を供給するための研磨剤供給ラインとしての管路を有し、前記濃度計による計測結果に基づいて各タンク内の添加剤の投入量及び／又は研磨剤原液の投入量を各タンク毎に別々に算出して各タンク内に添加剤及び／又は研磨剤原液の適正量を供給して研磨剤が調合されるように構成したことを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置を提供することにより実現した。

以下、本発明の好適な一実施例を図１に従って説明する。図において２０は本発明の研磨剤調合装置を示す。該研磨剤調合装置２０は主として研磨剤調合用タンク２１、Ｈ₂Ｏ₂濃度計測手段としての濃度計２２、研磨剤原液投入ライン２３、Ｈ₂Ｏ₂投入ライン２４、及びこれらを制御するためのデータロガー及びシーケンサー等を含む制御部２５等から成る。

前記研磨剤調合用タンク２１は左右に各１個が並設されて、左タンク２１ａと右タンク２１ｂとから成る。左右のタンク２１ａ及び２１ｂは合成樹脂製の円筒形状を有し、且つ、同一の構成要素を含み、同一の機能を発揮する。又、該左右の研磨剤調合用タンク２１ａ，２１ｂは重量センサ２６，２６上に夫々載設されており、タンク２１ａ，２１ｂの全重量が該重量センサ２６，２６に負荷され、そして、該重量センサ２６の検出値は前記濃度計２２のＨ₂Ｏ₂の計測値とともに前記制御部２５へ送信され、該制御部２５でＨ₂Ｏ₂の適正値及び／又は該Ｈ₂Ｏ₂の適正値に対応する研磨剤原液の投入量を算出して、適正量のＨ₂Ｏ₂及び／又は研磨剤原液をタンク２１ａ又は２１ｂ内へ投入すべき指令信号を発することになる。

又、上記研磨剤原液投入ライン２３を構成する原液主管路２３ａが研磨剤原液タンク２７から配設され、そして、該原液主管路２３ａから分岐した原液技管２３ｂ，２３ｂが前記各タンク２１ａ及び２１ｂの夫々の側壁上部を貫通して各タンク２１ａ及び２１ｂの各内部と連通されている。又、該原液主管路２３ａには液面計２９、ポンプ２８及び前記技管２３ｂ，２３ｂには夫々自動開閉バルブ３０ａ，３０ａが設けられている。前記液面計２９は研磨剤原液及び添加剤の供給量を管理する。又、該自動開閉バルブ３０ａ，３０ａは夫々各別に前記制御部２５の制御信号により、自動的に開又は閉に切替えられるとともに前記ポンプ２８も同様に制御部２５からの制御信号により自動的に作動及び停止するものとする。

又、前記添加剤であるＨ₂Ｏ₂投入ライン２４を構成するＨ₂Ｏ₂主管路２４ａがＨ₂Ｏ投入口３１から配設され、そして、該Ｈ₂Ｏ₂主管路２４ａから分岐したＨ₂Ｏ₂技管２４ｂ，２４ｂが前記各タンク２１ａ及び２１ｂに夫々の側壁上部を貫通して各タンク２１ａ及び２１ｂの内部と連通されている。又、前記Ｈ₂Ｏ₂技管２４ｂ，２４ｂには夫々自動開閉バルブ３０ｂ，３０ｂが設けられ、そして、該自動開閉バルブ３０ｂ，３０ｂは各別に前記制御部２５からの指令信号により開又は閉に切替えられてＨ₂Ｏ₂の適正値が補充される。

更に又、前記タンク２１ａ及び２１ｂには必要に応じて純水が加えられる。而して、該純水は純水投入口３２に連結された純水主管路３２ａから分岐された純水技管３２ｂ，３２ｂの先端部が前記タンク２１ａ及び２１ｂを貫通して該タンク２１ａ及び２１ｂの内部に連通されている。又、該純水技管３２ｂ，３２ｂには自動開閉バルブ３０ｃ，３０ｃが設けられており、前記制御部２５からの指令信号により開又は閉に切替えられて該純水がタンク２１ａ及び２１ｂ内に必要量だけ注水されて、前記研磨剤原液及びＨ₂Ｏ₂とともに攪拌され、夫々適正量が調合されて研磨剤が生成されるのである。

尚、純水主管路３２ａ上には圧力計３４が設けられ、その検出値は前記制御部２５へ出力され、純水タンク３２から送水される純水の圧力を適正に制御できるように構成されている。更に又、純水主管路３２ａの先端部には手動開閉弁３５ａが設けられ、連結具３６によって純水シャワー３７に連結され、そして、該手動開閉バルブ３５ａを開にして純水主管路３２ａから所定圧の純水を研磨剤調合装置２０に噴射して該研磨剤調合装置２０を洗浄できるように構成されている。勿論、洗浄作業の終了時には、前記手動開閉弁３５ａを閉じて純水の噴射を停止させる。

又、左タンク２１ａと右タンク２１ｂとの中間部には研磨剤循環ライン３８が設けられている。該研磨剤循環ライン３８は図１において、左タンク２１ａと右タンク２１ｂとの中間部に上下に一本の主管路３８ａが設けられ、該主管路３８ａの上端部から左右に分岐された上部技管３８ｂ，３８ｂが各別に左タンク２１ａ及び右タンク２１ｂ内に挿入され、更に、該主管路３８ａの下端部からも左右に分岐された下部技管３８ｃ，３８ｃが各別に左タンク２１ａ及び右タンク２１ｂに挿入されて、左タンク側研磨剤循環路３９及び右
タンク側研磨剤循環路４０を形成している。

即ち、左タンク側研磨剤循環路３９は前記主管路３８ａと左方の上部技管３８ｂ及び左方の下部技管３８ｃ並びに左タンク２１ａによって形成される。又、右タンク側研磨剤循環路４０は前記主管路３８ａと右方の上部技管３８ｂ及び右方の下部技管３８ｃ並びに右タンク２１ｂによって形成され、そして、上下夫々の技管３８ｂ及び３８ｃには各別に自動開閉バルブ３０ｄ，３０ｄ，３０ｄ，３０ｄが設けられ、左方の自動開閉バルブ３０ｄ，３０ｄと、右方の自動開閉バルブ３０ｄ，３０ｄとは制御部２５の指令信号により左右各別に開又は閉に切替わり、前記左タンク側研磨剤循環路３９と右タンク側研磨剤循環路４０とが夫々各別に作動し、一方が作動している間には他方は停止するように構成されている。

又、前記主管路３８ａにはダンパ４１が設けられ、該ダンパ４１の上流側にポンプ４２が設けられており、更に、前記ダンパ４１の下流側にＨ₂Ｏ₂の濃度を計測するための濃度計２２が設けられている。

又、左タンク２１ａ又は右タンク２１ｂ内において調合された研磨剤は管路４３を介してＣＭＰ研磨装置４４へ送られ、ウェーハの研磨に供せられることになる。勿論該管路４３は前記左タンク２１ａ及び右タンク２１ｂに技管４３ａ及び４３ｂによって各別に連通されている。

又、該管路４３の下流側にはポンプ４５、ダンパ４６、圧力計４７、自動開閉バルブ４８及びフィルタ４９が直列に配設され、更に、前記技管４３ａ，４３ｂには夫々自動開閉バルブ５０，５０が設けられて左タンク２１ａ又は右タンク２１ｂからの適正に調合された研磨剤を前記ＣＭＰ研磨装置４４へ円滑に送られるように構成されている。又、前記ＣＭＰ研磨装置４４へ供給される研磨剤はバイパス管路５１ａ、及び手動開閉バルブ５２ａを介してスラリーリターンライン５１を通って自動開閉バルブ５２の開閉動作によって前記左タンク２１ａ又は右タンク２１ｂに環流することができるように形成されている。

尚、ドレンライン５３が別途設けられており、該ドレンライン５３は前記左タンク２１ａ又は右タンク２１ｂの夫々の底部に連結した左右各別の技ライン５３ａ，５３ｂに連通され、且つ、自動開閉バルブ５４，５４を介して左タンク２１ａ又は右タンク２１ｂの研磨剤を各別にドレンに送流できるように構成されている。又、左タンク２１ａ又は右タンク２１ｂ内の研磨剤をドレンに別途送流する必要が生じた場合は、前記ドレンライン５３から更に左右各別の技管５４，５４を左タンク２１ａ及び右タンク２１ｂの夫々に連通することによって左右の各タンク内の研磨剤を適宜ドレンに流すことも可能である。

尚、図中符号５５は攪拌機を示す。

本発明の一実施例は上記構成を有するので、例えば、先ず、左タンク２１ａ及び右タンク２１ｂに夫々予め添加剤の混合率が決定された研磨剤原液及び添加剤としてのＨ₂Ｏ₂又は必要により適正量の純水を投入し、前記攪拌機５５にて攪拌混合して適正値の研磨剤に調合されることができる。そして、例えば左タンク２１ａ内の研磨剤をＣＭＰ研磨装置４４へ供給してウェーハの研磨に供している間においては、左タンク側研磨剤循環路３９に設けた左方の自動開閉バルブ３０ｄ，３０ｄを開にして左タンク側研磨剤循環路３９を作動させ、そして、左タンク２１ａ内の研磨剤中の添加剤濃度を濃度計２２によって常に計測し、若し、Ｈ₂Ｏ₂の濃度が低下した場合は、制御部２５が濃度計２２等の計測結果に基づき、添加剤の不足量を算出し、又は適正な添加剤に相当する研磨剤原液の補充量を算出して添加剤及び／又は研磨剤原液を補充し乍ら、左タンク２１ａ内の適正値の研磨剤を調合し、前記ＣＭＰ研磨装置へ該研磨剤を供給する。

この間においては、右タンク側の自動開閉バルブ３０ｄ，３０ｄは閉じて右タンク側研磨剤循環路４０の作動が停止している。この場合、右タンク２１ｂ内には前述したように添加剤の混合比率が予め決定され、適正値に調合された研磨剤が該右タンク２１ｂ内に収容されており、前記左タンク２１ａ内の研磨剤供給が終了すれば、該左タンク側研磨剤循環路３９の作動を停止し、直ちに右タンク側研磨剤循環路４０を作動させて前記左タンク側研磨剤循環路３９の作動と同様の作動を実行させ、右タンク２１ｂ内の研磨剤を逐次ＣＭＰ研磨装置４４へ供給し、その間添加剤の濃度低下が濃度計２２にて計測されたときには、制御部２５にて添加剤及び／又は研磨剤原液の追加量が算出されて適正値の混合比率になるように添加剤及び／又は研磨剤原液を補充し、ウェーハの研磨に最も適する研磨剤として調合されてＣＭＰ研磨装置４４に供給されることになる。又、前記濃度計２２による計測は常時行ってもよいが間欠的計測であってもよい。

斯くの如く、本発明は２個の研磨剤調合用タンク２１を並設し、その間に研磨剤循環ライン３８及び該研磨剤循環ライン３８上に添加剤の濃度を計測する濃度計を設け、そして、左タンク側研磨剤循環路３９と右タンク側研磨剤循環路４０とを双方のタンク各別に作動させ、一方が作動している間は他方の作動は停止しており、そして、他方のタンク側研磨剤循環路の停止時間帯中には他方のタンク内に添加剤及び研磨剤原液を注入して適正値の混合比率を有するように調合された研磨剤のＣＭＰ研磨装置４４への供給を制御しておき、そして、前記一方のタンク側の研磨剤供給動作が終了するまで待機している。

そこで、該一方のタンク側の研磨剤のＣＭＰ研磨装置への送給が終了すれば、待機している前記他方のタンク側からの研磨剤送給を直ちに開始し、そして、該タンク側の研磨剤循環路を作動させ、且つ、この間においては前記一方のタンク側研磨剤循環路の作動は停止させておき、そして、該一方のタンク側には再度、予め所定の添加剤及び研磨剤原液を投入して調合し、適正値に調合された該一方のタンク内の研磨剤は直ちに前記同様にＣＭＰ研磨装置４４への供給開始ができるように待機することになる。このとき、他方のタンク側からの研磨剤の送給時に、添加剤濃度が低下した場合には前述と全く同様に該タンク内の研磨剤が適正値に調合されてウェーハ研磨に最も適する高純度の研磨剤としてＣＭＰ研磨装置へ送給されることになる。

斯くして、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置及び方法によって適正に調合された研磨剤の送給が極めて迅速且つ、正確に実行され、これによって研磨されたウェーハの品質性能も向上し、コストダウンにも寄与することができる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施例を示し、研磨剤調合装置全体の概要を示す回路図。従来例の研磨剤調合装置の概要を示す回路図。

符号の説明

２０研磨剤調合装置
２１研磨剤調合用タンク
２１ａ左タンク
２１ｂ右タンク
２２濃度計
２３研磨剤原液投入ライン
２３ａ主管路
２３ｂ技管
２４Ｈ₂Ｏ₂供給ライン
２４ａ主管路
２４ｂ技管
２５制御部
２７研磨剤原液タンク
２８ポンプ
２９液面計
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，４８，５０，５２，５４自動開閉バルブ
３１Ｈ₂Ｏ₂投入口
３２純水投入口
３２ａ純水主管路
３５ａ，５２a 手動開閉バルブ
３６連結具
３７純水シャワー
３８研磨剤循環ライン
３８ａ主管路
３８ｂ上部技管
３８ｃ下部技管
３９左タンク側研磨剤循環路
４０右タンク側研磨剤循環路
４１，４６ダンパ
４４ＣＭＰ研磨装置
５１スラリーリターンライン
５３ドレンライン
５５攪拌機

Claims

ＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置であって、該研磨剤調合装置は２個の研磨剤調合用タンクが並設され、夫々のタンクに研磨剤原液を供給するための研磨剤原液供給ラインと、添加剤を供給するための添加剤供給ラインと、前記並設された各タンクの外側に各タンクに共用され、且つ、一方のタンクを作動中は他方のタンクの作動が制御されるように構成された研磨剤循環ラインと、該研磨剤循環ラインに前記タンク内の添加剤の濃度を計測する濃度計と、各タンクからＣＭＰ研磨装置に研磨剤を供給するための研磨剤供給ラインとしての管路を有し、前記濃度計による計測結果に基づいて各タンク内の添加剤の投入量及び／又は研磨剤原液の投入量を各タンク毎に別々に算出して各タンク内に添加剤及び／又は研磨剤原液の適正量を供給して研磨剤が調合されるように構成したことを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置。
上記研磨剤循環ラインは双方のタンク内の研磨剤の循環ラインとしての管路が共用され、且つ、その上下端部から分岐された技管が双方のタンク内に各別に自動開閉バルブを介して挿入され、双方のタンク内の研磨剤が各別に循環できるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置。
上記研磨剤循環ラインに設けられている添加剤の濃度を計測する濃度計の上流側にダンパが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合装置。
ＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合方法であって、該研磨剤調合方法に用いられる研磨剤調合装置は２個の研磨剤調合用タンクが並設され、夫々のタンクに研磨剤原液を供給するための研磨剤原液供給ラインと、添加剤を供給するための添加剤供給ラインと、前記並設された各タンクの外側に各タンクに共用され、且つ、一方のタンクを作動中は他方のタンクの作動が制御されるように構成された研磨剤循環ラインと、該研磨剤循環ラインに前記タンク内の添加剤の濃度を計測する濃度計と、各タンクからＣＭＰ研磨装置に研磨剤を供給するための研磨剤供給ラインとしての管路を有し、前記濃度計による計測結果に基づいて各タンク内の添加剤の投入量及び／又は研磨剤原液の投入量を各タンク毎に別々に算出して各タンク内に添加剤及び／又は研磨剤原液の適正量を供給して研磨剤が調合されるように構成されて成り、前記一方のタンク内の研磨剤をＣＭＰ研磨装置へ供給中は、他方のタンク内の研磨剤の循環ラインを停止して前記一方のタンク内の研磨剤の循環ラインを作動させ、且つ、該一方のタンク内の添加剤濃度を前記濃度計にて計測し、該計測結果に基づいて制御部によって適正値に算出された添加剤及び／又は研磨剤原液を前記一方のタンク内に供給して研磨剤を調合するように形成されたことを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合方法。
上記一方のタンク内の研磨剤をＣＭＰ研磨装置に供給している間においては、他方のタンク側の研磨剤循環ラインは停止しており、且つ、該他方のタンク内には予め適正量の研磨剤原液及び添加剤が供給されて研磨剤が調合され、該研磨剤をＣＭＰ研磨装置へ供給できるようにすべく待機状態にあることを特徴とする請求項５記載のＣＭＰ研磨装置における研磨剤調合方法。