JP4869536B2 - 半導体製造のための化学機械的研磨システム - Google Patents
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Description
【０００１】
発明の分野
本発明は半導体部品の製造、特に半導体部品の製造において使用される混合物の成分濃度検出に関する。
【０００２】
発明の背景
化学機械的研磨（ＣＭＰ）のスラリーは金属層を平坦化するために使用され得る。このＣＭＰスラリーは緩衝溶液、酸化剤、および研磨剤からなる。酸化剤は金属を化学的に不動態化や酸化し、研磨剤は、非酸化金属よりも軟らかい、酸化された金属を物理的に研磨や除去する。タングステン金属を研磨するためのＣＭＰスラリーには正確な量の酸化剤が必要であるが、酸化剤の使用可能寿命は非常に短い。従って、必要な化学的活性を維持するためには、ＣＭＰスラリーに新しい酸化剤を追加しなければならない。
【０００３】
酸化剤の追加を必要とする時期を判断するための従来の手法は、滴定等のマニュアル手法からなる。これらのマニュアル手法では、ＣＭＰスラリーに追加されるべき適切な酸化剤量を決定するまでに普通は少なくとも１５分必要である。ＣＭＰスラリーの採取とＣＭＰスラリーへの酸化剤追加との間のこの長い遅延時間は製造工程制御に適さない。
【０００４】
ＣＭＰスラリーの短い使用可能寿命は既存のＣＭＰシステムに他の問題をもたらす。例えば、多くのＣＭＰシステムでは、丸一日或いは少なくとも８時間の製造シフトの期間使用するために、大量のＣＭＰスラリーを保存する大きなデイタンクを使用する。このデイタンクは広い床面積を必要とし高価である。更に、デイタンクに保存されている数種類のＣＭＰスラリーに周期的に大量の酸化剤を追加しなければならない。また、新しいＣＭＰスラリーのバッチには、使用可能になるまでの滞留時間があり、それを超えてはＣＭＰスラリーは使用され得ない。従って、デイタンク中の大量のＣＭＰスラリーは、スラリーの新しいバッチがデイタンクに入れられたとき、及び／或いは、古いスラリーが使用可能寿命を越えたときは化学物質の追加によって再活性化させなければならない、という滞留時間問題がある。
【０００５】
従って、混合物中の成分濃度を容易、正確、安価に検出し制御するための方法を含む、半導体部品の製造方法への必要性は存在する。ＣＭＰ加工に関しても、ＣＭＰスラリー中の酸化剤や他の時間敏感性の化学組成物の濃度を容易、正確、安価に検出し制御するＣＭＰシステムへの必要性は存在する。
【０００６】
説明の単純化と明確化のために、図は一般的な構成を示し、図中の部品は必ずしも一定の比率では描かれていない。加えて、本発明を不必要にあいまいにすることを回避するために、異なる図中の同一の参照番号は同一の部品を示し、周知の特徴や手法の詳細な記載は削除した。
【０００７】
更に、明細書や請求項中の、第１、第２、第３、第４、表面、底面、上、下, 等の言葉は類似部品を区別するために使用され、必ずしも相対的位置や順番、時間的順序を説明していない。しかしながら、ここで述べる本発明の実施例は、ここで述べ、示す以外の方向や順序でも動作可能である。また、使用される表現は適当な環境下で相互交換可能である。
【０００８】
図の詳細な説明
図１はＣＭＰシステム１００の部分断面図を示す。特にシステム１００の化学物質供給部分を図１に示した。ＣＭＰシステム１００は第１の入力ポート１１１、第２の入力ポート１１２、ＣＭＰスラリー出力ポート１１３、ＣＭＰスラリー検知部１１４、および破線１１９で示したＣＭＰスラリー満タンレベルを備える。好ましい実施例において、ＣＭＰスラリー出力ポート１１３はＣＭＰスラリー満タンレベルの下部に位置し、入力ポート１１１、１１２はＣＭＰスラリー出力ポート１１３の下部に位置する。また好ましい実施例において、ＣＭＰスラリー検知部１１４は出力ポート１１３およびＣＭＰスラリー満タンレベルの下部に位置し、ＣＭＰスラリー検知部１１４は又、入力ポート１１１、１１２の上部に位置する。第１の入力ポート１１１と１１２、ＣＭＰスラリー出力ポート１１３、ＣＭＰスラリー検知部１１４、およびＣＭＰスラリー満タンレベルの好ましい位置関係の理由を下記に説明する。
【０００９】
容器１１０は貯蔵タンク１２０を形成する内壁１１５を備える。好ましい実施例において、壁１１５は滑らかであるが、貯蔵タンク１２０内の乱流を増大させるために、フィン（図１に不示）が壁１１５から延びていてもよい。好ましい実施例において、入力ポート１１１、１１２と連結したポンプが入力ポート１１１、１１２を経て容器１１０中にスラリー成分を注入するために使用され、又、出力ポート１１３を経て容器１１０からスラリーを排出するために使用され得るように、容器１１０および貯蔵タンク１２０は密封されていることが望ましい。容器１１０と貯蔵タンク１２０とを密封するために、ＣＭＰシステム１１０は、柔軟なオーリング１１７、堅い蓋１１６、及び、容器１１０の先端部へ蓋１１６を取り外し可能な態様で連結し保護する機械的クランプ１１８を備える。オーリング１１７は気密封止するために使用される。
【００１０】
ＣＭＰシステム１１０は、容器１１０の底部に位置する動的混合装置１３０も備える。装置１３０は貯蔵タンク１２０内でＣＭＰスラリーを動的に混合する。例えば、装置１３０は磁気アクチュエータ１３２と磁気的に連結された回転攪拌器や回転翼１３１を備え得る。この実施例において、装置１３０の回転翼１３１は貯蔵タンク１２０の内部に位置し、磁気アクチュエータ１３２は貯蔵タンク１２０の外部に位置する。
【００１１】
ＣＭＰシステム１００の動作において、ＣＭＰスラリーの第１の成分は入力ポート１１１を経て貯蔵タンク１２０の底部に供給される。ＣＭＰスラリーの第２の成分は入力ポート１１２を経て貯蔵タンク１２０の底部に供給さる。一例として、第１の成分は酸化剤、第２の成分は、懸濁液や液担体中のシリカ粒子からなる研磨剤である。ＣＭＰスラリーは，例えば緩衝溶液等の他の成分も含み得る。ＣＭＰスラリーの成分が所望の割合で貯蔵タンク１２０中に供給されると、装置１３０は動的に成分を混合してＣＭＰスラリーを形成する。従って、ＣＭＰスラリーの成分が貯蔵タンク１２０中に供給された後、直ちに混合され得るように、装置１３０は入力ポート１１１、１１２に近接して位置することが望ましい。ＣＭＰスラリーが混合されると、破線１１９によって示されるＣＭＰスラリー満タンレベルになるまで追加のＣＭＰスラリー成分が貯蔵タンク１２０中に供給される。
【００１２】
ＣＭＰシステム１００は入力ポート１１１と連結するポンプ１７１も備える。ポンプ１７１はＣＭＰスラリーの第１の成分を入力ポート１１１を経て貯蔵タンク１２０中に送り込む。ＣＭＰシステム１００は更に、入力ポート１１２と連結するポンプ１７２も備える。ポンプ１７２はＣＭＰスラリーの第２の成分を入力ポート１１２を経て貯蔵タンク１２０中に送り込む。ポンプ１７１、１７２は容器１１０から出力ポート１１３を経てＣＭＰスラリーを排出し、平坦化や除去すべき半導体、誘電体、或いは金属層にＣＭＰスラリーを供給するためにも使用され得る。
【００１３】
ＣＭＰシステム１００は更に、ＣＭＰスラリー感知ポート１１４に近接して配置される光センサや屈折計１５０を備える。屈折計１５０の第１の部分は貯蔵タンク１２０の外部に位置しており、第２の部分は貯蔵タンク１２０の内部に位置している。特に、屈折計１５０の第２の部分はＣＭＰスラリー感知ポート１１４を通って、壁１１５から貯蔵タンク１２０中に伸びている。
【００１４】
好ましい実施例において、屈折計１５０の第２の部分は壁１１５をから離れて貯蔵タンク１２０の内部に突出している。しかしながら、接触面１５２がＣＭＰスラリーの渦中に位置しないように、屈折計１５０の第２の部分は貯蔵タンク１２０の中央部までは伸びず、貯蔵タンク１２０内のＣＭＰスラリーの比較的高接線速度域に位置する。好ましい実施例において、貯蔵タンク１２０内のＣＭＰスラリー上の蒸気の検出や感知を回避するために、ＣＭＰスラリー感知ポート１１４と接触面１５２とは破線１１９によって示されるＣＭＰスラリー満タンレベルの下部に位置する。
【００１５】
一例として、屈折計１５０は、カリフォルニアのアーバイン（Ｉｒｖｉｎｅ）のローズマウントアナリティカル（Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ）株式会社のユニロック（Ｕｎｉｌｏｃ）事業部から市販で入手可能な、モデルＲＥＦＲＡＣＤＳプロセス屈折計（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ）でもよい。この屈折計１５０の実施例は、プリズム１５１を備え、接触面１５２はＣＭＰスラリーとプリズム１５１との間に位置する。一例として、プリズム１５１はサファイヤからなる。
【００１６】
屈折計１５０は、メカニカルクランプ１５３によって取り外し可能な方法で容器１１０と連結、固定されている。屈折計１５０とポート１１４との間を気密封止するために、オーリング１５４がＣＭＰスラリー感知ポート１１４と屈折計１５０との間に位置している。ＣＭＰスラリーが貯蔵タンク１２０内に供給され、貯蔵タンク１２０内でＣＭＰ出力ポート１１３の方へ押し上げられると、ＣＭＰスラリーはＣＭＰスラリー感知ポート１１４と屈折計１５０とを通過して移動し、従って屈折計１５０はＣＭＰスラリー中の第１の成分の濃度を検出し得る。好ましい実施例において、第１の成分は過酸化水素からなる。
【００１７】
ＣＭＰシステム１００はＣＭＰスラリー出力ポート１１３と連結した流速センサ１６０も備える。センサ１６０はＣＭＰスラリー出力ポート１１３を経て貯蔵タンク１２０から排出されるＣＭＰスラリーの流速を測定する。センサ１６０はレベルセンサでもよいが、瞬間流速センサが望ましい。図２〜５を参照してより詳細に説明するように、流速センサ１６０は、入力ポート１１０を経て容器１１０に注入される、ＣＭＰスラリーの第１の成分の流速を調整するための第１の信号を提供する。屈折計１５０は入力ポート１１０を経て容器１１０に注入される、ＣＭＰスラリーの第１の成分の流速を調整するための第２の信号を提供する。
【００１８】
ＣＭＰシステム１００は又、図１に示されていないが当業者に周知の他の特徴も備えている。例えば、ＣＭＰシステム１００はＧＭＰスラリーの第１と第２の成分の供給タンクを更に備える。供給タンクはポンプ１７１、１７２と連結され得る。ＣＭＰシステム１００は、場合によれば複数の金属や誘電体の層を有する半導体基板を支持するためのキャリアアセンブリを更に備える。ＣＭＰシステム１００は半導体基板や誘電体や金属の層を機械研磨するための定盤を更に備える。
【００１９】
図２は半導体部品を製造するための方法２００のフローチャートを示す。方法２００はＣＭＰシステム１００（図１）を使用する。図２の方法２００の工程２０５で、半導体基板が準備される。半導体基板は半導体支持層を覆う、少なくとも１層の半導体エピタキシャル層を含む。次に方法２００の工程２１０で、複数の半導体素子が半導体基板中に形成される。次に方法２００の工程２１５で、半導体基板と半導体素子の上に第１の層が形成される。例えば第１の層は、二酸化珪素や窒化珪素からなる誘電体層でもよい。しかしながら好ましい実施例においては、第１の層は、例えば、銅、アルミニウム、チタニウム、タングステン等の金属からなる。金属からなるときは、第１の層は相互接続層として使用される。
【００２０】
方法２００の工程２２０で、混合物の第１と第２との成分とが供給され、混合される。好ましい実施例において、混合物はＣＭＰスラリーであり；第１の成分は、例えば、過酸化水素等の酸化剤であり；第２の成分は、例えば、液担体中に懸濁されたシリカ粒子である。混合物は、ＣＭＰ処理において当業者が周知の他の成分からなってもよい。好ましい実施例において、第１と第２との成分は図１の貯蔵タンク１２０内で混合される。また好ましい実施例において、第１と第２との成分は、例えば図１中の装置１３０によって動的に混合される。更に好ましい実施例において、第１と第２との成分は混合され、均質の混合物や溶液になり、均一なＣＭＰ処理を促進する。
【００２１】
第１の成分が過酸化水素からなる場合、過酸化水素の酸素と水への分解により混合物の寿命は制限される。従って、図２の方法２００の選択的工程２２５で、第１の成分の第１の追加量が、第１の注入速度、或いはポンプ出力容量で混合物中に追加される。一例として、第１の注入速度になるために、図１中のポンプ１７１は第１のストローク速度と第１のストローク量で動作する。ポンプ１７１は図１の貯蔵タンク１２０中に第１の成分を追加するために使用され得る。図２の選択的工程２２５の際、第２の成分も混合物中に追加され得る。一例として、図１中のポンプ１７２は図１の貯蔵タンク１２０中に第２の成分を追加するために使用され得る。
【００２２】
次に、図２の方法２００の工程２３０で、混合物中の第１の成分の濃度が光学的に検出や測定される。一例として、屈折計１５０（図１）は工程２３０を高速で行うために使用され得る。好ましい実施例において、工程２３０は貯蔵タンク１２０（図１）内で第１、第２成分を動的混合しながらその場で実施される。この高速、自動、その場測定は、遅い滴定法よりも、第１の成分の濃度を正確に測定する。
【００２３】
工程２３０は混合物の一部分の屈折率測定を含む。好ましい実施例において、混合物の一部分はＣＭＰスラリー中の境界層からなる。一例として、境界層は第１の成分、即ち酸化剤からなる液体境界層であり、第２の成分、即ち研磨剤粒子を欠いている。この液体境界層は、例えば、研磨剤粒子のための液担体等のＣＭＰスラリーの他の液体成分からなることもある。好ましい実施例において、液体境界層は各研磨剤粒子の周囲に位置している。この境界層の屈折率を測定するために、屈折計は、例えばプリズム１５１（図１）等の固体物質を介して、プリズムと貯蔵タンク１２０（図１）内のＣＭＰスラリーとの間の接触面１５２（図１）に向けて光を照射する。屈折計は接触面１５２から屈折された光の角度を検出して、ＣＭＰスラリーの研磨剤粒子を囲む液体境界層の屈折率を決定する。屈折計は特定の範囲の屈折率を検出すべく構成されている。一例として、プリズム１５１がサファイヤからなり、第１の成分が過酸化水素からなる場合は、屈折率の範囲は約１. ３３３〜１. ３４０でよい。測定された屈折率は、混合物内の第１の成分の濃度に直接、線形に比例する。この屈折率測定は、色、膨張、曇り、固体、固体の濃度、或いは混合物の流速には影響されない。工程２３０で決定される濃度は続いて、混合物の第１の成分の第２の注入速度を決定するために使用される。
【００２４】
次に、方法２００の工程２３５で、混合物の流速が検出、或いは測定される。一例として、図２の工程２３５を実施するために、図１中の流速センサが使用される。工程２３５で決定された流速は続いて、混合物の第１の成分の第２の注入速度を決定するために使用される。工程２３０と２３５とは逆でもよい。
【００２５】
次に、方法２００の工程２４０で、工程２３０で決定された濃度と工程２３５で決定された流速とはファジーロジックパラメータや変数を決定するために使用される。一例として、工程２３０で測定された屈折率は屈折計１５０（図１）によって第１の信号に変換される。一例として、第１の信号は電流か電圧である。この第１の信号は続いて、少なくとも１つ、可能ならば２つのファジーロジックパラメータか変数に変換される。更に、工程２３５で決定された流速は流速センサ１６０（図１）によって第２の信号に変換される。一例として、この第２の信号は電流か電圧になる。この第１の信号は続いて、少なくとも１つ、可能ならば２つのファジーロジックパラメータか変数に変換される。ファジーロジック変数へのこれらの変換の詳細は図３，４に関して更に詳細に説明する。
【００２６】
方法２００の工程２４５において、混合物の第１の成分の第２の注入速度やポンプストローク程度を決定するためにファジーロジック変数が使用される。工程２４５の詳細については、図５，６を参照して更に詳細に説明する。一例として、工程２３０、２３５、２４０、２４５は３０秒以内に行われる。
【００２７】
次に、方法２００の工程２５０において、第１の成分の第２の追加量が第２の注入速度で追加される。第２の注入速度は第１の注入速度とは異なる可能性が高い。一例として、図１中のポンプ１７１は第２の注入速度を提供すべく第２の速度で動作し得る。ポンプ１７１は図１の貯蔵タンク１２０中に第１の成分を追加するために使用され得る。図２の工程２５０において、第２の成分が混合物中に追加され得る。一例として、図１のポンプ１７２は図１の貯蔵タンク１２０中に第２の成分を追加するために使用され得る。
【００２８】
次に、方法２００の工程２５５において、混合物は半導体基板上の第１層に供給される。方法２００の工程２６０において、混合物は第１層を平面化や除去すべく化学機械的に研磨するために使用される。
【００２９】
図３は図２の方法２００で使用されるファジーロジックグラフを示す。図３のグラフは屈折計からの第１の信号を少なくとも１つのファジーロジック変数に変換する。図３中の第１の信号は電流である。グラフのｘ‐軸すなわち水平軸は屈折計からの出力電流を示す。このｘ‐軸は約４ミリアンペア（ｍＡ）から２０ｍＡまでの範囲である。ｙ‐軸すなわち垂直軸はファジーロジック変数のファジー度を表す。ｙ‐軸は０から１までの範囲である。図３に示したファジーロジック変数は、低い負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｌｏｗ（ＮＬ））、中間の負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｕｍ（ＮＭ））、小さい負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ（ＮＳ））、ゼロ（Ｚｅｒｏ（ＺＲ））、小さい正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ（ＰＳ）），中間の正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｕｍ（ＰＭ））、および、大きい正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｌａｒｇｅ（ＰＬ））からなる。統計的工程制御（ＳＰＣ）方法において、ＮＳとＰＳとのファジーロジック変数は制御限界を示し、ＮＭとＰＭとのファジーロジック変数は規格限界を示す。一例として、屈折計は屈折率を約１１ｍＡの大きさを有する電流に変換し得る。図３のグラフは、１１ｍＡの出力を２つの異なるファジーロジック変数に変換するために使用される。第１のファジーロジック変数は約０. ８のファジー度を有するＮＳであり、第２のファジーロジック変数は約０. ２のファジー度を有するＮＭである。
【００３０】
図４は図２の方法２００中で使用されるファジーロジックグラフを示す。図４中のこのグラフは流速センサからの第２の信号を少なくとも１つのファジーロジック変数に変換する。図４中の第２の信号は電流である。グラフのｘ‐軸すなわち水平軸は流速センサからの出力電流を示す。このｘ‐軸は約４ミリアンペア（ｍＡ）から２０ｍＡまでの範囲である。ｙ‐軸すなわち垂直軸はファジーロジック変数のファジー度を表す。ｙ‐軸は０から１までの範囲である。図４のファジーロジックグラフは、ＮＬ、ＮＭ、ＮＳ、ＺＲ、ＰＳ、ＰＭ、およびＰＬの７つのファジーロジック変数からなる。ＳＰＣ法において、ＮＳとＰＳとのファジーロジック変数は制御限界を示し、ＮＭとＰＭとのファジーロジック変数は規格限界を示す。一例として、流速センサは流速を、約１６ｍＡの大きさの電流に変換し得る。図４中のグラフは１６ｍＡの出力を２つのファジーロジック変数に変換するために使用される。第１のファジーロジック変数は約０. ６のファジー度を有するＰＳであり、第２のファジー変数ロジックは約０. ４のファジー度を有するＰＭである。
【００３１】
図５は図２の方法２００中で使用されるファジーロジック表である。図５の表は図３，４からのファジーロジック変数を他のファジーロジック変数に変換する。図５の表は図３の７つのファジーロジック変数を表現する７つの列からなり、図５の表は図４の７つのファジーロジック変数を表す７つの行も有する。図３で決定された２つのファジーロジック変数はＮＳとＮＭであり、図４で決定された２つのファジーロジック変数はＰＳとＰＭであった。図５の表中のこれら４つのファジーロジック変数の交点は４つの別のファジーロジック変数を作り出す。例えば、ＮＭ列とＰＭ行との交点はＰＭのファジーロジック変数を作り出す。更に、ＮＳ列とＰＭ行との交点はファジーロジック変数ＰＭを作り出し、ＮＳ列とＰＳ行との交点はファジーロジック変数ＰＳを作り出す。従って、４つの得られたファジーロジック変数はＰＭ、ＰＭ、ＰＭ、およびＰＳである。これら４つのファジーロジック変数は、約７５％のＰＭと２５％のＰＳとの合成ファジーロジック変数を作り出すべく平均化される。
【００３２】
図６は図２の方法２００で使用される別のファジーロジックグラフを示す。図６中のグラフは図５の合成ファジーロジック変数を、混合物の第１の成分の第２の注入速度に変換する。図６のグラフのｘ‐軸、すなわち水平軸は第２の注入速度を制御するポンプの入力電流を表す。ｘ‐軸は約４ｍＡから２０ｍＡの範囲である。ｙ‐軸、すなわち垂直軸は合成ファジーロジック変数のファジー度を表す。ｙ‐軸は０から１の範囲である。図６のグラフはＮＬ、ＮＭ、ＮＳ、ＺＲ、ＰＳ、ＰＭ、およびＰＬの７つのファジーロジック変数からなる。図５からの例を続けると、７５％ＰＭと２５％ＰＳとの合成ファジーロジック変数は図６において約１５. ５ｍＡの電流を作り出す。この電流は第１の成分のポンプに供給される。一例として、１５. ５ｍＡは、混合物の第１の成分の第２の注入速度を確立するために図１中のポンプ１７１に供給される。
【００３３】
従って、半導体部品を製造するための進歩した方法とそのための化学機械研磨システムとは、従来技術の問題点を克服するために提供された。３０秒の光検出サイクルは従来技術の１５分の滴定サイクルよりもずっと速く、かつ正確である。光検出はインラインで非侵襲的である。オフラインのサンプリングは必要がなく、試薬も要らない。従って、ここで述べたＣＭＰのシステムや方法を使用するための最小の訓練が必要になる。更に、光システムは従来の滴定システムよりも約３万〜７万ドル安価である。従ってこの方法とシステムとは費用効果が良い。更に、ファジーロジック制御システムは、目標を超えず、目標の周囲を迷うことなく、速くて正確な応答を提供する。
【００３４】
本発明を具体的な実施例を参照して説明したが、本発明の精神や範囲から逸脱せずに多種の変化がなされ得ることを当業者は理解するであろう。例えば、混合物の組成等のここで開示された多くの具体例は本発明の理解を容易にするために提供されたものであり、本発明の範囲の限定を意図するものではない。更に、混合物、即ちＣＭＰスラリーの成分は研磨や平坦化される材料によって変化され得る。更に、ファジーロジックは、ポンプストローク速度の代わりに或いは加えて、ポンプストローク量を調整するために使用され得る。更に、ここで述べた方法はＣＭＰ法に限定されず、例えば、溶質の屈折率が溶媒の屈折率とは異なり、溶媒中の溶質濃度によって屈折率が大きく変化するような半導体ウエハの洗浄等の、他の方法にも使用され得る。従って、本発明の実施例の開示は本発明の範囲を説明することを意図し、限定を意図していない。本発明の範囲は添付の請求項によって要求される範囲にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に基く、ＣＭＰシステムのための部分断面図
【図２】本発明の実施例に基く、半導体部品の製造方法のフローチャート。
【図３】本発明の実施例に基く、図２の方法のファジーロジックグラフ。
【図４】本発明の実施例に基く、図２の方法のファジーロジックグラフ。
【図５】本発明の実施例に基く、図２の方法のファジーロジック表。
【図６】本発明の実施例に基く、図２の方法の他のファジーロジックグラフ。
発明の分野
本発明は半導体部品の製造、特に半導体部品の製造において使用される混合物の成分濃度検出に関する。
【０００２】
発明の背景
化学機械的研磨（ＣＭＰ）のスラリーは金属層を平坦化するために使用され得る。このＣＭＰスラリーは緩衝溶液、酸化剤、および研磨剤からなる。酸化剤は金属を化学的に不動態化や酸化し、研磨剤は、非酸化金属よりも軟らかい、酸化された金属を物理的に研磨や除去する。タングステン金属を研磨するためのＣＭＰスラリーには正確な量の酸化剤が必要であるが、酸化剤の使用可能寿命は非常に短い。従って、必要な化学的活性を維持するためには、ＣＭＰスラリーに新しい酸化剤を追加しなければならない。
【０００３】
酸化剤の追加を必要とする時期を判断するための従来の手法は、滴定等のマニュアル手法からなる。これらのマニュアル手法では、ＣＭＰスラリーに追加されるべき適切な酸化剤量を決定するまでに普通は少なくとも１５分必要である。ＣＭＰスラリーの採取とＣＭＰスラリーへの酸化剤追加との間のこの長い遅延時間は製造工程制御に適さない。
【０００４】
ＣＭＰスラリーの短い使用可能寿命は既存のＣＭＰシステムに他の問題をもたらす。例えば、多くのＣＭＰシステムでは、丸一日或いは少なくとも８時間の製造シフトの期間使用するために、大量のＣＭＰスラリーを保存する大きなデイタンクを使用する。このデイタンクは広い床面積を必要とし高価である。更に、デイタンクに保存されている数種類のＣＭＰスラリーに周期的に大量の酸化剤を追加しなければならない。また、新しいＣＭＰスラリーのバッチには、使用可能になるまでの滞留時間があり、それを超えてはＣＭＰスラリーは使用され得ない。従って、デイタンク中の大量のＣＭＰスラリーは、スラリーの新しいバッチがデイタンクに入れられたとき、及び／或いは、古いスラリーが使用可能寿命を越えたときは化学物質の追加によって再活性化させなければならない、という滞留時間問題がある。
【０００５】
従って、混合物中の成分濃度を容易、正確、安価に検出し制御するための方法を含む、半導体部品の製造方法への必要性は存在する。ＣＭＰ加工に関しても、ＣＭＰスラリー中の酸化剤や他の時間敏感性の化学組成物の濃度を容易、正確、安価に検出し制御するＣＭＰシステムへの必要性は存在する。
【０００６】
説明の単純化と明確化のために、図は一般的な構成を示し、図中の部品は必ずしも一定の比率では描かれていない。加えて、本発明を不必要にあいまいにすることを回避するために、異なる図中の同一の参照番号は同一の部品を示し、周知の特徴や手法の詳細な記載は削除した。
【０００７】
更に、明細書や請求項中の、第１、第２、第３、第４、表面、底面、上、下, 等の言葉は類似部品を区別するために使用され、必ずしも相対的位置や順番、時間的順序を説明していない。しかしながら、ここで述べる本発明の実施例は、ここで述べ、示す以外の方向や順序でも動作可能である。また、使用される表現は適当な環境下で相互交換可能である。
【０００８】
図の詳細な説明
図１はＣＭＰシステム１００の部分断面図を示す。特にシステム１００の化学物質供給部分を図１に示した。ＣＭＰシステム１００は第１の入力ポート１１１、第２の入力ポート１１２、ＣＭＰスラリー出力ポート１１３、ＣＭＰスラリー検知部１１４、および破線１１９で示したＣＭＰスラリー満タンレベルを備える。好ましい実施例において、ＣＭＰスラリー出力ポート１１３はＣＭＰスラリー満タンレベルの下部に位置し、入力ポート１１１、１１２はＣＭＰスラリー出力ポート１１３の下部に位置する。また好ましい実施例において、ＣＭＰスラリー検知部１１４は出力ポート１１３およびＣＭＰスラリー満タンレベルの下部に位置し、ＣＭＰスラリー検知部１１４は又、入力ポート１１１、１１２の上部に位置する。第１の入力ポート１１１と１１２、ＣＭＰスラリー出力ポート１１３、ＣＭＰスラリー検知部１１４、およびＣＭＰスラリー満タンレベルの好ましい位置関係の理由を下記に説明する。
【０００９】
容器１１０は貯蔵タンク１２０を形成する内壁１１５を備える。好ましい実施例において、壁１１５は滑らかであるが、貯蔵タンク１２０内の乱流を増大させるために、フィン（図１に不示）が壁１１５から延びていてもよい。好ましい実施例において、入力ポート１１１、１１２と連結したポンプが入力ポート１１１、１１２を経て容器１１０中にスラリー成分を注入するために使用され、又、出力ポート１１３を経て容器１１０からスラリーを排出するために使用され得るように、容器１１０および貯蔵タンク１２０は密封されていることが望ましい。容器１１０と貯蔵タンク１２０とを密封するために、ＣＭＰシステム１１０は、柔軟なオーリング１１７、堅い蓋１１６、及び、容器１１０の先端部へ蓋１１６を取り外し可能な態様で連結し保護する機械的クランプ１１８を備える。オーリング１１７は気密封止するために使用される。
【００１０】
ＣＭＰシステム１１０は、容器１１０の底部に位置する動的混合装置１３０も備える。装置１３０は貯蔵タンク１２０内でＣＭＰスラリーを動的に混合する。例えば、装置１３０は磁気アクチュエータ１３２と磁気的に連結された回転攪拌器や回転翼１３１を備え得る。この実施例において、装置１３０の回転翼１３１は貯蔵タンク１２０の内部に位置し、磁気アクチュエータ１３２は貯蔵タンク１２０の外部に位置する。
【００１１】
ＣＭＰシステム１００の動作において、ＣＭＰスラリーの第１の成分は入力ポート１１１を経て貯蔵タンク１２０の底部に供給される。ＣＭＰスラリーの第２の成分は入力ポート１１２を経て貯蔵タンク１２０の底部に供給さる。一例として、第１の成分は酸化剤、第２の成分は、懸濁液や液担体中のシリカ粒子からなる研磨剤である。ＣＭＰスラリーは，例えば緩衝溶液等の他の成分も含み得る。ＣＭＰスラリーの成分が所望の割合で貯蔵タンク１２０中に供給されると、装置１３０は動的に成分を混合してＣＭＰスラリーを形成する。従って、ＣＭＰスラリーの成分が貯蔵タンク１２０中に供給された後、直ちに混合され得るように、装置１３０は入力ポート１１１、１１２に近接して位置することが望ましい。ＣＭＰスラリーが混合されると、破線１１９によって示されるＣＭＰスラリー満タンレベルになるまで追加のＣＭＰスラリー成分が貯蔵タンク１２０中に供給される。
【００１２】
ＣＭＰシステム１００は入力ポート１１１と連結するポンプ１７１も備える。ポンプ１７１はＣＭＰスラリーの第１の成分を入力ポート１１１を経て貯蔵タンク１２０中に送り込む。ＣＭＰシステム１００は更に、入力ポート１１２と連結するポンプ１７２も備える。ポンプ１７２はＣＭＰスラリーの第２の成分を入力ポート１１２を経て貯蔵タンク１２０中に送り込む。ポンプ１７１、１７２は容器１１０から出力ポート１１３を経てＣＭＰスラリーを排出し、平坦化や除去すべき半導体、誘電体、或いは金属層にＣＭＰスラリーを供給するためにも使用され得る。
【００１３】
ＣＭＰシステム１００は更に、ＣＭＰスラリー感知ポート１１４に近接して配置される光センサや屈折計１５０を備える。屈折計１５０の第１の部分は貯蔵タンク１２０の外部に位置しており、第２の部分は貯蔵タンク１２０の内部に位置している。特に、屈折計１５０の第２の部分はＣＭＰスラリー感知ポート１１４を通って、壁１１５から貯蔵タンク１２０中に伸びている。
【００１４】
好ましい実施例において、屈折計１５０の第２の部分は壁１１５をから離れて貯蔵タンク１２０の内部に突出している。しかしながら、接触面１５２がＣＭＰスラリーの渦中に位置しないように、屈折計１５０の第２の部分は貯蔵タンク１２０の中央部までは伸びず、貯蔵タンク１２０内のＣＭＰスラリーの比較的高接線速度域に位置する。好ましい実施例において、貯蔵タンク１２０内のＣＭＰスラリー上の蒸気の検出や感知を回避するために、ＣＭＰスラリー感知ポート１１４と接触面１５２とは破線１１９によって示されるＣＭＰスラリー満タンレベルの下部に位置する。
【００１５】
一例として、屈折計１５０は、カリフォルニアのアーバイン（Ｉｒｖｉｎｅ）のローズマウントアナリティカル（Ｒｏｓｅｍｏｕｎｔ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ）株式会社のユニロック（Ｕｎｉｌｏｃ）事業部から市販で入手可能な、モデルＲＥＦＲＡＣＤＳプロセス屈折計（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ）でもよい。この屈折計１５０の実施例は、プリズム１５１を備え、接触面１５２はＣＭＰスラリーとプリズム１５１との間に位置する。一例として、プリズム１５１はサファイヤからなる。
【００１６】
屈折計１５０は、メカニカルクランプ１５３によって取り外し可能な方法で容器１１０と連結、固定されている。屈折計１５０とポート１１４との間を気密封止するために、オーリング１５４がＣＭＰスラリー感知ポート１１４と屈折計１５０との間に位置している。ＣＭＰスラリーが貯蔵タンク１２０内に供給され、貯蔵タンク１２０内でＣＭＰ出力ポート１１３の方へ押し上げられると、ＣＭＰスラリーはＣＭＰスラリー感知ポート１１４と屈折計１５０とを通過して移動し、従って屈折計１５０はＣＭＰスラリー中の第１の成分の濃度を検出し得る。好ましい実施例において、第１の成分は過酸化水素からなる。
【００１７】
ＣＭＰシステム１００はＣＭＰスラリー出力ポート１１３と連結した流速センサ１６０も備える。センサ１６０はＣＭＰスラリー出力ポート１１３を経て貯蔵タンク１２０から排出されるＣＭＰスラリーの流速を測定する。センサ１６０はレベルセンサでもよいが、瞬間流速センサが望ましい。図２〜５を参照してより詳細に説明するように、流速センサ１６０は、入力ポート１１０を経て容器１１０に注入される、ＣＭＰスラリーの第１の成分の流速を調整するための第１の信号を提供する。屈折計１５０は入力ポート１１０を経て容器１１０に注入される、ＣＭＰスラリーの第１の成分の流速を調整するための第２の信号を提供する。
【００１８】
ＣＭＰシステム１００は又、図１に示されていないが当業者に周知の他の特徴も備えている。例えば、ＣＭＰシステム１００はＧＭＰスラリーの第１と第２の成分の供給タンクを更に備える。供給タンクはポンプ１７１、１７２と連結され得る。ＣＭＰシステム１００は、場合によれば複数の金属や誘電体の層を有する半導体基板を支持するためのキャリアアセンブリを更に備える。ＣＭＰシステム１００は半導体基板や誘電体や金属の層を機械研磨するための定盤を更に備える。
【００１９】
図２は半導体部品を製造するための方法２００のフローチャートを示す。方法２００はＣＭＰシステム１００（図１）を使用する。図２の方法２００の工程２０５で、半導体基板が準備される。半導体基板は半導体支持層を覆う、少なくとも１層の半導体エピタキシャル層を含む。次に方法２００の工程２１０で、複数の半導体素子が半導体基板中に形成される。次に方法２００の工程２１５で、半導体基板と半導体素子の上に第１の層が形成される。例えば第１の層は、二酸化珪素や窒化珪素からなる誘電体層でもよい。しかしながら好ましい実施例においては、第１の層は、例えば、銅、アルミニウム、チタニウム、タングステン等の金属からなる。金属からなるときは、第１の層は相互接続層として使用される。
【００２０】
方法２００の工程２２０で、混合物の第１と第２との成分とが供給され、混合される。好ましい実施例において、混合物はＣＭＰスラリーであり；第１の成分は、例えば、過酸化水素等の酸化剤であり；第２の成分は、例えば、液担体中に懸濁されたシリカ粒子である。混合物は、ＣＭＰ処理において当業者が周知の他の成分からなってもよい。好ましい実施例において、第１と第２との成分は図１の貯蔵タンク１２０内で混合される。また好ましい実施例において、第１と第２との成分は、例えば図１中の装置１３０によって動的に混合される。更に好ましい実施例において、第１と第２との成分は混合され、均質の混合物や溶液になり、均一なＣＭＰ処理を促進する。
【００２１】
第１の成分が過酸化水素からなる場合、過酸化水素の酸素と水への分解により混合物の寿命は制限される。従って、図２の方法２００の選択的工程２２５で、第１の成分の第１の追加量が、第１の注入速度、或いはポンプ出力容量で混合物中に追加される。一例として、第１の注入速度になるために、図１中のポンプ１７１は第１のストローク速度と第１のストローク量で動作する。ポンプ１７１は図１の貯蔵タンク１２０中に第１の成分を追加するために使用され得る。図２の選択的工程２２５の際、第２の成分も混合物中に追加され得る。一例として、図１中のポンプ１７２は図１の貯蔵タンク１２０中に第２の成分を追加するために使用され得る。
【００２２】
次に、図２の方法２００の工程２３０で、混合物中の第１の成分の濃度が光学的に検出や測定される。一例として、屈折計１５０（図１）は工程２３０を高速で行うために使用され得る。好ましい実施例において、工程２３０は貯蔵タンク１２０（図１）内で第１、第２成分を動的混合しながらその場で実施される。この高速、自動、その場測定は、遅い滴定法よりも、第１の成分の濃度を正確に測定する。
【００２３】
工程２３０は混合物の一部分の屈折率測定を含む。好ましい実施例において、混合物の一部分はＣＭＰスラリー中の境界層からなる。一例として、境界層は第１の成分、即ち酸化剤からなる液体境界層であり、第２の成分、即ち研磨剤粒子を欠いている。この液体境界層は、例えば、研磨剤粒子のための液担体等のＣＭＰスラリーの他の液体成分からなることもある。好ましい実施例において、液体境界層は各研磨剤粒子の周囲に位置している。この境界層の屈折率を測定するために、屈折計は、例えばプリズム１５１（図１）等の固体物質を介して、プリズムと貯蔵タンク１２０（図１）内のＣＭＰスラリーとの間の接触面１５２（図１）に向けて光を照射する。屈折計は接触面１５２から屈折された光の角度を検出して、ＣＭＰスラリーの研磨剤粒子を囲む液体境界層の屈折率を決定する。屈折計は特定の範囲の屈折率を検出すべく構成されている。一例として、プリズム１５１がサファイヤからなり、第１の成分が過酸化水素からなる場合は、屈折率の範囲は約１. ３３３〜１. ３４０でよい。測定された屈折率は、混合物内の第１の成分の濃度に直接、線形に比例する。この屈折率測定は、色、膨張、曇り、固体、固体の濃度、或いは混合物の流速には影響されない。工程２３０で決定される濃度は続いて、混合物の第１の成分の第２の注入速度を決定するために使用される。
【００２４】
次に、方法２００の工程２３５で、混合物の流速が検出、或いは測定される。一例として、図２の工程２３５を実施するために、図１中の流速センサが使用される。工程２３５で決定された流速は続いて、混合物の第１の成分の第２の注入速度を決定するために使用される。工程２３０と２３５とは逆でもよい。
【００２５】
次に、方法２００の工程２４０で、工程２３０で決定された濃度と工程２３５で決定された流速とはファジーロジックパラメータや変数を決定するために使用される。一例として、工程２３０で測定された屈折率は屈折計１５０（図１）によって第１の信号に変換される。一例として、第１の信号は電流か電圧である。この第１の信号は続いて、少なくとも１つ、可能ならば２つのファジーロジックパラメータか変数に変換される。更に、工程２３５で決定された流速は流速センサ１６０（図１）によって第２の信号に変換される。一例として、この第２の信号は電流か電圧になる。この第１の信号は続いて、少なくとも１つ、可能ならば２つのファジーロジックパラメータか変数に変換される。ファジーロジック変数へのこれらの変換の詳細は図３，４に関して更に詳細に説明する。
【００２６】
方法２００の工程２４５において、混合物の第１の成分の第２の注入速度やポンプストローク程度を決定するためにファジーロジック変数が使用される。工程２４５の詳細については、図５，６を参照して更に詳細に説明する。一例として、工程２３０、２３５、２４０、２４５は３０秒以内に行われる。
【００２７】
次に、方法２００の工程２５０において、第１の成分の第２の追加量が第２の注入速度で追加される。第２の注入速度は第１の注入速度とは異なる可能性が高い。一例として、図１中のポンプ１７１は第２の注入速度を提供すべく第２の速度で動作し得る。ポンプ１７１は図１の貯蔵タンク１２０中に第１の成分を追加するために使用され得る。図２の工程２５０において、第２の成分が混合物中に追加され得る。一例として、図１のポンプ１７２は図１の貯蔵タンク１２０中に第２の成分を追加するために使用され得る。
【００２８】
次に、方法２００の工程２５５において、混合物は半導体基板上の第１層に供給される。方法２００の工程２６０において、混合物は第１層を平面化や除去すべく化学機械的に研磨するために使用される。
【００２９】
図３は図２の方法２００で使用されるファジーロジックグラフを示す。図３のグラフは屈折計からの第１の信号を少なくとも１つのファジーロジック変数に変換する。図３中の第１の信号は電流である。グラフのｘ‐軸すなわち水平軸は屈折計からの出力電流を示す。このｘ‐軸は約４ミリアンペア（ｍＡ）から２０ｍＡまでの範囲である。ｙ‐軸すなわち垂直軸はファジーロジック変数のファジー度を表す。ｙ‐軸は０から１までの範囲である。図３に示したファジーロジック変数は、低い負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｌｏｗ（ＮＬ））、中間の負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｕｍ（ＮＭ））、小さい負（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ（ＮＳ））、ゼロ（Ｚｅｒｏ（ＺＲ））、小さい正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｓｍａｌｌ（ＰＳ）），中間の正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｕｍ（ＰＭ））、および、大きい正（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｌａｒｇｅ（ＰＬ））からなる。統計的工程制御（ＳＰＣ）方法において、ＮＳとＰＳとのファジーロジック変数は制御限界を示し、ＮＭとＰＭとのファジーロジック変数は規格限界を示す。一例として、屈折計は屈折率を約１１ｍＡの大きさを有する電流に変換し得る。図３のグラフは、１１ｍＡの出力を２つの異なるファジーロジック変数に変換するために使用される。第１のファジーロジック変数は約０. ８のファジー度を有するＮＳであり、第２のファジーロジック変数は約０. ２のファジー度を有するＮＭである。
【００３０】
図４は図２の方法２００中で使用されるファジーロジックグラフを示す。図４中のこのグラフは流速センサからの第２の信号を少なくとも１つのファジーロジック変数に変換する。図４中の第２の信号は電流である。グラフのｘ‐軸すなわち水平軸は流速センサからの出力電流を示す。このｘ‐軸は約４ミリアンペア（ｍＡ）から２０ｍＡまでの範囲である。ｙ‐軸すなわち垂直軸はファジーロジック変数のファジー度を表す。ｙ‐軸は０から１までの範囲である。図４のファジーロジックグラフは、ＮＬ、ＮＭ、ＮＳ、ＺＲ、ＰＳ、ＰＭ、およびＰＬの７つのファジーロジック変数からなる。ＳＰＣ法において、ＮＳとＰＳとのファジーロジック変数は制御限界を示し、ＮＭとＰＭとのファジーロジック変数は規格限界を示す。一例として、流速センサは流速を、約１６ｍＡの大きさの電流に変換し得る。図４中のグラフは１６ｍＡの出力を２つのファジーロジック変数に変換するために使用される。第１のファジーロジック変数は約０. ６のファジー度を有するＰＳであり、第２のファジー変数ロジックは約０. ４のファジー度を有するＰＭである。
【００３１】
図５は図２の方法２００中で使用されるファジーロジック表である。図５の表は図３，４からのファジーロジック変数を他のファジーロジック変数に変換する。図５の表は図３の７つのファジーロジック変数を表現する７つの列からなり、図５の表は図４の７つのファジーロジック変数を表す７つの行も有する。図３で決定された２つのファジーロジック変数はＮＳとＮＭであり、図４で決定された２つのファジーロジック変数はＰＳとＰＭであった。図５の表中のこれら４つのファジーロジック変数の交点は４つの別のファジーロジック変数を作り出す。例えば、ＮＭ列とＰＭ行との交点はＰＭのファジーロジック変数を作り出す。更に、ＮＳ列とＰＭ行との交点はファジーロジック変数ＰＭを作り出し、ＮＳ列とＰＳ行との交点はファジーロジック変数ＰＳを作り出す。従って、４つの得られたファジーロジック変数はＰＭ、ＰＭ、ＰＭ、およびＰＳである。これら４つのファジーロジック変数は、約７５％のＰＭと２５％のＰＳとの合成ファジーロジック変数を作り出すべく平均化される。
【００３２】
図６は図２の方法２００で使用される別のファジーロジックグラフを示す。図６中のグラフは図５の合成ファジーロジック変数を、混合物の第１の成分の第２の注入速度に変換する。図６のグラフのｘ‐軸、すなわち水平軸は第２の注入速度を制御するポンプの入力電流を表す。ｘ‐軸は約４ｍＡから２０ｍＡの範囲である。ｙ‐軸、すなわち垂直軸は合成ファジーロジック変数のファジー度を表す。ｙ‐軸は０から１の範囲である。図６のグラフはＮＬ、ＮＭ、ＮＳ、ＺＲ、ＰＳ、ＰＭ、およびＰＬの７つのファジーロジック変数からなる。図５からの例を続けると、７５％ＰＭと２５％ＰＳとの合成ファジーロジック変数は図６において約１５. ５ｍＡの電流を作り出す。この電流は第１の成分のポンプに供給される。一例として、１５. ５ｍＡは、混合物の第１の成分の第２の注入速度を確立するために図１中のポンプ１７１に供給される。
【００３３】
従って、半導体部品を製造するための進歩した方法とそのための化学機械研磨システムとは、従来技術の問題点を克服するために提供された。３０秒の光検出サイクルは従来技術の１５分の滴定サイクルよりもずっと速く、かつ正確である。光検出はインラインで非侵襲的である。オフラインのサンプリングは必要がなく、試薬も要らない。従って、ここで述べたＣＭＰのシステムや方法を使用するための最小の訓練が必要になる。更に、光システムは従来の滴定システムよりも約３万〜７万ドル安価である。従ってこの方法とシステムとは費用効果が良い。更に、ファジーロジック制御システムは、目標を超えず、目標の周囲を迷うことなく、速くて正確な応答を提供する。
【００３４】
本発明を具体的な実施例を参照して説明したが、本発明の精神や範囲から逸脱せずに多種の変化がなされ得ることを当業者は理解するであろう。例えば、混合物の組成等のここで開示された多くの具体例は本発明の理解を容易にするために提供されたものであり、本発明の範囲の限定を意図するものではない。更に、混合物、即ちＣＭＰスラリーの成分は研磨や平坦化される材料によって変化され得る。更に、ファジーロジックは、ポンプストローク速度の代わりに或いは加えて、ポンプストローク量を調整するために使用され得る。更に、ここで述べた方法はＣＭＰ法に限定されず、例えば、溶質の屈折率が溶媒の屈折率とは異なり、溶媒中の溶質濃度によって屈折率が大きく変化するような半導体ウエハの洗浄等の、他の方法にも使用され得る。従って、本発明の実施例の開示は本発明の範囲を説明することを意図し、限定を意図していない。本発明の範囲は添付の請求項によって要求される範囲にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に基く、ＣＭＰシステムのための部分断面図
【図２】本発明の実施例に基く、半導体部品の製造方法のフローチャート。
【図３】本発明の実施例に基く、図２の方法のファジーロジックグラフ。
【図４】本発明の実施例に基く、図２の方法のファジーロジックグラフ。
【図５】本発明の実施例に基く、図２の方法のファジーロジック表。
【図６】本発明の実施例に基く、図２の方法の他のファジーロジックグラフ。
Claims (4)
- 化学機械研磨（ＣＭＰ）システムであって、
第１の入力ポート、ＣＭＰスラリー出力ポート、およびＣＭＰスラリー検知ポートを有する容器であって、少なくとも第１の成分を含むＣＭＰスラリーを貯蔵するように構成された前記容器と、
前記ＣＭＰスラリー検知ポートの近傍の屈折計であって、前記ＣＭＰスラリーの一部分の屈折率を測定し、測定された屈折率を第１の信号に変換するように構成された前記屈折計と、
前記ＣＭＰスラリー出力ポートに接続された流速センサであって、ＣＭＰスラリー出力ポートを流れるＣＭＰスラリーの流速を測定し、測定された流速を第２の信号に変換するように構成された前記流速センサと、
前記第１の入力ポートに接続されたポンプであって、前記第１の入力ポートを介して容器に注入される第１の成分の注入速度を前記第１の信号及び第２の信号に基づいて調整するように構成された前記ポンプと
を備えるＣＭＰシステム。 - 前記容器はＣＭＰスラリーの満杯レベルを有し、
前記屈折計の第１の部分は容器の外側に位置しており、
前記屈折計の第２の部分は容器の内側に位置しており、
前記ＣＭＰスラリー検知ポートは容器のＣＭＰスラリーの満杯レベルの下で、第１の入力ポートの上で、ＣＭＰスラリー出力ポートの下、に位置している、請求項１に記載のＣＭＰシステム。 - 前記容器が内部壁を備え、それによってタンクを形成し、前記屈折計が、該内部壁からタンク内へＣＭＰスラリー検知ポートを介して伸びている、請求項１に記載のＣＭＰシステム。
- 前記ＣＭＰシステムは、さらに、前記容器中の混合装置を備え、
前記容器は第２の入力ポートを有し、前記ＣＭＰスラリー検知ポートは、第１の入力ポートの上で、第２の入力ポートの上で、混合装置の上で、ＣＭＰスラリー出力ポートの下、に位置している、請求項１に記載のＣＭＰシステム。
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