JPH11179660A

JPH11179660A - 研磨液再生方法及び装置

Info

Publication number: JPH11179660A
Application number: JP34644297A
Authority: JP
Inventors: Mikiyoshi Miyauchi; 幹由宮内; Yasuhiko Nagakura; 靖彦長倉; Hiromi Nishihara; 浩巳西原
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨布の研磨屑などの様な有機物の砕片を含
有する研磨液から有機物を取り除いて、研磨液の循環再
使用を可能にする方法及び装置を提供する。【解決手段】研磨液再生装置は、再生タンク３、再生
タンク３に接続されたオゾンガス発生装置４及び紫外線
ランプ５などから構成される。研磨装置１から排出され
た研磨液は再生タンク３に送られる。再生タンク３中に
おいて、研磨液９に対してオゾンガス発生装置４からオ
ゾンガスが吹き込まれるとともに、紫外線ランプ５から
紫外線が照射される。研磨液９の中に溶解したオゾンガ
スは、紫外線の照射下で、研磨液９中に混入しているウ
レタン樹脂などの有機物と反応し、酸化して分解する。
有機物の分解の結果発生したガス等は、再生タンク３の
天井部付近に設けられた吸着装置６で吸着されて除去さ
れる。有機物が除去されて再生された研磨液は、再び研
磨装置１へ循環されて使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置において
使用される研磨液の再生方法及び再生装置に係り、特
に、シリコンウエハの表面の研磨に使用された研磨液の
再生の際に好適な装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に、シリコンウエハの研磨の際に使
用される平面研磨装置の概略構成を示す。平面研磨装置
は、ターンテーブル２１、研磨ヘッド２５、ドレッシン
グヘッド３１、研磨液供給ノズル３３などから構成され
る。

【０００３】ターンテーブル２１は、上面に研磨布２３
が装着され、下側に配置された回転駆動機構２２によっ
て駆動される。研磨ヘッド２５は、加圧兼回転機構２
６、加圧兼回転機構２６から下方に伸びる主軸２７、及
び主軸２７の下端に接続された保持プレート２８などか
ら構成される。保持プレート２８の下面には、バッキン
グパッド２９が装着され、被加工物であるシリコンウエ
ハ２０は、このバッキングパッド２９を介して研磨ヘッ
ド２５に保持される。ドレッシングヘッド３１は、研磨
布２３の平坦度の調整及び目詰まりの除去のために使用
される。

【０００４】シリコンウエハ２０の研磨は、以下の様に
行われる。先ず、ターンテーブル２１上に研磨布２３を
装着し、保持プレート２８の下面にバッキングパッド２
９を介してシリコンウエハ２０を吸着する。次に、ター
ンテーブル２１を回転するとともに、研磨布２３の表面
に研磨液供給ノズル３３から研磨液（微細な砥粒を懸濁
させた溶液）を供給する。最後に、加圧兼回転機構２６
を起動して、ウエハ２０を回転させながら研磨布２３の
表面に押し付ける。

【０００５】（従来技術の問題点）シリコンウエハ２０
の研磨に使用される研磨布２３は、一般的にウレタン樹
脂で作られている。研磨布２３の表面に設けられた微小
な穴が、研磨過程で塞がれると研磨性能が低下する。こ
のため、シリコンウエハ２０を一定枚数加工毎に、ドレ
ッシングヘッド３１を使用して研磨布２３の表面にドレ
ッシング処理を施している。

【０００６】このドレッシング時に、研磨布２３の研磨
屑（ウレタン樹脂の砕片）が多量に発生する。ウレタン
樹脂の砕片を多量に含有した研磨液は、研磨性能が不安
定になるためそのまま再使用することができず、従来、
フィルタを用いて濾過して再生するか、あるいは、使い
捨てにされていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、研磨布
の研磨屑などの様な、有機物の砕片を含有した研磨液か
ら有機物を効率良く取り除くことによって、研磨液の循
環再使用を容易にする方法及び装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨液再生方法
は、研磨屑として微細な有機物が混入している研磨液を
再生するために使用される研磨液再生方法であって、前
記研磨液を再生タンク内に収容し、この研磨液にオゾン
ガスを溶解させるとともに紫外線を照射して、前記有機
物を分解して除去することを特徴とする。

【０００９】なお、上記の方法をシリコンウエハの研磨
装置から排出される研磨液の再生に適用する場合、前記
の有機物は、例えばウレタン樹脂である。また、上記方
法に使用される研磨液再生装置は、研磨屑として微細な
有機物が混入している研磨液を再生するために使用され
る研磨液再生装置であって、前記研磨液を収容する再生
タンクと、前記再生タンク内の前記研磨液にオゾンガス
を吹き込んで溶解させるオゾンガス供給手段と、前記再
生タンク内の前記研磨液に紫外線を照射する紫外線ラン
プと、を備えたことを特徴とする。

【００１０】研磨装置から排出される研磨液には、多量
の研磨布の研磨屑、微量の被研磨物の研磨屑、及び砥粒
などが混在して懸濁している。シリコンウエハの研磨の
場合、研磨布の研磨屑は微細なウレタン樹脂で、多量に
混入していると研磨性能の低下を招く。一方、シリコン
ウエハの研磨屑は、主として酸化シリコンであるので砥
粒の酸化シリコンと同物性であり、また、その量も微少
である。このため、シリコンウエハの研磨屑は、研磨液
を循環させて再使用しても研磨性能に与える影響は小さ
い。

【００１１】本発明の再生方法では、研磨液中に混入し
ている研磨布の研磨屑などの有機物を、紫外線の照射下
においてオゾンと反応させることによって、酸化して分
解し、ガス状にして研磨液中から除去する。この結果、
研磨液が再生され、循環させて再使用することが可能に
なる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に基づく研磨液再
生装置の概要を示す。図中、１はシリコンウエハの研磨
装置、３は再生タンク、４はオゾンガス発生装置（オゾ
ンガス供給手段）、５は紫外線ランプ、６は分解ガス及
び残オゾンガスを吸着するガス吸着装置を表す。

【００１３】研磨装置１において使用され排出された研
磨液中には、研磨布の研磨屑が混入している。シリコン
ウエハの研磨の場合、研磨布の研磨屑はウレタン樹脂で
ある。研磨液は、回収ポンプ２を介して再生タンク３に
送られる。再生タンク３の中において、研磨液９に対し
てオゾンガス発生装置４からオゾンガスが吹き込まれる
とともに、再生タンク３の中に設けられた紫外線ランプ
５から紫外線が照射される。

【００１４】研磨液９の中に溶解したオゾンガスは、紫
外線の照射下で、研磨液９中に混入している前述のウレ
タン樹脂などの有機物と反応し、有機物を酸化して分解
する。有機物の分解の結果発生したガス（ＣＯ₂ ，Ｃ
Ｏ，Ｈ₂ ，Ｎ₂ など）は、再生タンク３の天井部付近に
設けられた吸着装置６によって吸着され除去される。な
お、研磨液９から放出された余分のオゾンガスもこの吸
着装置６によって吸着され除去される。

【００１５】再生タンク３の中で有機物が除去されて再
生された研磨液は、循環ポンプ７を介して、再び研磨装
置１へ循環されて使用される。本発明に基づく研磨液の
再生方法の有効性について確認すべく、下記の条件で実
験を行った。被研磨物として表面に熱酸化膜が形成され
た８インチのシリコンウエハを使用し、ウレタン樹脂製
の研磨布を使用し、研磨液には砥粒として酸化シリコン
を懸濁させたスラリを使用し、ウエハを一枚加工毎に研
磨布のドレシングを行った。

【００１６】ドレッシングの条件は、ドレッシング圧力
１００ｇ／ｃｍ² 、ドレッシングヘッド回転数２０ｒｐ
ｍ、ターンテーブルの回転数２０ｒｐｍ、一回当たりの
ドレッシングの時間は３０秒とした。研磨液の再生には
クローズドシステムを採用し、研磨装置から排出された
研磨液を、回収ポンプ２によって再生タンク３に送り、
同時に、再生タンク３で再生された研磨液を再び循環ポ
ンプ７によって研磨装置に送り返した。研磨液の再生の
条件は、以下の様に設定した。即ち、オゾン濃度を１０
００ｐｐｍとし、紫外線として波長１８５ｎｍの光を使
用し、再生タンク３内における研磨液の滞在時間が３０
分になる様に調整した。

【００１７】この結果、３１枚目のウエハから再循環さ
れた研磨液が使用される計算になるが、ウエハを３００
枚研磨した後でも、加工速度の低下は認められなかっ
た。なお、比較のために、オゾンの吹き込み及び紫外線
の照射を行わずに、研磨液の循環使用を行ったところ、
６５枚目のウエハから加工速度が低下し、９５枚目以降
では加工速度が当初の値の半分以下に低下した。

【００１８】

【発明の効果】本発明の研磨液の再生方法及び装置によ
れば、研磨液の再生を行わない場合と比較して、研磨液
の寿命を４．５倍以上増大させることがきる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく研磨液の再生装置の概要を示す
図。

【図２】平面研磨装置の概要を示す図。

【符号の説明】

１・・・研磨装置、２・・・回収ポンプ、３・・・再生
タンク、４・・・オゾンガス発生装置（オゾンガス供給
手段）、５・・・紫外線ランプ、６・・・ガス吸着装
置、７・・・循環ポンプ、９・・・研磨液、２０・・・
ウエハ、２１・・・ターンテーブル、２２・・・回転駆
動機構、２３・・・研磨布、２５・・・研磨ヘッド、２
６・・・加圧兼回転機構、２７・・・主軸、２８・・・
保持プレート、２９・・・バッキングパッド、３１・・
・ドレッシングヘッド、３３・・・研磨液供給ノズル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨屑として微細な有機物が混入してい
る研磨液を再生するために使用される研磨液再生方法で
あって、前記研磨液を再生タンク内に収容し、この研磨液にオゾ
ンガスを溶解させるとともに紫外線を照射して、前記有
機物を分解して除去することを特徴とする研磨液再生方
法。
【請求項２】前記有機物は、ウレタン樹脂であること
を特徴とする請求項１に記載の研磨液再生方法。
【請求項３】研磨屑として微細な有機物が混入してい
る研磨液を再生するために使用される研磨液再生装置で
あって、前記研磨液を収容する再生タンクと、前記再生タンク内の前記研磨液にオゾンガスを吹き込ん
で溶解させるオゾンガス供給手段と、前記再生タンク内の前記研磨液に紫外線を照射する紫外
線ランプと、を備えたことを特徴とする研磨液再生装置。
【請求項４】前記有機物は、ウレタン樹脂であること
を特徴とする請求項３に記載の研磨液再生装置。