JPH11347939A

JPH11347939A - 研磨システムの制御方法及び研磨システム

Info

Publication number: JPH11347939A
Application number: JP15698998A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Morioka; 善隆森岡; Motoyuki Obara; 基之小原
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨スラリーを有効且つ常に最良の状態で利
用すること。【解決手段】研磨作業中は、研磨装置（１２）から排
出されるスラリーを再利用する。一方、研磨作業を行っ
ていない間と、研磨作業の開始から所定時間経過するま
での間は、研磨装置（１２）から排出されるスラリー及
び洗浄用流体を廃棄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨スラリーを用
いて半導体ウエハー等の平板状基板の表面を平坦化する
研磨システムに関する。特に、使用済み研磨スラリーを
再利用する機能を備えた研磨システムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴い、半導
体ウエハの表面を今まで以上に高精度に平坦化すること
が要求されてきている。ウエハの表面を平坦化をする装
置として、現在ではＣＭＰ装置（化学機械的研磨装置）
が広く使用されている。一般に、ＣＭＰ装置において
は、回転する研磨パッドと半導体ウエハの間に研磨スラ
リーが供給される。研磨スラリーは高価であるため、使
用済みの研磨スラリーを再生利用する方法が既に提案さ
れている。研磨スラリーの再生（循環）装置において
は、フィルターを通過して濾過された使用済みの研磨ス
ラリーを再生容器に蓄積し、一定量貯まった時点でＣＭ
Ｐ装置に戻している。

【０００３】上記のようなＣＭＰシステムにおいては、
当然のことながら研磨作業をしていないときには、ＣＭ
Ｐ装置に研磨スラリーは供給されない。また、研磨作業
終了後に研磨後のウエハやＣＭＰ装置本体を洗浄する場
合には、多量の純水をＣＭＰ装置内に供給するととも
に、排出された使用済みの純水は廃棄される。ただし、
ＣＭＰ装置内に残った純水を完全に排出することは困難
である。このため、ＣＭＰ装置の洗浄後に研磨作業を再
開した時には、研磨スラリーと純水との混合流体がＣＭ
Ｐ装置から排出される。純水と混ざった研磨スラリーを
再利用するのは、濃度管理等の面において技術的に困難
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、研磨スラリー
等の研磨溶液を用いた研磨システムにおいて、研磨スラ
リーを有効且つ最良の状態（濃度等）で利用するために
は、研磨装置本体を中心とした研磨スラリー及び洗浄用
流体の循環制御が重要となる。

【０００５】本発明は上記のような状況に鑑みてなされ
たものであり、研磨スラリーを有効且つ常に最良の状態
で利用できる研磨システムの制御方法を提供することを
目的とする。

【０００６】本発明の他の目的は、研磨スラリーを有効
且つ常に最良の状態で利用できる研磨システムを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の態様にかかる研磨システムの制御方
法においては、研磨作業を行っていない間と、研磨作業
の開始から所定時間経過するまでの間は、研磨装置（１
２）から排出されるスラリー及び洗浄用流体を廃棄して
いる。

【０００８】本発明の第２の態様に係る研磨システム
（１０）は、研磨装置（１２）から排出される使用済み
研磨スラリーを再生する再生手段（２０）と；研磨装置
（１２）から排出される研磨スラリー及び洗浄用流体を
廃棄側に導く廃棄手段（２４）と；再生手段（２０）と
廃棄手段（２４）との間で、研磨装置（１２）から排出
される研磨スラリー及び洗浄用流体の流路を切り替える
切り替え手段（２８ａ、２８ｂ）とを備える。そして、
制御手段（１７０）によって切り替え手段（２８ａ、２
８ｂ）を制御することにより、研磨作業を行っていない
時間と、研磨作業の開始から所定時間経過するまでの待
機時間は、研磨装置（１２）から排出されるスラリー及
び洗浄用流体を廃棄手段（２４）に導く。また、研磨作
業を行っている時間のうち、待機時間を除く時間は、研
磨装置（１２）から排出される使用済み研磨スラリーを
再生手段（２０）に導く。

【０００９】上述した本発明の第１及び第２の態様にお
いて好ましくは、研磨装置（１２）において研磨作業を
行っていない間は、研磨スラリーを当該研磨装置（１
２）に供給することなく、再生装置（２０）に直接供給
するように流路の切り替制御（バイパス制御）を行う。
これにより、研磨作業をしていない時にも研磨スラリー
が循環を続けるため、濃度の管理が容易になると共に、
バルブや配管内にスラリーが固着するのを防止できる。
また、再生装置（２０）において、使用済みの研磨スラ
リーをフィルターによって濾過することが好ましい。

【００１０】なお、研磨作業を行っていない間とは、研
磨装置（１２）の洗浄を行っている時間と、研磨装置
（１２）内の基板を交換している時間と、研磨装置（１
２）の保守点検を行っている時間とを含む。

【００１１】本発明の第２の態様に係る研磨システムに
おいて好ましくは、スラリー原液と希釈液とを所定の割
合で混合して研磨スラリーを生成し、生成された新規な
研磨スラリーをスラリー供給手段に供給するスラリー生
成手段を更に備える。そして、更に好ましくは、スラリ
ー供給手段において、スラリー生成手段から供給される
新規な研磨スラリーと再生装置から供給される再生スラ
リーとを混合すると共に、温度調整及び流量調整を行な
う。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て実施例を用いて説明する。以下に示す実施例は、半導
体ウエハの表面を研磨するＣＭＰシステムに本発明の技
術的思想を適用したものである。なお、本発明は、半導
体ウエハの研磨以外にも、磁気ディスクやガラス基板等
の種々のタイプの平板状試料の研磨に適用できることは
言うまでもない。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係るＣＭＰシステ
ムの全体構成を示す。ＣＭＰシステム１０は、ＣＭＰ装
置本体１２と、当該装置１２に研磨スラリーを供給する
構成（１４〜１８他）と、使用済みスラリーの再生に寄
与する構成（２０他）と、廃棄ユニット２４とを備えて
いる。ＣＭＰ装置本体１２は、半導体ウエハの表面を研
磨パッドを用いて研磨する。研磨作業中は、研磨パッド
と半導体ウエハの間に研磨スラリーが供給されるように
なっている。なお、ＣＭＰ装置本体１２の詳細な構成に
ついては後述する。

【００１４】符号１６はスラリー混合ユニットであり、
スラリー原液供給ユニット１４から供給されるスラリー
原液を所定の割合で純水等の希釈液や添加剤と混合す
る。スラリー混合ユニット１６から供給された新規な研
磨スラリーは、スラリー供給ユニット１８に送り込まれ
る。

【００１５】一方、ＣＭＰ装置本体１２から排出される
使用済みスラリーは、廃棄ユニット２４及びリターンユ
ニット（再生ユニット）２０に供給される。廃棄ユニッ
ト２４に供給されるスラリーは、ＣＭＰ装置本体１２を
純水にて洗浄した直後の排出スラリー等、適正濃度にな
いスラリーであり、再生利用されることなく廃棄され
る。他方、リターンユニット２０に供給されるスラリー
は、適正濃度にあるスラリーであり、当該リターンユニ
ット２０において濾過再生処理が行われた後に、スラリ
ー供給ユニット１８に戻される。なお、リターンユニッ
ト２０の詳細な構成については、後述する。

【００１６】スラリー供給ユニット１８は、スラリー混
合ユニット１６から供給される新規な研磨スラリーと、
リターンユニット２０から供給される再生スラリーとを
混合してフィルターユニット２２に供給するようになっ
ている。スラリー供給ユニット１８は、また、ＣＭＰ装
置本体１２に供給されるスラリーの温度調整及び流量調
整を行う。フィルターユニット２２は、ＣＭＰ装置本体
１２に供給される直前の研磨スラリーを濾過し、スラリ
ーの２次成長砥粒や、異常成長砥粒を除去する。

【００１７】ＣＭＰ装置本体１２とフィルターユニット
２２との間には、バルブ２６が設けられており、フィル
ターユニット２２から供給される研磨スラリーをＣＭＰ
装置本体１２とリターンユニット２０との一方にのみ導
くようになっている。すなわち、研磨スラリーの流路
を、ＣＭＰ装置本体１２側とリターンユニット２０側と
の間で任意に切り替えられるように構成されている。Ｃ
ＭＰ装置本体１２には、また、バルブ２７を介して洗浄
用の純水が供給されるようになっている。

【００１８】一方、ＣＭＰ装置本体１２と、リターンユ
ニット２０との間にはバルブ２８ａが、廃棄ユニット２
４との間にはバルブ２８ｂが各々設けられている。これ
ら２つのバルブ２８ａ、２８ｂを選択的に開閉制御する
ことによって、ＣＭＰ装置本体１２から排出される液
（スラリー、純水）の流路を、リターンユニット２０側
と廃棄ユニット２４側との間で切り替えるようになって
いる。そして、リターンユニット２０に供給されたスラ
リーは、再生利用のためにシステム内を循環する。ま
た、廃棄ユニット２４に供給されるスラリー及び純水
は、所定のタイミングで廃棄される。

【００１９】次に、上記のように構成されたＣＭＰシス
テム１０の全体的な動作について簡単に説明する。スラ
リー供給源１４からスラリー混合ユニット１６に供給さ
れたスラリー原液は、所定の割合で純水と混合された
後、スラリー供給ユニット１８に送り込まれる。研磨作
業を行っている間は、バルブ２７は閉じ、バルブ２６は
ＣＭＰ装置本体１２に対して開放している。

【００２０】研磨作業中にＣＭＰ装置本体１２から排出
され、リターンユニット２０に供給された使用済みスラ
リーは、当該リターンユニット２０において濾過、再生
処理を施され、再生スラリーとしてスラリー供給ユニッ
ト１８に供給される。

【００２１】スラリー混合ユニット１６から供給された
新規なスラリーと、リターンユニット２０から供給され
た再生スラリーとは、スラリー供給ユニット１８におい
て混合され、温度調整及び流量調整された後に、フィル
ターユニット２２に送り込まれる。そして、フィルター
ユニット２２で再度濾過されたスラリーがＣＭＰ装置本
体１２に供給される。

【００２２】ＣＭＰ装置本体１２での研磨作業が終了す
ると、研磨後のウエハや装置の洗浄のために、バルブ２
６をリターンユニット２０に対して開放するように調整
し、バルブ２７を開放して、純水をＣＭＰ装置本体１２
内に供給する。ＣＭＰ装置本体１２の洗浄中は、バルブ
２８ａを閉じ、バルブ２８ｂを開放して、ＣＭＰ装置本
体１２の排出液（純水）を廃棄ユニット２４を介して廃
棄する。なお、各バルブ２６、２７、２８ａ、２８ｂの
開閉動作については、後に詳述する。

【００２３】図２は、ＣＭＰ装置本体１２周辺に配置さ
れたウエハ搬送機構の構成を示す。ＣＭＰ装置本体１２
の前面（紙面下側）の左側には、製品ウエハを積載収納
する製品ウエハカセットと、モニタウエハを積載収納す
るモニタウエハカセットとを載置するカセットポート４
２ａ、４２ｂが各々設けられている。また、ＣＭＰ装置
本体１２の前面（紙面下側）の右側には、ダミーウエハ
を積載収納するダミーウエハカセットを載置するカセッ
トポート４２ｃが設けられている。これらのカセットポ
ート４２ａ、４２ｂ、４２ｃの更に前方（紙面下側）に
は、カセット搬送装置５８が設けられており、ウエハカ
セットを自動的に搬送して、何れかのカセットポート
（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）に載置するようになってい
る。

【００２４】カセットポート４２ａ、４２ｂのＣＭＰ装
置本体１２側には、搬送ロボット５４が配置され、カセ
ットポート４２ｃのＣＭＰ装置本体１２側には、搬送ロ
ボット５６が配置されている。また、搬送ロボット５４
と５６との間には、ウエハを一時的に載置するためのス
テージ６０が配置されている。搬送ロボット５４のＣＭ
Ｐ装置本体１２側にも、ウエハを一時的に載置するため
のステージ４８が配置されている。また、ＣＭＰ装置本
体１２とステージ４８との間には、搬送ロボット４４が
配置されている。ステージ４８と搬送ロボット４４の測
方には、２５枚のウエハを収納可能なモニタウエハ収納
ポート（カセット）４６が配置されている。搬送ロボッ
ト５６のＣＭＰ装置本体１２側には、搬出待機ポート
（カセット）５０が配置されている。搬出待機ポート５
０とＣＭＰ装置本体１２との間には、搬送ロボット５２
が配置されている。

【００２５】ＣＭＰ装置本体１２は、５つのウエハ保持
部３４を搭載したウエハテーブル３２を備えている。ウ
エハテーブル３２の上方には、研磨パッド（６８）が取
り付けられた研磨定盤（６２）が配置され、５枚のウエ
ハを同時に研磨可能となっている。なお、ＣＭＰ装置本
体１２の詳細な構成については後述する。

【００２６】搬送ロボット４４とウエハテーブル３２と
の間には、ロード側搬送アーム３６ａと、ウエハロード
リフト３６とが設けられている。そして、ウエハロード
リフト３６上に載置されたウエハを、搬送アーム３６ａ
によってウエハ保持部３４上にロードする。また、搬送
ロボット５２とウエハテーブル３２との間には、アンロ
ード側搬送アーム４０ａと、ウエハロードリフト４０と
が設けられている。そして、ウエハ保持部３４上の研磨
済みウエハを、搬送アーム４０ａによってウエハロード
リフト４０上にアンロードする。ウエハロードリフト４
０上に載置されたアンロードウエハは、搬送ロボット５
２によって搬出待機ポート５０に順次運び込まれる。

【００２７】図３は、ＣＭＰ装置本体１２の詳細な構成
を示す。ＣＭＰ装置本体１２は、研磨定盤６２と、研磨
定盤６２の下面に取り付けられた研磨パッド６８と、研
磨定盤６２と研磨パッド６８との間に配置された弾性部
材６６と、上述したウエハテーブル３２と、ウエハ保持
部３４と、ウエハ８０をウエハ保持部３４上で固定する
リテーナ７８とを備えている。図４は、ウエハテーブル
３２上に配置されたウエハ保持部３４及びリテーナ７８
の設置状態を示す。

【００２８】弾性部材６６はリング状に成形され、両面
テープ等によって研磨定盤６２に固定される。研磨パッ
ド６８も同様にリング状に成形され、内周リング７０
と、外周リング７４と、ボルト７２、７６によって研磨
定盤６２の底面に張り上げ固定される。ウエハ保持部３
４は、ウエハテーブル３２上に回転可能に取り付けられ
ている。

【００２９】研磨定盤６２と、ウエハテーブル３２と、
ウエハ保持部３４は、各々回転軸Ａ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，
Ｃ−Ｃ’を中心に回転するように構成されている。研磨
定盤６２の中心軸には、スラリー供給孔６４が形成され
ており、このスラリー供給孔６４を通って研磨スラリー
が研磨パッド６８とウエハ８０との間に供給されるよう
になっている。

【００３０】図５は、上述したリターンユニット２０の
詳細構成を示す。リターンユニット２０は、スラリー再
生装置として機能するものであり、使用済みスラリーを
再生し、再生スラリーを貯蔵する第１及び第２の再生容
器１２４ａ，１２４ｂと、ＣＭＰ装置本体１２から回収
された使用済みスラリーを第１及び第２の再生容器１２
４ａ，１２４ｂに各々導く配管１２６ａ，１２６ｂとを
備えている。

【００３１】配管１２６ａの第１再生容器１２４ａとの
連結部には、バルブ１３２ａが設けられている。同様
に、配管１２６ｂの第２再生容器１２４ｂとの連結部に
は、バルブ１３２ｂが設けられている。これらのバルブ
１３２ａ，１３２ｂは、一方が閉鎖され、他方が開放さ
れるというように、選択的に開閉制御されるものであ
り、手動バルブ或いは電磁弁が使用できる。

【００３２】第１再生容器１２４ａ内部には、フィルタ
ー１３４ａが配置されている。同様に、第２再生容器１
２４ｂ内部には、フィルター１３４ｂが配置されてい
る。これらのフィルター１３４ａ，１３４ｂとしては、
例えば、１００メッシュや２００メッシュの粗さのフィ
ルターを用いることができる。また、フィルター１３４
ａ，１３４ｂは、各々、水平に対して約３０度の傾斜を
もって配置されている。なお、フィルター１３４ａ，１
３４ｂの傾斜角度は、フィルターの目の粗さやスラリー
の粘性等を考慮して決めることが望ましく、例えば、１
０〜６０度の範囲で設定することができる。なお、フィ
ルター１３４ａ、１３４ｂは、実際には着脱容易に構成
されたカートリッジ（図示せず）に装着されている。

【００３３】フィルター１３４ａ、１３４ｂを傾斜させ
ることにより、使用済みスラリーがフィルター全面に行
き渡り易くなり、フィルター面を有効に利用できるた
め、フィルターの寿命が延びる等の効果が期待できる。

【００３４】第１再生容器１２４ａと第２再生容器１２
４ｂの上部は、オーバーフローライン１３６によって連
結されている。そして、一方の再生容器で濾過作業を行
っている最中に、フィルタで濾過される前の使用済みス
ラリーが当該再生容器でオーバーフローしそうになった
場合に、オーバーフローしそうになったスラリーが他方
の再生容器に自動的に流れ込むようになっている。

【００３５】第１再生容器１２４ａ中には、３つのセン
サー１３８ａ、１４０ａ、１４２ａが挿入されている。
センサ１３８ａは、フロート式の下限センサであり、再
生容器１２４ａ内のスラリーのレベルが汲み上げ停止位
置に達したことを検出する。そして、この下限センサ１
３８ａによって汲み上げ停止位置を検出したときに、ポ
ンプ１５２によるスラリーの排出（汲み上げ）を停止す
るようになっている。センサ１４０ａは、フロート式の
上限センサであり、再生容器１２４ａ内のスラリーのレ
ベルが汲み上げ開始位置に達したことを検出する。

【００３６】そして、この上限センサ１４０ａによって
汲み上げ開始位置を検出したときに、ポンプ１５２によ
るスラリーの排出（汲み上げ）を開始するようになって
いる。また、センサ１４２ａは、オーバーフローセンサ
であり、再生容器１２４ａ内のスラリーの上限位置を検
出し、スラリーが当該センサ１４２ａの位置に達した時
点で、警報を発すると共に、バルブ１３２ａ、１３２ｂ
を制御して濾過作業を行う再生容器を切り替えるように
なっている。

【００３７】第２再生容器１２４ｂ中にも第１の再生容
器１２４ａと同様に、３つのセンサー１３８ｂ、１４０
ｂ、１４２ｂが配置されており、各センサは上述したセ
ンサ１３８ａ、１４０ａ、１４２ａと同様に機能する。

【００３８】第１再生容器１２４ａには、ドレイン用配
管１４４ａが接続されており、必要に応じて再生容器１
２４ａ内のスラリーをバルブ１４８ａを介して受け皿１
４６ａに排出（廃棄）するようになっている。第２再生
容器も第１再生容器１２４ａと同様に、ドレイン用配管
１４４ｂが接続されており、必要に応じて再生容器１２
４ｂ内のスラリーをバルブ１４８ｂを介して受け皿１４
６ｂに排出（廃棄）するようになっている。

【００３９】第１再生容器１２４ａには、再生用配管１
５０ａの一端が接続されている。再生用配管１５０ａの
多端は、バルブ１５４ａ及び逆止弁１５６ａを介してマ
グネットタイプのポンプ１５２に連結されている。そし
て、バルブ１５４ａを開放した状態で、ポンプ１５２を
駆動することによって、第１再生容器１２４ａ内のスラ
リーが汲み上げられるようになっている。

【００４０】第２再生容器１２４ｂも第１再生容器１２
４ａと同様に、再生用配管１５０ｂの一端が接続されて
いる。再生用配管１５０ｂの多端は、バルブ１５４ｂ及
び逆止弁１５６ｂを介してポンプ１５２に連結されてい
る。そして、バルブ１５４ｂを開放した状態で、ポンプ
１５２を駆動することによって、第２再生容器１２４ｂ
内のスラリーが汲み上げられるようになっている。な
お、上述した第１及び第２再生容器１２４ａ、１２４ｂ
は、内部の状態を観察しやすいように、各々透明のアク
リル板によって、四角柱状に成形されている。

【００４１】ポンプ１５２には、循環用配管１５８と廃
棄用配管１６０が連結されており、通常は、ポンプ１５
２によって汲み上げたスラリーを循環用配管１５８を介
してスラリー供給ユニット１８（図１）に送り込むよう
になっている。一方、再生容器１２４ａ、１２４ｂ内の
スラリーを空にする場合には、ドレイン用配管１４４ａ
から排出しきれずに再生容器１２４ａ、１２４ｂに残っ
ているスラリーを廃棄用配管６０から排出する。なお、
上述した各配管は、塩化ビニル（例えば、ポリプロピレ
ン）等の耐酸性（耐スラリ性）の材料によって製造され
る。

【００４２】次に、上記のように構成されたスラリー再
生装置２０の使用方法及び作用について説明する。ま
ず、第１再生容器１２４ａを使用するために、バルブ１
３２ａをオープンにし、バルブ１３２ｂをクローズにす
る。これにより、ＣＭＰ装置本体１２から送られる使用
済みスラリーが配管１２６ａを介して第１再生容器１２
４ａにのみ供給される。第１再生容器１２４ａ内に供給
された使用済みスラリーはフィルター１３４ａの傾斜に
沿って流れると同時に、当該フィルター１３４ａを通過
し、濾過されて下方に落ちていく。

【００４３】そして、第１再生容器１２４ａ内のスラリ
ーの量（レベル）が汲み上げ開始位置に達したことを上
限センサ１４０ａが検知すると、バルブ１５４ａを開放
してポンプ１５２による再生スラリの汲み上げ動作を開
始する。一方、第１再生容器１２４ａ内のスラリーの量
（レベル）が汲み上げ停止位置に達したことを下限セン
サ１３８ａが検知すると、バルブ１５４ａを閉鎖してポ
ンプ１５２による再生スラリの汲み上げ動作を停止す
る。

【００４４】ポンプ１５２の駆動によって第１再生容器
１２４ａから汲み上げられた再生スラリーは、循環用配
管１５８を介してスラリー供給ユニット１８（図１）に
供給される。このようなスラリーの循環動作の中で、フ
ィルター１３４ａの目詰まり等の原因によって第１再生
容器１２４ａ内のスラリーの量が増加し続け、オーバー
フローセンサー１４２ａが作動すると、バルブ１３２ａ
を閉鎖すると共に、バルブ１３２ｂを開放する。ここ
で、オーバーフローセンサー１４２ａが正常に作動しな
いか、フィルター１３４の目詰まり等によってスラリー
の水位が急激に上昇した場合には、第１再生容器１２４
ａのスラリーがオーバーフローライン１３６を介して第
２再生容器１２４ｂに流れ込む。

【００４５】オペレータがフィルター１４３ａの洗浄が
必要と判断した場合には、バルブ１３２ａを閉鎖すると
共に、バルブ１３２ｂを開放することにより、ＣＭＰ装
置本体１２から回収される使用済みスラリーの流路を第
２再生容器１２４ｂに切り替える。そして、第２再生容
器１２４ｂを利用して使用済みスラリーの濾過作業をし
ている間に、第１再生容器１２４ａのフィルター１３４
ａの洗浄を行う。この時、第１再生容器１２４ａ全体を
装置から取り外して、当該槽１２４ａ内を洗浄すること
もできる。

【００４６】図６は、図１に示した本実施例のＣＭＰシ
ステム１０の制御系のうち、研磨スラリーの循環、廃棄
に関する部分の構成を示す。ＣＭＰシステム１０はコン
トローラ１７０によって統括的に制御されている。コン
トローラ１７０は、スラリーの流路制御に関しては、タ
イマー１７２からの信号及びＣＭＰ装置本体１２からの
信号に基づいて、バルブ２６、２７、２８ａ、２８ｂを
開閉制御するようになっている。

【００４７】次に、図７に示すタイミングチャートを参
照して、本実施例のＣＭＰシステム１０におけるスラリ
ーの流路切り替え動作について説明する。まず、ＣＭＰ
装置本体１２において研磨作業を開始するに先立ち、被
研磨部材である半導体ウエハ（８０）をＣＭＰ装置本体
１２にロードする。この時、研磨スラリーがＣＭＰ装置
本体１２をバイバスしてリターンユニット２０に供給さ
れるように、コントローラ１７０によってバルブ２６は
制御されている。コントローラ１７０は、また、バルブ
２８ａを閉鎖すると共に、バルブ２８ｂを開放すること
により、ＣＭＰ装置本体１２から排出される流体を廃棄
ユニット２４に導くように制御されている。

【００４８】ウエハ（８０）のロードが完了して、ＣＭ
Ｐ装置本体１２において研磨作業が開始されると、コン
トローラ１７０は、バルブ２７を閉鎖すると同時に、バ
ルブ２６を制御してフィルターユニット２２から供給さ
れる研磨スラリーをＣＭＰ装置本体１２に導く。コント
ローラ１７０は、タイマー１７２からの信号に基づき、
研磨作業開始から一定時間経過するまでの間は、バルブ
２８ｂが開放、バルブ２８ａが閉鎖という状態を維持す
る。この時間は、ＣＭＰ装置本体１２の洗浄等に用いら
れた純水と研磨スラリーとの両方が、ＣＭＰ装置本体１
２から排出される。この間、ＣＭＰ装置本体１２に供給
される研磨スラリーは、再生利用されずに廃棄される。

【００４９】コントローラ１７０は、研磨作業開始から
一定の時間が経過すると、バルブ２８ａを開放し、バル
ブ２８ｂを閉鎖することにより、ＣＭＰ装置本体１２か
ら排出される使用済みスラリーをリターンユニット２０
に導く。リターンユニット２０に供給された使用済みス
ラリーは、濾過されてスラリー供給ユニット１８に送り
込まれ、再利用に供される。

【００５０】ＣＭＰ装置本体１２における研磨作業が終
了すると、コントローラ７０は、バルブ２６を制御し
て、フィルターユニット２２から供給されるスラリーが
ＣＭＰ装置本体１２をバイバスしてリターンユニット２
０に導かれるようにする。その後、コントローラ７０
は、研磨済みウエハ及びＣＭＰ装置本体１２の洗浄のた
めに、バルブ２７を開放すると同時に、バルブ２８ａを
閉鎖し、バルブ２８ｂを開放する。これにより、ＣＭＰ
装置本体１２には純水が流れ込み、洗浄等に利用された
純水は、そのまま廃棄ユニット２４に導かれて廃棄され
る。純水により研磨済みウエハの表面に残っているスラ
リーは洗い流され、その後ウエハはアンロードされる。
研磨作業終了から一定時間は、ＣＭＰ装置本体１２から
純水と共に残留スラリーが排出される。

【００５１】上記のように研磨作業開始から、研磨スラ
リーを再利用する間での時間、すなわち、バルブ２８ａ
を開放するまでの時間とは、研磨スラリーが再利用でき
る程度の十分な濃度を回復するまでの時間である。この
時間は、例えば、実際に製品ウエハの処理を行う前に、
ダミーウエハを用いて製品ウエハの処理と同条件で試運
転を行い、その試運転中に研磨装置から排出されるスラ
リーの濃度を観察し、その観察結果に基づいて設定する
ことができる。また、実際にＣＭＰ装置本体１２から排
出されるスラリーの濃度をセンサによって測定し、その
測定結果に基づいてバルブの開閉制御を行うようにして
も良い。

【００５２】この研磨開始から研磨スラリーを再利用す
るまでの時間に排出される研磨スラリー、及び研磨終了
後に研磨装置及び流路に残された研磨スラリーは、再利
用されることなく廃棄されるので、ロス（無駄）とな
る。このロス分を補うべくスラリー混合ユニット１６か
らスラリー供給ユニット１８へ新規な研磨スラリーが供
給される。発明者らが実験的に行った研磨処理では、３
０％程度の研磨スラリーがロスとなり（再利用されずに
廃棄され）、７０％程度がリターンユニットを介して再
利用され、ロス分の３０％程度をスラリー混合ユニット
から補充するような運転状況となった。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研磨スラリーの再生と廃棄のタイミングを適切に制御し
ているため、研磨スラリーを有効且つ常に最良の状態で
利用できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例にかかるＣＭＰシステ
ムの全体構成を示す概略図である。

【図２】図２は、本発明の実施例にかかるＣＭＰ装置本
体の周辺におけるウエハ搬送機構の構成を示す概略平面
図である。

【図３】図３は、本発明の実施例にかかるＣＭＰ装置本
体の要部の構成を示す側面図（一部断面）である。

【図４】図４は、本発明の実施例にかかるＣＭＰ装置本
体のウエハテーブル上の構成を示す平面図である。

【図５】図５は、本発明の実施例にかかるスラリーのリ
ターンユニット（再生装置）の構成を示す説明図であ
る。

【図６】図６は、本発明の実施例に係るＣＭＰシステム
の制御系の一部の構成を示すブロック図である。

【図７】図７は、本発明の実施例にかかるＣＭＰシステ
ムの動作を説明するのに使用されるタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１０・・・ＣＭＰシステム１２・・・ＣＭＰ装置本体１６・・・スラリー混合ユニット（スラリー生成手段）１８・・・スラリー供給ユニット（スラリー供給手段）２０・・・リターンユニット（スラリー再生手段）２６、２７、２８ａ、２８ｂ・・・バルブ１７０・・・コントローラ（制御手段）１７２・・・タイマー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨スラリーを用いて被研磨材の研磨作業
を行う研磨装置と、当該研磨装置で使用された使用済み
の研磨スラリーを再生する再生装置とを備えた研磨シス
テムの制御方法において、前記研磨装置において研磨作業を行っている間、前記研
磨スラリーを当該研磨装置に供給する工程と；前記研磨
装置において使用された使用済みの研磨スラリーを前記
再生装置に供給する工程と；研磨作業の後に前記研磨装
置を洗浄するに際し、洗浄用流体を当該研磨装置に供給
する工程とを含み、前記研磨作業を行っていない間と、前記研磨作業の開始
から所定時間経過するまでの間は、前記研磨装置から排
出されるスラリー及び洗浄用流体を廃棄することを特徴
とする研磨システムの制御方法。
【請求項２】前記研磨装置において研磨作業を行ってい
ない間は、前記研磨スラリーを当該研磨装置に供給する
ことなく、前記再生装置に供給することを特徴とする請
求項１に記載の研磨システムの制御方法。
【請求項３】前記使用済みの研磨スラリーを再利用する
に際し、当該スラリーをフィルターによって濾過するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨システムの
制御方法。
【請求項４】前記研磨作業を行っていない間とは、前記
研磨装置を洗浄している時間と、前記基板を交換してい
る時間と、前記研磨装置の保守点検を行っている時間と
を含むことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載
の研磨システムの制御方法。
【請求項５】研磨スラリーを用いて平板状基板の表面を
研磨する研磨装置と；前記研磨装置に前記研磨スラリー
を供給するスラリー供給手段と；前記研磨装置から排出
される使用済み研磨スラリーを再生する再生手段と；前
記研磨装置に対して洗浄用流体を供給する洗浄液供給手
段と；前記研磨装置から排出される前記研磨スラリー及
び洗浄用流体を廃棄する廃棄手段と；前記研磨装置から
排出される前記研磨スラリー及び洗浄用流体の流路を、
前記再生手段と前記廃棄手段との間で切り替える第１切
り替え手段と；前記研磨装置において研磨作業を行って
いない時間と、研磨作業の開始から所定時間経過するま
での待機時間は、前記研磨装置から排出されるスラリー
及び洗浄用流体を前記廃棄手段に導き；研磨作業を行っ
ている時間のうち、前記待機時間を除く時間は、前記研
磨装置から排出される使用済み研磨スラリーを前記再生
手段に導くように前記切り替え手段を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とするを研磨システム。
【請求項６】前記スラリー供給手段から供給される前記
研磨スラリーを前記研磨装置へ供給せずに前記再生手段
に供給すべく設けられたバイパス配管と；前記スラリー
供給手段から供給される前記研磨スラリーの流路を、前
記研磨装置と前記バイパス配管との間で切り替える第２
切り替え手段とを更に備え、前記制御手段は、さらに、前記研磨装置において研磨作
業を行っていない間は、前記スラリー供給手段から供給
される研磨スラリーを前記バイパス配管に供給するよう
に前記第２切り替え手段を制御することを特徴とする請
求項５に記載の研磨システム。
【請求項７】前記再生装置は、前記使用済みの研磨スラ
リーを濾過するフィルターを備えることを特徴とする請
求項５又は６に記載の研磨システム。
【請求項８】前記研磨作業を行っていない間とは、前記
研磨装置を洗浄している時間と、前記基板を交換してい
る時間と、前記研磨装置の保守点検を行っている時間と
を含むことを特徴とする請求項５、６又は７に記載の研
磨システム。
【請求項９】スラリー原液と希釈液とを所定の割合で混
合して前記研磨スラリーを生成し、生成された新規な研
磨スラリーを前記スラリー供給手段に供給するスラリー
生成手段を更に備えたことを特徴とする請求項５、６、
７又は８に記載の研磨シスム。
【請求項１０】前記スラリー供給手段は、前記スラリー
生成手段から供給される新規な研磨スラリーと前記再生
装置から供給される再生スラリーとを混合すると共に、
温度調整及び流量調整を行った後に前記研磨装置に供給
することを特徴とする請求項９に記載の研磨シスム。