KR100601812B1

KR100601812B1 - 기판의 기계적 연마용 연마 현탁액 송출 장치

Info

Publication number: KR100601812B1
Application number: KR1019990034072A
Authority: KR
Inventors: 라드리띠에뤼; 구아르네리조르쥐; 뒬피헤르베
Original assignee: 에르 리뀌드 일렉뜨로닉 시스템
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1999-08-18
Publication date: 2006-07-19
Also published as: KR20000017362A; JP4970635B2; CN1139106C; TW411289B; FR2782506A1; US6125876A; DE69903893D1; EP0980741A1; FR2782506B1; DE69903893T2; EP0980741B1; SG75972A1; CN1247381A; JP2000071173A

Abstract

연마 현탁액 송출 장치는, 연마 현탁액이 담겨 있는 탱크와; 이 탱크에 연결되어 있는 연마 현탁액 송출용 루프와; 연마 현탁액을 상기 루프 내에서 순환시키고 상기 탱크로 복귀시키는 순환 수단과; 상기 루프 내에서의 순환 후 연마 현탁액을 회수하는 회수 수단; 그리고 현탁액의 지속적인 순환을 유지하도록 상기 순환 수단을 제어하는 제어 수단을 포함한다.

Description

기판의 기계적 연마용 연마 현탁액 송출 장치 {APPARATUS AND PROCESS FOR DELIVERING AN ABRASIVE SUSPENSION FOR THE MECHANICAL POLISHING OF A SUBSTRATE}

도 1은 본 발명에 따른 방법을 실시하는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 보여주는 도면.

도 2는 도 1의 변형예를 보여주는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 탱크

2 : 연마 현탁액

3, 7, 9, 40 : 관

5, 6; 펌프

80 : 압력 검출기

81 : PID 타입 제어 장치

본 발명은 기판을 기계적으로 연마하는 연마 현탁액을 송출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

실리콘 웨이퍼의 후면뿐 아니라 전면을 연마하는 데에 실리카 현탁액이나 알루미나 현탁액을 사용하는 것은 반도체 산업, 광전자 공학 산업 및 광학 산업에서는 일상화되고 있다. 당연히, 이 현탁액을 공급 드럼으로부터 복수 개의 사용 지점까지 송출하는 방법과 관련하여 문제가 발생한다. 이러한 현탁액은 또한 실리콘 웨이퍼 상에 이미 침착되어 있는 금속 층의 연마에 사용될 수도 있으며, 그 경우에는 현탁액의 물리적 또는 화학적 특성이 전자의 경우와는 상이할 수도 있다.

현탁액의 물리 화학 특성, 점도, 고체 함량 및 수소 이온 농도 지수(pH)로 인해, 현탁액을 주기적으로 교반시키지 않을 경우에는 그 현탁액이 쉽게 응고될 수 있다. 이러한 응고로 인한 결과로, 이들 현탁액을 송출하는 관이 종종 막히게 되며, 실리콘 웨이퍼의 연마에 결함이 초래되는데, 이러한 결함은 응고된 실리카나 알루미나 덩어리의 이탈로 인하여 깊은 손상을 초래하는 경향이 있다. 이에 따라, 송출관을 자주 교환하여야만 하며, 이것은 작동 비용을 상승시키고 효용 레벨을 상당히 하락시킨다.

실리콘 웨이퍼의 화학적 및/또는 기계적 연마 공정의 다양한 연마 현탁액(또는 슬러리) 송출 방법은 아래와 같이 요약될 수 있다.

가장 통상적인 연마 현탁액 송출 방법은 현탁액을 사용 지점까지 송출하는 관에 연결되어 있는 펌프를 사용하여 이루어진다. 그러나, 연마 현탁액의 특성상, 특히 현탁액이 연마 입자를 내포하고 있는 한편 강산성이거나 강염기성이기 때문에, 사용 펌프의 급속한 열화(劣化)가 초래되어, 매우 심각한 보수 문제가 유발된다. 이러한 송출 시스템은 단지 단시간만 작동 가능하고, 대부분의 시간은 회로의 교체, 막힘 제거 및 보수에 소요된다. 폴리테트라플루오로에틸렌계의 펌프를 사용하는 경우에도, 그 펌프의 다이어프램을 2개월 내지 3개월마다 교환하여야 한다.

미국 특허 제5,148,945호와 제5,300,072호로부터 화학 물질의 진공 송출 시스템이 알려져 있는데, 이 시스템에서는 펌프를 사용하는 대신, 화학 물질을 흡인하여 이들을 가압함으로써 사용 지점까지 안내하도록 힘을 가하기 위해 진공 상태로 되는 중간 용기(intermediate container)를 사용하고 있다. 이 시스템이 펌프를 사용하지 않지만, 이 시스템으로는 특히 웨이퍼 표면상의 금속 제거에 사용되는 것과 같은 연마 현탁액을 송출할 수 없다. 그 이유는 이러한 현탁액은 응고되기 전까지의 수명이 매우 짧으며 부식성이기 매우 크기 때문이다.

또한, WO 96/02319에는 연마 현탁액으로 사용되는 각종 화학 물질이 번갈아 유입되는 측정 용기를 포함하는 장치가 개시되어 있는데, 상기 화학 물질의 양은 측정 용기에 따라 결정되고, 측정 후 각 화학 물질은 혼합 용기로 보내져 이곳에서 현탁액의 모든 화합물이 혼합되며, 상기 혼합 용기 내의 현탁액을 빨아내어 그 현탁액을 복수의 송출 장소로 보내기 위해 부압 또는 진공으로 있는 용기에 상기 혼합 용기가 직접 연결된다.

오늘날에는, 보수를 크게 필요로 하지 않으며 필요할 때마다 사용할 수 있는 연마 현탁액 분배 장치가 필요하다.

본 발명에 따른 장치는, 송출되는 연마 현탁액이 담겨 있는 탱크와, 연마 현탁액을 송출하며 2개의 단부가 상기 송출 탱크에 연결되어 있는 루프와, 연마 현탁액을 상기 루프 내에서 순환시키는 순환 수단과, 상기 루프 내에서의 순환 후 연마 현탁액을 회수하는 회수 수단(즉, 탱크), 그리고 루프 내에서의 연마 현탁액의 지속적인 순환(적어도 장치의 작동 중에, 즉 현탁액을 사용 지점까지 송출하는 상태)을 유지하기 위해 상기 순환 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 루프는 사용 지점까지의 송출을 위해 병렬로 배열된 복수 개의 루프로 구성되며, 각 루프는 모든 루프 공용의 하나 이상의 아암을 포함하고, 각 루프의 단부 중 하나는 상기 공용 아암의 단부 중 하나에 연결되는 것이 바람직하다. 이들 루프는 2개의 공용 아암을 포함하여 이들 공용 아암의 각 제1 단부가 병렬로 연결된 복수 개의 서브루프(subloop)에 연결되고, 제1 공용 아암은 그것의 제2 단부에 의해 연마 현탁액 탱크에 연결되고, 제2 공용 아암은 그것의 제2 단부에 의해 연마 현탁액 회수 수단(즉, 탱크)에 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 탱크와 현탁액의 송출 지점 사이의 각 관(즉, 루프)의 길이는 대략 동일한 것이 바람직하며, 송출 지점과 연마 현탁액 회수 수단(즉, 탱크) 사이의 각 관의 길이도 대략 동일한 것이 바람직하다.

연마 현탁액의 지속적이고도 균일한 순환을 달성하기 위하여, 제어 수단을 본 발명에 따른 장치에 제공하는 것이 바람직하며, 이러한 제어 수단은 관내의 연마 현탁액의 압력 제어 수단이나, 관내의 연마 현탁액의 유량 제어 수단 중 어느 하나(또는 선택적으로 이들이 결합된 수단)인 것이 바람직하다. 송출관의 최소 유량은 연마 현탁액이 송출관의 벽에 침착되어 관을 막히게 하는 것을 방지할 수 있도록 선정되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 주요 장점 중의 하나는 상기와 같은 방법으로 기존의 공지된 플랜트에 현존하는 주요 문제인 관의 막힘을 방지하는 것이다. 연마 현탁액이 관내에서 지속적으로, 바람직하게 약 0.2 m/s 이상 약 10 m/s 이하 속도로 순환하도록 함으로써 각종 연마 현탁액의 경화 및/또는 응고로부터 종종 초래되는 관 폐색에 따른 문제 발생이 방지된다. 유속의 범위는 바람직하게는 약 0.5 m/s 내지 약 2 m/s, 보다 바람직하게는 약 1 m/s 내지 1.2 m/s이다.

이러한 연마 현탁액을 순환시키기 위하여, 펌프가 사용되는 것이 바람직하며, 이러한 순환 펌프를 사용함으로써 연마 현탁액의 지속적인 순환을 유지하면서 종래 기술의 펌프가 보통 직면하였던 문제, 이른바 필터 폐색 등의 문제를 방지하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 본 발명에 따른 장치의 신뢰성을 최대한 높이기 위해서는, 2개의 순환 펌프를 병렬로 배치하는 것이 바람직하며, 이 2개의 펌프 각각을 그 약 (최대) 50％ 출력으로만 작동시키는 것이 바람직하다. 이것은 2개의 펌프 중 하나가 고장이 나는 경우, 하나의 펌프를 100％ 출력으로 작동시킴으로써 장치를 계속 정상 작동시킬 수 있음을 의미한다. 물론 이 경우에는, 펌프 중 하나의 막힘 또는 결함이 발생한 때, 또는 펌프 중 하나로부터의 물질의 유동이 실제로 없는 때를 알려주는 알람이 제공된다.

본 발명의 특히 바람직한 다른 실시예에 따르면, 연마 현탁액이 상당한 부식성을 갖는 경우, 펌프의 사용을 회피하기 위해, 현탁액은 바람직하게는 질소 및/또는 아르곤 및/또는 헬륨과 같은 가압 불활성 가스를 사용하여 순환될 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 모든 것에도 불구하고, 관 막힘이 발생할 수도 있음이 관찰되었다. 출원인은, 가압 가스를 사용한 순환의 경우에, 순환에 사용되는 가압 가스의 상대 습도를 최소로 유지함으로써 그러한 관 막힘이 방지될 수 있음을 보여주었다. 이를 위해, 불활성 가스를 관에 분사하기 전에 불활성 가스 중의 탈이온수를 증발 또는 분무시켜, 불활성 가스 중의 습도를 충분히 낮게 유지하여 연마 현탁액이 건조되는 것을 방지함으로써 필터가 막히는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 보통 사용되는 전술한 바와 같은 속도의 한계 범위 내에 있는 가압 가스에 물을 적당한 농도로 사용함으로써, 관의 막힘이 방지된다.

본 발명은 도면과 함께 비제한적인 예시로서 주어진 아래의 실시예들의 도움을 받아 분명하게 이해될 것이다.

도 1을 참조하면, 탱크(1)에는 관(3)에 의해 방출되는 연마 현탁액(2)이 담겨 있으며, 이 연마 현탁액은 지점 4에서 탱크(1)의 벽을 통과하여 상기 관내에 병렬로 설치된 2개의 펌프(5, 6)까지 계속 송출되고, 상기 관의 출구는 필터(8)에 연결된 관(7)에 다시 한번 함께 연결되며, 이 필터는 관(9)으로 연장된다. 관(20, 21, 22)이 지점 10, 11, 12에 각각 연결되고, 그 관의 타단부(30, 31, 32)는 모두 연마 현탁액을 탱크(1)에 복귀시키는 관(40)에 연결되며, 이 관(40)은 지점 41에서 탱크(1)의 벽을 관통하여 그 탱크에 담겨 있는 현탁액(2)까지 이른다. 충전 탱크(42)가 탱크(1)와 병렬로 배치되어 관(43)에 의해 탱크(1)에 연결됨으로써, 모든 환경 하에서 항상 탱크(1) 내의 액위를 예정된 최소치 이상으로 유지할 수 있다. 이 충전 탱크(42)는, 특히 연마 현탁액의 점도를 조절하는 데 사용된다.

또한, 관(45)에 의해 탱크(1)에 연결되어 불활성 가스와 같은 가압 가스를 분사하는 수단(44)이 제공되며, 이러한 불활성 가스로는 특히 N50 타입 이상 순도를 갖는 소정 용례에 적합한 순도를 갖춘 질소가 바람직하다. 각 연결부(10-30, 11-31, 12-32)에는 지점 B, C, D가 마련되어, 각 밸브(70, 71, 72)를 통해 연마 현탁액을 각 사용 지점(60, 61, 62)까지 송출한다. 각 루프(20, 21, 22)로는 동일한 직경의 관을 사용하고, 지점(4)과 각 지점(B, C, D) 사이의 거리도 동일한 길이로 유지하는 것이 바람직하다〔또는, 그 직경이 상이한 경우에는 각 라인의 길이를 각 라인의 수두 손실(頭損失)이 동일하도록 유지함〕. 이렇게 해서, 각 지점(B, C, D)에서의 연마 현탁액의 압력(P_a, P_b, P_c)이 대략 동일하게 되어, 현탁액의 균일한 송출이 허용된다. 또한, 연마 현탁액 송출 장치는 라인(40) 상의 지점 32와 지점 41 사이에 압력 검출기(80)를 포함하며, 이 압력 검출기는 제어 장치(81; 예컨대, PID〔비례/적분/미분(Proportional/Integral/Differential)〕 타입)에 전기 접속되고, 이 제어 장치는 또한 각 라인(83, 84)을 통해 각 펌프(5, 6)에 전기 접속된다[압력 검출기(80) 및 제어 장치(81)는 제어 수단을 형성한다]. 압력은 제어 장치(PID)에 설정된 압력과 동일한 압력으로 유지되어야 하며, 압력 검출기(80)에 의해 검출된 압력이 그 표시 압력 미만인 경우에는, 제어 장치(81)에 의해 전기 신호가 발생되어 펌프(5, 6)의 펌핑 압력이 높아진다. 또한, 압력 검출기(80)에 의해 측정된 압력이 제어 장치(81)에 표시된 압력 이상이면, 제어 장치(PID)는 라인(83, 84)에 의해 펌프(5, 6)에 전송되는 전기 신호를 조정하여 펌프(5, 6)의 펌핑 압력을 설정 압력값에 일치시킨다. 즉, 압력 검출기가 제어 장치(81)에 표시된 설정 압력보다 큰 압력을 검출할 경우, 제어 장치(PID)는 적당한 전기 신호를 펌프(5, 6)에 전송하여 펌프의 펌핑 압력을 낮춘다.

현탁액 송출 장치는 또한, (PID를 구비한 압력 검출 시스템 없이) 유량 제어 시스템만을 단독으로 또는 이것을 압력 검출 시스템과 함께 포함할 수도 있다. 이 유량 제어 시스템은 연마 현탁액의 유량을 측정하여, 그 측정값과 설정값을 비교하고, 이와 같은 표시 유량과 측정 유량과의 비교 후 대응 전기 신호를 펌프(5, 6)에 전송함으로써 펌프의 출력을 증가 또는 감소시키도록 되어 있다. 도 2에는 특히 2개 이상의 연마 현탁액 저장 탱크가 병렬로 연결되어 번갈아 사용되는, 도 1의 장치의 변형예가 도시되어 있다. 이에 따라, 하나의 탱크가 텅 비어지고 그 상태가 예컨대 액위 검출기에 의해 검출되면 제2 탱크가 연마 현탁액의 순환을 방해하지 않고 자동적으로 동작될 수 있게 되어, 현탁액의 응고 및 관 막힘 문제가 방지되고, 따라서 장치의 유지 보수가 적어진다(도 2에서, 도 1에 도시된 바와 동일한 부재에는 동일한 도면 부호가 제공되어 있다).

각 개방 제어식 밸브(103, 102)와 관(113, 118)을 통해 연마 현탁액 탱크(112, 115)에 연결되는 2개의 관(101, 119)은 지점(126)에서 하나로 연결되어 있다. 도 2에서, 탱크(112)의 압력은 현탁액(127) 위의 공간(114)의 질소〔실리콘 웨이퍼 연마용 현탁액에 사용되는 초고순도의 또는 "전자적인(electronic)" 순도의 질소〕와 같은 불활성 가스의 압력으로서 약 3 bar의 압력 하에 있다. 탱크(112)가 텅 비어지면, 밸브(111)〔후술하는 바와 같이 충전시에는 개방된 후 사용시에는 폐쇄됨〕와 관(128)을 통해 현탁액이 공급되고, 상기 관(128)은 지점(129)에서 복귀 탱크(131) 내의 비축액(130)에 이른다. 마찬가지로, 탱크(115)의 바닥이 관(117)과, 밸브(116) 및 관(120)을 통해 관(128)에 연결되어, 탱크(115)가 텅 비면 탱크 115가 충전되며〔밸브(116)는 개방되고, 밸브(111)는 폐쇄〕, 밸브(111)가 개방되고 밸브(116)가 폐쇄되면, 탱크 112가 충전된다〔또는 밸브(111)와 밸브(116)가 모두 폐쇄된 경우에는 상기 탱크 중 어느 것도 충전되지 않는다〕.

가압 질소 공급원(121)을 사용하여 각 밸브(108, 110)〔이들 밸브는 당업자에게 PID(비례/적분/미분)" 타입으로 널리 알려진 제어 장치(81)에 의해 제어된다〕를 통해 현탁액 위의 가스의 압력을 제어하여 그 압력을 설정할 수 있는데, 예를 들어 현탁액(127) 위에서는 현탁액을 관(113)으로 밀어내기 위하여 가스 압력을 3 bar(상대압력)로 설정할 수 있으며, 탱크(115)의 내부는 현탁액이 충전될 수 있도록 0 bar(상대압력)로 설정할 수 있다. 또한, 가압 질소 공급원(121)은 관(123)을 통해 제어식 밸브(122)〔제어 장치(81)에 의해 제어될 수도 있고 제어되지 않을 수도 있음〕에 연결되어 현탁액(130) 위의 질소의 압력을, 예를 들어 0.5 bar로 유지한다.

관(137)에 의해 과잉 현탁액은 탱크(131)로 복귀된다.

탱크(131)로의 추가 공급을 보장하고 현탁액 상류의 소비량을 보상하기 위해, 대용량의 탱크(132)가 제공되어 관(124)을 통해 현탁액을 탱크(131)에 공급한다. 이 탱크(132)는 또한 중력에 의해 다른 탱크에 현탁액을 공급하도록 위쪽에 배치될 수도 있다(선택적으로, 이 탱크의 상부는 관(125)을 통해 유입되는 초고순도 질소에 의해 가압될 수도 있다). 이와 같이 펌프를 사용하지 않고 가스 압력을 사용하는 이송 모드(mode)는 펌프의 작동 중지 문제를 회피할 수 있다.

탱크(112, 115)와 같은 여러 다른 탱크가 서로 병렬로 배치될 수도 있다.

도 1에서, 탱크(2)의 체적은 현탁액 송출 장비를 바람직하게 약 2.5/3일 동안 작동시키기에 충분할 만큼 크다. 소정의 연마 현탁액에 내포된 수성 암모니아에 대기 중의 이산화탄소가 작용하는 것을 방지하기 위하여, 현탁액은 기계적으로 지속해서 교반되고 약간 과압(1 내지 3 mbar)으로 유지되는 것이 바람직하다. 탱크가 플라스틱으로 제조되기 때문에 탱크에 실리카나 암모니아가 고착되어 응고될 위험은 없다. 탱크로부터의 유출은 하부 밸브를 통해 이루어지는 것이 바람직하며, 루프로부터의 복귀 유동은 밸브를 통해서 일어나며 탱크의 최소치 레벨 아래로 떨어진다. 탱크는 셔틀 드럼(shuttle drum)으로부터 용적식 펌프의 도움을 받아 충전된다. 물의 희석이 필요한 경우, 이러한 희석은 지속적으로 정적 믹서(static mixer)에 물과 실리카 현탁액을 분사함으로써 이루어질 수도 있다. 각 셔틀 드럼, 즉 충전 탱크(42)가 배출된 후, 펌프와 관을 포함하는, 저장 탱크용의 실리카 공급 회로가 탈이온수에 의해 정화된다.

순환되는 현탁액의 연마성을 위하여, 실제로 병렬로 배치된 2개의 펌프를 각각 절반 정도의 출력으로 작동시키는 것이 바람직하며, 각 펌프는 전류(예를 들어 4-20 mA)에 의해 제어되는 가변 주파수(0-100 Hz) 전원에 연결되는 것이 바람직하다. 이들 2개의 가변 주파수 전원은 제어 장치(81)에 의해 조절되어 제어 밸브 직전의 루프 단부의 압력을 조절한다.

예를 들어, 세라믹 기어 펌프가 선택될 수도 있다. 시일(seal)의 정상 수명을 보장하기 위하여, 각 펌프의 샤프트에는 2개의 시일이 장착되는 것이 바람직하며, 이들 시일 사이의 공간〔종(bell) 형상〕에는 탈이온수가 분사되어 실리카에 대하여 과압으로 유지된다. 탈이온수 공급 회로는 그 입구에 100 내지 200 L/h 구경의 오리피스를, 그 출구에 10 내지 20 L/h 구경의 오리피스를 포함한다. 종 형상 공간의 압력은 실리카와 접촉하는 내부 시일에서 누수가 발생하지 않는 한 일정하게 유지되어야 한다. 반면에, 누수가 발생하면 2개의 시일 사이의 종 형상 공간의 압력이 점차적으로 강하하고, 압력 센서가 경고 신호를 전송하여 조절 작동이 조직적으로 이루어진다. 또한, 펌프는 정지의 경우에는 탈이온수에 의해 자동적으로 정화되도록 되어 있다.

이러한 장치는 다음과 같은 장점을 갖고 있다.

- 펌프의 느린 회전 속도로 인하여 연마제의 마모가 제한된다.

- 2개의 펌프를 사용함으로써 하나의 펌프에 고장이 발생하여도 이를 보상하기 위해 제2 펌프의 속도가 자동적으로 증강되어 루프 내의 유량과 압력은 유지될 수 있다.

- 현탁액을 대량 방출하여야 하는 경우에는 탱크로의 복귀 압력은 강하하고 펌프의 속도는 증강되어 유량은 일정하게 유지된다. 예를 들어, 현탁액 송출 장치가 루프로부터 정격 출력량 이상을 방출하는 경우, 자동적인 보상이 이루어지고, 루프 내의 유동은 중단되지 않는다. 역으로, 방출 중단의 경우에는 압력이 높아지고 PID 제어 장치가 펌프의 제어 주파수를 감소시킨다. 또한, 송출 망(network) 내의 압력 변화 폭은 예를 들어 ±100 g으로 작은데, 이것은 연마 장치의 연마 용액의 계량에 중요하다.

루프〔그 공용 아암(7, 9)〕에는 필터(8)가 장착되며, 이 필터는 바람직하게 폴리프로필렌 "백(bag)" 타입으로, 바람직하게 크기가 약 100 마이크로미터 이상인 물질의 90％ 이상을 차단한다. 현탁액에 연마성을 부여하려면, 필터의 크기를 극대화시켜 0.1 내지 0.2 bar의 감소된 차압으로 작동시키는 것이 유리하다.

송출 루프로부터 분기되는 모든 회로는 대략 손실 수두가 동일하다. 각 루프(송출관)에는 T자형 유출관과 T자형 복귀관이 사용되며, 각 T자형 관에는 격리 밸브(isolating valve)가 장착된다. "복귀(return)" 격리 밸브에는 다음의 2가지 기능을 하는 교정 오리피스가 장착된다.

- 송출 네트워크의 복수 개의 분기관 내의 유동을 동일한 정도로 분배하는 기능.

- 오리피스의 T자형 위쪽 부분에 의해 이루어지는 장치의 각 송출관에 의한 방출에 의해 큰 압력 강하가 유발되지 않도록 하는 기능.

교정 오리피스의 직경은 루프 내의 유량 및 압력, 사용되는 장치의 부품 개수 및 송출 현탁액의 점도와 같은 다수의 매개변수에 좌우되며, 당업자라면 별 어려움 없이 관의 마모를 최소화하기 위해 바람직하게 유량을 0.2 내지 0.5 m/s로 유지하기 위한 인자들을 선정할 수 있을 것이다.

송출 루프는 내마모성의 비연동식 제어 밸브(도시 생략)를 포함하며, 또한 그 상류측으로 유량계(90)와 압력 검출기(80)를 포함하는 것이 바람직하다.

유량은 제어 밸브를 사용하여 제어되는데, 이것은 소정값으로 조절되지 않으며, 설정 압력은 제어 장치(81)에 표시되고, 그 매개변수는 특히 방출 시에, 개시 순간에 및/또는 1개의 펌프에 의한 작동 중에 루프의 만족스러운 작동을 달성하도록 조절된다.

또한, 전술한 시스템은 특히 벨로우(bellow) 또는 맴브레인 에어 펌프를 사용하여 작동될 수도 있으며, 반도체 산업에서의 통상적인 사용 시에 구동 가스는 제어식 밸브를 통해 또는 매스 유량을 제어하는 타입의 장치를 통해 분사되며, 압력 조절기에 의해 주어진 외부 설정값으로 조절되는 것을 주목하여야 한다. 이 경우에, 그 중간 출력으로 운전되는 병렬로 배치된 2개의 펌프를 사용한 작동이 유지되어 고효율이 달성된다.

본 발명에 따라, 반도체 산업 분야에서의 기판의 연마를 위한 연마제 송출 장치에 있어서의 관의 막힘 등이 효과적으로 방지될 수 있게 되어, 그 연마 현탁액 송출 장치의 보수 등이 상당히 적어질 수 있게 된다.

Claims

연마 현탁액(2)이 담겨 있는 탱크(1)와;

이 탱크(1)에 연결되어 있는 연마 현탁액(2) 송출용 루프(3, 7, 9, 40)와;

연마 현탁액을 상기 루프 내에서 순환시키고 탱크로 복귀시키는 순환 수단(5, 6)과;

현탁액의 지속적인 순환을 유지하도록 순환 수단을 제어하는 제어 장치(81)를 포함하고,

상기 루프 및 상기 탱크(1)는 상기 루프 내에서의 순환 후 상기 탱크의 회수 지점(41)에서 상기 연마 현탁액(2)을 회수하도록 배열되며,

사용 지점(60, 61, 62)에 이르는 연마 현탁액 송출용 루프는 병렬로 연결되고 실질적으로 동일한 손실 수두를 가지는 복수 개의 루프(20, 21, 22, ..)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
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제1항에 있어서, 상기 루프는 이들 루프 모두에 공용인 하나 이상의 아암(3, 7, 9)을 포함하며, 이들 각 루프의 단부 중 하나가 상기 공용 아암의 단부 중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제3항에 있어서, 상기 루프는 2 종류의 공용 아암을 포함하며, 그 제1 아암(3, 7, 9)의 제1 단부는 탱크(1)에 연결되고, 제2 아암(40)의 제1 단부는 회수 지점(41)에 연결되는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 탱크(1)와 연마 용액의 각 사용 지점(60, 61, 62) 사이의 각 관의 길이는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용 지점(60, 61, 62)과 탱크(1) 사이의 각 관의 길이는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용액 송출관의 압력을 제어함으로써 루프 내의 연마 용액의 순환을 제어하는 제어 수단(80, 81)을 포함하는 것을 특징으로 연마 현탁액 송출 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서, 송출 루프의 복수 개의 아암 내의 연마 용액의 유량을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 현탁액은 그 현탁액이 상기 송출관의 벽에 침착되는 것을 방지하기 위하여 복수 개의 송출관 내에서 최소 유량을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관내에서의 용액의 송출 속도는 약 0.2 m/s 이상인 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관내에서의 연마 현탁액의 송출 속도는 약 10 m/s 이하인 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 현탁액의 송출 속도는 0.5 m/s 내지 2 m/s인 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제12항에 있어서, 상기 연마 현탁액의 송출 속도는 약 1 m/s 내지 1.2 m/s인 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 현탁액 순환 수단은 하나 이상의 펌프(5, 6)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 현탁액 순환 수단은 병렬로 장착된 2개의 펌프(5, 6)로 구성되며, 이들 펌프 각각은 2개의 펌프 중 하나가 고장이 나는 경우에는 연마 현탁액의 정상적인 송출 작동을 허용하도록 50％ 이하의 출력으로 작동되는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환 수단(44)은 가압 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.
제16항에 있어서, 상기 순환 수단은 가압 가스로 구성되며, 상기 연마 현탁액 송출 장치는 그 장치 내의 필터가 막히는 것을 방지하기 위해 가압 가스 중의 탈이온수를 분무하는 분무 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 현탁액 송출 장치.