KR19990023108A - 약액 공급 장치 - Google Patents

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KR19990023108A
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다께시 히라이데
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아끼구사 나오유끼
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Abstract

처리 장치에 약액을 안정되게 공급할 수 있는 약액 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
슬러리 공급 장치(11)에는 연마 장치(18a, 18b)에 있어서 1회 처리에 사용되는 슬러리의 필요량에 따른 용량으로 설정된 혼합 탱크(12a, 12b)를 설치했다. 제어 장치(41)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 대해 필요량 만큼 슬러리 원액(15, 16)과 순수를 공급하고, 희석·혼합하여 슬러리(17)를 생성한다. 그리고, 제어 장치(41)는 생성된 슬러리(17)를 연마 장치(18a, 18b)에 공급하도록 했다. 따라서, 각 혼합 탱크(12a, 12b)에는 연마 장치(18a, 18b)에 필요한 만큼의 슬러리(17)가 생성되므로, 오래된 슬러리가 발생하지 않는다.

Description

약액 공급 장치
본 발명은 반도체 제조 공정에 있어서 원액을 희석·혼합하여 생성한 약액을 그 약액을 사용하는 처리 장치에 공급하는 약액 공급 장치에 관한 것이다.
근래, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서, 다양한 약액 공급 장치가 이용되고 있다. 약액 공급 장치는 원액을 순수로 희석하여 생성한 약액, 복수의 원액을 혼합하여 작성한 약액을 그 약액을 사용하여 반도체 장치를 처리하는 처리 장치에 공급한다. 공급하는 약액의 조성 변화나 약액에 포함되는 작은 입자 덩어리 등과 같이 약액이 불안정해지면, 그 약액을 사용하는 처리 장치에 있어서 처리되는 반도체 장치의 불량으로 이어지므로, 안정된 약액을 공급하는 약액 공급 장치가 요구되고 있다.
종래의 약액 공급 장치, 예를 들어 화학적 기계 연마 장치(이하, 간단히 CMP 장치라 한다)에 약액으로서 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 장치는 원액을 희석·혼합하는 제1 탱크, 희석·혼합 후의 슬러리를 보관하는 제2 탱크를 구비한다. 슬러리 공급 장치는 우선 반입된 슬러리 원액 탱크로부터 슬러리 원액(예를 들어 지립인 알루미나의 용액과 산화제인 질산 제2 철 용액)을 흡인하고, 제1 탱크에 공급한다. 또한, 슬러리 공급 장치는 제1 탱크에 순수를 공급하여 희석·혼합 처리를 행하여 소정 농도의 슬러리를 생성하고, 그 생성된 슬러리를 제2 탱크로 반송하여 그 제2 탱크에서 보관한다. 그리고, 슬러리 공급 장치는 CMP 장치로부터의 지령을 기초로 하여 연마 처리를 행하고 있는 동안 슬러리를 각 종 펌프를 이용하여 CMP 장치에 공급한다. 슬러리 공급 장치는 제2 탱크에 보관한 슬러리의 잔량이 미리 설정된 양까지 감소하면, 제1 탱크에서 새로운 슬러리를 생성하여 보급함으로써, 상시 슬러리의 공급을 행하도록 구성되어 있다.
그런데, 슬러리는 건조나 액체 저장소에서 응고하는 성질이 있다. 그로 인해 슬러리가 흐르는 경로에서 응고하면, 슬러리를 공급할 수 없게 된다. 그러나, 종래의 슬러리 공급 장치는 일반적인 액체만을 공급하는 공급 장치가 유용되고 있으므로, 슬러리가 흐르는 경로를 플러시(세정)하는 기구가 구비되어 있지 않으므로 슬러리가 응고해버려 배관 막힘의 장해가 발생하고, 슬러리를 안정되게 공급할 수 없는 경우가 있었다. 또한, 응고된 지립이 CMP 장치에 공급되어 버리면, 연마 중인 웨이퍼 표면에 스크래치가 발생하는 경우가 있으며, 웨이퍼 수율이 악화될 우려가 있었다.
또한, 슬러리, 특히 지립인 알루미나의 용액과 산화제인 질산 제2 철 용액을 혼합·희석하여 사용하는 메탈용 슬러리에서는 침전이 빠르고, 혼합된 후 시간이 경과하면 연마율(속도 등)이 지연된다. 소위 수명이 있는 것이 실험 등에 의해 추정된다. 그러나, 제2 탱크에 항상 보급하는 방식에서는 오래된 슬러리가 남아버리므로 그 오래된 슬러리의 비율에 의해 웨이퍼의 연마 시간이 변화하여 웨이퍼를 정밀도 좋게 연마할 수 없게 되는 경우가 있었다.
그리고, 약액 공급 장치에 있어서는 제2 탱크에 축적한 약액의 일부가 증발하기도 한다. 그로 인해, 제2 탱크 내의 약액의 성분 농도가 변화하고, 장기간 약액을 제2 탱크에 축적할 수 없다. 그로 인해, 사용하지 않았던 약액은 버려져 버리는 경우가 많아서 약액의 원액이 낭비되고 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 새로운 약액을 안정되게 공급할 수 있는 약액 공급 장치를 제공하는 데 있다.
도1은 제1 실시 형태의 슬러리 공급 장치의 개략 구성도.
도2는 슬러리 공급 장치의 전기적 구성도.
도3은 슬러리 공급 장치의 동작 흐름도.
도4는 혼합 탱크의 종단면도.
도5는 액면 레벨을 검출하기 위한 필터 처리의 흐름도.
도6은 제2 실시 형태의 슬러리 공급 장치의 개략 구성도.
도7은 제3 실시 형태의 슬러리 공급 장치의 개략 구성도.
도8은 제1 실시 형태의 다른 슬러리 공급 장치의 개략 구성도.
도9는 제1 실시 형태의 다른 슬러리 공급 장치의 개략 구성도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
12a, 12b : 혼합 탱크 13, 14 : 원액 탱크
15, 16 : 원액 17 : 약액으로서의 슬러리
18a, 18b : 처리 장치로서의 연마 장치(CMP 장치)
31 : 메인 순환 배관
41 : 원액 공급 수단, 약액 생성 수단, 약액 순환 수단, 약액 공급 수단, 액면 검출 수단 및 순환 절환 수단으로서의 제어 장치
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은 원액을 희석 또는 복수의 원액을 혼합하여 약액을 생성하고, 상기 약액을 처리 장치에 공급하는 약액 공급 장치로서, 상기 처리 장치에서 사용하는 약액의 사용량에 대응한 용량으로 설정된 복수의 혼합 탱크와, 상기 복수의 혼합 탱크에 대해 공통으로 설치된 메인 순환 배관과, 상기 원액을 상기 약액의 조성에 대응하여 상기 혼합 탱크에 공급하는 원액 공급 수단과, 상기 복수의 혼합 탱크 중 하나를 차례로 선택하고 선택된 혼합 탱크를 사용하여 약액을 생성하는 약액 생성 수단과, 약액의 생성이 종료한 하나의 혼합 탱크와 메인 순환 배관에 의해 순환 경로를 구성하고 상기 경로에 상기 약액을 순환시키는 약액 순환 수단과, 순환 중인 약액을 처리 장치에 공급하는 약액 공급 수단과, 상기 복수의 혼합 탱크에 설치되어 혼합 탱크 내의 액면 레벨을 검출하는 액면 검출 수단과, 상기 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여 약액의 작성이 종료한 다른 혼합 탱크와 상기 메인 순환 배관을 새로운 순환 경로로 하는 순환 절환 수단을 구비했다.
청구항 2에 기재된 발명은 청구항 1에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 약액 작성 수단은 상기 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여 상기 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크에 있어서의 약액의 액면 레벨이 미리 설정된 레벨까지 저하한 때에 다음 탱크에서 약액 작성을 개시하도록 했다.
청구항 3에 기재된 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 메인 순환 배관으로 순환하는 약액을 분기하는 분기 배관을 접속하고, 상기 분기 배관에 밸브를 설치하고, 상기 밸브를 개폐 제어하여 상기 순환하고 있는 약액을 상기 처리 장치에 공급하도록 했다.
청구항 4에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 액면 검출 수단은 상기 혼합 탱크 상부에 설치되어 비접촉으로 혼합 탱크의 액면 레벨에 따른 검출 신호를 출력하는 센서를 구비했다.
청구항 5에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 액면 검출 수단은 그 때의 액면 레벨과 바로 전에 측정된 액면 레벨을 비교하여 그 때의 액면 레벨의 변화량을 산출하고, 그 변화량이 미리 설정된 범위 내에 있을 때는 그 때의 액면 레벨을 유효하게 하고, 변화량이 범위 내에 없을 때에는 그 때의 액면 레벨을 무효로 하는 필터 수단을 구비했다.
청구항 6에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여 그 때마다의 원액 탱크 내의 원액의 잔량을 산출하는 원액 잔량 산출 수단과, 상기 산출된 원액의 잔량을 기초로 하여 상기 원액 탱크의 교환을 위한 표시를 행하는 표시 수단을 구비했다.
청구항 7에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 액면 검출 수단이 검출된 액면 레벨을 기초로 하여 공급하는 원액의 액면 레벨이 상기 약액의 조성에 대응한 레벨에 근접한 때에 상기 액면 레벨이 서서히 증가하도록 상기 원액의 공급량을 제어하는 공급량 제어 수단을 구비했다.
청구항 8에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 처리 장치에 있어서의 처리 정보를 입력하고, 상기 처리 정보와 상기 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크의 액면 레벨을 기초로 하여 상기 약액의 작성을 개시하는 개시 시기와 작성량을 결정하는 결정 수단을 구비하고, 상기 약액 작성 수단은 상기 개시 시기를 기초로 하여 다음의 혼합 탱크에서 약액의 작성을 개시하도록 했다.
청구항 9에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 복수의 혼합 탱크 각각에 대응하는 서브 순환 배관을 구비하고, 상기 약액 작성 수단은 혼합 탱크에서 작성한 약액을 상기 혼합 탱크와 대응하는 서브 순환 배관에 의한 순환 경로로 순환시키고, 상기 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크에 있어서 그 약액의 잔량이 소정량이 된 때, 다음에 약액의 작성이 종료하고 있는 혼합 탱크에 있어서의 순환 경로를 서브 순환 배관으로부터 메인 순환 배관으로 절환하여 약액을 공급하도록 했다.
청구항 10에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 혼합 탱크 내 및 순환 경로를 세정하는 세정 수단을 구비했다.
청구항 11에 기재된 발명은 원액을 희석 또는 복수의 원액을 혼합하여 생성된 약액을 상기 약액을 사용하는 처리 장치에 공급하는 약액 공급 장치로서, 상기 처리 장치의 처리 필요량에 대응한 용량으로 설정된 복수의 혼합 탱크와, 상기 원액이 축적된 원액 탱크에 설치되고 상기 원액 탱크와 상기 탱크에 접속되는 배관으로 이루어지는 순환 경로에 상기 원액을 소정의 액압으로 순환시키는 원액 순환 수단과, 상기 원액 순환 수단에 의해 순환되는 원액을 상기 필요량에 따라서 상기 배관으로부터 상기 혼합 탱크에 공급하는 원액 공급 수단과, 상기 혼합 탱크에 공급된 원액을 희석, 혼합하여 약액을 생성하는 약액 생성 수단과, 상기 약액을 상기 처리 장치에 공급하는 약액 공급 수단을 구비했다.
청구항 12에 기재된 발명은 청구항 11에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 혼합 탱크 내를 세정하는 세정 수단을 구비했다.
청구항 13에 기재된 발명은 원액을 희석 또는 복수의 원액을 혼합하여 생성한 약액을 상기 약액을 사용하는 처리 장치에 공급하는 약액 공급 장치로서, 상기 처리 장치의 필요량에 대응한 용량으로 설정되고, 상기 원액에 대응하여 설치된 순환 탱크와, 상기 필요량에 따른 상기 원액을 상기 순환 탱크에 공급하는 원액 공급 수단과, 상기 순환 탱크에 공급된 원액을 상기 순환 탱크와 상기 탱크에 접속된 배관으로 이루어지는 순환 경로에 소정의 액압으로 순환시키는 원액 순환 수단과, 상기 원액 순환 수단에 의해 순환되는 원액이 상기 배관에 접속된 분기 배관을 거쳐서 공급되고, 상기 원액을 상기 약액의 조성에 대응한 유량으로 조절하여 상기 처리 장치에 구비되어 혼합 기능을 갖는 노즐에 공급하는 유량 조정 수단을 구비했다.
청구항 14에 기재된 발명은 청구항 13에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 순환 경로를 세정하는 세정 수단을 구비했다.
청구항 15에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 원액 공급 수단은 상기 원액 탱크 내에 불활성 가스를 공급하여 원액을 압송하는 구성과, 상기 원액 탱크에 접속된 원액 순환 배관을 거쳐서 원액을 소정의 액압으로 순환시키는 구성 중 어느 한 구성으로 했다.
청구항 16에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 원액 공급 수단은 상기 혼합 탱크 또는 순환 탱크 내를 감압하여 상기 원액 탱크로부터 원액을 상기 탱크에 흡인하는 구성으로 했다.
청구항 17에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 약액 또는 원액의 사용량에 따라서 양의 불활성 가스를 혼합 탱크 또는 순환 탱크 내에 공급하는 가스 공급 수단을 구비했다.
청구항 18에 기재된 발명은 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 약액 공급 장치에 있어서, 상기 약액의 잔량이 소정량이 된 혼합 탱크 내의 잔류물을 강제적으로 배출하는 강제 배출 수단을 구비했다.
(작용)
따라서, 청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 처리 장치에서 사용되는 약액의 사용량에 대응한 용량으로 설정된 복수의 혼합 탱크가 구비된다. 게다가, 복수의 혼합 탱크에 대해 공통의 메인 순환 배관이 구비된다. 복수의 혼합 탱크를 차례로 선택하고, 선택한 혼합 탱크를 이용하여 약액을 생성하는 동시에, 그 생성된 하나의 약액을 혼합 탱크와 메인 순환 배관에 의해 구성하는 순환 경로로 순환시켜서 처리 장치에 공급한다. 그리고, 액면 검출 수단에 의해 검출한 혼합 탱크의 액면 레벨을 기초로 하여 약액의 작성이 종료한 다른 혼합 탱크로 절환하고, 처리 장치에 약액을 연속적으로 공급한다.
청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 약액 작성 수단은 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크에 있어서의 약액의 액면 레벨이 미리 설정한 레벨까지 저하한 때에 다음 혼합 탱크에서 약액의 작성을 개시하므로, 약액이 연속적으로 공급된다.
청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 메인 순환 배관으로 순환하는 약액을 분기하는 분기 배관이 접속되고, 상기 분기 배관에 설치된 밸브를 개폐 제어하여 순환하고 있는 약액이 처리 장치에 공급된다.
청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 액면 검출 수단은 혼합 탱크의 상부에 설치되어 비접촉으로 혼합 탱크의 액면 레벨에 따른 검출 신호를 출력하는 센서를 구비하였으므로, 약액을 영향을 받지 않고 액면이 정확히 측정된다.
청구항 5에 기재된 발명에 따르면, 필터 수단으로 그 때의 액면 레벨과 바로 전에 측정된 액면 레벨을 비교하여 그 때의 액면 레벨의 변화량을 산출하고, 그 변화량이 미리 설정된 범위 내에 있을 때에는 그 때의 액면 레벨을 유효하게 하고, 변화량이 범위 내에 없을 때에는 그 때의 액면 레벨을 무효로 하도록 하였으므로, 소망의 변화량을 초과하는 노이즈 등이 용이하게 캔설된다.
청구항 6에 기재된 발명에 따르면, 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여 그 때마다의 원액 탱크 내의 원액 잔량이 산출되고, 그 산출된 원액의 잔량을 기초로 하여 원액 탱크의 교환을 위한 표시가 행해지므로, 현역 탱크의 교환 시기를 용이하게 알 수 있다.
청구항 7에 기재된 발명에 따르면, 액면 검출 수단이 검출한 액면 레벨을 기초로 하여 공급하는 원액의 액면 레벨이 약액의 조성에 대응한 레벨에 근접한 때에 액면 레벨이 서서히 증가하도록 상기 원액의 공급량을 제어하도록 하였으므로, 원액의 공급량을 정확하게 할 수 있고, 약액의 조성을 일정하게 할 수 있다.
청구항 8에 기재된 발명에 따르면, 처리 장치에 있어서의 처리 정보를 입력하고, 상기 처리 정보와 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크의 액면 레벨을 기초로 하여 약액의 작성을 개시하는 개시 시기와 작성량을 결정하는 결정 수단을 구비하고, 약액 작성 수단은 개시 시기를 기초로 하여 다음의 혼합 탱크에서 약액의 작성을 개시하도록 하였으므로, 약액을 연속적으로 공급할 수 있다.
청구항 9에 기재된 발명에 따르면, 복수의 혼합 탱크 각각에 대응하는 서브 순환 배관을 구비하고, 혼합 탱크에서 작성한 약액을 상기 혼합 탱크와 대응하는 서브 순환 배관에 의한 순환 경로로 순환시킴으로써, 생성된 약액이 침전하지 않는다. 게다가, 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크에 있어서 그 약액의 잔량이 소정량이 된 때, 다음의 약액 작성이 종료하고 있는 혼합 탱크에 있어서의 순환 경로를 서브 순환 배관으로부터 메인 순환 배관으로 절환하여 약액을 공급하도록 하였으므로, 처리 장치에 약액이 연속적으로 공급된다.
청구항 10, 12, 14에 기재된 발명에 따르면, 세정 수단에 의해 탱크 내, 순환 경로가 세정되므로, 오래된 약액이 남겨지지 않으므로 새로운 안정된 약액을 작성할 수 있다.
청구항 11에 기재된 발명에 따르면, 처리 장치의 필요량에 대응한 용량으로 설정된 복수의 혼합 탱크에 의해 처리 장치 직전에서 약액이 생성되므로, 새로운 약액을 처리 장치에 공급할 수 있다. 게다가, 원액 탱크에 축적한 원액을 그 원액 탱크와 배관으로 구성하는 순환 경로로 순환시키므로, 원액이 침전하지 않는다.
청구항 13에 기재된 발명에 따르면, 약액을 처리 장치에 구비한 노즐에서 혼합하도록 하였으므로, 새로운 약액을 처리 장치에 공급할 수 있다. 게다가, 순환 탱크와 배관으로 구성되는 순환 경로로 공급되는 원액을 순환시키므로, 원액이 침전하지 않는다.
청구항 15, 16에 기재된 발명에 따르면, 원액을 원액 탱크로부터 혼합 탱크 또는 순환 탱크로 용이하게 공급된다.
청구항 17에 기재된 발명에 따르면, 약액 또는 원액의 사용량에 따른 양의 불활성 가스가 혼합 탱크 또는 순환 탱크 내에 공급되므로, 탱크 내의 액체 표면이 공기에 노출되는 일이 없어 조성이 변화하지 않는다.
청구항 18에 기재된 발명에 따르면, 약액의 잔량이 소정량이 된 혼합 탱크 내의 잔류물이 강제적으로 배출되므로, 새롭게 작성하는 약액의 조성이 정확해져 안정되게 처리 장치에 그 약액이 공급된다.
(제1 실시 형태)
이하, 본 발명을 구체화한 제1 실시 형태를 도1 내지 도5에 따라서 설명한다.
도1은 슬러리 공급 장치의 개략 구성도이다.
슬러리 공급 장치(11)는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 혼합 탱크(12a, 12b)를 구비한다. 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)는 동일 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)는 동일한 역할, 즉 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)로부터 공급되는 원액을 희석·혼합하여 생성된 약액으로서의 슬러리를 축적하는 동시에 순환시키기 위해 설치되어 있다.
제1 원액 탱크(13)에는 제1 원액(15)으로서 지립인 알루미나를 포함하는 용액이 축적되어 있다. 제2 원액 탱크(14)에는 제2 원액(16)으로서 산화제인 질산 제2 철 용액이 축적되어 있다. 알루미나 용액 및 질산 제2 철 용액은 웨이퍼 상에 형성된 알루미늄 등의 금속층을 연마하는 메탈용 슬러리를 생성하기 위한 것이다. 슬러리 공급 장치(11)는 각 원액(15, 16)을 소정량 만큼 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하고, 희석·혼합하여 슬러리(17)를 생성한다. 그리고, 슬러리 공급 장치(11)는 생성된 슬러리(17)를 CMP 장치(18a, 18b)에 공급한다.
제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)의 용량은 각 CMP 장치(18a, 18b)에 있어서 소정 장수의 웨이퍼를 연마하기 위해 필요한 슬러리(17)를 축적하는 것이 가능한 용량으로 설정되어 있다. 예를 들어, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)의 용량은 종래의 슬러리를 작성, 보존하는 제1, 제2 탱크에 비해 적게 설정되고, 예를 들어 20 내지 30 리터로 설정되어 있다. 이 용량은 CMP 장치(18a, 18b)에 있어서, 100 내지 150 ㎖/min(㎖/분)의 유량으로 4분 동안 연마를 행하고, 1로트(50장)의 웨이퍼를 처리하기 위해 필요한 슬러리 분량에 대응하고 있다.
슬러리 공급 장치(11)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 교대로 사용하고, 슬러리(17)의 작성·공급을 행하도록 구성되어 있다. 슬러리 공급 장치(11)는 CMP 장치(18a, 18b)에서 사용되는 분량의 슬러리(17)를 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 교대로 사용하여 작성한다.
이와 같이 구성함으로써, 각 혼합 탱크(12a, 12b)에서 작성한 슬러리(17)는 바로 충분히 사용되므로, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에는 오래된 슬러리(17)가 남지 않는다. 또한, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)의 용량이 작으므로, 완전히 사용하기까지의 시간이 짧고, 생성된 슬러리(17)가 열화(수명이 단축되는)하는 일은 없다.
슬러리 공급 장치(11)는 제1 혼합 탱크(12a)를 사용하여 작성된 슬러리(17)를 공급하고 있을 때, 그 슬러리(17)를 충분히 사용하기 전에 제2 혼합 탱크(12b)에 있어서 새로운 슬러리(17)의 작성을 종료하도록 구성되어 있다. 또한, 슬러리 공급 장치(11)는 제2 혼합 탱크(12b)를 사용하여 작성한 슬러리(17)를 공급하고 있을 때, 그 슬러리(17)를 충분히 사용하기 전에 제1 혼합 탱크(12a)에 있어서 새로운 슬러리(17)의 작성을 종료하도록 구성되어 있다.
예를 들어, 슬러리 공급 장치(11)는 제1 혼합 탱크(12a)로부터 슬러리(17)를 공급하고 있는 경우에, 그 제1 혼합 탱크(12a)의 슬러리(17)의 액면 레벨이 미리 설정한 작성 개시 레벨까지 저하하면, 제2 혼합 탱크(12b)에서 슬러리(17)의 작성을 개시한다. 마찬가지로, 슬러리 공급 장치(11)는 제2 혼합 탱크(12b)로부터 슬러리(17)를 공급하고 있는 경우에, 제2 혼합 탱크(12b)의 슬러리(17)의 액면 레벨이 작성 개시 레벨까지 저하하면, 제1 혼합 탱크(12a)에서 슬러리(17)의 작성을 개시한다.
상기 작성 개시 레벨은 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 있어서 슬러리(17)의 작성 개시부터 작성 종료까지의 사이에, 각 혼합 탱크(12a, 12b)로부터 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하는 슬러리(17)의 양을 기초로 하여 각 혼합 탱크(12a, 12b)의 슬러리(17)를 충분히 사용하기 전에 슬러리(17)를 작성 종료하도록 설정되어 있다. 따라서, 공급 중인 혼합 탱크(12a, 12b)의 슬러리(17)가 사라진 때에는 새로운 슬러리(17)가 이미 작성되어 있다. 따라서, 슬러리 공급 장치(11)는 슬러리(17)가 사라진 혼합 탱크를 다음의 혼합 탱크로 절환함으로써, 새로운 슬러리(17)를 CMP 장치(18a, 18b)에 대해 연속적으로 공급한다.
그리고, 슬러리 공급 장치(11)는 슬러리(17) 공급을 마친 혼합 탱크(12a, 12b)를 세정하도록 구성되어 있다. 즉, 슬러리 공급 장치(11)는 제1 혼합 탱크(12a)에서 슬러리를 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하고 있는 동안에, 휴식 중인 제2 혼합 탱크(12b)의 세정 및 슬러리(17)의 작성을 행한다. 그리고, 슬러리 공급 장치(11)는 제1 혼합 탱크(12b)의 슬러리를 완전히 사용한 때에 제2 혼합 탱크(12b)로 절환하여 슬러리(17)의 공급을 행하고, 제1 혼합 탱크(12a)의 세정 및 슬러리(17)의 작성을 행한다.
본 구성에 의해 휴식 중인 혼합 탱크를 세정하여 침전물이 제거된다. 또한, 각 혼합 탱크(12a, 12b)의 용량이 작으므로, 세정 사이클이 짧아 침전물이 뭉치지 않으므로, 침전물의 제거가 용이해진다.
다음에, 슬러리(17)의 작성 및 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 세정하기 위한 구성을 상세하게 설명한다.
슬러리 공급 장치(11)는 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)의 원액(15, 16)을 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)로 압송한다. 즉, 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에는 각각 공급 밸브(21a, 21b)의 조작에 의해 고압의 불활성 가스(예를 들어 질소 가스)가 도시하지 않은 펌프 등에 의해 공급된다. 또한, 불활성 가스로서 아르곤 가스 등을 이용해도 좋다.
제1 원액 탱크(13)에 축적된 제1 원액(15)은 공급되는 질소 가스의 압력에 의해 개폐 밸브(22a, 22b)가 설치된 배관(91)을 거쳐서 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급된다. 마찬가지로, 제2 원액 탱크(14)에 축적된 제2 원액(16)은 질소 가스의 압력에 의해 개폐 밸브(23a, 23b)가 설치된 배관(92)을 거쳐서 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급된다.
배관(91, 92)에는 각각 센서(24a, 24b)가 설치되어 있다. 센서(24a, 24b)는 정전 용량식 센서로 이루어지며, 배관을 흐르는 원액(15, 16)을 검출하기 위해 설치된다. 센서(24a, 24b)는 원액(15, 16)이 배관을 흐르고 있는 동안 신호를 출력한다. 즉, 슬러리 공급 장치(11)는 센서(24a, 24b)의 출력하는 신호에 의해 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)가 비어있는지의 여부를 검출할 수 있는 것이다.
제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에는 개폐 밸브(25a, 2b)가 설치된 배관(93)을 거쳐서 희석용의 순수(P.W : pure water)가 공급된다. 상기 제1, 제2 원액(15, 16)을 공급하는 배관(91, 92)에는 각각 유량 제어 밸브(94a, 94b)가 설치되어 있다. 배관(93)에는 유량 제어 밸브(94c)가 설치되어 있다.
각 유량 제어 밸브(94a 내지 94c)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하는 원액(15, 16), 순수 공급량을 정확히 하기 위해 설치되어 있다. 즉, 각 유량 제어 밸브(94a 내지 94c)가 없으면, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에는 각 배관(91 내지 93)의 내직경과 원액 탱크(13, 14)에 공급하는 질소 가스의 압력에 의해 원액 등이 기세 좋게 공급된다. 그로 인해, 각 개폐 밸브(22a, 22b, 23a, 23b, 25a, 25b)를 폐로하는 타이밍을 맞추기 어려워 공급량이 소정량에 일치하지 않는 경우가 많다. 원액 등을 천천히 공급하기 위해 각 배관(91 내지 93)의 내직경을 작게 하면, 원액 등을 소정량까지 공급하는 데에 시간이 걸린다.
그로 인해, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내에 공급된 원액 등이 소정의 분량까지 가까워지면, 유량을 감소시키도록 각 유량 제어 밸브(94a 내지 94c)를 제어한다. 이로써, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 원액 등의 양은 천천히 증가하므로 각 개폐 밸브(22a 내지 25b)의 폐로하는 타이밍을 용이하게 맞출 수 있고, 공급량을 소정량으로 일치시킬 수 있다. 이 것은 정확한 조성의 슬러리(17) 작성을 용이하게 한다.
또한, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에는 개폐 밸브(26a, 26b) 및 노즐(27a, 27b)이 설치된 배관을 거쳐서 세정용 순수가 공급된다. 노즐(27a, 27b)은 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내에 설치되고, 공급되는 세정용 순수를 탱크(12a, 12b) 내벽에 끼얹기 위해 설치되어 있다. 이 순수에 의해 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)는 내벽에 부착된 슬러리(17)가 씻겨진다.
제1, 제2 혼합 탱크에는 교반기(28a, 28b)가 설치되어 있다. 교반기(28a, 28b)는 모터(29a, 29b)에 의해 구동되고, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급된 원액(15, 16) 및 순수를 교반한다. 이로써, 희석·혼합된 슬러리(17)가 생성된다.
제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에는 액면 센서(30a, 30b)가 설치되어 있다. 액면 센서(30a, 30b)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내에 공급되는 원액의 액면 레벨을 비접촉으로 검출하기 위해 설치된다. 상세하게는 액면 센서(30a, 30b)는 액면까지의 거리에 따른 검출 신호를 출력하는 것이며, 예를 들어 레이저 광을 이용한 반사식 거리 센서가 이용된다. 또, 액면 센서(30a, 30b)는 초음파 등을 이용한 센서가 이용되어도 좋다.
도4는 제1 혼합 탱크(12a)의 단면도를 도시한다. 또, 제2 혼합 탱크(12b)는 제1 혼합 탱크(12a)와 구성이 마찬가지이므로, 도면 및 상세한 설명을 생략한다.
제1 혼합 탱크(12a)는 측벽이 원통형으로 형성된 탱크이다. 제1 혼합 탱크(12a)의 상부판(101) 상면에는 상기 액면 센서(30a)를 지지하는 지지 부재(102)가 설치되어 있다. 지지 부재(102)는 원통형으로 형성되고, 그 상단부에 상기 액면 센서(30a)가 고정되어 있다. 액면 센서(30a)는 제1 혼합 탱크(12a)의 상부판(101)에 형성된 구멍(101a)을 거쳐서 상기 혼합 탱크(12a) 내의 액면까지의 거리에 따른 검출 신호를 출력한다.
지지 부재(102)는 혼합 탱크(12a) 내에 공급되는 액체가 액면 센서(30a)에 부착되는 것을 방지한다. 이 것은 액면 센서(30a)에 의해 검출되는 액면 레벨의 정확성을 높인다. 즉, 제1 혼합 탱크(12a)에는 그 상부까지의 원액 등이 공급된다. 그로 인해, 액면 센서(30a)를 직접 상부판(101)에 부착하면, 액면 센서(30a)에 혼합 탱크(30a) 내에 공급하는 액체의 비말이 부착된다. 액면 센서(30a)는 부착된 비말에 의한 검출 신호를 출력하기 위해 액면 레벨을 정확하게 검출할 수 없게 된다. 그로 인해, 액면 센서(30a)를 지지 부재(102)에서 혼합 탱크(12a)의 상부판(101)으로부터 더욱 상방에 배치함으로써, 비말의 부착을 방지하여 오검출을 방지하는 것이다.
그리고, 제1 혼합 탱크(12a)에는 플로트 센서(103)가 부착되어 있다. 플로트 센서(103)는 제1 혼합 탱크(12a)에 공급되는 원액의 오버플로우를 방지하기 위해 구비된다. 원액의 공급 중에 개폐 밸브(23a) 등이 제어 불가능해지면, 원액의 공급을 정지시킬 수 없어지며, 원액이 제1 혼합 탱크(12a)로부터 흘러 넘쳐버린다. 이것을 방지하기 위해, 플로트 센서(103)가 제1 혼합 탱크(12a) 내의 액체에 의해 온하면, 원액 등의 공급을 정지시킨다. 예를 들어, 각 원액 탱크(13, 14)에 질소 가스를 공급하는 펌프를 강제적으로 정지시킨다. 또, 플로트 센서(103)는 제1 혼합 탱크(12a) 내에 정상으로 액체가 공급된 경우에는 온하지 않은 위치에 설치되어 있다. 따라서, 통상의 처리에 있어서는 플로트 센서(103)에 의해 원액 등의 공급이 정지하는 일은 없다.
상기 액면 센서(30a, 30b)는 각 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 액면까지의 거리에 따른 검출 신호를 출력한다. 슬러리 공급 장치(11)는 각 액면 센서(30a, 30b)의 검출 신호를 기초로 하여 각 혼합 탱크(12a, 12b) 내에 공급된 액체(제1, 제2 원액과 순수)의 액면 레벨을 산출한다. 그리고, 슬러리 공급 장치(11)는 액면 레벨이 미리 설정된 높이가 되기까지 원액(15, 16) 및 순수를 공급한다.
슬러리 공급 장치(11)는 산출한 액면 레벨과 미리 기억한 각 혼합 탱크(12a, 12b)의 내직경에 의해 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급한 액체의 체적을 계량한다. 이로써, 슬러리 공급 장치(11)는 소정 농도의 슬러리(17)를 생성한다.
상기 액면 센서(30a, 30b)는 비접촉으로 액면 레벨을 검출하므로 공급하는 액체의 체적 계량을 정확하게 한다. 이 것은 정확한 농도의 슬러리(17)를 생성하는 것을 가능하게 한다.
액면 레벨을 검출하기 위해, 종래에서는 플로트 센서, 정전 용량식 센서 등이 이용되고 있다. 플로트 센서는 플로트를 지지하는 가동 부분이나 플로트에 의해 온 오프하는 기계식 스위치가 공급하는 액체의 영향을 받아서 동작 불량이 된다. 이 것은 액면 레벨을 정확하게 측정하는 것을 저해한다. 또한, 정전 용량식 센서는 탱크 벽면에 잔존한 액체를 검출한다. 이 것은 정전 용량식 센서의 출력 신호에 오차를 포함하여 액면 레벨을 정확하게 측정하는 것을 저해한다.
한편, 상기 액면 센서(30a, 30b)는 비접촉으로 액면 레벨을 검출하므로 가동 부분이 없고 공급하는 액체가 부착되기 어렵다. 이 것은 동작 불량을 없애는 동시에, 출력 신호에 오차가 포함되지 않는다. 따라서, 본 실시 형태의 슬러리 공급 장치(11)는 액면 레벨을 정확하게 측정할 수 있다. 그로 인해, 슬러리 공급 장치(11)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급되는 원액 등의 용량을 정확하게 측정한다. 즉, 액체의 체적 계량을 정확하게 행할 수 있다. 이 것은 생성되는 슬러리(17)의 농도를 정확하게 한다.
또한, 액면 센서(30a, 30b)는 제1, 제2 원액 탱크(13, 14) 내의 잔량을 산출하기 위해 이용된다. 즉, 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에 최초로 축적되어 있던 각 원액(15, 16)의 양은 반입시에 판단하고 있다. 그에 반해 각 원액(15, 16)의 사용량과 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하는 공급량은 각 액면 센서(30a, 30b)의 검출 신호와, 슬러리(17)를 작성한 회수에 의해 산출할 수 있다. 따라서, 반입시의 원액(15, 16)의 양으로부터 공급량을 감산함으로써 그 때에 있어서의 각 원액(15, 16)의 잔량을 산출할 수 있다.
이로써 산출된 각 원액(15, 16)의 잔량은 각 원액 탱크(13, 14)의 교환 시기를 알 수 있는 데다가 유효해진다. 즉, 슬러리 공급 장치(11)는 각 원액(15, 16)의 잔량이 적어져 소정량이 된 때에 원액 탱크(13, 14)의 교환 준비를 촉구하는 메세지를 표시한다. 게다가 슬러리 공급 장치(11)는 각 원액(15, 16)을 충분히 사용한 때에, 제1, 제2 혼합 탱크(13, 14)의 교환을 촉구하는 메세지를 표시한다. 이것은 각 원액(13, 14)이 사라져서 슬러리(17)를 작성할 수 없게 되는 것을 방지한다.
제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에는 공통으로 설치된 메인 순환 배관(31)이 접속되어 있다. 생성된 슬러리(17)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)와 메인 순환 배관(31) 사이에 각각 설치된 제1, 제2 펌프(32a, 32b)에 의해 각 혼합 탱크(12a, 12b)로부터 메인 순환 배관(31)을 거쳐서 순환된다. 이 순환은 액체 체류를 없애 슬러리(17)가 응고하는 것을 방지한다.
메인 배관(31)에는 각 CMP 장치(18a, 18b)에 슬러리(17)를 공급하기 위한 분기관(105a, 105b)이 접속되어 있다. 각 분기관(105a, 105b)은 CMP 장치(18a, 18b)에 구비된 노즐에 접속되어 있다. 각 분기관(105a, 105b)에는 각각 공급 밸브(33a, 33b)가 설치되어 있다. 순환되는 슬러리(17)는 공급 밸브(33a, 33b)의 조작에 의해 메인 순환 배관(31)으로부터 분기관(105a, 105b)을 거쳐서 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급된다.
메인 배관(31)과 각 분기관(105a, 105b)의 접속점에는 교축부(106)가 설치되어 있다. 교축부(106)는 도1 우측 하단에 도시한 바와 같이, 메인 배관(31)에 설치된 제1 유량 제어 밸브(107)와, 그 밸브(107)에 제2 유량 제어 밸브(108)를 병렬로 접속하는 분류관(109)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 상기 분기관(105a, 105b)은 분류관(109)에 접속되어 있다.
교축부(106)는 각 분기관(105a, 105b)에 흐르는 슬러리(11)의 유량을 일정하게 한다. 이로써, 각 CMP 장치(18a, 18b)에는 사용 상황에 관계없이 항상 일정량의 슬러리(17)가 공급된다. 예를 들어, CMP 장치(18a)에 슬러리(17)를 공급하고 있을 때에 그 CMP 장치(18a)로부터 슬러리(17)가 흐르는 상류측에 설치된 공급 밸브(33b)를 개로하여 CMP 장치(18b)에 슬러리(17)의 공급을 개시하면 CMP 장치(18a)에 공급되는 슬러리(17)의 양이 감소된다. 이 것은 CMP 장치(18a, 18b)에 있어서의 연마 처리를 불안정하게 한다. 그로 인해, 교축부(106)를 설치함으로써, 각 분기 배관(105a, 105b)에 공급하는 슬러리(17)의 양을 항상 일정하게 유지하고, 각 CMP 장치(18a, 18b)에 있어서의 연마 처리의 안정화가 도모된다.
또한, 슬러리 공급 장치(11)에는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 대응하여 메인 순환 배관(31)과 병렬로 제1, 제2 서브 순환 배관(34a, 34b)이 설치되어 있다. 제1, 제2 서브 순환 배관(34a, 34b)과 제1, 제2 펌프(32a, 32b) 사이에는 절환 밸브(35a, 35b)가 설치되고, 제1, 제2 서브 순환 배관(34a, 34b)과 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 사이에는 절환 밸브(36a, 36b)가 설치되어 있다.
절환 밸브(35a, 35b)는 슬러리(17)의 순환 경로를 메인 순환 배관(31) 또는 제1, 제2 서브 순환 배관(34a, 34b)으로 절환하기 위해 설치되어 있다. 즉, 슬러리 공급 장치(11)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에서 생성된 슬러리(17)를 절환 밸브(35a 내지 36b)를 절환 조작함으로써, 각 탱크(12a, 12b)로부터 메인 순환 배관(31) 또는 제1, 제2 서브 순환 배관(34a, 34b)을 거쳐서 순환시킨다.
제1, 제2 순환 탱크(12a, 12b)에는 절환 밸브(37a, 37b)가 설치된 배관을 거쳐서 불활성 가스로서의 질소 가스가 공급된다. 또, 불활성 가스로서 질소 가스 대신에 아르곤 가스 등이 이용되어도 좋다.
불활성 가스는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)의 열화를 억제한다. 즉, 슬러리(17) 등의 약액의 표면이 공기에 노출되면, 그 표면 부분의 약액이 공기와 반응하여 약액의 조성, 농도 등이 변화한다. 예를 들어, 슬러리(17)에 포함되는 질소는 공기와 반응하여 산화하므로 조성이 변화한다.
이에 반해, 슬러리 공급 장치(11)는 상기 액면 센서(30a, 30b)의 검출 신호를 기초로 하여 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)의 증감량을 측정한다. 그리고, 슬러리 공급 장치(11)는 측정된 슬러리(17)의 증감량에 따라서 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 불활성 가스의 용량을 제어한다. 즉, 슬러리 공급 장치(11)는 슬러리(17)가 감소하면 불활성 가스를 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하고, 질산이 공기와 접촉하는 것을 방지한다. 이로써, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)의 조성 변화를 방지한다.
또한, 질소 가스는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내 등을 세정한 물을 배수하기 위해 공급된다. 즉, 상기한 바와 같이, 노즐(27a, 27b)을 거쳐서 각 혼합 탱크(12a, 12b) 내에 공급된 순수는 같은 탱크(12a, 12b) 내 등을 세정한 후, 공급되는 질소 가스의 압력에 의해 드레인 밸브(38a, 38b) 및 센서(39a, 39b)가 설치된 배관을 거쳐서 배수된다. 센서(39a, 39b)는 정전 용량식 센서로 이루어지며, 배수의 유무, 즉 세정용 순수의 배출 종료를 검출하기 위해 설치되어 있다.
게다가, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에는 각각 레벨 센서(40a, 40b)가 설치되어 있다. 레벨 센서(40a, 40b)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)의 바닥면에 부착되고, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 초음파를 전달시킨다. 이 레벨 센서(40a, 40b)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내측으로부터의 반사파의 강도가 물질의 상에 의해 다른 것을 이용하는 것이며, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내부에 침전한 토립의 퇴적량을 계측하기 위해 이용된다.
초음파는 물질의 밀도에 따른 속도로 전파된다. 따라서, 반사파의 강도는 밀도의 차가 큰 부분에서 커진다. 이 큰 반사까지의 시간을 계측함으로써, 퇴적량을 계측할 수 있다. 그리고, 지립이 퇴적한 것을 검출하면, 슬러리 공급 장치(11)는 각 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)와 침전물을 파기하는 동시에, 경고를 출력하여 CMP 장치(18a, 18b)의 세정을 촉구한다. 이로써, 퇴적된 지립이 CMP 장치(18a, 18b)로 보내지는 것을 방지하고, CMP 장치(18a, 18b)에 있어서 연마 중인 웨이퍼에 스크래치가 발생하는 것을 방지한다.
도2는 슬러리 공급 장치의 전기적 구성을 도시한 개략도이다.
슬러리 공급 장치(11)는 원액 공급 수단, 생성 수단, 슬러리 순환 수단 및 슬러리 공급 수단으로서의 제어 장치(41)를 구비한다.
제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)에 대응하는 각종 센서(30a 내지 40a) 및 개폐 밸브(22a) 내지 드레인 밸브(38a)가 접속되어 있다. 제어 장치(41)는 제2 혼합 탱크(12b)에 대응하는 각종 센서(30b 내지 40b) 및 개폐 밸브(22b) 내지 드레인 밸브(38b)가 접속되어 있다.
제어 장치(41)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하는 원액(15, 16), 순수 유량을 제어하기 위한 유량 제어 밸브(94a 내지 94c)가 접속되어 있다. 또한, 제어 장치(41)는 생성된 슬러리(17)를 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하기 위한 공급 밸브(33a, 33b)가 접속되어 있다.
게다가, 제어 장치(41)는 입력 장치(111)와 표시 장치(112)가 접속되어 있다. 입력 장치(111)는 각 원액 탱크(13, 14)의 내용량, 생성되는 슬러리(17)의 조성(혼합하는 원액의 분량) 등을 제어 장치(41)에 기억시키기 위해 이용된다. 표시 장치(112)는 슬러리 공급 장치(11)의 처리 상황, 원액 탱크(13, 14)의 내용량을 기초로 하여 원액 탱크(13, 14)의 교환 시기 등을 표시하여 그들을 작업자에게 알리기 위해 이용된다. 또, 입력 장치(111)와 표시 장치(112)는 일체로 구성되어도 좋다.
또한, 제어 장치(41)는 CMP 장치(18a, 18b)가 접속되어 있다. 각 CMP 장치(18a, 18b)는 작업자의 조작을 기초로 하여 처리하는 웨이퍼의 장수 등의 처리 상황을 기초로 한 지령 신호를 제어 장치(41)로 출력한다. 제어 장치(41)는 입력되어 지령 신호와 슬러리(17)의 잔량을 기초로 하여 슬러리(17)를 생성하는 시기나 슬러리(17)의 생성량을 연산한다.
그리고, 제어 장치(41)는 도시하지 않은 기억 장치를 구비하고 있다. 그 기억 장치에는 슬러리 공급 장치(11)의 제어 프로그램 테이프가 미리 기억되어 있다.
제어 프로그램 데이터는 도3에 도시한 슬러리 공급 처리를 실행하기 위한 처리 프로그램 데이터를 포함한다. 제어 장치(41)는 처리 프로그램 데이터를 기초로 하여 동작한다. 그리고, 제어 장치(41)는 입력되는 지령 신호를 기초로 하여 각 센서로부터의 신호를 토대로 개폐 밸브 등을 제어하여 교대로 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 사용하여 슬러리(17)를 작성한다. 게다가, 제어 장치(41)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 슬러리(17)의 잔량이 소정량이 되면 공급 밸브(33a, 33b)를 개폐 조작하여 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 절환한다. 이로써, 제어 장치(41)는 각 CMP 장치(18a, 18b)에 슬러리(17)를 연속하여 공급한다.
또한, 상기 제어 프로그램 데이터는 슬러리(17)의 생성량, 생성 개시 시기를 산출하기 위한 프로그램 데이터를 포함한다. 제어 장치(41)는 각 CMP 장치(18a, 18b)와 정보를 교환하기 위한 통신을 행하는 통신 수단으로서 동작한다. 각 CMP 장치(18a, 18b)는 처리 개시에 앞서 웨이퍼의 처리 장수, 필요로하는 슬러리(17)의 유량(CMP 장치(18a, 18b)의 노즐로부터 슬러리(17)를 토출시키는 토출량) 등의 처리 정보가 설정된다. 제어 장치(41)는 각 CMP 장치(18a, 18b)로부터 처리 정보를 입력한다. 제어 장치(41)는 처리 정보와 각 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)의 잔량을 기초로 하여 슬러리(17)의 작성 시기와 작성량을 산출한다.
우선, 제어 장치(41)는 각 액면 센서(30a, 30b)로부터 입력되는 검출 신호를 기초로 하여 각 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17) 잔량을 연산한다. 또한, 제어 장치(41)는 처리 정보에 포함되는 처리 장수와 공급량으로부터 웨이퍼 처리에 필요한 슬러리(17)의 사용량을 산출한다. 그리고, 제어 장치(41)는 슬러리(17)의 사용량과 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)의 슬러리(17) 잔량으로부터 새롭게 작성하는 슬러리(17)의 작성량을 산출한다.
다음에, 제어 장치(17)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 있어서의 슬러리(17)의 잔량으로부터 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)의 절환 시기를 산출한다. 이 절환 시기는 슬러리(17)의 잔량을 각 CMP 장치(18a, 18b)에서 사용하는 슬러리(17)의 유량으로 나눔으로써 구할 수 있다. 다음에, 제어 장치(17)는 산출한 절환 시기로부터 슬러리(17)의 작성에 필요한 시간을 역산함으로써 슬러리(17)의 작성을 개시하는 개시 시기를 산출한다.
개시 시기의 산출은 새로운 슬러리(17)를 저스트 인 타임, 즉 새로운 슬러리(17)를 작성하는 시기를 슬러리(17)를 필요로하는 시기에 맞추기 위해 이용된다.
예를 들어, 슬러리(17)의 작성 개시를 혼합 탱크(12a, 12b)의 잔량이 소정량까지 감소한 때로 설정하는 방법이 있다. 이 방법은 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 잔량만을 감시하면 되므로 간편하다. 그러나, 이 방법에서는 슬러리(17)의 작성이 제시간에 되지 않는 경우가 있다. 예를 들어, 도1의 제1 CMP 장치(18a)에 제1 혼합 탱크(12a)로부터 슬러리(17)를 공급하여 잔량이 근소해진 때에 제2 CMP 장치(18b)에서 처리를 개시한다. 그러면, 제2 혼합 탱크(12b)에서 새로운 슬러리(17)의 작성이 종료하기 전에 제1 혼합 탱크(12a)의 슬러리(17)를 충분히 사용해버려 슬러리(17)를 연속하여 공급할 수 없게 된다.
또한, 슬러리(17)의 작성 개시를 양 CMP 장치(18a, 18b)에 공급할 수 있는 잔량으로 설정하면, 한 쪽의 CMP 장치(18a)만으로 처리를 행하고 있는 경우에는 제1 혼합 탱크(12a)의 슬러리(17)를 충분히 사용하기 훨씬 이전에 제2 혼합 탱크(12b)에서 새로운 슬러리(17)의 작성을 종료해 버리므로, 슬러리(17)를 보관하는 기간이 그만큼 길어진다.
그로 인해, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 있어서의 슬러리(17)의 잔량과, 각 CMP 장치(18a, 18b)의 처리 정보를 기초로 하여 새로운 슬러리(17)를 작성하는 개시 시기를 산출한다. 이로써, 슬러리(17)를 충분히 사용한 때에 새로운 슬러리(17)의 작성을 종료시킬 수 있다. 그 결과, 슬러리(17)를 연속하여 공급할 수 있는 동시에, 슬러리(17)의 보관 기간이 길어지는 것을 방지할 수 있다.
게다가, 상기 제어 프로그램 데이터는 각 원액 탱크(13, 14) 내의 원액(15, 16)의 잔량을 산출하기 위한 프로그램 데이터를 포함한다. 제어 장치(41)는 입력 장치(111)에 의해 입력된 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에서 공급된 각 원액(15, 16)의 반입량을 기억하고 있다. 또한, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a, 30b)로부터 입력하는 검출 신호를 기초로 하여 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 소정량의 원액(15, 16)을 공급한다. 그 공급량과 슬러리(17)의 작성 회수에 의해 제어 장치(41)는 원액(15, 16)의 사용량을 연산한다. 그리고, 제어 장치(41)는 산출한 사용량을 공급량으로부터 감산함으로써, 각 원액 탱크(13, 14) 내의 잔량을 산출한다.
그리고, 제어 장치(41)는 산출한 잔량이 미리 설정된 양까지 감소한 때에 표시 장치(112)에 원액 탱크(13, 14)의 교환을 알리기 위한 표시를 행한다. 본 구성에 의해 원액(15, 16)이 사라지는 것을 방지한다. 이로써, 제어 장치(41)는 임시로 슬러리(17)의 작성을 행할 수 있다.
게다가, 상기 제어 프로그램 데이터는 도5에 도시한 필터 처리를 실행하기 위한 처리 프로그램 데이터를 포함한다. 필터 처리는 상기 슬러리 공급 처리의 안정화를 도모하기 위해 실행된다.
도5에 도시한 필터 처리의 흐름도에는 제어 장치(41)에 대한 구동 전원의 투입으로부터 도시되어 있다. 제어 장치(41)는 전원이 투입되면, 스텝 121 내지 126의 각 처리를 실행한다.
우선, 스텝 121에 있어서, 제어 장치(41)는 각 액면 센서(30a, 30b)로부터 검출 신호를 입력하고, 그 검출 신호를 기초로 하여 그 때의 액면 레벨 데이터 SECDT를 산출한다. 제어 장치(41)는 액면 레벨 데이터 SECDT를 제1 레벨 데이터 DT1에 격납한다.
다음에, 스텝 122에 있어서, 제어 장치(41)는 전원이 투입된 후 소정 시간(예를 들어 10초(s)) 경과했는지 여부를 판단한다. 소정 시간 경과하지 않은 경우, 제어 장치(41)는 스텝 123으로 이동한다.
즉, 제어 장치(41)는 전원이 투입된 후 소정 시간 경과하기까지 스텝 121, 122의 루프를 실행한다. 이 루프는 액면 센서(30a, 30b)나 도시하지 않은 앰프 등의 기기가 안정되는 것을 기다리기 위해 실행된다. 앰프 등이 안정되지 않으면, 정확한 검출 신호를 얻을 수 없으므로, 액면 레벨에 오류가 발생한다. 이 오류를 방지하기 위해 필터 처리에 스텝 121, 122의 루프를 설치하고 있다.
그리고, 소정 시간 경과하면, 제어 장치(41)는 다음의 스텝 123으로 이동한다. 스텝 123에 있어서, 제어 장치(41)는 각 액면 센서(30a, 30b)로부터 검출 신호를 입력하고, 그 검출 신호를 기초로 하여 그 때의 액면 레벨 데이터 SECDT를 산출한다. 제어 장치(41)는 액면 레벨 데이터 SECDT를 제2 레벨 데이터 DT2에 격납한다.
다음에, 스텝 124에 있어서, 제어 장치(41)는 제1 레벨 데이터 DT1과 제2 레벨 데이터 DT2의 차를 연산하고, 그 연산 결과를 제3 레벨 데이터 DT3에 격납한다. 그리고, 스텝 125에 있어서, 제어 장치(41)는 제3 레벨 데이터 DT3이 미리 설정된 범위(-DA 내지 DA) 내에 격납되어 있는지의 여부를 판단한다.
범위의 값 -DA, DA는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급되는 액체의 공급량, 슬러리(17)의 사용량에 따라서 미리 실험 등에 의해 구한 값이 설정되어 있다. 예를 들어, 최소치 -DA는 슬러리(17)의 사용량보다도 작고, 최대치 DA는 액체의 공급량보다도 크게 설정된다. 또한, 범위의 값 -DA, DA는 액면의 기복이나 외래의 노이즈, 슬러리(17)의 사용량에 따라서 미리 실험 등에 의해 구한 값이 설정되어 있다.
그리고, 제어 장치(41)는 제3 레벨 데이터 DT3이 범위에 격납되어 있지 않은 경우에 스텝 123으로 이동하고 다음에 입력하는 검출 신호를 기초로 하는 액면 레벨 데이터 SECDT를 산출하고, 그 데이터 SECDT를 제2 레벨 데이터 DT2에 격납한다.
한편, 제어 장치(41)는 제3 레벨 데이터 DT3이 범위 내에 있을 때, 다음의 스텝 126에서 제2 레벨 데이터 DT2로 제1 레벨 데이터 DT1을 갱신한다.
즉, 제어 장치(41)는 제3 레벨 데이터 DT3이 범위 내에 있는 경우에 그 때의 액면 레벨을 나타내는 제2 레벨 데이터 DT2를 유효하게 하고, 제3 레벨 데이터 DT3이 범위 내에 없는 경우에 제2 레벨 데이터 DT2를 무효로 한다. 그리고, 제어 장치(41)는 요효하게 한 제2 레벨 데이터 DT2를 기초로 하여 상기 각 처리를 실행한다.
이 것은 각 처리에 대한 액면의 기복을 검출한 검출 신호, 외래 노이즈 등의 영향을 제외한다. 즉, 제어 장치(41)는 상정한 변위량 이상으로 변위한 일시적인 데이터를 캔설한다. 이로써, 제어 장치(41)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 액면 레벨을 안정되게 검출할 수 있다.
다음에, 슬러리 공급 장치(11)의 동작을 도3의 흐름도에 따라서 설명한다. 우선 스텝 51에 있어서, 도2의 제어 장치(41)는 장치 전체의 초기화를 행한다. 그 초기화를 종료하면, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 스텝 52a 내지 58a의 각 처리와, 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 스텝 52b 내지 58b의 각 처리를 병렬로 실행한다.
스텝 52a 내지 54a는 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 슬러리 공급 동작의 각 처리, 스텝 55a 내지 58a는 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 세정 동작(FLUSH 동작)의 각 처리이다. 또한, 스텝 52b 내지 54b는 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 슬러리 공급 동작의 각 처리, 스텝 55b 내지 58b는 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 세정 동작(FLUSH 동작)의 각 처리이다.
우선, 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 슬러리 공급 동작의 각 처리에 대해서 상세하게 설명한다. 또, 여기에서는 제2 혼합 탱크(12b)에서 작성된 슬러리(17)가 CMP 장치(18a, 18b)에 공급되어 있는 경우에 있어서의 각 처리를 설명한다.
제어 장치(41)는 액면 센서(30b)로부터 입력하는 검출 신호를 기초로 하여 그 때마다의 제2 혼합 탱크(12b) 내의 슬러리(17)의 잔량을 산출한다. 그리고, 제어 장치(41)는 슬러리(17)의 잔량이 소정량이 되면, 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 스텝 52a의 처리를 개시한다.
스텝 52a는 슬러리 작성 처리(슬러리 작성 수단)로서, 제어 장치(41)는 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)로부터 체적 계량에 의해 소정량의 제1, 제2 원액(15, 16)을 제1 혼합 탱크(12a)에 공급하여 슬러리(17)를 생성한다. 즉, 제어 장치(41)는 우선 드레인 밸브(38a)를 폐로(오프)하고, 공급 밸브(21a)와 개폐 밸브(22a)를 개로(온)하고, 제1 원액 탱크(13)에 질소 가스를 공급하여 그 압력으로 제1 원액(15)을 제1 혼합 탱크(12a)로 압송한다. 그리고, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a)로부터 입력되는 검출 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a) 내의 액면이 소정의 높이에 가까워지면, 유량 제어 밸브(94a)의 개도를 제어하여 제1 원액(15)을 천천히 공급한다. 게다가, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a)의 검출 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a) 내의 액면이 소정의 높이가 되면, 공급 밸브(21a) 및 개폐 밸브(22a)를 오프하여 제1 원액(15)의 공급을 정지한다.
다음에, 제어 장치(41)는 공급 밸브(21b)와 개폐 밸브(23a)를 온하고, 제2 원액 탱크(14)에 질소 가스를 공급하여 그 압력으로 제2 원액(16)을 제1 혼합 탱크(12a)로 압송한다. 그리고, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a)로부터 입력되는 검출 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a) 내의 액면이 소정의 높이에 가까워지면, 유량 제어 밸브(94b)의 개도를 제어하여 제2 원액(16)을 천천히 공급한다. 게다가, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a)의 검출 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a) 내의 액면이 소정의 높이가 되면, 공급 밸브(21b) 및 개폐 밸브(23a)를 오프하여 제2 원액(16)의 공급을 정지한다.
또한, 제어 장치(41)는 개폐 밸브(25a)를 온하여 희석용 순수의 공급을 개시하고, 모터(29a)를 구동 제어하여 교반기(28a)를 회전시키고, 제1, 제2 원액 및 순수를 혼합한다. 그리고, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a)로부터 입력되는 검출 신호를 기초로 하여 액면이 소정 높이에 가까워지면, 유량 제어 밸브(94c)의 개도를 제어하여 순수를 천천히 공급한다. 게다가, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a)의 검출 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a) 내의 액면이 소정의 높이가 되면 개폐 밸브(25a)를 오프하여 순수 공급을 정지한다.
이상의 스텝에 의해 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)에, 제1, 제2 원액(15, 16) 및 순수를 정확히 소정량만큼 공급한다. 게다가, 제어 장치(41)는 제1, 제2 원액(15, 16) 및 순수를 혼합하여 슬러리(17)를 작성한다. 그리고, 제어 장치(41)는 스텝 52a로부터 스텝 53a로 이동한다.
스텝 53a는 슬러리 순환 처리(슬러리 순환 수단)이며, 제어 장치(41)는 먼저 생성된 슬러리(17)를 제1 서브 순환 배관(34a)을 거쳐서 순환시킨다. 즉, 제어 장치(41)는 절환 밸브(35a, 36a)를 제1 서브 순환 배관(34a)측으로 절환하고, 생성된 슬러리(17)를 제1 서브 순환 배관(34a)을 거쳐서 순환시킨다. 이로써, 슬러리(17)의 액체 체류가 사라져 건조되기 어려워지는 동시에, 지립이 침전하기 어려워진다.
다음에, 제어 장치(41)는 액면 센서(30b)의 검출 신호를 기초로 하여 제2 혼합 탱크(12b) 내의 슬러리 잔량이 소정량이 되면, 상기 제2 혼합 탱크(12b) 내의 슬러리(17)를 거의 다 사용하였다고 판단한다. 그리고, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)에서 생성된 슬러리(17)의 순환 경로를 메인 순환 배관(31)으로 절환하도록 절환 밸브(35a 내지 36b)를 제어한다. 이로써, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)의 슬러리(17)를 메인 순환 배관(31)을 거쳐서 CMP 장치(18a, 18b)에 연속적으로 공급한다.
그리고, 제어 장치(41)는 슬러리(17)를 충분히 사용하여 휴식 중인 제2 혼합 탱크(12b)에 대해 도3의 스텝 55b로부터의 처리를 실행하고, 제2 혼합 탱크(12b) 내를 세정하는 세정 동작을 실행한다.
다음에, 제1 혼합 탱크(12a)로부터 각 CMP 장치(18a, 18b)에 슬러리(17)를 공급하고 있을 때에, 액면 센서(30a)의 검출 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a) 내의 슬러리(17)의 액면이 소정 높이까지 저하하면, 제어 장치(41)는 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 세정 동작을 종료한다. 그리고, 제어 장치(41)는 제2 혼합 탱크(12b)에 대해 도3의 스텝 52b의 슬러리 작성 처리를 실행하고, 제2 혼합 탱크(12b)에 있어서 새로운 슬러리(17)의 작성을 개시한다.
또, 제1 혼합 탱크(12a) 내의 슬러리(17)의 액면이 소정 높이까지 저하하기 전에 상기 CMP 장치(18a, 18b)의 처리 정보를 기초로 하여 작성 개시 시기가 되면, 제어 장치(41)는 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 세정 동작을 종료한다. 그리고, 제어 장치(41)는 제2 혼합 탱크(12b)에 대해 슬러리 작성 처리를 실행하고, 제2 혼합 탱크(12b)에 있어서 새로운 슬러리(17)의 작성을 개시한다.
게다가, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a) 내의 슬러리(17)의 잔량이 근소해진 때에 각 절환 밸브(35a 내지 36b)를 제어하고, 제2 혼합 탱크(12b)에서 생성된 슬러리(17)를 메인 순환 배관(31)으로 순환시키고, 슬러리(17)를 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급한다. 그리고, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)의 제1 펌프(32a)를 정지시키고, 스텝 53a로부터 스텝 54a로 이동한다.
스텝 54a는 슬러리 배수 처리(슬러리 배수 수단)로서, 제어 장치(41)는 절환 밸브(37a)를 온하여 제1 혼합 탱크(12a) 내에 고압의 질소 가스를 공급하는 동시에, 드레인 밸브(38a)를 온한다. 그러면, 제1 혼합 탱크(12a) 내에 잔존한 슬러리(17)가 질소 가스의 압력에 의해 제1 혼합 탱크(12a)로부터 강제적으로 배출된다. 따라서, 제1 혼합 탱크(12a)에는 오래된 슬러리(17)가 남지 않는다.
그리고, 제어 장치(41)는 센서(39a)로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a)로부터 잔존한 슬러리(17)가 모두 배출되면, 절환 밸브(37a) 및 드레인 밸브(38a)를 오프하고, 슬러리 공급 동작을 종료한다. 게다가, 제어 장치(41)는 세정 동작을 개시하도록 스텝 55a로 이동한다.
다음에, 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 세정 동작의 각 처리에 대해서 상세하게 설명한다.
스텝 55a는 순수 공급 처리(순수 공급 수단)로서, 제어 장치(41)는 우선 개폐 밸브(26a)를 온하여 순수를 노즐(27a)로부터 제1 혼합 탱크(12a) 내에 공급하는 샤워를 개시한다. 이로써, 제1 혼합 탱크(12a)의 측벽에 부착된 슬러리(17)가 씻겨진다.
다음에, 제어 장치(41)는 개폐 밸브(25a)를 온하여 순수를 제1 혼합 탱크(12a) 내에 공급한다. 그리고, 제어 장치(41)는 액면 센서(30a)의 검출 신호를 기초로 하여 제1 혼합 탱크(12a) 내에 소정량의 순수가 모이면, 개폐 밸브(25a, 26a)를 오프하여 샤워 및 순수의 공급을 정지하고, 스텝 55a로부터 스텝 56a로 이동한다.
스텝 56a는 순수 순환 처리(순수 순환 수단)이며, 제어 장치(41)는 모터(29a)를 구동 제어하여 교반기(28a)를 회전시키고 제1 혼합 탱크(12a) 내의 순수를 교반한다. 게다가, 제어 장치(41)는 절환 밸브(35a, 36a)를 제1 서브 순환 배관(34a)측으로 절환하고, 제1 펌프(32a)를 구동 제어하여 순수를 제1 서브 순환 배관(34a)으로 순환시킨다. 이로써, 제1 서브 순환 배관(34a) 및 제1 펌프(32a)에 잔존한 슬러리(17)가 씻겨진다. 그리고, 제어 장치(41)는 순수를 제1 서브 순환 배관(34a)으로 순환시킨 후 소정 시간 경과하면 모터(29a) 및 제1 펌프(32a)를 정지시켜 순환을 정지하고, 스텝 56a로부터 스텝 57a로 이동한다.
스텝 57a는 순수 배수 처리(순수 배수 수단)이며, 제어 장치(41)는 절환 밸브(37a)를 온하여 제1 혼합 탱크(12a) 내에 고압의 질소 가스를 공급하는 동시에, 드레인 밸브(38a)를 온한다. 그러면, 제1 혼합 탱크(12a) 내를 세정한 순수가 질소 가스의 압력에 의해 제1 혼합 탱크(12a)로부터 강제적으로 배출된다. 그리고, 제어 장치(41)는 센서(39a)로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 순수가 모두 배출되면, 절환 밸브(37a) 및 드레인 밸브(38a)를 오프하고, 다시 제1 혼합 탱크(12a) 내의 세정을 행하도록 스텝 55a로 이행한다.
즉, 제어 장치(41)는 스텝 55a 내지 57a의 각 처리를 반복 실행하고, 제1 혼합 탱크(12a) 내를 세정한다. 이 때, 제어 장치(41)는 슬러리(17)를 공급하는 제2 혼합 탱크(12b)의 슬러리(17)의 잔량이 소정량까지 저하했다고 판단하면, 다음의 새로운 슬러리(17)를 혼합 탱크(12a)에서 생성하도록 스텝 58a로 이동한다.
스텝 58a는 순수 배수 처리(순수 배수 수단)이며, 제어 장치(41)는 모터(29a) 및 제1 펌프(32a)를 정지시켜 순수의 순환을 정지시킨다. 게다가, 제어 장치(41)는 절환 밸브(37a)를 온하여 질소 가스를 제1 혼합 탱크(12a) 내에 공급하는 동시에, 드레인 밸브(38a)를 온하여 순수를 배수한다. 그리고, 제어 장치(41)는 센서(39a)로부터의 신호를 기초로 하여 순수의 배출 종료를 검출하면, 절환 밸브(37a)와 드레인 밸브(38a)를 오프하여 배수를 정지한다. 그리고, 제어 장치(41)는 스텝 58a로부터 스텝 52a로 이동하여 새로운 슬러리(17)의 작성을 개시한다.
즉, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)에 대해 슬러리(17)의 작성 동작과 제1 혼합 탱크(12a) 및 제1 서브 순환 배관(34a)의 세정 동작을 교대로 반복 실행한다. 그 반복 실행하는 처리에 있어서, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)에서 생성된 슬러리(17)를 충분히 사용하면, 제1 혼합 탱크(12a) 내에 잔존한 슬러리(17)를 강제적으로 배출한다. 게다가, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a) 및 제1 서브 순환 배관(34a)에 순수를 순환시켜 세정한다. 이로써, 슬러리(17)의 액체 체류가 사라지므로 순환 경로가 막히는 일은 없다.
다음에, 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 슬러리 공급 동작 및 세정 동작에 있어서의 각 처리를 설명한다. 또, 제2 혼합 탱크(12b)는 제1 혼합 탱크(12a)와 동일한 형상으로 형성되는 동시에, 같은 역할을 지니고 있다. 따라서, 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 제어 장치(41)의 처리는 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 처리와 같다.
즉, 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 스텝 52b 내지 54b(슬러리 공급 동작)는 제1 혼합 탱크(12b)에 대한 스텝 52a 내지 54a의 각 처리와 같다. 또한, 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 스텝 55b 내지 58b(세정 동작)는 제1 혼합 탱크(12a)에 대한 스텝 55a 내지 58a의 각 처리와 같다. 따라서, 제2 혼합 탱크(12b)에 대한 각 처리의 상세한 설명을 생략하고, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)가 서로 관련하는 부분에 대해서만 상술한다.
제1 혼합 탱크(12a)의 스텝 53a에 있어서, 제1 혼합 탱크 12a 내의 슬러리(17)의 잔량이 소장량까지 감소하면, 제어 장치(41)는 세정 중인 제2 혼합 탱크(12b)의 순수를 배출하고, 제2 혼합 탱크(12b)에 있어서 새로운 슬러리(17)의 작성을 개시한다. 또한, 제2 혼합 탱크(12a)의 스텝 53b에 있어서, 제2 혼합 탱크(12b) 내의 슬러리(17)의 잔량이 소정량까지 감소하면, 제어 장치(41)는 세정 중인 제1 혼합 탱크(12a)의 순수를 배출하고, 제1 혼합 탱크(12a)에 있어서 새로운 슬러리(17)의 작성을 개시한다. 따라서, 제어 장치(41)는 한 쪽의 제1 혼합 탱크(12a)(또는 제2 혼합 탱크(12b))의 슬러리(17)를 완전히 사용하기 전에 다른 쪽의 제2 혼합 탱크(12b)(또는 제1 혼합 탱크(12a))에 있어서 새로운 슬러리(17)의 작성을 개시한다.
그리고, 제1 혼합 탱크(12a)의 스텝 53a에 있어서, 제1 혼합 탱크(12a) 내의 슬러리(17)를 거의 다 사용한 때, 제어 장치(41)는 제2 혼합 탱크(12b)에 있어서 생성한 슬러리(17)를 메인 순환 배관(31)으로 순환시키고, 각 CMP 장치(18a, 18b)에 슬러리(17)를 공급한다. 또한, 제2 혼합 탱크(12b)의 스텝 53b에 있어서, 제2 혼합 탱크(12b) 내의 슬러리(17)를 거의 사용한 때, 제어 장치(41)는 제1 혼합 탱크(12a)에 있어서 생성된 슬러리(17)를 메인 순환 배관(31)으로 순환시키고 각 CMP 장치(18a, 18b)에 슬러리(17)를 공급한다. 따라서, 제어 장치(41)는 한 쪽의 제1 혼합 탱크(12a)(또는 제2 혼합 탱크(12b))의 슬러리(17)를 충분히 사용하면, 다른 쪽의 제2 혼합 탱크(12b)(또는 제1 혼합 탱크(12a))에서 생성된 슬러리(17)를 메인 순환 배관(31)으로 순환시키고, 각 CMP 장치(18a, 18b)에 슬러리(17)를 계속적으로 공급한다.
게다가 또한, 제어 장치(41)는 슬러리(17)를 충분히 사용하여 휴식 중인 제1 혼합 탱크(12a), 제1 서브 순환 배관(34a) 및 제1 펌프(32a)를 세정한다. 또한, 제어 장치(41)는 슬러리(17)를 충분히 사용하여 휴식 중인 제2 혼합 탱크(12b), 제2 서브 순환 배관(34b) 및 제2 펌프(32b)를 세정한다. 따라서, 제어 장치(41)는 휴식 중인 제1 혼합 탱크(12a)(또는 제2 혼합 탱크(12b))와 그에 접속되는 제1 제2 서브 순환 배관(34a)(또는 제2 서브 순환 배관(34b))을 세정한다.
즉, 제어 장치(41)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 교대로 사용하여 작성한 슬러리(17)를 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급한다. 게다가, 제어 장치(41)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b), 제1, 제2 서브 순환 배관(34a, 34b) 및 제1, 제2 펌프(32a, 32b)를 교대로 세정한다.
그런데, CMP 장치(18a, 18b)를 장시간 사용하지 않는 경우, 제어 장치(41)는 메인 순환 배관(31)을 제1 또는 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 등을 세정하는 순수에 의해세정한다. 즉, 제어 장치(41)는 각 CMP 장치(18a, 18b)가 사용되지 않게 된 후 미리 설정된 시간이 경과하면, 메인 순환 배관(31)에 대한 세정 처리를 실행한다.
예를 들어, 제1 혼합 탱크(12a)에 슬러리(17)가 남아 있는 경우, 제어 장치(41)는 슬러리(17)를 제1 혼합 탱크(12a)로부터 메인 순환 배관(31)을 거쳐서 순환시키고 있다. 또한, 제어 장치(41)는 비동작 중인 제2 혼합 탱크(12b) 및 제2 펌프(32b)를 서브 순환 배관(34b)을 이용하여 순수를 순환시켜 세정하고 있다.
제어 장치(41)는 소정 시간 경과하면, 우선 절환 밸브(35a, 36a)를 절환 제어하여 메인 순환 배관(31)을 순환하고 있던 슬러리(17)를 제1 서브 순환 배관(34a)으로 순환시킨다. 그리고, 제어 장치(41)는 절환 밸브(35b, 36b)를 절환 제어하여 제2 서브 순환 배관(34b)을 순환하고 있던 순수를 메인 순환 배관(31)으로 순환시킨다. 이 순수에 의해 메인 순환 배관(31)이 세정되고, 메인 순환 배관(31)에 있어서의 슬러리(17)의 액체 체류가 사라지므로, 메인 배관(31)은 막히기 어려워진다.
게다가 장시간 CMP 장치(18a, 18b)를 사용하지 않는 경우, 제어 장치(41)는 남은 슬러리(17)를 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 사이에서 교대로 전송한다. 그리고, 제어 장치(41)는 교대로 비동작 중이 되는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 세정한다.
예를 들어, 제1 혼합 탱크(12a)에 슬러리(17)가 남아 있는 경우, 제어 장치(41)는 절환 밸브(35a, 36b)를 절환 제어하고, 슬러리(17)를 제1 혼합 탱크(12a)로부터 메인 순환 배관(31)을 거쳐서 제2 혼합 탱크(12b)로 이체한다. 그러면, 제2 혼합 탱크(12b)가 비동작 중이 되므로, 제어 장치(41)는 이 비동작 중인 제2 혼합 탱크(12b)를 세정한다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 거둘 수 있다.
(1) 슬러리 공급 장치(11)에는 연마 장치(18a, 18b)에 있어서 1회 처리에 사용되는 슬러리의 필요량에 따라서 작은 용량으로 설정된 혼합 탱크(12a, 12b)를 설치했다. 제어 장치(41)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 대해 필요량 만큼 원액(15, 16)과 순수를 공급하고, 희석·혼합하여 슬러리(17)를 생성한다. 그리고, 제어 장치(41)는 생성된 슬러리(17)를 연마 장치(18a, 18b)에 공급하도록 했다. 따라서, 각 혼합 탱크(12a, 12b)에는 연마 장치(18a, 18b)에 필요한 만큼의 슬러리(17)가 생성되므로, 오래된 슬러리가 발생하는 일이 없고, 안정된 슬러리를 연마 장치(18a, 18b)에 공급할 수 있다.
(2) 슬러리 공급 장치(11)에는 2개의 혼합 탱크(12a, 12b)를 설치했다. 제어 장치(41)는 혼합 탱크(12a, 12b)를 교대로 사용하여 슬러리(17)를 생성한다. 게다가, 제어 장치(41)는 생성된 슬러리를 순환시키도록 하였으므로, 슬러리(17)의 침전이 방지된다.
(3) 제어 장치(41)는 혼합 탱크(12a, 12b)를 교대로 사용하여 슬러리(17)를 작성하여 연마 장치(18a, 18b)에 공급한다. 그리고, 제어 장치(41)는 슬러리(17)를 충분히 사용한 혼합 탱크(12a, 12b)를 각 탱크(12a, 12b)와 함께 슬러리의 순환 경로를 세정하도록 했다. 따라서, 휴식 중인 혼합 탱크(12a, 12b)를 세정함으로써 세정 사이클이 짧아지므로 침전물의 제거를 용이하게 행할 수 있다. 그 결과, 각 혼합 탱크(12a, 12b) 및 슬러리의 순환 경로에 액체 체류 및 건조된 슬러리의 발생이 방지된다.
(제2 실시 형태)
이하, 본 발명을 구체화한 제2 실시 형태를 도6에 따라서 설명한다.
또, 설명의 편의상, 제1 실시 형태와 같은 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 일부 생략한다.
본 실시 형태의 슬러리 공급 장치(61)는 슬러리를 발생하는 혼합 탱크가 CMP 장치마다 설치되어 있다. 즉, 도6에 도시한 바와 같이, 2개의 CMP 장치(18a, 18b)에 대해 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)가 설치되어 있다. 각 혼합 탱크(12a, 12b)는 제1 실시 형태와 마찬가지로 각 CMP 장치(18a, 18b)에서 소정 장수의 웨이퍼를 연마하는 데 충분한 만큼의 용량으로 형성되어 있다.
슬러리 공급 장치(61)에는 제어 장치(41a)가 설치되어 있다. 제어 장치(41a)는 슬러리를 생성하여 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하는 슬러리 공급 동작과 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)를 세정하는 세정 동작을 행한다.
슬러리 공급 동작에 있어서, 제어 장치(41a)는 각 혼합 탱크를 사용하여 반입되는 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에 축적된 원액(15, 16)을 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 설치한 액면 센서(30a, 30b)의 검출 신호를 기초로 하여 체적 계량하여 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급한다. 그리고, 제어 장치(41a)는 게다가 순수를 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하고, 제1, 제2 원액을 희석·혼합하여 슬러리(17)를 생성한다.
제어 장치(41a)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)에서 생성된 슬러리(17)를 각각 대응하여 설치된 제1, 제2 펌프(32a, 32b)에 의해 각 CMP 장치(18a, 18b)에 직접 공급한다. 즉, 슬러리(17)는 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하기 직전에서 혼합되므로, 각 CMP 장치(18a, 18b)에는 항상 새로운 슬러리(17)가 공급되게 된다.
또한, 제어 장치(41a)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 절환 밸브(37a, 37b)가 설치된 배관을 거쳐서 불활성 가스로서의 질소 가스를 공급한다. 또, 불활성 가스로서 질소 가스 대신에 아르곤 가스 등을 공급해도 좋다.
불활성 가스는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)의 열화를 억제한다. 즉, 슬러리(17) 등의 약액의 표면에 공기에 노출되면, 그 표면 부분의 약액이 공기와 반응하여 약액의 조성, 농도 등이 변화한다. 예를 들어, 슬러리(17)에 포함되는 질산은 공기와 반응하여 산화되므로, 조성이 변화한다.
그로 인해, 제어 장치(41a)는 상기 액면 센서(30a, 30b)의 검출 신호를 기초로 하여 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)의 증감량을 측정한다. 그리고, 제어 장치(41a)는 측정한 슬러리(17)의 증감량에 따라서 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 불활성 가스의 용량을 제어한다. 즉, 슬러리 공급 장치(11)는 슬러리(17)가 감소하면 불활성 가스를 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하고, 질산이 공기와 접촉하는 것을 방지한다. 이로써, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 슬러리(17)의 조성 변화를 방지한다.
또한, 제어 장치(41a)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 대해 슬러리 배수 처리를 행하고, 남은 슬러리(17)를 각 혼합 탱크(12a, 12b)로부터 모두 배출한다. 게다가, 제어 장치(41a)는 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 대해 세정 동작을 행한다. 이로써, 각 혼합 탱크(12a, 12b)에는 오래된 슬러리가 잔존하는 일은 없으며, 액체 체류도 사라진다. 또, 슬러리 배수 처리 및 세정 동작은 제1 실시 형태에 있어서의 처리, 동작과 마찬가지이다.
그리고, 본 실시 형태의 슬러리 공급 장치(61)에 반입되는 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에는 제1, 제2 순환 배관(62a, 62b)이 장착된다. 각 순환 배관(62a, 62b)에는 제3, 제4 펌프(63a, 63b), 릴리프 밸브(64a, 64b) 및 유량 제어 밸브(65a, 65b)가 구비되어 있다. 제3, 제4 펌프(63a, 63b)는 각 원액 탱크(13, 14)의 원액(15, 16)을 제1, 제2 순환 배관(62a, 62b)으로 순환시키기 위해 설치되어 있다. 이 순환에 의해 각 원액 탱크(13, 14)에 있어서의 원액(15, 16)의 침전을 방지한다.
각 릴리프 밸브(64a, 64b) 및 유량 제어 밸브(65a, 65b)는 각 순환 배관(62a, 26b) 내를 순환하는 원액(15, 16)의 액압을 소정의 압력으로 유지하기 위해 설치되어 있다. 이 압력에 의해 원액(15, 16)은 제어 장치(41a)가 개폐 밸브(22a, 22b, 23a, 23b)를 온하면, 각 순환 배관(62a, 62b)으로부터 각 혼합 탱크(12a, 12b)로 압송된다.
제어 장치(41a)는 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내에 공급된 원액 등이 소정의 분량까지 근접하면, 제1, 제2 원액(15, 16), 순수의 유량을 감소시키도록 각 유량 제어 밸브(65a, 65b, 94c)를 제어한다. 이로써, 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 원액 등의 양은 천천히 증가하므로, 각 개폐 밸브(22a 내지 25b)의 폐쇄 타이밍을 용이하게 맞출 수 있고, 공급량을 소정량으로 일치시킬 수 있다. 이 것은 정확한 조성의 슬러리(17) 작성을 용이하게 한다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 제어 장치(41a)는 원액 탱크(13, 14)에 설치된 순환 배관(62a, 26b)에 의해 원액(15, 16)을 순환시키도록 하였으므로, 원액(15, 16)의 침전이 방지되고, 그 원액(15, 16)을 혼합함으로써 안정된 슬러리(17)를 공급할 수 있다.
(제3 실시 형태)
이하, 본 발명을 구체화한 제3 실시 형태를 도7에 따라서 설명한다.
또, 설명의 편의상, 제1, 제2 실시 형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 일부 생략한다.
본 실시 형태의 슬러리 공급 장치(71)에는 원액이 축적하여 반입되는 원액 탱크마다 순환 탱크가 설치되어 있다. 또한, 슬러리 공급 장치(17)에는 CMP 장치마다 혼합부가 설치되어 있다. 즉, 도7에 도시한 바와 같이, 슬러리 공급 장치(71)에는 반입되는 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에 대응하여 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b)가 설치되어 있다. 또한 슬러리 공급 장치(71)에는 2개의 CMP 장치(18a, 18b)에 대응하여 제1, 제2 혼합부(73a, 73b)가 설치되어 있다.
슬러리 공급 장치(71)에는 제어 장치(41b)가 설치되어 있다. 제어 장치(41b)는 슬러리를 생성하여 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하는 슬러리 공급 동작과, 제1, 제2 순환 탱크(72a, 27b)를 세정하는 세정 동작을 실행한다.
슬러리 공급 동작에 있어서, 제어 장치(41b)는 제1 원액 탱크(13)로부터 제1 순환 탱크(72a)로 제1 원액(15)을 액면 센서(30a)의 검출 신호를 기초로 하여 체적 계량에 의해 소정량 압송한다. 또한, 제어 장치(41b)는 제2 원액 탱크(14)로부터 제2 순환 탱크(72b)로 제2 원액(16)을 액면 센서(30b)의 검출 신호를 기초로 하여 체적 계량에 의해 소정량 압송한다.
제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b)에 공급되는 제1, 제2 원액(15, 16)의 양은 CMP 장치(18a, 18b)에서 소정 장수의 웨이퍼를 연마하는 데 필요한 양으로 설정되어 있다. 즉, 제어 장치(41b)는 CMP 장치(18a, 18b)에서 필요한 양의 제1, 제2 원액을 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b)로 압송한다.
또한, 제어 장치(41b)는 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b)에 소정량의 순수를 공급하고, 각 순환 탱크(72a, 72b) 내의 원액을 희석한다. 게다가, 제어 장치(41b)는 모터(29a, 29b)를 구동 제어하여 각 순환 탱크(72a, 72b)에 설치된 교반기(28a, 28b)를 회전시켜 희석된 원액을 교반하고, 침전을 방지한다.
제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b)에는 제1, 제2 순환 배관(74a, 74b)이 설치되어 있다. 각 순환 배관(74a, 74b)에는 펌프(75a, 75b), 릴리프 밸브(76a, 76b) 및 교축 밸브(77a, 77b)가 설치되어 있다. 제어 장치(41b)는 펌프(75a, 75b)를 구동하여 각 순환 탱크(72a, 72b)의 원액을 제1, 제2 순환 배관(74a, 74b)을 거쳐서 순환시킨다. 이 순환에 의해 각 순환 탱크(72a, 72b)에 있어서의 원액의 침전을 방지한다.
각 릴리프 밸브(76a, 76b) 및 교축 밸브(77a, 77b)는 각 순환 배관(74a, 74b) 내를 순환하는 원액의 액압을 소정의 압력으로 유지하기 위해 설치되어 있다. 이 압력에 의해 각 순환 배관(72a, 72b) 내의 원액이 제1, 제2 혼합부(73a, 73b)로 압송된다.
제1, 제2 혼합부(73a, 73b)에는 각각 제1, 제2 개폐 밸브(78a, 78b)와 교축 밸브(79a, 79b)가 설치되어 있다. 제어 장치(41b)는 각 혼합부(73a, 73b)의 제1, 제2 개폐 밸브(78a, 78b)를 동시에 개폐 제어한다. 제1, 제2 개폐 밸브(78a, 78b)가 동시에 온되면, 제1, 제2 순환 배관(74a, 74b)을 순환하는 제1, 제2 원액이 각각 제1, 제2 유량 제어 밸브(79a, 79b)를 거쳐서 각 CMP 장치(18a, 18b)에 설치된 노즐(80a, 80b)로 압송된다. 각 노즐(80a, 80b)에는 내면에 나선형의 홈이 형성되어 있으며, 그 홈에 의해 제1, 제2 원액이 혼합되면서 각 CMP 장치(18a, 18b)의 정반상에 공급된다.
또한, 제어 장치(41b)는 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b)에 절환 밸브(37a, 37b)가 배관을 거쳐서 불활성 가스로서의 질소 가스를 공급한다. 또, 불활성 가스로서 질소 가스 대신에 아르곤 가스 등을 공급해도 좋다.
불활성 가스는 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b) 내의 원액(15, 16)의 열화를 억제한다. 즉, 원액(15, 16)의 약액의 표면이 공기에 노출되면, 그 표면 부분의 약액이 공기와 반응하여 원액의 조성, 농도 등이 변화한다. 그 결과, 각 CMP 장치(18a, 18b)에 혼합되어 공급되는 슬러리의 조성이 변화하므로, 연마 처리가 양호하게 행해지지 않는 경우가 있다.
그로 인해, 제어 장치(41b)는 액면 센서(30a, 30b)의 검출 신호를 기초로 하여 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b) 내의 원액(15, 16)의 증감량을 측정한다. 그리고, 슬러리 공급 장치(11)는 측정한 원액(15, 16)의 증감량에 따라서 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b) 내의 불활성 가스의 용량을 제어한다. 즉, 슬러리 공급 장치(11)는 원액(15, 16)이 감소하면 불활성 가스를 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급한다. 이로써, 제1, 제2 순환 탱크(72a, 72b) 내의 원액(15, 16)의 조성 변화를 방지한다.
또한, 제어 장치(41b)는 각 순환 탱크(72a, 72b)에 대해 슬러리 배수 처리를 실행하고, 남은 슬러리(17)를 각 순환 탱크(72a, 72b)로부터 모두 배출한다. 게다가, 제어 장치(41b)는 각 순환 탱크(72a, 72b), 순환 배관(74a, 74b) 및 펌프(75a, 75b)에 대해 세정 동작을 행한다. 이로써, 각 순환 탱크(72a, 72b)에는 오래된 슬러리가 잔존하는 일이 없고, 액체 체류도 사라진다. 게다가, 휴식 중인 순환 탱크(72a, 72b)를 세정하는 세정 사이클이 짧아지므로, 침전물의 제거를 용이하게 행할 수 있다. 또, 슬러리 배수 처리 및 세정 동작은 제1 실시 형태에 있어서의 각 혼합 탱크(12a, 12b)에 대한 처리, 동작과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 거둘 수 있다.
(1) 원액(15, 16)은 연마 장치(18a, 18b)에 있어서의 1회 처리에 사용되는 슬러리에 대응한 양만큼 순환 탱크(72a, 72b)로 보내지고, 그 순환 탱크(72a, 72b)에서 순환된다. 그로 인해, 원액(15, 16)의 침전, 액체 체류가 방지된다.
(2) 슬러리 공급 장치(17)는 원액을 유량 조정하여 연마 장치(18a, 18b)의 노즐(80a, 80b)에 공급하는 혼합부(73a, 73b)를 구비한다. 노즐(80a, 80b)에는 공급되는 원액을 혼합하기 위한 나선형의 홈이 형성되어 있으며, 연마 장치(18a, 18b)에 공급되기 직전에서 희석·혼합되어 오래된 슬러리가 발생하지 않으므로, 안정된 슬러리를 공급할 수 있다.
(3) 제어 장치(41b)는 슬러리(17)를 충분히 사용한 순환 탱크(72a, 72b)를 각 탱크(72a, 72b)와 함께 슬러리의 순환 경로를 세정하도록 했다. 따라서, 휴식 중인 순환 탱크(72a, 72b)를 세정함으로써 세정 사이클이 짧아지므로, 침전물의 제거를 용이하게 행할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시 형태 이외에, 이하의 태양으로 실시해도 좋다.
○상기 제1 실시 형태에서는 원액 공급 수단을 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)로부터 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)로 각 원액(15, 16)을 질소 가스의 압력으로 압송하는 구성으로 하였지만, 그 이외의 방법, 구성에 의해 각 원액(15, 16)을 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하도록 해도 좋다.
예를 들어, 도8에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 있어서의 제1, 제2 순환 배관(62a, 62b)을 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에 각각 장착하고, 제3, 제4 펌프(63a, 63b) 등에 의해 순환하는 원액의 액압을 소정의 압력으로 보유 지지하도록 하여 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급한다. 본 구성에 따르면, 제1 실시 형태의 효과에다가 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)에 있어서의 원액(15, 16)의 침전을 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 도9에 도시한 바와 같이, 혼합 탱크(12a, 12b) 내의 압력을 감압 펌프(131)로 감압하여 제1, 제2 원액 탱크(13, 14)로부터 원액(15, 16)을 흡인함으로써, 원액(15, 16)을 혼합 탱크(12a, 12b)에 공급하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 본 구성을 제2 실시 형태의 약액 공급 장치(61)에 응용해도 좋다.
게다가, 상기 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서의 원액(15, 16)을 압송하는 구성과, 도9에 도시한 각 탱크(12a, 12b) 내를 감압하여 원액(15, 16)을 흡인하는 구성을 조합하여 실시해도 좋다.
○상기 제1 실시 형태에 있어서, 서브 순환 배관을 1개만 설치하고, 메인 순환 배관(31)과 서브 순환 배관을 제1, 제2 혼합 탱크(12a, 12b)에 교대로 접속하는 구성으로 해도 좋다.
○상기 각 실시 형태에 있어서, 레벨 센서(40a, 40b)를 생략하여 실시해도 좋다.
○상기 제1 실시 형태에 있어서, 3개 이상의 혼합 탱크를 구비한 구성으로 실시해도 좋다.
○상기 각 실시 형태에 있어서, 각 슬러리 공급 장치는 원액으로서 알루미나의 용액과 황산 제2 철 용액을 희석·혼합하여 슬러리를 생성하여 공급하도록 하였지만, 기타 원액, 예를 들어 코로다일 실리카 등의 지립을 포함하는 용액을 사용하도록 해도 좋다.
○상기 각 실시 형태에서는 CMP 장치(18a, 18b)에 생성된 슬러리(17)를 공급하는 약액 공급 장치(11, 61, 71)로 구체화하였지만, 슬러리 이외의 약액을 공급하는 약액 공급 장치로 구체화하여 실시해도 좋다. 예를 들어, 에칭 처리 후의 웨이퍼 표면에 형성되는 불순 생성물의 제거를 행하는 공정에는 불산 ＋ 순수, 불산 ＋ 암모니아 ＋ 순수로 이루어지는 약액을 공급하는 약액 공급 장치가 이용된다. 이들 약액은 순수, 암모니아가 증발하여 성분 농도가 변화하므로 종래 약액 공급 장치는 이용할 수 없다. 상기 각 실시 형태의 구성에 따른 약액 공급 장치에서는 공급하기 직전에 용량이 작은 혼합 탱크에서 약액을 혼합·희석하므로 순수 등이 증발하기 전에 약액을 공급하여 충분히 사용해 버릴 수 있으므로, 새로운 약액을 안정되게 공급할 수 있다.
○상기 제1 실시 형태에서는 메인 순환 배관(31)에 2개의 CMP 장치(18a, 18b)를 접속하였지만, 1개, 또는 3개 이상의 CMP 장치를 접속한 구성으로 실시해도 좋다. 또한, 상기 제2, 제3 실시 형태에 있어서, 1개 또는 3개 이상의 CMP 장치를 설치하고, 제2 실시 형태에 있어서는 혼합 탱크 및 그 주변 부재를 제3 실시 형태에 있어서는 순환 탱크 및 그 주변 부재를 CMP 장치에 대응하여 설치해 실시해도 좋다.
○상기 제3 실시 형태에서는 원액을 각 순환 탱크(72a, 72b)에서 희석하고, 각 혼합부(73a, 73b)에서 희석된 원액을 혼합하여 생성된 슬러리를 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하는 구성으로 하였지만, 각 혼합부(73a, 73b)에서 원액과 순수를 희석·혼합하여 생성된 슬러리를 각 CMP 장치(18a, 18b)에 공급하는 구성으로 실시해도 좋다.
○상기 각 실시 형태에 있어서, 미리 희석된 원액이 원액 탱크에 축적되어 반입되는 경우, 제1, 제2 실시 형태의 제1, 제2 혼합 탱크, 제3 실시 형태의 제1, 제2 순환 탱크에 희석용의 순수를 공급하기 위한 부재, 처리(스텝)를 생략할 수 있고, 각 장치(11, 61, 71)의 구성 및 제어 장치의 동작을 간략화하는 것이 가능해진다.
이상 상세하게 서술한 바와 같이, 청구항 1 내지 청구항 18에 기재된 발명에 따르면, 새로운 약액을 안정되게 공급하는 것이 가능한 약액 공급 장치를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 원액을 희석 또는 복수의 원액을 혼합하여 약액을 생성하고, 상기 약액을 처리 장치에 공급하는 약액 공급 장치로서,
    상기 처리 장치에서 사용하는 약액의 사용량에 대응한 용량으로 설정된 복수의 혼합 탱크와,
    상기 복수의 혼합 탱크에 대해 공통으로 설치된 메인 순환 배관과,
    상기 원액을 상기 약액의 조성에 대응하여 상기 혼합 탱크에 공급하는 원액 공급 수단과,
    상기 복수의 혼합 탱크 중 하나를 차례로 선택하고, 선택한 혼합 탱크를 사용하여 약액을 생성하는 약액 생성 수단과,
    약액의 생성이 종료된 하나의 혼합 탱크와 메인 순환 배관에 의해 순환 경로를 구성하고, 상기 경로에 상기 약액을 순환시키는 약액 수환 수단과,
    순환 중인 약액을 처리 장치에 공급하는 약액 공급 수단과,
    상기 복수의 혼합 탱크에 설치되어 혼합 탱크 내의 액면 레벨을 검출하는 액면 검출 수단과,
    상기 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여 약액의 작성이 종료한 다른 혼합 탱크와 상기 메인 순환 배관을 새로운 순환 경로로 하는 순환 절환 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 약액 작성 수단은 상기 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여, 상기 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크에 있어서의 약액의 액면 레벨이 미리 설정한 레벨까지 저하한 때 다음의 혼합 탱크에서 약액의 작성을 개시하도록 한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 메인 순환 배관으로 순환하는 약액을 분기하는 분기 배관을 접속하고, 상기 분기 배관에 밸브를 설치하고, 상기 밸브를 개폐 제어하여 상기 순환하고 있는 약액을 상기 처리 장치에 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액면 검출 수단은 상기 혼합 탱크의 상부에 설치되어 비접촉에 의해 혼합 탱크의 액면 레벨에 따른 검출 신호를 출력하는 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액면 검출 수단은 그 때의 액면 레벨과 바로 전에 측정한 액면 레벨을 비교하여 그 때의 액면 레벨의 변화량을 산출하고, 그 변화량이 미리 설정된 범위 내에 있을 때는 그 때의 액면 레벨을 유효하게 하고, 변화량이 범위 내에 없을 때에는 그 때의 액면 레벨을 무효로 하는 필터 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액면 검출 수단의 검출 결과를 기초로 하여 그 때마다의 원액 탱크 내의 원액 잔량을 산출하는 원액 잔량 산출 수단과,
    상기 산출된 원액의 잔량을 기초로 하여 상기 원액 탱크의 교환을 위한 표시를 행하는 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액면 검출 수단이 검출한 액면 레벨을 기초로 하여 공급하는 원액의 액면 레벨이 상기 약액의 조성에 대응한 레벨에 근접한 때에 상기 액면 레벨이 서서히 증가하도록 상기 원액의 공급량을 제어하는 공급량 제어 수단을 구비한 약액 공급 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치에 있어서의 처리 정보를 입력하고, 상기 처리 정보와 상기 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크의 액면 레벨을 기초로 하여 상기 약액의 작성을 개시하는 개시 시기와 작성량을 결정하는 결정 수단을 구비하고,
    상기 약액 작성 수단은 상기 개시 시기를 기초로 하여 다음의 혼합 탱크에서 약액의 작성을 개시하도록 한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 혼합 탱크 각각에 대응하는 서브 순환 배관을 구비하고,
    상기 약액 작성 수단은 혼합 탱크에서 작성한 약액을 상기 혼합 탱크와 대응하는 서브 순환 배관에 의한 순환 경로로 순환시키고, 상기 약액이 순환하고 있는 혼합 탱크에 있어서 그 약액의 잔량이 소정량이 된 때, 다음에 약액의 작성이 종료하고 있는 혼합 탱크에 있어서의 순환 경로를 서브 순환 배관으로부터 메인 순환 배관으로 절환하여 약액을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합 탱크 내 및 순환 경로를 세정하는 세정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  11. 원액을 희석 또는 복수의 원액을 혼합하여 생성한 약액을 상기 약액을 사용하는 처리 장치에 공급하는 약액 공급 장치로서,
    상기 처리 장치의 처리 필요량에 대응한 용량으로 설정된 복수의 혼합 탱크와,
    상기 원액이 축적된 원액 탱크에 설치되어 상기 원액 탱크와 상기 탱크에 접속되는 배관으로 이루어지는 순환 경로에 상기 원액을 소정의 액압으로 순환시키는 원액 순환 수단과,
    상기 원액 순환 수단에 의해 순환되는 원액을 상기 필요량에 따라서 상기 배관으로부터 상기 혼합 탱크에 공급하는 원액 공급 수단과,
    상기 혼합 탱크에 공급된 원액을 희석, 혼합하여 약액을 생성하는 약액 생성 수단과,
    상기 약액을 상기 처리 장치에 공급하는 약액 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 혼합 탱크 내를 세정하는 세정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  13. 원액을 희석 또는 복수의 원액을 혼합하여 생성한 약액을 상기 약액을 사용하는 처리 장치에 공급하는 약액 공급 장치로서,
    상기 처리 장치의 필요량에 대응한 용량으로 설정되고 상기 원액에 대응하여 설치된 순환 탱크와,
    상기 필요량에 따른 상기 원액을 상기 순환 탱크에 공급하는 원액 공급 수단과,
    상기 순환 탱크에 공급된 원액을 상기 순환 탱크와 상기 탱크에 접속된 배관으로 이루어지는 순환 경로에 소정의 액압으로 순환시키는 원액 순환 수단과,
    상기 원액 순환 수단에 의해 순환되는 원액이 상기 배관에 접속된 분기 배관을 거쳐서 공급되고, 상기 원액을 상기 약액의 조성에 대응한 유량으로 조절하여 상기 처리 장치에 구비되어 혼합 기능을 갖는 노즐에 공급하는 유량 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 순환 경로를 세정하는 세정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 원액 공급 수단은 상기 원액 탱크 내에 불활성 가스를 공급하여 원액을 압송하는 구성과, 상기 원액 탱크에 접속된 원액 순환 배관을 거쳐서 원액을 소정의 액압으로 순환시키는 구성 중 어느 한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 원액 공급 수단은 상기 혼합 탱크 또는 순환 탱크 내부를 감압하여 상기 원액 탱크로부터 원액을 상기 탱크로 흡인하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액 또는 원액의 사용량에 따라서 양의 불활성 가스를 혼합 탱크 또는 순환 탱크 내에 공급하는 가스 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 약액의 잔량이 소정량이 된 혼합 탱크 내의 잔류물을 강제적으로 배출하는 강제 배출 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 약액 공급 장치.
KR10-1998-0011252A 1997-08-21 1998-03-31 약액공급장치 KR100394300B1 (ko)

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