KR20200071664A

KR20200071664A - 연마액 공급장치

Info

Publication number: KR20200071664A
Application number: KR1020190156448A
Authority: KR
Inventors: 타쿠지 카네시게
Original assignee: 가부시키가이샤 니시무라 케미테쿠
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-06-19
Also published as: US20200180108A1; TW202035070A; JP6538952B1; CN111002225A; US11396083B2; JP2020096027A; KR102297029B1; CN111002225B; TWM638804U

Abstract

본 발명은 CMP 연마장치에 슬러리의 유량이 균일한 연마액을 공급할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명에 의한 연마액 공급장치는 슬러리, 초순수, 화학물질 혹은 과산화수소수가 이송되는 유로와 연통된 조합유로(40)가 설치되어 있고, 해당 조합유로(40)에서는 여러 종류의 액체가 조합되며, 조합된 액체는 연마액으로서 CMP 연마장치(8)에 공급된다. 액체의 조합에 의해 얻어진 연마액을 저장하는 조합탱크(52A)를 포함하고, CMP 연마장치(8)에 이르는 유로는, 조합탱크(52A)로부터 CMP 연마장치(8)를 향하는 분기점(17A)를 걸쳐서 조합탱크(52A)에 되돌아가는 순환유로로 구성되어 있다.

Description

연마액 공급장치{POLISHING LIQUID SUPPLY DEVICE}

본 발명은 CMP(Chemical Mechanical Polishing; 화학적 기계 연마) 연마장치에 슬러리(slurry)를 희석한 연마액을 공급하는 연마액 공급장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정에는 폴리싱(polishing)이라고 불리는, 식각된 웨이퍼(88)에 화학적 기계 연마를 실시하는 공정이 있다. 도 8은 이 공정에서 사용되는 CMP 시스템의 구성 개요를 표시한 그림이다. 도 8에 표시된 바와 같이, CMP 시스템은 연마장치(8)와 연마액 공급장치(9)를 포함한다. 연마 대상인 웨이퍼(88)는 연마장치(8)의 헤드부(81)의 아래 면에 있는 부착판(82)에 접착되어 있다. 웨이퍼(88)는 헤드부(81)를 통해 정반(83) 위의 연마패드(84)에 의해 눌려 가압된다. 연마액 공급장치(9)의 탱크(91)에는 슬러리를 초순수 또는 약제로 희석한 연마액이 저장된다. 연마액 공급장치(9)의 탱크(91) 내의 연마액을 펌프(92)에 의해 흡입하고, 노즐(85)의 선두로부터 연마패드(84)에 연마액을 적하하면서 헤드부(81) 및 정반(83)을 회전시키면, 웨이퍼(88)가 연마패드(84)에 의해 눌리면서 연마패드(84) 위를 슬라이드 하는 기계적 작용과, 웨이퍼(88)가 연마제 내의 슬러리에 접촉하는 화학반응 작용에 의해, 웨이퍼(88)의 표면이 연마된다. CMP 시스템 구성에 대한 자세한 내용은 특허문헌 1을 참조한다.

CMP 시스템 중 웨이퍼(88)의 연마 형태는 연마패드(84)의 회전속도 혹은 연마액의 공급 성능에 의존하는 것으로 알려졌다. 웨이퍼(88)의 연마 형태를 양호하게 하기 위해서는, 연마패드(84)의 회전속도 및 연마액의 단위시간의 공급량을 일정하게 유지하는 것이 필수적이다. 일반적으로 연마 제거량은 웨이퍼(88) 및 연마패드(84)의 상대 속도와 가공 압력에 비례하여 증가한다.

일본공개특허공보 2017-13196호 공보

기존의 CMP 장치는 연마액 공급장치 탱크에 교반장치를 설치하고, 슬러리 원액 초순수 및 화학물질(Chemical)로 불리는 약제를 조합탱크에 주입해, 교반장치를 통해 조합된 액체를 연마액으로서 연마장치에 공급하는 구성으로 되어 있다. 그러나 이런 구조에는, 탱크 내의 액체의 대부분이 조합한 후 장기간 탱크 내에 머물러 있어 응집침전이 생기거나 산화가 심해져서, 슬러리의 농도가 균일한 연마액을 제공하기 어렵다는 문제가 존재한다.

본 발명은 이런 과제에 비추어 발명된 것으로 그 목적은 슬러리 농도가 균일한 연마액을 CMP 연마장치에 공급할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 연마액을 CMP 연마장치에 공급하는 연마액 공급장치로서, 슬러리를 이송하는 제1유로와, 순수(純水)를 이송하는 제2유로와, 상기 제1유로 및 상기 제2유로와 연통하는 조합유로를 포함하고, 상기 조합유로는 상기 CMP 연마장치에 이르는 액체 송출구의 바로 앞에 설치되어 있고, 상기 슬러리 및 상기 순수를 포함한 여러 종류의 액체를 상기 조합유로에서 조합하며, 조합된 액체를 상기 연마액으로 사용하여 상기 CMP 연마장치에 공급하는 연마액 공급장치를 제공한다.

본 발명의 연마액 공급장치에 있어서, 상기 조합유로에는 상기 슬러리 및 상기 순수를 조합하는 믹싱유닛이 설치되어 있고, 상기 믹싱유닛은 중공 통형체의 한쪽 단부에 제1유입구가 설치되어 있고, 상기 통형체의 다른 한쪽 단부에 유출구가 설치되어 있고, 상기 통형체의 측면에 제2유입구가 설치되어 있으며, 상기 통형체내에 교반스크류가 설치되어 있는 구조로 구성되어 있다. 상기 제1유입구와 상기 제2유입구로부터 흘러들어간 액체는, 상기 교반스크류를 통과함으로써 교반되어 서로 섞이도록 구성해도 좋다.

또한, 상기 조합유로에는 상기 슬러리 및 상기 순수를 조합하는 믹싱유닛이 설치되어 있고, 상기 믹싱유닛은 중공 통형체 내에 다수 개의 그물망을 서로 전후로 된 그물코의 방향이 소정의 각도로 어긋나도록 나란히 배치시킨 구조로 구성되어도 좋다.

또한, 슬러리를 저장하는 드럼과, 상기 드럼 내의 슬러리를 퍼내어 상기 제1유로에 공급하는 펌프를 포함하고, 상기 제1유로는 해당 제1유로로부터 상기 조합유로로 향하는 분기점을 걸쳐서 상기 드럼으로 돌아가는 순환유로로 구성되어도 좋다.

또한, 상기 제1유로 중의 상기 드럼과 상기 분기점 사이에 설치되어 있는 한 개 혹은 다수 개의 가압탱크와, 상기 가압탱크에 불활성가스를 송출하여 상기 가압탱크 내의 액체를 밀어내는 가스가압부를 포함한 구조로 구성되어도 좋다.

또한, 상기 가압탱크의 개수는 다수 개이고, 제어수단과, 각각의 상기 가압탱크에서, 액체의 유입구 및 유출구 중 적어도 한쪽에 설치되어 있고 주어진 신호에 따라 개폐하는 개폐밸브와, 각각의 상기 가압탱크 중 액체의 충전량을 검출하고, 검출된 충전량을 나타낸 신호를 출력하는 충전량센서를 포함하고, 상기 제어수단은 충전량이 소정량보다 낮은 상기 가압탱크의 개폐밸브를 닫고, 다른 가압탱크의 개폐밸브를 여는 제어를 재귀적으로 반복하도록 구성 되어도 좋다.

본 발명에 따르면 액체가 조합탱크에 머물러서 생기는 응집 침전이 발생하지 않게 되고, 균일한 농도의 연마액을 CMP 연마장치에 안정적으로 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 형태에 의한 연마액 공급장치를 포함한 CMP 시스템의 전체적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에서 믹싱유닛의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에서 믹싱유닛의 교반 및 조합에 대한 작용을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 형태에 의한 연마액 공급장치를 포함한 CMP 시스템의 전체적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 변형된 예에 의한 연마액 공급장치의 믹싱유닛의 구조를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 변형된 예에 의한 연마액 공급장치의 가압탱크의 구조를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 변형된 예에 의한 연마액 공급장치를 포함한 CMP 시스템의 전체적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 전통적인 CMP 시스템의 개략구성을 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

＜제1실시 형태 >

도 1은 본 발명의 제1실시 형태에 의한 연마액 공급장치(2)를 포함한 CMP 시스템의 전체적인 배치를 나타내는 도면이다.

도 1에 있어서, 각 요소 사이를 연결하는 실선은 배관을 표시하고, 실선의 화살표는 배관 내 액체의 유동방향을 표시한다. CMP 시스템(1)은 반도체제조공정에 사용되는 연마 설비이다. CMP 시스템(1)은 CMP 연마장치(8)와 연마액 공급장치(2)를 포함한다. CMP 연마장치(8)의 액체송입구(89)는 연마액 공급장치(2)의 액체송출구(79)에 연결되어 있다. CMP 연마장치(8)는 연마 대상인 웨이퍼(88)를 연마한다. 연마액 공급장치(2)는 연마액을 CMP 연마장치(8)에 공급한다.

연마액은 슬러리, 초순수, 화학물질 및 과산화수소수를 예정된 비례로 조합한 액체이다. 슬러리에는 지립(砥粒)제 등을 함유한 슬러리, SiO₂를 함유한 알칼리성 슬러리, CeO₂를 함유한 중성 슬러리, Al₂O₃를 함유한 산성 슬러리 등 종류가 있다. 화학물질에는 이산화규소, 레몬산 등 종류가 있다. 슬러리와 화학물질의 유효성분은 연마대상인 웨이퍼(88)와 연마 형상 등에 따라서 결정하면 된다.

연마액 공급장치(2)는 PLC(Programmable Logic Controller)(70), 외부의 초순수공급원과 접속된 초순수송입구(29), 화학물질이 저류되어 있는 드럼(12_CHM),슬러리가 저류되어 있는 드럼(12_SLR),과산화수소수가 저류되어 있는 드럼(12_H2O2),초순수의 이송로를 이루는 유로(20_DIW)(제2의 유로), 화학물질의 이송로를 이루는 유로(10_CHM), 슬러리의 이송로를 이루는 유로(10_SLR)(제1의 유로), 과산화수소수의 이송로를 이루는 유로(10_H2O2),그리고 초순수, 화학물질, 슬러리 및 과산화수소수 등 4종류의 액체가 조합되는 조합유로(40)를 포함한다.

조합유로(40)는, CMP 연마장치(8)에 이르는 액체송출구(79)의 바로 앞에 배치되어 있다. 조합유로(40)는, 유로(20_DIW), 유로(10_CHM), 유로(10_SLR) 및 유로(10_H2O2)와 연통되어 있다. 조합유로(40)에는, 믹싱유닛(50_CHM,50_SLR 및 50_H2O2)과 유량센서(61_CHM _,62_CHM _,63_CHM _,61_SLR _,62_SLR _,63_SLR _,61_H2O2 _,62_H2O2 및 63_H2O2)가 설치되어 있다.

유로(20_DIW)에는, 저압밸브(21)(정밀조절기)가 설치되어 있다. 저압밸브(21)의 작동에 의해, 유로(20_DIW)에 있는 초순수의 유량은 일정(예를 들면, 1리터/분)하게 유지된다. 유로(20_DIW)를 형성한 배관의 단부는, 믹싱 유닛(50_CHM)의 유입구(F1)와 접속되어 있다. 유로(20_DIW) 내에서 이송되는 초순수는, 유입구(F1)로부터 믹싱유닛(50_CHM)에 흘러든다.

유로(10_CHM)에는, 펌프(11_CHM), 가압탱크(13_CHM), 충전량센서(16_CHM), 흐름제어기(15_CHM) 및 가스가압부(14_CHM)가 설치되어 있다. 펌프(11_CHM)는, 다이어프램(diaphragm) 펌프나 벨로즈(bellows) 펌프 등의 회전펌프이다. 펌프(11_CHM)는, 드럼(12_CHM)내의 화학물질을 퍼내서 유로(10_CHM) 중 가압탱크(13_CHM)가 설치되어 있는 측에 공급한다. 펌프(11_CHM)에 의해 퍼내진 화학물질은, 가압탱크(13_CHM)에 유입되고, 가압탱크(13_CHM) 내에 충전된다. 가압탱크(13_CHM)의 액체 유입구에는 개폐밸브(VLU)가 설치되어 있고, 액체 유출구에는 개폐밸브(VLL)가 설치되어 있다. 가압탱크(13_CHM)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)는, 개(開) 신호(SV_OP)를 받으면 밸브를 열고, 폐(閉) 신호(SV_CL)를 받으면 밸브를 닫는다.

충전량센서(16_CHM)는, 가압탱크(13_CHM) 내의 화학물질의 충전량을 검출하고, 검출한 충전량을 나타내는 신호를 출력하는 장치이다. 구체적으로는, 충전량센서(16_CHM)는, 가압탱크(13_CHM) 내의 화학물질의 충전량이 소정의 량보다 적을 경우, 그 상황을 나타내는 검지신호(ST_CHM)를 출력한다.

가스가압부(14_CHM)은, 흐름제어기(15_CHM)에 의한 제어 하에, 가압탱크(13_CHM)의 상부에 있는 가스유입구로부터 가압탱크(13_CHM) 내에 불활성 가스인 질소를 송출한다. 가압탱크(13_CHM) 내의 화학물질은, 질소의 압력에 의해, 가압탱크(13_CHM)의 하부에 있는 유출구로부터 밀려나간다.

유로(10_CHM)의 배관은, 믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F2)와 접속되어 있다. 유로(10_CHM) 내에서 이송되는 화학물질은, 유입구(F2)로부터 믹싱유닛(50_CHM)에 흘러든다.

도 2의 (A)는 믹싱유닛(50_CHM)의 정면도이다. 도 2의 (B)는 도 2의 (A)를 화살표 B방향에서 본 그림이다. 도 2의 (C)는 도 2의 (B)의 내부를 나타내는 그림이다. 믹싱유닛(50_CHM)은, 2개의 유입구(F1, F2)와 1개의 유출구(F3)가 형성된 하우징(HZ)과, 하우징(HZ) 내에 수답될 수 있는 교반스크류(SCR)를 포함한다. 하우징(HZ)의 본체는 유로(10_CHM)나 유로(20_DIW)의 배관과 거의 동등하거나 조금 굵은 직경을 가진 중공의 원통체이다. 하우징(HZ)의 본체가 뻗은 방향의 일단에는 유입구(F1)가 설치되어 있고, 다른 일단에는 유출구(F3)가 설치되어 있다. 하우징(HZ)의 본체의 측면에 있는 유입구(F1)의 부근에 유입구(F2)가 설치되어 있다. 유입구(F2)는 하우징(HZ)의 본체 속과 연통되어 있다.

유입구(F1)는, 하우징(HZ) 내의 배관(HK1)과 연통되어 있다. 배관(HK1)의 선단은 교반스크류(SCR)와 연결되어 있다. 유입구(F2)는 하우징(HZ) 내의 배관(HK2)과 연통되어 있다. 배관(HK2)의 선단에는 노즐(NZ)이 있다. 노즐(NZ)은 배관(HK1)의 측면에서부터 배관(HK1) 안에 삽입되어 있다. 배관(HK1) 안에 있어서 노즐(NZ)의 액체토출구는 교반스크류(SCR) 쪽을 향하고 있다.

교반스크류(SCR)는 축막대(AXS)에 N(N은 2이상의 자연수, 도 2의 예에서 N=4) 개의 비틀린 날개(羽根)(VL-k)(k=1~N)를 간격을 띄워서 배치한 장치이다. 축막대(AXS)는 하우징(HZ)의 유입구(F1)와 유출구(F3)에 의해 지탱되어 있다. 비틀린 날개(VL-k)는 축막대(AXS)의 외주면에 따라 반회전(180도) 비틀린 모양을 하고 있다. 다수 개의 비틀린 날개(VL-k)(k=1~N)는 90도씩 위상(位相)이 어긋난 상태로 배치되어 있고, 서로 전후로 위치하는 비틀린 날개(VL-k)는, 90도 어긋나서 서로 직교한다. 서로 전후로 위치한 비틀린 날개(VL-k)의 간격은 동일하게 설계되어 있다. 서로 전후로 위치한 비틀린 날개(VL-k)의 간격은, 비틀린 날개(VL-k) 자체의 치수(전후방향의 폭)보다 짧다.

믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F1) 및 유입구(F2)로부터 믹싱유닛(50_CHM) 내에 유입한 2종류의 액체(초순수와 화학물질)는, 믹싱유닛(50_CHM) 내에서 교반되면서 서로 섞이고, 2종류의 액체를 조합한 액체는 믹싱유닛(50_CHM)의 유출구(F3)로부터 송출된다.

유량센서(61_CHM)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F1)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(초순수)의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF1_CHM)를 출력한다. 유량센서(62_CHM)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F2)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(화학물질)의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF2_CHM)를 출력한다. 유량센서(63_CHM)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_CHM)의 유출구(F3)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(초순수와 화학물질을 조합한 액체)의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF3_CHM)를 출력한다.

유로(10_SLR)는 해당 유로(10_SLR)로부터, 조합유로(40)를 향하는 분기점(17_SLR)을 경유해서 드럼(12_SLR)에 되돌아가는 순환유로로 형성되어 있다. 유로(10_SLR)에는 펌프(11_SLR), 가압탱크(13_SLR), 충전량센서(16_SLR), 흐름제어기(15_SLR) 및 가스가압부(14_SLR)가 설치되어 있다. 펌프(11_SLR)는 드럼(12_SLR) 내의 슬러리를 퍼내서 유로(10_SLR) 중 가압탱크(13_SLR)가 설치되어 있는 측에 공급한다. 펌프(11_SLR)에 의해 퍼낸 슬러리는 가압탱크(13_SLR)에 유입되고, 가압탱크(13_SLR) 내에 충전된다. 가압탱크(13_SLR)의 상부의 액체 유입구에는 개폐밸브(VLU)가 설치되어 있고, 하부의 액체 유출구에는 개폐밸브(VLL)가 설치되어 있다. 가압탱크(13_SLR)의 개폐밸브(VLU, VLL)는, 개 신호(열림신호)(SV_OP)가 주어지면 밸브를 열고, 폐 신호(닫힘신호)(SV_CL)가 주어지면 밸브를 닫는다.

충전량센서(16_SLR)는 가압탱크(13_SLR) 내의 슬러리의 충전량을 검출하고, 검출한 충전량을 나타내는 신호를 출력하는 장치이다. 구체적으로는, 충전량센서(16_SLR)는 가압탱크(13_SLR) 내의 슬러리의 충전량이 소정의 량보다 적을 경우 그 상황을 나타내는 검지신호(ST_SLR)를 출력한다.

가스가압부(14_SLR)는 흐름제어기(15_SLR)에 의한 제어 하에, 가압탱크(13_SLR)의 상부의 가스유입구로부터 가압탱크(13_SLR) 내에 불활성 가스인 질소를 송출한다. 가압탱크(13_SLR) 내의 슬러리는 질소의 압력에 의해 가압탱크(13_SLR)의 하부의 유출구로 밀려나간다.

유로(10_SLR)의 배관에서 분기점(17_SLR)으로부터 분기된 전방의 단부는 믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F2)와 접속되어 있다. 유로(10_SLR) 내에서 이송되는 슬러리는 분기점(17_SLR)에서 분기된 후, 유입구(F2)로부터 믹싱유닛(50_SLR)에 흘러든다. 믹싱유닛(50_SLR) 측으로 흘러가지 않은 나머지의 슬러리는 분기점(17_SLR)과 드럼(12_SLR)의 사이의 배관을 통해서 드럼(12_SLR)에 되돌아간다.

믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F1 및 F2)로부터 믹싱유닛(50_SLR) 내에 유입한 2종류의 액체(화학물질을 포함한 초순수와 슬러리)는 믹싱유닛(50_SLR) 내의 교반스크류(SCR)를 통과하는 것으로써, 교반되면서 서로 섞이고, 화학물질, 초순수 및 슬러리를 조합한 액체는 믹싱유닛(50_SLR)의 유출구(F3)로부터 송출된다.

믹싱유닛(50_SLR)의 구조는 믹싱유닛(50_CHM)과 같다. 도 2 (A), 도 2 (B), 도 2 (C)에 표시된 것 같이, 믹싱유닛(50_SLR)은, 2개의 유입구(F1 및 F2)와 1개의 유출구(F3)를 가진 하우징(HZ)과, 하우징(HZ) 내에 넣을 수 있는 교반스크류(SCR)를 포함한다.

여기에서, 유입구(F1)로부터 믹싱유닛(50_SLR)에 흘러 든 액체(화학물질을 포함한 초순수)와, 유입구(F2)로부터 믹싱유닛(50_SLR)에 흘러 든 액체(슬러리)는, 배관(HK1) 안에 있는 노즐(NZ)의 돌출된 위치에서 합류한다. 합류 후, 2종류의 액체는 비틀린 날개(VL-1)→비틀린 날개(VL-2)→비틀린 날개(VL-3)→비틀린 날개(VL-4)를 순서대로 통과한다. 도 3 (A)에 도시된 바와 같이, 하나의 비틀린 날개(VL-k)를 통과할 때마다, 2종류의 액체는 비틀린 날개(VL-k)의 한쪽의 비튼 면 측과 그 뒷면의 다른 쪽의 비튼 면 측에 거의 등분된다. 또한, 도 3 (B)에 도시된 바와 같이, 2종류의 액체는, 비틀린 날개(VL-k)의 비튼 면 위에 있어서, 축막대(AXS) 측에서 내벽 면 측에, 또는 내벽 면 측에서 축막대(AXS) 측에 환류한다. 그리고 도 3 (C)에 도시된 바와 같이 서로 전후로 위치한 2개의 비틀린 날개(VL-k)의 사이에서는 2종류 액체의 회전 방향이 반전한다. 분할작용, 환류작용 및 반전작용 이런 세 가지 작용에 의해, 슬러리를 균일한 농도로 희석화한 액체를 얻을 수 있다.

도 1에 있어서, 유량센서(61_SLR)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F1)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(화학물질을 포함한 초순수)의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF1_SLR)를 출력한다. 유량센서(62_SLR)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F2)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(슬러리)의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF2_SLR)를 출력한다. 유량센서(63_SLR)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_SLR)의 유출구(F3)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(초순수, 화학물질 및 슬러리를 조합한 액체)의 단위시간 당의 유량을 검출하고 검출한 유량을 나타내는 신호(SF3_SLR)를 출력한다.

유로(10_H2O2)에는 펌프(11_H2O2), 가압탱크(13_H2O2), 충전량센서(16_H2O2), 흐름제어기(15) 및 가스가압부(14_H2O2)가 설치되어 있다. 펌프(11_H2O2)는 드럼(12_H2O2) 안의 과산화수소수를 퍼내어 유로(10_H2O2) 중 가압탱크(13_H2O2)가 설치된 측에 공급한다. 펌프(11_H2O2)에 의해 퍼내진 과산화수소수는 가압탱크(13_H2O2)에 유입되고 가압탱크(13_H2O2) 안에 충전된다. 가압탱크(13_H2O2)의 상부의 액체 유입구에는 개폐밸브(VLU)가 설치되어 있고, 하부의 액체 유출구에는 개폐밸브(VLL)가 설치되어 있다. 가압탱크(13_H2O2)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)는 개 신호(SV_OP)가 주어지면 밸브를 열고, 폐 신호(SV_CL)가 주어지면 밸브를 닫는다.

충전량센서(16_H2O2)는 가압탱크(13_H2O2) 안의 과산화수소수의 충전량을 검출하고 검출한 충전량을 나타내는 신호를 출력하는 장치이다. 구체적으로는 충전량센서(16_H2O2)는 가압탱크(13_H2O2) 안의 과산화수소수의 충전량이 소정의 량보다 적을 경우 그 상황을 나타내는 검지신호(ST_H2O2)를 출력한다.

가스가압부(14_H2O2)는 흐름제어기(15_H2O2)에 의한 제어 하에, 가압탱크(13_H2O2)의 상부 가스유입구로부터 가압탱크(13_H2O2) 안에 불활성 가스인 질소를 송출한다. 가압탱크(13_H2O2) 안의 과산화수소수는 질소의 압력에 의해 가압탱크(13_H2O2)의 하부 유출구로부터 밀려난다.

유로(10_H2O2)의 배관은 믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F2)와 접속되어 있다. 유로(10_H2O2) 안에서 이송되는 과산화수소수는 유입구(F2)로부터 믹싱유닛(50_H2O2)에 흘러든다. 믹싱유닛(50_H2O2)의 구성은 믹싱유닛(50_CHM)의 구성(도 2)과 같다.

믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F1) 및 유입구(F2)로부터 믹싱유닛(50_H2O2) 안에 유입한 2종류의 액체는 믹싱유닛(50_H2O2) 안에서 교반되면서 서로 섞이고, 2종류의 액체를 조합한 액체가 믹싱유닛(50_H2O2)의 유출구(F3)로부터 송출된다.

유량센서(61_H2O2)는 조합유로(40)안에 있는 믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F1)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(초순수, 화학물질 및 슬러리를 조합한 액체)의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF1_H2O2)를 출력한다. 유량센서(62_H2O2)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F2)의 바로 앞 위치를 흐르는 액체(과산화수소수)의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF2_H2O2)를 출력한다. 유량센서(63_H2O2)는 조합유로(40) 안에 있는 믹싱유닛(50_H2O2)의 유출구(F3)의 바로 뒤 위치를 흐르는 액체(초순수, 화학물질, 슬러리 및 과산화수소수를 조합한 액체)의 단위시간 당의 유량을 검출하고 검출한 유량을 나타내는 신호(SF3_H2O2)를 출력한다.

PLC70은 연마액 공급장치(2)의 제어 수단으로서의 역할을 하는 장치이다. PLC70은 믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F1)의 액체 압력(Pa), 믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F2)의 액체 압력(Pb), 믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F1)의 액체 압력(Pc), 믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F2)의 액체 압력(Pd), 믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F1)의 액체 압력(Pe), 믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F2)의 액체 압력(Pf)의 대소관계가 Pa < Pb < Pc < Pd < Pe < Pf 가 되도록, 흐름제어기(15_CHM _,15_SLR _,15_H2O2)의 동작을 제어하고, 가스가압부(14_CHM _,14_SLR _,14_H2O2)의 가스압력을 조정하는 제1의 제어와, 조합유로(40) 안의 액체 유량과 희석도의 목표치와의 관계를 기초로, 흐름제어기(15_CHM,15_SLR _,15_H2O2)를 제어하여, 가스가압부(14_CHM _,14_SLR _,14_H2O2)의 질소 압력을 조정하는 제2의 제어와, 가압탱크(13) 중 조합유로(40)와 연통시킬 탱크를 바꾸는 제3의 제어를 실행한다.

보다 구체적으로 설명하면, PLC70은 유량센서(61_CHM _,61_SLR _,61_H2O2)의 출력신호(SF1_CHM _,SF1_SLR _,SF1_H2O2)와, 유량센서(62_CHM,62_SLR _,62_H2O2)의 출력신호(SF2_CHM _,SF2_SLR _,SF2_H2O2)로부터, 압력(Pa, Pb, Pc, Pd, Pe, Pd, Pf)을 감시한다. Pa≥Pb가 되었을 경우, PLC70은 흐름제어기(15_CHM)에게 질소의 압력 증가를 지시하는 신호(SG)를 공급한다. Pc≥Pd가 되었을 경우, PLC70은 흐름제어기(15_SLR)에게 질소의 압력 증가를 지시하는 신호(SG)를 공급한다. Pe≥Pf가 되었을 경우, PLC70은 흐름제어기(15_H2O2)에게 질소의 압력 증가를 지시하는 신호(SG)를 공급한다.

PLC70은 유량센서(61_SLR)의 출력신호(SF1_SLR)로 유량센서(62_SLR)의 출력신호(SF2_SLR)를 나누어 얻은 값을 슬러리의 현시점의 희석도로 하고, 슬러리의 희석도가 희석도 목표치보다 낮을 경우, 흐름제어기(15_SLR)에게 질소의 압력 증가를 지시하는 신호(SG)를 공급한다. 흐름제어기(15_SLR)는 주어진 신호(SG)에 따라 가스가압부(14_SLR)을 제어하고, 유로(10_SLR) 내의 액체의 유량을 조정한다.

PLC70은 충전량센서(16_CHM _,16_SLR _,16_H2O2)에 있어서의 신호(ST_CHM _,ST_SLR _,ST_H2O2)의 출력 유무를 감시한다. PLC70은 4개의 가압탱크(13_CHM)에 대해서 충전량이 소정의 량보다 적은 가압탱크(13_CHM)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 닫아 놓고, 다른 가압탱크(13_CHM)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 열어 놓는 제어를 재귀적으로 되풀이한다. PLC70은 가압탱크(13_SLR및 13_H2O2)에 대해서도 같은 제어를 되풀이한다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 상세한 구성에 대해서 설명했다. 본 실시 형태에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

1. 본 실시 형태에 의하면, 초순수, 화학물질, 슬러리 및 과산화수소수가 이송되는 유로와 연통하는 조합유로(40)가 있고, 조합유로(40)에서 여러 종류의 액체가 조합되며, 조합된 액체가 연마액으로서 CMP 연마장치(8)에 공급되는 구성으로 되어 있다. 때문에, 본 실시 형태에서는, 여러 종류의 액체를 조합하는 조합탱크를 설치할 필요가 없다. 따라서, 조합탱크에 액체가 체류해서 응집침전이 발생하는 현상이 없어져, 균일한 농도의 연마액을 CMP 연마장치(8)에 안정적으로 공급할 수 있다.

2. 본 실시 형태에 의하면, 조합탱크가 없기 때문, 조합탱크 내의 건조 방지 기구나 고화방지 기구의 설치도 불필요가 된다. 따라서, 건조 방지기구나 고화방지기구의 일부 역할을 짊어지는 소모품의 교환도 불필요하기 때문에, 연마액 공급장치(2)의 유지관리 공정수를 대폭으로 삭감할 수 있다.

3. 본 실시 형태에 의하면, 조합유로(40)는 CMP 연마장치(8)에 이르는 액체 송출구(79)의 바로 앞 위치에 배치되어 있다. 때문에, 여러 종류의 액을 조합해서 연마액을 얻은 후, 연마액을 신선한 상태로 CMP 연마장치(8)의 웨이퍼(88)의 연마에 사용할 수 있다. 따라서, 화학물질 어택이 일어나기 어려워져, 스크래치의 요인이 되는 조대입자도 저감할 수 있다. 또한, 조합으로부터 사용까지의 사이에 연마액이 경시변화하는 것도 없어진다. 따라서, 안정된 연마 특성을 얻을 수 있다.

4. 본 실시 형태에 의하면, 조합유로(40)에, 믹싱유닛(50_CHM _,50_SLR _,50_H2O2)이 설치되어 있고, 믹싱유닛(50_CHM _,50_SLR _,50_H2O2) 내에는 교반스크류(SCR)가 설치되어 있어, 유입구로부터 흘러든 액체가 교반스크류(SCR)를 통과함으로써, 교반되면서 서로 섞이게 되어 있다. 따라서, 종래와 같이 조합탱크에 액체를 모아서 교반장치로 교반하는 것에 비교해 보면, 교반에 필요로 하는 시간을 대폭으로 단축할 수 있다. 또한, 믹싱유닛(50_CHM,50_SLR _,50_H2O2)은 조합탱크보다 부피가 크지 않고, 믹싱유닛(50_CHM _,50_SLR _,50_H2O2)의 구성 자체가 조합탱크에 비교해서 단순하다. 따라서, CMP 시스템(1)의 장치설계를 간소화하고, 시스템의 납기도 단축할 수 있다.

5. 본 실시 형태에 의하면, 조합유로(40)에는 해당 조합유로(40) 내의 액체의 단위시간 당 유량을 검출하고, 검출한 유량을 나타내는 신호(SF1_CHM _,SF1_SLR _,SF1_H2O2 _,SF2_CHM,SF2_SLR _,SF2_H2O2)를 출력하는 유량센서(61_CHM _,62_CHM _,63_CHM _,61_SLR _,62_SLR _,63_SLR _,61_H2O2 _,62_H2O2 _,63_H2O2)가 설치되어 있고, 화학물질, 슬러리 및 과산화수소수가 이송되는 유로에는 주어진 신호(SG)를 따라, 유로 내의 액체의 유량을 조정하는 흐름제어기(15_CHM _,15_SLR _,15_H2O2)가 설치되어 있다. 또한, 제어 수단인 PLC70은 조합유로(40) 내의 액체 유량과 목표치의 관계에 근거하여, 흐름제어기(115_CHM _,15_SLR _,15_H2O2)의 동작을 제어하게 되어 있다. 따라서, 조작자가 유량의 목표치를 설정함으로써, 슬러리의 농도 조정을 효율적으로 할 수 있다. 또한, CMP 연마장치(8)측에 있는 연마액의 희석비율의 변경, 웨이퍼(88)의 변경, 연마 제거량의 변경과 같은 사정변경에도 유연하게 대응할 수 있다.

6. 본 실시 형태에 의하면, 가압탱크(13_CHM _,13_SLR _,13_H2O2)의 개수는 다수 개(본 실시 형태의 예에서는 각각 4개)이며, 제어 수단인 PLC70은 충전량이 소정량보다 적은 가압탱크(13_CHM _,13_SLR _,13_H2O2)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 닫아 놓고, 다른 가압탱크(13_CHM _,13_SLR _,13_H2O2)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 열어 놓는 제어를 재귀적으로 되풀이한다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 가압탱크(13_CHM _,13_SLR _,13_H2O2) 내의 액체가 다 소비되어, 믹싱유닛(50_CHM _,50_SLR _,50_H2O2)에 향한 액체공급이 끊어지는 사태의 발생을 확실하게 막을 수 있다.

<제2실시 형태>

도 4는 본 발명의 제2실시 형태에 의한 연마액 공급장치(2)를 포함한 CMP 시스템(1)의 전체구성을 나타내는 그림이다. 도 4에 있어서, 상기 제1실시 형태 중의 연마액 공급장치(2)의 구성과 같은 요소에는, 같은 부호를 첨부한다. 상기 제1실시 형태에 의한 연마액 공급장치(2)의 믹싱유닛(50_CHM _,50_SLR _,50_H2O2)은 유로와 거의 같거나 조금 굵은 직경을 가진 원통체를 포함한 구조로 되어 있고, 믹싱유닛(50_CHM _,50_SLR _,50_H2O2) 내에서 여러 가지 액체가 인라인(in-line) 조합이 된다. 이것에 비하여, 본 실시 형태의 연마액 공급장치(2)의 믹싱유닛(50A)은, 조합탱크(52A)와 교반장치(59A)를 포함하고, 조합탱크(52A) 내에서 여러 가지 액체가 교반조합되는 구성으로 되어 있다.

CMP 시스템(1)의 연마액 공급장치(2)는, PLC70A, 외부의 초순수공급원과 접속된 초순수송입구(29), 화학물질이 저류되어 있는 드럼(12_CHM), 슬러리가 저류되어 있는 드럼(12_SLR), 과산화수소수가 저류되어 있는 드럼(12_H2O2), 초순수의 이송로를 이루는 유로(20_DIW)(제2의 유로), 화학물질의 이송로를 이루는 유로(10A_CHM), 슬러리의 이송로를 이루는 유로(10A_SLR)(제1의 유로), 과산화수소수의 이송로를 이루는 유로(10A_H2O2) 및 이러한 유로(10A_CHM, 10A_SLR, 10A_H2O2)의 배관과 접속된 믹싱유닛(50A), 믹싱유닛(50A)으로부터 CMP 연마장치(8)에 이르는 유로(40A)를 포함한다.

유로(10A_CHM)에는 펌프(11_CHM)가 설치되어 있다. 펌프(11_CHM)는 드럼(12_CHM) 내의 화학물질을 퍼내서 유로(10A_CHM) 중 믹싱유닛(50A)이 설치된 측에 공급한다. 유로(10A_SLR)에는 펌프(11_SLR)가 설치되어 있다. 펌프(11_SLR)는, 드럼(12_SLR) 내의 슬러리를 퍼내서 유로(10A_SLR) 중 믹싱유닛(50A)이 설치된 측에 공급한다. 유로(10A_H2O2)에는 펌프(11_H2O2)가 설치되어 있다. 펌프(11_H2O2)는 드럼(12_H2O2) 내의 과산화수소수를 퍼내서 유로(10A_H2O2) 중 믹싱유닛(50A)이 설치된 측에 공급한다.

유로(40A)는 CMP 연마장치(8)를 향하는 분기점(17A)을 경유해서 믹싱유닛(50A)의 조합탱크(52A)에 되돌아가는 순환유로로 되어 있다.

믹싱유닛(50A)은 화학물질, 초순수, 슬러리, 과산화수소수 이런 4종류의 액체를 조합함으로써, CMP 연마장치(8)의 연마에 사용되는 연마액을 얻는 장치이다. 믹싱유닛(50A)은 케이스(51A), 조합탱크(52A), 교반장치(59A), 가압탱크(13A), 충전량센서(16A), 흐름제어기(15A) 및 가스가압부(14A)를 포함한다.

케이스(51A)는 중공 직방체 모양으로 되어 있다. 케이스(51A) 내의 상부에는 조합탱크(52A)가 배치되어 있고, 케이스(51A) 내의 하부에는 다수 개(도 2의 예에서는 3개)의 가압탱크(13A)가 배치되어 있다.

조합탱크(52A)는 중공 원통 모양으로 되어 있다. 유로(20_DIW) 내에서 이송되는 초순수, 유로(10A_CHM) 내에서 이송되는 화학물질, 유로(10A_SLR) 내에서 이송되는 슬러리, 유로(10A_H2O2) 내에서 이송되는 과산화수소수는, 조합탱크(52A)에 흘러든다. 교반장치(59A)는 조합탱크(52A)에 흘러든 4종류의 액체를 교반하여 혼합시킨다.

조합탱크(52A)의 밑바닥에는 아래 쪽을 향해서 연장하는 배관이 있다. 이 배관은, 다수 개로 분기되고, 분기된 배관은 다수 개의 가압탱크(13A) 유입구에 접속되어 있다. 가압탱크(13A)는 원통 모양으로 되어 있다. 가압탱크(13A)는 유입구가 위를 향하고, 동시에 유출구가 아래를 향하도록 하여, 케이스(51A) 내에 있는 조합탱크(52A)의 바로 아래 위치에 배치되어 있다.

조합탱크(52A) 내에서 4종류의 액체를 교반하여 얻은 연마액은, 자체중량에 의해 아래 쪽의 배관을 통해서 가압탱크(13A)에 유입되고, 가압탱크(13A) 안에 충전된다. 가압탱크(13A)의 액체 유입구에는 개폐밸브(VLU)가 설치되어 있고, 액체 유출구에는 개폐밸브(VLL)가 설치되어 있다. 가압탱크(13A)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)는 개 신호(SV_OP)가 주어지면 밸브를 열고, 폐 신호(SV_CL)가 주어지면 밸브를 닫는다.

충전량센서(16A)는 가압탱크(13A) 내의 액체 충전량을 검출하고, 검출한 충전량을 나타내는 신호를 출력하는 장치이다. 구체적으로 말하면, 충전량센서(16A)는 가압탱크(13A) 내의 액체 충전량이 소정의 량보다 적을 경우, 그 상황을 나타내는 검지신호(ST)를 출력한다.

가스가압부(14A)는 흐름제어기(15A)에 의한 제어 하에 가압탱크(13A)의 상부의 가스유입구로부터 가압탱크(13A) 내에 불활성가스인 질소를 송출한다. 가압탱크(13A) 내의 액체는 질소의 압력에 의해 가압탱크(13A)의 하부의 유출구로부터 밀려나간다.

PLC70A는 연마액 공급장치(2)의 제어수단으로서의 역할을 하는 장치다. PLC70A는 가압탱크(13A) 중 조합유로(40)와 연통시킬 탱크를 바꾸는 제어를 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 충전량센서(16A) 중의 신호(ST)의 출력 유무를 감시한다. PLC70A는 3개의 가압탱크(13A)에 대해서, 충전량이 소정량보다 적은 가압탱크(13A)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 닫고, 다른 가압탱크(13A)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 여는 제어를 재귀적으로 되풀이한다.

이상이 본 실시 형태의 상세한 구성이다. 본 실시 형태에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

1. 본 실시 형태에 의하면, 믹싱유닛(50A)의 조합탱크(52A) 내의 액체 조합을 통해 얻은 연마액이 가압탱크(13A)에 충전되고, 가스가압부(14A)가 가압탱크(13A) 내에 불활성 가스를 보내며, 가압탱크(13A) 내의 연마액을 CMP 연마장치(8)에 이르는 경로에 밀어내게끔 구성되어 있다. 따라서, 맥동이 없는 초고정밀도인 연마액을 CMP 연마장치(8)에 안정적으로 공급할 수 있다.

2. 본 실시 형태에 의하면, 액체 조합을 통해 얻은 연마액을 저류하는 조합탱크(52A)를 포함하고, CMP 연마장치(8)에 이르는 유로가, 조합탱크(52A)로부터, CMP 연마장치(8)를 향하는 분기점(17A)을 경유해서 조합탱크(52A)에 되돌아가는 순환유로로 되어 있다. 따라서, 조합탱크(52A)에 액체가 체류되어 있어 응집침전이 발생하는 현상이 없어져서 균일한 농도의 연마액을 CMP 연마장치(8)에 안정적으로 공급할 수 있다.

3. 본 실시 형태에 의하면, 가압탱크(13A)는 조합탱크(52A)의 아래 쪽에 배치되어 있고, 조합탱크(52A) 내의 액체의 자중에 의해 조합탱크(52A)로부터 가압탱크(13A)에 액체가 유입하게 되어 있다. 따라서, 조합탱크(52A)에 펌프 등 특별한 장치를 설치할 필요가 없고, 연마액체의 산화나 성분 변화 등과 같은 리스크가 동반하지 않는 상황에서 조합탱크(52A)로부터 가압탱크(13A)에 액체를 옮길 수 있다.

4. 본 실시 형태에 의하면, 가압탱크(13A)는 원통 모양으로 되어 있고, 가압탱크(13A)는 조합탱크(52A)로부터 가압탱크(13A)에 향하는 액체의 유입구가 위에 있고, 가압탱크(13A)로부터 CMP 연마장치(8)에 향하는 액체의 유출구가 아래에 있도록 배치되어 있다. 따라서, 조합탱크(52A)→가압탱크(13A)→CMP 연마장치(8)의 순서로 액체의 흐름을 더한층 원활하게 할 수 있다.

5. 본 실시 형태에 의하면, 가압탱크(13A)의 개수는 다수 개이며, 제어수단인 PLC70은 충전량이 소정의 량보다 적은 가압탱크(13A)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 닫게 하고, 별도의 가압탱크(13A)의 개폐밸브(VLU 및 VLL)를 열게 하는 제어를 재귀적으로 되풀이한다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 가압탱크(13A) 내의 액체가 모두 소비되어, CMP 연마장치(8)로 향한 액체 공급이 끊어지는 사태의 발생을 확실하게 막을 수 있다.

<변형 예>

이상 본 발명의 제1 및 제2실시 형태에 대해서 설명했지만, 상기 실시 형태에 대하여 이하와 같은 변형을 더해도 좋다.

(1) 상기 제1실시 형태에서, 유량센서(61_CHM, 61_SLR, 61_H2O2, 62_CHM, 62_SLR, 62_H2O2)는 조합유로(40) 내의 액체의 단위시간 당의 유량을 검출하고, 흐름제어기(15_CHM, 15_SLR, 15_H2O2)는 주어진 신호에 따라 유로(10_CHM, 10_SLR, 10_H2O2) 내의 액체 유량을 조절하게 되어 있다. 물론, 유량센서(61_CHM, 61_SLR, 61_H2O2, 62_CHM, 62_SLR, 62_H2O2)는 조합유로(40) 내의 액체의 압력을 검출하고, 흐름제어기(15_CHM, 15_SLR, 15_H2O2)는 주어진 신호에 따라 유로(10_CHM, 10_SLR, 10_H2O2) 내의 액체 압력을 조절하도록 해도 좋다.

(2) 상기 제1실시 형태에서, 조합유로(40) 내에 있어서의 여러 종류의 액체 조합 순서는 상기 제1실시 형태의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 먼저 슬러리와 화학물질을 조합하고, 그 다음에 조합물에 과산화수소수를 조합하고, 마지막으로 초순수를 조합해서 희석하는 이런 순서여도 좋다.

(3) 상기 제1실시 형태에 있어서의 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2)의 각각의 개수를 2~3개로 해도 좋고, 5개 이상으로 해도 좋다. 또한, 상기 제2실시 형태에 있어서의 가압탱크(13A)의 개수를 2개로 해도 좋고, 4개 이상으로 해도 좋다.

(4) 상기 제1실시 형태에서는, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2) 내에 질소를 보내고, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2) 내의 액체가 질소의 압력에 의해 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2)로부터 밀려나가게 되어 있다. 물론, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2) 내에 다른 불활성가스(예를 들면, 아르곤)를 송출해도 좋다.

(5) 상기 제2실시 형태에서는, 가압탱크(13A)에 질소를 보내고, 가압탱크(13A) 내의 액체가 질소의 압력에 의해 가압탱크(13A)로부터 밀려나가게 되어 있다. 물론, 가압탱크(13A) 내에 다른 불활성가스(예를 들면, 아르곤)를 보내도 좋다.

(6) 상기 제1실시 형태에 있어서, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2)의 유입구 및 유출구 쌍방에 개폐밸브를 설치할 필요는 없다. 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2)의 유입구 및 유출구의 적어도 한 편에 개폐밸브를 설치해도 좋고, 제어수단인 PLC70이 해당 개폐밸브를 개폐하는 제어를 재귀적으로 되풀이하도록 해도 좋다.

(7) 상기 제2실시 형태에 있어서, 가압탱크(13A)의 유입구 및 유출구 쌍방에 개폐밸브를 설치할 필요는 없다. 가압탱크(13A)의 유입구 및 유출구의 적어도 한편에 개폐밸브를 설치해도 좋고, 제어 수단인 PLC70A가 해당 개폐밸브를 개폐하는 제어를 재귀적으로 되풀이하도록 해도 좋다.

(8) 상기 제1실시 형태에서, 믹싱유닛(50_CHM, 50_SLR, 50_H2O2)은 통체에 교반스크류(SCR)를 넣어 설치한 경우, 교반스크류(SCR)는 축막대(AXS)에 N 개의 비틀린 날개(VL-k)(k=1~N)를 간격을 띄워서 배치한 장치이다. 물론, 도 5 (A) 및 그림 5 (B)에 표시된 믹싱유닛(50´CHM, 50´_CSLR, 50´_H2O2)과 같이, 유입구(F1) 및 유출구(F3) 사이에 뻗은 중공의 통체 내에, N(N은 2 이상의 자연수, 도 5의 예에서는 N=4)개의 그물망(VL´-k)(k=1~N)을, 서로 전후로 위치한 그물망(VL´-k)의 그물코의 방향이 소정의 각도(도 5 (B)의 예에서는 45도)씩, 어긋나도록 배열하여 배치한 믹서로, 교반스크류(SCR)를 교환해도 좋다.

(9) 상기 제1 및 제2실시 형태에서는, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A)의 상부에 액체의 유입구가 형성되어 있고, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A)의 하부에 액체의 유출구가 형성되어 있다. 물론, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A)의 하부에 액체의 유입구와 유출구 쌍방을 형성해도 좋다. 예를 들면, 도 6에 도시된 것처럼, 13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A의 하부(저부)에 배관을 설치하고, 이 배관의 하부가 액체의 유입 측과 유출 측에 T자 모양으로 분기되며, 유입 측의 배관에 제1밸브(VAL1)를 설치함과 동시에, 유출 측의 배관에 제2밸브(VAL2)를 설치해도 좋다. 그리고 PLC는 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A) 내의 액체 충전량이 소정량(예를 들면, 90퍼센트)에 달할 때까지는, 제1밸브(VAL1)를 열고 동시에 제2밸브(VAL1)를 닫아서, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A) 내에 액체를 충전시키며, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A) 내의 액체 충전량이 소정량에 도달했으면, 제1밸브(VAL1)를 닫고 동시에 제2밸브(VAL1)를 열어서, 가압탱크(13_CHM, 13_SLR, 13_H2O2, 13A) 내의 액체가 질소의 압력에 의해 밀려나가게 하는 제어를 재귀적으로 되풀이하도록 해도 좋다.

(10) 상기 제1실시 형태에서는, 유로(10_CHM)가 믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F2)에 연결되고, 유로(10_SLR)가 믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F2)에 연결되며, 유로(10_H2O2)가 믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F2)에 연결되도록 구성되어 있다. 물론, 도 7에 도시된 것처럼, 유로(10_CHM)가 믹싱유닛(50_CHM)의 유입구(F1)에 연결되고, 유로(10_SLR)가 믹싱유닛(50_SLR)의 유입구(F1)에 연결되며, 유로(10_H2O2)가 믹싱유닛(50_H2O2)의 유입구(F1)에 연결되도록 구성되어도 좋다.

14A : 가스가압부 15A : 흐름제어기
16A : 충전량센서 17A : 분기점
21 : 저압밸브 29 : 초순수송입구
40 : 조합유로 40A : 유로
50A : 믹싱유닛 51A : 케이스
52A : 조합탱크 59A : 교반장치
70 : PLC 79 : 액체송출구
81 : 헤드 82 : 부착판
83 : 정반 84 : 연마패드
85 : 노즐 88 : 웨이퍼
89 : 액체송입구 91 : 탱크
92 : 펌프

Claims

CMP 연마장치에 연마액을 공급하는 연마액 공급장치로서,
슬러리를 이송하는 제1유로와,
순수를 이송하는 제2유로와,
상기 제1유로 및 상기 제2유로와 연통된 조합유로를 포함하고,
상기 조합유로는 상기 CMP 연마장치에 이르는 액체 송출구의 바로 앞에 설치되어 있고, 상기 슬러리 및 상기 순수를 포함한 여러 종류의 액체를 상기 조합유로에서 조합하며, 조합된 액체를 상기 연마액으로 사용하여 상기 CMP 연마장치에 공급하는 연마액 공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조합유로에는 상기 슬러리 및 상기 순수를 조합하는 믹싱유닛이 설치되어 있고,
상기 믹싱유닛은 중공 통형체의 한쪽 단부에 제1유입구가 설치되어 있고, 상기 통형체의 다른 한쪽 단부에 유출구가 설치되어 있고, 상기 통형체의 측면에 제2유입구가 설치되어 있고, 상기 통형체 내에 교반스크류가 설치되어 있으며, 상기 제1유입구와 제2유입구로 흘러들어간 액체는, 상기 교반스크류를 통과함으로써 교반되어 서로 섞이도록 구성되어 있는 연마액 공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조합유로에는 상기 슬러리 및 상기 순수를 조합하는 믹싱유닛이 설치되어 있고,
상기 믹싱유닛은 중공 통형체 내에 다수 개의 그물망을 서로 전후로 된 그물망의 그물코의 방향이 소정의 각도로 어긋나도록 나란히 배치시킨 구조로 구성되어 있는 연마액 공급장치.
청구항 2에 있어서,
슬러리를 저장하는 드럼과,
상기 드럼 내의 슬러리를 퍼내어 상기 제1유로에 공급하는 펌프를 포함하고,
상기 제1유로는 해당 제1유로로부터 상기 조합유로로 향하는 분기점을 걸쳐서 상기 드럼으로 돌아가는 순환유로로 구성되어 있는 연마액 공급장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제1유로 중의 상기 드럼과 상기 분기점 사이에 설치되어 있는 한 개 혹은 다수 개의 가압탱크와,
상기 가압탱크에 불활성가스를 송출하여 상기 가압탱크 내의 액체를 밀어내는 가스가압부를 포함한 구조로 구성되어 있는 연마액 공급장치.
청구항 5에 있어서,
상기 가압탱크의 개수는 다수 개이고,
제어수단과,
각각의 상기 가압탱크에서, 액체의 유입구 및 유출구 중 적어도 한쪽에 설치되어 있고 주어진 신호에 따라 개폐하는 개폐밸브와,
각각의 상기 가압탱크 중 액체의 충전량을 검출하고, 검출된 충전량을 나타내는 신호를 출력하는 충전량센서를 포함하고,
상기 제어수단은 충전량이 소정량보다 적은 상기 가압탱크의 개폐밸브를 닫고, 다른 가압탱크의 개폐밸브를 여는 제어를 재귀적으로 반복하도록 구성 되어 있는 연마액 공급장치.