(57)【要約】【課題】研磨スラリーに大きな砥粒が含まれることを抑制し、かつ研磨スラリーを保持している間に研磨スラリー中の砥粒の濃度が変化することを抑制する。【解決手段】半導体製造装置は、研磨部２１０、スラリー供給部２２０、及び循環保持部１００を備える。研磨部２１０は、ステージ２００上に載置された基板３００を化学的機械的研磨（ＣＭＰ）する。スラリー供給部２２０は、砥粒を分散させた研磨スラリーを、研磨部２１０によって研磨されている基板３００に供給する。循環保持部１００は、研磨スラリーを循環させながら保持する。循環保持部１００は、分級部１０６及び粉砕部１２０を備える。分級部１０６は、研磨スラリーに含まれる砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出す。粉砕部１２０は、大径砥粒を粉砕して研磨スラリーに戻す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を化学的機械的研磨する研磨部と、
砥粒を分散させた研磨スラリーを、前記研磨部によって研磨されている基板に供給するスラリー供給部と、
前記研磨スラリーを循環させながら保持する循環保持部と、
を備え、
前記循環保持部は、
前記研磨スラリーに含まれる前記砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出す分級部と、
前記大径砥粒を粉砕して前記研磨スラリーに戻す粉砕部と、
を備える半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体製造装置において、
前記分級部は遠心分離法を用いて前記大径砥粒を取り出す半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体製造装置において、
前記粉砕部はミルを用いて前記大径砥粒を粉砕する半導体製造装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の半導体製造装置において、
前記粉砕部は超音波を用いて前記大径砥粒を粉砕する半導体製造装置。
【請求項５】
砥粒を分散させた研磨スラリーを循環させながら保持しつつ、前記研磨スラリーを基板に供給して化学的機械的研磨する半導体装置の製造方法であって、
前記研磨スラリーを循環させながら保持している間に、前記研磨スラリーに含まれる前記砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出し、前記大径砥粒を粉砕して前記研磨スラリーに戻す半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を化学的機械的研磨する半導体製造装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいて、基板表面の平坦化にＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）を行うことがある。ＣＭＰは、研磨パッド上に、砥粒及び化学成分を含む研磨スラリーを供給しつつ基板表面を研磨パッドに押し付けることにより、基板の表面を平坦化する方法である。ＣＭＰにおける安定性を保つため、砥粒は比較的粒径のそろったものが用いられるが、粒径の大きなものを完全に排除することはできない。また砥粒が凝集して巨大化することがある。このような大粒径の砥粒があると、ＣＭＰ速度が変化したり、スクラッチ（研磨傷）が生じたりする。このような問題を抑制するために、例えば特許文献１に示されているように、フィルターを用いることがある。
【０００３】
なお、研磨スラリーから大粒径の砥粒を除去する技術ではないが、特許文献２には、研磨したスラリーを回収スラリーとして回収して再生する際、サイクロンセパレータを用いて予め定められた粒度のスラリーを回収して超音波を照射することにより、凝集したスラリーを分散させることが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３００８４４号公報
【特許文献２】特開２００１−２８７１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のようにフィルターを用いた場合、フィルターで大きな砥粒が除去されることによって研磨スラリー中の砥粒の濃度が変化し、その影響でＣＭＰ特性が変化する可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、基板を化学的機械的研磨する研磨部と、
砥粒を分散させた研磨スラリーを、前記研磨部によって研磨されている基板に供給するスラリー供給部と、
前記研磨スラリーを循環させながら保持する循環保持部と、
を備え、
前記循環保持部は、
前記研磨スラリーに含まれる前記砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出す分級部と、
前記大径砥粒を粉砕して前記研磨スラリーに戻す粉砕部と、
を備える半導体製造装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、砥粒を分散させた研磨スラリーを循環させながら保持しつつ、前記研磨スラリーを基板に供給して化学的機械的研磨する半導体装置の製造方法であって、
前記研磨スラリーを循環させながら保持している間に、前記研磨スラリーに含まれる前記砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出し、前記大径砥粒を粉砕して前記研磨スラリーに戻す半導体装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明によれば、砥粒を分散させた研磨スラリーを循環させながら保持している間、研磨スラリーに含まれる砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出し、大径砥粒を粉砕して研磨スラリーに戻している。このため、研磨スラリーに大きな砥粒が含まれることを抑制でき、かつ研磨スラリーを保持している間に研磨スラリー中の砥粒の濃度が変化することを抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、研磨スラリーに大きな砥粒が含まれることを抑制でき、かつ研磨スラリーを保持している間に研磨スラリー中の砥粒の濃度が変化することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施の形態における半導体製造装置の構成を示す概略図である。この半導体製造装置は、研磨部２１０、スラリー供給部２２０、及び循環保持部１００を備える。研磨部２１０は、ステージ２００上に載置された基板３００を化学的機械的研磨（ＣＭＰ）する。スラリー供給部２２０は、砥粒を分散させた研磨スラリーを、研磨部２１０によって研磨されている基板３００に供給する。循環保持部１００は、研磨スラリーを循環させながら保持する。循環保持部１００は、分級部１０６及び粉砕部１２０を備える。分級部１０６は、研磨スラリーに含まれる砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出す。粉砕部１２０は、大径砥粒を粉砕して研磨スラリーに戻す。なお大径砥粒には、予め径が大きい砥粒と凝集により大径化した砥粒の双方が含まれる。
【００１２】
分級部１０６は、フィルターを用いない方式で大径砥粒を取り出す。分級部１０６は、例えば遠心分離法を用いて大径砥粒を取り出す。また粉砕部１２０は、例えばミルを用いて大径砥粒を粉砕してもよいし、振動（例えば超音波）を印加することにより大径砥粒を粉砕しても良い。
【００１３】
循環保持部１００は、さらに循環用スラリー保持部１０１及びポンプ１０２を備える。循環用スラリー保持部１０１は、循環している研磨スラリーを一時的に保持する。循環用スラリー保持部１０１に保持されている研磨スラリーは、配管１０４を介して分級部１０６に供給される。このときの動力源は、配管１０４に設けられたポンプ１０２である。
【００１４】
分級部１０６に供給された研磨スラリーからは、大径砥粒が取り出される。分級部１０６によって取り出された大径砥粒は、配管１２２を介して粉砕部１２０に供給される。粉砕部１２０に供給された大径砥粒は、粉砕部１２０によって粉砕された後、配管１２４を介して循環用スラリー保持部１０１に戻される。また大径砥粒が取り出された後の研磨スラリーは、配管１０８を介して循環用スラリー保持部１０１に戻される。
【００１５】
配管１０８には、バルブ１１２が設けられている。配管１０８のうちバルブ１１２より上流側からは、配管１１０が分岐している。配管１１０の下流側の端部は、スラリー供給部２２０に接続している。配管１１０にはポンプ２２２及びバルブ２２４が設けられている。研磨スラリーが循環保持部１００を循環している間、バルブ２２４は閉じており、かつポンプ２２２は停止している。そしてバルブ１１２が閉じてバルブ２２４が開き、かつポンプ２２２が動作することにより、配管１０８を流れている研磨スラリーが配管１１０を介してスラリー供給部２２０に供給される。スラリー供給部２２０に供給された研磨スラリーは、スラリー供給部２２０から基板３００に吐出され、循環しないで排出される。
【００１６】
なお、研磨スラリーがスラリー供給部２２０から吐出された場合、循環保持部１００の中を循環している研磨スラリーの量が減少するが、この場合、補充用スラリー保持部１３０から循環保持部１００の循環用スラリー保持部１０１に、研磨スラリーが補充される。補充用スラリー保持部１３０と循環用スラリー保持部１０１は配管１３４を介して接続している。配管１３４にはポンプ１３２が取り付けられている。ポンプ１３２が動作することにより、補充用スラリー保持部１３０から循環用スラリー保持部１０１に研磨スラリーが補充される。
【００１７】
なお、ポンプ１０２，１３２，２２２、バルブ１１２，２２４、及び研磨部２１０の動作は、制御部４００によって制御されている。
【００１８】
次に、本実施形態による作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、研磨スラリーを循環させながら保持しつつ、研磨スラリーを基板３００に供給して化学的機械的研磨する。そして研磨スラリーを循環させながら保持している間に、分級部１０６が、研磨スラリーに含まれる砥粒から基準値以上の粒径を有する大径砥粒を取り出す。そして粉砕部１２０が大径砥粒を粉砕して研磨スラリーに戻す。従って、研磨スラリーに大きな砥粒が含まれることを抑制でき、かつ研磨スラリーを保持している間に研磨スラリー中の砥粒の濃度が変化することを抑制できる。
【００１９】
またフィルターを用いていないため、フィルターが目詰まりを起こして研磨スラリーの流量が変動し、基板３００のＣＭＰ特性が変動することが防止される。また大径砥粒を破棄することが無いため、半導体装置の製造コストも低くなる。
【００２０】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る半導体製造装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１００ 循環保持部
１０１ 循環用スラリー保持部
１０２ ポンプ
１０４ 配管
１０６ 分級部
１０８ 配管
１１０ 配管
１１２ バルブ
１２０ 粉砕部
１２２ 配管
１２４ 配管
１３０ 補充用スラリー保持部
１３２ ポンプ
１３４ 配管
２００ ステージ
２１０ 研磨部
２２０ スラリー供給部
２２２ ポンプ
２２４ バルブ
３００ 基板
４００ 制御部
【図１】
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