(57)【要約】【課題】スラリーからの凝集砥粒などの不要物を除去することにより目詰まりを起こしたフィルタの目詰まりを解消する。【解決手段】プラズマ発生用の電極１４を設けたユニットケース１１内の反応室１２内に、フィルタ２０を設ける。フィルタ２０に使用済みスラリーを供給して、凝集砥粒などの濾過を行う。濾過によりフィルタ２０の目詰まりが発生したら、スラリーの供給を止めて、反応室１２内を真空状態にして、所要のフッ素系ガスなどを導入した上でプラズマを発生させ、プラズマによりフィルタ２０の目詰まり原因物質をドライエッチングで除去する。薬液を用いたエッチング処理による目詰まり原因物質の除去を行っても構わない。【選択図】　　　図１
2004063829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨工程で使用されたスラリーによるフィルタの目詰まり解消工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記フィルタの目詰まり解消処理を、目詰まり原因となる物質を分解することにより行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
研磨工程で使用されたスラリーによるフィルタの目詰まり解消工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記フィルタの目詰まり解消処理を、目詰まり原因となる物質をエッチング処理することにより行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
研磨工程で使用されたスラリーによるフィルタの目詰まり解消工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記フィルタの目詰まり解消処理を、目詰まり原因となる物質を灰化処理することにより行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
研磨工程で使用されたスラリーによるフィルタの目詰まり解消工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記フィルタは、研磨工程へのスラリー供給途中に設けられ、前記フィルタの目詰まり解消処理を、目詰まり原因となる物質をプラズマ処理することによりガス化させて行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
研磨工程で使用されたスラリーによるフィルタの目詰まり解消工程を有する半導体装置の製造方法であって、
エッチング処理を行う反応室内に設けられたフィルタに、研磨工程から排出されたスラリーを通して濾過し、
前記フィルタを通過した前記スラリー量から前記フィルタの目詰まりの発生を判断し、
濾過により目詰まりが発生した前記フィルタは、前記フィルタへのスラリーの供給を止めた状態で、エッチング処理により目詰まり原因物質を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、研磨工程におけるスラリー中の異物除去をフィルタで行う際の目詰まり処理に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体装置などで使用するＣＭＰ装置では、スラリーと呼ばれる微粒子混合の薬液を使用して、ウエハ表面などの研磨を実施している。かかるスラリーは、研磨する表面の膜種や、ＣＭＰ装置の構造にもよるが、一般的には、使用する量の約１０％前後がウエハ研磨に使用され、残りの約９０％は排水として捨てられている。
【０００４】
しかし、現在、半導体装置におけるスラリーを使用したＣＭＰ装置の加工コストは、約１０００￥／Ｗと言われており、かかるコストの９０％は、直材と消耗部品とからなる加工材料コストで占められている。かかる加工材料コストの内で、ＣＭＰ研磨に使用するスラリーの占める割合は大きく、実に、約５００￥／Ｗとなっている。
【０００５】
そこで、スラリーの有効利用を図る技術が求められている。廃棄スラリーを少なくして、スラリーの再利用を図ることが積極的に検討されている。スラリーの再利用技術においては、再生スラリー中の凝集砥粒、加工屑などの異物をどのようにして確実に除去できるかが、大きな技術的課題として挙げられている。
【０００６】
仮に、ＣＭＰ研磨により発生した研磨屑、あるいは凝集砥粒が、再生スラリー中に僅かでも残存していると、研磨工程でかかる異物によるスクラッチが発生し、致命的な製品障害となる。
【０００７】
一般的には、かかる凝集したスラリー、あるいは研磨屑は、使用済みスラリーをフィルタに通すことで除去する方法が採用されている。しかし、フィルタを用いる濾過方法では、どうしてもフィルタの目詰まりが発生し、定期的なフィルタ交換が必要となる。
【０００８】
使用済みスラリーのフィルタ濾過では、圧力をかけてスラリーを濾過させるため、短時日にフィルタの目詰まりが発生し、スラリー再利用技術におけるフィルタ交換頻度は極めて高い。そのため、スラリーリサイクル装置のダウンタイム、フィルタ交換費用の増大など、スラリー再利用システムの稼働効率、稼働コストに及ぼすフィルタメンテナンスの影響は大きい。
【０００９】
そこで、以下の幾つかの公報に示すように、かかる点の解決技術の開発が種々検討されている。
【００１０】
例えば、特開２００１−６２７２６号公報には、フィルタを柔軟な袋状に形成することで、目詰まりが発生し難いようにした構成が開示されている。袋状のフィルタに、横方向から使用済みスラリーを流入させると、フィルタはスラリーの流れに合わせて揺らぎながら濾過されることとなる。すなわち、濾過しながら、フィルタの揺らぎによりフィルタの目にかかった異物をふるい落とすことにより、目詰まりを起こし難くするものである。
【００１１】
特開２００１−１３８２３７号公報には、研磨工程排水中の粗大固形物を分離する膜分離装置を、装置の運転停止期間中、分散剤を添加した超純水または研磨工程排水中に浸しておくことにより、運転再開後の膜の目詰まりを抑制する技術が開示されている。
【００１２】
運転停止期間中に超純水中に浸しておいた膜分離装置に、研磨工程排水を流すことにより運転再開を行うと、膜分離装置では、それまで存在していた超純水により流入した研磨工程排水中の分散剤の濃度が低下し、研磨工程排水中の砥粒が凝集して、目詰まりを起こすという現象を見出し、上記対策技術を開発したものである。
【００１３】
特開２００１−９７０６号公報には、予め粗大粒径のスラリー塊を別途除去した上で濾過が行えるフィルタ装置の構成が開示されている。かかるフィルタ装置は、研磨剤スラリーを遠心分離する遠心ドラムと、遠心ドラムによりスラリー塊が除去された研磨剤スラリーを濾過するフィルタと、フィルタに濾過された研磨剤スラリーを排出する排出管とを備えている。
【００１４】
かかる構成を採用することにより、目詰まりの主な原因となる直径約１００μｍ〜数ｍｍ程度のスラリー塊を、回転ドラムの器壁にトラップさせてかかるスラリー塊を除いた状態で、トラップされなかった砥粒を有するスラリーをフィルタで濾過することにより、フィルタの目詰まりを抑制し、フィルタの交換頻度を低減しようとする技術である。
【００１５】
特開２０００−２１８１０７号公報には、複数設けたフィルタユニットに対し、研磨剤供給ラインと再生ラインとを入れ替え可能に接続できるようにして、一方のフィルタユニットを供給ラインに接続してフィルタを使用している間に、他方のフィルタユニットを再生ラインに接続して再生できるようにする構成が開示されている。かかる構成により、目詰まり処理と濾過処理とを別々に並行に行うことで、装置を稼働停止させることなくフィルタの再生を行ってフィルタ機能の維持が図れるとする構成である。
【００１６】
特開２００２−８３７８９号公報には、クロスフロー精密濾過膜などの第１の膜分離手段で、塩類その他の有機物、溶解性イオンなどの不純物を除去するとともに濃縮し、この濃縮液を全量精密濾過膜分離手段などの研磨剤粒子に比べて粒径の大きい粗大固形物を除く第２の膜分離手段に通すことにより、当初から、粗大固形物を除く膜分離手段に、研磨工程排水の全量を濾過させる場合に比べて、粗大固形物除去用の膜分離手段の目詰まり抑制を図る構成が開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記スラリーの再生処理技術におけるフィルタの目詰まり対策においては、以下の課題があることを、本発明者は見出した。
【００１８】
すなわち、上記いずれの提案も確かに目詰まり解消、目詰まり抑制に有効に適用できるものと考えられるが、いずれの場合も、目詰まりの原因となった凝集砥粒や、加工屑は、フィルタから振るい落とされるなどの方法で分離させて、フィルタ機能を再生しようとするものである。
【００１９】
この意味では、上記フィルタの目詰まり対策技術は、主に物理的な分離作用に基づくものと言える。
【００２０】
フィルタの目詰まりは、目に砥粒が引っかかるなどして発生するものであり、微視的にはその状況は一様ではなく、極端な言い方をすれば、凝集砥粒毎に異なるものと想像される。一方、フィルタの目詰まり解消を工程上、ルーティンとして行う場合には、微視的な状況に個々に対応して行うことはできず、ある範囲で一様な物理的作用を加えて行うこととなる。そのため、場合によっては、特にフィルタの内部の目に引っかかっている場合には、加えられた一様な物理的外力程度では除去できない場合が発生する。
【００２１】
フィルタの内部までクリアーにするのは難しい。また、フィルタの内部に異物が中途半端に引っかかった状態で目詰まり解消処理を終了した場合には、フィルタの使用に際して、濾過によりそれまで中途半端に引っかかっていた異物が、圧力をかけて供給された濾過液に押し出されるおそれも皆無ではない。
【００２２】
そこで、本発明者は、かかる物理的分離作用を主とする目詰まり解消技術ではなく、より完全に処理できる方法として、目詰まり原因物質自体を除去し易いように変化させることはできないかと考えた。
【００２３】
本発明の目的は、スラリーの再利用に際して、異物除去に使用するフィルタの目詰まりの解消を目詰まり原因物質を変化させることにより行うことにある。
【００２４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２６】
すなわち、本発明では、フィルタの目詰まり解消を、目詰まり原因物質自体を除去し易いように変化させて行うため、除去の確実性を向上させることができる。例えば、目詰まり原因物質に対して、プラズマ処理、エッチング処理などを適用して、目詰まり原因物質をガス化、灰化などすることができ、容易に除去の確実性を向上させることができる。プラズマ処理を適用する場合には、フィルタを薬液処理する場合とは異なり、目詰まり解消後のフィルタにスラリーを通しても、悪影響を及ぼす程にスラリーの液性に変化を与えないため、液性調整後の供給スラリー中の凝集砥粒の除去フィルタとして有効に使用することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００２８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の製造方法に係るフィルタの目詰まり解消処理をブラズマ処理で行う場合について説明する。
【００２９】
図１は、プラズマ処理による目詰まり解消を図ることができるフィルタユニットの構成を模式的に示す説明図である。図２（ａ）は、図１に示す構成を、断面方向から見た様子を模式的に示す説明図であり、（ｂ）、（ｃ）はフィルタ断面の形状変形例をそれぞれ示す断面図である。
【００３０】
フィルタユニット１０は、図１に示すように、ユニットケース１１内に設けられた反応室１２内に、フィルタ２０を設置して構成されている。ユニットケース１１内には、反応室１２内でのプラズマ発生用に、高周波電源１３に接続された電極１４が反応室１２外に設けられている。図１では、電極１４に対して、反応室１２を挟むようにして対向電極を設けるようにしても構わない。
【００３１】
反応室１２内には、プラズマ放電により発生するラジカルなどの化学種の発生用ガス、あるいは、かかる化学種をより活性化させるなどの目的で使用する添加ガスなどの供給用のガス配管１５が、流量制御装置（ＭＦＣ）１６を介して導入されている。反応室１２は、真空引き用配管１７が設けられ、真空ポンプ１８により真空にすることができるようになっている。
【００３２】
上記構成の反応室１２内に設けるフィルタ２０は、濾過方向に十分な厚みを有した立体に、例えば、図１に示す場合には、濾過方向に長い柱状体に形成されている。かかる柱状体は全体がメッシュを有したフィルタ構造に形成されている。かかる構成は、例えば、膜状フィルタの濾過面を柱状になるように多数枚積層したイメージとして捉えることもできる。
【００３３】
かかる構成のフィルタ２０は、例えば、セラミック、石英などの耐プラズマ性を有する材質で形成されている。
【００３４】
かかるフィルタ２０の一端面に、濾過処理が必要なスラリーとして、例えば、ＣＭＰ装置などの研磨装置からの使用済みスラリーを流入させる流入配管２１が接続されている。流入配管２１には、途中、流量調整手段としての流量調整弁２２、２３が設けられている。併せて、使用済みスラリーに圧力をかけてフィルタ２０内を通過させることができるように、流入配管２１には、途中に、圧送手段として加圧ユニット２４が設けられている。
【００３５】
フィルタ２０の他端面には、排出配管２５が配管されている。排出配管２５には、流量調整手段としての流量調整弁２６、流量計２７が設けられている。
【００３６】
なお、弁類はＯリング付きのバルブ構成としておけばよく、反応室１２内がプラズマ発生時の真空状態にされても、排水が流れ込まないように止水できるようになっている。
【００３７】
図２（ａ）は、かかる構成のフィルタユニット１０の断面方向から見た様子を模式的に示したものである。図２（ａ）に示す場合には、フィルタ２０を、プラズマがフィルタ２０に平均的に作用するように陰となる部分が発生しないように角部などを設けない断面円形とした。
【００３８】
しかし、断面円形に形成した場合とは異なり、多少ムラが発生しても、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、四角形、六角形などのように種々の形状に形成してもプラズマ処理の効果は十分に得られる。
【００３９】
また、電極位置は、図２（ａ）に示すように、反応室１２の上方でも、下方でも、側方でも、任意に設定することができる。図では、下方、側方配置の場合を破線表示した。電極形状は、平板状に形成しても構わないが、図３に示すように、反応室１２を円筒状に形成して、フィルタ２０の断面円形に合わせて、半リング状などの略リング形状の電極を対向配置するように構成して、フィルタ２０のプラズマ処理がより均一になるようにしても構わない。
【００４０】
かかる構成のフィルタユニット１０では、次のようにしてスラリー中の凝集砥粒の除去を行う。すなわち、スラリーを加圧ユニット２４により加圧してフィルタ２０の端面から送り込む。
【００４１】
フィルタ２０の端面に送り込まれたスラリーは、図１に示すように、フィルタ２０の長手方向に沿って横方向に圧送され、排出配管２５側に抜けて行く。フィルタ２０を通過する間に、スラリーに含まれる凝集砥粒は、フィルタ２０のメッシュで濾過される。圧送されるスラリーは、フィルタ２０を横方向に通過するが、通過するスラリーの幾分かは、フィルタ２０から下方に落下することとなる。落下したスラリーは、図１に示すように、反応室１２内の底面側に設けたドレイン１９により、反応室１２外に排出する。
【００４２】
このようにしてフィルタユニット１０で濾過を行い、排出配管２５側に設けた流量計２７でフィルタの目詰まりの監視を行う。すなわち、フィルタの目詰まりが進行すると流量が減少してくるため、予めフィルタの目詰まりのメンテナンスを行う目安の流量を設定しておき、その設定値に達した時点で目詰まり解消処理を行うようにしておけばよい。
【００４３】
上記要領で流量計により目詰まり解消処理が必要と判断された時点で、流入配管２１側の流量調整弁２２、２３、排出配管２５側の流量調整弁２６を閉じる。その状態で、加圧ユニット２４を用いて、Ｎ２をバルクガスとして用いて、反応室内の水分を除去し、乾燥状態にする。Ｎ２パージに際して、フィルタ２０から出る水分は、ドレイン１９から排水すればよい。
【００４４】
このようにして、反応室１２内を乾燥状態にしてから、ドレイン１９を閉じ、その後、ポンプ１６により真空引き用配管１７を介して、反応室１２内を真空状態にする。
【００４５】
反応室１２内を真空にした状態で、流量制御装置１６を介して所定流量に設定したプラズマ発生に際し必要なエッチングガスを、ガス配管１５を通して反応室１２内に導入し、その状態で高周波電源１３から電極１４に通電して、反応室１２内に、プラズマを発生させる。
【００４６】
反応室１２内では、発生したプラズマにより、フィルタ２０の目詰まり原因物質を分解して、目詰まりの解消を行う。
【００４７】
例えば、ＳｉＯ２を砥粒とする未使用のスラリーを濾過する場合には、フィルタ２０で濾過され、目詰まりの原因となる物質は、ＳｉＯ２粒子が凝集した凝集砥粒であるが、かかる場合には、ガス配管１５から、例えば、エッチングガスとしてフッ素系ガスと、フッ素系ガスより少ない量の酸素を、反応室１２内に導入して、その状態でプラズマを発生させる。
【００４８】
発生したプラズマにより、フィルタ２０の目詰まり原因となっていた凝集砥粒は、分解してガス化されることとなる。そのため、フィルタ２０から物理的作用により、凝集砥粒を引き離そうとする分離処理を主な処理方法とする場合に比べて、極めて簡単に目詰まりの解消が行える。さらに、凝集砥粒はガス化されるため、単に物理的にフィルタか２０から引き離す場合とは異なり、再付着の心配がない。
【００４９】
上記説明では、反応室１２内に供給するガスとして、フッ素系ガス、Ｏ２の場合を例に挙げて説明したが、反応ガス種を適宜選択して使用すれば、酸化膜用、メタル用双方のスラリーに対しても適用することができる。目詰まり原因物質の種類に合わせて、例えば、塩素系ガス、Ａｒガスなどの必要なガス種を適宜供給するようにすればよい。併せて、プラズマの発生条件、放電時間を適宜変えることにより、フィルタ２０の内部までドライエッチング処理が行えるようにすればよい。
【００５０】
このようにして、目詰まり解消が終了した段階で、反応室１２内を真空引きにすると、目詰まり原因物質が上記プラズマ処理により分解させられて発生したガスが、反応室１２外に排出される。
【００５１】
すなわち、プラズマによる目詰まり解消処理終了後は、残留雰囲気を除去するため、暫く真空状態を保つ。加圧ユニット２４で、Ｎ２パージにより大気開放を行い、フィルタ２０への流入側、排出側の順に流量調整弁を開け、雰囲気の逆流を防止しながら使用済みスラリーの流入を再開すればよい。
【００５２】
また、反応室１２内を真空状態にするために、例えば、ＣＭＰ装置の研磨パッドのコンディショナー砥粒も真空排気により除去することができる。超音波で破砕する方法に比べて、フィルタ自体への影響が少なく、プラズマ処理を繰り返しても、フィルタは使用開始初期の状態を保つことができる。
【００５３】
（実施の形態２）
上記実施の形態では、プラズマ処理、すなわち、プラズマによるドライエッチング処理により目詰まり原因物質を化学的に変化、分解させて目詰まり解消を図る方法について説明したが、本実施の形態では、薬液を用いたエッチング処理により目詰まり解消処理を行う構成について説明する。
【００５４】
本発明の実施の形態では、フィルタユニット３０は、図４に示すように、ユニットケース３１内に設けられた反応室３２内に、フィルタ２０を設置して構成されている。反応室３２内には、エッチング用の薬液供給用の供給管３３が、流量調整手段としての流量バルブ３４を介して導入されている。反応室３２の底面側には、ドレイン１９が設けられている。
【００５５】
上記構成の反応室３２内に設けるフィルタ２０は、前記実施の形態１で述べたと同様に構成されている。すなわち、濾過方向に長い柱状体に形成され、柱状体は全体がメッシュを有したフィルタ構造に形成されている。
【００５６】
かかるフィルタ２０の一端面に、濾過処理が必要なスラリーとして、例えば、ＣＭＰ装置などの研磨装置からの使用済みスラリーを流入させる流入配管２１が接続されている。流入配管２１には、途中、流量調整手段としての流量調整弁２２、２３が設けられている。併せて、使用済みスラリーに圧力をかけてフィルタ２０内を通過させることができるように、流入配管２１には、途中に、圧送手段として加圧ユニット２４が設けられている。
【００５７】
フィルタ２０の他端面には、排出配管２５が配管されている。排出配管２５には、流量調整手段としての流量調整弁２６、流量計２７が設けられている。
【００５８】
かかる構成のフィルタユニット３０では、次のようにしてスラリー中の凝集砥粒の除去を行う。すなわち、スラリーを加圧ユニット２４により加圧してフィルタ２０の端面から送り込む。
【００５９】
フィルタ２０の端面に送り込まれたスラリーは、図４に示すように、フィルタ２０の長手方向に沿って横方向に圧送され、排出配管２５側へ抜けて行く。フィルタ２０を通過する間に、スラリーに含まれる凝集砥粒は、フィルタ２０のメッシュで濾過される。圧送されるスラリーは、フィルタ２０を横方向に通過するが、通過するスラリーの幾分かは、フィルタ２０から下方に落下することとなる。落下したスラリーは、図４に示すドレイン１９により、反応室１２外に排出される。
【００６０】
このようにしてフィルタユニット３０で濾過を行い、排出配管２５側に設けた流量計２７でフィルタの目詰まり監視を行う。すなわち、フィルタの目詰まりが進行すると流量が減少してくるため、予めフィルタの目詰まりのメンテナンスを行う目安の流量を設定しておき、その設定値に達した時点で目詰まり解消処理を行うようにしておけばよい。
【００６１】
上記要領で流量計２７により目詰まり解消処理が必要と判断された時点で、流入配管２１側の流量調整弁２２、２３、排出配管２５側の流量調整弁２６、ドレイン１９を閉じる。
【００６２】
反応室３２内を上記のようにした状態で、反応室３２内に供給管３３から目詰まり原因物質の化学的エッチングを行うのに必要な薬液を、フィルタ２０が浸る程度に供給して溜める。目詰まり原因物質のエッチング処理に必要な時間、フィルタ２０をその状態で薬液に浸しておく。かかる処理により、目詰まり原因物質は、除去容易な化学種にされることとなる。
【００６３】
目詰まり原因物質のエッチングに必要な所要時間経過後、ドレイン１９を開放して反応室３２内のエッチング用の薬液を排出する。薬液とともに凝集砥粒などの目詰まり原因物質のエッチング処理物は、排出される。排出後は、反応室３２内に引き込まれている給水管３６から、反応室３２内に超純水を、図４に示すように、例えばシャワー状に供給して、フィルタ２０に付着しているエッチング反応残留物や薬液を洗い流して洗浄を行う。
【００６４】
例えば、ＳｉＯ２からなる酸化絶縁膜をＳｉＯ２を砥粒とするスラリーで、発泡体を研磨パッドに用いて研磨した場合の使用済みスラリーから、上記構成のフィルタユニット３０を使用して凝集砥粒などの不要物を除去した場合には、その後の目詰まり解消処理に際しては、例えば、フッ酸にフッ化アンモニウムを混合した薬液を使用すればよい。
【００６５】
上記条件のＣＭＰ工程の使用済みスラリーをフィルタ２０で濾過する場合には、フィルタ２０の目詰まり原因物質としては、ＳｉＯ２粒子の凝集砥粒、研磨パッドから発生した炭素系の屑、及び絶縁膜のＳｉＯ２系の屑などの加工屑が想定されるが、かかる凝集砥粒と、加工屑とは、上記薬液により速やかに分解処理されることとなる。
【００６６】
そのため、物理的作用によりフィルタ２０から、凝集砥粒などを引き離そうとする分離処理を主な処理方法とする場合に比べて、極めて簡単に目詰まりの解消が行える。さらに、凝集砥粒などは分解処理されるため、単に物理的にフィルタ２０から引き離す場合とは異なり、再付着による目詰まりの発生の心配がない。
【００６７】
上記説明は、酸化絶縁膜の研磨を想定した場合の薬液使用例であるが、研磨対象により目詰まり原因物質は異なるため、かかる目詰まり原因物質を分解できるエッチング処理用の薬液を適宜使用すればよい。
【００６８】
なお、本実施の形態で説明した化学的エッチング処理を行う場合には、プラズマ処理を行う前記実施の形態１の構成と比べて、付帯設備を少なくすることができ、装置構成の小型化が図り易い。
【００６９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、前記実施の形態１、２で説明した構成のフィルタユニットを使用して、スラリーのリサイクルシステムを構成する場合について説明する。
【００７０】
図５（ａ）は、フィルタユニットを複数設けて、スラリーのリサイクルシステムを構成した場合を示す説明図であり、（ｂ）はフィルタユニットを１個使用する場合の構成を示す説明図である。
【００７１】
図５（ａ）では、ＣＭＰ装置４０ａなどの研磨装置４０からの使用済みスラリーは、リサイクル装置５０内に送られ、凝集砥粒、加工屑などの不要物が除去されてリサイクルスラリーとして、ＣＭＰ装置４０ａにリサイクルされる。
【００７２】
ＣＭＰ装置４０ａ（４０）は、例えば、図６に示すように構成されている。すなわち、モータ４１により回転させられる定盤４２に研磨パッド４３が設けられている。研磨パッド４３表面に対して、モータ４４により回転するウエハキャリア４５に、キャリアパッド４６を介して設けられたウエハＷの研磨面が対面配置されている。
【００７３】
併せて、研磨パッド４３表面に向けて、図示しないスラリー供給装置に配管接続されたノズル４７が設けられ、ノズル４７から研磨剤としてのスラリーが供給されるようになっている。
【００７４】
このようにして研磨パッド４３表面に供給されたスラリーを用いて、研磨パッド４３の研磨面に対面配置されたウエハＷの研磨面を互いに回転させながら、ウエハＷを研磨して研磨面の平坦化を行う。
【００７５】
かかるＣＭＰ装置４０ａから使用済みスラリーが送られるリサイクル装置５０は、図５（ａ）に示すように、使用済みスラリーを受ける排スラリー受槽５１、濃度調整部５２、粒径調整部５３、ＰＨ調整部５４とを、順に配置した構成になっており、濃度調整部５２、粒径調整部５３の前に、フィルタユニットＦ１、Ｆ２が設けられている。
【００７６】
フィルタユニットＦ１、Ｆ２は、スラリーの濾過を行うため、短時間で目詰まりが発生し易く、前記実施の形態１、２で説明したように、目詰まり解消処理が速やかに、確実に行えて、濾過機能を長期間維持できる構成が採用されている。
【００７７】
排スラリー受槽５１は、ＣＭＰ装置４０ａからの使用済みスラリーを受け入れ、下流側の処理能力に合わせて流量調整を行った上で濃度調整部５２にスラリーを流すことができるようになっている。
【００７８】
濃度調整部５２では、図５（ａ）に示すように、濃度調整部５２の流入側に設けたフィルタＦ１により、送られてくるスラリー中の粒径の比較的大きな凝集砥粒を除き、凝集砥粒除去後の使用済みスラリーを濃縮するようになっている。
【００７９】
フィルタユニットＦ１の構成は、プラズマ処理、あるいは化学的エッチング処理で目詰まり解消処理が速やかに、確実に行うことができるように、前記実施の形態１、２で詳細に説明した構成のいずれかが採用されている。なお、かかる構成については、再度の説明を省略する。
【００８０】
このようにしてフィルタユニットＦ１で比較的粒径の大きな粗大不要物が除去され、さらに濃縮された使用済みスラリーは、粒径調整部５３に送られる。粒径調整部５３では、粒径調整部５３のスラリー流入側にフィルタユニットＦ２が設けられており、かかるフィルタユニットＦ２により加工屑などの微小粒径の異物が除去されて粒径調整が行われる。
【００８１】
フィルタユニットＦ２の構成は、プラズマ処理、あるいは化学的エッチング処理で目詰まり解消処理が速やかに、確実に行うことができるように、前記実施の形態１、２で詳細に説明した構成のいずれかが採用されている。なお、かかる構成については、再度の説明を省略する。
【００８２】
このようにして、粒径調整部５３でフィルタユニットＦ２により使用済みスラリーの粒径調整が十分に精緻に行われた使用済みスラリーは、ＰＨ調整部５４に送られる。
【００８３】
ＰＨ調整部５４では、図示しないが、ＰＨ調整槽が設けられ、かかるＰＨ調整槽内に向けて超純水を流入させる超純水添加部と、正常砥粒を高濃度に含むスラリーを添加する砥粒添加部と、液性調整用の薬液などを必要に応じて添加する薬液添加部とが設けられている。
【００８４】
ＰＨ調整槽内に流入した使用済みスラリーに対して、砥粒濃度および液性が所定のＰＨとなるように、超純水、スラリー、薬液などがそれぞれ必要量添加されて、リサイクル供給可能なスラリーが調製される。このようにして調整されたリサイクルスラリーは、図５（ａ）、（ｂ）示すように、ＰＨ調整部５４からＣＭＰ装置４０ａに送られ、再利用されることとなる。
【００８５】
上記説明のように、図５（ａ）に示す場合には、前記実施の形態で説明した本発明に係るフィルタユニットＦ１、Ｆ２を濃度調整部５２、粒径調整部５３のそれぞれのスラリー流入側に設けておくことにより、２段階で漸次濾過する不要物の粒径を小さくして、精緻な粒径調整を行うことができる。
【００８６】
スラリーの濾過に用いるフィルタは、短時間で目詰まりが発生するため、フィルタを多用することはフィルタメンテナンスに係るコストが増大するため基本的には避けたい構成である。しかし、フィルタユニットＦ１、Ｆ２はその目詰まり解消処理が極めて速やかに行えるので、頻繁な目詰まりの発生に対しても目詰まり解消処理に係るコストを低減して、フィルタ機能を長時間維持することができ、図５（ａ）に示すようにフィルタの多用構成を安心して採用できる。
【００８７】
図５（ｂ）には、ＣＭＰ装置４０ａからの使用済みスラリーを受ける排スラリー受槽５１、濃度調整部５２、ＰＨ調整部５４とを順に配置したリサイクル装置５０において、本発明に係るフィルタユニットＦ３を濃度調整部５２のスラリー流入側に設けた構成である。
【００８８】
フィルタユニットＦ３の構成は、プラズマ処理、あるいは化学的エッチング処理で目詰まり解消処理が速やかに、確実に行うことができるように、前記実施の形態１、２で詳細に説明した構成のいずれかが採用されている。なお、かかる構成については、再度の説明を省略する。
【００８９】
かかる構成では、使用済みスラリー中の凝集砥粒、微細な研磨屑などの異物を、予めフィルタユニットＦ３で除去することができるため、フィルタユニットＦ３で粒径調整した状態で後工程に使用済みスラリーをまわすことができる。
【００９０】
図７は、図５（ａ）で示したフィルタユニットＦ１、Ｆ２を排スラリー受槽５１と、濃度調整部５２との間に順に設けた構成である。２段階で漸次濾過して不要物の粒径を小さくして、精緻な異物除去を行うことができる。フィルタユニットＦ１、Ｆ２で十分に粒径調整が行える場合にはその後の工程では粒径調整部５３は不要であるが、図示するように、濃度調整部５２の後に念のため粒径調整部５３を設けるようにすることもできる。かかる点を示すため、粒径調整部５３は、図中では括弧に入れて示した。
【００９１】
図８（ａ）に示す構成では、本発明に係るフィルタユニットＦ４を、スラリー供給ユニット５６と、ＣＭＰ装置４０ａとの間に設けた場合を示す。供給スラリーは、原則として凝集砥粒を含まないものとして取り扱われるが、しかし、砥粒の分散性は極めて微妙な条件で壊れ、多少の凝集砥粒が発生する危険がない訳ではない。
【００９２】
そこで、現実的には、図８（ａ）に示すように、新規のスラリーをＣＭＰ装置４０ａに供給する経路途中で、凝集砥粒の補足を行えるようにしておく構成が望まれる。フィルタユニットＦ４の構成としては、前記実施の形態１で説明したプラズマ処理により目詰まり解消を行う構成を採用する。これは、プラズマ処理の場合には、ドライエッチングであるため、目詰まり解消処理後に新規スラリーを通しても、新規スラリーの液性に影響を及ぼさないからである。
【００９３】
このように、ＣＭＰ装置４０ａへの供給スラリーの凝集砥粒の補足構成については、例えば、図８（ｂ）に示すように、図５（ａ）に示す構成のＰＨ調整後のリサイクルスラリーのＣＭＰ装置４０ａへの供給経路にフィルタユニットＦ４を設ける構成とすることもできる。
【００９４】
半導体装置の製造方法という観点からは、以上に説明のスラリーのリサイクルシステムは、ＣＭＰ装置などのスラリーを使用する研磨工程において適用すればよい。例えば、半導体装置の一連の製造工程における層間絶縁膜平坦化工程、トレンチ分離形成工程、埋め込み金属配線工程などのＣＭＰ研磨による平坦化工程で使用することができる。
【００９５】
例えば、ロジックＵＬＳＩの層間絶縁膜の平坦化に適用する場合を説明する。ウエハ基板上に下地トランジスタを形成し、その上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）でＳｉＯ２を堆積させて層間絶縁膜を形成する。層間絶縁膜の凹凸を、ＳｉＯ２を砥粒とするスラリーを用いてＣＭＰ研磨により平坦化する。平坦化に際して使用されたスラリーは、使用済みスラリーとして、例えば、図５、あるいは図７、あるいは図８に示すスラリー再利用システムに送られる。
【００９６】
スラリー再利用システムでは、濃度調整部５２、粒径調整部５３、ＰＨ調整部５４を経て、リサイクルスラリーとして再生されて、ＣＭＰ装置に供給され再利用される。なお、濃度調整部５２、粒径調整部５３、ＰＨ調整部５４での処理内容は、前記説明のように行えばよく、再度の説明を省略する。
【００９７】
上記要領で、リサイクルシステムを利用してスラリーの再利用を行うＣＭＰ研磨工程で平坦化された層間絶縁膜上に、Ａｌ膜をスパッタ法などで堆積する。さらに、フォトリソグラフィーによるパターニング、反応性イオンエッチングによるパターンニングを行う。このようにして形成された配線上に、ＣＶＤ法でＳｉＯ２を堆積させて再度、層間絶縁膜を形成する。かかる層間絶縁膜を、上記説明と同様のＣＭＰ工程で、スラリーのリサイクルを図りながら平坦化を行う。
【００９８】
かかる工程を必要回数繰り返すことにより、スラリーのリサイクル工程を有するＣＭＰ研磨による平坦化が行われた層間絶縁膜を有するロジックＵＬＳＩ構造の半導体装置の製造を行うことができる。
【００９９】
また、本発明に係る前記説明の構成は、かかる平坦化工程に限定することなく、例えば、ウエハのシリコン結晶などの結晶研磨用スラリーのリサイクルに適用することもできる。さらには、液体中に分散させた固体と、その凝集固体との分離技術にも、有効に適用することができる。
【０１００】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１０１】
例えば、前記実施の形態では、フィルタを柱状体に形成した場合を例に挙げて説明したが、フィルタの形状は薄膜状などその形状はどのようなものであっても構わない。プラズマ処理、あるいは薬液処理に十分に耐える材質のものであればよい。
【０１０２】
また、前記実施の形態の説明におけるフィルタは、プラズマがフィルタに平均的に作用することができるように、フィルタを回転させる構成にしても構わない。例えば、フィルタを、濾過方向を軸方向として回転させるようにしても構わない。
【０１０３】
プラズマ発生用の電極は、板状以外にも、コイル状に構成しても構わない。
【０１０４】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【０１０５】
すなわち、目詰まりを起こしたフィルタの目詰まり原因物質を分解させて目詰まり解消が速やかに行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１で示すプラズマ処理により目詰まり解消を行うフィルタユニットの構成の一例を示す説明図である。
【図２】（ａ）は図１に示すフィルタユニットの断面方向から見た様子を示す説明図であり、（ｂ）、（ｃ）はフィルタ形状の変形例をそれぞれ示す断面図である。
【図３】フィルタユニットの変形例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２で示す薬液エッチング処理により目詰まり解消を行うフィルタユニットの構成の一例を示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、フィルタユニットをスラリーのリサイクルシステムに組み込んだ構成を模式的に示す説明図である。
【図６】ＣＭＰ装置の構成を示す説明図である。
【図７】フィルタユニットをスラリーのリサイクルシステムに組み込んだ構成を模式的に示す説明図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、フィルタユニットをスラリーのリサイクルシステムに組み込んだ構成を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０　　フィルタユニット
１１　　ユニットケース
１２　　反応室
１３　　高周波電源
１４　　電極
１５　　ガス配管
１６　　流量制御装置
１７　　真空引き用配管
１８　　真空ポンプ
１９　　ドレイン
２０　　フィルタ
２１　　流入配管
２２　　流量調整弁
２３　　流量調整弁
２４　　加圧ユニット
２５　　排出配管
２６　　流量調整弁
２７　　流量計
３０　　フィルタユニット
３１　　ユニットケース
３２　　反応室
３３　　供給管
３４　　流量調整バルブ
３５　　ドレイン
３６　　給水管
４０　　研磨装置
４０ａ　ＣＭＰ装置
４１　　モータ
４２　　定盤
４３　　研磨パッド
４４　　モータ
４５　　ウエハキャリア
４６　　キャリアパッド
４７　　ノズル
５０　　リサイクル装置
５１　　排スラリー受槽
５２　　濃度調整部
５３　　粒径調整部
５４　　ＰＨ調整部
５５　　スラリー供給ユニット
Ｆ１　　フィルタユニット
Ｆ２　　フィルタユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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