(57)【要約】【課題】ＣＭＰ時において、ウェハ上に塗布するスラリ中に含有されるスラリ凝集物を低減させることが可能なスラリ貯溜装置を提供する。【解決手段】槽２０ａと、この槽の実質的に頂部に設けられ槽の水平断面積よりも小さな水平断面積を有するチューブ２０ｂとを具え、スラリを貯留可能な容器２０と、容器内のスラリの液面の位置に関する情報を検知する光センサ２２と、容器にスラリを導入する導入ラインＬ２と、容器からスラリを排出させる排出ラインＬ３ａと、センサからの情報に基づいて、スラリの液面がチューブに形成されるように導入ラインから導入されるスラリの量を制御するコントローラ２６とを具える構成とする。【選択図】　図２
2004090139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部と、該胴部の実質的に頂部に設けられ前記胴部の水平断面積よりも小さな水平断面積を有する管部とを具え、スラリを貯留可能な容器と、
前記容器内の前記スラリの液面の位置に関する情報を検知する検知手段と、
前記容器に前記スラリを導入する導入手段と、
前記容器から前記スラリを排出させる排出手段と、
前記検知手段からの前記情報に基づいて、前記液面が前記管部に形成されるように前記導入手段から導入される前記スラリの量を制御する制御手段と
を具えていることを特徴とするスラリ貯溜装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスラリ貯溜装置において、前記排出手段は前記容器に接続された管状部材であると共に、該管状部材のうち前記容器と接続される側が有する開口部は前記容器の底面より所定高さに設けられていることを特徴とするスラリ貯溜装置。
【請求項３】
スラリを貯留可能とする容器と、
前記容器から前記スラリを排出させる排出手段とを具え、
前記排出手段は前記容器に接続された管状部材であると共に、該管状部材のうち前記容器と接続される側の開口部は前記容器の底面より所定高さに設けられていることを特徴とするスラリ貯溜装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスラリ貯溜装置において、前記排出手段は、前記容器内の前記スラリをＣＭＰ装置に供給することを特徴とするスラリ貯溜装置。
【請求項５】
胴部と、該胴部の頂部に設けられ前記胴部の水平断面積よりも小さな水平断面積を有する管部とを具え、スラリを貯留可能な容器を具えるスラリ貯溜装置のスラリ貯溜方法であって、
前記容器に前記スラリを導入する導入工程と、
前記容器から前記スラリを排出させる排出工程と、
前記容器内の前記スラリの液面の位置を前記検知手段によって検知する検知工程と、
前記検知手段からの情報に基づいて、前記液面が前記管部に形成されるように前記導入手段から導入される前記スラリの量を制御する制御工程と
を具えていることを特徴とするスラリ貯溜方法。
【請求項６】
請求項５に記載のスラリ貯溜方法において、前記排出工程では、前記容器内の前記スラリをＣＭＰ装置に供給することを特徴とするスラリ貯溜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スラリを貯溜するためのスラリ貯溜方法及びスラリ貯溜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、層間絶縁膜や配線等を平坦化させるためにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置が広く使用されている。
【０００３】
一般的なＣＭＰ装置には、当該ＣＭＰ装置にスラリを供給するスラリ供給システムが接続されている。このスラリ供給システムは、スラリを貯蔵しておくスラリドラムと、当該スラリドラムから導入されるスラリを循環させながら貯溜し、必要に応じてＣＭＰ装置にスラリを供給するスラリ貯溜装置とを具えている。
【０００４】
従来のスラリ貯溜装置におけるスラリ貯溜方法は次のように行われていた。
【０００５】
先ず、ＣＭＰ装置でＣＭＰを行うに当たり、スラリドラムからスラリ貯溜装置内の容器にスラリを導入する。このときのスラリ導入は、容器上部に設けられた光センサ（Ｈｉｇｈセンサ）によって、スラリの液面の位置が容器の所定の液面位置に達したことが感知されるまで行われる。
【０００６】
その後ＣＭＰ処理を行うが、このとき必要量のスラリが、スラリ貯溜装置の容器底部に接続された排出ラインを介してＣＭＰ装置に供給される。その結果、容器内のスラリの液面位置が序々に低下していく。
【０００７】
そして、容器下部に設けられた光センサ（Ｌｏｗセンサ）によって、スラリの液面の位置が所定の液面位置にまで下降したことが感知されると、再び、スラリドラムから容器内のＨｉｇｈセンサが感知する液面位置になるまでスラリが導入される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したスラリ貯溜装置からＣＭＰ装置に設置されたウェハにスラリを供給してＣＭＰを行うに当たり、当該スラリ中にスラリ凝集物が含有されている場合がある。
【０００９】
そのため、こうしたスラリ凝集物含有スラリを用いてＣＭＰが施されたウェハ表面にはスクラッチ（キズ、欠陥）が発生するため、製造歩留まりや製品の信頼性の低下が引き起こされる。
【００１０】
また、スラリ凝集物の発生に伴い容器内のスラリ濃度が変動するため、所望のスラリ濃度条件下でＣＭＰを行うことが困難となる。
【００１１】
また、スラリ凝集物含有スラリがスラリ貯溜装置内の循環経路を循環することにより、循環経路が閉塞され装置が運転不能となる懸念もある。
【００１２】
そこで、この発明に係る発明者は鋭意研究を行った結果、スラリ凝集物の発生は、液貯溜装置であるスラリ貯溜装置における、スラリと空気との不所望な接触に起因することを発見した。すなわち、スラリが空気と接触することによりスラリが乾燥し、その結果、スラリ凝集物が生成することを見出すに至った。
【００１３】
しかしながら、従来のスラリ貯溜装置は、容器の水平断面積、すなわち、水平面に平行な面内での断面積は実質的に均一であるうえに容器内を完全にスラリで充填させないことから、常に、容器内でスラリが空気と接触していた状況であった。
【００１４】
この発明は、上述した問題の解決を図るためになされたものであり、この発明の目的は、ＣＭＰを行う際に、スラリ凝集物がウェハ上に塗布されるのを低減可能とするスラリ貯溜装置及びスラリ貯溜方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明のスラリ貯溜装置は、下記のような構成上の特徴を有する。
【００１６】
すなわち、胴部と胴部の実質的に頂部に設けられ胴部の水平断面積よりも小さな水平断面積を有する管部とを具えるスラリを貯留可能な容器と、容器内のスラリの液面の位置に関する情報を検知する検知手段と、容器にスラリを導入する導入手段と、容器からスラリを排出させる排出手段と、検知手段からの情報に基づいて、液面が管部に形成されるように導入手段から導入されるスラリ量を制御する制御手段とを具えている。
【００１７】
この発明のスラリ貯溜装置によれば、スラリの液面の位置が、スラリと空気との接触面積を従来よりも低減させた構成にでき、スラリ凝集物の発生を抑制することができる。
【００１８】
その結果、ＣＭＰ時にウェハ上に塗布されるスラリ中に含有されるスラリ凝集物量を、従来よりも低減させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図６を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。
尚、各図は、この発明に係る液貯溜装置の一構成例を概略的に示してある。また、各図は、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示してあるに過ぎず、この発明をこれら図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の材料及び条件等を用いることがあるが、これら材料及び条件は好適例の一つに過ぎず、従って、何らこれらに限定されない。また、各図において同様の構成成分については同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
図１及び図２を参照して、この発明の第１の実施の形態に係るスラリ貯溜装置につき説明する。図１は、この実施の形態のスラリ貯溜装置を備える半導体素子製造システムを概略的に示す模式図である。また、図２は、スラリ貯溜装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、半導体素子製造システム１１はスラリ供給システム１３とＣＭＰ装置１４とを具えており、スラリ供給システム１３はスラリ貯溜装置１０とスラリドラム１２とを具えている。
【００２２】
スラリドラム１２は、ＣＭＰ装置１４に供給するスラリを貯蔵するドラム（タンク）であり、スラリを外部から受入れるラインＬ１と、スラリをスラリ貯溜装置１０に導入する導入ラインＬ２（導入手段）とが接続されている。
【００２３】
スラリ貯蔵装置１０は、スラリドラム１２から導入ラインＬ２により導入されたスラリをＣＭＰ装置１４に排出するために一時貯溜させておく装置であり、循環ラインＬ３（排出手段）が接続されている。循環ラインＬ３からは、ＣＭＰ装置１４に向かうラインＬ４が分岐されており、このラインＬ４を介してＣＭＰ時に必要量のスラリをＣＭＰ装置１４に適宜供給させることができる。また、循環ラインＬ３の経路中には循環ポンプ１６が設置されており、スラリが循環移送されるようになっている。
【００２４】
ＣＭＰ装置１４は、スラリ貯溜装置１０からラインＬ４を介して供給されたスラリをウェハ上に塗布してＣＭＰを行う装置である。
【００２５】
続いて、図２を参照して、この発明に係るスラリ貯溜装置１０につきより詳細に説明する。
【００２６】
図２に示すように、この実施の形態におけるスラリ貯溜装置１０は、胴部としての槽２０ａ及び管部としてのチューブ２０ｂを具えるスラリの貯溜が可能な容器２０と、検知手段としての光センサ２２と、スラリドラム１２からの導入手段として槽２０ａの天井部に接続された導入ラインＬ２と、ＣＭＰ装置１４への排出手段としての循環ラインＬ３の一端側である排出ラインＬ３ａと、スラリを容器２０に還送する還送手段としての循環ラインＬ３の他端側である還送ラインＬ３ｂと、導入ラインＬ２に設置されたバルブ２４と、バルブ２４の開度を制御する制御手段としてのコントローラ２６とを具えている。
【００２７】
容器２０は、断面積０．２５ｍ２程度の所定容量を有するポリエチレン製の槽２０ａの頂上部である天井部に、チューブ径６．３５ｍｍ程度のポリフッ化ホウ素酸（ＰＦＡ）製の透明チューブ（或いは、透明なテフロン（登録商標）チューブ）２０ｂの両端が逆Ｕ字状に接続された容器である。そのため、ＰＦＡ製のラインＬ２を介して容器２０に導入されるスラリの液面は、槽２０ａよりも高くなるとチューブ２０ｂ内に形成されることになる。
【００２８】
光センサ２２は、容器内に形成されるスラリの液面の位置に関する情報を検知するセンサであり、この構成例ではチューブ２０ｂに固定されていて、チューブ２０ｂ内のスラリの液面の位置を検知しデータを出力する。詳しくは、スラリの液面が所定位置（図中ａで示される液面位置）よりも高いか或いは低いかを検知する。また、この光センサ２２は、スラリの液面が所定位置ａに到達したことが検知されるとＯＮ状態となり、また、スラリの液面が所定位置ａに到達していないと検知されるとＯＦＦ状態となるセンサである。この光センサとしては、いわゆる透過光検出型又は反射光検出型のいずれのタイプのものであっても良く、どちらを使用するかは、単なる構成上の問題である。
【００２９】
コントローラ２６は、光センサ２２から出力された、スラリの液面に関する情報に基づいて、導入ラインＬ２から導入されるスラリの液面が所定位置ａよりも低下しないようにバルブ２４の開度を制御する。すなわち、コントローラ２６は、光センサ２２がＯＮ状態であるときはバルブ２４を閉状態に制御し、光センサ２２がＯＦＦ状態であるときはバルブ２４を開状態に制御する。
【００３０】
循環ラインＬ３は、当該循環ラインＬ３の一端側である排出ラインＬ３ａが槽２０ａの底部に接続されており、又、循環ラインＬ３の他端側である還送ラインＬ３ｂが槽２０ａの天井部に接続されたＰＦＡ製の循環ラインである。
【００３１】
次に、このようなスラリ貯溜装置のスラリ貯溜方法について説明する。
【００３２】
先ず、ＣＭＰ装置１４でＣＭＰを行う前に、スラリをスラリドラム１２から容器２０に、導入ラインＬ２を介して導入する。スラリ導入は、光センサ２２によって、スラリの液面がチューブ２０ｂの所定位置ａに達したことが検知されるまで行われる。こうして、スラリがチューブ２０ｂ内の所定位置ａに到達するまで導入されると、コントローラ２６によってバルブ２４が閉となりスラリ導入が停止となる。
【００３３】
そして、容器２０に導入されたスラリを、循環ラインＬ３に設けた循環用ポンプ１６によって循環ラインＬ３中を循環移送させる。そして、循環ラインＬ３を循環移送するスラリは、循環ラインＬ３から分岐されたラインＬ４を介してＣＭＰ時に必要量だけＣＭＰ装置１４に適宜供給される。尚、ラインＬ４にはバルブ２５が設置されており、循環ラインＬ３からのスラリの供給を制御している。
【００３４】
これにより、スラリ貯溜装置１０からスラリがＣＭＰ装置に供給され容器２０内のスラリの液面位置が低下する。そして、光センサ２２は、スラリの液面が所定位置ａより低下するのを検知すると、コントローラ２６によってバルブ２４が閉から開となる。これにより、スラリドラム１２から容器２０にスラリが導入ラインＬ２を介して導入される。そして、スラリの液面が所定位置ａに到達すると、コントローラ２６によってバルブ２４が閉となり、その結果、スラリ導入が停止する。
【００３５】
このように、コントローラ２６は、光センサ２２が出力するスラリの液面の位置に関する情報に基づいて、導入ラインＬ２から導入されるスラリの液面がチューブ２０ｂ内に維持されるようにバルブ２４の開閉を制御している。
【００３６】
よって、従来は槽２０ａ内でスラリと空気とが広い接触面積で接触していたが、この構成例では、常に、槽２０ａがスラリで実質的に充填されているためスラリ液面が接触面積の小さいチューブ２０ｂ内に維持される。すなわち、この実施の形態例のスラリ貯溜装置は、槽２０ａ内ではスラリと空気とを実質接触しにくくした構成となっている。
【００３７】
上述した説明から明らかなように、この実施の形態では、スラリと空気との接触面積を従来よりも低減することができ、スラリ凝集物の発生を抑制することができる。
【００３８】
従って、ウェハ上に塗布するスラリ中に含有されるスラリ凝集物量を従来よりも低減でき、ＣＭＰ時にウェハ表面に発生するスクラッチを抑制することがきる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
図３を参照して、この発明の第２の実施の形態に係るスラリ貯溜装置につき説明する。
【００４０】
この実施の形態では、排出ラインＬ３ａが容器２０と接続される側に有している開口部１５が、容器２０の底面より所定の高さの位置に設けられている点が第１の実施の形態との主な相違点である。また、第１の実施の形態で既に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付して示し、その具体的な説明は省略する（以下の各実施の形態についても同様）。
【００４１】
この実施の形態のスラリ貯溜装置１０は、図３に示すように、排出ラインＬ３ａが槽２０ａの天井部に接続されており、かつ、当該排出ラインＬ３ａの開口部１５が槽２０ａの天井部近傍に設けられた構成を有している。
【００４２】
このような構成により、ＣＭＰ装置１４に供給するスラリを槽２０ａの上部から汲み出すことができ、よって、槽２０ａの底部に沈降しているスラリ凝集物が排出ラインＬ３ａを介してＣＭＰ装置側に排出されるのを抑制することができる。
【００４３】
更に、この構成例では、導入ラインＬ２の開口部１７が、排出ラインＬ３ａの開口部１５と同様に槽２０ａの天井部付近に設けられている。これにより、スラリドラム１２から槽２０ａに導入されたばかりの新鮮なスラリを、比較的高い確率で排出ラインＬ３ａに流入させることができる。
【００４４】
上述した説明から明らかように、この実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
更に、この実施の形態では、排出ラインＬ３ａを槽２０ａの上部に接続させたことにより、スラリ中に含有されるスラリ凝集物量を第１の実施の形態よりも効率的に低減させることができる。
【００４６】
＜第３の実施の形態＞
図４を参照して、この発明の第３の実施の形態に係るスラリ貯溜装置につき説明する。
【００４７】
この実施の形態では、導入ラインＬ２、循環ラインＬ３及びチューブ２０ｂが槽２０ａの側部の所定高さの位置で接続されている点が第１の実施の形態との主な相違点である。また、この構成例では、槽２０ａ内に撹拌用の撹拌バネ２８が設けてあるが、必ずしも設けてなくとも良い。
【００４８】
この実施の形態のスラリ貯溜装置１０は、図４に示すように、導入ラインＬ２及びチューブ２０ｂが、槽２０ａの側部の最上部に接続されている。尚、逆Ｕ字状に接続されたチューブ２０ｂの頂部は槽２０ａの天井部よりも上方に位置しており、第１の実施の形態と同様、ＰＦＡ製のラインＬ２を介して容器２０に導入されるスラリの液面は、槽２０ａよりも高くなるとチューブ２０ｂ内に形成されることになる。
【００４９】
また、この構成例では、循環ラインＬ３は、導入ラインＬ２及びチューブ２０ｂが接続された側部と対向する側部に接続されている。より詳細には、循環ラインＬ３の一端側である排出ラインＬ３ａが当該側部の上部に接続されており、又、循環ラインＬ３の他端側である還送ラインＬ３ｂが当該側部の下部に接続された構成である。
【００５０】
これにより、スラリ貯溜装置１０が鉛直方向に占める大きさを、第１の実施の形態よりも低減することができる。
【００５１】
また、撹拌バネ２８のような撹拌翼を駆動するため駆動部を必須の構成要素とする場合には、撹拌バネ２８を設置可能なスペースが槽２０ａの天井部に予め確保されているので、更に、装置容積を増大させる必要がない。
【００５２】
上述した説明から明らかように、この実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
更に、この実施の形態では、スラリ貯溜装置の鉛直方向の省スペース化を図ることができる上に、撹拌バネを具えた装置構成にも適用させることができる。
【００５４】
また、排出ラインＬ３ａを側部の上部に接続させたことにより、槽２０ａの底部に沈降しているスラリ凝集物が排出ラインＬ３ａを介してＣＭＰ装置側に排出されるのを抑制できる。よって、スラリ中に含有されるスラリ凝集物量を第１の実施の形態よりも効率的に低減させることができる。
【００５５】
＜第４の実施の形態＞
図５を参照して、この発明の第４の実施の形態に係るスラリ貯溜装置につき説明する。
【００５６】
この実施の形態では、スラリ貯溜装置１０に替わり、スラリ貯溜装置３０を具えている点が第１の実施の形態との主な相違点である。より詳細には、この実施の形態のスラリ貯溜装置３０は、排出ラインＬ３ａのうち容器と接続される側の開口部１５が、容器の底面より所定高さの側部に設けられている点以外は、従来のスラリ貯溜装置の構成と同様である。尚、スラリ貯溜装置３０のスラリ貯溜方法については既に説明した従来のスラリ貯溜方法と同様のため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００５７】
図５に示すように、この実施の形態のスラリ貯溜装置３０は、容器である槽２０ａと、槽２０ａの上部に設けられた光センサ（Ｈｉｇｈセンサ）２３ａと、槽２０ａの下部に設けられた光センサ（Ｌｏｗセンサ）２３ｂと、スラリドラム１２からの導入手段としての導入ラインＬ２と、ＣＭＰ装置１４への排出手段としての循環ラインＬ３の一端側である排出ラインＬ３ａと、スラリを容器２０に還送する還送手段としての循環ラインＬ３の他端側である還送ラインＬ３ｂと、導入ラインＬ２に設置されたバルブ２４と、バルブ２４の開度を制御する制御手段としてのコントローラ２７とを具えている。また、この構成例では、槽２０ａ内に撹拌用の撹拌バネ２８を設けてあるが、必ずしも設けてなくとも良い。
【００５８】
そして、この実施の形態では、従来は槽２０ａの底面に接続されていた排出ラインＬ３ａが、槽２０ａの底面より所定高さであって且つ当該槽２０ａの側部に，例えば、３つ設けられている。
【００５９】
そのため、槽２０ａの底部に沈降しているスラリ凝集物が、排出ラインＬ３ａを介してＣＭＰ装置側に排出されるのを抑制することができる。
【００６０】
上述した説明から明らかように、この実施の形態では、排出ラインＬ３ａを槽２０ａの側部の所定高さの位置で接続されることにより、スラリ中に含有されるスラリ凝集物量を低減させることができる。
【００６１】
更に、既存のスラリ貯溜装置を改良して適用させることができ、スラリ貯溜装置の製作コストの低減を図ることができる。
【００６２】
＜第５の実施の形態＞
図６を参照して、この発明の第５の実施の形態に係るスラリ貯溜装置につき説明する。
【００６３】
この実施の形態では、スラリ貯溜装置３０の排出ラインＬ３ａの槽２０ａと接続される側の開口部１５が、槽２０ａの底面より所定高さであって且つ槽２０ａに内挿させて、例えば、３つ設けられている点以外は、従来のスラリ貯溜装置の構成と同様である。尚、図中排出ラインＬ３ａの先端は封止されている。
【００６４】
上述した説明から明らかように、この実施の形態では、第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
以上、この発明は、上述した実施の形態の組合せのみに限定されない。よって、任意好適な段階において好適な条件を組み合わせ、この発明を適用することができる。
【００６６】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように、この発明のスラリ貯溜装置によれば、スラリと空気との接触面積を従来よりも低減させた構成にでき、スラリ凝集物の発生を抑制することができる。
【００６７】
その結果、ウェハ上に塗布するスラリ中に含有されるスラリ凝集物量を従来よりも低減でき、ＣＭＰ時にウェハ表面に発生するスクラッチを抑制することがきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のスラリ貯溜装置の説明に供する図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態のスラリ貯溜装置の概略斜視図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態のスラリ貯溜装置の概略斜視図である。
【図４】この発明の第３の実施の形態のスラリ貯溜装置の概略斜視図である。
【図５】この発明の第４の実施の形態のスラリ貯溜装置の概略斜視図である。
【図６】この発明の第５の実施の形態のスラリ貯溜装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
１０，３０：スラリ貯溜装置
１１：半導体素子製造システム
１２：スラリドラム
１４：ＣＭＰ装置
１５，１７：開口部
１６：循環ポンプ
２０：容器
２０ａ：槽
２０ｂ：チューブ
２２，２３ａ，２３ｂ：光センサ
２４，２５：バルブ
２６，２７：コントローラ
２８：撹拌バネ
【図１】
2004090139.tif 000003
【図２】
2004090139.tif 000004
【図３】
2004090139.tif 000005
【図４】
2004090139.tif 000006
【図５】
2004090139.tif 000007
【図６】
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