(57)【要約】【課題】スラリーの液面が下降した際に乾燥したタンク外気をタンク内へ取り込んでおり、化学機械的研磨装置への供給を一定時間以上停止した時、スラリー補充停止の液面位置から、現停止液面位置との間のタンク内壁でスラリーの乾燥、凝集が発生する。【解決手段】スラリー供給装置は、スラリータンク１内のスラリー残量を管理するために液面センサー２もしくはロードセル４を備え、自動的にスラリーの補充、補充停止をする。このスラリーの自動補充シーケンスに併せて、タイマーによりタンク内壁のスラリーが乾燥する前にスラリーを補充する。また、タンク内を湿潤させるために任意で設定した期間にスプレーノズル３で霧を噴射するか、加湿器によりタンク内を加湿する。【選択図】図１
2005052952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械的研磨に対して研磨剤であるスラリーを供給するためのスラリー供給装置であって、前記スラリーを貯溜するための密閉式のタンクと、前記タンク内の前記スラリーの残量を管理するためのスラリー補充開始用液面センサーと補充停止液面センサーとを備えていることを特徴としたスラリー供給装置。
【請求項２】
化学機械的研磨に対して研磨剤であるスラリーを供給するためのスラリー供給装置であって、前記スラリーを貯溜するための密閉式のタンクと、前記タンクを支え、前記タンク内の前記スラリーの残量を管理するためのロードセルを備えていることを特徴としたスラリー供給装置。
【請求項３】
タンク内に霧状の液体を噴射させるスプレーノズルを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のスラリー供給装置。
【請求項４】
タンク内を湿潤させるための加湿器を前記タンクと接続したことを特徴とする請求項１または２記載のスラリー供給装置。
【請求項５】
タンク内のスラリーの液面の下降に伴い導入される乾燥した雰囲気と、湿潤した雰囲気の入れ替わりを防止し、前記タンク内の湿潤を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のスラリー供給装置。
【請求項６】
スラリー補充開始用液面センサーと補充停止液面センサーの管理により、スラリーの補充または補充停止を自動的に行うスラリー補充自動制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のスラリー供給装置。
【請求項７】
ロードセルの計量によるタンク内スラリー残量の管理により、スラリーの補充または補充停止を自動的に行うスラリー補充自動制御手段を備えたことを特徴とする請求項２記載のスラリー供給装置。
【請求項８】
スラリー補充自動制御手段による補充停止液面センサーによりスラリーの補充停止後、液面が下降して一定時間が経過すると前記スラリーを補充し、タンク内壁の乾燥を防止する時限装置を備えたことを特徴とする請求項６または７記載のスラリー供給装置。
【請求項９】
化学機械的研磨に対して研磨剤であるスラリーを供給するためのスラリー供給装置のスラリーを貯溜するための密閉式のタンク内に備えたスラリー補充開始用液面センサーが前記タンク内の前記スラリーが前記スラリー補充開始用液面センサーの位置を下回ると前記タンク内に前記スラリーを補充する工程と、補充された前記スラリーが補充停止液面センサーの位置に達すると前記スラリーの補充を停止する工程とを備えていることを特徴とするスラリー供給方法。
【請求項１０】
化学機械的研磨に対して研磨剤であるスラリーを供給するためのスラリー供給装置のスラリーを貯溜するための密閉式のタンクを支え、前記タンク内の前記スラリーの残量を管理するためのロードセルにより、前記スラリーを含む前記タンクの重量を管理し、前記ロードセルがスラリー補充開始の重量を認識すると前記タンク内に前記スラリーを補充する工程と、スラリー補充停止の重量を認識すると前記スラリーの補充を停止する工程とを備えていることを特徴とするスラリー供給方法。
【請求項１１】
スプレーノズルからタンク内に霧状の液体を噴射して前記タンク内の湿度を上昇させ、前記タンクの内壁でのスラリーの乾燥を防止する工程とを備えていることを特徴とする請求項９または１０記載のスラリー供給方法。
【請求項１２】
スプレーノズルからの霧の噴射は任意に設定された期間毎に行い、タンク内スラリーを廃液した後に噴射、その後タンク内へスラリーを補充、再補充することでスラリーへの霧の混入を防止することを特徴とする請求項１１記載のスラリー供給方法。
【請求項１３】
タンクと接続した加湿器を用いて、前記タンク内の湿度を上昇させ、前記タンクの内壁でのスラリーの乾燥を防止する工程とを備えていることを特徴とする請求項９または１０記載のスラリー供給方法。
【請求項１４】
スラリーの補充停止後、前記スラリーが減少し、前記スラリーを補充する工程に至らなくても、一定時間後に前記スラリーを途中補充する工程を備えていることを特徴とする請求項９または１０記載のスラリー供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体基板を研磨するためのスラリーを供給するスラリー供給装置およびスラリー供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスラリー供給装置では、スラリー供給装置におけるスラリーのタンク内残量を液面センサーの液面検出により管理し、その検出結果を基にスラリーの補充、補充停止を行っていた（例えば、特許文献１）。液面センサーによる液面検出結果に基づくスラリー補充シーケンスの場合、スラリー補充用の液面センサーまで液面が到達する前に、化学機械的研磨装置への供給を一定時間以上（例えば１５分）停止した時、スラリー補充する場合の液面停止位置から、現液面停止位置との間のタンク内壁でスラリーの乾燥、凝集が発生する。
【特許文献１】特開２０００−６１８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のスラリー供給装置では、スラリーの雰囲気がクリーンルーム内に拡散することを防止するため、スラリー供給装置の筐体排気を行っている。排気された空気の体積分はクリーンルーム内の乾燥（約４０％）した空気を取り込むため、スラリー供給装置の筐体内の雰囲気は常に乾燥している。
【０００４】
スラリーの液面が下降した際に乾燥したタンク外気（スラリー供給装置の筐体内雰囲気）をタンク内へ取り込んでおり、液面センサーによるスラリー補充シーケンスの場合、スラリー補充用の液面センサーまで液面が到達する前に、化学機械的研磨装置への供給を一定時間以上（例えば１５分）停止した時、スラリー補充停止の液面位置から、現停止液面位置との間のタンク内壁でスラリーの乾燥、凝集が発生することが判明した。
【０００５】
一定時間以上停止した後、スラリーが補充されるとタンク内壁で乾燥、凝集したスラリーが補充したスラリーに混入するため、化学機械的研磨において研磨されたウエハの表面にスクラッチを発生させる。
【０００６】
そこで本発明では、タンク内においてスラリーが乾燥、凝集、沈殿、固形分濃度変化を起こさない供給装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明のスラリー供給装置は、スラリーを貯溜するための密閉式のタンクと、前記タンク内の前記スラリーの残量を管理するためのスラリー補充開始用液面センサーと補充停止液面センサーとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のスラリー供給装置は、スラリーを貯溜するための密閉式のタンクと、前記タンクを支え、前記タンク内の前記スラリーの残量を管理するためのロードセルを備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のスラリー供給装置は、さらにタンク内に霧状の液体を噴射させるスプレーノズルを備えるか、またはタンク内を湿潤させるための加湿器を前記タンクと接続したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のスラリー供給方法は、スラリーを貯溜するための密閉式のタンク内に備えたスラリー補充開始用液面センサーが前記タンク内の前記スラリーが前記スラリー補充開始用液面センサーの位置を下回ると前記タンク内に前記スラリーを補充する工程と、補充された前記スラリーが補充停止液面センサーの位置に達すると前記スラリーの補充を停止する工程とを備えている。
【００１１】
また、本発明のスラリー供給方法は、スラリーを貯溜するための密閉式のタンクを支え、前記タンク内の前記スラリーの残量を管理するためのロードセルにより、前記スラリーを含む前記タンクの重量を管理し、前記ロードセルがスラリー補充開始の重量を認識すると前記タンク内に前記スラリーを補充する工程と、スラリー補充停止の重量を認識すると前記スラリーの補充を停止する工程とを備えている。
【００１２】
また、本発明のスラリー供給方法は、さらにスプレーノズルからタンク内に霧状の液体を噴射して前記タンク内の湿度を上昇させ、前記タンクの内壁でのスラリーの乾燥を防止する工程を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、スラリー補充開始用液面センサーと補充停止液面センサー、またはロードセルにより、タンク内のスラリーの補充、補充停止を管理することにより、また、タンク内に霧状の液体を噴射することにより、タンク内の湿度を上げることにより、スラリーがタンク内で乾燥、凝集、沈殿、固形分濃度変化するのを防ぎ、均一な粒子径、均一な固形分濃度が確保でき均一な研磨が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明のスラリー供給装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１において、１はスラリーを貯蔵する密閉式のスラリータンク、２はスラリータンク１内のスラリーの液面を検出し、スラリーの残量を管理するための液面センサー、３はスラリータンク１内を湿潤させるためのスプレーノズル、４はやはりスラリーの残量を管理するためのロードセルである。ここで、液面センサー２はスラリー補充センサー２ａとスラリー補充停止センサー２ｂとからなる。スラリーの残量の管理は、液面センサー２またはロードセル４の少なくとも一方で行なえばよく、構成として少なくとも一方だけ備えていればよい。５はスラリー供給装置の筐体２０から排気するための排気配管、６はスラリータンク１にスラリーを一次側から供給する配管、７はスラリータンク１から化学機械的研磨装置にスラリーを供給する配管、８はスラリータンク１に接続され、スラリータンク１内を洗浄する際に純水もしくは薬液を供給する配管、９はスラリータンク１内のスラリーもしくはその他の廃液を排出するための配管である。また、１０はスラリータンク１で、スラリーを循環させるためのスラリー循環配管、１２はスラリータンク１内での液面変動時に湿気を送る加湿器、１１はスラリータンク１内と加湿器１２間の湿気流路である。１３はスプレーノズル３に接続され、スラリータンク１内を湿潤させるための純水もしくは薬液を供給する配管である。スラリータンク１内を湿潤させるための構成としては、スプレーノズル３か加湿器１２の少なくとも一方だけ備えていればよい。
【００１５】
図２は、本発明のスラリー供給装置の他の一実施形態を示す概略構成図である。図２において、図１に示すスラリー供給装置と異なるのは、筐体２０内で、スラリータンク１内と加湿器１２間の湿気流路１１に、さらに液面変動時に湿気と乾燥した空気が入れ替わらない配管１４を設けている点である。
【００１６】
次に、スラリー供給装置を用いたスラリー供給方法、特にスラリー補充方法について、以下に説明する。
【００１７】
シリコン基板を研磨するスラリーは、シリカ粉とアンモニア等の強アルカリの分散剤とで構成されており、シリカの１次粒子はだいたい２０〜３０ｎｍであり、これらが集まって０．２μｍ程度の２次粒子を構成している。
【００１８】
スラリー供給装置は、スラリータンク１内のスラリー残量を管理するために液面センサー２もしくはロードセル４を備えている。スラリータンク１内のスラリーの位置がスラリー補充開始用液面センサーであるスラリー補充センサー２ａより下がると、スラリー補充位置であると認識されるか、もしくは、スラリータンク１の重量がロードセル４により、スラリー補充重量に達すると、一次側から配管６を通してスラリーが供給され、スラリーの位置が補充停止液面センサーであるスラリー補充停止センサー２ｂに達するか、もしくは、スラリータンク１の重量がロードセル４により、スラリー補充停止重量に達すると一次側の配管６からのスラリー供給は停止する。このように、スラリー補充センサー２ａとスラリー補充停止センサー２ｂ、またはロードセル４でスラリーの残量を管理することにより、スラリーの補充または補充停止を自動的に行うスラリー補充自動制御手段を備えている。
【００１９】
しかし、このスラリー供給方式の場合、スラリー補充が自動的に補充されるまでの時間が長くなると、具体的にはスラリー供給中に研磨装置が一定時間（例えば１５分）以上停止した場合、スラリー補充停止センサー２ｂと現停止液面間のタンク内壁でスラリーが乾燥、凝集するという問題がある。その改善策として、本発明のスラリー供給方法は、スラリー液面がスラリー補充停止センサー２ｂから下降して一定時間（スラリーが乾燥、凝集するまでの時間）経過すると、一次側から配管６を通してスラリー供給がされ、スラリータンク１の内壁のスラリーが乾燥、凝集する前にスラリーを補充、充填し乾燥を防止するものである。スラリー補充停止センサー２ｂから液面が下降して、一定時間後に液面を復旧させるためにスラリーを供給する管理は例えばタイマー等時限装置を用いればよい。時間的には、例えば１０分に設定する。
【００２０】
次に、スラリー供給装置のスラリータンク１内での湿潤と湿度を維持する方法について以下に説明する。
【００２１】
上記スラリー補充方法でのスラリー乾燥防止に加え、さらなる乾燥防止策として、スラリータンク１内を湿潤させ、湿度を維持する方法として、スラリータンク１内にスプレーノズル３から霧状の液体を噴射させるか、もしくは加湿器１２から湿気流路１１を通してスラリータンク１を加湿する。
【００２２】
また、タンク内のスラリーの液面の下降に伴い導入される乾燥した雰囲気と、湿潤した雰囲気の入れ替わりを防止し、前記タンク内の湿潤を制御し、その湿度を維持する制御手段として配管１４を備えている。スラリーの液面変動によって移動（出入り）する空気を加湿器１２へ流すことによって、乾燥した外気との入れ替わりを防止し、スラリータンク１の湿度の維持を可能にした。もしくはスラリーの液面変動に伴って移動（出入り）する気体の容積分を持った配管１４を筐体２０内でスラリータンク１に接続して設け、スラリータンク１内の湿気と乾燥した外気の入れ替わりを防止し、スラリータンク１内の湿度の維持を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のスラリー供給装置の一実施形態を示す概略構成図
【図２】本発明のスラリー供給装置の他の一実施形態を示す概略構成図
【符号の説明】
【００２４】
１  スラリータンク
２  液面センサー
３  スプレーノズル
４  ロードセル
５  排気配管
６、７、８、９、１３  配管
１０  スラリー循環配管
１１  湿気流路
１２  加湿器
１４  配管
【図１】
2005052952.tif 000003
【図２】
2005052952.tif 000004