(57)【要約】【課題】化学機械研磨装置に供給するための液状研磨剤を収容するタンク内において液状研磨剤を攪拌する場合に、液状研磨剤を昇温させることなく攪拌することができる攪拌装置を提供する。【解決手段】研磨装置１に供給する液状研磨剤１１を収容するタンク１２内の液状研磨剤を攪拌する攪拌手段２１を備えた研磨剤の攪拌装置であって、攪拌手段は、タンク内に配置され気泡を生成することにより液状研磨剤を攪拌する気泡生成手段２５である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨装置に供給する液状研磨剤を収容するタンク内の液状研磨剤を攪拌する攪拌手段を
備えた研磨剤の攪拌装置であって、
前記攪拌手段は、前記タンク内に配置され気泡を生成することにより液状研磨剤を攪拌
する気泡生成手段であることを特徴とする研磨剤の攪拌装置。
【請求項２】
研磨装置に供給する液状研磨剤を収容するタンク内の液状研磨剤の温度を調整するため
の温度調整装置であって、
前記タンクの外面、内面、或いはタンクの肉厚内に配設された管体と、該管体内に温度
調整用の液体を供給して循環させるための液体供給手段と、該液体の温度を調整するチラ
ーと、を備えていることを特徴とする研磨剤の温度調整装置。
【請求項３】
請求項１に記載の研磨剤の攪拌装置と、請求項２に記載の温度調整装置と、を備えたこ
とを特徴とする研磨剤の攪拌・温度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化学機械研磨装置に供給する液状の研磨剤を収容するタンク内に装備されて研
磨剤を攪拌する攪拌装置、及びタンク内の研磨剤の温度を調整する温度調整装置に関する
ものである。
【背景技術】
【０００２】
各種光学部品ウェハ、半導体ウェハ等の被研磨対象物の被加工面を高精度に研磨するた
めの手段として従来から化学機械研磨装置が使用されている。
図３は特許文献１、２に夫々開示された従来の化学機械研磨装置と研磨剤供給装置の概
略構成図である。化学機械研磨装置１００は矢印方向に回転する金属製の定盤１０１と、
定盤１０１の平坦な上面に配置された布、ウレタン等から成るポリッシャ１０２と、ポリ
ッシャ１０２上に載置された光学部品ウェハ、半導体ウェハ等の被研磨対象物１０３の上
面に接してこれを押圧しながら回転させる図示しない被研磨対象物回転手段と、を備える
。被研磨対象物１０３は、その被加工面を研磨砥粒を介してポリッシャ１０２によって研
磨される。
【０００３】
研磨剤供給装置１１０は、液体に研磨砥粒を混入させた液状の研磨剤１１１を収容する
タンク１１２と、攪拌手段としてのモータ１１３、出力軸１１４、及びプロペラ１１５と
、タンク内の研磨剤１１１を外部に吸引する吸引パイプ１１６と、吸引パイプ１１６に連
設されたポンプ１１７と、吸引パイプ１１６により吸引された研磨剤１１１を適量ずつポ
リッシャ１０２の面上に供給する供給ノズル１１８と、を備えている。
攪拌手段は、タンク外に配置したモータ１１３から延びる出力軸１１４の先端にプロペ
ラ１１５を取付けて研磨剤内で回転させることにより、タンク１１２内の研磨剤中に含ま
れる研磨砥粒を沈殿させないように攪拌して研磨砥粒の分布を均一化する。
【０００４】
研磨剤中の研磨砥粒径が大きく重いときには攪拌抵抗が増大するため、出力軸１１４、
金属性プロペラ１１５として十分な剛性を備えた金属材料が使用される。しかし、熱伝導
率の高い金属製の攪拌手段を研磨剤中に浸漬するとモータからの熱が出力軸１１４、及び
プロペラ１１５を介して研磨剤に放熱されて研磨剤を昇温させる。
定盤１０１の表面は金属製であり、例えば常温（２０〜２５℃）で平坦化するように精
密加工されているが、タンク内の液状研磨剤が常温を超えた温度に加熱されていると、供
給装置１１０から供給された研磨剤が定盤表面を膨張変形させて平面度が悪化し、加工レ
ートの低下をもたらす原因となる。また、研磨対象物１０３も昇温した研磨剤によって歪
み、変形を起こすという問題を生じる。
【特許文献１】特開平１０−１５８２２号公報
【特許文献２】特開平１０−２４４４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように化学機械研磨装置に対して液状研磨剤を供給する際には、液状研磨剤を収
容したタンク内において研磨砥粒の沈殿を防止するために攪拌する必要があるが、攪拌手
段として金属製の出力軸、プロペラ等を用いるとモータからの熱がこれらを介して液状研
磨剤に放熱されて液状研磨剤を昇温させる。昇温した液状研磨剤が研磨装置を構成する定
盤に供給されると、定盤表面の変形による加工精度の悪化、被研磨対象物の熱による変形
をもたらすという問題があった。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、化学機械研磨装置に供給するための液状研
磨剤を収容するタンク内において液状研磨剤を攪拌する場合に、液状研磨剤を昇温させる
ことなく攪拌することができる攪拌装置を提供することを目的としている。
また、本発明は攪拌手段としてモータ、金属製の出力軸、及び金属製プロペラを使用し
た場合においても、タンク内の液状研磨剤の昇温を防止することができる温度調整装置を
提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る研磨剤の攪拌装置は、研磨装置に供給する液状
研磨剤を収容するタンク内の液状研磨剤を攪拌する攪拌手段を備えた研磨剤の攪拌装置で
あって、前記攪拌手段は、前記タンク内に配置され気泡を生成することにより液状研磨剤
を攪拌する気泡生成手段であることを特徴とする。
光学部品ウェハや、半導体ウェハは温度に敏感であるため、これらの被研磨対象物を化
学機械研磨装置によって研磨する際に使用する液状研磨剤の温度管理が極めて重要である
。温度管理が不十分であるために適正温度よりも高い温度の液状研磨剤が供給されると、
被研磨対象物が変形したり、ゆがんだり、研磨装置を構成する定盤の研磨面が変形したり
、平面度が悪化して、研磨精度が低下する。液状研磨剤が温度上昇する原因の一つは液状
研磨剤を収容するタンク内に配置された攪拌手段からの放熱である。本発明では、攪拌手
段として液状研磨剤の温度上昇をもたらすことがない気泡生成手段を用いたので、上記不
具合を一挙に解決することが可能となった。
【０００８】
また、本発明の研磨剤の温度調整装置は、研磨装置に供給する液状研磨剤を収容するタ
ンク内の液状研磨剤の温度を調整するための温度調整装置であって、前記タンクの外面、
内面、或いはタンクの肉厚内に配設された管体と、該管体内に温度調整用の液体を供給し
て循環させるための液体供給手段と、該液体の温度を調整するチラーと、を備えているこ
とを特徴とする。
攪拌手段として昇温をもたらすモータを駆動源とする構成を採用する場合においても、
タンク内の液状研磨剤の温度の上昇を防止するための手段を講じることにより対応が可能
である。本発明では、冷却用の液体をタンク内外に循環させる構成とした温度調整装置に
より、液状研磨剤を常に適温に維持することが可能となる。
本発明の研磨剤の攪拌・温度調整装置は、上記研磨剤の攪拌装置と、上記温度調整装置
と、を備えたことを特徴とする。
気泡生成手段から成る攪拌装置と、温度調整装置を併用することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明の研磨剤の攪拌装置、研磨剤供給装置、及び研磨装置からなる研磨
システムの概略構成図、（ｂ）は攪拌装置を備えたタンク部の平面図である。
この研磨システムは、化学機械研磨装置１、研磨剤供給装置１０を備えている。
化学機械研磨装置１は、矢印方向に回転する金属製の定盤２と、定盤２の平坦な上面に
配置された布、ウレタン等から成るポリッシャ３と、ポリッシャ３上面に載置された光学
部品ウェハ、半導体ウェハ等の被研磨対象物５の上面に接してこれを押圧しながら回転さ
せる被研磨対象物回転手段４と、を備える。被研磨対象物５はその被加工面を研磨砥粒を
介してポリッシャ３によって研磨される。
【００１０】
研磨剤供給装置１０は、液体に研磨砥粒を混入させた液状の研磨剤１１を収容するタン
ク１２と、研磨剤攪拌装置２０と、タンク内の研磨剤１１を外部に吸引する吸引パイプ１
５と、吸引パイプ１５中に配置されたポンプ１６と、吸引パイプ１５により吸引された研
磨剤１１を適量ずつポリッシャ３の面上に供給する供給ノズル１７と、ポンプ１６或いは
図示しないバルブを制御する制御部１８と、を備えている。
研磨剤攪拌装置２０は、タンク１２の内底部、その他の任意の位置に定置した攪拌手段
２１と、攪拌手段２１に空気を供給するポンプ２２と、ポンプ２２と攪拌手段２１とを接
続する配管２３と、を備えている。
尚、前記研磨剤攪拌装置２０のタンク１２の内底面は図１（ｂ）に示すような円形の平
面に限らず、図１（ｃ）に示す如く四角い形状の平面を有する角柱タイプのタンク構造で
あってもよい。
従来の研磨剤攪拌装置のタンクにおいては、プロペラを用いて研磨剤を攪拌するため効
率性の観点から円柱状となっていた。それに対して、本発明においては研磨剤を発泡する
ことにより研磨剤を攪拌することを可能としたので、角柱タイプのタンクの設置スペース
は従来の円柱タイプのタンクの設置スペースよりも設置スペースを省スペースで対応する
ことが可能となる。
【００１１】
本発明における攪拌手段２１は、研磨剤１１中に気泡Ｂを発生させて攪拌する気泡生成
手段２５である。気泡生成手段２５は、ポンプ２２から圧送されてきた空気を研磨剤１１
中に気泡として放出するための多数の穴２５ａを備えた管体であり、（ｂ）に示すように
タンク１２の底部、その他の任意の位置に任意の配管経路にて配置される。
この実施形態に係る気泡生成手段２５は、円筒状のタンク１２の底面の周縁に沿った環
状のパイプ２５Ａと、環状のパイプ２５Ａの内側に交差して配管されたパイプ２５Ｂとか
ら構成したが、これは一例に過ぎず、パイプの配管構造は任意に選定すればよい。
この気泡生成手段２５から十分な量の気泡を十分な圧力にて生成して研磨剤１１を攪拌
することにより、研磨砥粒の沈殿を確実に防止し、研磨装置１に対して均一な砥粒密度の
研磨剤を供給することが可能となる。しかも攪拌のための構成中にモータ等の発熱源が含
まれないため、研磨剤１１が昇温することを有効に防止することができる。
【００１２】
次に図２は本発明の他の実施形態に係る研磨剤供給装置１０の構成図であり、この研磨
剤供給装置１０は、研磨装置１に供給する液状研磨剤１１を収容するタンク１２内の液状
研磨剤１１の温度を調整するための温度調整装置３０を備えている。
温度調整装置３０は、タンク１２の外面に巻き回された管体３１と、管体３１内に温度
調整用の液体（例えば、水）を供給して循環させるための液体供給手段（ポンプ）３２と
、配管３３と、タンク内の研磨剤１１の温度を検知する温度センサ３４と、液体の温度を
調整するチラー３５と、を備えている。管体３１はポンプ３２により送り出された液体を
タンク外面に沿って循環させてからチラーに戻すループを形成している。管体３１は熱伝
導性の良好な金属等により構成し、管体３１中を流れる液体によってタンク１２内の研磨
剤１１の温度を調整する。この例では、管体３１をタンク外周面のみならず底面に沿って
緊密に配置しているが、配置する位置や配管ピッチは、管体の径、液体の温度、液体の流
量等に応じて任意に調整可能である。
【００１３】
ポンプ３２は、温度調整用の液体を管体３１内を流動させることにより、タンクの外面
に沿って循環させるための手段であり、チラー３５は温度センサ３４が検知したタンク１
２内の研磨剤１１の温度、及び／或いは、管体３１を経由してチラー内に戻されてきた液
体の温度情報に基づいて、新たに送り出す液体の温度を調整するための冷却手段３６を有
する。冷却手段としては冷媒を用いた冷却装置、その他任意の冷却手段を採用することが
できる。
なお、予めタンク１２を内側板と外側板から成る二重構造とし、両板間の形成される空
間（管体）内に液体を循環させるようにしてもよい。
この例ではタンク１２内に収容された液状研磨剤１１を、攪拌手段を構成するモータ４
０、金属製出力軸４１、及び金属製プロペラ４２によって攪拌するように構成されている
。従って、モータ４０からの発熱が出力軸４１、プロペラ４２を介して研磨剤１１に放熱
されて研磨剤を昇温させる虞がある。
【００１４】
制御部１８は、チラー３５を構成する冷却手段３６によってこれから送出そうとする液
体を所要温度にまで冷却させた上で、ポンプ３２によって管体３１内に送り出し、タンク
１２を介してタンク１２内の液状研磨剤１１の温度を最適な温度に冷却させる制御を行う
。
このため、研磨装置１に供給される研磨剤の温度を常に最適な温度に保持することがで
き、昇温による定盤表面の平面度の悪化や、被研磨対象物５の変形を有効に防止すること
ができる。
また、管体３１をタンク１２の内壁に沿って配管することにより、管体３１と液状研磨
剤を直接接触させて冷却効果を高めるようにしてもよい。
【００１５】
なお、図１のように攪拌手段として気泡生成手段を採用した場合においても、タンク１
２の周辺に熱源があったり、夏期等において周辺の雰囲気温度が上昇することによって研
磨剤の温度が規定値を超えることがあり得る。そのような場合には、図２に示した温度調
整装置３０を図１のタンク１２に組み付けることにより研磨剤１１の温度を一定に保持す
ることが可能となる。
なお、被研磨対象物の両面を同時に研磨するタイプの化学機械研磨装置も知られている
が、本発明の攪拌装置、温度調整装置は研磨装置のタイプに関係なく適用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の研磨剤の攪拌装置、研磨剤供給装置、及び研磨装置からなる研磨システムの概略構成図、（ｂ）は攪拌装置を備えたタンク部の平面図、（ｃ）は攪拌装置を備えた別のタンク部の平面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る研磨剤供給装置１０の構成図である。
【図３】従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…化学機械研磨装置、２…定盤、３…ポリッシャ、４…被研磨対象物回転手段、５…
被研磨対象物、１０…研磨剤供給装置、１１…液状研磨剤、１２…タンク、１５…吸引パ
イプ、１６…ポンプ、１７…供給ノズル、１８…制御部、２０…研磨剤攪拌装置、２１…
攪拌手段、２２…ポンプ、２３…配管、２５…気泡生成手段、２５Ａ…パイプ、２５Ｂ…
パイプ、２５ａ…穴、３０…温度調整装置、３１…管体、３２…ポンプ、３３…配管、３
４…温度センサ、３５…チラー、３６…冷却手段、４０…モータ、４１…出力軸、
４２…プロペラ、４２…金属製プロペラ。
【図１】
2007260831.tif 000003
【図２】
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【図３】
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