研磨液的制造裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供將在半導體裝置制造工藝的研磨加工中所使用的二氧化硅系研磨液進行調制的研磨液制造裝置，該裝置可在線、連續且高精度地管理研磨液中大于規定粒徑的磨粒的產生。研磨液的制造裝置是調制主要由純水和磨粒構成的研磨液的制造裝置，它具有調制一定磨粒濃度的研磨液的調制槽（２）和使被調制的研磨液循環的研磨液循環裝置（Ｌ４）。而且，在可調節研磨液循環裝置（Ｌ４）的管路（５６）流量的旁通管路（５６１）上設有檢測大于規定粒徑的磨粒且計測其數量的遮光式研磨液監測用顆粒檢測器（７）。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及研磨液的制造裝置，更詳細講例如是調制在半導體裝置制造工藝的研磨加工中使用的化學機械研磨用研磨液的制造裝置，涉及能在線連續管理研磨液中所定粒徑以上的磨粒產生的研磨液的制造裝置。
技術介紹
半導體裝置要求更高的集成化、高速化和電力低消耗化，在其制造工藝中，為了在中間工序中使晶片上形成的金屬布線和層間絕緣膜的表面更加平坦，例如，使用二氧化硅系研磨液(CMP漿液)對晶片表面實施化學機械研磨。當前，因為裝置的批量生產以及研磨液的組成管理問題，在研磨工序中，始終制造上述那樣的研磨液。制造研磨液時為了獲得準確的拋光度，必須嚴格管理磨粒的濃度。而且，由于研磨液中的磨粒逐漸進行聚集，凝集的大的磨粒顆粒成為擦傷晶片的因素，因此對研磨液中磨粒的尺寸管理就顯得更為重要。在研磨液的制造中，對所得研磨液進行取樣用純水稀釋后，照射一定波長的光，通過測定該透射光和散射光的強度，測量研磨液中大粒徑磨粒的數量。利用采樣管理研磨液的理由如下。即，在制造流線上要直接測定研磨液中磨粒時，由于泵的波動等所致的流量變動影響，不能準確地測量磨粒的數量。另外，如上所述的二氧化硅系研磨液，例如，平均粒徑0.2μm左右的二氧化硅粒子為1013個/ml，濃度非常高，而且，成為問題的粒徑大的磨粒的數目少。因此，即使檢測出聚集成粒徑3μm以上的磨粒時，由于適當粒徑的磨粒引起光的衰減，通過直接測定也很難檢測出由大粒徑磨粒引起的光衰減。專利技術要解決的課題象上述的研磨液中大粒徑磨粒的檢測由于需要比較長的時間，所以實際上對于被取樣的研磨液來說，與所使用的研磨液產生很大的差異。即，所使用的研磨液由于比取樣時會進一步聚集，所以含有更多的大粒徑磨粒，其結果是在研磨加工中有時對晶片會產生預想不到的擦傷。本專利技術是鑒于上述實際情況而完成的，其目的是提供調制在半導體裝置制造工藝的研磨加工中所使用的化學機械研磨用的研磨液等的研磨液制造裝置，該裝置能在線、連續且高精度地管理研磨液中所定粒徑以上的磨粒產生。解決課題的手段為了解決上述課題，本專利技術的研磨液制造裝置，是調制主要由純水和磨粒構成的研磨液的研磨液制造裝置，其特征是具備將供給的原漿液和純水進行混合，調制一定磨粒濃度的研磨液的調制槽和使調制的研磨液循環并維持該研磨液的懸濁狀態的研磨液循環裝置，而且，上述研磨液循環裝置含有研磨液循環用的管路和可調整流量的旁通管路，在上述旁通管路中設有檢測規定粒徑以上的磨粒并計測其數目的研磨液監測用的顆粒檢測器，該顆粒檢測器是遮光式檢測器，向研磨液通過的流池內照射一定波長的光，檢測上述規定粒徑以上磨粒引起的透射光的衰減，上述流池的結構特點是通過調整旁通管路的流量能使研磨液以一定流速通過。即，上述制造裝置中，由調制槽混合調制一定磨粒濃度的研磨液后，通過研磨液循環裝置一邊使研磨液循環一邊維持其懸濁狀態。又，設在研磨液循環管路的旁通管路中的研磨液監測用顆粒檢測器，向研磨液通過的流池照射一定波長的光，檢測規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減。這時，在可調整流量的旁通管路中設置顆粒檢測器的結構和通過調整旁通管路流量而可使研磨液以一定流速通過的流池結構，在限制流池中研磨液的流量的同時，沒有研磨液循環管路中產生的脈動等導致的影響，而且，由于降低了流入到流池中的研磨液的小于規定粒徑的磨粒的絕對數，所以能夠分離出由于小于規定粒徑的磨粒引起的透射光的衰減和由于規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減。又，在上述制造裝置中，顆粒檢測器最好具備校正功能，即在檢測規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減時，能補正研磨液中規定粒徑以下的磨粒導致的靈敏度降低，這種校正功能，對于規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減，可提高其檢測靈敏度。又，在上述制造裝置的更好形態中，為了向研磨裝置供給更高品質的研磨液，在研磨液循環裝置的后段設有研磨液供給裝置，將通過該研磨液循環裝置循環的研磨液供給研磨裝置，而且，該研磨液供給裝置含有研磨液供給管路和可調整流量的旁通管路，在上述旁通管路中設有研磨液監測用的顆粒檢測器，檢測規定粒徑以上的磨粒，并測出其數量，該顆粒檢測器是遮光式檢測器，向研磨液通過的流池照射一定波長的光，檢測由上述規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減，上述流池的結構是通過調整上述旁通管路的流量使研磨液能以一定流速通過。即，上述制造裝置中，通過研磨液供給裝置將通過研磨液循環裝置循環的研磨液供到研磨裝置，同時，設在研磨液供給管路的旁通管路中的與上述一樣的研磨液監測用顆粒檢測器，向研磨液通過的流池照射一定波長的光，檢測由規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減。這時，和上述一樣，在供給研磨液用的可調整流量的旁通管路中設置顆粒檢測器的結構和通過調整旁通管路的流量使研磨液能以一定流速通過的流池結構，在限制流池中的研磨液流量的同時，沒有在研磨液供給管路中產生的波動等所致的影響，而且，由于降低了流入流池的研磨液中的規定粒徑以下的磨粒的絕對數，所以能夠分離由規定粒徑以下的磨粒引起的透射光的衰減和由規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減。又，上述各形態的制造裝置中，在研磨液監測用的顆粒檢測器上最好具備校正功能，在檢測由規定粒徑以上的磨粒引起的透射光衰減時，能補正由研磨液中規定粒徑以下的磨粒導致的靈敏度降低，該校正功能對于由規定粒徑以上的磨粒引起的透射光的衰減，可提高其檢測靈敏度。附圖的簡單說明圖1是涉及本專利技術的研磨液制造裝置的簡要系統圖。圖2是局部剖面地顯示適用于本專利技術的研磨液制造裝置的顆粒檢測器原理的側面圖和平面圖。圖3是表示由顆粒檢測器的傳感器輸出和轉換的控制用脈沖信號例子的圖。符號說明2調制槽3研磨液槽56管路561旁通管路57管路571旁通管路61過濾器62過濾器 7顆粒檢測器74流池8顆粒檢測器9研磨裝置L1原液供給裝置L2純水供給裝置L3添加劑供給裝置L4研磨液循環裝置L5研磨液供給裝置專利技術的實施方案根據附圖說明本專利技術的研磨液制造裝置的一實施方案。圖1是本專利技術的研磨液制造裝置的簡要系統圖。圖2是局部剖面地表示適用于本專利技術的研磨液制造裝置的顆粒檢測器原理的圖，其中的圖(a)是側面圖，圖(b)是平面圖。另外，圖3是表示由顆粒檢測器的傳感器輸出和轉換的控制用的脈沖信號的例子的圖。圖1的系統圖中省去了閥類和測量儀表等。在以下的實施例說明中僅適當地將研磨液制造裝置記為「制造裝置」。本專利技術的制造裝置是調制主要由純水和磨粒形成的研磨液，是調制典型地適用于半導體裝置的研磨的化學機械研磨用的例如二氧化硅系研磨液(CMP)的研磨液制造裝置，是可在線制造高品質研磨液的裝置。二氧化硅系研磨液其主成分是熱解二氧化硅磨粒和純水，磨粒粒徑通常小于5μm，小于3μm更好，最好為0.1～2μm，同時，磨粒的含量一般為10～30重量％。在上述研磨液中，也可根據需要添加添加劑。作為添加劑，在研磨金屬布線的表面時和去除插頭時，只要是能將它們氧化的成分就可，一般使用過氧化氫。研磨硅層時，作為添加劑使用氫氧化鉀等堿。這些酸或堿通過下述的添加劑供給裝置(L3)以水溶液的形式進行添加。本專利技術的制造裝置，如圖1所示，至少具有調制槽(2)和研磨液循環裝置(L4)。其中，調制槽(2)是將供給的原漿液，即，例如含有粒徑3μm以下的磨粒的原漿液與純水混合，調制一定磨粒濃度的研磨液。研磨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種研磨液的制造裝置，它是調制主要由純水和磨粒構成的研磨液的研磨液制造裝置，其特征是：它具有將供給的原漿液和純水進行混合并調制一定磨粒濃度的研磨液的調制槽（２）和使被調制的研磨液進行循環并維持該研磨液的懸濁狀態的研磨液循環裝置（Ｌ４），而且，研磨液循環裝置（Ｌ４）含有研磨液循環管路（５６）和可調整流量的其旁通管路（５６１），在旁通管路（５６１）中設有檢測大于規定粒徑的磨粒且計測其數量的研磨液監測用顆粒檢測器（７），顆粒檢測器（７）是向研磨液通過的流池（７４）照射一定波長的光并檢測由于大于規定粒徑的磨粒引起的透射光的衰減的遮光式檢測器，構成的流池（７４）是通過調整旁通管路（５６１）的流量而使研磨液能以一定流速通過的。

【技術特征摘要】
JP 2000-11-17 351096/001.一種研磨液的制造裝置，它是調制主要由純水和磨粒構成的研磨液的研磨液制造裝置，其特征是它具有將供給的原漿液和純水進行混合并調制一定磨粒濃度的研磨液的調制槽(2)和使被調制的研磨液進行循環并維持該研磨液的懸濁狀態的研磨液循環裝置(L4)，而且，研磨液循環裝置(L4)含有研磨液循環管路(56)和可調整流量的其旁通管路(561)，在旁通管路(561)中設有檢測大于規定粒徑的磨粒且計測其數量的研磨液監測用顆粒檢測器(7)，顆粒檢測器(7)是向研磨液通過的流池(74)照射一定波長的光并檢測由于大于規定粒徑的磨粒引起的透射光的衰減的遮光式檢測器，構成的流池(74)是通過調整旁通管路(561)的流量而使研磨液能以一定流速通過的。2.根據權利要求1所記載的研磨液制造裝置，其特征是顆粒檢測器(7)在檢測由于大于規定粒徑的磨粒引起的透射光的衰減時，具有補正由于研磨液中的低于規定粒徑的磨粒引起的靈敏度降低的校正功能。3.根據權利要求1或2所記載的研磨液制造裝置，其特征是它具有貯存在調制槽(2)中調制的研磨液的研磨液槽(3)，且構成的研磨液循環裝置(L4)可將研磨液槽(3)的研磨液循環。4.根據權利要求3所記載的研磨液制造裝置，其特征是構成的研磨液槽(3)可利用添加劑供給裝置(L3)供給添加劑。5.根據權利要求1～4中的任一項所記載的研磨液制造裝置，其特征是在研磨液循環管路(56)中，在顆粒檢測器(7)的上游測，配置捕捉大于規定粒徑的磨粒的循環路用過濾器(61)。6.根據權利要求5所記載的研磨液制造裝置，其特征是在循環用管路(56)中，與過濾器(61)并列配置循環路用的第2過濾器，在由顆粒檢測器(7)檢測的大于規定粒徑的磨粒的平均一定流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：近藤郁，津田直紀，高崎紀博，板東嘉文，日野增美，宮田堅洋，
申請(專利權)人：理音株式會社，三菱化學工程株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]