化学机械研磨装置用研磨浆调制供给装置和方法制造方法及图纸

一种研磨浆调制供给装置，在化学机械研磨装置（１７）中，用于供给按期望的混合比例混合的至少包含磨粒微粒分散液和添加剂溶液的研磨浆，其特征在于：包括分别用于吸引所述各液的对应于各液数目的吸引口（３）、以及向所述化学机械研磨装置（１７）供给研磨浆的排出口（１８）；在从所述各吸引口（３）至排出口（１８）的各液的供给路径上，从各吸引口（３）按基于所述混合比例的特定量吸引各液，分别配置用于将吸引出的各液向所述排出口（１８）侧排出的供给泵（５），在各个供给泵（５）的排出侧供给路径上同时设置阻尼器（６）和加压阀（７），而且，设置用于测定来自设置于这些下流侧的各供给泵（５）的排出量的流量计（８），以及使用来自该流量计（８）的测定值来控制所述供给泵（５）的排出流量的运算－控制电路（１６）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在高精度地研磨晶片等衬底表面，进行平坦化的化学机械研磨装置(以下称为CMP装置)中，按期望的比例至少混合磨粒微粒分散液和添加剂溶液来调制研磨浆，并进行供给的研磨浆调制供给装置及使用该装置的研磨浆调制供给方法。
技术介绍
近年来，随着LSI的高集成化、高性能化，作为用于高精度地平坦化晶片等衬底表面的加工方式的化学机械研磨(CMP)方式引人注目。在这样的方式中，在将硅石、氧化铝、氧化锆、二氧化锰、二氧化铈(氧化铈)等微粒构成的研磨粒分散在氢氧化钾或氨等碱性水溶液或包含表面活性剂的水中的磨粒微粒分散液(以下称为原液研磨浆)中，还使用与研磨对象对应的，通过将表面活性剂、用于促进化学作用的过氧化氢溶液或硝酸铁等氧化剂、含有各种添加剂的添加剂溶液(以下称为添加剂溶液)进行混合而调制出的研磨浆(是研磨研磨粒和添加剂的混合分散溶液，用于实际的研磨处理)。然后，通过将该研磨浆中的添加剂溶液和衬底之间产生的化学作用、以及研磨浆中的研磨粒和衬底之间的机械作用进行复合，来实优良的研磨处理。例如，在利用上述CMP装置研磨半导体硅衬底上的层间绝缘膜材料的二氧化硅膜(氧化膜)时，为了提高硅粒子的分散性和在研磨中形成最合适的粒子的凝集状态，在含有硅石的原液研磨浆中使用碱性水溶液，例如使用添加了氢氧化钾水溶液的研磨浆。然后，将该研磨浆供给设置于CMP装置中的半导体硅衬底，通过研磨浆中的硅石粒子和研磨装置的研磨垫的CMP研磨，除去上述氧化膜。而在半导体硅衬底上生成的布线材料的钨金属膜的研磨中，在含有氧化铝粒子的原液研磨浆中，使用作为氧化剂添加了过氧化氢溶液的氧化铝研磨浆。然后，通过将这样的研磨浆供给设置于CMP装置中的半导体硅衬底，使钨膜表面和过氧化氢溶液产生化学反应，形成容易研磨的钨氧化膜，通过基于研磨粒的氧化铝粒子和研磨装置的研磨垫的CMP研磨来研磨该反应生成膜，除去布线以外的不需要的部分。作为向上述那样的CMP装置供给研磨浆的机构，以往采用以下方式按预先规定的比例混合含有适当选择的研磨粒的原液研磨浆、含有表面活性剂和氧化剂等的添加剂溶液、以及根据需要使用的稀释用的水，在临时存液于贮藏箱后，将该混合液(研磨浆)供给CMP装置。但是，这种情况下，随着贮藏箱内存液期间产生的混合后的经过时间，研磨浆的研磨特性恶化、研磨浆中的研磨微粒的分散性下降、或缺乏构成研磨浆的成分的混合比例变更时的可变性和应用性，在适合处理的良好状态下，也存在不能精确地供给期望的混合比例的研磨浆的问题。对此，例如提出了以下研磨浆供给装置(参照专利文献1)在向CMP装置的研磨平台喷射前通过混合器混合磨粒水溶液(原液研磨浆)和添加溶液，将上述多种溶液作为研磨浆供给。但是，根据本专利技术人的研究，在上述专利文献1中记载的研磨浆供给装置中，存在以下列举的课题。即，研磨浆成分的混合精度仅依赖于流量计和接受其反馈来调节打开程度的恒流阀，但在流量计中，在考虑了其精度时，低流量区域中的误差特别大，而在恒流阀中，担心原液研磨浆的闭塞，在这样的结构中，有时不能适当准确地供给适合期望的处理的指定液混合比例的研磨浆。而且，在上述现有装置中，多个液体由各自的泵向装置供给，但根据本专利技术人的研究，这里使用的泵的波动(压力变动)对维持恒流阀的恒定流量产生不良影响，所以通过这种机构难以高精度地维持研磨浆的混合精度。而且，上述现有的装置没有对混合的部位的清洗机构，所以在不使用混合液时，通过研磨浆中的微粒的沉淀和凝聚而在装置内配管中产生堵塞时，不能除去它们，特别是在再次开始供给研磨浆的初始阶段，在维持其混合比例精度上要考虑残留的问题。专利文献1特开2000-202774公报
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种研磨浆调制供给装置，按期望的适合处理的任意流量，并且以高精度的液体混合比例，用适当准确并且更简单的方法向CMP装置供给没有恶化的良好状态的研磨浆。此外，本专利技术的目的在于提供一种研磨浆调制供给方法，按期望的适合处理的任意流量，并且以高精度的液体混合比例，可向多个CMP装置适当准确并且更简单地供给没有恶化的良好状态的研磨浆。而且，本专利技术的目的在于提供一种研磨浆调制供给装置，即使在从临时停止状态再开始供给研磨浆时的初始阶段，也可以高精度地维持研磨浆的液体混合比例。上述目的根据下述专利技术来实现。即，本专利技术提供一种研磨浆调制供给装置，在化学机械研磨装置CMP中，用于供给按期望的混合比例混合的至少包含磨粒微粒分散液和添加剂溶液的研磨浆，其中包括分别用于吸引所述各液的对应于各液数目的吸引口、以及向所述化学机械研磨装置供给研磨浆的排出口；在从所述各吸引口至排出口的各液的供给路径上，从各吸引口按基于所述混合比例的特定量吸引各液，分别配置用于将吸引出的各液向所述排出口侧排出的供给泵，在各个供给泵的排出侧供给路径上同时设置阻尼器和加压阀，而且，设置用于测定来自设置于这些下流侧的各供给泵的排出量的流量计，以及使用来自该流量计的测定值来控制所述供给泵的排出流量的运算-控制电路。作为本专利技术的优选方式，可列举方案3的研磨浆调制供给装置，其运算控制电路进行使用所述流量计的测定值与期望的设定液量的偏差的PID控制，以便用供给泵排出特定量，以及跟踪该设定液量的变化的控制。本专利技术的另一实施方式提供一种研磨浆调制供给方法，用于向多台化学机械研磨装置CMP分别供给期望的构成和流量的研磨浆，其中在各化学机械研磨装置CMP上分别具有所述结构的研磨浆调制供给装置，此时，至少包含磨粒微粒分散液和添加剂溶液的各液通过各研磨浆调制供给装置同时供给各化学机械研磨装置CMP。作为本专利技术的优选方式，在上述中，还可列举了上述方案所述的研磨浆调制供给方法，其中，还从各化学机械研磨装置CMP将各装置CMP期望的有关各液的期望设定量信息输入到所述运算-控制电路，监视该设定量的变化，并且使用该设定量与来自所述流量计侧的测定值的偏差进行各供给泵的排出量的控制。附图说明图1是本专利技术一实施方式的研磨浆调制供给装置的概略构成图。图2是图1装置中使用的分离管的概略剖面图。图3是将图1的装置应用于多个CMP装置的情况下的概略构成图。图4A是图1装置中可使用的控制机构的说明图。图4B是表示由图4A的控制机构控制各供给泵情况下的对应液的排出液量作为时间函数来表示的图。图5A是图1的装置中可使用的控制机构的说明图。图5B是表示由图5A的控制机构控制各供给泵情况下的对应液的排出液量作为时间函数来表示的图。图6A是本专利技术装置中可使用的另一控制机构的说明图。图6B是表示由图6A的控制机构控制各供给泵情况下的对应液的排出液量作为时间函数来表示的图。具体实施例方式下面列举本专利技术的优选实施方式和变形例来详细地说明本专利技术。本专利技术人为了解决上述现有技术课题而深入研究的结果，在CMP装置之前将原液研磨浆和添加剂溶液混合的现有研磨浆供给装置中，鉴于有时不能以高精度的混合比例来混合这些溶液并供给稳定状态的研磨浆，开发了可将供给这些液体时的供给泵的排出流量变动抑制到最小的装置，如果泵的排出流量稳定，则可在本专利技术中达到高精度地控制至少包含原液研磨浆和添加剂溶液的各液构成的研磨浆的混合比例的研究结果。根据本专利技术人的研究，在向调制供给装置内的供给泵送液的多个液体中有各自最佳压力条件，供给泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种研磨浆调制供给装置，在化学机械研磨装置(17)中，用于供给按期望的混合比例混合的至少包含磨粒微粒分散液和添加剂溶液的研磨浆，其特征在于包括分别用于吸引所述各液的对应于各液数目的吸引口(3)、以及向所述化学机械研磨装置(17)供给研磨浆的排出口(18)；在从所述各吸引口(3)至排出口(18)的各液的供给路径上，从各吸引口(3)按基于所述混合比例的特定量吸引各液，分别配置用于将吸引出的各液向所述排出口(18)侧排出的供给泵(5)，在各个供给泵(5)的排出侧供给路径上同时设置阻尼器(6)和加压阀(7)，而且，设置用于测定来自设置于这些下流侧的各供给泵(5)的排出量的流量计(8)，以及使用来自该流量计(8)的测定值来控制所述供给泵(5)的排出流量的运算-控制电路(16)。2.如权利要求1所述的研磨浆调制供给装置，其中，在至少某一个吸引口(3)和与其对应的供给泵(5)之间还配置分离管(11)。3.如权利要求1所述的研磨浆调制供给装置，其中，所述运算-控制电路(16)进行使用来自所述流量计(8)的测定值与供给泵(5)用于排出特定量的期望...

【专利技术属性】
技术研发人员：川崎政人，
申请(专利权)人：mFSI株式会社，
类型：发明
国别省市：