ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置
【課題】研磨剤の乾燥を防止する手段を採用することにより、研磨剤の凝集・凝固することをなくした、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置を提供する。
【解決手段】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置１０であって、研磨剤調合用又は供給用のタンク１２と、タンク内部に配設される湿度センサ１４と、タンク内に加湿空気を供給する加湿空気供給手段１６と、を有する。湿度センサ１４によりタンク１２内の湿度が計測され、該計測結果により加湿空気供給手段１６から供給される加湿空気量が制御され、タンク１２内が所望の湿度に調整される。
【解決手段】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置１０であって、研磨剤調合用又は供給用のタンク１２と、タンク内部に配設される湿度センサ１４と、タンク内に加湿空気を供給する加湿空気供給手段１６と、を有する。湿度センサ１４によりタンク１２内の湿度が計測され、該計測結果により加湿空気供給手段１６から供給される加湿空気量が制御され、タンク１２内が所望の湿度に調整される。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ：化学的機械研磨）研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路のデザインルールの縮小化に伴って、層間膜等の平坦化プロセスにＣＭＰが多用されるようになってきた。該ＣＭＰに使用される研磨剤は、微細粒子をｐＨ調整剤等の試薬を含む水溶液に分散させた固液分散系のものがほとんどである。これらの微細粒子としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、酸化セリウム等が一般的に使用されている。
【０００３】また、研磨装置における研磨剤の調合装置は、図２に断面図で示されるような構成であるものが一般的である。なお、この研磨剤の調合装置は研磨剤の供給を行うスラリータンク（研磨剤の供給装置）としても機能する。
【０００４】同図において、研磨剤の調合装置１は、上蓋を挿通して配管２、３、４が槽の内部に挿入されている。また、槽の底には配管５が連結されている。配管２は研磨剤原液（研磨剤メーカーから購入した状態のもの）を供給するためのものであり、配管３は添加剤を供給するためのものである。配管５は研磨剤を排出し研磨装置に供給するためのものであり、配管４は研磨剤を槽内に戻すためのものである。
【０００５】配管４、５はＣＭＰ研磨装置に連結され、研磨剤を循環させつつ研磨剤の調合装置１からＣＭＰ研磨装置への研磨剤の供給を行う。そして、配管４と配管５との間には、配管６が連結されていて、研磨剤の調合装置１とＣＭＰ研磨装置との間を循環する配管４と配管５とのバイパスとなっている。なお、付帯設備として、ポンプ７及びバルブ８、９が設けられている。
【０００６】研磨剤の調合は、配管２より研磨剤原液を、配管３より添加剤をそれぞれ供給し、図示しないスターラにより攪拌することにより行う。また、研磨剤の調合装置１内の研磨剤の量が減少してきたときも、同様に研磨剤原液と添加剤を供給して調合を行う。
【０００７】一方、このように研磨剤の調合装置１で研磨剤の初期調合を行わず、外部で別途調合した研磨剤を供給する例もある。この場合には、研磨剤原液及び／又は添加剤の追加を行うときにのみ配管２及び／又は配管３を使用している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の研磨剤の調合装置１においては、研磨剤が乾燥し、凝集・凝固することを防止できないという問題点を有する。すなわち、研磨剤を供給していくと、使用した分だけ研磨剤の調合装置１内の液面が下降する。その際、研磨剤を使用する前の液面から、研磨剤を使用した分だけ下降した液面までの壁面に研磨剤が付着する。
【０００９】その付着した研磨剤は、その後壁面において乾燥し、凝集・凝固する。その凝集・凝固した研磨剤は、壁面から落下し、研磨剤（液）の中に混在することとなる。このように、凝集・凝固した後、研磨剤（液）の中に混在することとなった大粒径の研磨剤は、ＣＭＰを実施した際ウェーハに傷（マイクロスクラッチ）を発生させ、ウェーハの品質を低下させたり、ウェーハの歩留りを低下させたりする。
【００１０】このような現象の対策として、特開平１１−１６５２５９号に記載されているように、調合槽の壁部に冷却部を設けたりして調合槽の壁部に水滴を付着させ、研磨剤の乾燥を防止する構成が開示されている。しかし、この構成は装置的に複雑にならざるを得ず、管理も煩雑である。
【００１１】一方、このような手段を設けず、凝集・凝固した後、研磨剤（液）の中に混在することとなった大粒径の研磨剤をフィルタにより濾過する対策も採用されている。しかし、濾過に完全を期すとフィルタの目詰まりが早く、その反面、目詰まりが少ないフィルタを使用すると濾過が不十分となり、マイクロスクラッチの発生を避けられない。
【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、研磨剤の乾燥を防止する手段を採用することにより、研磨剤の凝集・凝固することをなくした、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明は、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置であって、研磨剤調合用又は供給用のタンクと、該タンク内部に配設される湿度センサと、該タンク内に加湿空気を供給する加湿空気供給手段と、を有し、前記湿度センサにより前記タンク内の湿度が計測され、該計測結果により前記加湿空気供給手段から供給される加湿空気量が制御され、前記タンク内が所望の湿度に調整されることを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置を提供する。
【００１４】本発明によれば、研磨剤調合用等のタンク内の湿度を計測できるセンサによりタンク内の湿度が計測され、該計測結果により供給される加湿空気量が制御される。したがって、調整される湿度の精度が高く、かつ、自動的に湿度の計量が行え、また、自動的に加湿空気の供給が行える。
【００１５】本発明のような構成を採用せず、加湿空気供給手段（たとえば、市販の加湿器）を用いてタンク内に加湿空気を供給することによりタンクの内壁を濡れた状態に維持させることはできる。しかし、無制限に行うと、槽内の研磨剤が結露水で希釈される不具合となる。また、タンク内の温湿度は経時的に変化するので、これに柔軟に対応させる必要がある。
【００１６】本発明は、このように従来例にない構成、効果を有するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に係るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置（以下、研磨剤の調合装置等と略称する。）の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】図１は、研磨剤の調合装置等１０の全体構成を示す概略図である。同図に示すように研磨剤の調合装置等１０は、主として、研磨剤調合用又は供給用のタンク１２、湿度センサ１４、加湿空気供給手段１６、及び、これらを制御する制御手段１８、等とで構成されている。
【００１９】研磨剤調合用等のタンク１２は円筒形状をしたものである。タンク１２の材質としては、たとえば、ポリプロピレン、金属に四フッ化エチレンの樹脂コートを施したもの等が使用できる。タンク１２の上蓋（図示略）を挿通して配管２０、２２が内部に連通されている。配管２０は研磨剤原液（研磨剤メーカーから購入した状態のもの）を供給するためのものであり、配管２２は添加剤を供給するためのものである。
【００２０】また、上蓋を挿通して配管２４が設けられている。この配管２４は研磨剤を排出しＣＭＰ研磨装置に供給するべくポンプ２６に接続され、ＣＭＰ研磨装置へと配管される。タンク１２の底には配管２８が連結されており、配管２８の端末に配されるバルブ３０を操作することによりドレン排出ができる。
【００２１】タンク１２の上蓋には加湿空気配管６０が接続されており、後述する加湿チャンバ４０からの加湿空気がタンク１２内に供給できるようになっている。
【００２２】タンク１２には図示しないスターラが設けられ、研磨剤を攪拌できるようになっている。スターラによる攪拌は、モータで駆動されるシャフトの先端に設けられたプロペラを回転させることにより行う。
【００２３】湿度センサ１４としては、タンク１２内の湿度を検出し、電気信号として取り出せるものであれば各種タイプの湿度センサが使用できる。このような湿度センサとしては、たとえば、トゥ・プラス社製の湿度センサ、型番：ＴＡ２０５（コントローラ１４Ａとしては、理化工業社製、型番：ＲＥＸ−Ｆ４００を使用）が使用できる。この湿度センサの表示範囲は０〜１００％であり、アナログ出力としては０〜１Ｖが得られる。
【００２４】コントローラ（変換器）１４Ａからのアナログ出力はコンピュータ７０に送られる。また、コントローラ１４Ａからのアナログ出力はデータロガー（図示略）にも送られ記録される。
【００２５】加湿空気供給手段１６は、密閉槽である加湿チャンバ４０、加湿チャンバ４０の底部外側に固着される霧化ユニット４２、４２、霧化ユニット４２、４２を駆動する起電回路４４、４４、起電回路４４、４４の電力供給配線４６、起電回路４４に固着され起電回路４４の保護回路に使用される温度センサ４８、加湿チャンバ４０内に配され、加湿チャンバ４０内の純水の水位を検出するレベルセンサ５０、加湿チャンバ４０を挿通して内部に連通されている純水配管５２、純水配管５２に接続され純水供給源（図示略）から供給される純水のＯＮ−ＯＦＦを行うバルブ５４、バルブ５４をＯＮ−ＯＦＦさせるソレノイド５４Ａ、加湿チャンバ４０を挿通して内部に連通されているエア配管５６、エア配管５６に接続されエア供給源（図示略）から供給されるエアのＯＮ−ＯＦＦを行うバルブ５８、バルブ５８をＯＮ−ＯＦＦさせるソレノイド５８Ａ、加湿チャンバ４０から加湿空気をタンク１２に供給する加湿空気配管６０、余分の加湿空気を排出するオーバーフロー配管６２、ドレーン排出用のドレーン配管６４、及び、ドレーン配管６４に取り付けられたドレーンバルブ６６とで構成される。
【００２６】加湿チャンバ４０は、下部に純水が蓄えられ、霧化ユニット４２、４２の駆動により飽和水蒸気を発生させ、この飽和水蒸気がエア供給源から供給されるエアと混合されて加湿空気となり、加湿空気配管６０を経てタンク１２に供給される構成のものである。
【００２７】加湿チャンバ４０を構成する材質としては、純水への汚染がなく、霧化ユニット４２、４２の駆動に耐え得るものであれば制限はないが、たとえば、ステンレス鋼が好適に使用できる。
【００２８】霧化ユニット４２は、加湿チャンバ４０の底部外側に固着されるとともに、起電回路４４により駆動されて振動し、純水を霧化する機能を果たすものである。起電回路４４に固着されている温度センサ４８は、起電回路４４の過熱を検知し、起電回路４４を保護するための保護回路（図示略）に使用されている。
【００２９】レベルセンサ５０は、加湿チャンバ４０内の純水の水位を検知するためのもので、水位の検知信号が制御手段１８に送られ、制御手段１８によりソレノイド５４Ａが駆動され、バルブ５４のＯＮ−ＯＦＦにより純水の供給量が制御される。これにより、加湿チャンバ４０内の純水の水位が所期の値に維持される構成となっている。
【００３０】エア配管５６から供給されるエアは、湿度センサ１４からの信号を受けた制御手段１８によりソレノイド５８Ａが駆動され、バルブ５８のＯＮ−ＯＦＦにより供給量が制御される構成となっている。
【００３１】オーバーフロー配管６２は、オーバーフロー用に使用される。また、ドレーン配管６４及びドレーンバルブ６６は加湿チャンバ４０内のクリーニング時等に使用される。
【００３２】制御手段１８は、研磨剤の調合装置等１０全体をコントロールするコンピュータ７０と、コンピュータ７０からの指令を受けてバルブ５４、５８のＯＮ−ＯＦＦを行うソレノイド５４Ａ、５８Ａの制御を行うシーケンサ７２等とで構成されている。また、制御手段１８は、霧化ユニット４２の起電回路４４の制御を行うように構成されている。
【００３３】制御手段１８のコンピュータ７０は、その他、配管２０から供給される研磨剤原液、及び、配管２２から供給される添加剤の供給をコントロールするように構成されている。
【００３４】前記のように構成された研磨剤の調合装置等１０における運転方法は次のとおりである。純水供給源（図示略）から供給される純水がバルブ５４、純水配管５２を経て加湿チャンバ４０に供給され、加湿チャンバ４０の下部に純水が蓄えられる。同時に、エア供給源（図示略）から供給されるエアがバルブ５８、エア配管５６を経て加湿チャンバ４０に供給される。
【００３５】霧化ユニット４２、４２の駆動により飽和水蒸気が発生し、この飽和水蒸気がエア供給源から供給されるエアと混合されて加湿空気となり、加湿空気配管６０を経てタンク１２に供給される。
【００３６】タンク１２内の湿度は湿度センサ１４により検出され、制御手段１８により所期の値を維持するように、霧化ユニット４２、４２の駆動、純水の供給量、エアの供給量、等がコントロールされる。
【００３７】これにより、タンク１２の内壁は常に濡れた状態になる。したがって、研磨剤を供給していくと、使用した分だけタンク１２内の液面が下降するが、研磨剤を使用する前の液面から、研磨剤を使用した分だけ下降した液面までの壁面に研磨剤が付着しても、その付着した研磨剤がその後壁面において乾燥し、凝集・凝固することはない。
【００３８】その結果、凝集・凝固した研磨剤が発生することはなく、大粒径の研磨剤によるウェーハの傷（マイクロスクラッチ）が発生したり、ウェーハの品質が低下したり、ウェーハの歩留りが低下したりすることはない。
【００３９】タンク１２内の相対湿度は、１００％であれば効果は充分であるが、相対湿度が９０％以上で管理されていれば問題が発生することはない。相対湿度が８５％程度でも略問題とはならない。相対湿度が８０％程度でも従来例と比較すれば効果は認められる。したがって、タンク１２内の相対湿度は８０％以上とするのが好ましい。
【００４０】以上、本発明に係るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００４１】たとえば、特許請求の範囲等には「加湿空気」と記載し、純水とエアより構成させたが、これと略同等の効果を奏する水（純水、超純水も含む）と窒素ガスを使用する構成も均等の範囲であり、同様に使用できる。
【００４２】
【実施例】図１に示される構成の研磨剤の調合装置等１０を使用してＣＭＰ研磨を行い効果を確認した。タンク１２の容量は１５リットルであり、研磨剤原液としてはＣＡＢＯＴ社製のコロイダルシリカ研磨剤、型番：ＳＳ−２５を使用した。研磨パッドにはロデール社製の製品名：ＩＣ１０００を使用した。ワークとして、シリコンウェーハに酸化膜が形成されたものを使用した。
【００４３】調合装置等１０の運転時のタンク１２内の設定湿度を９２％にして約８時間連続してＣＭＰ研磨を行った。その状態の研磨剤を使用してテスト用のワークを研磨し、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチもウェーハ面内で数個（１０個未満）であった。
【００４４】比較例として、従来から使用していたスラリータンク（図２の構成と略同様のもの）を使用し、同一の条件（材料、研磨条件等）でＣＭＰ研磨を行い、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチもウェーハ面内で数千個のレベルであった。
【００４５】次に、研磨剤の種類を代えて上記と同様のＣＭＰ研磨を行い効果を確認した。研磨剤原液としてはロデール社製のフュームドシリカ研磨剤、型番：ＩＬＤ−１３００を使用した。その他の条件は同一とした。
【００４６】調合装置等１０の運転時のタンク１２内の設定湿度を９３％にして約８時間連続してＣＭＰ研磨を行った。その状態の研磨剤を使用してテスト用のワークを研磨し、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチもウェーハ面内で数個（１０個未満）であった。
【００４７】比較例として、従来から使用していたスラリータンク（図２の構成と略同様のもの）を使用し、同一の条件（材料、研磨条件等）でＣＭＰ研磨を行い、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチも面内で数千個のレベルであった。
【００４８】このように、研磨剤砥粒の種類に関係なく、本願発明が従来例と比較して顕著な効果を奏することを確認した。
【００４９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば、研磨剤調合用等のタンク内の湿度を計測できるセンサによりタンク内の湿度が計測され、該計測結果により供給される加湿空気量が制御される。したがって、調整される湿度の精度が高く、かつ、自動的に湿度の計量が行え、また、自動的に加湿空気の供給が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨剤の調合装置又は供給装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】従来例である研磨剤の調合装置の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…研磨剤の調合装置等、１２…タンク、１４…湿度センサ、１６…加湿空気供給手段、１８…制御手段
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ：化学的機械研磨）研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路のデザインルールの縮小化に伴って、層間膜等の平坦化プロセスにＣＭＰが多用されるようになってきた。該ＣＭＰに使用される研磨剤は、微細粒子をｐＨ調整剤等の試薬を含む水溶液に分散させた固液分散系のものがほとんどである。これらの微細粒子としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、酸化セリウム等が一般的に使用されている。
【０００３】また、研磨装置における研磨剤の調合装置は、図２に断面図で示されるような構成であるものが一般的である。なお、この研磨剤の調合装置は研磨剤の供給を行うスラリータンク（研磨剤の供給装置）としても機能する。
【０００４】同図において、研磨剤の調合装置１は、上蓋を挿通して配管２、３、４が槽の内部に挿入されている。また、槽の底には配管５が連結されている。配管２は研磨剤原液（研磨剤メーカーから購入した状態のもの）を供給するためのものであり、配管３は添加剤を供給するためのものである。配管５は研磨剤を排出し研磨装置に供給するためのものであり、配管４は研磨剤を槽内に戻すためのものである。
【０００５】配管４、５はＣＭＰ研磨装置に連結され、研磨剤を循環させつつ研磨剤の調合装置１からＣＭＰ研磨装置への研磨剤の供給を行う。そして、配管４と配管５との間には、配管６が連結されていて、研磨剤の調合装置１とＣＭＰ研磨装置との間を循環する配管４と配管５とのバイパスとなっている。なお、付帯設備として、ポンプ７及びバルブ８、９が設けられている。
【０００６】研磨剤の調合は、配管２より研磨剤原液を、配管３より添加剤をそれぞれ供給し、図示しないスターラにより攪拌することにより行う。また、研磨剤の調合装置１内の研磨剤の量が減少してきたときも、同様に研磨剤原液と添加剤を供給して調合を行う。
【０００７】一方、このように研磨剤の調合装置１で研磨剤の初期調合を行わず、外部で別途調合した研磨剤を供給する例もある。この場合には、研磨剤原液及び／又は添加剤の追加を行うときにのみ配管２及び／又は配管３を使用している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の研磨剤の調合装置１においては、研磨剤が乾燥し、凝集・凝固することを防止できないという問題点を有する。すなわち、研磨剤を供給していくと、使用した分だけ研磨剤の調合装置１内の液面が下降する。その際、研磨剤を使用する前の液面から、研磨剤を使用した分だけ下降した液面までの壁面に研磨剤が付着する。
【０００９】その付着した研磨剤は、その後壁面において乾燥し、凝集・凝固する。その凝集・凝固した研磨剤は、壁面から落下し、研磨剤（液）の中に混在することとなる。このように、凝集・凝固した後、研磨剤（液）の中に混在することとなった大粒径の研磨剤は、ＣＭＰを実施した際ウェーハに傷（マイクロスクラッチ）を発生させ、ウェーハの品質を低下させたり、ウェーハの歩留りを低下させたりする。
【００１０】このような現象の対策として、特開平１１−１６５２５９号に記載されているように、調合槽の壁部に冷却部を設けたりして調合槽の壁部に水滴を付着させ、研磨剤の乾燥を防止する構成が開示されている。しかし、この構成は装置的に複雑にならざるを得ず、管理も煩雑である。
【００１１】一方、このような手段を設けず、凝集・凝固した後、研磨剤（液）の中に混在することとなった大粒径の研磨剤をフィルタにより濾過する対策も採用されている。しかし、濾過に完全を期すとフィルタの目詰まりが早く、その反面、目詰まりが少ないフィルタを使用すると濾過が不十分となり、マイクロスクラッチの発生を避けられない。
【００１２】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、研磨剤の乾燥を防止する手段を採用することにより、研磨剤の凝集・凝固することをなくした、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明は、ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置であって、研磨剤調合用又は供給用のタンクと、該タンク内部に配設される湿度センサと、該タンク内に加湿空気を供給する加湿空気供給手段と、を有し、前記湿度センサにより前記タンク内の湿度が計測され、該計測結果により前記加湿空気供給手段から供給される加湿空気量が制御され、前記タンク内が所望の湿度に調整されることを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置を提供する。
【００１４】本発明によれば、研磨剤調合用等のタンク内の湿度を計測できるセンサによりタンク内の湿度が計測され、該計測結果により供給される加湿空気量が制御される。したがって、調整される湿度の精度が高く、かつ、自動的に湿度の計量が行え、また、自動的に加湿空気の供給が行える。
【００１５】本発明のような構成を採用せず、加湿空気供給手段（たとえば、市販の加湿器）を用いてタンク内に加湿空気を供給することによりタンクの内壁を濡れた状態に維持させることはできる。しかし、無制限に行うと、槽内の研磨剤が結露水で希釈される不具合となる。また、タンク内の温湿度は経時的に変化するので、これに柔軟に対応させる必要がある。
【００１６】本発明は、このように従来例にない構成、効果を有するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に係るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置（以下、研磨剤の調合装置等と略称する。）の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】図１は、研磨剤の調合装置等１０の全体構成を示す概略図である。同図に示すように研磨剤の調合装置等１０は、主として、研磨剤調合用又は供給用のタンク１２、湿度センサ１４、加湿空気供給手段１６、及び、これらを制御する制御手段１８、等とで構成されている。
【００１９】研磨剤調合用等のタンク１２は円筒形状をしたものである。タンク１２の材質としては、たとえば、ポリプロピレン、金属に四フッ化エチレンの樹脂コートを施したもの等が使用できる。タンク１２の上蓋（図示略）を挿通して配管２０、２２が内部に連通されている。配管２０は研磨剤原液（研磨剤メーカーから購入した状態のもの）を供給するためのものであり、配管２２は添加剤を供給するためのものである。
【００２０】また、上蓋を挿通して配管２４が設けられている。この配管２４は研磨剤を排出しＣＭＰ研磨装置に供給するべくポンプ２６に接続され、ＣＭＰ研磨装置へと配管される。タンク１２の底には配管２８が連結されており、配管２８の端末に配されるバルブ３０を操作することによりドレン排出ができる。
【００２１】タンク１２の上蓋には加湿空気配管６０が接続されており、後述する加湿チャンバ４０からの加湿空気がタンク１２内に供給できるようになっている。
【００２２】タンク１２には図示しないスターラが設けられ、研磨剤を攪拌できるようになっている。スターラによる攪拌は、モータで駆動されるシャフトの先端に設けられたプロペラを回転させることにより行う。
【００２３】湿度センサ１４としては、タンク１２内の湿度を検出し、電気信号として取り出せるものであれば各種タイプの湿度センサが使用できる。このような湿度センサとしては、たとえば、トゥ・プラス社製の湿度センサ、型番：ＴＡ２０５（コントローラ１４Ａとしては、理化工業社製、型番：ＲＥＸ−Ｆ４００を使用）が使用できる。この湿度センサの表示範囲は０〜１００％であり、アナログ出力としては０〜１Ｖが得られる。
【００２４】コントローラ（変換器）１４Ａからのアナログ出力はコンピュータ７０に送られる。また、コントローラ１４Ａからのアナログ出力はデータロガー（図示略）にも送られ記録される。
【００２５】加湿空気供給手段１６は、密閉槽である加湿チャンバ４０、加湿チャンバ４０の底部外側に固着される霧化ユニット４２、４２、霧化ユニット４２、４２を駆動する起電回路４４、４４、起電回路４４、４４の電力供給配線４６、起電回路４４に固着され起電回路４４の保護回路に使用される温度センサ４８、加湿チャンバ４０内に配され、加湿チャンバ４０内の純水の水位を検出するレベルセンサ５０、加湿チャンバ４０を挿通して内部に連通されている純水配管５２、純水配管５２に接続され純水供給源（図示略）から供給される純水のＯＮ−ＯＦＦを行うバルブ５４、バルブ５４をＯＮ−ＯＦＦさせるソレノイド５４Ａ、加湿チャンバ４０を挿通して内部に連通されているエア配管５６、エア配管５６に接続されエア供給源（図示略）から供給されるエアのＯＮ−ＯＦＦを行うバルブ５８、バルブ５８をＯＮ−ＯＦＦさせるソレノイド５８Ａ、加湿チャンバ４０から加湿空気をタンク１２に供給する加湿空気配管６０、余分の加湿空気を排出するオーバーフロー配管６２、ドレーン排出用のドレーン配管６４、及び、ドレーン配管６４に取り付けられたドレーンバルブ６６とで構成される。
【００２６】加湿チャンバ４０は、下部に純水が蓄えられ、霧化ユニット４２、４２の駆動により飽和水蒸気を発生させ、この飽和水蒸気がエア供給源から供給されるエアと混合されて加湿空気となり、加湿空気配管６０を経てタンク１２に供給される構成のものである。
【００２７】加湿チャンバ４０を構成する材質としては、純水への汚染がなく、霧化ユニット４２、４２の駆動に耐え得るものであれば制限はないが、たとえば、ステンレス鋼が好適に使用できる。
【００２８】霧化ユニット４２は、加湿チャンバ４０の底部外側に固着されるとともに、起電回路４４により駆動されて振動し、純水を霧化する機能を果たすものである。起電回路４４に固着されている温度センサ４８は、起電回路４４の過熱を検知し、起電回路４４を保護するための保護回路（図示略）に使用されている。
【００２９】レベルセンサ５０は、加湿チャンバ４０内の純水の水位を検知するためのもので、水位の検知信号が制御手段１８に送られ、制御手段１８によりソレノイド５４Ａが駆動され、バルブ５４のＯＮ−ＯＦＦにより純水の供給量が制御される。これにより、加湿チャンバ４０内の純水の水位が所期の値に維持される構成となっている。
【００３０】エア配管５６から供給されるエアは、湿度センサ１４からの信号を受けた制御手段１８によりソレノイド５８Ａが駆動され、バルブ５８のＯＮ−ＯＦＦにより供給量が制御される構成となっている。
【００３１】オーバーフロー配管６２は、オーバーフロー用に使用される。また、ドレーン配管６４及びドレーンバルブ６６は加湿チャンバ４０内のクリーニング時等に使用される。
【００３２】制御手段１８は、研磨剤の調合装置等１０全体をコントロールするコンピュータ７０と、コンピュータ７０からの指令を受けてバルブ５４、５８のＯＮ−ＯＦＦを行うソレノイド５４Ａ、５８Ａの制御を行うシーケンサ７２等とで構成されている。また、制御手段１８は、霧化ユニット４２の起電回路４４の制御を行うように構成されている。
【００３３】制御手段１８のコンピュータ７０は、その他、配管２０から供給される研磨剤原液、及び、配管２２から供給される添加剤の供給をコントロールするように構成されている。
【００３４】前記のように構成された研磨剤の調合装置等１０における運転方法は次のとおりである。純水供給源（図示略）から供給される純水がバルブ５４、純水配管５２を経て加湿チャンバ４０に供給され、加湿チャンバ４０の下部に純水が蓄えられる。同時に、エア供給源（図示略）から供給されるエアがバルブ５８、エア配管５６を経て加湿チャンバ４０に供給される。
【００３５】霧化ユニット４２、４２の駆動により飽和水蒸気が発生し、この飽和水蒸気がエア供給源から供給されるエアと混合されて加湿空気となり、加湿空気配管６０を経てタンク１２に供給される。
【００３６】タンク１２内の湿度は湿度センサ１４により検出され、制御手段１８により所期の値を維持するように、霧化ユニット４２、４２の駆動、純水の供給量、エアの供給量、等がコントロールされる。
【００３７】これにより、タンク１２の内壁は常に濡れた状態になる。したがって、研磨剤を供給していくと、使用した分だけタンク１２内の液面が下降するが、研磨剤を使用する前の液面から、研磨剤を使用した分だけ下降した液面までの壁面に研磨剤が付着しても、その付着した研磨剤がその後壁面において乾燥し、凝集・凝固することはない。
【００３８】その結果、凝集・凝固した研磨剤が発生することはなく、大粒径の研磨剤によるウェーハの傷（マイクロスクラッチ）が発生したり、ウェーハの品質が低下したり、ウェーハの歩留りが低下したりすることはない。
【００３９】タンク１２内の相対湿度は、１００％であれば効果は充分であるが、相対湿度が９０％以上で管理されていれば問題が発生することはない。相対湿度が８５％程度でも略問題とはならない。相対湿度が８０％程度でも従来例と比較すれば効果は認められる。したがって、タンク１２内の相対湿度は８０％以上とするのが好ましい。
【００４０】以上、本発明に係るＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置及び供給装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００４１】たとえば、特許請求の範囲等には「加湿空気」と記載し、純水とエアより構成させたが、これと略同等の効果を奏する水（純水、超純水も含む）と窒素ガスを使用する構成も均等の範囲であり、同様に使用できる。
【００４２】
【実施例】図１に示される構成の研磨剤の調合装置等１０を使用してＣＭＰ研磨を行い効果を確認した。タンク１２の容量は１５リットルであり、研磨剤原液としてはＣＡＢＯＴ社製のコロイダルシリカ研磨剤、型番：ＳＳ−２５を使用した。研磨パッドにはロデール社製の製品名：ＩＣ１０００を使用した。ワークとして、シリコンウェーハに酸化膜が形成されたものを使用した。
【００４３】調合装置等１０の運転時のタンク１２内の設定湿度を９２％にして約８時間連続してＣＭＰ研磨を行った。その状態の研磨剤を使用してテスト用のワークを研磨し、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチもウェーハ面内で数個（１０個未満）であった。
【００４４】比較例として、従来から使用していたスラリータンク（図２の構成と略同様のもの）を使用し、同一の条件（材料、研磨条件等）でＣＭＰ研磨を行い、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチもウェーハ面内で数千個のレベルであった。
【００４５】次に、研磨剤の種類を代えて上記と同様のＣＭＰ研磨を行い効果を確認した。研磨剤原液としてはロデール社製のフュームドシリカ研磨剤、型番：ＩＬＤ−１３００を使用した。その他の条件は同一とした。
【００４６】調合装置等１０の運転時のタンク１２内の設定湿度を９３％にして約８時間連続してＣＭＰ研磨を行った。その状態の研磨剤を使用してテスト用のワークを研磨し、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチもウェーハ面内で数個（１０個未満）であった。
【００４７】比較例として、従来から使用していたスラリータンク（図２の構成と略同様のもの）を使用し、同一の条件（材料、研磨条件等）でＣＭＰ研磨を行い、研磨後のワーク５枚のマイクロスクラッチを計測したところ、いづれのワークのマイクロスクラッチも面内で数千個のレベルであった。
【００４８】このように、研磨剤砥粒の種類に関係なく、本願発明が従来例と比較して顕著な効果を奏することを確認した。
【００４９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば、研磨剤調合用等のタンク内の湿度を計測できるセンサによりタンク内の湿度が計測され、該計測結果により供給される加湿空気量が制御される。したがって、調整される湿度の精度が高く、かつ、自動的に湿度の計量が行え、また、自動的に加湿空気の供給が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨剤の調合装置又は供給装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】従来例である研磨剤の調合装置の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…研磨剤の調合装置等、１２…タンク、１４…湿度センサ、１６…加湿空気供給手段、１８…制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置であって、研磨剤調合用又は供給用のタンクと、該タンク内部に配設される湿度センサと、該タンク内に加湿空気を供給する加湿空気供給手段と、を有し、前記湿度センサにより前記タンク内の湿度が計測され、該計測結果により前記加湿空気供給手段から供給される加湿空気量が制御され、前記タンク内が所望の湿度に調整されることを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置。
【請求項１】ＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置であって、研磨剤調合用又は供給用のタンクと、該タンク内部に配設される湿度センサと、該タンク内に加湿空気を供給する加湿空気供給手段と、を有し、前記湿度センサにより前記タンク内の湿度が計測され、該計測結果により前記加湿空気供給手段から供給される加湿空気量が制御され、前記タンク内が所望の湿度に調整されることを特徴とするＣＭＰ研磨装置における研磨剤の調合装置又は供給装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００３−２０５４６４（Ｐ２００３−２０５４６４Ａ）
【公開日】平成１５年７月２２日（２００３．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−４４１８（Ｐ２００２−４４１８）
【出願日】平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【出願人】（０００１５１４９４）株式会社東京精密 (592)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年７月２２日（２００３．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【出願人】（０００１５１４９４）株式会社東京精密 (592)
【Ｆターム（参考）】
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