JP2021008001A - Polishing liquid supply device - Google Patents
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Abstract
【課題】より高品質の研磨液が得られる技術的手段を提供する。【解決手段】調合流路40は、CMP研磨装置8に至る液体送出口79の直前に配置されている。調合流路40は、流路10DIW、10CHM、10SLR、及び10H2O2と連通している。調合流路40には、2つの流入口F1及びF2と1つの流出口F3とを有する複数のミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2を複数段に渡って繋げたものが設けられている。よって、超純水にケミカルを調合→さらにスラリーを調合→さらに過酸化水素水を調合、というような3種類以上の液の段階的な調合を、精度よく行うことができる。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technical means for obtaining a higher quality polishing liquid. A blending flow path 40 is arranged immediately before a liquid delivery port 79 leading to a CMP polishing apparatus 8. The compounding flow path 40 communicates with the flow paths 10DIW, 10CHM, 10SLR, and 10H2O2. The mixing flow path 40 is provided with a plurality of mixing units 50CHM, 50SLR, and 50H2O2 having two inlets F1 and F2 and one outlet F3 connected in a plurality of stages. Therefore, it is possible to accurately perform stepwise preparation of three or more kinds of liquids, such as blending chemicals in ultrapure water → further blending slurry → further blending hydrogen peroxide solution. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、CMP(Chemical Mechanical Polishing)の研磨装置に、スラリーを希釈した研磨液を供給する研磨液供給装置に関する。 The present invention relates to a polishing liquid supply device that supplies a polishing liquid obtained by diluting a slurry to a polishing device of CMP (Chemical Mechanical Polishing).
半導体製造プロセスでは、ポリッシングと称する、エッチングされたウエーハ88に機械的化学的研磨を施す工程がある。図9は、この工程で用いられるCMPシステムの概略構成を示す図である。図9に示すように、CMPシステムは、研磨装置8と研磨液供給装置29とで構成される。研磨対象であるウエーハ88は、研磨装置8のヘッド81の下面の貼り付け盤82に接着される。このヘッド81により、ウエーハ88は、定盤83上の研磨パッド84に押圧される。研磨液供給装置29のタンク91には、スラリーを超純水や薬剤により希釈した研磨液が貯留される。研磨液供給装置29のタンク91内の研磨液をポンプ92により吸い出し、ノズル85の先端から研磨パッド84に研磨液を滴下しつつヘッド81及び定盤83を回転させると、ウエーハ88が研磨パッド84に押し付けられながら研磨パッド84の上を摺動する機械的作用と、ウエーハ88が研磨剤内のスラリーに接触する化学反応的作用とにより、ウエーハ88の表面が研磨される。CMPシステム1の構成の詳細については、特許文献1を参照されたい。 In the semiconductor manufacturing process, there is a step called polishing, in which the etched wafer 88 is mechanically and chemically polished. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the CMP system used in this step. As shown in FIG. 9, the CMP system includes a polishing device 8 and a polishing liquid supply device 29. The wafer 88 to be polished is adhered to the sticking board 82 on the lower surface of the head 81 of the polishing device 8. The head 81 presses the wafer 88 against the polishing pad 84 on the surface plate 83. In the tank 91 of the polishing liquid supply device 29, a polishing liquid obtained by diluting the slurry with ultrapure water or a chemical is stored. When the polishing liquid in the tank 91 of the polishing liquid supply device 29 is sucked out by the pump 92 and the head 81 and the platen 83 are rotated while dropping the polishing liquid from the tip of the nozzle 85 onto the polishing pad 84, the wafer 88 causes the polishing pad 84. The surface of the wafer 88 is polished by the mechanical action of sliding on the polishing pad 84 while being pressed against the polishing pad 84 and the chemical reaction action of the wafer 88 coming into contact with the slurry in the polishing agent. For details of the configuration of the CMP system 1, refer to Patent Document 1.
CMPシステムにおけるウエーハ88の研磨形状は、研磨パッド84の回転速度や研磨液の供給性能に依存することが知られている。ウエーハ88の研磨形状を良好にするには、研磨パッド84の回転速度、及び研磨液の単位時間あたりの供給量を一定に保つことが不可欠である。一般に、研磨除去量は、ウエーハ88と研磨パッド84との相対速度と加工圧力とに比例して増加する。 It is known that the polishing shape of the wafer 88 in the CMP system depends on the rotation speed of the polishing pad 84 and the supply performance of the polishing liquid. In order to improve the polishing shape of the wafer 88, it is indispensable to keep the rotation speed of the polishing pad 84 and the supply amount of the polishing liquid per unit time constant. Generally, the amount of polishing removed increases in proportion to the relative speed between the wafer 88 and the polishing pad 84 and the processing pressure.
CMPの研磨液は、スラリー原液に、ケミカルと称する薬剤や過酸化水素水などの複数種類の液体を調合して得られるものである。これら複数種類の液体は、最初にケミカルを超純水で薄め、次にスラリー原液を調合し、次に過酸化水素水を調合する、という手順を踏んで段階的に混ぜ合わせたときにときに、より高品質の研磨液となる。しかしながら、従来のCMP装置は、研磨液供給装置のタンクに攪拌装置を設置し、スラリー原液、ケミカル、及び過酸化水素水を調合タンクに貯めて、攪拌装置により攪拌して調合する、という構成であったため、複数種類の液体の段階的な調合には不向きであった。 The CMP polishing liquid is obtained by mixing a slurry stock solution with a plurality of types of liquids such as a chemical substance and a hydrogen peroxide solution. When these multiple types of liquids are mixed step by step, the chemicals are first diluted with ultrapure water, then the slurry stock solution is prepared, and then the hydrogen peroxide solution is prepared. , A higher quality polishing solution. However, the conventional CMP device has a configuration in which a stirring device is installed in the tank of the polishing liquid supply device, the slurry stock solution, the chemical, and the hydrogen peroxide solution are stored in the mixing tank, and the mixture is stirred and mixed by the stirring device. Therefore, it was not suitable for stepwise preparation of multiple types of liquids.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、より高品質の研磨液が得られる技術的手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a technical means for obtaining a higher quality polishing liquid.
上記課題を解決するため、本発明は、研磨液をCMP研磨装置に供給する研磨液供給装置であって、スラリー、及び前記スラリーと調合する他の液体を含む複数の液体とそれぞれ移送する複数の液体移送流路と、前記CMP研磨装置に至る液体の送出口に対応して配置された調合流路であって、前記複数の液体移送流路と連通し、前記複数の液体を調合した液を前記研磨液として前記CMP研磨装置に供給する調合流路とを具備し、前記調合流路には、2つの流入口と1つの流出口とを有する複数のミキシングユニットを複数段に渡って繋げたものが設けられていることを特徴とする研磨液供給装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a polishing liquid supply device that supplies a polishing liquid to a CMP polishing device, and a plurality of liquids that transfer the slurry and a plurality of liquids including other liquids to be mixed with the slurry. A blending flow path arranged corresponding to a liquid transfer flow path and a liquid inlet / outlet leading to the CMP polishing apparatus, which communicates with the plurality of liquid transfer flow paths and mixes the plurality of liquids. A compounding flow path for supplying the polishing liquid to the CMP polishing apparatus is provided, and a plurality of mixing units having two inlets and one outlet are connected to the compounding flow path in a plurality of stages. Provided is a polishing liquid supply apparatus characterized in that a thing is provided.
この研磨液供給装置において、前記複数のミキシングユニットは、第1のミキシングユニット、第2のミキシングユニット、及び第3のミキシングユニットを含み、前記第1のミキシングユニットの一方の流入口は純水の液体移送流路と、他方の流入口はケミカルの液体移送流路と、流出口は前記第2のミキシングユニットの一方の流入口と、それぞれ繋がっており、前記第2のミキシングユニットの他方の流入口はスラリーの液体移送流路と、流出口は前記第3のミキシングユニットの一方の流入口と、それぞれ繋がっており、前記第3のミキシングユニットの一方の流入口は過酸化水素水の液体移送流路と、流出口は前記CMP研磨装置に至る液体の送出口と、それぞれ繋がっていてもよい。 In this polishing liquid supply device, the plurality of mixing units include a first mixing unit, a second mixing unit, and a third mixing unit, and one inlet of the first mixing unit is pure water. The liquid transfer flow path and the other inflow port are connected to the chemical liquid transfer flow path, and the outflow port is connected to one inflow port of the second mixing unit, and the other flow path of the second mixing unit is connected. The inlet is connected to the liquid transfer flow path of the slurry, and the outlet is connected to one inlet of the third mixing unit, and one inlet of the third mixing unit is the liquid transfer of hydrogen peroxide solution. The flow path and the outlet may be connected to the outlet of the liquid leading to the CMP polishing device, respectively.
本発明では、調合流路に、2つの流入口と1つの流出口とを有する複数のミキシングユニットを複数段に渡って繋げたものが設けられている。よって、超純水にケミカルを調合→さらにスラリーを調合→さらに過酸化水素水を調合、というような3種類以上の液の段階的な調合を、精度よく行うことができる。 In the present invention, the mixing flow path is provided with a plurality of mixing units having two inlets and one outlet connected in a plurality of stages. Therefore, it is possible to accurately perform stepwise preparation of three or more kinds of liquids, such as blending chemicals in ultrapure water → further blending slurry → further blending hydrogen peroxide solution.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態である研磨液供給装置2を含むCMPシステム1の全体構成を示す図である。図1における要素間を結ぶ実線は配管を示しており、実線上の矢印は、配管内の液の進行方向を示している。CMPシステム1は、半導体製造プロセスのポリッシング工程で使用するものである。CMPシステム1は、CMP研磨装置8と、研磨液供給装置2とを有する。CMP研磨装置8の液体送入口89は、研磨液供給装置2の液体送出口79と接続されている。CMP研磨装置8は、研磨対象であるウエーハ88を研磨する。研磨液供給装置2は、CMP研磨装置8に研磨液を供給する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a CMP system 1 including a polishing liquid supply device 2 according to a first embodiment of the present invention. The solid line connecting the elements in FIG. 1 indicates the pipe, and the arrow on the solid line indicates the traveling direction of the liquid in the pipe. The CMP system 1 is used in the polishing process of the semiconductor manufacturing process. The CMP system 1 includes a CMP polishing device 8 and a polishing liquid supply device 2. The liquid inlet 89 of the CMP polishing apparatus 8 is connected to the liquid inlet 79 of the polishing liquid supply apparatus 2. The CMP polishing apparatus 8 polishes the wafer 88 to be polished. The polishing liquid supply device 2 supplies the polishing liquid to the CMP polishing device 8.
研磨液は、スラリー、超純水、ケミカル、及び過酸化水素水を所定の割合で調合した液である。ここで、スラリーには、砥粒剤などを含んだスラリー、SiO2を含んだアルカリ性スラリー、CeO2を含んだ中性スラリー、Al2O3を含んだ酸性スラリーなどの種類がある。ケミカルには、シリカ、メロー酸、クエン酸などの種類がある。スラリーやケミカルの有効成分は、研磨対象のウエーハ88や研磨形状などに応じて決定するとよい。 The polishing liquid is a liquid prepared by mixing slurry, ultrapure water, chemicals, and hydrogen peroxide solution in a predetermined ratio. Here, there are various types of slurries such as a slurry containing an abrasive and the like, an alkaline slurry containing SiO 2 , a neutral slurry containing CeO 2, and an acidic slurry containing Al 2 O 3 . There are various types of chemicals such as silica, mellow acid, and citric acid. The active ingredient of the slurry or chemical may be determined according to the wafer 88 to be polished, the polishing shape, and the like.
CMP研磨装置8の構成は、図9に示した研磨装置8の構成と概ね同様である。CMP研磨装置8には、研磨液供給装置2のミキシングユニット50CHM、50SLR、及び50H2O2の前後の流量検出点及び濃度検出点における流量及び濃度の目標値を設定する操作子が設けられている。CMP研磨装置8において、流量又は濃度の目標値が設定された場合、CMP研磨装置8は、設定後の流量又は濃度を示す設定信号を研磨液供給装置2に供給する。 The configuration of the CMP polishing apparatus 8 is substantially the same as the configuration of the polishing apparatus 8 shown in FIG. The CMP polishing apparatus 8 is provided with an operator for setting the target values of the flow rate and the concentration at the flow rate detection points and the concentration detection points before and after the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 of the polishing liquid supply device 2. There is. When the target value of the flow rate or the concentration is set in the CMP polishing device 8, the CMP polishing device 8 supplies the polishing liquid supply device 2 with a setting signal indicating the flow rate or the concentration after the setting.
研磨液供給装置2は、PLC(Programmable Logic Controller)70、外部の超純水供給源と接続された超純水送入口29、ケミカルが貯留されている複数のドラム11CHM、ドラム11CHMの重量を検出するロードセル12CHM、ドラム11CHMの中の圧力を検出する圧力センサ13CHM、スラリーが貯留されている複数のドラム11SLR、ドラム11SLRの重量を検出するロードセル12SLR、ドラム11SLRの中の圧力を検出する圧力センサ13SLR、過酸化水素水が貯留されている複数のドラム11H2O2、ドラム11H2O2の重量を検出するロードセル12H2O2、ドラム11H2O2の中の圧力を検出する圧力センサ13H2O2、超純水が移送される液体移送流路10DIW、ケミカルが移送される液体移送流路10CHM、スラリーが移送される液体移送流路10SLR、過酸化水素水が移送される液体移送流路10H2O2、並びに、超純水、ケミカル、スラリー、及び過酸化水素水の4種類の液体が調合される調合流路40を有する。 The polishing liquid supply device 2 includes a PLC (Programmable Logic Controller) 70, an ultra-pure water inlet 29 connected to an external ultra-pure water supply source, a plurality of drums 11 CHM in which chemicals are stored, and the weight of the drum 11 CHM . load cell 12 CHM for detecting a pressure sensor 13 CHM for detecting the pressure in the drum 11 CHM, a plurality of drums 11 SLR slurry is stored, a load cell 12 SLR for detecting the weight of the drum 11 SLR, the drum 11 SLR a pressure sensor the pressure sensor 13 SLR for detecting the pressure in, the hydrogen peroxide solution to detect the pressure in the load cell 12 H2 O2, drum 11 H2 O2 for detecting the weight of a plurality of drums 11 H2 O2, drum 11 H2 O2 which is stored 13 H2O2 , liquid transfer flow path 10 DIW to which ultrapure water is transferred, liquid transfer flow path 10 CHM to which chemicals are transferred, liquid transfer flow path 10 SLR to which slurry is transferred, liquid to which hydrogen peroxide solution is transferred. It has a transfer flow path 10 H2O2 and a mixing flow path 40 in which four kinds of liquids of ultrapure water, chemicals, slurry, and hydrogen peroxide solution are mixed.
調合流路40は、CMP研磨装置8に至る液体送出口79の直前に配置されている。調合流路40は、流路10DIW、10CHM、10SLR、及び10H2O2と連通している。調合流路40には、フローコントローラ15CHM、15SLR、及び15H2O2、流量センサ61CHM、63CHM、61SLR、63SLR、61H2O2、及び63H2O2、並びに濃度センサ64CHM、64SLR、及び64H2O2が設けられている。 The mixing flow path 40 is arranged immediately before the liquid delivery port 79 leading to the CMP polishing apparatus 8. The compounding flow path 40 communicates with the flow paths 10 DIW , 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2 . The mixing flow path 40 includes flow controllers 15 CHM , 15 SLR , and 15 H2O2 , flow rate sensors 61 CHM , 63 CHM , 61 SLR , 63 SLR , 61 H2O2 , and 63 H2O2 , and concentration sensors 64 CHM , 64 SLR , and 64 H2O2 is provided.
フローコントローラ15CHMは、流量センサ62CHMと流量調整バルブ26CHMが一体になっているユニットである。フローコントローラ15SLRは、流量センサ62SLRと流量調整バルブ26SLRが一体になっているユニットである。フローコントローラ15H2O2は、流量センサ62H2O2と流量調整バルブ26H2O2が一体になっているユニットである。フローコントローラ15CHM、15SLR、15H2O2は、液体移送流路10CHM、10SLR、10H2O2から調合流路40への液体の流量を調整する流量調整手段としての役割を果たす。 The flow controller 15 CHM is a unit in which the flow rate sensor 62 CHM and the flow rate adjusting valve 26 CHM are integrated. The flow controller 15 SLR is a unit in which the flow rate sensor 62 SLR and the flow rate adjusting valve 26 SLR are integrated. The flow controller 15 H2O2 is a unit in which the flow rate sensor 62 H2O2 and the flow rate adjusting valve 26 H2O2 are integrated. The flow controllers 15 CHM , 15 SLR , and 15 H2O2 serve as flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the liquid from the liquid transfer flow paths 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2 to the blending flow path 40.
流路10DIWには、低圧弁21(精密レギュレータ)が設けられている。低圧弁21の働きにより、流路10DIWにおける超純水の流量は、一定(例えば、1リッター/分)に保たれる。 A low pressure valve 21 (precision regulator) is provided in the flow path 10 DIW . By the action of the low pressure valve 21, the flow rate of ultrapure water in the flow path 10 DIW is kept constant (for example, 1 liter / minute).
流路10CHMには、ガス加圧部14CHMが設けられている。流路10SLRには、ガス加圧部14SLRが設けられている。流路10H2O2には、ガス加圧部14H2O2が設けられている。 The flow path 10 CHM is provided with a gas pressurizing unit 14 CHM . The flow path 10 SLR is provided with a gas pressurizing unit 14 SLR . The flow path 10 H2O2 is provided with a gas pressurizing unit 14 H2O2 .
ガス加圧部14CHM、14SLR、14H2O2は、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2に不活性ガスである窒素を送出し、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内の液体を流路10CHM、10SLR、10H2O2に押し出す。 Gas pressure portion 14 CHM, 14 SLR, 14 H2O2 is drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 to send the nitrogen is an inert gas, the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 the passage 10 the liquid in the H2O2 Extrude to CHM , 10 SLR , 10 H2O2 .
図2に示すように、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2は、天板31と、底板32と、それらの間に介在する側板33とを有する。ドラム11CHM、11SLR、11H2O2の内部は気密になっている。天板31の上及び底板32の下には、ドラムサポートユニットであるSUS(Steel Use Stainless)板311、PVC(Polyvinyl Chloride)板312、PVC板321、及びSUS板322が設けられている。第1の板であるSUS板311及びPVC板312は、天板31の上に配置されており、第2の板であるPVC板321及びSUS板322は、底板32の下に配置されている。SUN板322の下にはロードセル12CHM、12SLR、12H2O2が配置されている。 As shown in FIG. 2, the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 have a top plate 31, a bottom plate 32, and a side plate 33 interposed between them. The inside of the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 is airtight. A drum support unit, a SUS (Steel Use Stainless) plate 311, a PVC (Polyvinyl Chloride) plate 312, a PVC plate 321 and a SUS plate 322, are provided on the top plate 31 and below the bottom plate 32. The first plate, the SUS plate 311 and the PVC plate 312, are arranged on the top plate 31, and the second plate, the PVC plate 321 and the SUS plate 322, are arranged under the bottom plate 32. .. Load cells 12 CHM , 12 SLR , and 12 H2O2 are arranged under the SUN plate 322.
SUS板312及びPVC板311は、天板31を上から抑え、PVC板321及びSUS板322は、底板32を下から抑え、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内の加圧による暴発を防ぐ役割を果たすものである。ドラム11CHM、11SLR、11H2O2には、エアシリンダー38が設けられている。エアシリンダー38により、SUS板312とPVC板311を上に持ち上げ、天板31から離すことができる。 The SUS plate 312 and the PVC plate 311 hold down the top plate 31 from above, and the PVC plate 321 and the SUS plate 322 hold down the bottom plate 32 from below to prevent outbursts due to pressurization in the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 . It plays a role. An air cylinder 38 is provided on the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 . The air cylinder 38 allows the SUS plate 312 and the PVC plate 311 to be lifted up and separated from the top plate 31.
流路10CHM、10SLR、10H2O2からドラム11CHM、11SLR、11H2O2に至る配管の先端には、第1のチューブが接続されている。ガス加圧部14CHM、14SLR、14H2O2からドラム11CHM、11SLR、11H2O2に至る配管の先端には、第2のチューブが接続されている。第1のチューブ及び第2のチューブは、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2の天板31の開口部を通り、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内に引き込まれている。ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内における第1のチューブの下端は、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2の底にあり、第2のチューブの下端は、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内の液体の液面上にある。 A first tube is connected to the tip of the pipe from the flow path 10 CHM , 10 SLR , 10 H2O2 to the drum 11 CHM , 11 SLR , 11 H2O2 . A second tube is connected to the tip of the pipe from the gas pressurizing section 14 CHM , 14 SLR , 14 H2O2 to the drum 11 CHM , 11 SLR , 11 H2O2 . The first tube and the second tube passes through the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 opening in the top plate 31 of H2 O2, are drawn into the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 in H2 O2. The lower end of the first tube in the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 in H2O2 is in the bottom of the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2, the lower end of the second tube, the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 It is on the surface of the liquid inside.
ドラム11CHM、11SLR、11H2O2の第1のチューブには、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2から流路10CHM、10SLR、10H2O2への液体の送出を規制する弁が設けられている。第2のチューブには、ガス加圧部14CHM、14SLR、14H2O2からドラム11CHM、11SLR、11H2O2への窒素の送出を規制する弁が設けられている。 The first tube of the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 , and a valve for regulating the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 from the flow path 10 CHM, 10 SLR, 10 delivery of liquid to the H2O2 provided There is. The second tube is provided with a valve that regulates the delivery of nitrogen from the gas pressurizing portions 14 CHM , 14 SLR , 14 H2O2 to the drums 11 CHM , 11 SLR , 11 H2O2 .
ドラム11CHM、11SLR、11H2O2における流路10CHM、10SLR、10H2O2に繋がった第1のチューブの弁を閉弁し、ガス加圧部14CHM、14SLR、14H2O2に繋がった第2のチューブの弁を開弁し、ガス加圧部14CHM、14SLR、14H2O2から窒素を送出させると、窒素がドラム11CHM、11SLR、11H2O2の中に入り、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2の中の圧力が高まる。ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内の圧力が高まった後、ガス加圧部14CHM、14SLR、14H2O2に繋がった第2のチューブの弁を閉弁し、流路10CHM、10SLR、10H2O2に繋がった第1のチューブの弁を開弁すると、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2の中の液体が流路10CHM、10SLR、10H2O2に押し出される。 The valve of the first tube connected to the flow paths 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2 in the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 was closed, and the valve was connected to the gas pressurizing portions 14 CHM , 14 SLR , and 14 H2O2 . When the valve of the tube 2 is opened and nitrogen is sent out from the gas pressurizing parts 14 CHM , 14 SLR , and 14 H2O2 , the nitrogen enters the drums 11 CHM , 11 SLR , 11 H2O2 , and the drums 11 CHM , 11 The pressure in SLR , 11 H2O2 increases. After the pressure in the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 increased, the valve of the second tube connected to the gas pressurizing parts 14 CHM , 14 SLR , and 14 H2O2 was closed, and the flow path 10 CHM , 10 SLR. and opens the valve of the first tube that led to 10 H2O2, is extruded into the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 liquid in the H2O2 is the channel 10 CHM, 10 SLR, 10 H2O2 .
流路10DIWの配管は、ミキシングユニット50CHMの流入口F1と繋がっている。流路10CHMの配管は、ミキシングユニット50CHMの流入口F2と繋がっている。流路10SLRの配管は、ミキシングユニット50SLRの流入口F2と繋がっている。流路10H2O2の配管は、ミキシングユニット50H2O2の流入口F2と繋がっている。ミキシングユニット50CHMの流出口F3は、ミキシングユニット50SLRの流入口F1と繋がっている。ミキシングユニット50SLRの流出口F3は、ミキシングユニット50H2O2の流入口F1と繋がっている。ミキシングユニット50H2O2の流出口F3は、液体の送出口79と繋がっている。 The piping of the flow path 10 DIW is connected to the inflow port F1 of the mixing unit 50 CHM . The piping of the flow path 10 CHM is connected to the inflow port F2 of the mixing unit 50 CHM . The piping of the flow path 10 SLR is connected to the inflow port F2 of the mixing unit 50 SLR . The piping of the flow path 10 H2O2 is connected to the inflow port F2 of the mixing unit 50 H2O2 . The outlet F3 of the mixing unit 50 CHM is connected to the inlet F1 of the mixing unit 50 SLR . The outlet F3 of the mixing unit 50 SLR is connected to the inlet F1 of the mixing unit 50 H2O2 . The outlet F3 of the mixing unit 50 H2O2 is connected to the liquid outlet 79.
流路10DIW内を移送される超純水は、流入口F1からミキシングユニット50CHMに流れ込む。流路10CHM内を移送されるケミカルは、流入口F2からミキシングユニット50CHMに流れ込む。流路10SLR内を移送されるスラリーは、流入口F2からミキシングユニット50SLRに流れ込む。流路10H2O2内を移送される過酸化水素水は、流入口F2からミキシングユニット50H2O2に流れ込む。 The ultrapure water transferred in the flow path 10 DIW flows into the mixing unit 50 CHM from the inflow port F1. The chemicals transferred in the flow path 10 CHM flow into the mixing unit 50 CHM from the inflow port F2. The slurry transferred in the flow path 10 SLR flows into the mixing unit 50 SLR from the inflow port F2. The hydrogen peroxide solution transferred in the flow path 10 H2O2 flows into the mixing unit 50 H2O2 from the inflow port F2.
図3(A)は、ミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2の正面図である。図3(B)は、図3(A)を矢印B方向から見た図である。図3(C)は、図3(B)の内部を示す図である。図4は、図3(B)の一部断面図である。ミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2は、2つの流入口F1及びF2と1つの流出口F3とをもったハウジングHZと、ハウジングHZ内に収められた攪拌スクリューSCRとを有する。 FIG. 3A is a front view of the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 . FIG. 3B is a view of FIG. 3A viewed from the direction of arrow B. FIG. 3C is a diagram showing the inside of FIG. 3B. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of FIG. 3 (B). The mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 have a housing HZ having two inlets F1 and F2 and one outlet F3, and a stirring screw SCR housed in the housing HZ.
ハウジングHZの本体は、流路10DIW、10CHM、10SLR、10H2O2の配管と略同じか僅かに太い直径をもった中空な円筒体である。ハウジングHZの本体の延在方向の一端に流入口F1があり、他端に流出口F3がある。ハウジングHZの本体の側面における流入口F1の近傍に、流入口F2がある。流入口F2は、ハウジングHZの本体の中に連通している。 The main body of the housing HZ is a hollow cylinder having a diameter substantially the same as or slightly thicker than that of the pipes of the flow paths 10 DIW , 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2 . The inflow port F1 is at one end in the extending direction of the main body of the housing HZ, and the outflow port F3 is at the other end. There is an inflow port F2 in the vicinity of the inflow port F1 on the side surface of the main body of the housing HZ. The inflow port F2 communicates with the main body of the housing HZ.
流入口F1は、ハウジングHZ内の配管HK1と連通している。配管HK1の先端は攪拌スクリューSCRと繋がっている。流入口F2は、ウジングHZ内の配管HK2と連通している。図4に示すように、配管HK2の下端における幅方向の2辺は、配管HK1の内周面に当接している。配管HK2内の底と、底よりも僅かに上側の2か所の位置には、2つの液体吐出口HL1、HL2がある。配管HK1内において、2つの液体吐出口HL1、HL2は、攪拌スクリューSCRのほうを向いている。 The inflow port F1 communicates with the pipe HK1 in the housing HZ. The tip of the pipe HK1 is connected to the stirring screw SCR. The inflow port F2 communicates with the pipe HK2 in the Uzing HZ. As shown in FIG. 4, two sides in the width direction at the lower end of the pipe HK2 are in contact with the inner peripheral surface of the pipe HK1. There are two liquid discharge ports HL1 and HL2 at the bottom of the pipe HK2 and at two positions slightly above the bottom. In the pipe HK1, the two liquid discharge ports HL1 and HL2 face the stirring screw SCR.
攪拌スクリューSCRは、軸棒AXSに、N(Nは、2以上の自然数、図3(C)の例では、N=5)個の捩れ羽根VL-k(k=1〜N)を間隔をあけて配置したものである。軸棒AXSは、ハウジングHZの流入口F1と流出口F3において支持されている。捩れ羽根VL-kは、軸棒AXSの外周面に沿って半回転(180度)捩った形状をなしている。複数個の捩れ羽根VL-k(k=1〜N)は、90度ずつ位相をずらして配置されており、相前後する捩れ羽根VL-kは、90度ずれて直交している。相前後する捩れ羽根VL-kの間隔は等しくなっている。相前後する捩れ羽根VL-kの間隔は、捩れ羽根VL-k自体の寸法(前後方向の幅)より短くなっている。 In the stirring screw SCR, N (N is a natural number of 2 or more, N = 5 in the example of FIG. 3C) of the shaft rod AXS is spaced by VL-k (k = 1 to N). It is placed open. The shaft rod AXS is supported at the inlet F1 and the outlet F3 of the housing HZ. The torsion blade VL-k has a shape twisted half a turn (180 degrees) along the outer peripheral surface of the shaft rod AXS. The plurality of twisting blades VL-k (k = 1 to N) are arranged so as to be out of phase by 90 degrees, and the twisting blades VL-k that are in phase with each other are orthogonal to each other by 90 degrees. The intervals between the twisting blades VL-k before and after the phase are equal. The distance between the twisting blades VL-k before and after each other is shorter than the dimension (width in the front-rear direction) of the twisting blades VL-k itself.
ミキシングユニット50CHMの流入口F1及び流入口F2からミキシングユニット50CHM内に流入した2種類の液(超純水とケミカル)は、ミキシングユニット50CHM内において攪拌されながら混ざり合い、2種類の液を調合した液が、ミキシングユニット50CHMの流出口F3から送出される。 Two liquid flowing from the mixing unit 50 CHM inlets F1 and inlet F2 in mixing unit 50 in CHM (ultrapure water and chemical) is mixed with each other while being agitated in the mixing unit 50 CHM, two liquid Is delivered from the outlet F3 of the mixing unit 50 CHM .
ミキシングユニット50SLRの流入口F1及びF2からミキシングユニット50SLR内に流入した2種類の液(超純水とケミカルを含む液とスラリー)は、ミキシングユニット50SLR内の攪拌スクリューSCRを通過することにより、攪拌されながら混ざり合い、2種類の液を調合した液が、ミキシングユニット50SLRの流出口F3から送出される。 Two types of liquids (liquid containing ultrapure water and chemicals and slurry) flowing into the mixing unit 50 SLR from the inflow ports F1 and F2 of the mixing unit 50 SLR shall pass through the stirring screw SCR in the mixing unit 50 SLR . As a result, the two types of liquids are mixed while being agitated, and the liquids obtained by mixing the two types of liquids are sent out from the outlet F3 of the mixing unit 50 SLR .
ミキシングユニット50H2O2の流入口F1及び流入口F2からミキシングユニット50H2O2内に流入した2種類の液(超純水、ケミカル、及びスラリーを含む液と過酸化水素水)は、ミキシングユニット50H2O2内において攪拌されながら混ざり合い、2種類の液を調合した液が、ミキシングユニット50H2O2の流出口F3から送出される。 The two types of liquids (liquid containing ultrapure water, chemicals, and slurry and hydrogen peroxide solution) that flowed into the mixing unit 50 H2O2 from the inflow port F1 and the inflow port F2 of the mixing unit 50 H2O2 are contained in the mixing unit 50 H2O2 . The liquids in which the two types of liquids are mixed are sent out from the outlet F3 of the mixing unit 50 H2O2 .
図1において、流量センサ61CHMは、調合流路40内におけるミキシングユニット50CHMの流入口F1の直前の位置の液(超純水)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。流量センサ62CHMは、調合流路40内におけるミキシングユニット50CHMの流入口F2の直前の位置の液(ケミカル)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。流量センサ63CHMは、調合流路40内におけるミキシングユニット50CHMの流出口F3の直後の位置の液(超純水とケミカルを調合した液)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。濃度センサ64CHMは、調合流路40内におけるミキシングユニット50CHMの流出口F3の直後の位置の液の濁度を、液体の濃度として検出し、濃度の検出信号を出力する。 In FIG. 1, the flow rate sensor 61 CHM detects the flow rate per unit time of the liquid (ultrapure water) at the position immediately before the inflow port F1 of the mixing unit 50 CHM in the mixing flow path 40, and outputs the flow rate detection signal. Output. The flow rate sensor 62 CHM detects the flow rate per unit time of the liquid (chemical) at the position immediately before the inflow port F2 of the mixing unit 50 CHM in the mixing flow path 40, and outputs a flow rate detection signal. The flow rate sensor 63 CHM detects the flow rate per unit time of the liquid (the liquid in which ultrapure water and chemicals are mixed) at the position immediately after the outlet F3 of the mixing unit 50 CHM in the mixing flow path 40, and detects the flow rate. Output a signal. The concentration sensor 64 CHM detects the turbidity of the liquid at the position immediately after the outlet F3 of the mixing unit 50 CHM in the mixing flow path 40 as the concentration of the liquid, and outputs a concentration detection signal.
流量センサ61SLRは、調合流路40内におけるミキシングユニット50SLRの流入口F1の直前の位置の液(超純水とケミカルを含む液)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。流量センサ62SLRは、調合流路40内におけるミキシングユニット50SLRの流入口F2の直前の位置の液(スラリー)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。流量センサ63SLRは、調合流路40内におけるミキシングユニット50SLRの流出口F3の直後の位置(超純水、ケミカル、スラリーを調合した液)の液の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。濃度センサ64SLRは、調合流路40内におけるミキシングユニット50SLRの流出口F3の直後の位置の液の濁度を、液体の濃度として検出し、濃度の検出信号を出力する。 The flow rate sensor 61 SLR detects the flow rate per unit time of the liquid (liquid containing ultrapure water and chemicals) at the position immediately before the inflow port F1 of the mixing unit 50 SLR in the mixing flow path 40, and detects the flow rate. Is output. The flow rate sensor 62 SLR detects the flow rate per unit time of the liquid (slurry) at the position immediately before the inflow port F2 of the mixing unit 50 SLR in the mixing flow path 40, and outputs a flow rate detection signal. The flow rate sensor 63 SLR detects the flow rate per unit time of the liquid at the position immediately after the outlet F3 of the mixing unit 50 SLR (the liquid in which ultrapure water, chemicals, and slurry are mixed) in the mixing flow path 40, and the flow rate. Outputs the detection signal of. The concentration sensor 64 SLR detects the turbidity of the liquid at the position immediately after the outlet F3 of the mixing unit 50 SLR in the mixing flow path 40 as the concentration of the liquid, and outputs a concentration detection signal.
流量センサ61H2O2は、調合流路40内におけるミキシングユニット50H2O2の流入口F1の直前の位置の液(超純水、ケミカル、及びスラリーを含む液)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。流量センサ62H2O2は、調合流路40内におけるミキシングユニット50H2O2の流入口F2の直前の位置の液(過酸化水素水)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。流量センサ63H2O2は、調合流路40内におけるミキシングユニット50H2O2の流出口F3の直後の位置の液(超純水、ケミカル、スラリー、及び過酸化水素水を調合した液)の単位時間あたりの流量を検出し、流量の検出信号を出力する。濃度センサ64H2O2は、調合流路40内におけるミキシングユニット50H2O2の流出口F3の直後の位置の液の濁度を、液体の濃度として検出し、濃度の検出信号を出力する。 The flow rate sensor 61 H2O2 detects the flow rate per unit time of the liquid (liquid containing ultrapure water, chemicals, and slurry) at the position immediately before the inflow port F1 of the mixing unit 50 H2O2 in the mixing flow path 40, and the flow rate. Outputs the detection signal of. The flow rate sensor 62 H2O2 detects the flow rate per unit time of the liquid (hydrogen peroxide solution) at the position immediately before the inflow port F2 of the mixing unit 50 H2O2 in the mixing flow path 40, and outputs a flow rate detection signal. The flow rate sensor 63 H2O2 is a liquid (a liquid in which ultrapure water, chemicals, slurry, and hydrogen peroxide solution are mixed) located immediately after the outlet F3 of the mixing unit 50 H2O2 in the mixing flow path 40 per unit time. Detects the flow rate and outputs the flow rate detection signal. The concentration sensor 64 H2O2 detects the turbidity of the liquid at the position immediately after the outlet F3 of the mixing unit 50 H2O2 in the mixing flow path 40 as the concentration of the liquid, and outputs a concentration detection signal.
PLC70は、研磨液供給装置2の制御手段としての役割を果たす装置である。PLC70は、調合流路40内の液体の流量及び濃度に応じて、流量調整手段であるフローコントローラ15CHM、15SLR、15H2O2の動作を制御する第1の制御と、液体の種類毎の複数のドラム11CHM、11SLR、11H2O2の貯留量に応じて、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2と流路10CHM、10SLR、10H2O2との連通を制御する第2の制御とを実行する。 The PLC 70 is a device that serves as a control means for the polishing liquid supply device 2. The PLC 70 includes a first control for controlling the operation of the flow controllers 15 CHM , 15 SLR , and 15 H2O2 , which are flow rate adjusting means, according to the flow rate and concentration of the liquid in the mixing flow path 40, and a plurality of for each type of liquid. depending on the storage amount of the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 , drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 and the flow path 10 CHM, 10 SLR, 10 executes a second control for controlling communication with H2O2 To do.
より詳細に説明すると、第1の制御では、PLC70は、フローコントローラ15CHMの流量調整バルブ26CHMの開度を、流量センサ61CHM、62CHM、63CHMの検出信号とCMP研磨装置8から与えられる設定信号が示す流量の目標値との関係、及び濃度センサ64CHMの検出信号とCMP研磨装置8から与えられる設定信号が示す濃度の目標値との関係に基づいて決定した開度にし、以後の流量センサ61CHM、62CHM、63CHMの検出信号、及び濃度センサ64CHMの検出信号に基づいて流量調整バルブ26CHMの開度を補正する。 In more detail, in the first control, PLC70 is provided from the flow controller 15 the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 CHM of CHM, flow sensor 61 CHM, 62 CHM, 63 CHM detection signal and the CMP polishing device 8 The opening degree is determined based on the relationship between the target value of the flow rate indicated by the set signal and the target value of the concentration indicated by the set signal given from the CMP polishing device 8 and the detection signal of the density sensor 64 CHM. The opening degree of the flow rate adjusting valve 26 CHM is corrected based on the detection signals of the flow rate sensors 61 CHM , 62 CHM , 63 CHM , and the detection signals of the concentration sensor 64 CHM .
具体的には、PLC70は、流量センサ61CHM、62CHM、63CHMの検出信号が示す流量が流量の目標値よりも大きく、その差が所定値以上である場合、流量調整バルブ26CHMの開度を小さくすることを指示する制御信号をフローコントローラ15CHMに供給する。また、PLC70は、流量センサ61CHM、62CHM、63CHMの検出信号が示す流量が目標値よりも小さく、その差が所定値以上である場合、流量調整バルブ26CHMの開度を大きくすることを指示する制御信号をフローコントローラ15CHMに供給する。 Specifically, in the PLC70, when the flow rate indicated by the detection signals of the flow rate sensors 61 CHM , 62 CHM , and 63 CHM is larger than the target value of the flow rate and the difference is greater than or equal to the predetermined value, the flow rate adjusting valve 26 CHM is opened. A control signal instructing to reduce the degree is supplied to the flow controller 15 CHM . Further, in the PLC 70, when the flow rate indicated by the detection signals of the flow rate sensors 61 CHM , 62 CHM , and 63 CHM is smaller than the target value and the difference is equal to or more than a predetermined value, the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 CHM is increased. A control signal indicating the above is supplied to the flow controller 15 CHM .
また、PLC70は、濃度センサ64CHMの検出信号が示す濃度が濃度の目標値よりも大きく、その差が所定値以上である場合、流量調整バルブ26CHMの開度を小さくすることを指示する制御信号をフローコントローラ15CHMに供給する。また、PLC70は、濃度センサ64CHMの検出信号が示す濃度が目標値よりも小さく、その差が所定値以上である場合、流量調整バルブ26CHMの開度を大きくすることを指示する制御信号を供給する。 Further, the PLC 70 controls to instruct to reduce the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 CHM when the concentration indicated by the detection signal of the concentration sensor 64 CHM is larger than the target value of the concentration and the difference is equal to or more than a predetermined value. The signal is supplied to the flow controller 15 CHM . Further, when the concentration indicated by the detection signal of the concentration sensor 64 CHM is smaller than the target value and the difference is equal to or more than a predetermined value, the PLC 70 sends a control signal instructing to increase the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 CHM. Supply.
同様に、PLC70は、フローコントローラ15SLRの流量調整バルブ26SLRの開度を、流量センサ61SLR、62SLR、63SLRの検出信号とCMP研磨装置8から与えられる設定信号が示す流量の目標値との関係、及び濃度センサ64SLRの検出信号とCMP研磨装置8から与えられる設定信号が示す濃度の目標値との関係に基づいて決定した開度にし、以後の流量センサ61SLR、62SLR、63SLRの検出信号、及び濃度センサ64SLRの検出信号に基づいて流量調整バルブ26SLRの開度を補正する。 Similarly, the PLC 70 sets the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 SLR of the flow controller 15 SLR to the target value of the flow rate indicated by the detection signals of the flow rate sensors 61 SLR , 62 SLR , 63 SLR and the setting signal given from the CMP polishing device 8. The opening degree is determined based on the relationship with the density sensor 64 SLR and the relationship between the detection signal of the density sensor 64 SLR and the target value of the density indicated by the setting signal given from the CMP polishing device 8, and the subsequent flow rate sensors 61 SLR , 62 SLR , detection signals of 63 SLR, and corrects the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 SLR on the basis of a detection signal of the density sensor 64 SLR.
また、PLC70は、フローコントローラ15H2O2の流量調整バルブ26H2O2の開度を、流量センサ61H2O2、62H2O2、63H2O2の検出信号とCMP研磨装置8から与えられる設定信号が示す流量の目標値との関係、及び濃度センサ64H2O2の検出信号とCMP研磨装置8から与えられる設定信号が示す濃度の目標値との関係に基づいて決定した開度にし、以後の流量センサ61H2O2、62H2O2、63H2O2の検出信号、及び濃度センサ64H2O2の検出信号に基づいて流量調整バルブ26H2O2の開度を補正する。 Further, the PLC 70 sets the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 H2O2 of the flow controller 15 H2O2 as the target value of the flow rate indicated by the detection signals of the flow rate sensors 61 H2O2 , 62 H2O2 , 63 H2O2 and the setting signal given from the CMP polishing device 8. The opening degree is determined based on the relationship between the above and the detection signal of the density sensor 64 H2O2 and the target value of the density indicated by the setting signal given from the CMP polishing device 8, and the subsequent flow rate sensors 61 H2O2 , 62 H2O2 , 63. detection signals of H2 O2, and corrects the opening degree of the flow rate adjusting valve 26 H2 O2 based on the detection signal of the density sensor 64 H2 O2.
第2の制御では、PLC70は、ケミカルが貯留されている複数のドラム11CHMの圧力センサ13CHMの検出信号を基に、ドラム11CHMの圧力を求めると共に、ロードセル12CHMの検出信号を基に、ドラム11CHMのケミカルの貯留量を求める。図5に示すように、PLC70は、複数のドラム11CHMのうち流路10CHMに連通しているドラム11CHM(図5の例ではドラム1)の液体の貯留量が所定値THLQ1を下回ったとき、そのドラム11CHMの第1のチューブの弁を閉弁して流路10CHMとの連通を解除すると共に、ドラム11CHMの第2のチューブの弁を閉弁してドラム11CHMの加圧を停止する。また、このとき、別のドラム11CHMのうち、液体の貯留量が所定量を超えており、内部の圧力が所定値THPR1を超えているドラム11CHM(図5の例ではドラム2)を選択し、選択したドラム11CHMの第1のチューブの弁を開弁して流路10CHMと連通させる。また、このとき、別のドラム11CHMのうち、液体の貯留量が所定量を超えており、内部の圧力が所定値THPR1に達していないドラム11CHM(図5の例ではドラム3)を選択し、選択したドラム11CHMの第2のチューブの弁を開弁してそのドラム11CHMにガス加圧部14CHMから窒素を送出させ、ドラム11CHMの加圧を開始する。 In the second control, PLC70, based on the detection signal of the pressure sensor 13 CHM plurality of drums 11 CHM where chemicals are stored, along with determining the pressure of the drum 11 CHM, based on the detection signal of the load cell 12 CHM , Drum 11 CHM chemical storage amount is determined. As shown in FIG. 5, PLC70 is the amount of liquid stored in the drum 11 CHM in communication with the inner passage 10 CHM plurality of drum 11 CHM (drum 1 in the example of FIG. 5) is a predetermined value TH LQ 1 when below, along with releasing the communication between the drum 11 the first valve to close the flow path 10 CHM tubes CHM, drum 11 CHM by closing the valve of the second tube of the drum 11 CHM Stop pressurizing. At this time, among the other drum 11 CHM, storage amount of liquid exceeds the predetermined amount, the drum 11 CHM pressure exceeds a predetermined value TH PR 1 (drum 2 in the example of FIG. 5) Is selected, and the valve of the first tube of the selected drum 11 CHM is opened to communicate with the flow path 10 CHM . At this time, among the other drum 11 CHM, storage amount of liquid exceeds the predetermined amount, (drum 3 in the example of FIG. 5) drum 11 CHM the internal pressure has not reached the predetermined value TH PR 1 selecting, opening the valve of the second tube of the selected drum 11 CHM that drum 11 CHM nitrogen is sent from the gas pressure portion 14 CHM to be to start pressurization of the drum 11 CHM.
同様に、PLC70は、圧力センサ13SLR、ロードセル12SLRの検出信号に基づいて、スラリーが貯留されているドラム11SLRと流路10SLRとの連通を制御し、圧力センサ13H2O2、ロードセル12H2O2の検出信号に基づいて、過酸化水素水が貯留されているドラム11H2O2と流路10H2O2との連通を制御する。 Similarly, the PLC 70 controls the communication between the drum 11 SLR in which the slurry is stored and the flow path 10 SLR based on the detection signals of the pressure sensor 13 SLR and the load cell 12 SLR , and controls the communication between the pressure sensor 13 H2O2 and the load cell 12 H2O2. The communication between the drum 11 H2O2 in which the hydrogen peroxide solution is stored and the flow path 10 H2O2 is controlled based on the detection signal of.
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態によると、次の効果が得られる。 The above is the details of the configuration of the present embodiment. According to this embodiment, the following effects can be obtained.
第1に、本実施形態では、超純水、ケミカル、スラリー、及び過酸化水素水が移送される流路10CHM、10SLR、10H2O2と連通する調合流路40があり、この調合流路40において、複数種類の液体が調合され、調合された液体が研磨液としてCMP研磨装置8に供給される構成になっている。このため、本実施形態では、複数種類の液体を調合する調合タンクを設ける必要がない。よって、調合タンクに液体が滞留して凝集沈殿が発生することがなくなり、均一な濃度の研磨液をCMP研磨装置8に安定的に供給できる。 First, in the present embodiment, there is a mixing flow path 40 that communicates with the flow path 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2 to which ultrapure water, chemicals, slurry, and hydrogen peroxide solution are transferred, and this mixing flow path. In No. 40, a plurality of types of liquids are blended, and the blended liquids are supplied to the CMP polishing apparatus 8 as a polishing liquid. Therefore, in the present embodiment, it is not necessary to provide a mixing tank for mixing a plurality of types of liquids. Therefore, the liquid does not stay in the mixing tank and coagulation sedimentation does not occur, and the polishing liquid having a uniform concentration can be stably supplied to the CMP polishing apparatus 8.
第2に、本実施形態では、調合タンクがないため、調合タンク内の乾燥防止機構や固化防止機構の設置も不要となる。これに伴い、乾燥防止機構や固化防止機構の一部の役割を担う消耗品の交換も不要となるため、研磨液供給装置2のメインテナンスの工程数を大幅に削減できる。 Secondly, in the present embodiment, since there is no compounding tank, it is not necessary to install a drying prevention mechanism or a solidification prevention mechanism in the compounding tank. Along with this, it is not necessary to replace consumables that play a part of the drying prevention mechanism and the solidification prevention mechanism, so that the number of maintenance steps of the polishing liquid supply device 2 can be significantly reduced.
第3に、本実施形態では、調合流路40が、CMP研磨装置8に至る液体の送出口79の直前に配置されている。このため、複数種類の液を調合して研磨液を得た後、研磨液をフレッシュな状態でCMP研磨装置8のウエーハ88の研磨に使うことができる。よって、ケミカルアタックが起こりにくくなり、スクラッチの要因となる粗大粒子も低減できる。また、調合から使用までの間に研磨液が経時変化することもなくなる。これにより、安定した研磨特性が得られる。 Third, in the present embodiment, the blending flow path 40 is arranged immediately before the liquid delivery port 79 leading to the CMP polishing apparatus 8. Therefore, after a plurality of types of liquids are mixed to obtain a polishing liquid, the polishing liquid can be used for polishing the wafer 88 of the CMP polishing apparatus 8 in a fresh state. Therefore, chemical attacks are less likely to occur, and coarse particles that cause scratches can be reduced. In addition, the polishing liquid does not change with time between preparation and use. As a result, stable polishing characteristics can be obtained.
第4に、本実施形態では、調合流路40に、2つの流入口F1及びF2と1つの流出口F3とを有する複数のミキシングユニット50を複数段に渡って繋げたものが設けられている。よって、超純水にケミカルを調合→さらにスラリーを調合→さらに過酸化水素水を調合、というような3種類以上の液の段階的な調合を、精度よく行うことができる。 Fourth, in the present embodiment, the mixing flow path 40 is provided with a plurality of mixing units 50 having two inlets F1 and F2 and one outlet F3 connected in a plurality of stages. .. Therefore, it is possible to accurately perform stepwise preparation of three or more kinds of liquids, such as blending chemicals in ultrapure water → further blending slurry → further blending hydrogen peroxide solution.
第5に、本実施形態では、ミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2内には、攪拌スクリューSCRが設けられている。流入口F1からミキシングユニット50に流れ込んだ液と、流入口F2からミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2に流れ込んだ液は、配管HK1内における配管HK2の液体吐出口HL1、HL2において合流する。この合流の後、2種類の液は、捩れ羽根VL−1→捩れ羽根VL−2→捩れ羽根VL−3・・・→捩れ羽根VL−5を順に通過する。図6(A)に示すように、一つの捩れ羽根VL−kを通過する度に、2種類の液は、捩れ羽根VL−kの一方の捩れ面の側とその裏側の他方の捩れ面の側に略等分される。また、図6(B)に示すように、2種類の液は、捩れ羽根VL−kの捩れ面上において、軸棒AXSの側から内壁面の側へ、または、内壁面の側から軸棒AXSの側へ、というように還流する。さらに、図6(C)に示すように、相前後する2つの捩れ羽根VL−kの間において、2種類の液の回転方向が反転する。この、分割作用、還流作用、及び反転作用の3つの作用により、スラリーを均一な濃度で希釈化した液が得られる。よって、従来の、調合タンクに液を貯めて攪拌装置により攪拌する、というものに比べて、攪拌に要する時間を大幅に短縮できる。また、ミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2は、調合タンクよりも嵩張らないものであり、ミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2の構成自体は、調合タンクに比べて単純なものである。よって、CMPシステム1の装置設計を簡素化し、システムの納期も短縮化できる。 Fifth, in the present embodiment, a stirring screw SCR is provided in the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 . The liquid that has flowed into the mixing unit 50 from the inflow port F1 and the liquid that has flowed into the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 from the inflow port F2 merge at the liquid discharge ports HL1 and HL2 of the pipe HK2 in the pipe HK1. After this merging, the two kinds of liquids pass through the torsion blade VL-1 → the torsion blade VL-2 → the torsion blade VL-3 ... → the torsion blade VL-5 in this order. As shown in FIG. 6 (A), each time the two kinds of liquids pass through one twisting blade VL-k, two kinds of liquids are applied to one twisting surface side of the twisting blade VL-k and the other twisting surface on the back side thereof. It is roughly divided into equal parts on the side. Further, as shown in FIG. 6B, the two types of liquid are applied to the shaft rod from the side of the shaft rod AXS to the side of the inner wall surface or from the side of the inner wall surface on the twist surface of the torsion blade VL-k. Reflux to the side of AXS, and so on. Further, as shown in FIG. 6C, the rotation directions of the two types of liquids are reversed between the two torsion blades VL-k that are in phase with each other. A liquid obtained by diluting the slurry with a uniform concentration is obtained by the three actions of the dividing action, the reflux action, and the reversing action. Therefore, the time required for stirring can be significantly shortened as compared with the conventional method of storing the liquid in a mixing tank and stirring it with a stirring device. Further, the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 are less bulky than the mixing tank, and the composition itself of the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 is simpler than that of the mixing tank. Therefore, the device design of the CMP system 1 can be simplified and the delivery time of the system can be shortened.
第6に、本実施形態では、調合流路40内の液体の濁度を液体の濃度として検出する濃度センサ64CHM、64SLR、64H2O2と、流路10CHM、10SLR、10H2O2内の液体の流量を調整するフローコントローラ15CHM、15SLR、15H2O2とを具備し、PLC70は、調合流路40内の液体の濃度と目標値との関係に基づいて、フローコントローラ15CHM、15SLR、15H2O2の動作を制御する。よって、CMP研磨装置8により、濃度の目標値を設定することにより、スラリーの濃度の調整を効率よく行うことができる。また、CMP研磨装置8側における、研磨液の希釈比率の変更、ウエーハ88の変更、研磨除去量の変更といった事情変更にも柔軟に対応できる。 Sixth, in the present embodiment, the concentration sensors 64 CHM , 64 SLR , and 64 H2O2 that detect the turbidity of the liquid in the mixing flow path 40 as the liquid concentration, and the flow rates 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2 . A flow controller 15 CHM , 15 SLR , 15 H2O2 for adjusting the flow rate of the liquid is provided, and the PLC 70 has a flow controller 15 CHM , 15 SLR based on the relationship between the concentration of the liquid in the mixing flow path 40 and the target value. , 15 Controls the operation of H2O2 . Therefore, the concentration of the slurry can be efficiently adjusted by setting the target value of the concentration by the CMP polishing apparatus 8. In addition, it is possible to flexibly respond to changes in circumstances such as a change in the dilution ratio of the polishing liquid, a change in the wafer 88, and a change in the amount of polishing removed on the CMP polishing apparatus 8 side.
第7に、本実施形態では、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内への不活性ガスの送出によって液体を流路10CHM、10SLR、10H2O2に押し出すガス加圧部14CHM、14SLR、14H2O2を具備する。よって、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内の液体を、脈動させずに、調合流路40のミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2に安定的に供給することができる。また、スラリーの研磨特性を高くすることができる。これについてより詳細に説明すると、スラリーの汲み上げに圧縮エアーを駆動源としたダイヤフラムポンプなどを使用した場合、ダイヤフラムの押し引きの動作を繰り返すことにより、スラリーに対してストレスやダメージを与えてしまい、ダメージを受けたスラリーで研磨することにより、研磨特性の低下が起きてしまう。これに対し、ドラム11SLRから流路10SLRへのスラリーの移送がポンプレスになると、ポンプがスラリーにダメージを与えることもなくなる。この結果、研磨液供給装置2に良質なスラリーを供給することができる。 Seventh, in the present embodiment, the gas pressurizing unit 14 CHM , 14 SLR pushes the liquid into the flow path 10 CHM , 10 SLR , 10 H2O2 by sending the inert gas into the drums 11 CHM , 11 SLR , 11 H2O2 . , 14 H2O2 . Therefore, the liquid in the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 can be stably supplied to the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 of the mixing flow path 40 without pulsating. In addition, the polishing characteristics of the slurry can be improved. Explaining this in more detail, when a diaphragm pump or the like using compressed air as a drive source is used for pumping the slurry, the slurry is stressed or damaged by repeating the pushing and pulling operation of the diaphragm. Polishing with a damaged slurry causes deterioration of polishing characteristics. On the other hand, when the transfer of the slurry from the drum 11 SLR to the flow path 10 SLR becomes pumpless, the pump does not damage the slurry. As a result, a high-quality slurry can be supplied to the polishing liquid supply device 2.
第8に、本実施形態では、CMP研磨装置8は、液体の流量又は濃度の目標値を設定する操作子が設けられており、CMP研磨装置8において、流量又は濃度の目標値が設定された場合、CMP研磨装置8から研磨液供給装置2のPLC70に設定信号を供給→PCL70からフローコントローラ15CHM、15SLR、15H2O2に制御信号を供給→制御信号に応じて流量が瞬時に変化→流量センサ61CHM、62CHM、63CHM、61SLR、62SLR、63SLR、61H2O2、62H2O2、63H2O2、濃度センサ64CHM、64SLR、64H2O2により開度の変更後の流量、濃度を検出→検出結果に応じた補正、という手順により、流量又は濃度の設定信号とセンサの検出信号が一致するように、フローコントローラ15CHM、15SLR、15H2O2の流量調整バルブ26CHM、26SLR、26H2O2の開度を自動調整する。よって、CMP研磨装置8の管理の下での液体の流量、濃度の調整を効率よく行うことができる。 Eighth, in the present embodiment, the CMP polishing apparatus 8 is provided with an operator for setting a target value of the flow rate or concentration of the liquid, and the target value of the flow rate or concentration is set in the CMP polishing apparatus 8. In this case, the setting signal is supplied from the CMP polishing device 8 to the PLC 70 of the polishing liquid supply device 2 → the control signal is supplied from the PCL 70 to the flow controllers 15 CHM , 15 SLR , and 15 H2O2 → the flow rate changes instantly according to the control signal → the flow rate. Sensor 61 CHM , 62 CHM , 63 CHM , 61 SLR , 62 SLR , 63 SLR , 61 H2O2 , 62 H2O2 , 63 H2O2 , concentration sensor 64 CHM , 64 SLR , 64 H2O2 detect the flow rate and concentration after changing the opening. → Flow controller 15 CHM , 15 SLR , 15 H2O2 flow rate adjustment valves 26 CHM , 26 SLR , 26 so that the flow rate or concentration setting signal and the sensor detection signal match by the procedure of correction according to the detection result. The opening degree of H2O2 is automatically adjusted. Therefore, the flow rate and concentration of the liquid can be efficiently adjusted under the control of the CMP polishing apparatus 8.
<第2実施形態>
図7は、本発明の第2実施形態である研磨液供給装置2を含むCMPシステム1の全体構成を示す図である。図7において、上記第1実施形態の研磨液供給装置2のものと同じ要素には、同じ符号を付してある。上記第1実施形態の研磨液供給装置2のミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2は、流路10CHM、10SLR、10H2O2と略同じか僅かに太い直径をもった円筒体を有する構造となっており、このミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2内において、複数の液体がインライン調合された。これに対し、本実施形態の研磨液供給装置2のミキシングユニット50Aは、調合タンク52Aと、攪拌装置59Aとを有し、このタンク52A内において複数の液体が攪拌調合される、という構成になっている。
<Second Embodiment>
FIG. 7 is a diagram showing the overall configuration of the CMP system 1 including the polishing liquid supply device 2 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same elements as those of the polishing liquid supply device 2 of the first embodiment are designated by the same reference numerals. The mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 of the polishing liquid supply device 2 of the first embodiment have a structure having a cylindrical body having a diameter substantially the same as or slightly thicker than that of the flow paths 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2. In this mixing unit 50 CHM , 50 SLR , 50 H2O2 , a plurality of liquids were prepared in-line. On the other hand, the mixing unit 50A of the polishing liquid supply device 2 of the present embodiment has a mixing tank 52A and a stirring device 59A, and a plurality of liquids are stirred and mixed in the tank 52A. ing.
CMPシステム1の研磨液供給装置2は、PLC70、外部の超純水供給源と接続された超純水送入口29、ケミカルが貯留されているドラム11CHM、スラリーが貯留されているドラム11SLR、過酸化水素水が貯留されているドラム11H2O2、超純水が移送される液体移送流路10DIW、ケミカルが移送される液体移送流路10CHM、スラリーが移送される液体移送流路10SLR、過酸化水素水が移送される液体移送流路10H2O2、並びに、これらの流路10CHM、10SLR、10H2O2の配管と接続されたミキシングユニット50A、ミキシングユニット50AからCMP研磨装置8に至る流路40Aを有する。 The polishing liquid supply device 2 of the CMP system 1 includes a PLC 70, an ultrapure water inlet 29 connected to an external ultrapure water supply source, a drum 11 CHM in which chemicals are stored, and a drum 11 SLR in which slurry is stored. , Drum 11 H2O2 in which hydrogen peroxide solution is stored, liquid transfer channel 10 DIW in which ultrapure water is transferred, liquid transfer channel 10 CHM in which chemicals are transferred, liquid transfer channel 10 in which slurry is transferred. From the SLR , the liquid transfer flow path 10 H2O2 to which the hydrogen peroxide solution is transferred, and the mixing unit 50A and the mixing unit 50A connected to the pipes of these flow paths 10 CHM , 10 SLR , and 10 H2O2 to the CMP polishing apparatus 8. It has a flow path 40A leading to it.
流路40Aは、CMP研磨装置8に向かう分岐点17Aを経由してミキシングユニット50Aの調合タンク52Aに戻る循環流路となっている。 The flow path 40A is a circulation flow path that returns to the mixing tank 52A of the mixing unit 50A via the branch point 17A toward the CMP polishing apparatus 8.
ミキシングユニット50Aは、ケミカル、超純水、スラリー、過酸化水素水の4種類の液体を調合することにより、CMP研磨装置8の研磨に用いる研磨液を得るものである。ミキシングユニット50Aは、筐体51A、調合タンク52A、攪拌装置59A、加圧タンク53A、充填量センサ56A、フローコントローラ55A、及びガス加圧部54Aを有する。 The mixing unit 50A obtains a polishing liquid used for polishing the CMP polishing apparatus 8 by blending four types of liquids: chemical, ultrapure water, slurry, and hydrogen peroxide solution. The mixing unit 50A includes a housing 51A, a mixing tank 52A, a stirrer 59A, a pressurizing tank 53A, a filling amount sensor 56A, a flow controller 55A, and a gas pressurizing unit 54A.
筐体51Aは、中空な直方体状をなしている。筐体51A内の上部には、調合タンク52Aがあり、筐体51A内の下部には、複数(図7の例では3つ)の加圧タンク53Aがある。 The housing 51A has a hollow rectangular parallelepiped shape. At the upper part of the housing 51A, there is a compounding tank 52A, and at the lower part of the housing 51A, there are a plurality of (three in the example of FIG. 7) pressure tanks 53A.
調合タンク52Aは、中空な円筒状をなしている。流路20DIW内を移送される超純水、流路10CHMを移送されるケミカル、流路10SLRを移送されるスラリー、流路10H2O2を移送される過酸化水素水は、調合タンク52Aに流れ込む。攪拌装置59Aは、調合タンク52Aに流れ込んだ4種類の液体を攪拌し、混ぜ合わせる。 The compounding tank 52A has a hollow cylindrical shape. Ultrapure water transferred in the flow path 20 DIW , chemicals transferred in the flow path 10 CHM , slurry transferred in the flow path 10 SLR, and hydrogen peroxide solution transferred in the flow path 10 H2O2 are mixed tank 52A. Flow into. The stirring device 59A stirs and mixes the four types of liquids that have flowed into the blending tank 52A.
調合タンク52Aの底には、下方に向かって延伸する配管がある。この配管は、複数に分岐し、分岐した配管が複数の加圧タンク53Aの流入口に接続されている。加圧タンク53Aは、円筒状をなしている。加圧タンク53Aは、流入口を上に向けるとともに、流出口を下に向けるようにして、筐体51A内における調合タンク52Aの真下の位置に配置されている。 At the bottom of the compounding tank 52A, there is a pipe extending downward. This pipe is branched into a plurality of pipes, and the branched pipes are connected to the inflow ports of the plurality of pressure tanks 53A. The pressurizing tank 53A has a cylindrical shape. The pressurizing tank 53A is arranged at a position directly below the compounding tank 52A in the housing 51A so that the inflow port faces upward and the outlet faces downward.
調合タンク52A内において、4種類の液体を攪拌して得られた研磨液は、その自重により、下方の配管を通って加圧タンク53Aに流入し、加圧タンク53A内に充填される。加圧タンク53Aの液体の流入口には開閉弁VLUが、液体の流出口には開閉弁VLLが、それぞれ設けられている。加圧タンク53Aの開閉弁VLU及びVLLは、開信号が与えられると開弁し、閉信号が与えられると閉弁する。 The polishing liquid obtained by stirring four kinds of liquids in the compounding tank 52A flows into the pressure tank 53A through the lower pipe due to its own weight, and is filled in the pressure tank 53A. An on-off valve VLU is provided at the liquid inlet of the pressurizing tank 53A, and an on-off valve VLL is provided at the liquid outlet. The on-off valves VLU and VLL of the pressurizing tank 53A open when an open signal is given, and close when a close signal is given.
充填量センサ56Aは、加圧タンク53A内の液体の充填量を検出し、検出信号を出力するものである。具体的には、充填量センサ56Aは、加圧タンク53A内の液体の充填量が、所定値が下回った場合に、そのことを示す信号を出力する。 The filling amount sensor 56A detects the filling amount of the liquid in the pressurizing tank 53A and outputs a detection signal. Specifically, the filling amount sensor 56A outputs a signal indicating that when the filling amount of the liquid in the pressurizing tank 53A falls below a predetermined value.
ガス加圧部54Aは、フローコントローラ55Aによる制御の下、加圧タンク53Aの上部のガス流入口から加圧タンク53A内に、不活性ガスである窒素を送出する。加圧タンク53A内の液は、窒素の圧力により、加圧タンク53Aの下部の流出口から押し出される。 Under the control of the flow controller 55A, the gas pressurizing unit 54A delivers nitrogen, which is an inert gas, from the gas inlet at the upper part of the pressurizing tank 53A into the pressurized tank 53A. The liquid in the pressurized tank 53A is pushed out from the outlet at the lower part of the pressurized tank 53A by the pressure of nitrogen.
PLC70は、研磨液供給装置2の制御手段としての役割を果たす装置である。PLC70は、加圧タンク53Aのうち調合流路40と連通させるものを切り替える制御を行う。 The PLC 70 is a device that serves as a control means for the polishing liquid supply device 2. The PLC 70 controls switching of the pressure tank 53A that communicates with the mixing flow path 40.
より具体的に説明すると、充填量センサ56Aにおける信号STの出力の有無を監視する。PLC70は、3つの加圧タンク53Aについて、充填量が所定量を下回った加圧タンク53Aの開閉弁VLU及びVLLを閉弁し、別の加圧タンク53Aの開閉弁VLU及びVLLを開弁する制御を再帰的に繰り返す。 More specifically, the presence / absence of the output of the signal ST in the filling amount sensor 56A is monitored. The PLC70 closes the on-off valves VLU and VLL of the pressurizing tank 53A whose filling amount is less than a predetermined amount for the three pressurizing tanks 53A, and opens the on-off valves VLU and VLL of another pressurizing tank 53A. Control is repeated recursively.
以上が、本実施形態の構成の詳細である。本実施形態によると、次の効果が得られる。
第1に、本実施形態では、ミキシングユニット50Aの調合タンク52A内の液体の調合により得られた研磨液が、加圧タンク53Aに充填され、ガス加圧部54Aが加圧タンク53A内に不活性ガスを送出して、加圧タンク53A内の研磨液をCMP研磨装置8に至る経路に押し出すようになっている。よって、脈動のない超高精度な研磨液をCMP研磨装置8に安定的に供給することができる。
The above is the details of the configuration of the present embodiment. According to this embodiment, the following effects can be obtained.
First, in the present embodiment, the polishing liquid obtained by mixing the liquid in the mixing tank 52A of the mixing unit 50A is filled in the pressure tank 53A, and the gas pressurizing unit 54A is not in the pressure tank 53A. The active gas is sent out to push the polishing liquid in the pressure tank 53A into the path leading to the CMP polishing apparatus 8. Therefore, it is possible to stably supply the ultra-high precision polishing liquid without pulsation to the CMP polishing apparatus 8.
第2に、本実施形態では、液体の調合により得られた研磨液を貯留する調合タンク52Aを具備し、CMP研磨装置8に至る流路が、調合タンク52Aから、CMP研磨装置8に向かう分岐点17Aを経由して調合タンク52Aに戻る循環流路となっている。よって、調合タンク52Aに液体が滞留して凝集沈殿が発生することがなくなり、均一な濃度の研磨液をCMP研磨装置8に安定的に供給できる。 Secondly, in the present embodiment, the mixing tank 52A for storing the polishing liquid obtained by mixing the liquid is provided, and the flow path leading to the CMP polishing device 8 branches from the mixing tank 52A toward the CMP polishing device 8. It is a circulation flow path that returns to the mixing tank 52A via the point 17A. Therefore, the liquid does not stay in the compounding tank 52A and coagulation sedimentation does not occur, and the polishing liquid having a uniform concentration can be stably supplied to the CMP polishing apparatus 8.
第3に、本実施形態では、加圧タンク53Aは、調合タンク52Aの下方に配置されており、調合タンク52A内の液体の自重により、調合タンク52Aから加圧タンク53Aに液体が流入するようになっている。よって、ポンプなどの特別の装置を調合タンク52Aに設ける必要がなくなり、研磨液体の酸化や成分変化などのリスクを伴うことなく、調合タンク52Aから加圧タンク53Aに液体を移すことができる。 Third, in the present embodiment, the pressurizing tank 53A is arranged below the compounding tank 52A so that the liquid flows from the compounding tank 52A into the pressurizing tank 53A due to the weight of the liquid in the compounding tank 52A. It has become. Therefore, it is not necessary to provide a special device such as a pump in the compounding tank 52A, and the liquid can be transferred from the compounding tank 52A to the pressurized tank 53A without risk of oxidation of the polishing liquid or change in the composition.
第4に、本実施形態では、加圧タンク53Aは、筒状をなしており、加圧タンク53Aは、調合タンク52Aから加圧タンク53Aへの液体の流入口が上になり、加圧タンク53AからCMP研磨装置8への液体の流出口が下になるように配置されている。よって、調合タンク52A→加圧タンク53A→CMP研磨装置8という液体の流れをより一層円滑にできる。 Fourth, in the present embodiment, the pressure tank 53A has a tubular shape, and the pressure tank 53A has a liquid inlet from the mixing tank 52A to the pressure tank 53A facing up. The liquid outlet from 53A to the CMP polishing apparatus 8 is arranged so as to be downward. Therefore, the flow of the liquid of the compounding tank 52A → the pressure tank 53A → the CMP polishing apparatus 8 can be made smoother.
第5に、本実施形態では、加圧タンク53Aの個数は複数であり、制御手段であるPLC70は、充填量が所定量を下回った加圧タンク53Aの開閉弁VLU及びVLLを閉弁し、別の加圧タンク53Aの開閉弁VLU及びVLLを開弁する制御を再帰的に繰り返す。よって、本実施形態によると、加圧タンク53A内の液が尽きて、CMP研磨装置8への液体の供給が途絶える、という事態の発生を確実に防ぐことができる。 Fifth, in the present embodiment, the number of the pressurizing tanks 53A is a plurality, and the PLC70 as a control means closes the on-off valves VLU and VLL of the pressurizing tanks 53A whose filling amount is less than a predetermined amount. The control of opening the on-off valves VLU and VLL of another pressurizing tank 53A is recursively repeated. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reliably prevent the occurrence of a situation in which the liquid in the pressure tank 53A is exhausted and the supply of the liquid to the CMP polishing apparatus 8 is interrupted.
<変形例>
以上本発明の第1及び第2実施形態について説明したが、これらの実施形態に以下の変形を加えてもよい。
<Modification example>
Although the first and second embodiments of the present invention have been described above, the following modifications may be added to these embodiments.
(1)上記第1実施形態の調合流路40内における複数種類の液の調合の順序は上記第1実施形態のものに限定されない。例えば、最初にスラリーとケミカルを調合し、次にこれに過酸化水素水を調合し、最後に超純水を調合して希釈する、という順序にしてもよい。 (1) The order of blending a plurality of types of liquids in the blending flow path 40 of the first embodiment is not limited to that of the first embodiment. For example, the slurry and chemicals may be first mixed, then hydrogen peroxide solution may be mixed thereto, and finally ultrapure water may be prepared and diluted.
(2)上記第1実施形態では、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2に、窒素を送出し、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2内の液体が、窒素の圧力により、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2から押し出されるようになっていた。しかし、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2に、別の不活性ガス(例えば、アルゴン)を送出してもよい。 (2) In the first embodiment, the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 , nitrogen delivery, the liquid in the drum 11 CHM, 11 SLR, 11 H2O2 , by the pressure of nitrogen, the drum 11 CHM, 11 It was supposed to be pushed out from SLR , 11 H2O2 . However, another inert gas (eg, argon) may be delivered to the drums 11 CHM , 11 SLR , 11 H2O2 .
(3)上記第1実施形態では、流路10CHMがミキシングユニット50CHMの流入口F2に繋がり、流路10SLRがミキシングユニット50SLRの流入口F2に繋がり、流路10H2O2がミキシングユニット50H2O2の流入口F2に繋がる、という構成になっていた。しかし、流路10CHMがミキシングユニット50CHMの流入口F1に繋がり、流路10SLRがミキシングユニット50SLRの流入口F1に繋がり、流路10H2O2がミキシングユニット50H2O2の流入口F1に繋がる、という構成にしてもよい。 (3) In the first embodiment, the flow path 10 CHM is connected to the inflow port F2 of the mixing unit 50 CHM , the flow path 10 SLR is connected to the inflow port F2 of the mixing unit 50 SLR , and the flow path 10 H2O2 is connected to the mixing unit 50. It was configured to be connected to the inflow port F2 of H2O2 . However, the flow path 10 CHM is connected to the inflow port F1 of the mixing unit 50 CHM , the flow path 10 SLR is connected to the inflow port F1 of the mixing unit 50 SLR , and the flow path 10 H2O2 is connected to the inflow port F1 of the mixing unit 50 H2O2 . It may be configured as.
(4)上記第2実施形態では、加圧タンク53Aの上部に液体の流入口があり、加圧タンク53Aの下部に液体の流出口があった。しかし、加圧タンク53Aの下部に液体の流入口と流出口の両方を設けてもよい。例えば、図8に示すように、加圧タンク53Aの下部(底部)に配管を設け、この配管の下部が、液体の流入側と流出側にT字状に分岐しており、流入側の配管に第1バルブVAL1を設けるとともに、流出側の配管に第2バルブVAL2を設けてもよい。そして、PLC70が、加圧タンク53Aの液の充填量が所定量(例えば、90パーセント)に達するまでは、第1バルブVAL1を開くと共に第2バルブVAL1を閉じて、加圧タンク53A内に液を充填させ、加圧タンク53Aの液の充填量が所定量に達したら、第1バルブVAL1を閉じると共に第2バルブVAL1を開き、加圧タンク53A内の液を窒素の圧力により押し出す、という制御を再起的に繰り返すようしてもよい。 (4) In the second embodiment, the liquid inlet is located above the pressurized tank 53A, and the liquid outlet is located below the pressurized tank 53A. However, both the inlet and outlet of the liquid may be provided in the lower part of the pressurized tank 53A. For example, as shown in FIG. 8, a pipe is provided at the lower part (bottom) of the pressure tank 53A, and the lower part of this pipe is branched into a T-shape on the inflow side and the outflow side of the liquid, and the pipe on the inflow side. The first valve VAL1 may be provided in the pipe, and the second valve VAL2 may be provided in the pipe on the outflow side. Then, the PLC 70 opens the first valve VAL1 and closes the second valve VAL1 until the filling amount of the liquid in the pressure tank 53A reaches a predetermined amount (for example, 90%), and the liquid is filled in the pressure tank 53A. When the filling amount of the liquid in the pressure tank 53A reaches a predetermined amount, the first valve VAL1 is closed and the second valve VAL1 is opened, and the liquid in the pressure tank 53A is pushed out by the pressure of nitrogen. May be repeated recursively.
(5)上記第1実施形態において、ドラム11CHM、11SLR、11H2O2と、ミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2は、同じフロアーに設置される必要はない。ドラムを生産工場側に設置し、ハウスラインとして、生産工場側のドラム11CHM、11SLR、11H2O2からミキシングユニット50CHM、50SLR、50H2O2まで液体が供給されるようにしてもよい。 (5) In the first embodiment, the drums 11 CHM , 11 SLR , and 11 H2O2 and the mixing units 50 CHM , 50 SLR , and 50 H2O2 do not need to be installed on the same floor. The drum may be installed on the production plant side, and the liquid may be supplied from the drums 11 CHM , 11 SLR , 11 H2O2 on the production plant side to the mixing units 50 CHM , 50 SLR , 50 H2O2 as a house line.
(6)上記第1実施形態において、複数のドラム11CHMのうち流路10CHMに連通しているドラム11CHM(図5の例のドラム1)の液体の貯留量が所定値THLQ1を下回る前、つまり、1つのドラム11CHMから流路10CHMへの液体の移送がされている間の所定のタイミング(例えば、ドラム1やドラム2の液体の貯留量が所定値THLQ1よりも大きな所定値THLQ1’を下回ったタイミング、トラム1やドラム2からの液体の移送が開始されたタイミング、又は、ドラム1やドラム2からの液体の移送の開始から所定時間が経過したタイミング)において、別のドラム11CHMのうち、液体の貯留量が所定値THLQ1に達しており、内部の圧力が所定値THPR1に達していないドラム11CHM(図5の例のドラム3)を選択し、選択したドラム11CHMの第2のチューブの弁を開弁してそのドラム11CHMにガス加圧部14CHMから窒素を送出させ、ドラム11CHMの加圧を開始するようにしてもよい。 (6) In the first embodiment, the liquid storage amount of the drum 11 CHM (drum 1 in the example of FIG. 5) communicating with the flow path 10 CHM among the plurality of drum 11 CHMs has a predetermined value TH LQ 1. Before falling below, that is, at a predetermined timing while the liquid is being transferred from one drum 11 CHM to the flow path 10 CHM (for example, the amount of liquid stored in drum 1 or drum 2 is higher than the predetermined value TH LQ 1). The timing when the liquid falls below the large predetermined value TH LQ 1', the timing when the liquid transfer from the tram 1 or the drum 2 is started, or the timing when the predetermined time elapses from the start of the liquid transfer from the drum 1 or the drum 2) in, among other drum 11 CHM, storage amount of liquid has reached the predetermined value TH LQ 1, the pressure does not reach the predetermined value TH PR 1 drum 11 CHM (eg the drum 3 in Fig. 5) selecting, opening the valve of the second tube of the selected drum 11 CHM that drum 11 CHM nitrogen is sent from the gas pressure portion 14 CHM to be, so as to start the pressurization of the drum 11 CHM May be good.
(7)上記第1及び第2実施形態において、調合流路40は、CMP研磨装置8に至る液体送出口79の直前に配置される必要はなく、液体送出口79に対応して設けられていればよい。CMP研磨装置8の内部に調合流路40を設けてもよい。また、CMP研磨装置8と研磨液供給装置2を一体化したユニットにしてもよいし、CMP研磨装置8内に研磨液供給装置2を搭載してもよい。また、調合流路40を液体送出口79から所定の距離だけ離れた位置に配置してもよいし、スラリーやケミカルがダメージを受けない位置に配置してもよい。(7) In the first and second embodiments, the blending flow path 40 does not need to be arranged immediately before the liquid outlet 79 leading to the CMP polishing apparatus 8, and is provided corresponding to the liquid outlet 79. Just do it. A blending flow path 40 may be provided inside the CMP polishing apparatus 8. Further, the unit may be a unit in which the CMP polishing device 8 and the polishing liquid supply device 2 are integrated, or the polishing liquid supply device 2 may be mounted in the CMP polishing device 8. Further, the compounding flow path 40 may be arranged at a position separated from the liquid outlet 79 by a predetermined distance, or may be arranged at a position where the slurry or chemical is not damaged.
(8)上記第1及び第2実施形態において、ドラム11(8) In the first and second embodiments, the drum 11 CHMCHM 、11, 11 SLRSLR 、11, 11 H2O2H2O2 の膨張、暴発を防ぐために、ドラム11Drum 11 to prevent expansion and outbursts CHMCHM 、11, 11 SLRSLR 、11, 11 H2O2H2O2 上部にある上部に2つある入出口、流路10Two inlets and outlets at the top, flow path 10 at the top CHMCHM 、1010, 10 SLRSLR 、1010, 10 H2O2H2O2 とは反対側の入口に脱気の流路(ドレイン)を設けると共に、ドラム11A degassing flow path (drain) is provided at the inlet on the opposite side to the drum 11. CHMCHM 、11, 11 SLRSLR 、11, 11 H2O2H2O2 に安全弁、圧力センサ、制御機能を追加してもよい。この場合の制御は、ドラム11Safety valves, pressure sensors, and control functions may be added to. The control in this case is the drum 11 CHMCHM 、11, 11 SLRSLR 、11, 11 H2O2H2O2 が一定圧を超えると安全弁が開放し、ドラム11When the pressure exceeds a certain pressure, the safety valve opens and the drum 11 CHMCHM 、11, 11 SLRSLR 、11, 11 H2O2H2O2 内の圧力を開放し、ドラム11Release the pressure inside, drum 11 CHMCHM 、11, 11 SLRSLR 、11, 11 H2O2H2O2 が設定圧力まで下がったら安全弁を閉弁する、という制御を繰り返すようにするとよい。It is advisable to repeat the control of closing the safety valve when the pressure drops to the set pressure.
1 ドラム
2 研磨液供給装置
3 ドラム
8 研磨装置
11 ドラム
14 ガス加圧部
17A 分岐点
21 低圧弁
26 流量調整バルブ
29 超純水送入口
31 天板
32 底板
33 側板
38 エアシリンダー
40 調合流路
40A 流路
50 ミキシングユニット
50A ミキシングユニット
51A 筐体
52A タンク
52A 調合タンク
53A 加圧タンク
54A ガス加圧部
55A フローコントローラ
56A 充填量センサ
59A 攪拌装置
70 PLC
79 送出口
81 ヘッド
83 定盤
84 研磨パッド
85 ノズル
88 ウエーハ
89 液体送入口
91 タンク
92 ポンプ
311 312 321 322 板
1 Drum 2 Polishing liquid supply device 3 Drum 8 Polishing device 11 Drum 14 Gas pressurizing part 17A Branch point 21 Low pressure valve 26 Flow rate adjustment valve 29 Ultrapure water inlet 31 Top plate 32 Bottom plate 33 Side plate 38 Air cylinder 40 Mixing flow path 40A Flow path 50 Mixing unit 50A Mixing unit 51A Housing 52A Tank 52A Mixing tank 53A Pressurizing tank 54A Gas pressurizing part 55A Flow controller 56A Filling amount sensor 59A Stirrer 70 PLC
79 Outlet 81 Head 83 Surface plate 84 Polishing pad 85 Nozzle 88 Wafer 89 Liquid inlet 91 Tank 92 Pump 311 312 321 322 Plate
Claims (2)
スラリー、及び前記スラリーと調合する他の液体を含む複数の液体とそれぞれ移送する複数の液体移送流路と、
前記CMP研磨装置に至る液体の送出口に対応して配置された調合流路であって、前記複数の液体移送流路と連通し、前記複数の液体を調合した液を前記研磨液として前記CMP研磨装置に供給する調合流路と
を具備し、
前記調合流路には、
2つの流入口と1つの流出口とを有する複数のミキシングユニットを複数段に渡って繋げたものが設けられている
ことを特徴とする研磨液供給装置。 A polishing liquid supply device that supplies a polishing liquid to a CMP polishing device.
A plurality of liquid transfer channels for transferring the slurry and a plurality of liquids including other liquids to be mixed with the slurry, respectively.
A mixing flow path arranged corresponding to a liquid inlet / outlet leading to the CMP polishing apparatus, which communicates with the plurality of liquid transfer flow paths and uses the liquid prepared by mixing the plurality of liquids as the polishing liquid. Equipped with a mixing flow path to supply to the polishing equipment,
In the compounding flow path,
A polishing liquid supply device characterized in that a plurality of mixing units having two inlets and one outlet are connected in a plurality of stages.
前記第1のミキシングユニットの一方の流入口は純水の液体移送流路と、他方の流入口はケミカルの液体移送流路と、流出口は前記第2のミキシングユニットの一方の流入口と、それぞれ繋がっており、
前記第2のミキシングユニットの他方の流入口はスラリーの液体移送流路と、流出口は前記第3のミキシングユニットの一方の流入口と、それぞれ繋がっており、
前記第3のミキシングユニットの一方の流入口は過酸化水素水の液体移送流路と、流出口は前記CMP研磨装置に至る液体の送出口と、それぞれ繋がっている
ことを特徴とする請求項1に記載の研磨液供給装置。
The plurality of mixing units include a first mixing unit, a second mixing unit, and a third mixing unit.
One inlet of the first mixing unit is a liquid transfer channel for pure water, the other inlet is a liquid transfer channel for chemicals, and the outlet is one inlet of the second mixing unit. Each is connected,
The other inlet of the second mixing unit is connected to the liquid transfer flow path of the slurry, and the outlet is connected to one inlet of the third mixing unit.
Claim 1 is characterized in that one inlet of the third mixing unit is connected to a liquid transfer flow path of hydrogen peroxide solution, and the outlet is connected to a liquid inlet to the CMP polishing apparatus. The polishing liquid supply device according to.
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