专利名称：研磨液的制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及研磨液的制造装置，更详细讲例如是调制在半导体装置制造工艺的研磨加工中使用的化学机械研磨用研磨液的制造装置，涉及能在线连续管理研磨液中所定粒径以上的磨粒产生的研磨液的制造装置。
背景技术：
半导体装置要求更高的集成化、高速化和电力低消耗化，在其制造工艺中，为了在中间工序中使晶片上形成的金属布线和层间绝缘膜的表面更加平坦，例如，使用二氧化硅系研磨液(CMP浆液)对晶片表面实施化学机械研磨。当前，因为装置的批量生产以及研磨液的组成管理问题，在研磨工序中，始终制造上述那样的研磨液。制造研磨液时为了获得准确的抛光度，必须严格管理磨粒的浓度。而且，由于研磨液中的磨粒逐渐进行聚集，凝集的大的磨粒颗粒成为擦伤晶片的因素，因此对研磨液中磨粒的尺寸管理就显得更为重要。
在研磨液的制造中，对所得研磨液进行取样用纯水稀释后，照射一定波长的光，通过测定该透射光和散射光的强度，测量研磨液中大粒径磨粒的数量。利用采样管理研磨液的理由如下。即，在制造流线上要直接测定研磨液中磨粒时，由于泵的波动等所致的流量变动影响，不能准确地测量磨粒的数量。另外，如上所述的二氧化硅系研磨液，例如，平均粒径0.2μm左右的二氧化硅粒子为1013个/ml，浓度非常高，而且，成为问题的粒径大的磨粒的数目少。因此，即使检测出聚集成粒径3μm以上的磨粒时，由于适当粒径的磨粒引起光的衰减，通过直接测定也很难检测出由大粒径磨粒引起的光衰减。
发明要解决的课题象上述的研磨液中大粒径磨粒的检测由于需要比较长的时间，所以实际上对于被取样的研磨液来说，与所使用的研磨液产生很大的差异。即，所使用的研磨液由于比取样时会进一步聚集，所以含有更多的大粒径磨粒，其结果是在研磨加工中有时对晶片会产生预想不到的擦伤。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的是提供调制在半导体装置制造工艺的研磨加工中所使用的化学机械研磨用的研磨液等的研磨液制造装置，该装置能在线、连续且高精度地管理研磨液中所定粒径以上的磨粒产生。
解决课题的手段为了解决上述课题，本发明的研磨液制造装置，是调制主要由纯水和磨粒构成的研磨液的研磨液制造装置，其特征是具备将供给的原浆液和纯水进行混合，调制一定磨粒浓度的研磨液的调制槽和使调制的研磨液循环并维持该研磨液的悬浊状态的研磨液循环装置，而且，上述研磨液循环装置含有研磨液循环用的管路和可调整流量的旁通管路，在上述旁通管路中设有检测规定粒径以上的磨粒并计测其数目的研磨液监测用的颗粒检测器，该颗粒检测器是遮光式检测器，向研磨液通过的流池内照射一定波长的光，检测上述规定粒径以上磨粒引起的透射光的衰减，上述流池的结构特点是通过调整旁通管路的流量能使研磨液以一定流速通过。
即，上述制造装置中，由调制槽混合调制一定磨粒浓度的研磨液后，通过研磨液循环装置一边使研磨液循环一边维持其悬浊状态。又，设在研磨液循环管路的旁通管路中的研磨液监测用颗粒检测器，向研磨液通过的流池照射一定波长的光，检测规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减。这时，在可调整流量的旁通管路中设置颗粒检测器的结构和通过调整旁通管路流量而可使研磨液以一定流速通过的流池结构，在限制流池中研磨液的流量的同时，没有研磨液循环管路中产生的脉动等导致的影响，而且，由于降低了流入到流池中的研磨液的小于规定粒径的磨粒的绝对数，所以能够分离出由于小于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减和由于规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减。
又，在上述制造装置中，颗粒检测器最好具备校正功能，即在检测规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减时，能补正研磨液中规定粒径以下的磨粒导致的灵敏度降低，这种校正功能，对于规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减，可提高其检测灵敏度。
又，在上述制造装置的更好形态中，为了向研磨装置供给更高品质的研磨液，在研磨液循环装置的后段设有研磨液供给装置，将通过该研磨液循环装置循环的研磨液供给研磨装置，而且，该研磨液供给装置含有研磨液供给管路和可调整流量的旁通管路，在上述旁通管路中设有研磨液监测用的颗粒检测器，检测规定粒径以上的磨粒，并测出其数量，该颗粒检测器是遮光式检测器，向研磨液通过的流池照射一定波长的光，检测由上述规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减，上述流池的结构是通过调整上述旁通管路的流量使研磨液能以一定流速通过。
即，上述制造装置中，通过研磨液供给装置将通过研磨液循环装置循环的研磨液供到研磨装置，同时，设在研磨液供给管路的旁通管路中的与上述一样的研磨液监测用颗粒检测器，向研磨液通过的流池照射一定波长的光，检测由规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减。这时，和上述一样，在供给研磨液用的可调整流量的旁通管路中设置颗粒检测器的结构和通过调整旁通管路的流量使研磨液能以一定流速通过的流池结构，在限制流池中的研磨液流量的同时，没有在研磨液供给管路中产生的波动等所致的影响，而且，由于降低了流入流池的研磨液中的规定粒径以下的磨粒的绝对数，所以能够分离由规定粒径以下的磨粒引起的透射光的衰减和由规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减。
又，上述各形态的制造装置中，在研磨液监测用的颗粒检测器上最好具备校正功能，在检测由规定粒径以上的磨粒引起的透射光衰减时，能补正由研磨液中规定粒径以下的磨粒导致的灵敏度降低，该校正功能对于由规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减，可提高其检测灵敏度。
附图的简单说明图1是涉及本发明的研磨液制造装置的简要系统图。
图2是局部剖面地显示适用于本发明的研磨液制造装置的颗粒检测器原理的侧面图和平面图。
图3是表示由颗粒检测器的传感器输出和转换的控制用脉冲信号例子的图。
符号说明2调制槽3研磨液槽56管路561旁通管路57管路571旁通管路61过滤器62过滤器
7颗粒检测器74流池8颗粒检测器9研磨装置L1原液供给装置L2纯水供给装置L3添加剂供给装置L4研磨液循环装置L5研磨液供给装置发明的实施方案根据
本发明的研磨液制造装置的一实施方案。图1是本发明的研磨液制造装置的简要系统图。图2是局部剖面地表示适用于本发明的研磨液制造装置的颗粒检测器原理的图，其中的图(a)是侧面图，图(b)是平面图。另外，图3是表示由颗粒检测器的传感器输出和转换的控制用的脉冲信号的例子的图。图1的系统图中省去了阀类和测量仪表等。在以下的实施例说明中仅适当地将研磨液制造装置记为「制造装置」。
本发明的制造装置是调制主要由纯水和磨粒形成的研磨液，是调制典型地适用于半导体装置的研磨的化学机械研磨用的例如二氧化硅系研磨液(CMP)的研磨液制造装置，是可在线制造高品质研磨液的装置。
二氧化硅系研磨液其主成分是热解二氧化硅磨粒和纯水，磨粒粒径通常小于5μm，小于3μm更好，最好为0.1～2μm，同时，磨粒的含量一般为10～30重量％。在上述研磨液中，也可根据需要添加添加剂。作为添加剂，在研磨金属布线的表面时和去除插头时，只要是能将它们氧化的成分就可，一般使用过氧化氢。研磨硅层时，作为添加剂使用氢氧化钾等碱。这些酸或碱通过下述的添加剂供给装置(L3)以水溶液的形式进行添加。
本发明的制造装置，如图1所示，至少具有调制槽(2)和研磨液循环装置(L4)。其中，调制槽(2)是将供给的原浆液，即，例如含有粒径3μm以下的磨粒的原浆液与纯水混合，调制一定磨粒浓度的研磨液。研磨液循环装置(L4)使调制的研磨液进行循环，并维持该研磨液的悬浊状态。
通常，调制槽(2)，通过原液供给装置(L1)供给一定浓度的原浆液，通过纯水供给装置(L2)(图示省略)供给纯水。又，在调制槽(2)的后段设有研磨液槽(3)，贮存在调制槽(2)调制的研磨液，上述研磨液循环装置(L4)的构成可循环研磨液槽(3)的研磨液。进一步地，构成的研磨液槽(3)还可以通过添加剂供给装置(L3)供给上述的添加剂。
原液供给装置(L1)是将原浆液从原液槽(1)向调制槽(2)进行压力输送的装置，它是由从原液槽(1)至调制槽(2)的配管(51)和波纹管方式等定流量泵(未图示)等构成。原液槽(1)是将原浆液供给调制槽(2)的贮槽，是由具有耐腐蚀性的固定式容器或可移动式容器构成的。
原液槽(1)具有可与从系统外搬入的原浆液输送容器连接的配管(未图示)，通过该配管，利用氮气等惰性气体从输送容器加压输送原浆液。又，为了防止与空气接触，原液槽(1)上附设有惰性气体供给配管(未图示)。
调制槽(2)是将研磨液的浓度调整成规定浓度并贮存调整好浓度的研磨液的贮槽。例如，为了提高耐腐蚀性，调制槽(2)由用氟树脂形成衬里的容器构成。调制槽(2)中设有计量输入的原浆液和纯水重量的计量器，计量液量的光式、导电率式、静电电容式等可点测定的液面计(未图示)。又，为了防止与空气接触，调制槽(2)上附设有惰性气体供给配管(未图示)。
纯水供给装置(L2)是向调制槽(2)供给稀释用的纯水的装置，设有从利用离子交换树脂等分离精制超纯水的公知的纯水制造装置至调制槽(2)的管路(52)，通常，利用附设在纯水制造装置上的泵，将用纯水制造装置制造的纯水加压输送到调制槽(2)。
制造量的规模小时，也可以使在调制槽(2)调制的研磨液通过研磨液循环装置(L4)直接进行循环，并且送往研磨装置(9)(模座装置)，为了稳定地将研磨液供给多个研磨装置(9)，通常在调制槽(2)的后段配置上述研磨液槽(3)。在图1示出的装置中，是将在调制槽(2)混合调制的研磨液通过泵(41)和管路(53)送往研磨液槽(3)。图中的管路(54)是根据需要，对研磨液的浓度进行监控并将研磨液返回调制槽(2)的回流用管路。
研磨液槽(4)是向外部研磨装置供给被调制的研磨液的贮槽。又，为了以水溶液供给象上述那样的酸或碱的添加剂，例如，由氟树脂衬里的耐腐蚀性容器构成。为了计测研磨液的液量和添加剂的添加量，研磨液槽(4)中设有光式、导电率式、静电电容式等可点测定的液面计(未图示)。又，为了防止与空气接触，研磨液槽(4)中附设有惰性气体供给配管(未图示)。
将添加剂供给研磨液槽(4)的添加剂供给装置(L3)是从另行设置的添加剂槽(未图示)向研磨液槽(3)加压输送添加剂的装置，其构成包括从添加剂槽取出添加剂的管路(未图示)，流量可变而且可控制在一定流量的磁电机泵等送液用的定量泵(未图示)和向研磨液槽(3)供给添加剂的管路(55)等。
进一步地，为了防止磨粒成分的沉降和聚集，在研磨液槽(4)中设有搅拌机构，利用射流不断地搅拌研磨液。搅拌机构可由搅拌叶片等旋转装置构成，例如，搅拌机构由附设于下述研磨液循环装置(L4)中的管路(56)的回流侧端部，即，插入到研磨液槽(3)内的配管端部的喷射式喷嘴(未图示)构成。这种喷射式喷嘴利用从管路(56)的回流侧端部喷出的作为驱动加压流体的研磨液的喷出能量，能在研磨液槽(3)底部附近发生射流。
再者，虽然未作图示，但为了提高研磨液和添加剂的混合效率，本发明的制造装置也可以采用另一种形式，即在调制槽(2)和研磨液槽(3)之间配置混合槽，将由调制槽(2)供给的研磨液和由添加剂供给装置(L3)供给的添加剂在混合槽内预先混合后，用研磨液槽(3)贮存添加了添加剂的研磨液。
研磨液循环装置(L4)是为了恒定维持被调制的研磨液的悬浊状态并减少研磨液中的磨粒聚集，同时将研磨液直接供入下述的研磨液供给装置(L5)而设置，其构成可使研磨液槽(3)的研磨液循环。即，研磨液循环装置(L4)是由从研磨液槽(3)取出研磨液且将研磨液返回研磨液槽(3)的研磨液循环管路(56)和输送研磨液的泵(42)等构成。
研磨液和上述一样，是使粒径例如3μm以下的磨粒分散的液体，但是伴随着时间的推移，磨粒会进行聚集，长成粒径大于3μm的大的磨粒(以下适当称作「大粒径磨粒」)。因此，在研磨装置(9)中使用研磨液时，将为了防止大粒径磨粒引起的晶片擦痕，在研磨液循环用管路(56)中，将循环路用的过滤器(61)配置于下述颗粒检测器(7)的上游侧，以捕捉预先设定的规定粒径以上的磨粒，具体讲，例如捕捉3μm以上粒径的磨粒。
作为该过滤器(61)，使用具有孔径设计成1.0～5.0μm的聚丙烯制深度型过滤材料的通常流体过滤器。再者，研磨液循环装置(L4)为了管理研磨液槽(3)的添加剂浓度，也可以通过旁通配管(未图示)向浓度测定装置(未图示)供给研磨液。
本发明的制造装置为了在研磨液循环装置(L4)中管理研磨液中的大粒径磨粒的产生及其数量，而在研磨液循环装置(L4)的研磨液循环管路(56)中备有利用流量调节阀(未图示)和节流孔等可调节流量的旁通管路(561)，而且，在该旁通管路(561)中设有监视研磨液的颗粒检测器(7)，以检测上述规定粒径以上的磨粒，即预先设定的粒径以上的大磨粒，例如3μm以上粒径的磨粒并计测其数量。
如上述所述，使二氧化硅系研磨液中适宜磨粒的平均粒径例如小于3μm时，由于聚集的进行，粒径会达到3μm以上，根据情况有时会达到数μm以上，但是，这种大粒径磨粒的数量与研磨液中适宜粒径的磨粒数量相比，是极少数。例如，研磨液中适宜磨粒的平均粒径为0.2μm左右时，相对于其数量1013个/ml，成为擦伤原因的大粒径磨粒数为10～1000个/ml。因此，作为颗粒检测器(7)，可使用遮光式检测器，向研磨液通过的流池(74)照射一定波长的光，检测由于规定粒径以上的磨粒引起的透射光的衰减。
遮光式检测器的基本结构已为公知，这种检测器具备向在透明流池中流动的流体(浆液)照射光，利用感光元件检测透射光的光通量的结构，从流池中通过的粒子引起的光的吸收、反射或散射导致光通量减少，由此计测出粒子的尺寸，又，通过作为脉冲而得到的光通量变化次数计测粒子的数量。
具体讲，如图2所示，颗粒检测器(7)主要部分由以下部分构成，即利用由电源电路(71)供给的电力发出一定波长光的钨丝灯、发光二极管、半导体激光器等光源(72)、将光源(72)照射的光，例如聚光成扁平带状光束的聚光透镜(73)、由石英玻璃等透明材料形成例如方形截面的筒状的流池(74)、检测从流池(74)通过的光源(72)的透射光强度的光电二极管、光阵列等感光元件(75)、将感光元件(75)的输出信号进行增幅的增幅器(76)、和将该感光元件的信号进行演算处理的演算处理装置(包括存储、演算元件的演算电路)等。
一般讲，在计测研磨液中的大粒径的磨粒时，如前所述，必须检测磨粒浓度例如为10～30重量％的研磨液中的极少数的磨粒。可是，由于设定作为检测对象的大粒径磨粒的粒径下限值，导致合适的磨粒引起的光的吸收、反射或散射产生的影响(噪音)很大，很难准确地检测出大粒径的磨粒。又，泵等机器导致流体存在波动时，也不能准确地计测出粒子数量。
对此，在本发明中，通过在由旁通管路(561)限制流量的旁通管路(561)中设置颗粒检测器(7)，防止了研磨液循环管路(56)中脉动的影响，而且，降低了适当粒径的磨粒造成的影响(噪音)，能准确地检测出数量少的大粒径磨粒。即，流池(74)的构成是通过调整旁通管路(561)的流量能使研磨液以一定流速通过。通常，流池(74)中研磨液的流量设定为1～500ml/分，流速设定为0.1～1m/秒。另外，为了更准确地检测大粒径磨粒，流池(74)中的光的透射距离最好设定为0.1～100mm。
又，在本发明的制造装置中，为了更高精度地检测循环的研磨液中的大粒径磨粒，颗粒检测器(7)具有校正功能，即在检测由预先设定的规定粒径以上的磨粒引起的透射光衰减时，补正研磨液中小于规定粒径的磨粒(适宜的粒径磨粒)引起的灵敏度降低。这种校正功能通常设置在上述演算处理装置中。
即，在颗粒检测器(7)中，如图3(a)所示，感光元件(75)将接收到的光信号作为脉冲信号输出，上述演算处理装置的形式是将得到的脉冲信号进行波形处理为如图3(b)所示的波形后，计算出比预先用标准试样设定的下限的阈值电压高的信号数。作为上述的标准试样，使用含有一定量(例如15重量％)的小于规定粒径的磨粒(例如粒径小于3μm的磨粒)，且将与要检测的粒径(例如3μm)相同的粒径的聚苯乙烯胶乳粒子作为标准粒子而添加的研磨液。
在本发明的制造装置中设有原液供给装置(L1)、调制槽(2)、纯水供给装置(L2)、研磨液槽(3)、添加剂供给装置(L3)、研磨液循环装置(L4)、基于下述研磨液供给装置(L5)的控制及上述颗粒检测器(7)的检测信号而进行发布下述警报的控制装置(10)。该控制装置(10)主要由以下装置构成即，将各仪器的信号进行数字变换的输入装置、含有存贮装置的程序控制器或计算机等演算处理装置和将来自演算处理装置的控制信号进行模拟变换的输出装置。
以下对利用本发明制造装置的研磨液的制造方法进行说明。在本发明的制造装置中，首先从原液槽(1)向调制槽(2)计量供给一定磨粒浓度的原浆液，利用纯水供给装置(L2)向调制槽(2)计量供给规定量的纯水后，在调制槽(2)中混合调制研磨液。这时，通过泵(41)和管路(54)，一边使调制槽(2)的研磨液进行循环，一边利用附设在管路(54)中的浓度计量器测定浆液浓度，同时根据测定结果对原浆液或纯水的供给量进行微调整，据此将研磨液的磨粒浓度(浆液浓度)调整到例如15重量％。
在调制槽(2)调制的研磨液通过管路(53)供给到研磨液槽(3)内。接着，根据需要从添加剂供给装置(L3)通过管路(55)向供给到研磨液槽(3)的研磨液供给上述添加剂。而且，通过设在研磨液槽(3)中的上述搅拌机构搅拌混合添加剂，调制所规定的磨粒浓度和所规定的添加剂浓度的研磨液。再者，将流过研磨液循环装置(L4)的管路(56)的研磨液的一部分供给到浓度测定装置中，基于其测定结果，控制由添加剂供给装置(L3)供给的添加剂量或由管路(53)供给的研磨液的供给量，据此调整添加剂的浓度。
在研磨液槽(3)中最后调制的规定组成的研磨液，由研磨液循环装置(L4)进行循环。即，使用研磨液循环装置(L4)的泵(42)和管路(56)，将从研磨液槽(3)取出的研磨液再回流到研磨液槽(3)，据此维持研磨液中的磨粒的均匀悬浊状态。这时，安装在管路(56)的过滤器(61)，在循环的研磨液中捕捉到进行聚集的规定粒径以上的大粒径磨粒。由此可使不含有大粒径磨粒的研磨液在管路(56)中循环。
可是，研磨液中的上述大粒径磨粒，在研磨液槽(3)和研磨液循环装置(L4)中滞留时间越长越增加，并且由于过滤器(61)的功能降低也导致其增加。对此，本发明的制造装置中，将管路(56)中的一部分研磨液供给旁通管路(561)，由旁通管路(561)中的研磨液监测用颗粒检测器(7)对研磨液进行监测。即，设在旁通管路(561)的颗粒检测器(7)向研磨液通过的流池(74)照射一定波长的光，通过检测大于规定粒径的磨粒，例如3μm以上的大粒径磨粒引起的透射光衰减，来计测研磨液中大粒径的磨粒数。
这时，在可调整流量的旁通管路(561)设置颗粒检测器(7)，通过调整旁路管路(561)的流量而使研磨液能以一定流速通过的流池(74)的结构，限制流池(74)中研磨液的流量，同时不会有在研磨液循环管路中产生的泵等机器的波动等造成的影响。而且，由于降低了流入流池(74)的研磨液中的小于规定粒径的磨粒的绝对数，所以利用演算处理装置处理由感光元件(75)感光的流池(74)的透射光时，可以分离出由于小于规定粒径的适宜磨粒(例如粒径小于3μm的磨粒)引起的透射光的衰减和大于规定粒径的磨粒(例如粒径3μm以上的磨粒)引起的透射光的衰减，其结果，可准确地计测规定粒径以上的磨粒数。
又，颗粒检测器(7)所具备的校正功能，在检测上述大粒径磨粒引起的透射光的衰减时，可补正由研磨液中小于规定粒径的磨粒导致的灵敏度降低，进一步提高对由大粒径磨粒引起的透射光衰减的检测灵敏度。因此，对于在研磨液循环装置(L4)的管路(56)中循环的研磨液，本发明的制造装置能在线、连续且高精度地管理大于规定粒径的磨粒的产生及其数量。
在本发明的制造装置中，通过上述那样地在线管理所得研磨液，可以随时地将高品质研磨液供给到研磨装置(9)。例如，在本发明的制造装置中，可以具有当颗粒检测器(7)检测的大于规定粒径的磨粒的平均一定流量的数量超过管理界限时发出警报的功能。这种磨粒数的管理功能和发出报警的功能，通常在上述控制装置(10)中具备。另外可以是伴随着上述的报警而停止向研磨装置(9)供给研磨液的方式。又，通过在线管理研磨液，在过滤器(61)的功能降低时，可直接更换过滤器的过滤材料，能随时、高品质地维持向研磨装置(9)供给的研磨液。
又，虽然没有图示，但在本发明的制造装置中，在循环管路(56)中与过滤器(61)并列地配置循环路用的第2过滤器，当颗粒检测器(7)检测的大于规定粒径的磨粒的平均一定流量的数超过管理界限时，可将流路切换到第2过滤器一侧。即，通过在管路(56)中并行插入2列过滤大于规定粒径的磨粒的过滤器，在过滤器(61)的功能降低时，可以直接切换到功能没有降低的第2过滤器，在不停止运转的情况下随时地将高品质研磨液供给研磨装置(9)。
在上述的研磨液循环装置(L4)中，为了向研磨装置供给研磨液，通常附设多条管路，这种研磨液供给用的管路是根据研磨装置的工作状况控制管路中的隔离阀，据此向研磨装置供给研磨液。因此，当靠近研磨装置的停止时间时，则滞留在研磨液供给管路的研磨液中的磨粒会进行聚集，其结果是，尽管由研磨液循环装置(L4)供给不含大粒径磨粒的研磨液，但仍将含有进行聚集的磨粒的研磨液供给研磨装置，从而担心产生晶片的擦伤。
因此，本发明的制造装置中，为了向研磨装置(9)供给更高品质的研磨液，也可以具有如下特定的研磨液供给装置(L5)。即，如图1所示，在研磨液循环装置(L4)的后段具有研磨液供给装置(L5)，该装置和上述研磨液循环装置(L4)中的情况一样，其构成可管理研磨液中的大粒径磨粒产生，而且将通过研磨液循环装置(L4)循环的研磨液供给研磨装置(9)。
具体讲，研磨液供给装置(L5)，通常是由向各研磨装置(9)供给研磨液的多条供给线所构成，各个供给线都具有研磨液供给管路(57)及其旁通管路(571)。而且，构成的旁通管路(571)通过流量调节阀(未图示)和节流孔等可调节流量，在这种旁通管路(571)中设有研磨液监测用的颗粒检测器(8)，以检测大于规定粒径的磨粒，并计测出其数量。又，在各研磨液供给用的研磨液供给管路(57)中，在颗粒检测器(8)的上游侧配置与捕捉大于规定粒径的磨粒的上述过滤器(61)一样的过滤器(62)。
作为颗粒检测器(8)，和上述颗粒检测器(7)一样，使用遮光式检测器，向研磨液通过的流池照射一定波长的光，检测由上述大于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减。并且，颗粒检测器(8)的流池将光的透过距离设定成0.1～100mm为好。又，构成的颗粒检测器(8)的流池是通过调整旁通管路(571)的流量而使研磨液能以一定流速通过的。
颗粒检测器(8)的结构与图2所示颗粒检测器(7)的结构一样。而且，该颗粒检测器(8)具有校正功能，在检测由大于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减时，补正由研磨液中小于规定粒径的磨粒引起的灵敏度降低。另外，这种校正功能，和上述颗粒检测器(7)中的一样，设置在颗粒检测器(8)的演算处理装置中。
在上述的研磨液供给装置(L5)中，将流入研磨液循环装置(L4)的管路(56)的研磨液供给研磨装置(9)时，设在旁通管路(571)中的颗粒检测器(8)，向研磨液通过的流池照射一定波长的光，通过检测大于规定粒径的磨粒，例如3μm以上的大粒径的磨粒引起的透射光的衰减，计测出研磨液中大粒径的磨粒的数量。
这时，与上述颗粒检测器(7)的情况一样，在可调整流量的旁通管路(571)中设置颗粒检测器(8)的结构和通过调整旁通管路(571)的流量而使研磨液能以一定流速通过流池的结构，能限制流池中研磨液的流量，同时也没有管路(57)中产生的机器波动等影响，而且，由于降低了流入流池的研磨液中的小于规定粒径的磨粒的绝对数，所以利用演算处理装置处理流池的透射光时，能分离出由于小于规定粒径的适宜的磨粒引起的透射光的衰减和由于大于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减，其结果是可准确地计测出大于规定粒径的磨粒的数量。
又，颗粒检测器(8)所具备的校正功能是在检测由大粒径的磨粒引起的透射光的衰减时，可补正由于研磨液中的小于规定粒径的磨粒引起的灵敏度降低，能进一步提高对大粒径磨粒引起的透射光的衰减的检测灵敏度。因此，具有研磨液供给装置(L5)的本发明制造装置，可在线、连续且高精度地管理在通过管线(57)向研磨装置(9)供给的研磨液中的大于规定粒径的磨粒的产生及其数量。
在上述管路(57)中，通过在线管理研磨液，本发明的制造装置可向研磨装置(9)供给更高品质的研磨液。例如，在本发明的制造装置中，和上述形态一样，可具有当颗粒检测器(8)检测的大于规定粒径的磨粒的平均规定流量的数超过管理界限时发出报警的功能。报警功能设在上述的控制装置(10)中。并且，本发明的制造装置在发出上述报警的同时，也可立即停止研磨液供给装置(L5)供给研磨液，其结果是，可防止向研磨装置(9)供给含有大粒径的磨粒的研磨液，并能有效地防止晶片的擦伤等研磨装置(9)中的加工不良现象。
又，虽然未图示，但在本发明的制造装置中，在研磨液供给用管路(57)中与过滤器(62)并列地配置供给路用的第2过滤器，当颗粒检测器(8)检测的大于规定粒径的磨粒的平均一定流量的数超过管理界限时，可将流路切换到第2过滤器侧。即，与研磨液循环装置(L4)中的一样，通过在管路(57)中并行插入2列过滤大于规定粒径的磨粒的过滤器，在过滤器(62)的功能降低时，可立即切换到功能没有降低的第2过滤器，不会停止供给研磨液并可向研磨装置(9)供给更高品质的研磨液。
另外，本发明中，要管理的磨粒的粒径，可根据研磨条件适当设定。又，设置上述的颗粒检测器(7)和颗粒检测器(8)，并不仅限于管理磨粒，而且也能管理在泵、阀等机器或管路中产生的颗粒(异物)。
发明的效果根据本发明的研磨液制造装置，在研磨液循环管路的旁通管路中设置遮光式特定的颗粒检测器，由于能可靠地计测大于规定粒径的磨粒，所以能在线、连续且高精度地管理在调制槽调制并在研磨液循环装置的管路中循环的研磨液中的大于规定粒径的磨粒的产生及其数量，并能随时地向研磨装置供给高品质的研磨液。又，颗粒检测器具有特定的校正功能时，能进一步提高大于规定粒径的磨粒的检测灵敏度。
又，根据具有特定的研磨液供给装置的本发明制造装置，在研磨液供给用管路的旁通管路中设置遮光式的特定颗粒检测器，由于能可靠地计测大于规定粒径的磨粒，所以能在线、连续且高精度地管理通过研磨液供给管路向研磨装置供给的研磨液中的大于规定粒径的磨粒的产生及其数量，能向研磨装置中供给更高品质的研磨液。其结果是可有效地防止晶片的擦痕等在研磨装置中的加工不良现象，又，颗粒检测器具有特定校正功能时，可进一步提高大于规定粒径的磨粒的检测灵敏度。
权利要求
1.一种研磨液的制造装置，它是调制主要由纯水和磨粒构成的研磨液的研磨液制造装置，其特征是它具有将供给的原浆液和纯水进行混合并调制一定磨粒浓度的研磨液的调制槽(2)和使被调制的研磨液进行循环并维持该研磨液的悬浊状态的研磨液循环装置(L4)，而且，研磨液循环装置(L4)含有研磨液循环管路(56)和可调整流量的其旁通管路(561)，在旁通管路(561)中设有检测大于规定粒径的磨粒且计测其数量的研磨液监测用颗粒检测器(7)，颗粒检测器(7)是向研磨液通过的流池(74)照射一定波长的光并检测由于大于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减的遮光式检测器，构成的流池(74)是通过调整旁通管路(561)的流量而使研磨液能以一定流速通过的。
2.根据权利要求1所记载的研磨液制造装置，其特征是颗粒检测器(7)在检测由于大于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减时，具有补正由于研磨液中的低于规定粒径的磨粒引起的灵敏度降低的校正功能。
3.根据权利要求1或2所记载的研磨液制造装置，其特征是它具有贮存在调制槽(2)中调制的研磨液的研磨液槽(3)，且构成的研磨液循环装置(L4)可将研磨液槽(3)的研磨液循环。
4.根据权利要求3所记载的研磨液制造装置，其特征是构成的研磨液槽(3)可利用添加剂供给装置(L3)供给添加剂。
5.根据权利要求1～4中的任一项所记载的研磨液制造装置，其特征是在研磨液循环管路(56)中，在颗粒检测器(7)的上游测，配置捕捉大于规定粒径的磨粒的循环路用过滤器(61)。
6.根据权利要求5所记载的研磨液制造装置，其特征是在循环用管路(56)中，与过滤器(61)并列配置循环路用的第2过滤器，在由颗粒检测器(7)检测的大于规定粒径的磨粒的平均一定流量数超过管理界限时，可将流路切换到上述第2过滤器一侧。
7.根据权利要求1～6中的任一项所记载的研磨液制造装置，其特征是它具有在由颗粒检测器(7)检测的大于规定粒径的磨粒的平均一定流量数超过管理界限时发出警报的功能。
8.根据权利要求1～7中的任一项所记载的研磨液制造装置，其特征是在研磨液循环装置(L4)的后段备有将通过研磨液循环装置(4)循环的研磨液供给研磨装置(9)的研磨液供给装置(L5)，而且，研磨液供给装置(L5)含有研磨液供给管路(57)和可调整流量的其旁通管路(571)，在旁通管路(571)上设有检测大于规定粒径的磨粒且计测其数量的研磨液监测用颗粒检测器(8)，颗粒检测器(8)是向研磨液通过的流池照射一定波长的光并检测由于大于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减的遮光式检测器，构成的上述流池是通过调整旁通管路(571)的流量而使研磨液能以一定流速通过。
9.根据权利要求8所记载的研磨液制造装置，其特征是颗粒检测器(8)具有在检测由于大于规定粒径的磨粒引起的透射光的衰减时，补正由于研磨液中低于规定粒径的磨粒引起的灵敏度降低的校正功能。
10.根据权利要求8或9所记载的研磨液制造装置，其特征是在研磨液供给管路(57)中，在颗粒检测器(8)的上游侧配置捕捉大于规定粒径的磨粒的供给路用过滤器(62)。
11.根据权利要求10所记载的研磨液制造装置，其特征是在研磨液供给管路(57)中，与过滤器(62)并列地配置供给路用的第2过滤器，在由颗粒检测器(8)检测的大于规定粒径的磨粒的平均一定流量数超过管理界限时，可将流路切换到上述第2过滤器一侧。
12.根据权利要求8～11中的任何一项所记载的研磨液制造装置，其特征是它具有在利用颗粒检测器(8)检测的大于规定粒径的磨粒的平均一定流量数超过管理界限时发出警报的控制装置(10)。
全文摘要
本发明提供将在半导体装置制造工艺的研磨加工中所使用的二氧化硅系研磨液进行调制的研磨液制造装置,该装置可在线、连续且高精度地管理研磨液中大于规定粒径的磨粒的产生。研磨液的制造装置是调制主要由纯水和磨粒构成的研磨液的制造装置,它具有调制一定磨粒浓度的研磨液的调制槽(2)和使被调制的研磨液循环的研磨液循环装置(L4)。而且,在可调节研磨液循环装置(L4)的管路(56)流量的旁通管路(561)上设有检测大于规定粒径的磨粒且计测其数量的遮光式研磨液监测用颗粒检测器(7)。
文档编号B24B37/00GK1356369SQ0114336
公开日2002年7月3日 申请日期2001年11月16日 优先权日2000年11月17日
发明者近藤郁, 津田直纪, 高崎纪博, 板东嘉文, 日野增美, 宫田坚洋 申请人:理音株式会社, 三菱化学工程株式会社