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技術 流体移送路監視装置、流体移送路監視方法及び研磨装置

出願人 富士通セミコンダクター株式会社
発明者 赤星文彦
出願日 2006年2月9日 (14年1ヶ月経過) 出願番号 2006-032136
公開日 2007年8月23日 (12年7ヶ月経過) 公開番号 2007-211675
状態 未査定
技術分野 研削機械のドレッシング及び付属装置 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削 回転型液体ポンプ(2) 洗浄、機械加工
主要キーワード 移送路内 カプセルフィルタ 圧力帯 チューブ素材 メンテンナンス 流体移送路 自給式 塩ビ系樹脂
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重要な関連分野

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図面 (10)

課題

流体移送路内に配置されたポンプ劣化フィルタ目詰まり等による流体移送量の変化を迅速且つ高精度に検出できる流体移送路監視装置、流体移送路監視方法及び流体移送路監視装置を備えた研磨装置を提供する。

解決手段

研磨装置30は、プラテン34、研磨ヘッド35と及びチューブポンプ31を有する。チューブポンプ31の前後のスラ移送配管41には圧力帯32a,32bが取り付けられている。スラリ移送配管41のうち圧力帯32a,32bが取り付けられる部分は弾力性を有する素材により形成され、スラリの脈動により半径方向に膨縮する。この配管41の膨縮を圧力帯32a,32bにより検出する。監視回路部33は、圧力帯32a,32bの出力信号振幅及び周期監視し、チューブポンプ31の異常の有無を判定する。

概要

背景

半導体装置の製造には、種々の工程で化学的機械研磨(chemical mechanical polishing :以下、「CMP」という)が使用されている。CMPに使用する研磨装置(以下、「CMP装置」という)は、回転する研磨パッド研磨布)の上にスラリを供給しつつ研磨物を研磨パッド上に押圧することにより研磨物を研磨する装置である。スラリには、通常、研磨物と化学反応を起こす成分を有する薬液と、砥粒とが含まれている。

CMP装置にスラリを供給するポンプとして、例えば特許文献1に記載されているように、チューブポンプが使用されている。

図1は、チューブポンプの一例を示す模式図である。この図1に示すチューブポンプ10は、円筒状のハウジング11の内壁に沿ってU字状に湾曲して配置されたチューブ12と、ハウジング11内に配置され回転軸13の回転に伴ってチューブ12を押圧しながら回転軸13の周囲を回転する複数(図では3個)のローラ14とにより構成されている。チューブ12の一方の端部は吸込み口12aとしてハウジング11の外側に導出され、チューブ12の他方の端部は吐出口12bとしてハウジング11の外側に導出されている。ここでは、吸込み口12aはスラリ貯留タンクに接続され、吐出口12bはCMP装置に接続されているものとする。

このように構成されたチューブポンプ10において、回転軸13の回転に伴ってローラ14が移動を開始すると、吸込み口12aの近傍のチューブ12は、ローラ14により一旦押し潰された後、チューブ12の有する復元力により断面が元の形状(円形)に復元される。このとき、チューブ12内には負圧が発生し、スラリ貯留タンクからチューブポンプ10に向けてスラリが移送される。運転開始時にスラリ貯留タンクとチューブポンプとの間の配管内に空気が入っている場合は、空気が抜けるまでチューブポンプ10を空運転する必要がある。

ハウジング11の内側のチューブ12内に移送されたスラリは、2つのローラ14の間に挟まれ、それらのローラ14の移動とともに吐出口12b側に移動する。そして、吐出口12bから押し出され、CMP装置に移送される。

チューブポンプ10では、上述したようにチューブ12の有する復元力を利用して流体を移送するため、チューブ12は弾力性を有する素材で形成することが必要である。なお、チューブポンプは、スラリの移送だけでなく、種々の流体の移送に使用されている。例えば、医療分野では、特許文献2及び特許文献3に記載されているように、血液の移送などに使用されている。

チューブポンプの利点としては、(1)自給式であること、(2)弁構造がなく、粘性の高い液体の移送が可能であること、(3)チューブ素材の変更のみで各種薬液に容易に対応できること、(4)空運転しても故障しないこと、(5)消耗品がチューブのみであり、メンテンナンス性が優れていること、などがある。

一方、チューブポンプの欠点として、(1)脈動があること、(2)移送する流体によっては、チューブが破損しやすくなったりチューブからパーティクルが発生することがあること、(3)後述するようにスラリをCMP装置に移送する場合に移送量の管理が困難であること、などがある。

チューブポンプをCMP用スラリの移送に使用する場合、例えば特許文献4に記載されているように、チューブからスラリ中にチューブ製造時に使用された可塑剤などが溶出して、スラリ(砥粒)を凝集させることがある。そのため、実際にCMPに使用する前にチューブポンプを長時間空運転してチューブ内にスラリを通し可塑剤などを十分に排出するか、又はスラリを凝集させる成分が溶出するおそれがない素材で形成されたチューブを使用することが重要である。

しかしながら、スラリが凝集する原因はチューブの可塑剤だけではなく、上述した対策を施してもスラリ中の凝集物を完全になくすことは極めて困難である。また、何らかの原因によりスラリ中に異物混入することもある。スラリ中に凝集物や異物が含まれていると、半導体ウエーハをCMPしたときに半導体ウエーハにスクラッチ(引っかき疵)が発生し、半導体装置の不良の原因となる。特に、近年、半導体装置の高密度化及び高集積化に伴って配線材料に銅が使用されるようになったが、銅は比較的柔らかい金属であるため、スラリ中に凝集物や異物が含まれていると容易にスクラッチが発生して、配線抵抗の増加や断線等の原因となる。

このため、従来から、スラリ移送路内に複数のフィルタ直列に接続して配置したり、CMP装置の内部のスラリノズルの近傍に小型のフィルタ(カプセルフィルタ)を配置するなどの対策がとられている。

上述したように、スラリをCMP装置に移送する場合は、スラリ供給量が約200〜250ml/分と少ないことに加えて、移送路内に配置されたフィルタによる移送量の低下が発生するので、移送量を自動的に管理することは困難である。このため、従来は、例えば作業者メスシリンダーストップウォッチとを用いて定期的に流量を測定するなどの方法がとられている。

しかし、それでも定期的な流量測定から次の流量測定までの間に、チューブポンプのチューブの劣化や破損が発生してスラリの流量が低下したり、フィルタが目詰まりして流量が低下する可能性がある。そこで、メスシリンダーとストップウォッチとを用いた定期的な流量測定に加えて、チューブポンプやフィルタの出口側配管圧力計を取り付け、作業員が圧力計を見て異常の有無を判断するなどの対策がとられることもある。また、チューブポンプやフィルタの前後の配管に圧力計を取り付け、作業員が差圧を調べて異常の有無を判断することもある。
米国特許第4714786号明細書
特開平6−197964号公報
特許第3581323号公報
特開2004−207422号公報

概要

流体移送路内に配置されたポンプの劣化やフィルタの目詰まり等による流体移送量の変化を迅速且つ高精度に検出できる流体移送路監視装置、流体移送路監視方法及び流体移送路監視装置を備えた研磨装置を提供する。研磨装置30は、プラテン34、研磨ヘッド35と及びチューブポンプ31を有する。チューブポンプ31の前後のスラリ移送配管41には圧力帯32a,32bが取り付けられている。スラリ移送配管41のうち圧力帯32a,32bが取り付けられる部分は弾力性を有する素材により形成され、スラリの脈動により半径方向に膨縮する。この配管41の膨縮を圧力帯32a,32bにより検出する。監視回路部33は、圧力帯32a,32bの出力信号振幅及び周期監視し、チューブポンプ31の異常の有無を判定する。

目的

本発明の目的は、流体移送路内に配置されたポンプの劣化やフィルタの目詰まり等による流体移送量の変化を迅速且つ高精度に検出できる流体移送路監視装置、流体移送路監視装置及び流体移送路監視装置を備えた研磨装置を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

流体移送路の流れ方向に相互に離隔して配置され、前記流体移送路内を通る流体脈動を検出する第1及び第2の検出部と、前記第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期監視して前記流体移送路の異常の有無を判定する監視回路部とを有することを特徴とする流体移送路監視装置

請求項2

前記第1及び第2の検出部は、ポンプ又はフィルタを挟んで配置されていることを特徴とする請求項1に記載の流体移送路監視装置。

請求項3

前記流体移送路のうち前記第1及び第2の検出部が配置される部分には、前記流体の脈動にともなって半径方向に膨縮する素材により形成された配管が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流体移送路監視装置。

請求項4

流体移送路の流れ方向に相互に離隔して前記流体移送路内を通る流体の脈動を検出する第1及び第2の検出部を配置し、監視回路部により前記第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期を監視して前記流体移送路の異常の有無を判定することを特徴とする流体移送路監視方法

請求項5

研磨パッドが装着されるプラテンと、前記研磨パッドに向けて研磨物押圧する研磨ヘッドと、前記研磨パッド上にスラリを供給するスラリノズルと、前記スラリノズルに向けてスラリを移送するポンプと、前記ポンプの吸込み口側の配管に取り付けられて配管内を通るスラリの脈動を検出する第1の検出部と、前記ポンプの吐出口側の配管に取り付けられて配管内を通るスラリの脈動を検出する第2の検出部と、前記第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期を監視して前記ポンプの異常の有無を判定する監視回路部とを有することを特徴とする研磨装置

技術分野

0001

本発明は、流体移送路の異常の有無を監視する流体移送路監視装置、流体移送路監視方法及び研磨装置に関し、特に半導体ウエーハ化学的機械研磨に使用するスラリを移送する流体移送路の監視に好適な流体移送路監視装置、流体移送路監視方法及び流体移送路監視装置を備えた研磨装置に関する。

背景技術

0002

半導体装置の製造には、種々の工程で化学的機械研磨(chemical mechanical polishing :以下、「CMP」という)が使用されている。CMPに使用する研磨装置(以下、「CMP装置」という)は、回転する研磨パッド研磨布)の上にスラリを供給しつつ研磨物を研磨パッド上に押圧することにより研磨物を研磨する装置である。スラリには、通常、研磨物と化学反応を起こす成分を有する薬液と、砥粒とが含まれている。

0003

CMP装置にスラリを供給するポンプとして、例えば特許文献1に記載されているように、チューブポンプが使用されている。

0004

図1は、チューブポンプの一例を示す模式図である。この図1に示すチューブポンプ10は、円筒状のハウジング11の内壁に沿ってU字状に湾曲して配置されたチューブ12と、ハウジング11内に配置され回転軸13の回転に伴ってチューブ12を押圧しながら回転軸13の周囲を回転する複数(図では3個)のローラ14とにより構成されている。チューブ12の一方の端部は吸込み口12aとしてハウジング11の外側に導出され、チューブ12の他方の端部は吐出口12bとしてハウジング11の外側に導出されている。ここでは、吸込み口12aはスラリ貯留タンクに接続され、吐出口12bはCMP装置に接続されているものとする。

0005

このように構成されたチューブポンプ10において、回転軸13の回転に伴ってローラ14が移動を開始すると、吸込み口12aの近傍のチューブ12は、ローラ14により一旦押し潰された後、チューブ12の有する復元力により断面が元の形状(円形)に復元される。このとき、チューブ12内には負圧が発生し、スラリ貯留タンクからチューブポンプ10に向けてスラリが移送される。運転開始時にスラリ貯留タンクとチューブポンプとの間の配管内に空気が入っている場合は、空気が抜けるまでチューブポンプ10を空運転する必要がある。

0006

ハウジング11の内側のチューブ12内に移送されたスラリは、2つのローラ14の間に挟まれ、それらのローラ14の移動とともに吐出口12b側に移動する。そして、吐出口12bから押し出され、CMP装置に移送される。

0007

チューブポンプ10では、上述したようにチューブ12の有する復元力を利用して流体を移送するため、チューブ12は弾力性を有する素材で形成することが必要である。なお、チューブポンプは、スラリの移送だけでなく、種々の流体の移送に使用されている。例えば、医療分野では、特許文献2及び特許文献3に記載されているように、血液の移送などに使用されている。

0008

チューブポンプの利点としては、(1)自給式であること、(2)弁構造がなく、粘性の高い液体の移送が可能であること、(3)チューブ素材の変更のみで各種薬液に容易に対応できること、(4)空運転しても故障しないこと、(5)消耗品がチューブのみであり、メンテンナンス性が優れていること、などがある。

0009

一方、チューブポンプの欠点として、(1)脈動があること、(2)移送する流体によっては、チューブが破損しやすくなったりチューブからパーティクルが発生することがあること、(3)後述するようにスラリをCMP装置に移送する場合に移送量の管理が困難であること、などがある。

0010

チューブポンプをCMP用スラリの移送に使用する場合、例えば特許文献4に記載されているように、チューブからスラリ中にチューブ製造時に使用された可塑剤などが溶出して、スラリ(砥粒)を凝集させることがある。そのため、実際にCMPに使用する前にチューブポンプを長時間空運転してチューブ内にスラリを通し可塑剤などを十分に排出するか、又はスラリを凝集させる成分が溶出するおそれがない素材で形成されたチューブを使用することが重要である。

0011

しかしながら、スラリが凝集する原因はチューブの可塑剤だけではなく、上述した対策を施してもスラリ中の凝集物を完全になくすことは極めて困難である。また、何らかの原因によりスラリ中に異物混入することもある。スラリ中に凝集物や異物が含まれていると、半導体ウエーハをCMPしたときに半導体ウエーハにスクラッチ(引っかき疵)が発生し、半導体装置の不良の原因となる。特に、近年、半導体装置の高密度化及び高集積化に伴って配線材料に銅が使用されるようになったが、銅は比較的柔らかい金属であるため、スラリ中に凝集物や異物が含まれていると容易にスクラッチが発生して、配線抵抗の増加や断線等の原因となる。

0012

このため、従来から、スラリ移送路内に複数のフィルタ直列に接続して配置したり、CMP装置の内部のスラリノズルの近傍に小型のフィルタ(カプセルフィルタ)を配置するなどの対策がとられている。

0013

上述したように、スラリをCMP装置に移送する場合は、スラリ供給量が約200〜250ml/分と少ないことに加えて、移送路内に配置されたフィルタによる移送量の低下が発生するので、移送量を自動的に管理することは困難である。このため、従来は、例えば作業者メスシリンダーストップウォッチとを用いて定期的に流量を測定するなどの方法がとられている。

0014

しかし、それでも定期的な流量測定から次の流量測定までの間に、チューブポンプのチューブの劣化や破損が発生してスラリの流量が低下したり、フィルタが目詰まりして流量が低下する可能性がある。そこで、メスシリンダーとストップウォッチとを用いた定期的な流量測定に加えて、チューブポンプやフィルタの出口側配管圧力計を取り付け、作業員が圧力計を見て異常の有無を判断するなどの対策がとられることもある。また、チューブポンプやフィルタの前後の配管に圧力計を取り付け、作業員が差圧を調べて異常の有無を判断することもある。
米国特許第4714786号明細書
特開平6−197964号公報
特許第3581323号公報
特開2004−207422号公報

発明が解決しようとする課題

0015

しかしながら、前述したように、チューブポンプから吐出されるスラリは脈動するのに加えて、CMP装置に供給するスラリの量が約200〜250ml/分と少ないため、作業員が圧力計を目視で監視しても、チューブポンプの僅かな異常やフィルタの目詰まりによる流量の変化を検出することは難しい。

0016

本発明の目的は、流体移送路内に配置されたポンプの劣化やフィルタの目詰まり等による流体移送量の変化を迅速且つ高精度に検出できる流体移送路監視装置、流体移送路監視装置及び流体移送路監視装置を備えた研磨装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0017

本発明の一観点によれば、流体移送路の流れ方向に相互に離隔して配置され、前記流体移送路内を通る流体の脈動を検出する第1及び第2の検出部と、前記第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期を監視して前記流体移送路の異常の有無を判定する監視回路部とを有する流体移送路監視装置が提供される。

0018

本発明の他の観点によれば、流体移送路の流れ方向に相互に離隔して前記流体移送路内を通る流体の脈動を検出する第1及び第2の検出部を配置し、監視回路部により前記第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期を監視して前記流体移送路の異常の有無を判定する流体移送路監視方法が提供される。

0019

本発明においては、流体移送路の流れ方向に相互に離隔して、流体移送路内を通る流体の脈動を検出する第1及び第2の検出部が配置されている。そして、監視回路部は、第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期を監視して、流体移送路の異常の有無を判定する。例えば、第1及び第2の検出部の間にポンプ又はフィルタが設けられているものとする。ポンプ又はフィルタが正常な場合は、第1及び第2の検出部から出力される信号は同期しており、それらの信号の振幅比はある一定の範囲内となる。しかし、ポンプの異常やフィルタの目詰まりが発生すると、第1及び第2の検出部から出力される信号のタイミングがずれたり、それらの信号の振幅比が前記一定の範囲から外れる。これにより、ポンプの異常やフィルタの目詰まりを迅速且つ高精度に検出することができる。

0020

第1及び第2の検出部により配管内を通る流体の脈動を検出する場合、例えば配管の一部を弾力性を有する素材により形成し、流体の脈動により配管が半径方向に膨縮するようにしておくことが好ましい。この配管に第1及び第2の検出部として、例えば血圧の測定に使用される圧力帯カフ)と同様に、圧力センサと、空気を注入することにより圧力センサを配管の周面に押圧する袋部と、配管の外周に巻き付けて袋部を配管に止着する帯状の止着部とにより構成される検出装置を取り付けることにより、配管内を通る流体の脈動を検出することができる。

0021

本発明の更に別の観点によれば、研磨パッドが装着されるプラテンと、前記研磨パッドに向けて研磨物を押圧する研磨ヘッドと、前記研磨パッド上にスラリを供給するスラリノズルと、前記スラリノズルに向けてスラリを移送するポンプと、前記ポンプの吸込み口側の配管に取り付けられて配管内を通るスラリの脈動を検出する第1の検出部と、前記ポンプの吐出口側の配管に取り付けられて配管内を通るスラリの脈動を検出する第2の検出部と、前記第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期を監視して前記ポンプの異常の有無を判定する監視回路部とを有する研磨装置が提供される。

0022

本発明の研磨装置は、研磨パッドが装着されるプラテンと、研磨パッドに向けて研磨物を押圧する研磨ヘッドと、研磨パッド上にスラリを供給するスラリノズルと、スラリノズルに向けてスラリを移送するポンプとを有するのに加えて、ポンプの吸込み口側及び吐出口側の配管に取り付けられて配管内を通るスラリの脈動を検出する第1及び第2の検出部と、それらの第1及び第2の検出部から出力される信号の振幅及び周期を監視する監視回路部とを有している。

0023

ポンプが正常な場合は第1及び第2の検出部から出力される信号は同期しており、それらの信号の振幅比は圧一定の範囲内となる。しかし、ポンプに異常が発生すると、第1及び第2の検出部から出力される信号のタイミングがずれたり、それらの信号の振幅比が前記一定の範囲から外れる。監視回路部は、このような信号の変化を検出すると、例えば警報ランプ警報ブザーにより作業者にポンプの異常を知らせる。これにより、研磨不良を回避することができる。

発明の効果

0024

本発明によれば、チューブの伸びや亀裂及びフィルタの詰まりなどによる液体移送路の異常を早期に検出することができる。

発明を実施するための最良の形態

0025

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

0026

(第1の実施形態)
図2は、本発明の第1の実施形態に係る流体移送路監視装置及びその流体移送路監視装置を備えたCMP装置を示す模式図である。

0027

CMPに使用するスラリ21は、スラリ貯留タンク20内に貯留される。この貯留タンク20の近傍にはポンプ22が配置されている。このポンプ22の吸込み口側の配管はスラリ貯留タンク20の下部に接続されており、吐出口側はリターン配管24に接続されている。このポンプ22が稼動すると、貯留タンク20内のスラリ21はポンプ22に吸込まれ、リターン配管24を通って上側から貯留タンク20に戻される。これにより、貯留タンク20内のスラリ21が撹拌され、スラリ21の濃度が均一化される。

0028

リターン配管24から分岐したスラリ移送配管25にはフィルタ23が設けられている。このフィルタ23によりスラリ21内に混入した凝集物及び異物等が除去され、凝集物及び異物等を含まないスラリ21がCMP装置30に供給される。なお、フィルタ23はCMP装置30の外側に配置されるものであり、比較的大型のものが使用される。例えば、フィルタ23として、長さが10インチメッシュが5〜10μmのものが使用される。

0029

CMP装置30は、チューブポンプ31、スラリ移送配管41、圧力帯32a,32b、監視回路部33、プラテン34、研磨ヘッド35及びスラリノズル36を有している。本実施形態において、流体移送路監視装置は、圧力帯32a,32b及び監視回路部33により構成されている。

0030

プラテン34は円盤状の部材であり、第1の回転機構により駆動されて回転する。このプラテン34の上には研磨パッド(研磨布)34aが装着され、CMP時にはチューブポンプ31により移送されたスラリがスラリ移送配管41及びスラリノズル36を介して研磨パッド34aの上に供給される。

0031

研磨ヘッド35はプラテン34の上方に配置されている。研磨物である半導体ウエーハは、研磨面を研磨パッド34aに向けて研磨ヘッド35の下側に保持される。この研磨ヘッド35は、第2の回転機構により回転するとともに、CMP時には半導体ウエーハを所定の圧力で研磨パッド34aに押圧する。

0032

圧力帯32aはチューブポンプ31の吸込み口側のスラリ移送配管41に取り付けられており、圧力帯32bはチューブポンプ31の吐出口側のスラリ移送配管41に取り付けられている。監視回路部33は、これらの圧力帯32a,32bから出力される信号に基づいてチューブポンプ31の異常の有無を判定する。

0033

圧力帯32a,32bは、例えば血圧の測定に使用される圧力帯(カフ)と同様の構造を有している。図3はスラリ移送配管41に装着された圧力帯32aを示す断面図である。なお、圧力帯32bの構造も圧力帯32aと同じであるので、ここでは圧力帯32bの説明は省略する。

0034

チューブポンプ31に接続されるスラリ移送配管41は、耐薬品性及び耐磨耗性に優れた素材(例えば、PFA(パープルロアルコキシ樹脂))により形成されている。但し、図3に示すように、スラリ移送配管41のうち圧力帯32aを装着する部分の配管41aは、弾力性を有する素材(例えば塩ビ系樹脂又は合成ゴム)により形成されていることが要求される。

0035

圧力帯32aは、空気を注入すると膨張する袋部44と、膨張した袋部44により配管41aの周面に密着される圧力センサ45と、袋部44の外側に巻き付けて袋部44をスラリ移送配管41の外周面に止着する帯状の止着部46とにより構成されている。圧力帯32aは、図3に示すように、止着部46をスラリ移送配管41に巻き付けた後、袋部44内に空気を注入して膨張させ、圧力センサ45を弾力性を有する配管41aに密着させて固定する。

0036

このようにして圧力帯32a,32bをチューブポンプ31の前後のスラリ移送配管41に取り付けた後、チューブポンプ31を稼動させると、チューブポンプ31によるスラリの脈動に伴って弾力性を有する配管41aが半径方向に膨縮する。この配管41aの膨縮に伴って圧力センサ45に歪みが発生し、歪みに応じた信号が圧力センサ45から出力される。図4は、チューブポンプ31が正常な場合の圧力帯32a,32bの出力を示す模式図である。この図4に示すように、チューブポンプ31が正常な場合は、圧力帯32a,32bから同じ周期でパルス状の信号が出力される。この場合、圧力帯32a,32bから出力される信号の振幅比は所定の範囲となる。

0037

チューブの劣化(伸びや亀裂等)によりチューブポンプ31に異常が発生すると、図5(a)に示すように、圧力帯32a,32bから出力される信号の振幅比が変化したり、図5(b)に示すように、波形飛びやピッチのずれが発生する。監視回路部33は、圧力帯32a,32bから出力される信号を監視し、図4に示す状態から図5(a)又は図5(b)に示すような状態に変化したことを検出すると、警報ランプや警報ブザー等により異常の発生を作業者に知らせる。

0038

本実施形態においては、上述したように、スラリ移送配管41のうち弾力性を有する配管41aの膨縮を圧力帯32a,32bにより検出し、それらの圧力帯32a,32bから出力される信号に基づいて監視回路部33がチューブポンプ31の異常の有無を判定するので、チューブポンプ31の異常の有無を迅速且つ高精度に検出し、作業者に知らせることができる。これにより、半導体ウエーハの研磨不良の発生を未然に回避できる。

0039

図6は、第1の実施形態の変形例を示す模式図である。この図6に示す例では、リターン配管24とフィルタ23との間に、直前混合スラリ供給装置48を配置している。

0040

大型のスラリ貯留タンクではスラリの成分を均一に混合することが困難な場合や、混合してから研磨パッド上に供給するまでの時間が長いと砥粒が凝集しやすくなる成分を含むスラリを使用する場合、この図6に示すように直前混合スラリ供給装置48を使用することが好ましい。

0041

(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態に係る流体移送路監視装置及びその流体移送路監視装置を備えたCMP装置を示す模式図である。本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、CMP装置内にスラリ中の凝集物や異物を除去するためのカプセルフィルタが設けられていることにあり、その他の構成は基本的に第1の実施形態と同様であるので、ここでは重複する部分の説明を省略する。

0042

本実施形態の研磨装置50は、図7に示すように、チューブポンプ31とスラリノズル36との間のスラリ移送配管41に、カプセルフィルタ51が取り付けられている。このカプセルフィルタ51はCMP装置50の外側に設けられた大型フィルタ23(図2参照)で除去できなかった異物等を除去するためのものであり、例えば長さが2〜4インチ、メッシュが2〜5μmである。

0043

本実施形態では、図7に示すように、チューブポンプ31の吸込み口側のスラリ移送配管41に圧力帯32aが配置され、チューブポンプ31の吐出口側とカプセルフィルタ51の入口側との間のスラリ移送配管41に圧力帯32bが配置され、カプセルフィルタ51の出口側のスラリ移送配管41に圧力帯32cが配置されている。監視回路部53は、これらの圧力帯32a,32b,32cから出力される信号に基づいて、チューブポンプ31及びカプセルフィルタ51の異常の有無を監視する。

0044

本実施形態において圧力帯32a,32bから出力される信号によるチューブポンプ31の異常の有無の判定は第1の実施形態と同様であるので、ここではカプセルフィルタ51の異常の有無の判定についてのみ説明する。

0045

図8は、カプセルフィルタ51が正常な場合の圧力帯32b,32cの出力を示す模式図である。この図8に示すように、カプセルフィルタ51が正常な場合は、圧力帯32b,32cから同じ周期でパルス状の信号が出力される。この場合、圧力帯32b,32cから出力される信号の振幅比は所定の範囲となる。

0046

カプセルフィルタ51にある程度以上の詰まりが発生すると、図9(a)に示すように、圧力帯32b,32cから出力される信号の振幅比が変化したり、図9(b)に示すように、波形のずれやピッチのずれが発生する。監視回路部53は、圧力帯32b,32cから出力される信号を監視し、図8に示す状態から図9(a)又は図9(b)に示す状態に変化したことを検出すると、警報ランプやブザー等により異常の発生を作業者に知らせる。

0047

本実施形態においては、チューブポンプ31の前後に圧力帯32a,32bを配置するとともに、カプセルフィルタ51の前後にも圧力帯32b,32cを配置し、それらの圧力帯32a,32b,32cから出力される信号に基づいて監視回路部53によりチューブポンプ31及びカプセルフィルタ51の異常の有無を判定するので、チューブポンプ31及びカプセルフィルタ51の異常の有無を迅速且つ高精度に検出し、作業者に知らせることができる。これにより、半導体ウエーハの研磨不良の発生を未然に回避できる。

0048

なお、上述した第1及び第2の実施形態ではいずれもチューブポンプにより流体を移送する流体移送路監視装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明は流体の移送時に脈動が発生するその他のポンプ(例えばベローズポンプダイヤフラムポンプ等)による流体移送路の監視にも適用することができる。

0049

また、上記第1及び第2の実施形態では本発明に係る流体移送路監視装置をCMP時にスラリを移送する流体移送路の監視に適用した場合について説明したが、本発明の流体移送路監視装置は、スラリ以外の流体を移送する流体移送路の監視に適用できることは勿論である。

図面の簡単な説明

0050

図1は、チューブポンプの一例を示す模式図である。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る流体移送路監視装置及びその流体移送路監視装置を備えたCMP装置を示す模式図である。
図3は、スラリ移送配管に装着された圧力帯を示す断面図である。
図4は、チューブポンプが正常な場合の圧力帯の出力を示す模式図である。
図5(a),(b)は、いずれもチューブポンプに異常が発生したときの圧力帯から出力される信号を示す模式図である。
図6は、第1の実施形態の変形例を示す模式図である。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る流体移送路監視装置及びその流体移送路監視装置を備えたCMP装置を示す模式図である。
図8は、カプセルフィルタが正常な場合の圧力帯の出力を示す模式図である。
図9(a),(b)は、いずれもカプセルフィルタに詰まりが発生したときの圧力帯から出力される信号を示す模式図である。

符号の説明

0051

10,31…チューブポンプ、
11…ハウジング、
12…チューブ、
13…回転軸、
14…ローラ、
20…スラリ貯留タンク、
21…スラリ、
22…ポンプ、
23…フィルタ、
24…リターン配管、
25,41…スラリ移送配管、
30,50…CMP装置、
32a,32b,32c…圧力帯、
33,53…監視回路部、
34…プラテン、
34a…研磨パッド、
35…研磨ヘッド、
36…スラリノズル、
41a…弾力性を有する配管、
44…袋部、
45…圧力センサ、
46…止着部、
51…カプセルフィルタ。

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