JP4570889B2 - Slurry cooling device and slurry supply device - Google Patents

Description

本発明は、研磨装置等に供給するスラリーを冷却するスラリー冷却装置、及びそれを備えたスラリー供給装置に関する。 The present invention relates to a slurry cooling device that cools a slurry supplied to a polishing device and the like , and a slurry supply device including the same.

近年、半導体素子の高集積化、高密度化が進み、半導体素子の表面に形成される配線パターンのさらなる微細化、多層化が要求されている。この配線パターンの微細化、多層化のためには、配線パターンが形成される半導体ウエハ表面の凹凸を平坦にする平坦化技術が必要であり、その代表的な技術として、化学的及び物理的な反応を利用して半導体ウエハの表面を平坦化する化学・機械的研磨（ＣＭＰ）が行なわれている。   In recent years, higher integration and higher density of semiconductor elements have progressed, and further miniaturization and multilayering of wiring patterns formed on the surface of semiconductor elements are required. In order to make the wiring patterns finer and more multilayered, a flattening technique for flattening the irregularities on the surface of the semiconductor wafer on which the wiring patterns are formed is necessary. Chemical / mechanical polishing (CMP) is performed to flatten the surface of a semiconductor wafer by using a reaction.

このＣＭＰに使用される研磨装置は、表面に研磨布が取付けられた定盤と、半導体ウエハ等の研磨対象である基板を保持する研磨ヘッドを具備し、回転する定盤上の研磨布上に研磨材としてスラリー供給装置からスラリー液を供給しながら、回転する研磨ヘッドで保持する基板を該研磨布上に押し付け、両者の相対的運動により基板を研磨している。   The polishing apparatus used for this CMP includes a surface plate with a polishing cloth attached to the surface and a polishing head for holding a substrate to be polished such as a semiconductor wafer, and the polishing device is placed on the polishing cloth on the rotating surface plate. While supplying the slurry liquid from the slurry supply device as an abrasive, the substrate held by the rotating polishing head is pressed onto the polishing cloth, and the substrate is polished by relative movement of both.

この種の研磨装置にスラリーを供給するスラリー供給装置として、従来、例えば図１に示すようなものがある。この図１に示すスラリー供給装置１００は、原液タンク１０１から供給されたスラリー原液を、純水タンク１０２から供給された純水で希釈することで、所定の濃度に調合されたスラリー液を作る調合タンク１０３と、この調合タンク１０３内で調合されたスラリー液を貯蔵して供給する供給タンク１０４と、スラリー液を供給タンク１０４の外部で循環させると共に、供給タンク１０４から研磨装置等の外部負荷１０５に供給する配管１０６とを備えて構成されている。   As a conventional slurry supply device for supplying slurry to this type of polishing apparatus, there is a conventional one as shown in FIG. The slurry supply apparatus 100 shown in FIG. 1 is a preparation that makes a slurry liquid prepared to a predetermined concentration by diluting the slurry raw liquid supplied from the raw liquid tank 101 with pure water supplied from the pure water tank 102. A tank 103, a supply tank 104 that stores and supplies the slurry liquid prepared in the preparation tank 103, and circulates the slurry liquid outside the supply tank 104, and an external load 105 such as a polishing apparatus from the supply tank 104. And a pipe 106 to be supplied.

ここで、研磨装置等の外部負荷１０５の種々の条件等の理由から、外部負荷１０５に供給するスラリー液は、その液温を所定の範囲内で一定の温度に保つ必要がある。そのため、配管１０６の途中に熱交換器１０７を取り付け、該熱交換器１０７で温水タンク１１０から配管１１２を通して温水ポンプ１１１により供給される温水との間で熱交換を行ないスラリー液を所定の温度に保っている。この温水は、温水タンク１１０内に取り付けられた加熱手段であるヒーター１１３と、温水配管１１２の途中に取り付けられた熱交換器（プレート式熱交換器）１１４に接続された冷却手段である冷凍機１１５とによって加熱・冷却されることで、その水温が所定の温度に保たれている。   Here, due to various conditions of the external load 105 such as a polishing apparatus, the slurry liquid supplied to the external load 105 needs to be kept at a constant temperature within a predetermined range. Therefore, a heat exchanger 107 is attached in the middle of the pipe 106, and the heat exchanger 107 exchanges heat with the hot water supplied by the hot water pump 111 from the hot water tank 110 through the pipe 112, and the slurry liquid is brought to a predetermined temperature. I keep it. This hot water is a refrigerator 113 which is a cooling means connected to a heater 113 which is a heating means attached in the hot water tank 110 and a heat exchanger (plate type heat exchanger) 114 which is attached in the middle of the hot water pipe 112. 115, the water temperature is maintained at a predetermined temperature.

なお、配管１０６には、その内部を流れるスラリー液の液温を測定する液温センサー１２０が設けられ、制御手段１２１は液温センサー１２０の出力によりヒータ１１３を制御して外部負荷１０５に供給されるスラリー液の液温を所定の一定値になるように制御する。通常この種のスラリー供給装置１００では、制御が行い易いという理由等から、冷凍機１１５は常時運転しておき、制御手段１２１が液温センサー１２０の出力によりヒーター１１３をＰＩＤ制御によって制御し、ヒーター１１３の加熱温度を調節してスラリー液温を所定の一定値に制御している。   The pipe 106 is provided with a liquid temperature sensor 120 for measuring the temperature of the slurry liquid flowing through the pipe 106, and the control means 121 controls the heater 113 by the output of the liquid temperature sensor 120 and is supplied to the external load 105. The temperature of the slurry liquid is controlled to be a predetermined constant value. Normally, in this type of slurry supply apparatus 100, the refrigerator 115 is always operated for reasons such as easy control, and the control means 121 controls the heater 113 by PID control based on the output of the liquid temperature sensor 120. The slurry liquid temperature is controlled to a predetermined constant value by adjusting the heating temperature of 113.

ところが、このスラリー供給装置１００は、スラリー液と熱源であるヒーター１１３及び冷凍機１１５の間で温水を介して間接的に熱交換を行なっているため、熱効率が悪くなり経済的でないという問題があった。また、外部負荷１０５に供給するスラリー液量が多いと液温調整が迅速に対応できないという問題があり、外部負荷１０５に供給するスラリー液の液量が限られてしまうという問題もあった。   However, this slurry supply apparatus 100 indirectly exchanges heat between the slurry liquid and the heater 113 and the refrigerator 115, which are heat sources, via hot water. It was. In addition, when the amount of slurry liquid supplied to the external load 105 is large, there is a problem that the liquid temperature cannot be adjusted quickly, and the amount of slurry liquid supplied to the external load 105 is limited.

また、従来のスラリー供給装置１００は、装置内に温水を循環させる構造であるため、その設備が複雑且つ大型になり、装置のコンパクト化を図ることができなかった。   Moreover, since the conventional slurry supply apparatus 100 has a structure in which hot water is circulated in the apparatus, the equipment becomes complicated and large, and the apparatus cannot be made compact.

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、熱効率が良く経済的にスラリー液の冷却ができるスラリー冷却装置、及び、外部負荷に供給するスラリー液の液温を精度良く調整でき、且つ供給するスラリー液の流量が多量でも迅速に液温調整が対応できるスラリー供給装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points and its object is the slurry cooled equipment thermal efficiency can often economically slurry liquid cooling and the liquid temperature of the slurry solution to be supplied to an external load An object of the present invention is to provide a slurry supply device that can be adjusted with high accuracy and can quickly adjust the liquid temperature even when the flow rate of the supplied slurry is large.

本願請求項１に記載の発明は、内筒と外筒とを備えた二重管構造のタンクを備え、該内筒の外周に冷媒を通すコイル状の冷却パイプを配置し、内筒と外筒の空間を冷却室とすると共に、内筒の一端から供給されたスラリー液が該内筒の他端から冷却室内に流入し、該冷却室を満たすように構成し、冷却パイプを通る冷媒と冷却室内の前記スラリー液の間で熱交換を行なうように構成したことを特徴とするスラリー冷却装置にある。   The invention according to claim 1 of the present application is provided with a tank having a double pipe structure including an inner cylinder and an outer cylinder, and a coiled cooling pipe for passing a refrigerant through the outer periphery of the inner cylinder. The cylinder space is used as a cooling chamber, and the slurry liquid supplied from one end of the inner cylinder flows into the cooling chamber from the other end of the inner cylinder and fills the cooling chamber. A slurry cooling apparatus is configured to perform heat exchange between the slurry liquids in a cooling chamber.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスラリー冷却装置において、外筒は軸方向を鉛直に配置した有底の筒体であり、内筒は下端が解放された筒体であり、該内筒を外筒内に収容配置してタンクにした状態で該内筒下端と外筒の底面との間に所定の間隙が形成されるようになっており、内筒の上端からスラリー液を供給することにより、該スラリー液は該内筒下端から冷却室内に流入し、該冷却室を満たすように構成したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the slurry cooling apparatus according to the first aspect, the outer cylinder is a bottomed cylinder with the axial direction arranged vertically, and the inner cylinder is a cylinder whose lower end is released. A predetermined gap is formed between the lower end of the inner cylinder and the bottom surface of the outer cylinder in a state where the inner cylinder is accommodated and arranged in the outer cylinder to form a tank. By supplying the liquid, the slurry liquid flows into the cooling chamber from the lower end of the inner cylinder and fills the cooling chamber.

請求項３に記載の発明は、スラリー液を貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵タンクに接続され該貯蔵タンク内のスラリー液を外部負荷に供給するスラリー配管と、該スラリー配管の途中に設置された送液ポンプと、スラリー配管の途中に設置されたスラリー加熱手段と、スラリー配管の途中に設置された請求項１又は２に記載のスラリー冷却装置と、スラリー加熱手段及びスラリー冷却装置を制御する制御手段と、外部負荷に供給するスラリー液の液温を検出する第１の液温センサーと、貯蔵タンク内のスラリー液の液温を検出する第２の液温センサーと、を備え、制御手段は、第１の液温センサーの出力によりスラリー加熱手段を制御して外部負荷に供給するスラリー液の液温を所定の設定温度に制御すると共に、第２の液温センサーの出力によりスラリー冷却装置を制御して貯蔵タンク内に戻されるスラリー液の液温を所定の設定温度に制御することを特徴とするスラリー供給装置にある。 The invention according to claim 3 is a storage tank for storing the slurry liquid, a slurry pipe connected to the storage tank for supplying the slurry liquid in the storage tank to an external load, and a feed pipe installed in the middle of the slurry pipe. A liquid pump, slurry heating means installed in the middle of the slurry piping, the slurry cooling device according to claim 1 or 2 installed in the middle of the slurry piping, and the control means for controlling the slurry heating means and the slurry cooling device. And a first liquid temperature sensor that detects the liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load, and a second liquid temperature sensor that detects the liquid temperature of the slurry liquid in the storage tank, and the control means includes: The slurry heating means is controlled by the output of the first liquid temperature sensor and the liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load is controlled to a predetermined set temperature, and the output of the second liquid temperature sensor is used. There the liquid temperature of the slurry liquid is returned to the storage tank by controlling the slurry cooling device to the slurry supply apparatus and controlling a predetermined set temperature.

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスラリー供給装置において、スラリー配管に、貯蔵タンクからのスラリー液をスラリー加熱手段及び外部負荷をバイパスしてスラリー冷却装置を通して該貯蔵タンクに戻すバイパス配管を設けたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the slurry supply device according to the third aspect, the slurry liquid from the storage tank is returned to the storage tank through the slurry cooling device, bypassing the slurry heating means and the external load, into the slurry pipe. A bypass pipe is provided.

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のスラリー供給装置において、スラリー加熱手段は、熱伝導性材料からなる長尺のパイプの外周に線状の発熱体を巻き回してなる加熱部を具備し、発熱体に加熱電流を通電しながら、パイプにスラリー液を通し、該発熱体とスラリー液の間で熱交換を行うように構成したスラリー加熱装置であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the slurry supply apparatus according to the third or fourth aspect, the slurry heating means is formed by winding a linear heating element around an outer periphery of a long pipe made of a heat conductive material. A slurry heating apparatus comprising a heating unit and configured to pass a slurry liquid through a pipe while supplying a heating current to the heating element and to exchange heat between the heating element and the slurry liquid. .

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のスラリー供給装置において、スラリー加熱装置の加熱部は、発熱体を巻き回してなるパイプを複数回巻き回して構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the slurry supply apparatus according to claim 5, wherein the heating portion of the slurry heating apparatus is configured by winding a pipe formed by winding a heating element a plurality of times. To do.

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のスラリー供給装置において、パイプの加熱部よりも下流側に該パイプ内を流れるスラリー液の液温を測定する温度測定手段を設け、温度測定手段の測定温度に基づいて発熱体の発熱量を調節する温度調節機構を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the slurry supply apparatus according to claim 5 or 6, further comprising a temperature measuring means for measuring the temperature of the slurry liquid flowing in the pipe downstream from the heating portion of the pipe, A temperature adjustment mechanism that adjusts the amount of heat generated by the heating element based on the temperature measured by the temperature measuring means is provided.

本願請求項１、２に記載の発明によれば、タンクを二重管構造とし、内筒の外周に冷媒を通すコイル状の冷却パイプを配置し、内筒と外筒の空間を冷却室とし、内筒の一端から供給されたスラリー液が該内筒の他端から冷却室内に流入し、該冷却室を満たすように構成し、冷却パイプを通る冷媒と冷却室内のスラリー液の間で熱交換を行なうように構成したので、冷却室内のスラリー液と冷却パイプを通過する冷媒との間で直接熱交換が行われるため、熱量の損失が少なく熱効率が非常に良い。また、スラリー液を冷媒で直接冷却するので、スラリー液の液温を短時間で所望の温度に冷却できる。   According to the first and second aspects of the present invention, the tank has a double-pipe structure, the coiled cooling pipe that passes the refrigerant is disposed on the outer periphery of the inner cylinder, and the space between the inner cylinder and the outer cylinder serves as a cooling chamber. The slurry liquid supplied from one end of the inner cylinder flows into the cooling chamber from the other end of the inner cylinder and fills the cooling chamber, and heat is generated between the refrigerant passing through the cooling pipe and the slurry liquid in the cooling chamber. Since it is configured to perform the exchange, heat exchange is directly performed between the slurry liquid in the cooling chamber and the refrigerant passing through the cooling pipe, so that heat loss is small and thermal efficiency is very good. Further, since the slurry liquid is directly cooled by the refrigerant, the liquid temperature of the slurry liquid can be cooled to a desired temperature in a short time.

本願請求項３に記載の発明によれば、スラリー供給装置において、請求項１又は２に記載のスラリー冷却装置を備えたので、熱効率が良く経済的で、スラリー液の冷却ができ、外部負荷に供給されるスラリー液の液温を精度良く調整でき、且つ供給するスラリー液の流量が多量でも迅速に液温調整の対応ができるスラリー供給装置を提供できる。
また、このスラリー供給装置が備える制御手段は、外部負荷に供給するスラリー液の液温を検出する第１の液温センサーの出力により、スラリー加熱手段を制御して、外部負荷に供給するスラリー液の液温を所定の設定温度に制御すると共に、貯蔵タンク内のスラリー液の液温を検出する第２の液温センサーの出力により、スラリー冷却装置を制御して、貯蔵タンク内に戻されるスラリー液の液温を所定の設定温度に制御するので、貯蔵タンク内のスラリー液の液温と外部負荷に供給されるスラリー液の液温の間に一定の相関を持たせることになり、スラリー液の液温の変更に迅速に対応できる。また、貯蔵タンク内のスラリー液の液温を一定に保つためスラリー液の流量変動に対して温度が安定する。 According to the invention described in claim 3 of the present application , since the slurry cooling apparatus according to claim 1 or 2 is provided in the slurry supply apparatus, the thermal efficiency is good and economical, the slurry liquid can be cooled, and an external load is applied. It is possible to provide a slurry supply apparatus capable of accurately adjusting the temperature of the slurry liquid to be supplied and capable of quickly adjusting the liquid temperature even when the flow rate of the slurry liquid to be supplied is large.
Further, the control means provided in the slurry supply device controls the slurry heating means by the output of the first liquid temperature sensor for detecting the liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load, and supplies the slurry liquid to the external load. The slurry temperature is controlled to a predetermined set temperature, and the slurry cooling device is controlled by the output of the second liquid temperature sensor for detecting the liquid temperature of the slurry liquid in the storage tank, and returned to the storage tank. Since the liquid temperature of the liquid is controlled to a predetermined set temperature, there is a certain correlation between the liquid temperature of the slurry liquid in the storage tank and the liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load. It can respond quickly to changes in liquid temperature. Further, since the liquid temperature of the slurry liquid in the storage tank is kept constant, the temperature is stabilized against fluctuations in the flow rate of the slurry liquid.

本願請求項４に記載の発明によれば、貯蔵タンクからのスラリー液をスラリー加熱手段及び外部負荷をバイパスしてスラリー冷却装置を通して該貯蔵タンクに戻すバイパス配管を設けたので、外部負荷にスラリー液を供給しない場合でも、該貯蔵タンクのスラリー液をその変質しない適切な液温に維持できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the slurry liquid from the storage tank is provided with a bypass pipe that bypasses the slurry heating means and the external load and returns to the storage tank through the slurry cooling device, the slurry liquid is supplied to the external load. Even when not supplied, the slurry liquid in the storage tank can be maintained at an appropriate liquid temperature that does not change its quality.

本願請求項５に記載の発明によれば、スラリー加熱手段として、熱伝導性材料からなる長尺のパイプの外周に線状の発熱体を巻き回してなる加熱部を具備し、発熱体に加熱電流を通電しながら、パイプにスラリー液を通し、該発熱体とスラリー液の間で熱交換を行うように構成したスラリー加熱装置を備えたので、スラリー液と発熱体との間で直接熱交換が行われ、熱量の損失が少なく熱効率が非常に良い。また、スラリー液を発熱体で直接加熱するので、スラリー液の液温を短時間で所望の温度に加熱できる。これにより、熱効率が良く経済的で、スラリー液の加熱ができ、外部負荷に供給されるスラリー液の液温を精度良く調整でき、且つ供給するスラリー液の流量が多量でも迅速に液温調整の対応ができるスラリー供給装置を提供できる。 According to the invention described in claim 5 of the present application, as the slurry heating means , the heating unit is formed by winding a linear heating element around the outer circumference of a long pipe made of a heat conductive material, and the heating element is heated. Since the slurry heating device is configured to pass the slurry liquid through the pipe and exchange heat between the heating element and the slurry liquid while energizing the current, direct heat exchange is performed between the slurry liquid and the heating element. The heat efficiency is very low with little loss of heat. Further, since the slurry liquid is directly heated by the heating element, the liquid temperature of the slurry liquid can be heated to a desired temperature in a short time. As a result, the thermal efficiency is high and economical, the slurry liquid can be heated, the liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load can be accurately adjusted, and the liquid temperature can be quickly adjusted even if the flow rate of the supplied slurry liquid is large. It is possible to provide a slurry supply apparatus that can cope with this.

本願請求項６に記載の発明によれば、スラリー加熱装置が備える加熱部は、発熱体を巻き回してなるパイプを複数回巻き回して構成されているので、コンパクトで設計の自由度の高いスラリー加熱装置となる。また、パイプの巻き回し回数を増減させることで、加熱熱量を調節することが容易に行える。 According to the invention described in claim 6 of the present application, the heating unit provided in the slurry heating device is configured by winding a pipe formed by winding a heating element a plurality of times, so that the slurry is compact and has a high degree of freedom in design. It becomes a heating device. In addition, the amount of heating heat can be easily adjusted by increasing or decreasing the number of windings of the pipe.

本願請求項７に記載の発明によれば、パイプの加熱部よりも下流側に該パイプ内を流れるスラリー液の液温を測定する温度測定手段を設け、温度測定手段の測定温度に基づいて発熱体の発熱量を調節する温度調節機構を備えたので、スラリー液が設定温度以上に過熱されることを防ぐことができる。 According to the invention described in claim 7 of the present application , the temperature measuring means for measuring the temperature of the slurry liquid flowing in the pipe is provided downstream of the heating portion of the pipe, and heat is generated based on the measured temperature of the temperature measuring means. Since the temperature adjustment mechanism for adjusting the calorific value of the body is provided, the slurry liquid can be prevented from being overheated to a set temperature or higher.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図２は、本発明に係るスラリー冷却装置の一実施形態であるスラリー冷却タンク１を示す図で、同図（ａ）はスラリー冷却タンク１の平面図であり、同図（ｂ）はその概略側断面図である。このスラリー冷却タンク１は、基板研磨装置にスラリーを供給するスラリー供給装置の配管の途中等に取り付けて使用されるもので、図２に示すように、内筒１０と外筒２０とを備えた二重管構造のタンク３０の内筒１０の外周部に冷却パイプ４０を収納配置して構成されている。以下、このスラリー冷却タンク１について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a view showing a slurry cooling tank 1 which is an embodiment of the slurry cooling apparatus according to the present invention. FIG. 2 (a) is a plan view of the slurry cooling tank 1, and FIG. FIG. This slurry cooling tank 1 is used by being attached in the middle of a pipe of a slurry supply apparatus for supplying slurry to a substrate polishing apparatus, and has an inner cylinder 10 and an outer cylinder 20 as shown in FIG. The cooling pipe 40 is housed and arranged on the outer periphery of the inner cylinder 10 of the tank 30 having a double pipe structure. Hereinafter, the slurry cooling tank 1 will be described in detail.

内筒１０は、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）やＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂）やガラス等の材料で形成されている。図３は、この内筒１０を示す図で、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその概略側断面図である。同図に示すように、内筒１０は、円形の略平板状に形成された蓋部材１１と、蓋部材１１の下面１１ａから鉛直下方に延伸して一体に取り付けられた円筒形状の筒状部１２とを具備して構成され、蓋部材１１の中央部には、スラリー液が流入する流入口１３が設けられ、これが蓋部材１１を貫通して筒状部１２の内部に開口している。また、蓋部材１１の流入口１３の周囲には、蓋部材１１の上下に貫通する流出口１４が設けられている。蓋部材１１は、その中央部分の厚み寸法が外周部の厚み寸法よりも厚く形成されており、下面１１ａの中央部が下方に向かって突出した突起部１６となっている。なお、蓋部材１１の外周部には、蓋部材１１の上下に貫通する貫通穴からなる取付穴１５が等間隔に複数個（図では４個）設けられている。   The inner cylinder 10 is made of a material such as PVC (vinyl chloride resin), PFA (perfluoroalkyl vinyl ether resin), or glass. 3A and 3B are views showing the inner cylinder 10, in which FIG. 3A is a plan view thereof, and FIG. 3B is a schematic side sectional view thereof. As shown in the figure, the inner cylinder 10 includes a lid member 11 formed in a substantially circular flat plate shape, and a cylindrical tubular portion that is integrally attached by extending vertically downward from the lower surface 11a of the lid member 11. 12, and an inflow port 13 into which the slurry liquid flows is provided at the center of the lid member 11, and this opens through the lid member 11 to the inside of the cylindrical portion 12. In addition, an outflow port 14 penetrating up and down the lid member 11 is provided around the inflow port 13 of the lid member 11. The lid member 11 is formed such that the thickness of the central portion is thicker than the thickness of the outer peripheral portion, and the central portion of the lower surface 11a is a protrusion 16 protruding downward. Note that a plurality of mounting holes 15 (four in the figure) are provided at equal intervals on the outer peripheral portion of the lid member 11, which are through holes penetrating vertically through the lid member 11.

一方、外筒２０は、内筒１０と同一の材料であるＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）やＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂）やガラス等で形成されている。図４は、この外筒２０を示す図で、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその概略側断面図である。同図に示すように、外筒２０は、内筒１０の筒状部１２をその内部に収納する有底筒状の容器で、底部２１と、底部２１の外周端部から垂直に立設された円筒形状の筒状部２２とを備えて構成され、筒状部２２の上端部には外側に向かって環状に突出したつば部２３が設けられている。このつば部２３は、その外周形状が上記した内筒１０の蓋部材１１と略同一の形状に形成され、その中央部には蓋部材１１の突起部１６が収納される円形の凹部２４が設けられている。この凹部２４の底部２４ａの中央には、筒状部２２上端の開口である開口部２２ａが設けられると共に、底部２４ａの外周部には、ゴム等の弾性部材で環状に形成されたＯリング２５がその内部に収納固定される環状の溝部２６が設けられている。   On the other hand, the outer cylinder 20 is formed of PVC (vinyl chloride resin), PFA (perfluoroalkyl vinyl ether resin), glass, or the like, which is the same material as the inner cylinder 10. 4A and 4B are views showing the outer cylinder 20, in which FIG. 4A is a plan view thereof, and FIG. 4B is a schematic side sectional view thereof. As shown in the figure, the outer cylinder 20 is a bottomed cylindrical container that houses the cylindrical portion 12 of the inner cylinder 10 and is vertically erected from the bottom 21 and the outer peripheral end of the bottom 21. A cylindrical portion 22 having a cylindrical shape is provided, and an upper end portion of the cylindrical portion 22 is provided with a flange portion 23 projecting annularly toward the outside. The collar portion 23 is formed so that the outer peripheral shape thereof is substantially the same as that of the lid member 11 of the inner cylinder 10 described above, and a circular recess 24 in which the projection portion 16 of the lid member 11 is accommodated is provided at the center portion. It has been. An opening 22a, which is an opening at the upper end of the cylindrical portion 22, is provided at the center of the bottom 24a of the recess 24, and an O-ring 25 formed in an annular shape with an elastic member such as rubber on the outer periphery of the bottom 24a. Is provided with an annular groove 26 to be housed and fixed therein.

また、外筒２０の底部２１には、その中央部に、図２に示すドレンパイプ３２が接続される貫通穴２７と、貫通穴２７の外周側に設けられ、下記する冷却パイプ４０の流入管４１と流出管４３とを挿通してこれを取り付ける貫通穴２８及び貫通穴２９が設けられている。そして、外筒２０の筒状部２２の長さ寸法（高さ寸法）は、上記した内筒１０の筒状部１２の長さ寸法よりも長い寸法に形成されており、筒状部２２に筒状部１２を収納したときに、筒状部１２の下端部１２ａと底部２１との間に所定寸法の隙間が形成されるようになっている（図２参照）。   Further, the bottom portion 21 of the outer cylinder 20 is provided with a through hole 27 connected to the drain pipe 32 shown in FIG. 2 at the center thereof, and an inflow pipe of the cooling pipe 40 described below. A through hole 28 and a through hole 29 are provided through which 41 and the outflow pipe 43 are inserted and attached. And the length dimension (height dimension) of the cylindrical part 22 of the outer cylinder 20 is formed in a dimension longer than the length dimension of the cylindrical part 12 of the inner cylinder 10 described above. When the cylindrical portion 12 is stored, a gap having a predetermined dimension is formed between the lower end portion 12a and the bottom portion 21 of the cylindrical portion 12 (see FIG. 2).

冷却パイプ４０は、ステンレス、銅等の熱伝導性の良い金属材料で形成された肉厚の薄いパイプで、冷凍機等から供給された冷媒がその内部を流れるように構成されている。図５はこの冷却パイプ４０を示す図で、冷却パイプ４０は、略直線状に形成された流入管４１と、流入管４１の先に接続されその軸方向に沿ってコイル状に形成されたコイル部４２と、コイル部４２の上端部に接続されコイル部４２の下端部に向かって直線状に延伸する流出管４３とを備えて一体に構成されている。コイル部４２は、内筒１０の筒状部１２の周囲に巻き回されて、これが内筒１０の筒状部１２と外筒２０の筒状部２２の間に収納配置されるように、筒状部１２の径寸法より大きく且つ筒状部２２の径寸法より小さい径寸法に形成されている。また、コイル部４２は、その長さ寸法（高さ寸法）が、筒状部１２の長さ寸法と同じかそれよりも短い長さ寸法になるように所定回数巻き回されて形成されている。なお、コイル部４２の巻き回し回数を増減させることで、スラリー冷却タンク１の冷却能力を調節することが可能となる。   The cooling pipe 40 is a thin-walled pipe formed of a metal material having good thermal conductivity such as stainless steel and copper, and is configured such that a refrigerant supplied from a refrigerator or the like flows through the pipe. FIG. 5 is a view showing the cooling pipe 40. The cooling pipe 40 includes an inflow pipe 41 formed in a substantially linear shape, and a coil connected to the tip of the inflow pipe 41 and formed in a coil shape along the axial direction thereof. A part 42 and an outflow pipe 43 connected to the upper end of the coil part 42 and extending linearly toward the lower end of the coil part 42 are integrally formed. The coil portion 42 is wound around the cylindrical portion 12 of the inner cylinder 10 and is stored and disposed between the cylindrical portion 12 of the inner cylinder 10 and the cylindrical portion 22 of the outer cylinder 20. The diameter of the cylindrical portion 12 is larger than that of the cylindrical portion 22 and smaller than that of the cylindrical portion 22. The coil portion 42 is formed by being wound a predetermined number of times so that its length dimension (height dimension) is the same as or shorter than the length dimension of the cylindrical portion 12. . In addition, it becomes possible to adjust the cooling capacity of the slurry cooling tank 1 by increasing / decreasing the winding frequency of the coil part 42.

冷却パイプ４０の内部に流す冷媒は、冷凍機から供給される冷媒（冷媒ガス）のほか、例えば、このスラリー冷却タンク１を用いるスラリー供給装置が、冷凍機のかわりに一定の温度（例えば１０℃）に冷却された冷水を供給できるチラーユニットを具備している場合は、冷媒ガスに代えて、このチラーユニットから供給される冷水を冷却パイプ４０内に流すようにしてもよい。   In addition to the refrigerant (refrigerant gas) supplied from the refrigerator, for example, the slurry supply device using the slurry cooling tank 1 may be supplied at a constant temperature (for example, 10 ° C.) instead of the refrigerator. ) May be provided with a chiller unit capable of supplying cooled chilled water, instead of the refrigerant gas, the chilled water supplied from the chiller unit may flow into the cooling pipe 40.

次に，スラリー冷却タンク１を組み立てるには、まず、外筒２０の底部２１の貫通穴２８に冷却パイプ４０の流入管４１の先端部を挿通すると共に、貫通穴２９に流出管４３の先端部を挿通することで、外筒２０内に冷却パイプ４０を収納して取り付ける。なお、貫通穴２８の内周部と流入管４１との隙間、及び貫通穴２９の内周部と流出管４２との隙間はいずれもシール部材２８ａ、２９ａで密封されている（図２参照）。   Next, to assemble the slurry cooling tank 1, first, the distal end portion of the inflow pipe 41 of the cooling pipe 40 is inserted into the through hole 28 of the bottom portion 21 of the outer cylinder 20, and the distal end portion of the outflow pipe 43 is inserted into the through hole 29. The cooling pipe 40 is accommodated in the outer cylinder 20 and attached. Note that the gap between the inner peripheral portion of the through hole 28 and the inflow pipe 41 and the gap between the inner peripheral portion of the through hole 29 and the outflow pipe 42 are both sealed with seal members 28a and 29a (see FIG. 2). .

続いて、内筒１０の筒状部１２を開口部２２ａから外筒２０内に挿入し、コイル部４２の内側にこれを収納する。そして、図２に示すように、蓋部材１１の突起部１６を凹部２４に収納することで、蓋部材１１をつば部２３の上部に重ね合わせて取り付ける。このとき、溝部２６にＯリング２５を取り付けることで、蓋部材１１とつば部２３との隙間はＯリング２５によって密封状態でシールされる。そして、取付穴１５に挿通したビス４５を取付部２３ａに螺合して固定することによって、蓋部材１１とつば部２３とを一体に固定する。以上によりスラリー冷却タンク１が完成する。   Subsequently, the cylindrical portion 12 of the inner cylinder 10 is inserted into the outer cylinder 20 from the opening 22a, and is stored inside the coil portion 42. Then, as shown in FIG. 2, the projection member 16 of the lid member 11 is accommodated in the recess 24 so that the lid member 11 is attached to the upper portion of the collar portion 23. At this time, by attaching the O-ring 25 to the groove portion 26, the gap between the lid member 11 and the collar portion 23 is sealed in a sealed state by the O-ring 25. And the screw | thread 45 penetrated to the attachment hole 15 is screwed and fixed to the attachment part 23a, and the cover member 11 and the collar part 23 are fixed integrally. Thus, the slurry cooling tank 1 is completed.

以上のようにして組み立てられたスラリー冷却タンク１は、外筒２０の内部に内筒１０を配置して構成された二重管構造で、内筒１０の筒状部１２と外筒２０の筒状部２２との間が冷却室３１となっている。そして、この冷却室３１内に冷却パイプ４０のコイル部４２が収納配置されている。   The slurry cooling tank 1 assembled as described above has a double-pipe structure in which the inner cylinder 10 is disposed inside the outer cylinder 20, and the cylindrical portion 12 of the inner cylinder 10 and the cylinder of the outer cylinder 20. A cooling chamber 31 is formed between the shape portion 22. The coil portion 42 of the cooling pipe 40 is accommodated in the cooling chamber 31.

このスラリー冷却タンク１でスラリー液が冷却される工程を説明する。図示しないスラリー供給装置の配管を流れるスラリー液は、流入口１３から筒状部１２の内部に流れ込み、筒状部１２の内部を流下してその下端部１２ａから冷却室３１内へ流入する。これによりスラリー液が次第に冷却室３１内に溜まる。そして冷却室３１内に溜まったスラリー液の液面が上昇しこれが蓋部材１１の下面１１ａまで到達すると、スラリー液は流出口１４から溢れ出し、その先に接続されたスラリー供給装置の配管へと戻される。流入口１３からスラリー液が供給され続けることで、冷却室３１内はスラリー液が満たされた状態となる。この冷却室３１の内部で、スラリー液と冷却パイプ４０内を流れる冷媒との間で熱交換が行われて、冷却室３１内部のスラリー液の液温が下げられる。   A process in which the slurry liquid is cooled in the slurry cooling tank 1 will be described. Slurry liquid flowing through a pipe of a slurry supply device (not shown) flows into the cylindrical portion 12 from the inlet 13, flows down through the cylindrical portion 12, and flows into the cooling chamber 31 from the lower end portion 12a. As a result, the slurry liquid gradually accumulates in the cooling chamber 31. Then, when the liquid level of the slurry liquid accumulated in the cooling chamber 31 rises and reaches the lower surface 11a of the lid member 11, the slurry liquid overflows from the outlet 14 and is connected to the pipe of the slurry supply device connected to the tip. Returned. By continuing to supply the slurry liquid from the inlet 13, the cooling chamber 31 is filled with the slurry liquid. Inside the cooling chamber 31, heat exchange is performed between the slurry liquid and the refrigerant flowing through the cooling pipe 40, and the liquid temperature of the slurry liquid inside the cooling chamber 31 is lowered.

このように、スラリー冷却タンク１は、その冷却室３１内で、スラリー液と冷媒との間で直接熱交換が行われるように構成されているため、従来の温水を介して熱交換を行う場合等と比較して、熱源から供給する熱量の損失分が少なくなり、熱効率が良く経済的となる。また、スラリー液を冷媒で直接冷却するので、スラリー液の液温を短時間で所望の温度に調節することができる。   As described above, the slurry cooling tank 1 is configured such that heat exchange is directly performed between the slurry liquid and the refrigerant in the cooling chamber 31, and thus heat exchange is performed via conventional hot water. Compared to the above, the loss of the amount of heat supplied from the heat source is reduced, and the heat efficiency is good and economical. Further, since the slurry liquid is directly cooled by the refrigerant, the liquid temperature of the slurry liquid can be adjusted to a desired temperature in a short time.

また、スラリー冷却タンク１はコンパクトな構成であるので、その設置に要する場所が小さくて済み、スラリー供給装置の配管の途中等に取り付ける際に、設置場所の自由度が大きくなる。また、一体に形成された蓋部材１１と筒状部１２とで内筒１０が構成され、一体に形成されたつば部２３と筒状部２２とで外筒２０が構成されているので、その部品点数が少なく簡単な構成となっている。また、冷却パイプ４０が外筒２０の底部２１に取り付けられているので、蓋部材１１をつば部２３から取り外して引き上げれば、内筒１０の筒状部１２が上方に抜けて取り外されるので、外筒２０内には冷却パイプ４０のみが残される。従って、内筒１０及び外筒２０の洗浄やメンテナンスが簡単に行える。   Further, since the slurry cooling tank 1 has a compact configuration, a small space is required for the installation thereof, and the degree of freedom of the installation space is increased when the slurry cooling tank 1 is installed in the middle of the piping of the slurry supply device. Further, since the integrally formed lid member 11 and the cylindrical portion 12 constitute the inner cylinder 10, and the flange portion 23 and the cylindrical portion 22 that are integrally formed constitute the outer cylinder 20, It has a simple configuration with a small number of parts. Further, since the cooling pipe 40 is attached to the bottom portion 21 of the outer cylinder 20, if the lid member 11 is removed from the collar portion 23 and pulled up, the cylindrical portion 12 of the inner cylinder 10 is pulled out and removed. Only the cooling pipe 40 remains in the outer cylinder 20. Therefore, the inner cylinder 10 and the outer cylinder 20 can be easily cleaned and maintained.

次に、図６は、本発明に係るスラリー加熱装置の一実施形態であるスラリー加熱装置５０を示す図で、同図（ａ）はスラリー加熱装置５０の正面図であり、同図（ｂ）は左側面図、同図（ｃ）は右側面図である。このスラリー加熱装置５０は、基板研磨装置にスラリーを供給するスラリー供給装置の配管の途中等に取り付けて使用されるもので、図６に示すように、コイル部５３を有し内部をスラリー液が通る加熱パイプ５１と、加熱パイプ５１内を通るスラリー液が加熱される加熱部５５とを備えて構成されている。以下、このスラリー加熱装置５０について詳細に説明する。   Next, FIG. 6 is a view showing a slurry heating apparatus 50 which is an embodiment of the slurry heating apparatus according to the present invention, and FIG. 6 (a) is a front view of the slurry heating apparatus 50, and FIG. Is a left side view, and FIG. 4C is a right side view. This slurry heating device 50 is used by being attached to the middle of a pipe of a slurry supply device for supplying slurry to a substrate polishing device. As shown in FIG. A heating pipe 51 that passes therethrough and a heating unit 55 that heats the slurry liquid passing through the heating pipe 51 are configured. Hereinafter, the slurry heating apparatus 50 will be described in detail.

加熱パイプ５１は、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）やＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂）等の材料で形成された配管部材で、内部をスラリー液が流れるように構成され、コイル状に形成されたコイル部５３と、コイル部５３の一端部に連結され略直線状に形成された流入管５２と、コイル部５３の他端部に連結されコイル部５３の一端部に向かって直線状に延伸する流出管５４とを備えて一体に構成されている。コイル部５３は、取付台６１の略円筒状に形成された筒状部６２の外周部に所定回数巻き回されて、押え部材６６で固定されている。   The heating pipe 51 is a piping member formed of a material such as PVC (vinyl chloride resin) or PFA (perfluoroalkyl vinyl ether resin), and is configured so that the slurry liquid flows therein, and the coil portion formed in a coil shape. 53, an inflow pipe 52 connected to one end of the coil part 53 and formed in a substantially straight line, and an outflow pipe connected to the other end of the coil part 53 and extending linearly toward one end of the coil part 53 54 and is configured integrally. The coil portion 53 is wound around the outer peripheral portion of the cylindrical portion 62 formed in a substantially cylindrical shape of the mounting base 61 and fixed by a pressing member 66.

コイル部５３の加熱パイプ５１の外周部には、図７に示すように、線状の発熱体であるニクロム線５６が加熱パイプ５１の軸方向に沿って巻き回されて取り付けられており、この加熱パイプ５１にニクロム線５６が巻き回された部分（図６では斜線で示した部分）が加熱部５５として構成されている。なお、コイル部５３のみでなく、流入管５２や流出管５４の一部にもニクロム線５６を巻き回してその部分も加熱部５５とすることもできる。   As shown in FIG. 7, a nichrome wire 56, which is a linear heating element, is wound around the axial direction of the heating pipe 51 and attached to the outer peripheral portion of the heating pipe 51 of the coil portion 53. A portion where the nichrome wire 56 is wound around the heating pipe 51 (portion indicated by hatching in FIG. 6) is configured as a heating portion 55. In addition, the nichrome wire 56 may be wound not only on the coil part 53 but also on a part of the inflow pipe 52 and the outflow pipe 54, so that the part can also be used as the heating part 55.

一方、取付台６１は、コイル部５３が固定された筒状部６２と、その両端部に取り付けられた板状の側板部６３、６４を備えて構成され、側板部６３、６４の下端がベース部材６５に固定されている。また、側板部６３の外側には、ニクロム線５６の加熱温度を調節する温度調節機構であるサーモスタット７２がブラケット７２ａで取り付けられると共に、流出管５４の出口近傍の側面には、サーモスタット７２に接続された液温センサー７１が取り付けられている。液温センサー７１は、加熱パイプ５１内を流れるスラリー液の液温を検出するもので、この検出温度に基づいてサーモスタット７２を作動させてニクロム線５６への電流をオン／オフすることで、ニクロム線５６の発熱量を調節することができるように構成されている。   On the other hand, the mounting base 61 includes a cylindrical portion 62 to which the coil portion 53 is fixed, and plate-like side plate portions 63 and 64 attached to both ends thereof. The lower ends of the side plate portions 63 and 64 are the bases. It is fixed to the member 65. A thermostat 72 that is a temperature adjusting mechanism for adjusting the heating temperature of the nichrome wire 56 is attached to the outside of the side plate portion 63 by a bracket 72a, and a side surface near the outlet of the outflow pipe 54 is connected to the thermostat 72. A liquid temperature sensor 71 is attached. The liquid temperature sensor 71 detects the liquid temperature of the slurry liquid flowing in the heating pipe 51. By operating the thermostat 72 based on this detected temperature and turning on / off the current to the nichrome wire 56, the nichrome is detected. The heat generation amount of the line 56 can be adjusted.

上記のスラリー加熱装置５０で、スラリー液が加熱される工程を説明する。図示しないスラリー供給装置の配管を流れるスラリー液は、流入管５２から加熱パイプ５１内に流れ込み、コイル部５３を通過して流出管５４からスラリー供給装置の配管へ戻される。このとき、ニクロム線５６に加熱電流を通電してこれを発熱させることで、加熱部５５を通過するスラリー液とニクロム線５６との間で熱交換が行われてスラリー液が加熱される。また、流出管５４の出口近傍を流れるスラリー液の液温が液温センサー７１で検出されるので、スラリー液が加熱部５５で設定温度以上に加熱されて液温が上昇すると、液温センサー７１で検出され、サーモスタット７２が作動してニクロム線５６へ供給される加熱電流がオフすることで、スラリー液の過熱が防止される。   A process in which the slurry liquid is heated by the slurry heating apparatus 50 will be described. A slurry liquid flowing through a pipe of a slurry supply device (not shown) flows into the heating pipe 51 from the inflow pipe 52, passes through the coil section 53, and is returned from the outflow pipe 54 to the pipe of the slurry supply apparatus. At this time, a heating current is applied to the nichrome wire 56 to generate heat, whereby heat exchange is performed between the slurry liquid passing through the heating unit 55 and the nichrome wire 56 to heat the slurry liquid. Further, since the liquid temperature of the slurry liquid flowing in the vicinity of the outlet of the outflow pipe 54 is detected by the liquid temperature sensor 71, when the slurry liquid is heated to the set temperature or higher by the heating unit 55 and the liquid temperature rises, the liquid temperature sensor 71. The thermostat 72 is activated and the heating current supplied to the nichrome wire 56 is turned off, so that the slurry liquid is prevented from overheating.

このスラリー加熱装置５０は、加熱部５５で、スラリー液と発熱体であるニクロム線５６との間で直接熱交換が行われるように構成されているため、熱源から供給する熱量の損失分が少なくなる。従って、簡単な構成で且つ安価でありながら、ランプヒータなど他の加熱手段と比較して同等かそれ以上の加熱効率を有し、熱効率が良く経済的となる。また、スラリー加熱装置５０は、スラリー液を発熱体であるニクロム線５６で直接加熱するので、スラリー液の液温を短時間で所望の温度に調節することができる。   The slurry heating device 50 is configured such that heat is directly exchanged between the slurry liquid and the nichrome wire 56 that is a heating element in the heating unit 55, so that the loss of heat supplied from the heat source is small. Become. Therefore, while having a simple configuration and being inexpensive, it has a heating efficiency equal to or higher than that of other heating means such as a lamp heater, and the thermal efficiency is high and economical. Further, since the slurry heating device 50 directly heats the slurry liquid with the nichrome wire 56 that is a heating element, the liquid temperature of the slurry liquid can be adjusted to a desired temperature in a short time.

また、スラリー加熱装置５０は、その構造が簡単で装置の小型化が図れるため、設置に要する場所が小さくて済み、スラリー供給装置の配管の途中等に取り付ける際に設置場所の自由度が大きくなる。また、加熱パイプ５１の径寸法を変更したり、加熱部５５の長さ、即ち加熱パイプ５１に巻き回されたニクロム線５６の長さを変更したり、ニクロム線５６の発熱容量を変更したりすることで、加熱熱量を変更することが簡単に行えるため、設計の自由度が非常に高い。さらに、加熱パイプ５１はコイル部５３で巻き回されているので、加熱部５５の長さを長くしても、スラリー加熱装置５０が大型にならずに済む。   In addition, since the slurry heating device 50 has a simple structure and can be downsized, a space required for the installation is small, and the degree of freedom of the installation location is increased when the slurry heating device 50 is installed in the middle of the piping of the slurry supply device. . Further, the diameter dimension of the heating pipe 51 is changed, the length of the heating unit 55, that is, the length of the nichrome wire 56 wound around the heating pipe 51 is changed, or the heat generation capacity of the nichrome wire 56 is changed. By doing so, it is easy to change the amount of heat to be heated, so the degree of freedom in design is very high. Furthermore, since the heating pipe 51 is wound around the coil portion 53, the slurry heating device 50 does not become large even if the length of the heating portion 55 is increased.

また、スラリー加熱装置５０は、加熱パイプ５１内を通るスラリー液を、加熱パイプ５１の外周部に取り付けたニクロム線５６で加熱する構成であるため、スラリー液がニクロム線５６に直接接触せず、加熱時にスラリー液が汚染される恐れがない。なお、発熱体はニクロム線５６に限られるものではなく、他の材質の電熱線等で構成してもよい。   Moreover, since the slurry heating device 50 is configured to heat the slurry liquid passing through the heating pipe 51 with the nichrome wire 56 attached to the outer peripheral portion of the heating pipe 51, the slurry liquid does not directly contact the nichrome wire 56, There is no risk of contamination of the slurry during heating. The heating element is not limited to the nichrome wire 56, and may be composed of a heating wire made of other materials.

次に、図８を用いて、本発明にかかるスラリー供給装置の実施形態例を示す。図８に示すスラリー供給装置８０は、原液タンク８２から供給されたスラリー原液を、純水タンク８３から供給された純水で希釈して、所定の濃度に調合する調合タンク８４と、この調合タンク８４内で調合されたスラリー液を貯蔵して供給する供給タンク（貯蔵タンク）８１と、スラリー液を供給タンク８１の外部で循環させると共にスラリー液を供給タンク８１から外部負荷８８に供給する配管８５とを備えて構成されている。   Next, an embodiment of the slurry supply apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The slurry supply apparatus 80 shown in FIG. 8 is prepared by diluting the slurry stock solution supplied from the stock solution tank 82 with pure water supplied from the pure water tank 83 and preparing a predetermined concentration, and this preparation tank. A supply tank (storage tank) 81 for storing and supplying the slurry liquid prepared in 84, and a pipe 85 for circulating the slurry liquid outside the supply tank 81 and supplying the slurry liquid from the supply tank 81 to the external load 88. And is configured.

供給タンク８１の流出口８１ａに接続された配管８５には、その途中にスラリー液を圧送する送液ポンプ８６が設けられ、その下流側にスラリー液を加熱する加熱器８７、基板研磨装置等の外部負荷８８、スラリー液を冷却する冷却器８９がこの順に取り付けられ、配管８５は供給タンク８１の流入口８１ｂに接続されている。また、配管８５には、加熱器８７の手前上流側に設けた分岐部８５ａと冷却器８９の手前に設けた合流部８５ｂとを連通するバイパス管路９８が設けられ、このバイパス管路９８にバルブ９９が取り付けられている。   The pipe 85 connected to the outlet 81a of the supply tank 81 is provided with a liquid feed pump 86 for feeding the slurry liquid in the middle thereof, and a heater 87 for heating the slurry liquid, a substrate polishing apparatus, etc. downstream thereof. An external load 88 and a cooler 89 for cooling the slurry liquid are attached in this order, and the pipe 85 is connected to the inlet 81 b of the supply tank 81. Further, the pipe 85 is provided with a bypass pipe line 98 that communicates a branch part 85 a provided on the upstream side in front of the heater 87 and a junction part 85 b provided on the front side of the cooler 89. A valve 99 is attached.

ここで、加熱器８７には、上記したスラリー加熱装置５０を用いる。また、加熱器８７より下流側の配管８５に液温センサー（第１の液温センサー）９３が取り付けられている。そして、関数９０を用いて加熱器８７の加熱温度を所定の設定温度に設定する設定手段９１を設けると共に、温調器９２を設けている。該温調器９２は液温センサー９３の出力により、加熱器８７を制御して外部負荷８８に供給されるスラリー液の液温が前記設定温度になるように制御する。   Here, the above-described slurry heating device 50 is used for the heater 87. A liquid temperature sensor (first liquid temperature sensor) 93 is attached to the pipe 85 on the downstream side of the heater 87. And the setting means 91 which sets the heating temperature of the heater 87 to predetermined | prescribed preset temperature using the function 90 is provided, and the temperature controller 92 is provided. The temperature controller 92 controls the heater 87 based on the output of the liquid temperature sensor 93 so that the liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load 88 becomes the set temperature.

一方、冷却器８９には、上記したスラリー冷却タンク１を用いると共に、このスラリー冷却タンク１に接続された冷却装置９６には、スラリー冷却タンク１に冷媒ガスを供給する冷凍機、あるいは冷水を供給するチラーユニットなどを用いる。また、供給タンク８１内には、供給タンク８１内のスラリー液温を検出する液温センサー（第２の液温センサー）９７が取り付けられている。そして、関数９０を用いて冷却装置９６の冷却温度の設定温度を所定の温度に設定する設定手段９４を設けると共に、温調器９５を設けている。該温調器９５は液温センサー９７の出力により、冷却装置９６を制御して供給タンク８１内のスラリー液の液温が前記設定温度を維持できるように供給タンク８１に流入するスラリー液の液温を調整する。   On the other hand, the above-described slurry cooling tank 1 is used for the cooler 89, and a refrigerator for supplying refrigerant gas to the slurry cooling tank 1 or cold water is supplied to the cooling device 96 connected to the slurry cooling tank 1. Use a chiller unit. In addition, a liquid temperature sensor (second liquid temperature sensor) 97 for detecting the slurry liquid temperature in the supply tank 81 is attached in the supply tank 81. And the setting means 94 which sets the setting temperature of the cooling temperature of the cooling device 96 to predetermined | prescribed temperature using the function 90 is provided, and the temperature regulator 95 is provided. The temperature controller 95 controls the cooling device 96 according to the output of the liquid temperature sensor 97, and the liquid of the slurry liquid flowing into the supply tank 81 so that the liquid temperature of the slurry liquid in the supply tank 81 can maintain the set temperature. Adjust the temperature.

また、スラリー供給装置８０は、上記のようにバイパス管路９８を具備するから、外部負荷８８が停止しているとき、バルブ９９を開いて、供給タンク８１からのスラリー液をバイパス管路９８及び冷却器８９を通して供給タンク８１に戻すことにより、供給タンク８１内のスラリー液の液温を設定手段９４で設定した設定温度に維持できる。従って、設定手段９４で設定する温度を、外部負荷８８の運転停止中にスラリー液が変質しない温度に設定しておくことにより、スラリー液を適切な状態に保持できる。   Further, since the slurry supply device 80 includes the bypass line 98 as described above, when the external load 88 is stopped, the valve 99 is opened to allow the slurry liquid from the supply tank 81 to pass through the bypass line 98 and By returning to the supply tank 81 through the cooler 89, the temperature of the slurry liquid in the supply tank 81 can be maintained at the set temperature set by the setting means 94. Therefore, by setting the temperature set by the setting means 94 to a temperature at which the slurry liquid does not change while the operation of the external load 88 is stopped, the slurry liquid can be maintained in an appropriate state.

スラリー供給装置８０は、関数９０で温度を設定する設定手段９１、９４、及び温調器９２、９５を具備する制御手段を設けたことにより、外部負荷８８に供給するスラリー液の液温を検出する液温センサー９３の出力により、加熱器８７を制御して外部負荷８８に供給するスラリー液の液温を所定の設定温度に制御すると共に、供給タンク８１内のスラリー液の液温を検出する液温センサー９７の出力により、冷却器８９を制御して供給タンク８１内に戻されるスラリー液の液温を所定の設定温度に制御する。これにより、供給タンク８１内のスラリー液の液温と外部負荷８８に供給されるスラリー液の液温との間に一定の相関を持たせることになり、配管８５を流れるスラリー液の温度の変更に迅速に対応できる。又供給タンク８１内のスラリー液の液温を設定温度に比例した温度で一定に保つことができるため、配管８５を流れるスラリー液の流量が変動した場合でも、供給タンク８１内の液温が安定する。   The slurry supply device 80 detects the liquid temperature of the slurry liquid to be supplied to the external load 88 by providing control means including setting means 91 and 94 for setting the temperature with the function 90 and temperature controllers 92 and 95. The temperature of the slurry liquid supplied to the external load 88 is controlled to a predetermined set temperature by controlling the heater 87 based on the output of the liquid temperature sensor 93, and the liquid temperature of the slurry liquid in the supply tank 81 is detected. Based on the output of the liquid temperature sensor 97, the cooler 89 is controlled to control the temperature of the slurry liquid returned to the supply tank 81 to a predetermined set temperature. As a result, a certain correlation is established between the temperature of the slurry liquid in the supply tank 81 and the temperature of the slurry liquid supplied to the external load 88, and the temperature of the slurry liquid flowing through the pipe 85 is changed. Can respond quickly. Further, since the liquid temperature of the slurry liquid in the supply tank 81 can be kept constant at a temperature proportional to the set temperature, the liquid temperature in the supply tank 81 is stable even when the flow rate of the slurry liquid flowing through the pipe 85 fluctuates. To do.

本願の発明者は、従来のスラリー供給装置によるスラリー液の温度調節能力と、本願発明にかかるスラリー供給装置によるスラリー液の温度調節能力とを比較するため、従来のスラリー供給装置１００と本願発明の実施形態にかかるスラリー供給装置８０とを用いて、配管を流れるスラリー液を共に同じ温度（４０℃）で一定に保つ実験を行った。その結果によれば、従来のスラリー供給装置１００では、配管を流れるスラリー液の流量を０．７Ｌ／ｍｉｎとしたとき、冷凍機に必要な動力は６００Ｗで、ヒーターに必要な動力は３．６ｋＷであったのに対し、本願発明にかかるスラリー供給装置８０では、配管を流れるスラリー液の流量を１．５Ｌ／ｍｉｎとしたとき、冷凍機に必要な動力は４００Ｗで、ヒーターに必要な動力は１．２ｋＷであった。即ち、従来のスラリー供給装置と比較して本願発明にかかるスラリー供給装置は、ヒーターに必要な動力を１／３に抑え、冷凍機に必要な動力を２／３に抑えながら、配管を流れるスラリー液の流量を約２倍にすることが可能となった。   The inventor of the present application compares the temperature adjustment ability of the slurry liquid by the conventional slurry supply apparatus with the temperature adjustment ability of the slurry liquid by the slurry supply apparatus according to the present invention. Using the slurry supply apparatus 80 according to the embodiment, an experiment was performed in which the slurry liquid flowing through the piping was kept constant at the same temperature (40 ° C.). According to the result, in the conventional slurry supply apparatus 100, when the flow rate of the slurry liquid flowing through the pipe is 0.7 L / min, the power required for the refrigerator is 600 W and the power required for the heater is 3.6 kW. In contrast, in the slurry supply apparatus 80 according to the present invention, when the flow rate of the slurry liquid flowing through the pipe is 1.5 L / min, the power required for the refrigerator is 400 W, and the power required for the heater is It was 1.2 kW. That is, the slurry supply apparatus according to the present invention, compared with the conventional slurry supply apparatus, is a slurry that flows through the piping while suppressing the power required for the heater to 1/3 and the power required for the refrigerator to 2/3. It became possible to double the flow rate of the liquid.

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. It should be noted that any shape, structure, and material not directly described in the specification and drawings are within the scope of the technical idea of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.

従来のスラリー供給装置１００を示す図である。It is a figure which shows the conventional slurry supply apparatus. 本発明の実施形態にかかるスラリー冷却タンク１を示す図で、同図（ａ）はその平面図で、同図（ｂ）はその概略側断面図である。It is a figure which shows the slurry cooling tank 1 concerning embodiment of this invention, the figure (a) is the top view, and the figure (b) is the schematic sectional side view. 内筒１０を示す図で、同図（ａ）はその平面図で、同図（ｂ）はその概略側断面図である。It is a figure which shows the inner cylinder 10, The figure (a) is the top view, The figure (b) is the schematic sectional side view. 外筒２０を示す図で、同図（ａ）はその平面図で、同図（ｂ）はその概略側断面図である。FIG. 2A is a plan view of the outer cylinder 20, and FIG. 2B is a schematic side sectional view thereof. 冷却パイプ４０を示す図である。It is a figure which shows the cooling pipe. 本発明の実施形態にかかるスラリー加熱装置５０を示す図で、同図（ａ）はその正面図で、同図（ｂ）は右側面図、同図（ｃ）は左側面図である。It is a figure which shows the slurry heating apparatus 50 concerning embodiment of this invention, The figure (a) is the front view, The figure (b) is a right view, The figure (c) is a left view. 加熱部５５の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the heating part. 本発明の実施形態にかかるスラリー供給装置８０を示す図である。It is a figure which shows the slurry supply apparatus 80 concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ スラリー冷却タンク
１０ 内筒
１１ 蓋部材
１２ 筒状部
１３ 流入口
１４ 流出口
１５ 取付穴
１６ 突起部
２０ 外筒
２１ 底部
２２ 筒状部
２３ つば部
２４ 凹部
２５ Ｏリング
２６ 溝部
２７ 貫通穴
２８ 貫通穴
２９ 貫通穴
３０ タンク
３１ 冷却室
３２ ドレンパイプ
４０ 冷却パイプ
４１ 流入管
４２ コイル部
４２ 流出管
４３ 流出管
４５ ビス
５０ スラリー加熱装置
５１ 加熱パイプ
５２ 流入管
５３ コイル部
５４ 流出管
５５ 加熱部
５６ ニクロム線
６１ 取付台
６２ 筒状部
６３ 側板部
６４ 側板部
６５ ベース部材
６６ 押え部材
７１ 液温センサー
７２ サーモスタット
８０ スラリー供給装置
８１ 供給タンク
８１ａ 流出口
８１ｂ 流入口
８２ 原液タンク
８３ 純水タンク
８４ 調合タンク
８５ 配管
８５ａ 分岐部
８５ｂ 合流部
８６ 送液ポンプ
８７ 加熱器
８８ 外部負荷
８９ 冷却器
９０ 関数
９１ 設定手段
９２ 温調器
９３ 液温センサー
９４ 設定手段
９５ 温調器
９６ 冷却装置
９７ 液温センサー
９８ バイパス管路
９９ バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slurry cooling tank 10 Inner cylinder 11 Lid member 12 Cylindrical part 13 Inlet 14 Outlet 15 Mounting hole 16 Protrusion part 20 Outer cylinder 21 Bottom part 22 Cylindrical part 23 Collar part 24 Recess 25 O-ring 26 Groove part 27 Through-hole 28 Through Hole 29 Through hole 30 Tank 31 Cooling chamber 32 Drain pipe 40 Cooling pipe 41 Inflow pipe 42 Coil section 42 Outflow pipe 43 Outflow pipe 45 Screw 50 Slurry heating device 51 Heating pipe 52 Inflow pipe 53 Coil section 54 Outflow pipe 55 Heating section 56 Nichrome Line 61 Mounting base 62 Cylindrical part 63 Side plate part 64 Side plate part 65 Base member 66 Press member 71 Liquid temperature sensor 72 Thermostat 80 Slurry supply device 81 Supply tank 81a Outlet 81b Inlet 82 Stock solution tank 83 Pure water tank 84 Preparation tank 85 Piping 85a Branching portion 85b Merge portion 86 Liquid feed pump 87 Heater 8 External load 89 cooler 90 functions 91 setting means 92 temperature regulator 93 liquid temperature sensor 94 setting means 95 temperature controller 96 cooling system 97 liquid temperature sensor 98 bypass line 99 valve

Claims (7)

内筒と外筒とを備えた二重管構造のタンクを備え、該内筒の外周に冷媒を通すコイル状の冷却パイプを配置し、
前記内筒と前記外筒の空間を冷却室とすると共に、前記内筒の一端から供給されたスラリー液が該内筒の他端から前記冷却室内に流入し、該冷却室を満たすように構成し、
前記冷却パイプを通る冷媒と冷却室内の前記スラリー液の間で熱交換を行なうように構成したことを特徴とするスラリー冷却装置。 A double-pipe structure tank having an inner cylinder and an outer cylinder is provided, and a coiled cooling pipe for passing a refrigerant is disposed on the outer periphery of the inner cylinder,
The space between the inner cylinder and the outer cylinder is used as a cooling chamber, and the slurry liquid supplied from one end of the inner cylinder flows into the cooling chamber from the other end of the inner cylinder and fills the cooling chamber. And
A slurry cooling apparatus configured to perform heat exchange between the refrigerant passing through the cooling pipe and the slurry liquid in a cooling chamber. 請求項１に記載のスラリー冷却装置において、
前記外筒は軸方向を鉛直に配置した有底の筒体であり、前記内筒は下端が解放された筒体であり、該内筒を前記外筒内に収容配置して前記タンクにした状態で該内筒下端と前記外筒の底面との間に所定の間隙が形成されるようになっており、
前記内筒の上端からスラリー液を供給することにより、該スラリー液は該内筒下端から前記冷却室内に流入し、該冷却室を満たすように構成したことを特徴とするスラリー冷却装置。 The slurry cooling device according to claim 1,
The outer cylinder is a cylinder with a bottom arranged vertically in the axial direction, the inner cylinder is a cylinder whose lower end is released, and the inner cylinder is accommodated in the outer cylinder to form the tank. In a state, a predetermined gap is formed between the lower end of the inner cylinder and the bottom surface of the outer cylinder,
A slurry cooling apparatus, wherein the slurry liquid is supplied from the upper end of the inner cylinder so that the slurry liquid flows into the cooling chamber from the lower end of the inner cylinder and fills the cooling chamber. スラリー液を貯蔵する貯蔵タンクと、A storage tank for storing the slurry liquid;
前記貯蔵タンクに接続され前記貯蔵タンク内のスラリー液を外部負荷に供給するスラリー配管と、  A slurry pipe connected to the storage tank and supplying the slurry liquid in the storage tank to an external load;
該スラリー配管の途中に設置された送液ポンプと、  A liquid feed pump installed in the middle of the slurry pipe;
前記スラリー配管の途中に設置されたスラリー加熱手段と、  Slurry heating means installed in the middle of the slurry piping;
前記スラリー配管の途中に設置された請求項１又は２に記載のスラリー冷却装置と、  The slurry cooling device according to claim 1 or 2, installed in the middle of the slurry pipe,
前記スラリー加熱手段及び前記スラリー冷却装置を制御する制御手段と、  Control means for controlling the slurry heating means and the slurry cooling device;
前記外部負荷に供給するスラリー液の液温を検出する第１の液温センサーと、  A first liquid temperature sensor for detecting a liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load;
前記貯蔵タンク内のスラリー液の液温を検出する第２の液温センサーと、を備え、  A second liquid temperature sensor for detecting the liquid temperature of the slurry liquid in the storage tank,
前記制御手段は、前記第１の液温センサーの出力により前記スラリー加熱手段を制御して前記外部負荷に供給するスラリー液の液温を所定の設定温度に制御すると共に、前記第２の液温センサーの出力により前記スラリー冷却装置を制御して前記貯蔵タンク内に戻されるスラリー液の液温を所定の設定温度に制御することを特徴とするスラリー供給装置。  The control means controls the slurry heating means by the output of the first liquid temperature sensor to control the liquid temperature of the slurry liquid supplied to the external load to a predetermined set temperature, and the second liquid temperature. A slurry supply device that controls the slurry cooling device by an output of a sensor to control the temperature of the slurry liquid returned to the storage tank to a predetermined set temperature. 請求項３に記載のスラリー供給装置において、The slurry supply apparatus according to claim 3, wherein
前記スラリー配管に、前記貯蔵タンクからのスラリー液を前記スラリー加熱手段及び前記外部負荷をバイパスして前記スラリー冷却装置を通して該貯蔵タンクに戻すバイパス配管を設けたことを特徴とするスラリー供給装置。  A slurry supply apparatus, wherein the slurry pipe is provided with a bypass pipe that bypasses the slurry heating means and the external load and returns the slurry liquid from the storage tank to the storage tank through the slurry cooling device. 請求項３又は４に記載のスラリー供給装置において、In the slurry supply apparatus according to claim 3 or 4,
前記スラリー加熱手段は、熱伝導性材料からなる長尺のパイプの外周に線状の発熱体を巻き回してなる加熱部を具備し、前記発熱体に加熱電流を通電しながら、前記パイプにスラリー液を通し、該発熱体とスラリー液の間で熱交換を行うように構成したスラリー加熱装置であることを特徴とするスラリー供給装置。  The slurry heating means includes a heating unit formed by winding a linear heating element around an outer circumference of a long pipe made of a heat conductive material, and a slurry is applied to the pipe while supplying a heating current to the heating element. A slurry supply device, wherein the slurry supply device is configured to pass a liquid and perform heat exchange between the heating element and the slurry liquid. 請求項５に記載のスラリー供給装置において、The slurry supply apparatus according to claim 5, wherein
前記スラリー加熱装置の前記加熱部は、前記発熱体を巻き回してなるパイプを複数回巻き回して構成されていることを特徴とするスラリー供給装置。  The heating unit of the slurry heating apparatus is configured by winding a pipe formed by winding the heating element a plurality of times. 請求項５又は６に記載のスラリー供給装置において、In the slurry supply apparatus according to claim 5 or 6,
前記パイプの前記加熱部よりも下流側に該パイプ内を流れるスラリー液の液温を測定する温度測定手段を設け、  A temperature measuring means for measuring the temperature of the slurry liquid flowing in the pipe downstream of the heating portion of the pipe;
前記温度測定手段の測定温度に基づいて前記発熱体の発熱量を調節する温度調節機構を備えたことを特徴とするスラリー供給装置。  A slurry supply apparatus comprising a temperature adjustment mechanism for adjusting a heat generation amount of the heating element based on a measurement temperature of the temperature measurement means.

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