特許ウォッチ

公開番号2025085399
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023199252
出願日2023-11-24
発明の名称冷却装置、基板処理装置、及び物品の製造方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F28D 15/06 20060101AFI20250529BHJP(熱交換一般)
要約【課題】キャビテーションの発生を抑制できる冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置は、対象物を冷却する冷却装置であって、第1冷媒を循環させるポンプと、前記第1冷媒を気化させることにより前記対象物を冷却する気化器と、前記気化器により気化された前記第1冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器において前記第1冷媒が気体状態で存在する第1部分の圧力を制御する圧力制御部と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
対象物を冷却する冷却装置であって、
第１冷媒を循環させるポンプと、
前記第１冷媒を気化させることにより前記対象物を冷却する気化器と、
前記気化器により気化された前記第１冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器において前記第１冷媒が気体状態で存在する第１部分の圧力を制御する圧力制御部と、を有する、
ことを特徴とする冷却装置。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記第１部分に配置され、前記第１部分にある前記第１冷媒の露点を検出する検出部を有し、
前記圧力制御部は、前記検出部により検出された前記第１冷媒の露点が所定の範囲内に収まるように前記圧力を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記圧力制御部は、前記第１部分に第１気体を供給する供給部と前記第１部分から第２気体を排気する排気部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記排気部は、前記第２気体を排気するための排気ポンプを有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記圧力制御部は、前記第２気体に含まれる気化した前記第１冷媒を前記第２気体から回収する回収部を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記第１冷媒の温度を調整する温調器を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記第１冷媒の圧力を調整する絞り弁を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記第１冷媒の温度を計測するセンサを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記凝縮器に配置された熱交換器を有し、前記第１冷媒を冷却する冷却部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１０】
基板を処理する基板処理装置であって、
熱を発生する発熱部と、
請求項１に記載の冷却装置と、を有し、
前記冷却装置は、前記第１冷媒を前記発熱部からの熱で気化させることによって、前記発熱部を冷却するように構成されている、
ことを特徴とする基板処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置、基板処理装置、及び物品の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
露光装置、インプリント装置、電子線描画装置等のパターン形成装置、または、ＣＶＤ装置、エッチング装置、スパッタリング装置等のプラズマ処理装置等のような基板処理装置は、駆動機構、あるいはプラズマによって加熱される部材等の発熱部を有する。このような発熱部を冷却するために、基板処理装置には冷却装置が備えられる。冷却装置は、発熱部から熱を奪い、その熱を装置外に排熱させることによって発熱部を冷却する。
【０００３】
特許文献１には、部品から熱を抽出する蒸発器、凝縮器、ポンプ、アキュムレータ、熱交換器および温度センサを備える冷却システムが記載されている。ここで、ポンプから出た流体が蒸発器、凝縮器を介してポンプに戻る回路が構成され、アキュムレータは回路と流体連通している。熱交換器は、アキュムレータ内の流体からの熱の伝達およびアキュムレータ内の流体への熱の伝達を行う。この量は、温度センサの出力に基づいて制御される。
【０００４】
特許文献１に記載された冷却システムでは、ポンプから出た流体が蒸発器、凝縮器を介してポンプに戻る回路において流体を安定して循環させるためには、ポンプ吸い込み部でキャビテーションを回避する必要がある。このために、凝縮器、又はその下流もしくは上流に冷却系を追加し、ポンプの吸い込み部の流体温度を下げるか圧力を上げなければならない。ポンプの出口では、流体が加圧されるため、流体は気化しにくい状態で発熱部に送られる。発熱部では、流体が発熱部の流体圧力下の沸点まで温度上昇するまでは気化冷却は行われないため、この間で発熱部の温度変動を許すことになり、発熱部周辺の部材が熱膨張により変形しうる。そこで、温度変動を抑えるために、流体の気液２相のアキュムレータを用いて発熱部の下流が所定温度になる様にアキュムレータへの熱量制御で流体の気液バランスを変化させ、系全体の圧力を変えることで沸点が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第５３１３３８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された構成では、発熱部の発熱時は、アキュムレータから熱を回収し凝縮させ循環系の圧力を降下させるが、ポンプの吸い込み部における圧力も下がるので、キャビテーションの発生のリスクがある。逆に発熱部が発熱しない時は、アキュムレータに熱を供給して気化させ循環系を昇圧させる。
【０００７】
また、循環させる流体よりも沸点が低く、化学反応を起こしにくい気体を凝縮器内の気相部に封入することで、蒸発器における圧力に対してポンプの吸い込み部における圧力を流体の飽和水蒸気圧よりも高め、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【０００８】
しかし、封入された気体の流体へ溶解や、循環系の外部への気体のリークにより封入された気体の分圧が変化してしまい、キャビテーションが発生しうる。
【０００９】
そこで、本発明は、キャビテーションの発生を抑制できる冷却装置、基板処理装置、及び物品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る冷却装置は、対象物を冷却する冷却装置であって、第１冷媒を循環させるポンプと、前記第１冷媒を気化させることにより前記対象物を冷却する気化器と、前記気化器により気化された前記第１冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器において前記第１冷媒が気体状態で存在する第１部分の圧力を制御する圧力制御部と、を有する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許