(57)【要約】【課題】冷却対象部材を均一に冷却することのできる冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１は、圧縮機２と、凝縮器３と、膨張弁４と、膨張弁４によって減圧されたフロンを受け入れるレシーバ５と、レシーバ５に連通するチャンバー９を有すると共にウェーハ８を載置してチャンバー９内のフロンとウェーハ８とを熱交換するサセプタ７とを備えている。膨張弁４は、レシーバ５内のフロンが気液二相状態になるように減圧量を調整する。チャンバー９がレシーバ５内のフロンの液面５ａよりも下方に位置するように、真空処理装置６が配置されている。【選択図】図１
2007271183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却対象部材を冷却する冷却装置において、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、
前記凝縮器で冷却された冷媒を減圧する減圧手段と、
前記減圧手段と前記圧縮機との間に設けられ、前記減圧手段によって減圧された冷媒を受け入れるレシーバと、
前記レシーバに連通する空間を内部に形成するチャンバーを有し、前記冷却対象部材を載置して前記チャンバーの内部の冷媒と前記冷却対象部材とを熱交換する載置台と、
前記レシーバと前記圧縮機とを連通すると共に冷媒が流通する経路と
を備え、
前記減圧手段は、前記レシーバ内の冷媒が気液二相状態になるように冷媒の減圧量を調整し、
前記チャンバーが前記レシーバ内の冷媒の液面よりも下方に位置することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記レシーバ内の圧力を検出する圧力検出手段を備え、
前記減圧手段は、前記圧力検出手段による検出値に基づいて、前記減圧量を調整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】
前記レシーバ内の冷媒の液面高さを検出する液面高さ検出手段を備え、
前記減圧手段は、前記液面高さ検出手段による検出値に基づいて、前記減圧量を調整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】
前記冷却装置は、前記チャンバーから前記レシーバへ気相冷媒の排出を促進するための気相冷媒排出促進機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記気相冷媒排出促進機構は、
前記液面よりも下方で前記レシーバに連通する、少なくとも１つの第１連通路と、
前記液面よりも上方で前記レシーバに連通する、少なくとも１つの第２連通路と
を備え、
前記第２連通路と前記チャンバーとの接続部分である第２連通口は、前記第１連通路と前記チャンバーとの接続部分である第１連通口よりも上方にあることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記第１連通口は、前記チャンバーの底面に形成されることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記第２連通路は、前記載置台の側面から前記チャンバーに連通し、
前記第２連通口は、前記チャンバーの天井面に接続することを特徴とする請求項５または６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記第２連通路は、前記第２連通口から上向きに傾斜しながら延びることを特徴とする請求項７に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記天井面は、前記第２連通口に向かって上向きに傾斜していることを特徴とする請求項７または８に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記気相冷媒排出促進機構は、
一端が前記液面よりも下方で前記レシーバに連通すると共に他端が前記載置台の側面から前記チャンバーに連通する、少なくとも１つの第３連通路を備え、
前記第３連通路と前記チャンバーとの接続部分である第３連通口は、前記チャンバーの天井面に接続するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記第３連通路は、前記第３連通口から上向きに傾斜しながら延びることを特徴とする請求項１０に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記天井面は、前記第３連通口に向かって上向きに傾斜していることを特徴とする請求項１０または１１に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記天井面には、前記天井面の傾斜方向に沿って溝が形成されていることを特徴とする請求項９または１２に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記冷却対象部材が前記載置台の側面に配置されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記経路は、前記液面よりも上方で前記レシーバに接続されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１６】
前記経路に蒸発器が設けられていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１７】
前記圧縮機はオイルフリータイプの圧縮機であり、
前記冷却装置は、
一端が前記凝縮器及び前記減圧手段の間に接続されると共に他端が前記レシーバ及び前記蒸発器の間に接続されるバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられた第２の減圧手段と、
前記バイパスライン上であって前記第２の減圧手段の下流に設けられた蒸発器と、
冷媒が前記減圧手段または前記第２の減圧手段のいずれか一方を流通するように切り替える切替手段と
を備えることを特徴とする請求項１６に記載の冷却装置。
【請求項１８】
前記レシーバと前記圧縮機との間に設けられた圧力調整手段を備え、
前記圧力調整手段は、前記圧縮機に吸入される冷媒の圧力を調整することを特徴とする請求項１７に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は冷却装置に係り、特に、半導体製造装置等に用いられる冷却装置のように、厳しい温度管理が要求される冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１次冷媒と２次冷媒とを使用する二段冷却方式のサセプタ冷却システムと比べて、冷却効率を向上させた直接冷却方式のサセプタ冷却システムが特許文献１に開示されている。このサセプタ冷却システムは、図１８に示されるように、サセプタ３００の内側に形成されている中空部分に、サセプタ３００の軸線を中心に配置された２枚のＣ字状の仕切板３０１，３０２と、半径方向に延びた直線状の仕切板３０３とによって仕切られて形成された３つの環状路３０４，３０５，３０６からなる冷媒流路３０７を備えている。冷媒流入口３０８から冷媒流路３０７に導入された気液二相状態の冷媒は、環状路３０４，３０５，３０６を順次流通する間に液相冷媒がすべて蒸発して、気相状態の冷媒として冷媒流出口３０９からサセプタ３００の外部に排出されるようになっており、冷媒流路３０７を流通する気液二相状態の冷媒とサセプタ３００に配置された図示しない冷却対象部材とが熱交換するようになっている。気液二相状態の冷媒は、冷却対象部材の有する熱量を潜熱として利用することからほぼ一定の温度を維持しているため、液相冷媒と冷却対象部材とを熱交換させることにより、冷却対象部材を一定温度に冷却することができる。しかし、気液二相状態の冷媒は冷媒流路３０７内で分離して、上方部分に気相冷媒が流通し、下方部分に液相冷媒が流通するので、特許文献１のサセプタ冷却システムでは、冷却対象部材をサセプタ３００の上面ではなく底面に保持するようになっている。また、その他の形態として、サセプタ３００を垂直に配置させると共に冷却対象部材をサセプタ３００の側面に保持する形態や、冷媒流路３０７内を流通する冷媒が気液二相状態となることを確実にするためにサセプタ３００の下流側に蒸発器を別途設ける形態が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８５８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のサセプタ冷却システムでは、サセプタ３００内に冷媒流路３０７が複雑に張り巡らされているので、冷媒は均等に冷媒流路３０７内を流通することが困難である。このため、冷却対象部材は、気相冷媒と熱交換する部分と、液相冷媒と熱交換する部分とを有することとなり、冷却対象部材を均一に冷却することができなくなるといった問題点があった。また、サセプタ３００を垂直に配置させると共に冷却対象部材をサセプタ３００の側面に保持する形態においても、冷媒が均等に冷媒流路３０７内を流通することが困難なので、同様の問題点が生じる。さらに、サセプタ３００の下流側に蒸発器を別途設けたとしても、単に冷媒流路３０７を流通する冷媒が気液二相状態を維持することができるだけで、冷却対象部材を均一に冷却することができなくなるといった問題点を解決することにはならない。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、冷却対象部材を均一に冷却することのできる冷却装置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】
【０００６】
冷却対象部材を冷却する冷却装置において、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機によって圧縮された冷媒を冷却する凝縮器と、凝縮器で冷却された冷媒を減圧する減圧手段と、減圧手段と圧縮機との間に設けられ、減圧手段によって減圧された冷媒を受け入れるレシーバと、レシーバに連通する空間を内部に形成するチャンバーを有し、冷却対象部材を載置してチャンバーの内部の冷媒と冷却対象部材とを熱交換する載置台と、レシーバと圧縮機とを連通すると共に冷媒が流通する経路とを備え、減圧手段は、レシーバ内の冷媒が気液二相状態になるように冷媒の減圧量を調整し、チャンバーがレシーバ内の冷媒の液面よりも下方に位置することを特徴とする。減圧手段によって気液二相状態となった冷媒はレシーバ内及びチャンバー内に流入するが、載置台の内部のチャンバーがレシーバ内の冷媒の液面よりも下方に位置することにより、チャンバー内で発生した気相冷媒は液相冷媒内を上昇してレシーバへ排出される。これにより、チャンバー内における液相冷媒の割合が大きくなる。
レシーバ内の圧力を検出する圧力検出手段を備え、減圧手段は、圧力検出手段による検出値に基づいて、減圧量を調整してもよい。
レシーバ内の冷媒の液面高さを検出する液面高さ検出手段を備え、減圧手段は、液面高さ検出手段による検出値に基づいて、減圧量を調整してもよい。
冷却装置は、チャンバーからレシーバへ気相冷媒の排出を促進するための気相冷媒排出促進機構を備えてもよい。
気相冷媒排出促進機構は、液面よりも下方でレシーバに連通する、少なくとも１つの第１連通路と、液面よりも上方でレシーバに連通する、少なくとも１つの第２連通路とを備え、第２連通路とチャンバーとの接続部分である第２連通口は、第１連通路とチャンバーとの接続部分である第１連通口よりも上方にあってもよい。
第１連通口は、チャンバーの底面に形成されていてもよい。
第２連通路は、載置台の側面からチャンバーに連通し、第２連通口は、チャンバーの天井面に接続してもよい。
第２連通路は、第２連通口から上向きに傾斜しながら延びていてもよい。
天井面は、第２連通口に向かって上向きに傾斜していてもよい。
気相冷媒排出促進機構は、一端が液面よりも下方でレシーバに連通すると共に他端が載置台の側面からチャンバーに連通する、少なくとも１つの第３連通路を備え、第３連通路とチャンバーとの接続部分である第３連通口は、チャンバーの天井面に接続するように形成されていてもよい。
第３連通路は、第３連通口から上向きに傾斜しながら延びていてもよい。
天井面は、第３連通口に向かって上向きに傾斜していてもよい。
天井面には、天井面の傾斜方向に沿って溝が形成されていてもよい。
冷却対象部材が載置台の側面に配置されてもよい。
経路は、液面よりも上方でレシーバに接続されていてもよい。
経路に蒸発器が設けられていてもよい。
圧縮機はオイルフリータイプの圧縮機であり、冷却装置は、レシーバ、一端が凝縮器及び減圧手段の間に接続されると共に他端がレシーバ及び蒸発器の間に接続されるバイパスラインと、バイパスラインに設けられた第２の減圧手段と、バイパスライン上であって第２の減圧手段の下流に設けられた蒸発器と、冷媒が減圧手段または第２の減圧手段のいずれか一方を流通するように切り替える切替手段とを備えてもよい。
レシーバと圧縮機との間に設けられた圧力調整手段を備え、圧力調整手段は、圧縮機に吸入される冷媒の圧力を調整してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、冷却装置は、圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、減圧手段によって減圧された冷媒を受け入れるレシーバと、レシーバに連通する空間を内部に形成したチャンバーを有すると共に冷却対象部材を載置してチャンバーの内部の冷媒と冷却対象部材とを熱交換する載置台とを備え、レシーバ内の冷媒が気液二相状態になるように減圧手段が冷媒の減圧量を調整すると共に、チャンバーがレシーバ内の冷媒の液面よりも下方に位置している。減圧手段によって気液二相状態となった冷媒はレシーバ内及びチャンバー内に流入するが、載置台の内部のチャンバーがレシーバ内の冷媒の液面よりも下方に位置することにより、チャンバー内の気相冷媒は液相冷媒内を上昇してレシーバへ排出される。これにより、チャンバー内における液相冷媒の割合が大きくなるので、載置台において、主に液相冷媒と冷却対象部材とを熱交換させることができる。したがって、冷却対象部材を均一に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１に係る冷却装置を、図１に基づいて説明する。冷却装置１は、冷媒であるフロンＲ１３４ａ（以下、フロンと称する）を圧縮する圧縮機２と、圧縮機２によって圧縮されたフロンを冷却する凝縮器３と、凝縮器３で冷却されたフロンを減圧するための減圧手段である膨張弁４と、膨張弁４によって減圧されたフロンを受け入れるレシーバ５とを備え、これらが順次接続されている。レシーバ５が膨張弁４と圧縮機２との間に位置するように、レシーバ５と圧縮機２とが経路１５によって接続されて、循環経路を形成している。レシーバ５には、レシーバ５内部の圧力が所定圧力以上に上昇したときに、内部のフロンを外部に放出するための安全弁１４が設けられている。また、レシーバ５には、レシーバ５内部の圧力を検出するための圧力検出手段である圧力センサ１３が設けられている。膨張弁４は、圧力センサ１３によって検出されたレシーバ５内部の圧力に基づいて開度を調整するようになっている。
【０００９】
また、冷却装置１は真空処理装置６を備えている。真空処理装置６は内部に真空室１０を有しており、真空室１０には、載置台であるサセプタ７が設けられている。サセプタ７の水平な上面７ａには、冷却対象部材であるウェーハ８が載置されている。サセプタ７は、空間を内部に形成するチャンバー９を備え、チャンバー９は、第１連通路１１及び第２連通路１２を介して、レシーバ５と連通している。後述するように、膨張弁４によって減圧されたフロンは、気液二相状態となってレシーバ５内へ流入する。このため、レシーバ５内では気相フロンと液相フロンとが分離して、フロンの液面５ａが形成される。サセプタ７内のチャンバー９が液面５ａに対して重力方向下側（以下、単に下方と称する）に位置するように、真空処理装置６が冷却装置１内に配置されている。尚、第１連通路１１は液面５ａよりも下方でレシーバ５に接続され、第２連通路１２は液面５ａよりも上方でレシーバ５に接続されている。また、経路１５は液面５ａよりも上方でレシーバ５に接続されている。
【００１０】
図２に示されるように、チャンバー９は、サセプタ７の上面７ａに平行な底面２１及び天井面２２を有している。第１連通路１１は、底面２１においてチャンバー９に接続されている。これにより、底面２１には、第１連通路１１とチャンバー９との接続部分である第１連通口２３が形成されている。第２連通路１２は、サセプタ７の側面７ｂからチャンバー９に接続されている。第２連通路１２とチャンバー９との接続部分である第２連通口２４は、その最も上方に位置する最上点２４ａが天井面２２に接続するように形成されている。第２連通路１２は、サセプタ７の上面７ａに平行にサセプタ７から離れるように延び、その後上方に向きを変えてレシーバ５（図１参照）に接続されている。ここで、第１連通路１１の一端が液面５ａよりも下方でレシーバ５に接続されると共に他端が底面２１においてチャンバー９に接続され、第２連通路１２の一端が液面５ａよりも上方でレシーバ５に接続されると共に他端がサセプタ７の側面７ｂからチャンバー９に接続されて第２連通口２４の最上点２４ａが天井面２２に接続する構成は、チャンバー９からレシーバ５への気相フロンの排出を促進するための気相冷媒排出促進機構を構成する。
【００１１】
次に、この実施の形態１に係る冷却装置の動作を図１及び２に基づいて説明する。
真空処理装置６の真空室１０内において、ウェーハ８の処理を行うために真空処理装置６を起動すると、圧縮機２が起動される。圧縮機２によって圧縮された気相フロンは、凝縮器３に流入し冷却されて液相フロンとなる。膨張弁４が、圧力センサ１３によって検出されたレシーバ５内の圧力に基づいて開度を調整されることにより、液相フロンは減圧されて気液二相状態のフロンとなる。すなわち、膨張弁４によって液相フロンの減圧量が調整されることにより、液相フロンは気液二相状態のフロンとなる。ここで、液相フロンの減圧量を調整することにより、気液二相状態のフロンの温度を、レシーバ５内の圧力に応じた温度に調整可能となる。気液二相状態となったフロンはレシーバ５内に流入する。レシーバ５内では、気相フロンが上方に浮上することにより気相フロンと液相フロンとが分離して、フロンの液面５ａが形成される。チャンバー９が液面５ａよりも下方に位置することにより、レシーバ５内の液相フロンは、第１連通路１１を介してチャンバー９内に流入する。
【００１２】
第１連通路１１は底面２１においてチャンバー９に接続されているため、第１連通路１１を介してチャンバー９に流入した液相フロンは、チャンバー９内でその液面が上昇し、やがてその液面が天井面２２に達する。すると、第２連通路１２へ液相フロンが排出される。第２連通路１２はレシーバ５に対して液面５ａよりも上方で接続しているため、第２連通路１２へ排出された液相フロンは液面５ａよりも上方まで上昇することはなく、液相フロンが第２連通路１２からレシーバ５内へ戻されることはない。すなわち、液相フロンは第１連通路１１、チャンバー９、及び第２連通路１２に滞留することになる。
【００１３】
ただし、チャンバー９内のフロンは気液二相状態であるため、常に気相フロンが発生する状態にある。さらに、チャンバー９内のフロンは、真空室１０内において処理中のウェーハ８と熱交換することにより、その一部が気化して気相フロンが発生する。チャンバー９内に発生した気相フロンは、上方に浮上して天井面２２付近に集まる。第２連通路１２は、第２連通口２４の最上点２４ａが天井面２２に接続するようにチャンバー９と接続されているので、天井面２２付近に集まる気相フロンは第２連通路１２へ排出されやすくなる。第２連通路１２へ排出された気相フロンは、第２連通路１２に沿って浮上してレシーバ５内に戻される。これにより、チャンバー９内のフロンは気液二相状態にあるものの、気相フロンのみがレシーバ５へ排出されるのに対し液相フロンが第１連通路１１、チャンバー９、及び第２連通路１２に滞留するので、液相フロンの割合の高い状態、すなわちチャンバー９内が主に液相フロンで満たされた状態となる。したがって、ウェーハ８は主に液相フロンと熱交換するようになるので、ウェーハ８は一定温度に冷却される。
【００１４】
冷却装置１の稼動中は、膨張弁４によって気液二相状態となったフロンが継続してレシーバ５内に流入するので、レシーバ５内のフロンは経路１５に排出される。ここで、経路１５は液面５ａよりも高い位置でレシーバ５に接続されているため、気相フロンのみがレシーバ５から経路１５に排出される。経路１５に排出された気相フロンは、経路１５を流通し、圧縮機２に吸入される。このようにして、フロンは冷却装置１内を循環する。
【００１５】
このように、冷却装置１は、圧縮機２と、凝縮器３と、膨張弁４と、膨張弁４によって減圧されたフロンを受け入れるレシーバ５と、レシーバ５に連通するチャンバー９を有すると共にウェーハ８を載置してチャンバー９内のフロンとウェーハ８とを熱交換するサセプタ７とを備え、レシーバ５内のフロンが気液二相状態になるように膨張弁４がフロンの減圧量を調整すると共に、チャンバー９がレシーバ５内のフロンの液面５ａよりも下方に位置している。膨張弁４によって気液二相状態となったフロンはレシーバ５内及びチャンバー９内に流入するが、チャンバー９がレシーバ５内のフロンの液面５ａよりも下方に位置することにより、チャンバー９内の気相フロンは第２連通路１２に沿って上昇してレシーバ５へ排出される。これにより、チャンバー９内における液相フロンの割合が大きくなるので、サセプタ７において、主に液相フロンとウェーハ８とを熱交換させることができる。したがって、冷却装置１により、ウェーハ８を均一に冷却することができる。
また、冷却装置１におけるフロンの減圧量の調整は、圧力センサ１３によって検出されたレシーバ５内の圧力に基づいて膨張弁４の開度を調整することにより行われるようにしたので、気液二相状態のフロンの温度を、レシーバ５内の圧力に応じた温度に調整することができる。
【００１６】
また、冷却装置１は、レシーバ５とチャンバー９とを連通する第１連通路１１及び第２連通路１２を備え、第１連通路１１は、液面５ａよりも下方でレシーバ５に接続されると共に底面２１においてチャンバー９に接続され、第２連通路１２は、液面５ａよりも上方でレシーバ５に接続されると共にサセプタ７の側面７ｂからチャンバー９に接続され、第２連通路１２とチャンバー９との接続部分である第２連通口２４は、第１連通路１１とチャンバー９との接続部分である第１連通口２３よりも上方に位置する構成となっている。このような構成により、チャンバー９内で発生した気相フロンが第２連通路１２へ排出されてレシーバ５へ戻りやすくなるので、チャンバー９内の液相フロンの割合を高くすることができる。さらに、第２連通口２４の最上点２４ａが天井面２２に接続するように、第２連通路とチャンバー９とが接続されているので、チャンバー９内の気相フロンを第２連通路１２へ排出しやすくすることができる。
【００１７】
尚、このような気相冷媒排出促進機構を有さない場合、例えば、第１連通路１１及び第２連通路１２の両方が液面５ａよりも下方でレシーバ５に接続されている場合や、第１連通口２３よりも第２連通口２４が下方に位置する場合や、第２連通口２４の最上点２４ａが天井面２２に接続されていない場合等でも、チャンバー９内が主に液相フロンで満たされた状態になるので、ウェーハ８と熱交換する液相フロンの割合は大きくなる。しかし、気相冷媒排出促進機構を有することにより、チャンバー９内の気相フロンのレシーバ５への排出が促進されるので、ウェーハ８と熱交換する液相フロンの割合をさらに高めることができ、ウェーハ８をさらに均一に冷却することができる。
【００１８】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る冷却装置を、図３に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態において、図１及び２の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態２に係る冷却装置は、実施の形態１に対して、第２連通路１２の形状を変えたものである。
図３に示されるように、第２連通路３２は、第２連通口２４から上向きに傾斜しながら、サセプタ７から離れるように延びている。ここで、実施の形態１に係る気相冷媒排出促進機構に、第２連通路３２が第２連通口２４から上向きに傾斜しながらサセプタ７から離れるように延びる構成を加えたものも、別の形態の気相冷媒排出促進機構を構成する。その他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００１９】
実施の形態１と同様に、チャンバー９内で発生した気相フロンは、チャンバー９内で液相フロン中を浮上して天井面２２付近に集まる。天井面２２付近に集まった気相フロンが第２連通口２４を超えて第２連通路３２へ移動すると、第２連通路３２のなす傾斜に沿って上昇して、レシーバ５（図１参照）に排出される。その他の動作については、実施の形態１と同じである。
このように、第２連通路３２が、第２連通口２４から上向きに傾斜しながら、サセプタ７から離れるように延びるようにすることにより、チャンバー９から第２連通路１２へ排出された気相フロンが第２連通路１２のなす傾斜に沿って浮上しやすくなるので、チャンバー９内で発生した気相フロンをレシーバ５へ排出しやすくすることができる。
【００２０】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る冷却装置を、図４に基づいて説明する。この実施の形態３に係る冷却装置は、実施の形態２に対して、チャンバー９の天井面２２の形状を変えたものである。
図４に示されるように、サセプタ４７は、空間を内部に形成するチャンバー４９を備えている。チャンバー４９は、第２連通口２４に向かって上向きに傾斜する天井面４２を備えている。ここで、実施の形態２に係る気相冷媒排出促進機構に、天井面４２を第２連通口２４に向かって傾斜させた構成を加えたものも、別の形態の気相冷媒排出促進機構を構成する。その他の構成は、実施の形態２と同じである。
【００２１】
実施の形態２と同様に、チャンバー４９内で発生した気相フロンは、チャンバー４９内で液相フロン中を浮上して天井面４２に達すると、天井面４２のなす傾斜に沿って第２連通口２４に向かって移動する。気相フロンが第２連通口２４を超えると、実施の形態２と同様にして、気相フロンはレシーバ５（図１参照）に排出される。その他の動作については、実施の形態１と同じである。
このように、天井面４２が第２連通口２４に向かって上向きに傾斜していることにより、天井面４２に達した気相フロンは、天井面４２のなす傾斜に沿って第２連通口２４に向かって移動するので、チャンバー４９内で発生した気相フロンを第２連通路３２へ排出しやすくすることができる。これにより、チャンバー４９内で発生した気相フロンを、レシーバ５へ排出しやすくすることができる。
【００２２】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る冷却装置を、図５に基づいて説明する。この実施の形態４に係る冷却装置は、実施の形態１に対して、第１連通路１１、第２連通路１２、及びチャンバー９の天井面２２の形状を変えたものである。
図５に示されるように、サセプタ５７は、空間を内部に形成するチャンバー５９を備えている。液面５ａ（図１参照）よりも下方でレシーバ５（図１参照）に連通する第１連通路６１は、底面２１においてチャンバー５９に接続され、底面２１に第１連通口２３が形成されている。また、液面５ａよりも上方でレシーバ５に連通する２つの第２連通路６２，６２がそれぞれ、サセプタ５７の対向する２つの側面５７ｂ，５７ｂからチャンバー５９に接続されている。第２連通路６２，６２のそれぞれとチャンバー５９との接続部分には、第２連通口２４，２４が形成されている。第２連通路６２，６２はそれぞれ、第２連通口２４，２４から上向きに傾斜しながら、サセプタ５７から離れるように延びている。チャンバー５９の天井面５２は、第１連通口２３の真上を通る直線状の最下位置５４から２つの第２連通路６２，６２のそれぞれに向かって上向きに傾斜する構造になっている。第２連通口２４，２４の最上点２４ａ，２４ａはそれぞれ、天井面５２に接続されている。ここで、実施の形態１に係る気相冷媒排出促進機構に、天井面５２を最下位置５４から２つの第２連通路６４，６２のそれぞれに向かって上向きに傾斜させた構成を加えたものも、別の形態の気相冷媒排出促進機構を構成する。その他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００２３】
実施の形態１と同様に、チャンバー５９内で発生した気相フロンは、チャンバー５９内で液相フロン中を浮上して天井面５２に達する。天井面５２に達した気相フロンは、天井面５２のなす傾斜に沿って、２つの第２連通口２４，２４のいずれかに向かって移動する。気相フロンが第２連通口２４を超えると、実施の形態２と同様にして、気相フロンはレシーバ５（図１参照）に排出される。
このように、天井面５２を、最下位置５４から２つの第２連通路６２，６２のそれぞれに向かって上向きに傾斜させることにより、天井面５２に集まった気相フロンは、長くても最下位置５４から２つの連通路６２，６２のうちのいずれか一方に向かって移動すればよくなるので、気相フロンの天井面５２に沿った移動距離が短くなり、その結果、チャンバー９からの気相フロンの排出をさらに促進することができる。
【００２４】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る冷却装置を、図６及び７に基づいて説明する。この実施の形態５に係る冷却装置は、実施の形態３に対して、天井面４２に溝を形成したものである。
図６及び７に示されるように、天井面４３は、第２連通路３２に向かって上向きに傾斜している。天井面４３には、天井面４３の傾斜に沿って、断面が半円状の溝３０が複数、互いに平行に形成されている。ここで、実施の形態３に係る気相冷媒排出促進機構に、天井面４３の傾斜に沿って複数の溝３０を加えた構成も、別の形態の気相冷媒排出促進機構を構成する。その他の構成は、実施の形態３と同じである。
このように、天井面４３に、天井面４３の傾斜に沿った溝３０を形成することにより、天井面４３の面積が増加するので、ウェーハ８とフロンとの間の熱交換効率を向上することができる。尚、溝３０は天井面４３の傾斜に沿って形成されているので、溝３０内に気相フロンが入り込んでも、気相フロンは、溝３０に沿って第２連通路３２へ向かって移動できる。これにより、気相フロンの第２連通路３２への排出が阻害されるのを防止することができる。
【００２５】
実施の形態５では、実施の形態３の天井面４２（図５参照）に対して溝３０を形成したが、これに限定するものではない。実施の形態４における天井面５２に溝を形成してもよい。実施の形態４における天井面５２に溝を形成した形態を図８及び図９に示す。天井面５３は、最下位置５４から２つの第２連通路６２，６２のそれぞれに向かって上向きに傾斜している。天井面５３には、天井面５３の傾斜に沿って、断面が半円状の溝４０が複数、互いに平行に形成されている。ここで、実施の形態４に係る気相冷媒排出促進機構に、天井面５３の傾斜に沿って複数の溝４０を加えた構成も、別の形態の気相冷媒排出促進機構を構成する。その他の構成は、実施の形態４と同じである。このような構成でも、実施の形態５と同じ効果を得ることができる。
尚、実施の形態５において、溝３０または４０の数や形状や大きさ等は、適宜変更することができる。
【００２６】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る冷却装置を、図１０及び１１に基づいて説明する。この実施の形態６に係る冷却装置は、実施の形態１に対して、連通路の本数を変えると共に膨張弁４の開度調整の方法を変えたものである。
図１０に示されるように、冷却装置１００は真空処理装置１０６を備えている。真空処理装置１０６は内部に真空室１０を有しており、真空室１０には、載置台であるサセプタ１０７が設けられている。サセプタ１０７は、空間を内部に形成するチャンバー１０９を備え、チャンバー１０９は、第３連通路１０２を介して、レシーバ５と連通している。第３連通路１０２の一端は、液面５ａよりも下方でレシーバ５に接続されている。また、レシーバ５には、液面５ａの高さを検出するための液面高さ検出手段である液面センサ１０３が設けられている。液面センサ１０３は、膨張弁４に電気的に接続されており、液面５ａの高さに基づいて膨張弁４の開度を調整するようになっている。真空処理装置１０６は、チャンバー１０９が液面５ａに対して下方に位置するように、冷却装置１００内に配置されている。
【００２７】
図１１に示されるように、チャンバー１０９は、サセプタ１０７の上面１０７ａに平行な底面１２１及び天井面１２２を有している。第３連通路１０２の他端は、サセプタ１０７の側面１０７ｂからチャンバー１０９に接続されている。第３連通路１０２とチャンバー１０９との接続部分である第３連通口１２４は、その最も上方に位置する最上点１２４ａが天井面１２２に接続するように形成されている。第３連通路１０２は、サセプタ１０７の上面１０７ａに平行にサセプタ１０７から離れるように延び、その後、上方に向きを変えてレシーバ５（図１０参照）に接続されている。ここで、第３連通路１０２の一端が液面５ａよりも下方でレシーバ５に接続されると共に他端がサセプタ１０７の側面１０７ｂからチャンバー１０９に接続されて第３連通口１２４の最上点１２４ａが天井面１２２に接続する構成は、気相冷媒排出促進機構を構成する。その他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００２８】
次に、この実施の形態６に係る冷却装置の動作を図１０及び１１に基づいて説明する。
真空処理装置１０６の真空室１０内において、ウェーハ８の処理を行うために真空処理装置１０６を起動すると、圧縮機２が起動される。圧縮機２によって圧縮された気相フロンは、凝縮器３に流入し冷却されて液相フロンとなる。膨張弁４が、液面センサ１０３によって検出された液面５ａの高さに基づいて開度を調整されることにより、液相フロンは減圧されて気液二相状態のフロンとなる。すなわち、膨張弁４によって液相フロンの減圧量が調整されることにより、液相フロンは気液二相状態のフロンとなる。気液二相状態となったフロンはレシーバ５内に流入する。レシーバ５内では、気相フロンが上方に浮上することにより気相フロンと液相フロンとが分離して、フロンの液面５ａが形成される。チャンバー１０９が液面５ａよりも下方に位置することにより、レシーバ５内の液相フロンは、第３連通路１０２を介してチャンバー１０９内に流入する。液相フロンがチャンバー１０９内に流入すると、元々チャンバー１０９内に存在していたガスが第３連通路１０２を介してレシーバ５に排出される。
【００２９】
ただし、チャンバー１０９内のフロンは気液二相状態であるため、常に気相フロンが発生する状態にある。さらに、チャンバー１０９内のフロンは、真空室１０内において処理中のウェーハ８と熱交換することにより、その一部が気化して気相フロンが発生する。チャンバー１０９内に発生した気相フロンは、上方に浮上して天井面１２２付近に集まる。第３連通路１０２は、第３連通口１２４の最上点１２４ａが天井面１２２に接続するようにチャンバー１０９と接続されているので、天井面１２２付近に集まる気相フロンは第３連通路１０２へ排出されやすくなる。第３連通路１０２へ排出された気相フロンは、第３連通路１０２に沿って浮上してレシーバ５内に戻される。チャンバー１０９から気相フロンがレシーバ５へ排出されると、排出されたぶんを埋め合わせるようにチャンバー１０９内に液相フロンが流入する。これにより、チャンバー１０９内が液相フロンの割合の高い状態、すなわちチャンバー１０９内が主に液相フロンで満たされた状態となる。したがって、ウェーハ８は主に気液二相状態にある液相フロンと熱交換するようになるので、ウェーハ８は一定温度に冷却される。
その後の動作は実施の形態１と同じであり、フロンは冷却装置１００内を循環する。
【００３０】
このように、冷却装置１００においても、チャンバー１０９がレシーバ５内のフロンの液面５ａよりも下方に位置することにより、チャンバー１０９内の気相フロンは第３連通路１０２に沿って浮上してレシーバ５へ排出される。これにより、チャンバー１０９内における液相フロンの割合が大きくなるので、実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
また、冷却装置１００におけるフロンの減圧量の調整は、液面センサ１０３によって検出された液面５ａの高さに基づいて膨張弁４の開度を調整することにより行われるようにしたので、レシーバ５内における液面５ａの高さを一定に保つことができる。これにより、チャンバー９内の液相フロンが低下してウェーハ８の温度が一定に保てなくなるのを防ぐことができ、またレシーバ５から経路１５へ液相フロンがオーバーフローして圧縮機２に吸入され、圧縮機２を損傷してしまうのを防ぐことができる。
【００３１】
この実施の形態６では、実施の形態２、３、及び５と同様の構成の気相冷媒排出促進機構を適用することができる。
図１２には、実施の形態２における気相冷媒排出促進機構を適用した場合のサセプタ１０７の断面図を示す。第３連通路１３２が、第３連通口１２４から上向きに傾斜しながら、サセプタ１０７から離れるように延びるようにすることにより、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
図１３には、実施の形態３における気相冷媒排出促進機構を適用した場合のサセプタ１４７の断面図を示す。天井面１４２が第３連通口１２４に向かって上向きに傾斜していることにより、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
図１４には、実施の形態５における気相冷媒排出促進機構を適用した場合の天井面１４３の平面図を示す。天井面１４３に、天井面１４３の傾斜に沿った溝１３０を形成することにより、実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７に係る冷却装置を、図１５に基づいて説明する。この実施の形態７に係る冷却装置は、実施の形態１に対して、サセプタ７の形状を変えたものである。
図１５に示されるように、サセプタ７７は、水平方向の幅よりも鉛直方向の高さが長い形状、すなわち縦長の形状を有している。ウェーハ８は、サセプタ７７の上面７７ａではなく、側面７７ｂに載置されている。その他の構成及び動作は、実施の形態１と同じである。
【００３３】
実施の形態１と同様に、第１連通路１１を介してチャンバー９に流入した液相フロンは、チャンバー９内でその液面が上昇し、やがてその液面が天井面７２に達して、第２連通路１２へ液相フロンが排出される。その後の動作は実施の形態１と同様にして、気相フロンのみがレシーバ５（図１参照）へ排出されるのに対し液相フロンが第１連通路１１、チャンバー９、及び第２連通路１２に滞留することにより、チャンバー９内が液相フロンの割合の高い状態、すなわちチャンバー９内が主に液相フロンで満たされた状態となる。ここで、チャンバー９内の液相フロン中を浮上する気相フロンは天井面７２に集まるものの、ウェーハ８と対向するチャンバー９の側面７３に集まることはほとんどない。したがって、ウェーハ８と液相フロンとの熱交換面である側面７３には液相フロンのみが接する状態になるので、ウェーハ８がサセプタ７７の上面７７ａに載置された場合に比べて、ウェーハ８と熱交換する液相フロンの割合が高くなる。これにより、ウェーハ８は、さらに均一に冷却されるようになる。
【００３４】
このように、サセプタ７７を縦長の形状にすると共にウェーハ８をサセプタ７７の側面７７ｂに載置することにより、ウェーハ８と液相フロンとの熱交換面である側面７３に気相フロンが集まることがなくなるので、ウェーハ８と熱交換する液相フロンの割合が高くなり、ウェーハ８を均一に冷却する能力を高めることができる。
また、縦長の形状を有したサセプタ７７の側面７７ｂにウェーハ８を載置することにより、真空室１０（図１参照）におけるサセプタ７７の占有面積が小さくなるので、真空室１０に設置できるサセプタの数を増加させることができる。これにより、ウェーハ８の処理効率を向上することができる。
【００３５】
実施の形態７では、実施の形態１において縦長の形状のサセプタ７７を適用した場合を説明したが、これに限定するものではない。サセプタ７７に対して、実施の形態２〜５と同様の構成の気相冷媒排出促進機構を適用することもできる。また、実施の形態６におけるサセプタ１０７または１４７を縦長形状にすることもできる。
【００３６】
実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８に係る冷却装置を、図１６に基づいて説明する。この実施の形態８に係る冷却装置は、実施の形態１に対して、圧縮機２をオイルフリータイプの圧縮機にしたものである。
図１６に示されるように、冷却装置２００は、フロンを圧縮するオイルフリータイプの圧縮機２０３と、圧縮機２０３によって圧縮されたフロンを冷却する凝縮器３と、凝縮器３で冷却されたフロンを減圧するための減圧手段である膨張弁４と、膨張弁４によって減圧されたフロンを受け入れるレシーバ５とを備え、これらが順次接続されている。レシーバ５が膨張弁４と圧縮機２０３との間に位置するように、レシーバ５と圧縮機２０３とが経路１５によって接続されて、循環経路を形成している。
【００３７】
経路１５には、蒸発器２０２が設けられている。圧縮機２０３、蒸発器２０２、及び凝縮器３に冷却水を供給するための冷却水通路２１０が設けられており、冷却水通路２１０は、圧縮機２０３に連通する冷却水分岐通路２１１と、蒸発器２０２に連通する冷却水分岐通路２１２と、凝縮器３に連通する冷却水分岐通路２１３とに分岐した後、再び合流して１つの通路となる構成になっている。冷却水分岐通路２１２には、蒸発器２０２の下流に、冷却水の流量を調整するための流量調整弁２１４が設けられ、冷却水分岐通路２１３には、凝縮器３の下流に、冷却水の流量を調整するための流量調整弁２１５が設けられている。ここで、冷却水分岐通路２１１〜２１３と、流量調整弁２１４及び２１５を含む冷却水通路２１０は、冷媒温度調整手段を構成する。
【００３８】
また、冷却装置２００は、一端が凝縮器３及び膨張弁４を連通する経路１６上の分岐点２０７に接続されると共に他端がレシーバ５及び蒸発器２０２の間の合流点２０８に接続されるバイパスライン２０１を備えている。バイパスライン２０１には、分岐点２０７から合流点２０８に向かって、切替弁２０４と、第２の減圧手段である膨張弁２０６とが順次設けられている。経路１６上の、分岐点２０７と膨張弁４との間には、切替弁２０５が設けられている。切替弁２０４及び２０５はいずれか一方のみが開くように制御され、凝縮器３で冷却された液相フロンが膨張弁４または２０６のいずれか一方を流通するようになっている。ここで、切替弁２０４及び２０５は、切替手段を構成する。また、経路１５上の、レシーバ５と合流点２０８との間には、レシーバ５から排出された気相フロンの圧力を減圧する圧力調整手段である圧力調整弁２０９が設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００３９】
次に、この実施の形態８に係る冷却装置の動作を図１６に基づいて説明する。
真空処理装置６の真空室１０内において、ウェーハ８の処理を行うために真空処理装置６を起動すると、圧縮機２０３が起動される。ここで、実施の形態１と同様に、気液二相状態のフロンがレシーバ５内及びチャンバー９内に流入して、処理が始まったばかりのウェーハ８とチャンバー９内のフロンとの間で熱交換が行われると、熱交換量が少ないために、チャンバー９内における気相フロンの発生量がなかなか増加しない。すると、レシーバ５内の液面５ａが上昇し、やがて液相フロンが経路１５へオーバーフローしてしまい、圧縮機２０３に液相フロンが吸入されてしまうおそれがある。そのため、冷却装置２００の始動時は、切替弁２０４を開いた状態にすると共に切替弁２０５を閉めた状態にする。この場合、圧縮機２０３によって圧縮された気相フロンは、凝縮器３で冷却されて液相フロンとなった後、分岐点２０７からバイパスライン２０１に流入し、膨張弁２０６で減圧され、さらに蒸発器２０２で加熱されることによって気相フロンとなり、圧縮機２０３に吸入されて冷却装置２００内を循環する。
【００４０】
ウェーハ８の温度が十分上昇したら、切替弁２０４を閉めると共に切替弁２０５を開く。すると、凝縮器３で冷却された液相フロンは、分岐点２０７を通り越してそのまま経路１６を流通し、膨張弁４によって減圧されて気液二相状態のフロンとなる。その後、実施の形態１と同じ動作で、気液二相状態のフロンが真空室１０内のウェーハ８を均一に冷却する。レシーバ５から経路１５へ排出された気相フロンは、圧力調整弁２０９によって一定圧力に減圧され、さらに蒸発器２０２で加熱された後、圧縮機２０３に吸入される。このようにして、フロンは冷却装置２００内を循環する。
【００４１】
冷却装置２００を循環するフロンは、凝縮器３で冷却され、蒸発器２０２で加熱されるが、このときのフロンの温度制御について説明する。冷却水通路２１０を流通する冷却水は、冷却水分岐通路２１１，２１２，２１３に分配されて流通し、圧縮機２０３、蒸発器２０２、及び凝縮器３のそれぞれに流入する。その後、それぞれの冷却水は合流して排水される。蒸発器２０２ではフロンと冷却水が熱交換することによってフロンが加熱され、凝縮器３ではフロンと冷却水が熱交換することによってフロンが冷却される。圧縮機２０３では、圧縮機２０３自体の冷却が行われる。蒸発器２０２及び凝縮器３に流入する冷却水の流量はそれぞれ、流量調整弁２１４及び２１５の開度を制御することによって調整され、これにより、蒸発器２０２及び凝縮器３から流出するフロンの温度を所定の温度に調整することができる。冷却装置２００の稼動状態によっては、蒸発器２０２でフロンを加熱する必要のない場合や、凝縮器３でフロンを冷却する必要のない場合があり、このときは、流量調整弁２１４または２１５を閉じることによって蒸発器２０２または凝縮器３への冷却水の供給を停止して、蒸発器２０２または凝縮器３の機能を停止することができる。蒸発器２０２及び凝縮器３でフロンの温度を所定温度に調整することにより、膨張弁４でフロンを気液二相状態に制御する信頼性が向上され、ウェーハ８を所望温度に均一に冷却することが容易となる。
【００４２】
このように、冷却装置２００は、オイルフリータイプの圧縮機２０３と、凝縮器３と、膨張弁４、レシーバ５と、蒸発器２０２と、一端が凝縮器３及び膨張弁４の間の分岐点２０７に接続されると共に他端がレシーバ５及び蒸発器２０２の間の合流点２０８に接続されるバイパスライン２０１と、バイパスライン２０１に設けられた蒸発器２０２と、フロンが膨張弁４または２０６のいずれか一方を流通するように制御する切替弁２０４及び２０５とを備えている。これにより、冷却装置２００の始動時には、切替弁２０４を開くと共に切替弁２０５閉じて、凝縮器３で冷却された液相フロンをバイパスライン２０１に流通させることにより、レシーバ５から液相フロンがオーバーフローすることを回避しながら、冷却装置２００内のフロンの循環を継続することができる。その後、ウェーハ８の温度が十分上昇したら、切替弁２０４を閉じると共に切替弁２０５を開くことにより、凝縮器３で冷却された液相フロンを膨張弁４で減圧して気液二相状態のフロンにし、この気液二相状態のフロンをレシーバ５内及びチャンバー９内に流入させることができるので、ウェーハ８を均一に冷却することができる。
【００４３】
また、経路１５に蒸発器２０２を設けることにより、バイパスライン２０１を流通するフロンまたは圧力調整弁２０９で減圧されたフロンを加熱するので、圧縮機２０３に吸入されるフロンを確実に気相にすることができ、圧縮機２０３の損傷を防止することができる。さらに、レシーバ５と圧縮機２０３との間に圧力調整弁２０９を設けることにより、圧縮機２０３に吸入される気相フロンの圧力を、圧縮機２０３に吸入されるフロンの圧力に対する耐圧以下に減圧することができる。例えば、オイルフリータイプの圧縮機であるダイアフラム式圧縮機のように、斜板式圧縮機と比較して、吸入されるフロンの圧力に対する耐圧が低いものに対しては、圧力調整弁２０９によってフロンの圧力を耐圧以下に減圧することで、ダイアフラムの損傷を防止することができる。したがって、オイルフリータイプの圧縮機２０３を使用することができるようになるので、冷却装置２００内を循環するフロン中にオイルが含まれなくなり、チャンバー９内等にオイルが溜まることを防止することができる。
【００４４】
実施の形態８では、実施の形態１においてオイルフリータイプの圧縮機２０３を使用する場合について説明したが、これに限定するものではない。実施の形態２〜７においてオイルフリータイプの圧縮機２０３を使用してもよい。これらの場合には、各実施の形態の冷却装置に、膨張弁２０６を有したバイパスライン２０１と、切替手段とを付加すればよい。
また、切替手段として、切替弁２０４及び２０５を使用したが、これに限定するものではない。液相フロンが膨張弁４または２０６のいずれか一方を流通するようにするものであれば何でもよく、例えば、分岐点２０７に三方弁を設けてもよい。
【００４５】
実施の形態１〜７では、経路１５に蒸発器が設けられていないが、実施の形態８と同様に、経路１５に蒸発器を設けると共に冷媒温度調整手段を設けても良い。具体例として、実施の形態１の冷却装置１に、蒸発器及び冷媒温度調整手段を設けた場合の冷却装置の構成を図１７に示す。尚、図１７において、図１及び１６の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
冷却装置２２０は、経路１５に蒸発器２０２を備え、図１６と同様に、圧縮機２、蒸発器２０２、及び凝縮器３にそれぞれ連通する冷却水分岐通路２１１，２１２，２１３を含む冷却水通路２１０を備えている。冷却水分岐通路２１２，２１３にはそれぞれ、流量調整弁２１４及び２１５が設けられている。このような構成により、蒸発器２０２及び凝縮器３から流出するフロンの温度を所定温度に調整することができるので、実施の形態８と同様に、ウェーハ８を所望温度に均一に冷却することが容易になる。
【００４６】
実施の形態１〜８では、レシーバ５と、各サセプタ７,４７，５７，７７，１０７，１４７とが別個に設けられていたが、これに限定するものではない。サセプタの内部に、チャンバーの他にこれと連通する第２のチャンバーを設け、第２のチャンバーのフロンの液面よりも、チャンバーが下方に位置するようになっている形態でもよい。この場合には、第２のチャンバーがレシーバに相当し、チャンバーと第２のチャンバーとの連通部分が連通路に相当する。したがって、この場合は、レシーバとサセプタとが一体の形態となる。
【００４７】
実施の形態１〜８では、第１連通路及び第３連通路が１つ、第２連通路が１つまたは２つであったが、これに限定するものではない。第１連通路及び第３連通路については２つ以上、第２連通路については３つ以上であってもよい。
【００４８】
実施の形態１〜８では、膨張弁４の開度調整を、レシーバ５内の圧力または液面５ａの高さのいずれか一方で行ったが、各実施の形態でいずれか一方に限定するものではない。各実施の形態で、どちらの方法で膨張弁４の開度調整を行うかは、適宜決定することができる。
【００４９】
実施の形態１〜８では、冷媒としてフロンを使用したが、これに限定するものではない。プロパンやイソブタン等の炭化水素を使用してもよい。また、これらの他に、混合冷媒を使用することもできる。混合冷媒としては、例えば、混合冷媒４０７Ｃを使用してもよい。
【００５０】
実施の形態１〜８では、載置台としてサセプタを例にして説明したが、これに限定するものではない。あらゆる冷却対象部材を冷却する冷却装置に設けられた載置台であればなんでもよく、例えば、コールドプレートであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷却装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図３】実施の形態２に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図４】実施の形態３に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図５】実施の形態４に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図６】実施の形態５に係る冷却装置のサセプタのチャンバーの天井面をチャンバー内から見た平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】実施の形態５の変形例に係る冷却装置のサセプタのチャンバーの天井面をチャンバー内から見た平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】実施の形態６に係る冷却装置の構成図である。
【図１１】実施の形態６に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図１２】実施の形態６の変形例に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図１３】実施の形態６の別の変形例に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図１４】実施の形態６のさらに別の変形例に係る冷却装置のサセプタのチャンバーの天井面をチャンバー内から見た平面図である。
【図１５】実施の形態７に係る冷却装置のサセプタの断面図である。
【図１６】実施の形態８に係る冷却装置の構成図である。
【図１７】実施の形態１に係る冷却装置の変形例の構成図である。
【図１８】従来のサセプタ冷却システムのサセプタの断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，１００，２００，２２０  冷却装置、２  圧縮機、３  凝縮器、４  膨張弁（減圧手段）、５  レシーバ、５ａ  液面、７，４７，５７，７７，１０７，１４７  サセプタ（載置台）、７ｂ，５７ｂ，７７ｂ，１０７ｂ  （サセプタの）側面、８  ウェーハ（冷却対象部材）、９，４９，５９，１０９，１４９  チャンバー、１１  第１連通路、１２  第２連通路、１３  圧力センサ（圧力検出手段）、１５  経路、２１，１２１  （チャンバーの）底面、２２，４２，４３，５２，５３，１２２，１４２，１４３  （チャンバーの）天井面、２３  第１連通口、２４  第２連通口、３０，４０，１３０  溝、１０２，１３２  第３連通路、１０３  液面センサ（液面高さ検出手段）、１２４  第３連通口、２０１  バイパスライン、２０２  蒸発器、２０３  オイルフリータイプの圧縮機、２０４，２０５  切替弁（切替手段）、２０６  膨張弁（第２の減圧手段）、２０９  圧力調整弁（圧力調整手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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