JPS60197877A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は真空槽内の加熱部を短時間に冷却する冷却装置
に関する。

本発明による冷却装置は、たとえばプラズマＣＶＤ法、
スパッ゛タリング法、蒸着法等に用いられる真空装置に
適用されうる。

〔従来技術〕

一例としてプラズマＣＶＤ装＃を取シあげて説明する。

第１図は平行平板型プラズマＣＶＤ装置の断面図である
。同図におりて、真空槽１には°カソード電極２と対向
電極３とが平行に設置され、両電極間にプラズマ放電を
発生させることで対向電極３上の基板４に堆積膜が形成
される。

この堆積膜形成過程では、一般に基板を適当な温度（た
とえば３００℃）に加熱する必要があシ、そのために、
対向電極３内にヒータ５が設けられている。

ところが、基板上に堆積膜が形成されて基板を取シ出す
時には、基板の温度を下げなければならない（たとえば
、３００℃から７０℃まで下げる）。

この冷却時間が、従来は非常に長く、たとえば３００℃
から７０℃まで下げるのに５時間程度を必要としていた
。

この冷却時間を短縮するために、従来から対向電極３内
に水冷ジャケット６（又は水冷・９イブ）が設けられて
いる。水冷ジャケット６に水冷系より水を供給すること
で、冷却時間を短縮しようとするものである。

しかしながら、このような水冷による方法は、ヒートシ
ョックによる装置寿命の低下、水吹き出しによる不慮の
事故の心配等の新たな問題を生じさせる。また、対向電
極３が回転構造を有する場合は、更に真空シール構造が
複雑になるという欠点もある。

このような従来の冷却手段が有する問題点は、第２図に
示される円筒型プラズマＣＶＤ装置においても同様であ
る。

第２図において、真空槽７内には円柱状のカソード電極
８とその周囲に対向電極９が設けられ、対向電極９の内
面に基板１０が取シ付けられている。

基板１０上に堆積膜を形成する際に、基板１０を所定温
度に加熱するヒータ１１は対向電極９の周囲に配置され
、冷却のための水冷ジャケット１２（又は水冷・千イゾ
）は対向電極９内に設けられている。

このような装置においても、上述したヒートショックに
よる装置寿命の低下等、また水冷方法を用いなければ基
板温度を下げるのに長時間を要する、という問題点が存
している。

このように従来の冷却手段において、水冷手段を用いな
いで基板等の加熱部を冷却する場合は、真空槽内である
ために熱による対流が存在せず、わずかに熱の放射によ
ってのみ冷却されることから、非常に長時間を要する結
果となる。

また、水冷シャケ、ト又は水冷パイプ等の水冷手段を用
いると、上記の装置寿命の低下等の問題が現われ、いず
れにしても、満足しうる冷却手段ではない。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の°火点および問題点に鑑み成された
ものであシ、その目的は他に影響を及ばずことなく、真
空槽内の加熱部を短時間で冷却する冷却装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明による冷却装置は所
望のガスを真空槽を通して循環させる循環手段を設けた
ことを特徴とする。

ここで、上記ガスは、たとえば水素ガスまたは窒素ガス
である。ガスの種類によっても冷却時間が異なるために
、冷却する加熱部、所望の冷却時間、廃ガス処理系の費
用、ポンプ系との関係も考慮して最も適・しいガスを選
択すればよい。

また、循環手段はガスを循環させる循環用ポンプを有し
、さらにガスの通路にフィルタ又は熱交換器等を必要に
応じて設ける。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第３図は本発明による冷却装置の一実施例の構成図であ
る。同図において、真空槽１３には、排気系として荒引
きボンデ１４および本引きボンデ１５がバルブを介して
接続されている。図示していないが、必要ならばプラズ
マＣＶＤあるいはスバ、り用のガス、例えば、ＳｉＨ，
、ＰＨ，、Ｂ２Ｈ６，Ａｒ　、Ｎ２等を排気する為に別
の排気系、例えばメカニカルプースターポンノ等をバル
ブを介して、さらに真空槽１３に接続しても良い。

また、真空槽１３の排出口はパルｆ１６’ｆ（介してフ
ィルタ１７に接続され、フィルタ１７は循環用ボンｆ１
８の吸入口に接続されている。循環用ポンプ１８の排出
口は熱交換器１９に、そして熱交換器１９はバルブ２０
を介して真空槽１３の吸入口にそれぞれ接続されている
。

なお、所望のガスはガス系２１によって真空槽１３内へ
供給される。また真空槽１３内には、図示されていない
が加熱部（たとえば堆積膜が形成されたばかシの基板な
ど）が存在している。

このような構成を有する本実施例において、まず循環用
のガスがガス系２１によって真空槽１３内に供給され、
真空槽１３内圧力を５００〜６００Ｔｏｒｒに保つ。

そして、パルプ１６および２ｏをオープンし、循環用ポ
ンｆ１８を始動する。これによって、真空槽１３内のガ
スは、排出口とパル７′１６を経て、フィルタ１７へ流
入する。

フィルタ１７は上流側から、たとえば１０μ。

５μ、２μ、１μというように順に細かくなるよう構成
され、ガスとともに流入した微細なゴミを効゛率良く捕
獲し除去する。

フィルタ１７を通過したクリーンなガスは、循環用ポン
プによって押し出され、熱交換器１９へ流入する。ここ
でガスは冷却される。

熱交換器１９によって冷却されたガスは、パルプ２０を
経て真空槽１３内へ帰環し、加熱部を冷却する。

加熱部から熱を吸収したガスは排出口よシ送出され、上
述した経路を通って熱交換器１９によって冷却される。

以下同様に循環しながら、加熱部を短時間で効率的に冷
却する。たとえば、基板温度を３００℃から７０１１ま
で低下させるのに、水素ガスを使用した時は約３０分、
窒素ガスの時は約１時間とｂう短時間であった。

第４図は、本発明の第２の実施例の構成図である。ただ
し、第２図に示されるプラズマＣＶＤ装置の場合が一例
として示されている。また、ガス循環系は第３図と同様
であシ、排気系２２は第３図における荒引きポンプ１４
と本引きポンプ１５の排気系と同様である。

本実施例では、循環系の他に水冷ジャケット１２および
水冷パイｆ２３の水冷手段が対向電極９内およびヒータ
１１０周凹に設けられている。

ヒートショックを避けるためには、最初温水を通し、徐
々に冷水を流すようにするか、あるいは循環系である程
度冷却した後冷水によって一気に冷却するか、又は空気
と水を一定割合で混合したものを最初導入して冷却した
後冷水によって一気に冷却すればよい。

このように循環系と水冷系とを併用することで、循環系
だけの場合よシさらに２０チ程度冷却時間を短縮できる
。

なお、循環系と水冷系の併用は、第１図に示される平行
平板型のプラズマＣＶＤ装置でも実現できることは当然
である。

また、第３図に示される本発明の第１実施例におりて、
真空槽１３はゾラズマＣＶＤだけでなく、スノやツタリ
ング法や蒸着法等の真空槽であっても良い。

また、本発明は第１実施例に限定されるものではなく、
必要に応じてフィルタ１７又は熱交換器１９を省略した
シ、さらに追加したシしても良い。

〔発明の効果〕

以上詳細に説フ」したように、本発明による冷却装置は
所望のガスを真空槽を通して循環させるために１加熱部
の熱を効率良く放出させ冷却時間を劇的に短縮できる◎ さらに、循環ガスがフィルタを通過するために、真空槽
内のクリーニングが同時に行える。

また、加熱部に近接して水冷手段を設けることで、さら
に冷却時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却装置の一例を組込んだ平行平板型プ
ラズマＣＶＤ装置の断面図、第２図は上記従来例を組込
んだ円筒型プラズマＣＶＤ装置の断面図、 第３図は本発明による冷却装置の第１実施例の構成図、
第４図は円筒型プラズマＣＶＤ装置に本発明の第２実施
例を採用した場合の構成図である。 １．７．１３・・・真空槽、１７・・・フィルタ、１８
・・・循環用ポンプ、１９・・・熱交換器、２３・・・
水冷パイプ。 第１図 ｔａ３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　真空槽内に設けられた加熱部を冷却する冷却装
   置において。 所望のガスを前記真空槽を通して循環させる循環手段を
   設けたことを特徴とする冷却装置。
2. （２）　上記加熱部に近接して水冷手段を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷却装置。
3. （３）上記循環手段は上記ガスを冷却する冷却手段を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２Ｊ
   Ａ記載の冷却装置。
4. （４）上自己循環手段は上記ガスをフィルタを通して循
   環させることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項、又は第３項記載の冷却装置。