等離子產(chǎn)生源及具備它的真空等離子處理裝置制造方法
【專利摘要】提供一種能夠均勻且有效地冷卻的等離子產(chǎn)生源及具備它的真空等離子處理裝置和冷卻方法。真空等離子處理裝置具備內(nèi)部被真空排氣的真空腔室、和設(shè)在上述真空腔室內(nèi)的等離子產(chǎn)生源。等離子產(chǎn)生源具有：等離子產(chǎn)生電極，用來(lái)在上述真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子；和減壓空間形成部件，在上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)刃纬赡軌蚴杖菀后w的冷卻介質(zhì)且將其減壓的減壓空間；用上述冷卻介質(zhì)通過(guò)上述減壓蒸發(fā)時(shí)的氣化熱將上述等離子產(chǎn)生電極冷卻。
【專利說(shuō)明】等離子產(chǎn)生源及具備它的真空等離子處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用來(lái)對(duì)基材進(jìn)行通過(guò)CVD或?yàn)R鍍的成膜等等離子處理的真空等離子處理裝置及其等離子產(chǎn)生源。
【背景技術(shù)】
[0002]在例如通過(guò)濺鍍、等離子CVD等的向基材的成膜中，使用真空等離子處理裝置。該真空等離子處理裝置具備真空腔室和等離子產(chǎn)生源，所述等離子產(chǎn)生源具有電極，使真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子。
[0003]在該真空等離子處理裝置中，由于向等離子產(chǎn)生源投入的電能的一部分乃至大部分被變換為熱能，所以在等離子產(chǎn)生源上作用有較大的熱負(fù)荷。所以，在真空等離子處理裝置中，為了抑制與等離子接觸的上述電極的溫度上升而設(shè)有冷卻裝置。例如，在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了 一種冷卻裝置，其在磁控管濺鍍裝置中，具備設(shè)在支承靶的背板(電極板)的背后的冷卻水路，通過(guò)供給到該冷卻水路中的冷卻水將上述背板冷卻。具體而言，在該冷卻裝置中，沿著設(shè)在背板的背后的冷卻路徑的冷卻水的循環(huán)能夠進(jìn)行等離子產(chǎn)生源(在此情況下是濺鍍蒸發(fā)源)自身的冷卻。
[0004]但是，在這樣使冷卻水沿著冷卻路徑流通的冷卻方式、即水冷方式中，由于隨著冷卻水向下游側(cè)流動(dòng)，該冷卻水的溫度逐漸上升，所以在接近冷卻路徑的終點(diǎn)的部位不能將背板充分地冷卻，有該部位的溫度上升的問(wèn)題。此外，在該水冷方式中，越是因真空等離子處理裝置的規(guī)模的增大而等離子產(chǎn)生源(濺鍍蒸發(fā)源)大型化，越是必須使冷卻路徑變長(zhǎng)，其構(gòu)造有變復(fù)雜的趨勢(shì)。
[0005]進(jìn)而，在上述水冷方式中，冷卻路徑內(nèi)的冷卻水有可能被分為溫度相互不同的層、在其層間產(chǎn)生界膜，即，有可能產(chǎn)生層流邊界層。這樣的冷卻路徑內(nèi)的界膜的產(chǎn)生使傳熱效率顯著地下降。為了避免該情況，需要在冷卻路徑內(nèi)設(shè)置促進(jìn)紊流的產(chǎn)生的構(gòu)造物、或勉強(qiáng)采用容易發(fā)生紊流那樣的流速，它們一般使伴隨著冷卻水的流通的壓力損失顯著增大。
[0006]除此以外，由專利文獻(xiàn)I那樣的等離子產(chǎn)生源釋放的熱非常大，為了將這樣的較大的熱除去、將背板充分冷卻，需要使大量的冷卻水沿著冷卻路徑流通。為了確保需要的冷卻水量，必須使冷卻水的供給壓力也變高，需要在背板的背面?zhèn)仁┘油ǔ?00?700kPa的較大的壓力(水壓)。另一方面，由于背板的正面?zhèn)韧ǔ１粶p壓到IOOPa以下，所以對(duì)水壓加上真空的壓力，在背板的正面?zhèn)扰c背面?zhèn)戎g產(chǎn)生例如300kPa以上的較大的壓力差。對(duì)于背板及冷卻水的密封裝置，要求即使作用有這樣的較大的壓力差也不發(fā)生破壞、變形、泄漏那樣的牢固的結(jié)構(gòu)。
[0007]S卩，在專利文獻(xiàn)I所記載那樣的水冷方式的冷卻裝置中，等離子產(chǎn)生源的均勻的冷卻較困難，如果想要均勻冷卻，則導(dǎo)致冷卻路徑的復(fù)雜化等不良狀況。在水冷方式中如果要向等離子產(chǎn)生源的外部放熱，則需要使大量的冷卻水流通到等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)龋枰笠?guī)模的泵等系統(tǒng)。除此以外，需要背板的厚壁化及冷卻水的密封裝置的大型化，以承受背板的正面?zhèn)扰c背面?zhèn)戎g的壓力差，這些導(dǎo)致制造成本的高漲的可能性較高。[0008]進(jìn)而，在具備電極內(nèi)置磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的磁控管濺鍍蒸發(fā)源的裝置中，產(chǎn)生用來(lái)對(duì)抗上述較大的壓力差的背板的更加厚壁化的問(wèn)題。具體而言，背板的厚度的增大，使設(shè)在等離子產(chǎn)生源的內(nèi)側(cè)(背板背面?zhèn)?的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置與設(shè)在等離子產(chǎn)生源的外側(cè)(背板表面?zhèn)蒁的靶表面的距離變大，該距離越大，從磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置對(duì)靶施加的磁場(chǎng)的強(qiáng)度越降低。因而，為了在靶表面得到充分的磁場(chǎng)強(qiáng)度，產(chǎn)生為了生成強(qiáng)力的磁場(chǎng)而需要大型的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的問(wèn)題。
[0009]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)平5 - 148643號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種在抑制設(shè)備的大型化及成本的增大的同時(shí)、能夠均勻且有效地冷卻的等離子產(chǎn)生源及具備它的真空等離子處理裝置、以及等離子產(chǎn)生源的冷卻方法。
[0011 ] 本發(fā)明提供的等離子產(chǎn)生源，設(shè)在內(nèi)部被真空排氣的真空腔室的該內(nèi)部，與該真空腔室一起構(gòu)成真空等離子處理裝置。該等離子產(chǎn)生源具備:等離子產(chǎn)生電極，用來(lái)在上述真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子；和減壓空間形成部件，在上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)刃纬赡軌蚴杖菀后w的冷卻介質(zhì)且將其減壓的減壓空間；用上述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)時(shí)的氣化熱將上述等離子產(chǎn)生電極冷卻。
[0012]本發(fā)明提供的真空等離子處理裝置，具備內(nèi)部被真空排氣的真空腔室、和上述等離子產(chǎn)生源；該等離子產(chǎn)生源設(shè)在上述真空腔室內(nèi)。
[0013]本發(fā)明提供的方法，是將真空等離子處理裝置的等離子產(chǎn)生源冷卻的方法，所述真空等離子處理裝置具備真空腔室和等離子產(chǎn)生源，所述真空腔室內(nèi)部被真空排氣，所述等離子產(chǎn)生源設(shè)在該真空腔室內(nèi)，具有用來(lái)在該真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子的等離子產(chǎn)生電極，所述方法包括:在上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)刃纬蓽p壓空間；和在上述減壓空間內(nèi)使液體的冷卻介質(zhì)氣化，用該氣化熱將上述等離子產(chǎn)生電極冷卻。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的第I實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的圖。
[0015]圖2是表示有關(guān)上述第I實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的變形例的圖。
[0016]圖3是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的變形例的圖。
[0017]圖4是表示有關(guān)第I實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的變形例的圖。
[0018]圖5是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的圖。
[0019]圖6是圖5的VI — VI線剖面圖。
[0020]圖7是表示有關(guān)上述第2實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的變形例的圖。
[0021]圖8是圖7的VIII — VIII線剖面圖。
[0022]圖9是表示有關(guān)上述第2實(shí)施方式的冷卻裝置的變形例的圖。
[0023]圖10是表示有關(guān)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的真空等離子產(chǎn)生裝置的圖。
[0024]圖11是表示圖10所示的冷凝裝置的構(gòu)造的圖。
[0025]圖12是表示有關(guān)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的圖。
[0026]圖13是表示有關(guān)上述第4實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的變形例的圖。[0027]圖14是表示有關(guān)上述第4實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的變形例的圖。
[0028]圖15是表示有關(guān)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的圖。
[0029]圖16是圖15的XVI — XVI線剖面圖。
[0030]圖17是表示有關(guān)本發(fā)明的第6實(shí)施方式的真空等離子產(chǎn)生裝置的圖。
[0031]圖18是表示有關(guān)上述第6實(shí)施方式的真空等離子產(chǎn)生裝置的變形例的圖。
[0032]圖19是圖18所示的儲(chǔ)液部及連接在其上的管的立體圖。
[0033]圖20是表示有關(guān)第7實(shí)施方式的真空等離子產(chǎn)生裝置的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下，基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0035]圖1是有關(guān)本發(fā)明的第I實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3，表示具備冷卻裝置I的裝置的整體結(jié)構(gòu)。該真空等離子處理裝置3具備內(nèi)部能夠真空排氣的箱狀的真空腔室
4、設(shè)在該真空腔室4內(nèi)、具有等離子產(chǎn)生電極8的等離子產(chǎn)生源2、和連接到真空腔室4的未圖示的真空泵。上述真空泵將上述真空腔室4的內(nèi)部排氣，成為真空或極低壓狀態(tài)。在真空腔室4內(nèi)，配備有作為等離子處理對(duì)象的晶片、玻璃、薄膜等基板(處理對(duì)象物)W，以該基板W與上述等離子產(chǎn)生電極8對(duì)置的方式配置上述等離子產(chǎn)生源2。對(duì)于等離子產(chǎn)生源2，能夠從等離子電源(圖示略)供給等離子產(chǎn)生用的電力(DC (直流)、PulseDC (間歇直流)、MF — AC (中間頻率域的交流)或RF (高頻)等)的電力。
[0036]在該真空等離子處理裝置3中，通過(guò)上述真空泵動(dòng)作而使上述真空腔室4內(nèi)成為真空狀態(tài)、將Ar等放電氣體向真空腔室4內(nèi)導(dǎo)入、和等離子電源對(duì)等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8賦予電位，在該等離子產(chǎn)生電極8與上述基板W之間生成等離子P。
[0037]以后的說(shuō)明主要以真空等離子處理裝置3是濺鍍裝置為前提開(kāi)展。但是，本發(fā)明的真空等離子處理裝置并不限定于此，例如在濺鍍裝置以外的真空等離子處理裝置、具體而言在進(jìn)行等離子CVD、蝕刻等的裝置中也能夠采用。
[0038]如圖1所示，等離子產(chǎn)生源2在濺鍍裝置的情況下是濺鍍蒸發(fā)源，具有內(nèi)部為空洞的平板狀的箱體5。該箱體5具有上述等離子產(chǎn)生電極8、和將開(kāi)口朝向基板W側(cè)而配備的有底的箱體主體6，上述等離子產(chǎn)生電極8呈將上述箱體主體6的開(kāi)口封閉的板狀。上述箱體主體6相當(dāng)于減壓空間形成部件，具有以對(duì)置于上述等離子產(chǎn)生電極8的背面8a的方式配置的方形或圓板狀的背壁6a、和從該背壁6a的周緣朝向上述等離子產(chǎn)生電極8的背面8a突出的周壁6b，通過(guò)將該周壁6b接合到上述等離子產(chǎn)生電極8的背面8a的周緣上，即，通過(guò)等離子產(chǎn)生電極8將上述箱體主體6的開(kāi)口封閉，構(gòu)成上述箱體5，并且在其內(nèi)部形成被從外部的真空腔室4內(nèi)空間氣密地隔離的減壓空間13。
[0039]上述等離子產(chǎn)生電極8在被作為濺鍍蒸發(fā)源使用的情況下，具有背板7、和作為形成在其表側(cè)面上的被膜原料的靶9。靶9在濺鍍裝置的情況下是濺鍍靶，在許多情況下，在背板7之上安裝作為被膜原料的靶9。
[0040]上述背板7通常由金屬形成為板狀，在該實(shí)施方式中形成為圓板狀，作為該金屬，較多使用熱傳導(dǎo)性和電傳導(dǎo)性的兩者都較好的銅，但也可以使用SUS、鋁等。上述靶9是被膜的原材料，可以使用所有的金屬材料或C、Si等無(wú)機(jī)物、ITO等透明導(dǎo)電膜材料、Si02、SiN等化合物、有機(jī)物等能夠形成為板狀的所有的材料。此外，例如在將Cu或Ti等作為靶材的情況下，可以將背板7省略，而將靶9原樣作為等離子產(chǎn)生電極使用。
[0041]如果在上述等離子產(chǎn)生電極8上、具體而言在靶9上生成等離子，則該等離子中的Ar等的離子被等離子產(chǎn)生電極的負(fù)電位吸引，以高能量向靶9撞擊，將靶9的原子通過(guò)濺鍍現(xiàn)象彈出。該原子作為被膜堆積到基板W上，由此實(shí)現(xiàn)成膜處理。另一方面，撞擊在靶9上的Ar的能量將靶9加熱，該熱向背板7傳遞。結(jié)果，等離子產(chǎn)生電極8整體被加熱。
[0042]另外，在真空等離子處理裝置3是等離子CVD裝置或蝕刻裝置的情況下，沒(méi)有靶，只有等離子產(chǎn)生電極8。此外，根據(jù)裝置，也有在等離子產(chǎn)生電極8上安裝基板W的情況。在此情況下，不是如濺鍍裝置那樣等離子產(chǎn)生電極的靶蒸發(fā)，但與濺鍍裝置同樣的是:在等離子產(chǎn)生電極8附近產(chǎn)生等離子，等離子中的具有高能量的離子或電子撞擊到等離子產(chǎn)生電極上,該能量將等離子產(chǎn)生電極8加熱。
[0043]在該實(shí)施方式中,在上述箱體5的外側(cè),配備有抑制在基板W的表面以外的地方產(chǎn)生等離子P的等離子產(chǎn)生防止遮蔽部10。該等離子產(chǎn)生防止遮蔽部10將等離子產(chǎn)生電極8的整個(gè)表面中的除了表側(cè)面以外的面(在該實(shí)施方式中是前后左右的側(cè)面及上表面)一邊從箱體5保持一定的距離一邊從外側(cè)包圍，這樣，通過(guò)將箱體5的外表面物理地覆蓋，防止在等離子產(chǎn)生電極8以外的箱體5表面上產(chǎn)生等離子P。
[0044]在上述箱體5的內(nèi)側(cè)，也可以在例如由假想線表示的位置上設(shè)置磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置
11。該磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11使等離子產(chǎn)生電極8的表面附近產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)該磁場(chǎng)的作用，使等離子P的生成變?nèi)菀?，承?dān)使等離子P收斂的作用。在該磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11中，可以使用例如形成為跑道狀的磁控管磁場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)等。
[0045]如上述那樣，在等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)龋纬捎凶鳛橄潴w5的內(nèi)部空間、從該箱體5的外部的真空腔室4的內(nèi)部以氣密狀態(tài)隔離的空洞，將該空洞作為減壓空間13。有關(guān)該實(shí)施方式的冷卻裝置I除了作為用來(lái)形成上述減壓空間13的減壓空間形成部件的上述箱體主體6以外，還具有冷卻介質(zhì)供給裝置12和排氣裝置14。
[0046]上述冷卻介質(zhì)供給裝置12向如上述那樣以氣密狀態(tài)隔離的箱體5的內(nèi)部、即等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)?在該實(shí)施方式中是背板7)供給液體的冷卻介質(zhì)。這里，以往的冷卻方式是使冷卻介質(zhì)流通到等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)榷鴮⒈嘲?冷卻的方式，在該方式中，如已經(jīng)敘述那樣，背板7沒(méi)有被充分冷卻，背板7整體的冷卻效率不高。對(duì)此，在有關(guān)該實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3的等離子產(chǎn)生源2的冷卻裝置I中，上述排氣裝置14將上述箱體5的內(nèi)部的減壓空間13排氣而減壓，由此促進(jìn)供給到等離子產(chǎn)生電極8的背面8a的液體的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)，通過(guò)該冷卻介質(zhì)蒸發(fā)時(shí)的氣化熱將等離子產(chǎn)生電極8冷卻。
[0047]這樣，通過(guò)在等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)取⒓聪潴w5的內(nèi)部形成減壓空間13，能夠在該等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)仁估鋮s介質(zhì)氣化，由此，能夠從等離子產(chǎn)生電極8有效率地將熱去除。此外，通過(guò)箱體5的內(nèi)部的減壓空間13的減壓，等離子產(chǎn)生電極8 (背板7)的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)葍烧叨紴闇p壓狀態(tài)，所以作用于兩者之間的壓力差被緩和。所以，為了將冷卻介質(zhì)密封到減壓空間13內(nèi)，不需要耐壓較高的密封裝置。此外，上述壓力差較小，能夠?qū)⒌入x子產(chǎn)生源2的各部的耐壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)得較小。
[0048]接著，對(duì)構(gòu)成第I實(shí)施方式的冷卻裝置I的減壓空間形成部件即箱體主體6、排氣裝置14和冷卻介質(zhì)供給裝置12詳細(xì)地說(shuō)明。
[0049]如圖1所示，第I實(shí)施方式的冷卻裝置I是為了將沿著水平方向配備的平板狀的等離子產(chǎn)生源2冷卻而設(shè)置的。
[0050]在等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)?，如上述那樣形成有由箱體主體6和等離子產(chǎn)生電極8 (背板7)包圍的減壓空間13，被從真空腔室4的內(nèi)部及箱體5的外部以氣密狀隔離。上述排氣裝置14具有用來(lái)將減壓空間13內(nèi)排氣的排氣管15及排氣泵16，上述排氣管15連接在上述箱體5的上部。排氣泵16通過(guò)經(jīng)由上述排氣管15將減壓空間13內(nèi)排氣，在冷卻介質(zhì)是水的情況下將該減壓空間13的內(nèi)部減壓到20kPa (0.2氣壓)以下、優(yōu)選的是4.2kPa (約0.04氣壓)以下的壓力。20kPa相當(dāng)于60°C的水的蒸汽壓，4.2kPa相當(dāng)于約30°C的水的蒸汽壓，根據(jù)減壓空間的壓力控制等離子產(chǎn)生源2的溫度。另一方面，如果減壓空間13的壓力低于約0.6kPa，則有可能被供給的水被冷卻到冰點(diǎn)下而結(jié)冰，所以排氣裝置14優(yōu)選的是將減壓空間13內(nèi)的壓力維持為約0.6kPa以上。在冷卻介質(zhì)是水以外的情況下，由介質(zhì)的蒸汽壓和作為目標(biāo)的冷卻溫度的關(guān)系決定壓力，但為了享受等離子產(chǎn)生源2的強(qiáng)度方面的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)選的是不超過(guò)50kPa。
[0051]如上述那樣，上述冷卻介質(zhì)供給裝置12對(duì)上述減壓空間13的內(nèi)部供給液體的冷卻介質(zhì)，該被供給的液體的冷卻介質(zhì)通過(guò)被等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8加熱而氣化，由此生成冷卻介質(zhì)的蒸汽。
[0052]將上述排氣裝置14的排氣管15配管，以從上述減壓空間13將冷卻介質(zhì)的蒸汽向真空腔室4的外部導(dǎo)引。排氣泵16動(dòng)作，以經(jīng)由上述排氣管15將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出。上述排氣管15由蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)能夠流通的管材形成。該排氣管15的一端在箱體5的上側(cè)的內(nèi)壁面上開(kāi)口，進(jìn)行配管，以便能夠從箱體5的內(nèi)部將冷卻介質(zhì)的蒸汽向真空腔室4的外部排氣。
[0053]在上述排氣泵16中，優(yōu)選的是使用不僅將蒸汽的冷卻介質(zhì)、還能夠?qū)⒁后w的冷卻介質(zhì)排出那樣的噴射泵。例如，在冷卻介質(zhì)是水的情況下，可以使用水噴射泵或蒸汽噴射泵那樣的、能夠?qū)⑺驼羝曰旌蠣顟B(tài)排出的泵作為上述排氣泵16。
[0054]對(duì)等離子產(chǎn)生電極8的背面8a供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)供給裝置12在該實(shí)施方式中具有作為冷卻介質(zhì)噴霧部的多個(gè)噴嘴17、供給配管18和制冷劑供給泵19。上述各噴嘴17將上述液體的冷卻介質(zhì)對(duì)等離子產(chǎn)生源2的背面8a噴霧，將該冷卻介質(zhì)向背面8a的整面均勻地供給。這些噴嘴17在上述背壁6a即上述箱體5的平板狀的上側(cè)部分配備有多個(gè)。將上述供給配管18配管，以向上述各噴嘴17分配輸送液體的冷卻介質(zhì)。上述制冷劑供給泵19動(dòng)作，以經(jīng)由上述供給配管18向上述各噴嘴17壓送液體的冷卻介質(zhì)。
[0055]這樣，上述冷卻介質(zhì)供給裝置12將液體的冷卻介質(zhì)遍及背板7的背面8a的整面噴霧，通過(guò)將冷卻介質(zhì)均勻地?cái)U(kuò)散到等離子產(chǎn)生電極8的背面8a的整面上，能夠?qū)⒌入x子產(chǎn)生源2沒(méi)有不勻且有效率地冷卻。
[0056]由于上述排氣裝置14的排氣管15電氣地連接在等離子產(chǎn)生源2上，所以該排氣管15和真空腔室4具有相互不同的電位。由此，可以在它們之間配備電絕緣部20。作為這樣的電絕緣部20，優(yōu)選的是由陶瓷或玻璃等無(wú)機(jī)材料、或沒(méi)有導(dǎo)電性的合成樹(shù)脂等形成的部件，夾設(shè)在排氣裝置14的排氣管15與真空腔室4之間。在圖例中，不僅在排氣管15與真空腔室4之間，在排氣管15與等離子產(chǎn)生防止遮蔽部10之間、以及排氣管15與支承它的部件之間也設(shè)有電絕緣部20。這些電絕緣部20的配設(shè)能夠避免等離子產(chǎn)生防止遮蔽部10的周圍的等離子P的產(chǎn)生、因向排氣管15或連接在排氣管15上的排氣泵16等的接觸造成的觸電。此外，通過(guò)將排氣管15的一部分用電絕緣部件構(gòu)成，能夠防止電流流到排氣泵16中。同樣，優(yōu)選的是關(guān)于冷卻介質(zhì)的供給配管18及后述的泄流部21也優(yōu)選的是適當(dāng)設(shè)置電絕緣部。
[0057]接著，對(duì)使用上述冷卻裝置I將等離子產(chǎn)生源2冷卻的方法、換言之本發(fā)明的冷卻方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]以下，對(duì)進(jìn)行濺鍍成膜處理的情況進(jìn)行說(shuō)明。在該濺鍍成膜處理中，上述平板狀的等離子產(chǎn)生源2 (濺鍍蒸發(fā)源)及基板W例如以分別沿著水平方向且相互平行的方式配備。在將真空腔室4的內(nèi)部排氣到真空后，向該真空腔室4內(nèi)供給等離子產(chǎn)生用的氣體(例如Ar)，并對(duì)等離子產(chǎn)生源2 (濺鍍蒸發(fā)源)使用等離子電源賦予電位，在等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8的附近生成等離子P。
[0059]在這樣的等離子P的產(chǎn)生時(shí)，在等離子產(chǎn)生電極8的表面(即靶9)上產(chǎn)生大量的熱。為了該等離子產(chǎn)生電極8的冷卻，在排氣裝置14將減壓空間13排氣的同時(shí)，冷卻介質(zhì)供給裝置12將液體的冷卻介質(zhì)向上述減壓空間13內(nèi)供給。該供給在該實(shí)施方式中通過(guò)從各噴嘴17的噴霧進(jìn)行，由此將上述冷卻介質(zhì)以向等離子產(chǎn)生電極8的背面8a整面均勻地?cái)U(kuò)散的方式供給。這樣以向等離子產(chǎn)生電極8的背面8a整面擴(kuò)散的方式被供給的液體的冷卻介質(zhì)一邊吸收被傳遞給等離子產(chǎn)生電極8 (背板7)背面8a的熱作為氣化熱一邊蒸發(fā)。這樣，通過(guò)氣化熱被奪去，包括等離子產(chǎn)生電極8的等離子產(chǎn)生源2被冷卻。從上述背面8a蒸發(fā)的冷卻介質(zhì)的蒸汽經(jīng)由排氣裝置14的排氣管15被真空腔室4的外部的排氣泵16吸入。即，通過(guò)該排氣泵16從上述減壓空間13排氣。
[0060]這樣，通過(guò)在等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a側(cè)形成能夠真空排氣的減壓空間13，能夠促進(jìn)對(duì)該背面8a供給的冷卻介質(zhì)的氣化，利用該冷卻介質(zhì)的氣化熱將等離子產(chǎn)生電極8有效率地冷卻(氣化冷卻)。特別是，在利用這樣的氣化冷卻的情況下，不發(fā)生在使冷卻介質(zhì)循環(huán)的方式中發(fā)生那樣的伴隨著界膜的傳熱的損失。此外，通過(guò)由等離子產(chǎn)生電極8和箱體主體6構(gòu)成箱體5、將其內(nèi)部作為減壓空間13，能夠大幅緩和等離子產(chǎn)生電極8的表面?zhèn)扰c背面8a側(cè)之間的壓力差。這使得不再需要為了有富余的強(qiáng)度確保而將背板7的厚度設(shè)定得較大、或?yàn)榱艘后w的冷卻介質(zhì)的密封而使用耐壓較高的密封裝置，能夠用簡(jiǎn)單的設(shè)備將包括等離子產(chǎn)生電極的等離子產(chǎn)生源2沒(méi)有不勻而均勻地冷卻。此外，由于需要的強(qiáng)度降低，所以能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的簡(jiǎn)潔化及等離子產(chǎn)生源2的設(shè)計(jì)的自由度的增大。
[0061]關(guān)于該第I實(shí)施方式的冷卻裝置1，也可以設(shè)置用來(lái)將冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)的兩者從減壓空間13向排氣管15導(dǎo)出的泄流部，例如圖2所示那樣的泄流管21。該泄流管21的一端以在箱體5的內(nèi)部開(kāi)口的方式固定在例如箱體主體6上，泄流管21的另一端以在排氣管15的內(nèi)部開(kāi)口的方式固定在該排氣管15上，并且該另一端的位置設(shè)定為位于比上述一端靠下側(cè)。經(jīng)由該泄流管21，能夠?qū)⒃跍p壓空間13的內(nèi)部沒(méi)有完全氣化而成為剩余的冷卻介質(zhì)排出，能夠防止該剩余的冷卻介質(zhì)成為氣化冷卻的妨礙。
[0062]上述等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a也可以不是水平而傾斜。例如，在如圖3所示那樣等離子產(chǎn)生電極8的背面8a傾斜的情況下，冷卻介質(zhì)供給裝置12優(yōu)選的是向上述背面8a中的較高的部分、在圖3中向左側(cè)的部分供給液體的冷卻介質(zhì)，以將液體的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用遍及背面8a整面均等地?cái)U(kuò)散。這樣供給的液體的冷卻介質(zhì)順著如上述那樣傾斜的背面8a，向較低側(cè)、在圖3中向右側(cè)流落。這樣，能夠通過(guò)重力的作用將液體的冷卻介質(zhì)向背面8a整面均等地?cái)U(kuò)散，能夠?qū)⒌入x子產(chǎn)生源2有效率地冷卻。
[0063]在這樣將液體的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用遍及背面8a的整面均等地?cái)U(kuò)散的情況下，上述冷卻介質(zhì)供給裝置12也可以不是經(jīng)由上述噴嘴17，而使冷卻介質(zhì)沿著壁面滴下，向背面8a供給。即，冷卻介質(zhì)供給裝置12也可以具有滴下部22，從該滴下部22沿著箱體5的側(cè)壁面將冷卻介質(zhì)滴下，所述滴下部22將冷卻介質(zhì)向與傾斜的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a中的較高側(cè)的部分接觸的箱體5的內(nèi)側(cè)壁面滴下。這樣，從滴下部22滴下的冷卻介質(zhì)順著箱體5的側(cè)壁面，到達(dá)背面8a上，再沿著傾斜的背面8a流下。由此，液體的冷卻介質(zhì)向背面8a整面均等地?cái)U(kuò)散，促進(jìn)該冷卻介質(zhì)的氣化。
[0064]圖1?圖3表示等離子產(chǎn)生源2沿著水平配備的例子，但如圖4所示的例子那樣，在有關(guān)本發(fā)明的真空等離子處理裝置中，等離子產(chǎn)生源2也可以沿著鉛直方向配備。這樣，在等離子產(chǎn)生源2沿著鉛直方向以起立的姿勢(shì)配置的情況下，能夠使等離子產(chǎn)生電極8的背面8a的坡度比圖3更大，例如也可以如圖4所示那樣做成鉛直面，由此，能夠進(jìn)一步提高將液體的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用遍及背面8a的整面均等地?cái)U(kuò)散的效果。
[0065]上述泄流部、例如圖2所示的使箱體5的內(nèi)部與排氣管15連通的泄流管21也能夠應(yīng)用到在圖3及圖4中分別表示的裝置中。通過(guò)該應(yīng)用，能夠?qū)⒁e存到背面8a的較低側(cè)的剩余的冷卻介質(zhì)排出。
[0066]如果使用如圖3或圖4那樣利用重力的作用將冷卻介質(zhì)向背面8a整面擴(kuò)散的冷卻介質(zhì)供給裝置12,則液體的冷卻介質(zhì)被向背面8a整面均等地分配,能夠?qū)⒗鋮s介質(zhì)的氣化遍及整面沒(méi)有不勻地進(jìn)行，所以能夠更有效率地將電極冷卻。
[0067]在以上所示的裝置中，作為將冷卻介質(zhì)向背面8a整面擴(kuò)散的手段，也可以利用毛細(xì)管現(xiàn)象。例如，雖然圖示省略，但也可以在等離子產(chǎn)生電極8的背面8a上形成導(dǎo)引冷卻介質(zhì)的槽，以便能夠?qū)⒁后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象的作用遍及背面8a的整面均等地?cái)U(kuò)散。通過(guò)將這樣的用毛細(xì)管現(xiàn)象的作用導(dǎo)引液體的冷卻介質(zhì)的槽形成在上述背面8a上，液體的冷卻介質(zhì)向背面8a整面均等地?cái)U(kuò)散，能夠?qū)⒌入x子產(chǎn)生源2更有效率地冷卻。導(dǎo)引冷卻介質(zhì)的槽也可以直接形成在圖1、圖2的等離子產(chǎn)生源2的背面8a上?；蛘咭部梢詫⒉垡酝獾臉?gòu)造、例如網(wǎng)狀的物體設(shè)在等離子產(chǎn)生電極8的背面8a上，通過(guò)其毛細(xì)管現(xiàn)象的作用將液體的冷卻介質(zhì)擴(kuò)散。
[0068]接著，說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3。
[0069]上述真空等尚子處理裝置3如圖5及圖6所不,具備真空腔室4、在內(nèi)部具有減壓空間13的具有圓筒狀的周壁的等離子產(chǎn)生源2、將其冷卻的冷卻裝置1、冷卻介質(zhì)供給裝置
12、排氣裝置14、和如后述那樣使等離子產(chǎn)生源2的箱體5旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，上述等離子產(chǎn)生源2的圓筒狀的周壁的至少外周部構(gòu)成等離子產(chǎn)生電極8。上述等離子產(chǎn)生源2為繞朝向水平的軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備的圓筒。
[0070]以下，對(duì)第2實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2及設(shè)在該電極上的冷卻裝置I詳細(xì)地說(shuō)明。以下的說(shuō)明，對(duì)于等離子產(chǎn)生源2是濺鍍蒸發(fā)源、是具備圓筒旋轉(zhuǎn)靶的所謂回旋磁控管濺鍍蒸發(fā)源的情況進(jìn)行。
[0071]在上述真空腔室4的側(cè)壁上，形成有圓形狀的開(kāi)口部23。上述等離子產(chǎn)生源2(回旋磁控管濺鍍蒸發(fā)源)的一方的端部構(gòu)成被軸支承部5a，在該被軸支承部5a經(jīng)由上述開(kāi)口部23突出到真空腔室4的外部的狀態(tài)下，其以外的等離子產(chǎn)生源2的部分收容在真空腔室4的內(nèi)部。具體而言，等離子產(chǎn)生源2具有包括圓筒狀的周壁5c及上述被軸支承部5a的箱體5，通過(guò)將該箱體5例如從上述開(kāi)口部23朝向真空腔室4的內(nèi)部插入，將等離子產(chǎn)生源2組裝到真空腔室4上。此外，上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置例如具有馬達(dá)、和將該馬達(dá)與上述箱體5連結(jié)的驅(qū)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)，連結(jié)在該箱體5上，以使上述箱體5繞其周壁5c的軸心旋轉(zhuǎn)。
[0072]在上述等離子產(chǎn)生源2的被軸支承部5a的外周面與上述真空腔室4中的包圍上述開(kāi)口部23的部分的內(nèi)周面之間，設(shè)有:軸承部24，將包括圓筒狀的周壁5c的箱體5相對(duì)于真空腔室4繞水平軸旋轉(zhuǎn)自如地支承；以及密封部25，不妨礙箱體5相對(duì)于該真空腔室4的旋轉(zhuǎn)而保持真空腔室4的內(nèi)部的氣密性。在第2實(shí)施方式中，也與第I實(shí)施方式同樣，需要對(duì)旋轉(zhuǎn)的箱體5賦予等離子產(chǎn)生用的電位，所以雖然圖示省略，但在軸承部24中的腔室側(cè)的部分或箱體側(cè)的部分的任一處設(shè)有電絕緣部。
[0073]上述箱體5的周壁5c的主要部構(gòu)成用于等離子的生成的等離子產(chǎn)生電極8，其以外的箱體5的部分、例如上述被軸支承部5a及其相反側(cè)的端壁5b等，相當(dāng)于本發(fā)明的減壓空間形成部件。等離子產(chǎn)生電極8類似于第I實(shí)施方式，由背管7和安裝在其上的靶9構(gòu)成，但上述背管7由上述箱體5的周壁5c的主要部分構(gòu)成，上述靶9配設(shè)在上述背管的外周面上。
[0074]在回旋磁控管濺鍍的情況下，在圖6中用雙點(diǎn)劃線表示那樣的等離子產(chǎn)生電極的內(nèi)部以固定狀態(tài)安裝磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置。磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11在靶9的表面上在形成跑道狀的磁控管磁場(chǎng)的地方有選擇地生成跑道狀的磁場(chǎng)。在圖6的例子中，磁場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)例如如圖6的雙點(diǎn)劃線IlA所示那樣被朝下安裝，等離子僅在等離子產(chǎn)生電極8的下方生成，在該處發(fā)生濺鍍蒸發(fā)。另一方面，由于包括圓筒狀靶9的等離子產(chǎn)生電極8旋轉(zhuǎn)，上述靶9被上述等離子濺鍍的部位依次變化，所以結(jié)果靶9遍及其整周濺鍍蒸發(fā)。
[0075]上述排氣裝置14將上述等離子產(chǎn)生源2的箱體5的內(nèi)部的減壓空間13減壓。減壓空間13的壓力根據(jù)使用的冷卻介質(zhì)而不同，但在冷卻介質(zhì)是水的情況下，如在第一實(shí)施方式中詳述那樣，優(yōu)選的是0.6?20kPa之間。
[0076]關(guān)于上述冷卻介質(zhì)供給裝置12及上述排氣裝置14，它們的主要部分分別設(shè)在上述等離子產(chǎn)生源2的箱體5的內(nèi)部。冷卻介質(zhì)供給裝置12將液體的冷卻介質(zhì)向上述等離子產(chǎn)生電極8的內(nèi)周面供給，排氣裝置14將由冷卻介質(zhì)供給裝置12供給的冷卻介質(zhì)的蒸汽從箱體5的內(nèi)部排氣。
[0077]上述排氣裝置14具有排氣管15，該排氣管15在具有圓筒狀的周壁5c的箱體5的內(nèi)部沿著該箱體5的軸心配置。當(dāng)然，該排氣管15具有比等離子產(chǎn)生源2的箱體5的內(nèi)徑小的外徑。該排氣管15為了將具有圓筒狀的周壁5c的箱體5的內(nèi)部的空間某種程度均勻地減壓而配置，但也可以將該排氣管15省略。
[0078]上述冷卻介質(zhì)供給裝置12具有未圖示的供給泵、供給配管18和作為冷卻介質(zhì)噴霧部的多個(gè)噴嘴17，該供給配管18具有在排氣管15的管壁內(nèi)沿軸向延伸的部分。上述供給泵配備在真空腔室4的外部，將液體的冷卻介質(zhì)向上述供給配管18內(nèi)供給。上述各噴嘴17將供給到上述供給配管18內(nèi)的液體的冷卻介質(zhì)噴霧，沿著圓筒狀的等離子產(chǎn)生電極8的軸芯方向隔開(kāi)間隔、例如等間隔地設(shè)置。各噴嘴17從上述供給配管18朝外(在圖例中朝上)突出，能夠?qū)⒁后w的冷卻介質(zhì)朝向圓筒狀的等離子產(chǎn)生電極8的內(nèi)表面噴霧。另一方面，由于圓筒狀的等離子產(chǎn)生電極8 (靶)旋轉(zhuǎn)，所以關(guān)于其軸芯方向通過(guò)噴嘴17的均等配置(分散配備)、關(guān)于圓周方向通過(guò)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)于等離子產(chǎn)生電極8的內(nèi)表面的冷卻介質(zhì)的供給的均勻化。
[0079]上述各噴嘴17的噴霧的方向沒(méi)有特別限定，但在旋轉(zhuǎn)軸被設(shè)置為水平的情況下，從利用冷卻介質(zhì)在圓筒內(nèi)表面流下的作用的觀點(diǎn)看，優(yōu)選的是朝上。冷卻介質(zhì)的供給位置并不特別限定于具有圓筒狀的周壁5c的箱體5的旋轉(zhuǎn)軸是水平的情況，只要將冷卻介質(zhì)向圓筒內(nèi)空間供給就可以。如果具有圓筒狀的周壁5c的箱體5的旋轉(zhuǎn)軸是水平，則被供給的冷卻介質(zhì)在箱體5的下側(cè)、在軸芯方向上大致均勻地形成儲(chǔ)液部。在液體的冷卻介質(zhì)附著在內(nèi)周面上的狀態(tài)下箱體5旋轉(zhuǎn)，隨著旋轉(zhuǎn)的箱體5，冷卻介質(zhì)被抬起，所以積存在箱體5的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)成為膜而被均等地向箱體5的內(nèi)周面涂敷擴(kuò)散。
[0080]第2實(shí)施方式的排氣裝置14也與第I實(shí)施方式同樣，具有上述排氣管15和排氣泵16。將排氣管15配管，以從箱體5的內(nèi)部的減壓空間13將冷卻介質(zhì)的蒸汽向真空腔室4的外部導(dǎo)引，排氣泵16以經(jīng)由該排氣管15將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出的方式動(dòng)作。
[0081]關(guān)于排氣裝置14，第2實(shí)施方式與第I實(shí)施方式不同的點(diǎn)是，被賦予了用來(lái)在排氣管15被固定以便不旋轉(zhuǎn)的同時(shí)、容許配備在其外側(cè)的箱體5的旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。具體而言，有關(guān)第2實(shí)施方式的排氣管15在具有圓筒狀的周壁5c的箱體5的內(nèi)部，以與該箱體5同軸狀配備，其端部中的開(kāi)口部23的相反側(cè)的端部(圖中的左側(cè)的端部)被封閉，在該封閉的端部與箱體5的端壁5b之間，設(shè)有用來(lái)容許箱體5相對(duì)于排氣管15的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的軸承部24。
[0082]排氣管15的端部中的開(kāi)口部23側(cè)的端部(圖中的右側(cè)的端部)水平地延伸到真空腔室4的外側(cè)，連接在設(shè)于箱體5的外側(cè)的排氣泵16上。在排氣管15的外周面與箱體5的被軸支承部5a的內(nèi)周面之間配備有軸承部24和密封部25，在密封部25保持箱體5的內(nèi)部的氣密性的同時(shí)，軸承部24容許箱體5相對(duì)于排氣管15的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。從這樣的觀點(diǎn)，配置到上述箱體內(nèi)部的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11優(yōu)選的是由排氣管15支承。
[0083]如圖5、圖6所示，上述排氣管15中的在上述箱體5內(nèi)水平延伸的部分具有多個(gè)吸氣口 26，這些吸氣口 26分別在沿軸心方向排列的多個(gè)位置上形成。在上述排氣管15內(nèi)，有根據(jù)距排氣泵的距離而發(fā)生壓力梯度的情況，若考慮這一點(diǎn)，則各吸氣口 26優(yōu)選的是例如越處于距排氣泵較遠(yuǎn)的位置具有越大的開(kāi)口直徑。
[0084]在有關(guān)該第2實(shí)施方式的具有圓筒狀的周壁5c的等離子產(chǎn)生源2中，也通過(guò)在圓筒狀等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)燃磧?nèi)表面?zhèn)刃纬赡軌蛘婵张艢獾臏p壓空間13、并且對(duì)于上述等離子產(chǎn)生電極8的內(nèi)表面供給液體的冷卻介質(zhì)，能夠利用該冷卻介質(zhì)的氣化熱將等離子產(chǎn)生源2有效地冷卻。
[0085]有關(guān)該第2實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2也是在其內(nèi)部形成減壓空間13的結(jié)構(gòu)，所以能夠?qū)⒆饔迷诘入x子產(chǎn)生電極8的外側(cè)(表面?zhèn)?與內(nèi)側(cè)(背面?zhèn)?之間的壓力差大幅地緩和。該壓力差的緩和消除了使箱體5的厚度變大的需要、以及用于冷卻介質(zhì)的密封的耐壓較高的密封裝置的需要，能夠用簡(jiǎn)單的設(shè)備將等離子產(chǎn)生源2沒(méi)有不勻地有效地冷卻。
[0086]進(jìn)而，如上述那樣，液體的冷卻介質(zhì)的供給時(shí)的箱體5的旋轉(zhuǎn)、再加上沿著旋轉(zhuǎn)軸將冷卻介質(zhì)噴霧部(在第2實(shí)施方式中是噴嘴17)均勻地配置即分散配置，能夠向等離子產(chǎn)生電極8的內(nèi)表面均勻地供給制冷劑。進(jìn)而，如果該旋轉(zhuǎn)軸是水平的，則隨著箱體5的旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)⒎e存在箱體5的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)均等地涂敷擴(kuò)散到內(nèi)周面上，能夠?qū)⒌入x子產(chǎn)生源2更沒(méi)有不勻而均勻地冷卻。
[0087]在有關(guān)該第2實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2中，也在其箱體5的內(nèi)部大量積存有液體的冷卻介質(zhì)而冷卻變得困難那樣的情況下，也能夠?qū)⒎e存在箱體5的內(nèi)部的液體的冷卻介質(zhì)使用圖7及圖8所示那樣的手段向箱體5的外部排出。
[0088]在圖7及圖8所示的真空等離子處理裝置3的排氣裝置14中，除了上述排氣管15及排氣泵16以外，還設(shè)有將在減壓空間13中冷凝而積存的液體的冷卻介質(zhì)向排氣管15導(dǎo)出的泄流部21、和用來(lái)向該泄流部21將液體的冷卻介質(zhì)汲起的汲起部27。
[0089]泄流部21是配備在排氣管15的內(nèi)部、并且能夠流過(guò)液體的冷卻介質(zhì)的槽狀的部件。泄流部21以相對(duì)于水平方向稍稍傾斜的方式，具體而言帶有隨著朝向箱體5的外側(cè)而變低的朝向的坡度而配備，液體的冷卻介質(zhì)沿著該坡度流動(dòng)。泄流部21形成為朝向上方開(kāi)口的槽狀，以使液體的冷卻介質(zhì)從上方流入。此外，在上述排氣管15中的位于上述泄流部21的上方的部分上，形成有汲起部27汲起的液體的冷卻介質(zhì)流入的流入口 28。
[0090]上述汲起部27具有設(shè)在作為上述箱體5的一部分的鼓出部5e上的圖8所示那樣的多個(gè)汲取部29。上述鼓出部5e在該實(shí)施方式中形成在與上述被軸支承部5a的內(nèi)側(cè)相鄰的位置上，呈比其他部分向徑向的外側(cè)鼓出的形狀，換言之，呈具有比其他部分的內(nèi)周面向徑向外側(cè)凹陷的內(nèi)周面的形狀。上述各汲取部29分別在上述鼓出部5e的周向上排列的多個(gè)位置上形成，具有能夠?qū)⑦M(jìn)入到該鼓出部5e中的液體的冷卻介質(zhì)汲取的形狀。具體而言，各汲取部29具有分隔壁29a和輔助壁29b，所述分隔壁29a從該鼓出部5e的內(nèi)周面向徑向內(nèi)側(cè)突出，以將上述鼓出部5e內(nèi)的空間在周向上分隔，所述輔助壁29b從各分隔壁29a的徑向內(nèi)側(cè)端沿箱體5的旋轉(zhuǎn)周向延伸，各輔助壁29b防止各分隔壁29a汲取的液體的冷卻介質(zhì)灑落。在該汲起部27中，積存在箱體5的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)向處于最低的位置的汲取部29流入，被該汲取部29汲起。各汲取部29以僅其輔助壁29b與相鄰于它的汲取部29的分隔壁29a之間的區(qū)域朝向排氣管15側(cè)開(kāi)口的方式配置，具有能夠暫且將汲取的冷卻介質(zhì)不灑落而收容的形狀。這些汲取部29匹配于箱體5的旋轉(zhuǎn)(以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力為動(dòng)力源)，繞排氣管15以描繪圓軌道的方式旋轉(zhuǎn)，當(dāng)汲取部29位于圓軌道的最上部時(shí)該開(kāi)口的部分朝向下方，能夠使液體的冷卻介質(zhì)落下。
[0091]圖7及圖8所示的汲起部27在液體的冷卻介質(zhì)大量積存在箱體5的內(nèi)部那樣的情況下，也能夠?qū)⑹Ｓ嗟囊后w的冷卻介質(zhì)向箱體5的外部排出，將等離子產(chǎn)生源2沒(méi)有不勻地有效率地冷卻。
[0092]在上述第2實(shí)施方式的冷卻裝置I中，具有圓筒狀的周壁5c的等離子產(chǎn)生源2將其軸心朝向水平方向而配備，但也可以將軸芯朝向斜向或垂直方向而配備。圖9所示的等離子產(chǎn)生源2具有包括圓筒狀的周壁5c的箱體5，并且以其軸心朝向斜向的姿勢(shì)繞該軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備。
[0093]這樣，在等離子產(chǎn)生源2的箱體5以傾斜的姿勢(shì)配置的情況下，被供給到箱體5的內(nèi)部的液體的冷卻介質(zhì)順著箱體5的內(nèi)周面而向下方流動(dòng)。并且，在箱體5的下部剩余積存液體的冷卻介質(zhì)。因而，在此情況下，也只要設(shè)置能夠?qū)⒎e存在箱體5內(nèi)部的最低的位置的剩余的冷卻介質(zhì)向排氣管15排出那樣的泄流部，則即使沒(méi)有設(shè)置圖7及圖8所示那樣的復(fù)雜的汲起部27，也能夠?qū)⑹Ｓ嗟囊后w的冷卻介質(zhì)向箱體5的外部排出，將等離子產(chǎn)生源2沒(méi)有不勻地有效率地冷卻。例如，在圖9所示的例子中，在排氣管15中的與上述剩余的冷卻介質(zhì)積存的部位相鄰的部分上，形成將該排氣管15的內(nèi)外連通的連通孔15a，剩余的冷卻介質(zhì)順著上述連通孔15a及比其靠上游側(cè)的排氣管15的內(nèi)部而被排出。雖然沒(méi)有圖示，但在以軸芯朝向垂直方向的方式配置箱體5的情況下也同樣。
[0094]如上述那樣，在有關(guān)第2實(shí)施方式的箱體5的內(nèi)部，也能夠與第I實(shí)施方式同樣設(shè)置磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11。在此情況下，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11除了在圖6中用雙點(diǎn)劃線IlA表示的位置即排氣管15的下方的位置以外，還可以配置在例如由雙點(diǎn)劃線IlB表示的位置即排氣管15的側(cè)方的位置。該位置優(yōu)選的是對(duì)應(yīng)于想要產(chǎn)生等離子P的位置而設(shè)定。
[0095]以上，第2實(shí)施方式取具有圓筒狀的周壁5c的等離子產(chǎn)生源2是回旋磁控管濺鍍蒸發(fā)源的情況為例實(shí)施了說(shuō)明，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用到等離子CVD裝置或蝕刻裝置中。例如，也可以應(yīng)用到作為等離子CVD裝置的裝置中，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)圓筒電極的冷卻，所述裝置如特開(kāi)2008 - 196001號(hào)公報(bào)所公開(kāi)那樣，作為等離子產(chǎn)生源而具備旋轉(zhuǎn)圓筒電極，在其表面上卷繞薄膜狀的基板，一邊隨著圓筒電極的旋轉(zhuǎn)而將薄膜狀基板在真空中輸送，一邊在該基板上形成被膜。在該裝置與具備回旋磁控管濺鍍蒸發(fā)源的裝置之間有以下的不同點(diǎn):等離子產(chǎn)生電極不是靶材，不蒸發(fā)；基板是薄膜狀，被緊貼卷繞到等離子產(chǎn)生電極上；不是濺鍍法，而使用通過(guò)等離子將原料氣體分解而向薄膜蒸鍍的等離子CVD法。但是，具有上述旋轉(zhuǎn)圓筒的等離子產(chǎn)生源設(shè)置在真空腔室中，產(chǎn)生的等離子的能量經(jīng)由薄膜基板被向旋轉(zhuǎn)的圓筒狀等離子產(chǎn)生電極傳遞，需要冷卻，在內(nèi)部還設(shè)有不旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，由于與回旋磁控管濺鍍蒸發(fā)源基本構(gòu)造相同，所以本發(fā)明的冷卻裝置的應(yīng)用是有效的。
[0096]接著，對(duì)第3實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2及具備它的真空等離子處理裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0097]如圖10及圖11所示，有關(guān)第3實(shí)施方式的裝置代替第I實(shí)施方式的排氣泵16而具備冷凝裝置31。其他結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式大致同樣。因此，以下，對(duì)冷凝裝置31的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0098]如圖10所示，與第I實(shí)施方式大致同樣，等離子產(chǎn)生源2具有為空洞且在內(nèi)部形成有減壓空間13的平板狀的箱體5，該箱體5由等離子產(chǎn)生電極8和箱體主體6形成。在該箱體5的上側(cè)，連接著用來(lái)將箱體內(nèi)部的減壓空間13排氣的排氣管15。該排氣管15連接于設(shè)在真空腔室4的外部的上述冷凝裝置31上。
[0099]排氣管15的一端在上述箱體主體6的背壁6a的內(nèi)壁面上開(kāi)口，以便能夠?qū)⒗鋮s介質(zhì)的蒸汽從箱體5的內(nèi)部向真空腔室4的外部排氣，另一端連接在該冷凝裝置31上，以將被排出的冷卻介質(zhì)的蒸汽向冷凝裝置31導(dǎo)入。
[0100]詳細(xì)如圖11所示，冷凝裝置31具備冷凝器32和輔助減壓機(jī)構(gòu)34。
[0101]冷凝器32具有冷凝腔室35、設(shè)在其內(nèi)部的熱交換部36、和設(shè)在冷凝腔室35的外側(cè)的冷卻系統(tǒng)33，在冷凝腔室35上連接著排氣管15。上述熱交換部36例如由冷卻盤(pán)管構(gòu)成，制冷劑在其內(nèi)部與上述冷卻系統(tǒng)33之間循環(huán)。冷卻系統(tǒng)33在使循環(huán)的制冷劑與冷卻源熱交換而成為低溫后，向熱交換部36送入。作為冷卻系統(tǒng)33，采用冷卻塔或冷卻器等。熱交換部36也可以代替圖示那樣的冷卻盤(pán)管型，而是殼&管方式、板方式等?；蛘撸部梢酝ㄟ^(guò)將冷凝腔室35的壁面冷卻，將該冷凝腔室35自身用于熱交換部。向等離子產(chǎn)生源供給的冷卻介質(zhì)與從冷卻系統(tǒng)33向熱交換部36供給的制冷劑也可以相同，在此情況下，也可以通過(guò)將從冷卻系統(tǒng)33供給的介質(zhì)向冷凝腔室35內(nèi)直接噴淋或噴霧，使該介質(zhì)與從排氣管15流入到冷凝腔室35內(nèi)的制冷劑蒸汽之間熱交換，使上述制冷劑蒸汽冷凝。
[0102]在冷凝腔室35的底部，連接著返送配管37。該返送配管37被配管為，將在冷凝腔室35內(nèi)冷凝而液化的冷卻介質(zhì)向冷凝腔室35外導(dǎo)出、向制冷劑供給泵19返送。經(jīng)過(guò)返送配管37回到制冷劑供給泵19的冷卻介質(zhì)經(jīng)由供給配管18再次被向等離子產(chǎn)生源2的減壓空間13導(dǎo)入，貢獻(xiàn)于等離子產(chǎn)生源2的冷卻。
[0103]上述輔助減壓機(jī)構(gòu)34通過(guò)將冷凝腔室35內(nèi)排氣，將從減壓空間13經(jīng)過(guò)排氣管15的內(nèi)部到冷凝器32的冷凝腔室35內(nèi)的空間減壓，在該輔助減壓機(jī)構(gòu)34中優(yōu)選的是采用例如真空泵。該輔助減壓機(jī)構(gòu)34的排氣能力是比有關(guān)第I實(shí)施方式的上述排氣泵16的排氣能力低的能力、具體而言是將冷凝腔室35內(nèi)輔助地排氣之程度的能力就足夠。
[0104]接著，對(duì)以上敘述的冷凝裝置31的動(dòng)作方式進(jìn)行敘述。
[0105]與第I實(shí)施方式同樣，對(duì)在等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8的附近產(chǎn)生等離子P、進(jìn)行濺鍍成膜處理的情況進(jìn)行敘述。在這樣的等離子P的產(chǎn)生時(shí)，在等離子產(chǎn)生電極8的表面上產(chǎn)生大量的熱。所以，為了該等離子產(chǎn)生電極8的冷卻，從冷卻介質(zhì)供給裝置12向等離子產(chǎn)生源2的內(nèi)部供給液體的冷卻介質(zhì)。冷卻介質(zhì)供給裝置12例如通過(guò)經(jīng)由噴嘴17將液體的冷卻介質(zhì)對(duì)等離子產(chǎn)生電極8的背面8a噴霧，向該背面整體均勻地?cái)U(kuò)散。這樣擴(kuò)散到等離子產(chǎn)生電極8 (背板7)的背面全域的液體的冷卻介質(zhì)將被傳遞到該背面8a的熱作為氣化熱吸收而蒸發(fā)，由此將包括等離子產(chǎn)生電極8的等離子產(chǎn)生源2冷卻。
[0106]這樣貢獻(xiàn)于等離子產(chǎn)生電極8的冷卻的冷卻介質(zhì)、即氣化的冷卻介質(zhì)經(jīng)由排氣管15被向真空腔室4的外部的冷凝裝置31的冷凝腔室35內(nèi)導(dǎo)入。在該冷凝腔室35內(nèi)設(shè)有熱交換部36，并且，由于在該熱交換部36內(nèi)流通著被冷卻系統(tǒng)33冷卻的制冷劑，所以冷凝腔室35的內(nèi)部空間被保持為低溫，由此，冷卻介質(zhì)的蒸汽壓成為較低的狀態(tài)。因此，冷卻介質(zhì)的蒸汽被向冷凝腔室35吸入而液化，以液體狀態(tài)積存到冷凝腔室35的底部。
[0107]冷凝腔室35的內(nèi)部的壓力由冷卻介質(zhì)的種類和冷卻系統(tǒng)33的冷卻能力(冷卻溫度)決定。例如，在冷卻介質(zhì)是水、冷凝腔室35內(nèi)部的溫度是18°C?30°C的情況下，相當(dāng)于該溫度的水的飽和蒸汽壓的2?4.2kPa左右成為冷凝腔室35的內(nèi)部的壓力。對(duì)該壓力加上排氣管15的壓力損失量后的壓力成為減壓空間13的壓力。如果適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行排氣管15的設(shè)計(jì)，則能夠使排氣管15的壓力損失成為5kPa以下。例如，如果使排氣管15的壓力損失為5kPa，則減壓空間13的壓力成為7?12.2kPa。此外，如果使排氣管15的壓力損失為lkPa，則減壓空間13的壓力成為3?5.2kPa。此時(shí)，等離子產(chǎn)生源2的溫度可以設(shè)為減壓空間13的壓力為冷卻介質(zhì)的飽和蒸汽壓的溫度、即24°C?50°C左右的范圍的溫度。
[0108]在上述冷卻系統(tǒng)33中，還可以使用氟利昂冷凍機(jī)，通過(guò)其使用，還能夠使冷凝器32的能力提聞。
[0109]如上述那樣，通過(guò)冷凝器32將氣化的冷卻介質(zhì)液化，冷凝腔室35內(nèi)的壓力降低到比真空腔室4內(nèi)的減壓空間13的壓力低的壓力。結(jié)果，減壓空間13內(nèi)的蒸汽經(jīng)由排氣管15向冷凝器32流入。因而，冷凝裝置31能夠起到與排氣泵16同樣的作用。
[0110]上述輔助減壓機(jī)構(gòu)34可以省略，但優(yōu)選的是將該輔助減壓機(jī)構(gòu)34連接到冷凝器32上。輔助減壓機(jī)構(gòu)34是用來(lái)將冷凝腔室35內(nèi)輔助地排氣的，與第I實(shí)施方式的排氣泵16相比，排氣能力較小就足夠。僅通過(guò)冷凝器32的冷凝腔室35內(nèi)的減壓功能(伴隨著冷卻介質(zhì)的液化的減壓)也能夠進(jìn)行某種程度的蒸汽的吸引，但沒(méi)有將混入到減壓空間13、排氣管15及冷凝腔室35內(nèi)的空氣等排氣的能力。在此情況下，通過(guò)使輔助減壓機(jī)構(gòu)34動(dòng)作，能夠進(jìn)行混入空氣的排氣。即，該輔助減壓機(jī)構(gòu)34能夠有助于進(jìn)行冷卻介質(zhì)以外的氣體的排氣、和啟動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)的減壓的目的等。如上述那樣，輔助減壓機(jī)構(gòu)34由于是為了有限的目的設(shè)置的，所以其能力比較小就可以，可以采用低成本的機(jī)構(gòu)。
[0111]以上所述的第3實(shí)施方式的冷凝裝置31也可以代替第2實(shí)施方式的排氣泵16而使用。即，可以代替圖1?圖9中公開(kāi)的排氣泵16而采用第3實(shí)施方式的冷凝裝置31。除此以外，在第3實(shí)施方式中，也既可以在排氣管15與真空腔室4之間夾設(shè)將真空腔室4與等離子產(chǎn)生源2之間電絕緣的電絕緣部20，也可以設(shè)置將冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)的兩者從減壓空間13向排氣管15導(dǎo)出的泄流部21。
[0112]另外，第3實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)及起到的其他的作用效果與第I實(shí)施方式大致同樣，所以其說(shuō)明省略。
[0113]接著，說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3。
[0114]圖12表示有關(guān)第4實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3的整體結(jié)構(gòu)。該真空等離子處理裝置3與上述第I實(shí)施方式同樣，具備等離子產(chǎn)生源2、真空腔室4、等離子產(chǎn)生防止遮蔽部10和磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11，上述等離子產(chǎn)生源2具有等離子產(chǎn)生電極8和箱體主體6，它們構(gòu)成箱體5，在該箱體5的內(nèi)部形成減壓空間13。以上的構(gòu)成要素與有關(guān)上述第I實(shí)施方式的真空等離子處理裝置的構(gòu)成要素是同樣的，其說(shuō)明省略。
[0115]在有關(guān)該第4實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3中，在將上述減壓空間13真空排氣后，向該減壓空間13內(nèi)封入冷卻介質(zhì)，通過(guò)該冷卻介質(zhì)與上述第I實(shí)施方式同樣在等離子產(chǎn)生電極8的背面8a氣化，從等離子產(chǎn)生電極8奪去熱(氣化熱)。
[0116]進(jìn)而，有關(guān)該第4實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3作為其特征，具備液化裝置
40。液化裝置40將在上述減壓空間13內(nèi)氣化的冷卻介質(zhì)液化，將使用該液化裝置40從等離子產(chǎn)生電極8奪去的熱向減壓空間13或真空腔室4的外部排出即排熱。
[0117]在如上述那樣將液體的冷卻介質(zhì)向等離子產(chǎn)生電極直接引導(dǎo)而使其在等離子產(chǎn)生電極內(nèi)循環(huán)的以往的冷卻方式中，需要將等離子產(chǎn)生電極(背板)做成較厚而堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，相對(duì)于此，在有關(guān)該第4實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2的冷卻裝置I中，在減壓空間13中被封入通過(guò)在等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)葰饣鴱牡入x子產(chǎn)生電極8奪去熱的冷卻介質(zhì)，并且通過(guò)上述液化裝置40將氣化的冷卻介質(zhì)液化，實(shí)現(xiàn)等離子產(chǎn)生源2的均勻且有效的冷卻。
[0118]接著，對(duì)第4實(shí)施方式的冷卻裝置I詳細(xì)地說(shuō)明。
[0119]如圖12所示，第4實(shí)施方式的冷卻裝置I設(shè)在沿著水平方向配備的平板狀的等離子產(chǎn)生源2上，將該平板狀的等離子產(chǎn)生源2冷卻。
[0120]等離子產(chǎn)生源2與第I實(shí)施方式同樣，其下部由等離子產(chǎn)生電極8構(gòu)成。在該等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)?、在圖12中在上側(cè)，與第I實(shí)施方式同樣，形成有由箱體主體6和背板7圍成的減壓空間13。減壓空間13不連通到真空腔室4的外部，并且相對(duì)于真空腔室4的內(nèi)部空間也氣密地隔離。該減壓空間13事前(在等離子產(chǎn)生源2的組裝時(shí))被真空排氣，然后在該減壓空間13中封入有冷卻介質(zhì)。
[0121]冷卻介質(zhì)以其一部分為液體的狀態(tài)、其余的部分為氣體(蒸汽)的狀態(tài)存在于減壓空間13內(nèi)，減壓空間13內(nèi)的壓力為等離子產(chǎn)生源2的溫度下的冷卻介質(zhì)的飽和蒸汽壓。作為冷卻介質(zhì)可以使用水，如果動(dòng)作中的等離子產(chǎn)生源2的溫度是30°C?60°C左右，則減壓空間的壓力在水的蒸汽的壓力下為4.2?20kPa左右的范圍。在冷卻介質(zhì)是水以外的情況下，由介質(zhì)的蒸汽壓和作為目標(biāo)的冷卻溫度的關(guān)系決定壓力，但為了享受等離子產(chǎn)生源2的強(qiáng)度方面的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)選的是設(shè)為不超過(guò)50kPa。
[0122]被封入到減壓空間13中的冷卻介質(zhì)中，處于液體的狀態(tài)者通過(guò)接觸到被加熱的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a而氣化，在其氣化時(shí)從等離子產(chǎn)生電極8奪去氣化熱，將等離子產(chǎn)生電極8冷卻。另一方面，冷卻介質(zhì)的蒸汽被上述液化裝置40液化，在其液化時(shí)將氣化熱交接給液化裝置40。這樣回到液體的冷卻介質(zhì)再次被提供給背面8a上的氣化。S卩，冷卻介質(zhì)通過(guò)在減壓空間13內(nèi)交替地重復(fù)氣化和液化，將施加在等離子產(chǎn)生電極8上的熱奪去，向等離子產(chǎn)生源2的外部以及真空腔室4的外部排出。
[0123]液化裝置40通過(guò)將在上述減壓空間13內(nèi)氣化的冷卻介質(zhì)的蒸汽冷卻，使其冷凝為液體。具體而言，有關(guān)本實(shí)施方式的液化裝置40具有設(shè)在減壓空間13的內(nèi)側(cè)的液化面
42、和用來(lái)使低溫的冷卻水在真空腔室4的外部與上述液化面42的附近部位之間循環(huán)的冷卻配管44,通過(guò)該循環(huán)的冷卻水,將上述液化面42冷卻,通過(guò)該冷卻后的液化面42與冷卻介質(zhì)的蒸汽相互接觸而熱交換，促進(jìn)冷卻介質(zhì)的蒸汽的液化。
[0124]更具體地講，有關(guān)本實(shí)施方式的液化裝置40利用上述箱體主體6的背壁6a構(gòu)建，上述液化面42由該背壁6a的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成，上述冷卻配管44被裝入到上述背壁42的內(nèi)部。上述液化面42也可以具有用來(lái)增加與冷卻介質(zhì)的蒸汽的接觸面積而促進(jìn)其液化的翅片狀的構(gòu)造。有關(guān)該實(shí)施方式的液化面42、即箱體主體6的背壁6a的內(nèi)側(cè)面夾著上述減壓空間13對(duì)置于等離子產(chǎn)生電極8的背面8a，與該背面8a平行地配置。
[0125]上述冷卻配管44是冷卻水能夠在其內(nèi)部流通的配管，其一端連接在設(shè)于真空腔室4的外側(cè)的冷卻水的供給源上。從該供給源向冷卻配管44內(nèi)供給冷卻水，該冷卻水被設(shè)為比減壓空間13的溫度低溫、且能夠?qū)饣睦鋮s介質(zhì)液化的溫度。冷卻配管44從位于真空腔室4的外側(cè)的上述供給源將箱體主體6內(nèi)貫通，達(dá)到設(shè)在真空腔室4的內(nèi)部的液化面42的附近。更具體地講，在該實(shí)施方式中，上述箱體主體6除了上述背壁6a及周壁6b以外，還具有從上述背壁6a將上述真空腔室4貫通而突出到其外部的貫通部6p，上述冷卻配管44具有:供給部44a，從上述供給源經(jīng)過(guò)上述貫通部6p達(dá)到上述背壁6a ;蜿蜒部44b，連接在該第I供給部44a上，并且以在上述液化面42的附近沿著該液化面42水平延伸的方式，在上述背壁6a內(nèi)蜿蜒；返回部44c，連接在該蜿蜒部44b上，經(jīng)過(guò)上述貫通部6p達(dá)到真空腔室4的外部；被配管為，能夠從箱體主體6的內(nèi)側(cè)將液化面42沒(méi)有不勻地、遍及整面均等地冷卻。即，將冷卻水從真空腔室4的外部供給到上述液化面42的附近的部位，并且通過(guò)該冷卻水與液化面42的熱交換，將被該冷卻水吸收的熱與該冷卻水一起向真空腔室4的外部排出。
[0126]接著，對(duì)該真空等離子處理裝置3的使用方法、特別是將上述等離子產(chǎn)生源2冷卻的方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0127]該說(shuō)明也與第I實(shí)施方式同樣，對(duì)進(jìn)行濺鍍成膜處理的情況進(jìn)行。在該濺鍍成膜處理中，在真空腔室4內(nèi)，例如上述平板狀的等離子產(chǎn)生源2 (濺鍍蒸發(fā)源)和基板W分別以水平的姿勢(shì)即相互為平行的姿勢(shì)配置，真空腔室4的內(nèi)部被排氣為真空。然后，將等離子產(chǎn)生用的氣體(例如Ar)向真空腔室4內(nèi)供給，并且等離子電源對(duì)等離子產(chǎn)生源2 (濺鍍蒸發(fā)源)賦予電位，在該等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8的附近生成等離子P。
[0128]該等離子P的生成使等離子產(chǎn)生電極8的表面(即靶9)產(chǎn)生大量的熱。該產(chǎn)生的熱傳到等離子產(chǎn)生電極8的背面8a、在該實(shí)施方式中傳到背板7的上表面。在該背面8a上，液體的冷卻介質(zhì)以層疊為膜狀的狀態(tài)存在，如果熱傳到該液體的冷卻介質(zhì)，則該冷卻介質(zhì)氣化，變化為冷卻介質(zhì)的蒸汽。隨著該冷卻介質(zhì)的氣化，從上述背面8a奪去氣化熱，由此將等離子產(chǎn)生電極8冷卻。
[0129]通過(guò)上述冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)，減壓空間13內(nèi)的冷卻介質(zhì)的蒸汽量增加，減壓空間13內(nèi)的蒸汽壓上升。該蒸汽壓如果變得比液化面42的溫度下的冷卻介質(zhì)的飽和蒸汽壓高，則在液化面42上冷卻介質(zhì)的蒸汽被冷凝而回到液體。即液化。所述液化面42即在該實(shí)施方式中位于等離子產(chǎn)生電極8的背面8a的上方、以對(duì)置于該背面8a即朝向下方的方式配置的面。在該液化時(shí)，上述冷卻介質(zhì)從上述背面8a奪去的氣化熱傳到液化面42。
[0130]這樣回到液體的冷卻介質(zhì)成為液滴，順著減壓空間13內(nèi)的壁面、或以液滴的原狀向下方滴落，回到位于減壓空間13的下側(cè)的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a之上。這樣，冷卻介質(zhì)交替地重復(fù)氣化和液化，將由等離子產(chǎn)生電極8產(chǎn)生的熱向液化面42傳遞。
[0131]這樣的蒸發(fā)和液化的現(xiàn)象大體上可以說(shuō)明為，如上述那樣在等離子產(chǎn)生電極8的背面8a和液化面42上分別發(fā)生，但由于減壓空間13的壓力遍及全域是一定的壓力、即相當(dāng)于冷卻介質(zhì)的蒸汽壓的壓力，所以嚴(yán)格地講，冷卻介質(zhì)的液化即箱體5的內(nèi)壁面的加熱在減壓空間13內(nèi)部在溫度相對(duì)較低的地方發(fā)生，冷卻介質(zhì)的氣化即箱體5的內(nèi)壁面的冷卻是溫度相對(duì)較高的地方，如果在那里存在液體的冷卻介質(zhì)則發(fā)生。結(jié)果，只要在發(fā)生熱輸入的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a上存在冷卻介質(zhì)，包圍減壓空間的壁面就經(jīng)由介質(zhì)蒸汽被有效率地?zé)峤粨Q，作為整體成為大致相同的溫度。
[0132]這樣，傳到液化面42的熱被在液化面42的內(nèi)側(cè)以沿著液化面42蜿蜒的方式配設(shè)的冷卻配管44中流通的冷卻水運(yùn)到真空腔室4外。因而，只要將該冷卻水向排水坑等排出，就也能夠與冷卻水一起進(jìn)行排熱。
[0133]在該冷卻裝置I中，可以將用來(lái)使冷卻水流通的冷卻配管44設(shè)在從等離子產(chǎn)生電極8 (背板7)離開(kāi)的地方，不需要在背板7上直接安裝冷卻配管44。所以，不需要如以往的冷卻裝置那樣匹配于冷卻配管44的配設(shè)而使等離子產(chǎn)生電極8的厚度變厚(加強(qiáng))。此夕卜，對(duì)于在等離子產(chǎn)生電極8的附近不能確保冷卻配管44的設(shè)置空間那樣的真空等離子處理裝置，也能夠容易地設(shè)置冷卻裝置I。
[0134]除此以外，在該冷卻裝置I中，設(shè)置使冷卻水循環(huán)的冷卻配管44的地方也可以不是等離子產(chǎn)生電極8的附近那樣的狹窄的地方，可以設(shè)在在空間上比較有富余的箱體主體6內(nèi)。即，由于設(shè)置空間的制約較少，所以可以在冷卻配管44內(nèi)設(shè)置使流通的冷卻水產(chǎn)生紊流那樣的構(gòu)造物(例如障礙板等)，或利用能夠承受較大的流速那樣的大徑的配管作為冷卻配管44，能夠提高真空等離子處理裝置3的設(shè)計(jì)的自由度。
[0135]上述等離子產(chǎn)生電極8的背面8a如圖13所示，也可以是相對(duì)于水平傾斜的面，以使液體的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用遍及該背面8a的整面均等地?cái)U(kuò)散。作為這樣傾斜的背面8a，例如優(yōu)選的是如圖13所示那樣以從水平方向的一方側(cè)(圖13的左端側(cè))的端部朝向另一端側(cè)(圖13的右端側(cè))逐漸變高的方式傾斜的面。[0136]進(jìn)而，也可以不僅是上述背面8a，使液化面42也傾斜。例如,作為液化面42，也可以使用與背面相反、以從水平方向的一方側(cè)(圖13的左端側(cè))的端部朝向另一端側(cè)(圖13的右端側(cè))逐漸變低的方式傾斜的面。
[0137]這樣的背面8a及液化面42的相對(duì)于水平的傾斜，能夠使得在液化面42中液化的液體的冷卻介質(zhì)順著傾斜的液化面42，通過(guò)重力的作用從左端側(cè)向右端側(cè)流落，接著一邊沿著傾斜的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a從右端側(cè)向左端側(cè)流下一邊氣化。結(jié)果，能夠?qū)⒁后w的冷卻介質(zhì)從液化面42可靠地收集，將該收集的液體的冷卻介質(zhì)均等地?cái)U(kuò)散到背面整面上而使用，能夠?qū)⒌入x子產(chǎn)生源2有效率地冷卻。
[0138]此外，作為能夠?qū)⒁后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用遍及背面整面均等地?cái)U(kuò)散的真空等離子處理裝置3，也包括是如圖14所示那樣沿著鉛直方向配備等離子產(chǎn)生源2的結(jié)構(gòu)、以等離子產(chǎn)生電極8的背面8a成為沿著上下方向的垂直面的方式配置該等離子產(chǎn)生電極8的結(jié)構(gòu)。在此情況下，作為液化裝置，優(yōu)選的是圖14所示那樣的包括板狀的至少一個(gè)液化部件46的結(jié)構(gòu)。該液化部件46在如上述那樣設(shè)為垂直面的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a上的至少一個(gè)位置、優(yōu)選的是圖示那樣的多個(gè)位置上，以接觸在該背面8a上的方式安裝在該背面8a上。各液化部件46的表面中的至少下表面48構(gòu)成液化面。該下表面48是相對(duì)于水平方向傾斜的面，是與接觸在背面8a上的一側(cè)的端部相比、其相反側(cè)的端部更高而傾斜的面。在各液化部件46的內(nèi)部，設(shè)有將其在水平方向或接近于水平方向的方向上貫通的冷卻配管45。在該冷卻配管45內(nèi)，與上述冷卻配管44同樣，流過(guò)設(shè)為比冷卻介質(zhì)的液化溫度低溫的冷卻水。
[0139]在該實(shí)施方式中，將液化部件46的表面、特別是下表面48作為液化面有效地利用。具體而言，減壓空間13內(nèi)的冷卻介質(zhì)在液化部件46的表面上液化，特別是順著其傾斜的下表面48而朝向背面8a，再以沿著該背面8a即朝向鉛直方向的面順著該背面8a的方式流落。這樣，該冷卻介質(zhì)一邊遍及背面8a整面擴(kuò)散，一邊促進(jìn)該背面8a上的氣化，由此，有效地將等離子產(chǎn)生源2冷卻。
[0140]作為將上述冷卻介質(zhì)向背面整面擴(kuò)散的手段，也可以利用毛細(xì)管現(xiàn)象。雖然圖示省略，但在等離子產(chǎn)生電極8的背面上，可以賦予能夠?qū)⒁后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象的作用遍及背面的整面均等地?cái)U(kuò)散的構(gòu)造，例如將冷卻介質(zhì)導(dǎo)引的槽或網(wǎng)狀構(gòu)造體。對(duì)上述背面8a賦予這樣的通過(guò)毛細(xì)管現(xiàn)象的作用將液體的冷卻介質(zhì)擴(kuò)散的構(gòu)造幫助液體的冷卻介質(zhì)均等地?cái)U(kuò)散到背面8a整面上，抑制局部地發(fā)生液體的冷卻介質(zhì)消失的部位，促進(jìn)等離子產(chǎn)生電極8的均勻的冷卻。
[0141]代替它或除此以外，以將液體的冷卻介質(zhì)向等離子產(chǎn)生電極8的背面有效而均勻地供給的目的，在減壓空間13內(nèi)設(shè)置液體的冷卻介質(zhì)的儲(chǔ)液部、并設(shè)置從儲(chǔ)液部將冷卻介質(zhì)送出并通過(guò)噴霧等方法向等離子產(chǎn)生電極背面供給的循環(huán)裝置也是有效的。
[0142]接著，基于圖15及圖16說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的真空等離子處理裝置
3。有關(guān)該第5實(shí)施方式的真空等離子處理裝置3與第2實(shí)施方式同樣，具備真空腔室4、具有包括圓筒狀的周壁5c的箱體5的等離子產(chǎn)生源2、和使箱體5繞其周壁5c的軸心旋轉(zhuǎn)的圖略的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，該周壁5c的至少外周部分由等離子產(chǎn)生電極8構(gòu)成，并且等離子產(chǎn)生源2繞朝向水平的軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備。這些真空腔室4及等離子產(chǎn)生源2與第2實(shí)施方式的該部分是同樣的，由此，以下將其說(shuō)明省略，專門(mén)對(duì)與第2實(shí)施方式的不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0143]與第2實(shí)施方式同樣，等離子產(chǎn)生源2的箱體5是中空，在其內(nèi)部形成被從外部氣密地隔離的減壓空間13，但該減壓空間13內(nèi)預(yù)先被真空排氣，然后在該減壓空間13內(nèi)封入冷卻介質(zhì)，并配置構(gòu)成液化裝置40的冷卻配管單元50。該冷卻配管單元50也具有圓筒狀的外周面，其外周面構(gòu)成上述液化裝置40的液化面42。進(jìn)而，在箱體5的一方的端部的被軸支承部5a的內(nèi)周面與上述冷卻配管單元50的外周面之間，設(shè)有容許箱體5相對(duì)于冷卻配管單元50的旋轉(zhuǎn)的軸承部26、和不論該旋轉(zhuǎn)如何都將兩者間密封的密封部27。上述軸承部26也設(shè)在上述冷卻配管單元50與上述箱體5的另一方的端部的端壁5b之間。
[0144]在該結(jié)構(gòu)中，減壓空間13內(nèi)的液體的冷卻介質(zhì)氣化后的冷卻介質(zhì)的蒸汽通過(guò)與上述液化面42接觸并熱交換而液化。
[0145]上述液化裝置40與第4實(shí)施方式同樣，通過(guò)使在設(shè)于箱體5內(nèi)的等離子產(chǎn)生電極8的背面8a氣化的冷卻介質(zhì)的蒸汽接觸在由冷卻水的循環(huán)冷卻后的液化面42上并熱交換，將液體的冷卻介質(zhì)液化、即冷凝。第5實(shí)施方式的液化裝置與第4實(shí)施方式不同的點(diǎn)是，冷卻配管單元50形成為能夠插入到圓筒狀的箱體5內(nèi)那樣的大致圓柱狀，其表面、特別是圓筒狀外周面構(gòu)成液化面42。
[0146]上述冷卻配管單元50具有由圓筒狀的內(nèi)側(cè)配管52和圓筒狀的外側(cè)配管54構(gòu)成的雙重配管構(gòu)造，以其軸心為水平的姿勢(shì)并且在該軸心與圓筒狀的箱體5的軸心一致的位置配備，所述外側(cè)配管54具有比該內(nèi)側(cè)配管52的外徑大的內(nèi)徑，配置在該內(nèi)側(cè)配管52的外側(cè)。上述內(nèi)側(cè)配管52具有兩端開(kāi)放的形狀，上述外側(cè)配管54具有僅其兩端中的位于真空腔室4的外側(cè)的端部開(kāi)放、另一方的端部即上述端壁5b側(cè)的端部被閉塞的形狀。對(duì)于該冷卻配管單元50，將冷卻水從真空腔室4的外部向上述內(nèi)側(cè)配管52內(nèi)供給，該冷卻水在上述外側(cè)配管54的閉塞端部折返，經(jīng)過(guò)形成在該外側(cè)配管54的內(nèi)周面與上述內(nèi)側(cè)配管52的外周面之間的圓筒狀的通路向真空腔室4的外側(cè)(圖15的左側(cè))返回。這樣，進(jìn)行該冷卻水的循環(huán)。
[0147]上述液化面42由上述外側(cè)配管54的外周面構(gòu)成，被在兩配管52、54中流動(dòng)的冷卻水、特別是在外側(cè)配管54的緊鄰的內(nèi)側(cè)流動(dòng)的冷卻水有效地冷卻，將冷卻介質(zhì)的蒸汽液化。被該液化面42冷卻而液化的冷卻介質(zhì)順著冷卻配管44的外周面而流落，滴落到等離子產(chǎn)生電極8的內(nèi)側(cè)面即背面8a中的位于冷卻配管44的下方的面上。這樣滴落到內(nèi)表面上的冷卻介質(zhì)隨著箱體5的旋轉(zhuǎn)被均等地涂敷擴(kuò)散到箱體5的內(nèi)周面(等離子產(chǎn)生電極8的背面)上，再次被提供給氣化。
[0148]在該第5實(shí)施方式的箱體5的內(nèi)部,也可以以與第2實(shí)施方式相同的方式設(shè)置磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置11。此外，與第2實(shí)施方式同樣，圓筒狀的等離子產(chǎn)生源2并不限定于回旋磁控管濺鍍蒸發(fā)源，也能夠應(yīng)用到等離子CVD裝置或蝕刻裝置中。
[0149]此外，在第5實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2中，等離子產(chǎn)生源2也并不限定于繞朝向水平的軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備的結(jié)構(gòu)。等離子產(chǎn)生源2也可以與圖9所示的真空等離子處理裝置3同樣，繞朝向斜向的軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備。
[0150]接著，對(duì)第6實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2及具備它的真空等離子處理裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0151]如圖17所示，在第6實(shí)施方式的裝置中，除了由等離子產(chǎn)生電極8和箱體主體6形成內(nèi)部為空洞的箱體5之外，在該箱體5上經(jīng)由連通管63連接著擴(kuò)張腔室62，該連通管63及擴(kuò)張腔室62構(gòu)成形成與上述箱體5內(nèi)的箱體內(nèi)空間13a連通的擴(kuò)張空間的擴(kuò)張部。SP，上述連通管63內(nèi)的管內(nèi)空間13b及上述擴(kuò)張腔室62內(nèi)的腔室內(nèi)空間13c與上述箱體內(nèi)空間13a連通，這些空間13a?13c構(gòu)成一個(gè)減壓空間13。在該減壓空間13中，與上述第4及第5實(shí)施方式同樣，封入了通過(guò)在等離子產(chǎn)生電極8的背面8a氣化而從等離子產(chǎn)生電極8奪去熱(氣化熱)的冷卻介質(zhì)，在構(gòu)成上述擴(kuò)張空間的腔室內(nèi)空間13c中，設(shè)有用來(lái)將氣化的冷卻介質(zhì)液化的液化裝置60。
[0152]第6實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)、例如真空腔室4的結(jié)構(gòu)等，此外隨著等離子的產(chǎn)生而在等離子產(chǎn)生源2中產(chǎn)生熱等，與第I實(shí)施方式及第2實(shí)施方式大致同樣。因此，以下對(duì)作為第6實(shí)施方式的特征的擴(kuò)張部詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0153]如圖17所示，第6實(shí)施方式的等離子產(chǎn)生源2與第I實(shí)施方式及第2實(shí)施方式同樣，等離子產(chǎn)生電極8和箱體主體6形成內(nèi)部是空洞(S卩將箱體內(nèi)空間13a包圍)的箱體5。上述連通管63是從上述箱體主體6的背壁6a的上部中央向上方延伸的短尺寸且管狀的部件，將真空腔室4的上壁貫通而延伸到外部。連通管63相比箱體5及擴(kuò)張腔室62(詳細(xì)后述)為小徑，能夠?qū)崿F(xiàn)箱體內(nèi)空間13a與腔室內(nèi)空間13c之間的冷卻介質(zhì)的流通。
[0154]上述擴(kuò)張腔室62相鄰于真空腔室4的上壁而配置。在該擴(kuò)張腔室62上連接著從上述真空腔室4向上方延伸的上述連通管63的上端，由此，上述箱體5的箱體內(nèi)空間13a與上述擴(kuò)張腔室62的腔室內(nèi)空間13c經(jīng)由連通管63連通。這樣，上述箱體內(nèi)空間13a、上述連通管63內(nèi)的管內(nèi)空間13b和擴(kuò)張腔室62內(nèi)的腔室內(nèi)空間13c形成一個(gè)減壓空間13。即，在本實(shí)施方式中，減壓空間13擴(kuò)展到真空腔室4的外部。
[0155]上述液化裝置60是如上述那樣用來(lái)將在擴(kuò)張腔室62的內(nèi)部氣化的冷卻介質(zhì)液化的，在該實(shí)施方式中具有作為熱交換器的冷卻盤(pán)管66。對(duì)于該冷卻盤(pán)管66的內(nèi)部，從設(shè)在擴(kuò)張腔室62的外側(cè)的冷卻塔等冷卻系統(tǒng)(圖示省略)經(jīng)由冷卻配管供給制冷劑。即，在該第6實(shí)施方式中，被上述制冷劑冷卻的冷卻盤(pán)管66的表面構(gòu)成使冷卻介質(zhì)的蒸汽液化的液化面。
[0156]接著，對(duì)該裝置的等離子產(chǎn)生源2的冷卻方法進(jìn)行敘述。
[0157]與第4實(shí)施方式同樣，考慮在等離子產(chǎn)生源2的等離子產(chǎn)生電極8的附近產(chǎn)生等離子P而進(jìn)行濺鍍成膜處理的情況。在這樣的等離子P的產(chǎn)生時(shí)，在等離子產(chǎn)生電極8的表面產(chǎn)生大量的熱。
[0158]這樣由等離子產(chǎn)生電極8產(chǎn)生的熱傳到等離子產(chǎn)生電極8的背面8a即背板7的上表面。在該背面8a上，以層疊為膜狀的狀態(tài)存在液體的冷卻介質(zhì)，如果熱傳到，則液體的冷卻介質(zhì)氣化，變化為冷卻介質(zhì)的蒸汽。匹配于該冷卻介質(zhì)的氣化，從等離子產(chǎn)生電極8的背面8a奪去氣化熱，通過(guò)奪去氣化熱，等離子產(chǎn)生電極8被冷卻。
[0159]這樣在等離子產(chǎn)生電極8的背面8a氣化的冷卻介質(zhì)集中到箱體內(nèi)空間13a的上偵牝經(jīng)由在箱體主體6的背壁6a上開(kāi)口的連通管63而上升，向腔室內(nèi)空間13c進(jìn)入。這樣移動(dòng)到真空腔室4的外側(cè)的腔室內(nèi)空間13c中的冷卻介質(zhì)的蒸汽被設(shè)在該腔室內(nèi)空間13c中的冷卻盤(pán)管66冷卻而液化。具體而言，在冷卻盤(pán)管66的表面上，冷卻介質(zhì)的蒸汽被冷凝而回到液體的冷卻介質(zhì)、即液化，這樣成為液體的冷卻介質(zhì)落下到擴(kuò)張腔室62的底部而積存。這樣冷卻介質(zhì)回到液體時(shí)，從等離子產(chǎn)生電極8的背面8a被奪去的氣化熱經(jīng)由液化面42移動(dòng)到冷卻配管的制冷劑中，經(jīng)由冷卻塔被向外部排熱。
[0160]回到液體的冷卻介質(zhì)從擴(kuò)張腔室62的底部順著連通管63的內(nèi)壁面而流下，回到箱體內(nèi)空間13a中，積存到箱體5的底部即等離子產(chǎn)生電極8的背面上。這樣，在減壓空間13中，通過(guò)交替地重復(fù)在箱體內(nèi)空間13a中蒸發(fā)的冷卻介質(zhì)氣化、氣化的冷卻介質(zhì)在擴(kuò)張腔室62的腔室內(nèi)空間13c中液化的循環(huán)，將由等離子產(chǎn)生電極8產(chǎn)生的熱向裝置的外部有效率地排熱。
[0161]這樣，在從等離子產(chǎn)生電極8稍稍離開(kāi)的位置且真空腔室4的外側(cè)，形成擴(kuò)張空間(在該實(shí)施方式中是管內(nèi)空間13b的上半部及腔室內(nèi)空間13c)，在該擴(kuò)張空間中設(shè)置例如具有冷卻盤(pán)管66的液化裝置60而將氣化的冷卻介質(zhì)冷卻，具有一些優(yōu)點(diǎn)。例如，由于能夠?qū)p壓空間13自由擴(kuò)張到等離子產(chǎn)生電極8的背面?zhèn)鹊奈恢靡酝獾奈恢茫阅軌虿捎酶挥凶兓难b置結(jié)構(gòu)，能夠擴(kuò)大真空等離子處理裝置的設(shè)計(jì)的幅度。此外，通過(guò)使用來(lái)向外部排熱的液化裝置60移動(dòng)到真空腔室4的外側(cè)，能夠使包括等離子產(chǎn)生電極8的箱體5的容積變小。這樣的箱體5的容積的削減能夠?qū)崿F(xiàn)真空腔室4的緊湊化，能夠?qū)崿F(xiàn)例如將真空腔室4內(nèi)減壓的時(shí)間的大幅的縮短、及冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化。
[0162]在本發(fā)明中，上述擴(kuò)張部(在第6實(shí)施方式中是連通管63及擴(kuò)張腔室62)的位置并不限定于等離子產(chǎn)生電極8的上方，可以根據(jù)箱體5及等離子產(chǎn)生電極8的位置及姿勢(shì)而適當(dāng)變更。
[0163]例如，在圖18所示的例子中，以等離子產(chǎn)生電極8朝向左右方向的方式配置等離子產(chǎn)生源2的箱體5。上述連通管63以從上述箱體5的上部沿著水平方向從等離子產(chǎn)生電極8離開(kāi)的方向、并且以朝向上方緩緩傾斜的方式，延伸到真空腔室4的外側(cè)。擴(kuò)張腔室62設(shè)在真空腔室4的外側(cè)的位置，具體而言設(shè)在與真空腔室4的上部相鄰的位置。通過(guò)在該擴(kuò)張腔室62上連接上述連通管63，作為擴(kuò)張腔室62的內(nèi)部空間的腔室內(nèi)空間13c與箱體內(nèi)空間13a經(jīng)由上述連通管63內(nèi)的管內(nèi)空間13b連通。在這樣形成單一的減壓空間13后，通過(guò)在腔室內(nèi)空間13c中設(shè)置上述那樣的冷卻盤(pán)管66，能夠使由箱體5氣化的冷卻介質(zhì)在擴(kuò)張腔室62的內(nèi)部液化，能夠發(fā)揮與圖17所示的裝置同樣的作用效果。
[0164]在圖18所示的配置中，由于等離子產(chǎn)生電極8的背面8a直立，所以難以如該背面8a在水平方向上擴(kuò)展的情況那樣將液體的冷卻介質(zhì)均等地?cái)U(kuò)散到上述背面8a的整體上，但例如圖18及圖19所示那樣的儲(chǔ)液部64及多個(gè)管65能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)。上述儲(chǔ)液部64形成在擴(kuò)張腔室62的底部，以將由冷卻盤(pán)管66液化的冷卻介質(zhì)捕獲儲(chǔ)存。上述各管65從上述儲(chǔ)液部64—邊斜下傾斜一邊延伸到上述等離子產(chǎn)生電極8的上端的附近，以使冷卻介質(zhì)從上述儲(chǔ)液部64流下到等離子產(chǎn)生電極8的上端。
[0165]通過(guò)這些儲(chǔ)液部64及管65向等離子產(chǎn)生電極8的上端供給的液體的冷卻介質(zhì)在等離子產(chǎn)生電極8的背面8a上擴(kuò)散而流下。由此，能夠?qū)⒁后w的冷卻介質(zhì)遍及等離子產(chǎn)生電極8的背面8a整體均等地?cái)U(kuò)散。
[0166]此外，作為第7實(shí)施方式，如圖20所示，在將包括繞朝向水平的軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備的輥狀的箱體的等離子產(chǎn)生源2冷卻的情況下，為了設(shè)置擴(kuò)張部，也可以采用以下這樣的結(jié)構(gòu)。
[0167]圖20所示的等離子產(chǎn)生源2與第6實(shí)施方式不同，具備具有圓筒狀的周壁5c的箱體5，該箱體5以其軸心在水平方向上延伸、并且能夠以其軸心為中心旋轉(zhuǎn)的方式，配置在真空腔室4內(nèi)，其周壁5c的外周部由等離子產(chǎn)生電極8構(gòu)成。該裝置也具備設(shè)在真空腔室4的外側(cè)的擴(kuò)張腔室62和管狀的連通管63，但連通管63從擴(kuò)張腔室62的底部朝向上述真空腔室4延伸，從一側(cè)插入到真空腔室4內(nèi)，以使該連通管63的軸心與上述箱體5的旋
轉(zhuǎn)軸心一致。
[0168]上述箱體5的一方的端部構(gòu)成朝向側(cè)方(在圖例中是左方)開(kāi)口的筒狀的被軸支承部5a，在其內(nèi)側(cè)經(jīng)由軸承部26和密封部27可相對(duì)旋轉(zhuǎn)地支承著上述連通管63。S卩，在連通管63不移動(dòng)、圓筒狀的箱體5相對(duì)于該連通管63繞朝向水平方向的軸保持著氣密性的狀態(tài)下容許上述連通管63相對(duì)旋轉(zhuǎn)。上述連通管63是沿著水平方向延伸的圓管狀的部件，與插入到箱體5中的一側(cè)相反側(cè)的端部連通到擴(kuò)張腔室62的底部。擴(kuò)張腔室62是內(nèi)部為空洞的箱狀的部件，在作為其內(nèi)部的空間的腔室內(nèi)空間13c中，與圖17及圖18的情況同樣，配備有液化裝置60的冷卻盤(pán)管66。
[0169]該第7實(shí)施方式的用來(lái)支承箱體5的構(gòu)造與圖5所示的構(gòu)造相同，液化裝置60的動(dòng)作方式與第6實(shí)施方式大致同樣,所以說(shuō)明省略。
[0170]在圖17?圖20所示的第6及第7實(shí)施方式中，使冷卻介質(zhì)的蒸汽液化的液化裝置60具有冷卻盤(pán)管66，該冷卻盤(pán)管66設(shè)在擴(kuò)張腔室62內(nèi)，并且通過(guò)冷卻后的制冷劑在該冷卻盤(pán)管66內(nèi)流通，將冷卻介質(zhì)的蒸汽在上述擴(kuò)張腔室62內(nèi)液化。這樣的液化使擴(kuò)張腔室62的內(nèi)部的腔室內(nèi)空間13c成為減壓狀態(tài)，能夠不使用泵等流體機(jī)械而將在箱體內(nèi)空間13a中產(chǎn)生的氣體的冷卻介質(zhì)向擴(kuò)張腔室62側(cè)吸入。但是，用來(lái)使冷卻介質(zhì)的蒸汽液化的機(jī)構(gòu)并不限定于冷卻盤(pán)管66。例如，使用殼&管式或板式的熱交換器等、或使冷卻配管等圍繞在擴(kuò)張部(例如上述擴(kuò)張腔室62)的壁的內(nèi)部或內(nèi)側(cè)面上而將壁面直接冷卻也是有效的。此外，還可以通過(guò)將與儲(chǔ)存在減壓空間13中的冷卻介質(zhì)相同種類的冷卻介質(zhì)新供給到擴(kuò)張部的內(nèi)部空間即擴(kuò)張空間中，使用新供給的冷卻介質(zhì)將擴(kuò)張部直接冷卻。另外，在這樣將冷卻介質(zhì)新向擴(kuò)張空間供給的情況下，優(yōu)選的是另外設(shè)置將熱交換后的冷卻介質(zhì)向擴(kuò)張部的外部排出的機(jī)構(gòu)，以將存在于減壓空間內(nèi)的冷卻介質(zhì)的量保持為一定。
[0171]有關(guān)第6及第7實(shí)施方式的擴(kuò)張部具有設(shè)在真空腔室4的外側(cè)的擴(kuò)張腔室62、和將該擴(kuò)張腔室62與箱體5連接的連通管63，但有關(guān)本發(fā)明的擴(kuò)張部并不限定于此。例如，也可以通過(guò)使箱體5向特定方向膨脹到真空腔室4的外側(cè)形成擴(kuò)張部，將減壓空間13擴(kuò)張。在此情況下，只要在真空腔室4上設(shè)置容許該擴(kuò)張部的貫通的大小的孔就可以。
[0172]本發(fā)明并不限定于上述各實(shí)施方式，在不變更發(fā)明的本質(zhì)的范圍內(nèi)能夠?qū)⒏鞑考男螤?、?gòu)造、材質(zhì)、組合等適當(dāng)變更。此外，在此次公開(kāi)的實(shí)施方式中，沒(méi)有明示地公開(kāi)的事項(xiàng)、例如運(yùn)轉(zhuǎn)條件或作業(yè)條件、各種參數(shù)、構(gòu)成物的尺寸、重量、體積等不脫離本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常實(shí)施的范圍，采用只要是通常的本領(lǐng)域的技術(shù)人員就能夠容易地想到的事項(xiàng)。
[0173]例如，上述冷卻介質(zhì)優(yōu)選的是水，但只要是液體且通過(guò)減壓空間內(nèi)的減壓能夠蒸發(fā)就可以，也可以使用水以外的物質(zhì)。
[0174]此外，經(jīng)由排氣泵16回收的冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體也可以通過(guò)再冷凝而在冷卻裝置I的冷卻介質(zhì)中使用。
[0175]此外，有關(guān)本發(fā)明的真空等離子處理裝置優(yōu)選的是具備匹配于真空腔室4內(nèi)回到大氣壓而使箱體5的內(nèi)部回到大氣壓的裝置。該裝置不需要對(duì)等離子產(chǎn)生源2賦予能承受其內(nèi)外的壓力差的堅(jiān)固的構(gòu)造，提高等離子產(chǎn)生源2的設(shè)計(jì)的自由度。[0176]此外，有關(guān)本發(fā)明的真空等離子處理裝置也可以還具備計(jì)測(cè)減壓空間的壓力、特別是蒸汽壓的機(jī)構(gòu)。該計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)的具備能夠進(jìn)行冷卻的狀況的監(jiān)視、基于計(jì)測(cè)結(jié)果的冷卻介質(zhì)的供給量的調(diào)整、排氣裝置的排氣能力的調(diào)整等。
[0177]如以上這樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠在抑制設(shè)備的大型化及成本的增大的同時(shí)、將等離子產(chǎn)生源均勻且有效地冷卻的等離子產(chǎn)生源及具備它的真空等離子處理裝置、以及等離子產(chǎn)生源的冷卻方法。
[0178]本發(fā)明提供的真空等離子處理裝置具備內(nèi)部被真空排氣的真空腔室、和本發(fā)明提供的等離子產(chǎn)生源；該等離子產(chǎn)生源設(shè)在上述真空腔室內(nèi)。該等離子產(chǎn)生源具備:等離子產(chǎn)生電極，用來(lái)在上述真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子；和減壓空間形成部件，在上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)刃纬赡軌蚴杖菀后w的冷卻介質(zhì)且將其減壓的減壓空間；用上述冷卻介質(zhì)通過(guò)上述減壓蒸發(fā)時(shí)的氣化熱將上述等離子產(chǎn)生電極冷卻。
[0179]此外，本發(fā)明提供的方法，是將真空等離子處理裝置的等離子產(chǎn)生源冷卻的方法，所述真空等離子處理裝置具備真空腔室和等離子產(chǎn)生源，所述真空腔室內(nèi)部被真空排氣，所述等離子產(chǎn)生源設(shè)在該真空腔室內(nèi)，具有用來(lái)在該真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子的等離子產(chǎn)生電極，所述方法包括:在上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)刃纬蓽p壓空間；和在上述減壓空間內(nèi)使液體的冷卻介質(zhì)氣化，用該氣化熱將上述等離子產(chǎn)生電極冷卻。
[0180]根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠利用在形成于上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)鹊臏p壓空間內(nèi)蒸發(fā)的冷卻介質(zhì)的氣化熱將該等離子產(chǎn)生電極均勻且有效地冷卻。
[0181]上述裝置優(yōu)選的是還具備排氣裝置，所述排氣裝置將上述減壓空間減壓以促進(jìn)上述減壓空間內(nèi)的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)。
[0182]關(guān)于上述等離子產(chǎn)生源，例如優(yōu)選的是，上述等離子產(chǎn)生電極及上述減壓空間形成部件構(gòu)成箱體，所述箱體在其內(nèi)部包圍上述減壓空間，構(gòu)成該箱體的外壁的一部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成。這樣，構(gòu)成箱體的一部分的等離子產(chǎn)生電極能夠通過(guò)該箱體內(nèi)部的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)而被效率良好地冷卻。
[0183]也可以是，上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起形成包括圓筒狀的周壁的箱體；上述等離子產(chǎn)生電極是圓筒狀，構(gòu)成上述周壁的至少一部分。
[0184]優(yōu)選的是，上述冷卻介質(zhì)供給裝置包括多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部，所述多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部在上述減壓空間內(nèi)配置在相互不同的位置，從這些冷卻介質(zhì)噴霧部將上述冷卻介質(zhì)噴霧。這些噴嘴的分散配置能夠使冷卻介質(zhì)的供給更加均勻化。
[0185]優(yōu)選的是，上述排氣裝置具有:排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引；排氣泵，經(jīng)由上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出；和電絕緣部，設(shè)在上述排氣管與真空腔室之間，將該真空腔室與等離子產(chǎn)生源電絕緣。
[0186]此外，還優(yōu)選的是，上述排氣裝置具有:排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引；排氣泵，經(jīng)由上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出；和泄流部，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)的兩者從減壓空間向排氣管導(dǎo)出。
[0187]優(yōu)選的是，上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面相對(duì)于水平方向傾斜，以便能夠?qū)⑸鲜鲆后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用在該背面上擴(kuò)散。該傾斜能夠利用上述重力將上述冷卻介質(zhì)均勻供給。
[0188]或者優(yōu)選的是，在上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面上，被賦予了將上述液體的冷卻介質(zhì)沿著該背面擴(kuò)散那樣的具有毛細(xì)管現(xiàn)象的作用的構(gòu)造例如槽或網(wǎng)狀構(gòu)造。
[0189]在如上述那樣等離子產(chǎn)生源的箱體具有圓筒狀的周壁的情況下，還可以是，上述箱體以可繞其軸心旋轉(zhuǎn)的方式配置在真空腔室內(nèi)，構(gòu)成為，隨著該箱體的旋轉(zhuǎn)，向等離子產(chǎn)生電極的內(nèi)周面整面涂敷擴(kuò)散液體的冷卻介質(zhì)。
[0190]在如上述那樣等離子產(chǎn)生源的箱體具有圓筒狀的周壁的情況下，還可以是，上述箱體以可繞其軸心旋轉(zhuǎn)的方式配置在真空腔室內(nèi)，構(gòu)成為，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)軸方向上分散配置的冷卻介質(zhì)噴霧部和箱體的旋轉(zhuǎn)的協(xié)同作用，將上述冷卻介質(zhì)向圓筒狀的等離子產(chǎn)生電極的內(nèi)周面涂敷擴(kuò)散。
[0191]在如上述那樣等離子產(chǎn)生源的箱體具有圓筒狀的周壁的情況下，還優(yōu)選的是，上述箱體可繞其軸心旋轉(zhuǎn)且以該軸心沿水平方向延伸的姿勢(shì)配置在上述真空腔室內(nèi)，能夠?qū)⒗淠e存在上述箱體的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)隨著電極的旋轉(zhuǎn)向箱體的內(nèi)周面均等地涂敷擴(kuò)散而構(gòu)成。這樣的等離子產(chǎn)生源的配置能夠促進(jìn)減壓空間內(nèi)的冷卻介質(zhì)的循環(huán)，提高等離子產(chǎn)生電極的冷卻的效率。
[0192]在如上述那樣等離子產(chǎn)生源的箱體具有圓筒狀的周壁的情況下，還可以是，上述箱體可繞其軸心旋轉(zhuǎn)且以該軸心沿水平方向延伸或相對(duì)于水平方向傾斜的姿勢(shì)配置在上述真空腔室內(nèi)；上述排氣裝置除了上述排氣管及排氣泵以外，還具備:泄流部，將在上述減壓空間中冷凝而積存的液體的冷卻介質(zhì)向上述排氣管導(dǎo)出；和汲起部，將冷凝而積存在上述圓筒狀的箱體的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)利用上述箱體的旋轉(zhuǎn)向箱體的上側(cè)汲起后向上述泄流部排出。
[0193]上述排氣裝置優(yōu)選的是，具有:排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引；和冷凝裝置，沿著上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出并使吸出的冷卻介質(zhì)液化。該冷凝裝置能夠?qū)崿F(xiàn)上述冷卻介質(zhì)的再利用。
[0194]上述冷凝裝置優(yōu)選的是，具有:冷凝器，在內(nèi)部使冷卻介質(zhì)液化；和輔助減壓機(jī)構(gòu)，使上述冷凝器內(nèi)減壓。
[0195]上述冷凝裝置優(yōu)選的是，具有返送配管，所述返送配管用來(lái)將由冷凝器液化后的冷卻介質(zhì)向上述減壓空間返送。
[0196]優(yōu)選的是，還具備電絕緣部件，所述電絕緣部件設(shè)在上述排氣管與真空腔室之間，將等離子產(chǎn)生源相對(duì)于上述真空腔室電絕緣。
[0197]優(yōu)選的是，上述排氣裝置具有泄流部，所述泄流部將冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)的兩者從減壓空間向排氣管導(dǎo)出。
[0198]關(guān)于上述冷卻方法，優(yōu)選的是，除了形成上述減壓空間、和在上述減壓空間內(nèi)使液體的冷卻介質(zhì)氣化以外，還包括:將該減壓空間內(nèi)排氣，以促進(jìn)被供給到上述減壓空間中的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)。
[0199]此外，作為有關(guān)本發(fā)明的真空等離子處理裝置，還優(yōu)選的是，上述減壓空間內(nèi)被排氣，在該減壓空間內(nèi)封入上述冷卻介質(zhì)，并且設(shè)有用來(lái)將在該上述減壓空間中氣化的冷卻介質(zhì)液化的液化裝置。該液化裝置將通過(guò)在上述減壓空間內(nèi)氣化而貢獻(xiàn)于上述等離子產(chǎn)生電極的冷卻后的冷卻介質(zhì)再次液化，由此能夠?qū)⒃摾鋮s介質(zhì)反復(fù)用于上述冷卻。
[0200]關(guān)于上述等離子產(chǎn)生源，例如優(yōu)選的是，上述等離子產(chǎn)生電極及上述減壓空間形成部件構(gòu)成箱體，所述箱體在其內(nèi)部包圍上述減壓空間，構(gòu)成該箱體的外壁的一部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成，在上述箱體的內(nèi)部設(shè)有液化裝置。
[0201]上述等離子產(chǎn)生源也可以是，具有包括圓筒狀的周壁的箱體，該周壁的至少外周部分構(gòu)成上述等離子產(chǎn)生電極。在此情況下，上述液化裝置通過(guò)設(shè)在上述圓筒狀的周壁的軸心位置，能夠?qū)⒃谏鲜鰷p壓空間內(nèi)氣化的冷卻介質(zhì)效率良好地液化。
[0202]優(yōu)選的是，上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面相對(duì)于水平方向傾斜，以使上述液體的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用在該背面上擴(kuò)散。該傾斜能夠利用上述重力將上述冷卻介質(zhì)均勻供給。
[0203]或者優(yōu)選的是，在上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面上，被賦予了將上述液體的冷卻介質(zhì)沿著該背面擴(kuò)散那樣的具有毛細(xì)管現(xiàn)象的作用的構(gòu)造。
[0204]在如上述那樣等離子產(chǎn)生源的箱體具有圓筒狀的周壁的情況下，還優(yōu)選的是，上述箱體可繞其周壁的軸心旋轉(zhuǎn)且以該軸心沿水平方向延伸的姿勢(shì)配置在真空腔室內(nèi)，能夠?qū)⒗淠e存在上述箱體的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)隨著電極的旋轉(zhuǎn)向箱體的內(nèi)周面均等地涂敷擴(kuò)散而構(gòu)成。這樣的等離子產(chǎn)生源的配置能夠促進(jìn)減壓空間內(nèi)的冷卻介質(zhì)的循環(huán)，提高等離子產(chǎn)生電極的冷卻的效率。
[0205]上述裝置優(yōu)選的是，除了上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)鹊目臻g以夕卜，還具備形成擴(kuò)張空間的擴(kuò)張部，所述擴(kuò)張空間連通到該背面?zhèn)鹊目臻g，與該背面?zhèn)鹊目臻g一起構(gòu)成上述減壓空間；上述液化裝置設(shè)在上述擴(kuò)張部中，將氣化的冷卻介質(zhì)液化。該擴(kuò)張部能夠?qū)⒂脕?lái)將冷卻介質(zhì)液化的地方設(shè)定到從等離子產(chǎn)生電極離開(kāi)的地方，提高裝置的設(shè)計(jì)的自由度。
[0206]進(jìn)而，如果上述擴(kuò)張部形成的擴(kuò)張空間處于真空腔室的外部，則還能夠?qū)崿F(xiàn)真空腔室的小型化。
[0207]上述減壓空間形成部件例如可以是，與上述等離子產(chǎn)生電極一起形成平板狀的箱體；上述擴(kuò)張部連接在上述箱體上，以使上述箱體的內(nèi)部與上述擴(kuò)張空間連通，上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成形成上述箱體的外壁之一。
[0208]在此情況下，通過(guò)上述擴(kuò)張部位于上述等離子產(chǎn)生電極的上方，能夠?qū)⒃谠摂U(kuò)張部中液化的冷卻介質(zhì)順暢地向等離子產(chǎn)生電極的背面送回。
[0209]上述減壓空間形成部件也可以與上述等離子產(chǎn)生電極一起構(gòu)成具有圓筒狀的周壁的箱體。在此情況下，上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成上述周壁的至少一部分，上述擴(kuò)張部從上述箱體的軸心位置延伸到真空腔室的外部，以使上述擴(kuò)張空間連通到上述箱體的內(nèi)部，由此能夠?qū)⑸鲜鱿潴w內(nèi)的冷卻介質(zhì)順暢地向擴(kuò)張空間導(dǎo)出。
[0210]關(guān)于上述冷卻方法，可以是，除了形成上述減壓空間、和在上述減壓空間內(nèi)使液體的冷卻介質(zhì)氣化以外，還包括:將上述減壓空間內(nèi)暫且排氣后將液體的上述冷卻介質(zhì)封入；將在上述減壓空間內(nèi)氣化的冷卻介質(zhì)用液化裝置液化，向液體的冷卻介質(zhì)送回。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子產(chǎn)生源，設(shè)在內(nèi)部被真空排氣的真空腔室的該內(nèi)部，與該真空腔室一起構(gòu)成真空等離子處理裝置，其特征在于， 具備: 等離子產(chǎn)生電極，用來(lái)在上述真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子；和 減壓空間形成部件，在上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)刃纬蓽p壓空間，所述減壓空間能夠收容液體的冷卻介質(zhì)且將液體的冷卻介質(zhì)減壓； 用上述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)時(shí)的氣化熱將上述等離子產(chǎn)生電極冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于，具備: 冷卻介質(zhì)供給裝置，對(duì)上述等離子產(chǎn)生電極的背面供給液體的冷卻介質(zhì)；和 排氣裝置，將上述減壓空間排氣而減壓，以促進(jìn)被供給的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生源的 上述等離子產(chǎn)生電極及上述減壓空間形成部件構(gòu)成箱體，所述箱體在其內(nèi)部包圍上述減壓空間，構(gòu)成上述箱體的外壁的一部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起形成包括圓筒狀的周壁的箱體； 上述等離子產(chǎn)生電極是圓筒狀，構(gòu)成上述周壁的至少一部分。
5.如權(quán)利要求2所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述冷卻介質(zhì)供給裝置包括多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部，所述多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部在上述減壓空間內(nèi)配置在相互不同的位置，從這些冷卻介質(zhì)噴霧部將上述冷卻介質(zhì)噴霧。
6.如權(quán)利要求2所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生電極的背面相對(duì)于水平方向傾斜，以便能夠?qū)⑸鲜鲆后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用在背面上擴(kuò)散。
7.如權(quán)利要求2所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 在上述等離子產(chǎn)生電極的背面上，被賦予了將上述液體的冷卻介質(zhì)沿著該背面擴(kuò)散那樣的具有毛細(xì)管現(xiàn)象的作用的構(gòu)造。
8.如權(quán)利要求4所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 具有上述圓筒狀的周壁的箱體繞其軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備，構(gòu)成為，隨著該箱體的旋轉(zhuǎn)，向等離子產(chǎn)生電極的內(nèi)周面整面涂敷擴(kuò)散液體的冷卻介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求8所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述冷卻介質(zhì)供給裝置包括多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部，所述多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部在上述減壓空間內(nèi)配置在沿與上述軸心平行的方向排列的多個(gè)位置上； 通過(guò)從這些冷卻介質(zhì)噴霧部的上述冷卻介質(zhì)的噴霧和上述箱體的旋轉(zhuǎn)的協(xié)同作用，將該冷卻介質(zhì)向圓筒狀的等離子產(chǎn)生電極的內(nèi)周面涂敷擴(kuò)散。
10.如權(quán)利要求8所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 具有上述圓筒狀的周壁的箱體繞其軸心旋轉(zhuǎn)自如且以該軸心沿水平方向延伸的姿勢(shì)配備在上述真空腔室內(nèi)，能夠?qū)⒗淠e存在上述箱體的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)隨著箱體的旋轉(zhuǎn)向箱體的內(nèi)周面均等地涂敷擴(kuò)散而構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求2所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于，上述排氣裝置具有: 排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引；和 冷凝裝置，沿著上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出并使吸出的冷卻介質(zhì)液化。
12.如權(quán)利要求11所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述冷凝裝置具有: 冷凝器，在內(nèi)部使冷卻介質(zhì)液化；和 輔助減壓機(jī)構(gòu)，使上述冷凝器內(nèi)的壓力減壓。
13.如權(quán)利要求11所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述冷凝裝置具有返送配管，所述返送配管用來(lái)將由冷凝器液化后的冷卻介質(zhì)向上述減壓空間返送。
14.如權(quán)利要求11所述的等離子產(chǎn)生 源，其特征在于， 上述排氣裝置具有泄流部，所述泄流部將冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)的兩者從減壓空間向排氣管導(dǎo)出。
15.如權(quán)利要求1所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 在上述減壓空間中，以該減壓空間被排氣的狀態(tài)封入有上述冷卻介質(zhì)； 上述等離子產(chǎn)生源還具備液化裝置，所述液化裝置將在上述減壓空間內(nèi)氣化的冷卻介質(zhì)液化。
16.如權(quán)利要求15所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生電極及上述減壓空間形成部件構(gòu)成箱體，所述箱體在其內(nèi)部包圍上述減壓空間，構(gòu)成上述箱體的外壁的一部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求16所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述液化裝置以?shī)A著上述減壓空間與上述等離子產(chǎn)生電極的背面對(duì)置的方式配置。
18.如權(quán)利要求15所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起形成包括圓筒狀的周壁的箱體，該周壁的至少外周部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成，在上述圓筒狀的周壁的軸心位置設(shè)有上述液化裝置。
19.如權(quán)利要求15所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生電極的背面相對(duì)于水平方向傾斜，以便能夠?qū)⑸鲜鲆后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用在背面上擴(kuò)散。
20.如權(quán)利要求15所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 在上述等離子產(chǎn)生電極的背面上，被賦予了將上述液體的冷卻介質(zhì)沿著該背面擴(kuò)散那樣的具有毛細(xì)管現(xiàn)象的作用的構(gòu)造。
21.如權(quán)利要求15所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 除了上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)鹊目臻g以外，還具備形成擴(kuò)張空間的擴(kuò)張部，所述擴(kuò)張空間連通到該背面?zhèn)鹊目臻g，與該背面?zhèn)鹊目臻g一起構(gòu)成上述減壓空間； 上述液化裝置設(shè)在上述擴(kuò)張部中，將氣化的冷卻介質(zhì)液化。
22.如權(quán)利要求21所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起形成平板狀的箱體； 上述擴(kuò)張部連接在上述箱體上，以使上述箱體的內(nèi)部與上述擴(kuò)張空間連通，上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成形成上述箱體的外壁之一。
23.如權(quán)利要求22所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述擴(kuò)張部位于上述等離子產(chǎn)生電極的上方。
24.如權(quán)利要求21所述的等離子產(chǎn)生源，其特征在于， 上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起構(gòu)成具有圓筒狀的周壁的箱體； 上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成上述周壁的至少一部分； 上述擴(kuò)張部從上述箱體的軸心位置延伸到真空腔室的外部，以使上述擴(kuò)張空間連通到上述箱體的內(nèi)部。
25.一種真空等離子處理裝置，其特征在于， 具備: 真空腔室，內(nèi)部被真空排氣；和 權(quán)利要求1所述的等離子產(chǎn)生源； 該等離子產(chǎn)生源設(shè)在上述真空腔室內(nèi)。
26.如權(quán)利要求25所述的真空等離子處理裝置，其特征在于，具備: 冷卻介質(zhì)供給裝置，對(duì)上述等離子產(chǎn)生電極的背面供給液體的冷卻介質(zhì)；和 排氣裝置，將上述減壓空間排氣而減壓，以促進(jìn)被供給的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)。
27.如權(quán)利要求26所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生源的上述等離子產(chǎn)生電極及上述減壓空間形成部件構(gòu)成箱體，所述箱體在其內(nèi)部包圍上述減壓空間，構(gòu)成上述箱體的外壁的一部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求27所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起形成包括圓筒狀的周壁的箱體； 上述等離子產(chǎn)生電極是圓筒狀，構(gòu)成上述周壁的至少一部分。
29.如權(quán)利要求26所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述冷卻介質(zhì)供給裝置包括多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部，所述多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部在上述減壓空間內(nèi)配置在相互不同的位置，從這些冷卻介質(zhì)噴霧部將上述冷卻介質(zhì)噴霧。
30.如權(quán)利要求26所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述排氣裝置具有: 排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引； 排氣泵，經(jīng)由上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出；和 電絕緣部，設(shè)在上述排氣管與真空腔室之間，將上述真空腔室與等離子產(chǎn)生源電絕緣。
31.如權(quán)利要求26所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述排氣裝置具有: 排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引； 排氣泵，經(jīng)由上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出；和 泄流部，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)的兩者從減壓空間向排氣管導(dǎo)出。
32.如權(quán)利要求26所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面相對(duì)于水平方向傾斜，以便能夠?qū)⑸鲜鲆后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用在背面上擴(kuò)散。
33.如權(quán)利要求26所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 在上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面上，被賦予了將上述液體的冷卻介質(zhì)沿著該背面擴(kuò)散那樣的具有毛細(xì)管現(xiàn)象的作用的構(gòu)造。
34.如權(quán)利要求28所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 具有上述圓筒狀的周壁的等離子產(chǎn)生源的箱體繞其軸心旋轉(zhuǎn)自如地配備，構(gòu)成為，隨著該箱體的旋轉(zhuǎn)，向等離子產(chǎn)生電極的內(nèi)周面整面涂敷擴(kuò)散液體的冷卻介質(zhì)。
35.如權(quán)利要求34所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述冷卻介質(zhì)供給裝置包括多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部，所述多個(gè)冷卻介質(zhì)噴霧部在上述減壓空間內(nèi)配置在沿與上述軸心平行的方向排列的多個(gè)位置上； 通過(guò)從這些冷卻介質(zhì)噴霧部的上述冷卻介質(zhì)的噴霧和上述箱體的旋轉(zhuǎn)的協(xié)同作用，將該冷卻介質(zhì)向圓筒狀的等離子產(chǎn)生電極的內(nèi)周面涂敷擴(kuò)散。
36.如權(quán)利要求34所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 具有上述圓筒狀的周壁的等離子產(chǎn)生源的箱體繞其軸心旋轉(zhuǎn)自如且以該軸心沿水平方向延伸的姿勢(shì)配備在上述真空腔室內(nèi)，能夠?qū)⒗淠e存在上述箱體的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)隨著箱體的旋轉(zhuǎn) 向箱體的內(nèi)周面均等地涂敷擴(kuò)散而構(gòu)成。
37.如權(quán)利要求28所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述圓筒狀的等離子產(chǎn)生源的箱體繞其軸心旋轉(zhuǎn)自如且以該軸心沿水平方向延伸或相對(duì)于水平方向傾斜的姿勢(shì)配備在上述真空腔室內(nèi)； 上述排氣裝置具有: 排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引； 排氣泵，經(jīng)由上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出； 電絕緣部，設(shè)在上述排氣管與真空腔室之間，將上述真空腔室與等離子產(chǎn)生源電絕緣； 泄流部，將在上述減壓空間中冷凝而積存的液體的冷卻介質(zhì)向上述排氣管導(dǎo)出；和汲起部，將冷凝而積存在上述圓筒狀的箱體的下側(cè)的液體的冷卻介質(zhì)利用上述箱體的旋轉(zhuǎn)向箱體的上側(cè)汲起后向上述泄流部排出。
38.如權(quán)利要求26所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述排氣裝置具有: 排氣管，將上述冷卻介質(zhì)的蒸汽從上述減壓空間向真空腔室的外部導(dǎo)引；和 冷凝裝置，沿著上述排氣管將冷卻介質(zhì)的蒸汽吸出并使吸出的冷卻介質(zhì)液化。
39.如權(quán)利要求38所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述冷凝裝置具有: 冷凝器，使冷卻介質(zhì)液化；和 輔助減壓機(jī)構(gòu)，使上述冷凝器內(nèi)的壓力減壓。
40.如權(quán)利要求38所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述冷凝裝置具有返送配管，所述返送配管用來(lái)將由冷凝器液化后的冷卻介質(zhì)向上述減壓空間返送。
41.如權(quán)利要求38所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 還具備電絕緣部件，所述電絕緣部件設(shè)在上述排氣管與真空腔室之間，將等離子產(chǎn)生源相對(duì)于上述真空腔室電絕緣。
42.如權(quán)利要求38所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述排氣裝置具有泄流部，所述泄流部將冷卻介質(zhì)的蒸汽及液體的冷卻介質(zhì)的兩者從減壓空間向排氣管導(dǎo)出。
43.如權(quán)利要求25所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 在上述減壓空間中，以該減壓空間被排氣的狀態(tài)封入有上述冷卻介質(zhì)； 上述真空等離子處理裝置還具備液化裝置，所述液化裝置將在上述減壓空間內(nèi)氣化的冷卻介質(zhì)液化。
44.如權(quán)利要求43所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生源的上述等離子產(chǎn)生電極及上述減壓空間形成部件構(gòu)成箱體，所述箱體在其內(nèi)部包圍上述減壓空間，構(gòu)成上述箱體的外壁的一部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成。
45.如權(quán)利要求44所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述液化裝置以?shī)A著上述減壓空間與上述等離子產(chǎn)生電極的背面對(duì)置的方式配置。
46.如權(quán)利要求43所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生源的上述等離子產(chǎn)生電極及上述減壓空間形成部件形成包括圓筒狀的周壁的箱體，該周壁的至少外周部分由上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成，在上述圓筒狀的周壁的軸心位置設(shè)有上述液化裝置。
47.如權(quán)利要求43所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面相對(duì)于水平方向傾斜，以便能夠?qū)⑸鲜鲆后w的冷卻介質(zhì)通過(guò)重力的作用在背面上擴(kuò)散。
48.如權(quán)利要求43所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 在上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面上，被賦予了將上述液體的冷卻介質(zhì)沿著該背面擴(kuò)散那樣的具有毛細(xì)管現(xiàn)象的作用的構(gòu)造。
49.如權(quán)利要求43所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 除了上述等離子產(chǎn)生源的等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)鹊目臻g以外，還具備形成擴(kuò)張空間的擴(kuò)張部，所述擴(kuò)張空間連通到該背面?zhèn)鹊目臻g，與該背面?zhèn)鹊目臻g一起構(gòu)成上述減壓空間； 上述液化裝置設(shè)在上述擴(kuò)張部中，將氣化的冷卻介質(zhì)液化。
50.如權(quán)利要求49所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述擴(kuò)張部形成的擴(kuò)張空間處于真空腔室的外部。
51.如權(quán)利要求49所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起形成平板狀的箱體； 上述擴(kuò)張部連接在上述箱體上，以使上述箱體的內(nèi)部與上述擴(kuò)張空間連通，上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成形成上述箱體的外壁之一。
52.如權(quán)利要求51所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述擴(kuò)張部位于上述等離子產(chǎn)生電極的上方。
53.如權(quán)利要求49所述的真空等離子處理裝置，其特征在于， 上述減壓空間形成部件與上述等離子產(chǎn)生電極一起構(gòu)成具有圓筒狀的周壁的箱體；上述等離子產(chǎn)生電極構(gòu)成上述周壁的至少一部分； 上述擴(kuò)張部從上述箱體的軸心位置延伸到真空腔室的外部，以使上述擴(kuò)張空間連通到上述箱體的內(nèi)部。
54.一種等離子產(chǎn)生源的冷卻方法，是將真空等離子處理裝置的等離子產(chǎn)生源冷卻的方法，所述真空等離子處理裝置具備真空腔室和等離子產(chǎn)生源，所述真空腔室內(nèi)部被真空排氣，所述等離子產(chǎn)生源設(shè)在該真空腔室內(nèi)，具有用來(lái)在該真空腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子的等離子產(chǎn)生電極，所述等離子產(chǎn)生源的冷卻方法的特征在于，包括: 在上述等離子產(chǎn)生電極的背面?zhèn)刃纬蓽p壓空間；和 在上述減壓空間內(nèi)使液體的冷卻介質(zhì)氣化，用該氣化熱將上述等離子產(chǎn)生電極冷卻。
55.如權(quán)利要求54所述的等離子產(chǎn)生源的冷卻方法，其特征在于，還包括: 將上述減壓空間排氣而減壓，以促進(jìn)被供給到上述減壓空間中的冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)。
56.如權(quán)利要求54所述的等離子產(chǎn)生源的冷卻方法，其特征在于，還包括: 在將上述減壓空間內(nèi)暫且排氣后，向該減壓空間內(nèi)封入上述冷卻介質(zhì)；和 將在上述減壓空間內(nèi)氣化的上述冷卻介質(zhì)用液化裝置液化而向液體的冷卻介質(zhì)送回。
【文檔編號(hào)】C23C14/34GK103947301SQ201280057411
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月22日
【發(fā)明者】玉垣浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所