特許 6348094 冷却装置、および、真空処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6348094

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】冷却装置、および、真空処理装置

(51)【国際特許分類】

   F25D 9/00 20060101AFI20180618BHJP

   H01L 21/67 20060101ALI20180618BHJP

   F04B 37/16 20060101ALI20180618BHJP

【ＦＩ】

   F25D9/00 Z

   H01L21/68 Z

   F04B37/16 C

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-221492(P2015-221492)

(22)【出願日】2015年11月11日

(65)【公開番号】特開2017-89519(P2017-89519A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2016年9月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】591176306

【氏名又は名称】アルバック・クライオ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】安田 淳一

(72)【発明者】

【氏名】村山 吉信

(72)【発明者】

【氏名】降矢 新治

【審査官】 原田 愛子

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭４３−０２００５０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開平０２−０１６３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０３７３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｄ ９／００

Ｆ０４Ｂ ３７／１６

Ｈ０１Ｌ ２１／６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却部と、
前記冷却部に接続する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する冷却体であって、前記第１面と前記第２面との間で気体が流れる通路を含み、前記冷却部によって冷却される前記冷却体と、を備え、
前記第２面は、冷却対象と対向する面であり、
前記第１面の表面粗さは前記第２面の表面粗さよりも小さい
冷却装置。

【請求項2】

前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、
前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであり、
前記複数の冷却部材には、互いに異なる大きさを有した２種類以上の前記冷却部材が含まれる
請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、
前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであり、
前記複数の冷却部材のうち、前記第２方向の端に位置する前記冷却部材の少なくとも一方が端部材であり、
前記端部材の大きさは、前記端部材以外の他の前記冷却部材の大きさよりも小さい
請求項１に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、
前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであり、
前記複数の冷却部材のうち、前記第２方向の中央に位置する前記冷却部材が中央部材であり、
前記中央部材の大きさは、前記中央部材以外の他の前記冷却部材の大きさよりも小さい
請求項１に記載の冷却装置。

【請求項5】

前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、
前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであり、
前記各冷却部材は他の全ての前記冷却部材とほぼ同じ形状を有し、前記第２方向において等間隔で並ぶ
請求項１に記載の冷却装置。

【請求項6】

真空槽と、
前記冷却対象を支持する支持部と、
請求項２から５のいずれか一項に記載の冷却装置と、を備え、
前記第１方向と前記第２方向とによって規定される面が基準面であり、
前記複数の冷却部材の少なくとも１つが、前記基準面に対して傾斜した平面に沿って位置する傾斜部材であり、
互いに隣り合う前記傾斜部材の距離は、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、
前記真空槽と前記冷却体との間の距離は、１０ｍｍ以上１００ｍｍ未満であり、
前記支持部は、前記冷却対象と前記冷却体との間の距離が、１０ｍｍ以上１００ｍｍ未満であるように前記冷却対象を支持する
真空処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却対象を冷却する冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

成膜装置や蒸着装置などの真空処理装置はクライオ機構を備え、クライオ機構は、装置内の気体を凝縮させて捕捉することにより、真空処置装置内を減圧している（例えば、特許文献１参照）。また、真空処理装置では、処理の対象である基板を例えば熱放射によって冷却する冷却プレートが用いられている（例えば、特許文献２参照）。冷却プレートは、冷却プレートの内部に配置された配管を流れる冷却水によって冷却され、冷却プレートの対向面が基板から吸熱することによって基板を冷却する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−１６６４７７号公報

【特許文献2】特開２００５−３３２６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、冷却プレートが基板を冷却する上では、冷却プレートにおける対向面の大きさが基板の大きさに近付くほど好ましく、基板と対向面との間の距離が小さいほど好ましい。ただし、対向面が大きくなるほど、冷却プレートと真空処理装置の内周面との隙間が小さくなり、また、基板と対向面との間の距離が小さくなるほど、冷却プレートと基板との隙間が小さくなる。言い換えれば、冷却体としての冷却プレートと基板との隙間が小さくなることによって、コンダクタンスが小さくなり、結果として、排気速度が低下してしまう。

【0005】

なお、こうした事項は、冷却体が冷却水によって冷却される冷却装置に限らず、クライオ機構によって冷却される冷却装置にも共通している。
本発明は、冷却対象が収容される空間において排気速度の低下を抑えることを可能とした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】

上記課題を解決するための冷却装置は、冷却部と、前記冷却部に接続する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する冷却体であって、前記第１面と前記第２面との間で気体が流れる通路を含み、前記冷却部によって冷却される前記冷却体と、を備える。

【0007】

上記構成によれば、第１面と第２面の間で気体が流れる通路が冷却体に形成されているため、通路を有しない構成と比べて、冷却体の第１面に沿った気体の流れ、および、第２面に沿った気体の流れが形成されやすくなる。それゆえに、冷却体に気体が入りやすくなり、結果として、冷却対象が収容される空間において排気速度の低下が抑えられる。
上記冷却装置において、前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであり、前記複数の冷却部材には、互いに異なる大きさを有した２種類以上の前記冷却部材が含まれてもよい。

【0008】

上記冷却装置において、前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであってもよい。そして、前記複数の冷却部材のうち、前記第２方向の端に位置する前記冷却部材の少なくとも一方が端部材であり、前記端部材の大きさは、前記端部材以外の他の前記冷却部材の大きさよりも小さくてもよい。

【0009】

上記構成によれば、冷却体のうち、第２方向における端寄りに通路が位置するため、冷却体の周りを流れる気体が、冷却体に入りやすくなる。それゆえに、第１面に沿った気体の流れ、および、第２面に沿った気体の流れが形成されやすくなり、冷却対象が収容される空間において排気速度の低下が抑えられる。

【0010】

上記冷却装置において、前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであってもよい。そして、前記複数の冷却部材のうち、前記第２方向の中央に位置する前記冷却部材が中央部材であり、前記中央部材の大きさは、前記中央部材以外の他の前記冷却部材の大きさよりも小さくてもよい。

【0011】

上記構成によれば、冷却体の周りを流れる気体が、冷却体に入りやすくなるため、冷却体の第１面に沿った気体の流れ、および、第２面に沿った気体の流れが形成されやすくなり、冷却対象が収容される空間において排気速度の低下が抑えられる。

【0012】

上記冷却装置において、前記冷却体は、１つの方向である第１方向、および、前記第１方向と交差する第２方向に沿って拡がる板形状を有し、前記通路は、前記第１方向に沿って延び、前記冷却体を複数の冷却部材に区画するスリットであることが好ましい。そして、前記各冷却部材は他の全ての前記冷却部材とほぼ同じ形状を有し、前記第２方向において等間隔で並ぶことが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、第１面の全体において第１面に沿う気体の流れが形成されやすくなり、また、第２面の全体において第２面に沿う気体の流れが形成されやすくなるため、冷却対象が収容される空間において排気速度の低下が抑えられる。

【0014】

上記冷却装置において、前記第１方向と前記第２方向とによって規定される面が基準面であり、前記複数の冷却部材の少なくとも１つが、前記基準面に対して傾斜した平面に沿って位置する傾斜部材であることが好ましい。そして、前記傾斜部材は、前記第２方向に縁を有し、前記縁は、前記第２方向において前記傾斜部材と隣り合う他の前記冷却部材に重なることが好ましい。

【0015】

上記構成によれば、冷却体のうち、第２方向における傾斜部材の縁の位置が、第２方向において隣り合う冷却部材に重なる部分では、第２面と対向する方向から見て、２つの冷却部材間の隙間が視認されない。そのため、第２面と対向する方向から見て、２つの冷却部材の各々が冷却する領域に隙間が形成されにくい。結果として、冷却装置が冷却対象を冷却する効率が高まる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の冷却装置を具体化した１つの実施形態の概略構成を冷却装置が搭載される真空処理装置とともに示すブロック図。

【図2】冷却体の斜視構造を基準面とともに示す斜視図。

【図3】冷却体の第２面と対向する平面視における冷却体の平面構造を示す平面図。

【図4】冷却体の断面構造を冷却部とともに示す図。

【図5】冷却体の第１面と対向する平面視における冷却体の平面構造を示す平面図。

【図6】変形例における冷却体の第２面と対向する平面視における冷却体の平面構造を示す平面図。

【図7】変形例における冷却体の斜視構造を基準面とともに示す斜視図。

【図8】変形例における冷却体の斜視構造を基準面とともに示す斜視図。

【図9】変形例における冷却体の第２面と対向する平面視における冷却体の平面構造を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１から図５を参照して、冷却装置を具体化した１つの実施形態を説明する。以下では、冷却装置が搭載される真空処理装置の一例である成膜装置の概略構成、冷却装置の構成、および、冷却装置の作用を順番に説明する。

【0018】

［成膜装置の概略構成］
図１を参照して成膜装置の概略構成を説明する。図１は、成膜装置を上面視した構成を模式的に示すブロック図である。

【0019】

図１が示すように、冷却装置１０は、冷却部１１と、冷却部１１によって冷却される冷却体１２とを備え、冷却体１２は、冷却部１１に接続する第１面１２ａと、第１面１２ａとは反対側の第２面１２ｂとを有している。

【0020】

冷却装置１０は成膜装置１００に搭載され、成膜装置１００は、例えばスパッタ装置および蒸着装置のいずれかである。成膜装置１００は、成膜対象であって、冷却装置１０の冷却対象Ｔｇを収容する真空槽１０１と、冷却対象Ｔｇに向けて成膜種を放出する成膜部１０２と、冷却対象Ｔｇの下端を支持する支持部１０３とを備えている。成膜装置１００がスパッタ装置であるとき、成膜部１０２はカソード装置であり、成膜装置１００が蒸着装置であるとき、成膜部１０２は蒸着源である。

【0021】

成膜装置１００において、冷却装置１０は、冷却体１２の第２面１２ｂが成膜部１０２と対向する状態で配置され、冷却体１２と成膜部１０２とが対向する方向において、支持部１０３は、冷却体１２と成膜部１０２との間に位置している。

【0022】

成膜装置１００は、成膜装置１００の内部を所定の圧力に減圧し、かつ、成膜装置１００の内部に気体の流れを形成する排気部１０４を備えている。

【0023】

冷却装置１０は、冷却対象Ｔｇに対する成膜処理が行われるとき、冷却対象Ｔｇを冷却し、かつ、真空槽１０１内の気体を凝縮することによって、冷却対象Ｔｇが収容される空間の圧力を下げる。冷却体１２の第２面１２ｂと冷却対象Ｔｇとの間の距離である第１距離Ｌ１は、例えば数十ｍｍ程度である。また、冷却体１２の縁と、真空槽１０１の内周面のうち、冷却体１２の縁と対向する部分との距離である第２距離Ｌ２の最小値は、例えば数十ｍｍ程度である。

【0024】

［冷却装置の構成］
図２から図５を参照して冷却装置の構成をより詳しく説明する。
図２が示すように、冷却体１２は、１つの方向である第１方向Ｄ１、および、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に沿って拡がる板形状を有している。冷却体１２は、第１面１２ａと第２面１２ｂとの間で気体が流れる通路を含んでいる。本実施形態において、通路は、第１方向Ｄ１に沿って延び、冷却体１２を複数の冷却部材２１に区画するスリット２１ｓである。複数の冷却部材２１において、各冷却部材２１は他の全ての冷却部材２１とほぼ同じ形状を有し、第２方向Ｄ２において等間隔で並んでいる。

【0025】

こうした冷却体１２によれば、第１面１２ａの全体において第１面１２ａに沿う気体の流れが形成されやすくなり、また、第２面１２ｂの全体において第２面１２ｂに沿う気体の流れが形成されやすくなるため、冷却対象Ｔｇが収容される空間において排気速度の低下が抑えられる。

【0026】

第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とによって規定される面が基準面Ｒである。複数の冷却部材２１の全てが、基準面Ｒに対して傾斜した平面に沿って位置する傾斜部材２１ｔであり、傾斜部材２１ｔは、第２方向Ｄ２に縁２１ｅを有している。傾斜部材２１ｔの縁２１ｅは、第２方向Ｄ２において傾斜部材２１ｔと隣り合う他の傾斜部材２１ｔに重なっている。

【0027】

各傾斜部材２１ｔは他の全ての傾斜部材２１ｔとほぼ平行であり、各傾斜部材２１ｔと基準面Ｒとが形成する角度である傾斜角度θは、０°よりも大きく９０°以下であればよく、３０°以上６０°以下であることが好ましい。傾斜角度θは、冷却体１２による吸熱の効率と排気速度とを加味して設定されればよい。

【0028】

各傾斜部材２１ｔは、冷却部１１に接続する第１傾斜面２１ａと、冷却対象Ｔｇと対向する第２傾斜面２１ｂとを有している。そして、各傾斜部材２１ｔの第１傾斜面２１ａと対向する方向から見て、複数の第１傾斜面２１ａは、冷却部１１に接続する１つの面、すなわち、冷却体１２の第１面１２ａを構成している。また、各傾斜部材２１ｔの第２傾斜面２１ｂと対向する方向から見て、複数の第２傾斜面２１ｂは、冷却対象Ｔｇと対向する１つの面、すなわち、冷却体１２の第２面１２ｂを構成している。言い換えれば、各第１傾斜面２１ａには、互いに異なる第１面１２ａの一部が含まれ、各第２傾斜面２１ｂには、互いに異なる第２面１２ｂの一部が含まれている。

【0029】

すなわち、図３が示すように、各傾斜部材２１ｔの縁２１ｅが、第２方向Ｄ２方向において各傾斜部材２１ｔと隣り合う他の傾斜部材２１ｔに重なっているため、基準面Ｒと対向する方向から見て、複数の傾斜部材２１ｔは、１つの第１面１２ａおよび１つの第２面１２ｂを構成している。

【0030】

そして、成膜装置１００において、冷却対象Ｔｇから冷却体１２を見て、第２面１２ｂは１つの面であり、かつ、第２面１２ｂと第１面１２ａとの間を貫通する部分を有しないように視認される。すなわち、冷却対象Ｔｇの中で、第２面１２ｂと対向する部分のほぼ全体が、冷却体１２を構成するいずれかの冷却部材２１と対向する。

【0031】

このように、冷却体１２のうち、第２方向Ｄ２における傾斜部材２１ｔの縁２１ｅの位置が、第２方向Ｄ２において隣り合う傾斜部材２１ｔに重なる部分では、第２面１２ｂと対向する方向から見て、２つの傾斜部材２１ｔ間の隙間が視認されない。そのため、第２面１２ｂと対向する方向から見て、各傾斜部材２１ｔが冷却する領域の間に隙間が形成されにくい。結果として、冷却装置１０が冷却対象を冷却する効率が高まる。

【0032】

各傾斜部材２１ｔは金属製の板部材であり、傾斜部材２１ｔの形成材料は、例えば、ステンレス鋼、チタン合金、および、銅などであればよい。

【0033】

各傾斜部材２１ｔにおいて、第２傾斜面２１ｂの少なくとも一部が黒色を有していることが好ましく、第２傾斜面２１ｂの全体が黒色を有していることがより好ましい。すなわち、第２傾斜面２１ｂの少なくとも一部における放射率が０．８以上であることが好ましく、第２傾斜面２１ｂの全体における放射率が０．８以上であることがより好ましい。第２傾斜面２１ｂが黒色を有することによって、冷却体１２において、放射による吸熱の効率が高まり、結果として、冷却体１２による冷却対象Ｔｇの冷却効率が高まる。

【0034】

なお、各傾斜部材２１ｔにおいて、第１傾斜面２１ａの少なくとも一部が黒色を有してもよい。すなわち、各傾斜部材２１ｔにおいて、第１傾斜面２１ａの少なくとも一部における放射率が０．８以上であってもよい。各傾斜部材２１ｔでは、上述した傾斜角度θが大きくなるほど、冷却対象Ｔｇと第２傾斜面２１ｂとの間の距離と、冷却対象Ｔｇと第１傾斜面２１ａとの間の距離との差が小さくなる。これにより、第１傾斜面２１ａが放射による冷却対象Ｔｇの冷却に寄与する度合いが大きくなるため、第１傾斜面２１ａの少なくとも一部も黒色を有していることが好ましい。

【0035】

なお、黒色を有した第１傾斜面２１ａおよび第２傾斜面２１ｂは、例えば、傾斜部材２１ｔの第１傾斜面２１ａおよび第２傾斜面２１ｂの各々を酸化することによって形成することができる。また、傾斜部材２１ｔを構成する板部材に、黒色を有した塗料を塗布することによって、第１傾斜面２１ａおよび第２傾斜面２１ｂの色を黒色にすることもできる。

【0036】

これに対して、第２傾斜面２１ｂにおいて気体の凝縮を起こりやすくする上では、第１傾斜面２１ａの表面粗さは、第２傾斜面２１ｂの表面粗さよりも小さくてもよい。ここで、第１傾斜面２１ａは、傾斜部材２１ｔにおける放射率を変えない一方で、傾斜部材２１ｔにおける吸熱量を変える程度の大きさを有する段差を有した段差面であってもよいし、第１傾斜面２１ａは、傾斜部材２１ｔにおける放射率を変える程度の微細な段差を有した段差面であってもよい。

【0037】

さらには、第１傾斜面２１ａは、傾斜部材２１ｔにおける吸熱量を変える程度の大きさを有する段差と、放射率を変える程度の微細な段差との両方を有した段差面であってもよい。第２傾斜面２１ｂにおいて、これら２つの段差のいずれを第２傾斜面２１ｂにおける段差よりも小さくしたとしても、第１傾斜面２１ａでの吸熱量を小さくすることができる。

【0038】

それゆえに、第１傾斜面２１ａにおける表面粗さが第２傾斜面２１ｂの表面粗さ以上である構成と比べて、第１傾斜面２１ａが吸熱しにくくなる。結果として、第１傾斜面２１ａの温度が上がりにくい分だけ、第１傾斜面２１ａにおいて気体の凝縮が起こりやすくはなる。

【0039】

第１傾斜面２１ａの表面粗さは、例えば、第１傾斜面２１ａに対して鏡面加工を行うことによって、第２傾斜面２１ｂの表面粗さよりも小さくすることができる。

【0040】

図４は、冷却体１２および冷媒通路における基準面Ｒと直交する断面構造を示す断面図であり、図４では、説明の便宜上から、冷媒通路に接続した冷媒循環部のブロック図が、これらの断面構造とともに示されている。

【0041】

図４が示すように、冷却部１１は、冷媒を用いて冷却体１２を冷却し、冷媒が通る管状を有した冷媒通路１１ａと、冷媒通路１１ａに接続する冷媒循環部１１ｂとを備えている。冷媒循環部１１ｂは、冷媒通路１１ａにおける２つの端部に接続し、冷媒の温度を所定の温度に保ちつつ、冷媒通路１１ａの一方の端部から他方の端部に向けて冷媒を循環させる。

【0042】

冷媒通路１１ａは金属製の管部材であり、冷媒通路１１ａの形成材料は、例えば銅、あるいは、銅と同程度の熱伝導率を有する金属であることが好ましい。冷媒通路１１ａは、冷媒通路１１ａの内部を流れる冷媒によって直に冷却され、冷媒通路１１ａの温度は、例えば９０Ｋ以上１５０Ｋ以下にまで冷却される。これにより、冷媒通路１１ａの外表面において気体が凝縮し、真空槽１０１内が減圧される。

【0043】

各傾斜部材２１ｔの第１傾斜面２１ａが、冷媒通路１１ａの一部に取り付けられ、各傾斜部材２１ｔは、冷媒通路１１ａを流れる冷媒によって冷却される。傾斜部材２１ｔの温度は、例えば冷媒通路１１ａと同程度にまで冷却され、各傾斜部材２１ｔの第１傾斜面２１ａおよび第２傾斜面２１ｂにおいて気体が凝縮する。

【0044】

なお、冷媒通路１１ａの外表面は黒色を有してもよく、黒色を有した外表面は、冷媒通路１１ａの外表面を酸化することによって形成することができる。あるいは、冷媒通路１１ａを構成する管部材の外表面に、めっき法によって黒色を有した金属膜を形成することによって、黒色を有した外表面を形成することができる。また、冷媒通路１１ａを構成する管部材に、黒色を有した塗料を塗布することによって、冷媒通路１１ａの外表面の色を黒色にすることもできる。

【0045】

冷媒通路１１ａは、冷却対象Ｔｇが放射する熱を少なからず受ける。そのため、冷媒通路１１ａの外表面が黒色を有することによって、冷媒通路１１ａの外表面が金属色を有する構成と比べて、冷却装置１０による冷却対象Ｔｇの冷却効率を高めることができる。

【0046】

また、第２方向Ｄ２において、互いに隣り合う２つの傾斜部材２１ｔの間の距離Ｌは、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。距離Ｌが５０ｍｍ以上であることによって、真空槽１０１内の気体がスリット２１ｓに流れ込みやすくなる。また、距離Ｌが１００ｍｍ以下であることによって、第２方向Ｄ２における傾斜部材２１ｔの幅を冷媒通路１１ａによって冷却されやすい大きさにすることができる。

【0047】

図５が示すように、第１面１２ａと対向する平面視において、冷媒通路１１ａは複数の屈曲部分を有した折線形状を有している。冷媒通路１１ａは、第１方向Ｄ１に沿って延びる直線形状を有した複数の直線部分１１ａ１と、２つの直線部分１１ａ１の間に１つずつ位置し、第２方向Ｄ２に沿って延びる複数の屈曲部分１１ａ２とから構成されている。

【0048】

各直線部分１１ａ１における第１方向Ｄ１に沿う長さは、他の全ての直線部分１１ａ１における第１方向Ｄ１に沿う長さとほぼ等しく、直線部分１１ａ１は、第２方向Ｄ２に沿って等間隔で位置している。

【0049】

各傾斜部材２１ｔのうち、第１傾斜面２１ａが互いに異なる１つの直線部分１１ａ１に取り付けられ、複数の傾斜部材２１ｔが第２方向Ｄ２に沿って連なっている。各傾斜部材２１ｔにおける第１方向Ｄ１に沿う長さは、各直線部分１１ａ１における第１方向Ｄ１に沿う長さよりも大きい。そのため、冷媒が直線部分１１ａ１を流れている間にわたって、冷媒と傾斜部材２１ｔとの間で熱交換が行われるため、第１方向において直線部分１１ａ１が傾斜部材２１ｔからはみ出す構成と比べて、傾斜部材２１ｔを冷却する効率が高まる。

【0050】

［冷却装置の作用］
冷却装置１０の作用を以下に説明する。
上述したように、第１距離Ｌ１が数十ｍｍ程度であれば、真空槽１０１内の気体は、冷却対象Ｔｇと冷却体１２の第２面１２ｂとの間にはほとんど流れ込まないため、冷却体１２の第２面１２ｂには気体が入らない。これにより、冷却体１２の第２面１２ｂでは、気体の凝縮がほぼ起こらないため、第２面１２ｂでの排気速度が低下してしまう。

【0051】

また、第２距離Ｌ２が数十ｍｍ程度であれば、冷却体１２の縁と真空槽１０１の内周面の間にも気体が入りにくいため、第１面１２ａにも気体が入りにくくなり、結果として、第１面１２ａでの排気速度も低下してしまう。

【0052】

これに対して、上述した冷却装置１０では、冷却体１２が、冷却体１２の第１面１２ａと第２面１２ｂとの間を貫通する通路として複数のスリット２１ｓを有する。そのため、スリットを有しない冷却体と比べて、スリット２１ｓにおいて圧力が低下し、真空槽１０１内の気体が、スリット２１ｓを通じて第２面１２ｂと第１面１２ａとの間を流れる。これにより、冷却体１２の第１面１２ａと第２面１２ｂとの各々において、気体が冷却体１２に入りやすくなるため、気体の凝縮も起こりやすくなる。結果として、冷却装置１０による排気速度が低下することが抑えられる。

【0053】

以上説明したように、冷却装置の１つの実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）第１面１２ａと第２面１２ｂとの間で気体が流れる通路が冷却体１２に形成されているため、通路を有しない構成と比べて、冷却体１２の第１面１２ａに沿った気体の流れ、および、第２面１２ｂに沿った気体の流れが形成されやすくなる。それゆえに、冷却体１２に気体が入りやすくなり、結果として、冷却対象Ｔｇが収容される空間における排気速度の低下が抑えられる。

【0054】

（２）冷却部材２１がほぼ同じ形状を有し、かつ、第２方向Ｄ２に沿って等間隔で並ぶため、第１面１２ａの全体において第１面１２ａに沿う気体の流れが形成されやすくなり、また、第２面１２ｂの全体において第２面１２ｂに沿う気体の流れが形成されやすくなる。結果として、冷却対象Ｔｇが収容される空間における排気速度の低下が抑えられる。

【0055】

（３）第２方向Ｄ２における傾斜部材２１ｔの縁２１ｅの位置が、第２方向Ｄ２において隣り合う傾斜部材２１ｔに重なるため、第２面１２ｂと対向する方向から見て、２つの傾斜部材２１ｔ間の隙間が視認されない。そのため、各傾斜部材２１ｔの各々が冷却する領域に隙間が形成されにくく、結果として、冷却装置１０が冷却対象Ｔｇを冷却する効率が高まる。

【0056】

なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・複数の傾斜部材２１ｔには、傾斜角度θが互いに異なる２種類以上の傾斜部材２１ｔが含まれてもよい。こうした構成であっても、１つの傾斜部材２１ｔの第２方向Ｄ２における縁２１ｅが、第２方向Ｄ２において隣り合う他の傾斜部材２１ｔに重なっていれば、上述した（３）と同等の効果を得ることはできる。

【0057】

・傾斜部材２１ｔにおいて、第２方向Ｄ２に沿って並ぶ２つの縁のうち、冷却部１１からの距離が小さい縁が基端であり、基端以外の縁が先端である。傾斜部材２１ｔは、上述したように、基端が先端よりも上方に位置するような傾きである正の傾きを基準面Ｒに対して有してもよいし、基端が先端よりも下方に位置するような傾きである負の傾きを基準面Ｒに対して有してもよい。また、複数の傾斜部材２１ｔには、正の傾きを有する傾斜部材２１ｔと負の傾きを有する傾斜部材２１ｔとが含まれてもよい。

【0058】

これらの構成であっても、１つの傾斜部材２１ｔの第２方向Ｄ２における縁２１ｅが、第２方向Ｄ２において隣り合う他の傾斜部材２１ｔに重なっていれば、上述した（３）と同等の効果を得ることはできる。

【0059】

・複数の傾斜部材２１ｔのうち、一部の傾斜部材２１ｔにおける縁２１ｅのみが、第２方向Ｄ２において隣り合う傾斜部材２１ｔと重なっていてもよい。こうした構成であっても、１つの傾斜部材２１ｔの縁２１ｅが、第２方向Ｄ２において隣り合う傾斜部材２１ｔに重なる部分では、上述した（３）と同等の効果を得ることができる。

【0060】

・複数の冷却部材２１のうち、一部の冷却部材２１が傾斜部材２１ｔである一方で、残りの冷却部材２１が基準面Ｒに沿って位置してもよい。こうした構成であっても、傾斜部材２１ｔの縁２１ｅが隣り合う冷却部材２１に重なる部分では、上述した（３）と同等の効果を得ることができる。また、各冷却部材２１が第２方向Ｄ２においてスリット２１ｓによって区画され、かつ、各冷却部材２１がほぼ同じ形状を有していれば、上述した（１）および（２）と同等の効果を得ることはできる。

【0061】

・図６が示すように、冷却体１２を構成する複数の冷却部材３１の全てが、基準面Ｒに沿って位置してもよい。こうした構成であっても、各冷却部材３１がスリット３１ｓによって区画され、かつ、各冷却部材３１がほぼ同じ形状を有していれば、上述した（１）および（２）と同等の効果を得ることはできる。

【0062】

・冷却体１２が複数の冷却部材から構成されるときには、複数の冷却部材には、互いに異なる形状を有した２種類以上の冷却部材が含まれてもよい。
例えば、図７が示すように、冷却体１２は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に沿って拡がる板形状を有するとともに、第１方向Ｄ１に沿って延び、冷却体１２を複数の冷却部材４１に区画するスリット４１ｓを有している。複数の冷却部材４１のうち、第２方向Ｄ２の端に位置する冷却部材４１の各々が端部材４１ａである。複数の冷却部材４１において、端部材４１ａの大きさは、端部材４１ａ以外の他の冷却部材４１の大きさよりも小さい。

【0063】

すなわち、冷却体１２は、２つの端部材４１ａと、第２方向Ｄ２において２つの端部材４１ａに挟まれる１つの冷却部材４１である中央部材４１ｂを備えている。第１方向Ｄ１において、端部材４１ａの長さと中央部材４１ｂの長さとは互いに等しい一方で、第２方向Ｄ２において、端部材４１ａの長さは、中央部材４１ｂの長さよりも小さい。

【0064】

各冷却部材４１は、上述した基準面Ｒに対して傾斜する平面に沿って位置する傾斜部材であり、各冷却部材４１における第２方向Ｄ２の縁４１ｅは、第２方向Ｄ２において隣り合う冷却部材４１に重なっている。

【0065】

上述した構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（４）冷却体１２のうち、第２方向Ｄ２における端寄りに通路が位置するため、冷却体１２の周りを流れる気体が、冷却体１２に入りやすくなる。それゆえに、第１面１２ａに沿った気体の流れ、および、第２面１２ｂに沿った気体の流れが形成されやすくなり、冷却対象Ｔｇが収容される空間において排気速度の低下が抑えられる。

【0066】

・図７を用いて説明された構成では、冷却部材４１の一部における縁４１ｅのみが、第２方向Ｄ２において隣り合う冷却部材４１に重なっていてもよく、こうした構成であっても、冷却部材４１の縁４１ｅが他の冷却部材４１に重なる部分では、上述した（３）と同等の効果を得ることができる。また、冷却部材４１の一部のみが傾斜部材であってもよいし、複数の冷却部材４１の全てが、基準面Ｒに沿って位置してもよい。こうした構成であっても、冷却体１２がスリット４１ｓを有する以上は、上述した（１）と同等の効果を得ることはできる。

【0067】

・図７を用いて説明された構成では、端部材４１ａによって挟まれる中央部材４１ｂが端部材４１ａよりも大きければ、冷却体１２は、２つ以上の中央部材４１ｂを含んでもよい。こうした構成であっても、端部材４１ａによって挟まれる中央部材４１ｂが端部材４１ａよりも大きい以上は、上述した（４）と同等の効果を得ることはできる。

【0068】

・図７を用いて説明された構成では、第２方向Ｄ２の端に位置する冷却部材４１の一方のみが他の冷却部材４１よりも小さい端部材４１ａであってもよい。こうした構成であっても、第２方向Ｄ２の端のうち、端部材４１ａが位置する部分では、上述した（４）と同等の効果を得ることはできる。

【0069】

・複数の冷却部材が、互いに異なる２種類以上の冷却部材を含む構成は、以下に説明する構成であってもよい。
図８が示すように、冷却体１２は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に沿って拡がる板形状を有するとともに、第１方向Ｄ１に沿って延び、冷却体１２を複数の冷却部材５１に区画するスリット５１ｓを有している。複数の冷却部材５１のうち、第２方向Ｄ２の中央に位置する冷却部材５１が中央部材５１ａであり、中央部材５１ａの大きさは、中央部材５１ａ以外の他の冷却部材５１の大きさよりも小さい。

【0070】

すなわち、冷却体１２は、１つの中央部材５１ａと、第２方向Ｄ２において中央部材５１ａを挟んで互いに対向する２つの端部材５１ｂとを備えている。第１方向Ｄ１において、中央部材５１ａの長さと端部材５１ｂの長さとは互いに等しい一方で、第２方向Ｄ２において、中央部材５１ａの長さは、端部材５１ｂの長さよりも小さい。

【0071】

各冷却部材５１は、上述した基準面Ｒに対して傾斜する平面に沿って位置する傾斜部材であり、各冷却部材５１における第２方向Ｄ２の縁５１ｅは、第２方向Ｄ２において隣り合う冷却部材５１に重なっている。

【0072】

上述した構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（５）冷却体１２の周りを流れる気体が、冷却体１２の中央に入りやすくなるため、冷却体１２の第１面１２ａに沿った気体の流れ、および、第２面１２ｂに沿った気体の流れが形成されやすくなり、冷却対象Ｔｇが収容される空間において排気速度の低下が抑えられる。

【0073】

・図８を用いて説明された構成では、冷却部材５１の一部における縁５１ｅのみが、第２方向Ｄ２において隣り合う冷却部材５１に重なっていてもよく、こうした構成であっても、冷却部材５１の縁５１ｅが他の冷却部材５１に重なる部分では、上述した（３）と同等の効果を得ることができる。また、冷却部材５１の一部のみが傾斜部材であってもよいし、複数の冷却部材５１の全てが、基準面Ｒに沿って位置してもよい。こうした構成であっても、冷却体１２がスリット５１ｓを有する以上は、上述した（１）と同等の効果を得ることはできる。

【0074】

・図８を用いて説明された構成では、中央部材５１ａ以外の冷却部材５１が中央部材５１ａよりも大きければ、冷却体１２は、中央部材５１ａの他に、３つ以上の冷却部材５１を含んでもよい。こうした構成であっても、中央部材５１ａが他の冷却部材５１よりも小さい以上は、上述した（５）と同等の効果を得ることはできる。

【0075】

・図９が示すように、冷却体１２は、板形状を有する１つの冷却部材６１から構成され、かつ、冷却部材６１の厚さ方向に沿って、冷却部材６１を貫通する貫通孔６１ａを通路として有する構成であってもよい。冷却部材６１は、複数の貫通孔６１ａを有し、各貫通孔６１ａは第１方向Ｄ１に沿って延び、かつ、第２方向Ｄ２に沿って並んでいるが、冷却部材６１は、１つの貫通孔６１ａのみを有してもよい。また、貫通孔６１ａは第２方向Ｄ２に沿って延びていてもよいし、円筒面によって区画された円形孔などであってもよい。
こうした構成であっても、冷却体１２が第１面１２ａと第２面１２ｂとの間で気体が流れる通路を有する以上は、上述した（１）と同等の効果を得ることはできる。

【0076】

・第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に対して直交する方向に限らず、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とが形成する角度が９０°以外である方向であってもよい。

【0077】

・冷却部１１は、冷媒を用いて冷却体１２を冷却する機構に限らず、クライオ機構であってもよく、クライオ機構は、冷凍機と、冷却体１２を構成する冷却部材に冷凍機を接続するための接続部とを備えていればよい。なお、冷却体１２が複数の冷却部材から構成されるときには、冷却装置１０は１つのクライオ機構を備え、１つの冷凍機に対して複数の冷却部材が接続された構成であってもよいし、冷却装置１０は複数のクライオ機構を備え、１つの冷却部材に対して１つのクライオ機構が接続された構成であってもよい。

【符号の説明】

【0078】

１０…冷却装置、１１…冷却部、１１ａ…冷媒通路、１１ａ１…直線部分、１１ａ２…屈曲部分、１１ｂ…冷媒循環部、１２…冷却体、１２ａ…第１面、１２ｂ…第２面、２１，３１，４１，５１，６１…冷却部材、２１ａ…第１傾斜面、２１ｂ…第２傾斜面、２１ｅ，４１ｅ，５１ｅ…縁、２１ｓ，３１ｓ，４１ｓ，５１ｓ…スリット、２１ｔ…傾斜部材、４１ａ，５１ｂ…端部材、４１ｂ，５１ａ…中央部材、６１ａ…貫通孔、１００…成膜装置、１０１…真空槽、１０２…成膜部、１０３…支持部、１０４…排気部、Ｒ…基準面、Ｔｇ…冷却対象。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】