(57)【要約】【課題】被処理物の温度をより均一にすることが可能な真空処理装置を提供する。【解決手段】被処理物２の温度を制御する温度制御機構３０が、アノード電極３１に設けられる。温度制御機構３０は、加熱器３３、冷却管３４、および低熱伝導物質３５を含む。冷却管３４は、端面３１Ｔからアノード電極３１の内部に入り込み、アノード電極３１の表面３１Ｓに沿うように加熱器３３と並んで延設される。冷却管３４には端面３１Ｔ側から冷却用媒体が通流される。低熱伝導物質３５は、端面３１Ｔから冷却管３４を取り囲みつつアノード電極３１の内部に入り込むように所定の長さＬ２で延在し、冷却管３４の長手方向における一部とアノード電極３１との間を埋める。低熱伝導物質３５は、冷却管３４の長手方向における残部とアノード電極３１とが直接接触している部分の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する。【選択図】図１０
2012082504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に真空処理を行なう真空処理装置であって、
真空処理室と、
前記真空処理室内で相互に対向するように配設され、対向する表面間に前記被処理物が配置される一対の電極と、
一対の前記電極の一方または双方に設けられ、前記表面間に配置された前記被処理物の温度を制御する温度制御機構と、を備え、
前記温度制御機構は、
前記電極の内部において前記電極の前記表面に沿うように延設された加熱器と、
前記電極の端面から前記電極の前記内部に入り込み、前記電極の前記内部において前記電極の前記表面に沿うように前記加熱器と並んで延設され、前記電極の前記端面側から所定の冷却用媒体が通流される冷却管と、
前記冷却管が入り込んでいる前記電極の前記端面から前記冷却管を取り囲みつつ前記電極の前記内部に入り込むように所定の長さで延在し、前記冷却管の長手方向における一部と前記電極との間を埋めるように設けられた低熱伝導物質と、を含み、
前記低熱伝導物質は、前記冷却管の長手方向における残部と前記電極とが直接接触している部分の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している、
真空処理装置。
【請求項２】
前記冷却管は、第１冷却管および第２冷却管を有し、
前記第１冷却管は、前記電極の前記端面から前記電極の前記内部に入り込み、
前記第２冷却管は、前記第１冷却管が入り込んでいる前記電極の前記端面と対向する端面から前記電極の前記内部に入り込み、
前記第１冷却管および前記第２冷却管は、前記電極の前記表面に沿って延在しつつ前記電極の前記内部において相互に隣り合うように配置され、
前記第１冷却管の前記内部を流れる前記冷却用媒体の通流方向と前記第２冷却管の前記内部を流れる前記冷却用媒体の通流方向とは逆向きである、
請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記温度制御機構は複数の前記冷却管を有し、
複数の前記冷却管の各々は、
前記電極の前記端面から前記電極の前記内部に入り込み、前記電極の前記表面に沿って延びる上流部と、
前記上流部の延在方向の先端に連続し、前記電極の外部または前記電極の前記内部で折り返したあと前記電極の前記内部において前記電極の前記表面に沿って延在し、前記電極の前記端面から前記電極の外部に出る下流部と、を含み、
複数の前記冷却管の各々は、一の前記冷却管における前記上流部と他の前記冷却管における前記下流部とが相互に隣り合うように配置され、
前記上流部の前記内部を流れる前記冷却用媒体の通流方向と前記下流部の前記内部を流れる前記冷却用媒体の通流方向とは逆向きである、
請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記低熱伝導物質の熱伝導率は、前記冷却管を構成する材質の熱伝導率よりも低い、
請求項１から３のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記低熱伝導物質は、フッ素樹脂を含む、
請求項１から４のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記低熱伝導物質は、樹脂系の発泡体を含む、
請求項１から４のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記低熱伝導物質は、セラミック系の断熱材を含む、
請求項１から４のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項８】
前記冷却用媒体は、気体である、
請求項１から７のいずれかに記載の真空処理装置。
【請求項９】
被処理物に熱処理を行なう熱処理装置であって、
前記被処理物が載置される支持台と、
前記被処理物の温度を制御する温度制御機構と、を備え、
前記温度制御機構は、
前記支持台の内部において前記支持台の表面に沿うように延設された加熱器と、
前記支持台の端面から前記支持台の前記内部に入り込み、前記支持台の前記内部において前記支持台の前記表面に沿うように前記加熱器と並んで延設され、前記支持台の前記端面側から所定の冷却用媒体が通流される冷却管と、
前記冷却管と前記支持台との間において前記冷却管を所定の厚さで取り囲むように設けられ、前記冷却管の前記支持台に対する熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する低熱伝導部と、を含み、
前記低熱伝導部の前記厚さは、前記冷却用媒体が通流される方向に向かって徐々に減少する、
熱処理装置。
【請求項１０】
前記低熱伝導部の前記厚さは、前記冷却用媒体が通流される方向に向かって指数関数的に減少する、
請求項９に記載の熱処理装置。
【請求項１１】
前記低熱伝導部の前記厚さは、前記冷却用媒体が流れる方向に向かって一次関数的に減少する、
請求項９に記載の熱処理装置。
【請求項１２】
前記低熱伝導部の前記厚さは、前記冷却用媒体が通流される方向に向かって階段状に減少する、
請求項９に記載の熱処理装置。
【請求項１３】
前記低熱伝導部は、フッ素樹脂、樹脂系の発泡体、およびセラミック系の断熱材からなる群から選ばれる少なくとも１つの部材を含む、
請求項９から１２のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１４】
請求項９から１２のいずれかに記載の前記熱処理装置を備え、前記被処理物に成膜処理を行なう成膜処理装置であって、
前記低熱伝導部は、前記支持台内における中空空間であり、
前記中空空間は、前記成膜処理に使用される雰囲気ガスを含む、
成膜処理装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の前記熱処理装置を備え、前記被処理物に成膜処理を行なう、
成膜処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理装置、成膜処理装置および真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体、フラットパネルディスプレイ、電子写真感光体、または太陽電池などのさまざまな電子デバイスを製造するために、基板等を所定の温度に制御する熱処理装置、基板等の表面に成膜処理を行なう成膜処理装置、または、真空雰囲気下でプラズマ処理などを行なう真空処理装置などが使用される。
【０００３】
国際公開第２００６／０９５５７５号（特許文献１）は、プラズマ処理装置に関する技術を開示している。当該プラズマ処理装置は、基板を加熱するヒータと、基板を冷却する放熱手段とを備えている。同文献は、ヒータおよび放熱手段がプラズマ処理中の基板の温度を制御することによって、均一な膜質および膜厚を有する堆積膜を基板上に形成することができると述べている。
【０００４】
冷却に関する技術としては、特開２００４−２４３３６９号公報（特許文献２）、および特開２００７−１５２４２５号公報（特許文献３）が知られているが、これらの文献に記載された発明と成膜処理装置とは技術分野等が異なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９５５７５号
【特許文献２】特開２００４−２４３３６９号公報
【特許文献３】特開２００７−１５２４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、被処理物の温度をより均一にすることが可能な熱処理装置およびその熱処理装置を備えた成膜処理装置、ならびに被処理物の温度をより均一にすることが可能な真空処理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】
【０００７】
本発明に基づく真空処理装置は、被処理物に真空処理を行なう真空処理装置であって、  真空処理室と、上記真空処理室内で相互に対向するように配設され、対向する表面間に上記被処理物が配置される一対の電極と、一対の上記電極の一方または双方に設けられ、上記表面間に配置された上記被処理物の温度を制御する温度制御機構と、を備え、上記温度制御機構は、上記電極の内部において上記電極の上記表面に沿うように延設された加熱器と、上記電極の端面から上記電極の上記内部に入り込み、上記電極の上記内部において上記電極の上記表面に沿うように上記加熱器と並んで延設され、上記電極の上記端面側から所定の冷却用媒体が通流される冷却管と、上記冷却管が入り込んでいる上記電極の上記端面から上記冷却管を取り囲みつつ上記電極の上記内部に入り込むように所定の長さで延在し、上記冷却管の長手方向における一部と上記電極との間を埋めるように設けられた低熱伝導物質と、を含み、上記低熱伝導物質は、上記冷却管の長手方向における残部と上記電極とが直接接触している部分の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。
【０００８】
好ましくは、上記冷却管は、第１冷却管および第２冷却管を有し、上記第１冷却管は、上記電極の上記端面から上記電極の上記内部に入り込み、上記第２冷却管は、上記第１冷却管が入り込んでいる上記電極の上記端面と対向する端面から上記電極の上記内部に入り込み、上記第１冷却管および上記第２冷却管は、上記電極の上記表面に沿って延在しつつ上記電極の上記内部において相互に隣り合うように配置され、上記第１冷却管の上記内部を流れる上記冷却用媒体の通流方向と上記第２冷却管の上記内部を流れる上記冷却用媒体の通流方向とは逆向きである。
【０００９】
好ましくは、上記温度制御機構は複数の上記冷却管を有し、複数の上記冷却管の各々は、上記電極の上記端面から上記電極の上記内部に入り込み、上記電極の上記表面に沿って延びる上流部と、上記上流部の延在方向の先端に連続し、上記電極の外部または上記電極の上記内部で折り返したあと上記電極の上記内部において上記電極の上記表面に沿って延在し、上記電極の上記端面から上記電極の外部に出る下流部と、を含み、複数の上記冷却管の各々は、一の上記冷却管における上記上流部と他の上記冷却管における上記下流部とが相互に隣り合うように配置され、上記上流部の上記内部を流れる上記冷却用媒体の通流方向と上記下流部の上記内部を流れる上記冷却用媒体の通流方向とは逆向きである。
【００１０】
好ましくは、上記低熱伝導物質の熱伝導率は、上記冷却管を構成する材質の熱伝導率よりも低い。好ましくは、上記低熱伝導物質は、フッ素樹脂を含む。好ましくは、上記低熱伝導物質は、樹脂系の発泡体を含む。好ましくは、上記低熱伝導物質は、セラミック系の断熱材を含む。好ましくは、上記冷却用媒体は、気体である。
【００１１】
本発明に基づく熱処理装置は、被処理物に熱処理を行なう熱処理装置であって、上記被処理物が載置される支持台と、上記被処理物の温度を制御する温度制御機構と、を備え、上記温度制御機構は、上記支持台の内部において上記支持台の表面に沿うように延設された加熱器と、上記支持台の端面から上記支持台の上記内部に入り込み、上記支持台の上記内部において上記支持台の上記表面に沿うように上記加熱器と並んで延設され、上記支持台の上記端面側から所定の冷却用媒体が通流される冷却管と、上記冷却管と上記支持台との間において上記冷却管を所定の厚さで取り囲むように設けられ、上記冷却管の上記支持台に対する熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する低熱伝導部と、を含み、上記低熱伝導部の上記厚さは、上記冷却用媒体が通流される方向に向かって徐々に減少する。
【００１２】
好ましくは、上記低熱伝導部の上記厚さは、上記冷却用媒体が通流される方向に向かって指数関数的に減少する。好ましくは、上記低熱伝導部の上記厚さは、上記冷却用媒体が流れる方向に向かって一次関数的に減少する。好ましくは、上記低熱伝導部の上記厚さは、上記冷却用媒体が通流される方向に向かって階段状に減少する。好ましくは、上記低熱伝導部は、フッ素樹脂、樹脂系の発泡体、およびセラミック系の断熱材からなる群から選ばれる少なくとも１つの部材を含む。
【００１３】
本発明に基づく成膜処理装置は、本発明に基づく上記の熱処理装置を備え、上記被処理物に成膜処理を行なう成膜処理装置であって、上記低熱伝導部は、上記支持台内における中空空間であり、上記中空空間は、上記成膜処理に使用される雰囲気ガスを含む。
【００１４】
本発明に基づく他の成膜処理装置は、本発明に基づく上記の熱処理装置を備え、上記被処理物に成膜処理を行なう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被処理物の温度をより均一にすることが可能な熱処理装置およびその熱処理装置を備えた成膜処理装置、ならびに被処理物の温度をより均一にすることが可能な真空処理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】比較例１における真空処理装置に用いられるアノード電極および温度制御機構を示す平面図である。
【図２】図１中におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図３】図１中におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図４】比較例１における真空処理装置に用いられるアノード電極および温度制御機構を使用して行なった冷却管の冷却性能に関する試験結果を示す図である。
【図５】比較例２における真空処理装置に用いられるアノード電極および温度制御機構を示す平面図である。
【図６】図５中におけるＶＩ−ＶＩ線に関する矢視断面図である。
【図７】図５中におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図８】比較例２における真空処理装置に用いられるアノード電極および温度制御機構を使用して行なった冷却管の冷却性能に関する試験結果を示す図である。
【図９】実施の形態１における真空処理装置の全体的な構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】実施の形態１における真空処理装置に用いられるアノード電極および温度制御機構を示す平面図である。
【図１１】図１０中におけるＸＩ−ＸＩ線に関する矢視断面図である。
【図１２】図１０中におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図１３】実施の形態１における真空処理装置に用いられるアノード電極および温度制御機構を使用して行なった冷却管の冷却性能に関する試験結果を示す図である。
【図１４】実施の形態２における真空処理装置のアノード電極および温度制御機構を示す斜視図である。
【図１５】実施の形態２における真空処理装置のアノード電極および温度制御機構を示す平面図である。
【図１６】図１５中におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線に関する矢視断面図である。
【図１７】図１５中におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図１８】実施の形態３における真空処理装置のアノード電極および温度制御機構を示す斜視図である。
【図１９】実施の形態３における真空処理装置のアノード電極および温度制御機構を示す平面図である。
【図２０】図１９中におけるＸＸ−ＸＸ線に関する矢視断面図である。
【図２１】図１９中におけるＸＸＩ−ＸＸＩ線に関する矢視断面図である。
【図２２】実施の形態４における成膜処理装置の全体的な構成を模式的に示す断面図である。
【図２３】実施の形態４における熱処理装置を示す平面図である。
【図２４】図２３中のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に関する矢視断面図である。
【図２５】図２３中のＸＸＶ−ＸＸＶ線に関する矢視断面図である。
【図２６】実施の形態４における低熱伝導物質の厚さが指数関数的に小さくなる場合において、低熱伝導物質のより好ましい形状を示す図である。
【図２７】実施の形態５における熱処理装置のアノード電極および低熱伝導物質を示す断面図である。
【図２８】実施の形態６における熱処理装置のアノード電極および低熱伝導物質を示す断面図である。
【図２９】実施の形態７における熱処理装置のアノード電極および中空空間（低熱伝導部）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［比較例］
本発明に基づいた各実施の形態について説明する前に、図１〜図８を参照して、本発明に関する比較例１および比較例２について説明する。
【００１８】
［比較例１］
図１から図４を参照して、本比較例における真空処理装置について説明する。本比較例における真空処理装置の全体的な構成は、後述する本発明に基づいた実施の形態１における真空処理装置１（図９参照）と共通している。本比較例における真空処理装置の全体的な構成についてはここでは説明しないものとする。
【００１９】
図１は、本比較例における真空処理装置のアノード電極３１Ｙおよび温度制御機構３０Ｙを示す平面図である。図２は、図１中におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。図３は、図１中におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【００２０】
図１を参照して、アノード電極３１Ｙは平板状に構成され、長手方向に長さＬ１を有している。アノード電極３１Ｙには基板２の温度を制御する温度制御機構３０Ｙ（詳細は後述する）が設けられる。アノード電極３１Ｙは上部電極板３６と下部電極板３７（図２参照）とから構成される。上部電極板３６および下部電極板３７は所定のネジ（図示せず）によって相互に固定される。基板２はアノード電極３１Ｙの表面３１Ｓ上に載置される。
【００２１】
図２を参照して、上部電極板３６の下面には、アノード電極３１Ｙの長手方向（図２紙面垂直方向）に沿って溝３６Ｍおよび溝３６Ｎが平行に並んで設けられる。下部電極板３７の上面には、同方向に沿って溝３７Ｍおよび溝３７Ｎが平行に並んで設けられる。
【００２２】
図１を再び参照して、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍによって、直径Ｄ１を有し、アノード電極３１Ｙを長手方向に貫通する円柱状の空間が形成される。溝３６Ｎおよび溝３７Ｎによって、直径Ｄ３を有し、アノード電極３１Ｙを長手方向に貫通する円柱状の空間が形成される。
【００２３】
温度制御機構３０Ｙは、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ３に対応）を有する棒状の加熱器３３と、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ１に対応）を有する管状の冷却管３４とを含んでいる。加熱器３３は溝３６Ｎおよび溝３７Ｎに挟まれており、加熱器３３とアノード電極３１Ｙとは相互に接触している。冷却管３４は溝３６Ｍおよび溝３７Ｍに挟まれており、冷却管３４とアノード電極３１Ｙとは相互に接触している。
【００２４】
上記構成によって、加熱器３３は、端面３１Ｔから端面３１Ｔに対向する端面３１Ｕに向かってアノード電極３１Ｙを貫通し、アノード電極３１Ｙの内部において表面３１Ｓに沿って延在している。冷却管３４は、加熱器３３と平行に並んだ状態で端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かってアノード電極３１Ｙを貫通し、アノード電極３１Ｙの内部において表面３１Ｓに沿って延在している。
【００２５】
本比較例における真空処理装置は加熱器３３に所定の電力が投入される。加熱器３３との熱交換によってアノード電極３１Ｙは加熱される。図３を参照して、冷却管３４に、端面３１Ｔ側から端面３１Ｕ側に向かって流れるように窒素ガスなどの冷却用媒体３８が供給される（矢印ＡＲ１および矢印ＡＲ２参照）。冷却用媒体３８との熱交換によってアノード電極３１Ｙは冷却される。上部電極板３６に対する加熱および冷却によって表面３１Ｓ上に載置された基板２も間接的に加熱および冷却される。
【００２６】
基板２のプラズマ処理中および処理待機中においては、アノード電極３１Ｙに設けられた熱電対（図示せず）によって表面３１Ｓの温度が測定される。熱電対の測定値に基づいて加熱器３３への電力の投入量および冷却管３４への冷却用媒体の供給量が調節される。当該調節によって表面３１Ｓ上に載置された基板２の温度が所望の値となるように制御される。
【００２７】
図４を参照して、アノード電極３１Ｙにおける冷却管３４の冷却性能に関する試験を行なった。当該試験において、アノード電極３１Ｙの長さＬ１（図３参照）は約８００ｍｍである。所定の量の電力を加熱器３３に投入しつつ、所定の量の窒素ガスを冷却用媒体３８として冷却管３４に供給した。基板２の温度が定常状態となった後、冷却管３４の付近の基板２の温度分布を測定した。
【００２８】
図４は、アノード電極３１Ｙの端面３１Ｔからの距離Ｌ（ｍｍ）の位置における基板２の温度分布Ｐ１を示している。距離Ｌ＝０の部分が端面３１Ｔ（図３参照）に対応する。距離Ｌ＝８００の部分が端面３１Ｕ（図３参照）に対応する。温度分布Ｐ１に示されるように、距離Ｌ＝０（端面３１Ｔ側）から距離Ｌ＝８００（端面３１Ｕ側）に向かうにつれて基板２の温度は徐々に上昇している。冷却用媒体３８の通流方向に対して基板２の温度は不均一である。
【００２９】
この原因は次の通りである。熱交換によって冷却用媒体３８の温度は上流側（端面３１Ｔ側）に比べて下流側（端面３１Ｕ側）の方が高くなる。冷却用媒体３８による基板２に対する脱熱量（冷却性能）は上流側に比べて下流側の方が低くなる。本比較例における真空処理装置によれば、プラズマ処理中における基板２の温度分布が不均一となる。基板２に対して均一な成膜処理やエッチング処理等を施すことは困難となる。
【００３０】
［比較例２］
図５から図８を参照して、本比較例における真空処理装置について説明する。ここでは、上述の比較例１との相違点について説明する。図５は、本比較例における真空処理装置のアノード電極３１Ｚおよび温度制御機構３０Ｚを示す平面図である。図６は、図５中におけるＶＩ−ＶＩ線に関する矢視断面図である。図７は、図５中におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に関する矢視断面図である。
【００３１】
図５を参照して、アノード電極３１Ｚには基板２の温度を制御する温度制御機構３０Ｚが設けられる。温度制御機構３０Ｚは、加熱器３３と、冷却管３４と、空洞領域３９（詳細は次述する）とを含んでいる。
【００３２】
本比較例においては、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍが１つの段差数を有する階段状に形成される。溝３６Ｍおよび溝３７Ｍによって、直径Ｄ１を有する円柱状の空間と、直径Ｄ２を有する円柱状の空間とが形成される。直径Ｄ２は直径Ｄ１よりも大きい。これらの空間は相互に連続し、アノード電極３１Ｚを長手方向に貫通している。直径Ｄ２を有する空間は端面３１Ｔ側に位置し、直径Ｄ１を有する空間は端面３１Ｕ側に位置している。
【００３３】
図６を参照して、直径Ｄ２を有する空間に冷却管３４が配設されることによって空洞領域３９が形成される。図７を参照して、空洞領域３９は円筒状の空間である。空洞領域３９は、冷却管３４が入り込んでいるアノード電極３１Ｚの端面３１Ｔから、冷却管３４を取り囲みつつアノード電極３１Ｚの内部に入り込むように所定の長さＬ２で延在している。長さＬ２は空洞領域３９が端面３１Ｔから端面３１Ｕに到達しない長さである。
【００３４】
直径Ｄ１を有する上記の空間においては、冷却管３４は溝３６Ｍおよび溝３７Ｍに挟まれており、冷却管３４とアノード電極３１Ｚとは相互に接触している。直径Ｄ２を有する上記の空間においては、冷却管３４は空洞領域３９を挟んで溝３６Ｍおよび溝３７Ｍに対向しており、冷却管３４とアノード電極３１Ｚとは相互に接触していない。
【００３５】
冷却管３４とアノード電極３１Ｚとが接触していない部分（空洞領域３９が形成される部分）の熱伝導率は、冷却管３４とアノード電極３１Ｚとが接触している部分の熱伝導率よりも低くなっている。
【００３６】
本比較例における真空処理装置は、上述の比較例１における真空処理装置と同様に、加熱器３３に所定の電力が投入され、冷却管３４に冷却用媒体３８が供給される（矢印ＡＲ１および矢印ＡＲ２参照）。上部電極板３６に対する加熱および冷却によって、表面３１Ｓ上に載置された基板２は間接的に加熱および冷却される。
【００３７】
図８を参照して、アノード電極３１Ｚにおける冷却管３４の冷却性能に関する試験を行なった。当該試験において、アノード電極３１Ｚの長さＬ１（図７参照）は約８００ｍｍである。空洞領域３９の長さＬ２は約４００ｍｍである。所定の量の電力を加熱器３３に投入しつつ、所定の量の窒素ガスを冷却用媒体３８として冷却管３４に供給した。基板２の温度が定常状態となった後、冷却管３４の付近の基板２の温度分布を測定した。
【００３８】
図８は、アノード電極３１Ｚの端面３１Ｔからの距離Ｌ（ｍｍ）の位置における基板２の温度分布Ｑ１，Ｑ２を示している。温度分布Ｑ１は真空雰囲気下での試験結果である。温度分布Ｑ２はヘリウムガス１０００Ｐａの雰囲気下での試験結果である。
【００３９】
温度分布Ｑ１に示されるように、基板２の温度は距離Ｌ＝０（端面３１Ｔ側）から距離Ｌ＝４００に向かうにつれて低下している。基板２の温度は距離Ｌ＝４００から距離Ｌ＝８００（端面３１Ｔ側）に向かうにつれて緩やかに上昇している。空洞領域３９が設けられた範囲において冷却用媒体３８の脱熱量（冷却性能）が低下している。上述の比較例１の場合（図４参照）に比べて、基板２の温度の不均一性（バラツキ）は少ない。
【００４０】
一方、温度分布Ｑ２に示されるように、ヘリウムガス雰囲気下においては、基板２の温度は距離Ｌ＝０から距離Ｌ＝８００に向かうにつれて徐々に上昇している。冷却用媒体３８の通流方向に対して基板２の温度は不均一である。この原因は、空洞領域３９の内部に熱伝導性の高いヘリウムガスが侵入し（図５，図７中の矢印ＡＲ３参照）、ヘリウムガスが熱を伝達する媒体として作用したためである。
【００４１】
本比較例における真空処理装置によれば、上述の比較例１における真空処理装置に比べて基板２の温度分布の不均一性は改善される。しかしながら、プラズマ処理中の真空処理室内の雰囲気に応じて基板２の温度分布が不均一となる。基板２に対して均一な成膜処理やエッチング処理等を施すことは困難となる。
【００４２】
［実施の形態］
本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００４３】
［実施の形態１］
図９から図１３を参照して、本実施の形態における真空処理装置１について説明する。図９は、真空処理装置１の全体的な構成を模式的に示す断面図である。
【００４４】
（真空処理装置１）
図９を参照して、真空処理装置１はたとえばプラズマ処理装置であり、基板２に対してプラズマ処理またはエッチング処理などの真空処理を行なう。真空処理装置１は、搬入搬出室としての真空処理室１０、プラズマ処理室としての真空処理室２０、アノード電極３１、カソード電極３２、および温度制御機構３０（図９において図示せず、図１０〜図１２を参照して後述する）を備えている。
【００４５】
真空処理室１０および真空処理室２０の間には、ゲートバルブ１７が設けられる。各真空処理室１０，２０は、アルミニウム合金から構成され、内面には鏡面加工が施されている。ゲートバルブ１７は開閉可能に構成される。ゲートバルブ１７の開閉制御によって、真空処理室１０と真空処理室２０とは連通状態および隔離状態が制御される。
【００４６】
真空処理室１０は、搬入搬出用扉１１から基板２が搬入される。真空処理室１０内に設けられたヒータ１６によって、基板２は適切な温度に設定される。真空処理室１０には、導入管１２を通してリークガスが導入される。真空処理室１０に導入されたリークガスは、排気管１３、排気バルブ１４、および真空ポンプ１５によって真空処理室１０から排出される。
【００４７】
アノード電極３１およびカソード電極３２は、真空処理室２０内で表面３１Ｓおよび表面３２Ｓが相互に対向するように水平配置されている。アノード電極３１およびカソード電極３２はたとえばアルミニウム合金から構成される。
【００４８】
真空処理室２０は、所定の雰囲気に設定された後、ゲートバルブ１７を通して基板２が搬入される。基板２は真空処理室２０内で表面３１Ｓおよび表面３２Ｓの間に配置される。本実施の形態においては、表面３１Ｓ上に基板２が載置される。アノード電極３１は接地されている。カソード電極３２はコンデンサ２６および整合回路２７を通して高周波電源２８に接続される。
【００４９】
真空処理室２０には導入管２２を通して反応ガスが導入される。真空処理室２０は、排気管２３、圧力調整バルブ２４Ａ、排気バルブ２４Ｂ、および真空ポンプ２５によって適切な圧力に設定されたり、高真空に排気されたりする。真空処理室２０はメンテナンス扉２１を使用して作業員が出入りすることもできる。
【００５０】
（アノード電極３１・温度制御機構３０）
図１０〜図１３を参照して、本実施の形態におけるアノード電極３１および温度制御機構３０について詳細に説明する。図１０は、真空処理装置１に用いられるアノード電極３１および温度制御機構３０を示す平面図である。図１１は、図１０中におけるＸＩ−ＸＩ線に関する矢視断面図である。図１２は、図１０中におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に関する矢視断面図である。
【００５１】
図１０を参照して、アノード電極３１は平板状に構成され、長手方向に長さＬ１を有している。アノード電極３１には基板２の温度を制御する温度制御機構３０（詳細は後述する）が設けられる。アノード電極３１は上部電極板３６と下部電極板３７（図１１参照）とから構成される。上部電極板３６および下部電極板３７は所定のネジ（図示せず）によって相互に固定される。基板２（被処理物）はアノード電極３１（上部電極板３６）の表面３１Ｓ上に載置される。
【００５２】
図１１を参照して、上部電極板３６の下面には、アノード電極３１の長手方向（図１１紙面垂直方向）に沿って溝３６Ｍおよび溝３６Ｎが平行に並んで設けられる。下部電極板３７の上面には同方向に沿って溝３７Ｍおよび溝３７Ｎが平行に並んで設けられる。
【００５３】
図１０を再び参照して、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍは１つの段差数を有する階段状に形成される。溝３６Ｍおよび溝３７Ｍによって、直径Ｄ１を有する円柱状の空間と、直径Ｄ２を有する円柱状の空間とが形成される。直径Ｄ２は直径Ｄ１よりも大きい。これらの空間は相互に連続し、アノード電極３１を長手方向に貫通している。直径Ｄ２を有する空間は端面３１Ｔ側に位置し、直径Ｄ１を有する空間は端面３１Ｕ側に位置している。溝３６Ｎおよび溝３７Ｎによって、直径Ｄ３を有し、アノード電極３１を長手方向に貫通する円柱状の空間が形成される。
【００５４】
温度制御機構３０は、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ３に対応）を有する棒状の加熱器３３と、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ１に対応）を有する管状の冷却管３４と、低熱伝導物質３５とを含んでいる。加熱器３３は、加熱器３３に電力を供給するための配線（図示せず）に接続され、たとえばシーズヒータから構成される。加熱器３３は溝３６Ｎおよび溝３７Ｎに挟まれており、加熱器３３とアノード電極３１とは相互に接触している。
【００５５】
図１２を参照して、冷却管３４はたとえばステンレス鋼から構成され、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍの間に設けられる。直径Ｄ１を有する上記の空間においては、冷却管３４は溝３６Ｍおよび溝３７Ｍに挟まれており、冷却管３４とアノード電極３１とは相互に接触している。
【００５６】
直径Ｄ２を有する空間に冷却管３４が配設されることによって、円筒状の空洞領域が形成される。当該空洞領域に上記の低熱伝導物質３５が設けられる。直径Ｄ２を有する上記の空間においては、冷却管３４は低熱伝導物質３５を介在して溝３６Ｍおよび溝３７Ｍに挟まれており、冷却管３４とアノード電極３１とは相互に接触していない。低熱伝導物質３５は、冷却管３４とアノード電極３１とが相互に接触している部分における熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。
【００５７】
低熱伝導物質３５は円筒状に形成される。低熱伝導物質３５は、冷却管３４が入り込んでいるアノード電極３１の端面３１Ｔから、冷却管３４を取り囲みつつアノード電極３１の内部に入り込むように所定の長さＬ２で延在している。長さＬ２は低熱伝導物質３５が端面３１Ｔから端面３１Ｕに到達しない長さである。
【００５８】
上記構成によって、加熱器３３は、端面３１Ｔ（図１０参照）から端面３１Ｔに対向する端面３１Ｕに向かってアノード電極３１を貫通し、アノード電極３１の内部において表面３１Ｓに沿って延在している。冷却管３４は、加熱器３３と平行に並んだ状態で端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かってアノード電極３１を貫通し、アノード電極３１の内部において表面３１Ｓに沿って延在している。低熱伝導物質３５は、冷却管３４の長手方向の端面３１Ｔ側における一部とアノード電極３１との間を埋めている。冷却管３４の長手方向の端面３１Ｕ側における残部とアノード電極３１とは接触している。
【００５９】
低熱伝導物質３５が介在していることによって冷却管３４とアノード電極３１とが接触していない部分（上記の一部）の熱伝導率は、冷却管３４とアノード電極３１とが接触している部分（上記の残部）の熱伝導率よりも低くなっている。
【００６０】
本実施の形態における真空処理装置１は、加熱器３３に所定の電力が投入され、冷却管３４に窒素ガスなどの冷却用媒体３８が供給される（矢印ＡＲ１および矢印ＡＲ２参照）。表面３１Ｓ上に載置された基板２は間接的に加熱および冷却される。
【００６１】
真空処理装置１によれば、低熱伝導物質３５の存在によって、アノード電極３１の内部（冷却管３４とアノード電極３１との間）にヘリウムガス等の反応ガスは侵入しない。冷却管３４とアノード電極３１との間の熱伝導率が、プラズマ処理中の真空処理室２０内の雰囲気によって影響されない。基板２の温度分布は均一となる。複数のプラズマ処理を行なうために異なる雰囲気が真空処理室２０内に形成されたとしても、基板２に対して均一な成膜処理やエッチング処理等を施すことが可能となる。
【００６２】
低熱伝導物質３５の長さＬ２（図１０参照）は、基板２などの仕様によって最適化されるが、たとえばアノード電極３１の長さＬ１（図１０参照）の約１／３であるとよい。低熱伝導物質３５は、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍによって形成される空間を埋め尽くすように設けられるとよい。熱伝達率を調整するために、低熱伝導物質３５と溝３６Ｍおよび溝３７Ｍとの間には多少の空間が設けられていてもよい。
【００６３】
低熱伝導物質３５、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍは、基板２を均一に冷却可能なように、たとえば端面３１Ｔから端面３１Ｕ側に向かうにつれて径が小さくなるようなテーパー状に形成されていてもよい。低熱伝導物質３５、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍの長さ（大きさ）および形状は、アノード電極３１の厚さ、アノード電極３１の長さ、アノード電極３１の材質、基板２の大きさ、加熱器３３の発熱量、高周波電源２８（図９参照）の出力、冷却用媒体３８の種類などに応じて、基板２を均一に冷却可能なように最適化されるとよい。温度制御機構３０は、アノード電極３１およびカソード電極３２（図９参照）の一方に設けられていてもよく双方に設けられていてもよい。
【００６４】
低熱伝導物質３５の熱伝導率は、冷却管３４を構成する材質（たとえばステンレス鋼）の熱伝導率よりも低いとよい。低熱伝導物質３５の熱伝導率は、冷却用媒体３８として用いられるヘリウムガス（熱伝導率約０．１５Ｗ／ｍＫ）や水素ガス（熱伝導率約０．１８Ｗ／ｍＫ）などの熱伝導率よりも低いとよい。低熱伝導物質３５の熱伝導率は、使用される反応ガスの熱伝導率と同等または若干高いとよい。
【００６５】
低熱伝導物質３５は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）などの、熱伝導率が低く且つプラズマに対する耐性が高いフッ素樹脂を含んでいてもよい。この場合、基板２の温度は長期にわたって安定して制御される。低熱伝導物質３５は、熱伝導率を容易に制御可能な樹脂系の発泡体を含んでいてもよい。この場合、低熱伝導物質３５の熱伝導率は約０．０２６Ｗ／ｍＫ以下とするとよい。
【００６６】
低熱伝導物質３５は、セラミック系の断熱材を含んでいてもよい。セラミック系の断熱材を通して行なわれる冷却管３４とアノード電極３１との熱交換は、乾燥空気または窒素を通して行なわれる冷却管３４とアノード電極３１との熱交換と同等の効果を得ることができる。
【００６７】
冷却用媒体３８としては、液体であってもよいし気体であってもよい。冷却用媒体３８が熱容量の低い気体であっても、冷却用媒体３８を冷却管３４内で循環させることで、上記同様の作用効果を得ることができる。冷却用媒体３８が窒素ガス、希ガス、またはアルゴンガスなどの不活性ガスである場合、冷却用媒体３８が液体である場合に比べて安価に実施されることが可能となり、且つ真空処理装置１としての安全性も向上する。冷却用媒体３８の流量は、基板２を均一に冷却可能なように最適化されるとよい。
【００６８】
［実施の形態１に基づく実施例］
図１３を参照して、アノード電極３１における冷却管３４の冷却性能に関する試験を行なった。当該試験において、アノード電極３１の長さＬ１（図１２参照）は約８００ｍｍである。アノード電極３１の材質はアルミニウム合金である。加熱器３３はシーズヒータである。冷却管３４の外形は約１／４インチである。冷却管３４の材質はステンレスである低熱伝導物質３５の長さＬ２は約４００ｍｍである。低熱伝導物質３５の材質はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。冷却用媒体３８は窒素ガスである。アノード電極３１に設けられた熱電対による設定温度は１４０℃である。
【００６９】
所定の量の電力を加熱器３３に投入しつつ、約２３リットル／ｍｉｎの窒素ガスを冷却用媒体３８として冷却管３４に供給した。基板２の温度が定常状態となった後、冷却管３４の付近の基板２の温度分布を測定した。
【００７０】
図１３は、アノード電極３１の端面３１Ｔからの距離Ｌ（ｍｍ）の位置における基板２の温度分布Ｒ１，Ｒ２を示している。温度分布Ｒ１は、真空雰囲気下での試験結果である。温度分布Ｒ２は、ヘリウムガス１０００Ｐａの雰囲気下での試験結果である。
【００７１】
図１３中の温度分布Ｒ１，Ｒ２に示すように、距離Ｌ＝０から距離Ｌ＝８００に向かうにつれて基板２の温度は緩やかに上昇している。低熱伝導物質３５が設けられた範囲において冷却用媒体３８の脱熱量（冷却性能）が低下している。上述の比較例１の場合（図４参照）に比べて、基板２の温度の不均一性（バラツキ）は少ない。
【００７２】
低熱伝導物質３５が設けられることによって、上述の比較例２の場合（図８参照）に比べて、温度分布Ｒ１（真空雰囲気下）と温度分布Ｒ２（ヘリウムガス雰囲気下）との差が少なくなっている。温度分布Ｒ１，Ｒ２に見られるわずかな不均一性は、低熱伝導物質３５、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍの長さ（大きさ）および形状などを最適化することによって容易に解消される。当該試験結果から、真空処理装置１によれば、冷却管３４とアノード電極３１との間の熱伝導率が、プラズマ処理中の真空処理室２０内の雰囲気によって影響されず、基板２の温度分布は均一となることがわかる。
【００７３】
［実施の形態２］
図１４〜図１７を参照して、本実施の形態における真空処理装置について説明する。ここでは、上述の実施の形態１との相違点について説明する。図１４は、本実施の形態における真空処理装置のアノード電極３１Ａおよび温度制御機構３０Ａを示す斜視図である。図１５は、本実施の形態における真空処理装置のアノード電極３１Ａおよび温度制御機構３０Ａを示す平面図である。図１６は、図１５中におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線に関する矢視断面図である。図１７は、図１５中におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に関する矢視断面図である。
【００７４】
図１７においては、アノード電極３１Ａが透過的に示されることによって、アノード電極３１Ａの内部に設けられた冷却管３４Ａ（詳細は後述する）の上流部３４Ａ１と、アノード電極３１Ａの内部に設けられた冷却管３４Ｂ（詳細は後述する）の下流部３４Ｂ２とが重なった状態で点線で図示されている。実際には、上流部３４Ａ１と下流部３４Ｂ２とは離れている（図１５参照）。
【００７５】
図１４および図１５を参照して、本実施の形態におけるアノード電極３１Ａには、基板２（図１５参照）の温度を制御する温度制御機構３０Ａ（詳細は後述する）が設けられる。図１６を参照して、上部電極板３６の下面にはアノード電極３１Ａの長手方向（図１６紙面垂直方向）に沿って、溝３６ＭＡ、溝３６Ｎ、および溝３６ＭＢがこの順に並んで複数設けられる。下部電極板３７の上面には、同方向に沿って溝３７ＭＡ、溝３７Ｎ、および溝３７ＭＢがこの順に並んで複数設けられる。
【００７６】
図１５を再び参照して、本実施の形態においては、１０本の各溝３６ＭＡ，３７ＭＡ，３６ＭＢ，３７ＭＢがアノード電極３１Ａの端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かって貫通するように設けられる。５本の各溝３６Ｎ，３７Ｎが、アノード電極３１Ａの端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かって延びる平面視略Ｕ字形状に設けられる。各溝３６ＭＡ，３７ＭＡ，３６ＭＢ，３７ＭＢ，３６Ｎ，３７Ｎにおいては、端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かって延在する部分が相互に平行且つ等間隔である。
【００７７】
溝３６ＭＡおよび溝３７ＭＡは、１つの段差数を有する階段状に形成される。溝３６ＭＡおよび溝３７ＭＡによって、直径Ｄ１Ａを有する円柱状の空間と、直径Ｄ２Ａを有する円柱状の空間とが形成される。直径Ｄ２Ａは直径Ｄ１Ａよりも大きい。これらの空間は相互に連続し、アノード電極３１Ａを長手方向に貫通している。直径Ｄ２Ａを有する空間は端面３１Ｔ側に位置し、直径Ｄ１Ａを有する空間は端面３１Ｕ側に位置している。
【００７８】
溝３６ＭＢおよび溝３７ＭＢは、１つの段差数を有する階段状に形成される。溝３６ＭＢおよび溝３７ＭＢによって、直径Ｄ１Ｂを有する円柱状の空間と、直径Ｄ２Ｂを有する円柱状の空間とが形成される。直径Ｄ２Ｂは直径Ｄ１Ｂよりも大きい。これらの空間は相互に連続し、アノード電極３１Ａを長手方向に貫通している。直径Ｄ２Ｂを有する空間は端面３１Ｕ側に位置し、直径Ｄ１Ｂを有する空間は端面３１Ｔ側に位置している。
【００７９】
図１４を再び参照して、温度制御機構３０Ａは、加熱器３３と、冷却管３４Ａ（第１冷却管）と、低熱伝導物質３５Ａと、冷却管３４Ｂ（第２冷却管）と、低熱伝導物質３５Ｂとを複数含んでいる。
【００８０】
加熱器３３は、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ３に対応）を有しており、平面視Ｕ字形状に構成される。加熱器３３は溝３６Ｎおよび溝３７Ｎに挟まれており、加熱器３３とアノード電極３１Ａとは相互に接触している。加熱器３３は端面３１Ｔからアノード電極３１Ａを平面視Ｕ字形状に貫通し、アノード電極３１Ａの内部において表面３１Ｓに沿って延在している。
【００８１】
冷却管３４Ａは上流部３４Ａ１および下流部３４Ａ２を有している。上流部３４Ａ１および下流部３４Ａ２は略均一な外径（図１５における直径Ｄ１Ａに対応）を有しており、全体として略Ｕ字形状（細長環状）を呈している。上流部３４Ａ１は冷媒供給管３４Ｍに接続され、下流部３４Ａ２は冷媒排出管３４Ｎに接続される。
【００８２】
上流部３４Ａ１は、溝３６ＭＡおよび溝３７ＭＡの間に設けられる。上流部３４Ａ１は、端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かってアノード電極３１Ａを貫通し、アノード電極３１Ａの内部において表面３１Ｓに沿って延在している。下流部３４Ａ２は、略Ｊ字状に形成され、上流部３４Ａ１の端面３１Ｕ側の端部に連続している。下流部３４Ａ２は、アノード電極３１Ａの外部に露出しており、端面３１Ｕから延設された庇部３１Ｋの下方を通って、端面３１Ｕ側から端面３１Ｔ側に向かってアノード電極３１Ａの底面下方をアノード電極３１Ａの底面に沿って延在している。
【００８３】
直径Ｄ１Ａ（図１５参照）を有する上記の空間においては、上流部３４Ａ１は溝３６ＭＡおよび溝３７ＭＡに挟まれており、上流部３４Ａ１とアノード電極３１Ａとは相互に接触している。直径Ｄ２Ａ（図１５参照）を有する空間に上流部３４Ａ１が配設されることによって、円筒状の空洞領域が形成される。当該空洞領域に上記の低熱伝導物質３５Ａが設けられる。
【００８４】
直径Ｄ２Ａを有する上記の空間においては、上流部３４Ａ１は低熱伝導物質３５Ａを介在して溝３６ＭＡおよび溝３７ＭＡに挟まれており、上流部３４Ａ１とアノード電極３１Ａとは相互に接触していない。低熱伝導物質３５Ａは上流部３４Ａ１とアノード電極３１Ａとが相互に接触している部分における熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。
【００８５】
図１７を参照して、低熱伝導物質３５Ａは円筒状に形成される。低熱伝導物質３５Ａは、上流部３４Ａ１が入り込んでいるアノード電極３１Ａの端面３１Ｔから、上流部３４Ａ１を取り囲みつつアノード電極３１Ａの内部に入り込むように所定の長さＬ２Ａで延在している。長さＬ２Ａは低熱伝導物質３５Ａが端面３１Ｔから端面３１Ｕに到達しない長さである。
【００８６】
図１４を再び参照して、冷却管３４Ｂは上流部３４Ｂ１および下流部３４Ｂ２を有している。上流部３４Ｂ１および下流部３４Ｂ２は略均一な外径（図１５における直径Ｄ１Ｂに対応）を有しており、全体として略Ｕ字形状（細長環状）を呈している。上流部３４Ｂ１は冷媒供給管３４Ｍに接続され、下流部３４Ｂ２は冷媒排出管３４Ｎに接続される。
【００８７】
上流部３４Ｂ１は、略Ｊ字状に形成され、端面３１Ｔ側から端面３１Ｕ側に向かってアノード電極３１Ａの底面下方をアノード電極３１Ａの底面に沿って延在している。上流部３４Ｂ１は、庇部３１Ｋの下方を通って、下流部３４Ｂ２の端面３１Ｕ側の端部に連続している。下流部３４Ｂ２は、溝３６ＭＢおよび溝３７ＭＢの間に設けられる。下流部３４Ｂ２は、端面３１Ｕからアノード電極３１Ａの内部に入り込んでおり、端面３１Ｕから端面３１Ｔに向かってアノード電極３１Ａを貫通している。下流部３４Ｂ２はアノード電極３１Ａの内部において表面３１Ｓに沿って延在している。
【００８８】
直径Ｄ１Ｂ（図１５参照）を有する上記の空間においては、下流部３４Ｂ２は溝３６ＭＢおよび溝３７ＭＢに挟まれており、下流部３４Ｂ２とアノード電極３１Ａとは相互に接触している。直径Ｄ２Ｂ（図１５参照）を有する空間に下流部３４Ｂ２が配設されることによって円筒状の空洞領域が形成される。当該空洞領域に上記の低熱伝導物質３５Ｂが設けられる。
【００８９】
直径Ｄ２Ｂを有する上記の空間においては、下流部３４Ｂ２は低熱伝導物質３５Ｂを介在して溝３６ＭＢおよび溝３７ＭＢに挟まれており、下流部３４Ｂ２とアノード電極３１Ａとは相互に接触していない。低熱伝導物質３５Ｂは下流部３４Ｂ２とアノード電極３１Ａとが相互に接触している部分における熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。
【００９０】
図１７を再び参照して、低熱伝導物質３５Ｂは円筒状に形成される。低熱伝導物質３５Ｂは、下流部３４Ｂ２が入り込んでいるアノード電極３１Ａの端面３１Ｕから、下流部３４Ｂ２を取り囲みつつアノード電極３１Ａの内部に入り込むように所定の長さＬ２Ｂで延在している。長さＬ２Ｂは低熱伝導物質３５Ｂが端面３１Ｕから端面３１Ｔに到達しない長さである。
【００９１】
図１４を再び参照して、上記構成によって、冷却管３４Ａの上流部３４Ａ１、加熱器３３、および冷却管３４Ｂの下流部３４Ｂ２は、アノード電極３１Ａの内部においてこの順で並んでいる。冷却管３４Ａの上流部３４Ａ１と冷却管３４Ｂの下流部３４Ｂ２とはアノード電極３１Ａの内部において相互に隣り合っている。
【００９２】
本実施の形態における真空処理装置は、加熱器３３に所定の電力が投入される。冷却管３４Ａには、冷媒供給管３４Ｍを通して上流部３４Ａ１から窒素ガスなどの冷却用媒体３８が供給される（矢印ＡＲ１Ａ参照）。冷却管３４Ｂには、冷媒供給管３４Ｍを通して上流部３４Ｂ１から窒素ガスなどの冷却用媒体３８が供給される（矢印ＡＲ１Ｂ参照）。上流部３４Ａ１および上流部３４Ｂ１への冷却用媒体３８の各々の供給量は、約５００リットル／ｍｉｎ以上約１５００リットル／ｍｉｎ以下とするとよい。上流部３４Ａ１内を流れる冷却用媒体３８の通流方向と、下流部３４Ｂ２内を流れる冷却用媒体３８の通流方向とは逆向きである。
【００９３】
上流部３４Ａ１および下流部３４Ｂ２の各々を流れる冷却用媒体３８との熱交換によってアノード電極３１Ａは冷却される。表面３１Ｓ上に載置された基板２は間接的に加熱および冷却される。アノード電極３１Ａを通り抜けることによって熱交換が完了した冷却用媒体３８は冷媒排出管３４Ｎに排出される（矢印ＡＲ２Ａおよび矢印ＡＲ２Ｂ参照）。
【００９４】
低熱伝導物質３５Ａ，３５Ｂの存在によって、アノード電極３１Ａの内部（冷却管３４Ａ，３４Ｂとアノード電極３１Ａとの間）にヘリウムガス等の反応ガスは侵入しない。冷却管３４Ａ，３４Ｂとアノード電極３１Ａとの間の熱伝導率が、プラズマ処理中の真空処理室内の雰囲気によって影響されないため、基板２の温度分布が不均一とならない。
【００９５】
上流部３４Ａ１と下流部３４Ｂ２とを同一の大きさ、形状および材質に設定し、且つ、低熱伝導物質３５Ａの長さＬ２Ａ（図１５参照）と低熱伝導物質３５Ｂの長さＬ２Ｂ（図１５参照）とを同一の値に設定するとよい。上流部３４Ａ１内の冷却用媒体３８の通流方向に生じる基板２の温度分布のバラツキと、下流部３４Ｂ２内の冷却用媒体３８の通流方向に生じる基板２の温度分布のバラツキとは略対称となる。冷却管３４Ａの上流部３４Ａ１と冷却管３４Ｂの下流部３４Ｂ２とは隣り合っているため、これらのバラツキは相殺され、基板２の温度分布はより均一となる。
【００９６】
実施の形態２に基づく実施例として、上述の実施の形態１に基づく実施例と同様の試験を行なった。冷却用媒体３８としては、約７５０リットル／ｍｉｎの窒素ガスを冷却管３４Ａ，３４Ｂに供給した。その結果、冷却管３４Ａ，３４Ｂとアノード電極３１Ａとの間の熱伝導率が、プラズマ処理中の真空処理室２０内の雰囲気によって影響されないことが確かめられた。
【００９７】
［実施の形態３］
図１８〜図２１を参照して、本実施の形態における真空処理装置について説明する。ここでは、上述の実施の形態１との相違点について説明する。図１８は、本実施の形態における真空処理装置のアノード電極３１Ｂおよび温度制御機構３０Ｂを示す斜視図である。図１９は、本実施の形態における真空処理装置のアノード電極３１Ｂおよび温度制御機構３０Ｂを示す平面図である。図２０は、図１９中におけるＸＸ−ＸＸ線に関する矢視断面図である。図２１は、図１９中におけるＸＸＩ−ＸＸＩ線に関する矢視断面図である。
【００９８】
図２１においては、アノード電極３１Ｂが透過的に示されることによって、アノード電極３１Ｂの内部に設けられた冷却管３４Ｃ（詳細は後述する）の上流部３４Ｃ１と、アノード電極３１Ａの内部に設けられた他の冷却管３４Ｃ（詳細は後述する）の下流部３４Ｃ２とが重なった状態で点線で図示されている。実際には、冷却管３４Ｃの上流部３４Ｃ１と他の冷却管３４Ｃの下流部３４Ｃ２とは離れている（図１９参照）。
【００９９】
図１８および図１９を参照して、本実施の形態におけるアノード電極３１Ｂには、基板２（図１９参照）の温度を制御する温度制御機構３０Ｂ（詳細は後述する）が設けられる。
【０１００】
図１８および図２０を参照して、上部電極板３６の下面には、アノード電極３１Ｂの端面３１Ｔ（図１８参照）から端面３１Ｕ（図１８参照）に向かって延びる平面視略Ｕ字形状の溝３６Ｍと、溝３６Ｍの内側に位置し、アノード電極３１Ｂの端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かって延びる平面視略Ｕ字形状の溝３６Ｎとが複数並んで設けられる。下部電極板３７の上面には、アノード電極３１Ｂの端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かって延びる平面視略Ｕ字形状の溝３７Ｍと、溝３７Ｍの内側に位置し、アノード電極３１Ｂの端面３１Ｔから端面３１Ｕ（図１８参照）に向かって延びる平面視略Ｕ字形状の溝３７Ｎとが複数並んで設けられる。
【０１０１】
図１９を再び参照して、本実施の形態においては、５本の各溝３６Ｍ，３７Ｍ，３６Ｎ，３７Ｎが、アノード電極３１Ｂに設けられる。各溝３６Ｍ，３７Ｍ，３６Ｎ，３７Ｎにおいては、端面３１Ｔから端面３１Ｕに向かって延在する部分が、相互に平行且つ等間隔になるように設けられる。
【０１０２】
溝３６Ｍおよび溝３７Ｍは、１つの段差数を有する階段状に形成される。溝３６Ｍおよび溝３７Ｍによって、直径Ｄ１を有する円柱状の空間と、直径Ｄ２を有する円柱状の空間とが形成される。直径Ｄ２は直径Ｄ１よりも大きい。これらの空間は相互に連続し、アノード電極３１Ｂを平面視Ｕ字形状に貫通している。
【０１０３】
直径Ｄ２を有する空間は端面３１Ｔからアノード電極３１Ｂの内部に向かって延在している。直径Ｄ１を有する空間は、直径Ｄ２を有する空間の延在方向の先端から端面３１Ｕに向かい、端面３１Ｕの手前で折り返して端面３１Ｔに向かうように延在している。溝３６Ｎおよび溝３７Ｎによって、直径Ｄ３を有する平面視Ｕ字形状の空間が形成される。
【０１０４】
図１８を再び参照して、温度制御機構３０Ｂは、加熱器３３と、冷却管３４Ｃと、低熱伝導物質３５とを複数含んでいる。加熱器３３は、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ３に対応）を有しており、平面視Ｕ字形状に構成される。加熱器３３は溝３６Ｎおよび溝３７Ｎに挟まれており、加熱器３３とアノード電極３１Ｂとは相互に接触している。加熱器３３は、アノード電極３１Ｂを平面視Ｕ字形状に貫通し、アノード電極３１Ｂの内部において表面３１Ｓに沿って延在している。
【０１０５】
冷却管３４Ｃは、溝３６Ｍおよび溝３７Ｍの間に設けられ、アノード電極３１Ｂを平面視Ｕ字形状に貫通している。冷却管３４Ｃは、上流部３４Ｃ１および下流部３４Ｃ２を有している。上流部３４Ｃ１および下流部３４Ｃ２は略均一な外径（図１９における直径Ｄ１に対応）を有しており、全体として略Ｕ字形状を呈している。上流部３４Ｃ１は冷媒供給管３４Ｍに接続され、下流部３４Ｃ２は冷媒排出管３４Ｎに接続される。
【０１０６】
上流部３４Ｃ１は、アノード電極３１Ｂの端面３１Ｔからアノード電極３１Ｂの内部に入り込み、アノード電極３１Ｂの内部において表面３１Ｓに沿って延在している。下流部３４Ｃ２は、略Ｊ字状に形成され、上流部３４Ｃ１の端面３１Ｕ側の端部（先端）に連続している。下流部３４Ｃ２は、当該端部から端面３１Ｕに向かい、端面３１Ｕの手前で折り返している。下流部３４Ｃ２は、端面３１Ｕの手前で折り返した後、端面３１Ｔに向かうようにアノード電極３１Ｂの内部において表面３１Ｓに沿って延在し、端面３１Ｔからアノード電極３１Ｂの外部に出ている。下流部３４Ｃ２は、端面３１Ｕの手前で折り返さず、アノード電極３１Ｂの外部に出た後に折り返してもよい。
【０１０７】
直径Ｄ１（図１９参照）を有する上記の空間においては、上流部３４Ｃ１は溝３６Ｍおよび溝３７Ｍに挟まれており、上流部３４Ｃ１とアノード電極３１Ｂとは相互に接触している。直径Ｄ２（図１９参照）を有する空間に上流部３４Ｃ１が配設されることによって円筒状の空洞領域が形成される。当該空洞領域に上記の低熱伝導物質３５が設けられる。
【０１０８】
直径Ｄ２を有する上記の空間においては、上流部３４Ｃ１は低熱伝導物質３５を介在して溝３６Ｍおよび溝３７Ｍに挟まれており、上流部３４Ｃ１とアノード電極３１Ｂとは相互に接触していない。低熱伝導物質３５は、上流部３４Ｃ１とアノード電極３１Ｂとが相互に接触している部分における熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。
【０１０９】
図２１を参照して、低熱伝導物質３５は円筒状に形成される。低熱伝導物質３５は、上流部３４Ｃ１が入り込んでいるアノード電極３１Ｂの端面３１Ｔから、上流部３４Ｃ１を取り囲みつつアノード電極３１Ｂの内部に入り込むように所定の長さＬ２で延在している。長さＬ２は、アノード電極３１Ｂの長さＬ１の約１／２以上２／３以下となるよう設定されるとよい。
【０１１０】
図１８を再び参照して、上記構成によって、冷却管３４Ｃの上流部３４Ｃ１、加熱器３３、および冷却管３４Ｃの下流部３４Ｃ２は、アノード電極３１Ｂの内部においてこの順で並んでいる。冷却管３４Ｃの上流部３４Ｃ１と、他の冷却管３４Ｃの下流部３４Ｃ２とは、アノード電極３１Ｂの内部において相互に隣り合っている。
【０１１１】
本実施の形態における真空処理装置は、加熱器３３に所定の電力が投入され、冷却管３４Ｃには、冷媒供給管３４Ｍを通して上流部３４Ｃ１から窒素ガスなどの冷却用媒体３８が供給される（矢印ＡＲ１参照）。上流部３４Ｃ１および下流部３４Ｃ２の各々を流れる冷却用媒体３８との熱交換によって、アノード電極３１Ｂは冷却される。上流部３４Ｃ１内を流れる冷却用媒体３８の通流方向と、下流部３４Ｃ２内を流れる冷却用媒体３８の通流方向とは逆向きである。
【０１１２】
上部電極板３６に対する加熱および冷却によって、表面３１Ｓ上に載置された基板２も間接的に加熱および冷却される。アノード電極３１Ｂを通り抜けることによって熱交換が完了した冷却用媒体３８は冷媒排出管３４Ｎに排出される（矢印ＡＲ２参照）。
【０１１３】
低熱伝導物質３５の存在によって、プラズマ処理中および処理待機中において、アノード電極３１Ｂの内部（冷却管３４Ｃとアノード電極３１Ｂとの間）にヘリウムガス等の反応ガスは侵入しない。冷却管３４Ｃとアノード電極３１Ｂとの間の熱伝導率が、プラズマ処理中の真空処理室内の雰囲気によって影響されないため、基板２の温度分布が不均一とならない。
【０１１４】
上述の実施の形態２における冷却管３４Ａ，３４Ｂ（図１４参照）と異なり、冷却管３４Ｃはアノード電極３１Ｂを平面視Ｕ字形状に貫通している。冷却管３４Ｃとアノード電極３１Ｂとの接触面積が拡大しているため冷却効率が高い。
【０１１５】
上流部３４Ｃ１内の冷却用媒体３８の通流方向に生じる基板２の温度分布のバラツキと、下流部３４Ｃ２内の冷却用媒体３８の通流方向に生じる基板２の温度分布のバラツキとは、上流部３４Ｃ１と下流部３４Ｃ２とが隣り合っていることにより緩和され、基板２の温度分布は均一となる。基板２の温度分布をより均一とするために、下流部３４Ｃ２の端面３１Ｕ寄りの部分に低熱伝導物質３５に相当する部材を設けてもよい。
【０１１６】
［実施の形態４］
以下、図２２〜図２６を参照して、本実施の形態について説明する。本実施の形態においては、本実施の形態における熱処理装置１００が本実施の形態における成膜処理装置１０００に備えられる態様に基づいて説明する。
【０１１７】
（成膜処理装置１０００）
図２２を参照して、本実施の形態における成膜処理装置１０００について説明する。図２２は、成膜処理装置１０００の全体的な構成を模式的に示す断面図である。
【０１１８】
成膜処理装置１０００は、熱処理装置１００（詳細は後述する）を備える。成膜処理装置１０００は、基板１０２（被処理物）に対して所定の成膜処理を行なう。成膜処理装置１０００は、成膜処理室１２０、アノード電極１３１（支持台）、カソード電極１３２、および温度制御機構１３０（図２２において図示せず）を備えている。
【０１１９】
成膜処理室１２０は、成膜処理室１２０内における雰囲気ガスの雰囲気を制御することができる。成膜処理室１２０は、アルミニウム合金から構成され、内面には鏡面加工が施される。
【０１２０】
アノード電極１３１およびカソード電極１３２は、成膜処理室１２０内で表面１３１Ｓおよび表面１３２Ｓが相互に対向するように水平配置される。アノード電極１３１およびカソード電極１３２はたとえばアルミニウム合金から構成される。
【０１２１】
成膜処理室１２０には、導入管１２２を通して、成膜処理室１２０内における所定の処理に用いられる雰囲気ガス（反応ガス）が導入される。雰囲気ガスには、たとえば、Ｈ２で希釈したＳｉＨ４（モノシラン）ガス、ＰＨ３（ホスフィン）ガス、Ｂ２Ｈ６（ジボラン）ガス、またはＣＯ２ガス等が含まれる。成膜処理室１２０は、排気管１２３、圧力調整バルブ１２４Ａ、排気バルブ１２４Ｂ、および真空ポンプ１２５によって適切な圧力に設定されたり、高真空に排気されたりする。成膜処理室１２０は、メンテナンス扉１２１を使用して作業員が出入りすることもできる。
【０１２２】
本実施の形態においては、アノード電極１３１の表面１３１Ｓ上に基板１０２が載置される。アノード電極１３１は接地されている。カソード電極１３２はコンデンサ１２６および整合回路１２７を通して高周波電源１２８に接続される。
【０１２３】
（熱処理装置１００）
図２３〜図２５を参照して、本実施の形態における熱処理装置１００について説明する。図２３は、熱処理装置１００を示す平面図である。図２４は、図２３中のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に関する矢視断面図である。図２５は、図２３中のＸＸＶ−ＸＸＶ線に関する矢視断面図である。図２３〜図２５においては、熱処理装置１００上に基板１０２（被処理物）が載置された様子が示されている。
【０１２４】
図２３および図２４を参照して、熱処理装置１００は、支持台としてのアノード電極１３１と、温度制御機構１３０とを備える。アノード電極１３１は平板状に構成され、長手方向に長さＬ１０１を有する。アノード電極１３１は、上部体１３６と下部体１３７（図２４参照）とから構成される。上部体１３６および下部体１３７は良好な熱伝導性を有する部材から構成される。上部体１３６および下部体１３７は所定のネジ（図示せず）によって相互に固定される。基板１０２（被処理物）はアノード電極１３１（上部体１３６）の表面１３１Ｓ上に載置される。
【０１２５】
アノード電極１３１に、基板１０２の温度を制御する温度制御機構１３０が設けられる。温度制御機構１３０は、加熱器１３３と、冷却管１３４と、低熱伝導物質１３５（低熱伝導部）とを含む。低熱伝導物質１３５は、上部体１３６および下部体１３７を構成する部材よりも低い熱伝導率を有する部材（たとえば断熱材）から構成される。
【０１２６】
図２４を参照して、上部体１３６の下面には、アノード電極１３１の長手方向（図２４紙面垂直方向）に沿って溝１３６Ｍおよび溝１３６Ｎが略平行に並んで設けられる。下部体１３７の上面には同方向に沿って溝１３７Ｍおよび溝１３７Ｎが略平行に並んで設けられる。
【０１２７】
図２３を再び参照して、溝１３６Ｎおよび溝１３７Ｎによって、直径Ｄ１０３を有し、アノード電極１３１を長手方向に貫通する円柱状の空間が形成される。溝１３６Ｍおよび溝１３７Ｍによって、端面１３１Ｔからの距離Ｌ１００の位置において内径Ｄ１００を有する略円錐状の空間が形成される。内径Ｄ１００は、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて徐々に小さくなるように（テーパー状に）構成される。好ましくは、内径Ｄ１００は指数関数的に小さくなるように構成されるとよい（詳細な理由は追って後述する）。
【０１２８】
温度制御機構１３０は、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ１０３に対応）を有する棒状の加熱器１３３と、長手方向において略均一な外径（直径Ｄ１０１）を有する管状の冷却管１３４と、低熱伝導物質１３５とを含む。加熱器１３３は、加熱器１３３に電力を供給するための配線（図示せず）に接続され、たとえばシーズヒータから構成される。加熱器１３３は、溝１３６Ｎおよび溝１３７Ｎに挟まれており、加熱器１３３とアノード電極１３１（図２４参照）とは相互に接触している。
【０１２９】
図２５を参照して、冷却管１３４はたとえばステンレス鋼から構成され、溝１３６Ｍおよび溝１３７Ｍの間に設けられる。端面１３１Ｔからの距離Ｌ１００の位置において内径Ｄ１００を有する円錐状の空間に、冷却管１３４が配設される。冷却管１３４の配設によって、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて厚さ（肉厚）が徐々に小さくなる略円筒状の空間が形成される。当該空間に、上記の低熱伝導物質１３５が設けられる。
【０１３０】
低熱伝導物質１３５は、冷却管１３４が入り込んでいるアノード電極１３１の端面１３１Ｔから、冷却管１３４を徐々に小さくなる厚さ（内径Ｄ１００に対応する）で取り囲みつつ、アノード電極１３１の内部に入り込むように設けられる。
【０１３１】
上述のとおり、低熱伝導物質１３５（低熱伝導部）は、上部体１３６および下部体１３７を構成する部材よりも低い熱伝導率を有する部材（たとえば断熱材）から構成される。換言すると、低熱伝導物質１３５は、冷却管１３４のアノード電極１３１に対する熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する。端面１３１Ｔからアノード電極１３１の内部に入り込むように設けられる低熱伝導物質１３５は、端面１３１Ｔから冷却管１３４の長手方向の全域にわたって設けられていてもよく、端面１３１Ｔから冷却管１３４の長手方向の一部にわたって設けられていてもよい。
【０１３２】
上記構成によって、加熱器１３３は、端面１３１Ｔ（図２３参照）から端面１３１Ｔに対向する端面１３１Ｕに向かってアノード電極１３１を貫通し、アノード電極１３１の内部において表面１３１Ｓに沿って延在する。冷却管１３４は、加熱器１３３と平行に並んだ状態で、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かってアノード電極１３１を貫通し、アノード電極１３１の内部において表面１３１Ｓに沿って延在する。低熱伝導物質１３５は、冷却管１３４とアノード電極１３１との間を（部分的にまたは全域にわたって）埋める。
【０１３３】
徐々に厚さが小さくなる（テーパー状の）低熱伝導物質１３５が介在していることによって、冷却管１３４とアノード電極１３１との間の熱伝導率は、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて徐々に高くなる。冷却管１３４からアノード電極１３１への熱は、端面１３１Ｔ側は伝わりにくく、端面１３１Ｕ側に向かうにつれて徐々に伝わり易くなる。
【０１３４】
本実施の形態における熱処理装置１００は、加熱器１３３に所定の電力が投入され、冷却管１３４に窒素ガスなどの冷却用媒体１３８が供給される（矢印ＡＲ１０１および矢印ＡＲ１０２参照）。表面１３１Ｓ上に載置された基板１０２は間接的に加熱および冷却される。
【０１３５】
基板１０２に対する所定の成膜処理中および処理待機中においては、アノード電極１３１に設けられた温度測定器（図示せず）によって表面１３１Ｓの温度が測定される。温度測定器の測定値に基づいて加熱器１３３への電力の投入量および冷却管１３４への冷却用媒体１３８の供給量が調節される。当該調節によって、表面１３１Ｓ上に載置された基板１０２の温度が所望の値となるように制御される。
【０１３６】
本実施の形態における低熱伝導物質１３５は、上述の実施の形態１（図１０参照）における低熱伝導物質３５（図１０参照）に比べて、徐々に厚さが小さくなる低熱伝導物質１３５が介在していることによって、冷却管１３４とアノード電極１３１との間の熱伝導率は、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて徐々に高くなる。
【０１３７】
本実施の形態おける熱処理装置１００によれば、冷却管１３４とアノード電極１３１との間の熱伝導率は、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて徐々に高くなるため、上述の実施の形態１に比べて基板１０２の温度分布の不均一性はより一層改善されることができる。
【０１３８】
低熱伝導物質１３５の熱伝導率は、冷却管１３４を構成する材質（たとえばステンレス鋼）の熱伝導率よりも低いとよい。低熱伝導物質１３５の熱伝導率は、冷却用媒体１３８として用いられるヘリウムガス（熱伝導率約０．１５Ｗ／ｍＫ）や水素ガス（熱伝導率約０．１８Ｗ／ｍＫ）などの熱伝導率よりも低いとよい。低熱伝導物質１３５の熱伝導率は、使用される雰囲気ガス（反応ガス）の熱伝導率と同等または若干高いとよい。
【０１３９】
低熱伝導物質１３５は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）などの、熱伝導率が低く且つプラズマに対する耐性が高いフッ素樹脂を含んでいてもよい。この場合、基板１０２の温度は長期にわたって安定して制御される。低熱伝導物質１３５は、熱伝導率を容易に制御可能な樹脂系の発泡体を含んでいてもよい。この場合、低熱伝導物質１３５の熱伝導率は約０．０２６Ｗ／ｍＫ以下とするとよい。
【０１４０】
低熱伝導物質１３５は、セラミック系の断熱材を含んでいてもよい。セラミック系の断熱材を通して行なわれる冷却管１３４とアノード電極１３１との熱交換は、乾燥空気または窒素を通して行なわれる冷却管１３４とアノード電極１３１との熱交換と同等の効果を得ることができる。
【０１４１】
冷却用媒体１３８としては、液体であってもよいし気体であってもよい。冷却用媒体１３８が熱容量の低い気体であっても、冷却用媒体１３８を冷却管１３４内で循環させることで、上記同様の作用効果を得ることができる。冷却用媒体１３８が窒素ガス、または希ガスなどの不活性ガスである場合、冷却用媒体１３８が液体である場合に比べて安価に実施されることが可能となり、且つ熱処理装置１００としての安全性も向上する。冷却用媒体１３８の流量は、基板１０２をより均一に冷却可能なように最適化されるとよい。
【０１４２】
図２６を参照して、低熱伝導物質１３５の厚さ（内径Ｄ１００に対応）が指数関数的に小さくなる場合において、低熱伝導物質１３５のより好ましい形状について説明する。
【０１４３】
冷却管１３４の中心からの半径方向における距離ｒ、低熱伝導物質１３５の端面１３１Ｔ側の内径（ｒ＝Ｄ１０１）における温度をＴｉｎ、低熱伝導物質１３５の端面１３１Ｕ側における内径（ｒ＝Ｄ１０１）の温度をＴｏｕｔとする。端面１３１Ｔから距離Ｌ１００、冷却管１３４の中心からの半径方向の距離ｒの位置における低熱伝導物質１３５の温度Ｔ（Ｌ１００，ｒ）は、低熱伝導物質１３５の内径（ｒ＝Ｄ１０１）においては次の式（１）によって表される。
Ｔ（Ｌ１００，Ｄ１０１）＝Ｔｉｎ＋（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）×（Ｌ１００／Ｌ１０１）
・・・  式（１）
冷却管１３４の単位長さあたりの放熱量Ｅ、低熱伝導物質１３５の熱伝導率λ、低熱伝導物質１３５の厚さ（Ｄ１００）を用いると、低熱伝導物質１３５の内径（Ｄ１０１）と外径（Ｄ１００）の温度差ΔＴは次の式（２）によって表される。
ΔＴ＝Ｅ×ｌｎ（ｒ／Ｄ１０１）／（２π×λ）・・・  式（２）
低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）の温度をＴｐｌａｔｅとすると、低熱伝導物質１３５の内径（Ｄ１０１）と外径（Ｄ１００）の温度差ΔＴは次の式（３）によって表される。
ΔＴ＝Ｔ（Ｌ１００，Ｄ１０１）−Ｔｐｌａｔｅ  ・・・  式（３）
アノード電極１３１の冷却において、低熱伝導物質１３５の厚さはアノード電極１３１の長手方向長さＬ１０１と比べて十分に小さい。アノード電極１３１の長手方向の各位置において低熱伝導物質１３５の厚さが変動しても、その変動の大きさは小さく、低熱伝導物質１３５は円筒形状であるとみなすことができる。よって、低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）の温度Ｔｐｌａｔｅが冷却用媒体１３８の流動方向において一定である時の低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）は、式（１）〜式（３）に基づいて、次の式（４）のように表すことができる。
Ｄ１００＝Ｄ１０１×ｅｘｐ［（Ｔｉｎ＋（Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎ）×（Ｌ１００／Ｌ１０１）−Ｔｐｌａｔｅ）×２π×λ／Ｅ］  ・・・  式（４）
低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）は、端面１３１Ｔからの距離Ｌ１００においては上記の式（４）に基づく指数関数となる。図２６における曲線Ｋは、上記の式（４）をグラフ化したものである。曲線Ｋにおいては、冷却管１３４の直径（低熱伝導物質１３５の内径）Ｄ１０１を６ｍｍ、Ｌ１００＝０における低熱伝導物質１３５の内径部における温度Ｔｉｎを３０℃、Ｌ＝８００ｍｍにおける低熱伝導物質１３５の内径部における温度Ｔｏｕｔを１５０℃、低熱伝導物質１３５の外径部における温度Ｔｐｌａｔｅを１５０℃、アノード電極１３１の長手方向の長さＬ１０１を８００ｍｍ、低熱伝導物質１３５の熱伝導率λを０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ、総放熱量Ｅ×Ｌを１５０Ｗとした場合の、端面１３１Ｔからの距離Ｌ１００と断熱材の外径（Ｄ１００）との関係を示している。
【０１４４】
曲線Ｋのような外径（Ｄ１００）をもつ形状の低熱伝導物質１３５の外径部は、理論上は温度が一定となる。したがって、アノード電極１３１に対しても均一な熱伝達が行なわれることとなる。このことから、低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）は端面１３１Ｔからの距離Ｌ１００の関係は、指数関数またはそれに近い関係である事が望ましい。この構造によれば、アノード電極１３１に対する冷却管１３４の脱熱量がより均一となる。基板１０２の温度も均一となり、成膜処理等をより均一に行う事が可能となる。
【０１４５】
また、アノード電極１３１の端面（端面１３１Ｔまたは端面１３１Ｕ等）からの放熱を考慮して、アノード電極１３１の端面付近における冷却用媒体１３８での脱熱を抑えるために、アノード電極１３１の端面付近での低熱伝導物質１３５の外径を、他の部分に比べて大きくしてもよい。アノード電極１３１に対する冷却管１３４の脱熱量がより均一となる。基板１０２の温度も均一となり、成膜処理等をさらに均一に行う事が可能となる。
【０１４６】
［実施の形態５］
図２７を参照して、本実施の形態にについて説明する。ここでは、上述の実施の形態４との相違点について説明する。図２７は、上述の実施の形態４における図２５に相当し、本実施の形態におけるアノード電極１３１Ａおよび低熱伝導物質１３５を示す断面図である。
【０１４７】
上述の実施の形態４においては、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて、低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）が、指数関数的に減少する態様に基づいて説明した。
【０１４８】
図２７に示すように、低熱伝導物質１３５の端面１３１Ｔ側の内径の温度Ｔｉｎと低熱伝導物質１３５の端面１３１Ｕ側の内径の温度をＴｏｕｔとの温度差が小さい場合は、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて、低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）は一次関数的に減少するように構成されてもよい。この場合、低熱伝導物質１３５の形状は、円錐台形状となる。低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）が円錐台形状となることによって、低熱伝導物質１３５およびアノード電極１３１の設計および製作が容易となる。
【０１４９】
［実施の形態６］
図２８を参照して、本実施の形態について説明する。ここでは、上述の実施の形態４との相違点について説明する。図２８は、上述の実施の形態４における図２５に相当し、本実施の形態におけるアノード電極１３１Ｂおよび低熱伝導物質１３５を示す断面図である。
【０１５０】
上述の実施の形態４および実施の形態５においては、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて、低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）は連続的に減少する。
【０１５１】
図２８に示すように、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて、低熱伝導物質１３５の外径（Ｄ１００）は階段状に小さくなるように構成されてもよい。低熱伝導物質１３５の形状としては、筒径の異なる複数の円筒状に分割された部材が積層されることによって構成されるとよい。低熱伝導物質１３５の分割数、および、それぞれの円筒形状の外径（Ｄ１００）を最適化することによって、上述の実施の形態４および実施の形態５と同様の効果が得られる。
【０１５２】
低熱伝導物質１３５を、その厚さが階段状に減少するように構成することによっても、低熱伝導物質１３５およびアノード電極１３１Ｂの製作が容易となる。低熱伝導物質１３５が分割された部材の積層によって構成される場合には、低熱伝導物質１３５（またはアノード電極１３１Ｂ）の製作後に、低熱伝導物質１３５を構成する部材の一部の外径を変更して、温度分布を微調整する事も容易に可能である。基板１０２の温度がより均一になるように温度制御することが可能となる。
【０１５３】
［実施の形態７］
図２９を参照して、本実施の形態について説明する。ここでは、上述の実施の形態４〜６との相違点についてのみ説明する。図２９は、上述の実施の形態４における図２５に相当し、本実施の形態におけるアノード電極１３１Ｃおよび中空空間１３５Ｃ（低熱伝導部）を示す断面図である。
【０１５４】
上述の実施の形態４〜６においては、溝１３６Ｍおよび溝１３７Ｍによって形成された空間に、低熱伝導物質１３５が埋め込まれるように設けられた。
【０１５５】
本実施の形態においては、溝１３６Ｍおよび溝１３７Ｍによって、端面１３１Ｔ側および端面１３１Ｕ側の両端が閉塞された中空空間１３５Ｃが形成される。当該中空空間１３５Ｃには、成膜処理装置１０００における成膜処理に使用される雰囲気ガスが充填される。雰囲気ガスとしては、冷却管１３４のアノード電極１３１Ｃに対する熱伝導率よりも低い熱伝導率を有するガスが選択される。
【０１５６】
当該構成によれば、上述の実施の形態４〜６における低熱伝導物質１３５を設ける必要がない。中空空間１３５Ｃに雰囲気ガスが充填および封止されることで、この雰囲気ガスは、上述の実施の形態４〜６における低熱伝導物質１３５と同様に機能することができる。
【０１５７】
中空空間１３５Ｃにおける内径Ｄ１００は、端面１３１Ｔから端面１３１Ｕに向かうにつれて、指数関数的に減少してもよく、一次関数的に減少してもよく、階段状に減少してもよい。
【０１５８】
上述の実施の形態４〜７においては、熱処理装置１００が成膜処理装置１０００（プラズマ処理装置）に備えられるという態様に基づいて説明した。熱処理装置１００としては、成膜処理装置１０００以外の他の装置（たとえば、画像形成装置またはＣａｔ（触媒）ＣＶＤ装置など）にも搭載されることが可能である。
【０１５９】
以上、本発明に基づいた各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。たとえば、したがって、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６０】
１  真空処理装置、２，１０２  基板（被処理物）、１０，２０  真空処理室、１１  搬入搬出用扉、１２，２２，１２２  導入管、１３，２３，１２３  排気管、１４，２４Ｂ，１２４Ｂ  排気バルブ、１５，２５，１２５  真空ポンプ、１６  ヒータ、１７  ゲートバルブ、２１，１２１  メンテナンス扉、２４Ａ，１２４Ａ  圧力調整バルブ、２６，１２６  コンデンサ、２７，１２７  整合回路、２８，１２８  高周波電源、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｚ，１３０  温度制御機構、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｙ，３１Ｚ  アノード電極、３１Ｋ  庇部、３１Ｓ，３２Ｓ，１３１Ｓ，１３２Ｓ  表面、３１Ｔ，３１Ｕ，１３１Ｔ，１３１Ｕ  端面、３２，１３２  カソード電極、３３，１３３  加熱器、３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，１３４  冷却管、３４Ａ１，３４Ｂ１，３４Ｃ１  上流部、３４Ａ２，３４Ｂ２，３４Ｃ２  下流部、３４Ｍ  冷媒供給管、３４Ｎ  冷媒排出管、３５，３５Ａ，３５Ｂ  低熱伝導物質、３６  上部電極板、３６Ｍ，３６ＭＡ，３６ＭＢ，３６Ｎ，３７Ｍ，３７ＭＡ，３７ＭＢ，３７Ｎ，１３６Ｍ，１３６Ｎ，１３７Ｍ，１３７Ｎ  溝、３７  下部電極板、３８，１３８  冷却用媒体、３９  空洞領域、１００  熱処理装置、１２０  成膜処理室、１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃ  アノード電極（支持台）、１３５  低熱伝導物質（低熱伝導部）、１３５Ｃ  中空空間（低熱伝導部）、１３６  上部体、１３７  下部体、１０００  成膜処理装置、ＡＲ１，ＡＲ１Ａ，ＡＲ１Ｂ，ＡＲ２，ＡＲ２Ａ，ＡＲ２Ｂ，ＡＲ３，ＡＲ１０１，ＡＲ１０２  矢印、Ｄ１，Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ，Ｄ２，Ｄ２Ａ，Ｄ２Ｂ，Ｄ３，Ｄ１０１，Ｄ１０３  直径、Ｄ１００  厚さ（内径）、Ｋ  曲線、Ｌ，Ｌ１００  距離、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ１０１  長さ、Ｐ１，Ｑ１，Ｑ２，Ｒ１，Ｒ２  温度分布。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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