JP2000311858A - Reduced pressure heat-treating device - Google Patents
Reduced pressure heat-treating deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス窓を備えた
容器の内部を減圧し、内部に収納した被処理物をガラス
窓を通して加熱処理する減圧加熱処理装置に係わり、特
にそのガラス窓の構造、およびその取付構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a decompression heat treatment apparatus for depressurizing the inside of a container having a glass window and heat-treating an object to be processed stored in the container through the glass window. , And its mounting structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、プラズマ処理装置やウエハ熱
処理装置等の半導体製造装置においては、減圧雰囲気中
で加熱処理を行う減圧加熱処理装置が種々用いられてい
る。これらの減圧加熱処理装置では、通常、例えばプラ
ズマ発光の監視やウエハ基板温度の計測等に用いるため
の透明性の高いガラス窓が金属製チャンバーの壁面に備
えられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus such as a plasma processing apparatus and a wafer heat treatment apparatus, various reduced-pressure heat treatment apparatuses for performing a heat treatment in a reduced-pressure atmosphere have been used. In these reduced-pressure heat treatment apparatuses, a highly transparent glass window for use in, for example, monitoring of plasma emission, measurement of the temperature of a wafer substrate, or the like is provided on a wall surface of a metal chamber.
【０００３】図３は、従来のこの種の減圧加熱処理装置
の基本構成例を示すもので、（ａ）は処理容器の縦断面
図、（ｂ）は（ａ）に示したＢ部の拡大図である。図３
（ａ）において、１は、上部が開口した金属製の円筒形
状のチャンバーである。このチャンバー１の開口した面
には、円板状の透明なガラスよりなる円板型ガラス窓２
が気密に配され、密閉された容器が形成可能となる。一
方、チャンバー１の側壁には、排気口６とガス導入口５
が備えられており、排気口６を介して外部に設けられた
排気ポンプによって内部を排気し、ガス導入口５を介し
て所望のガスを導入することによりチャンバー１の内部
を所望のガスの減圧雰囲気にすることができる。FIG. 3 shows an example of the basic structure of a conventional vacuum heat treatment apparatus of this type, in which (a) is a longitudinal sectional view of a processing vessel, and (b) is an enlarged view of a portion B shown in (a). FIG. FIG.
In FIG. 1A, reference numeral 1 denotes a metal cylindrical chamber having an open top. A disc-shaped glass window 2 made of a disc-shaped transparent glass is provided on an open surface of the chamber 1.
Are arranged in an airtight manner, and a sealed container can be formed. On the other hand, the exhaust port 6 and the gas inlet 5
The inside is evacuated by an exhaust pump provided outside through an exhaust port 6, and a desired gas is introduced into the chamber 1 through a gas inlet 5 to reduce the pressure of the desired gas in the chamber 1. Atmosphere can be.
【０００４】また、チャンバー１の内部には、上下方向
の移動および水平面での回転が可能な円板状のワークテ
ーブル４が備えられており、このワークテーブル４の上
に図示しない被処理用のワークが積載される。ガラス窓
２の上方には加熱手段７が設置され、この加熱手段７に
より前記ガラス窓２を透過してワークテーブル４の上に
積載するワークが加熱される。加熱手段７としては、例
えば赤外線ランプヒータやプラズマ発生用の誘導コイル
等が用いられる。[0004] A disk-shaped work table 4 is provided inside the chamber 1 and is movable vertically and rotatable in a horizontal plane. The work is loaded. A heating means 7 is provided above the glass window 2, and the heating means 7 heats the work loaded on the work table 4 through the glass window 2. As the heating means 7, for example, an infrared lamp heater or an induction coil for generating plasma is used.
【０００５】また、図３（ｂ）に示したように、上述の
チャンバー１と円板型ガラス窓２との間の気密性を高め
るため、チャンバー１のフランジ部１ｂには真空用Ｏリ
ング２１、および、耐熱性樹脂製の偏平した形状のセッ
トリング２２が備えられ、また、円板型ガラス窓２の上
部の外周部には、上記のセットリング２２と同一材料に
より形成した偏平状の加圧リング２４が備えられてい
る。円板型ガラス窓２の上部の外周部に加圧リング２４
を介して配された金属製の締付けリング２３を、外周部
に配した複数本の押えボルト２５によってチャンバー１
のフランジ部１ｂに締め付けると、真空用Ｏリング２１
が圧縮され、円板型ガラス窓２と金属製のチャンバー１
との間が気密に接触することとなり、チャンバー１の内
部が気密に保持され、減圧雰囲気の創出が可能となる。As shown in FIG. 3 (b), a vacuum O-ring 21 is provided on the flange 1b of the chamber 1 in order to increase the airtightness between the chamber 1 and the disk-shaped glass window 2. And a flat set ring 22 made of a heat-resistant resin. The flat outer periphery of the upper part of the disc-shaped glass window 2 is provided with a flat set ring 22 made of the same material as the above-mentioned set ring 22. A pressure ring 24 is provided. A pressure ring 24 is provided on the outer peripheral portion of the upper part of the disc-shaped glass window 2.
The metal tightening ring 23 disposed through the chamber 1 is fixed to the chamber 1 by a plurality of pressing bolts 25 disposed on the outer peripheral portion.
Of the vacuum O-ring 21
Is compressed, the disc-shaped glass window 2 and the metal chamber 1
And airtightly contact with each other, the inside of the chamber 1 is kept airtight, and a reduced-pressure atmosphere can be created.
【０００６】上記の円板型ガラス窓２は、減圧雰囲気の
形成に伴って受ける圧力の他に、加熱手段７からの熱放
射、熱伝達、および熱伝導により加熱され、例えば500
℃以上の高温となる。このため、金属製のチャンバー１
のフランジ部１ｂには全周に渡り冷却水溝１１が設けら
れており、この冷却水溝１１に冷却水を流すことによっ
てフランジ部１ｂを冷却し、真空用Ｏリング２１の温度
上昇を抑えて劣化を抑制している。The above-mentioned disc-shaped glass window 2 is heated by heat radiation, heat transfer, and heat conduction from the heating means 7 in addition to the pressure received when the reduced-pressure atmosphere is formed.
The temperature becomes higher than ℃. For this reason, the metal chamber 1
The cooling water groove 11 is provided on the entire circumference of the flange portion 1b. The cooling water groove 11 is used to cool the flange portion 1b by flowing cooling water, thereby suppressing the temperature rise of the vacuum O-ring 21. Deterioration is suppressed.
【０００７】なお、減圧加熱処理装置に使用されるガラ
ス窓としては、上述の構成例の円板型ガラス窓２の他
に、既に特願平９−３７４７８号に出願されているよう
な、外周を平坦とし中央部を外部に凸とするドーム型の
形状のガラス窓が用いられている場合もある。As the glass window used in the reduced pressure heat treatment apparatus, in addition to the disk-shaped glass window 2 having the above-described configuration example, an outer periphery as already filed in Japanese Patent Application No. 9-37478 is used. In some cases, a dome-shaped glass window having a flat surface and a convex central portion is used.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
の構成において、円板型ガラス窓２の外周部は、冷却水
溝１１に流れる冷却水により冷却され、例えば 150℃以
下の低温に保持されるので、加熱手段７により、例えば
500℃以上の高温となる中央部分との間、すなわち半径
方向に温度差が生じるため、熱膨張差によって円板型ガ
ラス窓２の内部に熱応力が生じることとなる。By the way, in the above-mentioned conventional configuration, the outer peripheral portion of the disc-shaped glass window 2 is cooled by cooling water flowing through the cooling water groove 11 and is kept at a low temperature of, for example, 150 ° C. or less. Therefore, by the heating means 7, for example,
Since a temperature difference is generated between the central portion having a high temperature of 500 ° C. or more, that is, in the radial direction, a thermal stress is generated inside the disc-shaped glass window 2 due to a difference in thermal expansion.
【０００９】従来の減圧加熱処理装置は、通常、大面積
処理を必要としないワークの処理に用いられており、チ
ャンバー１の外形サイズも比較的小さく、円板型ガラス
窓２の口径サイズも小さくてすむため、熱膨張差によっ
て円板型ガラス窓２の内部に熱応力が生じても、前述の
締付けリング２３によって円板型ガラス窓２に押圧を与
えるだけで十分な強度が得られ、円板型ガラス窓２の破
損を防止することができた。しかしながら、近年、量産
性を考慮し、対象物を大面積化させて処理能力を増大
し、かつ、高速加熱処理、均一性の高い加熱処理をする
要求が強く、それに伴い減圧加熱処理装置に用いられる
円板状のガラス窓も大口径化する必要性が生じている。The conventional reduced-pressure heat treatment apparatus is usually used for processing a work that does not require large-area processing, and the outer size of the chamber 1 is relatively small, and the diameter of the disk-shaped glass window 2 is also small. For this reason, even if thermal stress is generated inside the disc-shaped glass window 2 due to the difference in thermal expansion, sufficient strength can be obtained only by applying pressure to the disc-shaped glass window 2 by the above-described tightening ring 23, and the circular shape can be obtained. The breakage of the flat glass window 2 was able to be prevented. However, in recent years, in consideration of mass productivity, the processing capacity is increased by increasing the size of the object, and there is a strong demand for high-speed heat treatment and high uniformity heat treatment. There is also a need to increase the diameter of the disk-shaped glass window.
【００１０】上記の減圧加熱処理装置のごとく、ガラス
窓の外周端部に上下方向の押圧を与えてガラス窓とチャ
ンバーとの気密性を確保する構成の場合には、ガラス窓
の熱膨張による伸びに対して抵抗する力が、ガラス窓と
接触しているＯリング、および、耐熱性の加圧リングと
の間で生じる摩擦力のみであるため、大口径のガラス窓
を用いる場合には次のような問題点が生じる。In the case of a structure in which the outer peripheral edge of the glass window is vertically pressed to secure the airtightness between the glass window and the chamber as in the above-described reduced pressure heat treatment apparatus, the expansion due to the thermal expansion of the glass window. Is only the frictional force generated between the O-ring in contact with the glass window and the heat-resistant pressure ring. Therefore, when using a large-diameter glass window, Such a problem arises.
【００１１】（１）ガラス窓の構成材料は熱伝導率が小
さいため、大口径化すると半径方向の温度差が大きくな
り、この温度差によってガラス窓の外周近傍では周方向
に引っ張り応力が加わる。一方、ガラス窓の構成材料に
おいては、圧縮強さと比較して引張強さが約 1/20 と小
さいため、ガラス窓が周方向の引張応力により破損する
危険性がある。(1) Since the constituent material of the glass window has a low thermal conductivity, the temperature difference in the radial direction increases as the diameter increases, and a tensile stress is applied in the circumferential direction near the outer periphery of the glass window due to the temperature difference. On the other hand, in the constituent material of the glass window, since the tensile strength is as small as about 1/20 as compared with the compressive strength, there is a risk that the glass window is broken by a tensile stress in a circumferential direction.
【００１２】（２）また、円板状ガラス窓を大口径化す
ると、円板状ガラス窓に加わる真空圧力による荷重が直
径（ＤW ）の二乗に比例して大きくなるため、円板状ガ
ラス窓の板厚（Ｈ）をこの荷重による引張応力に十分耐
えられる板厚とする必要があり、直径（ＤW ）と板厚
（Ｈ）の比を 10 〜 15 程度にしなければならない。従
って、例えば、直径 1000 ｍｍのガラス窓では、板厚を
少なくとも70ｍｍにする必要があり、重量も約 120kgに
もなるため可搬性が悪くなる。(2) When the diameter of the disk-shaped glass window is increased, the load due to the vacuum pressure applied to the disk-shaped glass window increases in proportion to the square of the diameter (D W ). The thickness (H) of the window must be sufficient to withstand the tensile stress caused by this load, and the ratio of the diameter (D W ) to the thickness (H) must be about 10 to 15. Therefore, for example, in the case of a glass window having a diameter of 1000 mm, the thickness of the glass window needs to be at least 70 mm, and the weight becomes about 120 kg.
【００１３】さらに、チャンバーの容器内にプラズマを
形成して処理する場合には、ガラス窓は内面より加熱さ
れ、外気と接触する外面において自然冷却されるため、
板厚の厚い大口径の円板状ガラス窓では、厚み方向にも
大きな温度差が生じる。さらに、前述の冷却水により半
径方向の温度差とが複合され、ガラス窓の引張応力に対
する条件がさらに厳しくなる。Furthermore, when plasma is formed in the chamber of the chamber for processing, the glass window is heated from the inner surface and naturally cooled on the outer surface in contact with the outside air.
In a large-diameter disk-shaped glass window having a large thickness, a large temperature difference also occurs in the thickness direction. Further, the above-described cooling water combines with the temperature difference in the radial direction, and the conditions for the tensile stress of the glass window become more severe.
【００１４】なお、端部のフランジ面に比べて中央部を
突出させた、いわゆるドーム型のガラス窓の場合には加
熱手段とワークテーブル間の距離が隔たるので、大面積
化されたワークテーブル上の対象ワークを均一に加熱処
理することが困難である。In the case of a so-called dome-shaped glass window in which the center portion is protruded from the end flange surface, the distance between the heating means and the work table is large, so that the work table having a large area is provided. It is difficult to heat-treat the above target work uniformly.
【００１５】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、上記の問題点を解消して、大口径の
ガラス窓に加わる応力が低減され、破損の危険性が回避
されるよう構成された安全性の高い減圧加熱処理装置を
提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to solve the above problems, reduce the stress applied to a large-diameter glass window, and avoid the risk of breakage. An object of the present invention is to provide a highly-safe decompression / heating apparatus configured as described above.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、ワークテーブルを内蔵する
チャンバーの一面に設けられた開口部を、フランジ面に
真空用Ｏリングを介在させて、例えば透明性石英ガラス
よりなるガラス窓で気密に覆い、内部を減圧状態に保持
して、ワークテーブルに積載された被処理物を、ガラス
窓の外側に配された赤外線ランプヒーターあるいは高周
波誘導コイル等の加熱手段によって加熱処理する減圧加
熱処理装置に、 （１）例えば円形状の上記のガラス窓の側面を外側より
加圧する加圧手段、例えば、チャンバーのフランジ面、
ガラス窓、ガラス窓の側端部の外面と側面を覆い固定ボ
ルトによって開口部のフランジ面に結合される略Ｚ字状
の断面を有する固定用フランジ、および、チャンバーの
フランジ面とガラス窓との間に配された第１の加圧用Ｏ
リング、チャンバーのフランジ面と固定フランジとの間
に配された第２の加圧用Ｏリング、ガラス窓と固定フラ
ンジとの間にに配された第３の加圧用Ｏリングによって
気密に形成された空間に、固定フランジに貫通して設け
られた導入ポートより圧縮エアを供給することによって
ガラス窓の側面を外側より加圧する加圧手段を備えて構
成することとする。In order to achieve the above object, according to the present invention, an opening provided on one surface of a chamber containing a work table is formed by interposing a vacuum O-ring on a flange surface. For example, an airtight covering with a glass window made of transparent quartz glass, holding the inside of the work table under reduced pressure, and an object to be processed mounted on the work table, an infrared lamp heater or a high-frequency induction coil arranged outside the glass window (1) Pressurizing means for pressurizing the side surface of the above-mentioned glass window from outside, for example, a flange surface of a chamber,
A glass window, a fixing flange having a substantially Z-shaped cross-section that covers the outer surface and the side surface of the side end of the glass window and is connected to the flange surface of the opening by a fixing bolt; First pressurizing O interposed
A ring, a second pressurizing O-ring disposed between the flange surface of the chamber and the fixing flange, and a third pressurizing O-ring disposed between the glass window and the fixing flange, formed airtightly. The space is provided with pressurizing means for pressurizing the side surface of the glass window from the outside by supplying compressed air from an introduction port provided through the fixing flange.
【００１７】（２）さらに、上記の第３の加圧用Ｏリン
グを、第１の加圧用Ｏリングに比べて開口部の半径方向
の内側に設けることとする。 （３）さらに、フランジ面に配した真空用Ｏリングと第
１の加圧用Ｏリングとの間に、外部より揮発性の有機溶
剤を注入する、あるいは圧縮エアを供給するための注入
溝をチャンバーに備えることとする。(2) Further, the third pressurizing O-ring is provided radially inside the opening as compared with the first pressurizing O-ring. (3) Further, an injection groove for injecting a volatile organic solvent from the outside or for supplying compressed air is provided between the vacuum O-ring and the first pressurizing O-ring arranged on the flange surface. We will prepare for.
【００１８】（４）また、上記のガラス窓を、チャンバ
ーの外側方向へ突出した部分球面状の薄肉の中央部とそ
の外側に環状に配された厚肉のフランジ部との一体化形
状に形成することとする。(4) In addition, the above-mentioned glass window is formed in an integrated shape of a partially spherical thin-walled central portion protruding outwardly of the chamber and a thick-walled flange portion disposed annularly outside the central portion. I decided to.
【００１９】既に述べたように、この種の減圧加熱処理
装置のガラス窓を大口径化すると、半径方向の温度差に
よってガラス窓の外周近傍では周方向に引っ張り応力が
加わり、図３に示したごとき従来の構成では破損する危
険性があったが、上記の（１）のごとく、ガラス窓の側
面を外側より加圧する加圧手段を備えて、ガラス窓に側
面からの圧縮圧力を加えれば、ガラス窓の外周近傍に加
わる周方向の引っ張り応力が緩和され、引張応力による
破損が回避できることとなる。As described above, when the diameter of the glass window of this type of reduced-pressure heat treatment apparatus is increased, a tensile stress is applied in the circumferential direction near the outer periphery of the glass window due to a temperature difference in the radial direction. Although there was a risk of breakage in the conventional configuration as described above, as described in (1) above, if a pressing means for pressing the side of the glass window from the outside is provided, and a compressive pressure from the side is applied to the glass window, The tensile stress in the circumferential direction applied to the vicinity of the outer periphery of the glass window is reduced, and breakage due to the tensile stress can be avoided.
【００２０】また、上記（２）のごとく、第１の加圧用
Ｏリングの位置（直径Ｄ1 ）と第３の加圧用Ｏリングの
位置（直径Ｄ3 ）の関係をＤ3 ＜Ｄ1 とすれば、ガラス
窓（直径ＤW ）の端部と二つの加圧用Ｏリングとの間の
距離は、（Ｄw −Ｄ3 ）＞（Ｄw −Ｄ1 ）となるので、
上記の（１）のごとく気密に形成した空間に圧縮エアを
導入すれば、側面より圧縮されるばかりでなく、ガラス
窓をチャンバーの方向へと押す圧力が加わるので、より
確実に気密に保持されることとなる。If the relationship between the position (diameter D1) of the first pressurizing O-ring and the position (diameter D3) of the third pressurizing O-ring is D3 <D1 as in (2) above, glass the distance between the end and the two pressurizing O-ring window (diameter D W), since the (D w -D3)> (D w -D1),
If compressed air is introduced into the air-tightly formed space as in the above (1), not only is it compressed from the side but also a pressure that pushes the glass window toward the chamber is applied, so that the air-tightness is more reliably maintained. The Rukoto.
【００２１】また、上記（３）のごとくとすれば、Ｏリ
ングが熱伝導によって加熱され、ガラス窓に密着して取
り外しが困難となる場合があっても、この注入溝を介し
て外部より揮発性の有機溶剤を注入すれば、Ｏリングが
容易に離脱するので、メンテナンスが簡単となり、運転
効率が向上する。According to the above (3), even if the O-ring is heated by heat conduction and becomes difficult to remove due to close contact with the glass window, the O-ring is volatilized from outside through the injection groove. When the organic solvent is injected, the O-ring is easily detached, so that the maintenance is simplified and the operation efficiency is improved.
【００２２】また、上記（４）のごとくガラス窓の中央
部の形状を大きな径の部分球面状とすれば、所要の肉厚
を薄くできるので、強度を極度に低下させることなくガ
ラス窓の軽量化を図ることができる。また、ガラス窓が
内部より加熱される装置の場合には、中央部の板厚を薄
くすることによって厚み方向の温度差を小さくすること
ができるので、ガラス窓の内部応力が低減されることな
る。Further, if the shape of the central portion of the glass window is a partially spherical shape having a large diameter as in the above (4), the required thickness can be reduced, so that the weight of the glass window can be reduced without extremely lowering the strength. Can be achieved. In the case of a device in which the glass window is heated from the inside, the temperature difference in the thickness direction can be reduced by reducing the thickness of the central portion, so that the internal stress of the glass window is reduced. .
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図１お
よび図２に基づいて説明する。なお、図１および図２に
示した構成部品のうち、図３に示した従来例の構成部品
と同一機能を有する構成部品には同一符号を付してその
説明は省略する。 ＜実施例１＞図１は、本発明の減圧加熱処理装置の実施
例１の基本構成を示す説明図で、（ａ）は処理容器の縦
断面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ部の拡大図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, components having the same functions as those of the conventional component shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. <Embodiment 1> FIGS. 1A and 1B are explanatory views showing the basic configuration of Embodiment 1 of a reduced pressure heat treatment apparatus according to the present invention, wherein FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a processing vessel, and FIG. It is an enlarged view of the A section.
【００２４】図１（ａ）に見られるように、本構成の減
圧加熱処理装置の基本構造は、図３に示した従来例の基
本構造と同様であるが、点線の円で示したＡ部の構造、
すなわち、円板型ガラス窓２のチャンバー１への取り付
け構造が異なる。As shown in FIG. 1 (a), the basic structure of the reduced pressure heat treatment apparatus of this configuration is the same as the basic structure of the conventional example shown in FIG. The structure of the
That is, the mounting structure of the disc-shaped glass window 2 to the chamber 1 is different.
【００２５】本実施例の構成においては、図１（ｂ）に
見られるように、円筒状のチャンバー１の上部に設けら
れた開口部のフランジ部１ａには、内周側に円板型ガラ
ス窓２をセットするためのセット用座面が、また、外周
側に円板型ガラス窓２を固定する固定フランジが連結さ
れる固定用座面が備えられている。このうち、内周側の
セット用座面には、内側から外側に向かって順に、真空
用Ｏリング９、偏平形状に形成された耐熱性の第１のサ
ポートリング１０、第１の加圧用Ｏリング１１、ならび
に、第１のサポートリング１０と同一材質により形成さ
れた円板型ガラス窓２の位置決め用のセットリング１２
が順に配されている。また、外周側の固定用座面は、円
板型ガラス窓２の外周端部を上面から加圧し支持するた
めに設けられた断面形状が略Ｚ字状の固定フランジ３を
フランジ部１ａに固定させる面であり、この固定用座面
の外周側に全周にわたって均等に配置された複数本の固
定ボルト１６により固定される。この固定用座面の内周
側には第２の加圧用Ｏリング１３が配設されている。円
板型ガラス窓２の外周部の上部端縁部とこれを加圧支持
する固定フランジ３の面との間には、第１の加圧用Ｏリ
ング１１が配されている位置より相対的に内側に第３の
加圧用Ｏリング１４が、また、その外側に、上記の第１
のサポートリング１０と同一材料により形成された偏平
形状のスペーサリング１５が溝中に配されている。この
スペーサリング１５は、第１のサポートリング１０やセ
ットリング１２とともに、円板型ガラス窓２と金属製の
フランジ部１ａや固定フランジ３との直接接触を防止す
る役割を果たす。以上の構成によって、フランジ部１ａ
と固定フランジ３と円板型ガラス窓２、ならびに、第１
の加圧用Ｏリング１１、第２の加圧用Ｏリング１３、第
３の加圧用Ｏリング１４により円板型ガラス窓２の側面
に接して密閉空間が形成されている。一方、固定フラン
ジ３の側面には、この密閉空間に連通する加圧ポート１
７が設けられており、この加圧ポート１７を通して圧縮
エアが供給される。In the structure of this embodiment, as shown in FIG. 1B, a disc-shaped glass is provided on the inner peripheral side of the flange 1a of the opening provided at the upper part of the cylindrical chamber 1. A setting seat surface for setting the window 2 is provided, and a fixing seat surface to which a fixing flange for fixing the disc-shaped glass window 2 is connected on the outer peripheral side is provided. Of these, the O-ring 9 for vacuum, the first heat-resistant support ring 10 formed in a flat shape, and the first Ring 11 and set ring 12 for positioning disk-shaped glass window 2 formed of the same material as first support ring 10
Are arranged in order. Further, the fixing seat surface on the outer peripheral side fixes the fixing flange 3 having a substantially Z-shaped cross section provided to the outer peripheral end portion of the disc-shaped glass window 2 to press it from above and to support the same, to the flange portion 1a. This is a surface to be fixed, and is fixed to the outer peripheral side of the fixing seat surface by a plurality of fixing bolts 16 arranged uniformly over the entire circumference. A second pressurizing O-ring 13 is provided on the inner peripheral side of the fixing seat surface. Between the upper edge of the outer peripheral portion of the disk-shaped glass window 2 and the surface of the fixed flange 3 for supporting the glass window 2 under pressure, a position relatively closer to the position where the first O-ring 11 for pressing is arranged. A third pressurizing O-ring 14 is provided on the inside, and the first O-ring 14 is provided on the outside thereof.
A flat spacer ring 15 made of the same material as the support ring 10 is disposed in the groove. The spacer ring 15, together with the first support ring 10 and the set ring 12, serves to prevent direct contact between the disk-shaped glass window 2 and the metal flange portion 1a or the fixed flange 3. With the above configuration, the flange portion 1a
, Fixed flange 3, disk-shaped glass window 2, and first
A closed space is formed in contact with the side surface of the disc-shaped glass window 2 by the pressing O-ring 11, the second pressing O-ring 13, and the third pressing O-ring 14. On the other hand, on the side surface of the fixed flange 3, a pressure port 1 communicating with this closed space is provided.
Compressed air is supplied through the pressure port 17.
【００２６】したがって、加熱処理運転に際して、円板
型ガラス窓２が加熱されて高温となり、半径方向の温度
差により外周部で引っ張り応力を受ける状態となって
も、円板型ガラス窓２の側面には、加圧ポート１７を介
して導入される圧縮エアによって、全周にわたり均等な
圧縮力が加わるので、温度差に伴う応力が緩和され、円
板型ガラス窓２は破損することなく、安全に機能する。Therefore, even when the disk-shaped glass window 2 is heated to a high temperature during the heat treatment operation, and the outer peripheral portion is subjected to a tensile stress due to a temperature difference in the radial direction, the side surface of the disk-shaped glass window 2 is not affected. , A uniform compressive force is applied over the entire circumference by the compressed air introduced through the pressurizing port 17, so that the stress caused by the temperature difference is relieved, and the disc-shaped glass window 2 is not damaged, To work.
【００２７】なお、図１には図示されていないが、チャ
ンバー１のフランジ部１ａのセット用座面において、真
空用Ｏリング９と第１の加圧用Ｏリング１１との間に連
通する供給ポートを設け、加熱処理終了後の円板型ガラ
ス窓２の取り外しの際、この供給ポートより、例えば揮
発性の有機溶剤（メチルアルコール等）を注入した後、
圧縮エアを供給することとすれば、加熱に伴って真空用
Ｏリング９が円板型ガラス窓２に密着した状態にあって
も、容易に離脱させることができるので、メンテナンス
が短時間で行える。したがって、特に、大口径の円板型
ガラス窓２を備えた装置のメンテナンスに効果的であ
る。Although not shown in FIG. 1, a supply port communicating between the vacuum O-ring 9 and the first pressurizing O-ring 11 on the setting seat surface of the flange portion 1a of the chamber 1 is provided. When the disc-shaped glass window 2 is removed after the heat treatment, for example, a volatile organic solvent (eg, methyl alcohol) is injected from this supply port.
If compressed air is supplied, even if the vacuum O-ring 9 is in close contact with the disc-shaped glass window 2 due to heating, it can be easily detached, so that maintenance can be performed in a short time. . Therefore, it is particularly effective for maintenance of the apparatus having the large-diameter disk-shaped glass window 2.
【００２８】また、本実施例では、加熱手段７としては
赤外線ランプヒータを用いているが、高周波誘導コイル
を加熱手段７として用い、プラズマを発生させ、これを
用いて被処理物を処理することもできる。 ＜実施例２＞図２は、本発明の減圧加熱処理装置の実施
例２の基本構成を示す説明図で、（ａ）は処理容器の縦
断面図、（ｂ）は（ａ）に組み込まれているガラス窓の
拡大図である。In this embodiment, an infrared lamp heater is used as the heating means 7, but a high-frequency induction coil is used as the heating means 7 to generate plasma, and the object to be processed is processed using the plasma. Can also. <Embodiment 2> FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing the basic structure of Embodiment 2 of the reduced pressure heat treatment apparatus of the present invention. FIG. 2A is a longitudinal sectional view of a processing vessel, and FIG. It is an enlarged view of the glass window which is open.
【００２９】本実施例の構成と図１に示した実施例１の
構成との相違点はガラス窓の構成にあり、実施例１で
は、大口径の円板型ガラス窓２が用いられていたのに対
して、本実施例では、中央部が外側に突出した部分球面
殻状に形状をもつ球面型ガラス窓１８が用いられてい
る。The difference between the structure of this embodiment and the structure of the first embodiment shown in FIG. 1 lies in the structure of the glass window. In the first embodiment, a large-diameter disk-shaped glass window 2 is used. On the other hand, in the present embodiment, a spherical glass window 18 having a partial spherical shell shape whose central portion protrudes outward is used.
【００３０】図２（ｂ）に示されているごとく、この球
面型ガラス窓１８は、中央部の部分球面殻状をなす部分
と、チャンバー１のフランジ部１ａに固定フランジで押
圧し固定される外フランジ１８ａとの連結体として構成
されている。チャンバー１の開口部の口径が図１に示し
た装置のものと同一であれば、端部の外フランジ１８ａ
の厚さ（Ｈ）は、図１の円板型ガラス窓２の厚さと同一
でよく、幅は、この球面型ガラス窓１８の直径（Ｄw ）
とチャンバー１の内径（Ｄ）との差の 1/2 〜1/5 程度
でよい。また、球面型ガラス窓１８の中央部の内面は、
チャンバー１のフランジ部１ａに固定される面より高さ
Ｓだけ高い位置に配され、この位置と外フランジ１８ａ
とを、チャンバーの内径（Ｄ）の２倍以上の曲率半径
（R1）をもつ球面で連結している。一方、中央部の外面
は、外フランジ１８ａの高さを超えない高さに配置さ
れ、この位置と外フランジ１８ａとを、上記の内面の曲
率半径（R1）より大きい曲率半径（R2）をもつ球面で連
結しており、かつ中央部の厚さ（t1）が外フランジ１８
ａの厚さ（Ｈ）の少なくとも 1/2以上となるように構成
されている。なお、この曲面型ガラス窓１７では、応力
集中による破損を防止するために、中央部の板厚（t1）
を、外フランジ１８ａと球面の交わる位置での板厚（t
2）以下となるよう形成するのが好ましい。As shown in FIG. 2 (b), the spherical glass window 18 is pressed and fixed to the central part of the spherical spherical window and the flange 1a of the chamber 1 with a fixing flange. It is configured as a connection with the outer flange 18a. If the diameter of the opening of the chamber 1 is the same as that of the apparatus shown in FIG.
May be the same as the thickness of the disc-shaped glass window 2 in FIG. 1, and the width may be the diameter (D w ) of the spherical glass window 18.
And the inner diameter (D) of the chamber 1 may be about 1/2 to 1/5. The inner surface of the central part of the spherical glass window 18 is:
It is arranged at a position higher than the surface fixed to the flange portion 1a of the chamber 1 by the height S, and this position and the outer flange 18a
And are connected by a spherical surface having a radius of curvature (R1) that is at least twice the inner diameter (D) of the chamber. On the other hand, the outer surface of the central portion is disposed at a height not exceeding the height of the outer flange 18a, and this position and the outer flange 18a have a radius of curvature (R2) larger than the radius of curvature (R1) of the inner surface. Connected by a spherical surface, and the thickness (t1) at the center is
It is configured to be at least 1/2 or more of the thickness (H) of a. In addition, in order to prevent breakage due to stress concentration, the thickness of the central portion (t1) of the curved glass window 17 is reduced.
At the position where the outer flange 18a and the spherical surface intersect.
2) It is preferable to form the following.
【００３１】本構成の球面型ガラス窓１８は中央部が端
部より突出しないので、その外側に配される加熱手段の
据え付け位置に影響を及ぼすことがなく、実施例１の円
板型ガラス窓２と同様に、ワークテーブル上の被処理物
を加熱処理できる。また、本構成では外部からの圧力に
対して強度の強い球面形状とすることによって、厚さを
薄くすることができるので、軽量化が可能となりメンテ
ナンスを行う際に特に有効である。また、厚さが薄くな
るので、板厚方向の温度差が小さくなり、生じる熱応力
を抑制することができる。Since the center of the spherical glass window 18 of this configuration does not protrude from the end portion, it does not affect the installation position of the heating means disposed outside the window. As in the case of 2, the object to be processed on the work table can be heated. In addition, in the present configuration, the thickness can be reduced by forming a spherical shape having high strength against external pressure, so that the weight can be reduced, which is particularly effective for maintenance. Further, since the thickness is reduced, the temperature difference in the plate thickness direction is reduced, and the generated thermal stress can be suppressed.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
記の効果を奏する。 （１）チャンバーのフランジ部に配されるガラス窓の側
面に圧縮力が作用することとなったので、加熱処理に伴
って生じる温度差によってガラス窓の外周部に生じる引
っ張り応力が緩和されるので、大口径のガラス窓を備え
た大面積加熱処理の可能な装置においても、破損の危険
性が回避されて、安全性の高い減圧加熱処理装置が得ら
れることとなった。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since a compressive force acts on the side surface of the glass window provided on the flange portion of the chamber, the tensile stress generated on the outer peripheral portion of the glass window is reduced by the temperature difference caused by the heat treatment. Even in a device capable of performing a large-area heat treatment with a large-diameter glass window, the risk of breakage is avoided, and a highly-safe decompression heat treatment device can be obtained.
【００３３】（２）また、上記のガラス窓を部分球面形
状に構成すれば、円板形状のガラス窓と比較して、加熱
されるガラス窓の中央部の板厚が円板形状より薄くする
ことができるため、板厚方向の温度差を小さくすること
ができ、熱応力が緩和される。また、軽量化されるの
で、ガラス窓の取り扱いが簡単となり、メンテナンスが
容易となる。(2) When the above-mentioned glass window is formed in a partially spherical shape, the thickness of the central portion of the heated glass window is made thinner than that of the disk shape as compared with the disk-shaped glass window. Therefore, the temperature difference in the thickness direction can be reduced, and the thermal stress can be reduced. Further, since the weight is reduced, the handling of the glass window is simplified, and the maintenance is facilitated.
【図１】本発明の減圧加熱処理装置の実施例１の基本構
成を示す説明図で、（ａ）は処理容器の縦断面図、
（ｂ）は（ａ）に示したＡ部の拡大図FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a first embodiment of a reduced pressure heat treatment apparatus according to the present invention, in which (a) is a longitudinal sectional view of a processing container,
(B) is an enlarged view of part A shown in (a).
【図２】本発明の減圧加熱処理装置の実施例２の基本構
成を示す説明図で、（ａ）は処理容器の縦断面図、
（ｂ）は（ａ）に組み込まれているガラス窓の拡大図FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing a basic configuration of a second embodiment of the reduced pressure heat treatment apparatus according to the present invention, in which FIG.
(B) is an enlarged view of the glass window incorporated in (a).
【図３】従来のこの種の減圧加熱処理装置の基本構成例
を示す説明図で、（ａ）は処理容器の縦断面図、（ｂ）
は（ａ）に示したＢ部の拡大図FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a basic configuration of a conventional reduced pressure heating apparatus of this type, in which (a) is a longitudinal sectional view of a processing vessel, and (b).
Is an enlarged view of part B shown in FIG.
１ チャンバー １ａ フランジ部 ２ 円板型ガラス窓 ３ 固定フランジ ４ ワークテーブル ５ ガス導入口 ６ 排気口 ７ 加熱手段 ８ 冷却水溝 ９ 真空用Ｏリング １０ サポートリング １１ 第１の加圧用Ｏリング １２ セットリング １３ 第２の加圧用Ｏリング １４ 第３のＯリング １５ スペーサリング １６ 固定ボルト １７ 加圧ポート １８ 球面型ガラス窓 １８ａ 外フランジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 1a Flange part 2 Disc-shaped glass window 3 Fixing flange 4 Work table 5 Gas inlet 6 Exhaust port 7 Heating means 8 Cooling water groove 9 O-ring for vacuum 10 Support ring 11 First O-ring 12 for pressurizing 12 Set ring 13 Second O-ring for pressurizing 14 Third O-ring 15 Spacer ring 16 Fixing bolt 17 Pressurizing port 18 Spherical glass window 18a Outer flange
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 源一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 虎口 信 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F045 AA06 BB20 DP04 DQ10 EB02 EB10 EK12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Genichi Katagiri 1-1-1, Tanabe-Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-city, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shin Toraguchi 1 Tanabe-Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-ku, Kanagawa Prefecture No. 1 Fuji Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5F045 AA06 BB20 DP04 DQ10 EB02 EB10 EK12
Claims (8)
面に設けられた開口部を、フランジ面に真空用Ｏリング
を介在させてガラス窓で気密に覆い、内部を減圧状態に
保持して、ワークテーブルに積載された被処理物を、ガ
ラス窓の外側に配された加熱手段によって加熱処理する
減圧加熱処理装置において、 前記のガラス窓の側面を外側より加圧する加圧手段が備
えられていることを特徴とする減圧加熱処理装置。An opening provided on one surface of a chamber containing a work table is air-tightly covered with a glass window through an O-ring for vacuum on a flange surface, and the inside of the work table is kept under reduced pressure. In a reduced-pressure heat treatment apparatus for subjecting an object to be processed to a heat treatment by a heating means arranged outside a glass window, a pressurizing means for pressurizing a side surface of the glass window from outside is provided. A reduced pressure heat treatment device.
面、ガラス窓、ガラス窓の側端部の外面と側面を覆い、
固定ボルトによって開口部のフランジ面に結合される、
略Ｚ字状の断面を有する固定用フランジ、および、チャ
ンバーのフランジ面とガラス窓との間に配された第１の
加圧用Ｏリング、チャンバーのフランジ面と固定フラン
ジとの間に配された第２の加圧用Ｏリング、ガラス窓と
固定フランジとの間にに配された第3の加圧用Ｏリング
によって気密に形成された空間に、固定フランジに貫通
して設けられた導入ポートより供給される圧縮エアであ
ることを特徴とする請求項１に記載の減圧加熱処理装
置。2. The pressurizing means covers an outer surface and a side surface of a flange surface of a chamber, a glass window, and a side end portion of the glass window,
Coupled to the flange surface of the opening by fixing bolts,
A fixing flange having a substantially Z-shaped cross section, and a first pressurizing O-ring disposed between the flange surface of the chamber and the glass window, and disposed between the flange surface of the chamber and the fixing flange. A second pressurizing O-ring, supplied from an introduction port penetrating the fixing flange, into a space hermetically formed by a third pressurizing O-ring disposed between the glass window and the fixing flange. The reduced-pressure heating apparatus according to claim 1, wherein the compressed air is compressed air.
圧用Ｏリングに比べて開口部の半径方向の内側に設けら
れていることを特徴とする請求項２に記載の減圧加熱処
理装置。3. The decompression device according to claim 2, wherein the third pressurizing O-ring is provided radially inside the opening relative to the first pressurizing O-ring. Heat treatment equipment.
Ｏリングと第１の加圧用Ｏリングとの間に、外部より揮
発性の有機溶剤を注入する、あるいは圧縮エアを供給す
る注入溝を備えたことを特徴とする請求項２、または３
に記載の減圧加熱処理装置。4. A chamber having an injection groove for injecting a volatile organic solvent from the outside or for supplying compressed air between a vacuum O-ring disposed on a flange surface and a first pressurizing O-ring. 4. The device according to claim 2, wherein
3. The reduced pressure heat treatment apparatus according to item 1.
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
減圧加熱処理装置。5. The reduced pressure heat treatment apparatus according to claim 1, wherein said glass window is formed in a disk shape.
へ突出した部分球面状の薄肉の中央部とその外側に環状
に配された厚肉のフランジ部との一体化形状に形成され
ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
載の減圧加熱処理装置。6. The glass window is formed in an integrated shape of a partially spherical thin central portion protruding outwardly of the chamber and a thick flange portion annularly disposed outside the central portion. The reduced pressure heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
の減圧加熱処理装置。7. The reduced pressure heat treatment apparatus according to claim 1, wherein said glass window is made of transparent quartz glass.
ー、あるいは高周波誘導コイルであることを特徴とする
請求項１乃至７のいずれかに記載の減圧加熱処理装置。8. The reduced pressure heating apparatus according to claim 1, wherein said heating means is an infrared lamp heater or a high frequency induction coil.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010267750A (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Ulvac Japan Ltd | Vacuum carrier |
| JP2014232786A (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-11 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | Thermal treatment apparatus |
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- 1999-04-27 JP JP11888299A patent/JP3843645B2/en not_active Expired - Lifetime
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