JP2001262322A - 柔軟性と放熱性とを備えた排気管 - Google Patents

柔軟性と放熱性とを備えた排気管

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JP2001262322A
JP2001262322A JP2000079324A JP2000079324A JP2001262322A JP 2001262322 A JP2001262322 A JP 2001262322A JP 2000079324 A JP2000079324 A JP 2000079324A JP 2000079324 A JP2000079324 A JP 2000079324A JP 2001262322 A JP2001262322 A JP 2001262322A
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exhaust pipe
vacuum
exhaust
vacuum chamber
reactor
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Yasushi Tatewaki
靖司 立脇
Yasuyuki Tanaka
保之 田中
Nobuhiko Okada
岡田  伸彦
Masayuki Katayama
片山  雅之
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、2重構造の真空装置に配置され、
真空反応炉の温度変化にともなう熱伸縮を吸収でき、か
つ放熱性のよい構造を備える排気管に関する。 【解決手段】 本発明の排気管1は、真空チャンバー2
の内部に、排気部5と成膜部6を有する真空反応炉3を
備えた2重構造の真空装置4の排気管1であって、排気
部の外側面5−1に対面する排気管の内側端部1−1
を、排気部の外側面5−1に真空反応炉を真空排気可能
に配管し、真空チャンバーの内側面2−1に対面する排
気管の外側端部1−2を、真空チャンバーの内側面2−
1を貫通して前記真空反応炉を真空排気可能に配管し、
且つ排気管が、排気部の外側面5−1と真空チャンバー
の内側面2−1との間に発生する熱伸縮を吸収すること
が可能な構造を備え、かつ放熱性のよい構造を備える。
本発明の排気管1は、蛇腹状の構造で薄肉の排気管であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2重構造の真空装
置の真空チャンバーとその内部に配置される真空反応炉
との間に配管される排気管に関し、具体的には真空反応
炉の温度の上昇及び降下にともなう熱伸縮に対して、真
空反応炉の外側面と真空チャンバーの内側面との間に生
じる熱伸縮を吸収することが可能な構造と放熱性のよい
構造とを備える排気管に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の真空チャンバー22内に真空反応
炉23を装備する2重構造の真空装置21には、真空反
応炉23と真空チャンバー22とを複数の固定端24で
固定するものがある(図4参照)。このような従来の構
成の真空装置においては、真空反応炉の温度の上昇及び
降下による装置自体の熱伸縮に対応するために、真空反
応炉から真空チャンバーを経由する排気管25に熱伝導
率の低いガラス管を使用し、熱伸縮を抑制することを試
みている。しかしながら、真空反応炉の温度上昇ととも
にガラス製のこの排気管は温度が上昇し、ガラス管が熱
膨張をしそれを吸収することができずにガラス性排気管
が破壊に至り、真空装置の真空度の低下のみならず、導
入ガスが外部へ漏れるという問題が発生する。このよう
な熱伸縮による問題を回避するために、ガラス製の排気
管の代わりとして、ステンレス製またはチタニウム製の
排気管及びガス導入管が使用されている。しかし、これ
らステンレス製またはチタニウム製の排気管及びガス導
入管の熱伝導率は高く、真空チャンバーと排気管の固定
端まで真空反応炉の熱が伝導し、その熱により真空を保
持しているO−リング等が変形して、真空度の低下及び
導入ガスの外部への漏れを生ずる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、ガラス製の排気管を使用した場合は、熱伸縮により
ガラス製の排気管が破損し、またステンレス製あるいは
チタニウム製の排気管を用いた場合は、真空を保持して
いるO−リングの変形及び劣化を阻止することができな
い。
【0004】そこで、上記従来技術を考慮して、本発明
は、真空装置の真空チャンバーとその中に配置される真
空反応炉との間に設けられる排気管が、真空反応炉の温
度変化に伴う熱伸縮による破壊を防止でき、且つ熱伝導
により真空を保持するO−リング等が変形及び劣化せず
真空度の低下及び導入ガスの外部への漏れを防止できる
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、前述の特許請求の範囲の請求項1〜請求項3に記載
する技術手段を採用する。すなわち、本発明の排気管1
は、真空チャンバー2の内部に、排気部5と成膜部6を
有する真空反応炉3を備えた2重構造の真空装置4の排
気管1である。排気部の外側面5−1に対面する排気管
の内側端部1−1が、排気部の外側面5−1に真空反応
炉を真空排気可能に配管される。さらに、真空チャンバ
ーの内側面2−1に対面する排気管の外側端部1−2
が、真空チャンバーの内側面2−1を貫通して真空反応
炉を真空排気可能に配管される。そして、排気管が、排
気部の外側面5−1と真空チャンバーの内側面2−1と
の間に発生する熱伸縮を吸収することが可能な柔軟な構
造にして、かつ放熱性のよい構造にする。
【0006】このように、本発明の真空装置に設けられ
る排気管は、反応炉3と真空チャンバー2との間で熱伸
縮を吸収することが可能な柔軟な構造を備えることによ
って、真空反応炉の温度が上昇及び降下したときに、排
気管は熱伸縮を吸収でき破壊することを防止できる。こ
の真空反応炉の温度が上昇及び降下したときの排気管の
熱伸縮の吸収量、すなわち許容芯ずれ量は、約4mmま
で吸収する必要がある。排気管が熱伸縮を吸収すること
よって、真空装置の真空度が維持されて真空装置の内部
で処理する製品の品質を高品位に維持することができ
る。熱伸縮を吸収できるこの排気管の構造または形状
は、真空反応炉の外側面と真空チャンバーの内側面との
間で蛇腹状のベローとする。このベローの材質は、燐青
銅、ステンレス鋼及びチタニウムが好ましく、ベローの
種類は、成形ベローまたは溶接ベローが好ましい。ま
た、成膜部に配管されるガス導入管も好ましくは蛇腹状
のベローとする。
【0007】さらに、本発明の真空装置に設けられる排
気管が、上記構成の放熱性のよい構造を備えことによっ
て、反応炉の温度が上昇したときに反応炉の熱が、排気
管を伝わって真空チャンバーと排気管との固定部に伝達
することを抑制することができる。したがって、この排
気管の固定部の真空密閉部品(例えば、O−リング及び
ガスケット等)の熱的劣化及び破損を防止することがで
きる。すなわち、この真空固定部をメンテナンスフリー
にすることができ、さらに真空度を所望の範囲に維持す
ることができる。この放熱性のよい排気管の構造または
形状は、排気部の外側面と真空チャンバーの内側面との
間で薄肉の管形状とする。好ましい薄肉の排気管は、上
記に述べたベローである。
【0008】なお、本発明の排気管は、従来の真空堆積
法、化学気相堆積(CVD)法及び原子層エピタキシー
装置等の真空装置に使用でき、装置のメンテナンスフリ
ーを達成することができ実現でき、且つ真空漏れを抑制
でき、その結果処理した製品を高品位で均質性にするこ
とができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の柔軟性と放熱性とを備え
た排気管を以下に図面を参照して説明する。図1に示す
ように、本発明の柔軟性と放熱性とを備えた排気管1
は、真空装置4の真空チャンバー2内に装備される真空
反応炉3の排気部5の外側面5−1から真空チャンバー
2の内側面2−1を貫通して真空ポンプ12に配管され
る。この真空装置4は、真空反応炉3の内部が真空チャ
ンバー2より高真空に維持することができる2重構造の
真空装置4である。真空装置4は、成膜部6と排気部5
とを備える。この成膜部6は、成膜する製品及び治具の
保持、及び原料ガスを振り分ける機能を有する。また、
排気部5は、成膜部6を積載・配置できる台座の機能
と、原料供給装置14からガス導入管13を固定シール
する機能と、成膜部6のガス導入管13に接続する機能
と、排気部1から真空チャンバー2の外部への排気管1
を接続する機能を備える。真空反応炉3から真空チャン
バー2内へのガスリークを防止するために、真空反応炉
3から真空チャンバー2の外部まで排気管1を貫通する
必要がある。この外部に延びる排気管1は屋外処理施設
(図示せず)に配管され、排気したガスを洗浄すること
ができる。排気管1およびガス導入管13は、それぞれ
の接続部において気密性をもたせるために、シール構造
となっている。
【0010】このような構造を備えることによって、真
空反応炉3は、排気部側壁と成膜部側壁とに沿って設け
られたガス導入管13を介して、成膜部4の上部から導
入したガス(例えば、三塩化アルミニウム、H2 Oと及
びN2 ガスキャリア)によって薄膜を成膜することが可
能となる。本発明の熱伸縮と熱伝達とを抑制する排気
管、即ち柔軟性と放熱性とを備えた排気管を配置した真
空装置4を、図2及び図3を参照して説明する。図2に
おいて真空装置4の部分は、図1のA−A線に沿って切
断した断面図である。本発明においては、反応炉と真空
チャンバーとの間の熱伸縮の吸収及び放熱性を良好にす
るために、蛇腹式のベローで形成された排気管1の内側
端部1−1が、真空反応炉の外側面3−1に真空反応炉
を真空排気できるように配管される。さらにこのベロー
を備えた排気管1の外側端部1−2が、真空チャンバー
の内側面2−1を貫通して真空反応炉を真空排気可能に
配管される。このベローを備えた排気管の内側端部1−
1と真空反応炉の外側面3−1との接続は、O−リング
またはガスケットのような真空シール部材を用いて接続
する。反応炉の排気部を着脱式としない場合は、ベロー
をそれぞれの接続部に直接溶接し真空シール部材を不用
とすることができるので、さらに接続部のメンテナンス
に有利である。
【0011】このように蛇腹式のベローで形成された排
気管の熱伸縮の吸収量すなわち許容芯ずれ量を約4mm
にすることによって、真空反応炉の外側面と真空チャン
バーの内側面との間の熱伸縮を吸収することができた。
さらに、蛇腹式のベローは薄肉構造であるので放熱性が
非常に良好であった。このベローの材質は、成形加工性
の観点からは燐青銅、高温使用時の耐熱性及び耐酸化性
の観点からステンレス鋼及びチタニウムが好ましい。
【0012】本発明の柔軟性と放熱性とを備えた排気管
は、真空装置内の真空チャンバーと反応炉との間に生じ
る熱伸縮を吸収するので、真空装置の熱伸縮による装置
部品の劣化及び損傷を回避でき且つ真空装置の真空度を
所望の範囲に維持することができる。その結果、真空装
置のメンテナンスフリーが達成され、且つ高品位で均質
性のある薄膜を成膜することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の柔軟性と放熱性とを備えた排気管を設
けた真空装置の横断面を示す図である。
【図2】本発明の柔軟性と放熱性とを備えた排気管を設
けた真空装置の概略図であり、真空排気装置の部分は図
1のA−A線に沿った断面を示す図である。
【図3】本発明の柔軟性と放熱性とを備えた排気管を反
応炉と真空チャンバーの間に配置した真空装置の部分断
面図である。
【図4】従来の排気管を反応炉と真空チャンバーの間に
配置した真空装置の断面図である。
【符号の説明】
1…排気管 1−1…排気管の内側端部 1−2…排気管の外側端部 2…真空チャンバー 2−1…真空チャンバーの内側面 3…真空反応炉 4…真空装置 5…排気部 5−1…排気部の外側面 6…成膜部 12…真空ポンプ 13…ガス導入管 14…原料供給装置 21…従来の真空装置 22…真空チャンバー 23…真空反応炉 24…固定端 25…排気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 伸彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 片山 雅之 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 4G077 AA03 BB01 EG21 4K029 CA01 DA02 4K030 EA12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバー(2)の内部に、排気部
    (5)と成膜部(6)を有する真空反応炉(3)を備え
    た2重構造の真空装置(4)の排気管(1)であって、 前記排気部の外側面(5−1)に対面する前記排気管の
    内側端部(1−1)を、前記排気部の外側面(5−1)
    に前記真空反応炉を真空排気可能に配管し、 前記真空チャンバーの内側面(2−1)に対面する前記
    排気管の外側端部(1−2)を、前記真空チャンバーの
    内側面(2−1)を貫通して前記真空反応炉を真空排気
    可能に配管し、且つ前記排気管が、前記排気部の外側面
    (5−1)と前記真空チャンバーの内側面(2−1)と
    の間に発生する熱伸縮を吸収することが可能な構造を備
    え、かつ放熱性のよい構造を備えることを特徴とする柔
    軟性と放熱性とを備えた排気管。
  2. 【請求項2】 前記排気管が、前記排気部の外側面(5
    −1)と前記真空チャンバーの内側面(2−1)との間
    において、蛇腹状の構造を備えること特徴とする請求項
    1記載の排気管。
  3. 【請求項3】 前記排気管が、薄肉の排気管であること
    特徴とする請求項1または2記載の排気管。
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