JP2006194303A - Plasma resisting seal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封装置の一種である耐プラズマ用シールに係り、更に詳しくは、メインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に、このエラストマー製シールをプラズマから保護するためのプラズマシールを設けた構造の耐プラズマ用シールに関するものである。本発明のシールは、半導体産業、液晶産業またはセンサー産業等の電子産業等でプラズマを使用する分野に用いられる。また、核融合施設等で用いることも可能である。 The present invention relates to a plasma-resistant seal which is a kind of sealing device, and more specifically, a plasma seal for protecting the elastomeric seal from plasma is provided on the plasma irradiation side of the elastomeric seal which is a main seal. The present invention relates to a plasma-resistant seal having a structure. The seal of the present invention is used in the field of using plasma in the electronic industry such as the semiconductor industry, the liquid crystal industry, or the sensor industry. It can also be used in fusion facilities.
エッチング、アッシング、プラズマCVD等の半導体を製造する装置でプラズマを使用する装置のシール部分には、従来から、図9に示すように、プラズマに対する耐性を備えたFFKMゴムまたはFKMゴムよりなるOリング51が使用されている。上記装置はプラズマを照射して半導体デバイス等を製造するものであって、プラズマの照射が真空雰囲気で行なわれることから装置の内部を大気圧と遮断する必要があり、よってこのためにプラズマに対する耐性を備えた上記Oリング51が用いられている。
As shown in FIG. 9, conventionally, an O-ring made of FFKM rubber or FKM rubber having resistance to plasma is used as a seal portion of an apparatus that uses plasma in an apparatus for manufacturing semiconductors such as etching, ashing, and plasma CVD. 51 is used. The above apparatus irradiates plasma to manufacture semiconductor devices and the like, and since the plasma irradiation is performed in a vacuum atmosphere, it is necessary to shut off the inside of the apparatus from the atmospheric pressure. The O-
しかしながら、プラズマはそのエネルギーが非常に強いことから、このプラズマの影響を受けて上記耐性を備えたFFKMやFKM等のOリング51であっても図10に示すように削られ、場合によっては損失してしまい、シール機能が低下することがある。特に装置の開閉部では、開閉による金属コンタミの発生の可能性があり、発塵対策として多くの場合、開閉部に間隙(GAP)52が設けられていることから(半導体製造装置等は金属コンタミを極端に嫌うことがその背景にある)、この間隙52をプラズマ(励起したラジカル種)が通り、Oリング51にアタックする。
However, since the energy of plasma is very strong, even the O-
また、損失したOリング片が異物となって半導体デバイスのパーティクルの原因となることから、半導体デバイスの機能を著しく低下させることがある。特に近年は、半導体製造におけるプラズマ条件が徐々に厳しくなってきており(プラズマ周波数の上昇)、これに対応すべく耐プラズマ性およびシール性の双方に優れたシールの開発が求められている。 Moreover, since the lost O-ring piece becomes a foreign substance and causes particles of the semiconductor device, the function of the semiconductor device may be remarkably deteriorated. Particularly in recent years, plasma conditions in semiconductor manufacturing have become increasingly severe (increased plasma frequency), and in order to cope with this, development of a seal excellent in both plasma resistance and sealing performance is required.
また、プラズマに対する耐性のあるものとして、上記ゴム製Oリング51に代えて、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)よりなるシールを用いることがあるが、PTFEは弾性を備えていないために、シール性が余り良くない。
Further, as a material having resistance to plasma, a seal made of PTFE (polytetrafluoroethylene) may be used in place of the rubber O-
また、従来、耐プラズマ性シールとして特開2002−161264号公報に記載されたものや、特開2000−34466号公報に記載されたものが知られているが、これらの従来技術は、耐プラズマ性を向上させるべくエラストマー製シールの組成構造に改良を加えたものであって、本発明のようにメインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側にプラズマシールを併設するものではない。 Conventionally, as plasma-resistant seals, those described in JP-A No. 2002-161264 and those described in JP-A No. 2000-34466 are known. The composition structure of the elastomer seal is improved in order to improve the properties, and the plasma seal is not provided on the plasma irradiation side of the elastomer seal as the main seal as in the present invention.
本発明は以上の点に鑑みて、耐プラズマ性およびシール性の双方を十分に発揮することが可能な耐プラズマ用シールを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the plasma-resistant seal | sticker which can fully exhibit both plasma resistance and sealing performance in view of the above point.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1による耐プラズマ用シールは、メインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に、プラズマを乱反射させて減衰させる非接触のラビリンスシールを設けたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項2による耐プラズマ用シールは、メインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に、プラズマの電荷を吸収してプラズマを減衰させる非接触のラビリンスシールを設けたことを特徴とするものである。
The plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項3による耐プラズマ用シールは、メインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に非接触のラビリンスシールを設け、前記ラビリンスシールは、プラズマを乱反射させる凹凸表面を有し、かつ前記凹凸表面を導電性材料にて成形されていることを特徴とするものである。
The plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項4による耐プラズマ用シールは、上記した請求項1、2または3の何れかに記載した耐プラズマ用シールにおいて、ラビリンスシールは、エラストマー製シールを装着するハウシングとは別体に成形されて前記ハウジングに後付けされるラビリンス形成部材にて形成されていることを特徴とするものである。
Further, the plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項5による耐プラズマ用シールは、上記した請求項4の耐プラズマ用シールにおいて、ラビリンス形成部材は、導電性材料にて成形されていることを特徴とするものである。
The plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項6による耐プラズマ用シールは、上記した請求項4の耐プラズマ用シールにおいて、ラビリンス形成部材は、金型にて成形される材料にて成形されていることを特徴とするものである。
The plasma-resistant seal according to
更にまた、本発明の請求項7による耐プラズマ用シールは、上記した請求項4の耐プラズマ用シールにおいて、ラビリンス形成部材は、導電性樹脂材料にて成形されていることを特徴とするものである。
Furthermore, the plasma-resistant seal according to
上記構成を備えた本発明の請求項1による耐プラズマ用シールにおいては、メインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に、プラズマを乱反射させて減衰させる非接触のラビリンスシールが設けられているために、このラビリンスシールにおいてプラズマが乱反射し、このときそのエネルギーや電子密度が低減せしめられる。
In the plasma-resistant seal according to
また、上記構成を備えた本発明の請求項2による耐プラズマ用シールにおいては、メインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に、プラズマの電荷を吸収してプラズマを減衰させる非接触のラビリンスシールが設けられているために、このラビリンスシールにおいてプラズマの電荷が吸収され、プラズマが中性粒子(分子)化する。
Further, in the plasma-resistant seal according to
また、上記構成を備えた本発明の請求項3による耐プラズマ用シールにおいては、メインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に非接触のラビリンスシールが設けられ、このラビリンスシールが、プラズマを乱反射させる凹凸表面を有し、かつ凹凸表面を導電性材料にて成形されているために、凹凸表面においてプラズマが乱反射し、このときそのエネルギーや電子密度が低減せしめられる。また、凹凸表面の導電性材料によってプラズマの電荷が吸収され、プラズマが中性粒子(分子)化する。
Further, in the plasma-resistant seal according to
上記請求項1、2または3による耐プラズマ用シールにおいて、ラビリンスシールはこれを、エラストマー製シールを装着するハウシングに直接形成しても良いが、この場合には大型のハウジングに細かな加工を施すことになるために、加工に多くの手間とコストがかかることになる。そこで、本発明の請求項4による耐プラズマ用シールにおいては、ラビリンスシールをハウジングとは別体に成形し、ハウジングに対して後付けすることにした。ラビリンスシールは間隙を含むものであるので、構成部品としてはラビリンス形成部材を加えることにする。
In the plasma-resistant seal according to
そして、このラビリンス形成部材を導電性材料にて成形すると、請求項2または3に係る発明と同様にプラズマ電荷吸収作用を奏し(請求項5)、金型にて成形される材料にて成形すると、その成形が比較的容易であることから、成形にかかる手間とコストを低減させることが可能となる(請求項6)。また、導電性樹脂材料にて成形すると、この導電性樹脂材料が導電性材料(請求項5)でありかつ金型にて成形される材料(請求項6)であることから、請求項5に係る作用と請求項6に係る作用とを兼ね備えることが可能となる(請求項7)。
And, when this labyrinth forming member is molded with a conductive material, the plasma charge absorbing action is exhibited as in the invention according to
本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
すなわち、本発明の請求項1による耐プラズマ用シールにおいては、上記したようにメインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に配置されるラビリンスシールにおいてプラズマが乱反射し、このときそのエネルギーや電子密度が低減せしめられるために、プラズマがエラストマー製シールに到達したときには、そのエラストマー破壊力が低減されているので、エラストマー製シールをプラズマから保護することができる。メインのシール性は、適宜弾性を有するエラストマー製シールにて発揮される。したがって所期の目的どおり、耐プラズマ性およびシール性の双方を発揮する耐プラズマ用シールを提供することができる。
That is, in the plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項2による耐プラズマ用シールにおいては、上記したようにメインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に配置されるラビリンスシールにおいてプラズマの電荷が吸収され、プラズマが中性粒子化するために、やはりエネルギーや電子密度が低減せしめられ、プラズマがエラストマー製シールに到達したときにはエラストマー破壊力が低減されているので、エラストマー製シールをプラズマから保護することができる。メインのシール性は、適宜弾性を有するエラストマー製シールにて発揮される。したがって所期の目的どおり、耐プラズマ性およびシール性の双方を発揮する耐プラズマ用シールを提供することができる。
In the plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項3による耐プラズマ用シールにおいては、上記したようにメインシールであるエラストマー製シールのプラズマ照射側に配置されるラビリンスシールの凹凸表面においてプラズマが乱反射し、このときそのエネルギーや電子密度が低減せしめられるために、プラズマがエラストマー製シールに到達したときには、そのエラストマー破壊力が低減されているので、エラストマー製シールをプラズマから保護することができる。また併せて、ラビリンスシールにおける凹凸表面の導電性材料においてプラズマの電荷が吸収され、プラズマが中性粒子化するために、やはりエネルギーや電子密度が低減せしめられ、プラズマがエラストマー製シールに到達したときにはエラストマー破壊力が低減されているので、エラストマー製シールをプラズマから保護することができる。当該請求項に係る発明では、凹凸表面によるプラズマの乱反射と、導電性材料によるプラズマ電荷の吸収とが双方なされるので、エネルギーや電子密度の低減効果が頗る大きい。メインのシール性については、上記と同様、適宜弾性を有するエラストマー製シールにて発揮される。したがって所期の目的どおり、耐プラズマ性およびシール性の双方を発揮し、しかも一段と優れた耐プラズマ性を発揮することが可能な耐プラズマ用シールを提供することができる。
In the plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項4による耐プラズマ用シールにおいては、ラビリンスシールが、エラストマー製シールを装着するハウシングとは別体に成形されてハウジングに後付けされるラビリンス形成部材にて形成されているために、その製作にかかる手間とコストを、ハウジングに直接設ける場合よりも低減させることができる。
In the plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項5による耐プラズマ用シールにおいては、ラビリンス形成部材が導電性材料にて成形されているために、請求項2または3に係る発明と同様、プラズマ電荷吸収作用による耐プラズマ性を発揮することができる。
Further, in the plasma-resistant seal according to
また、本発明の請求項6による耐プラズマ用シールにおいては、ラビリンス形成部材が金型にて成形される材料にて成形されているために、その成形が比較的容易で、成形にかかる手間とコストを低減させることができる。
Further, in the plasma-resistant seal according to
更にまた、本発明の請求項7による耐プラズマ用シールにおいては、ラビリンス形成部材が導電性樹脂材料にて成形性されているために、請求項5に係る作用効果と請求項6に係る作用効果とを双方発揮することができる。
Furthermore, in the plasma-resistant seal according to
尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。 The present invention includes the following embodiments.
(1) プラズマ側がくる位置にラビリンスシールを1個または数個設置する。ラビリンスの形状(断面形状)は、三角形状、四角形状、円(半円)形状等とする。また、金属、導電性樹脂等との組み合わせとしても良い。その後ろ側にエラストマー製のシールを設置する。励起したラジカル(プラズマ)は、設置されたラビリンスシールの各壁に乱反射し、何度も衝突する。壁は、金属、導電性樹脂等で構成されており、励起したラジカル(プラズマ)は電荷を失い、中性粒子(分子)化する。エラストマー製シールのところにラジカル(プラズマ)が到達した際、エネルギーや電子密度は低い状態で到達する。 (1) Install one or several labyrinth seals at the position where the plasma side comes. The shape (cross-sectional shape) of the labyrinth is a triangle shape, a square shape, a circle (semicircle) shape, or the like. Moreover, it is good also as a combination with a metal, conductive resin, etc. Install an elastomeric seal behind it. Excited radicals (plasma) are irregularly reflected on the walls of the installed labyrinth seal and collide many times. The walls are made of metal, conductive resin, etc., and the excited radicals (plasma) lose their charge and become neutral particles (molecules). When radicals (plasma) reach the elastomeric seal, energy and electron density are reached in a low state.
(2) プラズマ中には、中性の気体原子、分子および荷電粒子としての電子、イオンが多数存在する。これらの粒子間で衝突が頻繁に起こっている。原子または外部からエネルギーを与えると、内部エネルギーがより高い状態に遷移する。この状態を励起状態という。プラズマ中の電子・イオンの消失過程として、電子が原子に付着して起こる「負イオン」の生成と、正イオンと電子または負イオンが中和して原子や分子に戻る「再結合」がある。通常の溝の場合、GAP部分の隙間を、ラジカル(プラズマ)が通り、Oリングをアタックする。ラジカル(プラズマ)は、Oリング部分に到達するまで障害がないため、直接接触し、著しい劣化を生じる。シール部分の手前側にラビリンスシールを設けることで、励起種であるラジカル(プラズマ)は、ラビリンスの中で、乱反射を起こし、各壁に衝突する。壁は、金属等で構成されており、励起したラジカル(プラズマ)は、電荷を失い、中性粒子(分子)化する。エラストマー製シールのところにラジカル(プラズマ)が到達した際、エネルギーや電子密度は低い状態となり、エラストマー製シールが劣化しにくくなる。また、メンテナンスのために、狭い入口のアリ溝に入ったOリングを取り外すという困難な作業もしなくて良い。 (2) There are many electrons and ions as neutral gas atoms, molecules, and charged particles in the plasma. There are frequent collisions between these particles. When energy is applied from an atom or the outside, the internal energy transitions to a higher state. This state is called an excited state. Electron / ion disappearance processes in plasma include the generation of “negative ions” caused by the attachment of electrons to atoms, and the “recombination” of neutralizing positive ions and electrons or negative ions back to atoms and molecules. . In the case of a normal groove, radicals (plasma) pass through the gap of the GAP portion and attack the O-ring. Since radicals (plasma) are not obstructed until they reach the O-ring portion, they directly contact and cause significant deterioration. By providing a labyrinth seal on the front side of the seal portion, radicals (plasma) which is an excited species cause irregular reflection in the labyrinth and collide with each wall. The wall is made of metal or the like, and the excited radical (plasma) loses electric charge and becomes neutral particles (molecules). When radicals (plasma) reach the elastomer seal, the energy and electron density are low, and the elastomer seal is unlikely to deteriorate. Further, for maintenance, it is not necessary to perform a difficult operation of removing the O-ring that has entered the dovetail at the narrow entrance.
(3−1) ラビリンスシールを耐プラズマ性の良い材質のもので別体にする(PTFE樹脂、金属、導電性樹脂を含む)。効果・・・装置にわざわざ複雑な凹凸の加工をする必要がなく、コストを低減できる。
(3−2) 上記(3−1)において、別体部分を導電性の良い材質にする(金属、導電性樹脂を含む)。効果・・・励起したラジカル(プラズマ)は電荷を失い、中性粒子(分子)化する。
(3−3) 上記(3−1)において、別体部分を樹脂にする(PTFE樹脂、導電性樹脂を含む)。効果・・・成型したものを装置に取り付けるだけで良い。複雑なラビリンス凹凸部分の加工が成型で済む。
(3−4) 上記(3−2)(3−3)の合体案として、別体部分を導電性樹脂材にする。効果・・・上記(3−1)〜(3−3)の効果を全て奏する。
(3-1) Separate the labyrinth seal with a material having good plasma resistance (including PTFE resin, metal, and conductive resin). Effect: It is not necessary to process complicated irregularities in the apparatus, and the cost can be reduced.
(3-2) In the above (3-1), the separate part is made of a material having good conductivity (including metal and conductive resin). Effect: Excited radicals (plasma) lose charge and become neutral particles (molecules).
(3-3) In the above (3-1), the separate part is made into a resin (including PTFE resin and conductive resin). Effect: Simply attach the molded product to the device. Complex labyrinth irregularities can be processed by molding.
(3-4) As a combined plan of the above (3-2) and (3-3), a separate part is made a conductive resin material. Effects: All the effects (3-1) to (3-3) are exhibited.
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第一実施例・・・
図1は、本発明の第一実施例に係る耐プラズマ用シール1の要部断面を示している。当該実施例に係る耐プラズマ用シール1は、半導体製造装置、更に具体的には半導体用真空ポンプの排気部、吸気部もしくはチャンバー部またはエッチング、アッシングもしくはプラズマCVD装置の配管部もしくはチャンバー部等に用いられるものであって、以下のように構成されている。
First embodiment ...
FIG. 1 shows a cross section of the main part of a plasma-
すなわち、当該耐プラズマ用シール1は、所定の大きさの間隙Gを介して互いに対向する一対のハウジング(一対の装着部材)2,3間をシールするものであって、当該シール1を装着する一方のハウジング2の対向面2aにシール装着溝4が設けられて、このシール装着溝4にエラストマー製シール5が装着されており、このエラストマー製シール5から見てプラズマが照射されてくる側(図上左側)に、プラズマを乱反射させて減衰させる非接触のラビリンスシール(ラビリンス部または狭隘部とも称する)6がプラズマシールとして設けられている。ハウジング2,3は一般に導電性を備えた金属によって成形されているので、上記ラビリンスシール6はプラズマの電荷を吸収してプラズマを減衰させるものでもある。ハウジング2,3間の間隙Gは一般に0.2〜0.3mm程度の大きさに設定されている。
That is, the plasma-
エラストマー製シール5は、具体的にはOリングよりなり、所定のエラストマー(ゴム状弾性材)、例えばFKMゴム、更に具体的には無機成分レス耐プラズマFKMゴムによって断面円形状に成形されており、装着時に一対のハウジング2,3間にて圧縮されてシール作用を発揮することにより大気の流入を防止する。また、このエラストマー製シール5を装着するシール装着溝4は、その開口幅が底面幅よりも狭い蟻溝状とされており、エラストマー製シール5の最大幅よりも開口幅の方が狭く設定されることによりエラストマー製シール5の抜け止めをなしている。
The
非接触のラビリンスシール6は、一対のハウジング2,3の対向面2a,3aに互いに対向するように設けられた凹凸表面7,8の組み合わせよりなり、当該実施例では、この凹凸表面7,8が断面三角形状の凹部7a,8aを複数(図では3箇所ずつ)設けることによって形成されている。一方のハウジング2側の凹部7aと他方のハウジング3側の凹部8aは、互いに対向するよう配置しても良いが、当該実施例では互い違いとなるように配置されている。
The
このようなラビリンスシール6が設けられた当該耐プラズマ用シール1に対してプラズマが照射されると、照射されたプラズマはラビリンスシール6の凹凸表面7,8の非平行壁のあちらこちらに衝突して乱反射し、このときそのエネルギーないし電子密度を徐々に低減せしめられる。また、ハウジング2,3の材質に伴って凹凸表面7,8が導電性材料である金属にて成形されているので、プラズマは衝突時に電荷を吸収されて中性粒子(分子)化し、これによってもエネルギーないし電子密度を低減せしめられる。また、一般に非接触のラビリンスシール6は圧力損失を発生させる抵抗体であるので、この抵抗体としての作用によってもプラズマはエネルギーないし電子密度を低減せしめられる。したがって、プラズマがラビリンスシール6を通過してエラストマー製シール5に到達したときには、そのエラストマー破壊力が随分と低減されているので、これによりエラストマー製シール5をプラズマから保護し、その劣損を抑えることができる。また当該シール1では、メインのシール性が適宜弾性を有するエラストマー製シール5によって十分に確保される。したがってこれらのことから所期の目的どおり、耐プラズマ性およびシール性の双方を発揮することが可能な耐プラズマ用シール1を提供することができる。
When the plasma-
尚、上記実施例においては、その構成を以下のように変更しても良い。 In addition, in the said Example, you may change the structure as follows.
(1) 上記実施例では、ラビリンスシール6の凹凸表面7,8に設ける凹部7a,8aの断面形状を三角形状としたが、その断面形状は特に限定されず、例えば図2に示す四角形状や、図3に示す半円形状等であっても良い。
(1) In the embodiment described above, the cross-sectional shape of the
(2) 上記実施例では、ラビリンスシール6の凹凸表面7,8に凹部7a,8aのみを設けて凹部7a,7a、8a,8a間を相対の凸部としたが、凸部を積極的に設けるようにしても良い。ここに凸部を積極的に設けるとは、凸部をハウジング2,3の対向面2a,3aから突出するように設けることを云い、例えば図4の例では、一方のハウジング2(3)に積極的に設けた凸部7b(8b)が他方のハウジング3(2)に設けた凹部8a(7a)と互いに対向して組み合わされている。また、この図4の例では、凸部7b,8bの高さが間隙Gの大きさよりも大きく形成されているので、間隙Gはエラストマー製シール5まで直線的に通じないように構成されており、このような間隙Gであると、プラズマ通路として屈曲したものとなり、プラズマ衝突回数の増大が期待できるので、プラズマ減衰効果が大きなものとなる。
(2) In the above embodiment, the concave and
(3) また上記実施例では、ラビリンスシール6の凹凸表面7,8を、互いに対向する一対のハウジング2,3の双方に設けたが、何れか一方のみに設けることにしても良い。この場合、凹凸表面を設けない他方のハウジングの対向面は平坦状のままとされる。
(3) Moreover, in the said Example, although the uneven |
第二実施例・・・
図5は、本発明の第二実施例に係る耐プラズマ用シール1の要部断面を示している。当該実施例に係る耐プラズマ用シール1は、半導体製造装置、更に具体的には半導体用真空ポンプの排気部、吸気部もしくはチャンバー部またはエッチング、アッシングもしくはプラズマCVD装置の配管部もしくはチャンバー部等に用いられるものであって、以下のように構成されている。
Second embodiment ...
FIG. 5 shows a cross section of the main part of the plasma-
すなわち、当該耐プラズマ用シール1は、所定の大きさの間隙Gを介して互いに対向する一対のハウジング(一対の装着部材)2,3間をシールするものであって、当該シール1を装着する一方のハウジング2の対向面2aにシール装着溝4が設けられて、このシール装着溝4にエラストマー製シール5が装着されており、このエラストマー製シール5から見てプラズマが照射されてくる側(図上左側)に、プラズマを乱反射させて減衰させる非接触のラビリンスシール(ラビリンス部または狭隘部とも称する)6がプラズマシールとして設けられている。ハウジング2,3には、導電性材料よりなるラビリンス形成部材11,12が取り付けられて、このラビリンス形成部材11,12によりラビリンスシール6が形成されているので、ラビリンスシール6はプラズマの電荷を吸収してプラズマを減衰させるものでもある。ハウジング2,3間の間隙Gは一般に0.2〜0.3mm程度の大きさに設定されている。ハウジング2,3の材質は金属であるが、特に問わない。
That is, the plasma-
エラストマー製シール5は、具体的にはOリングよりなり、所定のエラストマー(ゴム状弾性材)、例えばFKMゴム、更に具体的には無機成分レス耐プラズマFKMゴムによって断面円形状に成形されており、装着時に一対のハウジング2,3間にて圧縮されてシール作用を発揮することにより大気の流入を防止する。また、このエラストマー製シール5を装着するシール装着溝4は、その開口幅が底面幅よりも狭い蟻溝状とされており、エラストマー製シール5の最大幅よりも開口幅の方が狭く設定されることによりエラストマー製シール5の抜け止めをなしている。
The
非接触のラビリンスシール6は、エラストマー製シール5を装着するハウシング2,3とは別体に成形されてハウジング2,3に後付けされる一対のラビリンス形成部材11,12にて形成されており、ハウジング2,3の対向面2a,3aには、このラビリンス形成部材11,12を取り付けるための凹部状の装着空間9,10が設けられている。また、このラビリンスシール6は、一対のラビリンス形成部材11,12の互いの対向面に互いに対向するように設けられた凹凸表面7,8の組み合わせよりなり、当該実施例では、この凹凸表面7,8が断面三角形状の凹部7a,8aを複数(図では3箇所ずつ)設けることによって形成されている。一方のハウジング2側の凹部7aと他方のハウジング3側の凹部8aは、互いに対向するよう配置しても良いが、当該実施例では互い違いとなるように配置されている。ラビリンス形成部材11,12は、導電性を備えた金属によって成形されている。
The
このようなラビリンスシール6が設けられた当該耐プラズマ用シール1に対してプラズマが照射されると、照射されたプラズマはラビリンスシール6の凹凸表面7,8の非平行壁のあちらこちらに衝突して乱反射し、このときそのエネルギーないし電子密度を徐々に低減せしめられる。また、ラビリンス形成部材11,12の材質に伴って凹凸表面7,8が導電性材料である金属にて成形されているので、プラズマは衝突時に電荷を吸収されて中性粒子(分子)化し、これによってもエネルギーないし電子密度を低減せしめられる。また、一般に非接触のラビリンスシール6は圧力損失を発生させる抵抗体であるので、この抵抗体としての作用によってもプラズマはエネルギーないし電子密度を低減せしめられる。したがって、プラズマがラビリンスシール6を通過してエラストマー製シール5に到達したときには、そのエラストマー破壊力が随分と低減されているので、これによりエラストマー製シール5をプラズマから保護し、その劣損を抑えることができる。また当該シール1では、メインのシール性が適宜弾性を有するエラストマー製シール5によって十分に確保される。したがってこれらのことから所期の目的どおり、耐プラズマ性およびシール性の双方を発揮することが可能な耐プラズマ用シール1を提供することができる。
When the plasma-
また、当該シール1では、ラビリンスシール6が、エラストマー製シール5を装着するハウシング2,3とは別体に成形されてハウジング2,3に後付けされるラビリンス形成部材11,12にて形成されているために、その製作にかかる手間とコストを、ハウジング2,3に直接設ける場合よりも低減させることができる。
In the
尚、上記実施例においては、その構成を以下のように変更しても良い。 In addition, in the said Example, you may change the structure as follows.
(1) 上記実施例では、ラビリンスシール6の凹凸表面7,8に設ける凹部7a,8aの断面形状を三角形状としたが、その断面形状は特に限定されず、例えば図6に示す四角形状や、図7に示す半円形状等であっても良い。
(1) In the above embodiment, the cross-sectional shape of the
(2) 上記実施例では、ラビリンスシール6の凹凸表面7,8に凹部7a,8aのみを設けて凹部7a,7a、8a,8a間を相対の凸部としたが、凸部を積極的に設けるようにしても良い。ここに凸部を積極的に設けるとは、凸部をハウジング2,3の対向面2a,3aから突出するように設けることを云い、例えば図8の例では、一方のハウジング2(3)に積極的に設けた凸部7b(8b)が他方のハウジング3(2)に設けた凹部8a(7a)と互いに対向して組み合わされている。また、この図8の例では、凸部7b,8bの高さが間隙Gの大きさよりも大きく形成されているので、間隙Gはエラストマー製シール5まで直線的に通じないように構成されており、このような間隙Gであると、プラズマ通路として屈曲したものとなり、プラズマ衝突回数の増大が期待できるので、プラズマ減衰効果が大きなものとなる。
(2) In the above embodiment, the concave and
(3) 上記実施例では、ラビリンスシール6の凹凸表面7,8、この凹凸表面7,8を設けたラビリンス形成部材11,12、およびこのラビリンス形成部材11,12を収容する凹部状の装着空間9,10を、互いに対向する一対のハウジング2,3の双方に設けたが、何れか一方のみに設けることにしても良い。この場合、これらを設けない他方のハウジングの対向面は平坦状のままとされる。
(3) In the above embodiment, the concave and
(4) 上記実施例では、ラビリンス形成部材11,12の材質を、導電性を備えた金属としたが、これに代えて、導電性を備えた樹脂(導電性樹脂)としても良く、この場合には、ラビリンス形成部材11,12が金型にて成形可能な材料にて成形されることになるために、その成形が比較的容易で、成形にかかる手間とコストを低減させることができる。
(5) 更にまた、ラビリンス形成部材11,12の材質は、導電性を備えない通常の樹脂(例えば、耐プラズマ性に優れたPTFE等)としても良い。この場合、導電性材料に特有のプラズマ電荷吸収作用は喪失されるが、その他は上記と同じ作用効果を得ることができる。
(4) In the above embodiment, the
(5) Furthermore, the material of the
1 耐プラズマ用シール
2,3 ハウジング
2a,3a 対向面
4 シール装着溝
5 エラストマー製シール
6 ラビリンスシール
7,8 凹凸表面
7a,8a 凹部
7b,8b 凸部
9,10 装着空間
11,12 ラビリンス形成部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ラビリンスシール(6)は、プラズマを乱反射させる凹凸表面(7)(8)を有し、かつ前記凹凸表面(7)(8)を導電性材料にて成形されていることを特徴とする耐プラズマ用シール。 A non-contact labyrinth seal (6) is provided on the plasma irradiation side of the elastomer seal (5) as the main seal,
The labyrinth seal (6) has uneven surfaces (7) and (8) for irregularly reflecting plasma, and the uneven surfaces (7) and (8) are formed of a conductive material. Plasma seal.
ラビリンスシール(6)は、エラストマー製シール(5)を装着するハウシング(2)(3)とは別体に成形されて前記ハウジング(2)(3)に後付けされるラビリンス形成部材(11)(12)にて形成されていることを特徴とする耐プラズマ用シール。 In the plasma-resistant seal according to any one of claims 1, 2, and 3,
The labyrinth seal (6) is formed separately from the housing (2) (3) to which the elastomer seal (5) is attached, and is attached to the housing (2) (3) afterwards to the labyrinth forming member (11) ( The plasma-resistant seal, which is formed in 12).
ラビリンス形成部材(11)(12)は、導電性材料にて成形されていることを特徴とする耐プラズマ用シール。 The plasma-resistant seal according to claim 4,
The labyrinth forming member (11) (12) is formed of a conductive material, and is a plasma-resistant seal.
ラビリンス形成部材(11)(12)は、金型にて成形される材料にて成形されていることを特徴とする耐プラズマ用シール。 The plasma-resistant seal according to claim 4,
The labyrinth forming member (11) (12) is formed of a material formed by a mold, and is a plasma-resistant seal.
ラビリンス形成部材(11)(12)は、導電性樹脂材料にて成形されていることを特徴とする耐プラズマ用シール。 The plasma-resistant seal according to claim 4,
The labyrinth forming member (11) (12) is formed of a conductive resin material, and is a plasma-resistant seal.
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