JP2014201803A - ベルジャおよび真空処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ベルジャの構造的強度を向上する。
【解決手段】ベルジャ１０は、チャンバ１１０内を陰圧にして処理対象物に対して所定の処理を行うための真空処理装置１００のチャンバ１１０を構成する石英ガラス製のものである。ベルジャ１０は、下端が開放した釣り鐘型の本体部１１と、本体部１１の下端に沿って形成されたフランジ部１２と、本体部１１の側面１１ａにおいてフランジ部１２よりも上側の部位に形成され、本体部１１の周方向に沿って延在する突条部１３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルジャおよび真空処理装置に関する。
チャンバの内部を陰圧にした状態で基板などの処理対象物に対して所定の処理を行うための真空処理装置として、ベルジャを有するタイプのものがある。ベルジャは、石英ガラス製の容器であり、下端部が開口している。処理対象物は、各種の基板などである。
ベルジャについては、特許文献１〜４に記載されている。これら文献に記載されているように、ベルジャの下端はフランジ形状となっていることが一般的である。なお、特許文献１には、ベルジャの下部の肉厚を下端のフランジに近づくにつれて徐々に肉厚とする構成が図示されている。
特開２００８−２５８２４０号公報 特開２００５−２３５９３６号公報 特開２００２−１６４３２７号公報 特開２００２−１１８０９８号公報
近年、処理対象物の大型化に伴い、大容量のベルジャに対するニーズがある。しかし、ベルジャは、石英ガラス製であるため、大型になるほど強度不足の懸念が高まる。
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、ベルジャの構造的強度を向上することが可能なベルジャ、および真空処理装置を提供する。
本発明は、チャンバ内を陰圧にして処理対象物に対して所定の処理を行うための真空処理装置の前記チャンバを構成する石英ガラス製のベルジャであって、
下端が開放した釣り鐘型の本体部と、
前記本体部の下端に沿って形成されたフランジ部と、
前記本体部の側面において前記フランジ部よりも上側の部位に形成され、前記本体部の周方向に沿って延在する突条部と、
を有するベルジャを提供する。
このベルジャによれば、本体部の側面においてフランジ部よりも上側の部位に形成され、本体部の周方向に沿って延在する突条部を有するので、当該ベルジャの構造的強度を向上することができる。
また、本発明は、チャンバ内を陰圧にして処理対象物に対して所定の処理を行うための真空処理装置であって、
前記チャンバは、
石英ガラス製で下端が開放したベルジャと、
前記ベルジャの開放端が気密状態で固定されて、前記ベルジャの開放端を閉塞する取付ベース部と、
を備え、
前記ベルジャは、
下端が開放した釣り鐘型の本体部と、
前記本体部の下端に沿って形成されたフランジ部と、
前記本体部の側面において前記フランジ部よりも上側の部位に形成され、前記本体部の周方向に沿って延在する突条部と、
を有する真空処理装置を提供する。
本発明によれば、ベルジャの構造的強度を向上することができる。
実施形態に係るベルジャの正面断面図である。 実施形態に係るベルジャの平面図である。 実施形態に係るベルジャの吊り上げ用治具を示す図であり、このうち（ａ）は平面図、（ｂ）は締結具の平面図である。 実施形態に係るベルジャの本体部に吊り上げ用治具を取り付けた状態を示す正面断面図である。 実施形態に係るベルジャの吊り上げ作業を示す斜視図である。 実施形態に係る真空処理装置の正面断面図である。 ベルジャの作製方法の例を説明するための分解図（正面断面図）である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
図１は実施形態に係るベルジャ１０の正面断面図、図２はベルジャ１０の平面図である。
本実施形態に係るベルジャ１０は、チャンバ１１０内を陰圧にして処理対象物に対して所定の処理を行うための真空処理装置１００（図６）のチャンバ１１０を構成する石英ガラス製のベルジャ１０である。このベルジャ１０は、下端が開放した本体部１１と、本体部１１の下端に沿って形成されたフランジ部１２と、本体部１１の側面１１ａにおいてフランジ部１２よりも上側の部位に形成され、本体部１１の周方向に沿って延在する突条部１３と、を有する。以下、詳細に説明する。
ベルジャ１０は、下端が開放した釣り鐘型の容器である。すなわち、ベルジャ１０の本体部１１は、下端が開放した釣り鐘型に形成されている。本体部１１の下端には、平坦なリング状のフランジ部１２が設けられている。ベルジャ１０の下端は、平面視円形の開放端１０ｃとなっている。
突条部１３は、本体部１１の側面１１ａの周方向における全体または一部分に沿って延在している。図２に示すように、本実施形態の場合、突条部１３は、本体部１１の側面１１ａの全周に亘って延在している。図１に示すように、突条部１３は、フランジ部１２に対して平行に延在している。突条部１３は、フランジ部１２と同様に、平坦なリング状に形成されている。
図１に示すように、ベルジャ１０において、突条部１３と、フランジ部１２と、本体部１１における突条部１３とフランジ部１２との間の部分１１ｂと、からなる部分（以下、下端部１０ａ）の断面形状は、コ字状である。換言すれば、ベルジャ１０の下端部１０ａには、内空断面が矩形状の溝１０ｂが、側面１１ａの全周に亘って形成されている。溝１０ｂは、ベルジャ１０の外向きに開口している。
突条部１３は、フランジ部１２の近傍に配置されている。具体的には、例えば、フランジ部１２と突条部１３との対向間隔Ｄが、本体部１１の側面１１ａからの突条部１３の突出長Ｌ１の２倍以下であることが好ましい。
また、突条部１３の突出長Ｌ１は、側面１１ａからのフランジ部１２の突出長Ｌ２の０．５倍以上であることが好ましい。
一例として、ベルジャ１０の上下寸法は約１．９ｍ程度、直径は約１ｍ程度である。
図３は吊り上げ用治具２０を示す図であり、このうち（ａ）は平面図、（ｂ）は締結具２２の平面図である。図４はベルジャ１０の本体部１１に吊り上げ用治具２０を取り付けた状態を示す正面断面図である。図５はベルジャ１０の吊り上げ作業を示す斜視図である。
ベルジャ１０は、図３（ａ）に示す吊り上げ用治具２０を更に備えている。この吊り上げ用治具２０は、リング状に形成されている。図４に示すように、吊り上げ用治具２０は、フランジ部１２と突条部１３との間の隙間、すなわち溝１０ｂに対して着脱可能に嵌め込まれる。図５に示すように、溝１０ｂに吊り上げ用治具２０が取り付けられた状態で吊り上げ用治具２０を昇降させることによって、ベルジャ１０の全体を昇降させることが可能となっている。
図３（ａ）に示すように、吊り上げ用治具２０は、フランジ部１２の周方向において複数（例えば４つ）の部分に分割された分割部分２１と、隣り合う分割部分２１どうしを相互に締結する（例えば４つの）締結具２２と、を備えて構成されている。これら複数の分割部分２１が溝１０ｂに嵌め込まれた状態で、これら分割部分２１が締結具２２により互いに連結されることによって、吊り上げ用治具２０がリング状に形成される（図４、図５）。
分割部分２１は、それぞれ弧状に形成されている。分割部分２１は、石英ガラスよりも硬度が低い樹脂などの材料により構成されている。分割部分２１の材料としては、例えば、ナイロンが好ましい。分割部分２１には、その周方向端面２１ａに開口する雌ネジ２１ｂが形成されている。分割部分２１の上下寸法（厚み）は、溝１０ｂの上下寸法と同等に設定され、分割部分２１の横幅は、溝１０ｂの深さよりも十分に大きく（例えば、溝１０ｂの深さの１．５倍以上に）設定されている（図４参照）。
締結具２２は、例えば、スタッドボルトである。スタッドボルトとは、棒状に形成されたボルトであり、その両端には、螺旋の方向が互いに逆方向の雄ネジ２２ａ、２２ｂがそれぞれ形成されている。締結具２２がスタッドボルトである場合、図３（ａ）に示すように、相互に締結される２つの分割部分２１のうち一方の雌ネジ２１ｂに締結具２２の一方の雄ネジ２２ａを差し込み、相互に締結される２つの分割部分２１のうち他方の雌ネジ２１ｂに締結具２２の他方の雄ネジ２２ｂを差し込み、締結具２２をその長手軸周りに一方向に回転させることにより、双方の雄ネジ２２ａ、２２ｂを２つの分割部分２１の各々に対して螺入することができる。これにより、２つの分割部分２１の互いに対向する周方向端面２１ａどうしの距離が縮小する。つまり、締結具２２を締め付けることによって、リング状の吊り上げ用治具２０を縮径させ、吊り上げ用治具２０を溝１０ｂに固定することができる。
吊り上げ用治具２０を用いてベルジャ１０を吊り上げる際には、分割部分２１において溝１０ｂから突出した部位に、例えば、アイボルトなどの固定具３０を取り付ける。アイボルトは、リング状の頭部と、棒状の部位とを一体的に有するボルトであり、棒状の部位に雄ネジ３１が形成されている。固定具３０がアイボルトである場合、図４に示すように、固定具の雄ネジ３１を各分割部分２１の上面側から分割部分２１に螺入することによって、固定具３０を分割部分２１に固定する。そして、固定具３０の上部の固定穴３２に対して、ナイロンスリングなどの吊り下げ部材４０を連結する（図５）。更に、ナイロンベルトなどの固定部材５０を、固定具３０よりも上方において、吊り下げ部材４０の外側からベルジャ１０の本体部１１の側面１１ａに巻き付けることによって、吊り下げ部材４０を本体部１１の側面１１ａに対して押し付けて固定する。そして、各吊り下げ部材４０を係止部材６０に係止し、この係止部材６０を図示しない昇降装置によって昇降させることによって、ベルジャ１０の昇降が可能である。よって、人手で昇降させることが困難なほど大型のベルジャ１０も容易に昇降させることができる。
図６は実施形態に係る真空処理装置１００の正面断面図である。
本実施形態に係る真空処理装置１００は、チャンバ１１０内を陰圧にして処理対象物（例えば、基板２００）に対して所定の処理を行うための装置である。チャンバ１１０は、石英ガラス製で下端が開放したベルジャ１０と、ベルジャ１０の開放端１０ｃが気密状態で固定されて、ベルジャ１０の開放端１０ｃを閉塞する取付ベース部１２０と、を備えている。ベルジャ１０の構成は、上述した通りである。
取付ベース部１２０は、例えば、マニホールド１３０と、下蓋１４０と、を備えている。
マニホールド１３０は、平面視リング状の枠体である。マニホールド１３０は、その内側領域から外側領域に向けて貫通した複数のガス流通路を有している。これらガス流通路には、少なくとも、チャンバ１１０内にガスを導入するためのガス導入口１３１と、チャンバ１１０からガスを排出するためのガス排出口１３２と、が含まれている。
下蓋１４０は、例えば、平板状（例えば円板状）に形成されている。下蓋１４０は、マニホールド１３０の下面に対して固定されている。下蓋１４０とマニホールド１３０との間には、Ｏリング１８０が介装されており、下蓋１４０とマニホールド１３０との間の気密が保たれるようになっている。
更に、真空処理装置１００は、ベルジャ１０をマニホールド１３０に固定するための固定板１５０を有している。ベルジャ１０のフランジ部１２をマニホールド１３０上に載置し、固定板１５０をフランジ部１２上に配置し、固定板１５０をボルト等の止着具１６０によってマニホールド１３０に対して固定する。これにより、ベルジャ１０がマニホールド１３０に対して固定される。なお、固定板１５０によりフランジ部１２を強くクランプするとフランジ部１２が破損するため、固定板１５０によるフランジ部１２のクランプは軽い力で行う。
ここで、フランジ部１２とマニホールド１３０の上面との間には、Ｏリング１７０が介装されている。チャンバ１１０内を真空引きすることにより、フランジ部１２がＯリング１７０を介してマニホールド１３０に対して押し付けられて、フランジ部１２とマニホールド１３０との高気密が得られるようになっている。すなわち、マニホールド１３０に対して、ベルジャ１０の開放端１０ｃが気密状態で固定される。これにより、ガス流通路以外の部位においては外部から気密状態に保持されたチャンバ１１０が構築される。
チャンバ１１０内には、複数の基板２００を収容したカセット１９０が配置され、これら基板２００に対して所定の処理を施すことができるようになっている。カセット１９０は、複数段の棚を有し、各段の棚により基板２００を支持できるようになっている。
基板２００は、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子の基板である。例えば、基板２００に有機層を塗布した後、この有機層を乾燥させる工程で、真空処理装置１００が用いられる。すなわち、真空処理装置１００は、例えば、真空乾燥装置（焼成炉）である。
なお、真空処理装置１００は、その他の用途のものであっても良い。例えば、真空処理装置１００は、半導体基板に付着した付着物をガスによって洗浄除去するために用いることもできる。或いは、真空処理装置１００は、半導体基板上に各種の膜を成膜するために用いることもできる。
例えば、真空処理装置１００の周囲には、図示しない加熱装置が配置されており、この加熱装置によって、チャンバ１１０内部を加熱（一例として、５５０℃以上６００℃以下程度に加熱）できるようになっている。
マニホールド１３０のガス導入口１３１は、図示しないガス供給装置に接続され、ガス排出口１３２は、図示しない真空ポンプ及び排気装置に接続されている。
ガス供給装置から、ガス導入口１３１を介してチャンバ１１０内にガスを導入するとともに、ガス排出口１３２からチャンバ１１０内のガスを排気しながら、加熱装置によってチャンバ１１０内を加熱することによって、基板２００に対して各種の処理を行うことができる。
次に、真空処理装置１００を用いた基板処理の流れの一例を説明する。
初期状態では、マニホールド１３０が下蓋１４０から分離しているものとする。また、下蓋１４０の上面中央にはカセット１９０が載置されているものとする。次に、カセット１９０の複数の棚にそれぞれ基板２００をセットする。
一方、ベルジャ１０は、上記の吊り上げ用治具２０を用いて吊り上げて、マニホールド１３０上に搭載しておく。その後、吊り上げ用治具２０はベルジャ１０から取り外しておく。
次に、下蓋１４０を図示しないベース昇降装置により上昇させて、マニホールド１３０の下端の開放端からカセット１９０をベルジャ１０内に入り込ませる。
次に、真空ポンプによりチャンバ１１０内の空気を排気することにより、チャンバ１１０内を陰圧にするとともに、加熱装置によりチャンバ１１０を所定の温度に加熱する。これにより、基板２００に対して所定の処理が施される。
基板２００に対する処理が終了したら、加熱装置による加熱を終了してチャンバ１１０を冷却した後、チャンバ１１０内にガスを供給してチャンバ１１０内を常圧に戻す。次に、下蓋１４０、およびカセット１９０を下降させる（下蓋１４０をマニホールド１３０から分離させる）。次に、処理後の基板２００をカセット１９０から取り出す。
次に、ベルジャ１０の作製方法の一例を説明する。
図７はベルジャ１０の作製方法の例を説明するための分解図（正面断面図）である。
大型の石英ガラス製品を一連のガラス成形工程で一括して作製するのは困難である。このため、ベルジャ１０は、例えば、複数部分に分けて作製し、それら複数の部分を相互に溶接することによって作製する。例えば、図７に示すように、断面コ字状のリング形状の下端部１０ａは、それ以外の釣り鐘型の部分１０ｄとは別個に作製する。その後、部分１０ｄに対して下端部１０ａを溶接することによって、ベルジャ１０を作製する。なお、部分１０ｄについても、適宜、複数の部分（図示略）に分けて作製し、それらを互いに溶接することによって作製する。
以上のような実施形態によれば、ベルジャ１０は、本体部１１の側面１１ａにおいてフランジ部１２よりも上側の部位に形成された突条部１３を有し、突条部１３は、本体部１１の周方向に沿って延在している。よって、突条部１３を有していない場合と比べて、ベルジャ１０の構造的強度を向上することができる。
また、突条部１３は、フランジ部１２に対して平行に延在しているので、突条部１３に吊り上げ用の部品（例えば、吊り上げ用治具２０）を係止させて、ベルジャ１０を容易に吊り上げることができる。よって、ベルジャ１０が大型化しても、ベルジャ１０を容易に取り扱うことができる。
また、突条部１３は、本体部１１の側面１１ａの全周に亘って延在しているので、ベルジャ１０の構造的強度をより向上することができる。
また、ベルジャ１０において、突条部１３と、フランジ部１２と、本体部１１における突条部１３とフランジ部１２との間の部分１１ｂと、からなる下端部１０ａの断面形状はコ字状であるので、突条部１３とフランジ部１２との間の溝１０ｂに、吊り上げ用の部品（例えば、吊り上げ用治具２０）を差し込んで、ベルジャ１０を容易に吊り上げることができる。よって、ベルジャ１０が大型化しても、ベルジャ１０を容易に取り扱うことができる。
また、ベルジャ１０は、下端が開放しているため、その下部ほど構造的な強度が不足しがちである。本実施形態では、フランジ部１２と突条部１３との対向間隔Ｄが、本体部１１の側面１１ａからの突条部１３の突出長Ｌ１の２倍以下である。すなわち、突条部１３がベルジャ１０の下端近傍に配置されている。このため、突条部１３によって、ベルジャ１０の下部を好適に補強することができる。
また、ベルジャ１０は、フランジ部１２と突条部１３との間の隙間（例えば溝１０ｂ）に対して着脱可能に嵌め込まれるリング状の吊り上げ用治具２０を更に備え、その隙間に吊り上げ用治具２０が取り付けられた状態で吊り上げ用治具２０を昇降させることによって、ベルジャ１０の全体を昇降可能であるので、ベルジャ１０に対して衝撃や過大な応力が加わってしまうことを抑制しつつ、ベルジャ１０を昇降させることができる。
また、吊り上げ用治具２０は、フランジ部１２の周方向において複数の部分（分割部分２１）に分割され、これら複数の部分がフランジ部１２と突条部１３との間の隙間（例えば溝１０ｂ）に嵌め込まれた状態で、これら複数の部分が互いに連結されて、吊り上げ用治具２０がリング状に形成される。よって、ベルジャ１０に対して過大な応力が加わることを抑制しつつ、吊り上げ用治具２０をベルジャ１０に対して取り付けることができる。
また、吊り上げ用治具２０は、複数の部分を相互に締結する締結具２２を備え、締結具２２を締め付けることによって、リング状の吊り上げ用治具２０が縮径されるので、吊り上げ用治具２０を容易にベルジャ１０に対してフィットさせることができる。
なお、上記においては、突条部１３が本体部１１の周方向に沿って直線状に延在している（突条部１３が平板なリング状である）例を説明したが、ベルジャ１０を補強するという観点では、突条部１３は、曲線状（例えば波形など）に延在していても良い。
１０ ベルジャ
１０ａ 下端部
１０ｂ 溝
１０ｃ 開放端
１０ｄ 部分
１１ 本体部
１１ａ 側面
１１ｂ 部分
１２ フランジ部
１３ 突条部
２０ 吊り上げ用治具
２１ 分割部分
２１ａ 周方向端面
２１ｂ 雌ネジ
２２ 締結具
２２ａ 雄ネジ
２２ｂ 雄ネジ
３０ 固定具
３１ 雄ネジ
３２ 固定穴
４０ 吊り下げ部材
５０ 固定部材
６０ 係止部材
１００ 真空処理装置
１１０ チャンバ
１２０ 取付ベース部
１３０ マニホールド
１３１ ガス導入口
１３２ ガス排出口
１４０ 下蓋
１５０ 固定板
１６０ 止着具
１７０ Ｏリング
１８０ Ｏリング
１９０ カセット
２００ 基板
Ｄ 対向間隔
Ｌ１ 突出長
Ｌ２ 突出長

Claims (10)

  1. チャンバ内を陰圧にして処理対象物に対して所定の処理を行うための真空処理装置の前記チャンバを構成する石英ガラス製のベルジャであって、
    下端が開放した釣り鐘型の本体部と、
    前記本体部の下端に沿って形成されたフランジ部と、
    前記本体部の側面において前記フランジ部よりも上側の部位に形成され、前記本体部の周方向に沿って延在する突条部と、
    を有するベルジャ。
  2. 前記突条部は、前記フランジ部に対して平行に延在している請求項１に記載のベルジャ。
  3. 前記突条部は、前記本体部の側面の全周に亘って延在している請求項２に記載のベルジャ。
  4. 当該ベルジャにおいて、前記突条部と、前記フランジ部と、前記本体部における前記突条部と前記フランジ部との間の部分と、からなる部分の断面形状はコ字状である請求項２又は３に記載のベルジャ。
  5. 前記フランジ部と前記突条部との対向間隔が、前記本体部の側面からの前記突条部の突出長の２倍以下である請求項２乃至４の何れか一項に記載のベルジャ。
  6. 前記フランジ部と前記突条部との間の隙間に対して着脱可能に嵌め込まれるリング状の吊り上げ用治具を更に備え、
    前記フランジ部と前記突条部との間の隙間に前記吊り上げ用治具が取り付けられた状態で前記吊り上げ用治具を昇降させることによって、当該ベルジャの全体を昇降可能である請求項１乃至４の何れか一項に記載のベルジャ。
  7. 前記吊り上げ用治具は、前記フランジ部の周方向において複数の部分に分割され、
    これら複数の部分が前記フランジ部と前記突条部との間の隙間に嵌め込まれた状態で、これら複数の部分が互いに連結されて、前記吊り上げ用治具がリング状に形成される請求項６に記載のベルジャ。
  8. 前記吊り上げ用治具は、前記複数の部分を相互に締結する締結具を備え、
    前記締結具を締め付けることによって、リング状の前記吊り上げ用治具が縮径される請求項７に記載のベルジャ。
  9. チャンバ内を陰圧にして処理対象物に対して所定の処理を行うための真空処理装置であって、
    前記チャンバは、
    石英ガラス製で下端が開放したベルジャと、
    前記ベルジャの開放端が気密状態で固定されて、前記ベルジャの開放端を閉塞する取付ベース部と、
    を備え、
    前記ベルジャは、
    下端が開放した釣り鐘型の本体部と、
    前記本体部の下端に沿って形成されたフランジ部と、
    前記本体部の側面において前記フランジ部よりも上側の部位に形成され、前記本体部の周方向に沿って延在する突条部と、
    を有する真空処理装置。
  10. 前記取付ベース部は、
    前記チャンバにガスを導入するガス導入口と、前記チャンバからガスを排出するガス排出口と、を少なくとも有するマニホールドを含む請求項９に記載の真空処理装置。
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