JP4711046B2 - Sealing structure - Google Patents

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本発明は、対向する二部材間に介在されてその隙間を密封する構造であって、例えば真空チャンバ等、減圧空間の密封に適した密封構造に関する。   The present invention relates to a sealing structure that is interposed between two opposing members and seals the gap, and is suitable for sealing a decompression space such as a vacuum chamber.

図７は、半導体ウエハや液晶デバイス等の製造において、ドライエッチングやスパッタリング等の工程で使用される真空チャンバを概略的に示す断面図で、この真空チャンバは、排気ポート１０１ａを有するチャンバ本体１０１と、その側壁上端に開閉可能に設けられる蓋体１０２とからなり、チャンバ本体１０１と蓋体１０２の対向端部間は、シールリング３０３によって密封され、排気ポート１０１ａからの強制排気によって、内部空間Ｓが真空状態に維持されるものである。参照符号Ｗは、この真空チャンバの内部空間Ｓに収容された加工処理対象のワーク（半導体ウエハあるいは液晶デバイス等）を示している。
 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a vacuum chamber used in processes such as dry etching and sputtering in the manufacture of semiconductor wafers and liquid crystal devices. This vacuum chamber includes a chamber body 101 having an exhaust port 101a. The lid 102 is provided at the upper end of the side wall so as to be openable and closable. The space between the opposite ends of the chamber body 101 and the lid 102 is sealed by a seal ring 303, and the internal space S is formed by forced exhaust from the exhaust port 101 a. Is maintained in a vacuum state. Reference symbol W indicates a workpiece (semiconductor wafer, liquid crystal device, or the like) to be processed accommodated in the internal space S of the vacuum chamber.

図８は、従来技術による密封構造として、図７の一部を拡大して示す断面図である。すなわち、シールリング３０３は、ゴム状弾性材料からなるものであって、図示の例ではチャンバ本体１０１の側壁１０１ｂの上端に周設された蟻溝状のシール装着溝１０１ｃに嵌め込まれ、このシール装着溝１０１ｃから突出した部分が、蓋体１０２の端部１０２ａに密接される。そして真空チャンバの内部空間Ｓを真空にすることによって、大気の圧力Ｐが、チャンバ本体１０１及び蓋体１０２に対してシールリング３０３を圧縮するように作用し、内部空間Ｓを真空状態に確保するのに必要な密封性を得る（例えば特許文献１，２参照）。
特開２００３−１４１２６号公報 特開２００３−２４０１２３号公報 FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a part of FIG. 7 as a conventional sealing structure. That is, the seal ring 303 is consisted of a rubber-like elastic material, in the illustrated example is fitted into the seal mounting groove 101c upper end circumferentially provided by the dovetail groove-shaped side wall 101b of the chamber body 101, the seal mounting A portion protruding from the groove 101 c is brought into close contact with the end 102 a of the lid 102. Then, by vacuuming the internal space S of the vacuum chamber, the atmospheric pressure P acts to compress the seal ring 303 against the chamber main body 101 and the lid body 102, thereby ensuring the internal space S in a vacuum state. (See Patent Documents 1 and 2, for example).
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-14126 JP 2003-240123 A

ここで、半導体ウエハあるいは液晶デバイス等の製造においては、僅かな塵埃も嫌うため、チャンバ本体１０１の側壁１０１ｂの上端と蓋体１０２の端部１０２ａとの金属接触による金属パーティクルの発生は避けなければならない。したがってシールリング３０３は、その圧縮反力によって、チャンバ本体１０１の側壁１０１ｂの上端と蓋体１０２の端部１０２ａとの間に適当な隙間Ｇを維持する機能も要求されている。しかしながら、シールリング３０３はゴム状弾性材料からなるものであるため、次のような問題が指摘される。   Here, in manufacturing a semiconductor wafer, a liquid crystal device, or the like, a slight amount of dust is also avoided. Therefore, generation of metal particles due to metal contact between the upper end of the side wall 101b of the chamber body 101 and the end portion 102a of the lid 102 must be avoided. Don't be. Therefore, the seal ring 303 is also required to have a function of maintaining an appropriate gap G between the upper end of the side wall 101b of the chamber body 101 and the end portion 102a of the lid 102 by the compression reaction force. However, since the seal ring 303 is made of a rubber-like elastic material, the following problems are pointed out.

まず、ゴム状弾性材料で成形されたシールリング３０３は、継続使用によって経時的に永久圧縮歪（ヘタリ）を起こすため、チャンバ本体１０１の側壁１０１ｂの上端と蓋体１０２との隙間Ｇも経時的に減少し、金属接触してしまう可能性がある。   First, since the seal ring 303 formed of a rubber-like elastic material causes permanent compression strain (sagging) over time due to continued use, the gap G between the upper end of the side wall 101b of the chamber body 101 and the lid 102 also changes over time. It may be reduced to metal contact.

また、特許文献２のように、シール装着溝１０１ｃにおけるシールリング３０３の充填率を大きくして、シールリング３０３を過圧縮状態となるように用いることによって、所要の隙間Ｇを維持することはできるが、この場合、圧縮を受けるシールリング３０３の一部は、逃げ場を失ってシール装着溝１０１ｃの溝肩から膨れてはみ出し、この溝肩と蓋体１０２との間に噛み込まれて破損したり、摩耗による発塵が起こるおそれがある。   Further, as in Patent Document 2, the required clearance G can be maintained by increasing the filling rate of the seal ring 303 in the seal mounting groove 101c and using the seal ring 303 in an overcompressed state. However, in this case, a part of the seal ring 303 subjected to compression loses the escape place and swells and protrudes from the groove shoulder of the seal mounting groove 101c, and is damaged by being bitten between the groove shoulder and the lid 102. Dust generation due to wear may occur.

更に、近年は液晶テレビ用モニタ等、液晶画面のサイズ拡大に伴って、液晶デバイス製造装置における真空チャンバのサイズも拡大しており、したがってシールリング３０３が支持しなければならない荷重は増大する一方である。例えばシールリング３０３による密封部の平面形状が、一辺が2.5〜3mの正方形である場合、真空チャンバの内部空間Ｓが真空の時にシールリング３０３に作用する圧縮荷重は約70トンに達する。したがって、このような大きな荷重を支持して隙間Ｇを維持するには、シールリング３０３に断面積の大きなものを用いる必要があり、これに伴い、シール装着溝１０１ｃの幅及び深さも拡大する必要があり、その結果、真空チャンバ自体のサイズをますます大きくせざるを得ない。   Furthermore, in recent years, the size of the vacuum chamber in the liquid crystal device manufacturing apparatus has also increased with the increase in the size of the liquid crystal screen, such as a liquid crystal television monitor, and therefore the load that the seal ring 303 must support has increased. is there. For example, when the planar shape of the sealing portion by the seal ring 303 is a square having a side of 2.5 to 3 m, the compressive load acting on the seal ring 303 reaches about 70 tons when the internal space S of the vacuum chamber is vacuum. Therefore, in order to support such a large load and maintain the gap G, it is necessary to use a seal ring 303 having a large cross-sectional area, and accordingly, the width and depth of the seal mounting groove 101c must be increased. As a result, the size of the vacuum chamber itself must be increased.

しかも、シールリング３０３を、脱落防止のために図８のような蟻溝状のシール装着溝１０１ｃに装着する場合、シールリング３０３及びシール装着溝１０１ｃの断面積を大きくするほど、シールリング３０３の装着が困難になる問題も指摘される。
Moreover, when the seal ring 303 is mounted in the dovetail-shaped seal mounting groove 101c as shown in FIG. 8 in order to prevent the dropout, the seal ring 303 and the seal mounting groove 101c have a larger cross-sectional area. Problems that make it difficult to install are also pointed out.

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、密封対象空間への発塵や、シールリングの過圧縮による破損を有効に防止することの可能な密封構造を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is that it is possible to effectively prevent the generation of dust into the space to be sealed and the damage caused by over-compression of the seal ring. It is to provide a sealing structure.

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る密封構造は、互いに対向して真空チャンバの開閉部を構成する二部材のうち一方に形成された蟻溝状のシール装着溝に嵌め込まれて他方と密接され、強制排気により減圧された真空チャンバの内部空間を密封するゴム状弾性材料からなるシールリングと、このシールリングに対して前記内部空間と反対側に配置されて前記二部材のうち一方又は他方に保持され前記シールリングより剛性の大きなスペーサとを備え、前記二部材間への前記スペーサの突出高さが、非圧縮時における前記シールリングの前記シール装着溝からの突出高さよりも低く、前記スペーサが前記シールリングと共に前記シール装着溝に保持され、前記シール装着溝の傾斜した内側面と嵌合する形状をなすものである。
As a means for effectively solving the technical problem described above, the sealing structure according to the invention of claim 1 has a dovetail shape formed on one of the two members constituting the opening / closing part of the vacuum chamber facing each other. A seal ring made of a rubber-like elastic material that seals the internal space of the vacuum chamber that is fitted in the seal mounting groove and is in close contact with the other and decompressed by forced exhaust, and on the opposite side of the internal space with respect to the seal ring A spacer that is disposed and held on one or the other of the two members and has a rigidity higher than that of the seal ring, and the protrusion height of the spacer between the two members is the seal of the seal ring when not compressed lower than the projection height from the mounting groove, wherein the spacer is held in the seal fitting groove with said seal ring, mating with the inclined inner surface of the seal mounting groove unite In which a shape.

上記構成において、互いに対向して真空チャンバの開閉部を構成する二部材のうち一方に形成されたシール装着溝に嵌め込まれたシールリングは、他方の部材との間で圧縮されることにより密封機能を発揮する。そして、前記二部材に作用する荷重によるシールリングの圧縮は、スペーサによって制限され、すなわち前記二部材間の隙間の減少は、前記スペーサの突出高さによって制限される。また、スペーサはシールリングに対して内部空間と反対側に配置されるので、前記二部材とスペーサとの接触により発生する微塵は、強制排気により減圧された内部空間への侵入をシールリングにより遮断される。
In the above configuration, the seal ring fitted in the seal mounting groove formed in one of the two members that are opposed to each other and constitute the opening / closing part of the vacuum chamber is sealed by being compressed with the other member Demonstrate. The compression of the seal ring due to the load acting on the two members is limited by the spacer, that is, the reduction of the gap between the two members is limited by the protruding height of the spacer. In addition, since the spacer is arranged on the opposite side of the inner space with respect to the seal ring , the dust generated by the contact between the two members and the spacer blocks the intrusion into the inner space reduced by forced exhaust by the seal ring. Is done.

請求項２の発明に係る密封構造は、請求項１に記載の構成において、スペーサのシールリング側を向いた内側面がシール装着溝への挿入端部側ほど大きく溝内へ張り出すように傾斜したものである。
 The sealing structure according to a second aspect of the present invention is the structure according to the first aspect, wherein the inner side surface of the spacer facing the seal ring side is inclined so that the insertion end portion side into the seal mounting groove protrudes into the groove. It is a thing.

請求項１〜２の発明に係る密封構造によれば、互いに対向して真空チャンバの開閉部を構成する二部材に作用する荷重による前記二部材間の隙間の減少がスペーサによって制限されるので、この二部材の接触によるパーティクルの発生が防止され、シールリングの過圧縮による噛み込みや破損も防止される。また、シールリング自体は、二部材間に所要の隙間を確保するための支持機能が不要であるので、その断面積を大きくする必要がない。更に、スペーサはシールリングの外側に配置されるので、スペーサから発生する微塵は、強制排気により減圧された内部空間への侵入をシールリングにより遮断される。このため、パーティクル等の微塵の侵入を嫌う空間の密封手段として、優れた効果を奏し、しかもシール装着溝からのシールリング及びスペーサの脱落を有効に防止することができる。
According to the sealing structure according to the invention of claim 1 or 2, since the reduction of the gap between the two members due to the load acting on the two members constituting the opening and closing of the vacuum chamber is limited by a spacer to face each other, Generation of particles due to the contact between the two members is prevented, and biting or breakage due to over-compression of the seal ring is also prevented. Further, since the seal ring itself does not need a support function for securing a required gap between the two members, it is not necessary to increase its cross-sectional area. Further, since the spacer is disposed outside the seal ring, fine dust generated from the spacer is blocked by the seal ring from entering the internal space whose pressure is reduced by forced exhaust. For this reason, it has an excellent effect as a sealing means for a space in which fine particles such as particles are not likely to enter, and can effectively prevent the seal ring and the spacer from falling off from the seal mounting groove.

請求項２の発明に係る密封構造によれば、シール装着溝にスペーサを挿入した後でのシールリングの挿入を容易にすることができ、しかもシールリングに圧縮荷重が加わった時に、スペーサの傾斜面との圧接による圧縮反力が大きくなって他方の部材に対するシールリングの密接力を高めるので、密封性を向上することができる。
According to the sealing structure of the second aspect of the present invention, it is possible to facilitate the insertion of the seal ring after the spacer is inserted into the seal mounting groove, and when the compression load is applied to the seal ring, the inclination of the spacer Since the compression reaction force due to the pressure contact with the surface is increased and the close contact force of the seal ring to the other member is increased, the sealing performance can be improved.

以下、本発明に係る密封構造の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る密封構造の第一の形態を、真空チャンバと共に概略的に示す断面図、図２は、図１におけるII−II線上の平面図、図３は、第一の形態による密封構造を示す開放状態の断面図、図４及び図５は、第一の形態による密封構造を示す密封状態の断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of a sealing structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of a sealing structure according to the present invention together with a vacuum chamber , FIG. 2 is a plan view on line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a first embodiment. FIG. 4 and FIG. 5 are sectional views of the sealed state showing the sealing structure according to the first embodiment.

まず図１に示される真空チャンバは、半導体ウエハや液晶デバイス等の製造において、ドライエッチングやスパッタリング等の工程で使用されるものであり、排気ポート１ａを有するチャンバ本体１と、その上端開放部に開閉可能に設けられる蓋体２とからなる。なお、チャンバ本体１は請求項１に記載の互いに対向して真空チャンバの開閉部を構成する二部材のうちの一方に相当し、蓋体２は前記二部材のうちの他方に相当する。 First, the vacuum chamber shown in FIG. 1 is used in processes such as dry etching and sputtering in the manufacture of semiconductor wafers, liquid crystal devices, etc., and has a chamber body 1 having an exhaust port 1a and an opening at its upper end. It consists of a lid 2 that can be opened and closed. The chamber body 1 corresponds to one of the two members that constitute the opening / closing part of the vacuum chamber facing each other according to claim 1, and the lid 2 corresponds to the other of the two members.

チャンバ本体１と蓋体２の対向端部間は、シールリング３によって密封され、排気ポート１ａからの強制排気によって、内部空間Ｓが真空状態に維持されるようになっている。参照符号Ｗは、内部空間Ｓに収容された加工処理対象のワーク（半導体ウエハあるいは液晶デバイス等）を示している。   A space between the opposed end portions of the chamber body 1 and the lid body 2 is sealed by a seal ring 3, and the internal space S is maintained in a vacuum state by forced exhaust from the exhaust port 1a. Reference symbol W indicates a workpiece (semiconductor wafer, liquid crystal device, or the like) to be processed accommodated in the internal space S.

シールリング３は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、発塵しにくいものであれば、特にその断面形状は問わないが、例えば断面形状が円形のＯリングが用いられる。そしてこのシールリング３は、図３に示されるように、チャンバ本体１の側壁１１の上端面１１ａに沿って無端状に形成されたシール装着溝１２に、スペーサ４と共に半挿入状態に保持される。   The seal ring 3 is formed of a rubber-like elastic material and is not particularly limited as long as it does not easily generate dust. For example, an O-ring having a circular cross-section is used. As shown in FIG. 3, the seal ring 3 is held in a semi-inserted state together with the spacer 4 in the seal mounting groove 12 formed endlessly along the upper end surface 11 a of the side wall 11 of the chamber body 1. .

なお、チャンバ本体１の側壁１１の上端面１１ａは、図２に示されるように、平面形状が、角を丸めた略正方形をなしており、したがって、シール装着溝１２も、これと相似の形状をなして延びている。   As shown in FIG. 2, the upper end surface 11a of the side wall 11 of the chamber body 1 has a substantially square shape with rounded corners. Therefore, the seal mounting groove 12 has a similar shape. Extending.

シール装着溝１２は蟻溝状に形成され、すなわち溝幅方向に対向する内側面１２１，１２２が、溝底面１２３側で溝幅を拡大するように傾斜しており、したがって、溝底面１２３の幅よりも、溝肩１２１ａ，１２２ａ間の幅が狭くなっている。スペーサ４は、シールリング３のゴム状弾性材料よりも剛性が大きく、しかも耐摩耗性に優れた、例えばＰＴＦＥ等の合成樹脂材料からなるものであって、断面がシール装着溝１２の傾斜した内側面１２２と嵌合する形状をなし、シールリング３側を向いた内側面４１がシール装着溝１２の溝底面１２３に対して垂直に立ち上がっており、その反対側の外側面４２が、シール装着溝１２における内側面１２２と対応する傾斜面をなしている。したがって、このスペーサ４は、突出端部４ａから挿入端部４ｂへ向けて漸次肉厚が増大しており、平面形状が角を丸めた略正方形状をなすシール装着溝１２の直線状に延びる部分（４箇所）に、それぞれシールリング３の外側（内部空間Ｓと反対側）に位置して保持されている。
 The seal mounting groove 12 is formed in a dovetail shape, that is, the inner side surfaces 121 and 122 facing in the groove width direction are inclined so as to increase the groove width on the groove bottom surface 123 side. The width between the groove shoulders 121a and 122a is narrower. The spacer 4 is made of a synthetic resin material such as PTFE, which has higher rigidity than the rubber-like elastic material of the seal ring 3 and is excellent in wear resistance . The inner surface 41 is shaped to be fitted to the side surface 122 and faces the seal ring 3 side, and rises perpendicularly to the groove bottom surface 123 of the seal mounting groove 12, and the outer surface 42 on the opposite side is the seal mounting groove. 12 forms an inclined surface corresponding to the inner side surface 122. Therefore, the spacer 4 has a thickness that gradually increases from the projecting end 4a toward the insertion end 4b, and the portion of the spacer 4 that extends in a straight line in the seal mounting groove 12 having a substantially square shape with rounded corners. At (four places), they are respectively positioned and held outside the seal ring 3 (on the side opposite to the internal space S).

また、図３に示されるように、このスペーサ４は、チャンバ本体１と蓋体２の対向方向に対する長さＬが、非圧縮状態でのシールリング３の断面径φ３よりも小さく、シール装着溝１２の溝深さｄよりも大きい。したがって、スペーサ４はシール装着溝１２から高さｈ４だけ突出しており、この突出高さｈ４は、非圧縮時におけるシールリング３のシール装着溝１２からの突出高さｈ３よりも低いものとなっている。 Further, as shown in FIG. 3, the spacer 4 has a length L with respect to the facing direction of the chamber body 1 and the lid body 2 that is smaller than the cross-sectional diameter φ 3 of the seal ring 3 in the non-compressed state. It is larger than the groove depth d of the groove 12. Therefore, the spacer 4 protrudes by a height h 4 from the sealing mounting groove 12, the protrusion height h 4 is lower than the protrusion height h 3 from the seal mounting groove 12 of the seal ring 3 in the non-compressed It has become.

なお、シール装着溝１２からのスペーサ４の突出高さｈ４は、シールリング３の最大圧縮率（許容圧縮率）を考慮して設定される。すなわち、シールリング３は、圧縮し過ぎると割れを発生してしまうので、シール装着溝１２の溝底面１２３と、蓋体２の下面２１ａとの間でのシールリング３の圧縮量が前記最大圧縮率を超えず、かつチャンバ本体１と蓋体２の対向面１１ａ，２１ａが金属接触しないように、前記突出高さｈ４を設定する必要がある。Ｏリングの場合、一般に、最大圧縮率を３０％として推奨しており、したがって、シールリング３にＯリングを用いた図示の形態では、チャンバ本体１と蓋体２の対向方向に対するスペーサ４の長さＬを、シールリング３の断面径φ３の７０％以上とすることが好ましい。 The protrusion height h 4 of the spacer 4 from the seal mounting groove 12 is set in consideration of the maximum compression rate (allowable compression rate) of the seal ring 3. That is, if the seal ring 3 is compressed too much, it will crack, so the compression amount of the seal ring 3 between the groove bottom surface 123 of the seal mounting groove 12 and the lower surface 21a of the lid 2 is the maximum compression. not exceed the rate, and as the facing surface 11a of the chamber body 1 and the lid 2, 21a is not metal contact, it is necessary to set the protrusion height h 4. In the case of an O-ring, it is generally recommended that the maximum compression ratio is 30%. Therefore, in the illustrated embodiment in which an O-ring is used as the seal ring 3, the length of the spacer 4 with respect to the facing direction of the chamber body 1 and the lid 2 is long. The length L is preferably 70% or more of the cross-sectional diameter φ 3 of the seal ring 3.

シールリング３は、その断面の中心が溝肩１２１ａ，１２２ａより溝内に位置するように、シール装着溝１２に嵌め込まれており、スペーサ４は、その外側面４２がシール装着溝１２における内側面１２２と傾斜面同士で嵌合すると共に、内側面４１が、シールリング３における外周面３２に密接されている。
The seal ring 3 is fitted in the seal mounting groove 12 so that the center of the cross section is positioned in the groove from the groove shoulders 121a and 122a, and the spacer 4 has an outer surface 42 on the inner surface of the seal mounting groove 12. The inner surface 41 is in intimate contact with the outer peripheral surface 32 of the seal ring 3 while being fitted to the inclined surfaces 122 and 122.

以上の構成において、図１に示されるように、チャンバ本体１の側壁１１の上端開放部を蓋体２で閉塞した状態で、排気ポート１ａから強制排気することによって、内部空間Ｓを真空にすると、大気の圧力が、チャンバ本体１及び蓋体２を互いに接近させるように作用する。このため、図４に示されるように、チャンバ本体１の側壁１１の上端面１１ａに形成されたシール装着溝１２の溝底面１２３と、蓋体２の端部２１の下面２１ａとの間でシールリング３が圧縮され、その圧縮反力によって、内部空間Ｓを真空状態に維持するのに必要な密封性を確保することができる。   In the above configuration, as shown in FIG. 1, when the internal space S is evacuated by forcibly exhausting from the exhaust port 1 a with the upper end open portion of the side wall 11 of the chamber body 1 closed with the lid 2. The atmospheric pressure acts to bring the chamber body 1 and the lid 2 close to each other. Therefore, as shown in FIG. 4, a seal is formed between the groove bottom surface 123 of the seal mounting groove 12 formed on the upper end surface 11 a of the side wall 11 of the chamber body 1 and the lower surface 21 a of the end portion 21 of the lid body 2. The ring 3 is compressed, and the sealing reaction necessary to maintain the internal space S in a vacuum state can be ensured by the compression reaction force.

このとき、シールリング３の長期使用による永久圧縮歪（ヘタリ）や、真空チャンバのサイズの大型化に起因する大気の圧力による蓋体２からの荷重の増大によって、図４に示される状態から更にシールリング３の圧縮を伴いながら、チャンバ本体１の側壁１１の上端面１１ａに対して蓋体２の端部２１が近接して行くと、図５に示されるように、蓋体２の端部２１の下面２１ａがスペーサ４の突出端部４ａに当接して支持される。そして、スペーサ４は、シールリング３に比較して十分に剛性が大きいＰＴＦＥ等の合成樹脂材料からなるため、チャンバ本体１と蓋体２の対向面１１ａ，２１ａ間の隙間Ｇは、図３に示されるスペーサ４の突出高さｈ４よりも小さくなることはなく、シールリング３の圧縮は、スペーサ４によって最大圧縮率以下に制限される。また、内部空間Ｓを真空状態に維持するのに必要なシールリング３の圧縮量は、当然確保される。 At this time, permanent compression strain (sagging) due to long-term use of the seal ring 3 and an increase in load from the lid 2 due to atmospheric pressure due to an increase in the size of the vacuum chamber further increase the state shown in FIG. When the end portion 21 of the lid body 2 approaches the upper end surface 11a of the side wall 11 of the chamber body 1 while being compressed, the end portion of the lid body 2 as shown in FIG. The lower surface 21 a of 21 is in contact with and supported by the protruding end 4 a of the spacer 4. Since the spacer 4 is made of a synthetic resin material such as PTFE that is sufficiently stiffer than the seal ring 3, the gap G between the facing surfaces 11a and 21a of the chamber body 1 and the lid 2 is shown in FIG. not be smaller than the protrusion height h 4 of the spacer 4 shown, the compression of the seal ring 3 is limited to the maximum compression ratio by the spacer 4. Further, the compression amount of the seal ring 3 necessary for maintaining the internal space S in a vacuum state is naturally secured.

このため、チャンバ本体１と蓋体２の対向端部１１，２１の金属接触による金属パーティクルの発生が防止され、しかも、スペーサ４は、シールリング３の外側に位置するため、このスペーサ４が蓋体２の端部２１と接触することにより発生したパーティクルは、シールリング３によって、チャンバの内部空間Ｓへの侵入が遮断される。したがって、図１及び図２に示される半導体ウエハあるいは液晶デバイス等のワークＷが、パーティクルによる悪影響を受けるのを有効に防止することができる。   For this reason, generation of metal particles due to metal contact between the opposed end portions 11 and 21 of the chamber body 1 and the lid 2 is prevented, and the spacer 4 is positioned outside the seal ring 3. Particles generated by contact with the end 21 of the body 2 are blocked from entering the internal space S of the chamber by the seal ring 3. Therefore, it is possible to effectively prevent the workpiece W such as the semiconductor wafer or the liquid crystal device shown in FIGS. 1 and 2 from being adversely affected by the particles.

また、図４又は図５に示される密封状態において、シールリング３がゴム状弾性材料の粘着性によって、蓋体２の端部２１の内側面と粘着した場合は、チャンバの内部空間Ｓの真空状態を解除して、蓋体２をチャンバ本体１から開放動作させる際に、この蓋体２の動作に追随してシールリング３がシール装着溝１２から飛び出そうとする。しかしながら、図３に示されるように、シールリング３は、その断面の中心Ｏが溝肩１２１ａ，１２２ａより溝内に位置するようにシール装着溝１２に嵌め込まれているため、このシールリング３の内周面３１のうち、断面の中心Ｏよりも溝外部側に位置する部分３１ａが、シール装着溝１２における内部空間Ｓ側の傾斜した内側面１２１（溝肩１２１ａ）に密接することによって係止され、すなわち、シールリング３の断面径φ３が、溝肩１２１ａとスペーサ４の内側面４１との間の幅よりも大きいため、シール装着溝１２からの飛び出しが有効に防止される。 Further, in the sealed state shown in FIG. 4 or FIG. 5, when the seal ring 3 adheres to the inner surface of the end 21 of the lid 2 due to the adhesiveness of the rubber-like elastic material, the vacuum in the internal space S of the chamber When the state is released and the lid 2 is opened from the chamber body 1, the seal ring 3 tries to jump out of the seal mounting groove 12 following the operation of the lid 2. However, as shown in FIG. 3, the seal ring 3 is fitted in the seal mounting groove 12 so that the center O of the cross section thereof is located in the groove with respect to the groove shoulders 121 a and 122 a. A portion 31a of the inner peripheral surface 31 located on the outer side of the groove with respect to the center O of the cross section is locked by being in close contact with the inclined inner side surface 121 (groove shoulder 121a) on the inner space S side in the seal mounting groove 12. is, namely, the cross-sectional diameter phi 3 of the seal ring 3 is larger than the width between the inner surface 41 of the groove shoulder 121a and the spacer 4, jumping out from the seal mounting groove 12 is effectively prevented.

更に、この形態によれば、スペーサ４がシールリング３と共にシール装着溝１２に保持されるため、装着スペースを小さく抑えることができる。
Furthermore, according to this embodiment, since the spacer 4 is held in the seal mounting groove 12 together with the seal ring 3 , the mounting space can be kept small.

しかも、スペーサ４は、その外側面４２がシール装着溝１２における内側面１２２と傾斜面同士で嵌合しているため、シール装着溝１２からシールリング３と共に飛び出そうとすると、このシールリング３をシール装着溝１２の内側面１２１へ押し付けることになり、したがって、このことも、シール装着溝１２からの飛び出し防止に寄与する。   Moreover, since the outer surface 42 of the spacer 4 is fitted between the inner surface 122 and the inclined surface of the seal mounting groove 12, when the spacer 4 tries to jump out of the seal mounting groove 12 together with the seal ring 3, It will be pressed against the inner surface 121 of the seal mounting groove 12, and this also contributes to prevention of popping out from the seal mounting groove 12.

そして上述のように、シールリング３及びスペーサ４がシール装着溝１２から飛び出しにくくなっているにも拘らず、シール装着溝１２への装着の際には、先にスペーサ４を挿入してから、シールリング３を挿入することによって、容易に装着することができる。
As described above, although the seal ring 3 and the spacer 4 are difficult to jump out of the seal mounting groove 12, when the seal ring 3 and the spacer 4 are mounted on the seal mounting groove 12, the spacer 4 is inserted first, By inserting the seal ring 3 , it can be easily mounted.

更に、この形態によれば、スペーサ４がシールリング３と共にシール装着溝１２に保持されているため、装着スペースを小さく抑えることができると共に、突出端部４ａから挿入端部４ｂへ向けて漸次肉厚を増大する形状であるため、高い剛性を得ることができる。   Further, according to this embodiment, since the spacer 4 is held in the seal mounting groove 12 together with the seal ring 3, the mounting space can be reduced, and the thickness gradually increases from the protruding end 4a toward the insertion end 4b. Since the shape increases the thickness, high rigidity can be obtained.

次に、図６は、本発明の第二の形態による密封構造を示す密封状態の断面図である。この第二の形態は、第一の形態と同様、シール装着溝１２が蟻溝状に形成され、スペーサ４がシール装着溝１２の傾斜した内側面１２２と嵌合する形状をなしている。第一の形態と異なるところは、シールリング３の外周面３２と密接されるスペーサ４の内側面４１が、シール装着溝１２への挿入端部４ｂ側ほど大きく溝内へ張り出すように傾斜している。
Next, FIG. 6 is a sectional view in a sealed state showing a sealing structure according to the second embodiment of the present invention. As in the first embodiment , the second configuration is such that the seal mounting groove 12 is formed in a dovetail shape, and the spacer 4 is fitted to the inclined inner surface 122 of the seal mounting groove 12. The difference from the first embodiment is that the inner surface 41 of the spacer 4 which is in close contact with the outer peripheral surface 32 of the seal ring 3 is inclined so as to protrude into the groove as far as the insertion end 4b side into the seal mounting groove 12 is. ing.

以上の構成を備える第二の形態も、第一の形態と同様に、チャンバ本体１の上端開放部を蓋体２で閉塞した状態で、内部空間Ｓを真空にすると、チャンバ本体１の側壁１１の上端面１１ａに形成されたシール装着溝１２の溝底面１２３と、蓋体２の端部２１との間でシールリング３が圧縮され、その圧縮反力によって、内部空間Ｓを真空状態に維持するのに必要な密封性が確保される。
Similarly to the first embodiment , in the second embodiment having the above configuration, when the internal space S is evacuated in a state where the upper end open portion of the chamber body 1 is closed by the lid body 2, the side wall 11 of the chamber body 1 is used. The seal ring 3 is compressed between the groove bottom surface 123 of the seal mounting groove 12 formed on the upper end surface 11a and the end portion 21 of the lid 2, and the internal space S is maintained in a vacuum state by the compression reaction force. The sealing required for this is ensured.

しかも、スペーサ４の内側面４１が、挿入端部４ｂ側ほど大きく溝内へ張り出すように傾斜しているため、シールリング３が圧縮によって溝内へ変位するのに伴ってスペーサ４の内側面４１との圧接力も増大し、その反力が、蓋体２の内側面との密接力を増大するように作用するので、一層優れた密封性を奏する。   In addition, since the inner side surface 41 of the spacer 4 is inclined so as to protrude into the groove as far as the insertion end 4b side, the inner side surface of the spacer 4 as the seal ring 3 is displaced into the groove by compression. The pressure contact force with 41 also increases, and the reaction force acts so as to increase the close contact force with the inner side surface of the lid 2, so that even better sealing performance is achieved.

また、シールリング３の永久圧縮歪や、真空チャンバのサイズの大型化に起因する荷重の増大によって、チャンバ本体１の側壁１１の上端面１１ａに対して更に蓋体２の端部２１が近接して行った場合は、蓋体２の下面２１ａがスペーサ４の突出端部４ａに当接して図６の状態となる。したがって、チャンバ本体１と蓋体２の対向面１１ａ，２１ａの金属接触による金属パーティクルの発生が防止され、スペーサ４が蓋体２の下面２１ａと接触することにより発生するパーティクルのチャンバ内部空間Ｓへの侵入は、シールリング３によって遮断され、更にシールリング３の圧縮が、スペーサ４によって最大圧縮率以下に制限される。
Further, the end 21 of the lid 2 is further brought closer to the upper end surface 11a of the side wall 11 of the chamber body 1 due to the permanent compression strain of the seal ring 3 and the increase in load due to the increase in the size of the vacuum chamber. In this case, the lower surface 21a of the lid body 2 comes into contact with the protruding end portion 4a of the spacer 4, and the state shown in FIG . Therefore, generation of metal particles due to metal contact between the opposed surfaces 11a and 21a of the chamber body 1 and the lid 2 is prevented, and particles generated when the spacer 4 comes into contact with the lower surface 21a of the lid 2 enter the chamber internal space S. Is blocked by the seal ring 3, and the compression of the seal ring 3 is limited by the spacer 4 to a maximum compression ratio or less.

また、シールリング３は、その断面の中心が溝肩１２１ａ，１２２ａより溝内に位置しているため、このシールリング３の内周面３１のうち、断面の中心よりも溝外部側に位置する部分３１ａが、シール装着溝１２における内部空間Ｓ側の傾斜した内側面１２１（溝肩１２１ａ）に密接することによって係止され、シール装着溝１２からの飛び出しが有効に防止される。   Further, since the center of the cross section of the seal ring 3 is located in the groove from the groove shoulders 121a and 122a, the seal ring 3 is located on the outer side of the groove from the center of the cross section on the inner peripheral surface 31 of the seal ring 3. The portion 31a is locked by being brought into close contact with the inclined inner surface 121 (groove shoulder 121a) on the inner space S side in the seal mounting groove 12, so that the protrusion from the seal mounting groove 12 is effectively prevented.

しかも、スペーサ４は、その外側面４２がシール装着溝１２における内側面１２２と傾斜面同士で嵌合すると共に、シールリング３と密接された内側面４１が、挿入端部４ｂ側ほど大きく張り出すように傾斜しているため、シール装着溝１２からシールリング３と共に飛び出そうとすると、傾斜した内側面４１が、シールリング３をシール装着溝１２の内側面１２１へ押し付けるように作用する。したがって、このことも、シール装着溝１２からの飛び出し防止に寄与する。   Moreover, the outer surface 42 of the spacer 4 is fitted between the inner side surface 122 and the inclined surface in the seal mounting groove 12, and the inner side surface 41 that is in close contact with the seal ring 3 protrudes toward the insertion end 4 b side. Therefore, when it tries to jump out from the seal mounting groove 12 together with the seal ring 3, the inclined inner side surface 41 acts to press the seal ring 3 against the inner side surface 121 of the seal mounting groove 12. Therefore, this also contributes to prevention of popping out from the seal mounting groove 12.

そして、シール装着溝１２を蟻溝状とすることによって、シールリング３及びスペーサ４を飛び出しにくくしたにも拘らず、シール装着溝１２への装着の際には、先にスペーサ４を挿入してから、シールリング３を挿入することによって、容易に装着することができる。これは、スペーサ４の内側面４１がシール装着溝１２の内側面１２１の倒れ込み方向へ開くように傾斜していることによって、シール装着溝１２内における実質的なシールリング挿入空間が、溝入口側で狭まらない形状となっており、しかもシールリング３をシール装着溝１２へ挿入する際に、このシールリング３が、スペーサ４の内側面４１によって図６における左側へ案内されるからである。
Although the seal mounting groove 12 has a dovetail shape, the seal ring 3 and the spacer 4 are not easily popped out. However, when the seal mounting groove 12 is mounted, the spacer 4 is inserted first. Therefore, it can be easily mounted by inserting the seal ring 3 . This is because the inner surface 41 of the spacer 4 is inclined so as to open in the direction in which the inner surface 121 of the seal mounting groove 12 falls, so that the substantial seal ring insertion space in the seal mounting groove 12 becomes the groove inlet side. Sebamara not have a shape, moreover when inserting the seal ring 3 to the seal fitting groove 12, the this seal ring 3, since being guided to the left side in FIG. 6 by the inner surface 41 of the spacer 4 .

更に、この形態によれば、第一の形態と同様、装着スペースを小さく抑えることができると共に、突出端部４ａから挿入端部４ｂへ向けて漸次肉厚を増大する形状であるため、高い剛性を得ることができる。
Furthermore, according to this embodiment, as in the first embodiment , the mounting space can be kept small, and the thickness gradually increases from the protruding end 4a toward the insertion end 4b. Can be obtained.

なお、図示の形態はいずれも、シール装着溝１２がチャンバ本体１の側壁１１の上端面１１ａに形成され、すなわちシールリング３及びスペーサ４がチャンバ本体１側に装着されているが、逆に、シール装着溝１２を蓋体２側に形成し、すなわちシールリング３及び（又は）スペーサ４を蓋体２側に保持した構成とすることもできる。
In each of the illustrated forms, the seal mounting groove 12 is formed on the upper end surface 11a of the side wall 11 of the chamber body 1, that is, the seal ring 3 and the spacer 4 are mounted on the chamber body 1 side. The seal mounting groove 12 may be formed on the lid 2 side, that is, the seal ring 3 and / or the spacer 4 may be held on the lid 2 side.

本発明に係る密封構造の第一の形態を、真空チャンバと共に概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the 1st form of the sealing structure which concerns on this invention with a vacuum chamber. 図１におけるII−II線上の平面図である。It is a top view on the II-II line in FIG. 本発明に係る第一の形態による密封構造を示す開放状態の断面図である。It is sectional drawing of the open state which shows the sealing structure by the 1st form which concerns on this invention. 本発明に係る第一の形態による密封構造を示す密封状態の断面図である。It is sectional drawing of the sealing state which shows the sealing structure by the 1st form which concerns on this invention. 本発明に係る第一の形態による密封構造を示す密封状態（スペーサの接触状態）の断面図である。It is sectional drawing of the sealing state (contact state of a spacer) which shows the sealing structure by the 1st form which concerns on this invention. 本発明に係る第二の形態による密封構造を示す密封状態（スペーサの接触状態）の断面図である。It is sectional drawing of the sealing state (contact state of a spacer) which shows the sealing structure by the 2nd form which concerns on this invention. 半導体や液晶の製造等において用いられる真空チャンバを概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the vacuum chamber used in manufacture of a semiconductor, a liquid crystal, etc. 従来技術による密封構造として、図７の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of FIG. 7 as a sealing structure by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１ チャンバ本体（二部材のうち一方の部材）
１ａ 排気ポート
１１ 側壁
１１ａ 上端面
１２ シール装着溝
１２１，１２２ 内側面
１２１ａ，１２２ａ 溝肩
１２３ 溝底面
１３ スペーサ装着溝
２ 蓋体（二部材のうち他方の部材）
２１ 端部
２１ａ 下面
３ シールリング
３１ 内周面
３２ 外周面
４ スペーサ
４ａ 突出端部
４ｂ 挿入端部
４１ 内側面
４２ 外側面
Ｓ 内部空間
Ｗ ワーク 1 Chamber body (one of two members)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Exhaust port 11 Side wall 11a Upper end surface 12 Seal mounting groove 121,122 Inner side surface 121a, 122a Groove shoulder 123 Groove bottom surface 13 Spacer mounting groove 2 Lid (the other member of two members)
21 End 21a Lower surface 3 Seal ring 31 Inner peripheral surface 32 Outer peripheral surface 4 Spacer 4a Protruding end 4b Insertion end 41 Inner side 42 Outer side S Internal space W Workpiece

Claims (2)

互いに対向して真空チャンバの開閉部を構成する二部材（１，２）のうち一方に形成された蟻溝状のシール装着溝（１２）に嵌め込まれて他方と密接され、強制排気により減圧された真空チャンバの内部空間（Ｓ）を密封するゴム状弾性材料からなるシールリング（３）と、このシールリング（３）に対して前記内部空間（Ｓ）と反対側に配置されて前記二部材（１，２）のうち一方又は他方に保持され前記シールリング（３）より剛性の大きなスペーサ（４）とを備え、前記二部材（１，２）間への前記スペーサ（４）の突出高さ（ｈ４）が、非圧縮時における前記シールリング（３）の前記シール装着溝（１２）からの突出高さ（ｈ３）よりも低く、前記スペーサ（４）が前記シールリング（３）と共に前記シール装着溝（１２）に保持され、前記シール装着溝（１２）の傾斜した内側面（１２２）と嵌合する形状をなすことを特徴とする密封構造。 The two members (1, 2) constituting the opening / closing part of the vacuum chamber facing each other are fitted into a dovetail-shaped seal mounting groove (12) formed in one of the two members and closely contacted with the other, and the pressure is reduced by forced exhaust. A seal ring (3) made of a rubber-like elastic material that seals the internal space (S) of the vacuum chamber, and the two members disposed on the opposite side of the internal space (S) with respect to the seal ring (3) A spacer (4) that is held on one or the other of (1, 2) and has a rigidity higher than that of the seal ring (3), and the protrusion height of the spacer (4) between the two members (1, 2) is (h 4) is the projection height from the seal mounting groove of the sealing ring in the non-compressed (3) (12) (h 3) lower than, the spacer (4) said sealing ring (3) Together with the seal mounting groove (12). A sealing structure characterized in that the sealing structure is configured to be held and fitted to the inclined inner surface (122) of the seal mounting groove (12) . スペーサ（４）のシールリング（３）側を向いた内側面（４１）がシール装着溝（１２）への挿入端部（４ｂ）側ほど大きく溝内へ張り出すように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の密封構造。
 The inner surface (41) facing the seal ring (3) side of the spacer (4) is inclined so that it protrudes into the groove as far as the insertion end (4b) side into the seal mounting groove (12). The sealing structure according to claim 1.
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