JPH05103972A

JPH05103972A - 真空容器

Info

Publication number: JPH05103972A
Application number: JP23838791A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kojima; 健一小島; Takaaki Sakakibara; 高明榊原
Original assignee: PLASMA SYST KK; PLASMA SYSTEM
Current assignee: PLASMA SYST KK; PLASMA SYSTEM
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-04-27

Abstract

(57)【要約】【目的】高真空化に低コストで対応でき、かつ大きさ
当りの重量が少ない真空容器を提供すること。【構成】２枚の板材３、４の間に波板状のリブ材５を
挟んでそれぞれをスポット溶接して構成した構造材２を
箱状に接合し、接合部を連続溶接して製造するととも
に、放出ガス性能、パーティクル性能および腐食性能が
きわめて優れた高価な超清浄高機能ステンレス鋼を内部
の板材３にのみ使用する。また、波板５によって区切ら
れた構造材２内部の複数の小空間１１を波板５に流通孔
１２ａを設けることにより連通し、真空ポンプによって
均等な低圧状態にすることによってリブ材５と板材３と
の接合を引離す力を低減し、安全性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば半導体製造装置の
処理チャンバとして使用される真空容器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体チップあるいは液晶デバイ
ス等の製造工程においては、回路の微細化に伴い、きわ
めて低い処理圧力が要求され、また、処理室内のクリー
ン度も高く要求されるようになっている。

【０００３】周知のように、高真空を実現するには、目
標圧力が低くなればなるほど、容器の漏れとともにその
容器内面を形成する材料からの放出ガスが問題となるの
で、処理室を形成する容器の材料には高真空であればあ
るほど放出ガスの少ない高価な材料を使用する必要があ
る。

【０００４】また、この半導体等の製造装置において
は、要求される処理能力の増大等に伴い、処理室の大型
化が要望されており、この場合、外部の大気圧により処
理室を形成する容器に加わる力は非常に大きくなるの
で、処理室を形成する容器の強度が十分に確保される必
要がある。そして、従来は、容器の板厚を厚くする等に
よりこの強度確保を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、容器が重く
なり、必然的にこれを支える構造材も強度を上げなけれ
ばならなくなって装置全体が非常に重くなり、半導体チ
ップ等の製造装置が設置されるクリーンルームの床を特
別に強固なものにしなければならず、また、一度装置を
設置すると他の場所に移設することが困難でレイアウト
の変更に支障を来すという問題があった。

【０００６】また、高価な材料を多量に使用することに
なるので、前記製造装置が大幅にコストアップするとい
う問題があった。さらに、大型化あるいは重量増大によ
り真空容器の組み付け作業が困難になり、組み付け作業
上の小さなミスが大きな事故になる危険性があった。

【０００７】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであって、高真空化に低コストで対応でき、かつ
大きさ当りの重量が少ない真空容器を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、複数の板材をリブ材を介して接合して
なる構造材により構成されたことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２の発明では、前記構造材の
内面と外面とを構成する両板材の間が気密に接合される
とともに、該構造材の内部には、前記リブ材によって区
切られる小空間を相互に連通状態とする連通部が設けら
れ、構造材の表面には内部の空気を排出して低圧状態に
するための排気口が設けられていることを特徴としてい
る。

【００１０】

【作用】本発明の真空容器はリブ材を介して複数の板材
を接合してなる構造材により形成されているので、単に
板厚を厚くして容器の強度を確保する場合よりも軽量化
が図れる。すなわち、リブ材の補強効果により構造材は
重量当りの強度（例えば、真空容器を形成する壁体とし
て重要な曲げ強度）が単なる板材よりも大きいので、真
空容器が大型化した場合でも、所定の強度が確保されな
がら高重量にならず、真空容器が適用される半導体製造
装置等の軽量化が図れるとともに、その組立作業が容易
で安全なものとなり、さらにはクリーンルーム内におけ
るその設置あるいは移設が容易になる。

【００１１】また、請求項２の発明による真空容器は、
構造材内部においてリブ材によって区切られる小空間が
連通部によって相互に連通状態とされているので、構造
材の表面の排気口から空気を排出することにより構造材
内部全体が低圧状態にされ、真空容器内部との圧力差が
軽減される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図４に
より説明する。図１は本発明の実施例である真空容器１
の斜視図であり、図２はこの真空容器１の側部を破断し
て見た斜視図である。

【００１３】この真空容器１は、図１、図２に示すよう
に５枚の構造材２を一面が開口するように直方体状に突
き合わせて接合し、開口部周縁に枠状部材１０を取付け
てなるものである。そして、枠状部材１０の表面には、
Ｏリング溝１０ａと組付けボルト用のねじ穴等（図示
略）が形成されており、例えば半導体製造装置に組込ん
で処理チャンバとして使用できるようになっている。こ
こで、構造材２は、図３に示すように、２枚の板材３、
４をリブ材５を介して接合してなるもので、リブ材５と
しては例えば押出成形よりなる波板が使用されている。
そして、該リブ材５によって構造材２の内部は複数の小
空間１１に区切られており、小空間相互を連通する連通
部１２として、全ての小空間１１の間のリブ材５には流
通孔１２ａが設けられている。また、真空容器１の外側
の板材４には構造材２内部に連通する排気口１３が設け
られ、該排気口１３には真空ポンプが接続されるように
なっている。

【００１４】また、真空容器１において内側となる板材
３の素材には、放出ガス性能、パーティクル性能および
腐食性能がきわめて優れた超清浄高機能ステンレス鋼
（例えば、商品名ＮＫクリーンＺ）が使用されている。
一方、真空容器１において外側となる板材４の素材に
は、通常の真空用材料（例えば、アルミであればＪＩＳ
記号でＡ５０５２、ステンレスであればＳＵＳ３１６
等）が使用されている。そして、これら板材３、４およ
びリブ材５はリブ材５と板材３、４とがそれぞれスポッ
ト溶接されることにより、強固に結合され一体となって
構造材２を構成している。図３において符号６で示す部
分が、このスポット溶接部である。

【００１５】また、構造材２同士の接合は、図２に示す
ように構造材２の突き合わせ端部を斜めにカットし、構
造材２の板材３同士あるいは板材４同士をそれぞれ内側
と外側から連続溶接することにより行われている。一
方、枠状部材１０と構造材２との接合は、枠状部材１０
と構造材２の板材３、４とをそれぞれ、やはり内側と外
側から連続溶接することにより行われている。

【００１６】なお、図２において、符号７ａ、７ｂで示
す部分が構造材２同士の連続溶接部であり、符号８ａ、
８ｂで示す部分が構造材２と枠状部材１０との連続溶接
部である。少なくとも、内側の連続溶接部７ａ、８ａの
溶接材料（溶接棒の材料）には、放出ガスあるいはパー
ティクルの発生の少ない材料が使用されている。また、
枠状部材１０の素材としては、前述の板材３と同様な材
料を使用することが好ましい。

【００１７】上記のように構成された真空容器１によれ
ば、容器内面が放出ガス性能等に優れる材料により構成
されているので、きわめて低い圧力の空間であって高集
積化する半導体チップ等の製造に好適な清浄な空間を容
器内部に形成することができる。すなわち、板材３の素
材である前述した超清浄高機能ステンレス鋼は、例えば
水素ガス放出量が通常のステンレス材に比べ１／１０以
下であり、またパーティクル発生量が１／５程度である
というものなので、真空容器１内を所定の到達圧力性能
を有する真空ポンプで排気してやれば、その真空ポンプ
の性能に応じた低圧で清浄な空間を短時間で形成するこ
とができる。また、このステンレス鋼は、対腐食性能に
も優れるので、半導体チップ等の製造工程において使用
する処理ガスとして、腐食性の強いものを使用すること
が可能となる。

【００１８】しかも、この真空容器１はリブ材５を介し
て２枚の板材３、４を接合してなる構造材２により形成
されているので、単に板厚を厚くして容器の強度を確保
する場合よりも軽量化が図れる。すなわち、リブ材５の
補強効果により構造材２は重量当りの強度（例えば、真
空容器を形成する壁体として重要な曲げ強度）が単なる
板材よりも大きいので、真空容器が大型化した場合で
も、所定の強度が確保されながら高重量にならず、真空
容器が適用される半導体製造装置等の軽量化が図れると
ともに、その組立作業が容易で安全なものとなり、さら
にはクリーンルーム内におけるその設置あるいは移設が
容易になるという効果がある。また、内側の板材３にの
み高価な前述の超清浄高機能ステンレス鋼を用いている
ので、上記のような優れた性能を有しながら、きわめて
安価に製作することができる。

【００１９】ここで、この真空容器１を使用するときに
は、上述したように真空容器１内部を真空ポンプによっ
て排気し低圧とされるのであるが、これと同時に、構造
材２の内部も真空ポンプによって排気して低圧状態とさ
れる。すなわち、リブ材５によって区切られた全ての小
空間１１はリブ材５に設けられた流通孔１２ａによって
連通されているので、真空容器１の外側の板材４に設け
られた排気口１３から空気が排出されると構造材２内部
全体は均等な低圧状態とされる。これによって、真空容
器１内部と構造材２内部との間の圧力差を小さくするこ
とができ、構造材２の板材３とリブ材５との接合を引離
す力を低減することができる。また、真空容器１外部と
構造材２内部との間には圧力差が生じるが、これによっ
て発生する力は板材４をリブ材５の方向に押圧する力で
あり、板材４とリブ材５との接合を引離す力とはならな
い。したがって、板材３、４とリブ材５との接合の強度
設計上有利であり、安全性の向上につながる。

【００２０】ここで、構造材２内部の圧力は大気圧より
低圧であれば、真空容器１内部が低圧にされたときに、
圧力差が低減され、接合部に加わる力が軽減されるので
あるが、より望ましくは、真空容器１内部の圧力以下で
かつ同等の圧力であればなおよい。すなわち、真空容器
１内部より構造材２内部の圧力が低い場合には、真空容
器内部の板材３がリブ材５を押圧する方向に力が作用す
るので、板材３とリブ材５との接合は引離されず、圧力
差が小さい場合には、リブ材５に加わる押圧力が小さく
なるからである。これを実現するために、真空容器１内
部と構造材２内部とを低圧にする真空ポンプを同一のも
のにするとよい。すなわち、真空引きの過程における圧
力変動に対しても板材３とリブ材５との間の圧力差を最
小とすることができるうえに、付帯設備である真空ポン
プを減らすことができるので好都合である。

【００２１】なお、本発明は上記実施態様に限られず、
各種の変形があり得る。例えば、図４に示すように、断
面がハニカム状のリブ材２５を介して２枚の板材２３、
２４を接合してなる構造材２２を使用してもよい。ま
た、板材とリブ材との接合、構造材同士の接合、あるい
は構造材と枠状部材との接合を、溶接ではなく工業用接
着剤を使用した接着により行うようにしてもよい。ま
た、板材の枚数は２枚に限らず、さらに複数の板材をリ
ブ材を介して接合してなる構造材を使用してもよい。例
えば、図５に示すように３枚の板材３３、３４、３４を
リブ材３５、３５を介して接合してなる構造材３２を使
用してもよい。この場合、真空容器の内側となる板材３
３に前記超清浄高機能鋼等を使用することにより前記実
施例と同様の効果を得ることができるのに加え、２つの
リブ材３５の向きが直交するように配置されているの
で、真空容器を構成する壁の各種方向の強度がさらに向
上する。

【００２２】また、構造材２に真空ポンプを接続して、
真空容器１を使用するときにのみ構造材２内部を低圧状
態にすることとしたが、常時真空状態にして排気口１３
を密閉しておき、真空度が低下したら適宜排気し直す等
して真空度を管理することにしてもよい。この場合に
は、真空容器１の内部が低圧にされたときは真空ポンプ
による場合と同様の作用があり、また、真空容器１の内
部が大気圧とされたときには板材３、４に、いずれもリ
ブ材５を押圧する力が作用するので、板材３、４とリブ
材５との接合を引離す力が発生することはない。

【００２３】また、構造材２内部のリブ材５によって区
切られた小空間１１を相互に連通する連通部１２をリブ
材５に設けられた流通孔１２ａとしたが、この流通部１
２としてはリブ材５を切欠いて設けられた切欠部や、リ
ブ材５を例えば迷路のような一連の空間となるように配
置することにより設けられた通路部等、構造材内部の空
間を一連の空間とするものであればよい。

【００２４】なお、図６は、上記真空容器１をプラズマ
処理装置（ウエハー等の基板にプラズマエッチング等の
処理を施す装置）の処理チャンバとして使用した状態を
示している。すなわち、図６に示すように、Ｏリング４
０を前記Ｏリング溝１０ａに配置して蓋４１により真空
容器１を密閉した状態で、内部を排気して所定の圧力で
清浄な状態とした後、真空容器１内上部に配置した電極
４２と真空容器１との間に高周波電源４３によって高周
波電圧を加えつつ、真空容器１内に所定の条件で処理ガ
スを流せば、真空容器１内にプラズマを発生させて真空
容器１内底部に配置されたウエハー４４に所定のプラズ
マ処理を施すことができる。

【００２５】そして、真空容器１は、前述のように軽量
でありながら内面からの放出ガスあるいはパーティクル
発生がきわめて少ないので、このプラズマ処理は処理ガ
ス以外に不純物のないきわめて理想的な状態で行われる
ことになり、処理の品質あるいは歩留りが格段に向上す
ることになるとともに、処理チャンバが大型であっても
プラズマ処理装置全体は軽量で安価なものとすることが
できるのである。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の真空容器
によれば、構造材の板材の中で容器内面側の板材のみ
を、放出ガス性能等に優れる高価な材料により構成する
ことにより、高集積化する半導体チップ等の製造に好適
な低圧で清浄な空間を容器内部に形成することができ、
しかも、単に板材を厚くして容器の強度を確保する場合
よりも軽量化できるとともに、全体としてきわめて安価
に製造することができる。したがって、真空容器が大型
化した場合でも、真空容器が適用される半導体製造装置
が高重量にならず、その組立作業を容易かつ安全に行う
ことができ、またクリーンルーム内におけるその設置あ
るいは移設を容易にできるとともに、装置全体のコスト
を低減することができるという各種の効果がある。

【００２７】また、請求項２の発明に係る真空容器によ
れば、構造材内部が低圧状態とされるので、リブ材と板
材との接合を引離す力が軽減され、耐久性が向上する。
また、構造材内部が真空容器内部より低圧にされる場合
には、リブ材と板材との接合を引離す力が発生しないの
で、仮に、接合部に不良があったとしても、真空容器の
破壊につながることがなく、安全性が向上されるという
効果がある。したがって、リブ材と板材との接合を簡易
な溶接あるいは接着剤によって行うことができ、組立作
業を容易に行うことができるとともに、安価に製造する
ことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による真空容器を示す斜視図
である。

【図２】図１の真空容器の側部を破断して見た斜視図で
ある。

【図３】図１の真空容器に用いられる構造材の斜視図で
ある。

【図４】構造材の変形例を示す図３と同様の斜視図であ
る。

【図５】構造材の他の変形例を示す図３と同様の斜視図
である。

【図６】本発明の真空容器をプラズマ処理装置の処理チ
ャンバとして適用した一例を示す図である。

【符号の説明】

１真空容器２、２２、３２構造材３、４、２３、２４、３３、３４板材５、２５、３５リブ材１１小空間１２連通部１３排気口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の板材をリブ材を介して接合してな
る構造材により構成されたことを特徴とする真空容器。
【請求項２】前記構造材の内面と外面とを構成する両
板材の間が気密に接合されるとともに、該構造材の内部
には、前記リブ材によって区切られる小空間を相互に連
通状態とする連通部が設けられ、構造材の表面には内部
の空気を排出して低圧状態にするための排気口が設けら
れていることを特徴とする請求項１記載の真空容器。