JPH074516B2 - 骨格構造を有する真空容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は真空容器の構造に関するものである。特に本発
明は自動化された精密でかつ信頼性の高い内部機構を収
容して容易に保守操作を行うのに適した真空容器に関す
る。

（従来技術） 真空中における処理は治金、蒸溜、食品乾燥、微粒子作
製、薄膜作製等の分野で行われている。これらは最先端
の技術を応用した工業分野でますます重要な役割をにな
っていくであろう。しかし真空装置の工業的技術水準の
成熟度は現在でもまだ大変低く、科学者が自分自身で使
うために作った実験道具からは完全に抜けきれていな
い。近代的工業技術手段として真空中における処理を使
用する上では装置の自動化と信頼性の向上が必要であ
る。また複雑な処理を精度よく、また再現性よく行うた
めには真空装置内部に複雑な運動を行うことのできる内
部機構を設置して真空を維持しながら外部から駆動する
ことが必要である。また事故が発生したときは勿論、定
期的にも真空室内を大気にして、内部機構の保守点検・
再調整を手際よく短時間ですませることが必要である。

第８図乃至第10図は従来から知られている典型的な真空
容器を示したものである。

第８図は古典的な真空容器の構成例を示したのであり、
金属製の桶10とガラス製ベルジャー20による容器の壁が
形成されている。そして桶の上部にはフランジ11が設け
てあり、ガラス製ベルジャー20とフランジ11との間の気
密を保つためにＬ型の断面形状をもつゴムガスケット21
を設けている。また危険防止の目的でガラス製ベルジャ
ー20はその外周を金網22で包囲保護している。桶の円筒
状側面には排気配管12が設けられ図示されていないポン
プにより矢印13の方向に排気して、桶10とガラス製ベル
ジャー20が形成する真空室内部に維持することができる
ようにしている。また桶の円筒状側面にはフランジ付の
ポート14が設けられ、その先に圧力を測定するための真
空ゲージ15が気密を保持して取付けられている。このほ
かにも図示していないが桶の円筒状側面にはいくつかの
ポートを設け真空処理に必要とされる手段として例えば
電源の導入棒、ガスまたは流体の導入、機械的駆動力の
導入を行うことができるようにしている。

第９図は第８図に示したものをより進化させた従来の真
空容器の例を示したものであり、金属製ベースプレート
10及びフランジ21が付属した金属製ベルジャーにより真
空容器壁を形成している。

ベースプレート10は架台40に支えられており、またそこ
に設けられた排気配管12を経てゲートバルブ15及び真空
ポンプ16に連結されている。架台40にはシャフト51及び
このシャフトと連結したアーム52から成るリフト機構50
を設置している。アーム52によりベルジャー20を支持す
る一方、シャフト51は、上下方向に伸縮自在であり、こ
のシャフトでベルジャー20の上昇・下降を行うようにし
ている。図はシャフト51が上限まで上昇している状態を
示しているが、下限まで下降することによりベルジャー
20のフランジ21はベースプレートの外周に沿って設けら
れた溝に埋めたＯリング11と接して、ベルジャー20とベ
ースプレート10の包囲する空間が気密に保持され真空に
維持可能となる。この例に於て内部機構30はベースプレ
ート10の上に支持され組立てられ、これに対する電力・
ガス・水等の導入及びメカニズム駆動力の導入の大部分
はベースプレートに設けられたポート（図示していな
い）を介して行う、ベルジャー20にはのぞき窓22の如き
若干のポートが取付けられている。

第10図Ａはより進歩した真空容器の従来の例を、第10図
Ｂは第10図Ａにおける矢視Ｉからみた外形を示す。

箱型容器10は基本的に５個の金属板によって閉じた面と
１個の外周をフランジ11により包囲された面から成り、
１個の閉じた面には排気管12が設けられている。扉20に
はフランジ21が設けられており、図示していない真空シ
ール用ガスケットを介してフランジ21とフランジ11を限
りなく接近させることができる。当該扉20は箱型容器に
溶接された軸受16a,16b,と扉にネジ23により取付けられ
た別の軸受22a,22b,及びシャット17a,17bからなる一対
のヒンジによって開閉できるようにしている。またフラ
ンジ11に溶接されたブラケット18と扉のフランジにネジ
25により取付けられた別のブラケット24を介してアーム
26を回転することにより、ロック機構27を駆動して扉20
のフランジ21と箱型容器のフランジ11を図示してあるよ
うに充分近接固定することができ、また矢印28に示す方
向にアーム26を回転するならばロック機構が開放されて
扉を開くことが可能になる。

（本発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来技術には次のような問題点があ
った。すなわち、第８図に示した真空容器の構造は簡単
で廉価ではあるが、円筒状の金属製桶とその側面に設け
られたポートの位置及び寸法精度が悪いので複雑で精密
なメカニズムをもつ内部機構を収容することはむづかし
いこと、また仮に収容しても桶の内部における作業性が
悪いので保守点検、再調整の効率が悪くなる。

また、第９図に示した真空容器の構造は、第８図に示し
た真空容器と比較すれば、ベースプレートが基準面とな
りいくらか複雑な構造の内部機構を設置して収容するこ
とができ、また、保守・点検・再調整が容易である。し
かしながらメカニズムを駆動する導入の大部分をベース
プレートから導入することは内部機構の設計上非常に大
きな制約となっている。

また第10図Ａに示した真空容器の構造は第９図のものと
比較すると内部メカニズムへの各種要力と駆動の供給を
箱型真空容器10を構成する前述の５個の金属板より成る
面から導入することができ、更に複雑なメカニズムを収
容したり調整するのに有利である。しかし金属板で包囲
された箱型容器は廉価ではあるが、それ自身の寸法精度
には限界がある。またこの構造では一度組立られ容器に
収容された内部機構を保持したり再調整したりするため
に作業者は扉を開放してフランジ11に包囲された開いた
面を経由してしか内部機構に接近することができず作業
効率が悪い。

本発明は上述の如き伝統的な従来の真空容器が複雑で精
度を必要とされる内部機構を収容するのが困難であった
点を解決し、自動化された精密機械としての内部機構を
収容するのに敵し、またその保守点検・再調整を容易に
短時間で行うことができるような構造の真空容器を提供
することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、柱と板からなる骨格部材と、当該骨格部材に
より包囲された空間を気密封止するように骨格部材に取
り付けれた複数の扉とから成り、当該扉は、骨格部材が
形成する隣合う二つの面に少なくとも設けられている構
成にしている。

（本発明の作用） 上記のような構成において、真空容器を堅固な骨格と、
この骨格に沿って扉を取付け、その扉によって形成され
る壁とによって形成される構造としているので、内部機
構を収容するための基準面として真空容器の壁面の精度
を充分高くできる。

また、上記扉は保守点検や再調整の際、開くことができ
るようにしているとともに少なくとも隣合う二つの面に
設けられているので作業者は、真空容器内部に様々な方
面から接近することができる。

（本発明の効果） 本発明は複雑で精密な内部機構を収容するのに適した真
空容器の構造を与え、隣合う二つの面に設けられた開閉
可能な扉は装置の保守程点検と再調整を大変容易にす
る。従ってそれにより例えばIC装置プロセスにおけるメ
タライゼーション用スパッタ装置、真空蒸着装置、ドラ
イエッチング装置、CVD装置等々の自動化された信頼性
の高い保守性のすぐれた真空装置を構成する上で重大な
貢献をする。

（本発明の実施例） 次に図により本発明による具体的な真空容器の構造を示
す。

第１図乃至第３図は本発明による第１の実施例における
真空容器の外観及び部分的構造を示すものである。先ず
第１図A,B,C,Dにより真空容器10の全体の構成について
説明する。

容器は基本的に矩形の六面から成る立方体であり、上
部，底部にはそれぞれベースプレート11が設けられその
一方には図示していない真空ポンプに接続する排気管を
設けている。またその４個の側面は扉20により構成され
ている。即ち、本実施例では、それぞれ隣合う二つの面
に設けられた計４枚の扉20を具備している。それぞれの
扉は一対のヒンジ機構24により容器10から離れて落下し
ないよう支えられかつそれを支えにして容器の前面を密
封したり開いたりするような開閉動作を行うことができ
る。第１図A,B,Cは扉がすべて閉じられた状態を、第１
図Ｄは扉がすべて開放された状態を示す。第１図Ｄの状
態から扉20を閉じて真空容器を密閉するには扉を支える
ヒンジとは反対端側の辺に沿ってボルト25をネジ穴14に
ねじ込むことにより扉と容器を締めつけるようにする。
扉を閉めた状態から開けるためにはボルト25をゆるめて
はずせばよい。

第２図は真空容器に１個だけ扉が取付けられ、残りの３
個ははずされた状態における組立状態を示す。扉20を閉
じたとき容器内を気密に維持するためにはゴム製のＯリ
ングを扉と容器の開に介在させる。容器側には１個の扉
に対して一対のＯリングガイド13a,13bがそれぞれ四辺
に設けられこのガイドに沿って四辺を一周する一本のＯ
リング（図示せず）が保持される。

ガイド13a,13b間に当該Ｏリング15が保持される状態を
示したのが第３図である。一対のガイド13a,13bは底板1
1に溶接され固定されている。本発明の必須事項ではな
いがＯリングをはさむガイド13aの面は底板11にほぼ垂
直であるのに対してガイド13bは逆傾斜角度を保持する
ことにより２本のガイドの間に一度押し込めたＯリング
をこの空間に固定する。

第４図は本発明の主要部分となる真空容器の骨格構造を
示す。図において骨格構造はその断面がほぼ四角形の４
本のステンレス鋼製の柱112A,112B,112C,112Dと肉厚の
ステンレス鋼製の上板111Aと底板111Bとで構成されてい
る。柱112Aは上板111Aの角の部分の切れ込みを埋めるよ
うな形ではめ込まれかつ両者の接する２辺1121,1122に
沿って溶接が施され、かくして上板111Aと柱112Aは相互
に固定されると共にその接する辺では真空的な気密が保
持される。柱112Aはまた底板111Bの角の部分の切れ込み
を埋めるような形ではめ込まれかつ両者の接する２辺11
23,1124に沿って溶接が施され、かくして底板111Bと柱1
12Aは相互に固定されると共にその接する辺では真空的
な気密が保持される。同様にして柱112Bと上板111A及び
底板111B、柱112Cと上板111A及び底板111B、柱112Dと上
板111A及び底板111Bはそれぞれ相互に固定されかつその
接する辺では真空的な気密が保持される。上板111Aには
図示していない排気管を溶接して接続する排気口121を
設けている。また図示していないがこのほかに上板111
A,底板111Bには真空容器内への電力，水，ガス及びメカ
ニズムの駆動力を導入するための導入ポートを設けるこ
とができる。一方４本の柱112A〜Ｄのほぼ中心に沿って
穴113が設けられている。真空容器内で熱が発生し、真
空容器温度が上昇するときこの穴に冷却水等の冷媒を流
して冷却することができる。

従来真空容器の壁面に口一付けあるいは溶接により冷媒
ジャケットチャンネルを設けていた場合に比較すると、
真空容器内へ導入するためのポートの数及び面積を壁面
に多く確保しながら冷却を効率よく行う上で実用上大変
有益である。

第５図は本発明の別の実施例による骨格構造を有する真
空容器を示す。第３図が基本的に４本の柱と２枚の板の
組合わせであるのに対して、第５図は８本の柱と１枚の
板の組合わせである。一方第６図は基本的に２本の柱と
３枚の板の組合わせになる骨格構造の真空容器の実施例
を、また第７図は基本的に12本の柱による骨格構造の真
空容器の実施例を示す。一般的には柱の数が多く板の数
が少いほど真空容器のより多くの面を開くことができる
ので保守・点検・再調整は便利になるが容器内への諸要
力の導入は不便になる。また柱の数が少く板の数が多い
ほど諸要力の導入は便利であるが内部機構に作業者が接
近する方向の制約が厳しく保守点検・再調整が不便にな
る傾向がある。尚、第５〜７図においては、扉の構成及
び開閉動作については、第１図の真空容器と同様なので
省略する。

第１図A,B,C,Dの具体的実施例においては開放可能な４
個の面はすべてヒンジによって支えられた扉で構成され
るものとしたが、開放可能ではあってもその頻度がそれ
ほど多く必要でない面については扉とはせずに単純にボ
ルトで固定することができる。同様に第５図乃至第７図
の骨格構造の真空容器の各面を真空に封ずるものはすべ
てをヒンジ機構付の扉とする必要はなく単純にボルトで
固定することができる。

また本発明の具体的実施例ではすべての骨格構造の真空
容器は真直ぐな柱と完全に平面な板とで構成される説明
を行ったが、曲線を含む柱と曲面を含む板とを本発明の
構成要素から除くものではない。

【図面の簡単な説明】

第８図乃至第10図は従来の真空容器を示す。第１図Ａ乃
至Ｄは本発明による骨格構造をとる真空容器の第１の実
施例。第２図は第１の実施例における扉を開放した状態
の俯瞰図、第３図は第２図矢視Ｉ−Ｉより見た断面図、
第４図は第１の実施例における真空容器の組立て順序と
主要成分を示す図、第５図は本発明による骨格構造の第
２の実施例、第６図は第３の実施例、第７図は第４の実
施例を示す。 10……真空容器、20……扉、11……上板及び底板、12…
…排気配管、13a,13b……Ｏリングガイド、14……ネジ
穴、15……Ｏリング、24……ヒンジ機構、25……ボル
ト、112A,112B,112C,112D……柱、113……穴。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱と板からなる骨格部材と、当該骨格部材
   により包囲された空間を気密封止するように骨格部材に
   取り付けれた複数の扉とから成り、当該扉は、骨格部材
   が形成する隣合う二つの面に少なくとも設けられている
   ことを特徴とする骨格構造を有する真空容器。
2. 【請求項２】柱の内部に冷却手段を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の骨格構造を有する
   真空容器。