特開 2022-16824 真空チャンバ部材及び真空チャンバ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022016824

(43)【公開日】2022-01-25

(54)【発明の名称】真空チャンバ部材及び真空チャンバ装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20220118BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020119783

(22)【出願日】2020-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】508022207

【氏名又は名称】コミヤマエレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104776

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100119194

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 明夫

(72)【発明者】

【氏名】久保 博義

(57)【要約】

【課題】軽量化が図れ、十分な強度を有する真空チャンバ部材を提供する。
【解決手段】真空チャンバ部材１０Ｂは、真空側３となるチャンバ内面を形成する無機材の内面板２６と、内面板２６のチャンバ内面を形成する面の裏面に設けられる複合材板１７と、複合材板１７を内面板２６とともに両側から挟み込みサンドイッチ構造を形成する無機材の外面補強板２７とを備え、内面板２６から突出する突出部である支柱部２８が、複合材板１７を貫通して外面補強板２７と固定ネジ２９により固定されるように構成されている。また、真空チャンバ部材１０Ｃは、内面板２６がチャンバ内面を形成する面の裏面の周縁に沿って側壁部２６ｂが設けられた桶構造に形成され、内面板２６の桶構造の凹部２６ａと外面補強板２７とにより構成される空間に複合材板１７が密閉されるように収納され、側壁部２６ｂと外面補強板２７とが固定ネジ２９により固定されるように構成されている。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空側となるチャンバ内面を形成する無機材の第一の板と、
該第一の板の前記チャンバ内面を形成する面の裏面に設けられ前記第一の板よりも厚い複合材の第二の板と、
該第二の板を前記第一の板とともに両側から挟む前記第二の板よりも薄い前記無機材の第三の板とを備え、
前記第一の板は、前記第二の板を挟む前記第三の板と結合手段により結合されるように構成されていることを特徴とする真空チャンバ部材。

【請求項2】

前記第二の板を前記第一の板と前記第三の板とで両側から挟み込みサンドイッチ構造を形成し、
前記結合手段は、前記第一の板の前記裏面から突出する少なくとも１つの突出部を有し、
該突出部は、前記第二の板を貫通して前記第三の板と締結部材により固定されることを特徴とする請求項１に記載の真空チャンバ部材。

【請求項3】

前記第二の板を前記第一の板と前記第三の板とで両側から挟み込みサンドイッチ構造を形成し、
前記結合手段は、前記第二の板を貫通して前記第一の板と前記第三の板との間に挟まれて配置される連結部材を有し、
該連結部材は、前記第一の板に対面する面積よりも前記第三の板に対面する面積が大きく形成されており、前記連結部材と前記第二の板との接触面には前記第三の板から前記第一の板に向かう方向に押圧する力が作用し、
第一の締結部材により前記連結部材と前記第一の板とが固定されるとともに他の締結部材により前記連結部材と前記第三の板とが固定されることにより、前記第一の板と前記第三の板とが前記連結部材を介して結合されることを特徴とする請求項１に記載の真空チャンバ部材。

【請求項4】

前記結合手段は、前記第一の板と前記第二の板との接触面及び前記第二の板と前記第三の板との接触面を接着接合するエポキシ系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤またはポリウレタン樹脂系接着剤であることを特徴とする請求項２または３に記載の真空チャンバ部材。

【請求項5】

前記第一の板は、前記裏面の周縁に沿って前記第三の板に向けて突出する側壁部が設けられた桶構造に形成されており、
前記結合手段は、前記側壁部を含むように構成され、前記第一の板の前記桶構造の凹部と前記第三の板とにより構成される空間に前記第二の板が密閉されるように収納され、前記側壁部と前記第三の板とが締結部材により固定されることを特徴とする請求項１に記載の真空チャンバ部材。

【請求項6】

前記無機材は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金であり、
前記第一の板の前記チャンバ内面を形成する面は、電解研磨またはブラスト処理されており、
前記複合材は繊維を含む複合材料であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の真空チャンバ部材。

【請求項7】

前記複合材料は、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチックまたはセラミックス基複合材料であることを特徴とする請求項６に記載の真空チャンバ部材。

【請求項8】

請求項１乃至７の何れか一項に記載の真空チャンバ部材により真空チャンバが構成されていることを特徴とする真空チャンバ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空チャンバ部材、及びこの真空チャンバ部材を備えた真空チャンバ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、真空チャンバ装置は、例えば容器内を真空状態にし、容器内に導入された処理ガス等により、容器内に配置された被処理基板に対して所定の処理を施すことにより半導体デバイスや液晶パネルや有機ＥＬ（ＯＥＬ：Ｏrganic Ｅlectro-Ｌuminescence）パネルを製造する装置が知られている。このような真空チャンバ装置を構成する真空チャンバ部材は、例えばアルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄鋼材料等の金属で構成されている。

【0003】

生産性を向上させるために世代ごとに大型化するパネルにより、このパネルを製造する真空処理装置も大型化している。真空処理装置の構造部材（チャンバ部材）を金属で構成した場合には、重量が重くなり、運搬しにくいという問題があることから、例えば特許文献１に記載された材料により構成することが考えられる。上記特許文献１に記載された材料は、金属部材と繊維強化樹脂材料とを接着樹脂層により接着して一体化することにより、強度を高めるとともに、軽量化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１１９２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、真空チャンバには、真空時に大気側からの荷重が作用し、開放時にその荷重が解放されるため、板厚方向に繰り返し荷重が作用し、上記特許文献１に記載された材料の接着が剥がれ強度が低下するおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、軽量化が図れるとともに十分な強度を有する真空チャンバ部材及びそれを用いた真空チャンバ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、真空側となるチャンバ内面を形成する無機材の第一の板と、該第一の板の前記チャンバ内面を形成する面の裏面に設けられ前記第一の板よりも厚い複合材の第二の板と、該第二の板を前記第一の板とともに両側から挟む前記第二の板よりも薄い前記無機材の第三の板とを備え、前記第一の板は、前記第二の板を挟む前記第三の板と結合手段により結合されるように構成されていることを特徴とする。

【0008】

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記第二の板を前記第一の板と前記第三の板とで両側から挟み込みサンドイッチ構造を形成し、前記結合手段は、前記第一の板の前記裏面から突出する少なくとも１つの突出部を有し、該突出部は、前記第二の板を貫通して前記第三の板と締結部材により固定されることを特徴とする。

【0009】

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記第二の板を前記第一の板と前記第三の板とで両側から挟み込みサンドイッチ構造を形成し、前記結合手段は、前記第二の板を貫通して前記第一の板と前記第三の板との間に挟まれて配置される連結部材を有し、該連結部材は、前記第一の板に対面する面積よりも前記第三の板に対面する面積が大きく形成されており、前記連結部材と前記第二の板との接触面には前記第三の板から前記第一の板に向かう方向に押圧する力が作用し、第一の締結部材により前記連結部材と前記第一の板とが固定されるとともに他の締結部材により前記連結部材と前記第三の板とが固定されることにより、前記第一の板と前記第三の板とが前記連結部材を介して結合されることを特徴とする。

【0010】

また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の構成に加え、前記結合手段は、前記第一の板と前記第二の板との接触面及び前記第二の板と前記第三の板との接触面を接着接合するエポキシ系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤またはポリウレタン樹脂系接着剤であることを特徴とする。

【0011】

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記第一の板は、前記裏面の周縁に沿って前記第三の板に向けて突出する側壁部が設けられた桶構造に形成されており、前記結合手段は、前記側壁部を含むように構成され、前記第一の板の前記桶構造の凹部と前記第三の板とにより構成される空間に前記第二の板が密閉されるように収納され、前記側壁部と前記第三の板とが締結部材により固定されることを特徴とする。

【0012】

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の構成に加え、前記無機材は、ステンレス鋼またはアルミニウム合金であり、前記第一の板の前記チャンバ内面を形成する面は、電解研磨またはブラスト処理されており、前記複合材は繊維を含む複合材料であることを特徴とする。

【0013】

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構成に加え、前記複合材料は、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチックまたはセラミックス基複合材料であることを特徴とする。

【0014】

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の真空チャンバ部材により真空チャンバが構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

請求項１に記載の発明によれば、複合材の第二の板を無機材の第一の板と第三の板とで両側から挟む構成であるため軽量化が図れるとともに、結合手段により第一の板と第三の板とが結合される構成であるため十分な強度を有し真空チャンバ部材として用いることができる。

【0016】

また、請求項２に記載の発明によれば、複合材の第二の板を無機材の第一の板と第三の板とで両側から挟み込むサンドイッチ構造であり、第一の板に設けられた突出部が第二の板を貫通して第三の板と固定される構成であるため、軽量化と強度の向上が実現できる。

【0017】

また、請求項３に記載の発明によれば、複合材の第二の板を無機材である第一の板と第三の板とで両側から挟み込みサンドイッチ構造が形成され、第二の板を貫通して第一の板と第三の板との間に挟まれて配置される連結部材を有し、この連結部材と第二の板との接触面には第三の板から第一の板に向かう方向に押圧する力が作用し、第一の締結部材により連結部材と第一の板とが固定されるとともに他の締結部材により連結部材と第三の板とが固定され、第一の板と第三の板とが連結部材を介して結合されるようになっている。このため、第一の板と第三の板とを連結部材を介して結合するという簡単な構成でありながら真空チャンバ部材として十分な強度が得られる。また、連結部材により第二の板が第一の板に押し付けられて固定され安定する。

【0018】

また、請求項４に記載の発明によれば、第一の板と第二の板との接触面及び第二の板と第三の板との接触面がエポキシ系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤またはポリウレタン樹脂系接着剤により接着接合される。該締結部材と該連結部材と該接着剤により、十分な結合強度を確保することができ、さらに、接着の剥がれも防止することができる。また、簡単な構成で真空チャンバ部材を形成することができ、軽量化も実現できる。

【0019】

また、請求項５に記載の発明によれば、第一の板は真空側となるチャンバ内面を形成する面の裏面の周縁に沿って側壁部が設けられた桶構造に形成され、この桶構造の凹部と第三の板とにより構成される空間に第二の板が収納され、側壁部と第三の板とが締結部材により固定される。この桶構造の構成により、強度をより大きくすることができる。また、第二の板を構成する複合材が、第一の板の桶構造と第三の板とにより構成される空間に密閉されるため、例えば、第二の板として炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastic）を用いる場合、このＣＦＲＰに含まれる炭素繊維や樹脂が真空チャンバ内に侵入し、チャンバ内が汚染され、真空度を悪化させてしまうことを未然に防止することができる。さらに、半導体デバイスや液晶パネルや有機ＥＬパネルを製造する装置が設置されるクリーンルームに放出され、クリーンルームを汚染しまうことも未然に防止することができる。

【0020】

また、請求項６に記載の発明によれば、第一の板または第三の板を構成する無機材がステンレス鋼またはアルミニウム合金であるため、大きな強度を実現できる。また、第一の板の真空側となるチャンバ内面を形成する面が電解研磨またはブラスト処理されているため、チャンバ内面が平坦化され、表面の凸凹に起因して発生する窒素、酸素、炭素、水蒸気等の気体がリークする問題を回避できる。また、複合材が繊維を含む複合材料であるため、強度をより大きくすることができる。

【0021】

また、請求項７に記載の発明によれば、第二の板を構成する複合材料が、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチックまたはセラミックス基複合材料であるため、軽量化を図るとともに、より一層大きな強度を実現できる。

【0022】

また、請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の何れか一項に記載の真空チャンバ部材により真空チャンバが構成されているため、真空チャンバ全体として軽量化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る真空チャンバ装置の一実施形態を示す構成図である。

【図2】（ａ）は本発明に係る真空チャンバ部材の第１実施形態において一体化した壁部材を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）の左側面図である。

【図3】本発明に係る真空チャンバ部材の第１実施形態の角部を示す拡大断面図である。

【図4】図３の金属フレームへの壁部材の取付状態を示す分解斜視図である。

【図5】図３の真空チャンバ部材の全体構造を一部破断して示す斜視図である。

【図6】本発明に係る真空チャンバ部材の第２実施形態の角部を示す拡大断面図である。

【図7】本発明に係る真空チャンバ部材の第３実施形態の角部を示す拡大断面図である。

【図8】（ａ），（ｂ）は第３実施形態の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示すＡ－Ａ線に沿う断面図，平面図である。

【図9】（ａ），（ｂ）は第４実施形態の真空チャンバ部材の桶構造を示すＢ－Ｂ線に沿う断面図，平面図である。

【図10】本発明に係る真空チャンバ部材の第５実施形態の角部を示す拡大断面図である。

【図11】本発明に係る真空チャンバ部材の第６実施形態の角部を示す拡大断面図である。

【図12】（ａ），（ｂ）は第６実施形態の第一の変形例の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示す断面図，Ｃ－Ｃ線に沿う断面図である。（ｃ），（ｄ）は第６実施形態の別の第一の変形例の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示す断面図，Ｄ－Ｄ線に沿う断面図である。

【図13】（ａ），（ｂ）は第６実施形態の第二の変形例の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示す断面図，Ｅ－Ｅ線に沿う断面図である。

【図14】本発明に係る真空チャンバ部材の製造方法の一実施形態にて製造される、本発明の真空チャンバ部材の角部を示す部分拡大図である。

【図15】本発明に係る真空チャンバ部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0025】

［真空チャンバ装置の一実施形態］
図１は、本発明に係る真空チャンバ装置の一実施形態を示す構成図である。

【0026】

図１に示すように、真空チャンバ装置１は、真空チャンバ５を有し、この真空チャンバ５は板部材としての壁部材１１を備える。この壁部材１１は、４面の側壁１２と、底壁１３と、上部壁１４によって略立方体形状に形成されている。以下、４面の側壁１２、底壁１３、及び上部壁１４を一括して説明する場合には、壁部材１１として説明する。これら４面の側壁１２と、底壁１３と、上部壁１４が互いに接合される角部は、それぞれ断面Ｌ字状の角部補強板１５により固定されている。真空チャンバ５は、設置面に接する支持脚１６が底壁１３に固定されている。

【0027】

真空チャンバ５の４面の側壁１２のうち、１面の側壁１２の下部には、真空チャンバ部材５の内部に連通するダクト３１の一端が連結されている。このダクト３１の他端には、粗引きポンプ３２が連結されている。この粗引きポンプ３２は、ダクト３１を通して真空チャンバ５内の気体を吸引する。具体的には、粗引きポンプ３２は、真空チャンバ５内を１０Ｐａ程度の真空度まで真空引きする。粗引きポンプ３２には、例えばロータリーポンプやドライポンプ等が用いられる。ダクト３１の途中には、ダクト３１内の流路を開閉するバルブ３３が設置されている。粗引きポンプ３２は、信号線３４を通してコントローラ３５に接続されている。

【0028】

真空チャンバ５の側壁１２には、ダクト３１の連結位置の上方に真空チャンバ５内の真空度を検出する真空センサ３６が設置されている。この真空センサ３６は、信号線３４を通してコントローラ３５に接続されている。真空センサ３６は、図１に１個しか示していないが、実際には、真空度に合わせて各種センサが用いられる。例えば、１Ｐａ程度までの低真空度では、ダイヤフラム真空計やピラニ真空計等が用いられる。１Ｐａを超える高真空度では、熱陰極電離真空計や冷陰極電離真空計が用いられる。

【0029】

真空チャンバ５の側壁１２には、真空センサ３６の設置位置の上方にゲートバルブ３７が設置されている。このゲートバルブ３７には、ターボ分子ポンプ３８が設けられている。このターボ分子ポンプ３８も信号線３４を通してコントローラ３５に接続されている。

【0030】

次に、本実施形態の真空チャンバ５内の真空引きの動作を説明する。

【0031】

真空チャンバ５内を真空引きするには、まず粗引きポンプ３２を起動してダクト３１を通して真空チャンバ５内の気体を１０Ｐａ程度の真空度まで吸引する。なお、気体を粗引きをしている間は、バルブ３３を開け、１０Ｐａ程度の真空度に到達するとバルブ３３を閉じる。また、真空チャンバ５内の真空度の状況は、真空センサ３６によって把握することができる。

【0032】

次いで、真空チャンバ５内の真空度をさらに高めるために、ターボ分子ポンプ３８を起動させる。ターボ分子ポンプ３８の内部が十分真空になった場合には、真空チャンバ５の側壁１２とターボ分子ポンプ３８との間に設置されているゲートバルブ３７を開け、ターボ分子ポンプ３８の吸引力によって、真空チャンバ５内の真空度をさらに高くしていく。この真空度は、例えば１×１０^－４Ｐａまで高真空度になる。さらに、真空度を高くするには、クライオポンプやイオンポンプ（不図示）を付加することもある。

【0033】

真空センサ３６は、真空チャンバ５内の真空度を検出し、この検出信号がコントローラ３５に出力される。このコントローラ３５は、その検出信号に基づいて、粗引きポンプ３２又はターボ分子ポンプ３８に起動、停止指令信号や給電を制御する制御信号を出力する。

【0034】

本実施形態のコントローラ３５の制御動作について説明する。

【0035】

例えば、真空センサ３６を用いて真空チャンバ５内の真空度を例えば一定時間間隔で検出し、この検出信号がコントローラ３５に逐次出力される。真空チャンバ５内を真空にするシーケンスの代表例を説明する。真空チャンバ５の側壁１２とターボ分子ポンプ３８との間に設置されているゲートバルブ３７は閉まった状態からスタートする。コントローラ３５は、ターボ分子ポンプ３８に起動指令信号を出力して、ターボ分子ポンプ３８を起動させる。ターボ分子ポンプ３８の羽は回転を始める。羽が所定の回転数になると、ターボ分子ポンプ３８はコントローラ３５に起動完了信号を返す。コントローラ３５は、真空センサ３６の検出信号を入力し、真空チャンバ５内の真空度が１０Ｐａよりも低い真空度の場合、粗引きポンプ３２に起動指令信号を出力して粗引きポンプ３２を起動させる。そして、バルブ３３を開け、真空チャンバ５内の気体を排気する。真空チャンバ５内の真空度が１０Ｐａ程度になるまで気体を排気する。真空チャンバ５内が１０Ｐａ程度まで真空になったとき、バルブ３３を閉める。

【0036】

次いで、さらに真空チャンバ５内の真空度を高めるために、コントローラ３５はゲートバルブ３７を開け、ターボ分子ポンプ３８によって真空引きを行う。そして、例えば、真空チャンバ５内が１×１０^－４Ｐａまで高真空度になったとき、真空チャンバを具備する装置が真空状態で使用できる環境となる。真空状態を維持するために、コントローラ３５は、真空センサ３６の値の監視を続け、ターボ分子ポンプ３８は真空維持のために、連続運転する。不図示であるが、ターボ分子ポンプ３８の大気側には粗引きポンプが接続されている。この粗引きポンプは粗引きポンプ３２と共用され、真空チャンバ５の真空引きと切り替えて使われる。

【0037】

このように本実施形態の真空チャンバ装置１では、真空チャンバ５内の真空度を真空センサ３６で検出し、この検出信号をコントローラ３５に出力し、このコントローラ３５が粗引きポンプ３２又はターボ分子ポンプ３８に起動指令信号又は停止指令信号を出力し、真空チャンバ５内の真空度を制御することで、真空チャンバ５内を常に所望の真空度に維持することが可能となる。

【0038】

［真空チャンバ部材の第１実施形態］
図２（ａ）は本発明に係る真空チャンバ部材の第１実施形態において一体化した壁部材を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図、（ｃ）は（ａ）の左側面図である。図３は、本発明に係る真空チャンバ部材の第１実施形態の角部を示す拡大断面図である。図４は、図３の金属フレームへの壁部材の取付け状態を示す分解斜視図である。図５は、図３の真空チャンバ部材の全体構造を一部破断して示す斜視図である。

【0039】

なお、図２～図５の真空チャンバ部材１０は、図１の真空チャンバ５に対応する。図２～図５において、真空チャンバ部材１０の図１に示す真空チャンバ５の壁部材１１と対応する部分には、図１と同一の符号を付して説明する。

【0040】

図２（ａ）～（ｃ）に示すように、真空チャンバ部材１０の壁部材１１は、第二の板としての複合材板１７と、この複合材板１７よりも強度が低い第一の板としての樹脂材板１８を有し、互いに接着にて接合されて一体化されている。

【0041】

複合材板１７の材質は、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、又はセラミックス基複合材料から選択して用いられる。これらの材料の中でも真空チャンバ部材１０に対する真空引き及び大気開放による繰り返し変形に耐えることができ、機械的強度が高い材料としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastic）を用いることが望ましい。この場合、Ｃ／Ｃコンポジット（carbon-carbon composite）等の他の炭素繊維強化炭素複合材料でも良い。

【0042】

炭素繊維強化プラスチックには、ＰＡＮ（Polyacrylonitrile）系とピッチ（PITCH）系の２つに大別される。上記ＰＡＮ系が主流で低コストであるものの、上記ピッチ系の方が、ヤング率が高いので、上記真空チャンバ５に適用するにはピッチ系が望ましい。炭素繊維強化プラスチックは、比重が軽いことから従来のステンレス鋼のみで作製された真空チャンバ部材よりも軽量化を図ることができる。真空チャンバ５は内部を真空にすると大気圧によって変形する。その変形量を従来のステンレス鋼のみで製作したものと同等になるように複合材板１７の厚さを決定した場合、真空チャンバ５の重量を半分以下にすることができる。

【0043】

複合材板１７の厚さは、樹脂材板１８の厚さよりも厚く形成されている。複合材板１７の厚さは、例えば１０ｍｍ～１００ｍｍに設定され、真空チャンバ部材１０内が真空に吸引された時に大気圧による変形に耐えることのできる厚さになっている。一方、樹脂材板１８は、真空による変形を防止する機能は不要であるため、例えば１ｍｍ～５ｍｍ程度の薄い板である。

【0044】

図３に示すように、複合材板１７は、真空チャンバ部材１０の外側である大気側２に配置される一方、樹脂材板１８は、真空チャンバ部材１０の内側である真空側３に配置される。なお、複合材板１７の複合材や樹脂材板１８の樹脂材は、窒素、酸素、炭素、水蒸気等の気体がわずかながら透過してしまい、高い真空度が要求される真空チャンバ部材１０の材料としては適さない。

【0045】

そこで、本実施形態では、樹脂材板１８の真空側３となる内面側にメッキやスパッタ等で金属膜１９を形成して真空シールドしている。上記メッキにより金属膜１９を形成する場合は、金属材料としてニッケル、クロムや亜鉛等から選択される。金属膜１９の膜厚は５０μｍ以上が望ましく、このような膜厚にすることで、気体を透過させない面を形成し、真空環境を作り出すことができる。なお、ニッケル等の金属膜１９の表面に金（Ａｕ）等の耐食性に優れた金属膜をスパッタして重ねるようにしても良い。

【0046】

樹脂材板１８は、その表面を金属膜１９でメッキやスパッタするので、材質に制約が少ない。具体的には、樹脂の中でもガスバリア性を有するエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン６、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が望ましい。但し、このような材料でも、メッキやスパッタせずに用いると、樹脂自体からガスの発生やわずかに気体の透過があり、高い真空度が要求される真空チャンバ部材１０には適さない。そのため、本実施形態では、上記のようにメッキやスパッタ等で金属膜１９を形成している。また、樹脂材板１８の表面粗さは、メッキやスパッタとの密着性を維持し、真空シール性を確保するために、Ｒａ０．１～１．０μｍ程度が望ましい。

【0047】

なお、本実施形態では、複合材板１７に直接金属膜１９をメッキする方法もあるが、複合材板１７に炭素繊維強化プラスチック等を用いた場合、強化材として炭素繊維が含まれていることから、表面が凸凹状に形成されている。その凸凹面は真空シール面としては不適であり、真空チャンバ５の外部の気体（空気、窒素、酸素、二酸化炭素等）が凸凹の隙間を通って、真空チャンバ５の内部に入り込み、リークする問題がある。この問題を回避するため、本実施形態では、薄く、かつ表面が平坦な樹脂材板１８にメッキ等により金属膜１９を形成するようにしている。

【0048】

なお、本実施形態においては、金属膜１９の形成工程は、上述のメッキやスパッタ等の処理のみには限定されず、たとえば、複合材板１７の内面側や樹脂材板１８の内面側にアルミナなどの無機フィラーを分散させたコンポジットコーティング剤によるコーティング処理を行うことにより、金属膜１９を形成するものとしてもよい。

【0049】

次に、上記のようにして作製された壁部材１１を互いに組み合わせて真空チャンバ部材１０を構成する例について図３に基づいて説明する。図３は、２つの壁部材１１の結合状態を示している。

【0050】

壁部材１１は、図２に示すように複合材板１７と樹脂材板１８を有し、これらを一体化するために互いの接合面で接着剤を介して接合されている。この接着剤には、エポキシ系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、又はポリウレタン樹脂系等が用いられる。樹脂材板１８の表面には、上述したようにメッキ又はスパッタによって金属膜１９が形成されている。

【0051】

２つの壁部材１１の端部は、金属フレーム２０で保持される。この金属フレーム２０と壁部材１１とは、互いに接合面２３ａで接着剤を介して接着することにより固定されている。これらを接着するための接着剤としては、例えばエポキシ系、又はアクリル系接着剤が用いられる。この接着剤にて金属フレーム２０と壁部材１１とを接着する目的は、機械的強度を高めるだけでなく、２つの壁部材１１の端部において真空シール機能を図るためである。

【0052】

なお、上記接着剤のみで接合し、機械的強度が不足する場合には、壁部材１１と金属フレーム２０を図示しないボルトで締結して固定するようにしても良い。金属フレーム２０の材質には、真空部品に使用されているステンレス鋼（ＳＵＳ）が用いられる。この金属フレーム２０は、ステンレス鋼を溶接することにより構成されている。金属フレーム２０の真空側３に接する面には電解研磨又はブラスト処理が施されている。

【0053】

金属フレーム２０は、外側に２本の支柱２０ａが直角方向に延びており、これら支柱２０ａの先端にそれぞれ固定穴２０ｂが形成されている。各支柱２０ａの固定穴２０ｂには、締結部材としてのボルト２２が締結される。

【0054】

角部補強板１５は、断面Ｌ字状に形成され、角部２辺にそれぞれ取付孔１５ａが形成されている。角部補強板１５は、軽量化及び高強度化を図るため、複合材板１７と同じ炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から形成されている。角部補強板１５の材質には、壁部材１１を構成する複合材板１７よりも同等以上のヤング率のものが用いられる。２つの壁部材１１の端部は、ボルト２２を座金２１及び角部補強板１５の取付孔１５ａを通して支柱２０ａの固定穴２０ｂに締結することにより、強固に取り付けられる。

【0055】

また、複合材板１７と角部補強板１５が接する接合面２３は、密着度を高めるために、接着剤により固定されている。この接着剤には、例えばエポキシ系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、ポリウレタン樹脂系等の接着剤が用いられる。

【0056】

なお、図３では、１つの壁部材１１に対して支柱２０ａ及びボルト２２がそれぞれ１本しか図示されていないが、これに制約されることなく、紙面内又は紙面に対して垂直方向に支柱２０ａ及びボルト２２を複数並べて設置しても良い。

【0057】

上記の構成の真空チャンバ部材１０を真空チャンバ５に適用する場合を図４及び図５を用いて説明する。

【0058】

図４及び図５に示すように、真空チャンバ部材１０は、壁部材１１、角部補強板１５、金属フレーム２０、及び支柱２０ａ（図３に示す）を備える。壁部材１１は、図３に示すように複合材板１７と、金属膜１９が形成された樹脂材板１８を備える。真空チャンバ部材１０は、立方格子状に形成された金属フレーム２０に６面の壁部材１１がそれぞれ図３に示すように支柱２０ａに角部補強板１５の取付孔１５ａと座金２１を通してボルト２２により締結することで組み付けられる。６面の壁部材１１は、上記のように互いに同じ構造であって、それぞれ大気側２となる外側に複合材板１７が配置される一方、真空側３に金属膜１９が形成された樹脂材板１８が配置される。

【0059】

なお、本実施形態の金属フレーム２０は、立方格子状に形成されているが、この形状に制約されることなく、金属フレーム２０の一部が円弧や楕円形状に形成されていても良い。金属フレーム２０の一部を円弧や楕円形状に形成した場合には、この金属フレーム２０に取り付ける壁部材１１もその形状に合わせて円弧や楕円形状に形成される。

【0060】

図５は立方格子状の金属フレーム２０に６面の壁部材１１を組付け、そのうちの１面を破断して示している。図５に示すように、真空チャンバ部材１０は、内側（真空側３）隅部に金属フレーム２０が配置されている。真空チャンバ部材１０の壁部材１１の内壁面は、金属膜１９を形成した樹脂材板１８が配置されている。壁部材１１の外壁面は、複合材板１７が配置されている。真空チャンバ部材１０は、外側（大気側２）の角部にそれぞれ強度を補強するとともに、角部の軽量化を図るための断面Ｌ字状の角部補強板１５が取り付けられている。

【0061】

図５に示す真空チャンバ部材１０には、内部を真空するためのターボ分子ポンプ、真空度を測定する真空センサ、真空を封止するためのゲートバルブ等の各部材の図示を省略している。これらの各部材は、図１に示すように壁部材１１の側壁１２に取り付けられる。そして、上記各部材を壁部材１１の側壁１２に取り付ける際、より機械的強度、真空シール機能を必要とする場合は、図３で示したような基本的な構成を適用し、適宜金属フレーム２０を追加して配置するようにしても良い。

【0062】

なお、本実施形態では、図５に示すように６面全面に壁部材１１を組付けたが、これに制約されることなく、６面中１面以上５面以下の面に壁部材１１を組付けたものにも適用できる。さらに、壁部材１１を従来の真空チャンバの扉や手で持つことのできない大きな蓋の一部に適用した場合も本発明の範疇である。

【0063】

このように本実施形態では、金属フレーム２０に壁部材１１を固定し、壁部材１１の端部の強度を増すために、壁部材１１の角部に対して、この壁部材１１を構成する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の強度以上のＣＦＲＰから作製された角部補強板１５で補強することで、全て金属で作製していた従来の真空チャンバ部材に比べて、重量を軽量化することができる。

【0064】

また、本実施形態によれば、樹脂材板１８は、樹脂の表面に金属膜１９が被覆され、複合材板１７及び角部補強板１５の複合材は、繊維からなる複合材料であることから、密閉性がさらに高まり、高い真空度を実現すると同時に軽量化を図ることができる。

【0065】

また、本実施形態によれば、金属フレーム２０の支柱２０ａの先端に固定穴２０ｂが形成され、これらの固定穴２０ｂにボルト２２を締結し、壁部材１１を挟むように角部補強板１５が固定されるので、壁部材１１に角部補強板１５を容易に固定することができる。

【0066】

また、本実施形態によれば、角部補強板１５の角部２辺が、樹脂材板１８と複合材板１７が接合された壁部材１１を挟み込むようにボルト２２により金属フレーム２０と締結されるので、壁部材１１と角部補強板１５が固定され、真空チャンバ部材１０の角部を強固にすることができる。

【0067】

また、本実施形態によれば、角部補強板１５の材質は、複合材板１７よりも同等以上のヤング率であることから、真空チャンバ部材１０の角部の強度を高めることが可能となる。

【0068】

また、本実施形態によれば、樹脂材板１８と複合材板１７との接合面、複合材板１７と角部補強板１５との接合面は、それぞれエポキシ系又はアクリル系接着剤により接合されているので、それぞれの接合面の密着度を高め、結合強度を向上させることができる。

【0069】

また、本実施形態によれば、複合材は、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、セラミックス基複合材料のいずれかであることから、複合材板１７と角部補強板１５の機械的強度が高まるとともに、軽量化を図ることができる。

【0070】

また、本実施形態によれば、真空チャンバ部材１０により真空チャンバ５が構成されているので、真空チャンバ５全体として軽量化を図ることが可能となる。

【0071】

［真空チャンバ部材の第２実施形態］
図６は、本発明に係る真空チャンバ部材の第２実施形態の角部を示す拡大断面図である。なお、前記第１実施形態の真空チャンバ部材と同一又は対応する部材には、同一の符号を付して説明する。

【0072】

図６に示すように、本実施形態の真空チャンバ部材１０Ａは、金属フレーム２０の角部の外側に断面略正方形の嵌込み部２４が一体に形成されている。この嵌込み部２４は、複合材板１７と同じ高さ（長さ）である。嵌込み部２４は、壁部材１１と壁部材１１との間の角部と、断面Ｌ字状の角部補強板１５の内面とで形成される空間内に嵌り込むように形成される。

【0073】

本実施形態では、嵌込み部２４の高さを複合材板１７と同じ高さに設定し、嵌込み部２４に角部補強板１５が接する接合面２３の全体に接着剤で接着することで、嵌込み部２４と角部補強板１５とが互いに固定される。この接着剤としては、エポキシ系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、又はポリウレタン樹脂系等の接着剤が用いられる。

【0074】

真空チャンバ部材１０Ａの壁部材１１は、上記のように炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を主体とする材料から構成されている。真空側となる真空チャンバ部材１０Ａの内面は、前記第１実施形態と同様に、真空シールドするために樹脂材板１８の表面に金属膜１９が形成されている。その他の構成は、前記第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

【0075】

このように本実施形態によれば、金属フレーム２０の角部の外側に嵌込み部２４が一体に形成されていることから、金属フレーム２０の角部の機械的強度を高めることができる。

【0076】

また、本実施形態では、前記第１実施形態と同様に壁部材１１を金属フレーム２０に固定し、壁部材１１の端部の強度を増すために、壁部材１１の角部に対して壁部材１１を構成する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の強度以上のＣＦＲＰから作製された角部補強板１５で補強することで、全て金属で作製していた従来の真空チャンバ部材に比べて、重量を半分以下に軽量化することができる。

【0077】

［真空チャンバ部材の第３実施形態］
図７は、本発明に係る真空チャンバ部材の第３実施形態の角部を示す拡大断面図である。図８（ａ），（ｂ）は、第３実施形態の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示すＡ－Ａ線に沿う断面図，平面図である。なお、前記第１、第２実施形態の真空チャンバ部材と同一又は対応する部材には、同一の符号を付して説明する。

【0078】

図７に示すように、本実施形態の真空チャンバ部材１０Ｂの壁部材１１は、真空側３となるチャンバ内面を形成する第一の板が内面板２６であり、この内面板２６は、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の板状の無機材を溶接することにより構成されている。内面板２６は、真空側３に接する全面が電解研磨又はブラスト処理されている。この処理により、チャンバ内面が平坦化され、表面の凸凹に起因して発生する窒素、酸素等の気体がリークする問題を回避できる。到達させる真空度が低い場合は、電解研磨又はブラスト処理のうちの一部またはすべてを省いても良い。

【0079】

本実施形態の真空チャンバ部材１０Ｂの壁部材１１は、前記第１、第２実施形態の金属フレーム２０に代えて、真空チャンバ部材１０Ｂの真空側３を覆うように一体化した内面板２６が設けられている。隣り合う壁部材１１の内面板２６同士は、チャンバ内面を構成する角部で溶接により接合されている。

【0080】

壁部材１１を構成する第二の板としての複合材板１７は、内面板２６と対向する大気側２に設けられ、内面板２６よりも厚く形成されている。すなわち、この複合材板１７は、内面板２６の真空側３となるチャンバ内面を形成する面の裏面に設けられている。複合材板１７の大気側２には、この複合材板１７よりも薄い壁部材１１を構成する第三の板としての外面補強板２７が設けられている。この外面補強板２７は、内面板２６と同様にステンレス鋼、アルミニウム合金等の無機材から構成されている。真空チャンバ装置１は半導体デバイスや液晶パネルや有機ＥＬパネルを製造する装置として用いられるため、クリーンルームに設置され、パーティクルや有機物による汚染を嫌う。そのため、外面補強板２７も電解研磨又はブラスト処理することが望ましい。

【0081】

外面補強板２７は大気側２全面を覆うように図示されているが、真空チャンバ装置１が設置される環境によって、複合材板１７が露出して良い場合がある。そのような場合は、図８に示すように、一部が大気側に露出するような形態であっても良い。

【0082】

複合材板１７の材質には、繊維を含む複合材料が用いられ、具体的には、前記第１実施形態と同様に繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、又はセラミックス基複合材料から選択して用いられる。これにより、軽量化を図るとともに十分な強度を確保することができる。

【0083】

また、嵌込み部２４と角部補強板１５が接する接合面２３、外面補強板２７と角部補強板１５が接する接合面２３は、それぞれ密着度を増すために、接着剤により固定されている。この接着剤には、例えばエポキシ系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、ポリウレタン樹脂系等の接着剤が用いられる。

【0084】

本実施形態の壁部材１１は、図８（ａ），（ｂ）に示すように複合材板１７に対して内面板２６と外面補強板２７とで両側から挟み込む、いわゆるサンドイッチ構造をなしている。このようなサンドイッチ構造を採用することにより、壁部材全体をステンレス鋼などの金属で形成するよりも格段に軽量化することができる。また、内面板２６と複合材板１７との間の接合面２３ａ、複合材板１７と外面補強板２７との間の接合面２３ａは、それぞれエポキシ系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、ポリウレタン樹脂系等の接着剤により接合されている。これにより、十分な接着強度が確保される。

【0085】

内面板２６の内部には、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の無機材からなる複数の突出部としての支柱部２８が溶接によって垂直方向に固定されている。すなわち、内面板２６のチャンバ内面を形成する面の裏面には、支柱が突出するように設けられている。これらの支柱部２８は、それぞれの複合材板１７に形成された貫通孔１７ａを貫通する。外面補強板２７の孔２７ａを通して締結部材としての固定ネジ２９で支柱部２８にねじ込むことで、複合材板１７が内面板２６と外面補強板２７とで両側から挟み込まれて固定される。この突出部である支柱部２８と締結部材である固定ネジ２９とにより、結合手段が構成されている。

【0086】

本実施形態の内面板２６は、前記第２実施形態と同様に角部の外側に断面略正方形の嵌込み部２４が一体に形成されている。この嵌込み部２４は、複合材板１７と同じ高さ（長さ）である。嵌込み部２４は、壁部材１１と壁部材１１との間の角部と、角部補強板１５の内面とで形成される空間内に嵌り込むように形成される。

【0087】

本実施形態では、前記第１、第２実施形態と同様に壁部材１１の端部の強度を高めるために、壁部材１１の角部に対して壁部材１１を構成する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の強度以上のＣＦＲＰから作製された角部補強板１５で補強されている。このように構成することで、全て金属で作製していた従来の真空チャンバ部材に比べて、重量を半分以下に軽量化することができる。

【0088】

本実施形態では、内面板２６の角部近傍の支柱部２８に座金２１、断面Ｌ字状の角部補強板１５及び外面補強板２７を、ボルト２２を通して締結することで、外面補強板２７に断面Ｌ字状の角部補強板１５が固定され、２つの壁部材１１の端部の取付強度を強固にすることができる。

【0089】

このように本実施形態によれば、外面補強板２７の孔２７ａを通して固定ネジ２９で支柱部２８にねじ込むことで、複合材板１７が無機材からなる内面板２６と外面補強板２７とで両側から挟み込まれて固定されることとなり、壁部材１１の強度が高まり、真空チャンバ部材１０Ｂの内部を高真空にしたとしても、壁部材１１が撓むことがなくなり、真空チャンバ部材１０Ｂとしての耐久性を向上させることができる。

【0090】

［真空チャンバ部材の第４実施形態］
図９（ａ），（ｂ）は、第４実施形態の真空チャンバ部材の桶構造を示すＢ－Ｂ線に沿う断面図，平面図である。なお、前記第３実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付し、前記第３実施形態と重複する説明は省略する。

【0091】

図９（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の真空チャンバ部材１０Ｃの壁部材１１は、真空側３となる第一の板としての内面板２６が大気側２に開口する桶状に形成されている。すなわち、この内面板２６には、真空側３となるチャンバ内面を形成する面の裏面の周縁に沿って第三の板である外面補強板２７に向かって突出する突出部としての側壁部２６ｂが設けられ、内面板２６の底面と側壁部２６ｂとによって桶構造が形成されている。この桶構造の凹部２６ａ内には、壁部材１１を構成する第二の板としての複合材板１７が嵌り込むように収納され、内面板２６の側壁部２６ｂと壁部材１１を構成する第三の板としての外面補強板２７とが複数の締結部材としての固定ネジ２９によって固定されている。こうすることにより、内面板２６の桶構造の凹部２６ａと外面補強板２７とにより構成される空間に複合材板１７が収納された状態で密閉されるようになる。この突出部である側壁部２６ｂと締結部材である固定ネジ２９とにより、結合手段が構成されている。

【0092】

このように本実施形態によれば、内面板２６の凹部２６ａ内に複合材板１７が嵌り込むように収納され密閉されることで、図４のように壁部材１１を真空チャンバ５に組付けする時に、例えば、複合材板１７として炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用いる場合、このＣＦＲＰに含まれる炭素繊維（カーボンファイバ）や樹脂が真空チャンバ５内に入り込み、チャンバ５内を汚染してしまうことを未然に防止することができる。さらに、半導体デバイスや液晶パネルや有機ＥＬパネルを製造する装置が設置されるクリーンルームにＣＦＲＰに含まれる炭素繊維（カーボンファイバ）や樹脂が大気側２に放出し、クリーンルームのクリーン度を低下させ、クリーンルーム内の他の装置内にあるウエハやパネルを汚染してしまうことも未然に防止することができる。

【0093】

また、本実施形態によれば、前記第３実施形態のように内面板２６に支柱部２８を固定することがなくなり、また複合材板１７に貫通孔１７ａを形成する必要がなくなり、構造が簡素化するとともに、組付けも容易になる。

【0094】

また、本実施形態によれば、内面板２６を桶構造に形成し、この桶構造の側壁部２６ｂと外面補強板２７とを固定ネジ２９により締結するという構成を採っているため、より剛性が増し強度が向上している。

【0095】

また、本実施形態によれば、桶構造に形成している内面板２６の内側にリブを形成し複数桶構造を内部に形成すること、桶構造に形成している側壁部２６ｂと同様の桶構造に形成している側壁部２６ｂを連結し複数桶構造を外部に形成することによって、さらに剛性が増し強度を向上させることも、本発明の範疇である。複数の側壁部２６ｂを連結する方法としては溶接することが望ましい。このように、複数桶構造にすることで強度を向上させると同時に、２ｍを超えるような大型チャンバでは、製作しやすいサイズの複合材板１７に分割できるので、製作コストも抑えることができる。

【0096】

なお、本実施形態では、内面板２６の側壁部２６ｂと外面補強板２７とを固定ネジ２９により接合しているが、溶接や接着などを加えて接合するようにしてもよい。

【0097】

［真空チャンバ部材の第５実施形態］
図１０は、本発明に係る真空チャンバ部材の第５実施形態の角部を示す拡大断面図である。なお、前記第３、第４実施形態の真空チャンバ部材と同一又は対応する部材には、同一の符号を付し、前記第３、第４実施形態と重複する説明は省略する。

【0098】

図１０に示すように、本実施形態の真空チャンバ部材１０Ｄは、前記第３実施形態の構成に加え、第三の板としての外面補強板２７が角部において接合する長さまで延びている。したがって、嵌込み部２４は、複合材板１７の各角部と外面補強板２７の角部の内面とで形成される空間内に嵌り込むように形成される。

【0099】

外面補強板２７の接合される角部は、それぞれ固定ネジ２９ａによって固定された後、前記第３実施形態と同様に壁部材１１の端部の強度を増すために、壁部材１１の角部に対して角部補強板１５をボルト２２で壁部材１１と締結し、補強している。

【0100】

また、嵌込み部２４と角部補強板１５が接する接合面２３、複合材板１７と内面板２６および外面補強板２７が接する接合面２３ａは、それぞれ密着度を増すために、接着剤により固定されている。この接着剤には、例えばエポキシ系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、又はポリウレタン樹脂系等の接着剤が用いられる。

【0101】

このように本実施形態によれば、複合材板１７が無機材からなる内面板２６と外面補強板２７とで両側から挟み込まれて固定され、外面補強板２７の接合される角部がそれぞれボルト２２・固定ネジ２９・固定ネジ２９ａによって固定されているので、壁部材１１の強度が一段と高まり、第３実施形態の真空チャンバ部材１０Ｂと比べてより耐久性を向上させることができる。

【0102】

［真空チャンバ部材の第６実施形態］
図１１は、本発明に係る真空チャンバ部材の第６実施形態の角部を示す拡大断面図である。なお、前記第３実施形態の真空チャンバ部材と同一又は対応する部材には、同一の符号を付し、前記第３実施形態と重複する説明は省略する。

【0103】

図１１に示すように、本実施形態の真空チャンバ部材１０Ｅは、第二の板としての複合材板１７を第一の板である内面板２６と第三の板である外面補強板２７とで両側から挟み込むサンドイッチ構造を形成する前記第３実施形態の支柱部２８に代えて、複合材板１７を貫通して内面板２６と外面補強板２７との間に挟まれて配置される無機材からなる連結部材３０を備えている。この連結部材３０は、くさび形状に形成されており、同様にくさび形状に形成されている複合材板１７に嵌合するようになっている。また、この連結部材３０の外面補強板２７と対面する面３０３の面積は、内面板２６と対面する面３０１の面積よりも大きく形成されている。このため、連結部材３０と複合材板１７との接触面２５は、外面補強板２７に向かって拡がっており、この接触面２５には、連結部材３０から複合材板１７の方向に押し付ける力が作用している。前記連結部材３０から複合材板１７の方向に押し付ける力は、内面板２６に向かう方向の力の成分となり、複合材板１７が内面板２６に押し付けられて固定されている。この連結部材３０の内面板２６と対面する面３０１と外面補強板２７と対面する面３０３には、それぞれネジ溝を切った固定穴が設けられている。第一の締結部材としての固定ネジ２９を内面板２６に挿通して連結部材３０のこの固定穴と締結して連結部材３０と内面板２６とが固定されている。また、他の締結部材としての固定ネジ２９を外面補強板２７に挿通して連結部材３０の固定穴と締結して連結部材３０と外面補強板２７とが固定されている。この結果、内面板２６と外面補強板２７とが、連結部材３０を介して結合され固定されるようになっている。この連結部材３０と、この連結部材３０に内面板２６と外面補強板２７とを固定するそれぞれの固定ネジ２９とにより、結合手段が構成されている。連結部材３０を構成する無機材には、ステンレス鋼、アルミニウム合金等が用いられる。

【0104】

なお、この第６実施形態では、連結部材３０と内面板２６とを固定ネジ２９で締結することにより固定しているが、固定ネジ２９でなく、接着により連結部材３０と内面板２６とを接合するようにしてもよい。

【0105】

また、連結部材３０に貫通孔を設けて、リベットを通し、内面板２６と外面補強板２７の両側からかしめてリベット接合するようにしてもよい。

【0106】

このように本実施形態によれば、連結部材３０と内面板２６とを固定ネジ２９で固定し、同様に連結部材３０と外面補強板２７とを固定ネジ２９により固定することで、内面板２６と外面補強板２７とを結合するようになっている。このように簡単な構成で結合しているにもかかわらず、内面板２６と外面補強板２７とが強固に固定され真空チャンバ部材として十分な強度が確保されている。

【0107】

［真空チャンバ部材の第６実施形態の第一の変形例］
図１２（ａ），（ｂ）は、第６実施形態の第一の変形例の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示す断面図、Ｃ－Ｃ線に沿う断面図である。なお、前記第３実施形態または第６実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付し、前記第３実施形態または第６実施形態と重複する説明は省略する。

【0108】

図１２（ａ），（ｂ）に示すように、第６実施形態の第一の変形例の真空チャンバ部材１０Ｅは、前記第６実施形態のくさび形状の連結部材３０に代えて、略Ｌ字形状の連結部材３０ａが複合材板１７を貫通して内面板２６と外面補強板２７との間に挟まれて配置されている。複合材板１７には、この連結部材３０ａと嵌合する凹部が形成されており、この凹部には、略Ｌ字形状の連結部材３０ａが嵌め込まれている。複合材板１７の凹部に対して、この連結部材３０ａは入れ子形状をなしている。

【0109】

この連結部材３０ａの外面補強板２７と対面する面３０３ａの面積は、内面板２６と対面する面３０１ａの面積よりも大きく形成されている。このため、連結部材３０ａと複合材板１７との接触面２５ａでは、連結部材３０ａから複合材板１７の方向に押圧する力が作用し、複合材板１７が内面板２６に押し付けられて固定される。この連結部材３０ａの内面板２６と対面する面３０１ａと外面補強板２７と対面する面３０３ａには、それぞれ固定穴が設けられており、第一の締結部材としての固定ネジ２９を内面板２６に挿通して連結部材３０ａのこの固定穴と締結し、また、他の締結部材としての固定ネジ２９を外面補強板２７に挿通して連結部材３０ａの固定穴と締結する。略Ｌ字形状の連結部材３０ａは、外面補強板２７に接する方向の寸法が長くなるように配置されており、この連結部材３０ａと外面補強板２７とは、２本の固定ネジ２９によって固定されている。このようにして、内面板２６と外面補強板２７とが、連結部材３０ａを介して固定されるようになっている。この連結部材３０ａと、内面板２６と外面補強板２７とを固定するそれぞれの固定ネジ２９とにより結合手段が構成されている。

【0110】

図１２（ｃ），（ｄ）は、第６実施形態の別の第一の変形例の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示す断面図、Ｄ－Ｄ線に沿う断面図である。なお、前記第３実施形態または第６実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付し、前記第３実施形態または第６実施形態と重複する説明は省略する。

【0111】

図１２（ｃ），（ｄ）に示すように、第６実施形態の別の第一の変形例の真空チャンバ部材１０Ｅは、前記第６実施形態の第一の変形例の略Ｌ字形状の連結部材３０ａに代えて、略Ｕ字形状の連結部材３０ｂが複合材板１７を貫通して内面板２６と外面補強板２７との間に挟まれて配置されている。複合材板１７には、この連結部材３０ｂと嵌合する凹部が形成されており、この凹部には、略Ｕ字形状の連結部材３０ｂが嵌め込まれている。複合材板１７の凹部に対して、この連結部材３０ｂは入れ子形状をなしている。

【0112】

前記第６実施形態の第一の変形例と同様に、この連結部材３０ｂの外面補強板２７と対面する面３０３ｂの面積は、内面板２６と対面する面３０１ｂの面積よりも大きく形成されており、連結部材３０ｂと複合材板１７との接触面２５ｂでは、連結部材３０ｂから複合材板１７の方向に押圧する力が作用している。そして、第一の締結部材としての固定ネジ２９を内面板２６に挿通して連結部材３０ｂと締結し、また、他の締結部材としての固定ネジ２９を外面補強板２７に挿通して連結部材３０ｂと締結することにより、内面板２６と外面補強板２７とが、連結部材３０ｂを介して固定されている。このようにして、連結部材３０ｂと、内面板２６と外面補強板２７とを固定するそれぞれの固定ネジ２９とにより結合手段が構成されている。

【0113】

［真空チャンバ部材の第６実施形態の第二の変形例］
図１３（ａ），（ｂ）は、本発明に係る第６実施形態の第二の変形例の真空チャンバ部材のサンドイッチ構造を示す断面図、Ｅ－Ｅ線に沿う断面図である。なお、前記第３実施形態の真空チャンバ部材と同一又は対応する部材には、同一の符号を付し、前記第３実施形態と重複する説明は省略する。

【0114】

図１３（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態の真空チャンバ部材１０Ｆは、第二の板としての複合材板１７を第一の板である内面板２６と第三の板である外面補強板２７とで両側から挟み込むサンドイッチ構造を形成する前記第３実施形態の支柱部２８に代えて、支柱部２８よりも短い支柱部２８ａが内面板２６に形成されており、また、外面補強板２７の大気側２となる面の裏面から突出する支柱部２８ｂが形成されている。この支柱部２８ａと支柱部２８ｂは、複合材板１７を挟み込むように構成されている。支柱部２８ａは内面板２６に溶接や接着などにより接合されており、同様に、支柱部２８ｂは外面補強板２７に溶接や接着などにより接合されている。支柱部２８ｂには、固定ネジ２９が貫通する貫通孔が設けられており、支柱部２８ａには、ネジ溝が切られた固定穴が形成されている。外面補強板２７と支柱部２８ｂの貫通孔を通して締結部材としての固定ネジ２９で支柱部２８ａの固定穴にねじ込むことで、複合材板１７が内面板２６と外面補強板２７とで両側から挟み込まれて固定される。この支柱部２８ａと固定ネジ２９とにより、結合手段が構成されている。

【0115】

本発明に係る第６実施形態やその変形例の真空チャンバ部材として、第二の板としての複合材板１７を第一の板である内面板２６と第三の板である外面補強板２７とで両側から挟み込むサンドイッチ構造を形成し、内面板２６と複合材板１７との接触面及び複合材板１７と外面補強板２７との接触面をエポキシ系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤またはポリウレタン樹脂系接着剤で接着接合するようにしてもよい。こうすることにより、締結部材による結合に加え、接着剤による結合も作用するため、内面板２６と外面補強板２７の結合強度がさらに大きくなる。また、締結部材の数を減らしても、十分な結合強度が確保できるため、軽量化も実現できる。この実施形態において、内面板２６と複合材板１７との接触面及び複合材板１７と外面補強板２７との接触面を接着接合する接着剤も結合手段となる。エポキシ系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤またはポリウレタン樹脂系接着剤を用いることにより、真空チャンバ部材として使用しても接着の剥がれが発生せず、十分な強度を実現できる。

【0116】

［真空チャンバ部材の製造方法の一実施形態］
図１５は、本発明に係る真空チャンバ部材の製造方法の一実施形態を示す工程図である。図１４は、本発明に係る真空チャンバ部材の製造方法の一実施形態にて製造される、本発明の真空チャンバ部材の角部を示す部分拡大図である。

【0117】

図１４に示すように、本実施形態の製造方法において製造される真空チャンバ部材１０Ａは、真空側３となる真空チャンバ部材１０Ａの内面が第一の板としての金属膜１９を形成している樹脂材板１８で構成され、また、この樹脂材板１８と対向する大気側２に第二の板としての複合材板１７が形成されている。

【0118】

本実施形態の製造方法で製造される真空チャンバ部材１０Ａは、基本的には図６に示す第２実施形態の真空チャンバ部材１０Ａと同じ構成である。そのため、本製造方法の説明において、前記第２実施形態の真空チャンバ部材１０Ａと同一又は対応する部分には、同一の符号を付して説明する。

【0119】

なお、図１４に示す真空チャンバ部材１０Ａは図６に示す真空チャンバ部材１０Ａの部分変形例であり、金属フレーム２０の構成が図６に示す真空チャンバ１０Ａとは若干相違している。

【0120】

具体的には、図１４に示す真空チャンバ１０Ａの金属フレーム２０は、６面の壁部材１１のうちの１面（図１に示す４面の側壁１２のうちの１面）の内面側において（図７に示す真空チャンバ部材１０Ｂの内面板２６と同様に）面状に設けられ、この面状の部分の中央側に形成された開口部において壁部材１１の外面側に突出したフランジ部４１が形成されている。このフランジ部４１の大気側２の端部には気密性を保持するためのシール部材が配設された真空シール面４２が形成され、この真空シール面４２にゲートバルブ３７が取り付けられている。それ以外の構成は図６に示す真空チャンバ１０Ａと同じである。

【0121】

図１５に示すとおり、本実施形態の製造方法は、金属フレーム２０によって真空チャンバ部材１０Ａの構造体を製作し、その構造体の表面を仕上げ・洗浄し、樹脂材板１８と複合材板１７を所定の形状としたものを金属フレーム２０に組み付ける第一工程Ｐ１０と、扉・蓋・ゲートバルブ等の部品と接する真空シール面４２を仕上げる第二工程Ｐ２０を有する。

【0122】

まず、第一工程Ｐ１０を説明する。

【0123】

第一工程Ｐ１０においては、無機材形状製作工程Ｐ１１と、第一の洗浄工程Ｐ１２と、複合材形状製作工程Ｐ１３とを有する。第二工程Ｐ２０は、無機材形状精密仕上げ工程Ｐ２１と、第二の洗浄工程Ｐ２２とを有する。

【0124】

無機材形状製作工程Ｐ１１においては、金属フレーム２０を真空チャンバ部材１０Ａの構造体を構成する所定形状に形成するために、ステンレス鋼等の金属板の機械加工が行われたり、金属同士の溶接などが行われる。

【0125】

第一の洗浄工程Ｐ１２においては、無機材形状製作工程Ｐ１１で形成されたステンレス鋼等の金属板からなる構造体としての金属フレーム２０の真空側３に接する面に対してブラスト又は電解研磨が行われ、その後にウエット洗浄・乾燥が行われる。

【0126】

複合材形状製作工程Ｐ１３においては、樹脂材板１８に金属膜１９が形成され、金属膜１９が形成された樹脂材板１８と複合材板１７が接着剤やボルトにより固定され、壁部材１１が形成される。また、図１４に示すように、無機材形状製作工程Ｐ１１で形成された金属板からなる金属フレーム２０の外面には、壁部材１１が接着剤やボルトによって固定される。この接着剤には、例えばエポキシ系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、又はポリウレタン樹脂系等の接着剤が用いられる。さらに、金属フレーム２０と壁部材１１とを固定した状態の角部には、外側から角部補強板１５を配設し、それらがボルト２２の締結と接着とで固着されることにより補強される。

【0127】

次に、第二工程Ｐ２０を説明する。

【0128】

図１５に示す、第二工程Ｐ２０の無機材形状精密仕上げ工程Ｐ２１においては、図１４に示すように、金属フレーム２０に対する外部や内部の部材とのインターフェースとなるフランジ部４１の真空シール面４２の仕上げ加工が行われる。

【0129】

図１５に示す、第二の洗浄工程Ｐ２２においては、仕上げ加工した真空シール面４２の洗浄に加え、金属膜１９および金属フレーム２０の内面のドライ洗浄が行われる。

【0130】

第一の洗浄工程Ｐ１２において行われるウエット洗浄とは、たとえば高圧洗浄又は超音波洗浄が該当する。第二の洗浄工程Ｐ２２において行われるドライ洗浄とは、たとえば真空チャンバ部材１０および真空チャンバ部材１０Ａの内面を真空環境にした上で、酸素を供給しながら高電圧を印加し、放電を発生させることにより洗浄する工程が該当する。

【0131】

第二の洗浄工程Ｐ２２においてドライ洗浄を用いることにより、接着した複合材板１７や接着剤にダメージを与えることなく、真空チャンバ部材１０Ａの内面に残る有機物を除去し、クリーンにすることができる。また、従来のようなウエット洗浄を実施した場合、接着部の小さな隙間に洗浄液が入り込み、その後、リンスをしても洗浄液が取れないという問題があったが、これも解決することができる。

【0132】

このように、この実施形態の製造方法によれば、真空側３となる真空チャンバ部材１０Ａの内面を無機材の金属フレーム２０及び金属膜１９で作製し、この金属フレーム２０及び金属膜１９と対向する大気側２を複合材板１７で作製することで、軽量化した真空チャンバ部材１０Ａを簡素な工程で確実に製造することができる。

【0133】

この実施形態の製造方法においては、無機材と複合材とを有する構造の物体である無機材の形状を創生する第一工程Ｐ１０と、第一工程Ｐ１０を経た無機材に所定の仕上げ処理を行うことで無機材の形状を仕上げする第二工程Ｐ２０とを用いることにより、真空側となるチャンバ内面が無機材の第一の板として構成され、第一の板の真空側と対向する面に複合材で構成された第二の板としての複合材板１７を構成する真空チャンバ部材を簡素な工程で確実に構築できる。これにより、真空側となる内面の密閉性を維持しつつ、有機物汚染を防ぎ、軽量化を図った真空チャンバ部材を簡素な工程で確実に構築することが可能となる。

【0134】

この実施形態の製造方法においては、無機材形状製作工程Ｐ１１及び第一の洗浄工程Ｐ１２及び複合材形状製作工程Ｐ１３、ならびに、無機材形状精密仕上げ工程Ｐ２１及び第二の洗浄工程Ｐ２２を用いて、真空側となる内面の密閉性を維持しつつ、有機物汚染を防ぎ、軽量化を図った真空チャンバ部材１０Ａを、簡素かつ具体的な工程で一層確実に構築することが可能となる。

【0135】

この実施形態の製造方法においては、第一工程Ｐ１０において第一の洗浄工程Ｐ１２を用い、第二工程において第二の洗浄工程Ｐ２２を用いることで、有機物汚染を防ぎ、軽量化を図った真空チャンバ部材１０Ａを、簡素かつ具体的な工程で一層確実に構築することが可能となる。

【0136】

この実施形態の製造方法においては、複合材板１７は、繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、セラミックス基複合材料のうちの少なくとも何れか一つを有する材質の物体であることから、複合材板１７の機械的強度が高まるとともに、真空チャンバ部材１０Ａの軽量化を図ることができる。

【0137】

上記の説明においては、この実施形態の製造方法を第２実施形態に係る真空チャンバ部材１０Ａの製造方法にこの実施形態の製造方法を適用する事例を説明したが、この実施形態の製造方法は、第１実施形態に係る真空チャンバ部材１０の製造方法や、第３実施形態に係る真空チャンバ部材１０Ｂの製造方法や、第４実施形態に係る真空チャンバ部材１０Ｃの製造方法や、第５実施形態に係る真空チャンバ部材１０Ｄの製造方法、第６実施形態やその第一の変形例に係る真空チャンバ部材１０Ｅの製造方法、第６実施形態の第二の変形例に係る真空チャンバ部材１０Ｆの製造方法としても適用できる。また、この実施形態の製造方法は、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態、第６実施形態とその変形例以外のいかなる真空チャンバ部材（図示せず）の製造方法にも適用することができる。

【0138】

たとえば、本実施形態の製造方法を第３実施形態の真空チャンバ部材１０Ｂ（図７参照）の製造に適用する場合、無機材形状製作工程Ｐ１１において真空側３となる真空チャンバ部材１０Ｂの内面に無機材の第一の板としての内面板２６が設けられ、複合材形状製作工程Ｐ１３において内面板２６と対向する大気側２に第二の板としての複合材板１７が設けられる。なお、この場合、真空チャンバ部材１０Ｂには、内面板２６にフランジ部４１が設けられ、このフランジ部４１に真空シール面４２が設けられた構成となる。

【0139】

[他の実施形態]
本発明の各実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0140】

例えば、上記第１実施形態の真空チャンバ部材１０では、金属フレーム２０の外側に２本の支柱２０ａが直角方向に延びるように形成した例について説明したが、この本数に限らず、少なくとも１本形成すればよい。

【0141】

また、上記各実施形態では、各部材を接合するために締結部材としてボルト２２、固定ネジ２９を用いた例について説明したが、これに限らずリベット等の他の締結部材を用いて各部材を接合するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0142】

１ 真空チャンバ装置
２ 大気側
３ 真空側
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ 真空チャンバ部材
１１ 壁部材（板部材）
１２ 側壁
１３ 底壁
１４ 上部壁
１５ 角部補強板
１５ａ 取付孔
１６ 支持脚
１７ 複合材板（第二の板）
１７ａ 貫通孔
１８ 樹脂材板（第一の板）
１９ 金属膜
２０ 金属フレーム（フレーム）
２０ａ 支柱
２０ｂ 固定穴
２１ 座金
２２ ボルト（締結部材）
２３ 接合面
２３ａ 接合面
２４ 嵌込み部
２５，２５ａ，２５ｂ 連結部材と複合材板との接触面
２６ 内面板（第一の板、構造体）
２６ａ 凹部
２６ｂ 側壁部（突出部、結合手段）
２７ 外面補強板（第三の板）
２７ａ 孔
２８，２８ａ，２８ｂ 支柱部（突出部、結合手段）
２９ 固定ネジ（締結部材、結合手段）
３０，３０ａ，３０ｂ 連結部材（結合手段）
３０１，３０１ａ，３０１ｂ 連結部材の内面板と対面する面
３０３，３０３ａ，３０３ｂ 連結部材の外面補強板と対面する面
３１ ダクト
３２ 粗引きポンプ
３３ バルブ
３４ 信号線
３５ コントローラ
３６ 真空センサ
３７ ゲートバルブ
３８ ターボ分子ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】