JPS63270536A

JPS63270536A - 真空チヤンバの製造方法

Info

Publication number: JPS63270536A
Application number: JP10733787A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kato; 豊加藤; Eizo Isoyama; 礒山　永三; Seikichi Manaka; 間中　清吉; Takeshi Inoue; 猛井上
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-11-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、半導体製造装置、表面分析装置、ＣＶＤ装
置等の真空装置や、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ
等の真空ポンプに使用される真空チャンバを製造する方
法に関する。

この明細書において「アルミニウム」という語は純アル
ミニウムのほかにすべてのアルミニウム合金を含む意味
で用いられる。また、「不活性ガス」という語は、周期
表のアルゴンガス、ヘリウムガス、クリプトンガス、キ
セノンガスの他にアルミニウムに対して不活性なチッ素
ガス等も含む意味で用いられる。

従来技術とその問題点従来、このＦ！！真空チャンバとしては、箱状チャンバ
本体内に、管状膨出部を備えたアルミニウム板製円筒状
シュラウドを配置したものがある（特開昭６１−１０３
５３２号公報参照）。

ところが、このチャンバでは、内部の真空度を十分に高
い状態に保持することができないとう問題があった。

真空チャンバ内の高い真空度を保持するためには、チャ
ンバ本体の内周面およびシュラウド表面からの放出ガス
を減らすことが重要である。

この点につき本発明者らは実験研究を重ねた結果、シュ
ラウド表面の皮膜状態が真空度に大きく影響を与えるも
のと考えるに至った。

アルミニウムは周知のように、非常に酸化され易い金属
であり、酸素に触れると表面に酸化皮膜が形成される。

またアルミニウムが水、湿気などの水分の存在する環境
下に置かれると、その表面に水和酸化皮膜が生成する。

そして水和酸化物の生成反応の温度が高い程水和酸化皮
膜の成長は著しく、高温環境下ではアルミニウム表面に
ベーマイト（擬ベーマイト）またはバイアライトなどの
水和酸化物が形成される。このような水和酸化皮膜の膜
質は、水分の存在しない環境で形成されるアルミニウム
酸化皮膜に比べて非常に粗で多孔質状でありかつその孔
形態も複雑にいり込んでいる。加えて膜厚も厚い。

ところで、シュラウドを製造するための管状膨出部を有
するアルミニウム板は、たとえば圧延加工により２枚の
平板を成形した後、一方の板の片面に圧着防止剤を所要
パターンに印刷し、該印刷面に他方の板を重ね合せ、こ
の状態で画板を圧着した後、非圧着部に流体圧を導入し
て管状膨出部を形成する、いわゆるロールボンド法によ
って製造される。通常の圧延加工により成形されたアル
ミニウム材の表面には、成形特水分を含んだ大気（酸素
）との接触により水和酸化皮膜が生成され、しかもこの
水和酸化皮膜は、成形特高温にさらされるため、水和酸
化皮膜の生成反応が促進されて厚膜となっている。

この水和酸化皮膜の膜質は上述のとおり多孔質状であり
、かつ厚膜であるために皮膜に多くの水分が吸着する。

しかも皮膜がちみつさに欠けるために、成形後において
も大気中に存在する水分、ハイドロカーボン。二酸化炭
素および一酸化炭素などのガスが皮膜に吸着する。また
、圧延油等の汚染物質も皮膜に吸着する。しかもこれら
は水和酸化皮膜が上記のようなものであるために、皮膜
内にいわば吸蔵された形態になる。その結果これらの脱
離が困難な状態となり、真空引きを行なってもなかなか
除去できない。

したがって、これが真空チャンバ内を高真空に保持でき
ない原因になっていると思われる。

この発明の目的は、内部を高真空に保持できる真空チャ
ンバの製造方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段この発明による真空チャンバの製造方法は、入口および
出口を有する少なくとも１つの管状膨出部を備えたアル
ミニウム板からチャンバ用箱状体をつくった後、この箱
状体の内周面の水和酸化皮膜を除去し、ついで箱状体を
、水分を含んだ大気と接触しないような酸素含有ガス雰
囲気中で加熱し、箱状体の内周面に酸化皮膜を形成する
ことを特徴とするものである。

上記において、管状膨出部を備えたアルミニウム板とし
ては、強度的に優れたＡ６１０１、Ａ６０６３などから
なるものを用いるのがよい。

また、このアルミニウム板の箱状体内面となる面は、た
とえば純度９９．９％以上の高純度アルミニウム層で覆
っておくことが好ましい。その理由は、後工程で形成す
る酸化皮膜がよりちみつなものとなり、真空チャンバ内
の高真空度の保持性が一層向上するからである。このア
ルミニウム板を、上述したロールボンド法で製造する場
合には、圧着すべき２枚のアルミニウム板のうちの一方
のアルミニウム板として、Ａ６１０１製芯材と、高純度
アルミニウム製皮材とからなる片面クラツド板を用いる
のがよい。

上記において、水和酸化皮膜を除去した後の面は、乾燥
状態となっているのがよい。このようにするためには、
たとえば次の２つの方法がある。その１は、アルミニウ
ム板製箱状体の内面を洗浄するとともに乾燥させて清浄
でかつ水和酸化皮膜が除去された乾燥面とする方法であ
る。箱状体の内面を洗浄するとともに乾燥させる具体的
方法としては、たとえば苛性ソーダを用いたアルカリ洗
浄または硫酸を用いた酸洗浄を施して加工油を洗い流す
とともに箱状体内面に形成されている水和酸化皮膜を除
去し、その後不活性ガス雰囲気中または真空雰囲気中で
低温にて乾燥させる方法がある。上記において、アルカ
リ洗浄または酸洗浄後の乾燥は、真空雰囲気中で行なう
のがよい。上記洗浄後、真空炉内に入れて真空引きしな
がら乾燥させることができるからである。この乾燥は常
温〜１２０°Ｃと（に７０〜９０℃の温度範囲で行なう
のがよい。乾燥温度が１２０℃を越えるとこの乾燥工程
中に水和酸化皮膜が生成するおそれがあるからである。

また、アルカリ洗浄または酸洗浄後乾燥させる前に、箱
状体を水和酸化皮膜形成抑制用処理液中に浸漬して水和
酸化皮膜形成抑制処理を施すことが好ましい。水和酸化
皮膜形成抑制用処理液としては、クロム酸、ケイ酸、バ
ナジン酸、ジルコン酸、リン酸（ポリリン酸）、過マン
ガン酸、タングステン酸およびモリブデン酸ならびにこ
れらの塩のうちの１種を含む水溶液が用いられる。処理
液中の溶質濃度は０゜００００００１〜５ｗｔ％、好ま
しくは０６０００００１〜０．０００５νｔ％の範囲内
にあるのがよい。

その２は、ドライエツチングを施して清浄でかつ水和酸
化皮膜が除去された乾燥面とする方法である。ドライエ
ツチングの゛具体例としては、放電洗浄、反応性ガス・
エツチング、プラズマ・エツチング、反応性イオン・エ
ツチング、反応性イオン−ビーム壷エツチング、イオン
・ビーム・エツチング、反応性レーザ・ビーム・エツチ
ングなどをあげることができる。ドライ・エツチングに
よりアルミニウム製箱状体の内面を清浄でかつ水和酸化
皮膜が除去された乾燥面とした場合には、酸洗浄やアル
カリ洗浄によって加工油を洗い流すとともに水和酸化皮
膜を除去する場合のように、洗浄後乾燥工程を必要とし
ない。

チャンバ用箱状体を、水分を含んだ大気と接触させず、
かつ酸素含有ガスと接触させた状態で加熱するには、箱
状体を酸素混合不活性ガス雰囲気中、市販の不活性ガス
雰囲気中もしくは工業的に得られる不活性ガス雰囲気中
に配置するか、またはこれらの不活性ガスを箱状体内に
充填しかつ箱状体を密封して行なう。また、箱状体を真
空雰囲気中に配置するか、または箱状体内を真空引きし
て行なってもよい。さらに、箱状体を純度１００％の酸
素または乾燥空気の雰囲気中に配置するか、またはこれ
らを箱状体内に充填しかつ箱状体を密封して行なっても
よい。酸素混合不活性ガスとしては、酸素０．５〜３０
　ｖｏ１％とくに１〜１０ｖｏ１％を含み、残部不活性
ガスよりなるものを用いるのがよい。また、市販の不活
性ガスおよび工業的に得られる不活性ガスには不純物と
して微量の酸素が含まれている。さらに、真空雰囲気中
、および真空引きした箱状体内にも、箱状体内面に酸化
皮膜を形成しうる程度の酸素は含まれている。また、加
熱温度は１２０〜５００℃特に２００〜３００℃とし、
加熱時間は０．１〜２４時間特に０゜５〜６時間とする
のがよい。加熱温度および加熱時間が上記下限値未満で
あると、酸化皮膜の形成がうまくいかず、上限値を越え
ると非結晶質皮膜の一部が結晶化して混在した状態とな
り、ちみつな皮膜が形成されなくなるおそれがあるから
である。

実　　施　　例以下、この発明の実施例を、比較例とともに図面を参照
しながら説明する。

実施例１この実施例は第１図から第４図に示すものである。

まず、上述したロールボンド法によって、第１図に示す
ような入口および出口を有する１つの管状膨出部（２）
を備えたアルミニウム板（１）を製造した。管状膨出部
（２）の横断面形状は、第２図に示すように、横断面半
円形で一方向のみに膨出している。管状膨出部の横断面
形状は、第３図に示すように、６角形状であってもよい
。

横断面６角形状管状膨出部を（１０）で示す。また、管
状膨出部の横断面形状は、これらの形状に限るものでは
ない。また、管状膨出部（２）の入口には、加熱および
冷却流体供給管（５）を、出口には同排出管（６）をそ
れぞれ接続しておいた。

次に、アルミニウム板（１）を、第１図に鎖線で示す箇
所で、膨出部（２）が内側に来るように折り曲げて直方
体状に成形し、その継目部分を溶接してチャンバ用箱状
体（３）をつくった。箱状体（３）を構成する６つの壁
のうち１つの壁に、真空ポンプ接続口（４）を設けてお
く。また図示は省略したが、箱状体（３）には、種々の
機器を接続したり、物品を入れたりするための開口を形
成しておく。

そして、この箱状体（３）を水酸化ナトリウム５　ｖＬ
％を含む液温５０℃の水溶液に３分間浸漬して、その内
外両面を清浄にするとともに水和酸化皮膜を除去した。

ついで、この箱状体（３）を真空中において７０℃で５
時間加熱し、表面を乾燥させた。その後、この箱状体（
３）内を真空にするとともに、箱状体（３）内に酸素１
０ｖ。

１％、残部アルゴンからなる混合ガスを充填し、２００
℃で６時間加熱して内周面に酸化皮膜を形成して真空チ
ャンバを製造した。

次に、上述のようにして製造された真空チャンバについ
て行なった性能評価試験について述べる。

まず、真空ポンプを真空ポンプ接続口（４）に接続し、
チャンバ内部から排気して真空チャンバ内の真空度をＩ
　Ｘ　１０−７Ｔｏｒｒとした。ついで、管状膨出部（
２）内に加熱されたフレオンＲ１，１３を流通させて、
真空チャンバに１５０℃、２４時間のベーキング処理を
施した。その後、これを常温まで自然冷却してから、管
状膨出部（２）内に液体チッ素を１０時間流通させて、
チャンバの内周面に真空化されたチャンバ内の残留ガス
を吸着させた。その結果、真空チャンバ内の真空度は５
　Ｘ　１０　　　Ｔｏｒｒに達していた。

この実施例においては、管状膨出部（２）内に加熱流体
を流通させることによって、真空チャンバの内周面にベ
ーキング処理を施しているが、これに限定されるもので
はなく、空気圧を利用して管状膨出部内に、ニクロム線
等のヒータ線をその全長に行渡るように装入し、このヒ
ータ線を利用してベーキング処理を施してもよい。

また、上記実施例においては、管状膨出部は１つだけ設
けられているが、２つ以上設けておいてもよい。その場
合、ベーキング処理用の加熱流体を流通させるか、また
はヒータ線を装入する管状膨出部と、冷却流体を流通さ
せる管状膨出部とを別々にしておいてもよい。

実施例２この実施例は第５図および第６図に示すものである。

まず、上述したロール・ボンド法によって、第５図に示
すような入口および出口を有する２つの管状膨出部（１
２）　（１３）を備えたアルミニウム板（１１）を製造
した。両管状膨出部（１２）（１３）の横断面形状は第
３図に示すものと同様に６角形状である。そして、一方
の管状膨出部（１２）の入口に加熱流体供給管（１４）
を、出口に同排出管（１５）をそれぞれ接続しておいた
。また、他方の管状膨出部（１３）の入口に冷却流体供
給管（ｌＢ）を、出口に同排出管（１７）をそれぞれ接
続しておいた。

次に、アルミニウム板（１１）を円筒状に丸めてその継
目部分を溶接して円筒体（１８）をつくった。

次に、この円筒体（１８）の上端開口および下端開口を
、それぞれアルミニウム製頂ｕ　（１９）および同底壁
で閉鎖し、円筒状の箱状体（２０）をつくった。底壁に
は真空ポンプ接続口（図示略）を設けておいた。また図
示は省略したが、箱状体（２０）には、種々の機器を接
続したり、物品を入れたりするための開口を形成してお
く。

そして、この箱状体（２０）を水酸化ナトリウム５ｗｔ
％を含む液温５０℃の水溶液に３分間浸漬して、その内
外両面を清浄にするとともに水和酸化皮膜を除去した。

ついで、この箱状体（２０）を真空中において７０℃で
５時間加熱し、表面を乾燥させた。その後、この箱状体
（２０）内を真空にするとともに、箱状体（２０）内に
酸素１０ｖ。

まず、真空ポンプを真空ポンプ接続口に接続し、チャン
バ内から排気し、真空チャンバ内の真空度をＩ　Ｘ　１
０−７Ｔｏｒｒとした。ついで、管状膨出部（１２）内
に加熱されたフレオンＲ１１３を流通させて、真空チャ
ンバに１５０℃、２４時間のベーキング処理を施した。

その後、これを常温まで自然冷却してから、管状膨出部
（１３）内に液体チッ素を１０時間流通させて、チャン
バの内周面に真空化されたチャンバ内の残留ガスを吸着
させた。その結果、真空チャンバ内の真空度は８　Ｘ　
１０　　　Ｔｏｒｒに達していた。

この実施例においては、周壁が、２つの管状膨出部を備
えたアルミニウム板で形成されているが、これに代えて
周壁が、加熱流体流通路および冷却流体流通路を兼ねた
１つの管状膨出部を備えた金属板で形成されていてもよ
い。

比較のために、第７図に示すように、アルミニウム製箱
状体（３１）内にアルミニウム製円筒状シュラウド（３
２）が配暉された真空チャンバを用意した。箱状体（３
１）には真空ポンプ接続口（図示略）が設けられている
。シュラウド（３２）は、１つの管状膨出部（３４）を
有する板を円筒状に丸めるとともに継目を溶接すること
により製造されたものである。管状膨出部（３４）は、
入口および出口を備えており、入口に加熱および冷却流
体供給管（３５）が、出口に同排出管（３６）が接続さ
れている。両管（３５）（３Ｂ）は箱状体（３１）の外
部に伸びている。このような構成において、まず、真空
ポンプを真空ポンプ接続口に接続し、チャンバ内から排
気し、真空チャンバ内の真空度を１　ｘ　１０−６Ｔｏ
ｒｒとした。ついで、管状膨出部（３４）内に加熱され
たフレオンＲ１１３を流通させて、シュラウド（３２）
に１５０℃、２４時間のベーキング処理を施した。その
後、これを常温まで自然冷却してから、管状膨出部（３
４）内に液体チッ素を１０時間流通させて、シュラウド
（３２）の表面に真空化されたチャンバ内の残留ガスを
吸着させた。そ結果、真空チャンバ内の真空度はＩ　Ｘ
　１０−９Ｔｏｒｒとなっていた◎発明の効果この発明による真空チャンバの製造方法は、入口および
出口を有する少なくとも１つの管状膨出部を備えたアル
ミニウム板からチャンバ用箱状体をつくった後、この箱
状体の内周面の水和酸化皮膜を除去し、ついで箱状体を
、水分を含んだ大気と接触しないような酸素含有ガス雰
囲気中で加熱し、箱状体の内周面に酸化皮膜を形成する
ことを特徴とするものであるから、箱状体内面に問題の
ある水和酸化皮膜が存在せず、ちみつな酸化皮膜が形成
される。したがって、箱状体内面への真空度低下物質の
吸着、吸蔵は著しく少なく、かつ吸着、吸蔵されていて
も脱ガス処理により簡単にこれを除去することが可能と
なり、真空チャンバ内を真空にした場合にも、放出され
る真空度低下物質の量が少なくなって、チャンバ内を高
真空度に保つことができる。

また、この発明の方法で製造された真空チャンバでは、
シュラウドを必要としないので、構造が簡単であるとと
もにコストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の実施例１を示し、第１図は
入口および出口を有する管状膨出部を備えたアルミニウ
ム板の平面図、第２図は管状膨出部４の拡大横断面図、
第３図は管状膨出部の変形例を示す拡大横断面図、第４
図はアルミニウム板からつくられた箱状体の垂直断面図
、第５図および第６図はこの発明の実施例２を示し、第
５図は入口および出口を有する管状膨出部を備えたアル
ミニウム板の平面図、第６図はチャンバ用円筒状箱状体
の斜視図、第７図は真空チャンバの比較品を示す一部省
略斜視図である。（Ｌ）　（１１）・・・アルミニウム板、（２）　（１
２）　（１３）・・・管状膨出部、（３）（２０）・・
・チャンバ用箱状体。以　　上特許出願人　　昭和アルミニウム株式会社第２図第３図第フ図

Claims

【特許請求の範囲】

入口および出口を有する少なくとも１つの管状膨出部を
備えたアルミニウム板からチャンバ用箱状体をつくった
後、この箱状体の内周面の水和酸化皮膜を除去し、つい
で箱状体を、水分を含んだ大気と接触しないような酸素
含有ガス雰囲気中で加熱し、箱状体の内周面に酸化皮膜
を形成することを特徴とする真空チャンバの製造方法。