(57)【要約】【課題】  継手の材質が全てガラスであり、且つ、高い気密性を持つ管継手を提供する。【解決手段】  継手の全材質をガラスとし、継手の構造を管の端部のシール面を合せて気密を保つ面シール管継手の構造とし、シール面を平面とし、シール面を光学接着する程度以上の平面度とする。光学接着しているシール面同士の間の極めてわずかな隙間を無くすために、配管と同軸に配置したおすネジ手段とめすネジ手段により締めつけを行い、継手のシール面同士を適切な力で接合する。配管を永久配管とする場合には、必要により光学研磨を施したガスケットを挿入し、継手接続後に接合部に熱を加えて接着する。【選択図】  図１
2006316987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の端部の面をシール面（２）とし、シール面（２）を継ぎ合わせて同材質の配管あるいは異種材質の配管とを継ぐ面シール管継手であって、シール面（２）が平面であり、シール面（２）の平面度が、同一の平面度以上の平面と向かい合わて接合した場合に、光学接着する程度以上であることを特徴とする面シール管継手。
【請求項２】
請求項１の面シール継手であって、シール面（２）の平面度が、波長λが６３３ｎｍの光による平面度測定において、λ／５以上の平面であり、望ましくはλ／１０以上の平面であることを特徴とした面シール管継手。
【請求項３】
請求項１および請求項２の面シール管継手であって、少なくとも一つの管継手の材質が石英ガラスであることを特徴とする面シール管継手。
【請求項４】
請求項１から請求項３の面シール管継手において、シール面（２）の接合手段として配管と同軸上にあるおすネジ手段（４）とめすネジ手段（５）による締結を用いることを特徴とする面シール管継手。
【請求項５】
請求項１から請求項４の面シール管継手であり、ガスケット（８）を用い、ガスケットのシール面（９）が平面であり、ガスケットのシール面（９）の平面度が、同一の平面度以上の平面と向かい合わせて接合した場合に、光学接着する程度以上であるガスケット（８）を用いることを特徴とする面シール管継手。
【請求項６】
請求項１から請求項４の面シール管継手であって、請求項５のガスケットのシール面（９）の平面度が、波長λが６３３ｎｍの光による平面度測定において、λ／５以上の平面であり、望ましくはλ／１０以上の平面であるガスケット（８）を用いることを特徴とした面シール管継手。
【請求項７】
請求項１から請求項６の面シール管継ぎ手において、シール面（２）を接合後に接合部に熱を加えて接合部を接着することを特徴とする接合技術。
【請求項８】
請求項７の接合技術において、ガスケット（８）として接合のための中間材料を用いることを特徴とする接合技術
【請求項９】
請求項１から請求項６の面シール継手において、ガスケット（８）の材質として加熱によりシール面（２）とガスケットのシール面（９）とが接着することのない材質を用いることを特徴とする面シール継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、半導体製造装置の配管技術、特に、半導体製造装置の反応装置内部の配管の継手技術に属する。半導体関連設備のみでなく、化学関連設備やバイオ関連設備等に用いられる高品位の配管技術にも関係する。また、ガラス配管技術の分野にも属し、特に高い気密性が必要な高品位の配管技術に関係する。
【背景技術】
【０００２】  本発明の背景技術について説明する。【０００３】  ガラスは化学的に安定であり、小さな熱膨張係数と耐熱性を有する。こうした特性を活かし、ガラス配管は金属配管では困難な化学物質の輸送や温度環境での配管に用いられる。ガラスプラントに用いられるガラス配管の材料は、珪酸を主成分に少量の硼酸を添加した硼珪酸ガラスである。これに対して、半導体製造装置で用いられるガラス配管の材料は高純度の石英ガラスである。これは半導体プロセスにおいて硼珪酸ガラスを用いた場合、硼酸が被処理半導体に対して意図しない不純物となるためである。【０００４】  半導体製造装置の反応装置の内部、つまり、反応炉の内部には、反応に必要な原料ガスを適切に反応部に導くために配管が施されていることが多い。半導体製造装置の反応装置の内部では、一般的に高温に加熱される、あるいは、腐食性のガスを利用するなどの理由により、内部では金属製の配管を使用することができないことが多い。更にいうなら、反応装置の内部の配管は、配管の内壁のみならず配管の外壁も環境のガスに曝され、そして高温に曝されていることから、配管の材質および配管継手の材質は、管の内部および外部ともに、配管されている環境に適している必要がある。【０００５】  炉内が高温となる領域は、被処理半導体基板の近傍や原料生成部付近、予備加熱領域などであるが、場合によっては、炉の全体が高温に加熱されている場合もある。高温となる箇所では、腐食性のガスの反応性がより高まるため、金属製の部品をますます使用できなくなる。これは、腐食による部品の消耗はもちろんのことであるが、腐食により部品から発生した物質が半導体に対して意図しない不純物となり、被処理半導体の特性に悪影響を及ぼすことが一番大きな理由である。【０００６】  こうした理由から、炉の外から炉内に伸びる金属配管は、炉内で石英ガラスなどの炉内環境に適した材料の配管に変更する必要がある。具体的には、金属配管と石英ガラスなどの材質の配管との接続が必要になる。【０００７】  従来、この金属配管と石英配管の接続はコバールガラスやコバール金属などを中間材料としてロウ付けにより接合されている。しかしながら、石英ガラス製の配管と金属配管の接続を継手接続とする方が管理面で有利であり、継手接続の新しい方法が望まれる。【０００８】  次にガラス配管同士の接続について説明する。以下、炉内の配管が石英ガラスにより施されているものとして説明する。【０００９】  反応炉の種類により異なるが、炉内には、原料ボート、ディフューザーと呼ばれる拡散装置、原料吹き出しノズルなどの多くの部品があり、それぞれについて原料ガスやキャリアガスの配管接続が必要である。こうした内容物への石英ガラス配管の接続方法として溶接を用いることもできるが、この場合には、組立後に個々の部品に分解することができないため、炉内の内容物は大きくなり、個別の部品ごとの管理ができなくなる。炉内の内容部品の分解組立ての自由度を増すためには、配管を継手接続とすることが望ましいが、高温環境や腐食ガスのある環境において使用できる継手の規格は存在しない。【００１０】  例えば、既存の規格である共通テーパーすり接手（ＪＩＳ  Ｒ３６４６）は、接続部の���ークを保証する接続方法ではないため、高品位を追求する半導体製造装置の内部で使用するには不向きである。共通テーパーすり接手では、気密性を向上させるためにはグリースの塗布を行うことがあるが、高温環境であり、不純物を嫌う半導体製造装置の炉内ではグリースを使用することができない。また、継手の抜き差しのために長手方向のスペースが必要であることが内容部材を組立てるうえで障害となることもある。また、配管の長手方向で引っ張りの力がある場合には、接続部が抜け外れる心配もある。【００１１】  ガラス製化学プラント用構成部品（ＪＩＳ  Ｒ３８０２）に既定されている継手は、フランジを利用するため、狭い半導体製造装置の炉内には適さない。また、規格で定められている配管の呼び径も１５ｍｍ以上であり、通常多く用いられている直径１／４インチ（直径６．３５ｍｍ）の様な配管径には対応していない。また、接続部の構成として、パッキン、インサート、クランプといった非耐熱材料を使用する必要があるが、これらを高温かつ腐食性のガスが存在する環境で使用することができないことは明らかである。【００１２】  一般の環境下では、ガラス管の接続にＩＳＯ規格のクランプ継手（ＩＳＯ  ２８６１−１）を利用することもあり得るが、エラストマー製のＯリングを利用しているために高温環境では使用することができない。【００１３】  このように、ガラス配管、特に石英ガラス配管においては、実際の半導体製造装置の炉内で使用可能な継手の規格が存在せず、また、推奨される接続方法も存在しない。このため、現実的には、配管の接続は溶接により施されることがほとんどである。【００１４】  本発明の目的は、半導体製造装置の炉内などの特殊な環境において利用可能なガラス配管、特に、石英ガラス配管の接続方法である継手技術を提供することにある。具体的には、継手の形式を面シール管継手とし、面シール管継手のシール面を光学接着する程度以上の極めて高い平面度の平面とし、接合面を配管と同軸上にあるネジ手段により締結することにより、高い気密性を実現できる継手システムを提供する。また、接続端部のシール面を極めて高い平面度を持つ平面としたことにより、継手接続後に接合部を加熱することにより接続端部のシール面同士を接着できるという副次的な作用をも提供することができる。加熱による接着は、光学接着する程度以上の平面度を持つ平面同士を適切な圧力をかけて接合した後に熱を加えて接着する比較的新しい技術である。【００１５】  上記の加熱による接着は、組上げた配管を分解せずにひとつの構成物として一体化したい場合に非常に有効である。火炎による加熱や高周波による加熱を利用する以外にも、半導体製造装置炉内の高温を利用して配管の接続端部のシール面を接着することもできる。【００１６】  このような手法、つまり、配管を継手により接続し、その後に接合部に熱を加えて配管を接着する手法は、光電子増倍管などの真空管の製作や真空に導入するガラス部品の製作などの広い分野で応用が期待できる。この手法はこれまでに存在していなかった全く新しい手法である。【００１７】  逆に、加熱することにより、接合面同士を接着させたくない場合には、加熱しても接着することのない材料をガス���ットの材質として選定すればよい。もちろん、接続端部のシール面に表面処理を施して接着することのない面としてもよい。【００１８】  ガラス配管の継手を面シール管継手することは、既存の金属配管の面シール継手との接続にも都合が良い。一般的に、既存の金属配管の面シール継手の接続端部は平面ではないが、金属配管の面シール管継手のシール面と本発明のガラス管継手のシール面の間に挿入したガスケットが変形して双方のシール面に密着することにより気密を保つことができる。例えば、金属ガスケットを用いる金属配管の面シール継手と継手接続する場合には、シール面の径の互換をとり、ネジによる接続手段の互換をとり、充分な平面度の金属製ガスケットを挿入した継手構成とすればよい。【００１９】  従来、ガラスは硬くて脆く機械加工も困難であることから、ネジ手段の加工は困難であり、そして、光学接着する程度以上、つまりは平面度λ／５程度以上の極めて高い平面度を持つ平面の加工は極めて高度な技術であり、またこれらの加工は多くの加工工数とコストが必要なため、本発明と同様の継手技術は考案されることもなく実施もされていなかった。しかしながら、近年、ガラスの平面研磨技術の向上したこと、ガラスの機械加工技術の向上によりネジ部品の作成が可能になったことなどにより、本発明の管継手の実現が可能となった。【００２０】  従来のガラス配管の管継手に関する技術には次の（１）から（４）のようなものがある。
（１）科学分析用ガラス器具の共通テーパーすり接手（ＪＩＳ  Ｒ３６４６）
（２）化学分析用ガラス器具の共通球面すり接手（ＪＩＳ  Ｒ３６５１）
（３）ガラス製化学プラント用構成部品（ＪＩＳ  Ｒ３８０２）に規定される継手
（４）クランプ継ぎ手（ＩＳＯ  ２８６１−１）【００２１】  金属配管の管継手で、ガラス配管、特に、石英配管と接続する必要が発生する可能性が高い管継手としては次の（５）ようなものがある。
（５）スウェジロック社より提供されている面シール管継手であるＶＣＲ継手（米国特許  ＵＳ  ６３１８７６６）【００２２】  下にそれぞれの継手の特徴を記す。【００２３】（１）科学分析用ガラス器具の共通テーパーすり接手（ＪＩＳ  Ｒ３６４６）
めす形のテーパーとおす形のテーパーをすり合わせて配管を接続する。テーバー部の表面粗さは１μｍ以下とされている。この規格では、グリース無しの状態で、差圧５０．７７ｋＰａの元で、５分間で１．３３ｋＰａ以下の漏れが許容されている。より高い真空の保持のためにはグリースを塗布する必要がある。【００２４】（２）化学分析用ガラス器具の共通球面すり接手（ＪＩＳ  Ｒ３６５１）
すり合わせの形状が球面のすり接手である。共通テーパーすり接手と同程度以上の漏れが許容されている。【００２５】（３）ガラス製化学プラント用構成部品（ＪＩＳ  Ｒ３８０２）に規定される継手
ガラス製のプラント用の規格であり、硼珪酸ガラスを用いることになっている。接続は、球面または平面の接続端部にガスケットをはさみ、インサートを挿入してパッキングフランジで固定する。【００２６】（４）クランプ継ぎ手（ＩＳＯ  ２８６１−１）
エラストマー製のＯリングを用い、これをフランジ面にはさみ、クランプでフランジを締結する。本来は金属配管の接続に広く用いられているが、フランジを規格の形状に保ったまま材質をガラスとすることでガラス配管にも適用可能である。この場合のクランプは、ガラスにクラックが入らないようにプラスチック製のチェーンクランプとすることが多い。【００２７】（５）スウェジロック社より提供されている面シール管継手であるＶＣＲ継手（米国特許  ＵＳ  ６３１８７６６）
ＶＣＲ継手は、ガスケットとして金属ガスケットを使用できる面シール管継手であり、高純度かつ超高真空から正圧までリークの無い継手である。材質はステンレススチールＳＵＳ３１６が提供されている。ガスケットは、ニッケル、ステンレスなどが選択できる。接続端部（シール面）にてガスケットを締めつけ気密を保つ。
図４に上記のＶＣＲ継手の代表的な構成を示す。図の上半分は断面図を示し、下半分は外観を示している。図４（ａ）は継手接続の前の部品の構成を示し、図４（ｂ）は継手接続した状態を示している。
【参考文献】
【００２８】（１）科学分析用ガラス器具の共通テーパーすり接手（ＪＩＳ  Ｒ３６４６）
（２）化学分析用ガラス器具の共通球面すり接手（ＪＩＳ  Ｒ３６５１）
（３）ガラス製化学プラント用構成部品（ＪＩＳ  Ｒ３８０２）
（４）クランプ継ぎ手（ＩＳＯ  ２８６１−１）
（５）（米国特許  ＵＳ  ６３１８７６６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】  従来の配管継手の技術では次の（１）から（３）のような課題がある。
（１）ガスケット、インサート、Ｏリングなどを用いる継手では、それらの材質がゴムやプラスチックなどであり耐熱性に乏しく、クランプやパッキングフランジなどの部品は金属製であるために耐腐食性に乏しいため、高温環境かつ腐食性ガス雰囲気の半導体製造装置の炉内で使用することができない。
（２）Ｏリングやガスケットを用いない共通テーパー接手では、充分な気密性を有していない。特に高真空に対応できる程度までの気密性は有していない。
（３）既存の金属製配管用の面シール継手との接続に互換性がない。
【課題を解決するための手段】
【００３０】  課題を解決するための手段を示す。【００３１】  高温環境で使用可能とするには、継手からゴム製やプラスチック製のガスケットやＯリングなどの部品を排除し、全材質をガラス製の継手構造を用意すればよい。【００３２】  高真空まで対応可能な気密性を得るためには、継手の構造を管の端部の面を合せてシールする面シール管継手の構造とし、シール面（２）を光学接着する程度以上の平面度を有する平面として接合面とすればよい。光学接着させるためには、シール面（２）の平面度はλ／５以上、望ましくはλ／１０とすればよい。ここで、光の波長λは６３３ｎｍである。【００３３】  以下、光の波長λは６３３ｎｍであり、平面度はこの波長λのもとで評価された値とする。平面度はオプティカルフラットによる光波干渉により評価される。平面度は、平坦度、面精度、平面平坦度などと表現されることもある。【００３４】  光学接着とは、理想平面に近い平面同士の面を合わせたとき、限りなく隙間が狭くなるために面が剥がれなくなる現象のことである。光学接着現象が起きる平面度を定量的に表現することは困難であるが、平面度λ／５程度以上から光学接着が起こることが知られている。【００３５】  半導体製造装置の反応装置内部などのように高温環境かつ腐食性雰囲気においても使用できる継手の材料としては石英ガラスを選択すればよい。石英ガラスが使用環境に適合しない場合には、他の材料、例えば、耐腐食性と耐熱性に優れた緻密なセラミックスを選択すればよい。【００３６】  光学接着している面同士の間の極めてわずかな隙間を無くすために、面と面を適当な力で押し当てればよい。光学接着している状態でも十分に気密を保つことができ、シール面とシール面の間には極めてわずかな隙間しか残っていないが、面同士を押しつけることで更に気密性を高めることができる。【００３７】  シール面を突合せる手段として、ネジによる接合手段を用いればよい。ネジによる接合手段に用いるネジ手段は配管と同軸に配置したおすネジ手段（４）とめすネジ手段（５）とすればよい。ガラス製のネジ手段は近年のガラスの機械加工技術の向上により製作が可能になっている。【００３８】  ガラス製のネジ手段の緩みを防止するには、ネジ表面に砂目加工を施せばよい。緩み防止のために、ネジ手段と、ネジ手段が配管の接続端部に締めつけ力を伝えるために配管に設けてあるネジ手段との接触部の間、つまりはネジ手段とグランド（３）の間に、ガラス製のスプリングを挿入してもよい。
シール面が極めて高い平面度を持つことから、突合せの圧力はガラス製のネジ手段が破損することのない小さな値とすることができる。【００３９】  ガスケット（８）を用いてもよく、その場合には、ガスケットのシール面（９）の平面度を継手本体のシール面と同様の平面度、つまりは光学接着する程度以上の平面度とすればよい。具体的には、λ／５以上の平面度とし、望ましくはλ／１０以上の平面度とすればよい。【００４０】  継手の接続後にシール面同士を接着して永久配管として一体化したい場合には、シール面同士の接合面に熱を加えて接着すればよい。シール面同士の突合せの圧力と加熱温度、そして処理時間を適切に設定することにより接合面を接着することができる。【００４１】  より接着しやすくするためには、ガスケットに接着のための中間材料を用いればよい。異種の材料の配管を接続する場合には、各々の材料の熱膨張係数を考慮し、ガスケットの材質を選択すればよい。具体的には、コバールガラスやコバール金属をガスケットの材質として選択すればよい。【００４２】  逆に、熱が加わっても接着せさたくない場合には、使用温度以下の熱が加わっても継手の材料と接着することのない材料をガスケットとすればよい。例えば、高温で安定且つ緻密なセラミックス類などをガスケットの材料として選択すればよい。具体的には、炭化珪素、炭化ホウ素、窒化珪素、窒化炭素などをガスケットの材質として選択すればよい。【００４３】  金属配管の一般的な面シール継手と接続する場合には、シール面の径の互換をとり、ネジによる接続手段の互換をとり、充分な平面度を有する金属製のガスケットを挿入した継手構成とすればよい。
【発明の効果】
【００４４】  本発明は次のような効果がある。【００４５】（１）全材質がガラスである継手および配管システムを構成することが可能になる。
つまり、ゴムやプラスチックなどの有機物の部品を使用しない、ガラスのみから成る継手の構成が可能になる。特に、材質を高純度石英ガラスとすることにより、半導体関連分野において、高品質の配管システムとして利用が可能になる。具体的には、約１０００℃までの高温環境と腐食性ガス雰囲気で利用可能な継手を提供できる。ガスケットを使用する場合においても、ガスケットの材質はガラス類あるいはセラミックス類とすることができることから、使用可能温度は従来の継手よりも高温とすることができる。【００４６】（３）極めて高い気密性を有する継手を提供することができる。
シール面同士は物理的に隙間の無い接合をされ、あるいは熱を加えて接着をされるため、極めて高い気密性をもつ継手接続が可能となる。適切に継手による接続をした後に熱を加えて接着を行えば、高い気密性を保持したままで永久配管の製作することが可能になる。【００４７】（２）配管の組立て作業が極めて簡単なガラス配管継手を提供することができる。
まず、継手接続が可能になることそのものが、ガラス配管の作業効率を従来にないほどに向上させる。さらに、継手接続後に加熱することにより、接合部を接着できるとこから、配管の接続作業から溶接を省くことができる。これは、溶接では困難であった複雑な配管の組立てが可能になる事を示唆しており、配管製作における自由度が増すと期待できる。接続の手段として配管と同軸にあるネジ手段を用いているため、継手部分がコンパクトであり、組立てのための過剰なスペースを必要としない。また、差込みによる接続方法でないため、接続時に配管の長手方向の配管の移動の必要がなく、作業スペースの観点からも作業性が向上する。【００４８】（３）既存の金属配管の面シール継手と接続が可能なガラス配管継手を提供できる。
ガラス配管同士の継手接続が可能なばかりではなく、既存の金属配管の面シール継手と接続可能な継手のデザインが可能である。このことは配管コンポーネントの自由度を大きくする。
従来のように金属配管とガラス配管の接続に、Ｏリングなどが必要な継手を用いる場合、Ｏリングの耐熱性の問題から、接続部はせいぜい１００℃程度が使用限界である。一方、既存の金属配管の継手の材質がステンレスＳＵＳ３１６であり、ガスケットの材質がニッケルもしくはステンレスＳＵＳ３１６であるなら、４００℃程度まで使用できるため、使用限界の温度が高くなり、配管の設計における自由度が増す。【００４９】（５）新しい配管の接合技術および接着技術を提供できる。
全ての材質がガラスで、コンパクトで、且つ、高い気密性を持つ継手はこれまでにない新しい技術である。同様に、継手による配管の接続後に、熱を加えて配管を接着することができる技術は、これまでにない革新的なものである。これらの革新的な技術は、ガラス配管、特に石英ガラス配管を利用する分野にガラス配管の新しい利用方法や応用を提供できると期待できる。特に、配管の接続を永久的なものにする前に、継手により仮接続して試験することが可能であることは大きな利点である。例えば、光電子増倍管などの真空管の製作などで有利であることは容易に想像できる。【００５０】  これらの効果を総合して、本発明は、ガラス配管、特に石英ガラス配管を利用する産業分野の発展に大きく貢献できる。また、将来的に、ガラス配管のみでなく、金属やセラミックスなどの配管に応用することで、様々な材質の配管の接続が可能な継手コンポーネントを構築することが可能になると期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】  本発明の実施の形態を示す。【００５２】  請求項の請求順に従い、［実施形態１］から［実施形態５］の実施の形態を示す。ガラスの材質は石英ガラスとした。【００５３】［実施形態１］
実施形態１として、石英ガラス配管同士の接続が可能であり、加えて、既存の金属配管の面シール継手との接続が可能な継手の例を示し、その石英ガラス管継手同士の接続の例を示す。【００５４】  既存の金属配管の面シール継手としては、実業において広く用いられている継手であり、高純度かつ正圧から高真空までに対応している継手である、スウェジロック社から提供されているＶＣＲ継手を１例として選択した。継手のサイズは１／４インチ配管用である。【００５５】  図１は実施形態１の石英ガラス管継手である。図の上半分は断面図を示し、下半分は外観を示している。図１（ａ）は継手接続の前の部品の構成を示し、図１（ｂ）は継手接続した状態を示している。
石英ガラス製の配管（１）の直径は１／４インチ（６．３５ｍｍ）とした。石英ガラス製の配管（１）の端部に平面のシール面（２）を設けて、その平面度をλ／１０とした。ここで、光の波長λは６３３ｎｍである。接続端部のシール面（２）にネジ手段の締めつけ力を伝えるための段を設けて、締めつけ部であるところのグランド（３）とした。【００５６】  配管の接続端部のシール面を密着させ、接続するために、配管の同軸にネジ手段を設けた。具体的には、配管と同軸上に、おすネジ手段（４）とめすネジ手段（５）を設けた。ネジ手段はレンチによる締めつけができるように６面を平面にした。図中では省略されているが、ネジ手段にはヘリウムリークテストにて気密を確認するための穴が開けられている。ネジ手段はＶＣＲ継手のネジ手段と互換のあるネジ仕様とした。具体的には、ユニファイ細目ネジでサイズは９／１６−１８ＵＮＦとした。石英ガラスで製作したおすネジ手段（４）とめすネジ手段（５）が滑って緩まないように、ネジ部（６）および（７）の表面に砂目加工をほどこした。滑りおよび緩み防止のための石英製スプリングをおすネジ手段（４）もしくはめすネジ手段（５）とグランド（３）の間に挿入してもよい。【００５７】  締めつけの圧力は継手の材質により異なるが、継手材質の弾性を考慮し、接続端部のシール面同士が完全に密着する変形量となる圧力を目安としてとして締めつければよい。例えば本発明を材質石英ガラスに適用した場合では、締めつけの圧力が０．５ＭＰａで充分な気密が保てた。ネジを締めつけるトルクはトルクレンチにより管理すればよい。【００５８】［実施形態１の試験結果］
石英ガラス継手同士を接続し、ヘリウムリークテスターにより気密性のテスト、ヘリウムリークテストを行った。継手の一方の石英管は端を封じたものとした。また、もう一方の配管の端は、ヘリウムリークテスターに接続するために、Ｏリングを用いる継手であるＵｌｔｒａＴｏｒｒ継手（スウェジロック社製）を介してヘリウムリークテスターのテストポートに接続した。【００５９】  ヘリウムリークテストの結果、リークレートは５×１０−７（Ｐａ・１／ｓ）以下であった。この値は、使用したヘリウムリークテスターのバックグラウンドの値であることから、実質的に検出限界であり、継手の接続部からのリークはなかった。接続端部やネジ部のクラックは見られなかった。【００６０】  接続端部を直接接続する代りにガスケット（８）を挿入してもよい。図２は実施形態１の石英ガラス管継手の構成にガスケット（８）を挿入する場合の構成である。図の上半分は断面図を示し、下半分は外観を示している。図２（ａ）は継手接続の前の部品の構成を示し、図２（ｂ）は継手接続した状態を示している。
締めつけの圧力は継手の材質により異なるが、接続端部のシール面を直接接続する場合と同様、継手材質の弾性を考慮し、接続端部が完全に密着する変形量となる圧力を目安としてとして締めつければよい。
ガスケットの材質が継手の材質と同じ場合には、特別な機能は付加されないが、実施形態３および実施形態４のように目的に応じて材質を選択することにより、付加機能を与えることができる。【００６１】［実施形態２］
実施形態２として、実施形態１の石英ガラス管継手同士を接続し、熱を加えて接着する例を示す。【００６２】  継手接続した実施形態１の継手を、温度１２００℃にて１時間加熱し接着を施した。【００６３】［実施形態２の試験結果］
継手のネジ手段を緩め、接続端部のシール面同士の接着を確認した。実施形態１と同様のヘリウムリークテストを行いリークのないことを確認した。【００６４】  接続端部を直接に接着する代りにガスケット（８）を挿入して接着してもよい。ガスケットが継手の材質と同じ材質の場合には、特別な機能は付加されないが、実施形態３および実施形態４のように目的に応じて材質を選択することにより、付加機能を与えることができる。【００６５】［実施形態３］
実施形態３として、実施形態１の石英ガラス管継手同士の接続において、中間材料のガスケットを挿入し、熱を加えて接着する例を示す。
図２は実施形態３、つまり、石英ガラス管継手においてガスケットを挿入して接着を施すための構成である。図の上半分は断面図を示し、下半分は外観を示している。図２（ａ）は継手接続の前の部品の構成を示し、図２（ｂ）は継手接続した状態を示している。【００６６】  熱による接着を容易にするために、ガスケットに接着のための中間材料を用いてもよい。中間材料のガスケットの利用は熱膨張係数の異なる異種材料の配管を接着する際に特に有効である。中間材料としてはコバールガラス、コバール金属などが挙げられる。配管継手の材料によっては、中間材料のガスケットを用いることにより、接着するための加熱温度の低温化が図れることもある。また、異種の材料配管を接着する場合には、各々の材料の熱膨張係数の違いを緩和する緩衝材として働く材料をガスケットとして選択することが可能になる。更に、ガスケットの表面にバインダーとなる材料を蒸着するなどして接着を容易にすることも可能である。【００６７】  ガスケット（８）の材質はコバールガラスを選択し、ガスケット（８）のシール面の両面にλ／１０の平面度となる光学研磨を施した。ガスケット（８）の両面には、バインダーとして、アルミニウムを蒸着した。継手にガスケット（８）を挿入し、０．５ＭＰａの締めつけ圧力でおすネジ手段（４）とめすネジ手段（５）により締めつけて継手接続を行った。その後、炉中で８００度にて１時間加熱し接着を施した。【００６８】  接着のための加熱手段として、火炎による加熱、高周波加熱、炉内の雰囲気温度の利用、といった種種の方法を用いることができる。
もちろん、接着後にネジ手段を取り除いても構わない。【００６９】［実施形態３の試験結果］
継手のネジ手段を緩め、接続端部のシール面（２）同士の接着を確認した。実施形態１と同様のヘリウムリークテストを行いリークのないことを確認した。【００７０】  実施形態３では、石英ガラス配管同士の接着を示したが、金属配管を本発明の形状の継手とし、ガスケットとしてコバール金属とコバールガラスを用いることにより、金属配管と石英ガラスなどのガラス配管とを接着により接続可能であることは、当業者には容易に理解されるところである。【００７１】［実施形態４］
実施形態４として、実施形態１の石英ガラス管継手同士の接続において、接着を妨げる材質のガスケットを挿入した場合の継手の接続の例を示す。
図２は実施形態４、つまり、石英ガラス管継手において熱を加えても接着することのないガスケットを挿入する場合の構成である。実施形態３とは、ガスケット（８）が熱を加えても接着することのない材質となっている点のみ異なる。図の上半分は断面図を示し、下半分は外観を示している。図２（ａ）は継手接続の前の部品の構成を示し、図２（ｂ）は継手接続した状態を示している。【００７２】  熱が加わった際に接続部が接着しないようにするためには、熱により継手材料と接着しないガスケットの材料を選択すればよい。ガスケットの材料としては窒化珪素や窒化炭素、炭化ホウ素などの固くて緻密で高温でも安定なセラミックスなどが挙げられる。【００７３】  実施例では、ガスケットの材質は窒化炭素（ＳｉＣ）の焼結体を選択し、ガスケット（８）のシール面（９）の両面にλ／１０の平面度となる光学研磨を施した。【００７４】［実施形態４の試験結果］
継手にガスケット（８）を挿入し、０．５ＭＰａの締めつけ圧力でネジ手段を締めつけた。継手接続の後にヘリウムリークテストを行いリークのないことを確認した。続いて、炉中で１２００度にて１時間の加熱処理を継手にほどこした。室温まで冷却した後、ヘリウムリークテストを行ない、リークのないことを確認した。その後、ネジ手段を緩め、接続部の状態を確認した。結果、接続端部のシール面（２）とガスケット（８）の接着が見られないことを確認した。【００７５】［実施形態５］
実施形態５として、実施形態１の石英ガラス管継手と既存の金属配管継手との接続の例を示す。
図３は実施形態５の石英ガラス管継手と既存の金属配管継手の接続の構成を示している。図の上半分は断面図を示し、下半分は外観を示している。図３（ａ）は継手接続の前の部品の構成を示し、図３（ｂ）は継手接続した状態を示している。【００７６】  既存の金属配管継手としては、スウェジロック社から提供されているＶＣＲ継手を１例として選択した。【００７７】  まず、ガスケットの準備を行った。ガスケット（８’）の材質はニッケルとした。ガスケット（８’）の両面のシール面（９’）の平面度を良好とするため、そして、表面粗さの精度を良好とするため、機械研磨を施し、その後に電解研磨を施した。接続のためのネジ手段は、スウェジロック社ＶＣＲ継手のネジ手段として用意されている金属製のおすネジ手段（４’）とめすネジ手段（５’）をそのまま用いた。これは金属ガスケットを十分に締めつけるためには、石英ガラス製のネジ手段より金属製のネジ手段の方が有利であるからである。継手の使用環境の温度は、ガスケットの使用可能温度で制限されるため、この制限温度以下であれば、金属製のネジ手段を用いることに問題はない。
ガスケットを金属配管継手と石英ガラス管継手の間に挿入し、ネジ手段により締めつけを行った。締めつけは、ＶＣＲ継手の締結の既定に従い、ネジ手段を手締めにて締め込んだ後にレンチにて１／８回転締込みを行った。【００７８】［実施形態５の試験結果］
ヘリウムリークテストの結果、リークレートは５×１０−７（Ｐａ・１／ｓ）以下であった。この値は、使用したヘリウムリークテスターのバックグラウンドの値であることから、実質的に検出限界であり、継手の接続部からのリークはなかった。締めつけによる石英ガラス配管継手の破損は見られなかった。また、石英ガラス側のシール面にも傷などの痕跡はなかった。【００７９】  これらの実施形態は代表例であり、種種の変形例が可能であり、また、そうした変形も本発明の範囲に含まれることは当業者に理解されるところである。また、実施形態では継手の材質は石英ガラスであるが、他のガラス材質の場合も本発明の範囲に含まれ、同様に、継手の材質がセラミックスや金属の場合も本発明の範囲に含まれることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１に係わる継手の構成である。
【図２】  実施形態２および実施形態３に係わる継手の構成である。
【図３】  実施形態４に係わる継手の構成である。
【図４】  既存の金属製面シール管継手の構成である。
【符号の説明】
１    配管
２    シール面
３    グランド
４    おすネジ手段
５    めすネジ手段
６    おすネジ手段のネジ部
７    めすネジ手段のネジ部
８    ガスケット
９    ガスケットのシール面
１’  金属配管
２’  既存の金属製面シール管継手のシール面
３’  既存の金属製面シール管継手のグランド
４’  既存の金属製面シール管継手のおすネジ手段
５’  既存の金属製面シール管継手のめすネジ手段
６’  既存の金属製面シール管継手のネジ部
７’  既存の金属製面シール管継手のネジ部
８’  既存の金属製面シール管継手のガスケット
９’  既存の金属製面シール管継手のガスケットのシール面
【図１】
2006316987.tif 000003
【図２】
2006316987.tif 000004
【図３】
2006316987.tif 000005
【図４】
2006316987.tif 000006