(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルジャ内壁への蒸着物質の堆積を確実に防止し、もって、ベルジャ自体の機能低下を回避するとともに、頻繁に発生するベルジャ内壁堆積物の擦り落とし作業に関わる作業負荷の軽減を図り、作業環境および安全面の向上等を達成したベルジャ保護具を提供する。【解決手段】好ましくは熱可塑性樹脂の透明シートからなる保護具をベルジャ内壁面に沿う形状に組み立てて装着することにより、ベルジャ内壁への蒸着物質の堆積を確実に防止する。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ベルジャ内壁面に沿う形状に組み立て可能な透明プラスチックシートからなる真空蒸着装置のベルジャ保護具。
【請求項２】
上記プラスチックシートは、組み立て状態においてベルジャの内壁面に密着する形状になるものであることを特徴とする請求項１に記載のベルジャ保護具。
【請求項３】
組み立てられる上記プラスチックシートは、ベルジャに対し着脱可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のベルジャ保護具。
【請求項４】
上記プラスチックシートは、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベルジャ保護具。
【請求項５】
上記真空蒸着装置は、走査型電子顕微鏡やＸ線マイクロアナライザーでの物理分析に供する試料に導電性を付与するためのものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のベルジャ保護具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、真空蒸着装置のベルジャ保護具に関し、詳しくは、真空蒸着装置で蒸着を行う際に、ベルジャ内壁面の炭素や金等の蒸着物質による汚染を防止するベルジャ保護具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）やＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いた物理分析では、一般に、分析対象である試料に細い電子ビームを照射して走査し、その際に発生する二次電子を検出してモニター画面上に輝度変調し、拡大して表示することにより試料表面の分析を行っている。しかし、当該試料が非導電性の物質である場合、試料表面を電子ビームで走査すると、入射した一次電子による電荷の蓄積現象（チャージアップと称する。）が起こって二次電子が励起されず、著しい分解能の低下を招くことになる。そのため、非導電性試料を観察する場合には、真空蒸着装置を用いて試料表面に炭素や金等の導電性物質を予め蒸着しておくことにより、上記チャージアップを防止している。
【０００３】
上記の真空蒸着装置は、通常、蒸着目的である試料のみを選択的に蒸着する機能は有していない。その結果、成膜が行なわれる真空容器であるベルジャの内壁面にも同時に蒸着が起こり、これが蒸着作業のたびに繰り返されて、蒸着物質の堆積が起こる。そして、この堆積量が増加すると、真空装置内の真空度が低下したり、透明ガラスからなるベルジャ内部の蒸着源の観察や物理分析に好適な蒸着層の制御を行うことが難しくなったりする等の問題が起こる。
【０００４】
そこで、従来は、上記弊害を回避するため、ベルジャ内壁の炭素や金等の蒸着物質の堆積物を、有機溶剤やエタノールを浸透させた布等を用い、多大な労力を費やして擦り落とすことが行なわれていた。しかし、上記作業によってガラス質のベルジャ内面に微細な傷が付き、ベルジャ自体の機能低下を引き起こすという問題がある。また、有機溶剤等を使用することによる環境衛生上の問題や、ベルジャは重量物であるため、取り扱う際に労働災害を起こすおそれがある等の問題を抱えている。
【０００５】
上記問題に対する対策としては、例えば、特許文献１には、ベルジャ内面等の真空に保持される機器の表面にビニール塗料を塗布し、蒸着物質をビニール塗料の表面に付着させ、その後、洗浄し、除去する方法が開示されている。また、特許文献２には、ベルジャ内壁と蒸発源との間に汚染防止板を設置する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭４９−０９９９７２号公報
【特許文献２】特開昭５６−０４５６８２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術は、ビニール塗料をベルジャ内面に塗布するため、ベルジャ内部を観察することができず、結局、塗布した塗料の一部を剥がして覗き窓を設ける必要があり、また、ビニール塗料による試料の汚染や、真空度の低下等の問題を抱えている。また、特許文献２の技術は、汚染防止板の設置が局部的であるため、ベルジャ内壁面の汚染を完全に防止することは不可能である。そのため、ベルジャ内壁自体を汚染させない技術や、汚染が起こっても容易に除去できる技術の開発が望まれていた。
【０００７】
本考案は、斯かる事情に鑑み為されたものであって、その目的は、ベルジャ内壁への蒸着物質の堆積を確実に防止し、もって、ベルジャ自体の機能低下を回避するとともに、頻繁に発生するベルジャ内壁堆積物の擦り落とし作業に関わる作業負荷の軽減を図り、作業環境および安全面の向上等を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
考案者らは、上記目的を達成するため、数多くの実験と検討を重ね、その成果を本考案に具現化した。
すなわち、本考案は、ベルジャ内壁面に沿う形状に組み立て可能な透明プラスチックシートからなる真空蒸着装置のベルジャ保護具である。
【０００９】
本考案における上記プラスチックシートは、組み立て状態においてベルジャの内壁面に密着する形状になるものであることを特徴とする。
【００１０】
また、本考案において組み立てられる上記プラスチックシートは、ベルジャに対し着脱可能であることを特徴とする。
【００１１】
また、本考案における上記プラスチックシートは、熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
【００１２】
また、本考案における上記真空蒸着装置は、走査型電子顕微鏡やＸ線マイクロアナライザーでの物理分析に供する試料に導電性を付与するためのものであることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１３】
本考案によれば、ベルジャ内壁に堆積した炭素や金等の蒸着物質を、有機溶剤やエタノールを浸透させた布等を用い、かつ多大な労力を費やして擦り落とす作業を無くすことができるので、有機溶剤等の使用による環境衛生上の問題や、重量物取り扱いによる労働災害発生の危険性、および、ガラス製ベルジャ内壁面に微細な傷を付けてしまうことによるベルジャ自体の機能低下等々の諸問題を解決することができる。したがって、本考案によれば、安全衛生の改善や労働生産性の向上に大いに貢献することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
本考案は、真空蒸着装置における蒸着作業時に、分析試料の表面に蒸着されずにベルジャ内を浮遊後、ベルジャ内壁面に付着し、堆積する炭素や金等の蒸着物質を、ベルジャ内壁面に密着させて装着した透明な保護具に吸着させることにより、ベルジャ内壁面の汚染を防止するとともに、蒸着物質が付着堆積した透明保護具を適宜交換することにより、従来、頻繁に発生していたベルジャ内壁面の堆積物を擦り落とす作業を省略したところに特徴がある。
【００１５】
ここで、上記透明な保護具は、上部が半球状で下部が円柱状であるガラス製ベルジャの内壁面を隙間無く覆うことができる機能（強度（腰度）、加工性、可撓性、密着性）と、蒸着物質によって汚染されても新たな保護具と容易に交換することができる着脱機能、およびベルジャ内の蒸着源等を目視で観察することができる透過性を併せ持つことが求められることから、透明なプラスチッを原料としたシート、好ましくは厚さが１００μｍを超えるシートからなるものが好ましい。以下、本考案について、具体的に説明する。
【００１６】
考案者らは、従来技術の問題点を解決する上で、ベルジャ内壁面に装着する保護具としては、ベルジャ内の蒸着状況を観察するのに支障のない透明なものであることが必要であり、これに真空室内を浮遊する炭素や金等の蒸着物質を吸着させて、汚染の都度、交換するのが良く、その材料としては、透明なプラスチックシートが好ましいと考えた。その理由は、透明プラスチックシートをベルジャ内壁面に隙間なく覆って密着させれば、ベルジャ内の観察には何らの支障も招くことなくベルジャ内壁面の汚染を防止することができるからである。つまり、ベルジャ内壁面に隙間なく密着させて装着でき、ベルジャ内の蒸着源の観察に支障がなく、かつ、汚染されたときには容易に交換することができれば、如何なる材質のプラスチックでも良いと考えた。
【００１７】
そこで、考案者らは、上部が半球状で下部が円柱状のガラス製ベルジャの内壁面形状に合致し、ベルジャ内壁面を隙間なく覆って密着させることができ、かつ、着脱が可能で、ベルジャ内の蒸着源等の観察にも支障のない保護具を開発するために、容易に入手が可能な市販のプラスチック製の透明シートやフィルムを用いて、検討を重ねた。
【００１８】
その結果、上記特性を有する保護具の透明プラスチック材料として、熱可塑性樹脂であるポリエチレンテレフタレート系樹脂あるいはポリプロピレン系樹脂のシートを用いて、これを上部が半球状で下部が円柱状のガラス製ベルジャの内壁面形状に合致する展開図に加工し、それを組み立ててベルジャ内壁面に装着するのが好適であることを見出した
【００１９】
特に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の場合、１００μｍを超える１２５μｍ程度のシートであれば、加工性、ベルジャ内面への密着性等すべての観点から好適である。一方、ポリプロピレン系樹脂の場合には、厚みが２００μｍ程度であることが好ましい。というのは、ポリプロピレン系樹脂は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂と比べて腰度が弱く、１２５μｍ程度では、ベルジャ内壁面に密着させても内壁面から離れて倒れてしまい、手介入なしに効率良く内壁面に密着させることが難しいこと、逆に、２００μｍを超えると、加工性や成形性（可撓性）が悪化し、ベルジャ上部の湾曲面との間に不均一な空間が生じるため、ベルジャ内に透明シートを密着させて覆うことができなくなるからである。
【００２０】
なお、プラスチックの種類には、熱可塑性樹脂の外に、熱硬化性樹脂があるが、熱硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂であっても、例えばポリカーボネート系樹脂などのような硬質の樹脂は、厚すぎるポリプロピレン系樹脂と同様に、ベルジャ内壁の湾曲面に追随して密着し難いため、ベルジャ内壁面を透明シートで密着させて覆うことができなくなるため、余り好ましいものではない。
【００２１】
また、食品包装用ラップに代表される極薄フィルムは、ベルジャの垂直壁面や半球状の天井部分に、人の介在なくして密着させることができないため、フィルム自体が、他の物質に吸着しやすいか、フィルム同士で容易に吸着する性質を持ち合わせていることが必要となる。しかし、熱可塑性樹脂であっても、ポリプロピレン系フィルムや非塩素系ポリエチレン系フィルムは、上記要件をほとんど満たしていない。また、ポリ塩化ビニリデン系フィルムは上記要件を満たすが、ベルジャ内壁に密着させたフィルム自体が、真空処理時に大きく変形する等の問題が生ずるため好ましくない。
【００２２】
この点、前述した熱可塑性樹脂であるポリエチレンテレフタレート系樹脂あるいはポリプロピレン系樹脂からなる透明シートは、厚さを適当に選べば、ベルジャ内壁面を隙間なく密着状態で覆うことが容易であるうえに、炭素や金等の蒸着物質で汚染されてベルジャ内の蒸着源の観察に支障が生じた時の交換も容易である。当然ながら、従来の擦り落とし作業は全く発生しないので、有機溶剤等の使用による環境衛生上の問題や重量物取り扱い時の労働災害発生の問題、さらには、ガラス製ベルジャ表面に微細傷を付けてしまうことによるベルジャ自体の機能低下という問題を解決することができる。
【実施例】
【００２３】
図１に示したような、下部が内径２４０ｍｍφで、平行部の高さ１７０ｍｍである円柱状部分２と、上部が高さ１１０ｍｍの半球状の天井部分３とからなるガラス製ベルジャ１の内壁形状に合わせて、表１に示した各種の透明プラスチック製シートあるいはフィルムを用いて、以下に示した要領でベルジャ保護具５を作製した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
まず、表１のＮｏ．１〜４の実施例は、厚さが１２５〜２００μｍの透明プラスチック製シートを用いて、ベルジャ保護具を作製した例であり、具体的には、ベルジャ下部の円柱部分は、透明プラスチック製シートを、上記ベルジャの内壁面を展開した図２に示す形状に加工し、それを図２に示した辺ＡＢと辺ＣＤとを突き合わせて接合し、ベルジャ内壁の円柱部に合致する筒状体とし、また、ベルジャ天井の半球部分は、透明プラスチック製シートを、地球儀の製作方法と同じ要領で、長方形部分と二等辺三角形部分からなる略二等辺三角形の並列した群に加工し、二等辺三角形の頂点部分を束ねるように重ね合わせて、図３に示したようなドーム状のベルジャ保護具５に組み立てた。
【００２６】
ここで、上記並列した略二等辺三角形群の数は、ベルジャの半球部分に透明シートを隙間なく密着させるためには、２０〜４０個程度とするのが好適であり、実施例では２５個とした。なお、上記略二等辺三角形の形状では、ベルジャの天井部分を組み立てた場合、局部的に重なり合う部分が生じるが、上記程度の略二等辺三角形群の数とすれば、重なる部分は少ないので許容できる。
【００２７】
また、上記実施例では、個々の略二等辺三角形の大きさは、ベルジャの天井部分を半球と見做し、球の半径をｒとしたときの半球の表面積（２πｒ２）を求めて、並列する略二等辺三角形群の数２５で除した面積とした。すなわち、二等辺三角形の底辺の寸法は、（内周（２πｒ）／略二等辺三角形群の数（２５））で求め、その高さは（πｒ／２）で求めた。ただし、単純な二等辺三角形とした場合には、半球形状に組み立てたときに、二等辺三角形の底辺近傍で隙間が発生するので、底辺近傍部分は長方形とし、その上部を二等辺三角形とした。ここで、上記面積の求め方では、厳密に考えると、正確な値は得られない。しかし、隣り合う略二等辺三角形の重なりが局部的に発生しても、その重なり部分が小さければ、実用上の支障はない。そこで、上記実施例では、隣り合う略二等辺三角形の重なりが概ね２ｍｍ程度になるよう長方形部分の大きさを設定した。
【００２８】
次に、表１のＮｏ．４〜７の実施例は、厚さが１０〜３０μｍと薄い透明フィルムで保護具を作製した例を示したものである。具体的には、ベルジャ円柱部の表面積を円周方向に３〜４等分した大きさの四角形の透明フィルム３〜４枚と、ベルジャ天井の半球部分に用いる四角形の透明フィルム１枚を用意し、これらのフィルムをベルジャ内壁の全面に隙間なく貼り付けた。この際、隣り合うフィルムの重ね代は、概ね数ｃｍ程度とした。また、フィルムを貼り付ける際には、フィルムとベルジャ内壁面との間に空間や空気残り（気泡）が生じないように、軟らかい綿布等で空気を押し出すようにして吸着させた。また、表１のＮｏ．８の実施例は、特許文献１の技術におけるビニール塗料に代えて、シリコン系の皮膜をスプレー塗布して、保護皮膜を形成した例である。
【００２９】
上記のようにして作製した保護具を装着したベルジャあるいは保護皮膜を形成したベルジャを真空蒸着装置に取り付け、炭素や金等の真空蒸着作業に用いて、真空引き時の問題点の発生有無や、蒸着作業時におけるベルジャ内の観察性（透視度）を評価し、これらの結果を、保護具作製時の加工性（あるいは保護皮膜形成時の作業性）と併せて、表１に示した。
【００３０】
表１に示したように、Ｎｏ．１，２の実施例は、本考案に最も適合する例であり、熱可塑性樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンからなるシートを用いて、ベルジャ内壁面の形状にほぼ合致する展開図状に加工したシートをベルジャ内壁に装着することにより、ベルジャ内壁内面の全面を隙間なく覆うことができた。その結果、従来、分析試料表面に蒸著されずにベルジャ内壁に付着していた炭素や金等の蒸着物質を上記保護膜に吸着させることができたので、ベルジャ自体の汚染はほとんど発生しなかった。また、保護膜自体の着脱も容易であった。
【００３１】
一方、Ｎｏ．３の実施例のように、厚さが薄過ぎるポリエチレンテレフタレートでは、ベルジャ内壁面に立てかけた際、シートが腰折れを起こしてベルジャ内壁面から剥がれて倒れてしまうので手介入なしに効率良く密着させることが難しい。また、Ｎｏ．４の実施例のように、厚さが厚過ぎるポリエチレンテレフタレートでは、ベルジャ天井部分で、並列した略二等辺三角形同士が相互に干渉し合って、湾曲したベルジャ内壁面とシートとの間の一部に空間が生じたり、隙間が生じたりして、ベルジャ内壁面の全面を均一にシートで覆うことができなかった。したがって、熱可塑性樹脂のシートを用いる場合には、シートの種類に応じて適宜適当な厚さのものを選択し、加工性やベルジャ内壁面への密着性に問題が生じないようにすることが好ましい。
【００３２】
また、Ｎｏ．５の実施例は、厚さが１５μｍのポリ塩化ビニリデンフィルムを用いた例であり、フィルム自体が他の物質を吸着しやすい性質やフィルム同士で容易に吸着する性質を有しているため、ベルジャ内壁面を全面隙間なく覆うことが容易である。しかし、その後の真空引きの際に、局部的に剥離を起こして大きく変形するという問題が生じた。
また、Ｎｏ．６の実施例は、厚さが１５μｍの非塩素系ポリエチレンフィルムを用いた例、およびＮｏ．７の実施例は、厚さが３０μｍのポリプロピレンを用いた例であり、これらのフィルムは、他の物質を吸着しやすい性質やフィルム同士で吸着する性質がほとんどないため、ベルジャ内壁に密着させることができなかった。
また、Ｎｏ．８の実施例は、シリコン系樹脂皮膜をスプレーで塗布した例であるが、スプレーガスの種類によっては真空引きに悪影響を及ぼすという問題が生ずるうえに、スプレー皮膜を除去する時に洗浄作業が必要となるため、本考案の課題の解決にはならないことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本考案の技術は、真空蒸着装置のベルジャの他、低真空蒸着装置のイオンコートチャンバにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】真空蒸着装置のベルジャの断面模式図である。
【図２】本考案のプラスチック製シートの加工形状を示す模式図である。
【図３】本考案のプラスチック製シートの組み立て後の形状を示す鳥瞰図である。
【符号の説明】
【００３５】
１：ベルジャ
２：ベルジャの下部（円柱部分）
３：ベルジャの上部（天井部分）
４：接合部
５：ベルジャ保護具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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