(57)【要約】【課題】  冷却部材による真空容器内のガス排気能力を充分に確保できると共に、短サイクルのバッチ式の真空処理プロセスに適切に対応可能な真空装置を提供する。【解決手段】  真空装置１００は、内部を減圧可能な真空容器２１と、仕切部材１１により開閉可能な開口を介して前記真空容器２１の内部に連通する退避室１５と、前記真空容器２１の内部ガスを冷凍トラップする冷却部材１７と、を備え、前記冷却部材１７が、前記開口を通って前記退避室１５から前記真空容器２１の内部に進入し、かつ前記開口を通って前記真空容器２１の内部から前記退避室１５に退避するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧可能な真空容器と、仕切部材の開口を介して前記真空容器内に連通する退避室と、前記真空容器内のガスを冷凍トラップする冷却部材と、を備え、
前記冷却部材が、前記開口を通って前記退避室内から前記真空容器内に進入し、かつ前記開口を通って前記真空容器内から前記退避室内に退避することが可能なように構成された、真空装置。
【請求項２】
前記冷却部材を進退させる冷却部材の駆動装置を備えた、請求項１記載の真空装置。
【請求項３】
前記真空容器の内部が減圧されて前記開口が開かれた後、前記冷却部材が、前記退避室内から前記真空容器内に進入し、
前記進入した冷却部材が、前記真空容器内から前記退避室内に退避して前記開口が閉められた後、前記真空容器の内部が大気開放される、請求項１または２記載の真空装置。
【請求項４】
前記冷却部材は、冷媒を流す冷凍コイルである請求項３記載の真空装置。
【請求項５】
前記冷凍コイルが、直線移動することにより、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する請求項４記載の真空装置。
【請求項６】
前記冷凍コイルが、所定の支点を中心にスイング移動することにより、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する請求項４記載の真空装置。
【請求項７】
前記退避室の内部を減圧した状態で、前記冷凍コイルの両端から延びる一対の配管を保持する真空シール構造体を備えた請求項４記載の真空装置。
【請求項８】
前記真空シール構造体は、前記退避室の壁部に設けられた開口孔と、前記配管を前記開口孔に通すように前記配管を保持する保持体と、前記開口孔と前記保持体との間を気密に保つ気密構造体と、を備えた請求項７記載の真空装置。
【請求項９】
前記保持体として、前記配管を保持するフランジ部材を備え、かつ前記気密構造体として、前記開口孔の周囲に接続する一端および前記フランジ部材に接続する他端を有して、前記配管を通すようにして軸方向に伸縮してなる伸縮部材を備え、
前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記伸縮部材が、前記壁部と前記フランジ部材との間の距離を変えるように、伸縮する請求項８記載の真空装置。
【請求項１０】
前記気密構造体として、前記開口孔の内周面に設けられたスクィーズパッキンと、前記スクィーズパッキンに当接して前記開口孔に気密的かつ摺動可能に嵌挿された摺動部材と、を備え、
前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記摺動部材の外周面が、前記壁部と前記保持体との間の距離を変えるように、前記壁部の厚み方向に前記スクィーズパッキンと摺動する請求項８記載の真空装置。
【請求項１１】
前記配管として、前記冷凍コイルから偏倚した位置で屈曲する屈曲部を備え、前記真空シール構造体として、前記屈曲部を気密に保持する回転シール部材を備え、
前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記屈曲部から前記壁部の面内方向に偏倚した前記冷凍コイルが、前記屈曲部の軸方向を中心にスイング移動する請求項７記載の真空装置。
【請求項１２】
前記配管に冷媒を供給する冷媒供給装置と、前記冷媒供給装置を駆動する駆動装置と、を備え、
前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記駆動装置の作動により、前記冷媒供給装置が、前記配管を付勢して前記配管と一緒に、前記真空容器との間で相対移動する、請求項８乃至１０の何れかに記載の真空装置。
【請求項１３】
前記配管に、継手部を介して接続される可とう性のチューブと、前記配管を保持する直動ブラケットと、前記チューブおよび前記配管に冷媒を供給する冷媒供給装置と、前記直動ブラケットを駆動する駆動装置と、を備え、
前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記駆動装置の作動により、前記直動ブラケットが、前記配管を付勢して前記配管と一緒に、前記真空容器との間で相対移動すると共に、前記チューブの撓み状態が変化する、請求項８乃至１０の何れかに記載の真空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空装置に係り、更に詳しくは、真空容器内の残留ガス排気速度を高めるための残留ガス冷凍トラップ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空容器内を減圧する際に、内部に残留するガスを冷凍トラップすることにより、この内部の残留ガス排気能力を高める捕捉装置（冷媒補助ポンプ）が配設されることがある。
【０００３】
例えば、粗引き排気後の減圧状態にある真空容器の内部に配置された冷媒循環配管に、適温の冷媒（代替フロンやヘリウム）を循環させると、この冷媒循環配管に凍結した水蒸気（氷）が冷凍トラップされ、真空容器内部に残留する水蒸気の排気速度（減圧速度）が速まる。
【０００４】
このような冷媒循環配管の具体的な使用形態として、従来から、真空容器内に、常時、冷媒循環配管を据え置くタイプの真空容器内据え置き型装置と（例えば、特許文献１、２参照）、真空容器の内部と主ポンプ（例えば油拡散ポンプ）とを仕切るためのメインバルブの下流側であって、主ポンプの上流側の配管部分に、常時、冷媒循環配管を据え置くタイプの主ポンプ隣接据え置き型装置と、がある。
【特許文献１】特開平８−１４４０５０号公報
【特許文献２】特許第２６７４５９１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記真空容器内据え置き型装置では、真空容器内に直接に冷媒循環配管を配置することから、真空容器内の残留ガスに対し冷媒循環配管による冷凍トラップを効率良く実行可能である。このため、本装置は、真空容器の内部の残留ガスの排気速度を充分に確保できるという利点がある。
【０００６】
その反面、真空容器内据え置き型装置では、真空容器に大気を導入（ベント）する都度、冷媒循環配管を常温に戻して（霜取り；デフロスト）、冷媒循環配管の表面における水結露や氷凍結を未然に防止する必要がある。このため、冷媒循環配管のデフロストから冷媒循環配管の再冷却まで通常１０分以上の期間を要して、一バッチ毎（真空排気〜処理プロセス〜大気導入）の期間が１０分程度といった短サイクルのバッチ式の真空処理プロセスには、この真空容器内据え置き型装置は不向きである。
【０００７】
これに対して、上記主ポンプ隣接据え置き型装置では、真空容器内の大気開放時であっても、冷媒循環配管は、メインバルブを介して真空容器と仕切られていることから大気に曝されず、真空容器の大気開放の都度、冷媒循環配管を常温に戻す必要が無い。よって、この主ポンプ隣接据え置き型装置が、短バッチ式の真空装置に多用されている。
【０００８】
しかしながら、この主ポンプ隣接据え置き型装置では、冷媒循環配管は、真空容器からメインバルブを介して離れた位置にあることから、冷媒循環配管と真空容器内との間を繋ぐ連通配管等の流体抵抗に起因して冷媒循環配管による真空容器の内部の残留ガス排気能力に一定の限度がある。
【０００９】
具体的には、冷媒循環配管による残留ガス排気速度をＳ1（Ｌ／ｍｉｎ）とし、連通配管やメインバルブに起因するコンダクタンスをＣ（Ｌ／ｍｉｎ）とすると、残留ガス排気能力の評価指標としての、冷媒循環配管による真空容器入口における実効残留ガス排気速度Ｓ2（Ｌ／ｍｉｎ）は、次式（１）の排気速度計算式により表される。
【００１０】
１／Ｓ2＝１／Ｓ1＋１／Ｃ・・・（１）
このため、上記流体抵抗の増加により、配管やメインバルブのコンダクタンスＣが小さく設定されると、その分、この式（１）に従って、冷媒循環配管による真空容器入口における実効残留ガス排気速度Ｓ2の値は低下することになる。
【００１１】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、冷却部材（例えば、冷凍コイル）による真空容器内のガス排気能力を充分に確保できると共に、短サイクルのバッチ式の真空処理プロセスに適切に対応可能な真空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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る真空装置は、内部を減圧可能な真空容器と、仕切部材の開口を介して前記真空容器内に連通する退避室と、前記真空容器内のガスを冷凍トラップする冷却部材と、を備え、前記冷却部材が、前記開口を通って前記退避室内から前記真空容器内に進入し、かつ前記開口を通って前記真空容器内から前記退避室内に退避することが可能なように構成された装置である。
【００１３】
より詳しくは、前記真空容器の内部が減圧されて前記開口が開かれた後、前記冷却部材が、前記退避室内から前記真空容器内に進入し、前記進入した冷却部材が、前記真空容器内から前記退避室内に退避して前記開口が閉められた後、前記真空容器の内部が大気開放される。
【００１４】
なお、前記冷却部材を進退させる冷却部材の駆動装置を備えても良い。
【００１５】
このような真空装置によれば、真空装置の粗引き時およびベント時には、冷却部材は、真空容器内から退避室内に退避してここに格納されている。これにより、冷却部材は、低真空度の内部ガス雰囲気または大気中に曝されることが解消され、真空装置の粗引き時およびベント時に、冷却部材をデフロストする必要が無くなる。
【００１６】
また、真空装置の本引き時には、冷却部材は、退避室内から移動して真空容器内に進入する。これにより、冷却部材は、真空容器内に位置して、真空容器の内部残留ガス（例えば水蒸気）を効率的に冷凍トラップでき、その結果、真空容器の内部残留ガス排気能力が高まる。
【００１７】
なお、前記冷却部材は、冷媒を流す冷凍コイルであれば、効率的にガスを冷凍トラップできる。
【００１８】
そして、前記冷凍コイルが、例えば直線移動することにより、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退することが可能になる。
【００１９】
若しくは、前記冷凍コイルが、所定の支点を中心にスイング移動することにより、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退することが可能になる。
【００２０】
また、前記退避室の内部を減圧した状態で、前記冷凍コイルの両端から延びる一対の配管を保持する真空シール構造体を備えて構成されても良い。
【００２１】
更に、前記真空シール構造体は、前記退避室の壁部に設けられた開口孔と、前記配管を前記開口孔に通すように前記配管を保持する保持体と、前記開口孔と前記保持体との間を気密に保つ気密構造体と、を備えても良い。
【００２２】
ここで、冷凍コイルを直線移動可能な真空シール構造体の一例は、前記保持体として、前記配管を保持するフランジ部材を備え、かつ前記気密構造体として、前記開口孔の周囲に接続する一端および前記フランジ部材に接続する他端を有して、前記配管を通すようにして軸方向に伸縮してなる伸縮部材を備え、前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記伸縮部材が、前記壁部と前記フランジ部材との間の距離を変えるように、伸縮するものである。
【００２３】
このような真空シール構造体によれば、退避室内を減圧状態に保った状態で、ベローズ等の伸縮部材の伸縮動作により、前記配管を、その長手方向に沿って直線状に移動可能になり、これにより、冷凍コイルを退避室内と真空容器内との間で進退可能になる。
【００２４】
また、冷凍コイルを直線移動可能な真空シール構造体の他の例は、前記気密構造体として、前記開口孔の内周面に設けられたスクィーズパッキンと、前記スクィーズパッキンに当接して前記開口孔に気密的かつ摺動可能に嵌挿された摺動部材と、を備え、前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記摺動部材の外周面が、前記壁部と前記保持体との間の距離を変えるように、前記壁部の厚み方向に前記スクィーズパッキンと摺動するものである。
【００２５】
このような真空シール構造体によれば、退避室内を減圧状態に保った状態で、可動部材の、スクィーズパッキンとの間の摺動動作により、前記配管をその長手方向に沿って直線状に移動可能になり、これにより、冷凍コイルを退避室内と真空容器内との間で進退可能になる。
【００２６】
また、冷凍コイルをスイング移動可能な真空シール構造体の一例は、前記配管として、前記冷凍コイルから偏倚した位置で屈曲する屈曲部を備え、前記真空シール構造体として、前記屈曲部を気密に保持する回転シール部材を備え、前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記屈曲部から前記壁部の面内方向に偏倚した前記冷凍コイルが、前記屈曲部の軸方向を中心にスイング移動するものである。
【００２７】
このような真空シール構造体によれば、退避室内を減圧状態に保った状態で、屈曲部から退避室の壁部の面内方向に偏倚した冷凍コイルが、屈曲部の軸方向を中心にしてスイング移動可能になり、これにより、冷凍コイルを退避室内と真空容器内との間で進退可能になる。
【００２８】
また、真空容器の冷凍コイルの駆動機構の一例は、前記配管に冷媒を供給する冷媒供給装置と、前記冷媒供給装置を可動する駆動装置と、を備え、前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記駆動装置の作動により、前記冷媒供給装置が、前記配管を付勢して前記配管と一緒に、前記真空容器との間で相対移動するものである。
【００２９】
真空容器の冷凍コイルの駆動機構の他の例は、前記配管に、継手部を介して接続される可とう性のチューブと、前記配管を保持する直動ブラケットと、前記チューブおよび前記配管に冷媒を供給する冷媒供給装置と、前記直動ブラケットを可動する駆動装置と、を備え、前記冷凍コイルが、前記退避室内と前記真空容器内との間で進退する際に、前記駆動装置の作動により、前記直動ブラケットが、前記配管を付勢して前記配管と一緒に、前記真空容器との間で相対移動すると共に、前記チューブの撓み状態が変化するものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、冷却部材（例えば、冷凍コイル）による真空容器内のガス排気能力を充分に確保できると共に、短サイクルのバッチ式の真空処理プロセスに適切に対応可能な真空装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態による真空装置の真空容器および真空容器内の真空排気系統の概要を示した図である。
【００３３】
図１（ａ）は、真空容器内部の粗引き時または大気開放時（ベント時）の真空排気系統の状態を示した図であり、図１（ｂ）は、真空容器内部の本引き時の真空排気系統の状態を示した図である。
【００３４】
真空装置１００（例えば、イオンプレーティング膜形成やスパッタリング膜形成に使用される真空成膜装置）は、減圧可能な内部空間を有する真空容器２１と、真空容器２１の内部空間を減圧する真空排気系統１０２と、を有して構成されている。
【００３５】
ここでの真空排気系統１０２には、噴射油の勢いで真空容器の内部ガスを排除する蒸気噴射ポンプとしての油拡散ポンプ２４（本引き用の高真空ポンプ）と、機械力により真空容器の内部ガスを排除する機械ポンプとしての油回転ポンプ２６（粗引き用の低真空ポンプ）と、代替フロンやヘリウム等の冷媒に基づいて冷却された表面に真空容器の内部ガスを急速冷凍トラップすることにより、この内部ガスを排除する補助ポンプとしての冷媒循環配管１２（冷却部材）と、がある。
【００３６】
また、図１（ａ）および図１（ｂ）によれば、真空容器２１の内部を大気圧から所定圧力（例えば１Ｐａ程度の圧力）にまで粗引き減圧可能な油回転ポンプ２６が、ラフバルブ２３を介して真空容器２１の壁部に設けられた排気口（不図示）に接続されている。
【００３７】
また、真空容器２１の内部を成膜プロセス開始可能な圧力（例えば６×１０-3Ｐａ程度の圧力）にまで本引き減圧可能な油拡散ポンプ２４が、メインバルブ２２を介して真空容器２１の壁部に設けられた排気口（不図示）に接続されている。更に、この油拡散ポンプ２４の起動を可能ならしめる圧力（例えば３０Ｐａ程度の圧力）にまで油拡散ポンプ２４の内部を減圧するため、油拡散ポンプ２４はフォアラインバルブ２５を介して油回転ポンプ２６に接続されている。
【００３８】
ここで、冷媒循環配管１２を格納可能な退避室１５が、真空容器２１の壁部に設けられたゲート弁１１（仕切部材）の弁口（不図示）の開閉により、真空容器２１の内部と連通または遮断するように真空容器２１に接続して設けられている。
【００３９】
詳しくは、上記弁口は、ゲート弁１１により開閉され、この弁口が、ゲート弁１１により閉じられた場合には、真空装置１００は、図１（ａ）に示す如く冷媒循環配管１２の冷凍コイル１７（後記）を真空容器２１の内部から退避室１５の内部に退避かつ格納させた状態にあり、退避室１５の内部は、真空容器２１の内部との間のガス拡散を無くしてゲート弁１１により仕切られている。
【００４０】
また、この弁口が、ゲート弁１１により開かれた場合には、真空装置１００は、図１（ｂ）に示す如く冷凍コイル１７を退避室１５の内部からこの弁口を通して真空容器２１の内部に進入させた状態にあり、退避室１５の内部は、この弁口を介して真空容器２１の内部と連通している。
【００４１】
冷媒循環配管１２は、例えば熱伝導性能に優れた金属製の円管（例えばフィン付き銅管）からなり、円管内に代替フロンやヘリウム等の冷媒を流すことにより円管の表面温度が冷される。
【００４２】
なおここで、冷媒循環配管１２の表面の具体的な温度は、真空装置１００の処理プロセス真空度や冷凍トラップする残留ガスの種類により適宜可変する。
【００４３】
例えば、高真空下（例えば１×１０-5Ｐａ）であれば、水蒸気の凝固温度は、約１５２Ｋ（約−１２０℃）である。このため、仮に１×１０-5Ｐａに減圧された真空容器内部の水蒸気を冷凍トラップするには、冷媒循環配管１２の表面温度は、少なくとも１５２Ｋ以下に調整する必要がある。
【００４４】
冷媒循環配管１２は、詳しくは冷凍コイル１７と、冷凍コイル１７の両端から直線状に延び、真空シール構造体１３（後記）を介して退避室１５の下壁を貫いて外部に延びる２本（一対）の延長配管１６と、によって構成される。
【００４５】
冷媒循環配管１２の冷凍コイル１７は、螺旋状に多数回に亘って金属製の円管を巻いて構成され、これにより、真空容器２１の内部残留ガス（例えば水蒸気）が、冷凍コイル１７に効率的に冷凍トラップされる。２本の延長配管１６の一方は、図１の「冷媒ＩＮ」側の一点鎖線矢印で示すように、冷凍装置１４により適温に冷やされ、圧送された冷媒を冷凍コイル１７に導きことができ、その他方は、図１の「冷媒ＯＵＴ」側の一点鎖線矢印で示すように、冷凍トラップの動作を終えた冷媒を冷凍コイル１７から冷凍装置１４に戻すことができる。
【００４６】
冷媒循環配管１２の延長配管１６は、冷凍コイル１７と冷凍装置１４との間の冷媒通流用の通流管として役割の他、後記のとおり、真空シール構造体１３により保持され、冷媒循環配管１２を可動する際の中継部材としての役割も果たす。要するに、退避室１５の壁部に設けられた真空シール構造体１３は、延長配管１６の配管途中を保持することにより、退避室１５の内部の減圧状態を保ちつつ、冷凍コイル１７を退避室１５の内部へ退避させかつ真空容器２１の内部へ進入させることが可能（進退可能）に構成されている。
【００４７】
このような真空装置１００によれば、真空装置１００の粗引き時およびベント時には、冷凍コイル１７は、図１（ａ）に示す如く、真空容器２１の内部から退避室１５の内部に退避してここに格納されている。これにより、冷凍コイル１７は、低真空度の内部ガス雰囲気または大気中に曝されることが解消され、真空装置１００の粗引き時およびベント時に、冷媒循環配管１２をデフロストする必要が無くなる。
【００４８】
また、真空装置１００の本引き時には、冷凍コイル１７は、図１（ｂ）に示す如く、退避室１５の内部から直線状に移動して真空容器２１の内部に進入する。これにより、冷凍コイル１７は、真空容器２１の内部に位置して、真空容器２１の内部残留ガス（例えば水蒸気）を効率的に冷凍トラップでき、その結果、真空容器２１の内部の残留ガス排気能力が高まる。
【００４９】
次に、真空装置１００の真空シール構造体１３の構造例について図２および図３を参照して説明する。
【００５０】
図２は、図１の真空装置の真空シール構造体の一例を示した断面図である。
【００５１】
図２から理解されるとおり、真空シール構造体１３Ａの主要構成部材として、２本の延長配管１６を保持する円盤状のフランジ部材３５（保持体）と、退避室１５の壁部に設けられ、これらの延長配管１６を通す開口孔３６と、この開口孔３６を気密に保ち、フランジ部材３５を退避室１５の下壁の厚み方向に移動可能な伸縮部材３１と、がある。
【００５２】
フランジ部材３５に、２本の延長配管１６が貫通し、これらの延長配管１６の貫通した部分が、ろう付けにより気密に塞がれ、これにより、延長配管１６がフランジ部材３５に固着されている。
【００５３】
伸縮部材３１は、ここでは例えば、折り畳み式の伸縮自在な、真空気密封止用の薄肉金属製の円筒状ベローズ３１（ジャバラ）である。ベローズ３１の両端には、丸い環状の一対の継手フランジ３２（上フランジ）および継手フランジ３３（下フランジ）が連結されている。
【００５４】
ここで、継手フランジ３２が、開口孔３６を塞がないようにして退避室１５の下壁の開口孔３６の周囲に当接して固定され、継手フランジ３３がこの継手フランジ３３と同形の環状の断熱部材３４を挟んでフランジ部材３５に当接して固定されることにより、ベローズ３１は、開口孔３６に延長配管１６を通すような形態で伸縮でき、その結果、延長配管１６は、ベローズ３１の内側をその長手方向に移動できる。
【００５５】
なお、継手フランジ３２の、退避室１５の下壁との間の接触面には、環状溝（不図示）が形成され、ここにＯリング（不図示）を配設することにより、適宜の固定手段（不図示）により両者が固定され適切に真空シールされている。
【００５６】
また、継手フランジ３３の、断熱部材３４との間の接触面には、環状溝（不図示）が形成され、ここにＯリング（不図示）を配設することにより、適宜の固定手段（不図示）により両者が固定され適切に真空シールされている。
【００５７】
更に、フランジ部材３５の、断熱部材３４との間の接触面には、環状溝（不図示）が形成され、ここにＯリング（不図示）を配設することにより、適宜の固定手段（不図示）により両者が固定され適切に真空シールされている。
【００５８】
また、フランジ部材３５より外側にあって常時大気中に位置する、延長配管１６の外周面は、この延長配管１６中を流れる冷媒により大気中の水分を冷却して霜が付着することを防止する観点から、直接大気に曝されないように図示しない断熱材により覆われている。
【００５９】
このような真空シール構造体１３Ａによれば、退避室１５の内部を減圧状態に保った状態で、図２の太い矢印で示すようなベローズ３１の伸縮動作により、冷媒循環配管１２（延長配管１６）を、延長配管１６の長手方向に沿って直線状に移動可能になり、これにより、図１に示す如く、冷凍コイル１７を退避室１５の内部と真空容器２１の内部との間で進退可能になる。
【００６０】
また、低温になる延長配管１６と、薄肉金属製の伸縮自在なベローズ３１との間に、断熱部材３４が介在されており、これにより、延長配管１６を流れる冷媒との熱交換によるベローズ３１の過度の冷却が回避され、ベローズ３１の冷却損傷が未然に防げる。
【００６１】
図３は、図１の真空装置の真空シール構造体の他の例を示した断面図である。
【００６２】
図３から理解されるとおり、真空シール構造体１３Ｂの主要構成部材として、２本の延長配管１６を保持し固着する円盤状のフランジ部材４３（保持体）と、これらの延長配管１６を通すように退避室１５の下壁に設けられた開口孔４６と、この開口孔４６の内周面に設けられた円環状のＯリング４４（スクィーズパッキン；ゴムガスケット）と、Ｏリング４４に摺接して開口孔４６に気密かつ摺動自在に嵌挿され、これらの延長配管１６を通すための孔４８を有する筒状の摺動部材４１と、がある。
【００６３】
フランジ部材４３に、２本の延長配管１６が貫通し、これらの延長配管１６の貫通した部分が、ろう付けにより気密に塞がれ、これにより、延長配管１６がフランジ部材３５に固着されている。
【００６４】
また、開口孔４６の内周面に環状の溝４７が形成されここにＯリング４４が配設される。そしてＯリング４４は、適度に弾性変形された状態で、摺動部材４１の外周面に当接して、これにより、開口孔４６は、摺動部材４１およびＯリング４４により真空シールされている。
【００６５】
なおここでは、Ｏリング４４が一箇所のみ配設されているが、開口孔４６の真空シールの信頼性を高めるため、このようなＯリングを多段（例えば２段）に配設して、Ｏリング間に真空グリース溜を設けても良い。
【００６６】
摺動部材４１は、図３に示す如く、有底円筒状に形成され、底壁に上記孔４８が形成され、内部に延長配管１６が通されている。勿論、この部材は、円筒状に限らず、延長配管１６の挿通用の適宜の孔を有して、開口孔４６に嵌る部材であれば、他の形状（例えば円柱状）であっても良い。
【００６７】
ここで、摺動部材４１の低壁に、摺動部材４１の円筒部分の断面（軸に垂直な断面）と略同形の環状の断熱部材４２を挟むようにしてフランジ部材４３が当接して固定される。そして、この摺動部材４１は、図３の太い矢印で示すように、開口孔４６に延長配管１６を通すような形態で、退避室１５の下壁の厚み方向にＯリング４４と摺動する。その結果、延長配管１６は、摺動部材４１とともにその長手方向に移動できる。
【００６８】
なお、摺動部材４１の低壁の、断熱部材４２との間の接触面には、環状溝（不図示）が形成され、ここにＯリング（不図示；環状のゴムガスケット）を配設することにより、適宜の固定手段（不図示）により両者が固定され適切に真空シールされている。
【００６９】
また、フランジ部材４３の、断熱部材４２との間の接触面には、環状溝（不図示）が形成され、ここにＯリング（不図示；環状のゴムガスケット）を配設することにより、適宜の固定手段（不図示）により両者が固定され適切に真空シールされている。
【００７０】
また、フランジ部材４３より外側にあって常時大気中に位置する、延長配管１６の外周面は、この延長配管１６中を流れる冷媒により大気中の水分を冷却して霜が付着することを防止する観点から、直接大気に曝されないように図示しない断熱材により覆われている。
【００７１】
このような真空シール構造体１３Ｂによれば、退避室１５の内部を減圧状態に保った状態で、摺動部材４１の、Ｏリング４４との間の摺動動作により、冷媒循環配管１２（延長配管１６）を延長配管１６の長手方向に沿って直線状に移動可能になり、これにより、図１に示す如く、冷凍コイル１７を退避室１５の内部と真空容器２１の内部との間で進退可能になる。
【００７２】
また、低温になる延長配管１６と、ゴム製のＯリング４４との間に、断熱部材４２が介在されており、これにより、延長配管１６を流れる冷媒との熱交換によるＯリング４４の過度の冷却が回避され、Ｏリング４４の冷却損傷が未然に防げる。
【００７３】
次に、真空装置１００の冷媒循環配管１２の駆動機構例について、図４および図５を参照して説明する。
【００７４】
図４は、冷媒循環配管の駆動機構の一例を模式的に示した図である。
【００７５】
図４（ａ）は、冷凍コイルが真空容器内から退避した真空装置の状態を示した図であり、図４（ｂ）は、冷凍コイルが真空容器内に進入した真空装置の状態を示した図である。
【００７６】
図４から理解されるとおり、冷媒循環配管１２の駆動機構５０の主要構成部材としては、可とう性を有しない金属材（硬質材）からなる冷媒循環配管１２に適温の冷媒を循環させる箱型の冷凍装置１４（冷媒供給装置）と、この冷凍装置１４を駆動するエアーシリンダ装置５３（駆動装置）と、がある。
【００７７】
冷凍装置１４の底面には、冷凍装置１４の移動用のタイヤ５２が、その前部および後部の各両端部に１個毎、合計４個装着されている。この冷凍装置１４は、冷凍装置１４の前面において冷媒循環配管１２の端部（冷媒循環配管１２の冷媒入口および冷媒出口）を固定しこれを保持する。そしてこの状態で、冷凍装置１４は冷凍コイル１７の延長配管１６の長手方向に沿って延びる一対の棒状のガイドレール５１に、これらのタイヤ５２を介して載っている。
【００７８】
エアーシリンダ装置５３は、冷凍装置１４の後面側（真空容器２１と反対側）に配設されている。エアーシリンダ装置５３のピストンロッド５３ａの先端は、この後面の略中央部に固定されている。よって、エアーシリンダ装置５３が作動すると、ピストンロッド５３ａは、上記ガイドレール５１の延在方向（延長配管１６の長手方向）に伸縮運動し、この伸縮に応じて、冷凍装置１４は、一対のガイドレール５１上を往復運動する。
【００７９】
これにより、冷凍装置１４は、冷媒循環配管１２は、上述のように進退させられる。
【００８０】
なお、ピストンロッド５３ａのストローク長は、少なくとも冷凍コイル１７を退避室１５の内部と真空容器２１の内部との間で進退可能な程度の距離に調整されている。
【００８１】
斯かる冷媒循環配管１２の駆動機構５０によれば、エアーシリンダ装置５３のピストンロッド５３ａが、図４（ａ）に示す如く、縮退した場合（ピストンロッド５３ａが最も後退した場合）には、冷凍コイル１７を、図２または図３に示した真空シール構造体１３による冷媒循環配管１２の可動機構に基づき退避室１５の内部に退避させることができる。
【００８２】
一方、エアーシリンダ装置５３のピストンロッド５３ａが、図４（ｂ）に示す如く、伸長した場合（ピストンロッド５３ａが最も前進した場合）には、冷凍コイル１７を、真空シール構造体１３による冷媒循環配管１２の可動機構に基づき真空容器２１の内部に進入させることができる。
【００８３】
図５は、冷媒循環配管の駆動機構の他の例を模式的に示した図である。
【００８４】
図５（ａ）は、冷凍コイルが真空容器内から退避した真空装置の状態を示した図であり、図５（ｂ）は、冷凍コイルが真空容器内に進入した真空装置の状態を示した図である。
【００８５】
図５から理解されるとおり、冷媒循環配管１２の駆動機構６０の主要構成部材としては、可とう性を有しない金属材（硬質材）からなる冷媒循環配管１２の端部（冷媒循環配管１２の冷媒入口および冷媒出口）に継手部６５を介して接続されたフレキシブルチューブ６４（可とう性のチューブ）と、冷媒循環配管１２およびフレキシブルチューブ６４に、適温の冷媒を循環させる箱型の冷凍装置１４（冷媒供給装置）と、冷媒循環配管１２を通す貫通孔（不図示）を有して冷媒循環配管１２の途中を固定しこれを保持する直動ブラケット６６と、直動ブラケット６６を駆動するエアーシリンダ装置６３（駆動装置）と、がある。
【００８６】
直動ブラケット６６の底面には、直動ブラケット６６の移動用のタイヤ６２が、その前部および後部の各両端部に１個毎、合計４個装着されている。この直動ブラケット６６は、延長配管１６の長手方向に沿って延びる一対の棒状のガイドレール６１に、これらのタイヤ６２を介して載っている。
【００８７】
エアーシリンダ装置６３は、直動ブラケット６６の後面側（真空容器２１と反対側）であって冷凍装置１４の前面側に配設されている。エアーシリンダ装置６３のピストンロッド６３ａの先端は、直動ブラケット６６の後面下方の適所に固定されている。よって、このエアーシリンダ装置６３が作動すると、ピストンロッド６３ａは、上記ガイドレール６１の延在方向（延長配管１６の長手方向）に伸縮運動し、この伸縮に応じて、フレキシブルチューブ６４の撓み状態が変化しながら、直動ブラケット６６は、一対のガイドレール５１上を往復運動する。
【００８８】
これにより、冷媒循環配管１２は、上述のように進退させられる。
【００８９】
なお、ピストンロッド６３ａのストローク長は、少なくとも冷凍コイル１７を退避室１５の内部と真空容器２１の内部との間で進退可能な程度の距離に調整されている。
【００９０】
斯かる冷媒循環配管１２の駆動機構５０によれば、エアーシリンダ装置６３のピストンロッド６３ａが、図５（ａ）に示す如く縮退し、フレキシブルチューブ６４に適度の撓みがある場合（ピストンロッド６３ａが最も後退した場合）には、冷凍コイル１７を、図２または図３に示した真空シール構造体１３による冷媒循環配管１２の可動機構に基づき退避室１５の内部に退避させることができる。
【００９１】
一方、エアーシリンダ装置５３のピストンロッド５３ａが、図５（ｂ）に示す如く伸長し、フレキシブルチューブ６４の撓みが無くなった場合（ピストンロッド５３ａが最も前進した場合）には、冷凍コイル１７を、真空シール構造体１３による冷媒循環配管１２の可動機構に基づき真空容器２１の内部に進入させることができる。
【００９２】
次に、本実施の形態による真空装置１００の一バッチ（真空排気〜処理プロセス〜大気導入）間の動作例を述べる。ここでは、真空装置１００として、スパッタリング用の真空成膜装置を例示して述べる。なお、下記の一連の動作は作業者により実行される。
【００９３】
最初に、真空容器２１を密閉し（但し大気圧）、かつゲート弁１１により弁口を閉栓したことにより退避室１５の内部を減圧した状態において、油回転ポンプ２６を起動させる。
【００９４】
続いて、フォアラインバルブ２５を開け、油拡散ポンプ２４の内部を油回転ポンプ２６によって排気させる（但し、油拡散ポンプ２４の連続作動中であれば本操作は不要）。
【００９５】
油拡散ポンプ２４の内部真空度が所定圧（例えば３０Ｐａ程度）に到達した時点で油拡散ポンプ２４を起動させる（但し、油拡散ポンプ２４の連続作動中であれば本操作は不要）。
【００９６】
その後、フォアラインバルブ２５を一旦閉め、かつラフバルブ２３を開け、これにより、油回転ポンプ２６によって真空容器２１の空間を粗排気させる。
【００９７】
ここで、真空計（不図示）によって真空容器２１の内部真空度がモニタされており、油拡散ポンプの使用可能な真空度（例えば１Ｐａ以下）まで真空容器２１の内部真空度が減圧されれば、ラフバルブ２３を閉め、これにより、油回転ポンプ２６による真空容器２１の内部排気を止める。
【００９８】
続いて、フォアラインバルブ２５を再び開け、油拡散ポンプ２４の内部の油回転ポンプ２６による排気を再開させた後、メインバルブ２２を開き、油拡散ポンプ２４により真空容器２１の内部を排気する。同時に、ゲート弁１１により弁口を開栓した後、冷凍コイル１７を、退避室１５の内部から真空容器２１の内部に進入させる。こうして、真空容器２１の内部は、油拡散ポンプ２４に基づく排気と冷凍コイル１７に基づく排気の協働により、スパッタ成膜プロセスを実行し得る真空度（例えば、６×１０-3Ｐａ）まで高速排気される。
【００９９】
そして、真空容器２１の内部を、上記スパッタ成膜プロセスの実行可能な真空度に維持して、真空容器２１の内部にプロセスガス（放電ガス）を導き、適宜のスパッタ成膜プロセスが行われる。
【０１００】
ここで、真空容器２１の内部のスパッタ成膜プロセス期間中においては、上記冷凍コイル１７の配置としては、冷凍コイル１７を真空容器２１の内部に進入させた状態であっても良く、退避室１５の内部に退避させた状態であっても良い。即ち、真空容器２１の成膜プロセス仕様に応じて、両者のうちの何れか一方が適宜選択される。
【０１０１】
冷凍コイル１７を、真空容器２１の内部に進入させた状態を維持すれば、スパッタ成膜プロセス中の真空排気系統の排気能力が充分に確保でき、これにより、プロセス生成熱により基板や真空容器２１の内壁から放出される水分（内壁等に吸着されていた水分）等の残留ガスが適切に排気される。また、冷凍コイル１７の退避室１５への退避時間が節約される。
【０１０２】
その一方、冷凍コイル１７を、真空容器２１の内部から退避室１５の内部に退避させた場合には、プロセス生成熱による冷凍コイル１７への悪影響（例えば、排気能力低下、冷凍トラップガスの再放出）が適切に回避できる。また、プロセス生成粒子による冷凍コイル１７の汚染に絡む悪影響（例えば、排気能力低下、冷凍コイル１７のメンテナンス頻度の増加）も適切に回避できる。また、ゲート弁１１の弁口が閉まっていることから、退避室１５の内部もプロセス生成粒子により汚染されない。
【０１０３】
続いて、スパッタ成膜プロセスが終了すれば、メインバルブ２２を閉める。そして、冷凍コイル１７を真空容器２１の内部から退避室１５の内部に退避させた後（但し、既に述べた如く、スパッタ成膜プロセス中に、これを退避室１５の内部に退避させる場合もある。）、ゲート弁１１により弁口を閉める。
【０１０４】
その後、成膜済の基板を真空容器２１の内部から取り出し、スパッタ成膜用の後続の基板を真空容器２１の内部に取り込むため、真空容器２１の内部に大気を導入して、一連の処理を終える。
【０１０５】
なおここまで、冷媒循環配管１２を、本引き用の油拡散ポンプ２４の補助ポンプとして使用する例を説明したが、斯かる冷媒循環配管１２を、油拡散ポンプ２４に替えて本引き用ポンプとして構成することも可能である。
【０１０６】
〔変形例〕
本実施の形態では、真空シール構造体１３における冷凍コイル１７の移動形態として、図２や図３に示す如く、冷凍コイル１７を延長配管１６の長手方向に沿って直線状に移動させたが、ここでは、この変形例として、冷凍コイル１７が、所定の支点を中心に回転（スイング移動）する例を述べる。
【０１０７】
図６は、本変形例による真空装置の真空シール構造体の構成例を説明する図である。
【０１０８】
図６（ａ）は、冷凍コイルが真空容器内から退避した真空装置の状態を示した図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。また、図６（ｃ）は、冷凍コイルが真空容器内に進入した真空装置の状態を示した図であり、図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＢ−Ｂ線矢視図である。なお、図６の真空排気系統としては、冷媒循環配管１１２に限ってここに図示しているが、実際の真空排気系統は、図１に示したポンプを全て備えている。
【０１０９】
真空装置１１０（例えば、イオンプレーティング膜形成やスパッタリング膜形成に使用される真空成膜装置）は、減圧可能な内部空間を有する真空容器１２１と、代替フロンやヘリウム等の冷媒に基づいて冷却された表面に真空容器の内部ガスを急速冷凍トラップすることにより、この内部ガスを排除するクライオポンプとしての冷媒循環配管１１２（補助用ポンプ；冷却部材）と、を有して構成されている。
【０１１０】
ここで、冷媒循環配管１１２を格納可能な退避室１１５が、真空容器１２１の壁部に設けられたゲート弁１１１の弁口（不図示）の開閉により、真空容器１２１の内部と連通または遮断するように真空容器１２１に接続して設けられている。
【０１１１】
詳しくは、上記弁口は、ゲート弁１１１により開閉され、この弁口が、ゲート弁１１１により閉じられた場合には、真空装置１１０は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す如く冷媒循環配管１１２の冷凍コイル１１７を真空容器１２１の内部から退避室１１５の内部に退避かつ格納させた状態にあり、退避室１１５の内部は、真空容器１２１の内部との間のガス拡散を無くしてゲート弁１１１により仕切られている。
【０１１２】
また、この弁口が、ゲート弁１１１により開かれた場合には、真空装置１１０は、図６（ｃ）および図６（ｄ）に示す如く冷凍コイル１１７を退避室１１５の内部からこの弁口を通して真空容器１２１の内部に進入させた状態にあり、退避室１１５の内部は、この弁口を介して真空容器１２１の内部と連通している。
【０１１３】
冷媒循環配管１１２は、例えば熱伝導性能に優れた金属製の円管（例えばフィン付き銅管）からなり、円管内に代替フロンやヘリウム等の冷媒を流すことにより円管の表面温度が冷される。
【０１１４】
冷媒循環配管１１２は、詳しくは冷凍コイル１１７と、冷凍コイル１１７の両端から下方に直線状に延び、退避室１１５の下壁近傍にて略９０°かつ互いに逆向きに屈曲する屈曲部を有する２本（一対）の延長配管１１６と、によって構成される。冷媒循環配管１１２の冷凍コイル１１７は、螺旋状に多数回に亘って金属製の円管を巻いて構成され、これにより、真空容器１２１の内部残留ガス（例えば水蒸気）が、冷凍コイル１１７に効率的に冷凍トラップされる。２本の延長配管１１６の一方は、図６の「冷媒ＩＮ」側の一点鎖線矢印で示すように、冷凍装置（不図示）により適温に冷やされ圧送された冷媒を冷凍コイル１１７に導くことができ、その他方は、図６の「冷媒ＯＵＴ」側の一点鎖線矢印で示すように、冷凍トラップの動作を終えた冷媒を冷凍コイル１１７から冷凍装置に戻すことができる。
【０１１５】
そして、延長配管１１６の屈曲部は、筒状の回転シール部材７０（真空シール構造体）の内部を通って退避室１１５の側壁を交差して外部に延びている。この回転シール部材７０は、冷凍コイル１１７の両端から延びる２本の延長配管１１６の屈曲部を、この屈曲部と退避室１１５の側壁との交差部（屈曲部の軸方向）を中心に回すように保持すると共に、退避室１１５の側壁の当該交差部を気密に保つように構成されている。
【０１１６】
なおここで、斯かる回転シール部材７０の回転構造部を、例えば、図３に示した摺動部材４１と同じ類の部材を壁部の厚み方向では無く、開口孔の周方向に動かすことで実現しても良い。
【０１１７】
このような回転シール部材７０の構成により、退避室１１５の内部を減圧に保った状態で、延長配管１１６の屈曲部と退避室１１５の側壁部との間の交差部から退避室１１５の側壁の面内方向に偏倚した冷凍コイル１１７が、この交差部を中心にしてスイング移動可能になり、これにより、冷凍コイル１１７を退避室１１５の内部と真空容器１２１の内部との間で進退可能になる。なお、冷凍コイル１１７をスイング駆動する手段は、公知の適宜の機構で構成できるため、ここではその詳細な説明を省く。
【０１１８】
そして、このような真空装置１１０によれば、真空装置１１０の粗引き時およびベント時には、冷凍コイル１１７は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す如く、真空容器１２１の内部から退避室１１５の内部に退避してここに格納されている。これにより、冷凍コイル１１７は、低真空度の内部ガス雰囲気または大気中に曝されることが解消され、真空装置１１０の粗引き時およびベント時に、冷媒循環配管１１２をデフロストする必要が無い。
【０１１９】
また、真空装置１１０の本引き時には、冷凍コイル１１７は、図６（ｃ）および図６（ｄ）に示す如く、退避室１１５の内部から真空容器１２１の内部に、スイング移動により進入する。これにより、冷凍コイル１１７は、真空容器１２１の内部に位置して、真空容器１２１の内部残留ガス（例えば水蒸気）を効率的に冷凍トラップでき、その結果、真空容器１２１の内部の残留ガス排気能力が高まる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明の真空装置は、真空排気系の排気能力の改善が図れて、例えば、各種製品の成膜プロセスに使用される真空成膜装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本実施の形態による真空装置の真空容器および真空容器内部の真空排気系統の概要を示した図である。
【図２】図１の真空装置の真空シール構造体の一例を示した断面図である。
【図３】図１の真空装置の真空シール構造体の他の例を示した断面図である。
【図４】冷媒循環配管の駆動機構の一例を模式的に示した図である。
【図５】冷媒循環配管の駆動機構の他の例を模式的に示した図である。
【図６】本変形例による真空装置の真空シール構造体の構成例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１１、１１１                  ゲート弁
１２、１１２                  冷媒循環配管
１３、１３Ａ、１３Ｂ          真空シール構造体
１４                          冷凍装置
１５、１１５                  退避室
１６、１１６                  延長配管
１７、１１７                  冷凍コイル
２１、１２１                  真空容器
２２                          メインバルブ
２３                          ラフバルブ
２４                          油拡散ポンプ
２５                          フォアラインバルブ
２６                          油回転ポンプ
３１                          伸縮部材（ベローズ）
３２、３３                    継手フランジ
３４、４２                    断熱部材
３５、４３                    フランジ部材
４１                          摺動部材
４４                          Ｏリング
４６                          開口孔
４７                          溝
４８                          孔
１００、１１０                真空装置
【図１】
2007050364.tif 000003
【図２】
2007050364.tif 000004
【図３】
2007050364.tif 000005
【図４】
2007050364.tif 000006
【図５】
2007050364.tif 000007
【図６】
2007050364.tif 000008