(57)【要約】【課題】真空コネクタを用いないでチャンバ内へ電力を供給できる真空チャンバを提供することを目的とする。【解決手段】真空チャンバ３０１は、内部を真空に保つことができる容器１０と、容器１０の壁部の一部をなす非金属で形成された窓１１と、容器１０内側の窓１１の領域内に配置された受電コイル（図１において不図示）と、容器１０外側の窓１１の領域内に配置され、受電コイルに向けて電力を非接触で給電できる送電コイル１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を真空に保つことができる容器と、
前記容器の壁部の一部をなす非金属で形成された窓と、
前記容器内側の前記窓の領域内に配置された受電コイルと、
前記容器外側の前記窓の領域内に配置され、前記受電コイルに向けて電力を非接触で給電できる送電コイルと、
を備える真空チャンバ。
【請求項２】
前記容器は中心軸を回転軸として回転可能であり、前記窓は前記中心軸上にあることを特徴とする請求項１に記載の真空チャンバ。
【請求項３】
前記受電コイルが複数配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空チャンバ。
【請求項４】
前記受電コイル及び前記送電コイルが配置された領域と前記窓の領域の外周との間に所定の幅が存在していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の真空チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空を保ちつつチャンバ内へ電力の供給が可能な真空チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空のチャンバ内に電力等を供給する手段が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１に記載される真空チャンバでは、チャンバ側壁に設けられた真空コネクタを介してチャンバ内へ電力を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８０４６５号公報
【特許文献２】特開２００９−２５６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
真空コネクタは、チャンバ内の真空を保つための構造を持ち高価である。また、有線でチャンバの内部と外部とを接続するため、例えばアース線からのノイズを考慮しなければならないという課題があった。
【０００５】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明は、真空コネクタを用いないでチャンバ内へ電力を供給できる真空チャンバ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】
【０００６】
上記課題の解決のため、本発明は、非接触給電手段でチャンバ内に電力を供給することとした。
【０００７】
具体的には、本発明に係る真空チャンバは、内部を真空に保つことができる容器と、前記容器の壁部の一部をなす非金属で形成された窓と、前記容器内側の前記窓の領域内に配置された受電コイルと、前記容器外側の前記窓の領域内に配置され、前記受電コイルに向けて電力を非接触で給電できる送電コイルと、を備える。
【０００８】
本真空チャンバは、容器の窓を挟み外側に送電コイル、内側に受電コイルを備えている。このため、容器の窓を介して送電コイルから受電コイルへ電磁誘導又は電磁界共鳴を利用して電力を伝送することができる。従って、本発明は、真空コネクタを用いないでチャンバ内へ電力を供給できる真空チャンバを提供することができる。
【０００９】
特許文献２のように真空チャンバを回転させたい場合もある。そこで、本発明に係る真空チャンバの前記容器は中心軸を回転軸として回転可能であり、前記窓は前記中心軸上にあることを特徴とする。窓は回転軸上にあるため、真空チャンバが回転してもその位置は変わらない。このため、送電コイルの位置を固定したままチャンバ内へ電力を供給できる。
【００１０】
本発明に係る真空チャンバの前記受電コイルが複数配置されていることを特徴とする。送電コイルのコイル面面積が受電コイルのコイル面面積より大きくしておき、送電コイルのコイル面に収まるように複数の受電コイルのコイル面を相対させることで送電コイルから各受電コイルへ電力を伝達できる。受電コイル毎に独立して電力を供給できる。
【００１１】
また、前記受電コイル及び前記送電コイルが配置された領域と前記窓の領域の外周との間に所定の幅が存在していることが好ましい。窓以外の容器の部分が金属で形成されている場合でも電磁波の金属への吸収を小さくし、電力の伝送効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、真空コネクタを用いないでチャンバ内へ電力を供給できる真空チャンバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る真空チャンバを説明する図である。
【図２】本発明に係る真空チャンバを説明する図である。
【図３】本発明に係る真空チャンバの送電コイルと受電コイルの配置例である。
【図４】本発明に係る真空チャンバの窓付近をチャンバ外側からみた図である。
【図５】本発明に係る真空チャンバの窓付近を中心軸方向からみた図である。
【図６】送電コイル及び受電コイルを説明する図である。
【図７】送電コイル及び受電コイルを説明する上面図及び断面図である。
【図８】本発明に係る真空チャンバの送電コイルと受電コイルの配置例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１５】
図１は、本実施形態の真空チャンバ３０１を説明する概略図である。真空チャンバ３０１は、内部を真空に保つことができる容器１０と、容器１０の壁部の一部をなす非金属で形成された窓１１と、容器１０内側の窓１１の領域内に配置された受電コイル（図１において不図示）と、容器１０外側の窓１１の領域内に配置され、受電コイルに向けて電力を非接触で給電できる送電コイル１２と、を備える。送電コイル１２は外部の電源１４と接続している。例えば、容器１０は金属で形成される。また、窓１１はガラスで形成される。
【００１６】
図２は、本実施形態の真空チャンバ３０２を説明する概略図である。真空チャンバ３０２は真空チャンバ３０１と異なり、容器１０は中心軸１９を回転軸として回転可能であり、窓１１は中心軸１９上にある。真空チャンバ３０２は図２に図示されない回転機構を有し、容器１０を中心軸１９を回転軸として回転させることができる。例えば、窓１１は円形であり、中心軸１９は窓１１の中心を通っており、容器１０が回転したとしても窓１１の位置は変わらない。
【００１７】
図３は、真空チャンバ（３０１、３０２）の窓１１付近の断面を説明する図である。窓１１の厚みは１０ｃｍ程度とすることができる。窓１１を挟み、容器１０外側に送電コイル１２、及び容器１０内側に受電コイル１３が配置される。受電コイル１３は窓１１と接触していてもよい。一方、真空チャンバ３０１では、送電コイル１３は、窓１１と接触してもよいが、真空チャンバ３０２では、送電コイル１２は窓１１と非接触であることが好ましい。真空チャンバ３０２のように容器１０や窓１１が回転しても送電コイル１２は回転せず、外部電源１４との接続が容易になるからである。
【００１８】
なお、図３において窓１１を一枚のガラス板で表現しているが、複数枚のガラスを重ねた多重ガラス板でもよい。また、多重ガラス板の場合、ガラス間が真空でもよいし、ガラス間に液体や気体が封入されていてもよい。また、ガラスでなくアクリルでもよい。
【００１９】
図４は、真空チャンバ３０１の窓１１付近をチャンバ１０外側からみた図である。図５は、真空チャンバ３０２の窓１１付近を中心軸方向からみた図である。本明細書において、「窓の領域」とは窓１１を垂直方向（中心軸方向）からみたときに、窓１１が存在する領域３１を意味する。また、「送電コイルが配置された領域」とは窓１１を容器１０外側の垂直方向（中心軸方向）からみたときに、送電コイル１２が窓１１を覆う領域３２を意味する。「受電コイルが配置された領域」とは窓１１を容器１０内側の垂直方向（中心軸方向）からみたときに、送電コイル１３が窓１１を覆う領域（不図示）を意味する。
【００２０】
さらに、受電コイル１３及び送電コイル１２が配置された領域と窓１１の領域の外周との間に所定の幅３５が存在している。例えば、真空チャンバ３０２の場合、送電コイル１２及び受電コイル１３は窓１１の直径の３／４以下の直径を持つ円の領域内に収まるように配置される。
【００２１】
図６は、送電コイル１２及び受電コイル１３の構造を説明する図である。送電コイル１２及び受電コイル１３は、金属線を渦巻状に形成したコイルである。例えば、外部電源１４から送電コイル１２へ交流を供給すれば、電磁誘導により受電コイル１３に起電力が発生する。また、送電コイル１２と図示しないコンデンサと、受電コイル１３と図示しないコンデンサと、の間の共振で外部電源１４の電力を受電コイル１３へ伝達することもできる。本方式は電磁界共鳴方式とも呼ばれる。電磁誘導方式、電磁界共鳴方式とも送電コイル１４と受電コイル１３の相対するコイル面の面積で伝達できる電力が決まる。
【００２２】
図８は、送電コイルと受電コイルの他の配置例であって、窓１１付近の断面を説明する図である。図８において、受電コイル１３が複数配置されている。送電コイル１２から受電コイル１３Ａ及び受電コイル１３Ｂのそれぞれに直径比率に応じた電力を供給することができる。受電コイル１３Ａには装置Ａを接続し、受電コイル１３Ｂには装置Ｂを接続すれば、装置Ａと装置Ｂにアース系を分離した独立の電力を供給でき、電力に基づく相互作用を排除することができる。
【００２３】
本実施形態では、送電コイル１２及び受電コイル１３が円形の渦巻コイルで説明したが、コイルの形状はこれに限らない。例えば、方形の渦巻コイルでも良いし、楕円の渦巻コイルでも良い。また、送電コイル１２及び受電コイル１３はフェライトコアを持つコイルでもよい。図７は、フェライトコアの構造の一例であり、上面図と上面図のＡ−Ａ’で切断したときの断面図を示している。図７のフェライト２１の形状は、円筒状であり、一方の底面に円形の溝２３が形成されている。図７の送電コイル１３及び受電コイル１２は、溝２３の内側部分の周りに金属線２２を巻き付けて形成したコイルである。
【符号の説明】
【００２４】
１０：容器
１１：窓
１２：送電コイル
１３、１３Ａ、１３Ｂ：受電コイル
１４：外部電源
１９：中心軸
２１：フェライト
２２：金属線
２３：溝
３１：窓の領域
３２：送電コイルの領域
３５：幅
３０１、３０２：真空チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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