JPH0260915B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、従来にない高度の気密性を有し、し
かもパーテイクルの発生も防止した袋ナツト締め
流体継手に関するものである。

近年技術革新のハイスピード化に伴い、超LSI
とか超々LSIにみられるように、飛躍的に大規模
な集積回路を製造する必要性が生じてきている。
このような大規模集積回路を製造するには、半導
体化合物のガリウム砒素のような超毒性ガス流体
の使用や、超高真空下に於ける高純度の被膜形成
の必要性があることから、その半導体製造装置に
は必然的に高度の気密性が要求されてきている。

しかして、このような装置の流路形成要素を連
結するには、全てを熔接によるのは不可能であ
り、メカニカルに結合し、しかも優れた気密性を
有する流体継手がなければ装置を完成させること
は出来ない。このような目的に使用する継手とし
ては、信頼性が高いという理由で主として外国製
のものが使用されており、各種のものがあるが、
その代表的なものとしては第６図に示すような、
２つのスリーブ１，２をガスケツト３を介して連
結してなり、この連結締付けをスリーブ１に嵌着
させた外周にねじ部を形成したグランド４に、他
方のスリーブ２に嵌装させたナツト５を螺合させ
ることによつて行なう流体継手が挙げられる。し
かしながら、このような袋ナツト締めは、簡便で
スペースをとらない等の利点があることから特に
小口径の管の場合に多く採用されているが、袋ナ
ツトを締付ける時に、袋ナツト５とスリーブ２と
の摩擦により、スリーブ２に回転トルクが加わ
り、その為スリーブ２に熔接した配管パイプがね
じれるとか、スリーブの回転によつてガスケツト
表面に傷がつき、これが流体リークの原因になる
等の欠点があつた。一方、ガスケツトとして、第
３図に示すように、比較的細い螺旋状コイルバネ
の両端をつないで円形にしたコイルスプリング１
９を、金属製チユーブ２０で外側の中心が開くよ
うに抱持することにより構成されてなるものが開
発されてきた。このガスケツトは、低い締付力の
もとで使用できる等の利点があることから、本発
明者は、このガスケツトを上記継手に使用するこ
とを想到し、非常に良好な結果を得た。しかして
このガスケツトは、締付た時にコイルスプリング
の反発力によつてガスケツトの金属製チユーブが
ボデーとスリーブとのガスケツトを介して当接す
る面（シール面）に傷をつけ、そのため高度の気
密性が得られない欠点があると共に、ガスケツト
にも微細線状傷が形成され、高価なガスケツトを
繰り返し使用することができない問題点があつ
た。また、袋ナツト締付時にガスケツトとシール
面とが擦れ、パーテイクルが発生し、このパーテ
イクルが反応ガス中に混入し、反応ガスと一緒に
ウエハー上に運ばれウエハーを損傷するという半
導体製造用継手としては致命的な欠点も生じた。

本発明者は、この点に着目し、鋭意研究の結
果、上記欠点が解消でき、しかも抜群の気密性を
示す袋ナツト締め流体継手の開発に成功し、本発
明に到達した。

即ち本発明は、管体の一端外周にねじ部を設け
たボデーと、ガスケツトを介して該ボデーのねじ
部側の透孔と当接連通する先端外周に短環状部を
設けた管体からなるスリーブと、該スリーブに嵌
装され前記ボデーのネジ部と螺合して前記ボデー
と前記スリーブとを強固に締付ける袋ナツトとか
らなる流体継手に於いて、前記スリーブの管側の
面と前記袋ナツトとの当接面に回動手段を設け、
前記ガスケツトは、リング状コイルスプリングを
断面Ｃ字状の金属製チユーブで抱持してなり、そ
して前記ボデーとスリーブとのガスケツトを介し
て当接する面にロールバニシング処理面を形成し
たことを特徴とする。

また本発明は、管体の一端外周にねじ部を設け
たボデーと、ガスケツトを介して該ボデーのねじ
部側の透孔と当接連通する先端外周に短環状部を
設けた管体からなるスリーブと、該スリーブに嵌
装され前記ボデーのネジ部と螺合して前記ボデー
と前記スリーブとを強固に締付ける袋ナツトとか
らなる流体継手において、前記スリーブの管側の
面と前記袋ナツトとの当接面に回動手段を設け、
前記ボデーと前記スリーブとの当接面には、それ
ぞれ嵌合凹部と嵌合凸部とを嵌合凹部の端面が嵌
合凸部の段部と当接してガスケツトが有効弾性圧
縮量以上圧縮されないように設け、前記ガスケツ
トは、リング状コイルスプリングを断面Ｃ字状の
金属製チユーブで抱持してなり、そして前記ボデ
ーとスリーブとのガスケツトを介して当接する面
にロールバニシング処理面を形成したことを特徴
とする。

要するに本願発明は、２発明からなり、第１発
明は、ボデーとスリーブとのガスケツトを介して
当接する面にロールバニシング処理面を形成し、
ガスケツトとしてコイルスプリングを金属製チユ
ーブで抱持してなるガスケツトを使用し、袋ナツ
トとスリーブとの間に袋ナツトを締付けるときに
スリーブを回転させずに袋ナツトだけを回転し得
る回動手段を設けることにより、ガスケツトとシ
ール面とが擦れるのを防止し、その結果パーテイ
クルの発生を防止すると共に上記ガスケツトの損
傷を防止し、もつて高度の気密性を維持し得るよ
うにしたものである。

また、本願第２発明は、更に嵌合凹部と嵌合凸
部とを嵌合させることにより、横ブレを防止し自
然に完壁なセンタリングができ、ボデーとスリー
ブとガスケツトとが理想的に結合することができ
るようにし、それによつてガスケツトの平面性を
維持し、流体の漏れの危険性を更に減少させたも
のである。

ロールバニシング処理自体は公知の方法である
が、従来、ガスケツトを介して当接するボデーと
スリーブとの面にロールバニシング処理すること
は全く知られていない。現に、このような面をロ
ールバニシング処理することができる機械は市販
されていないし、知られていない。即ち、従来の
ようなガスケツトにあつては、スプリングの反発
力に起因してボデーをスリーブとのガスケツトを
介して当接する面に傷が形成されるということが
なかつたからである。

本発明の効果の原因は、回動手段を設けること
により、パーテイクルの発生を防止し、ガスケツ
トの過締を防止すると共に、ロールバニシング処
理することにより、表面硬度が向上し、そのため
この処理面に傷がつきにくくなり、その結果高度
の気密性が維持できると共にガスケツトにも気密
性劣化の原因となる微細線状傷が形成され難くな
るためと考えられる。また、ロールバニシング処
理することによつて表面が平滑になるので、この
点からもパーテイクルの発生が防止される。即
ち、ロールバニシング処理しないとシール面には
微細な凹凸部が存在し、この凹凸部に含まれるパ
ーテイクルが反応ガス中に混入するからである。

「実施例」 次に、本発明の実施例を図面に基ずいて説明す
る。

第１図に於いて、１１はボデーであり、１２は
スリーブであり、１３は袋ナツトであり、袋ナツ
ト１３はスリーブ１２に嵌装されている。

前記ボデー１１はその中心に透孔を有し、一端
外周には、ねじ部１４が設けられており、更にね
じ部と連設して、外周には外形多角形の突起２５
をもつている。前記ねじ部１４に袋ナツト１３を
螺合させることによつて、スリーブ１２をガスケ
ツト１５を介してボデー１１に締付けている。

スリーブ１２はその中心に透孔を有し、その先
端外周には、短環状部１６が設けられており、該
短環状部の袋ナツトに圧接される面には、第２図
に示すようにベアリングの作用をする多数の小球
１７を嵌合させたリング状溝１８が設けられてい
る。

このように、本発明の於いては、スリーブ１２
と袋ナツト１３との間に回動手段が設けられてい
るので、袋ナツト１３のボデーのねじ部１４と螺
合させる際、スリーブ１２に回転トルクがかかつ
ても、袋ナツト１３とスリーブ１２とは空転し、
スリーブ１２には或る程度以上の力がかからない
からガスケツトとシール面とは擦れないのでパー
テイクルの発生が防止されると共にガスケツトの
損傷も効果的に防止される。

第４図は本考案の回動手段の他の実施例を示す
ものであり、管２９に嵌合される開口を中央部に
有する逆皿形のリング２８と、スリーブの短環状
部１６の管側の面との間に小球１７を支持した例
を示す。この場合に、スリーブの管２９にはリン
グ２８を係止するさめの突起若しくは溝を設けて
もよい。

第５図に示す本発明の別の実施例は、リング２
８を断面コ字状とし、このコ字部で小球１７を挟
持した例を示す。

このような回動手段としては、上記実施例に記
載のような小球を介在させる手段に限らず、気密
性が保たれるなら、例えば袋ナツト内面にブシユ
を嵌め込む等の他の公知の回動手段によつてもよ
い。

前記スリーブの管端とボデーの管端とは、熔接
によつてパイプに連結されるものであり、それに
よつて２６，２７間の流体通路は連通するもので
ある。

上記実施例で使用したガスケツト１５は、第３
図に示すように、比較的細い螺旋状コイルバネの
両端をつないで円形にしたコイルスプリング１９
を、金属製チユーブ２０で、外側の中心が空くよ
うに抱持することにより構成されている。コイル
スプリングの材質としては、例えば、ステンレス
若しくはインコネル材等が、金属製チユーブの材
質としては、アルミニウム、ニツケル、銅、モネ
ル等が好適に使用される。

上記構成を有する流体継手に、その機能を更に
十分発揮させるため、上記実施例に於いては、ボ
デイ１１のねじ１４側の端面には環状の凹み部２
１を設け、スリーブ１２のガスケツト１５に当接
する面には該凹み部２１に嵌合する凸起部２２を
設けている。

ガスケツト１５は、この凹み部２１に嵌入さ
れ、凸起部２２で圧接される。この凹み部２１の
深さと、凸起部２２の高さとは、ガスケツトを有
効弾性圧縮量まで圧接した時、凸起部２２の段部
２３がボデイの端面２４に止るように設定してお
く。

従来の外国製の流体継手は、ガスケツトの有効
圧縮量をナツトの締付け回転数で表示している
が、この回転数はガスケツトの設定位置とか材質
等によつて、実際の作業上に於いては一定となら
ないケースが生じる。その為、リークタイトを気
にする余り、過締をすることになるが、その結果
ガスケツトが損傷したり破断したりする問題があ
つた。このようにガスケツトが損傷すると、例え
それが僅かのものであつても、接触部の平面性が
損われることになつて、気密性が悪化する。しか
して、上記実施例に於いては、凸起部の段部によ
つて、ガスケツトは有効圧縮量以上は圧縮されな
いようにしているので、ガスケツトが損傷し易い
という従来のガスケツトの欠点は除去されると共
に横ブレを防止し自然に完壁なセンタリングがで
きボデーとスリーブとガスケツトとが理想的に結
合することができるようになり、それによつてガ
スケツトの平面性を維持し、流体の漏れの危険性
を極端に減少させる。

ロールバニシング処理は、回転するローラを、
それぞれボデーとスリーブとのガスケツトの当接
面に当てる方法により行なえばよい。例えば上記
実施例の流体継手のシール面を3.2S粗度の旋削と
し、これにロールバニシング処理を施せば、１〜
２秒間の加工寺間で容易に1.05〜0.7S粗度の鏡面
が得られる。このバニシング処理によつて、表面
硬度が向上し（ステンレスの場合母材硬度
180HB硬度のものが、300HB以上の硬度とな
る）、その為ガスケツトのシール面に傷が形成さ
れ難くなると共に、平滑な面になるのでパーテイ
クルの発生も防止される。

「効果」 以上述べた如く、本発明の流体継手は、特殊の
ガスケツトを使用し、回動手段によつてガスケツ
トの損傷とパーテイクルの発生を防止すると共に
シール面をロールバニシング処理しているので、
シール面に傷が形成され難く、その結果高度の気
密性が得られると共にガスケツトにも微細な線状
傷が形成され難くなるので、低い締付力で高度の
気密性が得られ、しかもガスケツトを多くの回数
繰返し使用することができる。従つて、本発明の
流体継手は気密性が抜群によく、熟練者でなくて
も、ヘリウムリークレートで10^-10atm.cc／secの
高気密性の流体継手を容易に得ることができる。
このような高度の優れた気密性を有する流体継手
は従来全くなかつたものであり、本発明により初
めて提供せられたものである。また、本発明の流
体継手は、気密性が抜群によいばかりでなく、パ
ーテイクルの発生も防止しているので半導体製造
用継手として極めて画期的なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す半断面図、第
２図は、本発明のスリーブの斜視図、第３図は、
本発明のガスケツトの一部切欠斜視図、第４図及
び第５図は、回動手段の他の実施例を示す断面
図、第６図は従来の流体継手を示す断面図であ
る。 図中、１１……ボデー、１２……スリーブ、１
３……袋ナツト、１４……ねじ部、１５……ガス
ケツト、１６……短環状部、１７……小球、１８
……リング状溝、１９……リング状コイルスプリ
ング、２０……金属製チユーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管体の一端外周にねじ部を設けたボデーと、
   ガスケツトを介して該ボデーのねじ部側の透孔と
   当接連通する先端外周に短環状部を設けた管体か
   らなるスリーブと、該スリーブに嵌装され前記ボ
   デーのネジ部と螺合して前記ボデーと前記スリー
   ブとを強固に締付ける袋ナツトとからなる流体継
   手に於いて、前記スリーブの管側の面と前記袋ナ
   ツトとの当接面に回動手段を設け、前記ガスケツ
   トは、リング状コイルスプリングを断面Ｃ字状の
   金属製チユーブで抱持してなり、そして前記ボデ
   ーとスリーブとのガスケツトを介して当接する面
   にロールバニシング処理面を形成したことを特徴
   とする半導体製造装置用高気密性袋ナツト締め流
   体継手。 ２ 管体の一端外周にねじ部を設けたボデーと、
   ガスケツトを介して該ボデーのねじ部側の透孔と
   当接連通する先端外周に短環状部を設けた管体か
   らなるスリーブと、該スリーブに嵌装され前記ボ
   デーのネジ部と螺合して前記ボデーと前記スリー
   ブとを強固に締付ける袋ナツトとからなる流体継
   手に於いて、前記スリーブの管側の面と前記袋ナ
   ツトとの当接面に回動手段を設け、前記ボデーと
   前記スリーブとの当接面には、それぞれ嵌合凹部
   と嵌合凸部とを嵌合凹部の端面が嵌合凸部の段部
   と当接してガスケツトが有効弾性圧縮量以上圧縮
   されないように設け、前記ガスケツトは、リング
   状コイルスプリングを断面Ｃ字状の金属製チユー
   ブで抱持してなり、そして前記ボデーとスリーブ
   とのガスケツトを介して当接する面にロールバニ
   シング処理面を形成したことを特徴とする半導体
   製造装置用高気密性袋ナツト締め流体継手。