激光振荡器的真空容器的制作方法

本发明涉及激光振荡器的真空容器，尤其涉及包括配置于配管与被插入部件之间的第一密封部件以及第二密封部件的激光振荡器的真空容器。

背景技术：

高速轴流型的二氧化碳气体激光振荡器的真空容器包括：含有激光气体的共振器；激励激光气体的放电部；使激光气体循环的送风机；以及对放电部所产生的热和送风机的压缩热进行冷却的换热器。

图11是现有技术中的真空容器的局部剖视图。如图11所示，真空容器包括铝制的配管110、以及具备供配管110插入的凸缘130的不锈钢制的被插入部件120。此外，这些配管110以及被插入部件120也可以由其它的材料形成。而且，在被插入部件120的凸缘130的内周面形成有槽部140。在槽部140配置有O型圈160，由此对配管110与被插入部件120之间进行密封。

存在如下情况：通过放电部(图11中未示出)后的激光气体的一部分离子化，而如图11中箭头所示那样在配管110与凸缘130之间的缝隙通过而到达O型圈160。在这样的情况下，O型圈160被氧化以及/或者被侵蚀，从而O型圈160的密封性降低。

O型圈160的氧化以及/或者侵蚀进行的程度根据配管110与凸缘130之间的缝隙的长度方向距离、以及O型圈160与激光气体接触的接触面积(开口度)而定。换言之，上述的长度方向距离越短、以及接触面积越大，则O型圈160越快被氧化以及/或者被侵蚀。如图5所示，由于配置于配管110的周面的O型圈的接触面积比较大，所以存在O型圈160的更换周期较短的问题。

这样，由于O型圈的耐腐蚀性较低，所以在利用真空系统处理腐蚀性气体的半导体制造装置、密封装置中，代替O型圈，而使用金属制的密封部件、具有耐腐蚀性的树脂制密封部件等。然而，金属制的密封部件、具有耐腐蚀性 的树脂制密封部件的弹性较小，并且存在若一旦变形则无法再利用的问题。

因此，日本特开2007-92892号公报、日本特开2000-106298号公报以及日本再表2004/038781号公报中，同时采用配置于真空侧的耐腐蚀性较高的密封部件、以及配置于大气压侧的弹性较高的密封部件。尤其，在日本再表2004/038781号公报中公开如下内容：例如如图12所示，作为配置于大气压侧的弹性较高的密封部件而配置O型圈160，并且作为配置于真空侧的密封部件150而配置截面呈V字形状的弹性部件。

然而，在配置了O型圈160和密封部件150后，难以使O型圈160与密封部件150之间的区域为真空。在激光振荡器的运转过程中，存在O型圈160与密封部件150之间的区域的大气气体逐渐地向激光气体循环系统混入的情况。其结果，预先最优化了的激光气体的混合比率发生变化，而也有激光振荡器的性能变得不稳定的问题。

并且，由于需要使O型圈160以及/或者密封部件150与配管110以及凸缘130接触，所以也有组装配管110以及凸缘130的自由度较小、且难以组装配管以及被插入部件的问题。

技术实现要素：

本发明是鉴于这样的事情而完成的，其目的在于提供能够容易地使两个密封部件之间的区域成为真空而能够隔绝激光气体内的腐蚀性气体的激光振荡器的真空容器。

为了实现上述的目的，根据方案1的发明，提供一种激光振荡器的真空容器，具备：圆筒形状或者方筒形状的配管；供该配管插入的被插入部件；以及配置于上述配管与上述被插入部件之间的第一密封部件和第二密封部件，上述第一密封部件由耐腐蚀性比上述第二密封部件的耐腐蚀性高的材料形成，上述第一密封部件配置在比上述第二密封部件更靠真空侧，上述第二密封部件由密封性比上述第一密封部件的密封性高的材料形成，上述第一密封部件至少局部地包含以提高上述第一密封部件的密封性能的方式变形的变形部。

根据方案2的发明，在方案1的发明的基础上，上述变形部以提高了上述第一密封部件的密封性能的状态对上述第一密封部件进行保持。

根据方案3的发明，在方案1或2的发明的基础上，上述变形部通过上述 第一密封部件的周围的压力降低而变形。

根据方案4的发明，在方案1或2的发明的基础上，上述变形部是上述第一密封部件所含有的形状记忆金属或者形状记忆树脂。

根据方案5的发明，在方案1或2的发明的基础上，上述变形部含有挥发成分，并配置于上述第一密封部件的切口，上述变形部通过上述挥发成分挥发而变形。

根据方案6的发明，在方案1～5中任一个发明的基础上，上述第一密封部件的一部分被把持在上述第二密封部件与上述被插入部件之间。

根据方案7的发明，在方案1～6中任一个发明的基础上，上述第一密封部件的至少一部分由氟树脂构成。

通过附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的上述目的、特征及优点、以及其它目的、特征以及优点会变得清楚。

附图说明

图1是包括基于本发明的真空容器的激光振荡器的简图。

图2是基于本发明的真空容器的局部立体图。

图3A是基于本发明的第一实施方式的真空容器的局部剖视图。

图3B是基于本发明的第一实施方式的真空容器的其它的局部剖视图。

图4A是一个例子的第一密封部件的主视图。

图4B是图4A所示的第一密封部件的剖视图。

图5A是表示第一密封部件的第一例的局部剖视图。

图5B是表示第一密封部件的第一例的其它的局部剖视图。

图6A是表示第一密封部件的第二例的局部剖视图。

图6B是表示第一密封部件的第二例的其它的局部剖视图。

图7A是表示第一密封部件的第三例的局部剖视图。

图7B是表示第一密封部件的第三例的其它的局部剖视图。

图8A是表示第一密封部件的第四例的局部剖视图。

图8B是表示第一密封部件的第四例的其它的局部剖视图。

图9A是表示第一密封部件的第五例的局部剖视图。

图9B是表示第一密封部件的第五例的其它的局部剖视图。

图10A是表示第一密封部件的第六例的局部剖视图。

图10B是配置有图10A所示的第一密封部件的真空容器的局部剖视图。

图11是现有技术中的真空容器的局部剖视图。

图12是现有技术中的真空容器的其它的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下的附图中对于相同的部件标注相同的参照符号。为了容易理解，适当地变更了这些附图的比例尺。

图1是包括基于本发明的真空容器的激光振荡器的简图。图1所示的激光振荡器30例如是二氧化碳气体激光振荡器。图1中，激光振荡器30包括串联配置的放电管31a、31b、将这些放电管31a、31b相互连结的中央块32、以及分别与放电管31a的一端及放电管31b的另一端连结的端部块33a、33b。

如图示那样，从中央块32延伸有从放电管31a以及放电管31b之间吸入作为气体的激光介质的吸入管路38。并且，延伸有向端部块33a、33b排出激光介质的返回管路39a、39b。

如图1所示，在放电管31a的一端以及放电管31b的另一端分别配设有输出镜34以及后镜35。而且，在输出镜34与后镜35之间形成有光共振空间。并且，虽未图示，但以分别夹持放电管31a、31b的方式配置有电极对。

另外，如图1所示，从中央块32延伸的吸入管路38在涡轮鼓风机36处结束。涡轮鼓风机36以使激光气体返回的方式使激光气体在从涡轮鼓风机36的左右端分别延伸至端部块33a、33b的两个返回管路39a、39b循环。

并且，在吸入管路38配置有第一换热器37a，并在返回管路39a、39b分别配置有第二换热器37b以及第三换热器37c。这些第一换热器37a～第三换热器37c起到对由放电管产生的热和涡轮鼓风机36的压缩热进行冷却的作用。

放电管31a、31b、中央块32、端部块33a、33b、吸入管路38以及返回管路39a、39b相互连结，而形成密闭的真空容器10。在真空容器10，以与大气隔绝的状态封入有规定的激光气体。作为激光气体，使用以规定的比例含有二氧化碳气体、氮气、氦气等激光介质的激光振荡用的介质气体，也能够含有腐蚀性气体。

图2是基于本发明的真空容器的局部立体图。图2中表示了真空容器10 的一部分，真空容器10包括管件11、和供管件11插入的被插入部件12。此处，管件11例如是放电管31a、31b、吸入管路38以及返回管路39a、39b。并且，被插入部件12例如是中央块32、以及端部块33a、33b。此外，管件11可以是圆筒形状或者方筒形状，被插入部件12的插入截面可以是与之对应的形状。以下，真空容器10设为由至少一个管件11和至少一个被插入部件12形成。

图3A以及图3B是基于本发明的第一实施方式的真空容器的局部剖视图。如图2至图3B所示，在管件11的周面依次配置有环状的第一密封部件15以及第二密封部件16。第一密封部件15配置在比第二密封部件16更靠管件11的前端侧。由于能够对管件11以及被插入部件12的内部空间进行抽真空，所以可以说第一密封部件15配置在比第二密封部件16更靠真空侧。

第一密封部件15以及第二密封部件16均能够是弹性部件。第一密封部件15由耐腐蚀性比第二密封部件16耐腐蚀性高的材料形成，例如至少局部由特氟龙(注册商标)等氟类树脂形成。第二密封部件16由密封性比第一密封部件15的密封性高的材料形成，例如优选由氟橡胶形成。在某实施方式中，第二密封部件16是氟橡胶制O型圈。

在配置有第一密封部件15以及第二密封部件16的状态下，将管件11插入被插入部件12的凸缘13。由此，第二密封部件16配置于在凸缘13的内周面形成的槽部14。接下来，在凸缘13的端面配置盖部13a并进行螺栓紧固，由此将第二密封部件16压缩而进行密封。此外，第一密封部件15以及第二密封部件16中的至少一方也可以是在预先配置的被插入部件12插入管件11的结构。

此处，图4A是一个例子的第一密封部件的主视图，图4B是第一密封部件的剖视图。如上述附图所示，第一密封部件15是环状的部件，并且具备变形部18a和包围变形部18a的外皮部17。外皮部17由上述的氟类树脂形成。如图4A所示，变形部18a仅设置在第一密封部件15的内周面附近的一部分。另外，如图4B所示，变形部18a遍及第一密封部件15的轴向的大致整体地延伸。此外，变形部18a也可以在第一密封部件15的内周面附近处遍及周向整体地配置。

并且，图5A是表示第一密封部件的第一例的局部剖视图，表示大气压下的状态。外皮部17在其外周面局部地具备与变形部18a相邻的凹部17a。上述附图所示的变形部18a是中空部，封入有仅比大气压稍大的规定压力的气体。

如图3A所示，在如上述那样将第一密封部件15以及第二密封部件16配置于真空容器10后，对真空容器10进行抽真空。若开始抽真空，则10的内部空间以及第一密封部件15与第二密封部件16之间的区域逐渐减压。而且，若第一密封部件15的周围的压力比变形部18a的压力低，则如图5B所示，第一密封部件15的外皮部17开始膨胀。尤其是，外皮部17的凹部17a朝向外侧凸起地膨胀。伴随于此，第一密封部件15的外皮部17膨胀而第一密封部件15自身变形。

最终如图3B所示，第一密封部件15对管件11与被插入部件12的凸缘13之间的缝隙进行填充。其结果，第一密封部件15能够发挥其密封性能。换言之，变形部18a以提高第一密封部件15的密封性能的方式变形。

另外，外皮部17具有在变形部18a膨胀后维持其变形状态所需的足够的强度以及弹性。因此，即使在激光振荡器30停止而净化激光气体后，也维持第一密封部件15的变形状态。此外，若第一密封部件15的周围压力变高，则第一密封部件15返回原来的形状。

这样，本发明中，由于在开始抽真空后，第一密封部件15的变形部18a变形，所以能够容易地使第一密封部件15与第二密封部件16之间的区域成为真空。此外，通过对变形部18a内的压力进行调整，也能够在开始抽真空的同时使变形部18a变形。本发明中，由于能够将第一密封部件15与第二密封部件16之间的区域的大气气体排除，所以第一密封部件15与第二密封部件16之间的区域的大气气体不会逐渐地向激光气体循环系统混入，从而不会存在预先最优化了的激光气体的混合比率发生变化而激光振荡器的性能变得不稳定的情况。

另外，由于本发明中耐腐蚀性较高的第一密封部件15配置于真空侧，所以能够防止激光气体内的腐蚀性气体到达第二密封部件16，从而能够进一步抑制第二密封部件16的劣化。其结果，能够延长第一密封部件15以及第二密 封部件16的更换周期。

另外，本发明中，不需要在被插入部件12的凸缘13形成第一密封部件15用的槽部。因此，能够低成本地制作被插入部件12，并且也能够容易地组装第一密封部件15。因此，也能够容易地在现有的激光振荡器30的真空容器10后附第一密封部件15。

另外，本发明中，由于第二密封部件16的耐腐蚀性不需要较高，所以对于第二密封部件16能够采用廉价的材料、例如氟橡胶。另外，本发明中，由于腐蚀性气体与第二密封部件16之间的接触面积(开口率)下降，所以能够进一步抑制第二密封部件16的劣化。

另外，图6A是表示第一密封部件的第二例的局部剖视图，图6B是表示第一密封部件的第二例的其它的局部剖视图。图6A以及图6B所示的第一密封部件15具备变形部18b和包围变形部18b的外皮部17。而且，变形部18b由形状记忆金属或者形状记忆树脂形成。

另外，图7A是表示第一密封部件的第三例的局部剖视图，图7B是表示第一密封部件的第三例的其它的局部剖视图。图7A以及图7B所示的第一密封部件15具备大致U字形状的变形部18c和包围变形部18c的外皮部17。从附图可知，外皮部17局部地包围变形部18c，并具有开口部17b。而且，变形部18c由形状记忆金属或者形状记忆树脂形成。

另外，图8A是表示第一密封部件的第四例的局部剖视图，图8B是表示第一密封部件的第四例的其它的局部剖视图。图8A以及图8B所示的第一密封部件15具备变形部18d和包围变形部18d的外皮部17。从附图可知，变形部18d具有波形的截面，外皮部17也是与之对应的形状。而且，变形部18d由形状记忆金属或者形状记忆树脂形成。

并且，图6A、图7A以及图8A表示大气压下的状态，图6B、图7B以及图8B表示第一密封部件15的周围压力降低时的状态。上述附图所示的第一密封部件15的外观以及变形部18a～18d的位置等与图4A所示的第一密封部件15大致相同。

如上述那样将第一密封部件15以及第二密封部件16配置于真空容器10，若经过一定时间或者使周围温度发生变化，则例如变形部18b如图6B所示那 样局部地向上方折弯。同样，变形部18c如图7B所示地从大致U字形状变形为菱形。另外，变形部18d如图8B所示地以波形的振幅变大的方式变形。

若变形部18b～18d像这样变形，则第一密封部件15自身相伴随地变形，由此第一密封部件15对管件11与被插入部件12的凸缘13之间的缝隙进行填充。因此，能够得到与上述相同的效果。

另外，图9A是表示第一密封部件的第五例的局部剖视图，图9B是表示第一密封部件的第五例的其它的局部剖视图。图9A表示大气压下的状态，图9B表示第一密封部件15的周围压力降低时的状态。上述附图所示的第一密封部件15的外观以及变形部18e的位置等与图4A所示的第一密封部件15大致相同。

在图9A所示的第一密封部件15的上表面(外周面)形成有切口19。而且，在切口19配置有变形部18e。变形部18的上表面与第一密封部件15的上表面成为同一平面。变形部18e含有挥发成分。

在如上述那样将第一密封部件15以及第二密封部件16配置于真空容器10后，对真空容器10进行抽真空。由此，挥发成分渐渐地挥发，而如图9B所示地变形部18e以向上方折弯的方式变形。由此，第一密封部件15自身变形，其结果，第一密封部件15对管件11与被插入部件12的凸缘13之间的缝隙进行填充。因此，能够得到与上述相同的效果。

另外，图10A是表示第一密封部件的第六例的局部剖视图。如图10A所示，第一密封部件15包括从其一端向上方(径向外侧)延伸的延长部15a。延长部15a优选形成为趋向其前端而前端变细。因此，图10A所示的第一密封部件15呈大致L字形状。并且，图10A所示的第一密封部件15包括上述的变形部18b，但也可以包括其它的变形部18a、18c～18e中任一种。

图10B是配置有图10A所示的第一密封部件的真空容器的局部剖视图。如图10B所示，第一密封部件15配置为，延长部15a被把持在第二密封部件16与凸缘13的槽部14之间。此时，能够可靠地将第一密封部件15固定于第二密封部件16的附近。因此，即使在抽真空时，第一密封部件15的位置也不会改变。并且，由于第一密封部件15与第二密封部件16之间的区域变小，所以激光气体向该区域混入的可能性也能够变小。因此，可知能够进一步提高上 述的效果。

发明的效果

方案1的发明中，通过在配置第一密封部件以及第二密封部件而开始抽真空后、或者在开始抽真空的同时，使第一密封部件的变形部变形，能够容易地使第一密封部件与第二密封部件之间的区域成为真空。因此，能够将第一密封部件与第二密封部件之间的区域的大气气体排除。并且，由于耐腐蚀性较高的第一密封部件配置于真空侧，所以能够防止激光气体内的腐蚀性气体到达第二密封部件，从而能够进一步抑制第二密封部件的劣化。其结果，能够延长第一密封部件以及第二密封部件的更换周期。

方案2的发明中，由于能够以提高了第一密封部件的密封性能的状态对第一密封部件进行保持，所以能够与周围的状态无关，第一密封部件长期地对激光气体内的腐蚀性气体进行隔绝。

方案3的发明中，在配置第一密封部件以及第二密封部件后，变形部因抽真空时的气压变化而变形，由此使第一密封部件自身变形。

方案4的发明中，在配置第一密封部件以及第二密封部件后，通过经过一定时间或者温度发生变化，从而含有形状记忆金属或者形状记忆树脂形状记忆材料的变形部变形，由此使第一密封部件自身变形。

方案5的发明中，由于在配置第一密封部件以及第二密封部件后进行抽真空，所以第一弹性部件的变形部所含有的挥发成分挥发，由此使第一密封部件自身变形。

方案6的发明中，通过在第二密封部件与被插入部件之间把持第一密封部件的一部分、例如片状部分，能够将第一密封部件固定于第二密封部件的附近。

方案7的发明中，第一密封部件的氟树脂与作为第二密封部件的氟橡胶制O型圈相比，耐腐蚀性较高，加工也比较容易，一般在市面上流通，以材料而言容易入手。

使用典型的实施方式对本发明进行了说明，但若是本领域技术人员，则可以理解在不脱离本发明的范围的情况下，能够进行上述的变更以及各种其它的变更、省略、追加。