中古真空チャンバーの在庫・価格

真空チャンバーは、内部を大気圧より低い圧力に保つための密閉容器で、真空装置の中心となる部品である。チャンバーだけでは真空は作れず、排気ポンプ、真空計、バルブ、ガス導入系、電流や運動の導入端子とつないで一つの真空系として使う。外側から常に大気圧(約0.1MPa)がかかるため、大きさの割に厚い板やリブでの補強が必要になる。円筒形や球形は圧力に強く、角形は基板の搬送や装置への組み込みがしやすい。どの形にするかは用途で決める。
材質はSUS304やSUS316Lなどのオーステナイト系ステンレスが標準である。溶接しやすく、不働態皮膜で錆びにくく、ガス放出も少ないためだ。一方で熱が伝わりにくく熱膨張が大きいので、溶接やベーキングのときのひずみに注意がいる。軽さや熱の伝わりやすさを重視する場合はアルミニウム合金を使う。低真空の大型容器には鋼材も使われるが、メッキなどの錆対策が必要で、超高真空には向かない。
到達圧力を決めるのはポンプの性能だけではない。リークと、内壁から出るガス(アウトガス)も大きく効く。中真空より低い圧力では、排気しているのは空間の空気よりも、主に壁に吸着した水分になる。そこで内面をバフ研磨や電解研磨で平らにし、表面積と吸着量を減らす。超高真空用では両方の研磨を組み合わせることが多い。さらに容器全体を加熱して吸着ガスを追い出すベーキングを行う。条件は典型的には100〜200℃で12〜48時間程度で、超高真空では150℃以上が目安とされる。
ポートの接続方式も、使える圧力の範囲を左右する。KF(NW)、ISO、JISのフランジはFKMなどのOリングで封止し、扱いやすい。ただし使えるのはおおむね10^-3Pa程度までで、FKMは150℃を超えるとガス放出が急に増える。超高真空では、無酸素銅のガスケットにナイフエッジを食い込ませるICF(ConFlat)フランジが標準である。超高真空域まで使え、ベーキングにも耐える。その代わりガスケットは再利用できず、ボルトは対角の順に均等に締める必要がある。できあがったチャンバーはヘリウムリークディテクタで検査する。溶接構造品ではHeリークレート1×10^-9Pa·m3/sのオーダーを合格の基準にする例が多い。
用途は必要な圧力の範囲で分かれる。低真空から中真空(おおむね10^2〜10^-1Pa)では、真空乾燥、脱泡、含浸、部品のリーク試験や耐圧試験用の容器として使う。高真空(10^-1Pa未満)では、蒸着、スパッタ、CVD、エッチングといった半導体やディスプレイの成膜・加工装置、電子顕微鏡や分析装置の試料室になる。超高真空では、表面分析、分子線エピタキシー、加速器や放射光施設のビームラインなど、研究用途が中心になる。
選定や中古品の評価では、内容積と内寸、ポートの数・口径・規格、扉やビューポートの構造、シール材の種類、ベーキングヒーターの有無、内面の仕上げを確認する。中古品はフランジのナイフエッジやOリング溝の傷、内壁の汚れや堆積物、以前に使ったプロセスガスの履歴で性能が大きく変わる。引き渡しの前に、リーク試験と到達圧力の確認をしておきたい。