JP2003201565A - 堆積膜形成装置および堆積膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 堆積膜形成装置において、基板を保持するホ
ルダーを回転可能に支持する回転軸シャフトの真空シー
ル耐久性を向上させ、それによって生産システムの安定
性向上、装置稼働率向上を図る。 【解決手段】減圧可能な反応容器１０１内には、基板１
０５が設置されるホルダー１０６が、反応容器１０１外
の回転駆動装置１１４に接続され、反応容器１０１の底
部を貫通して延びる回転軸シャフト１０７によって回転
可能に支持されている。ホルダー１０６の底面と反応容
器１０１との間には、回転軸シャフト１０７の周りに、
プラズマの通過を阻止できる幅の隙間１０８が形成され
ている。この隙間１０８またはそれより回転軸シャフト
１０７側の位置に、反応容器１０１内を大気圧に戻すた
めに供給されるベントガスを供給する第２のガス供給ポ
ート１１０が通じている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス、電
子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバ
イス、光起電力デバイスなどの製造に用いられる堆積膜
形成装置および堆積膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス、電子写真用感光
体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電
力デバイスなどの製造工程において、感光性層などとな
る堆積膜を形成する方法としては、プラズマＣＶＤ法、
反応性スパッタ法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法などを用い
た堆積膜形成方法が知られており、これらの形成方法を
利用した堆積膜形成装置も多く実用化されている。

【０００３】例えば、プラズマＣＶＤ法を用いた堆積膜
形成方法について説明すると、この方法では、原料ガス
をグロー放電によって分解し、基板上に堆積膜を形成す
る。この方法を用いた場合、例えば原料ガスにＳｉＨ₄
を用いることによって水素化アモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ：Ｈ）堆積膜を形成することが可能である。この
ような方法では、広範囲にわたって均一に堆積膜を作製
するために、基板を回転させながら堆積膜を形成する方
法が知られている。このように堆積膜形成中に基板を回
転させる方法では、堆積膜の膜質・膜厚の均一性を向上
させることができる一方で、基板を回転させるために設
けられた回転機構部分がリーク源となって、反応容器の
真空保持性能を低下させてしまう可能性がある。回転機
構部にリークが生じてしまうことに関しては、通常真空
容器外に設けられる回転駆動装置に接続され、真空容器
の壁を貫通して真空容器内に延びる回転軸シャフトやそ
のシール部の汚染が１つの要因として挙げられる。

【０００４】このような回転軸シャフトのシール部の汚
染を防ぐ方法に関しては、特開平９−２１３６８９号公
報に、衝立状の遮蔽板を設けた装置が開示されている。
遮蔽板は、回転軸シャフトに取り付けられた、基板を保
持する回転保持具の下面と、回転軸シャフトが貫通して
いる基台の上面に、回転軸に関して同心円状にそれぞれ
形成され、これらの遮蔽板が櫛同士を噛み合わせるよう
に、互い違いに位置している。また、特開平１１−８７
２５０号公報には、処理時に回転させられるサセプタ
と、その下方に配置された加熱手段の上面との間の空隙
に気相成長時にパージガスを供給してウエハの裏面に反
応ガスが回り込むことを防止する方法が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法によって堆
積膜形成中の回転軸シャフトやシール部の汚染を低減す
ることはできる。しかし、汚染が生じるのは、基板に処
理を行っている時ばかりではなく、処理終了後、特に、
反応容器から基板を取り出す際に反応容器内にベントガ
スを導入して大気圧に戻す際などに汚染が生じる場合が
ある。すなわち、反応容器内には、堆積膜形成時に副生
成物が生成されたり、堆積膜形成終了後に反応容器内の
部品に付着した膜が剥がれたりすることによってダスト
が発生する場合がある。こうしたダストは、ベントガス
によって巻き上げられ、ベントガス供給当初には減圧状
態にある回転軸シャフト付近に流れ込むなどして、回転
軸シャフトやそのシール部を汚染する要因になる。この
ため、回転軸シャフトのシール耐久性が低下してしまう
場合がある。

【０００６】したがって、本発明の目的は、減圧状態の
反応容器内で、基体を回転させながら基体上に堆積膜を
形成する堆積膜形成装置において、基体を回転させるた
めに設けられた、反応容器の壁を貫通する回転軸シャフ
トのシール耐久性を向上させることができる堆積膜形成
装置および堆積膜形成方法を提供することにある。さら
に、本発明の他の目的は、堆積膜形成装置を含む生産シ
ステムの安定性、装置稼働率を向上させ、この生産シス
テムによって生産される製品のコストダウンを図るな
ど、生産システムの更なる改良を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の堆積膜形成装置は、少なくとも減圧可能な
反応容器と、反応容器内に設けられた、被処理物が設置
されるホルダーと、反応容器外の回転駆動装置に接続さ
れた、ホルダーを回転可能に支持する回転軸シャフト
と、反応容器内に原料ガスを供給するガス供給ポートと
を備え、原料ガスのプラズマを生成し被処理物に処理を
施す堆積膜形成装置において、ホルダーと反応容器との
間には、回転軸シャフトの周りに、プラズマの通過を阻
止できる幅の隙間が形成されており、かつ、該隙間また
は該隙間よりも回転軸シャフト側の位置で前記反応容器
内に通じる、反応容器内を大気圧に戻すために供給され
るベントガスを供給可能な第２のガス供給ポートを備え
ることを特徴とする。

【０００８】この構成によれば、まず、回転軸シャフト
の周りにプラズマの通過を阻止できる幅の隙間が介在し
ているため、回転軸シャフトに堆積膜が付着すること防
止でき、回転軸シャフト近傍でダストが発生するのを抑
制できる。この隙間の幅は、プラズマの通過を阻止でき
る幅であれば特に制限はないが、プラズマのシース幅に
対して少なくとも２倍以下の幅であり、より狭くするこ
とが好ましい。

【０００９】さらに、上述の隙間またはその隙間よりも
回転軸シャフト側の位置で反応容器内に通じる第２のガ
ス供給ポートからベントガスを供給することによって、
反応容器内に発生したダストが回転軸シャフト近辺へ流
れ込むことを抑制し、ダストによる回転軸シャフトの汚
染を防止できる。

【００１０】また本発明の堆積膜形成装置は、隙間を形
成するホルダーと反応容器との形状を、プラズマが生成
される空間側から見て回転軸シャフトが死角に位置する
ように形成することが好ましい。すなわち、この構成で
は、回転軸シャフトへと半径方向に通じる通路が屈曲し
た形状になり、それによって半径方向外側のプラズマ生
成空間側から回転軸シャフトへとダストが進入するのを
防ぐ作用をさらに得ることができる。

【００１１】本発明は、回転軸シャフトが反応容器の底
部に配置されている装置においてより効果的である。す
なわち、堆積膜形成後、堆積膜はがれなどによって発生
したダストは反応容器の底部に堆積しやすいため、回転
軸シャフトが反応容器の底部に配置され、特に、底面を
貫通している構成の装置では、回転軸シャフトがダスト
の影響を受けやすい。そこで、このような装置に本発明
を適用することによって、回転軸シャフトの汚染を防止
する効果を特に有効に得られると考えられる。

【００１２】本発明による堆積膜形成方法は、反応容器
内に被処理物を設置する工程と、反応容器内を減圧する
工程と、処理物上に堆積膜を形成する工程と、反応容器
内にベントガスを供給して内圧を大気圧に戻す工程と、
被処理物を反応容器外へ取り出す工程とを少なくとも含
む堆積膜形成方法において、上述のような堆積膜形成装
置を用い、反応容器内にベントガスを供給する工程で
は、第２のガス供給ポートからベントガスを供給するこ
とを特徴とする。このようにすることによって、ダスト
が回転軸シャフトを汚染するのを防止する作用が得られ
る。

【００１３】さらに、本発明による堆積膜形成方法は、
堆積膜を形成する工程と反応容器内にベントガスを供給
する工程との間に、反応容器内にパージガスを供給する
パージ工程、および／または反応容器内に冷却ガスを詰
めて被処理物を冷却する冷却工程を含んでもよい。この
場合、このパージ工程および冷却工程では、パージガス
および／または冷却ガスは第２のガス供給ポートを通じ
て供給することが好ましい。このようにすることによっ
て、パージガスや冷却ガスの供給中に、ダストが回転軸
シャフトに到達して回転軸シャフトを汚染するのを防止
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施形態の平行平
板型プラズマＣＶＤ堆積膜形成装置の模式図である。こ
の堆積膜形成装置は、内部を減圧可能な反応容器１０１
を有している。反応容器１０１内には、膜を形成する基
板１０５を積載して保持可能なホルダー１０６が設けら
れている。ホルダー１０６は、反応容器１０１の底部の
壁を貫通して反応容器１０１内に延びる回転軸シャフト
１０７に固定され、回転軸シャフト１０７と共に自転で
きるように反応容器１０１の底面に接触しない位置に支
持されている。ホルダー１０６の底面と反応容器１０１
の底面との間には、プラズマの通過を阻止できる幅の隙
間１０８が形成されている。この隙間１０８の幅は、例
えば、プラズマのシース幅の２倍以下とすることによっ
て、プラズマが隙間１０８を通過するのを阻止できる。
回転軸シャフト１０７の、反応容器１０１の外側に延び
る部分には、減速ギヤ１１６を介して回転駆動装置１１
４が接続されている。反応容器の底部には、ホルダー１
０６の下面の下方の位置に、不図示の電源に接続された
ヒーター１１５が設けられている。

【００１６】反応容器１０１内の上部には、カソード電
極１１２が設けられている。カソード電極１１２には、
同軸ケーブル１１７、整合回路１１１を介して、プラズ
マを生成するための電力を供給する高周波電源１０３が
接続されている。

【００１７】反応容器１０１には、内部の真空引きをす
る真空ポンプ１０４と、内部に原料ガスなどを供給する
ガス供給システム１０２が接続されている。真空ポンプ
１０４は、反応容器１０１の側部に連通する排気配管１
１８を介して反応容器１０１に接続されている。ガス供
給システム１０２から反応容器１０１に通じるガス供給
経路は２系統設けられている。一方のガス供給経路は、
反応容器１０１内に側部で連通する第１のガス供給ポー
ト１０９を介して反応容器１０１内に通じている。もう
一方のガス供給経路は、反応容器１０１の底部の、ホル
ダー１０６の底面との間に隙間１０８が形成されている
部分、またはそれよりも回転軸シャフト１０７側の位置
で反応容器１０１内に連通する第２のガス供給ポート１
１０を介して反応容器１０１内に通じている。各ガス供
給経路にはそれぞれバルブが設けられている。

【００１８】ガス供給システム１０２から供給する原料
ガスとしては、例えば、ＳｉＨ₄、ＧｅＨ₄、Ｈ₂、Ｂ₂Ｈ
₆、ＰＨ₃、ＣＨ₄、ＮＯ、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ₂などが用いら
れる。ガス供給システム１０２は、このような原料ガス
や、後述するベントガスなどを、マスフローコントロー
ラーなどによって調整して所定流量で供給可能である。
排気配管１１８によって構成される排気経路中には、排
気速度を調整するコンダクタンスバルブ１１３が設けら
れている。これらの構成によって、本実施形態の堆積膜
形成装置では、ガス供給システム１０２から所定流量で
ガスを供給している状態で、コンダクタンスバルブ１１
３を調整することによって、反応容器１０１内の圧力を
所定の圧力に調整可能である。

【００１９】次に、図２は、本発明の第２の実施形態の
プラズマＣＶＤ堆積膜形成装置の模式図である。この堆
積膜形成装置は、図１に示す堆積膜形成装置が主として
平板状の基体（基板１０５）の処理を行う装置であるの
に対して、円筒形基体２０５の処理を行う装置である。

【００２０】この堆積膜形成装置は、内部を減圧可能な
円筒形の反応容器２０１を有している。反応容器２０１
内には、膜を形成する円筒形基体２０５を保持可能な円
筒状のホルダー２０６が複数設けられている。ホルダー
２０６の中央部には、不図示の電源に接続されたヒータ
ー２１５が設けられている。各ホルダー２０６は、反応
容器２０１の底部の壁を貫通して反応容器２０１内に延
びる回転軸シャフト２０７にそれぞれ固定されている。
各回転軸シャフト２０７は、回転軸シャフト軸受け３２
２（図３，４参照）によって回転可能に支持されてい
る。そして各ホルダー２０６は、各回転軸シャフト２０
７と共に自転できるように反応容器２０１の底面に接触
しない位置に支持されている。各ホルダー２０６の底面
と反応容器２０１の底面との間には、プラズマの通過を
阻止できる幅の隙間２０８が形成されている。この隙間
２０８の幅は、例えば、プラズマのシース幅の２倍以下
とすることによって、プラズマが隙間２０８を通過する
のを阻止できる。各回転軸シャフト２０７は、反応容器
１０１の外側に延びる部分で減速ギヤ２１６を介して回
転駆動装置２１４に接続されている。

【００２１】回転軸シャフト２０７が、反応容器２０１
内に進入している部分には、図３に示すように、回転軸
シャフト真空シール部３２１が設けられている。この真
空シール部には、Ｏリング、磁性流体およびオムニシー
ル（ヒューロン社商品名）などを用いることが好まし
い。なお、図３は、第２の実施形態における構成を示し
ているが、第１の実施形態においても同様に真空シール
部が設けられている。

【００２２】反応容器２０１とホルダー２０６の底面と
の間の隙間は、図４に示すように、プラズマが生成され
る空間の側から見て、回転軸シャフト２０７が死角に位
置するように構成してもよい。言い換えれば、この構成
では、半径方向外側から回転軸シャフト２０７に通じる
間隙内を通る半径方向に向かう通路が非直線的な、すな
わち屈曲した通路となるようになっている。図４に示す
例では、反応容器２０１の底部には、上方に向かって延
びる、回転軸シャフト２０７と同心の環状の突起が形成
され、ホルダー２０６の底面には環状の溝が形成されて
いる。そして、この環状の突起の上部が環状の溝内に進
入している。このように組み合わされた突起と溝によっ
て、回転軸シャフト２０７へと半径方向に向かう経路が
屈曲した形状になっている。このような構成は、第１の
実施形態の堆積膜形成装置に設けてもよい。

【００２３】反応容器２０１には、内部の真空引きをす
る真空ポンプ２０４と、内部に原料ガスなどを供給する
ガス供給システム２０２が接続されている。真空ポンプ
２０４は、反応容器２０１の底部の中央に連通する排気
配管２１８を介して反応容器２０１に接続されている。
ガス供給システム２０２から反応容器２０１に通じるガ
ス供給経路は２系統設けられている。一方のガス供給経
路は、反応容器２０１内に底部から進入して真っ直ぐ上
方に延びており、反応容器２０１内に延びる部分に複数
の穴が開口された配管によって構成された第１のガス供
給ポート２０９を介して反応容器２０１内に連通してい
る。もう一方のガス供給経路は、反応容器２０１の底部
の、各ホルダー２０６の底面との間に隙間２０８が形成
されている部分、またはそれよりも回転軸シャフト２０
７側の位置で反応容器２０１内に連通する第２のガス供
給ポート２１０を介して反応容器２０１内に通じてい
る。各ガス供給経路にはそれぞれバルブが設けられてい
る。

【００２４】ガス供給システム２０２から供給する原料
ガスとしては、例えば、ＳｉＨ₄、ＧｅＨ₄、Ｈ₂、Ｂ₂Ｈ
₆、ＰＨ₃、ＣＨ₄、ＮＯ、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ₂などが用いら
れる。ガス供給システム２０２は、このような原料ガス
や、後述するベントガスなどを、マスフローコントロー
ラーなどによって調整して所定流量で供給可能である。
排気配管２１８によって構成される排気経路中には、排
気速度を調整するコンダクタンスバルブ２１３が設けら
れている。これらの構成によって、本実施形態の堆積膜
形成装置では、ガス供給システム２０２から所定流量で
ガスを供給している状態で、コンダクタンスバルブ２１
３を調整することによって、反応容器２０１内の圧力を
所定の圧力に調整可能である。

【００２５】反応容器２０１の側壁の外側には、側壁に
沿って鉛直方向に延びる複数のカソード電極２１２が設
けられている。各カソード電極２１２には、共通の同軸
ケーブル２１７、整合回路２１１を介して、プラズマを
生成するための電力を供給する高周波電源２０３が接続
されている。同軸ケーブル２１７から供給された電力
は、反応容器２０１の上方に配置された電力分岐板２２
０を介して各カソード電極２１２に分配される。この電
力分岐板２２０と各カソード電極２１２の周りには、こ
れらから発生する電磁波が外部に放出されるのを防止す
るシールド容器２１９が形成されている。

【００２６】次に、これらの堆積膜形成装置を用いて堆
積膜を形成する方法について、第１の実施形態の堆積膜
形成装置を用いて基板１０５上にａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜を
形成する場合を例にとって説明する。

【００２７】初めに、基板１０５を反応容器１０１内の
ホルダー１０６に設置し、真空ポンプ１０４によって反
応容器１０１内を所望の圧力になるまで排気する。次に
ガス供給システム１０２から第１のガス供給ポート１０
９を通じて不活性ガス、例えばＡｒガスを所定流量で反
応容器１０１内に導入する。そしてコンダクタンスバル
ブ１１３の開度を調整し、反応容器１０１内を所定圧力
に維持しつつ、ヒーター１１５によって基板１０５を２
００〜３００℃に加熱・制御する。

【００２８】基板１０５を所望温度に加熱・制御できた
ら、Ａｒガスの供給を停止し、真空ポンプ１０４によっ
て、反応容器１０１内のＡｒガスを十分排気し、ガス供
給システム１０２から反応容器１０１内に第１のガス供
給ポート１０９を通じて原料ガスとしてＳｉＨ₄ガスを
所定流量で供給する。そしてコンダクタンスバルブ１１
３の開度を調整して反応容器１０１内の圧力を所望の圧
力に設定する。

【００２９】次に、高周波電源１０３から整合回路１１
１を介してカソード電極１１２に高周波電力を印加して
原料ガスのプラズマを生成し、基板１０５上へのａ−Ｓ
ｉ：Ｈ堆積膜の形成を開始する。ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜の
膜厚が所望の膜厚になったら高周波電力の供給を停止
し、ＳｉＨ₄ガスの供給を停止し、ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜
の形成を終了する。

【００３０】ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜形成終了後、ガス供給
システム１０２からパージガスを導入しつつ真空ポンプ
１０４によって真空引きを行い、反応容器１０１内を複
数回パージする。その後、ガス供給システム１０２から
冷却ガスとして不活性ガス、例えばＨｅガスを反応容器
１０１内に所定圧力で詰めて冷却を行う。基板１０５の
温度が十分に冷えたら、冷却ガスを真空ポンプ１０４を
用いて排気した後、第２のガス供給ポート１１０を通じ
てベントガスを導入して反応容器１０１内を大気圧に戻
す。最後に、反応容器１０１から基板１０５を取り出
す。

【００３１】以上説明した第１、第２の実施形態の堆積
膜形成装置では、ホルダー１０６，２０６の底面と反応
容器１０１，２０１の底面との間の、回転軸シャフト１
０７，２０７の周りにプラズマの通過を阻止できる幅の
隙間１０８，２０８が形成されている。すなわち、反応
容器１０１，２０１内の、プラズマが生成される領域か
ら回転軸シャフト１０１，２０１へと続く経路には、プ
ラズマが通過できない幅の隙間１０８，２０８が介在し
ている。これによって、本発明の各実施形態によれば、
回転軸シャフト１０７，２０７のところまでプラズマが
進入し、そこに堆積膜が形成されるのを防止できる。

【００３２】さらに、各実施形態の堆積膜形成装置に
は、ガス供給システム１０２，２０２から反応容器１０
１，２０１内へと通じるガス供給経路が２系統設けられ
ている。一方は、それぞれ基板１０５、円筒状基体２０
５付近に効率的に原料ガスを供給できるように構成され
た第１のガス供給ポート１０９，２０９を通る経路であ
る。もう一方は、上述の隙間１０８，２０８が形成され
ている部分、またはそれよりも回転軸シャフト１０７，
２０７側の位置で反応容器１０１，２０１内に連通する
第２のガス供給ポート１１０，２１０を通る経路であ
る。そして、反応容器１０１，２０１内にベントガスを
導入する際には、この第２のガス供給ポート１１０，２
１０を介してガスを導入している。このようにすること
によって、堆積膜はがれなどによって反応容器１０１，
２０１内にダストが生じていたとしても、このダストが
導入されたベントガスに流されて回転軸シャフト１０
７，２０７へと到達するのを防止できる。また、図４に
示すように、半径方向外側のプラズマが生成される空間
の側から見て、回転軸シャフト１０７，２０７が死角に
位置するように構成することによって、反応容器１０
１，２０１内に発生したダストが回転軸シャフト１０
７，２０７に到達するのを防止する効果をさらに得るこ
とができる。なお、反応容器１０１，２０１内に発生す
るダストとしては、堆積膜形成工程時に生成される副生
成物、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜を形成する場合にはポ
リシランなどがある。また、反応容器１０１，２０１内
の部品に付着した堆積膜が、堆積膜形成工程後のパージ
工程、冷却工程、ベント工程の間の温度変化に伴う応力
の変化のためにはがれ、ダストとなることも考えられ
る。

【００３３】以上のように本発明の各実施形態によれ
ば、回転軸シャフト１０７，２０７が堆積膜やダストに
よって汚染されるのを効果的に防止することができる。
そしてそれによって、回転軸シャフト１０７，２０７の
シール耐久性を向上させることができ、生産システムの
安定性、装置可動率の向上を図ることができる。

【００３４】なお、図１，２では、ホルダー１０６，２
０６の底面と反応容器１０１，２０１との間は、全体が
一定の間隔を有しているように示されているが、本発明
はこのような構成に限定されるものではない。上述のよ
うなプラズマの通過を阻止できる幅の隙間１０８，２０
８は、少なくとも回転軸シャフト１０７，２０７の周り
に、部分的に形成されていればよい。また、各実施形態
において、パージガスや冷却ガスについても第２のガス
供給ポート１１０，２１０を通じて反応容器１０１，２
０１内に導入してもよい。このようにすることは、回転
軸シャフト１０７，２０７からダストを遠ざけることが
できると考えられるので好ましい。

【００３５】

【実施例】以下に、より具体的な実施例を示して本発明
を説明する。本発明はこれらにより何ら制限されるもの
ではない。

【００３６】（実施例１）本実施例では図１に示すよう
な平行平板型プラズマＣＶＤ堆積膜形成装置を用いて堆
積膜形成を行った。処理は、発明の実施の形態において
説明した様に、投入工程、加熱工程、成膜工程、パージ
工程、冷却工程、ベント工程の順に行った。これらの工
程における処理について、より具体的に説明する。

【００３７】まず、投入工程では基板１０５を反応容器
１０１内のホルダー１０６上に積載した。そして、真空
ポンプ１０４によって反応容器１０１内を５０Ｐａ以下
まで真空引きした。

【００３８】加熱工程では回転駆動装置１１４によって
回転軸シャフト１０７を介してホルダー１０６およびホ
ルダー１０６に積載された基板１０５を１ｒｐｍで自転
させた。そして、ガス供給システム１０２からＡｒガス
を第１のガス供給ポート１０９を通じて５００ｍｌ／ｍ
ｉｎ.（ｎｏｒｍａｌ）で供給し、コンダクタンスバル
ブ１１３の開度調整によって反応容器１０１内の圧力を
６５Ｐａに設定した。そして、Ａｒガスの流量および反
応容器１０１の内圧が安定したところで、ヒーター１１
５によって基板を９０ｍｉｎ.で２５０℃に加熱し、制
御した。なお、基板１０５の温度制御は堆積膜形成が終
了するまで継続した。

【００３９】成膜工程では、Ａｒガスの供給を停止し反
応容器１０１内を１Ｐａ以下まで真空引きした後、表１
の成膜条件でａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜を１０μｍ堆積した。

【００４０】

【表１】

【００４１】パージ工程では、反応容器１０１内を１Ｐ
ａ以下まで一旦真空引きした後、第１のガス供給ポート
１０９を通じてＡｒガスを供給して複数回パージを行っ
た。冷却工程では、第１のガス供給ポート１０９を通じ
て冷却ガスとしてＨｅガスを反応容器１０１内に１×１
０³Ｐａで詰めて基板１０５を自然冷却した。ベント工
程では、Ｈｅガスを一旦排気した後、第２のガス供給ポ
ート１１０を通じてＮ ₂ガスを供給して反応容器１０１
を大気圧に戻し、基板１０５を取り出した。

【００４２】本実施例の評価を行うため、以上の一連の
工程を１サイクルとして、１０サイクル繰り返し処理を
行った。評価結果については以下に示す比較例１と対比
して後述する。

【００４３】（比較例１）本比較例では図１に示すよう
な装置を用い、実施例１と同様の装置構成、処理工程条
件で１０サイクル処理を行った。ただし本比較例は、ベ
ント工程においてベントガスを第１のガス供給ポート１
０９を通じて反応容器１０１内に供給した点が実施例１
と異なる。

【００４４】（実施例１の評価）実施例１について回転
軸シャフト１０７のダスト汚染防止性、真空気密耐久性
について以下の方法・基準で評価を行った。

【００４５】（ダスト汚染防止性の評価方法）回転軸シ
ャフト１０７の真空シール部のダスト汚染を目視により
評価した。回転軸シャフト１０７の真空シール部のダス
ト汚染は比較例１を基準にダスト量が増えた場合を×、
ダスト量が同程度の場合を△、ダスト量が減った場合を
〇、ダストがほとんど確認できなかった場合を◎として
評価した。

【００４６】（真空気密耐久性の評価方法）Ｈｅリーク
ディテクター（Ｖａｒｉａｎ社製ＰＯＲＴＡＴＥＳＴ
２）を用いて回転軸シャフト１０７のシール部における
真空気密性を測定した。回転軸シャフト１０７のシール
部における真空気密性は、サイクル処理開始前を基準と
し、変化がない場合を〇、悪化したが問題ないレベルの
悪化である場合を△、明らかに悪化した場合を×として
評価した。

【００４７】以上の評価の結果を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】評価の結果、実施例１では、「ダスト汚染
防止能力」、「真空気密耐久性」ともに比較例１よりも
改善されていることが確認され、本発明の優れた効果が
確認された。

【００５０】（実施例２）本実施例では図２に示すよう
な装置を用いて堆積膜形成を行った。この際、ホルダー
２０６と反応容器２０１の底部との間に形成された隙間
２０８が図３に示すように、ほぼ真っ直ぐに回転軸シャ
フトへと通じている構成になっている装置を用いた。サ
イクル処理は、投入工程、加熱工程、成膜工程、パージ
工程、冷却工程、ベント工程の順に行った。

【００５１】まず、投入工程では脱脂洗浄した直径８０
ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニュウムからなる円筒形
基体２０５をホルダー２０６に積載した。そして真空ポ
ンプ２０４によって反応容器１０１内を５０Ｐａ以下ま
で真空引きした。

【００５２】加熱工程では、回転駆動装置２１４によっ
て回転軸シャフト２０７を介してホルダー２０６及びホ
ルダー２０６に積載された円筒形基体２０５を１ｒｐｍ
で自転させた。そして、ガス供給システム２０２からＡ
ｒガスを第１のガス供給ポート２０９を通じて５００ｍ
ｌ／ｍｉｎ.（ｎｏｒｍａｌ）で供給し、コンダクタン
スバルブ２１３の開度調整によって反応容器２０１内の
圧力を６５Ｐａに設定した。そして、Ａｒガスの流量お
よび反応容器２０１の内圧が安定したところで、ヒータ
ー２１５によって円筒形基体２０５を９０ｍｉｎ．で２
３０℃に加熱し、制御した。なお、円筒形基体２０５の
温度制御は堆積膜形成が終了するまで継続した。

【００５３】成膜工程では、Ａｒガスの供給を停止し反
応容器２０１内を１Ｐａ以下まで真空引きした後、表３
の成膜条件で、電荷注入阻止層、感光層（光導電層１，
２）、表面層の順に堆積膜を形成し、ａ−Ｓｉ：Ｈ系感
光体を作製した。この際、原料ガスの導入は、第１のガ
ス供給ポート２０９を通じて行った。

【００５４】

【表３】

【００５５】パージ工程では、反応容器２０１内を１Ｐ
ａ以下まで一旦真空引きした後、第１のガス供給ポート
２０９を通じてＡｒガスを供給し、複数回パージを行っ
た。冷却工程では、第１のガス供給ポート２０９を通じ
て冷却ガスとしてＨｅガスを反応容器２０１内に供給し
反応容器２０１の内圧を１×１０³Ｐａとして円筒形基
体２０５を自然冷却した。ベント工程では、冷却用のＨ
ｅガスを一旦排気した後、第２のガス供給ポート２１０
を通じてＮ₂ガスを供給して反応容器２０１内を大気圧
に戻し、反応容器２０１から円筒形基体２０５を取り出
した。

【００５６】本実施例の評価を行うため、以上の一連の
工程を１サイクルとして、１０サイクル繰り返し処理を
行った。評価結果については以下に示す比較例２と対比
し、実施例３〜５と共に後述する。

【００５７】（実施例３）本実施例では図２に示すよう
な装置を用い、実施例２と同様の装置構成、処理工程条
件を用いて１０サイクル繰り返し処理を行った。ただし
本実施例は、ホルダー２０６と反応容器２０１の底部と
の間に形成された隙間２０８が図４に示すように、回転
軸シャフト２０７が放電空間側から見て死角に位置する
構成になっている装置を用いた点が実施例２と異なる。

【００５８】（比較例２）本比較例では図２に示すよう
な装置を用い、実施例２と同様の装置構成、処理工程条
件を用いて１０サイクル処理を行った。ただし本比較例
は、ベント工程においてベントガスを第１のガス供給ポ
ート２０９を通じて供給した点が実施例２と異なる。

【００５９】（実施例４）本実施例では図２に示すよう
な装置を用い、実施例３と同様の装置構成、処理工程条
件を用いて１０サイクル処理を行った。ただし本実施例
は、冷却工程において冷却ガスを第２のガス供給ポート
２１０を通じて供給した点が実施例３と異なる。

【００６０】（実施例５）本実施例では図２に示すよう
な装置を用い、実施例４と同様の装置構成、処理工程条
件を用いて１０サイクル処理を行った。ただし本実施例
は、パージ工程においてパージガスを第２のガス供給ポ
ート２１０を通じて供給した点が実施例４と異なる。

【００６１】（実施例２〜５の評価）比較例２を基準と
して回転軸シャフト２０７のダスト汚染防止性を実施例
１についての評価と同じ方法で評価した。また、各実施
例の真空気密耐久性について、各実施例のサイクル処理
前の真空気密耐久性を基準とし、実施例１と同じ基準・
方法で評価した。評価結果を表４に示す。

【００６２】

【表４】

【００６３】評価の結果、実施例２〜５全てにおいて
「ダスト汚染防止能力」、「真空気密耐久性」ともに改
善が見られ、本発明の優れた効果が確認された。

【００６４】

【発明の効果】本発明では、少なくとも減圧可能な反応
容器内で、ホルダーに保持された被処理物をホルダーと
共に回転させつつ、原料ガスのプラズマを用いて被処理
物に処理を施す堆積膜形成装置において、反応容器とホ
ルダーとの間の、ホルダーを支持する回転軸シャフトの
周りにプラズマの通過を阻止できる幅の隙間を形成す
る。さらに、このプラズマの通過を阻止できる幅の隙間
の位置、または隙間よりも回転軸シャフト側の位置で反
応容器内に通じるガス供給ポートを設け、このガス供給
ポートから、反応容器内を大気圧に戻すために反応容器
内に供給するベントガスを供給する。それによって、堆
積膜形成中に回転軸シャフトに膜が堆積するのを防止で
き、また堆積膜形成終了後に、反応容器内に膜はがれな
どのために発生したダストが回転軸シャフトに付着する
のを防止できる。すなわち、本発明によれば、回転軸シ
ャフトの汚染を防止して、回転軸シャフトの真空シール
耐久性を向上させることができる。その結果、生産シス
テムの安定性および装置稼働率を向上させることがで
き、製品品質の向上と生産コストの低減を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の平行平板型プラズマ
ＣＶＤ堆積膜形成装置の模式的断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態の、円筒形基体に堆積
膜を形成するプラズマＣＶＤ堆積膜形成装置の模式的断
面図である。

【図３】図２の装置における回転軸シャフト近傍の拡大
図であり、実施例２で用いた装置の構成例を示してい
る。

【図４】図２の装置における回転軸シャフト近傍の拡大
図であり、実施例３〜５で用いた装置の構成例を示して
いる。

【符号の説明】

１０１，２０１ 反応容器 １０２，２０２ ガス供給システム １０３，２０３ 高周波電源 １０４，２０４ 真空ポンプ １０５ 基板 １０６，２０６ ホルダー １０７，２０７ 回転軸シャフト １０８，２０８ 隙間 １０９，２０９ 第１のガス供給ポート １１０，２１０ 第２のガス供給ポート １１１，２１１ 整合回路 １１２，２１２ カソード電極 １１３，２１３ コンダクタンスバルブ １１４，２１４ 回転駆動装置 １１５，２１５ ヒーター １１６，２１６ 減速ギヤ １１７，２１７ 同軸ケーブル １１８，２１８ 排気配管 ２０５ 円筒形基体 ２１９ シールド容器 ２２０ 電力分岐板 ３２１ 回転軸シャフトシール部 ３２２ 回転軸シャフト軸受け

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 5/08 ３３６ Ｇ０３Ｇ 5/08 ３３６ Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 (72)発明者 河村 邦正 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 DA05 DA28 DA56 DA57 DA58 EA24 4K030 DA06 EA11 KA26 LA16 LA17 5F045 AA08 BB15 EB12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも減圧可能な反応容器と、該反
   応容器内に設けられた、被処理物が設置されるホルダー
   と、前記反応容器外の回転駆動装置に接続された、前記
   ホルダーを回転可能に支持する回転軸シャフトと、前記
   反応容器内に原料ガスを供給するガス供給ポートとを備
   え、前記原料ガスのプラズマを生成し前記被処理物に処
   理を施す堆積膜形成装置において、 前記ホルダーと前記反応容器との間には、前記回転軸シ
   ャフトの周りに、前記プラズマの通過を阻止できる幅の
   隙間が形成されており、かつ、該隙間または該隙間より
   も前記回転軸シャフト側の位置で前記反応容器内に通じ
   る、前記反応容器内を大気圧に戻すために供給されるベ
   ントガスを供給可能な第２のガス供給ポートを備えるこ
   とを特徴とする堆積膜形成装置。
2. 【請求項２】 前記隙間を形成する前記反応容器と前記
   ホルダーとの形状が前記プラズマが生成される空間側か
   ら見て前記回転軸シャフトが死角に位置するように形成
   されている、請求項１に記載の堆積膜形成装置。
3. 【請求項３】 前記回転軸シャフトは前記反応容器の底
   部に配置されている、請求項１または２に記載の堆積膜
   形成装置。
4. 【請求項４】 反応容器内に被処理物を設置する工程
   と、前記反応容器内を減圧する工程と、前記処理物上に
   堆積膜を形成する工程と、前記反応容器内にベントガス
   を供給して内圧を大気圧に戻す工程と、前記被処理物を
   前記反応容器外へ取り出す工程とを少なくとも含む堆積
   膜形成方法において、 請求項１〜３のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置を
   用い、前記反応容器内に前記ベントガスを供給する工程
   では、前記第２のガス供給ポートから前記ベントガスを
   供給することを特徴とする堆積膜形成方法。
5. 【請求項５】 前記堆積膜を形成する工程と、前記反応
   容器内に前記ベントガスを供給する工程との間に、前記
   反応容器内にパージガスを供給するパージ工程を含み、
   該パージ工程では、前記パージガスを前記第２のガス供
   給ポートから供給する、請求項４に記載の堆積膜形成方
   法。
6. 【請求項６】 前記堆積膜を形成する工程と、前記反応
   容器内に前記ベントガスを供給する工程との間に、前記
   反応容器内に冷却ガスを詰めて前記被処理物を冷却する
   冷却工程を含み、前記冷却工程では、前記冷却ガスを前
   記第２のガス供給ポートから供給する、請求項４または
   ５に記載の堆積膜形成方法。