JPH0353391B2 - - Google Patents
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- JPH0353391B2 JPH0353391B2 JP59067516A JP6751684A JPH0353391B2 JP H0353391 B2 JPH0353391 B2 JP H0353391B2 JP 59067516 A JP59067516 A JP 59067516A JP 6751684 A JP6751684 A JP 6751684A JP H0353391 B2 JPH0353391 B2 JP H0353391B2
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- JP
- Japan
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- transmission window
- reaction vessel
- substrate
- shutter
- gas
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32321—Discharge generated by other radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/517—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光化学反応装置に関するものである。
最近、電子複写機の感光ドラムや太陽電池など
に使用されるアモルフアスシリコンの薄膜の形成
方法が研究されている。また、他方では各種の絶
縁膜や保護膜の形成にも蒸着方法が利用され、用
途によつては種々の蒸着方法が提案されている
が、このなかでも光化学反応を利用した光化学蒸
着方法は被膜形成速度が著しく早く、大面積部に
も均一な被膜を形成できるなどの利点を有し、最
近特に注目を集めている。
に使用されるアモルフアスシリコンの薄膜の形成
方法が研究されている。また、他方では各種の絶
縁膜や保護膜の形成にも蒸着方法が利用され、用
途によつては種々の蒸着方法が提案されている
が、このなかでも光化学反応を利用した光化学蒸
着方法は被膜形成速度が著しく早く、大面積部に
も均一な被膜を形成できるなどの利点を有し、最
近特に注目を集めている。
従来の光化学反応を利用した化学蒸着ないし堆
積方法は、紫外線をよく透過する窓を有する反応
容器内に基板を配置し、光反応用ガスを流すとと
もに、容器外から、紫外線光源で当該ガスを光化
学反応せしめ、その反応生成物を基板に蒸着又は
堆積せしめるものであつて、前記の大きな利点を
有するが、反面、反応生成物が容器の透過窓にも
蒸着又は堆積してしまい、紫外線の透過を大きく
阻害する欠点があることが分つた。
積方法は、紫外線をよく透過する窓を有する反応
容器内に基板を配置し、光反応用ガスを流すとと
もに、容器外から、紫外線光源で当該ガスを光化
学反応せしめ、その反応生成物を基板に蒸着又は
堆積せしめるものであつて、前記の大きな利点を
有するが、反面、反応生成物が容器の透過窓にも
蒸着又は堆積してしまい、紫外線の透過を大きく
阻害する欠点があることが分つた。
このため従来は、透過窓に油を塗布したり、ア
ルゴンなどの不活性ガスをフローさせたりして透
過窓に蒸着又は堆積することを抑えていたが、こ
れらの対策では効果が小さく、長時間操業してい
ると紫外線の透過が次第に阻害されていた。こと
に操業途中で紫外線の透過率が許容範囲以下にな
ると、操業を中断して基板を反応容器から取り出
し、透過窓の堆積物を除去しなければならない
が、基板を反応容器から取り出すと、基板の表面
に大気中の水蒸気やCO2ガスなどが吸着されてし
まい、当該基板に対する操業を再開するとこれら
のガスが基板の特性を悪化させてしまう問題点が
ある。
ルゴンなどの不活性ガスをフローさせたりして透
過窓に蒸着又は堆積することを抑えていたが、こ
れらの対策では効果が小さく、長時間操業してい
ると紫外線の透過が次第に阻害されていた。こと
に操業途中で紫外線の透過率が許容範囲以下にな
ると、操業を中断して基板を反応容器から取り出
し、透過窓の堆積物を除去しなければならない
が、基板を反応容器から取り出すと、基板の表面
に大気中の水蒸気やCO2ガスなどが吸着されてし
まい、当該基板に対する操業を再開するとこれら
のガスが基板の特性を悪化させてしまう問題点が
ある。
そこで本発明は、除去作業によつて基板の特性
を悪化させることなく、透過窓の堆積物を完全に
取り去ることが可能であり、長時間操業しても紫
外線の透過が阻害されることのない光化学反応装
置を提供することを目的とし、その構成は、紫外
線の透過窓を有する反応容器と、この反応容器内
に光反応性ガスを供給する第１ガス給排機構と、
反応容器外より透過窓を通して被処理物である基
板上を照射する紫外線光源とを含む光化学反応装
置であつて、該透過窓と第１ガス給排機構との間
にシヤツターを設けて反応容器内を区画可能とす
るとともに、透過窓とシヤツターとの空間にエツ
チング用ガスの第２給排機構とプラズマ放電機構
とを設け、該シヤツターを閉じることにより、基
板を反応容器から取り出すことなく、透過窓の内
表面にプラズマ粒子を投射可能としたことを特徴
とする。
を悪化させることなく、透過窓の堆積物を完全に
取り去ることが可能であり、長時間操業しても紫
外線の透過が阻害されることのない光化学反応装
置を提供することを目的とし、その構成は、紫外
線の透過窓を有する反応容器と、この反応容器内
に光反応性ガスを供給する第１ガス給排機構と、
反応容器外より透過窓を通して被処理物である基
板上を照射する紫外線光源とを含む光化学反応装
置であつて、該透過窓と第１ガス給排機構との間
にシヤツターを設けて反応容器内を区画可能とす
るとともに、透過窓とシヤツターとの空間にエツ
チング用ガスの第２給排機構とプラズマ放電機構
とを設け、該シヤツターを閉じることにより、基
板を反応容器から取り出すことなく、透過窓の内
表面にプラズマ粒子を投射可能としたことを特徴
とする。
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体
的に説明する。
的に説明する。
反応容器１には光反応性ガスの導入孔１１と、
減圧装置に接続される排気孔１２が設けられてこ
れらが第１ガス給排機構を構成し、内部中央には
石英ガラス製の基板支持台１３が上下動可能に配
設されている。そして、上面は石英ガラスからな
る紫外線の透過窓１４が設けられているが、その
上部に灯体２が一体に連設され、その天井部には
反射部材２１を介して紫外線光源である紫外線ラ
ンプ３が複数個並設されている。ここで紫外線ラ
ンプ３は管径が18mm、点灯開始電圧が350V、点
灯電圧が90Vで電流が5Aの交流点灯の低圧水銀
灯であるが、これに限られるものではなく、無電
極型のランプ装置やプラズマ発生装置でもよく、
要は所定量の紫外線を発生させるものであればよ
い。又、必要に応じて、灯体２内部はガスをフロ
ーさせたり、真空にすることが可能である。
減圧装置に接続される排気孔１２が設けられてこ
れらが第１ガス給排機構を構成し、内部中央には
石英ガラス製の基板支持台１３が上下動可能に配
設されている。そして、上面は石英ガラスからな
る紫外線の透過窓１４が設けられているが、その
上部に灯体２が一体に連設され、その天井部には
反射部材２１を介して紫外線光源である紫外線ラ
ンプ３が複数個並設されている。ここで紫外線ラ
ンプ３は管径が18mm、点灯開始電圧が350V、点
灯電圧が90Vで電流が5Aの交流点灯の低圧水銀
灯であるが、これに限られるものではなく、無電
極型のランプ装置やプラズマ発生装置でもよく、
要は所定量の紫外線を発生させるものであればよ
い。又、必要に応じて、灯体２内部はガスをフロ
ーさせたり、真空にすることが可能である。
基板支持台１３には図示略の温度調節器が取付
けられており、これに支持される基板４は外径が
160mmのアルミナ板であつて約150℃に加熱されて
いる。なお、この基板支持台１３をターンテーブ
ル状に回転可能としたり、反応容器１内を移動可
能とし、運搬機構で基板４を出し入れして多数の
基板４を効率良く処理できるようにすることがで
きる。導入孔１１からはキヤリアガスのアルゴ
ン、光増感剤の水銀ガス、分解蒸着用ガスの四水
素化珪素からなる混合ガスが反応容器１内に供給
されるが、予め混合すると反応するような光反応
性ガスを使用するときは複数本の導入孔１１を設
けて各ガスを個別に導入し、反応容器１内で混合
するようにするのが良い。そして、この導入孔１
１には温度調節器を設け、各ガスを最適温度に調
整して光化学反応を増進させるのが良い。
けられており、これに支持される基板４は外径が
160mmのアルミナ板であつて約150℃に加熱されて
いる。なお、この基板支持台１３をターンテーブ
ル状に回転可能としたり、反応容器１内を移動可
能とし、運搬機構で基板４を出し入れして多数の
基板４を効率良く処理できるようにすることがで
きる。導入孔１１からはキヤリアガスのアルゴ
ン、光増感剤の水銀ガス、分解蒸着用ガスの四水
素化珪素からなる混合ガスが反応容器１内に供給
されるが、予め混合すると反応するような光反応
性ガスを使用するときは複数本の導入孔１１を設
けて各ガスを個別に導入し、反応容器１内で混合
するようにするのが良い。そして、この導入孔１
１には温度調節器を設け、各ガスを最適温度に調
整して光化学反応を増進させるのが良い。
次に、導入孔１１より上方にはシヤツター５が
設けられており、これが開いているときは紫外線
の照射の妨げとならず、これが閉じることによつ
て反応容器１内が区画される。このシヤツター５
は、複数個のステンレス製セクターが左右に開く
引戸式の構造のものであり、中央で一部が重なり
あう２枚のセクターにそれぞれ連結されたステン
レス製ワイヤーロツド（図示略）が内部の気密性
を保持した状態で反応容器１外に導かれ、このワ
イヤーロツドの先端がエアシリンダー（図示略）
に連結されている。従つて、このエアシリンダー
を所定の信号に基ずいて駆動するとシヤツター５
は左右に開閉する。なお、容器内の気密性を保持
しながら内部に配置された被駆動部材を外部から
駆動する技術は多数開発されており、前述の構造
に限られるものではない。そして、シヤツター５
自体も左右に開く引戸式のものではなく、各セク
ターが同心円状に開くものであつてもよく、要
は、後に説明するプラズマ粒子が基板４上に投射
されないように区画するものであればよい。そし
て、このシヤツター５の上方には、塩素やフツ
素、またはこれらの化合物であるエツチング用ガ
スの注入口１５と排出口１６が設けられ、これら
が第２ガス給排機構を構成している。更に、シヤ
ツター５と透過窓１４の間であつて、第２ガス給
排機構が設けられた空間には電極６ａ，６ｂが対
向して配設され、これに高周波電源７が接続され
て両電極６ａ，６ｂ間で放電される。この放電に
よりエツチング用ガスがプラズマ状態となりプラ
ズマ粒子が周囲に投射される。又、このプラズマ
放電を生じさせる手段としては、無電極でもよ
く、要は、プラズマを発生できればよい。
設けられており、これが開いているときは紫外線
の照射の妨げとならず、これが閉じることによつ
て反応容器１内が区画される。このシヤツター５
は、複数個のステンレス製セクターが左右に開く
引戸式の構造のものであり、中央で一部が重なり
あう２枚のセクターにそれぞれ連結されたステン
レス製ワイヤーロツド（図示略）が内部の気密性
を保持した状態で反応容器１外に導かれ、このワ
イヤーロツドの先端がエアシリンダー（図示略）
に連結されている。従つて、このエアシリンダー
を所定の信号に基ずいて駆動するとシヤツター５
は左右に開閉する。なお、容器内の気密性を保持
しながら内部に配置された被駆動部材を外部から
駆動する技術は多数開発されており、前述の構造
に限られるものではない。そして、シヤツター５
自体も左右に開く引戸式のものではなく、各セク
ターが同心円状に開くものであつてもよく、要
は、後に説明するプラズマ粒子が基板４上に投射
されないように区画するものであればよい。そし
て、このシヤツター５の上方には、塩素やフツ
素、またはこれらの化合物であるエツチング用ガ
スの注入口１５と排出口１６が設けられ、これら
が第２ガス給排機構を構成している。更に、シヤ
ツター５と透過窓１４の間であつて、第２ガス給
排機構が設けられた空間には電極６ａ，６ｂが対
向して配設され、これに高周波電源７が接続され
て両電極６ａ，６ｂ間で放電される。この放電に
よりエツチング用ガスがプラズマ状態となりプラ
ズマ粒子が周囲に投射される。又、このプラズマ
放電を生じさせる手段としては、無電極でもよ
く、要は、プラズマを発生できればよい。
しかして上記装置において、まずシヤツター５
が開いた状態で反応容器１内が減圧されて紫外線
ランプ３が点灯される。もつとも、反応容器１内
を減圧せずに常圧下で光化学反応を起させてもよ
い。そして、導入孔１１より５mmHgのアルゴン、
３mmHgの四水素化珪素、３×10-3mmHgの水銀蒸
気が導入されるが、紫外線は透過窓１４を透過し
て下方の基板４に照射され、これによつて四水素
化珪素が光分解し、アモルフアスの珪素が基板４
の表面に蒸着又は堆積される。このとき、光反応
性ガスの一部分は上昇して透過窓１４の方向に進
み、ここでも光分解が起つて生成物が堆積を始め
る。従つて、紫外線の透過率が徐々に低下する
が、例えば、1nm程度まで堆積して透過率が許容
範囲内の95％程度になつた時点で、シヤツター５
が閉じられるとともに注入口１５よりエツチング
用ガスとして0.5mmHgのCF4が注入される。そし
て、電極６ａ，６ｂに0.5W／cm2のパワーが加え
られるとCF4がプラズマ状態となり、その粒子が
透過窓１４の内表面に投射される。このため堆積
物はプラズマエツチング作用により容易に除去さ
れて、約10秒後に100％近くまで回復する。なお、
このときはシヤツター５が閉じているので、基板
４上にはプラズマ粒子は投射されず、蒸着又は堆
積したアモルフアスの珪素が損傷することはな
い。次に、透過率が回復すると、放電が中止され
て、シヤツター５が開かれる。これにより基板４
上に再び蒸着又は堆積され、以上のサイクルが繰
返される。このため紫外線の透過率は常に許容範
囲内に保たれ、良好な状態で光蒸着することがで
きる。そして、プラズマ粒子を投射するときに基
板４を反応容器１外に取り出す必要がないので、
基板４の表面に大気中の水蒸気やCO2ガスなどが
吸着されず、基板１上に再び蒸着や堆積したとき
にこれらのガスが基板１の特性を悪化させること
がない。更には、基板４を反応容器１外に取り出
すためのロスタイムがないので、処理時間を短縮
できる利点を有する。
が開いた状態で反応容器１内が減圧されて紫外線
ランプ３が点灯される。もつとも、反応容器１内
を減圧せずに常圧下で光化学反応を起させてもよ
い。そして、導入孔１１より５mmHgのアルゴン、
３mmHgの四水素化珪素、３×10-3mmHgの水銀蒸
気が導入されるが、紫外線は透過窓１４を透過し
て下方の基板４に照射され、これによつて四水素
化珪素が光分解し、アモルフアスの珪素が基板４
の表面に蒸着又は堆積される。このとき、光反応
性ガスの一部分は上昇して透過窓１４の方向に進
み、ここでも光分解が起つて生成物が堆積を始め
る。従つて、紫外線の透過率が徐々に低下する
が、例えば、1nm程度まで堆積して透過率が許容
範囲内の95％程度になつた時点で、シヤツター５
が閉じられるとともに注入口１５よりエツチング
用ガスとして0.5mmHgのCF4が注入される。そし
て、電極６ａ，６ｂに0.5W／cm2のパワーが加え
られるとCF4がプラズマ状態となり、その粒子が
透過窓１４の内表面に投射される。このため堆積
物はプラズマエツチング作用により容易に除去さ
れて、約10秒後に100％近くまで回復する。なお、
このときはシヤツター５が閉じているので、基板
４上にはプラズマ粒子は投射されず、蒸着又は堆
積したアモルフアスの珪素が損傷することはな
い。次に、透過率が回復すると、放電が中止され
て、シヤツター５が開かれる。これにより基板４
上に再び蒸着又は堆積され、以上のサイクルが繰
返される。このため紫外線の透過率は常に許容範
囲内に保たれ、良好な状態で光蒸着することがで
きる。そして、プラズマ粒子を投射するときに基
板４を反応容器１外に取り出す必要がないので、
基板４の表面に大気中の水蒸気やCO2ガスなどが
吸着されず、基板１上に再び蒸着や堆積したとき
にこれらのガスが基板１の特性を悪化させること
がない。更には、基板４を反応容器１外に取り出
すためのロスタイムがないので、処理時間を短縮
できる利点を有する。
以上説明したように、本発明は、透過窓と光反
応性ガス給排機構との間にシヤツターを設けて反
応容器内を区画可能とするとともに、透過窓とシ
ヤツターとの空間にエツチングガス給排機構とプ
ラズマ放電機構とを設け、透過窓の内表面にプラ
ズマ粒子を投射可能としたので、透過窓の堆積物
を短時間で完全に取り去ることが可能であり、本
発明に従えば、長時間操業しても紫外線の透過が
阻害されることのない光化学反応装置を提供する
ことができる。
応性ガス給排機構との間にシヤツターを設けて反
応容器内を区画可能とするとともに、透過窓とシ
ヤツターとの空間にエツチングガス給排機構とプ
ラズマ放電機構とを設け、透過窓の内表面にプラ
ズマ粒子を投射可能としたので、透過窓の堆積物
を短時間で完全に取り去ることが可能であり、本
発明に従えば、長時間操業しても紫外線の透過が
阻害されることのない光化学反応装置を提供する
ことができる。
図面は本発明実施例の断面図である。
１……反応容器、３……紫外線ランプ、４……
基板、１４……透過窓、５……シヤツター、６
ａ，６ｂ……電極。
基板、１４……透過窓、５……シヤツター、６
ａ，６ｂ……電極。
Claims (1)
- １ 紫外線の透過窓を有する反応容器と、この反
応容器内に光反応性ガスを供給する第１ガス給排
機構と、反応容器外より透過窓を通して被処理物
である基板上を照射する紫外線光源とを含む光化
学反応装置であつて、該透過窓と第１ガス給排機
構との間にシヤツターを設けて反応容器内を区画
可能とするとともに、透過窓とシヤツターとの空
間にエツチング用ガスの第２ガス給排機構とプラ
ズマ放電機構とを設け、該シヤツターを閉じるこ
とにより、基板を反応容器から取り出すことな
く、透過窓の内表面にプラズマ粒子を投射可能と
したことを特徴とする光化学反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6751684A JPS60212223A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 光化学反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6751684A JPS60212223A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 光化学反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60212223A JPS60212223A (ja) | 1985-10-24 |
| JPH0353391B2 true JPH0353391B2 (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=13347224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6751684A Granted JPS60212223A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 光化学反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60212223A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5644763A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-24 | Toshiba Corp | Cvd device under reduced pressure |
| JPS56120064A (en) * | 1980-02-26 | 1981-09-21 | Hitachi Ltd | Method for operation of scanning electron microscope and the likes |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP6751684A patent/JPS60212223A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60212223A (ja) | 1985-10-24 |
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