JPH04293784A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容量結合型プラズマＣ
ＶＤ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマＣＶＤ製造装置は、半導体素子
の製造を始めとする種々の製品の製造に使用されており
、例えば、非晶質ケイ素膜を有する電子写真感光体の製
造にも広く利用されている。プラズマＣＶＤ装置の中で
も、容量結合型のものは、生成する膜厚分布を均一にす
ることができ、成膜速度を変化させる条件を制御しやす
く、成膜速度も比較的大きくすることができるので、誘
導結合型のものよりも利用されることが多い。図５は、
従来の容量結合型プラズマＣＶＤ装置の一例を示す。１
は反応室であり、その中に、モータ８により回転する円
筒状の基板２を電極として載置し、一方、ガス噴出孔群
６を設けた剛性の金属よりなる中空対向電極３を、ドラ
ム状基板に対向してそれを取り囲むように設置する。そ
の外側は、金属よりなるシールド板７で覆っている。原
料ガスは、ボンベ４から導入管５により導入し、グロー
放電を起こさせて円筒状の基板２上に膜を堆積形成させ
る。９はＲＦ電源であり、１０は排気系である。

【０００３】ところで、この様な容量結合型プラズマＣ
ＶＤ装置においては、成膜速度を増加させ、長時間成膜
した場合に、グロー放電によって形成されたラジカルが
増加して行き、それらが凝集して微粒子となり、更に集
合して巨大粒子化し、対向電極面に堆積していく。堆積
物のうち、粉末状のものは脱落しやすく、微粉末となっ
て付着し、膜中に取り込まれて膜の性能を劣化させる。 この様な問題を解決するものとして、基板に対向する電
極を多数の開孔を有するものにしたり（特開平２−１０
４６７０号公報）、対向電極面に金網を接触させて覆う
ことが知られている（特開昭５９−１９３２６５号公報
および特開昭５９−１９３２６６号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術においては
、ガス流入側の対向電極上での堆積物は、膜状になって
剥離しがたいものになるが、ガス流出側になるにしたが
って、対向電極上の粉末状堆積物の量が増加していくと
いう問題があった。この粉末状堆積物は、対向電極上か
ら容易に剥離して飛散し、生成する膜の性能を劣化させ
るので、上記従来の技術も、未だ十分なものとはいえな
かった。したがって、本発明の目的は、粉末状堆積物の
発生を極めて低く抑えることができる容量結合型プラズ
マＣＶＤ装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、成膜速度を大きくすることができ、かつ堆積物の剥
離や飛散などにより、生成する膜の性能を劣化させるこ
とがなく、長時間連続して或いは繰り返して使用するこ
とができるプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマＣＶＤ
装置は、真空槽内に基体と対向する電極を有し、その電
極が、互いに離れて設置された外側電極と内側電極とか
らなり、そして外側電極と内側電極が同電位になるよう
に接続されており、内側電極が一定の孔径を有する多孔
板からなることを特徴とする。また、シールド板が外側
電極の外側にさらに設置されていてもよい。本発明のプ
ラズマＣＶＤ装置において、上記外側電極と内側電極は
、電極間距離２ｍｍ〜３０ｍｍの間隔をもって設置され
ているのが好ましい。

【０００６】以下、本発明のプラズマＣＶＤ装置を実施
例に対応する図１によって説明する。本発明のプラズマ
ＣＶＤ装置は、真空槽よりなる反応室１内に円筒状の基
板２と対向して、外側電極１１および内側電極１２より
なる対向電極が配置され、それらは図示されない手段に
よって電気的に接続され、互いに同電位に保持されてい
る。外側電極には、ガス流入口１３およびガス流出口１
４が設けられている。

【０００７】内側電極１２は、一定の孔径を有する多孔
板から構成されている。この多孔板は、直径２ｍｍ〜８
ｍｍの範囲の細孔が、開孔率１０％〜７０％の範囲で一
定の配列で並んで設けられているのが好ましい。何故な
らば、孔の直径が２ｍｍよりも小さい場合には、成膜中
に孔が塞がれてしまうようになり、成膜速度が著しく低
下する。また、８ｍｍよりも大きい場合には、細孔部で
異常放電が起こり、外側電極に粉末状堆積物が付着する
ようになる。また、開孔率が１０％よりも低い場合には
、孔以外の部分で粉末状堆積物の発生が起こり、また７
０％よりも高い場合には、外側電極での粉末状堆積物の
発生が起こる。

【０００８】また、内側電極と外側電極の間隔は、２ｍ
ｍ〜３０ｍｍの範囲、特に３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲が好
ましい。内側電極と外側電極の間隔が２ｍｍよりも小さ
い場合には、成膜中に外側電極に堆積する粉末状堆積物
と膜により隙間が埋まってしまい、ガスが均一に内側電
極を流れなくなり、膜厚分布が不良になる。また、３０
ｍｍよりも大きくなると、外側電極で粉末状堆積物が発
生し、膜質を低下させる。

【０００９】

【作用】ガス流入口１３から導入された原料ガスは、対
向電極と円筒状の基板２との間でグロー放電によって分
解され、基板上に膜を形成する。この場合、対向電極の
外側電極１１と基板２の間に、上記の多孔板よりなる内
側電極１２が設置されているから、ガス流入口から導入
された原料ガスは、外側電極と内側電極との間を流れ、
内側電極の孔から少しずつプラズマ空間に流れ出すこと
になる。したがって、従来のプラズマＣＶＤ装置におけ
るガス流入側近傍での硬質膜が形成される成膜条件が、
ガス下流側でも維持されることになり、したがって、対
向電極上の堆積物は、付着力の強い硬質の膜状のものに
なり、付着力の弱い粉末状の堆積物の形成が殆どなくな
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。図１は、本発明のプラズマＣＶＤ装置の要部の横断
面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線の断面図であり、
図３は本発明のプラズマＣＶＤ装置全体の概略構成図で
ある。反応室１内には、モーター８によって回転可能な
台座が設けられ、その上に円筒状の基板２が装着されて
いる。この基板２に対向して、それを取り囲むように外
側電極１１と内側電極１２よりなる筒状の対向電極が配
設されている。外側電極１１には、その一方の側面にガ
ス噴出孔群６が設けられており、他の側面にガス排気孔
群１５またはスリットが設けられて、ガス流出口１４か
ら排出されるようになっている。また内側電極１２は、
多孔板により構成され、適宜の手段によって外側電極１
１と電気的に接続され固定されている。

【００１１】原料ガスとして、シランガスを用いた場合
について説明する。反応室外に置かれたボンベ４内のシ
ランガスは、ガス流入口１３から導入され、ガス噴出孔
群６から、外側電極と内側電極との間に噴出する。次い
で内側電極１２の孔から内側電極と基板との間の空間に
噴出する。外側電極と内側電極とは電気的に接続されて
いて同電位に保持されるようになっており、それらには
、ＲＦ電源９によって容量結合型の電力が供給されてい
る。

【００１２】（例１）外側電極の直径を１８０ｍｍ、内
側電極の直径を１６０ｍｍとし、両者の間隔を１０ｍｍ
とし、また内側電極に、孔径４ｍｍの孔を全面に等間隔
で開孔率５０％になるように開けられた構成を有するプ
ラズマＣＶＤ装置を使用して、直径１２０ｍｍのアルミ
ニウム基板上に、膜厚２０μｍのアモルファスシリコン
膜を形成した。シランガス流量３００ｓｃｃｍ、圧力１
．０Ｔｏｒｒ、ＲＦ出力３００Ｗの条件で成膜を行った
ところ、外側電極および内側電極の上には、粉末状の堆
積物は殆ど形成されていなかった。したがって、形成さ
れた電子写真感光体は、画像欠陥のない優れた画質の画
像を与えるものとなった。

【００１３】内側電極の直径および孔径を下記表１に記
載の通りに変更した以外は、上記と同様の放電条件で試
験を行ったところ、表１に示す結果が得られた。

【００１４】

【表１】

【００１５】（例２）外側電極の直径を１８０ｍｍ、内
側電極の直径を１２０ｍｍとし、両者の間隔を３０ｍｍ
とし、また内側電極に、孔径５ｍｍの孔を全面に等間隔
で開孔率５０％になるように開けられた構成を有するプ
ラズマＣＶＤ装置を使用して、例１と同様の条件で成膜
を行ったところ、外側電極および内側電極の上には、膜
状の堆積物が付着し、粉末状の堆積物は殆ど形成されて
いなかった。

【００１６】（例３）内側電極を図４に示すような籠型
のものとして、例１と同様にして成膜を行ったところ、
外側電極および内側電極の上には、膜状の堆積物が付着
し、粉末状の堆積物は殆ど形成されていなかった。

【００１７】（比較例１）比較のために、例１のプラズ
マＣＶＤ装置において、内側電極を設けなかった以外は
、例１と同様の成膜条件で処理を行ったところ、内側電
極の内面全面に茶色の粉末状堆積物が付着した。形成さ
れた電子写真感光体を用いて複写を行ったところ、得ら
れたコピー画像は、画像欠陥のある画質のものとなった
。

【００１８】（比較例２）例１のプラズマＣＶＤ装置に
おいて、外側電極を取り除いて、設けなかった以外は、
例１と同様の成膜条件で処理を行ったところ、真空槽の
内面全面に茶色の粉末状堆積物が付着した。形成された
電子写真感光体を用いて複写を行ったところ、得られた
コピー画像は、画像欠陥のある画質のものとなった。

【００１９】

【発明の効果】本発明のプラズマＣＶＤ装置においては
、上記のように、対向電極を２重構造のものとして、内
側電極と外側電極とを離して設置し、かつ内側電極を多
孔板電極とすることにより、剥離や脱落の起こりやすい
粉末状堆積物の発生を防止することができる。したがっ
て、本発明によれば、成膜速度を、例えば、従来の技術
におけるよりも５割以上も増加することができ、かつ堆
積物の剥離や脱落などにより、生成する膜の性能を劣化
することがなく、長時間連続して或いは繰り返して操作
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の第１のプラズマＣＶＤ装置の要部
の実施例の横断面図である。

【図２】　　図１のＡ−Ａ線の断面図である。

【図３】　　本発明のプラズマＣＶＤ装置の概略の構成
図である。

【図４】　　本発明の内側電極の実施例の斜視図である
。

【図５】　　従来のプラズマＣＶＤ装置の概略の構成図
である。

【符号の説明】 １…反応室、２…基板、３…中空対向電極、４…ボンベ
、５…導入管、６…ガス噴出孔群、７…シールド板、８
…モータ、９…ＲＦ電源、１０…排気系、１１…外側電
極、１２…内側電極、１３…ガス流入口、１４…ガス流
出口、ガス排気孔群

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　真空槽内に基板と対向する電極を有す
   るプラズマＣＶＤ装置において、該電極が、互いに離れ
   て設置された外側電極と内側電極とからなり、該外側電
   極と内側電極が同電位になるように接続され、内側電極
   が一定の孔径を有する多孔板からなることを特徴とする
   プラズマＣＶＤ装置。
2. 【請求項２】　　前記外側電極と内側電極の電極間距離
   が２ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とするプラズマＣ
   ＶＤ装置。