JPH04293785A - 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６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、真空槽内に基板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金網状または
多孔板状の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、外側電極と
内側電極との間隔がガス流入側からガス流出側に向かっ
て漸次拡大するように内側電極が配設されていることを
特徴とする。

【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、真空槽である反応室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１４
が設けられている。内側電極１２は、金網状物または一
定の孔径を有する多孔板より構成されたものであって、
外側電極と内側電極との間隔が、ガス流入口１３側から
ガス流出口１４側に向かって漸次拡大するように配設さ
れている。したがって、内側電極は、ガス流入側では、
基板から離れた位置にあり、ガス流流出側になるにした
がって、接近した位置に配置されている。内側電極とし
て、多孔板状のものを使用する場合には、直径２ｍｍ〜
８ｍｍ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ものが好ましく使用
できる。

【０００７】

【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、対向電極で
ある外側電極１１と内側電極１２との間隔が、ガス流入
口１３側からガス流出口１４側に向かって漸次拡大する
ように配設されているから、理由は十分明確ではないが
、対向電極上の堆積物は、付着力の強い硬質の膜状のも
のとなり、付着力の弱い粉末状の堆積物の形成が殆どな
くなる。

【０００８】

【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装置の一実施例であって
、要部の斜視図であり、図４は、プラズマＣＶＤ装置全
体の概略構成図である。反応室内にモータによって回転
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およびガス排気孔群１５を有する中
空のガス流路筒１６が一体に形成されており、そのガス
流路筒１６には、ガス流入口１３およびガス流出口１４
が設けられている。また、ガス流入口側とガス流出口側
との間には、ガスの移動を阻止するための仕切板１７が
取り付けられている。

【０００９】内側電極１２は、金網状物または多孔板に
より構成され、適宜の手段によって外側電極１１と電気
的に接続され固定されているが、内側電極を、内側電極
と外側電極との間隔がガス流入側からガス流出側に向か
って漸次拡大するように取り付ける必要がある。例えば
、一例として、外側電極１１と内側電極１２との間隔が
、ガス流入口１３のガス噴出孔６近傍では３〜７ｍｍで
あり、ガス流入口とガス流出口との中間では８〜１２ｍ
ｍであり、ガス流出口１４側のガス排出孔１５近傍では
１７〜２３ｍｍであるように設けられる。この金網状物
または多孔板よりなる内側電極は、着脱自在に取り付け
、円筒状基板の直径に応じて交換できるようにしてもよ
い。

【００１０】原料ガスとして、種々のものが使用できる
が、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１
３からガス流路筒１６に導入され、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の金網の隙間または多孔板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。シランガスはグロー放電分解され
、円筒状基板、例えば、アルミニウム基体の上に堆積し
て、非晶質ケイ素膜が形成される。

【００１１】次に、本発明のプラズマＣＶＤ装置を使用
した場合の具体例を説明する。外側電極１１と円筒状の
アルミニウム基板２との間隔が４０ｍｍであるようなプ
ラズマＣＶＤ装置を用いた。この場合、内側電極として
孔径４ｍｍ、全面積に対する孔の開孔率６０％の多孔性
電極を使用し、外側電極との間隔を、ガス流入口部で５
ｍｍ、ガス流入口とガス流出口の中間で１０ｍｍ、ガス
流出口部で１５ｍｍとなるように配設した。引き続いて
シランガスを毎分１５０ｃｃ、水素ガスを毎分１５０ｃ
ｃで導入し、圧力０．８Ｔｏｒｒ、高周波出力１８０Ｗ
の成膜条件で、円筒状のアルミニウム基板上に非晶質ケ
イ素膜を形成した。その結果、内側電極上には粉末状堆
積物はほとんど形成されなかった。すなわち、堆積物は
、膜状になって強固に付着しており、粉末状のものは発
生しなかった。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を与えるものとなった。

【００１２】比較のために、上記のプラズマＣＶＤ装置
において、内側電極を設けなかった以外は、上記と同様
の成膜条件で処理を行ったところ、外側電極の内面全面
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。

【００１３】さらにまた、上記のプラズマＣＶＤ装置に
おいて、内側電極として金網状物を用い、外側電極との
間隔を一定に保って（例えば１０ｍｍ）、上記と同様の
成膜条件で処理を行ったところ、内側電極のガス噴出孔
からガス排出孔までの間のほぼ半分に、茶色の粉末状堆
積物が付着し、ガス排出孔付近ではその付着量が大であ
って、場合によっては、金網状物の孔より飛び出した状
態で付着することもあった。

【００１４】図５は、本発明のプラズマＣＶＤ装置の他
の実施例を示すもので、その要部の横断面図である。こ
の実施例においては、ガス流入口１３とガス流出口１４
とが、互いに反対方向に設けられている。金網状または
多孔板よりなる内側電極１２は、外側電極に対して偏心
した状態で取り付けられており、ガス流入側において外
側電極と内側電極との間隔が最も小さく、ガス流出側に
向かって次第に大きくなっている。

【００１５】

【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、かつ金網状または
多孔板よりなる内側電極を使用して、内側電極と外側電
極との間隔を、ガス流入側からガス流出側に向かって漸
次拡大するように設けることにより、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装置の要部の斜視
図である。

【図４】　　本発明のプラズマＣＶＤ装置の概略の構成
図である。

【図５】　　本発明のプラズマＣＶＤ装置の他の実施例
の要部の横断面図である。

【図６】　　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、１５…ガス排気孔群、１６…ガス流路筒、１７…
仕切板

Claims (1)

【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金網状または多孔板状の内側電
   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、外側電極と内側電極との間隔がガス流入
   側からガス流出側に向かって漸次拡大するように内側電
   極を配設してなることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置
   。