JPS60212220A - 光化学反応装置 - Google Patents

光化学反応装置

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JPS60212220A
JPS60212220A JP6751384A JP6751384A JPS60212220A JP S60212220 A JPS60212220 A JP S60212220A JP 6751384 A JP6751384 A JP 6751384A JP 6751384 A JP6751384 A JP 6751384A JP S60212220 A JPS60212220 A JP S60212220A
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JP
Japan
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window
reaction vessel
ultraviolet rays
cooling
ultraviolet
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JP6751384A
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Shinji Sugioka
晋次 杉岡
Shinji Suzuki
信二 鈴木
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/48Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/488Protection of windows for introduction of radiation into the coating chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
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    • C23C16/44Chemical 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
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    • C23C16/482Chemical 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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps

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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】 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
れるアモルファ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、用途によっ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は堆積方法
は、紫外線をよく透過する窓を有する反応答器内に基板
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って、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った。
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。しかし油を塗布すると堆積
した反応生成物を除去するのが容易にはなるが堆積する
のを防止する効果は小さく、また、不活性ガス用のノズ
ルを紫外線が線断されないように配置して透過窓に一様
に吹付けるのが困雛であり、これらの対策では十分な効
果を得ることができなかった。
そこで本発明は、光化学反応が低温下では著しく抑制さ
れることを応用して完成したものであり、簡単な構造で
あって、紫外線透過窓に生成物が堆積せず、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
とを目的とする。そしてその構成は、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
化学反応装置であって、該透過窓は冷却機構からなるか
、もしくは冷却機構と一体となったことを特徴とするも
のである。
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。
第1図において反応容器1には光反応性ガスの導入孔1
1と、減圧装置に接続される排気孔12が設けられ、内
部中央には石英ガラス製の基板支持台15が上下動可能
に配置されている。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5が複数個並設さ
れている。ここで紫外線ランプ5は管径が18鴎、点灯
開始電圧が550■、点灯電圧が90Vで電流が5N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、襞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
せたり真窒にすることが可能である。
基板支持台13に#−を図示略の温度副節器が取付けら
れており、これに支持される基板4は外径が160mの
アルミナ板であって約150Cに加熱されている。なお
、この基板支持台15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からはキャリアガス
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元反応性ガスを使
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11には温度調節器を設け、各ガ
スを最適温度に調整してた化学反応を増進させるのが良
い。
次に透過窓14の構成を説明すると、本実施例では透過
窓14は中空の板材からなり、両端には注入口14aと
排出口14bが設けられておシ、その内部を気体や液体
の冷却媒体が通過できるようになっている。従って透過
窓14自体が冷却機構を構成しているが、冷却媒体も紫
外線の透過を阻害しない純水や液体窒素などが選ばれる
。第2図は中空部材が2層になった例を示すが、これは
透過窓14ヲ例えば0層程度まで冷却するには液体窒素
などの冷却媒体を使用しなければならないが、これらの
冷却媒体の使用量は少なくしたい。従って、ランプ6に
近い上層に不凍液を通してランプ6よりの熱を遮断して
下層に流れる液体窒素への熱の伝達を小さくするもので
あり、これによって液体窒素の必要量を少なくするもの
である。更に第5図は、紫外線透過材料からなるパイプ
15を透過窓14の表面に固着したものであり、このパ
イプ15内を同じく紫外線透過性の気体−や液体の冷却
媒体が通過する。従って、冷却機構と透過窓とが一体と
なったものであり、これによって透過窓14が冷却され
る。
しかして上記装置において、反応容器1内が減圧されて
紫外線ランプ6が点灯される。そして、導入孔11より
、5■Hgのアルゴン、3wHgの四水素化珪素、5 
X 10−smHgの水銀蒸気が導入されるが、紫外線
は透過窓14f、透過して基板4に照射され、これによ
って四水素化珪素が光分解し、アモルファスの珪素が基
a4上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の方向に進むが、透過窓
14が冷却されているのでこの近傍での四水素化珪素の
5を分解が抑制される。ことに冷却媒体に液体窒素など
を使用して透過窓14を一30℃程度まで冷却すればほ
とんど光分解されず、従って長時間操業しても透過窓1
4に堆積せず、くもることがない。
また、冷却水で冷却してもその効果は大きくて、はとん
どくもらないが、仮に少々堆積してもその密着力が弱く
、容易に拭き去ることができる。
以上説明したように、本発明は、透過窓が冷却機構から
なるか、もしくは冷却機構と一体となって冷却されるよ
うにしたので、この近傍では光化学反応が抑制され、生
成物が堆積しない。従って、本発明によれば、簡単な構
造でありで、紫外線透過窓に生成物が堆積せず、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。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第6図は本発明実施レリの断面図であ
る。 1・・・反応容器 2・・・灯体 6・・・紫外線ラン
グ4・・・基板 14・・・透過窓 15・・・パイプ
出願人 ウシオ電機株式会社 代理人 弁理士 田原寅之助 手続補正書(自発) 昭和59年8月10日 特許庁長官 志賀 学 殿 1、事件の表示 昭和59年 特許 願第 67513号2、発明の名称
 光化学反応装置 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者湯本犬蔵 4、代理人 氏 名 (8411) 弁理士 1)原 寅之助5、 
補正命令の日付 6、補正により増加する発明の数 ナシ7、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 8、補正の内容 別紙の通り 明細書第7頁13行目の「・・ 点灯される。」の次に
「もっとも、反応容器l内を減圧せずに常圧下で光化学
反応を起させてもよい。」を追加する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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って、該透過窓
    は冷却機構からなるか、もしくは冷却機構と一体となっ
    たことを特徴とする光化学反応装置。 2、 前記透過窓は中空部材からなり、その内部を紫外
    線を透過する冷却媒体が通過するようにしたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の光化学反応装1.置
    。 己 前記中空部材が多層であることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載の光化学反応装置。 4、前記透過窓の表面に紫外線透過材料からなるパイプ
    などの中空部材を固着し、その内部を紫外線を透過する
    冷却媒体が通過するようにしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の光化学反応装置。
JP6751384A 1984-04-06 1984-04-06 光化学反応装置 Pending JPS60212220A (ja)

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