JP2008274374A

JP2008274374A - 成膜装置および成膜方法

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Publication number: JP2008274374A
Application number: JP2007121516A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kijima; 健木島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2008-11-13
Also published as: US20080299313A1

Abstract

【課題】ガラス管などの管状体の内壁に膜を形成するための成膜装置および成膜方法を提供することにある。
【解決手段】本発明にかかる成膜装置１０００は、化学的気相成長法によって管状体１００の内壁に膜を形成する成膜装置であって、原料収容部１０と、前記原料収容部１０から供給された原料を含む処理ガスを形成する処理ガス生成部２０と、前記管状体１００の内壁に膜を形成する成膜部３０と、前記管状体１００と接続され、前記処理ガス生成部２０から前記管状体１００内に処理ガスを供給する処理ガス供給管４６と、前記管状体１００と接続され、前記管状体１００を通過した処理ガスを排出する処理ガス排出管４８と、を含み、前記成膜部３０は、前記管状体１００を保持する保持部３２を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、化学的気相成長法（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）を用いた成膜方法および成膜装置に関する。

従来、プロジェクターなどに用いられる光源ランプの発光管としては、石英ガラス管が用いられている（例えば特開２００５−３０９３７２号公報参照）。石英ガラスは、高温に曝されると、ガラス状態（非晶質）からクリストバライト（結晶質）に転移することにより、透明なガラスが白く変色する、失透現象が生じる。石英ガラスでは、通常、１１５０℃以上で失透現象が起こるが、例えば、熱蒸発した電極材料などが不純物として石英ガラス管の内面に付着し、失透現象の起こる温度（以下「失透温度」という）の低下が生じ、１０００℃以下で失透現象が起こる場合がある。この失透温度の低下がランプ寿命を短くする場合がある。

本願発明者は、かかる問題を解決するために、石英ガラス管の内壁にセラミックス膜を形成する技術に関して既に特許出願を行っている（特願２００５−３７４５０４号）。
特開２００５−３０９３７２号公報

本発明の目的は、ガラス管などの管状体の内壁に膜を形成するための成膜装置および成膜方法を提供することにある。

本発明にかかる成膜装置は、
化学的気相成長法によって管状体の内壁に膜を形成する成膜装置であって、
原料収容部と、
前記原料収容部から供給された原料を含む処理ガスを形成する処理ガス生成部と、
前記管状体の内壁に膜を形成する成膜部と、
前記管状体と接続され、前記処理ガス生成部から前記管状体内に処理ガスを供給する処理ガス供給管と、
前記管状体と接続され、前記管状体を通過した処理ガスを排出する処理ガス排出管と、
を含み、
前記成膜部は、
前記管状体を保持する保持部を有する。

本発明にかかる成膜装置によれば、被処理体である管状体内で直接的に化学的気相成長法によって成膜する。そのため、当該管状体が一般的なＣＶＤ装置のチャンバに比べて体積が小さく、管状体内での断熱膨張による処理ガス温度の低下を格段に小さくできることから、温度制御が容易で、しかも加熱に要するエネルギーが少ない状態で良好な膜を形成することができる。

本発明の成膜装置において、前記成膜部は、さらに、前記管状体を加熱する加熱部を有することができる。

本発明の成膜装置において、
前記処理ガス生成部は、
間隔を空けて配置された複数のガス室部と、
前記複数のガス室部のそれぞれを連結する複数の連通管と、
前記複数のガス室部および前記複数の連通管を加熱する加熱部と、
を有することができる。

本発明の成膜装置において、前記ガス室部に対して、上下に隣り合う前記複数の連通管は、平面視において、重なっていないことができる。

本発明の成膜装置において、前記管状体は、ランプ用ガラス管であることができる。

本発明の成膜装置において、前記処理ガス供給管は、複数の供給分岐管を有し、前記処理ガス排出管は、複数の排出分岐管を有し、前記保持部は、複数の前記管状体を保持することができ、前記管状体は、それぞれ前記供給分岐管および前記排出分岐管と接続できる。

本発明にかかる成膜方法は、
化学的気相成長法によって管状体の内壁に膜を形成する成膜方法であって、
前記管状体を成膜装置の保持部にセットし、前記管状体を処理ガス供給管および処理ガス排出管に接続する工程と、
少なくとも原料を処理ガス生成部に供給する工程と、
前記処理ガス生成部から処理ガスを前記処理ガス供給管によって前記管状体内に供給する工程と、
前記処理ガスを用いた化学的気相成長法によって、前記管状体の内壁に膜を形成する工程と、
前記管状体を通過した処理ガスを前記処理ガス排出管から排出する工程と、
を含む。

本発明の成膜方法において、さらに、前記管状体を加熱部によって加熱し、かつ成膜温度に保持する工程を有することができる。

本発明の成膜方法において、前記処理ガスは、原料ガスと酸化性ガスとを含むことができる。

本発明の成膜方法において、前記処理ガス生成部は、複数のガス室部を有し、隣り合うガス室部は複数の連通管によって連結され、前記原料のガスは、前記ガス室部および前記連通管を経ることにより、圧縮と衝突を繰り返した状態で混合されることができる。

本発明の成膜方法において、前記膜は、セラミックス膜であることができる。

本発明の成膜方法において、前記セラミックス膜は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、窒化ボロンと窒化シリコンの複合体、および酸窒化ボロンと酸窒化シリコンの複合体から選択される少なくとも一種を含むことができる。

以下、本発明に好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１．成膜装置
まず、本実施形態に係る管状体の成膜装置の一例について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる成膜装置１０００の概略図であり、図２は、処理ガス生成部を示す概略図である。

本実施形態にかかる成膜装置１０００は、ＣＶＤ法によって管状体１００の内壁に膜を形成する成膜装置である。成膜装置１０００は、原料収容部１０と、原料収容部１０から供給された原料を含む処理ガスを形成する処理ガス生成部２０と、管状体１００の内壁に膜を形成する成膜部３０と、処理ガス供給管４６と、処理ガス排出管４８とを有する。処理ガス供給管４６は、管状体１００と接続され、処理ガス生成部２０から管状体１００内に処理ガスを供給する。処理ガス排出管４８は、管状体１００と接続され、管状体１００を通過した処理ガスを排出する。

本実施形態では、管状体１００としてランプ用ガラス管を用いている。ランプ用ガラス管については、後に詳述する。また、本実施形態では、管状体１００の内壁にセラミックス膜を形成する例について述べる。

原料収容部１０には、成膜される膜によって各種の原料が収容される。例えば、セラミックス膜をＭＯＣＶＤによって形成する場合には、原料収容部１０にはセラミックス膜の前駆体材料として有機金属化合物の溶液が収容される。

原料収容部１０には、窒素、アルゴンなどのキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給管４０が接続されている。原料収容部１０と処理ガス生成部２０とは、原料を処理ガス生成部２０に供給するための原料供給管４２によって接続されている。また、処理ガス生成部２０には、酸化性ガス、例えば酸素、オゾンなどを供給するための酸化性ガス供給管４４が接続されている。図示の例では、酸化性ガス供給管４４は、処理ガス生成部２０に接続されているが、処理ガス供給管４６に接続されていてもよい。

処理ガス生成部２０で形成された処理ガスは、処理ガス供給管４６によって成膜部３０に供給される。本実施形態では、処理ガス供給管４６は、下流側で複数の供給分岐管４６ａを有する。

成膜部３０は、複数の管状体１００を保持する保持部３２と、管状体１００を加熱する加熱部３４とを有する。保持部３２は、複数の管状体１００を保持することができれば、構造は特に限定されない。図示の例の場合、保持部３２は、加熱部３４からの熱によって複数の管状体１００を加熱できるように密閉され、内部に熱伝導が可能な熱媒体を含むことができる。あるいは、保持部３２は、熱伝導性の高い金属などによって構成されることができる。

なお、図１に示す例では、加熱部３４は、保持部３２の外側に配置されているが、例えば、図５に示すように、加熱部３４は、保持部３２内に配置されることができる。この場合、加熱部３４は、管状体１００の所望の領域を加熱することができる。例えば、加熱部３４は、管状体１００において膜を形成する領域のみを主に加熱することができる。

また、例えば、図６に示すように、管状体１００の所望の領域の周囲に電磁誘導コイル３５を巻き、ＥＣＲ（electron cyclotron resonance）プラズマＣＶＤ法により、所望の領域の管状体１００の内壁に膜を形成することができる。

処理ガス排出管４８は、上流側において、複数の排出分岐管４８ａを有する。そして、複数の管状体１００は、それぞれ、コネクタ３６によって供給分岐管４６ａと接続される。同様に、複数の管状体１００は、それぞれ、コネクタ３８によって排出分岐管４８ａと接続される。

本実施形態では、図２に示す処理ガス生成部２０を用いることができる。

処理ガス生成部２０は、複数のガス室部２４と、複数の連通管２５と、導入部２６と、加熱部２８と、を有する。

複数のガス室部２４は、図２に示す例では、７段に形成されているが、この数は特に限定されず、必要に応じて増減可能である。複数の連通管２５は、これら複数のガス室部２４のそれぞれを連結している。各段に配置される連通管２５の数は、特に限定されず、必要に応じて増減可能である。図３に示すように、ガス室部２４に対して、上下に隣り合う複数の連通管２５は、平面視において、重なっていないことができる。また、ガス室部２４に対して、上下に隣り合う複数の連通管２５は、平面視において、位置をずらして配置されていることができる。図示の例では、平面視において、ガス室部２４の中心に対して、４５度ずらして配置されている。なお、図３は、処理ガス生成部２０の要部を模式的に示す斜視図であり、便宜上、部材の数、サイズなどを簡略化して示している。ガス室部２４は、図示のように、例えば、平たい円柱管であることができる。また、連通管２５は、図示のように、例えば、細長い円柱管であることができる。ガス室部２４の平面視における径は、図示のように、連通管２５の平面視における径よりも大きい。なお、ガス室部２４および連通管２５の形状や大きさなどは、図示の例に限定されるわけではなく、必要に応じて変更可能である。

導入部２６には、原料および酸素ガスなどの処理ガスに必要なガスが導入される。導入部２６は、図示のように、例えば、円柱管であることができる。加熱部２８は、複数のガス室部２４および複数の連通管２５を加熱することができる。

なお、ガス室部２４および連通管２５は、例えば、図４に示すような形状および配置とすることもできる。図４は、処理ガス生成部２０の要部の変形例を模式的に示す斜視図であり、便宜上、部材の数、サイズなどを簡略化して示している。ガス室部２４は、図示のように、例えば、環状管であることができる。ガス室部２４の平面視における外径は、図示のように、連通管２５の平面視における径よりも大きい。図示の例では、ガス室部２４に対して、上下に隣り合う複数の連通管２５は、平面視において、ガス室部２４の中心に対して、４５度ずらして配置されている。最上段のガス室部２４は、複数（図示の例では６つ）の接続管３７によって、導入部２６と連結されている。導入部２６は、図示のように、例えば、下側が閉じている円柱管であることができる。接続管２７は、平面視において、導入部２６を中心として放射状に配置されている。なお、この変形例は一例であって、これに限定されるわけではない。

このような処理ガス生成部２０においては、原料ガスと酸化性ガスとが導入部２６に供給される。原料ガスは、キャリアガス供給管４０から供給されるキャリアガスによって、原料収容部１０から原料供給管４２を介して供給される。酸化性ガスは、酸化性ガス供給管４４を介して供給される。導入部２６内のガスは、最上段に配置されたガス室部２４に供給される。この際、導入部２６から噴射されたガスは、ガス室部２４の底面に衝突して拡散する。そして、ガスは、最上段のガス室部２４に連結された複数の連通管２５を介して、圧縮された状態でその下段に配置されたガス室部２４に供給される。この際にも、複数の連通管２５から噴射されたガスは、ガス室部２４の底面に衝突して拡散する。このようにして、導入部２６に導入されたガスは、最上段のガス室部２４から最下段のガス室部２４まで、ガス室部２４の底面での衝突と連通管２５での圧縮を繰り返して流れていくことができる。

ガス室部２４および連通管２５は、加熱部２８によって加熱されており、内部を流れるガスも加熱される。最上段のガス室部２４から最下段のガス室部２４まで流れたガスは、活性な酸化性および反応性を有する処理ガスとして、処理ガス供給管４６に供給される。

本実施形態にかかる成膜装置によれば、以下の特徴を有する。

成膜に用いられる処理ガスは、処理ガス生成部２０から被処理体である管状体１００内に直接供給され、当該管状体１００の内壁にＣＶＤ法によって膜が形成される。管状体１００は、一般的なＣＶＤ装置におけるチャンバに比べて体積が小さく、断熱膨張による処理ガス温度の低下を格段に少なくできることから、温度制御が容易で、しかも加熱に要するエネルギーが少ない状態で良好な膜、例えばセラミックス膜を形成することができる。

成膜部３０では、管状体１００において膜の形成が必要な箇所のみを加熱したり、あるいは当該箇所に電磁誘導コイルを巻くことにより、管状体１００の内壁に部分的に膜を形成することができ、設計の自由度が高くなる。

成膜部３０において、被処理体である管状体１００を複数配置し、各管状体１００に処理ガスを供給することにより、複数の管状体１００を同時に処理できる。

さらに、処理ガス生成部２０として、上述した複数のガス室部２４と連通管２５とを有する装置を用いた場合には、活性な反応性を有する処理ガスを得ることができるので、通常のＣＶＤ法を用いた場合に比べてより低温で良質の膜、例えばセラミックス膜を得ることができる。

本実施形態では、管状体１００として、ランプ用ガラス管に限定されず、管状の被処理体であれば適用することができる。

２．成膜方法
成膜装置１０００を用いて、以下のように管状体１００の内壁に膜、例えばセラミックス膜が形成される。
（Ａ）複数の管状体１００を成膜部３０の保持部３２にセットする。そして、各管状体１００を処理ガス供給管４６の供給分岐管４６ａとコネクタ３６を介して接続するとともに、各管状体１００をコネクタ３８によって排出分岐管４８ａと接続する。このように各管状体１００を供給分岐管４６ａと排出分岐管４８ａと接続することにより、処理ガス生成部２０から供給される処理ガスは、被処理体である管状体１００内を通過することになる。
（Ｂ）原料収容部１０から、上述したように、原料供給管４２を介して、キャリアガスによって原料、例えば有機金属化合物を処理ガス生成部２０に供給するとともに、酸化性ガス供給管４４を介して酸化性ガスを処理ガス生成部２０に供給する。処理ガス生成部２０によって、原料ガスと酸化性ガスを含む処理ガスが形成される。上述した図２に示す処理ガス生成部２０を用いることにより、処理ガスは活性な酸化性および反応性を有する。
（Ｃ）処理ガス生成部２０から処理ガス供給管４６および供給分岐管４６ａを経て、処理ガスを被処理体である管状体１００内にのみ供給する。このとき、一般的なＣＶＤ装置のように被処理体より体積が大きいチャンバ内に処理ガスが供給される場合に比べて、処理ガスは無駄なく管状体１００に供給され、しかも断熱膨張による処理ガス温度の低下を格段に少なくできる。
（Ｄ）管状体１００内において、処理ガスを用いたＣＶＤ法によって、管状体１００の内壁にセラミックス膜を形成する。この場合、管状体１００がＣＶＤ法による成膜においてチャンバとしても機能するため、処理ガスを無駄なく成膜に用いることができる。さらに、上述したように、管状体１００は、一般的なＣＶＤ装置におけるチャンバに比べて体積が小さく、断熱膨張による処理ガス温度の低下を格段に少なくできることから、温度制御が容易で、しかも加熱に要するエネルギーが少ない状態で良好な膜、例えばセラミックス膜を形成することができる。ＣＶＤ法は、例えば、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法（高密度プラズマＣＶＤ法を含む）などであることができる。

保持部３２は、加熱部３４によって加熱されており、管状体１００も加熱されている。本実施形態では、処理ガス（反応ガス）が加熱された管状体１００内を流れることによって、熱ＣＶＤ法によって、管状体１００の内面を覆うようにセラミックス膜が形成される。
（Ｅ）各管状体１００を通過した処理ガスは、排出分岐管４８ａおよび処理ガス排出管４８から排出される。

以上のようにして、内壁に膜（セラミックス膜）が形成された管状体１００を得ることができる。

本実施形態の成膜方法によっても、上述した成膜装置の場合と同様な特徴を有する。

３．適用例
本実施形態の管状体１００をランプ用のガラス管に適用した場合について説明する。図７は、ランプ用のガラス管１００Ａを模式的に示す断面図であり、図８は、ガラス管１００Ａの内壁にセラミックス膜が形成された状態を示す断面図である。

ランプ用のガラス管１００Ａは、両端が開放された管状である。ガラス管１００Ａの中央部（以下、「第１領域」ともいう）１２０におけるガラス管１００Ａの径は、他の領域（以下「第２領域」ともいう）１２２におけるガラス管１００Ａの径よりも大きい。すなわち、第１領域１２０は、ガラス管１００Ａの長手方向の中央に位置している。第２領域１２２は、ガラス管１００Ａの長手方向において、第１領域１２０の両側に位置している。第１領域１２０におけるガラス管１００Ａは、例えば、円球状、楕円球状などである。第２領域１２２におけるガラス管１２２は、第１領域１２０におけるガラス管１００Ａの両側に一対形成されており、第１領域１２０におけるガラス管１００Ａから連続している。第２領域１２２におけるガラス管１００Ａは、例えば、円柱管、角柱管などである。ガラス管１００Ａは、例えば石英ガラスなどからなることができる。

図８に示すように、セラミックス膜１１２は、第１領域１２０におけるガラス管１００Ａの内面のうちの少なくとも一部を覆っている。例えば、図示のように、セラミックス膜１１２は、第１領域１２０および第２領域１２２におけるガラス管１００Ａの内面のすべてを覆っていることができる。第１領域１２０および第２領域１２２におけるセラミックス膜１１２の膜厚は、例えば図示のように、第１領域１２０および第２領域１２２におけるガラス管１００Ａの膜厚よりも薄い。また、図示はしないが、セラミックス膜は、主に第１領域１２０にのみ形成されていてもよい。

セラミックス膜１１２は、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、窒化ボロンと窒化シリコンの複合体（以下「ＢＮ−ＳｉＮ」ともいう）、酸窒化ボロンと酸窒化シリコンの複合体（以下「ＢＯＮ−ＳｉＯＮ」ともいう）などから選択できる。例えば、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＢＮ−ＳｉＮおよびＢＯＮ−ＳｉＯＮの失透温度は、１５００℃以上である。ＢＮ−ＳｉＮは、例えば、一般式（ＢＮ）_ｘ（Ｓｉ_３Ｎ_４）_１−ｘで表されることができる。ここで、０＜ｘ＜１である。ＳｉＯＮ−ＢＮは、例えば、一般式（ＳｉＯ_ｙＮ_１−ｙ）_ｘ（ＢＯ_ｚＮ_１−ｚ）_１−ｘで表されることができる。ここで、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１である。

セラミックス膜１１２は、例えば、ＢＮ−ＳｉＮ、ＢＯＮ−ＳｉＯＮ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３などのうちの一種からなる一層構造であることができる。また、セラミックス膜１１２は、例えば、ＢＮ−ＳｉＮ、ＢＯＮ−ＳｉＯＮ、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３などからなる層を複数積層した複数層構造であることができる。

これらのセラミックス膜の原料ガスとしては、ＢＯＮ−ＳｉＯＮからなるセラミックス膜を形成する場合には、例えば、トリス（トリメチルシロキシ）ボレートなどを用いることができる。原料ガスとしては、ＺｎＯからなるセラミックス膜を形成する場合には、例えば、ビス（６-エチル−２，２−ジメチル−３，５−デカンジオナート）亜鉛などを用いることができる。原料ガスとしては、ＭｇＯからなるセラミックス膜を形成する場合には、例えば、ビス（６−エチル−２，２−ジメチル−３，５−デカノジオナート）マグネシウム（Ｍｇ（ＥＤＭＤＤ）_２）などを用いることができる。原料ガスとしては、Ｙ_２Ｏ_３からなるセラミックス膜を形成する場合には、例えば、トリス（ｓｅｃ−ブチルシクロペンタジエニル）イットリウム（Ｙ（ｓＢｕＣｐ）_３）などを用いることができる。

図９は、本実施形態にかかる成膜装置を用いて形成されたランプ２００を模式的に示す斜視図であり、部分的に断面が示されている。図９に示すように、ランプ２００は、例えば高圧水銀ランプなどである。ランプ２００は、ランプ用ガラス管１５０と、第１電極１３０と、第２電極１３１と、第１端子１３２と、第２端子１３３と、内部空間１３４と、を有する。第１領域１２０におけるセラミックス膜１１２の内側には、内部空間３４が存在する。内部空間１３４には、例えば、水銀、希ガス、およびハロゲンなどが封入されている。内部空間１３４内には、第１電極１３０および第２電極１３１が配置されている。第１電極１３０および第２電極１３１は、放電用の電極である。第１電極１３０および第２電極１３１は、例えば、タングステンなどからなることができる。第１電極１３０は、例えば、第２領域１２２におけるセラミックス膜１１２の内側に密封された金属箔（図示せず）などにより、第１端子１３２と電気的に接続されている。同様にして、第２電極１３１は、第２端子１３３と電気的に接続されている。第１端子１３２および第２端子１３３は、電力供給用の端子であり、ランプ用ガラス管１５０の両端から引き出されている。

ランプ２００は、例えば、ランプ用ガラス管１５０内のプラズマ輻射により放出される光を用いるデバイス（例えばプロジェクターランプや蛍光管等）などに適用されることができる。また、ランプ２００は、高圧水銀ランプに限定されず、例えば、メタルハライドランプ、キセノンランプなどでも良い。

本実施形態の成膜装置および成膜方法を例えば図９に示すランプ２００に適用した場合には、以下の特徴を有する。

第１領域１２０におけるガラス管１００Ａの内壁の全てあるいは少なくとも発光部がセラミックス膜１１２によってコーティングされている。これにより、ガラス管１００Ａの内面への不純物の付着を防ぐことができ、ガラス管１００Ａの失透温度が低下するのを防ぐことができる。従って、ランプ２００の長寿命化を図ることができる。なお、セラミックス膜１１２が第１領域１２０におけるガラス管１００Ａの内面のうちの少なくとも一部を覆うことで、ランプ２００の長寿命化を図ることが可能である。

また、薄膜のセラミックス膜１１２でガラス管１００Ａの内壁の特定か所を覆うことができる。例えば、少なくとも第１領域１２０におけるセラミックス膜１１２の膜厚を、第１領域１２０におけるガラス管１００Ａの膜厚よりも薄くするか、ほとんどセラミックス膜を形成しないことができる。従って、例えば、光の透過率がガラス管１００Ａよりも、同じ膜厚のセラミックス膜１１２の方が低い場合に、ランプ用ガラス管１５０の第１領域１２０における光の透過率の低下を抑制しつつ、上述したようにランプ２００の長寿命化を図ることができる。

４．実施例
以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれに限定されるものではない。

４．１．実施例１
原料としての反応化学種として、トリス（ｓｅｃ−ブチルシクロペンタジエニル）イットリウム（Ｙ（ｓＢｕＣｐ）_３）を用いた。この原料を窒素ガスおよび酸素ガスとともに図２に示す処理ガス生成部へ供給して処理ガスを得た。この処理ガスを成膜部（反応室）へ供給して、ランプ用ガラス管の内壁に膜を形成した。

反応室での原料ガスの流量は０．３ｃｃｍ、窒素ガスの流量は１．５ｓｌｍ、酸素ガスの流量は０．５ｓｌｍであった。反応室での条件は、圧力が４００Ｐａ、温度が６００℃、および処理時間が３０分間であった。処理ガス生成部に関する条件は、原料の配管温度（原料の温度）は２２０℃、酸素ガスの温度は４００℃であった。また、ランプ用ガラス管としては、石英製のプロジェクターランプ用ガラス管を用いた。当該ガラス管としては、長さが３００ｍｍ、発光部（図８における第１領域１２０）の長さが１０ｍｍ、外径が５ｍｍ、発光部の外径が７ｍｍ、内径が１ｍｍ、発光部の内径が３ｍｍのものを用いた。

成膜後のガラス管の内壁には、全体に干渉色が認められ、膜厚がほぼ均一で透明な膜が形成されていることが確認された。

４．２．実施例２
４．１．の実施例１と同様の条件で、平板状の石英製基板の表面に成膜を行った。得られた膜について、光透過性とＸＲＤ特性を求めた。その結果を図１０および図１１に示す。図１０（Ａ）は、石英製基板単体の透過率を示し、図１０（Ｂ）は、石英製基板上に膜を形成したサンプルの透過率を示す。

図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）とを比較すると、膜が形成されたサンプルと、膜が形成されていない基板とでは、光の透過率にほとんど差が無いことが分かる。したがって、本実施例で得られた膜は、高い光透過率を有し、透明であることが確認された。また、図１１から、本実施例で得られた膜は、酸化イットリウムの結晶膜であることが確認された。

以上のことから、本発明の実施例では、管状体の内壁に高い結晶性を有する膜を成膜できることが確認された。

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。

本発明の実施形態にかかる成膜装置を模式的に示す図。本実施形態で用いられる処理ガス生成部を模式的に示す図。図２に示す処理ガス生成部の要部を模式的に示す図。図２に示す処理ガス生成部の要部の変形例を模式的に示す図。本実施形態で用いられる成膜部を模式的に示す図。本実施形態で用いられる成膜部の変形例を模式的に示す図。本実施形態で用いられる管状体（ランプ用ガラス管）を模式的に示す図。本実施形態で用いられる管状体の内壁にセラミックス膜を形成した状態を模式的に示す図。本実施形態の成膜方法を適用して形成されたランプを模式的に示す図。（Ａ）は、実施例に用いられた石英製基板の光透過率を示すグラフであり、（Ｂ）は、実施例のサンプルの光透過率を示すグラフ。実施例の膜のＸＲＤ特性を示す図。

符号の説明

１０原料収容部、２０処理ガス生成部、２４ガス室部、２５連通管、３０成膜部、３２保持部、３４加熱部、４０キャリアガス供給管、４２原料供給管、４４酸化性ガス供給管、４６処理ガス供給管、４６ａ供給分岐管、４８処理ガス排出管、４８ａ排出分岐管、１００管状体（ランプ用ガラス管）、１０００成膜装置

Claims

化学的気相成長法によって管状体の内壁に膜を形成する成膜装置であって、
原料収容部と、
前記原料収容部から供給された原料を含む処理ガスを形成する処理ガス生成部と、
前記管状体の内壁に膜を形成する成膜部と、
前記管状体と接続され、前記処理ガス生成部から前記管状体内に処理ガスを供給する処理ガス供給管と、
前記管状体と接続され、前記管状体を通過した処理ガスを排出する処理ガス排出管と、
を含み、
前記成膜部は、
前記管状体を保持する保持部を有する、成膜装置。
請求項１において、
前記成膜部は、さらに、前記管状体を加熱する加熱部を有する、成膜装置。
請求項１または２において、
前記処理ガス生成部は、
間隔を空けて配置された複数のガス室部と、
前記複数のガス室部のそれぞれを連結する複数の連通管と、
前記複数のガス室部および前記複数の連通管を加熱する加熱部と、
を有する、成膜装置。
請求項３において、
前記ガス室部に対して、上下に隣り合う前記複数の連通管は、平面視において、重なっていない、成膜装置。
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記管状体は、ランプ用ガラス管である、成膜装置。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記処理ガス供給管は、複数の供給分岐管を有し、前記処理ガス排出管は、複数の排出分岐管を有し、前記保持部は、複数の前記管状体を保持することができ、前記管状体は、それぞれ前記供給分岐管および前記排出分岐管と接続できる、成膜装置。
化学的気相成長法によって管状体の内壁に膜を形成する成膜方法であって、
前記管状体を成膜装置の保持部にセットし、前記管状体を処理ガス供給管および処理ガス排出管に接続する工程と、
少なくとも原料を処理ガス生成部に供給する工程と、
前記処理ガス生成部から処理ガスを前記処理ガス供給管によって前記管状体内に供給する工程と、
前記処理ガスを用いた化学的気相成長法によって、前記管状体の内壁に膜を形成する工程と、
前記管状体を通過した処理ガスを前記処理ガス排出管から排出する工程と、
を含む、成膜方法。
請求項７において、
さらに、前記管状体を加熱部によって加熱し、かつ成膜温度に保持する工程を有する成膜方法。
請求項７または８において、
前記処理ガスは、原料ガスと酸化性ガスとを含む、成膜方法。
請求項７ないし９のいずれかにおいて、
前記処理ガス生成部は、複数のガス室部を有し、隣り合うガス室部は複数の連通管によって連結され、前記原料のガスは、前記ガス室部および前記連通管を経ることにより、圧縮と衝突を繰り返した状態で混合される、成膜方法。
請求項７ないし１０のいずれかにおいて、
前記膜は、セラミックス膜である、成膜方法。
請求項１１において、
前記セラミックス膜は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、窒化ボロンと窒化シリコンの複合体、および酸窒化ボロンと酸窒化シリコンの複合体から選択される少なくとも一種を含む、成膜方法。