JP2545489B2 - 被覆装置 - Google Patents

被覆装置

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JP2545489B2 JP2155538A JP15553890A JP2545489B2 JP 2545489 B2 JP2545489 B2 JP 2545489B2 JP 2155538 A JP2155538 A JP 2155538A JP 15553890 A JP15553890 A JP 15553890A JP 2545489 B2 JP2545489 B2 JP 2545489B2
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    • 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
    • C23C16/482Chemical 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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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、UV放射源とプロセスガスの供給管を備え、
特許請求の範囲1の前文に従って基板に被覆するための
装置に関する。
このような装置は、光分解によってなされる被覆工程
に好適に用いられる。このような被覆は、半導体を構成
するのみならず、表面を改質する、特に表面を堅くした
り、光沢性の層を形成したり、その表面の耐スクラッチ
性や耐食性の保護を作るのに供される。従来の設備で
は、光分解は被覆されるべき基板が配置された被覆装置
に入射されるUV放射線を用いて行われる。これらの被覆
装置において、何等かの措置を加えないと、UV放射線が
被覆装置に入射する際に通る窓の内面に被覆材料が堆積
されるという不都合がある。この窓は、高価な構造に頼
る不活性ガスのカーテンの作用でプロセスガスから分離
する必要がある。200nm以下の波長帯を持つ非常に短波
放射線を供給する場合、窓材料の選択は幾つかに限定さ
れる。更に、窓材料の透明性の減少は強いUV放射線の場
合で観察される。
本発明の目的は、従来の不都合を排除し、かつ基板へ
の簡単な被覆を可能とした装置を創作するものである。
本発明に係わる装置の有益さは、堆積温度が非常に低
くできることである。本発明に係わる装置が供された場
合、基板の被覆は室温で実行できる。ヘリウム、クリプ
トン、キセノン又はアルゴンの供給によって、90nm、15
0nm又は170nmの波長帯のUV放射線が反射容器に配置され
た放射源で発生されることを可能となる。被覆の達成す
るために、この目的に供される物質はガス状の化合物で
反応容器内に導入される。他方、有機又は無機の化合物
を基板に溶液又は粉末の形態で供給することができ、UV
放射線の作用で同様に分解することにより、基板上に所
望の被覆が形成される。
本発明に係わる装置は、シールされた円筒形の反応容
器として形成して構成されることが好ましい。前記UV放
射源は、引き伸された中空体として構成される複数の電
極からなる。前記電極は、ガラス又は金属から作られた
中空円筒体から形成されることが好ましい。前記電極表
面上は、絶縁物からなるコーティングを有する金属で作
られている。前記電極の内側は、金属コーティングが施
されたガラスから作られている。前記電極は、それらの
長軸が平行すると共に、ギャップが各々2つの隣接する
電極間に形成されるように限定された相互の隙間をあけ
て配列されるように配置されている。これらのギャップ
は、0.1〜10mmの幅を持つことが好ましい。前記電極
は、それら自身少なくとも8mmの直径を有する。前記UV
放射源は、前記反応容器の上部側に位置する頂面からの
隙間が数センチメートルとなるように前記反応容器の内
側に配置される。前記電極は、それらの長軸が前記反応
容器の頂面と平行となるように配置される。UV放射線を
形成するガスの供給管は、前記反応容器の頂面に設けら
れる。電極間のギャップへの特定のガスの導入と共に、
各々2つの隣接する電極への高い交流電圧の適用は、前
記ギャップに静放電を形成し、それによって特定波長の
UV放射線を発生する。被覆されるべき前記基板は、前記
反応容器の床に配置される。プロセスガスは、被覆材料
としてのガス状化合物であるか、該化合物を含み、かつ
前記反応容器内に被覆されるべき前記基板表面の接線方
向に導入される。前記UV放射源又はそれによって発生し
たUV放射線を前記プロセスガスによる損層からさえぎる
ために、ブランケットガスが前記UV放射源とプロセスガ
スの供給管との間に位置する前記反応容器に導入され
る。それらのガスは、前記反応容器の床にある排気管を
通して反応容器内からポンプで排気される。更、本発明
の実質的な形態は従属請求項に特徴づけいる。
以下、本発明を概略図を参照してより詳細に説明す
る。
第1図は、本発明に係わる被覆装置を示し、本質的に
反応容器2、UV放射源3、ガスの供給管4、5、6及び
ガスの排気管7から形成されている。この実施例の場合
では、前記反応容器2は円筒体で構成され、かつ該円筒
体は両端が面2A、2Bでシールされている。耐食性物質、
好ましくは鋼は前記反応容器2を形成するために好適に
供される。前記反応容器2の高さは、約30cmである。し
かしながら、前記反応容器2はより小さいか、大きい高
さにすることができる。この実施例の場合では、前記反
応容器2の直径は同様に30cmである。これらの寸法は、
勿論、短くしたり、長くしたりすることができる。前記
UV放射源3は、前記反応容器2の頂面2Aから約4cmの隙
間をあけて位置する前記反応容器2の内部に配置され
る。前記UV放射源3は、複数の電極3Eで形成されてい
る。この実施例の場合では、5つの電極3Eが示される。
本発明によれば、勿論それより多いか、少ない電極3Eを
用いることができる。前記電極3Eは、中空円筒体で構成
され、かつガラス又は金属で作られている。示された第
2図は、前記UV放射源3の要部である。ここで示されて
いる前記電極3Eは、金属から作られている。これらの表
面3S上では、絶縁物からなるコーティングを有する。前
記電極3Eの長軸は、所定の隙間をあけて互いに平行に配
列され、これにより各々2つの隣接する電極3E間には所
定幅のギャップ8が形成される。前記電極3Eの長軸は、
前記頂面2Aに対して水平に平行して配列され、これによ
り前記電極3Eの全ては前記頂面2Aに対して約4cmの最低
限の隙間を有する。前記2つの隣接する電極3E間のギャ
ップ幅は、0.1〜10mmである。前記2つの隣接する電極3
Eは各々高い交流電圧で結合されている。この実施例で
は、前記UV放射源3は50Wの出力が与えられる。ガスの
供給管4は、前記反応容器2の頂面2Aに設けられる。ヘ
リウム、アルゴン、クリプトン、キセノンは、例えばこ
の供給管4を通して前記反応容器2に導入される。前記
供給管4を通して前記反応容器2に供給されるガスは、
前記電極3E間のギャップ8に均等に分配される。隣接す
る電極3E間に高い交流電圧を印加すると、前記ギャップ
8に静放電が形成され、その結果、供給された前述のガ
スの1つに対応するHe2、Ar2、Kr2又はXe2の発光がなさ
れる。90nm〜170nmの波長を持つUV放射線は、供給され
るガスに対応して前記放射源3の作用により発生する。
プロセスガスは、前記反応容器の側壁に配置された供給
管5を通して該反応容器2に導入される。このプロセス
ガスはガス状の化合物であるか、該化合物を含み、基板
9表面に堆積するための物質である。単一の基板又は複
数の基板9は、第3図に示すように前記反応容器2の床
2B上に配置される。この実施例の場合、前記基板9は円
形板で構成されている。しかし、これらの基板は勿論、
異なる形状にすることができる。排気管7は、前記床2B
の中央に設けられている。前記反応容器2に導入された
ガスは、前記排気管を通してポンプで排気される。本発
明に係わる装置では、ポンプ設備(図示せず)が設けら
れ、このポンプ設備は前記反応容器2内を50〜5000トー
ルの圧力に維持できる。前記プロセスガスからの掻き乱
し作用に対して前記UV放射源3やそれによって発生した
UV放射線を保護するために、ブランケットガスが前記反
応容器2の側壁に配置された供給管6を通して該反応容
器2内に導入される。前記供給管6は、前記反応容器2
に対して約中間点に配置され、これによりブランケット
ガスを前記反応容器2内に導入できるようになる。前記
反応容器2の床2Bに配置された複数の板状基板9への被
覆を以下に説明する。
前記基板9は、有機又は無機の材料からなっている。
被覆される前記基板9の表面は、前記UV放射源3に直接
対向するように配置されている。この実施例の場合で
は、前記基板9はシリコン含有層、例えば二酸化シリコ
ン、窒化シリコンが被覆される。ガス状のシラン(Si
H4)が被覆物質として供給される。このSiH4は、波長15
0nm以下となるまで吸着しない。その結果、光分解を行
なうには120〜135nmの波長を持つUV放射線を供給するこ
とが実質的であり、それゆえこのUV放射線は実質的にSi
H4の最大吸着に一致する。このような目的のために、ア
ルゴンは前記供給管4を通して前記電極3間の前記ギャ
ップ8に導入される。前述したようにこの目的のために
これら電極3は高い交流電圧で結合される。前記ギャッ
プ8を通るアルゴン流は、最大波長が約128nm、半値幅
が約10nmの強いVUV放射線を発生する。前記供給管5を
通して前記反応容器2に導入されたプロセスガスの光分
解は、このUV放射線の作用によりなされる。この実施例
の場合では、プロセスガスにはキャリアガス、例えばア
ルゴンが含まれ、特別に配置した前記供給管5によって
前記基板9表面上に導入され、これによってシリコン含
有層の堆積が可能となる。層が二酸化シリコン又は窒化
シリコンの形で堆積される場合、酸素又は窒素の追加分
のプロセスガスと共に混合される。アルゴンの代わり
に、ヘリウム、クリプトン又はキセンが前記供給管4を
通して導入することも可能であり、異なる被覆材料を堆
積する場合には光分解を行なうために90〜170nmの範囲
の異なる波長を持つUV放射線が要求される。本発明に係
わる反応容器2は、被覆材料が反応容器2にガス状の形
で導入されず、基板表面に溶液又は粉末の形態で直接適
用され、UV放射線の手段で分解させるような基板9の被
覆にも供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は基板被覆のための本発明に係わる装置を示し、
第2図は本発明に係わる装置内に配置されるUV放射源を
示し、第3図は前記装置内で被覆される基板を示す。 2……反応容器、3……UV放射源、3E……電極、4、
5、6……供給管、7……排気管、8……ギャップ、9
……基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−109173(JP,A) 特開 昭59−129770(JP,A) 特開 昭62−284080(JP,A) 特開 昭61−56280(JP,A) 特公 平5−30909(JP,B2) 特公 平5−63551(JP,B2)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】頂面、側壁および床を有し、被覆されるべ
    き基板が前記床に配置される反応容器; 前記反応容器に配置されたUV放射源であって、前記UV放
    射源は前記反応容器の頂面から実質的に2〜4cmの間隔
    が保たれて水平に配置され、かつ相互に平行した長軸を
    有する表面が絶縁物で覆われた長尺中空体からなる複数
    の電極と前記反応容器の頂面に配置された供給管とを備
    え、各々2つの隣接する電極が実質的に0.1〜10mmの幅
    を持つギャップで規定され、前記供給管が前記ギャップ
    に導入されるようにAr2、Kr2およびXe2からなる群から
    選ばれるガスを供給し、さらに各々2つの隣接する電極
    は所望の電力を前記UV放射源に供給することにより高い
    交流電圧で結合されて前記ギャップに静放電を発生し、
    実質的に90nm〜170nmの波長を有するUV放射線を放射す
    る; 前記反応容器の側壁に基板表面の接線方向に延出されて
    配置され、かつ前記基板表面から少なくとも2cmの間隔
    が保たれるプロセスガスを供給するための複数の供給
    管; 前記反応容器の一つの側壁の中心に配置されたブランケ
    ットガスを供給するための少なくとも1つの供給管; 前記容器の底面中心に配置された前記反応容器に導入さ
    れたガスを排気するための少なくとも1本の排気管;お
    よび 前記排気管に連結されたガスを排出するためのポンプ; を具備する被覆装置。
  2. 【請求項2】前記電極は、内面金属被覆を有する中空ガ
    ラス円筒体である請求項1記載の被覆装置。
  3. 【請求項3】前記電極は、外面絶縁被覆を有する中空金
    属円筒体である請求項1記載の被覆装置。
  4. 【請求項4】前記反応容器は、立方体である請求項1記
    載の被覆装置。
  5. 【請求項5】前記反応容器は、円筒体である請求項1記
    載の被覆装置。
  6. 【請求項6】前記反応容器は、耐食性物質で形成されて
    いる請求項1記載の被覆装置。
  7. 【請求項7】前記反応容器は、耐食性鋼で形成されてい
    る請求項1記載の被覆装置。
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