JPH0610142A - 光ｃｖｄ装置 - Google Patents
光ｃｖｄ装置Info
- Publication number
- JPH0610142A JPH0610142A JP2429991A JP2429991A JPH0610142A JP H0610142 A JPH0610142 A JP H0610142A JP 2429991 A JP2429991 A JP 2429991A JP 2429991 A JP2429991 A JP 2429991A JP H0610142 A JPH0610142 A JP H0610142A
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- container
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 紫外線ランプの照度劣化を小さくし、かつ、
光透過部での光吸収を極力抑えることができる光ＣＶＤ
装置を提供することを目的とする。 【構成】 光エネルギーを用いて減圧下で反応室１内の
基板３に対して薄膜を形成する光ＣＶＤ装置であって、
光源となる紫外線ランプ８を、紫外線ランプ８からの光
が透過可能で、かつ、内部が大気圧以上の圧力となるラ
ンプ容器７内に収納している。このランプ容器７は反応
室１内に設置され、ランプ容器７内には、Ｎ2 等の不活
性ガスを導入するための不活性ガス供給管１２が設けら
れ、ランプ容器７内に不活性ガスを導入して紫外線ラン
プ８を冷却可能となっている。
光透過部での光吸収を極力抑えることができる光ＣＶＤ
装置を提供することを目的とする。 【構成】 光エネルギーを用いて減圧下で反応室１内の
基板３に対して薄膜を形成する光ＣＶＤ装置であって、
光源となる紫外線ランプ８を、紫外線ランプ８からの光
が透過可能で、かつ、内部が大気圧以上の圧力となるラ
ンプ容器７内に収納している。このランプ容器７は反応
室１内に設置され、ランプ容器７内には、Ｎ2 等の不活
性ガスを導入するための不活性ガス供給管１２が設けら
れ、ランプ容器７内に不活性ガスを導入して紫外線ラン
プ８を冷却可能となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ＣＶＤ装置に係り、特
に反応ガスを励起し、光化学反応を促進させるための光
源である紫外線ランプの長寿命化に好適な光ＣＶＤ装置
に関する。
に反応ガスを励起し、光化学反応を促進させるための光
源である紫外線ランプの長寿命化に好適な光ＣＶＤ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ＣＶＤ装置は、成膜速度を大き
くするため、例えば、図６及び図７に示される装置が提
案されている。（特開昭６１−１０８１２６号公報）図
６及び図７において、２１は反応室、２２は紫外線ラン
プ、２３は基板加熱部、２４は反応ガス、２５は基板、
２７は反応ガス供給口、２８は反応ガス排出口、２９は
基板載置用台、３０は不活性ガス、３１は不活性ガス供
給口、３２は石英ガラス薄板をそれぞれ示している。
くするため、例えば、図６及び図７に示される装置が提
案されている。（特開昭６１−１０８１２６号公報）図
６及び図７において、２１は反応室、２２は紫外線ラン
プ、２３は基板加熱部、２４は反応ガス、２５は基板、
２７は反応ガス供給口、２８は反応ガス排出口、２９は
基板載置用台、３０は不活性ガス、３１は不活性ガス供
給口、３２は石英ガラス薄板をそれぞれ示している。
【０００３】図６においては、紫外線ランプ２２を反応
室２１内に設置することによって、光強度を高め、薄膜
の形成速度を増加させようとするものである。しかし、
紫外線ランプ２２を減圧状態となる反応室２１内に設置
すると、紫外線ランプ２２の寿命が著しく短くなってし
まうという問題点が判明した。低圧水銀ランプ２２の発
光管内の放電電極に塗布された電子放射性物質であるＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ等の酸化物より解離したＯ2 と発光管内
部の水銀とが結合すると酸化水銀（ＨｇＯ）が生成さ
れ、生成物が発光管内壁に付着し紫外光の透過率が低下
するという寿命劣化のメカニズムが低圧水銀ランプにあ
る。寿命劣化の原因となる上記反応は３５０℃程度で最
も大となる傾向がある。低圧水銀ランプ２２を減圧状態
となる反応室２１内に入れると、発光管の温度の外部へ
の放散が困難なため、発光管表面温度が３２０℃〜４０
０℃となり寿命劣化が最も著しい状況となる。
室２１内に設置することによって、光強度を高め、薄膜
の形成速度を増加させようとするものである。しかし、
紫外線ランプ２２を減圧状態となる反応室２１内に設置
すると、紫外線ランプ２２の寿命が著しく短くなってし
まうという問題点が判明した。低圧水銀ランプ２２の発
光管内の放電電極に塗布された電子放射性物質であるＢ
ａ、Ｓｒ、Ｃａ等の酸化物より解離したＯ2 と発光管内
部の水銀とが結合すると酸化水銀（ＨｇＯ）が生成さ
れ、生成物が発光管内壁に付着し紫外光の透過率が低下
するという寿命劣化のメカニズムが低圧水銀ランプにあ
る。寿命劣化の原因となる上記反応は３５０℃程度で最
も大となる傾向がある。低圧水銀ランプ２２を減圧状態
となる反応室２１内に入れると、発光管の温度の外部へ
の放散が困難なため、発光管表面温度が３２０℃〜４０
０℃となり寿命劣化が最も著しい状況となる。
【０００４】図７は、光源である紫外線ランプ２２を反
応室２１内に設置し、紫外線ランプ２２の光を透過し成
膜時の低圧水銀ランプ２２への膜付着を防止するための
石英ガラスからなる石英ガラス薄板（光透過窓）３２の
肉厚を薄くし、透過する光の照度を大きくしている。し
かし、図７の場合も、石英ガラス薄膜３２の両側は、圧
力を等しくする構造となっているため、紫外線ランプ２
２は減圧状態に設置されるので、結果的に図６と同様に
発光管表面温度が高くなり、紫外線ランプ２２の寿命が
短くなる。
応室２１内に設置し、紫外線ランプ２２の光を透過し成
膜時の低圧水銀ランプ２２への膜付着を防止するための
石英ガラスからなる石英ガラス薄板（光透過窓）３２の
肉厚を薄くし、透過する光の照度を大きくしている。し
かし、図７の場合も、石英ガラス薄膜３２の両側は、圧
力を等しくする構造となっているため、紫外線ランプ２
２は減圧状態に設置されるので、結果的に図６と同様に
発光管表面温度が高くなり、紫外線ランプ２２の寿命が
短くなる。
【０００５】また、減圧下に低圧水銀ランプ２２を設置
した場合のランプ冷却には、Ｎ2 等の不活性ガス３０を
ランプ近傍に流す方式が考えられる。しかし、不活性ガ
ス３２の熱容量が小さいため、発光管温度を２００℃程
度まで冷却するためには１０００〜２０００リットル／
ｍｉｎのガス流量を必要とする。しかしながら、この大
流量のガスを反応室２２内に導入し、反応圧力である数
Ｔｏｒｒ〜数十Ｔｏｒｒに保持することができる大容量
の真空ポンプは存在しない。
した場合のランプ冷却には、Ｎ2 等の不活性ガス３０を
ランプ近傍に流す方式が考えられる。しかし、不活性ガ
ス３２の熱容量が小さいため、発光管温度を２００℃程
度まで冷却するためには１０００〜２０００リットル／
ｍｉｎのガス流量を必要とする。しかしながら、この大
流量のガスを反応室２２内に導入し、反応圧力である数
Ｔｏｒｒ〜数十Ｔｏｒｒに保持することができる大容量
の真空ポンプは存在しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光ＣＶ
Ｄ装置は、低圧水銀ランプの有効な冷却方法について配
慮がされておらず、照度劣化速度が大気圧下に設置した
管表面温度約２００℃のランプに比べ３〜４倍となると
いう問題があった。本発明の目的は、低圧水銀ランプの
照度劣化を小さくし、かつ光透過部での光吸収を極力抑
えた光ＣＶＤ装置を提供することにある。
Ｄ装置は、低圧水銀ランプの有効な冷却方法について配
慮がされておらず、照度劣化速度が大気圧下に設置した
管表面温度約２００℃のランプに比べ３〜４倍となると
いう問題があった。本発明の目的は、低圧水銀ランプの
照度劣化を小さくし、かつ光透過部での光吸収を極力抑
えた光ＣＶＤ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、紫外線ラン
プを光透過可能な容器に入れ、減圧状態となる反応室に
挿入し、容器内は大気圧以上の圧力とし、発光管を冷却
するためにＮ2 等の不活性ガスを導入可能な構造とし、
また、望ましくは、紫外線ランプが収納されるランプ容
器を概略円筒の形状とすることによって達成される。
プを光透過可能な容器に入れ、減圧状態となる反応室に
挿入し、容器内は大気圧以上の圧力とし、発光管を冷却
するためにＮ2 等の不活性ガスを導入可能な構造とし、
また、望ましくは、紫外線ランプが収納されるランプ容
器を概略円筒の形状とすることによって達成される。
【０００８】
【作用】紫外線ランプを内部が大気圧以上である光透過
可能な容器に入れ、容器内に十分な流量の不活性ガスを
導入することにより、紫外線ランプ発光管を効率良く冷
却できるため、紫外線ランプの照度劣化を抑えることが
できる。また紫外線ランプを収納するランプ容器を概略
円筒状とすると、耐圧性が高く、容器の肉厚を薄くで
き、容器の光吸収を小さくすることができる。
可能な容器に入れ、容器内に十分な流量の不活性ガスを
導入することにより、紫外線ランプ発光管を効率良く冷
却できるため、紫外線ランプの照度劣化を抑えることが
できる。また紫外線ランプを収納するランプ容器を概略
円筒状とすると、耐圧性が高く、容器の肉厚を薄くで
き、容器の光吸収を小さくすることができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例になる光ＣＶＤ装置の
縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。反応容
器１内には基板３を載置するサセプタ２が設置され、反
応容器１の一側面部には反応ガス５を反応室内に供給す
るための反応ガス供給口４が設けられている。また、反
応容器１の前記反応ガス供給口４に対面する側の底面部
側には反応生成物を排気するための排気口６が設けられ
ている。サセプタ２の上方の反応容器１内には円筒状の
ランプ容器７が反応容器１に対して着脱自在に設置され
ている。このランプ容器７は光ＣＶＤに用いる紫外光を
透過可能な合成石英ガラスを材質とし、その中心部には
紫外線ランプ８が収納されている。ランプ容器７には紫
外線ランプ８の発光管冷却用のＮ2 ガスを導入するため
のＮ2ガス出入口管（Ｎ2 入口管：９ａ、Ｎ2 出口管：
９ｂ）が設けられている。これらのＮ2 入口管９ａ及び
Ｎ2 出口管９ｂは、図２に示すように複数本の紫外線ラ
ンプ８の両側の下方に位置している。
縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。反応容
器１内には基板３を載置するサセプタ２が設置され、反
応容器１の一側面部には反応ガス５を反応室内に供給す
るための反応ガス供給口４が設けられている。また、反
応容器１の前記反応ガス供給口４に対面する側の底面部
側には反応生成物を排気するための排気口６が設けられ
ている。サセプタ２の上方の反応容器１内には円筒状の
ランプ容器７が反応容器１に対して着脱自在に設置され
ている。このランプ容器７は光ＣＶＤに用いる紫外光を
透過可能な合成石英ガラスを材質とし、その中心部には
紫外線ランプ８が収納されている。ランプ容器７には紫
外線ランプ８の発光管冷却用のＮ2 ガスを導入するため
のＮ2ガス出入口管（Ｎ2 入口管：９ａ、Ｎ2 出口管：
９ｂ）が設けられている。これらのＮ2 入口管９ａ及び
Ｎ2 出口管９ｂは、図２に示すように複数本の紫外線ラ
ンプ８の両側の下方に位置している。
【００１０】紫外線ランプ８を反応室空間とＯリングに
よりシールされ、内部が大気圧雰囲気の合成石英ガラス
からなるランプ容器７に収納することにより、紫外線ラ
ンプ８の発光管冷却用のＮ2 ガスを大流量にでき、冷却
を十分に行うことができる。なお、図示していないが、
基板加熱用のヒータ、反応ガス５を一定の流量で供給す
るためのガス供給装置、反応室１内を真空引し、排気ガ
スを処理するための排気装置、反応室１を真空のままの
状態で基板の出入れを行う搬送機構等が設けられてい
る。
よりシールされ、内部が大気圧雰囲気の合成石英ガラス
からなるランプ容器７に収納することにより、紫外線ラ
ンプ８の発光管冷却用のＮ2 ガスを大流量にでき、冷却
を十分に行うことができる。なお、図示していないが、
基板加熱用のヒータ、反応ガス５を一定の流量で供給す
るためのガス供給装置、反応室１内を真空引し、排気ガ
スを処理するための排気装置、反応室１を真空のままの
状態で基板の出入れを行う搬送機構等が設けられてい
る。
【００１１】真空下では熱放散が輻射のみで冷却効率が
極めて低いのに対し、大気圧下ではＮ2 ガスでの熱伝
達、対流による熱放散の効果が増大するため、紫外線ラ
ンプ８の管表面温度を２００℃程度にまで低下させるこ
とができる。管表面温度が２００℃程度では発光管内で
のＨｇ＋Ｏ→ＨｇＯの反応が起りにくくなり、不活性ガ
スにより冷却しない場合に比較して結果的に紫外線強度
の劣化速度が１／３〜１／４になる。
極めて低いのに対し、大気圧下ではＮ2 ガスでの熱伝
達、対流による熱放散の効果が増大するため、紫外線ラ
ンプ８の管表面温度を２００℃程度にまで低下させるこ
とができる。管表面温度が２００℃程度では発光管内で
のＨｇ＋Ｏ→ＨｇＯの反応が起りにくくなり、不活性ガ
スにより冷却しない場合に比較して結果的に紫外線強度
の劣化速度が１／３〜１／４になる。
【００１２】石英ガラス厚さと基板３上での紫外光照度
の関係を図５に示す。図５から明らかなように、ランプ
容器７を紫外線ランプ８の外形寸法に対し適切な大きさ
の円筒状の形状とすることにより、平板状のランプ容器
構造とした場合に対し、石英ガラスの肉厚を１／８〜１
／１０に薄くすることができるため、紫外線ランプ８を
直接反応室１に入れる従来の方式から本実施例に示す方
式に変更した際の合成石英ガラス介在による紫外光照度
低下も極めて小さい。また、紫外線ランプ８に膜が付着
する可能性は全くなく、ランプ容器７に膜が付着した場
合は、ランプ容器７を反応容器１から取外し、容易に洗
浄することが可能である。
の関係を図５に示す。図５から明らかなように、ランプ
容器７を紫外線ランプ８の外形寸法に対し適切な大きさ
の円筒状の形状とすることにより、平板状のランプ容器
構造とした場合に対し、石英ガラスの肉厚を１／８〜１
／１０に薄くすることができるため、紫外線ランプ８を
直接反応室１に入れる従来の方式から本実施例に示す方
式に変更した際の合成石英ガラス介在による紫外光照度
低下も極めて小さい。また、紫外線ランプ８に膜が付着
する可能性は全くなく、ランプ容器７に膜が付着した場
合は、ランプ容器７を反応容器１から取外し、容易に洗
浄することが可能である。
【００１３】図３は本発明の他の実施例を示す縦断面
図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。ランプ容器７
の基板３と反対側外面に水冷ジャケット１０を取付け、
水冷ジャケット１０にランプ容器７冷却用の冷却水を導
入するための冷却水出入口１１（冷却水入口管：１１
ａ、冷却水出口管：１１ｂ）を取付けた構造となってい
る。また、Ｎ2 入口管９ａのＮ2 ガス導入口付近には遮
蔽板１２が配置されている。水冷ジャケット１０を設置
することによって、基板３に対する紫外光の照射を妨げ
ることなく、ランプ容器７内のＮ2 ガス温度を下げるこ
とができ、紫外線ランプ発光管温度をさらに効率良く冷
却することが可能である。
図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。ランプ容器７
の基板３と反対側外面に水冷ジャケット１０を取付け、
水冷ジャケット１０にランプ容器７冷却用の冷却水を導
入するための冷却水出入口１１（冷却水入口管：１１
ａ、冷却水出口管：１１ｂ）を取付けた構造となってい
る。また、Ｎ2 入口管９ａのＮ2 ガス導入口付近には遮
蔽板１２が配置されている。水冷ジャケット１０を設置
することによって、基板３に対する紫外光の照射を妨げ
ることなく、ランプ容器７内のＮ2 ガス温度を下げるこ
とができ、紫外線ランプ発光管温度をさらに効率良く冷
却することが可能である。
【００１４】また、遮蔽板１２を取付けることによりラ
ンプ近傍に導入した発光管冷却用Ｎ 2 ガスを乱流とする
ことが可能となり、ランプ〜Ｎ2 ガス間の熱伝達係数が
大きくなるため、冷却効果がさらに高くなる。なお、遮
蔽板の代わりにＮ2 ガス入口部に旋回流を発生させるノ
ズルを取付け、このノズルからＮ2 などの不活性ガスを
ランプ容器内７に導入することもできる。
ンプ近傍に導入した発光管冷却用Ｎ 2 ガスを乱流とする
ことが可能となり、ランプ〜Ｎ2 ガス間の熱伝達係数が
大きくなるため、冷却効果がさらに高くなる。なお、遮
蔽板の代わりにＮ2 ガス入口部に旋回流を発生させるノ
ズルを取付け、このノズルからＮ2 などの不活性ガスを
ランプ容器内７に導入することもできる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、長時間の紫外線ランプ
の使用が可能になり、高価な紫外線ランプの交換頻度が
少なくなるとともに、光ＣＶＤ法において課題となって
いる紫外線照度の低下も防止できる。
の使用が可能になり、高価な紫外線ランプの交換頻度が
少なくなるとともに、光ＣＶＤ法において課題となって
いる紫外線照度の低下も防止できる。
【００１６】
【図１】本発明になる光ＣＶＤ装置の一実施例を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明になる光ＣＶＤ装置の他の実施例を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】石英ガラス厚さと基板上での紫外光照度の関係
を表すグラフである。
を表すグラフである。
【図６】従来の光ＣＶＤ装置を示す縦断面図である。
【図７】従来の光ＣＶＤ装置を示す縦断面図である。
１ 反応室 ２ サセプタ ３ 基板 ４ 反応ガス供給口 ５ 反応ガス ６ 排気口 ７ ランプ容器 ８ 紫外線ランプ ９ Ｎ2 出入口管 ９ａ Ｎ2 入口管 ９ｂ Ｎ2 出口管 １０ 水冷ジャケット １１ 冷却水出入口管 １１ａ 冷却水入口管 １１ｂ 冷却水出口管 １２ 遮蔽板
Claims (6)
- 【請求項１】 光エネルギーを用いて減圧下で反応室内
の基板に薄膜を堆積させる光ＣＶＤ装置において、光源
となる紫外線ランプを該紫外線ランプからの光を透過可
能で、かつ内部が大気圧以上の圧力となるランプ容器内
に収納し、該ランプ容器を反応室内に設置すると共に前
記ランプ容器内に不活性ガスを導入する手段を設けたこ
とを特徴とする光ＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 前記ランプ容器が、円筒状に形成されて
いることを特徴とする請求項１の光ＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 前記ランプ容器の基板と対面する面とは
反対側の面にランプ容器を水冷するためのジャケットを
設けたことを特徴とする請求項１の光ＣＶＤ装置。 - 【請求項４】 前記ランプ容器内に導入される不活性ガ
スが、紫外線ランプの外側において、乱流とするための
手段を設けたことを特徴とする請求項１の光ＣＶＤ装
置。 - 【請求項５】 前記乱流とするための手段が、ランプ容
器内に導入される不活性ガス導入部付近に設けた整流板
からなることを特徴とする請求項４の光ＣＶＤ装置。 - 【請求項６】 前記乱流とするための手段が、ランプ容
器内に導入される不活性ガス導入部付近に設けた旋回流
発生ノズルであることを特徴とする請求項４の光ＣＶＤ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2429991A JPH0610142A (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 光ｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2429991A JPH0610142A (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 光ｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610142A true JPH0610142A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=12134291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2429991A Pending JPH0610142A (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 光ｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610142A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7740703B2 (en) * | 2003-03-18 | 2010-06-22 | Hitachi Cable, Ltd. | Semiconductor film formation device |
| JP2019521254A (ja) * | 2016-07-01 | 2019-07-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 処理システム、フレキシブル基板を処理するための方法、及び堆積装置 |
-
1991
- 1991-02-19 JP JP2429991A patent/JPH0610142A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7740703B2 (en) * | 2003-03-18 | 2010-06-22 | Hitachi Cable, Ltd. | Semiconductor film formation device |
| JP2019521254A (ja) * | 2016-07-01 | 2019-07-25 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 処理システム、フレキシブル基板を処理するための方法、及び堆積装置 |
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