JPH0615716B2 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JPH0615716B2 JPH0615716B2 JP58121759A JP12175983A JPH0615716B2 JP H0615716 B2 JPH0615716 B2 JP H0615716B2 JP 58121759 A JP58121759 A JP 58121759A JP 12175983 A JP12175983 A JP 12175983A JP H0615716 B2 JPH0615716 B2 JP H0615716B2
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- JP
- Japan
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- plasma cvd
- substrate
- cvd apparatus
- vacuum chamber
- film
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical 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
- C23C16/50—Chemical 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 using electric discharges
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD装置に
関するもので、例えばプラズマCVD技術を用いて円筒状
基体表面にアモルファスシリコン膜を堆積し電子写真感
光体を形成する事のできるプラズマCVD装置更に同一反
応室内に各種原料ガスを適当に供給する事により、シリ
コンナイトライド膜、シリコンオキシナイトライド膜、
シリコンオキサイド膜、シリコンカーバイト膜等を上述
感光体ドラム表面に連続的に積層堆積する事のできるプ
ラズマCVD装置に関するものである。尚、以下の説明に
おいては、主として堆積膜を形成する基体を電子写真用
円筒状基体とした実施例について説明するが、本発明装
置は長方形の基体を円筒状の対向電極上に多角形を成す
ように配置し、アモルファス感光体膜や、演算素子用ア
モルファス半導体膜を堆積する目的にも利用する事がで
き、また、金型、バイト等の摩耗し易い工具等の表面に
超硬質膜を堆積する事によって、耐摩耗性を向上させ、
寿命を延ばす目的にも利用する事ができる。
関するもので、例えばプラズマCVD技術を用いて円筒状
基体表面にアモルファスシリコン膜を堆積し電子写真感
光体を形成する事のできるプラズマCVD装置更に同一反
応室内に各種原料ガスを適当に供給する事により、シリ
コンナイトライド膜、シリコンオキシナイトライド膜、
シリコンオキサイド膜、シリコンカーバイト膜等を上述
感光体ドラム表面に連続的に積層堆積する事のできるプ
ラズマCVD装置に関するものである。尚、以下の説明に
おいては、主として堆積膜を形成する基体を電子写真用
円筒状基体とした実施例について説明するが、本発明装
置は長方形の基体を円筒状の対向電極上に多角形を成す
ように配置し、アモルファス感光体膜や、演算素子用ア
モルファス半導体膜を堆積する目的にも利用する事がで
き、また、金型、バイト等の摩耗し易い工具等の表面に
超硬質膜を堆積する事によって、耐摩耗性を向上させ、
寿命を延ばす目的にも利用する事ができる。
従来型の円筒状プラズマCVD装置の代表的な一例の概略
を第１図に示す。第１図中１は真空チャンバーを構成し
ている円筒状のカソード電極、２は該真空チャンバーの
中心軸の周りに回転するようにこれと同心に配置された
対向電極たるアノード電極を構成している円筒状の基
体、３は該真空チャンバーの壁体、４は該壁体を該カソ
ード電極から絶縁するためのドーナツ形の絶縁ガイシ、
５は高周波電源、６は原料ガス供給パイプ、７は排気方
向、８はヒーター、９は上記円筒状の基体を回転するモ
ータ、１０はアース、１１は真空計、１２はメインバル
ブ、１３はリークバルブ、１４はシールド板、１５はマ
スフローコントローラーを示す。
を第１図に示す。第１図中１は真空チャンバーを構成し
ている円筒状のカソード電極、２は該真空チャンバーの
中心軸の周りに回転するようにこれと同心に配置された
対向電極たるアノード電極を構成している円筒状の基
体、３は該真空チャンバーの壁体、４は該壁体を該カソ
ード電極から絶縁するためのドーナツ形の絶縁ガイシ、
５は高周波電源、６は原料ガス供給パイプ、７は排気方
向、８はヒーター、９は上記円筒状の基体を回転するモ
ータ、１０はアース、１１は真空計、１２はメインバル
ブ、１３はリークバルブ、１４はシールド板、１５はマ
スフローコントローラーを示す。
上記のプラズマCVD装置の動作を簡単に説明する。
まず、真空チャンバー内に円筒状の基体２をセットし、
排気系７によってチャンバー内を真空にする。同時に基
体２をヒーター８によって加熱し、基体２をモータ９に
よって回転し、基体の温度分布を均一にする。この時、
ヒーターは固定されている。基体温度が一定になった
ら、ガス供給パイプ６から原料ガスを真空チャンバー内
に供給する。真空チャンバー内にガスが安定して供給さ
れている状態で１３．５６MHzの高周波電源５によりカ
ソード電極１に高周波電圧を印加し、アース接地された
基体２の間でグロー放電を発生させ、カソード電極１か
ら飛び出した電子のガス分子への衝突により、ガス分子
をラジカル反応させて基体上に堆積させ、基体２上に堆
積膜、例えばアモルファスシリコン膜を成膜する。
排気系７によってチャンバー内を真空にする。同時に基
体２をヒーター８によって加熱し、基体２をモータ９に
よって回転し、基体の温度分布を均一にする。この時、
ヒーターは固定されている。基体温度が一定になった
ら、ガス供給パイプ６から原料ガスを真空チャンバー内
に供給する。真空チャンバー内にガスが安定して供給さ
れている状態で１３．５６MHzの高周波電源５によりカ
ソード電極１に高周波電圧を印加し、アース接地された
基体２の間でグロー放電を発生させ、カソード電極１か
ら飛び出した電子のガス分子への衝突により、ガス分子
をラジカル反応させて基体上に堆積させ、基体２上に堆
積膜、例えばアモルファスシリコン膜を成膜する。
上記のような従来型のプラズマCVD装置において、堆積
した膜特性を左右するパラメーターとして、ガス流量、
高周波電力の入力の大きさ、真空度、基板温度等が代表
的なパラメーターとして挙げられる。しかしながら従来
型プラズマCVD装置においては上記パラメータを比較的
最適な条件に調整してもその装置構造に起因する膜特性
を劣化される要因を有している。
した膜特性を左右するパラメーターとして、ガス流量、
高周波電力の入力の大きさ、真空度、基板温度等が代表
的なパラメーターとして挙げられる。しかしながら従来
型プラズマCVD装置においては上記パラメータを比較的
最適な条件に調整してもその装置構造に起因する膜特性
を劣化される要因を有している。
すなわち、従来型プラズマCVD装置においては真空チャ
ンバーの壁体が通常はステンレス、アルミニウム等の金
属材で構成されその部分はアース状態にある。一方、対
向電極として設けたアノード電極である基体も通常はア
ース状態にある。この場合当然、アース状態にある真空
チャンバーの壁体も基体と同様にアノード電極としての
効果をもつ。このような従来型プラズマCVD装置におい
てプラズマ放電を発生させた場合、真空チャンバー全体
のプラズマ放電状態が均一ではなく、真空チャンバー上
下の壁体部分では、チャンバー中央部の放電状態とは異
なった放電が形成されてしまう。
ンバーの壁体が通常はステンレス、アルミニウム等の金
属材で構成されその部分はアース状態にある。一方、対
向電極として設けたアノード電極である基体も通常はア
ース状態にある。この場合当然、アース状態にある真空
チャンバーの壁体も基体と同様にアノード電極としての
効果をもつ。このような従来型プラズマCVD装置におい
てプラズマ放電を発生させた場合、真空チャンバー全体
のプラズマ放電状態が均一ではなく、真空チャンバー上
下の壁体部分では、チャンバー中央部の放電状態とは異
なった放電が形成されてしまう。
すなわち、高周波電力の入力側であるカソード電極に隣
接している真空チャンバー壁体の端部においては、特に
プラズマ放電の強度が強くなったり、その形状によって
はスパーク状の異常放電を起こす場合もある。
接している真空チャンバー壁体の端部においては、特に
プラズマ放電の強度が強くなったり、その形状によって
はスパーク状の異常放電を起こす場合もある。
上記のようにチャンバー全体の放電が不均一な場合は、
それは膜特性の不均一を形成してしまう。特に従来型プ
ラズマCVD装置においては基体長さ方向の膜質が均一で
ない欠点があった。
それは膜特性の不均一を形成してしまう。特に従来型プ
ラズマCVD装置においては基体長さ方向の膜質が均一で
ない欠点があった。
本発明の目的は従来型プラズマCVD装置の様なプラズマ
放電の不安定性、不均一を防止する事が出来、基体全体
にわたって膜特性が均一で良好な堆積膜を形成する事が
できるプラズマCVD装置を提供することにある。
放電の不安定性、不均一を防止する事が出来、基体全体
にわたって膜特性が均一で良好な堆積膜を形成する事が
できるプラズマCVD装置を提供することにある。
本発明によるプラズマCVD装置の特徴とするところは、
円筒状電極を有する真空チャンバーと、該真空チャンバ
ーの端部に金属からなる壁体を配し、前記円筒状電極と
対向して設けられた回転可能な対向電極との間に放電を
生起し、該対向電極上に堆積膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ装置において、前記円筒状電極と前記壁体との間に、
アース状態にある前記壁体と前記円筒状電極との間の放
電をシールドするための絶縁部材を配したことである。
円筒状電極を有する真空チャンバーと、該真空チャンバ
ーの端部に金属からなる壁体を配し、前記円筒状電極と
対向して設けられた回転可能な対向電極との間に放電を
生起し、該対向電極上に堆積膜を形成するプラズマＣＶ
Ｄ装置において、前記円筒状電極と前記壁体との間に、
アース状態にある前記壁体と前記円筒状電極との間の放
電をシールドするための絶縁部材を配したことである。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
上述のように、本発明によるプラズマCVD装置は、第１
図に示すようなの従来のプラズマCVD装置のカソード電
極１と、真空チャンバーの上下の壁体３との間にプラズ
マ放電の不均一を解消するための絶縁部材を配置したも
のでその代表的な一例を第２図に示す。第２図に示す本
発明の実施態様は、絶縁部材１６を配置した以外は第１
図に示す従来型のプラズマCVD装置の構成と同じである
ので、第１図に示すものと同じ部分は同じ符号によって
指示して、その詳細な説明は省略する。
図に示すようなの従来のプラズマCVD装置のカソード電
極１と、真空チャンバーの上下の壁体３との間にプラズ
マ放電の不均一を解消するための絶縁部材を配置したも
のでその代表的な一例を第２図に示す。第２図に示す本
発明の実施態様は、絶縁部材１６を配置した以外は第１
図に示す従来型のプラズマCVD装置の構成と同じである
ので、第１図に示すものと同じ部分は同じ符号によって
指示して、その詳細な説明は省略する。
第２図に示す実施態様において、カソード電極１の上下
に配置した絶縁部材１６はテフロン樹脂等の絶縁材料を
ドーナツ状に加工したもので、下側の絶縁部材にはガス
を排気するための穴が４個所に設けてある。この絶縁部
材１６は第１図に示す従来の装置における絶縁ガイシ４
とは異なり、カソード電極１の上下で真空チャンバーの
上下のアース状態にある壁体との放電を完全にシールド
してプラズマ放電の不均一を解消するように配置されて
いる。
に配置した絶縁部材１６はテフロン樹脂等の絶縁材料を
ドーナツ状に加工したもので、下側の絶縁部材にはガス
を排気するための穴が４個所に設けてある。この絶縁部
材１６は第１図に示す従来の装置における絶縁ガイシ４
とは異なり、カソード電極１の上下で真空チャンバーの
上下のアース状態にある壁体との放電を完全にシールド
してプラズマ放電の不均一を解消するように配置されて
いる。
次に本発明によって得られる効果を示すために、上記の
第２図に示すプラズマCVD装置を使用してシリコン膜の
形成を行なった実施例および第１図に示す従来のプラズ
マCVD装置を使用してシリコン膜の形成を行なった参考
例について説明する。
第２図に示すプラズマCVD装置を使用してシリコン膜の
形成を行なった実施例および第１図に示す従来のプラズ
マCVD装置を使用してシリコン膜の形成を行なった参考
例について説明する。
（実施例） まず真空チャンバー内に上下方向の長４０cmの円筒状Al
基体上に８０mm×３０mmの大きさの石英ガラス基板を長
さ方向に４枚とりつけた。排気系７によってチャンバー
内を真空にし、同時に基体２をヒーター８によって加熱
し基体２をモータ９に連結された回転軸によって回転し
ながら基体２の温度が２５０℃になる様にコントロール
した。この時ヒーターは固定されている。基体温度が一
定になったら原料ガス供給パイプ６からシランガスをマ
スフローコントローラ１５で３００sccmにコントロール
しながら真空チャンバー内に供給した。真空チャンバー
内にガスが安定して供給されている状態で１３．５６MH
zの高周波電源５により、カソード電極１に高周波電圧
を印加し、アース接地された基体２の間でグロー放電を
発生させた。この時の放電電力は０．１８Ｗ／cm2とし
た。グロー放電を２０分間行ない基体上にシリコン膜の
堆積を終了した。基体温度が室温まで冷却した後、石英
ガラス基板を取り出し、基体上部から下部に向けて順次
に、試料、試料２、試料３、試料４とした。これら４枚
の膜厚を測定した後、導電率測定様のアルミニウムくし
形電極をそれぞれ蒸着し、導電率の測定を行なった。膜
厚および導電率の測定結果を第３図に示す。第３図中、
Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ、上記試料の光導電率、膜
厚および暗導電率を示す。
基体上に８０mm×３０mmの大きさの石英ガラス基板を長
さ方向に４枚とりつけた。排気系７によってチャンバー
内を真空にし、同時に基体２をヒーター８によって加熱
し基体２をモータ９に連結された回転軸によって回転し
ながら基体２の温度が２５０℃になる様にコントロール
した。この時ヒーターは固定されている。基体温度が一
定になったら原料ガス供給パイプ６からシランガスをマ
スフローコントローラ１５で３００sccmにコントロール
しながら真空チャンバー内に供給した。真空チャンバー
内にガスが安定して供給されている状態で１３．５６MH
zの高周波電源５により、カソード電極１に高周波電圧
を印加し、アース接地された基体２の間でグロー放電を
発生させた。この時の放電電力は０．１８Ｗ／cm2とし
た。グロー放電を２０分間行ない基体上にシリコン膜の
堆積を終了した。基体温度が室温まで冷却した後、石英
ガラス基板を取り出し、基体上部から下部に向けて順次
に、試料、試料２、試料３、試料４とした。これら４枚
の膜厚を測定した後、導電率測定様のアルミニウムくし
形電極をそれぞれ蒸着し、導電率の測定を行なった。膜
厚および導電率の測定結果を第３図に示す。第３図中、
Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ、上記試料の光導電率、膜
厚および暗導電率を示す。
（参考例） 第２図に示す絶縁部材１６を除く以外は実施例と同じ第
１図に示す装置で、上記の実施例と同じ条件で同様にシ
リコン膜を堆積し、実施例と同様の方法で膜特性の評価
を行なった。その結果を第３図に示す。第３図中Ａ′，
Ｂ′およびＣ′は、それぞれ、上記実施例と同様の試料
における光導電率、膜厚および暗導電率を示す。
１図に示す装置で、上記の実施例と同じ条件で同様にシ
リコン膜を堆積し、実施例と同様の方法で膜特性の評価
を行なった。その結果を第３図に示す。第３図中Ａ′，
Ｂ′およびＣ′は、それぞれ、上記実施例と同様の試料
における光導電率、膜厚および暗導電率を示す。
第３図からわかるように、第２図に示す装置において
は、得られた光導電率、膜厚、暗導電率はいずれも試料
１、２、３、４について殆んど変化がないが、第１図に
示す従来の装置では、試料１、２、３、４において光導
電率、膜厚、暗導電率ともに相当に変動している。
は、得られた光導電率、膜厚、暗導電率はいずれも試料
１、２、３、４について殆んど変化がないが、第１図に
示す従来の装置では、試料１、２、３、４において光導
電率、膜厚、暗導電率ともに相当に変動している。
なお、上記の実施例ではチャンバー壁体とカソード電極
との間に絶縁部材を配置したが、例えばチャンバー壁自
体を絶縁部材で構成したり、あるいは、絶縁処理をほど
こす等によっても同様の効果を達成することができる。
絶縁部材の材料としては、テフロン樹脂を代表とする耐
熱性樹脂、アルミナ、セラミック等が代表的なものとし
て挙げられる。
との間に絶縁部材を配置したが、例えばチャンバー壁自
体を絶縁部材で構成したり、あるいは、絶縁処理をほど
こす等によっても同様の効果を達成することができる。
絶縁部材の材料としては、テフロン樹脂を代表とする耐
熱性樹脂、アルミナ、セラミック等が代表的なものとし
て挙げられる。
以上の実施例および参考例における膜特性の評価からわ
かるように、本発明によるプラズマＣＶＤ装置において
は、円筒状電極と真空チャンバー端部の金属壁体との間
に、アース状態にある金属壁体と前記円筒状電極との間
の放電をシールドするための絶縁部材を配した構成であ
るため、円筒状電極と金属壁体との間の放電が抑えら
れ、プラズマ放電の不安定性、不均一性を防止すること
ができ、基体上に全体に亘って特性が均一で良質な堆積
膜を安定して形成することができるものであり、したが
って、本発明は、従来装置に較べ導電率測定結果S/N比
も大きく膜特性の均一化を達成するという大きな効果を
有する。
かるように、本発明によるプラズマＣＶＤ装置において
は、円筒状電極と真空チャンバー端部の金属壁体との間
に、アース状態にある金属壁体と前記円筒状電極との間
の放電をシールドするための絶縁部材を配した構成であ
るため、円筒状電極と金属壁体との間の放電が抑えら
れ、プラズマ放電の不安定性、不均一性を防止すること
ができ、基体上に全体に亘って特性が均一で良質な堆積
膜を安定して形成することができるものであり、したが
って、本発明は、従来装置に較べ導電率測定結果S/N比
も大きく膜特性の均一化を達成するという大きな効果を
有する。
第１図は従来のプラズマCVD装置の一例を示す概略図、
第２図は本発明に係るプラズマCVD装置の一実施態様を
示す概略図、第３図は第１図および第２図に示す装置に
よってシリコン膜を形成した時の膜特性の比較評価の結
果を示す図である。 １……真空チャンバーを構成しているカソード電極、 ２……カソード電極に対向する対向電極たるアノード電
極を構成している基体、 ３……真空チャンバー壁体、 ４……絶縁がいし、５……高周波電源、 ６……原料ガス供給パイプ、 ７……排気方向、８……ヒーター、 ９……モーター、１０……アース、 １１……真空計、 １２……ガス排気メインバルブ、 １３……リークバルブ、１４……シールド板、 １５……マスクローコントローラー、 １６……絶縁部材。
第２図は本発明に係るプラズマCVD装置の一実施態様を
示す概略図、第３図は第１図および第２図に示す装置に
よってシリコン膜を形成した時の膜特性の比較評価の結
果を示す図である。 １……真空チャンバーを構成しているカソード電極、 ２……カソード電極に対向する対向電極たるアノード電
極を構成している基体、 ３……真空チャンバー壁体、 ４……絶縁がいし、５……高周波電源、 ６……原料ガス供給パイプ、 ７……排気方向、８……ヒーター、 ９……モーター、１０……アース、 １１……真空計、 １２……ガス排気メインバルブ、 １３……リークバルブ、１４……シールド板、 １５……マスクローコントローラー、 １６……絶縁部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/0248
Claims (3)
- 【請求項１】円筒状電極を有する真空チャンバーと、該
真空チャンバーの端部に金属からなる壁体を配し、前記
円筒状電極と対向して設けられた回転可能な対向電極と
の間に放電を生起し、該対向電極上に堆積膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置において、 前記円筒状電極と前記壁体との間に、アース状態にある
前記壁体と前記円筒状電極との間の放電をシールドする
ための絶縁部材を配したことを特徴とするプラズマＣＶ
Ｄ装置。 - 【請求項２】前記対向電極は、回転可能に設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズ
マＣＶＤ装置。 - 【請求項３】前記絶縁部材は、テフロンで構成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズ
マＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121759A JPH0615716B2 (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121759A JPH0615716B2 (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013074A JPS6013074A (ja) | 1985-01-23 |
| JPH0615716B2 true JPH0615716B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=14819179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58121759A Expired - Lifetime JPH0615716B2 (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615716B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61183469A (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-16 | Toshiba Corp | 成膜装置 |
| US20230029787A1 (en) * | 2020-01-06 | 2023-02-02 | Central Glass Company, Limited | Metal material, method of producing metal material, method of passivating semiconductor processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and method of manufacturing filled container |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5752112U (ja) * | 1980-09-11 | 1982-03-25 | ||
| JPS5889943A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-28 | Canon Inc | プラズマｃｖｄ法 |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP58121759A patent/JPH0615716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6013074A (ja) | 1985-01-23 |
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