JPH0828336B2 - 光励起化学蒸着式薄膜形成装置 - Google Patents

光励起化学蒸着式薄膜形成装置

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JPH0828336B2
JPH0828336B2 JP4345269A JP34526992A JPH0828336B2 JP H0828336 B2 JPH0828336 B2 JP H0828336B2 JP 4345269 A JP4345269 A JP 4345269A JP 34526992 A JP34526992 A JP 34526992A JP H0828336 B2 JPH0828336 B2 JP H0828336B2
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正 石田
三郎 木村
昭一 望月
繁治 田村
敏行 三原
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工業技術院長
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光励起・化学蒸着(ch
emical vapor deposition,CVD) 法により基板の表面
に薄膜を形成する薄膜形成装置に関する。光励起CVD
法による薄膜形成装置においては、反応室の光照射窓を
遮蔽している透明板の内面にも原料ガスの反応による生
成物が付着し、透明板が曇る。このため、光の透過が悪
くなり反応が低下する。かくして、CVD法式薄膜形成
装置では、透明板の曇りを防止することが望まれる。
【0002】
【従来の技術】従来、この種装置の透明板の曇りを防ぐ
方策としては、(I) 透明の高分子フィルムにより光照射
窓の透明板内面側を覆い、該フィルムを巻き送るもの
(特開昭56−35425)、(II)溶融石英の多孔質板
を、光照射窓の透明板と間隙をおいて反応室内に配置
し、その間隙に原料ガスと反応しない不活性ガスを導入
し、これを石英多孔質板の細孔を通じ反応室内に流入さ
せるものが提案されている。しかしながら、(I) による
場合は高分子フィルムの反応室側の面が原料ガスの反応
による生成物の付着で短時間の内に曇り、(II)による場
合も石英多孔質板の反応室側の面が生成物の付着で
((I) より時間的には長いが)短時間の内に曇り、基板
に対する薄膜形成が行なわれない程に光の透過率が低下
し、曇り防止効果が十分でない。更に、拡散する原料ガ
スは、(I) では高分子フィルムと透明板との間の隙間、
(II)では石英多孔質板の細孔を通って透明板に達し、い
ずれの方法による装置も光照射窓の透明板に曇りが生じ
る。このような理由から、従来装置の光照射窓は大きく
ても実用的には約10cm以下の小径とすることを余儀
なくされている実情にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、光励起CVD法により基板の表面に薄膜を形成す
るための薄膜形成装置において、反応室の光照射窓の光
透過性を長時間に亘って維持し得るようにすることにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するため、光励起による化学反応で基板表面に薄膜
を形成する装置において、それの光照射窓を気密下に遮
蔽する透明板の内面近傍の反応室の領域に、全面的に細
孔が略均等に分布された透明のフィルムにより光照射窓
と反対側を遮蔽されたチャンバが前記反応室と区画され
て形成され、該チャンバに、前記透明板の側へ開いた多
数の噴射口を有する不活性ガス導入パイプが設けられて
いることを特徴とする。
【0005】更に、本発明は、光励起による化学反応で
基板表面に薄膜を形成する装置において、それの光照射
窓を気密下に遮蔽する透明板の内面近傍の反応室の領域
に、各々に全面的に細孔が略均等に分布された透明のフ
ィルムにより光照射窓と反対側を遮蔽されたチャンバが
前記反応室と区画されて多重的に複数形成され、それら
チャンバの少なくとも光照射窓に最寄りのチャンバに不
活性ガス導入パイプが設けられていることを特徴とす
る。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施態様を示す添付図面を参
照して、本発明を説明する。図1、図2及び図3は順
次、光励起CVD装置の概略的な断面図、図1のX−
X′線に沿う断面図、図1の矢印Y方向からの矢視図で
ある。
【0007】光励起CVD装置は、反応室(1)を備
え、該反応室の上面には外部光源からの光を受入れるた
めの窓(2)が設けられている。窓(2)には、合成石
英のプレートによる透明板(3)が装着され、周縁部を
シーリング(12)により気密下にシールされている。
窓(2)の上方には光源としての低圧水銀ランプ(L)
が配置されている。
【0008】反応室(1)の上部、すなわち、透明板
(3)に面する反応室(1)の領域には、透明板(3)
と、窓(2)周縁部付近から下方に延びる筒体(6)
と、筒体(6)の下端開口を覆う透明のフィルム(5)
とにより囲まれたチャンバ(P)が形成されている。フ
ィルム(5)はUV光に対し光透過性を有するテフロン
(登録商標)等の高分子フィルムを使用すればよい。フ
ィルム(5)は、反応室(1)内のペイオフリール
(W′)から筒体(6)の下端開口の箇所を経て巻取リ
ール(W)へ巻き取られるようになっている。フイルム
(5)には、全面に細孔が均等に分布して穿孔されてい
る(図3の拡大図)。フィルム(5)と筒体(6)下端
開口との気密性を少しでも保つように、フィルム(5)
を筒体(6)に押圧する弾性部材を有する公知のローラ
ーを使用することが好ましく、また、フィルム(5)の
巻送りのための係合孔(15)が該フィルム幅方向両側
に設けられる(図3)ことが好ましい。
【0009】チャンバ(P)内には、ヘリウム等の不活
性ガス又は反応室で行なわれる光励起CVDとは反応し
ないガス、例えば窒素等(本明細書では、これらガスを
不活性ガスという)を導入するためのパイプ(4)が設
けられている。パイプ(4)の先端部は、チャンバ
(P)内において、透明板(3)と適当な間隔をおいて
且つ該板の可及的全面に亘るように該板に沿い弯曲した
形とされ、噴射口(14)が適当な間隔で配置されてい
る(図2参照)。前記パイプの先端は閉じられており、
噴射口(14)は、透明板(3)の側に向けられてい
る。前記パイプの形状としては、蛇行(S字)形、渦巻
き形等が採用され得る。また、パイプ(4)の径は、透
明板(3)の大きさに比較して小さいものを使用するの
が好ましい。
【0010】反応室(1)において、透明板(3)の下
方にはヒータ付の基板取付台(9)が設けられている。
基板取付台(9)のヒーターは必要に応じて使用され
る。反応室(1)は図外の供給源から反応ガスもしくは
原料ガスを送り込むためのパイプ(7)、(8)及びガ
ス排出口(11)を有する。
【0011】ランプ(L)から発せられた光は、透明板
(3)、透明フィルム(5)を通って反応室内の基板
(10)に照射される。このため、反応室内に存在する
原料ガスが化学反応を励起され、これによる生成物(酸
化錫)の薄膜が反応室内の基板(10)の表面に形成さ
れる。
【0012】一方、不活性ガスがパイプ(4)を通って
該パイプの噴射口(14)からチャンバ(P)内に噴射
される。その噴出した不活性ガスは透明板(3)に吹付
けられ、透明板(3)の内面側を不活性ガスで覆う。ま
た不活性ガスは、透明板(3)内面に当たって反射し、
該透明板の下方のフィルム(5)の側に向かうガス流れ
を形成し、フィルム(5)の面に均一に分布した多数の
細孔から噴出し、反応室(1)に対しチャンバ(P)を
不活性ガスで実質的に遮断する。このため、反応室
(1)内からチャンバ(P)内へ原料ガスが拡散するこ
とが阻止される。
【0013】上述した薄膜形成装置が長時間に亘り、拡
散する原料ガスのフィルム(5)への接触で、該フィル
ムの反応室側の面に曇りが生じたときには、リール
(W)、(W′)によりフィルム(5)を巻送って、新
しいフィルムを透明板(3)下方に対向させればよい。
そのようにすると、フィルム(5)の光透過性が回復し
反応室(1)へ照射される光の透過率の低下が防止され
る。
【0014】図4には、複数の、例えば2枚のフィルム
(5)、(51)を有する装置の実施例が断面図により
示されている。図4で図1と同符号は同部分を示してい
る。該装置の反応室(1′)には、光受入れのための窓
(2)の周囲縁部付近から下方に延びた(6)の外側に
これを囲んで筒体(61)が更に配置されている。該筒
体(61)の下端開口もフイルム(5)と同様なフィル
ム(51)で覆われ、そのフィルム(51)は、同様に
ペイオフリール(W2)、巻取リール(W2′)により
巻送り可能とされている。チャンバ(P)の外側は更
に、筒体(61)及びフィルム(51)により包囲され
てチャンバ(P′)が形成されている。フィルム(5
1)にも、前記実施例と同じように細孔が略均等な分布
で設けられている。チャンバ(P)には、外部から不活
性ガスが送り込まれる。この場合、反応室内で拡散する
原料ガスは、二重に配置されたフィルム(5)、(5
1)の細孔から噴出される不活性ガスにより各々阻ま
れ、チャンバ(P)への侵入防止効果が更に良くなる。
これにより、透明板(3)内面の曇りはより十分に防止
される。また、フィルム(5)、(51)は各々巻送り
により新しいフィルム面をチャンバ(P)、(P′)の
個所に位置させ得るので、光の透過を長時間に亘って良
好に維持することができる。この場合、不活性ガス導入
のためのパイプ(4)は、チャンバ(P)内に透明板
(3)の下まで入り込んで設けられなくてもよい。
【0015】以上述べたいずれの実施例においても、透
明板への原料ガスの拡散が効果的に防止され得るため、
従来より大径の光照射窓に設けられた透明板について曇
りを防止することが可能である。このことは、大面積の
薄膜、又はより厚みの大きい薄膜の形成に好都合であ
る。
【0016】実 験 例 1 図1に示した本発明の実施例に係る装置において、反応
室の透明板の曇りを防止する能力について実験を行なっ
た。
【0017】装置の本体(A)は直径30cm高さ20
cmの円筒形をなすステンレス製容器、透明板は直径1
0cmの合成石英、光源として200Wの低圧水銀ラン
プ(光の波長は185nmと254nm)を各々使用し
た。原料ガスとしてはテトラメチル錫[Sn(CH
](以下、TMTと略す)及び酸素(内、5%はオゾ
ン)を使用し基板上に酸化錫の薄膜を形成させた。不活
性ガスとしてはヘリウムガスを使用した。フィルム
(5)面の細孔は直径0.1mmとし、フィルム面の縦
横に1mm間隔で均等な分布により設けた。フィルム
(5)は、停止したままである。
【0018】反応室(1)内を真空ポンプにより減圧
し、ガス排気口(11)から外部に排気する一方、ヘリ
ウムガスをパイプ(4)先端部の噴射口(14)から噴
出させた。本実験においては、原料ガスの導入量の測定
は、真空計の示す真空度の増加により行なった。すなわ
ち、TMTの供給装置のバルブを開くと、TMTの蒸発
ガスが真空状態の反応室に送られて反応室内の真空度が
変化することを利用し、該ガスの導入により真空度を
0.1〜0.5Torr程度変化させた。その後は原料ガス
の導入量を一定に保つため、アルゴンガスを10cc/
min程度TMTのキャリヤーガスとして流した。酸素
ガスとヘリウムガスは各々、反応室(1)内の真空度が
1Torr、9Torr増加するように導入した。
【0019】以上の条件により実験を行なった結果、3
時間で約0.3μm(基板温度100℃)及び約4.0
μm(基板温度400℃)の透明導電膜が各々形成され
た。そして、本実験においては、透明板(3)の曇り具
合を実験後に調べるために透明板(3)の内面側を覆っ
てフィルム(5)と同じ高分子フィルムを設けた(実際
の装置においては不要)。しかしながら、このように2
枚の高分子フィルム(各厚みは12μm)を光の通過経
路に配置しても基板(10)上の成膜速度の低下がない
光の透過が行なわれることが確められた。
【0020】実 験 例 2 本発明者らは、比較例として、以下の方法A,Bにより
薄膜形成の実験を行なった。この実験においては、原料
ガスとしてTMT及び酸素(内、5%はオゾン)を使用
し、直径10cmの合成石英製の透明板から反応室内の
基板へ低圧水銀ランプ[200W]の光を照射した。
【0021】透明板(3)の反応室(1)側に向いた表
面を高分子のフィルムにより覆う場合(方法A)、この
フィルム表面には、反応開始後10分位で略光を透過し
ない程度の膜が形成され曇りが発生した。
【0022】図1に示す装置において、フィルム(5)
を除去した場合(方法B)、透明板(3)の反応室側に
向いた表面は、反応開始後2時間位で略光を透過しない
程度の膜が形成され曇りが発生した。
【0023】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明に係る薄膜形成装置は、長時間に亘って光照射窓
の透明板の曇りを防ぎ、反応室に対する良好な光透過性
を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る光励起CVD装置を概略
的に示す断面図である。
【図2】図1のX−X′線に沿う断面図である。
【図3】図1の矢印Y方向から視た平面図である。
【図4】本発明の他の実施例の概略的な断面図である。
【符号の説明】 1 反応室 1′ 反応室 2 窓 3 透明板 4 パイプ 5 フィルム 51 フィルム 9 基板取付台 10 基板 11 ガス排気口 14 噴射孔 L 低圧水銀ランプ W リール W′ リール P チャンバ A 本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−270776(JP,A) 特開 昭56−35425(JP,A) 特開 昭63−50476(JP,A) 特開 昭63−114972(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光励起による化学反応で基板表面に薄膜
    を形成する装置において、それの光照射窓を気密下に遮
    蔽する透明板の内面近傍の反応室の領域に、全面的に細
    孔が略均等に分布された透明のフィルムにより光照射窓
    と反対側を遮蔽されたチャンバが前記反応室と区画され
    て形成され、該チャンバに、前記透明板の側へ開いた多
    数の噴射口を有する不活性ガス導入パイプが設けられて
    いることを特徴とする光励起化学蒸着式薄膜形成装置。
  2. 【請求項2】 光励起による化学反応で基板表面に薄膜
    を形成する装置において、それの光照射窓を気密下に遮
    蔽する透明板の内面近傍の反応室の領域に、各々に全面
    的に細孔が略均等に分布された透明のフィルムにより光
    照射窓と反対側を遮蔽されたチャンバが前記反応室と区
    画されて多重的に複数形成され、それらチャンバの少な
    くとも光照射窓に最寄りのチャンバに不活性ガス導入パ
    イプが設けられていることを特徴とする光励起化学蒸着
    式薄膜形成装置。
  3. 【請求項3】 反応室の所要領域を区画するチャンバに
    おける透明のフィルムが巻き送り可能なものであること
    を特徴とする請求項1又は2に記載の装置。
JP4345269A 1992-11-30 1992-11-30 光励起化学蒸着式薄膜形成装置 Expired - Lifetime JPH0828336B2 (ja)

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