JPS58197262A - 量産型真空成膜装置及び真空成膜法 - Google Patents

量産型真空成膜装置及び真空成膜法

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JPS58197262A
JPS58197262A JP57081261A JP8126182A JPS58197262A JP S58197262 A JPS58197262 A JP S58197262A JP 57081261 A JP57081261 A JP 57081261A JP 8126182 A JP8126182 A JP 8126182A JP S58197262 A JPS58197262 A JP S58197262A
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    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • C23C14/566—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases using a load-lock chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • 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
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は量産型真空成膜装置に関する。
薄膜製造法の一つとして、近年脚光を浴びているものに
プラズマＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ＶａｐｏｒＤｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ　）法がある。この方法は反応室を高
真空に減圧し、原料ガスを反応室に供給した後グロー放
電によって原料ガスを分解し、反応室内に配置された基
板上に薄膜を形成する方法で、例えば非晶質硅素膜の生
成に応用されている。この方法でシランガス（ＳｉＨ４
）を原料ガスとして作成した非晶質硅素膜は、非晶質硅
素の禁止帯中に存在する局在準位が比較的少なく、置換
型不純物のドーピングによシ、価電子制御が可能であり
、電子写真感光体としても優れた特性が有する本のが得
られ、熱い期待が寄せられている。
ところで、例えば電子写真感光体は、所謂円筒型の成膜
用基体上に、光導電層を設けたものが一般的であるが、
プラズマＣＶＤによって円筒型の電子写真感光体を作成
する場合、単一の真空槽から成る、いわゆるバッチ型プ
ラズマＣＶＤ装置が知られている。
この種のプラズマＣＶＤ装置の構造は、例えば第１図に
示す様な構成となっている。
すなわち、真空槽本体１０、及びそのフタ１より成る真
空槽の内部に高周波を印加する円筒型電極及び接地され
た対向電極としての円筒型基体３から構成されている。
円筒型基体３は内部より加熱ヒーター４により加熱され
、５は円筒型基体３を回転させる為の回転軸であシ、６
はプラズマを反応炉内にとじ込める為の円筒型シールド
、９は真空槽１０を排気する排気系、８Ｆｉ反応炉内に
原１１ガスを導入する為のガス導入系である。
この様な装置に依って円筒型基体３にプラズマＣＶＤ膜
、例えば非晶質硅素を成膜するには次の様な工程がとら
れている。
即ち、真空槽１０のフタ１を開け、円筒型基体３を回転
軸５に固定し真空槽１０の７りｌを閉じ、排気系９によ
り真空槽１０の内部を所望の真空圧にする。同時に加熱
ヒーター４により、円筒基体３を例えば２００°Ｃ〜３
００°Ｃ程度に加熱する。加熱温度が安定した状態でガ
ス導入系８よシ原料ガスを真空槽１０内に導入する。導
入ガス量を調整して、真空槽１０内の圧力を適当に保ち
、高周波電極２に電源７よシ高周波を印加すると、円筒
型シールド６によシ囲まれた空間にプラズマが発生し、
それによジシラン等の原料ガスが放電分解されて、非晶
質硅素が円筒型基体３の表面に堆積する。適当な膜厚に
なった後、放電及び原料ガスの導入を止め、更に加熱ヒ
ーター４を切って、円筒型基体３が冷却するまで待つ。
しかる後、真空槽１０内をリークし、真空槽１０のフタ
１を開き、円筒型基体３を取り出す。
この成膜工程に於て、最初の真空・加熱工程に通常３０
分〜１時間、成膜工程に（膜成長速度がＩＯＡ／ｓｅｅ
程度とし、最終膜厚を１０μと仮定した場合）約３時間
、冷却に１時間〜２時間程度を要す。１本の円筒型基体
に成膜する為に、最大６時間程度を要する事となり、生
産効率が悪い。
一方、非晶質硅素膜をプラズマＣＶＤで作成する場合、
ポリシランと呼ばれる副生成物が生じ、これは微細な粉
体状を成している。又、１０μ程度の厚膜を形成した場
合、炉をとり囲む円筒型シールド、及び高周波電極等に
も膜が形成され、これらの膜は、数回成膜工程を繰シ返
す事によシ、ハガして来て細片となる。これらは真空槽
内をリークする時、及び基体を入れ排気する場合、内部
の気体の流動により舞い上り、基体表面を汚す事になシ
、製品の品質を低下させる原因となっている。
これらの粉の影響を出来るだけ少なくする為に、反応炉
は成膜終了時毎に、分解掃除をする必要が従来はあった
。
本発明は、上記の諸点に鑑み成されたものであって、高
品質の大面積膜を短時間に連続的且つ安定的に生産し得
る量産型真空成膜装置を提供することを主たる目的とす
る。
本発明の量産型真空成膜装置は、内部を減圧にし得る基
体設置ステージ、該基体設置ステージに隣接し、内部を
減圧にし得る中継ステージ、該中継ステージの下方に位
置し、該中継ステージから独立して内部を減圧にし得、
且つ装置本体より脱着可能な成膜ステージとを有する事
を特徴とする。
以下、図面に従って本発明を具体的に説明する。
第２図は本発明の量産型真空成膜装置の好適な実施態様
例の主要部分の基本構成を示しだもので、これに従って
円筒型基体表面上に成膜処理を行う場合に就て説明する
。
１１は円筒型基体４１を所定位置に設置する為の取り入
れ室（基体設置ステージ）で、扉１５を開けて円筒型基
体４１の複数が固定治具１６に固定される。
扉１５を閉めて排気系３１により所望圧まで減圧にし、
同時に基体加熱ヒーター２４によシ、円筒型基体４１を
例えば５０〜４００°Ｃ１好ましくは２００〜３００°
Ｃ程度に加熱する。温度が十分安定した後、搬送手段１
７によシ、排気系４２で所望の真空圧に保たれた中継室
（中継ステージ）１２に中間のゲートパルプ１９を開け
て、円筒型基体４１を移動する。移動後にゲートパルプ
１９を閉め、、円筒型基体４１と同数のゲートパルプ２
９を開け、上下動手段１８によシ円筒型基体４１を降下
させ、複数の反応炉（成膜ステージ）１４内に円筒型基
体４１の夫々を移動させる。
駆動源３７により回転可能な円筒型基体用受け治具２７
上に円筒型基体４１を固定した後、上下動手段１８はも
との位置にもどる。
ゲート２９を閉じだ後、反応炉１４の排気系３２及びシ
ラン等の膜形成用の原料ガスの導入系３４により、反応
炉１４の内部圧力を適当に調整し、高周波電源３３によ
シミ極２６に高周波電圧を印加し、反応炉１４内に放電
を生じせしめる。この放電により、原料ガス導入系３４
で導入したシラン等の原料ガスを分解し、円筒型基体４
１表面に非晶質硅素膜等を成膜させる。
その際円筒型基体４１は、加熱ヒーター２８によシ内部
より加熱し、かつ駆動源３７により回転し、膜厚の均一
化を計る。放電によって生ずるプラズマは、電気的シー
ルド２５により反応炉１４内にとじ込められる。
成膜工程の終了後、原料ガスの導入を止め、ゲートパル
プ２９を開けて、上下動手段１８により、成膜された複
数の円筒型基体４１は中継室１２に引き上げられ、その
後ゲートパルプ２９は閉じられる。更にゲートパルプ２
０を開け、取り出し室（基体取り出しステージ）１３に
、搬送手段２１を使って、成膜された円筒型基体４１を
移動させる。移動終了後ゲートパルプ２゜は閉じられる
。取り出し室１３に移動した円筒型基体４１は冷却手段
３６により冷却された冷却板２３により、所定の温度ま
で下げられる。
しかる後、リークパルプ３９を開き、取シ出し室１３内
を外気と通じさせ、その後取り出し扉２２を開けて、成
膜された円筒型基体４１を外部に取り出す。
取り出し室１３は、その後リークパルプ３９及び扉２２
を閉め排気系３６により所望の真空圧に排気しておく。
第２図に示す装置に於いては、成膜後の反応炉１４は反
応炉１４のリークパルプ４０を開ける事によシ外気を導
入し、しかる後ゲートパルプ２９の下から取りはずし清
掃する事が可能である。
これらの動作を繰シ返す事により多数の円筒基体に連続
的に成膜する事が可能となる。
本発明に於いては、成膜する為の反応炉は１つ以上あシ
、特に複数の場合には、同時に多数の円筒型基体に成膜
する事が出来、またそれぞれの反応炉に異なる原料ガス
導入系、高周波電源、排気系等を備える事により、異な
った膜を夫々別々Ｋまたは、異なった膜の多層構成の膜
を並行して作る事も可能である。
また複数の反応炉がある場合、一部の反応炉が故障した
際でも残シの正常な反応炉を使用して、本装置を稼動さ
せる事が出来る為、本装置の稼動率も優れたものとする
事ができる。
更に、反応炉のスペアを用意しておけば、反応炉の清掃
時に、既に清掃済みのものと交換する機構を備えておけ
ば、本装置の稼動率を更に高める事が出来る。
第３図及び第４図には、本発明の別の好適な実施態様例
が示される。
第３図に示す装置例に於いては、第２図に示す装置の取
り入れ室１１及び中継室１２、及び取シ出し室１３を第
３図の５１に示す様に１つの真空槽とし、円筒型基体５
０は真空槽５１のフタロ２を上下動手段６３により上昇
させ、回転可能な取抄付治具５３に固定し、フタロ２を
閉めリークパルプ６４を閉じて、排気系６１により高真
空にする。その際同時に加熱ヒーター５５で円筒型基体
５０を加熱する。適当な温度に達したら、回転手段５２
を回転させ、反応炉５７上のステージに円筒型基体５０
を移動させる。ゲートバルブ５６を開け、上下動手段６
５を使用して反応炉５７内に円筒型基体５０を設置する
。円筒型基体５０が設置された後、上下動手段６５は上
方に移動して真空槽５１内へにげ、ゲートパルプ５６が
閉じられる。成膜は第２図に示した装置の場合と同様に
行ない、成膜完了後ゲートパルプ５６を開け、上下動手
段５２により真空槽５１内に成膜された円筒型基体５゜
を引き上げる。しかるのち、回転手段５２を回転させ、
冷却ステージ５４に円筒型基体５０を移動させる。冷却
完了後、リークパルプ６４を開け、上下動手段６３によ
り、真空槽５１のフタロ２を開ける。その時冷却した成
膜済みの円筒型基体５０を取シはすすと同時に、新らた
に成膜する為の円筒基体５０を取りつける。これらの動
作を繰り返す事により、第２図に示した装置と同様な効
果を達成することが出来る。
第３図の装置の場合も成膜する為の反応室は複数設ける
ことが出来、この際の効果も第３図の場合と同等である
。
本発明の装置に於いては、第５図に示す様に中継室７２
と複数の反応炉７５を１ユニツトとし、多数のユニット
を基体取り入れ室７１と基体取り出し室７３の間に狭む
事によシ、それぞれ異なる原料ガスを各ユニットの反応
炉内に導入して成膜することにより基体上に多層構成の
膜を形成する事も可能である。
更に本発明は非晶質硅素膜を形成する場合について述べ
て来たが原料ガスとして、（ＳｉＨ４＋Ｃ２Ｈ４）等を
使用してＳｉＣ膜を、ＧｅＬを使用してＧｅ膜を、（Ｓ
ｉＬ　＋　Ｎ’ｌＨ３）を使用してＳｉ、Ｎ、膜を、（
５ＩＨＪ　十〇ｔ　）を使用してＳｉｎ、膜、（Ａ７１
ＣＩｓ　”　０２　）を使用してＡへ０３膜等も形成で
きる。また各膜にＰＨ，やＢ、Ｈ，等のガスを混合して
、伝導性を支配する不純物が導入された膜も形成出来る
。
また以上の例に於ける搬送手段も１例を記したにすぎず
、一般に用いられている各種の方式の基体搬送手段を採
用することが出来る。
本発明の主なる効果を以下に記す。
（１）真空加熱工程、成膜工程、冷却工程が並行処理出
来る。
（２）基体を固定する取り入れ室と成膜室が分離してお
り、反応炉のホコリを基体に付着させる心配がない。
（８）反応炉は、それぞれ分離が可能で、成膜時毎に清
掃する事が可能で膜の品質を安定化できる。
（４）反応炉は基本的な構成が、従来のパッチ型のもの
とほぼ同等々ものが使用出来る為、装置の信頼性が高い
。
（５）反応炉の構造が単純で、清掃作業が楽である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来例の模式的説明図、第２図は、本発明の
好適な実施態様例の模式的説明図、第３図及び第４図は
、夫々別の好適な実施態様例を説明する為の模式的説明
図、第５図は、もう１つの好適な実施態様例を説明する
為の模式的説明図である。 １、真空槽のフタ ２、放電電極 ３、円筒型基体 ４、　加熱ヒーター ５、基体受は治具 ６、　シールド ７、高周波電源 ８、原料ガス導入系 ９、排気系 １０、真空槽本体 １１、基体取り入れ室 、１２．中継室 １３、基体取シ出し室 １４、反応炉 １５．２２扉 １６、基体固定治具 １７．２１．　　搬送手段 １８、上下動手段 １９、２０．２９．　　ゲートバルブ ２３、冷却板 ２４、２８．　　加熱ヒーター ３０、　　ヒーター電源 ３１、３２．３５．４２．　　排気系 ３３、高周波電源 ３４、原料ガス導入系 ３６、冷却機 ３８、３９．４０．　　リークパルプ ４１、　　円筒基体 ５１、真空槽 ５２、回転系 ５３、基体固定治具 ５４、冷却板 ５５、　　加熱ヒーター ５６、　　ゲートパルプ ５７、反応炉 ６１．排気系 ６２、真空槽フタ ロ３、　　フタ上下動手段 ６４、　　リーク弁 ６５、基体上下動手段 出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内部を減圧にし得る基体設置ステージ、該基体設置ステ
    ージに降接し、内部を減圧にし得る中継ステージ、該中
    継ステージの下方に位置し、該中継ステージから独立し
    て内部を減圧にし得、且つ装置本体より脱着可能な成膜
    ステージとを有する事を特徴とする量産型真空成膜装置
    。
JP57081261A 1982-05-13 1982-05-13 量産型真空成膜装置及び真空成膜法 Granted JPS58197262A (ja)

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