JPS6312138B2 - - Google Patents

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JPS6312138B2
JPS6312138B2 JP59039896A JP3989684A JPS6312138B2 JP S6312138 B2 JPS6312138 B2 JP S6312138B2 JP 59039896 A JP59039896 A JP 59039896A JP 3989684 A JP3989684 A JP 3989684A JP S6312138 B2 JPS6312138 B2 JP S6312138B2
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JP
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container
substrate
processing
chamber
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Yasutomo Fujama
Kyosuke Ogawa
Takeshi Kurokawa
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
    • 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
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、各種の真空を利用する加工処理に適
した真空処理装置に関し、特にプラズマCVD
（Chemical Vapor Deposition）法を用いて被処
理基体上に薄膜を形成するのに好適な真空処理装
置に関する。
〔発明の背景〕
近年、薄膜形成法として、プラズマCVD法が
注目されている。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
放電又はアーク放電により原料ガスを分解し、反
応室内に配置された基体上に薄膜を形成するもの
である。この方法によりシラン（SiH4）ガスを
原料ガスとして形成した非晶質硅素（アモルフア
スシリコン，以下ａ―Siという。）膜は、ａ―Si
の禁止帯中に存在する局在準位が比較的少く、置
換型不純物のドーピングにより価電子制御可能と
なり、電子写真感光体として使用できる。
第１図は、円筒形の基体３上にａ―Si層を成膜
するプラズマCVD装置として、蓋１で密閉され
るようにした単一の真空槽本体１０から成る典型
的な所謂バツチ式プラズマCVD装置の側面断面
図である。真空槽本体１０底部中央にはモータＭ
により駆動される回転機構５を配置し、該回転機
構５上には内部ヒータ４により加熱される円筒形
の基体３が載置固定される。内部ヒータ４による
加熱は基体３上に安定したａ―Si層を成膜するた
めに、該基体３を高温度（例えば250℃）に維持
するのに必要である。
基体３の回りには、高周波電源７に接続された
円筒形のカソード電極２が配置され、更に電極２
の回りには、プラズマを閉じ込めるための円筒形
のシールド６が配置されている。反応室を構成す
る円筒形シールド６内には原料ガス（シランガ
ス）を導入するためのガス導入系８は、そのガス
導入口をシールド６の底部に配置され、上記反応
室を真空にするための排気系９は、その排気口が
真空槽本体１０の底部に配置されている。
この装置において、基体３が加熱され、原料ガ
スが反応室内（シールド６内）において下方から
上方向に導入されると、カソード電極２に電源７
より高周波電力が印加され、電極２とアノード電
極である基体３との間にプラズマ放電が発生し、
シランガスが分解し、従つて基体３の表面にａ―
Si膜が形成される。
反応後の残ガスは、シールド６の上方に形成さ
れた孔６ａから排出され、シールド６の外壁と真
空槽本体１０の内壁との間を下降し、排気系９に
より装置の外へ排気される。
しかしながら、上記従来例のプラズマCVD装
置においては、１つの反応炉で１つの基体しか成
膜することができず、加工能率が悪い、すなわち
大量生産に不向きであるという欠点がある。
更に、従来装置における反応炉は成膜製品の取
り出しの都度毎回大気にさらされるため大気中の
湿気やガスを吸着し、その為に膜の質を低下させ
たり、不安定になつたりする不具合がある。
一方これらの欠点を除くため、いわゆるロード
ロツク型真空装置が考えられている。この装置は
第２図に示すように基体の装入室２１，加工処理
室２２，基体の取出し室２３からなり、装入室２
１では、基体の真空大気間の処理および加熱等の
前処理を行ない、次いで装入室２１および加工処
理室２２を真空の状態に保つたまま、両室の間に
設けられたゲート２４を通して基体を移動し加工
処理室２２内に装入する。次いで加工処理室２２
内で成膜を終えた基体は、取出し室２３との間に
設けた同様なゲート２４を通して移送され、該取
出し室２３内で冷却等の処理後大気を導入し、成
膜基体を取出すものである。
この型の装置は前者に比較すると、効率的であ
るがアモルフアスシリコン感光体等の製造装置と
しては適当でない。
すなわち、従来の上記したロードロツク型真空
処理装置には次のような問題点がある。まず第一
に感光体の様な大型基体を多数収容するには、各
真空槽が大型となり、装置の価格が高くなるとい
うこと、第二に基体の加熱が円筒基体の内側より
行なわれているため、円筒の搬送機構が複雑とな
るということである。
本発明は、上記したような実状に鑑みてなされ
たもので、本発明の装置によれば、従来装置にお
ける問題点が除かれるだけでなく、各処理工程が
常に真空状態に保たれた真空処理室内で行われる
ため、湿気、ガス等の吸着による膜の不安定性も
除かれ、品質の高い製品が得られるという利点が
ある。
〔発明の概要〕
本発明は上記の目的を達成するため、その要旨
とするところは、複数の処理工程により、被処理
基体に真空加工処理を施す真空処理装置におい
て、前記各処理工程ごとに定置された処理専用の
真空容器と、これら処理専用の真空容器間で移動
可能な搬送専用の真空容器とからなり、各真空容
器には互いに接続可能な開閉ゲートを設けるとと
もに前記処理専用の真空容器と搬送専用の真空容
器間で被処理基体を出し入れ移動可能としたこと
を特徴とする真空処理装置にある。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例について詳
細に説明する。
第３図は、本発明による直線移動方式の実施例
を示すもので、同図中３１は真空引きおよび前処
理を行うのに専用の定置された一群の基体装入容
器、３２はプラズマCVD法等の処理を行うのに
専用の同じく定置された一群の反応容器、そして
３３は成膜基体の冷却等の後処理および外部への
取出しを行うのに専用の同じく定置された一群の
取出し容器であり、これらの容器３１，３２，３
３は処理工程順に直線状に配置されており、いず
れも開閉ゲート３７ｂを有し、それぞれの排気系
３６ｂ，３６ｃ，３６ｄによつて内部を真空にす
ることができる真空容器を構成する。
３４は、排気系３６ａにより内部を真空にする
ことができるとともに、移動手段３５により、真
空状態を保持したまま前記処理専用の真空容器３
１，３２，３３間を移動することができる基体搬
送専用の真空容器であり、該容器３４は前記処理
専用真空容器の開閉ゲート３７ｂに接続可能な開
閉ゲート３７ａを有している。
開閉ゲート３７ａ，３７ｂは、真空技術におけ
る慣用手段であり、種々の構成のものが一般的に
使用されているが、第３図の例においては各真空
容器を密閉・開放するためのゲートが、その密閉
するための位置と、真空容器開放の際に収納され
る収納部との間をスライド移動するいわゆる「ス
ライド型ゲートバルブ」と呼ばれるものが好適に
使用される、開閉ゲート３７ａ，３７ｂが各真空
容器を閉じている際には、ゲートの下面に設けら
れた真空シール用のＯリングによつて各真空容器
内部を真空保持できるようになつている。
また、開閉ゲート３７ｂの大気側上面には真空
シール用Ｏリングが載置されており、これにより
開閉ゲート３７ａ，３７ｂを接続した際に形成さ
れる空間を真空排気、真空保持することが可能と
なつている。
以上に説明した処理専用真空容器３１，３２，
３３および基体搬送専用真空容器３４を用いて被
処理基体にアモルフアス膜を形成する具体例につ
いて説明する。
まず、大気の状態に置かれた容器３１内に被処
理基体を入れ排気系３６ｂにより弁３０ａを介し
て真空にする。同時に基体を容器３１内のヒータ
３５ａにより加熱する。次いで搬送専用の容器３
４を移動させ、容器３４のゲート３７ａおよび容
器３１のゲート３７ｂを互いに接続し、これら両
ゲートの接続部を排気系３６ａにより、弁３０ｅ
を介して真空にする。しかるのち、ゲート３７
ａ，３７ｂを開けて容器３４に設けた昇降機構３
８により基体を容器３１から容器３４内に移し、
ゲート３７ａ，３７ｂを閉じて両容器３１，３４
を互いに切り離す。なお、昇降機構３８として
は、その先端に基体をチヤツキングする機構を有
し、エアーシリンダーの作用によつて昇降下能な
ロツドが用いられる。
基体を移し収めた容器３４は反応容器３２の上
へ移動させ、一方容器３１は弁３９ｂにより大気
を導入後、次の基体の装入に備える。
反応容器３２上に移動された容器３４は、容器
３１から基体を取出すときと同様な操作を行つ
て、該容器３４から反応容器３２内へ基体を装入
し、引続き真空状態の反応容器３２内のヒータ３
５ｂにより加熱しながら成膜処理を行う。
成膜処理を終えた段階で前記したと同様なゲー
ト操作および搬送を行ない基体を取出し容器３３
中へ移し、冷却手段３６により冷却し、さらに弁
３９ｃを介して大気導入した後容器３３から成膜
基体を外部に取出す。
基体の装入容器３１，反応容器３２および取出
し容器３３の数は、それぞれの処理時間により最
も無駄のないようにその数の組合せが選択され
る。また反応容器３２の群に用いられる高周波電
源５２，排気ポンプ３６ｃ，反応ガスの導入系５
１，バルブ，真空計等は用途により、最も適する
ように共通に又は固別に設置される。基体装入容
器３１はクリーンルーム内に設置し、基体を洗浄
後直に、クリーンな状態で本発明装置による前処
理に入ることも可能である。又装入容器３１にお
ける加熱処理および取出し容器３３における冷却
処理は必ずしも真空とする必要はなく、空気中又
は不活性ガス中で行うことも可能であり、その場
合、加熱、冷却時間の短縮を図ることができる。
搬送形態としては、必ずしも直線移動方式による
必要はなく、例えば第４図の実施例の容器を円周
状に配置し、搬送専用の容器をターレツト方式で
移動させることも可能である。この場合には、直
線移動方式に比べて、設置面積の縮小、搬送機構
の単純化を図ることができる。又搬送は同時に複
数の基体を移動させるように搬送専用の容器を複
数個に作ることも可能で、その場合には、更に量
産効果が高まる。
〔発明の効果〕
以上に説明した実施例は、プラズマCVD法を
実施する装置として説明したが本発明はこれに限
られるものではなく、例えば通常の蒸着装置、ス
パツタ装置、エツチング装置等の他の真空を利用
する加工処理又は、その組み合せに対しても有効
に適用できる。
以上述べたように、本発明の真空処理装置によ
れば加工処理能力に優れ、装置価格を低く抑え、
かつ真空中で連続的に処理できるばかりでなく、
成膜処理容器が常に真空状態に保たれるため、湿
気、ガス等の吸着による膜の不安定性も除かれて
品質の優れた成膜基体を製造し得るもので、その
効果には顕著なものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図は単一真空槽からなる従来のバツチ式プ
ラズマCVD装置の側断面図、第２図は従来のロ
ードロツク型真空処理装置の概略説明図、第３図
および第４図はそれぞれ、直線移動方式およびタ
ーレツト方式を用いた本発明実施例の真空処理装
置の説明図である。 １…真空槽の蓋、２…放電電極、３…円筒基
体、４…加熱ヒータ、５…基体受け治具、６…シ
ールド、７…高周波電源、８…原料ガス導入弁、
９…排気系、１０…真空槽本体、２１…基体装入
室、２２…反応室、２３…取出し室、２４…真空
ゲート、２５…排気系、２６…基体、３０ａ，３
０ｂ，３０ｃ…真空排気弁、３１群…基体装入容
器、２２群…反応容器、３３群…基体取出し容
器、３４…真空搬送容器、３５…搬送手段、３６
ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ…排気系、３７ａ，
３７ｂ…開閉ゲート、３８…昇降機構、３９ａ，
３９ｂ，３９ｃ…大気導入弁、５１…反応ガス導
入弁、５２…高周波電源、４１…真空搬送容器、
４２…基体装入容器、４３…基体取出し容器、４
４…回転搬送手段、４５…昇降機構、４６…反応
容器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 複数の処理工程により、被処理基体に真空加
    工処理を施す真空処理装置において、前記各処理
    工程ごとに定置された処理専用の真空容器と、こ
    れら処理専用の真空容器間で移動可能な搬送専用
    の真空容器とからなり、各真空容器には互いに接
    続可能な開閉ゲートを設けるとともに前記処理専
    用の真空容器と搬送専用の真空容器間で被処理基
    体を出し入れ移動可能としたことを特徴とする真
    空処理装置。
JP59039896A 1984-03-02 1984-03-02 真空処理装置 Granted JPS60184678A (ja)

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