JP2934466B2 - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラズマCVD装置に関するものである。そし
て本発明はアモルファスシリコン感光体ドラムの製造装
置に有利に利用され得る。
て本発明はアモルファスシリコン感光体ドラムの製造装
置に有利に利用され得る。
［従来の技術］ 従来、グロー放電を利用した成膜装置において高速処
理を実現するために磁場を利用してプラズマを拘束させ
る方法が知られている。その一例として例えば特公昭59
−15982号公報に示すようなプレーナマグネトロンを利
用するものを挙げることができる。
理を実現するために磁場を利用してプラズマを拘束させ
る方法が知られている。その一例として例えば特公昭59
−15982号公報に示すようなプレーナマグネトロンを利
用するものを挙げることができる。
この装置では、添付図面の第３図に示すように、放電
電極Ａ内に磁石Ｂを配置し、この磁石Ｂによって放電電
極Ａから出て再び放電電極Ａに入る磁力線を形成し、そ
の磁力線の近傍に高密度のプラズマを拘束するようにし
ている。
電極Ａ内に磁石Ｂを配置し、この磁石Ｂによって放電電
極Ａから出て再び放電電極Ａに入る磁力線を形成し、そ
の磁力線の近傍に高密度のプラズマを拘束するようにし
ている。
プラズマ中の電子は磁力線に垂直な面内を回転運動す
るが、磁石Ｂの組み込まれた放電電極Ａが陰極である場
合には電子は放電電極Ａと衝突する前に反発され、その
結果放電電極Ａの近傍でサイクロイド運動を繰返すこと
になる。このようにして放電電極Ａの近傍に高密度のプ
ラズマが拘束される。一方この装置が化学反応を利用し
た成膜装置である場合には、放電電極Ａの近傍でガスが
分解され、活性種となって拡散により輸送され、基板Ｃ
に到達して薄膜が成長していく。従って放電電極Ａの近
傍のプラズマ密度が高いほど、ガスの分解は効率的に行
なわれ、そして基板Ｃに到達する活性種の量も増え、拘
束成膜が実現され得る。
るが、磁石Ｂの組み込まれた放電電極Ａが陰極である場
合には電子は放電電極Ａと衝突する前に反発され、その
結果放電電極Ａの近傍でサイクロイド運動を繰返すこと
になる。このようにして放電電極Ａの近傍に高密度のプ
ラズマが拘束される。一方この装置が化学反応を利用し
た成膜装置である場合には、放電電極Ａの近傍でガスが
分解され、活性種となって拡散により輸送され、基板Ｃ
に到達して薄膜が成長していく。従って放電電極Ａの近
傍のプラズマ密度が高いほど、ガスの分解は効率的に行
なわれ、そして基板Ｃに到達する活性種の量も増え、拘
束成膜が実現され得る。
［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来提案されてきた装置においては原料ガスの
分解は基板Ｃと対向する放電電極Ａの近傍で行なわれる
ため基板Ｃ上におけるよりも厚い膜が放電電極側に堆積
することになる。特に、プラズマの集中している磁束密
度の高い部位では他の部位に比較して非常に厚い膜が堆
積することになる。こうして堆積した膜は成膜を何回か
繰返すうちに剥離し、それにより生じたフレークは基板
側に堆積する膜の特性に悪影響を及ぼすことになる。こ
れを防ぐためには放電電極を毎回クリーニングすればよ
いが、そうすることは生産性を犠牲にしなければならな
い。
分解は基板Ｃと対向する放電電極Ａの近傍で行なわれる
ため基板Ｃ上におけるよりも厚い膜が放電電極側に堆積
することになる。特に、プラズマの集中している磁束密
度の高い部位では他の部位に比較して非常に厚い膜が堆
積することになる。こうして堆積した膜は成膜を何回か
繰返すうちに剥離し、それにより生じたフレークは基板
側に堆積する膜の特性に悪影響を及ぼすことになる。こ
れを防ぐためには放電電極を毎回クリーニングすればよ
いが、そうすることは生産性を犠牲にしなければならな
い。
そこで、本発明は、従来のプレーナーマグネトロン方
式のプラズマCVDプロセスにおける上記のような問題点
を解決して、基体に対向する電極への膜の堆積を少なく
できるようにしたプラズマCVD装置を提供することを目
的としている。
式のプラズマCVDプロセスにおける上記のような問題点
を解決して、基体に対向する電極への膜の堆積を少なく
できるようにしたプラズマCVD装置を提供することを目
的としている。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明によるプラズマ
CVD装置は、処理すべき基体を挟んで、二つの放電電極
を対向して設け、各放電電極の外側に、処理すべき基体
に対して異極を対向させて、対向する放電電極を結ぶ方
向に沿って磁場を形成する磁場発生手段を設けたことを
特徴としている。
CVD装置は、処理すべき基体を挟んで、二つの放電電極
を対向して設け、各放電電極の外側に、処理すべき基体
に対して異極を対向させて、対向する放電電極を結ぶ方
向に沿って磁場を形成する磁場発生手段を設けたことを
特徴としている。
本発明の一つの実施例によれば、処理すべき基体は円
筒状基体であり、各放電電極の表面は円筒状基体の表面
形状に相応して凹面状に形成され得る。
筒状基体であり、各放電電極の表面は円筒状基体の表面
形状に相応して凹面状に形成され得る。
また、磁場発生手段は永久磁石または電磁石、好まし
くは処理すべき基体に向かって凹状の形状をもつ永久磁
石または電磁石で構成され得る。
くは処理すべき基体に向かって凹状の形状をもつ永久磁
石または電磁石で構成され得る。
［作用］ このように構成した本発明のプラズマCVD装置におい
ては、磁場発生手段から発生される磁力線は放電電極の
近傍だけでなく基体側にも及ぶことになり、また放電電
極の近傍においても磁力線の分布は偏りが少なく、全体
的に均一に高密度のプラズマを発生させることができ
る。その結果、放電電極上に堆積する膜の膜厚はほぼ均
一となり、短時間の成膜の間に放電電極上に局部的に膜
が厚く堆積することはない。
ては、磁場発生手段から発生される磁力線は放電電極の
近傍だけでなく基体側にも及ぶことになり、また放電電
極の近傍においても磁力線の分布は偏りが少なく、全体
的に均一に高密度のプラズマを発生させることができ
る。その結果、放電電極上に堆積する膜の膜厚はほぼ均
一となり、短時間の成膜の間に放電電極上に局部的に膜
が厚く堆積することはない。
［実施例］ 以下添付図面の第１図及び第２図を参照して本発明の
実施例について説明する。
実施例について説明する。
第１図には本発明の実施例による基本的な構成を示
し、１は放電電極で、図示していない真空容器内に間隔
を置いて対向して配置されており、これら放電電極１に
はRF電源（図示してない）から適当なRF電力が印加され
るようになっている。
し、１は放電電極で、図示していない真空容器内に間隔
を置いて対向して配置されており、これら放電電極１に
はRF電源（図示してない）から適当なRF電力が印加され
るようになっている。
放電電極１間には例えばアモルファスシリコン感光体
ドラムを構成するドラム基体２が挿置され、このドラム
基体２の電気的にはアースに接続される。また、各放電
電極１の外側に磁場発生手段を成す永久磁石３が処理す
べきドラム基体２を挾んで異極が対向するようにして配
置されており、その磁力線は符号４で示す。反応ガスは
放電電極１側から処理すべきドラム基体２に向かって導
入される。
ドラムを構成するドラム基体２が挿置され、このドラム
基体２の電気的にはアースに接続される。また、各放電
電極１の外側に磁場発生手段を成す永久磁石３が処理す
べきドラム基体２を挾んで異極が対向するようにして配
置されており、その磁力線は符号４で示す。反応ガスは
放電電極１側から処理すべきドラム基体２に向かって導
入される。
永久磁石３によって発生される磁場は、放電電極１の
間の空間内に均一に分布され、それにより処理すべきド
ラム基体２を囲んで均一で高密度のプラズマが形成され
る。
間の空間内に均一に分布され、それにより処理すべきド
ラム基体２を囲んで均一で高密度のプラズマが形成され
る。
なお、図面には具体的には示してないが、処理すべき
ドラム基体２は成膜中は回転され、そして可動かつ搬送
可能に構成することができる。
ドラム基体２は成膜中は回転され、そして可動かつ搬送
可能に構成することができる。
第２図には本発明の別の実施例を示し、５は図示して
ない真空容器内に間隔をおいて対向して設けられた放電
電極で、これらの放電電極間に回転可能に挿置される第
１図に示すもの同様な処理すべきドラム基体６と同心円
上にのびる凹面円弧状の表面部5aを備えている。各放電
電極５の表面部5aには図示したようにSiH4のような反応
ガスの供給流出口5bがそれぞれ設けられている。
ない真空容器内に間隔をおいて対向して設けられた放電
電極で、これらの放電電極間に回転可能に挿置される第
１図に示すもの同様な処理すべきドラム基体６と同心円
上にのびる凹面円弧状の表面部5aを備えている。各放電
電極５の表面部5aには図示したようにSiH4のような反応
ガスの供給流出口5bがそれぞれ設けられている。
放電電極５の凹面円弧状の表面部5aの外側には第１図
の場合と同様に磁場発生手段を成す永久磁石７が処理す
べきドラム基体６を挾んで異極が対向するようにして配
置されている。この場合、各永久磁石７は表面部5aに沿
ってのび、処理すべきドラム基体６に向かって凹状の形
状を成している。これらの永久磁石７により発生される
磁力線８の作用により、各放電電極５と処理すべきドラ
ム基体６との間に均一て高密度のプラズマが形成され
る。
の場合と同様に磁場発生手段を成す永久磁石７が処理す
べきドラム基体６を挾んで異極が対向するようにして配
置されている。この場合、各永久磁石７は表面部5aに沿
ってのび、処理すべきドラム基体６に向かって凹状の形
状を成している。これらの永久磁石７により発生される
磁力線８の作用により、各放電電極５と処理すべきドラ
ム基体６との間に均一て高密度のプラズマが形成され
る。
また図示したように、処理すべきドラム基体６の内側
にはドラム基体６を加熱するための加熱源９が配置され
ている。
にはドラム基体６を加熱するための加熱源９が配置され
ている。
この実施例でも第１図の場合と同様に各放電電極５は
RF電源（図示してない）に接続され、処理すべきドラム
基体６は接地される。また各放電電極５に設けられた反
応ガスの供給流出口5bを通して反応ガスはドラム基体６
に向かって流出される。さらに、図面には具体的には示
してないが、第１図の実施例の場合と同様に加熱源９は
処理すべきドラム基体６と共に可動かつ搬送可能に構成
され得る。
RF電源（図示してない）に接続され、処理すべきドラム
基体６は接地される。また各放電電極５に設けられた反
応ガスの供給流出口5bを通して反応ガスはドラム基体６
に向かって流出される。さらに、図面には具体的には示
してないが、第１図の実施例の場合と同様に加熱源９は
処理すべきドラム基体６と共に可動かつ搬送可能に構成
され得る。
図示実施例装置を用いて実際の成膜実験を行った結
果、放電電極１または５側にはドラム基体２または６に
堆積される膜厚と同程度の膜厚の膜が平均的に堆積し
た。比較のため、プレーナマグネトロン放電用磁石を図
示装置における永久磁石と置き換えて成膜したところ、
磁束密度の高い部分での基体側の約７倍、その他の部分
では約３倍の厚さの膜が放電電極に堆積した。
果、放電電極１または５側にはドラム基体２または６に
堆積される膜厚と同程度の膜厚の膜が平均的に堆積し
た。比較のため、プレーナマグネトロン放電用磁石を図
示装置における永久磁石と置き換えて成膜したところ、
磁束密度の高い部分での基体側の約７倍、その他の部分
では約３倍の厚さの膜が放電電極に堆積した。
また反応に付随して発生するポリシランの粉状ダスト
は低圧ほど少なく、0.1Torr以下ではほとんど発生しな
かった。そしてこの圧力範囲においてドラム基体上にお
けるアモルファスシリコンの堆積速度として毎時約６μ
ｍが得られ、磁石を用いない場合に比べ約２〜３倍の向
上が認められた。
は低圧ほど少なく、0.1Torr以下ではほとんど発生しな
かった。そしてこの圧力範囲においてドラム基体上にお
けるアモルファスシリコンの堆積速度として毎時約６μ
ｍが得られ、磁石を用いない場合に比べ約２〜３倍の向
上が認められた。
ところで、図示実施例では、磁場発生手段として永久
磁石を用いているが、当然電磁石を用いることもでき
る。
磁石を用いているが、当然電磁石を用いることもでき
る。
また処理すべき基体を挾んで設けられたRF放電電極は
同一RF電源に接続するように構成されているが、各放電
電極は僅かに周波数の異なる別個の電源を用いて給電す
るようにすることもできる。さらに、放電電極の一方の
みをRF電位とし、他方の放電電極を接地電位とすること
もでき、その場合には処理すべき基体は浮遊電位にされ
得る。
同一RF電源に接続するように構成されているが、各放電
電極は僅かに周波数の異なる別個の電源を用いて給電す
るようにすることもできる。さらに、放電電極の一方の
みをRF電位とし、他方の放電電極を接地電位とすること
もでき、その場合には処理すべき基体は浮遊電位にされ
得る。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、放電電極
の外側に磁場発生手段を設け、この磁場発生手段で発生
された磁場の作用により処理すべき基体を囲んで均一で
密度の高いプラズマを形成するように構成しているの
で、放電電極や真空容器の内壁への局部的な膜の堆積を
避けて基体への成膜を高速で行うことができ、その結
果、放電電極や真空容器の内壁に堆積して膜が剥離して
フレーク状となる確率を極めて低く抑えることができ
る。
の外側に磁場発生手段を設け、この磁場発生手段で発生
された磁場の作用により処理すべき基体を囲んで均一で
密度の高いプラズマを形成するように構成しているの
で、放電電極や真空容器の内壁への局部的な膜の堆積を
避けて基体への成膜を高速で行うことができ、その結
果、放電電極や真空容器の内壁に堆積して膜が剥離して
フレーク状となる確率を極めて低く抑えることができ
る。
第１図は本発明の基本的な実施例を示す概略断面図、第
２図は本発明の別の実施例を示す概略断面図、第３図は
従来のプレーナマグネトロン方式の装置の一例を示す概
略線図である。 図中 1:放電電極 2:ドラム基体 3:磁場発生手段 5:放電電極 6:ドラム基体 7:磁場発生手段 9:加熱源
２図は本発明の別の実施例を示す概略断面図、第３図は
従来のプレーナマグネトロン方式の装置の一例を示す概
略線図である。 図中 1:放電電極 2:ドラム基体 3:磁場発生手段 5:放電電極 6:ドラム基体 7:磁場発生手段 9:加熱源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 正道 茨城県つくば市東光台５―９―７ 日本 真空技術株式会社筑波超材料研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−303065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−103370（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/50
Claims (5)
- 【請求項１】処理すべき基体を挟んで、二つの放電電極
を対向して設け、各放電電極の外側に、処理すべき基体
に対して異極を対向させて、対向する放電電極を結ぶ方
向に沿って磁場を形成する磁場発生手段を設けたことを
特徴とするプラズマCVD装置。 - 【請求項２】処理すべき基体が、円筒状基体であり、各
放電電極の表面が円筒状基体の表面形状が相応して凹面
状である請求項１に記載のプラズマCVD装置。 - 【請求項３】磁場発生手段が永久磁石から成る請求項１
に記載のプラズマCVD装置。 - 【請求項４】磁場発生手段が、処理すべき基体に向かっ
て凹状の形状をもつ永久磁石から成る請求項１に記載の
プラズマCVD装置。 - 【請求項５】処理すべき基体が、アモルファスシリコン
感光体ドラムである請求項１に記載の放電ラズマCVD装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29623889A JP2934466B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29623889A JP2934466B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03158474A JPH03158474A (ja) | 1991-07-08 |
| JP2934466B2 true JP2934466B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=17830972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29623889A Expired - Fee Related JP2934466B2 (ja) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934466B2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-16 JP JP29623889A patent/JP2934466B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03158474A (ja) | 1991-07-08 |
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