(57)【要約】【課題】  安価かつ簡便な手段によって電磁波の漏洩が確実に防止された堆積膜形成装置を提供すること。【解決手段】  反応容器の中に導入された原料ガスに反応容器を通じて励起電力を印加して励起種を生成し基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、前記反応容器は反応容器本体と前記反応容器本体から電気的に絶縁された反応容器構成体とからなり、前記堆積膜形成装置は前記反応容器の外部を取り囲むように配置され且つ接地電位とされた電磁波遮蔽筐体を有し、電磁波遮蔽箔体が前記反応容器構成体と前記電磁波遮蔽筐体との間の空隙を塞ぐように且つ前記反応容器構成体と前記電磁波遮蔽筐体とを電気的に接続するように配置されている。【選択図】  図１
2013104067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器の中に導入された原料ガスに反応容器を通じて励起電力を印加して励起種を生成し基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
前記反応容器は反応容器本体と前記反応容器本体から電気的に絶縁された反応容器構成体とからなり、
前記堆積膜形成装置は前記反応容器の外部を取り囲むように配置され且つ接地電位とされた電磁波遮蔽筐体を有し、
電磁波遮蔽箔体が前記反応容器構成体と前記電磁波遮蔽筐体との間の空隙を塞ぐように且つ前記反応容器構成体と前記電磁波遮蔽筐体とを電気的に接続するように配置されている
ことを特徴とする堆積膜形成装置。
【請求項２】
前記電磁波遮蔽箔体はアルミニウム箔からなることを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成装置。
【請求項３】
前記電磁波遮蔽箔体は複数回折りたたまれた状態で前記空隙に詰め込まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の堆積膜形成装置。
【請求項４】
前記反応容器構成体はゲートバルブおよび排気バッファを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の堆積膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反応容器に導入された堆積膜形成用原料ガスに電磁波を印加して励起させ、基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反応容器に導入された堆積膜形成用原料ガスに電磁波を印加して励起させ、基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置、いわゆるプラズマＣＶＤ装置が半導体膜や絶縁膜の形成に広く用いられている。プラズマＣＶＤ装置の運転に際しては、電磁波が反応容器から外部に漏洩しないようにすることが必要である。電磁波の漏洩が生じると所定の堆積膜形成が正常に実施されなかったり、場合によっては周囲の計測器や制御装置等の誤動作を誘起したりする可能性がある。そこで電磁波が反応容器から外部に漏洩することを防止するために、反応容器を導電性の電磁波遮蔽筐体、いわゆるシールドで囲いさらにそのシールドを接地することが行われている。たとえば特許文献１には、ＶＨＦプラズマＣＶＤ処理容器の上蓋とシールド壁との間を導電性テープを用いて電気的に接続することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の導電性テープを使用した堆積膜形成装置では導電性テープが比較的高価であり、また一旦剥がした導電性テープを再使用することは事実上困難であるため、頻繁に分解・組立を繰り返すと結果的にコスト高になるという課題があった。またメンテナンスなどで電磁波遮蔽筐体を分解する場合、導電性テープを剥がす必要があるが、粘着成分が装置表面に残存してしまう場合があった。またテープ貼り付け個所に曲線部分がある場合、曲線に沿うように且つ電磁波が漏洩しないように導電性テープを確実に貼ることは生産の手数を増大する要因となっていた。
本発明は上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、電磁波を用いる堆積膜形成装置における電磁波の漏洩を確実に防止するための簡便な手段を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段は、反応容器の中に導入された原料ガスに反応容器を通じて励起電力を印加して励起種を生成し基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、前記反応容器は反応容器本体と前記反応容器本体から電気的に絶縁された反応容器構成体とからなり、前記堆積膜形成装置は前記反応容器の外部を取り囲むように配置され且つ接地電位とされた電磁波遮蔽筐体を有し、電磁波遮蔽箔体が前記反応容器構成体と前記電磁波遮蔽筐体との間の空隙を塞ぐように且つ前記反応容器構成体と前記電磁波遮蔽筐体とを電気的に接続するように配置されていることを特徴とする堆積膜形成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
安価かつ簡便な手段によって電磁波の漏洩が確実に防止された堆積膜形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る堆積膜形成装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る堆積膜形成装置の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明に係る堆積膜形成装置に用いられる電磁波遮蔽箔体の折りたたまれた状態の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下本発明の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の堆積膜形成装置の一例を示す模式的な断面図である。
本発明の堆積膜形成装置１は反応容器本体４および反応容器構成体３２からなる減圧可能な反応容器２０を有している。反応容器構成体３２は底部材２、ゲートバルブ３、および排気バッファ１３を含み、それぞれ絶縁部材５、６および１４を介して反応容器本体４から電気的に絶縁されている。反応容器本体４には、マッチングボックス２１を介して電源２２の励起電力を供給することができるようになっている。
【０００９】
堆積膜形成装置１は反応容器２０の外部を取り囲むように配置され且つ接地電位とされた電磁波遮蔽筐体３０を有している。電磁波遮蔽筐体３０は架台１２に固定され接地電位とされている。電源２２から反応容器本体４に供給された電磁波のほとんどは電磁波遮蔽筐体３０によって遮蔽され、外部に漏洩しない。ただし、反応容器構成体であるところのゲートバルブ３および排気バッファ１３は、電磁波遮蔽筐体３０の開口部から外部に露出しており電磁波遮蔽筐体３０との間には空隙を有している。堆積膜形成装置１はこの空隙を塞ぐように、この空隙に電磁波遮蔽箔体３１が詰め込まれている。図１に示す例では入れていないが、底部材２と電磁波遮蔽筐体３０の間にも電磁波遮蔽箔体３１を入れてもよい。図２は本発明の堆積膜形成装置の模式的な斜視図で、電磁波遮蔽箔体３１をランダムに複数回折りたたんでくしゃくしゃにして棒状となし、空隙を埋めるように詰め込む構成を示している。このような構成によりゲートバルブ３および排気バッファ１３を接地電位に落とすと同時に、反応容器２０からの電磁波漏洩を確実に防止することができる。
「複数回折りたたんでくしゃくしゃ」にするとは、例えば、図３に示すように、山折りと谷折りを繰り返して所謂「蛇腹」構造にすることである。図３では作図が容易であるという作図上の都合で山折りと谷折りが規則正しく繰り返されたものが示されているが、これは単なる一例であって、このように規則正しく繰り返されていなくても良い。また、蛇腹構造でなくても良い。
折りたたんだ後に外力が作用していない状態を図３（ａ）に示す。折りたたんだ後に外力を作用させることによって山４１と山４１が接近し、かつ谷４２と谷４２が接近している状態を図３（ｂ）に示す。
図３（ｂ）に示すような状態の電磁波遮蔽箔体３１を空隙に詰め込むと、蛇腹は図３（ｂ）に矢印４３で示す方向に広がろうとし、その結果、電磁波遮蔽箔体３１は電磁波遮蔽筐体３０の開口部にも、ゲートバルブ３および排気バッファ１３にも隙間なく接した状態となる。
【００１０】
さらにメンテナンスのためにゲートバルブ３や排気バッファ１３を取り外す場合その周囲に詰め込まれている電磁波遮蔽箔体３１も一旦取り外す必要があるが、再度組み立て時に取り外した電磁波遮蔽箔体３１を再利用することができる。
電磁波遮蔽箔体３１としては金、銀、銅、アルミニウムなどの材料を用いることができる。特にアルミニウム箔は非常に安価であるため電磁波遮蔽箔体３１の材料として好適である。価格の一例として、導電銅テープ(２５ｍｍ幅)が１ｍあたり１５０円であるのに対し、アルミニウム箔（３００ｍｍ幅）は同４円である。電磁波遮蔽箔体３１は薄すぎると破れやすくなり、再利用が難しくなる。また厚すぎるとくしゃくしゃにして空隙に詰め込むことが困難になり、また材料の価格も上昇してしまう。したがって、電磁波遮蔽箔体３１の厚さは０．０１から０．０５ｍｍが好ましい。
【００１１】
以下本発明の堆積膜形成装置を用いて円筒状の基体にアモルファスシリコン膜を形成する場合を例にとって図１を参照して説明する。まず、ゲートバルブ３を開いて円筒状の基体７が装着された基体ホルダ８をホルダ受け１０に設置し、ゲートバルブ３を閉じる。真空ポンプユニット（不図示）により排気バッファ１３から排気配管１５を通じて反応容器２０内を排気する。
【００１２】
排気された反応容器２０内に、ミキシング装置２３、原料ガス流入バルブ２４、接続配管２５および原料ガス導入管２６を介して、基体７の加熱に必要なＡｒ，Ｈｅ等のガスを導入する。そして、反応容器２０内を所定の圧力になるように、真空計２７を確認しながら真空ポンプユニット（不図示）の排気速度を調整する。この調整は、例えば、真空ポンプユニット（不図示）のメカニカルブースターポンプの回転周波数を調整することによって行うことができる。次に、所定の圧力になった後、加熱用ヒータ１１により基体７の温度を例えば１００[℃]〜４５０[℃]、より好ましくは１５０[℃]〜３５０[℃]の温度に制御する。
【００１３】
堆積膜形成用の複数の原料ガスをミキシング装置２３を介して混合して、原料ガス導入管２６を介して反応容器２０内に導入する。その際、反応容器２０内が例えば１３．３[ｍＰａ]〜１３３０[Ｐａ]の所望の圧力になるように、真空計２７を確認しながら真空ポンプユニット（不図示）の排気速度を調整する。この調整は、例えば、真空ポンプユニット（不図示）のメカニカルブースターポンプの回転周波数を調整することによって行うことができる。
【００１４】
堆積膜形成時に使用する主原料ガスとしては、例えばシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）のごときアモルファスシリコン形成用の原料ガス、またはそれらの混合ガスを用いることができる。希釈ガスとしては、例えば水素（Ｈ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）を用いることができる。また、特性改善ガスとして、窒素原子を含むもの、酸素原子を含むもの、炭素原子を含むもの、またはフッ素原子を含むもの、あるいはこれらの混合ガスを併用してもよい。この際に用いる窒素原子を含むものとしては、例えば窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）が挙げられる。酸素原子を含むものとしては、例えば酸素（Ｏ２）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）が挙げられる。炭素原子を含むものとしては、例えばメタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）が挙げられる。フッ素原子を含むものとしては、例えば四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、六フッ化二ケイ素（Ｓｉ２Ｆ６）が挙げられる。また、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、フッ化硼素（ＢＦ３）、フォスフィン（ＰＨ３）などの特性改善ガスを同時に放電空間に導入してもよい。
【００１５】
次に、反応容器２０内の圧力が安定した後、電源２２を所望の電力に設定して、励起電力をマッチングボックス２１を介して反応容器本体４に供給する。すると反応容器本体４と接地されている基体７との間にグロー放電が生起する。励起電力は例えばＲＦ帯やＶＨＦ帯の周波数とすることができる。この放電エネルギーによって反応容器２０内に導入された堆積膜形成用ガスが励起されて励起種が生成され、基体７上に所望のケイ素原子を主成分とする堆積膜が形成される。
【００１６】
以上のようにして基体７の外周面上に堆積膜が形成される。堆積膜が形成された後には、堆積膜形成用の原料ガスおよび励起電力の供給および基体の加熱を停止し、反応容器２０内を排気する。その後、反応容器２０、原料ガス導入管２６内をパージガス、例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２のごとき不活性なガスを用いてパージ処理する。パージ処理完了後、基体７が所望の温度（例えば、室温）まで下がったらゲートバルブ３を開き、基体７が装着された基体ホルダ８を反応容器２０内から搬出する。
【００１７】
その後クリーニング用ダミー基体を装着した基体ホルダ８を反応容器２０内に搬入し、ゲートバルブ３を閉じて真空ポンプユニット（不図示）により反応容器２０内を排気する。続いて、反応容器２０内にミキシング装置２３および原料ガス導入管２６を介してクリーニング処理に必要なクリーニング性ガスを導入する。そして、反応容器２０内を所定の圧力になるように真空計２７を確認しながら真空ポンプユニット（不図示）の排気速度を調整する。
【００１８】
クリーニング処理時に使用するクリーニング性ガスとしては、例えばＣＦ４、ＣＦ４とＯ２の混合ガス、ＳＦ６、ＮＦ3、ＣｌＦ３（三フッ化塩素）が挙げられる。また、本実施形態においては、クリーニング性ガスの濃度を調整するためにも、希釈用の不活性ガスを用いることが有効である。この不活性ガスとしては、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２が挙げられるが、なかでもＡｒを用いることが好ましい。
【００１９】
反応容器２０内の圧力が安定した後、電源２２を所望の電力に設定して、励起電力をマッチングボックス２１を介して反応容器本体４に供給することで、反応容器２０内にグロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって、反応容器２０内に導入されたクリーニング性ガスが分解され、堆積膜および副生成物と反応して反応ガスが排気されて反応容器２０内がクリーニング処理される。
【００２０】
次に、クリーニング処理後に励起電力の供給を停止し、反応容器２０内を排気する。その後、反応容器２０、原料ガス導入管２６内をパージガス、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２のごとき不活性なガスを用いてパージ処理する。パージ処理完了後、クリーニング用のダミー基体が所望の温度（例えば、室温）まで下がったら、クリーニング用のダミー基体が装着された基体ホルダ８を反応容器２０内から搬出する。
本発明の堆積膜形成装置は上述のアモルファスシリコン膜の形成用途に限られるものではなく、たとえばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の形成に適用することもできる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、以下の説明では上述した実施形態において示したものと同じ部分に対しては同じ符号を用いて説明する。
（実施例１）
図１、２に示す堆積膜形成装置１を用いて電子写真感光体のアモルファスシリコン膜を形成した。反応容器２０を構成する反応容器本体４はアルミニウムからなる円筒状であり、反応容器本体４にはマッチングボックス２１を介して電源２２から１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給することができる構成とした。アルミニウムからなる底部２、ゲートバルブ３および排気バッファ１３はそれぞれアルミナセラミクスからなる絶縁部材５、６および１４を介して反応容器本体４から電気的に絶縁されるようにした。
【００２２】
厚さ１ｍｍのステンレスからなる電磁波遮蔽筐体３０が反応容器２０を取り囲む構成とした。電磁波遮蔽筐体３０は架台１２にねじ止めし接地電位とした。ゲートバルブ３および排気バッファ１３は、電磁波遮蔽筐体３０の開口部から外部に露出しており、電磁波遮蔽筐体３０との間には約５ｍｍの空隙を有していた。この空隙に幅３００ｍｍ、厚さ０．０１２ｍｍの長尺のアルミニウム箔からなる電磁波遮蔽箔体３１をくしゃくしゃにして棒状となしたものを詰め込み空隙を埋めると同時に、ゲートバルブ３および排気バッファ１３を接地電位とした。
【００２３】
このような堆積膜形成装置１を用い、基体７の上に表１に示す条件で下部阻止層、光導電層、表面層の機能を有するシリコン堆積膜を形成して電子写真感光体を作製した。高周波電力を印加している最中に堆積膜形成装置１の周囲で電磁波検知器（Narda社製  RF  radiation  meter  model  8520）を用いて電磁波の測定を行ったところ、堆積膜形成装置１から漏洩してくる電磁波は検出されなかった。
【００２４】
（実施例２）
実施例１の電子写真感光体の作製後、反応容器２０のメンテナンスのために電磁波遮蔽箔体３１を一旦取り外し、電磁波遮蔽筐体３０を分解した。メンテナンス終了後、反応容器２０および電磁波遮蔽筐体３０を組み立てた。そしてゲートバルブ３および排気バッファ１３と電磁波遮蔽筐体３０との間の空隙に、先に取り外した電磁波遮蔽箔体３１を再利用して詰め込み空隙を埋めた。
【００２５】
このようにして再度組み立てられた堆積膜形成装置１を用い、実施例１と同様に電子写真感光体を作製している最中に電磁波の測定を行ったところ、本実施例においても堆積膜形成装置１から漏洩してくる電磁波は検出されなかった。
【００２６】
（比較例）
実施例１においてゲートバルブ３および排気バッファ１３と電磁波遮蔽筐体３０との間の空隙に電磁波遮蔽箔体３１を詰め込むかわりに、該空隙を塞ぐように幅２５ｍｍの銅製導電性テープを貼り付けた。その際、ゲートバルブ３の曲線に沿って導電性テープを隙間なく貼ることに手数がかかったため、前記空隙を塞ぐ時間が実施例１と比べて２倍の時間を要した。その後、反応容器２０のメンテナンスのために導電性テープを剥がしたところ、反応容器２０の表面に導電性テープの粘着成分が残存していた。この粘着成分を除去する手番が追加されたため、反応容器２０のメンテナンスを開始するまでの時間が実施例２と比べて３倍の時間を要した。また、剥がした導電性テープは粘着力が低減していたため再使用することはできない状態になった。
【００２７】
【表１】
2013104067.tif 000003
【符号の説明】
【００２８】
１      堆積膜形成装置
２      底部材
３      ゲートバルブ
４      反応容器本体
１２    架台
１３    排気バッファ
２０    反応容器
３０    電磁波遮蔽筐体
３１    電磁波遮蔽箔体      ３２    反応容器構成体
【図１】
2013104067.tif 000004
【図２】
2013104067.tif 000005
【図３】
2013104067.tif 000006