(57)【要約】【課題】堆積膜形成面内における膜厚や膜特性の均一性に優れ、欠陥の少ない堆積膜を、生産性良く形成できる堆積膜形成装置を提供する。【解決手段】堆積膜形成装置の反応容器は、基体ホルダ１０７の長手方向に移動または伸縮可能な導電性棒状体１２３を備えている。基体が装着された基体ホルダ１０７の長手方向一端側を基体ホルダ保持手段１１５が保持すると、導電性棒状体１２３が移動または伸縮して、基体ホルダ保持手段１１５と逆側となる基体ホルダ１０７の他端側に位置する反応容器に接触し、電気的に接続される。更に導電性棒状体１２３は、基体ホルダ保持手段１１５と逆側となる基体ホルダ１０７の他端側にも接触しており、基体ホルダ１０７の長手方向両端は反応容器と電気的に接続状態となる。また、基体ホルダ１０７の搬入、搬出時には導電性棒状体は格納されるため、基体搬送機構による自動搬送が可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能な反応容器と、前記反応容器内に設置される、基体を装着するための基体ホルダと、前記基体ホルダの長手方向の一端側を保持し、前記反応容器と電気的に接続された基体ホルダ保持手段とを有し、前記反応容器内に導入された堆積膜形成用の原料ガスを励起させることで励起種を生成して前記基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
前記反応容器は導電性棒状体を備え、前記導電性棒状体は、前記基体ホルダの長手方向に移動または伸縮して、前記基体ホルダ保持手段が配置されている前記一端側とは逆側となる前記基体ホルダの他端側に位置する前記反応容器に電気的に接続されることを特徴とする堆積膜形成装置。
【請求項２】
前記導電性棒状体は、前記基体ホルダの長手方向に移動または伸縮して、前記基体ホルダ保持手段が配置されている前記一端側とは逆側となる前記基体ホルダの他端側に電気的に接続され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】
前記導電性棒状体は、前記基体ホルダ保持手段が配置されている前記一端側とは逆側となる前記基体ホルダの他端側に電気的に接続された状態で前記基体ホルダの長手方向に移動または伸縮す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４】
前記導電性棒状体を、前記基体ホルダの長手方向に移動または伸縮させる手段を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
【請求項５】
前記導電性棒状体は、前記基体ホルダ保持手段が配置されている側から、前記基体ホルダの内部を貫通している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
【請求項６】
前記反応容器は、前記他端側に前記反応容器の内部と外部とを連通させる開閉部を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
【請求項７】
前記基体は、円筒状基体である、請求項１乃至６のいずれかに記載の堆積膜形成装置。
【請求項８】
前記基体ホルダを回転させる回転手段を有し、前記導電性棒状体と前記基体ホルダの前記他端側とは、導電性の摺動体を介して接触している請求項１乃至７のいずれかに記載の堆積膜形成装置。
【請求項９】
前記摺動体は、ベアリングまたは固体潤滑材で構成されている請求項８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、被処理基体上に堆積膜を形成するための堆積膜形成装置に関するものである。本発明は、特にプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって堆積膜を形成する堆積膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非単結晶材料で構成された半導体用の堆積膜が提案されている。例えば水素およびハロゲン（例えばフッ素、塩素）の少なくとも一方で補償されたアモルファスシリコン（以下、“ａ−Ｓｉ”と略記す。）が光受容部材として用いられている。このような光受容部材は、例えば半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ、撮像デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子に、素子部材として用いることができる。
【０００３】
この種の堆積膜を形成する際には、堆積膜の膜厚、膜特性の均一化が求められることが多い。そのために、原料ガスの供給や排気方法を工夫したり、堆積膜が形成される被処理基体を回転させたり、プラズマＣＶＤ法を用いる場合、プラズマを均一にする方策を採ったりすることが有効であることが示されている。
【０００４】
また、電極を、原料ガスを吹き出す構成とし、原料ガス吹き出し口と排気口の方向を適切に規定して、膜厚分布の均一化を図った電子写真感光体製造装置も提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、基体を回転させる際の、基体上下の位置決めと導通方法を適切に規定して、堆積膜の均一化を図った装置も提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、この種の堆積膜を連続して生産するための生産システムも提案されている。例えば特許文献３には、堆積膜形成前と堆積膜形成後の搬送手段を分離することにより、堆積膜形成前にダストが基体に付着することの防止を目的とし、搬送機を用いた一連の堆積膜形成装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特登録２７７６０８７号明細書
【特許文献２】実開平７−０１０９３４公報
【特許文献３】特登録２９０７４０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明に関連する技術として、上記のような方策により堆積膜の均一化と画像欠陥の低減が図られてきた。しかし、近年、このような堆積膜を利用した装置の高機能化、例えば電子写真装置のデジタル化、カラー化に伴い、堆積膜の均一性と画像欠陥の低減がさらに求められている。すなわち、例えば、電子写真プロセスを利用した近年の高画質カラー装置では、階調性が向上されている。このため、従来実用上の問題のなかった堆積膜の不均一性や部分的な欠陥でも、形成画像に視覚可能なむらや画像欠陥を生じさせる可能性が生じる。
【０００９】
これらに関して、上述したような本発明に関連する技術では、堆積膜の均一性と画像欠陥低減の両立についての改良の必要性がある。すなわち、堆積膜の均一性、特に基体の長手方向でのプラズマ処理の均一性向上と、画像欠陥の低減、画像欠陥の原因となるプラズマ処理中の基体への異物付着の低減が求められている。さらにそれらに加えて生産性の良い堆積膜形成装置および生産システムが求められている。具体的には、基体の長手方向でのプラズマ処理の均一性に対しては、放電エネルギーが均等に印加されることが必要である。プラズマ処理中の基体への異物付着低減に対しては、堆積膜形成装置内部からの発塵を低減することが必要である。生産性の良い堆積膜形成装置および生産システムに対しては、基体の自動搬送システムに対応できることが必要である。
【００１０】
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、膜厚や膜特性の均一性に優れ、画像欠陥の少ない堆積膜を生産性良く形成することができる堆積膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明に係る堆積膜形成装置は、減圧可能な反応容器と、前記反応容器内に設置される、基体を装着するための基体ホルダと、前記基体ホルダの長手方向の一端側を保持し、前記反応容器と電気的に接続された基体ホルダ保持手段とを有し、前記反応容器内に導入された堆積膜形成用の原料ガスを励起させることで励起種を生成して前記基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
前記反応容器は導電性棒状体を備え、前記導電性棒状体は、前記基体ホルダの長手方向に移動または伸縮して、前記基体ホルダ保持手段が配置されている前記一端側とは逆側となる前記基体ホルダの他端側に位置する前記反応容器に電気的に接続されることを特徴とする。
【００１２】
更に、前記導電性棒状体は、前記基体ホルダの長手方向に移動または伸縮して、前記基体ホルダ保持手段が配置されている前記一端側とは逆側となる前記基体ホルダの他端側に電気的に接続される。または、前記導電性棒状体は、前記基体ホルダ保持手段が配置されている前記一端側とは逆側となる前記基体ホルダの他端側に電気的に接続された状態で前記基体ホルダの長手方向に移動または伸縮することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、堆積膜形成装置内のプラズマ処理の基板長手方向での均一性向上と、発塵抑制の両立が可能となる。さらに、基体の自動搬送システムにも対応可能である。したがって、基体の、堆積膜形成面内における膜厚や膜特性の均一性に優れ、画像欠陥の少ない堆積膜を生産性良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】本発明に係る基体ホルダおよび導電性棒状体の上部を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明に係る基体搬送機構を示す模式図である。
【図４】比較例の堆積膜形成装置を模式的に示す断面図である。
【図５】アモルファスシリコン電子写真用感光体の層構成の一例を示す模式図である。
【図６】電子写真感光体特性を評価するのに用いた複写機の概略図である。
【図７】本発明に係る基体ホルダおよび導電性棒状体の上部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）−ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、電子写真用感光体を製造するための堆積膜形成装置１００の一例を模式的に示した図である。堆積膜形成装置１００は、プラズマ処理によって円筒状基体１０２に堆積膜を形成する装置である。円筒状カソード電極１０３、絶縁体１１０、上壁１０９、ゲート弁１２２、底壁１２６により、減圧可能な反応容器１０１を形成している。
【００１７】
円筒状基体１０２は、使用目的に応じた材質を有するものであればよい。円筒状基体１０２の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスが、電気伝導率が良好であるため、好適である。中でも、加工性や製造コストを考慮すると、アルミニウムが最適である。この場合、円筒状基体１０２を形成するアルミニウムとしては、例えばＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
【００１８】
反応容器１０１の内部には、加熱用ヒータ１１１が設けられている。加熱用ヒータ１１１は、真空中で使用可能なものであればどのようなものを用いてもよい。具体的には、シース状ヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ、カーボンヒータの様な電気抵抗発熱体や、ハロゲンランプ、赤外線ランプの様な熱放射ランプや、液体、気体を熱媒とした熱交換手段が対象として挙げられる。
【００１９】
また、反応容器１０１内には、反応容器１０１内に原料ガスを導入するための原料ガス導入管（原料ガス導入手段）１０４が設けられている。原料ガス導入管１０４は、保持される円筒状基体１０２の長手方向に平行に延びている。原料ガス導入管１０４は接続配管１２７を介して、原料ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ（不図示）を介在させたミキシング装置１１６と、原料ガス流入バルブ１１７からなるガス供給系に接続されている。
【００２０】
堆積膜形成装置１００が備える排気系は、排気手段である真空ポンプユニット（不図示）が、排気配管１２１を介して、底壁１２６の排気口１１８に接続されている。排気配管１２１には、排気メインバルブ１１９が設けられている。また、反応容器１０１には、その内部の圧力を測定する真空計１２０が取り付けられている。これらを用いて、反応容器１０１内を、各工程に適した所定の圧力に維持することができる。真空ポンプユニットには、例えばロータリーポンプや、メカニカルブースターポンプを用いることができる。
【００２１】
円筒状カソード電極１０３には、整合回路を有するマッチングボックス１０５を介して高周波電源（印加手段）１０６が電気的に接続されている。円筒状カソード電極１０３の上下は、セラミックスからなる絶縁体１１０により上壁１０９および底壁１２６と絶縁されている。上壁１０９には反応容器１０１の内部と外部とを連通させる開閉部であるゲート弁１２２が設置されており、ここから反応容器１０１に、円筒状基体１０２を保持する基体ホルダ１０７が図３に示す基体搬送機構３０１により搬入・搬出・設置される。
【００２２】
反応容器１０１の下部には、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７の長手方向の一端側を回転可能に保持する回転保持機構１１５（基体ホルダ保持手段）が設けられている。この回転保持機構１１５は、基体ホルダ１０７が載置される回転台１１２と、この回転台１１２を支持する支軸１１３と、回転台１１２を回転させるためのモータ１１４とを有している。したがって、円筒状基体１０２は、基体ホルダ１０７上に装着された状態で、回転台１１２と共に支軸１１３を中心として回転させることができる。なお、回転保持機構１１５は全て導電部材で構成されているため、基体ホルダ１０７と底壁１２６は電気的に接続する状態となる。
【００２３】
また、反応容器１０１の内部には、導電性棒状体１２３が回転保持機構１１５の支軸１１３および加熱用ヒータ１１１の内部を貫通するようにして設けられている。すなわち、導電性棒状体１２３は、回転保持機構１１５が配置されている側から基体ホルダ１０７の内部を貫通している。この導電性棒状体１２３は、底壁１２６を貫通し、底壁１２６の下部に設置された移動装置１２４に接続されている。この移動装置１２４によって、導電性棒状体１２３は基体ホルダ１０７の長手方向に移動可能となっている。移動装置１２４は、反応容器１０１の気密を保持するためのベローおよび導電性棒状体１２３を移動可能とするためのエアーシリンダ（共に不図示）により構成されている。なお、移動装置１２４には特に制限は無く、空圧、油圧、水圧を用いたシリンダ機構による駆動方式や、電動モータを用いたボールネジ機構を用いた駆動方式でも良い。
【００２４】
次に、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７および導電性棒状体１２３について、図面を用いて説明する。図２は基体ホルダ１０７および導電性棒状体１２３の上部を模式的に示した断面図である。なお、図２（Ａ）は基体ホルダ１０７の反応容器１０１内への搬入・搬出時を示したものであり、図２（Ｂ）は設置時を示したものである。基体ホルダ１０７の反応容器１０１内への搬入・搬出時は、図３に示す基体搬送機構３０１によって、基体ホルダ１０７の保持部２０４が保持されるため、導電性棒状体１２３は図２（Ａ）に示す待機位置まで下降する。
【００２５】
次いで、基体ホルダ１０７が反応容器１０１内へ設置、つまり回転保持機構１１５の回転台１１２に載置される。その後、導電性棒状体１２３は、基体ホルダ１０７の基体ホルダ保持手段が配置されている一端側とは逆側の他端部の上面２０６の中央に形成された穴２０５を通り、図２（Ｂ）に示す位置まで、基体ホルダ１０７の長手方向に移動、つまり上昇する。導電性棒状体１２３は導電性の接続体１２５を有しており、接続体１２５は基体ホルダ１０７の他端側の上面２０６に接触する構成となっている。さらに導電性棒状体１２３の上端には接触子２０３が設けられており、この接触子２０３が基体ホルダ１０７の他端側に位置するゲート弁１２２の弁体２０８に接触する構成となっている。すなわち、導電性棒状体１２３は基体ホルダ１０７の他端側に位置する反応容器１０１に接触する構成となっている。なお、導電性棒状体１２３は基体ホルダ１０７の反応容器１０１内への搬入・搬出時に、待機位置に収縮され、設置時に伸張するような伸縮可能なものでも良い。
【００２６】
導電性棒状体１２３の接続体１２５は、導電性の摺動体２０１、および基体ホルダの上面２０６に接触する導電性の接触子２０７を備えた接続部２０２を有する。基体ホルダ１０７回転時は、導電性棒状体１２３は静止し、接続部２０２が基体ホルダ１０７に連れ回りする構成になっている。摺動体２０１は、導電性棒状体１２３と摺動して導通すればよく、板バネ、ワイヤブラシ、渦巻きバネ、ベアリングが如き金属製のもの、窒化硼素、黒鉛、二硫化タングステンが如き固体潤滑材が使用可能である。なかでも、発塵や高温下での密着性、繰り返し使用時の耐久性の点からベアリングや固体潤滑材が好ましい。
【００２７】
また、接続部２０２の接触子２０７および導電性棒状体上端１２３の接触子２０３は導電性の材料であれば特に制限は無い。接触子２０７及び接触子２０３としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスが、電気伝導率が良好であるため、好適である。なかでも、発塵や繰り返し使用時の耐久性の点からステンレスが最適である。また、接続部２０２の接触子２０７および導電性棒状体１２３の上端の接触子２０３に関しては、基体ホルダ１０７の上面２０６および弁体２０８にそれぞれ接触していれば特に制限はない。しかし、高温下や基体ホルダ１０７回転時でも安定して接触し、かつ基体ホルダ１０７や弁体２０７の押し上げ防止のために、弾性を有するものが望ましく、板バネが好適である。なお、接続体１２５は、摺動体２０１に堆積膜が付着することによる摺動性悪化の抑制、および接続体１２５に堆積膜が付着、剥離することによる発塵、摺動体２０１自体の発塵が、円筒状基体１０２表面に付着することが予想される。したがって、それらの抑制のために、接続体１２５は基体ホルダ１０７の内部に置くことが望ましい。
【００２８】
次に、基体搬送機構３０１について図面を用いて説明する。
【００２９】
図３は基体搬送機構を模式的に示した図である。基体搬送機構３０１は、真空気密可能で堆積膜形成装置１００にドッキングするための上下機構を有した搬送容器３０２を有する。さらに、搬送容器３０２は、下部にゲート弁３０５、内部に基体ホルダ１０７を保持する保持部３０４を有する上下動可能なアーム３０３を有している。
【００３０】
また、搬送容器３０２はレール３０６上を水平方向に移動可能となっている。この基体搬送機構３０１によって、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を、反応容器１０１が真空状態のまま、搬入、設置、搬出することができる。このことは、生産性が向上することだけでなく、反応容器１０１の内部の汚染を防ぐことも可能であって、画像欠陥の低減にも効果がある。
【００３１】
この基体搬送機構３０１を用い、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７を、堆積膜形成装置１００へ搬入、設置、搬出する方法について、具体的に説明する。
【００３２】
まず、搬入、設置方法について説明する。予め、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７を保持、格納し、内部が真空排気された搬送容器３０２は、堆積膜形成装置１００上へ移動する。次に、搬送容器３０２は下降し、搬送容器３０２のゲート弁３０５が反応容器１０１のゲート弁１２２とドッキングする。ドッキング後、搬送容器３０２のゲート弁３０５と反応容器１０１のゲート弁１２２間を排気する排気装置（不図示）により真空排気する。搬送容器３０２内、ゲート弁３０５とゲート弁１２２間、及び反応容器１０１内が略同圧となった時点で、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を開ける。次に搬送容器３０２の内部から、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７を保持するアーム３０３が下降する。そして、回転保持機構１１５に載置され、保持部３０４が非保持状態となって、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７が設置される。設置後、アーム３０３が上昇、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を閉め、ゲート弁３０５とゲート弁１２２間を大気圧に戻す。その後、搬送容器３０２が上昇して反応容器１０１と切り離し、搬入、設置が終了する。
【００３３】
次に搬出方法について説明する。予め内部が真空排気された搬送容器３０２は、堆積膜形成装置１００上へ移動する。次に、搬送容器３０２は下降し、搬送容器３０２のゲート弁３０５が反応容器１０１のゲート弁１２２とドッキングする。ドッキング後、搬送容器３０２のゲート弁３０５と反応容器１０１のゲート弁１２２間を排気する排気装置（不図示）により真空排気する。搬送容器３０２内、ゲート弁３０５とゲート弁１２２間、及び反応容器１０１内が略同圧となった時点で、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を開ける。次に搬送容器３０２の内部から、アーム３０３が下降、保持部３０４が、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７を保持する。保持後、アーム３０３が上昇、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を閉め、ゲート弁３０５とゲート弁１２２間を大気圧に戻す。その後、搬送容器３０２が上昇して反応容器１０１と切り離し、搬出が終了する。
【００３４】
以上のように構成された堆積膜形成装置１００を用いて堆積膜を形成する手順の一例について以下図１、図２および図３を用いて説明する。
【００３５】
まず、反応容器１０１内に、基体搬送機構３０１で円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７を搬入、回転保持機構１１５に載置され、ゲート弁１２２の弁体２０８が閉まる。続いて、導電性棒状体１２３が上昇し、導電性棒状体１２３の接続体１２５の接触子２０７が基体ホルダの上面２０６と、導電性棒状体１２３の接触子２０３が弁体２０８とそれぞれ接触する。そして、基体ホルダ１０７の長手方向両端が反応容器１０１と電気的に接続され、導通状態となる。このとき、キャップ１０８の上端部が基体ホルダ１０７と接触しているため、基体ホルダ１０７およびキャップ１０８を介して円筒状基体１０２の長手方向両端が反応容器１０１と電気的に接続、導通状態となっている。
【００３６】
その後、真空ポンプユニット（不図示）により排気された反応容器１０１内に、ミキシング装置１１６、原料ガス流入バルブ１１７、接続配管１２７および原料ガス導入管１０４を介して、円筒状基体１０２の加熱に必要な、例えばＡｒ，Ｈｅガスを導入する。そして、反応容器１０１内を所定の圧力になるように、真空計１２０を確認しながら真空ポンプユニット（不図示）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１１１により円筒状基体１０２の温度を２００［℃］〜４５０［℃］、より好ましくは２５０［℃］〜３５０［℃］の所望の温度に制御する。
【００３７】
以上の手順によって堆積膜を形成する準備が完了した後、円筒状基体１０２上に堆積膜の形成を行う。このために、まず、堆積膜形成用の原料ガスとして、主原料ガスと希釈ガスおよび特性改善ガスを、ミキシング装置１１６を介して混合して導入し、導入ガスが所望の流量になるように調整する。その際、反応容器１０１内が１３．３［ｍＰａ］〜１３３０［Ｐａ］の所望の圧力になるように、真空計１２０を確認しながら真空ポンプユニット（不図示）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。
【００３８】
堆積膜形成時に使用する主原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化珪素（ＳｉＦ４）、六フッ化二珪素（Ｓｉ２Ｆ６）の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、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、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、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、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、四フッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ４）、フッ化窒素（ＮＦ３）が挙げられる。また、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、フッ化硼素（ＢＦ３）、ホスフィン（ＰＨ３）の特性改善ガスを同時に放電空間に導入してもよい。
【００３９】
次に、反応容器１０１内の圧力が安定した後、高周波電源１０６を所望の電力に設定して、高周波電力を高周波マッチングボックス１０５を介して円筒状カソード電極１０３に供給することで、高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、１０［ＭＨｚ］〜４５［ＭＨｚ］のＲＦ帯、特に１３．５６［ＭＨｚ］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１０１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、すなわち分解されて、円筒状基体１０２上に所望のシリコン原子を主成分とする堆積膜が形成される。
【００４０】
均一な堆積膜を形成するために、堆積膜を形成するのと同時期、あるいは円筒状基体１０２を加熱する段階から、円筒状基体１０２を回転させる。この回転は、１［ｒｐｍ］〜２０［ｒｐｍ］、例えば１０［ｒｐｍ］の回転速度とする。こうすることで、円筒状基体１０２の周方向に均一な堆積膜が形成される。
【００４１】
以上のようにして円筒状基体１０２の外周面上に堆積膜が形成される。
【００４２】
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高周波電力の供給を停止し、反応容器１０１内を排気する。その後、反応容器１０１および原料ガス導入管１０４内をパージガス、例えばＡｒやＨｅの様な不活性ガスおよびＮ２の少なくとも一方を用いてパージ処理する。パージ処理完了後、基体搬送機構３０１を用いて、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を反応容器１０１内から搬出する。搬出の際は、導電性棒状体１２３は待機位置まで下降する。
【００４３】
その後に、必要に応じて、反応容器１０１内に堆積した堆積膜および粉状の副生成物をクリーニング処理する。手順としては、まず、円筒状基体１０２の替わりに、略同一形状のクリーニング用ダミー基体を装着した基体ホルダ（不図示）を、基体搬送機構３０１を用いて、反応容器１０１内に搬入、設置し、真空ポンプユニット（不図示）により反応容器１０１内を排気する。続いて、反応容器１０１内にミキシング装置１１６および原料ガス導入管１０４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１０１内を所定の圧力になるように真空計１２０を確認しながら真空ポンプユニット（不図示）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。
【００４４】
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／Ｏ２、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣｌＦ３（三フッ化塩素）が挙げられるが、本実施形態では、クリーニング時間を短縮する面から有効であるＣｌＦ３を用いる。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が挙げられるが、なかでもＡｒを用いることが好ましい。
【００４５】
反応容器１０１内の圧力が安定した後、高周波電源１０６を所望の電力に設定して、高周波電力を高周波マッチングボックス１０５を介して円筒状カソード電極１０３に供給することで、高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、１０［ＭＨｚ］〜４５［ＭＨｚ］のＲＦ帯、特に１３．５６［ＭＨｚ］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１０１内に導入されたクリーニング性ガスが分解され、反応容器１０１内がクリーニング処理される。
【００４６】
次に、クリーニング処理後に高周波電力の供給を停止し、反応容器１０１内を排気する。その後、反応容器１０１および原料ガス導入管１０４内をパージガス、例えばＡｒやＨｅの様な不活性ガスおよびＮ２の少なくとも一方を用いてパージ処理する。パージ処理完了後、基体搬送機構３０１を用いて、クリーニング用のダミー基体が装着された基体ホルダ（不図示）を反応容器１０１内から搬出する。
【００４７】
以上のように構成された本実施形態の堆積膜形成装置１００では、反応容器１０１内で、円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７の長手方向両端を、導電性棒状体１２３によって反応容器１０１と電気的に接続させた状態とする。それによって、反応容器１０１内で、円筒状基体１０２の長手方向での電気的な状態が等しくなる。その結果、放電エネルギーが円筒状基体１０２に均等に印加され、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。また、放電エネルギーが均等に印加されるために、反応容器１０１内部に堆積する堆積膜および粉状の副生成物の応力や堆積量の偏りが小さくなり、副生成物が脱落しにくくなる。したがって、脱落する副生成物の、堆積膜形成中の円筒状基体１０２への付着が低減される。さらに円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７を、基体搬送機構３０１で自動搬送（搬入・設置・搬出）できるため、生産性に優れている。
【００４８】
なお、上述の図１〜図３に示す実施形態では、接続体１２５は導電性棒状体１２３に取り付けられており、基体ホルダ１０７の反応容器１０１内への搬入・搬出時は下降し、設置時には上昇する形態であるが、図７に示す形態でも良い。図７は、基体ホルダ１０７および導電性棒状体７０１の上部を模式的に示した図で、図７（Ａ）は基体ホルダ１０７の反応容器１０１内への搬入・搬出時を、図７（Ｂ）は設置時をそれぞれ示す。接続体７０９は、基体ホルダ１０７の穴２０５と嵌合する接続部７０３、摺動体７０４、摺動体７０５、間座７０６、弾性体７０７、台座７０８から構成され、全て導電性である。接続体７０９は、反応容器１０１の底壁１２６に固定された筒状の接続体支持体７０２の上部に取り付けられている。つまり、図１〜図３に示す接続体１２５は導電性棒状体１２３と一緒に上昇・下降するのに対して、図７に示す接続体７０９は上昇・下降せず、導電性棒状体７０１のみ上昇・下降する構成である。
【００４９】
図７に示す形態での、基体ホルダ１０７の反応容器１０１内への搬入・設置・搬出について説明する。まず、基体ホルダ１０７が反応容器１０１内へ設置、つまり回転保持機構１１５の回転台１１２に載置される。その際、図７（Ａ）に示すように、接続体７０９の接続部７０３が、基体ホルダ１０７の上面２０６の中央に形成された穴２０５に嵌合する。その後、導電性棒状体７０１が、図７（Ｂ）に示す位置まで上昇して、導電性棒状体７０１の接触子２０３がゲート弁１２２の弁体２０８に接触する。基体ホルダ１０７が回転すると、接続体７０９の接続部７０３のみが基体ホルダ１０７に連れ回りし、接続体７０９の接続部７０３以外の部分と導電性棒状体７０１は静止している。基体ホルダ１０７の搬出時には、導電性棒状体７０１が図７（Ａ）に示す位置まで下降する。
【００５０】
導電性棒状体１２３は基体ホルダ１０７の長手方向に長い構成となっている。そのため、図１〜図３に示す形態は、反応容器１０１下部の移動装置１２４に接続しているのみで上部で支持していないため、傾きが生じやすい。大きく傾いた場合、接続体１２５の接触子２０７と基体ホルダ１０７の上面２０６との導通状態が悪化や発塵の可能性がある。最悪の場合は、導電性棒状体１２３が基体ホルダ１０７上面２０６の穴２０５に入らないことが考えられる。それに対して、図７に示す形態は、接続体７０９が接続体支持体７０２で固定されているので、導電性棒状体７０１の傾きが抑制されるため、導通状態は常に良好で、発塵しにくい等の利点がある。
【実施例】
【００５１】
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のと同じ部分に対しては同じ符号を用いて説明する。
【００５２】
（実施例１）
図１に示す堆積膜形成装置１００を用いて、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体１０２上に、表１に示す条件で図５に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜（以下、電子写真感光体と略記する）の形成を行った。円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ１０７の搬送は、基体搬送機構３０１を用いた。
【００５３】
なお、本実施例では、図２に示す接続体１２５の摺動体２０１にはステンレス製のワイヤブラシを用いた。また、導電性棒状体１２３上端の接触子２０３および接続体１２５の接触子２０８にはステンレス製の板バネを用いた。
【００５４】
また、図５中の符号５０１は円筒状基体１０２の構成部材を示し、符号５０２は下部阻止層（第１層）、符号５０３は光導電層（第２層）、符号５０４は表面層（第３層）をそれぞれ示す。
【００５５】
【表１】
2010031363.tif 000003
【００５６】
作製された電子写真感光体に関して、「膜厚母線ムラ」「Ｖｄ母線ムラ」「Ｖｈ母線ムラ」「白ポチ」の評価を以下のように実施した。
【００５７】
「膜厚母線ムラ」の評価
膜厚計（フィッシャーインストルメンツ社ＦＩＳＣＨＥＲ  ＳＣＯＰＥ  ＭＭＳ）を用い、電子写真感光体の母線方向に４０ｍｍ間隔の９点について膜厚を計測し、その９点での計測値の最大値と最小値の差を膜厚母線ムラとして評価した。この際、母線方向の各点での膜厚の値は、周方向に９０度間隔の４点での計測値の平均値とした。評価は、後述する比較例で得られた結果を１００とした時の、相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００５８】
「Ｖｄ母線ムラ」「Ｖｈ母線ムラ」の評価
これらの電子写真感光体特性の評価には、複写機（キヤノン社製ｉＲ５０００改造機）を用いた。図６にこの複写機の概略図を示した。図６において、電子写真感光体６０１は図の時計周りに回転駆動可能に支持されている。この電子写真感光体６０１の周りには、前露光器６０８、主帯電器６０２、電位センサー６０３、および潜像形成用レーザー６０９が時計周り方向に順に配置されている。次に、静電潜像上にトナーを付着させて現像を行うための現像器６０４、トナー像を被記録媒体に転写するための転写帯電器６０５（ａ）、分離帯電器６０５（ｂ）が配置されている。その後、残留トナーを除去するためのクリーニングローラー６０６及びクリーニングブレード６０７を具備したクリーナー６００が配置されている。
【００５９】
電子写真感光体特性を測定する際には、現像器６０４及びクリーナー６００を取り外す。そして、現像器６０４の代わりに電子写真感光体母線方向の所定位置の電子写真特性を測定できる電位プローブ（ＴＲＥＫ社製Ｍｏｄｅｌ３４４、不図示）を装着し、電子写真感光体６０１の電子写真特性を測定する。この様にして測定した電子写真特性の評価を下記に示す基準で行った。
【００６０】
「Ｖｄ母線むら」
プロセススピード２６５ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）光量を４ｌｘ・ｓとし、電子写真感光体の母線方向中央位置の表面電位が、電位プローブで測定して４５０Ｖ（暗電位）になるように主帯電器６０２の電流値を調整する。その後、電位プローブを電子写真感光体６０１の端部より母線方向に移動させて、母線方向に４０ｍｍ間隔の９点で測定を行い、その９点での測定値の最大値と最小値の差をＶｄ母線ムラとして評価した。評価は比較例で得られた結果を１００とした時の、相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００６１】
「Ｖｈ母線むら」
上記Ｖｄ母線むらと同じ手順で電子写真感光体の母線方向中央位置の表面電位が４５０Ｖ（暗電位）になるように主帯電器６０２の電流値を調整した。その後、潜像形成用レーザー６０９（波長６５５ｎｍ）の照射を行い、潜像形成用レーザー６０９の光量を調整して、電位プローブで測定した中央位置の表面電位が２００Ｖ（明電位）となるようにした。その後、電位プローブを電子写真感光体の端部より母線方向に移動させて、母線方向に４０ｍｍ間隔の９点で測定を行い、その９点での測定値の最大値と最小値の差をＶｈ母線ムラとして評価した。評価は比較例で得られた結果を１００とした時の、相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００６２】
「白ポチ」の評価
キヤノン社製複写機ｉＲ５０００を用い、Ａ３サイズの全面を黒く塗りつぶした原稿を複写して得られた画像を観察し、電子写真感光体１周分当たりの、直径０．１０ｍｍ以上の白ポチ（画像欠陥の部分）の個数を数えた。評価は比較例で得られた結果を１００とした時の、相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００６３】
各評価結果のランク付け
前記各評価結果に対して、以下に示す基準でランク付けを行った。
Ａ  ・・・５０未満
Ｂ  ・・・５０以上７５未満
Ｃ  ・・・７５以上１００未満
Ｄ  ・・・１００（変化なし）
Ｅ  ・・・１００超
総合評価
上記５項目（「膜厚母線むら」「Ｖｄ母線むら」「Ｖｈ母線むら」「白ポチ」」）の評価結果に対し、以下の基準で総合評価を行った。
Ａ  ・・・各項目でＢレベル以上、かつＡレベル３個以上
Ｂ  ・・・各項目でＢレベル以上
Ｃ  ・・・各項目でＣレベル以上
Ｄ  ・・・各項目でＤレベル以上
Ｅ  ・・・各項目で一つでもＥレベルがある。
【００６４】
各評価および総合評価の結果を表２に示す。
【００６５】
（実施例２）
実施例１に対して、図２に示す接続体１２５の摺動体２０１をステンレス製のベアリングに変更して、電子写真感光体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
【００６６】
（実施例３）
実施例１に対して、図２に示す接続体１２５の摺動体２０１を固体潤滑材（富士ダイス株式会社製ＦＷＤ−４３０Ｌ）に変更して、電子写真感光体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
【００６７】
（実施例４）
実施例１に対して、図７に示す形態に変更した。摺動体７０４、摺動体７０５にはステンレス製のワイヤブラシを、弾性体７０７には渦巻きバネを用いた。そして、電子写真感光体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
【００６８】
（実施例５）
実施例４に対して、図７に示す摺動体７０４、摺動体７０５を固体潤滑材（富士ダイス株式会社製ＦＷＤ−４３０Ｌ）に変更して、電子写真感光体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。
【００６９】
（比較例）
図４に示す堆積膜形成装置４００を用いて、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体１０２上に、電子写真感光体を作製し、実施例と同様の評価を行った。円筒状基体１０２およびキャップ１０８が装着された基体ホルダ４０１の搬送は、基体搬送機構３０１を用いた。結果を表２に示す。
【００７０】
本比較例において用いた堆積膜形成装置４００は、図１に示す本発明に対応した実施形態の堆積膜形成装置１００に対して、導電性棒状体１２３が無く、基体ホルダ４０１下部のみ電気的に接続している点が異なる。なお、基体ホルダ４０１は上部に基体搬送機構３０１による保持部４０２があるため、自動搬送に対応可能である。
【００７１】
【表２】
2010031363.tif 000004
【００７２】
表２から、各母線ムラに関して、各実施例は比較例に対して良化した。つまり、基体ホルダの長手方向両端を電気的に接続状態とすることで、円筒状基体に堆積される堆積膜の均一性が向上したことがわかる。さらに、実施例２、３、５は、実施例１、４に対して良化した。これは、実施例２、３、５が実施例１、４よりも電気的な接続状態が安定していることが原因と推定される。
【００７３】
白ポチに関して、各実施例は比較例に対して良化した。つまり、基体ホルダの長手方向両端を電気的に接続状態とすることで、円筒状基体１０２への付着物が減少したことがわかる。
【符号の説明】
【００７４】
１０１    反応容器
１０２    円筒状基体
１０７、４０１    基体ホルダ
１１５    回転保持持機構（基体ホルダ保持手段）
１２３、７０１    導電性棒状体
【図１】
2010031363.tif 000005
【図２】
2010031363.tif 000006
【図３】
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【図４】
2010031363.tif 000008
【図５】
2010031363.tif 000009
【図６】
2010031363.tif 000010
【図７】
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