(57)【要約】【課題】堆積膜の密着性を向上し、特性の優れた半導体デバイスや電子写真感光体等の良品率を向上する。【解決手段】少なくとも減圧可能な反応容器内の基体支持体に基体を設置する搬入工程と、前記基体を加熱する加熱工程と、前記基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成工程からなる真空処理法方法において、前記加熱工程が、少なくとも第１加熱工程と第２加熱工程からなり、少なくとも前記第１加熱工程では前記反応容器内に熱伝導促進用ガスを供給し、前記反応容器内に設置された発熱体と前記基体および前記基体支持体の間の雰囲気による熱伝導度を高め、前記第２加熱工程では第１加熱工程よりも雰囲気による熱伝導度を低くして、前記基体の加熱を行うことを特徴とする真空処理方法。【選択図】      図１
2004193419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも減圧可能な反応容器内の基体支持体に基体を設置する搬入工程と、前記基体を加熱する加熱工程と、前記基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成工程からなる真空処理法方法において、
前記加熱工程が、少なくとも第１加熱工程と第２加熱工程からなり、少なくとも前記第１加熱工程では前記反応容器内に熱伝導促進用ガスを供給し、前記反応容器内に設置された発熱体と前記基体および前記基体支持体の間の雰囲気による熱伝導度を高め、前記第２加熱工程では第１加熱工程よりも雰囲気による熱伝導度を低くして、前記基体の加熱を行うことを特徴とする真空処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス等における真空処理方法に関し、特に堆積膜形成前の加熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、光起電力デバイス等を作製する真空処理方法として、プラズマＣＶＤ法、反応性スパッタ法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の真空処理方法が知られており、多く実用化されている。
【０００３】
例えば、プラズマＣＶＤ法を用いた堆積膜形成方法は、原料ガスをグロー放電中で分解し、基体上に堆積膜を形成する。この方法を用い、原料ガスにＳｉＨ4を用いることで水素化アモルファスシリコン（ａ-Ｓｉ：Ｈ）堆積膜を形成することが可能である。堆積膜形成では、堆積膜の膜質と密着性の両立を図らなければならない。特に、堆積膜の密着性については基体と堆積膜の密着性はもとより、基体以外の堆積膜が付着する部材と堆積膜の密着性を向上する必要がある。堆積膜と前記部材との密着性が不十分な場合、堆積膜形成途中に前記部材からはがれた膜片がダストとなり、プラズマによって帯電したダストがクーロン力等で基体上に付着し、膜中に取り込まれ、基体上の堆積膜に欠陥を形成してしまう。堆積膜の密着性に関わるパラメータには、基体および堆積膜が付着する部材の温度、堆積膜付着面の表面形状、あるいは、堆積膜の組成等が挙げられ、これらのパラメータを適正化することによって密着性を向上することができる。
【０００４】
例えば、基体の温度制御方法として、特許文献１には、減圧下でプラズマ処理を施す真空処理方法において、基体近傍に加熱部材及び冷却部材を設置し、かつ、基体もしくは基体支持体と加熱部材もしくは冷却部材からなる空間に熱伝導促進用ガスを導入し、真空処理中に適時、空間に導入された熱伝導促進用ガスの圧力を変化させ、プラズマ放電中の基体温度を高い精度で制御する方法が開示されている。
【０００５】
また、堆積膜付着面の表面形状として、特許文献２には、堆積膜形成装置の基体以外の堆積膜が付着する部材の表面の少なくとも一部の表面粗さにおいて十点平均粗さＲｚが５μｍ以上２００μｍ以下の範囲でありかつ、平均傾斜角θａが５度以上４５度以下の範囲とする装置が開示されている。
【０００６】
そして、密着性に適した堆積膜の組成として、特許文献３には、堆積膜の組成を電子写真用光受容部材において、支持体と長波長光感光層との間、または、支持体と電荷注入阻止層との間に窒素原子、酸素原子、炭素原子の少なくとも１つとシリコン原子と必要に応じて水素原子およびハロゲン原子の少なくとも１つとを含有する非晶質材料で構成された密着層を有する方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−５３９６６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１５０６５号公報
【特許文献３】
特公平７−１９０６８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法によって、基体上に形成される堆積膜と基体との密着性は向上できる。例えば、特許文献１に開示の方法を用いれば、プラズマ処理時の基体温度を高い精度で制御することができ、均一性の高い堆積膜を形成することが可能である。
【０００９】
しかしながら、基体の温度が均一であっても、基体支持体等の堆積膜が付着する部材の温度が不均一であると、こうした部材上に形成される堆積膜と基体上に形成される堆積膜の間で膜質むらを生じることになる。特に、雰囲気による熱伝導によって基体を加熱した場合には、加熱工程において反応容器外との熱交換があるため、加熱工程終了時に基体はある程度均一に温度制御できても、それ以外の部材では温度が不均一になり易く、この温度の不均一性が、初期に形成される堆積膜に影響して、基体以外の部材に付着する堆積膜の密着性を低下することが考えられる。
【００１０】
これは、堆積膜形成において、表面反応過程が堆積膜の構造の決定に大きな役割を果たしているからである。一般的に、表面温度が高いほどエネルギー的に安定な方向へ化学反応が促進されるが、表面温度が低いと十分に構造が緩和されず、結果的に堆積膜の応力として表れる。応力の不均一性によって、基体上の堆積膜は十分な密着性であっても、前述の部材上の堆積膜は十分な密着性が得られず、こうした部材から膜はがれが発生する。その結果、発生した膜片が基体上に付着し、堆積膜の異常成長を引き起こすのである。例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈを母材とする電子写真感光体を形成する場合、こうした堆積膜の異常成長は球状突起となって、画像上で微小な画像欠陥を発生することになる。
【００１１】
近年、電子写真装置に対する市場の要求レベルは日々高まっており、印刷並の高画質を実現していくためには、これまで問題とならなかったレベルの膜質むらや微小な球状突起に起因する画像欠陥も改善していく必要がある。したがって、基体上の堆積膜に関しては更なる均一性の向上・密着性の向上が必要であると共に、基体以外の堆積膜が付着する部材上の堆積膜の密着性を向上し、前述したダスト発生を低減し、球状突起を低減していくことが必要である。
【００１２】
すなわち、本発明の目的は、基体および基体以外の炉内部品と堆積膜の密着性が向上し、基体上の堆積膜の欠陥が低減する真空処理方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、堆積膜形成前の特定の加熱方法により優れた効果が得られることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明及びその好適な実施形態は、以下の通りである。
【００１４】
（１）  少なくとも減圧可能な反応容器内の基体支持体に基体を設置する搬入工程と、前記基体を加熱する加熱工程と、前記基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成工程からなる真空処理法方法において、
前記加熱工程が、少なくとも第１加熱工程と第２加熱工程からなり、少なくとも前記第１加熱工程では前記反応容器内に熱伝導促進用ガスを供給し、前記反応容器内に設置された発熱体と前記基体および前記基体支持体の間の雰囲気による熱伝導度を高め、前記第２加熱工程では第１加熱工程よりも雰囲気による熱伝導度を低くして、前記基体の加熱を行うことを特徴とする真空処理方法。
【００１５】
（２）  第１加熱工程における反応容器内の圧力をＰ１、第２加熱工程における反応容器の圧力をＰ２、大気圧をＰ０とした場合に、Ｐ０＞Ｐ１＞Ｐ２である（１）記載の真空処理方法。
【００１６】
（３）  第１加熱工程における反応容器内の圧力をＰ１、第２加熱工程における反応容器の圧力をＰ２、堆積膜形成工程における反応容器の圧力をＰ３、大気圧をＰ０とした場合に、Ｐ０＞Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ２である（２）記載の真空処理方法。
【００１７】
（４）  第１加熱工程で用いる熱伝導促進用ガスの熱伝導率をκ１、第２加熱工程で用いる熱伝導促進用ガスの熱伝導率をκ２とした場合に、κ１＞κ２である（１）〜（３）の何れか一つに記載の真空処理方法。
【００１８】
（５）  第１加熱工程および第２加熱工程で用いる熱伝導促進用ガスがＨ2、Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒのいずれかである（４）記載の真空処理方法。
【００１９】
（６）  第２加熱工程において、熱伝導促進用ガスを供給せずに基体の加熱を行う（１）〜（５）の何れか一つに記載の真空処理方法。
【００２０】
（７）  第２加熱工程における反応容器の圧力Ｐ２が、Ｐ２≦１０（Ｐａ）である（１）〜（６）の何れか一つに記載の真空処理方法。
【００２１】
（８）  第１加熱工程における反応容器の圧力Ｐ１が、Ｐ１≦２０００（Ｐａ）である（１）〜（７）の何れか一つに記載の真空処理方法。
【００２２】
（９）  基体支持体の発熱体側に輻射熱を吸収しやすい加工を施したものを使用する（１）〜（８）の何れか一つに記載の真空処理方法。
【００２３】
（１０）  基体が円筒状基体である（１）〜（９）の何れか一つに記載の真空処理方法。
【００２４】
（１１）  （１）〜（１０）の何れか一つに記載の方法で作製された電子写真感光体。
【００２５】
本発明によれば、まず第１加熱工程で熱伝導促進用ガスを供給し、反応容器内の雰囲気による熱伝導度を高めることで基体の加熱効率を向上すると共に、発熱体と基体、発熱体と基体保持体等の堆積膜が付着する部材、両方の雰囲気による熱伝導を高めることになり、基体を加熱する発熱体によって基体以外の堆積膜が付着する部材を同時に加熱することができる。そして、第２加熱工程において、第１加熱工程よりも雰囲気による熱伝導度を低くすることで、基体や基体支持体の断熱性を高めて反応容器外からの影響を少なくして、基体および基体支持体の温度均一性を向上する。その結果、反応容器内の部品、特に基体および基体支持体上に形成される堆積膜の膜質が均一化されるため、基体および基体支持体の堆積膜の応力が均一となり密着性が向上すると考えられる。
【００２６】
さらに、減圧下で基体上に堆積膜を形成する本発明においては、加熱工程も減圧下で行うことが好ましく、また、第２加熱工程では雰囲気による熱伝導度を第１加熱工程よりも低くするために、第１加熱工程における反応容器内の圧力Ｐ１、第２加熱工程における反応容器の圧力Ｐ２、大気圧Ｐ０が、Ｐ０＞Ｐ１＞Ｐ２の関係を満たすことが好ましい。
【００２７】
さらに、第２加熱工程では雰囲気による熱伝導度は堆積膜形成条件と同等以下であることが好ましく、第１加熱工程における反応容器内の圧力Ｐ１、第２加熱工程における反応容器の圧力Ｐ２、堆積膜形成工程における反応容器の圧力Ｐ３、大気圧Ｐ０が、Ｐ０＞Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ２の関係を満たすことが好ましい。
【００２８】
さらに、第１加熱工程と第２加熱工程における雰囲気による熱伝導の制御手段として、熱伝導促進用ガス種を変更することが挙げられる。第１加熱工程と第２加熱工程で用いる熱伝導促進用ガスの種類を変更する場合には、第２加熱工程での雰囲気による熱伝導度を第１加熱工程での雰囲気による熱伝導よりも小さくすることが好ましく、第１加熱工程で用いる熱伝導促進用ガスの熱伝導率κ１、第２加熱工程で用いる熱伝導促進用ガスの熱伝導率κ２が、κ１＞κ２の条件を満たす熱伝導促進用ガスであることが好ましい。
【００２９】
特に、熱伝導促進用ガスは、基体および反応容器内の部材と反応性が低いガスであることが好ましく、さらに、第１加熱工程においては熱伝導性が高いものが好ましい。よって、第１加熱工程および第２加熱工程で用いる熱伝導促進用ガスはＨ2、Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒのいずれかを用いることが好ましい。
【００３０】
第２加熱工程では、雰囲気による熱伝導性を低くするために、熱伝導促進用ガスを供給せずに基体の加熱を行っても良い。
【００３１】
気体の熱伝導度は数百Ｐａから数ＭＰａの広い範囲で、圧力依存性が少ないことから、第２加熱工程では、雰囲気による熱伝導性を低くするために、反応容器の圧力Ｐ２を、Ｐ２≦１０（Ｐａ）の範囲とすることが好ましい。また、同様の理由から第１加熱工程では、反応容器の圧力Ｐ１を、Ｐ１≦２０００（Ｐａ）の範囲とすることが好ましい。
【００３２】
第２加熱工程では、発熱体と基体、発熱体と基体支持体の熱伝導は、熱輻射による熱伝導が支配的であり、基体支持体の発熱体側に輻射熱を吸収しやすい加工を施すことによって第２加熱工程における基体支持体の加熱効率を向上できる。
【００３３】
本発明は、発熱体と基体、発熱体と基体支持体が機械的な接触が少なく、ガス雰囲気と輻射熱による熱伝導が支配的な装置構成に適しており、特に基体が円筒状基体のように曲率のある面に真空処理を施す場合、すなわち、発熱体と基体、発熱体と基体支持体との機械的に接触させることが困難な場合に適している。
【００３４】
堆積膜形成処理では、形成する堆積膜の膜厚が厚いほど、また、処理時間が長いほど、膜はがれの発生確率は高く、電子写真感光体のように大面積で比較的厚い対積膜を形成する場合に適している。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明を適用可能な例としてａ−Ｓｉ：Ｈ系電子写真感光体の形成が挙げられる。ａ−Ｓｉ：Ｈ系電子写真感光体形成は、大まかに、基体の切削・洗浄を行う前処理工程、基体を堆積膜形成装置に設置する搬入工程、基体を加熱する加熱工程、基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成工程、堆積膜形成後、基体を取り出す搬出工程、堆積膜形成装置のクリーニングを行う後処理工程の順に行われる。本発明は特に加熱工程に特徴があるので、投入工程から搬出工程の手順を説明する。
【００３６】
まず、本発明を適用可能な真空処理装置の一例を説明する。図１の装置は複数のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を形成できるプラズマＣＶＤ堆積膜形成装置の模式図を示しており、真空処理装置１００、ガス供給システム１０２、高周波電源１０３、真空ポンプ１０４から構成されている。
【００３７】
真空処理装置１００は、減圧可能で少なくとも一部が誘電体で形成された円筒状の反応容器１０１と、反応容器１０１内同一円周上等間隔に設置された基体支持体１０６、駆動装置１１４の駆動力を伝達し基体支持体１０６を自転させる回転軸シャフト１０７、反応容器１０１に熱伝導促進用ガスや原料ガスを導入するガス導入ポート１０９、反応容器１０１に導入された原料ガスのプラズマを生成するために高周波電力を印加する高周波電極１１２、高周波電極１１２から放出される電磁波を遮蔽するシールド容器１０８等からなる。なお、基体支持体１０６は、円筒状基体１０５の内面に堆積膜が堆積しないように封止された形状であって、円筒状基体の両端を封止する形状ならば、特に制限はないが、円筒状基体の外径とほぼ同じ外径の円筒形で端部が閉じた形状が好ましい。ただ、発熱体が配置される円筒状基体の内側の空間と堆積膜が形成される円筒状基体の外側の空間とは気密状態ではなく、反応容器１０１内に熱伝導促進用ガスを導入した際に両方の空間が熱伝導促進用ガスで満たされる構成になっている。
【００３８】
また、基体支持体１０６の内面、すなわち発熱体側の面には輻射熱を吸収しやすい加工を施したものが好ましく、例えば溶射等によって黒化処理を施すこと等が好ましい。また、基体支持体１０６は真空処理装置１００内の回転シャフト１０７と基体支持体１０６は、クリーニング等のメンテナンス性に応じて分解可能な構成が好ましいが、基体支持体１０６に設置された円筒状基体１０５の電位管理を適確に行える構成にすることが好ましい。
【００３９】
また、ガス供給システム１０２は、処理に用いる熱伝導促進用ガスや原料ガス、例えばＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｈ2、Ｂ2Ｈ6、ＰＨ3、ＣＨ4、ＮＯ、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2等をマスフローコントローラー等により所定流量で供給可能な構成であって、ガス供給ポート１０９を通じて反応容器１０１内へ供給される構成である。
【００４０】
高周波電源１０３から出力された高周波電力は、整合回路１１１、電力分岐板１１０を介して反応容器１０１外に複数設置された棒状の高周波電極１１２に供給する構成である。そして、電力分岐板１１０、高周波電極１１２ならびに反応容器１０１はシールド容器１０８内に収納された構成である。
【００４１】
高周波電源１０３からの電力の供給については、あらかじめ複数の異なる周波数の高周波電力を合成した後、一つの整合回路を介して電力を供給しても良く、例えば、複数の異なる周波数の高周波電力を合成した電力を供給することが可能な一つの高周波電源を用い、一つの整合回路を介して電力を供給しても良い。また、複数の異なる周波数の高周波電源から複数の異なる周波数の高周波電力をそれぞれ出力し、出力されたそれぞれの高周波電力をそれぞれ整合回路を介した後に合成して電力供給を行っても良い。
【００４２】
反応容器１０１内は真空ポンプ１０４によって所望の圧力まで真空引きと、ガス供給システム１０２より所望のガスを所定流量で供給し、コンダクタンスバルブ１１３によって、真空ポンプ１０４の排気速度を調整することによって所望の圧力に調整することが可能な構成になっている。なお、真空ポンプ１０４は、所望圧力まで減圧できれば特に制限はなく、油回転ポンプ、ドライ真空ポンプ等を単体で使用しても良いし、油回転ポンプ、ドライ真空ポンプ、ルーツポンプ、油拡散ポンプ、ターボ分子ポンプの中から適宜選択した組み合わせであっても良いし、これらを複数並列に接続した構成としても良い。さらに、油回転ポンプ、ドライ真空ポンプ、ルーツポンプ等は回転周波数を制御して真空ポンプ自体の排気速度変更可能な構成にしても良い。
【００４３】
次に、図１の装置で作製可能なａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体の模式断面図の一例を図２に示す。図２のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体は、基体である導電性の基体２０１上に密着性の良い第１層として電荷注入阻止層２０２、第２層として光導電層２０３、第３層として表面層２０４の順に積層し、第１層と第２層の間にキャリアの移動性や機械的な密着性を向上する目的で電荷注入阻止層の変化領域２０５を設けている。さらに、図２には示していないが、第２層の光導電層２０２と第３層の表面層２０３の間にキャリアの移動性、光の透過性や機械的な密着性を改善する目的として表面層の変化領域を設けても良い。
【００４４】
また、別のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体の層構成の例として、図３に示すように、光導電層を電荷輸送層３０３と電荷発生層３０６の２層に機能分離したものや、図４に示すように、負帯電極性を持たせるために、光導電層４０３と表面層４０４の間に上部電荷注入阻止層４０６を積層した感光体等が挙げられる。なお、図３の３０１〜３０５、図４の４０１〜４０５は、図２の２０１〜２０５に対応する。
【００４５】
図１の真空処理装置を用いて図２に示すａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製する手順を以下に説明する。
【００４６】
初めに、搬入工程では円筒状基体１０５を反応容器１０１内の基体支持体１０６に設置し、排気ポンプ１０４により反応容器１０１内に設置する。円筒状基体設置後、真空ポンプ１０４によって所望の圧力まで排気するが、排気によって反応容器１０１内のダストを巻き上げないように、通常よりも遅い排気速度で所定圧力まで減圧した後、通常の排気速度で所望圧力まで排気する。排気速度の調整は、コンダクタンスバルブの開度調整、真空ポンプの切り替え、真空ポンプの回転周波数の変更等が挙げられる。
【００４７】
続く加熱工程では、ガス供給システム１０２よりガス供給ポート１０９を通じて熱伝導促進用ガスを第１加熱工程の設定流量で反応容器１０１内に導入し、円筒状基体１０５、あるいは、基体支持体１０６内側の空間にも熱伝導促進用ガスを導入する。なお、熱伝導促進用ガスは反応性が低く、円筒状基体１０５や反応容器内の部品に悪影響を及ぼさないガス種であることが必要で、加熱工程終了後の堆積膜形成工程へ影響をしないガス種であることも必要である。そして、第１加熱工程では雰囲気による熱伝導度を高くすることが好ましく、さらには、コスト的に安価なガスであることが好ましい。以上のことから、熱伝導促進用ガスには、Ｈ2、Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒを用いることが好ましい。
【００４８】
熱伝導促進用ガスが第１加熱工程の設定流量になったら、コンダクタンスバルブ１１３の開度を調整して反応容器１０１内を第１加熱工程の設定圧力に設定する。設定圧力は、発熱体の発熱量、熱伝導促進用ガス種、第１加熱工程での加熱設定温度等によって最適化することが好ましいが、ガス雰囲気の熱伝導度は数百Ｐａから数ＭＰａの範囲で圧力にほとんど依存しないので、減圧下で堆積膜形成する本発明では加熱ガス供給量、排気速度、反応容器の容積等から、数ｋＰａ以下の圧力に設定すれば良く、より具体的には２０００Ｐａ以下の範囲で十分な雰囲気による熱伝導度を得られる。
【００４９】
また、発熱体１１５により円筒状基体１０５を第１加熱工程の設定温度まで加熱・制御する。発熱体１１５は円筒状基体１０５、基体支持体１０６を加熱可能なものならば特に制限はなく、例えば、シース状ヒータの巻き付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱輻射ランプ発熱体、液体、基体等を媒体とした熱交換手段による発熱体が挙げられる。本例ではシース状の巻き付けヒータを用いている。
【００５０】
第１加熱工程が終了したら、熱伝導促進用ガス種、加熱ガス流量、排気コンダクタンス、排気速度の少なくとも１つを変更して第１加熱工程よりも雰囲気による熱伝導度が低い第２加熱工程条件に設定して、第２加熱工程を行い、円筒状基体１０５および基体支持体１０６を所望温度に加熱・制御する。
【００５１】
熱伝導促進用ガスに適するＨ2、Ｈｅ、Ｎ2、Ａｒの熱伝導率κH2、κHe、κN2、κArは、室温から数百℃の範囲において、κH2＞κHe＞κN2＞κArの関係があり、第２加熱工程では第１加熱工程で用いるガス種よりも熱伝導率の小さいガス種に適宜変更しても良い。もちろん、熱伝導促進用ガス種以外のパラメータを変更して第２加熱工程における雰囲気による熱伝導度を低く設定する場合には、第２加熱工程と第１加熱工程で使用するガス種は同一であっても構わない。
【００５２】
また、ガス種、排気コンダクタンス、排気速度を変更しなくても、加熱ガス流量を下げることで、反応容器内の設定圧力を下げることは可能であり、反応容器内の雰囲気による熱伝導度を小さくすることができる。もちろん、排気コンダクタンスを増大させるか、真空ポンプの排気速度を上げることによって、より一層反応容器内の設定圧力を下げ、雰囲気による熱伝導度を低くすることもできる。さらには、第２加熱工程では、熱伝導促進用ガス供給を停止し、設定圧力を十分下げ、発熱体と円筒状基体の間の熱伝導を熱輻射が支配的になるようにしても良い。
【００５３】
排気コンダクタンスや排気速度は、図１に示すようにコンダクタンスバルブ１１３の調整によってコンダクタンスを変化したり、図１に図示していないが、より配管径の大きい排気配管に切り替えたり、真空ポンプを切り替えたり、例えば、真空ポンプに油回転ポンプ、ドライポンプ、ルーツポンプ等を使用している場合には回転周波数を制御して真空ポンプの排気速度を調整することもできる。
【００５４】
円筒状基体１０５が所望温度に加熱・制御できたら、熱伝導促進用ガスの供給を停止し、真空ポンプ１０４によって、反応容器１０１内を十分排気する。熱伝導促進用ガスの排気が終了したら、あるいは、第２加熱工程で熱伝導促進用ガスを停止している場合には、続いて、ガス供給システム１０２よりガス供給ポート１０９を通じて電荷注入阻止層形成に用いるガス種を所定流量で反応容器１０１内に供給し、コンダクタンスバルブ１１３の開度を調整して反応容器１０１内を所定圧力に設定する。
【００５５】
反応容器１０１内の圧力が安定したら、高周波電源１０３より整合回路１１１、電力分岐板１１０を介して複数の高周波電極１１２に高周波電力を印加して反応容器１０１内に原料ガスのプラズマを生成し、円筒状基体１０５上に電荷注入阻止層を形成する。電荷注入阻止層形成中、基板温度は所定温度範囲に制御する。電荷注入阻止層形成時の基板温度は１５０〜３００℃の範囲が好ましく、より好ましくは１５０〜２５０℃の範囲が好ましい。
【００５６】
電荷注入阻止層を所望膜厚まで形成したら、ガス種、ガス流量、印加電力、反応圧力等を光導電層形成条件まで、同時または別々に変化して、電荷注入阻止層の変化領域を形成する。変化は各々連続的であっても良いし、段階的不連続な変化であっても良い。
【００５７】
反応容器１０１内が光導電層形成条件に設定できたら光導電層の形成を続けて行い、光導電層が所望膜厚まで形成したら、高周波電力の供給を停止し、光導電層の形成を終了する。光導電層形成中、基板温度は所定温度範囲に制御する。光導電層形成時の基板温度は、電荷注入阻止層形成時の基板温度よりも高温に設定することが好ましく、１５０〜３００℃の範囲、より好ましくは、２００〜３００℃の範囲が好ましい。
【００５８】
その後、反応容器１０１内を、表面層形成条件にして、高周波電源１０３より整合回路１１１を介して高周波電極１１２に高周波電力を印加して原料ガスのプラズマを生成し、光導電層上に表面層を形成する。表面層が所望膜厚まで形成したら、高周波電力の供給を停止し、原料ガスの供給も停止してａ―Ｓｉ:Ｈ系感光体の形成を終了する。図１の電子写真感光体は光導電層と表面層の間に界面があるが、電荷注入阻止層と光導電層を変化領域で形成したように変化領域を設けて、連続的な形成を行っても良い。
【００５９】
ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体形成終了後、ガス供給システム１０２よりガス供給ポート１０９を通じてパージガス導入と真空ポンプ１０４による真空引きによって、反応容器１０１内を複数回パージし、冷却ガス用の不活性ガス例えばＨｅガスを反応容器１０１内に所定圧力で詰めて冷却を行う。円筒状基体１０５の温度が十分冷えたら冷却ガスを真空ポンプ１０４で排気した後、ガス供給ポート１０９よりベントガスを導入して反応容器１０１内を大気圧にして、反応容器１０１から円筒状基体１０５を取り出す。
【００６０】
なお、本発明においては基板温度が重要なパラメータであり、堆積膜を形成する前に、基板の温度校正を実施することが重要である。しかも、プラズマ生成中の反応容器内に設置された基体の表面温度を正確に測定するためには、プラズマの影響を受けない温度計を使用して行うことが好ましく、蛍光式光ファイバー温度計等を用い、温度計プローブと基体表面および反応容器１０１内の堆積膜が付着する部材とを十分に接触させて測定する方法が好ましい例として挙げられる。
【００６１】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。
【００６２】
＜実施例１＞
本実施例では図１の装置を用い、図２に示す層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、電力の供給は、複数の異なる周波数の高周波電源から複数の異なる周波数の高周波電力をそれぞれ出力し、出力されたそれぞれの高周波電力をそれぞれ整合回路を介した後に合成して行った。具体的には周波数が１０５ＭＨｚの高周波電源と周波数が６０ＭＨｚの高周波電源とを使用した。
【００６３】
まず、搬入工程において、切削・脱脂洗浄した直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニュウムを主原料とする円筒状基体１０５を基体支持体１０６に積載し真空ポンプ１０４によって５Ｐａ以下まで真空引きを行った。続く加熱工程では、駆動装置１１４により回転軸シャフト１０７を介して基体支持体１０６および円筒状基体１０５を１ｒｐｍで自転させながら、表１に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００６４】
【表１】
2004193419.tif 000003
加熱工程終了後、成膜工程では熱伝導促進用ガスの供給を停止し、反応容器１０１内を１Ｐａ以下まで減圧した後、反応容器内１０１内を表２の電荷注入阻止層条件として電荷注入阻止層を成膜し、電荷注入層の変化領域、光導電層、表面層の順に堆積膜を順次形成して、ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。
【００６５】
【表２】
2004193419.tif 000004
搬出工程では、反応容器１０１内を１Ｐａ以下まで一旦減圧した後、ガス供給ポート１０９よりＡｒガスを供給して複数回パージを行った後、ガス供給ポート１０９より冷却ガスとしてＨｅガスを反応容器１０１内に供給し反応容器１０１の内圧を１×１０3Ｐａとして円筒状基体１０５を自然冷却した。円筒状基体の温度が十分下がったら、冷却用のＨｅガスを一旦排気した後、ガス供給ポート１０９よりＮ2ガスを供給し、反応容器１０１を大気圧に戻し反応容器１０１より円筒状基体１０５を取り出した。
【００６６】
なお、ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製する前に、安立計器(株)製  蛍光式光ファイバー温度計  ＡＭＯＴＨ  ＴＭ−５８５５を用い、堆積膜形成中の円筒状基体１０５表面および反応容器１０１内の堆積膜が付着する部材の温度測定を行った。
【００６７】
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、以下の具体的方法および基準で評価を行い、結果を表８に示す。
【００６８】
「球状突起」
電子写真感光体の表面を顕微鏡で観察し、直径１０μｍ以上の球状突起数を数える。したがって、数値が小さいほど良好である。
【００６９】
こうして求められた球状突起を、比較例１で作製した電子写真感光体の球状突起数を基準として、１２０％以上の場合を×、９０％以上１２０％未満の場合を△、７０％以上９０％未満の場合を○〜△、５０％以上７０％未満の場合を○、５０％未満の場合を◎として評価を行った。
【００７０】
「画像欠陥」
電子写真感光体をキヤノン製の複写機ｉＲ５０００に設置し、キヤノン製全面黒チャート（部品番号：ＦＹ９−９０７３）を原稿台に置き、コピーした時に得られたコピー画像の同一面積内のある直径０．１ｍｍ以上の白点の数を数える。したがって、数値が小さいほど良好である。
【００７１】
こうして求められた画像欠陥を、比較例１で作製した電子写真感光体の画像欠陥の数を基準として、１２０％以上の場合を×、９０％以上１２０％未満の場合を△、７０％以上９０％未満の場合を○〜△、５０％以上７０％未満の場合を○、５０％未満の場合を◎として評価を行った。
【００７２】
「帯電能の母線方向むら」
電子写真感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機ｉＲ５０００に設置し、上記複写機の主帯電器に一定電流を流した時の現像器位置での感光体表面の暗部電位を測定する。したがって、暗部電位が高いほど帯電能は良好である。帯電能測定は感光体母線方向全域に渡って行い、感光体母線方向全域における最高暗部電位と最低暗部電位の差を求め帯電能の母線方向むらとした。したがって、数値が小さいほど良好である。
【００７３】
こうして求められた帯電能の母線方向むらを、比較例１で作製した電子写真感光体の帯電能を基準として、１２０％以上の場合を×、９０％以上１２０％未満の場合を△、７０％以上９０％未満の場合を○〜△、５０％以上７０％未満の場合を○、５０％未満の場合を◎として評価を行った。
【００７４】
＜比較例１＞
本比較例では、図１の装置を用いて、実施例１と同様の手順で、実施例１と同じ層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、本比較例では、表３に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００７５】
【表３】
2004193419.tif 000005
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法で評価を行った。
【００７６】
＜比較例２＞
本比較例では、図１の装置を用いて、実施例１と同様の手順で、実施例１と同じ層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、本比較例では、表４に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００７７】
【表４】
2004193419.tif 000006
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法・基準で評価を行った。結果を表８に示す。
【００７８】
＜実施例２＞
本実施例では、図１の装置を用いて、実施例１と同様の手順で、実施例１と同じ層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、本実施例では、表５に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００７９】
【表５】
2004193419.tif 000007
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法・基準で評価を行った。結果を表８に示す。
【００８０】
＜実施例３＞
本実施例では、図１の装置を用いて、実施例１と同様の手順で、実施例１と同じ層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、本実施例では、表６に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００８１】
【表６】
2004193419.tif 000008
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法で評価・基準で行った。結果を表８に示す。
【００８２】
＜実施例４＞
本実施例では、図１の装置を用いて、実施例１と同様の手順で、実施例１と同じ層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、本比較例では、表７に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００８３】
【表７】
2004193419.tif 000009
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法・基準で評価を行った。結果を表８に示す。
【００８４】
＜実施例５＞
基体支持体の発熱体側の面にTiO2溶射を施して黒化処理したものを用いた点以外は実施例１と同じ加熱条件および形成条件でａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。
【００８５】
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法・基準で評価を行った。結果を表８に示す。
【００８６】
【表８】
2004193419.tif 000010
事前に行った反応炉内の堆積膜が付着する部材の温度測定より、比較例１の加熱条件に対し、実施例１の加熱条件では第２加熱工程で雰囲気による熱伝導を低く設定したため、基体支持体の温度むらが約１０％低減された。その結果、実施例１は比較例１に比べ、基体支持体上に形成される堆積膜の密着性が向上すると共に、膜質むらも低減する。よって、実施例１で形成した感光体は比較例１で形成した感光体に比べ、全ての項目で改善が見られた。
【００８７】
また、実施例２〜５の感光体は、実施例１よりも第２加熱工程で雰囲気による熱伝導を低く設定しているため、同様の効果によって、より顕著な結果が得られている。
【００８８】
一方、比較例２は加熱上がりでの基体支持体の温度むらは小さく、帯電能の母線方向むらは改善されているものの、第１加熱工程のような雰囲気による熱伝導が高い条件で加熱を行っていないため、基体支持体以外の堆積膜が付着する部材が十分加熱されず、そうした部材に付着する堆積膜の密着性が低下して球状突起、画像欠陥が若干悪化している。
【００８９】
＜実施例６＞
本実施例では、図１の装置を用いて、実施例１と同様の手順で、実施例１と同じ層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、本実施例では、表９に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００９０】
【表９】
2004193419.tif 000011
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法で評価を行った。ただし、比較例３を基準とした。
【００９１】
事前に行った反応容器内の堆積膜が付着する部材の温度測定により、第２加熱工程で熱伝導率の低いＡｒガスを用いたため、比較例３に比べて基体支持体の温度むらが低減した。その結果、全ての項目とも○〜△となり本発明の効果が確認された。
【００９２】
＜比較例３＞
本比較例では、図１の装置を用いて、実施例１と同様の手順で、実施例１と同じ層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。ただし、本比較例では、表１０に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃に加熱・制御した。
【００９３】
【表１０】
2004193419.tif 000012
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法で評価を行った。
【００９４】
＜実施例７＞
本実施例では、図１の装置を用い、表１１に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃まで加熱を行った後、表１２に示す形成条件で、図３に示す層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。なお、加熱工程では、第２加熱条件の内圧を表１３に示したように種々変更して行った。
【００９５】
【表１１】
2004193419.tif 000013
【００９６】
【表１２】
2004193419.tif 000014
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法で評価を行った。ただし、実施例７−６を基準とした。結果を表１３に示す。
【００９７】
【表１３】
2004193419.tif 000015
事前に行った反応炉内の堆積膜が付着する部材の温度測定より、第２加熱工程の圧力を下げ、雰囲気による熱伝導を小さくするほど、基体支持体の温度むらが低減した。その結果、第２加熱工程の圧力を低く設定するほど、基体支持体上に形成される堆積膜の密着性が向上すると共に、膜質むらも改善する。特に、第２加熱工程の圧力を１０Pa以下に設定した場合には、基体支持体の温度むらは著しく改善され、全ての項目で顕著な効果が確認された。
【００９８】
＜実施例８＞
本実施例では、図１の装置を用い、表１４に示す加熱条件で円筒状基体を２２０℃まで加熱を行った後、表１５に示す形成条件で、図４に示す層構成のａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を作製した。なお、加熱工程では、第１加熱条件の内圧を表１６に示したように種々変更して行った。
【００９９】
【表１４】
2004193419.tif 000016
【０１００】
【表１５】
2004193419.tif 000017
作製した電子写真感光体の「球状突起」、「画像欠陥」、「帯電能の母線方向むら」について、実施例１と同様の方法で評価を行った。ただし、基準は実施例８−６を基準とした。結果を表１６に示す。
【０１０１】
【表１６】
2004193419.tif 000018
事前に行った反応炉内の堆積膜が付着する部材の温度測定より、第１加熱工程の圧力を上げて、雰囲気による熱伝導を高い条件に設定することによって、基体および基体支持体以外の堆積膜が付着する部材が加熱されるため、そうした部材に付着する堆積膜の密着性が向上し、球状突起、画像欠陥ともに改善が確認された。ただ、あまり圧力を上げすぎると反応炉外との熱伝導が高くなることから、加熱上がり時の基体支持体の温度むらが大きくなる傾向にあり、第１加熱工程の圧力を２０００Ｐａ以下の範囲の方が、全ての項目でより良い結果が得られている。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１加熱工程において効率良く基体の加熱を行い、第２加熱工程で基体および基体支持体の温度均一性を向上することができる。その結果、基体上以外、特に基体支持体上に形成される堆積膜の密着性が向上し、半導体デバイスや電子写真感光体等の良品率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体を形成可能なプラズマＣＶＤ堆積膜形成装置の模式図である。
【図２】ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体の層構成を示す模式断面図である。
【図３】ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体の別の層構成を示す模式断面図である。
【図４】ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体の別の層構成を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１０１  反応容器
１０２  ガス供給システム
１０３  高周波電源
１０４  真空ポンプ
１０５  円筒状基体
１０６  基体支持体
１０７  回転軸シャフト
１０８  シールド容器
１０９  ガス供給ポート
１１０  電力分岐板
１１１  整合回路
１１２  高周波電極
１１３  コンダクタンスバルブ
１１４  回転駆動装置
１１５  発熱体
１１６  減速ギヤ
１１７  同軸ケーブル
１１８  排気配管
２０１  基体
２０２  電荷注入阻止層
２０３  光導電層
２０４  表面層
２０５  電荷注入阻止層の変化領域
３０１  基体
３０２  電荷注入阻止層
３０３  電荷輸送層
３０４  表面層
３０５  電荷注入阻止層の変化領域
３０６  電荷発生層
４０１  基体
４０２  電荷注入阻止層
４０３  光導電層
４０４  表面層
４０５  電荷注入阻止層の変化領域
４０６  上部電荷注入阻止層                     
【図１】
2004193419.tif 000019
【図２】
2004193419.tif 000020
【図３】
2004193419.tif 000021
【図４】
2004193419.tif 000022