(57)【要約】【課題】円筒状基体を均一にプラズマ処理する。【解決手段】基体保持部材１２は、円筒状基体５の一端が載置されて保持する保持部材３１と、保持部材３１に載置された円筒状基体５の他端を保持する補助部材３２とを有する。反応容器１１は、補助部材３２に対向する天板２２の少なくとも一部が導電性材料からなる。そして、補助部材３２は、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が、円筒状基体５の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなる形状に形成される。【選択図】  図１
2004149825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基体に真空処理を施すための減圧可能な反応容器と、前記円筒状基体を保持するための基体保持手段と、前記反応容器内に処理用ガスを導入するためのガス導入手段と、前記反応容器の外部に配置され前記反応容器に高周波電力を供給するための高周波電極とを備え、前記高周波電極に高周波電力を印加し、前記反応容器内にグロー放電を発生させることにより、前記反応容器内に導入された原料ガスを分解し、前記円筒状基体に真空処理を施す真空処理装置であって、
前記基体保持手段は、前記円筒状基体の一端が載置されて保持する保持部材と、前記保持部材に載置された前記円筒状基体の他端を保持する補助部材とを有し、
前記反応容器は、前記補助部材に対向する天板の少なくとも一部が導電性材料からなり、
前記天板の内面と前記補助部材の対向面との間の距離が、前記円筒状基体の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなるように形成されていることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状基体に真空処理を施すための真空処理装置および真空処理方法に関し、特に半導体デバイスとしての電子写真感光体に適用される非単結晶質の機能性堆積膜を形成するための真空処理装置および真空処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、半導体デバイス、電子写真感光体、画像入力用ラインセンサ、撮影デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子等を形成するために用いられている真空処理方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマエッチング法等、多数知られており、そのための装置も実用化されている。
【０００３】
例えばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、すなわち、原料ガスを直流または高周波グロー放電により分解し、円筒状基体上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は、好適な堆積膜形成手段として実用化されており、例えば水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記する。）堆積膜の形成等に利用され、そのための装置も各種提案されている。
【０００４】
特に、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の高周波電力を用いたプラズマＣＶＤ（以下、「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記する。）法が注目を浴びており、このＶＨＦ−ＰＣＶＤ法を用いた各種堆積膜の開発が積極的に進められている。
【０００５】
これは、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法では堆積膜の堆積速度が比較的速く、また高品質な堆積膜が得られるため、製品の低コスト化、高品質化を同時に達成し得るものと期待されるためである。
【０００６】
そして、複数のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系電子写真用の光受容部材を同時に形成できて、生産性が高い堆積膜形成装置の開発が進められている。
【０００７】
このようなＶＨＦ−ＰＣＶＤ法を用いた堆積膜形成装置として、図３に、従来の電子写真感光体の製造装置の一例を示す模式的な構成図を示す。
【０００８】
図３に示すように、真空処理装置１０１は、複数の円筒状基体１０５に堆積膜を形成するために真空処理を施す反応容器１１１と、円筒状基体１０５を保持するための基体保持部材１１２と、反応容器１１１内に原料ガスを供給するための複数のガス供給管１１３と、高周波放電電力が供給される複数の高周波電極１１４と、これら高周波電極１１４に高周波電力を供給するための高周波電源１１５および整合回路を有するマッチングボックス１１７とを備えている。
【０００９】
反応容器１１１は、少なくとも一部が誘電材料によって円筒状に形成された側壁１２１と、この側壁１２１の上端および下端に、天板１２２および底板１２３がそれぞれ設けられている。
【００１０】
反応容器１１１の側壁１２１には、排気配管１２６が一体に形成され、排気配管１２６の他端が、排気装置（不図示）に接続されている。堆積膜が形成される複数の円筒状基体１０５は、反応容器１１１の中心部を取り囲むようにそれぞれ配置されている。
【００１１】
基体保持部材１１２は、円筒状基体１０５の下端側が載置されて保持する保持部材１３１と、この保持部材１３１上に載置された円筒状基体１０５の上端を保持するための補助部材１３２とを有している。
【００１２】
保持部材１３１は、回転軸１３５に支持されており、内部に、円筒状基体１０５を加熱するための発熱体１３３が設けられている。
【００１３】
各円筒状基体１０５を保持する基体保持部材１１２は、モータ１３６を回転駆動することによって、減速ギヤ１３７を介して回転軸１３５が回転され、軸回り方向に回転される。
【００１４】
反応容器１１１内には、ガス供給装置（不図示）よってガス供給管１１３を介して原料ガスが供給される。ＶＨＦ電力は、高周波電源１１５からマッチングボックス１１７を経て高周波電極１１４から反応容器１１１内に供給される。
【００１５】
上述したように構成された従来の真空処理装置１０１を用いて円筒状基体に堆積膜を形成する真空処理方法は、概略以下のような工程を経て行われる。
【００１６】
まず、反応容器１１１内に円筒状基体１０５の両端を保持する基体保持部材１１２を設置し、排気装置によって排気配管１２６を介して反応容器１１１内を排気する。続いて、発熱体１３３により円筒状基体１０５を２００℃〜３００℃程度の所定の温度に加熱・制御する。
【００１７】
円筒状基体１０５が所定の温度に加熱されたとき、ガス供給管１１３を介して、原料ガスを反応容器１１１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量になり、また反応容器１１１内の圧力が安定したことを確認した後に、高周波電源１１５からマッチングボックス１１７を介して高周波電極１１４に所定のＶＨＦ電力を供給する。これにより、反応容器１１１内にＶＨＦ電力が導入され、反応容器１１１内にグロー放電が生起し、原料ガスは励起解離して円筒状基体１０５上に堆積膜が形成される。
【００１８】
所望の膜厚の堆積膜を形成した後に、ＶＨＦ電力の供給を停止し、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を終了する。同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層構造の光受容層が形成される。
【００１９】
また、堆積膜の形成中に、回転軸１３５を介して各円筒状基体１０５をモータ１３６により所定の速度で回転させることにより、円筒状基体１０５の表面全周に亘って均一な堆積膜が形成される。
【００２０】
このような製造装置により、堆積膜の形成速度の向上と高品質化とを両立するように堆積膜が形成されるが、更に高品質な製品を製造すべく真空処理装置の改良が続けられている。
【００２１】
従来、上述した基体保持部材が有する補助部材（基体キャップ）を、一端の外径が円筒状基体の外径よりも大きいつば部を有する形状に形成して、必要に応じてつば部の外径を変化させることで、高周波電界の定在波の影響を低減させ、均一性に優れた堆積膜を作製でき、さらに装置自体の大型化による製造コストの増加といった問題が生じない技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００２−３８２７３号公報（第４頁、図２）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の真空処理装置によれば、良好なプラズマ処理や堆積膜を形成することが可能とされるが、製造される製品に対する市場の要求が日々高まっており、より高品質の製品を製造可能な真空処理装置および真空処理方法が求められている。
【００２４】
例えば、電子写真感光体の場合には、電子写真装置のプロセススピードの向上、装置の小型化、低価格化等の要求が非常に高く、これらを実現可能な感光体特性、具体的には帯電能、感度等の向上、あるいは生産時の良品率の向上が不可欠になっている。また、近年その普及が目覚しいデジタル電子写真装置やカラー電子写真装置においては、文字原稿のみならず、例えば写真、絵、デザイン画等の画像のコピーも頻繁に行われるため、従来以上に、電子写真感光体に前回コピーした画像が次の画像に残留する、いわゆる光メモリーを低減することが求められている。また、この種の電子写真装置は、画像の濃度ムラを低減するために、比較的大きな面積の基体上に膜厚、膜品質共に均一な膜を形成することが求められている。さらに、この種の電子写真装置は、画像欠陥に関しても、個数、大きさ共に従来以上に低減することが必要とされている。
【００２５】
上述したように、ＶＨＦ帯、あるいはこの帯域近傍の周波数の高周波電力を用いて真空中でプラズマを生成してプラズマ処理を施すことにより、プラズマ処理速度の向上、プラズマ処理特性の向上を達成することが可能である。しかしながら、このような周波数帯の高周波電力を用いた場合、反応容器内での高周波電力の波長が、反応容器、高周波電極、基体、あるいは補助部材と同程度の長さになるため、反応容器内で高周波電力が定在波を形成してしまう。
【００２６】
この定在波によって、反応容器内の異なる位置ごとに電力の強弱が生じてしまうため、反応容器内の位置でプラズマ処理特性が異なってしまう。この結果、電子写真感光体のような比較的大きな面積を有する円筒状基体で、プラズマ処理特性の均一性を確保することが困難であり、円筒状基体の外周面上の位置によって特性ムラとなって生じ、さらには堆積膜の応力の差が反応容器内や円筒状基体の位置によって比較的大きくなることに起因し、反応容器内や円筒状基体から堆積膜が剥離し画像欠陥が発生する場合があった。
【００２７】
そこで、本発明は、円筒状基体を均一にプラズマ処理することが可能な真空処理装置および真空処理方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、以下の種々の態様を包含する。
【００２９】
（１）本発明に係る真空処理装置は、円筒状基体に真空処理を施すための減圧可能な反応容器と、円筒状基体を保持するための基体保持手段と、反応容器内に処理用ガスを導入するためのガス導入手段と、反応容器の外部に配置され反応容器に高周波電力を供給するための高周波電極とを備え、高周波電極に高周波電力を印加し、反応容器内にグロー放電を発生させることにより、反応容器内に導入された原料ガスを分解し、円筒状基体に真空処理を施す真空処理装置である。また、基体保持手段は、円筒状基体の一端が載置されて保持する保持部材と、保持部材に載置された円筒状基体の他端を保持する補助部材とを有する。また、反応容器は、補助部材に対向する天板の少なくとも一部が導電性材料からなる。そして、本発明に係る真空処理装置は、天板の内面と補助部材の対向面との間の距離が、円筒状基体の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなるように形成される。
【００３０】
以上のように構成された本発明に係る真空処理装置によれば、一部が導電性材料からなる天板の内面と補助部材の対向面との間の距離が、円筒状基体の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくされることで、プラズマの均一性や長時間安定性が向上される。
【００３１】
なお、本発明において、天板の内面と補助部材の対向面との間の距離は、円筒状基体の軸線方向に平行な距離を指している。
【００３２】
（２）補助部材は、軸線上の該軸線方向の第１の高さをＨ、補助部材の、距離が径方向に沿って変化している変化領域の最外周の、軸線方向の第２の高さをＬとすれば、０．１≦（Ｌ／Ｈ）≦１の条件を満たす（１）に記載の真空処理装置。
【００３３】
（３）補助部材は、第１の高さＨおよび第２の高さＬが、０．２≦（Ｌ／Ｈ）≦１の条件を満たす（２）に記載の真空処理装置。
【００３４】
（４）補助部材は、対向面が楕円面を有する（１）ないし（３）のいずれかに記載の真空処理装置。
【００３５】
（５）補助部材は、対向面が球面を有する（１）ないし（３）のいずれかに記載の真空処理装置。
【００３６】
（６）複数の高周波電極と、複数の高周波電極に高周波電力を分岐して印加する電力分岐手段とを備える。そして、反応容器の天板は、電力分岐手段と補助部材との間に位置される（１）ないし（５）のいずれかに記載の真空処理装置。
【００３７】
（７）高周波電力が、周波数が異なる複数の高周波電力からなる（１）ないし（６）のいずれかに記載の真空処理装置。
【００３８】
（８）周波数が異なる複数の高周波電力を一旦合成した後に、複数の高周波電極にそれぞれ分岐して印加する電力分岐手段を備える（１）ないし（７）のいずれかに記載の真空処理装置。
【００３９】
（９）周波数が異なる複数の高周波電力が、周波数が３０ＭＨｚ以上２５０ＭＨｚ以下の周波数範囲内の高周波電力を含み、周波数範囲内の高周波電力が有する電力値の中で、最も大きい最大電力値と次に大きい電力値とを有する高周波電力について、周波数が高い方の第１の高周波電力の電力値をＰ１、周波数が低い方の第２の高周波電力の電力値をＰ２としたとき、電力値Ｐ１、Ｐ２が、０．１≦Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）≦０．９の条件を満たす（６）ないし（８）のいずれかに記載の真空処理装置。
【００４０】
（１０）円筒状基体が、同一円周上に沿って等間隔で複数配置される（１）ないし（９）のいずれかに記載の真空処理装置。
【００４１】
（１１）上述した（１）ないし（１０）のいずれかに記載の真空処理装置を用いて、円筒状基体上に堆積膜を形成する真空処理方法。
【００４２】
（１２）堆積膜が形成された円筒状基体が、電子写真感光体である（１１）に記載の真空処理方法。
【００４３】
反応容器の外方に位置して高周波電極が設けられた場合、反応容器は、高周波電極に対向する部分、例えば側壁が誘電材料により形成されるが、他の部分例えば天板は、導電性材料によって形成される。これは、高周波電極から放射される電磁波を遮蔽することにより反応容器の天板から高周波エネルギーが進入することを防止し、高周波電極と被処理基体との対称性を確保してプラズマ処理特性の均一化を促進するためである。特に、反応容器の外方に位置して複数の高周波電極を有し、高周波電力を複数の電極に分岐して印加する構成では、分岐部材から放射される高周波の影響を無視することができないため、電力分岐手段と補助部材との間に位置して、高周波を遮蔽するために導電性材料からなる遮蔽部材を配置する必要がある。しかしながら、このような構成の場合、補助部材と遮蔽部材との間でプラズマが偏る現象が生じて、プラズマ処理特性すなわち堆積膜特性の不均一性が顕在化したり、堆積膜の特性が低下したりすることさえある。また、プラズマによる昇温のために被処理基体や反応容器の表面温度にも不均一性が発生し、応力の差異による膜剥がれによって、画像欠陥が発生することがある。
【００４４】
そこで、本発明は、プラズマの均一化を促進する目的で、天板と補助部材との間の距離が、円筒状基体の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなるように形成されることによって、プラズマ特性およびプラズマ処理の均一性やプラズマの長時間の安定性を向上させて、堆積膜の膜厚、膜質共に均一性を著しく向上させ、かつ画像欠陥を抑制することが可能になる。さらに、プラズマの長時間の安定性が向上された結果、堆積膜の膜質も向上するができる。
【００４５】
すなわち、本発明によれば、反応容器の天板の導電性材料からなる一部と補助部材との間にプラズマが偏ることを簡便かつ効果的に抑制することができる。このため、本発明によれば、プラズマの均一性ならびに安定性を向上させて、円筒状基体に形成される堆積膜の膜厚、膜質共に均一で、かつ、膜質も良好な堆積膜を再現性良く形成することができる。さらに、プラズマによる各部の昇温に関しても、昇温の程度が軽減されると共に温度の均一性が良好になるために、補助部材や反応容器から堆積膜が剥離することが抑えられ、円筒状基体に形成される堆積膜に欠陥が生じることが防止される。したがって、本発明に係る真空処理装置によって堆積膜が形成された円筒状基体を電子写真感光体として用いることで、得られる画像に欠陥が発生することが防止される。
【００４６】
このような効果が得られる理由に関して、現状で全てが明らかになっているわけではないが、本発明者らは以下のように考えている。
【００４７】
反応容器の導電性材料からなる天板の一部の内面と、補助部材の対向面との間の距離は、比較的大きく離間されているよりも、ある程度近接されている方が良好な堆積膜の特性が得られる。しかしながら、製造条件によっては、天板と補助部材とを近づけ過ぎた場合に、これら天板と補助部材の電気容量が大きくなりすぎて、プラズマが偏り、場合によっては異常放電が発生してしまうことがある。
【００４８】
そこで、導電性材料からなる天板の一部と補助部材との間の距離を保ちつつ、全体として電気容量を適切に小さくなるような形状に補助部材を形成することで、プラズマの偏りが改善され、その結果、異常放電の発生も改善されると考えている。このとき、補助部材は、天板に対向する対向面の形状が、楕円面状や球面状に形成されていることが、補助部材への堆積膜の密着性、放電の均一性やスパークを防止するといった観点から好ましい。
【００４９】
一方で、上述した定在波による処理ムラが発生することを解決するためには、複数の周波数が異なる高周波電力を反応容器内に同時に供給することが挙げられる。これによって、反応容器内には、各周波数に応じた、波長が異なる定在波が複数形成されることとなるが、これら定在波が同時に供給されているため、これら複数の定在波が合成されて、結果として明確な定在波が形成されなくなる。すなわち、周波数が異なる複数の高周波を同一の電極にそれぞれ印加して反応容器内に供給することによって、定在波の形成を抑制してプラズマ処理の均一性を向上し、膜厚ならびに膜質が均一な堆積膜を得ることが可能になる。
【００５０】
しかしながら、このように周波数が異なる複数の高周波電力を同時に印加する場合、周波数によってプラズマの偏り方が異なるために、堆積膜の形成条件、例えば高周波電力の周波数と原料ガスの組み合わせ、あるいは反応容器内の各構成部材の配置、例えば円筒状基体の本数等によっては、高周波を整合することやプラズマ処理の均一性、プラズマの長時間の安定性を向上させることが困難になる場合があった。
【００５１】
本発明は、周波数が異なる複数の高周波電力を同一の高周波電極に同時に供給する場合にも効果的である。すなわち、本発明は、導電性材料からなる天板と補助部材との間の距離が、円筒状基体の軸線から径方向に離間させるに従って次第に大きくなる形状という単純かつ簡便な方法で、各々の周波数におけるプラズマの偏りを抑制してプラズマ処理の均一性、プラズマの長時間の安定性を向上させて、かつ、複数の高周波電力における各々の周波数での整合を容易に行うことが可能になるという点で著しい効果を発揮することが判明した。そして、周波数が異なる複数の高周波電力を同一の高周波電極に同時に供給することによる特性を均一化する作用と相まって、非常に優れた特性均一性、プラズマの長時間の安定性ならびに欠陥を低減する効果を得ることができる。
【００５２】
本発明の真空処理装置は、例えば、円筒状基体の外周面上において、堆積膜の厚さ、品質共に極めて均一な堆積膜を高速で形成し得るプラズマＣＶＤによる真空処理装置として適用するのに好適である。すなわち、プラズマの均一性ならびに長時間の安定性を向上させ、膜厚や膜質の均一性に優れ、かつ、膜質も良好な堆積膜を再現性良く形成し、欠陥の発生を大幅に低減して、歩留を飛躍的に向上させた真空処理装置であり、電子写真感光体の製造装置に好適に適用され得るものである。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００５４】
図１に、実施形態の堆積膜形成装置の模式図を示す。本実施形態の堆積膜形成装置は、一度のプラズマ処理で複数の円筒状基体に同時に堆積膜を形成するための堆積膜形成装置であって、大別すると、真空処理を行う真空処理装置１と、この真空処理装置１に原料ガスを供給するためのガス供給装置２と、  真空処理装置１を減圧するための排気装置（不図示）とを備えて構成されている。
【００５５】
真空処理装置１は、プラズマ処理によって円筒状基体５に堆積膜を形成するための反応容器１１と、この反応容器１１内に配置される円筒状基体５を支持する複数の基体保持部材１２と、反応容器１１内に原料ガスを供給するための複数のガス供給管１３と、高周波放電電力が供給される複数の高周波電極１４と、これら高周波電極１４に高周波電力を供給するための高周波電源１５，１６および整合回路を有するマッチングボックス１７とを備えている。
【００５６】
反応容器１１は、少なくとも一部が誘電材料によって円筒状に形成された側壁２１と、この側壁２１の上端および下端に、天板２２および底板２３がそれぞれ設けられている。天板２２は、少なくとも一部が導電性材料によって形成されており、後述する高周波電力分岐部材３９から反応容器１１に供給される電力を遮蔽する働きを有する。そして、反応容器１１内には、側壁２１、天板２２および底板２３によって囲まれた空間をもってプラズマ処理空間２０が構成されている。
【００５７】
側壁２１を形成する誘電材料としては、高周波の損失が少ない材料が好ましく、例えばアルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン−コージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げられる。また、これら材料を単独で用いても良く、また組み合わせて用いても良い。これらの材料のうち、高周波の吸収が少ない点から、アルミナ、窒化ホウ素、石英ガラス、ポリテトラフルオロエチレンが好ましく、また強度、耐久性、耐腐食性に優れている点からアルミナ、石英ガラスが好ましい。反応容器１１の形状としては、プラズマ処理特性を均一化する効果を更に顕著に得るために、円筒状に形成することが好ましい。
【００５８】
また、底板２３の略中央部には、プラズマ処理空間２０内に供給されたガスを排気するための排気口２５が設けられている。この排気口２５には、排気配管２６の一端が連結されて設けられており、この排気配管２６の他端が、反応容器１１内を減圧するための排気装置に連通されている。
【００５９】
基体保持部材１２は、円筒状基体５の下端側が載置されて保持する保持部材３１と、この保持部材３１上に載置された円筒状基体５の上端を保持するための補助部材３２とを有している。保持部材３１は、回転軸３５に支持されており、内部に、円筒状基体５を加熱するための発熱体３３が設けられている。
【００６０】
また、反応容器１１内には、この反応容器１１の中心部を取り囲むように、６本の円筒状基体５が、互いに軸方向が平行になるようにそれぞれ配置される。各円筒状基体５は、基体保持部材１２を介して回転軸３５によって支持されて、基体保持部材１２の内部に配設された発熱体３３によって加熱される。モータ３６を回転駆動することによって、減速ギヤ３７を介して回転軸３５が回転されて、円筒状基体５は、基体保持部材１２とともに回転軸３５の軸回り方向に回転される。
【００６１】
ガス供給管１３は、棒状に形成されており、原料ガスを反応容器１１内に供給するための複数のガス供給孔（不図示）を有している。ガス供給管１３は、基端がガス供給配管３８に連結されており、このガス供給配管３８を介して、原料ガスを供給するガス供給装置に連通されている。そして、原料ガスは、ガス供給装置によって、所望の原料ガスが所定の流量でガス供給管１３を介して供給される。
【００６２】
ガス供給管１３は、形状およびガス供給孔の個数に特に制限はないが、プラズマ処理特性の均一化を図るためには、反応容器１１内のガス濃度分布にむらが生じないように適正化されることが好ましい。また、ガス供給管１３の本数および配置も、製造コスト、取り扱いの面から本数が少ない方が望ましいが、ガス濃度分布にむらが生じないよう対称に配置することが好ましい。
【００６３】
高周波電極１４は、反応容器１１と複数の円筒状基体５の内面に対して軸方向が平行になるように、反応容器１１の外方に反応容器１１を取り囲むようにしてそれぞれ配置されている。また、各高周波電極１４は、高周波電力分岐部材３９を介して導通されている。
【００６４】
高周波電極１４に供給された高周波電力は、誘電材料からなる反応容器１１を通して反応容器１１内に供給される。このとき、回転軸３５を通してアース電位に維持された円筒状基体５および天板２２、底板２３がアノード電極として作用する。
【００６５】
高周波電極１４の本数は、プラズマ処理特性を均一化する効果をより顕著に得るために、円筒状基体５の本数と同数配置することが好ましい。高周波電極１４の材料としては、導電性を有していればよく、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等を使用することができる。
【００６６】
また、反応容器１１の外方には、真空処理装置１の外方に漏洩する電磁波を抑えるための電磁波遮断用シールド４０が、底板２３上に高周波電極１４、高周波電力分岐部材３９を取り囲むように配置されている。電磁波遮断用シールド４０は、導電性材料によって円筒状に形成されており、両端が、底板２３および天板２２によって閉塞されている。この電磁波遮断用シールド４０は、中心軸が円筒状基体５の配置円の中心を通るように設置されて、一定電位に維持されることで、放出される高周波電力の均一性の向上が図られている。なお、この電磁波遮断用シールド４０を反応容器１１の側壁２１が兼ねるように構成してもよい。
【００６７】
ガス供給装置２は、例えばＳｉＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３等のガスボンベ４１〜４５、ガスボンベバルブ５１〜５５、圧力調整器６１〜６５、ガス流入バルブ７１〜７５、マスフローコントローラ８１〜８５およびガス流出バルブ９１〜９５とを備えている。各ガスボンベは、ガス供給バルブ９６を介して反応容器１１内のガス供給管１３に接続されている。
【００６８】
高周波電力は、例えば周波数が異なる２つの高周波電源１５，１６からマッチングボックス１７内においてそれぞれの整合回路を経て合成され、その後、高周波電力分岐部材３９を経て、反応容器１１外に配置された高周波電極１４から反応容器１１内に供給される。
【００６９】
本実施形態では、異なる周波数の高周波電力を出力可能な２つの高周波電源１５，１６を備えているが、２つ以上の異なる周波数の高周波電力が供給可能であればよく、３つ以上の高周波電源を備える構成でもよい。また、あらかじめ複数の周波数を合成した高周波電力が出力可能な高周波電源を備える構成の場合には、高周波電源の個数が１つであってもよい。いずれにしても、少なくとも２つの異なる周波数の高周波電力を同一の高周波電極に供給可能な構成であればよい。
【００７０】
このような反応容器内に複数の高周波電力を供給する場合には、同一の高周波電極から供給することが好ましい。異なる周波数の高周波電力を各々別の高周波電極から供給した場合、高周波電極ごとに高周波電力の周波数に依存した定在波が生じてしまう。この結果、高周波電極近傍のプラズマ特性は、この定在波に応じた分布形状をもってしまい、生成活性種の種類、比率や、イオンのエネルギーが位置によって異なってしまうことがある。
【００７１】
高周波電極１４に供給する複数の高周波電力の関係、すなわち、周波数および電力比率は、実際に真空処理特性の均一性を確認しながら決定すればよいが、各高周波電力の周波数の差が非常に小さい場合には、実質的に同一周波数の高周波電力を印加した場合と同等になってしまい、各々の定在波の節位置、腹位置が近いため、十分な定在波抑制効果が得られなくなってしまう。一方、周波数の差が大きすぎた場合には、周波数が小さい方の高周波電力の高周波電界定在波の波長が、周波数が大きい方の高周波電力の高周波電界定在波の波長に対して大きすぎて、十分な定在波抑制効果が得られない。
【００７２】
高周波電極１４に供給する複数の高周波波電力は、周波数が３０［ＭＨｚ］以上２５０［ＭＨｚ］以下の範囲内の異なる高周波電力を少なくとも２つ含むことが本発明の効果を得る上で好ましい。
【００７３】
上述した周波数は、堆積膜の品質、堆積速度を考慮して、下限として３０［ＭＨｚ］以上であることが好ましい。一方、周波数が２５０［ＭＨｚ］よりも高くなった場合、高周波電力の進行方向への減衰が顕著となって、周波数が異なる高周波電力との減衰率のずれが顕著になってしまい、十分な均一化効果が得られなくなってしまう。したがって、周波数は、２５０［ＭＨｚ］以下にすることで、重畳効果が有効に得られるため好ましい。
【００７４】
また、高周波電極１４に供給する高周波電力の電力比率に関しては、上述した周波数で２つの高周波電力を供給する場合、第１の高周波電力をＰ１、これより周波数が低い第２の高周波電力をＰ２としたときに、電力の総和（Ｐ１＋Ｐ２）に対する第２の高周波電力Ｐ２の比率を０．１以上０．９以下の範囲内にすることが好ましい。
【００７５】
第２の高周波電力が電力の総和に対してこの範囲よりも小さい場合、高周波電界は、第１の高周波電力に起因する成分が支配的となってしまい、定在波抑制効果がみられない。一方、第２の高周波電力を大きくするに従って、第２の高周波電力が反応容器内での原料ガス分解に及ぼす影響が高まり、第２の高周波電力を単独で用いた場合に等しくなり、定在波抑制効果が小さくなる。したがって、少なくとも一方の高周波電力が、２つの合計電力に対して１０％以上にすることが、定在波抑制効果を確実に得る上で必要である。
【００７６】
以上のように２つの高周波電力を組み合わせた場合には、効果が十分に得られるが、さらに第３の高周波電力を組み合わせることも可能である。第３の高周波電力の周波数の範囲としては、第１、第２の高周波電力が適切な周波数の範囲内で設定されている限り、特に制限はないが、以下のようにすることができる。
【００７７】
第３の高周波電力Ｐ３の周波数ｆ３が、第１および第２の高周波電力の周波数ｆ１、ｆ２と同様に、３０［ＭＨｚ］以上２５０［ＭＨｚ］以下の範囲内にある場合には、周波数ｆ１の第１の高周波電力Ｐ１と、周波数ｆ２の第２の高周波電力Ｐ２とを組み合わせた場合と同様の作用が期待できる。
【００７８】
このとき、第１〜第３の高周波電力Ｐ１〜Ｐ３のうちで、電力値が大きい上位２つを電力Ｐ１、Ｐ２と再定義すれば、電力Ｐ３が最も電力値が小さいことになる。この場合には、電力Ｐ３によるマッチング不整合が起こりにくく、かつ電力Ｐ３による定在波抑制効果が加わるため、電力Ｐ１と電力Ｐ２とを組み合わせたときよりもさらにムラが抑制されることがある。
【００７９】
一方、例えばバイアス効果を得るため、周波数ｆ３が３０［ＭＨｚ］〜２５０［ＭＨｚ］の範囲外にした場合にも、周波数ｆ１、ｆ２と電力Ｐ１、Ｐ２が、上述した範囲内に適切に設定されている限り問題なく使用できる。このように、更なる他の電力を供給する場合には、その電力を加えることによって真空処理特性の均一性が損なわれない程度の電力にする必要がある。
【００８０】
本発明に係る真空処理装置１は、電子写真感光体を製造するために適用されて、より効果的である。すなわち、電子写真感光体は、比較的大面積の円筒状基体の外周面上に堆積膜を形成する必要があり、さらにその外周面の全領域に亘って構造欠陥が存在しない必要がある。本発明によれば、円筒状基体５上に膜厚、膜質共に均一で良好な特性の堆積膜を得ることができるためデバイス特性の向上および生産性の向上する上で、極めて効果的である。
【００８１】
上述した真空処理装置１を用いて、例えば円筒状の電子写真感光体のための堆積膜を形成する真空処理方法は、概略以下のような工程を経て行われる。
【００８２】
まず、反応容器１１内に、円筒状基体５を保持する基体保持部材１２を設置し、排気装置により排気配管２６を通して反応容器１１内を排気する。続いて、発熱体３３によって、円筒状基体５を２００℃〜３００℃程度の所定の温度に加熱・制御する。
【００８３】
円筒状基体５が所定の温度に加熱されたときに、ガス供給管１３を介して、原料ガスを反応容器１１内に導入する。原料ガスの流量が設定流量となり、また、反応容器１１内の圧力が安定したことを確認した後、周波数が異なる２つの高周波電源１５，１６からマッチングボックス１７を介して高周波電極１４へ所定の高周波電力を供給する。これにより、反応容器１１内にグロー放電が生起し、原料ガスは励起解離して円筒状基体５上に堆積膜が形成される。
【００８４】
所望の膜厚の層領域を形成した後、原料ガスの種類と各々の流量および高周波電力を所定の値に変更して、次の層領域の形成を行う。
【００８５】
所望の層構成が形成されたときに、電力の供給を停止し、続いて原料ガスの供給を停止することで、多層構造の光受容層が形成される。
【００８６】
堆積膜の形成中に、モータ３６によって回転軸３５を介して円筒状基体５を所定の速度で回転させることで、円筒状基体５の表面全周に亘って均一な堆積膜が形成される。
【００８７】
図２に、本発明に係る真空処理装置１における導電性材料からなる天板２２と補助部材３２との位置関係、および補助部材３２の端面の形状を説明するための模式図を示す。
【００８８】
図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、補助部材３２の端面は、導電性材料からなる天板２２の内面と補助部材３２の対向面との距離ｄが、円筒状基体５の軸線から径方向に離間するに従って次第に大きくなる曲面形状に形成されている。
【００８９】
このように、補助部材３２の軸線上の軸線方向の第１の高さＨと、天板２２と補助部材３２との間の距離が変化している変化領域の最外周の、軸線方向の第２の高さＬとの高さ比（Ｌ／Ｈ）を適宜調節することによって、プラズマの均一性や長時間安定性を向上させることができる。
【００９０】
そして、高さ比（Ｌ／Ｈ）の範囲としては、０．１以上１以下にすることが好ましい。
【００９１】
補助部材３２の端面の曲面形状について、具体的な形状をそれぞれ説明する。図２（ａ）に示すように、補助部材３２Ａは、第２の高さＬが、第１の高さＨより小さく形成されており、高さ比（Ｌ／Ｈ）が、０．１＜Ｌ／Ｈ＜１を満たす楕円面状に形成されている。
【００９２】
また、図２（ｂ）に示すように、補助部材３２Ｂは、第２の高さＬが、第１の高さＨに等しく形成されており、高さ比（Ｌ／Ｈ）が、Ｌ／Ｈ＝１を満たす楕円面状に形成されている。
【００９３】
また、図２（ｃ）に示すように、補助部材３２Ｃは、第２の高さＬが、第１の高さＨに等しく形成されており、高さ比（Ｌ／Ｈ）が、Ｌ／Ｈ＝１を満たす球面状に形成されている。
【００９４】
したがって、補助部材３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したような楕円面状や、図２（ｃ）に示したような球面状に形成されることによって、補助部材３２への堆積膜の密着性、放電の均一性を確保し、スパークを防止することが可能にされている。
【００９５】
高さ比（Ｌ／Ｈ）が０．１より小さい場合には、周波数によっては補助部材３２と反応容器１１の天板２２との間に、プラズマが偏りやすくなってしまうことがあり、好ましくない。
【００９６】
特に、周波数が異なる複数の高周波電力を重畳した場合には、高周波の整合をとりやすくしてプラズマの安定性を確保し、プラズマ処理の均一性および膜特性を向上させるために、高さ比（Ｌ／Ｈ）が０．２以上１以下にされることが好ましい。
【００９７】
このようなことから、高さ比（Ｌ／Ｈ）は、０．１以上１以下の範囲内にされ、特に複数の高周波電力を利用する場合に、０．２以上１以下の範囲内にされることが、プラズマ特性の均一性を維持しつつ良好な膜特性を得る上で重要である。
【００９８】
また、補助部材３２に対向する天板２２の内面は、堆積膜の密着性を向上し、堆積膜の剥離を防止するために粗面化されていることが望ましく、例えばホーニング処理や溶射等の方法が選択可能である。粗面化の具体的な程度としては、２．５［ｍｍ］を基準とする１０点平均粗さＲｚで、５［μｍ］以上２００［μｍ］以下の範囲内にすることが好ましい。
【００９９】
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明するが、本発明はこれらによって何等限定されるものではない。
【０１００】
【実施例】
（実施例１）
図１に示した真空処理装置１において６本の円筒状基体５を同一円周上に等間隔で設置し、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が、円筒状基体５の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなる曲面形状に形成し、発振周波数が１０５［ＭＨｚ］の高周波電源１５のみを用いて、直径８０［ｍｍ］のアルミニウム製の円筒状基体５上に、表１に示した条件によって、円筒状基体側から順に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなるアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【０１０１】
また、アルミニウム製の補助部材３２を用い、補助部材３２の形状は、図２（ａ）に示したような楕円面状に形成し、補助部材３２の軸線方向の高さ（Ｈ）を８０［ｍｍ］、天板２２と補助部材３２との間の距離が変化している変化領域の最外周の、軸線方向の高さ（Ｌ）を４０［ｍｍ］とした（Ｌ／Ｈ＝０．５）。
【０１０２】
（比較例１）
実施例１において、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が、円筒状基体５の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなるような曲面形状に形成することなく、対向距離が一定になるような、端面が平坦面に形成されたアルミニウム製で略円柱状の補助部材を用いた以外は、実施例１と同様にしてアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【０１０３】
このようにして実施例１、比較例１で作製した電子写真用感光体について、以下のように帯電能、感度、光メモリー、帯電能むら、感度むら、光メモリーむら、画像欠陥の評価をそれぞれ行った。
【０１０４】
複写機（キヤノン社製：ｉＲ５０００を本テスト用に改造したもの）に作製した電子写真用感光体を設置し、プロセススピード２６５［ｍｍ／ｓｅｃ］、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）光量４［ｌＸ・ｓ］、帯電器の電流値１０００［μＡ］の条件にて電子写真装置の現像器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社製：Ｍｏｄｅｌ３４４）の電位センサによって、像露光（波長６５５［ｎｍ］の半導体レーザー）を照射しない状態での感光体の表面電位を測定し、その表面電位を帯電能とした。
【０１０５】
そして、上述の条件で表面電位が４００［Ｖ］（暗電位）になるように帯電器の電流値を調整した後、像露光を照射し、像露光光源の光量を調整して、表面電位が５０［Ｖ］（明電位）となるようにし、そのときの露光量を感度とした。
【０１０６】
また、上述の条件において暗電位になるように帯電器の電流を調整した後、一旦明電位になるような露光量の像露光を照射し、続けて帯電器の電流値はそのままで像露光を照射せずに測定した表面電位と暗電位との差を光メモリーとした。
【０１０７】
これらの帯電能、感度、光メモリー各々については、母線方向全域に亘って測定し平均値で評価した。そして、母線方向の帯電能むら、感度むら、光メモリーむらは平均値に対する最大値と最小値の差の比として評価した。
【０１０８】
さらに、画像欠陥は、ベタ黒画像（画像密度１００％）において得られた画像の同一面積内に存在する直径０．１［ｍｍ］以上の白点状の欠陥の個数によって評価した。
【０１０９】
帯電能、感度、光メモリー、帯電能むら、感度むら、光メモリーむらおよび画像欠陥の評価は、比較例１を比較基準にして、以下のように評価した。
【０１１０】
◎：１５％以上の良化
○：１５％未満の良化
△：同等
×：悪化
表２に、実施例１および比較例１の評価結果を示す。表２に示すように、実施例１では、いずれの項目においても比較例１より改善されており、比較例１との間に明確な差が認められた。
【０１１１】
また、実施例１で、作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラが無く、均一で良好な画像が得られた。さらに、文字原稿を複写した場合には、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして、写真原稿を複写した場合にも、原稿に忠実で鮮明な画像を得ることができ、極めて良好な画像であった。
【０１１２】
【表１】
2004149825.tif 000003
【０１１３】
【表２】
2004149825.tif 000004
【０１１４】
（実施例２）
図１に示した堆積膜形成装置１において、６本の円筒状基体５を同一円周上に沿って等間隔で設置し、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が、円筒状基体５の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなる曲面形状に形成し、発振周波数が１０５［ＭＨｚ］と６０［ＭＨｚ］の高周波電源１５，１６を用いて、直径８０［ｍｍ］のアルミニウム製の円筒状基体５上に、表２に示した条件によって、円筒状基体側から順に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなるアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【０１１５】
また、アルミニウム製の補助部材３２を用い、補助部材３２の形状は、図２（ａ）に示したように楕円面状に形成し、補助部材３２の軸線方向の高さＨを８０［ｍｍ］、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が変化している変化領域の最外周の、軸線方向の高さＬを４［ｍｍ］、８［ｍｍ］、１６［ｍｍ］、４０［ｍｍ］、６４［ｍｍ］および８０［ｍｍ］として、高さ比（Ｌ／Ｈ）を０．０５、０．１、０．２、０．５、０．８および１と変化させた。
【０１１６】
実施例２で作製した電子写真用感光体を実施例１と同様に評価した結果を表３に示す。表３に示すように、高さ比（Ｌ／Ｈ）を０．１以上１以下にすることで、良好な結果が得られ、特に高さ比（Ｌ／Ｈ）を０．２以上１以下以下にすることで、より一層、本発明の効果が得られる。
【０１１７】
また、実施例２で、高さ比（Ｌ／Ｈ）を、０．１以上１以下の範囲内にして作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラが無く、均一で良好な画像が得られた。さらに、文字原稿を複写した場合には、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして、写真原稿を複写した場合にも、原稿に忠実で鮮明な画像が得られ、極めて良好な画像であった。
【０１１８】
【表３】
2004149825.tif 000005
【０１１９】
【表４】
2004149825.tif 000006
【０１２０】
（実施例３）
図１に示した真空処理装置１において５本の円筒状基体５を同一円周上に等間隔で設置し、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が、円筒状基体５の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなる曲面形状に形成し、発振周波数が２００［ＭＨｚ］と１０５［ＭＨｚ］の高周波電源１５，１６を用いてアルミニウム製の直径８０［ｍｍ］の円筒状基体５上に表５に示した条件により円筒状基体５側から順に電荷注入阻止層、光導電層（第１の層領域、第２の層領域）、表面層からなるアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【０１２１】
このとき、アルミニウム製の補助部材３２を用い、補助部材３２の形状は、図２（ｃ）に示したような球面状に形成し、補助部材３２の軸線方向の高さＨを８０［ｍｍ］、補助部材３２のうち天板２２と補助部材３２との間の距離が変化している変化領域の最外周の、軸線方向の高さＬを、５本の内３本が３２［ｍｍ］（Ｌ／Ｈ＝０．４）、２本が８０［ｍｍ］（Ｌ／Ｈ＝１）とし、高さ比（Ｌ／Ｈ）が異なる状態にしてアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【０１２２】
実施例３で作製した電子写真用感光体について、実施例２と同様に評価したところ実施例２と同様に良好な結果が得られた。
【０１２３】
また、実施例３で作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラが無く、均一で良好な画像が得られた。さらに、文字原稿を複写した場合には、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして、写真原稿を複写した場合にも、原稿に忠実で鮮明な画像が得られ、極めて良好な画像であった。
【０１２４】
【表５】
2004149825.tif 000007
【０１２５】
（実施例４）
図１に示した真空処理装置１において７本の円筒状基体５を同一円周上に等間隔で設置し、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が、円筒状基体５の軸線から径方向に離間するに従って次第に大きくなる曲面形状に形成し、直径８０［ｍｍ］程度のアルミニウム製の円筒状基体５上に、表６に示した条件により円筒状基体５の表面側から順に電荷注入阻止層、光導電層（第１の層領域、第２の層領域）、表面層からなるアモルファスシリコン電子写真用感光体を作製した。
【０１２６】
また、アルミニウム製の補助部材３２を用い、補助部材３２の形状は、図２（ｃ）に示したような球面状に形成し、補助部材３２の軸線方向の高さＨを８０［ｍｍ］、天板２２の内面と補助部材３２の対向面との間の距離が変化している変化領域の最外周の、軸線方向の高さＬを８０［ｍｍ］とした（Ｌ／Ｈ＝１）。なお、本実施例では、発振周波数が１０５［ＭＨｚ］と６０［ＭＨｚ］の２つの高周波電源１５，１６に加えて、発振周波数が３００［ｋＨｚ］のさらに他の高周波電源（不図示）を用いた。
【０１２７】
実施例４で作製した電子写真用感光体を実施例２と同様に評価したところ、実施例２と同様に良好な結果が得られた。
【０１２８】
また、実施例４で作製された電子写真用感光体は、画像特性においてもハーフトーン画像にムラが無く、均一で良好な画像が得られた。さらに、文字原稿を複写した場合には、黒濃度が高く鮮明な画像が得られた。そして、写真原稿を複写した場合にも、原稿に忠実で鮮明な画像が得られ、極めて良好な画像であった。
【０１２９】
【表６】
2004149825.tif 000008
【０１３０】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、少なくとも一部が導電性材料からなる天板の内面と補助部材の対向面との間の距離が、円筒状基体の軸線から径方向に離間するのに従って次第に大きくなるように形成されることによって、被処理基体を均一にプラズマ処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる、一度のプラズマ処理で複数の円筒状基体に同時に堆積膜を形成するための真空処理装置を示す模式図である。
【図２】本発明に係る真空処理装置の要部を示す模式図であって、反応容器の導電性材料からなる天板と補助部材との位置関係および補助部材の形状を説明するための模式図である。
【図３】ＶＨＦ帯の周波数を用いたプラズマＣＶＤ法による従来の真空処理装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１  真空処理装置
２  ガス供給装置
５  円筒状基体
１１  反応容器
１２  基体保持部材
１３  ガス供給管
１４  高周波電極
１５，１６  高周波電源
１７  マッチングボックス
２０  プラズマ処理空間
２１  側壁
２２  天板
２３  底板
２５  排気口
２６  排気配管
３１  保持部材
３２  補助部材
３３  発熱体
３５  回転軸
３６  モータ
３７  減速ギヤ
３９  高周波電力分岐部材
４０  電磁波シールド
４１〜４５  ガスボンベ
５１〜５５  ボンベバルブ
６１〜６５  圧力調整器
７１〜７５  ガス流入バルブ
８１〜８５  マスフローコントローラ
９１〜９５  ガス流出バルブ
９６  ガス供給バルブ
１０１  真空処理装置
１０５  円筒状基体
１１２  基体保持部材
１１３  ガス供給管
１１４  高周波電極
１１５  高周波電源
１１７  マッチングボックス
１２１  側壁
１２２  天板
１２３  底板
１２６  排気配管
１３１  保持部材
１３２  補助部材
１３３  発熱体
１３５  回転軸
１３６  モータ
１３７  減速ギヤ
【図１】
2004149825.tif 000009
【図２】
2004149825.tif 000010
【図３】
2004149825.tif 000011