(57)【要約】【課題】排気能力を損なうことなくプラズマの漏洩を防止するとともに、排気配管内を容易に清掃することを可能にし、堆積膜の品質および生産性を向上する。【解決手段】排気口２５と主排気配管２６の一端とを連結する連結排気配管２７を備える。この連結排気配管２７は、底板８側に連結される一端側口径をφ１、主排気配管２６側に連結される他端側口径をφ２とすれば、φ１＞φ２の関係を満たし、口径が次第に変化するテーパー状に形成される。また、底板８の排気口２５には、この排気口２５から主排気配管２６側にプラズマが漏れ出ることを防止するためのプラズマ漏れ防止部材３２が設けられる。【選択図】　図３
2004124150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に供給されたガスを排気するための排気口が設けられた底板を有する減圧可能な反応容器と、前記反応容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、前記反応容器内にプラズマを生成させるための高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、前記反応容器内から排気配管を介して排気する排気手段とを備えるプラズマ処理装置であって、
前記排気口と前記排気配管の一端とを連結する連結排気配管を備え、
前記連結排気配管は、前記底板側に連結される一端側口径をφ１、前記排気配管側に連結される他端側口径をφ２とすれば、前記一端側口径および前記他端側口径φ１，φ２が、
φ１＞φ２
の関係を満たし、口径が次第に変化するテーパー状に形成され、
前記底板の前記排気口には、該排気口から前記排気配管側にプラズマが漏れ出ることを防止するためのプラズマ漏れ防止部材が設けられたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記連結排気配管の内部には、該連結排気配管の内周面に堆積膜が付着することを防止するための防着部材が着脱可能に設けられた請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記防着部材は、テーパー状に形成された請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記高周波電力供給手段は、周波数が５０［ＭＨｚ］以上、４５０［ＭＨｚ］以下の高周波電力を供給する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記プラズマ漏れ防止部材は、パンチングメタルまたは金属メッシュからなる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記反応容器内には、導電体からなる複数の円筒状の被処理基体が配設され、該被処理基体上に電子写真用感光体として機能する機能膜を形成する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行うプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマを用いたプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関し、特にプラズマＣＶＤ法によって堆積膜を形成するためのプラズマ処理装置およびプラズ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、堆積膜の形成方法の１つとして、放電エネルギーを利用するプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られている。このプラズマＣＶＤ法によって形成される非晶質薄膜（例えば水素およびハロゲンの少なくとも一方によって補償されたアモルファスシリコン）は、電子写真用感光体、半導体デバイス、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子への応用が提案され、その中のいくつかは実用に至っている。
【０００３】
図９および図１０に、従来用いられているプラズマＣＶＤ法による電子写真用感光体を製造するためのプラズマ処理装置の代表例を示す。図９は、電子写真用感光体を作製するためのプラズマ処理装置の一例を模式的に示した断面図である。図１０は、図９におけるＢ−Ｂ断面図である。
【０００４】
図９および図１０に示すように、プラズマ処理装置１０１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ための反応容器１０７と、この反応容器１０７内に配置される円筒状基体１０２を支持する複数の基体保持部材１１９と、反応容器１０７内にプラズマ処理用ガスを供給するための複数のガス供給管１１７と、高周波放電電力が供給される複数の電極１０３と、これら電極１０３に高周波電力を供給するための電力供給源１０４および整合回路を有するマッチングボックス１０５とを備えている。
【０００５】
反応容器１０７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１１６と、この側壁１１６の上端および下端に、天板１１４および底板１０８がそれぞれ設けられている。反応容器１０７内には、側壁１１６、天板１１４および底板１０８によって囲まれた空間をもってプラズマ処理空間１０６が構成されている。
【０００６】
プラズマ処理空間１０６内には、堆積膜が形成される円筒状基体１０２が同一円周上に沿ってそれぞれ配置されている。各円筒状基体１０２は、回転軸１１０に設けられた基体保持部材１１９よって保持され、必要に応じて回転軸１１０に設けられた発熱体１１１によって加熱される。モータ１１２を回転駆動することにより、ギヤボックス１１３内の減速ギヤ（不図示）を介して回転軸１１０を回転させ、円筒状基体１０２は、回転軸１１０の軸回りに回転される。
【０００７】
また、反応容器１０７の底板１０８には、排気配管１２６の一端が一体に設けられており、この排気配管１２６の他端が排気装置（不図示）に接続されている。また、反応容器１０７の外方には、高周波電力を供給するための電極１０３が設置されている。高周波電源１０４から出力された高周波電力は、マッチングボックス１０５を経て、電極１０３からプラズマ処理空間１０６内に供給される。
【０００８】
また、反応容器１０７の底板１０８には、プラズマ処理空間１０６内に所望のプラズマ処理用ガスを供給するためのガス供給口１１５が設けられている。このガス供給口１１５には、ガス供給管１１７の一端が接続されており、このガス供給管１１７を介してプラズマ処理用ガスが供給される。
【０００９】
ガス供給管１１７は、図１１に示すように、棒状に形成されており、プラズマ処理用ガスを反応容器７内に供給するための複数のガス供給孔１１７ａを有している。ガス供給管１１７は、基端がガス供給管１１７に連結されており、このガス供給管１１７を介して、プラズマ処理用ガスを供給するガス供給装置（図示せず）に連通されている。そして、プラズマ処理用ガスは、ガス供給装置によって、所望のプラズマ処理用ガスが所定の流量でガス供給管１１７を介して供給される。
【００１０】
上述したように、従来のプラズマ処理装置１０１は、反応容器１０７内に複数個の円筒状基体１０２を配置する構成にすることで、より一層の生産効率の向上を図れるが、一般的に、円筒状基体１０２の個数を増やすことに伴って、プラズマ処理装置全体の大型化や、必要とする高周波電源容量の増大をもたらすため、これらの点を考慮して円筒状基体１０２の個数が適宜決定されている。図９および図１０に示したプラズマ処理装置１０１においては、６本の円筒状基体１０２がそれぞれ配置されている。
【００１１】
このようなプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を用いて、例えば電子写真用感光体に使用する堆積膜を形成する場合には、ある程度の品質の堆積膜を得ることが可能であるが、品質を更に向上するための改善の余地が残されている。
【００１２】
プラズマ処理空間１０６内で生成されたプラズマが排気口１２５を介して排気配管１２６内へ漏れ出すことによって、あるいはプラズマによって分解されたプラズマ処理用ガスが排気配管１２６を介して排気されるときに、排気配管１２６の内周面上に堆積膜が形成されてしまう。そして、円筒状基体１０２に堆積膜を形成するときに、排気配管１２６の内周面上に形成された堆積膜が、排気配管１２６から剥離して、円筒状基体１０２の表面に飛散することで、円筒状基体１０２に形成された堆積膜に球状突起等が発生する原因になることがある。
【００１３】
さらに、排気配管１２６の内部に堆積膜が形成されている状態で、プラズマを用いて円筒状基体１０２の加熱を行う場合には、プラズマ加熱時にプラズマ処理空間１０６内に生成したプラズマが、排気口１２５を介して排気配管１２６の内部にまで漏れ出る。そして、排気配管１２６の内部に漏洩したプラズマによって、排気配管１２６の内部に形成された堆積膜がスパッタリング処理されて、円筒状基体１０２の表面に付着し、円筒状基体１０２に形成された堆積膜である電子写真用感光体の電気特性に悪影響を及ぼすことがある。
【００１４】
したがって、従来のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を用いて、例えば電子写真用感光体に使用する堆積膜を形成する場合には、定期的に排気配管１２６内の堆積膜を除去するためのクリーニングを行う必要があり、その際に大掛かりな作業を伴うために生産性の面で問題となることがあった。
【００１５】
これらの問題に対して、排気口の入り側にプラズマ化したガスを捕捉する排気トラップを着脱可能に設けることにより、排気配管内に堆積膜が形成されることを防止する構成が開示されている。（特許文献１参照）
【００１６】
また、従来、排気配管の内部に、排気配管の内周面上に堆積膜が付着することを防止するための防着部材を着脱可能に設けて、プラズマ処理終了毎に排気配管から防着部材を取り外してクリーニングすることによって、上述した弊害を防止する方法が考えられている。
【００１７】
これらの技術により、排気配管内に形成される堆積膜の堆積量が低減され、それに伴い球状突起の数も減少される。また、プラズマを用いて円筒状基体の加熱を行う場合においても、排気配管内に付着した体積膜がスパッタリング処理されることが少なくなり、円筒状基体上に形成される堆積膜の品質も向上されている。
【００１８】
【特許文献１】
特開平５−１６００２９号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラズマ処理装置は、排気口にプラズマ化したガスを捕捉する排気トラップを設けた場合に、この排気トラップによって排気抵抗が大幅に増加してしまうため、反応容器内の圧力を所望の値に維持することが困難になり、形成される堆積膜の品質を向上する面で不都合があった。
【００２０】
さらに、高周波電力を用いてプラズマを生成する場合には、排気配管内へ、プラズマや高周波電力が漏洩することを完全に防止するために、排気トラップを構成するメッシュの口径を極力小さくしたり、あるいはメッシュの厚みを大きくしたりする必要がある。このため、排気トラップによって排気抵抗が増加し、反応容器内の圧力を所望の値に維持することが困難になり、形成される堆積膜の品質等に悪影響を及ぼすことがある。
【００２１】
また、メイン排気配管内に堆積膜が付着することを防止するために、排気配管の内部に着脱可能な防着部材を設置し、プラズマ処理毎にクリーニングを行うことも考えられる。
【００２２】
しかし、メイン排気配管の奥までプラズマ処理用ガスの活性種が回り込み、メイン排気配管の奥でも堆積膜の付着が発生しているために、１回のプラズマ処理における堆積膜の付着量は問題にならないが、複数回のプラズマ処理後では、メイン排気配管の奥における付着量が多くなり、それが原因の品質を低下させてしまうことがある。このような場合には、メイン排気配管のメンテナンス（クリーニング）を行わなくてはならず、実質的に分解および再組立による煩雑な作業を伴うことになる。
【００２３】
そこで、本発明は、排気能力を損なうことなくプラズマの漏洩を防止するとともに、排気配管内を、煩雑な作業を伴うことなく容易にクリーニングすることを可能にし、堆積膜の品質および生産性を向上することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【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、本発明に係るプラズマ処理装置は、内部に供給されたガスを排気するための排気口が設けられた底板を有する減圧可能な反応容器と、この反応容器内にガスを供給するためのガス供給手段と、反応容器内にプラズマを生成させるための高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、反応容器内から排気配管を介して排気する排気手段とを備えるプラズマ処理装置であって、排気口と排気配管の一端とを連結する連結排気配管を備える。そして、連結排気配管は、底板側に連結される一端側口径をφ１、排気配管側に連結される他端側口径をφ２とすれば、一端側口径および他端側口径φ１，φ２が、φ１＞φ２の関係を満たし、口径が次第に変化するテーパー状に形成される。また、底板の排気口には、この排気口から排気配管側にプラズマが漏れ出ることを防止するためのプラズマ漏れ防止部材が設けられる。
【００２５】
以上のように構成された本発明に係るプラズマ処理装置によれば、排気口と排気配管を連結する連結排気配管が、排気口に臨む一端側から排気配管に臨む他端側に向かって口径が次第に縮径されたテーパー状に形成されたことによって、テーパー状の内周面に、排気口から漏洩したプラズマによる堆積膜が強制的に付着されるため、排気配管の下流側の奥に堆積膜が付着することが防止される。また、本発明に係るプラズマ処理装置によれば、排気口の口径が比較的大きく確保されるため、プラズマ漏れ防止部材による排気抵抗も緩和されて、排気能力を損なうことが抑制される。
【００２６】
また、本発明に係るプラズマ処理装置が備える連結排気配管の内部には、この連結排気配管の内周面に堆積膜が付着することを防止するための防着部材が着脱可能に設けられることが好ましい。これによって、防着部材のみを取り外して、容易に堆積膜を除去することが可能になり、クリーニング作業を容易に行うことが可能になる。
【００２７】
また、本発明に係るプラズマ処理方法は、上述した本発明に係るプラズマ処理装置を用いてプラズマ処理を行う。
【００２８】
なお、本発明におけるパンチングメタルとは、例えば、金属または合金板に、ガスを排気するための排気孔として丸穴や角形状の開口等を一定のピッチで打ち抜いて形成されたものを指している。また、金属メッシュとは、例えば、金属線によって形成された金網やふるい等を指している。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態で使用されるプラズマＣＶＤ法による電子写真用感光体を製造するための、プラズマ処理装置を模式的に示す縦断面図である。図２は、円筒状基体に堆積膜を形成する反応容器を示すＡ−Ａ断面図である。
【００３１】
図１および図２に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理によって円筒状基体２に堆積膜を形成するための反応容器７と、この反応容器７内に配置される円筒状基体２を支持する複数の基体保持部材１９と、反応容器７内にプラズマ処理用ガスを供給するための複数のガス供給管１７と、高周波放電電力が供給される複数の電極３と、これら電極３に高周波電力を供給するための電力供給源４および整合回路を有するマッチングボックス５とを備えている。
【００３２】
反応容器７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１６と、この側壁１６の上端および下端に、天板１４および底板８がそれぞれ設けられている。反応容器７内には、側壁１６、天板１４および底板８によって囲まれた空間をもってプラズマ処理空間６が構成されている。
【００３３】
側壁１６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７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、図２に示したような円筒状に形成することが好ましい。
【００３４】
また、底板８の略中央部には、プラズマ処理空間６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、連結排気配管２７を介して主排気配管２６の一端が連結されて設けられている。主排気配管２６は、他端が、反応容器７内を減圧するための排気装置（図示せず）に連通されている。
【００３５】
連結排気配管２７は、図３および図４に示すように、排気口２５に連結される一端側から、主排気配管２６の一端に連結される他端側に向かって口径が次第に小さくされたテーパー状に形成されている。すなわち、連結排気配管２７は、底板８側の口径をφ１、主排気配管２６側の口径φ２とすれば、φ１＞φ２の関係を満たすテーパー状に形成されている。
【００３６】
また、連結排気配管２７の内部には、この連結排気配管２７の内周面上に堆積膜が付着することを防止するための防着部材３１が着脱可能に設けられている。防着部材３１は、導電性材料によって連結排気配管２７のテーパー状にほぼ近似するテーパー状をなす円筒形に形成されており、接地されている。また、防着部材３１には、一端に、排気口２５の周縁部に係止されるフランジ部３１ａが一体に形成されている。
【００３７】
プラズマ漏れ防止部材３２は、導電性材料によって円板状に形成されており、ガスを排気させるための複数の排気孔が設けられている。プラズマ漏れ防止部材３２は、防着部材３１の排気口２５側の開口を閉塞するように設けられて、接地されている。
【００３８】
また、反応容器７内には、この反応容器７の中心部を取り囲むように、６本の円筒状基体２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２は、基体保持部材１９を介して回転軸１０によって支持されて、基体保持部材１９の内部に配設された発熱体１１によって加熱される。モータ１２を回転駆動することによって、ギヤボックス１３内の減速ギヤ（不図示）を介して回転軸１０が回転されて、円筒状基体２は、基体保持部材１９とともに回転軸１０の軸回り方向に回転される。
【００３９】
ガス供給管１７は、棒状に形成されており、プラズマ処理用ガスを反応容器７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１７は、基端がガス供給管１７に連結されており、このガス供給管１７を介して、プラズマ処理用ガスを供給するガス供給装置（図示せず）に連通されている。そして、プラズマ処理用ガスは、ガス供給装置によって、所望のプラズマ処理用ガスが所定の流量でガス供給管１７を介して供給される。
【００４０】
ガス供給管１７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７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１７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。
【００４１】
電極３は、反応容器７と複数の円筒状基体２の内面に対して軸方向が平行になるように、反応容器７の外方に反応容器７を取り囲むようにしてそれぞれ配置されている。電極３に供給された高周波電力は、誘電材料からなる反応容器７を通して反応容器７内に供給される。このとき、回転軸１０を通してアース電位に維持された円筒状基体２および天板１４、底板８がアノード電極として作用する。
【００４２】
電極３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、図１に示したように円筒状基体２の本数と同数配置することが好ましい。電極３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。
【００４３】
また、反応容器７の外方には、プラズマ処理装置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２０が、底板８上に電極３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２０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８および天板１４によって閉塞されている。この電磁波遮断用シールド２０は、中心軸が円筒状基体２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２０を反応容器７の側壁１６が兼ねるように構成してもよい。
【００４４】
ここで、上述したプラズマ漏れ防止部材３２および連結排気配管２７内の防着部材３１について詳細に説明する。
【００４５】
プラズマ漏れ防止部材３２は、特に、加工性やメンテナンス性の面でパンチングメタルもしくは金属メッシュによって構成されたものが好ましい。また、プラズマ漏れ防止部材３２の材料としては、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や、ステンレス等が挙げられる。
【００４６】
なお、上述したパンチングメタルとは、例えば金属または合金板に、排気孔として丸穴や角形状の開口等の各種の模様を、一定のピッチで打ち抜いて形成されたものを指している。
【００４７】
プラズマ漏れ防止部材３２として使用されるパンチングメタルは、プラズマ漏れを減少させて、形成される堆積膜の品質および再現性を向上させるといった観点から、各排気孔の開口面積が小さい方が好ましく、開口面積が８０［ｍｍ２］以下であることがより好ましい。しかしながら、個々の排気孔の開口面積が極端に小さくした場合には、プラズマ漏れ防止部材３２の機械的強度を確保する面で開口率（単位面積当たりに占める全排気孔の開口面積の比率）を大きくすることができず、所望の圧力を維持することが困難になる場合がある。さらに、パンチングメタルの各排気孔の開口面積が極端に小さい場合には、反応容器７内において堆積膜の剥離等が発生したときに、剥離した破片によって個々の排気孔が塞がれて詰まる場合がある。このような場合には、排気抵抗が大きくなり、所望の内圧を維持することが困難になる。したがって、パンチングメタルは、形成される堆積膜の品質の向上といった観点から、個々の排気孔の開口面積が０．５［ｍｍ２］以上に設定されることがより好ましい。
【００４８】
また、本実施形態でプラズマ漏れ防止部材３２として使用される金属メッシュは、ＭＥＳＨが２．５以上６０以下であることが望ましい。なお、ＭＥＳＨとは、１インチ四方当たりにある縦線の目の数である。ＭＥＳＨが２．５未満のときには、連結排気配管２７や主排気配管２６内部へのプラズマの漏洩を十分に防ぐことが困難な場合がある。このため、金属メッシュは、形成される堆積膜の品質の向上および再現性向上という観点から、ＭＥＳＨが２．５以上に設定されることが望ましい。
【００４９】
また、ＭＥＳＨが６０を超えたときには、堆積膜の形成中に反応容器７内に付着した堆積膜が剥離すること等によって生成された塵埃が金属メッシュの目に詰まることがあり、反応容器７内を所定の圧力に安定維持することが困難になる場合がある。また、排気抵抗が大きくなるために、反応容器７内の圧力を所望の値に維持することが困難になる場合がある。このため、形成される堆積膜の品質の向上および再現性の向上という観点から、金属メッシュは、ＭＥＳＨが６０以下に設定されることが望ましい。
【００５０】
また、本実施形態でプラズマ漏れ防止部材３２として使用される金属メッシュは、ふるいを構成する金属線の線径が０．１４［ｍｍ］以上、５［ｍｍ］以下であることが望ましい。線径が０．１４［ｍｍ］未満のときには、堆積膜の形成中に金属メッシュに付着した堆積膜が剥離することによって生成された塵埃が、円筒状基体の表面に飛散して球状欠陥等の原因になることがある。また、機械的強度が乏しくなる不都合があり、形成される堆積膜の再現性が低下することがある。このため、金属メッシュの線径は、０．１４［ｍｍ］以上に設定されることが望ましい。
【００５１】
一方、線径が５［ｍｍ］を超えたときには、排気抵抗が大きくなるために、反応容器７内の圧力を所望の値に維持することが困難になる場合がある。このため、金属メッシュは、形成される堆積膜の品質の向上および再現性の向上という観点から、線径が５［ｍｍ］以下に設定されることが望ましい。
【００５２】
また、本実施形態のプラズマ処理装置１において、円筒状基体２に堆積膜を形成する場合、反応容器７内の圧力が１５［Ｐａ］を超えたとき、気相中でポリシラン等の副生成物が発生し、この副生成物が連結排気配管２７内の防着部材３１や主排気配管２６に付着することで、クリーニング作業時に支障をきたすことがある。また、副生成物がプラズマ漏れ防止部材３２の目に詰まることによって、反応容器７内の圧力を所定の値に安定して維持することが困難になることがある。このため、連結排気配管２７等のクリーニング時の作業性の向上、形成される堆積膜の品質の向上および再現性の向上という観点から、反応容器７内の圧力は１５［Ｐａ］以下に設定されることが望ましい。
【００５３】
また、本実施形態に係るプラズマ処理装置１およびプラズマ処理方法において、円筒状基体２に堆積膜を形成する場合、プラズマ処理用ガスを分解するために印加される高周波放電エネルギーの周波数が５０［ＭＨｚ］未満のとき、気相中でポリシラン等の副生成物が発生し、この副生成物が連結排気配管２７内の防着部材３１に付着することで、クリーニング時に支障をきたすことがある。また、副生成物がプラズマ漏れ防止部材３２の目に詰まることによって、反応容器７内の圧力を所定の値に安定維持することが困難になることがある。このため、連結排気配管２７内に設けられた防着部材３１をクリーニングするときの作業性の向上、および形成される堆積膜の品質の向上および再現性の向上という観点から、高周波放電エネルギーの周波数は５０［ＭＨｚ］以上に設定されることが望ましい。
【００５４】
また、高周波放電エネルギーの周波数が４５０［ＭＨｚ］を超えたとき、プラズマ漏れ防止部材３２を設置した場合でも、プラズマの漏れを十分に防止することが容易ではないことがある。このため、形成される堆積膜の品質の向上および再現性の向上という観点から、高周波放電エネルギーの周波数は４５０［ＭＨｚ］以下に設定されることが望ましい。
【００５５】
以上のように構成されたプラズマ処理装置１によるプラズマ処理工程について説明する。
【００５６】
図１に示すように、所定の構成に組み立てられたプラズマ処理装置１は、反応容器７内を大気に開放した状態で、反応容器７内に円筒状基体２を設置する。排気装置（不図示）を用い、図３に示すように、防着部材３１とプラズマ漏れ防止部材３２が設置されたテーパー状の連結排気配管２７を介して反応容器７内を真空引きした後、ガス供給装置（不図示）内のＨｅ、Ｎ２、Ａｒ、Ｏ２およびＨ２のガスボンベから供給される内の必要とされる加熱用ガスが、バルブ、圧力調整器およびマスフローコントローラーを介することにより適切な流量に調節され、ガス供給口１５ｂからガス供給管１７を介してプラズマ処理空間６内に送り込まれる。
【００５７】
加熱用ガスを供給した後の反応容器７内の圧力は、真空計（不図示）によってモニターされ、主排気配管２６内に設置されたスロットルバルブ（不図示）の開度を調節すること等によって、所定の値に制御される。所定の基体加熱環境が整えられた後、円筒状基体２は発熱体１１によって間接的に所定の温度にまで加熱される。あるいは、高周波電源４からマッチングボックス５および電極３を通じて高周波電力が反応容器７内に供給されプラズマを生起し、プラズマによって円筒状基体２が所定の温度になるまで加熱される。
【００５８】
円筒状基体２が所定の温度まで加熱された後、ガス供給装置（不図示）内のＳｉＨ４、Ｈ２、ＣＨ４、Ｂ２Ｈ６、ＰＨ３等のガスボンベから供給されるうちの必要とされるプラズマ処理用ガスが、バルブ、圧力調整器およびマスフローコントローラーによって適切な流量に調節され、ガス供給口１５からガス供給管１７を介して、反応容器７内に送り込まれる。プラズマ処理用ガスは、底板８の排気口２５から、図３に示すプラズマ漏れ防止部材３２をなす金属メッシュを介して、連結排気配管２７に設置された防着部材３１を通り、主排気配管２６側へ排気される。また、反応容器７内の圧力は、真空計（不図示）によってモニターされ、主排気配管２６内に設置されたスロットルバルブ（不図示）の開度を調節すること等によって、所定の値に制御される。所定の堆積膜の形成環境が整えられた後、高周波電源４からマッチングボックス５および電極３を通じて高周波電力がプラズマ処理空間６内に供給されてプラズマを生起させる。プラズマによってプラズマ処理用ガスが分解され、円筒状基体２上に堆積膜が形成される。堆積膜が形成された後、反応容器７内の温度が所定の温度まで下がったときに、反応容器７を大気に開放し、円筒状基体２を取り出す。円筒状基体２を取り出した後、反応容器７内のガス供給管１７等の部材を取り外しクリーニングを行うが、その際に連結排気配管２７内の防着部材３１とプラズマ漏れ防止部材３２も同時に取り外して、付着した堆積膜の除去等のクリーニングを行う。
【００５９】
上述したプラズマ処理装置１によれば、反応容器７の排気口２５と主排気配管２６の一端とを連結するテーパー状の連結排気配管２７を備えることによって、プラズマ処理中に反応容器７から排気を行う際に、主排気配管２６内への堆積膜の付着量を低減することができる。
【００６０】
この効果は、連結排気配管２７のテーパー状の内部において、プラズマ漏れ防止部材３２から漏れ出したプラズマ処理用ガスの活性種が捕捉されて、テーパー状の内部で膜化するので、主排気配管２６側へ漏れ出すプラズマ処理用ガスの活性種が減少することに起因していると考えられる。
【００６１】
すなわち、このようなプラズマ処理装置１を用いることにより、プラズマ漏れ防止部材３２から漏れ出したプラズマ処理用ガスの活性種が、連結排気配管２０２ｅのテーパー状の内部で膜化するために、主排気配管２６の奥深く（排気装置側の下流）までプラズマ処理用ガスの活性種が回り込むことを防止できる。
【００６２】
さらに、プラズマ処理装置１によれば、排気口２５の口径を大きく確保することが可能になるので、プラズマ漏れ防止部材３２による排気抵抗の増加を軽減することが可能になり、上述した従来の問題を解決することができる。
【００６３】
上述した効果について、図５を参照してさらに詳細を説明する。
【００６４】
図５（ａ）は、上述した本実施形態のプラズマ処理装置の要部の構成を模式的に示す縦断面図、図５（ｂ）は参考例の構成を模式的に示す縦断面図、図５（ｃ）は、排気配管（主排気配管）のみを備える従来例の構成を模式的に示す縦断面図である。
【００６５】
図５（ｂ）に示すように、参考例の構成は、本実施形態と同様に、底板８の排気口２５と主排気配管２６とを連結する連結排気配管１２７を備えている。連結排気配管１２７は、排気口２５に連結される一端側の口径が、他端側の口径よりも大きくされた略箱状に形成されている。
【００６６】
従来例の構成は、図５（ｃ）に示すように、排気口１２５に連結される排気配管１２６を備えている。排気配管１２６は、口径が均一なストレート状に形成されている。
【００６７】
図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、参考例の構成は、従来例の構成と比較して、連結排気配管１２７の排気口２５側の口径が大きく形成され、排気口２５の開口が大きく確保されているため、プラズマ漏れ防止部材３２を配置したことによる排気抵抗の低下を抑制することが可能になる。しかしながら、参考例の構成は、プラズマ処理条件によって、図５（ｂ）に示すように、連結排気配管１２７内の領域Ｃだけに、プラズマ漏れ防止部材３２から漏れ出したプラズマが局在する場合があった。このような場合、領域Ｃに位置する不安定なプラズマによって、円筒状基体２上に形成された堆積膜の品質の安定性が損なわれる不都合がある。
【００６８】
したがって、本発明は、図５（ａ）に示すように、連結排気配管２７をテーパー状に形成することによって、参考例の構成で生じる、プラズマが局在する現象を解消し、プラズマ漏れ防止部材３２による排気抵抗の低下を抑制することができる。このため、プラズマ処理装置１によれば、極めて優れた品質の堆積膜を生産性良く形成することができる。
【００６９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１）
実施例１では、図１に示したプラズマ処理装置１を用いて、ガス供給管２１５ａから反応容器内に、ＳｉＨ４ガスを流量１５０［ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）］供給し、主排気配管２６に設置されたスロットルバルブ（不図示）の開度を１００％の状態で反応容器内の圧力を調べた。なお、プラズマ漏れ防止部材３２としては、各排気孔の開口面積が３［ｍｍ２］であるパンチングメタルを使用した。また、連結排気配管２７は、底板８側の口径φ１が、φ１＝２４４［ｍｍ］にされ、主排気配管２６側の口径φ２が、φ２＝２００［ｍｍ］にされており、テーパー状に形成されている。
【００７１】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と反応容器の容積が等しくされた、図９〜図１１に示した従来のプラズマ処理装置１０１を用いて、ガス供給管１１７から反応容器１０７内に、ＳｉＨ４ガスを流量１５０［ｍｌ／ｍｉｎ（ｎｏｒｍａｌ）］供給し、排気配管１２６内に設置されたスロットルバルブ（不図示）の開度を１００％の状態で反応容器１０７内の圧力を調べた。
【００７２】
排気口１２５には、図示しないが、プラズマ漏れ防止部材を配置した。このプラズマ漏れ防止部材としては、各排気孔の開口面積が３［ｍｍ２］に形成されたパンチングメタルを使用した。また、排気口１２５の口径は、排気配管１２６の口径と等しい２００［ｍｍ］とした。なお、排気ポンプは、実施例１と同一のものを用いている。
【００７３】
実施例１と比較例１における各反応容器内の内圧は、比較例１を「１．００」とした場合に、実施例１においては、「０．７８」になった。したがって、実施例１は、同一のガス流量において排気能力に優れる結果が得られた。
【００７４】
また、実施例１は、プラズマ漏れ防止部材３２の各排気孔の開口面積を１．８［ｍｍ２］とすることで、比較例１と反応容器７の圧力が等しくなった。
【００７５】
（実施例２）
実施例２では、本実施形態のプラズマ処理装置１を用い、長さ３６０［ｍｍ］、外径φ８０［ｍｍ］の鏡面加工を施したアルミニウム製シリンダ（円筒状基体２）を反応容器７に設置した。高周波電源としては、発振周波数１０５［ＭＨｚ］の高周波電源を使用し、円筒状基体２上に電荷注入阻止層、光導電層および表面層からなる電子写真用感光体を表１に示す作製条件で作製した。プラズマ漏れ防止部材３２としては、各排気孔の開口面積が、３［ｍｍ２］に形成されたパンチングメタルと、１．８［ｍｍ２］に形成されたパンチングメタルとの２種類を用いた。連結排気配管２７の両端の口径は、実施例１と同様にしてある。反応容器７内の圧力は、主排気配管２６内に設置されたスロットルバルブで調整した。
【００７６】
【表１】
2004124150.tif 000003
【００７７】
円筒状基体２の成膜が終了した後に、反応容器７内を大気に開放して円筒状基体２を取り出して、図６（ａ）に示すように、連結排気配管２７内および主排気配管２６内にそれぞれ取り付けたガラス基板Ｓ１，Ｓ２上に付着した堆積膜の膜厚を測定した。
【００７８】
（比較例２）
比較例２では、図９および図１０に示した従来のプラズマ処理装置１０１を用いて、長さ３６０［ｍｍ］、外径φ８０［ｍｍ］の鏡面加工を施したアルミニウム製シリンダ（円筒状基体１０２）を反応容器１０７に設置した。図６（ｂ）に示すように、排気口１２５には、実施例２と同様にプラズマ漏れ防止部材１３２を設置した。プラズマ漏れ防止部材１３２は、比較例１と同様のものを用いた。高周波電源としては、発振周波数１０５［ＭＨｚ］の高周波電源を使用し、円筒状基体１０２上に電荷注入阻止層、光導電層および表面層が積層されてなる電子写真用感光体を表１に示した作製条件で作製した。また、比較例２において、反応容器１０７内の内圧は、排気配管１２６内に設置されたスロットルバルブで調整した。
【００７９】
そして、円筒状基体１０２の成膜が終了した後に、反応容器１０７内を大気に開放して円筒状基体１０２を取り出して、図６（ｂ）に示すように、排気配管１２６内にそれぞれ取り付けたガラス基板Ｓ３，Ｓ４上に付着した堆積膜の膜厚を測定した。なお、ガラス基板Ｓ３，Ｓ４の排気口１２５からの位置は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｓ１，Ｓ２の排気口２５からの位置と同一にされている。
【００８０】
実施例２および比較例２において、排気配管内に取り付けた各ガラス基板Ｓ１〜Ｓ４上に付着した堆積膜の膜厚を表２に示す。表２において、比較例２のガラス基板Ｓ４上に付着した堆積膜の膜厚を「１．０」とする。
【００８１】
【表２】
2004124150.tif 000004
【００８２】
表２に示すように、実施例２によれば、連結排気配管２７内のテーパー状の内部で、プラズマが膜化することによって、主排気配管２６に付着する堆積膜の付着量を軽減する効果が得られる。また、実施例２によれば、プラズマ漏れ防止部材３２の個々の排気孔の大きさを比較的小さくすることが可能になるため、主排気配管２６に付着する堆積膜の付着量を更に抑えることができた。
【００８３】
次に、実施例２および比較例２で作製された電子写真用感光体を複写機（キヤノン社製：ＮＰ−６２５０を実験用に改造したもの）にセットして電子写真特性を評価した。評価項目および評価方法は、以下のとおりである。
【００８４】
『帯電能評価方法』
プロセススピード３８０［ｍｍ／ｓｅｃ］、前露光（波長５６５［ｎｍ］の発光ダイオード）４［ｌｕｘｓｅｃ］、帯電器の電流値１０００［μＡ］の条件にて、電子写真用感光体の現像器位置での暗部表面電位を表面電位計により測定する。
【００８５】
『感度測定方法』
電子写真用感光体の現像位置での暗部表面電位を４００［Ｖ］に帯電させる。そして、像露光（フィルターを使用して波長５５０［ｎｍ］付近に強度ピークを持つハロゲンランプ光）を照射し、電子写真用感光体の現像位置での明部表面電位が所定の値になるように光量を調整した。このときの光量によって電子写真用感光体の感度の測定を行った。
【００８６】
なお、プラズマ漏れ防止部材２５の影響および連結排気配管２７の影響を確認しやすいように、作製した電子写真感光体の下部（円筒状基体の母線方向中央から排気口側に１３０［ｍｍ］の位置）で、電子写真特性を測定した。比較例２の電子写真用感光体の帯電能および感度を「１．００」とした結果を表３に示す。
【００８７】
【表３】
2004124150.tif 000005
【００８８】
表３に示すように、実施例２においては、排気能力を損なうことなく、プラズマ漏れ防止部材２５の個々の排気孔の大きさを比較的小さくすることが可能になる。このため、実施例２は、反応容器７内にプラズマを閉じ込める効果が大きくなり、プラズマ特性および形成される堆積膜の品質を向上することができる。
【００８９】
（実施例３）
実施例２と同一の装置構成を用いて電子写真用感光体を表１の条件で連続１０回作製し、それぞれの電子写真感光体を複写機（キヤノン社製：ＮＰ−６２５０）にセットして、画像欠陥の評価を行った。
【００９０】
なお、それぞれの堆積膜の形成後には、反応容器内の各部材のクリーニングを実施し、連結排気配管内の防着部材のクリーニングを行った。
【００９１】
（比較例３）
比較例２の装置構成を用いて電子写真用感光体を表１の条件で連続１０回作製し、それぞれの電子写真感光体を複写機（キヤノン社製：ＮＰ−６２５０）にセットして、画像欠陥の評価を行った。なお、それぞれの堆積膜を形成した後には、反応容器１０７内の構成部材のクリーニングを行った。
【００９２】
（比較例４）
比較例４では、比較例２と同一の装置構成で、図７および図８に示すように、防着部材３１と同様に排気口１２５の周縁部に係止されるフランジ部１３１ａを有する防着部材１３１を設置した。比較例４では、電子写真用感光体を表１の条件で連続１０回作製し、それぞれの電子写真感光体を複写機（キヤノン社製：ＮＰ−６２５０）にセットして、画像欠陥の評価を行った。なお、それぞれの堆積膜の形成後には、反応容器１０７内の構成部材および防着部材１３１のクリーニングを行った。
【００９３】
画像欠陥評価は、以下の方法で行った。
【００９４】
『画像欠陥（白点状の欠陥）評価方法』
全面黒色チャート（キヤノン社製：部品番号：ＦＹ９−９０７３）を用いてベタ塗り黒色画像を形成し、得られた画像について、一定面積内に存在する直径０．２［ｍｍ］以上の白点状の欠陥の数を評価した。比較例３で作製した１回目の電子写真用感光体との白点状の欠陥の数を「１．００」とし比較した。評価結果を表４に示す。
【００９５】
表４に示すように、比較例４は、防着部材１３１を設置した構成だけでは、排気配管１２６の奥側への堆積膜の付着量が低減されないため、連続したプラズマ処理において電気写真用感光体の品質の低下が発生してしまった。一方、本実施形態のプラズマ処理装置１の構成であれば、主排気配管２６の奥側への堆積膜の付着量が低減されるため、連続したプラズマ処理による成膜においても、電気写真用感光体の品質の低下を最小限に抑えることができる。
【００９６】
【表４】
2004124150.tif 000006
【００９７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、排気能力を損なうことなく、排気配管へのプラズマの漏洩を抑制することが可能になるとともに、排気配管のクリーニングを容易に行うことができる。そして、本発明によれば、極めて優れた品質の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】
【図１】本発明に係る、プラズマＣＶＤ法による電子写真用感光体を製造するためのプラズマ処理装置を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示したプラズマ処理装置を示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る連結排気配管、防着部材およびプラズマ漏れ防止部材を説明するための分解斜視図である。
【図４】本発明に係る連結排気配管、防着部材およびプラズマ漏れ防止部材を説明するための縦断面図である。
【図５】（ａ）は本発明に係る連結排気配管の縦断面図、（ｂ）は参考例の連結排気配管を示す縦断面図、（ｃ）は従来例の排気配管を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）は実施例２における構成の要部を示す縦断面図、（ｂ）は比較例２における構成の要部を示す縦断面図である。
【図７】比較例４におけるプラズマ処理装置の構成の要部を説明するための分解斜視図である。
【図８】前記比較例４における構成の要部を説明するための縦断面図である。
【図９】プラズマＣＶＤ法による電子写真用感光体を製造するための、従来のプラズマ処理装置の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図１０】図９に示した従来のプラズマ処理装置を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】従来のプラズマ処理装置が備えるガス供給管を示す側面図である。
【符号の説明】
１，１０１　プラズマ処理装置
２，１０２　円筒状基体
３，１０３　電極
４，１０４　高周波電源
５，１０５　マッチングボックス
６，１０６　プラズマ処理空間
７，１０７　反応容器
８，１０８　底板
１０，１１０　回転軸
１１，１１１　発熱体
１２，１１２　モータ
１３，１１３　減速ギヤ
１４，１１４　天板
１５，１１５　ガス供給管
１６，１１６　側壁
１７，１１７　ガス供給口
１９　基体保持部材
２０　電磁波遮断用シールド
２５，１２５　排気口
２６　主排気配管
２７　連結排気配管
３１，１３１　防着部材
３２，１３２　放電漏れ防止部材
１２６　排気配管
【図１】
2004124150.tif 000007
【図２】
2004124150.tif 000008
【図３】
2004124150.tif 000009
【図４】
2004124150.tif 000010
【図５】
2004124150.tif 000011
【図６】
2004124150.tif 000012
【図７】
2004124150.tif 000013
【図８】
2004124150.tif 000014
【図９】
2004124150.tif 000015
【図１０】
2004124150.tif 000016
【図１１】
2004124150.tif 000017