(57)【要約】【課題】膜質の優れた堆積膜を再現性よく形成可能な堆積膜形成装置を提供する。【解決手段】堆積膜形成装置１２０は、反応容器１００内にプラズマを発生させ被成膜基体１０５に堆積膜を積層する装置である。反応容器１００からのプラズマ漏れを防ぐプラズマ漏れ防止部材１１３を、底板１１５に設けられた排気口を覆うように配置する。プラズマ漏れ防止部材１１３の通気部１１３ａには、パンチング加工により複数の開口穴が形成されている。また、プラズマ漏れ防止部材１１３は、両面をブラスト処理してあり反りは最小限に抑えられているため、アース電位である底板１１５に密着する。【選択図】  図１
2004204300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、高周波電源から供給される高周波電力を導入する高周波電力導入手段と、排気を行う排気手段とが接続される、真空気密可能な反応容器と、表面に堆積膜が形成される被成膜基体を保持する基体保持手段と、前記高周波電力導入手段によって前記反応容器内に発生したプラズマが漏れるのを防止するために前記排気手段が接続される前記反応容器の開口部を覆うように配置されるプラズマ漏れ防止部材とを有し、
前記高周波電力導入手段と前記被成膜基体との間にプラズマを発生させ、前記被成膜基体上に堆積膜形成を行う堆積膜形成装置において、
前記プラズマ漏れ防止部材は、両面にブラスト処理が行われていることを特徴とする堆積膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ法を適用して、堆積膜形成を行う堆積膜形成装置に関する。より具体的には、半導体デバイス、電子写真感光体、画像入力用ラインセンター、撮像デバイス、光起電力デバイス等に用いる、結晶質または非結晶質の機能性堆積膜を好適に形成し得る堆積膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイス、電子写真感光体、画像入力ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイス、またその他各種エレクトロニクス素子等に用いる素子部材の製造法である堆積膜形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等、多くの方法が知られている。また、これらの各種堆積膜形成方法に利用される堆積膜形成装置も実用に付されている。なかでも、プラズマＣＶＤ法、すなわち、直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電により原料ガスを分解し、基板上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は、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）堆積膜の形成等に適する方法として、現在実用化が最も進んでいる。それに伴い、実際の用途に応じて、プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成に用いる装置も各種提案されている。
【０００３】
図３に、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成に一般的に用いられている従来のプラズマＣＶＤ装置の一例を示す。図３に示す堆積膜形成装置３２０は、高周波電源として、ＶＨＦ帯の高周波を用いるＶＨＦプラズマＣＶＤ法による装置であり、主として、円筒状の被成膜基上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜の堆積を行い、電子写真感光体を製造する装置である。図３の（Ａ）は、堆積膜形成装置の縦断面図であり、図３の（Ｂ）は、堆積膜形成装置の横断面図を示す。
【０００４】
図３に示す堆積膜形成装置３２０では、減圧可能な反応容器３００は、誘電体部材からなる円筒状の側壁３０１と、側壁３０１の両端に密着した天板３１６および底板３１５により構成されている。反応容器３００の内部には、回転軸（基体保持手段）３０８に取り付けられている被成膜基体３０５が、側壁３０１と同心円上に等間隔に複数本設置されている。側壁３０１は、例えばセラミック材料からなっている。円筒状の被成膜基体３０５は、底板３１５に配置された回転軸３０８に取付けられている。回転軸３０８は、モータにより駆動される不図示の回転機構を介して底板３１５に設けられていて、かつ、発熱体３０７を有しているので、被成膜基体３０５を所定の温度に加熱し、また、回転させることができる。
【０００５】
プラズマを発生させるためのカソード電極３０２は、金属製棒状電極を使用し、反応容器３００の外部に設置されている。具体的には、複数のカソード電極３０２が、側壁３０１と同心円上に等間隔に設置されている。カソード電極３０２には、整合回路３０４を介して高周波電源３０３が接続されている。一方、底板３１５はアース電位であり、底板３１５に設けられた回転軸３０８が被成膜基体３０５を保持しているので、被成膜基体３０５が実質的にカソード電極の対向電極となる。底板３１５の中心部には、反応容器３００内の排気をするために開口部が設けられていて、開口部には排気管３０９が接続されている。排気管３０９の他端に真空排気手段（不図示）が接続されており、反応容器３００内の真空排気を行う。
【０００６】
排気管３０９の入口部、すなわち底板３１５の開口部には、プラズマが排気管３０９側に漏れて放電空間のプラズマ密度が低下することを防止するために、プラズマ漏れ防止部材３１０を設置している。プラズマ漏れ防止部材３１０は、複数の開口部を有するパンチングメタルである。プラズマ漏れ防止部材３１０は、底板３１５への堆積膜付着を防止する防着板３１２で、底板３１５に押さえ付けられて固定されている。これによって、プラズマ漏れ防止部材３１０はアース電位である底板３１５に密着する。そのため、プラズマ漏れ防止部材３１０もアース電位に保たれている。
【０００７】
反応容器３０１へは、原料ガス供給手段３０６が取り付けられ、これより原料ガスを反応容器３００内部に供給する。
【０００８】
この図３に示すような従来の成膜装置を用いたａ−Ｓｉ：Ｈ膜の形成は、概略、以下のような手順により行われている。
【０００９】
まず、排気管３０９の他端に接続された真空排気手段（不図示）によって反応容器３００の内部を高真空まで排気する。その後、さらに排気を行いつつ、原料ガス供給手段３０６によってシランガス(ＳｉＨ4)、ジシランガス(Ｓｉ2Ｈ6)、ジボランガス(Ｂ2Ｈ6)、メタンガス(ＣＨ4)、エタンガス(Ｃ2Ｈ6)等の原料ガスを導入して、反応容器３００内部を所定の圧力に維持する。高周波電源３０３を所望の電力に設定して、整合回路３０４、カソード電極３０２を通じて、誘電体部材からなる反応容器３００内にＶＨＦ電力を導入する。このＶＨＦ電力により、カソード電極３０２と対向電極となる被成膜基体３０５との間にプラズマを発生させ、プラズマにより原料ガスを分解する。そして、被成膜基体３０５は発熱体３０７で２００〜４００℃の所定の温度に加熱されており、この被成膜基体３０５上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜が堆積される。
【００１０】
以上に説明した堆積膜形成装置３２０のように、反応容器からプラズマが漏洩するのを防ぐため、パンチングメタルなどを用いたプラズマ漏れ防止部材を有する堆積膜形成装置は他にも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００1−３３５９４８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の堆積膜形成装置により、良好な特性を持つａ−Ｓｉ：Ｈ系電子写真感光体が形成され、実用にも供されている。しかしながら、総合的な特性の一層の向上を図る上では、なお改善の余地が残されているのが現状である。
【００１３】
例えば、近年では複写機本体の高性能化が進み、デジタル機やカラー機の普及が進んでいる。これに伴い、電子写真感光体は、これまで以上の高画質化、高品質化等、さらなる画像特性の向上が求められるようになっている。このため、従来あまり問題とならなかった微小な画像欠陥の発生を抑制することが必要となっている。
【００１４】
上記の画像欠陥は、電子写真感光体上の堆積膜の欠陥に起因している。この堆積膜の欠陥発生の主たる原因としては、以下のようなものが挙げられる。
【００１５】
すなわち、成膜動作を繰り返すうちに反応容器内に配置されている種々の部材や内壁などへも堆積膜が積層する。このように堆積した膜は、その後の成膜動作において各部材から剥離して、その微細な膜破片が被成膜基体上に飛散した結果、膜破片を成長核として異常成長して被成膜基体上の欠陥を形成する。したがって、画像欠陥の発生原因となる膜破片が、膜剥がれが生じやすい箇所から被成膜基体上に飛来するのを防止する方策が必要となる。
【００１６】
本発明の目的は、プラズマＣＶＤ法を適用して堆積膜形成を行う際、反応容器内の種々の部材に堆積した膜が剥離して、被成膜基体上に飛散することによる堆積膜の欠陥の発生を抑制し、歩留まりを飛躍的に向上させる堆積膜形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、従来の堆積膜形成装置において堆積膜の剥がれが頻繁に生じる箇所の特定と、堆積膜欠陥の発生との関連性をさらに詳しく解析すべく、鋭意検討を進めた。
【００１８】
その結果、反応容器内を真空排気するための排気口周辺の堆積膜が剥がれ、その微細な膜破片が飛び散る頻度が多いことに気が付いた。詳細に観察したところ、堆積膜形成装置では、プラズマ漏れ防止部材が防着板と底板とで挟み込まれる形で取り付けられているため、両者の間に段差ができ、この段差部で防着板の端部から膜が剥がれていることが判明した。さらに、防着板やプラズマ漏れ防止部材自体への膜の密着性も十分でなく、成膜動作後にそれらを確認してみると、一部に剥がれが見られる場合があった。
【００１９】
そして、成膜された被成膜基体の堆積膜に生じる欠陥と、これらの部材の膜剥がれの対応を調べたところ、これらの部材の堆積膜の剥がれ方が軽微な成膜条件の場合には被成膜基体の堆積膜の欠陥も少ない。一方、部材の堆積膜の剥がれ方がひどい成膜条件の場合には、被成膜基体の堆積膜も欠陥も多い、という相関が見られた。つまり、防着板やプラズマ漏れ防止部材から剥離した堆積膜が、被成膜基体上に飛散して、堆積膜の欠陥を発生させているものと推測できる。
【００２０】
そこで、本発明者らは、まず、図４に示すように、プラズマ漏れ防止部材と防着板とが一体化した、１枚の板状の部材で構成されたプラズマ漏れ防止部材４１３を使用することを検討した。これは、プラズマ漏れ防止部材と防着板とを一体化することによって両者の段差をなくし、フラットな面にすることで端部からの剥がれを抑えることができるからである。さらに、上述の堆積膜形成装置３２０では、防着板３１２やプラズマ漏れ防止部材３１０自体への膜の密着性も十分でなかったため、図４に示す一体化したプラズマ漏れ防止部材４１３の反応容器内に面する表面をブラスト処理によって荒面加工し、膜の密着性向上を図った。
【００２１】
なお、ブラスト処理とは、アルミナ粒子やカーボランダム、ガラスビーズなどの研磨剤をエアーで吹き付けて表面を荒らす手法である。
【００２２】
このように堆積膜の密着性向上の工夫をしたプラズマ漏れ防止部材４１３を、実際に上述の堆積膜形成装置３２０に取り付けて堆積膜形成装置４２０として、テストを行ったところ、確かに堆積膜の膜剥がれは以前より大幅に抑えられることが確認できた。しかし、その一方で放電状態が非常に不安定になるという弊害があることが判明した。
【００２３】
この原因について詳細に検討したところ、次の事実が判明した。
【００２４】
プラズマ漏れ防止部材の片面のみをブラスト処理したところ、その影響によって全体にたわみが生じてしまうことが判明した。このたわみは凸型のたわみのため、プラズマ漏れ防止部材を堆積膜形成装置に取り付けると、本来密着されるべきプラズマ漏れ防止部材と底板との間に隙間が生じてしまう。このため、アース電位である底板とプラズマ漏れ防止部材との導通が不完全となってしまい、プラズマ漏れ防止部材の電位がアース電位から浮いてしまう。この結果、プラズマ漏れ防止能力が不完全となって、放電漏れや異常放電が発生して不安定になっていることが分かった。
【００２５】
そこで、本発明者らはブラスト処理によって、なぜ、たわみが発生するのか原因を調べた。その結果、ブラスト処理によってアルミナ粒子やカーボランダム、ガラスビーズなどの研磨剤がぶつかることで、ブラストをする表面がわずかに延びてしまい、その結果、ブラストした表面側が凸型に反ってしまうことが分かった。この反りを防止するため、プラズマ漏れ防止部材の母材をアルミニウムなどの柔らかい材料から、ステンレスや鉄などの硬い材料に変更したり、母材の肉厚を厚くしたりしてみたところ、多少は軽減できるものの、根本的に反りをなくすところまでは改善されなかった。
【００２６】
そこで、本発明者らは母材の強度を高くする、という視点から着眼点を変え、プラズマ漏れ防止部材の両面にブラスト処理を行うことにした。すると、見事に母材の反りが抑えられることが判明した。これは、プラズマ漏れ防止部材の母材の両面をブラストすることにより、両側が均等に延び、その結果、応力が釣り合って反りが抑えられたものと考えられる。
【００２７】
本発明は、以上の経過により完成したものであり、本発明の堆積膜形成装置は、原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、高周波電源から供給される高周波電力を導入する高周波電力導入手段と、排気を行う排気手段とが接続される、真空気密可能な反応容器と、表面に堆積膜が形成される被成膜基体を保持する基体保持手段と、高周波電力導入手段によって反応容器内に発生したプラズマが漏れるのを防止するために排気手段が接続される反応容器の開口部を覆うように配置されるプラズマ漏れ防止部材とを有し、高周波電力導入手段と被成膜基体との間にプラズマを発生させ、被成膜基体上に堆積膜形成を行う堆積膜形成装置において、プラズマ漏れ防止部材は、両面にブラスト処理が行われていることを特徴とする。
【００２８】
本発明の堆積膜形成装置は、真空排気した反応容器に原料ガスと被成膜基体を配置して、反応容器外部から高周波電力を導入することで発生するプラズマを利用して原料ガスを分解し、被成膜基体上に堆積膜として付着させるプラズマＣＶＤによる堆積膜形成装置である。
【００２９】
本発明によれば、この堆積膜形成装置において、反応容器からプラズマが漏れるのを防止するプラズマ漏れ防止部材の両面にブラスト処理を施しているので、プラズマ漏れ防止手段の表面に付着した堆積膜の付着強度が向上し、成膜中の膜剥がれが発生しにくい。さらに、両面にブラスト処理を施すことで反りが最小限に抑えられているので、反応容器を構成する、アース電位の底板への密着性も失われない。そのため、プラズマ漏れ防止部材もアース電位に維持されて、プラズマ漏れ防止効果も十分に発揮される。
【００３０】
また、プラズマ漏れ防止部材と、防着板とを別部材で構成していた上述の装置と比べれば、本発明によるプラズマ漏れ防止部材は、プラズマ漏れ防止部材と、防着板とを一体化させたものであり、膜剥がれが生じやすい端部を形成しない。
【００３１】
結果として、成膜動作中の膜剥がれが押さえることができ、反応容器内への不要な膜片の浮遊を抑えられるので、被成膜基体に最終的に形成される堆積膜は欠陥の少ないものとなり、完成される電子写真感光体の歩留まりを向上させることが実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の堆積膜形成装置をさらに具体的に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の堆積膜形成装置の一例、具体的には、ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体の製造に適用した装置の一例を示す概略図である。図１（Ａ）は、装置の縦断面図を、図１（Ｂ）は、その横断面図をそれぞれ示す。
【００３４】
図１に示す堆積膜形成装置１２０では、減圧可能な反応容器１００は、例えばセラミック材といった誘電部材からなる円筒状の側壁１０１と、側壁１０１の上端に密着される天板１１６と、側壁１０１の下端に密着する底板１１５とで構成される。
【００３５】
底板１１５は、本堆積膜形成装置１２０のベースとなるもので、中心部に排気口として開口部を有しており、かつ、アース電位となっている。底板１１５には、回転軸（基体保持手段）１０８に取り付けられている被成膜基体１０５が側壁１０１と同心円上に等間隔に複数本設置されている。被成膜基体１０５は、その内部に設置される発熱体１０７により所定の温度に加熱される。また、被成膜基体１０５を保持する回転軸１０８は、底板１１５に回転可能に保持され、モータにより駆動される不図示の回転機構を有しており、堆積膜形成時には、被成膜基体１０５は回転される。
【００３６】
底板１１５の中心部の開口部には排気管１０９が接続されている。排気管１０９の他端に真空排気手段（不図示）が接続されており、反応容器１００内の真空排気を行う。また、反応容器１００内には、原料ガス供給手段１０６が取り付けられ、これより原料ガスを供給する。
【００３７】
反応容器１００内に発生するプラズマが排気管１０９内に漏れることを防止するために、排気管１０９の入口部となる底板１１５の開口部を覆うように、底板１１５上にプラズマ漏れ防止部材１１３が着脱可能に配置される。
【００３８】
プラズマ漏れ防止部材１１３は板状の部材であり、排気管１０９に連通する複数の開口部が形成された通気部１１３ａと、底板１１５への堆積膜の付着を防止する防着部１１３ｂとを有している。通気部１１３ａは、プラズマ漏れ防止部材１１３の中心付近で、排気管１０９の断面形状とほぼ同様の円形状の領域に形成される。
【００３９】
また、プラズマ漏れ防止部材１１３は、両面をブラスト処理してあり、十分に荒れた表面状態であり、堆積膜の密着性を向上させている。さらに、ブラスト処理は、プラズマ漏れ防止部材１１３の裏表両面に対して施されているため、プラズマ漏れ防止部材１１３自身の反りやゆがみは最小限に抑えられ、このため底板１１５に密着して取り付けられる。このようにプラズマ漏れ防止部材１１３をアース電位である底板１１５に密着させることで、電位を十分にアースレベルに保持することができ、この結果、効果的にプラズマの漏れを抑えることが可能となる。
【００４０】
なお、上記のようにブラスト処理された表面に、さらに溶射加工を施すことも堆積膜の密着性向上の面で好ましい。溶射加工の具体的手段に特に制限はないが、例えばプラズマ溶射、減圧プラズマ溶射、高速フレーム溶射、低温溶射などのコーティング法により表面をコーティングしてもよい。具体的な溶射材料としては、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、二酸化チタン、鉄等が挙げられる。円筒状部材の表面を被覆する溶射材の厚さは特に制限はないが、耐久性および均一性を増すため、また、製造コストの面から１μｍ〜１ｍｍが好ましく、１０μｍ〜５００μｍがより好ましい。
【００４１】
プラズマを発生させるためのカソード電極１０２は、金属製棒状電極を使用し、反応容器１０１の外部に設置されている。すなわち、複数のカソード電極１０２が、反応容器１０１と同心円上に等間隔に設置されている。カソード電極１０２には、整合回路１０４を介して高周波電源１０３が接続されている。
【００４２】
プラズマ漏れ防止部材１１３は、反応容器１００内に生起するプラズマを閉じ込めるため、全体をアースに電位させる必要がある。したがって、プラズマ漏れ防止部材１１３は導電性材料で形成し、また、通気部１１３ａに配置される複数の開口部の形状は、排気管１０９のコンダクタンスを大きく阻害することのない形状とする。通気部１１３ａに複数の開口部を形成する加工方法としては、打ち抜き加工で、例えば一定ピッチで複数並んだ丸穴形状の開口部を形成するパンチング加工が好ましい。また、プラズマ漏れ防止部材１１３の材質としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、ならびにこれら合金、例えば、ステンレス等が挙げられるが、なかでもＡｌ、ステンレス、Ｎｉ、Ｃｒがパンチング加工の容易さやコストの点で適している。さらに、パンチング加工で形成する開口部（穴）の形状は、円形、楕円形、長方形、正方形、菱形、十字形等、特に制限されるものではないが、通常、円形が好ましい。さらに、開口部（穴）のピッチは一般には一定とされるが、加工上の問題等で開口部のピッチが不均等でも本発明の効果には何ら影響は及ぼさない。
【００４３】
上述のように、通気部１１３ａにパンチング加工で複数の開口部を形成する場合、排気管１０９自体の開口面積にもよるが、一般的に、通気部１１３ａにおける開口率を２０％未満とすると、コンダクタンスの低下が大きく、それに伴い、排気能力は大幅に低下する。発明者らの実験においては、前記の理由により、原料ガス流量によっては、反応容器１００内の圧力を所望の値に維持できないため、良好な膜質を得られない場合もあった。一方、通気部１１３ａにおける開口率が８０％を超えると、各開口部（穴）の形状と開口面積（サイズ）にもよるが、プラズマ漏れ防止能力が低下し、所望の条件で反応容器１００内に生起したプラズマの漏洩が顕著となる。プラズマの漏洩が顕著であると、プラズマ密度と安定性が低下し、堆積膜速度の低下が見られる。加えて、しばしば、プラズマの不安定化に伴う堆積膜特性の低下がみられる場合もある。以上の理由から、通気部１１３ａにおける開口率を２０〜８０％の範囲に選択すると好適である。
【００４４】
また、開口部（穴）は等間隔に配列することが加工上、および開口率の点で好ましいが、これに限定されるものではない。なお、各穴の面積が、０.８ｍｍ2未満の場合、加工が困難となる。一方、穴の面積が８０ｍｍ2を超える場合は、プラズマ漏れ防止能力が低下し、プラズマの漏洩が顕著となる場合がある。したがって、パンチング加工により形成される穴の面積は０.８〜８０ｍｍ2の範囲に選択することが好ましい。
【００４５】
ブラスト処理によって荒らされるプラズマ漏れ防止部材１１３の表面粗さは、２．５ｍｍを基準長とする中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜１０μｍであることが好ましい。表面粗さが０．５μｍよりも小さいと、堆積膜の密着性が不十分となり、成膜中に膜剥がれが起きる場合がある。逆に１０μｍ以上に荒らしすぎてもやはり、密着性の低下が見られた。したがって、本発明の効果を十分に発揮するためには中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜１０μｍ、より好ましくは１μｍ〜５μｍが適している。
【００４６】
また、誘電体部材からなる側壁１０１の材料としては、非導電性の材料が用いられる。具体的にはアルミナ、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。これら各種材料のうち、加工性、耐久性に加えて、高周波電力の吸収がより少ないという点から、アルミナがより好適な材料である。加えて、側壁１０１の内壁面に対しても、ブラスト加工により表面粗さを２.５ｍｍを基準長とする十点平均粗さ（Ｒｚ）で２０μｍ程度の細かな凹凸を設けるとより好ましい。これによって堆積膜の密着性が増し、側壁１０１の内壁からの膜剥がれが生じにくくなる。
【００４７】
堆積膜形成装置１２０においては、被成膜基体１０５の位置の違いによる堆積膜特性差の抑制を目的として、配置されるカソード電極１０２は複数とされ、側壁１０１と同心円状に等間隔で配置することが好ましい。したがって、図１に示す堆積膜形成装置１２０においては、高周波電力導入手段は、高周波電源１０３より供給される高周波電力が、整合回路１０４を経て電力供給路を分岐させて、６本のカソード電極１０２から導入する形態をとっている。６本のカソード電極１０２から導入される高周波電力は、誘電体部材からなる側壁１０１を透過して、反応容器１００へ供給される。
【００４８】
また、１つの高周波電源から電力供給路を分岐した後、複数の整合回路を介して電力供給を行ってもよく、また、単一の高周波電源の能力を超える大電力を供給する際など、例えば、複数のカソード電極毎に、それぞれ別個の高周波電源、整合回路を設けてもよい。しかしながら、装置コストの点、装置の大きさの点を考慮すると、図１に示すように、１つの高周波電源１０３から全てのカソード電極１０２に電力を供給する構成をとることが好ましい。
【００４９】
高周波電力の周波数は特に制限はないが、発明者らの実験によれば、周波数が５０ＭＨｚ未満の場合は、周波数を下げるとともに高真空（反応容器内の圧力が低い場合）での放電は難しくなる。また、放電を安定化するために反応容器１０１内の圧力を高くして放電を行うと、成膜中、反応容器１００内においてポリシランなどのパーティクルが発生し易い。このポリシランなどのパーティクルは、通気部１１３ａの開口穴部へ付着し、詰まりを起こさせ、反応容器１００内の圧力を安定に制御できなくなる場合もあり、形成される堆積膜の再現性を低下させる要因ともなる。一方、４５０ＭＨｚより大きいと、周波数が高くなるにつれ、条件によっては、高周波電力の伝送特性が悪化し、それに伴いプラズマの不均一が生じる場合もある。したがって、高周波電力の周波数は、５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの範囲に選択することが好ましい。
【００５０】
上述の高周波電力の周波数条件を用いる際、堆積膜形成中の反応容器１００内の圧力は、少なくとも１．３３×１０-2〜１３３０Paの範囲に、好ましくは６．６５×１０-2〜６６５Paの範囲に、より好ましくは、１．３３×１０-1〜１３３Paの範囲に選択される。特に、本発明の装置を、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ系堆積膜形成に適用する際には、前記の周波数範囲、圧力範囲から選択するのが最適である。
【００５１】
高周波電力の波形は、有効に電力供給がなされる限り、何れの波形でも差し支えないが、通常、容易に発生できるサイン波、矩形波等が好ましい。
【００５２】
堆積膜形成装置１２０においては、円筒状の被成膜基体１０５が、同一円周上に等間隔で配置されるため、各被成膜基体１０５に対する高エネルギー電子比率が高いプラズマ領域の分布形状はほぼ同一となり、被成膜基体１０５上に到達する活性種の種類、比率も全て基体上において同一となる。この結果、被成膜基体１０５上に形成される堆積膜の特性も、基体間での特性のばらつきの少ない良好なものとなる。
【００５３】
以上に説明した堆積膜形成装置１２０による成膜動作を以下に説明する。
【００５４】
まず、被成膜基体１０５を反応容器１００内に設置し、排気管１０９を通して真空排気手段（不図示）により反応容器１００内を排気して真空状態にする。そして、発熱体１０７により被成膜基体１０５を所定の温度に加熱する。被成膜基体１０５が所定の温度に達し、温度が安定したところで、原料ガス導入手段１０６により、原料ガスを反応容器１００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１０１内の圧力が、所定の圧力において安定するのを確認する。その後、高周波電源１０３より整合回路１０４を介してカソード電極１０２へ所定の高周波電力を供給する。供給された高周波電力によって、反応容器１００内にプラズマが発生し、反応容器１００内の原料ガスは励起・解離して、底板１１５上に回転軸１０８を介して配置された、カソード電極１０２の対向電極を構成する被成膜基体１０５上に堆積膜が形成される。なお、このとき被成膜基体１０５は、回転軸１０８によって回転させられるので被成膜基体１０５に形成される堆積膜は偏りの抑えられたものとなる。
【００５５】
反応容器１００内のガスの排気口である底板１１５の開口部にはプラズマ漏れ防止部材１１３が配置されている。プラズマ漏れ防止部材１１３の両面がブラスト処理され、荒れた表面状態となっている。そのため、堆積膜形成装置１２０における成膜動作によってプラズマ漏れ防止部材１１３上に成膜される堆積膜の付着強度が向上する。このため、再び成膜動作した際に、プラズマ漏れ防止部材１１３から堆積膜が剥離して反応容器１００内へ飛散することが抑制される。また、プラズマ漏れ防止部材１１３は、両面にブラスト処理がなされることによって、反りの発生を最小限に抑えられているので、アース電位である底板１１５に十分に密着できる。その結果、プラズマ漏れ防止部材１１３は、アース電位に保たれるので安定的にプラズマ漏れを防止できる。
【００５６】
以上の理由により、被成膜基体１０５に形成される堆積膜の欠陥を減少させ、結果として被成膜基体１０５の歩留まりを向上させることができる堆積膜形成装置を提供することができる。
【００５７】
本発明における、別の堆積膜形成装置の一例を図２に示す。図２の（Ａ）は、堆積膜形成装置の縦断面図であり、図２の（Ｂ）は、堆積膜形成装置の横断面図を示す。
【００５８】
上述した積膜形成装置１２０は、複数の被成膜基体に対して成膜を行う装置であったが、図２に示す堆積膜形成装置２２０は１本の成膜基体へ堆積膜を形成する装置である。
【００５９】
図２に示す堆積膜形成装置２２０では、減圧可能な反応容器２００は、誘電体部材からなる円筒状の側壁２０１、側壁２０１の上端に密着する天板２１６、および側壁２０１の下端に密着する底板２１５によって形成される。
【００６０】
底板２１５の中心部には、被成膜基体２０５を保持する基体ホルダーとなる回転軸２０８が配置され、被成膜基体２０５の対向電極となるカソード電極２０２が反応容器２００の外側に４本設けられている。カソード電極２０２を反応容器２００壁面外部に位置させることにより、原料ガスの利用効率が向上し、同時に、形成される堆積膜中の欠陥が抑制可能となる。被成膜基体２０５は、反応容器２０１の中心軸位置に１本配置されており、その内部に設置される発熱体２０７により、所定の温度に加熱される。また、被成膜基体２０５を保持する回転軸２０８は、モータにより駆動される不図示の回転機構を有しており、堆積膜形成時には被成膜基体２０５は回転される。
【００６１】
カソード電極２０２には整合回路２０４を介して高周波電源２０３が接続されている。４本のカソード電極２０２から導入される高周波電力は、誘電体部材からなる側壁２０１を透過して、反応容器２００へ供給される。また、反応容器２００内へは、原料ガス供給手段２０６が取り付けられ、これより原料ガスを供給する。
【００６２】
底板２１５の中心部には、ドーナツ状の排気管２０９が接続され、排気管２０９の他端に真空排気手段（不図示）が接続されており、反応容器２００内の真空排気を行う。本実施形態のプラズマ漏れ防止部材２１３は、上述の実施形態と同様に、複数の開口部を有し通気可能に形成された通気部２１３ａと、底板２１５への堆積膜の付着を防止する防着部２１３bとを有する。通気部２１３ａは、排気管２０９の断面形状と略同形状であり、ドーナツ状に形成されている。また、プラズマ漏れ防止部材２１３は両面にブラスト処理が施されており、成膜動作中に発生するプラズマが排気管２０９側に漏れることを防止している。
【００６３】
以上のように構成された堆積膜形成装置２２０においても、両面にブラスト処理が施され、かつ、反りが最小限に抑えられたプラズマ漏れ防止部材２１３を用いることで、上述の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本発明による堆積膜形成装置は、被成膜基体が１本の場合と、複数の場合とのいずれの場合に対しても同様の作用を有しており、欠陥の少ない堆積膜が形成された電子写真用感光体を製造することができる。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例により、本発明の堆積膜形成装置について、さらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下に述べる実施例によってなんら限定されるものではない。
（実施例１）
図１に示す堆積膜形成装置１２０を用い、高周波電源１０３の発振周波数を１０５ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ８０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体１０５）上に、表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６５】
図１に示す装置において、プラズマ漏れ防止部材１１３は、材質はステンレスとし、表面粗さは、Ｒａ=２．０μｍに調整した。また、通気部１１３ａにはφ３、ピッチ４ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工を施した。
（比較例１）
図３に示す堆積膜形成装置３２０を用い、実施例１と同様にして表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６６】
図３に示す堆積膜形成装置３２０では、プラズマ漏れ防止部材３１０は、防着板３１２により排気管３０９の入口部に押さえつけられている構造となっている。プラズマ漏れ防止部材３１０は、材質はステンレスとし、φ３、ピッチ4ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工が施されている。防着板３１２、及びプラズマ漏れ防止部材３１０はいずれもブラスト処理は行っておらず、表面粗さは、Ｒａ=０．３μｍであった。なお、このプラズマ漏れ防止部材３１０及び防着板３１２の構成を除き、その他の装置構成は、堆積膜形成装置１２０と実質的に同じものとなっている。
（比較例２）
図４に示す堆積膜形成装置４２０を用い、実施例１と同様にして表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６７】
【表１】
2004204300.tif 000003
【００６８】
図４に示す堆積膜形成装置４２０では、プラズマ漏れ防止部材４１３を用いているが、ブラスト処理はプラズマに晒される側にしか施しておらず、したがって反りが生じている。プラズマ漏れ防止部材４１３は、材質はステンレスとし、中央部に形成される通気部４１３ａにはφ３、ピッチ4ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工を施してある。また、プラズマに晒される側の表面粗さは、Ｒａ=２．０μｍに調整した。なお、このプラズマ漏れ防止部材４１３の構成を除き、その他の装置構成は、図１に示す装置と実質的に同じものとなっている。
（比較例３）
図５に示す堆積膜形成装置５２０を用い、実施例１と同様にして表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６９】
図５に示す堆積膜形成装置５２０では、プラズマ漏れ防止部材５１０と防着板５１２が分離したタイプを用いており、それぞれ、プラズマに晒される側にブラスト処理を施して表面粗さを、Ｒａ=２．０μｍに調整した。このため、特に防着板５１２についてはかなり反りが生じており、防着板５１２によってプラズマ漏れ防止部材５１０は十分に押さえつけることができなかった。プラズマ漏れ防止部材５１２には、φ３、ピッチ４ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工を施し、材質はステンレスとした。なお、このプラズマ漏れ防止部材５１０及び防着板５１２の構成を除き、その他の装置構成は、図１に示す装置と実質的に同じものとなっている。
【００７０】
実施例１ならびに比較例１〜３で各々作製した電子写真感光体を、テスト用に改造したキヤノン製の複写機ＮＰ-６７５０に設置し、特性評価を行った。評価項目は、「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」とし、それぞれ以下に述べる具体的評価法により、各項目の評価を行った。
（反応炉内の剥がれ状況）
電子写真感光体を作製した後、反応炉内の堆積膜の付着状況を、目視、及び光を当てながら詳細に観察した。
【００７１】
評価基準は以下の通りである。
◎  …  光を当てて詳細に観察しても全く剥がれは見られず、非常に良好
○  …  光を当てるとやや表面が毛羽立っているが、目視では剥がれは見られず、良好
△  …  光を当てると微かに剥がれていることが分かる
×  …  光を当てなくても剥がれが確認でき、問題が出る場合がある
（画像欠陥）
作製した電子写真用感光体を複写機に装着し、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。得られたコピー画像の同一面積内にある直径０．３ｍｍ以上の白点を数え、その数により、画像欠陥の評価値とする。したがって、数値が小さいほど、画像欠陥が少なく、良好であることを表す。
【００７２】
評価基準は以下の通りである。
◎  …  ２個未満で非常に良好
○  …  ２個以上５未満で良好
△  …  ５個以上１０個未満で標準レベル
×  …  １０個以上で、問題が出る場合がある
（帯電能）
作製した電子写真感光体を複写機に設置し、帯電器に＋6ｋＶの高電圧を印加してコロナ帯電を行なった。そして、現像器位置に設置した表面電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を測定した。
【００７３】
評価基準は以下の通りである。
◎  …  ４５０Ｖ以上で良好
○  …  ４００Ｖ以上、４５０Ｖ未満で標準レベル
△  …  ３５０Ｖ以上、４００Ｖ未満でやや帯電能が低い
×  …  ３５０Ｖ未満で、問題が出る場合がある
（残留電位）
電子写真感光体を、一定の暗部表面電位（例えば４５０Ｖ）に帯電させた後、直ちに一定光量の比較的強い光（例えば１．５Ｌｘ・ｓｅｃ）を照射する。この時、現像器位置に設置した表面電位計により電子写真用光感光体の残留電位を測定する。
【００７４】
評価基準は以下の通りである。
◎  …  ２０Ｖ未満で良好
○  …  ２０Ｖ以上、３０Ｖ未満で標準レベル
△  …  ３０Ｖ以上、４０Ｖ未満でやや残電が高い
×  …  ４０Ｖ以上で、問題が出る場合がある
表２に、実施例１、比較例１〜３の評価結果を併せて示す。
【００７５】
【表２】
2004204300.tif 000004
【００７６】
表２に示す結果から、従来の堆積膜形成装置３２０，４２０，５２０を用いる場合と比較して、図１に示す本発明の堆積膜形成装置１２０を用いることで、「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の全ての項目において、より良好な結果が得られることが確認された。
（実施例２）
図１に示す堆積膜形成装置１２０、すなわち、両面をブラスト処理したプラズマ漏れ防止部材１１３を取り付けた装置を用いて、高周波電源１０３の発振周波数を８０ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ８０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体１０５）上に、表３に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００７７】
【表３】
2004204300.tif 000005
【００７８】
堆積膜形成装置１２０において、プラズマ漏れ防止部材１１３は、材質はアルミニウムとし、また、通気部１１３ａにはφ２、ピッチ３ｍｍ、開口率４０％でパンチング加工を施した。また、表面粗さは、Ｒａ=０．３〜１２μｍに調整した。
【００７９】
実施例２で得られた電子写真感光体は、実施例１と同様の手順で「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の評価を行った。表４に、評価結果を示す。なお、各項目の評価基準は、実施例１と同様である。
【００８０】
【表４】
2004204300.tif 000006
【００８１】
表４に示す結果から、本発明において、プラズマ漏れ防止部材の表面粗さＲａは０．５〜１０μｍが適しており、１〜５μｍがより好ましいことが分かる。
（実施例３）
図２に示す１本取り用の堆積膜装置２２０を用いて電子写真感光体を作製した。本装置２２０には、両面をブラスト処理したプラズマ漏れ防止部材２１３が取り付けられており、高周波電源１０３の発振周波数を６０ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ３０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体２０５）上に、表５に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００８２】
【表５】
2004204300.tif 000007
【００８３】
プラズマ漏れ防止部材２１３は、材質はクロムとし、また、通気部２１３ａには一辺が4ｍｍの正方形穴を形成して、正方形穴のピッチを変化させることで通気部２１３ａの開口率を１５％〜８５％に変化させた。なお、表面粗さは、Ｒａ=４．０μｍに調整した。
【００８４】
実施例３で得られた電子写真感光体は、実施例１と同様の手順で「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の評価を行った。表６に評価結果を示す。なお、各項目の評価基準は、実施例１と同様である。
【００８５】
【表６】
2004204300.tif 000008
【００８６】
表６に示す結果から、本発明において、プラズマ漏れ防止部材２１３の開口率は２０％〜８０％が適していることが分かる。
（実施例４）
本発明の堆積膜形成装置である図２に示す１本取り用の堆積膜形成装置２２０を用いて電子写真感光体を作製した。本装置には両面をブラスト処理したプラズマ漏れ防止部材２１３が取り付けられており、高周波電源１０３の発振周波数を５０ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ１０８ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体２０５）上に、表５に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００８７】
プラズマ漏れ防止部材２１３は、材質はニッケルとし、また、通気部２１３ａには正方形穴の開口部を形成する。開口率を６０％固定で、各穴の面積を６０〜９０ｍｍ2に変化させた。なお、表面粗さは、Ｒａ=３．０μｍに調整した。
【００８８】
実施例４で得られた電子写真感光体は、実施例１と同様の手順で「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の評価を行った。表７に、評価結果を示す。なお、各項目の価基準は、実施例１と同様である。
【００８９】
【表７】
2004204300.tif 000009
【００９０】
表７に示す結果から、本発明において、プラズマ漏れ防止部材の各穴の面積は８０ｍｍ2以下が適していることが分かる。また、各穴の面積は、機械加工上の理由から０．８ｍｍ2以上にすることが製造コストを低く抑える上で望ましい。
【００９１】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
〔実施態様１〕  原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、高周波電源から供給される高周波電力を導入する高周波電力導入手段と、排気を行う排気手段とが接続される、真空気密可能な反応容器と、表面に堆積膜が形成される被成膜基体を保持する基体保持手段と、高周波電力導入手段によって反応容器内に発生したプラズマが漏れるのを防止するために排気手段が接続される反応容器の開口部を覆うように配置されるプラズマ漏れ防止部材とを有し、
高周波電力導入手段と被成膜基体との間にプラズマを発生させ、被成膜基体上に堆積膜形成を行う堆積膜形成装置において、
プラズマ漏れ防止部材は、両面にブラスト処理が行われていることを特徴とする堆積膜形成装置。
〔実施態様２〕  プラズマ漏れ防止部材は、複数の開口穴が形成された通気部と、反応容器内への堆積膜付着を防止する防着部を有することを特徴とする実施態様１に記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様３〕  プラズマ漏れ防止部材は、プラズマが発生する領域において、複数の開口穴が形成された通気部と、反応容器内への堆積膜付着を防止する防着部の間に段差やエッジがないことを特徴とする実施態様２に記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様４〕プラズマ漏れ防止部材の通気部は、排気手段が接続される反応容器の開口部を覆う領域に形成され、パンチング加工によって複数の開口穴が形成されることを特徴とする実施態様２または３に記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様５〕  通気部に形成される複数の開口穴は、１つの開口穴の面積が０．８〜８０ｍｍ2の範囲に選択され、通気部における開口率が２０〜８０％の範囲に選択されていることを特徴とする実施態様２ないし４のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様６〕  プラズマ漏れ防止部材の表面粗さは、２．５ｍｍを基準長とする中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜１０μｍであることを特徴とする実施態様１ないし５のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様７〕  プラズマ漏れ防止部材の表面粗さは、２．５ｍｍを基準長とする中心線平均粗さ（Ｒａ）で１〜５μｍであることを特徴とする実施態様１ないし５のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様８〕  プラズマ漏れ防止部材は、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、クロムから成る群の少なくとも１つ以上から成ることを特徴とする実施態様１ないし７のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様９〕  被成膜基体は、反応容器内に複数配置されていることを特徴とする実施態様１ないし８のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様１０〕  少なくともシリコンを含む非単結晶材料からなる堆積膜を形成可能であり、電子写真感光体用堆積膜の形成に用いられることを特徴とする実施態様１ないし９のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様１１〕  高周波電力は、その発振周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲から選択されるものであることを特徴とする実施態様１ないし１０のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様１２〕  実施態様１ないし１１のいずれかの堆積膜形成装置で製造されたことを特徴とする電子写真感光体。
【００９２】
【発明の効果】
本発明のプラズマ漏れ防止部材を用いることにより、プラズマ漏れ防止部材自体のアース電位が不完全になることを防ぐことができ、プラズマ漏れを十分に防止できると同時に、放電状況を安定化させることができる。放電が安定するため、膜特性のばらつき自体も低減し、特性に優れた堆積膜を再現性よく、安定して形成することが可能となる。
【００９３】
また、プラズマ漏れ防止部材の表面が十分に荒らされているために、堆積膜の密着性が良く、膜剥がれによるダストの発生がない。したがって、膜剥がれで生ずるダストの被成膜基体上への付着を大幅に抑制することができ、形成された堆積膜中の欠陥、例えば、電子写真感光体における画像欠陥などの発生を有効に抑制することができる。
【００９４】
さらには、プラズマ漏れ防止部材は、プラズマの閉じ込めに利用するプラズマ漏れ防止部材と、反応容器の内壁への堆積膜付着を防止する防着板とを一体化することによって両者の間の段差をなくしているので、結果的に堆積膜の飛散を抑制している。
【００９５】
また、本発明の堆積膜形成装置による効果は、同一反応容器内に複数の被成膜基体を配置する際にも、同じく有効であるので、今後ますます多様化が進む、特に小径化が求められる電子写真感光体に対応し、容易に量産化を行うことが可能となり、また、製造コストの低減も可能となる。
【００９６】
以上説明したように、本発明によれば、被成膜基体に対して欠陥の少ない堆積膜の形成が実現でき、歩留まりを向上させることができる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】
【図１】本発明の堆積膜形成装置の一例を示す模式図であり、（Ａ）はその縦断面図を、（Ｂ）はその横断面図をそれぞれ示す。
【図２】本発明の堆積膜形成装置の他の一例を示す模式図であり、（Ａ）はその縦断面図を、（Ｂ）はその横断面図をそれぞれ示す。
【図３】従来の堆積膜形成装置の一例を示す模式図であり、（Ａ）はその縦断面図を、（Ｂ）はその横断面図をそれぞれ示す。
【図４】本発明の検討に用いた堆積膜形成装置の一例を示す横断面の模式図である。
【図５】本発明の検討に用いた堆積膜形成装置の他の一例を示す横断面の模式図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００    反応容器
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１    側壁
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２    カソード電極
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３    高周波電源
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４    整合回路
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５    被成膜基体
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６    原料ガス導入手段
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７    発熱体
１０８、２０８、３０８、４０８、５０８    回転軸（基体ホルダー）
１０９、２０９、３０９、４０９、５０９    排気管
３１０、５１０    プラズマ漏れ防止部材（ブラスト処理なし）
３１２、５１２    防着板
１１３、２１３、４１３    プラズマ漏れ防止部材（ブラスト処理あり）
１１３ａ、２１３ａ、４１３ａ    通気部
１１３ｂ、２１３ｂ、４１３ｂ    防着部
１１５，２１５，３１５，４１５，５１５    底板
１１６，２１６，３１６，４１６，５１６    天板
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０    堆積膜形成装置
【図１】
2004204300.tif 000010
【図２】
2004204300.tif 000011
【図３】
2004204300.tif 000012
【図４】
2004204300.tif 000013
【図５】
2004204300.tif 000014