(57)【要約】【目的】円筒状基体の外周上に、膜厚や膜質が均一な堆積膜を高いターゲットの利用効率の下で形成するためのスパッタリング装置を提供すること。【構成】円筒状基体の外周上に堆積膜を形成するためのスパッタリング装置において、内部で堆積膜の形成を行う処理容器と、円筒状の基体と、前記基体の外周に配置された中心軸方向の長さが前記基体の中心軸方向の長さよりも短い円筒状のターゲットと、スパッタガス及び反応ガスを導入するガス導入口と、前記ターゲット又は前記基体の何れか一方を前記基体の中心軸方向に移動させる移動手段を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基体の外周上に堆積膜を形成するためのスパッタリング装置であって、少なくとも内部で堆積膜の形成を行う処理容器と、前記処理容器内に設置された円筒状の基体と、前記基体の外周に前記基体と同心円上に配置され、且つ、中心軸方向の長さが前記基体の中心軸方向の長さ以下の円筒状のターゲットと、スパッタリングガス又は反応ガスを導入するガス導入口と、前記ターゲット又は前記基体の少なくとも何れか一方を前記基体の中心軸方向に移動させる移動手段を有することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記ガス導入口が前記ターゲットと前記基体の間に向いており、前記ターゲット近傍に、前記ターゲットの中心軸と同心円上に複数設けられていることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
円筒状基体の外周上に堆積膜を形成するためのスパッタリング方法であって、中心軸方向の長さが基体の中心軸方向の長さ以下の円筒状のターゲットの内側に、前記ターゲットに対して同心円上となるように前記基体を配置し、ガス導入口からスパッタリングガス又は反応ガスを導入し、前記ターゲット又は前記基体の少なくとも何れか一方を前記基体の中心軸方向に移動させながら前記ターゲットに直流又は高周波電力を印加して前記スパッタリングガスをプラズマ化し、前記ターゲットの内周をスパッタリングして前記基体上に堆積膜を形成することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項４】
前記ターゲットを前記基体の長さよりも長い範囲内で移動させることを特徴とする請求項３記載のスパッタリング方法。
【請求項５】
前記ターゲットの中心軸と同心円上に複数設けられたガス導入口から前記ターゲットと前記基体の間に向けてスパッタリングガス又は反応ガスの導入を行うことを特徴とする請求項３又は４記載のスパッタリング方法。
【請求項６】
予め少なくとも非晶質シリコン系材料から成る光導電層が形成された基体上に、スパッタリングによって堆積膜を形成することを特徴とする請求項３〜５の何れかに記載のスパッタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタリング装置及びスパッタリング方法に関し、特に、円筒状基体の外周上に膜質や膜厚が均一な堆積膜を高いターゲットの利用効率の下で形成することができるスパッタリング装置及びスパッタリング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から広く用いられているスパッタリング装置は、処理容器内に設置されたターゲット近傍でプラズマを生起させてターゲットをスパッタリングし、それによって叩き出されたスパッタリング粒子を基体上に堆積させることによって堆積膜の形成を行う装置である。スパッタリング装置を用いた堆積膜の形成方法は、材料の汎用性や堆積膜の形成プロセスの簡便さにおいて優れた手法として広く用いられており、様々な形状の基体上に膜厚や膜質が均一な堆積膜を形成するため、ターゲットと基体の位置関係やターゲットの形状等に関する様々な検討が従来から行われてきた。その中でも、円筒状の基体に堆積膜を形成する方法に関しては、機械的性質や電気的性質、光学的性質等の膜質や膜厚を均一化するための検討が広く行われている。
例えば、円筒状基体と、基体と対向して配置した複数の平板ターゲットの間にシャッターを設け、ターゲット近傍でプラズマを生起し、堆積膜の形成に使用するターゲットのシャッターのみを選択的に開き、基体を回転させながら堆積膜を形成する例が開示されている（例えば、特許文献１）。平板状のターゲットに対向して配置した基体を回転させることで、基体の周方向や軸方向に亘って均一な膜質を有する堆積膜を得ることができる。
又、円筒状の基体上に、堆積膜の形成速度を高めて堆積膜を形成する際には、円筒状基体の周囲を円筒状ターゲットで覆ってスパッタリングを行うことがある。このような方法においては、ターゲットを均一にスパッタリングすることが困難になることがあるため、ターゲットの円周方向並びに中心軸方向に移動する磁界を用い、ターゲット全域を均一にスパッタリングする例が開示されている（例えば、特許文献２）。
ところで、スパッタリング装置を用いて基体上に堆積膜を形成する際には、予め基体上にプラズマＣＶＤ等の他の手法によって機能性堆積膜を形成し、その上にスパッタリング装置を用いて耐湿性や耐久性の向上を目的とした表面保護層を形成することができる。例えば、アモルファスシリコンを主成分とする光導電層の上に、スパッタリング装置を用いて耐湿性に優れる材料を表面保護層として形成した電子写真感光体の例が開示されている（例えば、特許文献３）。
【０００３】
一般的に、電子写真感光体や光起電力デバイス等に用いられるアモルファスシリコンを主成分とする光導電性薄膜は、スパッタリングよりもプラズマＣＶＤによって形成した方が優れた膜質を得易い。
【０００４】
しかし、光導電層を保護するための表面保護層としては、材料の汎用性に優れるスパッタリング装置を用いた方がプラズマＣＶＤ装置を用いるよりも簡便に所望の耐久性や耐湿性、光透過性を有する表面保護層を得られることがある。そのため、プラズマＣＶＤ等では形成困難な表面保護層を形成する必要があるときには、スパッタリングは所望の特性を有する電子写真感光体を製造することができる有効な手段の１つである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３０３２２号公報
【特許文献２】
特開平１０−４３０９３５号公報
【特許文献３】
特開平２−７７７５３号公報
【発明が解決しようとする課題】
近年、上述のような電子写真感光体や光起電力デバイス等の高品質化が求められる中では、機能性堆積膜の表面保護層についても、膜厚や膜質むらの均一化が要求されている。例えば、電子写真感光体の表面保護層を形成する際には、膜質や膜厚のむらが電子写真感光体の耐久性や電気的特性に影響を与えるため、膜厚や膜質のむらの均一な表面保護層を形成することが求められる。又、生産性を落とさないためにも、ターゲットの利用効率の向上が求められる。
ところが、円筒状基体と対向させて平板ターゲットを配置し、基体を回転させながら堆積膜を形成させると、基体以外の場所、例えば、処理容器の壁面や基体の保持部材等にスパッタ粒子が飛来し易くなるため、ターゲットの利用効率が低下することがある。又、膜厚むらを均一にするためには、基体よりも長いターゲットが必要になり、処理容器の大型化に繋がることがある。
【０００６】
一方、円筒状基体の外周を円筒状ターゲットで覆って堆積膜を形成する際には、基体以外の場所に堆積膜が形成されにくくなるため、ターゲットの利用効率を上げることができる。
【０００７】
しかし、反応ガスを導入し、スパッタリング粒子との反応物を堆積させる際には、基体の端部で優先的にスパッタリング粒子との反応が起こり、反応ガスが中央部にまで行き渡りにくくなるため、膜厚むらが生じることがある。又、基体の中心軸方向で堆積膜の組成にもむらが生じ、これが堆積膜の機械的、電気的、光学的特性のむらに繋がることがある。
【０００８】
又、膜厚むらを均一にするためには、基体よりも長いターゲットが必要となるが、ターゲットが長くなり過ぎると、反応ガスとスパッタリング粒子との反応が基体上で起こりにくくなり、所望の膜質を得られなくなることがある。反応ガスを使用しないで堆積膜を形成するためには、所望の化合物をターゲットに用いることが考えられるが、堆積膜の組成制御の自由度が低下するため、実際には化合物をターゲットとしたときにも反応ガスが用いられることが多く、その際にも上述のような膜厚や膜質むらの問題を回避することは困難である。
又、電子写真感光体等の機能性堆積膜の上に、上述のような従来技術を用いて表面保護層を形成すると、デバイス全体の特性が低下することがある。即ち、例えば、スパッタリングによって電子写真感光体の表面保護層を形成する際には、堆積膜の組成が不均一になると、様々な種類の膜質にむらが生じ、電子写真感光体としての機能が低下することがある。例えば、硬度にむらが生じると、耐久性が低下することがある。又、光の透過率にむらが生じると、電子写真感光体の感度等の電気的特性のむらが悪化することがある。更に、堆積膜の組成や膜厚にむらが生じると、電子写真感光体表面の電気的抵抗にむらが発生し、電子写真感光体としての機能が低下することがある。
本発明は以上のような課題を改善するためになされたものであり、その目的とする処は、円筒状基体の外周上に、膜厚や膜質が均一な堆積膜を高いターゲットの利用効率の下で形成するためのスパッタリング装置とスパッタリング方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るスパッタリング装置においては、内部で堆積膜の形成を行う処理容器と、処理容器内に設置された円筒状の基体と、基体の外周に配置された、中心軸方向の長さが基体の中心軸方向の長さよりも短い円筒状のターゲットと、スパッタリングガス又は反応ガスを導入するガス導入口と、ターゲット又は基体の少なくとも何れか一方を基体の軸線方向に移動させる手段を有することを特徴とする。
又、本発明に係るスパッタリング装置においては、ターゲットと前記基体の間に向いたガス導入口を、ターゲット近傍に、ターゲットの中心軸と同心円上に複数設けることができる。
更に、本発明に係るスパッタリング方法においては、中心軸方向の長さが基体の中心軸方向の長さ以下の円筒状のターゲットの内側に、ターゲットに対して同心円上となるように基体を配置し、ガス導入口からスパッタリングガス又は反応ガスを導入し、ターゲット又は基体の少なくとも何れか一方を基体の中心軸方向に移動させながらターゲットに直流又は高周波電力を印加して前記スパッタリングガスをプラズマ化し、ターゲットの内周をスパッタリングして基体上に堆積膜を形成することを特徴とする。
又、本発明に係るスパッタリング方法においては、ターゲットを基体の長さよりも長い範囲内で移動させることができる。
そして、本発明に係るスパッタリング方法においては、前記ターゲットの中心軸と同心円上に複数設けられたガス導入口からターゲットと基体の間に向けてスパッタリングガス及び反応ガスの導入を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は本発明に係るスパッタリング装置の一例の模式図である。
【００１２】
内部で堆積膜の形成を行う金属製の処理容器１０１には、処理容器１０１内部を真空排気するための排気装置２０１が排気路３０１を介して接続されている。処理容器１０１内の圧力は圧力計１０２によって知ることができる。又、処理容器１０１の上方には、処理容器１０１内を真空に保持したまま円筒状の基体１０３を搬入出するためのロードロック室１０４が搬送路３０２を介して接続されている。ロードロック室１０４には、ロードロック室１０４内を真空排気するための排気装置２０２が排気路３０３を介して接続されている。
【００１３】
又、ロードロック室１０４には圧力計１０５が設けられるとともに、処理容器１０１に対して基体を搬入出するための昇降機（不図示）が取り付けられている。更に、処理容器１０１にはガス供給装置４０１がガス供給路３０４を介して接続されており、ガス導入口１０６からスパッタリングガスや反応ガスを導入することが可能となっている。スパッタリングガスとしては、アルゴンやヘリウム、キセノン等の不活性ガスが用いられ、反応ガスとしては、フッ素や酸素、窒素ガス等が用いられる。これらのガス種は、目的とする堆積膜の材質に合わせて適宜選択する。
【００１４】
処理容器１０１内には、円筒状の基体１０３を保持するための基体ホルダ１０７が設けられている。基体１０３は、基体ホルダ１０７、処理容器１０１を介して接地される。基体１０３の外周には、基体の軸線方向に移動可能で、且つ、軸方向の長さが基体１０３の軸方向の長さよりも短い円筒状のターゲット１０８が設けられている。ターゲット１０８の内径は、基体１０３の外径や、堆積膜の形成条件等に合わせて調節する。ターゲット１０８の軸方向の長さについては、ターゲット１０８を短くすることで、同じ膜厚むらを実現するために必要なターゲット１０８の移動範囲を狭くすることができる。そのため、処理容器の大型化を抑制することができる。
【００１５】
又、基体１０３とターゲット１０８とが重なり合う割合が大きくなり、ターゲット１０８の利用効率も高めることが可能となる。又、ターゲット１０８を短くすることで、基体上の反応ガスの濃度分布を均一にすることができるため、膜厚や膜質のむらを均一化することができる。
一方、ターゲット１０８を長くすると、同じ膜厚むらを実現するために必要なターゲット１０８の移動範囲が広くなるため、基体１０３とターゲット１０８とが重なり合わない部分が長くなり、ターゲット１０８の利用効率が低下し易くなる。又、ターゲット１０８が長くなると、その中央部にまで反応ガスが行き渡りにくくなり、これを放置してターゲット１０８を移動させながら堆積膜を形成すると、堆積膜の形成速度にむらが発生したり、堆積膜の膜厚方向で組成等が変化し、これが基体の中心軸方向の膜質むらに繋がることがある。
【００１６】
以上のように、高いターゲット１０８の利用効率の下で、基体１０３上の反応ガスの濃度分布を均一にして膜厚や膜質のむらを小さくするためには、或る程度ターゲットを短くする必要がある。
【００１７】
尚、ターゲットを短くするほど堆積膜の形成速度が低下するため、堆積膜の形成速度が生産性を支配する場合は、目標とする膜厚や膜質のむらが得られる範囲内で長いターゲットを用いることが望ましい。
【００１８】
ターゲット１０８は、ターゲット１０８の侵食等によって所望の膜厚分布や膜質が得られなくなるまで繰り返し使用することができる。ターゲット１０８の材料としては、所望の堆積膜の種類に応じて選定し、例えば、マグネシウムやチタン、アルミニウムや、所定の組成を持つ合金等の導電性材料、又はこれらの金属の反応物、例えばフッ化マグネシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の絶縁性材料が用いられる。
【００１９】
尚、ターゲット１０８に金属の反応物等を用いたときには、反応ガスが不要となることもあるが、組成制御の自由度を高めて堆積膜を形成するためには、反応ガスを使用することが必要となる。又、ターゲット１０８の外側には、ターゲット１０８の外周に沿って磁石１１０を設け、スパッタリング面１０９に平行な磁界を印加しても良い。
【００２０】
磁界の印加によって高密度なプラズマが生成されるため、スパッタリング粒子が増加し、堆積膜の形成速度を高めることができる。磁石の形状としては、円筒状のものや、複数の棒状の磁石をターゲット１０８の外周に配置することができる。磁界の強度については、堆積膜の形成速度等の条件に合わせて調節する。
【００２１】
尚、スパッタリング中に磁石１１０の温度が上昇して磁性が失われる可能性があるときには、磁石１１０近傍に冷却パイプ（不図示）を配置して冷却水を流し、磁石１１０を冷却しても良い。
【００２２】
ターゲット１０８や磁石１１０は、セラミックス等の絶縁物から成るターゲットホルダ１１１によって保持されることによって処理容器１０１から絶縁されている。ターゲットホルダ１１１は、シャフト１１２を介してターゲット移動用のモータ１１３に接続されており、ターゲット１０８が基体１０３の中心軸方向に沿って移動できるようになっている。モータ以外にターゲットを移動させる手段としては、エアシリンダ等が挙げられる。シャフト１１２と処理容器１０１の間には真空シール材１１４が設けられている。
【００２３】
又、シャフト１１２の周りには、シャフト１１２にスパッタリング粒子が飛来して堆積膜が形成されるのを防止するため、伸縮性の防着管１１５が設けられている。又、ターゲット１０８には直流電源１１６が接続されており、ターゲット１０８を陰極、処理容器１０１を陽極として電界を印加できるようになっている。ここで、図中にはターゲット１０８が金属等の導電性材料から成ることを想定して直流電源を記したが、ターゲット１０８が絶縁材料のときには、高周波電源を用いれば良い。
【００２４】
尚、図１に示したスパッタリング装置は、基体１０３を鉛直に配置し、ターゲット１０８を鉛直方向に移動させるものであるが、基体１０３を水平に配置し、ターゲット１０８を水平方向に移動可能としても良い。
以上のように、本発明に係るスパッタリング装置においては、円筒状基体に堆積膜を形成する際に、中心軸方向の長さが基体１０３のそれよりも短いターゲット１０８を基体の外周に配置し、基体１０３とターゲット１０８の少なくとも何れか一方を基体の中心軸方向に沿って移動させることによって、円筒状ターゲットで基体を覆って堆積膜を形成するよりも、膜厚や膜質の均一な堆積膜を得ることができる。
【００２５】
又、ターゲット１０８を円筒状としているため、平板状のターゲットを用いたときよりも、ターゲットの利用効率を高めることができる。
図１に示したスパッタリング装置を用いて基体上に堆積膜を形成する工程は、以下のようにして行われる。尚、ここでは金属ターゲットに直流電力を供給してスパッタリングを行う際の堆積膜の形成工程について説明する。
【００２６】
先ず、ロードロック室１０４内に基体１０３を投入した後、排気装置２０２を作動させ、弁５０１を開いてロードロック室１０４内を真空排気する。この間に、ターゲット１０８のスパッタリング面１０９の酸化等によって所望の膜質が得られない恐れがあるときには、プレスパッタリングによって表面の酸化物等の不要成分を除去しておくことが望ましい。プレスパッタリングは、以下のようにして行うことができる。
【００２７】
先ず、排気装置２０１を作動させ、弁５０２を開いて処理容器１０１内を真空排気する。処理容器１０１内が所定の圧力に到達すると、ガス供給装置４０１のスパッタリングガスのボンベ４１１に接続された弁５１１〜５１３と、ガス供給路３０４中の弁５０４を開き、マスフローコントローラ４１３によって流量を調節しながらスパッタリングガスを処理容器１０１内に導入する。スパッタリングガスの導入と同時に、ターゲット１０８を陰極、処理容器１０１を陽極として直流電源１１６から直流電力を印加し、ターゲット近傍でスパッタリングガスをプラズマ化する。プラズマ中の陽イオンはターゲット１０８のスパッタリング面１０９に衝突し、スパッタリング面１０９上の酸化膜を除去する。
【００２８】
このとき、排気路３０１中に設けたスロットル弁５０３の開度を調節し、処理容器１０１内の圧力を調節しても良い。又、プレスパッタリング中には、スパッタリング面１０９で発生するスパークの回数や、直流電源１１６の電圧値や電流値等をモニタしておくと、これらの値が安定した時点で酸化膜の除去が完了したと判断することができる。プレスパッタリングを停止するときは、直流電力の供給を停止し、弁５０４と弁５１１〜５１３を閉じてスパッタリングガスの導入を停止する。
プレスパッタリングが完了し、ロードロック室１０４内が所定の圧力に到達した後、弁５０１を閉じ、弁５０５を開いて基体１０３を処理容器１０１内に搬送し、基体ホルダ１０７に保持する。次に、スパッタリングガスボンベ４１１に接続された弁５１１〜５１３と、反応ガスボンベ４２１，４３１に接続された弁５２１〜５２３、５３１〜５３３の使用する弁と、ガス供給路３０４中の弁５０４開き、マスフローコントローラ４１３，４２３，４３３によって流量を調節しながら、スパッタリングガスと反応ガスを処理容器１０１内に導入する。このとき、反応ガスは複数種類導入しても良い。
【００２９】
又、反応ガスを水素ガス等で希釈して処理室１０１内に導入しても良い。スパッタリングガスと反応ガスを導入し、直流電源１１６からターゲット１０８に直流電力を供給し、プラズマを生起させる。ここで、スパッタリング中は、排気路３０１中のスロットル弁５０３を用いて処理容器１０１内の圧力を所定の値に調節しておくことが望ましい。プラズマによってスパッタリングされたスパッタリング粒子は、基体１０３上で反応ガスと反応して堆積を形成する。堆積膜の形成中は、ターゲット移動用のモータ１１３を駆動させ、ターゲット１０８を基体１０３の中心軸方向に沿って移動させる。
【００３０】
ここで、ターゲット１０８の移動範囲は、求める膜厚や膜質のむらに応じて調節することができるが、望ましくは、基体よりも長い範囲内で移動させることが好ましい。又、ターゲット１０８の移動速度や往復回数は、ターゲット１０８の中心軸方向の長さや堆積膜の形成時間等の堆積膜の形成条件によって任意に調節することができる。
所定の堆積膜の形成時間が経過した時点で、弁５０４と、スパッタリングガスや反応ガスのボンベに接続された弁を閉じてガスの導入を停止し、ターゲット１０８への直流電力の供給を停止する。堆積膜の形成が完了した基体１０３はロードロック室１０４へ搬出され、大気中に取り出される。
尚、ここではターゲット１０８に導電性材料を用い、直流電力を印加してスパッタリングを行う方法について述べたが、フッ化マグネシウムや酸化チタン、酸化アルミニウム等の反応物をターゲット１０８に用いたときには、ターゲット１０８が絶縁性材料となるため、ターゲット１０８に高周波電力を印加してスパッタリングを行う。又、ターゲット１０８に金属の化合物等を用いたときには、反応ガスが不要となることもあるが、堆積膜の組成制御の自由度を高めるためには反応ガスを使用する必要がある。そのようなときにも、基体の長さ以下の円筒状ターゲットを基体の軸線方向に沿って移動させながらスパッタリングを行うことによって膜厚や膜質の均一な堆積膜を高いターゲットの利用効率の下で得ることができる。
本発明に係るスパッタリング装置及びスパッタリング方法においては、ターゲット１０８を固定し、基体１０３を移動させても、ターゲット１０８を基体１０３の中心軸方向に沿って移動させたときと同様に膜厚や膜質を均一化するとともに、ターゲットの利用効率を高めて堆積膜を形成することができる。図２は本発明に係るスパッタリング装置の他の例の模式図である。
【００３１】
図２においては、ターゲット１０８を固定し、基体ホルダ１１７がシャフト１１８を介して基体移動用のモータ１１９に接続されており、基体１０３を中心軸方向に移動可能となっている。シャフト１１８の外側には、シャフト１１８にスパッタリング粒子が飛来するのを防止するため、伸縮性の防着管１２０が設けられている。基体１０３は、基体ホルダ１１７、防着管１２０、処理容器１０１を介して接地される。
【００３２】
尚、図２に示したスパッタリング装置は、ターゲット１０８を鉛直に配置し、基体１０３を鉛直方向に移動させることが可能であるが、基体１０３を水平に配置し、ターゲット１０８を水平方向に移動可能としても良い。又、ターゲットの長さについても、ターゲットの利用効率や基体上の反応ガスの濃度分布、堆積膜の形成速度から、基体１０３よりも短い範囲内で最適なターゲットの長さを決定する。
図２に示した装置を用いて、前記と同様の手順でターゲット１０８のスパッタリングを行い、基体１０３上に堆積膜を形成する際に、固定されたターゲット１０８の中を基体１０３を通過させることによって、ターゲット１０８を移動させたときと同様に、膜厚や膜質の均一な堆積膜を高いターゲットの利用効率の下で得ることができる。
本発明に係るスパッタリング装置においては、以上のように、ターゲット１０８と基体１０３の相対位置を基体１０３の中心軸方向に変化させることができればどちらに移動手段を設けても良く、基体１０３とターゲット１０８の双方にモータやエアシリンダ等の移動手段を設け、互いを移動させながらスパッタリングを行うことも可能である。
【００３３】
＜実施の形態２＞
本発明に係るスパッタリング装置においては、スパッタリング粒子が反応ガスと反応する領域における反応ガスの濃度分布を均一化することによって、膜厚や膜質のむらをさらに均一化するとともに、同じ膜厚むらを確保したときのターゲットの利用効率をさらに高めて堆積膜を形成することができる。
【００３４】
図３は本発明の第２の実施の形態のスパッタリング装置の一例の模式図である。図３に示したスパッタリング装置においては、ターゲット１０８近傍に、ターゲット１０８と中心軸を共有するガス導入リング１２１が設けられ、ガス導入リング１２１には、複数のガス導入口１２２が基体１０３とターゲット１０８の間に向けてターゲット１０８と同心円上に設けられている。
【００３５】
尚、ガス導入口１２２は、ターゲットの両端に設けても良い。又、ターゲット１０８が基体１０３の中心軸方向に移動しながら堆積膜を形成する際には、ガス導入口１２２をターゲット１０８と共に移動させることが望ましい。そのためには、ガス導入リング１２１をターゲットホルダ１１１に取り付けたり、ガス導入リングを移動させるためのモータやエアシリンダ等を用いることができる。
図３に示した装置を用いて、実施の形態１と同様の手順でターゲット１０８のスパッタリングを行い、基体１０３上に堆積膜を形成する場合、膜厚や膜質のむらを更に均一にして堆積膜を形成することが可能となる。
【００３６】
即ち、ターゲットを移動させながら堆積膜を形成する際にも、ターゲット１０８が長くなると基体１０３上の反応ガスの濃度分布が大きくなるときがある。この状態でターゲット１０８を移動させながら堆積膜を形成すると、堆積膜の膜厚方向に組成のむらが生じ、これが基体１０３の中心軸方向の膜質むらに繋がることがある。
【００３７】
又、反応ガスの濃度分布が大きくなると、堆積膜の形成速度にもむらが生じる。そのため、ターゲット１０８が長く、ターゲット１０８の移動範囲が十分広くとれない場合は、膜厚むらを均一化することが困難な場合がある。このような問題が懸念されるときに、ターゲット１０８と同心円上のガス導入リング１２１からターゲット１０８と基体１０３の間に向けてスパッタリングガスや反応ガスを導入することによって、反応ガスの濃度分布を小さくすることができ、中心軸方向の膜厚や膜質むらをより均一化することが可能となる。これに伴い、ガス導入口をターゲット１０８と基体１０３の間に向けてターゲット１０８と同心円上に配置することで、同じ膜厚や膜質のむらを確保するのに必要なターゲットの移動範囲を狭くすることができるため、処理容器の大型化をさらに抑制することができるとともに、ターゲットの利用効率を更に高めることができる。
尚、図３は基体１０３を固定し、ターゲット１０８を移動させて堆積膜を形成する際のスパッタリング装置を示したものであるが、ターゲット１０８を固定し、基体１０３を中心軸方向に移動させながら堆積膜の形成を行っても同様の効果が得られる。又、図３に示したスパッタリング装置は、基体１０３を鉛直に配置し、ターゲット１０８を鉛直方向に移動させることが可能であるが、基体１０３を水平に配置し、ターゲット１０８を水平方向に移動可能としても良い。更に、ターゲットと基体を水平に配置した状態で、ターゲット１０８を固定し、基体１０３を移動可能とすることも可能である。
以上のような本発明に係るスパッタリング装置を用いて基体１０３上に堆積膜を形成する際には、基体１０３上に予め機能性堆積膜等の下地層を形成しておくことができる。例えば、電子写真感光体に用いられるアモルファスシリコンを主成分とする光導電性薄膜をプラズマＣＶＤによって基体１０３上に形成した後、本発明に係るスパッタリング装置を用いて表面保護層を形成することができる。
【００３８】
アモルファスシリコンを主成分とする電子写真感光体の層構成の一例としては、導電性の基体から電荷の注入を阻止する働きを持つ電荷注入阻止層と、光導電性を有する光導電層の上に、耐久性向上を目的とした表面保護層を形成することができる。表面保護層としては、耐久性や光透過性に優れる材料が好ましく、スパッタリングによって形成される表面保護層としては、フッ化マグネシウムや炭化珪素、窒化珪素等が挙げられる。
【００３９】
スパッタリングは、プラズマＣＶＤに比べて形成可能な堆積膜の種類が多いため、プラズマＣＶＤで形成することが困難な材料から成る表面保護層を形成する必要があるときには、スパッタリングは所望の特性を有する電子写真感光体を製造することができる有効な手段である。
図４にプラズマＣＶＤによってアモルファスシリコンを主成分とする光導電性薄膜を円筒状基体に形成して電子写真感光体を製造するための装置の一例を示す。反応容器１２３内には基体１０３を保持するための基体ホルダ１２４が設けられており、基体の内側には、基体を所望の温度に加熱するためのヒータ１２５が設けられている。
【００４０】
又、ヒータ１２５がプラズマに晒されないように、基体１０３上部にキャップ１２６を設けている。反応容器１２３は上蓋１２７によって真空封止可能となっている。反応容器１２３の周りには複数の電極１２８が設けられ、分岐板１２９を介してマッチングボックス１３０及び高周波電源１３１へと接続される。電極１２８の周りには電極から周囲に高周波が漏洩するのを防止する高周波シールド１３２が設けられている。
【００４１】
又、反応容器１２２の底部には排気口１３３が設けられ、排気路３０５、弁５０６を介して排気装置２０３が接続されている。排気路３０５中には、容器内の圧力を知るための圧力計１３４が設けられている。更に、反応容器１２３内に基体１０３と同心円上に配置されたガス導入管１３５は、ガス供給路３０６を介してガス供給装置４０２に接続される。
図４に示した装置を用いて基体１０３上にアモルファスシリコン膜を形成し、その上に本発明に係るスパッタリング方法によって表面保護層を形成して電子写真感光体を作製する工程は、以下のようにして行われる。
【００４２】
先ず、反応容器１２３内に基体１０３を投入し、上蓋１２７で封止する。次に、排気装置２０３を作動させ、弁５０６を開いて反応容器１２３内を真空排気する。その後、弁５０７を開き、ガス供給装置４０２から反応容器１２３内にＳｉＨ４  、Ｈ２  、Ｂ２  Ｈ６  やＮＯ等の処理ガスを所定の流量で導入し、高周波電源１３１からマッチングボックス１３０を介して高周波電力を印加し、処理ガスをプラズマ化して基体１０３上にアモルファスシリコン膜を形成する。このとき、ヒータ１２５によって基体１０３の温度を適宜調節しても良い。又、スロットル弁５０８を用いて、反応容器１２２内の圧力を調節することができる。
基体１０３上にアモルファスシリコンを主成分とする電荷注入阻止層や光導電層を形成した後、本発明に係るスパッタリング装置、例えば図１〜図３の何れかに示した装置を用いて表面保護層を形成する。これによって、膜厚や膜質のむらを均一化するとともに、ターゲットの利用効率が高い条件下で、電子写真感光体の表面保護層として好適な堆積膜を形成することができる。
［実施例］
以下に、本発明における実施例を図を用いて説明する。但し、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。
【００４３】
［実施例１］
図１に示したスパッタリング装置を用いて堆積膜を形成し、得られた堆積膜の膜厚及び硬度のむらを調べた。ターゲットにはマグネシウムを用い、スパッタリングガスとしてアルゴンガス、反応ガスとしてフッ素ガスを用い、フッ化マグネシウムを基体上に堆積させた。基体としては外径３０ｍｍ、長さ３５８ｍｍのアルミニウムシリンダーを用いた。ターゲットは、内径を１２０ｍｍとし、スパッタリング面と基体表面との距離が４５ｍｍとなるようにした。又、ターゲットの長さについては、６０，１８０，３００ｍｍのものを用意した。フッ化マグネシウム膜の形成条件を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2004332088.tif 000003
スパッタリングガスと反応ガスは、処理容器の壁面に設けたガス導入口から導入した。尚、堆積膜の形成前には、アルゴンガスのみを処理容器に導入し、ターゲットに直流電力を印加してプレスパッタリングを行い、ターゲット表面の酸化膜を除去した。堆積膜の形成時間は２０分とした。又、堆積膜の形成中は、ターゲットを所定の移動範囲内で往復させた。ここで、ターゲットの移動範囲は、ターゲットの上端の最高到達点と、下端の最低到達点との間の距離とする。堆積膜の形成中は、このターゲットの移動範囲が４００ｍｍとなるようにターゲットを移動させた。
それぞれの長さのターゲットを用いて堆積膜の形成を５回ずつ行い、得られたフッ化マグネシウム膜について、反射分光式干渉計（大塚電子（株）製ＭＣＰＤ２０００）を用いて基体の中心軸方向の膜厚分布を調査し、最も膜厚の薄い部分に対する厚い部分の比の平均値を算出し、膜厚むらとして評価した。又、膜質の評価として、ダイナミック硬度計（島津製作所製ＤＵＨ−２０１  ）を用いて基体中心の軸方向のダイナミック硬度の分布を調査した。そして、最も硬度の低い部分に対する高い部分の比の平均値を算出し、硬度むらとして評価した。
【００４５】
＜比較例１＞
基体の外周に円筒状ターゲットを配置し、ターゲットを静止させた状態で堆積膜を形成し、得られた堆積膜の膜厚および硬度のむらを調べた。ターゲットにはマグネシウムを用い、スパッタリングガスとしてアルゴンガス、反応ガスとしてフッ素ガスを用い、フッ化マグネシウム膜を基体上に堆積させた。基体は実施例１と同様のものを用い、ターゲットは、内径が１２０ｍｍ、長さが４００ｍｍのものを用いた。フッ化マグネシウム膜の形成手順及び条件も実施例１と同様とした。
【００４６】
堆積膜の形成中は、ターゲットの中心軸方向の位置が基体の中心軸方向の位置と対向するように基体の外周に配置し、ターゲットを静止させた状態で堆積膜の形成を行った。スパッタリングガスと反応ガスは、処理容器の壁面に設けたガス導入口から導入した。フッ化マグネシウム膜の形成は５回行い、得られたフッ化マグネシウム膜の膜厚及び硬度のむらを実施例１と同様の方法で評価した。
【００４７】
＜比較例２＞
基体の中心軸と対向する位置に平板状ターゲットを配置したスパッタリング装置を用いて堆積膜を形成し、堆積膜の膜厚および硬度のむらを調べた。ターゲットにはマグネシウムを用い、スパッタリングガスとしてアルゴンガス、反応ガスとしてフッ素ガスを用い、フッ化マグネシウム膜を基体上に堆積させた。基体は実施例１と同様のものを用い、ターゲットは、幅が６０ｍｍ、長さが４００ｍｍ平板状のものを用い、基体から４５ｍｍの位置で、ターゲットの軸線が基体の中心軸と対向するように配置した。
【００４８】
フッ化マグネシウム膜の形成条件も実施例１と同様とした。フッ化マグネシウム膜の形成中は、ターゲットを固定して基体１０３を１分間に５回転の速さで回転させた、スパッタリングガスと反応ガスは、処理容器の壁面に設けたガス導入口から導入した。フッ化マグネシウム膜の形成は５回行い、得られたフッ化マグネシウム膜の膜厚及び硬度のむらを実施例１と同様の方法で評価した。
実施例１及び比較例１，２において評価された堆積膜の膜厚及び硬度のむらについて、比較例２において平板状ターゲットを用いたときに得られた値に対する比を算出した。算出された膜厚むらの比を表２に、硬度のむらを表３にそれぞれ示す。
【００４９】
【表２】
2004332088.tif 000004
【００５０】
【表３】
2004332088.tif 000005
表２から、円筒状ターゲットを移動させながら堆積膜を形成することで、基体の同じ程度の長さの円筒状ターゲットや平板状ターゲットを静止させた状態で堆積膜を形成したときよりも均一な膜厚むらを得ることができることが分かる。又、ターゲットが短くなるほど膜厚むらを均一にすることができている。
次に、硬度むらに関しては、表３から、円筒状ターゲットを移動させながら堆積膜を形成することで、基体に近い長さの円筒状ターゲットを静止させたときよりも硬度むらを均一にすることができることが分かる。又、平板状のターゲットを使用したときと比べてもばらつきの範囲内で同等の硬度むらとなっている。
以上のように、円筒状ターゲットを基体の中心軸方向に沿って移動させながら堆積膜を形成することで、膜厚や膜質のむらを均一にすることができることが分かる。
【００５１】
［実施例２］
図３に示したスパッタリング装置を用いて堆積膜を形成し、得られた堆積膜の膜厚及び硬度のむらを調べた。本実施例においては、基体の中心軸の同心円上にガス導入口を６カ所設けて堆積膜の形成を行った。ターゲットにはマグネシウムを用い、スパッタリングガスとしてアルゴンガス、反応ガスとしてフッ素ガスを用い、フッ化マグネシウム膜を基体上に堆積させた。基体は実施例１と同様のものを用い、ターゲットについても実施例１と同様に、内径が１２０ｍｍ、長さが６０，１８０，３００ｍｍのものを用いた。フッ化マグネシウム膜の形成条件及びターゲットの中心軸方向の位置の移動範囲は実施例１と同様とした。それぞれの長さのターゲットを用いて堆積膜の形成を５回ずつ行い、得られたフッ化マグネシウム膜の膜厚及び硬度のむらを実施例１と同様の方法で評価した。
【００５２】
＜比較例３＞
基体の外周に円筒状ターゲットを配置し、ターゲットを静止させた状態で堆積膜を形成し、得られた堆積膜の膜厚及び硬度のむらを調べた。本比較例においては、基体の中心軸の同心円上にガス導入口を６カ所設けて堆積膜の形成を行った。ターゲットにはマグネシウムを用い、スパッタリングガスとしてアルゴンガス、反応ガスとしてフッ素ガスを用い、フッ化マグネシウム膜を基体上に堆積させた。基体は実施例２と同様のものを用い、ターゲットは、内径が１２０ｍｍ、長さが４００ｍｍのものを用いた。フッ化マグネシウム膜の形成手順及び条件も実施例２と同様とした。堆積膜の形成中は、ターゲットを基体の外周に配置し、ターゲットを静止させた状態で堆積膜の形成を行った。それぞれの長さのターゲットを用いて堆積膜の形成を５回ずつ行い、得られたフッ化マグネシウム膜の膜厚及び硬度のむらを実施例２と同様の方法で評価した。
実施例２及び比較例３において評価された堆積膜の膜厚及び硬度のむらについて、比較例２において平板状ターゲットを用いたときに得られた値に対する比を算出した。算出された膜厚むらの比を表４に、硬度のむらを表５にそれぞれ示す。
【００５３】
【表４】
2004332088.tif 000006
【００５４】
【表５】
2004332088.tif 000007
表４から、ガス導入口を基体の中心軸の同心円上に設けたときにも、ターゲットを移動させながら堆積膜を形成することによって、基体の長さに近い円筒状ターゲットや平板状ターゲットを静止したときよりも膜厚むらを均一化することができていることが分かる。又、表５から、硬度むらに関しても、ガス導入口を基体の中心軸の同心円上に設け、円筒状ターゲットを静止させた状態で堆積膜を形成したときよりも硬度むらを均一化することができていることが分かる。
【００５５】
［実施例３］
図４に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて基体上にアモルファスシリコン層を形成した後、実施例２で用いたスパッタリング装置によって表面保護層を形成して電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の表面保護層の電気的特性と光学的特性を評価した。基体は実施例２で用いたものと同様のアルミニウムシリンダーを用いた。本実験例においては、先ず、図４に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて、導電性の基体から電荷の注入を阻止する働きを持つ電荷注入阻止層と、光導電性を有する光導電層から成るアモルファスシリコン層を基体上に形成した。その条件を表６に示す。
【００５６】
【表６】
2004332088.tif 000008
尚、高周波電源は周波数が１０５ＭＨｚのものを用いた。
アモルファスシリコン層を形成した後、実施例２で用いたスパッタリング装置を用い、ターゲットにマグネシウム、スパッタリングガスにアルゴンガス、反応ガスとしてフッ素ガスを用いてフッ化マグネシウム膜を表面保護層として形成した。ターゲットとしては、内径を１２０ｍｍとし、長さが６０，１８０，３００ｍｍの円筒状のものを用意した。堆積膜の形成中のターゲットの移動範囲は４００ｍｍとし、この移動範囲内でターゲットを往復させた。
【００５７】
フッ化マグネシウム膜の形成時間については、中心軸方向の膜厚の平均値が約０．５μｍとなるように調節した。スパッタリングガスと反応ガスは、ガス導入口を基体の中心軸の同心円上に６箇所設けて導入した。フッ化マグネシウム膜の形成条件は実施例２と同様とし、フッ化マグネシウム膜を表面保護層として形成した電子写真感光体を５本作製した。得られた電子写真感光体について、表面保護層の電気的特性のパラメータとして電子写真感光体の帯電能を、光学的特性のパラメータとして電子写真感光体の感度のむらを以下の手順で評価した。
【００５８】
先ず、キヤノン製ｉＲ６０００を実験用に改造した電子写真装置に得られた電子写真感光体を設置し、帯電器に６ｋＶの電圧を印加してコロナ帯電を行い、アモルファスシリコン層の暗部表面電位を帯電能として測定した。
【００５９】
又、感度については、電子写真感光体を暗部表面電位が４５０Ｖとなるように帯電させた後、波長が６６０ｎｍのレーザ光を照射し、表面電位が２００Ｖとなるような光量を感度として測定した。
【００６０】
以上のようにして帯電能と感度を得られた電子写真感光体の軸方向に沿って測定した。そして、帯電能の最も低い部分に対する高い部分の値を計算し、帯電能むらとして評価した。又、感度の最も良い部分に対する最も悪い部分の比を計算し、感度のむらとして評価した。
【００６１】
＜比較例４＞
実施例３と同様の手順で基体上にアモルファスシリコン層を形成した後、比較例３で用いたスパッタリング装置によって表面保護層を形成して電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の表面保護層の電気的特性と光学的特性を評価した。
【００６２】
先ず、実施例３と同様の手順で、電荷注入阻止層と光導電層から成るアモルファスシリコン層を基体上に形成した。アモルファスシリコン層を形成した後、比較例３で用いたスパッタリング装置を用い、基体と同じ程度の長さの円筒状ターゲットを静止させた状態で、表面保護層としてフッ化マグネシウム膜を形成した。
【００６３】
ターゲットとしては、内径１２０ｍｍ、長さが４００ｍｍの円筒状のマグネシウムを用いた。フッ化マグネシウム膜の形成条件は比較例３と同様とした。又、フッ化マグネシウム膜の形成時間については、中心軸方向の膜厚の平均値が０．５μｍとなるように調節した。スパッタリングガスと反応ガスは、ガス導入口を基体の中心軸の同心円上に６箇所設けて導入した。
【００６４】
以上の手順でフッ化マグネシウム膜を表面保護層として形成した電子写真感光体を５本ずつ作製し、得られた電子写真感光体について実施例３と同様の方法で帯電能と感度のむらを評価した。
【００６５】
＜比較例５＞
実施例３と同様の手順で基体上にアモルファスシリコン層を形成した後、比較例２で用いたスパッタリング装置によって表面保護層を形成して電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の表面保護層の電気的特性と光学的特性を評価した。先ず、実施例３と同様の手順で、電荷注入阻止層と、光導電層から成るアモルファスシリコン層を基体上に形成した。アモルファスシリコン層を形成した後、比較例２で用いたスパッタリング装置を用い、基体と同じ程度の長さの平板状ターゲットを静止させた状態で、表面保護層としてフッ化マグネシウム膜を形成した。
【００６６】
ターゲットとしては、幅６０ｍｍ、長さが４００ｍｍの平板状のマグネシウムを用いた。フッ化マグネシウム膜の形成条件は比較例２と同様とし、中心軸方向の膜厚の平均値が０．５μｍとなるようにフッ化マグネシウム膜の形成時間を調節した。スパッタリングガスと反応ガスは、ガス導入口を基体の中心軸の同心円上に６箇所設けて導入した。
【００６７】
以上の手順でフッ化マグネシウム膜を表面保護層として形成した電子写真感光体を５本ずつ作製し、得られた電子写真感光体について実施例３と同様の方法で帯電能と感度を測定し、それらのむらを評価した。
実施例３及び比較例４において評価された堆積膜の帯電能及び感度のむらについて、比較例５において平板状ターゲットを用いたときに得られた値に対する比を算出した。算出された帯電能むらの比を表７に、感度のむらを表８にそれぞれ示す。
【００６８】
【表７】
2004332088.tif 000009
【００６９】
【表８】
2004332088.tif 000010
表７に示したように、円筒状のターゲットを移動させながらフッ化マグネシウム膜を形成することで、基体に近い長さの円筒状ターゲットを静止させた状態でフッ化マグネシウム膜を形成したときよりも、電子写真感光体の帯電能のむらを均一にすることができることが分かる。又、基体の近い長さの平板状ターゲットを静止させた状態でフッ化マグネシウム膜を形成したときと比べても、ばらつきの範囲内で同等の帯電能むらを得ることができている。
【００７０】
又、表８に示したように、円筒状のターゲットを移動させながらフッ化マグネシウム膜を形成することで、基体に近い長さの円筒状ターゲットや平板状ターゲットを静止させた状態でフッ化マグネシウム膜を形成したときよりも、電子写真感光体の感度のむらを均一にすることができることが分かる。
以上のように、円筒状ターゲットを移動させながらスパッタリングを行うことで、電子写真感光体の表面保護層を、均一な膜質むらの下で形成することができることが分かる。
【００７１】
［実施例４］
実施例２で用いたスパッタリング装置を用いて堆積膜を形成し、ターゲットの利用効率を調べた。本実施例においては、スパッタリングガスと反応ガスを、基体の中心軸の同心円上にガス導入口を６箇所設けて導入した。基体は実施例２と同様のものを用い、ターゲットについては、内径が１２０ｍｍ、軸方向の長さが６０ｍｍのものを用意した。ターゲットの材質はマグネシウムとし、スパッタリングガスにアルゴンガス、反応ガスにフッ素ガスを用いてフッ化マグネシウム膜を基体上に堆積させた。
【００７２】
フッ化マグネシウム膜の形成条件は実施例２と同様とし、ターゲットの移動範囲は４００ｍｍとし、フッ化マグネシウム膜の形成時間は軸方向の膜厚の平均値が１μｍとなるように調節した。それぞれの長さのターゲットを用いてフッ化マグネシウム膜の形成を３０回ずつ行い、フッ化マグネシウム膜の形成を行う前後のターゲットの重量変化を測定し、その変化率をターゲットの利用効率として評価した。
【００７３】
＜比較例６＞
基体の中心軸と対向する位置に平板状ターゲットを配置したスパッタリング装置を用いて堆積膜を形成し、ターゲットの利用効率を調べた。ターゲットにはマグネシウムを用い、スパッタリングガスとしてアルゴンガス、反応ガスとしてフッ素ガスを用い、フッ化マグネシウム膜を基体上に堆積させた。
【００７４】
ターゲットとしては、幅が６０ｍｍの平板状ものを用い、実施例４とほぼ同じ膜厚むらを得ることができるような長さのターゲットを用いた。基体は実施例４と同様のものを用い、フッ化マグネシウム膜の形成条件は比較例２と同様とした。フッ化マグネシウム膜の形成中は、ターゲットを固定して基体１０３を１分間に５回転の速さで回転させた。フッ化マグネシウム膜の形成時間は、中心軸方向の膜厚の平均値が１μｍとなるように調節した。それぞれの長さのターゲットを用いてフッ化マグネシウム膜の形成を３０回ずつ行い、実施例４と同様の方法でターゲットの利用効率を算出した。
【００７５】
実施例４おいて評価されたターゲットの利用効率について、比較例６における平板ターゲットの利用効率に対する比を算出したところ、０．６２となった。即ち、円筒状ターゲットを移動させながら堆積膜を形成することで、同じ膜厚むらを得ることができる平板ターゲットを用いるよりもターゲットの利用効率を向上させることができることが分かる。
【００７６】
［実施例５］
実施例３と同様の手順で、電荷注入阻止層と光導電層から成るアモルファスシリコン層を基体上に形成した。アモルファスシリコン層を形成した後、実施例２で用いたスパッタリング装置を用い、表面保護層としてフッ化マグネシウム膜を形成した。ターゲットとしては、内径１２０ｍｍ、長さが６０，１８０，３００ｍｍの円筒状のマグネシウムを用いた。
【００７７】
本実施例においては、ターゲットの長さが６０ｍｍのものを用いたときのターゲットの移動範囲を４００ｍｍとし、１８０，３００ｍｍのターゲットについては、６０ｍｍのターゲットを用いたときと同等の膜厚むらを得ることができるように移動範囲を調節した。フッ化マグネシウム膜の形成条件は実施例２と同様とし、フッ化マグネシウム膜の形成時間については、中心軸方向の膜厚の平均値が０．５μｍとなるように調節した。
【００７８】
それぞれの長さのターゲットを用いてフッ化マグネシウム膜を表面保護層として形成した電子写真感光体を５本ずつ作製し、得られた電子写真感光体について実施例３と同様の方法で、表面保護層の電気的特性のパラメータとして帯電能を、光学的特性のパラメータとして感度をそれぞれ測定し、そのむらを評価した。更に、帯電能と感度を測定した後、表面保護層の機械的特性のパラメータとして、実施例１と同様の手順でフッ化マグネシウム膜の硬度を調査し、そのむらを評価した。
【００７９】
＜比較例７＞
実施例３と同様の手順で、電荷注入阻止層と、光導電層から成るアモルファスシリコン層を基体上に形成した。アモルファスシリコン層を形成した後、実施例２で用いたスパッタリング装置を用い、表面保護層としてフッ化マグネシウム膜を形成した。本比較例においては、ターゲットとして内径１２０ｍｍ、長さが基体よりも長い４２０ｍｍの円筒状のマグネシウムを用いた。ターゲットの移動範囲については、実施例５とほぼ同じ膜厚むらを得ることができるように調節した。フッ化マグネシウム膜の形成条件は実施例２と同様とし、フッ化マグネシウム膜の形成時間については、中心軸方向の膜厚の平均値が０．５μｍとなるように調節した。
【００８０】
以上の手順でフッ化マグネシウム膜を表面保護層として形成した電子写真感光体を５本ずつ作製し、得られた電子写真感光体について実施例３と同様の方法で、表面保護層の電気的特性のパラメータとして帯電能を、光学的特性のパラメータとして感度を測定し、そのむらを評価した。更に、帯電能と感度を測定した後、表面保護層の機械的特性のパラメータとして、実施例１と同様の手順でフッ化マグネシウム膜の硬度を調査し、そのむらを評価した。
【００８１】
実施例５及び比較例７において測定された帯電能と感度、硬度のむらについて、実施例５におけるターゲットの長さが６０ｍｍのときに得られたそれぞれのむらに対する比を算出し、表９に示す評価基準の下で評価した。
【００８２】
【表９】
2004332088.tif 000011
その結果を表１０に示す。
【００８３】
【表１０】
2004332088.tif 000012
表１０から、ターゲットの長さが基体の長さ以下のときには、帯電能や感度、硬度のむらを均一にして電子写真感光体の表面保護層を形成することができることが分かる。即ち、ターゲットの長さを基体の長さ以下とすることで、電気的、光学的、機械的な膜質が均一な堆積膜を得ることができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、スパッタリング装置を用いて円筒状基体に堆積膜を形成する際に、中心軸線方向の長さが基体のそれよりも短いターゲットを基体の外周に配置し、基体とターゲットの少なくとも何れか一方を基体の中心軸方向に沿って移動させることによって膜厚や膜質の均一な堆積膜を得ることができるとともに、ターゲットの利用効率を高めることができる。
又、本発明においては、基体上にアモルファスシリコンを主成分とする光導電層を形成した後、スパッタリングによって表面保護層を形成して電子写真感光体を製造する際に、電子写真感光体としての機能を低下させないレベルにまで膜厚や膜質を均一化するとともに、高いターゲットの利用効率の下で表面保護層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスパッタリング装置の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスパッタリング装置の他の例の模式図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るスパッタリング装置の模式図である。
【図４】アモルファスシリコンを主成分とする光導電性薄膜を円筒状基体に形成して電子写真感光体を製造するためのプラズマＣＶＤ装置の一例である。
【符号の説明】
１０１  処理容器
１０２  圧力計
１０３  基体
１０４  ロードロック室
１０５  圧力計
１０６  ガス導入口
１０７  基体ホルダ
１０８  ターゲット
１０９  スパッタリング面
１１０  磁石
１１１  ターゲットホルダ
１１２  シャフト
１１３  ターゲット移動用のモータ
１１４  真空シール材
１１５  防着管
１１６  直流電源
１１７  基体ホルダ
１１８  シャフト
１１９  基体移動用のモータ
１２０  防着管
１２１  ガス導入リング
１２２  ガス導入口
１２３  反応容器
１２４  基体ホルダ
１２５  ヒータ
１２６  キャップ
１２７  上蓋
１２８  電極
１２９  分岐板
１３０  マッチングボックス
１３１  高周波電源
１３２  高周波シールド
１３３  排気口
１３４  圧力計
１３５  ガス導入管
２０１〜２０３排気装置
３０１  排気路
３０２  搬送路
３０３  排気路
３０４  ガス供給路
３０５  排気路
３０６  ガス供給路
４０１，４０２ガス供給装置
４１１  スパッタリングガスのボンベ
４１２  レギュレータ
４１３  マスフローコントローラ
４２１  反応ガスのボンベ
４２２  レギュレータ
４２３  マスフローコントローラ
４３１  反応ガスのボンベ
４３２  レギュレータ
４３３  マスフローコントローラ
５０１，５０２弁
５１１〜５１３弁
５２１〜５２３弁
５３１〜５３３弁
５０３  スロットル弁
５０４〜５０７弁
【図１】
2004332088.tif 000013
【図２】
2004332088.tif 000014
【図３】
2004332088.tif 000015
【図４】
2004332088.tif 000016