(57)【要約】【課題】  被処理基体を安定的に円滑に回転させることで、堆積膜の生産性を向上し、膜厚や膜特性の均一性に優れた堆積膜を形成することができる真空処理装置を提供する。【解決手段】  真空処理装置において、  回転支持手段は、基体保持手段を支持する回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持部材とを有し、前記支持部材には、前記回転体との摺動面の少なくとも一部に、固体潤滑材が設けられ、前記回転手段は、駆動軸に設けられた、かさ歯車を用いて、前記回転体を回転駆動させ、該かさ歯車は、前記回転体に対して、前後に位置ずれするのを防止する手段を有し、かつ、前記回転支持手段は、被処理基体が前記反応容器から搬出される時に、被処理基体の搬出方向に対する位置ずれ防止手段を有していることを特徴とする真空処理装置。【選択図】  図１
2005105395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能な反応空間を有する反応容器と、前記反応容器内に設置される被処理基体を保持する基体保持手段と、前記基体保持手段を回転可能に支持する回転支持手段と、前記回転支持手段を回転可能にする回転手段と、前記反応容器内に堆積膜形成用の原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、前記被処理基体を加熱するための加熱手段と、前記原料ガスを励起させて励起種化させる放電エネルギーを印加する印加手段とを備える真空処理装置において、
前記回転支持手段は、前記基体保持手段を支持する回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持部材とを有し、前記支持部材には、前記回転体との摺動面の少なくとも一部に、固体潤滑材が設けられ、
前記回転手段は、駆動軸に設けられた、かさ歯車を用いて、前記回転体を回転駆動させ、
該かさ歯車は、前記回転体に対して、駆動軸方向への位置ズレ防止手段を有し、
かつ、前記回転支持手段は、被処理基体が前記反応容器から搬出される時に、被処理基体の搬出方向に対する回転支持手段の位置ずれ防止手段を有していることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記駆動軸方向への位置ズレ防止手段は、かさ歯車と連結した駆動軸にＣリング止めを設け、かつ、駆動軸およびＣリングと摺動する少なくとも一部に固体潤滑材が設けられた摺動部を、溝埋めにより、固定する構成であることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記被処理基体の搬出方向に対する位置ずれ防止手段は、前記回転体に設けられた、前記かさ歯車と接触するギア部が、前記被処理基体の搬出方向に移動した場合に、該ギア部が位置ズレ防止部に、接触する構成であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記支持部材の摺動面および／または、駆動軸およびＣリングと摺動する少なくとも一部に固体潤滑材が設けられた摺動面には、前記固体潤滑材が、複数箇所に間隔をあけてそれぞれ配設されたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記支持部材は、円筒状に形成され、ステンレス、ニッケルおよびその合金系から選択された少なくとも１つからなる請求項４に記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記支持部材の摺動面および／または、駆動軸およびＣリングと摺動する摺動面の少なくとも一部に用いられる固体潤滑材は、逃げ加工が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記回転保持手段は、バネ状部材を有し、前記被処理基体を保持する基体保持手段に該バネ状部材を押し当てることで、基体保持手段を前記反応容器内に設置することを特徴とする請求項１乃至６に記載の真空処理装置。
【請求項８】
前記固体潤滑材は、ＷおよびＳの少なくとも一方の元素を含有する請求項１乃至７に記載の真空処理装置。
【請求項９】
前記回転体は、前記固体潤滑材に摺動される少なくとも一部が、ステンレス、銅、ニッケルおよびその合金系から選択された少なくとも１つからなる請求項１乃至８に記載の真空処理装置。
【請求項１０】
前記原料ガス導入手段は、前記反応容器内にフッ素系のクリーニングガスを導入可能である請求項１乃至９に記載の真空処理装置。
【請求項１１】
前記クリーニングガスは、ＣｌまたはＣを含む請求項１０に記載の真空処理装置。
【請求項１２】
前記クリーニングガスは、ＣｌＦ３またはＣＦ４を含む請求項１１に記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基体上に堆積膜、とりわけ機能性堆積膜、例えば半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用のラインセンサ、撮像デバイス、光起電力素子等に用いられるアモルファス状あるいは多結晶状等の非単結晶状の堆積膜を利用した光受容部材を形成するための真空処理装置に関し、特にプラズマＣＶＤ法によって堆積膜を形成するための真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体デバイス、電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ、撮像デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子等に用いる素子部材として、アモルファスシリコン、例えば水素およびハロゲン（例えばフッ素、塩素等）の少なくとも一方で補償されたアモルファスシリコン（以下、“ａ−Ｓｉ”と略記す）等のアモルファス材料（本明細書では、アモルファスは非単結晶であることを指す）で構成された半導体等用の堆積膜が提案され、その中のいくつかは実用に付されている。この種の堆積膜を形成する場合には、堆積膜の膜厚、膜特性の均一化が必要であり、原料ガスの供給方法や、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等でプラズマを均一にする手段や、堆積膜が形成される被処理基体を回転させることが、堆積膜の膜特性の均一化を図る上で有効である。その場合には、回転による装置寿命の低下や装置構成等の問題も重要であり、そのための装置構成も各種提案されている。
【０００３】
従来の真空処理装置の一例である堆積膜形成装置は、被処理基体を回転可能に支持する回転支持手段が、ボールベアリング等の軸受けを備えることで、被処理基体の効率的な回転を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来こうした手段により堆積膜の均一化が図られてきたが、近年、デジタル化、カラー化に伴い、堆積膜の均一性は勿論のこと、それに加えて電子写真特性がより一層向上された堆積膜が要求されるようになってきた。そのため、堆積膜の層構成も多様化してきた。また、堆積膜形成時のパラメーターの１つとして、堆積膜形成時の温度も重要な要素となり、より高い熱エネルギーを付加することによって、高品質の堆積膜を形成することが余儀なくされてきている。
【特許文献１】特公平５−３３８１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０は、真空処理装置として、従来の堆積膜形成装置の一例を模式的に示す縦断面図である。図１０の装置を大別すると、円筒状基体２１２に堆積膜を形成するための真空処理装置２０１と、真空処理装置２０１の反応容器２１０内を減圧するための排気装置２０２とを備えて構成されている。
【０００６】
真空処理装置２０１は、プラズマ処理によって円筒状基体２１２に堆積膜を形成するための反応容器２１０と、円筒状基体２１２を加熱するための加熱用ヒーター２１３と、反応容器２１０内に配置される円筒状基体２１２を保持する基体ホルダー２１７と、反応容器２１０内に原料ガスを導入するための原料ガス導入管２１４とを備えている。
【０００７】
また、真空処理装置２０１は、原料ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ（不図示）を介在させたミキシング２２４と、原料ガス導入管２１４に供給する原料ガスを調整するための原料ガス流入バルブ２３０と、高周波放電電力が供給されるカソード電極２１１と、このカソード電極２１１に高周波電力を供給するための高周波電源２１６および整合回路を有するマッチングボックス２１５とを備えている。
【０００８】
カソード電極２１１には、高周波マッチングボックス２１５を介して高周波電源２１６が電気的に接続されている。
【０００９】
さらに、反応容器２１０の下部には、円筒状基体２１２を保持する基体ホルダー２１７を回転可能に支持する回転支持機構２０５が設けられている。この回転支持機構２０５は、基体ホルダ２１７が載置された回転台２２１と、この回転台２２１を回転可能に支持する軸受け２２２と、この軸受け２２２を支持する支軸２２３と、回転台２２１を回転させるためのモータ２２０とを有している。
【００１０】
回転台２２１の下端部には、モータ２２０によって回転駆動される回転ギア２１８が設けられている。モータ２２０の回転軸には、回転ギア２１８に噛合される駆動ギア２１９が設けられている。図１１に示すように、軸受け２２２としては、金属材料によって形成された軌道軸輪２２２ａと転動体２２２ｂとからなるボールベアリングが用いられている。そして、円筒状基体２１２は、基体ホルダ２１７上に装着されて、回転台２２１が軸受け２２２を介して支軸２２３の軸回りに回転することによって、基体ホルダ２１７と共に回転可能にされている。
【００１１】
堆積膜形成装置が備える排気装置２０２は、反応容器２１０の排気口に連通された排気配管２２８と、この排気配管２２８の経路に設けられた真空計２２５と、排気流量を調整するための排気メインバルブ２２７と、例えばロータリーポンプ、メカニカルブースターポンプ（不図示）等の真空ポンプ２２９とを有しており、反応容器２１０内を所定の圧力に維持する。
【００１２】
以上のように構成された従来の堆積膜形成装置を用いて堆積膜を形成することによって、ある程度実用的な膜特性と均一性が確保された堆積膜が得られるようになった。
【００１３】
しかしながら、これら従来の堆積膜形成装置では、電子写真用感光体のように比較的大面積で厚い堆積膜が要求される製品を製造する場合、堆積膜形成時に大量に粉状の副生成物や堆積膜の破片が発生するため、これら粉状の副生成物や破片が軸受け内に進入して、円筒状基体の回転動作に異常が生じる場合がある。
【００１４】
また、堆積膜形成後に、粉状の副生成物や堆積膜の破片を除去するために、腐食性が比較的高いクリーニングガスを用いる場合等には、軸受け自体が腐食してしまうという場合もある。
【００１５】
さらには歩留まりの向上や稼働率の向上を図ることが求められているため、堆積膜形成後に行われるクリーニング処理工程も、より一層過酷な条件に移行せざるを得ない状況となっている。
【００１６】
このような状況の中、堆積膜形成装置への負荷も大きくなり、堆積形成時に円筒状基体を回転可能に支持する軸受けとして用いていたボールベアリングが熱膨張することで、回転周期にムラが発生するという問題もある。また、クリーニング処理時間を短縮するために、クリーニングガスの濃度を上げた場合には、ボールベアリング等の軸受けの腐食が進行し、回転の芯振れ等の弊害も発生する場合もある。
【００１７】
従来、軸受けとして用いられているボールベアリングの熱膨張を考慮し、熱が加わった際に円滑に回転可能な寸法に形成する方法も採られたが、寸法公差が大きくなり、回転精度に悪影響を及ぼしてしまう。また、機能性を持たせた多層構成の堆積膜を形成する場合等では、温度が層毎に多様に変化する。そのため、軸受けの熱膨張による形状変化も複雑となり、寸法管理だけでは、各層を形成するときにそれぞれ円滑に回転させることが、困難な状況である。
【００１８】
また、従来、クリーニングガスによる腐食の対策として、耐腐食性が比較的高い金属材料が用いられているため、高価であり、しかも全く腐食が進行しないというわけではない。
【００１９】
このように、回転精度の低下や軸受けの腐食により、円滑な回転が行われない場合には、上述したように例えば、円筒状基体の回転に芯振れが発生することがある。従来の電子写真装置では、回転に僅かに芯振れが生じた状態で形成された堆積膜からなる電子写真用感光体を用いても、実用上問題が無かった。
【００２０】
しかし、例えば近年の高画質カラー装置では、解像度が向上されているため、上述のように回転に僅かに芯振れが生じた状態で形成された電子写真用感光体を用いた場合に、電子写真用感光体の電子写真特性のムラが視覚的に顕著になることもある。
【００２１】
すなわち、本発明は、被処理基体を安定的に円滑に回転させることで、堆積膜の生産性を向上し、膜厚や膜特性の均一性に優れた堆積膜を形成することができる真空処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した目的を達成するため、本発明に係る真空処理装置は、減圧可能な反応空間を有する反応容器と、前記反応容器内に設置される被処理基体を保持する基体保持手段と、前記基体保持手段を回転可能に支持する回転支持手段と、前記回転支持手段を回転可能にする回転手段と、前記反応容器内に堆積膜形成用の原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、前記被処理基体を加熱するための加熱手段と、前記原料ガスを励起させて励起種化させる放電エネルギーを印加する印加手段とを備える真空処理装置において、
前記回転支持手段は、前記基体保持手段を支持する回転体と、前記回転体を回転可能に支持する支持部材とを有し、前記支持部材には、前記回転体との摺動面の少なくとも一部に、固体潤滑材が設けられ、
前記回転手段は、駆動軸に設けられた、かさ歯車を用いて、前記回転体を回転駆動させ、
該かさ歯車は、前記回転体に対して、駆動軸方向への位置ズレ防止手段を有し、
かつ、前記回転支持手段は、被処理基体が前記反応容器から搬出される時に、被処理基体の搬出方向に対する回転支持手段の位置ずれ防止手段を有している。
【００２３】
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、反応容器内で被処理基体を回転する際に、回転支持手段の支持部材の摺動面に設けられた固体潤滑材を介して、回転体が回転可能に支持されることで、粉状の副生成物や堆積膜の破片等によって回転体の回転が阻害されること無く、安定的に円滑に回転することが可能にされている。
【００２４】
回転支持手段が有する固体潤滑材は、潤滑性が比較的高く、層状格子構造物質であるため、この固体潤滑材自体が回転体の摺動面上に付着することで、摺動面の摩擦抵抗を軽減する役割を果たすので、円滑な回転を得るには最適な部材である。また、この固体潤滑材は、熱膨張に関して、金属材料とほぼ同等の膨張係数であるが、上述したように、摩擦抵抗を軽減する役割を果たすため、いわゆるカジリ等の弊害を引き起こし難い。一方、この固体潤滑材は、腐食に関して、自己潤滑材であり、回転体の摺動面に対して常に新しい摺接面が形成されるため、影響が少ない。また、この固体潤滑材を回転体の摺動面の一部に設けることによって、堆積膜の形成条件の変更にも容易に対応することができる。
【００２５】
また、固体潤滑材は、任意の形状に設定することが可能であり、用途に応じた形状に加工することが可能である。回転支持手段は、固体潤滑材を使用する箇所のクリアランスの関係上、例えば、支持部材の材質に金属材料を用いて、支持部材の摺動面上の一部に固体潤滑材を固定することで、機械的強度を確保しながら効果的な摺動性を得ることも可能である。
【００２６】
本発明によれば、回転体に回転駆動力を伝達する構成として、反応容器の側面から駆動軸を設け、駆動軸に設けられた、かさ歯車を介して回転させる構成とすることで、反応容器の下面あるいは上面より被処理基体と同軸上に回転軸を設け基体保持手段の上端部または下端部を回転させる構成に比べ、構成を比較的簡素化することができ、更に装置構成を小型化することが可能となる。
【００２７】
更に本発明の真空処理装置は、前記かさ歯車が、回転体に対して、駆動軸方向への位置ズレ防止手段を有している。この結果、かさ歯車が駆動中に位置がズレることが防止され、回転体との相対的な位置関係が安定されるため、ギアのバッククラッシュ量が安定することで、円滑な回転を長期間に渡り維持可能となる。
【００２８】
本発明によれば、回転支持手段は、被処理基体が前記反応容器から搬出される時に、被処理基体の搬出方向に対する回転支持手段の位置ずれ防止手段を有している。このため、回転支持手段が被処理基体の搬出につられて位置がずれ、前述のかさ歯車から回転支持手段が、脱離するあるいは、かさ歯車との相対的位置関係が、変動することが防止でき、円滑な回転を長期間に渡り維持可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上述べたように、本発明によれば、例えば、円筒状支持体を回転可能にせしめ、堆積膜形成用原料ガス導入管からなるガス導入手段を用い、上記反応空間内に原料ガスを導入し、上記円筒状支持体を加熱し、上記原料ガスを励起して励起種化するための放電エネルギーを印加し、上記反応容器内を排気しながらプラズマＣＶＤ法により堆積膜を形成する真空処理装置において、上記回転手段の回転部と非回転部の摺動面に固体潤滑材からなる円筒状部材を使用することで円滑な摺動面を形成することができ、かつ、
駆動軸に設けられた、かさ歯車を、回転体に対して、前後に位置ずれするのを防止する手段を有し、かつ、回転支持手段は、被処理基体が前記反応容器から搬出される時に、被処理基体の搬出方向に対する位置ずれ防止手段をすることで、ギア間の相対的位置関係が安定することができ、その結果、摺動性能を向上し安定した真空処理装置を提供する事が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、１３．５６［ＭＨｚ］帯の高周波を利用したＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）−ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって、電子写真用感光体を製造するための堆積膜形成装置の一例を模式的に示した縦断面図である。図２は、真空処理装置が備える回転支持機構近傍を示す縦断面図である。図３は、回転支持機構が有する円筒支持部材に設けられた固体潤滑材の一例を示す図である。
【００３２】
堆積膜形成装置は、図１に示すように、堆積膜を形成するための真空処理装置１０１と、真空処理装置１０１の反応容器１１０内を減圧するための排気装置１０２とを備えて構成されている。
【００３３】
真空処理装置１０１は、プラズマ処理によって円筒状基体１１２に堆積膜を形成するための反応容器１１０と、円筒状基体１１２を加熱するための加熱用ヒーター１１３と、円筒状基体１１２を加熱するための加熱用ヒーター１１３と、反応容器１１０内に配置される円筒状基体１１２を保持する基体ホルダ１１７と、反応容器１１０内に原料ガスを導入するための原料ガス導入管１１４とを備えている。
【００３４】
また、真空処理装置１０１は、原料ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ（不図示）を介在させたミキシング１２４と、原料ガス導入管１１４に供給する原料ガスを調整するための原料ガス流入バルブ１３０と、高周波放電電力が供給されるカソード電極と、このカソード電極に高周波電力を供給するための高周波電源１１６および整合回路を有するマッチングボックス１１５とを備えている。
【００３５】
円筒状基体１１２は、使用目的に応じた材質を有するものであればよい。円筒状基体１１２の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレス等が、電気伝導率が良好であるため、好適であるが、加工性や製造コストを考慮して、アルミニウムが最適である。また、円筒状基体１１２を形成するアルミニウムとしては、例えばＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
【００３６】
加熱用ヒーター１１３は、基体ホルダ１１７の内部に設けられている。加熱用ヒーター１１３は、真空中で使用可能である発熱体であればよく、具体的にはシース状ヒーター、板状ヒーター、セラミックヒータ、カーボンヒータ等の電気抵抗発熱体や、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ランプ発熱体や、液体、気体等を熱媒とした熱交換手段による発熱体等が対象として挙げられる。加熱用ヒーター１１３の表面材料としては、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類や、セラミック、耐熱性高分子樹脂等を使用することができる。
【００３７】
カソード電極１１１には、高周波マッチングボックス１１５を介して高周波電源１１６が電気的に接続されている。また、カソード電極１１１は、碍子１６０により、アース面より絶縁されている。
【００３８】
さらに、反応容器１１０の下部には、円筒状基体１１２を保持する基体ホルダ１１７を回転可能に支持する回転支持機構１０５が設けられている。この回転支持機構１０５は、基体ホルダ１１７が載置された回転台１２１と、この回転台１２１を回転可能に支持する固定された円筒状支持部材１２２と、この円筒状支持部材１２２を支持する支軸１２３と、回転台１２１を回転させるためのモータ１２０とを有している。回転台１２１には、アースバネ１４０が取り付けられており、アースバネ１４０が、基体ホルダー１１７に、押し付けられることにより、基体ホルダー１１７および円筒状基体１１２のアースを強化している。
【００３９】
回転台１２１の下端部には、モータ１２０によって回転駆動される回転ギア１１８が設けられている。回転台１２１と回転ギア１１８は、例えばネジ等で固定されている。また回転ギア１１８の近傍には、位置ずれ防止機構ｂ１４９が設けられ、回転ギア１１８に、円筒状基体１１２の搬出方向（図では、上方向）に移動させる力が働いた場合、回転ギア１１８に設けられた位置ずれ防止機構ｃ１５０が接触することで、搬出方向への位置ずれを防止している。
【００４０】
モータ１２０の回転軸には、回転ギア１１８に噛合される回転駆動軸１１９が設けられている。回転駆動軸１１９は、かさ歯車１４１、駆動軸ａ１４２、駆動軸ｂ１４３から構成されている。駆動軸ａ１４２、駆動軸ｂ１４３はカギ状の嵌め合い構成とすることで、分離可能であるしかつ、モーター１２０の駆動力をかさ歯車１４１に伝達可能となっている。
【００４１】
回転駆動軸１１９は、Ｏリング１４４により真空気密を形成可能となっている。駆動軸ｂ１４３のみを、取り外すことで、Ｏリングの交換／補修および、駆動軸ｂ１４３の真空シール面のメンテナンス等が容易に実施可能な構成となっている。駆動軸ａ１４２は、軸支持部材１４６により、位置だし（図の場合、水平方向）されており、軸支持部材１４６と摺擦する。軸支持部材１４６は、位置ずれ防止ａ１４８により、位置ズレ（図の場合左右方向）が防止されている。更に、駆動軸ａ１４２には、Ｃリング１４５が取り付けられている。前述の位置ずれ防止ａ１４８およびＣリング１４５により、駆動軸ａ１４２は、位置ズレ（図の場合左右方向）が防止されている。これにより、回転ギア１１８とかさ歯車１４１の位置関係が固定される。
【００４２】
前記円筒状支持部材１２２の外周面である摺動面には図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）図５（ａ）、（ｂ）に示すように、固体潤滑材１７０〜１７２が使用されている。
図３（ａ）、（ｂ）に示すのは、円筒状支持部材１２２自体が固体潤滑材ａ１７０で形成されている。
【００４３】
図４（ａ）、（ｂ）に示すのは、円筒状支持部材１２２は、例えばステンレス、銅、ニッケルおよびその合金系等によって円筒状に形成されており、内周部が支軸の先端部に固定されている。なお、円筒状支持部材１２２の材質としては、加工コストや機械的強度を考慮した場合、ステンレスが最適である。
【００４４】
そして、円筒状支持部材１２２の外周面である摺動面には、複数の固体潤滑材ｂ１７１が所定の間隔をあけてそれぞれ配設されている。各固定潤滑材ｂ１７１は、円筒状支持部材１２２の摺動面上に、それぞれ固定されており、固体潤滑材ｂ１７１の固定方法として、例えば打ち込み方法やネジ止め方法等が挙げられる。
【００４５】
図４（ａ）、（ｂ）のような構成とすることで、摺動面の接触面積を減らすことで、摺動性能の向上が得られる。
【００４６】
図５（ａ）、（ｂ）に示すのは、円筒状支持部材１２２自体が固体潤滑材ｃ１７２で形成されている。そして、摺動面に逃げ加工１７６として、図の様に段差加工が成されている。図５（ａ）、（ｂ）のような構成とすることで、摺動面の接触面積を減らすことで、摺動性能の向上が得られる。
【００４７】
したがって、回転支持機構１０５は、回転ギア１１８との摺動面に固体潤滑材が設けられた円筒状支持部材１２２を、回転台１２１を回転可能に支持する軸受けとして用いている。
【００４８】
また、固体潤滑材１７０〜１７２が摺動される回転ギア１１８は、金属材料の中でも比較的滑り性が良いステンレス、銅、ニッケルおよびその合金系が適している。なお、回転ギア１１８の材質としては、加工コストや機械的強度を考慮した場合、ステンレスが最適である。
【００４９】
同様に軸支持部材１４６の内周面である摺動面には図６、図７、図８に示すように、固体潤滑材１７３〜１７５が使用されている。
【００５０】
図６に示すのは、軸支持部材１４６自体が固体潤滑材ｄ１７３で形成されている。
【００５１】
図７に示すのは、軸支持部材１４６は、例えばステンレス、銅、ニッケルおよびその合金系等によって円筒状に形成されており、外周部が固定されている。なお、軸支持部材１４６の材質としては、加工コストや機械的強度を考慮した場合、ステンレスが最適である。
【００５２】
そして、軸支持部材１４６の内周面である摺動面には、複数の固体潤滑材ｅ１７４が所定の間隔をあけてそれぞれ配設されている。各固定潤滑材ｅ１７４は、軸支持部材１４６の摺動面上に、それぞれ固定されており、固体潤滑材ｅ１７４の固定方法として、例えば打ち込み方法やネジ止め方法等が挙げられる。
【００５３】
図８に示すのは、軸支持部材１４６自体が固体潤滑材ｆ１７５で形成されている。そして軸支持部材１４６の内周面は、逃げ加工１７６が成されている。これにより、駆動軸ａ１４２との接触面積を減らしている。
【００５４】
堆積膜形成装置が備える排気装置１０２は、反応容器１１０の排気口に連通された排気配管１２８と、この排気配管１２８の経路に設けられた真空計１２５と、排気流量を調整するための排気メインバルブ１２７と、例えばロータリーポンプ、メカニカルブースターポンプ（不図示）等の真空ポンプ１２９とを有しており、反応容器１１０内を所定の圧力に維持する。
【００５５】
反応容器１１０内に円筒状基体１１２が装着された基体ホルダ−１１７を設置し、真空ポンプユニットにより反応容器１１０内を排気する。続いて反応容器１１０内にミキシング１２４および原料ガス導入管１１４を介して円筒状基体１１２の加熱に必要な原料ガス、例えばＡｒ、Ｈｅ等のガスを導入し、真空ポンプユニット（不図示）および排気メインバルブ１２７を用いて、反応容器１１０内を所定の圧力になるように真空計１２５を見ながら調整する。
【００５６】
次に、所定の圧力になった後、加熱用ヒーター１１３により円筒状基体１１２の温度を２００［℃］〜４５０［℃］程度、より好ましくは２５０［℃］〜３５０［℃］程度の所望の温度に制御する。
【００５７】
以上の手順によって堆積膜を形成する準備が完了した後、円筒状基体１１２上に光導電層の形成を行う。
【００５８】
すなわち、加熱用の原料ガスと堆積膜形成用の原料ガスとをミキシング１２４を介して混合して導入させて、原料ガスが所望の流量になるように調整する。その際、反応容器１１０内が１３．３［ｍＰａ］〜１３３０［Ｐａ］程度の所望の圧力になるように、真空計１２５を確認しながらメインバルブ１２７の開放量を調整する。
【００５９】
反応容器１１０内の圧力が安定した後、高周波電源１１６を所望の電力に設定して、例えば、１３．５６［ＭＨｚ］〜４５［ＭＨｚ］程度、例えば周波数１３．５６［ＭＨｚ］のＲＦ電源を用いて、高周波電力を高周波マッチングボックス１１５を介してカソード電極１１１に供給することで、高周波グロー放電を生起させる。
【００６０】
この放電エネルギーによって、反応容器１１０内に導入された原料ガスが分解され、円筒状基体１１２上に所望のシリコン原子を主成分とする堆積膜が形成される。
【００６１】
均一な堆積膜を形成するために、堆積膜を形成するのと同時期、あるいは円筒状基体１１２を加熱する段階で、円筒状基体１１２を回転させる。モータ１２０により駆動軸１１９を回転させ、回転台１２１が設置された回転ギア１１８を、１［ｒｐｍ］〜１０［ｒｐｍ］程度、例えば１［ｒｐｍ］の回転速度で回転させる。このとき、円筒状支持部材１２２に設けられた固体潤滑材が、回転ギア１１８の摺動面に摺動される。円筒状基体１１２の回転動作は、堆積膜の形成が終了するまで継続して行われる。このようにして円筒状基体１１２の外周面上に堆積膜が形成される。
【００６２】
次に、堆積膜が形成された後、原料ガスおよび高周波電力の供給を停止し、一旦排気バルブ１２７の開放量を全開にし、反応容器１１０内を排気する。その後、反応容器１１０および原料ガス導入管１１４内をパージガス、例えばＡｒ等の不活性ガスおよびＮ２の少なくとも一方を用いてパージ処理を行う。パージ処理完了後、反応容器１１０内をＡｒ等の不活性ガスおよびＮ２ガスの少なくとも一方を用いて、大気圧まで戻し、円筒状基体１１２を反応容器１１０内から取り出す。
【００６３】
その後、反応容器１１０内にクリーニング用のダミー基体を取り付けて、反応容器１１０内のクリーニング処理を行う。
【００６４】
本発明において、堆積膜形成条件から、２００［℃］以上、５００［℃］以下の雰囲気中で効率的な潤滑性を発揮することが望ましく、固体潤滑材１７０ａ〜１７０ｆの材質として、Ｗ、Ｓの少なくとも一方を含む材料であることが好ましい。
【００６５】
本発明において、基体ホルダーを回転させるための回転軸を設ける場合に、回転軸を駆動するための駆動モータを配置する構成としては、回転軸と同軸上またはギアを介してオフセットした平行軸上に配置する構成や、回転軸に対してギアを介して直交して配置する構成等が採られてもよい。
【００６６】
また、プラズマ処理時の円筒状基体１１２の回転数が大きすぎた場合には、回転による芯振れが大きくなることがあり、回転数が小さすぎた場合には、回転による効果が小さくなることがある。このため、プラズマ処理時の円筒状基体１１２の回転数としては、１［ｒｐｍ］以上１０［ｒｐｍ］以下の回転数が適しており、１［ｒｐｍ］以上５［ｒｐｍ］以下が最適である。
【００６７】
堆積膜形成時に使用される原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化珪素（ＳｉＦ４）、六フッ化二珪素（Ｓｉ２Ｆ６）等のアモルファスシリコン形成用の原料ガス、またはそれらの混合ガスを用いても有効である。希釈ガスとしては、水素（Ｈ２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等を用いても有効である。また、堆積膜のバンドギャップ幅を変化させる等の特性改善ガスとして、窒素（Ｎ２）、アンモニア（ＮＨ３）等の窒素原子を含む元素、酸素（Ｏ２）、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）等酸素原子を含む元素、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）等の炭化水素、四フッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ４）、フッ化窒素（ＮＦ３）等のフッ素化合物またはこれらの混合ガスを併用しても有効である。
【００６８】
また、ドーピング処理を目的として、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）、フッ化硼素（ＢＦ３）、ホスフィン（ＰＨ３）等のドーパントガスを同時に放電空間に導入しても同様に有効である。
【００６９】
クリーニング処理時に使用するクリーニング性ガスとしては、例えばＣＦ４、ＣＦ４４／Ｏ２、ＳＦ６、ＣｌＦ３（三フッ化塩素）等が挙げられるが、本実施形態では、クリーニング時間を短縮する面から有効であるＣｌＦ３（三フッ化塩素）が用いられている。また、本実施形態においては、クリーニング性ガスの濃度を調整するためにも、希釈用の不活性ガスを用いて濃度の調整を行うことが有効であり、導入される不活性ガスとして、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒが挙げられるが、Ａｒを用いることが好ましい。
【００７０】
上述したように、堆積膜形成装置が備える真空処理装置１０１によれば、回転ギア１１８の摺動面に固体潤滑材１７０〜１７２が配設された円筒状支持部材１２２を有する回転支持機構１０５を備えることによって、粉状の副生成物や堆積膜の破片等によって、回転台１２１の回転が阻害されること無く、腐食および耐久性が充分に確保されているため、円筒状基体１１２を安定して円滑に回転させることができる。
【００７１】
更に、前述のように、かさ歯車１４１が駆動中に位置がズレることが防止され、回転台１２１および回転ギア１１８との相対的な位置関係が安定されるため、ギアのバッククラッシュ量が安定することで、円滑な回転を長期間に渡り維持可能となる。
【００７２】
また、回転台１２１および回転ギア１１８が被処理基体の搬出につられて位置がずれ、前述のかさ歯車から回転支持手段が、脱離するあるいは、かさ歯車との相対的位置関係が、変動することが防止でき、円滑な回転を長期間に渡り維持可能となる。
【００７３】
このため、この真空処理装置１０１によれば、堆積膜形成装置自体および電気特性に何ら悪影響を与えることなく、円筒状基体１１２に形成される堆積膜の品質を向上し、膜厚や膜特性の均一性に優れた堆積膜を得ることができる。また、この真空処理装置１０１によれば、歩留まりを改善し、堆積膜の生産性を向上することができる。したがって、堆積膜形成装置によれば、画像欠陥を低減し、高画質が確保された良好な電子写真用感光体を安定的に得ることが可能になる。
【００７４】
以下、上述した堆積膜形成装置を用いた実験例および比較例により、本発明を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００７５】
図１に示す堆積膜形成装置を用いて、アルミニウムよりなる直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚５ｍｍの円筒状支持体上に、表１に示す条件で図８に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜（以下、電子写真感光体と略記する）の形成を行った。なお、図９中の符号９０１は円筒状支持体を示し、符号９０２は下部阻止層（第１層）、符号９０３は第１の光導電層（第２層）、９０４は第２の光導電層（第３層）、９０５は表面層（第４層）をそれぞれ示す。
【００７６】
円筒状支持部材１２２としては、表２に示す様に、固体潤滑材ａ１７０としてＷＳ２を含む富士ダイス（株）社製のＦＷ−４３０Ｌを図３に示す軸受けの部材形状に加工したものを用い、軸支持部材１４６としては、固体潤滑材ｄ１７３としてＷＳ２を含む富士ダイス（株）社製のＦＷ−４３０Ｌを図６に示す部材形状に加工したものを用いた。軸受け部材との摺動部の相手材になる図１に示す回転ギア１１８としてＳＵＳ３１６Ｌをギアの形状の加工したものを、クリーニング処理時のクリーニングガスとしてＡｒで希釈したＣｌＦ３をそれぞれ使用し、堆積膜の形成及びクリーニング処理を４０回行い、作製された電子写真感光体に関して下記に示す条件にて評価を行った。その結果を実施例１として表３に示す。但し回転速度は１ｒｐｍに固定した。
【実施例２】
【００７７】
表２に示す様に、固体潤滑材ａ１７０としてＣを含む富士ダイス（株）社製のＢＧＮ６０４０を図３に示す軸受けの部材形状に、及び軸支持部材１４６としては、固体潤滑材ｄ１７２としてＣを含む富士ダイス（株）社製のＦＷ−４３０Ｌを図６に示す部材形状に加工したものを使用した以外は、実施例１と同様の方法にて堆積膜の形成及びクリーニング処理を行い同様の評価を行った。その結果を実施例２として表３に示す。
【実施例３】
【００７８】
表２に示す様に、固体潤滑材ｂ１７１としてＷＳ２を含む富士ダイス（株）社製のＦＷ−４３０Ｌを図４に示す軸受けの部材形状に、軸支持部材１４６としては、固体潤滑材ｅ１７４としてＷＳ２を含む富士ダイス（株）社製のＦＷ−４３０Ｌを図７に示す部材形状に加工したものを使用した以外は、実施例１と同様の方法にて堆積膜の形成及びクリーニング処理を行い同様の評価を行った。このとき、円筒支持部材１２２の材質として、ステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）を用いた。その結果を実施例３として表３に示す。
【実施例４】
【００７９】
表２に示す様に、固体潤滑材ｃ１７２としてＷＳ２を含む富士ダイス（株）社製のＦＷ−４３０Ｌを図５に示す軸受けの部材形状に、軸支持部材１４６としては、固体潤滑材ｆ１７５としてＷＳ２を含む富士ダイス（株）社製のＦＷ−４３０Ｌを図８に示す部材形状に加工加工したものを使用した以外は、実施例１と同様の方法にて堆積膜の形成及びクリーニング処理を行い同様の評価を行った。その結果を実施例４として表３に示す。
【実施例５】
【００８０】
表２に示す様に、固体潤滑材ａ１７０との摺動部の相手材になる図１に示す回転ギア１１８の材質として、Ｃｕはりん青銅を、Ｎｉはハステロイをギアの形状の加工したものを使用した以外は実施例１と同様の方法にて堆積膜の形成及びクリーニング処理を行い同様の評価を行った。その結果を実施例５として表３に示す。
【実施例６】
【００８１】
円筒支持部材１２２の材質として、ニッケルを用いた以外は、実施例３と同様の方法にて堆積膜の形成及びクリーニング処理を行い同様の評価を行った。その結果を実施例６として表３に示す。
【００８２】
（比較例）
図１０に示す堆積膜形成装置および、軸受けに図１１に示す従来のベアリングを用いた以外は、表２に示すように、ベアリングの相手材になる回転ギア２１８の材質は実施例１と同様のものを用い、実施例１と同様の方法にて堆積膜の形成及びクリーニング処理行い同様の評価を行った。
【００８３】
なお、評価項目の『軸受けの外観』に関しては、図１１に示す、転動体２２２ｂの表面を観察し評価を行った。
【００８４】
その結果を比較例として表３に示す。
【００８５】
【表１】
2005105395.tif 000003
【００８６】
（評価）
『摺動性能』
円筒状支持体が装着された支持体ホルダーを回転させ初期と４０回終了後で回転時のトルクを測定し摺動性能を下記に示す様に評価した。
【００８７】
◎        ・・・初期となんら変化無し
◎〜○  ・・・初期よりトルクの増加が５％未満
○        ・・・初期よりトルクの増加が１０％未満
△        ・・・初期よりトルクの増加が１０％以上、２０％未満
【００８８】
『磨耗量』
円筒状支持体が装着された支持体ホルダーを回転させ初期と４０回終了後で固体潤滑材の体積を測定し、回転における固体潤滑材の磨耗量を測定し下記に示す様に評価を行った。
【００８９】
◎  ・・・初期に比べ体積の減少が１％未満
○  ・・・初期に比べ体積の減少が１％以上、５％未満
△  ・・・初期よりトルクの増加が５％以上
【００９０】
『軸受けの外観』軸受けの摺動面の腐食状態を金属顕微鏡を用いて観察し評価を行った。
【００９１】
◎  ・・・腐食も無く良好
○  ・・・腐食が一部認められる
△  ・・・腐食が全体に認められる
【００９２】
『回転時の芯振れ量』
円筒状支持体が装着された支持体ホルダーの上端部の芯振れ量を初期と４０回終了後に測定しその変化量を測定した。
【００９３】
◎  ・・・初期となんら変化無し
○  ・・・初期との芯振れの増加量が初期の１０％未満
△  ・・・初期の芯振れの増加量が初期の１０％以上、２０％未満
【００９４】
『電位均一性』
作成された電子写真感光体を、一定の暗部表面電位（４５０Ｖ）に帯電させる。そして、周方向の電位分布を電子写真感光体の軸方向に関して５点測定し、その５点の最大値の値を周ムラ電位として評価した。この評価を堆積膜形成初期と４０回終了後について評価した。
【００９５】
◎  ・・・初期と変化無く非常に良好
○  ・・・初期と比べて変化量が１０％未満で良好
△  ・・・初期と比べて変化量が１０％以上有るが実用上問題の無いレベルである
【００９６】
『総合評価』
上記各評価項目に対して下記に示す基準にて総合評価の格付けを行った。
【００９７】
◎  ・・・すべての項目で◎である
◎〜○  ・・・すべての項目で◎か◎〜○である
○  ・・・すべての項目で◎か○である
△  ・・・一項目でも△がある
【００９８】
【表２】
2005105395.tif 000004
【００９９】
【表３】
2005105395.tif 000005
【０１００】
表３より明らかに、本発明の真空処理装置を用いる事により良好な結果が得られた。
【実施例７】
【０１０１】
円筒支持部材１２２の材質にステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）を用い、円筒支持部材１２２に設けられる固体潤滑材ｂ１７１としてＷＳ２を含むもの（富士ダイス株式会社製）を用い、固体潤滑材ｂ１７１が摺動する回転台１２１の材質にステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）を用いて電子写真用感光体を形成し、電子写真用感光体を作製した後、クリーニング処理にＣＦ４にＯ２を混合したＣＦ４／Ｏ２をクリーニングガスとして使用した点以外は、実施例３と同様の条件で繰り返し、電子写真感光体を作製した。
【０１０２】
このとき、電子写真用感光体の作製時に軸受けとして使用した、固体潤滑材ｂ１７１が設けられた円筒状支持部材１２２について、上述の基準で評価を行った。その結果を実施例３と共に表４に示す。
【０１０３】
【表４】
2005105395.tif 000006
【０１０４】
（＊）軸受けの外観に関しては、実施例３よりも優れていた。
【０１０５】
表４から明らかなように、クリーニング処理工程でフッ素系のクリーニングガスを用いた場合であっても、固体潤滑材が設けられた円筒状支持部材１２２を軸受けとして使用した真空処理装置を用いることによって、良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の真空処理装置を採用した堆積膜形成装置の模式的断面図。
【図２】本発明の真空処理装置が備える回転支持機構を示す縦断面図である。
【図３】円筒状支持部材の一例を示す図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が斜視図である。
【図４】円筒状支持部材の一例を示す図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が斜視図である。
【図５】円筒状支持部材の一例を示す図であって、（ａ）が断面図、（ｂ）が斜視図である。
【図６】軸支持部材の一例を示す図であって、断面図である。
【図７】軸支持部材の一例を示す図であって、断面図である。
【図８】軸支持部材の一例を示す図であって、断面図である。
【図９】ａ−Ｓｉ電子写真感光体の層構成の一例を示す模式図。
【図１０】従来の堆積膜形成装置の模式的断面図。
【図１１】（ａ）は従来のベアリングの断面図、（ｂ）は斜視図。
【符号の説明】
【０１０７】
１０１、２０１  真空処理装置
１０２、２０２  排気装置
１１０、２１０  反応容器
１１１、２１１  カソード電極
１１２、２１２  円筒状支持体
１１３、２１３  加熱用ヒーター
１１４、２１４  原料ガス導入管
１１５、２１５  高周波マッチングボックス
１１６、２１６  高周波電源
１１７、２１７  基体ホルダー
１１８、２１８  回転ギア
１１９、２１９  回転駆動軸
１２０、２２０  モーター
１２１、２２１  回転受け台
１２２  円筒状支持部材
１２３、２２３  支軸
１２４、２２４  ミキシング
１２５、２２５  真空計
１２６、２２６  リークバルブ
１２７、２２７  排気メインバルブ
１２８、２２８  排気配管
１２９、２２９  真空ポンプユニット
１３０、２３０  原料ガス流入バルブ
１４０  アースバネ
１４１  かさ歯車
１４２  駆動軸ａ
１４３  駆動軸ｂ
１４４  Ｏリング
１４５  Ｃリング
１４６  軸支持部材
１４８  位置ずれ防止ａ
１４９  位置ずれ防止ｂ
１５０  位置ずれ防止ｃ
１６０  碍子
１７０  固体潤滑材ａ
１７１  固体潤滑材ｂ
１７２  固体潤滑材ｃ
１７３  固体潤滑材ｄ
１７４  固体潤滑材ｅ
１７５  固体潤滑材ｆ
１７７  逃げ加工
２２２  軸受け（ベアリング）
９０１  円筒状支持体
９０２  下部阻止層
９０３  第１の光導電層
９０４  第２の光導電層
９０５  表面層
【図１】
2005105395.tif 000007
【図２】
2005105395.tif 000008
【図３】
2005105395.tif 000009
【図４】
2005105395.tif 000010
【図５】
2005105395.tif 000011
【図６】
2005105395.tif 000012
【図７】
2005105395.tif 000013
【図８】
2005105395.tif 000014
【図９】
2005105395.tif 000015
【図１０】
2005105395.tif 000016
【図１１】
2005105395.tif 000017