(57)【要約】【課題】堆積膜の膜厚や膜特性の均一性を向上させることができる真空処理装置を提供すること。【解決手段】減圧可能な反応空間を有する反応容器と、反応容器内を減圧可能とする排気手段と、反応容器内に設置される円筒状基体を保持する基体保持手段と、円筒状基体を回転可能にする回転手段と、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、円筒状基体を加熱するための加熱手段と、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、排気手段は、円筒状基体の円周方向の一方向に、長手方向に複数設けられた排気口を有し、該排気口は、反応容器の一部であるカソード電極上及びカソード電極以外でカソード電極の両端に少なくとも配置され、該複数の排気口には、各々排気配管が接続され、各排気配管には排気コンダクタンス調整手段を有する。【選択図】図１
2007023325.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、前記反応容器内を減圧可能とする排気手段と、前記反応容器内に設置される円筒状基体を保持する基体保持手段と、前記円筒状基体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、前記円筒状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て成る真空処理装置において、
前記排気手段は、前記円筒状基体の円周方向の一方向に、長手方向に複数設けられた排気口を有し、該排気口は、前記反応容器の一部であるカソード電極上及び前記カソード電極以外で、カソード電極の両端に少なくとも配置され、該複数の排気口には、各々排気配管が接続され、各排気配管には排気コンダクタンス調整手段を有することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記複数の排気口の前記反応容器の一部であるカソード電極上の排気口は、カソード電極の長手方向の中央に位置し、前記カソード電極の両端に位置する排気口の、一端の排気口の端から他端の排気口の端までの距離は、前記円筒状基体の長さより長いことを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
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は、前記円筒状基体に対し、前記複数の排気口と、円周方向で反対側に放電エネルギーの給電点が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記給電点は、前記カソード電極中央で、且つ、前記カソード電極の内面側であることを特徴とする請求項３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、取り分け機能性堆積膜、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或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ものである。
【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、例えば水素及びハロゲン（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、その中の幾つかは実用に付されている。
【０００３】
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。
【０００４】
又、特許文献１には、原料ガスの利用効率の向上及び堆積膜の均一化を目的とし、原料ガスの供給手段と、堆積膜形成用基板の配列と、排気方向を規定した装置が開示されている。
【０００５】
又、特許文献２には、プラズマ処理の均一化を目的とし、原料ガスの供給手段と、原料ガスを吹き出す電極の構成部品の材料と、被処理体の周辺近傍の吸い込み口のコンダクタンスとを規定した装置が開示されている。
【０００６】
又、特許文献３には、適切な原料ガスの流れを目的とし、電極の近傍に原料ガス排気手段備えた装置が開示されている。
【０００７】
ここで、従来の堆積膜形成装置５１０の一例を模式図を図５に示す。尚、図５（ａ）は縦断面図、図５（ｂ）は横断面図である。
【０００８】
堆積膜形成装置５１０は、プラズマ処理によって円筒状基体５１２に堆積膜を形成するための円筒状反応容器５１１と、円筒状基体５１２を加熱するための加熱用ヒータ５１３と、円筒状反応容器５１１内に配置される円筒状基体５１２を保持する基体ホルダ５１７と、円筒状反応容器５１１内に原料ガスを導入するための原料ガス導入管５１４とを備えている。
【０００９】
又、堆積膜形成装置５１０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５２３と、原料ガス導入管５１４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５３０と、高周波放電電力が供給される円筒状反応容器５１１と、この円筒状反応容器５１１に高周波電力を供給するための高周波電源５１６及び整合回路を有するマッチングボックス５１５とを備えている。
【００１０】
円筒状反応容器５１１には、高周波マッチングボックス５１５を介して高周波電源５１６が電気的に接続されている。
【００１１】
更に、円筒状反応容器５１１の下部には、円筒状基体５１２を保持する基体ホルダ５１７を回転可能に支持する回転支持機構５０５が設けられている。
【００１２】
この回転支持機構５０５は、基体ホルダ５１７が載置された回転台５２１と、この回転台５２１を回転可能に支持する支軸５２２と、回転台５２１を回転させるためのモータ５２０とを有している。
【００１３】
そして、円筒状基体５１２は、基体ホルダ５１７上に装着されて、回転台５２１が支軸５２２の軸回りに回転することによって、基体ホルダ５１７と共に回転可能にされている。
【００１４】
堆積膜形成装置５１０が備える排気系は、円筒状反応容器５１１の両端近傍に設けられた排気口５２６に連通された排気配管５２８と、この排気配管５２８の経路に設けられた真空計５２５と、排気メインバルブ５２７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等の真空ポンプ５２９とを有しており、円筒状反応容器５１１内を所定の圧力に維持する。５３１はセラミックス等から成る絶縁碍子で、カソード電極となる円筒状反応容器５１１と、排気口５２６とを電気的に絶縁している。
【００１５】
以上のように構成された従来の真空処理装置を用いて堆積膜を形成することによって、或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ている。
【００１６】
従来、上述した手法、装置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、堆積膜の均一性が、従来以上に求められている。又、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り、堆積膜の層構成も多様化してきた結果、真空処理条件も複雑化している。
【特許文献１】特公平５−０３２４７２号公報
【特許文献２】特開平８−１５３６７９号公報
【特許文献３】特開昭６１−００６２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
均一な真空処理を行うには、被処理基体に対して原料ガスを均一に流すことだけではなく、プラズマを形成する電極に対しても原料ガスの分布の均一性を向上する必要があると考えられる。電極に対して、原料ガスの不均一性があると、形成されるプラズマに不均一性が生じ、被処理基体に堆積される堆積膜に影響を及ぼすと考えられる。
【００１８】
前述のような従来の真空処理装置においては、被処理基体に対する原料ガスの均一性は良好であると考えられる。一方、電極に対しては、電極の両端近傍に排気口が設置されているため、原料ガスの流れにより電極中央近傍と、電極の両端近傍では、原料ガスの流速、或は混合ガスの場合はガスの混合割合等に不均一性が生じる場合があると考えられる。
【００１９】
その結果、電極近傍でのプラズマに不均一性が生じ、その影響が被処理基体に到達する活性種或はイオンのエネルギー等に不均一性が生じ、その結果堆積膜の不均一性が生じると考えられる。
【００２０】
更に、これら上述した従来の真空処理装置では、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が発生する。
【００２１】
排気口周囲や排気配管内部にも、これら粉状の副生成物が形成され、その結果、排気のコンダクタンスが変化する。このコンダクタンスの変化は、堆積膜形成中の処理条件（特に、内圧）に影響を及ぼすと同時に、排気口の形状によっては、ガスの流れを変化させ、堆積膜の均一性に影響を及ぼす場合がある。
【００２２】
又、前述のように電子写真特性向上のために、堆積膜の層構成も多様化してきた結果、真空処理条件も複雑化している。そのため、従来の真空処理装置では、全ての処理条件に対し、プラズマを均一に、又、原料ガスを均一に、且つ、安定的に流すことが困難な場合があった。
【００２３】
更に、多品種生産において、各々の真空処理条件が異なるため、各品種に応じ真空処理装置の最適化を行う必要があり、そのため、生産性の低下を招く場合があった。
【００２４】
従来の電子写真装置では、上記のように、堆積膜形成中にガスの流れに変化が生じた状態で形成された堆積膜から成る電子写真用感光体を用いても実用上問題がなかった。
【００２５】
しかしながら、例えば近年の高画質カラー装置では、階調性が向上されているため、上述のような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。
【００２６】
そこで、本発明は、堆積膜の膜厚や膜特性の均一性を向上させ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】
【００２７】
上述した目的を達成するため、本発明は、減圧可能な反応空間を有する反応容器と、前記反応容器内を減圧可能とする排気手段と、前記反応容器内に設置される円筒状基体を保持する基体保持手段と、前記円筒状基体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、前記円筒状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、
前記排気手段は、前記円筒状基体の円周方向の一方向に、長手方向に複数設けられた排気口を有し、該排気口は、前記反応容器の一部であるカソード電極上及び前記カソード電極以外でカソード電極の両端に少なくとも配置され、該複数の排気口には、各々排気配管が接続され、各排気配管には排気コンダクタンス調整手段を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の真空処理装置は、排気口をカソード電極上及びカソード電極以外で、カソード電極の両端に配置することで、電極中央近傍と、電極の両端近傍で生じていた、原料ガスの流速、或は混合ガスの場合はガスの混合割合等の不均一性を大幅に抑制することが可能となる。そのため、電極近傍でのプラズマの均一性が向上し、被処理基体に到達する活性種或はイオンのエネルギー等の均一性が向上する。その結果、堆積膜の膜厚及び膜特性の均一性が大幅に向上すると考えられる。
【００２９】
排気口の設置位置に関しては、全ての排気口をカソード電極上に設けることは、電極に対してガスの均一性を向上させるのに効果的であるが、電極上に排気口を複数設けることにより、排気口の有る部分と、無い部分で電力の不均一性が生じ、プラズマの均一性を低下させる場合がある。よって、両端の排気口は、カソード電極以外で、カソード電極の両端に設けることが好ましい。
【００３０】
更に、本発明の真空処理装置は、各排気配管排気にコンダクタンス調整手段が設けられているため、前述のように真空処理中に、排気口周囲や、排気配管内部に、粉状の副生成物が形成され、その結果、排気のコンダクタンスが変化した場合でも、排気コンダクタンス調整手段を駆動することで、真空処理中の各排気口に関する排気コンダクタンスを真空処理中一定のバランスを取ることが可能となる。その結果、真空処理中のガスの流れを安定化でき、堆積膜の均一性が大幅に向上する。
【００３１】
又、真空処理条件が多様化しても（例えば、多層構成の真空処理、或は多品種生産）、上記のように、排気コンダクタンス調整手段を駆動することで、真空処理中の各排気口に関する排気コンダクタンスを一定のバランスを取ることが可能となる。その結果、真空処理中のガスの流れを安定化でき、堆積膜の均一性が大幅に向上する。
【００３２】
又、多品種生産において、各々の真空処理条件が異なる場合でも、各品種に応じ簡単に排気コンダクタンスの調整によって真空処理装置の最適化を行うことが可能となり、生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、真空処理における反応容器内のガスの流れに関して長手方向での均一性、安定化を図ることができる。これにより、堆積膜の膜厚、延ては膜特性の均一性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の具体的な実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３５】
＜実施の形態１＞
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１１０の一例を模式的に示した縦断面図である。図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は横断面図である。
【００３６】
堆積膜形成装置１１０は、下プレート１１８、上下の排気ポート１３２、上下の絶縁体１３１、カソード電極１１１、上蓋１１９により形成された円筒状の反応容器を備えている。
【００３７】
更に、堆積膜形成装置１１０は、円筒状基体１１２を加熱するための加熱用ヒータ１１３と、円筒状の反応容器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、円筒状の反応容器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。
【００３８】
又、堆積膜形成装置１１０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１２３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１１１と、この円カソード電極１１１に高周波電力を供給するための高周波電源１１６及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。
【００３９】
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良い。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。又、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系合金の何れかを用いることが好ましい。
【００４０】
加熱用ヒータ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１１３は、真空中で使用可能である発熱体であれば良く、具体的には、シース状ヒータ、板状ヒータ、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。
【００４１】
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。カソード電極１１１は、アース電位であるカソード電極１１１の下プレート１１８、上蓋１１９、上下の排気ポート１３２とは、セラミックスから成る絶縁体１３１により絶縁されている。
【００４２】
更に、円筒状の反応容器の下部には、円筒状基体１１２の軸方向が円筒状の反応容器の長手方向に向くように円筒状基体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を支持する支軸１２２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。
【００４３】
そして、円筒状基体１１２は、基体ホルダ１１７上に装着されて、回転台１２１と共に支軸１２２の軸回りに回転される。
【００４４】
堆積膜形成装置１１０が備える排気系は、円筒状の反応容器の排気口１２６Ａ〜１２６Ｃに連通された排気配管１２８と、各排気配管１２８の経路に設けられた真空計１２５Ａ〜１２５Ｃと排気コンダクタンス調整手段としてのコンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃ、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等の真空ポンプユニット１２９とを有しており、円筒状の反応容器内を所定の圧力に維持する。
【００４５】
排気口１２６Ａ〜１２６Ｃは、円筒状の反応容器の側壁に、長手方向に３箇所直線上に配置されている。
【００４６】
排気口１２６Ｂは、カソード電極１１１の中央に位置している。
【００４７】
排気口１２６Ａ，１２６Ｃは、カソード電極１１１の上下両端を挟むように、排気ポート１３２に配置されている。
【００４８】
排気配管１２８は、絶縁体１３１を介して、円筒状の反応容器の側面に接続されている。
【００４９】
以上のように構成された堆積膜形成装置１１０を用いて堆積膜を形成する方法の手順の一例を以下に説明する。
【００５０】
円筒状の反応容器内に円筒状基体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１２９により円筒状の反応容器内を排気する。続いて円筒状の反応容器内にミキシング１２３及び原料ガス導入管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１２９及び排気メインバルブ１２７を用いて、円筒状の反応容器内を所定の圧力になるように真空計１２５Ａ〜１２５Ｃを確認しながら調整する。
【００５１】
次に、所定の圧力になった後、加熱用ヒータ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。
【００５２】
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。
【００５３】
即ち、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１２３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、円筒状の反応容器内が１３．３［ｍＰａ］〜１３３０［Ｐａ］程度の所望の圧力になるように、真空計１２５Ａ〜１２５Ｃを確認しながら真空ポンプユニット１２９のメカニカルブースターポンプの回転周波数を調整する。
【００５４】
同時に、真空計１２５Ａ〜１２５Ｃの値を所定の値（比率）になるように、コンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃの開口度を調整する。
【００５５】
円筒状の反応容器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。
【００５６】
この放電エネルギによって、円筒状の反応容器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。
【００５７】
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、或は円筒状基体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を回転させ、１［ｒｐｍ］〜１０［ｒｐｍ］程度、例えば１［ｒｐｍ］の回転速度で回転させる。こうすることで、円筒状基体１１２の周方向に均一な堆積膜が形成される。
【００５８】
更に、堆積膜形成中、真空計１２５Ａ〜１２５Ｃの値を所定の値（比率）になるように、コンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃの開口度を随時調整する。こうすることで、円筒状基体１１２の長手方向のガスの流れが真空処理中安定するので、長手方向に均一な堆積膜が形成される。
【００５９】
又、例えば、多層構成の電子写真感光体を作製する場合のように真空処理条件が変化する場合は、各層毎に真空計１２５Ａ〜１２５Ｃの値を、最適な値（比率）になるように、コンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃの開口度を随時調整する。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。
【００６０】
次に、堆積膜が形成された後、原料ガス及び高周波電力の供給を停止し、一旦コンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃの開口度を全開にし、円筒状反応容器１１１内を排気する。その後、円筒状反応容器１１１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、円筒状の反応容器内をＡｒ等の不活性ガス及び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を円筒状の反応容器内から取り出す。
【００６１】
その後に、堆積膜形成時に大量に発生し堆積したポリシラン等の副生成物のクリーニング処理を行う。その時の手順としては、円筒状基体１１２の代わりに同一形状をしたクリーニング用のダミー基体（不図示）を円筒状の反応容器内に設置し、真空ポンプユニット１２９により円筒状の反応容器内を排気する。
【００６２】
続いて円筒状の反応容器内にミキシング１２４及び原料ガス導入管１１４を介してクリーニング処理に必要な原料ガス、例えばＡｒとＣｌＦ３
の混合ガス等を導入し、真空ポンプユニット１２９及び排気メインバルブ１２７、コンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃを用いて、円筒状の反応容器内を所定の圧力になるように真空計１２５Ａ〜１２５Ｃを確認しながら調整する。
【００６３】
円筒状の反応容器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。この放電エネルギによって、円筒状の反応容器内に導入されたクリーニング用の原料ガスが分解され、円筒状の反応容器内がクリーニング処理される。
【００６４】
次に、クリーニング処理後に高周波電力の供給を停止し、一旦コンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃの開口度を全開にし、円筒状の反応容器内を排気する。その後、円筒状の反応容器及び原料ガス導入管導入管１１４内をパージガス、例えばＡｒ等の不活性ガス及び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、円筒状の反応容器内を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、大気圧まで戻しクリーニング用のダミー基体（不図示）を円筒状の反応容器内から取り出す。
【００６５】
本実施の形態において、排気口１２６Ａ〜１２６Ｃの配置としては、長手方向のガス流の均一性の面から円筒状基体１１２の長手方向に複数個配置することを基本としているが、直線上に配置する方が、より均一性向上の面で好ましい。又、円周方向での配置としては、ガスの利用効率および装置の簡略化の面で、円周方向の一方向に配置するのが好ましい。
【００６６】
本実施の形態において、図１中「Ｌ１」で示してある、一端側の排気口１２６Ａの端から他端側の排気口１２６Ｃの端までの距離は、円筒状基体１１２の長さより長くする方が、長手方向のガス流の均一性の面から好ましい。
【００６７】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態１を図面を参照して説明する。尚、説明に際しては、実施の形態１と同じ部材に関しては実施の形態１と同じ符号により説明するものとする。
【００６８】
図２（ａ）は、図１と同様に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１１０の一例を模式的に示した縦断面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）中の、破線の囲み部の詳細を示す。
【００６９】
本実施の形態と実施の形態１との違いは、高周波の円筒状反応容器１１１への導入の違いである。
【００７０】
図１においては、高周波は、カソード電極１１１の外側に設けられた接続部１４０に、高周波の伝送経路を接続している。
【００７１】
図２においては、カソード電極１１１に設けられた、貫通穴２４１内に高周波の伝送経路を通し、カソード電極１１１の内側に設けられた接続部２４０に高周波の伝送経路を接続している。接続部２４０は、真空気密機構も兼ね備えている。
【００７２】
図２（ｂ）に接続部２４０の詳細を示す。２４２はアルミニウム等の金属から成る接続盤で、中央に高周波電源１１６からの高周波の伝送線２４４が接続されている。接続盤２４２は、ネジ止め等で、カソード電極１１１の内面に取り付けられている。２４３はオーリングで、これにより、円筒状の反応容器と、外気とが遮断され真空気密を維持できる。２４５はセラミックス等の絶縁体である。
【００７３】
図２の実施の形態にすることで、長手方向の真空処理の均一性がより向上する。この理由は、以下のように推測される。
【００７４】
高周波は導線の表面を伝わって伝搬する。図１の場合、高周波は、カソード電極１１１の外側にある接続部１４０から、カソード電極１１１の外側を上下方向に伝搬し、カソード電極１１１の内側に伝搬する。そして、内側の上下方向から中央に伝搬すると考えられる。このとき、カソード電極１１１の内側にプラズマが形成されていると、高周波はカソード電極１１１の上下方向からプラズマ形成のために消費されるため、電力は、上下方向から中央方向に向かって減衰すると考えられる。更に、カソード電極１１１の中央部には、前述のように排気口１２６Ｂが存在するため、中央付近の高周波電力は、上下方向に比べ低下すると考えられる。
【００７５】
一方、図２の場合は、高周波は、カソード電極１１１の内側にある接続部２４０から、カソード電極１１１の内側に直接導入されるので、電力は、中央から上下方向に向かって減衰すると考えられる。よって、前述のように、排気口１２６Ｂの影響を低減することが可能となり、高周波電力の均一性が向上し、その結果、長手方向の真空処理の均一性がより向上すると考えられる。
【００７６】
本発明において、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は、円筒状基体１１２に対し、複数の排気口１２６と、反対側に放電エネルギーの給電点が設けられている方が、均一性の面で好ましい。
【００７７】
この理由に関しては、定かではないが、以下のように推測される。
【００７８】
放電エネルギーにより原料ガスを励起することで生成される活性種は、排気口に近い程、放電空間内に滞在する時間が短いと考えられる。そのため、排気手段からの距離が遠い位置より放電エネルギーを供給することで、活性種が効率的に放電空間内に生成され、その結果プラズマが安定し放電空間内の均一性が向上すると考えられる。
【００７９】
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（Ｓｉ２ Ｈ６ ）、四フッ化珪素（ＳｉＦ４ ）、六フッ化二珪素（Ｓｉ２ Ｆ６ ）等のアモルファスシリコン形成用の原料ガス、又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。又、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（Ｎ２ Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２ ）等の酸素原子を含む元素、メタン（ＣＨ４ ）、エタン（Ｃ２ Ｈ６ ）、エチレン（Ｃ２ Ｈ４ ）、アセチレン（Ｃ２ Ｈ２ ）、プロパン（Ｃ３ Ｈ８ ）等の炭化水素、四フッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ４ ）、フッ化窒素（ＮＦ３ ）等のフッ素化合物又はこれらの混合ガスを併用しても有効である。
【００８０】
又、ドーピング処理を目的として、ジボラン（Ｂ２ Ｈ６ ）、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。
【００８１】
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 、ＣＦ４ ／Ｏ２ 、ＳＦ６ 、ＣｌＦ３ （三フッ化塩素）等が挙げられるが、本発明では、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。又、本発明においては、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。
【００８２】
以上のように構成された本発明に係る堆積膜形成装置は、前記円筒状基体１１２の円周方向の一方向に、長手方向に複数設けられた排気口１２６Ａ〜１２６Ｃを有し、該排気口は、前記反応容器の一部であるカソード電極上（１２６Ｂ）及び前記カソード電極以外で、カソード電極の両端に（１２６Ａ、１２６Ｃ）、少なくとも配置し、更に、各排気口１２６Ａ〜１２６Ｃには排気配管１２８が接続され、各排気配管１２８には排気コンダクタンス調整手段であるコンダクタンスバルブ１２４Ａ〜１２４Ｃが設けられている。
【００８３】
即ち、本発明に係る真空処理装置によれば、電極中央近傍と、電極の両端近傍で生じていた原料ガスの流速、或は混合ガスの場合はガスの混合割合等の不均一性を大幅に抑制することが可能となる。そのため、電極近傍でのプラズマの均一性が向上し、被処理基体に到達する活性種或はイオンのエネルギー等の均一性が向上する。その結果、堆積膜の膜厚及び膜特性の均一性が大幅に向上すると考えられる。
【００８４】
更に、本発明に係る真空処理装置によれば、真空処理中に、排気口周囲や排気配管内部に、粉状の副生成物が形成され、その結果、排気のコンダクタンスが変化した場合でも、排気コンダクタンス調整手段を駆動することで、真空処理中の各排気口に関する排気コンダクタンスを真空処理中一定のバランスを取ることが可能となる。その結果、真空処理中のガスの流れを安定化でき、堆積膜の均一性が大幅に向上する。
【００８５】
又、例えば、多層構成の真空処理のように真空処理条件が多様化しても、排気コンダクタンス調整手段を駆動することで、真空処理中の各排気口に関する排気コンダクタンスの一定のバランスを取ることが可能となる。その結果、真空処理中のガスの流れを安定化でき、堆積膜の均一性が大幅に向上する。
【００８６】
又、多品種生産において、各々の真空処理条件が異なる場合でも、各品種に応じ簡単に真空処理装置の最適化を行うことが可能となり、生産性の向上が可能となった。
【００８７】
以下、実施例により本発明を更にに詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。尚、以下の説明では上述した各実施形態と同じ符号を用いて説明する。
【実施例１】
【００８８】
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３ｍｍの円筒状基体１１２上に、表１に示す条件で図５に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜の形成を行った（以下、電子写真感光体と略記する）。尚、図５中の符号５０１は円筒状基体を示し、符号５０２は下部阻止層（第１層）、符号５０３は第１の光導電層（第２層）、符号５０４は表面層（第３層）をそれぞれ示す。
【００８９】
本実施例においては、層作成時の排気コンダクタンスを、表２のようにコンダクタンスバルブの開口率を調整することで実施した。又、各層の形成を開始する際に、コンダクタンスバルブ１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃの開口率を表２のように調整した。
【００９０】
又、図中「Ｌ１」で示すカソード電極１１１の両端に位置する排気口（１２６Ａ，１２６Ｃ）の一端の排気口の端から他端の排気口の端までの距離は、円筒状基体１１２と同じ長さになる構成とした。
【００９１】
作製された電子写真感光体に関して「Ｖｄ母線むら」「Ｖｄ周方向むら」「Ｖｈ母線ムラ」「画像欠陥」の評価を以下のように実施した。
・「Ｖｄ母線むら」
プロセススピード２６５ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長６８０ｎｍのＬＥＤ）光量４ｌｘ・ｓとし、電子写真感光体の中位置の表面電位が、帯電器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍｏｄｅｌ３４４）の電位センサで４５０Ｖ（暗電位）になるように帯電器の電流値を調整する。その後、測定プローブを電子写真感光体の端部より軸方向に関して１２点測定し、その１２点の最大値−最小値の値をＶｄ母線むらとして評価した。
【００９２】
そして、以下の比較例１の結果に対し相対評価を行い、次のようにランク付けを行った。
【００９３】
△      ：１００（比較例１と同じ）
○      ：１００未満７５以上
○〜◎  ：７５未満７０以上
◎      ：７０未満６０以上
☆      ：６０未満
・「Ｖｄ周方向むら」の評価
プロセススピード２６５ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長６８０ｎｍのＬＥＤ）光量４ｌｘ・ｓ、帯電器の電流値１０００μＡの条件にて、電子写真感光体の中位置の表面電位を測定する。この測定を電子写真感光体１０回転分実施し、得られた表面電位の最大値と最小値の差をＶｄ周方向むらとして評価した。
【００９４】
そして、以下の比較例１の結果に対し相対評価を行い、次のようにランク付けを行った。
【００９５】
△      ：１００（比較例１と同じ）
○      ：１００未満９０以上
◎      ：９０未満８５以上
☆      ：８５未満
・「Ｖｈ母線むら」
上記Ｖｄ母線むらと同じ手順で電子写真感光体の中位置の表面電位が４５０Ｖ（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（波長６６０ｎｍのレーザ）を照射し像露光光源の光量を調整して、表面電位が２００Ｖ（明電位）となるようにした後、測定プローブを電子写真感光体の端部より軸方向に関して１２点測定し、その１２点の最大値−最小値の値をＶｈ母線むらとして評価した。そして、以下の比較例１の結果に対し相対評価を行い、次のようにランク付けを行った。
【００９６】
△      ：１００（比較例１と同じ）
○      ：１００未満７５以上
○〜◎  ：７５未満７０以上
◎      ：７０未満６０以上
☆      ：６０未満
・「画像欠陥」
帯電電圧、現像バイアス等を調整し、透過濃度２．０の画像を作成し、作成された画像において画像の同一面積内にある直径０．２ｍｍ以上の白点の数をカウントし、画像欠陥数を評価した。
【００９７】
そして、以下の比較例１の結果に対し相対評価を行い、次のようにランク付けを行った。
【００９８】
△      ：１００（比較例１と同じ）
○      ：１００未満８０以上
◎      ：８０未満７０以上
☆      ：７０未満
・「総合評価」上記４項目（「Ｖｄ母線むら」「Ｖｄ周方向むら」「Ｖｈ母線むら」「画像欠陥」）の評価結果に対し、
△      ：全ての項目で△
○      ：全ての項目で○
○〜◎  ：○と○〜◎が同じ数
◎      ：全ての項目で◎
◎〜☆  ：◎と☆が同じ数
☆      ：全ての項目で☆
その結果を表３に示す。
【００９９】
【表１】
2007023325.tif 000003
【０１００】
【表２】
2007023325.tif 000004
【実施例２】
【０１０１】
図１に示す堆積膜形成装置を用いて、アルミニウムより成る直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体１１２上に、表１に示す条件で図５に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜の形成を行った。
【０１０２】
本実施例においては、各層作成時に内圧計１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃの値が常に一定の比率（１：１：１）となるよう、コンダクタンスバルブ１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃの開口率を調整した以外は、実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。得られた結果を表３に示す。
【実施例３】
【０１０３】
図２に示す堆積膜形成装置を用いて、アルミニウムより成る直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体１１２上に、表１に示す条件で図５に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜の形成を行った。
【０１０４】
本実施例においては、図中「Ｌ１」を、円筒状基体１１２に対し、上下に円筒状基体１１２長の約１０％上下に長くなる構成とした以外は、実施例２と同様に電子写真感光体を作製し、実施例２と同様の評価を行った。得られた結果を表３に示す。
【実施例４】
【０１０５】
図３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３ｍｍの円筒状基体１１２上に、表１に示す条件で図５に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜の形成を行った。
【０１０６】
本実施例においては、放電エネルギーを印加する印加手段が、円筒状基体１１２に対し、排気口（１２６Ａ〜１２６Ｃ）と、円周方向で反対側に放電エネルギーの給電点１４０が設けらた構成とした以外は、実施例３と同様に電子写真感光体を作製し、実施例３と同様の評価を行った。得られた結果を表３に示す。
【実施例５】
【０１０７】
図４に示す堆積膜形成装置を用いて、アルミニウムより成る直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体１１２上に、表１に示す条件で図５に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜の形成を行った。
【０１０８】
本実施例においては、給電点１４０は、カソード電極１１１中央で、且つ、カソード電極の１１１内面側の構成とした以外は、実施例４と同様に電子写真感光体を作製し、実施例４と同様の評価を行った。得られた結果を表３に示す。
（比較例１）
図６に示す堆積膜形成装置を用いて、アルミニウムより成る直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体５１２上に、表１に示す条件で図４に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜の形成を行った。作製した電子写真感光体に対し実施例１と同様の評価を行った。得られた結果を表３に示す  
表３から明らかなように、本発明により、真空処理の均一性が大幅に向上することが分かる。
【０１０９】
更に、真空処理中、排気コンダクタンス調整手段であるコンダクタンスバルブ１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃを駆動し、ガスの流れを調整することで、更に均一性の面でより好ましいことが明らかになった。
【０１１０】
更に、前記カソード電極１１１の両端に位置する排気口の、一端の排気口（１２６Ａ）の端から他端の排気口（１２６Ｃ）の端までの距離は、円筒状基体１１２の長さより長くする方が均一性の面でより好ましいことが明らかになった。
【０１１１】
更に、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が、円筒状基体に対し、複数の排気口と、反対側に放電エネルギーの給電点が設けられている方が均一性の面で好ましい。
【０１１２】
この理由に関しては、定かではないが、以下のように推測される。
【０１１３】
放電エネルギーにより原料ガスを励起することで生成される活性種は、排気口に近い程、放電空間内に滞在する時間が短いと考えられる。そのため、排気手段からの距離が遠い位置より放電エネルギーを供給することで、活性種が効率的に放電空間内に生成され、その結果プラズマが安定し放電空間内の均一性が向上すると考えられる。
【０１１４】
更に、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の給電点を、カソード電極１１１の内面側とすることで、均一性の面でより好ましいことが明らかになった。
【０１１５】
更に、画像欠陥の低減が示すように、本発明によれば真空処理特性が向上することが明らかになった。この理由に関しては、以下のように推測される。
【０１１６】
上記のように本発明により基板上の堆積膜の均一性が向上する。一方、反応容器１１１等の基板以外に堆積する堆積膜の均一性も向上していると推測される。その結果、従来生じていた堆積膜中の内部応力等の歪が減少したため、堆積膜の密着性が向上し、真空処理中の膜剥れ等が減少したためと推測される。
【０１１７】
【表３】
2007023325.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施例１に係る堆積膜形成装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る堆積膜形成装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る堆積膜形成装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係る堆積膜形成装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】アモルファスシリコン電子写真用感光体の層構成の一例を示す模式図である。
【図６】従来の堆積膜形成装置の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０５          回転支持機構
１１０          堆積膜形成装置
１１１          円筒状反応容器
１１２          円筒状基体
１１４，５１４      原料ガス導入管
１２４Ａ〜１２４Ｃ  コンダクタンスバルブ
１２６Ａ〜１２６Ｃ  排気口
１２７          排気メインバルブ
１２８          排気配管
１３０          原料ガス流入バルブ
１４０，２４０      接続部
【図１】
2007023325.tif 000006
【図２】
2007023325.tif 000007
【図３】
2007023325.tif 000008
【図４】
2007023325.tif 000009
【図５】
2007023325.tif 000010
【図６】
2007023325.tif 000011