(57)【要約】【課題】膜厚や膜特性の均一性に優れ、画像欠陥の少ない堆積膜を生産性良く形成することができる堆積膜形成装置を提供する。【解決手段】基体ホルダ１０７の上部には、反応容器の上蓋（不図示）に接続される接続部２０２と、接続部２０２に対して回転可能に設けられた支軸２０３と、接続部２０２と支軸２０３との間に介在する摺動部２０６とを有する接続体２０１が設けられている。基体ホルダ１０７が反応容器の内部に設置されたとき、基体ホルダ１０７の下部は回転支持機構（不図示）を介して反応容器の底板（不図示）に電気的に接続される。一方、基体ホルダ１０７の上部は接続体２０１を介して反応容器の上蓋に電気的に接続され、摺動部２０６は接続部２０２によって反応容器の内部空間から隔てられる。【選択図】図２Ａ
2009108385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上蓋と底板とを備え、内部を減圧可能な反応容器と、
前記反応容器の内部を減圧する排気手段と、
円筒状基体を保持し、前記反応容器の内部に設置される基体ホルダと、
該基体ホルダの下部を回転可能に保持する保持手段と、
堆積膜形成用の原料ガスを前記反応容器の内部に導入する原料ガス導入手段と、
前記原料ガスを励起させる放電エネルギーを印加する印加手段と、
を有し、前記円筒状基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、
前記基体ホルダの上部には、前記上蓋に接続される接続部と、該接続部に対して回転可能に設けられた支軸と、前記接続部と前記支軸との間に介在する摺動部とを有する接続体が設けられており、
前記基体ホルダが前記反応容器の内部に設置されたとき、前記基体ホルダの下部が前記保持手段を介して前記底板に電気的に接続され、前記基体ホルダの上部が前記接続体を介して前記上蓋に電気的に接続され、かつ、前記摺動部は前記接続部によって前記反応容器の内部空間から隔てられることを特徴とする堆積膜形成装置。
【請求項２】
前記上蓋及び前記底板は接地されている、請求項１に記載の堆積膜形成装置。
【請求項３】
前記摺動部は、導電性部材からなるベアリングまたは導電性を有する固体潤滑材で構成されている、請求項１または２に記載の堆積膜形成装置。
【請求項４】
前記上蓋が開閉可能に構成されているとともに、
開いた状態の前記上蓋を通して、減圧下で、前記反応容器の内部に対して前記基体ホルダの搬入、設置及び搬出を行う基体搬送機構を備えている、請求項１から３のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。
【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堆積膜形成装置に関するものである。本発明は、特にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって堆積膜を形成する堆積膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アモルファス材料（本明細書では、以下、「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。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」と略記する。）が、光受容部材として用いられている。このような光受容部材は、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、素子部材として用いることができる。
【０００３】
この種の堆積膜を形成する際には、堆積膜の膜厚、膜特性の均一化が求められることが多い。そのために、原料ガスの供給や排気方法を工夫したり、堆積膜が形成される被処理基体を回転させたり、プラズマＣＶＤ法を用いる場合、プラズマを均一にする方策を採ったりすることが有効であることが示されている。
【０００４】
また、電極を、原料ガスを吹き出す構成とし、原料ガス吹き出し口と排気口の方向を適切に規定して、膜厚分布の均一化を図った電子写真感光体製造装置も提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、基体を回転させる際の、基体上下の位置決めと導通方法を適切に規定して、堆積膜の均一化を図った装置も提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、この種の堆積膜を連続して生産するための生産システムも提案されている。このような生産システムとしては、堆積膜形成前の搬送と堆積膜形成後の搬送手段を分離する事により、堆積膜形成前にダスト等が基体に付着することの防止を目的とし、搬送機を用いた一連の堆積膜形成装置が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第２７７６０８７号公報
【特許文献２】実開平７−０１０９３４号公報
【特許文献３】特許第２９０７４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、上記のような方策により堆積膜の均一化と画像欠陥の低減が図られてきた。しかし、近年、このような堆積膜を利用した装置の高機能化、例えば電子写真装置のデジタル化、カラー化に伴い、堆積膜の均一性と画像欠陥の低減が、従来以上に求められている。すなわち、例えば、電子写真プロセスを利用した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、従来実用上の問題のなかった程度の、堆積膜の不均一性や画像欠陥でも、形成画像に視覚可能なムラを生じさせる可能性が生じる。
【０００８】
これらに関して、上述したような従来技術では、堆積膜の均一性と画像欠陥低減の両立についての考慮が十分ではない。すなわち、堆積膜の均一性、特に基体の長手方向でのプラズマ処理の均一性向上と、画像欠陥の低減、画像欠陥の原因となるプラズマ処理中の基体への異物付着の低減が求められ、更にそれらに加えて生産性の良い堆積膜形成装置及び生産システムが求められている。具体的には、基体の長手方向でのプラズマ処理の均一性に対しては、放電エネルギーが均等に印加されること、プラズマ処理中の基体への異物付着低減に対しては、堆積膜形成装置内部からの発塵を低減すること、が必要である。また、生産性の良い堆積膜形成装置および生産システムに対しては、基体の自動搬送システムに対応できることが必要である。
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、膜厚や膜特性の均一性に優れ、画像欠陥の少ない堆積膜を生産性良く形成することができる堆積膜形成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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の堆積膜形成装置は、上蓋と底板とを備え、内部を減圧可能な反応容器と、前記反応容器の内部を減圧する排気手段と、円筒状基体を保持し、前記反応容器の内部に設置される基体ホルダと、該基体ホルダの下部を回転可能に保持する保持手段と、堆積膜形成用の原料ガスを前記反応容器の内部に導入する原料ガス導入手段と、前記原料ガスを励起させる放電エネルギーを印加する印加手段と、を有し、前記円筒状基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置において、前記基体ホルダの上部には、前記上蓋に接続される接続部と、該接続部に対して回転可能に設けられた支軸と、前記接続部と前記支軸との間に介在する摺動部とを有する接続体が設けられており、前記基体ホルダが前記反応容器の内部に設置されたとき、前記基体ホルダの下部が前記保持手段を介して前記底板に電気的に接続され、前記基体ホルダの上部が前記接続体を介して前記上蓋に電気的に接続され、かつ、前記摺動部は前記接続部によって前記反応容器の内部空間から隔てられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、膜厚や膜特性の均一性に優れ、画像欠陥の少ない堆積膜を生産性良く形成す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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、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図である。
【００１４】
堆積膜形成装置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装置であり、減圧可能な反応空間を形成する円筒状反応容器１０３と、その中に円筒状基体１０２を保持する基体ホルダ（基体保持手段）１０７を有している。
【００１５】
円筒状基体１０２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１０２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。中でも、加工性や製造コストを考慮すると、アルミニウムが最適である。この場合、円筒状基体１０２を形成するアルミニウムとしては、例えばＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
【００１６】
基体ホルダ１０７の内部には、加熱用ヒータ１１１が設けられている。加熱用ヒータ１１１は、真空中で使用可能なものであればどのようなものを用いてもよい。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や、液体、気体等を熱媒とした熱交換手段が対象として挙げられる。加熱用ヒータ１１１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。
【００１７】
また、円筒状反応容器１０３内には、円筒状反応容器１０３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管（原料ガス導入手段）１０４が設けられている。原料ガス導入管１０４は、保持される円筒状基体１０２の長手方向に平行に延びている。原料ガス導入管１０４は、不図示のガス供給系に接続されている。その接続配管には、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１１６と、原料ガス導入管１０４に供給する原料ガスの流量を調整するための原料ガス流入バルブ１１７が設けられている。
【００１８】
円筒状反応容器１０３の円筒状の側壁には、整合回路を有するマッチングボックス１０５を介して、円筒状反応容器１０３内に導入された原料ガスを励起させる放電エネルギーを印加する印加手段としての高周波電源１０６が電気的に接続されている。この側壁は、円筒状反応容器１０３の接地面となる底板１０８および上蓋１０９から、セラミックスからなる絶縁体１１０を介して絶縁されている。上蓋１０９にはゲート弁１２２が設置されており、上蓋１０９はこのゲート弁１２２によって開閉可能になっている。円筒状基体１０２を保持する基体ホルダ１０７は、ゲート弁１２２が開かれた状態のときに、ゲート弁１２２及び上蓋１０９を通して減圧下で図３に示す基体搬送機構３０１によって円筒状反応容器１０３内に搬入・搬出・設置される。
【００１９】
さらに、円筒状反応容器１０３の下部には、円筒状基体１０２を保持する基体ホルダ１０７を回転可能に支持する回転支持機構１１５が設けられている。この回転支持機構１１５は、基体ホルダ１０７が載置された回転台１１２と、この回転台１１２を支持する支軸１１３と、支軸１１３に接続され回転台１１２を回転させるためのモータ１１４とを有している。したがって、円筒状基体１０２は、基体ホルダ１０７上に装着された状態で、回転台１１２と共に支軸１１３を中心として回転させることができる。なお、回転支持機構１１５は接地面となる底板１０８と接続しているため、電気的に接地状態となっている。
【００２０】
堆積膜形成装置１０１が備える排気系は、排気手段である真空ポンプユニット（不図示）が、排気配管１２１を介して、底板１０８の排気口１１８に接続されている。排気配管１２１には、排気メインバルブ１１９が設けられている。また、円筒状反応容器１０３には、その内部の圧力を測定する真空計１２０が取り付けられている。これらを用いて、円筒状反応容器１０３内を、各工程に適した所定の圧力に維持することができる。真空ポンプユニットには、例えばロータリーポンプや、メカニカルブースターポンプ等を用いることができる。
【００２１】
次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して基体ホルダ１０７について説明する。
【００２２】
図２Ａ及び図２Ｂは基体ホルダの上部を模式的に示した図である。図２Ａ（ａ）は基体ホルダの縦断面図、図２Ａ（ｂ）はその上視図、図２Ａ（ｃ）は図２Ａ（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、図２Ｂ（ｄ）は基体ホルダが不図示の基体搬送機構で保持されて吊り上げられた状態を示す断面図、図２Ｂ（ｅ）は基体ホルダが加熱された状態を示す断面図である。
【００２３】
基体ホルダ１０７の上部には接続体２０１が設けられている。接続体２０１は、基体ホルダ１０７を接地面である上蓋１０９と接続して電気的に接地状態にすること、基体ホルダ１０７を上部で回転可能に支持すること、基体ホルダ１０７を基体搬送機構（不図示）が保持すること、を可能にしている。
【００２４】
接続体２０１は、上蓋との接続部２０２、凸部２０５、摺動部２０６、基体搬送機構（不図示）よって保持される保持部２０７を有している。接続体２０１は、接続部２０２に対して回転可能に設けられた支軸２０３と、支軸２０３に吊り下げられた状態に取り付けられた基体保持部２０９とをさらに有している。また、接続部２０２には複数の貫通穴２０８が形成されており、これらの貫通穴２０８によって接続体２０１の上部空間を排気可能としている。
【００２５】
基体ホルダ１０７は、円筒状反応容器１０３内に設置されると、上蓋１０９と接続部２０２とが接続される。次に、回転支持機構１１５によって、基体保持部２０９および支軸２０３が回転させられる。接続体２０１は、基体保持部２０９および支軸２０３の回転時も固定されており、摺動部２０６を介して基体保持部２０９および支軸２０３を回転可能に支持し、かつ電気的に接地状態にしている。なお、摺動部２０６は、支軸２０３と摺動して導通すればよく、金属製の板バネ、ワイヤブラシ、渦巻きバネ、ベアリング、固体潤滑剤等が使用可能であるが、発塵や高温下での密着性、繰り返し使用時の耐久性の点からベアリング、固体潤滑剤が好ましい。
【００２６】
また、支軸２０３は上部が傘型の形状に構成されており、その傘型形状部の端部２０４が鍵型に形成されている。
【００２７】
その目的は、第１に、基体搬送機構３０１が保持部２０７を保持して吊り上げた時に、基体保持部２０９が落下しないようにするためである（図２Ｂ（ｄ）参照）。更に、端部２０４及び凸部２０５を設けることで、摺動部２０６に負荷がかかって破損することを防いでいる。
【００２８】
第２に、円筒状基体１０２を加熱した時に、基体保持部２０９および支軸２０３は熱膨張して上方向へ伸びるが、その際に接続体２０１が上昇して上蓋１０９と接続しなくなることを防ぐためである（図２（ｅ）参照）。つまり、支軸２０３が上方へ移動しても、接続体２０１は上蓋１０９と接続したままで、かつ端部２０４は摺動部２０６と接触した状態を保つためである。
【００２９】
第３に、摺動部２０６から発塵があった場合、円筒状基体１０２の表面に塵が落下し難いようにするためである。更に、摺動部２０６は、接続部２０２によって円筒状反応容器１０３の内部空間から隔てられており、接続体２０１の上面側、即ち、円筒状反応容器１０３の内部の反応空間外にあることから、堆積膜形成中に高温およびプラズマにさらされず、劣化が抑制される。
【００３０】
次に、図３を参照して基体搬送機構３０１について説明する。
【００３１】
図３は基体搬送機構を模式的に示す図である。基体搬送機構３０１は、真空気密可能で堆積膜形成装置１０１にドッキングするための上下機構を有した搬送容器３０２を備えている。搬送容器３０２の下部にはゲート弁３０５が設けられ、搬送容器３０２の内部には基体ホルダ１０７を保持する保持部３０４を有し上下動可能なアーム３０３が設けられている。また、搬送容器３０２はレール３０６に沿って水平方向に移動可能となっている。この基体搬送機構３０１によって、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を、堆積膜形成装置１０１を真空状態に維持したまま堆積膜形成装置１０１へ搬入、設置、搬出することができる。これにより、生産性が向上することだけでなく、堆積膜形成装置１０１の内部の汚染を防ぐことも可能であるため、画像欠陥の低減にも効果がある。
【００３２】
この基体搬送機構３０１を用い、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を、堆積膜形成装置１０１へ搬入、設置、搬出する方法について、具体的に説明する。
【００３３】
まず、搬入、設置方法について説明する。予め、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を保持、格納し、内部が真空排気された搬送容器３０２を、レール３０６に沿って堆積膜形成装置１０１上へ移動させる。次に、搬送容器３０２を下降させ、搬送容器３０２のゲート弁３０５を堆積膜形成装置のゲート弁１２２にドッキングさせる。ドッキング後、搬送容器３０２のゲート弁３０５と堆積膜形成装置１０１のゲート弁１２２との間を排気する排気装置（不図示）により真空排気を行う。搬送容器３０２内、ゲート弁３０５とゲート弁１２２との間、及び堆積膜形成装置１０１の円筒状反応容器１０３内が略同圧となった時点で、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を開ける。次に、搬送容器３０２の内部から、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を保持するアーム３０３を下降させて基体ホルダ１０７を回転支持機構１１５に載置する。そして、保持部３０４を非保持状態にすることで、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７が堆積膜形成装置１０１内に設置される。設置後、アーム３０３を上昇させ、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を閉め、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を大気圧に戻す。その後、搬送容器３０２を上昇させて堆積膜形成装置１０１から切り離し、搬入、設置動作が終了する。
【００３４】
次に、搬出方法について説明する。予め内部が真空排気された搬送容器３０２を、レール３０６に沿って堆積膜形成装置１０１上へ移動させる。次に、搬送容器３０２を下降させ、搬送容器３０２のゲート弁３０５を堆積膜形成装置のゲート弁１２２にドッキングさせる。ドッキング後、搬送容器３０２のゲート弁３０５と堆積膜形成装置１０１のゲート弁１２２との間を排気する排気装置（不図示）により真空排気を行う。搬送容器３０２内、ゲート弁３０５とゲート弁１２２との間、及び堆積膜形成装置１０１の円筒状反応容器１０３内が略同圧となった時点で、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を開ける。次に、搬送容器３０２の内部から、アーム３０３を下降させ、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を保持部３０４に保持させる。保持後、アーム３０３を上昇させ、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を閉め、ゲート弁３０５とゲート弁１２２を大気圧に戻す。その後、搬送容器３０２を上昇させ堆積膜形成装置１０１から切り離し、搬出動作が終了する。
【００３５】
以上のように構成された堆積膜形成装置１０１を用いて堆積膜を形成する手順の一例について、図１を参照して以下に説明する。
【００３６】
まず、円筒状反応容器１０３内に、基体搬送機構３０１で円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を搬入、設置し、真空ポンプユニット（不図示）により円筒状反応容器１０３内を排気する。続いて、円筒状反応容器１０３内に、ミキシング１１６、原料ガス流入バルブ１１７、および原料ガス導入管１０４を介して、円筒状基体１０２の加熱に必要な、例えばＡｒ，Ｈｅ等のガスを導入する。そして、真空ポンプユニット（不図示）および排気メインバルブ１１９を用いて、円筒状反応容器１０３内を所定の圧力になるように真空計１２０を見ながら調整を行う。次に、所定の圧力になった後、加熱用ヒータ１１１により円筒状基体１０２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。
【００３７】
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１０２上に光導電層の形成を行う。
【００３８】
このために、まず、加熱用のガスと堆積膜形成用の原料ガスとをミキシング１１６を介して混合して導入し、導入ガスが所望の流量になるように調整する。その際、円筒状反応容器１０３内が１３．３[ｍＰａ]〜１３３０[Ｐａ]程度の所望の圧力になるように、真空計１２０を確認しながら真空ポンプユニット（不図示）と排気メインバルブ１１９を調整する。この調整は、例えば、真空ポンプユニット（不図示）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ことによって行うことができる。
【００３９】
堆積膜形成時に使用す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ることができる。希釈ガスとしては、水素（Ｈ2）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等を用いることができる。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、窒素原子を含むもの、酸素原子を含むもの、炭化水素、またはフッ素化合物、あるいはこれらの混合ガスを併用してもよい。この際に用いる窒素原子を含むものとしては、窒素（Ｎ2）、アンモニア（ＮＨ3）等が挙げられる。酸素原子を含むものとしては、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）等が挙げられる。炭化水素としては、メタン（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）、エチレン（Ｃ2Ｈ4）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）等が挙げられる。フッ素化合物としては、四フッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ4）、フッ化窒素（ＮＦ3）等が挙げられる。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よい。
【００４０】
次に、円筒状反応容器１０３内の圧力が安定した後、高周波電源１０６を所望の電力に設定して、高周波電力を高周波マッチングボックス１０５を介して円筒状反応容器１０３に供給することで、高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、１３．５６[ＭＨｚ]〜４５[ＭＨｚ]程度のＲＦ帯、特に１３．５６[ＭＨｚ]の周波数とすることができる。この放電エネルギーによって、円筒状反応容器１０３内に導入された原料ガスが励起されて励起種が生成され、すなわち分解されて、円筒状基体１０２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。
【００４１】
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１０２を加熱する段階から、円筒状基体１０２を回転させる。この回転は、１[ｒｐｍ]〜１０[ｒｐｍ]程度、例えば１[ｒｐｍ]の回転速度とする。こうすることで、円筒状基体１０２の周方向に均一な堆積膜が形成される。
【００４２】
以上のようにして円筒状基体１０２の外周面上に堆積膜が形成される。
【００４３】
堆積膜が形成された後には、原料ガスおよび高周波電力の供給を停止し、円筒状反応容器１０３内を排気する。その後、円筒状反応容器１０３および原料ガス導入管１０４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する。パージ処理完了後、基体搬送機構３０１を用いて、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７を円筒状反応容器１０３内から搬出する。
【００４４】
その後に、必要に応じて、堆積した粉状の副生成物をクリーニング処理する。その時の手順としては、まず、円筒状基体１０２の替わりに、これと同一形状をしたクリーニング用のダミー基体（不図示）を、基体搬送機構３０１を用いて円筒状反応容器１０３内に搬入、設置する。そして、真空ポンプユニット（不図示）により円筒状反応容器１０３内を排気する。続いて、円筒状反応容器１０３内に、ミキシング１１６および原料ガス導入管１０４を介して、クリーニング処理に必要なクリーニング性ガスを導入する。そして、真空ポンプユニット（不図示）および排気メインバルブ１１９を用いて、円筒状反応容器１０３内が所定の圧力になるように真空計１２０を見ながら調整を行う。
【００４５】
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を用いる。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ることが有効である。この不活性ガスとしては、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒが挙げられるが、なかでもＡｒを用いることが好ましい。
【００４６】
円筒状反応容器１０３内の圧力が安定した後、高周波電源１０６を所望の電力に設定して、高周波電力を高周波マッチングボックス１０５を介して円筒状反応容器１０３に供給することで、高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、１３．５６[ＭＨｚ]〜４５[ＭＨｚ]程度のＲＦ帯、特に１３．５６[ＭＨｚ]の周波数とすることができる。この放電エネルギーによって、円筒状反応容器１０３内に導入されたクリーニング用の原料ガスが分解され、円筒状反応容器１０３内がクリーニング処理される。
【００４７】
次に、クリーニング処理後に高周波電力の供給を停止し、円筒状反応容器１０３内を排気する。その後、円筒状反応容器１０３および原料ガス導入管１０４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する。パージ処理完了後、基体搬送機構３０１を用いて、クリーニング用のダミー基体（不図示）を円筒状反応容器１０３内から搬出する。
【００４８】
以上のように構成された本実施形態の堆積膜形成装置では、円筒状反応容器１０３内で、円筒状基体１０２および基体ホルダ１０７の上部及び下部を接地させることで、円筒状基体１０２および基体ホルダ１０７の長手方向における電気的な状態が等しくなる。その結果、放電エネルギーが均等に印加され、プラズマ処理の均一性を向上させることができる。また、基体ホルダ１０７の上部の接続体２０１の上面、つまり反応空間外に摺動部２０６を置くことで、プラズマ処理中の発塵が抑えられ、円筒状基体１０２への異物付着が低減される。更に、本実施形態の堆積膜形成装置は、円筒状基体１０２を基体搬送機構３０１で自動搬送（搬入・設置・搬出）できるため、生産性に優れている。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明をさら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。なお、以下の説明では上述した各実施形態において示したのと同じ部分に対しては同じ符号を用いて説明する。
【００５０】
（実施例１）
図１に示す堆積膜形成装置１０１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１０２上に、図８に示す層構成のアモルファスシリコン堆積膜（以下、電子写真感光体とも略記する）を形成した。その形成条件は、下記の表１に示す条件とした。円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ１０７の搬送には、基体搬送機構３０１（図３参照）を用いた。
【００５１】
なお、図８において、符号８０１は円筒状基体１０２の構成部材を示し、符号８０２は下部阻止層（第１層）、符号８０３は光導電層（第２層）、符号８０４は表面層（第３層）をそれぞれ示している。
【００５２】
本実施例においては、図２Ａ（ａ）に示す摺動部２０６に複数の金属製の板バネを使用した。
【００５３】
【表１】
2009108385.tif 000003
【００５４】
作製された電子写真感光体に関して、「膜厚母線ムラ」「Ｖｄ母線ムラ」「Ｖｈ母線ムラ」「白ポチ」の評価を以下のように実施した。また、「装置コスト」についても評価を行った。
【００５５】
「膜厚母線ムラ」の評価
膜厚計（フィッシャーインストルメンツ社のＦＩＳＣＨＥＲ ＳＣＯＰＥ ＭＭＳ）を用い、電子写真感光体の母線方向に４０ｍｍ間隔の９点について膜厚を計測し、その９点での計測値の最大値と最小値の差を膜厚母線ムラとして評価した。この際、母線方向の各点での膜厚の値は、周方向に９０度間隔の４点での計測値の平均値とした。評価は、後述する比較例１で得られた結果を１００とした時の、相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００５６】
「Ｖｄ母線ムラ」「Ｖｈ母線ムラ」の評価
これらの電子写真感光体特性の評価には、複写機（キヤノン社製ｉＲ５０００改造機）を用いた。図９にこの複写機の概略図を示した。図９において、電子写真感光体９０１は図の時計周りに回転駆動可能に支持されている。この電子写真感光体９０１の周りには、前露光器９０８、主帯電器９０２、電位センサー９０３、および潜像形成用露光器９０９が時計周り方向に順に配置されている。さらに、静電潜像上にトナーを付着させて現像を行うための現像器９０４、トナー像を被記録媒体に転写するための転写帯電器９０５ａ、分離帯電器９０５ｂが配置されている。さらに、残留トナーを除去するためのクリーニングローラー９０６及びクリーニングブレード９０７を具備したクリーナー９１０が配置されている。
【００５７】
電子写真感光体特性を測定する際には、現像器９０４及びクリーナー９１０を取り外す。そして、現像器９０４の代わりに電子写真感光体母線方向の所定位置の電子写真特性を測定できる不図示の電位プローブ（ＴＲＥＫ社製Ｍｏｄｅｌ３４４）を装着し、電子写真感光体の電子写真特性を測定する。この様にして測定した電子写真特性の評価を下記に示す基準で行った。
【００５８】
「Ｖｄ母線ムラ」
プロセススピード２６５ｍｍ／ｓｅｃ、前露光（波長６６０ｎｍのＬＥＤ）の光量を４ｌｘ・ｓとし、電子写真感光体の母線方向中位置の表面電位が、電位プローブで測定して４５０Ｖ（暗電位）になるように主帯電器９０２の電流値を調整する。その後、電位プローブを電子写真感光体の端部より母線方向に移動させて、母線方向に４０ｍｍ間隔の９点で測定を行い、その９点での測定値の最大値と最小値の差をＶｄ母線ムラとして評価した。評価は、後述する比較例１で得られた結果を１００とした時の相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００５９】
「Ｖｈ母線ムラ」
上記のＶｄ母線ムラと同じ手順で、電子写真感光体の母線方向中位置の表面電位が４５０Ｖ（暗電位）になるように主帯電器９０２の電流値を調整した。その後、像露光（波長６５５ｎｍのレーザー）の照射を行い、像露光光源の光量を調整して、電位プローブで測定した中位置の表面電位が２００Ｖ（明電位）となるようにした。その後、電位プローブを電子写真感光体の端部より母線方向に移動させて、母線方向に４０ｍｍ間隔の９点で測定を行い、その９点での測定値の最大値と最小値の差をＶｈ母線ムラとして評価した。評価は、比較例１で得られた結果を１００とした時の相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００６０】
「白ポチ」の評価
キヤノン社製複写機ｉＲ５０００を用い、Ａ３サイズの全面を塗りつぶした原稿を複写して得られた画像を観察し、電子写真感光体１周分当たりの、直径０.１０ｍｍ以上の白ポチ（画像欠陥の部分）の個数を数えた。評価は、後述する比較例２で得られた結果を１００とした時の相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００６１】
「生産性」の評価
連続して電子写真感光体を作製した時の一連の工程にかかる時間、つまり生産タクトで比較した。評価は、比較例２で得られた結果を１００とした時の相対評価で実施した。つまり、評価結果は数字が小さいほど良い。
【００６２】
各評価結果のランク付け
各評価結果に対して、以下に示す基準でランク付けを行った。
☆・・・５０未満
◎・・・５０以上７５未満
○・・・７５以上１００未満
△・・・１００（変化なし）
×・・・１００超
総合評価
上記５項目（「膜厚母線ムラ」「Ｖｄ母線ムラ」「Ｖｈ母線ムラ」「白ポチ」「生産性」）の評価結果に対し、以下の基準で総合評価を行った。
☆・・・各項目で☆レベルが４個以上
◎・・・各項目で◎レベル以上が４個以上
○・・・各項目で○レベル以上が４個以上
△・・・各項目で△レベル以上が４個以上
×・・・各項目で△レベル以上が３個以下
但し、各項目で○レベル以上が４個以上であっても、１つでも△があれば総合評価は△、各項目で△レベル以上が４個以上であっても、１つでも×があれば総合評価は×とする。
【００６３】
各評価および総合評価の結果を下記の表２に示す。
【００６４】
（実施例２）
実施例１に対して、摺動部２０６を金属製のベアリング、言い換えれば導電性部材からなるベアリングに変更して、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。結果を表２に示す。
【００６５】
（実施例３）
実施例１に対して、摺動部２０６を導電性を有する固体潤滑材に変更して、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。結果を表２に示す。
【００６６】
［比較例１］
図４に示す堆積膜形成装置４０１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１０２上に、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。円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ４０２の搬送は、基体搬送機構３０１（図３参照）を用いた。結果を表２に示す。
【００６７】
本比較例において用いた堆積膜形成装置４０１は、図１に示す実施形態の堆積膜形成装置１０１に対して、基体ホルダ４０２の上部に上蓋４０３と接続する接続体が設けられていない点で異なっている。つまり、基体ホルダ４０２の下部のみが電気的に接地状態となっている。なお、基体ホルダ４０２は上部に基体搬送機構３０１による保持部４０４が設けられているため、自動搬送に対応可能である。
【００６８】
［比較例２］
図５に示す堆積膜形成装置５０１を用いて、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。結果を表２に示す。
【００６９】
本比較例の基体ホルダ５０２の上部構造について、図６の模式図を用いて説明する。基体ホルダ５０２の上部には、筒状体６０２の内部に摺動部６０３が設けられている。天板５０４に固定された支軸６０１が、筒状体６０２に差し込まれて摺動部６０３と接触して摺動し、基体ホルダ５０２の上部を電気的に接地状態として回転可能に支持する。なお、本比較例では摺動部６０３に複数の金属製の板バネを使用した。
【００７０】
本比較例において用いた堆積膜形成装置５０１は、図１に示す実施形態の堆積膜形成装置１０１に対して、基体ホルダ５０２は上部及び下部で電気的に接地状態になっている点は同じである。しかし、摺動部６０３が反応空間内にあること、自動搬送に対応できないことの２点において異なる。したがって、本比較例では、円筒状基体１０２が装着された基体ホルダ５０２は人手作業で搬送した。
【００７１】
［比較例３］
比較例２に対して、基体ホルダ５０２の上部の摺動体を反応空間外に設置して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。結果を表２に示す。
【００７２】
本比較例の基体ホルダ５０２の上部構造について、図７の模式図を用いて説明する。基体ホルダ５０２に固定された支軸７０１は、天板５０４を貫通し、堆積膜形成装置５０１外部、つまり反応空間外部で筒状体７０３内部の摺動部７０２と接触して摺動し、基体ホルダ５０２の上部を電気的に接地状態として回転可能に支持する。なお、本比較例では摺動部７０２に複数の金属製の板バネを使用した。
【００７３】
【表２】
2009108385.tif 000004
【００７４】
表２から分かるように、各母線ムラに関して、基体ホルダの上部及び下部を電気的に接地状態とすることで、母線ムラは良化した（比較例１に対して、実施例１〜３及び比較例２，３）。更に、基体ホルダの上部の摺動部を反応空間外に置くことで、母線ムラは良化した（実施例１〜３及び比較例３）。比較例２は、摺動部が反応空間内にあって、堆積膜形成中に摺動部の通電状態が悪くなっているためと推測される。具体的には、高温、プラズマ環境下での金属製板バネの弾力性低下による支軸への密着性悪化、堆積膜の付着の影響等が考えられる。言い換えれば、摺動部を反応空間外に置くことで母線ムラが更に良化すると言える。更に、摺動部にベアリングまたは固体潤滑剤を使用することで、母線ムラは良化する（実施例２，３）。また、比較例３も同程度に母線ムラが良い。実施例１は、摺動部が反応空間外にあるが、反応容器内であり、ある程度の温度の影響があるために通電性に影響があるためと考えられる。逆に言うと、摺動部にベアリングまたは固体潤滑剤を使用すること（実施例２，３）で、堆積膜形成装置外部に摺動部がある（比較例３）のと同程度、つまり温度やプラズマの影響を受けず、良好な通電性を確保できると言える。
【００７５】
白ポチの評価に関して、比較例２は基体ホルダ上部の反応空間内に摺動部があるため、発塵と思われる白ポチがあった。また、比較例３は反応空間外に摺動部があるため、比較例２に比べ程度は良いが、支軸の反応空間内にある部分で、堆積膜の密着性が悪く、それが原因と思われる白ポチが見られた。これは、支軸が堆積膜形成装置外へ貫通しているため、支軸が冷えることが原因と考えられる。比較例１は基体ホルダ上部に可動物が無いため、白ポチの評価は良好である。実施例１は、基体ホルダ上部に構造物があるが、白ポチの評価は良好であった。これは、反応空間内に摺動部が無い、支軸は反応容器内でそれほど冷えない等により、比較例１と同程度になったものと推測される。実施例２，３は、更に白ポチの評価が良好である。これは、実施例２，３は基体上の堆積膜の均一性が向上した一方、基体以外に堆積する堆積膜の均一性も向上したためであると推測される。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て堆積膜の密着性が向上し、堆積膜形成中の、基体以外に堆積した堆積膜の膜剥れが減少したものと推測される。
【００７６】
生産性に関して、比較例２，３は基体搬送機構による自動搬送に対応しないが、実施例１〜３、及び比較例１は自動搬送に対応している。自動搬送を使えない、つまり人手による作業の場合、堆積膜形成時間は同じでも、電子写真感光体を作製時の一連の工程にかかる時間は、自動搬送を使える場合に比べて約２倍必要であった。その理由は、堆積膜形成後及びクリーニング処理後のパージ工程を十分に行う必要があること、円筒状基体と基体ホルダ及びダミー基体が十分冷却されるまでの待ち時間が必要なこと、堆積膜形成前に反応容器内の清浄度を上げるための作業が必要なこと等による。なお、手動搬送の比較例２，３よりも、自動搬送を使った実施例１〜３および比較例１は、白ポチの評価が優れており、自動搬送が画像欠陥低減にも有効であることもわかる。
【００７７】
以上を総合すると、本発明の各実施例は、各母線ムラと白ポチの評価が両立し、更に生産性も良い。つまり、堆積膜が均一で、画像欠陥が少なく、生産性が良い電子写真感光体の作製が可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係る堆積膜形成装置を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図１に示した堆積膜形成装置における基体ホルダの構成を示す図である。
【図２Ｂ】図１に示した堆積膜形成装置における基体ホルダの構成を示す図である。
【図３】図１に示した堆積膜形成装置における基体搬送機構の構成を示す図である。
【図４】比較例１に係る堆積膜形成装置を模式的に示す図である。
【図５】比較例２に係る堆積膜形成装置を模式的に示す図である。
【図６】図５に示した堆積膜形成装置における基体ホルダの上部構造を示す模式図である。
【図７】比較例３に係る堆積膜形成装置における基体ホルダの上部構造を示す模式図である。
【図８】アモルファスシリコン堆積膜の層構成を示す図である。
【図９】電子写真感光体特性の評価に用いられる複写機の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０１    堆積膜形成装置
１０２    円筒状基体
１０３    反応容器
１０４    原料ガス導入管（原料ガス導入手段）
１０６    高周波電源（印加手段）
１０７    基体ホルダ
１０８    底板
１０９    上蓋
１１５    回転支持機構（保持手段）
１２２，３０４    ゲート弁（開閉可能手段）
２０１    接続体
２０２    接続部
２０３    支軸
２０６    摺動部
３０１    基体搬送機構
【図１】
2009108385.tif 000005
【図２Ａ】
2009108385.tif 000006
【図２Ｂ】
2009108385.tif 000007
【図３】
2009108385.tif 000008
【図４】
2009108385.tif 000009
【図５】
2009108385.tif 000010
【図６】
2009108385.tif 000011
【図７】
2009108385.tif 000012
【図８】
2009108385.tif 000013
【図９】
2009108385.tif 000014