JP2002105652A - 真空処理装置および真空処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波電力を供給し、プラズマを発生させて
行う基体１０２の真空処理において、均一な真空処理特
性が得られるようにする。 【解決手段】 円筒状の基体１０２は、ホルダー母体１
０４の外周に嵌められ、その上方にホルダーキャップ１
０３が嵌められた状態で、真空処理される。ホルダーキ
ャップ１０３には、半径方向に突出しているつば１０５
が設けられている。これにより、高周波電力によって基
体１０２およびホルダーキャップ１０３の外周面近傍に
生じる高周波電界の、ホルダーキャップ１０３端部での
反射波の、基体１０２までの伝播距離を延長することが
でき、基体１０２上に定在波が明確に生じないようにし
て、真空処理特性を均一にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス、電
子写真用感光体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバ
イス、光起電力デバイスなどの形成において用いられ
る、高周波電力によって生起されたプラズマを用いた堆
積膜形成、エッチングなどを行う真空処理方法およびそ
のための真空処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス、電子写真用感光
体、画像入力用ラインセンサー、撮影デバイス、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
子などの形成に用いる真空処理方法として、プラズマＣ
ＶＤ法、イオンプレーティング法、プラズマエッチング
法など、高周波電力によって生起されたプラズマを用い
る方法が多数知られており、そのための装置も実用に付
されている。

【０００３】例えばプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料
ガスを高周波グロー放電により分解し堆積させて基板上
に薄膜状の堆積膜を形成する方法は、好適な堆積膜形成
手段として実用化されており、例えば電子写真用水素化
アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記
する）堆積膜の形成などに利用され、そのための装置も
各種提案されている。

【０００４】なかでも、近年、ＶＨＦ帯の高周波電力を
用いるＶＨＦプラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶ
Ｄ」と略記する）法が注目を浴びており、これを用いた
各種堆積膜形成の開発も積極的に進められている。これ
はＶＨＦ−ＰＣＶＤ法では膜堆積速度が速く、また高品
質な堆積膜が得られるため、製品の低コスト化、高品質
化を同時に達成することができる方法として期待されて
いるためである。例えば特開平６−２８７７６０号公報
にはａ−Ｓｉ系電子写真用光受容部材の形成に用いるこ
とが可能な装置および方法が開示されている。

【０００５】このような従来の堆積膜形成装置の一例の
模式図を図５に示す。図５（ａ）は縦断面図、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って切断した横断
面図である。この堆積膜形成装置は、内部を減圧可能な
反応容器５０１を有している。反応容器５０１の側面に
は排気管５１４が一体的に形成され、排気管５１４の他
端は不図示の排気装置に接続されている。

【０００６】反応容器５０１の底面の中央部には、減速
ギア５０８を介してモータ５０９に接続されている筒状
の回転軸５０７が設けられている。回転軸５０７には、
堆積膜が形成される円筒状の基体５０２が、円筒状のホ
ルダー母体５０４の外周に嵌められ、その上方にホルダ
ーキャップ５０３が嵌められて保持された状態で設置さ
れている。このようにして基体５０２は、反応容器５０
１の中心部に配置され、モータ５０９を駆動することに
よって、その母線方向中心軸のまわりを自転するように
なっている。回転軸５０７およびホルダー母体５０４の
内側中心部には、基体５０２を加熱する発熱体５０６が
設けられている。

【０００７】基体５０２の周りには、堆積膜の構成物と
なる原料ガスを反応容器５０１内に供給する原料ガス供
給管５１３が、基体５０２を取り囲むように同一円周上
に等間隔で４本配置されている。プラズマを発生させる
ＶＨＦ周波数帯などの高周波電力を反応容器５０１内に
供給するカソード電極５１０も、同様に基体５０２を取
り囲むように同一円周上に等間隔で４本配置されてい
る。カソード電極５１０はマッチングボックス５１１を
介して高周波電源５１２に接続されている。基体５０２
は回転軸５０７を通してアース電位に維持されており、
高周波電力が供給された際に、カソード電極５１０に対
するアノード電極として機能する。

【０００８】このような装置を用いた堆積膜形成は概略
以下のような手順により行なうことができる。まず、反
応容器５０１内に基体５０２を設置し、不図示の排気装
置により排気管５１４を通して反応容器５０１内を排気
する。続いて、発熱体５０６により基体５０２を２００
℃〜３００℃程度の所定の温度に加熱し、その温度を維
持するように制御する。

【０００９】基体５０２が所定の温度となったところ
で、原料ガスを原料ガス供給管５１３を介して反応容器
５０１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５０１内の圧力が安定したのを確認し
た後、高周波電源５１２よりマッチングボックス５１１
を経てカソード電極５１０へ所定のＶＨＦ周波数帯など
の高周波電力を供給する。これにより、反応容器５０１
内にグロー放電が生起され、原料ガスは励起解離されて
基体５０２上に堆積され、堆積膜が形成される。所望の
膜厚の堆積膜形成が行なわれた後、高周波電力の供給を
止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆積膜の形成を
終える。同様の操作を複数回繰り返すことによって、所
望の多層構造の素子、例えば電子写真用感光体の光受容
層が形成される。

【００１０】堆積膜形成中、基体５０２を回転軸５０７
を介してモータ５０９によって所定の速度で回転させる
ことにより、基体５０２の表面全周に亘って均一な堆積
膜が形成される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の方
法および装置を用いることにより、良好な堆積膜形成、
すなわち真空処理を行うことができる。しかしながら、
このような真空処理方法および真空処理装置を用いて製
造された製品に対する市場の要求レベルは日々高まって
おり、この要求に応えるべく、より高品質の製品を低コ
ストで生産可能な真空処理方法および真空処理装置が求
められるようになってきている。

【００１２】例えば、プラズマＣＶＤ法およびプラズマ
ＣＶＤ装置を用いた電子写真用感光体形成の場合、近年
普及が目覚しいデジタル電子写真装置やカラー電子写真
装置においては、文字原稿のみならず、写真、絵、デザ
イン画などのコピーも頻繁に行われるようになってきて
いる。このため、コピー画像の濃度むら低減に対する要
求レベルは非常に高まっており、これに対応可能な電子
写真装置を提供することが急務となっている。

【００１３】このようなコピー画像の濃度むら低減へ向
けての技術的検討は、さまざまな面から行われている
が、その中でも電子写真用感光体の特性の均一性を向上
させることは不可避の課題である。この課題解決のた
め、真空処理特性の均一性をさらに向上させることがで
きる電子写真用感光体形成装置および電子写真用感光体
形成方法の実現が強く求められている。

【００１４】このような真空処理特性の均一性向上に対
する要求は、前述した電子写真用感光体のように、製品
個々が大きな面積を有している場合に限ったものではな
く、製品個々の面積が比較的小さい場合においても、例
えば生産コストを低減するという観点から強く求められ
ている。これは、生産性を向上させるために複数の被処
理物を同時に真空処理する場合、真空処理特性が不均一
であると、同一ロット内に配置したとしても被処理物ご
とに処理特性が異なってしまい、一部の被処理物で要求
レベルの処理特性が得られない場合があり、生産時の良
品率が低下してしまうためである。

【００１５】このように、真空処理特性の均一性を向上
させることができる真空処理装置および真空処理方法
は、製品の特性向上のみならず、生産コストの低減とい
う観点からも強く求められている。

【００１６】本発明はこのような課題を解決することを
目的とするものである。すなわち、本発明の目的は、高
周波電力によって生起されたプラズマを用いて基体上に
真空処理を施す真空処理装置および真空処理方法におい
て、真空処理特性の均一性を向上させることによって、
製品品質を向上させ、また良品率を向上させて生産コス
トを低減することができる真空処理装置および真空処理
方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意検討を行った結果、基体上に生じる高周
波電界の定在波が処理特性の不均一性を生じる一因とな
っていることを見出した。

【００１８】そして、堆積膜形成時に基体に接触した状
態になる補助基体に、導電性を有するつば状の突き出し
部分を配置することで基体上の定在波の位相を調整する
ことができ、このようにすることが真空処理特性の均一
性を向上させることに対して極めて効果的であるとの知
見を得て、本発明を完成させるに至った。

【００１９】すなわち、本発明による真空処理装置は、
内部を減圧可能であり、内部に基体が配置される反応容
器と、反応容器内を減圧する排気手段と、反応容器内に
高周波電力を供給する高周波電力供給手段とを有し、高
周波電力により生起されたプラズマを用いて基体の処理
面上に真空処理を施す真空処理装置において、導電性を
有する材料からなり、基体の処理面を少なくとも一方向
に延長するように基体に接続される部分を有する補助基
体を有し、補助基体が、基体の処理面を延長するように
接続された部分から、外側へ突出するように形成されて
いる突き出し部を有することを特徴とする。

【００２０】この構成によれば、高周波電力によって基
体の処理面および補助基体の処理面に接続された面の近
傍に生じる高周波電界が、補助基体の端部で反射されて
生じる反射波の、その端部からの伝播距離を、突き出し
部を設けることによって延長することができる。反射波
は伝播されるにしたがって減衰していくので、伝播距離
を延長することで、反射波が基体に達するまでの間によ
り大きく減衰されるようにでき、基体上に高周波電界の
定在波が明確に生じないようにして、定在波による真空
処理特性への影響を著しく減少させ、真空処理特性の均
一性を向上させることが可能となる。

【００２１】基体上に高周波電界の定在波が生じること
によって真空処理特性が不均一になる影響は、高周波電
界が反射されて反射波が発生する端部から近い位置の、
高周波電界定在波の節部分で比較的大きく生じる。そこ
で、この節部分が補助基体上に生じるようにすること
で、定在波による真空処理特性への影響を特に大きく減
少させることができる。これは、突き出し部の大きさや
数などを調整することによって実現できる。

【００２２】本発明による真空処理装置においては、円
筒状の基体が好適に用いられ、この場合、補助基体に基
体の少なくとも片側の軸方向端部を延長するように接続
される部分を設け、突き出し部を半径方向外側に突出す
るつば状の形状とすることができる。

【００２３】本発明の真空処理装置において、突き出し
部の突き出した長さをプラズマのシース長より長くすれ
ば、反射波が突き出し部の表面に沿った屈曲した伝播経
路を通るようにでき、反射波の伝播距離を効果的に延長
することができる。

【００２４】また、突き出し部は複数設けることがで
き、この場合、突き出し部間の間隔を、プラズマのシー
ス長を2倍した距離より長くすれば、高周波電界が、突
き出し部の頂部から頂部へ伝播することなく、複数の突
き出し部の表面に沿った屈曲した伝播経路を通るように
でき、反射波の伝播距離を効果的に延長することができ
る。

【００２５】本発明を適用しない場合に、基体上に高周
波電界の定在波が生じ、それによる真空処理特性への影
響が大きく生じるのは、供給する高周波電力の周波数が
５０ＭＨｚ以上４５０ＭＨｚ以下の場合である。そこ
で、本発明は、この周波数の高周波電力を用いて処理を
行う真空処理装置に、特に好適に適用できる。

【００２６】本発明を適用しない場合には、高周波電界
定在波による真空処理特性への影響は、基体として導電
性を有するものを用いた場合に、定在波がその処理面上
に生じるために比較的大きなものとなる。したがって、
本発明は、導電性を有する基体を処理する真空処理装置
において、特に効果的である。この場合、基体の端部で
反射波が生じて定在波が生じないように、基体の処理面
近傍に生じる高周波電界が、補助基体の、処理面に接続
される面に連続的に伝播されるように基体と補助基体と
が接続されるようにすることが望ましい。

【００２７】本発明は、特に、反応容器内に原料ガスを
導入する原料ガス導入手段をさらに有し、高周波電力に
よって原料ガスを励起解離させ、基体上に堆積させて堆
積膜を形成する装置に好適に適用できる。すなわち、こ
のような装置に本発明を適用することにより、形成され
る膜の特性を非常に均一にする作用を得ることができ
る。そしてさらに、本発明は、膜質が大面積に亘って均
一であることが要求される、堆積膜を積層して形成され
る電子写真用感光体を製造する真空処理装置に好適に適
用できる。すなわち、このような装置に本発明を適用す
ることにより、優れた特性を有する電子写真用感光体を
製造可能な装置とすることができる。

【００２８】本発明による真空処理方法は、内部を減圧
可能な反応容器内に基体を配置する工程と、反応容器内
を排気して減圧する工程と、反応容器内に高周波電力を
供給してプラズマを発生させる工程とを有し、プラズマ
を用いて基体の処理面上に真空処理を施す真空処理方法
において、導電性を有する材料からなり、外側に突出す
るように形成されている突き出し部を有する突き出し部
形成面を備えた補助基体を、突き出し部形成面が基体の
処理面を少なくとも一方向に延長するように基体に接続
した状態で真空処理を行うことを特徴とする。

【００２９】そして特に、プラズマ発生工程において、
高周波電力によって基体の処理面および補助基体の処理
面に接続された部分の近傍に生じる高周波電界の定在波
の、補助基体の端部に一番近い節部分を補助基体上に位
置させるようにすることが好ましい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００３１】図１，２に、本実施形態の、例えば電子写
真用感光体形成を行うことができる堆積膜形成装置の模
式図を示す。図１は、堆積膜が形成される基体１０２
と、それを保持する補助基体であるホルダー母体１０４
およびホルダーキャップ１０３の断面図を示している。
図２は、堆積膜形成装置全体の断面図を示しており、図
２（a）は縦断面図、図２（b）は図２（a）のＡ−Ａ’
線に沿って切断した横断面図である。

【００３２】この堆積膜形成装置は、内部を減圧可能な
反応容器２０１を有している。反応容器２０１の側部に
は、不図示の排気装置に接続された排気口２１４が設け
られている。反応容器２０１の底部の中央部には、減速
ギア２０８を介してモータ２０９に接続された筒状の回
転軸２０７が設けられている。回転軸２０７上には、円
筒状のホルダー母体１０４の外周に嵌め込まれ、上方に
ホルダーキャップ１０３が嵌められて、これらの補助基
体に保持されている円筒状の基体１０２が設置されてい
る。基体１０２はホルダー母体１０４およびホルダーキ
ャップ１０３と接触してこれらと導通状態にある。ホル
ダーキャップ１０３は、円筒状の部分と、その部分から
半径方向に外側に延びる、図２に示す例では３つの円板
状のつば（突き出し部）１０５とが一体的に形成されて
構成されている。回転軸２０７およびホルダー母体１０
４の内側中央部には、基体１０２を加熱する発熱体２０
６が設けられている。

【００３３】反応容器２０１内にはさらに、原料ガスを
供給するための原料ガス供給管２１３、プラズマを生起
させる高周波電力を供給するための高周波電極２１０が
設けられている。高周波電極２１０は、各高周波電極２
１０からの導線が途中で合流された後、マッチングボッ
クス２１１を介して高周波電源２１２に接続されてい
る。

【００３４】このような堆積膜形成装置を用いた電子写
真用感光体の形成は、以下のようにして行うことができ
る。まず、ホルダー母体１０４に、最初に基体１０２
を、次いでホルダーキャップ１０３を嵌め込んで、補助
基体と基体１０２とを図１に示すように組み合わせる。
そして、ホルダー母体１０４上に載置された基体１０２
を反応容器２０１内に設置し、不図示の排気装置（例え
ば真空ポンプ）により排気口２１４から反応容器２０１
内を排気する。続いて、発熱体２０６により基体１０２
を２００℃〜３００℃程度の所定の温度に加熱し、この
温度に維持するように制御する。基体１０２が所定の温
度となったところで、原料ガス供給管２１３を介して、
原料ガスを反応容器２０１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２０１内の圧力が
安定したのを確認した後、高周波電源２１２よりマッチ
ングボックス２１１を経て高周波電極２１０へ所定の高
周波電力を供給する。これにより、反応容器２０１内に
高周波電力が供給されて反応容器２０１内にグロー放電
が生起され、原料ガスが励起解離されて基体１０２上に
堆積され、堆積膜が形成される。

【００３５】このようにして所望の膜厚の堆積膜の形成
が行なわれた後、高周波電力の供給を止め、続いて原料
ガスの供給を停止して一層分の堆積膜の形成を終える。
同様の操作を複数回繰り返すことによって、所望の多層
構造の光受容層を形成する。堆積膜形成中、基体１０２
を回転軸２０７を介してモータ２０９により所定の速度
で回転させることにより、円筒状の基体１０２の表面全
周に亘って均一な堆積膜を形成することができる。

【００３６】図３，４に、この堆積膜形成装置の変形例
を示す。同図において、図１，２と同様の部分について
は、同一の符号を付し、説明を省略する。

【００３７】図３に示す変形例では、ホルダーキャップ
１０３上だけではなく、ホルダー母体３０４の、ホルダ
ーキャップ１０３が嵌め込まれるのとは反対側の端部に
もつば３０５が設けられている。なお、同図に示す例で
は、発熱体３０６、回転軸３０７の構成も、図１，２に
示すものとは異なっているが、基本的な機能は変わらな
い。回転軸３０７は、ホルダー母体３０４の上端まで延
び、この部分で補助基体に接続されている。また、発熱
体３０６は、回転軸３０７の周囲を取り巻く筒状に形成
されている。

【００３８】図４に示す変形例では、ホルダー母体４０
４と、つば４０５を有するホルダーキャップ４０３とか
らなる補助基体に保持された基体４０２を複数設置でき
るようになっている。すなわち、回転軸４０７、減速ギ
ア４０８、モータ４０９が、反応容器２０１の中心部に
設けられた原料ガス供給管４１３の周りに複数設けられ
ており、各回転軸４０７に基体４０２を設置できるよう
になっている。高周波電極４１０は、これらの基体４０
２を取り囲む円周上に複数配置されている。

【００３９】本実施形態の堆積膜形成装置は、補助基体
の端部につば１０５，３０５，４０５が設けられている
ことに特徴がある。このようなつば１０５，３０５，４
０５を設けることで、これが無い場合には基体１０２上
に位置する可能性がある高周波電界の定在波の節部分
を、端部に向けて移動させることができる。これによ
り、特に大きな特性の落ち込みを生じさせる原因となる
と考えられる、端部の比較的近くに位置する定在波の節
部分を、基体１０２上から補助基体上へと移動させるこ
とができる。以下にこのことについてより詳細に説明す
る。

【００４０】図１，２に示す堆積膜形成装置のような真
空処理装置においては、供給された高周波電力によっ
て、反応容器２０１内に配置された導電性を有する部材
の表面に生じるシースに沿って伝播される高周波電界が
生起される場合があり、導電性部材上に定在波が生じる
場合があることが知られている。このような定在波は、
真空処理特性を不均一にすることがある。

【００４１】高周波電界の定在波に起因して真空処理特
性が不均一となることについては、従来、高周波電極２
１０上に生じる定在波について検討され、その対策が種
々提案されてきた。例えば、特開平１０−１６８５７５
号公報には、高周波電極２１０の両端の静電容量を調節
することで、高周波電極２１０上の高周波電界定在波を
調整し、堆積膜特性の均一性を向上させることが可能で
あることが開示されている。このような高周波電極２１
０上の高周波電界定在波を調整する手段および方法によ
り、真空処理特性の均一性の向上が図られてきたが、さ
らなる均一性を求める場合、このような手段のみでは限
界がある。本発明者らは、その一因が基体１０２上に生
じる高周波電界定在波にあることを見出し、この定在波
の位相を調整することで真空処理特性のさらなる均一性
向上を実現可能であることを見出したものである。

【００４２】従来、基体およびその基体に組み合わされ
た補助基体は、一般的には直流的に定電位、多くの場合
アース電位に維持できるように、反応容器などの定電位
部に導通状態にされている。このため、基体および補助
基体上には直流的な電界は生じない。しかしながら、基
体および補助基体そのものやその導通部分にはインピー
ダンスがあるため、基体および補助基体上には高周波電
界が生じ得る状態となっている。そして、このインピー
ダンスのうちのインダクタンス成分は高周波の周波数に
比例するため、周波数が高くなるほど基体および補助基
体上に高周波電界が生じ易い。

【００４３】そこで比較的高い周波数の高周波電力を用
いる場合、反応容器内に供給された高周波電力は、反応
容器内の空間を伝播して基体および補助基体上に伝達さ
れ、基体および補助基体上に高周波電界を生じさせる。
基体および補助基体上に生じた高周波電界は、基体およ
び補助基体が導電性を有する場合、基体および補助基体
上に生じるシース中で伝播され、基体および補助基体の
端部において反射されて反射波が生じる。この反射波と
基体および補助基体端部到達前の高周波電界（入射波）
との干渉により、基体および補助基体上に高周波電界の
定在波が生じる。

【００４４】基体および補助基体上に高周波電界の定在
波が生じると、定在波の節部分では電界が弱まり、腹部
分では電界が強まる。この電界の強弱によって、基体お
よび補助基体近傍のプラズマ特性に影響が現われ、その
結果、真空処理特性に不均一性が生じてしまう。本発明
者らの検討によれば、その影響は、基体および補助基体
上に入射するイオンエネルギーに特に顕著に現れる。す
なわち、基体および補助基体上の定在波の節部分では入
射イオンエネルギーが低く、腹部分では入射イオンエネ
ルギーが高い。このため、真空処理特性が入射イオンエ
ネルギーに対して大きな依存性を持つ場合、特にその不
均一性は顕著となってしまう。

【００４５】そして、高周波電界定在波の真空処理特性
への影響は、反射端から近い節部分で特に顕著に現れ
る。これは、反射端から離れた位置においては、反応容
器内の空間への放射などによって反射波が減衰すること
で、定在波の影響が小さくなるためと考えられている。
したがって、このような基体および補助基体上に生じる
高周波電界定在波に起因する真空処理特性の不均一性を
改善する上では、特に反射端から近い位置での、高周波
電界定在波の節部分の影響を減少させることが極めて有
効である。

【００４６】そこで本発明では、基体１０２の端部に接
触して配置する補助基体（ホルダーキャップ１０３やホ
ルダー母体１０４）に、導電性を有する材料からなるつ
ば１０５を設けている。すなわち、このような構成とす
ることで、補助基体上での高周波電界の伝播距離を伸ば
し、真空処理特性への影響が顕著に現れる部分である、
反射端から近い位置で生じる電界定在波の節部分を、基
体１０２の外側、すなわち補助基体上へと移動させるこ
とが容易に可能である。これにより、実際に電子写真感
光体などの製品となる基体１０２の真空処理特性は均一
化される。製品からは分離される補助基体において電界
定在波の節部分が存在しても製品製造上は何の問題もな
い。また、反射端から基体１０２までの間の伝播距離が
長くなることにより、その伝播過程での反射波の減衰量
が大きくなり、基体１０２上での高周波電界定在波の影
響を全体的に減少させることが可能である。

【００４７】補助基体上での高周波電界の伝播距離を伸
ばす方法としては、単純に補助基体の長さを長くするこ
とも考えられるが、本実施形態の方法によれば、補助基
体の長さを長くしそれに伴って反応容器２０１自体のサ
イズを延長するなどの大きな変更をする必要が無い。ま
た、放電空間の増大によるガス利用効率の低下などのデ
メリットも無い。そこで本実施形態のような方法によれ
ば、多種の真空処理装置について、大きな変更をした
り、効率を低下させたりすることなく、高周波電界定在
波の影響を減ずる事が可能である。

【００４８】本発明における高周波電界定在波の節部分
の移動量は、補助基体端部からの表面に沿った距離の、
つば１０５を設けたことによる延長量に実質的に比例す
る。しかし、つば１０５の突き出し量Ａ（図１参照）が
ある大きさより小さくなると、高周波電界定在波の節部
分の移動量が著しく小さくなってしまう。これは、高周
波電界が、基体１０５の周辺に生じる、プラズマのシー
スと呼ばれる厚みのある層に沿って伝播するため、つば
１０５がこのシースの厚み（シース長）を超えてこの層
を遮るような形で配置されることで、高周波電界がつば
１０５の表面に沿って屈曲して伝播されるようになり、
伝播距離を延長する効果が十分に発揮されるためと考え
られる。

【００４９】つば１０５の突き出し量Ａが大きいと、高
周波電界定在波の節部分の移動量が大きくなるため好ま
しい。しかし、突き出し量Ａを大きくし過ぎて、つば１
０５の先端が、隣接する高周波電極２１０や原料ガス供
給管２１３、放電空間を形成する反応容器２０１の壁面
などと近づき過ぎると、高周波電界の伝播にそれらの影
響が現れる事が考えられる。また、補助基体のセッティ
ングの作業性も下がる。そこで、突き出し量Ａは必要十
分な距離を取れる適当な長さにすることが好ましい。

【００５０】つば１０５を複数設ける場合、つば１０５
間の配置間隔Ｂ（図１参照）が短いと、定在波の移動量
が小さくなる場合がある。これは、高周波電界がプラズ
マのシースに沿って伝播するため、突き出し量Ａを小さ
くした場合と同様に高周波電界がつば１０５の表面に沿
って伝播せずに、つば１０５の先端から先端へと伝わっ
てしまうためであると考えられる。このため、つば１０
５は、隣接するつば１０５のシースが接しない距離を置
いて、すなわち、つば１０５間の配置間隔Ｂがシース長
の２倍より長くなるように配置することが好ましい。

【００５１】このようなつば１０５の具体的構成につい
ては特に制限はなく、高周波電界がその表面に実質的に
沿って連続的に伝播するような構成であればよい。基本
的にはその表面が導電性を有していればよく、構成材料
としては、例えば、Ａｌ・Ｃｒ・Ｍｏ・Ａｕ・Ｉｎ・Ｎ
ｂ・Ｔｅ・Ｖ・Ｔｉ・Ｐｔ・Ｐｄ・Ｆｅなどの金属や、
これらの合金、例えばステンレスなどを用いることがで
きる。

【００５２】同様に、つば１０５を設ける補助基体は、
基体１０２に対して基体１０２を軸方向に延長する位置
に、高周波電界が基体１０２から実質的に連続的に伝播
されるように組み合わされるものであればよく、その形
状は特に限定されない。補助基体の構成材料について
は、つば１０２と同様の導電性の金属、合金などを用い
ることができる。

【００５３】補助基体は、真空処理、例えば堆積膜形成
に、洗浄などのプロセスを経て繰り返し用いられること
などから、つば１０５には、ある程度の強度を有するよ
うに、ある程度の厚みがある事が好ましい。つば１０５
は必ずしも板状でなくてもよく、テーパーがついている
などしてもよく、またつば１０５の付け根や先端部など
を曲面としてもよい。

【００５４】真空処理特性への影響が、円筒状の基体１
０２のどちらか片方の端部側でより顕著に見られる場合
は、つば１０５をその端部に配置することが好ましい。
両方の端部付近で定在波の影響が見られる場合などは、
図３に示すように両方の端部につば１０５，３０５を配
置してもよい。装置の構成、特に基体１０２の支持部の
構成により、基体１０２上に伝播する高周波電界の状態
が異なり、影響の大きい定在波を生じる反射端になる端
部が異なるため、どの端部につば１０５，３０５を設け
るかは、装置毎に適宜決定すればよい。

【００５５】つば１０５の数に関しては、その数が多い
ほど高周波電界の伝播距離を長く延長することができ、
定在波の節部分をより大きく移動させる事ができるため
好ましい。しかし、反射端から最初に現れる定在波の節
部分が、基体１０２上にではなく補助基体上に現れるよ
うにすることで、処理特性を均一化する効果が比較的大
きく現れるため、つば１０５を必ずしも多数設ける必要
はない。つば１０５の数は、製品の膜特性をどの程度均
一にする必要があるか、真空処理特性をどの程度均一に
する必要があるかに応じて適宜決定すればよい。

【００５６】本実施形態の真空処理装置では、プラズマ
を生起するために用いられる高周波電力の周波数が５０
ＭＨｚ以上、４５０ＭＨｚ以下の場合にその真空処理特
性の均一化の効果を特に顕著に得ることができる。５０
ＭＨｚ以下で本発明による特性均一化の効果が比較的微
小であるのは、高周波電力の波長が長いため、基体１０
２上に明確な高周波電界定在波の節部分および腹部分が
生じず、基体１０２上の高周波電界定在波が真空処理特
性の均一性におよぼす影響が小さいためではないかと推
察される。また、４５０ＭＨｚ以上で本発明による特性
均一化の効果が比較的微小であるのは、原料ガスの分解
効率が高く、反応容器２０１中での電力吸収率が大きい
ため、基体１０２上に生じた高周波電界が基体１０２、
または基体１０２に組み合わされた補助基体の端部に到
達してそこで反射波を生じる前に、その多くが減衰して
しまい、基体１０２上に顕著な高周波電界定在波が生じ
ないためではないかと推察される。

【００５７】また、本実施形態の真空処理装置では、導
電性を有する基体１０２を処理する場合に、その真空処
理特性の均一化の効果をより顕著に得ることができる。
基体１０２が導電性を有する場合、高周波電界は基体１
０２表面上を伝播するため、高周波電界定在波は基体１
０２表面に生じる。一方、基体１０２が非導電性の材料
からなる場合、高周波電界は、例えば基体１０２裏に配
置されるホルダー母体１０４などの導電性部材上を伝播
し、高周波電界定在波はこの導電性部材上に生じる。こ
のため、基体１０２が導電性を有する場合には、高周波
電界定在波がプラズマに接した部分に生じるため、本発
明を適用しなければ、プラズマへの影響が顕著に現れ、
真空処理特性の不均一性がより顕著となる。非導電性の
基体１０２を処理する場合でも本実施形態による真空処
理特性の均一化の効果は現れるが、導電性を有する基体
１０２を処理する場合に本実施形態を適用した場合に、
その効果はより顕著なものとなる。

【００５８】また、本実施形態は、電子写真用感光体形
成装置および電子写真用感光体形成方法に対して適用し
た場合に特に好ましい効果が得られる。本発明者らの検
討によれば、これまで述べてきたような補助基体上、ま
たは補助基体および基体１０２上の高周波電界定在波
は、単に作製された感光体の電気的、光学的特性に不均
一性をもたらすだけでなく、その節部分の位置で堆積膜
中に多数の構造欠陥を生じさせる。この構造欠陥は反応
容器２０１中のダスト、例えば反応容器２０１の壁に付
着した膜が剥れて生じた膜破片が核となって生じるもの
である。このような構造欠陥が高周波定在波の節部分で
多発する原因については定かではないが、節部分では、
近接するプラズマのフローティング電位が他の領域とは
異なったものとなり、その結果、節部分でのダストの電
位あるいはチャージアップ量が、基体上に吸着しやすい
状況をもたらすものになるのではないかと推察される。

【００５９】このような構造欠陥が形成された電子写真
用感光体を用いた場合には、電子写真画像上に、本来の
形成画像には無い白点、あるいは黒点が生じてしまい、
画像品質が著しく低下する。その原因となる、高周波定
在波の節部分の、基体１０２上への発生を抑制し、構造
欠陥を低減可能な本実施形態は、電子写真用感光体形成
装置、電子写真用感光体形成方法に適用することで、特
に好ましい効果を奏することができる。

【００６０】

【実施例】以下、本発明による、さらに具体的な実施例
について説明するが、本発明はこれらの実施例によりな
んら制限されるものではない。

【００６１】（実施例１）図２に示す構成の装置を用
い、基体１０２として、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ
の円筒状アルミニウムシリンダーを用い、高周波電源２
１２の発振周波数を１０５ＭＨｚとして、表１に示す条
件で堆積膜形成を行い、電子写真用感光体を作製した。

【００６２】

【表１】

【００６３】補助基体としては、図１に示す、ホルダー
キャップ１０３がつば１０５を有する構成のものを用
い、ホルダー母体１０４、ホルダーキャップ１０３とも
にアルミニウム製とした。ホルダーキャップ１０３とし
ては、つば１０５の突き出し量Ａ、つば１０５の間隔Ｂ
（図１参照）、つば１０５の個数を変えたものを５種類
使用した。

【００６４】高周波電極２１０は直径２０ｍｍのステン
レス製円柱であり、その外部をアルミナ製パイプにより
覆った構造のものを用いた。このような高周波電極２１
０を、基体１０２を取り囲むように同一円周上に等間隔
で４本配置した。高周波電極２１０の先端には高周波電
極２１０上に形成される高周波電界定在波比を低減する
ために、３０ｐＦのコンデンサ（不図示）を設けた。原
料ガス供給管２１３は、内径１０ｍｍ、外径１３ｍｍ
の、端部が封止されたアルミナ製パイプに、原料ガスを
供給可能なように、直径１．２ｍｍのガス噴出口を開口
した構造のものを用いた。このようなガス供給管２１３
を、基体１０２を取り囲むように同一円周上に等間隔で
４本、高周波電極２１０に対して周方向に４５度ずらし
た位置に配置した。原料ガス供給管２１３の表面は、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が２０μｍとなるようにした。

【００６５】感光体作製手順は概略以下の通りとした。
まず、ホルダー母体１０４およびホルダーキャップ１０
３に保持された基体１０２を反応容器２０１内の回転軸
２０７上に設置した。その後、不図示の排気装置により
排気口２１４を通して反応容器２０１内を排気した。続
いて、回転軸２０７を介して基体１０２をモータ２０９
により１０ｒｐｍの速度で回転させた。さらにガス供給
管２１３より反応容器２０１内に５００ｍＬ／ｍｉｎ
（ｎｏｒｍａｌ）のＡｒを供給した後、不図示の圧力調
整バルブを調整して反応容器２０１内の圧力を７０Ｐａ
に維持しながら発熱体２０６により基体１０２を２５０
度に加熱・制御し、その状態を２時間維持した。

【００６６】次に、Ａｒの供給を停止し、反応容器２０
１内を不図示の排気装置により排気口２１４を通して排
気した後、ガス供給管２１３を介して、表１に示した電
荷注入阻止層形成に用いる原料ガスを導入した。

【００６７】原料ガスの流量が設定流量となり、また、
反応容器２０１内の圧力が安定したのを確認した後、高
周波電源２１２の出力値を表１に示した電力に設定し、
マッチングボックス２１１を介して高周波電極２１０へ
高周波電力を供給した。こうして、高周波電極２１０よ
り反応容器２０１内に放射された高周波電力によって、
原料ガスを励起解離させ、基体１０２上に堆積させて電
荷注入阻止層を形成した。堆積膜の膜圧が所定の膜厚に
なった後、高周波電力の供給を止め、続いて原料ガスの
供給を停止して電荷注入阻止層の形成を終えた。同様の
操作を複数回繰り返すことによって、光導電層、表面層
を順次形成した。

【００６８】（比較例１）次に、実施例１の堆積膜形成
について比較評価を行うために実施した比較例１につい
て説明する。本比較例においては、図５に示す、補助基
体につばを設けていない構成の装置を用い、その他の条
件については実施例１と同様にして、表１に示す条件で
電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作
製した。

【００６９】（実施例１の評価）実施例１、比較例１で
作製されたＡ−Ｓｉ感光体をテスト用のキヤノン社製の
複写機ＮＰ−６７５０（商品名）に設置し、いわゆる
「白ぽち」、「画像濃度むら」について以下の評価法に
より評価して、感光体の特性評価を行なった。 「白ぽち」キヤノン社製中間調チャートＦＹ９−９０４
２（商品名）を原稿台に置き、コピーを行って得られた
コピー画像の、同一面積内にある直径０．１ｍｍ以上の
白点の数を数え、その数により評価した。すなわち、数
値が小さいほど良好である。この際、形成画像を、使用
したＡ−Ｓｉ感光体の軸方向に８つの評価領域に等分
し、それぞれの領域について評価した。 「画像濃度むら」まず、現像器位置での暗部電位が一定
値となるよう主帯電器の電流を調整した後、原稿に反射
濃度０．０１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での
明部電位が所定の値となるよう像露光光量を調整した。
次いでキヤノン社製中間調チャートＦＹ９−９０４２を
原稿台に置き、コピーを行って得られたコピー画像上の
全領域における反射濃度の最高値と最低値の差により評
価した。すなわち、数値が小さいほど良好である。

【００７０】評価結果を表２に示す。

【００７１】

【表２】

【００７２】なお、表２において、評価結果は比較例１
を基準とし、その結果との比較で、比較例１に対する実
施例１の良化（白ぽちの数の減少率、反射濃度の差の縮
小率）が３０％以上を◎、１０％以上３０％未満を◎〜
○、１０％未満を○、悪化を△で表記してある。また、
「白ぽち」については、比較した結果を評価領域毎に示
した。〜は感光体を軸方向に等分した各領域を示
す。つば１０５が設けられた方の端部に近い領域がで
ある。

【００７３】また、Ａはつば１０５の突き出し量、Ｂは
つば１０５の間隔、Ｌはつば１０５を設けることで延長
された表面距離の全長である。例（１）〜例（５）は、
このＡ，Ｂ，Ｌおよびつば１０５の数の異なる補助基体
を用いた場合についての結果を示している。

【００７４】例（３）と例（４）について、「白ぽ
ち」、「画像濃度むら」いずれの項目においても実施例
１と比較例１との間に大きな良化が認められた。特に
「白ぽち」に関して〜の領域での良化が目立った。

【００７５】例（２）と例（５）については、実施例１
と比較例１との間に明確な良化が認められた。例（２）
においては、つば１０５による表面距離の総延長量Ｌが
比較的短く、本実施例の装置構成においては高周波電界
定在波の節部分の移動が小さかったと考えられる。例
（５）については、つば１０５による表面距離の総延長
量Ｌは十分長いものの、つば１０５の間隔Ｂが比較的短
く、プラズマのシース長の２倍より小さいために、高周
波電界定在波の節部分を移動させる効果が比較的小さく
なったと考えられる。

【００７６】例（１）については、つば１０５の突き出
し量Ａがプラズマのシース長よりも小さいために、つば
１０５による表面距離の総延長量Ｌが同じである例
（２）と比較しても小さな効果しか得られなかったと考
えられる。

【００７７】以上から、本発明によって、「白ぽち」、
「画像濃度むら」を低減する効果が得られることが確認
された。また、実施例１で作製された電子写真用感光体
を用いて形成された電子写真画像は、画像流れなどもな
い極めて良好な画像であった。

【００７８】（実施例２）本実施例においては、図３に
示す、ホルダーキャップ１０３に加えホルダー母体３０
４にもつば３０５を形成した堆積膜形成装置を用いた。
その他の構成については、実施例１と同様にして電子写
真用感光体を作製した。ホルダーキャップ１０３には、
突き出し量Ａが３０ｍｍ、つば１０５の間隔Ｂが３０ｍ
ｍのつば１０５を３個所設けたものを使用した。ホルダ
ー母体３０４には、ホルダーキャップ１０３と同様に、
突き出し量Ａが３０ｍｍ、つば３０５の間隔が３０ｍｍ
のつば３０５を３個所設けたものを使用した。

【００７９】（比較例２）次に、実施例２の堆積膜形成
について比較評価を行うために実施した比較例２につい
て説明する。本比較例においては、ホルダーキャップお
よびホルダー母体につばの無い補助基体を使用した以外
は、実施例２と同様にして、表１に示す条件で電荷注入
阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作製した。

【００８０】（実施例２の評価）実施例２で作製された
ａ−Ｓｉ感光体と、比較例２で作製されたａ−Ｓｉ感光
体とを、テスト用のキヤノン社製の複写機ＮＰ−６７５
０（商品名）に設置し、感光体の特性評価を行った。評
価は実施例１で行った評価と同様に、「白ぽち」、「画
像濃度むら」について評価し、評価結果は、比較例２の
結果を基準として、実施例１と同様にしてその変化を評
価した。なお、「白ぽち」については、感光体全領域に
ついて比較評価した。評価結果を表３に示す。

【００８１】

【表３】

【００８２】表３の結果から判るように、「白ぽち」、
「画像濃度むら」いずれの項目においても実施例２では
比較例２対して明確な良化が認められた。このことか
ら、本発明によれば、「白ぽち」、「画像濃度むら」を
低減する効果が得られることが確認された。また、実施
例２で作製された電子写真用感光体を用いて形成された
電子写真画像は、画像流れなどもない極めて良好なもの
であった。

【００８３】（実施例３）本実施例においては、図４に
示す真空処理装置を用いて、反応容器２０１内に６つの
基体４０６を配置して真空処理を行った。６つの全ての
基体４０２について、突き出し量Ａが３０ｍｍ、つば４
０３の間隔が３０ｍｍのつば４０３を３個所設けたホル
ダーキャップ４０３を使用した。

【００８４】高周波電極４１０としては、実施例１と同
じ構成のものを、基体４０２の配置円の外側に、同一円
周上に等間隔で６本配置した。原料ガス供給管４１３と
しては、端部が封止されたアルミナ製パイプに直径１．
２ｍｍのガス噴出口設けた構成のものを、反応容器２０
１の中央に１本配置した。その他の構成や、感光体作製
手順は実施例１と同様にして、表４に示す条件で電子写
真用感光体を作製した。

【００８５】

【表４】

【００８６】（比較例３）次に、実施例３の堆積膜形成
について比較評価を行うために実施した比較例３につい
て説明する。本比較例においては、つばのないホルダー
キャップを使用した以外は実施例３と同様にして、表４
に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からな
る感光体を作製した。

【００８７】（実施例３の評価）実施例３で作製された
ａ−Ｓｉ感光体と、比較例３で作製されたａ−Ｓｉ感光
体とを、テスト用のキヤノン社製の複写機ＮＰ−６７５
０（商品名）に設置し、感光体の特性評価を行った。評
価は実施例１で行った評価と同様に、「白ぽち」、「画
像濃度むら」について評価し、評価結果は、比較例３の
結果を基準として、実施例１と同様にしてその変化を示
した。なお、「白ぽち」については、感光体全領域につ
いて比較評価した。評価結果を表５に示す。

【００８８】

【表５】

【００８９】表５の結果から判るように、「白ぽち」、
「画像濃度むら」いずれの項目においても実施例３では
比較例３に対して明確な良化が認められた。このことか
ら、本発明によれば、「白ぽち」、「画像濃度むら」を
低減する効果が得られることが確認された。また、実施
例４で作製された電子写真用感光体を用いて形成された
電子写真画像は、画像流れなどもない極めて良好なもの
であった。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
周波電力によって生起されたプラズマを用いて基体上に
真空処理を施す真空処理装置、真空処理方法において、
基体の端部を延長するように基体に接続される部分を有
する補助基体に、その端部から基体の処理面に向って延
びる面に、該面から突出するように突き出し部を設ける
ことにより、基体上に生じる高周波電界定在波の位相を
変化させ、真空処理特性の均一性を向上させることがで
きる。これにより、製品品質を向上させることができ、
また１つの反応容器内で複数の製品を製造する場合の良
品率を向上させて生産コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空処理装置において用いられる、基
体と補助基体の模式的な断面図である。

【図２】本発明の実施形態の真空処理装置の一例を示し
た模式的な断面図である。

【図３】図２の変形例の真空処理装置を示した模式的な
断面図である。

【図４】図２の他の変形例の真空処理装置を示した模式
的な断面図である。

【図５】従来の真空処理装置の一例を示した模式的な断
面図である。

【符号の説明】

２０１、５０１ 反応容器 １０２、３０２、４０２、５０２ 基体 １０３、３０３、４０３、５０３ ホルダーキャップ １０４、３０４、４０４、５０４ ホルダー母体 １０５、２０５、４０５ つば ２０６、４０５、５０６ 発熱体 ２０７、４０７、５０７ 回転軸 ２０８、４０８、５０８ 減速ギア ２０９、４０９、５０９ モーター ２１０、４１０、５１０ 高周波電極 ２１１、５１１ マッチングボックス ２１２、５１２ 高周波電源 ２１３、４１３、５１３ 原料ガス供給管 ２１４、５１４ 排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 和敬 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 細井 一人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 EA24 4K030 AA06 AA09 AA17 BA30 BB12 CA02 FA03 JA18 KA05 KA45 LA17 5F045 AA08 AB04 AC01 AD06 AD07 AE19 BB08 CA16 DP25 DP28 EB02 EB03 EH04 EH15 EH19 EM02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を減圧可能であり、内部に基体が配
   置される反応容器と、該反応容器内を減圧する排気手段
   と、前記反応容器内に高周波電力を供給する高周波電力
   供給手段とを有し、前記高周波電力により生起されたプ
   ラズマを用いて前記基体の処理面上に真空処理を施す真
   空処理装置において、 導電性を有する材料からなり、前記基体の前記処理面を
   少なくとも一方向に延長するように前記基体に接続され
   る部分を有する補助基体を有し、該補助基体が、前記基
   体の前記処理面を延長するように接続された部分から、
   外側へ突出するように形成されている突き出し部を有す
   ることを特徴とする真空処理装置。
2. 【請求項２】 円筒状の前記基体の外周面上に処理を施
   す真空処理装置であって、前記補助基体が、前記基体の
   少なくとも片側の軸方向端部を延長するように接続され
   る部分を有し、前記突き出し部が、半径方向外側に突出
   するつば状の形状である、請求項１に記載の真空処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記突き出し部の突き出した長さが、プ
   ラズマのシース長より長いことを特徴とする、請求項１
   または２に記載の真空処理装置。
4. 【請求項４】 前記突き出し部が複数設けられており、
   該突き出し部間の間隔が、プラズマのシース長を2倍し
   た距離より長いことを特徴とする、請求項１から３のい
   ずれか１項に記載の真空処理装置。
5. 【請求項５】 前記高周波電力の周波数が５０ＭＨｚ以
   上４５０ＭＨｚ以下であることを特徴とする、請求項１
   から４のいずれか１項に記載の真空処理装置。
6. 【請求項６】 導電性を有する材料からなる前記基体の
   処理を行う真空処理装置であって、前記高周波電力によ
   って、前記基体の前記処理面近傍に生じる高周波電界
   が、前記補助基体の前記処理面に接続される面に連続的
   に伝播されるように前記基体と前記補助基体とが接続さ
   れる、請求項１から５のいずれか１項に記載の真空処理
   装置。
7. 【請求項７】 前記反応容器内に原料ガスを導入する原
   料ガス導入手段をさらに有し、前記高周波電力によって
   原料ガスを励起解離させ、前記基体上に堆積させて堆積
   膜を形成する、請求項１から６のいずれか１項に記載の
   真空処理装置。
8. 【請求項８】 前記堆積膜が積層された電子写真用感光
   体を製造する、請求項７に記載の真空処理装置。
9. 【請求項９】 内部を減圧可能な反応容器内に基体を配
   置する工程と、前記反応容器内を排気して減圧する工程
   と、前記反応容器内に高周波電力を供給してプラズマを
   発生させる工程とを有し、前記プラズマを用いて前記基
   体の処理面上に真空処理を施す真空処理方法において、 導電性を有する材料からなり、外側に突出するように形
   成されている突き出し部を有する突き出し部形成面を備
   えた補助基体を、前記突き出し部形成面が前記基体の前
   記処理面を少なくとも一方向に延長するように前記基体
   に接続した状態で真空処理を行うことを特徴とする真空
   処理方法。
10. 【請求項１０】 前記プラズマ発生工程において、前記
    高周波電力によって前記基体の前記処理面および前記補
    助基体の前記処理面に接続された部分の近傍に生じる高
    周波電界の定在波の、前記補助基体の端部に一番近い節
    部分を前記補助基体上に位置させる、請求項９に記載の
    真空処理方法。