JPH08176832A - 堆積膜形成装置 - Google Patents
堆積膜形成装置Info
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- JPH08176832A JPH08176832A JP32068794A JP32068794A JPH08176832A JP H08176832 A JPH08176832 A JP H08176832A JP 32068794 A JP32068794 A JP 32068794A JP 32068794 A JP32068794 A JP 32068794A JP H08176832 A JPH08176832 A JP H08176832A
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- film
- forming apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 周波数20MHz乃至450MHzの高周波
電力を印加することによりグロー放電を生じさせるプラ
ズマCVD法による堆積膜形成装置において、従来のプ
ラズマプロセスでは達成できなかった堆積速度で比較的
大面積の基体に均一に良質な特性を有する膜を作製し、
且つ、膜剥がれを低減して生産性の効率化、コストダウ
ンが行えることが可能な装置を提供するとを目的とす
る。 【構成】 減圧可能な堆積室内に、円筒状の被成膜基体
と、それを外包するカソード電極と該カソード電極を外
包する外部シールドと、整合回路を有し、放電周波数が
20MHz乃至450MHzの高周波電力でカソード電
極と被成膜基体との間にプラズマを発生させるCVD法
による堆積膜形成装置において、カソード電極近傍にコ
ンデンサを設けたことを特徴とする。
電力を印加することによりグロー放電を生じさせるプラ
ズマCVD法による堆積膜形成装置において、従来のプ
ラズマプロセスでは達成できなかった堆積速度で比較的
大面積の基体に均一に良質な特性を有する膜を作製し、
且つ、膜剥がれを低減して生産性の効率化、コストダウ
ンが行えることが可能な装置を提供するとを目的とす
る。 【構成】 減圧可能な堆積室内に、円筒状の被成膜基体
と、それを外包するカソード電極と該カソード電極を外
包する外部シールドと、整合回路を有し、放電周波数が
20MHz乃至450MHzの高周波電力でカソード電
極と被成膜基体との間にプラズマを発生させるCVD法
による堆積膜形成装置において、カソード電極近傍にコ
ンデンサを設けたことを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスとして
の電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ
ー、撮像デバイス、光起力デバイス等に有用な結晶質、
または非単結晶質の機能性堆積膜を好適に形成し得るプ
ラズマCVD装置、半導体デバイスや光学素子としての
絶縁膜、金属配線等を好適に形成し得るスパッタリング
装置、或は半導体デバイス等のエッチング装置等のプラ
ズマ堆積膜形成装置に関し、更に詳しくは、特にプラズ
マを励起源として用い基体の処理を行うプラズマ堆積膜
形成装置であって、特に20MHz乃至450MHzの
高周波を好適に使用可能なプラズマ堆積膜形成装置に関
する。
の電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ
ー、撮像デバイス、光起力デバイス等に有用な結晶質、
または非単結晶質の機能性堆積膜を好適に形成し得るプ
ラズマCVD装置、半導体デバイスや光学素子としての
絶縁膜、金属配線等を好適に形成し得るスパッタリング
装置、或は半導体デバイス等のエッチング装置等のプラ
ズマ堆積膜形成装置に関し、更に詳しくは、特にプラズ
マを励起源として用い基体の処理を行うプラズマ堆積膜
形成装置であって、特に20MHz乃至450MHzの
高周波を好適に使用可能なプラズマ堆積膜形成装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体等で使用されているプラズマ処理
装置はそれぞれの用途に応じて様々な装置がある。例え
ば、成膜等ではプラズマCVD装置を用いた酸化膜、窒
化膜の形成やアモルファスシリコン系の半導体膜、また
スパッタリング装置を用いた金属配線膜、エッチング装
置を用いた微細加工技術等、様々にその特徴を活かす装
置が使用されている。
装置はそれぞれの用途に応じて様々な装置がある。例え
ば、成膜等ではプラズマCVD装置を用いた酸化膜、窒
化膜の形成やアモルファスシリコン系の半導体膜、また
スパッタリング装置を用いた金属配線膜、エッチング装
置を用いた微細加工技術等、様々にその特徴を活かす装
置が使用されている。
【0003】更に、近年膜質及び処理能力向上に対する
要望も強くなっており様々な工夫も検討されている。
要望も強くなっており様々な工夫も検討されている。
【0004】特に高周波電力を用いたプラズマプロセス
は、放電の安定性が高く酸化膜や窒化膜の絶縁性の材料
形成にも使用できる等、様々な利点より使用されてい
る。
は、放電の安定性が高く酸化膜や窒化膜の絶縁性の材料
形成にも使用できる等、様々な利点より使用されてい
る。
【0005】従来、プラズマCVD等のプラズマプロセ
スに用いられている放電用高周波電源の発振周波数は、
一般的に13.56MHzが用いられる。堆積膜形成に
一般的に多く使われているプラズマCVD装置の一例
を、図3に示す。図3に示されるプラズマCVD装置
は、円筒状の電子写真感光体用基体上にアモルファスシ
リコン膜(以下a−Si膜と記す)を形成する場合に好
適な堆積膜形成装置である。以下、この装置を用いたa
−Si膜の成膜方法を説明する。
スに用いられている放電用高周波電源の発振周波数は、
一般的に13.56MHzが用いられる。堆積膜形成に
一般的に多く使われているプラズマCVD装置の一例
を、図3に示す。図3に示されるプラズマCVD装置
は、円筒状の電子写真感光体用基体上にアモルファスシ
リコン膜(以下a−Si膜と記す)を形成する場合に好
適な堆積膜形成装置である。以下、この装置を用いたa
−Si膜の成膜方法を説明する。
【0006】減圧可能な反応容器301内に絶縁材料3
10により電気的に絶縁されたカソード電極302及び
対向電極としての円筒状の被成膜基体303が配置され
ている。円筒状の被成膜基体303は、内部の加熱ヒー
ター304により、その内側より加熱される。カソード
電極302のまわりには、高周波電力が漏洩しないよう
に外部シールド305が配置されている。高周波電源3
06は整合回路307を介してカソード電極302に高
周波電力供給用配線311により接続されている。30
8は真空排気手段、309はガス供給手段である。
10により電気的に絶縁されたカソード電極302及び
対向電極としての円筒状の被成膜基体303が配置され
ている。円筒状の被成膜基体303は、内部の加熱ヒー
ター304により、その内側より加熱される。カソード
電極302のまわりには、高周波電力が漏洩しないよう
に外部シールド305が配置されている。高周波電源3
06は整合回路307を介してカソード電極302に高
周波電力供給用配線311により接続されている。30
8は真空排気手段、309はガス供給手段である。
【0007】反応容器301内を真空排気手段308に
よって所望の真空度(例えば1mTorr以下)まで排
気した後、ガス供給手段309によってシランガス、ジ
シランガス、メタンガス、エタンガスなどの原料ガスを
またジボランガス、ホスフィンガスなどのドーピングガ
スを導入し、数10ミリメートルから数トールの圧力に
維持する。
よって所望の真空度(例えば1mTorr以下)まで排
気した後、ガス供給手段309によってシランガス、ジ
シランガス、メタンガス、エタンガスなどの原料ガスを
またジボランガス、ホスフィンガスなどのドーピングガ
スを導入し、数10ミリメートルから数トールの圧力に
維持する。
【0008】高周波電源306より13.56MHzの
高周波電力を、カソード電極302に加えて、カソード
電極302と円筒状の被成膜基体303との間にプラズ
マを発生させ、原料ガスを分解することにより、加熱ヒ
ーター304により、100℃乃至400℃程度に加熱
された円筒状の被成膜基体303上に、a−Si膜を堆
積する。
高周波電力を、カソード電極302に加えて、カソード
電極302と円筒状の被成膜基体303との間にプラズ
マを発生させ、原料ガスを分解することにより、加熱ヒ
ーター304により、100℃乃至400℃程度に加熱
された円筒状の被成膜基体303上に、a−Si膜を堆
積する。
【0009】必要に応じて不図示の回転機構により円筒
状の被成膜基体303を回転させ、周方向の膜厚分布を
改善しても良い。
状の被成膜基体303を回転させ、周方向の膜厚分布を
改善しても良い。
【0010】この成膜方法で電子写真感光体の性能を満
足するa−Si膜を得るための堆積速度は例えば、1時
間当たり0.5乃至6μm程度であり、それ以上の堆積
速度で行われるように設定すると、感光体としての特性
を得ることができない場合がある。また、一般に電子写
真感光体としてa−Si膜を利用する場合、帯電能を得
るために、少なくとも20乃至30μmの膜厚が必要で
あり、電子写真感光体を製造するためには長時間を要し
ていた。
足するa−Si膜を得るための堆積速度は例えば、1時
間当たり0.5乃至6μm程度であり、それ以上の堆積
速度で行われるように設定すると、感光体としての特性
を得ることができない場合がある。また、一般に電子写
真感光体としてa−Si膜を利用する場合、帯電能を得
るために、少なくとも20乃至30μmの膜厚が必要で
あり、電子写真感光体を製造するためには長時間を要し
ていた。
【0011】ところで、近年、平行平板型のプラズマC
VD装置を用い20MHz以上の高周波電源を用いたプ
ラズマCVD法の報告(Plasma Chemist
ryand Plasma Processing,V
ol.7,No.3,(1987)p267−273)が
あり、放電周波数を13.56MHzより高くすること
で、堆積膜の性能を落とさずに堆積速度を向上させるこ
とができる可能性が示されており、注目されている。ま
た、この放電周波数を高くする報告はスパッタリング等
でもなされ、近年広くその優位性が検討されている。
VD装置を用い20MHz以上の高周波電源を用いたプ
ラズマCVD法の報告(Plasma Chemist
ryand Plasma Processing,V
ol.7,No.3,(1987)p267−273)が
あり、放電周波数を13.56MHzより高くすること
で、堆積膜の性能を落とさずに堆積速度を向上させるこ
とができる可能性が示されており、注目されている。ま
た、この放電周波数を高くする報告はスパッタリング等
でもなされ、近年広くその優位性が検討されている。
【0012】そこで、堆積速度向上のために、放電周波
数を従来使われていた13.56MHzより高い周波数
の高周波電力に変え、成膜手順は従来と同様の方法で行
うと確かに従来より速い堆積速度で作製できることは確
認できた。
数を従来使われていた13.56MHzより高い周波数
の高周波電力に変え、成膜手順は従来と同様の方法で行
うと確かに従来より速い堆積速度で作製できることは確
認できた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では以下のような問題が発生する場合があることが
判明した。
来例では以下のような問題が発生する場合があることが
判明した。
【0014】即ち、放電周波数を13.56MHzより
高くし、被成膜基体を回転させながら成膜を行うと、確
かに従来の膜の特性とほぼ同等の膜が形成され、周方向
の膜厚分布も当然ながら均一に堆積することができる。
しかし、成膜炉のコスト低減、メンテナンスの煩雑さを
少なくするために、被成膜基体の回転機構を省略した堆
積膜形成装置を使い、被成膜基体を静止状態で成膜を行
うと、周方向の膜厚分布が非常に大きく発生しているこ
とが判明した。つまり、被成膜基体を回転させていると
きには表面に現れなかったが、実際には成膜炉内のプラ
ズマ状態は周方向でかなり遍在化しており、堆積速度が
場所により大きく異なることが明確になった。
高くし、被成膜基体を回転させながら成膜を行うと、確
かに従来の膜の特性とほぼ同等の膜が形成され、周方向
の膜厚分布も当然ながら均一に堆積することができる。
しかし、成膜炉のコスト低減、メンテナンスの煩雑さを
少なくするために、被成膜基体の回転機構を省略した堆
積膜形成装置を使い、被成膜基体を静止状態で成膜を行
うと、周方向の膜厚分布が非常に大きく発生しているこ
とが判明した。つまり、被成膜基体を回転させていると
きには表面に現れなかったが、実際には成膜炉内のプラ
ズマ状態は周方向でかなり遍在化しており、堆積速度が
場所により大きく異なることが明確になった。
【0015】更に周方向では堆積速度だけでなく、堆積
膜の電子写真的な特性も場所により異なっていることが
分かった。この特性のムラは堆積された膜厚のみで説明
できないことから、堆積膜の膜質そのものが周方向で異
なっていることが推測される。また、周方向の膜質の良
好な部分では、被成膜基体を回転させて成膜を行った電
子写真感光体よりも特性に優れ、反対に周方向の膜質の
劣っている部分では、被成膜基体を回転させて成膜を行
った電子写真感光体の特性よりも劣っていることが判明
した。即ち、被成膜基体を回転させて性膜した電子写真
感光体は特性の劣った膜と優れた膜が積層状になり、平
均的な特性が現れていると考えられる。
膜の電子写真的な特性も場所により異なっていることが
分かった。この特性のムラは堆積された膜厚のみで説明
できないことから、堆積膜の膜質そのものが周方向で異
なっていることが推測される。また、周方向の膜質の良
好な部分では、被成膜基体を回転させて成膜を行った電
子写真感光体よりも特性に優れ、反対に周方向の膜質の
劣っている部分では、被成膜基体を回転させて成膜を行
った電子写真感光体の特性よりも劣っていることが判明
した。即ち、被成膜基体を回転させて性膜した電子写真
感光体は特性の劣った膜と優れた膜が積層状になり、平
均的な特性が現れていると考えられる。
【0016】以上より、放電周波数を13.56MHz
より高くし、被成膜基体を静止状態で成膜を行うと、周
方向の膜厚分布が非常に大きく発生し、電子写真感光体
のような比較的大面積の被加工体においては実用上問題
となるような画像ムラが生じる場合があった。更には、
被成膜基体を回転させて成膜を行う場合は、プラズマの
遍在化のために、特性の劣った膜と優れた膜が積層状に
なり、トータルとしての膜特性を劣化させるために、本
来あるべき良好な膜特性が得られないという問題があっ
た。
より高くし、被成膜基体を静止状態で成膜を行うと、周
方向の膜厚分布が非常に大きく発生し、電子写真感光体
のような比較的大面積の被加工体においては実用上問題
となるような画像ムラが生じる場合があった。更には、
被成膜基体を回転させて成膜を行う場合は、プラズマの
遍在化のために、特性の劣った膜と優れた膜が積層状に
なり、トータルとしての膜特性を劣化させるために、本
来あるべき良好な膜特性が得られないという問題があっ
た。
【0017】そして更に、従来の堆積膜形成装置では、
わずかでも製造条件がずれると電子写真感光体に膜剥が
れが生じる場合があった。作製した電子写真感光体の膜
剥がれは、生産性を悪化させるばかりではなく、堆積膜
形成装置内に剥がれた膜が残留したまま電子写真感光体
を作製した場合、画像欠陥を引き起こし、製品として使
用できなくなる原因にもなり、また、剥がれた膜が堆積
膜形成装置の排気装置内に溜まり、排気装置の劣化を引
き起こして、メンテナンスを頻繁に行わなければならな
くなり、コストアップの原因となる。
わずかでも製造条件がずれると電子写真感光体に膜剥が
れが生じる場合があった。作製した電子写真感光体の膜
剥がれは、生産性を悪化させるばかりではなく、堆積膜
形成装置内に剥がれた膜が残留したまま電子写真感光体
を作製した場合、画像欠陥を引き起こし、製品として使
用できなくなる原因にもなり、また、剥がれた膜が堆積
膜形成装置の排気装置内に溜まり、排気装置の劣化を引
き起こして、メンテナンスを頻繁に行わなければならな
くなり、コストアップの原因となる。
【0018】上記のような問題は、電子写真感光体のみ
ならず、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光
起力デバイス等に有用な結晶質、または非単結晶質の機
能性堆積膜を形成する場合に大きな問題となる。また、
ドライエッチング、スパッタリング等の他のプラズマプ
ロセスにおいても、放電周波数が20MHz乃至450
MHzの高周波電力を用いた場合には同様な問題が生
じ、このままでは実用上大きな問題になってくる。
ならず、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光
起力デバイス等に有用な結晶質、または非単結晶質の機
能性堆積膜を形成する場合に大きな問題となる。また、
ドライエッチング、スパッタリング等の他のプラズマプ
ロセスにおいても、放電周波数が20MHz乃至450
MHzの高周波電力を用いた場合には同様な問題が生
じ、このままでは実用上大きな問題になってくる。
【0019】従って、本発明に係わる第一の目的は、従
来のプラズマプロセスでは達成できなかった堆積速度で
成膜することが可能な堆積膜形成装置を提供することに
ある。
来のプラズマプロセスでは達成できなかった堆積速度で
成膜することが可能な堆積膜形成装置を提供することに
ある。
【0020】本発明に係わる第二の目的は、従来のプラ
ズマプロセスでは達成できなかった堆積速度で比較的大
面積の基体に均一にプラズマ処理することが可能な堆積
膜形成装置を提供することにある。
ズマプロセスでは達成できなかった堆積速度で比較的大
面積の基体に均一にプラズマ処理することが可能な堆積
膜形成装置を提供することにある。
【0021】本発明に係わる第三の目的は、20MHz
乃至450MHzの高周波による成膜において、膜剥が
れが低減することを可能にする堆積膜形成装置を提供す
ることにある。
乃至450MHzの高周波による成膜において、膜剥が
れが低減することを可能にする堆積膜形成装置を提供す
ることにある。
【0022】本発明に係わる第四の目的は、生産性の効
率化、コストダウンが行えることが可能な堆積膜形成装
置を提供することにある。
率化、コストダウンが行えることが可能な堆積膜形成装
置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明による堆
積膜形成装置は、上記目的を達成するために、減圧可能
な堆積室内に設置された円筒状の被成膜基体と、それを
外包するように配置されたカソード電極と、カソード電
極を外包するように配置された外部シールドと、外部シ
ールドの外部に整合回路とを有し、放電周波数が20M
Hz乃至450MHzの高周波電力を整合回路を介して
前記カソード電極に印加することによってカソード電極
と円筒状の被成膜基体との間にプラズマを発生させるこ
とにより、堆積室内に導入された原料ガスを分解して円
筒状の被成膜基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD
法による堆積膜形成装置において、カソード電極の周方
向の複数箇所に高周波電力を整合回路を介して供給し、
且つ、整合回路からカソード電極までの複数の配線が、
整合回路から外部シールドの外側を通り、且つ、外部シ
ールドからカソード電極までの配線が最短距離になるよ
うにカソード電極の接続部に接続され、且つ、カソード
電極の接続部と外部シールドとの間にコンデンサを設け
たことを特徴とする。
積膜形成装置は、上記目的を達成するために、減圧可能
な堆積室内に設置された円筒状の被成膜基体と、それを
外包するように配置されたカソード電極と、カソード電
極を外包するように配置された外部シールドと、外部シ
ールドの外部に整合回路とを有し、放電周波数が20M
Hz乃至450MHzの高周波電力を整合回路を介して
前記カソード電極に印加することによってカソード電極
と円筒状の被成膜基体との間にプラズマを発生させるこ
とにより、堆積室内に導入された原料ガスを分解して円
筒状の被成膜基体上に堆積膜を形成するプラズマCVD
法による堆積膜形成装置において、カソード電極の周方
向の複数箇所に高周波電力を整合回路を介して供給し、
且つ、整合回路からカソード電極までの複数の配線が、
整合回路から外部シールドの外側を通り、且つ、外部シ
ールドからカソード電極までの配線が最短距離になるよ
うにカソード電極の接続部に接続され、且つ、カソード
電極の接続部と外部シールドとの間にコンデンサを設け
たことを特徴とする。
【0024】本発明者らは、被成膜基体を静止状態で、
20MHz乃至450MHzの高周波を用いて成膜を行
った場合の周方向の膜厚及び膜特性ムラ、更には膜剥が
れを解決するために鋭意検討を行った。
20MHz乃至450MHzの高周波を用いて成膜を行
った場合の周方向の膜厚及び膜特性ムラ、更には膜剥が
れを解決するために鋭意検討を行った。
【0025】先ず、膜厚ムラが高周波電力を導入する位
置とどのような位置関係で発生するのかを確認する実験
を行った。その結果、予想に反して、高周波電力を導入
する位置と相関なく、膜厚分布が発生することが判明し
た。この理由については現在定かではないが、20MH
z乃至450MHzという、いわゆるVHF領域の高周
波を用いる場合、印加されるカソード電極のインダクタ
ンス成分が無視できなくなるものと考えられる。しか
し、単にインダクタンスのみが問題となる場合には、高
周波を印加した側で堆積速度が早くなり、印加位置より
物理的な距離が遠くなる反対側で堆積速度が遅くなるは
ずである。位置関係に相関が出ないということは、この
周波数領域ではカソード電極のインダクタンスのみが問
題となるだけではなく、カソード電極と被成膜基体の間
のキャパシタンスも問題となっている可能性がある。つ
まり、20MHz乃至450MHzという周波数領域で
は、成膜炉自体がインダクタンスとキャパシタンスの直
列共振回路を形成しており、共振条件、 ω=1/(L・C)1/2 を満たす位置で高周波パワーが高まり、原料ガスの分解
速度が高まるものと推測される。ここでωが角速度周波
数、Lはインダクタンス、Cはキャパシタンスである。
置とどのような位置関係で発生するのかを確認する実験
を行った。その結果、予想に反して、高周波電力を導入
する位置と相関なく、膜厚分布が発生することが判明し
た。この理由については現在定かではないが、20MH
z乃至450MHzという、いわゆるVHF領域の高周
波を用いる場合、印加されるカソード電極のインダクタ
ンス成分が無視できなくなるものと考えられる。しか
し、単にインダクタンスのみが問題となる場合には、高
周波を印加した側で堆積速度が早くなり、印加位置より
物理的な距離が遠くなる反対側で堆積速度が遅くなるは
ずである。位置関係に相関が出ないということは、この
周波数領域ではカソード電極のインダクタンスのみが問
題となるだけではなく、カソード電極と被成膜基体の間
のキャパシタンスも問題となっている可能性がある。つ
まり、20MHz乃至450MHzという周波数領域で
は、成膜炉自体がインダクタンスとキャパシタンスの直
列共振回路を形成しており、共振条件、 ω=1/(L・C)1/2 を満たす位置で高周波パワーが高まり、原料ガスの分解
速度が高まるものと推測される。ここでωが角速度周波
数、Lはインダクタンス、Cはキャパシタンスである。
【0026】更に、成膜後の被成膜基体に堆積した膜の
電気的特性を測定したところ、堆積速度の早い場所の膜
の方が、遅い場所の膜よりも良好な特性を示すことが判
明した。通常、堆積速度は遅いほど膜特性は良好となる
が、この場合には原料ガスに充分な高周波エネルギーを
供給することが、膜特性の向上に寄与しているものと思
われる。
電気的特性を測定したところ、堆積速度の早い場所の膜
の方が、遅い場所の膜よりも良好な特性を示すことが判
明した。通常、堆積速度は遅いほど膜特性は良好となる
が、この場合には原料ガスに充分な高周波エネルギーを
供給することが、膜特性の向上に寄与しているものと思
われる。
【0027】以上の結果から、20MHz乃至450M
Hzの高周波を用いる成膜において、カソード電極の周
方向に、均一にパワーを入れることさえできれば被成膜
基体を回転させなくても、充分な周方向の膜厚の均一性
が得られ、かつ、充分な電力を供給できるため、堆積膜
の膜質をも向上させ得る可能性があるとの見解に至っ
た。
Hzの高周波を用いる成膜において、カソード電極の周
方向に、均一にパワーを入れることさえできれば被成膜
基体を回転させなくても、充分な周方向の膜厚の均一性
が得られ、かつ、充分な電力を供給できるため、堆積膜
の膜質をも向上させ得る可能性があるとの見解に至っ
た。
【0028】そこで、カソード電極の周方向の複数箇所
に20MHz乃至450MHzの高周波電力を印加し、
堆積室内の複数箇所でLC直列共振条件を満たすことに
より、周方向全体に充分高周波電力を供給する試みを行
ったところ、膜厚及び膜特性ムラが改善されることが分
かった。
に20MHz乃至450MHzの高周波電力を印加し、
堆積室内の複数箇所でLC直列共振条件を満たすことに
より、周方向全体に充分高周波電力を供給する試みを行
ったところ、膜厚及び膜特性ムラが改善されることが分
かった。
【0029】更に、作製した電子写真感光体に、膜剥が
れが生じる場合があることの原因については、本発明者
らは電子写真感光体の製造過程に何か問題が生じている
のではないかと考えた。そこで、本発明者らは放電状態
に注目して検討を行った。その結果、放電初期の整合状
態が不安定であることが判明した。ここで整合状態と
は、カソード電極の負荷から反射する電力(反射波)を
減らし、移送される電力が最大になるようにインピーダ
ンスを調整した状態のことである。整合状態としては、
負荷に投入された電力(進行波)と負荷から反射する電
力(反射波)で評価でき、進行波に対して反射波が小さ
く、安定しているほど整合状態は良い。この整合回路
は、入出力のインピーダンスと負荷のインピーダンスと
をマッチングするもので、π型やT型の整合回路があ
り、そのコイルのインダクタンスやコンデンサの容量を
調節して、出力電力効率を向上する。
れが生じる場合があることの原因については、本発明者
らは電子写真感光体の製造過程に何か問題が生じている
のではないかと考えた。そこで、本発明者らは放電状態
に注目して検討を行った。その結果、放電初期の整合状
態が不安定であることが判明した。ここで整合状態と
は、カソード電極の負荷から反射する電力(反射波)を
減らし、移送される電力が最大になるようにインピーダ
ンスを調整した状態のことである。整合状態としては、
負荷に投入された電力(進行波)と負荷から反射する電
力(反射波)で評価でき、進行波に対して反射波が小さ
く、安定しているほど整合状態は良い。この整合回路
は、入出力のインピーダンスと負荷のインピーダンスと
をマッチングするもので、π型やT型の整合回路があ
り、そのコイルのインダクタンスやコンデンサの容量を
調節して、出力電力効率を向上する。
【0030】図3に示す装置を用いて、放電が生じる前
にあらかじめ反射波が0になるように整合を取り、高周
波電力を投入していっても、放電が起こった瞬間に反射
波が生じ、且つ、不安定であった。その後、整合状態を
調節することで反射波が0になり安定した。この放電初
期に反射波が生じて不安定になるという現象は、整合を
取る方法として自動的に調整されるもの、手動で調整さ
れるもの何れを用いた場合にも同様な現象が起こった。
即ち、放電前と放電中とで、カソード電極と基体との間
の空間インピーダンスが異なるからである。
にあらかじめ反射波が0になるように整合を取り、高周
波電力を投入していっても、放電が起こった瞬間に反射
波が生じ、且つ、不安定であった。その後、整合状態を
調節することで反射波が0になり安定した。この放電初
期に反射波が生じて不安定になるという現象は、整合を
取る方法として自動的に調整されるもの、手動で調整さ
れるもの何れを用いた場合にも同様な現象が起こった。
即ち、放電前と放電中とで、カソード電極と基体との間
の空間インピーダンスが異なるからである。
【0031】そこで、初期放電におけるプラズマの発光
強度を測定したところ、放電初期の反射波が生じる際に
プラズマの発光強度が大きく変化し、プラズマ状態が不
安定になっていることが分かった。つまり、初期放電の
整合状態の反射波は、プラズマの不安定さを示す一つの
尺度と考えられる。
強度を測定したところ、放電初期の反射波が生じる際に
プラズマの発光強度が大きく変化し、プラズマ状態が不
安定になっていることが分かった。つまり、初期放電の
整合状態の反射波は、プラズマの不安定さを示す一つの
尺度と考えられる。
【0032】この放電初期の反射波が生じプラズマ状態
が不安定であるときにできる膜の影響で、その後に堆積
した膜との間に歪みが生じやすい状態になっており、わ
ずかに製造条件がずれただけでも膜剥がれが発生してし
まうのではないかと考えた。
が不安定であるときにできる膜の影響で、その後に堆積
した膜との間に歪みが生じやすい状態になっており、わ
ずかに製造条件がずれただけでも膜剥がれが発生してし
まうのではないかと考えた。
【0033】そこで検討を行った結果、放電初期の反射
波が生じ、プラズマ状態が不安定になることを防ぐため
に、コンデンサを高周波電力供給用配線上のカソード電
極近傍に設ければ、放電状態を初期から最期まで安定に
し、膜剥がれが低減できることが分かった。設置する位
置に関しては、カソード電極近傍にしなければ、放電が
立たなかったり、または、放電初期の反射波が大きくな
り、本発明の効果が充分に得られない。更にこの時、カ
ソード電極の周方向の複数箇所に高周波電力を印加する
際には、高周波電力供給用配線とカソード電極で囲まれ
た部分が無くなるように配線しなければ、膜剥がれを低
減できないことが判明した。
波が生じ、プラズマ状態が不安定になることを防ぐため
に、コンデンサを高周波電力供給用配線上のカソード電
極近傍に設ければ、放電状態を初期から最期まで安定に
し、膜剥がれが低減できることが分かった。設置する位
置に関しては、カソード電極近傍にしなければ、放電が
立たなかったり、または、放電初期の反射波が大きくな
り、本発明の効果が充分に得られない。更にこの時、カ
ソード電極の周方向の複数箇所に高周波電力を印加する
際には、高周波電力供給用配線とカソード電極で囲まれ
た部分が無くなるように配線しなければ、膜剥がれを低
減できないことが判明した。
【0034】この原因について本発明者らは、おそらく
高周波電力供給用配線がカソード電極に短的に配線され
ず、カソード電極と配線部分との容量により、疑似的な
コンデンサが形成されていることが影響しているのでは
ないかと考え、高周波電力供給用配線とカソード電極で
囲まれた部分ができないようなカソード電極の周方向の
複数箇所への配線の方法を検討した。
高周波電力供給用配線がカソード電極に短的に配線され
ず、カソード電極と配線部分との容量により、疑似的な
コンデンサが形成されていることが影響しているのでは
ないかと考え、高周波電力供給用配線とカソード電極で
囲まれた部分ができないようなカソード電極の周方向の
複数箇所への配線の方法を検討した。
【0035】つまり、整合回路からカソード電極までの
複数の配線が、整合回路から外部シールドの外側を通
り、且つ、外部シールドからカソード電極までの配線が
最短距離になるように、カソード電極に接続して配線す
れば、高周波電力供給用配線とカソード電極で囲まれた
疑似コンデンサができないとの結論に至った。
複数の配線が、整合回路から外部シールドの外側を通
り、且つ、外部シールドからカソード電極までの配線が
最短距離になるように、カソード電極に接続して配線す
れば、高周波電力供給用配線とカソード電極で囲まれた
疑似コンデンサができないとの結論に至った。
【0036】以上のように、カソード電極の周方向の複
数箇所に高周波電力を印加し、且つ、整合回路からカソ
ード電極までの複数の配線が、整合回路から外部シール
ドの外側を通り、且つ、外部シールドからカソード電極
までの配線が最短距離になるようにカソード電極に接続
し、且つ、外部シールドからカソード電極までの配線上
のカソード電極近傍に、コンデンサを設けることで本発
明の効果が初めて得られる。
数箇所に高周波電力を印加し、且つ、整合回路からカソ
ード電極までの複数の配線が、整合回路から外部シール
ドの外側を通り、且つ、外部シールドからカソード電極
までの配線が最短距離になるようにカソード電極に接続
し、且つ、外部シールドからカソード電極までの配線上
のカソード電極近傍に、コンデンサを設けることで本発
明の効果が初めて得られる。
【0037】以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。 (1)製造装置の構成例1 図1は、本発明の方法を行うための装置の一例を模式的
に示したもので、図1(a)は上部から見た断面模式
図、図1(b)は側面から見た断面模式図であり、電子
写真感光体のような円筒状の基体の堆積膜の作製に好適
なものである。尚、以下では高周波電力供給用配線の
内、整合回路から外部シールドの外側を通る配線部分を
第1配線111、外部シールド105からカソード電極
102までの配線部分を第2配線112と称して説明す
る。
説明する。 (1)製造装置の構成例1 図1は、本発明の方法を行うための装置の一例を模式的
に示したもので、図1(a)は上部から見た断面模式
図、図1(b)は側面から見た断面模式図であり、電子
写真感光体のような円筒状の基体の堆積膜の作製に好適
なものである。尚、以下では高周波電力供給用配線の
内、整合回路から外部シールドの外側を通る配線部分を
第1配線111、外部シールド105からカソード電極
102までの配線部分を第2配線112と称して説明す
る。
【0038】図1において、101は堆積膜を形成する
ための減圧可能な反応容器であり、真空排気手段108
により接続されている。109はガス供給手段であり、
原料ガスを反応容器101内に導入する。反応容器10
1内には絶縁材料110により電気的に絶縁されたカソ
ード電極102及び対向電極としての円筒状の被成膜基
体103が配置されている。円筒状の被成膜基体103
は、内部の加熱ヒーター104により、その内側より加
熱される。カソード電極102のまわりには、第2配線
112の高周波電力が漏洩しないように、外部シールド
105が配置されている。更にその周りに第1配線11
1の高周波電力が漏洩しないように、第2の外部シール
ド114が配置されている。このように、第1配線11
1を外包するように第2の外部シールド114を設置す
れば、高周波電力の外部漏洩が防止でき、且つ、本発明
の効果も充分得られるため、より実用的である。
ための減圧可能な反応容器であり、真空排気手段108
により接続されている。109はガス供給手段であり、
原料ガスを反応容器101内に導入する。反応容器10
1内には絶縁材料110により電気的に絶縁されたカソ
ード電極102及び対向電極としての円筒状の被成膜基
体103が配置されている。円筒状の被成膜基体103
は、内部の加熱ヒーター104により、その内側より加
熱される。カソード電極102のまわりには、第2配線
112の高周波電力が漏洩しないように、外部シールド
105が配置されている。更にその周りに第1配線11
1の高周波電力が漏洩しないように、第2の外部シール
ド114が配置されている。このように、第1配線11
1を外包するように第2の外部シールド114を設置す
れば、高周波電力の外部漏洩が防止でき、且つ、本発明
の効果も充分得られるため、より実用的である。
【0039】また、20MHz乃至450MHzの高周
波を発生する高周波電源106は接合回路107を介
し、第1配線111及び第2配線112とカソード電極
102で囲まれて寄生容量や疑似コンデンサができない
ように整合回路107からカソード電極102までの複
数の第1配線111が、整合回路107から外部シール
ド105の外側を通り外部シールド105からカソード
電極102まで間に高耐圧小容量のコンデンサ113を
設け、各配線用の第2配線112が最短距離になるよう
にカソード電極102に接続され、且つ、放電状態を初
期から最期まで安定にし、膜剥がれを低減するために第
2配線112とカソード電極102の接続点間にコンデ
ンサ113を設けた。第2配線112とカソード電極1
02上の高周波電力導入点での接線から90°の角度を
なすようにすれば、第2配線112とカソード電極10
2で囲まれた部分が無くなるので好ましいが、第2配線
112が最短距離になるように配線すれば、概ね第2配
線112とカソード電極102上の高周波電力導入点で
の接線が、90°の角度をなすので本発明の効果は得ら
れる。
波を発生する高周波電源106は接合回路107を介
し、第1配線111及び第2配線112とカソード電極
102で囲まれて寄生容量や疑似コンデンサができない
ように整合回路107からカソード電極102までの複
数の第1配線111が、整合回路107から外部シール
ド105の外側を通り外部シールド105からカソード
電極102まで間に高耐圧小容量のコンデンサ113を
設け、各配線用の第2配線112が最短距離になるよう
にカソード電極102に接続され、且つ、放電状態を初
期から最期まで安定にし、膜剥がれを低減するために第
2配線112とカソード電極102の接続点間にコンデ
ンサ113を設けた。第2配線112とカソード電極1
02上の高周波電力導入点での接線から90°の角度を
なすようにすれば、第2配線112とカソード電極10
2で囲まれた部分が無くなるので好ましいが、第2配線
112が最短距離になるように配線すれば、概ね第2配
線112とカソード電極102上の高周波電力導入点で
の接線が、90°の角度をなすので本発明の効果は得ら
れる。
【0040】また、この図では、整合回路107と90
°の位置に180°の角度をなして2箇所接続されてい
るが、整合回路107側に1箇所と反対側に1箇所導入
しても、更には互いに180°の角度をなした任意の2
箇所に導入しても同様の効果が得られる。また、導入す
る2点が必ずしも互いに180°の角度をなしている必
要はなく、それより小さい角度でも本発明の効果は得ら
れる。また、2箇所以上に導入しても本発明の効果が得
られることは言うまでもない。
°の位置に180°の角度をなして2箇所接続されてい
るが、整合回路107側に1箇所と反対側に1箇所導入
しても、更には互いに180°の角度をなした任意の2
箇所に導入しても同様の効果が得られる。また、導入す
る2点が必ずしも互いに180°の角度をなしている必
要はなく、それより小さい角度でも本発明の効果は得ら
れる。また、2箇所以上に導入しても本発明の効果が得
られることは言うまでもない。
【0041】カソード電極102に高周波電力を導入す
る軸方向の位置に関しては一般には、カソード電極10
2のほぼ中央に導入されるが、必要に応じて軸方向の任
意の位置に導入しても本発明の効果は得られる。また、
高周波電力を導入する各々の点が軸方向に多少ずれても
本発明の効果は充分に得ることができる。 (2)製造装置の構成例2 図2は本発明の堆積膜形成装置の他の一例を模式的に示
したものであり、電子写真感光体のような円筒状の基体
の堆積膜の作製に好適なものである。図1においては第
1配線111の高周波電力の漏洩を防ぐために第2の外
部シールド114を用いているが、この装置では第1配
線111の高周波電力の漏洩を防ぐための第2の外部シ
ールド114を無くして、第1配線111の高周波電力
の漏洩を防ぐ手段として同軸ケーブル211を用いてい
る。この場合、同軸ケーブル211の外部電極が整合回
路207本体外装及び外部シールド205に充分アース
されていなけらばならないのは言うまでもない。それ以
外は図1と同様な構成をしている。更には、第1配線1
11の周りをアルミ、銅、鉄、SUS、金、銀、プラチ
ナなどの金属で密閉し高周波電力をシールドしても本発
明の効果は充分得られる。同軸ケーブル211の芯線は
高耐圧小容量のコンデンサ213を介して第2配線21
2として直接カソード電極202に半田又は溶着、ネジ
止めされ、その同軸ケーブル211の芯線と第2配線2
12、第2配線212とコンデンサ213、コンデンサ
213と第2配線212、第2配線212とカソード電
極202等の接続は高周波の大電力信号を扱うので、定
在波のない整合のよい、抵抗損失の小さい配線で接続さ
れる。
る軸方向の位置に関しては一般には、カソード電極10
2のほぼ中央に導入されるが、必要に応じて軸方向の任
意の位置に導入しても本発明の効果は得られる。また、
高周波電力を導入する各々の点が軸方向に多少ずれても
本発明の効果は充分に得ることができる。 (2)製造装置の構成例2 図2は本発明の堆積膜形成装置の他の一例を模式的に示
したものであり、電子写真感光体のような円筒状の基体
の堆積膜の作製に好適なものである。図1においては第
1配線111の高周波電力の漏洩を防ぐために第2の外
部シールド114を用いているが、この装置では第1配
線111の高周波電力の漏洩を防ぐための第2の外部シ
ールド114を無くして、第1配線111の高周波電力
の漏洩を防ぐ手段として同軸ケーブル211を用いてい
る。この場合、同軸ケーブル211の外部電極が整合回
路207本体外装及び外部シールド205に充分アース
されていなけらばならないのは言うまでもない。それ以
外は図1と同様な構成をしている。更には、第1配線1
11の周りをアルミ、銅、鉄、SUS、金、銀、プラチ
ナなどの金属で密閉し高周波電力をシールドしても本発
明の効果は充分得られる。同軸ケーブル211の芯線は
高耐圧小容量のコンデンサ213を介して第2配線21
2として直接カソード電極202に半田又は溶着、ネジ
止めされ、その同軸ケーブル211の芯線と第2配線2
12、第2配線212とコンデンサ213、コンデンサ
213と第2配線212、第2配線212とカソード電
極202等の接続は高周波の大電力信号を扱うので、定
在波のない整合のよい、抵抗損失の小さい配線で接続さ
れる。
【0042】本発明の円筒状の被成膜基体103及び2
03は、使用目的に応じた材質を有するものであれば良
い。材質においては銅、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、ステンレスが電気伝導が良好のため好適である。
更に、これらの材料の中の2種以上の複合材料も耐熱性
が向上するために望ましい。更にはポリエステル、ポリ
エチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ガラス、セラミックス、紙などの絶
縁材料に導電性材料を被覆したものはコストが低減でき
るため望ましい。
03は、使用目的に応じた材質を有するものであれば良
い。材質においては銅、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、ステンレスが電気伝導が良好のため好適である。
更に、これらの材料の中の2種以上の複合材料も耐熱性
が向上するために望ましい。更にはポリエステル、ポリ
エチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリスチレン、ガラス、セラミックス、紙などの絶
縁材料に導電性材料を被覆したものはコストが低減でき
るため望ましい。
【0043】カソード電極102及び202は、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、ステンレスなどが熱
伝導が良く、電気伝導も良いので好適である。これらの
材料の中の2種以上の複合材料も耐熱性が向上するので
好適に用いられる。また、加工の容易さから形状は円筒
形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形状を用
いても良い。更に、カソード電極102及び202は放
電による温度上昇でカソード電極102及び202の材
質が反応炉中に混入するのを防ぐために冷却手段を設け
ることが望ましい。具体的な冷却手段としては、水、空
気、液体チッ素、ペルチェ素子などによる冷却が必要に
応じて用いられる。
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、ステンレスなどが熱
伝導が良く、電気伝導も良いので好適である。これらの
材料の中の2種以上の複合材料も耐熱性が向上するので
好適に用いられる。また、加工の容易さから形状は円筒
形状が好ましいが、必要に応じて楕円形、多角形状を用
いても良い。更に、カソード電極102及び202は放
電による温度上昇でカソード電極102及び202の材
質が反応炉中に混入するのを防ぐために冷却手段を設け
ることが望ましい。具体的な冷却手段としては、水、空
気、液体チッ素、ペルチェ素子などによる冷却が必要に
応じて用いられる。
【0044】外部シールド105、205及び第2の外
部シールド114は、使用目的に応じた材質を有するも
のであれば良く、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、ステンレスが電気伝導が良好のため好適である。
部シールド114は、使用目的に応じた材質を有するも
のであれば良く、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、ステンレスが電気伝導が良好のため好適である。
【0045】また、コンデンサ113、213には、1
KV以上の耐圧が望ましく、高周波特性のよいセラミッ
クやマイカ、ガラス等が用いられ、外部シールド及びカ
ソード電極との接続は半田や溶着やネジ止めでも、接続
抵抗やインダクタンスの小さな接続方法であれば、こだ
わらない。
KV以上の耐圧が望ましく、高周波特性のよいセラミッ
クやマイカ、ガラス等が用いられ、外部シールド及びカ
ソード電極との接続は半田や溶着やネジ止めでも、接続
抵抗やインダクタンスの小さな接続方法であれば、こだ
わらない。
【0046】使用される高周波電源106及び206
は、発振周波数が20MHz乃至450MHzであれば
何でも使用できる。また、出力は10W乃至5000W
まで、装置に適した電力を発生することができればいか
なる出力のものでも好適に使用できる。更に、高周波電
源106及び206の出力変動率はいかなる値であって
も本発明の効果を得ることができる。
は、発振周波数が20MHz乃至450MHzであれば
何でも使用できる。また、出力は10W乃至5000W
まで、装置に適した電力を発生することができればいか
なる出力のものでも好適に使用できる。更に、高周波電
源106及び206の出力変動率はいかなる値であって
も本発明の効果を得ることができる。
【0047】使用される整合回路107及び207は高
周波電源106及び206と負荷の整合を取ることがで
きるものであればいかなる構成のものでも好適に使用で
きる。また、整合を取る方法としては自動的に調整され
るものが製造時の煩雑さを避けるために好適であるが、
手動で調整されるものであっても本発明の効果に全く影
響はなく、かつコストが安い点で望ましい。
周波電源106及び206と負荷の整合を取ることがで
きるものであればいかなる構成のものでも好適に使用で
きる。また、整合を取る方法としては自動的に調整され
るものが製造時の煩雑さを避けるために好適であるが、
手動で調整されるものであっても本発明の効果に全く影
響はなく、かつコストが安い点で望ましい。
【0048】第1配線111及び211、第2配線11
2及び212は銅、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、ステンレスが電気伝導が良好のため好適である。ま
た、第1配線111、同軸ケーブル211、第2配線1
12及び212は外部シールド105及び205を通過
する際に、第1配線111、同軸ケーブル211、第2
配線112及び212を伝わる高周波電力が外部シール
ド105及び205を伝わりアースに落ちないように、
或いは外部シールド105及び205とは電気的に接触
しないように第1配線111、同軸ケーブル211、第
2配線112及び212上をテフロン、ガラス、セラミ
ックス等の絶縁材料で覆って外部シールド105及び2
05に接続する、或いは第1配線111、同軸ケーブル
211、第2配線112及び212が外部シールド10
5及び205と接触しないようにする。
2及び212は銅、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、ステンレスが電気伝導が良好のため好適である。ま
た、第1配線111、同軸ケーブル211、第2配線1
12及び212は外部シールド105及び205を通過
する際に、第1配線111、同軸ケーブル211、第2
配線112及び212を伝わる高周波電力が外部シール
ド105及び205を伝わりアースに落ちないように、
或いは外部シールド105及び205とは電気的に接触
しないように第1配線111、同軸ケーブル211、第
2配線112及び212上をテフロン、ガラス、セラミ
ックス等の絶縁材料で覆って外部シールド105及び2
05に接続する、或いは第1配線111、同軸ケーブル
211、第2配線112及び212が外部シールド10
5及び205と接触しないようにする。
【0049】コンデンサ113及び213は、放電状態
を初期から最期まで安定にし、膜剥がれを低減するため
にカソード電極の高周波電力供給点に設けた。コンデン
サを設置しない場合は膜剥がれが低減できない。また、
設置する位置に関してはカソード電極の高周波電力供給
点にしなければ、放電が立たなかったり、放電が生じて
も放電初期の反射波が大きくなり、本発明の効果が充分
に得られない。即ち、第2配線112及び212上のカ
ソード電極102及び202にコンデンサ113及び2
13を設けることは本発明では重要である。コンデンサ
113及び213の容量は、高周波電力の周波数にも依
存するが、1pF乃至2000pFが好ましい。コンデ
ンサ113及び213の容量が上記の範囲外では、放電
初期の反射波が大きくなり、本発明の効果が薄れる。ま
た、コンデンサ113及び213は、高周波電源106
及び206の出力電圧によって、絶縁破壊を起こさない
ように、充分な耐圧のものを使用することが望ましい。 (3)堆積膜の形成方法 図1に示した装置において本発明の堆積膜の形成方法の
一例は次の手順のように行われる。
を初期から最期まで安定にし、膜剥がれを低減するため
にカソード電極の高周波電力供給点に設けた。コンデン
サを設置しない場合は膜剥がれが低減できない。また、
設置する位置に関してはカソード電極の高周波電力供給
点にしなければ、放電が立たなかったり、放電が生じて
も放電初期の反射波が大きくなり、本発明の効果が充分
に得られない。即ち、第2配線112及び212上のカ
ソード電極102及び202にコンデンサ113及び2
13を設けることは本発明では重要である。コンデンサ
113及び213の容量は、高周波電力の周波数にも依
存するが、1pF乃至2000pFが好ましい。コンデ
ンサ113及び213の容量が上記の範囲外では、放電
初期の反射波が大きくなり、本発明の効果が薄れる。ま
た、コンデンサ113及び213は、高周波電源106
及び206の出力電圧によって、絶縁破壊を起こさない
ように、充分な耐圧のものを使用することが望ましい。 (3)堆積膜の形成方法 図1に示した装置において本発明の堆積膜の形成方法の
一例は次の手順のように行われる。
【0050】先ず、反応容器101内に表面を旋盤を用
いて鏡面加工を施した円筒状の被成膜基体103を加熱
ヒーター104を包含するように設置する。次に、不図
示の原料ガス導入バルブを閉とし、真空排気手段108
によって所望の真空度(例えば1mTorr以下)まで
排気する。続いて、不図示の原料ガス導入バルブを開と
し、加熱用の不活性ガス、一例としてアルゴンをガス供
給手段109により反応容器101内に導入し、反応容
器101内が所望の圧力になるように真空排気手段10
8の排気速度及び加熱用ガスの流量を調整する。その
後、円筒状の被成膜基体103を内部の加熱ヒーター1
04により、その内側から100℃乃至400℃程度の
温度になるように加熱する。円筒状の被成膜基体103
が所望の温度に加熱されたところで不図示の原料ガス導
入バルブを閉じ、反応容器101内へのガス流入を止め
る。
いて鏡面加工を施した円筒状の被成膜基体103を加熱
ヒーター104を包含するように設置する。次に、不図
示の原料ガス導入バルブを閉とし、真空排気手段108
によって所望の真空度(例えば1mTorr以下)まで
排気する。続いて、不図示の原料ガス導入バルブを開と
し、加熱用の不活性ガス、一例としてアルゴンをガス供
給手段109により反応容器101内に導入し、反応容
器101内が所望の圧力になるように真空排気手段10
8の排気速度及び加熱用ガスの流量を調整する。その
後、円筒状の被成膜基体103を内部の加熱ヒーター1
04により、その内側から100℃乃至400℃程度の
温度になるように加熱する。円筒状の被成膜基体103
が所望の温度に加熱されたところで不図示の原料ガス導
入バルブを閉じ、反応容器101内へのガス流入を止め
る。
【0051】堆積膜の形成は、不図示の原料ガス導入バ
ルブを開としてガス供給手段109からシランガス、ジ
シランガス、メタンガス、エタンガスなどの原料ガスを
またジボランガス、ホスフィンガスなどのドーピングガ
スを不図示のミキシングパネルにより混合した後に反応
容器101内に所定量導入し、反応容器101内を真空
排気手段108の排気速度を調節して所定内圧に維持す
る。反応容器101内のガスが所定内圧に満たされた時
点において、高周波電源106より20MHz乃至45
0MHzの高周波電力を供給する。この時、あらかじめ
整合回路107を調整し、反射波が最小となるように調
整した後に高周波電力を供給していく。グロー放電が生
起したら高周波電力を所望の値に調整し、所望の膜厚を
形成したところで高周波電源106を切りグロー放電で
止め、同時に原料ガスの反応容器101内への流入を止
める。続いて反応容器101内のガスを真空排気手段1
08によって高真空に排気する。更に、種々の機能を有
する堆積膜を積層する場合は、上記と同様の操作を繰り
返せばよい。
ルブを開としてガス供給手段109からシランガス、ジ
シランガス、メタンガス、エタンガスなどの原料ガスを
またジボランガス、ホスフィンガスなどのドーピングガ
スを不図示のミキシングパネルにより混合した後に反応
容器101内に所定量導入し、反応容器101内を真空
排気手段108の排気速度を調節して所定内圧に維持す
る。反応容器101内のガスが所定内圧に満たされた時
点において、高周波電源106より20MHz乃至45
0MHzの高周波電力を供給する。この時、あらかじめ
整合回路107を調整し、反射波が最小となるように調
整した後に高周波電力を供給していく。グロー放電が生
起したら高周波電力を所望の値に調整し、所望の膜厚を
形成したところで高周波電源106を切りグロー放電で
止め、同時に原料ガスの反応容器101内への流入を止
める。続いて反応容器101内のガスを真空排気手段1
08によって高真空に排気する。更に、種々の機能を有
する堆積膜を積層する場合は、上記と同様の操作を繰り
返せばよい。
【0052】
【実施例】以下本発明の効果を実証するための具体例を
説明するが、本発明は具体例によって何等限定されるも
のではない。 (1)[実施例1] 図2に示す堆積膜形成装置において、円筒状の被成膜基
体203を静止状態にして放電周波数が105MHzの
高周波電源206を用い、アルミニウム製の円筒状の被
成膜基体203にa−Si膜を形成し電子写真感光体を
作製した。本実施例では、20pFのコンデンサ213
をカソード電極202と第2配線212の接続点の直前
と外部シールド205と間に配線を可能な限り短くして
設置し、また、同軸ケーブル211の長さ及び第2配線
212の長さは、配線によるインピーダンスが等しくな
るように、図2に示す2系統のそれぞれで同じ長さに揃
えた。更に、アルミニウム製のカソード電極202、ア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体203及びアルミニ
ウム製の外部シールド205を概ね同軸上に配置し、高
周波電力を導入する箇所はカソード電極202の周方向
等間隔2箇所とし、軸方向の位置はほぼ中央とした。成
膜条件として、表1に示された製造条件に従って下部阻
止層、光導電層、表面保護層の順に成膜を行った。
説明するが、本発明は具体例によって何等限定されるも
のではない。 (1)[実施例1] 図2に示す堆積膜形成装置において、円筒状の被成膜基
体203を静止状態にして放電周波数が105MHzの
高周波電源206を用い、アルミニウム製の円筒状の被
成膜基体203にa−Si膜を形成し電子写真感光体を
作製した。本実施例では、20pFのコンデンサ213
をカソード電極202と第2配線212の接続点の直前
と外部シールド205と間に配線を可能な限り短くして
設置し、また、同軸ケーブル211の長さ及び第2配線
212の長さは、配線によるインピーダンスが等しくな
るように、図2に示す2系統のそれぞれで同じ長さに揃
えた。更に、アルミニウム製のカソード電極202、ア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体203及びアルミニ
ウム製の外部シールド205を概ね同軸上に配置し、高
周波電力を導入する箇所はカソード電極202の周方向
等間隔2箇所とし、軸方向の位置はほぼ中央とした。成
膜条件として、表1に示された製造条件に従って下部阻
止層、光導電層、表面保護層の順に成膜を行った。
【0053】
【表1】 (2)[比較例1] 図3に示す堆積膜形成装置において、円筒状の被成膜基
体303を静止状態にして放電周波数が、(a)13.
56MHz、または(b)105MHzの2例の高周波
電源306を用い、アルミニウム製の円筒状の被成膜基
体303にa−Si膜を形成し電子写真感光体を作製し
た。またこの時、アルミニウム製のカソード電極30
2、アルミニウム製の円筒状の被成膜基体303及びア
ルミニウム製の外部シールド305を概ね同軸上に配置
し、カソード電極302の軸方向のほぼ中央に高周波電
力を印加した。成膜条件として、表1に示された製造条
件に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の順に成
膜を行った。 (3)[比較例2] 図2に示す堆積膜形成装置において、20pFのコンデ
ンサ213の設置位置を、(a)整合回路内部、(b)
外部シールドとマッチングボックスの間、及び(c)コ
ンデンサ213を設置せずの3例と変化させた以外は実
施例1と同様な条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜
基体203に成膜し、電子写真感光体を作製した。成膜
条件として、表1に示された製造条件に従って下部阻止
層、光導電層、表面保護層の順に成膜を行った。
体303を静止状態にして放電周波数が、(a)13.
56MHz、または(b)105MHzの2例の高周波
電源306を用い、アルミニウム製の円筒状の被成膜基
体303にa−Si膜を形成し電子写真感光体を作製し
た。またこの時、アルミニウム製のカソード電極30
2、アルミニウム製の円筒状の被成膜基体303及びア
ルミニウム製の外部シールド305を概ね同軸上に配置
し、カソード電極302の軸方向のほぼ中央に高周波電
力を印加した。成膜条件として、表1に示された製造条
件に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の順に成
膜を行った。 (3)[比較例2] 図2に示す堆積膜形成装置において、20pFのコンデ
ンサ213の設置位置を、(a)整合回路内部、(b)
外部シールドとマッチングボックスの間、及び(c)コ
ンデンサ213を設置せずの3例と変化させた以外は実
施例1と同様な条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜
基体203に成膜し、電子写真感光体を作製した。成膜
条件として、表1に示された製造条件に従って下部阻止
層、光導電層、表面保護層の順に成膜を行った。
【0054】実施例1、比較例1、及び比較例2で作製
した電子写真感光体は、以下に示す方法で評価した。 (a)膜厚分布及び堆積速度 作製した電子写真感光体の周方向20箇所の膜厚を渦電
流式膜厚計(Kett科学研究所製)により測定して、
最大の膜厚と最小の膜厚の差を平均膜厚で割ることによ
り膜厚分布の比を計算した。そして、比較例1で(b)
放電周波数105MHzにして作製した時の電子写真感
光体の膜厚分布の比を1.0とする相対値で評価を行っ
た。つまり、数値が小さいほど膜厚ムラは改善されてい
ることを示す。更に、平均膜厚を成膜時間で割ることに
より堆積速度を求め、評価を行った。堆積速度の評価基
準は比較例1で(a)放電周波数13.56MHzにし
て作製したときの電子写真感光体の時の堆積速度を基準
にし、次のように評価した。
した電子写真感光体は、以下に示す方法で評価した。 (a)膜厚分布及び堆積速度 作製した電子写真感光体の周方向20箇所の膜厚を渦電
流式膜厚計(Kett科学研究所製)により測定して、
最大の膜厚と最小の膜厚の差を平均膜厚で割ることによ
り膜厚分布の比を計算した。そして、比較例1で(b)
放電周波数105MHzにして作製した時の電子写真感
光体の膜厚分布の比を1.0とする相対値で評価を行っ
た。つまり、数値が小さいほど膜厚ムラは改善されてい
ることを示す。更に、平均膜厚を成膜時間で割ることに
より堆積速度を求め、評価を行った。堆積速度の評価基
準は比較例1で(a)放電周波数13.56MHzにし
て作製したときの電子写真感光体の時の堆積速度を基準
にし、次のように評価した。
【0055】◎…比較例1で(a)放電周波数13.5
6MHzの時より50%以上速い ○…比較例1で(a)放電周波数13.56MHzの時よ
り10乃至50%速い △…比較例1で(a)放電周波数13.56MHzの時と
同程度で従来レベル ×…比較例1で(a)放電周波数13.56MHzの時よ
り20%以上遅い (b)放電安定性 放電安定性としては、各層での放電初期の放電状態で評
価し、放電が生じる前の整合状態を反射波が0になるよ
うに調節して高周波電力を投入していき、放電初期の進
行波に対する反射波の割合を求めた。放電初期の進行波
に対する反射波の割合は比較例1の(b)放電周波数1
05MHzにして作製した時の電子写真感光体の場合を
1.0としたときの相対値で表し、値が小さいほど放電
初期の放電状態が安定していることを示す。 (c)電子写真特性 各々の感光体について電子写真装置(キヤノン社製NP
6060を実験用に改造したもの)にセットして、初期
の帯電能、残留電位等の電子写真特性を次のように評価
した。
6MHzの時より50%以上速い ○…比較例1で(a)放電周波数13.56MHzの時よ
り10乃至50%速い △…比較例1で(a)放電周波数13.56MHzの時と
同程度で従来レベル ×…比較例1で(a)放電周波数13.56MHzの時よ
り20%以上遅い (b)放電安定性 放電安定性としては、各層での放電初期の放電状態で評
価し、放電が生じる前の整合状態を反射波が0になるよ
うに調節して高周波電力を投入していき、放電初期の進
行波に対する反射波の割合を求めた。放電初期の進行波
に対する反射波の割合は比較例1の(b)放電周波数1
05MHzにして作製した時の電子写真感光体の場合を
1.0としたときの相対値で表し、値が小さいほど放電
初期の放電状態が安定していることを示す。 (c)電子写真特性 各々の感光体について電子写真装置(キヤノン社製NP
6060を実験用に改造したもの)にセットして、初期
の帯電能、残留電位等の電子写真特性を次のように評価
した。
【0056】帯電能………電子写真用光受容部材を実験
装置に設置し、帯電器に+6kVの高電圧を印加しコロ
ナ帯電を行い、表面電位計により電子写真用光受容部材
の暗部表面電位を測定する。測定された値を膜厚で割る
ことによりノーマライズし、膜厚の影響を除いた。又、
周方向の膜厚の最大位置/最小位置それぞれについて評
価を行った。
装置に設置し、帯電器に+6kVの高電圧を印加しコロ
ナ帯電を行い、表面電位計により電子写真用光受容部材
の暗部表面電位を測定する。測定された値を膜厚で割る
ことによりノーマライズし、膜厚の影響を除いた。又、
周方向の膜厚の最大位置/最小位置それぞれについて評
価を行った。
【0057】残留電位……電子写真用光受容部材を、一
定の暗部表面電位に帯電させる。そして直ちに一定光量
の比較的強い光を照射する。光像はハロゲンランプ光源
を用い、フィルターを用いて550nm以下の波長域の
光を除いた光を照射した。この時表面電位計により電子
写真用光受容部材の明部表面電位を測定する。
定の暗部表面電位に帯電させる。そして直ちに一定光量
の比較的強い光を照射する。光像はハロゲンランプ光源
を用い、フィルターを用いて550nm以下の波長域の
光を除いた光を照射した。この時表面電位計により電子
写真用光受容部材の明部表面電位を測定する。
【0058】それぞれについて、 ◎ 非常に良好 ○ 良好 △ 実用上問題無し × 実用上問題有り を用いて評価した。 (d)膜剥がれ 作製した電子写真感光体1000本の内、膜剥がれの生
じた電子写真感光体の本数で評価した。比較例1の
(b)放電周波数105MHzにして作製した時の電子
写真感光体の場合を1.0としたときの相対値で表し、
値が小さいほど膜剥がれが生じた電子写真感光体の本数
が少ないことを示す。
じた電子写真感光体の本数で評価した。比較例1の
(b)放電周波数105MHzにして作製した時の電子
写真感光体の場合を1.0としたときの相対値で表し、
値が小さいほど膜剥がれが生じた電子写真感光体の本数
が少ないことを示す。
【0059】実施例1、比較例1及び比較例2で作製し
た電子写真感光体の膜厚分布、堆積速度、放電安定性、
帯電能、残留電位及び膜剥がれの結果を表2に示す。
た電子写真感光体の膜厚分布、堆積速度、放電安定性、
帯電能、残留電位及び膜剥がれの結果を表2に示す。
【0060】
【表2】 従来の堆積膜形成装置を用いて作製した比較例1(a)
の電子写真感光体は、実施例1より堆積速度の点で劣っ
ており、また比較例1(b)の電子写真感光体は周方向
の膜厚の最大位置の帯電特性は良好だが、最小位置では
特性が劣っていることが分かる。一方、本発明の電子写
真感光体では膜厚の周方向のムラが非常に低減されてお
り、かつ、周方向の特性も良好なレベルに揃い、更に放
電安定性が非常に向上して、膜剥がれも大きく低減され
た。また、比較例2よりコンデンサは設置しなければ膜
剥がれは低減されず、また、本発明の堆積膜形成装置に
おけるコンデンサの設置位置は整合回路内部では放電が
立たず、カソード電極近傍に設置すれば効果がより顕著
になることが判明した。
の電子写真感光体は、実施例1より堆積速度の点で劣っ
ており、また比較例1(b)の電子写真感光体は周方向
の膜厚の最大位置の帯電特性は良好だが、最小位置では
特性が劣っていることが分かる。一方、本発明の電子写
真感光体では膜厚の周方向のムラが非常に低減されてお
り、かつ、周方向の特性も良好なレベルに揃い、更に放
電安定性が非常に向上して、膜剥がれも大きく低減され
た。また、比較例2よりコンデンサは設置しなければ膜
剥がれは低減されず、また、本発明の堆積膜形成装置に
おけるコンデンサの設置位置は整合回路内部では放電が
立たず、カソード電極近傍に設置すれば効果がより顕著
になることが判明した。
【0061】以上の結果より本発明のプラズマCVD堆
積膜形成装置により、良好な堆積膜が得られることが分
かった。 (4)[実施例2] 図2に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を15
0MHzと変化させた以外は実施例1と同様な条件でア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体203に成膜し、電
子写真感光体を作製した。本実施例2においては基体は
回転状態で成膜した。成膜条件として、表1に示された
製造条件に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の
順に成膜を行った。 (5)[比較例3] 図3に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を15
0MHzと変化させた以外は比較例1と同様な条件でア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体303に成膜し、電
子写真感光体を作製した。本比較例3においては基体は
回転状態で成膜した。成膜条件として、表1に示された
製造条件に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の
順に成膜を行った。
積膜形成装置により、良好な堆積膜が得られることが分
かった。 (4)[実施例2] 図2に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を15
0MHzと変化させた以外は実施例1と同様な条件でア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体203に成膜し、電
子写真感光体を作製した。本実施例2においては基体は
回転状態で成膜した。成膜条件として、表1に示された
製造条件に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の
順に成膜を行った。 (5)[比較例3] 図3に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を15
0MHzと変化させた以外は比較例1と同様な条件でア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体303に成膜し、電
子写真感光体を作製した。本比較例3においては基体は
回転状態で成膜した。成膜条件として、表1に示された
製造条件に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の
順に成膜を行った。
【0062】実施例2及び比較例3で作製した電子写真
感光体を実施例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電
安定性、帯電能、残留電位及び膜剥がれについて上記と
同様に評価を行った結果を表3に示す。
感光体を実施例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電
安定性、帯電能、残留電位及び膜剥がれについて上記と
同様に評価を行った結果を表3に示す。
【0063】
【表3】 ここで、周方向の膜厚ムラは、成膜時に被成膜基体20
3または303を回転しているので実施例2、比較例3
共にあまり差はないが、電子写真的な特性では実施例2
は良好なのに対し、比較例3は劣っている。これは比較
例2では特性の良い膜と悪い膜が積層状となっており、
このために平均の特性が悪化したものと思われる。
3または303を回転しているので実施例2、比較例3
共にあまり差はないが、電子写真的な特性では実施例2
は良好なのに対し、比較例3は劣っている。これは比較
例2では特性の良い膜と悪い膜が積層状となっており、
このために平均の特性が悪化したものと思われる。
【0064】以上の結果より、本発明のプラズマCVD
堆積膜形成装置により被成膜基体を回転していても良好
な堆積膜が得られることが分かった。 (6)[実施例3] 図2に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を20
MHz、50MHz、300MHz、450MHzと変
化させた以外は実施例1と同様な条件でアルミニウム製
の円筒状の被成膜基体203に成膜し、電子写真感光体
を作製した。成膜条件として、表1に示された製造条件
に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の順に成膜
を行った。 (7)[比較例4] 図2に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を15
MHz、500MHzと変化させた以外は実施例1と同
様な条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜基体203
に成膜し、電子写真感光体を作製した。成膜条件とし
て、表1に示された製造条件に従って下部阻止層、光導
電層、表面保護層の順に成膜を行った。
堆積膜形成装置により被成膜基体を回転していても良好
な堆積膜が得られることが分かった。 (6)[実施例3] 図2に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を20
MHz、50MHz、300MHz、450MHzと変
化させた以外は実施例1と同様な条件でアルミニウム製
の円筒状の被成膜基体203に成膜し、電子写真感光体
を作製した。成膜条件として、表1に示された製造条件
に従って下部阻止層、光導電層、表面保護層の順に成膜
を行った。 (7)[比較例4] 図2に示す堆積膜形成装置において、放電周波数を15
MHz、500MHzと変化させた以外は実施例1と同
様な条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜基体203
に成膜し、電子写真感光体を作製した。成膜条件とし
て、表1に示された製造条件に従って下部阻止層、光導
電層、表面保護層の順に成膜を行った。
【0065】実施例3及び比較例4で作製した電子写真
感光体を実施例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電
安定性、帯電能、残留電位及び膜剥がれについて評価を
行った結果を表4に示す。
感光体を実施例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電
安定性、帯電能、残留電位及び膜剥がれについて評価を
行った結果を表4に示す。
【0066】
【表4】 上記により、放電周波数20MHz乃至450MHzで
は実施例1と同様に良好な結果が得られた。しかしなが
ら、放電周波数15MHzでは成膜時間の短縮が図れず
500MHzでは膜剥がれに対する効果が薄れることが
明確になった。
は実施例1と同様に良好な結果が得られた。しかしなが
ら、放電周波数15MHzでは成膜時間の短縮が図れず
500MHzでは膜剥がれに対する効果が薄れることが
明確になった。
【0067】以上の結果より放電周波数20MHz乃至
450MHzの範囲で本発明のプラズマCVD堆積膜形
成装置を用いることにより、良好な堆積膜が得られるこ
とが分かった。 (8)[実施例4] 図1に示す堆積膜形成装置において、被成膜基体103
を静止状態にして放電周波数が200MHzの高周波電
源108を用い、コンデンサ113を1pF、200p
F、1000pF、2000pFと変化させアルミニウ
ム製の円筒状の被成膜基体103にa−Si膜を形成し
電子写真感光体を作製した。本実施例では、コンデンサ
113をカソード電極102の直前に設置し、また、第
1配線111及び第2配線112の長さは配線によるイ
ンピーダンスが等しくなるようにそれぞれ同じ長さに揃
えた。更に、アルミニウム製のカソード電極102、ア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体103及びアルミニ
ウム製の外部シールド105を概ね同軸上に配置し、高
周波電力を導入する箇所はカソード電極102の周方向
概ね等間隔2箇所とし、各々の軸方向の導入位置は中央
に取り付けた。成膜条件として、表5の条件で電荷輸送
層、電荷発生層、表面保護層の順に成膜を行った。 (9)[比較例5] 図1に示す堆積膜形成装置において、コンデンサ113
を0.5pF、2500pFと変化させた以外は実施例
4と同様な条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜基体
103に成膜し、電子写真感光体を作製した。成膜条件
として、表5の条件で電荷輸送層、電荷発生層、表面保
護層の順に成膜を行った。
450MHzの範囲で本発明のプラズマCVD堆積膜形
成装置を用いることにより、良好な堆積膜が得られるこ
とが分かった。 (8)[実施例4] 図1に示す堆積膜形成装置において、被成膜基体103
を静止状態にして放電周波数が200MHzの高周波電
源108を用い、コンデンサ113を1pF、200p
F、1000pF、2000pFと変化させアルミニウ
ム製の円筒状の被成膜基体103にa−Si膜を形成し
電子写真感光体を作製した。本実施例では、コンデンサ
113をカソード電極102の直前に設置し、また、第
1配線111及び第2配線112の長さは配線によるイ
ンピーダンスが等しくなるようにそれぞれ同じ長さに揃
えた。更に、アルミニウム製のカソード電極102、ア
ルミニウム製の円筒状の被成膜基体103及びアルミニ
ウム製の外部シールド105を概ね同軸上に配置し、高
周波電力を導入する箇所はカソード電極102の周方向
概ね等間隔2箇所とし、各々の軸方向の導入位置は中央
に取り付けた。成膜条件として、表5の条件で電荷輸送
層、電荷発生層、表面保護層の順に成膜を行った。 (9)[比較例5] 図1に示す堆積膜形成装置において、コンデンサ113
を0.5pF、2500pFと変化させた以外は実施例
4と同様な条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜基体
103に成膜し、電子写真感光体を作製した。成膜条件
として、表5の条件で電荷輸送層、電荷発生層、表面保
護層の順に成膜を行った。
【0068】
【表5】 実施例4及び比較例5で作製した電子写真感光体を実施
例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行った結果を
表6に示す。
例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行った結果を
表6に示す。
【0069】
【表6】 上記により、容量が1pF乃至2000pFのコンデン
サでは実施例1と同様に良好な結果が得られた。しかし
ながら、容量が0.5pF及び2500pFのコンデン
サでは効果が薄れることが明確になった。
サでは実施例1と同様に良好な結果が得られた。しかし
ながら、容量が0.5pF及び2500pFのコンデン
サでは効果が薄れることが明確になった。
【0070】以上の結果より容量が1pF乃至2000
pFのコンデンサでは本発明のプラズマCVD堆積膜形
成装置を用いることにより、良好な堆積膜が得られるこ
とが分かった。 (10)[実施例5] 図2に示す堆積膜形成装置を用いて、放電周波数を60
MHzにした以外は実施例1と同様な条件でアルミニウ
ム製の円筒状の被成膜基体203に成膜し、電子写真感
光体を作製した。本実施例では、同軸ケーブル211の
長さは多少異なったものを使用した(短い配線は最も長
い配線の80%程度にした)。尚、高周波電力を導入す
る箇所はカソード電極202の周方向概ね等間隔4箇所
とし、軸方向の位置はほぼ中央とした。成膜条件とし
て、表1に示された製造条件に従って下部阻止層、光導
電層、表面保護層の順に成膜を行った。
pFのコンデンサでは本発明のプラズマCVD堆積膜形
成装置を用いることにより、良好な堆積膜が得られるこ
とが分かった。 (10)[実施例5] 図2に示す堆積膜形成装置を用いて、放電周波数を60
MHzにした以外は実施例1と同様な条件でアルミニウ
ム製の円筒状の被成膜基体203に成膜し、電子写真感
光体を作製した。本実施例では、同軸ケーブル211の
長さは多少異なったものを使用した(短い配線は最も長
い配線の80%程度にした)。尚、高周波電力を導入す
る箇所はカソード電極202の周方向概ね等間隔4箇所
とし、軸方向の位置はほぼ中央とした。成膜条件とし
て、表1に示された製造条件に従って下部阻止層、光導
電層、表面保護層の順に成膜を行った。
【0071】実施例5で作製した電子写真感光体を実施
例1と同様に膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行ったところ
実施例1と同様に良好な結果が得られた。
例1と同様に膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行ったところ
実施例1と同様に良好な結果が得られた。
【0072】以上の結果より第1配線(同軸ケーブル2
11)の長さが多少異なっても本発明の結果になんら影
響が無いことが判明した。
11)の長さが多少異なっても本発明の結果になんら影
響が無いことが判明した。
【0073】更に得られた電子写真感光体をキヤノン製
複写機NP−6650に設置し画像を出したところ、ハ
ーフトーン画像にムラは無く、均一な画像が得られた。
更に、写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画
像を得ることができた。 (11)[実施例6] 図2に示す堆積膜形成装置において、実施例1と同様な
条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜基体203に成
膜し、電子写真感光体を作製した。本実施例では、第2
配線212の長さは多少異なったものを使用した(短い
配線は最も長い配線の80%程度にした)。尚、高周波
電力を導入する箇所はカソード電極202の周方向概ね
等間隔3箇所とし、軸方向の位置はほぼ中央とした。成
膜条件として、表1に示された製造条件に従って下部阻
止層、光導電層、表面保護層の順に成膜を行った。
複写機NP−6650に設置し画像を出したところ、ハ
ーフトーン画像にムラは無く、均一な画像が得られた。
更に、写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画
像を得ることができた。 (11)[実施例6] 図2に示す堆積膜形成装置において、実施例1と同様な
条件でアルミニウム製の円筒状の被成膜基体203に成
膜し、電子写真感光体を作製した。本実施例では、第2
配線212の長さは多少異なったものを使用した(短い
配線は最も長い配線の80%程度にした)。尚、高周波
電力を導入する箇所はカソード電極202の周方向概ね
等間隔3箇所とし、軸方向の位置はほぼ中央とした。成
膜条件として、表1に示された製造条件に従って下部阻
止層、光導電層、表面保護層の順に成膜を行った。
【0074】実施例6で作製した電子写真感光体を実施
例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行ったところ
実施例1と同様に良好な結果が得られた。
例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行ったところ
実施例1と同様に良好な結果が得られた。
【0075】以上の結果より第2配線203の長さが多
少異なっても本発明の効果になんら影響が無いことが判
明した。
少異なっても本発明の効果になんら影響が無いことが判
明した。
【0076】更に得られた電子写真感光体をキヤノン製
複写機NP−6650に設置し画像を出したところ、ハ
ーフトーン画像にムラは無く、均一な画像が得られた。
更に、写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画
像を得ることができた。 (12)[実施例7] 図1に示す堆積膜形成装置において、被成膜基体103
を静止状態にして放電周波数が105MHzの高周波電
源106を用い、アルミニウム製の円筒状の被成膜基体
103にa−Si膜を形成し電子写真感光体を作製し
た。本実施例では、50pFの高圧コンデンサ113を
カソード電極102の直前に設置し、また、第1配線1
11及び第2配線112の長さは配線によるインピーダ
ンスが等しくなるようにそれぞれ同じ長さに揃えた。更
に、アルミニウム製のカソード電極102、アルミニウ
ム製の円筒状の被成膜基体103及びアルミニウム製の
外部シールド105を概ね同軸上に配置し、高周波電力
を導入する箇所はカソード電極102の周方向概ね等間
隔2箇所とし、各々の軸方向の導入位置は10cm程度
ずれた位置に取り付けた。成膜条件として、表5の条件
で電荷輸送層、電荷発生層、表面保護層の順に成膜を行
った。
複写機NP−6650に設置し画像を出したところ、ハ
ーフトーン画像にムラは無く、均一な画像が得られた。
更に、写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画
像を得ることができた。 (12)[実施例7] 図1に示す堆積膜形成装置において、被成膜基体103
を静止状態にして放電周波数が105MHzの高周波電
源106を用い、アルミニウム製の円筒状の被成膜基体
103にa−Si膜を形成し電子写真感光体を作製し
た。本実施例では、50pFの高圧コンデンサ113を
カソード電極102の直前に設置し、また、第1配線1
11及び第2配線112の長さは配線によるインピーダ
ンスが等しくなるようにそれぞれ同じ長さに揃えた。更
に、アルミニウム製のカソード電極102、アルミニウ
ム製の円筒状の被成膜基体103及びアルミニウム製の
外部シールド105を概ね同軸上に配置し、高周波電力
を導入する箇所はカソード電極102の周方向概ね等間
隔2箇所とし、各々の軸方向の導入位置は10cm程度
ずれた位置に取り付けた。成膜条件として、表5の条件
で電荷輸送層、電荷発生層、表面保護層の順に成膜を行
った。
【0077】実施例7で作製した電子写真感光体を実施
例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行ったところ
実施例1と同様に良好な結果が得られた。
例1と同様に、膜厚分布、堆積速度、放電安定性、帯電
能、残留電位及び膜剥がれについて評価を行ったところ
実施例1と同様に良好な結果が得られた。
【0078】以上の結果よりカソード電極102の高周
波電力印加位置が、軸方向で多少ずれても本発明の効果
になんら影響が無いことが判明した。
波電力印加位置が、軸方向で多少ずれても本発明の効果
になんら影響が無いことが判明した。
【0079】更に得られた電子写真感光体をキヤノン製
複写機NP−6650に設置し画像を出したところ、ハ
ーフトーン画像にムラは無く、均一な画像が得られた。
更に、写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画
像を得ることができた。
複写機NP−6650に設置し画像を出したところ、ハ
ーフトーン画像にムラは無く、均一な画像が得られた。
更に、写真原稿の複写においても原稿に忠実で鮮明な画
像を得ることができた。
【0080】尚、上記実施例、比較例で示した堆積膜形
成装置は、基体、カソード電極、外部シールド等が同軸
上に配置、形成されているが、いわゆる量産型といわれ
る堆積膜形成装置に、本発明を適用してもよい。即ち、
この堆積膜形成装置は、中心位置にかソード電極がRF
電源から整合回路を介して接続されており、その周囲に
複数本の円筒状基体が配置されてアースされており、所
定の原料ガスが噴出される反応容器で囲まれている。そ
うして、カソード電極にRF電力が供給されれば、カソ
ード電極と周囲の円筒状基体との空間でグロー放電が開
始し、円筒状基体に所定のa−Si膜が形成される。そ
の際、カソード電極とRF電力を供給する整合回路との
接続部と反応容器との間に小容量のコンデンサを接続す
ることで、上記実施例の事実結果から、膜剥がれが発生
しなくなると推察できる。
成装置は、基体、カソード電極、外部シールド等が同軸
上に配置、形成されているが、いわゆる量産型といわれ
る堆積膜形成装置に、本発明を適用してもよい。即ち、
この堆積膜形成装置は、中心位置にかソード電極がRF
電源から整合回路を介して接続されており、その周囲に
複数本の円筒状基体が配置されてアースされており、所
定の原料ガスが噴出される反応容器で囲まれている。そ
うして、カソード電極にRF電力が供給されれば、カソ
ード電極と周囲の円筒状基体との空間でグロー放電が開
始し、円筒状基体に所定のa−Si膜が形成される。そ
の際、カソード電極とRF電力を供給する整合回路との
接続部と反応容器との間に小容量のコンデンサを接続す
ることで、上記実施例の事実結果から、膜剥がれが発生
しなくなると推察できる。
【0081】また、上記実施例では、基体とカソード電
極間でグロー放電を行なう例を示したが、その際、基体
は周囲の外部シールドと同一電位であっても、また直流
電位及び/又は交流電位でバイアスを加えられていても
よい。要は整合回路とカソード電極との接続整合関係
が、放電前と放電中とで異なることが、膜剥がれに大き
く関係していると考えられるからである。
極間でグロー放電を行なう例を示したが、その際、基体
は周囲の外部シールドと同一電位であっても、また直流
電位及び/又は交流電位でバイアスを加えられていても
よい。要は整合回路とカソード電極との接続整合関係
が、放電前と放電中とで異なることが、膜剥がれに大き
く関係していると考えられるからである。
【0082】
【発明の効果】本発明による堆積膜形成装置によれば、
従来のプラズマプロセスCVD法では達成できなかった
堆積速度で成膜することが可能になる。
従来のプラズマプロセスCVD法では達成できなかった
堆積速度で成膜することが可能になる。
【0083】本発明による堆積膜形成装置によれば、比
較的大面積の基体であっても、複数層であっても、均一
にプラズマ処理による堆積膜を得ることが可能になる。
較的大面積の基体であっても、複数層であっても、均一
にプラズマ処理による堆積膜を得ることが可能になる。
【0084】本発明による堆積膜形成装置によれば、2
0MHz乃至450MHzの高周波による成膜におい
て、特にグロー放電の開始時の高周波電力の突入電界、
電流をコンデンサにより抑制すると予測するが、膜堆積
における膜剥がれを低減することが可能になる。
0MHz乃至450MHzの高周波による成膜におい
て、特にグロー放電の開始時の高周波電力の突入電界、
電流をコンデンサにより抑制すると予測するが、膜堆積
における膜剥がれを低減することが可能になる。
【0085】本発明による堆積膜形成装置によれば、生
産性の効率化、コストダウンが行えることが可能にな
る。
産性の効率化、コストダウンが行えることが可能にな
る。
【図1】本発明を実施したプラズマCVD装置を上から
見た模式的断面図(a)及び横から見た模式的断面図
(b)である。
見た模式的断面図(a)及び横から見た模式的断面図
(b)である。
【図2】本発明を実施したプラズマCVD装置を上から
見た模式的断面図(a)及び横から見た模式的断面図
(b)である。
見た模式的断面図(a)及び横から見た模式的断面図
(b)である。
【図3】従来のプラズマCVD装置を上から見た模式的
断面図(a)及び横から見た模式的断面図(b)であ
る。
断面図(a)及び横から見た模式的断面図(b)であ
る。
101,201,301 反応容器 102,202,302 カソード電極 103,203,303 円筒状の被成膜基体 104,204,304 加熱ヒーター 105,205,305 外部シールド 106,206,306 高周波電源 107,207,307 整合回路 108,208,308 真空排気手段 109,209,309 ガス供給手段 110,210,310 絶縁材料 111 第1配線 112,212 第2配線 113,213 コンデンサ 114,214 第2の外部シールド 211 同軸ケーブル 311 高周波電力供給用配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/205
Claims (10)
- 【請求項1】 減圧可能な堆積室内に設置された円筒状
の被成膜基体と、それを外包するように配置されたカソ
ード電極と、前記カソード電極を外包するように配置さ
れた外部シールドと、前記外部シールドの外部に整合回
路とを有し、放電周波数が20MHz乃至450MHz
の高周波電力を前記整合回路を介して前記カソード電極
に印加することによって前記カソード電極と前記円筒状
の被成膜基体との間にプラズマを発生させることによ
り、前記堆積室内に導入された原料ガスを分解して前記
円筒状の被成膜基体上に堆積膜を形成するプラズマCV
D法による堆積膜形成装置において、 前記カソード電極の周方向の複数箇所に前記高周波電力
を前記整合回路を介して供給し、且つ前記整合回路から
前記カソード電極までの複数の配線が、前記整合回路か
ら前記外部シールドの外側を通り、且つ前記外部シール
ドから前記カソード電極までの配線が最短距離になるよ
うに前記カソード電極の接続部に接続され、且つ前記カ
ソード電極の接続部と前記外部シールドとの間にコンデ
ンサを設けたことを特徴とする堆積膜形成装置。 - 【請求項2】 前記整合回路から前記外部シールドの外
側を通る前記複数の配線を外包するように設置された第
2の外部シールドを設けたことを特徴とする請求項1に
記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項3】 前記整合回路から前記外部シールドの外
側を通る前記複数の配線に同軸ケーブルを用いることを
特徴とする請求項1に記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項4】 前記整合回路から前記外部シールドの外
側を通る前記複数の配線の長さが概ね同じであることを
特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の堆積膜形
成装置。 - 【請求項5】 前記外部シールドから前記カソード電極
までの前記複数の配線の長さがほぼ同じであることを特
徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の堆積膜形成
装置。 - 【請求項6】 前記コンデンサの容量が1pF乃至20
00pFであることを特徴とする請求項1乃至5のいず
れかに記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項7】 前記カソード電極が前記円筒状の被成膜
基体と概ね同軸上に配置されることを特徴とする請求項
1乃至6のいずれかに記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項8】 前記外部シールドが前記円筒状の被成膜
基体と概ね同軸上に配置されることを特徴とする請求項
1乃至7のいずれかに記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項9】 前記カソード電極に高周波電力を供給す
る位置が、前記カソード電極の周方向においてほぼ等間
隔であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに
記載の堆積膜形成装置。 - 【請求項10】 前記カソード電極に高周波電力を供給
する位置が、前記カソード電極の軸方向においてほぼ中
央に位置することを特徴とする請求項1乃至9のいずれ
かに記載の堆積膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32068794A JPH08176832A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 堆積膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32068794A JPH08176832A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 堆積膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176832A true JPH08176832A (ja) | 1996-07-09 |
Family
ID=18124224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32068794A Pending JPH08176832A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 堆積膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08176832A (ja) |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32068794A patent/JPH08176832A/ja active Pending
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