【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ法を適用して、堆積膜形成を行う堆積膜形成装置に関する。より具体的には、半導体デバイス、電子写真感光体、画像入力用ラインセンター、撮像デバイス、光起電力デバイス等に用いる、結晶質または非結晶質の機能性堆積膜を好適に形成し得る堆積膜形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイス、電子写真感光体、画像入力ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイス、またその他各種エレクトロニクス素子等に用いる素子部材の製造法である堆積膜形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等、多くの方法が知られている。また、これらの各種堆積膜形成方法に利用される堆積膜形成装置も実用に付されている。なかでも、プラズマＣＶＤ法、すなわち、直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電により原料ガスを分解し、基板上に薄膜状の堆積膜を形成する方法は、例えば、水素化アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉ：Ｈと表記する）堆積膜の形成等に適する方法として、現在実用化が最も進んでいる。それに伴い、実際の用途に応じて、プラズマＣＶＤ法による堆積膜形成に用いる装置も各種提案されている。
【０００３】
図３に、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜形成に一般的に用いられている従来のプラズマＣＶＤ装置の一例を示す。図３に示す堆積膜形成装置３２０は、高周波電源として、ＶＨＦ帯の高周波を用いるＶＨＦプラズマＣＶＤ法による装置であり、主として、円筒状の被成膜基上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜の堆積を行い、電子写真感光体を製造する装置である。図３の（Ａ）は、堆積膜形成装置の縦断面図であり、図３の（Ｂ）は、堆積膜形成装置の横断面図を示す。
【０００４】
図３に示す堆積膜形成装置３２０では、減圧可能な反応容器３００は、誘電体部材からなる円筒状の側壁３０１と、側壁３０１の両端に密着した天板３１６および底板３１５により構成されている。反応容器３００の内部には、回転軸（基体保持手段）３０８に取り付けられている被成膜基体３０５が、側壁３０１と同心円上に等間隔に複数本設置されている。側壁３０１は、例えばセラミック材料からなっている。円筒状の被成膜基体３０５は、底板３１５に配置された回転軸３０８に取付けられている。回転軸３０８は、モータにより駆動される不図示の回転機構を介して底板３１５に設けられていて、かつ、発熱体３０７を有しているので、被成膜基体３０５を所定の温度に加熱し、また、回転させることができる。
【０００５】
プラズマを発生させるためのカソード電極３０２は、金属製棒状電極を使用し、反応容器３００の外部に設置されている。具体的には、複数のカソード電極３０２が、側壁３０１と同心円上に等間隔に設置されている。カソード電極３０２には、整合回路３０４を介して高周波電源３０３が接続されている。一方、底板３１５はアース電位であり、底板３１５に設けられた回転軸３０８が被成膜基体３０５を保持しているので、被成膜基体３０５が実質的にカソード電極の対向電極となる。底板３１５の中心部には、反応容器３００内の排気をするために開口部が設けられていて、開口部には排気管３０９が接続されている。排気管３０９の他端に真空排気手段（不図示）が接続されており、反応容器３００内の真空排気を行う。
【０００６】
排気管３０９の入口部、すなわち底板３１５の開口部には、プラズマが排気管３０９側に漏れて放電空間のプラズマ密度が低下することを防止するために、プラズマ漏れ防止部材３１０を設置している。プラズマ漏れ防止部材３１０は、複数の開口部を有するパンチングメタルである。プラズマ漏れ防止部材３１０は、底板３１５への堆積膜付着を防止する防着板３１２で、底板３１５に押さえ付けられて固定されている。これによって、プラズマ漏れ防止部材３１０はアース電位である底板３１５に密着する。そのため、プラズマ漏れ防止部材３１０もアース電位に保たれている。
【０００７】
反応容器３０１へは、原料ガス供給手段３０６が取り付けられ、これより原料ガスを反応容器３００内部に供給する。
【０００８】
この図３に示すような従来の成膜装置を用いたａ−Ｓｉ：Ｈ膜の形成は、概略、以下のような手順により行われている。
【０００９】
まず、排気管３０９の他端に接続された真空排気手段（不図示）によって反応容器３００の内部を高真空まで排気する。その後、さらに排気を行いつつ、原料ガス供給手段３０６によってシランガス(ＳｉＨ4)、ジシランガス(Ｓｉ2Ｈ6)、ジボランガス(Ｂ2Ｈ6)、メタンガス(ＣＨ4)、エタンガス(Ｃ2Ｈ6)等の原料ガスを導入して、反応容器３００内部を所定の圧力に維持する。高周波電源３０３を所望の電力に設定して、整合回路３０４、カソード電極３０２を通じて、誘電体部材からなる反応容器３００内にＶＨＦ電力を導入する。このＶＨＦ電力により、カソード電極３０２と対向電極となる被成膜基体３０５との間にプラズマを発生させ、プラズマにより原料ガスを分解する。そして、被成膜基体３０５は発熱体３０７で２００〜４００℃の所定の温度に加熱されており、この被成膜基体３０５上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜が堆積される。
【００１０】
以上に説明した堆積膜形成装置３２０のように、反応容器からプラズマが漏洩するのを防ぐため、パンチングメタルなどを用いたプラズマ漏れ防止部材を有する堆積膜形成装置は他にも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００1−３３５９４８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の堆積膜形成装置により、良好な特性を持つａ−Ｓｉ：Ｈ系電子写真感光体が形成され、実用にも供されている。しかしながら、総合的な特性の一層の向上を図る上では、なお改善の余地が残されているのが現状である。
【００１３】
例えば、近年では複写機本体の高性能化が進み、デジタル機やカラー機の普及が進んでいる。これに伴い、電子写真感光体は、これまで以上の高画質化、高品質化等、さらなる画像特性の向上が求められるようになっている。このため、従来あまり問題とならなかった微小な画像欠陥の発生を抑制することが必要となっている。
【００１４】
上記の画像欠陥は、電子写真感光体上の堆積膜の欠陥に起因している。この堆積膜の欠陥発生の主たる原因としては、以下のようなものが挙げられる。
【００１５】
すなわち、成膜動作を繰り返すうちに反応容器内に配置されている種々の部材や内壁などへも堆積膜が積層する。このように堆積した膜は、その後の成膜動作において各部材から剥離して、その微細な膜破片が被成膜基体上に飛散した結果、膜破片を成長核として異常成長して被成膜基体上の欠陥を形成する。したがって、画像欠陥の発生原因となる膜破片が、膜剥がれが生じやすい箇所から被成膜基体上に飛来するのを防止する方策が必要となる。
【００１６】
本発明の目的は、プラズマＣＶＤ法を適用して堆積膜形成を行う際、反応容器内の種々の部材に堆積した膜が剥離して、被成膜基体上に飛散することによる堆積膜の欠陥の発生を抑制し、歩留まりを飛躍的に向上させる堆積膜形成装置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、上記の課題を解決するために、従来の堆積膜形成装置において堆積膜の剥がれが頻繁に生じる箇所の特定と、堆積膜欠陥の発生との関連性をさらに詳しく解析すべく、鋭意検討を進めた。
【００１８】
その結果、反応容器内を真空排気するための排気口周辺の堆積膜が剥がれ、その微細な膜破片が飛び散る頻度が多いことに気が付いた。詳細に観察したところ、堆積膜形成装置では、プラズマ漏れ防止部材が防着板と底板とで挟み込まれる形で取り付けられているため、両者の間に段差ができ、この段差部で防着板の端部から膜が剥がれていることが判明した。さらに、防着板やプラズマ漏れ防止部材自体への膜の密着性も十分でなく、成膜動作後にそれらを確認してみると、一部に剥がれが見られる場合があった。
【００１９】
そして、成膜された被成膜基体の堆積膜に生じる欠陥と、これらの部材の膜剥がれの対応を調べたところ、これらの部材の堆積膜の剥がれ方が軽微な成膜条件の場合には被成膜基体の堆積膜の欠陥も少ない。一方、部材の堆積膜の剥がれ方がひどい成膜条件の場合には、被成膜基体の堆積膜も欠陥も多い、という相関が見られた。つまり、防着板やプラズマ漏れ防止部材から剥離した堆積膜が、被成膜基体上に飛散して、堆積膜の欠陥を発生させているものと推測できる。
【００２０】
そこで、本発明者らは、まず、図４に示すように、プラズマ漏れ防止部材と防着板とが一体化した、１枚の板状の部材で構成されたプラズマ漏れ防止部材４１３を使用することを検討した。これは、プラズマ漏れ防止部材と防着板とを一体化することによって両者の段差をなくし、フラットな面にすることで端部からの剥がれを抑えることができるからである。さらに、上述の堆積膜形成装置３２０では、防着板３１２やプラズマ漏れ防止部材３１０自体への膜の密着性も十分でなかったため、図４に示す一体化したプラズマ漏れ防止部材４１３の反応容器内に面する表面をブラスト処理によって荒面加工し、膜の密着性向上を図った。
【００２１】
なお、ブラスト処理とは、アルミナ粒子やカーボランダム、ガラスビーズなどの研磨剤をエアーで吹き付けて表面を荒らす手法である。
【００２２】
このように堆積膜の密着性向上の工夫をしたプラズマ漏れ防止部材４１３を、実際に上述の堆積膜形成装置３２０に取り付けて堆積膜形成装置４２０として、テストを行ったところ、確かに堆積膜の膜剥がれは以前より大幅に抑えられることが確認できた。しかし、その一方で放電状態が非常に不安定になるという弊害があることが判明した。
【００２３】
この原因について詳細に検討したところ、次の事実が判明した。
【００２４】
プラズマ漏れ防止部材の片面のみをブラスト処理したところ、その影響によって全体にたわみが生じてしまうことが判明した。このたわみは凸型のたわみのため、プラズマ漏れ防止部材を堆積膜形成装置に取り付けると、本来密着されるべきプラズマ漏れ防止部材と底板との間に隙間が生じてしまう。このため、アース電位である底板とプラズマ漏れ防止部材との導通が不完全となってしまい、プラズマ漏れ防止部材の電位がアース電位から浮いてしまう。この結果、プラズマ漏れ防止能力が不完全となって、放電漏れや異常放電が発生して不安定になっていることが分かった。
【００２５】
そこで、本発明者らはブラスト処理によって、なぜ、たわみが発生するのか原因を調べた。その結果、ブラスト処理によってアルミナ粒子やカーボランダム、ガラスビーズなどの研磨剤がぶつかることで、ブラストをする表面がわずかに延びてしまい、その結果、ブラストした表面側が凸型に反ってしまうことが分かった。この反りを防止するため、プラズマ漏れ防止部材の母材をアルミニウムなどの柔らかい材料から、ステンレスや鉄などの硬い材料に変更したり、母材の肉厚を厚くしたりしてみたところ、多少は軽減できるものの、根本的に反りをなくすところまでは改善されなかった。
【００２６】
そこで、本発明者らは母材の強度を高くする、という視点から着眼点を変え、プラズマ漏れ防止部材の両面にブラスト処理を行うことにした。すると、見事に母材の反りが抑えられることが判明した。これは、プラズマ漏れ防止部材の母材の両面をブラストすることにより、両側が均等に延び、その結果、応力が釣り合って反りが抑えられたものと考えられる。
【００２７】
本発明は、以上の経過により完成したものであり、本発明の堆積膜形成装置は、原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、高周波電源から供給される高周波電力を導入する高周波電力導入手段と、排気を行う排気手段とが接続される、真空気密可能な反応容器と、表面に堆積膜が形成される被成膜基体を保持する基体保持手段と、高周波電力導入手段によって反応容器内に発生したプラズマが漏れるのを防止するために排気手段が接続される反応容器の開口部を覆うように配置されるプラズマ漏れ防止部材とを有し、高周波電力導入手段と被成膜基体との間にプラズマを発生させ、被成膜基体上に堆積膜形成を行う堆積膜形成装置において、プラズマ漏れ防止部材は、両面にブラスト処理が行われていることを特徴とする。
【００２８】
本発明の堆積膜形成装置は、真空排気した反応容器に原料ガスと被成膜基体を配置して、反応容器外部から高周波電力を導入することで発生するプラズマを利用して原料ガスを分解し、被成膜基体上に堆積膜として付着させるプラズマＣＶＤによる堆積膜形成装置である。
【００２９】
本発明によれば、この堆積膜形成装置において、反応容器からプラズマが漏れるのを防止するプラズマ漏れ防止部材の両面にブラスト処理を施しているので、プラズマ漏れ防止手段の表面に付着した堆積膜の付着強度が向上し、成膜中の膜剥がれが発生しにくい。さらに、両面にブラスト処理を施すことで反りが最小限に抑えられているので、反応容器を構成する、アース電位の底板への密着性も失われない。そのため、プラズマ漏れ防止部材もアース電位に維持されて、プラズマ漏れ防止効果も十分に発揮される。
【００３０】
また、プラズマ漏れ防止部材と、防着板とを別部材で構成していた上述の装置と比べれば、本発明によるプラズマ漏れ防止部材は、プラズマ漏れ防止部材と、防着板とを一体化させたものであり、膜剥がれが生じやすい端部を形成しない。
【００３１】
結果として、成膜動作中の膜剥がれが押さえることができ、反応容器内への不要な膜片の浮遊を抑えられるので、被成膜基体に最終的に形成される堆積膜は欠陥の少ないものとなり、完成される電子写真感光体の歩留まりを向上させることが実現できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の堆積膜形成装置をさらに具体的に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の堆積膜形成装置の一例、具体的には、ａ−Ｓｉ：Ｈ系感光体の製造に適用した装置の一例を示す概略図である。図１（Ａ）は、装置の縦断面図を、図１（Ｂ）は、その横断面図をそれぞれ示す。
【００３４】
図１に示す堆積膜形成装置１２０では、減圧可能な反応容器１００は、例えばセラミック材といった誘電部材からなる円筒状の側壁１０１と、側壁１０１の上端に密着される天板１１６と、側壁１０１の下端に密着する底板１１５とで構成される。
【００３５】
底板１１５は、本堆積膜形成装置１２０のベースとなるもので、中心部に排気口として開口部を有しており、かつ、アース電位となっている。底板１１５には、回転軸（基体保持手段）１０８に取り付けられている被成膜基体１０５が側壁１０１と同心円上に等間隔に複数本設置されている。被成膜基体１０５は、その内部に設置される発熱体１０７により所定の温度に加熱される。また、被成膜基体１０５を保持する回転軸１０８は、底板１１５に回転可能に保持され、モータにより駆動される不図示の回転機構を有しており、堆積膜形成時には、被成膜基体１０５は回転される。
【００３６】
底板１１５の中心部の開口部には排気管１０９が接続されている。排気管１０９の他端に真空排気手段（不図示）が接続されており、反応容器１００内の真空排気を行う。また、反応容器１００内には、原料ガス供給手段１０６が取り付けられ、これより原料ガスを供給する。
【００３７】
反応容器１００内に発生するプラズマが排気管１０９内に漏れることを防止するために、排気管１０９の入口部となる底板１１５の開口部を覆うように、底板１１５上にプラズマ漏れ防止部材１１３が着脱可能に配置される。
【００３８】
プラズマ漏れ防止部材１１３は板状の部材であり、排気管１０９に連通する複数の開口部が形成された通気部１１３ａと、底板１１５への堆積膜の付着を防止する防着部１１３ｂとを有している。通気部１１３ａは、プラズマ漏れ防止部材１１３の中心付近で、排気管１０９の断面形状とほぼ同様の円形状の領域に形成される。
【００３９】
また、プラズマ漏れ防止部材１１３は、両面をブラスト処理してあり、十分に荒れた表面状態であり、堆積膜の密着性を向上させている。さらに、ブラスト処理は、プラズマ漏れ防止部材１１３の裏表両面に対して施されているため、プラズマ漏れ防止部材１１３自身の反りやゆがみは最小限に抑えられ、このため底板１１５に密着して取り付けられる。このようにプラズマ漏れ防止部材１１３をアース電位である底板１１５に密着させることで、電位を十分にアースレベルに保持することができ、この結果、効果的にプラズマの漏れを抑えることが可能となる。
【００４０】
なお、上記のようにブラスト処理された表面に、さらに溶射加工を施すことも堆積膜の密着性向上の面で好ましい。溶射加工の具体的手段に特に制限はないが、例えばプラズマ溶射、減圧プラズマ溶射、高速フレーム溶射、低温溶射などのコーティング法により表面をコーティングしてもよい。具体的な溶射材料としては、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、二酸化チタン、鉄等が挙げられる。円筒状部材の表面を被覆する溶射材の厚さは特に制限はないが、耐久性および均一性を増すため、また、製造コストの面から１μｍ〜１ｍｍが好ましく、１０μｍ〜５００μｍがより好ましい。
【００４１】
プラズマを発生させるためのカソード電極１０２は、金属製棒状電極を使用し、反応容器１０１の外部に設置されている。すなわち、複数のカソード電極１０２が、反応容器１０１と同心円上に等間隔に設置されている。カソード電極１０２には、整合回路１０４を介して高周波電源１０３が接続されている。
【００４２】
プラズマ漏れ防止部材１１３は、反応容器１００内に生起するプラズマを閉じ込めるため、全体をアースに電位させる必要がある。したがって、プラズマ漏れ防止部材１１３は導電性材料で形成し、また、通気部１１３ａに配置される複数の開口部の形状は、排気管１０９のコンダクタンスを大きく阻害することのない形状とする。通気部１１３ａに複数の開口部を形成する加工方法としては、打ち抜き加工で、例えば一定ピッチで複数並んだ丸穴形状の開口部を形成するパンチング加工が好ましい。また、プラズマ漏れ防止部材１１３の材質としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、ならびにこれら合金、例えば、ステンレス等が挙げられるが、なかでもＡｌ、ステンレス、Ｎｉ、Ｃｒがパンチング加工の容易さやコストの点で適している。さらに、パンチング加工で形成する開口部（穴）の形状は、円形、楕円形、長方形、正方形、菱形、十字形等、特に制限されるものではないが、通常、円形が好ましい。さらに、開口部（穴）のピッチは一般には一定とされるが、加工上の問題等で開口部のピッチが不均等でも本発明の効果には何ら影響は及ぼさない。
【００４３】
上述のように、通気部１１３ａにパンチング加工で複数の開口部を形成する場合、排気管１０９自体の開口面積にもよるが、一般的に、通気部１１３ａにおける開口率を２０％未満とすると、コンダクタンスの低下が大きく、それに伴い、排気能力は大幅に低下する。発明者らの実験においては、前記の理由により、原料ガス流量によっては、反応容器１００内の圧力を所望の値に維持できないため、良好な膜質を得られない場合もあった。一方、通気部１１３ａにおける開口率が８０％を超えると、各開口部（穴）の形状と開口面積（サイズ）にもよるが、プラズマ漏れ防止能力が低下し、所望の条件で反応容器１００内に生起したプラズマの漏洩が顕著となる。プラズマの漏洩が顕著であると、プラズマ密度と安定性が低下し、堆積膜速度の低下が見られる。加えて、しばしば、プラズマの不安定化に伴う堆積膜特性の低下がみられる場合もある。以上の理由から、通気部１１３ａにおける開口率を２０〜８０％の範囲に選択すると好適である。
【００４４】
また、開口部（穴）は等間隔に配列することが加工上、および開口率の点で好ましいが、これに限定されるものではない。なお、各穴の面積が、０.８ｍｍ2未満の場合、加工が困難となる。一方、穴の面積が８０ｍｍ2を超える場合は、プラズマ漏れ防止能力が低下し、プラズマの漏洩が顕著となる場合がある。したがって、パンチング加工により形成される穴の面積は０.８〜８０ｍｍ2の範囲に選択することが好ましい。
【００４５】
ブラスト処理によって荒らされるプラズマ漏れ防止部材１１３の表面粗さは、２．５ｍｍを基準長とする中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜１０μｍであることが好ましい。表面粗さが０．５μｍよりも小さいと、堆積膜の密着性が不十分となり、成膜中に膜剥がれが起きる場合がある。逆に１０μｍ以上に荒らしすぎてもやはり、密着性の低下が見られた。したがって、本発明の効果を十分に発揮するためには中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜１０μｍ、より好ましくは１μｍ〜５μｍが適している。
【００４６】
また、誘電体部材からなる側壁１０１の材料としては、非導電性の材料が用いられる。具体的にはアルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライト、ジルコン-コージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウム、マイカ系セラミックス等が挙げられる。これら各種材料のうち、加工性、耐久性に加えて、高周波電力の吸収がより少ないという点から、アルミナがより好適な材料である。加えて、側壁１０１の内壁面に対しても、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）で２０μｍ程度の細かな凹凸を設けるとより好ましい。これによって堆積膜の密着性が増し、側壁１０１の内壁からの膜剥がれが生じにくくなる。
【００４７】
堆積膜形成装置１２０においては、被成膜基体１０５の位置の違いによる堆積膜特性差の抑制を目的として、配置されるカソード電極１０２は複数とされ、側壁１０１と同心円状に等間隔で配置することが好ましい。したがって、図１に示す堆積膜形成装置１２０においては、高周波電力導入手段は、高周波電源１０３より供給される高周波電力が、整合回路１０４を経て電力供給路を分岐させて、６本のカソード電極１０２から導入する形態をとっている。６本のカソード電極１０２から導入される高周波電力は、誘電体部材からなる側壁１０１を透過して、反応容器１００へ供給される。
【００４８】
また、１つの高周波電源から電力供給路を分岐した後、複数の整合回路を介して電力供給を行ってもよく、また、単一の高周波電源の能力を超える大電力を供給する際など、例えば、複数のカソード電極毎に、それぞれ別個の高周波電源、整合回路を設けてもよい。しかしながら、装置コストの点、装置の大きさの点を考慮すると、図１に示すように、１つの高周波電源１０３から全てのカソード電極１０２に電力を供給する構成をとることが好ましい。
【００４９】
高周波電力の周波数は特に制限はないが、発明者らの実験によれば、周波数が５０ＭＨｚ未満の場合は、周波数を下げるとともに高真空（反応容器内の圧力が低い場合）での放電は難しくなる。また、放電を安定化するために反応容器１０１内の圧力を高くして放電を行うと、成膜中、反応容器１００内においてポリシランなどのパーティクルが発生し易い。このポリシランなどのパーティクルは、通気部１１３ａの開口穴部へ付着し、詰まりを起こさせ、反応容器１００内の圧力を安定に制御できなくなる場合もあり、形成される堆積膜の再現性を低下させる要因ともなる。一方、４５０ＭＨｚより大きいと、周波数が高くなるにつれ、条件によっては、高周波電力の伝送特性が悪化し、それに伴いプラズマの不均一が生じる場合もある。したがって、高周波電力の周波数は、５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの範囲に選択することが好ましい。
【００５０】
上述の高周波電力の周波数条件を用いる際、堆積膜形成中の反応容器１００内の圧力は、少なくとも１．３３×１０-2〜１３３０Paの範囲に、好ましくは６．６５×１０-2〜６６５Paの範囲に、より好ましくは、１．３３×１０-1〜１３３Paの範囲に選択される。特に、本発明の装置を、例えば、ａ−Ｓｉ：Ｈ系堆積膜形成に適用する際には、前記の周波数範囲、圧力範囲から選択するのが最適である。
【００５１】
高周波電力の波形は、有効に電力供給がなされる限り、何れの波形でも差し支えないが、通常、容易に発生できるサイン波、矩形波等が好ましい。
【００５２】
堆積膜形成装置１２０においては、円筒状の被成膜基体１０５が、同一円周上に等間隔で配置されるため、各被成膜基体１０５に対する高エネルギー電子比率が高いプラズマ領域の分布形状はほぼ同一となり、被成膜基体１０５上に到達する活性種の種類、比率も全て基体上において同一となる。この結果、被成膜基体１０５上に形成される堆積膜の特性も、基体間での特性のばらつきの少ない良好なものとなる。
【００５３】
以上に説明した堆積膜形成装置１２０による成膜動作を以下に説明する。
【００５４】
まず、被成膜基体１０５を反応容器１００内に設置し、排気管１０９を通して真空排気手段（不図示）により反応容器１００内を排気して真空状態にする。そして、発熱体１０７により被成膜基体１０５を所定の温度に加熱する。被成膜基体１０５が所定の温度に達し、温度が安定したところで、原料ガス導入手段１０６により、原料ガスを反応容器１００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１０１内の圧力が、所定の圧力において安定するのを確認する。その後、高周波電源１０３より整合回路１０４を介してカソード電極１０２へ所定の高周波電力を供給する。供給された高周波電力によって、反応容器１００内にプラズマが発生し、反応容器１００内の原料ガスは励起・解離して、底板１１５上に回転軸１０８を介して配置された、カソード電極１０２の対向電極を構成する被成膜基体１０５上に堆積膜が形成される。なお、このとき被成膜基体１０５は、回転軸１０８によって回転させられるので被成膜基体１０５に形成される堆積膜は偏りの抑えられたものとなる。
【００５５】
反応容器１００内のガスの排気口である底板１１５の開口部にはプラズマ漏れ防止部材１１３が配置されている。プラズマ漏れ防止部材１１３の両面がブラスト処理され、荒れた表面状態となっている。そのため、堆積膜形成装置１２０における成膜動作によってプラズマ漏れ防止部材１１３上に成膜される堆積膜の付着強度が向上する。このため、再び成膜動作した際に、プラズマ漏れ防止部材１１３から堆積膜が剥離して反応容器１００内へ飛散することが抑制される。また、プラズマ漏れ防止部材１１３は、両面にブラスト処理がなされることによって、反りの発生を最小限に抑えられているので、アース電位である底板１１５に十分に密着できる。その結果、プラズマ漏れ防止部材１１３は、アース電位に保たれるので安定的にプラズマ漏れを防止できる。
【００５６】
以上の理由により、被成膜基体１０５に形成される堆積膜の欠陥を減少させ、結果として被成膜基体１０５の歩留まりを向上させ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。
【００５７】
本発明における、別の堆積膜形成装置の一例を図２に示す。図２の（Ａ）は、堆積膜形成装置の縦断面図であり、図２の（Ｂ）は、堆積膜形成装置の横断面図を示す。
【００５８】
上述した積膜形成装置１２０は、複数の被成膜基体に対して成膜を行う装置であったが、図２に示す堆積膜形成装置２２０は１本の成膜基体へ堆積膜を形成する装置である。
【００５９】
図２に示す堆積膜形成装置２２０では、減圧可能な反応容器２００は、誘電体部材からなる円筒状の側壁２０１、側壁２０１の上端に密着する天板２１６、および側壁２０１の下端に密着する底板２１５によって形成される。
【００６０】
底板２１５の中心部には、被成膜基体２０５を保持する基体ホルダーとなる回転軸２０８が配置され、被成膜基体２０５の対向電極となるカソード電極２０２が反応容器２００の外側に４本設けられている。カソード電極２０２を反応容器２００壁面外部に位置させることにより、原料ガスの利用効率が向上し、同時に、形成される堆積膜中の欠陥が抑制可能となる。被成膜基体２０５は、反応容器２０１の中心軸位置に１本配置されており、その内部に設置される発熱体２０７により、所定の温度に加熱される。また、被成膜基体２０５を保持する回転軸２０８は、モータにより駆動される不図示の回転機構を有しており、堆積膜形成時には被成膜基体２０５は回転される。
【００６１】
カソード電極２０２には整合回路２０４を介して高周波電源２０３が接続されている。４本のカソード電極２０２から導入される高周波電力は、誘電体部材からなる側壁２０１を透過して、反応容器２００へ供給される。また、反応容器２００内へは、原料ガス供給手段２０６が取り付けられ、これより原料ガスを供給する。
【００６２】
底板２１５の中心部には、ドーナツ状の排気管２０９が接続され、排気管２０９の他端に真空排気手段（不図示）が接続されており、反応容器２００内の真空排気を行う。本実施形態のプラズマ漏れ防止部材２１３は、上述の実施形態と同様に、複数の開口部を有し通気可能に形成された通気部２１３ａと、底板２１５への堆積膜の付着を防止する防着部２１３bとを有する。通気部２１３ａは、排気管２０９の断面形状と略同形状であり、ドーナツ状に形成されている。また、プラズマ漏れ防止部材２１３は両面にブラスト処理が施されており、成膜動作中に発生するプラズマが排気管２０９側に漏れることを防止している。
【００６３】
以上のように構成された堆積膜形成装置２２０においても、両面にブラスト処理が施され、かつ、反りが最小限に抑えられたプラズマ漏れ防止部材２１３を用いることで、上述の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本発明による堆積膜形成装置は、被成膜基体が１本の場合と、複数の場合とのいずれの場合に対しても同様の作用を有しており、欠陥の少ない堆積膜が形成された電子写真用感光体を製造することができる。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例により、本発明の堆積膜形成装置について、さらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下に述べる実施例によってなんら限定されるものではない。
（実施例１）
図１に示す堆積膜形成装置１２０を用い、高周波電源１０３の発振周波数を１０５ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ８０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体１０５）上に、表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６５】
図１に示す装置において、プラズマ漏れ防止部材１１３は、材質はステンレスとし、表面粗さは、Ｒａ=２．０μｍに調整した。また、通気部１１３ａにはφ３、ピッチ４ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工を施した。
（比較例１）
図３に示す堆積膜形成装置３２０を用い、実施例１と同様にして表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６６】
図３に示す堆積膜形成装置３２０では、プラズマ漏れ防止部材３１０は、防着板３１２により排気管３０９の入口部に押さえつけられている構造となっている。プラズマ漏れ防止部材３１０は、材質はステンレスとし、φ３、ピッチ4ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工が施されている。防着板３１２、及びプラズマ漏れ防止部材３１０はいずれもブラスト処理は行っておらず、表面粗さは、Ｒａ=０．３μｍであった。なお、このプラズマ漏れ防止部材３１０及び防着板３１２の構成を除き、その他の装置構成は、堆積膜形成装置１２０と実質的に同じものとなっている。
（比較例２）
図４に示す堆積膜形成装置４２０を用い、実施例１と同様にして表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６７】
【表１】
【００６８】
図４に示す堆積膜形成装置４２０では、プラズマ漏れ防止部材４１３を用いているが、ブラスト処理はプラズマに晒される側にしか施しておらず、したがって反りが生じている。プラズマ漏れ防止部材４１３は、材質はステンレスとし、中央部に形成される通気部４１３ａにはφ３、ピッチ4ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工を施してある。また、プラズマに晒される側の表面粗さは、Ｒａ=２．０μｍに調整した。なお、このプラズマ漏れ防止部材４１３の構成を除き、その他の装置構成は、図１に示す装置と実質的に同じものとなっている。
（比較例３）
図５に示す堆積膜形成装置５２０を用い、実施例１と同様にして表１に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００６９】
図５に示す堆積膜形成装置５２０では、プラズマ漏れ防止部材５１０と防着板５１２が分離したタイプを用いており、それぞれ、プラズマに晒される側にブラスト処理を施して表面粗さを、Ｒａ=２．０μｍに調整した。このため、特に防着板５１２についてはかなり反りが生じており、防着板５１２によってプラズマ漏れ防止部材５１０は十分に押さえつけることができなかった。プラズマ漏れ防止部材５１２には、φ３、ピッチ４ｍｍ、開口率５０％でパンチング加工を施し、材質はステンレスとした。なお、このプラズマ漏れ防止部材５１０及び防着板５１２の構成を除き、その他の装置構成は、図１に示す装置と実質的に同じものとなっている。
【００７０】
実施例１ならびに比較例１〜３で各々作製した電子写真感光体を、テスト用に改造したキヤノン製の複写機ＮＰ-６７５０に設置し、特性評価を行った。評価項目は、「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」とし、それぞれ以下に述べる具体的評価法により、各項目の評価を行った。
（反応炉内の剥がれ状況）
電子写真感光体を作製した後、反応炉内の堆積膜の付着状況を、目視、及び光を当てながら詳細に観察した。
【００７１】
評価基準は以下の通りである。
◎ … 光を当てて詳細に観察しても全く剥がれは見られず、非常に良好
○ … 光を当てるとやや表面が毛羽立っているが、目視では剥がれは見られず、良好
△ … 光を当てると微かに剥がれていることが分かる
× … 光を当てなくても剥がれが確認でき、問題が出る場合がある
（画像欠陥）
作製した電子写真用感光体を複写機に装着し、キヤノン製全面黒チャート（部品番号：ＦＹ９―９０７３）を原稿台に置き、コピーした。得られたコピー画像の同一面積内にある直径０．３ｍｍ以上の白点を数え、その数により、画像欠陥の評価値とする。したがって、数値が小さいほど、画像欠陥が少なく、良好であることを表す。
【００７２】
評価基準は以下の通りである。
◎ … ２個未満で非常に良好
○ … ２個以上５未満で良好
△ … ５個以上１０個未満で標準レベル
× … １０個以上で、問題が出る場合がある
（帯電能）
作製した電子写真感光体を複写機に設置し、帯電器に＋6ｋＶの高電圧を印加してコロナ帯電を行なった。そして、現像器位置に設置した表面電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を測定した。
【００７３】
評価基準は以下の通りである。
◎ … ４５０Ｖ以上で良好
○ … ４００Ｖ以上、４５０Ｖ未満で標準レベル
△ … ３５０Ｖ以上、４００Ｖ未満でやや帯電能が低い
× … ３５０Ｖ未満で、問題が出る場合がある
（残留電位）
電子写真感光体を、一定の暗部表面電位（例えば４５０Ｖ）に帯電させた後、直ちに一定光量の比較的強い光（例えば１．５Ｌｘ・ｓｅｃ）を照射する。この時、現像器位置に設置した表面電位計により電子写真用光感光体の残留電位を測定する。
【００７４】
評価基準は以下の通りである。
◎ … ２０Ｖ未満で良好
○ … ２０Ｖ以上、３０Ｖ未満で標準レベル
△ … ３０Ｖ以上、４０Ｖ未満でやや残電が高い
× … ４０Ｖ以上で、問題が出る場合がある
表２に、実施例１、比較例１〜３の評価結果を併せて示す。
【００７５】
【表２】
【００７６】
表２に示す結果から、従来の堆積膜形成装置３２０，４２０，５２０を用いる場合と比較して、図１に示す本発明の堆積膜形成装置１２０を用いることで、「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の全ての項目において、より良好な結果が得られることが確認された。
（実施例２）
図１に示す堆積膜形成装置１２０、すなわち、両面をブラスト処理したプラズマ漏れ防止部材１１３を取り付けた装置を用いて、高周波電源１０３の発振周波数を８０ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ８０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体１０５）上に、表３に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００７７】
【表３】
【００７８】
堆積膜形成装置１２０において、プラズマ漏れ防止部材１１３は、材質はアルミニウムとし、また、通気部１１３ａにはφ２、ピッチ３ｍｍ、開口率４０％でパンチング加工を施した。また、表面粗さは、Ｒａ=０．３〜１２μｍに調整した。
【００７９】
実施例２で得られた電子写真感光体は、実施例１と同様の手順で「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の評価を行った。表４に、評価結果を示す。なお、各項目の評価基準は、実施例１と同様である。
【００８０】
【表４】
【００８１】
表４に示す結果から、本発明において、プラズマ漏れ防止部材の表面粗さＲａは０．５〜１０μｍが適しており、１〜５μｍがより好ましいことが分かる。
（実施例３）
図２に示す１本取り用の堆積膜装置２２０を用いて電子写真感光体を作製した。本装置２２０には、両面をブラスト処理したプラズマ漏れ防止部材２１３が取り付けられており、高周波電源１０３の発振周波数を６０ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ３０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体２０５）上に、表５に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００８２】
【表５】
【００８３】
プラズマ漏れ防止部材２１３は、材質はクロムとし、また、通気部２１３ａには一辺が4ｍｍの正方形穴を形成して、正方形穴のピッチを変化させることで通気部２１３ａの開口率を１５％〜８５％に変化させた。なお、表面粗さは、Ｒａ=４．０μｍに調整した。
【００８４】
実施例３で得られた電子写真感光体は、実施例１と同様の手順で「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の評価を行った。表６に評価結果を示す。なお、各項目の評価基準は、実施例１と同様である。
【００８５】
【表６】
【００８６】
表６に示す結果から、本発明において、プラズマ漏れ防止部材２１３の開口率は２０％〜８０％が適していることが分かる。
（実施例４）
本発明の堆積膜形成装置である図２に示す１本取り用の堆積膜形成装置２２０を用いて電子写真感光体を作製した。本装置には両面をブラスト処理したプラズマ漏れ防止部材２１３が取り付けられており、高周波電源１０３の発振周波数を５０ＭＨｚとして、長さ３５８ｍｍ、外径φ１０８ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（被成膜基体２０５）上に、表５に示す条件で電子写真感光体を作製した。
【００８７】
プラズマ漏れ防止部材２１３は、材質はニッケルとし、また、通気部２１３ａには正方形穴の開口部を形成する。開口率を６０％固定で、各穴の面積を６０〜９０ｍｍ2に変化させた。なお、表面粗さは、Ｒａ=３．０μｍに調整した。
【００８８】
実施例４で得られた電子写真感光体は、実施例１と同様の手順で「反応炉内の剥がれ状況」、「画像欠陥」、「帯電能」、「残留電位」の評価を行った。表７に、評価結果を示す。なお、各項目の価基準は、実施例１と同様である。
【００８９】
【表７】
【００９０】
表７に示す結果から、本発明において、プラズマ漏れ防止部材の各穴の面積は８０ｍｍ2以下が適していることが分かる。また、各穴の面積は、機械加工上の理由から０．８ｍｍ2以上にすることが製造コストを低く抑える上で望ましい。
【００９１】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
〔実施態様１〕 原料ガスを導入する原料ガス導入手段と、高周波電源から供給される高周波電力を導入する高周波電力導入手段と、排気を行う排気手段とが接続される、真空気密可能な反応容器と、表面に堆積膜が形成される被成膜基体を保持する基体保持手段と、高周波電力導入手段によって反応容器内に発生したプラズマが漏れるのを防止するために排気手段が接続される反応容器の開口部を覆うように配置されるプラズマ漏れ防止部材とを有し、
高周波電力導入手段と被成膜基体との間にプラズマを発生させ、被成膜基体上に堆積膜形成を行う堆積膜形成装置において、
プラズマ漏れ防止部材は、両面にブラスト処理が行われていることを特徴とする堆積膜形成装置。
〔実施態様２〕 プラズマ漏れ防止部材は、複数の開口穴が形成された通気部と、反応容器内への堆積膜付着を防止する防着部を有することを特徴とする実施態様１に記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様３〕 プラズマ漏れ防止部材は、プラズマが発生する領域において、複数の開口穴が形成された通気部と、反応容器内への堆積膜付着を防止する防着部の間に段差やエッジがないことを特徴とする実施態様２に記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様４〕プラズマ漏れ防止部材の通気部は、排気手段が接続される反応容器の開口部を覆う領域に形成され、パンチング加工によって複数の開口穴が形成されることを特徴とする実施態様２または３に記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様５〕 通気部に形成される複数の開口穴は、１つの開口穴の面積が０．８〜８０ｍｍ2の範囲に選択され、通気部における開口率が２０〜８０％の範囲に選択されていることを特徴とする実施態様２ないし４のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様６〕 プラズマ漏れ防止部材の表面粗さは、２．５ｍｍを基準長とする中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜１０μｍであることを特徴とする実施態様１ないし５のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様７〕 プラズマ漏れ防止部材の表面粗さは、２．５ｍｍを基準長とする中心線平均粗さ（Ｒａ）で１〜５μｍであることを特徴とする実施態様１ないし５のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様８〕 プラズマ漏れ防止部材は、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、クロムから成る群の少なくとも１つ以上から成ることを特徴とする実施態様１ないし７のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様９〕 被成膜基体は、反応容器内に複数配置されていることを特徴とする実施態様１ないし８のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様１０〕 少なくともシリコンを含む非単結晶材料からなる堆積膜を形成可能であり、電子写真感光体用堆積膜の形成に用いられることを特徴とする実施態様１ないし９のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様１１〕 高周波電力は、その発振周波数が５０〜４５０ＭＨｚの範囲から選択されるものであることを特徴とする実施態様１ないし１０のいずれか１つに記載の堆積膜形成装置。
〔実施態様１２〕 実施態様１ないし１１のいずれかの堆積膜形成装置で製造されたことを特徴とする電子写真感光体。
【００９２】
【発明の効果】
本発明のプラズマ漏れ防止部材を用いることにより、プラズマ漏れ防止部材自体のアース電位が不完全になることを防ぐことができ、プラズマ漏れを十分に防止できると同時に、放電状況を安定化させることができる。放電が安定するため、膜特性のばらつき自体も低減し、特性に優れた堆積膜を再現性よく、安定して形成することが可能となる。
【００９３】
また、プラズマ漏れ防止部材の表面が十分に荒らされているために、堆積膜の密着性が良く、膜剥がれによるダストの発生がない。したがって、膜剥がれで生ずるダストの被成膜基体上への付着を大幅に抑制することができ、形成された堆積膜中の欠陥、例えば、電子写真感光体における画像欠陥などの発生を有効に抑制することができる。
【００９４】
さらには、プラズマ漏れ防止部材は、プラズマの閉じ込めに利用するプラズマ漏れ防止部材と、反応容器の内壁への堆積膜付着を防止する防着板とを一体化することによって両者の間の段差をなくしているので、結果的に堆積膜の飛散を抑制している。
【００９５】
また、本発明の堆積膜形成装置による効果は、同一反応容器内に複数の被成膜基体を配置する際にも、同じく有効であるので、今後ますます多様化が進む、特に小径化が求められる電子写真感光体に対応し、容易に量産化を行うことが可能となり、また、製造コストの低減も可能となる。
【００９６】
以上説明したように、本発明によれば、被成膜基体に対して欠陥の少ない堆積膜の形成が実現でき、歩留まりを向上させ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の堆積膜形成装置の一例を示す模式図であり、（Ａ）はその縦断面図を、（Ｂ）はその横断面図をそれぞれ示す。
【図２】本発明の堆積膜形成装置の他の一例を示す模式図であり、（Ａ）はその縦断面図を、（Ｂ）はその横断面図をそれぞれ示す。
【図３】従来の堆積膜形成装置の一例を示す模式図であり、（Ａ）はその縦断面図を、（Ｂ）はその横断面図をそれぞれ示す。
【図４】本発明の検討に用いた堆積膜形成装置の一例を示す横断面の模式図である。
【図５】本発明の検討に用いた堆積膜形成装置の他の一例を示す横断面の模式図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００ 反応容器
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１ 側壁
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２ カソード電極
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３ 高周波電源
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４ 整合回路
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５ 被成膜基体
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６ 原料ガス導入手段
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７ 発熱体
１０８、２０８、３０８、４０８、５０８ 回転軸（基体ホルダー）
１０９、２０９、３０９、４０９、５０９ 排気管
３１０、５１０ プラズマ漏れ防止部材（ブラスト処理なし）
３１２、５１２ 防着板
１１３、２１３、４１３ プラズマ漏れ防止部材（ブラスト処理あり）
１１３ａ、２１３ａ、４１３ａ 通気部
１１３ｂ、２１３ｂ、４１３ｂ 防着部
１１５，２１５，３１５，４１５，５１５ 底板
１１６，２１６，３１６，４１６，５１６ 天板
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 堆積膜形成装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a deposited film forming apparatus for forming a deposited film by applying a plasma CVD method. More specifically, a deposited film capable of suitably forming a crystalline or non-crystalline functional deposited film used for a semiconductor device, an electrophotographic photoreceptor, an image input line center, an imaging device, a photovoltaic device, and the like. It relates to a forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of manufacturing a device member used for a semiconductor device, an electrophotographic photoreceptor, an image input line sensor, an imaging device, a photovoltaic device, and other various electronic devices, there are vacuum deposition method, sputtering method, and the like. Many methods are known, such as a method, an ion plating method, a thermal CVD method, an optical CVD method, and a plasma CVD method. In addition, deposited film forming apparatuses used in these various deposited film forming methods have been put to practical use. Above all, a plasma CVD method, that is, a method of decomposing a raw material gas by direct current, high frequency or microwave glow discharge to form a thin film deposition film on a substrate is, for example, hydrogenated amorphous silicon (hereinafter a-Si). : H), as a method suitable for forming a deposited film, etc., is currently most practically used. Accordingly, various apparatuses have been proposed for use in forming a deposited film by a plasma CVD method according to actual applications.
[0003]
FIG. 3 shows an example of a conventional plasma CVD apparatus generally used for forming an a-Si: H film. A deposition film forming apparatus 320 shown in FIG. 3 is an apparatus based on a VHF plasma CVD method using a high frequency in a VHF band as a high frequency power supply, and mainly deposits an a-Si: H film on a cylindrical film formation base. This is an apparatus for producing an electrophotographic photosensitive member. FIG. 3A is a longitudinal sectional view of the deposited film forming apparatus, and FIG. 3B is a transverse sectional view of the deposited film forming apparatus.
[0004]
In the deposition film forming apparatus 320 shown in FIG. 3, the pressure-reduced reaction vessel 300 includes a cylindrical side wall 301 made of a dielectric member, and a top plate 316 and a bottom plate 315 which are in close contact with both ends of the side wall 301. Inside the reaction vessel 300, a plurality of film-forming substrates 305 mounted on a rotating shaft (substrate holding means) 308 are provided at equal intervals on a concentric circle with the side wall 301. The side wall 301 is made of, for example, a ceramic material. The cylindrical substrate 305 is attached to a rotating shaft 308 arranged on the bottom plate 315. The rotating shaft 308 is provided on the bottom plate 315 via a rotating mechanism (not shown) driven by a motor, and has a heating element 307. Therefore, the rotating shaft 308 heats the deposition target substrate 305 to a predetermined temperature. , Can also be rotated.
[0005]
The cathode electrode 302 for generating plasma uses a metal rod-shaped electrode and is installed outside the reaction vessel 300. Specifically, a plurality of cathode electrodes 302 are provided at equal intervals on a concentric circle with the side wall 301. A high frequency power supply 303 is connected to the cathode electrode 302 via a matching circuit 304. On the other hand, the bottom plate 315 is at the ground potential, and the rotating shaft 308 provided on the bottom plate 315 holds the substrate 305, so that the substrate 305 substantially serves as a counter electrode of the cathode electrode. At the center of the bottom plate 315, an opening is provided for exhausting the inside of the reaction vessel 300, and an exhaust pipe 309 is connected to the opening. A vacuum exhaust unit (not shown) is connected to the other end of the exhaust pipe 309 to evacuate the reaction vessel 300.
[0006]
A plasma leakage prevention member 310 is provided at the inlet of the exhaust pipe 309, that is, at the opening of the bottom plate 315, in order to prevent the plasma from leaking to the exhaust pipe 309 side and lowering the plasma density in the discharge space. . Plasma leakage prevention member 310 is a punching metal having a plurality of openings. The plasma leakage prevention member 310 is fixed to the bottom plate 315 by pressing down on the bottom plate 315 with a deposition-preventing plate 312 for preventing deposition of a deposited film on the bottom plate 315. As a result, the plasma leakage prevention member 310 comes into close contact with the bottom plate 315 that is at the ground potential. Therefore, the plasma leakage prevention member 310 is also kept at the ground potential.
[0007]
Source gas supply means 306 is attached to the reaction vessel 301, and supplies the source gas into the reaction vessel 300 from this.
[0008]
The formation of the a-Si: H film using the conventional film forming apparatus as shown in FIG. 3 is generally performed by the following procedure.
[0009]
First, the inside of the reaction vessel 300 is evacuated to a high vacuum by vacuum evacuation means (not shown) connected to the other end of the exhaust pipe 309. Thereafter, the silane gas (SiH Four ), Disilane gas (Si Two H 6 ), Diborane gas (B Two H 6 ), Methane gas (CH Four ), Ethane gas (C Two H 6 ) Is introduced to maintain the inside of the reaction vessel 300 at a predetermined pressure. The high-frequency power source 303 is set to a desired power, and VHF power is introduced into the reaction container 300 made of a dielectric member through the matching circuit 304 and the cathode electrode 302. With this VHF power, plasma is generated between the cathode electrode 302 and the deposition target substrate 305 serving as a counter electrode, and the source gas is decomposed by the plasma. The substrate 305 is heated to a predetermined temperature of 200 to 400 ° C. by the heating element 307, and an a-Si: H film is deposited on the substrate 305.
[0010]
In order to prevent the plasma from leaking from the reaction vessel as in the above-described deposited film forming apparatus 320, another deposited film forming apparatus having a plasma leakage preventing member using a punching metal or the like has been proposed ( For example, see Patent Document 1.)
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-335948 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An a-Si: H-based electrophotographic photosensitive member having good characteristics has been formed by the above-mentioned conventional deposited film forming apparatus, and has been put to practical use. However, there is still room for improvement in further improving the overall characteristics.
[0013]
For example, in recent years, the performance of the copying machine itself has been improved, and digital machines and color machines have been widely used. Accordingly, the electrophotographic photoreceptor is required to have further improved image characteristics such as higher image quality and higher quality than ever before. For this reason, it is necessary to suppress the occurrence of minute image defects that have not been a problem in the past.
[0014]
The above image defects are caused by defects in the deposited film on the electrophotographic photosensitive member. The main causes of the occurrence of defects in the deposited film include the following.
[0015]
That is, as the film forming operation is repeated, the deposited film is also laminated on various members, inner walls, and the like arranged in the reaction vessel. The film thus deposited is separated from each member in a subsequent film forming operation, and fine film fragments are scattered on the substrate on which the film is to be formed. Form defects on the substrate. Therefore, it is necessary to take measures to prevent the film fragments that cause image defects from flying onto the substrate on which the film is likely to be peeled off.
[0016]
An object of the present invention is to provide a method for forming a deposited film by applying a plasma CVD method, in which a film deposited on various members in a reaction vessel peels off and scatters on a substrate on which a film is to be formed. It is an object of the present invention to provide a deposited film forming apparatus which suppresses generation of a gas and dramatically improves the yield.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have specified a location where a deposited film is frequently peeled off in a conventional deposited film forming apparatus, and analyzed the relationship between the occurrence of a deposited film defect in more detail. , And proceeded diligently.
[0018]
As a result, it was noticed that the deposited film around the exhaust port for evacuating the inside of the reaction vessel was peeled off, and that fine film fragments were frequently scattered. Upon detailed observation, in the deposited film forming apparatus, since the plasma leakage prevention member is mounted so as to be sandwiched between the deposition-preventing plate and the bottom plate, a step is formed between the two, and the step is formed by the stepped portion. It was found that the film was peeled off from the end. Furthermore, the adhesion of the film to the deposition-preventing plate and the plasma leakage prevention member itself was not sufficient, and when they were confirmed after the film forming operation, peeling was sometimes found in some parts.
[0019]
Then, when the correspondence between the defect generated in the deposited film of the formed deposition target substrate and the peeling of the film of these members was examined, when the manner of peeling of the deposited film of these members was a slight film forming condition, There are few defects in the deposited film on the substrate on which the film is to be formed. On the other hand, in the case of film formation conditions in which the deposited film of the member was severely peeled off, there was a correlation that the deposited film of the substrate to be formed had many defects. In other words, it can be inferred that the deposited film peeled from the deposition-preventing plate or the plasma leakage prevention member is scattered on the substrate on which the film is to be formed, thereby causing a defect in the deposited film.
[0020]
Therefore, the present inventors first use a plasma leakage prevention member 413 composed of a single plate-like member in which the plasma leakage prevention member and the deposition prevention plate are integrated, as shown in FIG. We considered that. This is because the plasma leakage prevention member and the deposition-preventing plate are integrated to eliminate a step between them, and the flat surface makes it possible to prevent peeling from the end. Further, in the above-described deposited film forming apparatus 320, the adhesion of the film to the deposition-preventing plate 312 and the plasma leakage preventing member 310 itself was not sufficient, so that the integrated plasma leakage preventing member 413 shown in FIG. The surface facing the surface was roughened by blasting to improve the adhesion of the film.
[0021]
Note that blasting is a method of blowing a polishing agent such as alumina particles, carborundum, or glass beads with air to roughen the surface.
[0022]
The plasma leakage prevention member 413 thus improved to improve the adhesion of the deposited film was actually attached to the above-described deposited film forming apparatus 320 and tested as a deposited film forming apparatus 420. It was confirmed that the peeling of the film was significantly suppressed than before. However, on the other hand, it has been found that there is an adverse effect that the discharge state becomes very unstable.
[0023]
A detailed examination of the cause revealed the following facts.
[0024]
When only one side of the plasma leakage prevention member was blasted, it was found that the entire body was bent due to the effect. Since this deflection is a convex deflection, when the plasma leakage prevention member is attached to the deposition film forming apparatus, a gap is generated between the plasma leakage prevention member that should be in close contact and the bottom plate. Therefore, conduction between the bottom plate, which is the ground potential, and the plasma leakage prevention member is incomplete, and the potential of the plasma leakage prevention member rises from the ground potential. As a result, it was found that the plasma leakage prevention ability was incomplete, and discharge leakage and abnormal discharge occurred, resulting in instability.
[0025]
Then, the present inventors investigated the cause of the occurrence of the deflection by the blast processing. As a result, the abrasive surface such as alumina particles, carborundum, and glass beads collide with the blasting process, causing the surface to be blasted to extend slightly.As a result, the blasted surface side is warped to a convex shape. Was. In order to prevent this warping, the base material of the plasma leakage prevention member was changed from a soft material such as aluminum to a hard material such as stainless steel or iron, and the thickness of the base material was increased. Although it could be reduced, it was not improved to the point where the warpage was basically eliminated.
[0026]
Therefore, the present inventors changed the point of view from the viewpoint of increasing the strength of the base material, and decided to perform blast processing on both surfaces of the plasma leakage prevention member. Then, it turned out that the warpage of the base material was suppressed brilliantly. It is considered that this is because the both sides of the base material of the plasma leakage prevention member are blasted to extend uniformly, and as a result, the stress is balanced and the warpage is suppressed.
[0027]
The present invention has been completed in the course of the above, and the deposited film forming apparatus of the present invention has a source gas introducing means for introducing a source gas, and a high frequency power introducing means for introducing a high frequency power supplied from a high frequency power supply. A vacuum-tightly sealed reaction vessel connected to an exhaust means for exhausting, a substrate holding means for holding a substrate on which a deposited film is formed on the surface, and a high-frequency power introduction means, which is generated in the reaction vessel. A plasma leakage prevention member arranged to cover the opening of the reaction vessel to which the exhaust means is connected in order to prevent the leaked plasma from leaking, between the high-frequency power introduction means and the film-forming substrate. In a deposition film forming apparatus that generates plasma and forms a deposition film on a substrate on which a film is to be formed, the plasma leakage prevention member is characterized in that blast processing is performed on both surfaces.
[0028]
The deposition film forming apparatus of the present invention disposes a source gas and a substrate on which a source gas is to be formed in a vacuum-evacuated reaction vessel, and decomposes the source gas using plasma generated by introducing high-frequency power from outside the reaction vessel. This is a deposition film forming apparatus for depositing a deposition film on a substrate on which a film is to be formed by plasma CVD.
[0029]
According to the present invention, in this deposited film forming apparatus, since blast processing is performed on both surfaces of the plasma leak preventing member for preventing plasma from leaking from the reaction vessel, the deposited film adhered to the surface of the plasma leak preventing means is removed. The adhesive strength is improved, and film peeling during film formation hardly occurs. Furthermore, since warpage is minimized by performing blasting on both surfaces, the adhesion of the ground potential to the bottom plate constituting the reaction vessel is not lost. Therefore, the plasma leakage prevention member is also maintained at the ground potential, and the plasma leakage prevention effect is sufficiently exhibited.
[0030]
Further, as compared with the above-described apparatus in which the plasma leakage prevention member and the deposition prevention plate are formed as separate members, the plasma leakage prevention member according to the present invention integrates the plasma leakage prevention member and the deposition prevention plate. And does not form an edge where film peeling is likely to occur.
[0031]
As a result, film peeling during the film forming operation can be suppressed, and unnecessary floating of the film pieces in the reaction vessel can be suppressed, so that the deposited film finally formed on the substrate to be formed has few defects. Thus, the yield of the completed electrophotographic photosensitive member can be improved.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the deposited film forming apparatus of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
[0033]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a deposited film forming apparatus of the present invention, specifically, an example of an apparatus applied to manufacture of an a-Si: H-based photoconductor. FIG. 1A is a longitudinal sectional view of the apparatus, and FIG. 1B is a transverse sectional view thereof.
[0034]
In the deposition film forming apparatus 120 shown in FIG. 1, the reaction vessel 100 that can be decompressed includes a cylindrical side wall 101 made of a dielectric material such as a ceramic material, a top plate 116 that is in close contact with the upper end of the side wall 101, The bottom plate 115 is in close contact with the lower end.
[0035]
The bottom plate 115 serves as a base of the deposition film forming apparatus 120, has an opening at the center as an exhaust port, and has a ground potential. On the bottom plate 115, a plurality of film-forming substrates 105 attached to a rotating shaft (substrate holding means) 108 are installed at equal intervals on a concentric circle with the side wall 101. The substrate 105 on which the film is to be formed is heated to a predetermined temperature by a heating element 107 installed therein. A rotating shaft 108 for holding the substrate 105 has a rotating mechanism (not shown) rotatably held by a bottom plate 115 and driven by a motor. Is rotated.
[0036]
An exhaust pipe 109 is connected to an opening at the center of the bottom plate 115. Evacuation means (not shown) is connected to the other end of the exhaust pipe 109 to evacuate the reaction vessel 100. A source gas supply means 106 is provided in the reaction vessel 100, and supplies a source gas from the source gas supply means 106.
[0037]
In order to prevent plasma generated in the reaction vessel 100 from leaking into the exhaust pipe 109, a plasma leakage prevention member 113 is provided on the bottom plate 115 so as to cover an opening of the bottom plate 115 serving as an inlet of the exhaust pipe 109. It is arranged detachably.
[0038]
The plasma leakage prevention member 113 is a plate-shaped member, and includes a ventilation part 113a having a plurality of openings communicating with the exhaust pipe 109, and a deposition prevention part 113b for preventing the deposition film from adhering to the bottom plate 115. are doing. The ventilation portion 113a is formed in a circular region near the center of the plasma leakage prevention member 113, which is substantially similar to the cross-sectional shape of the exhaust pipe 109.
[0039]
The plasma leakage prevention member 113 has a blasted surface on both sides, has a sufficiently rough surface state, and has improved adhesion of the deposited film. Further, since the blast treatment is performed on both front and rear surfaces of the plasma leakage prevention member 113, the warpage and distortion of the plasma leakage prevention member 113 itself are minimized, and therefore, the plasma leakage prevention member 113 is attached to the bottom plate 115 in close contact. . By bringing the plasma leakage prevention member 113 into close contact with the bottom plate 115, which is the ground potential, the potential can be sufficiently maintained at the ground level. As a result, it is possible to effectively suppress plasma leakage. .
[0040]
In addition, it is also preferable to further perform a thermal spraying process on the surface blasted as described above from the viewpoint of improving the adhesion of the deposited film. The specific means of thermal spraying is not particularly limited, but the surface may be coated by a coating method such as plasma spraying, low-pressure plasma spraying, high-speed flame spraying, and low-temperature spraying. Specific examples of the thermal spray material include aluminum, nickel, stainless steel, titanium dioxide, and iron. The thickness of the sprayed material covering the surface of the cylindrical member is not particularly limited, but is preferably 1 μm to 1 mm, more preferably 10 μm to 500 μm, in order to increase durability and uniformity and from the viewpoint of manufacturing cost.
[0041]
The cathode electrode 102 for generating plasma uses a metal rod-shaped electrode and is installed outside the reaction vessel 101. That is, the plurality of cathode electrodes 102 are arranged at equal intervals on a concentric circle with the reaction vessel 101. The high frequency power supply 103 is connected to the cathode electrode 102 via a matching circuit 104.
[0042]
The plasma leakage prevention member 113 needs to be entirely grounded in order to confine the plasma generated in the reaction vessel 100. Therefore, the plasma leakage prevention member 113 is formed of a conductive material, and the shape of the plurality of openings arranged in the ventilation portion 113a is a shape that does not significantly impair the conductance of the exhaust pipe 109. As a processing method for forming a plurality of openings in the ventilation portion 113a, punching, for example, punching for forming a plurality of round-hole-shaped openings arranged at a constant pitch is preferable. Examples of the material of the plasma leakage prevention member 113 include metals such as Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, Pd, and Fe, and alloys thereof, such as stainless steel. However, among them, Al, stainless steel, Ni, and Cr are suitable in terms of ease of punching and cost. Further, the shape of the opening (hole) formed by punching is not particularly limited, such as a circle, an ellipse, a rectangle, a square, a rhombus, and a cross, but a circle is usually preferable. Further, the pitch of the openings (holes) is generally fixed, but the effect of the present invention is not affected at all even if the pitch of the openings is uneven due to processing problems or the like.
[0043]
As described above, when a plurality of openings are formed in the ventilation section 113a by punching, depending on the opening area of the exhaust pipe 109 itself, generally, if the opening ratio in the ventilation section 113a is less than 20%, The conductance is greatly reduced, and accordingly, the exhaust capacity is significantly reduced. In the experiments of the inventors, for the above reasons, the pressure in the reaction vessel 100 could not be maintained at a desired value depending on the flow rate of the raw material gas, so that good film quality could not be obtained in some cases. On the other hand, if the opening ratio of the ventilation portion 113a exceeds 80%, the plasma leakage prevention ability is reduced depending on the shape and the opening area (size) of each opening (hole), and the inside of the reaction vessel 100 is reduced under desired conditions. The leakage of the plasma generated at the time becomes remarkable. If the plasma leakage is remarkable, the plasma density and stability decrease, and the deposition film speed decreases. In addition, the characteristics of the deposited film often deteriorate due to the instability of the plasma. For the above reasons, it is preferable to select the opening ratio of the ventilation section 113a in the range of 20 to 80%.
[0044]
The openings (holes) are preferably arranged at equal intervals in terms of processing and the aperture ratio, but are not limited to this. The area of each hole is 0.8 mm Two If it is less, processing becomes difficult. On the other hand, the area of the hole is 80 mm Two When the value exceeds the above, the plasma leakage prevention ability may be reduced, and the plasma leakage may be remarkable. Therefore, the area of the hole formed by punching is 0.8 to 80 mm. Two It is preferable to select in the range.
[0045]
The surface roughness of the plasma leakage prevention member 113 roughened by the blast processing is preferably 0.5 to 10 μm in terms of a center line average roughness (Ra) having a reference length of 2.5 mm. If the surface roughness is smaller than 0.5 μm, the adhesion of the deposited film becomes insufficient, and the film may be peeled off during the film formation. Conversely, when the surface roughness was excessively increased to 10 μm or more, a decrease in adhesion was observed. Therefore, in order to sufficiently exert the effects of the present invention, the center line average roughness (Ra) is suitably 0.5 to 10 μm, more preferably 1 to 5 μm.
[0046]
In addition, a non-conductive material is used as a material of the side wall 101 made of a dielectric member. Specific examples include alumina, titanium dioxide, aluminum nitride, boron nitride, zircon, cordierite, zircon-cordierite, silicon oxide, beryllium oxide, and mica-based ceramics. Among these various materials, alumina is a more preferable material because it has less workability and durability, and absorbs less high frequency power. In addition, it is more preferable that the inner wall surface of the side wall 101 is provided with fine irregularities of about 20 μm in ten-point average roughness (Rz) having a surface roughness of 2.5 mm as a reference length by blasting. As a result, the adhesion of the deposited film is increased, and the film is hardly peeled off from the inner wall of the side wall 101.
[0047]
In the deposited film forming apparatus 120, a plurality of cathode electrodes 102 are arranged and arranged at equal intervals concentrically with the side wall 101 for the purpose of suppressing a difference in deposited film characteristics due to a difference in the position of the substrate 105 to be deposited. Is preferred. Therefore, in the deposited film forming apparatus 120 shown in FIG. 1, the high-frequency power introduction unit uses the high-frequency power supplied from the high-frequency power supply 103 to branch the power supply path through the matching circuit 104 to form the six cathode electrodes 102. It takes the form of introducing from. High-frequency power introduced from the six cathode electrodes 102 passes through the side wall 101 made of a dielectric member and is supplied to the reaction vessel 100.
[0048]
Also, after branching the power supply path from one high-frequency power supply, power may be supplied via a plurality of matching circuits, or when supplying large power exceeding the capability of a single high-frequency power supply, for example, A separate high-frequency power supply and matching circuit may be provided for each of the plurality of cathode electrodes. However, in consideration of the apparatus cost and the size of the apparatus, it is preferable to adopt a configuration in which power is supplied from one high-frequency power supply 103 to all the cathode electrodes 102 as shown in FIG.
[0049]
Although the frequency of the high-frequency power is not particularly limited, according to experiments by the inventors, when the frequency is less than 50 MHz, the frequency is lowered and discharge in a high vacuum (when the pressure in the reaction vessel is low) becomes difficult. . Further, when the discharge is performed while increasing the pressure in the reaction vessel 101 in order to stabilize the discharge, particles such as polysilane are easily generated in the reaction vessel 100 during the film formation. The particles such as polysilane adhere to the opening holes of the ventilation part 113a, cause clogging, and may not be able to stably control the pressure in the reaction vessel 100, thereby lowering the reproducibility of the deposited film to be formed. It is also a factor. On the other hand, if the frequency is higher than 450 MHz, as the frequency increases, the transmission characteristics of the high-frequency power deteriorates depending on the conditions, and the plasma may become non-uniform accordingly. Therefore, it is preferable to select the frequency of the high frequency power in the range of 50 MHz to 450 MHz.
[0050]
When using the above-described high-frequency power frequency conditions, the pressure in the reaction vessel 100 during deposition film formation should be at least 1.33 × 10 3 -2 １３1330 Pa, preferably 6.65 × 10 -2 ~ 665 Pa, more preferably 1.33 x 10 -1 Pa133Pa is selected. In particular, when the apparatus of the present invention is applied to, for example, formation of an a-Si: H-based deposited film, it is optimal to select from the above-mentioned frequency range and pressure range.
[0051]
The waveform of the high-frequency power may be any waveform as long as the power is effectively supplied, but usually, a sine wave, a rectangular wave, or the like, which can be easily generated, is preferable.
[0052]
In the deposited film forming apparatus 120, since the cylindrical deposition substrates 105 are arranged at equal intervals on the same circumference, the distribution shape of the plasma region where the high energy electron ratio is high for each deposition substrate 105 is as follows. They are almost the same, and the types and ratios of the active species reaching the film-forming substrate 105 are all the same on the substrate. As a result, the characteristics of the deposited film formed on the film-forming substrate 105 are also excellent with little variation in characteristics among the substrates.
[0053]
The film forming operation by the above-described deposited film forming apparatus 120 will be described below.
[0054]
First, the deposition target substrate 105 is set in the reaction vessel 100, and the inside of the reaction vessel 100 is evacuated to a vacuum state by a vacuum exhaust means (not shown) through the exhaust pipe 109. Then, the deposition target substrate 105 is heated to a predetermined temperature by the heating element 107. When the temperature of the film formation substrate 105 reaches a predetermined temperature and the temperature is stabilized, the source gas is introduced into the reaction vessel 100 by the source gas introduction unit 106. It is confirmed that the flow rate of the raw material gas becomes the set flow rate and that the pressure in the reaction vessel 101 is stabilized at a predetermined pressure. Thereafter, a predetermined high frequency power is supplied from the high frequency power supply 103 to the cathode electrode 102 via the matching circuit 104. Plasma is generated in the reaction vessel 100 by the supplied high-frequency power, and the source gas in the reaction vessel 100 is excited and dissociated, and is opposed to the cathode electrode 102 disposed on the bottom plate 115 via the rotation shaft 108. A deposited film is formed on the film-forming substrate 105 constituting the electrode. Note that, at this time, since the deposition target substrate 105 is rotated by the rotating shaft 108, the deposition film formed on the deposition target substrate 105 is one in which the bias is suppressed.
[0055]
A plasma leakage prevention member 113 is disposed at an opening of a bottom plate 115 serving as a gas exhaust port in the reaction vessel 100. Both surfaces of the plasma leakage prevention member 113 are blasted to have a rough surface state. Therefore, the adhesion strength of the deposited film formed on the plasma leakage prevention member 113 by the film forming operation in the deposited film forming apparatus 120 is improved. Therefore, when the film formation operation is performed again, the deposited film is prevented from being separated from the plasma leakage prevention member 113 and scattered into the reaction vessel 100. In addition, since the plasma leakage prevention member 113 is subjected to blast processing on both surfaces to minimize the occurrence of warpage, the plasma leakage prevention member 113 can sufficiently adhere to the bottom plate 115 that is at the ground potential. As a result, the plasma leakage prevention member 113 is maintained at the ground potential, so that plasma leakage can be prevented stably.
[0056]
For the above reasons, it is possible to provide a deposition film forming apparatus capable of reducing defects of a deposition film formed over the deposition target substrate 105 and improving the yield of the deposition target substrate 105 as a result.
[0057]
FIG. 2 shows an example of another deposited film forming apparatus according to the present invention. 2A is a longitudinal sectional view of the deposited film forming apparatus, and FIG. 2B is a transverse sectional view of the deposited film forming apparatus.
[0058]
Although the above-described deposition film forming apparatus 120 is an apparatus for forming a film on a plurality of deposition substrates, the deposition film forming apparatus 220 shown in FIG. 2 forms a deposition film on one deposition substrate. Device.
[0059]
In a deposition film forming apparatus 220 shown in FIG. 215.
[0060]
At the center of the bottom plate 215, a rotating shaft 208 serving as a substrate holder for holding the substrate 205 on which a film is to be formed is arranged. Four cathode electrodes 202 serving as electrodes opposite to the substrate 205 on which a film is to be formed are provided outside the reaction vessel 200. Have been. By locating the cathode electrode 202 outside the wall surface of the reaction vessel 200, the utilization efficiency of the source gas is improved, and at the same time, defects in the deposited film to be formed can be suppressed. One film-forming substrate 205 is disposed at the center axis position of the reaction vessel 201, and is heated to a predetermined temperature by a heating element 207 installed therein. The rotating shaft 208 holding the substrate 205 has a rotating mechanism (not shown) driven by a motor, and the substrate 205 is rotated during deposition film formation.
[0061]
A high frequency power supply 203 is connected to the cathode electrode 202 via a matching circuit 204. High-frequency power introduced from the four cathode electrodes 202 passes through the side wall 201 made of a dielectric member and is supplied to the reaction vessel 200. A source gas supply means 206 is provided in the reaction vessel 200, and supplies a source gas from the source gas supply unit 206.
[0062]
A donut-shaped exhaust pipe 209 is connected to the center of the bottom plate 215, and a vacuum exhaust unit (not shown) is connected to the other end of the exhaust pipe 209 to evacuate the reaction vessel 200. As in the above-described embodiment, the plasma leakage prevention member 213 of this embodiment includes a ventilation portion 213a having a plurality of openings and formed to allow ventilation, and a deposition prevention member for preventing deposition of a deposited film on the bottom plate 215. 213b. The ventilation portion 213a has substantially the same cross-sectional shape as the exhaust pipe 209, and is formed in a donut shape. The plasma leakage prevention member 213 is subjected to blast processing on both surfaces to prevent plasma generated during the film forming operation from leaking to the exhaust pipe 209 side.
[0063]
Also in the deposited film forming apparatus 220 configured as described above, by using the plasma leakage prevention member 213 in which both surfaces are subjected to the blast processing and the warpage is minimized, the same as the above-described embodiment is obtained. The effect is obtained. That is, the deposited film forming apparatus according to the present invention has the same effect in both the case where the number of substrates to be formed is one and the case where a plurality of substrates are formed. The obtained electrophotographic photoreceptor can be manufactured.
[0064]
【Example】
Hereinafter, the deposited film forming apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the examples described below.
(Example 1)
Using the deposited film forming apparatus 120 shown in FIG. An electrophotographic photoreceptor was produced under the following conditions.
[0065]
In the apparatus shown in FIG. 1, the material of the plasma leakage prevention member 113 was stainless steel, and the surface roughness was adjusted to Ra = 2.0 μm. The ventilation part 113a was subjected to punching with a diameter of φ3, a pitch of 4 mm, and an aperture ratio of 50%.
(Comparative Example 1)
Using the deposited film forming apparatus 320 shown in FIG. 3, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1.
[0066]
The deposited film forming apparatus 320 shown in FIG. 3 has a structure in which the plasma leakage prevention member 310 is pressed against the inlet of the exhaust pipe 309 by the deposition preventing plate 312. The plasma leakage prevention member 310 is made of stainless steel, and has been subjected to a punching process at φ3, a pitch of 4 mm, and an aperture ratio of 50%. Neither the proof plate 312 nor the plasma leakage prevention member 310 was blasted, and the surface roughness was Ra = 0.3 μm. Except for the configuration of the plasma leakage prevention member 310 and the deposition preventing plate 312, the other device configuration is substantially the same as the deposited film forming device 120.
(Comparative Example 2)
Using the deposited film forming apparatus 420 shown in FIG. 4, an electrophotographic photosensitive member was manufactured in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1.
[0067]
[Table 1]
[0068]
In the deposited film forming apparatus 420 shown in FIG. 4, the plasma leakage prevention member 413 is used, but the blast processing is performed only on the side exposed to the plasma, and therefore, warpage occurs. The plasma leakage prevention member 413 is made of stainless steel, and has a ventilation portion 413a formed in the center portion subjected to punching with a diameter of 3, a pitch of 4 mm, and an aperture ratio of 50%. The surface roughness on the side exposed to the plasma was adjusted to Ra = 2.0 μm. Except for the structure of the plasma leakage prevention member 413, the other device configuration is substantially the same as the device shown in FIG.
(Comparative Example 3)
An electrophotographic photosensitive member was manufactured under the conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1 using the deposited film forming apparatus 520 shown in FIG.
[0069]
The deposited film forming apparatus 520 shown in FIG. 5 uses a type in which the plasma leakage prevention member 510 and the deposition prevention plate 512 are separated, and each of them is subjected to blast processing on the side exposed to plasma to reduce the surface roughness Ra = It was adjusted to 2.0 μm. For this reason, in particular, the warpage of the deposition-preventing plate 512 is considerably generated, and the plasma-leakage prevention member 510 cannot be sufficiently pressed down by the deposition-preventing plate 512. The plasma leakage prevention member 512 was subjected to punching at φ3, a pitch of 4 mm, and an aperture ratio of 50%, and was made of stainless steel. Except for the configuration of the plasma leakage preventing member 510 and the deposition preventing plate 512, the other device configuration is substantially the same as the device shown in FIG.
[0070]
The electrophotographic photoreceptors prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were set in a Canon copier NP-6750 modified for testing, and the characteristics were evaluated. The evaluation items were “peeling state in the reaction furnace”, “image defect”, “charging ability”, and “residual potential”, and each item was evaluated by a specific evaluation method described below.
(Peel off condition in the reactor)
After the preparation of the electrophotographic photosensitive member, the state of adhesion of the deposited film in the reaction furnace was observed visually and in detail while irradiating light.
[0071]
The evaluation criteria are as follows.
◎… Very good without any peeling even when observed in detail by illuminating light
○… The surface is slightly fluffy when exposed to light, but no peeling is seen by visual observation, good
△… When exposed to light, you can see that it is slightly peeled off
×: Peeling can be confirmed without light, and a problem may occur.
(Image defect)
The prepared electrophotographic photoreceptor was mounted on a copying machine, and a full black chart made by Canon (part number FY9-9073) was placed on a document table to copy. The number of white spots having a diameter of 0.3 mm or more within the same area of the obtained copy image is counted, and the number is used as an evaluation value of an image defect. Therefore, the smaller the numerical value, the smaller the image defect and the better the image.
[0072]
The evaluation criteria are as follows.
◎… Very good with less than 2 pieces
○… 2 or more and less than 5
△… 5 to less than 10 standard levels
×… More than 10 may cause problems
(Charging ability)
The produced electrophotographic photosensitive member was set in a copying machine, and a high voltage of +6 kV was applied to a charger to perform corona charging. Then, the surface potential of the dark portion of the electrophotographic photosensitive member was measured by a surface voltmeter installed at the developing device.
[0073]
The evaluation criteria are as follows.
◎… Good at 450V or more
○… 400V or more and less than 450V, standard level
Δ: slightly less than 350 V and less than 400 V
×: Problems may occur when the voltage is less than 350 V
(Residual potential)
After the electrophotographic photosensitive member is charged to a constant dark area surface potential (for example, 450 V), it is immediately irradiated with a relatively strong light (for example, 1.5 Lx · sec) having a constant light amount. At this time, the residual potential of the electrophotographic photoreceptor is measured by a surface voltmeter installed at the developing device position.
[0074]
The evaluation criteria are as follows.
◎ ... good at less than 20V
○… 20V or more, less than 30V, standard level
Δ: Slightly higher residual power at 30 V or higher and lower than 40 V
×: Problems may occur at 40 V or more
Table 2 also shows the evaluation results of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3.
[0075]
[Table 2]
[0076]
From the results shown in Table 2, by using the deposited film forming apparatus 120 of the present invention shown in FIG. 1 as compared with the case where the conventional deposited film forming apparatuses 320, 420, and 520 are used, "the peeling state in the reaction furnace" , "Image defect", "charging ability", and "residual potential", it was confirmed that better results were obtained.
(Example 2)
Using the deposited film forming apparatus 120 shown in FIG. 1, that is, an apparatus equipped with a plasma leakage prevention member 113 whose both surfaces are blasted, the oscillating frequency of the high-frequency power source 103 is set to 80 MHz, and the mirror surface processing is 358 mm in length and 80 mm in outer diameter. An electrophotographic photoreceptor was produced under the conditions shown in Table 3 on an Al cylinder (substrate 105 on which the film was formed) subjected to the above.
[0077]
[Table 3]
[0078]
In the deposited film forming apparatus 120, the material of the plasma leakage prevention member 113 was aluminum, and the ventilation portion 113a was subjected to punching at φ2, a pitch of 3 mm, and an aperture ratio of 40%. The surface roughness was adjusted to Ra = 0.3 to 12 μm.
[0079]
The electrophotographic photosensitive member obtained in Example 2 was evaluated for “peeling state in the reaction furnace”, “image defect”, “chargeability”, and “residual potential” in the same procedure as in Example 1. Table 4 shows the evaluation results. The evaluation criteria for each item are the same as in the first embodiment.
[0080]
[Table 4]
[0081]
From the results shown in Table 4, it is understood that, in the present invention, the surface roughness Ra of the plasma leakage prevention member is suitably 0.5 to 10 μm, and more preferably 1 to 5 μm.
(Example 3)
An electrophotographic photoreceptor was manufactured using the single film deposition apparatus 220 shown in FIG. The apparatus 220 is provided with a plasma leakage prevention member 213 whose both surfaces are blasted. The oscillation frequency of the high-frequency power source 103 is 60 MHz, and a mirror-finished Al cylinder (length 358 mm, outer diameter φ30 mm) is formed. An electrophotographic photosensitive member was manufactured on the film-forming substrate 205) under the conditions shown in Table 5.
[0082]
[Table 5]
[0083]
The plasma leakage prevention member 213 is made of chromium, and a square hole having a side of 4 mm is formed in the ventilation part 213a. %. The surface roughness was adjusted to Ra = 4.0 μm.
[0084]
The electrophotographic photosensitive member obtained in Example 3 was evaluated for “peeling state in the reaction furnace”, “image defect”, “chargeability”, and “residual potential” in the same procedure as in Example 1. Table 6 shows the evaluation results. The evaluation criteria for each item are the same as in the first embodiment.
[0085]
[Table 6]
[0086]
From the results shown in Table 6, it is understood that in the present invention, the aperture ratio of the plasma leakage prevention member 213 is suitably from 20% to 80%.
(Example 4)
An electrophotographic photoreceptor was manufactured using the single-layer deposition film forming apparatus 220 shown in FIG. 2, which is the deposition film forming apparatus of the present invention. The apparatus is provided with a plasma leakage prevention member 213 blast-treated on both sides, and has an oscillating frequency of the high-frequency power supply 103 of 50 MHz, a length of 358 mm, and an outer diameter φ108 mm mirror-finished Al cylinder (film deposition). An electrophotographic photosensitive member was manufactured on the substrate 205) under the conditions shown in Table 5.
[0087]
The material of the plasma leakage prevention member 213 is nickel, and a square hole opening is formed in the ventilation part 213a. The aperture ratio is fixed at 60%, and the area of each hole is 60 to 90 mm. Two Was changed to The surface roughness was adjusted to Ra = 3.0 μm.
[0088]
The electrophotographic photoreceptor obtained in Example 4 was evaluated in the same manner as in Example 1 for “peeling state in the reaction furnace”, “image defect”, “chargeability”, and “residual potential”. Table 7 shows the evaluation results. The valuation standards for each item are the same as in Example 1.
[0089]
[Table 7]
[0090]
From the results shown in Table 7, in the present invention, the area of each hole of the plasma leakage prevention member is 80 mm. Two It turns out that the following are suitable. Also, the area of each hole is 0.8mm for reasons of machining. Two This is desirable in order to keep manufacturing costs low.
[0091]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[Embodiment 1] A vacuum-tight hermetic reaction vessel in which source gas introduction means for introducing a source gas, high-frequency power introduction means for introducing high-frequency power supplied from a high-frequency power supply, and exhaust means for exhausting are connected. A substrate holding means for holding a substrate on which a deposited film is formed on a surface thereof; and a reaction vessel connected to an exhaust means for preventing plasma generated in the reaction vessel from leaking by the high-frequency power supply means. Having a plasma leakage prevention member arranged to cover the opening of
In a deposition film forming apparatus that generates plasma between the high-frequency power introduction unit and the deposition target substrate and forms a deposition film on the deposition target substrate,
An apparatus for forming a deposited film, wherein a blast process is performed on both surfaces of the plasma leakage prevention member.
[Embodiment 2] The plasma leakage prevention member according to Embodiment 1, wherein the plasma leakage prevention member has a ventilation part having a plurality of opening holes formed therein and a deposition prevention part for preventing deposition of a deposited film in the reaction vessel. Deposition film forming equipment.
[Embodiment 3] A plasma leakage prevention member is provided with a step or an edge between a ventilation part having a plurality of opening holes and a deposition prevention part for preventing deposition of a deposited film in a reaction vessel in a region where plasma is generated. 3. The deposited film forming apparatus according to claim 2, wherein the apparatus is not provided.
[Embodiment 4] An embodiment in which the ventilation part of the plasma leakage prevention member is formed in a region covering the opening of the reaction vessel to which the exhaust means is connected, and a plurality of opening holes are formed by punching. 4. The deposited film forming apparatus according to 2 or 3.
[Embodiment 5] The plurality of opening holes formed in the ventilation part have an area of one opening hole of 0.8 to 80 mm. Two The deposition film forming apparatus according to any one of the second to fourth embodiments, wherein the aperture ratio in the ventilation section is selected in the range of 20 to 80%.
[Embodiment 6] The plasma leakage prevention member according to any one of Embodiments 1 to 5, wherein the surface roughness is 0.5 to 10 µm in center line average roughness (Ra) with 2.5 mm as a reference length. The deposited film forming apparatus according to any one of the above.
Embodiment 7 The surface roughness of the plasma leakage prevention member is 1 to 5 μm in center line average roughness (Ra) with 2.5 mm as a reference length. The deposited film forming apparatus according to one of the above aspects.
[Embodiment 8] The deposition film forming apparatus according to any one of Embodiments 1 to 7, wherein the plasma leakage prevention member is made of at least one of the group consisting of aluminum, stainless steel, nickel, and chromium. .
[Embodiment 9] The deposited film forming apparatus according to any one of Embodiments 1 to 8, wherein a plurality of film-forming substrates are arranged in a reaction vessel.
[Embodiment 10] Any one of Embodiments 1 to 9, wherein a deposited film made of a non-single-crystal material containing at least silicon can be formed, and is used for forming a deposited film for an electrophotographic photosensitive member. 3. The deposited film forming apparatus according to item 1.
[Embodiment 11] The deposition film forming apparatus according to any one of Embodiments 1 to 10, wherein the high frequency power has an oscillation frequency selected from a range of 50 to 450 MHz.
[Embodiment 12] An electrophotographic photosensitive member manufactured by the deposition film forming apparatus according to any one of Embodiments 1 to 11.
[0092]
【The invention's effect】
By using the plasma leakage prevention member of the present invention, it is possible to prevent the ground potential of the plasma leakage prevention member itself from becoming incomplete, to sufficiently prevent plasma leakage, and to stabilize the discharge state. it can. Since the discharge is stabilized, variations in film characteristics themselves are reduced, and a deposited film having excellent characteristics can be stably formed with good reproducibility.
[0093]
Further, since the surface of the plasma leakage prevention member is sufficiently roughened, the adhesion of the deposited film is good, and there is no generation of dust due to film peeling. Therefore, the adhesion of dust generated by film peeling on the substrate on which the film is formed can be largely suppressed, and the occurrence of defects in the formed deposited film, for example, image defects on the electrophotographic photosensitive member can be effectively suppressed. can do.
[0094]
Further, the plasma leakage prevention member eliminates a step between the two by integrating the plasma leakage prevention member used for confining the plasma and the deposition prevention plate for preventing the deposition film from adhering to the inner wall of the reaction vessel. As a result, scattering of the deposited film is suppressed as a result.
[0095]
In addition, the effect of the deposited film forming apparatus of the present invention is also effective when arranging a plurality of substrates to be formed in the same reaction vessel. Therefore, it is possible to easily mass-produce the electrophotographic photosensitive member, and to reduce the manufacturing cost.
[0096]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a deposited film forming apparatus capable of forming a deposited film with few defects on a substrate on which a film is to be formed and improving a yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a deposited film forming apparatus according to the present invention, in which (A) shows a longitudinal sectional view and (B) shows a transverse sectional view.
FIGS. 2A and 2B are schematic views showing another example of the deposited film forming apparatus of the present invention, wherein FIG. 2A is a longitudinal sectional view and FIG.
3A and 3B are schematic diagrams showing an example of a conventional deposited film forming apparatus, wherein FIG. 3A is a longitudinal sectional view and FIG. 3B is a transverse sectional view thereof.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a deposited film forming apparatus used in the study of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of the deposited film forming apparatus used in the study of the present invention.
[Explanation of symbols]
100, 200, 300, 400, 500 reaction vessels
101, 201, 301, 401, 501 Side wall
102, 202, 302, 402, 502 Cathode electrode
103, 203, 303, 403, 503 High frequency power supply
104, 204, 304, 404, 504 Matching circuit
105, 205, 305, 405, 505 Deposition substrate
106, 206, 306, 406, 506 Source gas introduction means
107, 207, 307, 407, 507 Heating element
108, 208, 308, 408, 508 Rotation axis (substrate holder)
109, 209, 309, 409, 509 Exhaust pipe
310, 510 Plasma leakage prevention member (no blast treatment)
312, 512 proof plate
113, 213, 413 Plasma leakage prevention member (with blast treatment)
113a, 213a, 413a ventilation section
113b, 213b, 413b
115,215,315,415,515 Bottom plate
116,216,316,416,516 Top plate
120, 220, 320, 420, 520 deposited film forming apparatus
