JPH062143A - 堆積膜形成装置のクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＣＶＤ法による堆積膜形成装置の、ＣｌＦ₃ガスを使用
するクリーニング方法の改良。 【目的】ＣＶＤ法による堆積膜形成装置を効率的にクリ
ーニングする方法の提供。 【構成】クリーニング用ガスとしてＣｌＦ₃ガスを使用
し、該ガスを希釈ガスと混合し濃度を順次低下させなが
らクリーニングを行うＣＶＤ法による堆積膜形成装置の
クリーニング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、機能性堆積膜を形成す
る装置のクリーニングにおいて発生する排気装置へのダ
メージを防止し、排気装置の耐久性を向上させた効率的
なクリーニング方法に関する。

【０００２】

【従来技術】原稿読取装置、画像形成分野における固体
撮像装置、電子写真用画像形成部材、あるいは太陽電池
等における光電変換層を構成する機能性堆積膜について
は、高感度であること、ＳＩＮ比（光電流［Ｉｐ］／暗
電流［Ｉｄ］）が高いこと、照射する電磁波のスペクト
ル特性にマッチングする吸収スペクトルを有すること、
人体に対して無害であること等が要求される。こうした
機能性堆積膜としては、例えばアモルファスシリコン膜
（以下、“ａ−Ｓｉ膜”と表記する）、セレン（Ｓｅ）
膜、ＣｄＳ膜等が挙げられる。そしてこれらの機能性堆
積膜は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、気相化
学法等の減圧下で成膜を行う成膜方法により形成され
る。

【０００３】ところで、これらの成膜方法により所定の
基体上に機能性堆積膜を形成する場合、成膜室構成部材
等に堆積膜、あるいは粉体状の重合物（以降、単に「粉
体」と略記する）が堆積してしまうという問題がある。
例えば、グロー放電分解による気相化学法により成膜す
る場合には、反応容器（成膜室）内の基体以外の部分で
あるサセプター、対向電極、あるいは反応炉の内壁に堆
積膜あるいは粉体が形成される。これらの堆積膜あるい
は粉体は、次回の成膜時に形成される膜中に不純物とし
て取り込まれて得られる膜の特性を悪化させたり、ある
いは基体上に粉体が付着しピンホール等の欠陥を得られ
る膜にもたらしてしまう。そして成膜を何回か繰り返す
場合、目的とする堆積膜の歩留りは大幅に低下してしま
う。

【０００４】こうしたことから、数回の成膜サイクル
後、あるいは成膜サイクル毎に成膜室内を清掃し、目的
とする堆積膜形成箇所以外の部分に堆積した膜を除去す
ることが行われる。その際の清掃方法として、反応容器
（成膜室）を解体して機械的に堆積膜あるいは粉体を除
去する方法がある。しかしこの方法では、毎回の反応炉
の解体、組立てに多大な労力を要するばかりでなく、解
体時には反応容器の内壁が大気にさらされることとな
り、水分等の吸着が生じ、これが原因で得られる膜の特
性が悪化してしまうことがある。更には、堆積膜、ある
いは粉体を大気にさらす際に、その種類によっては発
火、爆発の危険を伴う。

【０００５】以上のような問題点を解決する清掃方法と
して、気相化学反応により、堆積膜あるいは粉体を形成
している元素を気相分子で還元し、クリーニングする、
いわゆるドライエッチングクリーニング法が提案されて
いる。ドライエッチングクリーニング（以降、単に「ク
リーニング」と略す）法では、例えば、ＣＦ₄ガス、Ｎ
Ｆ₃ガス、ＳＦ₆ガス等のいわゆるエッチングガスを、反
応容器内に流し、プラズマ、熱、光等のエネルギーによ
り励起状態とし、堆積膜あるいは粉体を形成している元
素と反応させ、それらの元素を気相分子とし、排気手段
によって排除してクリーニングする方法である。

【０００６】ドライエッチング法によれば、清掃に際し
て反応容器を解体する必要がなく、密閉系のまま反応容
器内のクリーニングを行うことができる。

【０００７】エッチング作用を有するガスとして近年Ｃ
ｌＦ₃ガスが注目されている。ＣｌＦ₃ガスは、低エネル
ギーで分解され、反応性に富むものであって、従来のエ
ッチングガスに比して極めて速いエッチング速度を有す
る。例えばアモルファスシリコン（以降ａ−Ｓｉと略
す）膜をエッチングする際、従来のエッチングガス、例
えばＣＦ₄，ＮＦ₃，ＳＦ₆等のガスの場合、外部からプ
ラズマ、熱、光等のエネルギーを与えないと、エッチン
グ反応が進行しないのに対して、ＣｌＦ₃ガスの場合に
は、ガスがａ−Ｓｉ膜に触れただけでエッチングが進行
し、外部からエネルギーを供給する必要はない。

【０００８】以上のような性質を有するＣｌＦ₃ガスを
反応室のクリーニングに際してエッチングガスとして用
いる場合、該反応室のクリーニングに要する時間を短縮
することが期待される。しかし、実際に反応室のクリー
ニングにＣｌＦ₃ガスを使用した場合、以下のような問
題点が生じる。

【０００９】すなわち、排気ポンプ等を含めた排気系統
にＣｌＦ₃ガスが作用してしまうことによる排気系のダ
メージの問題である。具体的には、排気系統にＣｌＦ₃
ガスを流すことにより、例えばクリーニング終了間際に
排気ポンプから異音を伴ったバタツキが発生したり、ポ
ンプ内で焼き付きが生じてしまい、最悪の場合、排気ポ
ンプの破損を招いてしまう。ＣｌＦ₃ガスを流す場合の
こうした問題点は、従来のＣＦ₄，ＮＦ₃，ＳＦ₆ガス等
を使用したクリーニング法においては何ら問題とならな
かったものであり、ＣｌＦ₃ガスの極めて高い反応性と
係りがあると思われる。

【００１０】ＣｌＦ₃ガスを使用した場合における以上
のような問題点に鑑みて、実使用時には、一定時間のク
リーニングを行った後、排気ポンプを休止させたり、あ
るいは該排気ポンプのオイルを交換する等の対処がなさ
れている。しかし、この対処方法によれば、排気ポンプ
の休止時間に比例してクリーニングに要する時間が延び
ること、またメインテナンスの回数が増えるといった問
題がある。

【００１１】別の対処法として、ＣｌＦ₃ガスの使用時
に、希釈ガスにより極めて低い濃度に希釈して用いると
いう方法がある。しかし、この場合、前述したクリーニ
ング速度が速いというＣｌＦ₃ガスのメリットを充分生
かすことができない。即ち、ＣｌＦ₃ガス自体は従来の
エッチングガスに対して数倍のエッチング速度をもたら
すものであるが、使用時大量に希釈して用いるところ、
ＣｌＦ₃ガス自体の流量は限定され、その結果クリーニ
ングに要する時間は、従来のエッチングガスを使用した
場合に比較して大同小異になってしまう。

【００１２】以上述べた如く、ＣｌＦ₃ガスをクリーニ
ングガスとして使用する際の上述した問題点を解決し、
排気系へのダメージを与えることなしに効率良く高速で
クリーニングを行う方法の提供が望まれている。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、堆積膜製造装置の気相化学法
によるクリーニング時における上述した従来技術におけ
る問題点を克服し、堆積膜製造装置を効率よくクリーニ
ングするクリーニング方法を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【発明の構成・効果】本発明における堆積膜製造装置の
クリーニング方法は、減圧下で堆積膜を形成する堆積膜
製造装置の気相化学法によるクリーニング方法であっ
て、クリーニングガスとしてのＣｌＦ₃ガスを希釈ガス
と混合して用い、該ＣｌＦ₃ガスの濃度を順次低下させ
ながらクリーニングを行うことを特徴とするものであ
る。

【００１５】本発明者らによる種々の検討の結果、以下
のことが判明した。即ち、ＣｌＦ₃ガスを流した際の排
気系へのダメージは、主に、排気系の可動部分の潤滑を
行っているオイルがＣｌＦ₃ガスと触れあうことによ
り、オイルを構成する主に炭素と水素からなる連鎖の結
合が瞬時に切断され、オイルが低分子化され、その結果
オイルの粘度が低下し、潤滑剤として必要な粘度を保つ
ことが不可能となることによる。オイルの粘度低下は、
排気系を通過するＣｌＦ₃ガスに希釈ガスを加え、Ｃｌ
Ｆ₃ガスの濃度を下げることにより防ぐことが可能であ
る。しかし、単純にＣｌＦ₃濃度を下げるのみでは、エ
ッチング速度が低下し、クリーニングに要するタクトが
増加するという新たな問題が生ずる。

【００１６】一方、反応室をクリーニングする際のエッ
チング開始時とエッチング終了間際におけるガス種を比
較してみると、エッチング開始時には反応室内には先の
膜堆積工程において生じた膜あるいは粉体が大量に残存
している状態であり、この時点において反応室に導入さ
れたＣｌＦ₃ガスは、速やかに残存物質と反応し、例え
ば残存物質がＳｉを含む物質であるならばＳｉＦ₄等の
反応性の低いガスとなり、排気系へ到達するガスは排気
系へのダメージの比較的少ないガスが大部分であり、前
述の問題点は生じない。これに対して、エッチング終了
間際においては反応室内の残存物質はそのかなりの部分
が既にクリーニングされている状態であり、この時点に
おいて反応室内に導入されたＣｌＦ₃ガスはその大部分
が未反応のまま排気系へ到達する。その結果、排気系の
オイルとの反応が増加し、前述の問題点が生じる。

【００１７】以上の知見に基づいて本発明者らは、反応
室に導入するＣｌＦ₃ガスの濃度をエッチング開始時に
濃度の高い状態とし、終了時に濃度の低い状態となるよ
う順次低下させ、反応後に排気系へ到達するＣｌＦ₃ガ
スの濃度をエッチング開始から終了まである一定の値以
下とすることにより、上述した問題点を解決し、ＣｌＦ
₃ガスの持つ高いエッチング速度を生かしたクリーニン
グが可能となることを見出した。そしてこのことは、堆
積膜製造装置の排気系においてオイルを潤滑剤として使
用している可動部分であれば多大の効果が得られ、特に
ロータリーポンプ、可動式粉体トラップなどにおいてそ
の効果が著しいことが判明した。

【００１８】本発明のクリーニング方法において、Ｃｌ
Ｆ₃ガスと混合する希釈ガスとしては、不活性ガス、例
えばＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅ等が挙げられる。また、ＣｌＦ₃
ガスと混合した時点で反応を起こさないガスであれば特
に種類を問うものではなく、例えばＮ₂，Ｏ₂等を使用す
ることができる。更に他のエッチングガス、例えばＣＦ
₄，ＮＦ₃，ＳＦ₆等と混合して使用することも可能であ
る。

【００１９】本発明のクリーニング方法において、反応
炉に供給するＣｌＦ₃ガス濃度は、最大８０％から最小
５％までの間で順次変化させることが望ましい。ところ
で、濃度８０％以上のＣｌＦ₃ガスを使用すると、反応
室内に堆積物が残存している場合においても排気系に到
達するＣｌＦ₃ガス濃度が高く、排気系へのダメージが
大きい。一方、濃度５％以下では、エッチング速度が低
下し、従来のエッチングガスを使用した時と同等のエッ
チング速度となりＣｌＦ₃ガスの特長である速いエッチ
ング速度が達成できない。

【００２０】本発明のクリーニング方法において、Ｃｌ
Ｆ₃ガス濃度を順次低下させていく時の濃度の変化のさ
せ方は、特に限定されるものではないが、少なくとも２
段階以上の階段状の変化、あるいはエッチング開始時か
ら終了時までＣｌＦ₃ガス濃度を直線的に、あるいは指
数関数的に変化させることが望ましい。図１乃至図４に
ＣｌＦ₃の濃度変化のパターンを示す。図１はＣｌＦ₃ガ
ス濃度を２段階に変化させる場合の例である。図２は、
３段階に変化させる場合の例である。図３は、エッチン
グ開始時から終了時まで、ＣｌＦ₃濃度を直線的に低下
させる例である。図４はＣｌＦ₃濃度を指数関数的に低
下させる場合の例である。

【００２１】本発明のクリーニング方法において、Ｃｌ
Ｆ₃ガスは単に流すのみでもエッチング作用があるが、
エッチング速度の制御、あるいは活性種の選定などのた
めに必要に応じて熱、プラズマ、光等外部からエネルギ
ーを供給してエッチングを行っても良い。

【００２２】本発明のクリーニング方法において、クリ
ーニングされる堆積膜あるいは粉体の種類については特
に制限はなく、例えばシリコン（Ｓｉ）、タングステン
（Ｗ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）、窒化硼素（ＢＮ）、ＩＴＯ等ＣｌＦ₃ガスによる
エッチング作用のある物質であれば本発明の効果が発揮
される。

【００２３】以上の構成による本発明の堆積膜製造装置
のクリーニング方法によれば、堆積膜製造装置の排気系
にダメージを与えたり、あるいは能力低下を招くことな
しに、ＣｌＦ₃ガスを使用して極めて速いエッチング速
度で堆積膜製造装置のクリーニングを行うことができ
る。そして、クリーニング時間の短縮がはかられて結局
は堆積膜の製造コストの低減が可能になるだけではな
く、排気系における例えばロータリーポンプ等のデバイ
スの寿命を大幅に伸ばせ、更にオイルの劣化を防ぐこと
によりメインテナンス頻度を少なくすることが可能にな
るといった効果がもたらされる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるも
のではない。

【００２５】実施例１ 本発明の一実施例として、ＲＦプラズマＣＶＤ法を用い
て電子写真用ａ−Ｓｉ系感光体を作成する際に、堆積膜
形成装置をクリーニングする例を以下に述べる。図５は
ＲＦプラズマＣＶＤ法により電子写真用ａ−Ｓｉ系感光
体を作成する際に用いる堆積膜形成装置の模式図であ
る。

【００２６】図５において、２０１は反応炉、２０２は
円筒状アルミニウム製基体、２０３は基体加熱用ヒータ
ーであり、不図示の電源により所望の温度まで加熱を行
うことができる。２０４は基体回転用のモーターであ
り、基体上に堆積する膜の周方向の均一化を図るために
用いられる。２０５は反応炉内の圧力を知るための真空
計である。２０６はＲＦグロー放電を励起するための電
極であり、電源２０７より電力が供給される。２０８は
反応炉リーク用のバルブ、２０９は排気管、２１０は排
気用のストップバルブ、２１１は排気速度が可変な例え
ばメカニカルブースターポンプ等の排気ポンプ、２１２
はロータリーポンプである。２１３は炉内観察のための
ガラス板を設けたポートである。２１４はガスを反応炉
へ導くガス管である。２２０，２３０，２４０，…，２
９０は各々ガスの充填されたボンベである。２２０はＳ
ｉＨ₄ガスボンベ、２３０はＨ₂ガスボンベ、２４０はＢ
₂Ｈ₆ガスボンベ（３０００ｐｐｍ，Ｈ₂希釈、以降「Ｂ₂
Ｈ₆／Ｈ₂」と略記する）、２５０はＮＯガスボンベ、２
６０はＧｅＨ₄ガスボンベ、２７０はＣＨ₄ガスボンベ、
２８０はＡｒガスボンベ、２９０はＣｌＦ₃液化ガスボ
ンベである。２２１，２３１，…，２９１は各々ボンベ
の開閉バルブ、２２２，２３２，…，２９２は各々ガス
の圧力を調節する減圧器、２２３，２３３，…，２９３
は各々ガス導入バルブ、２２４，２３４，…，２９４は
各々ガス流量を調整するためのマスフローコントローラ
ー、２２５，２３５，…，２９５は各々ガス供給バルブ
である。２９６はＣｌＦ₃液化ガスボンベを加熱し、Ｃ
ｌＦ₃ガスを気化させるためのヒーターである。

【００２７】まず、始めに図５に示した堆積膜形成装置
を用いてａ−Ｓｉ系感光体を作成する工程を簡単に述べ
る。まず、所定の加工、表面処理、そして洗浄の行われ
た円筒状アルミニウム基体（長さ３５８ｍｍ、直径８０
ｍｍ、肉厚５ｍｍ）を反応炉内に設置する。次いでバル
ブ２１０を開けた後に、ロータリーポンプ２１２及びメ
カニカルブースターポンプ２１１を起動し、反応炉２０
１内を減圧とする。反応炉２０１内の圧力を真空計２０
５で監視し、圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下となったと
ころで、モーター２０４により基体を１ｒｐｍで回転
し、また不図示の電源よりヒーター２０３に電力を供給
し、基体２０２の温度を３００℃まで加熱する。

【００２８】基体２０２の温度が３００℃となったとこ
ろで、表１に示す条件により基体上にａ−Ｓｉ系感光体
を構成する長波長光吸収層、電荷注入阻止層、光導電
層、表面保護層を順に形成する。長波長光吸収層を形成
するには、ＳｉＨ ₄，Ｈ₂，Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂，ＮＯ，ＧｅＨ₄
の充填されたボンベのバルブ２２１，２３１，…，２６
１を開け、各々のガスをガス毎に減圧器に２２２，２３
２，…，２６２により所望の圧力に減圧する。次に導入
バルブ２２３，２３３，…，２６３を開け、各々のガス
をマスフローコントローラー２２４，２３４，…，２６
４に導入する。各々のガスはマスフローコントローラー
により所望の流量に制御されて、供給バルブ２２５，２
３５，…，２６５を通過した後、混合されガス管２１４
から反応炉内へ導入される。

【００２９】長波長光吸収層の形成は、表１に示す条件
で行った。即ち、ＳｉＨ₄ガス流量１００ｓｃｃｍ、Ｈ₂
ガス流量６００ｓｃｃｍ、Ｂ₂Ｈ₆／Ｈ₂ガス流量をＳｉ
Ｈ₄ガス流量に対して３０００ｐｐｍ、ＮＯガス流量５
ｓｃｃｍ、ＧｅＨ₄ガス流量５０ｓｃｃｍとなるようマ
スフローコントローラーで調節した。次いで真空計２０
５を見ながら排気ポンプ２１１の排気速度を調節して反
応炉内圧力を０．５Ｔｏｒｒに調整した。次にＲＦ電源
２０７から電力を供給することにより電極２０６間にグ
ロー放電を生起させ長波長光吸収層の形成を開始した。
所望の膜厚の長波長光吸収層が形成されたところで、放
電を止め、長波長光吸収層の形成を完了した。以下、同
様の手順で、表１に示す条件で電荷注入阻止層、光導電
層、表面層のそれぞれを順に形成した。

【００３０】形成される各層の切り替え時には必要に応
じてすべてのバルブを閉じ、一旦系内を高真空にする作
業を行った。以上のようにしてａ−Ｓｉ系感光体を構成
する全層の形成を終えたところで、加熱用電源を切り、
ａ−Ｓｉ系感光体及び反応炉内を冷却した。常温まで冷
却されたａ−Ｓｉ系感光体を反応炉から取り出した。こ
のａ−Ｓｉ系感光体をキヤノン製電子写真装置ＮＰ−９
３３０に設置し、画像を出したところ、極めて鮮明な画
像が得られた。一方、反応炉２０１の内壁、ＲＦ電極２
０６の表面及び排気管２０９の内壁には、大量の膜及び
粉体が形成されていた（以後、これらの膜及び粉体を
「残留物質」と略記する）。

【００３１】該反応炉内に堆積した残留物質をクリーニ
ングする工程を行った。即ち、ＣｌＦ₃ガス濃度を三段
階に変化させる本発明のクリーニング方法を行った。そ
のクリーニング条件を表２に、そして濃度変化パターン
を図６に示した。クリーニングの進行状況は窓２１３よ
り目視で行い、また排気管２０９及びロータリーポンプ
２１２の温度をクリーニング中監視した。即ち、反応炉
２０１内が真空であることを確認した後に、膜形成時と
同様の手順で、ボンベ２９０よりＣｌＦ₃ガスを、ボン
ベ２８０よりＡｒガスをそれぞれ反応炉内へ導入した。
この時、ＣｌＦ ₃液化ガスボンベ２９０はヒーター２９
６により加熱され、必要とされる量のガスを気化してい
た。ＣｌＦ₃ガス及びＡｒガスの流量調整はマスフロー
コントローラー２９４及び２８４で行い、反応炉内の圧
力調整をメカニカルブースターポンプ２１１の調整で行
った。

【００３２】第１段階目のクリーニング条件は、表１に
示す通りにした。即ち、ＣｌＦ₃ガス濃度５０％（Ｃｌ
Ｆ₃ガス流量１０００ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量１０００
ｓｃｃｍ）、反応炉内圧１Ｔｏｒｒで２０分間行った。
第１段階目のクリーニングが終わった時点で観察窓２１
３を介して目視により炉内を観察したところ、炉内の残
留物質は大幅に減少しており、約７割程が既にクリーニ
ングされていた。次いでＣｌＦ₃ガス濃度２０％（Ｃｌ
Ｆ₃ガス流量４００ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量１６００ｓ
ｃｃｍ）、反応炉内圧１Ｔｏｒｒとし、第２段階のクリ
ーニングを１５分間行った。第２段階のクリーニングが
終了した時点で、約９割の残留物質がクリーニングされ
ていた。次いでＣｌＦ₃ガス濃度１０％（ＣｌＦ₃ガス流
量２００ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量１８００ｓｃｃｍ）、
炉内圧１Ｔｏｒｒとし、第３段階のクリーニングを開始
した。１５分間クリーニングを行った時点で、反応炉内
の残留物質は完全にクリーニングされていた。クリーニ
ングの最中に排気ポンプのバタツキやポンプ内での焼き
付き等の問題は生じなかった。

【００３３】クリーニング時における排気管及びロータ
リーポンプの温度の変化を図７に示した。ロータリーポ
ンプの温度は、各クリーニング段階の最後に５℃程の上
昇があったものの、クリーニング中比較的安定してい
た。排気管の温度はクリーニングの最後にやや急激な上
昇を示した。

【００３４】また、クリーニング中において、２５分経
過後及び５０分経過後に排気管中を流れるガスを採取
し、ガスクロマトグラフィーにより成分を分析した。そ
の結果、２５分経過後のガス中にはＣｌＦ₃ガスは約１
５％、５０分経過後のガス中には約１０％含まれてい
た。

【００３５】更に従来、ＣｌＦ₃濃度を一定の高濃度で
使用していた時には、ロータリーポンプのローターに用
いている弁板の腐食、あるいは配管、接合物などに用い
ている有機系部品等の損傷が激しかったが、本発明のク
リーニング法においては、これらの構成部品の腐食、損
傷は極めて少なかった。

【００３６】本発明のクリーニング法におけるクリーニ
ング時の圧力変化を図８に示した。クリーニング時の各
段階の最初に圧力を１Ｔｏｒｒとなるように設定し、各
段階の最中での圧力調整は行っていない。図８に示した
通り、第１段階、第２段階のクリーニングの最後に僅か
な圧力上昇が見られ、またクリーニングの最終段階であ
る第３段階の最後で急激な圧力上昇が見られた。以上の
事実から圧力の上昇をクリーニング終端に見つけるとい
う、簡略的なクリーニング終了の検出に利用することが
できる。

【００３７】以上でａ−Ｓｉ系感光体の作成及び反応炉
内のクリーニングの１サイクルが終了した。このａ−Ｓ
ｉ系感光体の作成及び反応炉内のクリーニングのサイク
ルを１０回行った後、ロータリーポンプに使用している
オイルを分析したところ、オイルの粘度が約５％低下し
ていた。

【００３８】比較例１ 本例では、従来のクリーニング方法であるＣｌＦ₃濃度
変化のないクリーニングを行った。ａ−Ｓｉ系感光体の
作成は、実施例１と同様にして行った。反応炉内部の残
留物質の状況は実施例１の場合と同様であった。

【００３９】反応炉内のクリーニングは、ＣｌＦ₃ガス
濃度５０％（ＣｌＦ₃，１０００ｓｃｃｍ、Ａｒ，１０
００ｓｃｃｍ）炉内圧１Ｔｏｒｒの条件で行った。その
時のロータリーポンプ及び排気管の温度の変化を図９に
示した。クリーニング開始から２０分経過した後からロ
ータリーポンプの温度が徐々に増加した。２３分経過し
た時点からロータリーポンプ内で異音を伴ったバタツキ
が発生した。また排気管の温度は５０分経過後から急激
に増加した。２７分経過後、排気能力が急激に低下し、
炉内圧がそれに伴って増加した。この時点でクリーニン
グを継続することが不可能であると判断し、ＣｌＦ₃ガ
ス及びＡｒガスの反応炉内への流入を止めた。クリーニ
ングを止めた後、反応炉内を観察したところ反応炉内に
は残留物質が存在していた。

【００４０】実施例１におけると同様に、クリーニング
開始から１５分後及び２５分後に排気管中に流れるガス
を分析したところ、１５分経過後のガスにはＣｌＦ₃ガ
スが約１５％、２５分経過後のガスには約５０％含まれ
ていた。クリーニング時間２７分後からは圧力が急激に
上昇した。この圧力上昇はポンプの排気能力の劣化に起
因するものであり、クリーニング終端の検出に用いるこ
とができなかった。

【００４１】このロータリーポンプのオイルを分析した
ところオイルの粘度が約２０％低下していた。またロー
タリーポンプを分解して内部を調べたところ、ローター
とベアリングの接触部分に潤滑不良による変色箇所が存
在していた。

【００４２】以上のことから、クリーニング時にＣｌＦ
₃ガスを、ある一定の高い濃度で反応炉内に供給した時
には、クリーニングの進行に従ってＣｌＦ₃ガスが未反
応のまま大量に排気系へ流れ込み、オイルの低粘度化が
生じ、可動部分の潤滑不良が生じ、異音を伴ったバタツ
キが生じることが判った。

【００４３】比較例２ 本例では、従来のクリーニング方法であるＣｌＦ₃濃度
変化のないクリーニングを行った。ａ−Ｓｉ系感光体の
作成は、実施例１におけると同様にして行った。反応炉
内部の残留物質の状況は、実施例１の場合と同様であっ
た。クリーニングは、ＣｌＦ₃ガス濃度１０％（Ｃｌ
Ｆ₃，２００ｓｃｃｍ、Ａｒ，１８００ｓｃｃｍ）、炉
内圧１Ｔｏｒｒの条件で行った。クリーニングの完了は
窓より目視で観察し、反応炉内の残留物質がなくなるこ
とにより判断した。その結果、クリーニングには１５０
分を要した。クリーニングの開始から完了までロータリ
ーポンプの異音や排気能力の低下は認められなかった。
この時のロータリーポンプ及び排気管の温度変化を図１
０に示した。

【００４４】以上のことから、本比較例のクリーニング
条件においては、排気系へダメージを与えることなく、
クリーニングを完了することが可能であるが、クリーニ
ング完了までに１５０分を要し、ＣｌＦ₃ガスの極めて
エッチング速度が速いという特長を生かすことができな
いことが判った。そして、膜堆積形成及びクリーニング
のサイクルの繰り返しを行ったところ、量産性に問題が
あることが判った。

【００４５】比較例３ 本例においては、クリーニングガスとしてＣＦ₄ガスと
Ｏ₂ガスを混合してクリーニングを行った。ａ−Ｓｉ系
感光体の作成は、実施例１におけると同様にして行っ
た。反応炉内部の残留物質の状況は実施例１の場合と同
様であった。クリーニングは、ＣＦ₄，１６００ｓｃｃ
ｍ、Ｏ₂，４００ｓｃｃｍ、炉内圧１Ｔｏｒｒ、放電電
力１ｋＷの条件下で行った。なお、この条件は、ＣＦ₄
ガスとＯ₂ガスの混合系において最適化された条件であ
る。クリーニングの完了は窓より目視で観察し、反応炉
内の残留物質がなくなることにより判断した。その結
果、クリーニングには１７０分を要した。クリーニング
の開始から完了までロータリーポンプの異音や排気能力
の低下は認められなかった。

【００４６】以上のことから、本比較例のクリーニング
条件においては、排気系へダメージを与えることなく、
クリーニングを完了することが可能であるが、クリーニ
ング完了までに１７０分を要してしまうことが判った。

【００４７】実施例２ 本実施例においては、ＣｌＦ₃濃度をクリーニング開始
時からクリーニング終了時まで、指数関数的に漸減させ
る本発明のクリーニング方法で行った。ａ−Ｓｉ系感光
体の作成は実施例１におけると同様にして行った。反応
炉内部の残留物質の状況は実施例１の場合と同様であっ
た。クリーニングは、炉内圧を１Ｔｏｒｒとし、希釈ガ
スとしてはＨｅガスを使用し、ＣｌＦ₃ガス濃度はクリ
ーニング開始時の８０％からクリーニング終了時の５０
％まで連続的に変化させる条件で行った。その変化パタ
ーンを図１１に示した。クリーニングの開始から５０分
経過後、反応炉内の残留物質は完全にクリーニングされ
ていた。また、クリーニング最中に排気ポンプのバタツ
キやポンプ内での焼き付き等の問題は生じなかった。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果の概要】以上説明したように、減圧下で機
能性堆積膜を製造する堆積膜製造装置の気相化学法によ
るクリーニング工程において、クリーニングガスとして
ＣｌＦ₃ガスを希釈ガスと混合して用い、且つＣｌＦ₃ガ
ス濃度を漸次低下させながらクリーニングを行うことに
より、堆積膜製造装置の排気系へダメージを与えたり、
あるいは能力低下を招くことなしに、ＣｌＦ₃ガスを使
用して極めて速いエッチング速度で堆積膜製造装置のク
リーニングを行うことができる。このクリーニング方法
によれば、クリーニング時間の短縮により製造コストを
引き下げることができるだけではなく、排気系における
例えばロータリーポンプ、ローターの弁材、配管、接合
部等のデバイスの寿命を大幅に伸ばせ、更にオイルの劣
化を防ぐことによりメインテナンス頻度を少なくするこ
とが可能になるといった多大の効果が奏される。また付
随した効果としてクリーニングの圧力変化をモニターす
ることにより、クリーニング終端を見つけ出すことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、ＣｌＦ₃ガスの濃度を２段階
に順次低下される際の濃度変化のパターンを示す図であ
る。

【図２】本発明における、ＣｌＦ₃ガスの濃度を３段階
に順次低下させる際の濃度変化のパターンを示す図であ
る。

【図３】本発明における、クリーニング開始時から終了
時までＣｌＦ₃ガスの濃度を直線的に順次変化させる際
の濃度変化のパターンを示す図である。

【図４】本発明における、クリーニング開始時から終了
時までＣｌＦ₃ガスの濃度を指数関数的に変化させる際
の濃度変化パターンを示す図である。

【図５】ＲＦプラズマＣＶＤ法により電子写真用ａ−Ｓ
ｉ系感光体を作成する際に用いる堆積膜形成装置の模式
図である。

【図６】本発明のクリーニング法の実施例１における、
ＣｌＦ₃ガスの濃度の変化を示す図である。

【図７】本発明のクリーニング法の実施例１における、
排気系の温度変化を示す図である。

【図８】本発明のクリーニング法の実施例１における、
圧力変化の様子を示す図である。

【図９】従来のクリーニング法である比較例１におけ
る、排気系の温度変化を示す図である。

【図１０】従来のクリーニング法である比較例２におけ
る、排気系の温度変化を示す図である。

【図１１】本発明の実施例２における、ＣｌＦ₃ガスの
濃度の変化を示す図である。

【符号の説明】

２０１ 反応炉 ２０２ 円筒状アルミニウム製基体 ２０３ 基体加熱用ヒーター ２０４ 基体回転用のモーター ２０５ 真空計 ２０６ ＲＦグロー放電を励起するための電極 ２０７ ＲＦ電源 ２０８ 反応炉リーク用のバルブ ２０９ 排気管 ２１０ 排気用のストップバルブ ２１１ 排気速度が可変な例えばメカニカルブースター
ポンプ等の排気ポンプ ２１２ ロータリーポンプ ２１３ ガラス板を設けたポート ２１４ ガス管 ２２０，２３０，２４０，…，２９０ ガスの充填され
たボンベ ２２１，２３１，…，２９１ 各々ボンベの開閉バルブ ２２２，２３２，…，２９２ 減圧器 ２２３，２３３，…，２９３ ガス導入バルブ ２２４，２３４，…，２９４ マスフローコントローラ
ー ２２５，２３５，…，２９５ ガス供給バルブ ２９６ ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江原 俊幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減圧下で堆積膜を形成するための装置の
   気相化学法によるクリーニング方法であって、クリーニ
   ング用ガスとしてのＣｌＦ₃ガスを希釈ガスと混合して
   用い、該ＣｌＦ₃ガスの濃度を順次低下させながらクリ
   ーニングを行うことを特徴とする堆積膜形成装置のクリ
   ーニング方法。