DE60219580T2

DE60219580T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Plasmabearbeitung

Info

Publication number: DE60219580T2
Application number: DE60219580T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Ohta-ku Murayama; Shigenori Ohta-ku Ueda; Shinji Ohta-ku Tsuchida; Makoto Ohta-ku Aoki; Tomohito Ohta-ku Ozawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: EP1321963B1; DE60219580D1; EP1321963A1; US20030196601A1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Plasmabearbeitung und auf eine Vorrichtung zur Plasmabearbeitung unter Verwendung der Hochfrequenzleistung zur Verwendung bei der Bildung eines Beschichtungsfilms und beim Ätzen in einer Halbleitereinrichtung, einem elektrophotographischen photoleitfähigen Glied, einem Zeilensensor zur Bildeingabe, einer Photographiereinrichtung, einer photovoltaischen Einrichtung oder dergleichen, oder zur Verwendung beim Reinigen oder dergleichen in einer Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach der Bildung eines Beschichtungsfilms.
Zum Stand der Technik
Als Beschichtungsfilmherstellvorgang, der verwendet wird zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung, eines elektrophotographischen photoleitfähigen Glieds, eines Zeilensensors zur Bildeingabe, einer Photographiereinrichtung, einer photovoltaischen Einrichtung oder anderer elektronischer oder optischer Elemente, sind viele herkömmliche Verfahrensarten bekannt, wie die Vakuumbeschichtung, das Schleudern, das Ionengalvanisieren, thermische CVD (chemische Dampfauftragung), photogestützte CVD und Plasma-CVD, und Vorrichtungen für diese Verfahren sind im allgemeinen Gebrauch.
Von diesen Verfahren wird derzeit das Plasma-CVD-Verfahren mit wachsender Bedeutung in der Praxis als geeignete Maßnahme zum Bilden eines Beschichtungsfilms amorphen Siliziumhydrids (wird nachstehend als "a-Si:H" bezeichnet) für die Elektrophotographie angewandt, wobei ein dünner Beschichtungsfilm bereitgestellt wird, der auf einem Substrat unter Verwendung eines Gleichstroms, von Hochfrequenz oder von Mikrowellenglimmentladung hergestellt wird, um ein Rohmaterialgas zu zersetzen, und verschiedene Vorrichtungsarten, die dieses Verfahren anwenden, sind vorgeschlagen worden.
Unter den Plasma-CVD-Prozessen hat darüber hinaus ein VHF-Plasma-CVD (nachstehend als "VHF-PCVD" abgekürzt) unter Verwendung der VHF-Hochfrequenzleistung in den letzten Jahren Aufmerksamkeit auf sich gezogen, und die Entwicklung zum Bilden verschiedener Arten von Beschichtungsfilmen unter Verwendung dieses Prozesses ist nachhaltig durchgeführt worden. Der Grund dafür ist, daß VHF-PCVD das Auftragen eines Films mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht und einen hochqualitativen Beschichtungsfilm bereitstellt, und dies wird somit angesehen als ein Prozeß, der in der Lage ist, die Kosten verringern und gleichzeitig die Produktqualität zu verbessern. Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung Nummer 6-287760 (entspricht dem U.S.-Patent Nummer 5 534 070) eine Vorrichtung und ein Verfahren, die geeignet sind zum Herstellung eines Lichtempfangsglieds zur Elektrophotographie, das auf amorphem Silizium (a-Si) basiert. Vorrichtungen zur Plasmabearbeitung, wie sie in den 4A und 4B und in den 6A und 6B gezeigt sind, befinden sich derzeit in der Entwicklung, die gleichzeitig eine Vielzahl von Lichtempfangsgliedern für die Elektrophotographie bilden können und somit eine sehr hohe Produktivität erzielen.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer herkömmlichen Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, und 4B ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Schnittebenenlinie 4B-4B von 4A. Ein Absaugstutzen 411 ist an der Seitenfläche eines Reaktionsgefäßes 401 als ein Körperverbund vorgesehen, und das andere Ende des Absaugstutzens 411 ist mit einem Absaugsystem (nicht dargestellt) verbunden. Sechs zylindrische Substrate 405, auf denen Beschichtungsfilme gebildet sind, sind parallel zueinander in der Weise angeordnet, daß sie den Mittenabschnitt des Reaktionsgefäßes 401 umgeben. Jedes zylindrische Substrat 405 ist von einer Drehwelle 408 gestützt und wird von einem Heizelement 407 erwärmt. Wird der Motor 409 angesteuert, dann dreht sich die Drehwelle 408 über ein Untersetzungsgetriebe 410, und das zylindrische Substrat 405 wird um die Mittenachse in Richtung der Erzeugenden gedreht (Mittenachse entlang der Längsrichtung des zylindrischen Substrats).
Ausgangsgas wird aus einem Ausgangsgasliefermittel 412 an einen Schichtbildungsraum 406 geliefert, der von sechs zylindrischen Substraten 405 umgeben ist. Die VHF-Leistung, die eine Hochfrequenzleistung ist, wird an den Schichtbildungsraum 406 von einer Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 über eine Anpaßvorrichtung 404 (wird nachstehend als Anpassungsbox bezeichnet) und dann über eine Kathode 402 geliefert. Zu dieser Zeit dient das auf Massepotential über die Drehwelle 408 gehaltene Zylindersubstrat 405 als Anode.
Das Bilden der Beschichtungsfilme unter Verwendung eines derartigen Vorrichtung kann allgemein entsprechend der nachstehend beschriebenen Prozedur erfolgen.
Zuerst werden die Zylindersubstrate 405 im Reaktionsgefäß 401 installiert, und Gas wird aus dem Reaktionsgefäß 401 von einem Absaugsystem (nicht dargestellt) über den Absaugstutzen 411 ausgepumpt. Danach werden die Zylindersubstrate 405 vom Heizelement 407 erwärmt, während die Steuerung so erfolgt, daß eine Temperatur von etwa 200 bis 300°C beibehalten wird.
Wenn die Temperatur des Zylindersubstrats 405 eine vorbestimmte Temperatur erreicht, wird das Ausgangsgas durch das Ausgangsgasliefermittel 412 in das Reaktionsgefäß 401 eingeführt. Nachdem überprüft ist, daß der Druck im Reaktionsgefäß 401 stabil ist, wird auch das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 auf einen vorbestimmten Wert gebracht. Danach wird die Impedanz einer Anpassungsschaltung in der Anpassungsbox 404 so eingestellt, daß die Ausgangsimpedanz der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 der Impedanz des Eingangs der Anpassungsbox 404 gleicht. Die VHF-Leistung, die eine Hochfrequenzleistung ist, wird auf diesem Wege in effizienter Weise an das Reaktionsgefäß 401 durch die Hochfrequenzelektrode 402 abgegeben, eine Glimmentladung wird im Schichtbildungsraum 406 erzeugt, der von den Zylindersubstraten 405 umgegeben ist, und das Ausgangsgas wird erregt und dissoziiert, um einen Beschichtungsfilm auf den Zylindersubstraten 405 zu bilden.
Nachdem ein Film mit der gewünschten Dicke geschaffen ist, wird die VHF-Leistungslieferung gestoppt, und nachfolgend wird die Lieferung des Ausgangsgases gestoppt, um das Erzeugen der Auftragungsschicht abzuschließen. Durch mehrfaches Wiederholen derselben Operation kann eine gewünschte mehrschichtige Lichtempfangsschicht einer mehrschichtigen Struktur gebildet werden.
Während des Erzeugens vom Auftragungsfilm wird das Zylindersubstrat 405 mit vorbestimmter Geschwindigkeit von einem Motor 409 über die Drehwelle 48 in Drehung versetzt, um die Auftragungsschicht über die gesamte Oberfläche des Zylindersubstrats zu verteilen.
Bei dieser Bildung einer Auftragungsschicht wird die Impedanzeinstellung der Anpassungsschaltung in der Anpassungsbox 404 manuell oder automatisch ausgeführt. Im Falle automatischer Einstellung enthält die Anpassungsbox 404 ein System mit einer Anpassungsschaltung 501 und mit einem Steuersystem 500. Die Anpassungsschaltung 501 ist aus einem variablen Anpassungskondensator 502, einem variablen Abstimmungskondensator 504 und einer Spule 504 aufgebaut, und am Eingang der Anpassungsschaltung 501 wird ein Hochfrequenzstrom von einem Stromdetektorelement 505 erfaßt, und eine Hochfrequenzspannung wird von einem Spannungsdetektorelement 506 erfaßt. Die Ausgangssignale vom Stromdetektorelement 505 und vom Spannungsdetektorelement 506 werden einem Phasendifferenzdetektor und einem Impedanzdetektor 508 im Steuersystem 500 zugeführt. Im Phasendifferenzdetektor 507 wird die Phase der Impedanz am Eingang der Anpassungsschaltung 501 festgestellt, und eine mit der Phase der Impedanz konsistente Spannung wird an eine Abstimmungssteuerschaltung 509 abgegeben. In der Abstimmungssteuerschaltung 509 wird die vom Phasendifferenzdetektor 507 eingegebene Spannung mit einer Bezugsspannung verglichen, und eine dazwischenliegende und mit der Phasendifferenz konsistente Spannung wird an einen Motor 510 geliefert, um den variablen Abstimmungskondensator 503 anzusteuern. Im Ergebnis wird der variable Abstimmungskondensator 503 vom Motor 510 so eingestellt, daß die Phase der Impedanz einer vorbestimmten Anpassungszielbedingung entspricht, beispielsweise ist diese Phase gleich 0. Im Impedanzdetektor 508 wird andererseits der Absolutwert der Impedanz am Eingang der Anpassungsschaltung 501 erfaßt, und eine mit dem Absolutwert der Impedanz konsistente Spannung wird an eine Anpassungssteuerschaltung 511 abgegeben. In der Anpassungssteuerschaltung 511 wird die vom Impedanzdetektor 508 eingegebene Spannung mit der Bezugsspannung verglichen, und eine mit der dazwischen liegenden Differenz konsistente Spannung wird an einen Motor 512 zum Antrieb des variablen Anpassungskondensators 502 geliefert. Im Ergebnis wird der variable Anpassungskondensator 502 vom Motor 512 so eingestellt, daß der Absolutwert der Impedanz einer vorbestimmten Anpassungszielbedingung genügt, beispielsweise gleicht der Absolutwert der Impedanz 50 Ω. In dieser Konfiguration wird die Impedanzjustage automatisch ausgeführt, und somit wird die Hochfrequenzleistung in effizienter Weise an das Reaktionsgefäß 501 geliefert.
7 Zur weiteren Verbesserung der Vakuumverarbeitungseigenschaften wird derzeit eine Technik entwickelt, bei der mehrere Leistungen unterschiedlicher Frequenzen gleichzeitig an das Reaktionsgefäß geliefert werden. Beispielsweise offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung Nummer 11-191554 eine Technik, bei der eine erste Hochfrequenzleistung mit einer Frequenz von 300 MHz bis 1.000 MHz sowie eine zweite Hochfrequenzleistung mit einer Frequenz von 50 kHz bis 30 MHz gleichzeitig an dieselbe Elektrode geliefert werden, und diese Technik ermöglicht entsprechend der Berichte aktive spezielle Steuerwirkungen, die damit verbessert sind und womit es möglich wird, eine genaue Plasmabearbeitung durchzuführen. Auch offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung Nummer 7-74159 eine Technik, bei der eine Hochfrequenzleistung mit 60 MHz und eine Niederfrequenzleistung von 400 kHz an dieselbe Elektrode geliefert werden, wobei eine Leistung der anderen überlagert ist, und diese Technik ermöglicht eine stabil zu steuernde Eigenvorspannung, womit es möglich wird, die Ätzungsrate zu verbessern und das Auftreten von Partikeln einzugrenzen.
Zum Liefern mehrerer Hochfrequenzleistungen in das Reaktionsgefäß ist eine unabhängige Anpassungseinrichtung in jeder Hochfrequenzleistungsliefereinheit vorgesehen, um die Impedanz der Anpassungseinrichtung für jede Hochfrequenzleistungsliefereinheit anzupassen, wodurch die Hochfrequenzleistung in effizienter Weise in das Reaktionsgefäß geliefert wird. Genauer gesagt, die Impedanzjustage wird in derselben Weise wie in dem Falle ausgeführt, bei dem eine einzelne Hochfrequenzleistung angeliefert wird.
Das Vakuumbearbeitungsverfahren, in dem eine Vielzahl von Leistungen unterschiedlicher Frequenzen gleichzeitig in das Reaktionsgefäß geliefert wird, schafft auf diese Weise eine Vielzahl von Aktionen, die von Einflüssen der verwendeten Frequenzen und von den Leistungsverhältnissen oder speziellen Prozeduren der Vakuumbearbeitung abhängen, und es ist zu erwarten, daß diese Aktionen eine wichtige Rolle spielen werden, um die Vakuumbearbeitungseigenschaften unter Verwendung dieser Aktionen in effektiver Weise zu verbessern.
Die 6A und 6B sind schematische Diagramme einer Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, die in der Lage ist, mehrere Hochfrequenzleistungen unterschiedlicher Frequenzen in der oben beschriebenen Weise zur selben Zeit in das Reaktionsgefäß zu liefern. 6A ist eine Längsquerschnittsansicht der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, und 6B ist eine Längsquerschnittsansicht entlang der Linie 6B-6B in 6A.
Ein Absaugstutzen 611 ist am unteren Teil des Reaktionsgefäßes 601 vorgesehen, das in dieser Vorrichtung zur Plasmabearbeitung enthalten ist, und das andere Ende dieses Absaugstutzens 611 ist mit einem Absaugsystem (nicht dargestellt) verbunden. In diesem Reaktionsgefäß 601 sind sechs Zylindersubstrate 605, auf denen eine Auftragungsschicht zu bilden ist, parallel zueinander in der Weise plaziert, daß sie den Mittenabschnitt umgeben. Jedes Zylindersubstrat 605 ist auf einer Rotationswelle 608 gestützt und wird von einem Heizelement 607 erwärmt. Wenn ein nicht dargestellter Motor angesteuert wird, wird die Rotationswelle 608 über ein nicht dargestelltes Getriebe in Drehung versetzt, und die Zylindersubstrate 605 werden dadurch um die Mittenachse in Richtung der Erzeugenden gedreht (Mittenachse entlang der Längsrichtung des Zylindersubstrats).
Ein Ausgangsgas wird von einem Ausgangsgaslieferstutzen 612 an ein Reaktionsgefäß 601 geliefert. Hochfrequenzleistung wird von einer ersten Hochfrequenzleistungsliefereinheit 603 durch eine erste Anpassungsbox 604 und dann an eine interne Hochfrequenzelektrode 602 zum Reaktionsgefäß 601 geliefert, und wird dann ebenfalls von einer zweiten H Hochfrequenzleistungsliefereinheit 615 durch eine zweite Anpassungsbox 616 und dann an eine externe Hochfrequenzelektrode 614 zum Reaktionsgefäß 601 geliefert.
Das Verfahren zur Bildung einer Auftragungsschicht unter Verwendung dieser Vorrichtung zur Plasmabearbeitung wird allgemein entsprechend der nachstehend beschriebenen Prozedur ausgeführt.
Die Zylindersubstrate 605 werden zunächst im Reaktionsgefäß 601 installiert, und Gas im Reaktionsgefäß 601 wird von einem Absaugsystem (nicht dargestellt) über den Absaugstutzen 611 abgesaugt. Danach werden die Zylindersubstrate 605 von einem Heizelement 607 erwärmt, während die Steuerung so erfolgt, daß eine vorbestimmte Temperatur bei etwa 200 bis 300°C gehalten wird.
Wenn die Zylindersubstrate 605 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt sind, wird das Ausgangsgas in das Reaktionsgefäß 601 über den Ausgangsgaslieferstutzen 612 eingeführt. Nachdem die Fließgeschwindigkeit des Ausgangsgases einen voreingestellten Wert erreicht hat und der Druck im Reaktionsgefäß 601 stabil geworden ist, wird das Ausgangssignal der ersten Hochfrequenzleistungsliefereinheit 603 auf einen vorbestimmten Wert gebracht, und gleichzeitig wird das Ausgangssignal von der zweiten Hochfrequenzleistungsliefereinheit 615 auf einen vorbestimmten Wert gebracht. Danach wird die Impedanz der Anpassungsschaltung in der ersten Anpassungsbox 604 so eingestellt, daß die Impedanz der ersten Hochfrequenzleistungsliefereinheit 603 der Impedanz des Eingangs der ersten Anpassungsbox 604 gleicht. Gleichzeitig wird die Impedanz der Anpassungsschaltung in der zweiten Anpassungsbox 616 so justiert, daß die Ausgangsimpedanz der zweiten Hochfrequenzleistungsliefereinheit 615 der Impedanz des Eingangs der zweiten Anpassungsbox 616 gleicht.
Auf diese Weise wird die Hochfrequenzleistung in effizienter Weise dem Reaktionsgefäß 601 über die interne Hochfrequenzelektrode 602 und die externe Hochfrequenzelektrode 614 zugeführt, und somit entsteht eine Glimmentladung im Reaktionsgefäß 601, wodurch das Ausgangsgas erregt und dissoziiert wird, um eine Auftragungsschicht auf dem Zylindersubstrat 605 zu bilden.
Nachdem eine Auftragungsschicht mit einer gewünschten Dicke gebildet ist, wird das Beliefern mit Hochfrequenzleistung gestoppt, und danach wird das Beliefern des Ausgangsgases gestoppt, um das Erzeugen der Auftragungsschicht zu beenden. Durch mehrfaches Wiederholen derselben Operation kann eine gewünschte mehrschichtige Lichtempfangsschicht einer mehrschichtigen Struktur geschaffen werden.
Während des Bildens der Auftragungsschicht wird das Zylindersubstrat 605 mit vorbestimmter Geschwindigkeit von einem Motor über die Drehwelle 608 in Rotation versetzt, um die Auftragungsschicht einheitlich auf der gesamten Oberfläche des Zylindersubstrats 605 zu bilden.
Die oben beschriebenen Verfahren und die Vorrichtung können eine gute Auftragungsschichtbildung realisieren. Der Marktbedarf bezüglich Produkten, die unter Verwendung einer derartigen Plasmabearbeitung hergestellt sind, steigt täglich an, und um dieser Nachfrage zu genügen, gibt es die Notwendigkeit, ein Verfahren zur Plasmabearbeitung und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Produkts hoher Qualität zu schaffen.
Für das elektrophotographische photoleitfähige Glied sind beispielsweise eine erhöhte Kopiergeschwindigkeit, erhöhte Bildqualität und ein reduzierter Preis in erhöhtem Maße gefragt, und um dies zu realisieren, wurde die Verbesserung der Eigenschaften des photoleitfähigen Glieds, insbesondere die elektrischen Fähigkeiten, Empfindlichkeit und dergleichen, sowie die Kostenverringerung zum Herstellen der photoleitfähigen Glieder äußerst wichtig. Mit der digitalen elektrophotographischen Vorrichtung oder mit der elektrophotographischen Farbvorrichtung, die in letzter Zeit eine bemerkenswerte Verbreitung erfahren haben, werden Kopien von Photographien, Bildern, Designzeichnungen oder dergleichen sowie auch von Skripten häufig angefertigt, und folglich ist es notwendig, den optischen Speicher vom photoleitfähigen Glied zu verkleinern und die Ungleichförmigkeit der Bilddichte zu verringern.
Um die Verbesserung der Eigenschaften der Plasmabearbeitung und eine Kostenverringerung der Plasmabearbeitung zu erzielen, ist eine Technik wichtig geworden, die es ermöglicht, das Plasma mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen und stabil mit guter Reproduzierbarkeit beizubehalten. Für die Plasmabearbeitung unter Verwendung einer herkömmlichen Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, wie in den 4A und 4B gezeigt, wird die Impedanz in der Anpassungsbox im allgemeinen automatisch in Hinsicht auf die Laboreinsparung justiert. Im herkömmlichen Justierverfahren der Impedanz ist es jedoch in der oben beschriebenen Weise nicht erforderlich, eine genau Steuerung auszuführen, wenn sich beispielsweise die Lastimpedanz zeitweilig aufgrund anomaler Entladung ändert, wie beispielsweise bei Funkenbildung.
Da die anomale Entladung an sich in den meisten Fällen vorübergehend auftritt und dies häufig an einer Stelle, bei der zu behandelnde Materialien nicht nachteilig beeinflußt werden, kann die Plasmabearbeitung davor geschützt werden, von anomaler Entladung direkt nachteilig beeinflußt zu werden. Beim herkömmlichen Verfahren des Justierens der Impedanz gibt es jedoch Fälle, bei denen beim Auftreten anomaler Entladung die Impedanz der Anpassungsbox so justiert wird, daß die Anpassung mit der Lastimpedanz des anomalen Zustands beibehalten wird, und folglich weicht die Impedanz beträchtlich von der normalen Anpassungsbedingung ab. Im Ergebnis kann die Normalimpedanz nicht unmittelbar nach der Beseitigung der anomalen Entladung wiederhergestellt werden, womit die Eigenschaften der Plasmabearbeitung selbst verschlechtert werden und die Stabilität der Plasmabearbeitungseigenschaften ebenfalls verschlechtert werden. Es gibt auch Fälle, bei denen die Impedanz der Anpassungsbox beträchtlich geändert wird, wenn die anomale Entladung auftritt, und dadurch wird die anomale Entladung weiter entwickelt, womit es unmöglich wird, den normalen Plasmazustand wiederzustellen. Beim herkömmlichen Verfahren des Impedanzjustierens ist auf diese Weise eine adäquate Maßnahme nicht notwendigerweise vorhanden, um einer plötzlichen Lastimpedanzänderung entgegenzuwirken, die durch eine anomale Entladung oder dergleichen verursacht wird.
Für die Technik, die auf ein Justieren der Impedanz abzielt, offenbart beispielsweise die japanische offengelegte Patentanmeldung Nummer 09-260096 eine Technik zum automatischen Suchen eines Anpassungspunkts der Impedanz, bei dem der Impedanzanpassungspunkt, mit dem das Plasma gezündet wird, unter Verwendung einer voreingestellten Impedanz als Bezug zum Zünden des Plasmas gesucht wird, und dann wird ein Anpassungspunkt der voreingestellten Impedanz automatisch erreicht, der als Bezug zum Bereitstellen einer stabilen Plasmaentladung verwendet wird, gefolgt vom Stabilisieren der Plasmaentladung unter Verwendung des Anpassungspunkts als Bezug, wobei in zuverlässiger Weise Plasma gezündet werden kann, selbst wenn die Lastimpedanz mit der Plasmabearbeitung variiert.
Störungen während der Plasmaerzeugung, beispielsweise Probleme wie nicht gezündetes Plasma für eine längere Zeitdauer und so weiter, werden gemäß dieser Technik gelöst, aber die oben beschriebenen Probleme, die nach einer Entladung auftreten, werden bewerkstelligt, beispielsweise Probleme im Falle, bei dem eine anomale Entladung auftritt, was bisher nicht gelöst werden konnte.
Auch offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung Nummer 11-087097 (entspricht dem U.S.-Patent Nummer 5 936 481) eine Technik, die sich auf die Impedanzanpassung und auf Leistungssteuersysteme richtet, bei denen die Impedanz eines jede Elements in der Anpassungsschaltung auf einen bestimmten Wert für die Impedanzanpassung festgelegt ist, und die Impedanzjustage erfolgt mit der Frequenz der Hochfrequenzleistung, die geändert wird. Da gemäß dieser Technik die Impedanzjustage mit einem elektrischen Vorgang ausgeführt werden kann, wie derjenige, daß die Frequenz der Hochfrequenzleistung geändert wird, erfolgt eine schnelle Impedanzjustage. Wenn jedoch im Falle dieser Technik gemäß einer Studie des Erfinders eine anomale Entladung während der Plasmabearbeitung auftritt und die Lastimpedanz sicht abrupt ändert, dann steht die Anpassung unmittelbar entsprechend der Impedanz bereit, und somit kann die anomale Entladung gefördert werden. Auch im Falle dieser Impedanzanpassung mit der sich ändernden Frequenz der Hochfrequenzleistung wird die Frequenz für jede Prozeßcharge variiert, und im Ergebnis können Variationen zwischen den Plasmabearbeitungseigenschaften vorhanden sein. Diese Variationen sind besonders signifikant, wenn die Frequenz der Hochfrequenzleistung gegenüber der Gleichförmigkeit der Plasmabearbeitungseigenschaften empfindlich ist, wie bei der Frequenz der Hochfrequenzleistung, die im VHF-Band liegt.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 08-096992 offenbart eine Technik, bei der die Impedanz in einem früheren Stadium eines jeden Schrittes bei der Plasmabearbeitung justiert wird, danach wird keine Impedanzjustage in diesem Schritt ausgeführt, und die Impedanzjustage beginnt erneut mit dem nächsten Schritt, gefolgt von der Beibehaltung derselben Bedingungen, wobei spezifische Zeitvorgaben für das Justieren der Impedanz (1) eine Kurzzeitdauer zur Justage im früheren Stadium eines jeden Schrittes und (2) die Zeit enthalten, bei der die Reflexion anomal angestiegen ist. Diese berichtete Technik beseitigt die ungenaue Impedanzjustage, die auftritt, wenn die Hochfrequenzleistung aus mehreren Elektroden geliefert wird, womit es ermöglicht wird, das Plasma vor Destabilisierung zu bewahren. Wird diese Technik eingesetzt, dann erfolgt kein Ausführen der Impedanzjustage, selbst wenn die anomale Entladung auftritt, und die anomale Entladung ist daran gehindert, sich fortzusetzen. Bei dieser Technik wird jedoch eine Impedanzänderung über die Zeit während der Plasmabearbeitung nicht berücksichtigt, und Impedanzfehlanpassung wird beispielsweise verursacht durch eine Laständerung während einer früheren Stufe der Plasmabearbeitung, oder eine Differenz zwischen der Impedanz in der früheren Bearbeitungsstufe und der Impedanz unmittelbar vor der Bearbeitung wird in einer langen Plasmabearbeitung beendet.
Es gibt Fälle, bei denen folglich adäquate Plasmabearbeitungseigenschaften aufgrund dieser Fehlanpassung nicht erzielbar sind. Da der Grad der Fehlanpassung auch abhängig vom Zustand des Reaktionsgefäßes variiert, kann die Plasmabearbeitungseigenschaft für jede Plasmabearbeitungscharge unterschiedlich ausfallen.
Beim Plasmabearbeitungsverfahren, in dem mehrere Hochfrequenzleistungen angewandt werden, speziell mehrere Hochfrequenzleistungen unterschiedlicher Frequenzen, die gleichzeitig dem Reaktionsgefäß zugeführt werden, können darüber hinaus signifikante Wirkungen erzielt werden, aber die Plasmasteuerung ist schwierig, und in der vorliegenden Situation besteht kein Bedarf nach einer Vielzahl von Verbesserungen bei der Plasmaerzeugung mit den gewünschten Eigenschaften guter Stabilität und guter Reproduzierbarkeit.
Wenn mehrere Hochfrequenzleistungen gleichzeitig dem Reaktionsgefäß zugeführt werden und speziell die Mehrzahl von Hochfrequenzleistungen unterschiedliche Frequenzen aufweisen, stören sich die Hochfrequenzleistungen gegenseitig. Beim herkömmlichen Impedanzjustierverfahren, wie es oben beschrieben ist, gibt es Fälle, bei denen die genaue Impedanzjustage nicht ausführbar ist aufgrund der Störung der Vielzahl von Hochfrequenzleistungen.
Beispielsweise im Falle, bei dem die erste Hochfrequenzleistung und die zweite Hochfrequenzleistung dem Reaktionsgefäß gleichzeitig zugeführt werden, breitet sich die erste Hochfrequenzleistung durch das Reaktionsgefäß in das Leistungslieferungssystem für die zweite Hochfrequenzleistung aus. Im Ergebnis scheint es, als ob die erste Hochfrequenzleistung, die ursprünglich nicht vorhanden ist, als Reflexionswelle im Leistungslieferungssystem für die zweite Hochfrequenzleistung vorliegt, und somit kann das Phänomen aufkommen, bei dem die Ausgangssignale eines Leistungsmessers, eines Phasendetektors und eines Impedanzdetektors nicht die aktuellen Anpaßbedingungen wiedergeben. Ein gleiches Phänomen kann auch im Leistungslieferungssystem für die erste Hochfrequenzleistung auftreten, womit es unmöglich wird, die Spur der Anpassungsbedingungen genau zu verfolgen.
Der Grad der Beeinflussung variiert in dieser Situation abhängig von den Bedingungen der Leistung aus dem anderen Leistungslieferungssystem, nämlich dem Leistungswert, dessen Phase und dergleichen. Obwohl die Bedingung für ein Leistungslieferungssystem konstant gehalten wird, tritt dies beispielsweise auf, als ob die Belastungsbedingungen geändert wären, wenn der Zustand des anderen Leistungslieferungssystems geändert wird, nämlich die Impedanz der Anpassungseinrichtung geändert wird, so daß eine ungenaue Impedanzjustage ausgeführt wird anstelle der Tatsache, daß in den Anpassungsbedingungen keine Änderung aufgetreten ist. In einigen Fällen wird im Ergebnis die Impedanz bemerkenswert vom realen Anpassungspunkt abweichen, verursacht durch das destabilisierte Plasma.
Als Gegenmaßnahme zu diesen Problemen werden ein Hochpaßfilter und ein Tiefpaßfilter allgemein in jedem Leistungslieferungssystem eingebaut. Bei dieser Gegenmaßnahme, die Filter verwendet, kann jedoch ein gewisser Wirkungsgrad erzielt werden, aber es ist schwierig, die Leistungsdiffraktion vollständig zu sperren, und ein gewisser Einfluß durch Interferenz verbleibt meistens. Wenn speziell mehrere Leistungen relativ nahe liegender Frequenzen verwendet werden, ist es im allgemeinen ziemlich schwierig, in adäquater Weise die Diffraktion der anderen Hochfrequenzleistung zu sperren, selbst wenn die Filter vorgesehen sind.
Wenn beispielsweise die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung verwendet wird, die in den 6A und 6B gezeigt ist, dann wird ein Steuersystem mit einer in 5 gezeigten Konfiguration als Steuersystem verwendet, das in den Anpassungsboxen 604 und 616 vorgesehen ist, um die Vakuumbearbeitung auszuführen, wobei folgendes Phänomen auftreten kann.
Zur Plasmaerzeugung im Reaktionsgefäß 601 wird das Ausgangsgas in das Reaktionsgefäß 601 über den Ausgangsgaslieferungsstutzen 612 eingeführt, und danach werden die Ausgangssignale der ersten Hochfrequenzleistung 603 und der zweiten Hochfrequenzleistung 615 jeweils auf vorbestimmte Werte eingestellt, gefolgt von der Impedanzjustage der Anpassungsschaltungen in der ersten Anpassungsbox 604 und in der zweiten Anpassungsbox 616. Insbesondere in der ersten Anpassungsbox 604 und in der zweiten Anpassungsbox 616 wird die Impedanzphase am Eingang der Anpassungsschaltung 501 vom Phasendifferenzdetektor 507 erfaßt, und dann wird eine Spannung, die mit der Impedanzphase konsistent ist, an die Abstimmungssteuerschaltung 509 abgegeben.
Die Abstimmungssteuerschaltung 509 vergleicht die Spannung, die vom Phasendifferenzdetektor 507 eingegeben wurde, mit einer Bezugsspannung, und dann wird eine Spannung geliefert, die mit der Differenz zwischen dem Motor 510 zum Antrieb des variablen Abstimmungskondensators 503 konsistent ist. Der variable Abstimmungskondensator 503 wird vom Motor 510 so eingestellt, daß die Impedanzphase folglich einem vorbestimmten Wert gleicht, der im allgemeinen "0" ist. Zu dieser Zeit stellt der Impedanzdetektor 508 einen Absolutwert der Impedanz fest am Eingang der Anpassungsschaltung 501, und dann erfolgt die Abgabe einer Spannung, die mit dem Absolutwert der Impedanz konsistent ist, an die Abstimmungssteuerschaltung 511. Die Abstimmungssteuerschaltung 511 vergleicht die Spannung, die der Impedanzdetektor 508 eingegeben hat, mit der Bezugsspannung und liefert dann eine Spannung, die mit der Differenz zwischen dem Motor 512 zum Antrieb des variablen Anpassungskondensators 502 konsistent ist. Der variable Anpassungskondensator 502 wird vom Motor 512 so justiert, daß der Absolutwert der Impedanz folglich einem vorbestimmten Wert gleicht, der im allgemeinen 50 Ω beträgt.
Wenn jedoch der variable Abstimmungskondensator 503 bei der aktuellen Impedanzjustage und der variable Anpassungskondensator 502 der ersten Anpassungsbox 604 verändert wird, werden beispielsweise die Phase der Impedanz und der Absolutwert der Impedanz, festgestellt von der zweiten Anpassungsbox 616, verändert. Der variable Abstimmungskondensator 503 und der variable Anpassungskondensator 502 der zweiten Anpassungsbox 616 werden folglich verändert, aber andererseits werden die Impedanzphase und der Absolutwert der Impedanz, festgestellt in der ersten Anpassungsbox 604, ebenfalls verändert. Mit einer solch wiederholten Situation kann die Impedanz einer jeden Anpassungsbox konstanten Fluktuationen ausgesetzt sein. Wenn diese Situation überwunden ist, ist das erzeugte Plasma nicht stabilisiert, und in einigen Fällen werden Plasmabearbeitungseigenschaften in signifikanter Weise nachteilig beeinträchtigt.
Als anderes Verfahren des Impedanzjustierens wird das Leistungsreflexionsvermögen, nämlich der Wert der reflektierten Leistung/eintreffenden Leistung am Eingang der Anpassungsbox verwendet. Bei diesem Justageverfahren wird beispielsweise die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators geändert, um selbige zu erhöhen oder abzusenken, und die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators wird weiter in derselben Weise geändert, wenn das Leistungsreflexionsvermögen als Folge abfällt oder die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators in entgegengesetzter Weise verändert wird, wenn das Leistungsreflexionsvermögen als Folge ansteigt. Der variable Anpassungskondensator wird auch in derselben Weise wie oben gesteuert, um die Kapazität eines jeden variablen Kondensators auf die Impedanzbedingung einzustellen, unter der das maximale Leistungsreflexionsverhältnis erzielt wird.
Dieses Justageverfahren kann folgende Probleme hervorrufen. Es wird beispielsweise angenommen, daß die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators kleiner als die Anpassungsimpedanz der ersten Anpassungsbox 604 ist. Wenn in dieser Situation die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators so geändert wird, daß sie sinkt, wird das Leistungsreflexionsvermögen wesentlich in entsprechender Weise erhöht, und nach Aufnahme eines Signals, das aufzeigt, daß das Leistungsreflexionsvermögen angestiegen ist, sollte der Motor umgekehrt gedreht werden, um die Kapazität des Kondensators in umgekehrter Weise zu verändern, so daß sie ansteigt. In diesem Falle, bei dem die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators oder des variablen Anpassungskondensators in der zweiten Anpassungsbox 616 gleichzeitig verändert wird, kann jedoch das Leistungsreflexionsvermögen in der ersten Anpassungsbox 604 fälschlicherweise so angesehen werden, als sei es in Verbindung mit dieser Veränderung abgesunken. Dies liegt an der Tatsache, daß das Leistungsversorgungssystem für die erste Hochfrequenzleistung mit dem Leistungsversorgungssystem für die zweite Hochfrequenzleistung über das Plasma gekoppelt ist. Das heißt, wenn das Beobachten der Last aus dem Leistungsversorgungssystem für die erste Hochfrequenzleistung ergibt, daß das Plasma der Last mit der Ausgangsimpedanz vom Leistungsversorgungssystem der zweiten Hochfrequenzleistung kombiniert ist. Wenn die Kapazitäten des variablen Abstimmungskondensators und des variablen Anpassungskondensators folglich in der zweiten Anpassungsbox 616 verändert werden, erscheint es, als ob die Lastimpedanz geändert wurde, wenn man das Leistungsversorgungssystem der ersten Hochfrequenzleistung betrachtet.
Die Kapazität in der ersten Anpassungsbox 604 vom variablen Abstimmungskondensator wird folglich so verändert, daß sie weiterhin sinkt, was zu einer Kapazität führt, die in Hinsicht auf die Anpassungsimpedanz noch weiter abweicht. Ein derartiges ähnliches Phänomen tritt beim Justieren der Kapazität des variablen Anpassungskondensators auf und kann im variablen Abstimmungskondensator und Anpassungskondensator der zweiten Anpassungsbox 616 auftreten. In der ersten Anpassungsbox 604 und in der zweiten Anpassungsbox 616 kann folglich kein Anpassungspunkt während langer Zeit gefunden werden, und in einigen Fällen können die Impedanzen der ersten Anpassungsbox 604 und der zweiten Anpassungsbox 616 Werte annehmen, die in Hinsicht auf die Anpassungsimpedanz weitestgehend abweichen, daß das Plasma nicht länger aufrechterhalten werden kann, und dies führt zu einem Entladungszusammenbruch.
Das oben beschriebene Phänomen kann leicht auftreten, wenn die Hochfrequenzleistungen für mehrere Leistungsversorgungssysteme unterschiedliche Frequenzen haben und insbesondere im VHF-Frequenzband.
Es gibt damit ein solches Problem, daß die Variation der Plasmabearbeitungseigenschaften aufgrund unpassend geführter Impedanzjustage einer wichtigen Faktoren beim Erreichen der Verbesserung von Plasmabearbeitungseigenschaften und der Kostenverringerung für die Plasmabearbeitung ist. Das heißt, die Verbesserung der Impedanzjustagetechnik ist eine Herausforderung beim Erzielen der Verbesserung der Plasmabearbeitungseigenschaften und der Kostenverringerung für die Plasmabearbeitung.
Obwohl eine Vielzahl von Einrichtungen bislang für die Impedanzjustage erstellt wurde, ist auf diesem Wege ein Justageverfahren noch nicht vorgeschlagen worden, das in der Lage ist, mit einer plötzlichen Lastimpedanzänderung fertigzuwerden, die durch anomale Entladung oder dergleichen während der Plasmabearbeitung auftreten kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Probleme zu lösen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Plasmabearbeitung und eine Vorrichtung zur Plasmabearbeitung für die Plasmabearbeitung eines zu verarbeitenden Gegenstands zu schaffen, der sich in einem Reaktionsgefäß befindet, durch Zersetzen eines Ausgangsgases, das in das Reaktionsgefäß eingeführt wird durch Einleiten einer Hochfrequenzleistung aus einer Hochfrequenzleistungsliefereinrichtung in das Reaktionsgefäß über eine Anpassungseinrichtung und eine Elektrode, wobei die Impedanzjustage durch die Anpassungseinrichtung sauber und stabil erzielt wird, womit es möglich wird, eine Verbesserung der Plasmabearbeitungseigenschaften, die Verbesserung der Reproduzierbarkeit von Plasmabearbeitungseigenschaften und Kostenreduzierung für die Plasmabearbeitung zu erzielen.
Als Ergebnis nachhaltig durchgeführter Studien zum Lösen der obigen Aufgabe haben die Erfinder herausgefunden, daß die Impedanzjustage durch die Anpassungseinrichtung, das Verändern der Impedanz eines jeden variablen Schaltungselements in der Anpassungsschaltung nur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (nachstehend oft als "vorbestimmter impedanzvariabler Bereich" bezeichnet), Einstellen der Impedanz in der Weise, daß einer Anpassungszielbedingung genügt wird, und Ändern des impedanzvariablen Bereichs mit dem Fortschritt der Plasmabearbeitung beim Lösen der obigen Aufgabe effektiv sind.
Nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist ein Verfahren zur Plasmabearbeitung, mit den Verfahrensschritten: Einleiten von Hochfrequenzleistung aus einer Hochfrequenzleistungsliefereinheit über eine Anpaßeinrichtung mit einer Anpaßschaltung und einer Elektrode in ein Reaktionsgefäß; Zersetzen eines in das Reaktorgefäß eingeführten Ausgangsgases durch die Hochfrequenzleistung; und Verarbeiten eines zu bearbeitenden Gegenstands, der sich im Reaktionsgefäß befindet; wobei das Steuern des Einstellens der Impedanz während der Plasmabearbeitung von der Anpaßeinrichtung durch Einstellen der Impedanz der Anpaßschaltung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs erfolgt, der unabhängig von einer variablen Breite impedanzvariabler Elemente bestimmt ist, die die Anpaßschaltung bilden; und wobei das Verändern des impedanzvariablen Bereichs mit Fortschreiten der Plasmabearbeitung erfolgt.
Nach der vorliegenden Erfindung weiterhin vorgesehen ist ein Verfahren zur Plasmabearbeitung, mit den Verfahrensschritten: Einleiten von Hochfrequenzleistungen aus einer Vielzahl von Stromnetzen mit Hochfrequenzliefer- und impedanzvariablen Anpaßeinrichtungen mit Anpaßschaltungen über Elektroden in ein Reaktionsgefäß; Zersetzen eines in das Reaktionsgefäß eingeführten Ausgangsgases mit den Hochfrequenzleistungen; und Plasmabearbeitung eines zu verarbeitenden Substrats, das sich im Reaktionsgefäß befindet, wobei das Ausführen einer Impedanzeinstellung durch wenigstens eine Anpaßeinrichtung der Anpaßeinrichtungen der Vielzahl von Stromnetzen während der Plasmabearbeitung mit automatischer Steuerung durch Justieren der Impedanz der Anpaßschaltung wenigstens einer Anpaßeinrichtung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs erfolgt, der unabhängig von einer variablen Breite impedanzvariabler Elemente bestimmt ist, die die Anpaßschaltung bilden.
Nach der vorliegenden Erfindung weiterhin vorgesehen ist eine Vorrichtung zur Plasmabearbeitung mit einem Reaktionsgefäß zur Plasmabearbeitung eines zu bearbeitenden Substrats, einem Mittel zum Liefern eines Ausgangsgases in das Reaktionsgefäß, und mit einer Vielzahl von Stromnetzen zum Beliefern des Reaktionsgefäßes mit Hochfrequenzleistungen, wobei die Vielzahl der Stromnetze Anpaßschaltungen besitzen, die in der Lage sind, Impedanzen und Steuersysteme zum Steuern der Impedanzen der Anpaßschaltungen zu verändern, um die Impedanzen der Anpaßschaltungen durch Einstellen zu steuern, wobei das Steuersystem in der Lage ist, einen variablen Bereichseinstellwert zur Begrenzung eines impedanzvariablen Bereichs zu speichern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNG
1 zeigt einen Umriß einer Konfiguration in einer Anpassungseinrichtung (Anpassungsbox), die in der Lage ist, im Verfahren zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden;
2A und 2B sind schematische Diagramme, die ein Beispiel einer Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zeigen zum Erzeugen von Lichtempfangsgliedern zur Elektrophotographie auf der Grundlage eines VHF-Plasma-CVD-Verfahrens, das das VHF-Band nutzt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Vorrichtung (Vorrichtung zur Plasmabearbeitung) zum Erzeugen von Lichtempfangsgliedern der Elektrophotographie auf der Grundlage des Plasma-CVD-Verfahrens unter Verwendung des HF-Bandes zeigt;
4A und 4B sind schematische Diagramme, die ein Beispiel der Vorrichtung (Vorrichtung zur Plasmabearbeitung) zum Erzeugen von Lichtempfangsgliedern der Elektrophotographie auf der Grundlage des VHF-Plasma-CVD-Verfahrens unter Verwendung des VHF-Bandes zeigen;
5 zeigt einen Umriß eines Beispiels der Konfiguration bei der Anpassungseinrichtung (Anpassungsbox) unter Verwendung einer herkömmlichen Vorrichtung zur Plasmabearbeitung;
6A ist eine Längsabschnittsansicht, die eine weitere herkömmliche Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zeigt;
6B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6B-6B von 6A, die die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zeigt;
7A ist eine Längsabschnittsansicht, die eine Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zeigt, nach der vorliegenden Erfindung; und
7B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7B-7B von 7A, die die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Impedanzjustage durch eine Anpassungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird in genauer und stabiler Weise ausgeführt, womit es möglich wird, eine Verbesserung der Plasmabearbeitungseigenschaften zu erzielen, die Verbesserung der Reproduzierbarkeit von Plasmabearbeitungseigenschaften und die Kostenverringerung für die Plasmabearbeitung.
Nachstehend beschrieben ist die vorliegende Erfindung in Einzelheiten.
Da die Impedanzjustage von der Anpassungseinrichtung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs ausgeführt wird, erfolgt die Impedanzjustage nach der vorliegenden Erfindung der Anpassungsschaltung innerhalb des impedanzvariablen Bereichs, selbst wenn die Lastimpedanz aufgrund anomaler Entladung oder dergleichen in signifikanter Weise verändert ist, und folglich gibt es keine signifikante Abweichung gegenüber der Normalimpedanz, womit es möglich wird, Probleme zu vermeiden, wie Befördern der anomalen Entladung, und der Tatsache, daß es viel Zeit erfordert, zu einem genauen Impedanzwert zurückzukehren, nachdem die anomale Entladung aufgetreten ist. Die vorliegende Erfindung ist darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, daß dieser impedanzvariable Bereich verändert wird, wenn die Plasmabearbeitung voranschreitet. Dies hat zu tun mit der Situation, in der die Bedingungen im Reaktionsgefäß, beispielsweise Bedingungen der Wandoberflächen in einem früheren Stadium der Plasmabearbeitung, sich von jenen nach der Plasmabearbeitung im weiteren Verlauf unterscheiden, und folglich wird die Lastimpedanz geändert, wenn die Plasmabearbeitung voranschreitet. Wenn die Impedanzjustage innerhalb desselben impedanzvariablen Bereichs in der gesamten Plasmabearbeitung erfolgt, sollte der impedanzvariable Bereich breit eingestellt werden, um mit der Situation zu Rande zu kommen, in der die Lastimpedanz verändert wird, wenn die Plasmabearbeitung fortschreitet. Die Impedanzjustage kann im Ergebnis nicht genau und stabil erreicht werden. Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzjustage durch die Anpassungseinrichtung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs ausgeführt wird, und folglich wird der impedanzvariable Bereich mit der fortschreitenden Plasmabearbeitung geändert, und dieses Merkmal ermöglicht die Stabilität vom weiter zu verbessernden Plasma, womit es ermöglicht wird, die Verbesserung der Plasmabearbeitungseigenschaften zu erzielen, die Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Plasmabearbeitungseigenschaften und die Kostenverringerung für die Plasmabearbeitung.
Bei der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung ist es effektiver, im wesentlichen das Ändern des impedanzvariablen Bereichs durchzuführen, wenn die Plasmabearbeitung fortschreitet. Falls der impedanzvariable Bereich diskontinuierlich verändert wird, kann auch die Impedanz der Anpassungsschaltung im wesentlichen diskontinuierlich verändert werden, wenn sich der impedanzvariable Bereich verändert und die Impedanz der Anpassungsschaltung vor der Änderung nahe an der Demarkation des variablen Bereichs liegt, und als Ergebnis kann eine diskontinuierliche Anpassung auftreten, womit es unmöglich wird, die beste Wirkung aus der vorliegenden Erfindung zu ziehen. Die Situation neigt dazu, die Plasmabearbeitung zu erhöhen, bei der die Vielzahl an Prozessen mit unterschiedlichen Bedingungen kontinuierlich ausgeführt wird. Folglich ist es effektiver, den variablen Impedanzbereich stetig zu verändern, insbesondere wenn die Bedingungen weitgehend unter einer Vielzahl von Prozessen verändert wird.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es des weiteren effektiver, Bedingungen voreinzustellen als Kriterium zum Bestimmen, daß die Anpassung erzielt wird, um die Impedanzjustage zu stoppen, nämlich Zielanpassungsbedingungen und Ändern der Notwendigkeit der Zielanpassungsbedingungen mit dem Fortschritt der Plasmabearbeitung. Die Zielanpassungsbedingungen werden im allgemeinen mit dem Absolutwert der Impedanz am Eingang der Anpassungsschaltung eingestellt, die Phase der Impedanz, das Leistungsreflexionsvermögen und deren Kombination, und wenn der festgestellte Wert innerhalb des voreingestellten Bereichs liegt, wird bestimmt, daß die Anpassung erzielt wurde, um die Impedanzjustage der Anpassungsschaltung zu stoppen. Ist der voreingestellte Bereich jedoch zu eng, dann kann der festgestellte Wert zur Zeit der Plasmabearbeitung nicht justiert werden, um so innerhalb des voreingestellten Bereichs zu verbleiben, und die Impedanz der Anpassungsschaltung wird stetig justiert, womit die Schwierigkeit aufkommt, ein stabiles Plasma in manchen Fällen beizubehalten. Wenn andererseits der Voreinstellbereich zu weit ist, kann es zu dem Fall kommen, bei dem die Impedanzjustage anstelle der Tatsache gestoppt wird, daß die Anpassung nicht in hinreichendem Umfang erzielbar ist, was zu der Situation führt, in der die Effizienz der Leistungslieferung abfällt, und gewünschte Plasmaeigenschaften sind dann nicht erzielbar. Darüber hinaus gibt es Fälle, bei denen Impedanzvariationen unter den Plasmabearbeitungsproben ansteigen, und somit wird die Reproduzierbarkeit der Plasmabearbeitungseigenschaften nicht hinreichend erzielt.
Das Einstellen der Zielanpassungsbedingungen auf genaue Werte ist auch wichtig bei der Plasmaerzeugung mit gewünschten Eigenschaften mit Stabilität und guter Reproduzierbarkeit. Bei der aktuellen Plasmabearbeitung werden auch genaue Zielanpassungsbedingungen geändert, während die Plasmabearbeitung fortschreitet, da die Bedingungen im Reaktionsgefäß sich mit dem Fortschritt der Plasmabearbeitung ändern, wie bereits oben beschrieben. Selbst wenn herkömmlicherweise Zielanpassungsbedingungen mit dem Fortschritt der Plasmabearbeitung verändert werden, wie oben beschrieben, erfolgt eine Änderung der Zielanpassungsbedingungen zu genauen Bedingungen, und Zielanpassungsbedingungen werden weiter eingestellt, so daß alle genauen Zielanpassungsbedingungen bei der gesamten Plasmabearbeitung enthalten sind, die gelegentlich Hindernisse zum Verbessern der Reproduzierbarkeit der Plasmabearbeitungseigenschaften darstellen. Somit werden die Zielanpassungsbedingungen erforderlichenfalls geändert, wenn die Plasmabearbeitung fortschreitet, wodurch derartige Hindernisse eliminiert werden können, um weitere Verbesserungen der Reproduzierbarkeit der Plasmabearbeitungseigenschaften zu erreichen.
Effektiver ist es, die Zielanpassungsbedingungen im wesentlichen kontinuierlich mit dem Fortschritt der Plasmabearbeitung zu verändern, wenn der impedanzvariable Bereich verändert wird. Wenn die Zielanpassungsbedingungen diskontinuierlich verändert werden, können auch die Anpassungsbedingungen diskontinuierlich mit dem Verändern der Zielanpassungsbedingungen geändert werden, wenn sich die Anpassungsbedingungen vor ihrer Änderung nahe an der Demarkation der Zielanpassungsbedingungen befinden und im Ergebnis wird es somit unmöglich, die beste Wirkung aus der vorliegenden Erfindung zu ziehen. Die Situation neigt zum Anstieg der Plasmabearbeitung, bei der eine Vielzahl von Prozessen mit unterschiedlichen Bedingungen fortlaufend ausgeführt werden.
Folglich ist es effektiver, die Zielanpassungsbedingungen im wesentlichen kontinuierlich zu ändern, insbesondere wenn die Bedingungen weitreichende Änderungen unter einer Vielzahl von Prozessen umfassen.
Die automatische Steuerung bei der vorliegenden Erfindung von der Impedanzjustage kann auch vor oder nach dem Beginn der Plasmabearbeitung erfolgen oder läßt sich ausführen lediglich nach dem Starten der Plasmabearbeitung. Wenn die automatische Steuerung vor und nach dem Beginn der Plasmabearbeitung ausgeführt wird, erfolgt vorzugsweise die Änderung des impedanzvariablen Bereichs für die Anpassungsschaltung und nachdem das Plasma erzeugt ist, weil die Lastimpedanz vor und nach der Plasmaerzeugung signifikant geändert werden kann. Wenn andererseits die automatische Steuerung nach dem Start der Plasmabearbeitung beginnt, kann die Impedanz von Hand justiert werden, um das Plasma zu erzeugen, oder das Plasma kann durch Bestimmen der Impedanz eines jeden Elements in der Anpassungsschaltung erzeugt werden, die geeignet ist für die Plasmaerzeugung, durch Voreinstellen der Impedanz eines jeden Elements in der Anpassungsschaltung auf einen bestimmten Wert vor der Plasmaerzeugung, und dann graduelles Erhöhen vom Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit. Die am besten geeignete Impedanz für jedes Element in der Anpassungsschaltung während der Plasmaerzeugung variiert in diesem Falle irgendwo abhängig von Bedingungen im Reaktionsgefäß unter den Herstellungslosen der Plasmabearbeitung, aber Wirkungen, die im wesentlichen schädlich sind, werden daran gehindert, unmittelbar nach dem Beginn der automatischen Steuerung erzeugt zu werden. Die Plasmaerzeugung kann weiterhin nach einem Verfahren erfaßt werden, das allgemein bekannt ist, wie beispielsweise das Erfassen unter Verwendung visueller Beobachtung oder eines Photorezeptors, das Erfassen unter Verwendung von Druckfluktuationen im Reaktionsgefäß oder die Erfassung unter Verwendung der Lastimpedanzänderungen.
Die oben beschriebene Erfindung kann bemerkenswerte Wirkungen hervorbringen, wenn die Frequenz der Hochfrequenzleistung, die bei der Plasmabearbeitung Verwendung findet, nicht geringer als 50 MHz und nicht höher als 250 MHz ist. Dies ist vorausgesetzt, weil das Plasma dazu neigt, an Ungleichförmigkeit des Frequenzbandes zu leiden, und wenn die Impedanzjustage der Anpassungsschaltung in unpassender Weise ausgeführt wird, ist die Ungleichförmigkeit beim Plasma leicht nachteilig beeinflußt. Wenn eine anomale Entladung auftritt, wird auch die anomale Entladung leicht in diesem Frequenzband befördert, sofern die Impedanz der Anpassungsschaltung ungeeignet ist, und folglich kann die Beförderung derartiger anomaler Entladung in effektiver Weise eingeschränkt werden, um bemerkenswerte Wirkungen der vorliegenden Erfindung zu erzielen, indem die vorliegende Erfindung bei der Plasmabearbeitung unter Verwendung einer Hochfrequenzleistung verwendet wird, die eine Frequenz hat, die nicht niedriger als 50 MHz und nicht höher als 250 MHz ist, obwohl der Mechanismus zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch nicht durchleuchtet ist.
Die vorliegende Erfindung kann bemerkenswerte Wirkungen hervorrufen, insbesondere wenn der zu verarbeitende Gegenstand sich bewegt oder sich dreht, wenigstens zeitweilig während der Plasmabearbeitung. Wenn der zu bearbeitende Gegenstand während der Plasmabearbeitung sich bewegt oder dreht, wird die Lastimpedanz häufig in dieser Verbindung gewechselt. Wenn ein zylindrisches Substrat gedreht wird, während es der Plasmabearbeitung unterzogen wird, ist beispielsweise die relative Lage des Substrats im Reaktionsgefäß leicht aufgrund der Exzentrizität während der Drehung geändert. Auf diese Weise neigt eine Anomalentladung zum Auftreten, wenn die Relativlage des Substrats geändert wird, und die Lastimpedanz wird in Verbindung mit der Lageänderung verändert. Selbst wenn in der vorliegenden Erfindung eine derartige Anomalentladung auftritt, ist die Impedanz der Anpassungsschaltung begrenzt, und zwar auf einen etwa genauen Wert, und folglich werden derartige Probleme, daß die Impedanz der Anpassungsschaltung signifikant vom genauen Wert abweicht, vermieden, und das Auftreten der Anomalentladung wird hinsichtlich der Beförderung vermieden, womit es möglich wird, ein stabiles Plasma aufrechtzuerhalten.
Die vorliegende Erfindung kann auch signifikante Wirkungen hervorrufen, insbesondere wenn die Plasmabearbeitung zum Bilden eines elektrophotographischen photoleitfähigen Gliedes ausgeführt wird. Dies liegt vermutlich daran, daß die beiden folgenden Faktoren zu berücksichtigen sind. Wenn erstens das elektrophotographische photoleitfähige Glied geschaffen wird, wird im allgemeinen eine Auftragungsschicht mit einer Dicke von mehreren 10 μm erzeugt, und somit ist viel Zeit für die Plasmabearbeitung erforderlich. Dem gemäß tritt eine plötzliche Änderung der Lastimpedanz aufgrund einer Anomalentladung oder dergleichen während der Plasmabearbeitung auf, und die vorliegende Erfindung kann bemerkenswerte Wirkungen zeigen, die den schlechten Einfluß auf die Plasmaerzeugung eingrenzen, die in Verbindung mit dieser Veränderung auftreten. Da viel Zeit erforderlich ist, um die Plasmabearbeitung durchzuführen, wird darüber hinaus die Lastimpedanz in signifikanter Weise im Verlauf der Zeit während der Plasmabearbeitung verändert, und die Wirkung der vorliegenden Erfindung zum genauen Einstellen der Impedanz in Hinsicht auf diese zeitliche Änderung kann bemerkenswert sein, insbesondere wenn das elektrophotographische photoleitfähige Glied geschaffen wird. Zweitens wird beim Erzeugen des elektrophotographischen photoleitfähigen Glieds eine Vielzahl von Prozessen der Plasmabearbeitung mit unterschiedlichen Bedingungen, wie die Gasart, der Druck und die Hochfrequenzleistungen, stetig ausgeführt. Der Ausdruck "stetig" bezieht sich nicht direkt auf die Situation bei den Plasmaerzeugungsbedingungen, die sich stetig ändern, während der Zustand des erzeugten Plasmas beibehalten wird, aber eine Situation, in der die Entladung auf zeitweiliger Basis zur Zeit der Verarbeitungsbedingungsänderung gestoppt wird, werden danach die Verarbeitungsbedingungen gewechselt, um erneut das Plasma zu erzeugen. Man hat herausgefunden, daß im Falle, bei dem mehrere Prozesse der Plasmaerzeugung mit unterschiedlichen Bedingungen fortlaufend ausgeführt werden, der genaue impedanzvariable Bereich oder die genaue Anpassungszielbedingung sich in jedem Fall unterscheiden, und somit kann die Impedanz in einer Serie von Plasmabearbeitungen genau eingestellt werden, was zu einer befriedigenden Plasmabearbeitung führt, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung erfolgt, um den genauen impedanzvariablen Bereich oder die genaue Zielanpassungsbedingung unter allen möglichen Umständen herbeizuführen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Plasmabearbeitung für die Bearbeitung bezüglich eines herzustellenden Substrats, das sich in einem Reaktionsgefäß befindet, in dem Ausgangsgas zersetzt wird, das in das Reaktionsgefäß eingeführt wird unter Zufuhr von Hochfrequenzleistungen in das Reaktionsgefäß über Elektroden aus einer Vielzahl von Leistungsliefersystemen mit Hochfrequenzleistungsliefereinheiten und Anpassungseinrichtungen. Beim Verfahren zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung wird die Impedanzjustage wenigstens durch eine Anpassungseinrichtung durchgeführt, wobei die Anpassungseinrichtungen in der Mehrzahl von Leistungslieferungssystemen vorgesehen ist, und wobei die Ausführung mit automatischer Steuerung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs erfolgt.
39 Die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung umfaßt auch ein Reaktionsgefäß zur Plasmabearbeitung eines zu bearbeitenden Substrats, ein Ausgangsgasliefermittel, das ein Ausgangsgas dem Reaktionsgefäß zuführt, und eine Vielzahl von Leistungslieferungssystemen, die Hochfrequenzleistungen dem Reaktionsgefäß zuführen. Bei der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung gibt es mehrere Leistungslieferungssysteme mit Anpassungsschaltungen, die zur Impedanzänderung in der Lage sind, und Steuersysteme, die die Impedanzen der Anpassungsschaltungen steuern. Das Steuersystem kann variable Bereichseinstellwerte zum Begrenzen der impedanzvariablen Bereiche speichern.
Nach dem Verfahren zur Plasmabearbeitung und nach der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung mit oben beschriebenen Konfigurationen wird die Impedanzjustage von der Anpassungseinrichtung für jedes variable Schaltungselement der Anpassungsschaltung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs aufgeführt. Nach dem Verfahren zur Plasmabearbeitung erfolgt die Impedanzanpassung nur innerhalb des vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs, und folglich ist die Anpassungsschaltungsimpedanz daran gehindert, in signifikanter Weise vom genauen Wert abzuweichen, selbst wenn eine Vielzahl von Frequenzleistungen in das Reaktionsgefäß gleichzeitig eingeführt wird.
Gemäß diesem Verfahren zur Plasmabearbeitung ist die Impedanz der Anpassungsschaltung daran gehindert, in signifikanter Weise vom genauen Wert abzuweichen, und folglich werden die Variationen der auftretenden Lastimpedanz der Anpassungsschaltung aufgrund der Impedanzänderung der anderen Anpassungsschaltungen innerhalb eines Variationspegels beschränkt, womit es möglich wird, ein stabiles Plasma zu schaffen. Die Impedanz der Anpassungsschaltung ist auch nicht auf einen vorbestimmten Wert beschränkt, womit es möglich wird, daß die Änderungsspur in der Lastimpedanz, zugehörig zu einer Bedingungsänderung im Reaktionsgefäß, fortschreitet, das mit der Plasmabearbeitung auftritt.
Wirkungen des Stabilisierungsplasmas können auch erzielt werden durch Ausführen dieser Impedanzjustage wenigstens eines einer Vielzahl von Hochfrequenzleistungslieferungssystemen, aber diese Impedanzjustage wird vorzugsweise bei allen Hochfrequenzleistungsliefersystemen zum Erreichen der bemerkenswerten Wirkungen aufgeführt.
Die vorliegende Erfindung ist speziell vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von Hochfrequenzleistungen unterschiedlicher Frequenzen dem Reaktionsgefäß gleichzeitig zugeführt werden, womit dieses Vorzüge hat. Das heißt, wenn eine Vielzahl von Hochfrequenzleistungen unterschiedlicher Frequenzen gleichzeitig dem Reaktionsgefäß zugeführt werden, kommen Störungen leicht zwischen den Leistungsliefersystemen auf, und die Stabilisierung des Plasmas wird schwieriger bei dem herkömmlichen Verfahren des Impedanzjustierens, während die vorliegende Erfindung adäquate Wirkungen der Stabilisierung des Plasmas selbst in diesem Falle bewirken kann.
Das Verfahren zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung kann weitere bemerkenswerte Wirkungen hervorrufen, wenn auch eine Vielzahl von Hochfrequenzleistungen dem Reaktionsgefäß aus derselben Hochfrequenzelektrode gleichzeitig zugeführt wird, und somit ist diese Lösung hervorragend. Wenn mehrere Hochfrequenzleistungen in das Reaktionsgefäß aus derselben Hochfrequenzelektrode gleichzeitig fließen, sind die Leistungslieferungssysteme elektrisch direkt aneinander durch die Hochfrequenzelektrode gekoppelt, und folglich kommen Störungen leicht auf, und die Stabilisierung des Plasmas wird schwieriger nach dem herkömmlichen Verfahren des Impedanzjustierens, während die vorliegende Erfindung adäquate Wirkungen der Plasmastabilisierung selbst in diesem Falle ermöglicht.
Beim Verfahren zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise zwei Arten von Hochfrequenzleistungen mit Frequenzen geliefert, die nicht niedriger als 10 MHz und nicht höher als 250 MHz sind, wenn jeweils eine Vielzahl unterschiedlicher Hochfrequenzleistungen dem Reaktionsgefäß gleichzeitig zugeführt werden, und es ist vorgesehen, daß die Frequenz der Hochfrequenzleistung mit höherer Frequenz dargestellt wird durch f₁ und die Frequenz der höherfrequenten Leistung mit einer niedrigeren Frequenz dargestellt wird durch f₂ und vorzugsweise der Bedingung von 0,1 ≤ f₂/f₁ ≤ 0,9 genügt, und besonders vorzuziehen ist die Bedingung von 0,5 < f₂/f₁ ≤ 0,9. Unter diesen Bedingungen wird die zuvor beschriebene gegenseitige Störung leicht allgemein ansteigen, und somit erhöht sich die Entladungsinstabilität in signifikanter Weise, aber durch Anwenden der vorliegenden Erfindung kann der Einfluß der gegenseitigen Störung bemerkenswert unterbunden werden, und im Ergebnis wird eine stabile Entladung beibehalten.
Für spezielle Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung werden die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung und das Verfahren des Bildens einer Auftragungsschicht nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.
1 zeigt den Umriß einer Konfiguration in einer Anpassungseinrichtung (Anpassungsbox), die in der Lage ist, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Die Anpassungseinrichtung ist aufgebaut aus einem System mit einer Anpassungsschaltung 101 und einem Steuersystem 100. Die Anpassungsschaltung 101 ist aufgebaut aus einem variablen Anpassungskondensator 102, einem variablen Abstimmungskondensator 103 und aus einer Spule 104, und im Inneren der Anpassungsschaltung 101 wird ein Hochfrequenzstrom erfaßt von einem Stromdetektorelement 105, und eine Hochfrequenzspannung wird erfaßt von einem Spannungsdetektorelement 106. Die Ausgangssignale vom Stromdetektorelement 105 und vom Spannungsdetektorelement 106 werden einem Phasendifferenzdetektor 107 und einem Impedanzdetektor 108 im Steuersystem 100 zugeführt. Im Phasendifferenzdetektor 107 wird die Impedanzphase am Eingang der Anpassungsschaltung 101 erfaßt, und eine Spannung, die mit der Impedanzphase konsistent ist, wird an eine Impedanz/Phasensteuereinheit 109 abgegeben. In der Impedanz/Phasensteuereinheit 109 wird die Impedanz des variablen Abstimmungskondensators 103 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf der Grundlage der Spannung gesteuert, die vom Phasendifferenzdetektor 107 kommt. Insbesondere wird die vom Phasendifferenzdetektor 107 eingegebene Spannung verglichen mit einer Bezugsspannung, und eine Spannung, die mit der Differenz dazwischen konsistent ist, wird einem Motor 110 zugeführt, um den variablen Abstimmungskondensator 103 anzusteuern. Wenn in diesem Falle die Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 den Maximalwert oder den Minimalwert im vorbestimmten variablen Bereich erreicht hat, stoppt die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 unmittelbar das Liefern der Spannung an den Motor 110. Wenn auch die Impedanz des variablen Abstimmungskondensators 103 den Maximalwert im vorbestimmten variablen Bereich erreicht hat, führt die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 die Spannungslieferung an den Motor 110 zum Absenken der Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 durch, führt aber nicht das Beliefern von Spannung zum Erhöhen der Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 durch. Wenn gleichermaßen die Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 bereits den Minimalwert im vorbestimmten variablen Bereich erreicht hat, führt die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 die Belieferung zum Motor für das Erhöhen der Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 aus, aber es erfolgt keine Spannungsbelieferung zum Absenken der Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103. Die Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 wird auf diese Weise innerhalb des vorbestimmten variablen Bereichs so gesteuert, daß die Impedanzphase am Eingang der Anpassungsschaltung 101 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und wenn die Anpassungszielbedingungen nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs erfüllt sind, wird die Impedanzjustage des variablen Abstimmungskondensators 103 innerhalb der Phase beendet, die der Anpassungszielbedingungen am nächsten liegt.
Im Impedanzdetektor 108 wird andererseits der Absolutwert der Impedanz am Eingang der Anpassungsschaltung 101 erfaßt, und eine Spannung, die mit dem Absolutwert der Impedanz konsistent ist, wird an die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 abgegeben. In der Impedanz/Phasensteuereinheit 109 wird die vom Impedanzdetektor 108 kommende Spannung mit der Bezugsspannung verglichen, und eine Spannung, die mit der Differenz zwischen diesen konsistent ist, wird dem Motor 112 zugeführt, um den variablen Anpassungskondensator 102 anzusteuern. In diesem Falle hält die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 die Spannungslieferung an den Motor 112 an, und zwar zur Zeit, wenn die Impedanz des variablen Anpassungskondensators 102 den Maximalwert oder den Minimalwert im vorbestimmten variablen Bereich erreicht hat. Wenn die Impedanz vom variablen Anpassungskondensator 102 bereits den Maximalwert im vorbestimmten variablen Bereich erreicht hat, führt die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 die Spannungslieferung an den Motor 112 durch, um die Impedanz des variablen Anpassungskondensators 102 zu verringern, führt aber nicht die Spannungsbelieferung zum Erhöhen der Impedanz vom variablen Anpassungskondensator 102 aus. Wenn gleichermaßen die Impedanz vom variablen Anpassungskondensator 102 bereits den Minimalwert im vorbestimmten Bereich erreicht hat, führt die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 die Belieferung an den Motor 112 zum Erhöhen der Impedanz des variablen Anpassungskondensators 102 durch, führt aber nicht die Spannungsbelieferung zum Absenken der Impedanz vom variablen Anpassungskondensator 102 durch. Auf diese Weise wird die Impedanz vom variablen Anpassungskondensator 102 innerhalb eines vorbestimmten variablen Bereichs gesteuert, so daß der Absolutwert der Impedanz am Eingang der Anpassungsschaltung 101 in den vorbestimmten Bereich fällt, und wenn Anpassungszielbedingungen nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs erfüllt sind, wird die Impedanzjustage des variablen Anpassungskondensators 102 mit der Impedanz gestoppt, die der Anpassungszielbedingung am nächsten kommt.
Die Impedanzjustage wird durch diese Steuerung mit automatischem Steuern in einem vorbestimmten variabler Impedanzbereich ausgeführt. Für das Verfahren des Feststellens der Impedanzen vom variablen Abstimmungskondensator 103 und dem variablen Anpassungskondensator 102 kann ein allgemein bekanntes Verfahren verwendet werden, wie das Verfahren, bei dem Schiebebeträge von einem variablen Kondensator und eine mechanische Einheit zum Ansteuern des Kondensators erfaßt werden, und ein Verfahren, bei dem ein Schrittmotor als Motor zum Ansteuern des variablen Kondensators verwendet wird, um die Impedanz auf der Grundlage eines Steuersignals festzustellen. Die Impedanzen des variablen Abstimmungskondensators 103 und des variablen Anpassungskondensators 102 sind nicht notwendigerweise zur Erfassung erforderlich, sondern anstelle des Signals kann an die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 zur Zeit abgegeben werden, zu der die Impedanzen des variablen Abstimmungskondensators 103 und des variablen Anpassungskondensators 102 einen Maximalwert oder einen Minimalwert im variablen Bereich erreichen.
Der Ausdruck "impedanzvariabler Bereich" bei der vorliegenden Erfindung bezieht sich nicht auf einen impedanzvariablen Bereich, der in Hinsicht auf die Konfiguration durch die variable Breite der impedanzvariablen Elemente beschränkt ist, die die Anpassungsschaltung bilden, sondern der impedanzvariabler Bereich wird unabhängig davon bestimmt.
Durch Bestimmen des impedanzvariablen Bereichs in unabhängiger Weise der variablen Breite der impedanzvariablen Elemente kann der impedanzvariable Bereich auf einen gewünschten Bereich mit hoher Genauigkeit eingestellt werden, und der eingestellte Bereich läßt sich leicht ändern. Im Ergebnis kann die Entladungsstabilität während der Vakuumbearbeitung verbessert werden, und der bestimmte impedanzvariable Bereich kann während der Vakuumbearbeitung verändert werden, womit es möglich wird, selbst eine Vielzahl von Prozessen stetig und leicht auszuführen.
Die Plasmabearbeitung unter Verwendung einer Anpassungsbox mit der in 1 gezeigten Konfiguration kann entsprechend der folgenden Prozedur ausgeführt werden, wenn ein elektrophotographisches photoleitfähiges Glied gebildet wird, das aus einer Ladungsinjektionssperrschicht besteht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht unter Verwendung einer Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, wie in den 4A und 4B gezeigt.
Vor der Bildung des elektrophotographischen photoleitfähigen Glieds werden die Impedanz des variablen Anpassungskondensators 102 und die Impedanz des variablen Abstimmungskondensators 103 bestimmt durch ein vorlaufendes Experiment, das Variationen unter Proben enthält für Bedingungen einer jeden Ladungsinjektionssperrschicht, photoleitfähigen Schicht und Oberflächenschicht, und die Impedanz des variablen Bereichs des variablen Anpassungskondensators 102 und der impedanzvariable Bereich des variablen Abstimmungskondensators 103 einer jeden Schicht werden bestimmt auf der Grundlage des Ergebnisses vom vorhergehenden Experiment. Der impedanzvariable Bereich wird bestimmt als passend gemäß den Plasmabildungsbedingungen, der Konfiguration der zu verwendenden Vorrichtung und dergleichen, und zwar in der Weise, daß gerade der Variationsbereich oder die Fluktuationen der Impedanz vom variablen Anpassungskondensator 102 und die Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103, gewonnen aus dem vorherigen Experiment, als der variable Bereich festgelegt werden, oder ein Bereich, der ungefähr doppelt so breit ist wie der Variationsbereich der Impedanz, festgelegt als impedanzvariabler Bereich beispielsweise so, daß Plasma mit Stabilität bei der aktuellen Plasmabearbeitung beibehalten werden kann.
Gemäß Überlegungen der Erfinder ist es vorzuziehen, daß der impedanzvariable Bereich in einen solchen Bereich eingestellt wird, daß er ungefähr doppelt so groß ist wie der Impedanzvariationsbereich, der aus dem vorangehenden Experiment gewonnen wird bei der Beibehaltung stabilen Plasmas. Wenn die Impedanz des variablen Kondensators zwischen 200 pF und 300 pF variiert, entsprechend dem vorangehenden Experiment, nämlich die Breite der Impedanzvariationen beispielsweise 100 pF beträgt, wird der impedanzvariable Bereich des variablen Kondensators vorzugsweise in einen Bereich gebracht, der doppelt so breit ist wie der Variationsbereich, nämlich mit einer Breite von 200 pF, und im Falle dieses Beispiels wird der impedanzvariable Bereich des variablen Kondensators vorzugsweise in den Bereich von 150 pF bis 350 pF gebracht.
Der impedanzvariable Bereich des variablen Anpassungskondensators 102 und der impedanzvariable Bereich vom variablen Abstimmungskondensator 103 einer jeden Ladungsinjektionssperrschicht, eine photoleitfähige Schicht und eine Oberflächenschicht werden in der Weise in der Impedanz/Phasensteuereinheit 109 im voraus gespeichert, und der impedanzvariable Bereich des variablen Anpassungskondensators 102 und der impedanzvariable Bereich des Abstimmungskondensators 103 entsprechend der Zeitvorgabe des Umschaltens der Schichten werden geändert, oder es können Daten von außerhalb in die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 entsprechend der Zeitvorgabe des Umschaltens der Schichten gesandt werden, oder der impedanzvariable Bereich kann durch eine anderes Verfahren verändert werden.
50 Die Anzahl der variablen Impedanzbereiche kann auch für jede Schicht nicht nur eins betragen, sondern kann zwei oder mehr variable Impedanzschichten haben, die für jede Schicht eingestellt werden. In diesem Falle wird der impedanzvariable Bereich auf den nächsten variablen Impedanzbereich bei einem vorbestimmten Mittelpunkt der Schicht umgeschaltet. Im anderen Falle werden unterschiedliche impedanzvariable Bereiche nicht notwendigerweise für unterschiedliche Schichten eingesetzt, sondern statt dessen kann derselbe impedanzvariable Bereich verwendet werden für die Ladungsinjektionssperrschicht und die photoleitfähige Schicht, oder derselbe impedanzvariable Bereich kann für die photoleitfähige Schicht und die Oberflächenschicht verwendet werden, oder derselbe impedanzvariable Bereich kann für die Sperrschicht und den Anfangsabschnitt der photoleitfähigen Schicht verwendet werden, und der impedanzvariable Bereich kann etwa im Mittelpunkt der photoleitfähigen Schicht geändert werden, obwohl der impedanzvariable Bereich wenigstens an einer Stelle in einer Serie der Plasmabearbeitung geändert wird.
Die Zeit zum Ändern des impedanzvariablen Bereichs kann in passender Weise bestimmt werden, aber es ist vorzuziehen, daß der impedanzvariable Bereich zu der Zeit geändert wird, wenn eine bemerkenswerte Lastimpedanzänderung auftritt, wenn die Plasmabearbeitung fortschreitet bei der Erzielung bemerkenswerter Wirkungen der vorliegenden Erfindung.
Nachdem der impedanzvariable Bereich auf diese Weise im voraus bestimmt worden ist, werden zylindrische Substrate 405 in ein Reaktionsgefäß 401 plaziert, und Gas im Reaktionsgefäß 401 wird durch einen Absaugstutzen 411 von einem Absaugsystem (nicht dargestellt) in einer Vorrichtung zur Plasmabearbeitung abgesaugt, wie in den 4A und 4B gezeigt. Danach wird das zylindrische Substrat 405 mit einem Motor 409 über eine Rotationswelle 408 gedreht, und das zylindrische Substrat 405 wird von einem Heizelement 407 erwärmt, während dies bei einer Temperatur von etwa 200 bis 300°C erfolgt.
Wenn die Temperatur des zylindrischen Substrats 405 eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, wird ein Ausgangsgas für die Verwendung bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht in das Reaktionsgefäß 401 über ein Ausgangsgasliefermittel 412 eingeführt. Nachdem überprüft ist, daß die Fließgeschwindigkeit des Ausgangsgases eine vorbestimmte Fließgeschwindigkeit erreicht hat, und der Druck des Reaktionsgefäßes 401 stabil geworden ist, wird das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungslieferung 403 auf einen vorbestimmten Wert gebracht. Danach werden Impedanzen des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 so justiert, daß die Ausgangsspannung vom Phasendetektor 107, gezeigt in 1, und die Ausgangsspannung vom Impedanzdetektor 108 Bezugswerte erreichen, oder das Leistungsreflexionsvermögen, beobachtet durch Überwachen eines Leistungsmeßgeräts, wird verringert. Darüber hinaus muß der variable Bereich nicht notwendigerweise für die Impedanzen des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 eingestellt werden, sondern es ist vorzuziehen, daß der impedanzvariable Bereich für die Impedanzen beim Verringern des Betrags der Justierzeit und des Einfassens der Variationen unter vielen Plasmabearbeitungseigenschaften eingestellt wird. Darüber hinaus ist es vorzuziehen, daß die Impedanz des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 zur Zeit, wenn die Impedanzjustage gestartet wird, auf Werte gebracht wird, bei denen die Entladung fast leicht geschaffen wird, und die Impedanzjustage erfolgt mit den Werten als Startpunkte beim Verringern des Betrags der Justagezeit und des Einfassens von Variationen unter mehreren Plasmabearbeitungseigenschaften.
Durch diese Impedanzjustage wird die Hochfrequenzleistung in effizienter Weise dem Reaktionsgefäß 401 über eine Kathode (Hochfrequenzelektrode) 402 zugeführt, und Plasma wird in einem Filmerzeugungsraum 406 um die zylindrischen Substrate 405 erzeugt. Wird das Plasma erzeugt, dann werden die variablen Impedanzbereiche für den variablen Anpassungskondensator 102 und den variablen Abstimmungskondensator 103 auf Werte zur Zeit gebracht, wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht beginnt, und die Impedanzjustage wird aufgeführt. Zu dieser Zeit werden die variablen Impedanzbereiche für den variablen Anpassungskondensator 102 und den variablen Abstimmungskondensator 103 vorzugsweise impedanzvariable Bereiche, in denen die Werte der Impedanzen des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 zur Zeit erzeugt werden, in der das Plasma entsteht.
Die genauen Impedanzen des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 können auch signifikant vor und nach der Plasmaerzeugung variiert werden. In diesem Falle werden die variablen Bereiche für die Impedanzen des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 zur Zeit der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht begonnen, und müssen weit eingestellt werden, und folglich werden während der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht die variablen Bereiche vorzugsweise stetig oder in Stufen so geändert, daß die variablen Impedanzbereiche graduell angenähert werden.
Wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht abgeschlossen ist, dann wird die photoleitfähige Schicht gebildet. Im Falle, bei dem die Entladung zwischen der Ladungsinjektionssperrschicht und der photoleitfähigen Schicht gestoppt wird, wird auch die Lieferung der Hochfrequenzleistung gestoppt, nachdem eine Ladungsinjektionssperrschicht mit gewünschter Dicke entstanden ist, und dann erfolgt das Liefern des Ausgangsgases zum Abschluß der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht. Die photoleitfähige Schicht wird unter Verwendung derselben Prozedur erzeugt, wie sie verwendet wird, wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht begann. Zu dieser Zeit werden die Plasmabearbeitungsbedingung, der impedanzvariable Bereich und die Anpassungszielbedingung erforderlichenfalls geändert in jene zur Bildung der photoleitfähigen Schicht.
Wenn andererseits die Ladungsinjektionssperrschicht und die photoleitfähige Schicht stetig gebildet werden, ohne die Entladung zu unterbrechen, werden Plasmabearbeitungsbedingungen, wie die Fließgeschwindigkeit des Ausgangsgases, die Hochfrequenzleistung und der Druck stetig geändert und/oder in Stufen zum Einstellen der Bedingungen zur Bildung der photoleitfähigen Schicht. Wie die Plasmabearbeitungsbedingung geändert wird, ist nicht speziell beschränkt und kann bestimmt werden als geeignetes Beobachten der Plasmabearbeitungseigenschaften. Zum Ändern des impedanzvariablen Bereichs zur Zeit des Übergangs von der Ladungsinjektionssperrschicht zur photoleitfähigen Schicht wird beispielsweise der impedanzvariable Bereich während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, der impedanzvariable Bereich während der Bearbeitungsbedingung geändert, und der impedanzvariable Bereich während des Bildens der photoleitfähigen Schicht kann auf unterschiedliche Werte gebracht werden, oder der impedanzvariable Bereich während der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht kann verwendet werden, bis zur Änderung der abgeschlossenen Bearbeitungsbedingung, und der impedanzvariable Bereich zur Bildung der photoleitfähigen Schicht kann zur Zeit eingestellt werden, wenn das Bilden der photoleitfähigen Schicht beginnt, oder der impedanzvariable Bereich zur Bildung der photoleitfähigen Schicht kann zur Zeit eingestellt werden, wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht abgeschlossen ist, und derselbe impedanzvariable Bereich kann während des Änderns der Bearbeitungsbedingung verwendet werden und während der Bildung der photoleitfähigen Schicht. Wenn der impedanzvariable Bereich während der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht, der impedanzvariable Bereich während des Änderns der Verarbeitungsbedingung und der impedanzvariable Bereich während der Bildung der photoleitfähigen Schicht beispielsweise auf unterschiedliche Werte gebracht werden, kann eine Vielzahl von impedanzvariablen Bereichen für jene während des Änderns der Verarbeitungsbedingung eingestellt werden, und der impedanzvariable Bereich läßt sich ebenfalls während des Änderns der Verarbeitungsbedingung verändern. Da der geeignete Prozeß zum Ändern des impedanzvariablen Bereichs abhängig von den gewünschten Bearbeitungsbedingungen, den Plasmabearbeitungsbedingungen, den Konfigurationen der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung und dergleichen variiert, kann die Art und Weise der Änderung des impedanzvariablen Bereichs bestimmt werden in Hinsicht auf die Eignung für diese Faktoren, jedoch sollte der impedanzvariable Bereich auf jeden Fall zumindest an einem Punkt in der Abfolge der Plasmabearbeitung verändert werden.
Wenn die Bildung der photoleitfähigen Schicht auf diese Weise abgeschlossen ist, wird danach die Oberflächenschicht gebildet. Die Prozedur des Übergangs von der Bildung der photoleitfähigen Schicht zur Bildung der Oberflächenschicht kann in derselben Prozedur erfolgen wie der Übergang von der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht zur Bildung der photoleitfähigen Schicht.
Wenn die Bildung der Oberflächenschicht auf diese Weise abgeschlossen ist, wird das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistung beendet, und die Lieferung vom Ausgangsgas wird gestoppt, um die Bildung vom elektrophotographischen photoempfindlichen Glied abzuschließen.
Zur Änderung des impedanzvariablen Bereichs können des weiteren sowohl die impedanzvariablen Bereiche für den variablen Anpassungskondensator 102 als auch für den variablen Abstimmungskondensator 103 geändert werden, oder es wird nur einer dieser geändert.
Die Plasmabearbeitung unter Verwendung der Anpassungsbox mit der in 1 gezeigten Konfiguration kann auf folgende Weise dann erfolgen, wenn beispielsweise die in den 6A und 6B gezeigte Vorrichtung zur Plasmabearbeitung verwendet wird, um ein elektrophotographisches photoempfindliches Glied zu bilden, das aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und aus einer Oberflächenschicht besteht. Die Anpassungsboxen 604 und 616 in 6A haben beide den in 1 gezeigten Innenaufbau, aber zur Unterscheidung zwischen den Gliedern der Anpassungsbox 604 und den Gliedern der Anpassungsbox 616 werden zur Vereinfachung in der nachstehenden Beschreibung die Glieder der Anpassungsbox 604 mit einem Symbol "a" versehen und die Glieder der Anpassungsbox 616 werden mit dem Symbol "b" versehen.
Vor dem Bilden des elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds werden zunächst die Impedanz des variablen Anpassungskondensators 102a und die Impedanz des variablen Abstimmungskondensators 103a in der Anpassungsbox 604, bei der das Plasma stabil beibehalten wird, durch ein vorgeschaltetes Experiment im voraus bestimmt, das Variationen aus vielen Bedingungen einer jeden der Ladungsinjektionssperrschicht, der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschicht umfaßt, und der impedanzvariable Bereich des variablen Anpassungskondensators 102a und der impedanzvariable Bereich des variablen Anpassungskondensators 103a einer jeden Schicht werden auf der Grundlage des Ergebnisses vom vorgeschalteten Experiment bestimmt. Der impedanzvariable Bereich wird in passender Weise entsprechend den Plasmaerzeugungsbedingungen, der Konfiguration der zu verwendenden Vorrichtung bestimmt, und zwar in der Weise, daß gerade der Bereich der Variationen oder der Impedanzfluktuationen des variablen Anpassungskondensators 102a und der Impedanz des variablen Abstimmungskondensators 103a aus dem vorgeschalteten Experiment als variabler Bereich festgelegt wird, oder ein Bereich, der ungefähr doppelt so breit ist wie der Bereich der Variationen der Impedanz wird beispielsweise als impedanzvariabler Bereich festgelegt, so daß Plasma stabil bei der aktuellen Plasmabearbeitung beibehalten werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, daß der impedanzvariable Bereich innerhalb eines Bereichs eingestellt wird, der ungefähr doppelt so breit ist wie der Bereich der Variationen der Impedanz, den man aus dem vorgeschalteten Experiment bei Beibehaltung stabilen Plasma gewinnt. Wenn die Impedanz des variablen Kondensators zwischen 200 pF und 300 pF entsprechend dem vorgeschalteten Experiment variiert, wenn nämlich die Breite der Variationen der Impedanz beispielsweise 100 pF beträgt, dann wird der impedanzvariable Bereich des variablen Kondensators vorzugsweise auf einen Bereich eingestellt, der doppelt so breit ist wie der Bereich der Variationen oder der Fluktuationen, nämlich auf die Breite von 200 pF, und im Falle dieses Beispiels wird der impedanzvariable Bereich vom variablen Kondensator in den Bereich von 150 pF bis 350 pF gebracht.
Die Impedanz eines variablen Anpassungskondensators 102b und die Impedanz eines variablen Abstimmungskondensators 103b in der Anpassungsbox 616 werden gleichermaßen durch ein vorgeschaltetes Experiment im voraus bestimmt, das zahlreiche Variationen enthält, und der impedanzvariable Bereich des variablen Anpassungskondensators 102b und der impedanzvariable Bereich des variablen Anpassungskondensators 103b einer jeden Schicht werden auf der Grundlage des Ergebnisses vom vorgeschalteten Experiment bestimmt. Der spezifische impedanzvariable Bereich wird auf in derselben Weise wie bei der Anpassungsbox 604 festgelegt.
Die impedanzvariablen Bereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und die impedanzvariablen Bereiche der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b jeweils der Ladungsinjektionssperrschicht, der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschicht, die auf diese Weise bestimmt sind, werden in Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b im voraus gespeichert, und die impedanzvariablen Bereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und die impedanzvariablen Bereiche der Anpassungskondensatoren 103a und 103b können gemäß der Zeitvorgabe des Umschaltens der Schichten geändert werden, oder es können Daten von außen an die Impedanz/Phasensteuereinheiten 109a und 109b gemäß der Zeitvorgabe des Umschaltens der Schichten gesendet werden, oder die impedanzvariablen Bereiche können nach anderen Verfahren verändert werden.
Die Anzahl der impedanzvariablen Bereiche für jede Schicht ist außerdem nicht notwendigerweise eine, sondern statt dessen können zwei oder mehr impedanzvariable Schichten für jede Schicht vorgesehen sein. In diesem Falle wird der impedanzvariable Bereich auf den nächsten impedanzvariablen Bereich umgeschaltet, und zwar in einen vorbestimmten Schichtmittelpunkt. Im anderen Falle werden unterschiedliche impedanzvariable Bereich nicht notwendigerweise für jede der unterschiedlichen Schichten eingestellt, sondern statt dessen kann beispielsweise derselbe impedanzvariable Bereich für die Ladungsinjektionssperrschicht und für die photoleitfähige Schicht verwendet werden, oder derselbe impedanzvariable Bereich kann für die photoleitfähige Schicht und für die Oberflächenschicht verwendet werden, oder derselbe impedanzvariable Bereich kann für die Sperrschicht und für den Anfangsabschnitt der photoleitfähigen Schicht verwendet werden und der impedanzvariable Bereich kann etwa an dem Mittelpunkt der photoleitfähigen Schicht geändert werden, oder derselbe impedanzvariable Bereich kann für alle Schichten verwendet werden. Zum Erzielen bemerkenswerter Wirkungen der Erfindung ist es des weiteren vorzuziehen, daß an einem passenden Punkt der Verarbeitung der impedanzvariable Bereich an dieser Stelle auf den optimalen impedanzvariablen Bereich geändert wird.
Die Zeitvorgabe zum Ändern des impedanzvariablen Bereichs kann passend bestimmt werden, aber es ist vorzuziehen, daß der impedanzvariable Bereich zu der Zeit verändert wird, wenn eine bemerkenswerte Lastimpedanzänderung auftritt, da die Plasmabearbeitung bei der Erzielung der bemerkenswerten Wirkungen der vorliegenden Erfindung fortschreitet.
61 Das Ändern des impedanzvariablen Bereichs ist nicht notwendigerweise für die Anpassungsbox 604 und die Anpassungsbox 616 synchronisiert, sondern die Zeitvorgaben können für die Anpassungsboxen unterschiedlich sein.
Nachdem der impedanzvariable Bereich im voraus auf diese Weise bestimmt worden ist, werden zylindrische Substrate 605 in einem Reaktionsgefäß 601 plaziert, und Gas im Reaktionsgefäß 601 wird durch einen Absaugstutzen 611 von einem Absaugsystem abgesaugt, das nicht dargestellt ist. Danach werden die zylindrischen Substrate 605 von einem Motor (nicht dargestellt) über eine Rotationswelle 608 gedreht, und das zylindrische Substrat 605 wird von einem Heizelement 607 erwärmt, während die Steuerung so erfolgt, daß eine vorbestimmte Temperatur von etwa 200 bis 300°C gehalten wird.
Wenn das zylindrische Substrat 605 auf die vorbestimmte Temperatur gebracht wird, erfolgt das Einführen von Ausgangsgas zur Verwendung bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht in das Reaktionsgefäß 601 über einen Ausgangsgaslieferstutzen 612. Nachdem überprüft ist, daß die Fließgeschwindigkeit vom Ausgangsgas eine vorbestimmte Fließgeschwindigkeit erreicht hat und daß der Druck im Reaktionsgefäß 601 stabilisiert ist, werden die Ausgangssignale der Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 603 und 615 auf vorbestimmte Werte gebracht.
Wenn Hochfrequenzleistungen von den Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 603 und 615 abgegeben werden, erfolgt die Impedanzjustage in den Anpassungsboxen 604 und 616. Genauer gesagt, die Impedanzen der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b werden jeweils so justiert, daß die Ausgangsspannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b und die Ausgangsspannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b nahe an den Bezugsspannungen liegen. Durch diese Impedanzjustage werden Hochfrequenzleistungen in effektiver Weise an das Reaktionsgefäß 601 über die Hochfrequenzelektroden 602 und 614 geliefert, und Reaktionsgefäß 601 wird Plasma erzeugt.
Diese Impedanzjustage während der Plasmaerzeugung wird des weiteren nicht notwendigerweise automatisch ausgeführt. Die Impedanzjustage kann beispielsweise manuell während der Plasmaerzeugung ausgeführt werden, und dann kann die Operation auf automatische Steuerung umgeschaltet werden, nachdem überprüft ist, daß das Plasma erzeugt worden ist, oder das Plasma kann durch manuelle Impedanzjustage erzeugt werden, und dann kann die Operation auf automatische Steuerung umgeschaltet werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist.
Wenn Plasma durch automatische Impedanzjustage erzeugt wird, dann wird der variable Bereich darüber hinaus nicht notwendigerweise für die Impedanzen der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und für die variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103 von der Zeit an eingestellt, wenn die Plasmaerzeugung beginnt. Beispielsweise kann der impedanzvariable Bereich nicht eingestellt werden, wenn Plasma erzeugt wird, und der impedanzvariable Bereich kann nur nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit eingestellt werden, nachdem das Plasma erzeugt worden ist.
Darüber hinaus ist es vorzuziehen, daß die Impedanzen der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b zur Zeit der Plasmaerzeugung auf Werte gebracht werden, bei denen die Entladung am leichtesten zu erzeugen ist, und die Impedanzjustage erfolgt mit den Werten als Startpunkte durch Reduzieren des Justagezeitbetrags und durch Einfassen der Variationen der zahlreichen Plasmabearbeitungseigenschaften.
Wenn das Plasma auf diese Weise hergestellt ist, werden die impedanzvariablen Bereiche für die variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und für die variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b auf Werte zu der Zeit gebracht, wenn die Erzeugung der Ladungsinjektionssperrschicht beginnt, und die Impedanzjustage wird ausgeführt. Zu dieser Zeit sind die impedanzvariablen Bereiche für die variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und für die variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b vorzugsweise impedanzvariable Bereiche, in denen die Impedanzwerte der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b enthalten sind.
Die genauen Impedanzen der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b können in signifikanter Weise vor und nach der Plasmaerzeugung variiert werden. Die impedanzvariablen Bereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b zur Zeit, wenn die Erzeugung der Ladungsinjektionssperrschicht beginnt, müssen in diesem Falle weit eingestellt werden, und während der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht werden die variablen Bereiche folglich vorzugsweise stetig oder in Stufen so geändert, daß die impedanzvariablen Bereiche sich graduell annähern.
Nachdem die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht abgeschlossen ist, wird danach die photoleitfähige Schicht geschaffen. Im Falle, bei dem die Entladung zwischen der Ladungsinjektionssperrschicht und der photoleitfähigen Schicht gestoppt wird, wird die Lieferung von Hochfrequenzleistung gestoppt, nachdem eine Ladungsinjektionssperrschicht mit einer gewünschten Dicke entstanden ist, und dann wird die Lieferung vom Ausgangsgas gestoppt, um die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht abzuschließen. Die photoleitfähige Schicht wird dann mit demselben Schritt wie derjenige gebildet, mit dem die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht gestartet wurde. Zu dieser Zeit werden die Plasmabearbeitungsbedingung, der impedanzvariable Bereich und die Anpassungszielbedingung wie erforderlich auf jene zur Bildung der photoleitfähigen Schicht verändert.
Wenn die Ladungsinjektionssperrschicht und die photoleitfähige Schicht andererseits stetig ohne Abschneiden der Entladung gebildet werden, werden die Plasmabearbeitungsbedingungen, wie die Fließgeschwindigkeit vom Ausgangsgas, die Hochfrequenzleistung und der Druck, stetig und/oder in Stufen geändert, um Bedingungen zum Herstellen der photoleitfähigen Schicht zu schaffen. Die Änderung der Plasmabearbeitungsbedingung ist jedoch nicht speziell beschränkt und kann in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Plasmabearbeitungseigenschaften bestimmt werden. Zum Ändern des impedanzvariablen Bereichs zur Zeit des Übergangs von der Ladungsinjektionssperrschicht zur photoleitfähigen Schicht können beispielsweise der impedanzvariable Bereich während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, der impedanzvariable Bereich, wenn die Bearbeitungsbedingung geändert wird, und der impedanzvariable Bereich während des Bildens der photoleitfähigen Schicht auf unterschiedliche Werte gebracht werden, oder der impedanzvariable Bereich während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht kann verwendet werden, bis die Änderung der Verarbeitungsbedingung abgeschlossen ist, und der impedanzvariable Bereich zur Bildung der photoleitfähigen Schicht kann zur Zeit eingestellt werden, wenn die Bildung der photoleitfähigen Schicht beginnt, oder der impedanzvariable Bereich zum Bilden der photoleitfähigen Schicht kann zur Zeit eingestellt werden, wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht abgeschlossen ist, und derselbe impedanzvariable Bereich kann während des Änderns der Bearbeitungsbedingung und während der Bildung der photoleitfähigen Schicht verwendet werden. Wenn der impedanzvariable Bereich während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, der impedanzvariable Bereich während des Änderns der Bearbeitungsbedingung und der impedanzvariable Bereich während des Bildens der photoleitfähigen Schicht auf unterschiedliche Werte gebracht werden, kann beispielsweise eine Vielzahl von impedanzvariablen Bereichen für jene während des Änderns der Bearbeitungsbedingung eingestellt werden, und der impedanzvariable Bereich läßt sich während des Änderns der Bearbeitungsbedingung ändern. Weil der passende Vorgang zur Änderung des impedanzvariablen Bereichs abhängig von den gewünschten Plasmabearbeitungseigenschaften, den Plasmabearbeitungsbedingungen, den Konfigurationen der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung und dergleichen variiert, kann die Änderung des impedanzvariablen Bereichs in passender Weise unter Berücksichtigung dieser Faktoren festgelegt werden.
Wenn die Bildung der photoleitfähigen Schicht auf diesem Wege abgeschlossen ist, wird nachfolgend die Oberflächenschicht geschaffen. Die Prozedur des Übergangs von der Bildung der photoleitfähigen Schicht zur Bildung der Oberflächenschicht kann dieselbe sein wie diejenige des Übergangs von der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht zur Bildung der photoleitfähigen Schicht.
Wenn die Bildung der Oberflächenschicht auf diese Weise abgeschlossen ist, wird das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistung gestoppt, und die Lieferung von Ausgangsgas wird zum Beenden des Erzeugens vom elektrophotographischen lichtempfindlichen Glied beendet.
Für die Änderung des impedanzvariablen Bereichs können des weiteren die impedanzvariablen Bereiche sowohl für die variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b als auch für die variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b geändert werden, oder es läßt sich irgendeiner dieser verändern.
Beim Plasmabearbeitungsverfahren werden auch zwei Arten von Hochfrequenzleistungen mit Frequenzen angeliefert, die nicht niedriger als 10 MHz und nicht höher als 250 MHz sind, beziehungsweise, wenn eine Vielzahl unterschiedlicher Hochfrequenzleistungen an das Reaktionsgefäß gleichzeitig geliefert wird, und vorausgesetzt, daß die Frequenz der Hochfrequenzleistung mit einer höheren Frequenz mit f₁ dargestellt wird und daß die Frequenz der Hochfrequenzleistung mit einer niedrigen Frequenz mit f₂ dargestellt wird, dann wird vorzugsweise der Bedingung 0,1 ≤ f₂/f₁ ≤ 0,9 genügt. Der Grund hierfür ist nachstehend erläutert.
Wenn eine Leistung mit einem VHF-Band oder eine Frequenz um das VHF-Band zur Plasmaerzeugung verwendet wird, um die Vakuumbearbeitung auszuführen, dann hat die Wellenlänge der Hochfrequenzleistung in einem Vakuumbearbeitungsgefäß eine Länge, die ungefähr der des Vakuumbearbeitungsgefäßes entspricht, sowie eine Hochfrequenzelektrode, ein Substrat, einen Substrathalter oder dergleichen, und die Hochfrequenzleistung ist geeignet zum Erzeugen einer stehenden Welle im Vakuumbearbeitungsgefäß, und diese stehende Welle verursacht eine Leistungsstärke und somit Plasmaeigenschaften, um bereichsweise im Vakuumbearbeitungsgefäß zu variieren. Folglich ist es schwierig, die Vakuumbearbeitungseigenschaften gleichförmig über einen großen Flächenbereich einzurichten.
Als Maßnahme zum Lösen dieses Problems gibt es ein Verfahren, bei dem mehrere Hochfrequenzleistungen unterschiedlicher Frequenzen dem Reaktionsgefäß gleichzeitig zugeführt werden. Auf diese Weise werden mehrere stehende Wellen unterschiedlicher Wellenlängen gebildet, die mit den jeweiligen Frequenzen im Reaktionsgefäß konsistent sind, jedoch werden sie gleichzeitig geliefert, und folglich setzen sich diese stehenden Wellen zusammen, so daß eine distinkte stehende Welle nicht länger geschaffen wird.
Wenn jedoch die Frequenzen einer Vielzahl von Hochfrequenzleistungen in der Reihenfolge ihre Stärke oder Größe unterschiedlich sind, dann unterscheidet sich der Prozeß, bei dem das Ausgangsgas mit den Hochfrequenzleistungen höherer Frequenzen zersetzt wird, von dem Prozeß, bei dem das Ausgangsgas mit Hochfrequenzleistungen niedrigerer Frequenzen zersetzt wird, und im Ergebnis sind Arten und Verhältnisse erzeugter aktiver Spezies unterschiedlich. Obwohl Gleichförmigkeit in Hinsicht auf die elektrische Feldstärke geschaffen wird, werden daher aktive Spezies von Arten und von Verhältnissen, die mit höheren Frequenzen konsistent sind, in großem Umfang in Schleifenzonen stehender Wellen erzeugt, die mit Hochfrequenzleistungen höherer Frequenzen geschaffen werden, und aktive Spezies von Arten und von Verhältnissen, die mit niedrigeren Frequenzen konsistent sind, werden in großem Umfang in Schleifenzonen stehender Wellen erzeugt, die mit Hochfrequenzleistungen niedriger Frequenzen geschaffen werden. Im Ergebnis können Raumverteilungen in Art und Verhältnis aktiver Spezies anwachsen, was zu einer Ungleichförmigkeit bei den Vakuumbearbeitungseigenschaften führt.
Die Beziehung zwischen den Frequenzen f₁ und f₂ ist andererseits beschränkt auf f₂/f₁ ≥ 0,1, wobei das Differenzniveau in Art und Verhältnis erzeugter aktiver Spezies, verursacht durch die Frequenzdifferenzen, auf ein Niveau verringert wird, das aus dem Gesichtspunkt praktischer Verwendung kein Problem darstellt, womit es möglich wird, ein hohes Gleichförmigkeitsniveau in den Vakuumbearbeitungseigenschaften zu erzielen.
Wenn die Frequenzen f₁ und f₂ zu nahe aneinanderliegen, liegen auch die Knotenposition und die Schleifenposition einer jeden stehenden Welle nahe aneinander, und folglich können adäquate Wirkungen des elektrischen Sperrfelds stehender Wellen nicht länger erzielt werden. So ist es auch erforderlich, die Beziehung zwischen den Frequenzen f₁ und f₂ auf 0,9 ≥ f₂/f₁ zu beschränken, wenn ein hohes Gleichförmigkeitsniveau in der Vakuumbearbeitungseigenschaften erzielt werden soll.
Wenn die Frequenz f₁ darüber hinaus oberhalb 250 MHz liegt, kann der Fall auftreten, bei dem die Bedämpfung der Leistung in Vorwärtsrichtung signifikant ist, und somit treten bemerkenswerte Differenzen in den Dämpfungsfaktoren zwischen den Frequenzleistungen unterschiedlicher Frequenzen auf, wodurch es unmöglich wird, adäquate Wirkungen der Gleichförmigkeitserzielung zu schaffen. Wenn die Frequenz f₂ niedriger als 10 MHz ist, sinkt darüber hinaus die Vakuumbearbeitungsgeschwindigkeit rapide ab, was zu einer bevorzugten Situation hin Hinsicht auf die Kosten führt.
Wie oben erläutert, ist es sehr effektiv beim Beibehalten der Vakuumbearbeitungsgeschwindigkeit auf einem hohen Niveau, während die Gleichförmigkeit bei den Vakuumbearbeitungseigenschaften verbessert wird, die Beziehung zwischen den Frequenzen f₁ und f₂ auf die folgende Ungleichförmigkeit zu beschränken. 250 MHz ≥ f1 > f2 ≥ 10 MHz 0,9 ≥ f2/f1 ≥ 0,1
Wenn jedoch eine Vielzahl von Hochfrequenzleistungen im obigen Frequenzbereich verwendet wird, treten gegenseitige Störungen auf, wie schon zuvor beschrieben, und die Plasmastabilität kann nicht hinreichend beim herkömmlichen Verfahren der Impedanzjustage ausfallen.
Bei dem Verfahren der Impedanzjustage nach der vorliegenden Erfindung wird im Gegensatz dazu der Einfluß der Störungen gezügelt, um das Plasma mit Stabilität und guter Reproduzierbarkeit beibehalten zu können, und dadurch wird ein Problem bei der herkömmlichen Impedanzjustageverfahren gelöst, womit es möglich wird, allgemeine hervorragende Vakuumbearbeitungseigenschaften mit hoher Gleichförmigkeit und geringen Variationen bei den Vakuumbearbeitungseigenschaften herbeizuführen.
Darüber hinaus genügen die Frequenzen der Hochfrequenzleistungen speziell der bevorzugten Bedingung von 0,5 < f₂/f₁ ≤ 0,9. Durch Einstellen dieses Bereichs wird die Wirkung der verbesserten Gleichförmigkeit weiter angehoben, und die Plasmastabilität wird durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung der Impedanzjustage sichergestellt, womit es möglich wird, allgemein hervorragende Vakuumbearbeitungseigenschaften zu schaffen.
Nach der oben beschriebenen Vorrichtung zur Plasmabearbeitung und dem Verfahren zur Plasmabearbeitung wird die Impedanzjustage durch die Anpassungseinrichtung automatisch in einem vorbestimmten impedanzvariablen Bereich ausgeführt, wodurch das Anpassen der Impedanz durch die Anpassungsvorrichtung genau und stabil ausgeführt wird, womit es möglich wird, die Verbesserung der Plasmabearbeitungseigenschaften, die Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Plasmabearbeitungseigenschaften sowie die Verringerung der Kosten bei der Plasmabearbeitung zu erzielen.
Die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, die in der Lage ist, mehrere Hochfrequenzleistungen dem Reaktionsgefäß gleichzeitig zuzuführen, und die der Basiskonfiguration zur Vorrichtung der Plasmabearbeitung identisch ist, wie sie in den 6A und 6B gezeigt ist.
Die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung kann auch für eine andere Vorrichtung zur Plasmabearbeitung verwendet werden, die über eine dielektrische Wand verfügt. Eine andere Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach der vorliegenden Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.
7A ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, und 7B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7B-7B in 7A. Der Absaugport 709 ist unten im Reaktionsgefäß 701 vorgesehen, und das andere Ende dieses Absaugports 709 ist mit einem Absaugsystem (nicht dargestellt) verbunden.
Zwölf zylindrische Substrate 705, auf denen ein Auftragungsfilm zu bilden ist, sind installiert, während sie sich auf einem Halter 706 in der Weise befinden, daß sie den Mittenabschnitt und parallel miteinander im Reaktionsgefäß 701 umgeben, das in dieser Vorrichtung zur Plasmabearbeitung vorgesehen ist.
Jedes zylindrische Substrat 705 wird von einer Rotationswelle 708 gestützt und von einem Heizelement 707 erwärmt. Durch Ansteuern eines nicht dargestellten Motors wird die Rotationswelle 708 in Drehung versetzt, und das Zylindersubstrat 705 wird dadurch um die Mittenachse in der Buslinienrichtung derselben gedreht. Das Zylindersubstrat 705 wird auf Massepotential von der Rotationswelle 708 gehalten. Ein Ausgangsgas wird von einem Ausgangsgaslieferstutzen 710 dem Reaktionsgefäß 701 zugeführt.
Eine zylindrische dielektrische Wand 703 aus Aluminiumoxid ist in einem Teil des Reaktionsgefäßes 701 vorgesehen. Sechs stiftförmige Hochfrequenzelektroden 702 sind parallel zueinander außerhalb der zylindrischen dielektrischen Wand 703 installiert, und ein Hochfrequenzleistungsschirm 704 ist außerhalb dieser Hochfrequenzelektroden 702 vorgesehen.
Die Hochfrequenzleistung aus der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 711 wird der Hochfrequenzelektrode 702 über eine Anpassungsbox 712 zugeführt. Die Hochfrequenzleistungsliefereinheit 711 und die Anpassungsbox 712 sind elektrisch über ein Koaxialkabel miteinander verbunden. Die Hochfrequenzleistung aus der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 713 wird auch der Hochfrequenzelektrode 702 über eine Anpassungsbox 714 zugeführt. Die Hochfrequenzleistungsliefereinheit 713 und die Anpassungsbox 714 sind elektrisch über ein Koaxialkabel miteinander verbunden.
Die in der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung bereitgestellten Anpassungsboxen haben auch jeweils eine Konfiguration, die identisch ist mit der in 1 gezeigten Anpassungsbox, und deren Beschreibung hier nicht gegeben wird.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend anhand von Beispielen in mehr Einzelheiten beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
Beispiel 1
Unter Verwendung einer Vorrichtung zur Plasmabearbeitung, die in den 4A und 4B gezeigt ist, sind zehn Fertigungslose von a-Si basierenden photoempfindlichen Gliedern (insgesamt 60 Glieder) aus jeweils einer Ladungsinjektionssperrschicht gebildet, wie in den 4A und 4B gezeigt, wobei eine Anpassungsbox einer Anpassungseinrichtung den in 1 gezeigten Aufbau hat, eine photoleitende Schicht und eine Oberflächenschicht wurden auf zylindrischen Substraten 405 hergestellt, die jeweils einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Länge von 358 mm gemäß den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen hatten, wobei die Schwingungsfrequenz einer Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 auf 100 MHz eingestellt war. Die Hochfrequenzleistung in Tabelle 1 zeigt eine Effektivleistung, die gewonnen wird durch Subtrahieren einer Reflexionsleistung aus der eintreffenden Leistung. Eine Kathode (Hochfrequenzelektrode) 402 ist ein SUS-Zylinder mit einem Durchmesser von 20 mm, dessen Außenfläche bedeckt war mit einem Aluminiumoxidstutzen mit einem Innendurchmesser von 21 mm und einem Außendurchmesser von 24 mm. Der Aluminiumoxidstutzen wurde der Strahlbearbeitung unterzogen, so daß dessen Oberflächenrauhigkeit bei 20 μm in Rz mit einer Standardlänge von 2,5 mm betrug. Hinsichtlich des zylindrischen Substrats wurden sechs zylindrische Substrate 405 in gleichen Abständen mit demselben Umfang vorgesehen.
Ein variabler Anpassungskondensator 102 wurde im Bereich von 50 bis 1.000 pF variabel und ein variabler Abstimmungskondensator wurde variabel im Bereich von 5 bis 250 pF vorgesehen. Der Ausgang der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 betrug 50 Ω und war gekoppelt mit der Anpassungsbox 404 über ein zylindrisches Kabel mit einer Kennimpedanz von 50 Ω.
Die impedanzvariablen Bereiche des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 wurden zunächst unter Verwendung dieser Vorrichtung bestimmt.
Zuerst wurde das zylindrische Substrat 405 auf einer Rotationswelle 408 in einem Reaktionsgefäß 401 installiert. Danach wurde Gas in das Reaktionsgefäß 401 durch einen Absaugstutzen 411 von einem Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt. Danach wurde das zylindrische Substrat 405 mit einer Geschwindigkeit von 10 Upm mit einem Motor (nicht dargestellt) über eine Rotationswelle 408 in Drehung versetzt und es wurden 500 ml/min Argongas (Ar-Gas) dem Reaktionsgefäß 401 aus einem Ausgangsgasliefermittel 412 zugeführt, während das zylindrische Substrat 405 erwärmt wurde von einem Heizelement 407 mit einer Steuerung, die so ausgeführt wird, daß die Temperatur bei 250°C gehalten wird, und dieser Zustand wurde für zwei Stunden aufrechterhalten.
Dann wurde die Ar-Gaszufuhr gestoppt, und das Gas im Reaktionsgefäß 401 wurde durch den Absaugstutzen 411 vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt, gefolgt vom Einführen eines Ausgangsgases zur Verwendung bei der Bildung einer in Tabelle 1 gezeigten Ladungsinjektionssperrschicht über das Ausgangsgaslieferungsmittel 412. Es wurde dann überprüft, daß die Fließgeschwindigkeit des Ausgangsgases eine vorbestimmte Fließrate aufwies, und der Druck im Reaktionsgefäß wurde stabilisiert, wobei das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 auf einen Wert gebracht wurde, der 20% der Bedingung der in Tabelle 1 gezeigten Ladungsinjektionssperrschicht betrug. In diesem Zustand wurde die Kapazität des variablen Anpassungskondensators 102 in der Anpassungsbox 404 so justiert, daß die Differenz zwischen einer Ausgangsspannung aus einem Impedanzdetektor 108 und einer Bezugsspannung verringert war. Die Bezugsspannung wurde auf einen Wert der Ausgangsspannung vom Impedanzdetektor 108 mit der Impedanz beim Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite gebracht, der mit 50 Ω vorgesehen war. Zur selben Zeit wurde die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators 103 in der Anpassungsbox 404 so justiert, daß die Differenz zwischen einer Ausgangsspannung aus dem Phasendetektor 107 und einer Hochspannung verringert war. Die Bezugsspannung wurde auf einen Wert der Ausgangsspannung vom Phasendetektor 107 mit der Phasendifferenz zwischen der Einfallsleistung beim Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite gebracht und die Reflexionsleistung wurde mit null Grad angenommen.
Nachdem die Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 so justiert waren, daß die Differenz zwischen der Ausgangsspannung vom Impedanzdetektor 108 und die Bezugsspannung und die Differenz zwischen der Ausgangsspannung vom Phasendetektor 107 und der Bezugsspannung auf diesem Wege minimiert waren, wurde das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 erhöht auf einen Wert, der dem Zustand der in Tabelle 1 gezeigten Ladungsinjektionssperrschicht gleicht, um eine Entladung hervorzurufen, und die Kapazität eines jeden variablen Kondensators zur Zeit als die Entladung stattfand, wurde bestimmt. Danach wurde die Ladungsinjektionssperrschicht gebildet. Wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht begonnen hatte, wurden die Kapazitäten des meßvariablen Anpassungskondensators und des variablen Abstimmungskondensators 103 erneut so justiert, daß der Absolutwert der Impedanz am Eingangspunkt der Anpassungsbox 404 und die Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung und der Reflexionsspannung minimiert waren. Diese Justage erfolgte zu Intervallen von zwei Minuten während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, und die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 wurden bestimmt.
Beim Abschluß des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht wurde das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistung gestoppt, die Plasmabearbeitungsbedingungen wie die Gasart, die Gasfließgeschwindigkeit, der Druck und dergleichen wurden auf die Zustände zum Bilden der photoleitfähigen Schicht gemäß Tabelle 1 umgeschaltet, und die Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während der Erzeugung der Entladung und die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während der Bildung der photoleitenden Schicht wurden in derselben Weise bestimmt wie bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht.
79 Die Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während der Entladungserzeugung für die Oberflächenschicht und die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während der Bildung der Oberflächenschicht wurden gleichermaßen bestimmt.
Diese Experiment wurde zehnmal durchgeführt, um die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während der Entladungserzeugung für die Ladungsinjektionssperrschicht zu bestimmen, die photoleitfähige Schicht und die Oberflächenschicht und die Variationsbereiche von Kapazitäten und vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 während der Bildung jener Schichten wurden bestimmt.
Das Ergebnis ist in Tabelle 2 dargestellt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während der Entladungserzeugung für die Ladungsinjektionssperrschicht, die photoleitfähige Schicht und die Oberflächenschicht und während der Bildung jener Schichten so bestimmt, daß folgende Bedingungen erfüllt waren:

(1) Die Mitte des kapazitätsvariablen Bereichs ist die Mitte der Kapazitätsvariation in Tabelle 2; und
(2) der kapazitätsvariable Bereich ist doppelt so breit wie der Kapazitätsvariationsbereich in Tabelle 2, nämlich die Bereiche, wie sie in Tabelle 3 gezeigt sind, wurden bestimmt.

MC:: Anpassungskondensator,
TC:: Abstimmungskondensator
BL:: Ladungsinjektionssperrschicht,
PCL:: photoleitfähige Schicht
SL:: Oberflächenschicht

Nachdem die variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 bestimmt waren, wurden zehn Fertigungslose elektrophotographischer lichtempfindlicher Glieder hergestellt, und zwar auf folgende Weise gemäß den in Tabelle 1 dargestellten Bedingungen.
Zuerst wurde das zylindrische Substrat 405 auf einer Rotationswelle 408 in einem Reaktionsgefäß 401 installiert. Danach wurde Gas im Reaktionsgefäß 401 über einen Absaugstutzen 411 von einem Absaugsystem abgesaugt, das nicht dargestellt ist. Danach wurde das zylindrische Substrat 405 mit einer Geschwindigkeit von 10 Upm mit einem nicht dargestellten Motor über die Rotationswelle 408 in Drehung versetzt, und 500 ml/min Ar-Gas wurden dem Reaktionsgefäß 401 aus dem Ausgangsgasliefermittel 412 zugeführt, während das zylindrische Substrat 405 vom Heizelement 407 erwärmt wurde, mit der Steuerung in der Weise, daß die Temperatur bei 250°C gehalten und dieser Zustand für zwei Stunden beibehalten wurde.
Die Belieferung mit Ar-Gas wurde dann gestoppt, und Gas wurde durch den Absaugstutzen 411 vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt, gefolgt vom Einführen eines Ausgangsgases über das Ausgangsgasliefermittel 412 bei der Bildung der in Tabelle 1 gezeigten Ladungsinjektionssperrschicht. Es wurde überprüft, daß die Fließgeschwindigkeit des Ausgangsgases eine vorgestellte Fließgeschwindigkeit erreicht hat und der Druck im Reaktionsgefäß 401 stabil war, das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 401 wurde auf einen Wert von äquivalent 20% des Zustands der in Tabelle 1 gezeigten Ladungsinjektionssperrschicht gebracht. In diesem Zustand wurde die Kapazitätsjustage vom Anpassungskondensator 102 und vom Abstimmungskondensator 103 innerhalb eines in Tabelle 3 gezeigten Bereichs ausgeführt. Insbesondere wurde am Eingang der Anpassungsschaltung 101 ein Hochfrequenzstrom von einem Stromdetektorelement 105 erfaßt, und eine Hochfrequenzspannung wurde von einem Spannungsdetektorelement 106 erfaßt. Die Ausgangssignale vom Stromdetektorelement 105 und vom Spannungsdetektorelement 106 wurden dem Phasendifferenzdetektor 107 eingegeben und auch dem Impedanzdetektor 108 im Steuersystem 100. Im Phasendifferenzdetektor 107 wurde die Impedanzphase am Eingang der Anpassungsschaltung 101 erfaßt, und eine Impedanz/Phasensteuereinheit 109 wurde zur Abgabe einer Spannung verwendet, die mit der Impedanzphase konsistent ist. In der Impedanz/Phasensteuereinheit 109 wurde die Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 auf der Grundlage der Spannung gesteuert, die vom Phasendifferenzdetektor 107 kommt, innerhalb des variablen Voreinstellbereichs zur Zeit des Entladungsstarts für die in Tabelle 3 gezeigte Ladungsinjektionssperrschicht. Das heißt, die vom Phasendifferenzdetektor 107 eingegebene Spannung wurde mit einer Bezugsspannung verglichen, und eine mit der Differenz dazwischen konsistente Spannung wurde an einen Motor 110 zum Ansteuern der variablen Abstimmungskondensators 103 zum Abstimmen der Impedanz geliefert, so daß die Differenz zwischen der Spannung aus dem Phasendifferenzdetektor 107 und der Bezugsspannung verringert war. Wenn in diesem Falle die Impedanz vom variablen Abstimmungskondensator 103 den Maximalwert oder den Minimalwert im variablen Bereich zur Zeit des Entladungsstarts für die Ladungsinjektionssperrschicht erreicht hat, gezeigt in Tabelle 3, wurde das Beliefern des Motors 110 mit der Spannung unmittelbar gestoppt, um einen Schutz davor zu bieten, daß der in Tabelle 3 gezeigte kapazitätsvariable Bereich nicht überschritten wird. Die Bezugsspannung wurde auf den Wert der Ausgangsspannung vom Phasendetektor 107 mit der Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung und der Reflexionsspannung beim Hochfrequenzleistungseingabepunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite gebracht und mit null Grad angesehen.
Im Impedanzdetektor 108 wurde andererseits der Absolutwert der Impedanz am Eingang der Anpassungsschaltung 101 erfaßt, die Impedanz/Phasensteuereinheit 109 wurde veranlaßt, eine Spannung abzugeben, die mit dem Absolutwert der Impedanz konsistent ist. In der Impedanz/Phasensteuereinheit 109 wurde die Impedanz des variablen Anpassungskondensators 102 auf der Grundlage der Eingangsspannung aus dem Impedanzdetektor 108 innerhalb des variablen Voreinstellbereichs zur Zeit des Entladungsstarts für die in Tabelle 3 gezeigte Ladungsinjektionssperrschicht gesteuert. Das heißt, die Spannung aus dem Impedanzdetektor 108 wurde mit der Bezugsspannung verglichen, und eine mit der Differenz zwischen diesen konsistente Spannung wurde dem Motor 112 zum Antrieb des variablen Anpassungskondensators 102 und zur Justage der Impedanz so zugeführt, daß die Differenz zwischen der Spannung aus dem Impedanzdetektor 108 und der Bezugsspannung verringert war. Wenn in diesem Falle die Impedanz vom variablen Anpassungskondensator 102 den Maximalwert oder den Minimalwert im variablen Bereich gemäß Tabelle 3 erreicht hat, wurde die Spannungslieferung an den Motor 112 unmittelbar gestoppt, um den kapazitätsvariablen Bereich gemäß Tabelle 3 nicht zu überschreiten. Die Bezugsspannung wurde auf einen Wert der Ausgangsspannung vom Impedanzdetektor 108 innerhalb der Impedanz am Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite gebracht und mit 50 Ω vorgesehen.
Auf diese Weise wurden die Impedanzen des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 justiert, während das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 403 auf einen Wert erhöht wurde, um diesen auf einen Wert für die Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 1 zu bringen, wobei die Entladung zum Beginn der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht erfolgte. Wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht startete, wurden die variablen Einstellbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 auf die variablen Bereiche geändert, die während der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 3 anzulegen sind. In der Impedanz/Phasensteuereinheit 109 wurde die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators 103 innerhalb des variablen Kapazitätsvariationsbereichs justiert. Es wurde ein Steuerverfahren angewandt, bei dem im Falle des Erreichens des Maximalwerts oder des Minimalwerts vom variablen Abstimmungskondensator 103 im variablen Bereich oder der Differenz zwischen der Spannung, eingegeben vom Phasendetektor 107, und der Bezugsspannung, die einen Pegel unterhalb oder gleich dem Anpassungszielzustand erreicht hat, das Liefern der Spannung an den Motor 110 gestoppt wurde. Die Bezugsspannung wurde auf den Wert der Ausgangsspannung vom Phasendetektor 108 mit der Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung und der Reflexionsspannung beim Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite gebracht und mit null Grad angesehen. Die Anpassungszielbedingung wurde so eingestellt, daß die Differenz zwischen der aus dem Phasendetektor 107 eingegebenen Spannung und der Bezugsspannung kleiner oder gleich 5% der Bezugsspannung ist.
Zur selben Zeit wurde in der Impedanz/Phasensteuereinheit 109 die Kapazität des variablen Anpassungskondensators 102 innerhalb des variablen Änderungskapazitätsbereichs justiert. Ein Steuerverfahren wurde angewandt, bei dem im Falle, daß die Kapazität vom variablen Anpassungskondensator 102 den Maximalwert oder den Minimalwert im variablen Bereich erreicht oder die Differenz zwischen der Spannung aus dem Impedanzdetektor 108 und die Bezugsspannung einen Pegel unterhalb oder gleich der Anpassungszielbedingung erreichte, das Liefern der Spannung an den Motor 112 gestoppt wurde. Die Bezugsspannung wurde auf den Wert der Ausgangsspannung vom Impedanzdetektor 108 eingestellt, mit der Impedanz am Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite von 50 Ω. Der Anpassungszielzustand wurde so eingestellt, daß die Differenz zwischen der Spannung aus dem Impedanzdetektor 108 und der Bezugsspannung kleiner oder gleich 5% der Bezugsspannung war.
Nach Abschluß der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht auf diese Weise wurde die Abgabe von Hochfrequenzleistung gestoppt, Plasmabearbeitungsbedingungen, wie die Gasart, die Fließgeschwindigkeit vom Gas und der Druck wurden auf Bedingungen zum Erzeugen der photoleitfähigen Schicht gemäß Tabelle 1 eingestellt, und die eingestellten variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 wurden in den Bereichen geändert, die zur Zeit des Entladungsstarts für die photoleitfähige Schicht gemäß Tabelle 3 anzulegen sind, gefolgt vom Erzeugen einer Entladung in derselben Weise wie bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht zum Erzeugen der photoleitfähigen Schicht.
Nachdem die Bildung der photoleitfähigen Schicht abgeschlossen war, wurde die Abgabe von Hochfrequenzleistung gestoppt, die Plasmabearbeitungsbedingungen, wie die Gasart, die Fließgeschwindigkeit vom Gas und der Druck wurden auf die Bedingungen zum Erzeugen der Oberflächenschicht gemäß Tabelle 1 eingestellt, und die eingestellten variablen Werte der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 wurden in Bereiche geändert, die zur Zeit des Entladungsstarts für die Oberflächenschicht anzulegen sind, die in Tabelle 3 gezeigt sind, gefolgt vom Erzeugen der Entladung in derselben Weise wie bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht zum Erzeugen der Oberflächenschicht.
Auf diese Weise wurden zehn Fertigungslose elektrophotographischer lichtempfindlicher Glieder (insgesamt 60 Glieder) jeweils gebildet durch eine Ladungsinjektionssperrschicht, eine photoleitfähige Schicht und eine Oberflächenschicht, die hergestellt wurden. Das elektrophotographische lichtempfindliche Glied wurde in jedem Fertigungslos stabil erzeugt.
Vergleichsbeispiel 1
Zehn Fertigungslose elektrophotographischer lichtempfindlicher Glieder (insgesamt 60 Glieder), jeweils gebildet aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht, wurden in derselben Weise wie beim Beispiel 1 gebildet, mit der Ausnahme, daß die variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 nicht eingestellt wurden. Im Ergebnis wurden die Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 beträchtlich von stabilen Punkten abgeleitet, die zeitweilig zum Destabilisieren der Entladung während der Bildung des elektrophotographischen lichtempfindlichen Glieds in drei Fertigungslosen dienen.
Lichtempfindliche Glieder aus amorphem Silizium (a-Si) wurden in dieser Weise im Beispiel 1 hergestellt, und das Vergleichsbeispiel 1 wurde in einen Kopierer eingebracht (NP-6750, hergestellt von Canon Inc.), abgewandelt zum genauen Testen zur Bewertung der Eigenschaften der lichtempfindlichen Glieder. Bewertungen erfolgten für vier Punkte, nämlich für "Ungleichförmigkeit der Bilddichte", "Photospeicherung", "Variationen von Eigenschaften" und "Bilddefekte" unter Verwendung folgender spezifischer Bewertungsverfahren.
Ungleichförmigkeit der Bilddichte
Zuerst wurde der Strom eines Hauptelektrifizierers so justiert, daß der Wert vom Dunkelbereichspotential bei der Entwicklerstellung einen konstanten Wert hatte, und danach wurde Weißpapier mit Reflexionsdichte von 0,1 oder geringer als Original zum Justieren des Bildbelichtungsbetrags so verwendet, daß der Wert vom Lichtbereichspotential bei der Entwicklerposition einen bestimmten Wert annahm. Dann wurde ein Halbtonmedium, hergestellt von Canon Inc. (Teilnummer: FY9-9042) auf einem Schriftkissen plaziert, und eine Bewertung erfolgte auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Reflexionsdichte im Gesamtbereich des Kopierbildes, wodurch das Kopieren erzielt wird. Der Durchschnittswert aller lichtempfindlichen Glieder wurde als Bewertungsergebnis verwendet. Je kleiner der Wert, umso besser ist somit das Ergebnis.
Photospeicherung
Der Stromwert des Hauptelektrifizierers wurde so justiert, daß der Wert des Dunkelbereichspotentials an der Entwicklerposition einen bestimmten Wert annahm, und danach wurde der Bildlichtbelichtungsbetrag so justiert, daß der Wert vom Lichtbereichspotential einen bestimmten Wert unter Verwendung eines vorgegebenen Weißpapiers als Original annahm. In einer auf solche Art gewonnenen Kopie wurde ein Geistertestbild, hergestellt von Canon Inc. (Artikelnummer: FY9-9040) mit einem schwarzen Kreis mit einer Reflexionsdichte von 1,1 und einem Durchmesser von 5 mm und daran angeheftet, auf dem Schriftkissen plaziert, und das von Canon Inc. hergestellte Halbtonbild wurde dem überlagert, und eine Differenz zwischen der Reflexionsdichte des schwarzen Kreises mit einem Durchmesser von 5 mm des Geisterbilds, das auf der Halbtonkopie zu finden war, und der Reflexionsdichte des Halbtonbilds wurde bestimmt, um eine Bewertung durchzuführen. Eine Photospeichermessung wurde für die Gesamtfläche in Richtung durchgehender Linie des photoempfindlichen Glieds ausgeführt (gesamte Fläche entlang der Längsrichtung des photoempfindlichen Glieds), und eine Bewertung erfolgte auf der Grundlage einer Differenz derer Maximalreflexionsdichten. Der Durchschnittswert aller photoempfindlichen Glieder wurde als Bewertungsergebnis genutzt. Je kleiner der Wert, umso besser ist somit das Ergebnis.
Eigenschaftsvariationen
Maximalwerte und Minimalwerte der Bewertungsergebnisse für alle photoempfindlichen Glieder in der obigen "Photospeicher"-Bewertung wurden bestimmt, und dann wurde der Wert des (Maximalwerts)/(Minimalwerts) berechnet. Je kleiner der Wert, umso größer ist somit die Eigenschaftsvariation, und daher fällt auch das Ergebnis besser aus.
Bildstörung
Weiße Punkte mit einem Durchmesser von 0,1 mm oder größer in derselben Fläche des Kopierbildes, gewonnen durch Plazieren des Halbtonbilds, hergestellt von Canon Inc. (Artikelnummer: FY9-9042), auf dem Schriftkissen zum Ausführen des Kopierens, wurde gezählt, und eine Bewertung erfolgte auf der Grundlage der Zählung. Je kleiner der Wert, umso besser ist somit das Ergebnis.
Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 4 aufgelistet. In Tabelle 4 basieren die Bewertungsergebnisse auf jenen des Vergleichsbeispiels 1. Die Bilddichteungleichförmigkeit wird berechnet unter Bezug auf die Bewertungsergebnisse vom Vergleichsbeispiel 1 gemäß folgender Kriterien: Symbol AA zeigt eine Verbesserung auf weniger als 1/4 in der Differenz zwischen den Maximalreflexionsdichten; Symbol AA – A zeigt eine Verbesserung auf 1/4 oder mehr, jedoch weniger als 1/2; Symbol A zeigt eine Verbesserung auf 1/2 oder mehr, jedoch weniger als 3/4; Symbol A – BB zeigt eine Verbesserung auf 3/4 oder mehr; Symbol BB zeigt Äquivalenz; und Symbol C zeigt eine Verschlechterung. Darüber hinaus wurde die "Eigenschaftsvariation" entsprechend folgender Kriterien bewertet: Symbol AA zeigt eine Verbesserung von 40% oder mehr; Symbol A zeigt eine Verbesserung von 20% oder mehr, jedoch weniger als 40%; Symbol BB zeigt eine Verbesserung von 10 oder mehr, jedoch weniger als 20%; Symbol B zeigt eine Verbesserung von weniger als 10% oder eine Verschlechterung von weniger als 10%; und Symbol C zeigt eine Verschlechterung von 10% oder mehr. Die Photospeicherung wurde entsprechend der folgenden Kriterien bewertet: Symbol AA zeigt eine Verbesserung von weniger auf 1/4 in der Differenz zwischen den Maximalreflexionsdichten; Symbol AA – A zeigt eine Verbesserung auf 1/4 oder mehr, jedoch weniger als 1/2; Symbol A zeigt eine Verbesserung auf 1/2 oder mehr, jedoch weniger als 3/4; Symbol A – BB zeigt eine Verbesserung auf 3/4 oder mehr; Symbol BB zeigt Äquivalenz; und Symbol C zeigt eine Verschlechterung. Der Bildstörung wurde entsprechend der folgenden Kriterien bewertet: Symbol AA zeigt eine Verbesserung auf weniger als 1/4 in der Anzahl weißer Punkte mit Durchmessern von 0,1 mm oder mehr; Symbol AA – A zeigt eine Verbesserung auf 1/4 oder mehr, jedoch weniger als 1/2; Symbol A zeigt eine Verbesserung auf 1/2 oder mehr, jedoch weniger als 3/4; Symbol A – BB zeigt eine Verbesserung auf 3/4 oder mehr; Symbol BB zeigt Äquivalenz; und Symbol C zeigt eine Verschlechterung.
Elektrophotographische photoempfindliche Glieder, die in Beispiel 1 hergestellt wurden, zeigten in allen Bewertungspunkten gute Ergebnisse, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung darzustellen. Darüber hinaus hatten die elektrophotographischen Bilder, unter Verwendung der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder in Beispiel 1 erzeugt, keine Bildverschwimmungen und waren somit befriedigend.
Tabelle 4
Beispiel 2
Die Vorrichtung zur Auftragungsfilmbildung und die Anpassungsbox gemäß Beispiel 1 wurden verwendet zum Bestimmen von Anpassungszielbedingungen, die während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschicht unter den Bedingungen gemäß Tabelle 1 entsprechend der folgenden Prozedur zu verwenden sind.
Zunächst begann die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht unter Verwendung derselben Prozedur wie beim Bestimmen der impedanzvariablen Bereiche im Beispiel 1. Wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht begann, wurden die Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 innerhalb 10% oder weniger des Leistungsreflexionsvermögens geändert, während die Einfallsleistung und die Reflexionsleistung beim Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 beobachtet wurden, und somit wurden der Maximalwert der Differenz zwischen der Spannung aus dem Phasendetektor 107 und der Phasenbezugsspannung sowie der Maximalwert der Differenz zwischen der Spannung aus dem Impedanzdetektor 108 und der Impedanzbezugsspannung bestimmt. Das Leistungsreflexionsvermögen ist das Verhältnis reflektierter Leistung zur Einfallsleistung. Die Phasenbezugsspannung wird darüber hinaus auf den Wert der Ausgangsspannung aus dem Phasendetektor 107 mit der Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung und der Reflexionsspannung am Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite gebracht, die mit null Grad angesehen wird, während die Impedanzbezugsspannung auf den Wert der Ausgangsspannung vom Impedanzdetektor 108 mit der Impedanz am Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 404 auf der Lastseite gebracht wurde, die 50 Ω betrug.
Diese Messung vom Maximalwert der Differenz zwischen der Spannung, die vom Phasendetektor 107 kommt, und der Phasenbezugsspannung und dem Maximalwert der Differenz zwischen der Spannung aus dem Impedanzdetektor 108 und der Impedanzbezugsspannung wurde während der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht zu Intervallen von zwei Minuten ausgeführt, und der größte Maximalwert unter diesen wurde zum Bestimmen der unten beschriebenen Phasenanpassungszielbedingung und der Impedanzanpassungszielbedingung verwendet.
Phasenanpassungszielbedingung (%) = {(Maximalwert der Differenz zwischen der Ausgangsspannung vom Phasendetektor 107 und der Phasenbezugsspannung)/(Phasenbezugsspannung)} × 100 Impedanzanpassungszielbedingung (%) = {(Maximalwert der Differenz zwischen der Spannung aus dem Impedanzdetektor 108 und der Impedanzbezugsspannung)/(Impedanzbezugsspannung)} × 100 Gleichermaßen wurden die Anpassungszielbedingungen bestimmt, die während der Bildung der photoleitfähigen Schicht und der Bildung der Oberflächenschicht angewandt wurden. Als Ergebnis wurden Anpassungszielbedingungen gemäß Tabelle 5 für jede Schicht erzielt.
Tabelle 5
Nach der Bestimmung der Anpassungszielbedingungen, die während des Bildens einer jeden Schicht angewandt wurden, wurden zehn Fertigungslose der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder (insgesamt 60 Glieder) jeweils aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht unter den Bedingungen hergestellt, die in Tabelle 1 angegeben sind, und zwar in derselben Weise wie beim Beispiel 1. In diesem Beispiel jedoch wurden die Anpassungszielbedingungen auf die Werte gemäß 5 für jede der Ladungsinjektionssperrschicht, der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschicht eingestellt. Das heißt, die Anpassungszielbedingung wurde während der Bildung des elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds verändert.
Das elektrophotographische photoempfindliche Glied wurde in stabiler Weise für jedes Fertigungslos geschaffen.
Vergleichsbeispiel 2
Zehn Fertigungslose der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder (insgesamt 60 Glieder), die jeweils aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht bestanden, wurden unter den Bedingungen gemäß Tabelle 1 hergestellt, und zwar in derselben Weise wie im Vergleichsbeispiel 1, mit der Ausnahme, daß sowohl die Phasenanpassungszielbedingung als auch die Impedanzanpassungszielbedingung auf 2% wie im Falle der Bedingungen für die photoleitfähige Schicht in Beispiel 2 in jeder der Ladungsinjektionssperrschichten, photoleitfähigen Schichten und Oberflächenschichten eingestellt wurden.
Im Ergebnis wurden die Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 immer in allen Fertigungslosen während des Bildens der Oberflächenschicht variiert, womit es unmöglich wurde, das elektrophotographische photoempfindliche Glied stabil zu bilden.
Die photoempfindlichen Glieder aus a-Si, hergestellt gemäß Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2, wurden in einen Kopierer eingebaut (NP-6750, hergestellt von Canon Inc.) und für das genaue Testen zur Bewertung der Eigenschaften der photoempfindlichen Glieder modifiziert. Bewertungen erfolgten für vier Punkte, nämlich für "Bilddichteungleichförmigkeit", "Photospeicherfähigkeit", "Eigenschaftsvariationen" und "Bildstörung", und zwar unter Verwendung spezieller Bewertungsverfahren, die dieselben wie im Beispiel 1 sind.
Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6 zeigt Ergebnisse der Bewertung, die in derselben wie beim Beispiel 1 unter Bezug auf die Bewertungsergebnisse des Vergleichsbeispiels 1 erstellt wurden.
Das in Beispiel 2 hergestellte elektrophotographische photoempfindliche Glied zeigte gute Ergebnisse in allen Bewertungspunkten, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung darzustellen. Darüber hinaus hatte das elektrophotographische photoempfindliche Glied, hergestellt im Beispiel 2, bessere Eigenschaften als das elektrophotographische photoempfindliche Glied, das in Beispiel 1 hergestellt wurde. Es hat sich durch Vergleich zwischen Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2 gezeigt, daß diese Wirkung von Beispiel 2 nicht nur auf der Tatsache beruht, daß die Anpassungszielbedingung im Vergleich zu Beispiel 1 angenähert wurde, sondern auch auf der Tatsache, daß der impedanzvariable Bereich mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung geändert wurde und daß die Anpassungszielbedingung ebenfalls mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert wurde.
Tabelle 6
Beispiel 3
Die Vorrichtung zur Auftragungsfilmbildung, gezeigt in 2, wurde verwendet zum Bilden der photoempfindlichen Glieder aus a-Si unter den Bedingungen gemäß Tabelle 7. In den 2A und 2B ist 2A eine schematische Querschnittsansicht der Vorrichtung zur Auftragungsfilmbildung, und 2B ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Schnittebenlinie 2B-2B in 2A. Eine Absaugöffnung 209 ist unten im Reaktionsgefäß 201 vorgesehen, und das andere Ende der Absaugöffnung 209 ist mit einem Absaugsystem (nicht dargestellt) verbunden. Zwölf zylindrische Substrate 205 sind Aluminiumzylinder mit Durchmessern von 30 mm und Längen von 358 mm, auf denen ein Auftragungsfilm zu bilden ist und die installiert werden, während sie auf einem Halter 206 plaziert werden, und zwar in der Weise, daß sie den Mittenabschnitt vom Reaktionsgefäß 201 umgeben und parallel zueinander angeordnet sind. Das zylindrische Substrat 205 ist gestützt auf einer Rotationswelle 208 und wird von einem Heizelement 207 erwärmt. Ein nicht dargestellter Motor wird angesteuert, wodurch die Rotationswelle 208 in Drehung versetzt wird, und das zylindrische Substrat 205 dreht sich um die Mittenachse in durchgehender Linienrichtung (Mittenachse entlang der Länge des zylindrischen Substrats). Das zylindrische Substrat 205 wird über die Rotationswelle 208 auf Massepotential gehalten.
Ein Ausgangsgas wird dem Reaktionsgefäß 201 aus einem Ausgangsgasliefermittel 210 zugeführt. Das Ausgangsgasliefermittel 210 ist ein Aluminiumoxidstutzen mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einem Außendurchmesser von 13 mm, wobei die Enden versiegelt sind, und ist in der Lage, Ausgangsgas aus einer Gasstrahldüse mit einem Durchmesser von 1,2 mm zu liefern, die auf dem Stutzen vorgesehen ist. Die Oberfläche des Ausgangsgasliefermittels 210 ist der Strahlbearbeitung unterzogen worden, so daß sich eine Oberflächenrauhigkeit von 20 μm in Rz mit einer Standardlänge von 2,5 mm ergibt.
100 Sechs stabförmige Hochfrequenzelektroden 202 befinden sich parallel zueinander außerhalb einer zylindrischen dielektrischen Aluminiumoxidwand 203, die einen Teil des Reaktionsgefäßes 201 bildet, und weiter außerhalb davon ist ein Hochfrequenzleistungsschirm 204 um die zylindrische dielektrische Wand 203 vorgesehen.
Die Frequenz der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 211 beträgt 60 MHz, und die Hochfrequenzleistung aus der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 211 wird der Hochfrequenzelektrode 202 über eine Anpassungsbox 212 zugeführt. Die Ausgangsimpedanz der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 211 beträgt 50 Ω, und die Hochfrequenzleistungsliefereinheit 211 und die Anpassungsbox 212 sind miteinander über ein Koaxialkabel verbunden, dessen Impedanz 50 Ω beträgt. Die Hochfrequenzelektrode 202 ist ein SUS-Zylinder mit einem Durchmesser von 20 mm. Darüber hinaus hat die zylindrische dielektrische Aluminiumoxidwand 203, die einen Teil des Reaktionsgefäßes 201 bildet, eine Innenoberfläche, die der Strahlbehandlung unterzogen worden ist, so daß sich eine Oberflächenrauhigkeit von 20 μm in Rz mit einer Standardlänge von 2,5 mm ergibt. Darüber hinaus hat die Anpassungsbox 212 eine spezifische Konfiguration, wie sie in 1 gezeigt ist, und der variable Anpassungskondensator 102 ist innerhalb des Bereichs von 50 pF bis 1.000 pF variable, während der variable Abstimmungskondensator 103 innerhalb des Bereichs von 5 pF bis 250 pF variabel ist.
Unter Verwendung dieser Vorrichtung wurden impedanzvariable Bereiche in derselben Weise wie beim Beispiel 1 unter den Bedingungen gemäß Tabelle 7 bestimmt. Dann wurden die Anpassungszielbedingungen in derselben Weise wie beim Beispiel 2 unter den Bedingungen gemäß Tabelle 7 bestimmt. Nach Bildung einer Ladungstransportschicht wurde des weiteren die Fließgeschwindigkeit vom Gas kontinuierlich in 5 Minuten ohne Stoppen der Entladung geändert, und danach wurde die Leistung innerhalb von 5 Minuten zur Bilden einer nächsten Schicht verändert, nämlich einer Ladungserzeugungsschicht. Nach Bilden der Ladungserzeugungsschicht wurden darüber hinaus die Fließgeschwindigkeit vom Gas, die Leistung und der Druck kontinuierlich im 15 Minutentakt geändert, ohne daß die Entladung gestoppt wurde, um die nächste Schicht zu bilden, nämlich die Oberflächenschicht. Auf diese Weise wurden die impedanzvariablen Bereiche und die Anpassungszielbedingungen bestimmt. Tabelle 7
Forts. Tabelle 7
Tabelle 8

MC:: Anpassungskondensator

Diese impedanzvariablen Bereiche und Anpassungszielbedingungen wurde verwendet zur Herstellung von fünf Fertigungslosen der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder unter Bedingungen gemäß Tabelle 7 entsprechend der folgenden Allgemeinprozedur.
Zunächst wurde das zylindrische Substrat 205, das ein zylindrischer Aluminiumzylinder und auf dem Substrathalter 206 gestützt ist, wurde auf der Rotationswelle 208 im Reaktionsgefäß 201 plaziert. Danach wurde Gas im Reaktionsgefäß 201 durch den Absaugstutzen 209 vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt. Dann wurde das zylindrische Substrat 205 mit einer Geschwindigkeit von 10 Upm von einem Motor (nicht dargestellt) über die Rotationswelle 208 gedreht, und 500 ml/min (normal) von Ar-Gas wurde dem Reaktionsgefäß 210 aus dem Ausgangsgasliefermittel 210 zugeführt, während das zylindrische Substrat 205 vom Heizelement 207 mit einer Steuerung erwärmt wurde, die so ausgeführt wird, daß die Temperatur bei 250°C gehalten und dieser Zustand für zwei Stunden aufrecht erhalten wurde.
Die Lieferung von Ar-Gas wurde danach gestoppt, und das Gas im Reaktionsgefäß 201 wurde durch den Absaugstutzen 208 vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt, gefolgt vom Einführen eines Ausgangsgases über das Ausgangsgasliefermittel 210 zur Verwendung bei der Bildung der Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 7. Danach wurde überprüft, daß die Fließgeschwindigkeit vom Ausgangsgas die voreingestellte Fließgeschwindigkeit erreicht hat, und der Druck im Reaktionsgefäß 201 wurde stabilisiert, das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 211 wurde auf einen Wert äquivalent zu 20% der Bedingung der Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 7 eingestellt. In diesem Zustand wurde die Justage der Kapazitäten vom Anpassungskondensator 102 und vom Abstimmungskondensator 103 ausgeführt. Das spezifische Steuerfahren gleicht dem gemäß Beispiel 1.
Die Impedanzen des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 102 wurden auf diesem Wege justiert, während das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 211 erhöht wurde auf den Wert der Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 7, wodurch eine Entladung erzeugt wurde, um die Bildung der Ladungstransportschicht zu starten. Wenn die Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht begann, wurden die eingestellten variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 auf die variablen Bereich geändert, die während der Bildung der Ladungstransportschicht anzulegen sind, und die Phasenanpassungszielbedingungen und die Impedanzanpassungszielbedingungen wurden auf die Bedingungen für die Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 8 eingestellt. Das spezifische Verfahren zur Impedanzjustage während des Bildens der Ladungstransportschicht gleicht demjenigen von Beispiel 1.
Nachdem die Ladungstransportschicht auf diesem Wege gebildet war, wurde die Gasfließgeschwindigkeit zunächst kontinuierlich in 5 Minuten verändert, ohne die Entladung zu stoppen, und dann wurde Leistung in 5 Minuten verändert, so daß die Bedingungen auf jene zur Bildung der nächsten Schicht geändert wurden, nämlich der Ladungserzeugungsschicht. Zu dieser Zeit wurden die variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103, die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung stetig verändert, so daß deren eingestellten Werte auf die eingestellten Werte für die Ladungserzeugungsschicht verändert wurden, bevor die Bildung der Ladungserzeugungsschicht begann. Die Ladungserzeugungsschicht und dann die Oberflächenschicht wurden danach gleichermaßen gebildet, während variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103, die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung verändert wurden, um das elektrophotographische photoempfindliche Glied zu bilden. Nachdem die Ladungserzeugungsschicht geschaffen war, wurden des weiteren die Gasfließgeschwindigkeit, die Leistung, der Druck, die variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103, die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung in 15 Minuten verändert, ohne die Entladung zu stoppen, um die nächste Schicht zu bilden, nämlich die Oberflächenschicht.
Auf diese Weise wurden zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder (insgesamt 120 Glieder) hergestellt, die jeweils aus einer Ladungstransportschicht, einer Ladungserzeugungsschicht und einer Oberflächenschicht gebildet sind. Das elektrophotographische photoempfindliche Glied wurde in jedem Fertigungslos stabil erzeugt.
Vergleichsbeispiel 3
Zehn Fertigungslose der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder (insgesamt 120 Glieder), die jeweils aus einer Ladungstransportschicht, einer Ladungserzeugungsschicht und einer Oberflächenschicht gebildet wurden, wurde in derselben Weise wie beim Beispiel 3 unter Bedingungen gemäß Tabelle 7 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 nicht eingestellt wurden und daß die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung für alle Schichten auf 5 fixiert wurden. Im Ergebnis wichen die Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 zeitweilig bemerkenswert von stabilen Punkten ab, so daß die Entladung während der Bildung des elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds in drei Fertigungslosen destabilisiert wurde.
Die photoempfindlichen Glieder aus a-Si, die in Beispiel 3 und im Vergleichsbeispiel 3 auf diese Weise hergestellt wurden, wurden in einen Kopierer (NP-6030, hergestellt von Canon Inc.) installiert, modifiziert zum genauen Testen zur Bewertung der Eigenschaften der photoempfindlichen Glieder. Die Bewertungen erfolgten gemäß vier Punkten, nämlich "Bilddichteungleichförmigkeit", "Photospeicherfähigkeit", "Eigenschaftsvariation" und "Bildstörung", unter Verwendung der speziellen Bewertungsverfahren, die jenen des Beispiels 1 gleichen.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 9 gezeigt. In Tabelle 9 erfolgte die Bewertung unter Bezug auf die Bewertungsergebnisse des Vergleichsbeispiels 3.
Das elektrophotographische photoempfindliche Glied, hergestellt gemäß Beispiel 3, zeigte befriedigende Ergebnisse in allen Bewertungspunkten, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung darzustellen.
Tabelle 9
Beispiel 4
Unter Verwendung der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zum Bilden elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder gemäß 3 wurde ein elektrophotographisches photoempfindliches Glied zunächst unter Bedingungen gemäß Tabelle 10 gebildet, und das gebildete elektrophotographische photoempfindliche Glied wurde dann aus einem Reaktionsgefäß genommen, gefolgt vom Reinigen des Reaktionsgefäßes unter den Bedingungen gemäß Tabelle 12 mit einem Blindsubstrat, das sich im Reaktionsgefäß befand. Die Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zum Bilden der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder gemäß 3 hat folgende Konfiguration.
Zylindrische Substrate 302, eine Substratstütze 303 mit einem Heizelement zum Erwärmen der Substrate und ein Ausgangsgaseinführungsstutzen 306 sind in einem Reaktionsgefäß 301 plaziert, und eine Hochfrequenzanpassungsbox 312, die mit einem Kabel für die Hochfrequenzleistungsliefereinheit 313 verbunden ist und in der Lage ist, eine Hochfrequenzleistung von 13,56 MHz abzugeben, mit einer Kathode 304 verbunden, die einen Teil des Reaktionsgefäßes 301 bildet. Die Kathode 304 ist gegenüber Masse durch einen Isolator 305 isoliert und auf Massepotential über die Substratstütze 303 gehalten, womit es möglich wird, die Hochfrequenzspannung zwischen diese selbst und das Zylindersubstrat 302 anzulegen, das auch als Anode dient. Die Anpassungsbox 312 hat einen Innenaufbau, der mit demjenigen von 1 identisch ist, und der variable Anpassungskondensator 102 hat eine Kapazitätsvariation im Bereich von 50 pF bis 1.000 pF, während der variable Abstimmungskondensator 103 eine Kapazitätsvariabilität im Bereich von 5 pF bis 250 pF hat.
Das Reaktionsgefäß 301 ist mit einem Absaugsystem (nicht dargestellt) über ein Absaugventil 308 verbunden, und Gas im Reaktionsgefäß 303 kann abgesaugt werden, um den Innendruck zu verringern durch Öffnen des Absaugventils 308. Darüber hinaus bedeutet Bezugszeichen 309 in 3 ein Leckventil, und durch Öffnen des Leckventils 309 kann Leckgas wie Luft, Stickstoffgas, Ar-Gas, He-Gas oder dergleichen in das Reaktionsgefäß 301 eingeführt werden, um das Reaktionsgefäß 301 unter verringertem Druck gegenüber der Atmosphäre zu halten. Heliumgas wurde verwendet als Leckgas in diesem Beispiel.
Das Ausgangsgas wird in das Reaktionsgefäß 301 vom Ausgangsgaseinführstutzen 306 eingeführt, der mit einer Ausgangsgaspipeline 310 verbunden ist, und der Druck im Reaktionsgefäß kann von einem Druckmesser 307 erfaßt werden.
Unter Verwendung dieser Vorrichtung wurden die genauen Impedanzvariationsbereiche für den variablen Anpassungskondensator 102 und für den variablen Abstimmungskondensator 103 entsprechend der nachstehenden Prozedur bestimmt.
Das zylindrische Substrat 302 wird zunächst in das Reaktionsgefäß 301 plaziert, und ein Absaugsystem (nicht dargestellt) wurde veranlaßt, Gas im Reaktionsgefäß 301 abzusaugen durch Öffnen des Absaugventils 308. Danach wurden 650 ml/min (normal) von Ar-Gas dem Reaktionsgefäß 301 aus dem Ausgangsgaseinführungsstutzen 306 zugeführt, die Öffnung vom Absaugventil 308 wurde justiert, um den Druck im Reaktionsgefäß 301 bei 85 Pa zu halten, und das zylindrische Substrat 302 wurde vom Heizelement erwärmt zum Aufheizen des in der Substrathalterung 303 enthaltenen Substrats, während das Steuern so erfolgte, daß die Temperatur vom zylindrischen Substrat bei 260°C gehalten und dieser Zustand für 1,5 Stunden beibehalten wurde.
Das Beliefern mit Ar-Gas wurde dann gestoppt, und Gas im Reaktionsgefäß 301 wurde vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt, gefolgt vom Einführen eines Ausgangsgases zur Verwendung beim Formieren der Injektionssperrschicht gemäß Tabelle 10 über den Ausgangsgaseinführungsstutzen 306. Danach wurde überprüft, daß die Fließgeschwindigkeit vom Ausgangsgas die vorbestimmte Fließgeschwindigkeit erreicht, und der Druck im Reaktionsgefäß 301 wurde stabilisiert, das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 303 wurde auf einen Wert gebracht, der 20% des Zustands für die Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 10 entspricht. In diesem Zustand wurde die Kapazität vom variablen Anpassungskondensator 102 in der Anpassungsbox 312 so justiert, daß die Differenz zwischen der Ausgangsspannung aus dem Impedanzdetektor 108 und eine Bezugsspannung verringert war. Die Bezugsspannung wurde auf den Wert der Ausgangsspannung vom Impedanzdetektor 108 gebracht, mit der Impedanz beim Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 312 auf der Lastseite mit 50 Ω angesehen. Zur selben Zeit wurde die Kapazität des variablen Abstimmungskondensators 103 in der Anpassungsbox 312 so justiert, daß die Differenz zwischen der Ausgangsspannung aus dem Phasendetektor 107 und der Bezugsspannung verringert war. Die Bezugsspannung wurde auf den Wert der Ausgangsspannung aus dem Phasendetektor 107 gebracht, mit der Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung am Hochfrequenzleistungseingangspunkt der Anpassungsbox 312 auf der Lastseite und der Reflexionsspannung, mit einem Winkel von 0 ° angesehen.
Nachdem die Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 so justiert waren, daß die Differenz zwischen der Ausgangsspannung aus dem Impedanzdetektor 108 der Bezugsspannung und die Differenz zwischen der Ausgangsspannung aus dem Phasendetektor 107 und der Bezugsspannung auf diesem Wege minimiert waren, wurde das Ausgangssignal der Hochfrequenzleistungsliefereinheit 313 auf den Wert für die Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 10 erhöht, um eine Entladung hervorzurufen, und die Kapazitäten der jeweiligen variablen Kondensatoren zur Zeit, als die Entladung entstand, wurden bestimmt. Danach wurde die Ladungsinjektionssperrschicht gebildet. Wenn das Bilden der Ladungsinjektionssperrschicht begann, wurden die Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 erneut justiert, so daß der Absolutwert der Impedanz am Eingangspunkt der Anpassungsbox 312 und die Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung und der Reflexionsspannung minimal waren. Die Justage wurde stetig ausgeführt während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht zum Bestimmen der Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht.
Beim Abschluß der Ladungsinjektionssperrschicht wurde das Ausgangssignal der Hochfrequenzspannung gestoppt, die Plasmaerzeugungsbedingungen, wie die Art und die Fließgeschwindigkeit vom Gas und dessen Druck wurden geändert auf Bedingungen zum Bilden der photoleitfähigen Schicht gemäß Tabelle 10, und die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 zur Zeit des Erzeugens einer Entladung, und die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während des Bildens der photoleitfähigen Schicht wurden in derselben Weise wie zur Zeit des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht bestimmt.
Hinsichtlich der Oberflächenschicht wurden die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während der Erzeugung der Entladung und die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während des Bildens der Oberflächenschicht gleichermaßen bestimmt.
Dieses Experiment wurde fünfmal wiederholt zum Bestimmen der Kapazitätsvariationsbereiche des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während des Erzeugens der Entladung für die Ladungsinjektionssperrschicht, die photoleitfähige Schicht und die Oberflächenschicht, und die Variationsbereiche der Kapazitäten des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 während des Bildens jener Schichten, und basierend darauf wurden die Variationsbereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 während des Erzeugens der Entladung für die Ladungsinjektionssperrschicht, die photoleitfähige Schicht und die Oberflächenschicht und die variablen Bereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 während des Bildens jener Schichten in derselben Weise wie beim Beispiel 1 bestimmt.
Dann wurden Phasenanpassungszielbedingungen und Impedanzanpassungszielbedingungen in derselben Weise wie beim Beispiel 2 bestimmt. Zu dieser Zeit wurde die Prozedur des Betriebs der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung zum Erzeugen der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder wie dieselbe Prozedur durchgeführt, die zum Bestimmen der Variationsbereiche der Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 angewandt wurde.
Die Kapazitätsvariationsbereiche vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103, die Phasenanpassungszielbedingungen und die Impedanzanpassungszielbedingungen wurden in der in Tabelle 11 dargestellten Weise bestimmt.
Nachdem die Kapazitätsvariationsbereiche des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103, die Phasenanpassungszielbedingungen und die Impedanzanpassungszielbedingungen auf diese Weise bestimmt waren, wurden a-Si-basierende photoempfindliche Glieder unter Bedingungen gemäß den Tabellen 10 und 11 gebildet. War die Bildung der a-Si-basierenden photoempfindlichen Glieder abgeschlossen, dann wurde das Reaktionsgefäß 301 in adäquater Weise mit Heliumgas gefüllt, und danach wurde das Leckventil 309 mit dem Absaugventil 308 geöffnet, zum Einführen von He in das Reaktionsgefäß 301 geschlossen, wodurch das Reaktionsgefäß 301 der Atmosphäre freigegeben wurde. Danach wurde das zylindrische Substrat, auf dem der Auftragungsfilm gebildet war, nämlich das a-Si-basierende photoempfindliche Glied aus dem Reaktionsgefäß 301 herausgenommen, und ein Blindzylinder wurde stattdessen dort plaziert.
Dann wurde das Absaugventil 308 geöffnet, um Gas im Reaktionsgefäß 301 vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abzusaugen, gefolgt vom Beliefern mit Gasen zur Reinigungsbearbeitung, wie in Tabelle 12 dargestellt wird, in das Reaktionsgefäß 301 durch den Ausgangsgaseinführungsstutzen 306, Justieren der Öffnung vom Absaugventil 308 zur Druckjustage im Reaktionsgefäß 301.
Nach Abschluß der Druckjustage wurden die Kapazitätsvariationsbereiche vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103, die Phasenanpassungszielbedingungen und die Impedanzanpassungszielbedingungen in derselben Weise wie im Falle des Bildens von den photoempfindlichen Gliedern 113 bestimmt. Die bestimmten Bedingungen sind in Tabelle 13 aufgeführt.
Nachdem die Bildungsbedingung vom a-Si-basierenden photoempfindlichen Glied und die Bedingung zum Reinigen des Reaktionsgefäßes auf diesem Wege bestimmt waren, wurden diese Bedingungen verwendet zum Ausführen des Bildens vom a-Si- basierenden photoempfindlichen Glied und nachfolgendes Reinigen des Reaktionsgefäßes in fünf Zyklen. Tabelle 10
Tabelle 11

MC:: Anpassungskondensator,
TC:: Abstimmungskondensator
BL:: Ladungsinjektionssperrschicht,
PCL:: photoleitfähige Schicht,
SL:: Oberflächenschicht

MC:: Anpassungskondensator,
TC:: Abstimmungskondensator

Vergleichsbeispiel 4
In derselben Weise wie beim Beispiel 4 wurden a-Si-basierende photoempfindliche Glieder unter Bedingungen gemäß Tabelle 10 gebildet, mit der Ausnahme, daß die Kapazitätsvariationsbereiche des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 nicht eingestellt wurden, und die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung wurden immer bei 6% festgelegt. Wenn des weiteren die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung auf 4% wie im Falle der PCL-Bedingung im Beispiel 4 eingestellt waren, wurden die Kapazitäten vom variablen Anpassungskondensator 102 und vom variablen Abstimmungskondensator 103 während der Oberflächenschichtbildung verändert.
Dann wurde das Reaktionsgefäß gereinigt, und zwar in derselben Weise wie beim Beispiel 4, mit der Ausnahme, daß die Kapazitätsvariationsbereiche des variablen Anpassungskondensators 102 und des variablen Abstimmungskondensators 103 nicht eingestellt wurden und daß die Phasenanpassungszielbedingung bei 5% während der gesamten Reinigung festgelegt war, und die Impedanzanpassungszielbedingung war festgelegt auf 4% während der gesamten Reinigung.
Das Bilden des a-Si-basierenden photoempfindlichen Glieds und die nachfolgende Reinigung vom Reaktionsgefäß erfolgte auf diese Weise in fünf Zyklen.
Die auf diesem Wege gemäß Beispiel 4 hergestellten a-Si-basierenden photoempfindlichen Glieder, wie auch beim Vergleichsbeispiel 4, wurden in einen Kopierer eingebaut (NP-6750, hergestellt von Canon Inc.), modifiziert für zum genauen Testen und Bewerten der Eigenschaften der photoempfindlichen Glieder. Bewertungen erfolgten für fünf Punkte, nämlich für "Bilddichte Ungleichförmigkeit", "Photospeicherfähigkeit", "Eigenschaftsvariationen" und "Bildfehler" unter Verwendung von Bewertungsverfahren, die jenen des Beispiels 1 gleichen.
119 Bewertungsergebnissen sind Tabelle 14 dargestellt. In Tabelle 14 wurde die Bewertung unter Bezug auf die Bewertungsergebnisse vom Vergleichsbeispiel 4 durchgeführt.
Das gemäß Beispiel 4 hergestellte elektrophotographische photoempfindliche Glied zeigte befriedigende Ergebnisse in allen Bewertungspunkten, um die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren.
Im Beispiel 4 wurde darüber hinaus das Reaktionsgefäß gereinigt, das keinerlei Zyklen beinhaltete, während im Vergleichsbeispiel 4 partielle zurückgebliebene Polysilane im Reaktionsgefäß in zwei von fünf Zyklen erforderlich waren, das Reaktionsgefäß erneut zu reinigen.
Tabelle 14
Beispiel 5
Unter Verwendung der in den 6A und 6B gezeigten Vorrichtung zur Plasmabearbeitung und einer Anpassungsbox mit der in 1 gezeigten Konfiguration wurden zehn Fertigungslose a-Si-basierender photoempfindlicher Glieder (insgesamt 60 Glieder) einer Ladungsinjektionssperrschicht gebildet, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht auf einem Aluminiumzylinder 605 mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Länge von 358 mm unter den Bedingungen gemäß Tabelle 15 mit Schwingungsfrequenzen der Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 603 und 615 bei einer Festlegung auf 100 MHz. Die Hochfrequenzleistung bezieht sich in Tabelle 15 auf eine Effektivleistung, die man gewinnt durch Subtrahieren der Reflexionsleistung von der Einfallsleistung. Die Hochfrequenzelektroden 602 und 614 waren SUS-Zylinder mit Durchmessern von 20 mm, deren Außenoberfläche bedeckt war mit Aluminiumoxidstutzen mit Innendurchmessern von 21 mm und Außendurchmessern von 24 mm. Der Aluminiumstutzen wurde einer Strahlbehandlung unterzogen, so daß die Oberflächenrauhigkeit 20 μm in Rz mit einer Länge von 2,5 mm betrug. Sechs zylindrische Substrate 605 wurden in gleichen Abständen umfangsseitig angeordnet.
Als variable Anpassungskondensatoren 102a und 102b wurden jene verwendet, die einen Kapazitätsvariationsbereich im Bereich von 50 pF bis 1.000 pF einschließlich hatten, und als variable Abstimmungskondensatoren 103a und 103b wurden jene innerhalb des Kapazitätsvariationsbereichs von 5 pF bis 250 pF einschließlich verwendet. Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 603 und 615, von deren Ausgangsimpedanzen 50 Ω betrugen, wurden elektrisch mit den Anpassungsboxen 604 beziehungsweise 616 über ein Koaxialkabel mit einer Kennimpedanz von 50 Ω verbunden.
Durch eine Vorrichtung zur Plasmabearbeitung mit einer oben beschriebenen Konfiguration wurden zunächst die impedanzvariablen Bereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b gemäß nachstehender Prozedur bestimmt.
Das zylindrische Substrat 605 wurde zunächst auf einer Rotationswelle 608 im Reaktionsgefäß 601 plaziert. Danach wurde Gas im Reaktionsgefäß 601 über einen Absaugstutzen von einem nicht dargestellten Absaugsystem abgesaugt. Danach wurde das zylindrische Substrat 605 mit einem Motor (nicht dargestellt) in einer Geschwindigkeit von 10 Upm über die Rotationswelle 608 gedreht, und 500 ml/min (normal) Ar-Gas wurden dem Reaktionsgefäß 601 durch einen Ausgangsgaslieferstutzen 612 zugeführt, während das Zylindersubstrat 605 von einem Heizelement 607 erwärmt wurde mit einer solchen Steuerung, daß das Zylindersubstrat 605 bei einer Temperatur von 250°C gehalten und dieser Zustand für zwei Stunden beibehalten wurde.
Das Liefern von Ar-Gas wurde dann gestoppt, und Gas im Reaktionsgefäß 601 wurde durch den Absaugstutzen 611 vom Absaugsystem, das nicht dargestellt ist, abgesaugt, gefolgt vom Einführen eines Ausgangsgases zur Verwendung bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht gemäß 15. durch den Ausgangsgaslieferstutzen 612. Danach wurde überprüft, daß das Ausgangsgas eine vorbestimmte Fließgeschwindigkeit erreicht hatte, und der Druck im Reaktionsgefäß 601 wurde stabilisiert, die Ausgangssignale der Hochfrequenzliefereinrichtungen 603 und 615 wurden auf einen Wert gebracht, der 20% des Zustands zur Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 15 äquivalent ist. In diesem Zustand die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b in den Anpassungsboxen 604 und 616 so justiert, daß Differenzen zwischen den Ausgangsspannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b und eine Bezugsspannung verringert waren. Die Bezugsspannung wurde auf Werte der Ausgangsspannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b mit der Impedanz am Hochfrequenzleistungseingabepunkt der Anpassungsboxen 604 und 616 auf der Lastseite gebracht, die mit 50 Ω angenommen wird. Zur selben Zeit wurden die Kapazitäten der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b in den Anpassungsboxen 604 und 616 so justiert, daß die Differenzen zwischen den Spannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b und die Bezugsspannungen verringert waren. Die Bezugsspannung wurde auf Werte der Ausgangsspannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b mit den Phasendifferenzen zwischen den Einfallsspannungen und den Hochfrequenzleistungseingangspunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 auf der Lastseite gebracht, und Reflexionsspannungen davon wurden mit null Grad angesehen.
Nachdem die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b so justiert waren, daß die Differenzen zwischen den Ausgangsspannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b und die Bezugsspannung und die Differenzen zwischen den Ausgangsspannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b und die Bezugsspannung auf diesem Wege minimiert waren, wurden die Ausgangssignale der Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 603 und 615 auf Werte für die Ladungsinjektionssperrschichtbedingungen gemäß Tabelle 15 erhöht, um eine Entladung zu produzieren, und die Kapazitäten der jeweiligen Kondensatoren zur Zeit der Entladung wurden bestimmt. Danach wurde die Ladungsinjektionssperrschicht gebildet. Nach Bildungsstart der Ladungsinjektionssperrschicht wurden die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b erneut so justiert, daß die Absolutwerte der Impedanz an den Eingangspunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 und die Phasendifferenzen der Einfallsspannung und der Reflexionsspannung minimal waren. Diese Justage erfolgte in Zwei-Minuten-Intervallen während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht zum Bestimmen der Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht.
Nachdem das Bilden der Ladungsinjektionssperrschicht abgeschlossen war, wurde das Ausgangssignal der Hochfrequenzspannung gestoppt, die Plasmabearbeitungsbedingungen, wie die Gasart und die Gasfließgeschwindigkeit und der Gasdruck, wurden geändert auf die Bedingungen zum Erzeugen der photoleitfähigen Schicht gemäß Tabelle 15, und die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b während der Entladungserzeugung sowie die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b während des Bildens der photoleitfähigen Schicht wurden in derselben Weise bestimmt, wie dies im Falle des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht geschah.
Für die Oberflächenschicht wurden die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b während der Entladungserzeugung sowie die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b während des Bildens der Oberflächenschicht gleichermaßen bestimmt.
Dieses Experiment wurde zehnmal wiederholt, um die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b während der Entladungserzeugung für die Ladungsinjektionssperrschicht, die photoleitfähige Schicht und die Oberflächenschicht sowie die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b während des Bildens dieser Schichten zu bestimmen.
Die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b zur Zeit des Erzeugungsbeginns einer Entladung für die Ladungsinjektionssperrschicht während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, zur Zeit des Erzeugungsbeginns einer Entladung für die photoleitfähige Schicht während des Bildens der photoleitfähigen Schicht, zur Zeit des Erzeugungsbeginns der Entladung für die Oberflächenschicht und während des Bildens der Oberflächenschicht wurden basierend auf den Ergebnissen so bestimmt, daß sie den beiden Bedingungen entsprachen:

(1) die Mitte des kapazitätsvariablen Bereiche ist die Mitte des Kapazitätsvariationsbereichs; und
(2) der kapazitätsvariable Bereiche ist zweimal so breit wie der Kapazitätsvariationsbereich.

Tabelle 15
Forts. Tabelle 15
Nachdem auf diesem Wege die kapazitätsvariablen Bereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b festgelegt waren, wurden zehn Herstellungslose der elektrophotographischen photoempfindlichen Glieder auf folgende Weise gemäß den Bedingungen in Tabelle 15 hergestellt.
Zuerst wurde das zylindrische Substrat 605 auf der Rotationswelle 608 im Reaktionsgefäß 601 plaziert. Danach wurde Gas im Reaktionsgefäß 601 über den Absaugstutzen 611 vom nicht dargestellten Absaugsystem abgesaugt. Danach wurde das zylindrische Substrat 605 mit dem nicht dargestellten Motor bei einer Geschwindigkeit von 10 Upm über die Rotationswelle 608 gedreht, und es wurden 500 ml/min (normal) Ar-Gas an das Reaktionsgefäß 601 durch den Ausgangsgaslieferstutzen 612 eingebracht, während das zylindrische Substrat 605 vom Heizelement 607 unter der Steuerung ausgeführt wurde, so daß das zylindrische Substrat 605 auf einer Temperatur von 250°C gehalten und dieser Zustand für zwei Stunden beibehalten wurde.
Dann wurde die Belieferung mit Ar-Gas gestoppt, und das Gas im Reaktionsgefäß 601 wurde über den Absaugstutzen 611 vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt, gefolgt vom Einführen von Ausgangsgas zur Verwendung bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 15 durch den Ausgangsgaslieferstutzen 612. Nachdem überprüft wurde, daß die Fließgeschwindigkeit vom Ausgangsgas eine vorbestimmte Fließgeschwindigkeit erreicht hatte und der Druck im Reaktionsgefäß 601 stabilisiert wurde, wurden die Ausgangssignale der Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 603 und 615 auf einen Wert gebracht, der 20% der Bedingung für die Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 15 äquivalent ist.
Des weiteren wurden die kapazitätsvariablen Bereiche beim Erzeugungsbeginn einer Entladung für die Ladungsinjektionssperrschicht während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, während des Bildens der photoleitfähigen Schicht und während des Bildens der Oberflächenschicht zuvor eingegeben und in Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b auf der Grundlage der Ergebnisse der Experimente zum Bestimmen der Kapazitätsvariationsbereiche eingestellt, und ein Signal, das auf einen kapazitätsvariablen Bereich hinweist, wird dort zur Auswahl gewünschter Kapazitätsvariationsbereiche eingegeben.
In diesem Zustand wird zunächst das Hinweissignal auf den kapazitätsvariablen Bereich in die Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b eingegeben, um den kapazitätsvariablen Bereich zur Zeit des Herstellungsbeginns einer Entladung für die Ladungsinjektionssperrschicht auszuwählen, gefolgt vom Beginn der automatischen Impedanzsteuerung. Genauer gesagt, an den Eingängen der Anpassungsschaltungen 101a und 101b werden Hochfrequenzströme von Stromfeststellelementen 105a und 105b festgestellt, und Hochfrequenzspannungen werden von Spannungsfeststellelementen 106a und 106b erfaßt. Die Ausgangssignale der Stromfeststellelemente 105a und 105b sowie der Spannungsfeststellelemente 106a und 106b wurden den Phasendifferenzdetektoren 107a und 107b und den Impedanzdetektoren 108a und 108b in Steuersystemen 100a beziehungsweise 100b eingegeben. Die Phasendifferenzdetektoren 107a und 107b stellen Phasen von Impedanzen an den Eingängen der Anpassungsschaltungen 101a und 101b sowie Ausgangsspannungen fest, die mit der Impedanzphase zu den Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b konsistent sind. Die Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b steuern Impedanzen der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b auf der Grundlage der Spannungen, die von den Phasendifferenzdetektoren 107a und 107b kommen, und zwar innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs zur Zeit des Entladungserzeugungsbeginns für die Ladungsinjektionssperrschicht. Das heißt, die Spannungen aus den Phasendifferenzdetektoren 107a und 107b werden mit Bezugsspannungen verglichen, Spannungen, die den Differenzen zwischen diesen konsistent sind, werden den Motoren 110a und 110b zum Ansteuern der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b zugeführt, und Justagen erfolgen, so daß Differenzen zwischen den Spannungen aus den Phasendifferenzdetektoren 17a und 17b und der Bezugspannung verringert sind. Wenn zu dieser Zeit die Impedanzen der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b Maximalwerte oder Minimalwerte im variablen Bereich zur Zeit des Entladungserzeugungsbeginns für die Ladungsinjektionssperrschicht erreichen, wird die Lieferung von Spannungen an die Motore 110a und 110b unmittelbar beendet, und die Steuerung erfolgt so, daß die Kapazitätsvariationsbereiche nicht überschritten werden. Die Bezugsspannung wird auf die Werte der Ausgangsspannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b mit der Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung bei Hochfrequenzleistungseingangspunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 auf den Lastseiten und den Reflexionsspannungen dieser unter der Annahme eines Winkels von 0 Grad gebracht.
Andererseits erfassen die Impedanzdetektoren 108a und 108b die Impedanzabsolutwerte bei den Eingängen der Anpassungsschaltungen 101a und 101b sowie Ausgangsspannungen, die mit den Impedanzabsolutwerten der Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b konsistent sind. Die Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b steuern die Impedanzen der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b auf der Grundalge der Spannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs zur Zeit des Entladungserzeugungsbeginns für die Ladungsinjektionssperrschicht. Das heißt, die aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b eingegebenen Spannungen werden mit der Bezugsspannung verglichen, Spannungen, die mit den Differenzen zwischen diesen konsistent sind, werden den Motoren 112a und 112b zum Antrieb der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b zugeführt, und die Justagen erfolgen so, daß Differenzen zwischen den Spannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b und der Bezugsspannung verringert sind. Wenn zu dieser Zeit die Impedanzen der variablen Kondensatoren 102a und 102b Maximalwerte oder Minimalwert im Variationsbereich erreichen, wird die Spannungslieferung an die Motore 112a und 112b unmittelbar unterbrochen, und es erfolgt eine automatische Steuerung, so daß der Kapazitätsvariationsbereich nicht überschritten wird. Die Bezugsspannung wird auf Werte der Ausgangsspannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b mit Impedanzen an den Hochfrequenzleistungseingangspunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 auf ihren Lastseiten gebracht, die mit 50 Ω angesehen werden.
Mit den auf diese Weise mit der automatischen Steuerung justierten Impedanzen der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b wurden die Ausgangssignale der Hochfrequenzliefereinheiten 603 und 615 auf Werte für die Ladungsinjektionssperrschicht gemäß Tabelle 15 erhöht, um dadurch eine Entladung herzustellen und das Bilden der Ladungsinjektionssperrschicht zu beginnen. Nachdem das Bilden der Ladungsinjektionssperrschicht begonnen hatte, wurden die Signale, die auf den kapazitätsvariablen Bereich hinweisen, den Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b eingegeben, wodurch die kapazitätsvariablen Bereiche ausgewählt wurden, die während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht anzulegen sind, und die Variationsbereiche der Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b wurden auf die Bereiche geändert, die während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht anzulegen sind. Die Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b justieren die Kapazitäten der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b innerhalb der veränderten Kapazitätsvariationsbereiche. Wenn die Kapazitäten der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b Maximalwerte oder Minimalwerte im Variationsbereich erreichen oder wenn Unterschiede zwischen den aus den Phasendetektoren 107a und 107b eingegebenen Spannungen und der Bezugsspannung ein Niveau erreichen, das der Anpassungszielbedingung äquivalent oder geringer ist, dann wird die Spannungsbelieferung an die Motore 110a und 110b beendet. Die Bezugsspannung wird auf Werte der Ausgangsspannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b mit der Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung an Hochfrequenzleistungseingangspunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 auf den Lastseiten und den Reflexionsspannungen gebracht, die mit 0 Grad angesehen werden. Die Anpassungszielbedingung wird so eingestellt, daß die Differenzen zwischen den Spannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b und der Bezugsspannung gleich 6% oder weniger der Bezugsspannung sind.
Gleichzeitig justieren die Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b innerhalb des geänderten Kapazitätsvariationsbereichs. Wenn die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b Maximalwerte oder Minimalwerte im Variationsbereich erreichen oder wenn Differenzen zwischen Spannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b und einer Bezugsspannung ein Niveau erreichen, das der Anpassungszielbedingung äquivalent oder geringer ist, dann wird die Spannungsbelieferung an die Motore 112a und 112b beendet. Die Bezugsspannung wird auf Werte der Ausgangsspannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b mit Impedanzen an den Hochfrequenzleistungseingangspunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 auf den Lastseiten gebracht, die mit 50 Ω angesehen werden. Die Anpassungszielbedingung wird so eingestellt, daß die Differenzen zwischen den Spannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b und der Bezugsspannung gleich 6% oder weniger der Bezugsspannung sind.
Nachdem auf diesem Wege die Ladungsinjektionssperrschicht gebildet war, wurde die Abgabe von Hochfrequenzleistungen gestoppt, Plasmabearbeitungsbedingungen, wie die Art und die Fließgeschwindigkeit des Gases und der Druck, wurden auf Bedingungen zum Bilden der photoleitfähigen Schicht gemäß Tabelle 15 eingerichtet, und Signale, die auf den kapazitätsvariablen Bereich hinweisen, wurde den Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b zur Auswahl eines Kapazitätsvariationsbereichs eingegeben, der zur Zeit des Entladungserzeugungsbeginns für die photoleitfähige Schicht anzuwenden ist, gefolgt vom Erzeugen einer Entladung in derselben Weise wie im Falle der Ladungsinjektionssperrschicht zum Bilden der photoleitfähigen Schicht.
Nachdem die Bildung der photoleitfähigen Schicht abgeschlossen war, wurde die Abgabe von Hochfrequenzleistungen gestoppt, Plasmabearbeitungsbedingungen, wie die Art und die Fließgeschwindigkeit des Gases und der Gasdruck, wurden auf Bedingungen zum Bilden der Oberflächenschicht gemäß Tabelle 15 eingerichtet, und Signale, die auf den kapazitätsvariablen Bereich hinweisen, wurden den Impedanz-/Phasensteuereinheiten 109a und 109b zur Auswahl eines Kapazitätsvariationsbereichs eingegeben, der zur Zeit des Entladungserzeugungsbeginns für die Oberflächenschicht anzuwenden ist, gefolgt vom Erzeugen einer Entladung in derselben Weise wie bei der Bildung der Ladungsinjektionssperrschicht, um die Oberflächenschicht zu bilden.
Auf diese Weise wurden zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder (insgesamt 60 Glieder) hergestellt, jeweils gebildet aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht. Das elektrophotographische photoempfindliche Glied wurde in stabiler Weise für jedes Fertigungslos geschaffen.
Vergleichsbeispiel 5
Zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder (insgesamt 60 Glieder), die jeweils gebildet sind aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht, wurden hergestellt in derselben Weise wie in Beispiel 5, und zwar unter den in Tabelle 15 gezeigten Bedingungen, mit der Ausnahme, daß die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b nicht eingestellt wurden. Die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b wichen im Ergebnis zeitweilig beträchtlich von stabilen Punkten ab, um die Entladung während des Bildens des elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds in zwei Fertigungslosen zu destabilisieren.
Die photoempfindlichen Glieder aus a-Si, auf diese Weise gemäß Beispiel 5 und gemäß Vergleichsbeispiel 5 hergestellt, wurden in einen Kopierer (NP-6750, hergestellt von Canon Inc., abgewandelt zum genauen Testen) installiert, um für vier Punkte Bewertungen zu schaffen, nämlich für "Bilddichteungleichförmigkeit", "Photospeicherfähigkeit", "Eigenschaftsvariationen" und "Bildfehler" unter Verwendung der Bewertungsverfahren, die jenen des Beispiels 1 gleichen.
Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 16 angegeben. Die Bewertung erfolgte unter Bezug auf Bewertungsergebnisse des Vergleichsbeispiels 5.
Das in Beispiel 5 hergestellte elektrophotographische photoempfindliche Glied zeigte befriedigende Ergebnisse in allen Bewertungspunkten. Darüber hinaus hatte das elektrophotographische Bild, das unter Verwendung des elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds in Beispiel 5 hergestellt wurde, keine Unschärfen und so weiter und war somit ganz befriedigend.
Tabelle 16
Beispiel 6
Unter Verwendung der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung und der Anpassungsboxen gemäß Beispiel 5 wurden die Anpassungszielbedingungen während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht, der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschicht unter den Bedingungen bestimmt, die in Tabelle 15 aufgezeigt sind, und zwar gemäß folgender Prozedur, wobei die Schwingungsfrequenzen der Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 603 und 615 bei 100 MHz lagen.
Das Bilden der Ladungsinjektionssperrschicht begann zunächst entsprechend einer Prozedur, die derjenigen gleicht, die verwendet wurde, als der impedanzvariable Bereich in Beispiel 5 bestimmt wurde. Nach Bildungsbeginn der Ladungsinjektionssperrschicht wurden die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b innerhalb 10 oder weniger des Leistungsreflexionsvermögens verändert, während die Einfallsleistung und die Reflexionsleistung an den Hochfrequenzleistungseingabepunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 beobachtet wurden, und dadurch wurden der Maximalwert der Differenzen zwischen den Spannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b und einer Phasenbezugsspannung sowie der Maximalwert der Differenzen zwischen den Spannung aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b und einer Impedanzbezugsspannung bestimmt. Das Leistungsreflexionsvermögen ist ein Verhältnis der Reflexionsleistung zur Einfallsleistung. Darüber hinaus wurde die Phasenbezugsspannung auf Werte der Ausgangsspannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b gebracht, und zwar mit einer Phasendifferenz zwischen der Einfallsspannung an Hochfrequenzleistungseingabepunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 auf den Lastseiten und den Reflexionsspannungen, die mit 0 Grad angenommen wurden. Darüber hinaus wurde die Impedanzbezugsspannung auf Werte der Ausgangsspannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b mit Impedanzen an Hochfrequenzleistungseingabepunkten der Anpassungsboxen 604 und 616 auf den Lastseiten gebracht, die mit 50 Ω angenommen wurden.
Der Maximalwert der Differenzen zwischen den Spannungen aus den Phasendetektoren 107a und 107b und einer Phasenbezugsspannung sowie der Maximalwert der Differenzen zwischen Spannungen aus den Impedanzdetektoren 108a und 108b und einer Impedanzbezugsspannung wurden zu Intervallen von zwei Minuten während des Bildens der Ladungsinjektionssperrschicht bestimmt, und der größte Maximalwert unter diesen wurde verwendet zum Bestimmen der folgenden Phasenanpassungszielbedingung und der Impedanzanpassungszielbedingung.
Phasenanpassungszielbedingung (%) = {(Maximalwert der Differenzen zwischen den Ausgangsspannungen der Phasendetektoren 107a und 107b und der Phasenbezugsspannung)/(Phasenbezugsspannung)} × 100
Impedanzanpassungszielbedingung (%) = {(Maximalwert der Differenzen zwischen den Ausgangsspannung der Impedanzdetektoren 108a und 108b und der Impedanzbezugsspannung)/(Impedanzbezugsspannung)} × 100
Anpassungszielbedingungen, die während des Bildens der photoleitfähigen Schicht und während des Bildens der Oberflächenschicht anzuwenden sind, wurden gleichermaßen bestimmt. Die sich ergebenden Anpassungszielbedingungen für jeweilige Schichten sind in Tabelle 17 aufgezeigt.
Tabelle 17
Nachdem die Anpassungszielbedingungen, die während des Bildens jeweiliger Schicht anzuwenden sind, auf diesem Wege bestimmt waren, wurden zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder (insgesamt 60 Glieder), die jeweils aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht bestanden, in derselben Weise wie Beispiel 5 unter den Bedingungen entsprechend Tabelle 15 hergestellt. In diesem Beispiel wurden des weiteren die Anpassungszielbedingungen auf Werte gemäß Tabelle 17 für jede Ladungsinjektionssperrschicht, jede photoleitfähige Schicht sowie für jede Oberflächenschicht gebracht. Das heißt, die Anpassungszielbedingungen wurden während des Bildens vom elektrophotographischen photoempfindlichen Glied verändert.
Im Ergebnis wurde das elektrophotographische photoempfindliche Glied in jedem Fertigungslos stabil hergestellt.
Vergleichsbeispiel 6
Zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder (insgesamt 60 Glieder), die jeweils aus einer Ladungsinjektionssperrschicht, einer photoleitfähigen Schicht und einer Oberflächenschicht gebildet waren, wurden in derselben Weise wie beim Vergleichsbeispiel 5 unter den in Tabelle 15 gezeigten Bedingungen hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung festgelegt waren auf 3%, wie im Falle der Bedingung für die photoleitfähige Schicht im Beispiel 6, in sowohl der Ladungsinjektionssperrschicht, der photoleitfähigen Schicht als auch in der Oberflächenschicht.
Die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b fluktuierten immer während der Bildung der Oberflächenschicht, womit es unmöglich wurde, das elektrophotographische photoempfindliche Glied stabil in allen Fertigungslosen zu schaffen.
Für die photoempfindlichen Glieder aus a-Si, hergestellt auf diese Weise im Beispiel 6 und im Vergleichsbeispiel 6, erfolgte eine Bewertung für vier Punkte, nämlich für "Bilddichte Ungleichförmigkeit", "Photospeicherfähigkeit", "Eigenschaftsvariationen" und "Bildfehler" unter Verwendung der gleichen Bewertungsverfahren wie beim Beispiel 1.
Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 18 dargestellt. Die Bewertung erfolgte unter Bezug auf die Bewertungsergebnisse vom Beispiel 1.
Das elektrophotographische photoempfindliche Glied, das gemäß Beispiel 6 hergestellt wurde, zeigte befriedigende Ergebnisse in allen Bewertungspunkten. Darüber hinaus hatte das elektrophotographische photoempfindliche Glied, das gemäß Beispiel 6 hergestellt wurde, bessere Eigenschaften als das elektrophotographische photoempfindliche Glied, das gemäß Beispiel 5 hergestellt wurde. Es hat sich aus dem Vergleich mit den Ergebnissen aus dem Vergleichsbeispiel 6 gezeigt, daß die Wirkung des Beispiels 6 nicht direkt von der Tatsache abhängig ist, daß die Anpassungszielbedingung angenähert wurde, verglichen mit dem Beispiel 5, sondern die Tatsache, daß der impedanzvariable Bereich mit dem Fortschritt der Plasmabearbeitung verändert wurde, und die Anpassungszielbedingung wurde ebenfalls mit dem Fortschritt der Plasmabearbeitung verändert.
Tabelle 18
Beispiel 7
Die in den 7A und 7B gezeigte Vorrichtung zur Plasmabearbeitung wurde verwendet, um photoempfindliche Glieder aus a-Si zu bilden, und zwar unter den Bedingungen, die in Tabelle 19 dargestellt sind. Ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 358 mm wurde als Zylindersubstrat 705 verwendet. Ein Ausgangsgaslieferstutzen 710 war ein Aluminiumstutzen mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einem Außendurchmesser von 13 mm, die Enden waren versiegelt, und er war in der Lage, ein Ausgangsgas aus einer Gasstrahldüse mit einem Durchmesser von 1,2 mm zu liefern, die am Stutzen vorgesehen ist. Der Ausgangsgaslieferstutzen 710 hatte eine Oberfläche, die der Strahlbearbeitung unterzogen war, so daß Oberflächenrauhigkeit 20 μm in Rz mit einer Standardlänge von 2,5 mm betrug.
Eine Hochfrequenzleistungsliefereinheit 711 hatte eine Frequenz von 120 MHz und eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω. Die Hochfrequenzleistungsliefereinheit 711 und eine Anpassungsbox 712 waren elektrisch miteinander über ein Koaxialkabel verbunden, das eine Kennimpedanz von 50 Ω aufwies. Darüber hinaus hatte eine Hochfrequenzleistungsliefereinheit 713 eine Frequenz von 70 MHz und eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω. Die Hochfrequenzleistungsliefereinheit 713 und eine Anpassungsbox 714 waren elektrisch miteinander über ein Koaxialkabel verbunden, das eine Kennimpedanz von 50 Ω aufwies.
Eine Hochfrequenzelektrode 102 war ein SUS-Zylinder mit einem Durchmesser von 20 mm. Darüber hinaus hatte die Aluminiumoxidzylinderwand 703, die ein Teil des Reaktionsgefäßes 701 bildet, eine Innenoberfläche, die der Strahlbearbeitung unterzogen war, so daß die Oberflächenrauhigkeit 20 μm in Rz mit einer Standardlänge von 2,5 mm betrug.
Spezielle Konfigurationen der Anpassungsboxen 712 und 714 sind darüber hinaus jene in 1 dargestellte, aber zur Unterscheidung zwischen den Gliedern in der Anpassungsbox 712 und den Gliedern in der Anpassungsbox 714 wird den Gliedern in der Anpassungsbox 712 ein Symbol "a" zugegeben und den Gliedern in der Anpassungsbox 714 ein Symbol "b" zugegeben, um die nachstehende Beschreibung zu vereinfachen.
Variable Anpassungskondensatoren 102a und 102b hatten variable Kapazitäten im Bereich von 50 pF bis 1.000 pF einschließlich, und variable Abstimmungskondensatoren 103a und 103b hatten einen Variationsbereich von 5 pF bis 250 pF einschließlich.
Unter Verwendung der Vorrichtung zur Plasmabearbeitung mit der oben beschriebenen Konfiguration wurde der impedanzvariable Bereich zunächst in derselben Weise wie beim Beispiel 5 unter den Bedingungen gemäß Tabelle 19 bestimmt. Dann wurde die Anpassungszielbedingung in derselben Weise wie beim Beispiel 6 unter den Bedingungen gemäß Tabelle 19 bestimmt. Nachdem die Ladungstransportschicht gebildet war, wurde darüber hinaus die Gasfließgeschwindigkeit zunächst stetig in 5 Minuten verändert, und die Leistung wurde dann in 5 Minuten ohne Entladungserzeugungsstop zum Bilden der nächsten Schicht verändert, nämlich die Ladungserzeugungsschicht. Nachdem die Ladungserzeugungsschicht gebildet war, wurden die Gasfließgeschwindigkeit, die Leistung und der Druck stetig in 15 Minuten verändert, ohne die Entladungserzeugung zu stoppen, um die nächste Schicht zu bilden, nämlich die Oberflächenschicht. Auf diese Weise wurde der impedanzvariable Bereich der Anpassungszielbedingung bestimmt.
Tabelle 19
Tabelle 20
Unter Verwendung des impedanzvariablen Bereichs und der Anpassungszielbedingung, die auf diese Weise bestimmt waren, wurden zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder entsprechend der nachstehenden allgemeinen Prozedur unter Bedingungen hergestellt, wie sie in Tabelle 19 aufgeführt sind.
Zuerst wurde ein Aluminiumzylinder 705, der auf einen Substrathalter 706 gestützt war, auf einer Rotationswelle 708 im Reaktionsgefäß 701 plaziert. Gas im Reaktionsgefäß 701 wurde danach durch den Absaugstutzen 709 von einem nicht dargestellten Absaugsystem abgesaugt. Danach wurde der Aluminiumzylinder 705 mit einer Geschwindigkeit von 10 Upm von einem Motor (nicht dargestellt) über die Rotationswelle 708 in Drehung versetzt, und 500 ml/min (normal) von Ar-Gas wurden dem Reaktionsgefäß 701 aus dem Ausgangsgaslieferstutzen 510 zugeführt, während der Aluminiumzylinder 705 von einem Heizelement 707 erwärmt wurde in der Weise, daß die Temperatur bei 250°C gehalten und der Zustand für zwei Stunden beibehalten wurde.
Die Belieferung mit Ar-Gas wurde dann gestoppt, und Gas im Reaktionsgefäß 701 wurde durch den Absaugstutzen 708 vom Absaugsystem (nicht dargestellt) abgesaugt, gefolgt vom Einführen über den Ausgangsgasstutzen 710 eines Ausgangsgases zur Verwendung bei der Schaffung der Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 19. Nachdem überprüft war, daß die Fließgeschwindigkeit des Ausgangsgases eine vorbestimmte Fließgeschwindigkeit erreicht hatte und der Druck im Reaktionsgefäß 701 stabil war, wurden die Ausgangssignale der Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 711 und 713 auf Werte gebracht, die 20% dem Zustand für die Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 19 äquivalent sind.
In diesem Zustand wurde auf Signale hingewiesen, die einen kapazitätsvariablen Bereich aufzeigen, zunächst in die Impedanz/Phasensteuereinheiten 109a und 109b eingegeben, um den kapazitätsvariablen Bereich auszuwählen, der zur Zeit des Entladungserzeugungsbeginns für die Ladungstransportschicht anzuwenden ist, und dann wurde die automatische Impedanzsteuerung begonnen. Das spezifische Steuerverfahren gleicht demjenigen von Beispiel 5.
Die Impedanzen der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b wurden auf diese Weise justiert, und gleichzeitig wurden die Ausgangssignale der Hochfrequenzleistungsliefereinheiten 711 und 713 auf Werte erhöht für die Bedingungen der Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 19, wodurch eine Entladung erzeugt wurde, um die Bildung der Ladungstransportschicht zu beginnen. Nach Starten der Bildung der Ladungstransportschicht wurden die Signale, die auf den kapazitätsvariablen Bereich hinweisen, den Impedanz/Phasensteuereinheiten 109a und 109b eingegeben, wodurch der Kapazitätsbewertungsbereich, der während der Bildung der Ladungstransportschicht anzulegen ist, bestimmt wird, und die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung wurden auf vorbestimmte Bedingungen für die Ladungstransportschicht gemäß Tabelle 20 eingesetzt. Das spezielle Verfahren zur Impedanzjustage während der Bildung der Ladungstransportschicht gleicht demjenigen vom Beispiel 5.
Nachdem die Bildung der Ladungstransportschicht auf diese Weise abgeschlossen war, wurde die Gasfließgeschwindigkeit zunächst kontinuierlich in 5 Minuten verändert, und dann wurde die Leistung in 5 Minuten ohne Entladungsunterbrechung verändert, so daß die Bedingungen auf jene der Bildung der nächsten Schicht gewechselt waren, nämlich auf die Ladungserzeugungsschicht. Zu dieser Zeit wurden die variablen Kapazitätsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b, die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung stetig verändert, so daß die Einstellwerte dieser auf die Werte für die Ladungserzeugungsschicht verändert wurden, wenn die Bildung der Ladungserzeugungsschicht begann. Danach wurde die Ladungserzeugungsschicht und dann die Oberflächenschicht gleichermaßen gebildet, während die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b, die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung zum Bilden des elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds verändert werden. Nachdem die Ladungserzeugungsschicht gebildet war, wurden die Gasfließgeschwindigkeit, die Leistung, der Gasdruck, die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b, die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung innerhalb 15 Minuten geändert, um die nächste Schicht zu bilden, nämlich die Oberflächenschicht, ohne die Entladung zu stoppen.
Auf diese Weise wurden zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder (insgesamt 120 Glieder) hergestellt, die jeweils aus einer Ladungstransportschicht, einer Ladungserzeugungsschicht und einer Oberflächenschicht aufgebaut waren. Das elektrophotographische photoempfindliche Glied wurde in jedem Fertigungslos stabil geschaffen.
Vergleichsbeispiel 7
Zehn Fertigungslose elektrophotographischer photoempfindlicher Glieder (insgesamt 120 Glieder), die jeweils aus einer Ladungstransportschicht, einer Ladungserzeugungsschicht und einer Oberflächenschicht bestanden, wurden in derselben Weise wie beim Beispiel 7 unter den Bedingungen gemäß Tabelle 19 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Kapazitätsvariationsbereiche der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b nicht eingestellt wurden und die Phasenanpassungszielbedingung und die Impedanzanpassungszielbedingung bei 7% für alle Schichten festgelegt wurden. Im Ergebnis waren die Kapazitäten der variablen Anpassungskondensatoren 102a und 102b und der variablen Abstimmungskondensatoren 103a und 103b zeitweilig beträchtlich von stabilen Punkten abgewichen, um die Entladung während der Bildung des elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds in fünf Fertigungslosen zu destabilisieren.
Die photoempfindlichen Glieder auf a-Si-Basis, die auf diese Weise im Beispiel 7 und im Vergleichsbeispiel 7 hergestellt wurden, wurden in einen Kopierer (NP-6030, hergestellt von Canon Inc., abgewandelt zum genauen Testen) installiert, um die Eigenschaften der photoempfindlichen Glieder zu bewerten. Bewertungen erfolgten für vier Punkte, nämlich "Bilddichteungleichförmigkeit", Photospeicherfähigkeit", "Eigenschaftsvariationen" und "Bildfehler".
Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 21 dargestellt. Die Bewertung erfolgte in derselben Weise wie bei den Beispielen 5 und 6 unter Bezug auf die Bewertungsergebnisse des Vergleichsbeispiels 7.
Das elektrophotographische photoempfindliche Glied, das in Beispiel 7 hergestellt wurde, zeigte befriedigende Ergebnisse in allen Bewertungspunkten auf.
Tabelle 21
Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung wird in einem Verfahren zur Plasmabearbeitung und in einer Vorrichtung zur Plasmabearbeitung bezüglich eines zu bearbeitenden Gegenstands, der sich in einem Reaktionsgefäß befindet, wird die Impedanzjustage durch die Anpassungsvorrichtung während der Plasmabearbeitung in einem vorbestimmten Impedanzvariationsbereich durch Zersetzen eines Ausgangsgases ausgeführt, das in das Reaktionsgefäß unter Verwendung von Hochfrequenzleistung aus einer Hochfrequenzliefereinheit eingeführt und über eine Anpassungseinrichtung und eine Elektrode zugeführt wird, wobei der impedanzvariable Bereiche mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert wird, wodurch die Impedanzjustage von der Anpassungseinrichtung genau und stabil bewerkstelligt wird, womit es möglich wird, die Verbesserung der Plasmabearbeitungseigenschaften, die Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Plasmabearbeitungseigenschaften und die Kostenverringerung für die Plasmabearbeitung zu erreichen.
In einem Verfahren zur Plasmabearbeitung für einen zu bearbeitenden Gegenstand, der sich in einem Reaktionsgefäß befindet, wird durch Zersetzen eines Ausgangsgases im Reaktionsgefäß unter Verwendung von Hochfrequenzleistung aus einer Hochfrequenzliefereinheit und durch Einführen in das Reaktionsgefäß über eine Anpassungseinrichtung und eine Elektrode die Impedanzjustage von der Anpassungseinrichtung während der Plasmabearbeitung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs gesteuert, und der impedanzvariable Bereich wird mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert. Ein anderes Verfahren zur Plasmabearbeitung, das mehrere Leistungsliefersysteme mit Hochfrequenzleistungsliefereinrichtungen und Anpassungseinrichtungen verwendet, die zu Impedanzänderungen in der Lage sind. Eine Vorrichtung zur Plasmabearbeitung unter Verwendung mehrerer Leistungsliefersysteme verfügt über Anpassungsschaltungen, die in der Lage sind, Impedanzen zu verändern, und über Steuersysteme zum Steuern der Impedanzen der Anpassungsschaltungen.

Claims

Verfahren zur Plasmabearbeitung, mit den Verfahrensschritten: (a) Einleiten von Hochfrequenzleistung aus einer Hochfrequenzlieferquelle über eine Anpaßeinrichtung mit einer Anpaßschaltung und einer Elektrode in ein Reaktionsgefäß; (b) Zersetzen eines in das Reaktorgefäß eingeführten Ausgangsgases durch die Hochfrequenzleistung; und (c) Verarbeiten eines zu bearbeitenden Gegenstands, der sich im Reaktionsgefäß befindet; gekennzeichnet durch (d) Steuern des Einstellens der Impedanz während der Plasmabearbeitung von der Anpaßeinrichtung durch Einstellen der Impedanz der Anpaßschaltung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs, der unabhängig von einer variablen Breite impedanzvariabler Elemente bestimmt ist, die die Anpaßschaltung bilden; und durch (e) Verändern des impedanzvariablen Bereichs mit Fortschreiten der Plasmabearbeitung.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 1, bei dem der impedanzvariable Bereich im wesentlichen kontinuierlich mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert wird.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Einstellen der Impedanz durch die Anpaßeinrichtung mit automatischer Steuerung erfolgt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 3, bei dem die automatische Steuerung durch Einstellen der Impedanz der Anpaßeinrichtung so erfolgt, daß voreingestellten Zielanpaßbedingungen genügt wird und daß die Zielanpaßbedingungen mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert werden.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 4, bei dem die Zielanpaßbedingungen im wesentlichen kontinuierlich mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert werden.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Frequenz der Hochfrequenzleistung nicht unter 50 MHz und nicht über 250 MHz liegt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Plasmabearbeitung durch kontinuierliches Ausführen einer Vielzahl von Verarbeitungen unter verschiedenen Bedingungen erfolgt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der zu verarbeitende Gegenstand wenigstens während einer Periode in der Plasmabearbeitung verschoben oder gedreht wird.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Plasmabearbeitung zum Bilden eines elektrophotographischen photoempfindlichen Glieds erfolgt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ändern des impedanzvariablen Bereichs mit dem Fortschreiten der Plasmabearbeitung für alle Prozesse unter verschiedenen Plasmabearbeitungsbedingungen erfolgt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung, mit den Verfahrensschritten: (a) Einleiten von Hochfrequenzleistungen aus einer Vielzahl von Stromnetzen mit Hochfrequenzliefer- und impedanzvariablen Anpaßeinrichtungen mit Anpaßschaltungen über Elektroden in ein Reaktionsgefäß; (b) Zersetzen eines in das Reaktionsgefäß eingeführten Ausgangsgases mit den Hochfrequenzleistungen; und (c) Plasmabearbeitung eines zu verarbeitenden Substrats, das sich im Reaktionsgefäß befindet, gekennzeichnet durch (d) Ausführen einer Impedanzeinstellung durch wenigstens eine Anpaßeinrichtung der Anpaßeinrichtungen der Vielzahl von Stromnetzen während der Plasmabearbeitung mit automatischer Steuerung durch Justieren der Impedanz der Anpaßschaltung wenigstens einer Anpaßeinrichtung innerhalb eines vorbestimmten impedanzvariablen Bereichs, der unabhängig von einer variablen Breite impedanzvariabler Elemente bestimmt ist, die die Anpaßschaltung bilden.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 11, bei dem die Impedanz von der Anpaßeinrichtung während der Plasmabearbeitung mit automatischer Steuerung innerhalb des vorbestimmten variablen Bereichs in allen Anpaßeinrichtungen erfolgt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Hochfrequenzleistungen der unterschiedlichen Frequenzen gleichzeitig dem Reaktionsgefäß zugeführt werden.
verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Vielzahl der Hochfrequenzleistungen gleichzeitig aus derselben Elektrode dem Reaktionsgefäß zugeführt werden.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die Vielzahl von Stromnetzen zwei Arten von Hochfrequenzleistungen mit Frequenzen liefert, die nicht unter 10 MHz beziehungsweise nicht über 250 MHz liegen, und wobei angenommen wird, daß von den beiden Arten der Hochfrequenzleistungen die Frequenz der Hochfrequenzleistung mit höherer Frequenz durch f₁ und die Frequenz der Hochfrequenzleistung mit niedrigerer Frequenz durch f₂ dargestellt wird und daß ein Frequenzverhältnis zwischen f₁ und f₂ folgender Beziehung genügt: 0,1 ≤ f2/f1 ≤ 0,9.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 15, bei dem die beiden Arten der Hochfrequenzleistungen folgender Beziehung genügen: 0,5 < f2/f1 ≤ 0,9.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem der impedanzvariable Bereich mit Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert wird.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei dem die automatische Steuerung durch Justieren der Impedanz der Anpaßeinrichtung so erfolgt, daß den voreingestellten Zielbedingungen genügt wird und die Zielanpaßbedingungen mit Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert werden.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem wenigstens entweder der impedanzvariable Bereich oder die Voreinstellzielanpaßbedingungen stetig mit Fortschreiten der Plasmabearbeitung verändert wird.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, bei dem die Plasmabearbeitung durch kontinuierliches Ausführen einer Vielzahl von Prozessen unter verschiedenen Bedingungen erfolgt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, bei dem das zu verarbeitende Substrat wenigstens während einer Periode der Plasmabearbeitung eine Verschiebung oder Drehung erfährt.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, bei dem ein elektrophotographisches lichtempfindliches Glied durch die Plasmabearbeitung gebildet wird.
Verfahren zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der voreingestellte impedanzvariable Bereich für jeden der Prozesse unter unterschiedlichen Plasmabearbeitungsbedingungen verändert wird.
Vorrichtung zur Plasmabearbeitung mit einem Reaktionsgefäß (601, 701) zur Plasmabearbeitung eines zu bearbeitenden Substrats (605,150), einem Mittel (612, 710) zum Liefern eines Ausgangsgases in das Reaktionsgefäß, und mit einer Vielzahl von Stromnetzen (603, 615, 711, 713) zum Beliefern des Reaktionsgefäßes mit Hochfrequenzleistungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Stromnetze Anpaßschaltungen (604, 616, 712, 714) besitzen, die in der Lage sind, Impedanzen und Steuersysteme (100a, 100b) zum Steuern der Impedanzen der Anpaßschaltungen zu verändern, um die Impedanzen der Anpaßschaltungen durch Einstellen zu steuern, wobei das Steuersystem in der Lage ist, einen variablen Bereichseinstellwert zur Begrenzung eines impedanzvariablen Bereichs zu speichern.
Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 24, deren Steuersystem eine Vielzahl variabler Bereichseinstellwerte speichern kann.
Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 24 oder 25, deren Steuersystem eine Zielanpaßbedingung zum Bestimmen speichern kann, ob die Anpassung erzielt ist.
Vorrichtung zur Plasmabearbeitung nach Anspruch 26, deren Steuersystem eine Vielzahl der Zielanpaßbedingungen speichern kann.