JP2002155360A - Equipment and method for forming deposited film - Google Patents
Equipment and method for forming deposited filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は堆積膜形成装置およ
び堆積膜形成方法に関し、とりわけ機能性堆積膜、特に
半導体デバイス、電子写真用感光体、画像入力用ライン
センサー、撮像デバイス、光起電力デバイス等に用い
る、アモルファス半導体を形成するプラズマＣＶＤによ
る堆積膜形成装置および堆積膜形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deposited film forming apparatus and a deposited film forming method, and more particularly to a functional deposited film, particularly a semiconductor device, an electrophotographic photosensitive member, an image input line sensor, an imaging device, and a photovoltaic device. The present invention relates to a deposited film forming apparatus and a deposited film forming method by plasma CVD for forming an amorphous semiconductor used for an apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体デバイス、電子写真用感光
体、画像入力ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力
デバイス、またその他各種エレクトロニクス素子等に用
いる堆積膜形成方法として、真空蒸着法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ
法、プラズマＣＶＤ法等、多数知られており、そのため
の装置も実用に付されている。上記方法を用いて、シラ
ンガス（ＳｉＨ4）を成膜原料ガスとして形成したアモ
ルファスシリコン膜は、アモルファスシリコンの禁止帯
中に存在する局在準位が比較的少なく、不純物のドーピ
ングにより荷電子制御が可能であり、アモルファスシリ
コン電子写真感光体として優れた特性を有するものが得
られ検討が続けられている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for forming a deposited film used for a semiconductor device, an electrophotographic photoreceptor, an image input line sensor, an imaging device, a photovoltaic device, and various other electronic elements, a vacuum deposition method, a sputtering method, Ion plating method, thermal CVD method, optical CVD
There are many known methods such as a plasma CVD method and a plasma CVD method, and an apparatus for the method is put to practical use. An amorphous silicon film formed by using the above method and using silane gas (SiH 4 ) as a film forming source gas has relatively few localized levels existing in the forbidden band of amorphous silicon, and the charge electrons can be controlled by doping impurities. It is possible and an amorphous silicon electrophotographic photosensitive member having excellent characteristics has been obtained and has been studied.
【０００３】例えば、特公昭６０−３５０５９号公報に
は、水素化アモルファスシリコンを光導電部に応用した
電子写真用感光体について開示されている。また、堆積
膜形成技術に関して、大面積の基体への堆積膜形成を高
速に行うことで、生産性を高める方法が求められてい
る。特開平９−２５６１６０号公報によれば、複数の円
筒状基体を同一円周上に配置し、円筒状基体の周囲に複
数のカソード電極を配置することで、生産性を大幅に向
上できる技術が開示されている。特開平９−３１０１８
１号公報によれば、電極と基体の間にある反応容器の一
部を誘電体部材で構成することにより、大面積な基体へ
の堆積膜形成を均一且つ高速に行うことを可能にするプ
ラズマ処理装置及び方法が開示されている。これらの技
術により、電子写真感光体の生産性が向上し、また均一
性および特性も向上してきた。For example, Japanese Patent Publication No. Sho 60-35059 discloses an electrophotographic photosensitive member in which hydrogenated amorphous silicon is applied to a photoconductive portion. Further, with respect to the deposited film forming technique, there is a demand for a method of increasing the productivity by forming a deposited film on a large-area substrate at high speed. According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-256160, there is a technique capable of greatly improving productivity by arranging a plurality of cylindrical substrates on the same circumference and arranging a plurality of cathode electrodes around the cylindrical substrate. It has been disclosed. JP-A-9-31018
According to Japanese Patent Application Publication No. 1 (1993) -1995, a part of a reaction vessel between an electrode and a substrate is formed of a dielectric member, thereby enabling a uniform and high-speed deposition film to be formed on a large-sized substrate. A processing apparatus and method is disclosed. These techniques have improved the productivity of the electrophotographic photoreceptor, and have also improved the uniformity and properties.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法及び装
置により、良好な堆積膜が形成される。しかしながら、
これら堆積膜を用いた製品に対する市場の要求レベルは
日々高まっており、この要求に応えるべく、より高品質
の堆積膜が求められるようになっている。例えば、電子
写真装置の場合、コピースピードの高速化、高耐久化の
更なる向上が求められている。A good deposited film is formed by the above-mentioned conventional method and apparatus. However,
The demand level in the market for products using these deposited films is increasing day by day, and to meet this demand, higher quality deposited films are required. For example, in the case of an electrophotographic apparatus, there is a demand for higher copy speed and higher durability.
【０００５】また、近年その普及が目覚しいデジタル電
子写真装置、カラー電子写真装置においては、文字原稿
のみならず、写真、絵、デザイン画等のコピーも頻繁に
為されるため、高画質化が急速に進んでおり、それに伴
い電子写真感光体においても画像特性の大幅な向上が求
められるようになってきている。このような状況下にお
いて、前述従来の堆積膜形成装置、堆積膜形成方法にお
いても、堆積膜特性の向上が必要になってきており、ま
だ改善の余地が残されているのが現状である。In digital electrophotographic apparatuses and color electrophotographic apparatuses, which have been remarkably popularized in recent years, not only character manuscripts but also frequent copies of photographs, pictures, design pictures, etc. are frequently made, so that high image quality is rapidly increased. Accordingly, the electrophotographic photosensitive member has been required to greatly improve image characteristics. Under these circumstances, it is necessary to improve the characteristics of the deposited film in the above-described conventional deposited film forming apparatus and deposited film forming method, and there is still room for improvement.
【０００６】具体的には、例えば一例として、電子写真
感光体作製技術においては、形成される堆積膜特性の均
一性を、常に再現性良く維持する技術が強く求められて
いる。堆積膜特性の均一性・再現性が不十分であると、
堆積膜特性はばらつき、製品品質の低下、良品率の低下
につながってしまう。特に、複数の堆積膜の積層構成よ
りなる部材形成の場合、この特性のばらつきにより、あ
る層の膜特性が低下すると、他の層とのマッチングも悪
化するため部材全体として大きく影響を受けることとな
ってしまう。また、電子写真感光体のように大面積の部
材においては、局所的な膜質低下であっても、その部分
のみを除去することができないため、その影響は大き
い。このように、堆積膜特性の均一性・再現性を向上
し、堆積膜特性のばらつきを抑制することは、堆積膜全
体としての特性向上に大きく貢献するものである。Specifically, for example, as an example, in the electrophotographic photoreceptor manufacturing technology, there is a strong demand for a technology for constantly maintaining the uniformity of the deposited film formed with good reproducibility. If the uniformity and reproducibility of the deposited film characteristics are insufficient,
The characteristics of the deposited film vary, leading to a decrease in product quality and a decrease in the yield rate. In particular, in the case of forming a member having a stacked configuration of a plurality of deposited films, when the film characteristics of a certain layer are deteriorated due to the variation in the characteristics, matching with other layers is also deteriorated, so that the entire member is greatly affected. turn into. Also, in a large-area member such as an electrophotographic photosensitive member, even if the film quality is locally deteriorated, only the portion cannot be removed, so that the influence is large. As described above, improving the uniformity and reproducibility of the deposited film characteristics and suppressing the variation in the deposited film characteristics greatly contribute to the improvement of the characteristics of the deposited film as a whole.
【０００７】更に、これまであまり問題にならなかった
微小な画像欠陥の発生を抑制することが必要となってい
る。画像欠陥に関しては、その原因の一つとして、反応
容器内で堆積した膜が、プラズマによる昇温で内部応力
が蓄積され歪みが生じ、その結果剥離した膜破片が被成
膜基体上に飛散して異常成長し、堆積膜の品質に影響を
及ぼす場合があった。そのため画像欠陥の発生原因とな
る膜破片を、低減するために反応容器の一部を構成する
誘電体部材の温度制御が非常に重要になってきている。Further, it is necessary to suppress the occurrence of minute image defects that have not been a problem so far. Regarding image defects, one of the causes is that the film deposited in the reaction vessel is distorted due to the accumulation of internal stress due to the temperature rise due to plasma, and as a result, separated film fragments are scattered on the substrate on which the film is formed. In some cases, abnormal growth occurred, affecting the quality of the deposited film. For this reason, temperature control of a dielectric member constituting a part of a reaction vessel has become very important in order to reduce film fragments that cause image defects.
【０００８】そこで、本発明は、上記課題を解決し、品
質および均一性に優れた堆積膜を生産性よく安定して作
製することが可能な堆積膜形成装置および堆積膜形成方
法、特に電子写真感光体の堆積膜の形成手段を提供する
ことを目的とするものである。Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a deposited film forming apparatus and a deposited film forming method capable of stably producing a deposited film having excellent quality and uniformity with good productivity, and in particular, electrophotography. It is an object of the present invention to provide means for forming a deposited film of a photoreceptor.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために、つぎの（１）〜（３１）のように構成し
た堆積膜形成装置および堆積膜形成方法を提供するもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a deposited film forming apparatus and a deposited film forming method as described in the following (1) to (31) in order to achieve the above object. .
【００１０】本発明は、上記課題を解決するため、堆積
膜形成装置、堆積膜形成方法を次のように構成したこと
を特徴としている。 （１）減圧可能な反応容器を備え、該反応容器内に原料
ガスを供給する一方、該反応容器内に導入された高周波
電力によってプラズマを生起させ、前記原料ガスを分解
して前記反応容器内に配置された基体上に堆積膜の形成
を行う堆積膜形成装置において、前記反応容器の少なく
とも一部が誘電体部材で形成され、該誘電体部材の前記
プラズマによる温度変化を制御する温度制御手段を備え
ていることを特徴とする堆積膜形成装置。 （２）前記温度制御手段が、前記反応容器と該反応容器
を取り囲むアースシールドとの間に形成される空間内に
冷却ガス雰囲気を形成する手段と、該冷却ガス雰囲気に
おける冷却効果を促進するため、前記アースシールドの
少なくとも一方の壁面に設けられた冷却手段と、によっ
て構成されていることを特徴とする上記（１）に記載の
堆積膜形成装置。 （３）前記冷却ガス雰囲気を形成する手段が、前記反応
容器と該反応容器を取り囲むアースシールドとの間に形
成され、高周波電力導入手段が設けられている空間内
に、冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段によって構成
されていることを特徴とする上記（２）に記載の堆積膜
形成装置。 （４）前記冷却ガス供給手段が、ヘリウムガスおよび／
または水素ガスを前記空間内に供給可能に構成されてい
ることを特徴とする上記（３）に記載の堆積膜形成装
置。 （５）前記アースシールドの少なくとも一方の壁面に設
けられた冷却手段が、冷却コイルまたは冷却筒によって
構成されていることを特徴とする上記（２）〜（４）の
いずれかに記載の堆積膜形成装置。 （６）前記冷却コイルが、水却コイルであることを特徴
とする上記（５）に記載の堆積膜形成装置。 （７）前記反応容器と該反応容器を取り囲むアースシー
ルドとの間に形成される空間内に、前記冷却ガスを排出
する排出手段が設けられていることを特徴とする上記
（３）〜（６）のいずれかに記載の堆積膜形成装置。 （８）前記排出手段が、前記反応容器と該反応容器を取
り囲むアースシールドとの間に形成される空間内の前記
冷却ガス供給手段と対向する位置に設けられていること
を特徴とする上記（７）に記載の堆積膜形成装置。 （９）前記アースシールドの少なくとも一部の壁面が、
冷却ガスとの接触面の接触面積が大きい凹凸形状とされ
ていることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれか
に記載の堆積膜形成装置。 （１０）前記冷却ガスとの接触面の接触面積が大きい凹
凸形状は、平滑面に対して１１０％〜２５０％の面積を
有することを特徴とする上記（９）に記載の堆積膜形成
装置。 （１１）前記アースシールドの少なくとも一部の壁面
が、黒体化されていることを特徴とする上記（１）〜
（１０）のいずれかに記載の堆積膜形成装置。 （１２）前記黒体化が、メッキまたは溶射によって行わ
れていることを特徴とする上記（１１）に記載の堆積膜
形成装置。 （１３）前記誘電体部材が、アルミナ、窒化ホウ素、窒
化アルミニウム、石英ガラスの少なくとも一つからなる
ことを特徴とする上記（１）〜（１２）のいずれかに記
載の堆積膜形成装置。 （１４）前記誘電体部材が、円筒状の形状であることを
特徴とする上記（１）〜（１３）のいずれかに記載の堆
積膜形成装置。 （１５）前記高周波電力は、５０〜４５０ＭＨｚの範囲
とされていることを特徴とする上記（１）〜（１４）の
いずれかに記載の堆積膜形成装置。 （１６）前記堆積膜形成装置が、電子写真用感光体とし
ての堆積膜を形成する装置であり、該装置は少なくとも
シリコンを含む非晶質物質からなる堆積膜を形成する装
置であることを特徴とする上記（１）〜（１５）のいず
れかに記載の堆積膜形成装置。 （１７）減圧可能な反応容器内に原料ガスを供給すると
共に、該反応容器内に導入された高周波電力によってプ
ラズマを生起させ、前記原料ガスを分解して前記反応容
器内に配置された基体上に堆積膜を形成する堆積膜形成
方法において、前記反応容器の少なくとも一部を誘電体
部材で形成し、該誘電体部材の前記プラズマによる温度
変化を制御して堆積膜を形成することを特徴とする堆積
膜形成方法。 （１８）前記温度変化の制御が、前記反応容器と該反応
容器を取り囲むアースシールドとの間に形成される空間
内に冷却ガス雰囲気を形成すると共に、前記アースシー
ルドの少なくとも一方の壁面を冷却することによって前
記冷却ガス雰囲気における冷却効果を促進するようにし
て行われることを特徴とする上記（１７）に記載の堆積
膜形成方法。 （１９）前記冷却ガス雰囲気の形成が、前記反応容器と
該反応容器を取り囲むアースシールドとの間に形成さ
れ、高周波電力導入手段が設けられている空間内に、冷
却ガスを供給することによって行われることを特徴とす
る上記（１８）に記載の堆積膜形成方法。 （２０）前記冷却ガスが、ヘリウムガスおよび／または
水素ガスであることを特徴とする上記（１８）〜（１
９）に記載の堆積膜形成方法。 （２１）前記アースシールドの少なくとも一方の壁面の
冷却が、冷却コイルまたは冷却筒によって行われること
を特徴とする上記（１８）〜（２０）のいずれかに記載
の堆積膜形成方法。 （２２）前記冷却コイルが、水却コイルであることを特
徴とする上記（２１）に記載の堆積膜形成方法。 （２３）前記反応容器と該反応容器を取り囲むアースシ
ールドとの間に形成される空間内に、前記冷却ガスを排
出する排出手段を形成し、該排出手段から前記冷却ガス
を排出させながらフローし続けることを特徴とする上記
（１９）〜（２２）のいずれかに記載の堆積膜形成方
法。 （２４）前記排出手段を、前記反応容器と該反応容器を
取り囲むアースシールドとの間に形成される空間内の前
記冷却ガス供給手段と対向する位置に設け、前記冷却ガ
スを排出させながらフローし続けることを特徴とする上
記（２３）に記載の堆積膜形成方法。 （２５）前記アースシールドの少なくとも一部の壁面
が、冷却ガスとの接触面の接触面積が大きい凹凸形状と
されていることを特徴とする上記（１７）〜（２４）の
いずれかに記載の堆積膜形成方法。 （２６）前記冷却ガスとの接触面の接触面積が大きい凹
凸形状は、平滑面に対して１１０％〜２５０％の面積を
有することを特徴とする上記（２５）に記載の堆積膜形
成方法。 （２７）前記アースシールドの少なくとも一部の壁面
を、黒体化することを特徴とする上記（１７）〜（２
６）のいずれかに記載の堆積膜形成方法。 （２８）前記黒体化を、メッキまたは溶射によって行う
ことを特徴とする上記（２７）に記載の堆積膜形成方
法。 （２９）前記誘電体部材が、アルミナ、窒化ホウ素、窒
化アルミニウム、石英ガラスの少なくとも一つからなる
ことを特徴とする上記（１７）〜（２８）のいずれかに
記載の堆積膜形成方法。 （３０）前記高周波電力は、５０〜４５０ＭＨｚの範囲
とされていることを特徴とする上記（１７）〜（２９）
のいずれかに記載の堆積膜形成方法。 （３１）前記堆積膜形成方法が、電子写真用感光体とし
ての堆積膜を形成する方法であり、該方法は少なくとも
シリコンを含む非晶質物質からなる堆積膜を形成する方
法であることを特徴とする上記（１７）〜（３０）のい
ずれかに記載の堆積膜形成方法。In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that a deposited film forming apparatus and a deposited film forming method are configured as follows. (1) A reaction vessel that can be decompressed is provided, and while a raw material gas is supplied into the reaction vessel, plasma is generated by high-frequency electric power introduced into the reaction vessel, and the raw material gas is decomposed to generate a plasma. In a deposition film forming apparatus for forming a deposition film on a substrate disposed at a position, at least a part of the reaction vessel is formed of a dielectric member, and a temperature control means for controlling a temperature change of the dielectric member due to the plasma. An apparatus for forming a deposited film, comprising: (2) means for forming a cooling gas atmosphere in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and for promoting a cooling effect in the cooling gas atmosphere. And a cooling means provided on at least one wall surface of the earth shield. The deposited film forming apparatus according to the above (1), wherein (3) Cooling for supplying a cooling gas into a space in which the means for forming the cooling gas atmosphere is formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel and in which high-frequency power introduction means is provided. The deposited film forming apparatus according to the above (2), which is constituted by gas supply means. (4) The cooling gas supply means includes a helium gas and / or
Alternatively, the deposition film forming apparatus according to the above (3), wherein a hydrogen gas can be supplied into the space. (5) The deposited film as described in any of (2) to (4) above, wherein the cooling means provided on at least one wall surface of the earth shield is constituted by a cooling coil or a cooling cylinder. Forming equipment. (6) The apparatus for forming a deposited film according to (5), wherein the cooling coil is a drainage coil. (7) A discharge means for discharging the cooling gas is provided in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, wherein (3) to (6). The deposited film forming apparatus according to any one of the above. (8) The discharge means is provided at a position opposed to the cooling gas supply means in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel. An apparatus for forming a deposited film according to 7). (9) At least a part of the wall surface of the earth shield is
The deposition film forming apparatus according to any one of the above (1) to (8), wherein the contact surface of the contact surface with the cooling gas has an uneven shape. (10) The deposited film forming apparatus according to (9), wherein the uneven shape having a large contact area of the contact surface with the cooling gas has an area of 110% to 250% with respect to a smooth surface. (11) The above (1) to (1), wherein at least a part of the wall surface of the earth shield is blackened.
The deposited film forming apparatus according to any one of (10) and (10). (12) The deposited film forming apparatus according to (11), wherein the blackening is performed by plating or thermal spraying. (13) The deposited film forming apparatus according to any one of (1) to (12), wherein the dielectric member is made of at least one of alumina, boron nitride, aluminum nitride, and quartz glass. (14) The deposited film forming apparatus according to any one of (1) to (13), wherein the dielectric member has a cylindrical shape. (15) The deposited film forming apparatus according to any one of (1) to (14), wherein the high frequency power is in a range of 50 to 450 MHz. (16) The apparatus for forming a deposited film is an apparatus for forming a deposited film as a photoconductor for electrophotography, and the apparatus is an apparatus for forming a deposited film made of an amorphous material containing at least silicon. The deposited film forming apparatus according to any one of the above (1) to (15). (17) A raw material gas is supplied into a reaction vessel that can be decompressed, and plasma is generated by high-frequency power introduced into the reaction vessel, so that the raw material gas is decomposed and is placed on a substrate placed in the reaction vessel. Forming a deposited film by forming at least a part of the reaction vessel with a dielectric member and controlling a temperature change of the dielectric member by the plasma. Deposited film forming method. (18) The control of the temperature change forms a cooling gas atmosphere in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and cools at least one wall surface of the earth shield. The method for forming a deposited film according to the above (17), wherein the method is carried out so as to promote a cooling effect in the cooling gas atmosphere. (19) The cooling gas atmosphere is formed by supplying a cooling gas into a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel and provided with high-frequency power introduction means. (18) The method for forming a deposited film according to the above (18). (20) The cooling gas is a helium gas and / or a hydrogen gas.
The method for forming a deposited film according to 9). (21) The method for forming a deposited film according to any one of (18) to (20), wherein cooling of at least one wall surface of the earth shield is performed by a cooling coil or a cooling cylinder. (22) The method for forming a deposited film according to (21), wherein the cooling coil is a drainage coil. (23) Discharge means for discharging the cooling gas is formed in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and the discharge gas is discharged from the discharge means while the cooling gas is discharged. The method according to any one of the above (19) to (22), wherein the method is continued. (24) The discharge means is provided at a position opposed to the cooling gas supply means in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and flows while discharging the cooling gas. The deposition film forming method according to the above (23), wherein the method is continued. (25) The method according to any one of (17) to (24), wherein at least a part of the wall surface of the earth shield has an uneven shape having a large contact area of a contact surface with the cooling gas. A method for forming a deposited film. (26) The method for forming a deposited film according to (25), wherein the uneven shape having a large contact area of the contact surface with the cooling gas has an area of 110% to 250% with respect to a smooth surface. (27) The above (17) to (2), wherein at least a part of the wall surface of the earth shield is blackened.
6) The method for forming a deposited film according to any one of the above items. (28) The method for forming a deposited film according to (27), wherein the blackening is performed by plating or thermal spraying. (29) The method according to any one of (17) to (28), wherein the dielectric member is made of at least one of alumina, boron nitride, aluminum nitride, and quartz glass. (30) The above (17) to (29), wherein the high frequency power is in a range of 50 to 450 MHz.
The method for forming a deposited film according to any one of the above. (31) The method for forming a deposited film is a method for forming a deposited film as an electrophotographic photoreceptor, and the method is a method for forming a deposited film made of an amorphous material containing at least silicon. The method for forming a deposited film according to any one of the above (17) to (30).
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記した本発明の構成を適用し、例えば堆積膜の形成に
おいて、反応容器とアースシールドで形成される空間
に、冷却ガスを導入して冷却ガス雰囲気を形成し、アー
スシールドの少なくとも一方の壁面を冷却することで、
画像欠陥の原因となる膜剥れを大幅に抑制でき、堆積膜
特性が向上し、膜特性の優れた堆積膜を、安定して形成
することが可能となる。更には、基体間・ロット間での
ばらつきが抑制され、再現性が高く、均一性に優れた堆
積膜形成が可能となるが、それは本発明者らのつぎのよ
うな知見に基づくものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an embodiment of the present invention,
Applying the configuration of the present invention described above, for example, in forming a deposited film, a cooling gas is introduced into a space formed by the reaction vessel and the earth shield to form a cooling gas atmosphere, and at least one wall surface of the earth shield is formed. By cooling,
The peeling of the film which causes image defects can be largely suppressed, the characteristics of the deposited film are improved, and a deposited film having excellent film characteristics can be formed stably. Furthermore, the variation between substrates and lots is suppressed, and a highly reproducible and highly uniform deposited film can be formed. This is based on the following findings of the present inventors. .
【００１２】すなわち、本発明者らは、従来の堆積膜形
成装置における前述の問題を克服して、上記の本発明の
目的を達成すべく鋭意検討を行なった結果、少なくとも
一部が誘電体部材からなる反応容器と、反応容器を取り
囲むように構成したアースシールドで形成される空間
に、冷却ガスを導入して冷却ガス雰囲気を形成し、アー
スシールドの少なくとも一方の壁面を冷却することで、
誘電体部材の温度制御が可能となり、誘電体部材に付着
した堆積膜の内部応力を低減することで堆積膜の膜剥れ
が抑制され、画像欠陥が低減し、膜質および均一性に優
れた堆積膜を生産性よく安定して作製することが可能で
あることを見出し、本研究を完成させるに至った。That is, the present inventors have made intensive studies to overcome the above-mentioned problems in the conventional deposited film forming apparatus and to achieve the above object of the present invention, and as a result, at least a part of the dielectric member has been obtained. A reaction vessel consisting of: and a space formed by an earth shield configured to surround the reaction vessel, by introducing a cooling gas to form a cooling gas atmosphere and cooling at least one wall surface of the earth shield,
The temperature of the dielectric member can be controlled, the internal stress of the deposited film adhered to the dielectric member is reduced, the film peeling of the deposited film is suppressed, image defects are reduced, and the deposition is excellent in film quality and uniformity. We have found that it is possible to stably produce films with good productivity, and have completed this study.
【００１３】以下、これらの点について、さらに詳述す
る。誘電体部材を反応容器の一部として使用する場合、
留意すべき点として、堆積膜を形成中に誘電体部材の表
面に堆積した堆積膜の一部が剥れて膜片となり、膜片が
基体上に飛来し付着した結果、球状突起に成長し、堆積
膜の膜欠陥の原因にならないようにする必要がある。特
に、電子写真感光体のように長時間プラズマ処理を行な
う時は、これらのことが重要な問題となる。ところで、
堆積膜の膜剥れの原因の一つとして、プラズマ処理中に
誘電体部材がプラズマにより加熱されることによって、
誘電体部材が昇温し、特にプラズマ処理初期において急
激な温度変化を引き起こす。その結果、誘電体部材に堆
積した膜の内部応力歪みにより膜剥れが生じ、膜破片と
なることが考えられる。Hereinafter, these points will be described in more detail. When using a dielectric member as part of a reaction vessel,
It should be noted that a part of the deposited film deposited on the surface of the dielectric member during the formation of the deposited film is peeled off to form a film piece, and as a result of the film piece flying and adhering to the substrate, it grows into a spherical projection. In addition, it is necessary to prevent the deposition film from causing a film defect. In particular, when plasma processing is performed for a long time as in the case of an electrophotographic photosensitive member, these problems become important problems. by the way,
One of the causes of film peeling of the deposited film is that the dielectric member is heated by plasma during plasma processing,
The temperature of the dielectric member rises, causing a rapid change in temperature, especially at the beginning of the plasma processing. As a result, it is conceivable that film peeling occurs due to internal stress distortion of the film deposited on the dielectric member, resulting in film fragments.
【００１４】しかしながら、上記した本発明者らの知見
によれば、誘電体部材とアースシールド間に冷却ガス雰
囲気を形成し、更には該アースシールドの壁面に冷却手
段を設けた構成とすることで、堆積膜形成中の誘電体部
材の温度制御が可能となり、誘電体部材に付着した堆積
膜の内部応力を低減することができ、これにより該誘電
体部材からの膜剥れが抑制される結果、球状突起の発生
を大幅に低減することが可能となる。However, according to the findings of the present inventors, a cooling gas atmosphere is formed between the dielectric member and the earth shield, and a cooling means is provided on the wall surface of the earth shield. As a result, the temperature of the dielectric member can be controlled during the formation of the deposited film, and the internal stress of the deposited film attached to the dielectric member can be reduced. As a result, peeling of the film from the dielectric member can be suppressed. In addition, the generation of spherical projections can be significantly reduced.
【００１５】また、上記したように堆積膜形成装置を構
成することで、堆積膜特性の均一性・再現性が向上し、
堆積膜特性のばらつきを抑制することができ、堆積膜特
性の向上が可能となる。すなわち、反応容器の一部を構
成する誘電体部材の温度コントロールを行なうことで、
誘電体部材に堆積した膜の剥れが減少し、堆積膜形成空
間内のプラズマが安定する。その結果、プラズマ均一化
が可能となることで、堆積膜特性の均一性および再現性
が向上される。また、反応容器とアースシールド間に設
けられた高周波電力導入手段の昇温を抑制することで、
高周波電力導入手段の温度が安定し、伝送特性が安定し
て、安定放電が可能となる。その結果、堆積膜形成特性
の均一性・再現性が向上し、堆積膜特性の向上が可能と
なる。By configuring the deposited film forming apparatus as described above, the uniformity and reproducibility of the deposited film characteristics are improved.
Variations in the characteristics of the deposited film can be suppressed, and the characteristics of the deposited film can be improved. That is, by controlling the temperature of the dielectric member constituting a part of the reaction vessel,
Peeling of the film deposited on the dielectric member is reduced, and the plasma in the deposited film forming space is stabilized. As a result, the plasma can be made uniform, thereby improving the uniformity and reproducibility of the deposited film characteristics. Also, by suppressing the temperature rise of the high-frequency power introduction means provided between the reaction vessel and the earth shield,
The temperature of the high-frequency power introducing means is stabilized, the transmission characteristics are stabilized, and stable discharge is possible. As a result, the uniformity and reproducibility of the deposited film forming characteristics are improved, and the deposited film characteristics can be improved.
【００１６】また、上記したように堆積膜形成装置を構
成することで、安全性が向上し、安定して堆積膜形成を
行なうことが可能となる。すなわち、堆積膜形成装置
を、一部が誘電体部材で構成された反応容器内で形成さ
れる堆積膜形成空間と、反応容器の外側のアースシール
ドと反応容器で形成される冷却ガス雰囲気空間で構成す
ることで、堆積膜形成空間は、主に原料ガスを分解し、
反応容器内に配置された基体上に堆積膜を形成するため
に利用される。また、前記冷却ガス雰囲気空間では、高
周波がアースシールド外に漏れるのを防止するととも
に、冷却ガス雰囲気を有した構成にすることで、リーク
発生時に空気が反応容器内へ混入するのを防止すること
が可能となる。また、誘電体部材の昇温を抑制すること
で、真空シール材の変形や劣化を抑制することができ、
安定した堆積膜形成が可能となる。Further, by configuring the deposited film forming apparatus as described above, the safety is improved and the deposited film can be formed stably. That is, the deposited film forming apparatus is formed by a deposited film forming space formed in a reaction vessel partially constituted by a dielectric member, and a cooling gas atmosphere space formed by an earth shield and a reaction vessel outside the reaction vessel. By configuring, the deposition film formation space mainly decomposes the raw material gas,
It is used to form a deposited film on a substrate placed in a reaction vessel. Further, in the cooling gas atmosphere space, high frequency is prevented from leaking out of the earth shield, and by having a configuration having a cooling gas atmosphere, air is prevented from being mixed into the reaction vessel when a leak occurs. Becomes possible. In addition, by suppressing the temperature rise of the dielectric member, it is possible to suppress deformation and deterioration of the vacuum sealing material,
A stable deposited film can be formed.
【００１７】以下図面を用いて本発明の実施の形態につ
いて詳述する。図１（Ａ）は、本実施の形態の堆積膜形
成装置を模式的に表した縦断面図、図１（Ｂ）はその横
断面図である。本実施の形態の堆積膜形成装置は、排気
管１０９を通して減圧可能な反応容器１０１の側部を形
成する円筒状の誘電体部材と、該反応容器１０１の側部
を包囲する高周波漏れ防止用のアースシールド１１０と
を備える。前記誘電体部材の外周面には高周波電力導入
手段１０２が、アースシールド１１０とは電気的に絶縁
されて反応容器１０１の外側に配置されており、更に高
周波電源１０３、マッチングボックス１０４に接続され
ている。前記反応容器１０１の内部には、円筒状基体１
０５が設置されている。該円筒状基体１０５は軸１０８
によって保持され、加熱ヒータ１０７によって加熱され
るようになっている。１０６は、原料ガス供給手段であ
り、堆積膜形成空間１１２内に所望の原料ガスを供給す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a longitudinal sectional view schematically showing a deposited film forming apparatus according to the present embodiment, and FIG. 1B is a transverse sectional view thereof. The deposited film forming apparatus according to the present embodiment includes a cylindrical dielectric member that forms the side of the reaction vessel 101 that can be depressurized through the exhaust pipe 109, and a high-frequency leakage prevention surrounding the side of the reaction vessel 101. And an earth shield 110. On the outer peripheral surface of the dielectric member, a high-frequency power introducing means 102 is disposed outside the reaction vessel 101 while being electrically insulated from the earth shield 110, and further connected to a high-frequency power supply 103 and a matching box 104. I have. Inside the reaction vessel 101, a cylindrical substrate 1
05 is installed. The cylindrical substrate 105 has a shaft 108
And heated by the heater 107. Reference numeral 106 denotes a source gas supply unit that supplies a desired source gas into the deposition film forming space 112.
【００１８】本実施の形態の堆積膜形成装置において、
反応容器１０１とアースシールド１１０間で形成される
空間内には、冷却ガスを導入するための冷却ガス供給手
段１１３が設置されている。該冷却ガス供給手段１１３
は、取り扱いが簡易な点と熱伝導性に優れたヘリウムお
よび／または水素ガスを供給可能である。また、前記ア
ースシールド１１０の少なくとも一方の壁面には、冷却
ガスの冷却能力を促進するために、冷却手段１１１を設
けている。該冷却手段１１１は、冷却媒体を流すことが
出来る冷却コイル、冷却筒などを構成することが好まし
く、その内部に冷却媒体として液体またはガスを導入す
ることが好適である。該冷却手段１１１に供給する冷却
液体としては、水あるいはオイルを使用することが好ま
しいが、取り扱いおよびコストの点で水冷が好ましい。
前記冷却手段１１１に供給する冷却ガスとしては、取り
扱いが簡易な点と熱伝導性に優れたヘリウムガス、水素
ガスより選ばれた内の少なくとも一つを使用することが
好ましい。前記反応容器１０１と前記アースシールド１
１０間で形成される空間内に供給する冷却ガスに対し
て、アースシールドの少なくとも一方の壁面に設けられ
る冷却手段との組み合わせは、何れの構成においても構
わないが、より冷却効率が高い前記アースシールドの少
なくとも一方の壁面に水冷コイルを設けることがより好
ましい。In the deposited film forming apparatus of the present embodiment,
A cooling gas supply unit 113 for introducing a cooling gas is provided in a space formed between the reaction vessel 101 and the earth shield 110. The cooling gas supply means 113
Can supply helium and / or hydrogen gas which is easy to handle and excellent in thermal conductivity. A cooling means 111 is provided on at least one wall surface of the earth shield 110 in order to enhance the cooling capacity of the cooling gas. The cooling means 111 preferably comprises a cooling coil, a cooling cylinder or the like through which a cooling medium can flow, and it is preferable to introduce a liquid or gas as a cooling medium into the inside thereof. As the cooling liquid supplied to the cooling means 111, water or oil is preferably used, but water cooling is preferable in terms of handling and cost.
As the cooling gas supplied to the cooling means 111, it is preferable to use at least one selected from helium gas and hydrogen gas, which are easy to handle and excellent in heat conductivity. The reaction vessel 101 and the earth shield 1
The combination of the cooling gas supplied into the space formed between the 10 and the cooling means provided on at least one wall surface of the earth shield may be any configuration, More preferably, a water cooling coil is provided on at least one wall surface of the shield.
【００１９】本実施の形態の堆積膜形成装置において、
図３に示すように、反応容器３０１とアースシールド３
１０間で形成される空間内に冷却ガス供給手段３１３よ
り供給された冷却ガスを排出するための排出手段３１５
を設置することが好ましい。排出手段３１５の設置する
位置は、反応容器３０１とアースシールド３１０間で形
成される空間の何れの位置に設置しても良いが、冷却ガ
ス供給手段３１３と対向した位置に、設置することが好
ましい。冷却ガス排出手段の形状は、リング状あるいは
ポート状の何れの形状でも良いが、複数のポート状排出
管を使用する場合は、円筒状基体を中心に対称形を考慮
して高周波電力導入手段の本数により適宜決定すること
が好ましい。また排出手段の先は、水素ガスを使用する
場合、冷却ガスを排気するための不図示の排気手段に接
続することが好ましく、ヘリウムガスを使用する場合に
は、大気に放出しても構わない。また、冷却ガスを回収
して、クーリング部を通して循環させる循環手段を設け
ても良い。In the deposited film forming apparatus of the present embodiment,
As shown in FIG. 3, the reaction vessel 301 and the earth shield 3
Discharging means 315 for discharging the cooling gas supplied from the cooling gas supply means 313 into the space formed between
Is preferably installed. The discharge unit 315 may be installed at any position in the space formed between the reaction vessel 301 and the earth shield 310, but is preferably installed at a position facing the cooling gas supply unit 313. . The shape of the cooling gas discharge means may be either a ring shape or a port shape, but in the case of using a plurality of port-shaped discharge pipes, the symmetrical shape around the cylindrical base is taken into consideration for the high-frequency power introduction means. It is preferable to appropriately determine the number according to the number. In addition, when hydrogen gas is used, the end of the discharge means is preferably connected to an exhaust means (not shown) for discharging the cooling gas, and when helium gas is used, it may be released to the atmosphere. . Further, a circulating means for collecting the cooling gas and circulating it through the cooling unit may be provided.
【００２０】本実施の形態の堆積膜形成装置において、
図３に示すように、アースシールド３１０の少なくとも
一部の壁面を熱の吸収、熱放射の効率を向上させる黒体
化することが好ましく、黒体化する手段として、酸化ク
ロム（Ｃｒ2Ｏ3）、カーボン等によるメッキあるいは溶
射手段が好適である。特に黒体化する手段としては、コ
スト面およびコーティング対象物の大きさ形状の制限を
受けにくい溶射手段が好適である。更に黒体化を施す構
成は、前記アースシールドの壁面の一方あるいは両方の
いずれの壁面に構成しても良い。また図４に示すよう
に、アースシールド４１０の少なくとも一部の壁面を冷
却ガスとの接触面の接触面積が大きくなるように、凹凸
の形状としたことが好ましい。ここで言う凹凸の形状と
は、特に限定されないが、断面形状が円形あるいはＶ字
形の溝であっても良く、平滑平面に対して１１０％〜２
５０％の接触面積を有する形状であることが好ましい。
更に凹凸形状を有する構成は、アースシールドの壁面の
一方あるいは両方のいずれの壁面に構成しても良い。In the apparatus for forming a deposited film according to this embodiment,
As shown in FIG. 3, it is preferable that at least a part of the wall surface of the earth shield 310 is blackened to improve the efficiency of heat absorption and heat radiation. As a blackening means, chromium oxide (Cr 2 O 3) is used. ), Plating or spraying with carbon or the like is preferred. In particular, as a means for blackening, a thermal spraying means which is less likely to be restricted by the cost and the size and shape of the object to be coated is preferable. Further, the blackening may be performed on one or both of the wall surfaces of the earth shield. In addition, as shown in FIG. 4, it is preferable that at least a part of the wall surface of the earth shield 410 has an uneven shape so that a contact area of a contact surface with the cooling gas is increased. The shape of the concavities and convexities here is not particularly limited, but may be a groove having a circular or V-shaped cross section, and is 110% to 2% with respect to a smooth plane.
The shape preferably has a contact area of 50%.
Further, the configuration having the uneven shape may be provided on one or both of the wall surfaces of the earth shield.
【００２１】図１に示した本実施の形態の堆積膜形成装
置を用いた堆積膜の形成は、例えば以下のように行なわ
れる。反応容器１０１内に円筒状基体１０５を配置し
て、不図示の排気装置により排気管１０９を通して反応
容器１０１内を排気する。続いて、加熱ヒーター１０７
により円筒状基体１０５を所定の温度に加熱・制御す
る。加熱ヒーター１０７による円筒状基体１０５の加熱
後、所定の温度になったところで堆積膜形成空間１１２
内に原料ガス供給手段１０６を介して、原料ガスを導入
し、反応容器１０１内の圧力を調整する。The formation of a deposited film using the deposited film forming apparatus of this embodiment shown in FIG. 1 is performed, for example, as follows. The cylindrical substrate 105 is arranged in the reaction vessel 101, and the inside of the reaction vessel 101 is exhausted through an exhaust pipe 109 by an exhaust device (not shown). Subsequently, the heater 107
To heat and control the cylindrical substrate 105 to a predetermined temperature. After the cylindrical substrate 105 is heated by the heater 107 and reaches a predetermined temperature, the deposited film forming space 112 is formed.
The source gas is introduced into the reactor via the source gas supply means 106 to adjust the pressure in the reaction vessel 101.
【００２２】次ぎに、周波数１００ＭＨｚの高周波電源
１０３を所望の電力に設定して、高周波マッチングボッ
クス１０４を通じて反応容器１０１内に高周波電力を導
入し、グロー放電を生起させる。この放電エネルギーに
よって反応容器１０１内に導入された原料ガスが分解さ
れ、円筒状基体１０５上に堆積膜が形成される。本発明
において、プラズマにより反応容器１０１の一部を構成
する誘電体部材の昇温および急激な温度変化を抑制する
ために、該誘電体部材とアースシールド１１０間に冷却
ガス雰囲気を形成し、更に前記アースシールド１１０の
壁面を冷却手段１１１により冷却する。該冷却ガス雰囲
気の形成は、グロー放電生起前であればいずれの段階で
行っても良いが、誘電体部材を効率良く制御するため
に、加熱ヒーター１０７による円筒状基体１０５の加熱
と同時に行なうことがより好ましい。また冷却ガス雰囲
気の形成方法は、大気中から冷却ガスを導入して置換し
ても良いし、図３に示したように排出手段３１５を通し
て不図示の排気手段により一旦大気を排気して冷却ガス
を導入し置換させても良い。Next, a high-frequency power supply 103 having a frequency of 100 MHz is set to a desired power, and high-frequency power is introduced into the reaction vessel 101 through a high-frequency matching box 104 to generate glow discharge. The source gas introduced into the reaction vessel 101 is decomposed by the discharge energy, and a deposited film is formed on the cylindrical substrate 105. In the present invention, a cooling gas atmosphere is formed between the dielectric member and the earth shield 110 in order to suppress the temperature rise and rapid temperature change of the dielectric member constituting a part of the reaction vessel 101 by the plasma. The wall of the earth shield 110 is cooled by cooling means 111. The formation of the cooling gas atmosphere may be performed at any stage before the occurrence of the glow discharge. However, in order to efficiently control the dielectric member, the cooling gas atmosphere should be formed simultaneously with the heating of the cylindrical base 105 by the heater 107. Is more preferred. The method of forming the cooling gas atmosphere may be such that the cooling gas is introduced from the atmosphere and replaced, or as shown in FIG. May be introduced and replaced.
【００２３】また、冷却ガス雰囲気形成に使用される冷
却ガスは、取り扱いが簡易な点と熱伝導性に優れたヘリ
ウムおよび／または水素ガスを供給することが好まし
い。また、アースシールド１１０の少なくとも一方の壁
面に設けられた冷却手段１１１による冷却は、冷却媒体
を流すことが出来る冷却コイル、冷却筒などに、冷却媒
体として液体あるいはガスを導入することが好ましい。
冷却液体としては、水あるいはオイルを使用することが
好ましいが、取り扱いおよびコストの点で水冷が好まし
い。冷却ガスとしては、取り扱いが簡易な点と熱伝導性
に優れたヘリウムガス、水素ガスより選ばれた内の少な
くとも一つを使用することが好ましい。反応容器１０１
とアースシールド１１０間で形成される空間内に供給す
る冷却ガスに対して、アースシールドの少なくとも一つ
の壁面に設けられる冷却手段との組み合わせは、何れの
方法においても構わないが、より冷却効率が高いアース
シールドの少なくとも一方の壁面に水冷コイルを使用す
ることがより好ましい。As the cooling gas used for forming the cooling gas atmosphere, it is preferable to supply helium and / or hydrogen gas which is easy to handle and excellent in heat conductivity. For cooling by the cooling means 111 provided on at least one wall surface of the earth shield 110, it is preferable to introduce a liquid or gas as a cooling medium into a cooling coil, a cooling cylinder, or the like through which a cooling medium can flow.
As the cooling liquid, water or oil is preferably used, but water cooling is preferable in terms of handling and cost. As the cooling gas, it is preferable to use at least one selected from helium gas and hydrogen gas which are easy to handle and excellent in heat conductivity. Reaction vessel 101
The cooling gas supplied into the space formed between the ground shield and the ground shield 110 may be combined with a cooling means provided on at least one wall surface of the ground shield in any method. More preferably, a water-cooled coil is used on at least one wall of the high earth shield.
【００２４】また、本実施の形態において、図３に示す
ように冷却効率を高めるために、反応容器３０１とアー
スシールド３１０間で形成される空間内に冷却ガス供給
手段３１３より冷却ガスを導入し、冷却ガスを排出手段
３１５から排出させながらフローし続けることが好まし
い一例として挙げられる。ここで冷却ガス供給手段３１
３より導入した冷却ガスは、水素ガスを使用する場合、
冷却ガスを不図示の排気手段により排気することが好ま
しく、ヘリウムガスを使用する場合は、大気放出しなが
らフローさせても構わない。また、冷却ガスを回収し
て、クーリング部を通して循環させても良い。In the present embodiment, as shown in FIG. 3, in order to increase the cooling efficiency, a cooling gas is introduced from a cooling gas supply means 313 into a space formed between the reaction vessel 301 and the earth shield 310. As an example, it is preferable that the cooling gas is continuously discharged while being discharged from the discharging unit 315. Here, the cooling gas supply means 31
When using hydrogen gas as the cooling gas introduced from 3,
The cooling gas is preferably exhausted by an exhaust means (not shown), and when helium gas is used, the cooling gas may be discharged while being released to the atmosphere. Further, the cooling gas may be collected and circulated through the cooling unit.
【００２５】所望の膜厚の形成が行なわれた後、高周波
電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して堆
積膜の形成を終える。多層構造の堆積膜を形成する場合
には、同様の操作を複数回繰り返す。この場合、各層間
においては、上述したように一つの層の形成が終了した
時点で一旦放電を完全に停止し、次層のガス流量、圧力
に設定が変更された後、再度放電を生起して次層の形成
を行なっても良いし、あるいは、一つの層の形成終了後
一定時間でガス流量、圧力、高周波電力を次層の設定値
に徐々に変化させることにより連続的に複数層を形成し
ても良い。After the desired film thickness is formed, the supply of the high-frequency power is stopped, the supply of the source gas is stopped, and the formation of the deposited film is completed. When forming a multi-layered deposited film, the same operation is repeated a plurality of times. In this case, between the respective layers, the discharge is completely stopped once when the formation of one layer is completed as described above, and the discharge is caused again after the settings are changed to the gas flow rate and the pressure of the next layer. The formation of the next layer may be carried out, or a plurality of layers may be continuously formed by gradually changing the gas flow rate, pressure, and high-frequency power to the set values of the next layer within a certain period of time after the formation of one layer. It may be formed.
【００２６】本実施の形態で示した堆積膜形成装置を用
いて円筒状基体１０５に堆積膜を形成する場合、原料ガ
スを分解するために印加される高周波周波数が５０ＭＨ
ｚ未満の場合は、高真空放電が困難なため反応容器内に
プラズマが広がりにくく、誘電体部材の温度ムラが発生
しやすく温度制御を行う際に顕著な効果を発揮できない
場合がある。また、高周波周波数が４５０ＭＨｚを超え
る場合、電界ムラが大きく、そのため誘電体部材の温度
ムラが生じやすく温度制御を行う際に顕著な効果を発揮
できない場合がある。したがって５０ＭＨｚ〜４５０Ｍ
Ｈｚの周波数範囲が本発明には最適である。When a deposited film is formed on the cylindrical substrate 105 using the deposited film forming apparatus shown in the present embodiment, the high frequency frequency applied to decompose the source gas is 50 MHz.
When the value is less than z, plasma is difficult to spread in the reaction vessel due to difficulty in high-vacuum discharge, and temperature unevenness of the dielectric member is likely to occur, so that a significant effect may not be exerted when performing temperature control. Further, when the high frequency exceeds 450 MHz, the electric field unevenness is large, so that the temperature unevenness of the dielectric member is likely to occur, and a remarkable effect may not be exerted when performing temperature control. Therefore 50MHz-450M
A frequency range of Hz is optimal for the present invention.
【００２７】本発明が適用される誘電体部材から成る反
応容器１０１の材料としては、高周波の損失が少ないも
のなら何でもよく、例えばアルミナ、二酸化チタン、窒
化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコン、コージェライ
ト、ジルコンコージェライト、酸化珪素、酸化ベリリウ
ムマイカ系セラミックス、石英ガラス、パイレックス
（登録商標）ガラス、テフロン（登録商標）等が挙げら
れる。またこれらを単独で用いてもよいし、組み合わせ
て用いてもよい。これらのうち、高周波の吸収が少なく
という点からアルミナ、窒化ホウ素が好ましく、強度、
耐久性、耐腐食性に優れている点からアルミナ、石英ガ
ラスが好ましく、熱伝導性が優れている点から窒化アル
ミニウムが好ましい。The material of the reaction vessel 101 made of a dielectric member to which the present invention is applied may be any material as long as the loss of high frequency is small, such as alumina, titanium dioxide, aluminum nitride, boron nitride, zircon, cordierite, zircon. Examples include cordierite, silicon oxide, beryllium oxide mica-based ceramics, quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, and Teflon (registered trademark). These may be used alone or in combination. Of these, alumina and boron nitride are preferred in terms of low absorption of high frequency, and strength,
Alumina and quartz glass are preferred from the viewpoint of excellent durability and corrosion resistance, and aluminum nitride is preferred from the viewpoint of excellent thermal conductivity.
【００２８】本発明が適用される誘電体部材から成る反
応容器１０１の形状としては特に制限はなく、円筒状基
体を囲えれば、円筒状でも、多角形の筒状でもよい。こ
れらのうち、放電の均一性の面から円筒状が好適であ
る。The shape of the reaction vessel 101 made of a dielectric member to which the present invention is applied is not particularly limited, and may be cylindrical or polygonal as long as it surrounds a cylindrical substrate. Of these, a cylindrical shape is preferable from the viewpoint of uniformity of discharge.
【００２９】本発明が適用される誘電体部材から成る反
応容器１０１の厚さとしては特に制限はなく、コスト、
取り扱いの面からは薄いほうが良いが、強度、耐久性の
面からある程度の厚みは必要となる。形状、寸法により
異なるが、一般的には１ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以
上の厚みがあれば良い。The thickness of the reaction vessel 101 made of a dielectric member to which the present invention is applied is not particularly limited, and cost,
It is better to be thin from the viewpoint of handling, but a certain thickness is required from the viewpoint of strength and durability. Although it differs depending on the shape and size, it is generally sufficient if the thickness is 1 mm or more, preferably 5 mm or more.
【００３０】本発明が適用される誘電体部材から成る反
応容器１０１の表面性に関して特に制限はないが、反応
容器の内面に関しては、表面積を増し堆積膜の密着性を
向上させるためには表面は粗い方が良い。しかし、あま
り粗くして表面積を増大させるとダストの付着量が増加
してしまう。従って表面性は十点平均粗さ（Ｒｚ）で５
〜２００μｍが好ましく、１０〜９０μｍがより好まし
い。さらに表面性は均一であることが好ましいが、面内
におけるＲｚの最大値と最小値の差が１００μｍ以内で
あれば実用上問題無い。There is no particular limitation on the surface properties of the reaction vessel 101 made of a dielectric member to which the present invention is applied. However, with respect to the inner surface of the reaction vessel, the surface is required to increase the surface area and improve the adhesion of the deposited film. Coarse is better. However, if the surface area is increased by making the surface too coarse, the amount of adhering dust increases. Therefore, the surface property is 5 points in ten-point average roughness (Rz).
It is preferably from 200 to 200 µm, more preferably from 10 to 90 µm. Further, the surface properties are preferably uniform, but there is no practical problem if the difference between the maximum value and the minimum value of Rz within the plane is within 100 μm.
【００３１】本実施の形態において、図３に示すように
円筒状基体が同一円周上に等間隔に配置され、かつ反応
容器３０１およびアースシールド３１０が円筒状で、前
記反応容器３０１の中心軸が円筒状基体３０５の配置円
の中心を通るほうが、特に、電子写真感光体を形成する
際のように、少なくともシリコンを含む非晶質物質から
なる堆積膜の膜厚が厚い場合、生産性の向上、生産コス
トの低下に大きく貢献し、更に均一性の面から効果的で
ある。In this embodiment, as shown in FIG. 3, cylindrical substrates are arranged at equal intervals on the same circumference, and the reaction vessel 301 and the earth shield 310 are cylindrical, and the central axis of the reaction vessel 301 is Is more likely to pass through the center of the arrangement circle of the cylindrical substrate 305, especially when the thickness of a deposited film made of an amorphous material containing silicon is thick, such as when an electrophotographic photosensitive member is formed. It greatly contributes to improvement and reduction of production cost, and is effective in terms of uniformity.
【００３２】本発明の適用において、カソード電極３０
２が複数存在する場合、高周波電源３０３を同一とする
ほうが、形成される堆積膜特性のロット間でのばらつき
が効果的に抑制され、好適である。この原因について
は、高周波電源が異なる場合、２つの電源において発振
周波数を完全に一致させることが困難であり、この発振
周波数のずれによって、堆積膜形成中、あるいは堆積膜
形成ロット毎に位相差が変化してしまうことに起因する
と考えられる。この位相差によって、プラズマ中で生成
される活性種の種類、比率が変化してしまい、また、場
合によってはプラズマが不安定となってしまう。高周波
電力の発振源を同一とすることにより、位相差を常に一
定に維持可能となるため、良好な堆積膜を更に安定し
て、再現性良く形成することが可能となる。In the application of the present invention, the cathode electrode 30
In the case where there are a plurality of 2, it is preferable to use the same high-frequency power source 303 because the variation in the deposited film characteristics to be formed is effectively suppressed between lots. Regarding the cause, when the high-frequency power supplies are different, it is difficult to completely match the oscillation frequencies of the two power supplies, and the difference in the oscillation frequencies causes a phase difference during deposition film formation or between deposition film formation lots. It is thought to be due to the change. Due to this phase difference, the type and ratio of active species generated in the plasma change, and in some cases, the plasma becomes unstable. By making the oscillation source of the high-frequency power the same, the phase difference can always be kept constant, so that a good deposited film can be formed more stably and with good reproducibility.
【００３３】本実施の形態の高周波電力を導入する手段
の材質に関しては、導電性であればよく、Ａｌ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステン
レス等を使用することができる。本発明の適用におい
て、高周波電力を導入する手段の形状に関しては、特に
制限はないが放電の均一性の面から、丸棒状、円筒状が
好ましい。また、高周波電力を導入する手段の長さは、
円筒状支持体の長さよりも１％から２０％程度長いこと
が好ましいが、逆に円筒状基体よりも短い場合でも本発
明は有効である。The material of the means for introducing high-frequency power according to the present embodiment may be any material as long as it is electrically conductive.
Mo, Au, In, Nb, Te, V, Ti, Pt, P
Metals such as d and Fe, and alloys thereof, for example, stainless steel can be used. In the application of the present invention, the shape of the means for introducing high-frequency power is not particularly limited, but is preferably a round bar or a cylinder from the viewpoint of uniformity of discharge. The length of the means for introducing high-frequency power is
The length is preferably about 1% to 20% longer than the length of the cylindrical support, but the present invention is also effective when the length is shorter than the cylindrical base.
【００３４】[0034]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。
［実施例１］図１に、本発明の実施例１で用いた堆積膜
形成装置を示す。ここでは、長さ３５８ｍｍ、外径φ８
０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（円筒状基
体１０５）上に、高周波電源１０３の発振周波数を１０
０ＭＨｚとして表１に示す条件で電子写真感光体を作製
した。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The present invention is not limited by these.
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a deposited film forming apparatus used in Embodiment 1 of the present invention. Here, the length is 358 mm, the outer diameter is φ8
The oscillation frequency of the high-frequency power source 103 is set to 10 on an Al cylinder (cylindrical substrate 105) having a mirror finish of 0 mm.
An electrophotographic photosensitive member was produced under the conditions shown in Table 1 at 0 MHz.
【００３５】本実施例において、反応容器１０２の一部
として用いた誘電体部材は、内径２４０ｍｍ、厚さ５ｍ
ｍ、内面の表面性（Ｒｚ）３０μｍのアルミナセラミッ
クス製の円筒を使用した。高周波電力導入手段１０２
は、外径φ２５ｍｍのステンレス製の丸棒を使用した。
本実施例においては、反応容器１０２とアースシールド
１１０で形成される空間に冷却ガスとして、Ｈｅガスを
使用して冷却ガス雰囲気を形成し、アースシールド１１
０の外周壁の全面に冷却手段１１１として冷却コイルを
用いて水冷をした。In this embodiment, the dielectric member used as a part of the reaction vessel 102 has an inner diameter of 240 mm and a thickness of 5 m.
m, an alumina ceramic cylinder having an inner surface property (Rz) of 30 μm was used. High frequency power introduction means 102
Used a stainless steel round bar having an outer diameter of 25 mm.
In the present embodiment, a cooling gas atmosphere is formed in a space formed by the reaction vessel 102 and the earth shield 110 by using He gas as a cooling gas, and the earth shield 11 is formed.
Water cooling was performed on the entire outer peripheral wall using a cooling coil as the cooling means 111.
【００３６】（比較例１）比較例１においては、図２に
示した従来の堆積膜形成装置を用い、長さ３５８ｍｍ、
外径φ８０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー
（円筒状基体２０５）上に、実施例１と同様にして表１
に示す条件で電子写真感光体を作製した。高周波電力導
入手段２０２には、外径φ２５ｍｍのステンレス製の丸
棒を使用し、高周波電源２０３の発振周波数を１００Ｍ
Ｈｚを用いた。なお、本比較例では、反応容器２０２と
アースシ−ルド２１０間で形成される空間には、冷却ガ
スは導入せず空気雰囲気とし、アースシールド２１０の
壁面に冷却手段を設置しなかった。Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the conventional deposition film forming apparatus shown in FIG.
Table 1 was placed on a mirror-finished Al cylinder (cylindrical substrate 205) having an outer diameter of 80 mm in the same manner as in Example 1.
An electrophotographic photoreceptor was produced under the following conditions. As the high-frequency power introduction means 202, a stainless steel round bar having an outer diameter of φ25 mm is used.
Hz was used. In this comparative example, a space formed between the reaction vessel 202 and the earth shield 210 was set to an air atmosphere without introducing a cooling gas, and no cooling means was provided on the wall surface of the earth shield 210.
【００３７】このように実施例１、比較例１で各々５回
作製した電子写真感光体を本テスト用に改造したキヤノ
ン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置し、合計１０本の電
子写真感光体の特性評価を行った。評価項目は「帯電
能」、「特性ばらつき」、「画像欠陥」について以下の
ような具体的評価法により各項目の評価を行った。「帯
電能」複写機の主帯電器に、一定電流を流した時の現像
器位置での暗部表面電位を、表面電位計により評価す
る。この時の値をもって、帯電能とする。帯電能特性
は、感光体母線方向全領域に渡って行い、その中で最低
暗部電位により評価した。「特性ばらつき」上記帯電能
の評価における全感光体の評価結果の最大値・最小値を
求め、次いで、（最大値）／（最小値）の値を求めた。
この値が最大のものを特性ばらつきの値とした。従っ
て、数値が小さいほど良好である。「画像欠陥」キヤノ
ン製全面黒チャート（部品番号：ＦＹ９−９０７３）を
原稿台に置き、コピーしたときに得られたコピー画像の
同一面積内に有る直径０．２ｍｍ以上の白点を数え、そ
の数により評価した。従って数値が小さいほど良好であ
る。The electrophotographic photosensitive members produced in Example 1 and Comparative Example 1 each five times were installed in a Canon copier NP-6750 modified for this test, and a total of ten electrophotographic photosensitive members were used. Was evaluated. Regarding the evaluation items, “charging ability”, “characteristic variation”, and “image defect” were evaluated by the following specific evaluation methods. "Charging ability" The surface potential of the dark area at the developing device position when a constant current is applied to the main charger of the copying machine is evaluated by a surface voltmeter. The value at this time is defined as the charging ability. The chargeability characteristics were measured over the entire area of the photoconductor bus direction, and evaluated based on the lowest dark area potential. "Characteristic variation" The maximum value / minimum value of the evaluation results of all the photoconductors in the evaluation of the charging ability was determined, and then the value of (maximum value) / (minimum value) was determined.
The value with the largest value was taken as the value of the characteristic variation. Therefore, the smaller the numerical value, the better. "Image Defects" A Canon full-surface black chart (part number FY9-9073) was placed on a document table, and white points having a diameter of 0.2 mm or more within the same area of a copy image obtained when copying were counted. Evaluated by number. Therefore, the smaller the numerical value, the better.
【００３８】評価結果を表２に示す。表２においては、
比較例１で作製した時の値を１００として相対比較を行
なった。表２から明らかなように、図１に示した本発明
の堆積膜形成装置を用いることで、「帯電能」「特性ば
らつき」、「画像欠陥」において良好な結果が得られる
ことが確認された。Table 2 shows the evaluation results. In Table 2,
Relative comparison was performed with the value obtained in Comparative Example 1 as 100. As is clear from Table 2, it was confirmed that the use of the deposited film forming apparatus of the present invention shown in FIG. 1 provided good results in “charging ability”, “variation in characteristics”, and “image defects”. .
【００３９】また、堆積膜形成中に誘電体部材の内壁面
温度は、比較例では最高で約１３０℃に上昇したのに対
して、本発明の堆積膜形成装置を用いることで約８０℃
に温度制御が可能でであることが確認された。In addition, while the temperature of the inner wall surface of the dielectric member increased to about 130 ° C. at the maximum in the comparative example during the formation of the deposited film, the temperature of about 80 ° C. was obtained by using the deposited film forming apparatus of the present invention.
It was confirmed that temperature control was possible.
【００４０】[0040]
【表１】 [Table 1]
【００４１】[0041]
【表２】 ［実施例２］実施例２においては、図１に示した本発明
の堆積膜形成装置を用い、実施例１と同様に電子写真感
光体を作製した。なお本実施例では、高周波電源１０３
の発振周波数を変化させた。評価項目としては、「特性
ばらつき」の評価を行なった。評価結果を表３に示す。
表３においては、比較例１で作製した時の値を１００と
して相対比較を行なった。表３から明らかなように、特
に５０〜４５０ＭＨｚの範囲において良好な結果が得ら
れた。[Table 2] Example 2 In Example 2, an electrophotographic photosensitive member was manufactured in the same manner as in Example 1 using the deposited film forming apparatus of the present invention shown in FIG. In this embodiment, the high-frequency power source 103
Oscillation frequency was changed. As the evaluation items, “variation in characteristics” was evaluated. Table 3 shows the evaluation results.
In Table 3, a relative comparison was made with the value produced in Comparative Example 1 as 100. As is clear from Table 3, good results were obtained particularly in the range of 50 to 450 MHz.
【００４２】[0042]
【表３】 ［実施例３］実施例３においては、図１で示した本発明
の堆積膜形成装置を用い、実施例１と同様に電子写真感
光体を作製した。なお本実施例では、反応容器１０１の
一部を構成する誘電体部材の材質を窒化ホウ素、窒化ア
ルミニウム、石英ガラスに変化させた。本実施例におい
ては、誘電体部材として使用した窒化ホウ素、窒化アル
ミニウム、石英ガラスは、内径２４０ｍｍ、厚さ５ｍｍ
内面の表面性（Ｒｚ）３０ｍｍのものを使用した。作製
した電子写真感光体について実施例１と同様に「帯電
能」、「特性のばらつき」、「画像欠陥」の３項目につ
いて評価したところ、何れの材料についても実施例１と
同様に良好な結果が得られた。[Table 3] Example 3 In Example 3, an electrophotographic photosensitive member was manufactured in the same manner as in Example 1 using the deposited film forming apparatus of the present invention shown in FIG. In this example, the material of the dielectric member constituting a part of the reaction vessel 101 was changed to boron nitride, aluminum nitride, or quartz glass. In this embodiment, the boron nitride, aluminum nitride, and quartz glass used as the dielectric member have an inner diameter of 240 mm and a thickness of 5 mm.
The inner surface having a surface property (Rz) of 30 mm was used. The prepared electrophotographic photoreceptor was evaluated for the three items “charging ability”, “variation in characteristics”, and “image defect” in the same manner as in Example 1. As a result, as with Example 1, good results were obtained for all the materials. was gotten.
【００４３】［実施例４］実施例４においては、図３に
示した本発明の堆積膜形成装置を用い、長さ３５８ｍ
ｍ、外径φ８０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダ
ー（円筒状基体３０５）上に、高周波電源３０３の発振
周波数を１００ＭＨｚとして、表４に示す条件で電子写
真感光体を作製した。本実施例において、反応容器３０
１の一部として用いた誘電体部材は、内径４００ｍｍ、
厚さ５ｍｍ、内面の表面性（Ｒｚ）３０μｍのアルミナ
セラミックス製の円筒を使用した。高周波電力導入手段
３０２は、外径φ２０ｍｍのステンレス製の丸棒を使用
した。[Embodiment 4] In the embodiment 4, the deposited film forming apparatus of the present invention shown in FIG.
An electrophotographic photoreceptor was manufactured on an Al cylinder (cylindrical substrate 305) having a mirror surface of m and an outer diameter of φ80 mm under the conditions shown in Table 4 with the oscillation frequency of the high-frequency power source 303 set to 100 MHz. In this embodiment, the reaction vessel 30
The dielectric member used as a part of 1 has an inner diameter of 400 mm,
A cylinder made of alumina ceramics having a thickness of 5 mm and an inner surface property (Rz) of 30 μm was used. As the high-frequency power introducing means 302, a stainless steel round bar having an outer diameter of 20 mm was used.
【００４４】本実施例においては、以下２種類の条件で
実施した。 （Ａ）反応容器３０１とアースシールド３１０で形成さ
れる空間に冷却ガスとして、ヘリウムガスを導入し排出
手段３０９を通して大気中にヘリウムガスを排出し、フ
ローし続けた。また、アースシールド３１０の外周壁の
全面に冷却手段として冷却コイルを用いて水冷した。 （Ｂ）反応容器３０１とアースシールド３１０で形成さ
れる空間に冷却ガスとして、ヘリウムガスを導入し、冷
却ガス雰囲気を形成した。この時ヘリウムガスの排出は
行なわなかった。また、アースシールド３１０の外周壁
面の全面に冷却手段として冷却コイルを用いて水冷し、
更にアースシールド３１０の内壁面の全面に、酸化クロ
ム（Ｃｒ2Ｏ3）による黒体溶射を施した。In this embodiment, the operation was performed under the following two conditions. (A) Helium gas was introduced as a cooling gas into the space formed by the reaction vessel 301 and the earth shield 310, and the helium gas was discharged into the atmosphere through the discharge means 309 and continued to flow. Further, the entire outer peripheral wall of the earth shield 310 was water-cooled using a cooling coil as a cooling means. (B) Helium gas was introduced as a cooling gas into a space formed by the reaction vessel 301 and the earth shield 310 to form a cooling gas atmosphere. At this time, helium gas was not discharged. Further, the entire outer peripheral wall surface of the earth shield 310 is water-cooled using a cooling coil as a cooling means,
Further, black body spraying with chromium oxide (Cr 2 O 3 ) was performed on the entire inner wall surface of the earth shield 310.
【００４５】（比較例２）比較例２においては、図３に
示した堆積膜形成装置を用い、長さ３５８ｍｍ、外径φ
８０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（円筒状
基体３０５）上に、実施例４と同様にして表４に示す条
件で電子写真感光体を作製した。高周波電力導入手段３
０２には、外径φ２０ｍｍのステンレス製の丸棒を使用
し、高周波電源３０３の発振周波数を１００ＭＨｚを用
いた。Comparative Example 2 In Comparative Example 2, the deposited film forming apparatus shown in FIG.
An electrophotographic photosensitive member was produced on an Al cylinder (cylindrical substrate 305) having a mirror finish of 80 mm under the conditions shown in Table 4 in the same manner as in Example 4. High frequency power introduction means 3
For 02, a stainless steel round bar with an outer diameter of 20 mm was used, and the oscillation frequency of the high-frequency power source 303 was 100 MHz.
【００４６】なお本比較例では、反応容器３０１とアー
スシールド３１０間で形成される空間には、冷却ガスは
導入せず空気雰囲気とし、アースシールド３１０の壁面
に冷却手段３１１を設置せずに、アースシールド３１０
の内壁面の黒体溶射も施さなかった。このように実施例
４、比較例２で各々５回作製した電子写真感光体を本テ
キスト用に改造したキヤノン製の複写機ＮＰ−６７５０
に設置して、合計６０本の電子写真感光体の特性評価を
行なった。評価項目は、「帯電能」、「特性ばらつ
き」、「画像欠陥」の３点とし、各項目の評価を行なっ
た。In this comparative example, the space formed between the reaction vessel 301 and the earth shield 310 is set to an air atmosphere without introducing a cooling gas, and the cooling means 311 is not provided on the wall surface of the earth shield 310. Earth shield 310
No blackbody spraying was applied to the inner wall of the car. Thus, the copying machine NP-6750 manufactured by Canon, in which the electrophotographic photosensitive members produced in Example 4 and Comparative Example 2 each five times were modified for this text.
And evaluated the characteristics of a total of 60 electrophotographic photosensitive members. The evaluation items were three points of “charging ability”, “characteristic variation”, and “image defect”, and each item was evaluated.
【００４７】評価結果を表５に示す。表５においては、
比較例２で作製した時の値を１００として、相対比較を
行なった。Table 5 shows the evaluation results. In Table 5,
Relative comparison was performed with the value obtained in Comparative Example 2 as 100.
【００４８】表５から明らかなように、図３に示した本
発明の堆積膜形成装置を用いることで、「帯電能」、
「特性ばらつき」、「画像欠陥」において良好な結果が
得られ、特に前述の（Ａ）、（Ｂ）２種類の条件を実施
することで、より良好な結果が得られることが確認され
た。As is clear from Table 5, by using the deposited film forming apparatus of the present invention shown in FIG.
Good results were obtained in "characteristic variation" and "image defect", and it was confirmed that particularly good results could be obtained by performing the above two conditions (A) and (B).
【００４９】また、堆積膜形成中に誘電体部材の内壁面
温度は、比較例では最高で約１３５℃に上昇したのに対
して本発明の堆積膜形成装置（Ａ）（Ｂ）を用いること
で６０℃〜７５℃に温度制御が可能でであることが確認
された。Further, while the temperature of the inner wall surface of the dielectric member was increased to about 135 ° C. at the maximum in the comparative example during the formation of the deposited film, the use of the deposited film forming apparatuses (A) and (B) of the present invention was carried out. It was confirmed that the temperature could be controlled at 60 ° C. to 75 ° C.
【００５０】[0050]
【表４】 [Table 4]
【００５１】[0051]
【表５】 ［実施例５］実施例５においては、図４に示した本発明
の堆積膜形成装置を用い、長さ３５８ｍｍ、外径φ３０
ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（円筒状基体
４０５）上に、高周波電源４０３の発振周波数を１００
ＭＨｚとして表６に示す条件で電子写真感光体を作製し
た。本実施例において、反応容器４０１の一部として用
いた誘電体部材は、内径４００ｍｍ、厚さ５ｍｍ、内面
の表面性（Ｒｚ）３０μｍの窒化アルミニウム製の円筒
を使用した。高周波電力導入手段４０２は、外径φ２０
ｍｍのステンレス製の丸棒を使用した。[Table 5] [Embodiment 5] In the embodiment 5, the deposited film forming apparatus of the present invention shown in FIG.
The oscillation frequency of the high-frequency power source 403 is set to 100 mm on an Al cylinder (cylindrical substrate 405) having a mirror finish of
An electrophotographic photoreceptor was prepared under the conditions shown in Table 6 as MHz. In this example, a cylinder made of aluminum nitride having an inner diameter of 400 mm, a thickness of 5 mm, and an inner surface property (Rz) of 30 μm was used as a dielectric member used as a part of the reaction vessel 401. The high-frequency power introduction means 402 has an outer diameter of φ20.
mm stainless steel round bar was used.
【００５２】本実施例においては、反応容器４０１とア
ースシールド４１０で形成される空間に冷却ガスとし
て、水素ガスを導入し排出手段４０９を通して不図示の
排気手段により水素ガスを排気しながら、水素ガスをフ
ローし続けた。アースシールド４１０の外周壁全面に冷
却手段４１１として冷却コイルを用いて水冷した。ま
た、アースシールド４１０の内壁面の全面は、断面形状
がＶ字形の溝からなり、平滑平面に対して１５０％の接
触面積を有する凹凸の形状に施した。In this embodiment, a hydrogen gas is introduced as a cooling gas into a space formed by the reaction vessel 401 and the earth shield 410, and the hydrogen gas is exhausted by an exhaust means (not shown) through an exhaust means 409. Continued to flow. The entire outer peripheral wall of the earth shield 410 was water-cooled using a cooling coil as the cooling means 411. Further, the entire inner wall surface of the earth shield 410 was formed into a concave and convex shape having a V-shaped groove in cross section and having a contact area of 150% with respect to a smooth plane.
【００５３】（比較例３）比較例３においては、図４に
示した堆積膜形成装置を用い、長さ３５８ｍｍ、外径φ
３０ｍｍの鏡面加工を施したＡｌ製シリンダー（円筒状
基体４０５）上に、実施例５と同様にして表６に示す条
件で電子写真感光体を作製した。高周波電力導入手段４
０２には、外径φ１０ｍｍのステンレス製の丸棒を使用
し、高周波電源４０３の発振周波数を１００ＭＨｚを用
いた。(Comparative Example 3) In Comparative Example 3, using the deposited film forming apparatus shown in FIG.
An electrophotographic photosensitive member was produced on an Al cylinder (cylindrical substrate 405) having a mirror-finished surface of 30 mm under the conditions shown in Table 6 in the same manner as in Example 5. High frequency power introduction means 4
For 02, a stainless steel round bar with an outer diameter of 10 mm was used, and the oscillation frequency of the high-frequency power supply 403 was 100 MHz.
【００５４】なお本比較例では、反応容器４０１とアー
スシールド４１０間で形成される空間には、冷却ガスは
導入せず空気雰囲気とし、アースーシールド４１０の壁
面に冷却手段４１１を設置せずに内壁面の凹凸形状も施
さなかった。このように実施例５、比較例３で各々３回
作製した電子写真感光体を本テキスト用に改造したキヤ
ノン製の複写機ＮＰ−６７５０に設置して、合計７２本
の電子写真感光体の特性評価を行なった。評価項目は、
「帯電能」、「特性ばらつき」、「画像欠陥」の３点と
し、各項目の評価を行なった。In the present comparative example, the space formed between the reaction vessel 401 and the earth shield 410 was set in an air atmosphere without introducing a cooling gas, and the cooling means 411 was not provided on the wall of the earth shield 410. The uneven shape of the inner wall was not applied. The electrophotographic photosensitive members produced in Example 5 and Comparative Example 3 each three times were installed in a Canon copier NP-6750 modified for this text, and the characteristics of a total of 72 electrophotographic photosensitive members were obtained. An evaluation was performed. Evaluation items are
Each item was evaluated with three points of “charging ability”, “variation in characteristics”, and “image defect”.
【００５５】評価結果を表７に示す。表７においては、
比較例２で作製した時の値を１００として、相対比較を
行なった。表７から明らかなように、図４に示した本発
明の堆積膜形成装置を用いることで、「帯電能」、「特
性ばらつき」、「画像欠陥」において良好な結果が得ら
れることが確認された。Table 7 shows the evaluation results. In Table 7,
Relative comparison was performed with the value obtained in Comparative Example 2 as 100. As is clear from Table 7, it was confirmed that good results were obtained in “charging ability”, “characteristic variation”, and “image defect” by using the deposited film forming apparatus of the present invention shown in FIG. Was.
【００５６】また、堆積膜形成中に誘電体部材の内壁面
温度は、比較例では最高で約１３０℃であったのに対し
て、本発明の堆積膜形成装置を用いることで約６０℃に
温度制御が可能であることが確認された。The inner wall surface temperature of the dielectric member during the formation of the deposited film was about 130 ° C. at the maximum in the comparative example, but was reduced to about 60 ° C. by using the deposited film forming apparatus of the present invention. It was confirmed that temperature control was possible.
【００５７】[0057]
【表６】 [Table 6]
【００５８】[0058]
【表７】 [Table 7]
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、反応容器の少なくとも一部が誘電体部材で形成され
た反応容器において、その誘電体部材のプラズマによる
温度変化を制御するように構成することで、画像欠陥の
原因となる膜剥れを大幅に抑制でき、堆積膜特性を向上
させ、膜特性の優れた堆積膜を、安定して形成すること
が可能となる。更には、再現性が高く、均一性に優れた
堆積膜の形成、特に電子写真感光体の堆積膜の形成が可
能となる。As described above, according to the present invention, in a reaction vessel in which at least a part of the reaction vessel is formed of a dielectric member, a change in temperature of the dielectric member due to plasma is controlled. With this configuration, peeling of a film that causes image defects can be significantly suppressed, and the deposited film characteristics can be improved, and a deposited film having excellent film characteristics can be stably formed. Further, it is possible to form a deposited film having high reproducibility and excellent uniformity, particularly, a deposited film of an electrophotographic photosensitive member.
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施の形態及び実
施例に係わる堆積膜形成装置の一例を示す模式的な構成
図である。FIGS. 1A and 1B are schematic configuration diagrams illustrating an example of a deposited film forming apparatus according to an embodiment and an example of the present invention.
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の堆積膜形成装置の一
部を示す模式的な図である。FIGS. 2A and 2B are schematic views showing a part of a conventional deposited film forming apparatus.
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例に係わる堆
積膜形成装置の一部を示す模式的な構成図である。FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing a part of a deposited film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例に係わる堆
積膜形成装置の一例を示す模式的な構成図である。FIGS. 4A and 4B are schematic configuration diagrams illustrating an example of a deposited film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
１０１、２０１、３０１、４０１：反応容器 １０２、２０２、３０２、４０２：高周波電力導入手段 １０３、２０３、３０３、４０３：高周波電源 １０４、２０４、３０４、４０４：マッチングボックス １０５、２０５、３０５、４０５：円筒状基体 １０６、２０６、３０６、４０６：原料ガス供給手段 １０７、２０７、３０７、４０７：加熱ヒーター １０８、２０８、３０８、４０８：軸 １０９、２０９、３０９、４０９：排気管 １１０、２１０、３１０、４１０：アースシールド １１１、２１１、３１１、４１１：冷却手段 １１２、２１２、３１２、４１２：堆積膜形成空間 １１３、２１３、３１３、４１３：冷却ガス供給手段 ３１４：黒体部 ３１５、４１５：冷却ガス排出手段 101, 201, 301, 401: reaction vessel 102, 202, 302, 402: high-frequency power supply means 103, 203, 303, 403: high-frequency power supply 104, 204, 304, 404: matching box 105, 205, 305, 405: Cylindrical substrates 106, 206, 306, 406: source gas supply means 107, 207, 307, 407: heaters 108, 208, 308, 408: shafts 109, 209, 309, 409: exhaust pipes 110, 210, 310, 410: Earth shield 111, 211, 311, 411: Cooling means 112, 212, 312, 412: Deposition film formation space 113, 213, 313, 413: Cooling gas supply means 314: Black body part 315, 415: Cooling gas discharge means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 仁 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田澤 大介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 秋山 和敬 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 白砂 寿康 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大塚 崇志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 阿部 幸裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 DA23 EA25 EA30 4K030 AA06 AA10 BA30 BB12 CA02 CA16 FA01 JA10 JA18 KA04 KA05 KA16 KA22 KA41 KA46 LA17 5F045 AA08 AB04 AC01 DP25 EC05 EH06 EH13 EJ04 EJ10 EK05 EM10 GB05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jin Murayama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Daisuke Tazawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Kazutaka Akiyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Toshiyasu Shirasuna 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. ( 72) Inventor Takashi Otsuka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yukihiro Abe 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) 2H068 DA23 EA25 EA30 4K030 AA06 AA10 BA30 BB12 CA02 CA16 FA01 JA10 JA18 KA04 KA05 KA16 KA22 KA41 KA46 LA17 5F045 AA08 AB04 AC01 DP25 EC05 EH06 EH13 EJ04 EJ10 EK05 EM10 GB05
Claims (31)
に原料ガスを供給する一方、該反応容器内に導入された
高周波電力によってプラズマを生起させ、前記原料ガス
を分解して前記反応容器内に配置された基体上に堆積膜
の形成を行う堆積膜形成装置において、 前記反応容器の少なくとも一部が誘電体部材で形成さ
れ、該誘電体部材の前記プラズマによる温度変化を制御
する温度制御手段を備えていることを特徴とする堆積膜
形成装置。A reaction vessel capable of reducing pressure, wherein a raw material gas is supplied into the reaction vessel, and a plasma is generated by high-frequency power introduced into the reaction vessel, whereby the raw material gas is decomposed and the reaction gas is decomposed. In a deposition film forming apparatus for forming a deposition film on a substrate disposed in a container, at least a part of the reaction container is formed of a dielectric member, and a temperature for controlling a temperature change of the dielectric member due to the plasma. An apparatus for forming a deposited film, comprising control means.
応容器を取り囲むアースシールドとの間に形成される空
間内に冷却ガス雰囲気を形成する手段と、 該冷却ガス雰囲気における冷却効果を促進するため、前
記アースシールドの少なくとも一方の壁面に設けられた
冷却手段と、 によって構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の堆積膜形成装置。2. A cooling gas atmosphere in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, wherein the temperature control means promotes a cooling effect in the cooling gas atmosphere. 2. A deposition film forming apparatus according to claim 1, further comprising: cooling means provided on at least one wall surface of said earth shield.
記反応容器と該反応容器を取り囲むアースシールドとの
間に形成され、高周波電力導入手段が設けられている空
間内に、冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段によって
構成されていることを特徴とする請求項２に記載の堆積
膜形成装置。3. A means for forming a cooling gas atmosphere is provided between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and supplies a cooling gas into a space provided with a high-frequency power introduction means. 3. The deposited film forming apparatus according to claim 2, wherein said apparatus is constituted by cooling gas supply means.
よび／または水素ガスを前記空間内に供給可能に構成さ
れていることを特徴とする請求項２〜３に記載の堆積膜
形成装置。4. The deposited film forming apparatus according to claim 2, wherein said cooling gas supply means is configured to be able to supply helium gas and / or hydrogen gas into said space.
面に設けられた冷却手段が、冷却コイルまたは冷却筒に
よって構成されていることを特徴とする請求項２〜４の
いずれか１項に記載の堆積膜形成装置。5. The deposition according to claim 2, wherein the cooling means provided on at least one wall surface of the earth shield comprises a cooling coil or a cooling cylinder. Film forming equipment.
を特徴とする請求項５に記載の堆積膜形成装置。6. An apparatus according to claim 5, wherein said cooling coil is a water-cooled coil.
スシールドとの間に形成される空間内に、前記冷却ガス
を排出する排出手段が設けられていることを特徴とする
請求項３〜６のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。7. A discharge means for discharging said cooling gas is provided in a space formed between said reaction vessel and an earth shield surrounding said reaction vessel. The deposited film forming apparatus according to any one of the above items.
器を取り囲むアースシールドとの間に形成される空間内
の前記冷却ガス供給手段と対向する位置に設けられてい
ることを特徴とする請求項７に記載の堆積膜形成装置。8. The method according to claim 1, wherein said discharge means is provided at a position opposed to said cooling gas supply means in a space formed between said reaction vessel and an earth shield surrounding said reaction vessel. An apparatus for forming a deposited film according to claim 7.
面が、冷却ガスとの接触面の接触面積が大きい凹凸形状
とされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか
１項に記載の堆積膜形成装置。9. The ground shield according to claim 1, wherein at least a part of the wall surface of the earth shield has an uneven shape having a large contact area with a contact surface with the cooling gas. Deposition film forming equipment.
きい凹凸形状は、平滑面に対して１１０％〜２５０％の
面積を有することを特徴とする請求項９に記載の堆積膜
形成装置。10. The deposited film forming apparatus according to claim 9, wherein the uneven shape having a large contact area of the contact surface with the cooling gas has an area of 110% to 250% with respect to a smooth surface. .
壁面が、黒体化されていることを特徴とする請求項１〜
１０のいずれか１項に記載の堆積膜形成装置。11. The apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the wall surface of the earth shield is blackened.
11. The deposited film forming apparatus according to any one of items 10.
て行われていることを特徴とする請求項１１に記載の堆
積膜形成装置。12. The deposited film forming apparatus according to claim 11, wherein the blackening is performed by plating or thermal spraying.
素、窒化アルミニウム、石英ガラスの少なくとも一つか
らなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項
に記載の堆積膜形成装置。13. The deposition film forming apparatus according to claim 1, wherein said dielectric member is made of at least one of alumina, boron nitride, aluminum nitride, and quartz glass.
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載
の堆積膜形成装置。14. The deposited film forming apparatus according to claim 1, wherein said dielectric member has a cylindrical shape.
の範囲とされていることを特徴とする請求項１〜１４の
いずれか１項に記載の堆積膜形成装置。15. The high frequency power is 50 to 450 MHz.
The deposition film forming apparatus according to any one of claims 1 to 14, wherein:
体としての堆積膜を形成する装置であり、該装置は少な
くともシリコンを含む非晶質物質からなる堆積膜を形成
する装置であることを特徴とする請求項１〜１５のいず
れか１項に記載の堆積膜形成装置。16. An apparatus for forming a deposited film as an electrophotographic photoreceptor, said apparatus for forming a deposited film made of an amorphous material containing at least silicon. The deposition film forming apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein:
すると共に、該反応容器内に導入された高周波電力によ
ってプラズマを生起させ、前記原料ガスを分解して前記
反応容器内に配置された基体上に堆積膜を形成する堆積
膜形成方法において、 前記反応容器の少なくとも一部を誘電体部材で形成し、
該誘電体部材の前記プラズマによる温度変化を制御して
堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜形成方法。17. A source gas is supplied into a reaction vessel that can be depressurized, and plasma is generated by high-frequency power introduced into the reaction vessel to decompose the source gas and to be disposed in the reaction vessel. In a deposited film forming method of forming a deposited film on a substrate, at least a part of the reaction vessel is formed of a dielectric member,
Forming a deposited film by controlling a temperature change of the dielectric member due to the plasma;
該反応容器を取り囲むアースシールドとの間に形成され
る空間内に冷却ガス雰囲気を形成すると共に、前記アー
スシールドの少なくとも一方の壁面を冷却することによ
って前記冷却ガス雰囲気における冷却効果を促進するよ
うにして行われることを特徴とする請求項１７に記載の
堆積膜形成方法。18. The method of controlling a temperature change, wherein a cooling gas atmosphere is formed in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and at least one wall surface of the earth shield is formed. 18. The method according to claim 17, wherein cooling is performed so as to promote a cooling effect in the cooling gas atmosphere.
容器と該反応容器を取り囲むアースシールドとの間に形
成され、高周波電力導入手段が設けられている空間内
に、冷却ガスを供給することによって行われることを特
徴とする請求項１８に記載の堆積膜形成方法。19. The cooling gas atmosphere is formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and supplying a cooling gas into a space provided with high-frequency power introduction means. The method according to claim 18, wherein the method is performed by:
または水素ガスであることを特徴とする請求項１８〜１
９に記載の堆積膜形成方法。20. The cooling gas according to claim 17, wherein the cooling gas is helium gas and / or helium gas.
Or hydrogen gas.
10. The method for forming a deposited film according to item 9.
壁面の冷却が、冷却コイルまたは冷却筒によって行われ
ることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に
記載の堆積膜形成方法。21. The method according to claim 18, wherein cooling of at least one wall surface of the earth shield is performed by a cooling coil or a cooling cylinder.
とを特徴とする請求項２１に記載の堆積膜形成方法。22. The method according to claim 21, wherein the cooling coil is a water-cooled coil.
ースシールドとの間に形成される空間内に、前記冷却ガ
スを排出する排出手段を形成し、該排出手段から前記冷
却ガスを排出させながらフローし続けることを特徴とす
る請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の堆積膜形成
方法。23. A discharge means for discharging the cooling gas is formed in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, and the cooling gas is discharged from the discharge means. The method for forming a deposited film according to any one of claims 19 to 22, wherein the flow is continued.
容器を取り囲むアースシールドとの間に形成される空間
内の前記冷却ガス供給手段と対向する位置に設け、前記
冷却ガスを排出させながらフローし続けることを特徴と
する請求項２３に記載の堆積膜形成方法。24. The discharge means is provided at a position opposed to the cooling gas supply means in a space formed between the reaction vessel and an earth shield surrounding the reaction vessel, while discharging the cooling gas. The method according to claim 23, wherein the flow is continued.
壁面が、冷却ガスとの接触面の接触面積が大きい凹凸形
状とされていることを特徴とする請求項１７〜２４のい
ずれか１項に記載の堆積膜形成方法。25. The ground shield according to claim 17, wherein at least a part of the wall surface of the earth shield has an uneven shape having a large contact area of a contact surface with the cooling gas. For forming a deposited film.
きい凹凸形状は、平滑面に対して１１０％〜２５０％の
面積を有することを特徴とする請求項２５に記載の堆積
膜形成方法。26. The method according to claim 25, wherein the uneven shape having a large contact area of the contact surface with the cooling gas has an area of 110% to 250% with respect to a smooth surface. .
壁面を、黒体化することを特徴とする請求項１７〜２６
のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。27. A black body on at least a part of the wall surface of the earth shield.
The method for forming a deposited film according to any one of the above items.
て行うことを特徴とする請求項２７に記載の堆積膜形成
方法。28. The method according to claim 27, wherein the blackening is performed by plating or thermal spraying.
素、窒化アルミニウム、石英ガラスの少なくとも一つか
らなることを特徴とする請求項１７〜２８のいずれか１
項に記載の堆積膜形成方法。29. The semiconductor device according to claim 17, wherein said dielectric member is made of at least one of alumina, boron nitride, aluminum nitride, and quartz glass.
Item 13. The method for forming a deposited film according to Item 1.
の範囲とされていることを特徴とする請求項１７〜２９
のいずれか１項に記載の堆積膜形成方法。30. The high-frequency power is 50 to 450 MHz.
30. The method according to claim 17, wherein:
The method for forming a deposited film according to any one of the above items.
体としての堆積膜を形成する方法であり、該方法は少な
くともシリコンを含む非晶質物質からなる堆積膜を形成
する方法であることを特徴とする請求項１７〜３０のい
ずれか１項に記載の堆積膜形成方法。31. A method for forming a deposited film as an electrophotographic photosensitive member, the method comprising forming a deposited film made of an amorphous material containing at least silicon. The method for forming a deposited film according to any one of claims 17 to 30, wherein:
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