JP2003024772A

JP2003024772A - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Info

Publication number: JP2003024772A
Application number: JP2001213824A
Authority: JP
Inventors: Nobufumi Tsuchida; 伸史土田; Daisuke Tazawa; 大介田澤; Yukihiro Abe; 幸裕阿部; Kazuyoshi Akiyama; 和敬秋山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】大面積の基体上に、膜厚、膜質共に極めて均
一な高品質の堆積膜を高速で形成する。【解決手段】反応容器１０１内に設けられた高周波電
極１０２の一端側には、高周波電源１０３、１１１がマ
ッチングボックス１０４、１１２を介してそれぞれ接続
され、他端側には、接地している整合回路が接続されて
いる。各高周波電源１０３、１１１からは、異なる周波
数のＶＨＦ電力がマッチングボックス１０４、１１２を
経て高周波電極１０２に同時に供給される。この際、周
波数の組み合わせに応じて定在波の節位置を高周波電極
１０２上全領域においてずらし、節の重なりが起こらな
いように整合回路１０６により適切に調整しておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高周波電力によって
生起されたプラズマを用いた堆積膜形成、エッチング
等、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、撮影デバイス、光起電力デバイス等の形成
に用いるプラズマ処理装置、プラズマ処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス、電子写真用感光
体、画像入力用ラインセンサ、撮影デバイス、光起電力
デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子
等の形成に用いる真空処理方法として、プラズマＣＶＤ
法、イオンプレーティング法、プラズマエッチング法
等、高周波電力によって生起されたプラズマを用いた方
法が多数知られており、そのための装置も実用に付され
ている。

【０００３】例えばプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料
ガスを高周波グロー放電により分解し、基板上に薄膜状
の堆積膜を形成する方法は好適な堆積膜形成手段として
実用化されており、例えば電子写真用水素化アモルファ
スシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｈ」と表記する）堆積
膜の形成等に利用され、そのための装置も各種提案され
ている。

【０００４】このような堆積膜の形成装置および形成方
法は概略以下のようなものである。

【０００５】図８は電源としてＲＦ帯の周波数を用いた
ＲＦプラズマＣＶＤ法（以後「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記
する）による堆積膜形成装置、具体的には電子写真用光
受容部材の形成装置の一例を示す模式的な構成図であ
る。図８に示す形成装置の構成は以下の通りである。

【０００６】この装置は大別すると、堆積装置２１０
０、原料ガスの供給装置２２００、反応容器２１０１内
を減圧にするための排気装置（図示せず）から構成され
ている。堆積装置２１００中の反応容器２１０１内には
円筒状基体２１１２、基体加熱用ヒータを内蔵した基体
支持体２１１３、原料ガス導入管２１１４が設置され、
さらに高周波マッチングボックス２１１５が反応容器２
１０１の一部を構成する高周波電極２１１１に接続され
ている。カソード電極２１１１は碍子２１２０によりア
ース電位と絶縁され、基体支持体２１１３を通してアー
ス電位に維持されアノード電極を兼ねた円筒状基体２１
１２との間に高周波電圧が印加可能となっている。

【０００７】原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ₄、
ＧｅＨ₄、Ｈ₂、ＣＨ₄、Ｂ₂Ｈ₆、ＰＨ ₃等の原料ガスのボ
ンベ２２２１〜２２２６とバルブ２２３１〜２２３６、
２２４１〜２２４６、２２５１〜２２５６およびマスフ
ローコントローラ２２１１〜２２１６から構成され、各
原料ガスのボンベはバルブ２２６０介して反応容器２１
０１内のガス導入管２１１４に接続されている。

【０００８】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行なうことができる。

【０００９】まず、反応容器２１０１内に円筒状基体２
１１２を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポン
プ）により反応容器２１０１内を排気する。続いて、基
体支持体２１１３に内蔵された基体加熱用ヒータにより
円筒状基体２１１２の温度を２００℃ないし３５０℃の
所定の温度に制御する。

【００１０】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器２１０
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ２２３１〜２
２３６、反応容器のリークバルブ２１１７が閉じられて
いることを確認し、また、流入バルブ２２４１〜２２４
６、流出バルブ２２５１〜２２５６、補助バルブ２２６
０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ２
１１８を開いて反応容器２１０１およびガス配管内２１
１６を排気する。

【００１１】次に真空計２１１９の読みが約１×１０^-1
Ｐａ以下になった時点で補助バルブ２２６０、流出バル
ブ２２５１〜２２５６を閉じる。

【００１２】その後、ガスボンベ２２２１〜２２２６よ
り各ガスをバルブ２２３１〜２２３６を開いて導入し、
圧力調整器２２６１〜２２６６により各ガス圧を約０．
２ＭＰａに調整する。次に、流入バルブ２２４１〜２２
４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ
２２１１〜２２１６内に導入する。

【００１３】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下の手順で各層の形成を行う。

【００１４】円筒状基体２１１２が所定の温度になった
ところで流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必要な
ものおよび補助バルブ２２６０を徐々に開き、ガスボン
ベ２２２１〜２２２６から所定のガスをガス導入管２１
１４を介して反応容器２１０１内に導入する。次にマス
フローコントローラ２２１１〜２２１６によって各原料
ガスが所定の流量になるように調整する。その際、反応
容器２１０１内の圧力が所定の値になるように真空計２
１１９を見ながらメインバルブ２１１８の開口を調整す
る。内圧が安定したところで、周波数１３．５６ＭＨｚ
のＲＦ電源（不図示）を所望の電力に設定して、高周波
マッチングボックス２１１５、カソード２１１１を通じ
て反応容器２１０１内にＲＦ電力を導入し、円筒状基体
２１１２をアノードとして作用させてグロー放電を生起
させる。この放電エネルギによって反応容器内に導入さ
れた原料ガスが分解され、円筒状基体２１１２上に所定
のシリコンを主成分とする堆積膜が形成されるところと
なる。所望の膜厚の形成が行われた後、ＲＦ電力の供給
を止め、流出バルブを閉じて反応容器へのガスの流入を
止め、堆積膜の形成を終える。

【００１５】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の光受容層が形成される。

【００１６】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブはすべて閉じられていることは言うま
でもなく、また、それぞれのガスが反応容器２１０１
内、流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器２１０
１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バ
ルブ２２５１〜２２５６を閉じ、補助バルブ２２６０を
開き、さらにメインバルブ２１１８を全開にして系内を
一旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。

【００１７】膜形成の均一化を図るために、層形成を行
なっている間は、円筒状基体２１１２を駆動装置（不図
示）によって所定の速度で回転させることも有効であ
る。

【００１８】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は
各々の層の作成条件にしたがって変更が加えられること
は言うまでもない。

【００１９】このような、上記従来のＲＦ帯の周波数を
用いたＲＦプラズマＣＶＤ法による堆積膜形成装置、形
成方法に加え、近年、ＶＨＦ帯の高周波電力を用いたＶ
ＨＦプラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記
する）法が注目を浴びており、これを用いた各種堆積膜
形成の開発も積極的に進められている。これはＶＨＦ−
ＰＣＶＤ法では膜堆積速度が速く、また高品質な堆積膜
が得られるため、製品の低コスト化、高品質化を同時に
達成し得るものと期待されるためである。例えば特開平
６−２８７７６０号公報にはａ−Ｓｉ系電子写真用光受
容部材形成に用いうる装置および方法が開示されてい
る。また、複数の電子写真用光受容部材を同時に形成で
き、生産性の極めて高い図９に示すような堆積膜形成装
置の開発も進められている。

【００２０】図９（ａ）は概略断面図、図９（ｂ）は図
９（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図である。反
応容器３０１の下部には排気管３０９が接続されてお
り、排気管３０９の他端は不図示の排気装置に接続され
ている。反応容器３０１の中心部を取り囲むように、堆
積膜の形成される６本の円筒状基体３０５が互いに平行
になるように配置されている。各円筒状基体３０５は回
転機構３０８によって保持され、発熱体３０７によって
加熱されるようになっている。回転機構３０８によっ
て、円筒状基体３０５はその母線方向中心軸のまわりを
自転可能なようになっている。

【００２１】反応容器３０１内には原料ガスが原料ガス
供給手段３１０により供給される。ＶＨＦ電力はＶＨＦ
電源３０３よりマッチングボックス３０４を経て高周波
電極３０２より反応容器３０１内に供給される。この
際、回転機構３０８を通してアース電位に維持された円
筒状基体３０５がアノード電極として作用する。また、
反応容器３０１外に出ている高周波電極３０２はアース
シールド３０６によって覆われている。

【００２２】このような装置を用いた堆積膜形成は概略
以下のような手順により行なうことができる。

【００２３】まず、反応容器３０１内に円筒状基体３０
５を設置し、不図示の排気装置により排気管３０９を通
して反応容器３０１内を排気する。続いて、発熱体３０
７により円筒状基体３０５を２００℃〜３００℃程度の
所定の温度に加熱・制御する。

【００２４】円筒状基体３０５が所定の温度となったと
ころで、原料ガス供給手段３１０を介して、原料ガスを
反応容器３０１内に導入する。原料ガスの流量が設定流
量となり、また、反応容器３０１内の圧力が安定したの
を確認した後、高周波電源３０３よりマッチングボック
ス３０４を介して高周波電極３０２へ所定のＶＨＦ電力
を供給する。これにより、反応容器３０１内にＶＨＦ電
力が導入され、反応容器３０１内にグロー放電が生起
し、原料ガスは励起解離して円筒状基体３０５上に堆積
膜が形成される。

【００２５】所望の膜厚の形成が行なわれた後、ＶＨＦ
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。同様の操作を複数回繰り返すこと
によって、所望の多層構造の光受容層が形成される。

【００２６】堆積膜形成中、円筒状基体３０５を回転機
構３０８により所定の速度で回転させることにより、円
筒状基体表面全周に渡って均一な堆積膜が形成される。

【００２７】一方、特開昭６０−１６０６２０号公報に
は、１０ＭＨｚ以上の高周波電力と１ＭＨｚ以下の低周
波電力を同一電極に供給することにより、高いエッチン
グ速度とすぐれた残留物除去が達成できるプラズマリア
クタ装置が開示されている。さらに、特開平１０−１６
８５７５号公報には、高周波電力導入手段の両端部に静
電容量を調節する手段を備えることで、高周波電力の放
射を均一化し、画像濃度ムラの発生をおさえ、きわめて
高品質な感光体を生産効率よく、安価に形成する装置・
方法が開示されている。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法および
装置により、良好な堆積膜形成、すなわちプラズマ処理
がなされる。しかしながら、このようなプラズマ処理方
法、プラズマ処理装置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
り高品質の製品が低コストで生産可能なプラズマ処理方
法、プラズマ処理装置が求められるようになっている。

【００２９】例えば、電子写真用感光体の場合、電子写
真装置のプロセススピード向上、装置の小型化、低価格
化等の市場の要求は非常に高くなっている。また、近年
その普及が目覚しいデジタル電子写真装置やカラー電子
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なされるため、コピー画
像の濃度むら低減に対する要求レベルは非常に高まって
おり、大面積の基体上に膜厚、膜質共に均一な膜を形成
することが求められている。

【００３０】このような特性向上を目指した技術的検討
は、さまざまな面からなされているが、その中でも電子
写真用感光体特性の均一性向上は不可避の課題であり、
その課題解決のため、プラズマ処理特性の均一性向上が
実現可能な電子写真用感光体形成装置、電子写真用感光
体形成方法の実現が強く求められている。

【００３１】このようなプラズマ処理特性の均一性向上
に対する要求は、上述した電子写真用感光体のように、
製品個々が大面積である場合に限ったものではなく、製
品個々の面積が比較的小さい場合においても、例えば生
産コストの低減といった観点から強く求められているも
のである。これは、生産性向上のため複数の被処理物を
同時に真空処理する場合、真空処理特性の不均一性によ
って、同一ロット内でも被処理物ごとに処理特性が異な
ってしまい、要求レベルの処理特性が得られない被処理
物が生じてしまう結果、生産時の良品率を低下させてし
まうためである。

【００３２】このように、プラズマ処理特性の均一性向
上が可能なプラズマ処理装置、プラズマ処理方法は、製
品の特性向上のみならず、生産コストの低減といった観
点からも強く求められている。

【００３３】このような状況下において、プラズマ処理
方法、半導体装置の製造方法においても、未だ改善の余
地が残されているのが現状である。

【００３４】すでに述べたように、ＶＨＦ帯、あるいは
その近傍の周波数の高周波電力を用いてプラズマを生成
し真空処理を施すことにより、真空処理速度の向上、真
空処理特性の向上が達成可能であり、鋭意研究がなされ
ている。しかしながら、このような周波数帯の高周波電
力を用いた場合、真空処理容器中での高周波電力の波長
が真空処理容器、高周波電極、基板、あるいは基板ホル
ダー等と同程度の長さとなり、真空処理容器中で高周波
電力が定在波を形成してしまう。この定在波によって真
空処理容器中では場所ごとに電力の強弱が生じ、プラズ
マ特性が異なってしまう。この結果、真空処理特性の均
一性を広い範囲で得ることは難しかった。

【００３５】このような問題を解決するための手段とし
て、複数の異なる周波数の高周波電力を反応容器中に同
時に供給することが考えられる。これによって、反応容
器中には各々の周波数に応じた、異なる波長の定在波が
複数形成されることとなるが、これらは同時に供給され
ているので、これら複数の定在波が合成され、結果とし
て明確な定在波が形成されなくなる。このような考えに
基づけば、異なる複数の高周波電力の周波数はどのよう
な値であっても定在波抑制効果は得られる。

【００３６】しかし、本発明者らがある処理条件におい
て複数の異なる周波数の高周波電力を反応容器中に同時
に供給して実験を行ったところ、周波数の組み合わせに
よっては定在波抑制効果が得られないために処理特性の
均一性を広い範囲で得られず、近年要求されている均一
性レベルを得ることが難しい場合があった。

【００３７】そこで、本発明は上記課題の解決を目的と
するものである。すなわち、反応容器中に被処理物を設
置し、該反応容器中に供給した原料ガスを高周波電力に
より分解してプラズマを形成し、該被処理物に処理を施
すプラズマ処理装置および方法において、処理速度の向
上、処理特性の向上を達成し、さらには処理特性の均一
性を極めて高いレベルとし、また、処理コストの低減が
可能なプラズマ処理装置および方法を提供することにあ
る。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意検討を行った結果、同一電極に複数の高
周波電力を供給し、電極の高周波電力給電点とは反対側
の先端部に整合回路を介して接地する手段を設け、その
整合回路のインピーダンスを適切に調整した際に均一化
効果が顕著に向上することを見出した。そして、処理速
度の向上、処理特性の向上、処理特性の均一性向上、処
理コストの低減が同時に実現可能であることを見出し、
本発明を完成させるに至った。

【００３９】すなわち、本発明は、減圧可能な反応容器
内の被処理物支持手段に被処理物を設置し、反応容器中
に導入したガスを分解してプラズマを形成し、被処理物
を処理するプラズマ処理装置において、それぞれ周波数
が異なる複数の高周波電力が印加される、少なくとも１
つの高周波電極と、高周波電極の一端側に電気的に接続
されているインピーダンス整合手段と、高周波電極の他
端側に電気的に接続され、かつ、接地している整合回路
とを有し、複数の高周波電力が、インピーダンス整合手
段を介して、同一の高周波電極に略同時に印加されるこ
とを特徴とする。

【００４０】このような本発明によれば、高い処理速度
を維持しながら、処理特性の向上、処理コストの低減を
実現し、同時に処理特性の均一性を著しく向上させるこ
とが可能である。

【００４１】本発明者らは、２種類の高周波電力を供給
できるように図９に示した装置に高周波電源３１１、マ
ッチングボックス３１２を取り付けた図５に示した装置
を用い、ある処理条件において異なる周波数の高周波電
力を反応容器中に同時に供給する実験を行った。その結
果、組み合わせる周波数によっては近年要求されている
均一性レベルを広い範囲で得られない場合があった。こ
の原因としては、本発明者らは以下のように考えた。

【００４２】図６及び図７はあるプラズマ処理条件にお
いて周波数を変化させた時に生じる高周波電極上の定在
波を示したものであり、縦軸は電界強度、横軸は高周波
電極先端部を０とした軸方向位置を表している。そし
て、図６（ａ）、図７（ａ）は高周波電極先端部を開放
端にした場合、図６（ｂ）、図７（ｂ）は高周波電極先
端部を閉端にした場合を示している。

【００４３】図５に示した装置においては高周波電極の
先端部は開放端になっており、例えば周波数１０５ＭＨ
ｚと７０ＭＨｚでは図６（ａ）に示すように、図中の横
軸の範囲内では節の重なりが現れていない。一方、例え
ば周波数１０５ＭＨｚと６３ＭＨｚでは図７（ａ）に示
すように、図中の横軸の範囲内で節の重なりが現れる。
すなわち、図中の横軸の範囲内で処理が行われると、周
波数１０５ＭＨｚと６３ＭＨｚでは節の重なりが現れ、
この節の部分に起因して真空処理容器中では場所ごとに
電力の強弱が生じ、プラズマ特性が異なってしまう。こ
の結果、近年要求されている均一性レベルを広い範囲で
得られない場合が生じる。

【００４４】一方、高周波電極先端部を閉端にした場
合、１０５ＭＨｚと６３ＭＨｚでは図７（ｂ）に示すよ
うに、図中の横軸の範囲内では節の重なりが現れていな
い。そして、周波数１０５ＭＨｚと７０ＭＨｚでは、図
６（ｂ）に示すように、図中の横軸の範囲内で節の重な
りが現れる。

【００４５】以上のことから、ある周波数の組み合わせ
で節の重なりが現れていても、高周波電極先端部の位相
を変化させれば、節の重なりが現れないようにできるこ
とが分かる。すなわち、高周波電極の先端部で、周波数
の組み合わせに応じて節の重なりが起こらないように高
周波電力の位相を変化させれば近年要求されている均一
性レベルを被処理物のより広い範囲で得られると考え
た。そこで、本発明者らは高周波電極における高周波電
力給電点の反対側の先端部に整合回路を介して接地する
手段を設け、該整合回路のインピーダンスを適切に調整
して高周波電力の位相を変化させ、周波数の組み合わせ
に応じて定在波の節位置を高周波電極上全領域において
ずらし、節の重なりが起こらないようにして被処理物を
処理したところ、近年要求されている均一性レベルを被
処理物のより広い範囲で得られることが明らかとなり、
周波数の組み合わせの選択自由度が向上できることが分
かった。そしてその結果、プラズマ状態の質を適切に変
化させることができる範囲を広げることが可能になった
り、より整合性が取り易い周波数を選択できるといった
メリットが得られる場合もある。

【００４６】なお、高周波電極上における高周波電力の
波長は、たとえば周知のプローブ法を用いて知ることが
できる。具体的には、まず、反応容器中にプローブを挿
入した状態でプラズマを生成する。この際、高周波電力
は単一の周波数とする。この状態でプローブ位置を反応
容器中の高周波電極上付近で移動し、反応容器中の電子
密度、電子温度の分布を測定する。プラズマ生成条件
が、供給する高周波電力の増加に伴って電子密度が増加
するいわゆるパワーリミット条件の場合には、電子密度
において高周波電力定在波に応じた分布が測定される。
電子密度が最も低いところが定在波の節位置に相当し、
電子密度が最も高いところが定在波の腹位置に相当す
る。この定在波の節位置、腹位置から定在波の波長が求
められ、その波長を２倍することによって供給した高周
波電力の高周波電極上における波長を知ることができ
る。プラズマ生成条件が、供給する原料ガス量の増加に
伴って電子密度が増加するいわゆるフローリミット条件
の場合には、電子温度において高周波電力定在波に応じ
た分布が測定される。電子温度の最も低いところが定在
波の節位置に相当し、電子温度が最も高いところが定在
波の腹位置に相当する。この定在波の節位置、腹位置か
ら定在波の波長が求められ、その波長を２倍することに
よって供給した高周波電力の高周波電極上における波長
を知ることができる。

【００４７】このような反応容器中での高周波電力の波
長を知る手段としては、プローブ法のほかにもマイクロ
波法、光計測法等、周知のプラズマ診断法を用いること
も可能である。また、何らかの理由によって、これらプ
ラズマ診断法によって、明確な定在波節位置、腹位置が
特定できない場合には、プラズマ診断によって得られた
プラズマ特性から、数値計算によって反応容器中での高
周波電力の波長を知ることが可能である。

【００４８】また、本発明においては、このような真空
処理容器中への高周波電力の供給は、同一電極から行う
必要がある。各々異なった周波数の高周波電力を各々別
の電極から供給した場合、電極上では電極ごとに供給高
周波電力の周波数に依存した波長の定在波が生じてしま
う。この結果、電極近傍のプラズマ特性は、この定在波
に応じた分布形状をもってしまい、生成活性種の種類・
比率や、電極に入射するイオンのエネルギが位置によっ
て異なってしまうため、電極上および／または電極付近
に付着する膜の構造が電極上の定在波に依存して異なっ
てしまう。このため、膜構造そのもの、あるいは、近傍
膜との内部応力の違いに起因して、それらの付着膜が剥
れやすい部分が生じ、剥れた膜が被処理物上に付着して
欠陥を生じやすくなってしまう。

【００４９】本発明では、このような問題を回避するた
めに、周波数の異なる複数の高周波電力を同一電極に供
給する。このようにすることにより、電極上においても
定在波は抑制され、上述したような問題が効果的に抑制
される。

【００５０】また、本発明においては、定在波抑制効果
が得られさえすれば、用いる高周波電力の周波数の種類
に関しては特に制限されるものではないが、一定の周波
数範囲の高周波電力を一定の電力値割合で組み合わせた
場合に最適となり、特に、第１の高周波電力と第２の高
周波電力は、速い堆積速度を期待できる周波数範囲で、
しかも共に同一の活性種を生成できる関係にある周波数
範囲であり、それらの電力バランスを適切に設定される
ことが最も望ましい。

【００５１】そしてさらに適切な周波数と電力値を持っ
た第３、第４の高周波電力を重ねることで、場合によっ
てはさらに定在波抑制効果を高めたり、他の効果（たと
えばバイアス効果）を得ることも可能である。しかし本
発明の基本的な考え方、作用を示す上で、まず２つの異
なる周波数を用いた場合から以下で説明する。

【００５２】具体的には、第１、第２の高周波電力の望
ましい周波数（第１の高周波電力の周波数ｆ1、第２の
高周波電力の周波数ｆ2、ｆ2＜ｆ1）については、下限
としては１０ＭＨｚ以上、より好ましくは３０ＭＨｚ以
上の範囲とすることで、堆積速度の点で好ましい。一
方、上限としては２５０ＭＨｚ以下にすることで重畳効
果が有効に得られるため、好ましい。これは、２５０Ｍ
Ｈｚより大きくすると、電力の進行方向での減衰が顕著
となり、異なる周波数の高周波電力との減衰率のずれが
顕著となってしまい、十分な均一化効果が得られなくな
ってしまうためである。

【００５３】２つの高周波電力の電力値の割合の範囲に
関しては、第１の高周波電力の電力値をＰ１、第２の高
周波電力の電力値をＰ２とすると、２つの高周波電力の
合計の電力値（Ｐ１＋Ｐ２）に対するＰ２の値が、０．
１以上０．９以下が望ましい。つまり、Ｐ２の割合が小
さくなると、Ｐ１のみの場合に近づき、定在波抑制効果
は小さくなる。逆にＰ２の割合が大きくなりすぎると、
同様にＰ２単独の場合に近くなり、効果が小さくなる。
実験的事実から、少なくとも一方の高周波電力が、２つ
の合計電力に対して１０％以上にすることで、定在波抑
制効果が顕著に得られることが判った。また、さらに好
ましくはＰ２／（Ｐ１＋Ｐ２）を０．２以上０．７以下
にすることが最も望ましいことも実験から明らかとなっ
た。

【００５４】以上のように２つの高周波電力を組み合わ
せた場合に本発明の効果は十分に得られるが、さらに第
３の高周波電力を組み合わせることも可能である。第３
の高周波電力の範囲としては、第１、第２の高周波電力
が適切な範囲に設定されている限りにおいては特に限定
はないが、以下のように考えることができる。

【００５５】第３の高周波電力（電力Ｐ３、周波数ｆ３
とする）が、１０ＭＨｚ以上２５０ＭＨｚ以下の範囲に
ある場合には、第１の高周波電力（Ｐ１、ｆ１）、第２
の高周波電力（Ｐ２、ｆ２）を組合わせた場合と同様の
メカニズムが期待できる。このとき、Ｐ１〜Ｐ３の中
で、電力値の上位２つをＰ１、Ｐ２と再定義すれば、Ｐ
３は最も電力値が低いことになる。この場合には、Ｐ３
によるマッチング不整合が起こりにくく、かつＰ３によ
る定在波抑制効果が加わるため、Ｐ１、Ｐ２を組合わせ
た際よりもさらにムラが抑制される場合があり、好まし
い。

【００５６】一方、例えば真空処理中のバイアス効果を
高めるために、本発明の範囲外、例えば数十ｋＨｚ〜数
百ｋＨｚ程度の周波数の高周波電力を同時に供給しても
よい。このように、さらなる電力を供給する場合には、
その電力を加えることで真空処理特性の均一性が損なわ
れない程度の電力とする必要がある。

【００５７】また、本発明においては、必要に応じて真
空処理中に複数の異なる周波数の高周波電力の比率を変
化させることで、より顕著な効果を得ることができる。
特に、同一基体に長時間の真空処理を実施する場合、例
えば膜厚の大きな堆積膜形成を実施する場合等において
は、基体への堆積膜の形成と共に、電極表面や、基体支
持手段表面に膜が堆積する等の要因により、処理の経過
と共に定在波を抑制するための高周波電力の電力比の最
適条件が変化することが考えられる、よって、必要に応
じて真空処理中に電力比を変化させることが好ましい。
また、複数の層領域を形成する積層デバイスの場合に
は、層領域によって必要とされる機能が異なるため、必
然的に層領域の組成が異なり、そのために層領域によっ
て均一性と膜質とを両立する高周波電力の電力比の最適
条件が異なることが考えられる。よって、必要に応じて
真空処理中に電力比を変化させることが好ましい。

【００５８】また、本発明においては、反応容器内に導
入される総電力値を大きくすることができ、十分な定在
波抑制効果を維持した状態で、堆積膜形成速度および堆
積膜の品質をさらに向上させることが可能となるため、
複数の異なる周波数の高周波電力を一旦合成した後に分
岐し、複数のプラズマ発生用電極に印加することが好ま
しい。

【００５９】また、本発明においては、各高周波電極へ
の電力分岐が均一化し、各高周波電極から放出される高
周波電力も均一となり真空処理の均一性を向上すること
が可能となり、さらには真空処理装置のコストを削減で
きると共に、装置のメンテナンス性、および、操作性向
上が可能となるため、複数の異なる周波数の高周波電力
を一旦合成した後に分岐して複数の電極各々に印加する
手段が平板状の電力分岐板であることが好ましい。

【００６０】また、本発明においては、電力分岐板の主
面の面積は真空処理特性の均一性、安定性の面から電力
分岐板に接続される複数の高周波電極の接続点を全て内
包できる最小の凸多角形の面積以上、かつ、複数の電極
の接続点を全て内包できる最小円面積の１．２１倍以下
の範囲にすることが好ましい。

【００６１】また、本発明においては、電力分岐板の厚
さ方向への伝送の影響や機械的、熱的強度を保持するこ
とを考慮して、電力分岐板の厚さは、電力分岐板に接続
される全ての高周波電極の給電部を内包できる最小円の
直径に対し、０．２〜１０％であることが好ましい。

【００６２】また、本発明においては、電力分岐板の材
質として、ある程度抵抗値の低い金属材料が好ましく、
また、機械的、熱的強度、さらに作業性、装置作製時の
加工性、コスト面の点からも、アルミニウム、ステンレ
ス、銅、真鍮のうち少なくとも一つを主材料とすること
が好ましい。

【００６３】また、本発明においては、電力分岐板上の
高周波電力の伝播が等方的になり安定させるために、高
周波電源から電力分岐板に高周波電力を印加する給電点
は電力分岐板のほぼ中心とすることが望ましい。さら
に、電力分岐板の形状が対称性のある形であるほど、高
周波電力が給電点から安定して伝播するので電力分岐板
の形状は円形、または、正多角形であることが真空処理
特性の均一化に効果的である。また、給電点から各高周
波電極までの伝送経路のインピーダンスが等価になり、
各高周波電極への分岐均一性が向上すると考えられるの
で、高周波電極の接続位置は、給電点を中心とした同一
円周上等間隔な位置であることが望ましい。

【００６４】また、本発明においては、高周波電力を分
岐した後、複数の高周波電極各々の給電側に配置したイ
ンピーダンス補助整合手段を介して、複数の高周波電極
に印加することで、より顕著な定在波抑制効果を得るこ
とができ好ましい。その理由は定かではないが、以下の
ように考えている。

【００６５】異なる周波数の高周波電力を一旦合成した
後に、複数の電極に分割して高周波電力を印加する場
合、必然的に高周波電力の分岐点と各電極間の伝送経路
が長くなり、その間のＬ成分による高周波電力の減衰が
より大きくなると考えられる。その結果、周波数によっ
て高周波電力の減衰率が異なるために、減衰率のずれの
影響が顕著となる場合があり、十分な定在波抑制効果が
得られない場合があると考えられる。しかし、高周波電
極の各々の給電点側にインピーダンス補助整合手段を配
置することによって、Ｌ成分をキャンセルすることがで
き、その結果、より顕著な定在波抑制効果を得ることが
できると考えている。

【００６６】また、本発明に使用するインピーダンス補
助整合手段としては、インピーダンス可変のＬＣ回路ま
たは容量固定のコンデンサの何れを使用してもよいが、
取り扱いが簡易な点を考慮すると容量固定のコンデンサ
を用いた方が便利である。

【００６７】また、本発明においては、真空処理が堆積
膜形成である場合に特に顕著な効果を得ることが可能で
ある。本発明においては、反応容器内の全領域の電界分
布を均一化するため、堆積膜が付着する全領域にわたっ
て局所的な膜構造の変化が効果的に抑制される。この結
果、内部応力の局所的変化に起因する膜剥れが効果的に
抑制され、剥れた膜が被処理物上へ付着することによっ
て生じる被処理物上の欠陥が大幅に低減されるからであ
る。

【００６８】また、本発明においては、真空処理方法が
電子写真感光体形成の場合に、より効果的である。電子
写真用感光体は大面積の堆積膜形成が必要であり、さら
にその全領域にわたって構造欠陥が存在しない必要があ
る。一方、電子写真用感光体形成では一般的に数十μｍ
もの厚さの堆積膜形成を行うため、真空処理装置容器壁
面への膜付着が多く、壁面付着膜の膜剥れを生じやす
い。さらには、構造欠陥が生じた場合、電子写真用感光
体では他のデバイスのように、構造欠陥の存在する部分
のみを不良として扱い、他の領域は良品として扱うとい
ったことができず、大面積にわたって形成した全堆積膜
が不良となってしまう。このため、電子写真用感光体形
成においては、構造欠陥が生じた際のコストへの影響は
非常に高く、本発明によって構造欠陥をも効果的に抑制
することは生産コスト低減の上で極めて効果的となる。

【００６９】また、本発明においては、被処理物が棒状
のプラズマ発生用高周波電極から高周波電力を真空処理
容器中に供給することでより顕著な効果を得ることがで
きる。このような実質的に一次元として扱うことが可能
な電極形状においては、電力が進行方向に対して横方向
に回り込むことが実質的にないので、横方向への回りこ
みによる二次的な定在波が生じず、顕著な効果が得られ
るのではないかと推察している。

【００７０】また、本発明においては、複数のプラズマ
発生用高周波電極が、少なくとも一部分を誘電体部材で
構成された反応容器の外に設置することでより顕著な効
果を得ることができる。その理由は定かではないが、以
下のように考えている。

【００７１】複数のプラズマ発生用電極が真空処理空間
内部にある場合、ある電極の周囲の真空処理空間には、
基体以外にも、他の電極やアースシールドとなる反応容
器外壁等の導電性部材が必然的に存在することになる。
そのため、複数の異なる周波数の高周波電力を電極に印
加する場合、高周波電力の周波数の違いによって、反応
容器内でのプラズマの広がり方に違いが生じ、プラズマ
に空間的なむらが生じる場合があると考えられる。その
ために十分な定在波抑制効果が得られないのではないか
と考えられる。しかし、高周波電極を反応容器の外に設
置することにより、真空処理空間における導電性部材を
極力減らすことができ、その結果、プラズマの空間的な
むらを発生させることなく、顕著な効果が得られるので
はないかと推察している。

【００７２】また、本発明においては、プラズマ発生用
高周波電極を一つの場合は反応容器の中央に複数の場合
は、同一円周上に配置することで、より顕著な効果を得
ることができる。その理由は定かではないが、電極が一
つの場合は反応容器の中央に配置することで複数の被処
理物への距離を極力等しくすることができるため本発明
の効果を顕著にすることができるのではないかと推察し
ている。また、電極が複数の場合、同一円周上に配置す
ることにより、高周波電力の分岐点から各々の高周波電
極の距離を極力等しくすることができる。それにより、
ある特定の電極に極端に偏って電力が分岐することがな
いため、異常放電なく総電力を大きくした場合において
も本発明の効果を顕著にすることができるのではないか
と推察している。

【００７３】また、プラズマ発生用高周波電極のプラズ
マへの寄与を均一にすることを考慮すると、反応容器を
円筒状にすることが好ましい。さらに、プラズマ発生用
高周波電極が複数の場合は、反応容器と同一の中心軸で
ある円周上に各々のプラズマ発生用高周波電極を等間隔
で配置することがより好ましい。

【００７４】また、本発明においては、生産性の面で基
体支持手段を複数設置してもよい。ただし、複数の基体
支持手段を設置する場合においては、各々のプラズマ発
生用高周波電極と各々の基体支持手段が、反応容器と同
一の中心軸である円周上にそれぞれ等間隔に配置される
ことでより顕著な効果を得ることができる。さらに、反
応容器を円筒状にすることがより好ましい。これは、基
体支持手段、反応容器、プラズマ発生用高周波電極の位
置関係を極力対称とすることにより、それぞれの基体支
持手段上において同様の定在波抑制効果を得ることがで
きるためと推察される。

【００７５】また、本発明においては、被処理物が円筒
状の場合により顕著な効果を得ることができる。これ
は、被処理物が円筒状、または円柱状の場合、被処理物
上の高周波電力の反射端は被処理物の両端に限定される
ことによるものと推測される。多くの反射端が存在し、
それに応じた多くの定在波が生じる場合に比べ、定在波
の腹での電界強度が高く、他の周波数の電力によって生
じる定在波の節、すなわち電界強度の低い部分を効果的
に補うことが可能となるためと推測される。

【００７６】また、本発明においては、電極上を含め反
応容器内の全領域の電界分布を均一化するため、従来の
ように、原料ガスに分布を持たせて反応容器内の電界分
布の不均一を補うというような手法をとる必要がなく、
原料ガス導入手段の数を極力減らすことが可能となる。
よって、装置コストおよび取り扱い性の面を考慮する
と、反応容器内へのガス導入手段の数は一つであること
がより好ましい。ただし、ガス導入手段を一つにした場
合においては、反応容器内のガス分布と基体支持手段、
反応容器、プラズマ発生用高周波電極の位置関係を極力
対称とすることにより、より顕著な本発明の効果が得ら
れると推察されるため、ガス導入手段は反応容器中央に
配置することがより好ましい。

【００７７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００７８】図１は本発明に用いることができるａ−Ｓ
ｉ系感光体製造装置の一例を示した概略図である。図１
（ａ）は概略断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の切断線
Ａ−Ａ’に沿う概略断面図である。反応容器１０１の底
面には排気管１０９が一体的に形成され、排気管１０９
の他端は不図示の排気装置に接続されている。反応容器
１０１の中心部を取り囲むように、堆積膜の形成される
６本の円筒状基体１０５が互いに平行になるように配置
されている。各円筒状基体１０５は回転軸機構１０８に
よって保持され、発熱体１０７によって加熱されるよう
になっている。回転軸機構１０８を駆動すると、円筒状
基体１０５がその母線方向中心軸のまわりを自転するよ
うになっている。

【００７９】反応容器１０１内には原料ガスが原料ガス
供給手段１１０より供給される。また、二つのＶＨＦ帯
の高周波電源１０３、１１１より異なる周波数のＶＨＦ
電力がマッチングボックス１０４、１１２を経て高周波
電極１０２に同時に供給され、高周波電極１０２より反
応容器１０１内にそれら高周波電力が供給される。この
際、周波数の組み合わせに応じて定在波の節位置を高周
波電極１０２上全領域においてずらし、節の重なりが起
こらないように整合回路１０６により適切に調整してお
く。

【００８０】整合回路１０６は静電容量および／または
インダクタンスを変化させて定在波の節位置を高周波電
極上全領域においてずらし、節の重なりが起こらないよ
うに位相制御することが可能であれば特に制限はない。
簡単には単に容量固定のコンデンサ、例えばセラミック
スコンデンサ等一般に市販されているコンデンサやセラ
ッミクス等の絶縁部材を挟んでアースに接続するように
しても本発明の効果は得ることは可能であるが、様々な
処理条件に迅速に対応するためには可変コンデンサ、可
変コイル、可変直列ＬＣ回路、可変並列ＬＣ回路を用い
た方が好適である。

【００８１】また、この際、回転軸機構１０８を通して
アース電位に維持された円筒状基体１０５はアノード電
極として作用する。

【００８２】高周波電源１０３、１１１は各々の電力
値、周波数をそれぞれＰ１、ｆ１、Ｐ２、ｆ２としたと
き、１０ＭＨｚ≦ｆ２＜ｆ１≦２５０ＭＨｚであり、か
つ、Ｐ１、Ｐ２の関係が０．１≦Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）
≦０．９であることを満たすことが可能である電源を用
いる。

【００８３】なお、図１においては、上記範囲を満たす
二つの異なる周波数の高周波電力を出力可能な二つの電
源を用いているが、本発明においては二つ以上の異なる
周波数の高周波電力が供給可能であればよく、高周波電
源が三つ以上であってもよい。また、あらかじめ複数の
周波数を合成した高周波電力が出力可能な電源を用いた
場合には、電源の数は一つであってもかまわない。しか
し、各々の高周波電源に各々インピーダンス整合手段を
設ける方が、複数の周波数を合成した高周波電力が出力
可能な電源一つに一つのインピーダンス整合手段を設け
るよりも出力の安定性を考慮すると好ましい。いずれに
しても、少なくとも二つの異なる周波数の高周波電力を
同一電極に供給可能な構成であればよい。三つ以上の異
なる周波数の高周波電力を用いる場合には、少なくとも
以下の条件（ａ）〜（ｃ）を全て満たす２つの高周波電
力を含むことで本発明の効果は得られる。

【００８４】すなわち、２つの高周波電力の電力値、周
波数をそれぞれＰ１、ｆ１、Ｐ２、ｆ２としたとき、（ａ）１０ＭＨｚ≦ｆ２＜ｆ１≦２５０ＭＨｚである。

【００８５】（ｂ）Ｐ１、Ｐ２が、上記（ａ）の周波数
範囲における電力値の上位２つである。

【００８６】（ｃ）Ｐ１、Ｐ２の関係が０．１≦Ｐ２／
（Ｐ１＋Ｐ２）≦０．９である。とすることが可能な構
成とする。

【００８７】高周波電極１０２の表面は、膜の密着性を
向上し、膜剥れを防止し、成膜中のダストを抑制する目
的から、粗面化されていることが望ましい。粗面化の具
体的な程度としては、２．５ｍｍを基準とする１０点平
均粗さ（Ｒｚ）で５μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好
ましい。

【００８８】さらに、膜の密着性向上の観点から、高周
波電極１０２の表面はセラミックス材で被覆されている
ことが効果的である。被覆の具体的手段に特に制限はな
いが、例えばＣＶＤ法、溶射等の表面コーティング法に
より、表面をコーティングしてもよい。コーティング法
の中でも溶射は、コスト面から、あるいはコーティング
対象物の大きさ・形状の制限を受けにくいため好まし
い。具体的なセラミックス材料としては、アルミナ、二
酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ジルコ
ン、コージェライト、ジルコン−コージェライト、酸化
珪素、酸化ベリリウムマイカ系セラミックス等が挙げら
れる。高周波電極１０２の表面を被覆するセラミックス
材の厚さは特に制限はないが、耐久性および均一性を増
すため、また、高周波電力吸収量、製造コストの面から
１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、１０μｍ〜５ｍｍがより
好ましい。

【００８９】また、高周波電極１０２に加熱または冷却
手段を設けることにより、高周波電極１０２表面におけ
る膜の密着性をさらに高め、より効果的に膜剥れの防止
を達成できる。この場合、高周波電力導入手段１０２を
加熱するか、冷却するかは、堆積する膜材料、堆積条件
に応じて適宜決定する。具体的な加熱手段としては、発
熱体であれば特に制限はない。具体的にはシース状ヒー
タの巻付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ等の
電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱
輻射ランプ発熱体、液体、気体等を媒体とした熱交換手
段による発熱体等が挙げられる。具体的な冷却手段とし
ては、吸熱体であれば特に制限はない。例えば、液体・
気体等を冷却媒体として流すことができる冷却コイル、
冷却板、冷却筒等が挙げられる。

【００９０】このような装置を用いた堆積膜形成は概略
以下のような手順により行うことができる。

【００９１】まず、反応容器１０１内に円筒状基体１０
５を設置し、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、発熱体１０
７により円筒状基体１０５を２００℃〜３００℃程度の
所定の温度に加熱・制御する。

【００９２】円筒状基体１０５が所定の温度となったと
ころで、原料ガス供給手段１１０を介して、原料ガスを
反応容器１０１内に導入する。例えば、アモルファスシ
リコン感光体の作製には、ＳｉＨ₄、Ｈ₂、Ｂ₂Ｈ₆、ＰＨ
₃、ＣＨ₄、ＮＯ等の各原料ガスを用いる。原料ガスの流
量が設定流量となり、また、反応容器１０１内の圧力が
安定したのを確認した後、ＶＨＦ帯の高周波電源１０
３、１１１は各々の電力値、周波数をそれぞれＰ１、ｆ
１、Ｐ２、ｆ２としたとき、１０ＭＨｚ≦ｆ２＜ｆ１≦
２５０ＭＨｚであり、かつ、Ｐ１、Ｐ２の関係が０．１
≦Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）≦０．９であることを満たす高
周波電力を高周波電源１０３、１１１よりマッチングボ
ックス１０４、１１２を介して高周波電極１０２へ供給
する。この際、周波数の組み合わせに応じて定在波の節
位置を高周波電極上全領域においてずらし、節の重なり
が起こらないように整合回路１０６により適切に調整し
ておく。これにより、反応容器１０１内に二つの異なる
周波数の高周波電力が導入され、反応容器１０１内にグ
ロー放電が生起し、原料ガスは励起解離して円筒状基体
１０５上に堆積膜が形成される。

【００９３】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。同様の操作を複数回繰り返すこと
によって、所望の多層構造の光受容層が形成される。

【００９４】堆積膜形成中、回転軸機構１０８により円
筒状基体１０５を所定の速度で回転させることにより、
円筒状基体表面全周に渡って堆積膜が形成される。

【００９５】また、本発明においては図２に示すよう
に、周波数の異なる高周波電力を一旦合成し、その後分
岐して複数の電極に各々に印加する構成とすることによ
り本発明の効果をより顕著なものにすることができる。
図２（ａ）は概略断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の切
断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図、図２（ｃ）および図２
（ｄ）は図２（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ’に沿う概略断面図
である。高周波電力分岐手段４１３は図２（ｃ）のよう
に単に各高周波電極４０２に接続しても本発明の効果は
得られるが、図２（ｄ）のように平板状の分岐板（本例
では円形）を用いることで本発明の効果をさらに顕著な
ものにすることができる。

【００９６】また、本発明においては図３に示すよう
に、高周波電極５０２を少なくとも一部が誘電体部材５
１４で構成された反応容器の外に設置することにより本
発明の効果をより顕著なものにすることができる。

【００９７】誘電体部材５１４内側の表面性としては特
に制限がないが、膜剥れ防止の観点から、粗面化されて
いることが望ましく、具体的には、２．５ｍｍを基準と
する１０点平均粗さ（Ｒｚ）で５μｍ以上２００μｍ以
下の範囲が好ましい。また、誘電体部材の材料としては
セラミックス材料が好ましく、具体的には、アルミナ、
ジルコニア、ムライト、コージュライト、炭化珪素、チ
ッ化ホウ素、チッ化アルミ等が上げられるが、これらの
中でも、アルミナ、チッ化ホウ素、チッ化アルミは誘電
正接や絶縁抵抗等の電気特性にすぐれ、高周波電力の吸
収が少ないことからより好ましい。

【００９８】図３（ａ）は概略断面図、図３（ｂ）は図
３（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図、図３
（ｃ）および（ｄ）は図３（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ’に沿
う概略断面図である。高周波電力分岐手段５１３は図３
（ｃ）のように単に各高周波電極５０２に接続しても本
発明の効果は得られるが、図３（ｄ）のように平板状の
分岐板（本例では円形）を用いることで本発明の効果を
さらに顕著なものにすることができる。

【００９９】また、本発明においては図４に示すよう
に、原料ガス供給手段６１０を一つにすることが可能で
ある。

【０１００】原料ガス供給手段６１０としては、膜厚む
ら防止の観点から、基体と平行に設置されていることが
好ましい。さらには、膜剥れ防止の観点から、原料ガス
導入手段の表面は粗面化されていることが望ましく、具
体的には、２．５ｍｍを基準とする１０点平均粗さ（Ｒ
ｚ）で５μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましい。

【０１０１】図４（ａ）は概略断面図、図４（ｂ）は図
４（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図、図４
（ｃ）および（ｄ）は図４（ａ）の切断線Ｂ−Ｂ’に沿
う概略断面図である。高周波電力分岐手段６１３は図４
（ｃ）のように単に各高周波電極６０２に接続しても本
発明の効果は得られるが、図４（ｄ）のように平板状の
分岐板（本例では円形）を用いることで本発明の効果を
さらに顕著なものにすることができる。

【０１０２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるもので
はない。（第１の実施例）図１に示す構成の装置を用い、円筒状
基体１０５としてアルミニウム製の直径１０８ｍｍ、長
さ３５８ｍｍのものを２本軸方向に重ね、円筒状基体１
０５上に、表１に示すように高周波電源周波数２５０Ｍ
Ｈｚと１５０ＭＨｚ、２５０ＭＨｚと１２５ＭＨｚの条
件で円筒状基体１０５上から順に電荷注入阻止層、光導
電層、表面層からなる電子写真用感光体を作製した。

【０１０３】なお、事前に表１に示す条件において反応
容器中における単一周波数（本例では２５０ＭＨｚおよ
び１５０ＭＨｚ、１２５ＭＨｚ）の高周波電極上におけ
る波長は、プローブ法を用いて行い算出した。そして、
電子写真用感光体を作製する際には定在波の節位置を高
周波電極上全領域においてずらし、節の重なりが起こら
ないように整合回路１０６を調整した。その際、整合回
路１０６としては、直列のＬＣ回路を用いた。（第１の比較例）表１において高周波電源周波数が２５
０ＭＨｚと１２５ＭＨｚの条件で、整合回路１０６を持
たない図５に示す構成の装置を用いた以外は、第１の実
施例と同じ条件で円筒状基体３０５上から順に電荷注入
阻止層、光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を
作製した。

【０１０４】このようにして第１の実施例、第１の比較
例で作製した感光体を、本テスト用に改造したキヤノン
製複写機ＧＰ−６０５に設置して特性評価を行なった。

【０１０５】その際、プロセススピード３００ｍｍ／ｓ
ｅｃ、前露光（波長６８０ｎｍのＬＥＤ）光量４ｌｘ・
ｓ、帯電器の電流値１０００μＡの条件にて電子写真装
置の帯電器位置にセットした表面電位計（ＴＲＥＫ社Ｍ
ｏｄｅｌ３４４）の電位センサにより感光体の表面電位
を測定し、それを帯電能とした。

【０１０６】そして、上述の条件において表面電位が４
００Ｖ（暗電位）になるように帯電器の電流値を調整し
た後、像露光（波長６６０ｎｍのレーザ）を照射し像露
光光源の光量を調整して、表面電位が５０Ｖ（明電位）
となるようにし、そのときの露光量を感度とした。

【０１０７】また、上述の条件において暗電位になるよ
うに帯電器の電流値を調整した後明電位となるような露
光量の像露光を照射し、再度帯電器の電流値はそののま
まで像露光を照射せずに測定した表面電位と暗電位との
差を光メモリとした。

【０１０８】これらの、帯電能、感度、光メモリ各々に
ついては母線方向全域にわたって測定し平均値で評価し
た。そして、平均値に対する最大値と最小値の差の比を
帯電能、感度、光メモリ各々の母線方向むらとして評価
した。

【０１０９】評価は第１の比較例の場合の結果を基準と
し、以下のような５段階評価とした。

【０１１０】Ａ：３５％以上の良化Ｂ：２５％以上３５％未満の良化Ｃ：１５％以上２５％未満の良化Ｄ：１５％未満の良化Ｅ：同等第１の実施例および第１の比較例の評価結果を表２に示
す。表２から明らかなようにいずれの項目においても、
第１の実施例のほうが第１の比較例よりも良好な結果を
得ることができた。

【０１１１】また、第１の実施例において作製された電
子写真感光体を用いて形成された画像は、ゴーストや画
像濃度むら、画像欠陥、画像流れ等のない極めて良好な
ものであった。

【０１１２】

【表１】

【０１１３】

【表２】（第２の実施例）図２に示す構成の装置を用いた以外
は、第１の実施例と同様にして円筒状基体４０５上に、
表１に示す条件で円筒状基体４０５上から順に電荷注入
阻止層、光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を
作製した。ただし本実施例では、表１において光導電層
の２５０ＭＨｚ電力を２０００Ｗ、１５０ＭＨｚまたは
１２５ＭＨｚ電力を２０００Ｗとし、高周波電力分岐手
段４１３としてはアルミニウム製で図２（ｃ）に示すよ
うに、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたもの、又
は図２（ｄ）に示すように、円形のものを用いた。（第２の比較例）表１において光導電層の２５０ＭＨｚ
電力を２０００Ｗ、１２５ＭＨｚ電力を２０００Ｗと
し、図２に示す構成の装置において、高周波電力分岐手
段４１３としてはアルミニウム製で図２（ｃ）に示した
ように、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたものを
用い、高周波電極４０２の先端部の整合回路４０６を外
し、図５と同様に各高周波電極４０２の先端部をアース
シールドで覆った構造にした以外は、第２の実施例と同
じ条件で円筒状基体４０５上から順に電荷注入阻止層、
光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を作製し
た。

【０１１４】第２の実施例および第２の比較例で作製し
た電子写真用感光体を第２の比較例の結果を基準とし第
１の実施例および第１の比較例と同様に評価した結果を
表３に示す。表３から明らかなように、いずれの項目に
おいても第２の実施例のほうが第２の比較例よりも良好
な結果を得ることができた。

【０１１５】また、第２の実施例において作製された電
子写真感光体を用いて形成された画像は、ゴーストや画
像濃度むら、画像欠陥、画像流れ等のない極めて良好な
ものであった。

【０１１６】

【表３】（第３の実施例）図３に示す構成の装置を用いた以外
は、第１の実施例と同様にして円筒状基体５０５上に、
表１に示す条件で円筒状基体５０５上から順に電荷注入
阻止層、光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を
作製した。ただし本実施例では、表１において光導電層
の２５０ＭＨｚ電力を２０００Ｗ、１５０ＭＨｚまたは
１２５ＭＨｚ電力を１５００Ｗとし、高周波電力分岐手
段５１３としてはアルミニウム製で図３（ｃ）に示すよ
うに、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたもの、又
は図３（ｄ）に示すように、円形のものを用いた。（第３の比較例）表１において光導電層の２５０ＭＨｚ
電力を２０００Ｗ、１２５ＭＨｚ電力を１５００Ｗと
し、図３に示す構成の装置において、高周波電力分岐手
段５１３としてはアルミニウム製で図３（ｃ）に示した
ように、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたものを
用い、高周波電極５０２の先端部の整合回路５０６を外
し、図５と同様に各高周波電極５０２の先端部をアース
シールドで覆った構造にした以外は、第３の実施例と同
じ条件で円筒状基体５０５上から順に電荷注入阻止層、
光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を作製し
た。

【０１１７】第３の実施例および第３の比較例で作製し
た電子写真用感光体を第３の比較例の結果を基準とし第
１の実施例および第１の比較例と同様に評価した結果を
表４に示す。表４から明らかなように、いずれの項目に
おいても第３の実施例のほうが第３の比較例よりも良好
な結果を得ることができた。

【０１１８】また、第３の実施例において作製された電
子写真感光体を用いて形成された画像は、ゴーストや画
像濃度むら、画像欠陥、画像流れ等のない極めて良好な
ものであった。

【０１１９】

【表４】（第４の実施例）図４に示す構成の装置を用いた以外
は、第１の実施例と同様にして円筒状基体６０５上に、
表１に示す条件で円筒状基体６０５上から順に電荷注入
阻止層、光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を
作製した。ただし本実施例では、表１において光導電層
の２５０ＭＨｚ電力を２０００Ｗ、１５０ＭＨｚまたは
１２５ＭＨｚ電力を１５００Ｗとし、高周波電力分岐手
段６１３としてはアルミニウム製で図４（ｃ）に示すよ
うに、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたもの、又
は図４（ｄ）に示すように、円形のものを用いた。（第４の比較例）表１において光導電層の２５０ＭＨｚ
電力を２０００Ｗ、１２５ＭＨｚ電力を１５００Ｗと
し、図４に示す構成の装置において、高周波電力分岐手
段６１３としてはアルミニウム製で図４（ｃ）に示した
ように、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたものを
用い、高周波電極６０２の先端部の整合回路６０６を外
し、図５と同様に各高周波電極６０２の先端部をアース
シールドで覆った構造にした以外は、第４の実施例と同
じ条件で円筒状基体６０５上から順に電荷注入阻止層、
光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を作製し
た。

【０１２０】第４の実施例および第４の比較例で作製し
た電子写真用感光体を第４の比較例の結果を基準とし第
１の実施例および第１の比較例と同様に評価した結果を
表５に示す。表５から明らかなように、いずれの項目に
おいても第４の実施例のほうが第４の比較例よりも良好
な結果を得ることができた。

【０１２１】また、第４の実施例において作製された電
子写真感光体を用いて形成された画像は、ゴーストや画
像濃度むら、画像欠陥、画像流れ等のない極めて良好な
ものであった。

【０１２２】

【表５】（第５の実施例）図４に示す構成の装置を用いた以外
は、第１の実施例と同様にして円筒状基体６０５上に、
表１に示す条件で円筒状基体６０５上から順に電荷注入
阻止層、光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を
作製した。ただし本実施例では、表１において光導電層
の２５０ＭＨｚ電力を２０００Ｗ→１５００Ｗ、１５０
ＭＨｚまたは１２５ＭＨｚ電力を２０００Ｗ→２５００
Ｗと総電力４０００Ｗのまま変化させ、高周波電力分岐
手段６１３としてはアルミニウム製で図４（ｃ）に示す
ように、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたもの、
又は図４（ｄ）に示すように、円形のものを用い、各高
周波電極６０２を接続する際に、コンデンサを介して接
続する構成とした。（第５の比較例）表１において光導電層の２５０ＭＨｚ
電力を２０００Ｗ→１５００Ｗ、１２５ＭＨｚ電力を２
０００Ｗ→２５００Ｗと総電力４０００Ｗのまま変化さ
せ、図４に示す構成の装置において、高周波電力分岐手
段６１３としてはアルミニウム製で図４（ｃ）に示した
ように、６０度間隔の方向に分岐した形状をしたものを
用い、各高周波電極６０２を接続する際に、コンデンサ
ーを介して接続する構成とし、高周波電極６０２の先端
部の整合回路６０６を外し、図５と同様に高周波電極６
０２の先端部をアースシールドで覆った構造にした以外
は、第５の実施例と同じ条件で円筒状基体６０５上から
順に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる電子写
真用感光体を作製した。

【０１２３】第５の実施例および第５の比較例で作製し
た電子写真用感光体を第５の比較例の結果を基準とし、
第１の実施例および第１の比較例と同様に評価した結果
を表６に示す。表６から明らかなように、いずれの項目
においても第５の実施例のほうが第５の比較例よりも良
好な結果を得ることができた。

【０１２４】また、第５の実施例で作製された電子写真
感光体を用いて形成された画像は、ゴーストや画像濃度
むら、画像欠陥、画像流れ等のない極めて良好なもので
あった。

【０１２５】

【表６】（第６の実施例）図１に示す構成の装置を用い、円筒状
基体１０５としてアルミニウム製の直径１０８ｍｍ、長
さ３５８ｍｍのものを２本軸方向に重ね、円筒状基体１
０５上に、表７に示す条件で円筒状基体１０５上から順
に電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる電子写真
用感光体を作製した。なお、事前に表７に示す条件にお
いて反応容器中における単一周波数（本例では１５０Ｍ
Ｈｚおよび７０ＭＨｚ）の高周波電極上における波長
は、プローブ法を用いて行い算出した。そして、電子写
真用感光体を作製する際には定在波の節位置を高周波電
極上全領域においてずらし、節の重なりが起こらないよ
うに整合回路１０６を調整した。その際、整合回路１０
６としては、並列のＬＣ回路を用いた。

【０１２６】上述の各実施例と同様に特性評価を行った
ところ上述の各実施例と同様に良好な結果が得られた。
また、作製された電子写真感光体を用いて形成された画
像は、ゴーストや画像濃度むら、画像欠陥、画像流れ等
のない極めて良好なものであった。

【０１２７】

【表７】（第７の実施例）第５の実施例において、整合回路６０
６としてコンデンサまたはコイルを用い、表８に示す条
件とした以外は同様にして円筒状基体６０５上から順に
電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる電子写真用
感光体を作製した。

【０１２８】上述の各実施例と同様に特性評価を行った
ところ上述の各実施例と同様に良好な結果が得られた。
また、作製された電子写真感光体を用いて形成された画
像は、ゴーストや画像濃度むら、画像欠陥、画像流れ等
のない極めて良好なものであった。

【０１２９】

【表８】（第８の実施例）図１に示す構成の装置を用いて、第１
の実施例と同様にして円筒状基体１０５上に、表９に示
す条件で円筒状基体１０５上から順に電荷注入阻止層、
光導電層、表面層からなる電子写真用感光体を作製し
た。なお本実施例では、二つの高周波電源１０３、１１
１に加えて不図示の高周波電源として周波数３００ｋＨ
ｚのものをマッチングボックスを介さずに直接高周波電
極１０２に給電した。また、整合回路１０６としては、
並列のＬＣ回路を用いた。

【０１３０】上述の各実施例と同様に特性評価を行った
ところ上述の各実施例と同様に良好な結果が得られた。
また、作製された電子写真感光体を用いて形成された画
像は、ゴーストや画像濃度むら、画像欠陥、画像流れ等
のない極めて良好なものであった。

【０１３１】

【表９】

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
周波電力によって生起されたプラズマを用いて基体上に
真空処理を施すプラズマ処理装置、プラズマ処理方法に
おいて、処理特性の均一性向上が可能となり、製品品質
の向上、良品率向上による生産コスト低下が達成可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理方法に用いることができ
る装置の一実施形態を示した模式的な構成図である。

【図２】本発明のプラズマ処理方法に用いることができ
る装置の他の実施形態を示した模式的な構成図である。

【図３】本発明のプラズマ処理方法に用いることができ
る装置の他の実施形態を示した模式的な構成図である。

【図４】本発明のプラズマ処理方法に用いることができ
る装置の他の実施形態を示した模式的な構成図である。

【図５】ＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦプラズマＣＶ
Ｄ法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例を示
した模式的な構成図である。

【図６】周波数を変化させた時に生じる高周波電極上の
定在波の一例を示したグラフである。

【図７】周波数を変化させた時に生じる高周波電極上の
定在波の他の例を示したグラフである。

【図８】従来の、ＲＦ帯の周波数を用いたＲＦプラズマ
ＣＶＤ法による電子写真用光受容部材の製造装置の一例
を示した模式的な構成図である。

【図９】従来の、ＶＨＦ帯の周波数を用いたＶＨＦプラ
ズマＣＶＤ法による電子写真用光受容部材の製造装置の
一例を示した模式的な構成図である。

【符号の説明】

１０１、３０１、４０１、５０１、６０１反応容器１０２、３０２、４０２、５０２、６０２高周波電
極１０３、１１１、３０３、３１１、４０３、４１１、５
０３、５１１、６０３、６１１高周波電源１０４、１１２、３０４、３１２、４０４、４１２、５
０４、５１２、６０４、６１２マッチングボックス１０５、３０５、４０５、５０５、６０５円筒状基
体１０６、、４０６、５０６、６０６整合回路３０６アースシールド１０７、３０７、４０７、５０７、６０７発熱体１０８、３０８、４０８、５０８、６０８回転軸機
構１０９、３０９、４０９、５０９、６０９排気管１１０、３１０、４１０、５１０、６１０原料ガス
供給手段４１３、５１３、６１３高周波電力分岐手段５１４、６１４誘電体部材２１００堆積装置２１０１反応容器２１１１高周波電極２１１２円筒状基体２１１３基体支持体２１１４原料ガス導入管２１１５マッチングボックス２１１６原料ガス配管２１１７反応容器リークバルブ２１１８メイン排気バルブ２１１９真空計２２００原料ガス供給装置２２１１〜２２１６マスフローコントローラ２２２１〜２２２６原料ガスボンベ２２３１〜２２３６原料ガスボンベバルブ２２４１〜２２４６ガス流入バルブ２２５１〜２２５６ガス流出バルブ２２６１〜２２６６圧力調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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Ｆターム(参考） 2H068 DA00 EA24 4G075 AA24 AA30 AA61 BC01 BC04 BC06 CA02 CA25 CA47 DA02 EA01 EA06 EB01 EB21 EC06 EC21 EC25 ED01 ED06 ED08 EE02 FB02 FC07 FC15 4K030 AA06 AA17 BA30 CA02 CA16 FA01 JA16 JA18 KA05 KA30 LA17 5F045 AA08 AB04 AC01 CA16 DP25 EH15 EH19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧可能な反応容器内の被処理物支持手
段に被処理物を設置し、前記反応容器中に導入したガス
を分解してプラズマを形成し、前記被処理物を処理する
プラズマ処理装置において、それぞれ周波数が異なる複数の高周波電力が印加され
る、少なくとも１つの高周波電極と、前記高周波電極の一端側に電気的に接続されているイン
ピーダンス整合手段と、前記高周波電極の他端側に電気的に接続され、かつ、接
地している整合回路とを有し、前記複数の高周波電力
が、前記インピーダンス整合手段を介して、同一の前記
高周波電極に略同時に印加されることを特徴とするプラ
ズマ処理装置。
【請求項２】前記整合回路が、静電容量および／また
はインダクタンスを変化させる手段を有する請求項１に
記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】前記周波数の異なる各高周波電力を合成
する合成手段と、前記合成手段によって合成された前記
高周波電力を分岐して、分岐された前記高周波電力を前
記各高周波電極に印加する分岐手段とを有する請求項１
または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】前記分岐手段が平板状の電力分岐板であ
る請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】前記電力分岐板の主面の面積が、前記電
力分岐板にそれぞれ電気的に接続される前記各高周波電
極の各接続点を全て内包できる最小の凸多角形の面積以
上、かつ、前記各接続点を全て内包できる最小円面積の
１．２１倍以下の範囲である請求項４に記載のプラズマ
処理装置。
【請求項６】前記電力分岐板の厚さが、前記電力分岐
板に電気的に接続される全ての前記各給電部を内包でき
る最小円の直径に対して０．２〜１０％の厚さである請
求項４または５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】前記電力分岐板が、アルミニウム、ステ
ンレス、銅、真鍮からなる群より選ばれる１つの材料を
主材料とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の
プラズマ処理装置。
【請求項８】前記電力分岐板が円形であり、前記円形
の前記電力分岐板の略中心が給電点である請求項４ない
し７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】前記電力分岐板が多角形であり、前記多
角形の前記電力分岐板の略中心が給電点である請求項４
ないし７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】前記インピーダンス整合手段が、前記
電力分岐板と、前記各高周波電極に前記各高周波電力を
供給する電源との間に設けられ、前記インピーダンス整
合手段とは異なる複数のインピーダンス補助整合手段
が、前記電力分岐板と前記各高周波電極との間にそれぞ
れ設けられている請求項３ないし９のいずれか１項に記
載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】前記各インピーダンス補助整合手段が
容量可変でないコンデンサである請求項１０に記載のプ
ラズマ処理装置。
【請求項１２】前記高周波電極が棒状である請求項１
ないし１１のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】１本の前記高周波電極が前記反応容器
の中央に設けられている請求項１ないし１２のいずれか
１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】前記各高周波電極が、前記中央の高周
波電極を中心とした同一円周上に等間隔で配置されてい
る請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のプラズマ
処理装置。
【請求項１５】前記各高周波電極の少なくとも一部分
が、誘電体部材で構成された前記反応容器の外に設置さ
れている請求項１ないし１２、１４のいずれか１項に記
載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】前記反応容器と同一の中心軸を有する
円周上に、複数の前記被処理物支持手段が等間隔で配置
されている請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の
プラズマ処理装置。
【請求項１７】円筒状の前記被処理物を支持可能な前
記被処理物支持手段が設けられている請求項１ないし１
６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】前記反応容器内にガスを導入するガス
導入手段が前記反応容器の中心に設けられており、前記
各高周波電極が、前記ガス導入手段を中心とした同一円
周上に等間隔で配置されている請求項１ないし１７のい
ずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】減圧可能な反応容器中に被処理物を設
置し、該反応容器中に導入したガスを高周波電極に高周
波電力を印可して分解することでプラズマを形成し、前
記被処理物を処理するプラズマ処理方法において、一端側にはインピーダンス整合手段が電気的に接続さ
れ、他端側には接地している整合回路が電気的に接続さ
れている、少なくとも１つの前記高周波電極を設置し、それぞれ周波数が異なる複数の高周波電力を、前記イン
ピーダンス整合手段を介して、同一の前記高周波電極に
略同時に印加する工程と、前記整合回路のインピーダンスを調整して前記被処理物
を処理する工程とを含むことを特徴とするプラズマ処理
方法。
【請求項２０】前記複数の高周波電力は周波数が１０Ｍ
Ｈｚ以上２５０ＭＨｚ以下の高周波電力を少なくとも２
つ含み、該周波数範囲内にある高周波電力が有する電力
値の中で最も大きい電力値と次に大きい電力値を有する
高周波電力について、そのうち周波数の高い方の高周波
電力の電力値をＰ１、周波数の低い方の高周波電力の電
力値をＰ２としたとき、前記電力値Ｐ１、Ｐ２が、０．１≦Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）≦０．９の条件を満たす請求項１９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２１】前記被処理物の処理中に前記高周波電
力の電力値の比率を変える工程を含む請求項１９または
２０に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２２】前記各高周波電力を一旦合成する工程
と、前記合成された高周波電力を分岐して、複数の前記高周
波電極の各々に印加する分岐工程とを含む請求項１９な
いし２１のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２３】前記分岐工程で、前記合成された高周
波電力を、平板状の電力分岐板を介して前記各高周波電
極に印加する請求項２２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２４】前記電力分岐板と、前記各高周波電極
に前記各高周波電力を供給する電源との間に設けられた
前記インピーダンス整合手段とは異なる、前記電力分岐
板と前記各高周波電極との間にそれぞれ設けられたイン
ピーダンス補助整合手段を介して、前記各高周波電力に
前記高周波電力を印加する工程を含む請求項１９ないし
２３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２５】前記インピーダンス補助整合回路とし
て、容量可変でないコンデンサを用意する工程を含む請
求項２４に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２６】前記被処理物上に堆積膜を形成する工
程を含む請求項１９ないし２５のいずれか１項に記載の
プラズマ処理方法。
【請求項２７】前記被処理物上に堆積膜を形成するこ
とにより、電子写真用感光体を形成する工程を含む請求
項１９ないし２６のいずれか１項に記載のプラズマ処理
方法。