JP2003041369A

JP2003041369A - 真空処理方法および真空処理装置

Info

Publication number: JP2003041369A
Application number: JP2001229522A
Authority: JP
Inventors: Kunimasa Kawamura; 邦正河村; Shigenori Ueda; 重教植田; Takashi Otsuka; 崇志大塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマを用いて複数の被処理物上に同時に
真空処理を施す際に、真空処理速度および真空処理特性
を向上し、真空処理特性を均一化し、真空処理コストを
低減する。【解決手段】反応容器１０２中に複数の円筒状基体１
０１を配置し、２つの異なる周波数ｆ１，ｆ２の高周波
電力を同一の高周波電極１０４に同時に供給し、反応容
器１０２内に導入された高周波電力によってプラズマを
形成し、原料ガス導入管１０３より反応容器１０２中に
導入されたガスを分解して円筒状基体１０１上に堆積膜
を形成する。２つの異なる周波数ｆ１、ｆ２は、２５０
ＭＨｚ≧ｆ１＞ｆ２≧１０ＭＨｚかつ０．９≧ｆ２／ｆ
１≧０．１の関係を満たす。複数の被処理物１０１は、
反応容器１０２内に、隣接する被処理物１０１間の間隔
（最短距離）ｄ（ｍｍ）がｄ≧４０００／（ｆ１＋ｆ
２）となるように、一定間隔で配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス、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おける堆積膜形成やエッチ
ング等に用いられる、高周波電力を用いた真空処理方法
および真空処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス、電子写真用感光
体、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、および
光起電力デバイスなど各種のエレクトロニクス素子や光
学素子の製造に採用され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法等の多数の
方法が知られており、これらの堆積膜形成方法を実施す
るための装置も実用に付されている。

【０００３】中でもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料
ガスを直流または高周波またはマイクロ波グロー放電に
より分解し被処理物上に薄膜状の堆積膜を形成する方法
が好適であり、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
において実用化が非常に進んでおり、そのための装置も
多数提案されている。

【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７は、ＲＦ帯の周波数の電源を用いたＲ
Ｆ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７に示す堆積膜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（被処理物）２１１２と、基体加熱用ヒータ
ーを内蔵した基体支持体２１１３と、原料ガス導入管２
１１４とが設置されている。高周波マッチングボックス
２１１５が、反応容器２１０１の一部を構成するカソー
ド電極（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、アノード電極として作用する円筒状基体２１１
２との間に高周波電圧が印加可能になっている。

【０００７】原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ₄、
ＧｅＨ₄、Ｈ₂、ＣＨ₄、Ｂ₂Ｈ₆、ＰＨ ₃等の原料ガスボン
ベ２２２１〜２２２６と、バルブ２２３１〜２２３６，
２２４１〜２２４６，２２５１〜２２５６と、マスフロ
ーコントローラー２２１１〜２２１６とから構成されて
いる。各原料ガスボンベ２２２１〜２２２６は、補助バ
ルブ２２６０を介して反応容器２１１１内の原料ガス導
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ーによ
り円筒状基体２１１２の温度を２００℃〜３５０℃程度
の所定の温度に加熱制御する。

【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、原料ガスボンベバルブ２２３１〜
２２３６と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２２４１〜２２
４６、流出バルブ２２５１〜２２５６、および補助バル
ブ２２６０が開かれていることを確認して、まずメイン
バルブ２１１８を開いて反応容器２１０１および原料ガ
ス配管２１１６内を排気する。

【００１１】次に、真空計２１１９が約７×１０^-1Ｐａ
を示した時点で、補助バルブ２２６０と流出バルブ２２
５１〜２２５６を閉じる。

【００１２】その後、原料ガスボンベバルブ２２３１〜
２２３６を開いて原料ガスボンベ２２２１〜２２２６よ
り各原料ガスを導入し、圧力調整器２２６１〜２２６６
により各ガス圧を０．２ＭＰａに調整する。次に、流入
バルブ２２４１〜２２４６を徐々に開けて、各原料ガス
をマスフローコントローラー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、所定の
原料ガスを、原料ガスボンベ２２２１〜２２２６から原
料ガス導入管２１１４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ー２２１１〜２
２１６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２１１９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、高周波マッチングボックス２１１５およ
びカソード電極２１１１を通して反応容器２１０１内に
ＲＦ電力を導入し、円筒状基体２１１２をアノード電極
として作用させてグロー放電を生起させる。この放電エ
ネルギーによって、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上にシリコンを主成分と
する所定の堆積膜が形成される。所望の膜厚の堆積膜が
形成された後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブ２２
５１〜２２５６を閉じて反応容器２１０１への原料ガス
の流入を止め、堆積膜形成工程を終える。

【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。それぞれ
の層を形成する際には必要な原料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い。また、
それぞれの原料ガスが反応容器２１０１内や流出バルブ
２２５１〜２２５６から反応容器２１０１に至る原料ガ
ス配管２１１６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が、必要に応じて適宜行わ
れる。

【００１６】膜形成の均一化を図るために、層形成を行
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。

【００１７】なお、上述した原料ガスの種類やバルブの
操作方法は、各々の層の作成条件にしたがって適宜変更
が加えられることは言うまでもない。

【００１８】このようなＲＦ帯の周波数を用いたＲＦ−
ＰＣＶＤ法による従来の堆積膜形成装置および形成方法
に加え、近年では、ＶＨＦ帯の高周波電力を用いたＶＨ
ＦプラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略記す
る）法が注目を浴びており、これを用いた堆積膜形成方
法および形成装置の開発も積極的に進められている。こ
れは、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法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、製品の低コスト化と高品
質化を同時に達成し得るものと期待されているからであ
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の形成に用い得る装置およ
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８に
示すような堆積膜形成装置の開発も進められている。

【００１９】図８（ａ）はその堆積膜形成装置の概略断
面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿
う概略断面図である。反応容器３０１の側面には排気管
３１１が一体的に形成され、排気管３１１の端部は不図
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個の円筒状
基体（被処理物）３０５が、互いに平行に配置されてい
る。各円筒状基体３０５は、回転軸３０８によって保持
され、発熱体３０７によって加熱され得る。モーター３
０９を駆動すると、減速ギア３１０を介して回転軸３０
８が回転し、円筒状基体３０５がその母線方向中心軸の
まわりを自転する。

【００２０】反応容器３０１内には、不図示の原料ガス
供給装置より原料ガス導入管３１２を介して、所定の原
料ガスが所定の流量で供給される。ＶＨＦ電力は、ＶＨ
Ｆ電源３０３からマッチングボックス３０４を経て、さ
らにカソード電極（高周波電極）３０２より反応容器３
０１内に供給される。この際、回転軸３０８を通してア
ース電位に維持された円筒状基体３０５および反応容器
３０１壁面が、アノード電極として作用する。

【００２１】このような装置を用いた堆積膜形成は、概
ね以下のような手順により行うことができる。

【００２２】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３１１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。

【００２３】円筒状基体３０５が所定の温度となったと
ころで、原料ガス導入管３１２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、かつ反応容器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３
０４を介してカソード電極３０２へ所定のＶＨＦ電力を
供給する。これにより、カソード電極３０２と、アノー
ド電極として作用する円筒状基体３０５との間にＶＨＦ
電力が印加され、円筒状基体３０５で囲まれた成膜空間
３０６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。

【００２４】所望の膜厚の堆積膜が形成された後、ＶＨ
Ｆ電力の供給を止め、続いて原料ガスの供給を停止して
堆積膜形成工程を終える。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。

【００２５】堆積膜形成中、回転軸３０８を介して円筒
状基体３０５をモーター３０９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亘って堆積膜
を形成することができる。

【００２６】特開平６−９７０７８号公報および特公平
７−１０５３５４号公報には、ＶＨＦ帯の高周波放電を
利用したプラズマＣＶＤ法において、電極間隔を周波数
との関係で規定することにより、良質なａ−Ｓｉ堆積膜
を形成する技術が開示されている。

【００２７】また、特開昭６３−２４１１７９号公報お
よび特開昭６３−２３５４７７号公報には、マイクロ波
プラズマＣＶＤ装置において、反応容器内に配置された
複数の被処理物間の間隔を規定することにより、良質な
堆積膜を均一に形成する技術が開示されている。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】上記した方法および装
置によると、良好なプラズマ処理や堆積膜形成がなされ
る。しかし、製品に対する市場の要求レベルは日々高ま
っており、より高品質の製品が生産可能なプラズマ処理
方法や堆積膜形成方法が求められるようになっている。

【００２９】例えば、電子写真感光体の場合、電子写真
装置のプロセススピードの向上、装置の小型化、および
低価格化等の要求が非常に高く、これらを実現可能な感
光体特性、具体的には帯電能や感度等の向上や生産時の
良品率向上が不可欠となっている。また、近年普及が目
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、従来以上に感光体の光
メモリーの低減が求められるようになり、さらに、画像
濃度ムラの低減のために、大面積の基体（被処理物）上
に膜厚、膜質ともに均一な膜を形成することが求められ
ている。

【００３０】このような感光体特性の向上を目指し、電
子写真感光体の層作成条件や層構成の最適化もなされて
いるが、同時に、電子写真感光体の製造方法および製造
装置の改善も必要とされている。

【００３１】このような状況下において、プラズマ処理
方法や堆積膜形成方法においても、未だ改善の余地が残
されているのが現状である。

【００３２】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および
真空処理特性の向上が達成可能である。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。さらに、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。その結果、基体の表面内で堆積膜の膜厚が
均一であっても、その膜質に不均一が生じ、電子写真感
光体のような大面積の被処理基体においては、結果的に
特性ムラとなって現れ、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。

【００３３】また、電子写真感光体のように膜厚が厚い
デバイスの場合、膜堆積に従ってプラズマの状態が変化
してゆくことにより、基体の表面内での特性分布が膜厚
方向で異なってしまって膜質の不均一性が発生したり、
その厚さ方向に沿って膜質が変わってしまう場合があっ
た。

【００３４】このような膜質の不均一性は、電子写真感
光体のみならず、光起電力デバイスや、画像入力用ライ
ンセンサーや、撮像デバイス等に用いられる、結晶質ま
たは非単結晶質の機能性堆積膜を形成する場合にも大き
な問題となる。またドライエッチングやスパッタリング
等のプラズマ処理プロセスにおいても、放電周波数を上
げた場合に同様の処理ムラが生じ、このままでは実用上
大きな問題になる。

【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。これによると、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。例えば、特開昭６
０−１６０６２０号公報においては、１０ＭＨｚ以上の
高周波電力と１ＭＨｚ以下の高周波電力を同一電極に供
給する構成が開示されており、特開平９−３２１０３１
号公報においては、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ以上１ＧＨ
ｚ以下）の第１の高周波電力に、それと２倍以上異なる
周波数の第２の高周波電力を重畳させる構成が開示され
ている。

【００３６】この技術を用いることによって、反応容器
中の高周波電力の定在波は抑制され、真空処理の均一性
が向上すると考えられる。

【００３７】しかしながら、本発明者らが上記公報で開
示された技術を用いて真空処理特性の均一性に関する実
験を行った結果、確かにあるレベルまでは真空処理特性
の均一性は向上できるものの、近年要求されているよう
な高レベルの均一性を得るには至らなかった。すなわ
ち、電界強度的に均一化されているはずの電力供給方法
であっても、実際の真空処理においては、不均一性が残
ってしまうことが明らかになった。

【００３８】また、本発明者らが、反応容器内に複数の
被処理物を配置して同時に処理する実験を行った結果、
特に、隣接する被処理物間において、近年要求されてい
る高レベルの均一性を得ることがより困難であることが
判った。さらに、均一性の低下は、生産性を高める目的
で被処理物の設置数を増やした場合に、被処理物間の間
隔が狭くなるのに伴い、顕著に発生することが判った。

【００３９】従って、本発明の目的は、上述のような従
来の問題点を克服し、従来の方法では達成できなかった
処理速度で、大面積の被処理物を均一にプラズマ処理す
ることが可能で、かつ複数の被処理物を同時に極めて均
一に処理することが可能な真空処理方法およびそのため
の真空処理装置を提供することにある。

【００４０】本発明のさらなる目的は、複数の被処理物
上に、非単結晶材料で構成された複数の層からなる電子
写真用感光体を製造する際に、被処理物の表面内におい
て、膜厚、膜質ともに極めて均一に製造する方法および
装置を提供することにある。

【００４１】

【課題を解決するための手段】本発明者らが上記した目
的を達成すべく鋭意検討を行った結果、反応容器内に設
置した複数の被処理物を処理する場合に、同一電極に複
数の高周波電力を供給し、周波数と、隣接する被処理物
間の間隔との関係を変化させることによって、真空処理
の均一性が顕著に変化することを見出した。そして、周
波数と被処理物間の間隔とを所定の関係とすることで、
複数の被処理物を同時に処理する場合においても、真空
処理速度の向上、真空処理特性の向上、真空処理特性の
均一性向上、および真空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。

【００４２】以下、プラズマの均一化およびそれに基づ
くプラズマ処理の均一化を達成するために行った実験
と、それによって得られた知見を述べる。

【００４３】前述のとおり、本発明者らが特開昭６０−
１６０６２０号公報で開示された技術を用いて実験を行
った結果、確かにあるレベルまでは真空処理特性の均一
性は向上できるものの、近年要求されている高レベルの
均一性を得るには至らなかった。この場合、１０ＭＨｚ
以上の電力（以下「高周波数電力」と称す。）と１ＭＨ
ｚ以下の電力（以下「低周波数電力」と称す。）を同時
に処理容器中に供給することで、高周波数電力による電
界定在波と低周波数電力による電界定在波が合成され、
高周波電界的には処理容器中での電界定在波を抑制する
ことは可能である。しかしながら、このように高周波数
電力と低周波数電力の周波数が１桁以上（１０倍以上）
も異なってしまうと、生成される活性種の種類や比率に
空間的なばらつきが生じてしまい、真空処理特性が不均
一になると考えられる。

【００４４】そこで、真空処理特性の均一化を可能とす
る周波数を見出すために以下の検討を行った。

【００４５】図８に示す装置を用い、まず１００ＭＨｚ
の周波数の高周波電力のみを高周波電源より出力し、マ
ッチングボックスを経て電極に印加することで、電極と
対向する被処理物との間の高周波電界によりプラズマを
生起させて、被処理物上にプラズマ処理（ａ−Ｓｉ膜の
堆積）を行った。図８に示す装置の場合、被処理物であ
る電子写真感光体は、通常、長さ３５０ｍｍ程度である
ために、必然的に電極長も３５０〜４００ｍｍ程度とな
る。電極に供給する高周波の周波数を例えば１３．５６
ＭＨｚ〜１００ＭＨｚにすると、その波長λは、例えば
大気中では約２２ｍ〜３ｍとなる。電極上の１点から導
入された高周波は、電極表面を伝播して反対側に到達す
るが、その伝播距離がλ／１０以上になると、定在波の
影響により電極上で電界のばらつきが生じるようにな
る。つまり、１００ＭＨｚにおいては、この高周波電界
の影響から放電空間内の電界ムラを起こし、軸方向にプ
ラズマ特性の不均一性がみられ、それに対応するように
堆積膜の特性にも不均一性が観測された。

【００４６】そこで、このような電極上の高周波電界ム
ラによる不均一性を解消し、高周波の定在波をプラズマ
特性のムラに反映させないようにするために、周波数は
異なるが比較的近接する複数の高周波を同時に電極に供
給する方法を用いたところ、それぞれの周波数において
発生するはずの局所ムラが緩和され、その結果、被処理
物のほぼ全体にわたって膜厚ならびに膜質が均一な堆積
膜が得られた。

【００４７】しかしながら、このように均一な真空処理
が可能な場合においても、生産性を上げる目的で反応容
器内に設置する被処理物の数を増やすと、隣接する被処
理物間に位置する堆積膜に膜厚ならびに膜質の均一性が
低下してしまう現象が見られた。

【００４８】そこで、反応容器内に複数の被処理物を設
置して同時に処理する場合に真空処理特性の均一化を可
能にするために、本発明者らはさらに鋭意検討を重ね
た。その結果、周波数の近接した複数の高周波を同一の
電極に供給し、さらに、その周波数と、隣接する被処理
物間の間隔との関係を変化させることによって、真空処
理の均一性が顕著に変化することを見出した。

【００４９】そして、周波数と、被処理物間の間隔とを
所定の関係にすることで、複数の被処理物を同時に処理
する場合においても、真空処理速度の向上、真空処理特
性の向上、真空処理特性の均一性向上、および真空処理
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。

【００５０】すなわち、本発明は、反応容器中に複数の
被処理物を設置し、少なくとも２つの異なる周波数の高
周波電力を同一の高周波電極に同時に供給し、高周波電
極より反応容器内に導入された高周波電力によってプラ
ズマを形成し、原料ガス供給手段により反応容器中に導
入したガスを分解して被処理物を処理する際に、２つの
異なる周波数ｆ１およびｆ２が、２５０ＭＨｚ≧ｆ１＞
ｆ２≧１０ＭＨｚかつ０．９≧ｆ２／ｆ１≧０．１の関
係を満たし、複数の被処理物を、反応容器内に、隣接す
る前記被処理物間の間隔ｄ（ｍｍ）がｄ≧４０００／
（ｆ１＋ｆ２）となるように、一定間隔で配置すること
を特徴とする。

【００５１】これによれば、高い真空処理速度を維持し
ながら、真空処理特性の向上および真空処理コストの低
減を実現し、同時に真空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。

【００５２】周波数がこのような関係にある際に均一化
効果が顕著に得られるメカニズムは、おおよそ以下のよ
うな作用によるものと考えられる。

【００５３】例えば、同一の高周波電極に同時に供給す
る複数の高周波電力において、最大周波数ｆ１と最小周
波数ｆ２が１桁（１０倍）近く異なる場合、最大周波数
の電力（高周波数電力）による電界定在波と、最小周波
数の電力（低周波数電力）による電界定在波とが合成さ
れ、高周波電界的には処理容器中での電界定在波を抑制
することは可能である。しかしながら、このように高周
波数電力と低周波数電力の周波数が１桁近くも異なって
しまうと、高周波数電力による原料ガスの分解の仕方と
低周波数電力による原料ガスの分解の仕方が異なってし
まう。その結果、生成される活性種の種類や比率が異な
ってしまう。このため、電界強度的には均一化がなされ
ていても、高周波数電力による電界定在波の腹部分では
高周波数電力の周波数に応じた種類および比率の活性種
が多く生成され、低周波数電力による電界定在波の腹部
分では低周波数電力の周波数に応じた種類および比率の
活性種が多く生成されてしまう。その結果、活性種の種
類や比率に空間的なばらつきが生じてしまい、真空処理
特性が不均一になると考えられる。

【００５４】そこで、両周波数の比をｆ２／ｆ１≧０．
１の関係に維持することで、このような周波数の違いに
よる生成活性種の種類や比率の違いは、実用上問題とな
るレベルでなくなるものと考えられる。また、ｆ１とｆ
２とが近すぎると、各々の定在波の節位置や腹位置が近
接して、十分な電界定在波抑制効果が得られなくなって
しまうため、ｆ２／ｆ１≦０．９の関係に維持すること
が必要であると考えられる。

【００５５】また、ｆ１が２５０ＭＨｚよりも高くなる
と、電力の進行方向での減衰が顕著になり、異なる周波
数をもつ高周波電力間で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と
考えられる。

【００５６】さらに、ｆ２が１０ＭＨｚよりも小さくな
ると、真空処理速度が急激に低下してしまい、真空処理
コストの点から好ましくない。

【００５７】以上のような理由から、周波数ｆ１，ｆ２
に関しては、２５０ＭＨｚ≧ｆ１＞ｆ２≧１０ＭＨｚか
つ０．９≧ｆ２／ｆ１≧０．１とすることで、真空処理
速度を高く維持しながらも、真空処理特性の向上および
真空処理特性の均一性向上の効果を顕著に得られるもの
と推察される。

【００５８】また、隣接する前記被処理物間の間隔ｄ
（ｍｍ）が、ｄ≧４０００／（ｆ１＋ｆ２）の関係にあ
る際に真空処理特性の均一化効果が顕著に得られるメカ
ニズムは、おおよそ以下のような作用によるものと考え
られる。

【００５９】隣接する被処理物間の間隔ｄが小さくなる
と、被処理物間において被処理物に寄与し得るプラズマ
の体積が減少する。その結果、同一の高周波電極に同時
に供給される複数の周波数の関係が適切な関係にあった
としても、被処理物間の狭い領域においては定在波の影
響を抑制するのに充分な荷電粒子のエネルギー状態や密
度が得られず、これによって、プラズマから被処理物に
入射する荷電粒子のエネルギー状態や密度、また生じる
活性種の種類や比率に空間的なばらつきが生じてしま
い、真空処理特性が不均一になると考えられる。

【００６０】さらに、周波数ｆ１とｆ２の和が小さくな
ると、電磁波がその周波数特性によって狭い領域内に寄
与しにくくなり、その結果、定在波の影響を抑制するの
に充分な荷電粒子のエネルギー状態や密度が得られず、
真空処理特性が不均一になると考えられる。

【００６１】即ち、複数の被処理物を同時に処理する場
合には、被処理物間の間隔を周波数ｆ１とｆ２に対して
適切な関係になるように制御し、真空処理特性を均一化
することが必要であると考えられる。

【００６２】以上のような理由から、隣接する前記被処
理物間の間隔を、ｄ≧４０００／（ｆ１＋ｆ２）とする
ことで、真空処理速度を高く維持しながらも、真空処理
特性の向上および真空処理特性の均一性向上の効果を顕
著に得られるものと推察される。

【００６３】なお、本発明において、上記した関係に設
定する対象である高周波電力は、真空処理に影響を及ぼ
すレベル以上の電力を有するものであって、実質上、真
空処理に影響を及ぼさない低電力の高周波電力、例えば
高調波電力等は上記関係に制限されるものではない。

【００６４】また、必要に応じて、さらに他の周波数の
電力を同時に供給しても良い。例えば、真空処理中のバ
イアス効果を高めるために、本発明の範囲の高周波電力
に加えて、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度の周波数の電力
を同時に供給することができる。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。

【００６５】本発明において、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
分布をもってしまい、真空処理に寄与する活性種の種類
や比率が位置によって異なってしまうため、真空処理特
性の均一性が損なわれる可能性がある。

【００６６】また、隣接する被処理物間の間隔ｄを大き
く取り過ぎることは、本発明の目的の一つである真空処
理の生産性向上を妨げることになる。従って、本発明に
おいては、所望の生産性が得られる範囲で被処理物間の
間隔ｄの上限を定め、隣接する被処理物間の間隔を設定
することが好ましい。

【００６７】さらに、本発明においては、棒状の電極か
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こ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と推察される。

【００６８】さらに、本発明においては、被処理物が円
筒状または円柱状の場合により大き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、これは、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、定在波の腹位置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位置、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。

【００６９】さらに、本発明は、真空処理方法が、導入
した原料ガスを分解して、反応容器内に配された複数の
被処理物上に、非単結晶材料で構成された複数の層から
なる電子写真用感光体を製造する場合に、特に顕著な効
果を得ることが可能である。電子写真感光体は、大面積
の被処理物へ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。その
ため本発明によれば、被処理物上に膜厚、膜質ともに均
一で良好な特性の堆積膜を得ることができるため、デバ
イス特性の向上ならびに生産性の向上にともなうコスト
低減の上で極めて効果的である。

【００７０】

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

【００７１】図１は、本発明の第１の実施形態のプラズ
マ処理装置（真空処理装置）の模式図である。図１
（ａ）はその概略断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の
切断線Ａ−Ａ’に沿う概略断面図である。

【００７２】反応容器３０１の側面には排気管３１１が
一体的に形成され、排気管３１１の端部は不図示の排気
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、堆積膜が形成される被処理物である６個の
円筒状基体３０５が、ホルダーに載置された状態で、互
いに平行になるように配置されている。各円筒状基体３
０５は回転軸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。モーター３０９を
駆動すると、減速ギア３１０を介して回転軸３０８が回
転し、円筒状基体３０５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。

【００７３】反応容器３０１内には原料ガスが原料ガス
導入管３１２より供給される。また、異なる周波数の複
数の高周波電力が、２つの高周波電源３０３、３１３よ
りマッチングボックス３０４を経て高周波電極（カソー
ド電極）３０２に同時に供給され、さらに高周波電極３
０２より反応容器３０１内に供給される。この際、回転
軸３０８を通してアース電位に維持された円筒状基体３
０５および反応容器３０１の壁面が、アノード電極とし
て作用する。

【００７４】高周波電源３０３、３１３は、各々の発振
周波数が、例えば高周波電源３０３の発振周波数をｆ
１、高周波電源３１３の発振周波数をｆ２とした場合、
２５０ＭＨｚ≧ｆ１＞ｆ２≧１０ＭＨｚかつ０．９≧ｆ
２／ｆ１≧０．１となるように設定されている。

【００７５】なお、図１においては、上記した範囲を満
たす２つの異なる周波数の高周波電力を出力可能な２つ
の高周波電源３０３，３１３を用いているが、本発明に
おいては２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３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る場合には、電源の数は１つ
であってもかまわない。また、図１においては２つの異
なる周波数の高周波電力を共通のマッチングボックスを
介して供給しているが、別々のマッチングボックス３０
４を介して供給し、そのあとで合成して高周波電極３０
２に供給してもかまわない。

【００７６】高周波電極（カソード電極）３０２の形状
としては、特に制限はないが、真空処理特性の均一化効
果をより顕著に得るためには、図１に示すような棒状あ
るいは線状であることが好ましく、また、膜剥がれ防止
の観点から、可能な限り曲面により構成されていること
が好ましく、特に、円柱状や円筒状が好ましい。

【００７７】高周波電極３０２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。具体的に
は、２．５ｍｍを基準とする１０点平均粗さ（Ｒｚ）が
５μｍ以上２００μｍ以下の範囲になる程度に粗面化す
ることが好ましい。

【００７８】さらに、膜の密着性向上の観点から、高周
波電極３０２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法や溶射等の表面コーティング法に
より、高周波電極３０２の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、コスト面や、コ
ーティング対象物の大きさや形状にあまり制限がないと
いう点で好ましい。また、高周波電極３０２の外部をパ
イプ形状等のセラミック部材により覆う構成とすること
も効果的である。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３０２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、高周波電力吸収量や製造コス
トの面から、１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、１０μｍ〜
５ｍｍがより好ましい。

【００７９】また、高周波電極３０２に加熱または冷却
手段を設けることにより、高周波電極３０２表面におけ
る膜の密着性をさらに高め、より効果的に膜剥がれの防
止を達成できる。この場合、高周波電極３０２を加熱す
るか冷却するかは、堆積する膜材料や堆積条件に応じて
適宜決定する。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、シース状ヒーターの巻付けヒ
ーターや板状ヒーターやセラミックヒーター等の電気抵
抗発熱体、ハロゲンランプや赤外線ランプ等の熱輻射ラ
ンプ発熱体、液体や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。冷却手段としては、吸熱体で
あれば特に制限はない。具体的には、例えば、液体や気
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。

【００８０】このような装置を用いて、堆積膜形成は概
ね以下のような手順により行うことができる。

【００８１】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３１１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。

【００８２】円筒状基体３０５が所定の温度となったと
ころで、原料ガス導入管３１２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、かつ反応容器３０１内の圧力が安定したのを確
認した後、２５０ＭＨｚ≧ｆ１＞ｆ２≧１０ＭＨｚかつ
０．９≧ｆ２／ｆ１≧０．１の関係を満たす２つの周波
数ｆ１、ｆ２の高周波電力を、高周波電源３０３、３１
３よりマッチングボックス３０４を介して高周波電極３
０２へ供給する。これにより、反応容器３０１内に２つ
の異なる周波数の高周波電力が導入され、反応容器３０
１の成膜空間３０６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。

【００８３】高周波電源３０３、３１３より供給される
２つの周波数ｆ１、ｆ２の高周波電力は、それぞれの実
効値の和である総電力に基づいて制御される。本発明で
は、ｆ１、ｆ２ともに同一の電力、すなわち１対１の電
力比率で供給するが、処理特性を均一に維持できる範囲
内で適当な電力比率を選ぶこともできる。

【００８４】所望の膜厚の堆積膜が形成された後、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
堆積膜形成工程を終える。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。

【００８５】堆積膜形成中、回転軸３０８を介して円筒
状基体３０５をモーター３０９により所定の速度で回転
させることにより、円筒状基体３０５の表面全周に亘っ
て均一に堆積膜が形成される。

【００８６】図２には、本発明の真空処理装置の他の例
が示されている。この真空処理装置１００は、少なくと
も一部が非導電性材料からなる反応容器１０２の内部
に、複数の円筒状基体（被処理物）１０１が設置可能な
基体支持体１０６が配設されている。基体支持体１０６
は、その回転軸１１０が減速ギア１１２を介してモータ
ー１１１に接続されている。反応容器１０２の外部に
は、高周波電源１０８，１１７およびマッチングボック
ス１０９，１１８を含む高周波電力供給システム１０５
に電力分岐部１１３を介して接続された高周波電極（カ
ソード電極）１０４が設けられている。高周波電極１０
４の外側は、円筒状導電性シールド１１５に取り囲まれ
ている。反応容器１０２内の円筒状基体１０１に囲まれ
る中央部分には、原料ガス導入管１０３が設けられてい
る。さらに、反応容器１０２に排気管１０７が接続され
ている。原料ガス導入管はここでは中央に設置したが、
反応容器内のガス分布をより均一化するために、反応容
器内で円筒状基体の配置円外に複数設置しても良い。

【００８７】この構成では、原料ガスが分解される成膜
空間を、少なくとも一部を非導電性材料で構成した反応
容器１０２により制限し、反応容器１０２の外部に設置
した複数の高周波電極１０４から反応容器１０２内に電
力を供給することにより、原料ガスの利用効率が向上
し、同時に、形成される堆積膜中の欠陥が抑制可能とな
る。反応容器１０２の円筒状壁面の少なくとも一部をな
す具体的な非導電性材料としては、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。こ
れらのうち、高周波電力の減衰が少ないという点から、
特にアルミナが好適である。

【００８８】また、中心軸が円筒状基体１０１の配置さ
れた円の中心を通る、一定電位に維持された円筒状導電
性シールド１１５を、円筒状壁面外に設置された高周波
電極１０４を取り囲むように設けることが、放出される
高周波電力の均一性を向上する上で好適である。反応容
器１０２自体がこのような円筒状導電性シールド１１５
としても機能する構成としてもよい。

【００８９】この図２に示す装置においても、堆積膜を
形成する具体的手順は、図１に示す装置を用いた場合と
概略同様にして行うことができる。

【００９０】本発明により、例えば図３に示すようなａ
−Ｓｉ系電子写真感光体が形成可能である。

【００９１】図３（ａ）に示す感光体５００は、基体
（被処理物）５０１の上に、光受容層５０２が設けられ
ている。光受容層５０２は、基体５０１側から順に積層
されている、ａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層５０５と、ａ−
Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０３
と、ａ−ＳｉＣ系表面層５０４とから構成されている。
なお、ａ−ＳｉＣ系表面層５０４の表面が自由表面５１
０である。

【００９２】図３（ｂ）に示す感光体５００は、基体
（被処理物）５０１の上に、光受容層５０２が設けられ
ている。光受容層５０２は、基体５０１側から順に積層
されている、ａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層５０５と、ａ−
Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０３
と、ａ−ＳｉＣ系表面層５０４とから構成されている。
さらに、光導電層５０３は第１の層領域５０３１と第２
の層領域５０３２とから構成され、機能分離がなされて
いる。なお、ａ−ＳｉＣ系表面層５０４の表面が自由表
面５１０である。

【００９３】図３（ｃ）に示す感光体５００は、基体
（被処理物）５０１の上に、光受容層５０２が設けられ
ている。光受容層５０２は、基体５０１側から順に積層
されている、ａ−Ｓｉ系電荷注入阻止層５０５と、ａ−
Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０３
と、ａ−ＳｉＣ系中間層５０６と、ａ−ＳｉＣ系表面層
５０４とから構成され、光導電層と表面層の界面制御が
なされている。なお、ａ−ＳｉＣ系表面層５０４の表面
が自由表面５１０である。

【００９４】上記した例では堆積膜の形成について説明
したが、本発明は堆積膜形成だけでなくエッチング等の
プラズマ処理にも適用し得るものである。

【００９５】

【実施例】以下、本発明の実施例を挙げ、また、実施例
と比較例との対比に基づき、本発明ならびに本発明の効
果をより具体的に説明する。下記の実施例は、本発明の
好適な実施形態の一例であるものの、本発明はこれらの
実施例により限定されるものではない。

【００９６】＜光感度むらの周波数に対する依存性＞ま
ず、本発明により形成される堆積膜の光感度むらの周波
数依存性を、各実施例と比較例とを比較することによっ
て検証する。

【００９７】［実施例１及び比較例１］本実施例では、
図２に示す構成の装置を用い、反応容器１０２中に複数
の被処理物１０１を設置した。この被処理物１０１は、
直径８０ｍｍ×長さ４００ｍｍの円筒状基体の表面に、
コーニング社製研磨ガラス（商品名：＃７０５９）から
なるガラス基板を配設したものである。この被処理物１
０１（円筒状基体にガラス基板が配設されたもの）が、
直径約４００ｍｍの反応容器内に、直径約２４０ｍｍの
円上に位置するように６個配置されている。ガラス基板
は、２５ｍｍ×３８ｍｍの研磨ガラスを長手方向に１０
枚並べることにより２５ｍｍ×３８０ｍｍの板状に構成
されたものであり、隣りの円筒状基体に対向する位置に
配置されている。隣接する被処理物１０１間の間隔（最
短距離）ｄは４０ｍｍであり、６つの被処理物が一定間
隔で並べられている。

【００９８】そして、２つの異なる周波数の高周波電力
を同一の高周波電極１０４に同時に供給してプラズマを
形成し、表１に示す条件で、前記したのと同様の手順に
より、ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜を作製した。供給する高周波
電力の周波数ｆ１、ｆ２は、表２に示す条件で変化させ
た。

【００９９】

【表１】

【０１００】

【表２】

【０１０１】そして、被処理物のガラス基板上に形成さ
れたａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜の光感度の測定を行い、その均
一性を評価した。ここで光感度とは、明導電率σｐと暗
導電率σｄとを用いて定義されるものとし、以下の手順
で測定を行った。

【０１０２】まず、ガラス基板上に形成したａ−Ｓｉ：
Ｈ堆積膜の表面に２５０μｍのギャップをもつ櫛形のマ
スクを載せ、通常の真空蒸着法によって１０００ÅのＣ
ｒ膜を堆積させ櫛形電極を形成する。次に、１ｍＷ／ｃ
ｍ²の強度のＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３２．８ｎ
ｍ）を照射したときの導電率の測定を行い、これを明導
電率σｐとし、さらに、光を照射しないときの導電率の
測定を行い、これを暗導電率σｄとする。

【０１０３】こうして測定した明導電率σｐと暗導電率
σｄにより光感度＝ｌｏｇ₁₀（σｐ／σｄ）を定義す
る。光感度の値が大きいほど堆積膜特性が良好であるこ
とを示す。

【０１０４】以上の測定を、堆積膜を形成した１０枚の
ガラスについて行い、１０枚中での光感度の最大値と最
小値の差（最大値−最小値）を光感度むらと定義し、光
感度の均一性を評価した。この評価結果を表２に示す。
光感度むらの値が小さいほど堆積膜特性の均一性が良好
である。

【０１０５】なお、光感度むらは、後述する比較基準の
光感度むらを１．０としたときの相対値によって表示さ
れている。従って、光感度むらが１．０より大きい場
合、比較基準よりも光感度むらが劣っていることを示
す。さらに、本発明者らが、ガラス基板上に形成したａ
−Ｓｉ：Ｈ堆積膜の光感度むらと、感光体作製時の電子
写真特性との関係を比較検討した結果、光感度むらの相
対値が１.２以下であれば、画像むらのない良好な画像
形成が可能であることを見出した。従って、評価結果と
しては、光感度むらが１.２以下の場合を○、１.２より
大きい場合を×として表２に示した。

【０１０６】表２に示す結果より、光感度むらは２つの
高周波電力の周波数の和ｆ１＋ｆ２に依存し、ｆ１＋ｆ
２の値が大きくなるほど、光感度むらが良化することが
判った。具体的には、隣接する被処理物１０１間の間隔
（最短距離）ｄが４０ｍｍの場合には、ｆ１＋ｆ２≧１
００ＭＨｚの範囲において、光感度むらを大幅に低減可
能であることが判った。

【０１０７】［比較基準］ここで、光感度むらの基準と
なる比較基準について説明する。比較基準には、図４に
示す１本の円筒状基体を処理する構成の装置により作製
した堆積膜を用いた。この装置においては、当然ながら
複数の非処理物を設置した際に発生する真空処理特性の
不均一性は認められず、感光体作製時の電子写真特性も
非常に良好である。

【０１０８】図４に示す装置には、少なくとも一部が非
導電性材料からなる反応容器１０２の内部に、単一の円
筒状基体（被処理物）１０１が設置可能な基体支持体１
０６が配設されている。基体支持体１０６は、その回転
軸１１０が減速ギア１１２を介してモーター１１１に接
続されている。高周波電極（カソード電極）１０４が、
電力分岐部１１３を介して、高周波電源１０８，１１７
およびマッチングボックス１０９，１１８を含む高周波
電力供給システム１０５に接続されている。反応容器１
０２の上方にはシールド板１１５が配置されている。反
応容器１０２内の円筒状基体１０１を囲むように、原料
ガス導入管１０３が設けられている。反応容器１０２に
排気管１０７が接続されている。

【０１０９】この装置を用い、実施例１と同様に研磨ガ
ラスを１０枚並べて構成したガラス基板が円筒状基体に
配設された被処理物を、反応容器中に１本設置する。そ
して、２つの異なる周波数の高周波電力を同一の高周波
電極１０４に同時に供給してプラズマを形成し、表３に
示す条件で、前記した工程と同様にガラス基板上にａ−
Ｓｉ：Ｈ堆積膜を作製した。供給する高周波電力の周波
数ｆ１、ｆ２は、ｆ１＝１０５ＭＨｚ，ｆ２＝６０ＭＨ
ｚとした。

【０１１０】

【表３】

【０１１１】以上説明した実施例１および比較基準にお
いては、いずれの条件においても、１０枚のガラス中の
導電率比σｐ／σｄの最大値は１×１０⁴以上の値が得
られており、特性の良好な膜形成が可能であることを確
認した。また、比較基準で作製された堆積膜の光感度む
らの値は充分小さく、堆積膜特性の均一性は極めて良好
であった。従って、比較基準の光感度むらを１．０とし
たときの相対値によって評価した場合に、光感度むらが
１．０に近いほど、被処理物を１個のみ設置して堆積膜
を形成した場合と同等の均一性が得られ、特性および均
一性を損なうことなく生産性の向上が達成可能であるこ
とが判る。

【０１１２】［実施例２及び比較例２］図２に示すもの
と実質的に同一の装置を用い、円筒状基体およびガラス
基板からなる被処理物を５個設置して、隣接する被処理
物間の間隔（最短距離）ｄを６１ｍｍとし、周波数を表
４に示す条件とした。それ以外の条件は実施例１と同様
にして、ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜を作製し、光感度むらの評
価を行った。光感度むらの評価結果を表４に示す。

【０１１３】

【表４】

【０１１４】表４に示す結果より、光感度むらについて
は、実施例１と同様に、ｆ１＋ｆ２の値が大きくなるほ
ど光感度むらが良化することが判った。さらに、隣接す
る被処理物間の間隔ｄが６１ｍｍの場合には、ｆ１＋ｆ
２≧７０ＭＨｚの範囲において、光感度むらを大幅に低
減可能であることが判った。

【０１１５】＜光感度むらの被処理物間の間隔に対する
依存性＞次に、本発明により形成される堆積膜の光感度
むらの、被処理物間の間隔に対する依存性を、各実施例
と比較例とを比較することによって検証する。

【０１１６】［実施例３及び比較例３］高周波電極に供
給する高周波電力の周波数を、ｆ１＝１０５ＭＨｚ，ｆ
２＝６０ＭＨｚとし、隣接する被処理物間の間隔（最短
距離）ｄを表５に示す条件とした。それ以外の条件は実
施例１と同様にして、ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜を作製し、光
感度むらの評価を行った。光感度むらの評価結果を表５
に示す。

【０１１７】

【表５】

【０１１８】表５に示す結果より、光感度むらは、隣接
する被処理物間の間隔ｄに依存し、ｄの値が大きくなる
程、光感度むらの値は小さくなることが判った。さら
に、電極に供給する高周波電力の周波数が、ｆ１＝１０
５ＭＨｚ，ｆ２＝６０ＭＨｚの場合には、ｄ≧２５ｍｍ
の範囲において、光感度むらを大幅に低減可能であるこ
とが判った。

【０１１９】［実施例４及び比較例４］高周波電極に供
給する高周波電力の周波数をｆ１＝１５０ＭＨｚ，ｆ２
＝１００ＭＨｚとし、隣接する被処理物間の間隔（最短
距離）ｄを表６に示す条件とした。それ以外の条件は実
施例１と同様にして、ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜を作製し、光
感度むらの評価を行った。光感度むらの評価結果を表６
に示す。

【０１２０】

【表６】

【０１２１】表６に示す結果より、光感度むらについて
は、実施例３と同様の結果が得られ、電極に供給する高
周波電力の周波数が、ｆ１＝１５０ＭＨｚ，ｆ２＝１０
０ＭＨｚの場合には、ｄ≧１６ｍｍの範囲において、光
感度むらを大幅に低減可能であることが判った。

【０１２２】＜周波数と被処理物間の間隔が光感度むら
に及ぼす影響＞本発明者らが、上記各実施例の結果に鑑
みて鋭意検討を重ねた結果、反応容器内に複数の被処理
物を設置し、周波数の異なる２つの高周波電力を同一の
高周波電極に同時に供給してプラズマを形成し、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ堆積膜を作製した場合、高周波電力の周波数の和
ｆ１＋ｆ２と、隣接する被処理物間の間隔（最短距離）
ｄの相互作用により、光感度むらが決まることを見出し
た。

【０１２３】図５は、上記実施例１〜４の結果から、光
感度むらが良好となる範囲の下限を、高周波電力の周波
数の和ｆ１＋ｆ２と、隣接する被処理物間の間隔（最短
距離）ｄの関係でプロットした結果である。

【０１２４】本発明者らは、図５の結果より、ｄ（ｍ
ｍ）、ｆ１（ＭＨｚ）、およびｆ２（ＭＨｚ）の関係
が、ｄ≧４０００／（ｆ１＋ｆ２）を満たす範囲におい
て、ａ−Ｓｉ：Ｈ堆積膜の光感度むらを抑制できること
を見出した。

【０１２５】すなわち、被処理物を複数設置して同時に
真空処理を施す場合、隣接する被処理物間の間隔（最短
距離）ｄがｄ≧４０００／（ｆ１＋ｆ２）の範囲を満た
すように被処理物を配置することにより、被処理物を１
個のみ設置して堆積膜を形成した場合と同等の光感度の
均一性が得られ、堆積膜の特性および均一性を損なうこ
となく生産性の向上を達成することができる。

【０１２６】［実施例５］本実施例では、図２に示す構
成の装置を用い、直径約４００ｍｍの反応容器内に、隣
接する被処理物間の間隔（最短距離）ｄが４０ｍｍにな
るように、被処理物１０１である円筒状アルミニウムシ
リンダー（直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ）を直径約２
４０ｍｍの円上に等間隔に６個設置し、周波数がｆ１＝
１０５ＭＨｚ，ｆ２＝６０ＭＨｚの２種類の高周波電力
を高周波電極１０４に供給した。そして、表７に示す条
件で、この円筒状アルミニウムシリンダーに、電荷注入
阻止層、光導電層、および表面層を形成し、正帯電用の
電子写真感光体を作製した。

【０１２７】

【表７】

【０１２８】このようにして作製したａ−Ｓｉ感光体
を、図示しないキヤノン製複写機（商品名：ＩＲ−５０
００）に組み込み、画像濃度むらおよび光メモリーの有
無を調べた。

【０１２９】画像濃度むらの評価は以下の方法により行
った。まず現像器位置における暗部電位が所定の値とな
るように主帯電器電流を調整したあと、原稿に反射濃度
０．１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電
位が所定の値となるように像露光強度を調整した。次い
でキヤノン製中間調チャート（部品番号：ＦＹ９−９０
４２）を原稿台に置き、コピーしたときに得られたコピ
ー画像上全領域における反射濃度むらを評価した。

【０１３０】その結果、本実施例により得られた感光体
は、画像濃度むらがきわめて少なく、非常に良好な画像
形成が可能であることが確認された。

【０１３１】光メモリーの評価は以下の方法により行っ
た。まず現像器位置における暗部電位が所定の値となる
ように主帯電器電流を調整したあと、原稿に反射濃度
０．１以下の所定の白紙を用い、現像器位置での明部電
位が所定の値となるように像露光強度を調整した。次い
でキヤノン製ゴーストチャート（部品番号：ＦＹ９−９
０４０）にキヤノン製中間調チャートを重ねて原稿台に
置き、コピーしたときに得られたコピー画像上の中間調
領域に認められる光メモリー部と中間調の反射濃度差を
測定することにより行った。

【０１３２】その結果、本実施例により得られた感光体
は、光メモリーに起因する反射濃度差がきわめて少な
く、非常に良好な画像形成が可能であることが確認され
た。

【０１３３】以上のように、本実施例で作成した感光体
は極めて良好な画像特性をもつ感光体であることが確か
められた。

【０１３４】［実施例６］本実施例では、図６に示す構
成の装置を用いた。この装置は、設置する円筒状基体の
直径及び本数以外は、図２に示す装置と実質的に同一で
あり、少なくとも一部が非導電性材料からなる反応容器
１０２の内部に、複数の円筒状基体（被処理物）１０１
が設置可能な基体支持体１０６が配設されている。基体
支持体１０６は、その回転軸１１０が減速ギア１１２を
介してモーター１１１に接続されている。反応容器１０
２の外部には、高周波電源１０８，１１７およびマッチ
ングボックス１０９，１１８を含む高周波電力供給シス
テム１０５に電力分岐部１１３を介して接続された高周
波電極（カソード電極）１０４が設けられている。高周
波電極１０４の外側は、円筒状導電性シールド１１５に
取り囲まれている。反応容器１０２内の円筒状基体１０
１に囲まれる中央部分には、原料ガス導入管１０３が設
けられている。反応容器１０２に排気管１０７が接続さ
れている。

【０１３５】この装置を用い、直径約４００ｍｍの反応
容器内に、隣接する被処理物間の間隔（最短距離）ｄが
４０ｍｍになるように、被処理物１０１である円筒状ア
ルミニウムシリンダー（直径３０ｍｍ、長さ３５８ｍ
ｍ）を直径約２７２ｍｍの円上に等間隔に１２個設置
し、周波数がｆ１＝１０５ＭＨｚ，ｆ２＝６０ＭＨｚの
２種類の高周波電力を高周波電極１０４に供給した。そ
して、表８に示す条件で、この円筒状アルミニウムシリ
ンダーに、電荷注入阻止層、光導電層、中間層、および
表面層を形成し、負帯電用の電子写真感光体を作製し
た。

【０１３６】

【表８】

【０１３７】このようにして作製した感光体を、図示し
ないが、前露光を波長６６０ｎｍのＬＥＤに、像露光を
波長６５５ｎｍのレーザーにそれぞれ改造したキヤノン
製複写機（商品名：ＧＰ４０５）に組み込み、実施例５
と同様に画像濃度むらおよび光メモリーの有無を調べ
た。

【０１３８】その結果、本実施例で作成した感光体は、
画像濃度むらが極めて少なく、かつ光メモリーに起因す
る反射濃度差が極めて少なく、非常に良好な画像形成が
可能であることが確認された。

【０１３９】以上のように、本実施例で作成した感光体
は極めて良好な画像特性をもつ感光体であることが確か
められた。

【０１４０】［実施例７］本実施例では、図２に示す構
成の装置を用い、直径約４００ｍｍの反応容器内に、隣
接する被処理物間の間隔（最短距離）ｄが６２ｍｍにな
るように、被処理物１０１である円筒状アルミニウムシ
リンダー（直径１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍ）を直径約
２４０ｍｍの円上に等間隔に４個設置し、周波数がｆ１
＝１０５ＭＨｚ，ｆ２＝６０ＭＨｚの２種類の高周波電
力を高周波電極１０４に供給した。そして、表９に示す
条件で、この円筒状アルミニウムシリンダーに、電荷注
入阻止層、光導電層、および表面層を形成し、正帯電用
の電子写真感光体を作製した。

【０１４１】

【表９】

【０１４２】このようにして作製したａ−Ｓｉ感光体を
キヤノン製複写機（商品名：ＧＰ−６０５）に組み込
み、実施例５と同様に、画像濃度むらおよび光メモリー
の有無を調べた。

【０１４３】その結果、本実施例で作成した感光体は、
画像濃度むらが極めて少なく、かつ、光メモリーに起因
する反射濃度差が極めて少なく、非常に良好な画像形成
が可能であることが確認された。

【０１４４】以上のように、本実施例で作成した感光体
は極めて良好な画像特性をもつ感光体であることが確か
められた。

【０１４５】

【発明の効果】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複数の非処理物を同時に真空
処理を施す際に、真空処理速度の向上および真空処理特
性の向上を達成し、さらには真空処理特性を極めて均一
にし、また、真空処理コストの低減が可能である。

【０１４６】特に、非単結晶材料で構成された複数の層
から成る電子写真用感光体を製造する場合に、膜厚、膜
質ともに均一で良好な特性の堆積膜を、複数の被処理物
上に同時に形成することができ、デバイス特性の向上な
らびに生産性の向上にともなうコスト低減が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の、ＶＨＦ帯の周波数を用い
たプラズマＣＶＤ法による電子写真感光体製造装置の模
式的構成図である。

【図２】本発明の他の実施例の、プラズマＣＶＤ法によ
る電子写真感光体製造装置の模式的構成図である。

【図３】本発明により製造された電子写真感光体の層構
成を示す模式的構成図である。

【図４】本発明の比較例の、プラズマＣＶＤ法による電
子写真感光体製造装置の模式的構成図である。

【図５】本発明の真空処理方法において、周波数と、被
処理物間の間隔とを変化させた場合の、光感度むらとの
関係を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例の、プラズマＣＶＤ法によ
る電子写真感光体製造装置の模式的構成図である。

【図７】従来の、ＲＦ帯の周波数を用いたプラズマＣＶ
Ｄ法による電子写真感光体製造装置の模式的構成図であ
る。

【図８】従来の、ＶＨＦ帯の周波数を用いたプラズマＣ
ＶＤ法による電子写真感光体製造装置の模式的構成図で
ある。

【符号の説明】

１００真空処理装置１０１円筒状基体（被処理物）１０２反応容器１０３原料ガス導入管１０４高周波電極（カソード電
極）１０５高周波電力供給システム１０６基体支持体１０７排気管１０８、１１７高周波電源１０９、１１８マッチングボックス１１０回転軸１１１モーター１１２減速ギア１１３電力分岐部１１５シールド２１００堆積装置２１０１反応容器２１１１高周波電極（カソード電
極）２１１２円筒状基体（被処理物）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リークバルブ２１１８メインバルブ２１１９真空計２１２０碍子２２００原料ガス供給装置２２１１〜２２１６マスフローコントローラー２２２１〜２２２６原料ガスボンベ２２３１〜２２３６原料ガスボンベバルブ２２４１〜２２４６流入バルブ２２５１〜２２５６流出バルブ２２６０補助バルブ２２６１〜２２６６圧力調整器３０１反応容器３０２高周波電極（カソード電
極）３０３、３１３高周波電源３０４マッチングボックス３０５円筒状基体（被処理物）３０６成膜空間３０７発熱体３０８回転軸３０９モーター３１０減速ギア３１１排気管３１２原料ガス導入管５００電子写真感光体５０１基体（被処理物）５０２光受容層５０３光導電層５０４表面層５０５電荷注入阻止層５０６中間層５１０自由表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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Ｆターム(参考） 2H068 DA00 DA71 EA24 EA30 EA36 4K030 BA30 CA14 FA03 JA03 JA18 KA15 LA17 5F045 AA08 AB04 AC01 AC07 AD06 AF07 AF10 CA16 DA65 DP25 EB02 EH15 EH19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応容器中に複数の被処理物を設置し、
少なくとも２つの異なる周波数の高周波電力を同一の高
周波電極に同時に供給し、前記高周波電極より前記反応
容器内に導入された高周波電力によってプラズマを形成
し、原料ガス供給手段により前記反応容器中に導入した
原料ガスを分解して前記被処理物を処理する真空処理方
法であって、前記２つの異なる周波数ｆ１およびｆ２が、２５０ＭＨｚ≧ｆ１＞ｆ２≧１０ＭＨｚ０．９≧ｆ２／ｆ１≧０．１であり、前記複数の被処理物を、前記反応容器内に、隣接する前
記被処理物間の間隔ｄ（ｍｍ）がｄ≧４０００／（ｆ１
＋ｆ２）となるように、一定間隔で配置することを特徴
とする真空処理方法。
【請求項２】前記高周波電極が棒状である請求項１に
記載の真空処理方法。
【請求項３】前記被処理物が円筒状または円柱状であ
る請求項１または２に記載の真空処理方法。
【請求項４】導入した前記原料ガスを分解して、前記
反応容器内に配置された複数の前記被処理物上に、非単
結晶材料で構成された複数の層からなる電子写真用感光
体を製造する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の真
空処理方法。
【請求項５】複数の被処理物が配置される反応容器
と、前記反応容器内にあり、少なくとも２つの異なる周
波数の高周波電力が同時に供給される高周波電極と、前
記反応容器内に原料ガスを供給する原料ガス供給手段と
を有し、前記高周波電極に供給された高周波電力により
プラズマを形成し、前記反応容器中に導入された前記原
料ガスを分解して被処理物を処理する真空処理装置であ
って、前記２つの異なる周波数ｆ１（ＭＨｚ）、ｆ２（ＭＨ
ｚ）が、２５０ＭＨｚ≧ｆ１＞ｆ２≧１０ＭＨｚ０．９≧ｆ２／ｆ１≧０．１であり、前記反応容器内には、前記被処理物が、隣接する前記被
処理物間の間隔ｄ（ｍｍ）がｄ≧４０００／（ｆ１＋ｆ
２）となるように、一定間隔で配置されることを特徴と
する真空処理装置。
【請求項６】前記高周波電極が棒状である請求項５に
記載の真空処理装置。
【請求項７】前記被処理物が円筒状または円柱状であ
る請求項５または６に記載の真空処理装置。
【請求項８】導入された前記原料ガスを分解して、前
記反応容器内に配置された前記複数の被処理物上に、非
単結晶材料で構成された複数の層からなる電子写真用感
光体を製造する装置である請求項５〜７のいずれか１項
に記載の真空処理装置。