JP2004193328A - プラズマ処理方法 - Google Patents

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Daisuke Tazawa
大介 田澤
Tetsuya Karaki
哲也 唐木
Hiroyuki Katagiri
宏之 片桐
Hitoshi Murayama
仁 村山
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Abstract

【課題】基体を常に安定した電位に維持することを実現することにより、ばらつきが少なく、より生産性の高いプラズマ処理方法を提供する。
【解決手段】減圧可能な反応容器101内に基体105を設置し、基体105に連結された回転軸118を回転機構103により回転させることで基体105を回転させた状態で、反応容器101内に高周波電力を供給して反応容器101内にプラズマを形成し、基体105にプラズマ処理を施す。このとき、基体105を回転軸118を介して接地させ、プラズマ処理中の基体105とアースとの間の直流抵抗R[Ω]の値を、0.5≦R≦10の範囲に調整する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応容器内に設置された基体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法に関するものであり、とりわけプラズマCVD法による堆積膜形成に適したプラズマ処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
堆積膜形成方法の一つとして放電エネルギーを利用するプラズマCVD法があり、この方法により形成される非晶質薄膜(例えば水素又は/及びハロゲンによって補償されたアモルファスシリコン)は電子写真用感光体、半導体デバイス、TFT等の半導体素子への応用が提案され、その中のいくつかは実用に至っている。特に13.56MHzのRF帯の高周波電力を用いたプラズマCVD法は基板材料、堆積膜材料等が導電体、絶縁体に関わらず処理でき、又、その取り扱いが比較的容易であるため広く用いられている。又、近年においては、VHF帯の高周波電力を用いたプラズマCVD法(以下、「VHF−PCVD法」という。)が注目を浴びており、これを用いた各種堆積膜形成方法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。
【0003】
図1はVHF−PCVD法による電子写真用感光体の製造装置の代表例を示す模式的な構成図であり、同図(A)はその製造装置を横から見た概略断面図であり、同図(B)は図(A)の切断線X−X’に沿う真上から見た概略断面図である。
【0004】
少なくとも一部を誘電体部材で形成された減圧可能な反応容器101内には、反応容器101と同じ中心軸を持つ円周上に、複数の原料ガス導入手段102、および、回転機構103によって回転可能な複数の基体下部支持部材104が設置されており、基体105が基体下部支持部材104及び基体キャップ106によって支持されている。図1に示す例では、6つの基体下部支持部材104が反応容器101内に設けられており、反応容器101内に6本の基体105を設置できるようになっている。
【0005】
図6は回転機構の従来例を示す模式的な構成図である。
【0006】
図6に示すように、基体105に連結された回転軸118は接地手段201と接触することによってアースに接地されており、これにより、基体105も基体下部支持部材104および回転機構103を介して、アースに接地されている。
【0007】
再び図1を参照すると、反応容器101の外部には、反応容器101と同じ中心軸を持つ円周上に高周波電極107が設置されており、高周波電極107を介して反応容器101内に高周波電力を導入し、反応容器101内にプラズマを生成することによって原料ガスを分解し、基体105に堆積膜を形成する。
【0008】
上記の製造装置を使用することにより、VHF−PCVD法によって、良好な堆積膜を生産性良く形成することができる。しかしながら、より生産性の高い堆積膜形成を実現する上で更なる工夫の余地が存在する。その一つとして、基体のアースへの接地方法を改善することが挙げられる。
【0009】
上記したように、図1及び図6に示したような製造装置においては、基体105は回転軸118を介してアースに接地されるため、堆積膜形成中、或いは堆積膜形成を繰り返すうちに、回転により、回転軸118と接地手段201の接触状態が変化してしまう。その結果、基体105の電位が変動することによってプラズマの状態を安定に維持することが容易ではなくなり、安定した堆積膜形成ができない場合があり、何らかの対策や改善を施す必要がある。
【0010】
このような状況下において、従来は、堆積膜形成を実施する前に回転軸118のアース状態をチェックし、回転軸118とアースとの間の直流抵抗が規格値から外れていた場合には、回転軸118と接地手段201との接触部を研磨する、或いは、それらの部材を交換する等の対策を施してきた。これにより、少なくとも堆積膜形成の初期段階においては、基体105の電位は確実に安定し、堆積膜形成を繰り返した際のロット間のばらつきも極力抑えられ、安定した堆積膜形成を実現してきた。
【0011】
しかしながら、例えば電子写真用感光体を形成する場合のように、一回の堆積膜形成工程で比較的長時間の堆積膜形成が要求される場合においては、堆積膜形成中に回転軸118と接地手段201の接触状態が変化してしまう場合があり、形成される堆積膜のばらつきを抑え、さらなる生産性の向上を図るという点で、未だ改善の余地がある。
【0012】
例えば、特許文献1では、回転軸に対して充分な接触幅をもったスリップ材を介して接地することにより基体を常に安定した電位に維持する技術が開示されている。また、特許文献2では、回転機構を伴なう装置ではないが、接地状態を積極的に制御する技術が開示されており、被接地対象物を可変抵抗器を介して接地し、電流をモニターして常に電流が一定になるように可変抵抗器を制御する技術が開示されている。
【0013】
これにより、基体の接地状態は改善されてきており、製造装置の生産性も向上してきた。
【0014】
【特許文献1】
特開平1−279758号公報
【特許文献2】
特開平7−302696号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転軸と接触するスリップ材の形状、材質を改善したとしても、長時間の堆積膜形成を実施するような場合においては、やはり回転部分の接触状態は変化してしまう場合があり、充分な対策とはならない場合がある。
【0016】
また、常に接地状態を監視して、可変的抵抗器を用いて接地状態を制御する技術を用いれば、プラズマの状態を常に安定に維持することは可能となり、安定した生産を実現することができる。しかしながら、この技術を用いた場合には、逆に装置構成が複雑となるという点で好ましくない。さらには、この技術を回転機構と併用した場合においては、回転部の接触状態の変化に対して、可変抵抗器の制御をスムーズに行なうことが困難な場合があり、逆に基体の電位を大きく変動させてしまうおそれがあることから、生産性を低下させてしまうこともある。
【0017】
このような理由から、更なる工夫を施し、基体を常に安定した電位に維持する必要がある。
【0018】
したがって、本発明の目的は、上述のような従来の問題点を克服し、基体を常に安定した電位に維持することを実現することにより、ばらつきが少なく、より生産性の高いプラズマ処理方法を提供することにある。
【0019】
【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なった結果、基体とアースとの間の直流抵抗R[Ω]の値を、ある一定の範囲内に設定することにより、直流抵抗値の変化がプラズマに与える影響を小さくできることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0020】
すなわち、本発明のプラズマ処理方法は、減圧可能な反応容器内に基体を設置し、前記基体に連結された回転軸を回転機構により回転させることで前記基体を回転させた状態で、前記反応容器内に高周波電力を供給して前記反応容器内にプラズマを形成し、前記基体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、前記基体を前記回転軸を介して接地させ、プラズマ処理中の前記基体とアースとの間の直流抵抗R[Ω]の値を、0.5≦R≦10の範囲に調整することを特徴としている。
【0021】
このように構成された本発明のプラズマ処理方法の作用について、以下に詳述する。
【0022】
高周波電力を使用する場合、基体の接地状態が変化すると、プラズマの状態が変動する。特に、基体が高周波に対してアース電位に接地された状態から、ある程度非接地の状態、すなわち基体とアース電位との間に若干の直流抵抗を持つ状態に変化した場合に、プラズマの状態の変動が顕著に現われる。その理由は定かではないが、基体が高周波に対してある程度非接地の状態になると、高周波に対して基体が一種のアンテナの役割をするようになり、反応容器内への高周波電力の導入状況が変化してしまうからではないかと推察している。
【0023】
そのため、常に基体とアースとの間の直流抵抗Rの値を0.5Ω以上とし、基体が高周波に対して常にある程度非接地の状態とすることによって、プラズマの状態の変動を極力小さく抑えることができる。逆に、前記の直流抵抗Rの値が10Ωを超えると、高周波からみて基体が完全に非接地の状態となり、プラズマから基体に与えられる電荷がアースに抜けることができず、基体がチャージアップし、スパーク等が発生する場合があり好ましくない。
【0024】
したがって、上記のように基体とアースと間の直流抵抗R[Ω]の値が0.5≦R≦10の範囲にある場合に、基体を常に安定した電位に維持することができ、ばらつきが少なく、より生産性の高いプラズマ処理方法を行うことができる。
【0025】
また、本発明は、反応容器内に複数の基体を設置すると共に、各基体に回転軸をそれぞれ備えた場合において、特に効果的である。
【0026】
また、本発明は、高周波電力として、周波数が互いに異なる複数の高周波電力を供給する場合、すなわち高周波電力を重畳する場合においてより顕著な効果を得ることができる。この理由は定かではないが、高周波に対して基体が一種のアンテナの役割をする現象は、その周波数によってその程度が異なってくるため、互いに異なる複数の周波数の高周波電力を重畳する効果を充分に得るためには、基体とアースとの間の直流抵抗R[Ω]の値を、ある一定の範囲内に設定し、直流抵抗値の変化がプラズマに与える影響を小さくすることが効果的であるためではないかと考えている。
【0027】
また、本発明は、高周波電力は、周波数が20MHz以上250MHz以下である場合において特に効果的である。この理由は定かではないが、周波数が20MHz以上250MHz以下の高周波電力を使用する場合においては、高周波に対して基体が一種のアンテナの役割をする現象が顕著に現われてくるためではないかと考えている。
【0028】
また、本発明は、基体上に電子写真用感光体を作製することである場合に特に有効である。これは、電子写真用感光体は一回の作製に比較的長時間の工程が要求されるので、基体を常に安定した電位に維持することを可能にする本発明を電子写真用感光体の作製に適用すれば、均質な電子写真用感光体を安定して作製できるためである。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0030】
図1は本発明で使用されるプラズマCVD法による電子写真用感光体の製造装置の模式図の一例であり、同図(A)はその製造装置を横から見た概略断面図であり、同図(B)は図(A)の切断線X−X’に沿う概略断面図である。
【0031】
図1に示した装置を使用して実施される、本発明による堆積膜形成方法の一例を以下に詳述する。
【0032】
少なくとも一部が誘電体部材で構成された反応容器101内に基体105を設置した後、排気装置(例えば真空ポンプ)を用いて反応容器101内を真空引きする。反応容器101内を十分排気した後、ガス供給装置(図示せず)内のHe、N、Ar及びH等のガスボンベから供給される内の必要とされる加熱用ガスが、圧力調整器及びマスフローコントローラー等を介することにより適切な流量に調節され、ガス配管108、原料ガス導入手段102を介して反応容器101内に送り込まれる。加熱用ガス導入後の反応容器101内の圧力は圧力測定手段109によってモニターされ、スロットルバルブ110の開度を調節すること等によって、所定の値に制御される。所定の基体加熱環境が整ったところで、基体105は基体加熱ヒーター111によって間接的に所定の温度にまで加熱される。
【0033】
所定の加熱終了後、ガス供給装置(図示せず)内のSiH、H、CH、B、PH等のガスボンベから供給される内の必要とされる堆積膜形成用ガスが、圧力調整器及びマスフローコントローラー等を介することにより適切な流量に調節され、ガス配管108、原料ガス導入手段102を介して、反応容器101内に送り込まれる。堆積膜形成用ガス導入後の反応容器101内の圧力は圧力測定手段109によってモニターされ、スロットルバルブ110の開度を調節すること等によって、所定の値に制御される。所定の堆積膜形成環境が整ったところで、高周波電源112より出力された高周波電力が、整合回路113を経た後に、所定電位に維持された壁面からなる電力分割容器114内に導入される。その後、高周波電力は電力分割容器114内の電力分割部115において複数の導体線路116へと分割され、電力分割容器114の外へと出力された後、少なくとも一部が誘電体部材で構成された反応容器101とアースシールド117との間に設置された複数の高周波電極107を介して、反応容器101内に導入されプラズマを生起する。該プラズマにより堆積膜形成用ガスが分解され、基体105上に堆積膜を形成する。
【0034】
堆積膜形成中は、基体105は、基体105に連結された回転軸118を介してアースに接地され、基体105とアースとの間の直流抵抗R[Ω]の値は、0.5≦R≦10を満たしている。なお、本実施形態は反応容器101内に6本の基体105が設置できるように構成されており、回転軸118は各基体105に備えられている。
【0035】
また、本実施形態では基体105は回転軸118を介して接地されるが、その接地手段としては、回転軸118の回転を妨げない構成のものであれば特に制限はない。
【0036】
図2および図3は、それぞれ、回転軸118と接地手段201との接触部、および、モーター202とギヤ203からなる回転機構の構成例を示す模式図である。図2はその第1の構成例を示し、図3はその第2の構成例を示しており、各図(A)は側面図、各図(B)は図(A)の切断線Y−Y’に沿う断面図である。
【0037】
図2に示す第1の構成例では、接地手段201として、ブロック状の部材を回転軸118に押し当てる構成を用いている。また、図3に示す第2の構成例では、接地手段201として、回転軸118を2枚の板状の部材で挟み込む構成を用いている。なお、この回転機構は、回転軸118を回転させることによって、それに連結された基体105を回転させるものである。
【0038】
また、本実施形態の構成においては、基体105とアースシールド117との間の直流抵抗の値を常に0.5[Ω]以上とする必要があるため、基体105とアースとを結ぶ経路内に意図的に抵抗を設ける必要がある。そのため、図2,3に示す各構成例においては、接地手段201とアースとの間に抵抗204を設置している。設置する抵抗204としては、直流抵抗値が上記の範囲を満たすものであれば特に制限は無いが、耐熱性の点で、セメント抵抗やシャント抵抗等を使用することが好ましい。
【0039】
【実施例】
以下、本発明のプラズマ処理方法について、実施例及び比較例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
【0040】
(実施例1)
図1に示したプラズマ処理装置において、回転機構103として図2に示した構成を使用し、抵抗204として、
(イ) 0.5 [Ω]
(ロ) 1.0 [Ω]
(ハ) 5.0 [Ω]
の3種類の各固定抵抗をそれぞれ交換して設置した場合に、電子写真用感光体の作製を行った。
【0041】
上記のプラズマ処理装置において、高周波電源112としては発振周波数105MHzのものを使用して、表1に示す条件で、直径80[mm]、長さ358[mm]の円筒状のアルミニウム製のシリンダからなる基体105上に、電荷注入阻止層、光導電層、及び表面層を堆積して電子写真用感光体を作製した。又、プラズマ処理中は、回転機構103により基体105は5[rpm]の速度で回転させた。
【0042】
【表1】
Figure 2004193328
電子写真用感光体の作製終了後、作製された電子写真用感光体を反応容器101から取り出す。又、反応容器101及び反応容器101内の構成部品を一旦分解した後に、それらの部品に付着した膜をクリーニングにより除去し、再度所定の構成に組み直す。反応容器101内の構成部品を所定の構成に組み直した後、反応容器101内には円筒状のアルミニウム製シリンダからなる基体105を再び設置し、再度表1に示した条件で、電子写真用感光体の作製を実施する。
【0043】
上記の工程を繰り返すことにより、上記のイ,ロ,ハの各抵抗204を設置した場合のそれぞれの装置構成で、1ロットあたり6本で5ロット分の合計各30本の電子写真用感光体を作製した。
【0044】
なお、本実施例においては、全5ロットの各ロットにおいて、電子写真用感光体の作製前と作製後に、基体105を回転させた状態で、各6本の基体105とアースとの間の直流抵抗を測定した。さらに、電子写真用感光体作製後、基体105とアースとの間の直流抵抗値が、上記のイ,ロ,ハの各抵抗204を設置した場合についてそれぞれ、
(イ) 1.0 [Ω]
(ロ) 1.5 [Ω]
(ハ) 5.5 [Ω]
以上となった場合においては、回転軸118と接地手段201との接触部分を研磨する、あるいはそれらの部材を交換することによって、電子写真用感光体の作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗が前記の値より常に小さくなるように調整した。
【0045】
その結果、電子写真用感光体作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は、上記のイ,ロ,ハの抵抗204を設置した場合についてそれぞれ、
(イ) 0.5以上1.0未満 [Ω]
(ロ) 1.0以上1.5未満 [Ω]
(ハ) 5.1以上5.5未満 [Ω]
の範囲に含まれていた。
【0046】
又、電子写真用感光体作製後の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は変動し、上記のイ,ロ,ハの抵抗204を設置した場合についてそれぞれ、
(イ) 0.7〜1.8 [Ω]
(ロ) 1.3〜2.1 [Ω]
(ハ) 5.2〜5.9 [Ω]
の範囲に含まれていた。
【0047】
<比較例1>
本比較例では、実施例1で使用した図1に示したプラズマ処理装置において、回転機構103として図6に示した構成を使用した以外は、実施例1と同様にして、1ロットあたり6本で5ロット分の合計30本の電子写真用感光体を作製した。
【0048】
なお、本比較例においても、全5ロットの各ロットにおいて、電子写真用感光体の作製前と作製後に、基体105を回転させた状態で、各6本の基体105とアースとの間の直流抵抗値を測定した。さらに、電子写真用感光体作製後、基体105とアースとの間の直流抵抗値が0.5[Ω]以上となった場合においては、回転軸118と接地手段201との接触部分を研磨する、あるいはそれらの部材を交換することによって、電子写真用感光体の作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値が前記の値より常に小さくなるようにした。
【0049】
その結果、電子写真用感光体作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は0.5[Ω]未満であった。又、電子写真用感光体作製後の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は変動し、0.3〜1.0[Ω]の範囲に含まれていた。
【0050】
<比較例2>
本比較例では、実施例1と同様に図1に示したプラズマ処理装置において、回転機構103として、図2に示した構成を使用し、抵抗204として、0.2[Ω]の固定抵抗を設置した以外は、実施例1と同様にして1ロットあたり6本で5ロット分の合計30本の電子写真用感光体を作製した。
【0051】
なお、本比較例においても、全5ロットの各ロットにおいて、電子写真用感光体の作製前と作製後に、基体105を回転させた状態で、各6本の基体105とアースとの間の直流抵抗を測定した。さらに、電子写真用感光体作製後、基体105とアースとの間の直流抵抗値が0.5[Ω]以上となった場合においては、回転軸118と接地手段201との接触部分を研磨する、あるいはそれらの部材を交換することによって、電子写真用感光体の作製前の段階では、基体105とアース間の直流抵抗が前記の値より常に小さくなるようにした。
【0052】
その結果、電子写真用感光体作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は、0.3以上0.5未満[Ω]の範囲に含まれていた。又、電子写真用感光体作製後の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は変動し、0.4〜1.3[Ω]の範囲に含まれていた。
【0053】
<比較例3>
本比較例では、実施例1と同様に図1に示したプラズマ処理装置において、回転機構103として、図2に示した構成を使用し、抵抗204として、10[Ω]の固定抵抗を設置した以外は、実施例1と同様にして電子写真用感光体を作製した。
【0054】
なお、本比較例では、1ロットのみ合計6本の電子写真用感光体の作製を行い、電子写真用感光体作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は、10.1以上10.4以下[Ω]の範囲に含まれていた。又、電子写真用感光体作製後の段階では、基体105とアース間の直流抵抗は変動し、10.4〜11.0[Ω]の範囲に含まれていた。
【0055】
作製した電子写真用感光体を反応容器101から取り出して観察したところ、全てのドラムにスパーク跡と部分的な膜剥れが観測された。
【0056】
[実施例1、比較例1、および比較例2の評価]
実施例1においてイ,ロ,ハの各抵抗204をそれぞれ設置した場合に作製した各30本の電子写真用感光体と、比較例1及び比較例2においてそれぞれ作製した各30本の電子写真用感光体の電子写真特性を以下に記載した方法で評価し、実施例1(イ)〜(ハ)でそれぞれ作製した電子写真用感光体および比較例2で作製した電子写真用感光体と、比較例1で作製した電子写真用感光体との比較を行った。
【0057】
なお、比較例3で作製した電子写真用感光体については、膜剥れがあるために、電子写真特性の評価は行なっていない。
【0058】
『電子写真特性ばらつき評価方法』
作製した各々の電子写真用感光体を本テスト用に改造されたキヤノン製の複写機NP−6750に設置し、『帯電能ばらつき』および『感度ばらつき』の2つの評価項目について、以下の具体的評価法により評価を行った。
【0059】
『帯電能ばらつき』
複写機の主帯電器に一定の電流を流したときの現像器位置での暗部電位を「帯電能」とする(ただし、電子写真用感光体の周方向一周の平均値とする)。実施例1(イ)〜(ハ)でそれぞれ作製した各30本の電子写真用感光体、および、比較例1及び比較例2で作製した各30本の電子写真用感光体の軸方向中位置における『帯電能』を測定する。各30本の電子写真用感光体の『帯電能』の平均値に対する最大値と最小値の差を『帯電能ばらつき』として評価する。従って、『帯電能ばらつき』はその差の数値が小さいほど良好である。実施例1(イ)〜(ハ)及び比較例2について比較例1と比較し、比較例1の場合の値を100%として以下のランクに区分した。
【0060】
A 比較例1と比較して50%未満
B 比較例1と比較して50%以上同等未満
C 比較例1と比較して同等
D 比較例1と比較して増加
『感度ばらつき』
現像器位置における暗部電位が所定の値となるように、主帯電器の電流値を調整した後、像露光を照射する。ついで像露光光源の光量を調整して、現像器位置における表面電位(明電位)が所定の値となるようにし、そのときの露光量を『感度』とする(ただし、電子写真用感光体の周方向一周の平均値とする)。実施例1(イ)〜(ハ)でそれぞれ作製した各30本の電子写真用感光体、および、比較例1,比較例2でそれぞれ作製した各30本の電子写真用感光体の軸方向中位置における『感度』を測定する。各30本の電子写真用感光体の『感度』の平均値に対する最大値と最小値の差を『感度ばらつき』として評価する。従って、『感度ばらつき』はその差の数値が小さいほど良好である。実施例1の(イ)〜(ハ)及び比較例2について比較例1と比較し、比較例1の値を100%として以下のランクに区分した。
【0061】
A 比較例1と比較して50%未満
B 比較例1と比較して50%以上同等未満
C 比較例1と比較して同等
D 比較例1と比較して増加
その結果を表2に示す。
【0062】
【表2】
Figure 2004193328
表2から明らかなように、基体105とアース間との直流抵抗値を、常に0.5[Ω]以上とすることで、電子写真用感光体間の電子写真特性のばらつきを抑えることができることがわかる。また、比較例3の結果より、基体105とアースと間の直流抵抗値を、常に10[Ω]よりも大きくすると、正常な堆積膜形成を行なうことができないことがわかる。このことから、基体105とアースと間の直流抵抗R[Ω]の値が、0.5≦R≦10の範囲にある場合に、電子写真用感光体間の電子写真特性のばらつきを抑え、正常な堆積膜形成を行なえることがわかる。
【0063】
(実施例2)
本実施例では、実施例1で使用した図1に示したプラズマ処理装置に代えて、図4に示したプラズマ処理装置を使用し、回転機構103として図3に示した構成を使用し、抵抗204として、
(イ) 0.5 [Ω]
(ロ) 1.0 [Ω]
(ハ) 5.0 [Ω]
の3種類の各固定抵抗をそれぞれ交換して設置した。
【0064】
本実施例で用いた図4に示すのプラズマ処理装置は、第1および第2の2つの高周波電源401,402を備えている点において、実施例1で使用した図1のプラズマ処理装置と異なっている。図4のプラズマ処理装置において、第1の高周波電源401としては発振周波数105MHzのものを使用し、第2の高周波電源402としては発振周波数60MHzのものを使用して、表3に示す条件で、直径80[mm]、長さ358[mm]の円筒状のアルミニウム製シリンダからなる基体105上に、電荷注入阻止層、光導電層、及び表面層を堆積し、実施例1と同様に1ロットあたり6本の5ロット分で合計30本の電子写真用感光体を作製した。又、プラズマ処理中は、回転機構103により基体105を5[rpm]の速度で回転させた。
【0065】
【表3】
Figure 2004193328
なお、本実施例においても、全5ロットの各ロットにおいて、電子写真用感光体の作製前と作製後に、基体105を回転させた状態で、各6本の基体105とアースとの間の直流抵抗の値を測定した。さらに、電子写真用感光体作製後、基体105とアースとの間の直流抵抗が、上記のイ,ロ,ハの各抵抗204を設置した場合についてそれぞれ、
(イ) 1.0 [Ω]
(ロ) 1.5 [Ω]
(ハ) 5.5 [Ω]
以上となった場合においては、回転軸118と接地手段201との接触部分を研磨する、あるいはそれらの部材を交換することによって、電子写真用感光体の作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗が常に前記の値より小さくなるように調整した。
【0066】
その結果、電子写真用感光体作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は、上記のイ,ロ,ハの抵抗204を設置した場合についてそれぞれ、
(イ) 0.5以上1.0未満 [Ω]
(ロ) 1.0以上1.5未満 [Ω]
(ハ) 5.0以上5.5未満 [Ω]
の範囲に含まれていた。
【0067】
又、電子写真用感光体作製後の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は変動し、上記のイ,ロ,ハの抵抗204を設置した場合についてそれぞれ、
(イ) 0.8〜1.7 [Ω]
(ロ) 1.2〜2.2 [Ω]
(ハ) 5.1〜5.8 [Ω]
の範囲に含まれていた。
【0068】
<比較例4>
本比較例では、実施例2で使用した図4に示したプラズマ処理装置において、回転機構103として図6に示した構成を使用した以外は、実施例2と同様にして、1ロットあたり6本で5ロット分の合計30本の電子写真用感光体を作製した。
【0069】
なお、本比較例においても、全5ロットの各ロットにおいて、電子写真用感光体の作製前と作製後に、基体105を回転させた状態で、各6本の基体105とアースとの間の直流抵抗値を測定した。さらに、電子写真用感光体作製後、基体105とアースとの間の直流抵抗値が0.5[Ω]以上となった場合においては、回転軸118と接地手段201との接触部分を研磨する、あるいはそれらの部材を交換することによって、電子写真用感光体の作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値が前記の値より常に小さくなるようにした。
【0070】
その結果、電子写真用感光体作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は、0.1以上0.5未満[Ω]の範囲に含まれていた。又、電子写真用感光体作製後の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は変動し、0.3〜0.9[Ω]の範囲に含まれていた。
【0071】
[実施例2および比較例4の評価]
実施例2においてイ,ロ,ハの各抵抗204をそれぞれ設置した場合に作製した各30本の電子写真用感光体と、比較例4においてそれぞれ作製した各30本の電子写真用感光体の電子写真特性を以下に記載した方法で評価し、実施例2(イ)〜(ハ)でそれぞれ作製した電子写真用感光体と、比較例4で作製した電子写真用感光体との比較を行った。
【0072】
『帯電能ばらつき』
実施例1と同様の方法で評価し、実施例2の(イ)〜(ハ)について比較例4と比較し、比較例4の値を100%として以下のランクに区分した。
【0073】
A 比較例4と比較して50%未満
B 比較例4と比較して50%以上同等未満
C 比較例4と比較して同等
D 比較例4と比較して増加
『感度ばらつき』
実施例1と同様の方法で評価し、実施例2の(イ)〜(ハ)について比較例4と比較し、比較例4の値を100%として以下のランクに区分した。
【0074】
A 比較例4と比較して50%未満
B 比較例4と比較して50%以上同等未満
C 比較例4と比較して同等
D 比較例4と比較して増加
その結果を表4に示す。
【0075】
【表4】
Figure 2004193328
表4より明らかなように、基体105とアースとの間の直流抵抗値を、常に0.5[Ω]以上とすることで、電子写真用感光体間の電子写真特性のばらつきを抑えることができることがわかる。また、高周波電力として異なる複数の周波数のものを使用した場合において、より本発明の効果が顕著であることがわかる。
【0076】
(実施例3)
本実施例では実施例2で使用した図4に示したプラズマ処理装置に代えて、図5に示したプラズマ処理装置を使用し、回転機構103として図3に示した構成のものを使用し、抵抗204として1.0[Ω]の固定抵抗を設置した。
【0077】
上記のプラズマ処理装置において、高周波電源112としては発振周波数105MHzのものを使用して、表5に示す条件で、直径30[mm]、長さ358[mm]の円筒状のアルミニウム製シリンダからなる基体105上に、電荷注入阻止層、光導電層、及び表面層を堆積し、実施例2と同様に1ロットあたり6本で5ロット分の合計30本の電子写真用感光体を作製した。又、プラズマ処理中は、回転機構103により基体105は5[rpm]の速度で回転させた。
【0078】
【表5】
Figure 2004193328
なお、本実施例においても、全5ロットの各ロットにおいて、電子写真用感光体の作製前と作製後に、基体105を回転させた状態で、各6本の基体105とアースとの間の直流抵抗値を測定した。さらに、電子写真用感光体作製後、基体105とアースとの間の直流抵抗値が1.5[Ω]以上となった場合においては、回転軸118と接地手段201との接触部分を研磨する、あるいはそれらの部材を交換することによって、電子写真用感光体の作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値が前記の値より常に小さくなるようにした。
【0079】
その結果、電子写真用感光体作製前の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は1.0以上1.5未満[Ω]の範囲に含まれていた。また、電子写真用感光体作製後の段階では、基体105とアースとの間の直流抵抗値は変動し、1.2〜2.4[Ω]の範囲に含まれていた。
【0080】
本実施例で作製した30本の電子写真用感光体の電子写真特性を実施例2と同様に評価したところ、電子写真特性のばらつきは極めて小さかった。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラズマ処理方法は、基体を回転軸を介して接地させ、プラズマ処理中の基体とアースとの間の直流抵抗R[Ω]の値を、0.5≦R≦10の範囲に調整することにより、基体を常に安定した電位に維持することができ、プラズマ処理方法のばらつきを少なくし、生産性をより高くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プラズマ処理装置の一例である、プラズマCVD法による電子写真用感光体の製造装置の模式的な構成図である。
【図2】本発明に係る回転機構の第1の構成例を示す模式図である。
【図3】本発明に係る回転機構の第2の構成例を示す模式図である。
【図4】本発明によるプラズマ処理装置の一例である、プラズマCVD法による電子写真用感光体の製造装置の模式的な構成図である。
【図5】本発明によるプラズマ処理装置の一例である、プラズマCVD法による電子写真用感光体の製造装置の模式的な構成図である。
【図6】回転機構の従来例を示す模式的な構成図である。
【符号の説明】
101 反応容器
102 原料ガス導入手段
103 回転機構
104 基体下部支持部材
105 基体
106 基体キャップ
107 高周波電極
108 ガス配管
109 圧力測定手段
110 スロットルバルブ
111 基体加熱ヒーター
112 高周波電源
113 整合回路
114 電力分割容器
115 電力分割部
116 導体線路
117 アースシールド
118 回転軸
201 接地手段
202 モーター
203 ギヤ
204 抵抗
401 第1の高周波電源
402 第2の高周波電源

Claims (1)

  1. 減圧可能な反応容器内に基体を設置し、前記基体に連結された回転軸を回転機構により回転させることで前記基体を回転させた状態で、前記反応容器内に高周波電力を供給して前記反応容器内にプラズマを形成し、前記基体にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、
    前記基体を前記回転軸を介して接地させ、プラズマ処理中の前記基体とアースとの間の直流抵抗R[Ω]の値を、0.5≦R≦10の範囲に調整することを特徴とするプラズマ処理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012140711A (ja) * 2005-12-28 2012-07-26 Hamamatsu Photonics Kk 回転ターゲット式電子線補助照射レーザアブレーション成膜装置及び回転ターゲット式電子線照射成膜装置
JP2013060626A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Canon Inc 堆積膜形成方法

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