JP2007056281A - クリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニングに適した、酸素プラズマを用いたクリーニング方法を提供する。
【解決手段】水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニング方法において、該クリーニング方法は酸素原子を含むプラズマによって実施される第一工程及び、酸素原子を含みかつ第一工程とは装置内の圧力が異なるプラズマによって実施される第二工程からなり、第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕及び、非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する際の装置内圧力をｚ〔Ｐａ〕とした場合において、
ｘ＜ｚ＜ｙ 或いは ｙ＜ｚ＜ｘ
が成り立つことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、堆積膜形成装置内に設置された基体に、水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニング方法に関するものであり、中でも、酸素プラズマを用いたドライエッチングによるクリーニング方法に関するものである。

堆積膜形成装置のクリーニング方法としてプラズマを用いたドライエッチングが一般的に実施されている。例えば、アモルファスシリコン（以降、ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜を形成する装置内をクリーニングする場合においては、ＣＦ_４、ＮＦ_３、ＳＦ_６或いはＣｌＦ_３等のガスを用いたプラズマによるドライエッチングが一般的である。

ところで、近年様々な分野において、表面コーティング層として水素を含有したアモルファス炭素層（以下、ａ−Ｃ：Ｈ）が用いられている。このａ−Ｃ：Ｈ膜は、別名ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれ、高硬度による優れた耐磨耗性と低い摩擦係数等の特性を有する。

このようなａ−Ｃ：Ｈ膜の様な炭素を主成分とする堆積膜形成装置のクリーニング方法としては、酸素系ガスを用いたプラズマによるドライエッチングが一般的であり、その応用も進んでいる。例えば、酸素系ガスを使用し、装置内圧力が異なる二種類のプラズマクリーニング条件でドライエッチングを実施することによって、効率よくクリーニングを実施することが可能となってきている（例えば、特許文献１参照）。これは、プラズマクリーニング時の圧力を変化させることによって、堆積膜形成装置内の特定の場所を選択的にクリーニングすることが可能となるからである。
特開平０６−５３１９３号公報

しかしながら、上記したクリーニング方法のみでは、堆積膜形成条件によっては、堆積膜形成装置内のクリーニングが十分に行われない場合があり、堆積膜形成装置内に堆積膜や微小な紛体が残存する場合がある。そのような状態で新たな基体を堆積膜形成装置内に設置し、堆積膜形成を実施すると、残存した堆積膜や微小な紛体が飛散し基体に付着することによって、形成される堆積膜中に欠陥が生じる原因となる場合がある。

これらの現象は特に、プラズマＣＶＤ法を用いてａ−Ｃ：Ｈ膜を形成する場合に顕著である。その原因は定かではないが、次のように推察している。

プラズマＣＶＤ法を用いてａ−Ｃ：Ｈ膜を形成する場合、ＣＨ_４及びＣ_２Ｈ_２等のガスが原料ガスとして使用されるが、形成される堆積膜の特性の点で、ＣＨ_４ガスを使用するのが一般的である。しかしながら、ＣＨ_４ガスは、プラズマＣＶＤ法でａ−Ｓｉ：Ｈ膜を形成する際に一般的に用いられるＳｉＨ_４ガス等と比較すると、プラズマによる分解が進みにくい。そのために、堆積膜形成条件によっては、堆積膜形成装置内の特定の部分にＣＨ_４プラズマが局在する場合がある。そうした場合、堆積膜形成装置内においてプラズマが局在した部分においては、多量の堆積膜が付着することとなる。

このような状況において、プラズマによる堆積膜形成装置内のクリーニングを実施する場合、堆積膜形成条件によっては、前述した様な二段階のプラズマクリーニングを行ったとしても十分なクリーニングが行われず、特に、堆積膜形成中にプラズマが局在しやすい部分において、堆積膜や微小な紛体が残存する場合があるのである。

又、前述したような二段階のプラズマクリーニングを実施する場合、堆積膜形成装置内のある部分においては、十分にクリーニングが実施されているにもかかわらず、プラズマクリーニングが継続して実施され、そのような過剰なクリーニングによって、装置に悪影響を及ぼす場合がある。悪影響の具体例としては、過剰に酸素プラズマにさらされることによる、装置内部材への酸素の残存量の増加や、プラズマにより過剰に加熱されることによるオーリング等の消耗部品の劣化が著しく進行することなどが挙げられる。その結果、クリーニング後に形成するａ−Ｃ：Ｈ膜中の不純物としての酸素の増加や、堆積膜形成装置の耐久性低下等の原因となる場合がある。

これらの原因は定かではないが、次のように推察している。

先にも述べたように、プラズマクリーニング中の装置内圧力を変化させることによって、装置内の特定の部分を選択的にクリーニングすることはある程度は可能である。しかしながら、完全に特定部のみをクリーニングすることは容易ではなく、目的とする部分以外の部分に関しても、ある程度はクリーニング作用が働いてしまうのが実情である。

例えば、第一のステップで装置内Ａ部を選択的にクリーニングした後に、第二のステップでそれ以外の場所を選択的にクリーニングする場合においても、第二のステップを実施中に、多少なりともＡ部はプラズマに晒されることとなるのである。その結果、酸素系のプラズマを用いる場合においては、Ａ部分の酸化が進む等の現象が発生し、そのためにクリーニング実施後の装置内の酸素残存量が増加するのではないかと考えている。

又、特定部を選択的にプラズマクリーニングするために、同一工程を長時間連続的に実施した場合、当該特定部が連続的にプラズマに晒される状態となる。そのために、当該特定部が過度に加熱され、近傍にオーリング部等の消耗部品が設置されている場合には、それらの劣化が著しく進行する場合があるのではないかと考えている。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニングに適した、酸素プラズマを用いたクリーニング方法を提供することを目的とする。

このような問題に対して、本発明者らは鋭意検討を行った結果、水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニングを、酸素原子を含むプラズマを用いた第一工程及び、酸素原子を含みかつ第一工程とは装置内の圧力が異なるプラズマを用いた第二工程によって実施し、第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕及び、非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する際の装置内圧力をｚ〔Ｐａ〕とした場合において、ｘ、ｙ、ｚの関係を規定すること、さらには、前記第一工程及び前記第二工程を周期的に繰り返し実施することによって、最適なプラズマクリーニングを実現し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のクリーニング方法は、水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニング方法において、クリーニング方法は酸素原子を含むプラズマによって実施される第一工程及び、酸素原子を含みかつ第一工程とは装置内の圧力が異なるプラズマによって実施される第二工程からなり、第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕及び、非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する際の装置内圧力をｚ〔Ｐａ〕とした場合において、
ｘ＜ｚ＜ｙ 或いは ｙ＜ｚ＜ｘ
が成り立つことを特徴としている。

又、本発明のクリーニング方法は、酸素原子を含むプラズマによって実施される第一工程及び、酸素原子を含みかつ第一工程とは装置内の圧力が異なるプラズマによって実施される第二工程からなり、第一工程及び第二工程を周期的に繰り返し実施することを特徴としている。

上記したような本発明のクリーニング方法を用いることによって、ａ−Ｃ：Ｈ膜形成時の条件に対して、適切なプラズマクリーニング条件を選択することができる。その結果、十分な堆積膜形成装置内のクリーニングを行うことが可能となり、クリーニング後に形成するａ−Ｃ：Ｈ膜中に欠陥が生じる確率を大幅に減少させることができる。

又、本発明における他の効果としては、二段階のプラズマクリーニングを周期的に繰り返し実施することにより、特定の部分への過剰クリーニングを防止することが可能となる。その結果、堆積膜形成装置内への酸素の残存量の増加を防止し、クリーニング後に形成するａ−Ｃ：Ｈ膜中の不純物としての酸素の増加を防止することができる。又、オーリング等の消耗部品が著しく劣化することがないために、耐久性等の面で有効である。

次に、上記のような効果が得られる本発明を以下で図を用いて詳述する。

図１（Ａ），（Ｂ）に示した堆積膜形成装置は、円筒状形状の基体（例えば、電子写真用感光体）に水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する装置である。以下に、図１（Ａ），（Ｂ）に示した堆積膜形成装置を使用した、ａ−Ｃ：Ｈ膜の形成方法及び、ａ−Ｃ：Ｈ膜形成後に実施される、装置内のクリーニング方法の一例を示す。

上蓋１０７を開放し、基体１０５を基体支持部材１０４、キャップ１０６で支持し、反応容器１０１内に設置する。上蓋１０７を設置し、排気装置（図示せず）を用いて、反応容器１０１内を排気口１１３を介して真空排気する。

反応容器内を十分に排気した後、ヒーター１０８を用いて基体１０５を加熱する。この際、ガス導入管１０２より、加熱用ガスを反応容器内１０１に導入し、スロットル弁１１２を使用して反応容器１０１内を所定の圧力に維持した状態で加熱を行っても良い。加熱用ガスとしては、Ａｒ，Ｈｅ等を用いることが一般的である。尚、反応容器１０１内の圧力は真空計１１１を用いて測定する。又、形成する堆積膜によっては、ヒーターによる加熱を行わない場合もある。

基体１０５が所定の温度に加熱された後、ガス導入管１０２より、原料ガスを反応容器１０１内に導入する。スロットル弁１１２を使用して反応容器１０１内を所定の圧力（ｚ〔Ｐａ〕とする）に維持する。上記手順により、堆積膜形成条件が整った後、高周波電源１０９より、整合器１１０を介して、高周波電力を反応容器１０１内に導入し、反応容器１０１内にプラズマを形成することによって、基体１０５上にａ−Ｃ：Ｈ膜を形成する。尚、原料ガスとしては、ＣＨ_４及びＣ_２Ｈ_２等が用いられる。

堆積膜形成終了後、反応容器１０１を大気開放し、基体１０５を取り出す。

堆積膜形成後、反応容器１０１内の膜付着状況によって、反応容器１０１内のクリーニングを実施する。クリーニングを実施する場合、反応容器１０１内に基体１０５の代わりにダミー部材（図示せず）を設置する。ダミー部材の形状としては、基体支持部材１０４、基体１０５、キャップ１０６からなるユニットと同一形状の部材を使用することが一般的ではあるが、クリーニングが効果的に行われる形状であるならば、特に制限はない。ダミー部材設置後、反応容器１０１内を真空排気する。

反応容器１０１内を十分に排気した後、ガス導入管１０２より、クリーニング用ガスを反応容器１０１内に導入する。スロットル弁１１２を使用して反応容器１０１内を第一の圧力（ｘ〔Ｐａ〕）に維持する。上記手順により、クリーニング条件が整った後、高周波電源１０９より、整合器１１０を介して、高周波電力を反応容器１０１内に導入し、反応容器１０１内にプラズマを形成することによって、反応容器１０１内のプラズマによるクリーニングを実施する。尚、クリーニングガスとしては、Ｏ_２、オゾン等が用いられる。

所定の時間プラズマクリーニングを実施した後、スロットル弁１１２の開度を調節することによって、反応容器１０１内を第二の圧力（ｙ〔Ｐａ〕）へと変更する。圧力の変更はプラズマを形成したままの状態で行ってもよいが、一旦高周波電力の導入を中止してプラズマを消滅させた後に圧力を変更し、圧力が安定した状態で再度高周波電力を導入することでプラズマを形成するといった手順を踏んでもよい。第二の圧力条件で、所定の時間プラズマクリーニングを実施した後、高周波電力の導入を中止し、クリーニングを終了する。

ここで、本発明における第一のクリーニング方法においては、ａ−Ｃ：Ｈ膜形成時の反応容器１０１内の圧力ｚ〔Ｐａ〕、プラズマクリーニング時の第一の圧力ｘ〔Ｐａ〕、プラズマクリーニング時の第二の圧力ｙ〔Ｐａ〕の間には、ｘ＜ｚ＜ｙ或いはｙ＜ｚ＜ｘの関係が成り立つ。

又、本発明における第二のクリーニング方法においては、第一の圧力で実施するクリーニング工程と第二の圧力で実施するクリーニング工程を周期的に繰り返し実施する。

又、本発明における第三のクリーニング方法においては、ａ−Ｃ：Ｈ膜形成時の反応容器１０１内の圧力ｚ〔Ｐａ〕、プラズマクリーニング時の第一の圧力ｘ〔Ｐａ〕、プラズマクリーニング時の第二の圧力ｙ〔Ｐａ〕の間には、ｘ＜ｚ＜ｙ或いはｙ＜ｚ＜ｘの関係が成り立ち、かつ、第一の圧力で実施するクリーニング工程と第二の圧力で実施するクリーニング工程を周期的に繰り返し実施する。

又、本発明においては、前記第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、前記第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕とした場合、
３ｘ≦ｙ 或いは ３ｙ≦ｘ
が成り立つ条件でプラズマクリーニングを実施することにより、本発明の効果をより顕著に得ることができるためより好ましい。

又、本発明においては、前記二種類のクリーニング工程の内、装置内圧力が低い条件でプラズマクリーニングを実施する時間のトータルをＴ１〔ｓｅｃ〕、装置内圧力が高い条件でプラズマクリーニングを実施する時間のトータルをＴ２〔ｓｅｃ〕とした場合において、
Ｔ１＞Ｔ２
が成り立つ条件でプラズマクリーニングを実施することにより、本発明の効果をより顕著に得ることができるためより好ましい。

［実施例１］
図１に示した堆積膜形成処理装置において、発振周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源１０９を用い、前記した方法により、反応容器１０１内に設置された、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。尚、本例における円筒形状の基体とは、ａ−Ｓｉ：Ｈを母材とした阻止層、光導電層及び表面層からなる電子写真用感光体である。又、本例においては、ａ−Ｃ：Ｈ膜形成前に基体加熱は実施しておらず、堆積膜形成中の基板温度は成り行きである。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表２に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表３に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

［比較例１］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表４に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

［比較例２］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表５に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

［比較例３］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表６に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

［比較例４］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表７に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

［比較例５］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表８に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

［比較例６］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表９に示す条件で、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。

［実施例１及び２、比較例１〜６の評価］
実施例１及び比較例１〜４で実施したプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し評価を行った。
尚、評価ランクは以下のとおりである。
Ａ：炉内に膜や粉体の残存は確認されず
Ｂ：炉内のある特定領域に、膜や紛体の残存が確認された
Ｃ：炉内の二箇所以上の特定領域に、膜や紛体の残存が確認された
Ｄ：炉内全面に膜や紛体の残存が確認された
その結果を表１０に示す。

表１０からわかるように、プラズマクリーニングを装置内圧力が異なる二つの工程で実施し、かつ、第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕及び、ａ−Ｃ：Ｈ膜形成中の装置内圧力をｚ〔Ｐａ〕とした場合に
ｘ＜ｚ＜ｙ 或いは ｙ＜ｚ＜ｘ
が成り立つ条件でプラズマクリーニングを実施することにより、良好なクリーニングが実施できることがわかる。

［実施例３］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表１１に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を５周期繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。クリーニング後に堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認した結果、炉内に膜や粉体の残存は確認されず良好なクリーニングを実施することができた。

プラズマクリーニング実施後に、反応容器１０１内に円筒状の基体１０５を設置し、表１に示す条件で、基体１０５上にａ−Ｃ：Ｈ膜を形成した。

尚、本例における円筒状の基体とは、ａ−Ｓｉ：Ｈを母材とした阻止層、光導電層及び表面層からなる電子写真用感光体である。

［実施例４］
実施例１と同様の堆積膜形成装置内のプラズマクリーニングを実施した後に、反応容器１０１内に円筒状の基体１０５を設置し、表１に示す条件で、基体１０５上にａ−Ｃ：Ｈ膜を形成した。

尚、本例における円筒状の基体とは、ａ−Ｓｉ：Ｈを母材とした阻止層、光導電層及び表面層からなる電子写真用感光体である。

［比較例７］
比較例２と同様の堆積膜形成装置内のプラズマクリーニングを実施した後に、反応容器１０１内に円筒状の基体１０５を設置し、表１に示す条件で、基体１０５上にａ−Ｃ：Ｈ膜を形成した。

尚、本例における円筒状の基体とは、ａ−Ｓｉ：Ｈを母材とした阻止層、光導電層及び表面層からなる電子写真用感光体である。

［実施例３及び４、比較例７の評価］
実施例３及び３、比較例７で作製したａ−Ｃ：Ｈ膜中に含有される酸素原子の濃度をＳＩＭＳにより分析し、比較例７を基準として、以下のランクに区分した。
Ａ：比較例７の５０％未満
Ｂ：比較例７の５０％以上８０％未満
Ｃ：比較例７の８０％以上１００％未満
Ｄ：比較例７よりも多い
その結果を表１２に示す。

表１２からわかるように、プラズマクリーニングを実施する際に、第一工程と第二工程を周期的に実施することによって、その後形成するａ−Ｃ：Ｈ膜中への酸素の混入を低減することができることがわかる。

［実施例３及び比較例７の評価］
実施例３及び比較例７で作製した電子写真用感光体を、キヤノン製デジタル電子写真装置ｉＲ−６０００を使用して、Ａ３用紙に６〜２０ポイントの文字を多数並べて作製したテストチャートを用いて５万枚耐久した。

耐久後、電子写真装置ｉＲ−６０００に設置されるクリーニングブレードの電子写真用感光体の摺擦面を顕微鏡を用いて観察したところ、実施例３で作製した電子写真用感光体を耐久した後のクリーニングブレードの摺擦面は、滑らかであったのに対して、比較例７で作製した電子写真用感光体を耐久した後のクリーニングブレードの摺擦面は微細な凸凹が観測された。

これは、比較例７においては、反応容器内のクリーニングが十分に実施されていない状態で、反応容器内に円筒状の基体を設置したために、反応容器内に残存した堆積膜や微小な紛体が基体に飛散し、形成された電子写真用感光体表面に微小な欠陥が生じたことに起因していると考えられる。

この結果より、本例のクリーニング方法を実施することにより、クリーニング後に形成するａ−Ｃ：Ｈ膜中に欠陥が生じる確立を大幅に減少させることができることがわかる。

［実施例５］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、
（イ）表１３に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を周期的に繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。一周期毎にプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し、炉内に膜や粉体の残存は確認されなくなるまで、クリーニングを繰り返した。その結果、５回目のクリーニングを終了した時点で、炉内に膜や紛体の残存は確認されなくなった。

（ロ）表１４に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を周期的に繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。一周期毎にプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し、炉内に膜や粉体の残存は確認されなくなるまで、クリーニングを繰り返した。その結果、７回目のクリーニングを終了した時点で、炉内に膜や紛体の残存は確認されなくなった。

［実施例６］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、
（イ）表１５に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を周期的に繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。一周期毎にプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し、炉内に膜や粉体の残存は確認されなくなるまで、クリーニングを繰り返した。その結果、５回目のクリーニングを終了した時点で、炉内に膜や紛体の残存は確認されなくなった。

（ロ）表１６に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を周期的に繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。一周期毎にプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し、炉内に膜や粉体の残存は確認されなくなるまで、クリーニングを繰り返した。その結果、５回目のクリーニングを終了した時点で、炉内に膜や紛体の残存は確認されなくなった。

（ハ）表１７に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を周期的に繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。一周期毎にプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し、炉内に膜や粉体の残存は確認されなくなるまで、クリーニングを繰り返した。その結果、７回目のクリーニングを終了した時点で、炉内に膜や紛体の残存は確認されなくなった。

実施例３、５及び６の結果からわかるように、プラズマクリーニングを実施する際に、第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、前記第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕とした場合、
５ｘ≦ｙ 或いは ５ｙ≦ｘ
が成り立つ条件でクリーニングを行うことで、本発明の効果をより顕著に得ることができることがわかる。

［実施例７］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表１８に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を周期的に繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。一周期毎にプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し、炉内に膜や粉体の残存は確認されなくなるまで、クリーニングを繰り返した。その結果、６回目のクリーニングを終了した時点で、炉内に膜や紛体の残存は確認されなくなった。

［実施例８］
実施例１と同様の方法で、図１に示した堆積膜形成処理装置において、直径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍの円筒形状の基体１０５上に、表１に示す条件でａ−Ｃ：Ｈ膜を、５ロット連続して作製した。

５ロット目のａ−Ｃ：Ｈ膜の形成が終了した後、反応容器１０１内にダミー部材を設置し、前記した方法により、表１９に示す条件で、即ち、第一工程と第二工程を周期的に繰り返しながら、堆積膜形成装置内にプラズマによるクリーニングを実施した。一周期毎にプラズマクリーニング後の堆積膜形成装置内のクリーニング状態を目視で確認し、炉内に膜や粉体の残存は確認されなくなるまで、クリーニングを繰り返した。その結果、９回目のクリーニングを終了した時点で、炉内に膜や紛体の残存は確認されなくなった。

実施例３、７及び８の結果からわかるように、二種類の工程からなるプラズマクリーニングを実施する際に、装置内圧力が低い条件でプラズマクリーニングを実施する時間のトータルをＴ１〔ｓｅｃ〕、装置内圧力が高い条件でプラズマクリーニングを実施する時間のトータルをＴ２〔ｓｅｃ〕とした場合において、
Ｔ１＞Ｔ２
が成り立つでクリーニングを行うことで、本発明の効果をより顕著に得ることができることがわかる。

（Ａ），（Ｂ） 本発明で使用したプラズマ処理装置の一例で、プラズマＣＶＤ法によるａ−Ｃ：Ｈ膜の堆積膜形成装置を横から見た概略断面図である。

符号の説明

１０１ 反応容器
１０２ 原料ガス導入管
１０３ 回転機構
１０４ 基体指示部材
１０５ 基体
１０６ キャップ
１０７ 上蓋
１０８ 基体加熱ヒーター
１０９ 高周波電極
１１０ マッチングボックス
１１１ 真空計
１１２ スロットルバルブ
１１３ 排気口

Claims (5)

1. 水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニング方法において、該クリーニング方法は酸素原子を含むプラズマによって実施される第一工程及び、酸素原子を含みかつ第一工程とは装置内の圧力が異なるプラズマによって実施される第二工程からなり、第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕及び、非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する際の装置内圧力をｚ〔Ｐａ〕とした場合において、
   ｘ＜ｚ＜ｙ 或いは ｙ＜ｚ＜ｘ
   が成り立つことを特徴とするクリーニング方法。
2. 水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニング方法において、該クリーニング方法は酸素原子を含むプラズマによって実施される第一工程及び、酸素原子を含みかつ第一工程とは装置内の圧力が異なるプラズマによって実施される第二工程からなり、第一工程及び第二工程を周期的に繰り返し実施することを特徴とするクリーニング方法。
3. 水素原子を含む非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する堆積膜形成装置内のクリーニング方法において、該クリーニング方法は酸素原子を含むプラズマによって実施される第一工程及び、酸素原子を含みかつ第一工程とは装置内の圧力が異なるプラズマによって実施される第二工程からなり、第一工程及び第二工程を周期的に繰り返し実施し、第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕及び、非単結晶炭素からなる堆積膜を形成する際の装置内圧力をｚ〔Ｐａ〕とした場合において、
   ｘ＜ｚ＜ｙ 或いは ｙ＜ｚ＜ｘ
   が成り立つことを特徴とするクリーニング方法。
4. 前記第一工程における装置内圧力をｘ〔Ｐａ〕、前記第二工程における装置内圧力をｙ〔Ｐａ〕とした場合において、
   ５ｘ≦ｙ 或いは ５ｙ≦ｘ
   が成り立つことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のクリーニング方法。
5. 前記第一工程及び前記第二工程の内、装置内圧力が低い条件でプラズマクリーニングを実施する時間のトータルをＴ１〔ｓｅｃ〕、装置内圧力が高い条件でプラズマクリーニングを実施する時間のトータルをＴ２〔ｓｅｃ〕とした場合において、
   Ｔ１＞Ｔ２
   が成り立つことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のクリーニング方法。

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