JP2007119797A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒状基体の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができる真空処理装置を提供すること。
【解決手段】棒状の加熱部の一端に棒状の支持部が接続されたヒータを円筒状基体の内側に備え、ヒータによって円筒状基体を加熱することが可能な真空処理装置において、支持部に当接するように設けられたヒータの真空封止部材と、円筒状基体に対する加熱部の傾きを支持部において調整することが可能な傾斜調整部材を備えることを特徴とする真空処理装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空処理装置に関し、特に、ヒータによる円筒状基体の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができる真空処理装置に関するものである。

従来より、プラズマＣＶＤやスパッタリング等の堆積膜の形成やプラズマエッチング等の真空処理において、基体を加熱することが一般的に行なわれている。真空処理で用いられるヒータは、一般的に発熱体が設けられた加熱部と、加熱部を処理容器内に支持するための支持部から成る。例えば、このようなヒータを用いて基体を加熱しながら堆積膜の形成等の真空処理を行う場合、加熱された基体上の温度むらが大きくなって真空処理が均一に行われないことがある。

特に、プラズマＣＶＤやスパッタリング等によって基体上に堆積膜を形成する際に基体の温度むらが大きいと、形成された堆積膜の膜質にむらが生じることがあり、これによって、複写機やレーザビームプリンタに用いられる電子写真用感光体や光起電力デバイス等の半導体デバイスの品質が低下することがある。

例えば、基体を加熱しながら、プラズマＣＶＤによってアモルファスシリコンを主成分とする光導電層を有する電子写真感光体を円筒状基体上に形成する場合、基体上の温度むらが大きくなると電子写真感光体の電気的特性にむらが生じ、これが出力した画像の濃度むらに繋がることがある。

又、基体上に形成される堆積膜の応力が不均一となるため、基体を保持するために基体の両端に装着された保持部材上で堆積膜が剥離し易くなり、剥離した膜片が基体上に付着することがある。そして、膜片が基体上に付着すると、そこを基点として堆積膜が異常成長する場合がある。このような堆積膜の異常成長は、画像を出力したときに白点又は黒点状の画像欠陥として現れることがある。このように、基体上の温度の均一性が低下すると、デバイスの品質が著しく低下することがある。

そこで、真空処理中に基体を均一に加熱するための様々な検討が行われている。

例えば、基体の裏面側に配設され、基体を加熱するヒータと、基体の処理面とヒータとの間隔を制御する間隔制御手段とを備えた気相成長装置の例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。これは、基体の温度が上がり易い部分でヒータを基体から遠ざけ、基体の温度が上がりにくい部分でヒータを基体に近づけるものである。これにより、基体の温度むらが小さくなるように基体とヒータとの距離を調節することができるため、基体を加熱した際の温度むらを低減することが可能となる。

ところで、近年では電子写真感光体や光起電力デバイス、撮像デバイス等の半導体デバイスの高機能化の要求に伴い、基体の温度の均一性を従来以上に高めて真空処理を行うことが求められている。例えば、電子写真感光体については、近年高画質化の要求が高まるに伴い画像の濃度むらや画像欠陥の更なる低減が望まれており、電子写真感光体の基板を加熱する際には、基体の加熱むらに起因する膜質のむらや欠陥等の品質を従来以上に向上させることが求められている。
特開平１１−０８７２５１号公報

しかしながら、上記従来例のみでは、基体の形状によっては基体の温度の均一性を従来以上に高めることが困難な場合がある。

中でも、形状が円筒状であって、母線方向に或る程度の長さを有する基体を加熱する際には、上記従来例では基体を従来以上に均一に加熱することが困難な場合がある。即ち、円筒状基体の内部にヒータを設けて加熱を行う場合、基体の位置によって基体の温度が上がり易い部分でヒータを基体から遠ざけ、基体の温度が上がりにくい部分でヒータを基体に近づけるような機構を基体の裏側、即ち円筒状基体の内部に設けることは、真空処理装置の構成が複雑となるため、実装上困難な場合が多い。

更に、円筒状基体をヒータによって加熱する際には、円筒状基体の内部に棒状のヒータを設置して加熱処理を行うことが一般的である。このような円筒状基体を加熱するヒータとしては、棒状の加熱部に支持部を接続し、支持部において処理容器内にヒータが支持されることが多い。このようなヒータを作製する際には、真空封止の容易さからヒータの加熱部と支持部を溶接して接続することが多いが、この工程で支持部に対して加熱部に微小な傾きが生じることがある。

この微小な傾きを放置したまま円筒状基体の加熱を行うと、支持部に対する加熱部の傾きが微小であっても、円筒状基体が母線方向にある程度の長さを有する場合、加熱部の上端や下端で基体との距離が近くなることがある。そして、この距離が小さくなり過ぎると、円筒状基体を加熱した際に、ヒータとの距離が近い部分で円筒状基体の温度が高くなり、円筒状基体の温度の均一性が低下する場合がある。その結果、基体の母線方向に沿って堆積膜の膜質にむらが生じたり、堆積膜の応力差に起因する剥離が発生して画像欠陥が顕在化することがある。

そして、近年、電子写真感光体の膜質むらや欠陥の更なる低減が求められる中で、このようなヒータの加熱部の微少な傾きに起因する膜質のむらや欠陥等の品質の低下をも改善することが求められている。これを改善するためには、基体の円周面とヒータの距離を一定に保つ必要がある。

ところが、円筒状基体の加熱に用いられる棒状のヒータは、その一端のみに支持部を設けて処理容器内に支持されることが一般的である。そのため、加熱部が支持部に対して傾いた場合、円筒状基体の母線方向全域に渡って円筒状基体の円周面とヒータの加熱部の距離とを一定に保つことは困難である。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、円筒状基体の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができる真空処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、棒状の加熱部の一端に棒状の支持部を接続されたヒータを円筒状基体の内側に備え、ヒータによって円筒状基体を加熱することが可能な真空処理装置において、支持部に当接するように設けられたヒータの真空封止部材と、円筒状基体に対する加熱部の傾きを支持部において調整することが可能な傾斜調整部材を備えることを特徴とする。これにより、円筒状基体の母線方向とヒータの加熱部を平行に保つことができる。そのため、円筒状基体を均一に加熱することができる。

又、本発明に係る真空処理装置においては、ヒータの支持部の外周にスリーブを備え、傾斜調整部材が、少なくともその一部がスリーブの真空側において前記スリーブとヒータの支持部の間に押し込まれる深さを調節することが可能であって、且つ、スリーブの内周面と当接する面が円筒状基体の母線方向に対して傾斜した楔状の形状とすることができる。これにより、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体の母線方向とヒータの加熱部を平行に保つことができる。そのため、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体を均一に加熱することができる。

更に、本発明に係る真空処理装置においては、傾斜調整部材がスリーブの内周面と当接する面に円筒状基体の母線方向に対して傾斜を有するとともに、傾斜調整部材がスリーブとヒータの支持部の間に押し込まれる部分の端部にリング状の部材を接合した形状とすることことができる。これにより、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体の母線方向とヒータの加熱部を平行に保つことができる。そのため、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体を均一に加熱することができる。又、ヒータの真空封止部材上に堆積膜の膜片やエッチング後の残渣が堆積することを抑制することができる。

本発明によれば、円筒状基体を均一に加熱することができるため、円筒状基体の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができる。

又、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体を均一に加熱することができる。そのため、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができる。

更に、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができるとともに、ヒータの真空封止部材上に堆積膜の膜片やエッチング残渣が堆積することを更に抑制することができるため、ヒータの真空封止能力の劣化を抑制することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１に本発明に係る真空処理装置の一例を示す。図１に示した真空処理装置は、アモルファスシリコンを主成分とする光導電層を有する電子写真感光体を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の一例である。

架台２００１の上に設置された底板１２０１上には、セラミック等の誘電体から成るチャンバー１２０２が設置されている。又、チャンバー１２０２上には上蓋１２０３が設置されている。そして、底板１２０１とチャンバー１２０２と上蓋１２０３によって処理容器１２０４が形成されている。尚、処理容器１２０４は、不図示のＯリング等から成る真空封止部材によって内部を真空に保つことが可能となっている。

円筒状基体１１０１は、保持部材１２０５に保持され、保持部材１２０５は、底板１２０１内に設けられた受け台１２０６に設置される。又、円筒状基体１１０１の上部を保持部材１２０５に精度良く保持するため、キャップ１２０７が設けられている。

更に、円筒状基体１１０１の内側には、円筒状基体１１０１を所望の温度に加熱できるように、
ヒータ１２０８が設けられている。ヒータ１２０８は、発熱体が内部に挿入された棒状の加熱部１２０９と、加熱部１２０９を底板１２０１に支持するための棒状の支持部１２１０から成る。

尚、ヒータ１２０８は真空仕様のものであれば良いが、シース状ヒータの巻き付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ等の電気抵抗発熱体を用いることが一般的である。又、加熱部１２０９と支持部１２１０は、ネジ止めや溶接などによって接続されるが、真空封止のし易さから溶接を用いるのが望ましい。

ヒータ１２０８は、支持部１２１０においてフランジ１２１１を介して底板１２０１に支持され、フランジ１２１１はＯリング１２１２によって真空封止される。尚、フランジ１２１１の固定する位置を調整することにより、ヒータ１２０８の中心軸の位置を変化させることができる。又、ヒータ１２０８の支持部１２１０にはＯリング１２１３が当接しており、ヒータ１２０８と処理容器１２０４との間を真空封止している。

処理容器１２０４の周りには複数の電極１２１４が設けられ、分岐板１２１５を介してマッチングボックス１２１６及び高周波電源１２１７，１２１８へと接続される。尚、本発明においては、図１に示したように、２台の高周波電源１２１７，１２１８で２種類の周波数の電力を供給することができるが、１台の電源のみを使って１種類の周波数の電力を供給しても良い。電極１２１４の周りには、電極１２１４から周囲に高周波が漏洩するのを防止する高周波シールド１２１９〜１２２２が設けられている。

又、底板１２０１には排気口１２２３が設けられ、真空排気路１３０１を介して排気装置１４０１へと接続されている。又、真空排気路中には、弁１５０１と、処理容器１２０４内の圧力を調整するためのスロットル弁１５０２が設けられている。

更に、ガス導入管１２２４はガス供給路１３０２を介してガス供給装置１６００に接続される。そして、ガス供給装置１６００は、ガスボンベ１６１１〜１６１６、弁１５１１〜１５１６、１５２１〜１５２６、１５３１〜１５３６、レギュレータ１６２１〜１６２６、マスフローコントローラ１６３１〜１６３６等から成る。又、ガス供給路１３０２中には弁１５０３が設けられている。

アモルファスシリコンを主成分とする堆積膜の形成時に使用されるシリコン供給用ガスとしては、ＳｉＨ₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈ 、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀等のガス状態又はガス化し得る水素化珪素（シラン類）が挙げられ、特に層作成時の取り扱い易さ、シリコン供給効率の良さ等の点でＳｉＨ₄ やＳｉ₂ Ｈ₆ が好ましい。

又、光導電層にハロゲンを積極的に導入するためにハロゲン供給用の原料ガスを使用しても良い。例えばハロゲンガス、ハロゲン化合物、ハロゲンを含むハロゲン間化合物等が挙げられ、これを単体、或は水素や希ガス等で希釈して使用することが可能である。又、所望の帯電能や感度、ゴースト特性を実現するために、導電率の調整用に周期表第１３族等の導電性制御元素を含むガスを供給することもできる。

例えば、Ｂ₂ Ｈ₆ 、Ｂ₄ Ｈ₁₀等の水素化硼素、ＢＦ₃ 、ＢＣｌ₃ 等のハロゲン化硼素等が挙げられる。その他、ＡｌＣｌ₃ 、ＧａＣｌ₃ 、ＩｎＣｌ₃ 等も挙げることができる。又、負帯電用の電子写真感光体を作成する際には、ＰＨ₃ やＰ₂ Ｈ₄ 等に代表される周期表第１５族の導電性制御元素を用いることができる。これらの導電性制御元素を含むガスを導入する際には、必要に応じてＨ₂ 及び／又はＨｅ等の希ガスにより希釈して使用しても良い。

更に、本発明に係る真空処理装置においては、ヒータ１２０８を作製する際に支持部１２１０に対する加熱部１２０９の微小な傾きが生じた場合に、円筒状基体１１０１の母線方向に対する加熱部１２０９の傾きを調整するため、傾斜調整部材１２２５が設けられている。これにより、円筒状基体１１０１の母線方向に対して加熱部１２０９が平行となるように支持部１２１０の傾きを調整することができるため、円筒状基体１１０１を従来以上に均一に加熱することが可能となる。

本実施の形態においては、傾斜調整部材１２２５の一例として、支持部１２１０が貫通する穴を有する部材を傾斜調整部材１２２５として支持部１２１０の下方に設けている。本実施の形態における傾斜調整部材１２２５の構造を図２に示す。

本実施の形態においては、傾斜調整部材１２２５が、固定具１２２６に保持されている。固定具１２２６は移動穴１２２７が設けられており、底板１２０１に保持されている。そして、傾斜調整部材１２２５は、移動穴１２２７に沿って移動させることが可能となっている。尚、傾斜調整部材１２２５は、止め具（不図示）によって、移動穴１２２７の任意の位置に固定される。

そして、傾斜調整部材１２２５を移動穴１２２７に沿って移動させることで、Ｏリング１２１３を支点として、支持部１２１０の傾きを調整することができる。尚、傾斜調整部材１２２５の構造としては、ヒータ１２０８の真空封止を十分に確保することができる範囲内で支持部の傾きを調整することができる構造であれば制限はないが、真空処理中に傾斜調整部材１２２５の位置がずれないような構造とする必要がある。

又、傾斜調整部材１２２５の材質としては、セラミックスや金属材料、樹脂等を用いることができるが、熱による変形が比較的小さく、強度に優れた材質とすることが望ましく、アルミニウムやステンレス等の金属材料を用いることが望ましい。

次に、本発明に係る真空処理装置を用いた真空処理方法の一例として、図１及び図２に示されたプラズマＣＶＤ装置を用いた電子写真感光体の作製方法について説明する。

先ず、傾斜調整部材１２２５を用い、加熱部１２０９の傾きを以下の手順で調整する。

加熱部１２０９の傾きの調整方向が移動穴１２２７と平行となるようにヒータ１２０８を保持し、傾斜調整部材１２２５を固定具１２２６の移動穴１２２７に沿って移動させ、加熱部１２０９が円筒状基体１１０１の母線方向と平行となるように支持部１２１０の傾きを調整する。

尚、ヒータ１２０８を繰り返し使用する中で、Ｏリング１２１３が変形したり、加熱部１２０９の支持部１２１０に対する傾きが経時的に変化することがある。このようなときには、その都度傾斜調整部材１２２５の位置を調整し、加熱部１２０９の傾きの調整を行う。

以上の手順で加熱部１２０９の傾きを調整した後、全ての弁が閉じられた状態で、保持部材１２０５に保持した円筒状基体１１０１を処理容器１２０４内の受け台１２０６に設置し、キャップ１２０７を設置し、上蓋１２１１で処理容器１２０４を封止する。

次に、排気装置１４０１を作動させ、弁１５０１を開いて処理容器１２０４内を真空排気する。所定の圧力に達するまで処理容器１２０４内の排気を行った後、ヒータ１２０８を用いて円筒状基体１１０１を加熱する。このとき、ヘリウムやアルゴン等の不活性ガスを加熱用ガスとして処理容器内に導入しても良い。その際、不活性ガスのボンベ１６１１に接続されているマスフローコントローラ１６３１によって流量を調節する。

又、スロットル弁１５０２を用い、不図示の真空計により圧力を確認しながら処理容器１２０４内の圧力を調節しても良い。円筒状基体１１０１の温度が所望の温度に達した後、成膜ガスのボンベ１６１２〜１６１６のうち、堆積膜の機能に応じて成膜ガスの種類を選択し、そのガスの流量をマスフローコントロー１６３２〜１６３６によって調節し、ガス導入管１２２４から成膜ガスを処理容器１２０４内に導入する。

成膜ガスの流量が安定した後、スロットル弁１５０２によって処理容器１２０４内の圧力を調節する。処理容器１２０４内の圧力が安定した後、高周波電源１２１７，１２１８からマッチングボックス１２１６、分岐板１２１５を介して電極１２１４に高周波電力を印加し、成膜ガスをプラズマ化して円筒状基体１１０１上に堆積膜を形成する。このとき、ヒータ１２０８によって円筒状基体１１０１の温度を適宜調節しても良い。

堆積膜の層構成や膜厚、特性は、目的に応じて成膜ガスの種類や流量、更には処理容器１２０４内の圧力や高周波電力等によって任意に調節する。このとき、円筒状基体１１０１を回転機構（不図示）によって一定の速さで回転させても良い。これにより、
円筒状基体１１０１の周辺において、周方向のプラズマの分布にむらがあるときでも均一な膜質を得ることができる。

尚、本発明においては、堆積膜の形成中に円筒状基体１１０１を回転可能としても良い。例えば、図１に示したプラズマＣＶＤ装置においては、受け台１２０６を回転可能とすることで円筒状基体１１０１を回転させながら真空処理を行なうことができる。又、処理容器１２０４内に複数の円筒状基体１１０１とヒータ１２０８を同一円周上に配置し、それぞれのヒータ１２０８の加熱部１２０９の傾きを調整できるように傾斜調整部材１２２５を設けても良い。

以上のように、ヒータ１２０８を用いて円筒状基体１１０１を加熱する際に、ヒータ１２０８の支持部１２１０に、円筒状基体１１０１に対する加熱部１２０９の傾きを調整することが可能な傾斜調整部材１２２５を備えることで、円筒状基体１１０１を均一に加熱することができる。そのため、傾斜調整部材１２２５を用いて加熱部１２０９の傾きを調整して真空処理を行うことにより、円筒状基体１１０１の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができる。

＜実施の形態２＞
更に、本発明においては、ヒータ１２０８の支持部１２１０の外周にスリーブ１２２８を設け、楔状の部材を用いて加熱部１２０９の傾きを調整することができる。

図３に本発明に係る真空処理装置の他の例を示す。

図３に示した真空処理装置は、図１と類似の構成のアモルファスシリコンを主成分とする光導電層を有する電子写真感光体を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の他の例である。図３においては、ヒータ１２０８の支持部１２１０の外周にスリーブ１２２８が設けられており、スリーブ１２２８の内周の真空側に楔状の傾斜調整部材１２２９が設けられている。図４に楔状の傾斜調整部材１２２９の形状の詳細を示す。

図４においては、スリーブ１２２８の内周と支持部１２１０との間に楔状の傾斜調整部材１２２９が押し込まれている。即ち、楔状の傾斜調整部材１２２９は、スリーブ１２２８の内周面に当接する面が、円筒状基体１１０１の母線方向に対して傾斜している。そして、楔状の傾斜調整部材１２２９は、その一部がスリーブ１２２８の内周面と支持部１２１０の間に押し込まれており、その深さを調整することが可能となっている。

又、スリーブ１２２８の下方にはヒータ１２０８と処理容器１２０４との間を真空封止するため、Ｏリング１２３０が設けられている。Ｏリング１２３０は、止め具１２３１によって支持部１２１０とスリーブ１２２８の間に保持されている。

更に、スリーブ１２２８と処理容器１２０４との間を真空封止するため、Ｏリング１２３２が設けられている。このように、傾斜調整部材１２２９がスリーブ１２２８の内周面に当接する面に傾斜が設けられているので、その押込み深さを変えるだけで容易に加熱部１２０９の傾きを調整することができる。

又、楔状の傾斜調整部材１２２９をスリーブ１２２８の真空側に設置するだけで加熱部１２０９の傾きを調整することができるため、排気路１３０１やガス供給路１３０２等の構造物が原因で処理容器１２０４の外部に加熱部１２０９の傾きを調整するための機構を設けることが困難な場合であっても、真空処理装置の構造を複雑化することなく加熱部１２０９の傾きを調整することができる。

以上のことから、楔状の傾斜調整部材１２２９をスリーブ１２２８と支持部１２１０の間に押し込む深さを調整することで、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体１１０１を加熱することができる。

尚、傾斜調整部材１２２９のスリーブ１２２８の内周面に当接する面の傾斜は、スリーブの内径に応じて調整する。

又、傾斜調整部材１２２９の支持部１２１０と当接する面は、傾斜調整部材１２１０の位置決めを安定させるため、支持部に平行な面とすることが望ましい。

更に、支持部１２１０の周方向において、傾斜調整部材１２２９に覆われる部分が多くなると、傾斜調整部材１２２９を深く押し込んでも加熱部１２０９の傾きを調整することが困難となる。そのため、傾斜調整部材１２２９は、支持部１２１０の周方向の半分程度以下を覆う大きさとすることが望ましい。又、傾斜調整部材１２２９は真空中に設置されるため、脱ガスの少ないアルミニウムやステンレス等の金属材料を用いることが望ましい。

図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用いた堆積膜の形成は以下の手順で行うことができる。

先ず、楔状の傾斜調整部材１２２９を用い、加熱部１２０９の傾きを以下の手順で調整する。加熱部１２０９の傾きが円筒状基体１１０１の母線方向と平行となるよう調整するために傾斜調整部材１２２９を設置する。そして、傾斜調整部材１２２９のスリーブ１２２８への押込み深さを変化させることによって、加熱部１２０９が円筒状基体１１０１の母線方向と平行となるように支持部１２１０の傾きを調整する。加熱部１２０９の傾きを調整した後、前述した円筒状基体１１０１の加熱及び堆積膜の形成手順と同様の手順で円筒基体１１０１上に堆積膜を形成する。

以上のように、ヒータ１２０８の支持部１２１０の外周にスリーブ１２２８を設け、スリーブ１２２８の内周にヒータ１２０８と処理容器１２０４の間を真空封止するためのＯリング１２３０を設けるとともに、楔状の傾斜調整部材１２２９をＯリング１２３０よりも真空側に設けることにより、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体１１０１を均一に加熱することができる。そのため、円筒状基体１１０１の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に抑制することができる。

＜実施の形態３＞
本発明においては、楔状の部材にリング状の部材を接合させた形状を有するものを用いて加熱部１２０９の傾きを調整することができる。

図５に本発明に係る真空処理装置の他の例を示す。

図５に示した真空処理装置は、図１と類似の構成のアモルファスシリコンを主成分とする光導電層を有する電子写真感光体を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の一例である。図５においては、スリーブ１２２８に傾斜調整部材１２３５が押し込まれている。本実施の形態における傾斜調整部材１２３５の詳細を図６に示す。

図５及び図６に示された傾斜調整部材１２３５は、スリーブ１２２８の内周面に当接する部分が円筒状基体１１０１の母線方向に対して傾斜した楔部分１２３６に、リング部分１２３７が接合された形状となっている。そして、楔部分１２３６がスリーブ１２２８内に押し込まれる深さを調整することで、加熱部１２０９の傾きを調整することが可能となっている。リング部分１２３７は楔部分１２３６のスリーブ１２２８内に押し込まれる部分の先に接合されており、その外径はスリーブ１２２８の内径よりも小さくなっている。これにより、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体１１０１を均一に加熱することができるとともに、ヒータ１２０８と処理容器１２０４の間の真空封止能力の劣化を抑制することができる。

即ち、真空処理装置を用いて堆積膜の形成やエッチングを行った後で処理容器１２０４を大気開放した際には、処理容器１２０４の内壁や上蓋１２０３に付着した膜片やエッチング残渣が剥がれ落ち、Ｏリング１２３０上に堆積することがある。これを放置して加熱部１２０９の傾きの調整を繰り返すと、膜片やエッチング残渣がヒータ１２０８とＯリング１２３０の間の封止部分に入り込み、ヒータ１２０８と処理容器１２０４の間の真空封止能力を劣化させることがある。

そこで、楔部分１２３６にリング部分１２３７を接合した形状を有する傾斜調整部材１２３５を設け、リング部分１２３７をスリーブ１２２８内に設けることで、Ｏリング１２３０上に膜片やエッチング残渣が到達しにくくなる。これにより、ヒータ１２０８と処理容器１２０４の間の真空封止能力が劣化することを抑制することができる。

尚、傾斜調整部材１２３５形状としては、Ｏリング１２３０上に膜片やエッチング残渣が到達することを抑制するため、加熱部１２０９の傾きを調整する必要がない場合でも、傾斜調整部材１２３５がスリーブ１２２８内にその一部が押し込まれるような形状とすることが望ましい。

又、リング部分１２３７の外径は、スリーブ１２２８の内径に近いほど膜片やエッチング残渣がＯリング１２３０上に到達しにくくなるが、リング部分１２３７がスリーブ１２２８の内周に干渉して加熱部１２０９の傾きの調整を阻害しない程度とする必要がある。

図５に示したプラズマＣＶＤ装置を用いた堆積膜の形成は以下の手順で行うことができる。

先ず、傾斜調整部材１２３５用い、加熱部１２０９の傾きを以下の手順で調整する。即ち、加熱部１２０９が円筒状基体１１０１の母線方向と平行となるよう調整するために傾斜調整部材１２３５を設置する。そして、傾斜調整部材１２３５のスリーブ１２２８への押込み深さを変化させることによって、加熱部１２０９が円筒状基体１１０１の母線方向と平行となるように支持部１２１０の傾きを調整する。加熱部１２０９の傾きを調整した後、前述した円筒状基体１１０１の加熱及び堆積膜の形成手順と同様の手順で円筒基体上１１０１に堆積膜を形成する。

以上のように、楔部分１２３６にリング部分１２３７を接合した形状の傾斜調整部材１２３５をヒータ１２０８のスリーブ１２２８の内部に押し込んで支持部１２０９の傾きを調整可能とすることで、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に円筒状基体１１０１を均一に加熱することができるとともに、Ｏリング１２３０に膜片やエッチング残渣が堆積することを抑制することができる。そのため、円筒状基体１１０１の温度むらに起因する品質の低下を、真空処理装置の構造を複雑化することなく、且つ、容易に抑制することができるとともに、ヒータ１２０８の真空封止能力の劣化を抑制することが可能となる。

本発明における実施例を図を用いて以下に説明する。

図１に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図２に示した傾斜調整部材を用いて加熱部の傾きを調整した状態で円筒状基体を加熱し、円筒状基体をヒータで加熱した際の温度むらを調べた。

円筒状基体としては、外径３０ｍｍ、内径２４ｍｍ、母線方向の長さが３５８ｍｍのアルミニウムシリンダーを用いた。又、ヒータとしては長さが３９０ｍｍ、直径が８ｍｍの加熱部を直径１０ｍｍの支持部に溶接したものを用いた。そして、図２に示した傾斜調整部材を用い、加熱部の中心軸と円筒状基体の中心軸のずれが、円筒状基体の母線方向全体に渡って１ｍｍ以下となるように支持部の傾きを調整した。

そして、円筒状基体を処理容器内に設置して処理容器内を排気した後、処理容器内にアルゴンガスを５００ｍｌ／ｍｉｎ．［ｎｏｒｍａｌ］導入し、処理容器内の圧力を５００Ｐａとなるように調整し、ヒータで円筒状基体を加熱した。このとき、円筒状基体の母線方向の中心から５ｃｍ毎に温度計（安立計器（株）製 蛍光式光ファイバー温度計ＡＭＯＴＨ ＴＭ−５８５５）を設置し、加熱中の円筒状基体の温度を測定した。そして、円筒状基体の母線方向の中央部における温度が２５０±５℃となった時点で、最も温度の高い部分と低い部分の差を算出し、加熱時の温度むらとして評価した。
［比較例１］
図１に示したプラズマＣＶＤ装置において傾斜調整部材を取り外し、ヒータの加熱部の下端が円筒状基体の中心軸と重なるように調整した状態で円筒状基体を加熱し、円筒状基体をヒータで加熱した際の温度むらを調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては実施例１と同様のものを用いた。本比較例においては、円筒状基体を加熱する前にフランジの位置を調整し、ヒータの支持部が円筒状基体の母線方向と平行な状態で、ヒータの加熱部の下端の中心が円筒状基体の中心軸と合致するようにした。尚、このとき、加熱部の上端において、加熱部の中心軸と基体の中心軸に約２．５ｍｍのずれが生じた。そして、実施例１と同様の手順で円筒状基体を加熱し、実施例１と同様の方法で加熱時の温度むらを計測した。
［比較例２］

図１に示したプラズマＣＶＤ装置において傾斜調整部材を取り外し、ヒータの加熱部の上端が円筒状基体の中心軸と重なるように調整した状態で円筒状基体を加熱し、円筒状基体をヒータで加熱した際の温度むらを調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては実施例１と同様のものを用いた。本比較例においては、円筒状基体を加熱する前にフランジの位置を調整し、ヒータの支持部が円筒状基体の母線方向と平行な状態で、ヒータの加熱部の上端の中心が円筒状基体の中心軸と合致するようにした。尚、このとき、加熱部の下端において、加熱部の中心軸と基体の中心軸に約２．５ｍｍのずれが生じた。そして、実施例１と同様の手順で円筒状基体を加熱し、加熱時の温度むらを計測した。

実施例１および比較例１，２において計測された加熱時の温度むらについて、比較例１に対する比を算出した。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、円筒状基体をヒータによって加熱する際に加熱部の傾きを調整したときには、ヒータの支持部が円筒状基体の中心軸に平行な状態で、加熱部の上端や下端の中心が円筒状基体の中心軸と重なるように調節したときよりも、円筒状基体を均一に加熱することができていることが分かる。

以上のように、円筒状基体をヒータによって加熱しながら真空処理を行なう際に、円筒状基体の母線方向に対する加熱部の傾きを調整する部材を設けることで、円筒状基体を均一に加熱することができる。

図１に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図２に示した傾斜調整部材を用いて加熱部の傾きを調整した状態で電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の電位特性のむらと、画像欠陥数を調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては実施例１と同様のものを用いた。本実施例においては、電子写真感光体を作製する前に、図２に示した構造の傾斜調整部材を用い、加熱部の中心軸と円筒状基体の中心軸のずれが、円筒状基体の母線方向全体に渡って１ｍｍ以下となるように支持部の傾きを調整した。本実施例における電子写真感光体の作製条件を表２に示す。

尚、高周波電源の発振周波数としては、６０ＭＨｚと１０５ＭＨｚとした。

以上の手順で、電子写真感光体の作製を１０回繰り返した。尚、本実施例においては、電子写真感光体を作製する度に、図２に示した傾斜調整部材を用い、円筒状基体の母線方向に対するヒータの加熱部の傾きを調整した。

そして、得られた電子写真感光体について、以下の手順で電位特性のむらを調べた。先ず、得られた電子写真感光体をデジタル複写機（キヤノン（株）製ＧＰ５５の改造機）に装着し、電子写真感光体を暗部表面電位が４５０Ｖとなるように帯電させた後、露光レーザ光を照射し、表面電位が２００Ｖとなるような光量を感度として測定した。

感度の測定は、電子写真感光体の母線方向の中央から２ｃｍ毎に母線方向の±１４ｃｍの範囲で測定し、感度の最も小さい値に対する最も大きい値の比を算出し、この比の１０本の平均値を感度むらとして評価した。又、得られた電子写真感光体を用いて全面黒チャートの画像を出力し、画像上で直径が０．１ｍｍ以上の白抜けした点の数を測定し、１０本の平均値を画像欠陥数として評価した。
［比較例３］
図１に示したプラズマＣＶＤ装置において傾斜調整部材を取り外し、ヒータの加熱部の下端が円筒状基体の中心軸と重なるように調整した状態で電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の電位特性のむらと画像欠陥数を調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては実施例１と同様のものを用いた。又、本比較例においては、電子写真感光体を作製する度にフランジの位置を調整し、ヒータの支持部が円筒状基体の母線方向と平行な状態で、ヒータの加熱部の下端の中心が円筒状基体の中心軸と合致するようにした。尚、このとき、加熱部の上端において、加熱部の中心軸と基体の中心軸に約２．５ｍｍのずれが生じた。ヒータの調整を行った後、実施例２と同様の条件で１０本の電子写真感光体を作製した。そして、得られた電子写真感光体について、実施例２と同様の手順で感度むらと、画像欠陥数を評価した。
［比較例４］
図１に示したプラズマＣＶＤ装置において傾斜調整部材を取り外し、ヒータの加熱部の上端が円筒状基体の中心軸と重なるように調整した状態で電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の電位特性のむらと画像欠陥数を調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては実施例１と同様のものを用いた。又、本比較例においては、電子写真感光体を作製する度にフランジの位置を調整し、ヒータの支持部が円筒状基体の母線方向と平行な状態で、ヒータの加熱部の上端の中心が円筒状基体の中心軸と合致するようにした。尚、このとき、加熱部の下端において、加熱部の中心軸と基体の中心軸に約２．５ｍｍのずれが生じた。ヒータの調整を行った後、実施例２と同様の条件で１０本の電子写真感光体を作製した。そして、得られた電子写真感光体について、実施例２と同様の手順で感度むらと画像欠陥数を評価した。

実施例２及び比較例３，４において評価された感度むらと画像欠陥数について、比較例３に対する比を算出した結果を表３に示す。

表３から明らかなように、電子写真感光体を作製する度に加熱部の傾きを調整した時には、加熱部の上端や下端の中心が円筒状基体の中心軸と重なるように支持部を移動させた時と比較して、感度むらを小さくすることができていることが分かる。又、画像欠陥数についても、加熱部の傾きを調整することによって低減することができていることが分かる。

以上のように、円筒状基体をヒータによって加熱しながら真空処理を行う際に、円筒状基体の母線方向に対する加熱部の傾きを調整する部材を設けることで、基体の加熱むらに起因するデバイスの品質の低下を抑制することができる。

図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図４に示した傾斜調整部材を用いて加熱部の傾きを調整した状態で円筒状基体を加熱し、円筒状基体をヒータで加熱した際の温度むらを調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては実施例１と同様のものを用いた。又、本実施例においては、ヒータの支持部の外周にスリーブを設けた。そして、図４に示した楔状の傾斜調整部材の押込み深さを調節し、加熱部の中心軸と円筒状基体の中心軸のずれが円筒状基体の母線方向全体に渡って１ｍｍ以下となるように支持部の傾きを調整した。このとき、楔状の傾斜調整部材としては、スリーブ内面の半周程度を覆う大きさのものを用いた。加熱部の傾きを調整した後、実施例１と同様の手順で円筒状基体を加熱し、実施例１と同様の方法で加熱時の温度むらを計測した。

実施例３において計測された加熱時の温度むらについて、比較例１に対する比を算出した結果、０．７２となった。即ち、楔状の傾斜調整部材をヒータのスリーブの内周とヒータの支持部の間に押し込んで加熱部の傾きを調整することによって、実施例１と同等の温度の均一性が得られていることが分かる。更に、真空処理装置の構成を複雑化することなく、且つ、容易に加熱部の傾きを調整することができる。

図３に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図４に示した傾斜調整部材を用いて加熱部の傾きを調整した状態で電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の電位特性のむらと画像欠陥数を調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては、実施例１と同様のものを用いた。又、本実施例においては、実施例３で用いたものと同様のスリーブをヒータの支持部の外周に設けた。そして、電子写真感光体を作製する度に、実施例３で用いたものと同様の楔状の傾斜調整部材を用い、加熱部の中心軸と円筒状基体の中心軸のずれが円筒状基体の母線方向全体に渡って１ｍｍ以下となるように支持部の傾きを調整した。その後、実施例２と同様の条件で１０本の電子写真感光体を作製した。そして、得られた電子写真感光体について、実施例２と同様の手順で感度むらと画像欠陥数を評価した。

実施例４における感度むらと画像欠陥数について、比較例３に対する比を算出した結果を表４に示す。

表４から明らかなように、楔状の傾斜調整部材をヒータのスリーブに押し込むことによって加熱部の傾きを調整したときには、実施例２において処理容器の外に傾斜調整部材を設けた時と同等の感度むらや画像欠陥数を得ることができている。更に、楔状の傾斜調整部材を用いることによって、真空処理装置の構成を複雑化することなく、且つ、容易に加熱部の傾きを調整することができる。

以上のように、楔状の傾斜調整部材をヒータの外周に設けたスリーブに押し込んで加熱部の傾きを調整することによって、ヒータによる円筒状基体の温度むらに起因するデバイスの品質の低下を真空処理装置の構成を複雑化することなく、且つ、容易に抑制することができる

図５に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図６に示した傾斜調整部材を用いて加熱部の傾きを調整した状態で円筒状基体を加熱し、円筒状基体をヒータで加熱した際の温度むらを調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては実施例１と同様のものを用いた。そして、実施例３で用いたものと同様のスリーブをヒータの支持部の外周に設け、図６に示した形状の傾斜調整部材の押込み深さを調節し、加熱部の中心軸と円筒状基体の中心軸のずれが、円筒状基体の母線方向全体に渡って１ｍｍ以下となるように支持部の傾きを調整した。このとき、傾斜調整部材としては、実施例３で用いた楔状の傾斜調整部材に、内径１２ｍｍ、外径１６ｍｍ、高さ１０ｍｍのリングを接合した形状のものを用いた。加熱部の傾きを調整した後、実施例１と同様の手順で円筒状基体を加熱し、実施例１と同様の方法で加熱時の温度むらを計測した。

実施例５において計測された加熱時の温度むらについて、比較例１に対する比を算出した結果、０．７０となった。即ち、楔状の部材にリング状の部材を接合した形状の傾斜調整部材を、ヒータのスリーブの内周とヒータの支持部の間に押し込んで加熱部の傾きを調整することによって、実施例１と同等の温度の均一性が得られた。更に、真空処理装置の構成を複雑化することなく、且つ、容易に加熱部の傾きを調整することができる。

図５に示したプラズマＣＶＤ装置を用い、図６に示した傾斜調整部材を用いて加熱部の傾きを調整した状態で電子写真感光体を作製し、得られた電子写真感光体の電位特性のむらと、画像欠陥数を調べた。

ヒータ及び円筒状基体としては、実施例１と同様のものを用いた。又、本実施例においては、実施例３で用いたものと同様のスリーブをヒータの支持部の外周に設けた。そして、電子写真感光体を作製する度に、実施例５で用いたものと同様の形状の傾斜調整部材を用い、加熱部の中心軸と円筒状基体の中心軸のずれが円筒状基体の母線方向全体に渡って１ｍｍ以下となるように支持部の傾きを調整した。その後、実施例２と同様の条件で１０本の電子写真感光体を作製した。そして、得られた電子写真感光体について、実施例２と同様の手順で感度むらと画像欠陥数を評価した。

実施例６における感度むらと画像欠陥数について、比較例３に対する比を算出した結果を表５に示す。

表５から明らかなように、楔部分にリング部分を接合させた形状の傾斜調整部材を使用して加熱部の傾きを調整したときには、実施例２において処理容器の外に傾斜調整部材を用いたときや、実施例４において楔状の傾斜調整部材を用いたときと比較して同等の感度むらや画像欠陥数を得ることができていることが分かる。

更に、実施例２、４、６において、各々１０本の電子写真感光体を作製した後に、プラズマＣＶＤを分解して、Ｏリング１２１３，１２３０上に堆積した膜片の状況を目視にて観察したところ、実施例２や実施例４に対して、実施例６は明らかに膜片の数が減少しており、図６に示した傾斜調整部材を用いることにより、膜片がＯリング１２３０上に到達するのを効果的に抑制できることが判明した。

以上のように、楔部分にリング部分を接合した形状の傾斜調整部材を用いて加熱部の傾きを調整することによって、ヒータによる円筒状基体の温度むらに起因するデバイスの品質の低下を、真空処理装置の構成を複雑化することなく、且つ、容易に抑制することができるとともに、ヒータの真空封止能力の劣化を抑制することができる。

本発明に係る真空処理装置の構成図である。 傾斜調整部材の構造を示す斜視図である。 本発明に係る真空処理装置の他の例を示す図である。 楔状の傾斜調整部材を示す図である。 本発明に係る真空処理装置の他の例を示す図である 楔部分にリング部分を接合した形状の傾斜調整部材の構成図である。

符号の説明

１１０１ 円筒状基体
１２０１ 底板
１２０２ チャンバー
１２０３ 上蓋
１２０４ 処理容器
１２０５ 保持部材
１２０６ 受け台
１２０７ キャップ
１２０８ ヒータ
１２０９ 加熱部
１２１０ 支持部
１２１１ フランジ
１２１２ Ｏリング
１２１３ Ｏリング
１２１４ 電極
１２１５ 分岐板
１２１６ マッチングボックス
１２１７，１２１８ 高周波電源
１２１９〜１２２２ シールド
１２２３ 排気口
１２２４ ガス導入管
１２２５ 傾斜調整部材
１２２６ 固定具
１２２７ 移動穴
１２２８ スリーブ
１２２９ 傾斜調整部材
１２３０ Ｏリング
１２３１ 止め具
１２３２ Ｏリング
１２３３ 傾斜調整部材
１２３４ 貫通穴
１２３５ 傾斜調整部材
１２３６ 楔部分
１２３７ リング部分
１３０１ 真空排気路
１３０２ ガス供給路
１４０１ 排気装置
１５０１ 弁
１５０２ スロットル弁
１５０３ 弁
１５１１〜１５１６ 弁
１５２１〜１５２６ 弁
１５３１〜１５３６ 弁
１６００ ガス供給装置
１６１１ 不活性ガスボンベ
１６１２〜１２１６ 成膜ガスボンベ
１６２１〜１２２６ レギュレータ
１６３１〜１２３６ マスフローコントローラ

Claims (3)

1. 棒状の加熱部の一端に棒状の支持部が接続されたヒータを円筒状基体の内側に備え、前記ヒータによって前記円筒状基体を加熱することが可能な真空処理装置において、
   前記支持部に当接するように設けられたヒータの真空封止部材と、前記円筒状基体に対する前記加熱部の傾きを前記支持部において調整することが可能な傾斜調整部材を備えることを特徴とする真空処理装置。
2. 前記ヒータの前記支持部の外周にスリーブを備え、前記傾斜調整部材は、少なくとも一部が、前記スリーブの真空側において、前記スリーブと前記ヒータの前記支持部の間に押し込まれる深さを調節することが可能であって、且つ、前記スリーブの内周面と当接する面が前記円筒状基体の母線方向に対して傾斜を有する楔形の形状であることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
3. 前記傾斜調整部材が前記スリーブと前記ヒータの支持部の間に押し込まれる部分の端部にリング状の部材が接合された形状を有することを特徴とする請求項２記載の真空処理装置。

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