JP2016132812A - Deposition film formation apparatus - Google Patents

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康夫 小島
Yasuo Kojima
康夫 小島
田澤 大介
Daisuke Tazawa
大介 田澤
一成 大山
Kazunari Oyama
一成 大山
細井 一人
Kazuto Hosoi
一人 細井
小澤 智仁
Tomohito Ozawa
智仁 小澤
純 大平
Jun Ohira
純 大平
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deposition film formation apparatus capable of producing high-quality deposition film at low costs.SOLUTION: Comprising: a reaction vessel which has a vacuum-sealable reaction space and at least part of a sidewall of which is composed of a cylindrical electrode; high-frequency power supply means which supplies high frequency power to the cylindrical electrode and excites a raw material gas supplied to the reaction space; and raw material gas introduction means which introduces the raw material gas to the reaction space, the deposition film formation apparatus forms deposition film on a cylindrical substrate in the reaction space. The deposition film formation apparatus further includes in a circumferential direction of the cylindrical electrode a plurality of cavity portions extending in a lengthwise direction of the cylindrical electrode, the cavity portions being formed of the cylindrical electrode and a cavity portion forming member, the cavity portion forming member being connected to the raw material gas introduction means and having a hole in communication to the cavity portions, and the cylindrical electrode having a plurality of holes in communication from the cavity portions to the reaction space.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、堆積膜形成装置に関するものである。本発明は、特にプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって堆積膜を形成する堆積膜形成装置に関する。   The present invention relates to a deposited film forming apparatus. The present invention particularly relates to a deposited film forming apparatus for forming a deposited film by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

従来から、被処理基体上に、アモルファス状あるいは多結晶状などの非単結晶材料で構成された堆積膜を形成するための堆積膜形成装置が各種提案されている。例えば、アモルファスシリコン(以下「a−Si」ともいう)の膜が、電子写真感光体用の堆積膜として用いられている。a−Si堆積膜が形成される電子写真感光体(以下「a−Si感光体」ともいう)は、堆積膜の膜厚、膜特性の均一性が画像特性に大きく影響を与えるため、大面積領域に均一な堆積膜を形成する技術が必要となる。   Conventionally, various deposition film forming apparatuses for forming a deposition film made of a non-single crystal material such as amorphous or polycrystalline on a substrate to be processed have been proposed. For example, an amorphous silicon (hereinafter also referred to as “a-Si”) film is used as a deposited film for an electrophotographic photoreceptor. An electrophotographic photosensitive member on which an a-Si deposited film is formed (hereinafter also referred to as “a-Si photosensitive member”) has a large area because the film thickness of the deposited film and the uniformity of film characteristics greatly affect image characteristics A technique for forming a uniform deposited film in the region is required.

一般的に、a−Si感光体の作製にはプラズマCVD法が用いられる。中でも、原料ガスを高周波電力(主に13.56MHz)で分解して、円筒状基体に堆積膜を形成する製造方法が広く実用化されている。そして、円筒状基体の周方向及び長手方向に均一な堆積膜を得るために、原料ガスの導入方法に関してさまざまな技術が開示されている。
例えば、管状空洞部とガス放出孔が設けられたガス供給部材が、円筒状電極の一部を構成し、かつ円筒状電極本体から脱着可能な構成とする電子写真感光体の製造装置が開示されている(特許文献1参照)。
In general, a plasma CVD method is used for producing an a-Si photosensitive member. Among them, a manufacturing method in which a source gas is decomposed with high-frequency power (mainly 13.56 MHz) to form a deposited film on a cylindrical substrate has been widely put into practical use. In order to obtain a uniform deposited film in the circumferential direction and the longitudinal direction of the cylindrical substrate, various techniques are disclosed regarding the method of introducing the source gas.
For example, an electrophotographic photoreceptor manufacturing apparatus is disclosed in which a gas supply member provided with a tubular cavity and a gas discharge hole constitutes a part of a cylindrical electrode and is detachable from the cylindrical electrode body. (See Patent Document 1).

特開2011−242424号公報JP 2011-242424 A

上記のような技術により、堆積膜の均一性が向上したa−Si感光体を得ることが可能になった。
しかしながら、電子写真感光体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、高品質で、更に低価格化、低ランニングコスト化が可能な電子写真感光体が求められている。このような要求を満たすためにさまざまな対策や工夫を実施している。
With the technique as described above, it has become possible to obtain an a-Si photosensitive member with improved uniformity of the deposited film.
However, the level of market demand for products using an electrophotographic photosensitive member is increasing day by day, and there is a demand for an electrophotographic photosensitive member that is of high quality, and that can be reduced in price and running cost. Various measures and ideas have been implemented to meet such requirements.

a−Si感光体の低価格化つまり製造コストを下げるためには、堆積膜形成装置への投資を抑えること、原料ガスの利用効率を上げることなどが有効である。それらを達成する手段としては、堆積膜形成装置の構造を簡素化すること、堆積膜形成装置の反応空間を小さくすることなどが考えられる。   In order to reduce the price of the a-Si photosensitive member, that is, to reduce the manufacturing cost, it is effective to suppress investment in the deposited film forming apparatus and increase the utilization efficiency of the source gas. As means for achieving them, it is conceivable to simplify the structure of the deposited film forming apparatus, and to reduce the reaction space of the deposited film forming apparatus.

例えば特許文献1に挙げた堆積膜形成装置は、円筒状電極とガス供給部材の構造が複雑であるため製作費が高い。また、円筒状電極の強度の点から装置設計の自由度が制限され、例えば、反応空間を小さくするために円筒状電極の内径を小さくすることは容易ではないといった問題がある。
そこで、本発明は、高品質な堆積膜を低価格で製造可能な堆積膜形成装置を提供することを目的とする。
For example, the deposited film forming apparatus described in Patent Document 1 is expensive to manufacture because the structure of the cylindrical electrode and the gas supply member is complicated. In addition, the degree of freedom in designing the apparatus is limited from the viewpoint of the strength of the cylindrical electrode. For example, it is not easy to reduce the inner diameter of the cylindrical electrode in order to reduce the reaction space.
Therefore, an object of the present invention is to provide a deposited film forming apparatus capable of producing a high quality deposited film at a low cost.

本発明によれば、真空気密可能な反応空間を有し、かつ、少なくとも一部の側壁が円筒状電極で構成されている反応容器と、
前記円筒状電極に高周波電力を供給し、前記反応空間に供給された原料ガスを励起させるための高周波電力供給手段と、
前記反応空間に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、
を有し、前記反応空間で円筒状基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置であって、
前記堆積膜形成装置は、
前記円筒状電極の長尺方向に延びた空洞部を前記円筒状電極の周方向に複数有し、
前記空洞部は、前記円筒状電極と空洞部形成部材とによって形成され、
前記空洞部形成部材は、前記原料ガス導入手段に接続され、かつ前記空洞部へ連通する穴を有し、
前記円筒状電極は、前記空洞部から前記反応空間へ連通する穴を複数有する堆積膜形成装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a reaction vessel having a reaction space capable of being vacuum-tight and having at least a part of side walls made of cylindrical electrodes;
High-frequency power supply means for supplying high-frequency power to the cylindrical electrode and exciting the source gas supplied to the reaction space;
Source gas introduction means for introducing source gas into the reaction space;
A deposited film forming apparatus for forming a deposited film on a cylindrical substrate in the reaction space,
The deposited film forming apparatus comprises:
A plurality of hollow portions extending in the longitudinal direction of the cylindrical electrode in the circumferential direction of the cylindrical electrode;
The cavity is formed by the cylindrical electrode and a cavity forming member,
The cavity forming member has a hole connected to the source gas introduction means and communicating with the cavity,
The cylindrical electrode is provided with a deposited film forming apparatus having a plurality of holes communicating from the cavity to the reaction space.

本発明によれば、原料ガスの導入経路となる複数の空洞部を円筒状電極と空洞部形成部材の間に形成することで構造が簡素になり、安価にできる。更に、強度が高くなるため、装置設計の自由度が高くなる。これにより、高品質な堆積膜を低価格で製造可能な堆積膜形成装置を提供することができる。   According to the present invention, the structure can be simplified and inexpensively formed by forming a plurality of cavities serving as source gas introduction paths between the cylindrical electrode and the cavity forming member. Furthermore, since the strength is increased, the degree of freedom in device design is increased. Thereby, it is possible to provide a deposited film forming apparatus capable of producing a high quality deposited film at a low cost.

本発明に係る堆積膜形成装置の例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the example of the deposited film formation apparatus which concerns on this invention. 従来技術の堆積膜形成装置の例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the example of the deposited film formation apparatus of a prior art. 本発明に係る円筒状電極の一部を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically a part of cylindrical electrode which concerns on this invention. 本発明に係る円筒状電極の例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the example of the cylindrical electrode which concerns on this invention. 本発明に係る円筒状電極の例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the example of the cylindrical electrode which concerns on this invention.

<第一の実施形態>
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を用いて説明する。
図1は、RF(Radio−Frequency)−プラズマCVD法によって、電子写真感光体を製造するための堆積膜形成装置の一例を示す模式図で、図1(a)は縦断面図、図1(b)は横断面図である。
<First embodiment>
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a deposited film forming apparatus for producing an electrophotographic photosensitive member by RF (Radio-Frequency) -plasma CVD method. FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view, FIG. b) is a cross-sectional view.

堆積膜形成装置100は、プラズマ処理によって円筒状基体120に堆積膜を形成してa−Si感光体を製造する装置である。反応容器の側壁の一部を形成する円筒状電極102、上部絶縁体106、下部絶縁体107、底壁103、上壁104、上蓋105により、反応容器101を形成し、円筒状電極102の内周面側に真空気密可能な反応空間111を形成している。   The deposited film forming apparatus 100 is an apparatus for producing an a-Si photosensitive member by forming a deposited film on a cylindrical substrate 120 by plasma processing. A reaction vessel 101 is formed by a cylindrical electrode 102 forming a part of the side wall of the reaction vessel, an upper insulator 106, a lower insulator 107, a bottom wall 103, an upper wall 104, and an upper lid 105. A reaction space 111 capable of being vacuum-tight is formed on the peripheral surface side.

堆積膜形成装置100は、円筒状電極102と空洞部形成部材108との間で形成された空洞部109を有しており、空洞部109は円筒状電極102の長尺方向に延びている。空洞部109は、円筒状電極102の外周面側に円筒状電極102の長尺方向の凹状の溝を形成し、その凹状の溝を平板状の空洞部形成部材108で覆って形成されている。空洞部形成部材108は円筒状電極102から脱着可能であり、空洞部形成部材108と円筒状電極102は、間に不図示のOリングを挟んで気密が保持される構造になっている。空洞部109は、円筒状電極102の周方向に複数有している(図1では8個、有している)。   The deposited film forming apparatus 100 includes a cavity 109 formed between the cylindrical electrode 102 and the cavity forming member 108, and the cavity 109 extends in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102. The hollow portion 109 is formed by forming a concave groove in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102 on the outer peripheral surface side of the cylindrical electrode 102, and covering the concave groove with a flat plate-shaped hollow portion forming member 108. . The cavity forming member 108 is detachable from the cylindrical electrode 102, and the cavity forming member 108 and the cylindrical electrode 102 have a structure in which airtightness is maintained with an O-ring (not shown) interposed therebetween. A plurality of cavities 109 are provided in the circumferential direction of the cylindrical electrode 102 (eight in FIG. 1).

円筒状電極102には、空洞部109から反応空間111へ連通する複数の穴110が円筒状電極102に形成されている。つまり、円筒状電極102に直接穴110を開ける加工を施している。この複数の穴110は、円筒状電極102の長尺方向に直線状に形成されている。空洞部形成部材108は、絶縁性の継ぎ手部材117、ガス供給配管118を介し、原料ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラを介在させた不図示のミキシング装置と原料ガス流入バルブ119からなる原料ガス導入手段に接続されている。これらにより、空洞部109および穴110が原料ガスの導入経路となって、原料ガスが反応空間111へ導入可能となっている。   A plurality of holes 110 communicating with the reaction space 111 from the cavity 109 are formed in the cylindrical electrode 102. That is, the cylindrical electrode 102 is directly processed to open the hole 110. The plurality of holes 110 are linearly formed in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102. The cavity forming member 108 is a raw material comprising a mixing device (not shown) and a raw material gas inflow valve 119 with a mass flow controller for adjusting the flow rate of the raw material gas interposed through an insulating joint member 117 and a gas supply pipe 118. Connected to the gas introduction means. Thus, the cavity 109 and the hole 110 serve as a source gas introduction path, and the source gas can be introduced into the reaction space 111.

原料ガスを反応空間111へ、円筒状電極102の長尺方向に均一に導入するためには、空洞部109および穴110のコンダクタンスを適切に設定する必要がある。具体的には、穴110は適度にコンダクタンスが小さく、空洞部109は穴110よりも十分にコンダクタンスを大きくすることが必要である。   In order to uniformly introduce the source gas into the reaction space 111 in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102, it is necessary to appropriately set the conductance of the cavity 109 and the hole 110. Specifically, the hole 110 has a reasonably small conductance, and the cavity 109 needs to have a sufficiently larger conductance than the hole 110.

穴110の直径は、0.5mm以上で穴開け加工が容易になり、1.0mm以下で穴110の内部の異常放電が抑制できるため、0.5mm〜1.0mmの範囲が好ましい。穴110の径に対し、長さはコンダクタンスへの影響が小さいため、適宜設定できる。ただし、穴110が形成される部分の周囲は円筒状電極102の肉厚が一番薄くなるところであるため、穴110の長さは円筒状電極102の強度の点から3mm以上であることが好ましい。   Since the diameter of the hole 110 is 0.5 mm or more, drilling is easy, and when the diameter is 1.0 mm or less, abnormal discharge inside the hole 110 can be suppressed. The length of the hole 110 can be set as appropriate because the length has little influence on the conductance. However, since the thickness of the cylindrical electrode 102 is the smallest around the portion where the hole 110 is formed, the length of the hole 110 is preferably 3 mm or more from the viewpoint of the strength of the cylindrical electrode 102. .

一つの空洞部109あたりの穴110の数は、少なすぎると穴110一個あたりの原料ガスの吐出量および吐出圧が高くなって堆積膜に影響がでる。逆に、多すぎると複数の穴110の合計コンダクタンスが大きくなるため、円筒状電極102の長尺方向に均一に導入することが困難になる。このため、空洞部109一個あたりの穴110の数を適切に設定する必要がある。また、円筒状電極102の周方向にも均一にガスを導入するために、周方向各々の、空洞部109に連通する穴110の数は同じであることが好ましい。   If the number of holes 110 per cavity 109 is too small, the discharge amount and discharge pressure of the raw material gas per hole 110 will increase and the deposited film will be affected. On the other hand, if the number is too large, the total conductance of the plurality of holes 110 increases, so that it is difficult to uniformly introduce the cylindrical electrode 102 in the longitudinal direction. For this reason, it is necessary to appropriately set the number of holes 110 per cavity 109. Further, in order to introduce gas uniformly in the circumferential direction of the cylindrical electrode 102, the number of holes 110 communicating with the cavity 109 in each circumferential direction is preferably the same.

空洞部109のコンダクタンスは、一つの空洞部109あたりに連通する複数の穴110の合計コンダクタンスに対して、十分大きくする必要があり、10倍以上であることが好ましい。空洞部109のコンダクタンスを大きくするには、円筒状電極102の長尺方向に対する断面積を大きく設定すればよいが、大きすぎると円筒状電極102の強度が低下するため上限がある。また、円筒状電極102の周方向にも均一にガスを導入するために、周方向各々の、空洞部109のコンダクタンスは同じであることが好ましい。   The conductance of the cavity 109 needs to be sufficiently larger than the total conductance of the plurality of holes 110 communicating with one cavity 109, and is preferably 10 times or more. In order to increase the conductance of the hollow portion 109, the cross-sectional area in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102 may be set large, but if it is too large, there is an upper limit because the strength of the cylindrical electrode 102 decreases. Further, in order to uniformly introduce gas in the circumferential direction of the cylindrical electrode 102, it is preferable that the conductance of the cavity 109 in each circumferential direction is the same.

空洞部109の、円筒状電極102の長尺方向に対する断面形状に特に制限は無いが、円筒状電極102の外周面に凹状に溝を形成するため、加工性の面から四角形が本発明には適している。空洞部109が、四角形状の場合、必要な断面積が確保できれば縦横寸法は適宜設定できる。
上述のように原料ガスの導入経路を形成することで、特許文献1の堆積膜形成装置の課題が解決される。これについて図面を用いて説明する。
Although there is no particular limitation on the cross-sectional shape of the hollow portion 109 in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102, a rectangular groove is formed in the present invention from the viewpoint of workability because a concave groove is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical electrode 102. Is suitable. When the cavity 109 has a quadrangular shape, the vertical and horizontal dimensions can be appropriately set as long as a necessary cross-sectional area can be secured.
By forming the introduction path of the source gas as described above, the problem of the deposited film forming apparatus of Patent Document 1 is solved. This will be described with reference to the drawings.

図2は、特許文献1の電子写真感光体を製造するための堆積膜形成装置の一例を示す模式図で、図2(a)は縦断面図、図2(b)は横断面図である。
堆積膜形成装置200は、原料ガスの導入経路となるガスブロック203(ガス供給部材)が設けられている。ガスブロック203は、円筒状電極202から脱着可能となっている。
2A and 2B are schematic views showing an example of a deposited film forming apparatus for manufacturing the electrophotographic photosensitive member of Patent Document 1. FIG. 2A is a longitudinal sectional view, and FIG. 2B is a transverse sectional view. .
The deposited film forming apparatus 200 is provided with a gas block 203 (gas supply member) serving as a source gas introduction path. The gas block 203 can be detached from the cylindrical electrode 202.

円筒状電極202は、スリット状に長さB×幅Cの開口部が周方向に複数(図2では8個)形成されている。ガスブロック203は開口部に嵌め込まれて、円筒状電極202に装着されている。ガスブロック203は内部に、円筒状電極202の長尺方向に延びた空洞部209を備えている。更に、空洞部209から反応空間211へ連通する複数の穴210がガスブロック203に、円筒状電極202の長尺方向に直線状に形成されている。   The cylindrical electrode 202 has a plurality of openings (length B × width C) in a slit shape in the circumferential direction (eight in FIG. 2). The gas block 203 is fitted into the opening and attached to the cylindrical electrode 202. The gas block 203 includes a hollow portion 209 extending in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 202 inside. Further, a plurality of holes 210 communicating from the hollow portion 209 to the reaction space 211 are formed in the gas block 203 in a straight line in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 202.

特許文献1の堆積膜形成装置200の課題は、円筒状電極202の強度を確保することが容易ではない場合があることであり、これにより装置設計の自由度が制限されることである。
円筒状電極202は、スリット状に複数の開口部が形成されているため、反応空間211を真空/大気圧を繰り返しても変形しない強度を確保するために、円筒状電極202の肉厚がある程度必要である。また、ガスブロック203は、内部に空洞部209を形成する加工が容易ではない。これらの理由から、製作費が高価となってしまう。
The problem of the deposited film forming apparatus 200 of Patent Document 1 is that it may not be easy to ensure the strength of the cylindrical electrode 202, and this limits the degree of freedom in apparatus design.
Since the cylindrical electrode 202 has a plurality of openings formed in a slit shape, the cylindrical electrode 202 has a certain thickness to ensure that the reaction space 211 is not deformed by repeated vacuum / atmospheric pressure. is necessary. Further, the gas block 203 is not easily processed to form the cavity 209 therein. For these reasons, the production costs are expensive.

また、円筒状電極202の強度を確保するために非開口部の幅Dもある程度必要なためにガスブロック203の、円筒状電極202の周方向の数が制限される。例えば、円筒状電極202の内径を小さくする際に開口部の幅Cを固定した場合、ガスブロック203の周方向の数が減ることになり、円筒状基体120の周方向の堆積膜の均一性が低下する場合がある。   In addition, since the width D of the non-opening is required to some extent to ensure the strength of the cylindrical electrode 202, the number of gas blocks 203 in the circumferential direction of the cylindrical electrode 202 is limited. For example, when the width C of the opening is fixed when reducing the inner diameter of the cylindrical electrode 202, the number of gas blocks 203 in the circumferential direction is reduced, and the uniformity of the deposited film in the circumferential direction of the cylindrical substrate 120 is reduced. May decrease.

更に、空洞部209はガスブロック203の内部に形成されているため、円筒状電極202の長尺方向の長さがガスブロック203より短く、それに対応して複数の穴210の最も上から最も下までの距離(ガス吹き出し領域)Eも制限される。
これらに対し、本発明の堆積膜形成装置100は、円筒状電極102にスリット状の開口部が無いために円筒状電極102の強度が高く、これにより装置設計の自由度が高くなる。そのため、例えば円筒状電極102の肉厚を薄くすることも可能である。更に、原料ガスの導入経路となる空洞部109が簡単な構造である。これらの理由から、製作費を安価にすることができる。
Further, since the cavity 209 is formed inside the gas block 203, the length of the cylindrical electrode 202 in the longitudinal direction is shorter than that of the gas block 203, and correspondingly, the plurality of holes 210 are from the top to the bottom. Distance (gas blowing area) E is also limited.
On the other hand, in the deposited film forming apparatus 100 of the present invention, since the cylindrical electrode 102 does not have a slit-like opening, the strength of the cylindrical electrode 102 is high, thereby increasing the degree of freedom in designing the apparatus. Therefore, for example, the thickness of the cylindrical electrode 102 can be reduced. Furthermore, the cavity 109 serving as a source gas introduction path has a simple structure. For these reasons, the production cost can be reduced.

円筒状電極102の強度が高いと、例えば、円筒状電極102の周方向の空洞部109の数を増やすことも可能となる。この場合、円筒状電極102の周方向の原料ガスの吹き出しの均一性が向上し、円筒状基体120の周方向の堆積膜の均一性向上が期待できる。また、例えば、空洞部109の数をそのままに、円筒状電極102の内径を小さくすることも可能で、この場合、反応空間111が小さくなって原料ガスの利用効率が向上し、感光体の製造コストの低減が期待できる。   When the strength of the cylindrical electrode 102 is high, for example, the number of the hollow portions 109 in the circumferential direction of the cylindrical electrode 102 can be increased. In this case, the uniformity of the blowing of the source gas in the circumferential direction of the cylindrical electrode 102 is improved, and the uniformity of the deposited film in the circumferential direction of the cylindrical substrate 120 can be expected. Further, for example, it is possible to reduce the inner diameter of the cylindrical electrode 102 while keeping the number of the cavity portions 109 as it is. In this case, the reaction space 111 is reduced and the utilization efficiency of the source gas is improved, and the production of the photoconductor is performed. Cost reduction can be expected.

また、空洞部109は円筒状電極102と空洞部形成部材108との間に形成されるため、ガスブロック203内に形成される空洞部209よりも円筒状電極102の長尺方向の長さが長くできる。空洞部109に対応して、穴110が形成されるため、円筒状電極102の長尺方向に直線状に形成された複数の穴110の最も上から最も下までの距離(ガス吹き出し領域)Aは、A>Eとなる。したがって、円筒状電極102の長尺方向の、原料ガスの吹き出しの均一性が向上し、円筒状基体120の長尺方向の堆積膜の均一性向上が期待できる。また、例えば、ガス吹き出し領域Aをガス吹き出し領域Eと同じにすると、円筒状電極102の長尺方向の長さは円筒状電極202よりも短くすることができる。   Further, since the cavity 109 is formed between the cylindrical electrode 102 and the cavity forming member 108, the length of the cylindrical electrode 102 in the longitudinal direction is longer than the cavity 209 formed in the gas block 203. Can be long. Since the hole 110 is formed corresponding to the hollow portion 109, the distance (gas blowing region) A from the top to the bottom of the plurality of holes 110 formed linearly in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102. A> E. Therefore, the uniformity of the blowing of the source gas in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 102 is improved, and the uniformity of the deposited film in the longitudinal direction of the cylindrical substrate 120 can be expected. For example, when the gas blowing area A is made the same as the gas blowing area E, the length of the cylindrical electrode 102 in the longitudinal direction can be made shorter than that of the cylindrical electrode 202.

この場合、反応空間111が小さくなって原料ガスの利用効率が向上し、感光体の製造コストの低減が期待できる。
なお、製造する感光体の品種によっては、円筒状電極の長尺方向の、原料ガスの吹き出す穴の配置を変更した方が、円筒状基体の長尺方向の堆積膜均一性が向上する場合がある。
In this case, the reaction space 111 is reduced, the utilization efficiency of the raw material gas is improved, and a reduction in the manufacturing cost of the photoreceptor can be expected.
Depending on the type of photoconductor to be manufactured, the deposition film uniformity in the longitudinal direction of the cylindrical substrate may be improved by changing the arrangement of the source gas blowing holes in the longitudinal direction of the cylindrical electrode. is there.

特許文献1の堆積膜形成装置200は、製造する感光体の品種によって、適切な穴210が配置されたガスブロック203に入れ替えることが可能である。したがって、円筒状電極202を入れ替えなくて済むため、段取り替えの作業時間が短縮できるメリットを有している。   The deposited film forming apparatus 200 of Patent Document 1 can be replaced with a gas block 203 in which appropriate holes 210 are arranged depending on the type of the photoreceptor to be manufactured. Accordingly, since it is not necessary to replace the cylindrical electrode 202, there is an advantage that the work time for the setup change can be shortened.

本発明の堆積膜形成装置100の円筒状電極102は、複数の穴110が形成されているため配置を変えることはできない。ただし、空洞部形成部材108が円筒状電極102から脱着可能であるため、空洞部形成部材108の側から、穴110を埋めることは可能である。
図3は円筒状電極102の長尺方向の断面の一部を模式的に示した図である。例えば栓301などの部材を用いれば、円筒状電極102の内周面側に凹凸を作らずに、穴110の一部を埋めることができ、原料ガスが吹き出す穴配置を調整することができる。つまり、堆積膜形成装置200と同様に段取り替えの作業時間が短いというメリットも有している。
The cylindrical electrode 102 of the deposited film forming apparatus 100 of the present invention cannot be changed in arrangement because a plurality of holes 110 are formed. However, since the cavity forming member 108 can be detached from the cylindrical electrode 102, the hole 110 can be filled from the cavity forming member 108 side.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a part of the cross section of the cylindrical electrode 102 in the longitudinal direction. For example, if a member such as the plug 301 is used, a part of the hole 110 can be filled without forming irregularities on the inner peripheral surface side of the cylindrical electrode 102, and the arrangement of holes through which the source gas blows out can be adjusted. That is, like the deposited film forming apparatus 200, there is an advantage that the work time for the setup change is short.

上述の構成の円筒状電極102および空洞部形成部材108を用いた堆積膜形成装置100について、図面を用いて更に説明する。
図1に示す堆積膜形成装置100では、高周波電源112(高周波電力供給手段)およびマッチングボックス113を備え、円筒状電極102に高周波電力(13.56MHz)を供給する。それにより、反応空間111にプラズマを生成して原料ガスを励起し、円筒状基体120の外周面に堆積膜を形成することができる。
反応容器101の底壁103には、排気配管114が接続され、排気配管114は排気バルブ115を介して不図示の排気装置(真空ポンプ)に接続され、反応容器101の内部は排気装置を用いて真空にすることができる
The deposited film forming apparatus 100 using the cylindrical electrode 102 and the cavity forming member 108 having the above-described configuration will be further described with reference to the drawings.
The deposited film forming apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a high frequency power source 112 (high frequency power supply means) and a matching box 113 and supplies high frequency power (13.56 MHz) to the cylindrical electrode 102. Thereby, plasma is generated in the reaction space 111 to excite the source gas, and a deposited film can be formed on the outer peripheral surface of the cylindrical substrate 120.
An exhaust pipe 114 is connected to the bottom wall 103 of the reaction vessel 101, the exhaust pipe 114 is connected to an exhaust device (vacuum pump) (not shown) via an exhaust valve 115, and the inside of the reaction vessel 101 uses an exhaust device. Can be evacuated

円筒状電極102の上下は、セラミックスからなる上部絶縁体106および下部絶縁体107により底壁103および上壁104から絶縁されている。上壁104には上蓋105があって、ここから反応容器101内に、円筒状基体120および補助基体121を装着した基体ホルダ122を搬入・搬出可能となっている。
反応容器101の内部には、加熱用ヒータ124が設けられている。反応容器101内に搬入された基体ホルダ122は、加熱用ヒータ124を覆うようにして受台123に設置されるため、円筒状基体120は内周面側から加熱可能となっている。また、受台123は不図示のモータに接続され回転可能となっており、円筒状基体120は基体ホルダ122に装着された状態で、受台123とともに回転させることができる。
The upper and lower sides of the cylindrical electrode 102 are insulated from the bottom wall 103 and the upper wall 104 by an upper insulator 106 and a lower insulator 107 made of ceramics. The upper wall 104 has an upper lid 105 from which a substrate holder 122 equipped with a cylindrical substrate 120 and an auxiliary substrate 121 can be carried into and out of the reaction vessel 101.
A heating heater 124 is provided inside the reaction vessel 101. Since the substrate holder 122 carried into the reaction vessel 101 is installed on the cradle 123 so as to cover the heater 124, the cylindrical substrate 120 can be heated from the inner peripheral surface side. Further, the cradle 123 is connected to a motor (not shown) and is rotatable, and the cylindrical base 120 can be rotated together with the cradle 123 while being mounted on the base holder 122.

(a−Si感光体の製造)
以上のように構成された堆積膜形成装置100を用いて、a−Si感光体を製造する一例について説明する。
まず、旋盤を用いて表面に鏡面加工を施した円筒状基体120、および補助基体121を、基体ホルダ122に装着する。
次に、反応容器101の内部を大気圧にして、上蓋105を開け、基体ホルダ122を受台123に設置する。
(Manufacture of a-Si photoconductor)
An example of manufacturing an a-Si photoreceptor using the deposited film forming apparatus 100 configured as described above will be described.
First, the cylindrical base 120 and the auxiliary base 121 whose surfaces are mirror-finished using a lathe are mounted on the base holder 122.
Next, the inside of the reaction vessel 101 is set to atmospheric pressure, the upper cover 105 is opened, and the substrate holder 122 is set on the receiving stand 123.

次に、上蓋105を閉じ、排気バルブ115を開いて、反応容器101内を排気する。真空計116の読みが所定の圧力(例えば0.67Pa)以下になった時点で、加熱用の不活性ガス(例えばアルゴンガス)を反応容器101内に導入する。そして、反応容器101内が所定の圧力になるように加熱用の不活性ガスの流量、不図示の排気装置の排気速度を調整する。   Next, the upper lid 105 is closed, the exhaust valve 115 is opened, and the inside of the reaction vessel 101 is exhausted. When the reading of the vacuum gauge 116 becomes a predetermined pressure (for example, 0.67 Pa) or less, an inert gas for heating (for example, argon gas) is introduced into the reaction vessel 101. Then, the flow rate of the inert gas for heating and the exhaust speed of an exhaust device (not shown) are adjusted so that the inside of the reaction vessel 101 has a predetermined pressure.

その後、温度コントローラ(不図示)を作動させて、加熱用ヒータ124を起動し、円筒状基体120の温度を所定の温度(例えば20〜500℃)に制御する。円筒状基体120が所定の温度に加熱されたところで、不活性ガスを徐々に止める。これと並行して、堆積膜形成用の原料ガスを徐々に導入する。   Thereafter, a temperature controller (not shown) is activated to activate the heater 124 and control the temperature of the cylindrical substrate 120 to a predetermined temperature (for example, 20 to 500 ° C.). When the cylindrical substrate 120 is heated to a predetermined temperature, the inert gas is gradually stopped. In parallel with this, the source gas for forming the deposited film is gradually introduced.

原料ガスとしては、例えば、シラン(SiH)、ジシラン(Si)、メタン(CH)、エタン(C)、一酸化窒素(NO)のような材料ガスや、ジボラン(B)、ホスフィン(PH)のようなドーピングガス、水素(H)、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)のような希釈ガスが挙げられる。次に、ミキシング装置(不図示)内のマスフローコントローラ(不図示)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。 Examples of the source gas include material gases such as silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), and nitric oxide (NO), diborane ( B 2 H 6 ), doping gases such as phosphine (PH 3 ), and diluent gases such as hydrogen (H 2 ), helium (He), and argon (Ar). Next, each raw material gas is adjusted to a predetermined flow rate by a mass flow controller (not shown) in the mixing device (not shown).

その際、反応容器101内が所定の圧力(例えば1〜100Pa)に維持されるように真空計116を見ながら、排気装置の排気速度を調整する。このとき、受台123を回転させ、円筒状基体120および補助基体121が装着された基体ホルダ122を回転させる。
以上の手順によって堆積膜形成の準備を完了した後、円筒状基体120の外周面に堆積膜の形成を行う。具体的には、反応容器101内の圧力が安定したことを確認した後、高周波電源112から円筒状電極102に電力を供給し、プラズマを生成して原料ガスを励起させる。これにより円筒状基体120の外周面に所定の堆積膜が形成される。
At that time, the exhaust speed of the exhaust device is adjusted while looking at the vacuum gauge 116 so that the inside of the reaction vessel 101 is maintained at a predetermined pressure (for example, 1 to 100 Pa). At this time, the cradle 123 is rotated, and the substrate holder 122 on which the cylindrical substrate 120 and the auxiliary substrate 121 are mounted is rotated.
After completing the preparation for forming the deposited film by the above procedure, the deposited film is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical substrate 120. Specifically, after confirming that the pressure in the reaction vessel 101 is stable, power is supplied from the high-frequency power source 112 to the cylindrical electrode 102 to generate plasma to excite the source gas. As a result, a predetermined deposited film is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical substrate 120.

所望の膜厚の堆積膜の形成を行った後、電力の供給を止め、反応容器101内への各原料ガスの流入を止めて、高真空になるように反応容器101内を一旦排気する。上記のような操作を繰り返し行うことによって、所定の層構成のa−Si堆積膜を形成することができ、a−Si感光体を製造することができる。   After forming a deposited film with a desired film thickness, the supply of electric power is stopped, the flow of each source gas into the reaction vessel 101 is stopped, and the inside of the reaction vessel 101 is temporarily evacuated so as to achieve a high vacuum. By repeating the above operation, an a-Si deposited film having a predetermined layer structure can be formed, and an a-Si photoreceptor can be manufactured.

<第二の実施形態>
本発明の第二の実施形態について、図4を用いて説明する。
図4は、電子写真感光体を製造するための堆積膜形成装置の円筒状電極と空洞部形成部材の一例を示す模式図で、図4(a)は縦断面図、図4(b)は横断面図である。
本実施形態では、空洞部形成部材408に、円筒状電極402の長尺方向に凹状の溝を形成し、この空洞部形成部材408と円筒状電極402の外周面との間で空洞部409を形成している。そのほかは第一の実施形態と同じである。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
4A and 4B are schematic views showing an example of a cylindrical electrode and a cavity forming member of a deposited film forming apparatus for producing an electrophotographic photosensitive member. FIG. 4A is a longitudinal sectional view, and FIG. It is a cross-sectional view.
In the present embodiment, a concave groove is formed in the cavity portion forming member 408 in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 402, and the cavity portion 409 is formed between the cavity portion forming member 408 and the outer peripheral surface of the cylindrical electrode 402. Forming. The rest is the same as in the first embodiment.

第一の実施形態の円筒状電極102は、外周面に複数の凹状の溝を形成しているが、本実施形態の円筒状電極402にはそれが無いため、円筒状電極402は円筒状電極102よりも強度が高くなり、装置設計の自由度がより高くなる。それにより、例えば、円筒状電極402の肉厚を薄くしたり、空洞部409の円筒状電極402の周方向の数を増やしたりすることが可能になる。   The cylindrical electrode 102 of the first embodiment has a plurality of concave grooves formed on the outer peripheral surface, but the cylindrical electrode 402 of the present embodiment does not have this, so the cylindrical electrode 402 is a cylindrical electrode. The strength is higher than that of 102, and the degree of freedom in device design is higher. Thereby, for example, it becomes possible to reduce the thickness of the cylindrical electrode 402 or increase the number of the hollow electrodes 409 in the circumferential direction of the cylindrical electrode 402.

<第三の実施形態>
本発明の第三の実施形態について、図5を用いて説明する。
図5は、電子写真感光体を製造するための堆積膜形成装置の円筒状電極と空洞部形成部材の一例を示す模式図で、図5(a)は縦断面図、図5(b)は横断面図である。
本実施形態では、円筒状電極502の外周面と空洞部形成部材508の両方に、円筒状電極402の長尺方向に凹状の溝を形成し、それぞれの凹状の溝を重ねて空洞部509を形成している。その他は第一および第二の実施形態と同じである。
<Third embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a cylindrical electrode and a cavity forming member of a deposited film forming apparatus for producing an electrophotographic photosensitive member, FIG. 5 (a) is a longitudinal sectional view, and FIG. It is a cross-sectional view.
In the present embodiment, concave grooves are formed in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 402 on both the outer peripheral surface of the cylindrical electrode 502 and the cavity portion forming member 508, and the hollow portions 509 are formed by overlapping the respective concave grooves. Forming. Others are the same as those in the first and second embodiments.

第二の実施形態の円筒状電極402は、穴410の長さが長くなる。肉厚が厚い円筒状電極402に、穴410を形成するときに、穴径が小さいと穴開け加工が困難になる場合がある。本実施形態では、穴開け加工が可能な範囲に、円筒状電極402の長尺方向に凹状の溝を形成し、空洞部509の断面積が必要な分を空洞部形成部材508に凹状の溝を形成する。これにより、円筒状電極502の強度と加工性のバランスが取れたものが製作できる。   In the cylindrical electrode 402 of the second embodiment, the length of the hole 410 is increased. When forming the hole 410 in the thick cylindrical electrode 402, if the hole diameter is small, drilling may be difficult. In the present embodiment, a concave groove is formed in the longitudinal direction of the cylindrical electrode 402 in a range in which drilling can be performed, and a concave groove is formed in the hollow portion forming member 508 so that a cross-sectional area of the hollow portion 509 is necessary. Form. As a result, it is possible to manufacture a cylindrical electrode 502 having a balance between strength and workability.

以下実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これにより何ら限定されるものではない。
以下の各実施例および比較例は、堆積膜形成装置の円筒状電極と空洞部形成部材またはガスブロックを合わせた製作費、およびガス利用効率の代替として堆積膜形成装置の反応空間の容積で評価し、比較例を100としたときの相対評価を行った。評価結果は数字が小さい方が優れている。結果を表1に示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
Each of the following examples and comparative examples is evaluated based on the manufacturing cost of the cylindrical electrode of the deposited film forming apparatus and the cavity forming member or the gas block, and the reaction space volume of the deposited film forming apparatus as an alternative to the gas utilization efficiency. Then, relative evaluation was performed when the comparative example was 100. The smaller the number, the better the evaluation result. The results are shown in Table 1.

〔実施例1〕
図1の堆積膜形成装置100の円筒状電極102および空洞部形成部材108を製作した。円筒状電極102の寸法は、長尺方向の長さ900mm、内径200mm、肉厚20mmである。円筒状電極102の周方向には、長尺方向の長さ850mm、幅18mm、深さ14mmの凹状の溝を8か所形成した。凹状の溝にはそれぞれに直径0.5mm、長さ6mmの穴110を10mmピッチで84個形成した。空洞部形成部材108は8個製作した。
[Example 1]
The cylindrical electrode 102 and the cavity forming member 108 of the deposited film forming apparatus 100 of FIG. 1 were manufactured. The dimensions of the cylindrical electrode 102 are a length in the longitudinal direction of 900 mm, an inner diameter of 200 mm, and a wall thickness of 20 mm. In the circumferential direction of the cylindrical electrode 102, eight concave grooves having a length of 850 mm, a width of 18 mm, and a depth of 14 mm were formed. In the concave groove, 84 holes 110 each having a diameter of 0.5 mm and a length of 6 mm were formed at a pitch of 10 mm. Eight cavities forming members 108 were manufactured.

〔実施例2〕
実施例1の円筒状電極102の肉厚を3mm薄くしたものを製作した。円筒状電極の周方向には実施例1と同じ凹状の溝を形成したため、穴110の長さは3mmとなった。円筒状電極の肉厚を薄くしても強度には問題なかった。
[Example 2]
The cylindrical electrode 102 of Example 1 with a thickness of 3 mm was manufactured. Since the same concave groove as in Example 1 was formed in the circumferential direction of the cylindrical electrode, the length of the hole 110 was 3 mm. There was no problem in strength even if the thickness of the cylindrical electrode was reduced.

〔実施例3〕
実施例1の円筒状電極102の内径を20mm小さくしたものを製作した。この円筒状電極を用いて、a−Si感光体を製作したが、堆積膜の均一性に問題はなかった。
Example 3
A cylindrical electrode 102 having an inner diameter reduced by 20 mm was manufactured. An a-Si photosensitive member was manufactured using this cylindrical electrode, but there was no problem in the uniformity of the deposited film.

〔比較例〕
図2の堆積膜形成装置200の円筒状電極202およびガスブロック203を製作した。円筒状電極202の寸法および肉厚は実施例1の円筒状電極102の寸法および肉厚と同じである。円筒状電極202の周方向には、長尺方向の長さ850mm、幅30mmのスリット状の開口部を8か所形成した。その開口部と同じ長さおよび幅で、厚さ27mmのガスブロックを8個製作した。ガスブロック203には、内部に直径18mm、長尺方向の長さ830mmの空洞部209を形成し、直径0.5mm、長さ6mmの穴210を10mmピッチで82個形成した。
[Comparative Example]
The cylindrical electrode 202 and the gas block 203 of the deposited film forming apparatus 200 of FIG. 2 were manufactured. The dimensions and thickness of the cylindrical electrode 202 are the same as the dimensions and thickness of the cylindrical electrode 102 of the first embodiment. In the circumferential direction of the cylindrical electrode 202, eight slit-like openings having a length of 850 mm and a width of 30 mm were formed. Eight gas blocks with the same length and width as the opening and a thickness of 27 mm were produced. In the gas block 203, a hollow portion 209 having a diameter of 18 mm and a length of 830 mm was formed inside, and 82 holes 210 having a diameter of 0.5 mm and a length of 6 mm were formed at a pitch of 10 mm.

表1に示すように、本発明の各実施例は、比較例に比べ製作費が大きく下がった。また、装置設計の自由度が高くなることから、堆積膜の均一性は維持しつつ製造コストを下げることができる。すなわち、高品質な堆積膜を低価格で製造可能な堆積膜形成装置を提供することが可能となった。   As shown in Table 1, the production cost of each example of the present invention was significantly lower than that of the comparative example. Further, since the degree of freedom in device design is increased, the manufacturing cost can be reduced while maintaining the uniformity of the deposited film. That is, it is possible to provide a deposited film forming apparatus capable of producing a high quality deposited film at a low cost.

101‥‥反応容器
102‥‥円筒状電極
108‥‥空洞部形成部材
109‥‥空洞部
110‥‥穴
111‥‥反応空間
112‥‥高周波電源
120‥‥円筒状基体

DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Reaction container 102 ... Cylindrical electrode 108 ... Cavity part formation member 109 ... Cavity part 110 ... Hole 111 ... Reaction space 112 ... High frequency power supply 120 ... Cylindrical substrate

Claims (3)

真空気密可能な反応空間を有し、かつ、少なくとも一部の側壁が円筒状電極で構成されている反応容器と、
前記円筒状電極に高周波電力を供給し、前記反応空間に供給された原料ガスを励起させるための高周波電力供給手段と、
前記反応空間に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、
を有し、前記反応空間で円筒状基体の上に堆積膜を形成する堆積膜形成装置であって、
前記堆積膜形成装置は、
前記円筒状電極の長尺方向に延びた空洞部を前記円筒状電極の周方向に複数有し、
前記空洞部は、前記円筒状電極と空洞部形成部材とによって形成され、
前記空洞部形成部材は、前記原料ガス導入手段に接続され、かつ前記空洞部へ連通する穴を有し、
前記円筒状電極は、前記空洞部から前記反応空間へ連通する穴を複数有する
ことを特徴とする堆積膜形成装置。
A reaction vessel having a reaction space capable of being vacuum-tight and having at least a part of side walls made of cylindrical electrodes;
High-frequency power supply means for supplying high-frequency power to the cylindrical electrode and exciting the source gas supplied to the reaction space;
Source gas introduction means for introducing source gas into the reaction space;
A deposited film forming apparatus for forming a deposited film on a cylindrical substrate in the reaction space,
The deposited film forming apparatus comprises:
A plurality of hollow portions extending in the longitudinal direction of the cylindrical electrode in the circumferential direction of the cylindrical electrode;
The cavity is formed by the cylindrical electrode and a cavity forming member,
The cavity forming member has a hole connected to the source gas introduction means and communicating with the cavity,
The deposited electrode forming apparatus, wherein the cylindrical electrode has a plurality of holes communicating from the hollow portion to the reaction space.
前記円筒状電極は、外周面に、前記円筒状電極の長尺方向に延びた凹状の溝が形成され、
前記空洞部は、前記凹状の溝と前記空洞部形成部材とによって形成され、
ている請求項1に記載の堆積膜形成装置。
The cylindrical electrode is formed with a concave groove extending in the longitudinal direction of the cylindrical electrode on the outer peripheral surface,
The hollow portion is formed by the concave groove and the hollow portion forming member,
The deposited film forming apparatus according to claim 1.
前記空洞部形成部材は、前記円筒状電極から脱着可能である請求項1又は2に記載の堆積膜形成装置。

The deposited film forming apparatus according to claim 1, wherein the cavity forming member is detachable from the cylindrical electrode.

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