JP2019199635A - Deposition film forming apparatus - Google Patents

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Kazuto Hosoi
一人 細井
田澤 大介
Daisuke Tazawa
大介 田澤
基也 山田
Motoya Yamada
基也 山田
白砂 寿康
Toshiyasu Shirasago
寿康 白砂
康夫 小島
Yasuo Kojima
康夫 小島
悠 西村
Yu Nishimura
悠 西村
水谷 匡希
Masaki Mizutani
匡希 水谷
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Abstract

To provide a deposition film forming apparatus capable forming a high-quality deposition film excellent in uniformity of film thickness and film characteristics and at the same time increasing the productivity.SOLUTION: The deposition film forming apparatus having a reaction vessel 101 which can be decompressed and in which a cylindrical base body 102A is installed, and a plurality of raw material gas discharge holes 142 provided therein, comprises: a cylindrical and metallic first electrode 106 provided between the raw material gas discharge holes and the cylindrical base body and having a plurality of holes in its side wall; voltage application means 118 provided between a second electrode 104 which includes the cylindrical base body and the first electrode and applying an alternating voltage with a frequency of 3 kHz or more and 300 kHz or less; and piping 130 in which a first opening is coupled to an outer peripheral surface of the first electrode and a second opening is coupled to an exhaust port. The piping is configured to exhaust gas flowing into the piping from the first electrode through the plurality of holes.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被処理基体上に堆積膜、特にアモルファス状あるいは多結晶状などの非単結晶状の堆積膜を形成するための堆積膜形成装置に関する。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 deposition film forming apparatus for forming a deposition film on a substrate to be processed, particularly a non-single-crystal deposition film such as amorphous or polycrystalline. 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、アモルファス材料などの非単結晶材料で構成された堆積膜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)の作製には、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法が用いられる。中でも、原料ガスを高周波電力(主に13.56MHz)で励起させてグロー放電を発生させ、円筒状基体上に堆積膜を形成する製造方法が実用化されている。
Conventionally, various deposited films composed of non-single crystal materials such as amorphous materials 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.
A plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method is used to manufacture an electrophotographic photosensitive member (hereinafter also referred to as “a-Si photosensitive member”) on which an a-Si deposited film is formed. In particular, a manufacturing method in which a source gas is excited with high-frequency power (mainly 13.56 MHz) to generate glow discharge and a deposited film is formed on a cylindrical substrate has been put into practical use.

近年、電子写真装置の高画質化が強く要求されるようになってきており、これに対応して、電子写真感光体の堆積膜の均一性(堆積膜の膜厚および膜質の均一性)の改善や、堆積膜の特性の向上が強く要求されている。
堆積膜の均一化に関しては、例えば、原料ガスの導入方法に関して、反応容器を構成する円筒状電極の内部に原料ガスの経路となる複数の管状空洞部、および管状空洞部に連通するガス穴を形成した堆積膜形成装置が開示されている。(特許文献1参照)
また、高周波電力にかえて、周波数3kHz以上300kHz以下の交播電圧を電極と円筒状基体との間に印加して堆積膜を形成する技術が開示されている(特許文献2参照)。
In recent years, there has been a strong demand for higher image quality in electrophotographic apparatuses. Corresponding to this, the uniformity of deposited films (thickness of deposited films and the uniformity of film quality) of electrophotographic photoreceptors has been increased. There is a strong demand for improvements and improved characteristics of deposited films.
Regarding the uniformization of the deposited film, for example, with respect to the introduction method of the source gas, a plurality of tubular cavities serving as a path for the source gas are provided inside the cylindrical electrode constituting the reaction vessel, and gas holes communicating with the tubular cavities are provided. An apparatus for forming a deposited film is disclosed. (See Patent Document 1)
In addition, a technique is disclosed in which a deposited film is formed by applying a crossing voltage having a frequency of 3 kHz or more and 300 kHz or less between an electrode and a cylindrical substrate in place of the high-frequency power (see Patent Document 2).

特開2001−323375号公報JP 2001-323375 A 特許第4959029号公報Japanese Patent No. 4959029

上記のような技術により、堆積膜の膜厚、膜特性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、より高品質な電子写真感光体が求められている。
例えば、特許文献2に挙げたような比較的低周波数の電圧を用いた場合、堆積膜の膜厚、膜特性の均一性に改善の余地が残されていることがわかった。
With the technique as described above, it has become possible to obtain an a-Si photoreceptor in which the thickness of the deposited film and the uniformity of the film characteristics are improved.
However, the market demand level for products using an electrophotographic photosensitive member is increasing day by day, and a higher quality electrophotographic photosensitive member is required.
For example, it has been found that there is room for improvement in the thickness of the deposited film and the uniformity of the film characteristics when a relatively low frequency voltage as described in Patent Document 2 is used.

プラズマCVDでは、電極間にプラズマを生成することにより生じる活性種を基体上に堆積させることで所望の堆積膜を形成する。その際、プラズマに曝されている電極表面にも堆積膜が堆積してしまう。特許文献2に開示されている片側極性放電を用いてプラズマCVDにより堆積膜を形成すると、電極には主に正および負のいずれか一方の極性の荷電粒子のみが到達するため、電極上に堆積した堆積膜の影響により電極表面に電荷が蓄積してしまう。この蓄積された電荷が原因となり電極の一部でスパークが発生し、このスパークの発生部を起点とした強いプラズマ発光が生じる場合があった。   In plasma CVD, active species generated by generating plasma between electrodes are deposited on a substrate to form a desired deposited film. At this time, a deposited film is also deposited on the electrode surface exposed to the plasma. When a deposited film is formed by plasma CVD using the one-sided polar discharge disclosed in Patent Document 2, only positive or negative charged particles reach the electrode, so that deposition occurs on the electrode. Charges accumulate on the electrode surface due to the effect of the deposited film. Due to the accumulated electric charge, a spark is generated in a part of the electrode, and strong plasma emission may be generated starting from the spark generation portion.

この強いプラズマ発光によりスパーク発生部周辺のプラズマ強度が高くなるため放電空間のプラズマの分布が不均一となり、基体上に形成される堆積膜の均一性が低下する場合があった。
この強いプラズマ発光は、プラズマCVDに使用する原料ガスを反応容器内に供給する原料ガス放出孔の近傍で発生する場合が頻繁に観察されている。
Due to this strong plasma emission, the plasma intensity around the spark generating portion becomes high, so that the plasma distribution in the discharge space becomes non-uniform, and the uniformity of the deposited film formed on the substrate may be reduced.
It has been frequently observed that this strong plasma emission is generated in the vicinity of a source gas discharge hole for supplying a source gas used for plasma CVD into the reaction vessel.

また、前述の電子写真感光体の様に比較的膜厚が厚い堆積膜の形成を行った場合や、プラズマCVDに使用する原料ガスの流量を増加した場合に、上記の強いプラズマ発光が発生しやすい。強いプラズマ発光が発生した場合、膜厚ムラが生じ、膜厚の均一性が高い堆積膜を形成することが困難な場合があった。
このような電子写真感光体を用いた場合、膜厚ムラに起因する画像濃度ムラが発生する場合があった。
In addition, when the deposited film having a relatively large thickness is formed as in the above-described electrophotographic photosensitive member, or when the flow rate of the source gas used for plasma CVD is increased, the above strong plasma emission occurs. Cheap. When strong plasma emission occurs, film thickness unevenness occurs, and it may be difficult to form a deposited film with high film thickness uniformity.
When such an electrophotographic photosensitive member is used, image density unevenness due to film thickness unevenness may occur.

このような電子写真感光体の形成時に電極上の堆積膜に電荷が蓄積されることで生じる強いプラズマ発光に起因する弊害は、特許文献2に開示されている低電圧部分を0Vとし、荷電粒子の入射を断続的に停止することによっても、十分には改善されていない。
また、堆積膜形成中に、形成されている堆積膜の表面(以下、「堆積膜形成表面」とも記載する。)にダストが付着することにより、そのダストが起点となって堆積膜に異常成長が生じることがある。電子写真感光体の堆積膜に異常成長が生じると、電子写真装置から出力される画像には、画像欠陥(黒ポチ(黒色以外のトナーを用いた場合も、便宜上「黒ポチ」と表記する。)または白ポチ)が発生することがある。
The adverse effect caused by the strong plasma emission caused by the accumulation of electric charges in the deposited film on the electrode during the formation of such an electrophotographic photosensitive member is that the low voltage portion disclosed in Patent Document 2 is set to 0 V, and charged particles Even by intermittently stopping the incidence of light, it has not been sufficiently improved.
In addition, during the formation of the deposited film, when dust adheres to the surface of the formed deposited film (hereinafter also referred to as “deposited film forming surface”), abnormal growth occurs on the deposited film starting from the dust. May occur. When abnormal growth occurs in the deposited film of the electrophotographic photosensitive member, the image output from the electrophotographic apparatus is described as an image defect (black spots (“black spots” for convenience even when toner other than black is used). ) Or white spots) may occur.

さらに、電子写真感光体においては、上記の様に品質を向上させることと同時に、堆積膜の製造コストを低減することが求められている。
製造コストを低減するための有効な手段の一つとして、原料ガスの利用効率を向上させることが挙げられる。ここでいう原料ガスの利用効率とは、原料ガスが基板上の堆積膜に使用される割合のことである。所定の膜厚を形成する場合、利用効率が高ければ比較的短時間で堆積膜を形成することが可能となり、原料ガスの使用量を低減することが可能となる。しかし利用効率が低ければ、短時間で堆積膜を形成することが困難となり、原料ガスの使用量が増加してしまう。
Further, in the electrophotographic photosensitive member, it is required to improve the quality as described above and at the same time reduce the manufacturing cost of the deposited film.
One effective means for reducing the manufacturing cost is to improve the utilization efficiency of the source gas. The utilization efficiency of the source gas here refers to the rate at which the source gas is used for the deposited film on the substrate. When a predetermined film thickness is formed, if the utilization efficiency is high, a deposited film can be formed in a relatively short time, and the amount of source gas used can be reduced. However, if the utilization efficiency is low, it is difficult to form a deposited film in a short time, and the amount of source gas used increases.

特に電子写真感光体の様に比較的膜厚が厚い堆積膜の形成を行う場合には、製造コストに占める原料ガス代は比較的高くなるため、原料ガスの使用量を低減させることが求められている。本発明の目的は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、堆積膜の膜厚、膜特性の均一性に優れた高品質な堆積膜を、安価に形成可能な堆積膜形成装置を提供することにある。   In particular, when a deposited film having a relatively large film thickness is formed, such as an electrophotographic photosensitive member, the cost of the source gas occupying the manufacturing cost is relatively high, and therefore it is required to reduce the amount of the source gas used. ing. An object of the present invention is made in view of the above-described problems, and provides a deposited film forming apparatus capable of forming a high-quality deposited film excellent in uniformity of film thickness and film characteristics at a low cost. There is to do.

上述した目的を達成するために、本発明によれば、
減圧可能でその内部に円筒状基体が設置される反応容器、および、前記反応容器の内部に設けられた複数の原料ガス放出孔を有する、堆積膜形成装置であって、
前記原料ガス放出孔と前記円筒状基体との間に設けられた、側壁に複数の孔を有する円筒状の金属製の第1の電極と、
前記円筒状基体を含む第2の電極と前記第1の電極との間に設けられた、周波数3kHz以上300kHz以下の交播電圧を印加する手段と、
第1の口が前記第1の電極の外周面に連結され、第2の口が排気口に連結された配管とを有し、
前記配管は、前記複数の孔を通過して前記第1の電極の内部から前記配管の内部に流れ込んだガスを排気する堆積膜形成装置が提供される。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention,
A deposition film forming apparatus having a reaction vessel capable of being depressurized and having a cylindrical substrate installed therein, and a plurality of source gas discharge holes provided inside the reaction vessel,
A cylindrical metal first electrode provided between the source gas discharge hole and the cylindrical substrate and having a plurality of holes on a side wall;
Means for applying a cross-seeding voltage having a frequency of 3 kHz or more and 300 kHz or less provided between the second electrode including the cylindrical substrate and the first electrode;
A first port connected to the outer peripheral surface of the first electrode, and a second port connected to the exhaust port;
The pipe is provided with a deposited film forming apparatus that exhausts gas that has passed through the plurality of holes and has flowed into the pipe from the inside of the first electrode.

本発明によれば、膜厚、膜特性の均一性に優れた堆積膜の形成が可能であり、かつ堆積膜を形成するときの原料ガスの利用効率が高い堆積膜形成装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a deposited film forming apparatus capable of forming a deposited film having excellent uniformity in film thickness and film characteristics and having high utilization efficiency of a source gas when forming the deposited film. It becomes possible.

本発明に関わる電子写真感光体を製造するための製造装置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the manufacturing apparatus for manufacturing the electrophotographic photosensitive member in connection with this invention. 本発明に関わる電子写真感光体を製造するための製造装置における第1の電極と配管の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the 1st electrode and piping in the manufacturing apparatus for manufacturing the electrophotographic photosensitive member in connection with this invention. 本発明に関わる電子写真感光体を製造するための製造装置で使用される電圧波形の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the voltage waveform used with the manufacturing apparatus for manufacturing the electrophotographic photoreceptor concerning this invention. 本発明の比較例に関わる電子写真感光体を製造するための製造装置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the manufacturing apparatus for manufacturing the electrophotographic photosensitive member in connection with the comparative example of this invention. 本発明に関わる電子写真感光体を製造するための製造装置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the manufacturing apparatus for manufacturing the electrophotographic photosensitive member in connection with this invention. 本発明の比較例に関わる電子写真感光体を製造するための製造装置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the manufacturing apparatus for manufacturing the electrophotographic photosensitive member in connection with the comparative example of this invention. 本発明に関わる電子写真感光体を製造するための製造装置における第1の電極と配管の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the 1st electrode and piping in the manufacturing apparatus for manufacturing the electrophotographic photosensitive member in connection with this invention.

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、a−Si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。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B are schematic views showing an example of a deposited film forming apparatus for manufacturing an a-Si photosensitive member. FIG. 1A is a longitudinal sectional view, and FIG. 1B is a transverse sectional view.

減圧可能で、接地された反応容器101の内部には、円筒状基体102A、102B及び補助基体103A、103Bを含む第2の電極104が設置されている。反応容器101の上壁108及び下壁109は接地されている。
反応容器101と第2の電極104との間には、側面に複数の孔を有する円筒状の金属製の第1の電極106が設けられている。第1の電極106は反応容器101の下壁109の内面及び反応容器101の上壁108の内面を介して接地されている。
A second electrode 104 including cylindrical base bodies 102A and 102B and auxiliary base bodies 103A and 103B is installed inside a reaction vessel 101 that can be decompressed and is grounded. The upper wall 108 and the lower wall 109 of the reaction vessel 101 are grounded.
Between the reaction vessel 101 and the second electrode 104, a cylindrical metal first electrode 106 having a plurality of holes on the side surface is provided. The first electrode 106 is grounded via the inner surface of the lower wall 109 of the reaction vessel 101 and the inner surface of the upper wall 108 of the reaction vessel 101.

図2は第1の電極106の一例と第1の電極106の排気面106Aに配管130が取り付けられた一例を示す模式図である。第1の電極106の側面には複数の孔201が設けられている。(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は底面図である。
配管は、一方の口(第1の口)が第1の電極の外周面に連結される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the first electrode 106 and an example in which a pipe 130 is attached to the exhaust surface 106A of the first electrode 106. FIG. A plurality of holes 201 are provided on the side surface of the first electrode 106. (A) is a perspective view, (b) is a plan view, and (c) is a bottom view.
As for piping, one opening (1st opening) is connected with the peripheral face of the 1st electrode.

また、図1に示すように、第1の電極106の排気面106Aに取り付けられた配管130の他方の口(第2の口)は、反応容器101の内部の側壁に設けられた排気口107を取り囲む様に反応容器101に接続されている。第1の電極106の内部から複数の孔201を通過して配管130の第1の口側に流れ込んだガスは、配管130の中を通過し、配管130の第2の口側から排気口107を経て排気される。   As shown in FIG. 1, the other port (second port) of the pipe 130 attached to the exhaust surface 106 </ b> A of the first electrode 106 is an exhaust port 107 provided on the side wall inside the reaction vessel 101. Is connected to the reaction vessel 101 so as to surround the. The gas that has passed through the plurality of holes 201 from the inside of the first electrode 106 and has flowed into the first port side of the pipe 130 passes through the pipe 130 and is discharged from the second port side of the pipe 130 to the exhaust port 107. It is exhausted through.

この様に、反応容器101の内部は、第1の電極106と、配管130によって、以下の様に空間が分けられる。
空間A−配管130の内部空間
空間B−第1の電極106の内周面と上壁108と下壁109とで囲まれた空間
空間C−反応容器101の内周面と上壁108と下壁109とで囲まれた空間で、上記空間Aと空間B以外の空間。
As described above, the space inside the reaction vessel 101 is divided by the first electrode 106 and the pipe 130 as follows.
Space A-Internal space of the piping 130 Space B-Space surrounded by the inner peripheral surface of the first electrode 106, the upper wall 108 and the lower wall 109 Space C-The inner peripheral surface of the reaction vessel 101, the upper wall 108 and the lower A space surrounded by the wall 109 and other than the space A and the space B.

第2の電極104は回転軸111を介して電源118に接続されている。回転軸111は絶縁部材105により接地された反応容器101と絶縁されている。
回転モータ110、モータ歯車部120、回転軸歯車部121は円筒状基体102A、102B及び補助基体103A、103Bに対する回転支持機構を構成している。
反応容器101側壁にはガスブロック140が設置されている。ガスブロック140は反応容器101を介して接地されている。
The second electrode 104 is connected to the power source 118 via the rotating shaft 111. The rotating shaft 111 is insulated from the reaction vessel 101 grounded by the insulating member 105.
The rotation motor 110, the motor gear portion 120, and the rotation shaft gear portion 121 constitute a rotation support mechanism for the cylindrical base bodies 102A and 102B and the auxiliary base bodies 103A and 103B.
A gas block 140 is installed on the side wall of the reaction vessel 101. The gas block 140 is grounded via the reaction vessel 101.

ガスブロック140は、第1の電極106を取り囲むように複数個(本形態では7個。排気口107と対向する位置から等間隔に)備えられている。ガスブロック140の内部には原料ガスの経路となる管状空洞部141を有し、管状空洞部141に連通する原料ガス放出孔142が、ガスブロック140の第1の電極106に対向する面で軸方向に複数形成されている。さらに、ガスブロック140は供給配管144を介して、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(不図示)を内在するミキシング装置145と原料ガス導入バルブ146とからなるガス供給系に接続されている。これらにより、反応容器101の内部に原料ガスが供給可能となっている。   A plurality of gas blocks 140 are provided so as to surround the first electrode 106 (seven in this embodiment, equidistant from a position facing the exhaust port 107). The gas block 140 has a tubular cavity 141 serving as a path for the source gas, and the source gas discharge hole 142 communicating with the tubular cavity 141 has a shaft on the surface facing the first electrode 106 of the gas block 140. A plurality are formed in the direction. Further, the gas block 140 is connected to a gas supply system including a mixing device 145 including a mass flow controller (not shown) for adjusting the flow rate of the raw material gas and the raw material gas introduction valve 146 via the supply pipe 144. Yes. As a result, the source gas can be supplied into the reaction vessel 101.

反応容器101の内部の側壁には、反応容器101内を排気するための排気口107が設けられている。反応容器101の排気系は、排気口107に連通された排気配管115、排気メインバルブ116、真空ポンプ117から構成されている。真空ポンプ117は例えばロータリーポンプやメカニカルブースターポンプである。真空計112を使って排気系をフィードバック制御させることにより反応容器101の内部を所定圧力に維持する。   An exhaust port 107 for exhausting the inside of the reaction vessel 101 is provided on the side wall inside the reaction vessel 101. The exhaust system of the reaction vessel 101 includes an exhaust pipe 115 communicated with an exhaust port 107, an exhaust main valve 116, and a vacuum pump 117. The vacuum pump 117 is, for example, a rotary pump or a mechanical booster pump. By using the vacuum gauge 112 to feedback control the exhaust system, the inside of the reaction vessel 101 is maintained at a predetermined pressure.

以下、図1の装置を用いた電子写真感光体の製造方法の一例について説明する。
例えば旋盤を用いて表面に鏡面加工を施した円筒状基体102A、102B及び補助基体103A、103Bは図示しない基体ホルダーに回転可能に設置される。次にガス供給系内の排気を兼ねて原料ガス導入バルブ146を開き、排気メインバルブ116を開いて反応容器101及びガスブロック140内の排気を開始し、真空計112によって反応容器101の内部の圧力が0.67Pa以下になることを確認する。
Hereinafter, an example of a method for producing an electrophotographic photoreceptor using the apparatus of FIG. 1 will be described.
For example, cylindrical bases 102A and 102B and auxiliary bases 103A and 103B whose surfaces are mirror-finished using a lathe are rotatably installed on a base holder (not shown). Next, the source gas introduction valve 146 is also opened to serve as the exhaust in the gas supply system, the exhaust main valve 116 is opened, and the exhaust in the reaction vessel 101 and the gas block 140 is started. Confirm that the pressure is 0.67 Pa or less.

次に、ミキシング装置145から加熱用の不活性ガス、一例としてアルゴンガスをガスブロック140を介して反応容器101の内部に導入する。
ガスブロック140から導入されたアルゴンガスは、前記の空間Cを通過し、次に空間Bを通過し、次に空間Aを通過して、反応容器101の外に排気される。
反応容器101に設けられた真空計112を使ってフィードバック制御させることにより反応容器101の内部を所定圧力に維持する。
Next, an inert gas for heating, for example, argon gas, is introduced from the mixing device 145 into the reaction vessel 101 through the gas block 140.
The argon gas introduced from the gas block 140 passes through the space C, then passes through the space B, then passes through the space A, and is exhausted out of the reaction vessel 101.
The inside of the reaction vessel 101 is maintained at a predetermined pressure by performing feedback control using a vacuum gauge 112 provided in the reaction vessel 101.

その後、不図示の基体加熱ヒータを作動させて円筒状基体102A、102Bを加熱し、円筒状基体102A、102Bの温度を20℃〜500℃の所定の温度に制御する。円筒状基体102A、102B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。同時並行的に、成膜用の所定の原料ガス、例えばモノシラン(SiH)、ジシラン(Si)、メタン(CH)、エタン(C)などの材料ガス、またはジボラン(B)、ホスフィン(PH)などのドーピングガスをミキシング装置145によって混合した後に反応容器101内に徐々に導入する。 Thereafter, a substrate heater (not shown) is operated to heat the cylindrical substrates 102A and 102B, and the temperature of the cylindrical substrates 102A and 102B is controlled to a predetermined temperature of 20 ° C to 500 ° C. When the cylindrical base bodies 102A and 102B are heated to a predetermined temperature, the inert gas is gradually stopped. At the same time, a predetermined raw material gas for film formation, for example, a material gas such as monosilane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), or diborane ( A doping gas such as B 2 H 6 ) or phosphine (PH 3 ) is mixed by the mixing device 145 and then gradually introduced into the reaction vessel 101.

ガスブロック140から導入された原料ガスも前述のアルゴンガスと同様に、前記の空間Cを通過し、次に空間Bを通過し、次に空間Aを通過して、反応容器101の外に排気される。
次に、ミキシング装置145内の不図示のマスフローコントローラーによって、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101の内部が所定の圧力に維持されるよう真空計112を見ながら排気メインバルブ116の開口率あるいは真空ポンプ117の排気速度を調整する。
The raw material gas introduced from the gas block 140 passes through the space C, then passes through the space B, then passes through the space A, and is exhausted out of the reaction vessel 101 in the same manner as the argon gas described above. Is done.
Next, each source gas is adjusted to a predetermined flow rate by a mass flow controller (not shown) in the mixing device 145. At that time, the opening ratio of the exhaust main valve 116 or the exhaust speed of the vacuum pump 117 is adjusted while looking at the vacuum gauge 112 so that the inside of the reaction vessel 101 is maintained at a predetermined pressure.

以上の手順によって成膜準備を完了した後、円筒状基体102A、102Bの上に下部注入阻止層、光導電層、上部注入阻止層、表面層の順に積層膜を堆積させる。電源118により、第2の電極104及び第1の電極106の一方の電位に対する他方の電位が交互に正と負になるように周波数3kHz以上300kHz以下の交播電圧を第2の電極104と第1の電極106との間に印加する。
それにより、第2の電極104と第1の電極106との間の空間にプラズマを生起させる。このプラズマのエネルギーによって反応容器101の内部に導入された各原料ガスが分解され、円筒状基体102A、102Bの上に所定の膜が形成される。
After completing the film formation preparation by the above procedure, a laminated film is deposited on the cylindrical substrates 102A and 102B in the order of the lower injection blocking layer, the photoconductive layer, the upper injection blocking layer, and the surface layer. By means of the power source 118, a cross-seeding voltage with a frequency of 3 kHz or more and 300 kHz or less is applied to the second electrode 104 and the first electrode so that the other potential with respect to one potential of the second electrode 104 and the first electrode 106 alternately becomes positive and negative. Applied between the first electrode 106 and the first electrode 106.
Accordingly, plasma is generated in the space between the second electrode 104 and the first electrode 106. Each source gas introduced into the reaction vessel 101 is decomposed by the plasma energy, and a predetermined film is formed on the cylindrical substrates 102A and 102B.

図3は、電源118より印加される電圧波形の一例を示した図である。
第1の電極106の電位をアース電位で一定とし、第1の電極106の電位に対する第2の電極104の電位の変化を示す。
図3中、Aの範囲は放電開始電圧の絶対値以上の絶対値を持つ電圧となる期間であり、図3中Bの範囲が放電維持電圧の絶対値未満の絶対値を持つ電圧となる期間である。図3中Tは、電圧の周期を表しており、周波数によって決まる。
又、(t/T)×100をDuty比(%)と定義する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform applied from the power supply 118.
The potential of the second electrode 104 with respect to the potential of the first electrode 106 is shown with the potential of the first electrode 106 being constant at the ground potential.
In FIG. 3, the range A is a period in which the voltage has an absolute value greater than or equal to the absolute value of the discharge start voltage, and the range B in FIG. 3 is a period in which the voltage has an absolute value less than the absolute value of the discharge sustain voltage. It is. In FIG. 3, T represents a voltage period and is determined by the frequency.
Further, (t / T) × 100 is defined as the duty ratio (%).

本発明の堆積膜形成装置においては、交播電圧を第2の電極104と第1の電極106との間に印加する。その結果、プラズマは、第2の電極104と第1電極106と、上壁108と下壁109で形成される空間Bに閉じ込められる。また、前述のように原料ガスは、前記の空間Cを通過し、次に空間Bを通過し、次に空間Aを通過して、反応容器101の外に排気される。そのため、ガスブロック140の表面に到達するのは、空間Bから空間Cに拡散してくる僅かな活性種だけとなるため、ガスブロック140の表面に堆積する堆積物は大幅に減少した。   In the deposited film forming apparatus of the present invention, a cross seeding voltage is applied between the second electrode 104 and the first electrode 106. As a result, the plasma is confined in the space B formed by the second electrode 104, the first electrode 106, the upper wall 108 and the lower wall 109. Further, as described above, the raw material gas passes through the space C, then passes through the space B, then passes through the space A, and is exhausted out of the reaction vessel 101. Therefore, since only a few active species diffused from the space B to the space C reach the surface of the gas block 140, the deposits deposited on the surface of the gas block 140 are greatly reduced.

その結果、ガスブロック140表面の原料ガス放出孔142近傍で発生していた、前述の強いプラズマ発光が大幅に低減した。
この原因に関しては、以下の様に推測している。
強いプラズマ発光が発生する原因は、以下のように考えられる。
前記の様に片側極性放電を用いてプラズマCVDにより堆積膜を形成すると、電極には主に正および負のいずれか一方の極性の荷電粒子のみが到達するため、電極上に堆積した堆積膜の影響により電極表面に電荷が蓄積してしまう。例えば、第2の電極104に負電圧を印加する場合は、対向する第1の電極106には電子が蓄積してくる。このとき、対向する第1の電極106の電極表面の堆積物により電荷の蓄積状況は変化してくる。
As a result, the above-mentioned strong plasma emission that occurred near the source gas discharge hole 142 on the surface of the gas block 140 was greatly reduced.
This cause is presumed as follows.
The cause of the strong plasma emission is considered as follows.
When a deposited film is formed by plasma CVD using one-sided polar discharge as described above, only charged particles of either positive or negative polarity reach the electrode, so the deposited film deposited on the electrode Electric charges accumulate on the electrode surface due to the influence. For example, when a negative voltage is applied to the second electrode 104, electrons accumulate in the opposing first electrode 106. At this time, the state of charge accumulation varies depending on the deposit on the electrode surface of the first electrode 106 that is opposed.

対向する第1の電極106の表面の堆積物が、第2の電極104を構成している円筒状基体102A、102Bの表面に堆積するようなa−Si膜からなる堆積物の場合、抵抗率が比較的小さいため、電荷の蓄積が抑制される。一方、ガスブロック140の表面のように、例えばポリシリコンと呼ばれるポリマー状の粉末形態の堆積物の場合、抵抗率が比較的大きいため、電荷の蓄積が促進される。さらに、堆積物の膜厚が厚くなると抵抗が高くなり、さらに電荷が蓄積されやすくなる。そうして、蓄積された電荷が原因となり電極の一部でスパークが発生し、このスパークの発生部を起点とした強いプラズマ発光が生じていると考えられる。   In the case where the deposit on the surface of the opposing first electrode 106 is a deposit made of an a-Si film that is deposited on the surfaces of the cylindrical substrates 102A and 102B constituting the second electrode 104, the resistivity Is relatively small, charge accumulation is suppressed. On the other hand, in the case of a deposit in the form of a polymer powder called polysilicon, for example, like the surface of the gas block 140, since the resistivity is relatively large, charge accumulation is promoted. Furthermore, as the thickness of the deposit increases, the resistance increases and charges are more likely to accumulate. Thus, it is considered that a spark is generated in a part of the electrode due to the accumulated electric charge, and strong plasma emission is generated starting from the spark generation portion.

この強いプラズマ発光は、プラズマCVDに使用する原料ガスを反応容器内に供給する原料ガス放出孔の近傍で発生する場合が頻繁に観察されている。さらに、プラズマCVDに使用する原料ガスの流量を増加した場合には、より頻繁に観察される場合が有る。このため、強いプラズマ発光の発生には、原料ガスの吐出圧力が何らか関係していると考えられる。   It has been frequently observed that this strong plasma emission is generated in the vicinity of a source gas discharge hole for supplying a source gas used for plasma CVD into the reaction vessel. Furthermore, when the flow rate of the source gas used for plasma CVD is increased, it may be observed more frequently. For this reason, it is considered that the discharge pressure of the raw material gas is related to the generation of strong plasma emission.

また、堆積物は堆積する表面の温度により、構造が変化する。ガスブロック140は内部に常温の原料ガスが流れ、さらに、背面側は常温の大気と接しているため、熱伝導によりガスブロック140の反応容器101の内面側の表面が冷やされ、比較的表面温度が低くなっている。そのため、堆積物はポリマー状に成りやすく、抵抗率が比較的高くなる。
本発明によれば、ガスブロック140の表面に堆積する堆積物が大幅に減少するため、電荷の蓄積が抑制され、原料ガス放出孔142近傍で発生する、強いプラズマ発光を大幅に抑制することが可能となった。
The structure of the deposit changes depending on the temperature of the surface on which the deposit is deposited. In the gas block 140, normal temperature source gas flows inside, and the back side is in contact with the normal temperature atmosphere, so that the surface on the inner surface side of the reaction vessel 101 of the gas block 140 is cooled by heat conduction, and the surface temperature is relatively high. Is low. Therefore, the deposit is likely to be polymerized, and the resistivity is relatively high.
According to the present invention, deposits deposited on the surface of the gas block 140 are greatly reduced, so that charge accumulation is suppressed and strong plasma emission generated near the source gas discharge holes 142 can be significantly suppressed. It has become possible.

一方、第1の電極106の内側の表面には、堆積物が比較的厚く堆積される。しかし、第1の電極106は図2に一例を示すように、第1の電極106の側面に複数の孔201が設けられている。そのため、空間Cと空間Bの圧力差はほとんど無い状態なので、複数の孔201から、空間Bに供給される原料ガスの吐出圧力は大幅に低減されている。さらに、第1の電極106は、減圧された空間の中に設置されているため、表面は熱輻射(熱放出)のみで温度低下が生じるが、熱輻射による温度の低下は極めて小さい。さらに、ガスブロック140と円筒状基体102A、102Bとの間に設置されているため、表面が加熱され温度制御されている円筒状基体102A、102Bからの輻射熱の影響を受けやすくなり、比較的表面温度が高くなっている。そのため、第1の電極106の表面には、膜状の堆積物が堆積するので、比較的抵抗率が低くなり電荷の蓄積も抑制される。以上の作用により、第1の電極106上で、強いプラズマ発光が発生することは無いと考えられる。さらに、本発明によれば、原料ガスの利用効率を向上させることが可能となる。   On the other hand, a deposit is deposited relatively thick on the inner surface of the first electrode 106. However, the first electrode 106 is provided with a plurality of holes 201 on the side surface of the first electrode 106 as shown in FIG. Therefore, since there is almost no pressure difference between the space C and the space B, the discharge pressure of the raw material gas supplied to the space B from the plurality of holes 201 is greatly reduced. Furthermore, since the first electrode 106 is installed in a decompressed space, the temperature of the surface is decreased only by heat radiation (heat release), but the temperature decrease due to heat radiation is extremely small. Further, since the gas block 140 is installed between the cylindrical bases 102A and 102B, the surface is easily affected by radiant heat from the cylindrical bases 102A and 102B whose surface is heated and temperature-controlled, and the surface is relatively The temperature is high. Therefore, since a film-like deposit is deposited on the surface of the first electrode 106, the resistivity is relatively low and charge accumulation is suppressed. It is considered that strong plasma emission does not occur on the first electrode 106 due to the above action. Furthermore, according to the present invention, the utilization efficiency of the source gas can be improved.

図4に比較のための装置を示す。図4に示す装置は、図1の本発明の装置と比較すると、排気面106Aに、配管130が設置されていないという点で相違する。
図4に示す装置の場合、ガスブロック140から導入された原料ガスは、まず空間Cに放出される。しかし、空間C放出された原料ガスの一部は、プラズマが形成されている空間Bを通過せずに、反応容器101の外に排気されてしまう。この様な原料ガスは、円筒状基体102A、102B上に堆積する堆積膜の形成には寄与しにくいため、原料ガスの利用効率を低下させる一因となっている。
FIG. 4 shows an apparatus for comparison. The apparatus shown in FIG. 4 is different from the apparatus of the present invention shown in FIG. 1 in that a pipe 130 is not installed on the exhaust surface 106A.
In the case of the apparatus shown in FIG. 4, the source gas introduced from the gas block 140 is first released into the space C. However, a part of the source gas discharged from the space C is exhausted outside the reaction vessel 101 without passing through the space B where the plasma is formed. Such a source gas is unlikely to contribute to the formation of a deposited film deposited on the cylindrical bases 102A and 102B, and thus contributes to reducing the utilization efficiency of the source gas.

一方、図1に示す本発明の装置は、第1の電極の排気面106Aと連結した、反応容器101の内部を排気するための配管130を有する。配管130によって、ガスブロック140から導入された原料ガスは、空間Cを通過し、次に空間Bを通過し、次に空間Aを通過して、反応容器101の外に排気される。よって、プラズマが形成されている空間Bを通過せずに、反応容器101の外に排気されてしまう原料ガスを低減することが可能となる。その結果、原料ガスの利用効率が向上する。   On the other hand, the apparatus of the present invention shown in FIG. 1 has a pipe 130 for exhausting the inside of the reaction vessel 101 connected to the exhaust surface 106A of the first electrode. The raw material gas introduced from the gas block 140 by the pipe 130 passes through the space C, then passes through the space B, then passes through the space A, and is exhausted out of the reaction vessel 101. Therefore, it is possible to reduce the raw material gas that is exhausted outside the reaction vessel 101 without passing through the space B in which the plasma is formed. As a result, the utilization efficiency of the source gas is improved.

本発明において、第1の電極106を設置する位置は、原料ガス放出孔142と第2の電極104との間であれば特に制限は無い。堆積膜を形成する時の形成条件(例えば、反応容器101内の内圧)により、第1の電極106と第2の電極104との距離を適宜決定すればよい。
本発明において、円筒状の第1の電極106の材質は、金属製であれば特に制限は無いが、加工の容易性やコストの観点から、アルミニウム、ステンレス鋼で作製されることが好ましい。
In the present invention, the position where the first electrode 106 is installed is not particularly limited as long as it is between the source gas discharge hole 142 and the second electrode 104. The distance between the first electrode 106 and the second electrode 104 may be determined as appropriate depending on the formation conditions (for example, internal pressure in the reaction vessel 101) when forming the deposited film.
In the present invention, the material of the cylindrical first electrode 106 is not particularly limited as long as it is made of metal, but is preferably made of aluminum or stainless steel from the viewpoint of ease of processing and cost.

円筒状の第1の電極106の厚さは、堆積膜の応力や、熱により円筒状形状が変形しなければ特に制限は無い。強度や、加工の容易性の観点から厚さは、0.3mm〜5.0mmが好ましい。
円筒状の第1の電極106の側面に設けられる、複数の孔201の断面積S1は、異なる断面積が混在していても良いが、加工の容易性から同一断面積の方が好ましい。
The thickness of the cylindrical first electrode 106 is not particularly limited as long as the cylindrical shape is not deformed by the stress of the deposited film or heat. From the viewpoint of strength and ease of processing, the thickness is preferably 0.3 mm to 5.0 mm.
The cross-sectional area S1 of the plurality of holes 201 provided on the side surface of the cylindrical first electrode 106 may include different cross-sectional areas, but the same cross-sectional area is preferable from the viewpoint of ease of processing.

複数の孔201の単体の断面積S1の大きさは特に制限が無い。しかし、原料ガス放出孔142と比較して、吐出圧力の低減の面から、原料ガス放出孔142の中で最大の断面積をS2としたとき、S1とS2とが以下の式(1)を満たすことが好ましい。
S1≧S2×10 ・・・ 式(1)
また、断面積S1が7mm以上の方が、さらに吐出圧力の低減の面から好ましい。
The size of the single sectional area S1 of the plurality of holes 201 is not particularly limited. However, when the maximum cross-sectional area of the source gas discharge hole 142 is S2 from the viewpoint of reducing the discharge pressure compared to the source gas discharge hole 142, S1 and S2 are expressed by the following formula (1). It is preferable to satisfy.
S1 ≧ S2 × 10 (1)
In addition, the cross-sectional area S1 is preferably 7 mm 2 or more from the viewpoint of further reducing the discharge pressure.

第1の電極106の側面において、複数の孔201が占める面積の割合(以下「開口率」とも記載する。)が小さ過ぎると、前述の空間Cと空間Bとの間の差圧が大きくなるため、複数の孔201からの原料ガスの吐出圧力が増加してしまう。一方、開口率が大き過ぎると、空間Bのプラズマの閉じ込め効果が弱まるため、ガスブロック140の上に堆積する堆積物が増加してしまう。よって、円筒状の第1の電極106側面における開口率は、20(%)以上50(%)以下が好ましい。   If the ratio of the area occupied by the plurality of holes 201 on the side surface of the first electrode 106 (hereinafter also referred to as “opening ratio”) is too small, the differential pressure between the space C and the space B described above increases. For this reason, the discharge pressure of the source gas from the plurality of holes 201 is increased. On the other hand, if the aperture ratio is too large, the effect of confining the plasma in the space B is weakened, so that deposits deposited on the gas block 140 increase. Therefore, the opening ratio on the side surface of the cylindrical first electrode 106 is preferably 20% or more and 50% or less.

また、第1の電極106の表面に堆積する膜状の堆積物は、堆積膜の形成条件によっては周面で均一な状態ではない場合がある。具体的には、原料ガスが排気口に向かう排気面106Aに堆積する堆積物と、排気面106A以外の領域に堆積する堆積物とで異なる場合がある。より具体的には、プラズマが形成されている空間B側の排気面106Aに堆積する堆積物が、それ以外の領域に比べてよりポリマー状の堆積物になる場合がある。このような現象は、堆積膜の形成条件としては、反応容器内の圧力が高い条件でより顕在化し、このポリマー状の堆積物は場合によってはプラズマ空間中に浮遊し稀に堆積膜形成表面に付着し、ダスト源になる場合がある。これは、プラズマが形成されている空間Bから空間Aへ向かう原料ガスが第1の電極の複数の孔端部の周辺部で澱みを生じ、その結果、気相反応が促進されポリマー状の堆積物が生成されてしまうためと考えている。   Further, the film-like deposit deposited on the surface of the first electrode 106 may not be uniform on the peripheral surface depending on the formation conditions of the deposited film. Specifically, the deposit that is deposited on the exhaust surface 106A where the source gas is directed to the exhaust port may be different from the deposit that is deposited on a region other than the exhaust surface 106A. More specifically, the deposit deposited on the exhaust surface 106A on the space B side where the plasma is formed may become a polymer deposit more than the other regions. Such a phenomenon becomes more apparent when the pressure in the reaction vessel is high as the formation condition of the deposited film, and this polymer deposit floats in the plasma space depending on the case and rarely appears on the deposited film formation surface. It may adhere and become a dust source. This is because the source gas heading from the space B where the plasma is formed to the space A causes stagnation in the peripheral portions of the plurality of hole ends of the first electrode, and as a result, the gas phase reaction is promoted and the polymer deposition is performed. This is because things are generated.

原料ガスの澱みを低減してポリマー状の堆積物の生成を抑制するためには、排気面106Aに設けられた第1の電極の孔周辺部の原料ガスの流れを改善することが好ましい。具体的には、図7(c)又は(d)の横断面の一部拡大図に示すように、第1の電極106に設けられた複数の孔の内周面側(空間B側)の端部が面取り加工されていることが好ましい。
図7(a)は第1の電極106と配管130の概観を示す斜視図であり、同図(b)〜(d)は第1の電極106の横断面の一部拡大図であり、同図(e)〜(f)は面取り加工方法を具体的に説明するための図である。
図7(b)は端部201Aが面取り加工されていない孔201の例を示し、図7(c)及び(d)は端部201Aが面取り加工されている孔201の例を示す。
孔の端部に施される面取り加工方法は特に制限は無く、図7(c)に示すようなC面取り加工でも良く、図7(d)に示すようなR面取り加工でも良い。
In order to reduce the stagnation of the raw material gas and suppress the formation of polymer deposits, it is preferable to improve the flow of the raw material gas around the hole of the first electrode provided on the exhaust surface 106A. Specifically, as shown in the partially enlarged view of the cross section in FIG. 7C or 7D, the inner peripheral surface side (space B side) of the plurality of holes provided in the first electrode 106 is provided. The end is preferably chamfered.
FIG. 7A is a perspective view showing an overview of the first electrode 106 and the pipe 130, and FIGS. 7B to 7D are partially enlarged views of the cross section of the first electrode 106. FIGS. 3E to 3F are diagrams for specifically explaining the chamfering method.
FIG. 7B shows an example of the hole 201 in which the end portion 201A is not chamfered, and FIGS. 7C and 7D show examples of the hole 201 in which the end portion 201A is chamfered.
The chamfering method applied to the end of the hole is not particularly limited, and may be C chamfering as shown in FIG. 7C or R chamfering as shown in FIG.

円筒状の第1の電極106の側面に設けられる、複数の孔201の配置の方法は特に制限は無く、ランダムに配置しても良いし、例えば、60°千鳥型、角千鳥型や並列型の様に規則性を持たせて配置しても良い。
円筒状の第1の電極106の側面に設けられる、複数の孔201の形成の方法も特に制限は無く、ドリルにより穴開け加工でも良いし、パンチングプレスの金型で穴を開けたパンチングメタル加工でも良い。
The arrangement method of the plurality of holes 201 provided on the side surface of the cylindrical first electrode 106 is not particularly limited, and may be arranged randomly, for example, a 60 ° zigzag type, a square zigzag type, or a parallel type. You may arrange | position with regularity like.
The method of forming the plurality of holes 201 provided on the side surface of the cylindrical first electrode 106 is not particularly limited, and drilling may be performed by a drill, or punching metal processing in which holes are formed by a punching press die. But it ’s okay.

本発明において、配管130の第1の電極106の周面における取り付け位置(排気面106A)は、図5を用いて説明する。
図5は、図1(b)に示す横断面図の一部を拡大した堆積膜形成装置の横断面図である。
排気口107の中央を「P」とし、円筒状基体102A、102Bを含む第2の電極104の中心を「O」とし、原料ガス放出孔142の中で、最も排気口107に近い原料ガス放出孔142の中心を「E」とする。図5に示す例では、反応容器101を周方向に8等分した各位置に、7つのガスブロック140と1つの排気口107とが等間隔で配置されているので、「E」は2箇所存在している。
In the present invention, the attachment position (exhaust surface 106A) on the peripheral surface of the first electrode 106 of the pipe 130 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the deposited film forming apparatus in which a part of the cross-sectional view shown in FIG.
The center of the exhaust port 107 is set to “P”, the center of the second electrode 104 including the cylindrical base bodies 102A and 102B is set to “O”, and the source gas discharge closest to the exhaust port 107 in the source gas discharge hole 142 is performed. The center of the hole 142 is “E”. In the example shown in FIG. 5, seven gas blocks 140 and one exhaust port 107 are arranged at equal intervals at each position obtained by dividing the reaction vessel 101 into eight equal parts in the circumferential direction. Existing.

また、P−Oと第2の電極106との交点を「Q」とし、E−Oと第2の電極106との交点を「F」としたとき、図5中に矢印501で示した領域(FからFまでの領域であって、Qを含む領域)の中に配管130設ける。このようにすることで、原料ガス放出孔142から噴き出される原料ガスの進行方向の直線上に、配管130が存在しなくなり、反応容器101内の原料ガスの分布が乱されなくなるため好ましい。またO−Q−Pを通る直線に対して対称となる位置に各ガスブロック140を設ける方が周方向の原料ガスの分布の対称性の面で好ましい。   Further, when the intersection of PO and the second electrode 106 is “Q” and the intersection of EO and the second electrode 106 is “F”, the region indicated by the arrow 501 in FIG. The pipe 130 is provided in the region from F to F and including Q. This is preferable because the piping 130 does not exist on the straight line in the traveling direction of the source gas ejected from the source gas discharge hole 142 and the distribution of the source gas in the reaction vessel 101 is not disturbed. In addition, it is preferable in terms of symmetry of the distribution of the raw material gas in the circumferential direction that each gas block 140 is provided at a position that is symmetric with respect to a straight line passing through OQP.

原料ガスは、第2の電極106によって囲まれた空間Bを通過して、その後に配管130によって囲まれた空間Aを通過して排気される方が、原料ガスの利用効率の向上の面で好ましい。よって、配管130には原料ガスが通過する穴等が無い方が、空間Cから空間Aに直接排気される原料ガスが少なくなりより好ましい。
配管130の排気口107側の取り付け位置に関しては、原料ガスが空間Cから空間Bを通過し空間Aから排気されるような原料ガスの流れが形成されれば特に制限は無く、排気口107の一部と配管130が接続されていればよい。
In view of improving the utilization efficiency of the source gas, the source gas passes through the space B surrounded by the second electrode 106 and then passes through the space A surrounded by the pipe 130 to be exhausted. preferable. Therefore, it is more preferable that the piping 130 has no hole or the like through which the source gas passes because the source gas exhausted directly from the space C to the space A is reduced.
The attachment position on the exhaust port 107 side of the pipe 130 is not particularly limited as long as a flow of the source gas is formed so that the source gas passes through the space B from the space C and is exhausted from the space A. A part and the piping 130 should just be connected.

しかし、配管130は、排気口107を囲うように設ける方が、直接空間Aから排気される原料ガスが少なくなり原料ガスの利用効率の向上の面でより好ましい。さらに、排気口107を囲う場合は、反応容器101と配管130との接続部に原料ガスが通過する隙間等が無い方がより好ましい。例えば、配管130の幅と排気口107の幅とがほぼ等しく、かつ配管130の高さと排気口107の高さとがほぼ等しいことが好ましい。   However, it is more preferable to provide the pipe 130 so as to surround the exhaust port 107 in terms of improving the utilization efficiency of the raw material gas because the raw material gas directly exhausted from the space A is reduced. Furthermore, when enclosing the exhaust port 107, it is more preferable that there is no gap or the like through which the source gas passes at the connection portion between the reaction vessel 101 and the pipe 130. For example, it is preferable that the width of the pipe 130 and the width of the exhaust port 107 are substantially equal, and the height of the pipe 130 and the height of the exhaust port 107 are substantially equal.

配管130の材質に関しては、特に制限は無く金属でも非金属でも良いが、金属製の円筒状の第1の電極106の材質と同一であると、熱膨張係数が同一となり、第1の電極106と配管130との接続が維持されやすくなるため好ましい。
本発明においては、前述の様に、第1の電極106に堆積する堆積物は粉末状より膜状の方が、強いプラズマ発光を抑制する面で好ましい。よって、前述の様に第1の電極106の表面温度を高く保持するためには、第1の電極106が冷却手段を有していない方が好ましい。
The material of the pipe 130 is not particularly limited and may be metal or non-metal. However, if the material is the same as the material of the metal cylindrical first electrode 106, the thermal expansion coefficient is the same, and the first electrode 106 is the same. Since it becomes easy to maintain the connection with the pipe 130, it is preferable.
In the present invention, as described above, the deposit deposited on the first electrode 106 is preferably a film rather than a powder in terms of suppressing strong plasma emission. Therefore, in order to keep the surface temperature of the first electrode 106 high as described above, it is preferable that the first electrode 106 has no cooling means.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by these.

<実施例1>
円筒状基体として、外径84mm、長さ381mm、厚さ3mmの鏡面加工を施したアルミニウム製の円筒状基体を使用した。
円筒状基体102A、102Bの表面に、表1に示す条件及び図3に示す電圧波形を用いて前述した方法により原料ガス利用効率算出用の堆積膜(光導電層)を形成した。
<Example 1>
As the cylindrical substrate, an aluminum cylindrical substrate having an outer diameter of 84 mm, a length of 381 mm, and a mirror finish with a thickness of 3 mm was used.
Deposited films (photoconductive layers) for calculating the raw material gas utilization efficiency were formed on the surfaces of the cylindrical substrates 102A and 102B by the method described above using the conditions shown in Table 1 and the voltage waveforms shown in FIG.

次に円筒状基体102A、102Bの表面に、表2に示す条件及び図3に示す電圧波形を用いて前述した方法により表2に示す各層を形成して、軸方向帯電ムラ評価様の電子写真感光体を製造した。
本実施例においては、第1の電極106として、孔201の内径φ3.0mm、孔の間隔(ピッチ)5.0mm、開口率28.3(%)で、孔201を並列型に配置した厚さ2.0mmの材質SUS304のパンチングメタルを用いた。「孔の間隔(ピッチ)」とは、隣接する第1の孔の中心と第2の孔の中心との距離を意味する。
そして、前記のパンチングメタルを、図2に示すように、内径φ150mmの円筒形状とした。
Next, the layers shown in Table 2 are formed on the surfaces of the cylindrical substrates 102A and 102B by the method described above using the conditions shown in Table 2 and the voltage waveforms shown in FIG. A photoreceptor was manufactured.
In this embodiment, the first electrode 106 has an inner diameter φ of 3.0 mm, a hole interval (pitch) of 5.0 mm, and an aperture ratio of 28.3 (%). A punching metal of material SUS304 having a thickness of 2.0 mm was used. The “hole interval (pitch)” means the distance between the center of the adjacent first hole and the center of the second hole.
And the said punching metal was made into the cylindrical shape of internal diameter (phi) 150mm as shown in FIG.

配管130は、材質SUS304、厚さ2.0mmを用いて、図1に示すように、排気口107の全体を取り囲む直方体形状(角筒形状)とした。
また、図5に示すように、反応容器101を周方向に8等分した各位置に、7つのガスブロック140と1つの排気口107とを等間隔で配置した。また、配管130の幅は排気口107の幅と同じとし、かつ配管130の高さは排気口107の高さと同じとした。そして、配管130の第1の電極106側の端部の全周を、第1の電極106の外周面に溶接することで取り付けた。
The pipe 130 is made of a material SUS304 and a thickness of 2.0 mm, and has a rectangular parallelepiped shape (square tube shape) surrounding the entire exhaust port 107 as shown in FIG.
In addition, as shown in FIG. 5, seven gas blocks 140 and one exhaust port 107 were arranged at equal intervals at each position obtained by dividing the reaction vessel 101 into eight equal parts in the circumferential direction. The width of the pipe 130 is the same as the width of the exhaust port 107, and the height of the pipe 130 is the same as the height of the exhaust port 107. Then, the entire circumference of the end portion of the pipe 130 on the first electrode 106 side was attached to the outer peripheral surface of the first electrode 106 by welding.

このとき、配管130を構成する上壁130−1(図2(a))の第1の電極106側の端部は、図2(b)に示すように第1の電極106の外周面の形状に一致するように、加工を行って溶接を行った。このようにすることによって、第1の電極106の外周面と配管130の上壁130−1との接続部に隙間が極力無い様に取り付けた。図2(c)に示すように、配管130の下壁130−2についても第1の電極106側の端部は上壁130−1と同様の形状に加工した。
同様に、配管130の排気口107側も同様に、接続部で極力隙間の無い様に取り付けた。
また、ガスブロック140は、図1に示すように、排気口107の対向位置から等間隔で7箇所配置した。そして、穴径φ0.8mmの原料ガス放出孔142を等間隔に配置した。
本実施例においては、原料ガス利用効率算出用の堆積膜が形成された円筒状基体と、軸方向帯電ムラ評価用の電子写真感光体とを、各10本ずつ製造した。
At this time, the end on the first electrode 106 side of the upper wall 130-1 (FIG. 2 (a)) constituting the pipe 130 is located on the outer peripheral surface of the first electrode 106 as shown in FIG. 2 (b). Processing was performed so as to match the shape, and welding was performed. By doing in this way, it attached so that there might be no gap as much as possible in the connection part of the outer peripheral surface of the 1st electrode 106, and the upper wall 130-1 of the piping 130. FIG. As shown in FIG. 2C, the lower wall 130-2 of the pipe 130 was also processed into the same shape as the upper wall 130-1 at the end on the first electrode 106 side.
Similarly, the exhaust port 107 side of the piping 130 was similarly attached so that there was no gap as much as possible at the connecting portion.
Further, as shown in FIG. 1, seven gas blocks 140 are arranged at equal intervals from the position facing the exhaust port 107. The source gas discharge holes 142 with a hole diameter of φ0.8 mm were arranged at equal intervals.
In this example, ten cylindrical substrates each having a deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency and ten electrophotographic photosensitive members for evaluating axial charging unevenness were manufactured.

Figure 2019199635
Figure 2019199635

Figure 2019199635
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<比較例1>
比較例1では、図4に示す装置を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、原料ガス利用効率算出用の堆積膜が形成された円筒状基体と、軸方向帯電ムラ評価用の電子写真感光体とを、各10本ずつ製造した。
図4に示す装置は、図1に示す装置と比較して、配管130が設置されていない以外は、図1に示す装置と同一である。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, except that the apparatus shown in FIG. 4 was used, a cylindrical substrate on which a deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency was formed and an axial charging unevenness evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Ten electrophotographic photoreceptors were produced each.
The apparatus shown in FIG. 4 is the same as the apparatus shown in FIG. 1 except that the pipe 130 is not installed as compared with the apparatus shown in FIG.

<比較例2>
比較例2では、図6に示す装置を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、原料ガス利用効率算出用の堆積膜が形成された円筒状基体と、軸方向帯電ムラ評価用の電子写真感光体とを、各10本ずつ製造した。
図6に示す装置は、図1に示す装置と比較して、第1の電極106及び配管130が設置されていない以外は、図1に示す装置と同一である。
<Comparative Example 2>
In Comparative Example 2, a cylindrical substrate on which a deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency was formed in the same manner as in Example 1 except that the apparatus shown in FIG. Ten electrophotographic photoreceptors were produced each.
The apparatus shown in FIG. 6 is the same as the apparatus shown in FIG. 1 except that the first electrode 106 and the pipe 130 are not installed as compared with the apparatus shown in FIG.

〈実施例1及び比較例1、2の評価〉
実施例1及び比較例1、2で作製した原料ガス利用効率算出用堆積膜を用いて、原料ガスの利用効率について下記項目を評価した。
<Evaluation of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2>
Using the deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the following items were evaluated for the utilization efficiency of the raw material gas.

(原料ガス利用効率)
作製した堆積膜の膜厚を以下の測定点で測定した。
軸方向については電子写真感光体の中央部位置を0cm位置とし、0cm位置、±10cm位置、±18cm位置の合計5点とした。
また、各軸方向位置において周方向に180°間隔で2点とし、計10点を測定位置とした。得られた各測定点の膜厚の平均値を堆積膜形成時間で割って堆積膜形成速度を算出した。
膜厚の測定は、FISCHERSCOPE mms(HELMUT FISCHER 社製)にプローブETA3.3Hを装着して、渦電流法で行った。
(Raw material gas utilization efficiency)
The thickness of the produced deposited film was measured at the following measurement points.
As for the axial direction, the central position of the electrophotographic photosensitive member was set to 0 cm, and a total of 5 points of 0 cm, ± 10 cm, and ± 18 cm were used.
Further, at each axial position, two points were set at 180 ° intervals in the circumferential direction, and a total of 10 points were set as measurement positions. The average value of the film thickness at each measurement point obtained was divided by the deposition film formation time to calculate the deposition film formation rate.
The film thickness was measured by an eddy current method with a probe ETA3.3H attached to FISCHERSCOPE mms (manufactured by HELMUT FISCHER).

実施例1及び比較例1、2は同一の条件で堆積膜を形成しているので、得られた堆積膜形成速度が大きい方が、原料ガスの利用効率が高く、堆積膜形成速度が小さい方が、原料ガスの利用効率が低いことになる。
得られた、堆積膜形成速度を以下の基準でランク付けを行った。D以上で本発明の効果が得られていると判断した。
Since Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 form a deposited film under the same conditions, the higher the deposited film formation rate obtained, the higher the utilization efficiency of the source gas, and the lower the deposited film formation rate. However, the utilization efficiency of the raw material gas is low.
The obtained deposited film formation rates were ranked according to the following criteria. It was judged that the effect of this invention was acquired by D or more.

A・・・比較例2と比較して1.25倍以上
B・・・比較例2と比較して1.20倍以上1.25倍未満
C・・・比較例2と比較して1.15倍以上1.20倍未満
D・・・比較例2と比較して1.05倍以上1.15倍未満
E・・・比較例2と比較して1.05倍未満
A: 1.25 times or more compared with Comparative Example 2 B: 1.20 times or more and less than 1.25 times compared with Comparative Example 2 C: 1. Compared with Comparative Example 2 15 times or more and less than 1.20 times D: 1.05 times or more and less than 1.15 times compared with Comparative Example 2 E: Less than 1.05 times compared with Comparative Example 2

(軸方向帯電ムラ)
実施例1及び比較例1〜2で製造した電子写真感光体の軸方向帯電ムラを以下のように評価した。
製造した電子写真感光体をマイナス帯電、反転現像方式に改造したキヤノン(株)製の複写機(商品名:iRC6800)の改造機に設置した。また、この複写機の黒色用現像器を外し、表面電位計(Trek社製の表面電位計(商品名:Model344))およびプローブ(商品名:Model555−P))を設置して、電子写真感光体の軸方向の表面の電位の測定を行った。まず、プロセススピード265mm/sec、前露光(波長660nmのLED)光量を4μJ/cmとし、主帯電器の電流値を1000μAの条件にして電子写真感光体を帯電した。このとき、前述の表面電位計により電子写真感光体の暗部表面電位を測定した。暗部表面電位は周方向の1度間隔で合計360点の平均値とした。
(Axial charging unevenness)
The axial charging unevenness of the electrophotographic photosensitive member produced in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was evaluated as follows.
The manufactured electrophotographic photosensitive member was installed in a modified machine of a copying machine (trade name: iRC6800) manufactured by Canon Co., Ltd., which was modified to have a negative charging and reversal development system. Further, the black developing unit of the copying machine is removed, and a surface potential meter (surface potential meter (trade name: Model 344) manufactured by Trek) and a probe (trade name: Model 555-P)) are installed, and an electrophotographic photosensitive member is installed. The surface potential in the axial direction of the body was measured. First, the electrophotographic photosensitive member was charged under the conditions of a process speed of 265 mm / sec, a pre-exposure (LED with a wavelength of 660 nm) light amount of 4 μJ / cm 2, and a current value of the main charger of 1000 μA. At this time, the surface potential of the dark part of the electrophotographic photosensitive member was measured with the above-described surface potential meter. The dark portion surface potential was an average value of a total of 360 points at intervals of 1 degree in the circumferential direction.

電子写真感光体の中央部位置を0位置とし、軸方向の両側夫々2cm間隔で8点(±2cm,±4cm,±6cm,±8cm,±10cm,±12cm,±14cm,±16cm)の合計17点について測定した。そして、得られた各位置の暗部表面電位の最大値と最小値との電位差を帯電ムラとした。
作製した10本の電子写真感光体のそれぞれに関して、帯電ムラを求め、それらの平均値を、軸方向帯電ムラとした。
得られた、軸方向帯電ムラを以下の基準でランク付けを行った。D以上で本発明の効果が得られていると判断した。
A total of 8 points (± 2 cm, ± 4 cm, ± 6 cm, ± 8 cm, ± 10 cm, ± 12 cm, ± 14 cm, ± 16 cm) at 2 cm intervals on both sides in the axial direction, with the center position of the electrophotographic photosensitive member being 0 position Measurements were made on 17 points. Then, the obtained potential difference between the maximum value and the minimum value of the dark portion surface potential at each position was defined as charging unevenness.
For each of the 10 electrophotographic photoreceptors produced, charging unevenness was determined, and the average value thereof was defined as axial charging unevenness.
The obtained axial charging unevenness was ranked according to the following criteria. It was judged that the effect of this invention was acquired by D or more.

A・・・比較例2と比較して0.75倍未満
B・・・比較例2と比較して0.75倍以上0.80倍未満
C・・・比較例2と比較して0.80倍以上0.85倍未満
D・・・比較例2と比較して0.85倍以上0.95倍未満
E・・・比較例2と比較して0.95倍以上
A: Less than 0.75 times compared with Comparative Example 2 B: 0.75 times or more and less than 0.80 times compared with Comparative Example 2 C: 0.0 compared with Comparative Example 2 80 times or more and less than 0.85 times D: 0.85 times or more and less than 0.95 times compared with Comparative Example 2 E: 0.95 times or more compared with Comparative Example 2

(総合)
(原料ガス利用効率)の評価結果と、(軸方向帯電ムラ)の評価結果とから以下の基準でランク付けを行った。D以上で本発明の効果が得られていると判断した。
A・・・全てA
B・・・C、D、Eは含まないが、一つでもBが有る。
C・・・D、Eは含まないが、一つでもCが有る。
D・・・Eは含まないが、一つでもDが有る。
E・・・一つでもEが有る。
以上説明した項目の評価結果を表3に示す。
(Overall)
Ranking was performed according to the following criteria based on the evaluation result of (source gas utilization efficiency) and the evaluation result of (axial charging unevenness). It was judged that the effect of this invention was acquired by D or more.
A ... all A
B ... C, D, E are not included, but there is at least one B.
C ... D and E are not included, but there is at least one C.
D ... E is not included, but there is at least one D.
E ... E even one.
Table 3 shows the evaluation results of the items described above.

Figure 2019199635
Figure 2019199635

表3に示した結果から、本発明の堆積膜形成装置を用いることで、原料ガスの利用効率を向上させることが可能であることが分かった。また、比較例2では、ガス放出孔142の一部で強いプラズマ発光が発生するロットがあったが、本発明の堆積膜形成装置では、強いプラズマ発光が発生するロットは無く、その結果、軸方向の帯電ムラを低減させることが可能であることが分かった。   From the results shown in Table 3, it was found that the use efficiency of the source gas can be improved by using the deposited film forming apparatus of the present invention. Further, in Comparative Example 2, there was a lot in which strong plasma emission was generated in a part of the gas discharge hole 142, but in the deposited film forming apparatus of the present invention, there was no lot in which strong plasma emission was generated. It was found that uneven charging in the direction can be reduced.

<実施例2−1〜2−7>
実施例2−1〜2−7では図1に示す装置を用いて実施例1と同様の方法で、原料ガス利用効率算出用の堆積膜が形成された円筒状基体と、軸方向帯電ムラ評価用の電子写真感光体とを、各10本ずつ製造し、同様の評価を行った。
ただし、本実施例では、第1の電極106上の孔201の径を変化させることによって、孔201の単体の断面積S1、および第1の電極106の開口率、を変化させた。
また、原料ガス放出孔142の内で最大の断面積S2は変化させなかったが、断面積S1を変化させることによって、断面積の比率(S1/S2)を変化させた。
本実施例では、原料ガス放出孔142は全て同一の形状とし、断面積S2は0.502mmとした。
評価結果を表4に示す。
<Examples 2-1 to 2-7>
In Examples 2-1 to 2-7, the cylindrical base on which the deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency was formed by using the apparatus shown in FIG. Ten electrophotographic photosensitive members for each were manufactured and evaluated in the same manner.
However, in this embodiment, the sectional area S1 of the single hole 201 and the aperture ratio of the first electrode 106 were changed by changing the diameter of the hole 201 on the first electrode 106.
Further, the maximum cross-sectional area S2 in the source gas discharge hole 142 was not changed, but the cross-sectional area ratio (S1 / S2) was changed by changing the cross-sectional area S1.
In the present embodiment, all of the source gas discharge holes 142 have the same shape, and the cross-sectional area S2 is 0.502 mm 2 .
The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 2019199635
Figure 2019199635

表4に示した結果から、
第1の電極106の開口率を20%以上50%以下とし、さらに
第1の電極106上の複数の孔201の単体の断面積S1を、原料ガス放出孔の内で最大の断面積S2に対して、10倍以上とすることによって、
原料ガス利用効率を大幅に改良し、かつ軸方向帯電ムラも改善しうることが判った(実施例2−3〜2−6)。
さらに、孔201の単体の断面積S1が7mm以上であると、より効果的であることが判った(実施例2−4〜2−6)。
From the results shown in Table 4,
The aperture ratio of the first electrode 106 is set to 20% or more and 50% or less, and the single sectional area S1 of the plurality of holes 201 on the first electrode 106 is set to the largest sectional area S2 among the source gas discharge holes. On the other hand, by making it 10 times or more,
It was found that the raw material gas utilization efficiency can be greatly improved and the axial charging unevenness can also be improved (Examples 2-3 to 2-6).
Furthermore, it turned out that it is more effective in the cross-sectional area S1 of the single body of the hole 201 being 7 mm < 2 > or more (Examples 2-4 to 2-6).

<実施例3−1〜3−7>
実施例3−1〜3−7では図1に示す装置を用いて実施例2と同様の方法で、原料ガス利用効率算出用の堆積膜が形成された円筒状基体と、軸方向帯電ムラ評価用の電子写真感光体を、各10本ずつ製造し、同様の評価を行った。
本実施例でも、第1の電極106上の孔201の径を変化させることによって、孔201の単体の断面積S1、および第1の電極106の開口率、を変化させた。
また、原料ガス放出孔142の内で最大の断面積S2は変化させなかったが、断面積S1を変化させることによって、断面積の比率(S1/S2)を変化させた。
また、原料ガス放出孔142は全て同一の形状とした。
ただし、本実施例では、原料ガス放出孔142の径を0.5mmとし、断面積S2は0.196mmとした。
評価結果を表5に示す。
<Examples 3-1 to 3-7>
In Examples 3-1 to 3-7, by using the apparatus shown in FIG. 1, the cylindrical substrate on which the deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency was formed and the axial charging unevenness evaluation was performed in the same manner as in Example 2. Ten electrophotographic photoconductors were manufactured and evaluated in the same manner.
Also in this example, by changing the diameter of the hole 201 on the first electrode 106, the single sectional area S1 of the hole 201 and the aperture ratio of the first electrode 106 were changed.
Further, the maximum cross-sectional area S2 in the source gas discharge hole 142 was not changed, but the cross-sectional area ratio (S1 / S2) was changed by changing the cross-sectional area S1.
Further, all the source gas discharge holes 142 have the same shape.
However, in this example, the diameter of the source gas discharge hole 142 was 0.5 mm, and the cross-sectional area S2 was 0.196 mm 2 .
The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2019199635
Figure 2019199635

表5に示した結果から、
第1の電極106の開口率を20%以上50%以下とし、さらに
第1の電極106上の複数の孔201の単体の断面積S1を、原料ガス放出孔の内で最大の断面積S2に対して、10倍以上とすることによって、
良好な結果が得られることが判った(実施例3−3〜3−6)。
さらに、孔201の単体の断面積S1が7mm以上であると、より効果的であることが判った(実施例3−4〜3−6)。
From the results shown in Table 5,
The aperture ratio of the first electrode 106 is set to 20% or more and 50% or less, and the single sectional area S1 of the plurality of holes 201 on the first electrode 106 is set to the largest sectional area S2 among the source gas discharge holes. On the other hand, by making it 10 times or more,
It was found that good results were obtained (Examples 3-3 to 3-6).
Furthermore, it turned out that it is more effective in the cross-sectional area S1 of the single body of the hole 201 being 7 mm < 2 > or more (Examples 3-4 to 3-6).

<実施例5>
実施例5では、表2に示す条件の代わりに表6に示す条件を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、原料ガス利用効率算出用の堆積膜が形成された円筒状基体と、軸方向帯電ムラ評価用の電子写真感光体を、各10本ずつ製造し、実施例1と同様の評価を行った。さらに、同様にして、後述する画像欠陥評価用の電子写真感光体を10本製造した。
<Example 5>
In Example 5, a cylindrical substrate on which a deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency was formed in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 6 were used instead of the conditions shown in Table 2. Ten electrophotographic photoreceptors for evaluation of uneven charging in the axial direction were manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. Further, ten electrophotographic photoreceptors for image defect evaluation described later were produced in the same manner.

ただし、本実施例では、図7(c)の横断面の一部拡大図に示すように、第1の電極の内部を排気するための配管130に囲まれた排気面106Aの複数の孔201の端部201AにC面取り加工を施した。C面取り加工は、配管130が接続される外周面とは反対側(第1の電極の内周面側。プラズマが形成される空間B側)の孔201の端部201Aに施した。具体的には、C面取り加工は、第1の電極106を構成する厚さが2.0mmのパンチングメタルに対して、C0.7面取り加工とした。C0.7面取り加工とは、図7(e)に示すように、削り取られる部分の断面の形状が、等辺の長さが0.7mmである直角二等辺三角形となる加工を意味する。   However, in this embodiment, as shown in the partially enlarged view of the cross section of FIG. 7C, the plurality of holes 201 on the exhaust surface 106A surrounded by the pipe 130 for exhausting the inside of the first electrode. A chamfering process was performed on the end portion 201A of the steel plate. The C chamfering process was performed on the end 201A of the hole 201 on the side opposite to the outer peripheral surface to which the pipe 130 is connected (the inner peripheral surface side of the first electrode; the space B side where plasma is formed). Specifically, the C chamfering process was a C0.7 chamfering process for a punching metal having a thickness of 2.0 mm constituting the first electrode 106. As shown in FIG. 7E, C0.7 chamfering means a process in which the shape of the cross-section of the portion to be scraped becomes a right isosceles triangle having an equilateral length of 0.7 mm.

(実施例5の評価)
実施例5は、実施例1で行った評価に加えて、以下の方法でも評価した。
(画像欠陥)
画像欠陥については、以下のように評価した。
製造した電子写真感光体をマイナス帯電、反転現像方式に改造したキヤノン(株)製の複写機(商品名:iRC6800)の改造機に設置した。また、この複写機の黒色用現像器を外し、表面電位計(Trek社製の表面電位計(商品名:Model344)およびプローブ(商品名:Model555−P))を設置して、電子写真感光体の表面電位の測定を行った。
(Evaluation of Example 5)
In addition to the evaluation performed in Example 1, Example 5 was also evaluated by the following method.
(Image defect)
The image defect was evaluated as follows.
The manufactured electrophotographic photosensitive member was installed in a modified machine of a copying machine (trade name: iRC6800) manufactured by Canon Co., Ltd., which was modified to have a negative charging and reversal development system. In addition, the black developing device of the copying machine is removed, and a surface potential meter (a surface potential meter (trade name: Model 344) and a probe (trade name: Model 555-P) manufactured by Trek) is installed, and an electrophotographic photosensitive member is installed. The surface potential was measured.

まず、静電潜像形成用のレーザー光を露光せずに、ベタ白画像を出力し、電子写真感光体の表面の暗部電位を測定し、一次帯電器の一次電流とグリッド電圧を調整して、電子写真感光体の表面の暗部電位が−450Vになるように調整した。
画像欠陥を厳しく評価するために、ポチが出やすくなる条件で画像を出力した。具体的には、シアン色の現像条件のDCバイアス条件を調整して、かぶり(現像操作によって本来非画像部となるべき部分にトナーが付着する現象)が生じている画像を出力した。画像出力の際の現像は、シアントナーを用いた現像器のみでの現像とした。
First, without exposing the laser beam for forming the electrostatic latent image, a solid white image is output, the dark part potential of the surface of the electrophotographic photosensitive member is measured, and the primary current and the grid voltage of the primary charger are adjusted. The dark portion potential on the surface of the electrophotographic photosensitive member was adjusted to −450V.
In order to strictly evaluate the image defects, the images were output under conditions that make it easy for spots to appear. Specifically, by adjusting the DC bias condition of the cyan development condition, an image in which fog (a phenomenon in which toner adheres to a portion that should originally become a non-image area by the development operation) is output. Development at the time of image output was performed only with a developing device using cyan toner.

以下の手順により、かぶり濃度の測定を行い、かぶり濃度が0.4〜0.8%の範囲になる現像条件で出力したものを評価用画像とした。評価用画像の反射率を測定し、さらに未使用の紙の反射率を測定した。下記式によって得られる値をかぶり濃度とした。
かぶり濃度=(未使用の紙の反射率の値)−(評価用画像の反射率の値)
反射率は、(有)東京電色製の白色光度計(商品名:TC−6DS)にアンバーのフィルターを装着して測定した。
画像出力は、温度23℃/相対湿度60%の常温常湿環境下で行った。以下も同様である。
The fog density was measured according to the following procedure, and an image for evaluation was output under development conditions where the fog density was in the range of 0.4 to 0.8%. The reflectance of the evaluation image was measured, and the reflectance of unused paper was further measured. The value obtained by the following formula was defined as the fog density.
Fog density = (Reflectance value of unused paper) − (Reflectance value of evaluation image)
The reflectance was measured by attaching an amber filter to a white photometer (trade name: TC-6DS) manufactured by Tokyo Denshoku.
The image output was performed in a normal temperature and humidity environment with a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 60%. The same applies to the following.

出力紙としてキヤノンマーケティングジャパン(株)の紙、A3用紙(商品名:CS−814(81.4g/m))を用い、連続して10枚のベタ白画像(静電潜像形成用レーザー非露光)を出力して、最後の2枚を用いて評価を行った。
画像の電子写真感光体の1周分(=紙の搬送方向の先端から約264mm)×画像領域幅292mmの域内に存在する直径0.05mmの円以上の大きさ(直径0.05mmの円を重ねたときに円からはみ出る部分があるもの)のシアン色のポチの個数を数えた。
Using Canon Marketing Japan Co., Ltd. paper and A3 paper (trade name: CS-814 (81.4 g / m 2 )) as output paper, 10 solid white images (Laser for forming electrostatic latent image) (Non-exposure) was output and the last two sheets were used for evaluation.
One round of the electrophotographic photosensitive member of the image (= about 264 mm from the front end in the paper conveyance direction) × the size of a circle having a diameter of 0.05 mm or more present within an image area width of 292 mm (a circle having a diameter of 0.05 mm) We counted the number of cyan spots that had a part that protruded from the circle when they were stacked.

2本の電子写真感光体のそれぞれについて、2枚の画像を出力し、4枚の出力画像のそれぞれについてポチの個数を数えた。そして、それらポチの総合計数を4で割った値の小数点以下を切り上げて整数とした値を評価用の値とした。
さらに、評価用の値に基いて以下の基準でランク付けを行った。
A・・・2個以下
B・・・3個以上8個以下
C・・・9個以上16個以下
D・・・17個以上29個以下
E・・・30個以上
Two images were output for each of the two electrophotographic photoreceptors, and the number of spots was counted for each of the four output images. A value obtained by dividing the total count of these spots by 4 and rounding up the decimal point to an integer was used as an evaluation value.
Furthermore, ranking was performed according to the following criteria based on evaluation values.
A ... 2 or less B ... 3 or more and 8 or less C ... 9 or more and 16 or less D ... 17 or more and 29 or less E ... 30 or more

(総合)
(原料ガス利用効率)、(軸方向帯電ムラ)及び(画像欠陥)の評価結果から以下の基準でランク付けを行った。D以上で本発明の効果が得られていると判断した。
A・・・全てA
B・・・C、D、Eは含まないが、一つでもBが有る。
C・・・D、Eは含まないが、一つでもCが有る。
D・・・Eは含まないが、一つでもDが有る。
E・・・一つでもEが有る。
以上説明した項目の評価結果を表7に示す。
(Overall)
Based on the evaluation results of (raw material gas utilization efficiency), (axial charging unevenness) and (image defect), ranking was performed according to the following criteria. It was judged that the effect of this invention was acquired by D or more.
A ... all A
B ... C, D, E are not included, but there is at least one B.
C ... D and E are not included, but there is at least one C.
D ... E is not included, but there is at least one D.
E ... E even one.
Table 7 shows the evaluation results of the items described above.

Figure 2019199635
Figure 2019199635

<実施例6>
実施例6では、図1に示す装置を用いて実施例5と同様の方法で、原料ガス利用効率算出用の堆積膜が形成された円筒状基体と、軸方向帯電ムラ評価用の電子写真感光体と、画像欠陥評価用の電子写真感光体を、各10本ずつ製造した。そして、実施例5と同様の評価を行った。
<Example 6>
In Example 6, the apparatus shown in FIG. 1 and the method similar to Example 5 were used to form a cylindrical substrate on which a deposited film for calculating the raw material gas utilization efficiency was formed, and an electrophotographic photosensitive member for evaluating axial charging unevenness. And 10 electrophotographic photoreceptors for image defect evaluation were manufactured. And evaluation similar to Example 5 was performed.

ただし、本実施例では、図7(d)の横断面の一部拡大図に示すように、第1の電極の内部を排気するための配管130に囲まれた排気面106Aの複数の孔201の端部201AにR面取り加工を施した。R面取り加工は、配管130が接続される外周面とは反対側(第1の電極の内周面側。プラズマが形成される空間B側)の孔201の端部201Aに施した。具体的には、R面取り加工は、第1の電極106を構成する厚さが2.0mmのパンチングメタルに対して、R0.9面取り加工とした。R0.9面取り加工とは、図7(f)に示すように、加工後に残った部分の断面の形状が、半径0.9mmの円弧となる加工を意味する。
評価結果を表7に示す。
However, in this embodiment, as shown in the partially enlarged view of the cross section of FIG. 7D, the plurality of holes 201 on the exhaust surface 106A surrounded by the pipe 130 for exhausting the inside of the first electrode. An end chamfering process was applied to the end portion 201A of the steel plate. The R chamfering process was performed on the end 201A of the hole 201 on the side opposite to the outer peripheral surface to which the pipe 130 is connected (the inner peripheral surface side of the first electrode; the space B side where plasma is formed). Specifically, the R chamfering process was an R0.9 chamfering process for a punching metal having a thickness of 2.0 mm constituting the first electrode 106. R0.9 chamfering means machining in which the shape of the cross section of the portion remaining after machining becomes an arc having a radius of 0.9 mm, as shown in FIG.
Table 7 shows the evaluation results.

Figure 2019199635
Figure 2019199635

表7に示した結果から、
第1の電極の内部を排気するための配管の第1の電極側の口(第1の口)に囲まれた排気面106Aの複数の孔の端部(第1の電極の内周面側の端部)に実施例5のようにC面取り加工、又は実施例6のようにR面取り加工を施すことによって、
ガス利用効率および軸方向帯電ムラが良好で、さらには画像欠陥も改善する結果となることが判った。
From the results shown in Table 7,
Ends of a plurality of holes on the exhaust surface 106A (the inner peripheral surface side of the first electrode) surrounded by the first electrode side port (first port) of the pipe for exhausting the inside of the first electrode By chamfering as in Example 5 or R chamfering as in Example 6.
It has been found that the gas utilization efficiency and the uneven charging in the axial direction are good, and the image defects are also improved.

101‥‥反応容器
102A 102B‥‥円筒状基体
104‥‥第2の電極
106‥‥第1の電極
107‥‥排気口
130‥‥配管
140‥‥ガスブロック
142‥‥原料ガス放出孔
201‥‥孔
201A・・孔端部の面取り加工部

101 ... Reaction vessel 102A 102B ... Cylindrical substrate 104 ... Second electrode 106 ... First electrode 107 ... Exhaust port 130 ... Pipe 140 ... Gas block 142 ... Raw material gas discharge hole 201 ... Hole 201A ... Chamfered part of hole end

Claims (5)

減圧可能でその内部に円筒状基体が設置される反応容器、および、前記反応容器の内部に設けられた複数の原料ガス放出孔を有する、堆積膜形成装置であって、
前記原料ガス放出孔と前記円筒状基体との間に設けられた、側面に複数の孔を有する円筒状の金属製の第1の電極と、
前記円筒状基体を含む第2の電極と前記第1の電極との間に設けられた、周波数3kHz以上300kHz以下の交播電圧を印加する手段と、
第1の口が前記第1の電極の外周面に連結され、第2の口が排気口に連結された配管とを有し、
前記配管は、前記複数の孔を通過して前記第1の電極の内部から前記配管の内部に流れ込んだガスを排気することを特徴とする堆積膜形成装置。
A deposition film forming apparatus having a reaction vessel capable of being depressurized and having a cylindrical substrate installed therein, and a plurality of source gas discharge holes provided inside the reaction vessel,
A cylindrical metal first electrode provided between the source gas discharge hole and the cylindrical substrate and having a plurality of holes on a side surface;
Means for applying a cross-seeding voltage having a frequency of 3 kHz or more and 300 kHz or less provided between the second electrode including the cylindrical substrate and the first electrode;
A first port connected to the outer peripheral surface of the first electrode, and a second port connected to the exhaust port;
The deposited film forming apparatus, wherein the pipe exhausts gas that has passed through the plurality of holes and has flowed into the pipe from the inside of the first electrode.
前記外周面の開口率が、20%以上50%以下であり、前記複数の孔の単体の断面積をS1、前記原料ガス放出孔の内で最大の断面積をS2としたとき、前記S1と前記S2とが以下の式(1)を満たす請求項1に記載の堆積膜形成装置:
S1≧S2×10 ・・・ 式(1)。
When the opening ratio of the outer peripheral surface is 20% or more and 50% or less, the sectional area of the single hole is S1, and the largest sectional area of the source gas discharge holes is S2. The deposited film forming apparatus according to claim 1, wherein the S2 satisfies the following expression (1):
S1 ≧ S2 × 10 Expression (1).
前記断面積S1が7mm以上である請求項2に記載の堆積膜形成装置。 The deposited film forming apparatus according to claim 2, wherein the cross-sectional area S1 is 7 mm 2 or more. 前記第1の電極が、冷却手段を有していない請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の堆積膜形成装置。   The deposited film forming apparatus according to claim 1, wherein the first electrode has no cooling means. 前記第1の電極が有する複数の孔の中の、前記配管の前記第1の口によって囲まれた複数の孔は、前記第1の電極の内周面側の孔の端部に面取り加工が施されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の堆積膜形成装置。
Among the plurality of holes of the first electrode, the plurality of holes surrounded by the first port of the pipe are chamfered at the end of the hole on the inner peripheral surface side of the first electrode. The deposited film forming apparatus according to claim 1, wherein the deposited film forming apparatus is applied.
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