JP5555077B2 - 処理容器の設置方法 - Google Patents
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Description
例えば、堆積膜の形成においては、被処理基体の処理表面に付着した塵埃が核となって堆積膜が異常成長することで、堆積膜の品質を低下させる。又、エッチング処理においては、被処理基体の処理表面に付着した塵埃によって適切な箇所にエッチングを施すことができなくなることがある。そのため、被処理基体を処理容器の中に設置する際、更に被処理基体に堆積膜の形成やエッチング等の処理を施す際に、処理容器内の塵埃等の不要物質が被処理基体に付着するのを防止することが一般的に行われている。
さらに、製造システムとしては、搬送専用の搬送容器を設け、処理容器と搬送容器との間で基体の出し入れ及び移動を可能とした製造装置を用いることで、ダスト等が被処理基体に付着することの防止を目的とした処理方法が開示されている。(特許文献1参照)。
前述のように、処理特性の向上を目的として、例えば処理容器を分解し、処理容器を構成する各部品の清掃を行うメンテナンスを実施した後に、処理容器の組上げを行い、搬送容器と処理容器の位置調整と処理容器の固定を実施する。
処理容器と搬送容器との位置決めは、処理容器等を定期的にメンテナンスする場合は、例えば固定されて位置決めされている底壁を決めておき、その底壁上に処理容器を定められた位置に設置することで成される場合がある。これにより、処理容器と搬送容器との位置関係に、大幅な位置ズレが発生するのを、抑制している。さらに、処理容器と搬送容器との位置関係を厳密に調整しながらボルト等で処理容器を固定させる。このとき、固定時に位置ズレが発生する場合があり、このような位置ズレを調整しながら処理容器の固定を行うのに長時間かかる場合がある。
一方、搬送容器と処理容器の位置調整は、例えば、搬送機に位置調整機構を設けることで対応可能だが、制御装置が複雑となり、装置コストが高くなり、その結果、製造コストが上昇する場合が発生する。
本発明は、安価にメンテナンス性を改善する方法を提供する。
以下の工程を順次行うことを特徴とする処理容器の設置方法である。
(a)大気圧力状態の前記処理容器を、前記複数の部材の少なくとも一部が固定されていない状態で、前記被処理基体の受け渡しが行われる場所に配置し、
(b)前記被処理基体を搬送する搬送容器を、前記処理容器に、前記複数の部材の少なくとも一部が固定されていない状態のまま接続し、
(c)前記搬送容器に対して前記処理容器が所定の位置となるように、前記複数の部材の各位置を調整し、
(d)前記処理容器に接続された減圧可能な手段を用いて、前記処理容器の内部の減圧を実施して前記複数の部材の全てを固定し、
(e)前記処理容器と前記搬送容器を切り離す。
図1(a)〜(c)は、電子写真用感光体を製造するための製造装置の一構成例を示す模式図である。
基体搬送機構100は、上下機構101と搬送容器102を有する。上下機構101は、搬送容器102を処理容器150に接続するために、搬送容器102を垂直方向に移動させることができる。搬送容器102は、下部にゲート弁103、内部に上下動可能なアーム105を有する。アーム105は、被処理基体を保持する保持部104を有する。また、搬送容器102はレール106上を水平方向に移動可能となっている。この基体搬送機構100によって、処理装置110を真空状態に維持したまま、被処理基体を処理容器150の中に搬入、設置することができ、また被処理基体を処理容器150の中から搬出することができる。
(a)大気圧力状態の処理容器を、複数の部材の少なくとも一部が固定されていない状態で、被処理基体の受け渡しが行われる場所に配置し、
(b)被処理基体を搬送する搬送容器を、処理容器に、複数の部材の少なくとも一部が固定されていない状態のまま接続し、
(c)搬送容器に対して処理容器が所定の位置となるように、複数の部材の各位置を調整し、
(d)処理容器に接続された減圧可能な手段を用いて、処理容器の内部の減圧を実施して複数の部材の全てを固定し、
(e)処理容器と搬送容器を切り離す。
図1(a)は前記工程(a)の状態を示す。図1(b)は前記工程(b)の状態を示す。図1(c)は前記工程(c)及び(d)の状態を示す。
また、処理容器150の内部には、処理容器150の内部に原料ガスを導入するための原料ガス導入管(原料ガス導入手段)125が設けられている。原料ガス導入管125は、処理容器150の長手方向に平行に延び、長手方向に沿って多数の細孔(図示せず)が設けられている。原料ガス導入管125は、ガス供給系に接続されている。そのガス供給系には、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)を内在させたミキシング装置126と、原料ガス導入管125に供給する原料ガスの流量を調整するための原料ガス流入バルブ127が設けられている。
真空ポンプユニット118には、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を用いることができる。
図1(a)は、処理容器150のメンテナンスが終了し、被処理基体の受け渡しが行われる場所に底壁116が配置された状態を示す。底壁116の上に、ベース115、下部絶縁体114、円筒状カソード電極113、上部絶縁体112、ゲート弁111、を順次Oリング117を介して、組上げた状態である。底壁116の上に設けられた基体設置部123の中心軸と、上下動可能なアーム105の中心軸とが揃う位置に、底壁116は固定されている。
次に、搬送容器102を、被処理基体の受渡しが行われる所定の場所に移動させる。この状態(搬送容器102が所定の場所にある状態)においては、基体設置部123の中心軸と、上下動可能なアーム105の中心軸とが揃う。
このときの状態を図1(b)に示す。
このとき、固定されていない、ゲート弁111、上部絶縁体112、円筒状カソード電極113、下部絶縁体114、ベース115は、図1(b)に示すように、水平方向に位置ズレを起こす場合がある。
調整の仕方としては、搬送容器102の中心軸と、ゲート弁111の中心軸が合うように調整ができれば特に制限はない。
本実施形態においては、まず底壁116の上面に、ゲート弁103とベース115の中心軸が合うように印を予め設けておき、この印に基づいて、ベース115の位置を調整する。次に、ベース115の上面に、ゲート弁103と下部絶縁碍子114の中心軸が合うように印を予め設けておき、この印に基づいて、下部絶縁碍子114の位置を調整する。同様に、次に下部絶縁碍子114の上面に、ゲート弁103と円筒状カソード電極113の中心軸が合うように印を予め設けておき、この印に基づいて、円筒状カソード電極113の位置を調整する。さらに、円筒状カソード電極113の上面に、ゲート弁103と上部絶縁碍子112の中心軸が合うように印を予め設けておき、この印に基づいて、上部絶縁碍子112の位置を調整する。さらに、上部絶縁碍子112の上面に、ゲート弁103とゲート弁111の中心軸が合うように印を予め設けておき、この印に基づいて、ゲート弁111の位置を調整する。
全ての位置調整が終了したら、ゲート弁103およびゲート弁111が閉まっている状態であることを確認後、真空ポンプユニット118および排気メインバルブ121を作動させ、処理容器150の内部の減圧を開始する。この減圧によって、処理容器150を形成するゲート弁111、上部絶縁体112、円筒状カソード電極113、下部絶縁体114、ベース115の固定を行う。固定は、処理中に処理容器150の位置ズレが発生しないようにするために行う。処理容器150の内部の圧力を、例えば10kPa以下に維持することにより、処理容器150に掛かる大気圧力により固定される。更に確実に固定する必要がある場合には、ネジ止め、カップリング止め等による固定を付加しても良い。
本発明のように、搬送容器102で処理容器150を押付けることで、処理容器150が実際に処理を行っている稼動時の状態(=減圧状態)とほぼ同じ状態で、搬送容器102との位置調整が可能となる。よって、従来の方法に比べて、製造装置稼動時の搬送容器102と処理容器150の位置ズレが容易かつ大幅に低減される。
また、本発明においては、処理容器150の内部の圧力が、10kPa以下に達してから、搬送容器102を切り離すほうが、減圧中の位置ズレを低減できるので、好ましい。
図2(a)〜(c)の処理容器150の特徴は、円筒状カソード電極113の側壁の一部に、排気部120を有していることである。排気部120は、処理容器150の長手方向にスリット形状に形成されている。
この製造装置を用いて行われる処理方法の一例について説明する。
ベース115、下部絶縁体114、円筒状カソード電極113、上部絶縁体112、ゲート弁111は、大気状態にあり、固定されていない状態である。
移動完了後、エアーシリンダーを駆動手段として用いて上下機構101を作動させ、搬送容器102を下降し、ゲート弁103とゲート弁111を接触させて、搬送容器102と処理容器150を接続する。このとき、エアーシリンダーの駆動圧力および、搬送容器102の自重によって、ゲート弁111の上面に、所定の加重、例えば2.0kNの加重を掛けて、処理容器150(ただし、底壁116を除く。)を底壁116に押付ける。
次に、円筒状カソード電極113に、Oリング(図示せず)を介して、排気部絶縁体130を取り付け、さらにOリング(図示せず)を介して、接続体131を取り付ける。最後に接続体131と排気配管119とを接続する。
接続が完了した状態を、図2(b)に示す。
この状態で、ゲート弁111、上部絶縁体112、円筒状カソード電極113、下部絶縁体114、ベース115の位置調整を行う。
図2(c)に示すように、全ての位置調整が終了したら、ゲート弁103およびゲート弁111が閉まっている状態であることを確認後、排気ユニット118を作動させ、処理容器150の内部の減圧を開始する。
この減圧によって、処理容器150を形成する各部材の固定を行う。固定が完了したら、上下機構101のエアーシリンダーを作動させて、処理容器150から、搬送容器102を切り離す。
また、大気圧力状態において、処理容器150と搬送容器102との位置調整を実施後、円筒状カソード電極113に、排気部絶縁体130、接続体131を取り付ける場合、取り付け時の衝撃や、取り付け後に前述のように重心のズレが生じる。このため、処理容器150の中心軸と搬送容器102の中心軸とにズレが生じる場合がある。また、円筒状カソード電極113に、排気部絶縁体130、接続体131を取り付けた後に、位置調整を実施する場合、前述のように、重心のズレが生じているため、Oリング117の上で、円筒状カソード電極113が重心側に滑り、位置調整が困難な場合がある。
本発明によれば、処理容器150を搬送容器102で押さえつけた状態で、円筒状カソード電極113に、排気部絶縁体130、接続体131を取り付けるため、前述の様な、取り付けに起因する位置ズレの発生を大幅に抑制できる。このため、処理容器150の中心軸に対して、何らかの横方向の力が働く場合には、特にメンテナンス性および、稼働率の向上という効果が顕著になる。
以上の様に、減圧開始後、処理容器150内の圧力が、所定の値に達したら、処理容器150内のパージ、あるいは気密チェック、あるいはベーキング等、更には、使用する電源の接続など、その後の処理のために必要な準備作業を行う。
電子写真感光体は、基体の外周面に感光体層が形成されてなる。一例としてアモルファスシリコン感光体の製造方法の概要について図3を参照して説明する。
アモルファスシリコン感光体は、一般的に高周波プラズマCVD法により製造される。
図3の処理装置110は、図1(a)〜(c)に示した処理装置110に、円筒状カソード電極113の側面に、マッチングボックス128を介して高周波電源129を接続している。
処理容器150の内部には、電子写真感光体用の円筒状基体140が、基体ホルダ141に装着された状態で、基体設置部123の上に設置されている。
上記の装置を用いた高周波プラズマCVD法によるアモルファスシリコン感光体は次のように形成される。
原料ガスが満たされた処理容器150の中が所定の圧力になって安定したことを真空計122により確認したら、高周波電源129(例えば13.56MHzのRF帯域)により、高周波電力を所望の投入電力量で処理容器150の中に導入する。このようにして、処理容器150の中にグロー放電を発生させる。このグロー放電のエネルギーによって、原料ガスが分解されて円筒状基体140の表面に堆積膜が形成される。
その後、処理容器150および原料ガス導入管125の中をパージ処理する。パージ処理完了後、基体搬送機構100を用いて、円筒状基体140を処理容器150の中から搬出する。
図3に示す堆積膜形成装置110を用いて、アルミニウムよりなる直径80mm、長さ358mm、肉厚3mmの円筒状基体140の表面に、表1に示す条件で、下部阻止層等を形成してアモルファスシリコン感光体の作製を行った。
本実施例においては、処理容器150を構成する各部品に対し、ゲート弁111、上部絶縁体112、円筒状カソード電極113、下部絶縁体114、ベース115は取り外して清掃を行い、底壁116に関しては、取り外さずに清掃を行った。そして、各部品のメンテナンスが終了後、図1(a)〜(c)を用いて前述したように、搬送容器102で処理容器150に2.0kNの荷重を掛けて押付けて、位置調整、および減圧を行った。そして、処理容器150内の圧力が、10kPaに達した後、搬送容器102を処理容器150から切り離した。
そして、前述の用に、搬送容器102を用いて、処理容器150の中に、円筒状基体140を搬入し、アモルファスシリコン感光体を作製した。作製後、前述のように、円筒状基体140の取り出し、その後、処理容器150のクリーニングを実施した。
その後、同様に、搬送容器102を用いてアモルファスシリコン感光体を作製した。
本比較例では、図5の製造装置を用いて、アモルファスシリコン感光体を作製した。図5において、処理容器150を構成するゲート弁111、上部絶縁体112、円筒状カソード電極113、下部絶縁体114、ベース115には、ネジ170を用いてネジ止めが可能なように、フランジ部が構成されている。
実施例1と同様に、処理容器150を構成する各部品のメンテナンスを実施し、各部品のメンテナンス終了後、以下のように組上げを行った。
以上の様に、各部品のメンテナンス終了後の組上げおよび位置調整を行った以外は、実施例1と同様にしてアモルファスシリコン感光体の作製を行った。
実施例1におけるメンテ性評価として、各部品のメンテナンスが終了後から、各部品の組上げ、位置調整、減圧開始そして、処理容器150内の圧力が10kPaに達し、搬送容器102の切り離しが終了するまでの時間を測定した。同様に比較例1におけるメンテ評価として、各部品のメンテナンスが終了後から、処理容器150内の圧力が10kPaに達するまでの時間を測定した。その結果、比較例1に対して実施例1は0.4倍の時間でメンテナンスが終了した。本発明によれば、メンテナンス性が大幅に向上し、その結果、稼働率が向上することが判った。
本実施例では、搬送容器102によって処理容器150に掛ける荷重を、上下機構101として用いているエアーシリンダーの駆動圧力を変えることで、1.0kNから4.5kNまで0.5kNづつ変化させた。荷重を変化させた以外は、実施例1と同様にして、各部品を組上げてアモルファスシリコン感光体を作製し、メンテナンス性の評価を行った。
荷重4.5kNの時には、搬送容器102との位置調整時、各部品の微調整がやや困難となり、実施例1に対して1.15倍の時間を要したが、荷重が1.0kNから4.0kNの範囲では実施例1と同様の時間であった。また、荷重が1.0kNの時は、処理容器150が10kPa以下に達した後、処理容器150を構成する各部品の位置を確認したところ、各部品が大気圧力時からわずかに位置ズレを起こしていることが判った。しかし、荷重が1.5kNから4.5kNの範囲では位置ズレは認められなかった。以上により、本発明において、搬送容器102で処理容器150に掛ける荷重が、1.5kN以上4.0kN以下がより好ましいことが判った。
本実施例では、処理容器150から、搬送容器102を切り離す時の、処理容器102の中の圧力を、40kPa、20kPa、10kPa、と変化させた以外は、実施例1と同様にして、各部品の組上げてアモルファスシリコン感光体を作製した。その後、メンテナンス性の評価を行った。
40kPa、20kPaで搬送容器102を切り離した場合には、排気時間が短縮され、メンテナンス性としては好ましい状況であった。しかし、20kPa及び40kPaで搬送容器102を切り離した場合には、処理容器150の中の圧力が10kPa以下に達した後、処理容器150を構成する各部品の位置を確認したところ、各部品が大気圧力時からわずかに位置ズレを起こしていることが判った。
以上により、本発明において、処理容器150から搬送容器102を切り離す時の処理容器102の中の圧力は、10kPa以下がより好ましいことが判った。
図4に示す堆積膜形成装置110を用いて、円筒状基体140の表面に、実施例1と同様に下部阻止層等を形成して電子写真用感光体の作製を行った。
本実施例では、実施例1と同様に、処理容器150を構成する各部品のメンテナンスを実施した。各部品のメンテナンス終了後、図2(a)〜(c)を用いて説明したように、搬送容器102を用いて処理容器150に2.0kNの加重を掛けて押付けた。この状態で、前述のように、円筒状カソード電極113に、Oリング(図示せず)を介して、排気部絶縁体130を取り付け、さらにOリング(図示せず)を介して、接続体131を取り付ける。最後に接続体131と排気配管119とを接続する。その後、位置調整、および減圧を行った。そして、処理容器150の中の圧力が、10kPaに達した後、搬送容器102を処理容器150から切り離した。
その後は、実施例1と同様に、アモルファスシリコン感光体を作製し、実施例1と同様にメンテナンス性の評価を行った。
本比較例では、図6の製造装置を用いて、アモルファスシリコン感光体を作製した。図6において、処理容器150を構成するゲート弁111、上部絶縁体112、円筒状カソード電極113、下部絶縁体114、ベース115には、ネジ170を用いてネジ止めが可能なように、フランジ部が構成されている。
実施例4と同様に、処理容器150を構成する各部品のメンテナンスを実施し、各部品のメンテナンス終了後、以下のように組上げを行った。
以上の様に、各部品のメンテナンス終了後の、組上げおよび位置調整を行った以外は、比較例1と同様にアモルファスシリコン感光体の作製し、比較例1と同様にメンテナンス性の評価を行った。
実施例4と比較例2の評価を実施したところ、比較例2に対して実施例4は0.3倍の時間でメンテナンスが終了し、本発明によれば、メンテナンス性が大幅に向上し、その結果、稼働率が向上することば判った。
101 上下機構
102 処理容器
103 ゲート弁
104 保持部
105 アーム
106 レール
110 処理装置
111 ゲート弁
112 上部絶縁体
113 円筒状カソード電極
114 下部絶縁体
115 ベース
116 底壁
117 Oリング
118 真空ポンプユニット
119 排気配管
120 排気部
121 排気メインバルブ
122 真空計
123 基体設置部
124 加熱用ヒータ
125 原料ガス導入管
126 ミキシング装置
127 原料ガス流入バルブ
150 処理容器
Claims (4)
- 内部にて被処理基体に処理を行うための、複数の部材から構成された処理容器を設置する方法であって、
以下の工程を順次行うことを特徴とする処理容器の設置方法。
(a)大気圧力状態の前記処理容器を、前記複数の部材の少なくとも一部が固定されていない状態で、前記被処理基体の受け渡しが行われる場所に配置し、
(b)前記被処理基体を搬送する搬送容器を、前記処理容器に、前記複数の部材の少なくとも一部が固定されていない状態のまま接続し、
(c)前記搬送容器に対して前記処理容器が所定の位置となるように、前記複数の部材の各位置を調整し、
(d)前記処理容器に接続された減圧可能な手段を用いて、前記処理容器の内部の減圧を実施して前記複数の部材の全てを固定し、
(e)前記処理容器と前記搬送容器を切り離す。 - 前記工程(d)の際に、前記搬送容器を1.5kN以上4.0kN以下の荷重で前記処理容器に押付けることを特徴とする請求項1に記載の設置方法。
- 前記処理容器の内部の圧力が、10kPa以下に達してから、前記工程(e)を実施することを特徴とする請求項1又は2に記載の設置方法。
- 前記処理容器は、排気部を側壁に有しており、前記工程(b)を実施後に、前記排気部と前記減圧可能な手段とを接続し、その後、前記工程(c)以降を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の設置方法。
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