JPH11131246A

JPH11131246A - プラズマｃｖｄ装置およびプラズマｃｖｄによる堆積膜形成方法

Info

Publication number: JPH11131246A
Application number: JP31259497A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamagami; 敦士山上; Koji Teranishi; 康治寺西; Satoshi Takagi; 智高木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 1999-05-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】大面積の基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質
膜質である高品質な半導体デバイス等の堆積膜を高速度
で、効率よく形成し得るプラズマＣＶＤ装置を提供す
る。【解決手段】減圧可能な反応容器と、原料ガスを供給す
る原料ガス供給手段と、基体保持手段及びカソード電極
と、高周波電源とを有し、前記高周波電源で発生させた
高周波電力を前記カソード電極に供給し、前記基体保持
手段により保持される基体と前記カソード電極との間に
プラズマを発生させ、基体上に堆積膜を形成するプラズ
マＣＶＤ装置において、前記カソード電極が、少なくと
も１箇所以上の位置において誘電体部材により容量結合
され同一軸上にある複数の棒状の導電体部材で構成され
た内部導体と、該内部導体を部分的または全体的に被覆
する誘電体と、前記内部導体の容量結合された箇所に対
応する誘電体の外周に配される単数または複数の環状の
導電体部材で構成された外部導体とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス、
電子写真用感光体デバイス、画像入力用ラインセンサ
ー、フラットパネルディスプレイ、撮像デバイス、光起
電力デバイス等の製造に用いられるプラズマＣＶＤ装置
およびプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイス等の製造プロセス
においては、プラズマＣＶＤ装置が工業的に実用化され
ている。特に１３．５６ＭＨｚの高周波や２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波を用いたプラズマＣＶＤ装置は基板材
料、堆積膜材料等が導電体、絶縁体に関わらず処理でき
るので広く用いられている。従来のプラズマＣＶＤ装置
の一例として、高周波エネルギーを用いた平行平板型の
装置について図７を参照しながら説明する。反応容器１
に絶縁性のカソード電極支持台２を介してカソード電極
３が配置されている。カソード電極３の回りには、カソ
ード電極３の側部と反応容器１との間で放電が発生しな
いようにアースシールド４が配置されている。カソード
電極３には整合回路９と高周波電力供給線１０を介して
高周波電源１１が接続されている。カソード電極と平行
に配された対向電極５にはプラズマＣＶＤを行うための
平板状の被成膜基体６が配置され、被処理基体６は、基
体温度制御手段（図示せず）により所望する温度に保た
れる。この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤは以下
のように行われる。反応容器１を真空排気手段７によっ
て高真空まで排気した後、ガス供給手段８によって反応
ガスを反応容器１内に導入し、所定の圧力に維持する。
高周波電源１１より高周波電力をカソード電極３に供給
してカソード電極と対向電極との間にプラズマを発生さ
せる。こうすることにより、反応ガスがプラズマにより
分解、励起され被成膜基体６上に堆積膜を形成する。高
周波エネルギーとしては、１３．５６ＭＨｚのＲＦエネ
ルギーを用いるのが一般的であるが、放電周波数が１
３．５６ＭＨｚの場合、放電条件の制御が比較的容易で
あり、得られる膜の膜質が優れているといった利点を有
するが、ガスの利用効率が低く、堆積膜の形成速度が比
較的小さいといった問題がある。

【０００３】こうした問題に鑑みて、周波数が２５〜１
５０ＭＨｚ程度の高周波を用いたプラズマＣＶＤ法につ
いての検討がなされている。例えばＰｌａｓｍａＣｈ
ｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ，Ｖｏｌ７，Ｎｏ３，（１９８７）ｐ２６７
−２７３（以下、「文献１」という。）には、平行平板
型のグロー放電分解装置を使用して原料ガス（シランガ
ス）を周波数２５〜１５０ＭＨｚの高周波エネルギーで
分解してアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成す
ることが記載されている。具体的には、文献１には、周
波数を２５ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの範囲で変化させてａ
−Ｓｉ膜の形成を行い、７０ＭＨｚを使用した場合、膜
堆積速度が、２．１ｎｍ／ｓｅｃと最も大きくなり、こ
れは上述の１３．５６ＭＨｚを用いたプラズマＣＶＤ法
の場合の５〜８倍程度の形成速度であること、及び得ら
れるａ−Ｓｉ膜の欠陥密度、光バンドギャップ及び導電
率は、励起周波数によってはあまり影響を受けないこと
が記載されている。

【０００４】しかし文献１に記載の成膜は実験室規模の
ものであり、大面積の膜の形成においてこうした効果が
期待できるか否かについて全く触れるところはない。さ
らに文献１には、複数の基体上に同時に成膜を行い、実
用に供し得る大面積の半導体デバイスを効率よく形成す
ることに関しては何等の示唆もなされていない。因に文
献１には、高周波（１３．５６ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ）
の使用は、数μｍの厚さの要求される低コストの大面積
ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜デバイスの高速プロセシングに興味あ
る展望を開くとして、単に可能性を示唆するにとどまっ
ている。上記従来例は平板状の基体を処理するのに適し
たプラズマＣＶＤ装置の例であるが、複数の円筒状基体
上に堆積膜を形成するのに適したプラズマＣＶＤ装置の
一例が、特開昭６０−１８６８４９号公報（以下、「文
献２」という。）に記載されている。文献２には、周波
数２．４５ＧＨｚのマイクロ波エネルギー源を用いたプ
ラズマＣＶＤ装置及び無線周波エネルギー（ＲＦエネル
ギー）源を用いたプラズマＣＶＤ装置が開示されてい
る。文献２のマイクロ波を用いたプラズマＣＶＤ装置に
おいては、マイクロ波エネルギーを使用することから成
膜時のプラズマ密度が極めて高く、それが故に原料ガス
の分解が急激になされて膜堆積が高速で行われる。こう
したことから、緻密な堆積膜の形成を安定して行うのは
極めて難しいという問題がある。

【０００５】次に、文献２のＲＦエネルギー源を用いた
ＲＦプラズマＣＶＤ装置を図面を参照しながら説明す
る。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すプラズマＣＶＤ装
置は、文献２に記載されているＲＦプラズマＣＶＤ装置
に基づいたプラズマＣＶＤ装置である。尚、図８（Ｂ）
は図８（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図８（Ａ）及び図
８（Ｂ）において、１００は反応容器を示す。反応容器
１００内には、６個の基体ホルダー１０５Ａが同心円状
に所定の間隔で配されている。１０６はそれぞれの基体
ホルダー１０５Ａ上に配された成膜用の円筒状基体であ
る。それぞれの基体ホルダー１０５Ａの内部にはヒータ
ー１４０が設けられていて円筒状基体１０６を内側より
加熱できるようにされている。また、それぞれの基体ホ
ルダー１０５Ａは、モーター１３２に連結したシャフト
１３１に接続しており、回転できるようにされている。
１０５Ｂは円筒状基体１０６の補助保持部材である。１
０３はプラズマ生起領域の中心に位置した高周波電力投
入用のカソード電極である。カソード電極１０３は、整
合回路１０９を介して高周波電源１１１に接続されてい
る。１３０はカソード電極支持部材である。１０７は排
気バルブを備えた排気パイプであり、該排気パイプは、
真空ポンプを備えた排気機構１３５に連通している。１
０８は、ガスボンベ、マスフローコントローラ、バルブ
等で構成された原料ガス供給系である。原料ガス供給系
１０８は、ガス供給パイプ１１７を介して複数のガス放
出孔を備えたガス放出パイプ１１６に接続される。１３
３はシール部材である。

【０００６】この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤ
は以下のように行われる。反応容器１００を排気機構１
３５によって高真空まで排気した後、ガス供給手段１０
８からガス供給パイプ１１７及びガス放出パイプ１１６
を介して原料ガスを反応容器１００内に導入し、所定の
圧力に維持する。こうしたところで、高周波電源１１１
より高周波電力を整合回路１０９を介してカソード電極
１０３に供給してカソード電極と円筒状基体１０６との
間にプラズマを発生させる。こうすることにより、原料
ガスがプラズマにより分解、励起され円筒状基体１０６
上に堆積膜が形成される。図９に示したプラズマＣＶＤ
装置を使用すれば、放電空間が円筒状基体１０６で取り
囲まれているので高い利用効率で原料ガスを使用できる
という利点がある。ところが、円筒状基体の表面全面に
堆積膜を形成する場合には、円筒状基体を回転させる必
要があり、回転させることによって実質的な堆積速度が
上述した平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を使用した場
合の約１／３〜１／５に低下するという問題がある。即
ち、放電空間が円筒状基体で取り囲まれているため、円
筒状基体がカソード電極と正対する位置では平行平板型
のプラズマＣＶＤ装置と同程度の堆積速度で堆積膜が形
成されるが、放電空間に接していない位置ではほとんど
堆積膜は形成されないためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、文献２にお
いては、ＲＦエネルギーの具体的な周波数については言
及がなされていない。本発明者らが図８に示したプラズ
マＣＶＤ装置を使用して、ＲＦエネルギーとして一般的
な１３．５６ＭＨｚ、原料ガスとしてＳｉＨ4を用い、
堆積速度は高くなるがポリシランなどの粉体が発生し易
い数１００ｍＴｏｒｒの圧力条件において円筒状基体を
回転させて基体の全周全面にアモルファスシリコン膜を
堆積したところ実質的な堆積速度は高々０．５ｎｍ／ｓ
であった。図８に示したプラズマＣＶＤ装置を用いてア
モルファスシリコン膜を感光層とする電子写真感光体を
作製する場合、アモルファスシリコン感光層の膜厚は３
０μｍ程度必要であるため、前述した０．５ｎｍ／ｓ程
度の堆積速度では膜堆積に１６時間以上要し、生産性が
非常に悪い。また、図８の装置においては、ＲＦエネル
ギーの周波数を３０ＭＨｚ以上にすると円筒状基体の軸
方向に関して不均一なプラズマが形成されやすく、円筒
状基体上に均質な堆積膜を形成するのは極めて難しいと
いった問題がある。このような点に問題のあることは、
後述の本発明者らが行った文献２に記載の方法を実施し
た実験の結果からして容易に理解される。

【０００８】そこで、本発明は、上記従来技術における
課題を解決し、大面積の基体上に膜厚が極めて均一で且
つ均質膜質である高品質な半導体デバイス等の堆積膜を
高速度で、効率よく形成し得るプラズマＣＶＤ装置およ
びプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法を提供すること
を目的としている。また、本発明は、複数の円筒状基体
とした場合においても、該円筒状基体の表面上に該円筒
状基体の軸方向、及び周方向のいずれの方向にも、膜厚
が極めて均一で且つ均質膜質である高品質な半導体デバ
イス等の堆積膜を高速度で、効率よく形成し得るプラズ
マＣＶＤ装置およびプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方
法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、プラズマＣＶＤ装置およびプラズマＣＶＤ
による堆積膜形成方法をつぎのように構成したものであ
る。すなわち、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、減圧可
能な反応容器と、該反応容器内にプラズマＣＶＤの原料
ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記反応容器内に
配された基体保持手段及びカソード電極と、高周波電源
とを有し、前記高周波電源で発生させた高周波電力を前
記カソード電極に供給し、前記基体保持手段により保持
される基体と前記カソード電極との間にプラズマを発生
させ、基体上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤ装置に
おいて、前記カソード電極が、少なくとも１箇所以上の
位置において誘電体部材により容量結合され同一軸上に
ある複数の棒状の導電体部材で構成された内部導体と、
該内部導体を部分的または全体的に被覆する誘電体と、
少なくとも前記内部導体の容量結合された箇所に対応す
る誘電体の外周に配される単数または複数の環状の導電
体部材で構成された外部導体とからなることを特徴とし
ている。また、本発明の堆積膜形成方法は、減圧可能な
反応容器と、該反応容器内にプラズマＣＶＤの原料ガス
を供給する原料ガス供給手段と、前記反応容器内に配さ
れた基体保持手段及びカソード電極と、高周波電源とを
有し、前記高周波電源で発生させた高周波電力を前記カ
ソード電極に供給して前記基体保持手段により保持され
る基体と前記カソード電極との間にプラズマを発生さ
せ、基体上に堆積膜を形成するプラズマＣＶＤによる堆
積膜形成方法において、前記カソード電極が、少なくと
も１箇所以上の位置において誘電体部材により容量結合
され同一軸上にある複数の棒状の導電体部材で構成され
た内部導体と、該内部導体を部分的または全体的に被覆
する誘電体と、少なくとも前記内部導体の容量結合され
た箇所に対応する誘電体の外周に配される単数または複
数の環状の導電体部材で構成された外部導体とからな
り、該カソード電極に高周波電力を供給し、堆積膜を形
成することを特徴としている。また、本発明のプラズマ
ＣＶＤ装置及び堆積膜形成方法は、前記カソード電極
が、誘電体カバーにより被覆されていることを特徴とし
ている。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置及び堆積膜
形成方法は、前記基体が回転自在とした複数の円筒状基
体であり、該複数の円筒状基体の中心軸が実質的に同一
円周上に立設するように、反応容器内のカソード電極の
周囲に配列可能に構成されていることを特徴としてい
る。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置及び堆積膜形成
方法は、前記基体が円筒状基体であり、該円筒状基体を
取り囲むように配列した複数のカソード電極の配列内に
配設可能に構成されていることを特徴としている。ま
た、本発明のプラズマＣＶＤ装置及び堆積膜形成方法
は、前記円筒状基体が、回転自在に構成されていること
を特徴としている。また、本発明のプラズマＣＶＤ装置
及び堆積膜形成方法は、前記基体が平板状基体であり、
平板状基体に対して平行に単数または複数のカソード電
極が配列されていることを特徴としている。また、本発
明のプラズマＣＶＤ装置及び堆積膜形成方法は、前記基
体が、成膜時に保持ロールより送り出され、巻き取りロ
ールにより巻き取られるシート状基体であり、シート状
基体に対して平行に単数または複数のカソード電極が配
列されていることを特徴としている。また、本発明のプ
ラズマＣＶＤ装置及び堆積膜形成方法は、前記高周波電
源の発振周波数が、６０〜３００ＭＨｚの範囲のもので
あることを特徴としている。また、本発明の堆積膜形成
方法は、前記堆積膜が、少なくとも１種類のIV族元素を
含むアモルファス物質の堆積膜であることを特徴として
いる。また、本発明の堆積膜形成方法は、前記IV族元素
が、シリコンであることを特徴としており、また、それ
により電子写真感光体用のものとすることを特徴として
いる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、上記構成により、大面
積の基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質である高
品質な半導体デバイス等の堆積膜を高速度で、効率よく
形成することができるものであるが、それは、本発明者
らが前述した本発明の課題を達成するために行った以下
に述べる実験により得られた知見に基づいて完成に至っ
たものである。

【００１１】（実験例１）上述した文献２（特開昭６０
−１８６８４９号公報）に記載されたＲＦエネルギー源
を用いたＲＦプラズマＣＶＤ技術に基づいて実験を行っ
た。即ち、図８のプラズマＣＶＤ装置において種々の周
波数の高周波電源を用いて円筒状基体の全周全面にアモ
ルファスシリコン膜を作製した。それぞれのアモルファ
スシリコン膜の作製において、高周波電源の周波数が堆
積膜の膜質及び膜質分布、堆積速度及び堆積速度分布に
及ぼす影響について観察した。当初文献１に示すような
０．２Ｔｏｒｒ程度の圧力条件での実験を行ったがポリ
シランなどの粉体の発生が顕著な為、５０ｍＴｏｒｒ以
下の圧力において以下の手順で実験を行った。

【００１２】本実験では、直径１０８ｍｍ、長さ３５８
ｍｍ、厚さ５ｍｍのＡｌ製円筒状基体をそれぞれの成膜
ごとに６本ずつ反応容器１００内に設置して基体は回転
させながら成膜実験を行った。カソード電極１０３に
は、Ａｌ製の直径３０ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、の円柱状
のものを用いた。膜質の評価用として、電気特性評を価
用するためのＣｒ製の２５０μｍギャップの櫛形電極を
蒸着したコーニング＃７０５９ガラス基板を電気特性評
価基板として６本のうちの１本の円筒状基体表面上の軸
方向の長さ３５８ｍｍに亘って設置し、以下の手順で実
験を行った。まず反応容器１００内を排気機構１３５を
作動して排気し、反応容器１００内を１×１０^-6Ｔｏｒ
ｒの圧力に調整した。ついで、ヒーター１４０に通電し
てそれぞれの円筒状基体１０６を２５０℃の温度に加熱
保持した。ついで以下の手順で成膜を行った。即ち、原
料ガス供給手段１０８からガス供給パイプ１１７及びガ
ス放出パイプ１１６を介して、ＳｉＨ4ガスを５００ｓ
ｃｃｍの流量で反応容器１００内に導入し、該反応容器
内を５０ｍＴｏｒｒ、２５ｍＴｏｒｒ、５ｍＴｏｒｒの
３条件の圧力に調整した。こうしたところで、各圧力条
件において高周波電源１１１により周波数１３．５６Ｍ
Ｈｚ乃至６５０ＭＨｚの高周波を１ＫＷ発生させ、該高
周波を整合回路１０９を介してカソード電極１０３に供
給した。ここで高周波電源１１１としては上述した範囲
の周波数が与えられるよう、所定の高周波電源を用い
た。整合回路１０９は、当該高周波電源の周波数に応じ
て適宜調整した。かくして円筒状基体１０６上及び前記
の電気特性評価基板上にアモルファスシリコン膜が形成
された。膜質及び膜質分布は電気特性評価基板の上端か
ら下端までに亘って約２０ｍｍおきの１８箇所の位置で
光感度（（光導電率σｐ）／（暗導電率σｄ）を測定す
ることにより評価した。ここでは、光導電率σｐは、１
ｍＷ／ｃｍ²の強度のＨｅ−Ｎｅレーザー（波長６３
２．８ｎｍ）の照射時の導電率により評価している。本
発明者らのこれまでの電子写真感光体作製からの知見に
よると、上記の方法による光感度が１０³以上の品質の
堆積膜を得られる条件を基に最適化して作製した電子写
真感光体において実用に値する画像が得られる。しか
し、近年の画像の高コントラスト化により、上述の光感
度が１０⁴以上のものが必須になってきており、更に近
い将来１０⁵以上の光感度が求められることが予想され
る。このような観点から、今回の実験では光感度の値を
下記の基準で評価した。 ◎：光感度が１０⁵以上であり、非常に優れた膜特性で
ある。 ○：光感度が１０⁴以上であり、良好な膜特性である。 △：光感度が１０³以上であり、実用上問題なし。 ×：光感度が１０³未満であり、実用に適さない。堆積速度及び堆積速度分布の評価は、ａ−Ｓｉ膜を形成
した円筒状基体５本の内１本の軸方向に亘って上述した
光感度の測定位置と同様に約２０ｍｍおきの１８箇所に
ついて渦電流式膜厚計（Ｋｅｔｔ科学研究所製）を使用
して膜厚を測定することにより評価した。堆積速度は１
８箇所における膜厚に基づいて算出し、得られた値の平
均値を平均堆積速度とした。堆積速度分布の評価は次の
ようにして行った。即ち、軸方向の堆積速度分布につい
ては、軸方向１８箇所における堆積速度の最大値と最小
値との差を求め、該差を１８箇所の平均堆積速度で割
り、堆積速度分布｛（最大値−最小値）／平均値｝を求
め、これを軸方向の堆積速度分布として百分率で表し
た。５０ｍＴｏｒｒ、２５ｍＴｏｒｒ、５ｍＴｏｒｒの
圧力条件で成膜した試料の光感度のそれぞれの評価結果
を表１（Ａ）、表１（Ｂ）、表１（Ｃ）に、堆積速度の
評価結果を表２（Ａ）、表２（Ｂ）、表２（Ｃ）に示
す。

【００１３】

【表１（Ａ）】

【００１４】

【表１（Ｂ）】

【００１５】

【表１（Ｃ）】

【００１６】

【表２（Ａ）】

【００１７】

【表２（Ｂ）】

【００１８】

【表２（Ｃ）】１３．５６ＭＨｚの周波数を持つ高周波エネルギーによ
る試料においては、５０ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜し
たものは膜質及び堆積速度とも比較的均一であるが平均
堆積速度が０．１５ｎｍ／ｓと非常に遅いものであり、
２５ｍＴｏｒｒ以下の圧力条件では放電を生起させるこ
とができなかった。３０ＭＨｚの周波数を持つ高周波エ
ネルギーによる試料においては、５０ｍＴｏｒｒ、２５
ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜したものは円筒状基体の上
部位置で光感度の低下が見られ、平均堆積速度は１３．
５６ＭＨｚの３倍程度に増加したが、堆積速度分布に悪
化が見られた。また、５ｍＴｏｒｒの圧力条件では放電
を生起させることができなかった。６０ＭＨｚ〜３００
ＭＨｚの周波数を持つ高周波エネルギーによる試料にお
いては、円筒状基体の中央上部位置から中央下部位置に
おいて光感度の低下が見られ、光感度が低下しない位置
では、圧力の低下に伴い光感度が向上する傾向がみられ
た。平均堆積速度は１３．５６ＭＨｚの７〜１２倍程度
に増加したが、堆積速度分布に悪化がみられた。４００
〜６００ＭＨｚの周波数をもつ高周波エネルギーによる
試料においては、円筒状基体の複数の位置において光感
度の低下が見られ、光感度が低下しない位置では、圧力
の低下に伴い光感度が向上する傾向が見られた。平均堆
積速度は１３．５６ＭＨｚの４〜６倍程度に増加した
が、堆積速度分布に悪化がみられた。６５０ＭＨｚの放
電条件においては、全ての圧力条件で放電が断続的にな
り、評価用の成膜試料を作製できなかった。以上の実験
結果から、ＲＦエネルギーの周波数を３０ＭＨｚ以上に
すると、気相反応が起こりにくい高真空領域での放電が
可能となり非常に優れた膜特性を得ることができ、堆積
速度も１３．５６ＭＨｚに比べて向上するが、膜質分布
及び、堆積速度分布は悪化することが判った。

【００１９】本発明者らは、ＲＦエネルギーの周波数を
３０ＭＨｚ以上にすると偏在的に膜質が悪化する原因を
解明すべく鋭意検討を行った。その結果、プラズマ電位
分布と偏在的な膜質悪化に強い相関があることが判明し
た。即ち、円筒状基体の軸方向に亘ってラングミュアプ
ローブ法によりプラズマ電位を測定したところ、偏在的
に膜質が悪化する位置に対応する箇所においてプラズマ
電位の低下が見られた。これらの検討結果から膜質分布
及び堆積速度分布の悪化は、カソード電極上に発生する
定在波に起因するものと推察された。一般にカソード電
極と対向電極間に高周波電力を印加することによってプ
ラズマを生成する場合、電極に印加した高周波電力の周
波数と電極の大きさとの関係から電極上に無視できない
定在波が発生する場合がある。即ち、高周波電力の周波
数が高くなる場合やカソード電極の面積が大きくなる場
合に定在波が発生し易くなり、この定在波が大きいと、
カソード電極内での電界分布が悪くなり、電極間のプラ
ズマ密度、プラズマ電位、電子温度などのプラズマ分布
が乱れ、プラズマＣＶＤの成膜品質に悪影響を及ぼす。
上述した実験においては、カソード電極の先端でカソー
ド電極上に反射波が発生し、入射波との干渉により３０
ＭＨｚ以上の周波数において膜質、堆積速度に影響を与
える定在波が発生したものと考えられる。特に、定在波
の節の位置では電界が弱くなり、偏在的なプラズマ電位
の低下を引き起こして偏在的に膜質が悪化したものと考
えられる。また、４００ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの周波数
においては、複数の位置に定在波の節が発生したものと
考えられる。

【００２０】本発明者らは、これらの実験結果及び考察
に基づいて、ＲＦエネルギーの周波数が高くなると発生
し易い膜質分布及び膜厚分布の悪化を防止すべくカソー
ド電極の形状及び構成を検討した。その結果、カソード
電極を棒状の内部導体と該内部導体を被覆する誘電体カ
バーと該誘電体カバーの外周に配された外部導体より構
成し、内部導体を少なくとも１箇所以上の位置において
誘電体部材により容量結合された同一軸上にある複数の
導電体部材で構成し、外部導体は環状の導電体部材で構
成し、前記内部導体の容量結合された箇所の外周は前記
外部導体で被覆すればよいことを見いだした。例えば、
図２（Ａ）において円柱状のカソード電極１０３のＡ−
Ａの位置に定在波の節が発生していると考えられる場
合、図２（Ｂ）に示すようにカソード電極を構成すれば
よい。即ち、内部導体２０３ａと内部導体２０３ｂの間
のＡ−Ａの位置にアルミナセラミックスのような誘電体
板２０２を設置し、内部導体を誘電体部材２０４で被覆
し、少なくとも誘電体板の側面を被覆するように誘電体
部材の外周に外部導体２０５を設置すればよい。このよ
うにすれば、Ａ−Ａの位置で２つの高周波線路である内
部導体２０３ａと２０３ｂが容量結合されるが、不整合
箇所となるため、内部導体２０３ａに供給される高周波
電力の入射波の一部分はＡ−Ａの位置で反射される。反
射波の位相は開放端の場合とほぼ同様に入射波と強め合
う位相になるためこの場所での電界は強められる。ここ
で、反射波を大きくするために誘電体板２０２のインピ
ーダンスを大きくすると、誘電体板２０２を介して内部
導体２０３ａから内部導体２０３ｂに高周波電力が伝送
され難くなるが、本発明においては、少なくとも誘電体
板の側面を被覆するように外部導体２０５を設置してい
るので、内部導体２０３ａに供給された高周波電力の一
部分を外部導体２０５を介して内部導体２０３ｂに伝送
することができ、伝送電力量は内部導体２０３ａと外部
導体２０５間の容量性インピーダンス及び内部導体２０
３ｂと外部導体２０５間の容量性インピーダンスを調整
することにより制御することができる。本発明は以上の
検討結果を基礎として完成するに至ったものである。

【００２１】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示したプラズマＣＶＤ
装置は本発明のプラズマＣＶＤ装置の一例を示すもので
ある。尚、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＸ−Ｘ断面図であ
る。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、１００は反応
容器を示す。反応容器１００内には、６個の基体ホルダ
ー１０５Ａが同心円状に所定の間隔で配されている。１
０６はそれぞれの基体ホルダー１０５Ａ上に配された成
膜用の円筒状基体である。それぞれの基体ホルダー１０
５Ａの内部にはヒーター１４０が設けられていて円筒状
基体１０６を内側より加熱できるようにされている。ま
た、それぞれの基体ホルダー１０５Ａは、モーター１３
２に連結したシャフト１３１に接続しており、回転でき
るようにされている。１０５Ｂは円筒状基体１０６の補
助保持部材である。３０３はプラズマ生起領域の中心に
位置した高周波電力投入用のカソード電極である。カソ
ード電極３０３は図２（Ｂ）に一例を示すように内部導
体、誘電体板、誘電体部材、外部導体により構成され、
整合回路１０９を介して高周波電源１１１に接続されて
いる。１３０はカソード電極支持部材である。１０７は
排気バルブを備えた排気パイプであり、該排気パイプ
は、真空ポンプを備えた排気機構１３５に連通してい
る。１０８は、ガスボンベ、マスフローコントローラ、
バルブ等で構成された原料ガス供給系である。原料ガス
供給系１０８は、ガス供給パイプ１１７を介して複数の
ガス放出孔を備えたガス放出パイプ１１６に接続され
る。１３３はシール部材である。

【００２２】この装置を使用した場合のプラズマＣＶＤ
は以下のように行われる。反応容器１００を排気機構１
３５によって高真空まで排気した後、ガス供給手段１０
８からガス供給パイプ１１７及びガス放出パイプ１１６
を介して原料ガスを反応容器１００内に導入し、所定の
圧力に維持する。こうしたところで、高周波電源１１１
より高周波電力を整合回路１０９を介してカソード電極
３０３に供給してカソード電極と円筒状基体１０６との
間にプラズマを発生させる。こうすることにより、原料
ガスがプラズマにより分解、励起され円筒状基体１０６
上に堆積膜が形成される。本発明において、カソード電
極３０３の構成は、図２（Ｂ）に一例を示したが、図２
（Ｂ）に示したものでは、誘電体板２０２が内部導体の
中央部に設置されその外周に誘電体部材２０３及び外部
導体２０５が設置されたものであるが、誘電体板の数と
位置は使用する高周波電源の周波数とカソード電極１０
３の軸方向の長さを考慮して任意に選択することができ
る。例えば、図３（Ａ）に示すように誘電体板が２つの
ものでもよい。また、誘電体部材２０３は図３（Ｂ）に
示すように内部導体全体を被覆していても支障はない。
また、外部導体は誘電体板の外周部以外の箇所にも設置
してもよく、例えば、図３（Ｃ）に示すように内部導体
のほぼ軸方向全長に亘って分割された複数の外部導体を
設置してもよい。こうすることにより、内部導体に供給
された高周波電力は外部導体を経由してプラズマに供給
されるので均一なプラズマを得ることができる。また、
図３（Ｄ）に示すようにカソード電極を誘電体カバー２
０７で被覆してもよく、誘電体カバーとして多孔質アル
ミナセラミックスのように膜付きのよい表面形状を有し
たものを選択すればカソード電極の膜はがれを防止する
ことができ、基体上の堆積膜に発生する欠陥を低減でき
る。

【００２３】本発明において、誘電体板２０２、誘電体
部材２０４及び誘電体カバー２０７に使用する誘電体材
料は任意の公知のものを選択できるが、誘電損の小さい
材料が好ましく、誘電正接が０．０１以下であるものが
好ましく、より好ましくは０．００１以下がよい。高分
子誘電体材料ではポリ四フッ化エチレン、ポリ三フッ化
塩化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、ポリイ
ミドなどが好ましく、ガラス材料では、石英ガラス、ホ
ウケイ酸ガラスなどが好ましく、磁器材料では窒化ホウ
素、窒化シリコン、窒化アルミニウム、などや酸化アル
ミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化チタン
などの元素酸化物の中の単数または複数の元素酸化物を
主成分とする磁器が好ましい。本発明において、カソー
ド電極の形状は円柱状、円筒状、多角柱状などの棒状の
ものが好ましい。本発明において、高周波電源の周波数
は好ましくは３０〜６００ＭＨｚ、更に好適には６０〜
３００ＭＨｚの範囲とするのが望ましい。

【００２４】本発明において、装置構成は図４に示すよ
うに円筒状基体１０６の周囲に複数のカソード電極３０
３を配置したものでもよい。こうすることにより、成膜
時には常時、円筒状基体の全周表面をプラズマに曝すこ
とができるので堆積速度を大幅に向上することが可能と
なり生産性を大幅に向上できる。更に、カソード電極の
本数や配置箇所を最適化すれば円筒状基体を回転させな
くても均一な堆積膜を基体全周表面に形成することが可
能となり、回転機構が不要となるので装置構成を簡略化
できる。また、円筒状基体を回転させることにより更に
極めて均一な堆積膜を形成できることは言うまでもな
い。本発明において、装置構成は図５に示すように平板
状基体２０６に対して平行に複数のカソード電極３０３
を配置したものでもよい。こうすることにより、大面積
の平板状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質であ
る高品質な堆積膜を高速度で形成することができる。

【００２５】本発明において、装置構成は図６に示すよ
うに成膜時に保持ロール１５０より送り出され、巻き取
りロール１５１に巻き取られるシート状基体３０６に対
して平行に単数または複数のカソード電極３０３を配置
したものでもよい。こうすることにより、大面積のシー
ト状基体上に膜厚が極めて均一で且つ均質膜質である高
品質な堆積膜を高速度で形成することができる。本発明
のプラズマＣＶＤ装置を使用するに際して、使用するガ
スについては、形成する堆積膜の種類に応じて公知の成
膜に寄与する原料ガスを適宜選択使用される。例えば、
ａ−Ｓｉ系の堆積膜を形成する場合であれば、シラン、
ジシラン、高次シラン等あるいはそれらの混合ガスが好
ましい原料ガスとして挙げらる。他の堆積膜を形成する
場合であれば、例えば、ゲルマン、メタン、エチレン等
の原料ガスまたはそれらの混合ガスが挙げられる。いず
れの場合にあっても、成膜用の原料ガスはキャリアーガ
スと共に反応容器内に導入することができる。キャリア
ーガスとしては、水素ガス、及びアルゴンガス、ヘリウ
ムガス等の不活性ガスを挙げることができる。堆積膜の
バンドギャップを調整する等の特性改善用ガスを使用す
ることもできる。

【００２６】そうしたガスとしては、例えば、窒素、ア
ンモニア等の窒素原子を含むガス、酸素、酸化窒素、酸
化二窒素等の酸素原子を含むガス、メタン、エタン、エ
チレン、アセチレン、プロパン等の炭化水素ガス、四フ
ッ化珪素、六フッ化二珪素、四フッ化ゲルマニウム等の
ガス状フッ素化合物またはこれらの混合ガス等が挙げら
れる。形成される堆積膜をドーピングするについてドー
パントガスを使用することもできる。そうしたドーピン
グガスとしては、例えば、ガス状のジボラン、フッ化ホ
ウ素、ホスフィン、フッ化リン等が挙げられる。堆積膜
形成時の基体温度は、適宜設定できるが、アモルファス
シリコン系の堆積膜を形成する場合には、好ましくは６
０℃〜４００℃、より好ましくは１００℃〜３５０℃と
するのが望ましい。

【００２７】

【実施例】以下に具体的に実施例を挙げて本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。［実施例１］図１（Ａ）に示した装置の高周波電源１１
１として周波数３０ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの電源を接続
した装置を使用し、カソード電極３０３は図２（Ｂ）に
示した構成のものを用い、他の成膜条件は表３に示すよ
うに上述した実験１と同様にし、成膜手順も実験１と同
様にして、円筒状基体１０６上及び電気特性評価基板上
にアモルファスシリコン膜を形成した。尚、表１
（Ａ）、表１（Ｂ）、表１（Ｃ）に示した実験結果を参
考にして、図２（Ａ）に示した従来の円柱状のカソード
電極を設置した装置構成で成膜した場合に膜質が偏在的
に悪化する箇所の中心付近にそれぞれ厚さが約２ｍｍの
誘電体板２０２を設け、その外周に誘電体部材２０４及
び外部導体２０５を設けた。このようにして形成したア
モルファスシリコン膜の膜質及び膜質分布、堆積速度及
び堆積速度分布を実験１と同様の評価方法で評価をし
た。５０ｍＴｏｒｒ、２５ｍＴｏｒｒ、５ｍＴｏｒｒの
圧力条件で成膜した試料の光感度のそれぞれの評価結果
を表４（Ａ）、表４（Ｂ）、表４（Ｃ）に、堆積速度の
評価結果を表５（Ａ）、表５（Ｂ）、表５（Ｃ）に示
す。

【００２８】

【表３】

【００２９】

【表４（Ａ）】

【００３０】

【表４（Ｂ）】

【００３１】

【表４（Ｃ）】

【００３２】

【表５（Ａ）】

【００３３】

【表５（Ｂ）】

【００３４】

【表５（Ｃ）】３０ＭＨｚの周波数を持つ高周波エネルギーによる試料
においては、５０ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜したもの
は全ての試料において光感度が８×１０³〜２×１０⁴の
範囲にあり実用上問題なしであった。平均堆積速度は
０．５ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は６％であった。
２５ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜したものは全ての試料
において光感度が１×１０⁴〜３×１０⁴の範囲にあり良
好な膜特性であった。平均堆積速度は０．５ｎｍ／ｓで
あり堆積速度分布は６％であった。また、５ｍＴｏｒｒ
の圧力条件では放電を生起させることができなかった。
６０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの周波数を持つ高周波エネル
ギーによる試料においては、５０ｍＴｏｒｒの圧力条件
で成膜したものは全ての試料において光感度が１×１０
⁴〜３×１０⁴の範囲にあり良好な膜特性であった。平均
堆積速度は１〜１．８ｎｍ／ｓであり堆積速度分布は４
〜６％であった。２５ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜した
ものは全ての試料において光感度が４×１０⁴〜８×１
０⁴ であり良好な膜特性であった。平均堆積速度は０．
９〜２．０ｎｍ／ｓであり堆積速度分布は４〜５％であ
った。５ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜したものはすべて
の試料において光感度が１×１０⁵〜５×１０⁵であり非
常に優れた膜特性であった。平均堆積速度は１．０〜
１．７ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は４％であった。
４００ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの周波数を持つ高周波エネ
ルギーによる試料においては、５０ｍＴｏｒｒの圧力条
件で成膜したものは全ての試料において光感度が７×１
０³〜１×１０⁴の範囲にあり実用上問題なしの膜特性で
あった。平均堆積速度は０．６〜０．７ｎｍ／ｓであり
堆積速度分布は６〜８％であった。２５ｍＴｏｒｒの圧
力条件で成膜したものは全ての試料において光感度が１
×１０⁴〜３×１０⁴であり良好な膜特性であった。平均
堆積速度は０．６〜０．７ｎｍ／ｓであり堆積速度分布
は６〜８％であった。５ｍＴｏｒｒの圧力条件で成膜し
たものはすべての試料において光感度が５×１０⁴〜８
×１０⁴であり良好な膜特性であった。平均堆積速度は
０．５〜０．７ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は６〜７
％であった。

【００３５】［実施例２］図１（Ａ）の装置を用い、実
施例１で光感度１０⁵以上の値が得られた条件、即ち、
圧力条件５ｍＴｏｒｒ、電源周波数６０ＭＨｚ、１００
ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚの各々の条件で電
子写真感光体を作製した。尚、カソード電極３０３は各
々の電源周波数にたいして実施例１の５ｍＴｏｒｒの圧
力条件で用いたものと同様の形状のものに誘電体カバー
２０７として多孔質性のアルミナセラミックスを被覆し
たものを用いた。電子写真感光体は、表６に示す成膜条
件で６本のＡｌ製の円筒状基体上に、電荷注入阻止層、
光導電層及び表面保護層をこの順序で形成した。各々の
電源周波数の条件で得られた試料について、帯電能、画
像濃度、画像欠陥について評価した。その結果、いずれ
の電子写真感光体もこれらの評価項目について電子写真
感光体全面に亘って非常に優れた結果を示した。このこ
とからいずれの電子写真感光体も電子写真特性に優れた
ものであることが判った。

【００３６】

【表６】［実施例３］図４に示した装置を用い、直径１０８ｍ
ｍ、長さ３５８ｍｍ、厚さ５ｍｍの６本のＡｌ製円筒状
基体１０６を反応容器１００内に配置して基体は回転さ
せずに成膜を行った。カソード電極３０３の構成は図３
（Ｄ）に示したものを用い、図４に示すように７本のカ
ソード電極を反応容器に配置した。高周波電源の周波数
は１００ＭＨｚのものを用い、表７に示す成膜条件で６
本の円筒状基体上にアモルファスシリコン膜を形成し、
以下の手順で堆積速度及び堆積速度分布の評価を行っ
た。アモルファスシリコン膜を形成した円筒状基体６本
の内１本の軸方向に約２０ｍｍおきに線を引き、周方向
に約３２ｍｍおきに線を引いた場合の交点１８０箇所に
ついて実験１で用いた渦電流式膜厚計を使用して膜厚を
測定し各測定箇所における堆積速度を算出し、得られた
値の平均値を平均堆積速度とした。得られた平均堆積速
度は７．４ｎｍ／ｓであった。軸方向の堆積速度分布
は、軸方向１列の測定点１８箇所における堆積速度の最
大値と最小値との差を求め、該差を１８箇所の平均堆積
速度で割り、１列あたりの堆積速度分布を求めた。つい
で他の９列についても同様に１列あたりの堆積速度分布
を求め、得られた１０列の堆積速度分布の平均値を算出
し、これを、軸方向の堆積速度分布として百分率で表し
た。軸方向の堆積速度分布は３％であった。周方向の堆
積速度分布は、周方向１列の測定点１０箇所における堆
積速度の最大値と最小値との差を求め、該差を１０箇所
の平均堆積速度で割り、１列あたりの堆積速度分布を求
めた。ついで他の１７列についても同様に１列あたりの
堆積速度分布を求め、得られた１８列の堆積速度分布の
平均値を算出し、これを、周方向の堆積速度分布として
百分率で表した。周方向の堆積速度分布は８％であっ
た。

【００３７】

【表７】［実施例４］実施例３で用いた同一の装置構成で、電子
写真感光体を作製した。電子写真感光体は、表１１に示
す成膜条件で６本のＡｌ製の円筒状基体上に、電荷注入
阻止層、光導電層及び表面保護層をこの順序で形成し
た。得られた試料について、帯電能、画像濃度、画像欠
陥について評価した。その結果、いずれの電子写真感光
体もこれらの評価項目について電子写真感光体全面に亘
って非常に優れた結果を示した。このことからいずれの
電子写真感光体も電子写真特性に優れたものであること
が判った。

【００３８】

【表１１】［実施例５］成膜時に基体を回転させること以外、実施
例３と同様にして６本の円筒状基体上にアモルファスシ
リコン膜を形成した。実施例３と同様にして、堆積速度
及び堆積速度分布を評価したところ、平均堆積速度は
７．３ｎｍ／ｓであり、軸方向の堆積速度分布は３％で
あり、周方向の堆積速度分布は３％であった。

【００３９】［実施例６］図５に示した装置を用い、縦
５００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス製の平
板状基体を反応容器に配置して成膜を行った。カソード
電極３０３の構成は図３（Ｃ）に示したものを用い、図
５に示すように５本のカソード電極を反応容器に配置し
た。高周波電源の周波数は２５０ＭＨｚのものを用い、
表８に示す成膜条件で平板状基体上にアモルファスシリ
コン膜を形成し、以下の手順で堆積速度及び堆速度分布
を評価した。アモルファスシリコン膜を形成した平板状
基体縦方向に約３０ｍｍおきに線を引き、横方向にも約
３０ｍｍおきに線を引いた場合の交点２５６箇所につい
て実験１で用いた渦電流式膜厚計を使用して膜厚を測定
し各測定箇所における堆積速度を算出し、得られた値の
平均値を平均堆積速度とした。得られた平均堆積速度は
６．５ｎｍ／ｓであった。堆積速度分布は、測定点２５
６箇所における堆積速度の最大値と最小値との差を求
め、該差を平均堆積速度で割り堆積速度分布として１０
０分率で表した。得られた堆積速度分布は８％であっ
た。

【００４０】

【表８】（比較例１）カソード電極として従来の図２（Ａ）に示
す円柱状のものを用い、実施例６と同様にして平板状基
体上にアモルファスシリコン膜を形成した。堆積速度及
び堆積速度分布を評価したところ、平均堆積速度は６．
３ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は３５％であった。

【００４１】（比較例２）図７に示した従来の平行平板
型の装置を用い、縦５００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚さ１
ｍｍのガラス製の平板状基体を対向電極５に配置して、
表９に示す成膜条件で平板状基体上にアモルファスシリ
コン膜を形成し、実施例６と同様の手順で堆積速度及び
堆積速度分布を評価したところ、平均堆積速度は３．５
ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は８５％であった。

【００４２】

【表９】［実施例７］図６に示した装置を用い、幅５００ｍｍ、
厚さ０．１ｍｍのステンレス製のシート状基体３０６を
反応容器に配置して巻き取りロール１５１に巻き取りな
がら成膜を行った。カソード電極３０３の構成は図３
（Ａ）に示したものを用い、１本のカソード電極を反応
容器に配置した。高周波電源の周波数は５５０ＭＨｚの
ものを用い、表１０に示す成膜条件でシート状基体上に
アモルファスシリコン膜を形成し、長さ５００ｍｍのシ
ート状基体を切り出して実施例６と同様の手順で堆積速
度及び堆速度分布を評価した。得られた平均堆積速度は
１．５ｎｍ／ｓであり、堆積速度分布は５％であった。

【００４３】

【表１０】［実施例８］成膜時に基体を回転させること以外、実施
例４と同様にして電子写真感光体を作製した。電子写真
感光体は、表１１に示す成膜条件で６本のＡｌ製の円筒
状基体上に、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層
をこの順序で形成した。得られた試料について、帯電
能、画像濃度、画像欠陥について評価した。その結果、
いずれの電子写真感光体もこれらの評価項目について電
子写真感光体全面に亘って非常に優れた結果を示した。
このことからいずれの電子写真感光体も電子写真特性に
優れたものであることが判った。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上の構成により、種々の形
状の大面積の基体上に、即ち、円筒状基体、平板状基
体、シート状基体等の大面積の基体上に、膜厚が極めて
均一で且つ均質膜質である高品質な半導体デバイス等の
堆積膜を高速度で、効率よく形成することができる。ま
た、本発明は、基体を複数の円筒状基体とした場合にお
いても、該円筒状基体の表面上に該円筒状基体の軸方
向、及び周方向のいずれの方向にも、膜厚が極めて均一
で且つ均質膜質である高品質な半導体デバイス等の堆積
膜を高速度で、効率良く形成することができ、特に、電
子写真特性に優れた大面積堆積膜を安定して量産するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は本発明のプラズマＣＶＤ装置の１
例を示す模式図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）Ｘ−Ｘ
線に沿った平面断面図である。

【図２】本発明のプラズマＣＶＤ装置に用いるカソード
電極の構成を説明するための模式構成図である。

【図３】本発明のプラズマＣＶＤ装置に好適なカソード
電極部の構成例を示す模式図である。

【図４】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式
図である。

【図５】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式
図である。

【図６】本発明のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式
図である。

【図７】従来のプラズマＣＶＤ装置の１例を示す模式図
である。

【図８】図８（Ａ）は従来のプラズマＣＶＤ装置の１例
を示す模式図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＸ−Ｘ
線に沿った平面断面図である。

【符号の説明】

１：反応容器２：カソード電極支持台３：カソード電極４：アースシールド５：対向電極６：被成膜基体７：真空排気手段８：ガス供給手段９：整合回路１０：高周波電力供給線１１：高周波電源１００：反応容器１０３：カソード電極１０５Ａ：基体ホルダー１０５Ｂ：補助保持部材１０６：円筒状基体１０７：排気パイプ１０８：原料ガス供給系１０９：高周波整合回路１１１：高周波電源１１６：ガス放出パイプ１１７：：ガス供給パイプ１３１：基体回転用シャフト１３２：モーター１３３：シール部材１３５：排気機構１４０：基体加熱用ヒーター１５０：保持ロール１５１：巻き取りロール２０２：誘電体板２０３：内部導体２０４：誘電体部材２０５：外部導体２０６：平板状基体２０７：誘電体カバー３０３：カソード電極３０６：シート状基体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧可能な反応容器と、該反応容器内にプ
ラズマＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段
と、前記反応容器内に配された基体保持手段及びカソー
ド電極と、高周波電源とを有し、前記高周波電源で発生
させた高周波電力を前記カソード電極に供給し、前記基
体保持手段により保持される基体と前記カソード電極と
の間にプラズマを発生させ、基体上に堆積膜を形成する
プラズマＣＶＤ装置において、前記カソード電極が、少なくとも１箇所以上の位置にお
いて誘電体部材により容量結合され同一軸上にある複数
の棒状の導電体部材で構成された内部導体と、該内部導
体を部分的または全体的に被覆する誘電体と、少なくと
も前記内部導体の容量結合された箇所に対応する誘電体
の外周に配される単数または複数の環状の導電体部材で
構成された外部導体とからなることを特徴とするプラズ
マＣＶＤ装置。
【請求項２】前記カソード電極は、誘電体カバーにより
被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のプラ
ズマＣＶＤ装置。
【請求項３】前記基体が回転自在とした複数の円筒状基
体であり、該複数の円筒状基体の中心軸が実質的に同一
円周上に立設するように、反応容器内のカソード電極の
周囲に配列可能に構成されていることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】前記基体が円筒状基体であり、該円筒状基
体を取り囲むように配列した複数のカソード電極の配列
内に配設可能に構成されていることを特徴とする請求項
１〜請求項３のいずれか１項に記載のプラズマＣＶＤ装
置。
【請求項５】前記円筒状基体は、回転自在に構成されて
いることを特徴とする請求項４に記載のプラズマＣＶＤ
装置。
【請求項６】前記基体が平板状基体であり、平板状基体
に対して平行に単数または複数のカソード電極が配列さ
れていることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】前記基体が、成膜時に保持ロールより送り
出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状基
体であり、シート状基体に対して平行に単数または複数
のカソード電極が配列されていることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】前記高周波電源は、発振周波数が６０〜３
００ＭＨｚの範囲のものであることを特徴とする請求項
１〜請求項７のいずれか１項に記載のプラズマＣＶＤ装
置。
【請求項９】減圧可能な反応容器と、該反応容器内にプ
ラズマＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段
と、前記反応容器内に配された基体保持手段及びカソー
ド電極と、高周波電源とを有し、前記高周波電源で発生
させた高周波電力を前記カソード電極に供給して前記基
体保持手段により保持される基体と前記カソード電極と
の間にプラズマを発生させ、基体上に堆積膜を形成する
プラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法において、前記カソード電極が、少なくとも１箇所以上の位置にお
いて誘電体部材により容量結合され同一軸上にある複数
の棒状の導電体部材で構成された内部導体と、該内部導
体を部分的または全体的に被覆する誘電体と、少なくと
も前記内部導体の容量結合された箇所に対応する誘電体
の外周に配される単数または複数の環状の導電体部材で
構成された外部導体とからなり、該カソード電極に高周
波電力を供給して堆積膜を形成することを特徴とするプ
ラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１０】前記カソード電極は、誘電体カバーによ
り被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のプ
ラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１１】前記基体が円筒状基体であり、前記反応
容器内に配されたカソード電極の周囲に複数の円筒状基
体の中心軸が実質的に同一円周上に立設するように配列
し、カソード電極と複数の円筒状基体との間にプラズマ
を発生させて円筒状基体を回転させながら円筒状基体の
表面上に堆積膜を形成することを特徴とする請求項９ま
たは請求項１０に記載のプラズマＣＶＤによる堆積膜形
成方法。
【請求項１２】前記基体が円筒状基体であり、円筒状基
体の周囲に複数のカソード電極を配列し、カソード電極
と円筒状基体との間にプラズマを発生させて円筒状基体
の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする請求項９
または請求項１０に記載のプラズマＣＶＤによる堆積膜
形成方法。
【請求項１３】円筒状基体を回転させながら円筒状基体
の表面上に堆積膜を形成することを特徴とする請求項１
２に記載のプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１４】前記基体が平板状基体であり、平板状基
体に対して平行に単数または複数のカソード電極を配列
し、カソード電極と平板状基体との間にプラズマを発生
させて平板状基体の表面上に堆積膜を形成することを特
徴とする請求項９または請求項１０に記載のプラズマＣ
ＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１５】前記基体が、成膜時に保持ロールより送
り出され、巻き取りロールにより巻き取られるシート状
基体であり、シート状基体に対して平行に単数または複
数のカソード電極を配列し、カソード電極とシート状基
体との間にプラズマを発生させてシート状基体の表面上
に堆積膜を形成することを特徴とする請求項９または請
求項１０に記載のプラズマＣＶＤによる堆積膜形成方
法。
【請求項１６】前記高周波電源の発振周波数は、６０〜
３００ＭＨｚの範囲にあることを特徴とする請求項９〜
請求項１５のいずれか１項に記載のプラズマＣＶＤによ
る堆積膜形成方法。
【請求項１７】前記堆積膜は、少なくとも１種類のIV族
元素を含むアモルファス物質の堆積膜であることを特徴
とする請求項９〜請求項１６のいずれか１項に記載のプ
ラズマＣＶＤによる堆積膜形成方法。
【請求項１８】前記IV族元素が、シリコンであることを
特徴とする請求項１７に記載のプラズマＣＶＤによる堆
積膜形成方法。
【請求項１９】前記堆積膜は、電子写真感光体用のもの
であることを特徴とする請求項１８に記載のプラズマＣ
ＶＤによる堆積膜形成方法。