JPS61124575A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、基体上に堆積膜を形成する成膜装置に関する
ものである。

［従来技術］ 従来、成膜装置の一つ１例えば電子写真用感光体ドラム
を効率良く生産することができる成膜装置として次のよ
うなものが知られている。

すなわち、第１図に示すように、１は筒状構造のシール
ドボックスであって、その内側には、環状の絶縁物２Ａ
、２Ｂを介して筒状のカソード電８ｉｉ３が同軸上に配
置されている。シールドボックスｌの上端には、ゲート
バルブ４が設けられている。

またシールドボックス！内において、カソード電極３の
内側には、複数本の反応ガスの放出管５が直立して配置
されており、各放出管５の下端はシールドボックス１の
下端を貫通してその外側において、１本のガス放出本管
７に連通している。

このガス放出管５には、シールドボックス１内において
複数個のガス放出孔５Ａがカソード電極３に対向するよ
うに形成されており、図示しないガス供給源からの反応
ガスがガス放出木戸７を介してガス放出管５に供給され
、そのガス放出孔５Ａを介してカソード電極３の内側に
放出される。シールドボックスｌの底部には、複数本の
ガス排気管６の一端が連通しており、このガス排気管６
の他端は１本のガス排気本管８に連通している。このガ
ス排気木管８は図示しないガス吸気手段に接続されてお
り、シールドボックス１内のガスはガス排気管６および
ガス排気本管８を介してガス吸気手段に吸気される。

カソード電極３の外周には、螺旋状に溝３Ａが形成され
ており、溝３Ａの下端には冷却水の供給管９が連通され
、溝３Ａの上端には排出管１０が連通されている。従っ
て供給管９から溝３Ａ内に冷却水を供給し、これを排出
管１０から排出することによってカソード電極３を冷却
する。

１１は電子写真用感光体ドラムとしての円筒状基体であ
って、その内側上端に形成された支持板１Ｇをカソード
電極３の中心軸上に位置するように配置したロッド！２
の先端のへラド１２Ａに当接させることによって、カソ
ード電極３内にこれと同軸上になるように支持されてい
る０円筒状基体１１はロッド１２を介してアースされ、
一方力ソード電極３はＲＦ電源１７に接続されている。

ロッド１２の外側には、円筒状基体１１の内側に位置す
るようにヒータ１５が配置されており、このヒータ１５
はシールドボックス１の底部に固定支持されている。ロ
ッド１２の下端はシールドボックス１の外側下方におい
て、減速機構１４を介してモータ１３に接続されており
、このモータ１３の駆動によって回転し円筒状基体１１
を回転させる。なお、シールドボックス１内は図示しな
いが排気手段によって真空に排気される。

以上のような構成によって、まずシールドボックス１内
を真空にし、ガス放出管５から反応ガスをシールドボッ
クス１内に放出し、ヒータを加熱し、円筒状基体１１を
回転させ、ＲＦ電源１７からの高周波電力をカソード電
極３に供給することによって、カソード電極３と円筒状
基体１１との間に放電を起こさせ、かくして、円筒状基
体１１の外周面上に、例えばアモルファス・シリコンの
膜を堆積する。

しかしながら、このような従来の成膜装置においては１
次のような問題がある。

すなわち、反応ガスが分解した際に、カソード電極３お
よびシールド令ボックス１の内周面上にもポリシランの
膜が堆積してしまう、従って、このようにカソード電極
３の内周面上等に堆積したポリシランの膜を一回の成膜
の終了毎に除去しなければならない、そのために、例え
ばドライエッチクリーニングをカソード電極３の内周面
上等に施さなければならない、しかしながら、このドラ
イエシチクリ・−ニングには長時間、例えば２時間位を
要し、従って電子写真用感光体ドラムの製造効率が極め
て悪くなる。またこのドライエッチクリーニングは１例
えばＣＦ４と酸素との混合ガスを使用し、高周波プラズ
マの中で分解してカソード電極の内周面上等に付着した
ポリシランの膜をガス化１．て除去する。従ってドライ
エッチクリーニングにおいては、腐食性の強いガスが発
生するので、カソード電極およびガス放出管等に耐食性
に優れた部材を使用しなければならず、極めて設備コス
トが高くなる。またガスコストも高くなる。

［目的］ 従って、本発明の目的は、以上のような問題を解消し、
極めて生産効率の高い成膜装置を提供することにある。

［実施例］ 第２図は本発明に係る成膜装置の一実施例における保持
電極部分の断面を示す、第２図において、２０はシール
ドボックスであって、絶縁物２１Ａおよび２１Ｂを介し
て、その内側に有底の円筒構造を有する保持電極２２が
設けられている。シールドボックス２０はアースされ、
保持電極２２はこのシールドボックス２０と絶縁されて
いる。しかもこのシールドボックス２０によって、後述
するように保持電極２２に供給された高周波が外に漏れ
ることを防止する。

２３はロッドであって、保持電極２２の軸心上に位置す
るように、シールドボックス２ｏの底壁および保持電極
２２の底壁を貫通している。ロッド２３はシールドボッ
クス２０内の底部上に配置され、しかも保持電極２２の
底部を貫通するように設けられた環状の絶縁物２４によ
って、保持電極２２から絶縁されている。２５はシール
機構であって、シールドボックス２０の底壁の外側に配
置され、これによってロッド２３とシールドボックス２
０との間を気密にシールする。

２Ｂはゲートバルブであって、シールドボックス２０の
上端に配置され、シールドボックス２０の上端開孔を気
密に開閉する。２７はゲートバルブ２８と絶縁物２１Ａ
との間に、ゲートバルブ２Ｂと保持電極２２との間を気
密にシールするように設けられた環状の絶縁物である。

かくして、保持電極２２（シールドボックス２０）は密
閉構造を形成する。

２８はヒータであって、シールドボックス２０の内側周
壁に設けられている。２３は絶縁物３１を介してシール
ドボックス２０を貫通した導電部材であって、一端が保
持電極２２に１続され、他端がＲＦ電源３０に接続され
ている。この導電部材２３を介して保持電極２２にはＲ
Ｆ電源３０からの高周波電力が供給される。

保持電極２２の上端部内周壁および下端部内周壁にはテ
ーパ面２２Ａおよび２２Ｂが各々形成され、これらテー
パ面２２Ａおよび２２Ｂには、断面半円形の環状の溝２
２Ｇおよび２２０が各々形成されている。

３２Ａおよび３２Ｂはガス排気管であって、シールドボ
ックス２０の上端部および下端部に各々一端が固定され
、しかも、保持電極２２の上端部および下端部に形成さ
れた環状の溝２２Ｇおよび２２０に絶縁物２１Ａおよび
２１Ｂを介して各々連通している。これらガス排気管３
２Ａおよび３２Ｂの他端は吸気手段に接続されている。

保持電極２２の周壁は、二重壁構造、すなわち。

外側周壁２２Ｅと、内側周壁２２Ｆとから成る。この外
側周壁２２Ｅと内側周壁２２Ｆとの間には環状の空間３
３が形成されろ、内側周壁２２Ｆには、軸方向に複数個
形成されたガス放出孔３４の列が周方向に複数列、等間
隔で形成されている。

３７はガス供給管であって、その一端がシールドボック
ス２０に固定され、ざらに保持電極２２の外側周壁２２
Ｈに固定された連結管３８および絶縁物３５を介して環
状の空間３３に連通している。このガス供給管３７の他
端は図示しないガス供給源に接続されおり、従って、ガ
ス供給源からの反応ガスが、ガス供給管３７．絶縁物３
５．連結管３Ｂを介して環状の空間３３内に供給される
。

ロッド２３は減速機構３８を介してモータ３９に結合さ
れ、このモータ３３の駆動によって回転する。また、モ
ータ３９は図示しない昇降手段に固定されており、この
昇降手段によって、ロッド２３は保持電極２２の軸線上
を昇降する。

第３図、第４図および第５図は中空日田構造を有するカ
セットおよび円筒状基体の詳細を示す。

第４図に示すように、カセット４０は、カセット本体４
０Ａとｉ４４とを有する。第３図に示すように、カセッ
ト本体４０Ａは有底の円筒構造を有し。

その上端部および下端部に、ガスの排気部分４１８よび
４２を各々有する。この排気部分４１および４２は、保
持電極２２の上端部および下端部の内周面上に全周にわ
たって密着するようなサイズを持っテーパを形成してお
り、その周方向複数個所に等間隔で貫通孔４１Ａおよび
４２Ａを各々形成している。

カセット本体４０Ａの排気部分４１および４２を除いた
部分には軸方向に複数個形成したガ各噴出孔４３の列が
周方向に複数列等間隔で形成されている。

また、カセット本体４０Ａは、保持電極２２の内周径と
ほぼ同一な外径を有し、ガス噴出孔４３は、後述するよ
うにして、カセット４０を保持電極２２内に密着収納し
た時に、保持電極２２の内側周壁２２Ｆに形成したガス
放出孔３４の位置に合致するように位置決めされてカセ
ット本体４０Ａに形成されている。

なおりセット４０は導電性を有する材料、例えばアルミ
ニウムから成る。

円筒状基体４５はその本体４５Ａの内側−Ｅ端部分に、
支持板４６を有し、その本体４５Ａの外側に電子写真用
感光体ドラムを形成するための円筒４７を取り外し可能
に嵌合固定しである０円筒４７は、本体４５Ａの下端部
分の段部にその下端が当接し、その上端が本体４５Ａの
上端部外側に嵌合固定した環状の押え４８に当接し、か
くして本体４５Ａの外側に嵌合固定されている。押え４
日を本体４５Ａから取り外すことによって円筒４７を本
体４５Ａから外すことができる。

蓋４４は排気部分４１に被せて、カセット本体４Ｇ、Ａ
の上端開口を塞ぐ、蓋４４の中央部分には、筒状構造か
らなる突起４４Ａが形成されている。またカセット本体
４ＯＡの下端の底壁の中央部分にも同様の突起４９が形
成されている。突起４４Ａおよび４９は、テーパ部とこ
のテーパ部に連続する直管部とから成る。蓋４４は周知
の製缶法によってカセット本体４０Ａの上端に結合する
゛ことができる。

円筒状基体４５は適当な懸吊手段に吊り下げて、カセッ
ト本体４ＯＡの上方からカセット本体４０Ａの上端開口
を通して下降させてその中に挿入し、その下端をカセッ
ト本体４０Ａの底壁上に載置する。

この状態を第４図に示す、なおこの際、カセット本体４
ＯＡの中心軸に円筒状基体４５の中心軸を一致させる６
次いで、蓋４４をカセット本体４０Ａの上端に結合する
。このようにして円筒状基体４５はカセット４０内に収
納される。この状態を第５図に示す。

以上のようにして、円筒状基体４５をその中に収納した
カセット４Ｇを１次のようにして、保持電極２２内に収
納する。

まず第８図および第７図に示すように、搬送チャンバ５
０内にカセット４０を収納する。第８図に示すように、
５０は搬送チャンバ５０の下端開孔を塞ぐように、その
下端にゲートバルブ５１が取り付けられている。したが
って、このゲートバルブ５１を閉じ、そして図示しない
排気手段によって搬送チャンバ５０内を排気して、真空
にすることができる。５２は懸吊ロッドであって、搬送
チャンバ５０の中心軸上に位置するように、搬送チャン
バ５０の上端の天井壁を気密に貫通している。搬送チャ
ンバ５０の天井壁の上側には図示しない昇降手段が設け
られ、この昇降手段によって、懸吊ロッド５２を昇降さ
せる。搬送チャンバ５０は、適当な懸吊手段により吊り
下げられており、この懸吊手段によって、この搬送チャ
ンバ５０を、後述するように所定位置に配量された、シ
ールドボックス２０上に位置させる。

第６図に示すように、所定位置に載置された、その内側
に円筒状基体４５を収納したカセット４０の直上に搬送
チャンバ５０を位置させる。なお懸吊ロッド５２はその
先端を搬送チャンバ５０内に位置さ。

せておく、そして第６図に示すように懸吊ロッド５２を
下降させて、その先端のチャック５２Ａを、カセー、ト
４０の蓋４４の突起４４Ａの内側を通して、円筒状基体
４５の支持板４８の孔４８Ａに結合させる０次いで懸吊
ロッド５２を上昇させる。これによって、まず、円筒状
基体４５が懸吊ロッド５２と共に上昇して、その上端が
、蓋４４に当接する。そしてこの状態で、カセット４０
が持ち上げられ、第７図に示すように、カセット４０お
よび円筒状基体４５が搬送チャンバ５０内に収納される
０次いでゲートバルブ５１を閉じ、搬送チャンバ５０内
を真空に保持する。

次いで、このようにしてカセット４０を収納した搬送チ
ャンバ５０を、あらかじめその中を排気して真空にした
シールドボックス２０の直上に位置させ、シールドボッ
クス２０の上端のゲートバルブ２Ｂ上に搬送チャンバ５
０の下端のゲートバルブ５１を搬送チャンバ５０の中心
軸がシールドボックス２０の中心軸と合致するように載
置する。

次いで、２つのゲートバルブ２８および５１の間を、図
示しない適当な排気手段によって排気して真空にし、そ
の後、２つのゲートバルブ２６および５１を開ける０次
いで第８図に示すように、懸吊ロッド５２を下降して、
カセット４０を保持電極２２内に挿入する。なお、この
際、ロッド２３は保持電極２２内の適当な位置まで下降
させておく、そして、第９図に示すように、カセッ）４
０の底面が、保持電極２２の底面上に接するまでカセッ
ト４０を下降させる。この状態において、第８図に示す
ように、カセット４０は、保持電極２２の内側に全体に
わたって密に接触する。すなわち、カセット４０の上下
端のテーパは、保持電極２２の上下端部のテーパ面２２
Ａおよび２２Ｂに各々全周にわたって密に接触し、且つ
、カセット４０の上下端を除いた部分は保持電極２２の
上下端部を除いた内側周壁に密に全周にわたって接触し
、さらに、カセット４０に形成されたガス噴出孔４３が
保持電極２２に形成されたガス放出孔３４に連通ずる。

したがって、反応ガスは、ガス供給管３７．絶縁物３５
および連通管３Ｂを介して環状空間３３内に供給され、
さらに、そこから、ガス放出孔３４およびガス噴出孔４
３を介してカセット４０内に供給される。また、カセッ
ト４０内のガスは、その上下端部の排気部分４１Ａおよ
び４２Ａを介して保持電極２２の上下端部の環状の溝２
２Ｃおよび２２Ｄ内に排出され、そこから、ガス排気管
３２Ａおよび３２Ｂを介して吸気手段に吸気される。

次いで懸吊ロッド５２の先端のチャック５２Ａを円筒状
基体４５の支持板４８の孔４１１１Ａから外して、懸吊
ロッド５２を上昇させて搬送チャンバ５０内に収納し、
一方、ロッド２３を上昇させて、その先端のヘッド２３
Ａを円筒状基体４５の支持板４６に当接させ。

さらに、ロッド２３を上昇させて１円筒状基体４５をカ
セット４０の底から持ち上げ、カセット４０内にこれと
絶縁して支持する。この状態を第１０図に示す。

次いで、シールドボックス２０の上端のゲートバルブ２
６を閉じ、搬送チャンバ５０をシールドボックス２０の
上から他の所定箇所に移送する。このようにして、カセ
ット４０は、保持電極２２と電気的に接触してカソード
電極を構成し、一方、カセット４０内に絶縁支持された
円筒状基体４５はロッド２３を介してアースされる。

以上のようにして、円筒上基体４５は、保持電極２２内
に収められる。そして、円筒状基体４５を、ロッド２３
によって回転させ、真空に保持されたカセット４０内に
、ガス供給管３７．絶縁物３５．連通管３６、環状空間
３３．ガス放出孔３４およびガス噴出孔４３を介して反
応ガスを供給し、ヒータ２８によってカセット４０内を
保温し、保持電極２２およびカセット４０に高周波電力
を供給することによって、円筒状基体４５の外周面上に
、例えばアモルファス・シリコンの膜を堆積することが
できる。この際、カセット４０の内側にもポリシラン等
が付着するが、これらはカセット４０の内側にのみ付着
し、保持電極２２．ゲートバルブ２Ｂ等に付着すること
がない。

また、カセット４０の内側に付着したポリシラン等の粉
末がそこから剥離しても、それらは全てカセット４０内
の底に堆積して、カセット４０外に漏れることがない、
このように保持電極２２等の固定部分に、ポリシラン等
を付着させることがないので、それらの清掃時間を省略
することができ、従って極めて効率的に装置を稼動する
ことができる。

なお、カセット４０は、第１１図に示すように、ガスの
排気部分４１の一個所に貫通孔４１Ｂを形成し、このカ
セット４０の上端開口に蓋１４４を結合する。

蓋１４４はその中央部分に前述した蓋４４と同様の突起
１４４Ａを有し、且つ、周辺に、カセット４０の上端部
分の排気部分４１のテーパの内周に全周にわたって接す
るテーパ１４４Ｂを有し、このテーパ１４４Ｂは、周方
向に環状の溝１４４Ｃを形成し、この溝１４４０の４箇
所に貫通孔１４４Ｄを有する。カセット４０の下端は開
口しており、その排気部分４２のテーパには、周方向に
環状の溝４２Ｂが形成され、この環状の溝４２Ｂには、
４個所に貫通孔４２Ｇが形成されている。そしてこのカ
セット４０の下端に、蓋１４５を結合する。蓋１４５は
前述した突起４９と同様の突起１４５Ａをその中央に有
し、かつ１周辺に、カセット４０の下端に結合した際に
、その排気部分４２のテーパに全周にわたって接するテ
ーパ１４５Ｂが形成され、このテーパ１４５Ｂの一個所
に貫通孔１４５Ｇが形成されている。なお、蓋１４５は
カセット４０に結合する際に、その貫通孔１４５Ｇが、
カセット４０の中心軸線と平行する直線上において、カ
セット４０の上端部分の貫通孔４１Ｂと同一位置上に位
置するように位置決めする。このような構造のカセー、
ト４０に対応して、第１２図に示すように、保持電極２
２の上下端部の内周壁には、テーパ面２２Ａおよび２２
Ｂのみを形成し、これらテーパ面２２Ａおよび２２Ｂに
カセット４０の上下端部のテーパを全周にわたって密着
させる。なお、カセッ）４０の上下端部に形成した貫通
孔４１Ｂおよび１４５Ｇを、保持電極２２の上下端部の
ガス排気管３２Ａおよび３２日の連通部分に合致させる
。このような構造においても、カセット４０内のガスは
、その上下端部の貫通孔１４４０および４２Ｃを介して
環状の溝１４４Ｇおよび４２Ｂ内に排気され、そこから
１貫通孔４１Ｂおよび１４５Ｃを介してガス排気管３２
Ａおよび３２Ｂ内に排気される。また、このような構造
にすることによって、装置の固定部分としての、保持電
極２２に、反応ガスが接触する面積が一段と減少する。

［効果］ 以上説明したように１本発明によれば、極めて生産効率
の高い成膜装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の成膜装置の断面図、 第２図は本発明に係る成膜装置の一実施例における保持
電極部分の断面図、 第３図、第４図および第５図は中空日毎構造を有するカ
セットおよび円筒状基体の詳細を示す図、 第６図および第７図は、搬送チャンバおよびカセットの
断面図。 第８図、第９図および第１０図は、本発明一実施例の作
動態様の一例を説明する断面図、第１１図は本発明に係
るカセットの別の態様を示す説明図、 第１２図は本発明に係る成膜装置の他の実施例を示す断
面図である。 ２２・・・保持電極、 ４０・・・カセット、 ２３・・・ロッド、 ３０・・・ＲＦ電源。 第４図 Ｌ　ＬＳＤ（’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　放電を利用して成膜をおこなう成膜装置において、保
   持電極と、 内部に成膜用の基体を収納し、前記保持電極の内側に挿
   入されて該保持電極と電気的に接続されることで、内部
   に放電が生起されうるカセットとを有することを特徴と
   する成膜装置。