JP2010077500A - Method for forming deposited film and method for manufacturing amorphous silicone photoreceptor - Google Patents
Method for forming deposited film and method for manufacturing amorphous silicone photoreceptor Download PDFInfo
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Abstract
【課題】大面積の機能性堆積膜を膜厚方向に安定して形成することが可能な方法を提供する。特に、帯電特性の優れた高品質な電子写真感光体を安価に生産性よく製造する方法を提供する。
【解決手段】真空気密可能な反応容器に、基体を設置し、ケイ素原子を含む原料ガスを高周波電力により分解し該基体上に堆積膜形成を行う堆積膜形成方法において、堆積膜形成工程中に前記反応容器と排気手段とを接続する排気配管内に三フッ化塩素を含むガスを供給することを特徴とする。
【選択図】図1The present invention provides a method capable of stably forming a functional deposited film having a large area in the film thickness direction. In particular, a method for producing a high-quality electrophotographic photoreceptor excellent in charging characteristics at low cost with high productivity is provided.
In a deposition film forming method, a substrate is placed in a vacuum-tight reaction vessel, a source gas containing silicon atoms is decomposed by high-frequency power, and a deposited film is formed on the substrate. A gas containing chlorine trifluoride is supplied into an exhaust pipe connecting the reaction vessel and the exhaust means.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、グロー放電プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により基体上にアモルファスシリコン(以下「a−Si」とも記す)堆積膜を形成する堆積膜形成方法、及びa−Si膜を用いた電子写真感光体(アモルファスシリコン感光体)の製造方法に関する。 The present invention relates to a deposited film forming method for forming an amorphous silicon (hereinafter also referred to as “a-Si”) deposited film on a substrate by glow discharge plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), and an electrophotography using the a-Si film. The present invention relates to a method for producing a photoreceptor (amorphous silicon photoreceptor).
a−Siに代表されるケイ素(シリコン)原子を主成分として含む非単結晶質堆積膜を用いた半導体素子はいくつか提案されている。その中でも、電子写真感光体は、a−Si膜の高性能、高耐久性、かつ無公害であるという特徴をもっとも生かしたものである。
このような非単結晶質堆積膜のいくつかは実用化されている。堆積膜の形成法としては、従来、スパッタリング法、熱により原料ガスを分解する熱CVD法、光により原料ガスを分解する光CVD法、プラズマにより原料ガスを分解するプラズマCVD法等、多数の方法が知られている。
Several semiconductor devices using a non-single crystalline deposited film containing silicon (silicon) atoms represented by a-Si as a main component have been proposed. Among them, the electrophotographic photosensitive member makes the most of the characteristics of the a-Si film that are high performance, high durability, and non-polluting.
Some of such non-single crystalline deposited films have been put into practical use. As a method for forming a deposited film, there are a number of conventional methods such as sputtering, thermal CVD for decomposing source gas by heat, photo-CVD for decomposing source gas by light, and plasma CVD for decomposing source gas by plasma. It has been known.
中でも、プラズマCVD法は、電子写真用a−Si堆積膜の形成方法として現在実用化が非常に進んでおり、さまざまな製造装置が提案されている。具体的には、原料ガスを直流または高周波(RF、VHF)やマイクロ波などのグロー放電等によって分解し、アルミニウム等の導電性基体上に薄膜状の堆積膜を形成するものである。例えば、ケイ素原子を主体とし、水素原子またはハロゲン原子の少なくとも一方を含むアモルファス材料で構成された光導電層の上に非光導電性のアモルファス材料で構成された表面保護層が設けられた光導電部材が知られている。この表面保護層は、ケイ素原子および炭素原子を母体にして水素原子を含む非光導電性のアモルファス材料で構成されたものである。 Among them, the plasma CVD method is currently in practical use as a method for forming an a-Si deposited film for electrophotography, and various manufacturing apparatuses have been proposed. Specifically, the raw material gas is decomposed by glow discharge such as direct current or high frequency (RF, VHF) or microwave, and a thin deposited film is formed on a conductive substrate such as aluminum. For example, photoconductivity in which a surface protective layer made of a non-photoconductive amorphous material is provided on a photoconductive layer mainly made of silicon atoms and made of an amorphous material containing at least one of a hydrogen atom and a halogen atom. Members are known. This surface protective layer is composed of a non-photoconductive amorphous material containing hydrogen atoms based on silicon atoms and carbon atoms.
従来のプラズマCVD法おいては、金属や石英管等の材質で構成される反応容器内に、原料ガスを導入した後、高周波電力エネルギーを印加し、反応容器内で原料ガスを分解し、所望の基体上に堆積膜を形成する。このとき、反応容器内に残留する排気ガスを真空ポンプ等の排気手段へつながった排気配管を通して排気する手法が一般的に行われている。
このような従来の技術によりa−Si等の堆積膜を形成する方法は、例えば次のように行われる。
In the conventional plasma CVD method, a raw material gas is introduced into a reaction vessel made of a material such as a metal or a quartz tube, and then high frequency power energy is applied to decompose the raw material gas in the reaction vessel. A deposited film is formed on the substrate. At this time, a method of exhausting exhaust gas remaining in the reaction vessel through an exhaust pipe connected to an exhaust means such as a vacuum pump is generally performed.
A method of forming a deposited film such as a-Si by such a conventional technique is performed as follows, for example.
図5は、電子写真感光体を作製するために用いられる、13.56MHzの高周波電源を用いたRFプラズマCVD法のための堆積膜形成装置の一例を模式的に示した図である。
この装置は大別すると、反応装置5100、ガスの供給装置5200、反応装置5100内を排気する為の排気装置(図示せず)から構成されている。
反応容器5101は上蓋5110及び底板5126から絶縁部材5121によって絶縁された高周波電極5111で構成されている。反応容器5101内にはアースに接続された円筒状基体5112、円筒状基体の加熱用ヒーター5113、原料ガス導入管5114が設置され、更に高周波マッチングボックス5115を介して高周波電源5120が接続されている。
ガス供給装置5200は、ガスボンベ5221〜5226、ボンベのヘッダーバルブ5231〜5236、流入バルブ5241〜5246、流出バルブ5251〜5256及びマスフローコントローラー5211〜5216から構成される。各ガスのボンベは補助バルブ5210を介して反応容器5101内のガス導入管5114に接続されている。
円筒状基体5112は基体ホルダー5123上に設置され、更に円筒状基体5112上部にはキャップホルダー5125が設置されている。基体ホルダー5123、キャップホルダー5125は導電性部材で構成され、導電性材料からなる円筒状基体5112は、基体ホルダー5123を介してアースに接続される。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a deposited film forming apparatus for RF plasma CVD using a 13.56 MHz high-frequency power source, which is used for producing an electrophotographic photosensitive member.
This apparatus is roughly divided into a
The
The
The
以下、図5を用いた堆積膜の形成手順を簡単に示す。
反応容器5101内に円筒状基体5112を設置し、まず、不図示の排気手段により、反応容器5101内を排気する。次いで、加熱用の不活性ガスを流しながら、円筒状基体加熱用ヒーター5113により円筒状基体5112の温度を20℃〜500℃の所望の温度に制御する。
円筒状基体5112が所望の温度に加熱されたところで、不活性ガスの導入を徐々に止める。それと同時に、成膜用の原料ガス、例えば、SiH4、Si2H6、CH4、C2H6などの材料ガス、また、必要に応じてB2H6、PH3などのドーピングガス等をガスの供給装置5200より反応容器5101内に徐々に導入する。このとき、マスフローコントローラー5211〜5216のうち、使用するガスラインに接続されている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。その際に、反応容器5101内を0.1Paから数百Paまでの所望の圧力に維持するように、真空計5119を監視しながらメインバルブ5118の開口あるいは排気装置(不図示)の排気速度を調整する。
Hereinafter, a procedure for forming a deposited film using FIG. 5 will be briefly described.
A
When the
以上の手順によって成膜準備を完了した後、円筒状基体5112上への堆積膜の形成を開始する。まず、反応容器5101内の圧力が安定したのを確認してから、高周波電源5120を所望の電力に設定して、高周波電力を放電電極5111に供給し高周波グロー放電を生起させる。このとき、マッチングボックス5115を調整して、反射波が最小になるようにし、高周波の入射電力から反射電力を差し引いた値が所望の値になるように高周波電源5120の出力を調整する。この高周波グロー放電の放電エネルギーによって、反応容器5101内に導入されている各原料ガスが分解され、円筒状基体5112の表面上に付着して所定の堆積膜が形成される。なお、膜形成を行っている間、円筒状基体5112を駆動装置(不図示)によって所定の速度で回転させてもよい。
所望の厚さの堆積膜が形成された後、高周波電力の供給を止め、反応容器5101への各原料ガスの流入を止めて、反応容器5101内を一旦高真空にし、成膜工程を終える。このような成膜工程を繰り返し行うことによって、電子写真感光体が形成される。
After completing the film formation preparation by the above procedure, formation of the deposited film on the
After the deposition film having a desired thickness is formed, the supply of high-frequency power is stopped, the flow of each source gas into the
この技術により、電気的特性、光学的特性、および光導電率的特性が向上した電子写真感光体を製造することができ、この電子写真感光体を用いて画像形成することにより画像品位の向上が可能である。
これらの手法においては、導入される原料ガスが全て反応室内において分解消費され、所望の基体上に堆積膜として形成されるわけではない。特に、RFプラズマCVD法を用いた製造方法では、堆積膜形成と同時に、反応容器内にポリシランと呼ばれる副生成物が形成される。このポリシランは、反応容器のみならず、排気配管の内部にも溜まってしまう場合がある。このポリシランは、成膜工程において堆積膜を汚染してしまう場合があり、堆積膜形成後は反応容器内のポリシランを除去する必要がある。しかしながら、排気配管に生成されたポリシランを除去するには長時間を要し、生産サイクルの低下によるコストを上昇させる要因となっている。
With this technology, an electrophotographic photoreceptor having improved electrical characteristics, optical characteristics, and photoconductivity characteristics can be produced, and image quality can be improved by forming an image using this electrophotographic photoreceptor. Is possible.
In these methods, all of the introduced raw material gas is decomposed and consumed in the reaction chamber, and is not formed as a deposited film on a desired substrate. In particular, in the manufacturing method using the RF plasma CVD method, a by-product called polysilane is formed in the reaction vessel simultaneously with the formation of the deposited film. This polysilane may accumulate not only in the reaction vessel but also in the exhaust pipe. This polysilane may contaminate the deposited film in the film forming process, and it is necessary to remove the polysilane in the reaction vessel after the deposited film is formed. However, it takes a long time to remove the polysilane generated in the exhaust pipe, which is a factor that increases the cost due to a decrease in the production cycle.
こうした排気配管の副生成物の除去に関する提案もいくつかなされている。
特許文献1には、処理室と排気配管との間にトラップを設け、トラップに高融点金属フィラメントを設置することが開示されている。具体的には、高融点金属フィラメントを加熱することによって、処理室より排気された未反応ガス及び副生成物に化学反応を生起し、これらを十分に分解してトラップ101の内壁に硬質の膜として付着、堆積させることが開示されている。
また、特許文献2には、排気系の途中に接続されるガス配管を流れる三フッ化塩素ガスを加熱しながら、三フッ化塩素ガスを排気系に直接に供給することを特徴とする処理装置の洗浄方法が開示されている。
Patent Document 1 discloses that a trap is provided between the processing chamber and the exhaust pipe, and a refractory metal filament is installed in the trap. Specifically, by heating the refractory metal filament, a chemical reaction occurs in the unreacted gas and by-products exhausted from the processing chamber, and these are sufficiently decomposed to form a hard film on the inner wall of the trap 101. It is disclosed to adhere and deposit as.
Further, Patent Document 2 discloses a processing apparatus that supplies chlorine trifluoride gas directly to an exhaust system while heating the chlorine trifluoride gas flowing through a gas pipe connected in the middle of the exhaust system. A cleaning method is disclosed.
一般に、プラズマCVDを用いて機能性堆積膜を形成する場合、反応容器内の空間に均一かつ安定なプラズマが生成されることが重要となる。特に電子写真感光体のような大面積の機能性堆積膜を用いる部材の場合は、こうしたプラズマの均一性、安定性が特性の均一性に大きく影響を及ぼしてしまう。
前記した従来の堆積膜形成装置により、ある程度実用的な特性を持つ感光体を得ることが可能になった。特に、プラズマCVD法による成膜方法の中でも、高周波電力としてRF帯を用いるRFプラズマCVD法は、良好な特性の膜を容易に得られるため、a−Si膜を用いた電子写真感光体(アモルファスシリコン感光体)の製造などに広く用いられている。
In general, when a functional deposition film is formed using plasma CVD, it is important that uniform and stable plasma is generated in the space in the reaction vessel. In particular, in the case of a member using a functional deposited film having a large area such as an electrophotographic photosensitive member, the uniformity and stability of such plasma greatly affect the uniformity of characteristics.
With the above-described conventional deposited film forming apparatus, it is possible to obtain a photoreceptor having practical characteristics to some extent. In particular, among the film formation methods by the plasma CVD method, the RF plasma CVD method using the RF band as the high-frequency power can easily obtain a film having good characteristics. Therefore, an electrophotographic photosensitive member using an a-Si film (amorphous). Widely used in the manufacture of silicon photoconductors).
しかし、近年、市場にて要求される電子写真装置のスペックが年々厳しくなり、さらなる高画質化、高速化、高耐久性、および高機能化はもとより、価格やランニングコストに関する競争も激化している。これに伴って、a−Si膜を用いた電子写真感光体(アモルファスシリコン感光体)にも、従来のような電気特性の向上に加えて、コスト面においての要求もより強くなってきている。
ところが、a−Si膜を用いた電子写真感光体(アモルファスシリコン感光体)は、a−Siの持つ誘電率の高さゆえに、十分な帯電能を得るためにはどうしてもある程度の膜厚が必要になり、場合によっては30μm〜100μmもの厚さの堆積膜を形成しなければならない。従って、プラズマCVD法を用いた製造方法では、成膜時間に長時間を要し、生産コストが上昇しがちであった。
また、RFプラズマCVD法を用いた製造方法では、前述のように、堆積膜形成と同時に、反応容器内及び排気配管内にもポリシランと呼ばれる副生成物が形成される。十分な帯電能を得るために感光体を厚膜化する場合はポリシランの量も増加し、反応容器内や排気配管内に溜まったポリシランの影響で安定した成膜条件が得られにくいことがある。場合によっては、堆積膜形成中に排気配管を閉塞させてしまい、安定した堆積膜形成に問題が起こる場合もあった。
However, in recent years, the specs of electrophotographic apparatuses required in the market have become stricter year by year, and competition for price and running cost has intensified as well as higher image quality, higher speed, higher durability, and higher functionality. . Along with this, electrophotographic photoreceptors (amorphous silicon photoreceptors) using an a-Si film are becoming more demanding in terms of cost in addition to the improvement in electrical characteristics as in the prior art.
However, an electrophotographic photosensitive member (amorphous silicon photosensitive member) using an a-Si film has to have a certain film thickness in order to obtain sufficient charging ability because of the high dielectric constant of a-Si. In some cases, a deposited film having a thickness of 30 μm to 100 μm must be formed. Therefore, in the manufacturing method using the plasma CVD method, the film formation time requires a long time, and the production cost tends to increase.
In the manufacturing method using the RF plasma CVD method, as described above, a by-product called polysilane is formed in the reaction vessel and the exhaust pipe simultaneously with the formation of the deposited film. When the photoconductor is thickened to obtain sufficient charging performance, the amount of polysilane also increases, and it may be difficult to obtain stable film formation conditions due to the influence of polysilane accumulated in the reaction vessel and exhaust pipe. . In some cases, the exhaust pipe is blocked during the formation of the deposited film, which may cause a problem in stable deposited film formation.
本発明者らは、優れた帯電特性を得るために上述した電子写真感光体の光導電層の膜厚を厚くする検討を行ったが、光導電層の膜厚が30μmである感光体の帯電特性Vd(30)と、光導電層の膜厚が50μmである感光体で得られる帯電特性Vd(50)との関係が、
とはならず、増加させた膜厚分の帯電特性が得られない(増加させた膜厚分だけ帯電特性が増加しない)という課題に直面した。
また、前述したように、ポリシランを除去するための成膜後の後処理工程にも長時間を要し、製造効率を低下させ、生産コストを上昇させる要因となっている。
本発明の目的は、上述した従来の諸問題を解決し、帯電特性の優れた感光体を歩留まりよく安定して製造し得る堆積膜形成方法を提供することにある。
The present inventors have studied to increase the thickness of the photoconductive layer of the above-described electrophotographic photosensitive member in order to obtain excellent charging characteristics. However, the charging of a photosensitive member having a photoconductive layer thickness of 30 μm was performed. The relationship between the characteristic Vd (30) and the charging characteristic Vd (50) obtained with a photoconductor having a photoconductive layer thickness of 50 μm is as follows:
However, it was faced with the problem that the charging characteristics for the increased film thickness could not be obtained (the charging characteristics did not increase for the increased film thickness).
In addition, as described above, a post-treatment process after film formation for removing polysilane also takes a long time, which is a factor that decreases manufacturing efficiency and increases production cost.
An object of the present invention is to provide a deposited film forming method capable of solving the above-described conventional problems and stably producing a photoconductor excellent in charging characteristics with a high yield.
本発明は、真空気密可能な反応容器に、基体を設置し、ケイ素原子を含む原料ガスを高周波電力により分解し該基体上に堆積膜形成を行う堆積膜形成方法において、堆積膜形成工程中に前記反応容器と排気手段とを接続する排気配管内に三フッ化塩素(ClF3)を含むガスを供給することを特徴とする。 The present invention relates to a deposition film forming method in which a substrate is placed in a vacuum-tight reaction vessel, a source gas containing silicon atoms is decomposed by high-frequency power, and a deposited film is formed on the substrate. A gas containing chlorine trifluoride (ClF 3 ) is supplied into an exhaust pipe connecting the reaction vessel and the exhaust means.
本発明の堆積膜形成方法は、堆積膜形成工程中に、真空気密可能な反応容器と排気手段とを接続する排気配管内に三フッ化塩素を含むガスを供給することにより、堆積膜形成中における排気配管内部に生成するポリシラン量を抑制する。これにより、長時間の成膜においても常に安定した状態で堆積膜が形成され、帯電特性の優れた高品質な電子写真感光体を製造する方法を提供することが可能である。堆積膜形成工程中とは、基体を反応容器に設置した後、基体に堆積膜を形成し、堆積膜が形成された基体を反応容器から取り出すまでを意味する。例えば、第1の堆積膜形成開始から第1の堆積膜形成終了まで、第2の堆積膜形成開始から第2の堆積膜形成終了までのほか、第1の堆積膜形成終了後から第2の堆積膜形成開始前までも含む。
さらに、堆積膜形成工程中に排気配管内に三フッ化塩素を含むガスを供給することにより、成膜後の後処理工程時間の大幅な短縮が可能となり、良好な特性の電子写真感光体を安価に生産性よく製造する方法を提供することが可能である。
In the deposited film forming method of the present invention, during the deposited film forming process, a gas containing chlorine trifluoride is supplied into the exhaust pipe connecting the vacuum-tight reaction vessel and the exhaust means, thereby forming the deposited film. The amount of polysilane generated in the exhaust pipe inside is suppressed. As a result, it is possible to provide a method for producing a high-quality electrophotographic photoreceptor excellent in charging characteristics, in which a deposited film is always formed in a stable state even during long-time film formation. “During the deposited film forming process” means that after the substrate is placed in the reaction vessel, the deposited film is formed on the substrate, and the substrate on which the deposited film is formed is taken out from the reaction vessel. For example, from the start of the first deposited film formation to the end of the first deposited film formation, from the start of the second deposited film formation to the end of the second deposited film formation, and after the completion of the first deposited film formation, This includes even before the start of deposited film formation.
Furthermore, by supplying a gas containing chlorine trifluoride into the exhaust pipe during the deposited film forming process, the post-processing time after film formation can be greatly shortened, and an electrophotographic photoreceptor having good characteristics can be obtained. It is possible to provide a method for manufacturing at low cost with high productivity.
本発明は、優れた帯電特性をもつ電子写真感光体を得るために検討を繰り返し本発明を想到するに至ったものであり、経緯について説明する。
本発明者らは、優れた帯電特性を得るために上述した電子写真感光体の膜厚を厚くする検討を行ったが、前述の課題で述べたように、増加させた膜厚分だけ帯電特性が向上しなかった。
この原因を調べるために、排気配管に熱電対を設置して、排気配管の温度を測定したところ、成膜工程の後半から、反応容器近傍の排気配管温度が上昇することが確認された。
この結果から、本発明者らは、成膜工程後半に排気配管にポリシランの溜まる量が増加し、排気配管内の圧力が上昇すると推測した。このことにより反応容器内から排気配管内へプラズマが回り込み、反応容器付近の排気配管にプラズマが集中し易くなるのではないかと考えた。このことが反応容器内のプラズマの安定性を損ない、成膜工程後半の堆積膜の特性を損ねるのではないかと推測した。そこで、本発明者らは、成膜工程中に排気配管内のポリシランの発生を抑止するにはどうすれば良いかを考えた結果、本発明に至ったものである。
The present invention has been repeatedly studied in order to obtain an electrophotographic photosensitive member having excellent charging characteristics. The present invention will be described.
The inventors of the present invention have studied to increase the film thickness of the above-described electrophotographic photosensitive member in order to obtain excellent charging characteristics. However, as described in the above problem, the charging characteristics are increased by the increased film thickness. Did not improve.
In order to investigate this cause, a thermocouple was installed in the exhaust pipe and the temperature of the exhaust pipe was measured. As a result, it was confirmed that the temperature of the exhaust pipe near the reaction vessel increased from the latter half of the film forming process.
From this result, the present inventors estimated that the amount of polysilane accumulated in the exhaust pipe increased in the latter half of the film forming process, and the pressure in the exhaust pipe increased. As a result, it was considered that the plasma would circulate from the reaction vessel into the exhaust pipe and the plasma would easily concentrate on the exhaust pipe near the reaction vessel. It was speculated that this would impair the stability of the plasma in the reaction vessel and the characteristics of the deposited film in the latter half of the film formation process. Accordingly, the present inventors have arrived at the present invention as a result of considering how to suppress the generation of polysilane in the exhaust pipe during the film forming process.
以下、図面を用いて本発明の堆積膜形成装置の実施の形態について詳細に説明する。
図1に、本発明の堆積膜形成装置の一実施形態の模式的な図を示す。
本発明の堆積膜の形成方法について図1を用いて詳細に説明する。
この装置は大別すると、反応装置1100、原料ガスの供給装置1200、反応装置1100内を排気する為の排気装置(図示せず)から構成されている。反応装置1100は上蓋1110及び底板1126から絶縁部材1121によって絶縁された高周波電極1111で構成されている。反応容器1101内にはアースに接続された円筒状基体1112、円筒状基体の加熱用ヒーター1113、原料ガス導入管1114が設置されている。更に高周波マッチングボックス1115を介して高周波電源1120が接続されている。
Hereinafter, embodiments of a deposited film forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic diagram of one embodiment of the deposited film forming apparatus of the present invention.
The method for forming a deposited film of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
This apparatus is roughly divided into a
ガス供給装置1200は以下のものから構成される。
SiH4、H2、CH4、NO、B2H6等の原料ガスボンベ1221〜1224とClF3(三フッ化塩素)、N2等のエッチングガスおよび希釈ガスボンベ1225〜1226。
更には、ボンベのヘッダーバルブ1231〜1236、流入バルブ1241〜1246、流出バルブ1251〜1256、及びマスフローコントローラー1211〜1216である。
また、各原料ガスボンベ1221〜1224は補助バルブ1210を介して反応容器1101内のガス導入管1114に接続されている。
また、エッチングガスおよび希釈ガスボンベ1225〜1226は補助バルブ1230を介して反応容器1101内のガス導入管1114に接続されている。さらに、本発明を実施する構成として、補助バルブ1220を介して排気配管1122にも接続されている。
The
Furthermore,
Each
The etching gas and
円筒状基体1112は基体ホルダー1123上に設置され、更に円筒状基体1112上部にはキャップホルダー1125が設置されている。基体ホルダー1123、キャップホルダー1125は導電性部材で構成され、導電性材料からなる円筒状基体1112は、基体ホルダー1123を介してアースに接続される。
反応容器1101内に円筒状基体1112を設置し、まず、不図示の排気手段により、反応容器1101内を排気する。次いで、円筒状基体加熱用ヒーター1113により円筒状基体1112の温度を20℃〜500℃の所望の温度に制御する。
続いて、原料ガスを反応装置1100内に流入させるにはガスボンベのヘッダーバルブ1231〜1234及び、反応容器のリークバルブ1117が閉じられている事を確認する。又、流入バルブ1241〜1244、流出バルブ1251〜1254、補助バルブ1210が開かれている事を確認し、メインバルブ1118を開いて反応装置1100及びガス供給配管1116を排気する。
The
A
Subsequently, it is confirmed that the gas
その後、真空計1119の値が0.7Paになった時点で補助バルブ1210、流出バルブ1251〜1254、流入バルブ1241〜1244を閉じる。その後ガスボンベ1221〜1224より各ガスをヘッダーバルブ1231〜1234を開いて導入し圧力調整器1261〜1264により各ガス圧を所定の圧力に調整する。次に流入バルブ1241〜1244、流出バルブ1251〜1254を徐々に開けて各ガスをマスフローコントローラー1211〜1214内に導入する。
こうして、各原料ガスが所定の流量にて補助バルブ1210を介してガス導入管1114より反応容器1101内に導入される。
Thereafter, when the value of the
In this way, each source gas is introduced into the
本発明において、上述した原料ガスを反応容器1101に導入すると同時もしくは成膜工程中、排気配管1122へエッチングガスおよび希釈ガスを導入する。
手順としては、三フッ化塩素ガスボンベ1225および希釈ガスボンベ1226のヘッダーバルブ1235〜1236及び、反応容器のリークバルブ1117が閉じられている事を確認する。また、流入バルブ1245〜1246、流出バルブ1255〜1256、補助バルブ1220が開かれている事を確認し、メインバルブ1118を開いてガス供給配管1227を排気する。
In the present invention, the etching gas and the dilution gas are introduced into the
As a procedure, it is confirmed that the
その後、真空計1124の値が0.7Paになった時点で補助バルブ1220、流出バルブ1255〜1256、流入バルブ1245〜1246を閉じる。その後ガスボンベ1225〜1226より各ガスをヘッダーバルブ1235〜1236を開いて導入し圧力調整器1265〜1266により各ガス圧を所定の圧力に調整する。次に流入バルブ1245〜1246、流出バルブ1255〜1256を徐々に開けて各ガスをマスフローコントローラー1215〜1216内に導入する。
こうして、三フッ化塩素ガスおよび希釈ガスが所定の流量にて補助バルブ1220を介して排気配管1122に導入される。
Thereafter, when the value of the
In this way, chlorine trifluoride gas and dilution gas are introduced into the
以上の手順によって成膜準備を完了した後、円筒状基体1112上に、まず電荷注入阻止層の形成を行う。
まず、円筒状基体1112が所望の温度になったところで、原料ガス流出バルブ1251〜1254のうちの必要なものと補助バルブ1210とを徐々に開く。次に、各ガスボンベ1221〜1224から所望の原料ガスをガス導入管1114を介して反応装置1100内に導入する。
さらに、三フッ化塩素ガスおよび希釈ガスの流出バルブ1255〜1256と補助バルブ1220を徐々に開き、各ガスボンベ1225〜1226から所望の流量を各マスフローコントローラー1215〜1216により調整して排気配管1122に導入する。
次に、原料ガスの各マスフローコントローラー1211〜1214によって、各原料ガスが所望の流量になる様に調整する。その際、反応装置1100内が133Pa以下の所望の圧力になる様に、真空計1119を見ながらメインバルブ1118の開口およびスロットルバルブ1127を調整する。内圧が安定したところで、高周波電源1120を所望の電力に設定して例えば、13.56MHzの高周波電力を高周波マッチングボックス1115を介して高周波電極1111に供給し高周波グロー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応装置1100内に導入させた各原料ガスが分解され、円筒状基体1112上に所望のケイ素原子を主成分とする電荷注入阻止層が堆積される。
After completing the film formation preparation by the above procedure, a charge injection blocking layer is first formed on the
First, when the
Further, the chlorine trifluoride gas and dilution
Next, each source gas is adjusted to have a desired flow rate by each
所望の膜厚の電荷注入阻止層が形成された後、光導電層の形成に必要な原料ガスに切り換える。そして所望の膜厚の光導電層が形成された後に、高周波電力の供給を止め、各流出バルブ1251〜1254を閉じて反応装置1100への各原料ガスの流入を止め、光導電層の形成を終える。
上記光導電層上に表面層を形成する場合も基本的には上記の操作を繰り返せばよく反応装置1100内の原料ガスを排気した後、表面層に必要な原料ガスに切り換えて反応装置1100内に流す。所定の内圧に調整した後に前層と同様の操作により所望の膜厚の表面層を形成すればよい。
After the charge injection blocking layer having a desired film thickness is formed, the source gas is switched to a material gas necessary for forming the photoconductive layer. Then, after the photoconductive layer having a desired thickness is formed, the supply of high-frequency power is stopped, the
When the surface layer is formed on the photoconductive layer, basically, the above operation may be repeated. After the source gas in the
上記成膜工程中に、三フッ化塩素および希釈ガスを、補助バルブ1220を介して排気配管1122へ導入することで、排気配管内1122内に生成されるポリシラン量を抑制することとなる。このことで、長時間の成膜においても排気配管内にポリシランが溜まることがなく、排気配管の詰まりによる圧力変動や、排気配管内の圧力上昇が起こらず、長時間の成膜においても最後まで安定した状態で堆積膜形成が行われるものとなる。
さらに、成膜工程後のポリシラン除去処理工程においても、処理時間が大幅に短縮されることとなり、電子写真感光体の製造効率がアップし、製造コストが低減される。
Introducing chlorine trifluoride and a dilution gas into the
Furthermore, in the polysilane removal treatment step after the film formation step, the treatment time is greatly shortened, so that the production efficiency of the electrophotographic photosensitive member is increased and the production cost is reduced.
本発明において、成膜工程中に排気配管1122へ導入するエッチングガスは、三フッ化塩素または、三フッ化塩素と不活性ガス等の希釈ガスの混合ガスのいずれでも良い。また、三フッ化塩素の流量および希釈ガスの流量は排気能力等によって任意に設定できるが、三フッ化塩素の流量および希釈ガスに対する濃度が小さすぎると本発明の効果は得られにくい。逆に、大きすぎても三フッ化塩素ガスの反応容器内への拡散による堆積膜へのコンタミ等の影響により、堆積膜特性に影響を及ぼしてしまう場合がある。
本発明において、排気配管1122へ導入するエッチンクガスは、堆積膜形成工程前に導入しておくことが望ましいが、堆積膜形成工程の途中から導入を開始しても良い。
また、本発明において、成膜工程中の排気配管内の圧力と反応容器内の圧力の圧力関係は重要である。
本発明においては、排気配管内のエッチングガスを導入する近辺の圧力を反応容器内の圧力の40%以上80%以下とすることが好ましい。前記値が80%を超えるとエッチングガスが反応容器側へ拡散してしまい、堆積膜に影響を及ぼす場合がある。また、40%未満の場合は、排気配管内のポリシラン量抑制の効果が低くなってしまう。本発明において、前述のエッチングガスを導入する近辺の圧力とは、排気配管のエッチングガスを導入する導入口からおよそ10cm以内の場所で測定される圧力と定義する。
In the present invention, the etching gas introduced into the
In the present invention, the etch gas introduced into the
In the present invention, the pressure relationship between the pressure in the exhaust pipe and the pressure in the reaction vessel during the film forming process is important.
In the present invention, the pressure in the vicinity of introducing the etching gas in the exhaust pipe is preferably 40% or more and 80% or less of the pressure in the reaction vessel. If the value exceeds 80%, the etching gas diffuses to the reaction vessel side, which may affect the deposited film. If it is less than 40%, the effect of suppressing the amount of polysilane in the exhaust pipe will be low. In the present invention, the pressure in the vicinity of introducing the etching gas is defined as a pressure measured at a location within about 10 cm from the introduction port for introducing the etching gas in the exhaust pipe.
本発明における排気配管へのエッチングガス導入方法は、図1に示すように三フッ化塩素と希釈ガスを混合した状態で排気配管へ導入しても良いが、図2に示すように、各々別々に導入しても良い。このとき、希釈ガスを、三フッ化塩素ガスの供給箇所よりも上流側(反応容器側)から導入することが好ましい。図2に示す例では、希釈ガスをガス供給配管1227aから導入し、三フッ化塩素ガスをガス供給配管1227bから導入することが好ましい。これは、希釈ガスが三フッ化塩素ガスの反応容器への拡散を防止し、堆積膜への影響をより抑えることが可能となるためである。
本発明で使用する希釈ガスは、不活性ガスであればいずれでも良いが、ヘリウム、アルゴン、窒素のいずれか又はいずれかを含む混合ガスが好ましい。また、希釈ガスとして水素ガスを用いることも本発明では有効である。
The etching gas introduction method to the exhaust pipe in the present invention may be introduced into the exhaust pipe in a mixed state of chlorine trifluoride and dilution gas as shown in FIG. 1, but each is separately provided as shown in FIG. May be introduced. At this time, it is preferable to introduce the dilution gas from the upstream side (reaction vessel side) of the chlorine trifluoride gas supply location. In the example shown in FIG. 2, it is preferable to introduce the dilution gas from the
The diluent gas used in the present invention may be any inert gas, but is preferably a mixed gas containing helium, argon, nitrogen, or any one thereof. It is also effective in the present invention to use hydrogen gas as the dilution gas.
本発明の堆積膜形成方法は、特にSi供給用の原料ガスを用いた堆積膜形成に有効であり、特に電子写真感光体の製造方法として有効である。
本発明の堆積膜形成方法は、一例としてアモルファスシリコン膜の形成に適用することができる。
アモルファスシリコン膜を形成するには、Si供給用の原料ガスと、H供給用の原料ガスおよび/またはハロゲン供給用の原料ガスを反応容器内に導入し、グロー放電を生起させることで形成できる。
本発明において使用されるSi供給用の原料ガスとしては、SiH4、Si2H6、SiF4、Si2F6等のガス状態の、またはガス化し得る水素化ケイ素(シラン類)やフッ化ケイ素が有効に使用されるものとして挙げられる。特に、作成時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さ等の点でSiH4、Si2H6が好ましい。
更にH2および/またはHeあるいは水素原子を含むケイ素化合物のガスも所望量混合して層形成してもよい。
The deposited film forming method of the present invention is particularly effective for forming a deposited film using a source gas for supplying Si, and is particularly effective as a method for producing an electrophotographic photosensitive member.
The deposited film forming method of the present invention can be applied to the formation of an amorphous silicon film as an example.
The amorphous silicon film can be formed by introducing a source gas for supplying Si, a source gas for supplying H and / or a source gas for supplying halogen into the reaction vessel, and causing glow discharge.
Examples of the raw material gas for supplying Si used in the present invention include silicon hydrides (silanes) or fluorides in a gas state such as SiH 4 , Si 2 H 6 , SiF 4 , Si 2 F 6 or the like which can be gasified. It is mentioned that silicon is effectively used. In particular, SiH 4 and Si 2 H 6 are preferable in terms of easy handling at the time of production, good Si supply efficiency, and the like.
Further, a desired amount of a gas of a silicon compound containing H 2 and / or He or a hydrogen atom may be mixed to form a layer.
アモルファスシリコン膜には伝導性を制御する原子を含有させても良い。伝導性を制御する原子としては、p型伝導特性を与える周期律第13族に属する原子、例えば硼素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等があり、特にB、Al、Gaが好適である。また、n型伝導特性を与える周期律第15族原子としては、例えばP(リン),As(砒素),Sb(アンチモン),Bi(ビスマス)等があり、特にP,Asが好適である。
このような第13族原子導入用の原料物質として具体的には、B2H6、B4H10、B5H9、B5H11、B6H10、B6H12、B6H14等の水素化硼素、BF3、BCl3、BBr3等のハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、AlCl3、GaCl3、Ga(CH3)3、InCl3、TlCl3等も挙げることができる。
第15族原子導入用の原料物質として、有効に使用されるのは、PH3、P2H4等の水素化燐、PH4I、PF3、PF5、PCl3、PCl5、PBr3、PBr5、PI3等のハロゲン化燐が挙げられる。この他、AsH3、AsF3、AsCl3、AsBr3、AsF5、SbH3、SbF3、SbF5、SbCl3、SbCl5、BiH3、BiCl3、BiBr3等も第15族原子導入用の出発物質の有効なものとして挙げることができる。
これらの伝導性を制御する原子導入用の原料物質を、必要に応じてH2、He、Ar、Ne等のガスにより希釈して使用してもよい。
光導電層に含有される伝導性を制御する原子の含有量としては、好ましくは1×10−2〜1×104原子ppm、より好ましくは5×10−2〜5×103原子ppm、最適には1×10−1〜1×103原子ppmとされるのが望ましい。
The amorphous silicon film may contain atoms that control conductivity. Atoms that control conductivity include atoms belonging to Group 13 of the periodic table that give p-type conductivity, such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), thallium (Tl), and the like. In particular, B, Al, and Ga are preferable. Examples of periodic group 15 atoms that give n-type conductivity include P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), Bi (bismuth), etc., with P and As being particularly preferred.
Specific examples of such source materials for introducing Group 13 atoms include B 2 H 6 , B 4 H 10 , B 5 H 9 , B 5 H 11 , B 6 H 10 , B 6 H 12 , and B 6. Examples thereof include boron hydrides such as H 14 and boron halides such as BF 3 , BCl 3 , and BBr 3 . In addition, AlCl 3 , GaCl 3 , Ga (CH 3 ) 3 , InCl 3 , TlCl 3 and the like can also be mentioned.
As raw materials for introducing Group 15 atoms, phosphorus hydrides such as PH 3 and P 2 H 4 , PH 4 I, PF 3 , PF 5 , PCl 3 , PCl 5 , and PBr 3 are effectively used. , Phosphorous halides such as PBr 5 and PI 3 . In addition, AsH 3 , AsF 3 , AsCl 3 , AsBr 3 , AsF 5 , SbH 3 , SbF 3 , SbF 5 , SbCl 3 , SbCl 5 , BiH 3 , BiCl 3 , BiBr 3, etc. are also used for introducing Group 15 atoms. It can be mentioned as an effective starting material.
These source materials for introducing atoms for controlling conductivity may be used by diluting with a gas such as H 2 , He, Ar, Ne or the like, if necessary.
The content of atoms for controlling the conductivity contained in the photoconductive layer is preferably 1 × 10 −2 to 1 × 10 4 atomic ppm, more preferably 5 × 10 −2 to 5 × 10 3 atomic ppm, Optimally, it is desirable to be 1 × 10 −1 to 1 × 10 3 atomic ppm.
本発明において、高周波電源1120の周波数範囲としては1〜450MHzが好適に用いられる。中でも13.56MHzに代表されるRF帯或いは50〜250MHzのVHF帯が特に好ましい。出力は、装置、及び処方に適した電力を発生することが出来ればいかなる出力のものでも好適に使用出来る。更に、高周波電源の出力変動率はいかなる値であっても本発明の効果を得ることが出来る。
In the present invention, 1 to 450 MHz is preferably used as the frequency range of the high-
本発明を用いることにより、図4(a)〜(d)に示す様々なa−Si系電子写真用光受容部材(アモルファスシリコン感光体)が形成可能である。
図4(a)に示す電子写真感光体400は、基体401の上に、水素原子またはハロゲン原子を構成要素として含むアモルファスシリコンを有し光導電性を有する光導電層402が設けられた構成となっている。
図4(b)に示す電子写真感光体400は、図4(a)に示す電子写真感光体上にアモルファスシリコン系またはアモルファス炭素系の表面層403が設けられた構成となっている。
図4(c)に示す電子写真感光体400は、基体401の上に、アモルファスシリコン系の下部阻止層404と、光導電層402と、表面層403が設けられた構成となっている。図4(b)同様に、光導電層402は水素原子またはハロゲン原子を構成要素として含むa−Siからなり光導電性を有し、表面層403はアモルファスシリコン系またはアモルファス炭素系の層である。
図4(d)に示す電子写真感光体400も、基体401の上に、光導電層402と表面層403が設けられた構成となっている。この光導電層402は、水素原子またはハロゲン原子を構成要素として含むa−Siからなる電荷発生層405および電荷輸送層406とからなり、表面層403はアモルファスシリコン系またはアモルファス炭素系の層である。
By using the present invention, various a-Si electrophotographic light-receiving members (amorphous silicon photoreceptors) shown in FIGS. 4A to 4D can be formed.
The electrophotographic
An electrophotographic
An
The electrophotographic
以下、本発明の実施例とその効果について具体的に説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
図1に示した電子写真感光体成膜用の堆積膜形成装置を用い、前述した手順に従い電子写真感光体を作成した。
基体ホルダー1123に円筒状アルミニウム基体1112を設置し、円筒状基体加熱用ヒーター1113により円筒状基体1112を280℃に加熱した後、表1に示す各層の成膜条件にて光導電層の膜厚が30μmまたは50μmの電子写真感光体を作成した。
このとき本実施例においては、電子写真感光体製造工程中に、排気配管1122へ三フッ化塩素ガスを50ml/min(normal)流した。
(実施例2)
実施例1と同様に、図1に示す堆積膜形成装置を用いて表1に示す条件にて実施例1で示した手順と同様に光導電層の膜厚が30μmまたは50μmの電子写真感光体を作成した。本実施例では、電子写真感光体製造工程中に、排気配管1122へ三フッ化塩素(50%)/アルゴン(50%)混合ガス100ml/min(normal)を流した。
(実施例3)
実施例1と同様に、図1に示す堆積膜形成装置を用いて表1に示す条件にて実施例1で示した手順と同様に光導電層の膜厚が30μmまたは50μmの電子写真感光体を作成した。本実施例では、電子写真感光体製造工程中に、排気配管1122へ三フッ化塩素(50%)/ヘリウム(50%)混合ガス100ml/min(normal)を流した。
(実施例4)
実施例1と同様に、図1に示す堆積膜形成装置を用いて表1に示す条件にて実施例1で示した手順と同様に光導電層の膜厚が30μmまたは50μmの電子写真感光体を作成した。本実施例では、電子写真感光体製造工程中に、排気配管1122へ三フッ化塩素(50%)/窒素(50%)混合ガス100ml/min(normal)を流した。
Examples of the present invention and effects thereof will be specifically described below. The technical scope of the present invention is not limited to the following examples.
Example 1
Using the deposited film forming apparatus for forming an electrophotographic photosensitive member shown in FIG. 1, an electrophotographic photosensitive member was prepared according to the procedure described above.
A
At this time, in this embodiment, chlorine trifluoride gas was allowed to flow through the
(Example 2)
Similarly to Example 1, an electrophotographic photosensitive member having a photoconductive layer thickness of 30 μm or 50 μm as in the procedure shown in Example 1 under the conditions shown in Table 1 using the deposited film forming apparatus shown in FIG. It was created. In this example, a mixed gas of chlorine trifluoride (50%) / argon (50%) 100 ml / min (normal) was supplied to the
(Example 3)
Similarly to Example 1, an electrophotographic photosensitive member having a photoconductive layer thickness of 30 μm or 50 μm as in the procedure shown in Example 1 under the conditions shown in Table 1 using the deposited film forming apparatus shown in FIG. It was created. In this example, a chlorine trifluoride (50%) / helium (50%) mixed gas of 100 ml / min (normal) was supplied to the
Example 4
Similarly to Example 1, an electrophotographic photosensitive member having a photoconductive layer thickness of 30 μm or 50 μm as in the procedure shown in Example 1 under the conditions shown in Table 1 using the deposited film forming apparatus shown in FIG. It was created. In this example, a chlorine trifluoride (50%) / nitrogen (50%) mixed gas of 100 ml / min (normal) was supplied to the
(比較例1)
図5に示した従来の電子写真感光体成膜用の堆積膜形成装置を用い、前述した手順に従い電子写真感光体を作成した。
本比較例においても、実施例1と同様に円筒状アルミニウム基体5112を280℃に加熱した後、表1に示す各層条件にて光導電層の膜厚が30μmまたは50μmの電子写真感光体を作成した。
実施例1〜4、並びに比較例1にて作成した感光体を以下のように評価した。
(Comparative Example 1)
An electrophotographic photosensitive member was prepared according to the procedure described above using the conventional deposited film forming apparatus for forming a film of the electrophotographic photosensitive member shown in FIG.
Also in this comparative example, after heating the
The photoreceptors prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were evaluated as follows.
(帯電特性率)
本テスト用にキヤノン製複写機iRC5870を改造した電位評価機に本実施例及び比較例で作製した電子写真感光体を設置する。電子写真装置の主帯電器に一定の電流(1000μA)を流し、現像器位置にセットした表面電位計(TREK社Model344)の電位センサーにより暗部における表面電位を測定する。測定は、感光体母線方向に25.4mm間隔の位置で11点測定し、その平均値を帯電能とした。したがって、値が大きいほど帯電能が良好であることを示す。
こうして求めた帯電能をもとに、帯電特性率を求める。帯電特性率は、下記式で表されるように、各実施例及び比較例で作成した光導電層30μmまたは50μmの感光体の光導電層の膜厚あたりの帯電能の比率とした。
(Charge characteristic ratio)
For this test, the electrophotographic photosensitive member produced in this example and the comparative example is installed in a potential evaluation machine obtained by modifying the Canon copying machine iRC5870. A constant current (1000 μA) is passed through the main charger of the electrophotographic apparatus, and the surface potential in the dark portion is measured by a potential sensor of a surface potentiometer (TREK Model 344) set at the position of the developer. In the measurement, 11 points were measured at positions of 25.4 mm intervals in the direction of the photoreceptor bus, and the average value was defined as the charging ability. Therefore, the larger the value, the better the charging ability.
Based on the charging ability thus obtained, the charging characteristic ratio is obtained. As represented by the following formula, the charging characteristic ratio was defined as a ratio of charging ability per film thickness of the photoconductive layer of the photoconductive layer 30 μm or 50 μm prepared in each example and comparative example.
上記の式で求めた値を下記のようにランク付けをおこない、実施例及び比較例で作成した電子写真感光体と合わせて比較を行い、結果を表2に示した。
◎ … 98%以上
○〜◎ … 95%以上98%未満
○ … 90%以上95%未満
△〜○ … 85%以上90%未満
△ … 80%以上85%未満
× … 80%未満
The values obtained by the above formulas were ranked as follows and compared with the electrophotographic photoreceptors prepared in Examples and Comparative Examples. The results are shown in Table 2.
◎… 98% or more ○ ~ ◎… 95% or more and less than 98% ○… 90% or more and less than 95% △ to ○… 85% or more and less than 90% △… 80% or more and less than 85% ×… less than 80%
(帯電能の均一性)
上記帯電能測定同様、感光体母線方向に25.4mm間隔の位置で11点測定し、平均値を求め、その最大値と最小値の差が平均値に対して、
◎:5%以内
○:5%〜10%以内
△:10%〜20%以内
×:20%以上
として判定した。
以上の評価結果を表3に示した。
(Uniformity of charging ability)
Similar to the above charging ability measurement, 11 points were measured at positions of 25.4 mm intervals in the direction of the photoreceptor bus, the average value was obtained, and the difference between the maximum value and the minimum value was
A: Within 5% B: Within 5% to 10% B: Within 10% to 20% X: Judged as 20% or more.
The above evaluation results are shown in Table 3.
表2に示すように、本発明による実施例にて作成した電子写真感光体は、光導電層を厚膜にした場合、比較例に比べ帯電特性の増加率が大きいことが解かる。
表3に示すように、本発明による実施例にて作成した電子写真感光体は、いずれの膜厚においても非常に良好な帯電能の均一性が得られている。
本発明を用いない比較例においては、光導電層の膜厚が30μmの場合は良好な結果が得られているが、50μmとした場合に帯電能母線方向むらが大きくなってしまっている。
As shown in Table 2, it can be seen that the electrophotographic photosensitive member produced in the examples according to the present invention has a larger increase rate of charging characteristics than the comparative example when the photoconductive layer is made thick.
As shown in Table 3, the electrophotographic photosensitive member produced in the examples according to the present invention has a very good chargeability uniformity at any film thickness.
In the comparative example not using the present invention, good results are obtained when the film thickness of the photoconductive layer is 30 μm, but when the film thickness is 50 μm, the unevenness of the charging ability bus line direction becomes large.
(実施例5)
実施例1〜4の条件にて光導電層50μmの電子写真感光体を作製した後、反応容器内のポリシランを除去するためにドライエッチング処理を行った。
ドライエッチング処理工程の手順は以下のように行った。
電子写真感光体作成後、電子写真感光体を取り出して代わりにドライエッチング用のダミーシリンダー1112(アノード電極)を設置し、反応容器1101内を排気する。反応容器1101内を充分排気した後、エッチングガスを反応容器1101内に導入し、所定の圧力に調整した後、放電電極1111に高周波電力を印加しプラズマを生成する。この際、補助バルブ1230を介してエッチングガスを反応容器1101内に流し、排気配管1122側には流さないものとする。ドライエッチングの条件は表4に示す。
(Example 5)
After producing an electrophotographic photoreceptor having a photoconductive layer of 50 μm under the conditions of Examples 1 to 4, a dry etching process was performed to remove polysilane in the reaction vessel.
The procedure of the dry etching process was performed as follows.
After the electrophotographic photosensitive member is produced, the electrophotographic photosensitive member is taken out, and a dummy cylinder 1112 (anode electrode) for dry etching is installed instead, and the
(比較例2)
比較例1の条件にて光導電層50μmの電子写真感光体を作製した後、反応容器内のポリシランを除去するために実施例5と同様にドライエッチング処理を行った。
ドライエッチング処理工程の手順は実施例5に示す手順と同様に、電子写真感光体作成後、電子写真感光体を取り出して代わりにドライエッチング用のダミーシリンダー5112(アノード電極)を設置し、反応容器5101内を排気する。反応容器5101内を充分排気した後、エッチングガスを反応容器5101内に導入し、所定の圧力に調整した後、放電電極5111に高周波電力を印加しプラズマを生成する。なお、ドライエッチング条件は実施例5同様、表4に示すものとする。
(Comparative Example 2)
After producing an electrophotographic photoreceptor having a photoconductive layer of 50 μm under the conditions of Comparative Example 1, a dry etching process was performed in the same manner as in Example 5 in order to remove polysilane in the reaction vessel.
The procedure of the dry etching process is the same as the procedure shown in the fifth embodiment. After the electrophotographic photosensitive member is prepared, the electrophotographic photosensitive member is taken out, and a dummy cylinder 5112 (anode electrode) for dry etching is installed instead. 5101 is exhausted. After the
実施例5及び比較例2において、ドライエッチング処理中、1時間経過毎に反応容器内及び排気配管内のポリシランの様子を確認し、ポリシランの処理速度(残量)を以下のように判定した。
◎ … ポリシランは残っていない。
○ … わずかにポリシランは残っている。
△ … 少しポリシランは残っている。
× … かなりポリシランは残っている。
ドライエッチング工程中、1時間毎に観察した各反応容器内及び排気配管内のポリシランの様子を表5に示した。
In Example 5 and Comparative Example 2, during the dry etching process, the state of polysilane in the reaction vessel and in the exhaust pipe was confirmed every hour, and the polysilane processing rate (remaining amount) was determined as follows.
◎… No polysilane remains.
○… Slightly polysilane remains.
Δ: Some polysilane remains.
×… There is considerable polysilane remaining.
Table 5 shows the state of polysilane in each reaction vessel and exhaust pipe observed every hour during the dry etching process.
表5に示すように、実施例1〜4の条件にて作成した後は、比較例1の条件で作成した後よりも短時間で反応容器内及び排気配管内のポリシランが除去されることが解かる。 As shown in Table 5, after being created under the conditions of Examples 1 to 4, the polysilane in the reaction vessel and the exhaust pipe may be removed in a shorter time than after being created under the conditions of Comparative Example 1. I understand.
(実施例6)
実施例2と同様に、図1に示す堆積膜形成装置を用いて表1に示す条件にて、実施例1で示した手順と同様に電子写真感光体を作成した。本実施例では、電子写真感光体製造工程中に、排気配管1122へは、三フッ化塩素(50%)/アルゴン(50%)混合ガス100ml/min(normal)を流した。
本実施例では、スロットルバルブ1127および排気能力を調整し、排気配管1122内の圧力を変化させた。排気配管1122内の圧力は、圧力計1124にて測定した。
表6に示すように、反応容器内の圧力と排気配管1122内の圧力比の条件を変え、各々の条件にて作成した電子写真感光体を実施例1と同様に評価し、結果を表6に示した。
(Example 6)
In the same manner as in Example 2, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1 using the deposited film forming apparatus shown in FIG. In this example, a chlorine trifluoride (50%) / argon (50%) mixed gas of 100 ml / min (normal) was supplied to the
In the present embodiment, the
As shown in Table 6, the conditions of the pressure ratio in the reaction vessel and the
表6に示すように、排気配管内圧力を反応容器内圧力の40%〜80%の範囲で作成した電子写真感光体は、いずれの範囲においても非常に良好な帯電特性および帯電能の均一性が得られている。 As shown in Table 6, the electrophotographic photosensitive member prepared with the pressure in the exhaust pipe in the range of 40% to 80% of the pressure in the reaction vessel has very good charging characteristics and uniform charging ability in any range. Is obtained.
(実施例7)
本実施例では、図2に示した電子写真感光体成膜用の堆積膜形成装置を用い、電子写真感光体を作成した。
実施例1と同様に、表1に示す条件にて実施例1で示した手順と同様に電子写真感光体を作成した。本実施例では、ガスボンベ1225に三フッ化塩素ガスボンベ、ガスボンベ1226に水素ガスボンベを設置し、成膜工程中バルブに夫々50ml/min(normal)ずつ流した。
こうして作成した電子写真感光体を実施例1と同様の評価を行い、結果を表7に示した。
(Example 7)
In this example, an electrophotographic photosensitive member was produced using the deposited film forming apparatus for forming an electrophotographic photosensitive member shown in FIG.
Similarly to Example 1, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1. In this example, a chlorine trifluoride gas cylinder was installed in the
The electrophotographic photoreceptor thus prepared was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 7.
表7に示すように、実施例7で作成した電子写真感光体は非常に優れた帯電特性率を示している。また、実施例7で作成した電子写真感光体は、いずれの膜厚においても非常に良好な帯電能の均一性が得られている。 As shown in Table 7, the electrophotographic photosensitive member produced in Example 7 has a very excellent charging characteristic ratio. In addition, the electrophotographic photosensitive member produced in Example 7 has a very good chargeability uniformity at any film thickness.
(実施例8)
本実施例では、図2に示した電子写真感光体成膜用の堆積膜形成装置を用い、電子写真感光体を作成した。
実施例1と同様に、表1に示す条件にて実施例1で示した手順と同様に電子写真感光体を作成した。本実施例では、ガスボンベ1225に三フッ化塩素ガスボンベ、ガスボンベ1226にアルゴンガスボンベを設置し、成膜工程中に夫々50ml/min(normal)ずつ流した。
本実施例において、ガスボンベ1226にアルゴンガスボンベを設置した場合においても、実施例7同様、良好な結果が得られた。
(Example 8)
In this example, an electrophotographic photosensitive member was produced using the deposited film forming apparatus for forming an electrophotographic photosensitive member shown in FIG.
Similarly to Example 1, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1. In this example, a chlorine trifluoride gas cylinder was installed in the
In the present example, even when an argon gas cylinder was installed in the
(実施例9)
本実施例では、図2に示した電子写真感光体成膜用の堆積膜形成装置を用い、電子写真感光体を作成した。
実施例1と同様に、表1に示す条件にて実施例1で示した手順と同様に電子写真感光体を作成した。本実施例では、ガスボンベ1225に三フッ化塩素ガスボンベ、ガスボンベ1226にヘリウムガスボンベを設置し、成膜工程中に夫々50ml/min(normal)ずつ流した。
本実施例において、ガスボンベ1226にヘリウムガスボンベを設置した場合においても、実施例7同様、良好な結果が得られた。
Example 9
In this example, an electrophotographic photosensitive member was produced using the deposited film forming apparatus for forming an electrophotographic photosensitive member shown in FIG.
Similarly to Example 1, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1. In this example, a chlorine trifluoride gas cylinder was installed in the
In the present example, even when a helium gas cylinder was installed in the
(実施例10)
本実施例では、図2に示した電子写真感光体成膜用の堆積膜形成装置を用い、電子写真感光体を作成した。
実施例1と同様に、表1に示す条件にて実施例1で示した手順と同様に電子写真感光体を作成した。本実施例では、ガスボンベ1225に三フッ化塩素ガスボンベ、ガスボンベ1226に窒素ガスボンベを設置し、成膜工程中に夫々50ml/min(normal)ずつ流した。
本実施例において、ガスボンベ1226に窒素ガスボンベを設置した場合においても、実施例7同様、良好な結果が得られた。
(Example 10)
In this example, an electrophotographic photosensitive member was produced using the deposited film forming apparatus for forming an electrophotographic photosensitive member shown in FIG.
Similarly to Example 1, an electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1 under the conditions shown in Table 1. In this example, a chlorine trifluoride gas cylinder was installed in the
In the present example, even when a nitrogen gas cylinder was installed in the
(実施例11)
本実施例では、図3(a)に示した電子写真感光体成膜用の堆積膜形成装置を用い、電子写真感光体を作成した。
図3(a)の装置は、排気配管に副生成物を集めるトラップ1300を設け、三フッ化塩素ガスをバルブ1257、1258及びマスフローコントローラー1217を介しトラップ1300内に導入することが出来るものとした。本実施例では、電子写真感光体製造工程中に、トラップ1300内に三フッ化塩素ガスを50ml/min(normal)導入した。
(Example 11)
In this example, an electrophotographic photosensitive member was prepared using the deposited film forming apparatus for forming an electrophotographic photosensitive member shown in FIG.
The apparatus of FIG. 3A is provided with a
(実施例12)
本実施例においては、図3(b)に示すように、トラップ1300に高周波電源1303に接続された電極1302を設置し、トラップ1300に高周波を印加できる構成とした。
本実施例においては、実施例11の条件に加え、電子写真感光体製造工程中にトラップ1300に高周波200Wを印加させた。
実施例11及び12での電子写真感光体製造工程(製造後の反応容器のドライエッチング処理も含む)を50サイクル実施した後、排気ポンプのオイルの汚れ程度を調べた。
また、比較のため、比較例1及び実施例1での工程も同様に50回実施し、同様にオイルの汚れを調べた。
なお、オイルの汚れの評価は汚れ度合いにより、以下の判定を行い、結果を表8に示した。
◎ … きれい。
○ … 少し汚れている。
△ … 汚れている。
× … かなり汚れている。
Example 12
In this embodiment, as shown in FIG. 3B, an
In this example, in addition to the conditions of Example 11, a high frequency of 200 W was applied to the
After 50 cycles of the electrophotographic photoreceptor manufacturing process (including dry etching of the reaction vessel after manufacture) in Examples 11 and 12, the degree of contamination of the exhaust pump oil was examined.
For comparison, the steps in Comparative Example 1 and Example 1 were similarly performed 50 times, and the oil contamination was similarly examined.
In addition, evaluation of the oil stain was performed according to the degree of stain as follows, and the results are shown in Table 8.
◎… Beautiful.
○… A little dirty.
Δ: Dirty.
×… It is quite dirty.
排気配管にトラップを設け、トラップに三フッ化塩素を流すことで排気ポンプオイルの汚れ度合いが改善されることが解かる。また、トラップに高周波を印加することで効果が向上している。
このことで、排気ポンプのメンテ頻度が伸び、生産性が向上する効果が認められる。
It can be seen that the degree of contamination of the exhaust pump oil is improved by providing a trap in the exhaust pipe and flowing chlorine trifluoride through the trap. Further, the effect is improved by applying a high frequency to the trap.
As a result, the effect of increasing the maintenance frequency of the exhaust pump and improving the productivity is recognized.
1100、5100 反応装置
1101、5101 反応容器
1110、5110 上蓋
1111、5111 高周波電極
1112、5112 円筒状基体
1113、5113 基体加熱用ヒーター
1114、5114 ガス導入管
1115、5115 高周波マッチングボックス
1116、5116 ガス供給配管
1117、5117 リークバルブ
1118、5118 メインバルブ
1119、5119 真空計
1124、5124 真空計
1120、5120 高周波電源
1121、5121 絶縁部材
1122、5122 排気配管
1123、5123 基体ホルダー
1125、5125 キャップホルダー
1126、5126 底板
1127 スロットルバルブ
1200、5200 ガス供給装置
1210、1220 補助バルブ
1211〜1217 マスフローコントローラー
1221〜1226 ボンベ
1231〜1236 ヘッダーバルブ
1241〜1247 流入バルブ
1251〜1257 流出バルブ
1261〜1266 圧力調整器
1300 トラップ
1301 絶縁部材
1302 電極
1303 高周波電源
400 電子写真感光体
401 基体
402 光導電層
403 表面層
404 下部阻止層
405 電荷発生層
406 電荷輸送層
5210 補助バルブ
5211〜5216 マスフローコントローラー
5221〜5226 ボンベ
5231〜5236 ヘッダーバルブ
5241〜5246 流入バルブ
5251〜5256 流出バルブ
5261〜5266 圧力調整器
1100, 5100
1124, 5124
Claims (7)
堆積膜形成工程中に前記反応容器と排気手段とを接続する排気配管内に三フッ化塩素を含むガスを供給することを特徴とする堆積膜形成方法。 In a deposition film forming method in which a base is placed in a vacuum-tight reaction vessel, a source gas containing silicon atoms is decomposed by high-frequency power, and a deposited film is formed on the base.
A method for forming a deposited film comprising supplying a gas containing chlorine trifluoride into an exhaust pipe connecting the reaction vessel and the exhaust means during the deposited film forming step.
A method for producing an amorphous silicon photoreceptor, wherein the deposited film forming method according to claim 1 is used.
Priority Applications (1)
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| JP2008247432A JP2010077500A (en) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | Method for forming deposited film and method for manufacturing amorphous silicone photoreceptor |
Applications Claiming Priority (1)
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