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JP2013108148A - Deposited film forming method - Google Patents

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JP2013108148A
JP2013108148A JP2011255798A JP2011255798A JP2013108148A JP 2013108148 A JP2013108148 A JP 2013108148A JP 2011255798 A JP2011255798 A JP 2011255798A JP 2011255798 A JP2011255798 A JP 2011255798A JP 2013108148 A JP2013108148 A JP 2013108148A
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Japan
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deposited film
cleaning
reaction vessel
cleaning process
solid lubricant
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JP2011255798A
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Japanese (ja)
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Toshiyasu Shirasuna
寿康 白砂
Yasuo Kojima
康夫 小島
Yu Nishimura
悠 西村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

【課題】均一な堆積膜を安価に安定して製造可能な、堆積膜形成方法を提供する。
【解決手段】
反応容器と、該反応容器の内部にクリーニング性ガスを導入する手段と、該クリーニング性ガスを排気する手段と、前記反応容器の内部に基体を設置するための基体ホルダと、該基体ホルダを回転運動又は往復運動させるための軸と、該軸を支持する軸受とを備え、前記軸および前記軸受の摺動面のうち少なくとも一方が固体潤滑材からなる堆積膜形成装置を用いて前記基体の外周面上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法であって、前記基体の外周面上に堆積膜を形成させた後に、前記反応容器の内部にクリーニング性ガスを導入し、前記軸を回転運動又は往復運動させながらクリーニング処理をおこない、前記クリーニング処理中に前記回転運動又は往復運動の駆動状態を変化させる。
【選択図】 図2
Disclosed is a method for forming a deposited film, which can stably produce a uniform deposited film at a low cost.
[Solution]
A reaction vessel, means for introducing a cleaning gas into the reaction vessel, means for exhausting the cleaning gas, a substrate holder for installing a substrate in the reaction vessel, and rotating the substrate holder An outer periphery of the substrate using a deposited film forming apparatus comprising a shaft for moving or reciprocating and a bearing for supporting the shaft, and at least one of the shaft and a sliding surface of the bearing is made of a solid lubricant. A deposition film forming method for forming a deposition film on a surface, wherein after the deposition film is formed on the outer peripheral surface of the substrate, a cleaning gas is introduced into the reaction vessel, and the shaft is rotated or moved. A cleaning process is performed while reciprocating, and a driving state of the rotational movement or the reciprocating movement is changed during the cleaning process.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、堆積膜形成方法に関する。   The present invention relates to a deposited film forming method.

非単結晶材料で構成された半導体用の堆積膜が提案されている。例えば水素およびハロゲン(例えばフッ素、塩素)の少なくとも一方で補償されたアモルファスシリコン(以下、“a−Si”と略記す。)が光受容部材として用いられている。このような光受容部材は、例えば半導体デバイス、電子写真感光体デバイス、画像入力用ラインセンサー、撮像デバイス、光起電力デバイス、その他各種エレクトロニクス素子、光学素子に、素子部材として用いることができる。   A semiconductor deposited film made of a non-single crystal material has been proposed. For example, amorphous silicon (hereinafter abbreviated as “a-Si”) compensated for at least one of hydrogen and halogen (for example, fluorine and chlorine) is used as the light receiving member. Such a light receiving member can be used as an element member in, for example, a semiconductor device, an electrophotographic photoreceptor device, an image input line sensor, an imaging device, a photovoltaic device, other various electronic elements, and optical elements.

この種の堆積膜を形成するための方法についても各種提案されている。例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD法等である。なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスに、DC電力やRF高周波電力を引加して、原料ガスを分解し、円筒状基体の外周面上に堆積膜を形成する方法は、電子写真感光体の形成方法等において、現在、実用化が進んでいる。
堆積膜を形成する際には、堆積膜の膜厚、膜特性の均一化が求められる。そのために、原料ガスの供給や排気方法を工夫したり、堆積膜が形成される被処理基体を回転させたり、プラズマCVD法を用いる場合にはプラズマを均一にする方策を採ったりすることが有効であることが示されている。
Various methods for forming this kind of deposited film have also been proposed. For example, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a thermal CVD method, a plasma CVD method, a photo CVD method, and the like. In particular, a plasma CVD method, that is, a method in which DC power or RF high frequency power is applied to a raw material gas to decompose the raw material gas and form a deposited film on the outer peripheral surface of the cylindrical substrate is an electrophotographic photosensitive member. In the formation method, etc., the practical application is currently progressing.
When forming a deposited film, it is required to make the film thickness and film characteristics uniform. For this purpose, it is effective to devise a method for supplying and exhausting the source gas, to rotate the substrate to be processed on which the deposited film is formed, or to adopt a method for making the plasma uniform when using the plasma CVD method. It is shown that.

一方、前述のように、所定の基体の外周面上に堆積膜を形成する場合、堆積膜を形成する反応容器内の他の構成部材等に堆積膜、あるいは粉体状の重合物(以下ポリシランと略記す)が堆積してしまう場合がある。例えば、グロー放電分解によるプラズマCVD法により堆積膜を形成する場合には、反応容器の内側の基体以外の部分である、対向電極あるいは反応容器の内壁に堆積膜あるいはポリシランが形成される。
これらの堆積膜あるいはポリシランは、次回の堆積膜形成時に形成される堆積膜中に不純物として取り込まれる場合が有る。その結果、得られる膜の特性を悪化させたり、あるいは基体の上にポリシランが付着し、形成された堆積膜に欠陥を形成したりする場合がある。
こうしたことから、数回の堆積膜形成サイクル後、あるいは堆積膜形成サイクル毎に反応容器の内部を清掃し、目的とする堆積膜形成箇所以外の部分に堆積した堆積膜あるいはポリシランを除去することが行なわれる。
On the other hand, as described above, when a deposited film is formed on the outer peripheral surface of a predetermined substrate, the deposited film or a powdery polymer (hereinafter referred to as polysilane) is formed on other components in the reaction vessel for forming the deposited film. May be deposited). For example, when a deposited film is formed by plasma CVD using glow discharge decomposition, a deposited film or polysilane is formed on the counter electrode or the inner wall of the reaction vessel, which is a portion other than the substrate inside the reaction vessel.
These deposited films or polysilane may be taken in as impurities in the deposited film formed at the time of the next deposited film formation. As a result, the characteristics of the obtained film may be deteriorated, or polysilane may adhere to the substrate and defects may be formed in the formed deposited film.
For this reason, it is possible to clean the inside of the reaction vessel after several deposition film formation cycles or after each deposition film formation cycle, and to remove the deposited film or polysilane deposited on portions other than the target deposited film formation site. Done.

その際の清掃方法として、気相化学反応により、堆積膜あるいはポリシランを形成している元素を気相分子で還元し、クリーニングするいわゆるドライエッチングクリーニング方法が提案されている。
ドライエッチングクリーニング方法(以降、単に「クリーニング処理」と略す)は、ClF3ガス、CF4ガス、NF3ガス、SF6等のいわゆるクリーニング性ガスを、反応容器の内部に導入する。そして、プラズマ、熱、光等のエネルギーにより励起状態とし、堆積膜あるいはポリシランと反応させ、それらの元素を気相分子とし、排気手段によって排除してクリーニングすることが行われている。
特許文献1には、ClF、ClF3、ClF5のうち少なくとも1種を含有するクリーニング性ガスを用いたクリーニング処理方法が開示されている。
As a cleaning method at that time, a so-called dry etching cleaning method has been proposed in which an element forming a deposited film or polysilane is reduced by a gas phase molecule and cleaned by a gas phase chemical reaction.
In the dry etching cleaning method (hereinafter simply referred to as “cleaning process”), a so-called cleaning gas such as ClF 3 gas, CF 4 gas, NF 3 gas, and SF 6 is introduced into the reaction vessel. Then, it is excited to be excited by energy such as plasma, heat, light, etc., reacted with a deposited film or polysilane, and these elements are converted into gas phase molecules, which are removed by an exhaust means and cleaned.
Patent Document 1 discloses a cleaning method using a cleaning gas containing at least one of ClF, ClF 3 , and ClF 5 .

特許第2720966号公報Japanese Patent No. 2720966

近年、例えば、電子写真装置の画像特性向上のために電子写真装置内の光学露光装置、現像装置、転写装置等の改良がなされた結果、電子写真感光体においても従来以上の特性の均一性の向上が求められるようになった。そのため、前述のようにクリーニング処理を行う場合、以下のような問題が生じる場合がある。
例えば、回転手段の支持部材の摺動面に設置される固体潤滑材は、一般的には耐食性、耐摩耗性に優れた材料であるが、使用する状況(場所、環境)や、クリーニング処理条件等によっては、まったく腐食が進行しないわけではない。具体的には、固体潤滑材表面にクリーニング性ガスが作用することにより腐食(酸化)が生じ、その結果、固体潤滑材を介しての基体の導通状態が不安定になる場合が有る。また、腐食による変質で摩耗が増加し、円滑な摺動が行えなくなり回転精度が低下してしまう場合が有る。その結果、堆積膜の均一性が低下する場合が有る。
さらには、このような状況で長期間使用した場合、固体潤滑材が相手面と接着し、摺動が困難な場合が有る。その結果、堆積膜の均一性がさらに低下する場合が有る。
In recent years, for example, as a result of improvements in an optical exposure device, a developing device, a transfer device, etc. in an electrophotographic apparatus in order to improve the image characteristics of the electrophotographic apparatus, the electrophotographic photosensitive member has more uniform characteristics than before. Improvement has come to be demanded. Therefore, when the cleaning process is performed as described above, the following problems may occur.
For example, the solid lubricant installed on the sliding surface of the support member of the rotating means is generally a material having excellent corrosion resistance and wear resistance. However, the usage conditions (location, environment) and cleaning process conditions In some cases, corrosion does not progress at all. Specifically, corrosion (oxidation) occurs due to the action of the cleaning gas on the surface of the solid lubricant, and as a result, the conduction state of the substrate through the solid lubricant may become unstable. In addition, wear may increase due to alteration due to corrosion, and smooth sliding may not be possible, resulting in reduced rotational accuracy. As a result, the uniformity of the deposited film may be reduced.
Furthermore, when used for a long time in such a situation, the solid lubricant may adhere to the mating surface and may be difficult to slide. As a result, the uniformity of the deposited film may be further reduced.

クリーニング性ガスを使用した場合における以上のような問題点に鑑みて、実使用時には、一定回数のクリーニング処理を実施した後、堆積膜形成装置を停止させ、固体潤滑材を交換する等の対処がなされている。しかし、この対処方法によれば、装置の稼働率が低下し、部品交換によるコストの増加といった問題がある。
別の対処法として、クリーニング性ガスの使用時に、希釈ガスにより極めて低い濃度に希釈して用いるという方法がある。しかし、この場合、クリーニングに要する時間が増加し、製造タクトタイムがアップするという問題がある。その結果、堆積膜の製造コストが増加してしまう。
In view of the above problems in the case of using a cleaning gas, during actual use, after performing a certain number of cleaning processes, the deposited film forming apparatus is stopped and the solid lubricant is replaced. Has been made. However, according to this coping method, there is a problem that the operating rate of the apparatus is reduced and the cost is increased due to the replacement of parts.
As another countermeasure, there is a method of diluting to a very low concentration with a diluent gas when using a cleaning gas. However, in this case, there is a problem that the time required for cleaning increases and the manufacturing tact time increases. As a result, the manufacturing cost of the deposited film increases.

以上述べた如く、クリーニング性ガスを使用する際の上述した問題点を解決し、固体潤滑材が受ける腐食や摩擦による堆積膜の不均一化を抑制し、安定して、かつ安価に均一な堆積膜を形成する方法が望まれている。
本発明は、均一な堆積膜を安価に安定して製造可能な、堆積膜形成方法を提供することを目的とする。
As described above, it solves the above-mentioned problems when using a cleaning gas, suppresses unevenness of the deposited film due to corrosion and friction received by the solid lubricant, and enables stable and inexpensive uniform deposition. A method of forming a film is desired.
An object of the present invention is to provide a deposited film forming method capable of stably producing a uniform deposited film at a low cost.

本発明に係る堆積膜形成方法は、反応容器と、該反応容器の内部にクリーニング性ガスを導入する手段と、該クリーニング性ガスを排気する手段と、前記反応容器の内部に基体を設置するための基体ホルダと、該基体ホルダを回転運動又は往復運動させるための軸と、該軸を支持する軸受とを備え、前記軸および軸受の摺動面のうち少なくとも一方が固体潤滑材からなる堆積膜形成装置を用いて前記基体の外周面上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法であって、前記基体の外周面上に堆積膜を形成させた後に、前記反応容器の内部にクリーニング性ガスを導入し、前記軸を回転運動又は往復運動させながらクリーニング処理をおこない、前記クリーニング処理中に前記回転運動又は往復運動の駆動状態を変化させることを特徴とする。   The method for forming a deposited film according to the present invention includes a reaction vessel, a means for introducing a cleaning gas into the reaction vessel, a means for exhausting the cleaning gas, and a substrate inside the reaction vessel. And a shaft for rotating or reciprocating the substrate holder, and a bearing for supporting the shaft, and at least one of the shaft and the sliding surface of the bearing is a deposited film made of a solid lubricant. A deposition film forming method for forming a deposition film on the outer peripheral surface of the substrate using a forming apparatus, wherein after forming the deposition film on the outer peripheral surface of the substrate, a cleaning gas is introduced into the reaction vessel. The cleaning process is performed while rotating or reciprocating the shaft, and the driving state of the rotation or reciprocation is changed during the cleaning process.

本発明によれば、固体潤滑材のクリーニング性ガスによる腐食や駆動による摩耗を低減させ、安定して均一な堆積膜を形成することができる。また、製造タクトタイムをアップさせずに、製造装置のメンテナンスの頻度を低減できるので、安価に堆積膜を形成することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce corrosion caused by the cleaning gas of the solid lubricant and wear due to driving, and to form a stable and uniform deposited film. Further, since the frequency of maintenance of the manufacturing apparatus can be reduced without increasing the manufacturing tact time, the deposited film can be formed at a low cost.

a−Si電子写真感光体の製造装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing apparatus of an a-Si electrophotographic photoreceptor. クリーニング処理中の回転数を示すグラフである。It is a graph which shows the rotation speed during a cleaning process. a−Si電子写真感光体の層構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the layer structure of an a-Si electrophotographic photoreceptor.

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
(堆積膜形成装置)
図1は、RF(Radio Frequency)−CVD(Chemical Vapor Deposition)法によって、電子写真感光体を製造するための堆積膜形成装置100の一例を模式的に示した図である。堆積膜形成装置100は、プラズマ処理によって円筒状基体102に堆積膜を形成する装置である。円筒状カソード電極103、絶縁体104、上壁105、ゲート弁106、底壁107により、減圧可能な反応容器101を形成している。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Deposited film forming device)
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a deposited film forming apparatus 100 for manufacturing an electrophotographic photosensitive member by an RF (Radio Frequency) -CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The deposited film forming apparatus 100 is an apparatus that forms a deposited film on the cylindrical substrate 102 by plasma processing. The cylindrical cathode electrode 103, the insulator 104, the upper wall 105, the gate valve 106, and the bottom wall 107 form a reaction vessel 101 that can be depressurized.

円筒状基体102は、使用目的に応じた材質であればよい。円筒状基体102の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタンやこれらの合金を用いることができる。中でも加工性や製造コストを考慮するとアルミニウムが優れている。この場合、Al−Mg系合金、Al−Mn系合金のいずれかを用いることが好ましい。   The cylindrical base 102 may be made of any material that meets the purpose of use. As a material of the cylindrical substrate 102, for example, copper, aluminum, nickel, cobalt, iron, chromium, molybdenum, titanium, or an alloy thereof can be used. Among these, aluminum is excellent in consideration of workability and manufacturing cost. In this case, it is preferable to use either an Al—Mg alloy or an Al—Mn alloy.

反応容器101の内部には、加熱用ヒータ108が設けられている。加熱用ヒータ108は、真空中で使用可能なものであればどのようなものを用いてもよい。具体的には、シース状ヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ、カーボンヒータの様な電気抵抗発熱体や、ハロゲンランプ、赤外線ランプの様な熱放射ランプや、液体、気体を熱媒とした熱交換手段が対象として挙げられる。
また、反応容器101の内部には、反応容器101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)109が設けられている。原料ガス導入管109は、保持される円筒状基体102の長手方向に平行に延びている。原料ガス導入管109は接続配管120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)を介在させたミキシング装置121と、原料ガス流入バルブ122からなるガス供給系に接続されている。
A heating heater 108 is provided inside the reaction vessel 101. Any heater may be used as long as it can be used in a vacuum. Specifically, heat-exchanging heaters such as sheathed heaters, plate heaters, ceramic heaters, and carbon heaters, heat radiation lamps such as halogen lamps and infrared lamps, and heat exchange using liquid or gas as a heat medium Means are listed as targets.
In addition, a raw material gas introduction pipe (raw material gas introduction unit) 109 for introducing a raw material gas into the reaction vessel 101 is provided inside the reaction vessel 101. The source gas introduction pipe 109 extends in parallel to the longitudinal direction of the cylindrical base 102 to be held. The source gas introduction pipe 109 is connected via a connection pipe 120 to a gas supply system including a mixing device 121 having a mass flow controller (not shown) for adjusting the flow rate of the source gas and a source gas inflow valve 122. ing.

堆積膜形成装置100が備える排気系は、排気手段である真空ポンプユニット(不図示)が、排気配管123を介して、底壁107の排気口124に接続されている。排気配管123には、排気メインバルブ125が設けられている。また、反応容器101には、その内部の圧力を測定する真空計126が取り付けられている。これらを用いて、反応容器101の内部を、各工程に適した所定の圧力に維持することができる。真空ポンプユニットには、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。   In the exhaust system provided in the deposited film forming apparatus 100, a vacuum pump unit (not shown) as exhaust means is connected to the exhaust port 124 of the bottom wall 107 through an exhaust pipe 123. An exhaust main valve 125 is provided in the exhaust pipe 123. In addition, a vacuum gauge 126 for measuring the internal pressure is attached to the reaction vessel 101. By using these, the inside of the reaction vessel 101 can be maintained at a predetermined pressure suitable for each step. As the vacuum pump unit, for example, a rotary pump or a mechanical booster pump can be used.

円筒状カソード電極103には、整合回路を有するマッチングボックス110を介して高周波電源(印加手段)111が電気的に接続されている。円筒状カソード電極103の上下は、セラミックスからなる絶縁体104により上壁105および底壁107と絶縁されている。上壁105には反応容器101の内部と外部とを連通させる開閉部であるゲート弁106が設置されており、ここから反応容器101に、円筒状基体102を保持する基体ホルダ112が搬入・搬出・設置される。   A high-frequency power source (applying means) 111 is electrically connected to the cylindrical cathode electrode 103 via a matching box 110 having a matching circuit. The upper and lower sides of the cylindrical cathode electrode 103 are insulated from the upper wall 105 and the bottom wall 107 by an insulator 104 made of ceramics. The upper wall 105 is provided with a gate valve 106 that is an opening / closing portion that allows the inside and outside of the reaction vessel 101 to communicate with each other. A substrate holder 112 that holds the cylindrical substrate 102 is carried into and out of the reaction vessel 101 from here.・ Installed.

反応容器101の下部には、円筒状基体102およびキャップ113が装着された基体ホルダ112の長手方向の一端側を回転可能に保持する回転保持機構130が設けられている。この回転保持機構130は、基体ホルダ112を回転させるための回転台131と、この回転台131を支持する支柱132と、支柱132に設置された固体潤滑材からなる軸受133を有している。回転台131は、モータ134により回転させられる。軸受133は、支柱132に固定されており、回転台131と接する面に摺動面を形成している。したがって、円筒状基体102は、基体ホルダ112上に装着された状態で、回転台131と共に支柱132および軸受133を中心として回転させることができる。このとき、回転保持機構130は全て導電部材で構成されているため、基体ホルダ112と底壁107は電気的に接続する状態となる。   A rotation holding mechanism 130 that rotatably holds one end side of the substrate holder 112 to which the cylindrical substrate 102 and the cap 113 are attached is provided below the reaction vessel 101. The rotation holding mechanism 130 includes a turntable 131 for rotating the base holder 112, a support column 132 that supports the turntable 131, and a bearing 133 made of a solid lubricant installed on the support column 132. The turntable 131 is rotated by a motor 134. The bearing 133 is fixed to the support column 132 and forms a sliding surface on the surface in contact with the turntable 131. Therefore, the cylindrical base 102 can be rotated around the support column 132 and the bearing 133 together with the turntable 131 while being mounted on the base holder 112. At this time, since the rotation holding mechanism 130 is entirely composed of a conductive member, the base holder 112 and the bottom wall 107 are electrically connected.

また、反応容器101の内部には、導電性棒状体140が回転保持機構130の支柱132および加熱用ヒータ108の内部を貫通するようにして設けられている。この導電性棒状体140は、底壁107を貫通し、底壁107の下部に設置された移動装置141に接続されている。この移動装置141によって、導電性棒状体140は基体ホルダ112の長手方向に移動可能となっている。移動装置141は、反応容器101の気密を保持するためのベローおよび導電性棒状体140を移動可能とするためのエアーシリンダ(共に不図示)により構成されている。なお、移動装置141には特に制限は無く、空圧、油圧、水圧を用いたシリンダ機構による駆動方式や、電動モータを用いたボールネジ機構を用いた駆動方式でも良い。   In addition, a conductive rod-like body 140 is provided inside the reaction vessel 101 so as to penetrate the inside of the support 132 of the rotation holding mechanism 130 and the heater 108 for heating. The conductive rod 140 penetrates the bottom wall 107 and is connected to a moving device 141 installed at the lower part of the bottom wall 107. By this moving device 141, the conductive rod-shaped body 140 can be moved in the longitudinal direction of the substrate holder 112. The moving device 141 includes a bellows for keeping the reaction vessel 101 airtight and an air cylinder (both not shown) for allowing the conductive rod 140 to move. The moving device 141 is not particularly limited, and may be a driving method using a cylinder mechanism using air pressure, hydraulic pressure, or water pressure, or a driving method using a ball screw mechanism using an electric motor.

基体ホルダ112が回転台131に載置された後、導電性棒状体140は、基体ホルダ112の上面142の中央に形成された穴143を通り、上昇する。
導電性棒状体140は導電性の接続体144を有しており、導電性棒状体140が上昇することで、接続体144は基体ホルダ112の上面142に接触し、基体ホルダ112と導電性棒状体140が導通する構成となっている。さらに導電性棒状体140の上端には第一接触子145が設けられている。
導電性棒状体140が上昇することで、この第一接触子145が基体ホルダ112のゲート弁106の弁体146に接触し、ゲート弁106と導電性棒状体140が導通する構成となっている。なお、導電性棒状体140は基体ホルダ112を反応容器101の内部への搬入・搬出する時に収縮して、設置時に最終的に基体ホルダ112およびゲート弁106と接触し導通がなされるような伸縮可能なものでも良い。
After the substrate holder 112 is placed on the turntable 131, the conductive rod-shaped body 140 rises through the hole 143 formed in the center of the upper surface 142 of the substrate holder 112.
The conductive rod-shaped body 140 has a conductive connecting body 144. When the conductive rod-shaped body 140 is raised, the connecting body 144 comes into contact with the upper surface 142 of the base holder 112, and the base holder 112 and the conductive stick-shaped body are connected. The body 140 is configured to conduct. Further, a first contact 145 is provided at the upper end of the conductive rod-shaped body 140.
As the conductive rod-shaped body 140 is raised, the first contact 145 comes into contact with the valve body 146 of the gate valve 106 of the base holder 112, and the gate valve 106 and the conductive rod-shaped body 140 are electrically connected. . The conductive rod 140 contracts when the substrate holder 112 is carried into and out of the reaction vessel 101, and expands and contracts so that the substrate holder 112 and the gate valve 106 are finally brought into contact with each other during installation. It may be possible.

導電性棒状体140の接続体144は、固体潤滑材からなる軸受149、および基体ホルダ112の上面142に接触する導電性の第二接触子147を備えた接続部148を有する。軸受149は、導電性棒状体140に固定されており、接続部148と接触する面に摺動面を形成している。基体ホルダ112の回転時は、導電性棒状体140は静止し、接続部148が、導電性棒状体145および軸受149を中心として基体ホルダ112に連れ回りする構成になっている。   The connection body 144 of the conductive rod-shaped body 140 has a connection portion 148 including a bearing 149 made of a solid lubricant and a conductive second contact 147 that contacts the upper surface 142 of the base holder 112. The bearing 149 is fixed to the conductive rod-shaped body 140, and forms a sliding surface on the surface in contact with the connecting portion 148. When the substrate holder 112 is rotated, the conductive rod-shaped body 140 is stationary, and the connecting portion 148 is configured to rotate with the substrate holder 112 around the conductive rod-shaped body 145 and the bearing 149.

接続部144の第二接触子147および導電性棒状体140の上端の第一接触子145は導電性の材料であれば特に制限は無い。第一接触子145及び第二接触子147としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスが、電気伝導率が良好であるため好適である。なかでも、発塵や繰り返し使用時の耐久性の点からステンレスが最適である。また、第二接触子147および第一接触子145は、それぞれ上面142および弁体146にそれぞれ接触していれば構成は特に制限はない。しかし、高温下や基体ホルダ112の回転時でも安定して接触し、かつ基体ホルダ112や弁体146の押し上げ防止のために、弾性を有するものが望ましく、板バネが好適である。
以上のように構成された堆積膜形成装置100を用いて堆積膜を形成する手順の一例について図1、図2を用いて説明する。
The second contact 147 of the connecting portion 144 and the first contact 145 at the upper end of the conductive rod 140 are not particularly limited as long as they are conductive materials. As the first contact 145 and the second contact 147, for example, copper, aluminum, gold, silver, platinum, lead, nickel, cobalt, iron, chromium, molybdenum, titanium, and stainless steel have good electrical conductivity. Therefore, it is preferable. Of these, stainless steel is most suitable from the viewpoint of dust generation and durability during repeated use. The configuration of the second contactor 147 and the first contactor 145 is not particularly limited as long as they are in contact with the upper surface 142 and the valve body 146, respectively. However, in order to prevent the base holder 112 and the valve body 146 from being pushed up at high temperatures and even when the base holder 112 rotates, it is desirable to have elasticity, and a leaf spring is preferable.
An example of a procedure for forming a deposited film using the deposited film forming apparatus 100 configured as described above will be described with reference to FIGS.

(堆積膜形成方法)
まず、反応容器101の内部に、円筒状基体102およびキャップ113が装着された基体ホルダ112を搬入し、回転保持機構130の上に載置した後、ゲート弁106の弁体146が閉まる。続いて、導電性棒状体140が上昇し、導電性棒状体140の接続体144の第二接触子147が基体ホルダ112の上面142と、導電性棒状体140の第一接触子145が弁体146とそれぞれ接触する。そして、基体ホルダ112の長手方向両端が反応容器101と電気的に接続され、導通状態となる。このとき、キャップ113の上端部が基体ホルダ112と接触しているため、基体ホルダ112およびキャップ113を介して円筒状基体102の長手方向両端が反応容器101と電気的に接続、導通状態となっている。
(Deposited film formation method)
First, the substrate holder 112 to which the cylindrical substrate 102 and the cap 113 are attached is loaded into the reaction vessel 101 and placed on the rotation holding mechanism 130, and then the valve body 146 of the gate valve 106 is closed. Subsequently, the conductive rod-shaped body 140 is raised, the second contact 147 of the connection body 144 of the conductive rod-shaped body 140 is the upper surface 142 of the base holder 112, and the first contact 145 of the conductive rod-shaped body 140 is the valve body. 146, respectively. Then, both longitudinal ends of the substrate holder 112 are electrically connected to the reaction vessel 101 and become conductive. At this time, since the upper end portion of the cap 113 is in contact with the substrate holder 112, both ends in the longitudinal direction of the cylindrical substrate 102 are electrically connected to the reaction vessel 101 through the substrate holder 112 and the cap 113 and become conductive. ing.

その後、真空ポンプユニット(不図示)により排気された反応容器101の内部に、ミキシング装置121、原料ガス流入バルブ122、接続配管120および原料ガス導入管109を介して、円筒状基体102の加熱に必要な、例えばAr,Heガスを導入する。そして、反応容器101の内部を所定の圧力になるように、真空計126を確認しながら真空ポンプユニット(不図示)の回転周波数を調整する。この調整は、例えば、真空ポンプユニット(不図示)のメカニカルブースターポンプの回転周波数を調整することによって行うことができる。
次に、所定の圧力になった後、加熱用ヒータ108により円筒状基体102の温度を200[℃]〜450[℃]、より好ましくは250[℃]〜350[℃]の所望の温度に制御する。
Thereafter, the cylindrical substrate 102 is heated inside the reaction vessel 101 evacuated by a vacuum pump unit (not shown) via a mixing device 121, a source gas inflow valve 122, a connection pipe 120 and a source gas introduction pipe 109. Necessary, for example, Ar or He gas is introduced. Then, the rotational frequency of the vacuum pump unit (not shown) is adjusted while checking the vacuum gauge 126 so that the inside of the reaction vessel 101 has a predetermined pressure. This adjustment can be performed, for example, by adjusting the rotation frequency of a mechanical booster pump of a vacuum pump unit (not shown).
Next, after reaching a predetermined pressure, the temperature of the cylindrical substrate 102 is set to a desired temperature of 200 [° C.] to 450 [° C.], more preferably 250 [° C.] to 350 [° C.] by the heater 108. Control.

以上の手順によって堆積膜を形成する準備が完了した後、円筒状基体102の外周面上に堆積膜の形成を行う。このために、まず、堆積膜形成用の原料ガスとして、主原料ガスと希釈ガスおよび特性改善ガスを、ミキシング装置121を介して混合して導入し、導入ガスが所望の流量になるように調整する。その際、反応容器101の内部の圧力が13.3[mPa]〜1330[Pa]の所望の圧力になるように、真空計126を確認しながら真空ポンプユニット(不図示)の回転周波数を調整する。   After the preparation for forming the deposited film is completed by the above procedure, the deposited film is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical substrate 102. For this purpose, first, as the source gas for forming the deposited film, the main source gas, the dilution gas, and the characteristic improving gas are mixed and introduced through the mixing device 121 and adjusted so that the introduced gas has a desired flow rate. To do. At that time, the rotational frequency of the vacuum pump unit (not shown) is adjusted while checking the vacuum gauge 126 so that the pressure inside the reaction vessel 101 becomes a desired pressure of 13.3 [mPa] to 1330 [Pa]. To do.

堆積膜形成時に使用する主原料ガスとしては、シラン(SiH)、ジシラン(Si)、四フッ化ケイ素(SiF)、六フッ化二ケイ素(Si)のアモルファスシリコン形成用の原料ガス、またはそれらの混合ガスを用いることができる。希釈ガスとしては、水素(H)、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)を用いることができる。また、特性改善ガスとして、窒素原子を含むもの、酸素原子を含むもの、炭素原子を含むもの、またはフッ素原子を含むもの、あるいはこれらの混合ガスを併用してもよい。この際に用いる窒素原子を含むものとしては、窒素(N)、アンモニア(NH)が挙げられる。酸素原子を含むものとしては、酸素(O)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO)、酸化二窒素(NO)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO)が挙げられる。炭素原子を含むものとしては、メタン(CH)、エタン(C)、エチレン(C)、アセチレン(C)、プロパン(C)が挙げられる。フッ素原子を含むものとしては、四フッ化ゲルマニウム(GeF)、フッ化窒素(NF)が挙げられる。また、ジボラン(B)、フッ化硼素(BF)、ホスフィン(PH)の特性改善ガスを同時に放電空間に導入してもよい。 As the main source gas used for forming the deposited film, amorphous silicon formation of silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), silicon tetrafluoride (SiF 4 ), and disilicon hexafluoride (Si 2 F 6 ) is formed. Raw material gas or a mixed gas thereof can be used. As a dilution gas, hydrogen (H 2 ), argon (Ar), or helium (He) can be used. Further, as the characteristic improving gas, those containing nitrogen atoms, those containing oxygen atoms, those containing carbon atoms, those containing fluorine atoms, or a mixed gas thereof may be used in combination. As those containing nitrogen atoms for use in this, nitrogen (N 2), ammonia (NH 3) can be mentioned. Oxygen (O 2 ), nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), dinitrogen oxide (N 2 O), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) are included as oxygen atoms. Is mentioned. As those containing carbon atoms, methane (CH 4), ethane (C 2 H 6), ethylene (C 2 H 4), acetylene (C 2 H 2), include propane (C 3 H 8). Examples of those containing fluorine atoms include germanium tetrafluoride (GeF 4 ) and nitrogen fluoride (NF 3 ). Further, a characteristic improving gas such as diborane (B 2 H 6 ), boron fluoride (BF 3 ), or phosphine (PH 3 ) may be simultaneously introduced into the discharge space.

次に、反応容器101の内部の圧力が安定した後、高周波電源111を所望の電力に設定して、高周波電力を、マッチングボックス110を介して円筒状カソード電極103に供給することで、高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、13.56[MHz]の周波数とすることができる。この放電エネルギーによって、反応容器101の中に導入された堆積膜形成用の原料ガスが励起されて励起種が生成され、すなわち分解されて、円筒状基体102の外周面上に堆積膜が形成される。
均一な堆積膜を形成するために、堆積膜を形成するのと同時期、あるいは円筒状基体102を加熱する段階から、円筒状基体102を回転させる。この回転は、0.5[rpm]〜20[rpm]、例えば10[rpm]の回転速度とする。こうすることで、円筒状基体102の周方向に均一な堆積膜が形成される。
Next, after the pressure inside the reaction vessel 101 is stabilized, the high-frequency power source 111 is set to a desired power, and the high-frequency power is supplied to the cylindrical cathode electrode 103 via the matching box 110, thereby Causes a discharge. The supplied power can be set to a frequency of 13.56 [MHz], for example. By this discharge energy, the source gas for forming the deposited film introduced into the reaction vessel 101 is excited to generate excited species, that is, decomposed to form a deposited film on the outer peripheral surface of the cylindrical substrate 102. The
In order to form a uniform deposited film, the cylindrical substrate 102 is rotated at the same time as the deposited film is formed or from the stage of heating the cylindrical substrate 102. This rotation is set to a rotation speed of 0.5 [rpm] to 20 [rpm], for example, 10 [rpm]. By doing so, a uniform deposited film is formed in the circumferential direction of the cylindrical substrate 102.

以上のようにして円筒状基体102の外周面上に堆積膜が形成される。
堆積膜が形成された後には、堆積膜形成用の原料ガスおよび高周波電力、加熱用ヒータ108の電力の供給を停止し、反応容器101の中を排気する。その後、反応容器101および原料ガス導入管109内をパージガス、例えばArやHeの様な不活性ガスおよびNの少なくとも一方を用いてパージ処理する。パージ処理完了後、円筒状基体102が装着された基体ホルダ112を反応容器101の中から搬出する。搬出の際は、導電性棒状体140は下降する。
As described above, a deposited film is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical substrate 102.
After the deposited film is formed, the supply of the deposited film forming source gas, the high frequency power and the heater 108 is stopped, and the reaction vessel 101 is exhausted. Thereafter, the inside of the reaction vessel 101 and the source gas introduction pipe 109 is purged using a purge gas, for example, at least one of an inert gas such as Ar or He and N 2 . After the purge process is completed, the substrate holder 112 with the cylindrical substrate 102 attached is carried out of the reaction vessel 101. At the time of carrying out, the electroconductive rod-shaped body 140 descends.

(クリーニング処理)
その後に、反応容器101の中に堆積した堆積膜およびポリシランをクリーニング処理する。手順としては、まず、円筒状基体102の替わりに、略同一形状のクリーニング用ダミー基体(不図示)を装着した基体ホルダ112を、反応容器101に搬入、設置する。
その後、前述と同様に、導電性棒状体140を上昇させる。そして、導電性棒状体140の上端の第一接触子145をゲート弁106の弁体146に接触させる。
(Cleaning process)
Thereafter, the deposited film and polysilane deposited in the reaction vessel 101 are cleaned. As a procedure, first, instead of the cylindrical substrate 102, a substrate holder 112 equipped with a cleaning dummy substrate (not shown) having substantially the same shape is carried into the reaction vessel 101 and installed.
Thereafter, the conductive rod 140 is raised as described above. Then, the first contact 145 at the upper end of the conductive rod-shaped body 140 is brought into contact with the valve body 146 of the gate valve 106.

次に、真空ポンプユニット(不図示)により反応容器101の中を排気する。続いて、反応容器101の中にミキシング装置121および原料ガス導入管109を介してクリーニング処理に必要なクリーニング性ガスを導入する。そして、反応容器101の内部の圧力を所定の圧力になるように真空計126を確認しながら真空ポンプユニット(不図示)の回転周波数を調整する。
クリーニング処理時に使用するクリーニング性ガスとしては、例えばCF、CF/O、SF、NF、ClF(三フッ化塩素)が挙げられるが、本実施形態では、クリーニング時間を短縮する面から有効であるClFを用いる。また、本実施形態においては、クリーニング性ガスの濃度を調整するためにも、希釈用の不活性ガスを用いることが有効である。この不活性ガスとしては、例えばHe、Ne、Arが挙げられるが、なかでもArを用いることが好ましい。
Next, the reaction vessel 101 is evacuated by a vacuum pump unit (not shown). Subsequently, a cleaning gas necessary for the cleaning process is introduced into the reaction vessel 101 through the mixing device 121 and the source gas introduction pipe 109. Then, the rotation frequency of the vacuum pump unit (not shown) is adjusted while checking the vacuum gauge 126 so that the pressure inside the reaction vessel 101 becomes a predetermined pressure.
Examples of the cleaning gas used in the cleaning process include CF 4 , CF 4 / O 2 , SF 6 , NF 3 , and ClF 3 (chlorine trifluoride). In this embodiment, the cleaning time is shortened. ClF 3 which is effective from the surface is used. In the present embodiment, it is effective to use an inert gas for dilution in order to adjust the concentration of the cleaning gas. Examples of the inert gas include He, Ne, and Ar. Among them, it is preferable to use Ar.

反応容器101の内部の圧力が安定した後、基体ホルダ112を回転させる。すなわち、クリーニング処理中に回転台131および接続部148を駆動させる。この回転は、0.5[rpm]〜20[rpm]、例えば10[rpm]の回転速度とする。そして、高周波電源111を所望の電力に設定して、高周波電力を、マッチングボックス110を介して円筒状カソード電極103に供給することで、高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、13.56[MHz]の周波数とすることができる。この放電エネルギーによって、反応容器101の中に導入されたクリーニング性ガスが分解され、反応容器101の内部のクリーニング処理が開始される。   After the pressure inside the reaction vessel 101 is stabilized, the substrate holder 112 is rotated. That is, the turntable 131 and the connecting portion 148 are driven during the cleaning process. This rotation is set to a rotation speed of 0.5 [rpm] to 20 [rpm], for example, 10 [rpm]. Then, the high frequency power supply 111 is set to a desired power, and the high frequency power is supplied to the cylindrical cathode electrode 103 through the matching box 110, thereby generating a high frequency glow discharge. The supplied power can be set to a frequency of 13.56 [MHz], for example. With this discharge energy, the cleaning gas introduced into the reaction vessel 101 is decomposed, and the cleaning process inside the reaction vessel 101 is started.

次に、例えば所定の時間が経過後、基体ホルダ112の回転数を、例えば2[rpm]の回転速度とする。こうすることで、クリーニング処理中に回転台131および接続部148の駆動状態を変化させることになる。このときのクリーニング処理中の基体ホルダ112の回転数の変化を図2(a)に示している。
図2(a)〜(c)は、クリーニング処理中の、基体ホルダ112の回転数を示した略図である。それぞれ、横軸はクリーニング処理中の経過時間を示し、縦軸は、クリーニング処理中における基体ホルダ112の回転数を示している。
その後、例えば所定の時間が経過後、
クリーニング処理用の原料ガスおよび高周波電力の供給を停止し、反応容器101の中を排気する。その後、反応容器101および原料ガス導入管109の内部をパージガス、例えばArやHeの様な不活性ガスおよびN2の少なくとも一方を用いてパージ処理する。パージ処理完了後、クリーニング用のダミー基体(不図示)が装着された基体ホルダ112を反応容器101から搬出する。
Next, for example, after a predetermined time has elapsed, the rotation speed of the substrate holder 112 is set to a rotation speed of 2 [rpm], for example. By doing so, the driving states of the turntable 131 and the connecting portion 148 are changed during the cleaning process. The change in the number of rotations of the substrate holder 112 during the cleaning process at this time is shown in FIG.
2A to 2C are schematic diagrams showing the number of rotations of the substrate holder 112 during the cleaning process. In each case, the horizontal axis represents the elapsed time during the cleaning process, and the vertical axis represents the number of rotations of the substrate holder 112 during the cleaning process.
After that, for example, after a predetermined time has elapsed,
The supply of the raw material gas for cleaning and the high frequency power is stopped, and the reaction vessel 101 is exhausted. Thereafter, the inside of the reaction vessel 101 and the raw material gas introduction pipe 109 is purged using a purge gas, for example, at least one of an inert gas such as Ar and He and N2. After the purge process is completed, the substrate holder 112 on which a cleaning dummy substrate (not shown) is mounted is unloaded from the reaction vessel 101.

以上のように構成される本実施形態の堆積膜形成方法によれば、まずクリーニング処理中に、固体潤滑材からなる軸受133、軸受149に対して軸となる回転台131、接続部148を駆動させることができる。それにより、固体潤滑材の摺動面部のクリーニング性ガスによる腐食を低減することが可能となる。
これは、固体潤滑材は、自己潤滑材のため、固体潤滑材からなる軸受(軸受133および軸受149)と、これらに接する軸(回転台131および接続部148)が摺動することで、常に新しい摺動面が形成される。そのため、固体潤滑材の摺動面部のクリーニング性ガスによる腐食を低減することが可能となる。
According to the deposited film forming method of the present embodiment configured as described above, first, during the cleaning process, the bearing 133 made of a solid lubricant, the turntable 131 serving as a shaft with respect to the bearing 149, and the connecting portion 148 are driven. Can be made. Thereby, it becomes possible to reduce the corrosion by the cleaning gas of the sliding surface portion of the solid lubricant.
This is because the solid lubricant is a self-lubricating material, and the bearings (bearing 133 and bearing 149) made of the solid lubricant and the shaft (the rotary table 131 and the connecting portion 148) contacting these always slide. A new sliding surface is formed. Therefore, it is possible to reduce corrosion due to the cleaning gas at the sliding surface portion of the solid lubricant.

逆に、軸受と軸を摺動させずに、クリーニング処理を実施した場合、前述の摺動させる場合と比較すると、加速度的に腐食が進行する。それにより、固体潤滑材の種類によってあるいは、クリーニング条件および処理回数によっては、固体潤滑材の摺動面と摺動相手の面が接着し、摺動が困難になり、さらに導通状態が不安定となる場合が有る。
よって、例えば、回転数を上げることで、新しい摺動面の形成を増加させれば、さらに腐食は低減されることになる。
On the contrary, when the cleaning process is performed without sliding the bearing and the shaft, the corrosion progresses at an accelerated speed as compared with the case where the sliding is performed. As a result, depending on the type of solid lubricant, or depending on the cleaning conditions and the number of treatments, the sliding surface of the solid lubricant and the surface of the sliding partner adhere to each other, making it difficult to slide and the conduction state to be unstable. There is a case.
Therefore, for example, if the formation of a new sliding surface is increased by increasing the number of revolutions, the corrosion is further reduced.

一方、回転数を上げることで、固体潤滑材の機械的摩耗は増加することになる。そのため、一義的に回転数を上げても、クリーニング性ガスによる腐食は低減できるが、摩耗により回転精度が低下する場合がある。
固体潤滑材のクリーニング性ガスによる腐食の進行速度を決める要因の1つに、固体潤滑材の使用温度が挙げられる。つまり、高温でクリーニング性ガスに接触させる方が、低温で接触させる場合に比べ、腐食の進行が速くなる。
On the other hand, increasing the number of revolutions increases the mechanical wear of the solid lubricant. Therefore, even if the rotational speed is uniquely increased, corrosion due to the cleaning gas can be reduced, but the rotational accuracy may be reduced due to wear.
One factor that determines the rate of progress of corrosion by the cleaning gas of the solid lubricant is the operating temperature of the solid lubricant. In other words, the progress of corrosion is faster when the cleaning gas is contacted at a high temperature than when the cleaning gas is contacted at a low temperature.

クリーニング処理は、まずクリーニング性ガスが供給される反応容器101が主に実施される。その結果、反応容器101のクリーニングがまず完了し、その後、排気配管123、さらに真空ポンプユニット(不図示)近傍のクリーニング処理が完了していく。
また、クリーニング性ガスが、ポリシランや堆積膜と化学反応する際、上壁105、円筒状カソード電極103、回転台131、排気配管123との間で、熱エネルギーの授受が行われる。そのため、反応容器101の構成部品や、排気配管123の温度が上昇する。
In the cleaning process, first, the reaction vessel 101 to which a cleaning gas is supplied is mainly implemented. As a result, the cleaning of the reaction vessel 101 is completed first, and then the cleaning process in the vicinity of the exhaust pipe 123 and further the vacuum pump unit (not shown) is completed.
Further, when the cleaning gas chemically reacts with polysilane or the deposited film, thermal energy is transferred between the upper wall 105, the cylindrical cathode electrode 103, the turntable 131, and the exhaust pipe 123. Therefore, the temperature of the components of the reaction vessel 101 and the exhaust pipe 123 increases.

以上より、クリーニング処理の進行に伴い、まず反応容器101の内部の温度が上昇し、その後反応容器101のクリーニング処理が終了すると、反応容器101の内部の温度が低下していく。よって、固体潤滑材は、その設置されている場所によって、クリーニング処理中において使用温度が変化している。
その結果、固体潤滑材の温度が高い状態の時は、回転数を高くすることで、腐食を低減させ、温度が低い状態の時は、回転数を低くすることで、摩耗を低減させることにより、最適な腐食および摩耗の低減を行うことが可能となる。
つまり、本実施形態のような、クリーニング処理中は軸を駆動させ、さらに、クリーニング処理中に軸の駆動状態を変化させることで、摩耗を抑えつつ、固体潤滑材の摺動面部のクリーニング性ガスによる腐食を低減可能となる。
As described above, as the cleaning process proceeds, the temperature inside the reaction vessel 101 first increases, and then the temperature inside the reaction vessel 101 decreases when the cleaning process of the reaction vessel 101 ends. Therefore, the operating temperature of the solid lubricant varies during the cleaning process depending on the place where the solid lubricant is installed.
As a result, when the temperature of the solid lubricant is high, the rotational speed is increased to reduce corrosion, and when the temperature is low, the rotational speed is decreased to reduce wear. It is possible to reduce corrosion and wear optimally.
That is, as in this embodiment, the shaft is driven during the cleaning process, and further, the driving state of the shaft is changed during the cleaning process, thereby suppressing wear and cleaning gas on the sliding surface portion of the solid lubricant. Corrosion due to corrosion can be reduced.

本発明において、駆動状態の変化の仕方は特に制限されるものでは無く、状況に応じて最適な変化がなされる。
例えば、図1に示す堆積膜形成装置においては、クリーニング処理中、反応容器101の上下端側の位置に固体潤滑材が設置されている。よって、図2(a)に示したように、まずは回転数の高い駆動状態(クリーニング1の条件)でクリーニング処理をし、反応容器101の内部のクリーニング処理がほぼ終了した時点で、回転数の低い駆動状態(クリーニング2の条件)に変化させてもよい。
In the present invention, the way of changing the driving state is not particularly limited, and an optimal change is made according to the situation.
For example, in the deposited film forming apparatus shown in FIG. 1, solid lubricants are installed at positions on the upper and lower ends of the reaction vessel 101 during the cleaning process. Therefore, as shown in FIG. 2A, first, the cleaning process is performed in a driving state with a high rotational speed (conditions for cleaning 1), and when the cleaning process inside the reaction vessel 101 is almost completed, the rotational speed is increased. The driving state may be changed to a low driving state (conditions for cleaning 2).

さらに、前述のように固体潤滑材の設置されている位置、さらには、クリーニング処理中のクリーニング性ガスの導入位置、ガス導入量、希釈率、あるいは投入パワー等によって、駆動状態は適宜決定される。例えば、図2(b)のように、クリーニング処理開始からクリーニング1およびクリーニング2のそれぞれにおいて、徐々に回転数を低下させても良い。また、図2(c)のように、クリーニング1ではクリーニング処理初期は徐々に回転数を上げ、その後、一定回転数でクリーニング処理した後に、クリーニング2において回転数を徐々に下げても良い。   Further, as described above, the driving state is appropriately determined depending on the position where the solid lubricant is installed, the position where the cleaning gas is introduced during the cleaning process, the amount of gas introduced, the dilution rate, or the input power. . For example, as shown in FIG. 2B, the rotational speed may be gradually decreased in each of cleaning 1 and cleaning 2 from the start of the cleaning process. Further, as shown in FIG. 2C, in cleaning 1, the number of rotations may be gradually increased in the initial stage of the cleaning process, and then the cleaning number may be gradually decreased in cleaning 2 after the cleaning process is performed at a constant number of rotations.

前述のように、クリーニング処理は、反応容器101の内部から、排気配管123、さらに真空ポンプユニット(不図示)近傍の順に処理が、完了していく。そのため、反応容器101の内部のクリーニング処理の最中、すなわち固体潤滑材の温度が高い状態のときは、回転数の高い駆動状態(クリーニング1の条件)でクリーニング処理をおこなう。こうすることで、固体潤滑材の腐食を低減させることができるからである。そして、反応容器101の内部のクリーニング処理がほぼ終了した後、すなわち固体潤滑材の温度が低い状態のときは、回転数の低い駆動状態(クリーニング2の条件)に変更してクリーニング処理をおこなう。こうすることで、固体潤滑材の摩耗を低減させることができるからである。このように駆動状態を所定の時期に低減させることにより、固体潤滑材の耐久性を向上させることができる。   As described above, the cleaning process is completed from the inside of the reaction vessel 101 in the order of the exhaust pipe 123 and the vicinity of the vacuum pump unit (not shown). Therefore, during the cleaning process inside the reaction vessel 101, that is, when the temperature of the solid lubricant is high, the cleaning process is performed in a driving state with a high rotational speed (conditions for cleaning 1). This is because the corrosion of the solid lubricant can be reduced. Then, after the cleaning process inside the reaction vessel 101 is almost completed, that is, when the temperature of the solid lubricant is low, the cleaning process is performed by changing to a driving state (condition of cleaning 2) with a low rotational speed. This is because wear of the solid lubricant can be reduced. By reducing the drive state at a predetermined time in this way, it is possible to improve the durability of the solid lubricant.

本発明において、駆動状態を変化させる時期に関しては特に制限されるのもでは無く、状況に応じて最適な変化がなされる。
例えば、駆動状態をクリーニング1からクリーニング2へ変化させる時期としては、前述のように、固体潤滑材が使用されている反応容器101の内部のクリーニング処理が終了する前後となる。時期の判断の仕方に特に制限は無く、例えばクリーニング処理が終了する時間を予め決定し、その時間を用いて、駆動状態を変化させる時期としても良い。
In the present invention, the timing for changing the driving state is not particularly limited, and an optimal change is made according to the situation.
For example, the timing for changing the driving state from cleaning 1 to cleaning 2 is before and after the end of the cleaning process inside the reaction vessel 101 in which the solid lubricant is used as described above. There is no particular limitation on how to determine the time. For example, a time for ending the cleaning process may be determined in advance, and the time may be used to change the driving state.

また、堆積膜形成装置100の一部の温度をモニターし、そのモニター値に基づいて駆動状態を変化させる時期としても良い。
例えば、反応容器101の内部の一部を、熱電対等の温度測定器を用いて、その温度をモニターし、モニター値が所定の温度を超えた時点を、駆動状態を変化させる時期としても良い。また、モニター値がピーク値を超えた時点で、あるいはピーク値を超えて所定の時間経過後を、駆動状態を変化させる時期としても良い。
また、例えば、反応容器101と排気装置(不図示)間の、排気配管123の外部の表面の温度をモニターし、前述のように駆動状態を変化させる時期を決めても良い。
Also, it is possible to monitor the temperature of a part of the deposited film forming apparatus 100 and change the driving state based on the monitored value.
For example, a part of the inside of the reaction vessel 101 may be monitored by using a temperature measuring device such as a thermocouple, and the time when the monitored value exceeds a predetermined temperature may be set as the timing for changing the driving state. Further, when the monitor value exceeds the peak value, or after a predetermined time has elapsed after exceeding the peak value, the drive state may be changed.
Further, for example, the temperature of the external surface of the exhaust pipe 123 between the reaction vessel 101 and the exhaust device (not shown) may be monitored to determine the timing for changing the driving state as described above.

本発明において使用される、固体潤滑材としては特に制限は無く、堆積膜形成条件によって、適宜選択されれば良い。
例えば、WS、黒鉛、BNからなる固体潤滑剤は、導電性および耐熱性あり、これらをW系合金、Cu系合金、Ni系合金からなる金属マトリックス材中に分散させた、固体潤滑材等が挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as a solid lubricant used in this invention, What is necessary is just to select suitably according to deposited film formation conditions.
For example, a solid lubricant composed of WS 2 , graphite, and BN has conductivity and heat resistance, and these are dispersed in a metal matrix material composed of a W-based alloy, a Cu-based alloy, and a Ni-based alloy, etc. Is mentioned.

本発明における軸受および軸は、少なくとも一方の摺動面に固体潤滑材を用いていれば、特に制限は無い。
本発明における軸とは、動く部分を示しており、その形態に関しては特に制限は無い。例えば、前述のように円筒状基体102を回転させるための、回転台131、接続部148のような回転運動する形態でもよい。なお、本発明では回転台131および接続部148の両方を軸とした実施形態を示したが、基体ホルダ112を回転させることができる形態であれば、軸はいずれか一方でも構わない。また例えば、部品を上下あるいは前後に移動させるための、往復運動する形態でもよい。往復運動する形態としては、モータとギアを用いた駆動機構、電磁石、エアシリンダなどを好適に用いることができる。
The bearing and shaft in the present invention are not particularly limited as long as a solid lubricant is used on at least one sliding surface.
The axis in the present invention indicates a moving part, and there is no particular limitation on the form. For example, as described above, the rotary base 131 and the connection portion 148 for rotating the cylindrical base 102 may be rotated. In the present invention, the embodiment using both the turntable 131 and the connecting portion 148 as an axis has been described. However, as long as the base holder 112 can be rotated, either one of the axes may be used. For example, the form which reciprocates for moving components up and down or back and forth may be sufficient. As a form of reciprocating movement, a drive mechanism using a motor and a gear, an electromagnet, an air cylinder, or the like can be suitably used.

本発明における軸受とは、前述の様な回転運動や往復運動を行う軸に接して荷重を受けて、軸を支持する部品である。軸受の形態としては特に制限は無く、玉や「ころ」の転がり運動を利用した転がり軸受や、潤滑機能を利用したすべり軸受が用いられる。
また、本発明における、駆動とは、前述のように回転運動あるいは往復運動を行っている状態を示している。
The bearing in the present invention is a component that supports the shaft by receiving a load in contact with the shaft that performs the rotational motion and the reciprocating motion as described above. The form of the bearing is not particularly limited, and a rolling bearing using the rolling motion of balls and “rollers” and a sliding bearing using a lubricating function are used.
In the present invention, driving means a state in which a rotational motion or a reciprocating motion is performed as described above.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の説明では上述した実施形態において示したものと同じ部分に対しては同じ符号を用いて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the following description, the same portions as those shown in the above-described embodiment will be described using the same reference numerals.

<実施例1>
図1に示す堆積膜形成装置100を用いて、アルミニウムよりなる直径84mm、長さ381mm、肉厚3mmの円筒状基体102の表面に、表1に示す条件で、堆積膜を形成して図3に示す層構成のa−Si電子写真感光体の作製をおこなった。符号301は円筒状基体、符号302は下部阻止層(第1層)、符号303は光導電層(第2層)、符号304は表面層(第3層)をそれぞれ示す。
<Example 1>
The deposited film forming apparatus 100 shown in FIG. 1 is used to form a deposited film on the surface of the cylindrical substrate 102 made of aluminum having a diameter of 84 mm, a length of 381 mm, and a thickness of 3 mm under the conditions shown in Table 1. An a-Si electrophotographic photosensitive member having the layer structure shown in FIG. Reference numeral 301 denotes a cylindrical substrate, reference numeral 302 denotes a lower blocking layer (first layer), reference numeral 303 denotes a photoconductive layer (second layer), and reference numeral 304 denotes a surface layer (third layer).

本実施においては、表2に示す条件で、クリーニング処理をおこなった。まず、原料ガス導入管109を介して表2の「クリーニング1」の条件でクリーニング性ガスを導入した。そして、クリーニング1をおこなっている間は、回転軸である回転台131および接続部148を駆動させ、円筒状基体102の回転数を表2に記載した「クリーニング1」の欄に示すように10[rpm]で回転させた。   In this embodiment, the cleaning process was performed under the conditions shown in Table 2. First, a cleaning gas was introduced through the source gas introduction pipe 109 under the conditions of “Cleaning 1” in Table 2. During the cleaning 1, the turntable 131 and the connecting portion 148, which are rotating shafts, are driven, and the rotational speed of the cylindrical substrate 102 is set to 10 as shown in the “cleaning 1” column shown in Table 2. It was rotated at [rpm].

クリーニング処理中には、排気メインバルブ125と接続されている、反応容器101側の排気配管123の外部表面に熱電対を取付け、排気配管123の外部表面の温度モニターを実施した。そして、排気配管123の外部表面の温度が所定の温度(ここでは、温度70℃)を超えた時点で、反応容器101の内部のクリーニング処理が終了したと判断して、クリーニング処理条件を表2に記載の「クリーニング2」に変更した。つまり、回転軸である回転台131および接続部148の駆動状態を、10[rpm]の回転から2[rpm]の回転状態に変更した。回転状態の変更は図2(a)に示した通りである。その後は、予め決定されたクリーニング処理終了時間までクリーニング処理をおこなった。   During the cleaning process, a thermocouple was attached to the external surface of the exhaust pipe 123 on the reaction vessel 101 side connected to the exhaust main valve 125, and the temperature of the external surface of the exhaust pipe 123 was monitored. Then, when the temperature of the external surface of the exhaust pipe 123 exceeds a predetermined temperature (in this case, the temperature of 70 ° C.), it is determined that the cleaning process inside the reaction vessel 101 has ended, and the cleaning process conditions are shown in Table 2. Changed to “Cleaning 2”. That is, the drive state of the turntable 131 and the connection portion 148 that are the rotation shafts was changed from the rotation of 10 [rpm] to the rotation state of 2 [rpm]. The change of the rotation state is as shown in FIG. Thereafter, the cleaning process was performed until a predetermined cleaning process end time.

また、本実施例においては、軸受133および軸受149としてWSを含む富士ダイス(株)社製のFW−430Lを用い、回転軸となる回転台131および接続部148には、ニッケルを加工したものを使用した。
軸受133、軸受149および回転台131、接続部148を新品に交換後、堆積膜の形成及びクリーニング処理を30回実施した。そして、1回目および、30回目に作製されたa−Si電子写真感光体に関して、「軸方向帯電ムラ」「周方向帯電ムラ」の評価を以下のように実施した。
Further, in this embodiment, FW-430L manufactured by Fuji Dice Co., Ltd. including WS 2 is used as the bearing 133 and the bearing 149, and nickel is processed into the turntable 131 and the connection portion 148 serving as a rotating shaft. I used something.
After replacing the bearing 133, the bearing 149, the turntable 131, and the connection portion 148 with new ones, the formation of the deposited film and the cleaning process were performed 30 times. Then, regarding the a-Si electrophotographic photosensitive member produced at the first time and the 30th time, evaluation of “axial charging unevenness” and “circumferential charging unevenness” was performed as follows.

(「軸方向帯電ムラ」「周方向帯電ムラ」の評価)
a−Si電子写真感光体の帯電ムラの評価には、複写機(キヤノン製複写機iRC6880N)を表面電位測定用に改造したものを用いた。表面電位を測定する際には、現像器を取り外し、現像器の代わりにa−Si電子写真感光体の軸方向の所定の位置の表面電位を測定できる電位プローブ(TREK社製Model344)を装着した。
プロセススピードを265mm/sec、前露光(波長660nmのLED)の光量を4lx・s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、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。そして、電子写真感光体の中央部位置を0位置とし、そこから軸方向に両側夫々4cm間隔で8点(±4cm,±8cm,±12cm,±16cm)の合計9点の電位を測定した。
また、各9点について、それぞれ周方向36点の電位を測定した。
(Evaluation of “axial charging unevenness” and “circumferential charging unevenness”)
For evaluation of charging unevenness of the a-Si electrophotographic photosensitive member, a copy machine (Canon copy machine iRC6880N) modified for surface potential measurement was used. When measuring the surface potential, the developing device was removed, and a potential probe (Model 344 manufactured by TREK) that can measure the surface potential at a predetermined position in the axial direction of the a-Si electrophotographic photosensitive member was attached instead of the developing device. .
The electrophotographic photosensitive member was charged with a process speed of 265 mm / sec, a pre-exposure (LED with a wavelength of 660 nm) light amount of 4 lx · s, 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 a surface potential meter. Then, the center position of the electrophotographic photosensitive member was set to 0 position, and the potential of 8 points (± 4 cm, ± 8 cm, ± 12 cm, ± 16 cm) in total was measured at intervals of 4 cm on both sides in the axial direction.
Further, the potential at 36 points in the circumferential direction was measured for each 9 points.

「軸方向帯電ムラ」
軸方向の各9点において、得られた周方向36点の電位の平均値を求めた。得られた各位置の前記平均値の最大値と最小値の電位差を軸方向帯電ムラとした。
「周方向帯電ムラ」
軸方向の各9点において、得られた周方向36点の電位の最大値と最小値の電位差を求めた。9点のうちで、電位差が最も大きい値を周方向帯電ムラとした。
得られた結果を表3に示す。いずれの評価も比較例1で得られた1回目に作成されたa−Si電子写真感光体の結果を100としたときの、相対評価でおこなった。
"Axial charging unevenness"
At 9 points in the axial direction, an average value of the obtained potentials at 36 points in the circumferential direction was obtained. The potential difference between the maximum value and the minimum value of the average value at each position obtained was defined as axial charging unevenness.
"Circumferential charging unevenness"
At each nine points in the axial direction, the potential difference between the maximum value and the minimum value of the obtained 36 points in the circumferential direction was obtained. Among the nine points, the value having the largest potential difference was defined as circumferential charging unevenness.
The obtained results are shown in Table 3. All the evaluations were carried out by relative evaluation with the result of the a-Si electrophotographic photosensitive member produced in the first time obtained in Comparative Example 1 being 100.

Figure 2013108148
Figure 2013108148

Figure 2013108148
Figure 2013108148

<実施例2>
本実施例では、実施例1と同様に、a−Si電子写真感光体の作製をおこなった。但し、本実施例においては、以下のようにクリーニング処理をおこなった。まず、原料ガス導入管109を介して表2に記載の「クリーニング1」の条件でクリーニング性ガスを導入した。そして、所定の時間をかけて、回転台131および接続部148の回転速度を、クリーニング処理開始時の0[rpm](静止状態)から、10[rpm]まで直線的に増加させた。本実施例においては、所定の時間とは、あらかじめ同一条件でクリーニング処理を実施した時に、加熱用ヒータの表面に取り付けた熱電対の温度が、室温から温度100℃になる時間とした。その後回転数は、10[rpm]一定で、クリーニング処理を続けた。
<Example 2>
In this example, as in Example 1, an a-Si electrophotographic photosensitive member was produced. However, in this example, the cleaning process was performed as follows. First, a cleaning gas was introduced through the source gas introduction pipe 109 under the conditions of “cleaning 1” shown in Table 2. Then, over a predetermined time, the rotational speeds of the turntable 131 and the connecting portion 148 were linearly increased from 0 [rpm] (static state) at the start of the cleaning process to 10 [rpm]. In this embodiment, the predetermined time is a time when the temperature of the thermocouple attached to the surface of the heater for heating is from room temperature to 100 ° C. when the cleaning process is performed under the same conditions in advance. Thereafter, the rotational speed was constant at 10 [rpm], and the cleaning process was continued.

次に、実施例1同様、排気メインバルブ125と接続されている、反応容器101側の排気配管123の外部表面に取付けた熱電対の温度が所定の温度(ここでは、温度50℃)を超えた時点で、回転数を変化させた。変化の方法は、10[rpm]から、0[rpm](静止状態)まで、予め決定されたクリーニング処理終了時間まで直線的に変化させた。これら、回転数とクリーニング処理の経過時間との関係は、図2(c)に示した通りである。そして、実施例1と同様にしてa−Si電子写真感光体を作製し、同様の評価をおこなった。   Next, as in Example 1, the temperature of the thermocouple connected to the exhaust main valve 125 and attached to the outer surface of the exhaust pipe 123 on the reaction vessel 101 side exceeds a predetermined temperature (here, a temperature of 50 ° C.). At that time, the rotation speed was changed. The changing method was linearly changed from 10 [rpm] to 0 [rpm] (stationary state) until a predetermined cleaning processing end time. The relationship between the rotational speed and the elapsed time of the cleaning process is as shown in FIG. And the a-Si electrophotographic photoreceptor was produced like Example 1, and the same evaluation was performed.

<実施例3>
本実施例では、実施例1と同様に、a−Si電子写真感光体の作製をおこなった。但し、本実施例においては、以下のようにクリーニング処理をおこなった。まず、原料ガス導入管109を介して表2に記載の「クリーニング1」の条件でクリーニング性ガスを導入した。そして、クリーニング処理開始時に回転軸である回転台131および接続部148を駆動させ、円筒状基体102を回転数12[rpm]で回転させた。そして、予め決定されたクリーニング1の終了時間まで回転数を直線的に変化させ、クリーニング1の終了時に回転数を8[rpm]とした。本実施例において、予め決定されたクリーニング1の終了時間とは、予め同一条件でクリーニング処理を実施した時に、加熱用ヒータの表面に取り付けた熱電対の温度が、室温から温度110℃になる時間とした。次に予め決定されたクリーニング処理時間まで、回転数を8[rpm]から0[rpm](静止状態)まで直線的に変化させた。これら、回転数とクリーニング処理の経過時間との関係は、図2(b)に示した通りである。そして、実施例1と同様にしてa−Si電子写真感光体を作製し、同様の評価をおこなった。
<Example 3>
In this example, as in Example 1, an a-Si electrophotographic photosensitive member was produced. However, in this example, the cleaning process was performed as follows. First, a cleaning gas was introduced through the source gas introduction pipe 109 under the conditions of “cleaning 1” shown in Table 2. Then, at the start of the cleaning process, the turntable 131 and the connecting portion 148 which are rotating shafts were driven, and the cylindrical base body 102 was rotated at a rotational speed of 12 [rpm]. Then, the rotational speed was linearly changed until the end time of cleaning 1 determined in advance, and the rotational speed was set to 8 [rpm] at the end of cleaning 1. In the present embodiment, the predetermined end time of the cleaning 1 is the time during which the temperature of the thermocouple attached to the surface of the heater for heating is changed from room temperature to 110 ° C. when the cleaning process is performed under the same conditions in advance. It was. Next, the rotational speed was linearly changed from 8 [rpm] to 0 [rpm] (stationary state) until a predetermined cleaning processing time. The relationship between the rotation speed and the elapsed time of the cleaning process is as shown in FIG. And the a-Si electrophotographic photoreceptor was produced like Example 1, and the same evaluation was performed.

<比較例1>
本比較例では、実施例1と同様に、a−Si電子写真感光体の作製をおこなった。但し、本比較例では、クリーニング処理中に、円筒状基体102の回転数を0[rpm]の停止状態でおこなった。
そして、実施例1と同様にしてa−Si電子写真感光体を作製し、同様の評価をおこなった。
<比較例2>
本比較例では、実施例1と同様に、a−Si電子写真感光体の作製をおこなった。但し、本比較例では、クリーニング処理中の、円筒状基体102の回転数を10[rpm]一定とし、クリーニング処理中に駆動を変化させなかった。
そして、実施例1と同様にしてa−Si電子写真感光体を作製し、同様の評価をおこなった。
<比較例3>
本比較例では、実施例1と同様に、a−Si電子写真感光体の作製をおこなった。但し、本比較例では、クリーニング処理中の、円筒状基体102の回転数を2[rpm]一定とし、クリーニング処理中に駆動を変化させなかった。
そして、実施例1と同様にしてa−Si電子写真感光体を作製し、同様の評価をおこなった。
<Comparative Example 1>
In this comparative example, an a-Si electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1. However, in this comparative example, the rotation speed of the cylindrical substrate 102 was stopped at 0 [rpm] during the cleaning process.
And the a-Si electrophotographic photoreceptor was produced like Example 1, and the same evaluation was performed.
<Comparative example 2>
In this comparative example, an a-Si electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1. However, in this comparative example, the rotational speed of the cylindrical substrate 102 during the cleaning process was kept constant at 10 [rpm], and the drive was not changed during the cleaning process.
And the a-Si electrophotographic photoreceptor was produced like Example 1, and the same evaluation was performed.
<Comparative Example 3>
In this comparative example, an a-Si electrophotographic photosensitive member was produced in the same manner as in Example 1. However, in this comparative example, the rotational speed of the cylindrical substrate 102 during the cleaning process was kept constant at 2 [rpm], and the drive was not changed during the cleaning process.
And the a-Si electrophotographic photoreceptor was produced like Example 1, and the same evaluation was performed.

Figure 2013108148
Figure 2013108148

表3から明らかなように、本発明の堆積膜形成方法によれば、a−Si電子写真感光体の電気特性の均一性が、達成可能であることが判った。
この理由に関しては、以下のように推測される。
30回目のクリーニング処理終了後、円筒状基体102およびキャップ113が装着された基体ホルダ112を反応容器101の内部に設置し、図1の状態で反応容器101の内部の圧力を大気状態にした。その後、ゲート弁106を取り除き、円筒状基体102の表面と、導電性棒状体140の表面との導通に関してチェックをおこなった。円筒状基体102を堆積膜形成時と同じ10[rpm]で回転させ、円筒状基体102の表面と導電性棒状体140の表面間の抵抗をテスターにて測定をおこなったところ、実施例1、実施例2、実施例3、および比較例2に関しては、回転中も安定していた。一方、比較例1に関しては、回転中に、十数Ωの変動が観察され、比較例3に関しては、回転中に数Ωの変動が観察された。そこで、比較例1および比較例3に関しては、軸受149を新品に交換したところ、実施例1及び比較例2と同様、回転中も安定した。
このことから、比較例1及び比較例3において抵抗が変動したのは、固体潤滑材からなる軸受149の劣化が原因と考えられる。
As can be seen from Table 3, according to the deposited film forming method of the present invention, it was found that uniformity of the electrical characteristics of the a-Si electrophotographic photoreceptor can be achieved.
About this reason, it estimates as follows.
After completion of the 30th cleaning process, the substrate holder 112 with the cylindrical substrate 102 and the cap 113 mounted thereon was placed inside the reaction vessel 101, and the pressure inside the reaction vessel 101 was changed to the atmospheric state in the state shown in FIG. Thereafter, the gate valve 106 was removed, and a check was made regarding the continuity between the surface of the cylindrical substrate 102 and the surface of the conductive rod 140. When the resistance between the surface of the cylindrical substrate 102 and the surface of the conductive rod 140 was measured with a tester by rotating the cylindrical substrate 102 at the same 10 [rpm] as that when the deposited film was formed, Example 1 Regarding Example 2, Example 3, and Comparative Example 2, it was stable during rotation. On the other hand, for Comparative Example 1, a fluctuation of several tens of Ω was observed during the rotation, and for Comparative Example 3, a fluctuation of several Ω was observed during the rotation. Thus, regarding Comparative Example 1 and Comparative Example 3, when the bearing 149 was replaced with a new one, it was stable during rotation as in Example 1 and Comparative Example 2.
From this, the reason why the resistance fluctuated in Comparative Example 1 and Comparative Example 3 is considered to be caused by the deterioration of the bearing 149 made of the solid lubricant.

また、実施例1、実施例2、実施例3、比較例2、および比較例3から、クリーニング処理中に軸149を駆動させることで、接続部148との摺動面における固体潤滑材の変質が抑制され、導通の安定性が向上することが分かった。さらに、比較例2と比較例3から、回転数が高いほど、導通の安定性の向上が得られることが分かった。このように、クリーニング処理中に軸を駆動させることで、円筒状基体102の上下方向でのインピーダンスの不均一が大幅に軽減される。そのため、上下方向でのプラズマの均一性が向上し、長期使用後も均一な堆積膜形成が可能であることが分かった。
さらに、前述と同様に円筒状基体102を10[rpm]で回転させ、円筒状基体102の中央部の表面で、回転時の振れを、ダイヤルゲージを用いて測定したところ、実施例1実施例2、および実施例3に関しては、ビビリや偏芯が極めて小さいことが分かった。一方、比較例1においては、顕著なビビリが観測された。軸受133および軸受149周辺を観察したところ、それぞれ、軸となる相手側の摺動面において、固体潤滑材の一部が変質した、微小な固着物があるのが観察され、その影響で円滑に摺動していないことが分かった。
Further, from Example 1, Example 2, Example 3, Comparative Example 2, and Comparative Example 3, the shaft 149 is driven during the cleaning process, so that the solid lubricant changes in quality on the sliding surface with the connection portion 148. It was found that the stability of conduction was improved. Furthermore, from Comparative Example 2 and Comparative Example 3, it was found that the higher the rotation speed, the better the conduction stability. Thus, by driving the shaft during the cleaning process, the non-uniform impedance in the vertical direction of the cylindrical substrate 102 is greatly reduced. Therefore, it has been found that the uniformity of plasma in the vertical direction is improved, and a uniform deposited film can be formed even after long-term use.
Further, when the cylindrical substrate 102 was rotated at 10 [rpm] in the same manner as described above and the runout during rotation was measured on the surface of the central portion of the cylindrical substrate 102 using a dial gauge, Example 1 Example 2 and Example 3, it was found that chatter and eccentricity were extremely small. On the other hand, in the comparative example 1, remarkable chatter was observed. When the periphery of the bearing 133 and the bearing 149 was observed, it was observed that there was a minute fixed object in which a part of the solid lubricant was altered on the sliding surface of the mating side as an axis. It turned out that it was not sliding.

一方、比較例2、比較例3においては、偏芯量が実施例1や実施例2、実施例3に比べ大きく、不定期ではあるが、短時間なビビリの発生が観測された。軸受133および軸受149を観察したところ、軸となる相手側と摺動している面の摩耗が、実施例1や実施例2、実施例3に比べ、進行していることが分かった。そのため、軸受と軸との摺動面部分に隙間が生じ、それが原因で偏芯量が大きくなり、突発的にビビリが発生していると考えられる。摩耗量が実施例1や実施例2、実施例3に比べ増加している原因に関しては、以下のように推測される。   On the other hand, in Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the amount of eccentricity was larger than in Example 1, Example 2, and Example 3, and occurrence of chatter in a short time was observed although it was irregular. When the bearing 133 and the bearing 149 were observed, it was found that the wear of the surface sliding with the counterpart as the shaft was progressing as compared with Example 1, Example 2, and Example 3. Therefore, it is considered that a gap is generated in the sliding surface portion between the bearing and the shaft, and the eccentricity amount is increased due to this, causing sudden chatter. The cause of the increased amount of wear compared to Example 1, Example 2, and Example 3 is estimated as follows.

実施例1、実施例2、および実施例3と、比較例3とを比べた場合、「クリーニング1」においては、実施例1、実施例2、および実施例3の方が、回転数が多いので、クリーニング性ガスによる腐食の進行は低減される。しかし、回転数が多いので、摩耗に関しては進行し易くなる。
「クリーニング2」においては、回転数には差は無い。「クリーニング2」においては、反応容器101の内部のクリーニング処理(クリーニング1)が終了しているため、固体潤滑材の温度は低下し、腐食が進行し難い状態となっている。
一方、腐食部分と、腐食無しの部分を比較した場合、同一の回転数であっても、腐食が進行している方が摩耗量は多くなる。これは、腐食により、本来の円滑な摺動が達成できていないので、摩耗量が増加してしまうからである。
よって、実施例1、実施例2、および実施例3は、腐食が進行し易い「クリーニング1」で腐食を抑制することで、腐食の影響による摩耗量の増加を抑制している。一方、比較例3は、「クリーニング1」での腐食の抑制が充分でないため、実施例1、実施例2、および実施例3よりは、回転数が低いので機械的摩耗条件は有利であるが、腐食による摩耗量の増加が顕著となる。そのため、実施例1、実施例2、および実施例3に比べて、クリーニング2の段階において摩耗量が増加していると考えられる。
When Example 1, Example 2, and Example 3 are compared with Comparative Example 3, in “Cleaning 1”, Example 1, Example 2, and Example 3 have higher rotational speeds. Therefore, the progress of corrosion due to the cleaning gas is reduced. However, since there are many rotation speeds, it becomes easy to advance about abrasion.
In “Cleaning 2”, there is no difference in the rotational speed. In “cleaning 2”, since the cleaning process (cleaning 1) inside the reaction container 101 has been completed, the temperature of the solid lubricant is lowered and corrosion is unlikely to proceed.
On the other hand, when comparing a corroded portion and a portion without corrosion, the amount of wear increases as the corrosion progresses even at the same rotational speed. This is because the amount of wear increases because the original smooth sliding cannot be achieved due to corrosion.
Therefore, Example 1, Example 2, and Example 3 suppress the increase in the amount of wear due to the influence of corrosion by suppressing the corrosion with “cleaning 1” in which corrosion easily proceeds. On the other hand, in Comparative Example 3, since the corrosion is not sufficiently suppressed by “Cleaning 1”, the rotational speed is lower than that of Example 1, Example 2, and Example 3, so that the mechanical wear condition is advantageous. The increase in wear due to corrosion becomes significant. Therefore, it is considered that the amount of wear is increased at the stage of cleaning 2 as compared with Example 1, Example 2, and Example 3.

次に、実施例1、実施例2、および実施例3と、比較例2とを比べた場合、「クリーニング2」においては、実施例1、実施例2、および実施例3の方が、回転数が少ないので、クリーニング性ガスによる腐食は進行し易くなり、回転数が少ないので、摩耗に関しては進行し難くなる。しかし、「クリーニング2」においては、反応容器101の内部のクリーニング処理(クリーニング1)が終了しているため、固体潤滑材の温度は低下し、腐食が進行し難い状態である。よって、機械的な摩耗条件が有利である実施例1、実施例2、および実施例3の方が、摩耗量が少なくなっていると考えられる。
以上のように、本発明によれば、固体潤滑材の温度が高く、腐食が進行し易い状態の時は、回転数を高くすることで、腐食を低減させている。さらに、温度が低く、腐食が進行し難い状態の時は、回転数を低くすることで、摩耗を低減させることにより、最適な腐食および摩耗の低減を行うことが可能となる。
Next, when Example 1, Example 2, and Example 3 are compared with Comparative Example 2, in “Cleaning 2”, Example 1, Example 2, and Example 3 rotate. Since the number is small, corrosion by the cleaning gas is likely to proceed, and since the number of rotations is small, it is difficult to proceed with respect to wear. However, in “cleaning 2”, since the cleaning process (cleaning 1) inside the reaction vessel 101 has been completed, the temperature of the solid lubricant is lowered, and corrosion is unlikely to proceed. Therefore, it is considered that the amount of wear is smaller in Examples 1, 2 and 3 where mechanical wear conditions are advantageous.
As described above, according to the present invention, when the temperature of the solid lubricant is high and the corrosion is likely to proceed, the corrosion is reduced by increasing the rotational speed. Further, when the temperature is low and corrosion is difficult to proceed, it is possible to reduce the wear by reducing the rotation speed, thereby making it possible to perform optimum corrosion and wear reduction.

その結果、本発明によれば、クリーニング処理中は軸を駆動させ、さらに、クリーニング処理中に前記駆動状態を変化させることで、固体潤滑材のクリーニング性ガスによる腐食および摩擦によるダメージを低減させることができる。これにより、安定して均一性な堆積膜を形成することができる。
よって、メンテナンス頻度を低減しても安定して均一な堆積膜が形成できるので、安価に堆積膜を形成することができる。
As a result, according to the present invention, the shaft is driven during the cleaning process, and further, the driving state is changed during the cleaning process, thereby reducing the damage caused by the corrosion and friction of the cleaning gas of the solid lubricant. Can do. Thereby, a stable and uniform deposited film can be formed.
Therefore, even if the maintenance frequency is reduced, a stable and uniform deposited film can be formed, so that the deposited film can be formed at a low cost.

100 堆積膜形成装置
101 反応容器
102 円筒状基体
103 円筒状カソード電極
104 絶縁体
105 上壁
106 ゲート弁
107 底壁
108 加熱用ヒータ
109 原料ガス導入管
110 マッチングボックス
111 高周波電源
112 基体ホルダ
113 キャップ
120 接続配管
121 ミキシング装置
122 原料ガス流入バルブ
123 排気配管
124 排気口
125 排気メインバルブ
126 真空計
130 回転保持機構
131 回転台(軸)
132 支柱
133 軸受
134 モータ
140 導電性棒状体
141 移動装置
142 上面
143 穴
144 接続体
145 第一接触子
146 弁体
147 第二接触子
148 接続部(軸)
149 軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Deposited film formation apparatus 101 Reaction container 102 Cylindrical base | substrate 103 Cylindrical cathode electrode 104 Insulator 105 Upper wall 106 Gate valve 107 Bottom wall 108 Heating heater 109 Source gas introduction pipe 110 Matching box 111 High frequency power supply 112 Substrate holder 113 Cap 120 Connecting pipe 121 Mixing device 122 Source gas inflow valve 123 Exhaust pipe 124 Exhaust port 125 Exhaust main valve 126 Vacuum gauge 130 Rotation holding mechanism 131 Turntable (shaft)
132 support 133 bearing 134 motor 140 conductive rod 141 moving device 142 upper surface 143 hole 144 connection body 145 first contact 146 valve body 147 second contact 148 connection (shaft)
149 Bearing

Claims (2)

反応容器と、該反応容器の内部にクリーニング性ガスを導入する手段と、該クリーニング性ガスを排気する手段と、前記反応容器の内部に基体を設置するための基体ホルダと、該基体ホルダを回転運動又は往復運動させるための軸と、該軸を支持する軸受とを備え、前記軸および前記軸受の摺動面のうち少なくとも一方が固体潤滑材からなる堆積膜形成装置を用いて前記基体の外周面上に堆積膜を形成する堆積膜形成方法であって、
前記基体の外周面上に堆積膜を形成させた後に、前記反応容器の内部にクリーニング性ガスを導入し、前記軸を回転運動又は往復運動させながらクリーニング処理をおこない、前記クリーニング処理中に前記回転運動又は往復運動の駆動状態を変化させることを特徴とする堆積膜形成方法。
A reaction vessel, means for introducing a cleaning gas into the reaction vessel, means for exhausting the cleaning gas, a substrate holder for installing a substrate in the reaction vessel, and rotating the substrate holder An outer periphery of the substrate using a deposited film forming apparatus comprising a shaft for moving or reciprocating and a bearing for supporting the shaft, and at least one of the shaft and a sliding surface of the bearing is made of a solid lubricant. A deposited film forming method for forming a deposited film on a surface,
After forming a deposited film on the outer peripheral surface of the substrate, a cleaning gas is introduced into the reaction vessel, and a cleaning process is performed while rotating or reciprocating the shaft, and the rotation is performed during the cleaning process. A method for forming a deposited film, wherein the driving state of movement or reciprocation is changed.
前記クリーニング処理において、前記固体潤滑材の温度が高い状態のときの駆動状態よりも前記固体潤滑材の温度が低い状態のときの駆動状態を低くすることにより、前記固体潤滑材の温度が高いときは固体潤滑材の腐食を低減させ、前記固体潤滑材の温度が低い状態のときは固体潤滑材の摩耗を低減させる、請求項1に記載の堆積膜形成方法。 In the cleaning process, when the temperature of the solid lubricant is high by lowering the driving state when the temperature of the solid lubricant is lower than the driving state when the temperature of the solid lubricant is high 2. The deposited film forming method according to claim 1, which reduces corrosion of the solid lubricant and reduces wear of the solid lubricant when the temperature of the solid lubricant is low.
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