本發(fā)明的各個(gè)方面以及實(shí)施方式涉及成膜方法以及成膜裝置。
背景技術(shù):
使用有機(jī)化合物而發(fā)光的有機(jī)el(electro-luminescence)元件,一般是通過陽極層(陽極)以及陰極層(陰極)夾住形成在玻璃基板上的有機(jī)層的構(gòu)造。有機(jī)層防水性弱,若混入水分,則特性變化而產(chǎn)生非發(fā)光點(diǎn)(暗斑),成為縮短有機(jī)el元件的壽命的一個(gè)因素。因此為了不使外部的水分、氧透過,提高膜的密封性非常重要。
作為保護(hù)有機(jī)層免受外部的濕氣等的方法,提出有例如使用由鋁等形成的密封罐的方法(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)這樣的方法,用密封材料在有機(jī)el元件上粘貼密封罐,進(jìn)而在密封罐的內(nèi)部放置干燥劑,從而使有機(jī)el元件密封以及干燥。由此能夠防止水分朝向有機(jī)el元件混入。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-166265號(hào)公報(bào)
然而,上述的方法中,雖然對(duì)水分的耐受性高,但作為有機(jī)el元件整體需要一定程度的厚度。因此無法發(fā)揮薄、輕、能夠彎曲等的有機(jī)el元件本來的優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)方面是對(duì)形成在基板上的元件進(jìn)行密封的密封膜的成膜方法,該成膜方法包括:第一供給工序、第一成膜工序、第二供給工序、第二成膜工序、第三供給工序以及等離子體處理工序。在第一供給工序中,將包含含有硅的氣體和含有鹵素的氣體的混合氣體、或者包含含有硅的氣體和含有電負(fù)性比氮強(qiáng)的官能團(tuán)的氣體的混合氣體供給至處理容器內(nèi)。在第一成膜工序中,通過由在處理容器內(nèi)生成的等離子體活性化后的混合氣體,以覆蓋元件的方式使密封膜成膜。在第二供給工序中,將不包含含有鹵素的氣體以及具有電負(fù)性比氮強(qiáng)的官能團(tuán)的氣體的任一個(gè)而包含含有硅的氣體的第二混合氣體供給至處理容器內(nèi)。在第二成膜工序中,通過由在處理容器內(nèi)生成的等離子體活性化后的第二混合氣體,以覆蓋在第一成膜工序中成膜的第一密封膜的方式使第二密封膜成膜。在第三供給工序中,將氫氣供給至處理容器內(nèi)。在等離子體處理工序中,通過在處理容器內(nèi)生成的氫氣的等離子體,對(duì)在第二成膜工序中成膜的第二密封膜的表面進(jìn)行等離子體處理。
根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面以及實(shí)施方式,可實(shí)現(xiàn)能夠提供防濕性高且薄而對(duì)有機(jī)el等的元件進(jìn)行密封的密封膜的成膜方法以及成膜裝置。
附圖說明
圖1是表示第一實(shí)施方式的成膜裝置的一個(gè)例子的縱剖視圖。
圖2是表示高頻天線的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的俯視圖。
圖3是表示發(fā)光模塊的制造順序的一個(gè)例子的流程圖。
圖4是表示第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。
圖5是表示第一實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。
圖6是表示氫鍵的強(qiáng)弱關(guān)系的一個(gè)例子的圖。
圖7是表示第二實(shí)施方式的發(fā)光模塊的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。
圖8是表示氟的濃度與膜密度的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。
圖9是表示第二實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。
圖10是表示第二實(shí)施方式中包含于混合氣體的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。
圖11是表示第三實(shí)施方式的密封膜的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。
圖12是表示第三實(shí)施方式的第二膜的形成工序的一個(gè)例子的流程圖。
圖13是表示第三實(shí)施方式中包含于混合氣體的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。
圖14是表示第四實(shí)施方式的密封膜的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。
圖15是表示第四實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。
圖16是表示第五實(shí)施方式的成膜裝置的一個(gè)例子的縱剖視圖。
圖17是表示第五實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。
圖18是表示第五實(shí)施方式中供給至處理室內(nèi)的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。
圖19是表示基于hf的蝕刻速率與wvtr(watervaportransmissionrate)的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。
圖20是表示基于hf的sin膜的蝕刻速率的一個(gè)例子的圖。
圖21是對(duì)水分子侵入sin膜的過程的一個(gè)例子進(jìn)行說明的示意圖。
圖22是表示氫狀態(tài)的等離子體反應(yīng)模擬的結(jié)果的一個(gè)例子的圖。
圖23是對(duì)基于氫等離子體的sin膜的狀態(tài)變化的一個(gè)例子進(jìn)行說明的示意圖。
圖24是表示第六實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。
圖25是表示第六實(shí)施方式中供給至處理室內(nèi)的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。
圖26是表示第七實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。
圖27是表示密封膜的構(gòu)造的其他例子的說明圖。
圖28是對(duì)氟的濃度梯度的一個(gè)例子進(jìn)行說明的說明圖。
圖29是對(duì)氟的濃度梯度的其他例子進(jìn)行說明的說明圖。
附圖標(biāo)記說明:g…玻璃基板;1…處理容器;102…透明電極;105…密封膜。
具體實(shí)施方式
公開的成膜方法在一個(gè)實(shí)施方式中,是一種對(duì)形成在基板上的元件進(jìn)行密封的密封膜的成膜方法,該成膜方法包括:第一供給工序、第一成膜工序、第二供給工序、第二成膜工序、第三供給工序以及第一等離子體處理工序。在第一供給工序中,將包含含有硅的氣體和含有鹵素的氣體的第一混合氣體、或者包含含有硅的氣體和電負(fù)性比氮強(qiáng)的官能團(tuán)的氣體的第一混合氣體供給至處理容器內(nèi)。在第一成膜工序中,通過由在處理容器內(nèi)生成的等離子體活性化后的混合氣體,以覆蓋元件的方式使密封膜成膜。在第二供給工序中,將不包含含有鹵素的氣體以及具有電負(fù)性比氮強(qiáng)的官能團(tuán)的氣體的任一個(gè)而包含含有硅的氣體的第二混合氣體供給至處理容器內(nèi)。在第二成膜工序中,通過由在處理容器內(nèi)生成的等離子體活性化后的第二混合氣體,以覆蓋在第一成膜工序中成膜的第一密封膜的方式使第二密封膜成膜。在第三供給工序中,將氫氣供給至處理容器內(nèi)。在第一等離子體處理工序中,通過在處理容器內(nèi)生成的氫氣的等離子體,對(duì)在第二成膜工序中成膜的第二密封膜的表面進(jìn)行等離子體處理。
此處,含有硅的氣體優(yōu)選為硅烷系氣體。硅烷系氣體是指例如sih4(甲硅烷)、si2h6(乙硅烷)或者si3h8(丙硅烷)等用sinh2n+2(n為自然數(shù))表示的氣體。
另外,公開的成膜方法在一個(gè)實(shí)施方式中,也可以在第二成膜工序與第三供給工序之間還包括對(duì)處理容器內(nèi)的氣體進(jìn)行排氣的排氣工序,第二密封膜的表面也可以在第二成膜工序后不暴露于大氣,在第一等離子體處理工序中,通過氫氣的等離子體進(jìn)行等離子體處理。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,在第三供給工序中,也可以將含有氫氣和稀有氣體的第三混合氣體供給至處理容器內(nèi),在第一等離子體處理工序中,也可以通過在處理容器內(nèi)生成的第三混合氣體的等離子體,將第二密封膜的表面進(jìn)行等離子體處理。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,第一混合氣體也可以包含:含有氮的氣體、含有硅的氣體以及含有氟的氣體。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式的第一混合氣體中,也可以使含有氮的氣體的流量相對(duì)于含有硅的氣體的流量之比為0.8~1.1的范圍內(nèi),含有氟的氣體的流量相對(duì)于含有硅的氣體的流量之比為0.1~0.4的范圍。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,含有氮的氣體也可以為n2氣體或者nh3氣體,含有硅的氣體也可以為sih4氣體,含有氟的氣體優(yōu)選為含有氟的硅化合物,例如為sif4氣體、sih3f氣體、sih2f2氣體或者sihxf4-x(x是1~3的整數(shù))氣體的任一種。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,含有鹵素的氣體也可以是sicl4氣體、sihxcl4-x(x是1至3的整數(shù))氣體、sih3f氣體或者sihxfyclz(x、y以及z是滿足x+y+z=4的自然數(shù))氣體的任一種。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,也可以為第一混合氣體包含作為含有鹵素的氣體而含有氟的氣體,第一密封膜中的氟的濃度也可以為10atom%以下。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,也可以為第一混合氣體包含作為含有鹵素的氣體而含有氯的氣體,第一密封膜中的氯的濃度也可以為10atom%以下。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,第二密封膜的厚度也可以為第一密封膜的厚度的2~4倍的范圍內(nèi)。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,第一混合氣體也可以包括:含有硅的氣體、含有鹵素的氣體以及含有氮的氣體、或者含有硅以及鹵素的氣體以及含有氮的氣體,第二混合氣體也可以包含含有硅的氣體以及含有氮的氣體。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,第一混合氣體也可以包含sih4氣體、sif4氣體以及n2氣體、或者sihxf4-x氣體以及nh3氣體,第二混合氣體也可以包括sih4氣體以及n2氣體。
另外,公開的成膜方法在一個(gè)實(shí)施方式中,也可以進(jìn)一步包括以下工序:第四供給工序,將第二混合氣體供給至處理容器內(nèi);以及第四成膜工序,在進(jìn)行第一成膜工序前,通過由在處理容器內(nèi)生成的等離子體活性化后的第二混合氣體,以覆蓋元件的方式使第三密封膜成膜,第一供給工序也可以在進(jìn)行了第四成膜工序后執(zhí)行,在第一成膜工序中,也可以通過由等離子體活性化后的第一混合氣體,以覆蓋在第四成膜工序中成膜的第三密封膜的方式使第一密封膜成膜。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,第三密封膜的厚度也可以為第一密封膜的厚度的0.5~1.5倍的范圍內(nèi)。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,也可以在第四成膜工序與第一供給工序之間包括以下工序:第五供給工序,將氫氣供給至處理容器內(nèi);以及第二等離子體處理工序,通過在處理容器內(nèi)生成的氫氣的等離子體,對(duì)在第四成膜工序中成膜的第三密封膜的表面進(jìn)行等離子體處理。
另外,公開的成膜方法在一個(gè)實(shí)施方式中,也可以在將第一供給工序以及第一成膜工序作為第一工序,將第二供給工序以及第二成膜工序作為第二工序,將第三供給工序以及第一等離子體處理工序作為第三工序,將第四供給工序以及第四成膜工序作為第四工序,將第五供給工序以及第二等離子體處理工序作為第五工序的情況下,第一工序、第四工序、第五工序在進(jìn)行第二工序以及第三工序前,按第四工序、第五工序以及第一工序的順序反復(fù)進(jìn)行多次。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,也可以在第一供給工序中,使第一混合氣體中的含有鹵素的氣體或者具有電負(fù)性比氮強(qiáng)的官能團(tuán)的氣體的比例從0增加至規(guī)定比例,之后從規(guī)定比例減少至0。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,在第一供給工序中,作為含有鹵素的氣體也可以使用含有氟的氣體,規(guī)定比例以使第一密封膜中的氟的濃度的最大值成為4~6atom%的范圍內(nèi)的值的方式,對(duì)第一混合氣體中的含有鹵素的氣體或者具有電負(fù)性比氮強(qiáng)的官能團(tuán)的氣體的比例進(jìn)行調(diào)整。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,電負(fù)性比氮強(qiáng)的官能團(tuán)也可以是羰基或者羧基。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,羰基可以是用-c(=o)-表示的官能團(tuán),羧基也可以是用(r)-cooh表示的官能團(tuán)。
另外,公開的成膜方法的一個(gè)實(shí)施方式中,第一成膜工序的基板的溫度也可以是10~70℃的范圍內(nèi)的溫度。
另外,公開的成膜裝置在一個(gè)實(shí)施方式中,具備:處理容器;氣體供給部,其對(duì)處理容器內(nèi)供給第一混合氣體;等離子體生成部,其在處理容器內(nèi)生成第一混合氣體的等離子體;以及控制部,其執(zhí)行上述的成膜方法。
以下,基于附圖對(duì)公開的成膜方法以及成膜裝置的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。另外,不限定通過本實(shí)施方式公開的發(fā)明。并且各實(shí)施方式在不使處理內(nèi)容矛盾的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)?shù)亟M合。
(第一實(shí)施方式)
[成膜裝置10的結(jié)構(gòu)]
圖1是表示第一實(shí)施方式的成膜裝置10的一個(gè)例子的縱剖視圖。成膜裝置10構(gòu)成為使用了感應(yīng)耦合等離子(icp:inductivelycoupledplasma)的等離子體處理裝置。成膜裝置10例如具有由將內(nèi)壁面進(jìn)行了陽極氧化處理的鋁構(gòu)成的方筒形狀的氣密的處理容器1。該處理容器1以能夠分解的方式組裝,通過接地線1a接地。處理容器1通過電介質(zhì)壁2而上下劃分為天線室3以及處理室4。電介質(zhì)壁2構(gòu)成處理室4的頂壁。電介質(zhì)壁2例如由al2o3等陶瓷或者石英等構(gòu)成。
在電介質(zhì)壁2的下側(cè)部分嵌入有處理氣體供給用的噴淋殼體11。噴淋殼體11例如設(shè)置為十字狀,從下方對(duì)電介質(zhì)壁2進(jìn)行支承。另外,對(duì)上述電介質(zhì)壁2進(jìn)行支承的噴淋殼體11通過多根吊帶(未圖示)成為吊設(shè)于處理容器1的頂部的狀態(tài)。
噴淋殼體11由導(dǎo)電性材料優(yōu)選為金屬、例如為了不產(chǎn)生污染物而將其內(nèi)表面進(jìn)行了陽極氧化處理的鋁等構(gòu)成。在噴淋殼體11形成有水平延伸的氣體流路12。在氣體流路12連通有朝向下方延伸的多個(gè)氣體排出孔12a。另一方面,在電介質(zhì)壁2的上表面中央以與氣體流路12連通的方式設(shè)置有氣體供給管20a。氣體供給管20a從處理容器1的頂部朝處理容器1的外側(cè)貫通,并與氣體供給系統(tǒng)20連接。
氣體供給系統(tǒng)20具有氣體供給源200、流量控制器201、閥202、氣體供給源203、流量控制器204、閥205、氣體供給源206、流量控制器207以及閥208。
氣體供給源200例如是含有氮等的第一氣體的供給源,經(jīng)由質(zhì)量流量控制器等流量控制器201以及閥202,與氣體供給管20a連接。氣體供給源203例如是含有硅等的第二氣體的供給源,經(jīng)由質(zhì)量流量控制器等流量控制器204以及閥205,與氣體供給管20a連接。氣體供給源206例如是含有氟等的第三氣體的供給源,經(jīng)由質(zhì)量流量控制器等流量控制器207以及閥208,與氣體供給管20a連接。
從氣體供給系統(tǒng)20供給的處理氣體,經(jīng)由氣體供給管20a供給至噴淋殼體11內(nèi),并從其下表面的氣體排出孔12a朝處理室4內(nèi)排出。
在處理容器1的天線室3的側(cè)壁3a與處理室4的側(cè)壁4a之間設(shè)置有朝內(nèi)側(cè)突出的支承架5。電介質(zhì)壁2載置在支承架5上。
在天線室3內(nèi)在電介質(zhì)壁2的上方以面對(duì)電介質(zhì)壁2的方式配設(shè)有高頻(rf)天線13。高頻天線13通過由絕緣部件形成的隔離物13a而從電介質(zhì)壁2以規(guī)定距離(例如50mm以下的距離)分離。在天線室3的中央部附近設(shè)置有垂直延伸的四個(gè)供電部件16,供電部件16經(jīng)由整合器14連接有高頻電源15。供電部件16設(shè)置于上述的氣體供給管20a的周圍。
高頻電源15將規(guī)定的頻率(例如13.56mhz)的高頻電力供給于高頻天線13。然后,通過供給高頻電力的高頻天線13,在處理室4內(nèi)形成有感應(yīng)電場(chǎng)。而且,通過形成于處理室4內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng),生成從噴淋殼體11排出的處理氣體等離子體。此時(shí)的高頻電源15的輸出以產(chǎn)生等離子體成為足夠的值的方式適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。高頻天線13以及噴淋殼體11是等離子體生成部的一個(gè)例子。
在處理室4內(nèi)的下方,以隔著電介質(zhì)壁2而與高頻天線13對(duì)置的方式設(shè)置有供玻璃基板g載置的基座22?;?2由導(dǎo)電性材料例如表面進(jìn)行了陽極氧化處理的鋁等構(gòu)成。載置于基座22的玻璃基板g通過靜電卡盤(未圖示)被吸附保持于基座22。
基座22收納于導(dǎo)體框24內(nèi),進(jìn)而支承于中空的支柱25。支柱25維持氣密狀態(tài),并且貫通處理容器1的底部。另外支柱25支承于配設(shè)于處理容器1外的升降機(jī)構(gòu)(未圖示),在玻璃基板g的送入以及送出時(shí),通過升降機(jī)構(gòu)沿上下方向驅(qū)動(dòng)基座22。
另外,在收納基座22的導(dǎo)體框24與處理容器1的底部之間,配設(shè)有氣密地包圍支柱25的波紋管26。由此,通過基座22的上下移動(dòng)也可確保處理室4內(nèi)的氣密性。另外,在處理室4的側(cè)壁4a設(shè)置有用于將玻璃基板g送入以及送出的開口部27a以及對(duì)其進(jìn)行開閉的閘閥27。
通過設(shè)置于中空的支柱25內(nèi)的供電棒25a,經(jīng)由整合器28在基座22連接有高頻電源29。高頻電源29將規(guī)定的頻率(例如6mhz)的偏置用的高頻電力外加于基座22。通過偏置用的高頻電力,將在處理室4內(nèi)生成的等離子體中的離子有效地導(dǎo)入玻璃基板g。
另外,在基座22內(nèi)設(shè)置有:由用于控制玻璃基板g的溫度的陶瓷加熱器等加熱單元、制冷劑流路等構(gòu)成的溫度控制機(jī)構(gòu)、和溫度傳感器(均未圖示)。與這些機(jī)構(gòu)、部件連接的配管、布線均穿過中空的支柱25而朝處理容器1的外部導(dǎo)出。在處理室4的底部經(jīng)由排氣管31連接有包括真空泵等的排氣裝置30。排氣裝置30以對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行排氣而使處理室4內(nèi)成為規(guī)定的真空環(huán)境的方式進(jìn)行控制。
在成膜裝置10連接有包含微處理器(計(jì)算機(jī))的控制部50。成膜裝置10內(nèi)的各構(gòu)成部,例如電源系統(tǒng)、氣體供給系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、以及高頻電源15和高頻電源29等由控制部50控制。在控制部50連接有:為了操作人員對(duì)成膜裝置10進(jìn)行管理而進(jìn)行指令的輸入操作等的鍵盤、包括使成膜裝置10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可視化而進(jìn)行顯示的顯示器等的用戶界面51。
此外,在控制部50連接有用于使控制部50執(zhí)行各種處理的控制程序、儲(chǔ)存有用于與處理?xiàng)l件對(duì)應(yīng)地使成膜裝置10的各構(gòu)成部執(zhí)行處理的處理方法等的存儲(chǔ)部52??刂瞥绦?、處理方法等存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部52中的存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)也可以是硬盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,也可以是cdrom、dvd、閃存等可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。另外,控制程序、處理方法等也可以從其他裝置例如經(jīng)由通信線路傳送而適當(dāng)?shù)貎?chǔ)存于存儲(chǔ)部52內(nèi)。
控制部50根據(jù)經(jīng)由了用戶界面51的來自用戶的指示,從存儲(chǔ)部52讀取并執(zhí)行任意的控制程序、處理方法等,從而在成膜裝置10中實(shí)現(xiàn)所希望的處理。
[高頻天線13的結(jié)構(gòu)]
圖2是表示高頻天線13的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的俯視圖。如圖2所示,高頻天線13例如是外形近似正方形的8層天線。高頻天線13具有從高頻天線13的中心朝高頻天線13的周圍以漩渦狀延伸的八根天線線130~137。八根天線線130~137每?jī)筛蔀橐唤M,各個(gè)組與四個(gè)供電部41~44的任一個(gè)連接。四個(gè)供電部41~44分別與四個(gè)供電部件16的任一個(gè)連接。
八根天線線130~137經(jīng)由電容器18分別接地。八根天線線130~137具有幾乎相同的長(zhǎng)度,與各個(gè)端部連接的電容器18的電容也幾乎相同。由此,分別在八根天線線130~137中流動(dòng)的電流成為幾乎相同的值。
接下來,對(duì)使用以上那樣構(gòu)成的成膜裝置10,對(duì)基板形成規(guī)定的膜時(shí)的簡(jiǎn)要?jiǎng)幼鬟M(jìn)行說明。
首先,打開閘閥27,經(jīng)由開口部27a通過搬運(yùn)機(jī)構(gòu)(未圖示)將基板送入處理室4內(nèi),并載置在基座22的載置面上。然后,控制部50對(duì)靜電卡盤(未圖示)進(jìn)行控制而使基板吸附保持于基座22上。
接下來,控制部50對(duì)氣體供給系統(tǒng)20進(jìn)行控制,使處理氣體從噴淋殼體11的氣體排出孔12a排出到處理室4內(nèi),并且對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制,經(jīng)由排氣管31使處理室4內(nèi)真空排氣,由此將處理室4內(nèi)控制為規(guī)定的壓力環(huán)境。
接下來,控制部50對(duì)高頻電源29進(jìn)行控制,例如將6mhz的高頻外加于基座22。另外,控制部50對(duì)高頻電源15進(jìn)行控制,例如將13.56mhz的高頻外加于高頻天線13。由此在處理室4內(nèi)形成有均勻的感應(yīng)電場(chǎng)。
通過這樣形成的感應(yīng)電場(chǎng),生成高密度的感應(yīng)耦合等離子,通過生成的等離子體將供給到處理室4內(nèi)的處理氣體分解。而且,生成的成膜種堆積在基板上,在基板上形成規(guī)定的材質(zhì)的膜。
[發(fā)光模塊100的制造順序]
圖3是表示發(fā)光模塊100的制造順序的一個(gè)例子的流程圖。圖4是表示第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。
首先,執(zhí)行在玻璃基板g上通過sin(氮化硅)等形成防反射膜101的防反射膜形成工序(s10)。而且,執(zhí)行在步驟s10中形成的防反射膜101上,通過ito(indiumtinoxide)、zno(zincoxide)等形成透明電極102的透明電極形成工序(s11)。然后,執(zhí)行在步驟s11中形成的透明電極102上形成包括低分子熒光色素、熒光性的高分子、金屬絡(luò)化物等發(fā)光物質(zhì)的有機(jī)發(fā)光層103的有機(jī)發(fā)光層形成工序(s12)。
接下來,執(zhí)行在步驟s12中形成的有機(jī)發(fā)光層103上,例如通過鋁等形成金屬電極104的金屬電極形成工序(s13)。通過步驟s10~s13的工序,將具有防反射膜101、透明電極102、有機(jī)發(fā)光層103以及金屬電極104的有機(jī)el元件106形成在玻璃基板g上。而且,執(zhí)行以覆蓋有機(jī)el元件106的方式形成密封膜105的密封膜形成工序(s14)。通過以上工序,形成例如圖4所示的構(gòu)造的發(fā)光模塊100。
[密封膜形成工序的詳細(xì)情況]
圖5是表示第一實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。本實(shí)施方式的密封膜形成工序使用例如圖1所示的成膜裝置10進(jìn)行。
首先,打開成膜裝置10的閘閥27,通過其他裝置將形成了有機(jī)el元件106的玻璃基板g,經(jīng)由開口部27a送入到處理室4內(nèi)(s100)。然后,控制部50對(duì)靜電卡盤進(jìn)行控制,使玻璃基板g吸附保持在基座22上。
接下來,控制部50對(duì)氣體供給系統(tǒng)20內(nèi)的流量控制器201以及閥202進(jìn)行控制,經(jīng)由噴淋殼體11的氣體排出孔12a,使第一氣體排出至處理室4內(nèi),由此對(duì)處理室4內(nèi)供給第一氣體(s101)。本實(shí)施方式中,第一氣體例如是n2氣體??刂撇?0以使第一氣體的流量例如成為27sccm的方式對(duì)流量控制器201進(jìn)行控制。
接下來,控制部50對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制,使經(jīng)由排氣管31導(dǎo)入到處理室4內(nèi)的氣體排氣,由此將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(s102)??刂撇?0通過對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣,以調(diào)整為例如0.5pa的壓力的方式對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制。
接下來,控制部50對(duì)高頻電源29進(jìn)行控制,將例如6mhz的高頻電力外加于基座22。另外,控制部50對(duì)高頻電源15進(jìn)行控制,將例如13.56mhz的高頻電力外加于高頻天線13。由此,通過高頻天線13在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)。外加于高頻天線13的高頻電力例如為2000w。通過形成于處理室4內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng),在處理室4內(nèi)生成第一氣體的等離子體(s103)。
接下來,控制部50分別對(duì)氣體供給系統(tǒng)20內(nèi)的流量控制器204、閥205、流量控制器207以及閥208進(jìn)行控制,經(jīng)由噴淋殼體11的氣體排出孔12a,使第二以及第三氣體排出至處理室4內(nèi),由此對(duì)處理室4內(nèi)供給第二以及第三氣體(s104)。在本實(shí)施方式中,第二氣體例如是sih4氣體,第三氣體是例如sif4氣體。
控制部50以使第一氣體(在本實(shí)施方式中n2氣體)的流量相對(duì)于第二氣體(在本實(shí)施方式中sih4氣體)的流量之比成為例如0.8~1.1的范圍內(nèi)的值的方式,對(duì)流量控制器204進(jìn)行控制。在本實(shí)施例中,第一氣體的流量是例如27sccm,因此控制部50以使第二氣體的流量成為例如26~31sccm的范圍內(nèi)的流量的方式,對(duì)流量控制器201以及流量控制器204進(jìn)行控制。
另外,控制部50以使第三氣體(在本實(shí)施方式中sif4氣體)的流量相對(duì)于第二氣體(在本實(shí)施方式中sih4氣體)的流量之比成為例如0.1~0.4的范圍內(nèi)的值的方式,對(duì)流量控制器204以及流量控制器207進(jìn)行控制。控制部50以使第二氣體的流量成為例如26~31sccm的范圍內(nèi)的流量的方式,對(duì)流量控制器204進(jìn)行控制,以使第三氣體的流量成為例如5~10sccm的范圍內(nèi)的流量的方式對(duì)流量控制器207進(jìn)行控制。
由此,在處理室4內(nèi)生成包含第一氣體、第二氣體以及第三氣體的混合氣體的等離子體。然后,通過生成的等離子體將第一氣體、第二氣體以及第三氣體分離,生成的成膜種以覆蓋形成在玻璃基板g上的有機(jī)el元件106的方式開始堆積。
接下來,控制部50通過進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過成膜種的堆積使密封膜105成為規(guī)定的膜厚(s105)為止進(jìn)行待機(jī)。然后,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后,控制部50對(duì)高頻電源15以及高頻電源29進(jìn)行控制而停止高頻電力的外加,對(duì)閥202、閥205以及閥208進(jìn)行控制而停止第一氣體、第二氣體以及第三氣體的供給(s106)。然后,控制部50對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制,經(jīng)由排氣管31對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣。然后,打開閘閥27,經(jīng)由開口部27a將發(fā)光模塊100從處理室4送出。
在圖5所示的密封膜形成工序中,總結(jié)本實(shí)施方式的工序條件,如下所示。
n2/sih4/sif4=27/31~26/5~10sccm
高頻電力(13.56mhz):2000w(1.5~2w/cm2)
處理室4內(nèi)的壓力:0.5pa
gap:150mm
玻璃基板g的溫度:70℃
密封膜中的氟濃度:10atm%以下
另外,gap示出電介質(zhì)壁2與玻璃基板g之間的距離。另外,在本實(shí)施方式中g(shù)ap為150mm,但為80~200mm的范圍即可。另外,在本實(shí)施方式中處理室4內(nèi)的壓力為0.5pa,但為0.5~2pa的范圍即可。另外,在本實(shí)施方式中玻璃基板g的溫度為70℃,但為10~70℃的范圍即可。
通常,sin膜是非晶體材料,但具有不完全均勻、在成膜的過程中以粒子狀生長(zhǎng)、粒子集合的構(gòu)造。粒子的內(nèi)部非常致密,但粒子與粒子之間形成有微小的間隙。因此存在該間隙成為h2o(水分)侵入、透過的路徑的情況。因此通過強(qiáng)化該sin粒子間的連結(jié),能夠進(jìn)一步強(qiáng)力地防止水分的侵入、透過。此處,在使用含有硅的材料氣體形成sin膜的情況下,氫混入sin膜中。該氫在sin膜中在sin粒子之間形成氫鍵。由此,與僅由sin粒子構(gòu)成的sin膜相比,使sin粒子的連結(jié)強(qiáng)化,形成有比僅由sin粒子構(gòu)成的sin膜的膜密度更高的sin膜。
另外,在sin膜中,通過氫鍵使氫原子帶較強(qiáng)的正電荷。水分子是極性分子,水分子的氧原子帶負(fù)電荷。因此進(jìn)入到sin膜中的水分子的氧原子被sin膜中的氫鍵吸引。由此混入了氫的sin膜具有防止水分子通過的效果。
另外,在混入了氫的sin膜中存在有nh……nh間的氫鍵。通過在密封膜的形成工序中添加含有氟的sif4氣體,由此氟混入到sin膜中,在sin膜中產(chǎn)生nh4+……f-間的氫鍵。
圖6是表示氫鍵的強(qiáng)弱關(guān)系的一個(gè)例子的圖。圖6公開于以下的非專利文獻(xiàn)1。
非專利文獻(xiàn)1:g.r.desiraju,acc.chem.res.35,565(2002).
圖6是根據(jù)結(jié)合的強(qiáng)度排列各種氫鍵的種類的圖。越處于圖6的左側(cè)的氫鍵的種類,結(jié)合力越強(qiáng),此外若在相同的橫軸上越處于上側(cè),則氫鍵的結(jié)合力越強(qiáng)。如圖6所示,nh4+……f-間的氫鍵比nh……nh間的氫鍵強(qiáng)(圖6的虛線箭頭)。因此,若在sin膜中添加含有氟的sif4氣體,則在sin膜中形成有nh4+……f-間的氫鍵,從而將sin粒子間的氫鍵強(qiáng)化。由此,sin膜中的sin粒子間的連結(jié)變強(qiáng),sin膜的膜密度進(jìn)一步變高。若sin膜的膜密度變高,則水分子通過的間隙變少。由此,添加sif4氣體而形成的sin膜可進(jìn)一步抑止水分子的通過,提高作為密封膜的防濕性。
但是,若密封膜105內(nèi)的氟的濃度過高,則存在與大氣中的水分反應(yīng)而變色的情況。因此在本實(shí)施方式中,以使密封膜105內(nèi)的氟的濃度成為10atom%以下的方式將sif4氣體的流量相對(duì)于sih4氣體的流量之比控制為例如0.1~0.4的范圍內(nèi)的值。另外,作為第三氣體,在使用例如含有氯的氣體的情況下,優(yōu)選以使密封膜105內(nèi)的氯的濃度成為10atom%以下的方式,對(duì)含有氯的氣體的流量相對(duì)于sih4氣體的流量之比進(jìn)行控制。
以上,對(duì)第一實(shí)施方式進(jìn)行了說明。根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置10,能夠提供防濕性高的密封膜。由此能夠制造薄且防濕性高的發(fā)光模塊100。
(第二實(shí)施方式)
接下來,對(duì)第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的密封膜是多層構(gòu)造,這點(diǎn)與第一實(shí)施方式的密封膜不同。另外,本實(shí)施方式所使用的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)與使用圖1以及圖2進(jìn)行了說明的第一實(shí)施方式的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)相同,因此省略詳細(xì)的說明。另外,本實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略也與使用圖3進(jìn)行了說明的第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略相同,因此除以下說明的內(nèi)容以外,省略詳細(xì)的說明。
[發(fā)光模塊100的構(gòu)造]
圖7是表示第二實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。例如圖7所示,發(fā)光模塊100具有:層疊在玻璃基板g上的有機(jī)el元件106、和以覆蓋有機(jī)el元件106的方式層疊在有機(jī)el元件106上的密封膜105。本實(shí)施方式的密封膜105具有第一膜107、第二膜108以及第三膜109。
第一膜107以覆蓋有機(jī)el元件106的方式以d1的厚度層疊在有機(jī)el元件106上。第二膜108以覆蓋第一膜107的方式以d2的厚度層疊在第一膜107上。第三膜109以覆蓋第二膜108的方式以d3的厚度層疊在第二膜108上。在本實(shí)施方式中,第一膜107的厚度d1是第二膜108的厚度d2的0.5~1.5倍的范圍內(nèi)的厚度。另外在本實(shí)施方式中,第三膜109的厚度d3是第二膜108的厚度d2的2倍以上(例如2~4倍的范圍內(nèi))的厚度。
第二膜108是添加了氟的sin膜。本實(shí)施方式中,在第二膜108添加有4~6atom%的濃度(例如,5atom%)的氟。此外,添加于第二膜108的元素除了氟以外,也可以是氯等鹵素,也可以添加具有比氮電負(fù)性更強(qiáng)的官能團(tuán)的分子。另外,第一膜107以及第三膜109是未添加具有比氟等鹵素或者氮電負(fù)性更強(qiáng)的官能團(tuán)的分子的sin膜。
圖8是表示氟的濃度與膜密度的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。sin膜的膜密度與包含于sin膜中的氟的濃度對(duì)應(yīng)地變化。而且,例如圖8的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示,在包含于sin膜中的氟的濃度為4~6atom%的范圍內(nèi)的濃度的情況下,sin膜的膜密度成為極大值。若作為sin膜的第二膜108的膜密度變高,則水分子通過的間隙變少。由此包括第二膜108的密封膜105的防濕性提高。
此處,若在有機(jī)el元件106上,未夾裝第一膜107而是層疊添加有氟的第二膜108,則存在通過包含于第二膜108的氟而使有機(jī)el元件106受到損傷的情況。因此利用未添加氟的第一膜107覆蓋有機(jī)el元件106,因此在其上層疊添加有氟的第二膜108。由此能夠防止由包含于第二膜108的氟引起的對(duì)有機(jī)el元件106的損傷。
另外,第二膜108若暴露于大氣中,則第二膜108中的氟與大氣中的高濃度的氧等反應(yīng)而膜發(fā)生劣化。由此第二膜108的膜密度降低,防濕性降低。為了防止該情況,在本實(shí)施方式中,在第二膜108上層疊有第三膜109。由此第二膜108由第三膜109保護(hù)而免受大氣損害。由此,第三膜109抑制第二膜108的氧化,從而能夠抑制第二膜108的防濕性降低。
[密封膜形成工序的詳細(xì)情況]
圖9是表示第二實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。圖10是表示第二實(shí)施方式中包含于混合氣體的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。本實(shí)施方式的密封膜形成工序使用例如圖1所示的成膜裝置10來進(jìn)行。
首先,打開成膜裝置10的閘閥27,利用其他裝置將形成有有機(jī)el元件106的玻璃基板g,經(jīng)由開口部27a送入處理室4內(nèi)(s200)。然后,控制部50控制靜電卡盤,將玻璃基板g吸附保持在基座22上。
接下來,控制部50在例如圖10所示的時(shí)刻t1,對(duì)流量控制器201以及閥202進(jìn)行控制,經(jīng)由噴淋殼體11的氣體排出孔12a,使第一氣體排出至處理室4內(nèi),由此開始對(duì)處理室4內(nèi)供給第一氣體(s201)。在本實(shí)施方式中,第一氣體例如是n2氣體??刂撇?0以使第一氣體的流量成為例如27sccm的方式對(duì)流量控制器201進(jìn)行控制。
接下來,控制部50控制排氣裝置30,將經(jīng)由排氣管31而導(dǎo)入到處理室4內(nèi)的氣體進(jìn)行排氣,由此將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(s202)??刂撇?0以使處理室4內(nèi)的壓力成為例如0.5pa的方式對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制。
接下來,控制部50對(duì)高頻電源29進(jìn)行控制,將例如6mhz的高頻電力外加于基座22。另外,控制部50對(duì)高頻電源15進(jìn)行控制,將例如13.56mhz的高頻電力外加于高頻天線13。由此利用高頻天線13在處理室4內(nèi)形成有感應(yīng)電場(chǎng)。外加于高頻天線13的高頻電力例如為2000w。通過形成于處理室4內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng),在處理室4內(nèi)生成第一氣體的等離子體(s203)。
接下來,控制部50在例如圖10所示的時(shí)刻t2,對(duì)流量控制器204以及閥205進(jìn)行控制,經(jīng)由噴淋殼體11的氣體排出孔12a,將第二氣體排出至處理室4內(nèi),由此對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第二氣體(s204)。本實(shí)施方式中,第二氣體例如是sih4氣體??刂撇?0以使第一氣體以及第二氣體的流量的合計(jì)成為例如第一實(shí)施方式的第一氣體、第二氣體以及第三氣體的流量的合計(jì)幾乎相等的方式,分別對(duì)第一氣體以及第二氣體的流量進(jìn)行控制。在本實(shí)施方式中,在步驟s201中以成為例如27sccm的方式調(diào)整第一氣體的流量,因此控制部50以使第二氣體的流量成為例如36sccm的方式對(duì)流量控制器204進(jìn)行控制。由此,通過在處理室4內(nèi)生成的等離子體,將第一氣體以及第二氣體分離,生成的成膜種以覆蓋形成在玻璃基板g上的有機(jī)el元件106的方式開始堆積??刂撇?0進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過成膜種的堆積將厚度d1的第一膜107層疊在有機(jī)el元件106上(s205)為止。
另外,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t3(參照?qǐng)D10),控制部50對(duì)流量控制器207以及閥208進(jìn)行控制,經(jīng)由噴淋殼體11的氣體排出孔12a,使第三氣體排出至處理室4內(nèi),由此對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第三氣體(s206)。在本實(shí)施方式中,第三氣體例如是sif4氣體??刂撇?0以使第三氣體的流量成為例如5sccm的方式對(duì)流量控制器207進(jìn)行控制。另外,控制部50以使第一氣體、第二氣體以及第三氣體的總流量成為恒定的方式,例如使第二氣體的流量減少第三氣體的流量的部分。由此,第二氣體的流量例如圖10所示,從36sccm減少至31sccm。
由此,通過在處理室4內(nèi)生成的等離子體,將第一氣體、第二氣體以及第三氣體分離,生成的成膜種以覆蓋在步驟s205中形成的第一膜107的方式開始堆積??刂撇?0進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過成膜種的堆積將厚度d2的第二膜108層疊在第一膜107上(s207)為止。
另外,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t4(參照?qǐng)D10),控制部50對(duì)閥208進(jìn)行控制,停止第三氣體朝處理室4內(nèi)的供給(s208)??刂撇?0伴隨著第三氣體的供給停止,使第二氣體的流量返回至第三氣體的供給開始前的流量。由此第二氣體的流量例如圖10所示,從31sccm增加至36sccm。
然后,通過在處理室4內(nèi)生成的等離子體,將第一氣體以及第二氣體分離,生成的成膜種開始在第二膜108上堆積??刂撇?0進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過成膜種的堆積將厚度d3的第三膜109層疊在第二膜108上(s209)為止。
另外,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t5(參照?qǐng)D10),控制部50對(duì)高頻電源15以及高頻電源29進(jìn)行控制而停止高頻電力的外加,對(duì)閥202以及閥205進(jìn)行控制而停止第一氣體以及第二氣體的供給(s210)。然后,控制部50對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制,經(jīng)由排氣管31對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣。然后打開閘閥27,經(jīng)由開口部27a將發(fā)光模塊100從處理室4送出。
以上,對(duì)第二實(shí)施方式進(jìn)行了說明。根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置10,在將添加了氟的sin膜用于密封膜的情況下,在有機(jī)el元件106與添加了氟的sin膜之間夾有未添加氟的sin膜。由此,能夠防止由氟引起的對(duì)有機(jī)el元件106的損傷。另外,根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置10,通過未添加氟的sin膜來覆蓋添加了氟的sin膜。由此,添加了氟的sin膜被保護(hù)而免受由大氣中的氧引起的氧化,從而抑制防濕性的降低。
(第三實(shí)施方式)
接下來,對(duì)第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的密封膜在添加了氟的第二膜108中在厚度方向上具有氟的濃度的梯度,這點(diǎn)與第二實(shí)施方式的密封膜不同。另外,本實(shí)施方式所使用的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)與使用圖1以及圖2說明的第一實(shí)施方式的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)相同,因此省略詳細(xì)的說明的。另外,本實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略也與使用圖3說明的第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略相同,因此除以下說明的內(nèi)容以外,省略詳細(xì)的說明。
[發(fā)光模塊100的構(gòu)造]
圖11是表示第三實(shí)施方式的密封膜105的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。本實(shí)施方式的密封膜105例如圖11所示,具有第一膜107、第二膜108以及第三膜109。本實(shí)施方式的第二膜108例如圖11所示,具有第一層108a、第二層108b以及第三層108c。
第一層108a以d4的厚度形成,在從第一膜107朝向第三膜109的第一層108a的厚度方向上,具有氟的濃度增加的濃度梯度。第一層108a的氟的濃度例如從0單調(diào)增加至規(guī)定濃度。在本實(shí)施方式中,規(guī)定濃度是氟成為4~6atom%(例如5atom%)的濃度。第二層108b是以d5的厚度形成,并具有規(guī)定濃度的氟的層。第三層108c是以d6的厚度形成,并在從第一膜107朝向第三膜109的第三層108c的厚度方向上,具有氟的濃度減少的濃度梯度。第三層108c的氟的濃度,例如從規(guī)定濃度單調(diào)減少至0。
[第二膜的形成工序的詳細(xì)情況]
圖12是表示第三實(shí)施方式的第二膜108的形成工序的一個(gè)例子的流程圖。圖12示出與圖9所示的密封膜形成工序中的形成第二膜108的工序(圖9所示的步驟s206~s208)對(duì)應(yīng)的處理。圖13是表示第三實(shí)施方式中包含于混合氣體的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。
例如,通過供給于處理室4內(nèi)的第一氣體以及第二氣體的等離子體,將第一氣體以及第二氣體的成膜種堆積在有機(jī)el元件106上,在時(shí)刻t3(參照?qǐng)D13),規(guī)定的厚度的第一膜107層疊在有機(jī)el元件106上。然后,控制部50例如圖13所示,在時(shí)刻t3開始第三氣體的供給,并且對(duì)流量控制器204以及流量控制器207進(jìn)行控制,由此一邊維持第二氣體與第三氣體的總流量、一邊使第三氣體的流量從0增加(s220)。第二氣體的流量例如圖13所示,伴隨著第三氣體的流量的增加而減少。由此,隨著厚度增加而氟的濃度增加的第一層108a層疊在第一膜107上。
控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至厚度d4的第一層108a層疊在第一膜107上(s221)。若經(jīng)過規(guī)定時(shí)間,則第三氣體的流量增加至規(guī)定的流量。此處,規(guī)定的流量是第一層108b的氟的濃度成為4~6atom%(例如5atom%)的流量。另外,圖13中,第二氣體以及第三氣體的流量以直線狀變化,但第二氣體以及第三氣體的流量的變化也可以以曲線狀變化,也可以以階梯狀變化。
另外,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t31(圖13參照),控制部50對(duì)流量控制器204以及流量控制器207進(jìn)行控制,由此將第三氣體的流量維持為規(guī)定的流量(s222)。由此,在厚度方向上將氟的濃度維持為規(guī)定的濃度的第二層108b層疊在第一層108a上。
控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至厚度d5的第二層108b層疊在第一層108a上(s223)。然后,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t32(參照?qǐng)D13),控制部50對(duì)流量控制器204以及流量控制器207進(jìn)行控制,由此一邊維持第二氣體與第三氣體的總流量、一邊使第三氣體的流量從規(guī)定的流量減少(s224)。第二氣體的流量例如圖13所示,伴隨著第三氣體的流量的減少而增加。由此,隨著厚度增加而氟的濃度減少的第三層108c層疊在第二層108b上。
控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至厚度d6的第三層108c層疊在第一膜107上(s225)。若經(jīng)過規(guī)定時(shí)間,則第三氣體的流量成為0sccm。然后,控制部50對(duì)閥208進(jìn)行控制,停止第三氣體朝處理室4內(nèi)的供給,執(zhí)行圖9的步驟s209以后的處理。由此形成圖11所示的第二膜108。
以上,對(duì)第三實(shí)施方式進(jìn)行了說明。根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置10,在第二膜108的厚度方向上形成越靠近第二膜108的中心則氟的濃度越高的第二膜108。此處,在與第二膜108相接的第一膜107以及第三膜109未添加氟,因此第一膜107以及第三膜109比第二膜108膜密度低。在第二膜108未設(shè)置氟的濃度梯度的情況下,有時(shí)在膜密度不同的第一膜107與第二膜108的邊界、以及第二膜108與第三膜109的邊界,施加與膜密度之差對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。
與此相對(duì),在本實(shí)施方式的第二膜108中,與第一膜107相接的面以及與第三膜109相接的面的氟的濃度成為接近0的值。因此,能夠減少施加于第一膜107與第二膜108的邊界以及第二膜108與第三膜109的邊界的應(yīng)力,從而能夠提高第一膜107與第二膜108的緊貼性以及第二膜108與第三膜109的緊貼性。
另外,在本實(shí)施方式的第二膜108中,在第二膜108的厚度方向上,越靠近第二膜108的中心則氟的濃度越高。因此在第二膜108內(nèi)形成膜密度高的區(qū)域,從而能夠得到較高的防濕效果。
(第四實(shí)施方式)
接下來,對(duì)第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的密封膜在添加有氟的第二膜108與未添加氟的第一膜107交替層疊這點(diǎn)上與第二實(shí)施方式的密封膜不同。另外,本實(shí)施方式所使用的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)與使用圖1以及圖2說明的第一實(shí)施方式的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)相同,本實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略與使用圖3說明的第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略相同。因此,除以下說明的內(nèi)容以外,省略關(guān)于成膜裝置10的結(jié)構(gòu)以及發(fā)光模塊100的制造順序的概略的說明。
[密封膜105的構(gòu)造]
圖14是表示第四實(shí)施方式的密封膜105的構(gòu)造的一個(gè)例子的剖視圖。本實(shí)施方式的密封膜105例如圖14所示是第一膜107以及第二膜108交替多個(gè)層疊,在最上層層疊第三膜109的構(gòu)造。圖14所例示的密封膜105中,第一膜107以及第二膜108交替地各層疊n0次。
各個(gè)第一膜107-1~107-n0以大致相同的厚度d7形成。另外,各個(gè)第二膜108-1~108-n0以大致相同的厚度d8形成。另外,各個(gè)第一膜107-1~107-n0的厚度d7是各個(gè)第二膜108-1~108-n0的厚度d8的0.5~1.5倍的厚度。另外,第三膜109以各個(gè)第二膜108-1~108-n0的厚度d8的2倍以上(例如2~4倍的范圍內(nèi))的厚度d9形成。
此外,各個(gè)第一膜107-1~107-n0的厚度d7也可以比第二實(shí)施方式的第一膜107的厚度d1薄。另外,各個(gè)第二膜108-1~108-n0的厚度d8也可以比第二實(shí)施方式的第二膜108的厚度d2薄。另外,第三膜109的厚度d9也可以比第二實(shí)施方式的第三膜109的厚度d3薄。
[密封膜形成工序的詳細(xì)情況]
圖15是表示第四實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。本實(shí)施方式的密封膜形成工序使用例如圖1所示的成膜裝置10進(jìn)行。
首先,控制部50接受示出使第一膜107以及第二膜108交替層疊的次數(shù)的常量n0,并且將用于對(duì)使第一膜107以及第二膜108交替層疊的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的變量n初始化為0(s300)。然后,控制部50執(zhí)行步驟s301~s305所示的處理。步驟s301~s305的處理與使用圖9說明的步驟s200~s204的處理相同,因此省略說明。
在步驟s305中,通過在處理室4內(nèi)生成的等離子體,將第一氣體以及第二氣體分離,生成的成膜種以覆蓋形成在玻璃基板g上的有機(jī)el元件106的方式開始堆積??刂撇?0進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過成膜種的堆積而層疊有厚度d7的第一膜107(s306)。
另外,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的情況下,控制部50對(duì)流量控制器207以及閥208進(jìn)行控制,經(jīng)由噴淋殼體11的氣體排出孔12a,使第三氣體排出至處理室4內(nèi),由此對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第三氣體(s307)。在本實(shí)施方式中,控制部50以使例如作為sif4氣體的第三氣體的流量成為例如5sccm的方式進(jìn)行控制,以使例如作為sih4氣體的第二氣體的流量成為例如31sccm的方式進(jìn)行控制。
由此,通過在處理室4內(nèi)生成的等離子體,將第一氣體、第二氣體以及第三氣體分離,生成的成膜種以覆蓋步驟s305中形成的第一膜107的方式開始堆積??刂撇?0進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過成膜種的堆積將厚度d8的第二膜108層疊在第一膜107上(s308)。
另外,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后,控制部50對(duì)閥208進(jìn)行控制,停止第三氣體朝處理室4內(nèi)的供給(s309)。控制部50伴隨著第三氣體的供給停止,使第二氣體的流量返回至第三氣體的供給開始前的流量亦即例如36sccm。
另外,控制部50對(duì)變量n是否達(dá)到步驟s300所接受的常量n0進(jìn)行判定(s310)。在變量n未達(dá)到常量n0的情況下(s310:no),控制部50將變量n增加1(s313),再次執(zhí)行步驟s306所示的處理。
另一方面,在變量n達(dá)到常量n0的情況下(s310:yes),控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過生成于處理室4內(nèi)的第一氣體以及第二氣體的等離子體將厚度d9的第三膜109層疊在第二膜108上(s311)。
另外,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后,控制部50對(duì)高頻電源15以及高頻電源29進(jìn)行控制而停止高頻電力的外加,對(duì)閥202以及閥205進(jìn)行控制而停止第一氣體以及第二氣體的供給(s312)。然后,控制部50對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制,經(jīng)由排氣管31對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣。然后,打開閘閥27,經(jīng)由開口部27a將發(fā)光模塊100從處理室4送出。
以上,對(duì)第四實(shí)施方式進(jìn)行了說明。根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置10,在將添加了氟的sin膜用于密封膜的情況下,使添加了氟的sin膜、與未添加氟的sin膜交替地反復(fù)層疊。由此能夠抑制氟的添加量并且能夠提高水分子的存水效果。
(第五實(shí)施方式)
接下來,對(duì)第五實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的密封膜105與第二實(shí)施方式的密封膜105相同,具有第一膜107、第二膜108以及第三膜109。但是本實(shí)施方式的密封膜105在由第四氣體的等離子體對(duì)第三膜109的表面進(jìn)行處理這點(diǎn),與第二實(shí)施方式的密封膜105不同。
圖16是表示第五實(shí)施方式的成膜裝置10的一個(gè)例子的縱剖視圖。此外,圖16所示的本實(shí)施方式的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)除以下說明的內(nèi)容以外,與使用圖1以及圖2說明的第一實(shí)施方式的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)相同,因此省略重復(fù)的說明。
本實(shí)施方式的氣體供給系統(tǒng)20具有:氣體供給源200、流量控制器201、閥202、氣體供給源203、流量控制器204、閥205、氣體供給源206、流量控制器207、閥208、氣體供給源209、流量控制器210以及閥211。氣體供給源209是例如包含h2氣體的第四氣體的供給源,且經(jīng)由質(zhì)量流量控制器等流量控制器210以及閥211而與氣體供給管20a連接。氣體供給系統(tǒng)20是氣體供給部的一個(gè)例子。
本實(shí)施方式的高頻天線13的結(jié)構(gòu)與使用圖2說明的第一實(shí)施方式的高頻天線13的結(jié)構(gòu)相同,因此省略詳細(xì)的說明。另外,本實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略與使用圖3說明的第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略相同,因此省略詳細(xì)的說明。
[密封膜形成工序的詳細(xì)情況]
圖17是表示第五實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。圖18是表示第五實(shí)施方式中供給于處理室4內(nèi)的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。圖17所示的密封膜形成工序通過例如圖16所示的成膜裝置10的控制部50來執(zhí)行。圖17所示的密封膜形成工序是成膜方法的一個(gè)例子。另外,在圖17所示的流程圖中,標(biāo)注與圖9相同的附圖標(biāo)記的處理與使用圖9說明的處理相同,因此以下僅示出其概略,省略詳細(xì)的說明。
首先,執(zhí)行從圖9所示的步驟s200至s210的處理。即,打開成膜裝置10的閘閥27,將形成有有機(jī)el元件106的玻璃基板g送入到處理室4內(nèi)(s200)。然后,控制部50在例如圖18所示的時(shí)刻t1,對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第一氣體(例如n2氣體)(s201),將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(例如0.5pa)(s202)。然后,控制部50通過對(duì)基座22以及高頻天線13分別外加高頻電力,在處理室4內(nèi)生成第一氣體的等離子體(s203)。
接下來,控制部50在例如圖18所示的時(shí)刻t2,對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第二氣體(例如sih4氣體)(s204),進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過成膜種的堆積而將厚度d1的第一膜107層疊在有機(jī)el元件106上(s205)。第一膜107是第三密封膜的一個(gè)例子。另外,第一氣體以及第二氣體的混合氣體是第二混合氣體的一個(gè)例子。然后,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t3(參照?qǐng)D18),控制部50對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第三氣體(例如sif4氣體)(s206),進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī),直至通過成膜種的堆積將厚度d2的第二膜108層疊在第一膜107上(s207)。第二膜108是第一密封膜的一個(gè)例子。另外,第一氣體、第二氣體以及第三氣體的混合氣體是第一混合氣體的一個(gè)例子。
接下來,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t4(參照?qǐng)D18),控制部50停止第三氣體朝處理室4內(nèi)的供給(s208),進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過成膜種的堆積而將厚度d3的第三膜109層疊在第二膜108上(s209)。第三膜109是第二密封膜的一個(gè)例子。然后,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t5(參照?qǐng)D18),控制部50停止高頻電力的外加,停止第一氣體以及第二氣體的供給(s210)。由此例如圖7所示,有機(jī)el元件106由包括第一膜107、第二膜108以及第三膜109的密封膜105覆蓋。
接下來,控制部50對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制,經(jīng)由排氣管31對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣(s400)。然后,在將處理室4內(nèi)真空排氣的時(shí)刻t6(參照?qǐng)D18),控制部50對(duì)流量控制器210以及閥211進(jìn)行控制,從噴淋殼體11的氣體排出孔12a使第四氣體排出至處理室4內(nèi),由此對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第四氣體(s401)。在本實(shí)施方式中,第四氣體是例如h2氣體。另外,第四氣體也可以是h2氣體與n2氣體等惰性氣體混合的氣體。
接下來,控制部50對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制,將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(s402)??刂撇?0以使處理室4內(nèi)的壓力成為例如1pa的方式對(duì)排氣裝置30進(jìn)行控制。
接下來,控制部50對(duì)高頻電源15進(jìn)行控制,將例如13.56mhz的高頻電力外加于高頻天線13。由此,通過高頻天線13在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)。外加于高頻天線13的高頻電力例如是2000w。通過形成于處理室4內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng),在處理室4內(nèi)生成第四氣體的等離子體(s403)。然后,通過包含于第四氣體的等離子體的活性物質(zhì),將第三膜109的表面改質(zhì)。另外在本實(shí)施方式中,在第四氣體中包含有例如h2氣體。因此,以下將第四氣體的等離子體記載為氫等離子體。
接下來,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t7(參照?qǐng)D18),控制部50對(duì)高頻電源15進(jìn)行控制而停止高頻電力的外加,對(duì)閥211進(jìn)行控制而停止第四氣體的供給(s404)。然后打開閘閥27,經(jīng)由開口部27a將發(fā)光模塊100從處理室4送出。
在步驟s403中,總結(jié)通過氫等離子體對(duì)第三膜109的表面進(jìn)行處理的條件,如以下那樣。
第四氣體:h2=250sccm
高頻電力(13.56mhz):2000w
處理室4內(nèi)的壓力:1pa
玻璃基板g的溫度:70℃
[評(píng)價(jià)]
圖19是表示基于hf的蝕刻速率與wvtr的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。圖19中,縱軸示出基于稀釋為1.0%的hf(氟酸)的sin膜的蝕刻速率,橫軸示出sin膜的wvtr。如從圖19可知的那樣,基于hf的蝕刻速率與wvtr之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。即,基于hf的蝕刻速率越低,wvtr越低??梢哉J(rèn)為這是因?yàn)閟in膜的致密性越高,hf分子以及水分子越難以通過sin膜,基于hf的蝕刻速率越低,并且水分子通過sin膜的比例越低。即,可以認(rèn)為基于hf的蝕刻速率低的sin膜wvtr的值也低。在使用了鈣法的情況下,wvtr的測(cè)定花費(fèi)一個(gè)月以上,因此難以進(jìn)行頻繁的測(cè)定。因此,以下作為密封膜105的評(píng)價(jià),取代wvtr的評(píng)價(jià)而進(jìn)行基于hf的蝕刻速率的評(píng)價(jià)。
圖20是表示基于hf的sin膜的蝕刻速率的一個(gè)例子的圖。圖20中,縱軸示出浸入hf的情況下被蝕刻的sin膜的膜厚,橫軸示出時(shí)間。在圖20中示出未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜、與進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的sin膜的基于hf的蝕刻速率的測(cè)定結(jié)果的一個(gè)例子。
圖20所示的“有氫等離子體處理(1)”示出在sin膜的成膜后,將發(fā)光模塊100從處理室4送出而暴露于大氣,其后,再次被送入處理室4內(nèi)而進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的sin膜的蝕刻速率。另外,圖20所示的“有氫等離子體處理(2)”示出不是將發(fā)光模塊100暴露于大氣,而是在真空中連續(xù)地進(jìn)行了sin膜的成膜與基于氫等離子體的處理的sin膜的蝕刻速率。
如從圖20可知的那樣,對(duì)于未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜而言,相比欲進(jìn)行基于氫等離子體的處理任一個(gè)sin膜,基于hf的蝕刻速率高。因此,可以認(rèn)為進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的sin膜比未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜wvtr低。
另外,在圖20中為了容易理解基于hf的蝕刻速率的不同,在使用在致密性比較低的處理?xiàng)l件下成膜的sin膜,未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的情況下、和進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的情況下,對(duì)基于hf的蝕刻速率進(jìn)行測(cè)定。在使用致密性比較高的處理?xiàng)l件下成膜的sin膜的情況下,浸入了hf溶液300秒的情況下,對(duì)于未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜而言,將13.57nm的厚度的sin膜蝕刻,對(duì)于進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的sin膜而言,將9.47nm的厚度的sin膜蝕刻。這樣,在使用致密性比較高的sin膜的情況下,對(duì)于未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜而言,相比進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的sin膜,基于hf的蝕刻速率更高。
圖21是對(duì)水分子侵入sin膜的過程的一個(gè)例子進(jìn)行說明的示意圖。sin膜中例如圖21的虛線所示,包含多個(gè)晶粒(晶粒60以及61等)。晶粒的邊界包含多個(gè)硅原子、氮原子的懸掛鍵。
例如圖21的虛線箭頭所示,水分子從晶粒的邊界的間隙侵入sin膜內(nèi)。侵入了sin膜內(nèi)的水分子不久通過sin膜,到達(dá)下層膜。在本實(shí)施方式中,第三膜109是sin膜,因此在第三膜109中,水分子從晶粒的邊界的間隙侵入第三膜109內(nèi)。侵入了第三膜109內(nèi)的水分子不久通過第三膜109而到達(dá)第二膜108。然后到達(dá)第二膜108的水分子雖然花費(fèi)時(shí)間,但通過第二膜108以及第一膜107而到達(dá)有機(jī)el元件106。因此,可以認(rèn)為使第三膜109的表面成為水分子難以侵入的構(gòu)造,在使水分子通過密封膜105而到達(dá)有機(jī)el元件106所需要的時(shí)間較長(zhǎng)上有效。
圖22是表示氫狀態(tài)的等離子體反應(yīng)模擬的結(jié)果的一個(gè)例子的圖。在圖22的例子中,基于氫等離子體的處理的條件進(jìn)行了等離子體反應(yīng)模擬。例如圖22所示,在氫等離子體中,h2分子以外h*自由基是主導(dǎo)。
因此,對(duì)于基于氫等離子體的處理而言,例如圖23(a)所示,多個(gè)包含于等離子體中的h*自由基落在含有多個(gè)硅原子、氮原子的懸掛鍵的sin膜的表面。由此例如圖23(b)所示,硅原子、氮原子的懸掛鍵與h*自由基結(jié)合,硅原子、氮原子的懸掛鍵通過氫原子而結(jié)束。由此,晶粒間的間隙變小,例如圖23(b)的虛線箭頭所示,水分子難以侵入sin膜內(nèi)。
此外,sin膜內(nèi)的懸掛鍵通過氫原子而結(jié)束,從而sin膜內(nèi)的氫原子的數(shù)量變多。因此sin膜內(nèi)的氮原子與氫原子之間的氫鍵的數(shù)量也變多。由此各晶粒的間隙進(jìn)一步變小。由此,水分子難以進(jìn)一步浸入作為sin膜的第三膜109內(nèi)。因此能夠使水分子通過密封膜105而到達(dá)有機(jī)el元件106所需要的時(shí)間較長(zhǎng)。
另外,如圖20所示,若為進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的sin膜,則即使成膜后暫時(shí)暴露于大氣,基于hf的蝕刻速率比未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜低。但是,若在基于氫等離子體的處理前,sin膜暴露于大氣,則將sin膜的表面氧化,在表面形成sion的層。因此在暴露于大氣后進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的情況下,h*自由基被sion的層妨礙,從而到達(dá)sion的層的下方的sin膜的h*自由基的量減少。因此,通過h*自由基而使懸掛鍵結(jié)束了的層的厚度與未形成有sion的層的sin膜相比,形成了sion的層的sin膜更薄??梢哉J(rèn)為通過h*自由基將懸掛鍵結(jié)束了的層的厚度越厚,致密的sin膜越厚,因此水分子難以侵入膜內(nèi),wvtr低。
另外,對(duì)于sion的層而言,氧原子彼此相互排斥,因此晶粒間的間隙變大。因此,對(duì)于sion的層而言,可以考慮相比進(jìn)行了基于氫等離子體的處理的sin膜而水分子容易侵入。因此對(duì)于在基于氫等離子體的處理前暴露于大氣的sin膜的wvtr而言,相比sin膜的成膜與基于氫等離子體的處理未暴露于大氣而在真空中連續(xù)進(jìn)行的sin膜的wvtr而成為更高的值。因此,為了得到wvtr低的sin膜,優(yōu)選sin膜的成膜與基于氫等離子體的處理未暴露于大氣而在真空中連續(xù)進(jìn)行。
以上,對(duì)第五實(shí)施方式進(jìn)行了說明。根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置10,能夠進(jìn)一步降低密封膜105的wvtr。
另外,在本實(shí)施方式中,對(duì)與第二實(shí)施方式的密封膜105相同的結(jié)構(gòu)的密封膜105進(jìn)行了基于氫等離子體的處理,但對(duì)在第三實(shí)施方式所示的、包括在厚度方向上具有氟的濃度梯度的第二膜108的密封膜105,也能夠應(yīng)用本實(shí)施方式的技術(shù)。
(第六實(shí)施方式)
接下來,對(duì)第六實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的密封膜105與第五實(shí)施方式的密封膜105相同,具有第一膜107、第二膜108以及第三膜109,在第三膜109的表面進(jìn)行基于氫等離子體的處理。但是,對(duì)于本實(shí)施方式的密封膜105而言,在第一膜107層疊有第二膜108前,在第一膜107的表面也進(jìn)行基于氫等離子體的處理這點(diǎn)與第五實(shí)施方式的密封膜105不同。
另外,本實(shí)施方式所使用的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)與使用圖16說明的第五實(shí)施方式的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)相同,因此省略詳細(xì)的說明。另外,本實(shí)施方式的高頻天線13的結(jié)構(gòu)與使用圖2說明的第一實(shí)施方式的高頻天線13的結(jié)構(gòu)相同,因此省略詳細(xì)的說明。另外,本實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略也與使用圖3說明的第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略相同,因此除以下說明的內(nèi)容以外,省略詳細(xì)的說明。
[密封膜形成工序的詳細(xì)情況]
圖24是表示第六實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。圖25是表示第六實(shí)施方式中供給于處理室4內(nèi)的各處理氣體的流量變化的一個(gè)例子的圖。本實(shí)施方式的密封膜形成工序通過例如圖16所示的成膜裝置10的控制部50執(zhí)行。另外,圖24所示的流程圖中,標(biāo)注與圖9或者圖17相同的附圖標(biāo)記的處理與使用圖9或者圖17說明的處理相同,因此以下僅示出其概略情況,省略詳細(xì)的說明。
首先,執(zhí)行從圖9所示的步驟s200至s210的處理。即,打開成膜裝置10的閘閥27,將形成有有機(jī)el元件106的玻璃基板g送入處理室4內(nèi)(s200)。然后,控制部50在例如圖25所示的時(shí)刻t1,對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第一氣體(例如n2氣體)(s201),將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(例如0.5pa)(s202)。而且,控制部50通過對(duì)基座22以及高頻天線13分別外加高頻電力,在處理室4內(nèi)生成第一氣體的等離子體(s203)。
接下來,控制部50在例如圖25所示的時(shí)刻t2,對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第二氣體(例如sih4氣體)(s204),進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過成膜種的堆積將厚度d1的第一膜107層疊在有機(jī)el元件106上(s205)。然后,控制部50在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t31(參照?qǐng)D25),停止高頻電力的外加,停止第一氣體以及第二氣體的供給(s500)。
接下來,控制部50執(zhí)行從圖17所示的步驟s400至s404的處理。即,控制部50對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣(s400),在將處理室4內(nèi)進(jìn)行了真空排氣的時(shí)刻t32(參照?qǐng)D25),對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第四氣體(例如h2氣體)(s401)。然后,控制部50將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(s402),例如將13.56mhz的高頻電力外加于高頻天線13。通過利用高頻天線13形成于處理室4內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng),在處理室4內(nèi)生成第四氣體的等離子體(s403),通過包含于第四氣體的等離子體的活性物質(zhì)(h*自由基),將第一膜107的表面改質(zhì)。而且,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t33(參照?qǐng)D25),控制部50將高頻電力朝高頻天線13的外加停止,將第四氣體的供給停止(s404)。
接下來,控制部50對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣(s501)。而且,在將處理室4內(nèi)進(jìn)行了真空排氣的時(shí)刻t34(參照?qǐng)D25),控制部50對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第一氣體(例如n2氣體)(s502),將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(例如0.5pa)(s503)。而且,控制部50通過對(duì)基座22以及高頻天線13分別外加高頻電力,在處理室4內(nèi)生成第一氣體的等離子體(s504)。而且,控制部50在例如圖25所示的時(shí)刻t35,對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第二氣體(例如sih4氣體)以及第三氣體(例如sif4氣體)(s505)。
接下來,執(zhí)行從圖9所示的步驟s207至s210的處理。即,控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過成膜種的堆積將厚度d2的第二膜108層疊在第一膜107上(s207)。而且,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t4(參照?qǐng)D25),控制部50將第三氣體朝處理室4內(nèi)的供給停止(s208),進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過成膜種的堆積將厚度d3的第三膜109層疊在第二膜108上(s209)。而且,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t5(參照?qǐng)D25),控制部50將高頻電力的外加停止,將第一氣體以及第二氣體的供給停止(s210)。由此,例如圖7所示那樣,有機(jī)el元件106被包括第一膜107、第二膜108以及第三膜109的密封膜105覆蓋。
接下來,控制部50再次執(zhí)行從步驟s400至s404所示的處理。由此,例如圖25所示,在將處理室4內(nèi)進(jìn)行了真空排氣的時(shí)刻t6(參照?qǐng)D25),對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第四氣體,在處理室4內(nèi)生成第四氣體的等離子體。而且,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻t7,將高頻電力的外加停止,將第四氣體的供給停止。而且,打開閘閥27,經(jīng)由開口部27a將發(fā)光模塊100從處理室4送出。
以上,對(duì)第六實(shí)施方式進(jìn)行了說明的。本實(shí)施方式的成膜裝置10在第一膜107成膜后,在第一膜107上將第二膜108成膜前,相對(duì)于第一膜107的表面進(jìn)一步進(jìn)行基于氫等離子體的處理。由此,能夠降低第一膜107的wvtr,從而能夠進(jìn)一步降低密封膜105整體的wvtr。
另外,本實(shí)施方式的成膜裝置10在第一膜107成膜后,未使第一膜107暴露于大氣,相對(duì)于第一膜107的表面進(jìn)行基于氫等離子體的處理。由此,能夠降低第一膜107的wvtr。此外,在第一膜107成膜后,第一膜107也可以暴露于大氣。該情況下,若其后相對(duì)于第一膜107的表面進(jìn)行基于氫等離子體的處理,則能夠使第一膜107的wvtr低于未進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜的wvtr。
(第七實(shí)施方式)
接下來,對(duì)第七實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的密封膜105與第四實(shí)施方式的密封膜105相同,具有添加了氟的第二膜108、與未添加氟的第一膜107交替n0次層疊的構(gòu)造。但是,對(duì)于本實(shí)施方式的密封膜105而言,每次層疊第一膜107,在第一膜107的表面進(jìn)行基于氫等離子體的處理的點(diǎn)上,以及在第三膜109的表面進(jìn)行基于氫等離子體的處理的點(diǎn)上與第四實(shí)施方式的密封膜105不同。
此外,本實(shí)施方式所使用的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)與使用圖16說明的第五實(shí)施方式的成膜裝置10的結(jié)構(gòu)相同,因此省略詳細(xì)的說明。另外,本實(shí)施方式的高頻天線13的結(jié)構(gòu)與使用圖2說明的第一實(shí)施方式的高頻天線13的結(jié)構(gòu)相同,因此省略詳細(xì)的說明。另外,本實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略也與使用圖3說明的第一實(shí)施方式的發(fā)光模塊100的制造順序的概略相同,因此除以下說明的內(nèi)容以外,省略詳細(xì)的說明。
[密封膜形成工序的詳細(xì)情況]
圖26是表示第七實(shí)施方式的密封膜形成工序的一個(gè)例子的流程圖。本實(shí)施方式的密封膜形成工序通過例如圖16所示的成膜裝置10的控制部50執(zhí)行。此外,在圖26所示的流程圖中,標(biāo)注與圖15或者圖17相同的附圖標(biāo)記的處理與使用圖15或者圖17說明的處理相同,因此以下僅示出其概略,省略詳細(xì)的說明。
首先,執(zhí)行從圖15所示的步驟s300至s305的處理。即,控制部50首先接受示出使第一膜107以及第二膜108交替層疊的次數(shù)的常量n0,使變量n初始化為0(s300)。而且,打開閘閥27,將形成有有機(jī)el元件106的玻璃基板g送入處理室4內(nèi)(s301)。而且,控制部50對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第一氣體(例如n2氣體)(s302),將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(例如0.5pa)(s303)。而且,控制部50通過在基座22以及高頻天線13分別外加高頻電力,在處理室4內(nèi)生成第一氣體的等離子體(s304)。而且,控制部50對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第二氣體(例如sih4氣體)(s305)。
接下來,控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過成膜種的堆積將厚度d7的第一膜107層疊在有機(jī)el元件106上(s306)。而且,控制部50將高頻電力的外加停止,將第一氣體以及第二氣體的供給停止(s600)。
接下來,控制部50執(zhí)行從圖17所示的步驟s400至s404的處理。即,控制部50對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣(s400),對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第四氣體(例如h2氣體)(s401)。而且,控制部50將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(s402),將例如13.56mhz的高頻電力外加于高頻天線13。通過利用高頻天線13形成于處理室4內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng),在處理室4內(nèi)生成第四氣體的等離子體(s403),通過包含于第四氣體的等離子體的活性物質(zhì),將第一膜107的表面改質(zhì)。而且,控制部50將高頻電力朝高頻天線13的外加停止,將第四氣體的供給停止(s404)。
接下來,控制部50對(duì)處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣(s601)。而且,控制部50開始對(duì)處理室4內(nèi)供給第一氣體(例如n2氣體)(s602),將處理室4內(nèi)調(diào)整為規(guī)定的壓力環(huán)境(例如0.5pa)(s603)。而且,控制部50通過在基座22以及高頻天線13分別外加高頻電力,在處理室4內(nèi)生成第一氣體的等離子體(s604)。而且,控制部50對(duì)處理室4內(nèi)開始供給第二氣體(例如sih4氣體)以及第三氣體(例如sif4氣體)(s605)。
接下來,控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過成膜種的堆積將厚度d8的第二膜108層疊在第一膜107上(s308)。而且,在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后,控制部50將第三氣體朝處理室4內(nèi)的供給停止(s309),對(duì)變量n是否達(dá)到常量n0進(jìn)行判定(s310)。變量n未達(dá)到常量n0的情況下(s310:no),控制部50將變量n增加1(s313),再次執(zhí)行步驟s306所示的處理。
另一方面,在變量n達(dá)到了常量n0的情況下(s310:yes),控制部50進(jìn)行規(guī)定時(shí)間待機(jī)直至通過生成于處理室4內(nèi)的第一氣體以及第二氣體的等離子體將厚度d9的第三膜109層疊在第二膜108上(s311)。在經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間后,控制部50將高頻電力的外加停止,將第一氣體以及第二氣體的供給停止(s312)。而且,控制部50再次執(zhí)行從步驟s400至s404所示的處理。而且,打開閘閥27,經(jīng)由開口部27a將發(fā)光模塊100從處理室4送出,本流程圖所示的密封膜形成工序結(jié)束。
以上,對(duì)第七實(shí)施方式進(jìn)行了說明。本實(shí)施方式的成膜裝置10每次層疊第一膜107,在第一膜107的表面進(jìn)行基于氫等離子體的處理。并且,本實(shí)施方式的成膜裝置10在第三膜109的表面也進(jìn)行基于氫等離子體的處理。由此,本實(shí)施方式的成膜裝置10在添加了氟的第二膜108與未添加氟的第一膜107交替多次層疊的密封膜105中,能夠進(jìn)一步降低密封膜105整體的wvtr。
此外,相對(duì)于各個(gè)第一膜107以及第三膜109進(jìn)行的氫等離子體的處理優(yōu)選第一膜107以及第三膜109不暴露于大氣而進(jìn)行。但是,第一膜107以及第三膜109也可以暴露于大氣。該情況下,若相對(duì)于第一膜107以及第三膜109進(jìn)行基于氫等離子體的處理,則能夠使該第一膜107以及該第三膜109的wvtr低于不進(jìn)行基于氫等離子體的處理的sin膜的wvtr。由此,能夠降低密封膜105整體的wvtr。另外,在本實(shí)施方式中,相對(duì)于全部的第一膜107進(jìn)行基于氫等離子體的處理,但若作為密封膜105整體能夠?qū)崿F(xiàn)所希望的wvtr,則也可以不一定相對(duì)于全部的第一膜107進(jìn)行基于氫等離子體的處理。
此外,本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式,在其主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形。
例如,上述的各實(shí)施方式中,含有氮等的第一氣體例如為n2氣體,但作為其他方式,第一氣體也可以是nh3氣體。
另外,上述的各實(shí)施方式中,含有氟等的第三氣體例如為sif4氣體,但作為其他方式,第三氣體也可以是sih3f氣體、sih2f2氣體等sihxf4-x(x是從1至3的整數(shù))氣體。
另外,上述的各實(shí)施方式中,第三氣體是含有氟等的氣體,但若為含有鹵素的氣體,則第三氣體也可以是取代氟而含有氟以外的鹵素的氣體。作為含有鹵素的第三氣體,例如可以考慮sicl4氣體、sihxcl4-x(x為1~3的整數(shù))氣體、或者sihxfyclz(x、y以及z是滿足x+y+z=4的自然數(shù))氣體等。另外,通過添加含有氯的氣體,也同樣,能夠形成比nh……nh間的氫鍵結(jié)合力強(qiáng)的nh4+……cl-的氫鍵。
另外,上述的各實(shí)施方式中,作為第三氣體使用了sif4氣體,但作為其他方式,也可以使用含有比氮電負(fù)性強(qiáng)的官能團(tuán)的氣體作為第三氣體。容易在電負(fù)性強(qiáng)的官能團(tuán)附著有電子。另外,電負(fù)性強(qiáng)的官能團(tuán)與電氣陰性度強(qiáng)的f、cl相同,等離子體中從氣體分解、分離后以及膜中也保持電陰性從而容易形成氫鍵。作為比氮電負(fù)性強(qiáng)的官能團(tuán),例如可以考慮羰基、羧基等。若添加具備羰基:-c(=o)-、或者羧基:(r)-cooh等官能團(tuán)的氣體,則在sin膜中混入這些官能團(tuán),同樣形成比nh……nh間的氫鍵強(qiáng)的nh……o=c的氫鍵、nh4+rcoo-等的氫鍵,將sin粒子間的氫鍵強(qiáng)化。由此,sin膜中的sin粒子間的連結(jié)變強(qiáng),sin膜的膜密度進(jìn)一步變高。
另外,在上述的第二~第七實(shí)施方式中,在添加了氟的第二膜108與有機(jī)el元件106之間設(shè)置有未添加氟的第一膜107,但公開的技術(shù)部局限于此。例如,作為其他方式,在第二膜108中的氟的濃度低的情況下,也可以在第二膜108與有機(jī)el元件106之間設(shè)置有第一膜107。特別是,在第二膜108的厚度方向上,以越靠近第二膜108的中心而氟的濃度越高的方式設(shè)置有氟的濃度梯度的情況下,第二膜108的上下的面的氟的濃度成為接近0的值。因此,可以認(rèn)為在使用設(shè)置有氟的濃度梯度的第二膜108的情況下,在有機(jī)el元件106上層疊第二膜108,包含于第二膜108的氟給予有機(jī)el元件106的損傷少。
另外,對(duì)于上述的第三實(shí)施方式的第二膜108而言,在第二膜108的厚度方向上,在第二膜108的中心附近設(shè)置了氟的濃度大致恒定的第二層108b,但作為其他方式,也可以不在第二膜108設(shè)置第二層108b。該情況下,第二膜108包含在第二膜108的厚度方向上越靠近第二膜108的中心而氟的濃度越高的第一層108a以及第三層108c。第一層108a以及第三層108c隨著在第二膜108的厚度方向上靠近第二膜108的中心,氟的濃度從0增加至規(guī)定濃度。此處,規(guī)定濃度是氟例如為4~6atom%(優(yōu)選5atom%)的濃度。
另外,在上述的第四實(shí)施方式中,添加了氟的第二膜108與未添加氟的第一膜107交替層疊,在添加了氟的第二膜108未設(shè)置有添加的氟的濃度梯度,但公開的技術(shù)不局限于此。例如,也可以在添加了氟的各個(gè)第二膜108以在第二膜108的厚度方向上越靠近第二膜108的中心而氟的濃度越高的方式設(shè)置氟的濃度梯度。由此,第四實(shí)施方式中,能夠減少施加于第一膜107與第二膜108的邊界、以及第二膜108と第三膜109的邊界的應(yīng)力。另外,該情況下,也可以如第七實(shí)施方式所示那樣,每次第一膜107層疊,在第一膜107的表面進(jìn)行基于氫等離子體的處理。
另外,例如圖27所示,也可以在添加了氟的第二膜108與未添加氟的第一膜107交替n0次層疊的密封膜105,以n0次的大概一半的次數(shù)層疊的第二膜108的氟濃度成為最大的方式使各第二膜108的氟濃度階段地增加或者減少。具體而言,以在示出第一膜107以及第二膜108的層疊次數(shù)的常量n0為偶數(shù)的情況下,例如第n0/2+1次所層疊的第二膜108的氟濃度成為最大,在常量n0為奇數(shù)的情況下,例如第(n0+1)/2次所層疊的第二膜108的氟濃度成為最大的方式使各第二膜108的氟濃度階段地增加或者減少。
此處,在氟濃度最大的第二膜108是第nx次層疊的第二膜108的情況下,從第一次至第nx-1次,第二膜108層疊nx-1次。在將氟濃度最大的第二膜108的氟濃度設(shè)為x的情況下,從第一次至第nx-1次層疊的第二膜108的氟濃度作為增加用(nx-1)+1將氟濃度x等分了的值的部分來計(jì)算。而且,對(duì)于從第一次至第nx-1次的第二膜108而言,與每計(jì)算出的增加部分對(duì)應(yīng)使氟濃度階段地增加而層疊。
另一方面,在第nx+1次至第n0次,第二膜108層疊n0-nx次。在將氟濃度最大的第二膜108的氟濃度設(shè)為x的情況下,第nx+1次至第n0次層疊的第二膜108的氟濃度將用(n0-nx)+1等分了氟濃度x的值作為氟濃度的減少部分來計(jì)算。而且,對(duì)于第nx+1次至第n0次的第二膜108而言,與每計(jì)算出的減少部分對(duì)應(yīng)使氟濃度階段地減少而層疊。
圖27例示出n0=7,nx=4,x=5atom%的密封膜105。對(duì)于圖27所例示的密封膜105而言,在n=1~nx之前,每5/((4-1)+1)=1.25atom%的增加氟濃度。另外,對(duì)于圖27所例示的密封膜105而言,在n=nx~n0之前,每5/((7-4)+1)=1.25atom%的減少氟濃度。
這樣,在添加了氟的第二膜108與未添加氟的第一膜107交替層疊的密封膜105中,設(shè)定為在密封膜105的厚度方向上,層疊于越靠近密封膜105的中心的位置的第二膜108,氟的濃度階段地越高,由此作為密封膜105整體能夠進(jìn)一步減少膜應(yīng)力。另外在該情況下,也可以如第七實(shí)施方式所示的那樣,每次層疊第一膜107,在第一膜107的表面基于氫等離子體的處理。
此外,圖27所例示的密封膜105中,各第二膜108的厚度可以相同,也可以與氟濃度的值對(duì)應(yīng)地第二膜108的厚度不同。另外,第一膜107可以各第二膜108的厚度相同,也可以與鄰接的第二膜108的氟濃度的值對(duì)應(yīng)地不同。
另外,也可以在圖27所例示的密封膜105中,各第二膜108在厚度方向上設(shè)置有氟濃度的梯度。該情況下,設(shè)置于各第二膜108的氟濃度的梯度也可以設(shè)定為例如圖28所示,在第二膜108的厚度方向上,越靠近第二膜108的中心,濃度越高。在圖28所示的例子中,在第二膜108的厚度方向上,從與第一膜107的邊界朝向第二膜108的中心附近,第二膜108中的氟濃度從0增加至規(guī)定濃度d,在中心附近維持規(guī)定濃度d。此處,規(guī)定濃度d是針對(duì)作為對(duì)象的第二膜108,與n0、nx以及x的值對(duì)應(yīng)地決定的濃度。
此外,也可以例如圖29所示,第二膜108中的氟濃度在第二膜108的厚度方向上,從與第一膜107的邊界朝向第二膜108的中心附近而從0增加至規(guī)定濃度d,其后不維持規(guī)定濃度d,而從規(guī)定濃度d減少至0。
這樣,在添加了氟的第二膜108與未添加氟的第一膜107交替層疊的密封膜105中,在各第二膜108以第二膜108的厚度方向上越靠近第二膜108的中心而氟的濃度越高的方式設(shè)置濃度的梯度,并且在與第一膜107的邊界附近,使第二膜108中的氟濃度成為0。由此,在各第二膜108中,能夠形成具有規(guī)定的濃度的氟的層,并且能夠減少產(chǎn)生于第一膜107與第二膜108之間的應(yīng)力。
另外,在上述的第五~第七實(shí)施方式中,第四氣體也可以是混合了h2氣體與ar等稀有氣體的氣體。使第四氣體含有稀有氣體,由此通過稀有氣體的原子、離子,壓固sin膜的表面。由此sin膜的表面的致密性進(jìn)一步提高,可期待sin膜的wvtr進(jìn)一步變低。另外第四氣體含有稀有氣體,由此等離子體容易立起,工序的穩(wěn)定性提高。
另外,上述的實(shí)施方式中,將通過作為等離子體源使用了感應(yīng)耦合等離子的cvd(chemicalvapordeposition)法進(jìn)行成膜的成膜裝置10作為例子進(jìn)行了說明,但若為通過使用了等離子體的cvd法進(jìn)行成膜的成膜裝置10,則等離子體源不局限于感應(yīng)耦合等離子,也可以使用電容耦合等離子體、微波等離子體、磁控管等離子體等任意的等離子體源。
另外,上述的實(shí)施方式中,對(duì)密封有機(jī)el元件106的密封膜105的成膜方法進(jìn)行了說明,但密封膜105密封的元件不局限于有機(jī)el元件106。本發(fā)明除了有機(jī)el元件106以外,例如相對(duì)于對(duì)半導(dǎo)體元件、太陽電池元件等元件進(jìn)行密封的膜的成膜方法也能夠應(yīng)用。
以上,使用實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明,但本發(fā)明的技術(shù)的范圍不限定于上述實(shí)施方式所記載的范圍。能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行多樣的變更或者施加改進(jìn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的。另外,施加了變更或者改進(jìn)的方式可包含于本發(fā)明的技術(shù)的范圍從權(quán)利要求的范圍的記載可知。