JPWO2018155415A1 - Film forming method, film forming apparatus, element structure manufacturing method, and element structure manufacturing apparatus - Google Patents

Film forming method, film forming apparatus, element structure manufacturing method, and element structure manufacturing apparatus Download PDF

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Abstract

本発明の成膜方法は、液状の樹脂材料を加熱部に噴霧して気化し、気化された蒸気を基板上に供給して樹脂材料膜を成膜する成膜方法であって、前記樹脂材料を前記加熱部に供給した量の合計である気化積算量に応じて減少する前記樹脂材料の気化率を補償するように成膜条件を制御する。The film forming method of the present invention is a film forming method for forming a resin material film by spraying a liquid resin material on a heating portion to vaporize the vaporized vapor and supplying the vaporized vapor onto the substrate. The film forming conditions are controlled so as to compensate for the evaporation rate of the resin material, which decreases in accordance with the integrated amount of evaporation that is the total of the amounts supplied to the heating unit.

Description

本発明は、成膜方法、成膜装置、素子構造体の製造方法、及び素子構造体の製造装置に関し、特に、酸素、水分等からデバイス等を保護する積層構造を有する素子構造体の製造に用いて好適な技術に関する。
本願は、2017年2月21日に日本に出願された特願2017−030318号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a film forming method, a film forming apparatus, an element structure manufacturing method, and an element structure manufacturing apparatus, and more particularly to manufacturing an element structure having a laminated structure that protects devices and the like from oxygen, moisture, and the like. It relates to a technique suitable for use.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-030318 for which it applied to Japan on February 21, 2017, and uses the content here.

水分あるいは酸素等により劣化しやすい性質を有する化合物を含む素子として、例えば、有機EL(Electro Luminescence)素子等が知られている。このような素子については、化合物を含む層と、この層を被覆する保護層とが積層された積層構造を形成することによって、素子内への水分等の侵入を抑制する試みがなされている。例えば、下記特許文献1には、上部電極層の上に、無機膜と有機膜との積層膜で構成された保護膜を有する発光素子が記載されている。   For example, an organic EL (Electro Luminescence) element or the like is known as an element including a compound that easily deteriorates due to moisture or oxygen. For such an element, an attempt has been made to suppress intrusion of moisture or the like into the element by forming a laminated structure in which a layer containing a compound and a protective layer covering the layer are laminated. For example, Patent Document 1 described below describes a light-emitting element that includes a protective film formed of a laminated film of an inorganic film and an organic film on an upper electrode layer.

日本国特開2013−73880号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-73880

上記の有機膜としては、アクリル樹脂などが用いられている。有機膜の成膜方法として、樹脂材料を気化して供給し、基板上で樹脂材料を液化させ、樹脂材料にUV光を照射することによって樹脂材料を重合させて、樹脂膜を成膜する方法が検討されている。しかし、樹脂材料を気化する際に、気化器で樹脂材料が完全に蒸発せず加熱部に樹脂材料の液が残ったり、加熱により樹脂材料の固化が発生したりすることがあった。このため経時的に気化効率が悪くなり、気化器への樹脂材料の供給量は一定であっても、気化器から成膜室に供給される蒸気供給量が徐々に減少してしまい、デポレート(成膜率)が徐々に悪化してしまうという問題があった。特に、処理時間が長くなると気化効率の低減により、成膜状態が安定しないという問題があった。   An acrylic resin or the like is used as the organic film. As a method of forming an organic film, a method of forming a resin film by vaporizing and supplying a resin material, liquefying the resin material on a substrate, and polymerizing the resin material by irradiating the resin material with UV light Is being considered. However, when the resin material is vaporized, the resin material may not completely evaporate in the vaporizer, and the resin material liquid may remain in the heating portion, or the resin material may be solidified by heating. For this reason, the vaporization efficiency deteriorates over time, and even if the supply amount of the resin material to the vaporizer is constant, the vapor supply amount supplied from the vaporizer to the film formation chamber gradually decreases, and the deposition ( There was a problem that the film formation rate was gradually deteriorated. In particular, when the processing time is long, there is a problem that the film formation state is not stable due to the reduction of the vaporization efficiency.

また、充分な樹脂材料の蒸気が成膜装置に供給されないことに起因して、成膜が充分に行われない可能性がある。この場合には、デバイス層を有する基板表面に凹凸が形成されてしまう場合など、当該凹凸を十分に被覆することができず、例えば、凹凸の境界部に被覆不良が生じる可能性があるという問題があった。このような無機膜の被覆不良が発生すると、被覆不良が発生した箇所からの水分の侵入を阻止することができなくなるため、十分なバリア性を確保することが困難となる。   Further, there is a possibility that film formation is not sufficiently performed due to insufficient vapor of the resin material being supplied to the film formation apparatus. In this case, when the unevenness is formed on the surface of the substrate having the device layer, the unevenness cannot be sufficiently covered, and for example, there is a possibility that a coating defect may occur at the boundary of the unevenness. was there. When such a coating failure of the inorganic film occurs, it becomes impossible to prevent moisture from entering from the location where the coating failure has occurred, and thus it becomes difficult to ensure a sufficient barrier property.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的の少なくとも一つを達成しようとするものである。
1.樹脂材料の蒸気の供給状態の改善を図ること。
2.供給量低下に起因する成膜の不具合を防止すること。
3.成膜レートの安定化を図ること。
4.バリア性の確保を図ること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve at least one of the following objects.
1. To improve the supply state of resin material vapor.
2. To prevent film formation defects caused by a decrease in supply amount.
3. Stabilize the deposition rate.
4). Ensure barrier properties.

本発明の第1態様に係る成膜方法は、液状の樹脂材料を加熱部に噴霧して気化し、気化された蒸気を基板上に供給して樹脂材料膜を成膜する成膜方法であって、前記樹脂材料を前記加熱部に供給した量の合計である気化積算量に応じて減少する前記樹脂材料の気化率を補償するように成膜条件を制御する。
本発明の第1態様に係る成膜方法においては、前記成膜条件は、前記樹脂材料膜を前記基板一枚当たりの成膜する成膜時間、もしくは、液状の樹脂材料を前記加熱部に噴霧する単位時間当たりの供給量の少なくともいずれかを含んでもよい。
本発明の第1態様に係る成膜方法においては、前記加熱部は傾斜面を有してもよい。
本発明の第1態様に係る成膜方法においては、前記樹脂材料は、紫外線硬化型のアクリル樹脂の材料であってもよい。
本発明の第2態様に係る成膜装置は、液状の樹脂材料を加熱部に噴霧して気化し、気化された蒸気を基板上に供給して樹脂材料膜を成膜する成膜装置であって、前記加熱部に樹脂材料を供給した積算量を含む気化運転データを記録する記録部と、前記気化運転データを参照して、成膜時間を長くする時間、もしくは、前記液状の樹脂材料を前記加熱部に噴霧する単位時間当たりの供給量を増加させる増加量、の少なくともいずれかを決定する制御部を有する。
本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法は、基板の一面に配された機能層を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、無機材料からなる第一層を形成する第1工程(工程A)と、前記基板の一面側(一主面側)を覆う前記第一層を被覆するように、液状の樹脂材料を気化して供給し前記樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成する第2工程(工程B)と、前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面と前記基板の一面との境界部を含む位置にある前記樹脂材料膜の一部を残存させ、前記樹脂材料膜が残存する位置とは異なる位置にある該樹脂材料膜を除去する第3工程(工程C)と、前記残存させた樹脂材料膜の一部、及び、前記樹脂材料膜の除去により露呈した前記第一層を被覆するように、無機材料からなる第二層を形成する第4工程(工程D)と、を含み、前記第2工程において、気化した前記樹脂材料の気化持続時間に応じて減少する前記樹脂材料を補償するように供給状態を制御する。
本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法においては、前記第2工程において、気化した前記樹脂材料の供給時間に対応した前記樹脂材料の供給量に応じて、前記樹脂材料膜の成膜時間を長くしてもよい。
本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法においては、前記第2工程における前記樹脂材料膜の成膜処理時に、気化した前記樹脂材料を成膜室の内部に供給するとともに、前記樹脂材料膜の非成膜処理時には、気化した前記樹脂材料を前記成膜室の外部に送通させ、前記樹脂材料の供給量を前記樹脂材料の気化量として積算した積算量を得て、前記積算量に応じて前記樹脂材料膜の成膜時間を制御する。
本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法においては、前記第3工程は、前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面における頂部を含む領域が露呈するように、前記樹脂材料膜を除去してもよい。
本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法においては、前記第3工程は、前記樹脂材料膜を除去する手法としてドライエッチング法を用いてもよい。
前記第3工程は、前記樹脂材料膜をエッチング処理する条件のうち、特定の条件の変化を検出し、検出された検出結果を該エッチング処理の終点として用いてもよい。
本発明の第4態様に係る素子構造体の製造装置は、基板の一面側に配された機能層を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、無機材料からなる第一層を形成する第一層形成部と、液状の樹脂材料を加熱して気化する気化器から気化した前記樹脂材料を供給可能として、前記第一層を被覆する、前記樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成する樹脂成膜部と、前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面と前記基板の一面との境界部を含む位置にある前記樹脂材料膜の一部を残存させ、前記樹脂材料膜が残存する位置とは異なる位置にある該樹脂材料膜を除去する局在化処理部と、前記基板の一面側にある前記凸部、前記残存させた樹脂材料膜の一部、および、前記除去により露呈した前記第一層を被覆するように、無機材料からなる第二層を形成する第二層形成部と、を有するとともに、前記気化器が備える気化槽に接続されて、成膜時に気化した前記樹脂材料を前記樹脂成膜部に供給する供給管と、前記気化槽に接続されて、非成膜処理時に気化した前記樹脂材料を前記樹脂成膜部の外部に送通する外部管と、前記供給管と前記外部管とを切り替える切替弁とを、具備し、気化持続時間に応じて減少する前記樹脂材料を補償するように前記樹脂成膜部に樹脂材料を供給する供給時間を制御する制御部を有する。
The film forming method according to the first aspect of the present invention is a film forming method for forming a resin material film by spraying a liquid resin material on a heating portion to vaporize the vaporized material and supplying the vaporized vapor onto the substrate. Then, the film forming conditions are controlled so as to compensate for the vaporization rate of the resin material, which decreases according to the vaporization integrated amount, which is the total amount of the resin material supplied to the heating unit.
In the film forming method according to the first aspect of the present invention, the film forming conditions include: a film forming time for forming the resin material film per one substrate; or spraying a liquid resin material on the heating unit. The supply amount per unit time may be included.
In the film forming method according to the first aspect of the present invention, the heating unit may have an inclined surface.
In the film forming method according to the first aspect of the present invention, the resin material may be an ultraviolet curable acrylic resin material.
The film forming apparatus according to the second aspect of the present invention is a film forming apparatus that forms a resin material film by spraying a liquid resin material on a heating section to vaporize it, and supplying the vaporized vapor onto the substrate. Recording unit for recording vaporization operation data including the integrated amount of resin material supplied to the heating unit, and referring to the vaporization operation data, the time for increasing the film formation time, or the liquid resin material It has a control part which determines at least one of the increase amount which increases the supply amount per unit time sprayed on the heating part.
The element structure manufacturing method according to the third aspect of the present invention is a first method of forming a first layer made of an inorganic material, covering a functional layer disposed on one surface of a substrate and having a local protrusion. A liquid resin material is vaporized and supplied to form a resin material film made of the resin material so as to cover the first layer that covers the step (step A) and one surface side (one main surface side) of the substrate. A second step (step B) and a part of the resin material film remaining at a position including a boundary portion between the outer surface of the convex portion and one surface of the substrate when the first layer is viewed from a side cross section. And removing the resin material film at a position different from the position where the resin material film remains, a part of the remaining resin material film, and the resin material film Forming a second layer made of an inorganic material so as to cover the first layer exposed by the removal; Wherein process (step D), a, in the second step, controls the supply state to compensate the resin material decreases according to vaporize the duration of vaporized the resin material.
In the element structure manufacturing method according to the third aspect of the present invention, in the second step, the resin material film is formed according to the supply amount of the resin material corresponding to the supply time of the vaporized resin material. The film time may be lengthened.
In the method for manufacturing an element structure according to the third aspect of the present invention, the vaporized resin material is supplied into the film formation chamber during the film formation process of the resin material film in the second step, and the resin At the time of non-deposition processing of the material film, the vaporized resin material is sent to the outside of the film formation chamber, and an integrated amount obtained by integrating the supply amount of the resin material as the vaporization amount of the resin material is obtained. The film formation time of the resin material film is controlled according to the amount.
In the method for manufacturing an element structure according to the third aspect of the present invention, in the third step, the first layer is viewed from a side cross section so that a region including a top portion on the outer surface of the convex portion is exposed. The resin material film may be removed.
In the method for manufacturing an element structure according to the third aspect of the present invention, the third step may use a dry etching method as a method for removing the resin material film.
In the third step, a change in a specific condition among conditions for etching the resin material film may be detected, and the detected result may be used as an end point of the etching process.
The device for manufacturing an element structure according to the fourth aspect of the present invention forms a first layer made of an inorganic material that covers a functional layer disposed on one side of a substrate and has a local protrusion. A resin component for forming a resin material film made of the resin material, which covers the first layer, is capable of supplying the resin material vaporized from a vaporizer that heats and vaporizes the liquid resin material. A part of the resin material film is left at a position including a boundary part between an outer surface of the convex part and one surface of the substrate when the film part and the first layer are viewed from a side cross section, and the resin material film A localized processing section for removing the resin material film at a position different from the position where the resin remains, the convex portion on one surface side of the substrate, a part of the remaining resin material film, and the removal A second layer made of an inorganic material so as to cover the first layer exposed by A supply pipe that is connected to a vaporization tank provided in the vaporizer and supplies the resin material vaporized during film formation to the resin film formation part, and the vaporization tank And an external pipe for passing the resin material vaporized during the non-film forming process to the outside of the resin film forming unit, and a switching valve for switching between the supply pipe and the external pipe. A controller that controls a supply time for supplying the resin material to the resin film forming unit so as to compensate for the resin material that decreases in accordance with the duration;

本発明の第1態様に係る成膜方法によれば、気化した前記樹脂材料の気化持続時間に応じて減少する前記樹脂材料を補償することができ、樹脂材料の供給量を成膜時間の経過によらず安定させるように補償して、気化積算量に応じて減少する場合のあった成膜レートを一定にすることが可能となり、膜厚の均一性など成膜特性を所望の状態とすることができる。   According to the film forming method of the first aspect of the present invention, it is possible to compensate for the resin material that decreases in accordance with the vaporization duration of the vaporized resin material, and the amount of the resin material supplied is determined as the film formation time elapses. Therefore, it is possible to make the film formation rate constant which compensates to stabilize regardless of the accumulated amount of vaporization, and to make the film formation characteristics such as film thickness uniformity as desired. be able to.

本発明の第1態様に係る成膜方法において、前記成膜条件は、前記樹脂材料膜を前記基板一枚当たりの成膜する成膜時間、もしくは、液状の樹脂材料を加熱部に噴霧する単位時間当たりの供給量の少なくともいずれかを含む。これにより、成膜時間を長くすること、もしくは、液状の樹脂材料を加熱部に噴霧する単位時間当たりの供給量を次第に増加することで、成膜レートの均一化を図ることが可能となる。   In the film forming method according to the first aspect of the present invention, the film forming condition includes: a film forming time for forming the resin material film per substrate; or a unit for spraying a liquid resin material onto the heating unit. Includes at least one of the supply per hour. Accordingly, it is possible to make the film formation rate uniform by lengthening the film formation time or gradually increasing the supply amount per unit time for spraying the liquid resin material onto the heating unit.

本発明の第1態様に係る成膜方法において、前記加熱部は傾斜面を有することにより、樹脂材料の供給量が気化積算量に応じて減少する割合を減少することができる。   In the film forming method according to the first aspect of the present invention, since the heating unit has an inclined surface, the rate at which the supply amount of the resin material decreases in accordance with the integrated amount of vaporization can be reduced.

本発明の第1態様に係る成膜方法において、前記樹脂材料は、紫外線硬化型のアクリル樹脂の材料であることができる。
本発明の第2態様に係る成膜装置によれば、前記加熱部に樹脂材料を供給した積算量を含む気化運転データを記録する記録部と、気化運転データを参照して、成膜時間を長くする時間、もしくは、前記液状の樹脂材料を前記加熱部に噴霧する単位時間当たりの供給量を増加させる増加量、の少なくともいずれかを決定する制御部を有することができる。
In the film forming method according to the first aspect of the present invention, the resin material may be an ultraviolet curable acrylic resin material.
According to the film forming apparatus of the second aspect of the present invention, the film formation time is determined with reference to the recording unit that records the vaporization operation data including the integrated amount of the resin material supplied to the heating unit, and the vaporization operation data. The control unit may determine at least one of a lengthening time or an increasing amount for increasing the supply amount per unit time for spraying the liquid resin material onto the heating unit.

本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法によれば、前記第2工程において、気化した前記樹脂材料の気化持続時間に応じて減少する前記樹脂材料を補償するように供給状態を制御することにより、樹脂材料の供給量を成膜時間の経過によらず安定させるとともに、複数の基板に順に成膜を行う場合でも、樹脂材料の供給量を成膜順序および成膜時間によらず安定させて、成膜レートの変動が発生することを防止することができる。また、成膜レートを安定させて、所望の膜特性を有する樹脂材料膜を形成することを可能とするとともに、これにより、局在化した樹脂材料膜(樹脂材)によって、第一層および第二層による機能層に対する封止を確実に行い、バリア特性の高い素子構造体を製造可能とすることが可能となる。   According to the element structure manufacturing method of the third aspect of the present invention, in the second step, the supply state is controlled so as to compensate for the resin material that decreases according to the vaporization duration of the vaporized resin material. As a result, the supply amount of the resin material is stabilized regardless of the passage of the film formation time, and the supply amount of the resin material is not dependent on the film formation order and the film formation time even when the film formation is performed sequentially on a plurality of substrates. It is possible to stabilize and prevent the film formation rate from changing. In addition, it is possible to stabilize the film formation rate and form a resin material film having desired film characteristics, and thereby the localized resin material film (resin material) allows the first layer and the first layer to be formed. It is possible to reliably seal the functional layer with the two layers and to manufacture an element structure with high barrier characteristics.

本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法においては、前記第2工程において、気化した前記樹脂材料の供給時間に対応した前記樹脂材料の供給量に応じて、前記樹脂材料膜の成膜時間を長くすることにより、処理時間に応じて減少する前記樹脂材料を容易に補償することができ、成膜レートの安定化を図り、膜特性の変動を防止することが可能となる。   In the element structure manufacturing method according to the third aspect of the present invention, in the second step, the resin material film is formed according to the supply amount of the resin material corresponding to the supply time of the vaporized resin material. By increasing the film time, the resin material that decreases with the processing time can be easily compensated, the film formation rate can be stabilized, and the film characteristics can be prevented from fluctuating.

本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法においては、前記第2工程における前記樹脂材料膜の成膜処理時に、気化した前記樹脂材料を供給するとともに、非成膜処理時には、気化した前記樹脂材料を前記成膜室外部に送通させる。前記樹脂材料の供給量を前記樹脂材料の気化量として積算した積算量を得て、この積算量に応じて前記樹脂材料膜の成膜時間を制御することにより、複数枚の成膜を行う場合に、成膜順序および成膜時間の経過に関わりなく、成膜厚さを制御することが可能となる。   In the manufacturing method of the element structure according to the third aspect of the present invention, the vaporized resin material is supplied during the film forming process of the resin material film in the second step, and is vaporized during the non-film forming process. The resin material is passed outside the film formation chamber. When a plurality of films are formed by obtaining an integrated amount obtained by integrating the supply amount of the resin material as a vaporization amount of the resin material, and controlling a film formation time of the resin material film according to the integrated amount In addition, the film thickness can be controlled regardless of the film formation sequence and the elapse of the film formation time.

また、本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法において、前記第3工程は、前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面のうち、頂部を含む領域が露呈するように、前記樹脂材料膜を除去する。これにより、局在化した樹脂材料膜(樹脂材)によって、第一層および第二層による機能層に対する封止を確実に行い、第一層に不要なダメージを与えることなく、樹脂材料膜(樹脂材)の不必要な部分を除去して、封止に必要な部分のみ局在化させることが容易に可能となる。これによりバリア特性の高い素子構造体を製造可能とすることができる。   Moreover, in the manufacturing method of the element structure according to the third aspect of the present invention, in the third step, when the first layer is viewed from a side cross section, a region including the top portion of the outer surface of the convex portion is exposed. Then, the resin material film is removed. Thereby, the localized resin material film (resin material) reliably seals the functional layer with the first layer and the second layer, and without causing unnecessary damage to the first layer, the resin material film ( It is possible to easily remove unnecessary portions of the resin material and localize only the portions necessary for sealing. As a result, an element structure having high barrier characteristics can be manufactured.

本発明の第3態様に係る素子構造体の製造方法において前記第3工程は、前記樹脂材料膜を除去する手法としてドライエッチング法を用いることにより、第一層に不要なダメージを与えることなく、樹脂材料膜の不必要な部分を除去して、封止に必要な部分のみ局在化させることができる。   In the method for manufacturing an element structure according to the third aspect of the present invention, the third step uses a dry etching method as a method for removing the resin material film, and thus does not cause unnecessary damage to the first layer. Unnecessary portions of the resin material film can be removed, and only the portions necessary for sealing can be localized.

また、前記第3工程は、前記樹脂材料膜をエッチング処理する条件のうち、特定の条件の変化を検出して、該エッチング処理の終点として用いることにより、樹脂材料膜を確実に除去するとともに、第一層に与える不要なダメージを低減することができる。   Further, the third step detects a change in a specific condition among the conditions for etching the resin material film and uses it as an end point of the etching process, thereby reliably removing the resin material film, Unnecessary damage to the first layer can be reduced.

本発明の第4態様に係る素子構造体の製造装置によれば樹脂材料の供給量を成膜時間の経過によらず安定させ瑠とともに、複数の基板に順に成膜を行う場合でも、樹脂材料の供給量を成膜順序および成膜時間によらず安定させて、成膜レートの変動が発生することを防止することができる。また、成膜レートを安定させて、所望の膜特性を有する樹脂材料膜を形成することを可能とするとともに、これにより、局在化した樹脂材料膜によって、第一層および第二層による機能層に対する封止を確実に行い、バリア特性の高い素子構造体を製造可能とすることが可能となる。   According to the element structure manufacturing apparatus of the fourth aspect of the present invention, the resin material supply amount is stabilized regardless of the elapse of the film formation time, and the resin material is formed even when the film is sequentially formed on the plurality of substrates. The supply amount of the film can be stabilized regardless of the film formation sequence and the film formation time, and fluctuations in the film formation rate can be prevented. In addition, it is possible to stabilize the film formation rate and form a resin material film having desired film characteristics, and by this, the function of the first layer and the second layer can be achieved by the localized resin material film. It is possible to reliably seal the layer and to manufacture an element structure having a high barrier property.

本発明の態様によれば、樹脂材料供給状態の安定化を図り、供給量変動に起因する成膜の不具合を防止して、成膜レートの安定化を図り、樹脂材料膜を安定して成膜できるという効果を奏することが可能となる。   According to the aspect of the present invention, the resin material supply state is stabilized, the film formation failure due to the supply amount fluctuation is prevented, the film formation rate is stabilized, and the resin material film is stably formed. An effect that a film can be formed can be achieved.

本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造装置を示す概略模式図である。It is a schematic diagram showing an apparatus for manufacturing an element structure according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造装置における樹脂成膜部を示す模式断面である。It is a schematic cross section which shows the resin film-forming part in the manufacturing apparatus of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the element structure manufactured by the manufacturing apparatus of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体を示す平面図である。It is a top view which shows the element structure manufactured by the manufacturing apparatus of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 上記素子構造体の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the important section of the above-mentioned element structure. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process in the manufacturing method of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process in the manufacturing method of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process in the manufacturing method of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process in the manufacturing method of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the process in the manufacturing method of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体の構成の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of a structure of the element structure manufactured by the manufacturing apparatus of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体の構成の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of a structure of the element structure manufactured by the manufacturing apparatus of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体の構成の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of a structure of the element structure manufactured by the manufacturing apparatus of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 樹脂材料の気化持続時間(供給量)と、一定処理時間における成膜厚さと、の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vaporization duration (supply amount) of a resin material, and the film-forming thickness in fixed processing time. 本発明の第1実施形態に係る素子構造体の製造方法における樹脂材料の気化持続時間(供給量)と、補償時間を組み込んだ成膜厚さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vaporization duration (supply amount) of the resin material in the manufacturing method of the element structure which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the film-forming thickness incorporating the compensation time. 本発明の第2実施形態に係る素子構造体の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the element structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る素子構造体の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the element structure which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の第1実施形態に係る成膜方法、成膜装置、素子構造体の製造方法、及び素子構造体の製造装置を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る素子構造体の製造装置(成膜装置)を示す概略模式図である。図2は、本実施形態に係る素子構造体の製造装置を示す概略模式図である。図3は、本実施形態に係る素子構造体の製造方法を示すフローチャートであり、図1において、符号1000は、素子構造体の製造装置である。
Hereinafter, a film forming method, a film forming apparatus, an element structure manufacturing method, and an element structure manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an element structure manufacturing apparatus (film forming apparatus) according to this embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing an element structure manufacturing apparatus according to this embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing an element structure according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1000 denotes an element structure manufacturing apparatus.

本実施形態に係る素子構造体の製造装置1000は、後述するように、有機EL素子などの素子構造体の製造を行う。製造装置1000は、図1に示すように、第一層形成部201と、樹脂成膜部100と、局在化処理部202と、第二層形成部203と、有機EL層となる機能層を形成する機能層形成部204と、コア室200と、外部に接続されたロードロック室210と、を有する。コア室200は、第一層形成部201、樹脂成膜部100、局在化処理部202、第二層形成部203、機能層形成部204、及びロードロック室210に連結されている。   The element structure manufacturing apparatus 1000 according to the present embodiment manufactures an element structure such as an organic EL element, as will be described later. As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1000 includes a first layer forming unit 201, a resin film forming unit 100, a localization processing unit 202, a second layer forming unit 203, and a functional layer that becomes an organic EL layer. The functional layer forming unit 204 for forming the core, the core chamber 200, and a load lock chamber 210 connected to the outside. The core chamber 200 is connected to the first layer forming unit 201, the resin film forming unit 100, the localization processing unit 202, the second layer forming unit 203, the functional layer forming unit 204, and the load lock chamber 210.

ロードロック室210の内部には、他の装置等から素子構造体の製造装置1000に搬送された基板が挿入される。コア室200には、例えば、図示しない基板搬送ロボットが配置される。これにより、コア室200と、それぞれの第一層形成部201、樹脂成膜部100、局在化処理部202、第二層形成部203、機能層形成部204、ロードロック室210との間で基板の搬送が可能になる。このロードロック室210を介して素子構造体の製造装置1000の外側へ基板を搬送することが可能である。コア室200、各成膜室100,201,202,203,204、ロードロック室210は、それぞれ、図示しない真空排気システムが接続された真空チャンバを構成する。   Inside the load lock chamber 210, a substrate transported from another device or the like to the element structure manufacturing apparatus 1000 is inserted. For example, a substrate transfer robot (not shown) is disposed in the core chamber 200. Thereby, between the core chamber 200 and each of the first layer forming unit 201, the resin film forming unit 100, the localization processing unit 202, the second layer forming unit 203, the functional layer forming unit 204, and the load lock chamber 210. This makes it possible to transport the substrate. The substrate can be transferred to the outside of the element structure manufacturing apparatus 1000 via the load lock chamber 210. The core chamber 200, the film forming chambers 100, 201, 202, 203, 204 and the load lock chamber 210 constitute a vacuum chamber to which a vacuum exhaust system (not shown) is connected.

上記構成を有する素子構造体の製造装置1000を用いて素子構造体10の製造を行うことにより、各製造工程をオートメーション化できるとともに、同時に複数の成膜室を用いて効率的に製造を行うことができ、生産性を高めることが可能となる。   By manufacturing the element structure 10 using the element structure manufacturing apparatus 1000 having the above-described configuration, each manufacturing process can be automated, and at the same time, efficient manufacturing can be performed using a plurality of film formation chambers. It is possible to improve productivity.

第一層形成部201は、後述する素子構造体10において、基板2の一面側2aに配された機能層3を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、シリコン窒化物(SiN)等の無機材料からなる第一層41を形成する。第一層形成部201は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やスパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等により第一層41を成膜する成膜室である。The first layer forming portion 201 covers the functional layer 3 disposed on the one surface side 2a of the substrate 2 in the element structure 10 to be described later, and has a local convex portion, such as silicon nitride (SiN x ). The first layer 41 made of the inorganic material is formed. The first layer formation unit 201 is a film formation chamber in which the first layer 41 is formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a sputtering method, an ALD (Atomic Layer Deposition) method, or the like.

機能層形成部204は、後述する素子構造体10において、機能層3を形成する。なお、機能層形成部204は、ロードロック室210の外側に設けることもできる。   The functional layer forming unit 204 forms the functional layer 3 in the element structure 10 described later. Note that the functional layer forming unit 204 may be provided outside the load lock chamber 210.

第二層形成部203は、後述する素子構造体10において、第一層41および樹脂材51を被覆するように、第一層41と同様に無機材料からなる第二層42を形成する成膜室である。なお、第二層42と第一層41とが同一材料からなる場合には、第二層形成部203と第一層形成部201とを同一の構成とする、もしくは、一つの成膜室(共通の成膜室)を使用して第二層42と第一層41を形成することもできる。   The second layer forming unit 203 forms a second layer 42 made of an inorganic material like the first layer 41 so as to cover the first layer 41 and the resin material 51 in the element structure 10 to be described later. It is a room. In addition, when the 2nd layer 42 and the 1st layer 41 consist of the same material, the 2nd layer formation part 203 and the 1st layer formation part 201 are set as the same structure, or one film-forming chamber ( The second layer 42 and the first layer 41 can also be formed using a common film formation chamber.

さらに、第二層形成部203と第一層形成部201のいずれか、又は、共通の成膜室が、プラズマCVD装置で構成される場合、この形成部201、203や成膜室は、上述した機能だけでなく、後述する局在化処理部202の機能を兼ね備えることができる。例えば、プラズマCVD装置に樹脂膜が形成された基板を搬入し、酸化性ガスを導入してプラズマを発生させることにより、樹脂膜をエッチングし樹脂膜を局在化して樹脂材を形成することができる。その後、そのままプラズマCVD装置内で第二層42を形成することもできる。   Further, in the case where either the second layer forming unit 203 and the first layer forming unit 201 or the common film forming chamber is configured by a plasma CVD apparatus, the forming units 201 and 203 and the film forming chamber are In addition to the functions described above, the functions of the localization processing unit 202 described later can be provided. For example, a substrate on which a resin film is formed is loaded into a plasma CVD apparatus, and plasma is generated by introducing an oxidizing gas, thereby etching the resin film and localizing the resin film to form a resin material. it can. Thereafter, the second layer 42 can be formed in the plasma CVD apparatus as it is.

樹脂成膜部100は、気化した樹脂材料を樹脂成膜部100の内部に供給して、第一層41上に、樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成し、樹脂材料膜を硬化して樹脂膜を形成する成膜室である。   The resin film forming unit 100 supplies the vaporized resin material to the inside of the resin film forming unit 100, forms a resin material film made of a resin material on the first layer 41, and cures the resin material film to form a resin. A film formation chamber for forming a film.

樹脂成膜部100は、図2に示すように、内部空間が減圧可能なチャンバ110と、気化した樹脂材料をチャンバ110(処理室)に供給する気化器300と、制御部400と、を有する。   As shown in FIG. 2, the resin film forming unit 100 includes a chamber 110 whose internal space can be depressurized, a vaporizer 300 that supplies the vaporized resin material to the chamber 110 (processing chamber), and a control unit 400. .

チャンバ110の内部空間は、後述するように、上部空間107、下部空間108から構成されている。
チャンバ110には、不図示の真空排気装置(真空排気手段、真空ポンプ等)が接続され、真空排気装置は、チャンバ110の内部空間が真空雰囲気となるように、内部空間のガスを排気できるように構成されている。
The internal space of the chamber 110 is composed of an upper space 107 and a lower space 108 as will be described later.
An unillustrated evacuation device (evacuation means, vacuum pump, etc.) is connected to the chamber 110, and the evacuation device can evacuate the gas in the internal space so that the internal space of the chamber 110 becomes a vacuum atmosphere. It is configured.

チャンバ110の内部空間には、図2に示すように、シャワープレート105が配されており、チャンバ110内においてシャワープレート105より上側が上部空間107を構成する。チャンバ110の最上部には、石英等の紫外光を透過可能な部材からなる天板120が設けられ、天板120の上側には紫外光の照射装置122(UV照射装置)が配されている。
ここで、シャワープレート105も紫外光を透過可能な部材で形成されていることにより、照射装置122から天板120を通過して上部空間107へ導入された紫外光は、さらにシャワープレート105を通過し、シャワープレート105の下側に位置する下部空間108へ進行可能である。これにより、後述する基板S上に形成されたアクリル材料膜(樹脂材料膜)に対して、成膜後に紫外光を照射し、アクリル材料膜を硬化させアクリル樹脂膜(樹脂膜)を形成することが可能である。
As shown in FIG. 2, a shower plate 105 is disposed in the internal space of the chamber 110, and an upper space 107 is formed above the shower plate 105 in the chamber 110. A top plate 120 made of a material that can transmit ultraviolet light, such as quartz, is provided at the top of the chamber 110, and an ultraviolet light irradiation device 122 (UV irradiation device) is disposed above the top plate 120. .
Here, since the shower plate 105 is also formed of a member that can transmit ultraviolet light, the ultraviolet light that has passed through the top plate 120 from the irradiation device 122 and introduced into the upper space 107 further passes through the shower plate 105. Then, it can proceed to the lower space 108 located below the shower plate 105. As a result, an acrylic material film (resin material film) formed on the substrate S, which will be described later, is irradiated with ultraviolet light after film formation to cure the acrylic material film and form an acrylic resin film (resin film). Is possible.

チャンバ110には、不図示の加熱装置が配されている。上部空間107及び下部空間108を構成するチャンバ110の内壁面の温度は、樹脂材料の気化温度以上、好ましくは40〜250℃程度となるように設定可能であり、加熱装置によって制御される。   A heating device (not shown) is disposed in the chamber 110. The temperature of the inner wall surface of the chamber 110 constituting the upper space 107 and the lower space 108 can be set to be equal to or higher than the vaporization temperature of the resin material, preferably about 40 to 250 ° C., and is controlled by a heating device.

チャンバ110内においてシャワープレート105より下側に位置する下部空間108には、基板Sを載置するステージ102(基板保持部)が配されている。   In the lower space 108 positioned below the shower plate 105 in the chamber 110, a stage 102 (substrate holding unit) on which the substrate S is placed is disposed.

ステージ102においては、表面に基板が配置されるべき位置が予め定められている。ステージ102は、その表面が露出された状態で、チャンバ110内に配置されている。符号Sは基板ステージ102の表面の所定位置に配置された基板を示している。ステージ102には、基板Sを冷却する基板冷却装置102aが設けられる。   In stage 102, the position where the substrate is to be placed on the surface is predetermined. The stage 102 is disposed in the chamber 110 with its surface exposed. Reference numeral S denotes a substrate disposed at a predetermined position on the surface of the substrate stage 102. The stage 102 is provided with a substrate cooling device 102a for cooling the substrate S.

基板冷却装置102aは、ステージ102内部に冷媒を供給してステージ102上面の基板Sを冷却する。具体的には、基板Sの温度が、基板Sを載置するステージ102(基板保持部)に内蔵された冷却装置102aにより制御され、樹脂材料の気化温度以下、好ましくは零度(0℃)以下、例えば、−30℃〜0℃程度に制御される。   The substrate cooling device 102 a supplies a coolant into the stage 102 to cool the substrate S on the upper surface of the stage 102. Specifically, the temperature of the substrate S is controlled by the cooling device 102a built in the stage 102 (substrate holding unit) on which the substrate S is placed, and is not more than the vaporization temperature of the resin material, preferably not more than zero degree (0 ° C.). For example, the temperature is controlled to about −30 ° C. to 0 ° C.

ステージ102の上側位置には、ステージ102の全面に対向してシャワープレート105が設けられる。シャワープレート105は、多数の貫通孔の設けられた石英等の紫外線透過材料からなる板状部材で構成され、チャンバ110の内部空間を上空間と下空間とに分割している。   A shower plate 105 is provided above the stage 102 so as to face the entire surface of the stage 102. The shower plate 105 is composed of a plate-like member made of an ultraviolet light transmitting material such as quartz provided with a large number of through holes, and divides the internal space of the chamber 110 into an upper space and a lower space.

下部空間108には、図示しないマスクが設けられ、このマスクの位置は、成膜において所定の位置に設定可能である。基板が移動する際には、マスクは、基板から退避するように移動可能である。   A mask (not shown) is provided in the lower space 108, and the position of this mask can be set to a predetermined position in film formation. When the substrate moves, the mask is movable so as to retract from the substrate.

チャンバ110の上部空間107には、配管112(樹脂材料供給管)およびバルブ112Vを介して気化器300と連通している。この樹脂材料供給管112を介してチャンバ110の上部空間107に対して、気化された樹脂材料は供給可能である。   The upper space 107 of the chamber 110 communicates with the vaporizer 300 via a pipe 112 (resin material supply pipe) and a valve 112V. The vaporized resin material can be supplied to the upper space 107 of the chamber 110 through the resin material supply pipe 112.

樹脂材料供給管112(第一配管)のバルブ112Vよりも気化器300に近い位置には、バルブ113Vを有する樹脂材料迂回管113の一端が接続されている。樹脂材料迂回管113(第二配管)の他端は、排気管114を介して外部に接続されており、樹脂材料迂回管113を通じてガスが排気可能である。排気管114は、液化回収装置に接続され、樹脂材料を液化して回収することが可能である。   One end of a resin material bypass pipe 113 having a valve 113V is connected to a position closer to the vaporizer 300 than the valve 112V of the resin material supply pipe 112 (first pipe). The other end of the resin material bypass pipe 113 (second pipe) is connected to the outside through an exhaust pipe 114, and gas can be exhausted through the resin material bypass pipe 113. The exhaust pipe 114 is connected to a liquefaction recovery device, and can liquefy and recover the resin material.

バルブ112Vおよびバルブ113Vの開閉駆動は、制御部400によって制御される。制御部400は、気化器300からの気化した樹脂材料をチャンバ110内へ供給する成膜状態と、気化器300からの気化した樹脂材料を外部に排気してチャンバ110内への供給しない非成膜状態と、を切り替え可能に制御する。   The opening / closing drive of the valve 112V and the valve 113V is controlled by the control unit 400. The control unit 400 has a film forming state in which the vaporized resin material from the vaporizer 300 is supplied into the chamber 110, and a non-generated state in which the vaporized resin material from the vaporizer 300 is exhausted to the outside and not supplied into the chamber 110. The film state is controlled to be switchable.

バルブ112V、バルブ113V、及び制御部400は、樹脂材料供給管112を通じてチャンバ110の内部に樹脂材料を供給する、或いは、樹脂材料迂回管113を通じてチャンバ110の外部に樹脂材料を排気する選択機能を有する切替部を構成している。   The valve 112V, the valve 113V, and the control unit 400 have a selection function of supplying the resin material into the chamber 110 through the resin material supply pipe 112 or exhausting the resin material to the outside of the chamber 110 through the resin material bypass pipe 113. The switch part which has is comprised.

気化器300は、チャンバ110に対して気化された樹脂材料を供給可能とする。図2に示すように、気化器300は、気化槽130と、吐出部132と、樹脂材料原料容器150と、を有する。   The vaporizer 300 can supply the vaporized resin material to the chamber 110. As illustrated in FIG. 2, the vaporizer 300 includes a vaporization tank 130, a discharge unit 132, and a resin material raw material container 150.

気化槽130は、図2に示すように、液状の樹脂材料を気化するための内部空間を備え、内部空間の上方には、液状の樹脂材料を噴霧する吐出部132が配されている。気化槽130は、略円筒状に形成されるが、他の断面形状とされることもできる。気化槽130は、その内面が、例えば、SUS、Al等からなることができる。   As shown in FIG. 2, the vaporization tank 130 includes an internal space for vaporizing the liquid resin material, and a discharge unit 132 for spraying the liquid resin material is disposed above the internal space. The vaporization tank 130 is formed in a substantially cylindrical shape, but may have other cross-sectional shapes. The inner surface of the vaporization tank 130 can be made of, for example, SUS, Al, or the like.

吐出部132には、樹脂材料原料容器150にバルブ140Vを介して接続された樹脂材料液供給管140の一端と、窒素ガス等とされるキャリアガスを供給するキャリアガス供給管130Gと、が接続されている。樹脂材料液供給管140の他端は、樹脂材料原料容器150に接続されるとともに、樹脂材料原料容器150内に貯留された液状の樹脂材料の内部に位置している。   Connected to the discharge section 132 are one end of a resin material liquid supply pipe 140 connected to the resin material raw material container 150 via a valve 140V and a carrier gas supply pipe 130G for supplying a carrier gas such as nitrogen gas. Has been. The other end of the resin material liquid supply pipe 140 is connected to the resin material raw material container 150 and is located inside the liquid resin material stored in the resin material raw material container 150.

樹脂材料原料容器150には、窒素ガス等とされる材料液供給用の加圧ガス供給管150Gが接続され、樹脂材料原料容器150の内圧を上昇させて加圧した液状の樹脂材料は、樹脂材料液供給管140へと送液可能となっている。   A pressurized gas supply pipe 150G for supplying a material liquid such as nitrogen gas is connected to the resin material raw material container 150, and the liquid resin material pressurized by increasing the internal pressure of the resin material raw material container 150 is a resin. The liquid can be supplied to the material liquid supply pipe 140.

吐出部132は、樹脂材料液供給管140から供給された液状の樹脂材料をキャリアガスとともに気化槽130の内部空間に噴霧するよう構成されている。吐出部132は、気化槽130の頂部略中央位置に設けられている。
気化槽130の内部空間に斜面を有する加温部135を設け、加熱部材に向かって樹脂材料を噴霧してもよい。
The discharge part 132 is configured to spray the liquid resin material supplied from the resin material liquid supply pipe 140 into the internal space of the vaporization tank 130 together with the carrier gas. The discharge part 132 is provided in the approximate center position of the top part of the vaporization tank 130.
A heating unit 135 having an inclined surface may be provided in the internal space of the vaporization tank 130 and the resin material may be sprayed toward the heating member.

気化槽130には、真空計PGが設けられ、内部の圧力を測定可能とされている。   The vaporization tank 130 is provided with a vacuum gauge PG so that the internal pressure can be measured.

また、気化槽130の側壁には、内部空間に接する面の温度を制御する温度制御装置が設けられ、具体的には、気化槽130の側壁を加温するヒータが設けられている。   Further, a temperature control device for controlling the temperature of the surface in contact with the internal space is provided on the side wall of the vaporization tank 130, and specifically, a heater for heating the side wall of the vaporization tank 130 is provided.

気化槽130に接続された樹脂材料供給管112(第一配管)にも、同様の温度調整装置としてヒータが設けられている。このヒータは、樹脂材料供給管(第一配管)に巻き付けられており、気化した樹脂材料が、壁面で凝縮しないようになっている。
なお、樹脂材料迂回管113に、同様の温度調整装置としてヒータを設けることもできる。
The resin material supply pipe 112 (first pipe) connected to the vaporization tank 130 is also provided with a heater as a similar temperature adjusting device. This heater is wound around a resin material supply pipe (first pipe) so that the vaporized resin material does not condense on the wall surface.
In addition, the resin material bypass pipe 113 can be provided with a heater as a similar temperature adjusting device.

これらのヒータは、気化した樹脂材料に露出する表面の温度を樹脂材料の気化温度よりも高い状態に設定して、樹脂材料の液化を防止することが可能である。同時に、樹脂材料の加熱固化を極力低減するように温度設定されている。   These heaters can prevent the liquefaction of the resin material by setting the surface temperature exposed to the vaporized resin material to be higher than the vaporization temperature of the resin material. At the same time, the temperature is set so as to reduce the heat solidification of the resin material as much as possible.

気化器300において樹脂材料を気化させる際には、ヒータによって、気化槽130、および、樹脂材料供給管112(第一配管)を加温した状態とする。   When the resin material is vaporized in the vaporizer 300, the vaporization tank 130 and the resin material supply pipe 112 (first pipe) are heated by a heater.

同時に、制御部400により、バルブ112Vを閉状態として、樹脂材料供給管112にガスが流入できない状態とするとともに、バルブ113Vを開状態として、樹脂材料迂回管113にガスが流入可能な状態とする。   At the same time, the control unit 400 closes the valve 112V so that the gas cannot flow into the resin material supply pipe 112, and opens the valve 113V so that the gas can flow into the resin material bypass pipe 113. .

この状態で、樹脂材料原料容器150の内圧を上昇させて、樹脂材料液供給管140から供給された液状の樹脂材料を、吐出部132からキャリアガスとともに気化槽130の内部空間に噴霧する。このとき、吐出部132に供給される樹脂材料およびキャリアガスをさらに加温することもできる。   In this state, the internal pressure of the resin material raw material container 150 is increased, and the liquid resin material supplied from the resin material liquid supply pipe 140 is sprayed from the discharge part 132 to the internal space of the vaporization tank 130 together with the carrier gas. At this time, the resin material and the carrier gas supplied to the discharge unit 132 can be further heated.

吐出部132からキャリアガスとともに気化槽130の内部空間に噴霧された樹脂材料は、加温された気化槽130内部において気化する。   The resin material sprayed into the internal space of the vaporization tank 130 together with the carrier gas from the discharge unit 132 is vaporized inside the heated vaporization tank 130.

なお、本実施形態では、樹脂材料として紫外線硬化樹脂材料を使用する場合がある。紫外線硬化樹脂材料は、加熱等により一部が重合・変質する場合がある。このように変化した樹脂は蒸発温度が上がり蒸発せず、加温部135や気化槽130表面に残存し蒸発量が変動する可能性がある。   In the present embodiment, an ultraviolet curable resin material may be used as the resin material. The ultraviolet curable resin material may be partially polymerized or altered by heating or the like. The resin that has changed in this way has an evaporation temperature that does not evaporate, and may remain on the surface of the heating unit 135 or the vaporization tank 130 and the evaporation amount may fluctuate.

樹脂材料の気化が定常的に行われている間に、制御部400により、バルブ112Vを開状態として、樹脂材料供給管112にガスが流入可能な状態とするとともに、バルブ113Vを閉状態として、樹脂材料迂回管113にガスが流入できない状態とする。これにより、チャンバ110に気化した樹脂材料が供給され、成膜処理を行うことが可能となる。   While the resin material is constantly vaporized, the control unit 400 opens the valve 112V, allows the gas to flow into the resin material supply pipe 112, and closes the valve 113V. The state is such that gas cannot flow into the resin material bypass pipe 113. Thereby, the vaporized resin material is supplied to the chamber 110, and the film formation process can be performed.

切替部の駆動によって、即ち、制御部400によってバルブ112V及びバルブ113Vの開閉状態を切り替えるだけで、樹脂材料供給管112(第一配管)に対する樹脂材料の供給と、樹脂材料迂回管113(第二配管)に対する樹脂材料の供給とを選択することができる。このため、チャンバ110に供給する気化した樹脂材料の供給量を安定化できるため、成膜開始時の成膜レートを安定させることができる。   By simply switching the opening and closing states of the valve 112V and the valve 113V by the control unit 400, the resin material can be supplied to the resin material supply pipe 112 (first pipe) and the resin material bypass pipe 113 (second pipe). The supply of the resin material to the pipe) can be selected. For this reason, since the supply amount of the vaporized resin material supplied to the chamber 110 can be stabilized, the film formation rate at the start of film formation can be stabilized.

樹脂成膜部100は、例えば、気化温度40〜250℃程度とされる紫外線硬化型アクリル樹脂材料の成膜と、成膜された樹脂材料の硬化のための紫外線照射とを同一のチャンバ110内で可能とするように構成されている。これにより、いずれの処理工程も同一の装置構成で行うことが可能となり、生産性を向上させることができる。   For example, the resin film forming unit 100 performs film formation of an ultraviolet curable acrylic resin material having a vaporization temperature of about 40 to 250 ° C. and ultraviolet irradiation for curing the formed resin material in the same chamber 110. It is configured to be possible. Thereby, it becomes possible to perform any processing process with the same apparatus structure, and it can improve productivity.

樹脂成膜部100においては、本実施形態に係る素子構造体の製造方法(成膜方法)における工程Bとして、後述する液状の樹脂材料膜5aを成膜する際に、樹脂材料の供給を制御する。図3に示すように、工程Bは、検量線取得工程S01と、補償時間設定工程S02と、外部排気切替工程S03と、気化開始工程S04と、気化持続時間計測工程S05と、膜厚設定工程S06と、供給時間設定工程S07と、基板搬入工程S08と、供給開始工程S09と、供給時間計測工程S10と、供給停止工程S11と、基板搬出工程S12と、気化停止工程S13と、を有する。   In the resin film forming unit 100, as the process B in the element structure manufacturing method (film forming method) according to the present embodiment, the supply of the resin material is controlled when a liquid resin material film 5a described later is formed. To do. As shown in FIG. 3, the process B includes a calibration curve acquisition process S01, a compensation time setting process S02, an external exhaust gas switching process S03, a vaporization start process S04, a vaporization duration measurement process S05, and a film thickness setting process. S06, supply time setting step S07, substrate carry-in step S08, supply start step S09, supply time measurement step S10, supply stop step S11, substrate carry-out step S12, and vaporization stop step S13.

図3に示す検量線取得工程S01においては、気化器300からの気化した樹脂材料供給量に対して、図15に示すように、基板1枚当たりの成膜時間を一定として、膜厚を測定する。
この際、樹脂材料原料容器150からの樹脂材料供給量を一定として定常的に供給した状態で、複数枚の基板Sに対して、同一の成膜処理時間となるようにして順次成膜を行い、各回における膜厚の減少分(減少量)を検量線として測定する。
図15に示すように、気化器300への積算供給量(気化器積算樹脂材料供給量(g))、つまり、気化持続時間の経過に対して、基板一枚当たりの膜厚(=成膜レート)が減少している。この減少に対して、図中で直線を引き、検量線とする。
In the calibration curve acquisition step S01 shown in FIG. 3, the film thickness is measured with a constant film formation time per substrate as shown in FIG. 15 with respect to the amount of resin material supplied from the vaporizer 300 as shown in FIG. To do.
At this time, in a state where the resin material supply amount from the resin material raw material container 150 is constantly supplied, film formation is sequentially performed on the plurality of substrates S so as to have the same film formation processing time. The amount of decrease in film thickness (reduction amount) at each time is measured as a calibration curve.
As shown in FIG. 15, the integrated supply amount (vaporizer integrated resin material supply amount (g)) to the vaporizer 300, that is, the film thickness per substrate (= film formation) with respect to the elapse of the vaporization duration. Rate) is decreasing. In response to this decrease, a straight line is drawn in the figure as a calibration curve.

図3に示す補償時間設定工程S02においては、検量線取得工程S01で取得した検量線に対して、最初に設定した成膜処理時間に対する減少分を補償するように、積算樹脂材料供給量に対応して、1枚当たりの成膜処理時間を増加する補償時間を設定する。この補償時間は、成膜する狙いの膜厚に対して、成膜レートの減少を補償するように設定する。補償時間または成膜レートの変化傾向は制御部に記憶される。   In the compensation time setting step S02 shown in FIG. 3, it corresponds to the integrated resin material supply amount so as to compensate the decrease with respect to the initially set film forming processing time with respect to the calibration curve acquired in the calibration curve acquisition step S01. Then, a compensation time for increasing the film formation processing time per sheet is set. This compensation time is set so as to compensate for the decrease in the film formation rate with respect to the target film thickness. The change tendency of the compensation time or the film formation rate is stored in the control unit.

次いで、図3に示す外部排気切替工程S03においては、制御部400によって、バルブ112Vとバルブ113Vとの開閉状態を切り替えて、気化器300から樹脂材料迂回管113(第二配管)に樹脂材料を供給する。   Next, in the external exhaust gas switching step S03 shown in FIG. 3, the controller 400 switches the open / close state of the valve 112V and the valve 113V, and the resin material is supplied from the vaporizer 300 to the resin material bypass pipe 113 (second pipe). Supply.

図3に示す気化開始工程S04においては、この状態で、上述したように、気化器300において樹脂材料の気化を開始する。
同時に、図3に示す気化持続時間計測工程S05として、補償時間を算出する基準となる気化持続時間の計測を開始する。
In the vaporization start process S04 shown in FIG. 3, in this state, the vaporization of the resin material is started in the vaporizer 300 as described above.
At the same time, as the vaporization duration measurement step S05 shown in FIG. 3, measurement of the vaporization duration that is a reference for calculating the compensation time is started.

次いで、図3に示す膜厚設定工程S06と供給時間設定工程S07とにおいて、狙いの膜厚と、成膜開始時における気化持続時間からの補償時間を算出しておく。
具体的には、気化した樹脂材料の気化持続時間に対応して、1回当たりの成膜時間である供給時間を長くするように設定する。
Next, in the film thickness setting step S06 and the supply time setting step S07 shown in FIG. 3, the target film thickness and the compensation time from the vaporization duration at the start of film formation are calculated.
Specifically, the supply time, which is the film formation time per time, is set to be longer corresponding to the vaporization duration of the vaporized resin material.

次いで、図3に示す基板搬入工程S08において、樹脂成膜部100に基板Sを搬入する。   Next, the substrate S is carried into the resin film forming unit 100 in the substrate carrying-in step S08 shown in FIG.

次いで、図3に示す供給開始工程S09において、制御部400によって、バルブ112Vとバルブ113Vとの開閉状態を切り替えて、気化器300から樹脂材料を樹脂材料供給管112(第一配管)に供給し、成膜を開始する。
同時に、図3に示す供給時間計測工程S10として、成膜された膜厚として換算される樹脂材料供給量の計測を開始する。
Next, in the supply start step S09 shown in FIG. 3, the controller 400 switches the open / close state of the valve 112V and the valve 113V, and supplies the resin material from the vaporizer 300 to the resin material supply pipe 112 (first pipe). Then, film formation is started.
At the same time, as the supply time measurement step S10 shown in FIG. 3, measurement of the resin material supply amount converted as the formed film thickness is started.

次いで、図3に示す供給停止工程S11において、供給時間設定工程S07で設定された供給時間にしたがって、制御部400によって、バルブ112Vとバルブ113Vとの開閉状態を切り替えて、気化器300から樹脂材料を樹脂材料迂回管113(第二配管)に供給し、狙いの膜厚を得て、成膜を終了する。   Next, in the supply stop process S11 shown in FIG. 3, the controller 400 switches the open / close state of the valve 112V and the valve 113V according to the supply time set in the supply time setting process S07, and the resin material is supplied from the vaporizer 300. Is supplied to the resin material bypass pipe 113 (second pipe) to obtain a target film thickness, and the film formation is completed.

次いで、図3に示す基板搬出工程S12として、成膜された基板Sを樹脂成膜部100から搬出する。   Next, as a substrate unloading step S <b> 12 shown in FIG. 3, the formed substrate S is unloaded from the resin film forming unit 100.

必要であれば、膜厚設定工程S06から基板搬出工程S12を複数回繰り返す。この際、気化持続時間計測工程S05としての気化持続時間を積算し、この値にしたがって、毎回、供給時間設定工程S07として、補償時間を算出しなおして、供給停止工程S11における切り替え時間を制御する。
具体的には、気化器300における樹脂材料の気化持続時間の増加に応じて、加熱固化の発生等によって減少する樹脂材料量を補償するために、成膜時間である供給時間を長くするように供給時間を補償するように設定する。
If necessary, the substrate carry-out step S12 is repeated a plurality of times from the film thickness setting step S06. At this time, the vaporization duration as the vaporization duration measurement step S05 is integrated, and according to this value, the compensation time is calculated again as the supply time setting step S07 every time, and the switching time in the supply stop step S11 is controlled. .
Specifically, in order to compensate for the amount of the resin material that decreases due to the occurrence of heat solidification or the like in accordance with the increase in the vaporization duration of the resin material in the vaporizer 300, the supply time that is the film formation time is increased. Set to compensate for supply time.

次いで、図3に示す気化停止工程S13として、気化器300における気化を停止し、気化持続時間の計測を終了する。なお、膜厚設定工程S06と、供給時間設定工程S07とは、基板搬入工程S08以降に行われる工程に対して、つまり、実際の成膜が行われる工程よりも前であれば、その実施時期、順序は、上記の工程順に限るものではない。
また、気化器300は連続運転でなくても、直近のクリーニングからの気化時間の積算で気化効率が減少する。気化器300の運転、停止を繰り返しても、気化時間を積算すれば、気化効率の減少量を算出することができる。
Next, as the vaporization stop step S13 shown in FIG. 3, the vaporization in the vaporizer 300 is stopped and the measurement of the vaporization duration is ended. It should be noted that the film thickness setting step S06 and the supply time setting step S07 are the execution times of the steps performed after the substrate carry-in step S08, that is, before the step of actual film formation. The order is not limited to the order of the steps described above.
Further, even if the vaporizer 300 is not continuously operated, the vaporization efficiency is reduced by integrating the vaporization time from the latest cleaning. Even if the operation and stop of the vaporizer 300 are repeated, the reduction amount of the vaporization efficiency can be calculated by integrating the vaporization time.

本実施形態に係る素子構造体の製造方法として、上記のように処理時間に応じて減少する気化した樹脂材料の供給を補償するように供給状態を制御する。これにより、樹脂材料による成膜レートを気化持続時間の経過によらず安定させるとともに、図16に示すように、複数の基板Sに順に成膜を行う場合でも、樹脂材料による成膜レートを成膜回数および成膜時間によらず安定させる。従って、成膜特性の変動が発生することを防止することができ、膜特性(膜厚)の変動を防止することができる。   As a manufacturing method of the element structure according to the present embodiment, the supply state is controlled so as to compensate for the supply of the vaporized resin material that decreases according to the processing time as described above. As a result, the film formation rate by the resin material is stabilized regardless of the elapse of the vaporization duration, and as shown in FIG. 16, the film formation rate by the resin material is achieved even when the film formation is sequentially performed on the plurality of substrates S. Stabilizes regardless of the number of times of film formation and the film formation time. Therefore, it is possible to prevent fluctuations in film formation characteristics from occurring and to prevent fluctuations in film characteristics (film thickness).

なお、各工程の制御は制御部400により行うことができ、検量線の算出や成膜時間の算出および積算も制御部400の有する演算部が行う。さらに、必要なデータの記憶も制御部400の有する記憶部が行う。   The control of each process can be performed by the control unit 400, and the calculation unit of the control unit 400 also performs calculation of a calibration curve, calculation of film formation time, and integration. Furthermore, the storage unit included in the control unit 400 also stores necessary data.

以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置1000で製造される素子構造体10について説明する。
図4は、本実施形態に係る素子構造体を示す概略断面図である。図5は、図4の素子構造体を示す平面図である。図6は、素子構造体の要部を示す拡大図である。各図においてX軸、Y軸及びZ軸方向は相互に直交する3軸方向を示しており、本実施形態ではX軸及びY軸方向は相互に直交する水平方向、Z軸方向は鉛直方向を示している。
Hereinafter, the element structure 10 manufactured by the element structure manufacturing apparatus 1000 according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the element structure according to the present embodiment. FIG. 5 is a plan view showing the element structure of FIG. FIG. 6 is an enlarged view showing a main part of the element structure. In each figure, the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions indicate triaxial directions orthogonal to each other. In this embodiment, the X-axis and Y-axis directions are orthogonal to each other, and the Z-axis direction is vertical. Show.

本実施形態に係る素子構造体10は、デバイス層3(機能層)を含む基板2と、基板2の表面2aに形成され機能層3を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、シリコン窒化物(SiN)等の無機材料からなる第1の無機材料層41(第一層)と、第1の無機材料層41を被覆するように、第一層41と同様に第2の無機材料層42(第三層)とを備える。本実施形態において素子構造体10は、有機EL発光層を有する発光素子で構成される。The element structure 10 according to the present embodiment includes a substrate 2 including a device layer 3 (functional layer), a silicon nitride layer that is formed on the surface 2a of the substrate 2 and covers the functional layer 3, and has local protrusions. The first inorganic material layer 41 (first layer) made of an inorganic material such as a material (SiN x ) and the second inorganic material in the same manner as the first layer 41 so as to cover the first inorganic material layer 41 A layer 42 (third layer). In the present embodiment, the element structure 10 includes a light emitting element having an organic EL light emitting layer.

基板2は、表面2a(第1の面)と裏面2c(第2の面)とを有し、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等で構成される。基板2の形状は、特に限定されず、本実施形態では矩形状に形成される。基板2の大きさ、厚み等は、特に限定されず、素子サイズの大きさに応じて、適宜の大きさ、厚みを有する基板が用いられる。本実施形態では、一枚の大型基板S上に作製された同一素子の集合体から複数の素子構造体10が作製される。   The substrate 2 has a front surface 2a (first surface) and a back surface 2c (second surface), and is made of, for example, a glass substrate or a plastic substrate. The shape of the board | substrate 2 is not specifically limited, In this embodiment, it forms in a rectangular shape. The magnitude | size, thickness, etc. of the board | substrate 2 are not specifically limited, According to the magnitude | size of element size, the board | substrate which has a suitable magnitude | size and thickness is used. In the present embodiment, a plurality of element structures 10 are manufactured from an assembly of the same elements manufactured on one large substrate S.

デバイス層3(機能層)は、上部電極及び下部電極を含む有機EL発光層で構成される。このような構成以外にも、デバイス層3は、液晶素子における液晶層や発電素子における発電層等のような、水分、酸素等により劣化しやすい性質の材料を含む種々の機能素子で構成されてもよい。   The device layer 3 (functional layer) is composed of an organic EL light emitting layer including an upper electrode and a lower electrode. In addition to such a configuration, the device layer 3 is composed of various functional elements including materials that easily deteriorate due to moisture, oxygen, and the like, such as a liquid crystal layer in a liquid crystal element and a power generation layer in a power generation element. Also good.

デバイス層3は、基板2の表面2aの所定領域に成膜される。デバイス層3の平面形状は、特に限定されず、本実施形態では略矩形状に形成されるが、このような形状以外にも、円形状、線形状等の形状が採用されてもよい。デバイス層3は、基板2の表面2aに配置される例に限られず、基板2の表面2a及び裏面2cのうち少なくとも一方の面に配置されていればよい。   The device layer 3 is formed in a predetermined region on the surface 2 a of the substrate 2. The planar shape of the device layer 3 is not particularly limited and is formed in a substantially rectangular shape in the present embodiment, but other shapes such as a circular shape and a linear shape may be adopted. The device layer 3 is not limited to the example of being disposed on the front surface 2a of the substrate 2, but may be disposed on at least one of the front surface 2a and the back surface 2c of the substrate 2.

第1の無機材料層41(第一層)は、デバイス層3が配置される基板2の面2aに設けられ、デバイス層3の表面3a及び側面3sを被覆する凸部を構成する。第1の無機材料層41は、基板2の表面2aから図6における上方へ突出する立体構造を有する。   The 1st inorganic material layer 41 (1st layer) is provided in the surface 2a of the board | substrate 2 with which the device layer 3 is arrange | positioned, and comprises the convex part which coat | covers the surface 3a and the side surface 3s of the device layer 3. FIG. The first inorganic material layer 41 has a three-dimensional structure that protrudes upward in FIG. 6 from the surface 2 a of the substrate 2.

第1の無機材料層41は、水分や酸素からデバイス層3を保護することが可能な無機材料で構成される。本実施形態において第1の無機材料層41は、水蒸気バリア特性に優れたシリコン窒化物(SiN)で構成されるが、この材料に限定されない。シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等の他のシリコン化合物、あるいは酸化アルミニウム等の水蒸気バリア性を有する他の無機材料で、第1の無機材料層41が構成されてもよい。The first inorganic material layer 41 is made of an inorganic material capable of protecting the device layer 3 from moisture and oxygen. In the present embodiment, the first inorganic material layer 41 is composed of silicon nitride (SiN x ) having excellent water vapor barrier properties, but is not limited to this material. The first inorganic material layer 41 may be composed of another silicon compound such as silicon oxide or silicon oxynitride, or another inorganic material having a water vapor barrier property such as aluminum oxide.

第1の無機材料層41は、例えば、適宜のマスクを用いて基板2の表面2aに成膜される。本実施形態では、デバイス層3を収容できる大きさの矩形開口部を有するマスクを用いて第1の無機材料層41が成膜される。成膜方法は、特に限定されず、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やスパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等が適用可能である。第1の無機材料層41の厚みは、特に限定されず、例えば、200nm〜2μmである。   The first inorganic material layer 41 is formed on the surface 2a of the substrate 2 using, for example, an appropriate mask. In the present embodiment, the first inorganic material layer 41 is formed using a mask having a rectangular opening having a size that can accommodate the device layer 3. The film formation method is not particularly limited, and a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a sputtering method, an ALD (Atomic Layer Deposition) method, or the like is applicable. The thickness of the 1st inorganic material layer 41 is not specifically limited, For example, they are 200 nm-2 micrometers.

第2の無機材料層42(第二層)は、第1の無機材料層41と同様に、水分や酸素からデバイス層3を保護することが可能な無機材料で構成され、第1の無機材料層41の表面41a及び側面41sを被覆するように基板2の表面2aに設けられる。本実施形態において第2の無機材料層42は、水蒸気バリア特性に優れたシリコン窒化物(SiN)で構成されるが、この材料に限定されない。シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等の他のシリコン化合物、あるいは酸化アルミニウム等の水蒸気バリア性を有する他の無機材料で、第2の無機材料層42が構成されてもよい。Similar to the first inorganic material layer 41, the second inorganic material layer 42 (second layer) is composed of an inorganic material capable of protecting the device layer 3 from moisture and oxygen. It is provided on the surface 2 a of the substrate 2 so as to cover the surface 41 a and the side surface 41 s of the layer 41. In the present embodiment, the second inorganic material layer 42 is composed of silicon nitride (SiN x ) having excellent water vapor barrier properties, but is not limited to this material. The second inorganic material layer 42 may be composed of another silicon compound such as silicon oxide or silicon oxynitride, or another inorganic material having a water vapor barrier property such as aluminum oxide.

第2の無機材料層42は、例えば、適宜のマスクを用いて基板2の表面2aに成膜される。本実施形態では、第1の無機材料層41を収容できる大きさの矩形開口部を有するマスクを用いて第2の無機材料層42が成膜される。成膜方法は、特に限定されず、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やスパッタリング法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等が適用可能である。第2の無機材料層42の厚みは、特に限定されず、例えば、200nm〜2μmである。   The second inorganic material layer 42 is formed on the surface 2a of the substrate 2 using, for example, an appropriate mask. In the present embodiment, the second inorganic material layer 42 is formed using a mask having a rectangular opening having a size capable of accommodating the first inorganic material layer 41. The film formation method is not particularly limited, and a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a sputtering method, an ALD (Atomic Layer Deposition) method, or the like is applicable. The thickness of the second inorganic material layer 42 is not particularly limited, and is, for example, 200 nm to 2 μm.

本実施形態に係る素子構造体10は、第1の樹脂材51をさらに有する。第1の樹脂材51は、第1の無機材料層41(凸部)の周囲に偏在する。本実施形態において第1の樹脂材51は、第1の無機材料層41と第2の無機材料層42との間に介在し、第1の無機材料層41の側面41sと基板2の表面2aとの境界部2bに偏在する。第1の樹脂材51は、境界部2b付近に形成された第1の無機材料層41と基板表面2aとの間の間隙G(図6)を充填する機能を有する。   The element structure 10 according to the present embodiment further includes a first resin material 51. The first resin material 51 is unevenly distributed around the first inorganic material layer 41 (convex portion). In the present embodiment, the first resin material 51 is interposed between the first inorganic material layer 41 and the second inorganic material layer 42, and the side surface 41 s of the first inorganic material layer 41 and the surface 2 a of the substrate 2. Is unevenly distributed at the boundary 2b. The first resin material 51 has a function of filling the gap G (FIG. 6) between the first inorganic material layer 41 formed in the vicinity of the boundary 2b and the substrate surface 2a.

図6では、素子構造体10における境界部2bの周辺構造を拡大して示している。第1の無機材料層41は、無機材料のCVD膜あるいはスパッタ膜で形成されるため、デバイス層3を含む基板2の凹凸構造面に対するカバレッジ特性(段差被覆性)が比較的低い。その結果、図6に示すようにデバイス層3の側面3sを被覆する第1の無機材料層41は、基板表面2a付近でカバレッジ特性が低下し、被覆膜厚が極度に小さいか、被覆膜が存在しない状態になるおそれがある。   In FIG. 6, the peripheral structure of the boundary portion 2b in the element structure 10 is shown enlarged. Since the first inorganic material layer 41 is formed of an inorganic material CVD film or sputtered film, the coverage characteristic (step coverage) with respect to the concavo-convex structure surface of the substrate 2 including the device layer 3 is relatively low. As a result, as shown in FIG. 6, the first inorganic material layer 41 covering the side surface 3s of the device layer 3 has reduced coverage characteristics near the substrate surface 2a, and the coating film thickness is extremely small. There is a risk that the film may be absent.

そこで本実施形態では、上述のような第1の無機材料層41の周辺の被覆不良領域に第1の樹脂材51を偏在させることで、当該被覆不良領域からデバイス層3内部への水分や酸素の侵入を抑制するようにしている。また、第2の無機材料層42の成膜時には、第1の樹脂材51が第2の無機材料層42の下地層として機能することで、第2の無機材料層42の適正な成膜を可能とし、第1の無機材料層41の側面41sを所望の膜厚で適切に被覆することが可能となる。   Therefore, in the present embodiment, the first resin material 51 is unevenly distributed in the poorly coated region around the first inorganic material layer 41 as described above, so that moisture and oxygen from the poorly coated region to the inside of the device layer 3 can be obtained. To prevent intrusion. In addition, when the second inorganic material layer 42 is formed, the first resin material 51 functions as a base layer of the second inorganic material layer 42, so that the second inorganic material layer 42 is appropriately formed. Therefore, the side surface 41s of the first inorganic material layer 41 can be appropriately covered with a desired film thickness.

第1の樹脂材51の形成方法は、噴霧気化によって気化した樹脂材料が、基板表面2aに供給されて凝縮して樹脂材料膜5aを形成し、樹脂材料膜5aを硬化して樹脂膜5を形成した後、不要部分を除去する局在化工程により形成される。   In the first resin material 51, the resin material vaporized by spray vaporization is supplied to the substrate surface 2a and condensed to form the resin material film 5a, and the resin material film 5a is cured to form the resin film 5. After the formation, it is formed by a localization process for removing unnecessary portions.

以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置による素子構造体の製造方法について説明する。
図7〜図11は、本実施形態に係る素子構造体の製造方法における第1の樹脂材51の形成方法を模式的に示す工程図である。
Hereinafter, a method for manufacturing an element structure using the device for manufacturing an element structure according to the present embodiment will be described.
7 to 11 are process diagrams schematically showing a method of forming the first resin material 51 in the method for manufacturing an element structure according to the present embodiment.

(デバイス層の形成工程例〜工程A)
まず、図1に示す素子構造体の製造装置1000において、ロードロック室210からコア室200に搬入された基板Sは、図示しない基板搬送ロボットによりコア室200から機能層形成部204に搬送される。この機能層形成部204において基板S上の所定の領域にデバイス層3(機能層)を形成する。
(Device layer formation process example to process A)
First, in the element structure manufacturing apparatus 1000 shown in FIG. 1, the substrate S carried into the core chamber 200 from the load lock chamber 210 is transported from the core chamber 200 to the functional layer forming unit 204 by a substrate transport robot (not shown). . In the functional layer forming unit 204, the device layer 3 (functional layer) is formed in a predetermined region on the substrate S.

本実施形態において、機能層3となる領域としては、基板S上における複数箇所の領域、例えば、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ2箇所ずつ所定間隔で配列された4箇所の領域配置や、単数の機能層3となる領域が用いられる。   In the present embodiment, the region to be the functional layer 3 is a plurality of regions on the substrate S, for example, four region arrangements arranged at predetermined intervals of two each in the X-axis direction and the Y-axis direction, A region to be a single functional layer 3 is used.

デバイス層3の形成方法は、特に限られず、デバイス層3の材料、構成等によって適宜選択することが可能である。例えば、基板Sを機能層形成部204の成膜室等へ搬送し、基板S上へ所定の材料の蒸着、スパッタ等を行い、さらにパターン加工等することで、基板S上の所定の領域上に所望のデバイス層3を形成することができる。パターン加工の方法は、特に限られず、例えば、エッチング等を採用することが可能である。   The method for forming the device layer 3 is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the material, configuration, and the like of the device layer 3. For example, the substrate S is transported to a film forming chamber or the like of the functional layer forming unit 204, and a predetermined material is deposited on the substrate S, sputtered, etc. A desired device layer 3 can be formed. The pattern processing method is not particularly limited, and for example, etching or the like can be employed.

なお、素子構造体の製造装置1000の具体的な構成については、図1において詳細な説明を省いている。機能層形成部204が多数の処理室からなり、互いに隣り合う処理室の間で基板Sの搬送が可能な搬送装置を有する構成を採用することができる。あるいは、真空装置ではない構成を採用することもできる。つまり、ロードロック室210を介する必要はなく、素子構造体の製造装置1000の外部での基板Sに対する処理を可能とすることもできる。   Note that a detailed description of the specific structure of the element structure manufacturing apparatus 1000 is omitted in FIG. It is possible to employ a configuration in which the functional layer forming unit 204 includes a large number of processing chambers and includes a transfer device that can transfer the substrate S between adjacent processing chambers. Or the structure which is not a vacuum apparatus is also employable. In other words, it is not necessary to go through the load lock chamber 210, and processing for the substrate S outside the element structure manufacturing apparatus 1000 can be made possible.

(第一層の形成工程例〜工程A)
次に、デバイス層3が形成された基板Sは、図示しない基板搬送ロボットにより機能層形成部204から搬出されて、コア室200を介して第一層形成部201に搬入される。
(Example of forming process of first layer to process A)
Next, the substrate S on which the device layer 3 is formed is unloaded from the functional layer forming unit 204 by a substrate transfer robot (not shown) and is loaded into the first layer forming unit 201 through the core chamber 200.

第一層形成部201においては、デバイス層3を被覆するように、デバイス層3の領域を含む基板S上の所定の領域に第1の無機材料層41(第一層)を形成する。これにより、デバイス層3を被覆した第1の無機材料層41が、図7に示すように、基板S上で凸部を有するように形成される。
本工程では、例えば、第1の無機材料層41の領域に対応する個数の開口を有するマスクを用いて、例えば、窒化ケイ素からなる第1の無機材料層41を保護層の一部として形成してもよい。
In the first layer forming unit 201, the first inorganic material layer 41 (first layer) is formed in a predetermined region on the substrate S including the region of the device layer 3 so as to cover the device layer 3. Thereby, the first inorganic material layer 41 covering the device layer 3 is formed on the substrate S so as to have a convex portion as shown in FIG.
In this step, for example, the first inorganic material layer 41 made of, for example, silicon nitride is formed as a part of the protective layer using a mask having a number of openings corresponding to the region of the first inorganic material layer 41. May be.

ここで、第一層形成部201は、CVD処理装置、または、スパッタ処理装置を有する構成とすることができる。また、図示はしないが、第一層形成部201の成膜室には、基板Sを配置するためのステージと、基板S上に配置されるマスクと、マスクを支持し、ステージ上の基板Sに対してマスクの位置合わせ等を行うマスクアライメント装置、成膜材料供給装置等が設置される。   Here, the 1st layer formation part 201 can be set as the structure which has a CVD processing apparatus or a sputtering processing apparatus. In addition, although not shown, in the film forming chamber of the first layer forming unit 201, a stage for placing the substrate S, a mask placed on the substrate S, and the substrate S on the stage are supported. A mask alignment device for aligning the mask with respect to the film, a film forming material supply device, and the like are installed.

デバイス層3が形成された基板Sは、コア室200に配置された基板搬送ロボット等により、第一層形成部201のステージ上に配置される。マスクアライメント装置等によって、マスクの開口を介してデバイス層3が露出するように基板S上の所定位置にマスクが配置される。
そして、例えば、CVD法により、窒化ケイ素等からなる第1の無機材料層41が、デバイス層3を被覆するように形成される。なお、第1の無機材料層41の形成方法はCVD法に限られず、例えば、スパッタ法を採用することもできる。この場合に、第一層形成部201はスパッタリング装置を有するように構成される。
The substrate S on which the device layer 3 is formed is placed on the stage of the first layer forming unit 201 by a substrate transport robot or the like placed in the core chamber 200. A mask is arranged at a predetermined position on the substrate S by a mask alignment apparatus or the like so that the device layer 3 is exposed through the opening of the mask.
Then, for example, the first inorganic material layer 41 made of silicon nitride or the like is formed so as to cover the device layer 3 by the CVD method. In addition, the formation method of the 1st inorganic material layer 41 is not restricted to CVD method, For example, a sputtering method can also be employ | adopted. In this case, the first layer forming unit 201 is configured to have a sputtering apparatus.

(樹脂膜の形成工程例〜成膜工程〜工程B,工程C)
次に、凸部を有する第1の無機材料層41が形成された基板Sは、図示しない基板搬送ロボットにより第一層形成部201から搬出されて、コア室200を介して樹脂成膜部100に搬入される。
このとき、チャンバ110内の気体は真空排気装置により排気され、チャンバ110内が真空状態に維持されている。以後、真空排気装置を継続して駆動することで、チャンバ110の雰囲気は、真空雰囲気に維持される。
(Example of resin film formation process-film formation process-process B, process C)
Next, the substrate S on which the first inorganic material layer 41 having convex portions is formed is unloaded from the first layer forming unit 201 by a substrate transfer robot (not shown), and the resin film forming unit 100 is passed through the core chamber 200. It is carried in.
At this time, the gas in the chamber 110 is exhausted by the vacuum exhaust device, and the inside of the chamber 110 is maintained in a vacuum state. Thereafter, by continuously driving the vacuum exhaust device, the atmosphere of the chamber 110 is maintained in a vacuum atmosphere.

このとき、チャンバ110は、加温装置により、少なくとも上部空間107および下部空間108の内面側の温度が樹脂材料の気化温度以上となるように設定される。同時に、ステージ102上に配置された基板Sは、基板冷却装置102aにより、ステージ102とともに樹脂材料の気化温度よりも低い温度に冷却される。
また、ヒータ112dにより、樹脂材料供給管112(第一配管)を樹脂材料の気化温度以上に加温した状態とする。
At this time, the chamber 110 is set by a heating device so that at least the temperatures of the inner surfaces of the upper space 107 and the lower space 108 are equal to or higher than the vaporization temperature of the resin material. At the same time, the substrate S placed on the stage 102 is cooled to a temperature lower than the vaporization temperature of the resin material together with the stage 102 by the substrate cooling device 102a.
Further, the resin material supply pipe 112 (first pipe) is heated to a temperature equal to or higher than the vaporization temperature of the resin material by the heater 112d.

樹脂成膜部100は、第1の無機材料層41の形成された基板Sに、樹脂材料膜5aを形成する工程と、樹脂材料膜5aを硬化して樹脂膜5を形成する工程と、を行う。本工程では、まず、樹脂成膜部100を用いて、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂の材料からなる樹脂材料膜5aを形成する。   The resin film forming unit 100 includes a step of forming the resin material film 5a on the substrate S on which the first inorganic material layer 41 is formed and a step of forming the resin film 5 by curing the resin material film 5a. Do. In this step, first, a resin material film 5 a made of, for example, an ultraviolet curable acrylic material is formed using the resin film forming unit 100.

樹脂成膜部100における樹脂材料膜5aの形成工程としては、基板S搬入に先立って、まず、図3に示すように、検量線取得工程S01と、補償時間設定工程S02と、として、検量線を取得し、補償時間を設定する。   As a process of forming the resin material film 5a in the resin film forming unit 100, prior to loading the substrate S, first, as shown in FIG. 3, a calibration curve acquisition process S01 and a compensation time setting process S02 are performed. And set the compensation time.

次いで、図3に示すように、外部排気切替工程S03と、気化開始工程S04と、気化持続時間計測工程S05として、気化器300において樹脂材料の気化を定常的に安定させる処理を行う。   Next, as shown in FIG. 3, as an external exhaust gas switching step S03, a vaporization start step S04, and a vaporization duration measurement step S05, a process of constantly stabilizing the vaporization of the resin material in the vaporizer 300 is performed.

この気化安定化処理の間は、制御部400によって、バルブ112Vを閉状態として、樹脂材料供給管112にガスが流入できない状態とするとともに、バルブ113Vを開状態として、樹脂材料迂回管113にガスが流入可能する状態を維持する。   During this vaporization stabilization process, the control unit 400 closes the valve 112V so that no gas can flow into the resin material supply pipe 112, and opens the valve 113V to open the gas to the resin material bypass pipe 113. Is maintained in a state that allows inflow.

なお、気化器300における樹脂材料の気化は、供給される気化樹脂材料量の安定度に応じて、成膜処理前に必要な時間、維持することが好ましい。   Note that the vaporization of the resin material in the vaporizer 300 is preferably maintained for a necessary time before the film forming process according to the stability of the amount of the vaporized resin material supplied.

次いで、図3に示すように、膜厚設定工程S06と、供給時間設定工程S07と、基板搬入工程S08として、成膜する膜厚を設定し、制御部400によって、この処理に必要な処理時間を設定し、上述したように、樹脂成膜部100に搬入された基板Sがステージ102上に載置される。   Next, as shown in FIG. 3, as the film thickness setting step S06, the supply time setting step S07, and the substrate carry-in step S08, the film thickness to be formed is set, and the processing time required for this process by the control unit 400 is set. And the substrate S carried into the resin film forming unit 100 is placed on the stage 102 as described above.

ステージ102上に配置された基板S上には、図示しないマスクが、マスク載置装置等によって、基板S上の所定位置へ配置される。
次いで、マスクアライメント状態、チャンバ110内の雰囲気、チャンバ110の内壁の温度、樹脂材料供給管112の温度、基板Sの温度等の条件が所定の状態となるように制御部400によって設定する。
On the substrate S disposed on the stage 102, a mask (not shown) is disposed at a predetermined position on the substrate S by a mask placing device or the like.
Next, the controller 400 sets conditions such as the mask alignment state, the atmosphere in the chamber 110, the temperature of the inner wall of the chamber 110, the temperature of the resin material supply pipe 112, the temperature of the substrate S, and the like.

次いで、図3に示すように、供給開始工程S09と、供給時間計測工程S10として、制御部400により、バルブ112Vとバルブ113Vとの開閉状態を切り替える。これによって、バルブ112Vを開状態として、樹脂材料供給管112にガスを流入させるとともに、バルブ113Vを閉状態として、樹脂材料迂回管113Vにガスが流入しない状態とする。これにより、チャンバ110に気化した樹脂材料が供給される。   Next, as shown in FIG. 3, as the supply start process S09 and the supply time measurement process S10, the controller 400 switches the open / close state of the valve 112V and the valve 113V. As a result, the valve 112V is opened to allow gas to flow into the resin material supply pipe 112, and the valve 113V is closed to prevent gas from flowing into the resin material bypass pipe 113V. Thereby, the vaporized resin material is supplied to the chamber 110.

気化器300から供給された気化した樹脂材料は、樹脂材料供給管112の内部を通って、上部空間107からシャワープレート105を介して下部空間108内に供給される。
下部空間108では、シャワープレート105によって基板Sの全面にほぼ均等に供給された気化された樹脂材料が、図8に示すように、基板表面2aで凝縮して液状の樹脂材料膜5aとなる。液状の樹脂材料膜5aにおいて、基板表面2a上で劣角を有する角部、凹部、隙間部等では、表面張力により、樹脂材料膜5aの膜厚が厚くなる。
この工程Bにおいて、気化持続時間に応じて減少する樹脂材料を補償するように制御部400によって処理時間(供給時間)を制御することにより、成膜レートを均一化する。
The vaporized resin material supplied from the vaporizer 300 is supplied from the upper space 107 into the lower space 108 via the shower plate 105 through the resin material supply pipe 112.
In the lower space 108, the vaporized resin material supplied almost evenly over the entire surface of the substrate S by the shower plate 105 is condensed on the substrate surface 2a to form a liquid resin material film 5a as shown in FIG. In the liquid resin material film 5a, the corners, recesses, gaps, and the like having an inferior angle on the substrate surface 2a increase the film thickness of the resin material film 5a due to surface tension.
In this step B, the film forming rate is made uniform by controlling the processing time (supply time) by the control unit 400 so as to compensate the resin material that decreases in accordance with the vaporization duration.

このとき、樹脂材料膜5aは、図示していないマスクによって、凸部41に近い部分(近傍の位置)といった領域のみに形成されるようにしてもよい。なお、樹脂材料の液化および成膜レートを勘案して、制御部400によって気化器300から供給される樹脂材料の供給量を制御することが好ましい。   At this time, the resin material film 5a may be formed only in a region such as a portion (position in the vicinity) near the convex portion 41 by a mask (not shown). It is preferable to control the supply amount of the resin material supplied from the vaporizer 300 by the control unit 400 in consideration of the liquefaction of the resin material and the film formation rate.

基板Sの表面において液化した樹脂材料は、毛細管現象により微細な隙間に入り込み、または、樹脂材料の表面張力によってさらに凝集するため、基板S上における微細な凹凸を平滑化しながら樹脂材料膜5aを形成することが可能となる。これにより、基板Sの表面上で劣角を有する角部、凹部、隙間部等では、樹脂材料膜5aの膜厚が厚くなる。特に、第1の無機材料層41の側面41sと基板2の表面2aとの境界部2bにおける微細な隙間を樹脂材料膜5aで埋めることができる。   The resin material liquefied on the surface of the substrate S enters a fine gap due to a capillary phenomenon or further agglomerates due to the surface tension of the resin material, so that the resin material film 5a is formed while smoothing fine irregularities on the substrate S. It becomes possible to do. Thereby, the film thickness of the resin material film 5a is increased at corners, recesses, gaps, and the like having an inferior angle on the surface of the substrate S. In particular, it is possible to fill a minute gap in the boundary portion 2b between the side surface 41s of the first inorganic material layer 41 and the surface 2a of the substrate 2 with the resin material film 5a.

また、気化した樹脂材料は、チャンバ110が加熱されているため、チャンバ110内壁等の表面では凝縮しない。   Further, the vaporized resin material is not condensed on the surface such as the inner wall of the chamber 110 because the chamber 110 is heated.

設定された補償時間に基づく供給時間が経過した後、図3に示すように、供給停止工程S11として、基板Sの表面に所定の厚みの樹脂材料膜5aが形成される。その後、制御部400によってバルブ112Vを閉状態として、チャンバ110にガスが流入できない状態とするとともに、バルブ113Vを開状態として、樹脂材料迂回管113にガスが流入可能な状態とする。
チャンバ110は継続して排気されているので、気化樹脂材料はチャンバ110外部に排出され、成膜は停止する。
After the supply time based on the set compensation time has elapsed, a resin material film 5a having a predetermined thickness is formed on the surface of the substrate S as a supply stop step S11 as shown in FIG. Thereafter, the control unit 400 closes the valve 112V so that the gas cannot flow into the chamber 110, and opens the valve 113V so that the gas can flow into the resin material bypass pipe 113.
Since the chamber 110 is continuously evacuated, the vaporized resin material is discharged to the outside of the chamber 110 and film formation is stopped.

この状態で、チャンバ110内の真空雰囲気を維持しながら、UV照射装置122から紫外線を基板Sの表面に照射する。照射された紫外線は、石英等の紫外線透過材料からなる天板120およびシャワープレート105を透過してチャンバ110内の基板S上に到達する。   In this state, the surface of the substrate S is irradiated with ultraviolet rays from the UV irradiation device 122 while maintaining the vacuum atmosphere in the chamber 110. The irradiated ultraviolet rays pass through the top plate 120 and the shower plate 105 made of an ultraviolet transmitting material such as quartz and reach the substrate S in the chamber 110.

チャンバ110内において基板Sに向けて照射された紫外線の一部は基板Sの表面に入射して、基板Sの表面に形成された樹脂材料からなる樹脂材料膜5aに光重合反応が生じて、液状膜5aが硬化する。図9に示すように、基板Sの表面に樹脂膜5が形成される。本実施形態ではアクリル樹脂の薄膜が形成される。
次いで、図示しないマスクが、マスク載置装置等によって、基板S上の成膜位置から、退避位置へ移動される。
A part of the ultraviolet rays irradiated toward the substrate S in the chamber 110 is incident on the surface of the substrate S, and a photopolymerization reaction occurs in the resin material film 5a made of a resin material formed on the surface of the substrate S. The liquid film 5a is cured. As shown in FIG. 9, the resin film 5 is formed on the surface of the substrate S. In this embodiment, an acrylic resin thin film is formed.
Next, a mask (not shown) is moved from the film forming position on the substrate S to the retracted position by a mask mounting device or the like.

工程Bが終了した後、図3に示すように、基板搬出工程S12として、樹脂膜5が形成された基板Sは、図示しない基板搬送ロボットにより樹脂成膜部100から搬出される。
複数の基板Sに樹脂膜5を順次形成する場合には、上述した方法を繰り返し、樹脂成膜部100のメンテナナスあるいは、気化器300のメンテナンスが必要な場合には、気化停止工程S13として、気化器300における樹脂材料の気化を停止する。
After the process B is completed, as shown in FIG. 3, the substrate S on which the resin film 5 is formed is unloaded from the resin film forming unit 100 by a substrate transfer robot (not shown) as a substrate unloading process S12.
When the resin films 5 are sequentially formed on the plurality of substrates S, the above-described method is repeated. If maintenance of the resin film forming unit 100 or maintenance of the vaporizer 300 is necessary, a vaporization stop process S13 is performed. The vaporization of the resin material in the vessel 300 is stopped.

(樹脂材の形成工程例〜局在化工程〜工程C)
次に、樹脂成膜部100から搬出された基板Sは、図示しない基板搬送ロボットにより、コア室200を介して局在化処理部202に搬入される。
(Example of resin material formation process-localization process-process C)
Next, the substrate S unloaded from the resin film forming unit 100 is loaded into the localization processing unit 202 via the core chamber 200 by a substrate transfer robot (not shown).

ここで、局在化処理部202は、ドライエッチング処理装置、特に、プラズマエッチング処理装置を有する構成とすることができる。
また、図示はしないが、局在化処理部202は、平行平板型のプラズマ処理装置であってもよい。この場合、局在化処理部202においては、基板Sを電極に載置して、チャンバ内にエッチングガスを導入し、高周波電源によって発生した高周波を、アンテナを介してチャンバ内に照射してプラズマを生成するとともに、基板Sの載置された電極に高周波電源からバイアス電圧を印加する。電極に載置された基板にプラズマ中に存在するイオンが引き込まれ、基板Sの表面に形成された樹脂膜5は、エッチングされ、除去される。
Here, the localization processing unit 202 can be configured to include a dry etching processing apparatus, in particular, a plasma etching processing apparatus.
Although not shown, the localization processing unit 202 may be a parallel plate type plasma processing apparatus. In this case, the localization processing unit 202 places the substrate S on the electrode, introduces an etching gas into the chamber, and irradiates the chamber with the high frequency generated by the high frequency power source through the antenna. And a bias voltage is applied from the high frequency power source to the electrode on which the substrate S is placed. Ions existing in the plasma are drawn into the substrate placed on the electrode, and the resin film 5 formed on the surface of the substrate S is etched and removed.

ここで、酸化ガス等のエッチングガスから生じさせたプラズマ中のイオンによって樹脂膜5をエッチングする。このとき、電極上の基板Sへ向けてイオンを引き込むために、電極にバイアス電圧が印加されてもよい。
エッチングにより膜厚が薄い平坦部分の樹脂膜5が除去され、基板Sの表面上で劣角を有する角部、凹部、隙間部等において、平坦部より厚い部分の樹脂膜5が残存する。この残存した部分が、第1の樹脂材51となる。
Here, the resin film 5 is etched by ions in plasma generated from an etching gas such as an oxidizing gas. At this time, in order to attract ions toward the substrate S on the electrode, a bias voltage may be applied to the electrode.
Etching removes the resin film 5 in the flat portion with a thin film thickness, and the resin film 5 in the thicker portion than the flat portion remains at corners, recesses, gaps, and the like having an inferior angle on the surface of the substrate S. This remaining portion becomes the first resin material 51.

なお、上述の第一層形成部201や第二層形成部203がスパッタ装置またはプラズマCVD装置を有する場合に、この形成部201、203は、成膜機能を有するだけでなく、局在化処理部202の機能を兼ね備えることができる。この場合、例えば、第一層形成部201、第二層形成部203、及び局在化処理部202として、同一の処理装置を使用することが可能である。   When the first layer forming unit 201 and the second layer forming unit 203 have a sputtering device or a plasma CVD device, the forming units 201 and 203 have not only a film forming function but also a localization process. The function of the unit 202 can be provided. In this case, for example, the same processing apparatus can be used as the first layer forming unit 201, the second layer forming unit 203, and the localization processing unit 202.

局在化処理部202において、図10に示すように、樹脂膜5が形成された基板Sにおいては、例えば、プラズマエッチングにより、工程Cとして、図11に示すように、樹脂膜5の大部分が除去される。このプラズマ処理は、エッチングレートから処理時間を算出して、所定の処理時間行うことができる。   In the localization processing unit 202, as shown in FIG. 10, in the substrate S on which the resin film 5 is formed, as shown in FIG. Is removed. This plasma processing can be performed for a predetermined processing time by calculating the processing time from the etching rate.

さらに、局在化処理部202には、検出装置を設けられることができる。この検出装置は、電極に印加するバイアス電圧を測定し、測定値の変化によって、基板S上の樹脂膜5がほとんど除去されたと判断し、その判断結果(検出結果)をエッチング処理の終点として用いる   Further, the localization processing unit 202 can be provided with a detection device. This detection apparatus measures the bias voltage applied to the electrode, determines that the resin film 5 on the substrate S has been almost removed by the change in the measurement value, and uses the determination result (detection result) as the end point of the etching process.

このドライエッチング処理により基板S上に残った第1の樹脂材51は、図11に示すように、第1の無機材料層41の側面41sと基板2の表面2aとの境界部2bに局在化する(局所的に存在する)。さらに、第1の樹脂材51は、第1の無機材料層41の表面の微細な凹凸を平滑化可能な部分に偏在する。   As shown in FIG. 11, the first resin material 51 remaining on the substrate S by this dry etching process is localized at the boundary 2b between the side surface 41s of the first inorganic material layer 41 and the surface 2a of the substrate 2. (It exists locally). Further, the first resin material 51 is unevenly distributed in a portion where fine irregularities on the surface of the first inorganic material layer 41 can be smoothed.

(第二層の形成工程例〜工程D)
第1の樹脂材51が局在して形成された基板Sは、図示しない基板搬送ロボットにより局在化処理部202から搬出されて、コア室200を介して第二層形成部203に搬入される。
(Example of forming process of second layer to process D)
The substrate S formed by localizing the first resin material 51 is unloaded from the localization processing unit 202 by a substrate transfer robot (not shown), and loaded into the second layer forming unit 203 via the core chamber 200. The

第二層形成部203においては、第1の樹脂材51が形成された第1の無機材料層41を被覆するように、凸部を含む基板S上の所定の領域に第2の無機材料層42(第二層)を形成する。   In the second layer forming portion 203, the second inorganic material layer is formed in a predetermined region on the substrate S including the convex portion so as to cover the first inorganic material layer 41 on which the first resin material 51 is formed. 42 (second layer) is formed.

この工程Dでは、第1の無機材料層41と同様に、第2の無機材料層42の領域に対応する個数の開口を有するマスクを用いて、第1の無機材料層41と同一材料とされる、例えば、窒化ケイ素からなる第2の無機材料層42(第二層)を形成する。これにより、第1の無機材料層41(第一層)、第1の樹脂材51、および第2の無機材料層42(第二層)によってデバイス層3(機能層)を被覆し、デバイス層3を保護する保護層として機能することができる。   In this step D, similarly to the first inorganic material layer 41, the same material as that of the first inorganic material layer 41 is formed using a mask having a number of openings corresponding to the region of the second inorganic material layer 42. For example, the second inorganic material layer 42 (second layer) made of silicon nitride is formed. Thus, the device layer 3 (functional layer) is covered with the first inorganic material layer 41 (first layer), the first resin material 51, and the second inorganic material layer 42 (second layer), and the device layer 3 can function as a protective layer for protecting 3.

ここで、第二層形成部203は、CVD処理装置またはスパッタ処理装置を有する構成とすることができる。
第二層形成部203は、上述の第一層形成部201と同様の装置構成を有することができる。例えば、第一層形成部201及び第二層形成部203として、同一の処理装置を使用すること、あるいは、第二層形成部203が第一層形成部201の機能を兼ね備えることが可能である。
Here, the second layer forming unit 203 can include a CVD processing apparatus or a sputtering processing apparatus.
The second layer forming unit 203 can have the same device configuration as the first layer forming unit 201 described above. For example, the same processing apparatus can be used as the first layer forming unit 201 and the second layer forming unit 203, or the second layer forming unit 203 can have the function of the first layer forming unit 201. .

また、第二層形成部203が、プラズマCVD処理装置である場合は、局在化処理部202の機能を兼ね備えることができる。第二層形成部203にて第1の樹脂材51の局在化を行えば、局在化の後に、そのまま第2の無機材料層42(第二層)を形成することができる。   Further, when the second layer forming unit 203 is a plasma CVD processing apparatus, the function of the localization processing unit 202 can be provided. If the first resin material 51 is localized in the second layer forming portion 203, the second inorganic material layer 42 (second layer) can be formed as it is after the localization.

この後、第2の無機材料層42が形成された基板Sは、図示しない基板搬送ロボットにより第二層形成部203から搬出されて、コア室200およびロードロック室210を介して素子構造体の製造装置1000の外部に搬出される。   Thereafter, the substrate S on which the second inorganic material layer 42 is formed is unloaded from the second layer forming unit 203 by a substrate transfer robot (not shown), and the element structure body via the core chamber 200 and the load lock chamber 210. It is carried out of the manufacturing apparatus 1000.

本実施形態に係る素子構造体の製造装置1000においては、樹脂成膜部100で工程Bとして樹脂膜5を形成する。その後、局在化処理部202で工程Cとしてプラズマエッチング処理により局在化した第1の樹脂材51を形成する。その後、第2の無機材料層42(第二層)を形成することにより、境界部2b等、保護層としてのバリア性を要求される箇所に、第2の無機材料層42(第二層)を確実に形成することが可能となる。   In the element structure manufacturing apparatus 1000 according to the present embodiment, the resin film 5 is formed as the process B in the resin film forming unit 100. Thereafter, the first resin material 51 localized by plasma etching is formed as a process C in the localization processing unit 202. After that, by forming the second inorganic material layer 42 (second layer), the second inorganic material layer 42 (second layer) is formed at a location requiring barrier properties as a protective layer, such as the boundary portion 2b. Can be reliably formed.

しかも、制御部400により樹脂材料の成膜レートを安定化するように制御して、具体的には、工程Bにおいて、気化器300を動作させる気化持続時間に応じて減少する樹脂材料量を補償する。このために、成膜時間である供給時間を長くするように供給状態を制御することで、成膜レートを安定させて、膜特性の変動を防ぐことが可能となる。   In addition, the control unit 400 controls the film formation rate of the resin material to be stabilized, and specifically compensates for the amount of the resin material that decreases in accordance with the vaporization duration for operating the vaporizer 300 in the process B. To do. For this reason, by controlling the supply state so as to lengthen the supply time, which is the film formation time, it is possible to stabilize the film formation rate and prevent fluctuations in film characteristics.

本実施形態に係る素子構造体の製造方法によれば、図15に示すように、狙い膜厚に対して、単純に供給時間を一定に設定した場合には、気化持続時間(アクリル供給量)に応じて減少する膜厚が、図16に示すように、気化持続時間(アクリル供給量)に応じて長くなるような補償時間を追加して供給時間(処理時間)を設定する。これにより、回数を重ねても、同一の膜厚となることがわかる。つまり、成膜レートの減少を補償することができる。   According to the method for manufacturing an element structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 15, when the supply time is simply set to a target film thickness, the vaporization duration (acryl supply amount) is set. As shown in FIG. 16, the supply time (processing time) is set by adding a compensation time such that the film thickness that decreases in response to the increase in the vaporization duration (acryl supply amount). Thereby, it turns out that it becomes the same film thickness even if it repeats the frequency | count. That is, it is possible to compensate for a decrease in film formation rate.

以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置1000によって製造された素子構造体の他の例について説明する。   Hereinafter, another example of the element structure manufactured by the element structure manufacturing apparatus 1000 according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る素子構造体の製造装置1000によって製造された本例における素子構造体10においては、樹脂材が第1の無機材料層41(凸部)の周囲である境界部2bに偏在する構造のみに限られず、例えば、境界部2b以外の基板2の表面2aや第1の無機材料層41の表面41a等に当該樹脂材料が残留していてもよい。   In the element structure 10 in this example manufactured by the element structure manufacturing apparatus 1000 according to the present embodiment, the resin material is unevenly distributed in the boundary portion 2b around the first inorganic material layer 41 (convex portion). For example, the resin material may remain on the surface 2a of the substrate 2 other than the boundary portion 2b, the surface 41a of the first inorganic material layer 41, or the like.

この場合は、第2の無機材料層42(第二層)は、図12に示すように第2の樹脂材52を介して第1の無機材料層41の上に積層される領域を有することになる。第2の樹脂材52は、第1の無機材料層41と第2の無機材料層42との間に介在し、第1の樹脂材51とは独立して第1の無機材料層41の表面41aに偏在する。   In this case, the second inorganic material layer 42 (second layer) has a region laminated on the first inorganic material layer 41 via the second resin material 52 as shown in FIG. become. The second resin material 52 is interposed between the first inorganic material layer 41 and the second inorganic material layer 42, and the surface of the first inorganic material layer 41 is independent of the first resin material 51. 41a is unevenly distributed.

以上のように本実施形態に係る素子構造体10によれば、デバイス層3の側面が第1の無機材料層41(第一層)および第2の無機材料層42(第二層)により被覆されているため、デバイス層3への水分や酸素の侵入を防止することができる。   As described above, according to the element structure 10 according to the present embodiment, the side surface of the device layer 3 is covered with the first inorganic material layer 41 (first layer) and the second inorganic material layer 42 (second layer). Therefore, it is possible to prevent moisture and oxygen from entering the device layer 3.

また、本実施形態によれば、境界部2bに第1の樹脂材51が偏在しているため、第1の無機材料層41あるいは第2の無機材料層42のカバレッジ不良に伴うバリア特性の低下を防止でき、長期にわたって安定した素子特性を維持することができる。   Moreover, according to this embodiment, since the 1st resin material 51 is unevenly distributed in the boundary part 2b, the fall of the barrier characteristic accompanying the coverage defect of the 1st inorganic material layer 41 or the 2nd inorganic material layer 42 is carried out. And stable device characteristics can be maintained over a long period of time.

以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置1000によって製造された素子構造体の他の例について説明する。   Hereinafter, another example of the element structure manufactured by the element structure manufacturing apparatus 1000 according to the present embodiment will be described.

本例に係る素子構造体20は、図13に示すように、第1の無機材料層41と第2の無機材料層42との間に介在する第2の樹脂材52をさらに有する。第2の樹脂材52は、第1の樹脂材51とは独立して第1の無機材料層41の表面に偏在する。   As shown in FIG. 13, the element structure 20 according to this example further includes a second resin material 52 interposed between the first inorganic material layer 41 and the second inorganic material layer 42. The second resin material 52 is unevenly distributed on the surface of the first inorganic material layer 41 independently of the first resin material 51.

本例に係る素子構造体20において、第1の無機材料層41の表面は必ずしも平坦ではなく、例えば、成膜前(基板搬送時あるいは成膜装置への投入前)あるいは成膜時等においてパーティクルPが膜中に混入することで凹凸が形成された場合を例示している。第1の無機材料層41にパーティクルが混入すると、デバイス層3に対する第1の無機材料層41のカバレッジ特性が低下し所望のバリア特性が得られなくなるおそれがある。   In the element structure 20 according to the present example, the surface of the first inorganic material layer 41 is not necessarily flat. For example, particles may be formed before film formation (before transporting the substrate or before entering the film formation apparatus) or during film formation. The case where unevenness | corrugation is formed because P mixes in a film | membrane is illustrated. When particles are mixed into the first inorganic material layer 41, the coverage characteristics of the first inorganic material layer 41 with respect to the device layer 3 may be reduced, and desired barrier characteristics may not be obtained.

そこで、本例に係る素子構造体20は、パーティクルPの混入等により生じた第1の無機材料層41の被覆不良部に第2の樹脂材52が充填された構造を有する。典型的には、この第2の樹脂材52は、第1の無機材料層41の表面とパーティクルPの周面との境界部32bに、表面張力により偏在する。これにより、デバイス層3の被覆性が高まるとともに、第2の樹脂材52が下地として機能することで第2の無機材料層42の適正な成膜が可能となる。なお、成膜時には平坦部分に薄く樹脂膜5が形成されてもよい。パーティクルPの周辺には、表面張力により平坦部より厚い樹脂膜5が形成される。   Therefore, the element structure 20 according to this example has a structure in which the second resin material 52 is filled in a poorly coated portion of the first inorganic material layer 41 caused by the mixing of the particles P or the like. Typically, the second resin material 52 is unevenly distributed due to surface tension at a boundary portion 32b between the surface of the first inorganic material layer 41 and the peripheral surface of the particles P. Thereby, the coverage of the device layer 3 is enhanced, and the second inorganic material layer 42 can be appropriately formed by the second resin material 52 functioning as a base. Note that a thin resin film 5 may be formed on a flat portion during film formation. Around the particle P, a resin film 5 thicker than the flat portion is formed by surface tension.

第2の樹脂材52は、第1の樹脂材51と同様な方法で形成される。第2の樹脂材52は、第1の樹脂材51と同一の有機物で構成されてもよい。この場合、第1の樹脂材51と第2の樹脂材52とを同一工程において同時に形成することができる。   The second resin material 52 is formed by the same method as the first resin material 51. The second resin material 52 may be made of the same organic material as the first resin material 51. In this case, the first resin material 51 and the second resin material 52 can be simultaneously formed in the same process.

ここで、局在化処理部202において、エッチングにより、薄い部分が除去され、厚い部分が残存する、即ち、パーティクルPが存在する箇所以外で樹脂膜5が除去されて第1の無機材料層41が露出したときに樹脂膜5のエッチングを停止する。これにより、凸部を鉛直方向に上方から眺めた際、パーティクルPによって隠される境界部32bの樹脂膜5がオーバーエッチングされることがなく、樹脂膜5がパーティクルPの周りの境界部32bに確実に残存する。結果として、パーティクルPの近傍の境界部32bで樹脂膜5はなだらかな表面形状を呈する。もし、パーティクルPが全く存在しない場合には、樹脂膜5が異方性エッチングにより実質的に除去されたとき、樹脂膜5が完全に除去されて第1の無機材料層41が露出する。
なお、エッチングの停止は、プラズマの発光スペクトル分析の結果や異方性エッチングの経過時間に基づいて実行されることができる。
Here, in the localization processing unit 202, the thin portion is removed by etching, and the thick portion remains, that is, the resin film 5 is removed except for the portion where the particles P exist, and the first inorganic material layer 41 is removed. When the film is exposed, the etching of the resin film 5 is stopped. Thereby, when the convex portion is viewed from above in the vertical direction, the resin film 5 at the boundary portion 32b hidden by the particles P is not over-etched, and the resin film 5 is reliably attached to the boundary portion 32b around the particles P. Remain. As a result, the resin film 5 exhibits a gentle surface shape at the boundary portion 32b in the vicinity of the particle P. If the particles P are not present at all, when the resin film 5 is substantially removed by anisotropic etching, the resin film 5 is completely removed and the first inorganic material layer 41 is exposed.
Note that the etching can be stopped based on the result of plasma emission spectrum analysis or the elapsed time of anisotropic etching.

このとき、境界部2bにおいて樹脂膜5が除去されないで、樹脂膜5が局在化することで第1の樹脂材51が形成される。同じく、樹脂膜5が境界部32bで除去されずに、樹脂膜5が局在化することで第2の樹脂材52が形成される。   At this time, the resin film 5 is not removed at the boundary portion 2b, and the resin film 5 is localized, whereby the first resin material 51 is formed. Similarly, the second resin material 52 is formed by the resin film 5 being localized without the resin film 5 being removed at the boundary portion 32b.

本例においても上述の素子構造体10の製造と同様の作用効果を得ることができる。また、本例によれば、パーティクルPの混入による膜質の低下を第2の樹脂材52によって補うことができるため、所望のバリア特性を確保しつつ生産性の向上を図ることができる。   Also in this example, it is possible to obtain the same effect as that of the manufacturing of the element structure 10 described above. Further, according to this example, since the film quality deterioration due to the mixing of the particles P can be compensated for by the second resin material 52, it is possible to improve productivity while ensuring desired barrier characteristics.

以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置1000によって製造された素子構造体の他の例について説明する。   Hereinafter, another example of the element structure manufactured by the element structure manufacturing apparatus 1000 according to the present embodiment will be described.

本例に係る素子構造体30は、図14に示すように、例えば、デバイス層3(機能層)を有する基板21と、デバイス層3の側面3sを被覆する凸部40と、凸部40及びデバイス層3を被覆するように基板21の表面に形成された第1の無機材料層41(第一層)及び第2の無機材料層42(第二層)を有する。   As shown in FIG. 14, the element structure 30 according to this example includes, for example, a substrate 21 having a device layer 3 (functional layer), a protrusion 40 that covers the side surface 3 s of the device layer 3, a protrusion 40, and It has a first inorganic material layer 41 (first layer) and a second inorganic material layer 42 (second layer) formed on the surface of the substrate 21 so as to cover the device layer 3.

凸部40は、基板21の表面21aに形成され、中央部にデバイス層3を収容する凹部40aを有する。本例では、凹部40aの底面が基板21の表面21aよりも高い位置に形成されているが、表面21aと同一の高さ位置に形成されてもよいし、表面21aよりも低い位置に形成されてもよい。   The convex portion 40 is formed on the surface 21 a of the substrate 21 and has a concave portion 40 a that accommodates the device layer 3 in the central portion. In this example, the bottom surface of the recess 40a is formed at a position higher than the surface 21a of the substrate 21, but it may be formed at the same height as the surface 21a or at a position lower than the surface 21a. May be.

本例に係る素子構造体30は、第1の無機材料層41と第2の無機材料層42との間に介在する樹脂材53をさらに有する。樹脂材53は、凸部40の外側面と基板21の表面21aとの境界部21bと、凸部40の内側面とデバイス層3との境界部22bとにそれぞれ偏在している。   The element structure 30 according to this example further includes a resin material 53 interposed between the first inorganic material layer 41 and the second inorganic material layer 42. The resin material 53 is unevenly distributed on the boundary portion 21 b between the outer side surface of the convex portion 40 and the surface 21 a of the substrate 21, and the boundary portion 22 b between the inner side surface of the convex portion 40 and the device layer 3.

これにより、凸部40およびデバイス層3の表面3aに対する第1の無機材料層41および第2の無機材料層42の被覆不良を抑制でき、バリア特性の向上を図ることができる。樹脂材53は、上述の第1の樹脂材51及び第2の樹脂材52と同様な方法で形成されることができる。   Thereby, the coating defect of the 1st inorganic material layer 41 and the 2nd inorganic material layer 42 with respect to the convex part 40 and the surface 3a of the device layer 3 can be suppressed, and the improvement of a barrier characteristic can be aimed at. The resin material 53 can be formed by the same method as the first resin material 51 and the second resin material 52 described above.

このように凹凸を有する基板Sにおいて、無機材料層でカバーできない部分を、偏在した樹脂材でより平坦化する。樹脂材の上に成膜する無機材料層がより均一に、かつ、カバレッジよく成膜できるようになる。さらに、樹脂材は、水等に対するシールが無機材料層より低いが、偏在した樹脂材は無機材料層で覆われて外雰囲気に露出しないので、シール性が向上する。すなわち、樹脂材を、膜状ではなく、外雰囲気に露出しないように偏在させることが好ましい。   Thus, in the board | substrate S which has an unevenness | corrugation, the part which cannot be covered with an inorganic material layer is planarized more by the unevenly distributed resin material. The inorganic material layer formed on the resin material can be formed more uniformly and with good coverage. Furthermore, the resin material has a lower seal against water or the like than the inorganic material layer, but the unevenly distributed resin material is covered with the inorganic material layer and is not exposed to the outside atmosphere, so that the sealing performance is improved. That is, it is preferable that the resin material is not film-like and is unevenly distributed so as not to be exposed to the outside atmosphere.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。   While preferred embodiments of the present invention have been described and described above, it should be understood that these are exemplary of the invention and should not be considered as limiting. Additions, omissions, substitutions, and other changes can be made without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention is not to be seen as limited by the foregoing description, but is limited by the scope of the claims.

例えば、以上の実施形態では、第1の無機材料層41(第一層)を被覆する第2の無機材料層42(第二層)は単一層で構成されたが、第2の無機材料層42(第二層)は多層膜で構成されてもよい。この場合、各層を成膜する工程毎に樹脂材料を基板上に供給して基板の凹凸部に偏在する樹脂材を形成してもよく、これによりバリア性の更なる向上を図ることができる。   For example, in the above embodiment, the second inorganic material layer 42 (second layer) covering the first inorganic material layer 41 (first layer) is configured as a single layer, but the second inorganic material layer 42 (second layer) may be formed of a multilayer film. In this case, a resin material that is unevenly distributed on the uneven portion of the substrate may be formed by supplying a resin material onto the substrate for each step of forming each layer, thereby further improving the barrier property.

さらに、以上の実施形態では、第1の無機材料層41(第一層)の形成後に、第1の樹脂材51を凸部となる第1の無機材料層41の周囲に局在化させたが、第一層形成部201による第1の無機材料層41の形成前に、樹脂成膜部100および局在化処理部202によって、デバイス層3の周囲に第1の樹脂材51を偏在させてもよい。これにより第1の無機材料層41によるデバイス層3の被覆効率を高めることができる。   Furthermore, in the above embodiment, after the formation of the first inorganic material layer 41 (first layer), the first resin material 51 is localized around the first inorganic material layer 41 serving as a convex portion. However, before the first inorganic material layer 41 is formed by the first layer forming unit 201, the first resin material 51 is unevenly distributed around the device layer 3 by the resin film forming unit 100 and the localization processing unit 202. May be. Thereby, the covering efficiency of the device layer 3 by the first inorganic material layer 41 can be increased.

以下、本発明の第2実施形態に係る成膜方法、成膜装置、素子構造体の製造方法、及び素子構造体の製造装置を、図面に基づいて説明する。
図17は、本実施形態に係る素子構造体の製造方法(成膜方法)を示すフローチャートであり、本実施形態において、上述した第1実施形態と異なるのは、成膜レートの補償方法に関する点であり、これ以外の上述した第1実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, a film forming method, a film forming apparatus, an element structure manufacturing method, and an element structure manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 17 is a flowchart showing a method for manufacturing an element structure (film formation method) according to this embodiment. In this embodiment, the difference from the first embodiment described above is a method for compensating the film formation rate. The other components corresponding to those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

上記の第1実施形態では、減少する成膜レートを補償するために、基板S一枚当たりの成膜時間を長くしたが、本実施形態においては、気化器300から樹脂成膜部100へ供給する樹脂材料の供給量を制御し、経時的に増加させる。   In the first embodiment, the film formation time per substrate S is increased in order to compensate for the decreasing film formation rate. However, in the present embodiment, the vaporizer 300 supplies the resin film formation unit 100 with the film formation time. The supply amount of the resin material to be controlled is controlled and increased with time.

具体的には、樹脂材料膜5aを成膜する際に、樹脂材料の供給を制御する。図17に示すように、検量線取得工程S01と、補償樹脂量設定工程S32と、外部排気切替工程S03と、気化開始工程S04と、気化樹脂量積算工程S35と、膜厚設定工程S06と、供給樹脂量設定工程S37と、基板搬入工程S08と、供給開始工程S09と、供給樹脂量計測工程S30と、供給制御工程S31と、供給停止工程S11と、基板搬出工程S12と、気化停止工程S13と、を有する。   Specifically, the supply of the resin material is controlled when the resin material film 5a is formed. As shown in FIG. 17, a calibration curve acquisition step S01, a compensation resin amount setting step S32, an external exhaust gas switching step S03, a vaporization start step S04, a vaporized resin amount integration step S35, a film thickness setting step S06, Supply resin amount setting step S37, substrate carry-in step S08, supply start step S09, supply resin amount measurement step S30, supply control step S31, supply stop step S11, substrate carry-out step S12, and vaporization stop step S13 And having.

図17に示す補償樹脂量設定工程S32においては、第1実施形態での補償時間設定工程S02に対応して、検量線取得工程S01で取得した検量線に対して、最初に設定した成膜処理相当となる樹脂材料の供給量に対し、その減少分を補償するように、積算樹脂材料供給量に対応して、1枚の成膜処理における時間経過に対して樹脂材料の供給量を増加する補償樹脂量を設定する。この補償樹脂量は、成膜する狙いの膜厚に対して、成膜レートの減少を補償するように設定する。補償樹脂量または成膜レートの変化傾向は制御部に記憶される。   In the compensation resin amount setting step S32 shown in FIG. 17, in response to the compensation time setting step S02 in the first embodiment, the film forming process initially set for the calibration curve acquired in the calibration curve acquisition step S01. Corresponding to the integrated resin material supply amount, the resin material supply amount is increased with the passage of time in one film forming process so as to compensate for the decrease in the corresponding resin material supply amount. Set the compensation resin amount. The compensation resin amount is set so as to compensate for the decrease in the film formation rate with respect to the target film thickness. The change tendency of the compensation resin amount or the film formation rate is stored in the control unit.

図17に示す気化開始工程S04と同時に、図3に示す気化持続時間計測工程S05に対応した工程である気化樹脂量積算工程S35として、補償樹脂量を算出する基準となる気化持続樹脂量の積算(計測)を開始する。   Simultaneously with the vaporization start step S04 shown in FIG. 17, the vaporization resin amount integration step S35 corresponding to the vaporization duration measurement step S05 shown in FIG. 3 is integrated as a reference for calculating the compensation resin amount. Start (measurement).

次いで、図17に示す膜厚設定工程S06と供給樹脂量設定工程S37(供給時間設定工程S07に対応)とにおいて、狙いの膜厚と、成膜開始時における気化持続樹脂量からの補償樹脂量を算出しておく。
具体的には、気化した樹脂材料の気化持続樹脂量に対応して、1回の成膜中において供給する樹脂量を供給時間の経過に伴って次第に増加するように設定する。
Next, in the film thickness setting step S06 and the supply resin amount setting step S37 (corresponding to the supply time setting step S07) shown in FIG. 17, the compensation resin amount from the target film thickness and the vaporization continuous resin amount at the start of film formation Is calculated in advance.
Specifically, the amount of resin to be supplied during one film formation is set so as to gradually increase as the supply time elapses, corresponding to the amount of continuous vaporization of the vaporized resin material.

次いで、図3に示す基板搬入工程S08において、樹脂成膜部100に基板Sを搬入する。   Next, the substrate S is carried into the resin film forming unit 100 in the substrate carrying-in step S08 shown in FIG.

次いで、図3に示す供給開始工程S09において、制御部400によって、バルブ112Vとバルブ113Vとの開閉状態を切り替えて、気化器300から樹脂材料を樹脂材料供給管112(第一配管)に供給し、成膜を開始する。
このとき、図3に示す供給時間計測工程S10に対応した工程である供給樹脂量計測工程S30として、成膜された膜厚として換算される樹脂材料供給量の計測を開始する。
Next, in the supply start step S09 shown in FIG. 3, the controller 400 switches the open / close state of the valve 112V and the valve 113V, and supplies the resin material from the vaporizer 300 to the resin material supply pipe 112 (first pipe). Then, film formation is started.
At this time, as a supply resin amount measurement step S30 corresponding to the supply time measurement step S10 shown in FIG.

成膜中においては、図17に示す供給制御工程S31として、供給樹脂量設定工程S37で設定された供給樹脂量にしたがって、制御部400によって、成膜レートの減少を補償するように気化持続樹脂量の積算量に対応してバルブ112Vの開度を次第に増大するように調整して成膜する。
ここで、バルブ112Vは、開度調整可能な構成とされる。
During the film formation, as the supply control step S31 shown in FIG. 17, the control unit 400 compensates for the decrease in the film formation rate according to the supply resin amount set in the supply resin amount setting step S37. The film is formed by adjusting the opening degree of the valve 112V so as to gradually increase corresponding to the integrated amount.
Here, the valve 112V is configured to be adjustable in opening.

次いで、図17に示す供給停止工程S11において、制御部400によって、バルブ112Vとバルブ113Vとの開閉状態を切り替えて、気化器300から樹脂材料を樹脂材料迂回管113(第二配管)に供給し、狙いの膜厚を得て、成膜を終了する。   Next, in the supply stop process S11 shown in FIG. 17, the controller 400 switches the open / close state of the valve 112V and the valve 113V, and supplies the resin material from the vaporizer 300 to the resin material bypass pipe 113 (second pipe). The target film thickness is obtained and the film formation is completed.

次いで、図17に示す基板搬出工程S12として、成膜された基板Sを樹脂成膜部100から搬出する。   Next, as a substrate unloading step S <b> 12 shown in FIG. 17, the formed substrate S is unloaded from the resin film forming unit 100.

必要であれば、膜厚設定工程S06から基板搬出工程S12を複数回繰り返す。この際、気化樹脂量積算工程S35としての気化持続樹脂量を積算し、この値にしたがって、毎回、供給樹脂量設定工程S37として、補償樹脂量を算出しなおして、成膜中におけるバルブ112Vの開度を制御する。
具体的には、気化器300における樹脂材料の気化持続樹脂量の増加に応じて、加熱固化の発生等によって減少する樹脂量を補償するために、成膜時間の増加に伴って供給樹脂量を増大して成膜レートの減少を補償するように設定する。
If necessary, the substrate carry-out step S12 is repeated a plurality of times from the film thickness setting step S06. At this time, the vaporization continuous resin amount as the vaporized resin amount integration step S35 is integrated, and the compensation resin amount is calculated again as the supply resin amount setting step S37 each time according to this value. Control the opening.
Specifically, in order to compensate for the amount of resin that decreases due to the occurrence of heat solidification or the like in accordance with the increase in the amount of resin material that has been vaporized in the vaporizer 300, the amount of resin supplied is increased as the film formation time increases. It is set so as to compensate for the decrease in film formation rate.

次いで、図17に示す気化停止工程S13として、気化器300における気化を停止し、気化持続樹脂量の計測を終了する。なお、膜厚設定工程S06と、供給樹脂量設定工程S37とは、基板搬入工程S08以降に行われる工程に対して、つまり、実際の成膜が行われる工程よりも前であれば、その実施時期、順序は、上記の工程順に限るものではない。
また、気化器300は連続運転でなくても、直近のクリーニングからの気化時間の積算で気化効率が減少する。気化器300の運転、停止を繰り返しても、気化持続樹脂量を積算すれば、気化効率の減少量を算出することができる。
Next, as a vaporization stop step S13 shown in FIG. 17, the vaporization in the vaporizer 300 is stopped, and the measurement of the vaporization continuous resin amount is ended. The film thickness setting step S06 and the supply resin amount setting step S37 are performed with respect to the steps performed after the substrate carry-in step S08, that is, before the step in which actual film formation is performed. The timing and order are not limited to the order of the steps described above.
Further, even if the vaporizer 300 is not continuously operated, the vaporization efficiency is reduced by integrating the vaporization time from the latest cleaning. Even if the operation and stop of the vaporizer 300 are repeated, the reduction amount of the vaporization efficiency can be calculated by integrating the vaporization continuous resin amount.

本実施形態に係る素子構造体の製造方法として、上記のように気化持続樹脂量に応じて減少する気化樹脂材料を補償するように供給状態を制御する。これにより、樹脂材料による成膜レートを気化持続樹脂量の経過によらず安定させる。さらに、複数の基板Sに順に成膜を行う場合でも、成膜回数、および、前回クリーニングからの成膜時における気化持続樹脂量によらずに、樹脂材料による成膜レートを安定させる。従って、成膜特性の変動が発生することを防止することができ、膜特性(膜厚)の変動を防止することができる。   As a manufacturing method of the element structure according to the present embodiment, the supply state is controlled so as to compensate for the vaporized resin material that decreases in accordance with the amount of the vaporized continuous resin as described above. Thereby, the film-forming rate by a resin material is stabilized irrespective of progress of the vaporization continuous resin amount. Further, even when the films are sequentially formed on the plurality of substrates S, the film formation rate of the resin material is stabilized regardless of the number of film formations and the amount of the vaporization continuous resin at the time of film formation from the previous cleaning. Therefore, it is possible to prevent fluctuations in film formation characteristics from occurring and to prevent fluctuations in film characteristics (film thickness).

なお、各工程の制御は制御部400により行うことができ、検量線の算出や成膜樹脂量の算出および積算も制御部400の有する演算部が行う。さらに、必要なデータの記憶も制御部400の有する記憶部が行う。   The control of each process can be performed by the control unit 400, and the calculation unit of the control unit 400 also performs calculation of a calibration curve and calculation and integration of a film forming resin amount. Furthermore, the storage unit included in the control unit 400 also stores necessary data.

以下、本発明の第3実施形態に係る成膜方法、成膜装置、素子構造体の製造方法、及び素子構造体の製造装置を、図面に基づいて説明する。
図18は、本実施形態に係る素子構造体の製造方法(成膜方法)を示すフローチャートであり、本実施形態において、上述した第2実施形態と異なるのは、成膜レートを補償する樹脂供給方法に関する点であり、これ以外の上述した第2実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, a film forming method, a film forming apparatus, an element structure manufacturing method, and an element structure manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 18 is a flowchart showing a method for manufacturing an element structure (film formation method) according to the present embodiment. In this embodiment, the difference from the second embodiment described above is the resin supply for compensating the film formation rate. This is a point related to the method, and the other components corresponding to those of the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

具体的には、樹脂材料膜5aを成膜する際に、樹脂材料の供給を制御する。図18に示すように、検量線取得工程S01と、補償樹脂量設定工程S32と、外部排気切替工程S03と、気化開始工程S04と、気化樹脂量積算工程S35と、膜厚設定工程S06と、供給樹脂量設定工程S37と、基板搬入工程S08と、供給開始工程S09と、供給樹脂量計測工程S30と、供給停止工程S11と、基板搬出工程S12と、気化停止工程S13と、を有する。   Specifically, the supply of the resin material is controlled when the resin material film 5a is formed. As shown in FIG. 18, calibration curve acquisition step S01, compensation resin amount setting step S32, external exhaust switching step S03, vaporization start step S04, vaporized resin amount integration step S35, film thickness setting step S06, A supply resin amount setting step S37, a substrate carry-in step S08, a supply start step S09, a supply resin amount measurement step S30, a supply stop step S11, a substrate carry-out step S12, and a vaporization stop step S13 are included.

本実施形態における成膜中は、供給樹脂量設定工程S37で設定された供給樹脂量にしたがって、制御部400によって、成膜レートの減少を補償するように気化持続樹脂量の積算量に対応して、気化器300における樹脂材料原料容器150からの樹脂材料供給量を次第に増大するように調整して成膜する。
このとき、液状の樹脂材料を加熱部152に噴霧する単位時間当たりの供給量を制御する。
During film formation in the present embodiment, the control unit 400 corresponds to the integrated amount of the vaporization continuous resin amount so as to compensate for the decrease in the film formation rate in accordance with the supply resin amount set in the supply resin amount setting step S37. Thus, the resin material supply amount from the resin material raw material container 150 in the vaporizer 300 is adjusted so as to gradually increase to form a film.
At this time, the supply amount per unit time for spraying the liquid resin material onto the heating unit 152 is controlled.

また、必要であれば、膜厚設定工程S06から基板搬出工程S12を複数回繰り返す際、気化樹脂量積算工程S35としての気化持続樹脂量を積算し、この値にしたがって、毎回、供給樹脂量設定工程S37として、補償樹脂量を算出しなおして、成膜中における樹脂材料原料容器150からの樹脂材料供給量を制御する。
具体的には、気化器300における樹脂材料の気化持続樹脂量の増加に応じて、加熱固化の発生等によって減少する樹脂量を補償するために、成膜時間の増加に伴って供給樹脂量を増大して成膜レートの減少を補償するように設定する。
Further, if necessary, when the substrate carrying out step S12 is repeated a plurality of times from the film thickness setting step S06, the vaporization resin amount as the vaporization resin amount integration step S35 is integrated, and the supplied resin amount is set every time according to this value. In step S37, the compensation resin amount is calculated again, and the resin material supply amount from the resin material raw material container 150 during film formation is controlled.
Specifically, in order to compensate for the amount of resin that decreases due to the occurrence of heat solidification or the like in accordance with the increase in the amount of resin material that has been vaporized in the vaporizer 300, the amount of resin supplied is increased as the film formation time increases. It is set so as to compensate for the decrease in film formation rate.

本実施形態に係る素子構造体の製造方法として、上記のように気化持続樹脂量に応じて減少する気化樹脂材料を補償するように、気化器300に供給する樹脂材料の供給量を制御し、経時的に増加させることにより、樹脂材料による成膜レートを気化持続樹脂量の経過によらず安定させる。さらに、複数の基板Sに順に成膜を行う場合でも、成膜回数、および、前回クリーニングからの成膜時における気化持続樹脂量によらずに、樹脂材料による成膜レートを安定させる。従って、成膜特性の変動が発生することを防止することができ、膜特性(膜厚)の変動を防止することができる。   As a manufacturing method of the element structure according to the present embodiment, the supply amount of the resin material supplied to the vaporizer 300 is controlled so as to compensate for the vaporized resin material that decreases according to the vaporization continuous resin amount as described above. By increasing with time, the film formation rate of the resin material is stabilized regardless of the progress of the vaporization continuous resin amount. Further, even when the films are sequentially formed on the plurality of substrates S, the film formation rate of the resin material is stabilized regardless of the number of film formations and the amount of the vaporization continuous resin at the time of film formation from the previous cleaning. Therefore, it is possible to prevent fluctuations in film formation characteristics from occurring and to prevent fluctuations in film characteristics (film thickness).

本発明の活用例として、有機EL装置の封止や電子デバイスの封止を挙げることができる。   Examples of utilization of the present invention include sealing of organic EL devices and sealing of electronic devices.

S,2,21…基板
2b,21b,22b,32b…境界部
3…デバイス層(機能層)
5…樹脂膜
5a…樹脂材料膜5a
10,20,30…素子構造体
40…凸部
41…第1の無機材料層(第一層)
42…第2の無機材料層(第二層)
51,53…第1の樹脂材
52…第2の樹脂材
100…樹脂成膜部(成膜室)
102…ステージ
105…シャワープレート
102a…基板冷却装置
112…樹脂材料供給管(第一配管)
112V…バルブ
113…樹脂材料迂回管(第二配管)
113V…バルブ
122…UV照射装置
130…気化槽
132…吐出部
140…樹脂材料液供給管
150…樹脂材料原料容器
200…コア室
201…第一層形成部(成膜室)
202…局在化処理部
203…第二層形成部(成膜室)
204…機能層形成部(成膜室)
210…ロードロック室
300…気化器
400…制御部
1000…素子構造体の製造装置
S, 2, 21 ... substrates 2b, 21b, 22b, 32b ... boundary 3 ... device layer (functional layer)
5 ... Resin film 5a ... Resin material film 5a
10, 20, 30 ... element structure 40 ... convex portion 41 ... first inorganic material layer (first layer)
42 ... Second inorganic material layer (second layer)
51, 53 ... 1st resin material 52 ... 2nd resin material 100 ... Resin film formation part (film formation chamber)
102 ... Stage 105 ... Shower plate 102a ... Substrate cooling device 112 ... Resin material supply pipe (first pipe)
112V ... Valve 113 ... Resin material bypass pipe (second pipe)
113V ... Valve 122 ... UV irradiation device 130 ... Evaporation tank 132 ... Discharge unit 140 ... Resin material liquid supply pipe 150 ... Resin material raw material container 200 ... Core chamber 201 ... First layer formation unit (film formation chamber)
202 ... Localization processing unit 203 ... Second layer forming unit (deposition chamber)
204 ... functional layer forming part (deposition chamber)
210 ... Load lock chamber 300 ... Vaporizer 400 ... Control unit 1000 ... Element structure manufacturing apparatus

Claims (12)

液状の樹脂材料を加熱部に噴霧して気化し、気化された蒸気を基板上に供給して樹脂材料膜を成膜する成膜方法であって、
前記樹脂材料を前記加熱部に供給した量の合計である気化積算量に応じて減少する前記樹脂材料の気化率を補償するように成膜条件を制御する、
成膜方法。
A film forming method for forming a resin material film by spraying a liquid resin material on a heating unit and vaporizing the vaporized vapor and supplying the vaporized vapor onto a substrate.
Control film forming conditions so as to compensate for the rate of vaporization of the resin material, which decreases according to the total amount of vaporization that is the total amount of the resin material supplied to the heating unit,
Film forming method.
前記成膜条件は、前記樹脂材料膜を前記基板一枚当たりの成膜する成膜時間、もしくは、液状の樹脂材料を前記加熱部に噴霧する単位時間当たりの供給量の少なくともいずれかを含む、
請求項1に記載の成膜方法。
The film formation conditions include at least one of a film formation time for forming the resin material film per substrate, or a supply amount per unit time for spraying a liquid resin material to the heating unit.
The film forming method according to claim 1.
前記加熱部は傾斜面を有する、
請求項1又は請求項2に記載の成膜方法。
The heating unit has an inclined surface;
The film forming method according to claim 1.
前記樹脂材料は、紫外線硬化型のアクリル樹脂の材料である、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の成膜方法。
The resin material is an ultraviolet curable acrylic resin material,
The film-forming method as described in any one of Claims 1-3.
液状の樹脂材料を加熱部に噴霧して気化し、気化された蒸気を基板上に供給して樹脂材料膜を成膜する成膜装置であって、
前記加熱部に樹脂材料を供給した積算量を含む気化運転データを記録する記録部と、
前記気化運転データを参照して、成膜時間を長くする時間、もしくは、前記液状の樹脂材料を前記加熱部に噴霧する単位時間当たりの供給量を増加させる増加量、の少なくともいずれかを決定する制御部を有する、
成膜装置。
A film forming apparatus for forming a resin material film by spraying a liquid resin material on a heating unit and vaporizing the vaporized vapor, supplying the vaporized vapor onto the substrate,
A recording unit for recording vaporization operation data including an integrated amount of resin material supplied to the heating unit;
Referring to the vaporization operation data, at least one of a time for increasing the film formation time or an increase amount for increasing the supply amount per unit time for spraying the liquid resin material onto the heating unit is determined. Having a control unit,
Deposition device.
基板の一面に配された機能層を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、無機材料からなる第一層を形成する第1工程と、
前記基板の一面側を覆う前記第一層を被覆するように、液状の樹脂材料を気化して供給し前記樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成する第2工程と、
前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面と前記基板の一面との境界部を含む位置にある前記樹脂材料膜の一部を残存させ、前記樹脂材料膜が残存する位置とは異なる位置にある該樹脂材料膜を除去する第3工程と、
前記残存させた樹脂材料膜の一部、及び、前記樹脂材料膜の除去により露呈した前記第一層を被覆するように、無機材料からなる第二層を形成する第4工程と、を含み、
前記第2工程において、気化した前記樹脂材料の気化持続時間に応じて減少する前記樹脂材料を補償するように供給状態を制御する、
素子構造体の製造方法。
A first step of covering the functional layer disposed on one surface of the substrate and forming a first layer made of an inorganic material having a local convex portion;
A second step of forming a resin material film made of the resin material by vaporizing and supplying a liquid resin material so as to cover the first layer covering the one surface side of the substrate;
A position where the resin material film remains, with a part of the resin material film remaining at a position including a boundary portion between the outer surface of the convex portion and one surface of the substrate when the first layer is viewed from a side cross section. A third step of removing the resin material film at a different position from
A fourth step of forming a second layer made of an inorganic material so as to cover a part of the remaining resin material film and the first layer exposed by the removal of the resin material film,
In the second step, the supply state is controlled so as to compensate for the resin material that decreases according to the vaporization duration of the vaporized resin material.
Manufacturing method of element structure.
前記第2工程において、気化した前記樹脂材料の供給時間に対応した前記樹脂材料の供給量に応じて、前記樹脂材料膜の成膜時間を長くする、
請求項6に記載の素子構造体の製造方法。
In the second step, in accordance with the supply amount of the resin material corresponding to the supply time of the vaporized resin material, the film formation time of the resin material film is lengthened.
The manufacturing method of the element structure of Claim 6.
前記第2工程における前記樹脂材料膜の成膜処理時に、気化した前記樹脂材料を成膜室の内部に供給するとともに、前記樹脂材料膜の非成膜処理時には、気化した前記樹脂材料を前記成膜室の外部に送通させ、
前記樹脂材料の供給量を前記樹脂材料の気化量として積算した積算量を得て、前記積算量に応じて前記樹脂材料膜の成膜時間を制御する、
請求項7に記載の素子構造体の製造方法。
During the film forming process of the resin material film in the second step, the vaporized resin material is supplied into the film forming chamber, and during the non-film forming process of the resin material film, the vaporized resin material is supplied to the composition chamber. Let it go outside the membrane chamber,
Obtaining an integrated amount obtained by integrating the supply amount of the resin material as a vaporization amount of the resin material, and controlling a film formation time of the resin material film according to the integrated amount;
The manufacturing method of the element structure of Claim 7.
前記第3工程は、前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面における頂部を含む領域が露呈するように、前記樹脂材料膜を除去する、
請求項6から請求項8のいずれか一項に記載の素子構造体の製造方法。
In the third step, the resin material film is removed so that a region including the top portion on the outer surface of the convex portion is exposed when the first layer is viewed from a side cross-section.
The manufacturing method of the element structure as described in any one of Claims 6-8.
前記第3工程は、前記樹脂材料膜を除去する手法としてドライエッチング法を用いる、
請求項6から請求項9のいずれか一項に記載の素子構造体の製造方法。
In the third step, a dry etching method is used as a method for removing the resin material film.
The manufacturing method of the element structure as described in any one of Claims 6-9.
前記第3工程は、前記樹脂材料膜をエッチング処理する条件のうち、特定の条件の変化を検出し、検出された検出結果を該エッチング処理の終点として用いる、
請求項10に記載の素子構造体の製造方法。
The third step detects a change in a specific condition among the conditions for etching the resin material film, and uses the detected detection result as an end point of the etching process.
The manufacturing method of the element structure of Claim 10.
基板の一面側に配された機能層を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、無機材料からなる第一層を形成する第一層形成部と、
液状の樹脂材料を加熱して気化する気化器から気化した前記樹脂材料を供給可能として、前記第一層を被覆する、前記樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成する樹脂成膜部と、
前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面と前記基板の一面との境界部を含む位置にある前記樹脂材料膜の一部を残存させ、前記樹脂材料膜が残存する位置とは異なる位置にある該樹脂材料膜を除去する局在化処理部と、
前記基板の一面側にある前記凸部、前記残存させた樹脂材料膜の一部、および、前記除去により露呈した前記第一層を被覆するように、無機材料からなる第二層を形成する第二層形成部と、
を有するとともに、
前記気化器が備える気化槽に接続されて、成膜時に気化した前記樹脂材料を前記樹脂成膜部に供給する供給管と、
前記気化槽に接続されて、非成膜処理時に気化した前記樹脂材料を前記樹脂成膜部の外部に送通する外部管と、
前記供給管と前記外部管とを切り替える切替弁と、
を具備し、
気化持続時間に応じて減少する前記樹脂材料を補償するように前記樹脂成膜部に樹脂材料を供給する供給時間を制御する制御部を有する、
素子構造体の製造装置。
A first layer forming part for forming a first layer made of an inorganic material, covering a functional layer disposed on one surface side of the substrate and having a local convex part;
A resin film forming section for forming a resin material film made of the resin material, covering the first layer, enabling supply of the resin material vaporized from a vaporizer that heats and vaporizes the liquid resin material;
A position where the resin material film remains, with a part of the resin material film remaining at a position including a boundary portion between the outer surface of the convex portion and one surface of the substrate when the first layer is viewed from a side cross section. A localization processing unit for removing the resin material film at a different position from
Forming a second layer made of an inorganic material so as to cover the convex portion on one surface side of the substrate, a part of the remaining resin material film, and the first layer exposed by the removal; A two-layer formation part;
And having
A supply pipe connected to a vaporization tank provided in the vaporizer and supplying the resin material vaporized during film formation to the resin film formation unit;
An external pipe connected to the vaporization tank and passing the resin material vaporized during non-film formation processing to the outside of the resin film formation unit;
A switching valve for switching between the supply pipe and the external pipe;
Comprising
A control unit that controls a supply time for supplying the resin material to the resin film forming unit so as to compensate for the resin material that decreases according to a vaporization duration;
Device structure manufacturing apparatus.
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