KR102356225B1 - 성막 방법 및 성막 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

방습성이 높고 얇은 유기 EL 소자를 제공한다. 유리 기판(G) 위에 형성되어 있는 유기 EL 소자(106)를 밀봉하는 밀봉막(105)의 성막 방법으로서, 실리콘 함유 가스와 할로겐 원소 함유 가스를 포함하는 혼합 가스, 또는 실리콘 함유 가스와 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 함유하는 가스를 포함하는 혼합 가스를 처리 용기(1) 내에 공급하는 공정과, 처리 용기(1) 내에서 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 공정과, 플라즈마에 의해 활성화된 혼합 가스에 의해, 유기 EL 소자(106)를 덮도록 밀봉막(105)을 성막하는 성막 공정을 포함한다.

Description

성막 방법 및 성막 장치{FILM FORMING METHOD AND FILM FORMING APPARATUS}
본 발명의 다양한 측면 및 실시 형태는, 성막 방법 및 성막 장치에 관한 것이다.
유기 화합물을 사용해서 발광시키는 유기 EL(Electro-Luminescence) 소자는, 유리 기판 위에 형성된 유기층을, 양극층(애노드)과 음극층(캐소드) 사이에 끼워 넣는 구조가 일반적이다. 유기층은, 수분에 약해서, 수분이 혼입되면, 특성이 변화해서 비발광점(다크 스폿)이 발생하여, 유기 EL 소자의 수명을 단축시키는 한 요인이 된다. 이 때문에, 외부의 수분이나 산소를 투과시키지 않도록 막의 밀봉성을 높이는 것은 매우 중요하다.
외부의 습기 등으로부터 유기층을 보호하는 방법으로서는, 예를 들어, 알루미늄 등으로 형성된 밀봉 캔을 사용하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조). 이러한 방법에 의하면, 유기 EL 소자 위에 밀봉 캔을 시일제로 부착하고, 또한 밀봉 캔의 내부에 건조제를 가함으로써 유기 EL 소자를 밀봉 및 건조시킨다. 이에 의해, 유기 EL 소자로의 수분의 혼입을 방지할 수 있다.
일본 특허 공개 제2005-166265호 공보
그런데, 상기 방법에서는, 수분에 대한 내성은 높지만, 유기 EL 소자 전체로서 어느 정도의 두께가 필요하다. 그 때문에, 얇고, 가볍고, 굴곡시킬 수 있는 등의 유기 EL 소자 본래의 장점을 발휘시킬 수 없다.
따라서, 본 발명의 실시 형태는, 방습성이 높고 얇은 유기 EL 등의 소자를 밀봉하는 밀봉막을 제공할 수 있는 성막 방법 및 성막 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 기판 위에 형성되어 있는 소자를 밀봉하는 밀봉막의 성막 방법으로서, 실리콘 함유 가스와 할로겐 원소 함유 가스를 포함하는 혼합 가스, 또는 실리콘 함유 가스와 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 포함하는 가스를 포함하는 혼합 가스를 제1 혼합 가스로서 처리 용기 내에 공급하는 공정과, 상기 처리 용기 내에서 상기 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 공정과, 플라즈마에 의해 활성화된 상기 제1 혼합 가스에 의해, 상기 소자를 덮도록 밀봉막을 성막하는 성막 공정을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 제1 혼합 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 처리 용기 내에서 상기 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부와, 상술의 성막 방법을 실행하는 제어부를 포함하는 성막장치를 제공한다.
본 발명의 다양한 측면 및 실시 형태에 따르면, 방습성이 높고 얇은 유기 EL 등의 소자를 밀봉하는 밀봉막을 제공할 수 있는 성막 방법 및 성막 장치가 실현된다.
도 1은 성막 장치의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 고주파 안테나의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3은 발광 모듈의 제조 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 따른 발광 모듈의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 따른 밀봉막 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 수소 결합의 강약 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 발광 모듈의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 불소의 농도와 막 밀도의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 관한 밀봉막 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 제2 실시 형태에서 혼합 가스에 포함되는 각 처리 가스의 유량의 변화의 일례를 나타내는 도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 관한 밀봉막의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 12는 제3 실시 형태에 관한 제2 막의 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 제3 실시 형태에서 혼합 가스에 포함되는 각 처리 가스의 유량의 변화의 일례를 나타내는 도이다.
도 14는 제4 실시 형태에 관한 밀봉막의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 15는 제4 실시 형태에 관한 밀봉막 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 16은 밀봉막의 구조의 다른 예를 나타내는 설명도이다.
도 17은 불소의 농도 구배의 일례를 설명하는 설명도이다.
도 18은 불소의 농도 구배의 다른 예를 설명하는 설명도이다.
개시하는 성막 방법은, 하나의 실시 형태에 있어서, 기판 위에 형성되어 있는 소자를 밀봉하는 밀봉막의 성막 방법으로서, 실리콘 함유 가스와 할로겐 원소 함유 가스를 포함하는 혼합 가스, 또는 실리콘 함유 가스와 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 함유하는 가스를 포함하는 혼합 가스를 제1 혼합 가스로서 처리 용기 내에 공급하는 제1 공급 공정과, 처리 용기 내에서 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제1 생성 공정과, 플라즈마에 의해 활성화된 제1 혼합 가스에 의해, 소자를 덮도록 제1 밀봉막을 성막하는 제1 성막 공정을 포함한다.
여기서, 실리콘 함유 가스는, 바람직하게는 실란계 가스이다. 실란계 가스는, 예를 들어 SiH4(모노실란), Si2H6(디실란) 또는 Si3H8(트리실란) 등, SinH2n +1(n은 자연수)로 표현되는 가스를 말한다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제1 혼합 가스에는, 질소 함유 가스, 실리콘 함유 가스 및 불소 함유 가스가 포함되어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에서의 제1 혼합 가스에 있어서, 실리콘 함유 가스의 유량에 대한 질소 함유 가스의 유량 비는, 0.8 내지 1.1의 범위 내이며, 실리콘 함유 가스의 유량에 대한 불소 함유 가스의 유량 비는, 0.1 내지 0.4의 범위이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 질소 함유 가스는 N2 가스 또는 NH3 가스이며, 실리콘 함유 가스는 SiH4 가스이며, 불소 함유 가스는, 바람직하게는 불소 함유 실리콘 화합물이며, 예를 들어 SiF4 가스, SiH3F 가스, SiH2F2 가스 또는 SiHxF4 -x 가스 중 어느 하나이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 할로겐 원소 함유 가스는, SiCl4 가스, SiHxCl4 -x 가스, SiH3F 가스 또는 SiHxFyClz 가스 중 어느 하나이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 할로겐 원소 함유 가스로서 불소 함유 가스가 제1 혼합 가스에 포함되는 경우, 제1 밀봉막 내의 불소의 농도는, 10atom％ 이하이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 할로겐 원소 함유 가스로서 염소 함유 가스가 제1 혼합 가스에 포함되는 경우, 제1 밀봉막 내의 염소의 농도는, 10atom％ 이하이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법은, 하나의 실시 형태에 있어서, 할로겐 원소 함유 가스 및 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 갖는 가스를 모두 포함하지 않고, 실리콘 함유 가스를 포함하는 제2 혼합 가스를 처리 용기 내에 공급하는 제2 공급 공정과, 처리 용기 내에서 제2 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제2 생성 공정과, 플라즈마에 의해 활성화된 제2 혼합 가스에 의해, 제1 성막 공정에서 성막된 제1 밀봉막을 덮도록 제2 밀봉막을 성막하는 제2 성막 공정을 더 포함해도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제2 밀봉막의 두께는, 제1 밀봉막의 두께의 2 내지 4배의 범위 내이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제1 혼합 가스에는, 실리콘 함유 가스, 할로겐 원소 함유 가스 및 질소 함유 가스, 또는 실리콘 및 할로겐 원소 함유 가스 및 질소 함유 가스가 포함되어도 되고, 제2 혼합 가스에는, 실리콘 함유 가스 및 질소 함유 가스가 포함되어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제1 혼합 가스에는, SiH4 가스, SiF4 가스 및 N2 가스, 또는 SiHxF4 -x 가스 및 NH3 가스가 포함되어도 되고, 제2 혼합 가스에는, SiH4 가스 및 N2 가스가 포함되어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법은, 하나의 실시 형태에 있어서, 제2 혼합 가스를 처리 용기 내에 공급하는 제3 공급 공정과, 처리 용기 내에서 제2 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제3 생성 공정과, 제1 성막 공정이 행하여지기 전에, 플라즈마에 의해 활성화된 제2 혼합 가스에 의해, 소자를 덮도록 제3 밀봉막을 성막하는 제3 성막 공정을 더 포함해도 되고, 제1 성막 공정에서는, 플라즈마에 의해 활성화된 제1 혼합 가스에 의해, 제3 성막 공정에서 성막된 제3 밀봉막을 덮도록 제1 밀봉막이 성막되어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제3 밀봉막의 두께는, 제1 밀봉막의 두께의 0.5 내지 1.5배의 범위 내이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법은, 하나의 실시 형태에 있어서, 제1 공급 공정, 제1 생성 공정 및 제1 성막 공정을 제1 공정으로 하고, 제2 공급 공정, 제2 생성 공정 및 제2 성막 공정을 제2 공정으로 하고, 제3 공급 공정, 제3 생성 공정 및 제3 성막 공정을 제3 공정으로 했을 경우, 제1 공정과 제3 공정은, 제2 공정이 행하여지기 전에 교대로 복수회 반복되어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제1 공급 공정에서는, 제1 혼합 가스에서의, 할로겐 원소 함유 가스 또는 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 갖는 가스를, 0에서부터 소정 비율까지 증가시키고, 그 후에 소정 비율에서부터 0까지 감소시켜도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제1 공급 공정에서는, 할로겐 원소 함유 가스로서 불소 함유 가스가 사용되고, 소정 비율은, 제1 밀봉막 내의 불소의 농도의 최대값이 4 내지 6atom％의 범위 내의 값이 되도록, 조정되어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기는, 카르보닐기 또는 카르복실레이트기이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 카르보닐기는, -C(=O)-로 표현되는 관능기이어도 되고, 카르복실레이트기는, (R)-COOH로 표현되는 관능기이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 방법의 하나의 실시 형태에 있어서, 제1 성막 공정에서의 기판의 온도는, 10 내지 70℃의 범위이어도 된다.
또한, 개시하는 성막 장치는, 하나의 실시 형태에 있어서, 처리 용기와, 처리 용기 내에 제1 혼합 가스를 공급하는 가스 공급부와, 처리 용기 내에서 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부와, 상기한 성막 방법을 실행하는 제어부를 구비한다.
이하에, 개시하는 성막 방법 및 성막 장치의 실시 형태에 대해서, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 의해 개시되는 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태는, 처리 내용이 모순되지 않는 범위에서 적절히 조합하는 것이 가능하다.
(제1 실시 형태)
[성막 장치(10)의 구성]
도 1은, 성막 장치(10)의 일례를 도시하는 종단면도이다. 성막 장치(10)는, 유도 결합 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma)를 사용한 플라즈마 처리 장치로서 구성된다. 성막 장치(10)는, 예를 들어 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상의 기밀한 처리 용기(1)를 갖는다. 이 처리 용기(1)는 조립 가능한 구성을 구비하게 되어 있고, 접지선(1a)에 의해 접지되어 있다. 처리 용기(1)는, 유전체 벽(2)에 의해 상하로 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되어 있다. 유전체 벽(2)은 처리실(4)의 천장벽을 구성하고 있다. 유전체 벽(2)은, 예를 들어 Al2O3 등의 세라믹스 또는 석영 등으로 구성되어 있다.
유전체 벽(2)의 하측 부분에는, 처리 가스 공급용의 샤워 하우징(11)이 끼워 넣어져 있다. 샤워 하우징(11)은, 예를 들어 십자 형상으로 설치되어 있고, 유전체 벽(2)을 밑에서부터 지지한다. 또한, 상기 유전체 벽(2)을 지지하는 샤워 하우징(11)은, 복수개의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 처리 용기(1)의 천장에 매달아진 상태로 되어 있다.
샤워 하우징(11)은, 도전성 재료, 바람직하게는 금속, 예를 들어 오염물이 발생하지 않도록 그 내면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 샤워 하우징(11)에는, 수평하게 신장되는 가스 유로(12)가 형성되어 있다. 가스 유로(12)에는, 하방을 향해서 연장되는 복수의 가스 토출 구멍(12a)이 연통되어 있다. 한편, 유전체 벽(2)의 상면 중앙에는, 가스 유로(12)에 연통되도록 가스 공급관(20a)이 설치되어 있다. 가스 공급관(20a)은, 처리 용기(1)의 천장으로부터 처리 용기(1)의 외측으로 관통하여, 가스 공급계(20)에 접속되어 있다.
가스 공급계(20)는, 가스 공급원(200), 유량 제어기(201), 밸브(202), 가스 공급원(203), 유량 제어기(204), 밸브(205), 가스 공급원(206), 유량 제어기(207) 및 밸브(208)를 갖는다.
가스 공급원(200)은, 예를 들어 질소 등을 함유하는 제1 가스의 공급원이며, 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어기(201) 및 밸브(202)를 통해서, 가스 공급관(20a)에 접속되어 있다. 가스 공급원(203)은, 예를 들어 실리콘 등을 함유하는 제2 가스의 공급원이며, 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어기(204) 및 밸브(205)를 통해서, 가스 공급관(20a)에 접속되어 있다. 가스 공급원(206)은, 예를 들어 불소 등을 함유하는 제3 가스의 공급원이며, 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어기(207) 및 밸브(208)를 통해서, 가스 공급관(20a)에 접속되어 있다.
가스 공급계(20)로부터 공급된 처리 가스는, 가스 공급관(20a)을 통해서 샤워 하우징(11) 내에 공급되고, 그 하면의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내에 토출된다.
처리 용기(1)에서의 안테나실(3)의 측벽(3a)과 처리실(4)의 측벽(4a)과의 사이에는 내측으로 돌출된 지지 선반(5)이 설치되어 있다. 유전체 벽(2)은, 지지 선반(5) 위에 적재되어 있다.
안테나실(3) 내에는, 유전체 벽(2) 상방에 유전체 벽(2)에 면하도록 고주파(RF) 안테나(13)가 배치되어 있다. 고주파 안테나(13)는, 절연 부재로 형성된 스페이서(13a)에 의해 유전체 벽(2)으로부터 소정 거리(예를 들어 50mm 이하의 거리) 이격되어 있다. 안테나실(3)의 중앙부 부근에는, 연직으로 연장되는 4개의 급전 부재(16)가 설치되어 있고, 급전 부재(16)에는 정합기(14)를 통해서 고주파 전원(15)이 접속되어 있다. 급전 부재(16)는, 상술한 가스 공급관(20a)의 주위에 설치되어 있다.
고주파 전원(15)은, 소정의 주파수(예를 들어 13.56MHz)의 고주파 전력을 고주파 안테나(13)에 공급한다. 그리고, 고주파 전력이 공급된 고주파 안테나(13)에 의해, 처리실(4) 내에 유도 전계가 형성된다. 그리고, 처리실(4) 내에 형성된 유도 전계에 의해, 샤워 하우징(11)으로부터 토출된 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 이때의 고주파 전원(15)의 출력은, 플라즈마를 발생시키는데 충분한 값이 되도록 적절히 설정된다. 고주파 안테나(13) 및 샤워 하우징(11)은, 플라즈마 생성부의 일례이다.
처리실(4) 내의 하방에는, 유전체 벽(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록, 유리 기판(G)이 적재되는 서셉터(22)가 설치되어 있다. 서셉터(22)는, 도전성 재료, 예를 들어 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등으로 구성되어 있다. 서셉터(22)에 적재된 유리 기판(G)은, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 서셉터(22)에 흡착 유지된다.
서셉터(22)는, 도체 프레임(24) 내에 수납되고, 또한 중공의 지주(25)에 의해 지지된다. 지주(25)는, 기밀 상태를 유지하면서, 처리 용기(1)의 저부를 관통하고 있다. 또한, 지주(25)는, 처리 용기(1) 밖에 배치된 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 지지되고, 유리 기판(G)의 반입 및 반출시에 승강 기구에 의해 서셉터(22)가 상하 방향으로 구동된다.
또한, 서셉터(22)를 수납하는 도체 프레임(24)과 처리 용기(1)의 저부와의 사이에는, 지주(25)를 기밀하게 포위하는 벨로즈(26)가 배치되어 있다. 이에 의해, 서셉터(22)의 상하 이동에 의해서도 처리실(4) 내의 기밀성이 유지된다. 또한, 처리실(4)의 측벽(4a)에는, 유리 기판(G)을 반입 및 반출하기 위한 개구부(27a) 및 그것을 개폐하는 게이트 밸브(27)가 설치되어 있다.
서셉터(22)에는, 중공의 지주(25) 내에 설치된 급전 막대(25a)에 의해, 정합기(28)를 통해서 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 고주파 전원(29)은, 소정의 주파수(예를 들어 6MHz)의 바이어스용의 고주파 전력을 서셉터(22)에 인가한다. 바이어스용의 고주파 전력에 의해, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마 중의 이온이 효과적으로 유리 기판(G)에 인입된다.
또한, 서셉터(22) 내에는, 유리 기판(G)의 온도를 제어하기 위한 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 설치되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 접속되는 배관이나 배선은, 모두 중공의 지주(25)를 통해서 처리 용기(1)의 외부에 도출된다. 처리실(4)의 저부에는, 배기관(31)을 통해서 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(30)가 접속된다. 배기 장치(30)는, 처리실(4) 내를 배기하여, 처리실(4) 내가 소정의 진공 분위기가 되도록 제어한다.
성막 장치(10)에는, 마이크로프로세서(컴퓨터)를 포함하는 제어부(50)가 접속되어 있다. 성막 장치(10) 내의 각 구성부, 예를 들어 전원계(고주파 전원(15) 및 고주파 전원(29))나 가스 공급계, 구동계 등은, 제어부(50)에 의해 제어된다. 제어부(50)에는, 오퍼레이터가 성막 장치(10)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 성막 장치(10)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등을 포함하는 유저 인터페이스(51)가 접속되어 있다.
또한, 제어부(50)에는, 각종 처리를 제어부(50)에 실행시키기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라서 성막 장치(10)의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 처리 레시피 등이 저장된 기억부(52)가 접속되어 있다. 제어 프로그램이나 처리 레시피 등은 기억부(52) 중의 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 하드 디스크나 반도체 메모리이어도 되고, CDROM, DVD, 플래시 메모리 등의 가반성의 것이어도 된다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 레시피 등은, 다른 장치로부터, 예를 들어 통신 회선을 통해서 전송되어 기억부(52) 내에 적절히 저장시키도록 해도 된다.
제어부(50)는, 유저 인터페이스(51)를 통한 유저로부터의 지시에 따라, 임의의 제어 프로그램이나 처리 레시피 등을 기억부(52)로부터 판독해서 실행함으로써, 성막 장치(10)에 있어서 원하는 처리를 실현한다.
[고주파 안테나(13)의 구성]
도 2는, 고주파 안테나(13)의 구성의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 고주파 안테나(13)는, 예를 들어 외형이 대략 정사각 형상인 8중 안테나이다. 고주파 안테나(13)는, 고주파 안테나(13)의 중심으로부터, 고주파 안테나(13)의 주위로 소용돌이 형상으로 연장되는 8개의 안테나 선(130 내지 137)을 갖는다. 8개의 안테나 선(130 내지 137)은, 2개씩이 1조가 되고, 각각의 조가, 4개의 급전부(41 내지 44) 중 어느 하나에 접속되어 있다. 4개의 급전부(41 내지 44)의 각각은, 4개의 급전 부재(16) 중 어느 하나에 접속되어 있다.
8개의 안테나 선(130 내지 137)은, 콘덴서(18)를 통해서 각각 접지되어 있다. 8개의 안테나 선(130 내지 137)은, 거의 동일한 길이를 갖고 있으며, 각각의 단부에 접속되어 있는 콘덴서(18)의 용량도 거의 동일하게 되어 있다. 이에 의해, 8개의 안테나 선(130 내지 137)의 각각에 흐르는 전류는, 거의 동일한 값이 된다.
이어서, 이상과 같이 구성되는 성막 장치(10)를 사용해서 기판에 대해 소정의 막을 형성할 때의 개략 동작에 대해서 설명한다.
먼저, 게이트 밸브(27)가 열리고, 개구부(27a)를 통해서 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판이 처리실(4) 내에 반입되고, 서셉터(22)의 적재면 위에 적재된다. 그리고, 제어부(50)는, 정전 척(도시하지 않음)을 제어해서 기판을 서셉터(22) 위에 흡착 유지시킨다.
이어서, 제어부(50)는, 가스 공급계(20)를 제어하여, 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내에 처리 가스를 토출시킴과 함께, 배기 장치(30)를 제어하여, 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내를 진공 배기시킴으로써, 처리실(4) 내를 소정의 압력 분위기로 제어한다.
이어서, 제어부(50)는, 고주파 전원(29)을 제어하여, 예를 들어 6MHz의 고주파를 서셉터(22)에 인가한다. 또한, 제어부(50)는, 고주파 전원(15)을 제어하여, 예를 들어 13.56MHz의 고주파를 고주파 안테나(13)에 인가한다. 이에 의해, 처리실(4) 내에 균일한 유도 전계가 형성된다.
이와 같이 하여 형성된 유도 전계에 의해, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마에 의해 처리실(4) 내에 공급된 처리 가스가 해리한다. 그리고, 생성된 성막종이 기판 위에 퇴적되어, 소정의 재질의 막이 기판 위에 형성된다.
[발광 모듈(100)의 제조 수순]
도 3은, 일 실시 형태에 따른, 발광 모듈(100)의 제조 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 4는, 각 발광 모듈(100)의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
먼저, 유리 기판(G) 위에, SiN(질화 실리콘) 등에 의해 반사 방지막(101)을 형성하는 반사 방지막 형성 공정이 실행된다(S10). 그리고, 스텝 S10에서 형성된 반사 방지막(101) 위에 ITO(Indium Tin Oxide)나 ZnO(Zinc Oxide) 등에 의해 투명 전극(102)을 형성하는 투명 전극 형성 공정이 실행된다(S11). 그리고, 스텝 S11에서 형성된 투명 전극(102) 위에 저분자 형광 색소, 형광성의 고분자, 금속 착체 등의 발광 물질을 포함하는 유기 발광층(103)을 형성하는 유기 발광층 형성 공정이 실행된다(S12).
이어서, 스텝 S12에서 형성된 유기 발광층(103) 위에, 예를 들어 알루미늄 등에 의해 금속 전극(104)을 형성하는 금속 전극 형성 공정이 실행된다(S13). 스텝 S10 내지 S13의 공정에 의해, 반사 방지막(101), 투명 전극(102), 유기 발광층(103) 및 금속 전극(104)을 갖는 유기 EL 소자(106)가 유리 기판(G) 위에 형성된다. 그리고, 유기 EL 소자(106)를 덮도록 밀봉막(105)을 형성하는 밀봉막 형성 공정이 실행된다(S14). 이상의 공정에 의해, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같은 구조의 발광 모듈(100)이 형성된다.
[밀봉막 형성 공정의 상세]
도 5는, 제1 실시 형태에 따른 밀봉막 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다. 본 실시 형태에 따른 밀봉막 형성 공정은, 예를 들어 도 1에 도시한 성막 장치(10)를 사용해서 행하여진다.
먼저, 성막 장치(10)의 게이트 밸브(27)가 열리고, 다른 장치에 의해 유기 EL 소자(106)가 형성된 유리 기판(G)이, 개구부(27a)를 통해서 처리실(4) 내에 반입된다(S100). 그리고, 제어부(50)는, 정전 척을 제어하여, 유리 기판(G)을 서셉터(22) 위에 흡착 유지시킨다.
이어서, 제어부(50)는, 가스 공급계(20) 내의 유량 제어기(201) 및 밸브(202)를 제어하여, 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)을 통해서, 제1 가스를 처리실(4) 내로 토출시킴으로써, 처리실(4) 내에 제1 가스를 공급한다(S101). 본 실시 형태에 있어서, 제1 가스는, 예를 들어 N2 가스이다. 제어부(50)는, 제1 가스의 유량이 예를 들어 27sccm이 되도록, 유량 제어기(201)를 제어한다.
이어서, 제어부(50)는, 배기 장치(30)를 제어하여, 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내에 도입된 가스를 배기시킴으로써, 처리실(4) 내를 소정의 압력 분위기로 조정한다(S102). 상세하게는, 제어부(50)는, 처리실(4) 내를 진공 배기함으로써, 예를 들어 0.5Pa의 압력으로 조정되도록 배기 장치(30)를 제어한다.
이어서, 제어부(50)는, 고주파 전원(29)을 제어하여, 예를 들어 6MHz의 고주파 전력을 서셉터(22)에 인가한다. 또한, 제어부(50)는, 고주파 전원(15)을 제어하여, 예를 들어 13.56MHz의 고주파 전력을 고주파 안테나(13)에 인가한다. 이에 의해, 고주파 안테나(13)에 의해 처리실(4) 내에 유도 전계가 형성된다. 고주파 안테나(13)에 인가되는 고주파 전력은, 예를 들어 2000W이다. 처리실(4) 내에 형성된 유도 전계에 의해, 처리실(4) 내에서 제1 가스의 플라즈마가 생성된다(S103).
이어서, 제어부(50)는, 가스 공급계(20) 내의 유량 제어기(204), 밸브(205), 유량 제어기(207) 및 밸브(208)를 각각 제어하여, 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)을 통해서, 제2 및 제3 가스를 처리실(4) 내로 토출시킴으로써, 처리실(4) 내에 제2 및 제3 가스를 공급한다(S104). 본 실시 형태에서, 제2 가스는, 예를 들어 SiH4 가스이며, 제3 가스는, 예를 들어 SiF4 가스이다.
제어부(50)는, 제2 가스(본 실시 형태에서는 SiH4 가스)의 유량에 대한 제1 가스(본 실시 형태에서는 N2 가스)의 유량의 비가, 예를 들어 0.8 내지 1.1의 범위 내의 값이 되도록, 유량 제어기(204)를 제어한다. 본 실시예에 있어서, 제1 가스의 유량은 예를 들어 27sccm이기 때문에, 제어부(50)는, 제2 가스의 유량이 예를 들어 26 내지 31sccm의 범위 내의 유량이 되도록 유량 제어기(201) 및 유량 제어기(204)를 제어한다.
또한, 제어부(50)는, 제2 가스(본 실시 형태에서는 SiH4 가스)의 유량에 대한 제3 가스(본 실시 형태에서는 SiF4 가스)의 유량의 비가, 예를 들어 0.1 내지 0.4의 범위 내의 값이 되도록, 유량 제어기(204) 및 유량 제어기(207)를 제어한다. 상세하게는, 제어부(50)는, 제2 가스의 유량이 예를 들어 26 내지 31sccm의 범위 내의 유량이 되도록 유량 제어기(204)를 제어하고, 제3 가스의 유량이 예를 들어 5 내지 10sccm의 범위 내의 유량이 되도록 유량 제어기(207)를 제어한다.
이에 의해, 처리실(4) 내에서 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스를 포함하는 혼합 가스의 플라즈마가 생성된다. 그리고, 생성된 플라즈마에 의해 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스가 해리되고, 생성된 성막종이, 유리 기판(G) 위에 형성된 유기 EL 소자(106)를 덮도록 퇴적되기 시작한다.
이어서, 제어부(50)는, 성막종의 퇴적에 의해 밀봉막(105)이 소정의 막 두께가 될 때까지 소정 시간 대기한다(S105). 그리고, 소정 시간이 경과한 후, 제어부(50)는, 고주파 전원(15) 및 고주파 전원(29)을 제어해서 고주파 전력의 인가를 정지하고, 밸브(202), 밸브(205) 및 밸브(208)를 제어하여, 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스의 공급을 정지한다(S106). 그리고, 제어부(50)는, 배기 장치(30)를 제어하여, 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내를 진공 배기한다. 그리고, 게이트 밸브(27)가 열리고, 개구부(27a)를 통해서 발광 모듈(100)이 처리실(4)로부터 반출된다.
도 5에 도시한 밀봉막 형성 공정에서, 본 실시 형태의 프로세스 조건을 정리하면 이하와 같이 된다.
N2, SiH4 및 SiF4의 유량=27, 31 ~ 26 및 5 ~ 10sccm
고주파 전력(13.56MHz): 2000W(1.5 ~ 2W/cm2)
처리실(4) 내 압력: 0.5Pa
Gap : 150mm
유리 기판(G)의 온도: 70℃
밀봉막(105) 내의 불소 농도: 10atm％ 이하
또한, Gap이란, 유전체 벽(2)과 유리 기판(G)의 사이의 거리를 나타낸다. 또한, 본 실시 형태에서 Gap은 150mm이지만, 80 내지 200mm의 범위이면 된다. 또한, 본 실시 형태에서 처리실(4) 내의 압력은 0.5Pa이지만, 0.5 내지 2Pa의 범위이면 된다. 또한, 본 실시 형태에서 유리 기판(G)의 온도는 70℃이지만, 10 내지 70℃의 범위이면 된다.
통상, SiN막은 비정질인데, 완전히 균일하지 않고, 성막의 과정에서 입자 형상으로 성장하여, 입자가 집합된 구조를 갖고 있다. 입자의 내부는 매우 치밀하지만, 입자와 입자의 사이는 미세한 간극이 형성되어 있다. 그 때문에, 그 간극이, H2O(수분)가 침입·투과하는 경로로 되는 경우가 있다. 따라서, 이 SiN 입자간의 결합을 강화함으로써 수분의 침입·투과를 보다 강력하게 방지할 수 있다. 여기서, 실리콘을 함유하는 재료 가스를 사용해서 SiN막을 형성하는 경우, SiN막 내에 수소가 혼입된다. 이 수소는, SiN막 내에서, SiN 입자의 사이에 수소 결합을 형성한다. 이에 의해, SiN 입자만으로 구성된 SiN막에 비해, SiN 입자의 결합이 강화되어, SiN 입자만으로 구성된 SiN막보다도 막 밀도가 높은 SiN막이 형성된다.
또한, SiN막 내에서는, 수소 결합에 의해 수소 원자는 강한 양전하를 띤다. 물 분자는 극성 분자이며, 물 분자의 산소 원자는, 음전하를 띠고 있다. 그 때문에, SiN막 내에 진입한 물 분자의 산소 원자는, SiN막 내의 수소 결합에 끌어당겨진다. 이에 의해, 수소가 혼입된 SiN막에서는, 물 분자가 빠져나가는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 수소가 혼입된 SiN막에는, NH … NH간의 수소 결합이 존재한다. 밀봉막의 형성 공정에서 불소를 함유하는 SiF4 가스를 첨가함으로써, SiN막 내에 불소가 혼입되어, SiN막 내에 NH4 + … F- 사이의 수소 결합이 발생한다.
도 6은, 수소 결합의 강약 관계의 일례를 나타내는 도이다. 도 6은, 이하의 비특허문헌 1에 개시되어 있다.
비특허문헌 1: G. R. Desiraju, Acc. Chem. Res. 35, 565(2002).
도 6은, 다양한 수소 결합의 종류를 결합의 강도에 따라서 배열한 도이다. 도 6의 좌측에 있는 수소 결합의 종류일수록 결합력이 강하고, 또한 동일한 횡축상이라면 상측에 있을수록 수소 결합의 결합력이 강하다. 도 6에 도시한 바와 같이, NH4 + … F- 사이의 수소 결합은, NH … NH간의 수소 결합보다도 강하다(도 6의 파선 화살표). 그 때문에, SiN막 내에 불소를 함유하는 SiF4 가스를 첨가하면, SiN막 내에 NH4 + … F- 사이의 수소 결합이 형성되고, SiN 입자의 사이의 수소 결합이 강화된다. 이에 의해, SiN막 내의 SiN 입자간의 결부가 강해져, SiN막의 막 밀도가 더욱 높아진다. SiN막의 막 밀도가 높아지면, 물 분자가 빠져나가는 간극이 적어진다. 이에 의해, SiF4 가스를 첨가해서 형성된 SiN막에서는, 물분자의 빠져나감이 더욱 억제되어, 밀봉막으로서의 방습성이 향상된다.
단, 밀봉막(105) 내의 불소 농도가 너무 높으면, 대기 중의 수분과 반응해서 변색되는 경우가 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 밀봉막(105) 내의 불소 농도가 10atom％ 이하로 되도록, SiH4 가스의 유량에 대한 SiF4 가스의 유량 비를, 예를 들어 0.1 내지 0.4의 범위 내의 값이 되도록 제어하고 있다. 또한, 제3 가스로서, 예를 들어 염소 함유 가스를 사용하는 경우, 밀봉막(105) 내의 염소 농도가 10atom％ 이하로 되도록, SiH4 가스의 유량에 대한 염소 함유 가스의 유량 비를 제어하는 것이 바람직하다.
이상, 제1 실시 형태에 대해서 설명하였다. 본 실시 형태의 성막 장치(10)에 의하면, 방습성이 높은 밀봉막을 제공할 수 있다. 이에 의해, 얇고 방습성이 높은 발광 모듈(100)을 제조할 수 있다.
(제2 실시 형태)
이어서, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서의 밀봉막은(105A), 다층 구조인 점이, 제1 실시 형태에서의 밀봉막(105)과는 상이하다. 또한, 본 실시 형태에서 사용되는 성막 장치의 구성은, 도 1 및 도 2를 사용해서 설명한 제1 실시 형태에서의 성막 장치(10)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 실시 형태에서의 발광 모듈(100A)의 제조 수순의 개략에 대해서도, 도 3을 사용해서 설명한 제1 실시 형태에서의 발광 모듈(100)의 제조 수순의 개략과 마찬가지이기 때문에, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 상세한 설명을 생략한다.
[발광 모듈(100A)의 구조]
도 7은, 제2 실시 형태에 관한 발광 모듈(100A)의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다. 발광 모듈(100A)은, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이, 유리 기판(G) 위에 적층된 유기 EL 소자(106)와, 유기 EL 소자(106)를 덮도록 유기 EL 소자(106) 위에 적층된 밀봉막(105A)을 갖는다. 본 실시 형태에서의 밀봉막(105A)은, 제1 막(107), 제2 막(108) 및 제3 막(109)을 갖는다.
제1 막(107)은, 유기 EL 소자(106)를 덮도록, d1의 두께로 유기 EL 소자(106) 위에 적층된다. 제2 막(108)은, 제1 막(107)을 덮도록, d2의 두께로 제1 막(107) 위에 적층된다. 제3 막(109)은, 제2 막(108)을 덮도록, d3의 두께로 제2 막(108) 위에 적층된다. 본 실시 형태에서, 제1 막(107)의 두께(d1)는, 제2 막(108)의 두께(d2)의 0.5 내지 1.5배의 범위 내의 두께이다. 또한, 본 실시 형태에서, 제3 막(109)의 두께(d3)는, 제2 막(108)의 두께(d2)의 2배 이상(예를 들어 2 내지 4배의 범위 내)의 두께이다.
제2 막(108)은, 불소가 첨가된 SiN막이다. 본 실시 형태에서, 제2 막(108)에는, 4 내지 6atom％의 농도(예를 들어, 5atom％)의 불소가 첨가된다. 또한, 제2 막(108)에 첨가되는 원소는, 불소 이외에 염소 등의 할로겐 원소이어도 되고, 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 갖는 분자가 첨가되어도 된다. 또한, 제1 막(107) 및 제3 막(109)은, 불소 등의 할로겐 원소 또는 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 갖는 분자가 첨가되지 않은 SiN막이다.
도 8은, 불소의 농도와 SiN막의 막 밀도의 관계의 일례를 나타내는 도이다. SiN막 내에 포함되는 불소의 농도에 따라, SiN막의 막 밀도가 변화한다. 그리고, 예를 들어 도 8의 실험 결과에 도시한 바와 같이, SiN막 내에 포함되는 불소의 농도가 4 내지 6atom％의 범위 내의 농도인 경우에, SiN막의 막 밀도가 극대값을 취한다. SiN막인 제2 막(108)의 막 밀도가 높아지면, 물 분자가 빠져나가는 간극이 적어진다. 이에 의해, 제2 막(108)을 포함하는 밀봉막(105A)의 방습성이 향상된다.
여기서, 유기 EL 소자(106) 위에, 제1 막(107)을 개재시키지 않고, 불소가 첨가된 제2 막(108)을 적층시킨다고 하면, 제2 막(108)에 포함되는 불소에 의해 유기 EL 소자(106)가 대미지를 받는 경우가 있다. 그 때문에, 불소가 첨가되지 않은 제1 막(107)으로 유기 EL 소자(106)를 덮고 나서, 그 위에 불소가 첨가된 제2 막(108)을 적층시킨다. 이에 의해, 제2 막(108)에 포함되는 불소에 의한 유기 EL 소자(106)에의 대미지를 방지할 수 있다.
또한, 제2 막(108)은, 대기에 노출되면, 제2 막(108) 내의 불소가 대기 중의 고농도 산소 등과 반응해서 막이 열화된다. 이에 의해, 제2 막(108)의 막 밀도가 저하되어, 방습성이 저하된다. 이것을 방지하기 위해서, 본 실시 형태에서는, 제2 막(108) 위에 제3 막(109)이 적층된다. 이에 의해, 제2 막(108)은, 제3 막(109)에 의해 대기로부터 보호된다. 이에 의해, 제3 막(109)은, 제2 막(108)의 산화를 억제하여, 제2 막(108)의 방습성의 저하를 억제할 수 있다.
[밀봉막 형성 공정의 상세]
도 9는, 제2 실시 형태에 관한 밀봉막 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 10은, 제2 실시 형태에서 혼합 가스에 포함되는 각 처리 가스의 유량의 변화의 일례를 나타내는 도이다. 본 실시 형태에 따른 밀봉막 형성 공정은, 예를 들어 도 1에 도시한 성막 장치(10)를 사용해서 행하여진다.
먼저, 성막 장치(10)의 게이트 밸브(27)가 열리고, 다른 장치에 의해 유기 EL 소자(106)가 형성된 유리 기판(G)이, 개구부(27a)를 통해서 처리실(4) 내에 반입된다(S200). 그리고, 제어부(50)는, 정전 척을 제어하여, 유리 기판(G)을 서셉터(22) 위에 흡착 유지시킨다.
이어서, 제어부(50)는, 예를 들어 도 10에 도시하는 시각(t1)에서, 유량 제어기(201) 및 밸브(202)를 제어하여, 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)을 통해서 제1 가스를 처리실(4) 내로 토출시킴으로써, 처리실(4) 내에 제1 가스의 공급을 개시한다(S201). 본 실시 형태에서, 제1 가스는, 예를 들어 N2 가스이다. 제어부(50)는, 제1 가스의 유량이 예를 들어 27sccm이 되도록 유량 제어기(201)를 제어한다.
이어서, 제어부(50)는, 배기 장치(30)를 제어하여, 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내에 도입된 가스를 배기시킴으로써, 처리실(4) 내를 소정의 압력 분위기로 조정한다(S202). 제어부(50)는, 처리실(4) 내의 압력이 예를 들어 0.5Pa이 되도록 배기 장치(30)를 제어한다.
이어서, 제어부(50)는, 고주파 전원(29)을 제어하여, 예를 들어 6MHz의 고주파 전력을 서셉터(22)에 인가한다. 또한, 제어부(50)는, 고주파 전원(15)을 제어하여, 예를 들어 13.56MHz의 고주파 전력을 고주파 안테나(13)에 인가한다. 이에 의해, 고주파 안테나(13)에 의해 처리실(4) 내에 유도 전계가 형성된다. 고주파 안테나(13)에 인가되는 고주파 전력은, 예를 들어 2000W이다. 처리실(4) 내에 형성된 유도 전계에 의해, 처리실(4) 내에서 제1 가스를 포함하는 혼합 가스의 플라즈마가 생성된다(S203).
이어서, 제어부(50)는, 예를 들어 도 10에 도시하는 시각(t2)에서, 유량 제어기(204) 및 밸브(205)를 제어하여, 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)을 통해서 제2 가스를 처리실(4) 내로 토출시킴으로써, 처리실(4) 내에 제2 가스의 공급을 개시한다(S204). 본 실시 형태에서, 제2 가스는, 예를 들어 SiH4 가스이다. 제어부(50)는, 제1 가스 및 제2 가스의 유량의 합계가, 예를 들어 제1 실시 형태에서의 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스의 유량의 합계와 거의 동등해지도록, 제1 가스 및 제2 가스의 유량을 각각 제어한다. 본 실시 형태에서는, 스텝 S201에서 예를 들어 27sccm이 되도록 제1 가스의 유량이 조정되었기 때문에, 제어부(50)는, 제2 가스의 유량을 예를 들어 36sccm이 되도록 유량 제어기(204)를 제어한다. 이에 의해, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마에 의해 제1 가스 및 제2 가스가 해리되고, 생성된 성막종이, 유리 기판(G) 위에 형성된 유기 EL 소자(106)를 덮도록 퇴적되기 시작한다. 제어부(50)는, 성막종의 퇴적에 의해 두께(d1)의 제1 막(107)이 유기 EL 소자(106) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S205).
그리고, 소정 시간이 경과한 시각(t3)(도 10 참조)에서, 제어부(50)는, 유량 제어기(207) 및 밸브(208)를 제어하여, 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)을 통해서 제3 가스를 처리실(4) 내로 토출시킴으로써, 처리실(4) 내에 제3 가스의 공급을 개시한다(S206). 본 실시 형태에서, 제3 가스는, 예를 들어 SiF4 가스이다. 제어부(50)는, 제3 가스의 유량이 예를 들어 5sccm이 되도록 유량 제어기(207)를 제어한다. 또한, 제어부(50)는, 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스의 합계 유량이 일정해지도록, 예를 들어 제2 가스의 유량을, 제3 가스의 유량만큼 감소시킨다. 이에 의해, 제2 가스의 유량은, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이, 36sccm에서 31sccm으로 감소한다.
이에 의해, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마에 의해 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스가 해리되고, 생성된 성막종이, 스텝 S205에서 형성된 제1 막(107)을 덮도록 퇴적되기 시작한다. 제어부(50)는, 성막종의 퇴적에 의해 두께(d2)의 제2 막(108)이 제1 막(107) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S207).
그리고, 소정 시간이 경과한 시각(t4)(도 10 참조)에서, 제어부(50)는, 밸브(208)를 제어하여, 처리실(4) 내로의 제3 가스의 공급을 정지한다(S208). 제어부(50)는, 제3 가스의 공급 정지에 수반하여, 제2 가스의 유량을, 제3 가스의 공급 개시 전의 유량으로 되돌린다. 이에 의해, 제2 가스의 유량은, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이, 31sccm에서 36sccm으로 증가한다.
그리고, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마에 의해 제1 가스 및 제2 가스가 해리되고, 생성된 성막종이 제2 막(108) 위에 퇴적되기 시작한다. 제어부(50)는, 성막종의 퇴적에 의해 두께(d3)의 제3 막(109)이 제2 막(108) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S209).
그리고, 소정 시간이 경과한 시각(t5)(도 10 참조)에서, 제어부(50)는, 고주파 전원(15) 및 고주파 전원(29)을 제어해서 고주파 전력의 인가를 정지하고, 밸브(202) 및 밸브(205)를 제어하여, 제1 가스 및 제2 가스의 공급을 정지한다(S210). 그리고, 제어부(50)는, 배기 장치(30)를 제어하여, 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내를 진공 배기한다. 그리고, 게이트 밸브(27)가 열리고, 개구부(27a)를 통해서 발광 모듈(100A)이 처리실(4)로부터 반출된다.
이상, 제2 실시 형태에 대해서 설명하였다. 본 실시 형태의 성막 장치(10)에 의하면, 불소가 첨가된 SiN막을 밀봉막(105A)에 사용하는 경우에, 유기 EL 소자(106)와 불소가 첨가된 SiN막의 사이에, 불소가 첨가되어 있지 않은 SiN막을 개재시킨다. 이에 의해, 불소에 의한 유기 EL 소자(106)에의 대미지를 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 성막 장치(10)에 의하면, 불소가 첨가된 SiN막을, 불소가 첨가되어 있지 않은 SiN막으로 덮는다. 이에 의해, 불소가 첨가된 SiN막은, 대기 중의 산소에 의한 산화로부터 보호되어, 방습성의 저하가 억제된다.
(제3 실시 형태)
이어서, 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서의 밀봉막(105B)은, 불소가 첨가된 제2 막(108)에 있어서, 두께 방향으로 불소의 농도의 구배를 갖는 점이, 제2 실시 형태에서의 밀봉막(105A)과는 상이하다. 또한, 본 실시 형태에서 사용되는 성막 장치의 구성은, 도 1 및 도 2를 사용해서 설명한 제1 실시 형태에서의 성막 장치(10)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 실시 형태에서의 발광 모듈의 제조 수순의 개략에 대해서도, 도 3을 사용해서 설명한 제1 실시 형태에서의 발광 모듈(100)의 제조 수순의 개략과 마찬가지이기 때문에, 이하에 설명하는 점을 제외하고 상세한 설명을 생략한다.
[발광 모듈(100)의 구조]
도 11은, 제3 실시 형태에 관한 밀봉막(105B)의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다. 본 실시 형태에서의 밀봉막(105)은, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 막(107), 제2 막(108A) 및 제3 막(109)을 갖는다. 본 실시 형태에서의 제2 막(108A)은, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 제1층(108a), 제2층(108b) 및 제3층(108c)을 갖는다.
제1층(108a)은, d4의 두께로 형성되고, 제1 막(107)으로부터 제3 막(109)을 향하는 제1층(108a)의 두께 방향에 있어서, 불소의 농도가 증가하는 농도 구배를 갖는다. 제1층(108a)에서의 불소의 농도는, 예를 들어 0에서부터 소정 농도까지 단조롭게 증가한다. 본 실시 형태에 있어서, 소정 농도는, 불소가 4 내지 6atom％(예를 들어, 5atom％)가 되는 농도이다. 제2층(108b)은, d5의 두께로 형성되고, 소정 농도의 불소를 갖는 층이다. 제3층(108c)은, d6의 두께로 형성되고, 제1 막(107)으로부터 제3 막(109)을 향하는 제3층(108c)의 두께 방향에 있어서, 불소의 농도가 감소하는 농도 구배를 갖는다. 제3층(108c)에서의 불소의 농도는, 예를 들어 소정 농도에서부터 0까지 단조롭게 감소한다.
[제2 막(108A)의 형성 공정의 상세]
도 12는, 제3 실시 형태에 관한 제2 막의 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 12는, 도 9에 나타낸 밀봉막(105A)의 형성 공정 중, 제2 막이 형성되는 공정(도 9에 나타낸 스텝 S206 내지 S208)에 대응하는 처리에 대해서 나타내고 있다. 도 13은, 제3 실시 형태에서 혼합 가스에 포함되는 각 처리 가스의 유량의 변화의 일례를 나타내는 도이다.
예를 들어, 처리실(4) 내에 공급된 제1 가스 및 제2 가스의 플라즈마에 의해, 제1 가스 및 제2 가스의 성막종이 유기 EL 소자(106) 위에 퇴적되고, 시각(t3)(도 13 참조)에서, 유기 EL 소자(106) 위에 소정의 두께의 제1 막(107)이 적층된다. 그리고, 제어부(50)는, 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이, 시각(t3)에서, 제3 가스의 공급을 개시함과 함께, 유량 제어기(204) 및 유량 제어기(207)를 제어함으로써, 제2 가스와 제3 가스의 합계의 유량을 유지하면서 제3 가스의 유량을 0에서부터 증가시킨다(S220). 제2 가스의 유량은, 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이, 제3 가스의 유량의 증가에 수반해 감소한다. 이에 의해, 두께가 증가함에 따라서 불소의 농도가 증가하는 제1층(108a)이 제1 막(107) 위에 적층된다.
제어부(50)는, 두께(d4)의 제1층(108a)이 제1 막(107) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S221). 소정 시간이 경과하면, 제3 가스의 유량은, 소정의 유량까지 증가한다. 여기서, 소정의 유량이란, 제1층(108a)에서의 불소의 농도가, 4 내지 6atom％(예를 들어, 5atom％)가 되는 유량이다. 또한, 도 13에서는, 제2 가스 및 제3 가스의 유량이 직선 형상으로 변화하고 있지만, 제2 가스 및 제3 가스의 유량의 변화는, 곡선 형상으로 변화해도 되고, 스텝 형상으로 변화해도 된다.
그리고, 소정 시간이 경과한 시각(t31)(도 13 참조)에서, 제어부(50)는, 유량 제어기(204) 및 유량 제어기(207)를 제어함으로써, 제3 가스의 유량을 소정의 유량으로 유지한다(S222). 이에 의해, 두께 방향에 있어서 불소의 농도가 소정의 농도로 유지된 제2층(108b)이 제1층(108a) 위에 적층된다.
제어부(50)는, 두께(d5)의 제2층(108b)이 제1층(108a) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S223). 그리고, 소정 시간이 경과한 시각(t32)(도 13 참조)에서, 제어부(50)는, 유량 제어기(204) 및 유량 제어기(207)를 제어함으로써, 제2 가스와 제3 가스의 합계 유량을 유지하면서 제3 가스의 유량을 소정의 유량에서부터 감소시킨다(S224). 제2 가스의 유량은, 예를 들어 도 13에 도시한 바와 같이, 제3 가스의 유량의 감소에 수반하여 증가한다. 이에 의해, 두께가 증가함에 따라서 불소의 농도가 감소하는 제3층(108c)이 제2층(108b) 위에 적층된다.
제어부(50)는, 두께(d6)의 제3층(108c)이 제1 막(107) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S225). 소정 시간(즉, 시각(t4))이 경과하면, 제3 가스의 유량은 0sccm이 된다. 그리고, 제어부(50)는, 밸브(208)를 제어하여, 처리실(4) 내로의 제3 가스의 공급을 정지하고, 도 9의 스텝 S209 이후의 처리를 실행한다. 이에 의해, 도 11에 도시한 제2 막(108A)이 형성된다.
이상, 제3 실시 형태에 대해서 설명하였다. 본 실시 형태의 성막 장치(10)에 의하면, 제2 막(108A)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108A)의 중심에 가까워질수록, 불소의 농도가 높아지는 제2 막(108)이 형성된다. 여기서, 제2 막(108A)에 접하는 제1 막(107) 및 제3 막(109)에는 불소가 첨가되어 있지 않기 때문에, 제1 막(107) 및 제3 막(109)은, 제2 막(108A)보다도 막 밀도가 낮다. 제2 막(108A)에 불소의 농도 구배가 설정되어 있지 않은 경우, 막 밀도가 상이한 제1 막(107)과 제2 막(108A)의 경계, 및 제2 막(108A)과 제3 막(109)의 경계에는, 막 밀도의 차에 따른 스트레스가 가해지는 경우가 있다.
이에 반해, 본 실시 형태의 제2 막(108A)에서는, 제1 막(107)과 접하는 면 및 제3 막(109)과 접하는 면에서의 불소의 농도는 0에 가까운 값이 된다. 그 때문에, 제1 막(107)과 제2 막(108A)의 경계, 및 제2 막(108A)과 제3 막(109)의 경계에 가해지는 스트레스를 저감할 수 있어, 제1 막(107)과 제2 막(108A)의 밀착성, 및 제2 막(108A)과 제3 막(109)의 밀착성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 제2 막(108A)에서는, 제2 막(108A)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108A)의 중심에 가까워질수록 불소의 농도가 높아진다. 그 때문에, 제2 막(108A) 내에 막 밀도가 높은 영역이 형성되어, 높은 방습 효과를 얻을 수 있다.
(제4 실시 형태)
이어서, 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서의 밀봉막은, 불소가 첨가된 제2 막과, 불소가 첨가되어 있지 않은 제1 막이 교대로 적층되는 점이, 제2 실시 형태에서의 밀봉막(105A)과는 상이하다. 또한, 본 실시 형태에서 사용되는 성막 장치의 구성은, 도 1 및 도 2를 사용해서 설명한 제1 실시 형태에서의 성막 장치(10)의 구성과 마찬가지이며, 본 실시 형태에서의 발광 모듈의 제조 수순의 개략은, 도 3을 사용해서 설명한 제1 실시 형태에서의 발광 모듈(100)의 제조 수순의 개략과 마찬가지이다. 그 때문에, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 성막 장치(10)의 구성 및 발광 모듈(100)의 제조 수순의 개략에 관한 설명을 생략한다.
[밀봉막(105C)의 구조]
도 14는, 제4 실시 형태에 관한 밀봉막(105C)의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다. 본 실시 형태에서의 밀봉막(105C)은, 예를 들어 도 14에 도시한 바와 같이, 제1 막(107-1 내지 107-n0) 및 제2 막(108-1 내지 108-n0)이 교대로 복수 적층되고, 최상층(즉, 제2 막(108-n0))에 제3 막(109)이 적층된 구조이다. 도 14에 예시한 밀봉막(105C)에서는, 제1 막(107) 및 제2 막(108)이 교대로 n0회씩 적층되어 있다.
각각의 제1 막(107-1 내지 107-n0)은, 대략 동일한 두께(d7)로 형성된다. 또한, 각각의 제2 막(108-1 내지 108-n0)은, 대략 동일한 두께(d8)로 형성된다. 또한, 각각의 제1 막(107-1 내지 107-n0)의 두께(d7)는, 각각의 제2 막(108-1 내지 108-n0)의 두께(d8)의 0.5 내지 1.5배의 두께이다. 또한, 제3 막(109)은, 각각의 제2 막(108-1 내지 108-n0)의 두께(d8)의 2배 이상(예를 들어 2 내지 4배의 범위 내)의 두께(d9)로 형성된다.
또한, 각각의 제1 막(107-1 내지 107-n0)의 두께(d7)는, 제2 실시 형태에서의 제1 막(107)의 두께(d1)보다 얇아도 된다. 또한, 각각의 제2 막(108-1 내지 108-n0)의 두께(d8)는, 제2 실시 형태에서의 제2 막(108)의 두께(d2)보다 얇아도 된다. 또한, 제3 막(109)의 두께(d9)는, 제2 실시 형태에서의 제3 막(109)의 두께(d3)보다 얇아도 된다.
[밀봉막 형성 공정의 상세]
도 15는, 제4 실시 형태에 관한 밀봉막(105C)의 형성 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다. 본 실시 형태에 따른 밀봉막 형성 공정은, 예를 들어 도 1에 도시한 성막 장치(10)를 사용해서 행하여진다.
먼저, 제어부(50)는, 제1 막(107-1 내지 107-n0) 및 제2 막(108-1 내지 108-n0)을 교대로 적층시키는 횟수를 나타내는 상수(n0)를 접수함과 함께, 제1 막(107) 및 제2 막(108)을 교대로 적층시키는 횟수를 카운트하기 위한 변수(n)를 0으로 초기화한다(S300). 그리고, 제어부(50)는, 스텝 S301 내지 S305에 나타내는 처리를 실행한다. 스텝 S301 내지 S305의 처리는, 도 9를 사용해서 설명한 스텝 S200 내지 S204의 처리와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
스텝 S305에서, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마에 의해 제1 가스 및 제2 가스가 해리되고, 생성된 성막종이, 유리 기판(G) 위에 형성된 유기 EL 소자(106)를 덮도록 퇴적되기 시작한다. 제어부(50)는, 성막종의 퇴적에 의해 두께(d7)의 제1 막(107-1)이 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S306).
그리고, 소정 시간이 경과한 경우, 제어부(50)는, 유량 제어기(207) 및 밸브(208)를 제어하여, 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)을 통해서 제3 가스를 처리실(4) 내로 토출시킴으로써, 처리실(4) 내에 제3 가스의 공급을 개시한다(S307). 본 실시 형태에 있어서, 제어부(50)는, 예를 들어 SiF4 가스인 제3 가스의 유량을, 예를 들어 5sccm이 되도록 제어하고, 예를 들어 SiH4 가스인 제2 가스의 유량을, 예를 들어 31sccm이 되도록 제어한다.
이에 의해, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마에 의해 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스가 해리되고, 생성된 성막종이, 스텝 S305에서 형성된 제1 막(107-1)을 덮도록 퇴적되기 시작한다. 제어부(50)는, 성막종의 퇴적에 의해 두께(d8)의 제2 막(108-1)이 제1 막(107-1) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S308).
그리고, 소정 시간이 경과한 후, 제어부(50)는, 밸브(208)를 제어하여, 처리실(4) 내로의 제3 가스의 공급을 정지한다(S309). 제어부(50)는, 제3 가스의 공급 정지에 수반하여, 제2 가스의 유량을, 제3 가스의 공급 개시 전의 유량인, 예를 들어 36sccm으로 되돌린다.
그리고, 제어부(50)는, 변수(n)가, 스텝 S300에서 접수한 상수(n0)에 도달했는지 여부를 판정한다(S310). 변수(n)가 상수(n0)에 도달하지 않은 경우(S310: "아니오"), 제어부(50)는, 변수(n)를 1 늘려(S313), 다시 스텝 S306에 나타낸 처리를 실행한다.
한편, 변수(n)가 상수 n0에 도달한 경우(S310: "예"), 제어부(50)는, 처리실(4) 내에 생성된 제1 가스 및 제2 가스의 플라즈마에 의해 두께(d9)의 제3 막(109)이 최상층인 제2 막(108-n0) 위에 적층될 때까지 소정 시간 대기한다(S311).
그리고, 소정 시간이 경과한 후, 제어부(50)는, 고주파 전원(15) 및 고주파 전원(29)을 제어해서 고주파 전력의 인가를 정지하고, 밸브(202) 및 밸브(205)를 제어하여, 제1 가스 및 제2 가스의 공급을 정지한다(S312). 그리고, 제어부(50)는, 배기 장치(30)를 제어하여, 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내를 진공 배기한다. 그리고, 게이트 밸브(27)가 열리고, 개구부(27a)를 통해서 발광 모듈(100)이 처리실(4)로부터 반출된다.
이상, 제4 실시 형태에 대해서 설명하였다. 본 실시 형태의 성막 장치(10)에 의하면, 불소가 첨가된 SiN막(105C)을 밀봉막에 사용하는 경우에, 불소가 첨가된 SiN막과, 불소가 첨가되어 있지 않은 SiN막을 교대로 반복 적층시킨다. 이에 의해, 불소의 첨가량을 억제하면서, 물 분자의 트랩 효과를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에 있어서, 질소 등을 함유하는 제1 가스는, 예를 들어 N2 가스이지만, 다른 형태로서, 제1 가스는, NH3 가스이어도 된다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 불소 등을 함유하는 제3 가스는, 예를 들어 SiF4 가스이지만, 다른 형태로서, 제3 가스는, SiH3F 가스나 SiH2F2 가스 등의 SiHxF4-x(x는 1부터 3까지의 정수) 가스이어도 된다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서, 제3 가스는, 불소 등을 함유하는 가스이지만, 할로겐 원소를 함유하는 가스라면, 제3 가스는, 불소 대신에 불소 이외의 할로겐 원소를 함유하는 가스이어도 된다. 할로겐 원소를 함유하는 제3 가스로서는, 예를 들어 SiCl4 가스, SiHxCl4 -x(x는 1부터 3까지의 정수) 가스 또는 SiHxFyClz(x, y 및 z는 x+y+z=4를 만족하는 자연수) 가스 등을 생각할 수 있다. 또한, 염소 함유 가스를 첨가함으로써도, 마찬가지로, NH … NH간의 수소 결합보다도 결합력이 강한 NH4 + … Cl-의 수소 결합을 형성할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 제3 가스로서 SiF4 가스를 사용했지만, 다른 형태로서, 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 함유하는 가스를, 제3 가스로서 사용해도 된다. 전기적 마이너스성이 강한 관능기에는 전자가 부착되기 쉽다. 또한, 전기적 마이너스성이 강한 관능기는, 전기 음성도가 강한 F나 Cl과 마찬가지로, 플라즈마 중에서 가스로부터 분해·분리 후 및 막 내에서도 전기적으로 음성을 유지함으로써 수소 결합을 형성하기 쉽다. 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기로서는, 예를 들어 카르보닐기나 카르복실레이트기 등을 생각할 수 있다. 카르보닐기: -C(=O)-, 또는 카르복실레이트기: (R)-COOH 등의 관능기를 가진 가스를 첨가하면, SiN막 내에 이들 관능기가 혼입되어, 마찬가지로 NH … NH간의 수소 결합보다도 강한 NH … O=C의 수소 결합이나, NH4 +RCOO- 등의 수소 결합이 형성되어, SiN 입자의 사이의 수소 결합이 강화된다. 이에 의해, SiN막 내의 SiN 입자간의 결합이 강해져, SiN막의 막 밀도가 더욱 높아진다.
또한, 상기한 제2 내지 제4 실시 형태에서는, 불소가 첨가된 제2 막(108)과 유기 EL 소자(106)의 사이에, 불소가 첨가되어 있지 않은 제1 막(107)이 형성되었지만, 개시하는 기술은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 형태로서, 제2 막(108) 내의 불소의 농도가 낮은 경우에는, 제2 막(108)과 유기 EL 소자(106)의 사이에, 제1 막(107)이 형성되지 않아도 된다. 특히, 제2 막(108)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108)의 중심에 가까워질수록 불소의 농도가 높아지도록, 불소의 농도 구배가 설정되어 있는 경우에는, 제2 막(108)의 상하면에서의 불소의 농도는 0의 가까운 값이 된다. 그 때문에, 불소의 농도 구배가 설정된 제2 막(108)을 사용하는 경우, 유기 EL 소자(106) 위에 제2 막(108)을 적층해도, 제2 막(108)에 포함되는 불소가 유기 EL 소자(106)에 부여하는 대미지는 적을 것으로 생각된다.
또한, 상기한 제3 실시 형태에서의 제2 막(108A)에서는, 제2 막(108A)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108)의 중심 부근에, 불소의 농도가 대략 일정한 제2층(108b)이 형성되었지만, 다른 형태로서, 제2 막(108A)에는 제2층(108b)은 형성되지 않아도 된다. 이 경우, 제2 막(108A)에는, 제2 막(108A)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108A)의 중심에 가까워질수록 불소의 농도가 높아지는 제1층(108a) 및 제3층(108c)이 포함된다. 제1층(108a)은, 제2 막(108A)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108A)의 중심에 근접함에 따라, 불소의 농도가 0에서부터 소정 농도까지 증가한다. 또한, 제1층(108c)은, 제2 막(108A)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108A)의 중심으로부터 멀어짐에 따라, 불소의 농도가 소정 농도에서부터 0까지 감소한다. 여기서, 소정 농도란, 불소가 예를 들어 4 내지 6atom％(바람직하게는 5atom％)가 되는 농도이다.
또한, 상기한 제4 실시 형태에서는, 불소가 첨가된 제2 막(108-1 내지 108-n0)과, 불소가 첨가되어 있지 않은 제1 막(107-1 내지 107-n0)이 교대로 적층되고, 불소가 첨가된 제2 막(108-1 내지 108-n0)에는, 첨가되는 불소의 농도 구배가 설정되어 있지 않지만, 개시하는 기술은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 불소가 첨가된 각각의 제2 막(108-1 내지 108-n0)에는, 밀봉막(105C)의 중심에 가까워질수록 불소의 농도가 높아지도록, 불소의 농도 구배가 설정되어도 된다. 이에 의해, 제4 실시 형태에 있어서, 제1 막(107-1 내지 107-n0)과 제2 막(108-1 내지 108-n0)의 각 경계, 및 최상층인 제2 막(108-n0)과 제3 막(109)의 경계에 가해지는 스트레스를 저감할 수 있다.
또한, 예를 들어 도 16에 도시한 바와 같이, 불소가 첨가된 제2 막(108)과, 불소가 첨가되어 있지 않은 제1 막(107)이 교대로 n0회 적층된 밀봉막(105D)에 있어서, n0회의 약 절반의 횟수로 적층된 제2 막(108)의 불소 농도가 최대가 되도록, 각 제2 막(108)의 불소 농도를 단계적으로 증가 또는 감소시켜도 된다. 구체적으로는, 제1 막(107) 및 제2 막(108)의 적층 횟수를 나타내는 상수(n0)가 짝수인 경우, 예를 들어 n0/2+1회째로 적층된 제2 막(108)의 불소 농도가 최대가 되고, 상수(n0)가 홀수인 경우, 예를 들어 (n0+1)/2회째로 적층된 제2 막(108)의 불소 농도가 최대가 되도록, 각 제2 막(108)의 불소 농도를 단계적으로 증가 또는 감소시킨다.
여기서, 불소 농도가 최대인 제2 막(108)이 nx회째에 적층된 제2 막(108)인 경우, 1회째부터 nx-1회째까지는, 제2 막(108)이 nx-1회 적층된다. 불소 농도가 최대인 제2 막(108)의 불소 농도를 X로 했을 경우, 1회째부터 nx-1회째까지 적층되는 제2 막(108)의 불소 농도는, 불소 농도(X)를 (nx-1)+1로 등분한 값을 증가분으로서 산출한다. 그리고, 1회째부터 nx-1회째까지의 제2 막(108)에서는, 산출된 증가분씩 불소 농도를 단계적으로 증가시켜서 적층시킨다.
한편, nx+1회째부터 n0회째까지는, 제2 막(108)이 n0-nx회 적층된다. 상술한 바와 같이, 불소 농도가 최대인 제2 막(108)의 불소 농도를 X로 했을 경우, nx+1회째부터 n0회째까지 적층되는 제2 막(108)의 불소 농도는, 불소 농도(X)를 (n0-nx)+1로 등분한 값을 불소 농도의 감소분으로서 산출한다. 그리고, nx+1회째부터 n0회째까지의 제2 막(108)에서는, 산출된 감소분씩 불소 농도를 단계적으로 감소시켜서 적층시킨다.
도 16에는, n0=7, nx=4, X=5atom％의 밀봉막(105D)이 예시되어 있다. 도 16에 예시한 밀봉막(105D)에서는, n=1 내지 nx까지는, 5/((4-1)+1)=1.25atom％씩 불소 농도가 증가하고 있다. 또한, 도 16에 예시한 밀봉막(105D)에서는, n=nx 내지 n0까지는, 5/((7-4)+1)=1.25atom％씩 불소 농도가 감소하고 있다.
이와 같이, 불소가 첨가된 제2 막(108)과, 불소가 첨가되어 있지 않은 제1 막(107)이 교대로 적층된 밀봉막(105D)에 있어서, 밀봉막(105D)의 두께 방향에 있어서, 밀봉막(105D)의 중심에 가까운 위치에 적층되는 제2 막(108)일수록, 불소의 농도가 단계적으로 높아지도록 설정됨으로써, 밀봉막(105D) 전체적으로 막 스트레스를 더욱 경감할 수 있다.
또한, 도 16에 예시한 밀봉막(105D)에 있어서, 각 제2 막(108)의 두께는 동일해도 되고, 불소 농도의 값에 따라서 제2 막(108)의 두께는 상이하여도 된다. 또한, 제1 막(107)에 대해서도, 각 제2 막(108)의 두께는 동일해도 되고, 인접하는 제2 막(108)의 불소 농도의 값에 따라서 상이하여도 된다.
또한, 도 16에 예시한 밀봉막(105D)에 있어서, 각 제2 막(108)에는, 두께 방향에 있어서 불소 농도의 구배가 형성되어도 된다. 이 경우, 각 제2 막(108)에 형성되는 불소 농도의 구배는, 예를 들어 도 17에 도시한 바와 같이, 제2 막(108)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108)의 중심에 접근할수록 농도가 높아지도록 설정되어도 된다. 도 17에 나타낸 예에서는, 제2 막(108)의 두께 방향에 있어서, 제1 막(107)과의 경계로부터 제2 막(108)의 중심 부근을 향하여, 제2 막(108) 내의 불소 농도가 0에서부터 소정 농도(D)까지 증가하여, 중심 부근에서는 소정 농도(D)가 유지된다. 여기서, 소정 농도(D)란, 대상이 되는 제2 막(108)에 대해서, n0, nx 및 X의 값에 따라서 정해지는 농도이다.
또한, 예를 들어 도 18에 도시한 바와 같이, 제2 막(108) 내의 불소 농도는, 제2 막(108)의 두께 방향에 있어서, 제1 막(107)과의 경계로부터 제2 막(108)의 중심 부근을 향해서 0에서부터 소정 농도(D)까지 증가하고, 그 후, 소정 농도(D)가 유지되지 않고, 소정 농도(D)에서부터 0까지 감소해도 된다.
이와 같이, 불소가 첨가된 제2 막(108)과, 불소가 첨가되어 있지 않은 제1 막(107)이 교대로 적층된 밀봉막(105D)에 있어서, 각 제2 막(108)에, 제2 막(108)의 두께 방향에 있어서, 제2 막(108)의 중심에 접근할수록 불소의 농도가 높아지도록 농도의 구배를 설정함과 함께, 제1 막(107)과의 경계 부근에서는, 제2 막(108) 내의 불소 농도를 0으로 한다. 이에 의해, 각 제2 막(108) 내에, 소정의 농도의 불소를 갖는 층을 형성할 수 있음과 함께, 제1 막(107)과 제2 막(108)의 사이에 발생하는 스트레스를 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 플라즈마원으로서 유도 결합 플라즈마를 이용한 CVD법에 의해 성막을 행하는 성막 장치(10)를 예로 들어 설명했지만, 플라즈마를 사용한 CVD법에 의해 성막을 행하는 성막 장치(10)라면, 플라즈마원은 유도 결합 플라즈마에 한정되지 않고, 용량 결합 플라즈마, 마이크로파 플라즈마, 마그네트론 플라즈마 등, 임의의 플라즈마원이 사용되어도 된다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 유기 EL 소자(106)를 밀봉하는 밀봉막(105(105A. 105B, 105C 또는 105D))의 성막 방법에 대해서 설명했지만, 밀봉막(105(105A. 105B, 105C 또는 105D)))이 밀봉하는 소자는, 유기 EL 소자(106)에 한정되지 않는다. 본 발명은 유기 EL 소자(106) 이외에, 예를 들어 반도체 소자나 태양 전지 소자 등의 소자를 밀봉하는 막의 성막 방법에 대해서도 적용할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시 형태를 사용해서 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재된 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능함은 당업자에게는 명확하다. 또한, 그러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있음이, 특허 청구 범위의 기재로부터 명확하다.
G : 유리 기판 1 : 처리 용기
102 : 투명 전극 105 : 밀봉막

Claims (20)

  1. 기판 위에 형성되어 있는 소자를 밀봉하는 밀봉막의 성막 방법으로서,
    실리콘 함유 가스와 할로겐 원소 함유 가스를 포함하는 혼합 가스, 또는 실리콘 함유 가스와 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 포함하는 가스를 포함하는 혼합 가스를 제1 혼합 가스로서 처리 용기 내에 공급하는 제1 공급 공정과,
    상기 처리 용기 내에서 상기 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제1 생성 공정과,
    플라즈마에 의해 활성화된 상기 제1 혼합 가스에 의해, 상기 소자를 덮도록 제1 밀봉막을 성막하는 제1 성막 공정
    을 포함하고,
    상기 할로겐 원소 함유 가스로서 불소 함유 가스가 상기 제1 혼합 가스에 포함되는 경우, 상기 제1 밀봉막 내의 불소의 농도는, 10atom％ 이하인 성막 방법.
  2. 기판 위에 형성되어 있는 소자를 밀봉하는 밀봉막의 성막 방법으로서,
    실리콘 함유 가스와 할로겐 원소 함유 가스를 포함하는 혼합 가스, 또는 실리콘 함유 가스와 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 포함하는 가스를 포함하는 혼합 가스를 제1 혼합 가스로서 처리 용기 내에 공급하는 제1 공급 공정과,
    상기 처리 용기 내에서 상기 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제1 생성 공정과,
    플라즈마에 의해 활성화된 상기 제1 혼합 가스에 의해, 상기 소자를 덮도록 제1 밀봉막을 성막하는 제1 성막 공정
    을 포함하고,
    상기 할로겐 원소 함유 가스로서 염소 함유 가스가 상기 제1 혼합 가스에 포함되는 경우, 상기 제1 밀봉막 내의 염소의 농도는, 10atom％ 이하인 성막 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 혼합 가스가 상기 실리콘 함유 가스와 상기 할로겐 원소 함유 가스를 포함할 때, 상기 제1 혼합 가스는 질소 함유 가스를 더 포함하고, 상기 할로겐 원소 함유 가스는 불소 함유 가스를 포함하는, 성막 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 혼합 가스에 있어서, 상기 실리콘 함유 가스의 유량에 대한 상기 질소 함유 가스의 유량의 비는, 0.8 내지 1.1의 범위 내이며,
    상기 실리콘 함유 가스의 유량에 대한 상기 불소 함유 가스의 유량의 비는, 0.1 내지 0.4의 범위인, 성막 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 질소 함유 가스는, N2 가스 또는 NH3 가스이며,
    상기 실리콘 함유 가스는, SiH4 가스이며,
    상기 불소 함유 가스는, SiF4 가스 또는 SiHxF4-x(x는 1부터 3까지의 정수) 가스 중 어느 하나인, 성막 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 할로겐 원소 함유 가스는, SiCl4 가스, SiHxCl4-x(x는 1부터 3까지의 정수) 가스 또는 SiHxFyClz(x, y 및 z는 x+y+z=4를 만족하는 자연수) 가스 중 어느 하나인, 성막 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    할로겐 원소 함유 가스 및 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 포함하는 가스를 모두 포함하지 않고, 실리콘 함유 가스를 포함하는 제2 혼합 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하는 제2 공급 공정과,
    상기 처리 용기 내에서 상기 제2 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제2 생성 공정과,
    플라즈마에 의해 활성화된 상기 제2 혼합 가스에 의해, 상기 제1 성막 공정에서 성막된 상기 제1 밀봉막을 덮도록 제2 밀봉막을 성막하는 제2 성막 공정을 더 포함하는, 성막 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 밀봉막의 두께는, 상기 제1 밀봉막의 두께의 2 내지 4배의 범위 내인, 성막 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 혼합 가스에는, 실리콘 함유 가스, 할로겐 원소 함유 가스 및 질소 함유 가스, 또는 실리콘 및 할로겐 원소 함유 가스 및 질소 함유 가스가 포함되고, 상기 제2 혼합 가스에는, 실리콘 함유 가스 및 질소 함유 가스가 포함되는, 성막 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 혼합 가스에는, SiH4 가스, SiF4 가스 및 N2 가스, 또는 SiHxF4-x 가스 및 NH3 가스가 포함되고,
    상기 제2 혼합 가스에는, SiH4 가스 및 N2 가스가 포함되는, 성막 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 혼합 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하는 제3 공급 공정과,
    상기 처리 용기 내에서 상기 제2 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제3 생성 공정과,
    상기 제1 성막 공정이 행하여지기 전에, 플라즈마에 의해 활성화된 상기 제2 혼합 가스에 의해, 상기 소자를 덮도록 제3 밀봉막을 성막하는 제3 성막 공정
    을 더 포함하고,
    상기 제1 성막 공정에서는,
    플라즈마에 의해 활성화된 상기 제1 혼합 가스에 의해, 상기 제3 성막 공정에서 성막된 상기 제3 밀봉막을 덮도록 상기 제1 밀봉막이 성막되는, 성막 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 밀봉막의 두께는, 상기 제1 밀봉막의 두께의 0.5 내지 1.5배의 범위 내인, 성막 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 공급 공정, 상기 제1 생성 공정 및 상기 제1 성막 공정을 제1 공정으로 하고, 상기 제2 공급 공정, 상기 제2 생성 공정 및 상기 제2 성막 공정을 제2 공정으로 하고, 상기 제3 공급 공정, 상기 제3 생성 공정 및 상기 제3 성막 공정을 제3 공정으로 했을 경우, 상기 제1 공정과 상기 제3 공정은, 상기 제2 공정이 행하여지기 전에, 교대로 복수회 반복되는, 성막 방법.
  14. 기판 위에 형성되어 있는 소자를 밀봉하는 밀봉막의 성막 방법으로서,
    실리콘 함유 가스와 할로겐 원소 함유 가스를 포함하는 혼합 가스, 또는 실리콘 함유 가스와 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 포함하는 가스를 포함하는 혼합 가스를 제1 혼합 가스로서 처리 용기 내에 공급하는 제1 공급 공정과,
    상기 처리 용기 내에서 상기 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 제1 생성 공정과,
    플라즈마에 의해 활성화된 상기 제1 혼합 가스에 의해, 상기 소자를 덮도록 제1 밀봉막을 성막하는 제1 성막 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 공급 공정에서는,
    상기 제1 혼합 가스에서의, 할로겐 원소 함유 가스 또는 질소보다도 전기적 마이너스성이 강한 관능기를 포함하는 가스의 비율을, 0에서부터 소정 비율까지 증가시키고, 그 후에 상기 소정 비율에서부터 0까지 감소시키고,
    상기 제1 공급 공정에서는, 상기 할로겐 원소 함유 가스로서 불소 함유 가스가 사용되고, 상기 소정 비율은, 상기 제1 밀봉막 내의 불소의 농도의 최댓값이 4 내지 6atom％의 범위 내의 값이 되도록 조정되는, 성막 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 관능기는, 카르보닐기 또는 카르복실레이트기인, 성막 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 카르보닐기는, -C(=O)-로 표현되는 관능기이며,
    상기 카르복실레이트기는, (R)-COOH로 표현되는 관능기인, 성막 방법.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 성막 공정에서의 상기 기판의 온도는, 10 내지 70℃의 범위인, 성막 방법.
  18. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 제1 혼합 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리 용기 내에서 상기 제1 혼합 가스의 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성부와,
    제1항 또는 제2항에 기재된 성막 방법을 실행하는 제어부
    를 포함하는 성막 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
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