TW201413043A - 氮化矽膜之成膜方法、有機電子元件之製造方法及氮化矽膜之成膜裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明旨在提供一種氮化矽膜之成膜方法、有機電子元件之製造方法及氮化矽膜之成膜裝置，可提升作為封裝膜之氮化矽膜之封裝性能。其中本實施形態之氮化矽膜之成膜方法在收納於處理容器內之基板上使氮化矽膜成膜。氮化矽膜之成膜方法對處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體。氮化矽膜之成膜方法激發處理氣體以產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，在基板上使氮化矽膜成膜。氮化矽膜之成膜方法在氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制高頻電源為ON/OFF，藉此對氮化矽膜的一部分施加偏電場。

Description

氮化矽膜之成膜方法、有機電子元件之製造方法及氮化矽膜之成膜裝置
本發明之各種面向及實施形態係關於氮化矽膜之成膜方法、有機電子元件之製造方法及氮化矽膜之成膜裝置。
近年來，有人研發作為利用有機化合物之發光元件之有機電致發光(EL：Electro Luminescence)元件。有機EL元件自發光故消耗電力小，且相較於液晶顯示器(LCD：Liquid Crystal Display)等有視角優異等優點。
有機EL元件最基本的構造係在玻璃基板上重疊陽極層、發光層及陰極層而形成之三明治構造。其中發光層不耐水分或氧，水分或氧若混入，特性即會變化而成為產生非發光點(暗點)之要因。
因此，製造具有有機EL元件之有機電子元件時，封裝有機EL元件，俾外部水分不滲透進元件內。亦即，製造有機電子元件時，在玻璃基板上，陽極層、發光層、陰極層依序成膜，且封裝膜層在其上成膜。
作為上述封裝膜，例如使用氮化矽膜(SiN膜)。藉由例如電漿CVD (Chemical Vapor Deposition)形成氮化矽膜。藉由例如微波功率激發包含矽烷(SiH4)氣體或氮(N2)氣之處理氣體以產生電漿，使用產生之電漿形成氮化矽膜。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2005-339828號公報
然而，習知技術中，未考慮關於提升作為封裝膜之氮化矽膜之封裝性能之點。亦即，如習知技術般僅使氮化矽膜成膜時，於氮化矽膜有產生針孔之虞。於氮化矽膜若產生針孔，即有水分或氧經由針孔滲透進有機EL元件之虞。其結果，習知技術中，有作為封裝膜之氮化矽膜之封裝性能降低之虞。
依本發明之一面向之氮化矽膜之成膜方法在收納於處理容器內之基板上使氮化矽膜成膜。氮化矽膜之成膜方法對該處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體。氮化矽膜之成膜方法激發該處理氣體而產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，在基板上使氮化矽膜成膜。氮化矽膜之成膜方法於該氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制高頻電源為ON/OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
依本發明各種面向及實施形態，可實現一種氮化矽膜之成膜方法、有機電子元件之製造方法及氮化矽膜之成膜裝置，可提升作為封裝膜之氮化矽膜之封裝性能。
A‧‧‧有機EL元件
G‧‧‧玻璃基板
R1‧‧‧電漿產生區域
R2‧‧‧原料氣體解離區域
1‧‧‧基板處理系統
10‧‧‧搬運室
11‧‧‧真空預備室
12‧‧‧清洗裝置
13‧‧‧蒸鍍裝置
14‧‧‧金屬成膜裝置
15‧‧‧蒸鍍裝置
16‧‧‧電漿成膜裝置
17‧‧‧搬運臂
20‧‧‧陽極層
21‧‧‧發光層
22‧‧‧陰極層
23、23-1、23-2、23-1a、23-2、23-2a、23-2b‧‧‧氮化矽膜
30‧‧‧處理容器
31‧‧‧載置台
32‧‧‧電極板
33‧‧‧直流電源
34‧‧‧匹配器
35‧‧‧高頻電源
40‧‧‧密封材
41‧‧‧介電窗
42‧‧‧輻射狀槽孔天線
50‧‧‧天線本體
51‧‧‧狹縫板
52‧‧‧介電板
53‧‧‧微波震盪裝置
54‧‧‧同軸波導管
60‧‧‧原料氣體供給構造體
61‧‧‧原料氣體供給管
62‧‧‧開口部
63‧‧‧原料氣體供給口
64‧‧‧原料氣體供給源
65‧‧‧氣體管
66‧‧‧閥
67‧‧‧質量流量控制器
70‧‧‧第1電漿激發用氣體供給口
71‧‧‧第1電漿激發用氣體供給源
72‧‧‧第1電漿激發用氣體供給管
73‧‧‧閥
74‧‧‧質量流量控制器
80‧‧‧電漿激發用氣體供給構造體
81‧‧‧第2電漿激發用氣體供給管
82‧‧‧第2電漿激發用氣體供給口
83‧‧‧開口部
84‧‧‧第2電漿激發用氣體供給源
85‧‧‧氣體管
86‧‧‧閥
87‧‧‧質量流量控制器
90‧‧‧排氣口
91‧‧‧排氣裝置
92‧‧‧排氣管
100‧‧‧控制部
圖1係顯示依一實施形態之基板處理系統之構成之概略之說明圖。
圖2(a)(b)(c)係顯示依一實施形態之有機EL元件之製造程序之說明圖。
圖3係顯示依一實施形態之電漿成膜裝置之構成之概略之縱剖面圖。
圖4係依一實施形態之原料氣體供給構造體之俯視圖。
圖5係依一實施形態之電漿激發用氣體供給構造體之俯視圖。
圖6係顯示使用依一實施形態之電漿成膜方法時，氫氣之供給流量與氮化矽膜之濕蝕刻速率之關係之曲線圖。
圖7係顯示使用依一實施形態之電漿成膜方法時，氫氣之供給流量與氮化矽膜之膜應力之關係之曲線圖。
圖8係顯示使用依一實施形態之電漿成膜方法時，微波之功率與氮化矽膜之膜應力之關係之曲線圖。
圖9係將如一實施形態使用包含矽烷氣體、氮氣及氫氣之處理氣體使氮化矽膜成膜時，與如以往使用包含矽烷氣體與氨氣之處理氣體使氮化矽膜成膜時加以比較之說明圖。
圖10係依另一實施形態之原料氣體供給構造體之俯視圖。
圖11係依另一實施形態之原料氣體供給管之剖面圖。
圖12係依另一實施形態之原料氣體供給管之剖面圖。
圖13係顯示SiN膜之第1成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
圖14係顯示SiN膜之第2成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
圖15係顯示SiN膜之第3成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
圖16係顯示SiN膜之第4成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
圖17係顯示SiN膜之第5成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
圖18係顯示依比較例1及實施例1之處理結果圖。
以下，參照圖式說明關於本發明實施形態。又，本說明書及圖式中，就實質上具有同一功能構成之構成要素，藉由賦予同一符號省略重複說明。
一種氮化矽膜之成膜方法，在收納於處理容器內之基板上使氮化矽膜成膜，其特徵在於：對該處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體，激發該處理氣體而產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，在基板上使氮化矽膜成膜，於該氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制高頻電源為ON/OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，對該處理容器內供給該處理氣體之處理間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，於停止供給該矽烷系氣體之時機至重新開始供給該矽烷系氣體之時機之既定期間，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理於該既定期間中重新開始供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為ON，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理之處理時間於該氮化矽膜之膜厚愈厚時愈長。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，作為有機電子元件之封裝膜使用該氮化矽膜。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，以該電漿進行電漿處理中，維持該處理容器內之壓力為10Pa~60Pa。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，控制該氫氣之供給流量，以控制該氮化矽膜之膜應力。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，藉由微波激發該處理氣體而產生該電漿。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，控制該微波功率，以控制該氮化矽膜之膜應力。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，在處理氣體穩定於所希望之處理條件以後，開始供給微波(μ波)功率，產生電漿。
氮化矽膜之成膜方法於一實施形態中，對該處理容器內所供給之該處理氣體中，相對於該矽烷系氣體之供給流量該氮氣之供給流量之比為1~1.5。
一種有機電子元件之製造方法，在基板上形成有機元件，其後，對收納該基板之處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體，激發該處理氣體而產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，作為封裝膜使氮化矽膜成膜，俾包覆該有機元件，於該氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制高頻電源為ON/OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，對該處理容器內供給該處理氣體之處理間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮 化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，於停止供給該矽烷系氣體之時機至重新開始供給該矽烷系氣體之時機之既定期間，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理於該既定期間中重新開始供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為ON，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理之處理時間於該氮化矽膜之膜厚愈厚時愈長。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，以該電漿進行電漿處理中，維持該處理容器內之壓力為10Pa~60Pa。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，控制該氫氣之供給流量，以控制該氮化矽膜之膜應力。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，藉由微波激發該處理氣體而產生該電漿。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，控制該微波功率，以控制該氮化矽膜之膜應力。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，在以電漿激發用氣體產生電漿之同時或產生電漿前供給原料氣體。
有機電子元件之製造方法於一實施形態中，對該處理容器內所供給之該處理氣體中，相對於該矽烷系氣體之供給流量該氮氣之供給流量之比為1~1.5。
一種氮化矽膜之成膜裝置，在基板上使氮化矽膜成膜，其特徵在於包含：處理容器，收納並處理基板；處理氣體供給部，對該處理容器內，供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體；電漿激發部，激發該處理氣體以產生電漿；高頻電源，對該基板施加偏電場；及控制部，藉由該處理氣體供給部對該處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體，藉由該電漿激發部激發該處理氣體而產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，在基板上使氮化矽膜成膜，於該氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制該高頻電源為ON/OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該控制部藉由該處理氣體供給部間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中， 該控制部藉由該處理氣體供給部間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，於停止供給該矽烷系氣體之時機至重新開始供給該矽烷系氣體之時機之既定期間，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該控制部於該既定期間中重新開始供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該控制部藉由該處理氣體供給部間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為ON，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理之處理時間於該氮化矽膜之膜厚愈厚時愈長。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，作為有機電子元件之封裝膜使用該氮化矽膜。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該控制部控制該處理氣體供給部，俾以該電漿進行電漿處理中，維持該處理容器內之壓力為10Pa~60Pa。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該控制部控制該氫氣之供給流量，以控制該氮化矽膜之膜應力。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該電漿激發部供給微波以激發該處理氣體。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該控制部控制該微波功率，以控制該氮化矽膜之膜應力。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，該控制部控制該處理氣體供給部與該電漿激發部，俾在以電漿激發用氣體產生電漿之同時或產生電漿前供給原料氣體。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該控制部控制該處理氣體供給部，俾相對於該矽烷系氣體之供給流量該氮氣之供給流量之比為1~1.5。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，在該處理容器上部設有該電漿激發部，在該處理容器下部設有載置基板之載置部，在該電漿激發部與該載置部之間，設有分隔該處理容器內，構成該處理氣體供給部之電漿激發用氣體供給構造體及原料氣體供給構造體，在該電漿激發用氣體供給構造體，形成對該電漿激發部側區域供給該電漿激發用氣體之電漿激發用氣體供給口，與使於該電漿激發部側區域產生之該電漿通往該載置部側區域之開口部，在該原料氣體供給構造體，形成對該載置部側區域供給該原料氣體之原料氣體供給口，與使於該電漿激發部側區域產生之該電漿通往該載置部側區域之開口部。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該電漿激發用氣體供給構造體配置於自該電漿激發部起30mm以內之位置。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，該原料氣體供給口沿水平方向形成。
氮化矽膜之成膜裝置於一實施形態中，形成該原料氣體供給口，俾其內徑自內側朝外側呈錐形狀擴大。
首先，說明關於依本發明實施形態之有機電子元件之製造方法，與用來實施該製造方法之基板處理系統。圖1係顯示依一實施形態之基板處理系統1之構成概略之說明圖。圖2係顯示依一實施形態之有機EL元件之製造程序之說明圖。又，本實施形態中，說明關於作為有機電子元件製造有機EL元件之情形。
如圖1所示集簇型基板處理系統1包含搬運室10。搬運室10例如以俯視視之呈略多角形狀(圖示例中呈六角形狀)，可密封內部。於搬運室10周圍，以俯視視之沿順時針方向依序排列配置有真空預備室11、清洗裝置12、蒸鍍裝置13、金屬成膜裝置14、蒸鍍裝置15及電漿成膜裝置16。
於搬運室10內部，設有可屈伸及迴旋之多關節狀搬運臂17。藉由此搬運臂17，將作為基板之玻璃基板搬運至真空預備室11及各處理裝置12~16。
真空預備室11係為將自大氣系搬運之玻璃基板搬運至處於減壓狀態之搬運室10而保持內部為既定減壓狀態之真空搬運室。
又，於後詳述說明關於電漿成膜裝置16之構成。且關於作為其他處理裝置之清洗裝置12、蒸鍍裝置13、金屬成膜裝置14及蒸鍍裝置15，使用一般裝置即可，省略其構成說明。亦可因應所需，於各裝置之間置入反轉裝 置。
其次，說明關於如以上構成之基板處理系統1中進行之有機EL元件之製造方法。
如圖2(a)所示，在玻璃基板G上表面，預先使陽極(anode)層20成膜。陽極層20由例如銦錫氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)等透明導電性材料構成。又，陽極層20例如藉由濺鍍法等在玻璃基板G上表面形成。又，於實際元件內，在玻璃基板G中雖存在被動元件或是主動元件，但於圖中已省略。
又，以清洗裝置12清洗玻璃基板G上的陽極層20表面後，如圖2(a)所示，以蒸鍍裝置13，在陽極層20上藉由蒸鍍法使發光層(有機層)21成膜。又，發光層21由例如堆疊有正孔輸送層、非發光層(電子阻擋層)、藍色發光層、紅色發光層、綠色發光層、電子輸送層之多層構成等構成。且亦可不使用蒸鍍裝置13而代之以蒸鍍裝置15。
接著，如圖2(b)所示，以金屬成膜裝置14，在發光層21上形成例如Ag、Al等所構成之陰極(cathode)層22。陰極層22藉由例如金屬蒸鍍隔著圖案遮罩在發光層21上形成。又，此等陽極層20、發光層21及陰極層22構成本發明之有機EL元件，於以下有時僅稱「有機EL元件」。
又，陰極層22形成後，亦可例如進行使用偶聯劑之矽烷化處理，在陰極層22上形成極薄的密接層(未經圖示)。此密接層與有機EL元件強固地密接，且密接層與後述之氮化矽膜(SiN膜)23強固地密接。
接著，如圖2(c)所示，以電漿成膜裝置16，使例如作為封裝膜之氮化矽膜(SiN膜)23成膜，俾包覆發光層21及陰極層22周圍，與陽極層20之露出部。此SiN膜23之形成係藉由例如微波電漿CVD法進行。於後詳述關於SiN膜23之詳細內容。
如此製造之有機EL元件A中，藉由對陽極層20與陰極層22之間施加電壓，可使發光層21發光。該有機EL元件A可適用於顯示裝置或面發光元件(照明、光源等)，此外，可用於各種電子設備。
在此，詳細說明關於本實施形態之SiN膜23。如圖2所示，SiN膜23包含第1SiN膜23-1與第2SiN膜23-2。更具體而言，第1SiN膜23-1及第2SiN膜23-2在有機EL元件上，依第1SiN膜23-1、第2SiN膜23-2、第1SiN膜23-1、第2SiN膜23-2及第1SiN膜23-1之順序交互堆疊複數層。
使用由後述之電漿成膜裝置產生之電漿使第1SiN膜23-1成膜。第2SiN膜23-2在與第1SiN膜23-1同樣使用電漿成膜時，使用電漿成膜裝置之高頻電源施加偏電場，藉此形成。且第2SiN膜23-2亦可在使用由電漿成膜裝置產生之電漿成膜後，使用電漿成膜裝置之高頻電源施加偏電場，藉此形成。
如此，對作為SiN膜23的一部分之第2SiN膜23-2，在SiN膜23成膜中或成膜後，藉由高頻電源施加偏電場。藉此，將電漿中之離子導入第2SiN膜23-2，電漿中之離子對第2SiN膜23-2賦予離子撞擊。因此離子撞擊成膜之第2SiN膜23-2沿與第1SiN膜23-1不同之方向沉積。換言之，第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1沉積(堆積)之方向(以下適當稱「堆積方向」)不同。
第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1堆積方向不同，故即使在例如於SiN膜產生針孔時，產生之針孔亦可呈非線形形狀(例如曲折形狀)沉積。例如水分自外部滲入時，產生之針孔呈非線形形狀(例如曲折形狀)，其路徑變長，故可高效率地補集(trap)水分，其不到達有機EL元件。因此，本實施形態之有機EL元件之SiN膜可抑制自外部侵入之水分滲透進有機EL元件。其結果，本實施形態之有機EL元件之SiN膜可提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
又，對第2SiN膜23-2，在成膜中或成膜後，藉由高頻電源施加偏電場， 故第2SiN膜23-2較第1SiN膜23-1膜密度高。且對第2SiN膜23-2，在成膜中或成膜後，藉由高頻電源施加偏電場，故第2SiN膜23-2較第1SiN膜23-1光折射率高。
且對第2SiN膜23-2，在成膜中或成膜後，藉由高頻電源施加偏電場，對第1SiN膜23-1，不藉由高頻電源施加偏電源。因此，第1SiN膜23-1較第2SiN膜23-2應力小。藉此，第1SiN膜23-1作為減緩SiN膜23整體應力之應力減緩層作用。藉此，本實施形態藉由形成未以高頻電源施加偏電源之第1SiN膜23-1，可防止對有機EL元件施加過度的應力。其結果，本實施形態可防止作為封裝膜之SiN膜23自有機EL元件剝離，或有機EL元件界面附近被破壞。
其次，說明關於使上述SiN膜23成膜之成膜方法，與使該SiN膜23成膜之電漿成膜裝置16。圖3係顯示依一實施形態之電漿成膜裝置之構成概略之縱剖面圖。又，本實施形態之電漿成膜裝置16係使用輻射狀槽孔天線產生電漿之CVD裝置。
電漿成膜裝置16包含例如上表面開口之有底圓筒狀處理容器30。處理容器30例如藉由鋁合金形成。且處理容器30接地。於處理容器30底部大致中央部，設有作為例如用來載置玻璃基板G之載置部之載置台31。
於載置台31內建電極板32。電極板32連接設於處理容器30外部之直流電源33。直流電源33藉由於載置台31表面產生靜電力，將玻璃基板G靜電吸附在載置台31上。且載置台31經由匹配器34連接高頻電源35。又，高頻電源35使用其頻率為400kHz~13.56MHz者。高頻電源35藉由輸出高頻電力，可對載置台31施加偏電場。且高頻電源35藉由輸出高頻電力，可對載置於載置台31之玻璃基板G及形成在玻璃基板G上的膜施加偏電場。
於處理容器30上部開口，隔著例如用來確保氣密性之O形環等密封材40，設有介電窗41。藉由此介電窗41封閉處理容器30內。於介電窗41上部，設有作為供給電漿產生用微波之電漿激發部之輻射狀槽孔天線42。又，於 介電窗41使用例如氧化鋁(Al2O3)。此時，介電窗41對用以乾洗之三氟化氮(NF3)氣體具有耐性。且為更提升對三氟化氮氣體之耐性，亦可於介電窗41氧化鋁表面被覆氧化釔(Y2O3)、尖晶石(MgAl2O4)或氮化鋁(AlN)。
輻射狀槽孔天線42包含下表面開口之略圓筒狀天線本體50。於天線本體50下表面開口部，設有形成多數狹縫之圓盤狀狹縫板51。於天線本體50內狹縫板51上部，設有以低損耗介電材料形成之介電板52。天線本體50上表面連接通往微波震盪裝置53之同軸波導管54。微波震盪裝置53作為激發輸送至處理容器30內之處理氣體而產生電漿之電漿激發部作用。微波震盪裝置53設置於處理容器30外部，可對輻射狀槽孔天線42，使既定頻率，例如2.45GHz之微波震盪。藉由該構成，自微波震盪裝置53震盪之微波於輻射狀槽孔天線42內傳播，由介電板52壓縮而短波長化後，由狹縫板51產生圓極化波，自介電窗41朝處理容器30內放射之。
於處理容器30內之載置台31與輻射狀槽孔天線42之間，設有例如略平板形狀之原料氣體供給構造體60。原料氣體供給構造體60其外形以俯視視之至少呈大於玻璃基板G直徑之圓形狀形成。藉由此原料氣體供給構造體60，處理容器30內被分隔為輻射狀槽孔天線42側電漿產生區域R1，與載置台31側原料氣體解離區域R2。又，於原料氣體供給構造體60宜使用例如氧化鋁。此時，氧化鋁為陶瓷，故相較於鋁等金屬材料具有高耐熱性或高強度。且亦不補集於電漿產生區域R1產生之電漿，故對玻璃基板而言可獲得充分的離子照射。又，藉由對玻璃基板上的膜充分的離子照射，可產生緻密的膜。且原料氣體供給構造體60對用以乾洗之三氟化氮氣體具有耐性。且為提升對三氟化氮氣體之耐性，亦可於原料氣體供給構造體60之氧化鋁表面被覆氧化釔、尖晶石或氮化鋁。
原料氣體供給構造體60如圖4所示由在同一平面上略呈格子狀配置之連續的原料氣體供給管61構成。原料氣體供給管61自軸方向觀察縱剖面呈方形形成。於原料氣體供給管61彼此之間隙，形成多數開口部62。於原料氣體供給構造體60上側電漿產生區域R1產生之電漿可通過此開口部62進入 載置台31側原料氣體解離區域R2。
於原料氣體供給構造體60原料氣體供給管61下表面，如圖3所示形成多數原料氣體供給口63。此等原料氣體供給口63於原料氣體供給構造體60面內經均等配置。原料氣體供給管61與連通設置於處理容器30外部之原料氣體供給源64之氣體管65連接。原料氣體供給源64中，例如作為原料氣體，個別封入有係矽烷系氣體之矽烷(SiH4)氣體與氫(H2)氣。於氣體管65，設有閥66、質量流量控制器67。藉由該構成，自原料氣體供給源64通過氣體管65分別將既定流量矽烷氣體與氫氣導入原料氣體供給管61。又，自各原料氣體供給口63朝下方原料氣體解離區域R2供給此等矽烷氣體與氫氣。
於包覆電漿產生區域R1外周面之處理容器30內周面，形成供給作為電漿原料之電漿激發用氣體之第1電漿激發用氣體供給口70。第1電漿激發用氣體供給口70沿例如處理容器30內周面於複數處形成。第1電漿激發用氣體供給口70與貫通例如處理容器30側壁部，通往設置於處理容器30外部之第1電漿激發用氣體供給源71之第1電漿激發用氣體供給管72連接。於第1電漿激發用氣體供給管72，設有閥73、質量流量控制器74。藉由該構成，於處理容器30內電漿產生區域R1內，可自側方供給既定流量電漿激發用氣體。本實施形態中，於第1電漿激發用氣體供給源71，作為電漿激發用氣體，封入有例如氬(Ar)氣。
於原料氣體供給構造體60上表面，堆疊配置有例如與該原料氣體供給構造體60構成相同，略呈平板形狀之電漿激發用氣體供給構造體80。電漿激發用氣體供給構造體80如圖5所示由呈格子狀配置之第2電漿激發用氣體供給管81構成。又，於電漿激發用氣體供給構造體80宜使用例如氧化鋁。於此時，亦如上述氧化鋁為陶瓷，故相較於鋁等金屬材料具有高耐熱性或高強度。且亦不補集於電漿產生區域R1產生之電漿，故對玻璃基板而言可獲得充分的離子照射。又，藉由對玻璃基板上的膜充分的離子照射，可產生緻密的膜。且電漿激發用氣體供給構造體80對用以乾洗之三氟化氮氣體具有耐性。且為提升對三氟化氮氣體之耐性，亦可於電漿激發用氣體供給 構造體80之氧化鋁表面被覆氧化釔或尖晶石。
於第2電漿激發用氣體供給管81上表面，如圖3所示形成複數第2電漿激發用氣體供給口82。此等複數第2電漿激發用氣體供給口82於電漿激發用氣體供給構造體80面內經均等配置。藉此，可對電漿產生區域R1自下側朝上方供給電漿激發用氣體。又，本實施形態中，此電漿激發用氣體係例如氬氣。且除氬氣外，亦自電漿激發用氣體供給構造體80對電漿產生區域R1供給作為原料氣體之氮(N2)氣。
於格子狀之第2電漿激發用氣體供給管81彼此之間隙形成開口部83，於電漿產生區域R1產生之電漿可通過電漿激發用氣體供給構造體80與原料氣體供給構造體60進入下方之原料氣體解離區域R2。
第2電漿激發用氣體供給管81與連通設置於處理容器30外部之第2電漿激發用氣體供給源84之氣體管85連接。第2電漿激發用氣體供給源84中，個別封入有例如作為電漿激發用氣體之氬氣與作為原料氣體之氮氣。於氣體管85，設有閥86、質量流量控制器87。藉由該構成，可自第2電漿激發用氣體供給口82對電漿產生區域R1分別供給既定流量之氮氣與氬氣。
又，上述原料氣體與電漿激發用氣體相當於本實施形態之處理氣體。且原料氣體供給構造體60與電漿激發用氣體供給構造體80相當於本實施形態之處理氣體供給部。
於夾隔著處理容器30底部載置台31之兩側，設有用來使處理容器30內之環境氣體排氣之排氣口90。排氣口90連接通往渦輪分子泵等排氣裝置91之排氣管92。藉由自此排氣口90排氣，可維持處理容器30內於既定壓力，例如後述10Pa~60Pa。
於以上電漿成膜裝置16設有控制部100。控制部100係例如電腦，具有程式收納部(未經圖示)。程式收納部中，收納有控制電漿成膜裝置16內 在玻璃基板G上SiN膜23之成膜處理之程式。且程式收納部中，亦收納有控制上述原料氣體之供給，或電漿激發用氣體之供給、微波之放射，驅動系之動作等，以實現電漿成膜裝置16中之成膜處理之程式。且程式收納部中，亦收納有用來控制以高頻電源35施加之偏電場之施加時機之程式。又，該程式由例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等電腦可讀取之記憶媒體記錄，亦可自該記憶媒體安裝於控制部100。關於原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射及偏電場之施加時機後述之。
其次，說明如以上構成之電漿成膜裝置16中進行之SiN膜23之成膜方法。
首先，在例如電漿成膜裝置16啟動時，調整氬氣之供給流量。具體而言，調整自第1電漿激發用氣體供給口70供給之氬氣之供給流量與自第2電漿激發用氣體供給口82供給之氬氣之供給流量，俾對電漿產生區域R1內供給之氬氣濃度均一。此供給流量調整時，令例如排氣裝置91運轉，在於處理容器30內形成與實際成膜處理時相同之氣流之狀態下，自各電漿激發用氣體供給口70、82供給設定為適當供給流量之氬氣。又，該供給流量設定時，實際於試驗用基板施行成膜，檢查該成膜於基板面內是否均一進行。電漿產生區域R1內氬氣濃度均一時，基板面內之成膜會均一進行，故檢查結果，成膜未於基板面內均一進行時，變更各氬氣之供給流量設定，再次於試驗用基板施行成膜。重複此，設定來自各電漿激發用氣體供給口70、82之供給流量，俾成膜於基板面內均一進行，電漿產生區域R1內之氬氣濃度均一。
設定各電漿激發用氣體供給口70、82之供給流量後，開始電漿成膜裝置16中玻璃基板G之成膜處理。首先，將玻璃基板G送入處理容器30內，在載置台31上吸附固持之。此時，玻璃基板G之溫度在100℃以下，例如維持於50℃~100℃。接著，藉由排氣裝置91開始處理容器30內之排氣，使處理容器30內之壓力減壓至既定壓力，例如10Pa~60Pa，維持該狀態。又，玻 璃基板G之溫度不限定在100℃以下，只要是有機EL元件A不受損害之溫度即可，依該有機EL元件A之材質等決定。
在此，發明人等戮力探討，結果得知處理容器30內之壓力若低於20Pa即有無法在玻璃基板G上使SiN膜23適當成膜之虞。且處理容器30內之壓力若超過60Pa，即有於氣相中氣體分子間之反應增加，產生微粒粒子之虞。因此，如上述處理容器30內之壓力維持於10Pa~60Pa。
處理容器30內減壓後，於電漿產生區域R1內，即自側方第1電漿激發用氣體供給口70供給氬氣，且自下方第2電漿激發用氣體供給口82供給氮氣與氬氣。此時，電漿產生區域R1內之氬氣濃度於電漿產生區域R1內均等維持。且以例如21sccm之流量供給氮氣。自輻射狀槽孔天線42朝正下方之電漿產生區域R1放射例如為2.45GHz之頻率，2.5W/cm2~4.7W/cm2之功率之微波。藉由此微波之放射，於電漿產生區域R1內氬氣經電漿化，氮氣被自由基化(或是離子化)。又，此時，朝下方前進之微波由產生之電漿吸收。其結果，於電漿產生區域R1內，產生高密度之電漿。
於電漿產生區域R1內產生之電漿通過電漿激發用氣體供給構造體80與原料氣體供給構造體60進入下方之原料氣體解離區域R2內。自原料氣體供給構造體60各原料氣體供給口63對原料氣體解離區域R2供給矽烷氣體與氫氣。此時，例如以18sccm之流量供給矽烷氣體，例如以64sccm之流量供給氫氣。又，此氫氣之供給流量如後述對應SiN膜23之膜特性設定之。矽烷氣體與氫氣分別由自上方進入之電漿解離。又，藉由此等者之自由基與自電漿產生區域R1供給之氮氣之自由基，SiN膜23在玻璃基板G上堆積。
在SiN膜23成膜中或成膜後，電漿成膜裝置16如圖2(c)所示，間歇控制高頻電源35之ON/OFF，對SiN膜23的一部分施加偏電場，藉此在SiN膜23中形成第2SiN膜23。
其後，SiN膜23之成膜獲得進展，在玻璃基板G上形成既定厚度之SiN 膜23後，停止微波之放射或處理氣體之供給。其後，將玻璃基板G自處理容器30送出，結束一連串電漿成膜處理。
如以上，依本實施形態，在SiN膜23成膜中或成膜後，對作為SiN膜23的一部分之第2SiN膜23-2施加偏電場，藉此將電漿中之離子導入第2SiN膜23-2。被導入第2SiN膜23-2之離子對第2SiN膜23-2賦予離子撞擊，沿與第1SiN膜23-1不同之堆積方向使第2SiN膜23-2沉積，並於第2SiN膜23-2使產生之針孔呈非線形形狀沉積。因此，依本實施形態，例如水分自外部滲入時，可藉由呈非線形形狀沉積之針孔補集水分，故可抑制自外部侵入之水分滲透進有機EL元件。其結果，依本實施形態，可提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
在此，發明人等戮力探討，結果得知藉由上述電漿成膜處理在玻璃基板G上使SiN膜23成膜之際，若使用包含矽烷氣體、氮氣及氫氣之處理氣體，即可提升SiN膜23之膜特性之控制性。
圖6顯示使用本實施形態之電漿成膜方法，處理氣體中之氫氣之供給流量變化時，相對於氫氟酸SiN膜23之濕蝕刻速率變化之情形。又，此時，矽烷氣體之供給流量為18sccm，氮氣之供給流量為21sccm。且電漿成膜處理中，玻璃基板G之溫度為100℃。
參照圖6即知，藉由於包含矽烷氣體與氮氣之處理氣體中更添加氫氣，可降低SiN膜23之濕蝕刻速率。因此，藉由處理氣體中之氫氣，可提升SiN膜23之緻密度，提升SiN膜23之膜質(耐化性，緻密度)。且亦可提升SiN膜23之階梯覆蓋性。且亦得知SiN膜23之折射率提升為例如2.0±0.1。因此，藉由控制氫氣之供給流量，可控制SiN膜23之濕蝕刻速率，可控制SiN膜23之膜特性。
圖7顯示使用本實施形態之電漿成膜方法，處理氣體中之氫氣之供給流量變動時，SiN膜23之膜應力變化之情形。又，此時，矽烷氣體之供給流量 為18sccm，氮氣之供給流量為21sccm。且電漿成膜處理中，玻璃基板G之溫度為100℃。
參照圖7即知，藉由於包含矽烷氣體與氮氣之處理氣體中更添加氫氣，SiN膜23之膜應力會朝負側(壓縮側)變化。因此，藉由控制氫氣之供給流量，可控制SiN膜23之膜應力。
如以上，依本實施形態，藉由使處理氣體中之氫氣流量變化，可使SiN膜23之膜特性變化。因此，作為有機EL元件A中之封裝膜可使SiN膜23適當成膜，故可適當製造該有機EL元件A。又，作為封裝膜使用時，封裝膜之應力大小之絕對值宜小。
且本實施形態之電漿成膜方法中，使用自輻射狀槽孔天線42放射之微波產生電漿。在此，發明人等戮力探討，結果得知處理氣體包含矽烷氣體、氮氣及氫氣時，例如圖8所示微波功率與SiN膜23之膜應力大致處於比例關係。因此，依本實施形態，藉由控制微波功率，亦可控制SiN膜23之膜應力。藉由使氫氣流量最佳化，使微波功率最佳化，可精密地獲得具有所希望之膜特性之膜。具體而言，使氫氣流量最佳化後，使微波功率最佳化即可。
又，以往，在玻璃基板上使氮化矽膜成膜之際，亦使用包含上述矽烷氣體與氨(NH3)氣之處理氣體。然而，於玻璃基板之溫度在100℃以下之低溫環境下，氮化矽膜成膜前所供給之氨氣會腐蝕形成於該氮化矽膜基底之金屬電極，例如鋁電極。且在低溫環境下成膜，故於氮化矽膜中未反應之氨會被補集。氨若被補集至氮化矽膜中，進行環境試驗等後，該氨氣即會由氮化矽膜釋放，有使有機EL元件劣化之虞。
相對於此，本實施形態中，不使用氨氣而代之以氮氣。因此，可防止上述基底金屬電極之腐蝕或有機EL元件之劣化。
且如本實施形態不使用氨氣而代之以氮氣，更於處理氣體添加氫氣 時，如圖9所示可提升成膜之氮化矽膜之膜特性。亦即，可提升段差部中氮化矽膜之膜質(緻密度)。又，圖9上段顯示使用包含矽烷氣體與氨氣之處理氣體時氮化矽膜之情形，下段顯示使用包含矽烷氣體、氮氣及氫氣之處理氣體時氮化矽膜之情形。且圖9左列顯示剛成膜後氮化矽膜之情形，右列顯示藉由緩衝氫氟酸(BHF)進行濕蝕刻120秒後氮化矽膜之情形。
本實施形態之電漿成膜裝置16中，雖自原料氣體供給構造體60供給矽烷氣體與氫氣，自電漿激發用氣體供給構造體80供給氮氣與氬氣，但氫氣亦可由電漿激發用氣體供給構造體80供給。或是，氫氣亦可由原料氣體供給構造體60與電漿激發用氣體供給構造體80雙方供給。且氬氣亦可由原料氣體供給構造體60供給。或是，氬氣亦可由原料氣體供給構造體60與電漿激發用氣體供給構造體80雙方供給。任一情形下，皆可藉由如上述控制氫氣之供給流量，控制SiN膜23之膜特性。
在此，發明人等戮力探討，結果得知SiN膜23之膜質，特別是膜中之Si-N結合密度最多之緻密膜質時，該SiN膜23之折射率約為2.0。且已知就SiN膜23之障壁阻隔性(封裝性)之觀點而言，折射率宜為2.0±0.1。
在此，為使上述折射率為2.0±0.1，於電漿成膜裝置16，相對於矽烷氣體之供給流量氮氣之供給流量之比宜為1~1.5。相對於此，通常(習知)之電漿CVD裝置中以矽烷氣體與氮氣使氮化矽膜成膜時，相對於矽烷氣體之供給流量氮氣之供給流量之比一般為10~50。通常之電漿CVD裝置中如此需大量氮，故為提高成膜速度需提高矽烷氣體流量，同時需與此增加相襯之氮流量，於排氣系統會瀕臨極限。因此，在成膜速度大的條件下，作為氮化矽膜之折射率維持上述折射率為2.0±0.1有其困難。因此，本實施形態之電漿成膜裝置16相較於通常之電漿CVD裝置可使極優異的效果奏效。
且藉由控制相對於矽烷氣體之供給流量氮氣之供給流量之比，可在折射率為2.0±0.1之範圍內，控制SiN膜23之膜應力。具體而言，可使該膜應力接近零。且亦可調整來自輻射狀槽孔天線42之微波功率，或氫氣之供給流 量以控制此膜應力。
又，相較於如上述通常之電漿CVD裝置，電漿成膜裝置16中氮氣之供給流量可為少量係因易於使所供給之氮氣活性化，可提高解離度。亦即，自電漿激發用氣體供給構造體80供給氮氣之際，其處於與產生電漿之介電窗41夠近之位置，故自上述電漿激發用氣體供給構造體80之第2電漿激發用氣體供給口82以相對較高壓之狀態朝處理容器30內之電漿產生區域R1被放出之氮氣易於被離子化，產生大量活性之氮自由基等。又，為如此提高氮氣之解離度，電漿激發用氣體供給構造體80配置於自輻射狀槽孔天線42(嚴密而言係介電窗41)起30mm以內之位置。發明人等調查得知，於如此之位置配置電漿激發用氣體供給構造體80時，電漿激發用氣體供給構造體80本身會被配置於電漿產生區域R1。因此，可提高氮氣之解離度。
本實施形態之電漿成膜裝置16中，原料氣體之供給亦可在與電漿產生同時或電漿產生前進行。亦即，首先，自原料氣體供給構造體60供給矽烷氣體與氫氣(或是僅矽烷氣體)。與此矽烷氣體與氫氣之供給同時或氣體供給後，自電漿激發用氣體供給構造體80供給氬氣與氮氣(及氫氣)，自輻射狀槽孔天線42放射微波。又，於電漿產生區域R1產生電漿。
在此，於SiN膜23成膜之玻璃基板G上，形成包含金屬元素之陰極層22。例如包含陰極層22之有機EL元件A若暴露於電漿中，陰極層22即會自發光層21剝離，且有機EL元件A有時會蒙受損傷。相對於此，本實施形態中，與矽烷氣體與氫氣之供給同時或供給後產生電漿，故與該電漿之產生同時開始使SiN膜23成膜。因此，該陰極層22之表面被保護，有機EL元件A不暴露於電漿中，可適當製造有機EL元件A。
本實施形態中，原料氣體供給口63雖自原料氣體供給構造體60朝下方形成，第2電漿激發用氣體供給口82自電漿激發用氣體供給構造體80朝上方形成，但此等原料氣體供給口63與第2電漿激發用氣體供給口82亦可朝水平方向，或鉛直下方以外之傾斜方向，更佳的是朝自水平方向傾斜45度之方 向形成。
此時，如圖10所示於原料氣體供給構造體60，形成相互平行延伸之複數原料氣體供給管61。原料氣體供給管61於原料氣體供給構造體60以等間隔配置。於原料氣體供給管61側面兩側，如圖11所示形成沿水平方向供給原料氣體之原料氣體供給口63。原料氣體供給口63如圖10所示於原料氣體供給管61以等間隔配置。且相鄰之原料氣體供給口63相互朝水平方向之相反方向形成。又，電漿激發用氣體供給構造體80亦可與上述原料氣體供給構造體60構成相同。又，配置原料氣體供給構造體60與電漿激發用氣體供給構造體80，俾原料氣體供給構造體60之原料氣體供給管61，與電漿激發用氣體供給構造體80之第2電漿激發用氣體供給管81呈略格子狀。
自原料氣體供給口63供給之原料氣體主要作為矽氮化物堆積於原料氣體供給口63，故堆積之矽氮化物可於維修時以乾洗去除。此時，原料氣體供給口63朝下方向形成時，電漿難以進入原料氣體供給口63內，故有時無法完全去除堆積於該原料氣體供給口63之矽氮化物至內部。關於此點，如本實施形態原料氣體供給口63朝水平方向時，乾洗時所產生之電漿可進入至該原料氣體供給口63內部。因此，可完全去除矽氮化物至原料氣體供給口63內部。因此，維修後，可自原料氣體供給口63適當供給原料氣體，可更適當地使氮化矽膜23成膜。
且配置原料氣體供給構造體60與電漿激發用氣體供給構造體80，俾原料氣體供給構造體60之原料氣體供給管61，與電漿激發用氣體供給構造體80之第2電漿激發用氣體供給管81呈略格子狀。因此，相較於各原料氣體供給構造體60與電漿激發用氣體供給構造體80本身呈略格子狀，可輕易製作原料氣體供給構造體60與電漿激發用氣體供給構造體80。且於電漿產生區域R1產生之電漿亦可輕易通過。
又，亦可形成原料氣體供給口63如圖12所示俾其內徑自內側朝外側呈錐形狀擴大。此時，於乾洗時，電漿可更輕易進入原料氣體供給口63內部。 因此，可更確實地去除堆積於原料氣體供給口63之矽氮化物。又，關於第2電漿激發用氣體供給口82亦相同，亦可形成為其內徑自內側朝外側呈錐形狀擴大。
其次，說明藉由本實施形態之電漿成膜裝置16成膜之SiN膜23之第1成膜例。圖13係顯示SiN膜之第1成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
電漿成膜裝置16之控制部100在形成SiN膜23之際，按照圖13上部之時序圖，控制原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射及偏電場之施加時機。具體而言，控制部100首先於某時刻0，開始氬(Ar)氣、氮(N2)氣、氫(H2)氣、矽烷(SiN4)氣體及微波(μ波)功率之供給。控制部100亦可不供給氮氣及氫氣而代之以氨(NH3)氣。且控制部100亦可不供給矽烷氣體而代之以其他含有Si之氣體。
於投入氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及稍後投入微波功率起經過既定時間後之時刻t1，氣體之供給及微波功率之供給穩定。且於經過既定時間後之時刻t2，如圖13下部所示，第1SiN膜23-1在有機EL元件陰極層22上堆疊。於時刻t1~時刻t2之期間堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖13上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t2~時刻t3之期間，使用高頻電源35施加偏電場(RF偏壓)。
如此，於SiN膜23成膜中施加偏電場後，如圖13下部所示，將電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2。於時刻t2~時刻t3之期間所堆疊之第2SiN膜23-2例如約10~50nm。
接著，控制部100如圖13上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、 矽烷氣體及微波功率，於時刻t3~t4之期間，停止偏電場之施加。
於經過既定時間後之時刻t4，如圖13下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2上堆疊。於時刻t3~t4之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖13上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t4~時刻t5之期間，使用高頻電源35施加偏電場(RF偏壓)。
如此，於SiN膜23成膜中施加偏電場後，如圖13下部所示，將電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2。於時刻t4~時刻t5之期間所堆疊之第2SiN膜23-2例如約10~50nm。
接著，控制部100如圖13上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t5~t6之期間，停止偏電場之施加。
於時刻t6，如圖13下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2上堆疊。於時刻t5~t6之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
依第1成膜例，在使SiN膜23成膜中使用高頻電源35間歇施加偏電場，藉此，於SiN膜23中，可形成第2SiN膜23-2。第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1堆積方向不同，故即使在針孔產生於例如SiN膜23時，產生之針孔亦可呈非線形形狀(例如曲折形狀)沉積。呈非線形形狀沉積之針孔在例如水分自外部滲入時，可高效率地補集(trap)水分，其不到達有機EL元件。因此，依第1成膜例，可抑制自外部侵入之水分滲透進有機EL元件，故可提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
且依第1成膜例，藉由使SiN膜23成膜中間歇施加偏電場之簡易的控 制，可交互堆疊複數層第1SiN膜23-1與第2SiN膜23-2。藉此，依第1成膜例，可以簡易之控制，抑制作為封裝膜之SiN膜之生產量降低，且可提升SiN膜之封裝性能。
且依第1成膜例，形成第1SiN膜23-1於SiN膜23最下層。換言之，依第1成膜例，SiN膜23成膜中偏電場之ON/OFF之間歇控制內，自偏電場之OFF開始。藉此，依第1成膜例，與有機EL元件之陰極層22接觸之膜可係未施加偏電場之第1SiN膜23-1。如此，第1成膜例中，偏電場之ON/OFF間歇控制內最初自OFF開始，藉此可防止因離子被導入有機EL元件對有機EL元件造成損害。
其次，說明藉由本實施形態之電漿成膜裝置16成膜之SiN膜23之第2成膜例。圖14係顯示SiN膜之第2成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
第1成膜例係連續供給原料氣體，在供給原料氣體之SiN膜23之成膜中間歇控制高頻電源之ON/OFF，藉此施加偏電場之例。相對於此，第2成膜例係間歇供給原料氣體，在供給原料氣體之SiN膜23成膜中控制高頻電源為ON，在停止供給原料氣體之時機控制高頻電源為OFF，藉此施加偏電場之例。第2成膜例相較於第1成膜例，原料氣體之供給態樣及偏電場之ON/OFF之控制態樣等不同。
電漿成膜裝置16之控制部100在形成SiN膜23之際，按照圖14上部之時序圖，控制原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射及偏電場之施加時機。且控制部100在形成SiN膜23之際，間歇供給原料氣體中之矽烷氣體。又，控制部100在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，控制高頻電源35為ON，在停止供給矽烷氣體之時機，控制高頻電源35為OFF，藉此施加偏電場。具體而言，控制部100首先於某時刻0，開始氬(Ar)氣、氮(N2)氣、氫(H2)氣、矽烷(SiN4)氣體及微波(μ波)功率之供給。控制部100亦可不供給氮氣及氫氣而代之以氨(NH3)氣。且控制部100亦可不供給矽 烷氣體而代之以其他含有Si之氣體。
於投入氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及稍後投入微波功率起經過既定時間後之時刻t1，氣體之供給及微波功率之供給穩定。且於經過既定時間後之時刻t2，如圖14下部所示，第1SiN膜23-1在有機EL元件陰極層22上堆疊。於時刻t1~時刻t2之期間堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖14上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體，並稍後持續維持供給微波功率，於時刻t2~時刻t3之期間，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t3，停止供給矽烷氣體，並在停止供給矽烷氣體之時刻t3，停止偏電場之施加。
如此，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中施加偏電場，停止矽烷氣體之供給同時停止偏電場之施加後，如圖14下部所示，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，將氬氣、氮氣、氫氣及矽烷氣體電漿中之離子導入SiN膜23，在停止供給矽烷氣體時，將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2，並在第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2a。於時刻t2~時刻t3之期間所堆疊之第2SiN膜23-2、23-2a例如約5~20nm。
接著，控制部100如圖14上部所示，於時刻t3~時刻t5之期間，停止偏電場之施加，並於時刻t4，重新開始矽烷氣體之供給。
於時刻t5，如圖14下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2a上堆疊。於時刻t4~時刻t5之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖14上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t5~時刻t6之期間，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t6，停止供給矽烷氣體，並在停止供給矽烷氣體之 時刻t6，停止偏電場之施加。
如此，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中施加偏電場，停止矽烷氣體之供給同時停止偏電場之施加後，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，將氬氣、氮氣、氫氣及矽烷氣體電漿中之離子導入SiN膜23，在停止供給矽烷氣體時，將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2，並在第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2a。於時刻t5~時刻t6之期間所堆疊之第2SiN膜23-2、23-2a例如約5~20nm。
接著，控制部100如圖14上部所示，於時刻t6~時刻t8之期間，停止偏電場之施加，並於時刻t7，重新開始矽烷氣體之供給。
於時刻t8，如圖14下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2a上堆疊。於時刻t7~時刻t8之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
依第2成膜例，與第1成膜例相同，在使SiN膜23成膜中使用高頻電源35間歇施加偏電場，藉此，於SiN膜23中，可形成第2SiN膜23-2。第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1堆積方向不同，故即使在針孔產生於例如SiN膜23時，產生之針孔亦可呈非線形形狀(例如曲折形狀)沉積。呈非線形形狀沉積之針孔在例如水分自外部滲入時，可高效率地補集(trap)水分。因此，依第2成膜例，可抑制自外部侵入之水分滲透進有機EL元件，故可提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
其次，說明藉由本實施形態之電漿成膜裝置16成膜之SiN膜23之第3成膜例。圖15係顯示SiN膜之第3成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
第1成膜例係連續供給原料氣體，在供給原料氣體之SiN膜23之成膜中 間歇控制高頻電源之ON/OFF，藉此施加偏電場之例。相對於此，第3成膜例係間歇供給原料氣體，在供給原料氣體之SiN膜23成膜中控制高頻電源為ON，在與停止供給原料氣體之時機不同之時機控制高頻電源為OFF，藉此施加偏電場之例。第3成膜例相較於第1成膜例，原料氣體之供給態樣及偏電場之ON/OFF之控制態樣等不同。
電漿成膜裝置16之控制部100在形成SiN膜23之際，按照圖15上部之時序圖，控制原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射及偏電場之施加時機。且控制部100在形成SiN膜23之際，間歇供給原料氣體中之矽烷氣體。又，控制部100在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，控制高頻電源35為ON，在停止供給矽烷氣體之時機至重新開始供給矽烷氣體之時機之既定期間，控制高頻電源35為OFF，藉此施加偏電場。具體而言，控制部100首先於某時刻0，開始氬(Ar)氣、氮(N2)氣、氫(H2)氣、矽烷(SiN4)氣體及微波(μ波)功率之供給。控制部100亦可不供給氮氣及氫氣而代之以氨(NH3)氣。且控制部100亦可不供給矽烷氣體而代之以其他含有Si之氣體。
於投入氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及稍後投入微波功率起經過既定時間後之時刻t1，氣體之供給及微波功率之供給穩定。且於經過既定時間後之時刻t2，如圖15下部所示，第1SiN膜23-1在有機EL元件陰極層22上堆疊。於時刻t1~時刻t2之期間堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖15上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體，並稍後持續維持供給微波功率，於時刻t2~時刻t3之期間，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t3，停止供給矽烷氣體，於時刻t3~時刻t4之期間，維持停止供給矽烷氣體，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100在停止供給矽烷氣體之時刻t3至重新開始供給矽烷氣體之時刻t5之期間內之時刻t4，停止偏電場之施加。
如此，於SiN膜23之成膜中，與停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之 既定期間施加偏電場，在重新開始供給矽烷氣體前停止偏電場之施加後，如圖15下部所示，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，將氬氣、氮氣、氫氣及矽烷氣體電漿中之離子導入SiN膜23。另一方面，在停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間，將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2，並在第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2b。於時刻t2~時刻t4之期間所堆疊之第2SiN膜23-2、23-2b例如約10~50nm。
接著，控制部100如圖15上部所示，於時刻t4~時刻t6之期間，停止偏電場之施加，並於時刻t5，重新開始矽烷氣體之供給。
於時刻t6，如圖15下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2b上堆疊。於時刻t5~時刻t6之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖15上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t6~時刻t7之期間，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t7，停止供給矽烷氣體，於時刻t7~時刻t8之期間，維持停止供給矽烷氣體，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100在停止供給矽烷氣體之時刻t7至重新開始供給矽烷氣體之時刻t9之期間中之時刻t8，停止偏電場之施加。
如此，於SiN膜23之成膜中，與停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間施加偏電場，在重新開始供給矽烷氣體前停止偏電場之施加後，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，將氬氣、氮氣、氫氣及矽烷氣體電漿中之離子導入SiN膜23。另一方面，在停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間，將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2，並在第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2b。於時刻t6~時刻t8之期間所堆 疊之第2SiN膜23-2、23-2b例如約10~50nm。
接著，控制部100如圖15上部所示，於時刻t8~時刻t10之期間，停止偏電場之施加，並於時刻t9，重新開始矽烷氣體之供給。
於時刻t10，如圖15下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2b上堆疊。於時刻t9~時刻t10之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
依第3成膜例，與第1成膜例相同，在使SiN膜23成膜中使用高頻電源35間歇施加偏電場，藉此，於SiN膜23中，可形成第2SiN膜23-2。第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1堆積方向不同，故即使在針孔產生於例如SiN膜23時，產生之針孔亦可呈非線形形狀(例如曲折形狀)沉積。例如水分自外部滲入時，產生之針孔呈非線形形狀(例如曲折形狀)，其路徑變長，故可高效率地補集(trap)水分，其不到達有機EL元件。因此，依第3成膜例，可抑制自外部侵入之水分滲透進有機EL元件，故可提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
且依第3成膜例，間歇供給矽烷氣體，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，控制高頻電源35為ON，在停止供給矽烷氣體之時機至重新開始供給矽烷氣體之時機之既定期間，控制高頻電源35為OFF，藉此施加偏電場。藉此，可於第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2b。因此，依第3成膜例，可使作為第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1之界面之第2SiN膜23-2b硬化，故可提高SiN膜23之段差被覆性(階梯覆蓋性)。其結果，依第3成膜例，可更進一步提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。且依第3成膜例，於停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間施加偏電場，故可使將非成膜性之電漿中之離子導入SiN膜23之狀態長期化，可促進第2SiN膜23-2b之氮化。
其次，說明藉由本實施形態之電漿成膜裝置16成膜之SiN膜23之第4成膜例。圖16係顯示SiN膜之第4成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀 態圖。
第4成膜例相較於第3成膜例，控制高頻電源為OFF之時機等不同。
電漿成膜裝置16之控制部100在形成SiN膜23之際，按照圖16上部之時序圖，控制原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射及偏電場之施加時機。且控制部100在形成SiN膜23之際，間歇供給原料氣體中之矽烷氣體。又，控制部100在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，控制高頻電源35為ON，於重新開始供給矽烷氣體之時機，控制高頻電源35為OFF，藉此施加偏電場。具體而言，控制部100首先於某時刻0，開始氬(Ar)氣、氮(N2)氣、氫(H2)氣、矽烷(SiN4)氣體及微波(μ波)功率之供給。控制部100亦可不供給氮氣及氫氣而代之以氨(NH3)氣。且控制部100亦可不供給矽烷氣體而代之以其他含有Si之氣體。
於投入氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及稍後投入微波功率起經過既定時間後之時刻t1，氣體之供給及微波功率之供給穩定。且於經過既定時間後之時刻t2，如圖16下部所示，第1SiN膜23-1在有機EL元件陰極層22上堆疊。於時刻t1~時刻t2之期間堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖16上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體，並稍後持續維持供給微波功率，於時刻t2~時刻t3之期間，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t3，停止供給矽烷氣體，於時刻t3~時刻t4之期間，維持停止供給矽烷氣體，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於重新開始供給矽烷氣體之時刻t4，停止偏電場之施加。
如此，於SiN膜23之成膜中，與停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間施加偏電場，於重新開始供給矽烷氣體時停止偏電場之施加後，如圖16下部所示，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，將氬氣、氮氣、氫氣及矽烷氣體電漿中之離子導入SiN膜23。另一方面，在停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間， 將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2，並在第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2b。於時刻t2~時刻t4之期間所堆疊之第2SiN膜23-2、23-2b例如約10~50nm。
接著，控制部100如圖16上部所示，於時刻t4~時刻t5之期間，停止偏電場之施加，並於時刻t4，重新開始矽烷氣體之供給。
於時刻t5，如圖16下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2b上堆疊。於時刻t4~時刻t5之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖16上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t5~時刻t6之期間，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t6，停止供給矽烷氣體，於時刻t6~時刻t7之期間，維持停止供給矽烷氣體，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於重新開始供給矽烷氣體之時刻t7，停止偏電場之施加。
如此，於SiN膜23之成膜中，與停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間施加偏電場，於重新開始供給矽烷氣體時停止偏電場之施加後，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，將氬氣、氮氣、氫氣及矽烷氣體電漿中之離子導入SiN膜23。另一方面，在停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後之既定期間，將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，在第1SiN膜23-1上，形成與第1SiN膜23-1堆積方向不同之第2SiN膜23-2，並在第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2b。於時刻t5~時刻t7之期間所堆疊之第2SiN膜23-2、23-2b例如約10~50nm。
接著，控制部100如圖16上部所示，於時刻t7~時刻t8之期間，停止偏電場之施加，並於時刻t7，重新開始矽烷氣體之供給。
於時刻t8，如圖16下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2b上堆疊。於時刻t7~時刻t8之期間所堆疊之第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
依第4成膜例，間歇供給矽烷氣體，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，控制高頻電源35為ON，於重新開始供給矽烷氣體之時機，控制高頻電源35為OFF，藉此施加偏電場。藉此，可於第2SiN膜23-2表面，形成相較於第2SiN膜23-2氮化進展度高之第2SiN膜23-2b。因此，依第4成膜例，可使作為第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1之界面之第2SiN膜23-2b硬化，故可提高SiN膜23之段差被覆性(階梯覆蓋性)。其結果，依第4成膜例，可更進一步提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。且依第4成膜例，於停止供給矽烷氣體之SiN膜23成膜後，重新開始供給矽烷氣體之時刻止施加偏電場，故可使將非成膜性之電漿中之離子導入SiN膜23之狀態最長化，可進一步促進第2SiN膜23-2b之氮化。
其次，說明藉由本實施形態之電漿成膜裝置16成膜之SiN膜23之第5成膜例。圖17係顯示SiN膜之第5成膜例中各條件之時序圖及各時機之成膜狀態圖。
第1成膜例係連續供給原料氣體，在供給原料氣體之SiN膜23之成膜中間歇控制高頻電源之ON/OFF，藉此施加偏電場之例。相對於此，第5成膜例係間歇供給原料氣體，於停止供給原料氣體之時機控制高頻電源為ON，於供給原料氣體之SiN膜23之成膜中控制高頻電源為OFF，藉此施加偏電場之例。第5成膜例相較於第1成膜例，原料氣體之供給態樣及偏電場之ON/OFF之控制態樣等不同。
電漿成膜裝置16之控制部100在形成SiN膜23之際，按照圖17上部之時序圖，控制原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射及偏電場之施加時機。且控制部100在形成SiN膜23之際，間歇供給原料氣體中之矽烷氣體。又，控制部100在停止供給矽烷氣體之時機控制高頻電源35為ON，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中控制高頻電源為OFF，藉此施加偏電 場。具體而言，控制部100首先於某時刻0，開始氬(Ar)氣、氮(N2)氣、氫(H2)氣、矽烷(SiN4)氣體及微波(μ波)功率之供給。控制部100亦可不供給氮氣及氫氣而代之以氨(NH3)氣。且控制部100亦可不供給矽烷氣體而代之以其他含有Si之氣體。
於投入氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及稍後投入微波功率起經過既定時間後之時刻t1，氣體之供給及微波功率之供給穩定。
接著，控制部100於時刻t2，停止供給矽烷氣體，並在停止供給矽烷氣體之時刻t2，控制高頻電源35為ON而開始施加偏電場。
如此，於SiN膜23之成膜中不施加偏電場，停止供給矽烷氣體同時開始施加偏電場後，如圖17下部所示，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，不將電漿中之離子導入SiN膜23，在停止供給矽烷氣體時，將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，於時刻t2，如圖17下部所示，在有機EL元件之陰極層22上，形成第1SiN膜23-1，並在第1SiN膜23-1表面，形成相較於第1SiN膜23-1氮化進展度高之第1SiN膜23-1a。於時刻t1~時刻t2之期間所堆疊之第1SiN膜23-1，23-1a例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖17上部所示，於時刻t2~時刻t3之期間，維持停止供給矽烷氣體，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t4，重新開始矽烷氣體之供給。且控制部100持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t3~時刻t4之期間，使用高頻電源35施加偏電場。
於時刻t4，如圖17下部所示，第2SiN膜23-2在第1SiN膜23-1a上堆疊。於時刻t2~時刻t4之期間所堆疊之第2SiN膜23-2例如約10~50nm。
接著，控制部100於時刻t5，停止供給矽烷氣體，並在停止供給矽烷氣體之時刻t5，控制高頻電源35為ON而開始施加偏電場。
如此，於SiN膜23之成膜中不施加偏電場，停止供給矽烷氣體同時開始施加偏電場後，如圖17下部所示，將電漿中之離子導入SiN膜23。更具體而言，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，不將電漿中之離子導入SiN膜23，在停止供給矽烷氣體時，將氬氣、氮氣及氫氣電漿中之離子導入SiN膜23。其結果，於時刻t5，如圖17下部所示，在有機EL元件之陰極層22上，形成第1SiN膜23-1，並在第1SiN膜23-1表面，形成相較於第1SiN膜23-1氮化進展度高之第1SiN膜23-1a。於時刻t4~時刻t5之期間所堆疊之第1SiN膜23-1，23-1a例如約30~100nm。
接著，控制部100如圖17上部所示，於時刻t5~時刻t6之期間，維持停止供給矽烷氣體，使用高頻電源35施加偏電場。且控制部100於時刻t6，重新開始矽烷氣體之供給。且控制部100持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t6~時刻t7之期間，使用高頻電源35施加偏電場。
於時刻t7，第2SiN膜23-2在第1SiN膜23-1a上堆疊。於時刻t5~時刻t7之期間所堆疊之第2SiN膜23-2例如約10~50nm。
接著，控制部100如圖17上部所示，持續維持供給氬氣、氮氣、氫氣、矽烷氣體及微波功率，於時刻t7~時刻t8之期間，停止偏電場之施加。
於時刻t8，如圖17下部所示，第1SiN膜23-1在第2SiN膜23-2上堆疊。於時刻t7~時刻t8之期間所堆疊之，第1SiN膜23-1例如約30~100nm。
依第5成膜例，與第1成膜例相同，在使SiN膜23成膜後使用高頻電源35間歇施加偏電場，藉此於SiN膜23中，可形成第2SiN膜23-2。第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1堆積方向不同，故即使在針孔產生於例如SiN膜23時，產生之針孔亦可呈非線形形狀(例如曲折形狀)沉積。呈非線形形狀沉積之針孔在例如水分自外部滲入時，可高效率地補集(trap)水分。因此，依第5成膜例，可抑制自外部侵入之水分滲透進有機EL元件，故可提升作為封裝 膜之SiN膜之封裝性能。
且依第5成膜例，間歇供給矽烷氣體，在停止供給矽烷氣體之時機，控制高頻電源35為ON，在供給矽烷氣體之SiN膜23成膜中，控制高頻電源35為OFF，藉此施加偏電場。藉此，可在第1SiN膜23-1表面形成相較於第1SiN膜23-1氮化進展度高之第1SiN膜23-1a。因此，依第5成膜例，可使作為第2SiN膜23-2與第1SiN膜23-1之界面之第1SiN膜23-1a硬化，故可提高SiN膜23之段差被覆性(階梯覆蓋性)。其結果，依第5成膜例，可更進一步提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
又，上述第1成膜例~第5成膜例中，雖作為一例說明對SiN膜23的一部分施加偏電場之處理之處理時間一定之實施形態，但實施形態不限於此。對SiN膜23的一部分施加偏電場之處理之處理時間亦可設定為SiN膜23之膜厚愈厚即愈長。藉此，在SiN膜23之膜厚相對較薄之狀況下，可防止因離子被導入有機EL元件對有機EL元件造成損害。
如上述，依本實施形態之電漿成膜裝置16，在SiN膜23成膜中或成膜後，對作為SiN膜23的一部分之第2SiN膜23-2施加偏電場，藉此將電漿中之離子導入第2SiN膜23-2。被導入第2SiN膜23-2之離子對第2SiN膜23-2賦予離子撞擊，沿與第1SiN膜23-1不同之堆積方向使第2SiN膜23-2沉積，並於第2SiN膜23-2使產生之針孔呈非線形形狀沉積。因此，依本實施形態之電漿成膜裝置16，例如水分自外部滲入時，可藉由呈非線形形狀沉積之針孔補集(trap)水分，故可抑制自外部侵入之水分滲透進有機EL元件。其結果，依本實施形態，可提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
又，本實施形態中，雖已說明關於作為矽烷系氣體使用矽烷氣體之情形，但矽烷系氣體不由矽烷氣體限定。經發明人戮力探討得知，例如使用二矽烷(Si2H6)氣體時，相較於使用矽烷氣體時，可更提升SiN膜23之階梯覆蓋性。
且本實施形態之電漿成膜裝置16中，雖藉由來自輻射狀槽孔天線42之微波產生電漿，但該電漿之產生不由本實施形態限定。作為電漿，亦可使用例如CCP(電容耦合電漿)、ICP(電感耦合電漿)、ECRP(電子迴旋共振電漿)、HWP(螺旋波激發電漿)等。任一情形下，SiN膜23之成膜皆於玻璃基板G之溫度在100℃以下之低溫度環境下進行，故宜使用高密度電漿。
且以上實施形態中，雖已說明關於在玻璃基板G上作為封裝膜使SiN膜23成膜，以製造有機EL元件A之情形，但本發明亦可適用於製造其他有機電子元件之情形。例如作為有機電子元件製造有機電晶體、有機太陽能電池、有機FET(Field Effect Transistor)等時，亦可適用本發明之氮化矽膜成膜方法。且本發明在製造如此之有機電子元件以外，亦可廣泛適用於基板之溫度在100℃以下之低溫環境下，在基板上使氮化矽膜成膜之情形。
以上，雖已參照附圖並同時說明關於本發明較佳實施形態，但本發明不由上述例限定。吾人應理解只要是熟悉該技藝者，在申請專利範圍所記載之構想範疇內，當然可想到各種變更例或修正例，關於此等者當然亦屬於本發明之技術性範圍。
以下，舉實施例更詳細說明關於所揭示之成膜方法。惟所揭示之成膜方法不由下記實施例限定。
(實施例1)
實施例1中，進行一連串的成膜處理，於處理容器內配置基板，對處理容器內供給處理氣體，藉由處理氣體之電漿進行電漿處理，在基板上使SiN膜成膜，於成膜中或成膜後對SiN膜的一部分施加偏電場。實施例1所使用之諸條件如以下。又，實施例1相當於圖17所示之第5成膜例。
微波功率：4000W
壓力：21Pa
載置台之溫度：80℃
處理氣體之間歇供給：實行
處理氣體：Ar/N2/H2=1450/76/128sccm，SiH4=54sccm(供給時)
RF偏壓(偏電場)之ON/OFF控制：實行
RF偏壓(偏電場)：10W(控制為ON時)
且進行一連串成膜處理後，測量在基板上成膜之SiN膜之水蒸氣滲透度。測量時，採用Ca反應法，於作為測量對象之SiN膜蒸鍍Ca層，自滲透進SiN膜之水分與Ca層之反應部位之面積求取水蒸氣滲透度。
(比較例1)
比較例1中，進行一連串成膜處理，於處理容器內配置基板，對處理容器內供給處理氣體，藉由處理氣體電漿進行電漿處理，在基板上使SiN膜成膜。惟比較例1中，與實施例1不同，連續供給處理氣體，且不施加偏電場。比較例1所使用之諸條件如以下。
微波功率：4000W
壓力：21Pa
載置台之溫度：80℃
處理氣體之間歇供給：不實行
處理氣體：Ar/N2/H2/SiH4=1450/76/128/54sccm
RF偏壓(偏電場)之ON/OFF控制：不實行
RF偏壓(偏電場)：0W(經常控制為OFF)
且進行一連串成膜處理後，測量在基板上成膜之SiN膜之水蒸氣滲透度。測量時，採用Ca反應法，於作為測量對象之SiN膜蒸鍍Ca層，自滲透進SiN膜之水分與Ca層之反應部位之面積求取水蒸氣滲透度。
圖18係顯示依比較例1及實施例1之處理結果圖。圖18中，處理時間表示測量所需之時間，n數表示測量數，結果表示測量結果，平均表示恰測量 n數分之水蒸氣滲透度之平均值〔g/m2/day〕。
如圖18所示，間歇供給處理氣體並同時對SiN膜的一部分施加偏電場之實施例1中，相較於連續供給處理氣體並同時不施加偏電場之比較例1，SiN膜之水蒸氣滲透度平均值小。換言之，實施例1中，相較於比較例1，可提升作為封裝膜之SiN膜之封裝性能。
22‧‧‧陰極層
23、23-1、23-2、23-2a‧‧‧氮化矽膜

Claims (42)

  1. 一種氮化矽膜之成膜方法，在收納於處理容器內之基板上使氮化矽膜成膜，其特徵在於：對該處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體，激發該處理氣體而產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，在基板上使氮化矽膜成膜，於該氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制高頻電源為ON/OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  2. 如申請專利範圍第1項之氮化矽膜之成膜方法，其中對該處理容器內供給該處理氣體之處理間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  3. 如申請專利範圍第1項之氮化矽膜之成膜方法，其中對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，於停止供給該矽烷系氣體之時機至重新開始供給該矽烷系氣體之時機之既定期間，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  4. 如申請專利範圍第3項之氮化矽膜之成膜方法，其中對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理於該既定期間中重新開始供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF。
  5. 如申請專利範圍第1項之氮化矽膜之成膜方法，其中對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為ON，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中， 控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氮化矽膜之成膜方法，其中對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理之處理時間於該氮化矽膜之膜厚愈厚時愈長。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氮化矽膜之成膜方法，其中作為有機電子元件之封裝膜使用該氮化矽膜。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氮化矽膜之成膜方法，其中以該電漿進行電漿處理中，維持該處理容器內之壓力為10Pa~60Pa。
  9. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氮化矽膜之成膜方法，其中控制該氫氣之供給流量，以控制該氮化矽膜之膜應力。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氮化矽膜之成膜方法，其中藉由微波激發該處理氣體而產生該電漿。
  11. 如申請專利範圍第10項之氮化矽膜之成膜方法，其中控制該微波功率，以控制該氮化矽膜之膜應力。
  12. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氮化矽膜之成膜方法，其中該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，在處理氣體穩定於所希望之處理條件以後，開始供給微波(μ波)功率，產生電漿。
  13. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氮化矽膜之成膜方法，其中對該處理容器內所供給之該處理氣體中，相對於該矽烷系氣體之供給流量該氮氣之供給流量之比為1~1.5。
  14. 一種有機電子元件之製造方法，在基板上形成有機元件，其後，對收納該基板之處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體，激發該處理氣體而產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，作為封裝膜使氮化矽膜成膜，俾包覆該有機元件，於該氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制高頻電源為ON/OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  15. 如申請專利範圍第14項之有機電子元件之製造方法，其中對該處理容器內供給該處理氣體之處理間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  16. 如申請專利範圍第14項之有機電子元件之製造方法，其中對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，於停止供給該矽烷系氣體之時機至重新開始供給該矽烷系氣體之時機之既定期間，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  17. 如申請專利範圍第16項之有機電子元件之製造方法，其中對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理於該既定期間中重新開始供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF。
  18. 如申請專利範圍第14項之有機電子元件之製造方法，其中對該處理容器內供給該處理氣體之處理重複間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為ON，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  19. 如申請專利範圍第14至18項中任一項之有機電子元件之製造方法，其中對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理之處理時間於該氮化矽膜之膜厚愈厚時愈長。
  20. 如申請專利範圍第14至18項中任一項之有機電子元件之製造方法，其中以該電漿進行電漿處理中，維持該處理容器內之壓力為10Pa~60Pa。
  21. 如申請專利範圍第14至18項中任一項之有機電子元件之製造方 法，其中控制該氫氣之供給流量，以控制該氮化矽膜之膜應力。
  22. 如申請專利範圍第14至18項中任一項之有機電子元件之製造方法，其中藉由微波激發該處理氣體而產生該電漿。
  23. 如申請專利範圍第22項之有機電子元件之製造方法，其中控制該微波功率，以控制該氮化矽膜之膜應力。
  24. 如申請專利範圍第14至18項中任一項之有機電子元件之製造方法，其中該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，在處理氣體穩定於所希望之處理條件以後，開始供給微波(μ波)功率，產生電漿。
  25. 如申請專利範圍第14至18項中任一項之有機電子元件之製造方法，其中對該處理容器內所供給之該處理氣體中，相對於該矽烷系氣體之供給流量該氮氣之供給流量之比為1~1.5。
  26. 一種氮化矽膜之成膜裝置，在基板上使氮化矽膜成膜，其特徵在於包含：處理容器，收納並處理基板；處理氣體供給部，對該處理容器內，供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體；電漿激發部，激發該處理氣體以產生電漿；高頻電源，對該基板施加偏電場；及控制部，藉由該處理氣體供給部對該處理容器內供給包含矽烷系氣體，與氮氣及氫氣或氨氣之處理氣體，藉由該電漿激發部激發該處理氣體而產生電漿，藉由該電漿進行電漿處理，在基板上使氮化矽膜成膜，於該氮化矽膜成膜中或成膜後，間歇控制該高頻電源為ON/OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  27. 如申請專利範圍第26項之氮化矽膜之成膜裝置，其中 該控制部藉由該處理氣體供給部間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  28. 如申請專利範圍第26項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該控制部藉由該處理氣體供給部間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為ON，於停止供給該矽烷系氣體之時機至重新開始供給該矽烷系氣體之時機之既定期間，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  29. 如申請專利範圍第28項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該控制部於該既定期間中重新開始供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為OFF。
  30. 如申請專利範圍第26項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該控制部藉由該處理氣體供給部間歇供給該處理氣體所包含之氣體中至少該矽烷系氣體，在停止供給該矽烷系氣體之時機，控制該高頻電源為ON，在供給該矽烷系氣體之該氮化矽膜成膜中，控制該高頻電源為OFF，藉此對該氮化矽膜的一部分施加偏電場。
  31. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中對該氮化矽膜的一部分施加偏電場之處理之處理時間於該氮化矽膜之膜厚愈厚時愈長。
  32. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中作為有機電子元件之封裝膜使用該氮化矽膜。
  33. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該控制部控制該處理氣體供給部，俾以該電漿進行電漿處理中，維持該處理容器內之壓力為10Pa~60Pa。
  34. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該控制部控制該氫氣之供給流量，以控制該氮化矽膜之膜應力。
  35. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該電漿激發部供給微波以激發該處理氣體。
  36. 如申請專利範圍第35項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該控制部控制該微波功率，以控制該氮化矽膜之膜應力。
  37. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，該控制部控制該處理氣體供給部與該電漿激發部，俾在處理氣體穩定於所希望之處理條件以後，開始供給微波(μ波)功率，產生電漿。
  38. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該控制部控制該處理氣體供給部，俾相對於該矽烷系氣體之供給流量該氮氣之供給流量之比為1~1.5。
  39. 如申請專利範圍第26至30項中任一項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該處理氣體包含用來使該氮化矽膜成膜之原料氣體，與用來產生該電漿之電漿激發用氣體，在該處理容器上部設有該電漿激發部，在該處理容器下部設有載置基板之載置部，在該電漿激發部與該載置部之間，設有分隔該處理容器內，構成該處理氣體供給部之電漿激發用氣體供給構造體及原料氣體供給構造體，在該電漿激發用氣體供給構造體，形成對該電漿激發部側區域供給該電漿激發用氣體之電漿激發用氣體供給口，與使於該電漿激發部側區域產生之該電漿通往該載置部側區域之開口部，在該原料氣體供給構造體，形成對該載置部側區域供給該原料氣體之原料氣體供給口，與使於該電漿激發部側區域產生之該電漿通往該載置部側區域之開口部。
  40. 如申請專利範圍第39項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該電漿激發用氣體供給構造體配置於自該電漿激發部起30mm以內之位置。
  41. 如申請專利範圍第39項之氮化矽膜之成膜裝置，其中該原料氣體供給口沿水平方向形成。
  42. 如申請專利範圍第41項之氮化矽膜之成膜裝置，其中形成該原料氣體供給口，俾其內徑自內側朝外側呈錐形狀擴大。
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