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TW201401610A - 有機電子元件、有機電子元件之製造方法、電漿處理裝置 - Google Patents

有機電子元件、有機電子元件之製造方法、電漿處理裝置 Download PDF

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TW201401610A
TW201401610A TW102108488A TW102108488A TW201401610A TW 201401610 A TW201401610 A TW 201401610A TW 102108488 A TW102108488 A TW 102108488A TW 102108488 A TW102108488 A TW 102108488A TW 201401610 A TW201401610 A TW 201401610A
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achx
organic layer
organic
gas
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TW102108488A
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Inventor
Hiraku Ishikawa
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Abstract

有機電子元件包含：形成於玻璃基板G(陽極50)上之有機層51，及覆蓋有機層51之封裝膜。封裝膜包含：含碳成分之aCHx膜54，及不含碳成分之SiNx膜55。aCHx膜54具有：第1 aCHx膜54-1及第2 aCHx膜54-2。第1 aCHx膜54-1由微波電漿CVD所成膜。第2 aCHx膜54-2，藉由微波電漿CVD，對於aCHx膜54在成膜中或成膜後，以微波電漿處理裝置的高頻電源施加偏壓電場，因此碳成分的未鍵結手比第1 aCHx膜54-1更多。

Description

有機電子元件、有機電子元件之製造方法、電漿處理裝置
本發明係關於一種有機電子元件、有機電子元件之製造方法、電漿處理裝置。
近年來，吾人開發了利用有機化合物之發光元件、即有機電致發光(EL：Electro Luminescence)元件。由於有機EL元件會自發光，所以消耗電力較少，又與液晶顯示器(LCD：Liquid Crystal Display)等相比視角較佳，此為其優點。
有機EL元件之最基本的構造，係將陽極(anode)層、發光層及陰極(cathode)層重疊在玻璃基板上形成之夾層構造。其中發光層，對水分或氧較無抵抗力，若有水分或氧混入，則特性會發生變化，此為非發光點(暗點)產生之主因。
因此，在具備有機EL元件之有機電子元件的製造中，係將有機EL元件封裝以免外部的水分或氧滲透到元件內。亦即，在有機電子元件的製造中，係在玻璃基板上依序形成陽極層、發光層、陰極層，再於其上成膜出封裝膜層。
作為上述的封裝膜，係使用例如氮化矽膜(SiN膜)。氮化矽膜，由例如電漿CVD(Chemical Vapor Deposition)所形成。氮化矽膜，例如藉由微波功率來激發含甲矽烷(SiH4)氣體或氮(N2)氣之原料氣體，使電漿產生，並利用所產生之電漿來加以形成。
【習知技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1 國際公開第2009/028485號
然而，在氮化矽膜中有可能產生針孔。從而，例如以氮化矽膜的單層形成封裝膜時，水分或氧有可能通過氮化矽膜的針孔往有機EL元件滲透。
從這點中思及：不採用氮化矽膜的單層，而是例如將非晶烴膜與氮化矽膜疊層，藉而抑制水分或氧通過氮化矽膜的針孔往有機EL元件滲透。
然而，非晶烴膜，由於水分或氧的阻隔性相對較低，所以為了使封裝膜的封裝性能提升，則不得不使氮化矽膜的疊層數增加。不過，氮化矽膜，與非晶烴膜相比，成膜速度較慢，故若使氮化矽膜的疊層數增加，則會造成封裝膜之成膜的產出量降低。
於是，本發明的一實施形態，其目的在於：避免有機EL元件的封裝膜的成膜產出量降低，且使封裝膜的封裝性能提升。
本發明的一態樣之有機電子元件，包含：形成於被處理體上之有機元件，及覆蓋該有機元件之封裝膜。該封裝膜具有：含碳成分之有機層，及不含碳成分之無機層。該有機層具有：第1有機層，及碳成分的未鍵結手 比該第1有機層更多之第2有機層。
根據本發明的各種態樣及實施形態，可抑制有機EL元件的封裝膜的成膜產出量降低，且使封裝膜的封裝性能提升。
10‧‧‧基板處理裝置
11‧‧‧裝載機
12‧‧‧載入/載出室LLM
13~16‧‧‧搬運室TM(Transfer Module)
14‧‧‧搬運室TM
20‧‧‧控制裝置
22a‧‧‧ROM(Read Only Memory)
22b‧‧‧RAM(Random Access Memory)
24‧‧‧CPU
26‧‧‧匯流排
28a‧‧‧外部介面(外部I/F)
28b‧‧‧內部介面(內部I/F)
50‧‧‧陽極(ITO)
51‧‧‧有機層
52‧‧‧陰極(金屬電極)
53‧‧‧SiNx膜(氮化矽膜)
54‧‧‧aCHx(非晶烴)膜
54-1‧‧‧第1 aCHx膜
54-2‧‧‧第2 aCHx膜
55‧‧‧SiNx膜(氮化矽膜)
100‧‧‧第1處理容器
110‧‧‧滑動機構
110a‧‧‧平台
110b‧‧‧支持體
110c‧‧‧滑行機構
120a~120f‧‧‧噴出機構
130‧‧‧隔牆
140‧‧‧閘閥
150a~150f‧‧‧連結管
200‧‧‧第2處理容器
210a~210f‧‧‧蒸鍍源
210a1~210f1‧‧‧收納部
220a~220f‧‧‧閥體
400‧‧‧控制部
430‧‧‧處理容器
431‧‧‧載置台
432‧‧‧電極板
433‧‧‧直流電源
435‧‧‧匹配器
437‧‧‧高頻電源
440‧‧‧密封材
441‧‧‧介電窗
442‧‧‧輻射線槽孔天線
450‧‧‧天線本體
451‧‧‧槽孔板
452‧‧‧介電板
453‧‧‧微波振盪裝置
454‧‧‧同軸導波管
460‧‧‧原料氣體供給構造體
461‧‧‧原料氣體供給管
462‧‧‧開口部
463‧‧‧原料氣體供給口
464‧‧‧原料氣體供給源
465‧‧‧氣體管
466‧‧‧閥體
467‧‧‧質量流量控制器
470‧‧‧第1電漿激發用氣體供給口
471‧‧‧第1電漿激發用氣體供給源
472‧‧‧第1電漿激發用氣體供給管
473‧‧‧閥體
474‧‧‧質量流量控制器
480‧‧‧電漿激發用氣體供給構造體
481‧‧‧第2電漿激發用氣體供給管
482‧‧‧第2電漿激發用氣體供給口
483‧‧‧開口部
484‧‧‧第2電漿激發用氣體供給源
485‧‧‧氣體管
486‧‧‧閥體
487‧‧‧質量流量控制器
490‧‧‧排氣口
491‧‧‧排氣裝置
492‧‧‧排氣管
510‧‧‧No偏壓條件
520‧‧‧偏壓1層條件
530‧‧‧No偏壓條件
540‧‧‧偏壓1層條件
550‧‧‧偏壓2層條件
G‧‧‧玻璃基板
PM1、PM2‧‧‧蒸鍍裝置
PM3、PM4、PM5‧‧‧微波電漿處理裝置
R1‧‧‧電漿產生區域
R2‧‧‧原料氣體解離區域
Sys‧‧‧基板處理系統
圖1(a)~(d)係顯示本發明的一實施形態之有機電子元件的製造步驟之圖。
圖2係示意性顯示本發明的一實施形態之基板處理系統的構成例之圖。
圖3係一實施形態之蒸鍍裝置的縱剖面圖。
圖4係一實施形態之RLSA型微波電漿處理裝置的縱剖面圖。
圖5係一實施形態之原料氣體供給構造體的平面圖。
圖6係一實施形態之電漿激發用氣體供給構造體的平面圖。
圖7係顯示aCHx膜的第1成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
圖8係顯示aCHx膜的第2成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
圖9係顯示aCHx膜的第3成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
圖10係顯示aCHx膜的第4成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
圖11係顯示aCHx膜的第5成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
圖12係顯示第3成膜例的aCHx膜的膜特性的實驗結果之圖。
圖13，係顯示將第4、5成膜例的aCHx膜以100nm的SiNx膜來上下層夾入之疊層構造下的膜特性的實驗結果之圖。
以下，參照所附圖式，並對本發明的一實施形態進行詳細說明。另外，以下的說明及所附圖式中，對具有同一構成及機能之構成要素標注同一符號，而省略重複說明。又，本說明書中1mTorr為(10-3×101325/760)Pa，1sccm為(10-6/60)m3/sec，1Å為10-10m。
首先，針對本發明的一實施形態之有機電子元件之製造方法，參照圖1加以說明。圖1係顯示本發明的一實施形態之有機電子元件的製造步驟之圖。
(有機電子元件之製造方法)
如圖1(a)所示，被處理體，係使用：預先形成有銦錫氧化物的陽極(ITO：Indium Tin Oxide)50之玻璃基板G。蒸鍍裝置，如圖1(a)所示，在陽極(ITO)50的表面，藉由真空蒸鍍透過圖案遮罩讓有機層51成膜。
接著，蒸鍍裝置在有機層51上形成陰極(金屬電極)52。蒸鍍裝置，係藉由真空蒸鍍，透過圖案遮罩在有機層51上沉積蒸發原子(例如，Ag或LiF)，藉以形成陰極(金屬電極)52。以下，將有機層51及陰極(金屬電極)52統稱為有機EL元件。
接著，如圖1(b)所示，微波電漿處理裝置，係藉由微波電漿CVD(Chemical Vapor Deposition)，將SiNx膜(氮化矽膜)53以100℃以下的低溫製程形成。SiNx膜53，係不含碳成分而含有氮成分之無機層。
其次，如圖1(c)所示，微波電漿處理裝置，在SiNx膜53上形成aCHx(非晶烴)膜54。aCHx膜54，係含碳成分之有機層。aCHx膜54，係藉由微波電漿CVD所形成。具體而言，aCHx膜54，係使用：藉由微波功率來激發含甲烷氣體(CH4)或丁炔氣體(C4H6)等烴氣體之氣體而產生之電漿，並以100℃以下的低溫製程來加以形成。有機EL元件，若是在100℃以上的高 溫會受損，所以aCHx膜54宜以100℃以下的低溫製程來加以形成。另外，在本實施形態中，雖說明了在SiNx膜53上形成aCHx膜54之例，但並不限於此，可在SiNx膜53上形成含碳成分之有機層。至於aCHx膜54則於後詳述。
其次，如圖1(d)所示，微波電漿處理裝置，在aCHx膜54上，藉由微波電漿CVD將SiNx膜(氮化矽膜)55以100℃以下的低溫製程形成。SiNx膜55，係不含碳成分而含有氮成分之無機層。
另外，在本實施形態中，雖說明了在有機EL元件之上，隔著aCHx膜54形成SiNx膜53及SiNx膜55之例，但並不限於此。例如，可形成例如SiON或AL2O3等不含碳成分之無機層，來取代SiNx膜53及SiNx膜55。另外，有機EL元件的封裝膜，係含有SiNx膜53、aCHx膜54、及SiNx膜55所形成。
在此，對本實施形態的aCHx膜54進行詳細說明。如圖1所示，aCHx膜54，具有第1 aCHx膜54-1與第2 aCHx膜54-2。更具體而言，第1 aCHx膜54-1及第2 aCHx膜54-2，係在SiNx膜53之上，依第1 aCHx膜54-1、第2 aCHx膜54-2、第1 aCHx膜54-1、第2 aCHx膜54-2之順序，各疊層2層而成。
aCHx膜54-1，係使用藉由後述微波電漿處理裝置所產生之電漿而成膜。第2 aCHx膜54-2，係與第1 aCHx膜54-1同樣地，在使用電漿進行成膜之際，使用微波電漿處理裝置的高頻電源來施加偏壓電場而形成。又，第2 aCHx膜54-2，在使用由微波電漿處理裝置所產生之電漿成膜後，亦可藉著使用微波電漿處理裝置的高頻電源來施加偏壓電場，來加以形成。
如此，對於第2 aCHx膜54-2，在aCHx膜的成膜中或成膜後，藉由高頻電源施加偏壓電場。因此，電漿中的離子被吸入第2 aCHx膜54-2。由於此離子撞擊，使得已成膜之第2 aCHx膜54-2，在一部分的C-H鍵結切斷之 狀態下進行成膜。其結果，第2 aCHx膜54-2，與第1 aCHx膜54-1相比，CH的未鍵結手(懸鍵)變多。
第2 aCHx膜54-2，由於未鍵結手比第1 aCHx膜54-1多，所以例如水分(H2O)或氧(O2)從外部浸入時，可將水分(H2O)的OH基或氧捕集於CH的未鍵結手。從而，本實施形態的有機EL元件的封裝膜，可抑制從外部浸入的水分或氧對有機EL元件之浸透。其結果，本實施形態的有機EL的封裝膜，可使封裝膜的封裝性能提升。
除此之外，本實施形態的有機EL元件的封裝膜，係對與SiNx膜53及SiNx膜55相比成膜速度較快之aCHx膜54施加偏壓電場，藉此無須將SiNx膜多數疊層，便可使封裝性能提升。從而，本實施形態的有機EL元件的封裝膜，可抑制封裝膜的成膜產出量降低，且使封裝膜的封裝性能提升。
另外，對於第2 aCHx膜54-2，在成膜中或成膜後，藉由高頻電源施加偏壓電場，所以第2 aCHx膜54-2，其碳密度(膜密度)變得比第1 aCHx膜54-1更高。又，對於第2 aCHx膜54-2，在成膜中或成膜後，藉由高頻電源施加偏壓電場，所以第2 aCHx膜54-2，其aCHx膜的缺陷(捕集)密度，換言之水分的捕集濃度，變得比第1 aCHx膜54-1更高。
又，對於第2 aCHx膜54-2，在成膜中或成膜後，在非成膜性的電漿中藉由高頻電源施加偏壓電場，所以第2 aCHx膜54-2，其光折射率變得比第1 aCHx膜54-1更高。又，對於第2 aCHx膜54-2，在成膜中或成膜後，在非成膜性的電漿中藉由高頻電源施加偏壓電場，所以第2 aCHx膜54-2，其光透射率變得比第1 aCHx膜54-1更低。
又，在本實施形態中，aCHx膜54含有碳成分，所以應力小於SiNx膜53及SiNx膜55。因而，aCHx膜54，係作為緩和SiNx膜53及SiNx膜55的應力之應力緩和層而發揮作用。因而，本實施形態，藉由aCHx膜54之 形成，可防止過度的壓力施加在有機EL元件之情形。其結果，本實施形態，可防止SiNx膜53從有機EL元件剝離，或有機EL元件的界面附近受破壞之情形。
另外，在本實施形態中，舉出aCHx膜54作為應力緩和層的一例，這是因為以下的理由。亦即，由於aCHx膜54十分緻密，所以具有耐透濕性。又，aCHx膜54含碳，所以與氮化膜相比應力較小，可緩和SiNx膜53及SiNx膜55的應力。又，aCHx膜54機械強度較高，光透射性優良。CN膜具有吸收光之性質，所以在有機EL元件的情況，特別是，將光透射性優於CN膜之aCHx膜54應用於應力緩和層，有極大意義。
另一方面，在本實施形態中，舉出SiNx膜53及SiNx膜55作為封裝層的一例，這是因為以下的理由。亦即，SiNx膜53及SiNx膜55非常緻密且封裝性較高。例如，SiO2膜會讓水透過，反之，SiNx膜53及SiNx膜55不會讓水透過，所以耐透濕性優良。
(基板處理系統)
其次，針對用以實施圖1所示之一連串製程的基板處理系統，參照圖2加以說明。圖2係示意性顯示本發明的一實施形態之基板處理系統的構成例之圖。如圖2所示，本實施形態之基板處理系統Sys，具有將複數處理裝置串聯連接之基板處理裝置10及控制基板處理裝置10之控制裝置20。
(基板處理裝置10)
本實施形態之基板處理裝置10，包含：沿著玻璃基板G的搬運方向串聯連接之裝載機11、載入/載出室(load lock chamber)LLM12、蒸鍍裝置PM1、搬運室TM(Transfer Module)13、蒸鍍裝置PM2、搬運室TM14、微波電漿處理裝置PM3、搬運室TM15、微波電漿處理裝置PM4、搬運室TM16、及微波電漿處理裝置PM5。
藉由裝載機11、載入/載出室LLM12、蒸鍍裝置PM1、搬運室TM13、 蒸鍍裝置PM2、搬運室TM14、微波電漿處理裝置PM3、搬運室TM15、微波電漿處理裝置PM4、搬運室TM16、及微波電漿處理裝置PM5，來實施圖1所示之一連串製程。
另外，裝載機11、載入/載出室LLM12、蒸鍍裝置PM1、搬運室TM13、蒸鍍裝置PM2、搬運室TM14、微波電漿處理裝置PM3、搬運室TM15、微波電漿處理裝置PM4、搬運室TM16、及微波電漿處理裝置PM5，並不限於沿著搬運方向串聯連接，排成一列(多重腔室)連接即可。例如在共通搬運室的周圍，配置裝載機11、蒸鍍裝置PM1、蒸鍍裝置PM2、微波電漿處理裝置PM3、微波電漿處理裝置PM4、及微波電漿處理裝置PM5亦可。
又，在微波電漿處理裝置PM3的處理後，其後的微波電漿處理裝置PM4及微波電漿處理裝置PM5的處理，並非一定要經由搬運室TM或共通搬運室來連續實施。亦可在微波電漿處理裝置PM3的處理後，將玻璃基板G暫時保管在大氣壓下，然後實施微波電漿處理裝置PM4及微波電漿處理裝置PM5的處理等不連續處理。
裝載機11，係將玻璃基板G，例如預先將表面形成有陽極(ITO)50之玻璃基板G移入基板處理裝置系統Sys內的裝置。載入/載出室LLM12、搬運室TM13、搬運室TM14、搬運室TM15、搬運室TM16，係用以在各處理裝置間傳遞玻璃基板G的裝置。
載入/載出室LLM12，係為了將自裝載機11(大氣系)搬運來的玻璃基板G搬運至處於減壓狀態之搬運室TM，而使內部保持在既定的減壓狀態之真空搬運室。未圖示之搬運臂配設於搬運室TM的內部。搬運臂形成為可伸屈及旋轉的多關節狀。
另外，玻璃基板G的尺寸，亦可為730mm×920mm以上。又，玻璃基板G的尺寸，例如亦可為730mm×920mm(腔室內的徑：1000mm×1190mm)的G4.5基板尺寸。又，玻璃基板G的尺寸，亦可為1100mm×1300mm(腔 室內的徑：1470mm×1590mm)的G5基板尺寸以上。又，供元件形成之被處理體，並不限於上述尺寸的玻璃基板G，例如亦可為200mm或300mm的矽晶圓。
首先，將玻璃基板G經由裝載機11及載入/載出室LLM12往蒸鍍裝置PM1搬運。蒸鍍裝置PM1，係藉由蒸鍍，在玻璃基板G的ITO表面將6層有機層51連續成膜。其次，將玻璃基板G經由搬運室TM13往蒸鍍裝置PM2搬運。蒸鍍裝置PM2，係藉由真空蒸鍍來形成陰極(金屬電極)52。
其次，將玻璃基板G經由搬運室TM14往微波電漿處理裝置PM3搬運。微波電漿處理裝置PM3，係藉由微波電漿CVD來形成SiNx膜53。
然後，將玻璃基板G經由搬運室TM15往微波電漿處理裝置PM4(相當於第2微波電漿處理裝置)搬運。微波電漿處理裝置PM4，係藉由微波電漿CVD將aCHx膜54成膜。其次，將玻璃基板G經由搬運室TM16往微波電漿處理裝置PM5搬運。微波電漿處理裝置PM5，係藉由微波電漿CVD來形成SiNx膜55。
(控制裝置20)
控制裝置20，係控制基板處理系統Sys整體之電腦。具體而言，控制裝置20，控制基板處理系統Sys內的玻璃基板G的搬運；及基板處理裝置10內部的實際製程。控制裝置20，具有ROM(Read Only Memory)22a、RAM(Random Access Memory)22b、及CPU(Central Processing Unit)24。又，控制裝置20，具有匯流排26、外部介面(外部I/F)28a及內部介面(內部I/F)28b。
以控制裝置20執行之基本程式、在異常時起動之程式、及顯示出各PM的製程順序之配方等，係記憶於ROM22a。顯示在各PM的製程條件之資料或用以執行製程之控制程式，係儲存於RAM22b。ROM22a及RAM22b，係記憶媒體的一例，亦可為EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、光碟、光磁碟等。
CPU24，係依照各種配方來執行控制程式，藉以控制在玻璃基板G上製造有機電子元件之製程。匯流排26，係在各元件間交換資料之路徑。內部介面28a，將資料輸入，並將必要的資料輸出至未圖示之監視器或揚聲器等。外部介面28b，透過網絡，與基板處理裝置10之間傳送接收資料。
基板處理裝置10，例如從控制裝置20接收驅動信號時，即搬運所指示之玻璃基板G，驅動所指示之PM，控制必要的製程，並且將控制結果(回應信號)通知控制裝置20。如此，控制裝置20(電腦)，藉著執行記憶於ROM22a或RAM22b中之控制程式，來控制基板處理系統Sys，以讓圖1所示之有機EL元件(元件)的製程得以進行。
其次，依序說明各PM的內部構成及在各PM所執行之具體處理。至於執行真空蒸鍍之蒸鍍裝置PM2，可使用一般的裝置，在此省略其內部構成的說明。
(PM1：有機層51的蒸鍍處理)
圖3係一實施形態之蒸鍍裝置的縱剖面圖。如圖3所示，蒸鍍裝置PM1，具有第1處理容器100及第2處理容器200，並在第1處理容器100內將6層有機膜連續成膜。
第1處理容器100係長方體的形狀。第1處理容器100，於內部具有：搬運玻璃基板G之滑動機構110、對玻璃基板G噴出有機分子之6個噴出機構120a~120f、及將各噴出機構120予以隔開之7個隔牆130。第1處理容器100的側壁設有閘閥140。閘閥140，係可藉由開閉來保持室內的氣密，並且將玻璃基板G移入移出之閥體。
滑動機構110，具有平台110a、支持體110b及滑行機構110c。平台110a，由支持體110b所支持，將從閘閥140移入之基板G，藉由未圖示之 高電壓電源所施加之高電壓予以靜電吸附。滑行機構110c，裝設於第1處理容器100的頂棚部並且接地，讓基板G與平台110a及支持體110b一起在第1處理容器100的長邊方向滑行。因此，玻璃基板G，在各噴出機構120靠的很近的上空平行移動。
6個噴出機構120a~120f，形狀及構造均相同，互相平行而等間隔配置。噴出機構120a~120f，其內部為中空的矩形形狀，而從其上部中央所設之開口噴出有機分子。噴出機構120a~120f的下部，分別與貫穿第1處理容器100的底壁之連結管150a~150f連結。
各噴出機構120之間，分別設有隔牆130。隔牆130係將各噴出機構120予以隔開，藉以防止從各噴出機構120的開口噴出之有機分子混合。
第2處理容器200，內設有形狀及構造相同的6個蒸鍍源210a~210f。蒸鍍源210a~210f，分別於收納部210a1~210f1收納了有機材料。蒸鍍源210a~210f，使各收納部為200~500℃左右的高溫，藉以使各有機材料氣化。另外，所謂氣化，並不單指液體變為氣體之現象，固體不經由液體狀態直接變為氣體之現象(亦即，昇華)亦包含在內。
蒸鍍源210a~210f，其上部分別與連結管150a~150f連結。在各蒸鍍源210氣化之有機分子，由於各連結管150保持在高溫，所以不會附著在各連結管150，而是通過各連結管150從各噴出機構120的開口往第1處理容器100的內部釋出。另外，第1及第2處理容器100、200，由於其內部保持在既定真空度，所以藉由未圖示之排氣機構減壓至希望的真空度。各連結管150，分別在大氣中安裝有閥體220a~220f。閥體220a~220f，控制蒸鍍源210內的空間與第1處理容器的內部空間之阻斷及連通。
將玻璃基板G從蒸鍍裝置PM1的閘閥140移入。接著，讓玻璃基板G，依照控制裝置20的控制，從噴出機構120a朝噴出機構120f在各噴出口之上方依序以既定速度行進。將從各噴出口依序噴出之有機分子蒸鍍在玻璃 基板G。因此，依序形成例如包含電洞輸送層、有機發光層、電子輸送層之6層有機層。但是，圖1(a)所示之有機層51亦可非為6層。
(PM2：陰極(金屬電極)52的蒸鍍處理)
其次，將玻璃基板G往蒸鍍裝置PM2搬運。蒸鍍裝置PM2，依照控制裝置20的控制，將收納了用以形成陰極(金屬電極)52的蒸鍍材料(例如，Ag或LiF)之蒸鍍源加熱，以使蒸鍍材料氣化。將氣化的蒸鍍材料往維持在既定真空度之處理容器內供給。蒸鍍裝置PM2，將供給至處理容器內之蒸鍍材料(蒸發原子)透過圖案遮罩真空蒸鍍在有機層51上，藉以形成陰極(金屬電極)52。
(PM3：SiNx膜的成膜處理)
其次，將玻璃基板G，依照控制裝置20的控制，往微波電漿處理裝置PM3搬運。微波電漿處理裝置PM3，如圖1(b)所示，以覆蓋有機EL元件之方式將SiNx膜53成膜。圖4係一實施形態之RLSA型微波電漿處理裝置的縱剖面圖。圖5係一實施形態之原料氣體供給構造體的平面圖。圖6係一實施形態之電漿激發用氣體供給構造體的平面圖。另外，本實施形態的微波電漿處理裝置PM3，係使用輻射線槽孔天線(radial line slot antenna)來產生電漿之CVD裝置。
微波電漿處理裝置PM3，包含頂面有開口之有底圓筒狀的處理容器430。處理容器430，例如由鋁合金所形成。又，處理容器430接地。處理容器430的底部的中央部附近設有載置台431，作為用以載置玻璃基板G的載置部。
載置台431內設有電極板432。電極板432與設於處理容器430的外部之直流電源433相連接。直流電源433，使載置台431的表面產生靜電力，藉以將玻璃基板G靜電吸附於載置台431上。又，載置台431，經由匹配器435與高頻電源437連接。高頻電源437，藉由高頻電力之輸出，可對載置台431施加偏壓電場。又，高頻電源437，藉由高頻電力之輸出，可對載 置於載置台431之被處理體及被處理體上所形成之膜，施加偏壓電場。
處理容器430之上部開口，隔著例如用以確保氣密性的O型環等密封材440，設有介電窗441。處理容器430的內部，由介電窗441所封閉。介電窗441之上部設有輻射線槽孔天線442。輻射線槽孔天線442，作為供給電漿產生用的微波之電漿激發部而發揮作用。另外，介電窗441係使用例如氧化鋁(Al2O3)。在此情形，介電窗441，具有對於乾洗用之三氟化氮(NF3)氣體之抗性。處理容器430，為了更加提升對於三氟化氮氣體之抗性，亦可在介電窗441的氧化鋁的表面被覆氧化釔(Y2O3)、尖晶石(MgAl2O4)、或氮化鋁(AlN)。
輻射線槽孔天線442，包含底面有開口之略圓筒狀的天線本體450。天線本體450底面的開口部，設有形成有多數槽孔之圓盤狀的槽孔板451。天線本體450內的槽孔板451之上部，設有由低損失介電材料所形成之介電板452。天線本體450之頂面，與連通至微波振盪裝置453之同軸導波管454相連接。微波振盪裝置453，作為電漿發生部而發揮作用，其使搬運至處理容器430內之原料氣體電漿化，使形成於載置在載置台431之玻璃基板G、即被處理體上之有機元件上成膜出有機層。微波振盪裝置453設置於處理容器430的外部，可對於輻射線槽孔天線442，以既定頻率例如2.45GHz的微波進行振盪。因此，自微波振盪裝置453振盪出之微波，傳播至輻射線槽孔天線442內，在介電板452受壓縮而短波長化。之後，短波長化之微波，在槽孔板451產生圓偏振波。圓偏振波，係從介電窗441朝處理容器430內放射。
處理容器430內的載置台431與輻射線槽孔天線442之間，設有略平板形狀的原料氣體供給構造體460。原料氣體供給構造體460，形成為外形在俯視觀察下至少大於玻璃基板G的直徑之大的圓形狀。藉由此原料氣體供給構造體460，將處理容器430的內部，區劃成輻射線槽孔天線442側的電漿產生區域R1、載置台431側的原料氣體解離區域R2。另外，原料氣體供給構造體460可使用例如氧化鋁。在此情形，由於氧化鋁為陶瓷，所以 與鋁等金屬材料相比，具有高耐熱性或高強度。又，氧化鋁，亦不會捕集在電漿產生區域R1所產生之電漿，所以可對於玻璃基板G進行充分的離子照射。而藉由對於玻璃基板G上的膜之充分的離子照射，而產生緻密的膜。又，原料氣體供給構造體460，具有對於乾洗用之三氟化氮氣體之抗性。處理容器430，為了更加提升對於三氟化氮氣體之抗性，亦可在原料氣體供給構造體460的氧化鋁的表面被覆氧化釔、尖晶石、或氮化鋁。
原料氣體供給構造體460，如圖5所示，含有在同一平面上呈略格子狀配置之連續的原料氣體供給管461所形成。原料氣體供給管461，形成為縱剖面呈方形。在原料氣體供給管461彼此間的間隙，形成有多數開口部462。在原料氣體供給構造體460之上側的電漿產生區域R1所產生之電漿與自由基，通過此開口部462進入載置台431側的原料氣體解離區域R2。
在原料氣體供給構造體460的原料氣體供給管461的底面，如圖4所示，形成有多數原料氣體供給口463。此等原料氣體供給口463，在原料氣體供給構造體460面內均等地配置。原料氣體供給管461與氣體管465連接，該氣體管465與設於處理容器430的外部之原料氣體供給源464連通。於原料氣體供給源464，有例如甲矽烷(SiH4)氣體與氫(H2)氣及氬(Ar)氣個別地封入，以作為原料氣體。氣體管465設有閥體466、質量流量控制器467。藉由此構成，讓既定流量的甲矽烷氣體與氫氣及氬(Ar)氣，從原料氣體供給源464通過氣體管465分別導入原料氣體供給管461。並將此等甲矽烷氣體與氫氣及氬(Ar)氣，從各原料氣體供給口463朝下方的原料氣體解離區域R2供給。
在覆蓋電漿產生區域R1的外周面之處理容器430的內周面，形成有第1電漿激發用氣體供給口470，其供給成為電漿的原料之電漿激發用氣體。第1電漿激發用氣體供給口470，例如沿著處理容器430的內周面於複數處形成。第1電漿激發用氣體供給口470與第1電漿激發用氣體供給管472相連接。第1電漿激發用氣體供給管472，係貫穿處理容器430的側壁部，並與設置於處理容器430外部之第1電漿激發用氣體供給源471連通之管。 第1電漿激發用氣體供給管472設有閥體473、質量流量控制器474。藉由此構成，對於處理容器430內的電漿產生區域R1內，從側方供給既定流量的電漿激發用氣體。在本實施形態中，於第1電漿激發用氣體供給源471，有例如氬(Ar)氣封入以作為電漿激發用氣體。
在原料氣體供給構造體460之頂面，有電漿激發用氣體供給構造體480疊層配置著。電漿激發用氣體供給構造體480，具有與該原料氣體供給構造體460同樣的構成。略平板形狀的電漿激發用氣體供給構造體480，如圖6所示，含有呈格子狀配置之第2電漿激發用氣體供給管481所形成。另外，電漿激發用氣體供給構造體480係使用例如氧化鋁。在此情形，亦如上所述，由於氧化鋁為陶瓷，所以與鋁等金屬材料相比，具有高耐熱性或高強度。又，氧化鋁，亦不會捕集在電漿產生區域R1所產生之電漿，所以可對於玻璃基板G進行充分的離子照射。而藉由對於玻璃基板G上的膜之充分的離子照射，產生緻密的膜。又，電漿激發用氣體供給構造體480，具有對於乾洗用之三氟化氮氣體之抗性。再者，為了提升對於三氟化氮氣體之抗性，亦可在原料氣體供給構造體480的氧化鋁的表面被覆氧化釔、尖晶石、或氮化鋁。
第2電漿激發用氣體供給管481之頂面，如圖4所示，形成有複數第2電漿激發用氣體供給口482。此等複數第2電漿激發用氣體供給口482，在電漿激發用氣體供給構造體480面內均等地配置。因此，可對於電漿產生區域R1從下側朝上方供給電漿激發用氣體。另外，在本實施形態中，此電漿激發用氣體為例如氬氣。又，除氬氣外，原料氣體即氮(N2)氣，亦從電漿激發用氣體供給構造體480對於電漿產生區域R1進行供給。
在格子狀的第2電漿激發用氣體供給管481彼此間的間隙，形成有開口部483。在電漿產生區域R1所產生之電漿與自由基，通過電漿激發用氣體供給構造體480與原料氣體供給構造體460進入下方的原料氣體解離區域R2。
第2電漿激發用氣體供給管481與氣體管485連接，該氣體管485與設置於處理容器430外部之第2電漿激發用氣體供給源484連通。於第2電漿激發用氣體供給源484，有例如電漿激發用氣體，即氬氣與原料氣體即氮氣，個別地封入。氣體管485設有閥體486、質量流量控制器487。藉由此構成，讓既定流量的氮氣與氬氣，從第2電漿激發用氣體供給口482對於電漿產生區域R1分別進行供給。
另外，上述原料氣體與電漿激發用氣體相當於本實施形態的處理氣體。又，原料氣體供給構造體460與電漿激發用氣體供給構造體480相當於本實施形態的處理氣體供給部。
隔著處理容器430底部的載置台431之兩側，設有排氣口490。排氣口490，將處理容器430內的蒙氣排出。排氣口490與排氣管492連接，該排氣管492與渦輪分子泵等排氣裝置491連通。藉由排氣口490的排氣，可將處理容器430內維持在既定的壓力，例如如後所述20Pa~100Pa。
微波電漿處理裝置PM3設有控制部400。控制部400為例如電腦，具有程式儲存部(未圖示)。程式儲存部儲存有程式，該程式控制在微波電漿處理裝置PM3中對玻璃基板G上的SiNx膜的成膜處理。又，程式儲存部亦儲存有程式，該程式用以控制上述原料氣體的供給、或電漿激發用氣體的供給、微波的放射、驅動系統的動作等，來實現在微波電漿處理裝置PM3中的成膜處理。又，程式儲存部亦儲存有程式，該程式用以控制由高頻電源437所施加之偏壓電場的施加時序。另外，程式，可記憶於例如可電腦讀取之HDD(Hard Disk Drive)、FD(Flexible Disk)、CD(Compact Disc)等可於電腦讀取之記憶媒體。又，程式，可記憶於MO(Magneto-Optical disk)、記憶卡等可於電腦讀取之記憶媒體。程式，可從記憶媒體安裝於控制部400。至於原料氣體的供給、電漿激發用氣體的供給、微波的放射、及偏壓電場的施加時序則於後述之。
其次，說明如以上構成之微波電漿處理裝置PM3中所進行之SiNx膜的成膜方法。
首先，在微波電漿處理裝置PM3的啟動時，調整氬氣的供給流量。具體而言，調整從第1電漿激發用氣體供給口470及第2電漿激發用氣體供給口482供給之氬氣的供給流量，以使對電漿產生區域R1內供給之氬氣的濃度均一。在此供給流量調整中，例如使排氣裝置491運轉，在處理容器430內有與實際的成膜處理時相同之氣流形成之狀態下，從各電漿激發用氣體供給口470、482供給設定在適當供給流量之氬氣。並以該供給流量設定，實際對測試用的基板進行成膜，並檢查該成膜是否在基板面內均一進行。當電漿產生區域R1內的氬氣的濃度均一時，基板面內的成膜會均一進行，所以檢查的結果，當成膜未在基板面內均一進行時，則變更各氬氣的供給流量的設定，再次對測試用的基板進行成膜。如此重複，來設定從各電漿激發用氣體供給口470、482的供給流量，以使成膜在基板面內均一進行，電漿產生區域R1內的氬氣的濃度均一。
在設定了從各電漿激發用氣體供給口470、482的供給流量之後，開始進行在微波電漿處理裝置PM3中的玻璃基板G的成膜處理。首先，將玻璃基板G移入處理容器430內，吸附保持於載置台431上。此時，玻璃基板G的溫度，維持在100℃以下，例如50℃~100℃。接著，藉由排氣裝置491開始進行處理容器430內的排氣，將處理容器430內的壓力減壓至既定的壓力，例如20Pa~100Pa，並維持此狀態。另外，玻璃基板G的溫度，並不限於100℃以下，只要是有機電子元件不受損傷之溫度即可，由有機電子元件的材質等所決定。
在此，發明人努力研究的結果，發現當處理容器430內的壓力低於20Pa時，有可能無法讓SiNx膜在玻璃基板G上適當地成膜。又，發現當處理容器430內的壓力超過100Pa時，有可能讓氣相中的氣體分子間的反應增加，而產生微粒。因此，如上所述，處理容器430內的壓力維持在20Pa~100Pa。
當處理容器430內減壓時，對於電漿產生區域R1內，從側方的第1電漿激發用氣體供給口470供給氬氣，並且從下方的第2電漿激發用氣體供給口482供給氮氣與氬氣。此時，電漿產生區域R1內的氬氣的濃度，在電漿產生區域R1內維持均等。又，氮氣，例如以21sccm的流量所供給。從輻射線槽孔天線442，朝著正下方的電漿產生區域R1，以例如2.45GHz的頻率放射2.5kW~4.5kW功率的微波。藉由此微波的放射，在電漿產生區域R1內使氬氣電漿化，使氮氣自由基化(或離子化)。另外，此時，於下方行進之微波，被所產生之電漿吸收。其結果，在電漿產生區域R1內，產生高密度的電漿。
在電漿產生區域R1內所產生之電漿與自由基，通過電漿激發用氣體供給構造體480與原料氣體供給構造體460進入下方的原料氣體解離區域R2內。對於原料氣體解離區域R2，從原料氣體供給構造體460的各原料氣體供給口463供給甲矽烷氣體與氫氣。此時，甲矽烷氣體係以例如18sccm的流量供給，氫氣係以例如64sccm的流量供給。另外，此氫氣的供給流量，如後所述，係因應SiNx膜的膜特性所設定。甲矽烷氣體與氫氣，分別由從上方進入之電漿所解離。而藉由此等自由基與從電漿產生區域R1供給之氮氣的自由基，在玻璃基板G上沉積出SiNx膜。
然後，持續進行SiNx膜的成膜，在玻璃基板G上形成既定厚度的SiNx膜時，則停止微波的放射，或處理氣體的供給。然後，將玻璃基板G從處理容器430移出，一連串電漿成膜處理結束。
另外，原料氣體的供給，亦可在藉由電漿激發用氣體使電漿產生之同時或電漿產生前進行。
(PM4：aCHx膜54的成膜處理)
其次，將玻璃基板G，依照控制裝置20的控制，往微波電漿處理裝置PM4搬運。微波電漿處理裝置PM4，如圖1(c)所示，以覆蓋SiNx膜53之 方式將aCHx膜54成膜。
微波電漿處理裝置PM4的內部構造，與圖4~圖6所示之微波電漿處理裝置PM3相同，故在此省略詳細說明。不過，於原料氣體供給源464，有例如甲烷(CH4)氣體，或丁炔(C4H6)氣體封入以作為原料氣體。藉由此構成，讓既定流量的甲烷氣體或丁炔氣體，從原料氣體供給源464通過氣體管465往原料氣體供給管461導入。並將甲烷氣體或丁炔氣體，從各原料氣體供給口463朝下方的原料氣體解離區域R2進行供給。
又，微波電漿處理裝置PM4，係依據控制部400的控制，藉由排氣裝置491將處理室內的壓力控制在6.7Pa以下。又，微波電漿處理裝置PM4，係依據控制部400的控制，將從微波振盪裝置453往處理室內供給之微波功率控制在3.0W/cm2以上。又，微波電漿處理裝置PM4，係依據控制部400的控制，將該處理室內所載置之玻璃基板G附近的溫度(例如，基板表面溫度)控制在100℃以下。
在此狀態下，微波電漿處理裝置PM4，係依據控制部400的控制，令例如氬氣與甲烷氣體的流量比為1：1，從處理室上方的電漿激發用氣體供給口470、482以300sccm供給氬氣(不活性氣體)。又，微波電漿處理裝置PM4，係依據控制部400的控制，從處理室中央的原料氣體供給構造體460以300sccm供給甲烷氣體。藉由微波功率來激發上述混合氣體，使電漿產生。aCHx(非晶烴)膜54，係使用所產生之電漿在100℃以下的低溫成膜。
aCHx膜54，係作為應力緩和層而疊層。因此，aCHx膜54的膜厚宜厚達一定程度，例如宜為500~3000nm。這是因為，令aCHx膜54厚達一定程度，藉此可緩和在SiNx膜53、55所產生之應力。
(PM5：SiNx膜55的成膜處理)
其次，將玻璃基板G，依照控制裝置20的控制，往微波電漿處理裝置PM5搬運。微波電漿處理裝置PM5，如圖1(d)所示，以覆蓋aCHx膜54之 方式將SiNx膜55成膜。微波電漿處理裝置PM5的內部構造，與如圖4~圖6所示之微波電漿處理裝置PM3相同，故在此省略詳細說明。又，至於SiNx膜55的成膜，係與SiNx膜53的成膜相同，故省略詳細說明。
如上，在本實施形態中，係使用RLSA型微波電漿處理裝置來形成aCHx膜及SiNx膜，故與例如以平行平板型電漿處理裝置形成該膜之情形相比，電子溫度較低。因此，在本實施形態中，可容易控制氣體的解離，可成膜出更優質的膜。
又，作為在aCHx膜54的形成時所供給之氣體，可使用具有多重鍵結之其他烴氣體，以取代甲烷氣體或丁炔氣體。作為具有多重鍵結之其他烴氣體，例如可使用二重鍵結之乙烯(C2H4)氣體、三重鍵結之乙炔(C2H2)氣體、1-戊炔、2-戊炔等的戊炔(C5H10)氣體，及此等具有多重鍵結之氣體與氫氣的混合氣體。丁炔氣體之中使用2-丁炔氣體為較佳。又，作為在SiNx膜的形成時所供給之氣體，亦可使用Si2H6氣體來取代SiH4氣體。除SiH4氣體或Si2H6氣體外，亦可使用單甲基甲矽烷(CH3SiH3：Monomethylsilane)，或二甲基甲矽烷((CH3)2SiH2：Dimethylsilane)，三甲基甲矽烷((CH3)3SiH：Trimethylsilane)。
(aCHx膜的第1成膜例)
其次，說明由微波電漿處理裝置PM4所成膜之aCHx膜54的第1成膜例。圖7係顯示aCHx膜的第1成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
微波電漿處理裝置PM4的控制部400，在形成aCHx膜54時，依照圖7上部的時間圖，控制原料氣體的供給、電漿激發用氣體的供給、微波的放射、及偏壓電場的施加時序。具體而言，控制部400，首先，在一定時段0，開始進行氬(Ar)氣、甲烷(CH4)氣體、及微波功率的供給。控制部400，亦可供給氮(N2)氣、氨(NH3)氣來取代氬氣。又，控制部400亦可供給丁炔(C4H6)氣體來取代甲烷氣體。
在氬氣、甲烷氣體、及稍後的微波功率的加入之後，而既定時間經過後的時段t1，氣體的供給及微波功率的供給十分穩定。再者，於既定時間經過後的時段t2，如圖7下部所示，第1 aCHx膜54-1係疊層於SiNx膜53上。可令時段t1~時段t2為例如20sec左右。在此情形，在時段t1~時段t2之間所疊層之第1 aCHx膜54-1約為100nm左右。
接著，控制部400，如圖7上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及微波功率，並在時段t2~時段t3之間，使用高頻電源437來施加偏壓電場(RF偏壓)。可令從高頻電源437輸出之高頻電力，頻率為13.5MHz，功率為0.1~0.5W/cm2。在此，例如施加了0.5W/cm2功率的偏壓電場。
如此，若在將aCHx膜54疊層時，同時施加偏壓電場，則如圖7下部所示，使電漿中的離子導入aCHx膜54。其結果，在第1 aCHx膜54-1上，形成與第1 aCHx膜54-1相比，碳成分(CH)的未鍵結手較多之第2 aCHx膜54-2。可令時段t2~時段t3為例如7sec左右。在此情形，在時段t2~時段t3之間所疊層之第2 aCHx膜54-2為50nm左右。
接著，控制部400，如圖7上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及微波功率，並在時段t3~時段t4之間，停止偏壓電場的施加。
在既定時間經過後的時段t4，如圖7下部所示，第1 aCHx膜54-1係疊層於第2 aCHx膜54-2上。可令時段t3~時段t4為例如20sec左右。在此情形，在時段t3~時段t4之間所疊層之第1 aCHx膜54-1為100nm左右。
接著，控制部400，如圖7上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及微波功率，並在時段t4~時段t5之間，使用高頻電源437來施加偏壓電場(RF偏壓)。可令從高頻電源437輸出之高頻電力，頻率為13.5MHz，功率為0.1~0.5W/cm2。在此，例如施加了0.5W/cm2功率的偏壓電場。
如此，若在將aCHx膜54疊層時，同時施加偏壓電場，則如圖7下部所示，使電漿中的離子導入aCHx膜54。其結果，在第1 aCHx膜54-1上，形成與第1 aCHx膜54-1相比，碳成分(CH)的未鍵結手較多之第2 aCHx膜54-2。可令時段t4~時段t5為例如7sec左右。在此情形，在時段t4~時段t5之間所疊層之第2 aCHx膜54-2為50nm左右。
(aCHx膜的第2成膜例)
其次，說明由微波電漿處理裝置PM4所成膜之aCHx膜54的第2成膜例。圖8係顯示aCHx膜的第2成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
第1成膜例，係對aCHx膜54在成膜中施加偏壓電場之例，相對於此，第2成膜例，係在aCHx膜54成膜之後施加偏壓電場之例。
微波電漿處理裝置PM4的控制部400，在形成aCHx膜54時，依照圖8上部的時間圖，控制原料氣體的供給、電漿激發用氣體的供給、微波的放射、及偏壓電場的施加時序。具體而言，控制部400，首先，在一定時段0，開始進行氬(Ar)氣、甲烷(CH4)氣體、及稍後進行微波功率的供給。控制部400，亦可供給氮(N2)氣、氨(NH3)氣來取代氬氣。又，控制部400亦可供給丁炔(C4H6)氣體來取代甲烷氣體。
在氬氣、甲烷氣體、及微波功率的加入之後，而既定時間經過後的時段t1，氣體的供給及微波功率的供給十分穩定。再者，於既定時間經過後的時段t2，如圖8下部所示，第1 aCHx膜54-1係疊層於SiNx膜53上。可令時段t1~時段t2為例如40sec左右。在此情形，在時段t1~時段t2之間所疊層之第1 aCHx膜54-1約為200nm左右。
接著，控制部400，如圖8上部所示，持續供給著氬氣及微波功率，並從時段t2到時段t3逐漸停止甲烷氣體的施加。因此，控制部400停止aCHx膜54的成膜。
然後，控制部400，在時段t3~時段t4之間，停止了甲烷氣體的供給，並使用高頻電源437來施加偏壓電場(RF偏壓)。可令從高頻電源437輸出之高頻電力，頻率為13.5MHz，功率為0.1~0.5W/cm2。在此，例如施加了0.5W/cm2功率的偏壓電場。
如此，若在將aCHx膜54(第1 aCHx膜54-1)疊層後，施加偏壓電場，則如圖8下部所示，使電漿中的離子導入aCHx膜54。其結果，在第1 aCHx膜54-1上，形成與第1 aCHx膜54-1相比，碳成分(CH)的未鍵結手較多之第2 aCHx膜54-2。可令時段t3~時段t4為例如10sec左右。在此情形，在時段t3~時段t4之間所疊層之第2 aCHx膜54-2為10nm左右。
(aCHx膜的第3成膜例)
其次，說明由微波電漿處理裝置PM4所成膜之aCHx膜54的第3成膜例。圖9係顯示aCHx膜的第3成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
第1成膜例，係對aCHx膜54在成膜中施加兩次偏壓電場之例，相對於此，第3成膜例，係對aCHx膜54在成膜中施加一次偏壓電場之例。第3成膜例，與第1成膜例相比，僅有施加偏壓電場之次數，及施加偏壓電場之長度等相異。從而，省略與第1成膜例重複之說明。
如圖9所示，在時段t2，第1 aCHx膜54-1係疊層於SiNx膜53上。可令時段t1~時段t2為例如20sec左右。
接著，控制部400，如圖9上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及稍後的微波功率，並在時段t2~時段t3之間，使用高頻電源437來施加偏壓電場(RF偏壓)。可令從高頻電源437輸出之高頻電力，頻率為13.5MHz，功率為0.1~0.5W/cm2。在此，例如施加了0.5W/cm2功率的偏壓電場。
如此，若在將aCHx膜54疊層時，同時施加偏壓電場，則如圖9下部所示，使電漿中的離子導入aCHx膜54。其結果，在第1 aCHx膜54-1上，形成與第1 aCHx膜54-1相比，碳成分(CH)的未鍵結手較多之第2 aCHx膜54-2。可令時段t2~時段t3為例如100sec左右。在此情形，在時段t1~時段t3之間所疊層之aCHx膜54-2為500nm左右。
(aCHx膜的第4成膜例)
其次，說明由微波電漿處理裝置PM4所成膜之aCHx膜54的第4成膜例。圖10係顯示aCHx膜的第4成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
第1成膜例，係控制部400對aCHx膜54在成膜中進行{偏壓電場OFF→偏壓電場ON→偏壓電場OFF→偏壓電場ON}的控制之例。相對於此，第4成膜例，係控制部400進行{偏壓電場OFF→偏壓電場ON→偏壓電場OFF}的控制之例。第4成膜例，與第1成膜例相比，僅有偏壓電場的ON/OFF的控制態樣，及施加偏壓電場之長度等相異。從而，省略與第1成膜例重複之說明。
如圖10所示，在時段t2，第1 aCHx膜54-1係疊層於SiNx膜53上。可令時段t1~時段t2為例如20sec左右。
接著，控制部400，如圖10上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及稍後的微波功率，並在時段t2~時段t3之間，使用高頻電源437來施加偏壓電場(RF偏壓)。可令從高頻電源437輸出之高頻電力，頻率為13.5MHz，功率為0.1~0.5W/cm2。在此，例如施加了0.5W/cm2功率的偏壓電場。
如此，若在將aCHx膜54疊層時，同時施加偏壓電場，則如圖10下部所示，使電漿中的離子導入aCHx膜54。其結果，在第1 aCHx膜54-1上，形成與第1 aCHx膜54-1相比，碳成分(CH)的未鍵結手較多之第2 aCHx膜54-2。可令時段t2~時段t3為例如10sec左右。
接著，控制部400，如圖10上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及微波功率，並在時段t3~時段t4之間，停止偏壓電場的施加。
在既定時間經過後的時段t4，如圖10下部所示，第1 aCHx膜54-1係疊層於第2 aCHx膜54-2上。可令時段t3~時段t4為例如90sec左右。
(aCHx膜的第5成膜例)
其次，說明由微波電漿處理裝置PM4所成膜之aCHx膜54的第5成膜例。圖11係顯示aCHx膜的第5成膜例中的各條件的時間圖及各時間的成膜狀態之圖。
第5成膜例，與第1成膜例相比，僅有施加偏壓電場之長度等相異。 從而，省略與第1成膜例重複之說明。
如圖11所示，在時段t2，第1 aCHx膜54-1係疊層於SiNx膜53上。可令時段t1~時段t2為例如20sec左右。
接著，控制部400，如圖11上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及稍後的微波功率，並在時段t2~時段t3之間，使用高頻電源437來施加偏壓電場(RF偏壓)。可令從高頻電源437輸出之高頻電力，頻率為13.5MHz，功率為0.1~0.5W/cm2。在此，例如施加了0.5W/cm2功率的偏壓電場。
如此，若在將aCHx膜54疊層時，同時施加偏壓電場，則如圖11下部所示，使電漿中的離子導入aCHx膜54。其結果，在第1 aCHx膜54-1上，形成與第1 aCHx膜54-1相比，碳成分(CH)的未鍵結手較多之第2 aCHx膜54-2。可令時段t2~時段t3為例如10sec左右。
接著，控制部400，如圖11上部所示，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及微波功率，並在時段t3~時段t4之間，停止偏壓電場的施加。
在既定時間經過後的時段t4，如圖11下部所示，第1 aCHx膜54-1係疊層於第2 aCHx膜54-2上。可令時段t3~時段t4為例如80sec左右。
接著，控制部400，持續供給著氬氣、甲烷氣體、及微波功率，並在時段t4~時段t5之間，使用高頻電源437來施加偏壓電場(RF偏壓)。可令從高頻電源437輸出之高頻電力，頻率為13.5MHz，功率為0.1~0.5W/cm2。在此，例如施加了0.5W/cm2功率的偏壓電場。
如此，若在將aCHx膜54疊層時，同時施加偏壓電場，則如圖11下部所示，使電漿中的離子導入aCHx膜54。其結果，在第1 aCHx膜54-1上，形成與第1 aCHx膜54-1相比，碳成分(CH)的未鍵結手較多之第2 aCHx膜54-2。可令時段t4~時段t5為例如10sec左右。
以上，例如如成膜例1~5，根據將aCHx膜成膜之本實施形態，對aCHx膜54在成膜中或成膜後使用高頻電源437來間歇地施加偏壓電場，藉此可在aCHx膜54中，形成第2 aCHx膜54-2。第2 aCHx膜54-2(捕集點)，由於CH的未鍵結手相對較多，所以當例如水分(H2O)或氧(O2)從外部浸入時，可將水分中的OH基或氧以CH的未鍵結手予以捕集。從而，根據本實施形態，可避免從外部浸入的水分或氧對有機EL元件之浸透，且使封裝膜的封裝性能提升。
除此之外，本實施形態，係對與SiNx膜53及SiNx膜55相比成膜速度較炔之aCHx膜54施加偏壓電場，因此無須將SiNx膜多數疊層，便可使封裝膜的封裝性能提升。從而，根據本實施形態，可避免封裝膜的產出量降低，且使封裝膜的封裝性能提升。
又，本實施形態，係對aCHx膜54在成膜中或成膜後間歇地施加偏壓電場，藉由這種簡單的控制，可將第1 aCHx膜54-1與第2 aCHx膜54-2交互地疊層複數層(例如各2層)。例如在aCHx膜54中將第2 aCHx膜54-2 複數層形成，藉此可更加地將水分(H2O)或氧(O2)以CH的未鍵結手予以捕集。因而，根據本實施形態，可在簡單的控制下，來避免封裝膜的產出量降低，且使封裝膜的封裝性能提升。
又，在本實施形態中，aCHx膜54，係第1 aCHx膜54-1與第2 aCHx膜54-2在同一處理容器(微波電漿處理裝置PM4)內連續成膜，並交互地疊層複數層而成。因此，可避免封裝膜的產出量降低，且使封裝膜的封裝性能提升。
又，在本實施形態中，例如第1 aCHx膜54-1分別具有100~500nm的膜厚，第2 aCHx膜54-2分別具有5~50nm的膜厚。從而，可令aCHx膜54的膜厚為約500nm。假設SiNx膜53及SiNx膜55分別為約100nm的膜厚，則可令封裝膜整體的膜厚為700nm的適當厚度。
又，本實施形態，係第1 aCHx膜54-1形成於aCHx膜54的最下層。換言之，本實施形態，在aCHx膜54的成膜中的偏壓電場的ON/OFF之間歇控制中，係最先從偏壓電場的OFF開始進行的。因此，本實施形態，可令與SiNx膜53相接之膜，作為未施加偏壓電場之第1 aCHx膜54-1。如此，本實施形態，在偏壓電場的ON/OFF間歇控制中，係最先從OFF開始進行的，因此可防止起因於離子導入SiNx膜53而對SiNx膜53造成損傷之情形。
又，在本實施形態中，控制部400，將從高頻電源437對aCHx膜54施加之高頻電力的功率控制在0.1~0.5W/cm2。這是因為以下的理由。亦即，假設對aCHx膜54(第2 aCHx膜54-2)施加之高頻電力的功率過大，則第2 aCHx膜54-2的光折射率變大，其結果，光的透射性有可能會惡化。另一方面，假設對aCHx膜54(第2 aCHx膜54-2)施加之高頻電力的功率過小，則幾乎不會形成CH的未鍵結手，所以有可能會對水分等的捕捉性能造成影響。相對於此，如本實施形態，控制部400，將從高頻電源437對aCHx膜54施加之高頻電力的功率控制在0.1~0.5W/cm2，藉此可使水分等的捕捉性 能提升，且避免光的透射性惡化。
(膜特性的實驗結果的第1實施例)
其次，說明在偏壓電場的施加下aCHx膜的膜特性的實驗結果。圖12係顯示第3成膜例的aCHx膜的膜特性的實驗結果之圖。圖12，係未對於aCHx膜54施加偏壓電場之情形(No偏壓)的比較例，與以第3成膜例的時間圖施加偏壓電場藉以形成1層第2 aCHx膜54-2之情形(偏壓1層)，兩者膜特性的實驗結果。
如圖12所示，在No偏壓條件510，在未施加偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積100(sec)。此時的製程條件，係微波(MW)功率為4000(W)，氬氣的流量為300(sccm)，甲烷氣體的流量為300(sccm)，處理溫度為30(℃)。也就是，氬氣與甲烷氣體的流量比為1：1。又，製程條件，係壓力為2.66(Pa)，ESC(Electric Static Chuck)為3000(V)，RF(偏壓電場ON之功率)為0(W)，RF Time為0(sec)，基板冷卻用背面氦氣壓(BP He)為0.67(kPa)。
在此情形，aCHx膜的平均膜厚(ave)為503.3(nm)，aCHx膜的膜厚均一度(unif)為0.069。又，aCHx膜的沉積率(D/R)為302.0(nm/min)。又，633nm厚度的aCHx膜中的平均(ave)折射率(RI)為1.608，633nm厚度的aCHx膜中的折射率均一度(unif)為0.016。又，530nm厚度的aCHx膜中的平均(ave)的光吸收係數(k)為0.001，530nm厚度的aCHx膜中的光吸收係數的均一度(unif)為3.704。又，100nm厚度的aCHx膜中的平均(ave)的光吸收係數(k)為0.00026。又，aCHx膜的膜密度為0.94(g/cm3)。又，aCHx膜的缺陷(捕集)密度(spin/mm3)，也就是水分的捕集濃度為測定極限值以下。
另一方面，偏壓1層條件520中，係在未施加偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積20(sec)，然後在施加了偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積100(sec)。此時的製程條件，係微波(MW)功率為4000(W)，氬氣的流量為300(sccm)，甲烷氣體的流量為300(sccm)，處理溫度為30(℃)。又，製程條件，係壓力為2.66(Pa)，ESC(Electric Static Chuck)為3000(V)，RF(偏壓電場 ON之功率)為200(W)，RF Time為100(sec)，基板冷卻用背面氦氣壓(BP He)為0.67(kPa)。
在此情形，aCHx膜的平均(ave)膜厚為484.7(nm)，aCHx膜的膜厚均一度(unif)為0.458。又，aCHx膜的沉積率(D/R)為242.3(nm/min)。又，633nm厚度的aCHx膜中的平均(ave)折射率(RI)為1.718，633nm厚度的aCHx膜中的折射率均一度(unif)為0.239。又，530nm厚度的aCHx膜中的平均(ave)的光吸收係數(k)為0.268，530nm厚度的aCHx膜中的光吸收係數的均一度(unif)為2.385。又，100nm厚度的aCHx膜中的平均(ave)的光吸收係數(k)為0.05519。又，aCHx膜的膜密度為1.38(g/cm3)。又，aCHx膜的缺陷(捕集)密度(spin/mm3)，也就是水分的捕集濃度為1.00E18。
如圖12的實驗結果所示，若施加偏壓電場則aCHx膜的折射率上昇，且吸收係數增加(光透射率變低)。特別是，雖亦取決於施加偏壓電場之條件，但吸收係數會從數倍增大數百倍左右。吸收係數越低，光越會透射，所以偏壓電場的施加宜以短時間或低偏壓功率進行。又，若施加偏壓電場則aCHx膜的膜密度上昇，且缺陷(捕集)密度，也就是水分的捕集濃度亦上昇。從而，對aCHx膜施加偏壓電場，藉此可使aCHx膜的水分或氧的阻隔性提升。
(膜特性的實驗結果的第2實施例)
其次，說明在偏壓電場的施加下aCHx膜的膜特性實驗結果。圖13，係顯示將第4、5成膜例的aCHx膜以100nm的SiNx膜來上下層夾入之疊層構造下的膜特性的實驗結果之圖。圖13，係未對於aCHx膜54施加偏壓電場之情形(No偏壓)的比較例，與以第3、4成膜例的時間圖形成第2 aCHx膜54-2之情形(偏壓1層，偏壓2層)，其等膜特性的實驗結果。
如圖13所示，在No偏壓條件530，在未施加偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積100(sec)。此時的製程條件，係微波(MW)功率為4000(W)，氬氣的流量為300(sccm)，甲烷氣體的流量為300(sccm)，處理溫度為30(℃)。也 就是，氬氣與甲烷氣體的流量比為1：1。又，製程條件，係壓力為2.66(Pa)，ESC(Electric Static Chuck)為3000(V)，RF(偏壓電場ON之功率)為0(W)，RF Time為0(sec)，基板冷卻用背面氦氣壓(BP He)為0.67(kPa)。
又，No偏壓條件530中，水分滲透量為30(mg/m2/day)。另外，水分滲透量的測定，係將aCHx膜成膜為具滲透性的樹脂薄膜(PEN)(膜厚為200nm)，並以加濕水蒸氣蒙氣滲透的水分與Ca產生反應之面積所計算出。單位，係將滲透的水分的重量換算成單位面積(m2)與單位時間(day)。
另一方面，偏壓1層條件540中，係在未施加偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積20(sec)，然後在施加了偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積10(sec)。而偏壓1層條件540中，然後在未施加偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積90(sec)。此時的製程條件，係微波(MW)功率為4000(W)，氬氣的流量為300(sccm)，甲烷氣體的流量為300(sccm)，處理溫度為30(℃)。也就是，氬氣與甲烷氣體的流量比為1：1。又，製程條件，係壓力為2.66(Pa)，ESC(Electric Static Chuck)為3000(V)，RF(偏壓電場ON之功率)為200(W)，RF Time為10(sec)，基板冷卻用背面氦氣壓(BP He)為0.67(kPa)。
偏壓1層條件540中，水分滲透量為10(mg/m2/day)。
再另一方面，偏壓2層條件550中，係在未施加偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積20(sec)，然後在施加了偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積10(sec)。而偏壓2層條件550中，然後在未施加偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積80(sec)，然後更在施加了偏壓電場之狀態下使aCHx膜54沉積10(sec)。此時的製程條件，係微波(MW)功率為4000(W)，氬氣的流量為300(sccm)，甲烷氣體的流量為300(sccm)，處理溫度為30(℃)。也就是，氬氣與甲烷氣體的流量比為1：1。又，製程條件，係壓力為2.66(Pa)，ESC(Electric Static Chuck)為3000(V)，RF(偏壓電場ON之功率)為200(W)，RF Time為20(sec：2次的合計)，基板冷卻用背面氦氣壓(BP He)為0.67(kPa)。
偏壓2層條件550中，水分滲透量為0.72(mg/m2/day)。
如圖13的實驗結果所示，比起未施加偏壓電場之情形(30(mg/m2/day))，在1層形成第2 aCHx膜54-2之情形(10(mg/m2/day))，水分滲透量較少，水較不易滲透。又，比起1層形成第2 aCHx膜54-2之情形(10(mg/m2/day))，在2層形成第2 aCHx膜54-2之情形(0.72(mg/m2/day))，水分滲透量較少，水較不易滲透。從而，藉由對aCHx膜54施加偏壓電場及增加偏壓層的層數，可使封裝膜的封裝性能提升。
以上，雖參照所附圖式並對本發明的一實施形態進行了說明，但本發明並不限於實施形態，此乃無須待言。只要是本技術區域中具通常知識者，在申請專利範圍所記載之範疇內，自能思及各種的變形例或修正例，應了解到其等當然亦屬於本發明的技術性範圍。
例如，本實施形態的封裝膜，並不限於有機EL元件的封裝膜。例如，本實施形態的封裝膜，亦可用來將由MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬氣相沉積法)所形成之有機金屬元件加以封裝。MOCVD，係成膜材料主要使用液體的有機金屬，並將經氣化之成膜材料分解於加熱至500~700℃之被處理體上，藉以讓薄膜沉積在被處理體上之有機金屬氣相沉積法。再者，本實施形態的封裝膜，亦可用來將有機電晶體、有機FET(Field Effect Transistor)、有機太陽能電池等有機元件，或用於液晶顯示器的驅動系統之薄膜電晶體(TFT)等有機電子元件加以封裝。
又，在本實施形態中，雖說明了RLSA型微波電漿處理裝置，但並不限於此，亦可適用其他的電漿CVD裝置。例如，亦可使用於ICP(Inductively Coupled Plasma)裝置。ICP裝置，係將複數介電板在處理容器的頂棚面形成為磁磚狀，藉由通過各介電板上所設之線圈而透射過各介電板之高頻電磁場的功率，在處理室內使氣體電漿化以對被處理體進行電漿處理之裝置。
50‧‧‧陽極(ITO)
51‧‧‧有機層
52‧‧‧陰極(金屬電極)
53‧‧‧SiNx膜(氮化矽膜)
54‧‧‧aCHx(非晶烴)膜
54-1‧‧‧第1 aCHx膜
54-2‧‧‧第2 aCHx膜
55‧‧‧SiNx膜(氮化矽膜)
G‧‧‧玻璃基板

Claims (11)

  1. 一種有機電子元件，其特徵在於，包含：形成於被處理體上之有機元件，及覆蓋該有機元件之封裝膜；該封裝膜具有：含碳成分之有機層，及不含碳成分之無機層；該有機層具有：第1有機層，及碳成分的未鍵結手比該第1有機層更多之第2有機層。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機電子元件，其中，該第2有機層，其膜密度比該第1有機層更高。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之有機電子元件，其中，該有機層，係該第1有機層與該第2有機層交互地疊層複數層而成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之有機電子元件，其中，該有機層，係該第1有機層與該第2有機層在同一處理容器內連續成膜，並交互地疊層複數層而成。
  5. 如申請專利範圍第1項之有機電子元件，其中，該有機層，係該第1有機層與該第2有機層交互地各疊層2層，而該第1有機層具有至少小於該第2有機層之膜厚。
  6. 如申請專利範圍第1項之有機電子元件，其中，該第1有機層係形成於該有機層的最下層。
  7. 一種有機電子元件之製造方法，其特徵在於：在被處理體上形成有機元件，該有機元件上疊層出含碳成分之有機層及不含碳成分之無機層，而使 封裝膜成膜，並對於該有機層的一部分，藉由高頻電源施加偏壓電場。
  8. 如申請專利範圍第7項之有機電子元件之製造方法，其中，在該有機層成膜之期間，藉由間歇地控制高頻電源的ON/OFF來對於該有機層的一部分施加該偏壓電場，或是在該有機層成膜之後，在非成膜性的電漿中對高頻電源進行ON控制，藉以對於該有機層的一部分施加該偏壓電場。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之有機電子元件之製造方法，其中，對於該有機層的一部分，施加0.1W/cm2~0.5W/cm2的偏壓電場。
  10. 如申請專利範圍第7項之有機電子元件之製造方法，其中，該有機層為非晶烴。
  11. 一種電漿處理裝置，其特徵在於，包含：處理容器；載置部，設於該處理容器內，以載置被處理體；原料氣體供給源，對該處理容器內供給含碳成分之原料氣體；電漿產生部，使搬運至該處理容器內之原料氣體電漿化，讓有機層在載置於該載置部的被處理體上所形成之有機元件上成膜；高頻電源，對於該載置部施加偏壓電場；及控制部，在該有機層之成膜中或成膜後，控制該高頻電源的ON/OFF，以對於該有機層的一部分施加該偏壓電場。
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