(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子構造体の製造装置に対して気化された樹脂材料を供給するための気化器であって、
液状の樹脂材料を気化するための内部空間を備えた気化槽と、
前記内部空間において、前記液状の樹脂材料を噴霧する吐出部と、
前記内部空間において、前記吐出部に対向して配され、噴霧された前記液状の樹脂材料を加熱気化させる加温部と、
前記内部空間において、前記加温部より下方に配され、該加温部で気化されなかった前記液状の樹脂材料が滴下されて保管される貯留部と、
を備え、
前記加温部には、前記吐出部から見て、前記吐出部から噴霧された前記液状の樹脂材料が接する一面の中央域に頂部が設けられ、
前記一面が、前記頂部から外周域へ向けて前記樹脂材料が流下可能に下降傾斜するとともに、
前記頂部が前記吐出部の吐出方向における中心位置に対応している、
気化器。
【請求項２】
前記気化槽が、貯留底部と前記加温部とにより二重底構造とされている、
請求項１に記載の気化器。
【請求項３】
前記加温部の外周域には、前記吐出部から前記貯留部へ連通する貫通孔が配されている、
請求項１または請求項２に記載の気化器。
【請求項４】
前記貯留部は、前記加温部より低い温度とされる、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の気化器。
【請求項５】
前記気化槽は、その内部空間に接する壁面の温度を制御する温度制御装置を備える、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の気化器。
【請求項６】
前記気化槽から気化された前記樹脂材料を、前記素子構造体の製造装置を構成する成膜室へ向けて、導入する第一配管と、
前記気化槽から気化された前記樹脂材料を、前記成膜室とは異なる部分へ導出する第二配管と、
前記気化槽と前記成膜室との間に配され、前記第一配管と前記第二配管を選択可能とする切替部と、
を備える、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の気化器。
【請求項７】
基板の一面側に配された機能層を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、無機材料からなる第一層を形成する第一層形成部と、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の気化器から気化した前記樹脂材料を供給可能として、前記第一層上に、前記樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成し、前記樹脂材料膜を硬化して樹脂膜を形成する樹脂成膜部と、
前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面と前記基板の一面との境界部を含む位置にある前記樹脂膜の一部を残存させ、他の位置にある該樹脂膜を除去する局在化処理部と、
前記の一面側にある前記凸部、前記樹脂膜の一部を残存させた樹脂材、および、前記除去により露呈した前記第一層を被覆するように、無機材料からなる第二層を形成する第二層形成部と、
を有する、
素子構造体の製造装置。
【請求項８】
前記局在化処理部は、ドライエッチング法を用いて、前記凸部の外側面のうち、頂部を含む領域が露呈するように、前記樹脂膜を除去する、
請求項７に記載の素子構造体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化器および素子構造体の製造装置に関し、特に、酸素、水分等からデバイス等を保護する積層構造を有する素子構造体の製造に用いて好適な技術に関する。
本願は、２０１７年２月２１日に日本に出願された特願２０１７−０３０３１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
水分あるいは酸素等により劣化しやすい性質を有する化合物を含む素子として、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等が知られている。このような素子については、化合物を含む層と、この層を被覆する保護層とが積層された積層構造を形成することによって、素子内への水分等の侵入を抑制する試みがなされている。例えば、下記特許文献１には、上部電極層の上に、無機膜と有機膜との積層膜で構成された保護膜を有する発光素子が記載されている。【０００３】
上記の有機膜としては、アクリル樹脂などが用いられ、樹脂材料を気化して供給し成膜していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２０１３−７３８８０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／１９６１３７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、液状の樹脂を加熱した気化器内に噴霧して加熱して気化することで温度を過剰に上げなくても安定して蒸気を供給することを見出した。しかし、噴霧した樹脂材料の一部が加熱面で蒸発せず、液体の膜を形成することにより、加熱面における気化面積が液状の樹脂材料によって減少する場合があった。これにより、気化効率が悪くなり、気化器から成膜室に供給される樹脂材料の供給量が減少してしまうために、デポレート（成膜率）が悪化してしまうという問題があった。特に、気化器底面においては、液化した樹脂材料が付着した状態でこの面に噴霧された樹脂材料が接触すると、この部分で蒸発せず気化面積の減少が促進されてしまう。
さらに、気化器底面においては、処理時間が長くなると液化した樹脂材料が付着するのみならず貯留してしまい、気化率が極めて低下する。このため、成膜に使用されない樹脂材料が増加して、気化効率が低減する上、液化してしまった樹脂材料は成膜に使用されずに無駄になるため、液化量を低減して気化率を向上したいという要求があった。【０００６】
ここで、気化率を上昇させるために気化器の加熱温度を樹脂材料の蒸発温度より大幅に上昇させた場合には、気化器内で樹脂材料が熱により重合して硬化してしまい、さらに成膜率が低下するという問題があり、現実的でない。【０００７】
また、充分な気化が行われないことに起因して、気化器から成膜室に供給される樹脂材料の供給量が減少してしまい、成膜が充分に行われない可能性がある。この場合には、デバイス層を有する基板表面に凹凸がある場合など、当該凹凸の境界部を樹脂膜で十分に被覆することができず、例えば、その後成膜する無機膜で凹凸の境界部に被覆不良が生じる可能性があるという問題があった。このような無機膜の被覆不良が発生すると、被覆不良が発生した箇所からの水分の侵入を阻止することができなくなるため、十分なバリア性を確保することが困難となる。【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的の少なくとも一つを達成しようとするものである。
１．気化率の安定を図ること。
２．樹脂材料の蒸気の供給状態の改善を図ること。
２．気化率低下に起因する成膜の不具合を防止すること。
３．バリア性の確保を図ること。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様に係る気化器は、素子構造体の製造装置に対して気化された樹脂材料を供給するための気化器であって、
液状の樹脂材料を気化するための内部空間を備えた気化槽と、
前記内部空間において、前記液状の樹脂材料を噴霧する吐出部と、
前記内部空間において、前記吐出部に対向して配され、噴霧された前記液状の樹脂材料を加熱気化させる加温部と、
前記内部空間において、前記加温部より下方に配され、該加温部で気化されなかった前記液状の樹脂材料が滴下されて保管される貯留部と、
を備え、
前記加温部には、前記吐出部から見て、前記吐出部から噴霧された前記液状の樹脂材料が接する一面の中央域に頂部が設けられ、
前記一面が、前記頂部から外周域へ向けて前記樹脂材料が流下可能に下降傾斜するとともに、
前記頂部が前記吐出部の吐出方向における中心位置に対応している。
本発明の第１態様に係る気化器は、前記気化槽が、貯留底部と前記加温部とにより二重底構造とされていることができる。
本発明の第１態様に係る気化器は、素子構造体の製造装置に対して気化された樹脂材料を供給するための気化器であって、液状の樹脂材料を気化するための内部空間を備えた気化槽と、前記内部空間において、前記液状の樹脂材料を噴霧する吐出部と、前記内部空間において、前記吐出部に対向して配され、噴霧された前記液状の樹脂材料を加熱気化させる加温部と、前記内部空間において、前記加温部より下方に配され、該加温部で気化されなかった前記液状の樹脂材料が滴下されて保管される貯留部とを備えていることができる。
本発明の第１態様に係る気化器においては、前記吐出部から見て、前記吐出部から噴霧された前記液状の樹脂材料が接する前記加温部の一面は、その中央域から外周域へ向けて下降傾斜してもよい。  本発明の第１態様に係る気化器においては、前記加温部の外周域には、前記吐出部から前記貯留部へ連通する貫通孔が配されてもよい。
本発明の第１態様に係る気化器においては、前記貯留部は、前記加温部より低い温度であってもよい。
本発明の第１態様に係る気化器においては、前記気化槽は、その内部空間に接する壁面の温度を制御する温度制御装置を備えてもよい。
本発明の第１態様に係る気化器においては、前記気化槽から気化された前記樹脂材料を、前記素子構造体の製造装置を構成する処理室（成膜室）へ向けて、導入する第一配管と、前記気化槽から気化された前記樹脂材料を、前記成膜室とは異なる部分へ導出する第二配管と、前記気化槽と前記成膜室との間に配され、前記第一配管と前記第二配管を選択可能とする切替部とを備えてもよい。
本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置は、基板の一面側に配された機能層を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、無機材料からなる第一層を形成する第一層形成部と、第１態様に係る気化器から気化した前記樹脂材料を供給可能として、前記第一層上に、前記樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成し、前記樹脂材料膜を硬化して樹脂膜を形成する樹脂成膜部と、前記第一層を側断面から見て、前記凸部の外側面と前記基板の一面との境界部を含む位置にある前記樹脂膜の一部を残存させ、他の位置にある該樹脂膜を除去する局在化処理部と、前記の一面側にある前記凸部、前記樹脂膜の一部を残存させた樹脂材、および、前記除去により露呈した前記第一層を被覆するように、無機材料からなる第二層を形成する第二層形成部とを有する。
本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置においては、前記局在化処理部は、ドライエッチング法を用いて、前記凸部の外側面のうち、頂部を含む領域が露呈するように、前記樹脂膜を除去してもよい。
【００１０】
本発明の第１態様に係る気化器によれば、液状の樹脂材料が加温部から貯留部へと流下し、加温部に噴霧された液状の樹脂材料が加温部の一面上に滞留することがない。このため、加温部の一面上に噴霧された樹脂材料の再液化する量を低減することができる。同時に、加温部に噴霧された液状の樹脂材料が加温部の一面上に滞留することがない。このため、加温部の一面上で加温により重合した樹脂材料が下部の貯留部に流下されて、加温により重合した樹脂材料が加温部の一面上に付着する量を低減することができ、加温部の一面上における樹脂材料の気化が阻害されることを防止できる。このため、気化槽内での気化率の低減を抑制し、安定した気化した樹脂材料の供給を行うことが可能となる。【００１１】
本発明の第１態様に係る気化器によれば、前記吐出部から噴霧された前記液状の樹脂材料が接する前記加温部の一面は、その中央域から外周域へ向けて下降傾斜していることにより、液状の樹脂材料が加温部の一面上で傾斜により流下し、加温部に噴霧された液状の樹脂材料が加温部の一面上に滞留することがない。このため、この加温部の一面上に噴霧された樹脂材料の再液化する量を低減することができる。同時に、加温部に噴霧された液状の樹脂材料がこの加温部の一面上に滞留することがない。このため、この加温部の一面上で加温により重合した樹脂材料が下部の貯留部に流下されて、加温により重合した樹脂材料が加温部の一面上に付着する量を低減することができ、加温部の一面上における樹脂材料の気化が阻害されることを防止できる。このため、気化槽内での気化率の低減を抑制し、安定した気化した樹脂材料の供給を行うことが可能となる。【００１２】
本発明の第１態様に係る気化器によれば、前記吐出部から前記貯留部へ連通する貫通孔が配されていることにより、前記内部空間が前記加温部により上空間と下空間とに分割され、前記加温部より下側が前記貯留部とされるとともに、貫通孔を介して、加温部に噴霧された液状の樹脂材料のうち気化しなかった分が貯留部へと流下してこの加温部の一面上に滞留することがない。同時に、気化しなかった樹脂材料は、加温部の一面上で長時間過加温されて重合することがなく、仮に一部が重合しても液体の樹脂材料により下部の貯留部に流下される。また、加温部により上空間と下空間とに分割された内部空間上側において気化を行うことにより、気化状態を安定させることができる。このため、加温部の一面上における樹脂材料の気化が阻害されることがなく、気化槽内での気化率の低減を抑制し、安定した気化した樹脂材料の供給を行うことが可能となる。【００１３】
本発明の第１態様に係る気化器によれば、前記貯留部は、前記加温部より低い温度とされることにより、貯留部へと流下した液体の樹脂材料が貯留部において加温されて重合することがなく、重合した樹脂材料が増加することがない。さらに、加温部より貯留部を低い温度とすることで、加温部の温度状態に対する貯留部からの影響を低減することができる。【００１４】
本発明の第１態様に係る気化器によれば、前記気化槽は、その内部空間に接する壁面の温度制御装置を備えることにより、壁面温度を気化に適した温度に設定することが可能となる。さらに、壁面が立設されていることにより、液状の樹脂材料が壁面を流下し、壁面に滞留することがない。また、壁面で加温により固化した樹脂材料が下部の貯留部に流下されるため、加温部により内部空間上側において気化を安定して行うことができ、気化状態を安定させることが可能となる。【００１５】
また、本発明の第１態様に係る気化器によれば、第一配管と、第二配管と、切替部とを備えることにより、樹脂材料を安定して成膜室に供給可能とし、成膜レートを安定させて、所望の膜特性を有する樹脂材料膜を形成することができる。【００１６】
また、本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置によれば、気化器から樹脂材料を安定して成膜室に供給し、成膜レートを安定させて、所望の膜特性を有する樹脂材料膜を形成することを可能とする。これにより、局在化した樹脂材によって、第一層および第二層による機能層に対する封止を確実に行い、バリア特性の高い素子構造体を製造可能とすることが可能となる。【００１７】
また、本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置において、前記局在化処理部は、ドライエッチング法を用いて、前記凸部の外側面のうち、頂部を含む領域が露呈するように、前記樹脂膜を除去するので、基板と、前記基板の一面側に配された機能層を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、無機材料からなる第一層と、前記第一層を側断面から見て、前記第一層を被覆し、かつ、前記凸部の外側面と前記基板の一面との境界部を含む位置の近傍に（のみ）配された、有機物からなる樹脂材と、前記の一面側にある前記凸部、前記樹脂材、および、前記樹脂材が存在しない領域において露呈した前記第一層を被覆する、無機材料からなる第二層と、を容易に形成することができる。この局在化した樹脂材によって、第一層および第二層による機能層に対する封止を確実に行い、かつ、第一層に不要なダメージを与えることがない。このとき、樹脂材の不必要な部分を除去して、封止に必要な部分のみ局在化させることが容易に可能となり、バリア特性の高い素子構造体を製造可能とすることが可能となる。
前記局在化処理部は、ドライエッチング法を用いて、前記樹脂膜の一部を除去し、樹脂膜の一部が局在化した樹脂材を基板上に残存させる。樹脂材は凸部の周辺や凹部内等に残存する。樹脂膜の内、前記凸部の上面や平坦部の樹脂膜は除去される。【００１８】
本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置において、前記局在化処理部は、前記樹脂膜をエッチング処理する条件のうち、特定の条件の変化を検出して、該エッチング処理の終点として用いる検出装置を有することが好ましい。
本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置において、前記樹脂成膜部は、前記樹脂材料の気化温度よりも低い温度に前記基板を冷却する基板冷却装置を有することが好ましい。
本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置において、前記樹脂成膜部は、前記基板表面の前記樹脂材料に紫外線を照射してＵＶ硬化するＵＶ照射装置を有することが好ましい。
本発明の第２態様に係る素子構造体の製造装置は、前記第一層形成部と、前記樹脂成膜部と、前記局在化処理部と、前記第二層形成部と、の間で前記基板を搬送する搬送装置を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の態様によれば、気化槽内での気化率の低減を抑制し、安定した気化した樹脂材料の供給を行うことを可能とし、バリア特性の高い素子構造体を製造可能とすることができるという効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造装置を示す概略模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造装置における樹脂成膜部を示す模式断面である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る気化器を示す模式断面である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る気化器および素子構造体を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体を示す平面図である。
【図６】上記素子構造体の要部の拡大断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造方法における工程を示す工程図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体の構成の変形例を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体の構成の変形例を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る素子構造体の製造装置によって製造される素子構造体の構成の変形例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の第１実施形態に係る気化器および素子構造体の製造装置を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る素子構造体の製造装置を示す概略模式図である。図２は、本実施形態に係る素子構造体の製造装置を示す概略模式図である。図３は、本実施形態における気化器を示す概略模式図であり、図１において、符号１０００は、素子構造体の製造装置である。
【００２２】
本実施形態に係る素子構造体の製造装置１０００は、後述するように、有機ＥＬ素子などの素子構造体の製造を行う。製造装置１０００は、図１に示すように、第一層形成部２０１と、樹脂成膜部１００と、局在化処理部２０２と、第二層形成部２０３と、有機ＥＬ層となる機能層を形成する機能層形成部２０４と、コア室２００と、外部に接続されたロードロック室２１０と、を有する。コア室２００は、第一層形成部２０１、樹脂成膜部１００、局在化処理部２０２、第二層形成部２０３、機能層形成部２０４、及びロードロック室２１０に連結されている。
【００２３】
ロードロック室２１０の内部には、他の装置等から素子構造体の製造装置１０００に搬送された基板が挿入される。コア室２００には、例えば、図示しない基板搬送ロボットが配置される。これにより、コア室２００と、それぞれの第一層形成部２０１、樹脂成膜部１００、局在化処理部２０２、第二層形成部２０３、機能層形成部２０４、ロードロック室２１０との間で基板の搬送が可能になる。このロードロック室２１０を介して素子構造体の製造装置１０００の外側へ基板を搬送することが可能である。コア室２００、各成膜室１００，２０１，２０２，２０３，２０４、ロードロック室２１０は、それぞれ、図示しない真空排気システムが接続された真空チャンバを構成する。
【００２４】
上記構成を有する素子構造体の製造装置１０００を用いて素子構造体１０の製造を行うことにより、各製造工程をオートメーション化できるとともに、同時に複数の成膜室を用いて効率的に製造を行うことができ、生産性を高めることが可能となる。
【００２５】
第一層形成部２０１は、後述する素子構造体１０において、基板２の一面側２ａに配された機能層３を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）等の無機材料からなる第一層４１を形成する。第一層形成部２０１は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタリング法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により第一層４１を成膜する成膜室である。
【００２６】
機能層形成部２０４は、後述する素子構造体１０において、機能層３を形成する。なお、機能層形成部２０４は、ロードロック室２１０の外側に設けることもできる。
【００２７】
第二層形成部２０３は、後述する素子構造体１０において、第一層４１および樹脂材５１を被覆するように、第一層４１と同様に無機材料からなる第二層４２を形成する成膜室である。なお、第二層４２と第一層４１とが同一材料からなる場合には、第二層形成部２０３と第一層形成部２０１とを同一の構成とする、もしくは、一つの成膜室（共通の成膜室）を使用して第二層４２と第一層４１を形成することもできる。
【００２８】
さらに、第二層形成部２０３と第一層形成部２０１のいずれか、又は、共通の成膜室が、プラズマＣＶＤ装置で構成される場合、この形成部２０１、２０３や成膜室は、上述した機能だけでなく、後述する局在化処理部２０２の機能を兼ね備えることができる。例えば、プラズマＣＶＤ装置に樹脂膜が形成された基板を搬入し、酸化性ガスを導入してプラズマを発生させることにより、樹脂膜をエッチングし樹脂膜を局在化して樹脂材を形成することができる。その後、そのままプラズマＣＶＤ装置内で第二層４２を形成することもできる。
【００２９】
樹脂成膜部１００は、気化した樹脂材料を樹脂成膜部１００の内部に供給して、第一層４１上に、樹脂材料からなる樹脂材料膜を形成し、樹脂材料膜を硬化して樹脂膜を形成する成膜室である。
【００３０】
樹脂成膜部１００は、図２に示すように、内部空間が減圧可能なチャンバ１１０と、気化した樹脂材料をチャンバ１１０（処理室）に供給する気化器３００と、を有する。
【００３１】
チャンバ１１０の内部空間は、後述するように、上部空間１０７、下部空間１０８、から構成されている。
チャンバ１１０には、不図示の真空排気装置（真空排気手段、真空ポンプ等）が接続され、真空排気装置は、チャンバ１１０の内部空間が真空雰囲気となるように、内部空間のガスを排気できるように構成されている。
【００３２】
チャンバ１１０の内部空間には、図２に示すように、シャワープレート１０５が配されており、チャンバ１１０内においてシャワープレート１０５より上側が上部空間１０７を構成する。チャンバ１１０の最上部には、石英等の紫外光を透過可能な部材からなる天板１２０が設けられ、天板１２０の上側には紫外光の照射装置１２２（ＵＶ照射装置）が配されている。ここで、シャワープレート１０５も紫外光を透過可能な部材で形成することにより、照射装置１２２から天板１２０を通過して上部空間１０７へ導入された紫外光は、さらにシャワープレート１０５を通過し、シャワープレート１０５の下側に位置する下部空間１０８へ進行可能となる。これにより、後述する基板Ｓ上に形成されたアクリル材料膜（樹脂材料膜）に対して、成膜後に紫外光を照射し、アクリル材料膜を硬化させアクリル樹脂膜（樹脂膜）を形成することが可能である。
【００３３】
チャンバ１１０には、不図示の加熱装置が配されている。上部空間１０７及び下部空間１０８を構成するチャンバ１１０の内壁面の温度は、樹脂材料の気化温度以上、好ましくは４０〜２５０℃程度となるように設定可能であり、加熱装置によって制御される。
【００３４】
チャンバ１１０内においてシャワープレート１０５より下側に位置する下部空間１０８には、基板Ｓを載置するステージ１０２（基板保持部）が配されている。
【００３５】
ステージ１０２においては、表面に基板が配置されるべき位置が予め定められている。ステージ１０２は、その表面が露出された状態で、チャンバ１１０内に配置されている。符号Ｓは基板ステージ１０２の表面の所定位置に配置された基板を示している。ステージ１０２には、基板Ｓを冷却する基板冷却装置１０２ａが設けられる。
【００３６】
基板冷却装置１０２ａは、ステージ１０２内部に冷媒を供給してステージ１０２上面の基板Ｓを冷却する。具体的には、樹脂材料膜が形成される基板Ｓの温度が、基板Ｓを載置するステージ１０２（基板保持部）に内蔵された冷却装置１０２ａにより制御され、樹脂材料の気化温度以下、好ましくは零度（０℃）以下、例えば、−３０℃〜０℃程度に制御される。
【００３７】
ステージ１０２の上側位置には、ステージ１０２の全面に対向してシャワープレート１０５が設けられる。
シャワープレート１０５は、多数の貫通孔の設けられた石英等の紫外線透過材料からなるからなる板状部材で構成され、チャンバ１１０の内部空間を上空間と下空間とに分割している。
【００３８】
下部空間１０８には、図示しないマスクが設けられ、このマスクの位置は、成膜時において所定の位置に設定可能である。基板が移動する際には、マスクは、基板から退避するように移動可能である。
【００３９】
チャンバ１１０の上部空間１０７は、配管１１２（樹脂材料供給管）およびバルブ１１２Ｖを介して気化器３００と連通している。この樹脂材料供給管１１２を介してチャンバ１１０の上部空間１０７に対して、気化された樹脂材料は供給可能である。
【００４０】
樹脂材料供給管１１２（第一配管）のバルブ１１２Ｖよりも気化器３００に近い位置には、バルブ１１３Ｖを有する樹脂材料迂回管１１３の一端が接続されている。樹脂材料迂回管１１３（第二配管）の他端は、排気管１１４を介して外部（成膜室とは異なる部分、成膜室の外部）に接続されており、樹脂材料迂回管１１３を通じてガスが排気可能である。排気管１１４は、液化回収装置に接続され、樹脂材料を液化して回収することが可能である。
【００４１】
バルブ１１２Ｖおよびバルブ１１３Ｖの開閉駆動は、制御部４００によって制御される。制御部４００は、気化器３００からの気化した樹脂材料をチャンバ１１０内へ供給する成膜状態と、気化器３００からの気化した樹脂材料を外部に排気してチャンバ１１０内への供給しない非成膜状態と、を切り替え可能に制御する。
【００４２】
バルブ１１２Ｖ、バルブ１１３Ｖ、及び制御部４００は、樹脂材料供給管１１２を通じてチャンバ１１０の内部に樹脂材料を供給する、或いは、樹脂材料迂回管１１３を通じてチャンバ１１０の外部に樹脂材料を排気する選択機能を有する切替部を構成している。
【００４３】
気化器３００は、チャンバ１１０に対して気化された樹脂材料を供給可能とする。図２，図３に示すように、気化器３００は、気化槽１３０と、吐出部１３２と、樹脂材料原料容器１５０と、を有する。
【００４４】
気化槽１３０は、図２，図３に示すように、液状の樹脂材料を気化するための内部空間１３０ａを備え、内部空間１３０ａの上方には、液状の樹脂材料を噴霧する吐出部１３２が配されている。気化槽１３０は、略円筒状に形成されるが、他の断面形状とされることもできる。気化槽１３０は、その内面が、例えば、ＳＵＳ、Ａｌ等からなることができる。
【００４５】
吐出部１３２には、樹脂材料原料容器１５０にバルブ１４０Ｖを介して接続された樹脂材料液供給管１４０の一端と、窒素ガス等とされるキャリアガスを供給するキャリアガス供給管１３０Ｇと、が接続されている。樹脂材料液供給管１４０の他端は、樹脂材料原料容器１５０に接続されるとともに、樹脂材料原料容器１５０内に貯留された液状の樹脂材料の内部に位置している。
【００４６】
樹脂材料原料容器１５０には、窒素ガス等とされる材料液供給用の加圧ガス供給管１５０Ｇが接続され、樹脂材料原料容器１５０の内圧を上昇させて加圧した液状の樹脂材料は、樹脂材料液供給管１４０へと送液可能となっている。
【００４７】
吐出部１３２は、樹脂材料液供給管１４０から供給された液状の樹脂材料をキャリアガスとともに気化槽１３０の内部空間に噴霧するよう構成されている。吐出部１３２は、気化槽１３０の頂部略中央位置に設けられている。
【００４８】
気化槽１３０には、図２，図３に示すように、気化槽１３０の下側位置に加温部１３５が設けられる。加温部１３５は、内部空間を上空間と下空間とに分割するように配置されている。加温部１３５より下方において、加温部１３５と貯留底部１３６ｓとの間の空間が貯留部１３６とされている。加温部１３５は加温底部と見なすことができ、この加温部１３５（加熱底部）と貯留底部１３６ｓとにより、気化槽１３０が二重底構造となるように構成されている。気化槽１３０には、真空計ＰＧが設けられ、内部の圧力を測定可能とされている。
気化槽１３０は、加温部１３５より上方において、加温部１３５と吐出部１３２との間の空間が気化空間１３０ａとされている。
【００４９】
加温部１３５は、気化空間１３０ａにおいて、吐出部１３２より下方位置に設けられ、吐出部１３２から噴霧された液状の樹脂材料を加熱して気化させる。
加温部１３５の上面（一面）は、吐出部１３２から噴霧された液状の樹脂材料が接する気化面である。加温部１３５の上面には、その上面の略中央位置に、加温部１３５の上面において最も高い高さを有する頂部１３５ａが設けられている。この頂部１３５ａから外周域へ向けて下降傾斜している傾斜面１３５ｂ（一面）が設けられており、加温部１３５の上面は、円錐形状あるいは、球面状とされている。
【００５０】
頂部１３５ａの位置は、加温部１３５の中央位置とされるが、この位置でなくてもよく、例えば、吐出部１３２の直下あるいは吐出部１３２の吐出方向（噴霧方向）における中心位置に対応する位置であることが好ましい。傾斜面１３５ｂの傾斜角度は、樹脂材料が流下可能であれば、特に、限定はされないが、好ましくは、３°〜４５°の範囲に設定することができる。
【００５１】
加温部１３５の周縁部は、周縁部の外周が気化槽１３０の側壁１３０ｈに固定されており、また、加温部１３５の外周域には、吐出部１３２が露出する気化空間１３０ａから貯留部１３６へ連通する複数の貫通孔１３５ｃが設けられている。
【００５２】
加温部１３５および気化槽１３０の側壁１３０ｈには、内部空間に接する面の温度を制御する温度制御装置が設けられている。具体的に、側壁１３０ｈには、加温部１３５の上面１３５ａを加温するヒータ１３５ｄと、加温部１３５よりも上側の気化空間１３０ａに接する側壁１３０ｈを加温するヒータ１３０ｄと、が設けられている。
【００５３】
ヒータ１３５ｄは、加温部１３５に埋め込まれたシーズヒータである。また、ヒータ１３０ｄは、線状の抵抗加熱装置であり、気化槽１３０の外周に巻き回されて取り付けられ、気化槽１３０内を加熱して、付着再液化を防止しつつ、気化槽１３０内の材料を気化できるようになっている。
【００５４】
気化空間１３０ａに接続された樹脂材料供給管１１２（第一配管）にも、同様の温度調整装置としてヒータ１１２ｄが設けられている。ヒータ１１２ｄは、樹脂材料供給管１１２（第一配管）に巻き付けられており、気化した樹脂材料が、壁面で凝縮しないようになっている。
なお、樹脂材料迂回管１１３に、同様の温度調整装置としてヒータが設けられる。
【００５５】
これらのヒータ１３０ｄ，１３５ｄ，１１２ｄは、気化した樹脂材料に露出する表面の温度を樹脂材料の気化温度よりも高い状態に設定して、樹脂材料の液化を防止することが可能である。同時に、樹脂材料の加熱固化を極力低減するように温度設定されている。なお、貯留部１３６は加熱しない、もしくは、貯留部１３６の温度は、樹脂材料の気化温度より低くなるように設定される。
【００５６】
貯留部１３６は、気化槽１３０内部空間において、加温部１３５より下方に配され、加温部１３５で気化されなかった液状の樹脂材料が貫通孔１３５ｃから流下されて保管される。貯留部１３６の貯留底部１３６ｓには、バルブ１３６Ｖを有するドレーン１３６ｂが設けられ、貯留した樹脂材料を外部に排出可能とされている。また、貯留部１３６は、樹脂材料の気化温度以下に設定されており、具体的には、室温とすることが好ましい。
【００５７】
なお、本実施形態では、樹脂材料として紫外線硬化樹脂材料を使用する場合がある。紫外線硬化樹脂材料は、加温部１３５での加熱により一部が重合・変質する場合がある。このように変化した樹脂は蒸発温度が上がり加温部１３５で蒸発しない。蒸発しない樹脂は、加温部１３５の傾斜面１３５ｂを流れて、貯留底部１３６ｓに溜まる。
【００５８】
本実施形態に係る気化器３００において樹脂材料を気化させる際には、ヒータ１３０ｄ，１３５ｄによって、加温部１３５および気化槽１３０の側壁１３０ｈを加温した状態とするとともに、ヒータ１１２ｄにより、樹脂材料供給管１１２（第一配管）を加温した状態とする。
【００５９】
同時に、制御部４００により、バルブ１１２Ｖを閉状態として、チャンバ１１０にガスが流入できない状態とするとともに、バルブ１１３Ｖを開状態として、樹脂材料迂回管１１３にガスが流入可能な状態とする。
【００６０】
この状態で、樹脂材料原料容器１５０の内圧を上昇させて、樹脂材料液供給管１４０から供給された液状の樹脂材料を、吐出部１３２からキャリアガスとともに気化槽１３０の内部空間に噴霧する。このとき、吐出部１３２に供給される樹脂材料およびキャリアガスをさらに加温することもできる。
【００６１】
吐出部１３２からキャリアガスとともに気化槽１３０の内部空間に噴霧された樹脂材料は、加温された気化槽１３０内部において気化する。このとき、加温部１３５に到達した樹脂材料は、加温部１３５上面で気化するが、気化せずに液状の樹脂材料は、加温部１３５の傾斜面１３５ｂの傾斜により、加温部１３５周縁に向けて流下し、加温部１３５上に停留せず貯留部１３６へと滴下する。これにより、加温部１３５における気化面積が液状の樹脂材料によって減少することを防止でき、気化量の安定化を図ることができる。
【００６２】
同時に、液状の樹脂材料が加温部１３５周縁に向けて流下し、加温部１３５上に停留せず貯留部１３６へと滴下することにより、加温部１３５上で過加熱されて固化しない。仮に一部が固化しても液状の樹脂材料とともに貯留部１３６へと滴下する。これにより、加温部１３５における気化面積が固化した樹脂材料によって減少することを防止でき、気化量の安定化を図ることができる。
【００６３】
樹脂材料の気化が定常的に行われている間に、制御部４００により、バルブ１１２Ｖを開状態として、チャンバ１１０にガスが流入可能な状態とするとともに、バルブ１１３Ｖを閉状態とする。すると、樹脂材料迂回管１１３は、ガスが流入できない状態となる。これにより、チャンバ１１０に気化した樹脂材料が供給され、成膜処理を行うことが可能となる。
本実施形態における気化器３００によれば、加温部１３５の傾斜面１３５ｂの傾斜により、加温部１３５における気化面積が液状の樹脂材料によって減少することを防止でき、気化した樹脂材料の供給量の安定化を図ることができる。
【００６４】
また、切替部の駆動によって、即ち、制御部４００によってバルブ１１２Ｖ及びバルブ１１３Ｖの開閉状態を切り替えるだけで、チャンバ１１０に対する樹脂材料の供給と、樹脂材料迂回管１１３（第二配管）に対する樹脂材料の供給とを選択することができる。このため、チャンバ１１０に供給する気化した樹脂材料の供給量を安定化できるため、成膜レートが変動することを防止して、膜特性の優れた樹脂材料膜を安定して形成することが可能となる。さらに、チャンバ１１０における基板Ｓの入れ替えおよびマスクの位置合わせ時に、チャンバ１１０に樹脂材料を導入せずに、樹脂材料の気化を継続して行えるので、気化した樹脂材料である蒸気発生の停止／開始を繰り返さず蒸気の発生レートを概ね一定にすることができる。
【００６５】
樹脂成膜部１００は、例えば、気化温度４０〜２５０℃程度とされる紫外線硬化型アクリル樹脂材料の成膜と、成膜された樹脂材料の硬化のための紫外線照射とを同一のチャンバ１１０内で可能とするように構成されている。これにより、いずれの処理工程も同一の装置構成で行うことが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００６６】
以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置１０００で製造される素子構造体１０について説明する。
図４は、本実施形態に係る素子構造体を示す概略断面図である。図５は、図４の素子構造体を示す平面図である。図６は、素子構造体の要部を示す拡大図である。各図においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向は相互に直交する３軸方向を示しており、本実施形態ではＸ軸及びＹ軸方向は相互に直交する水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向を示している。
【００６７】
本実施形態に係る素子構造体１０は、デバイス層３（機能層）を含む基板２と、基板２の表面２ａに形成され機能層３を被覆するとともに、局所的な凸部を有する、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）等の無機材料からなる第１の無機材料層４１（第一層）と、第１の無機材料層４１を被覆するように、第一層４１と同様に第２の無機材料層４２（第二層）とを備える。本実施形態において素子構造体１０は、有機ＥＬ発光層を有する発光素子で構成される。
【００６８】
基板２は、表面２ａ（第１の面）と裏面２ｃ（第２の面）とを有し、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等で構成される。基板２の形状は、特に限定されず、本実施形態では矩形状に形成される。基板２の大きさ、厚み等は、特に限定されず、素子サイズの大きさに応じて、適宜の大きさ、厚みを有する基板が用いられる。本実施形態では、一枚の大型基板Ｓ上に作製された同一素子の集合体から複数の素子構造体１０が作製される。
【００６９】
デバイス層３（機能層）は、上部電極及び下部電極を含む有機ＥＬ発光層で構成される。これ以外にも、デバイス層３は、液晶素子における液晶層や発電素子における発電層等のような、水分、酸素等により劣化しやすい性質の材料を含む種々の機能素子で構成されてもよい。
【００７０】
デバイス層３は、基板２の表面２ａの所定領域に成膜される。デバイス層３の平面形状は、特に限定されず、本実施形態では略矩形状に形成されるが、このような形状以外にも、円形状、線形状等の形状が採用されてもよい。デバイス層３は、基板２の表面２ａに配置される例に限られず、基板２の表面２ａ及び裏面２ｃのうち少なくとも一方の面に配置されていればよい。
【００７１】
第１の無機材料層４１（第一層）は、デバイス層３が配置される基板２の面２ａに設けられ、デバイス層３の表面３ａ及び側面３ｓを被覆する凸部を構成する。第１の無機材料層４１は、基板２の表面２ａから図６における上方へ突出する立体構造を有する。
【００７２】
第１の無機材料層４１は、水分や酸素からデバイス層３を保護することが可能な無機材料で構成される。本実施形態において第１の無機材料層４１は、水蒸気バリア特性に優れたシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）で構成されるが、この材料に限定されない。シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等の他のシリコン化合物、あるいは酸化アルミニウム等の水蒸気バリア性を有する他の無機材料で、第１の無機材料層４１が構成されてもよい。
【００７３】
第１の無機材料層４１は、例えば、適宜のマスクを用いて基板２の表面２ａに成膜される。本実施形態では、デバイス層３を収容できる大きさの矩形開口部を有するマスクを用いて第１の無機材料層４１が成膜される。成膜方法は、特に限定されず、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタリング法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等が適用可能である。第１の無機材料層４１の厚みは、特に限定されず、例えば、２００ｎｍ〜２μｍである。
【００７４】
第２の無機材料層４２（第二層）は、第１の無機材料層４１と同様に、水分や酸素からデバイス層３を保護することが可能な無機材料で構成され、第１の無機材料層４１の表面４１ａ及び側面４１ｓを被覆するように基板２の表面２ａに設けられる。本実施形態において第２の無機材料層４２は、水蒸気バリア特性に優れたシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）で構成されるが、この材料に限定されない。シリコン酸化物やシリコン酸窒化物等の他のシリコン化合物、あるいは酸化アルミニウム等の水蒸気バリア性を有する他の無機材料で、第２の無機材料層４２が構成されてもよい。
【００７５】
第２の無機材料層４２は、例えば、適宜のマスクを用いて基板２の表面２ａに成膜される。本実施形態では、第１の無機材料層４１を収容できる大きさの矩形開口部を有するマスクを用いて第２の無機材料層４２が成膜される。成膜方法は、特に限定されず、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタリング法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等が適用可能である。第２の無機材料層４２の厚みは、特に限定されず、例えば、２００ｎｍ〜２μｍである。
【００７６】
本実施形態に係る素子構造体１０は、第１の樹脂材５１をさらに有する。第１の樹脂材５１は、第１の無機材料層４１（凸部）の周囲に偏在する。本実施形態において第１の樹脂材５１は、第１の無機材料層４１と第２の無機材料層４２との間に介在し、第１の無機材料層４１の側面４１ｓと基板２の表面２ａとの境界部２ｂに偏在する。第１の樹脂材５１は、境界部２ｂ付近に形成された第１の無機材料層４１と基板表面２ａとの間の間隙Ｇ（図６）を充填する機能を有する。
【００７７】
図６では、素子構造体１０における境界部２ｂの周辺構造を拡大して示している。第１の無機材料層４１は、無機材料のＣＶＤ膜あるいはスパッタ膜で形成されるため、デバイス層３を含む基板２の凹凸構造面に対するカバレッジ特性（段差被覆性）が比較的低い。その結果、図６に示すようにデバイス層３の側面３ｓを被覆する第１の無機材料層４１は、基板表面２ａ付近でカバレッジ特性が低下し、被覆膜厚が極度に小さいか、被覆膜が存在しない状態になるおそれがある。
【００７８】
そこで本実施形態では、上述のような第１の無機材料層４１の周辺の被覆不良領域に第１の樹脂材５１を偏在させることで、当該被覆不良領域からデバイス層３内部への水分や酸素の侵入を抑制するようにしている。また、第２の無機材料層４２の成膜時には、第１の樹脂材５１が第２の無機材料層４２の下地層として機能することで、第２の無機材料層４２の適正な成膜を可能とし、第１の無機材料層４１の側面４１ｓを所望の膜厚で適切に被覆することが可能となる。
【００７９】
第１の樹脂材５１の形成方法は、噴霧気化によって気化した樹脂材料が、基板表面２ａに供給され凝縮して樹脂材料膜を形成し、樹脂材料膜を硬化した後、不要部分を除去する局在化工程により形成される。
【００８０】
以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置による素子構造体の製造方法について説明する。
図７〜図１１は、本実施形態に係る素子構造体の製造方法における第１の樹脂材５１の形成方法を模式的に示す工程図である。
【００８１】
（デバイス層の形成工程例）
まず、図１に示す素子構造体の製造装置１０００において、ロードロック室２１０からコア室２００に搬入された基板Ｓは、図示しない基板搬送ロボットによりコア室２００から機能層形成部２０４に搬送される。この機能層形成部２０４において基板Ｓ上の所定の領域にデバイス層３（機能層）を形成する。
本実施形態において、機能層３となる領域としては、基板Ｓ上における複数箇所の領域、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ２箇所ずつ所定間隔で配列された４箇所の領域や、単数の機能層３となる領域が用いられる。
【００８２】
デバイス層３の形成方法は、特に限られず、デバイス層３の材料、構成等によって適宜選択することが可能である。例えば、基板Ｓを機能層形成部２０４の成膜室等へ搬送し、基板Ｓ上へ所定の材料の蒸着、スパッタ等を行い、さらにパターン加工等することで、基板Ｓ上の所定の領域上に所望のデバイス層３を形成することができる。パターン加工の方法は、特に限られず、例えば、エッチング等を採用することが可能である。
【００８３】
なお、素子構造体の製造装置１０００の具体的な構成については、図１において詳細な説明を省いている。機能層形成部２０４が多数の処理室からなり、互いに隣り合う処理室の間で基板Ｓを搬送可能な搬送装置を有する構成を採用することができる。あるいは、真空装置ではない構成を採用することもできる。つまり、ロードロック室２１０を介する必要はなく、素子構造体の製造装置１０００の外部での基板Ｓに対する処理を可能とすることもできる。
【００８４】
（第一層の形成工程例）
次に、デバイス層３が形成された基板Ｓは、図示しない基板搬送ロボットにより機能層形成部２０４から搬出されて、コア室２００を介して第一層形成部２０１に搬入される。
【００８５】
第一層形成部２０１においては、デバイス層３を被覆するように、デバイス層３の領域を含む基板Ｓ上の所定の領域に第１の無機材料層４１（第一層）を形成する。これにより、デバイス層３を被覆した第１の無機材料層４１が、図７に示すように、基板Ｓ上で凸部を有するように形成される。
本工程では、例えば、第１の無機材料層４１の領域に対応する個数の開口を有するマスクを用いて、例えば、窒化ケイ素からなる第１の無機材料層４１を保護層の一部として形成してもよい。
【００８６】
ここで、第一層形成部２０１は、ＣＶＤ処理装置、または、スパッタ処理装置を有する構成とすることができる。また、図示はしないが、第一層形成部２０１の成膜室には、基板Ｓを配置するためのステージと、基板Ｓ上に配置されるマスクと、マスクを支持し、ステージ上の基板Ｓに対してマスクの位置合わせ等を行うマスクアライメント装置、成膜材料供給装置等が設置される。
【００８７】
デバイス層３が形成された基板Ｓは、コア室２００に配置された基板搬送ロボット等により、第一層形成部２０１のステージ上に配置される。マスクアライメント装置等によって、マスクの開口を介してデバイス層３が露出するように基板Ｓ上の所定位置にマスクが配置される。
そして、例えば、ＣＶＤ法により、窒化ケイ素等からなる第１の無機材料層４１が、デバイス層３を被覆するように形成される。なお、第１の無機材料層４１の形成方法はＣＶＤ法に限られず、例えば、スパッタ法を採用することもできる。この場合に、第一層形成部２０１はスパッタリング装置を有するように構成される。
【００８８】
（樹脂材の形成工程例〜成膜工程）
次に、凸部を有する第１の無機材料層４１が形成された基板Ｓは、図示しない基板搬送ロボットにより第一層形成部２０１から搬出されて、コア室２００を介して樹脂成膜部１００に搬入される。
【００８９】
樹脂成膜部１００は、第１の無機材料層４１の形成された基板Ｓに、樹脂材料膜を形成する工程と、樹脂材料膜を硬化して樹脂膜を形成する工程と、を行う。本工程では、まず、樹脂成膜部１００を用いて、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂の材料からなる樹脂材料膜を形成する。
【００９０】
樹脂成膜部１００においては、まず、樹脂成膜部１００に搬入された基板Ｓがステージ１０２上に載置される。基板Ｓがチャンバ１１０内に搬入される前においては、チャンバ１１０内の気体は真空排気装置により排気され、チャンバ１１０内が真空状態に維持されている。また、基板Ｓがチャンバ１１０内に搬入される時には、チャンバ１１０の真空状態が維持されている。
【００９１】
このとき、チャンバ１１０は、加温装置により、少なくとも上部空間１０７および下部空間１０８の内面側の温度が樹脂材料の気化温度以上となるように設定される。同時に、ステージ１０２上に配置された基板Ｓは、基板冷却装置１０２ａにより、ステージ１０２とともに樹脂材料の気化温度よりも低い温度に冷却される。
また、ヒータ１１２ｄにより、樹脂材料供給管１１２（第一配管）を樹脂材料の気化温度以上に加温した状態とする。
【００９２】
次いで、ステージ１０２上に配置された基板Ｓ上には、図示しないマスクが、マスク載置装置等によって、基板Ｓ上の所定位置へ配置される場合がある。
【００９３】
基板Ｓをステージ１０２に載置する以前に、気化器３００において樹脂材料の気化を定常的に安定して行う。この気化安定化処理の間は、制御部４００によって、バルブ１１２Ｖを閉状態として、チャンバ１１０にガスが流入できない状態とするとともに、バルブ１１３Ｖを開状態として、樹脂材料迂回管１１３にガスが流入可能する状態を維持する。
なお、気化器３００における樹脂材料の気化は、供給される気化樹脂材料量の安定度に応じて、成膜処理前に必要な時間、維持することが好ましい。
【００９４】
次いで、マスクアライメント状態、チャンバ１１０内の雰囲気、チャンバ１１０の内壁の温度、樹脂材料供給管１１２の温度、基板Ｓの温度等の条件が所定の状態になった後、制御部４００により、バルブ１１２Ｖとバルブ１１３Ｖとの開閉状態を切り替える。これによって、バルブ１１２Ｖを開状態として、樹脂材料供給管１１２にガスを流入させるとともに、バルブ１１３Ｖを閉状態として、樹脂材料迂回管１１３にガスが流入しない状態とする。これにより、チャンバ１１０に気化した樹脂材料が供給される。
【００９５】
気化器３００から供給された気化した樹脂材料は、樹脂材料供給管１１２の内部を通って、上部空間１０７からシャワープレート１０５を介して下部空間１０８内に供給される。
下部空間１０８では、シャワープレート１０５によって基板Ｓの全面にほぼ均等に供給された気化された樹脂材料が、図８に示すように、基板表面２ａで凝縮して液状の樹脂材料膜５ａとなる。基板表面２ａで凝縮した液状の樹脂材料膜５ａにおいては、基板表面２ａ上で劣角を有する角部、凹部、隙間部等では、表面張力により、樹脂材料膜５ａの膜厚が厚くなる。
【００９６】
このとき、液状膜５ａは、図示していないマスクによって、凸部４１に近い位置（近傍の位置）といった領域のみに形成されるようにしてもよい。なお、樹脂材料の液化および成膜レートを勘案して、気化器３００から供給される樹脂材料の供給量を制御することが好ましい。基板Ｓの表面において液化した樹脂材料は、毛細管現象により微細な隙間に入り込み、または、樹脂材料の表面張力によってさらに凝集するため、基板Ｓ上における微細な凹凸を平滑化しながら樹脂材料膜５ａを形成することが可能となる。これにより、基板Ｓの表面上で劣角を有する角部、凹部、隙間部等では、樹脂材料膜５ａの膜厚が厚くなる。特に、第１の無機材料層４１の側面４１ｓと基板２の表面２ａとの境界部２ｂにおける微細な隙間を樹脂材料膜５ａで埋めることができる。
【００９７】
また、気化した樹脂材料は、チャンバ１１０が加熱されているため、チャンバ１１０内壁等の表面では凝縮しない。
【００９８】
所定の処理時間が経過した後、基板Ｓの表面に所定の厚みの液状膜５ａが形成された後、制御部４００によってバルブ１１２Ｖを閉状態として、チャンバ１１０にガスが流入できない状態とするとともに、バルブ１１３Ｖを開状態として、樹脂材料迂回管１１３にガスが流入可能な状態とする。
チャンバ１１０は継続して排気されているので、気化樹脂材料はチャンバ１１０外部に排出され、成膜は停止する。
【００９９】
この状態で、チャンバ１１０内の真空雰囲気を維持しながら、ＵＶ照射装置１２２から紫外線を基板Ｓの表面に照射する。照射された紫外線は、石英等の紫外線透過材料からなる天板１２０およびシャワープレート１０５を透過してチャンバ１１０内の基板Ｓ上に到達する。
【０１００】
チャンバ１１０内において基板Ｓに向けて照射された紫外線の一部は基板Ｓの表面に入射して、基板Ｓの表面に形成された樹脂材料からなる樹脂材料膜５ａに光重合反応が生じて、液状膜５ａが硬化する。図９に示すように、基板Ｓの表面に樹脂膜５が形成される。本実施形態ではアクリル樹脂の薄膜が形成される。
次いで、図示しないマスクが、マスク載置装置等によって、基板Ｓ上の成膜位置から、退避位置へ移動される。
【０１０１】
（樹脂材の形成工程例〜局在化工程）
次に、樹脂膜５が形成された基板Ｓは、図示しない基板搬送ロボットにより樹脂成膜部１００から搬出されて、コア室２００を介して局在化処理部２０２に搬入される。
【０１０２】
ここで、局在化処理部２０２は、ドライエッチング処理装置、特に、プラズマエッチング処理装置を有する構成とすることができる。
また、図示はしないが、局在化処理部２０２は、平行平板型のプラズマ処理装置であってもよい。この場合、局在化処理部２０２においては、基板Ｓを電極に載置して、チャンバ内にエッチングガスを導入し、高周波電源によって発生した高周波を、アンテナを介してチャンバ内に照射してプラズマを生成するとともに、基板Ｓの載置された電極に高周波電源からバイアス電圧を印加する。電極に載置された基板にプラズマ中に存在するイオンが引き込まれ、基板Ｓの表面に形成された樹脂膜５は、エッチングされ、除去される。
【０１０３】
ここで、図１０に示すように、エッチングガスから生じさせたプラズマ中のイオンによって樹脂膜５をエッチングする。このとき、イオンを電極上の基板Ｓへ向けて引き込むために、電極にバイアス電圧が印加されてもよい。
エッチングにより膜厚が薄い平坦部分の樹脂膜５が除去され、基板Ｓの表面上で劣角を有する角部、凹部、隙間部等では、平坦部より厚い部分の樹脂膜５が残存する。この残存した部分が、第１の樹脂材５１となる。
【０１０４】
なお、上述の第一層形成部２０１や第二層形成部２０３がスパッタ装置またはプラズマＣＶＤ装置を有する場合に、この形成部２０１、２０３は、成膜機能を有するだけでなく、局在化処理部２０２の機能を兼ね備えることができる。この場合、例えば、第一層形成部２０１、第二層形成部２０３、及び局在化処理部２０２として、同一の処理装置を使用することが可能である。
【０１０５】
局在化処理部２０２において、図１０に示すように、樹脂膜５が形成された基板Ｓにおいては、プラズマエッチングにより、図１１に示すように、樹脂膜５の大部分が除去される。このプラズマ処理は、エッチングレートから処理時間を算出して、所定の処理時間行うことができる。
【０１０６】
さらに、局在化処理部２０２には、検出装置を設けられることができる。この検出装置は、電極に印加するバイアス電圧を測定し、測定値の変化によって、基板Ｓ上の樹脂膜５がほとんど除去されたと判断し、その判断結果（検出結果）をエッチング処理の終点として用いる。
【０１０７】
このドライエッチング処理により基板Ｓ上に残った第１の樹脂材５１は、図１１に示すように、第１の無機材料層４１の側面４１ｓと基板２の表面２ａとの境界部２ｂに局在化する（局所的に存在する）。さらに、第１の樹脂材５１は、第１の無機材料層４１の表面の微細な凹凸を平滑化可能な部分に偏在する。
【０１０８】
（第二層の形成工程例）
第１の樹脂材５１が局在して形成された基板Ｓは、図示しない基板搬送ロボットにより局在化処理部２０２から搬出されて、コア室２００を介して第二層形成部２０３に搬入される。
【０１０９】
第二層形成部２０３においては、第１の樹脂材５１が形成された第１の無機材料層４１を被覆するように、凸部を含む基板Ｓ上の所定の領域に第２の無機材料層４２（第二層）を形成する。
【０１１０】
本工程では、第１の無機材料層４１と同様に、第２の無機材料層４２の領域に対応する個数の開口を有するマスクを用いて、第１の無機材料層４１と同一材料とされる、例えば、窒化ケイ素からなる第２の無機材料層４２（第二層）を形成する。これにより、第１の無機材料層４１（第一層）、第１の樹脂材５１、および第２の無機材料層４２（第二層）によってデバイス層３（機能層）を被覆し、デバイス層３を保護する保護層として機能することができる。
【０１１１】
ここで、第二層形成部２０３は、ＣＶＤ処理装置またはスパッタ処理装置を有する構成とすることができる。
第二層形成部２０３は、上述の第一層形成部２０１と同様の装置構成を有することができる。例えば、第一層形成部２０１及び第二層形成部２０３として、同一の処理装置を使用すること、あるいは、第二層形成部２０３が第一層形成部２０１の機能を兼ね備えることが可能である。
また、第二層形成部２０３が、プラズマＣＶＤ処理装置である場合は、局在化処理部２０２の機能を兼ね備えることができる。第二層形成部２０３にて第１の樹脂材５１の局在化を行えば、局在化の後に、そのまま第２の無機材料層４２（第二層）を形成することができる。
【０１１２】
この後、第２の無機材料層４２が形成された基板Ｓは、図示しない基板搬送ロボットにより第二層形成部２０３から搬出されて、コア室２００およびロードロック室２１０を介して素子構造体の製造装置１０００の外部に搬出される。
【０１１３】
本実施形態に係る素子構造体の製造装置１０００は、樹脂成膜部１００で樹脂膜５を形成して、局在化処理部２０２でプラズマエッチング処理により局在化した第１の樹脂材５１を形成する。その後、第２の無機材料層４２（第二層）を形成することにより、境界部２ｂ等、保護層としてのバリア性を要求される箇所に、第２の無機材料層４２（第二層）を確実に形成することが可能となる。しかも、気化器３００によって、樹脂材料供給量の安定化を図ることができるため、樹脂材料膜の成膜工程に要する時間を短縮し、成膜レートを安定させて、膜特性の変動を防ぐことが可能となる。
【０１１４】
以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置１０００によって製造された素子構造体の他の例について説明する。
【０１１５】
本実施形態に係る素子構造体の製造装置１０００によって製造された本例における素子構造体１０においては、樹脂材が第１の無機材料層４１（凸部）の周囲である境界部２ｂに偏在する構造のみに限られず、例えば、境界部２ｂ以外の基板２の表面２ａや第１の無機材料層４１の表面４１ａ等に当該樹脂が残留していてもよい。
【０１１６】
この場合は、第２の無機材料層４２（第二層）は、図１２に示すように第２の樹脂材５２を介して第１の無機材料層４１の上に積層される領域を有することになる。第２の樹脂材５２は、第１の無機材料層４１と第２の無機材料層４２との間に介在し、第１の樹脂材５１とは独立して第１の無機材料層４１の表面４１ａに偏在する。
【０１１７】
以上のように本実施形態に係る素子構造体１０によれば、デバイス層３の側面が第１の無機材料層４１（第一層）および第２の無機材料層４２（第二層）により被覆されているため、デバイス層３への水分や酸素の侵入を防止することができる。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、境界部２ｂに第１の樹脂材５１が偏在しているため、第１の無機材料層４１あるいは第２の無機材料層４２のカバレッジ不良に伴うバリア特性の低下を防止でき、長期にわたって安定した素子特性を維持することができる。
【０１１９】
以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置１０００によって製造された素子構造体の他の例について説明する。
【０１２０】
本例に係る素子構造体２０は、図１３に示すように、第１の無機材料層４１と第２の無機材料層４２との間に介在する第２の樹脂材５２をさらに有する。第２の樹脂材５２は、第１の樹脂材５１とは独立して第１の無機材料層４１の表面に偏在する。
【０１２１】
本例に係る素子構造体２０において、第１の無機材料層４１の表面は必ずしも平坦ではなく、例えば、成膜前（基板搬送時あるいは成膜装置への投入前）あるいは成膜時等においてパーティクルＰが膜中に混入することで凹凸が形成された場合を例示している。第１の無機材料層４１にパーティクルが混入すると、デバイス層３に対する第１の無機材料層４１のカバレッジ特性が低下し、所望のバリア特性が得られなくなるおそれがある。
【０１２２】
そこで、本例に係る素子構造体２０は、パーティクルＰの混入等により生じた第１の無機材料層４１の被覆不良部に第２の樹脂材５２が充填された構造を有する。典型的には、この第２の樹脂材５２は、第１の無機材料層４１の表面とパーティクルＰの周面との境界部３２ｂに、表面張力により偏在する。これにより、デバイス層３の被覆性が高まるとともに、第２の樹脂材５２が下地として機能することで第２の無機材料層４２の適正な成膜が可能となる。なお、成膜時には平坦部分に薄く樹脂膜が形成されてもよい。パーティクルＰの周辺には、表面張力により平坦部より厚い樹脂膜が形成される。
【０１２３】
第２の樹脂材５２は、第１の樹脂材５１と同様な方法で形成される。第２の樹脂材５２は、第１の樹脂材５１と同一の有機物で構成されてもよい。この場合、第１の樹脂材５１と第２の樹脂材５２とを同一工程において同時に形成することができる。
【０１２４】
ここで、局在化処理部２０２において、エッチングにより、薄い部分が除去され、厚い部分が残存する、即ち、パーティクルＰが存在する箇所以外で樹脂膜５が除去されて第１の無機材料層４１が露出したときに樹脂膜５のエッチングを停止する。これにより、凸部を鉛直方向に上方から眺めた際、パーティクルＰによって隠される境界部３２ｂの樹脂膜５がオーバーエッチングされることがなく、樹脂膜５がパーティクルＰの周りの境界部３２ｂに確実に残存する。結果として、パーティクルＰの近傍の境界部３２ｂで第２の樹脂材５２はなだらかな表面形状を呈する。もし、パーティクルＰが全く存在しない場合には、樹脂膜５が異方性エッチングにより実質的に除去されたとき、樹脂膜５が完全に除去されて第１の無機材料層４１が露出する。
なお、エッチングの停止は、プラズマの発光スペクトル分析の結果や異方性エッチングの経過時間に基づいて実行されることができる。
このとき、境界部２ｂにおいて樹脂膜５が除去されないで、樹脂膜５が局在化することで第１の樹脂材５１が形成される。同じく、樹脂膜５が境界部３２ｂで除去されずに、樹脂膜５が局在化することで第２の樹脂材５２が形成される。
【０１２５】
本例においても上述の素子構造体１０の製造と同様の作用効果を得ることができる。また、本例によれば、パーティクルＰの混入による膜質の低下を第２の樹脂材５２によって補うことができるため、所望のバリア特性を確保しつつ生産性の向上を図ることができる。
【０１２６】
以下、本実施形態に係る素子構造体の製造装置１０００によって製造された素子構造体の他の例について説明する。
【０１２７】
本例に係る素子構造体３０は、図１４に示すように、例えば、デバイス層３（機能層）を有する基板２１と、デバイス層３の側面３ｓを被覆する凸部４０と、凸部４０及びデバイス層３を被覆するように基板２１の表面に形成された第１の無機材料層４１（第一層）及び第２の無機材料層４２（第二層）を有する。
【０１２８】
凸部４０は、基板２１の表面２１ａに形成され、中央部にデバイス層３を収容する凹部４０ａを有する。本例では、凹部４０ａの底面が基板２１の表面２１ａよりも高い位置に形成されているが、表面２１ａと同一の高さ位置に形成されてもよいし、表面２１ａよりも低い位置に形成されてもよい。
【０１２９】
本例に係る素子構造体３０は、第１の無機材料層４１と第２の無機材料層４２との間に介在する樹脂材５３をさらに有する。樹脂材５３は、凸部４０の外側面と基板２１の表面２１ａとの境界部２１ｂと、凸部４０の内側面とデバイス層３との境界部２２ｂとにそれぞれ偏在している。これにより、凸部４０およびデバイス層３の表面３ａに対する第１の無機材料層４１および第２の無機材料層４２の被覆不良を抑制でき、バリア特性の向上を図ることができる。樹脂材５３は、上述の第１の樹脂材５１及び第２の樹脂材５２と同様な方法で形成されることができる。
【０１３０】
このように凹凸を有する基板Ｓにおいて、無機材料層でカバーできない部分を、偏在した樹脂材でより平坦化する。樹脂材の上に成膜する無機材料層がより均一に、かつ、カバレッジよく成膜できるようになる。さらに、樹脂材は、水等に対するシールが無機材料層より低いが、偏在した樹脂材は無機材料層で覆われて外雰囲気に露出しないので、シール性が向上する。すなわち、樹脂材を、膜状ではなく、外雰囲気に露出しないように偏在させることが好ましい。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【０１３１】
例えば、以上の実施形態では、第１の無機材料層４１（第一層）を被覆する第２の無機材料層４２（第二層）は単一層で構成されたが、第２の無機材料層４２（第二層）は多層膜で構成されてもよい。この場合、各層を成膜する工程毎に樹脂材料を基板上に供給して基板の凹凸部に偏在する樹脂材を形成してもよく、これによりバリア性の更なる向上を図ることができる。
【０１３２】
さらに、以上の実施形態では、第１の無機材料層４１（第一層）の形成後に、第１の樹脂材５１を凸部となる第１の無機材料層４１の周囲に局在化させたが、第一層形成部２０１による第１の無機材料層４１の形成前に、樹脂成膜部１００および局在化処理部２０２によって、デバイス層３の周囲に第１の樹脂材５１を偏在させてもよい。これにより第１の無機材料層４１によるデバイス層３の被覆効率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明の活用例として、有機ＥＬ装置や薄膜Ｌｉ電池等の水分を嫌う電子デバイスの封止を挙げることができる。
【符号の説明】
【０１３４】
Ｓ，２，２１…基板
２ｂ，２１ｂ，２２ｂ，３２ｂ…境界部
３…デバイス層（機能層）
１０，２０，３０…素子構造体
４０…凸部
４１…第１の無機材料層（第一層）
４２…第２の無機材料層（第二層）
５１，５３…第１の樹脂材（樹脂材）
５２…第２の樹脂材（樹脂材）
５３…樹脂材
１００…樹脂成膜部（成膜室）
１０２…ステージ
１０５…シャワープレート
１０２ａ…基板冷却装置
１１２…樹脂材料供給管（第一配管）
１１２Ｖ…バルブ
１１３…樹脂材料迂回管（第二配管）
１１３Ｖ…バルブ
１２２…ＵＶ照射装置
１３０…気化槽
１３０ａ…内部空間
１３０ｄ…ヒータ
１３２…吐出部
１３５…加温部
１３５ａ…頂部
１３５ｂ…傾斜面
１３５ｃ…貫通孔
１３５ｄ…ヒータ
１３６…貯留部
１４０…樹脂材料液供給管
１５０…樹脂材料原料容器
２００…コア室
２０１…第一層形成部（成膜室）
２０２…局在化処理部
２０３…第二層形成部（成膜室）
２０４…機能層形成部（成膜室）
２１０…ロードロック室
３００…気化器
４００…制御部
１０００…素子構造体の製造装置
【図１】
0006768918.tif 000002
【図２】
0006768918.tif 000003
【図３】
0006768918.tif 000004
【図４】
0006768918.tif 000005
【図５】
0006768918.tif 000006
【図６】
0006768918.tif 000007
【図７】
0006768918.tif 000008
【図８】
0006768918.tif 000009
【図９】
0006768918.tif 000010
【図１０】
0006768918.tif 000011
【図１１】
0006768918.tif 000012
【図１２】
0006768918.tif 000013
【図１３】
0006768918.tif 000014
【図１４】
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