(57)【要約】【課題】樹脂材料で形成された基材を透過して水分が他の部材に浸入することを確実に防止することができる新規な成膜部材およびその成膜方法を提供する。【解決手段】基板は、樹脂製基板の上に予め所定の厚みのＳｉＯ２の層が形成される。１０００〜１５００Ｗの範囲内の所定の電力の高周波電源を印加してＣ３Ｆ６のプラズマを生成するとともに、基板を配置した電極に所定のバイアス電力を印加する。Ｃ３Ｆ６は、ＳｉＯ２の層の上に堆積し、Ｃ３Ｆ６の層がＳｉＯ２の層の上に形成される。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料で形成された基材と、該基材上に成膜された薄膜とを有し、
該薄膜は、原子の結合構造が水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有するとともに、疎水性を有することを特徴とする成膜部材。
【請求項２】
前記薄膜中、水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有する成分がシリコン酸化物であり、疎水性を有する成分がフッ素またはフッ素化合物であることを特徴とする請求項１記載の成膜部材。
【請求項３】
前記薄膜が、原子の結合構造が水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有する層と疎水性を有する層との２層構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜部材。
【請求項４】
前記基材が樹脂シートまたは樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜部材。
【請求項５】
樹脂材料で形成された基材の上にシリコン酸化物の層を成膜した後、プラズマによりラジカル化させたフッ素系ガスから生成するフッ素系化合物を該シリコン酸化物の層の上に堆積させることを特徴とする成膜部材の成膜方法。
【請求項６】
高周波プラズマを用いて前記フッ素系ガスをラジカル化させるとともに、前記基材に所定のバイアス電位を印加して、フッ素系化合物を堆積させることを特徴とする請求項５記載の成膜部材の成膜方法。
【請求項７】
プラズマＣＶＤ装置を用いて同一のチャンバ内でシリコン酸化物の層の成膜処理およびフッ素系化合物の堆積処理を連続して行うことを特徴とする請求項５または６に記載の成膜部材の成膜方法。
【請求項８】
前記基材が樹脂シートまたは樹脂フィルムであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の成膜部材の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料で形成された基材の表面が成膜された成膜部材およびその成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス等の無機材料で形成した基板が、従来から汎用的に用いられている。一方、基板を含む素子の軽量化や基板のフレキシブル化を図るために樹脂材料で形成した基板も採用されている。
【０００３】
この後者の樹脂材料で形成した基板（以下、樹脂基板という。）は、吸湿性を有するとともにさらには水蒸気が透過し易いため、例えば有機ＥＬ素子等のように基板を含む素子が水蒸気を嫌う場合には、水蒸気の透過を防止する機能を基板に付与する必要がある。
【０００４】
この水蒸気の透過を防止する機能（以下、透水防止性という。）を樹脂基板に与えるために、透水防止性を有する無機材料を樹脂基板上に成膜する方法が広く採用されている。
【０００５】
例えば、ＲＦスパッタ法により樹脂基板上に二酸化珪素（ＳｉＯ２）を成膜する方法があり、この方法は現在では一般的な技術となっている。また、反応性スパッタ法により酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）を成膜する方法もあり、この方法は現状で最も性能に優れた膜が得られる方法であると考えられている。また、ＣＶＤ法により二酸化珪素（ＳｉＯ２）を成膜する方法もあり、この方法は、他の方法に比べて成膜速度が大きい点で優れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術は、いずれも必ずしも満足のいくものではない。
【０００７】
ＲＦスパッタ法の場合、成膜速度が小さいため、生産性を上げるには、多段のスパッタターゲットを必要とし、コストや装置のフットプリントの面で好ましくない。
【０００８】
反応性スパッタ法の場合、上記のＲＦスパッタ法の場合と同様に成膜速度が小さいことが問題となる。
【０００９】
ＣＶＤ法の場合、ＣＶＤ膜の本来的な性質として緻密さに欠けるため、充分な透水防止性を確保するにはμｍオーダーの厚みの成膜が必要であり、結果的にタクトタイム（１枚の基板の処理時間）が大きくなるという不具合を生じることになる。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、樹脂材料で形成された基材を透過して水分が他の部材に浸入することを確実に防止することができる新規な成膜部材およびその成膜方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る成膜部材は、樹脂材料で形成された基材と、該基材上に成膜された薄膜とを有し、該薄膜は、原子の結合構造が水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有するとともに、疎水性を有することを特徴とする。
【００１２】
これにより、従来の透水防止性を有する膜よりもより好適な透水防止性を有する薄膜が成膜された成膜部材を得ることができる。
【００１３】
この場合、前記薄膜中、水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有する成分がシリコン酸化物であり、疎水性を有する成分がフッ素またはフッ素化合物であると、好適である。
【００１４】
また、この場合、前記薄膜が、原子の結合構造が水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有する層と疎水性を有する層との２層構造であると、好適である。
【００１５】
また、この場合、前記基材が樹脂シートまたは樹脂フィルムであると、可撓性のある成膜部材を、例えば、有機ＥＬ素子の基板として、あるいは、封止膜として好適に用いることができる。
【００１６】
また、本発明に係る成膜部材の成膜方法は、樹脂材料で形成された基材の上にシリコン酸化物の層を成膜した後、プラズマによりラジカル化させたフッ素系ガスから生成するフッ素系化合物を該シリコン酸化物の層の上に堆積させることを特徴とする。
【００１７】
これにより、本発明の成膜部材を好適に得ることができる。
【００１８】
この場合、高周波プラズマを用いて前記フッ素系ガスをラジカル化させるとともに、前記基材に所定のバイアス電位を印加して、フッ素系化合物を堆積させると、好適である。
【００１９】
ここで、バイアス電位は、高周波電力の投入条件や使用するフッ素系ガスの種類、必要な成膜速度等の各条件に応じて適宜設定することができる。所定のバイアス電位を大きく超えると、フッ素系ガスはシリコン酸化物の層の上に堆積することなく、シリコン酸化物の層をエッチングする。
【００２０】
また、この場合、プラズマＣＶＤ装置を用いて同一のチャンバ内でシリコン酸化物の層の成膜処理およびフッ素系化合物の堆積処理を連続して行うと、成膜の作業性、コストあるいは装置のフットプリントの面で好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る成膜部材およびその成膜方法の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００２２】
まず、本実施の形態例に係る成膜部材について、図１を参照して説明する。
【００２３】
本実施の形態例に係る成膜部材１０は、樹脂材料で形成された基材１２上に薄膜１４が成膜された構造を有する。
【００２４】
基材１２は、一定の厚みを有する板状であってもよいが、好適には、シート状やフィルム状でに形成したものを用いる。基材１２の樹脂材料としては、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（シアヌル酸トリアリル）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等を好適に用いることができる。この場合、例えば０．５ｍｍの厚みのフィルムに形成した基材１２は、１０ｇ／ｍ２／ｄａｙの透水性を有するため、そのまま有機ＥＬ素子の基板として用いたときには基板を透過した水分によって発光層にダメージが与えられる。このため、以下に説明する薄膜が設けられる。
【００２５】
薄膜１４は、原子の結合構造が水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有するとともに、疎水性を有する。
【００２６】
水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有する成分としては、ＳｉＯ２やＳｉＯ、ＳｉＯｘＮｙ等のシリコン酸化物やシリコン酸化窒化物を好適に用いることができる。薄膜１４中には、疎水性を有する成分を含む。疎水性を有する成分としては、Ｆ（フッ素）またはＣＦ４、Ｃ３Ｆ６、ＣＦ３Ｃｌ、ＣＯＦ２、ＳＦ６等のフッ素化合物を好適に用いることができる。
【００２７】
この場合、薄膜１４は、例えばシリコン酸化物の層の上にフッ素化合物の層が積層された構造であってもよく、あるいはシリコン酸化物の層とフッ素化合物の層とが交互に複数層積層された構造であってもよい。シリコン酸化物の層の厚みは、全体として、例えば３０〜３００ｎｍであり、フッ素化合物の層の厚みは、全体として、例えば５０〜１００ｎｍである。
【００２８】
上記成膜部材１０の成膜方法について、図２、図３を参照して説明する。
【００２９】
成膜に用いる装置は、気相中でウェーハ等をエッチングするエッチング装置から適宜選定して用いることができる。ここでは、プラズマエッチング装置を用いた例について説明する。
【００３０】
成膜装置１６は、基板Ｗが配置される成膜室１８と、反応ガスの供給装置２０とプラズマ生成装置２２とで構成される。
【００３１】
基板Ｗは、１３．５６ＭＨｚのＲＦバイアス電源２３が印加される電極２４上に配置される。
【００３２】
成膜室１８は、例えば石英材料で形成される。成膜室１８には、排気調整を行なうためのターボポンプ２６が接続されている。
【００３３】
反応ガスの供給装置２０は、Ｈ２、Ｃ３Ｆ６、Ａｒの３つのガス源２８ａ〜２８ｃと、マスフローメータ３０を備える。
【００３４】
プラズマ生成装置２２は、１３．５６ＭＨｚの高周波電源源３２と、マッチング回路３４と、ガラスベルジャー３６と、ガラスベルジャー３６に巻回された誘導コイル３８とで略構成される。
【００３５】
基板Ｗは、樹脂製基板の上に予め所定の厚みのＳｉＯ２の層が形成されている（図示せず）。ＳｉＯ２の層は、例えば一般的な成膜法のなかから適宜選定した方法によって形成することができる。
【００３６】
成膜操作時、プラズマの主ガス源としてのＡｒおよび堆積条件を調整するための同伴ガスとしてのＨ２にＣ３Ｆ６が加えられた混合ガスは、マスフローメータ３０で流量を調整されて成膜室１８に流通される。これにより、成膜室１８は、５〜２０ｍＴｏｒｒの範囲内の所定の圧力に調整される。一方、マッチング回路３４によってインピーダンス整合された、高周波電源３２の１０００〜１５００Ｗの範囲内の所定の電力が誘導コイル３８に印加されるとともに、ＲＦ電源２３によりバイアス電力が電極２４に印加される。
【００３７】
ガラスベルジャー３６内でＣ３Ｆ６のプラズマが発生し、発生したプラズマは、電極２４に吸引されることにより、基板ＷのＳｉＯ２の層の表面に到達する。そして、ＳｉＯ２の層の上にＣ３Ｆ６が堆積し、Ｃ３Ｆ６の層が形成される。
【００３８】
このとき、図３に示すように、ＲＦ電源２３によって電極２４に印加される電力がおよそ６０Ｗ以下の範囲内では、電力の大きさに略反比例する形でＣ３Ｆ６の堆積速度が増加する。一方、電力が過大でおよそ６０Ｗを超えると、Ｃ３Ｆ６の堆積が行われず、ＳｉＯ２の層のエッチングが行われ、一定の範囲内では、電力の大きさに略比例する形でエッチング速度が増加する。なお、堆積とエッチングの境界域の電力、あるいは、電力の大きさと堆積速度の関係は、使用する反応性ガスの種類をはじめとする製造条件によって異なり、適宜設計条件として定めることができる。
【００３９】
上記の手順により、樹脂製の基板の上に所定の厚みのＳｉＯ２の層が形成され、ＳｉＯ２の層の上に所定の厚みのＣ３Ｆ６の層がＳｉＯ２の層が形成された成膜部材１０が得られる。
【００４０】
上記の装置１６は、装置の構成上、成膜部材１０を得るための成膜装置としてだけではなく、プラズマＣＶＤ装置としても用いることができる。
【００４１】
したがって、装置１６を用いて、樹脂製基板を同一の成膜室１８内で成膜処理して、シリコン酸化物の層の形成およびフッ素系ガスの堆積を連続して行うと、成膜の作業性、コストあるいは装置のフットプリントの面で好適である。
【００４２】
本実施の形態例に係る成膜部材１０が、厚みの薄い樹脂シートまたは樹脂フィルムの場合、可撓性のある成膜部材を、例えば、有機ＥＬ素子の基板として、あるいは、封止膜として好適に用いることができる。
【００４３】
以上説明した本実施の形態例に関わらず、本発明の透水防止性を有する薄膜を無機基板の上に形成して用いることを排除するものではない。この場合、例えば、有機ＥＬ素子の基板として好適に用いることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係る成膜部材によれば、樹脂材料で形成された基材と、基材上に成膜された薄膜とを有し、薄膜は、原子の結合構造が水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有するとともに、疎水性を有するため、従来の透水防止性を有する膜よりもより好適な透水防止性を有する薄膜が成膜された成膜部材を得ることができる。
【００４５】
また、本発明に係る成膜部材によれば、基材が樹脂シートまたは樹脂フィルムであるため、可撓性のある成膜部材を、例えば、有機ＥＬ素子の基板として、あるいは、封止膜として好適に用いることができる。
【００４６】
また、本発明に係る成膜部材の成膜方法によれば、樹脂材料で形成された基材の上にシリコン酸化物の層を成膜した後、プラズマによりラジカル化させたフッ素系ガスから生成するフッ素系化合物をシリコン酸化物の層の上に堆積させるため、本発明の成膜部材を好適に得ることができる。
【００４７】
また、本発明に係る成膜部材の成膜方法によれば、プラズマＣＶＤ装置を用いて同一のチャンバ内でシリコン酸化物の層の成膜処理およびフッ素系化合物の堆積処理を連続して行うため、成膜の作業性、コストあるいは装置のフットプリントの面で好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態例に係る成膜部材の構造を説明するための図である。
【図２】本実施の形態例に係る成膜部材の製造に用いる装置の構造を説明するための図である。
【図３】バイアス電力と堆積速度との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０　成膜部材
１２　基材
１４　薄膜
１６　成膜装置
１８　成膜室
２０　反応ガスの供給装置
２２　プラズマ生成装置
２３　ＲＦバイアス電源
２４　電極
２８ａ　Ｈ２源
２８ｂ　Ｃ３Ｆ６源
２８ｃ　Ａｒ源
３２　高周波電源
３４　マッチング回路
３６　ガラスベルジャー
３８　誘導コイル
【図１】
2004050672.tif 000002
【図２】
2004050672.tif 000003
【図３】
2004050672.tif 000004