(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子の封止膜の成膜のスループットが低下するのを抑制し、かつ、封止膜の封止性能を向上させる。【解決手段】有機電子デバイスは、ガラス基板Ｇ（陽極５０）上に形成された有機層５１と、有機層５１を覆う封止膜とを備える。封止膜は、炭素成分を含有するａＣＨｘ膜５４と、炭素成分を含有しないＳｉＮｘ膜５５とを備える。ａＣＨｘ膜５４は、第１のａＣＨｘ膜５４−１と第２のａＣＨｘ膜５４−２とを有する。第１のａＣＨｘ膜５４−１は、マイクロ波プラズマＣＶＤにより成膜される。第２のａＣＨｘ膜５４−２は、マイクロ波プラズマＣＶＤによりａＣＨｘ膜５４を成膜中、又は成膜後に、マイクロ波プラズマ処理装置の高周波電源でバイアス電界を印加することによって、第１のａＣＨｘ膜５４−１より炭素成分の未結合手が多い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体上に形成された有機素子と、
前記有機素子を覆う封止膜と、を備え、
前記封止膜は、
炭素成分を含有する有機層と、
炭素成分を含有しない無機層と、を有し、
前記有機層は、第１の有機層と、前記第１の有機層より炭素成分の未結合手が多い第２の有機層とを有する
ことを特徴とする有機電子デバイス。
【請求項２】
前記第２の有機層は、前記第１の有機層より膜密度が高い
ことを特徴とする請求項１に記載の有機電子デバイス。
【請求項３】
前記有機層は、前記第１の有機層と前記第２の有機層とが交互に複数層積層される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電子デバイス。
【請求項４】
前記有機層は、前記第１の有機層と前記第２の有機層とが同一処理容器内で連続成膜され、交互に複数層積層される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機電子デバイス。
【請求項５】
前記有機層は、前記第１の有機層と前記第２の有機層とが交互にそれぞれ２層積層され、前記第１の有機層は少なくとも前記第２の有機層よりも小さな膜厚を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機電子デバイス。
【請求項６】
前記第１の有機層は、前記有機層の最下層に形成される
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機電子デバイス。
【請求項７】
被処理体上に有機素子を形成し、
前記有機素子上に、炭素成分を含有する有機層と、炭素成分を含有しない無機層と、を積層して封止膜を成膜し、
前記有機層の一部に対して高周波電源によってバイアス電界を印加する
ことを特徴とする有機電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記有機層を成膜する間、高周波電源のＯＮ／ＯＦＦを間欠的に制御することによって前記有機層の一部に対して前記バイアス電界を印加するか、又は前記有機層を成膜した後、非成膜性のプラズマ中で高周波電源をＯＮ制御することによって前記有機層の一部に対して前記バイアス電界を印加する
ことを特徴とする請求項７に記載の有機電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記有機層の一部に対して、０．１Ｗ／ｃｍ２〜０．５Ｗ／ｃｍ２のバイアス電界を印加する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の有機電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記有機層がアモルファスハイドロカーボンである
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機電子デバイス、又は請求項７〜９のいずれか１項に記載の有機電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】
処理容器と、
該処理容器内に設けられ、被処理体が載置される載置部と、
前記処理容器内に炭素成分を含有する原料ガスを供給する原料ガス供給源と、
前記処理容器内に搬送された原料ガスをプラズマ化させ、前記載置部に載置された被処理体上に形成された有機素子上に有機層を成膜するプラズマ発生部と、
前記載置部に対してバイアス電界を印加する高周波電源と、
前記有機層の成膜中又は成膜後に、前記有機層の一部に対して前記バイアス電界が印加されるように前記高周波電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電子デバイス、有機電子デバイスの製造方法、プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物を利用した発光デバイスである有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子が開発されている。有機ＥＬ素子は自発光するので消費電力が小さく、また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などに比べて視野角が優れている等の利点がある。
【０００３】
有機ＥＬ素子の最も基本的な構造は、ガラス基板上にアノード（陽極）層、発光層及びカソード（陰極）層を重ねて形成したサンドイッチ構造である。このうち発光層は、水分や酸素に弱く、水分や酸素が混入すると、特性が変化して非発光点（ダークスポット）が発生する要因となる。
【０００４】
このため、有機ＥＬ素子を有する有機電子デバイスの製造においては、外部の水分や酸素をデバイス内に透過させないように有機ＥＬ素子を封止することが行われている。すなわち、有機電子デバイスの製造では、ガラス基板上に、アノード層、発光層、カソード層が順に成膜され、さらにその上に封止膜層が成膜される。
【０００５】
上述した封止膜としては、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）が用いられる。シリコン窒化膜は、例えばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成される。シリコン窒化膜は、例えばマイクロ波のパワーによりシラン（ＳｉＨ４）ガスや窒素（Ｎ２）ガスを含む原料ガスを励起させてプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／０２８４８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シリコン窒化膜にはピンホールが発生するおそれがある。したがって、例えばシリコン窒化膜の単層で封止膜を形成した場合、シリコン窒化膜のピンホールを介して水分や酸素が有機ＥＬ素子へ透過するおそれがある。
【０００８】
この点、シリコン窒化膜の単層ではなく、例えばアモルファスハイドロカーボン膜とシリコン窒化膜とを積層することにより、シリコン窒化膜のピンホールを介して水分や酸素が有機ＥＬ素子へ透過するのを抑制することができると考えられる。
【０００９】
しかしながら、アモルファスハイドロカーボン膜は水分や酸素のバリア性が比較的低いので、封止膜の封止性能を向上させるためにはシリコン窒化膜の積層数を増やさざるを得ない。ところが、シリコン窒化膜はアモルファスハイドロカーボン膜に比べて成膜速度が遅いため、シリコン窒化膜の積層数を増やすと、封止膜の成膜のスループットが低下する原因となる。
【００１０】
そこで、本発明の一実施形態は、有機ＥＬ素子の封止膜の成膜のスループットが低下するのを抑制し、かつ、封止膜の封止性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面に係る有機電子デバイスは、被処理体上に形成された有機素子と、前記有機素子を覆う封止膜と、を備える。前記封止膜は、炭素成分を含有する有機層と、炭素成分を含有しない無機層と、を有する。前記有機層は、第１の有機層と、前記第１の有機層より炭素成分の未結合手が多い第２の有機層とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、有機ＥＬ素子の封止膜の成膜のスループットが低下するのを抑制し、かつ、封止膜の封止性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる有機電子デバイスの製造工程を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理システムの構成例を模式的に示した図である。
【図３】図３は、一実施形態にかかる蒸着装置の縦断面図である。
【図４】図４は、一実施形態にかかるＲＬＳＡ型マイクロ波プラズマ処理装置の縦断面図である。
【図５】図５は、一実施形態にかかる原料ガス供給構造体の平面図である。
【図６】図６は、一実施形態にかかるプラズマ励起用ガス供給構造体の平面図である。
【図７】図７は、ａＣＨｘ膜の第１成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【図８】図８は、ａＣＨｘ膜の第２成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【図９】図９は、ａＣＨｘ膜の第３成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【図１０】図１０は、ａＣＨｘ膜の第４成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【図１１】図１１は、ａＣＨｘ膜の第５成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【図１２】図１２は、第３成膜例のａＣＨｘ膜の膜特性の実験結果を示す図である。
【図１３】図１３は、第４，５成膜例のａＣＨｘ膜を１００ｎｍのＳｉＮｘ膜で上下層を挟み込んだ積層構造での膜特性の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。また、本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ、１ｓｃｃｍは（１０−６／６０）ｍ３／ｓｅｃ、１Åは１０−１０ｍとする。
【００１５】
まず、本発明の一実施形態にかかる有機電子デバイスの製造方法について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる有機電子デバイスの製造工程を示す図である。
【００１６】
（有機電子デバイスの製造方法）
図１の（ａ）に示すように、被処理体には、予めインジウムスズ酸化物の陽極（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）５０が形成されたガラス基板Ｇが用いられる。蒸着装置は、図１の（ａ）に示すように、陽極（ＩＴＯ）５０の表面に、真空蒸着によりパターンマスクを介して有機層５１を成膜する。
【００１７】
続いて蒸着装置は、有機層５１上に陰極（メタル電極）５２を形成する。蒸着装置は、真空蒸着によりパターンマスクを介して有機層５１上に蒸発原子（たとえば、ＡｇやＬｉＦ）を堆積することによって、陰極（メタル電極）５２を形成する。以下では、有機層５１及び陰極（メタル電極）５２を含めて有機ＥＬ素子という。
【００１８】
続いて、図１の（ｂ）に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置は、マイクロ波プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、ＳｉＮｘ膜（シリコン窒化膜）５３を１００℃以下の低温プロセスで形成する。ＳｉＮｘ膜５３は、炭素成分を含有せず、窒素成分を含有する無機層である。
【００１９】
次に、図１の（ｃ）に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置は、ＳｉＮｘ膜５３上に、ａＣＨｘ（アモルファスハイドロカーボン）膜５４を形成する。ａＣＨｘ膜５４は、炭素成分を含有する有機層である。ａＣＨｘ膜５４は、マイクロ波プラズマＣＶＤによって形成される。具体的には、ａＣＨｘ膜５４は、マイクロ波のパワーによりメタンガス（ＣＨ４）又はブチンガス（Ｃ４Ｈ６）などの炭化水素ガスを含むガスを励起させることによって生成されたプラズマを用いて１００℃以下の低温プロセスで形成される。有機ＥＬ素子は、１００℃以上の高温になるとダメージを受けるので、ａＣＨｘ膜５４は１００℃以下の低温プロセスで形成されるのが望ましい。なお、本実施形態では、ＳｉＮｘ膜５３上に、ａＣＨｘ膜５４が形成される例を説明したが、これに限らず、ＳｉＮｘ膜５３上に、炭素成分を含有する有機層を形成することができる。ａＣＨｘ膜５４の詳細については後述する。
【００２０】
次に、図１の（ｄ）に示すように、マイクロ波プラズマ処理装置は、ａＣＨｘ膜５４上に、マイクロ波プラズマＣＶＤによってＳｉＮｘ膜（シリコン窒化膜）５５を１００℃以下の低温プロセスで形成する。ＳｉＮｘ膜５５は、炭素成分を含有せず、窒素成分を含有する無機層である。
【００２１】
なお、本実施形態では、有機ＥＬ素子の上に、ａＣＨｘ膜５４を挟んでＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５を形成する例を説明したが、これには限られない。例えば、ＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５の代わりに、例えばＳｉＯＮやＡＬ２Ｏ３など、炭素成分を含有しない無機層を形成することができる。なお、有機ＥＬ素子の封止膜は、ＳｉＮｘ膜５３、ａＣＨｘ膜５４、及びＳｉＮｘ膜５５を含んで形成される。
【００２２】
ここで、本実施形態のａＣＨｘ膜５４について詳細に説明する。図１に示すように、ａＣＨｘ膜５４は、第１のａＣＨｘ膜５４−１と、第２のａＣＨｘ膜５４−２とを有する。より具体的には、第１のａＣＨｘ膜５４−１及び第２のａＣＨｘ膜５４−２は、ＳｉＮｘ膜５３の上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１、第２のａＣＨｘ膜５４−２、第１のａＣＨｘ膜５４−１、第２のａＣＨｘ膜５４−２の順に、それぞれ２層ずつ積層される。
【００２３】
ａＣＨｘ膜５４−１は、後述するマイクロ波プラズマ処理装置によって生成されたプラズマを用いて成膜される。第２のａＣＨｘ膜５４−２は、第１のａＣＨｘ膜５４−１と同様にプラズマを用いて成膜している最中に、マイクロ波プラズマ処理装置の高周波電源を用いてバイアス電界を印加することによって形成される。また、第２のａＣＨｘ膜５４−２は、マイクロ波プラズマ処理装置によって生成されたプラズマを用いて成膜された後に、マイクロ波プラズマ処理装置の高周波電源を用いてバイアス電界を印加することによって形成することもできる。
【００２４】
このように、第２のａＣＨｘ膜５４−２には、ａＣＨｘ膜の成膜中又は成膜後に、高周波電源によってバイアス電界が印加される。これにより、プラズマ中のイオンが第２のａＣＨｘ膜５４−２に引き込まれる。このイオン衝撃により成膜された第２のａＣＨｘ膜５４−２は一部のＣ−Ｈ結合が切断された状態のまま成膜が行われる。その結果、第２のａＣＨｘ膜５４−２は、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて、ＣＨの未結合手（ダングリングボンド）が多くなる。
【００２５】
第２のａＣＨｘ膜５４−２は、第１のａＣＨｘ膜５４−１より未結合手が多いので、例えば外部から水分（Ｈ２Ｏ）や酸素（Ｏ２）が浸入してきた場合に、水分（Ｈ２Ｏ）のＯＨ基や酸素をＣＨの未結合手に捕捉（トラップ）することができる。したがって、本実施形態の有機ＥＬ素子の封止膜は、外部から浸入してきた水分や酸素が有機ＥＬ素子へ浸透するのを抑制することができる。その結果、本実施形態の有機ＥＬの封止膜は、封止膜の封止性能を向上させることができる。
【００２６】
これに加えて、本実施形態の有機ＥＬ素子の封止膜は、ＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５と比べて成膜速度が速いａＣＨｘ膜５４にバイアス電界を印加することによって、ＳｉＮｘ膜を多数積層することなく、封止性能を向上させることができる。したがって、本実施形態の有機ＥＬ素子の封止膜は、封止膜の成膜スループットが低下するのを抑制し、かつ、封止膜の封止性能を向上させることができる。
【００２７】
なお、第２のａＣＨｘ膜５４−２には、成膜中又は成膜後に、高周波電源によってバイアス電界が印加されるので、第２のａＣＨｘ膜５４−２は、第１のａＣＨｘ膜５４−１より炭素密度（膜密度）が高くなる。また、第２のａＣＨｘ膜５４−２には、成膜中又は成膜後に、高周波電源によってバイアス電界が印加されるので、第２のａＣＨｘ膜５４−２は、第１のａＣＨｘ膜５４−１よりａＣＨｘ膜の欠陥（トラップ）密度、言い換えると水分のトラップ濃度が高くなる。
【００２８】
また、第２のａＣＨｘ膜５４−２には、成膜中又は成膜後非成膜性のプラズマ中で高周波電源によってバイアス電界が印加されるので、第２のａＣＨｘ膜５４−２は、第１のａＣＨｘ膜５４−１より光の屈折率が高くなる。また、第２のａＣＨｘ膜５４−２には、成膜中又は成膜後非成膜性のプラズマ中で高周波電源によってバイアス電界が印加されるので、第２のａＣＨｘ膜５４−２は、第１のａＣＨｘ膜５４−１より光の透過率が小さくなる。
【００２９】
また、本実施形態では、ａＣＨｘ膜５４は、炭素成分を含有するので、ＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５よりも応力が小さい。よって、ａＣＨｘ膜５４は、ＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５の応力を緩和する応力緩和層として作用する。よって、本実施形態は、ａＣＨｘ膜５４を形成することによって、有機ＥＬ素子に過度なストレスが加わることを防止することができる。この結果、本実施形態は、有機ＥＬ素子からＳｉＮｘ膜５３が剥離したり、有機ＥＬ素子の界面近傍が破壊されたりすることを防ぐことができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、応力緩和層の一例としてａＣＨｘ膜５４を挙げているが、これは次のような理由による。すなわち、ａＣＨｘ膜５４は、緻密であるため、耐透湿性を有する。また、ａＣＨｘ膜５４は、カーボンを含んでいるので窒化膜と比べて応力が小さく、ＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５の応力を緩和する。また、ａＣＨｘ膜５４は、機械的強度が高く、光透過性に優れている。ＣＮ膜は、光を吸収する性質を有しているので、有機ＥＬ素子の場合には、特に、ＣＮ膜より光透過性に優れたａＣＨｘ膜５４を応力緩和層に適用する意義は大きい。
【００３１】
一方、本実施形態では、封止層の一例としてＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５を挙げているが、これは次のような理由による。すなわち、ＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５は非常に緻密であり封止性が高い。例えば、ＳｉＯ２膜は水を通すのに対してＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５は水を通さないため、耐透湿性に優れている。
【００３２】
（基板処理システム）
次に、図１に示した一連のプロセスを実施するための基板処理システムについて、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理システムの構成例を模式的に示した図である。図２に示すように、本実施形態にかかる基板処理システムＳｙｓは、複数の処理装置を直列に接続した基板処理装置１０及び基板処理装置１０を制御する制御装置２０を有する。
【００３３】
（基板処理装置１０）
本実施の形態に係る基板処理装置１０は、ガラス基板Ｇの搬送方向に沿って直列に接続されたローダ１１、ロードロック室ＬＬＭ１２、蒸着装置ＰＭ１、搬送室ＴＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）１３、蒸着装置ＰＭ２、搬送室ＴＭ１４、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３、搬送室ＴＭ１５、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４、搬送室ＴＭ１６、及びマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５を備える。
【００３４】
ローダ１１、ロードロック室ＬＬＭ１２、蒸着装置ＰＭ１、搬送室ＴＭ１３、蒸着装置ＰＭ２、搬送室ＴＭ１４、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３、搬送室ＴＭ１５、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４、搬送室ＴＭ１６、及びマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５により図１に示した一連のプロセスが実施される。
【００３５】
なお、ローダ１１、ロードロック室ＬＬＭ１２、蒸着装置ＰＭ１、搬送室ＴＭ１３、蒸着装置ＰＭ２、搬送室ＴＭ１４、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３、搬送室ＴＭ１５、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４、搬送室ＴＭ１６、及びマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５は、搬送方向に沿って直列に接続されている場合に限定されるものではなく、インライン（真空一貫）で接続されていればよい。例えば共通搬送室の周囲に、ローダ１１、蒸着装置ＰＭ１、蒸着装置ＰＭ２、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４、及びマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５が配置されているものであってもよい。
【００３６】
また、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３の処理後、それ以降のマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４及びマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５の処理は、必ずしも搬送室ＴＭや共通搬送室を介して連続して実施しなくともよい。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３の処理後、ガラス基板Ｇが一度大気圧下で保管された後、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４及びマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５の処理を実施するような不連続な処理を行ってもよい。
【００３７】
ローダ１１は、ガラス基板Ｇ、例えば予め表面に陽極（ＩＴＯ）５０が形成されたガラス基板Ｇを基板処理装置システムＳｙｓ内に搬入するための装置である。ロードロック室ＬＬＭ１２，搬送室ＴＭ１３，搬送室ＴＭ１４，搬送室ＴＭ１５，搬送室ＴＭ１６は、各処理装置間でガラス基板Ｇを受け渡しするための装置である。
【００３８】
ロードロック室ＬＬＭ１２は、ローダ１１（大気系）から搬送されたガラス基板Ｇを、減圧状態にある搬送室ＴＭに搬送するために内部を所定の減圧状態に保持した真空搬送室である。図示しない搬送アームが、搬送室ＴＭの内部に配設される。搬送アームは、屈伸及び旋回可能な多関節状に形成される。
【００３９】
なお、ガラス基板Ｇのサイズは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ以上であってもよい。また、ガラス基板Ｇのサイズは、例えば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）のＧ４．５基板サイズであってもよい。また、ガラス基板Ｇのサイズは、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）のＧ５基板サイズ以上であってもよい。また、素子が形成される被処理体は、上記サイズのガラス基板Ｇに限られず、たとえば２００ｍｍや３００ｍｍのシリコンウエハであってもよい。
【００４０】
まず、ガラス基板Ｇがローダ１１及びロードロック室ＬＬＭ１２を介して蒸着装置ＰＭ１へ搬送される。蒸着装置ＰＭ１は、蒸着によってガラス基板ＧのＩＴＯ表面に、６層の有機層５１を連続成膜する。次に、ガラス基板Ｇは、搬送室ＴＭ１３を介して蒸着装置ＰＭ２に搬送される。蒸着装置ＰＭ２は、真空蒸着によって陰極（メタル電極）５２を形成する。
【００４１】
次に、ガラス基板Ｇは、搬送室ＴＭ１４を介してマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３へ搬送される。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３は、マイクロ波プラズマＣＶＤによってＳｉＮｘ膜５３を形成する。
【００４２】
その後、ガラス基板Ｇは、搬送室ＴＭ１５を介してマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４（第２のマイクロ波プラズマ処理装置に相当）に搬送される。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４は、マイクロ波プラズマＣＶＤによってａＣＨｘ膜５４を成膜する。次に、ガラス基板Ｇは、搬送室ＴＭ１６を介してマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５に搬送される。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５は、マイクロ波プラズマＣＶＤによってＳｉＮｘ膜５５を形成する。
【００４３】
（制御装置２０）
制御装置２０は、基板処理システムＳｙｓの全体を制御するコンピュータである。具体的には、制御装置２０は、基板処理システムＳｙｓ内のガラス基板Ｇの搬送及び基板処理装置１０内部での実際のプロセスを制御する。制御装置２０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２ｂ、及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２４を有する。また、制御装置２０は、バス２６、外部インタフェース（外部Ｉ／Ｆ）２８ａ及び内部インタフェース（内部Ｉ／Ｆ）２８ｂを有する。
【００４４】
制御装置２０にて実行される基本プログラム、異常時に起動するプログラム、及び各ＰＭのプロセス手順が示されたレシピ等は、ＲＯＭ２２ａに記録されている。各ＰＭでのプロセス条件を示すデータやプロセスを実行するための制御プログラムは、ＲＡＭ２２ｂに蓄積されている。ＲＯＭ２２ａ及びＲＡＭ２２ｂは、記憶媒体の一例であり、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、光ディスク、光磁気ディスクなどであってもよい。
【００４５】
ＣＰＵ２４は、各種レシピにしたがって制御プログラムを実行することにより、ガラス基板Ｇ上に有機電子デバイスを製造するプロセスを制御する。バス２６は、各デバイス間でデータをやりとりする経路である。内部インタフェース２８ａは、データを入力し、必要なデータを図示しないモニタやスピーカ等に出力する。外部インタフェース２８ｂは、ネットワークを介して基板処理装置１０との間でデータを送受信する。
【００４６】
基板処理装置１０は、例えば、制御装置２０から駆動信号が送信されると、指示されたガラス基板Ｇを搬送し、指示されたＰＭを駆動させ、必要なプロセスを制御するとともに、制御結果（応答信号）を制御装置２０に通知する。このようにして、制御装置２０（コンピュータ）は、ＲＯＭ２２ａやＲＡＭ２２ｂに記憶された制御プログラムを実行することにより、図１に示した有機ＥＬ素子（デバイス）の製造プロセスが遂行されるように基板処理システムＳｙｓを制御する。
【００４７】
次に、各ＰＭの内部構成及び各ＰＭで実行される具体的処理について順に説明する。真空蒸着を実行する蒸着装置ＰＭ２については、一般的な装置を用いればよく、その内部構成の説明は省略する。
【００４８】
（ＰＭ１：有機層５１の蒸着処理）
図３は、一実施形態にかかる蒸着装置の縦断面図である。図３に示すように、蒸着装置ＰＭ１は、第１の処理容器１００及び第２の処理容器２００を有しており、第１の処理容器１００内にて６層の有機膜を連続成膜する。
【００４９】
第１の処理容器１００は、直方体の形状である。第１の処理容器１００は、内部に、ガラス基板Ｇを搬送する摺動機構１１０、ガラス基板Ｇに対して有機分子を吹き出す６つの吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆ、及び各吹き出し機構１２０を仕切る７つの隔壁１３０を有する。第１の処理容器１００の側壁には、ゲートバルブ１４０が設けられている。ゲートバルブ１４０は、開閉により室内の機密を保持しながらガラス基板Ｇを搬入、搬出可能なバルブである。
【００５０】
摺動機構１１０は、ステージ１１０ａ、支持体１１０ｂ及びスライド機構１１０ｃを有する。ステージ１１０ａは、支持体１１０ｂにより支持され、ゲートバルブ１４０から搬入された基板Ｇを、図示しない高電圧電源から印加された高電圧により静電吸着する。スライド機構１１０ｃは、第１の処理容器１００の天井部に装着されるとともに接地されていて、基板Ｇをステージ１１０ａ及び支持体１１０ｂとともに第１の処理容器１００の長手方向にスライドさせる。これにより、ガラス基板Ｇは、各吹き出し機構１２０のわずか上空で平行移動するようになっている。
【００５１】
６つの吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆは、形状及び構造がすべて同一であって、互いに平行して等間隔に配置されている。吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆは、その内部が中空の矩形形状をしていて、その上部中央に設けられた開口から有機分子を吹き出すようになっている。吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆの下部は、第１の処理容器１００の底壁を貫通する連結管１５０ａ〜１５０ｆにそれぞれ連結されている。
【００５２】
各吹き出し機構１２０の間には、隔壁１３０がそれぞれ設けられている。隔壁１３０は、各吹き出し機構１２０を仕切ることにより、各吹き出し機構１２０の開口から吹き出される有機分子が混ざり合うことを防止する。
【００５３】
第２の処理容器２００には、形状及び構造が同一の６つの蒸着源２１０ａ〜２１０ｆが内蔵されている。蒸着源２１０ａ〜２１０ｆは、収納部２１０ａ１〜２１０ｆ１に有機材料をそれぞれ収納している。蒸着源２１０ａ〜２１０ｆは、各収納部を２００〜５００℃程度の高温にすることによって、各有機材料を気化させる。なお、気化とは、液体が気体に変わる現象だけでなく、固体が液体の状態を経ずに直接気体に変わる現象（すなわち、昇華）も含む。
【００５４】
蒸着源２１０ａ〜２１０ｆは、その上部にて連結管１５０ａ〜１５０ｆにそれぞれ連結される。各蒸着源２１０にて気化された有機分子は、各連結管１５０を高温に保つことによって、各連結管１５０に付着することなく各連結管１５０を通って各吹き出し機構１２０の開口から第１の処理容器１００の内部に放出される。なお、第１及び第２の処理容器１００、２００は、その内部を所定の真空度に保持するために、図示しない排気機構により所望の真空度まで減圧される。各連結管１５０には、大気中にてバルブ２２０ａ〜２２０ｆがそれぞれ取り付けられている。バルブ２２０ａ〜２２０ｆは、蒸着源２１０内の空間と第１の処理容器の内部空間との遮断及び連通を制御する。
【００５５】
ガラス基板Ｇは、蒸着装置ＰＭ１のゲートバルブ１４０から搬入される。続いて、ガラス基板Ｇは、制御装置２０の制御に基づいて、吹き出し機構１２０ａから吹き出し機構１２０ｆに向かって各吹き出し口の上方を順に所定速度で進行する。ガラス基板Ｇには、各吹き出し口から順に吹き出された有機分子が蒸着する。これにより、例えば、ホール輸送層、有機発光層、電子輸送層を含む６層の有機層が、順に形成される。ただし、図１の（ａ）に示した有機層５１は６層でなくてもよい。
【００５６】
（ＰＭ２：陰極（メタル電極）５２の蒸着処理）
次に、ガラス基板Ｇは、蒸着装置ＰＭ２に搬送される。蒸着装置ＰＭ２は、制御装置２０の制御に基づいて、陰極（メタル電極）５２を形成するための蒸着材料（たとえば、ＡｇやＬｉＦ）を収納した蒸着源を加熱し、蒸着材料を気化させる。気化された蒸着材料は所定の真空度に維持された処理容器内に供給される。蒸着装置ＰＭ２は、処理容器内に供給された蒸着材料（蒸発原子）をパターンマスクを介して有機層５１上に真空蒸着することによって、陰極（メタル電極）５２を形成する。
【００５７】
（ＰＭ３：ＳｉＮｘ膜の成膜処理）
次に、ガラス基板Ｇは、制御装置２０の制御に基づいて、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３に搬送される。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３は、図１の（ｂ）に示したように、有機ＥＬ素子を覆うようにＳｉＮｘ膜５３を成膜する。図４は、一実施形態にかかるＲＬＳＡ型マイクロ波プラズマ処理装置の縦断面図である。図５は、一実施形態にかかる原料ガス供給構造体の平面図である。図６は、一実施形態にかかるプラズマ励起用ガス供給構造体の平面図である。なお、本実施形態のマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３は、ラジアルラインスロットアンテナを用いてプラズマを発生させるＣＶＤ装置である。
【００５８】
マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３は、上面が開口した有底円筒状の処理容器４３０を備える。処理容器４３０は、例えばアルミニウム合金により形成される。また、処理容器４３０は、接地される。処理容器４３０の底部のほぼ中央部には、ガラス基板Ｇを載置するための載置部としての載置台４３１が設けられる。
【００５９】
載置台４３１には、電極板４３２が内蔵されている。電極板４３２は、処理容器４３０の外部に設けられた直流電源４３３に接続されている。直流電源４３３は、載置台４３１の表面に静電気力を生じさせることによって、ガラス基板Ｇを載置台４３１上に静電吸着する。また、載置台４３１には、整合器４３５を介して高周波電源４３７が接続されている。高周波電源４３７は、高周波電力を出力することによって、載置台４３１にバイアス電界を印加することができる。また、高周波電源４３７は、高周波電力を出力することによって、載置台４３１に載置された被処理体及び被処理体上に形成された膜にバイアス電界を印加することができる。
【００６０】
処理容器４３０の上部開口には、例えば気密性を確保するためのＯリングなどのシール材４４０を介して、誘電体窓４４１が設けられている。処理容器４３０の内部は、誘電体窓４４１によって閉鎖されている。誘電体窓４４１の上部には、ラジアルラインスロットアンテナ４４２が設けられている。ラジアルラインスロットアンテナ４４２は、プラズマ生成用のマイクロ波を供給するプラズマ励起部として作用する。なお、誘電体窓４４１には、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が用いられる。この場合、誘電体窓４４１は、ドライクリーニングで用いられる三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスに対する耐性を有する。処理容器４３０は、さらに三フッ化窒素ガスに対する耐性を向上させるため、誘電体窓４４１のアルミナの表面に、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を被覆してもよい。
【００６１】
ラジアルラインスロットアンテナ４４２は、下面が開口した略円筒状のアンテナ本体４５０を備えている。アンテナ本体４５０の下面の開口部には、多数のスロットが形成された円盤状のスロット板４５１が設けられている。アンテナ本体４５０内のスロット板４５１の上部には、低損失誘電体材料により形成された誘電体板４５２が設けられている。アンテナ本体４５０の上面には、マイクロ波発振装置４５３に通じる同軸導波管４５４が接続されている。マイクロ波発振装置４５３は、処理容器４３０内に搬送された原料ガスをプラズマ化させ、載置台４３１に載置されたガラス基板Ｇ被処理体上に形成された有機素子上に有機層を成膜するプラズマ発生部として作用する。マイクロ波発振装置４５３は、処理容器４３０の外部に設置されており、ラジアルラインスロットアンテナ４４２に対し、所定周波数、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発振できる。これにより、マイクロ波発振装置４５３から発振されたマイクロ波は、ラジアルラインスロットアンテナ４４２内に伝搬され、誘電体板４５２で圧縮され短波長化される。この後、短波長化されたマイクロ波は、スロット板４５１で円偏波を発生させる。円偏波は、誘電体窓４４１から処理容器４３０内に向けて放射される。
【００６２】
処理容器４３０内の載置台４３１とラジアルラインスロットアンテナ４４２との間には、略平板形状の原料ガス供給構造体４６０が設けられている。原料ガス供給構造体４６０は、外形が平面から見て少なくともガラス基板Ｇの直径よりも大きい円形状に形成されている。この原料ガス供給構造体４６０によって、処理容器４３０の内部は、ラジアルラインスロットアンテナ４４２側のプラズマ生成領域Ｒ１と、載置台４３１側の原料ガス解離領域Ｒ２とに区画されている。なお、原料ガス供給構造体４６０には例えばアルミナを用いることができる。この場合、アルミナはセラミックスであるため、アルミニウム等の金属材料に比べ高耐熱性や高強度を有する。また、アルミナは、プラズマ生成領域Ｒ１で生成されたプラズマをトラップすることもないので、ガラス基板Ｇに対して十分なイオン照射を行うことができる。そして、ガラス基板Ｇ上の膜への十分なイオン照射によって、緻密な膜が生成される。また、原料ガス供給構造体４６０は、ドライクリーニングで用いられる三フッ化窒素ガスに耐性を有する。処理容器４３０は、さらに三フッ化窒素ガスに対する耐性を向上させるため、原料ガス供給構造体４６０のアルミナの表面にイットリア、スピネル又は窒化アルミニウムを被覆してもよい。
【００６３】
原料ガス供給構造体４６０は、図５に示すように同一平面上で略格子状に配置された一続きの原料ガス供給管４６１を含んで形成されている。原料ガス供給管４６１は、縦断面が方形に形成されている。原料ガス供給管４６１同士の隙間には、多数の開口部４６２が形成されている。原料ガス供給構造体４６０の上側のプラズマ生成領域Ｒ１で生成されたプラズマとラジカルは、この開口部４６２を通過して載置台４３１側の原料ガス解離領域Ｒ２に進入する。
【００６４】
原料ガス供給構造体４６０の原料ガス供給管４６１の下面には、図４に示すように、多数の原料ガス供給口４６３が形成されている。これらの原料ガス供給口４６３は、原料ガス供給構造体４６０面内において均等に配置されている。原料ガス供給管４６１には、処理容器４３０の外部に設置された原料ガス供給源４６４に連通するガス管４６５が接続されている。原料ガス供給源４６４には、例えば原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ４）ガスと水素（Ｈ２）ガス及びアルゴン（Ａｒ）ガスが個別に封入されている。ガス管４６５には、バルブ４６６、マスフローコントローラ４６７が設けられている。この構成によって、所定流量のシランガスと水素ガス及びアルゴン（Ａｒ）ガスが、原料ガス供給源４６４からガス管４６５を通じて原料ガス供給管４６１にそれぞれ導入される。そして、これらシランガスと水素ガス及びアルゴン（Ａｒ）ガスは、各原料ガス供給口４６３から下方の原料ガス解離領域Ｒ２に向けて供給される。
【００６５】
プラズマ生成領域Ｒ１の外周面を覆う処理容器４３０の内周面には、プラズマの原料となるプラズマ励起用ガスを供給する第１のプラズマ励起用ガス供給口４７０が形成されている。第１のプラズマ励起用ガス供給口４７０は、例えば処理容器４３０の内周面に沿って複数箇所に形成されている。第１のプラズマ励起用ガス供給口４７０には、第１のプラズマ励起用ガス供給管４７２が接続されている。第１のプラズマ励起用ガス供給管４７２は、処理容器４３０の側壁部を貫通し、処理容器４３０の外部に設置された第１のプラズマ励起用ガス供給源４７１に通じる管である。第１のプラズマ励起用ガス供給管４７２には、バルブ４７３、マスフローコントローラ４７４が設けられている。この構成によって、処理容器４３０内のプラズマ生成領域Ｒ１内には、側方から所定流量のプラズマ励起用ガスが供給される。本実施形態においては、第１のプラズマ励起用ガス供給源４７１に、プラズマ励起用ガスとして、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスが封入されている。
【００６６】
原料ガス供給構造体４６０の上面には、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０が積層され配置されている。プラズマ励起用ガス供給構造体４８０は、当該原料ガス供給構造体４６０と同様の構成を有する。略平板形状のプラズマ励起用ガス供給構造体４８０は、図６に示すように格子状に配置された第２のプラズマ励起用ガス供給管４８１を含んで形成されている。なお、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０には。例えばアルミナが用いられる。この場合においても、上述したようにアルミナはセラミックスであるため、アルミニウム等の金属材料に比べ高耐熱性や高強度を有する。また、アルミナは、プラズマ生成領域Ｒ１で生成されたプラズマをトラップすることもないので、ガラス基板Ｇに対して十分なイオン照射を行うことができる。そして、ガラス基板Ｇ上の膜への十分なイオン照射によって、緻密な膜が生成される。また、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０は、ドライクリーニングで用いられる三フッ化窒素ガスに耐性を有する。さらに、三フッ化窒素ガスに対する耐性を向上させるため、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０のアルミナの表面にイットリア又はスピネルを被覆してもよい。
【００６７】
第２のプラズマ励起用ガス供給管４８１の上面には、図４に示すように、複数の第２のプラズマ励起用ガス供給口４８２が形成されている。これらの複数の第２のプラズマ励起用ガス供給口４８２は、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０面内において均等に配置されている。これにより、プラズマ生成領域Ｒ１に対し下側から上方に向けてプラズマ励起用ガスを供給できる。なお、本実施形態では、このプラズマ励起用ガスは例えばアルゴンガスである。また、アルゴンガスに加えて、原料ガスである窒素（Ｎ２）ガスも、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０からプラズマ生成領域Ｒ１に対して供給される。
【００６８】
格子状の第２のプラズマ励起用ガス供給管４８１同士の隙間には、開口部４８３が形成されている。プラズマ生成領域Ｒ１で生成されたプラズマとラジカルは、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０と原料ガス供給構造体４６０を通過して下方の原料ガス解離領域Ｒ２に進入する。
【００６９】
第２のプラズマ励起用ガス供給管４８１には、処理容器４３０の外部に設置された第２のプラズマ励起用ガス供給源４８４に連通するガス管４８５が接続されている。第２のプラズマ励起用ガス供給源４８４には、例えばプラズマ励起用ガスであるアルゴンガスと原料ガスである窒素ガスが個別に封入されている。ガス管４８５には、バルブ４８６、マスフローコントローラ４８７が設けられている。この構成によって、所定流量の窒素ガスとアルゴンガスが、第２のプラズマ励起用ガス供給口４８２からプラズマ生成領域Ｒ１に対しそれぞれ供給される。
【００７０】
なお、上述した原料ガスとプラズマ励起用ガスが本実施形態の処理ガスに相当する。また、原料ガス供給構造体４６０とプラズマ励起用ガス供給構造体４８０が本実施形態の処理ガス供給部に相当する。
【００７１】
処理容器４３０の底部の載置台４３１を挟んだ両側には、排気口４９０が設けられている。排気口４９０は、処理容器４３０内の雰囲気を排気する。排気口４９０には、ターボ分子ポンプなどの排気装置４９１に通じる排気管４９２が接続されている。排気口４９０からの排気によって、処理容器４３０内を所定の圧力を、例えば後述するように２０Ｐａ〜１００Ｐａに維持することができる。
【００７２】
マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３には、制御部４００が設けられている。制御部４００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３におけるガラス基板Ｇ上へのＳｉＮｘ膜の成膜処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の原料ガスの供給や、プラズマ励起用ガスの供給、マイクロ波の放射、駆動系の動作等を制御して、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３における成膜処理を実現させるためのプログラムも格納されている。また、プログラム格納部には、高周波電源４３７によって印加されるバイアス電界の印加タイミングを制御するためのプログラムも格納されている。なお、プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）などのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。また、プログラムは、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。プログラムは、記憶媒体から制御部４００にインストールすることができる。原料ガスの供給、プラズマ励起用ガスの供給、マイクロ波の放射、及びバイアス電界の印加タイミングについては後述する。
【００７３】
次に、以上のように構成されたマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３において行われるＳｉＮｘ膜の成膜方法について説明する。
【００７４】
まず、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３の立ち上げ時に、アルゴンガスの供給流量が調整される。具体的には、第１のプラズマ励起用ガス供給口４７０及び第２のプラズマ励起用ガス供給口４８２から供給されるアルゴンガスの供給流量が、プラズマ生成領域Ｒ１内に供給されるアルゴンガスの濃度が均一になるように調整される。この供給流量調整では、例えば排気装置４９１を稼動させ、処理容器４３０内に実際の成膜処理時と同じような気流を形成した状態で、各プラズマ励起用ガス供給口４７０、４８２から適当な供給流量に設定されたアルゴンガスが供給される。そして、その供給流量設定で、実際に試験用の基板に成膜が施され、その成膜が基板面内で均一に行われたか否かが検査される。プラズマ生成領域Ｒ１内のアルゴンガスの濃度が均一の場合に、基板面内の成膜が均一に行われるので、検査の結果、成膜が基板面内において均一に行われていない場合には、各アルゴンガスの供給流量の設定が変更され、再度試験用の基板に成膜が施される。これを繰り返して、成膜が基板面内において均一に行われプラズマ生成領域Ｒ１内のアルゴンガスの濃度が均一になるように、各プラズマ励起用ガス供給口４７０、４８２からの供給流量が設定される。
【００７５】
各プラズマ励起用ガス供給口４７０、４８２からの供給流量が設定された後、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３におけるガラス基板Ｇの成膜処理が開始される。まず、ガラス基板Ｇが、処理容器４３０内に搬入され、載置台４３１上に吸着保持される。このとき、ガラス基板Ｇの温度は、１００℃以下、例えば５０℃〜１００℃に維持される。続いて、排気装置４９１により処理容器４３０内の排気が開始され、処理容器４３０内の圧力が所定の圧力、例えば２０Ｐａ〜１００Ｐａに減圧され、その状態が維持される。なお、ガラス基板Ｇの温度は、１００℃以下に限定されず、有機電子デバイスがダメージを受けない温度であればよく、有機電子デバイスの材質等によって決まる。
【００７６】
ここで、発明者らが鋭意検討した結果、処理容器４３０内の圧力が２０Ｐａより低いとガラス基板Ｇ上にＳｉＮｘ膜を適切に成膜することができないおそれがあることが分かった。また、処理容器４３０内の圧力が１００Ｐａを超えると、気相中でのガス分子間の反応が増加し、パーティクルが発生するおそれがあることが分かった。このため、上述のように処理容器４３０内の圧力は、２０Ｐａ〜１００Ｐａに維持される。
【００７７】
処理容器４３０内が減圧されると、プラズマ生成領域Ｒ１内に、側方の第１のプラズマ励起用ガス供給口４７０からアルゴンガスが供給されると共に、下方の第２のプラズマ励起用ガス供給口４８２から窒素ガスとアルゴンガスが供給される。このとき、プラズマ生成領域Ｒ１内のアルゴンガスの濃度は、プラズマ生成領域Ｒ１内において均等に維持される。また、窒素ガスは、例えば２１ｓｃｃｍの流量で供給される。ラジアルラインスロットアンテナ４４２からは、直下のプラズマ生成領域Ｒ１に向けて、例えば２．４５ＧＨｚの周波数で２．５ｋＷ〜４．５ｋＷのパワーのマイクロ波が放射される。このマイクロ波の放射によって、プラズマ生成領域Ｒ１内においてアルゴンガスがプラズマ化され、窒素ガスがラジカル化（或いはイオン化）する。なお、このとき、下方に進行するマイクロ波は、生成されたプラズマに吸収される。この結果、プラズマ生成領域Ｒ１内には、高密度のプラズマが生成される。
【００７８】
プラズマ生成領域Ｒ１内で生成されたプラズマとラジカルは、プラズマ励起用ガス供給構造体４８０と原料ガス供給構造体４６０を通過して下方の原料ガス解離領域Ｒ２内に進入する。原料ガス解離領域Ｒ２には、原料ガス供給構造体４６０の各原料ガス供給口４６３からシランガスと水素ガスが供給されている。このとき、シランガスは例えば１８ｓｃｃｍの流量で供給され、水素ガスは例えば６４ｓｃｃｍの流量で供給される。なお、この水素ガスの供給流量は、後述するようにＳｉＮｘ膜の膜特性に応じて設定される。シランガスと水素ガスは、それぞれ上方から進入したプラズマにより解離される。そして、これらのラジカルとプラズマ生成領域Ｒ１から供給された窒素ガスのラジカルによって、ガラス基板Ｇ上にＳｉＮｘ膜が堆積する。
【００７９】
その後、ＳｉＮｘ膜の成膜が進んで、ガラス基板Ｇ上に所定厚さのＳｉＮｘ膜が形成されると、マイクロ波の放射や、処理ガスの供給が停止される。その後、ガラス基板Ｇは処理容器４３０から搬出されて一連のプラズマ成膜処理が終了する。
【００８０】
なお、原料ガスの供給は、プラズマ励起用ガスによるプラズマの生成と同時又はプラズマの生成前に行われるようにしてもよい。
【００８１】
（ＰＭ４：ａＣＨｘ膜５４の成膜処理）
次に、ガラス基板Ｇは、制御装置２０の制御に基づいて、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４に搬送される。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４は、図１の（ｃ）に示したように、ＳｉＮｘ膜５３を覆うようにａＣＨｘ膜５４を成膜する。
【００８２】
マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４の内部構造は、図４〜図６に示したマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。ただし、原料ガス供給源４６４には、例えば原料ガスとして、メタン（ＣＨ４）ガス、又はブチン（Ｃ４Ｈ６）ガスが封入されている。この構成によって、所定流量のメタンガス又はブチンガスが、原料ガス供給源４６４からガス管４６５を通じて原料ガス供給管４６１に導入される。そして、メタンガス又はブチンガスは、各原料ガス供給口４６３から下方の原料ガス解離領域Ｒ２に向けて供給される。
【００８３】
また、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４は、制御部４００の制御に基づいて、排気装置４９１により処理室内の圧力が６．７Ｐａ以下に制御される。また、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４は、制御部４００の制御に基づいて、マイクロ波発振装置４５３から処理室内に供給されるマイクロ波のパワーが３．０Ｗ／ｃｍ２以上に制御される。また、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４は、制御部４００の制御に基づいて、同処理室内に載置されるガラス基板Ｇ近傍の温度（例えば、基板表面温度）が１００℃以下に制御される。
【００８４】
この状態で、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４は、制御部４００の制御に基づいて、例えばアルゴンガスとメタンガスとの流量比を１：１として処理室上方のプラズマ励起用ガス供給口４７０，４８２からアルゴンガス（不活性ガス）を３００ｓｃｃｍ供給する。また、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４は、制御部４００の制御に基づいて、処理室中央の原料ガス供給構造体４６０からメタンガスを３００ｓｃｃｍ供給する。マイクロ波のパワーによって上記混合ガスが励起してプラズマが生成される。ａＣＨｘ（アモルファスハイドロカーボン）膜５４は、生成されたプラズマを用いて１００℃以下の低温にて成膜される。
【００８５】
ａＣＨｘ膜５４は、応力緩和層として積層される。このため、ａＣＨｘ膜５４の膜厚はある程度厚いほうがよい。ある程度の厚さとは、例えば、５００〜３０００ｎｍが好ましい。これは、ａＣＨｘ膜５４をある程度厚くすることにより、ＳｉＮｘ膜５３，５５にて発生した応力を緩和することができるからである。
【００８６】
（ＰＭ５：ＳｉＮｘ膜５５の成膜処理）
次に、ガラス基板Ｇは、制御装置２０の制御に基づいて、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５に搬送される。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５は、図１の（ｄ）に示したように、ａＣＨｘ膜５４を覆うようにＳｉＮｘ膜５５を成膜する。マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ５の内部構造は、図４〜図６に示したマイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ３と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、ＳｉＮｘ膜５５の成膜については、ＳｉＮｘ膜５３の成膜と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００８７】
以上のように、本実施形態では、ＲＬＳＡ型マイクロ波プラズマ処理装置を用いてａＣＨｘ膜及びＳｉＮｘ膜を形成しているので、例えば、平行平板型プラズマ処理装置にて同膜を形成する場合に比べて、電子温度が低い。このため、本実施形態では、ガスの解離を容易にコントロールすることができ、より良質な膜を成膜することができる。
【００８８】
また、ａＣＨｘ膜５４の形成時に供給するガスとしては、メタンガス又はブチンガスに代えて多重結合を有する他の炭化水素ガスを用いることができる。多重結合を有する他の炭化水素ガスとしては、例えば二重結合するエチレン（Ｃ２Ｈ４）ガス、三重結合するアセチレン（Ｃ２Ｈ２）ガス、１−ペンチン、２−ペンチンなどのペンチン（Ｃ５Ｈ１０）ガス、及びこれらの多重結合を有するガスと水素ガスの混合ガスを用いることができる。ブチンガスの中では２−ブチンガスを用いるとより好ましい。また、ＳｉＮｘ膜の形成時に供給するガスとしては、ＳｉＨ４ガスに代えてＳｉ２Ｈ６ガスを用いてもよい。ＳｉＨ４ガスやＳｉ２Ｈ６ガスに加えて、モノメチルシラン（ＣＨ３ＳｉＨ３：Ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）や、ジメチルシラン（(ＣＨ３）２ＳｉＨ２：Ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）、トリメチルシラン（(ＣＨ３）３ＳｉＨ：Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）を用いることも可能である。
【００８９】
（ａＣＨｘ膜の第１成膜例）
次に、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４によって成膜されるａＣＨｘ膜５４の第１成膜例を説明する。図７は、ａＣＨｘ膜の第１成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【００９０】
マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４の制御部４００は、ａＣＨｘ膜５４を形成する際、図７上部のタイムチャートにしたがって、原料ガスの供給、プラズマ励起用ガスの供給、マイクロ波の放射、及びバイアス電界の印加タイミングを制御する。具体的には、制御部４００は、まず、ある時刻０において、アルゴン（Ａｒ）ガス、メタン（ＣＨ４）ガス、及びマイクロ波パワーの供給を開始する。制御部４００は、アルゴンガスに代えて、窒素（Ｎ２）ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガスを供給することもできる。また、制御部４００は、メタンガスに代えて、ブチン（Ｃ４Ｈ６）ガスを供給することもできる。
【００９１】
アルゴンガス、メタンガス、及び少し遅れてマイクロ波パワーの投入から所定時間経過後の時刻ｔ１には、ガスの供給及びマイクロ波パワーの供給が安定する。さらに、所定時間経過後の時刻ｔ２には、図７下部に示すように、第１のａＣＨｘ膜５４−１が、ＳｉＮｘ膜５３上に積層される。時刻ｔ１〜時刻ｔ２は、例えば２０ｓｅｃ程度とすることができる。この場合、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間に積層される第１のａＣＨｘ膜５４−１は１００ｎｍ程度となる。
【００９２】
続いて、制御部４００は、図７上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及びマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、高周波電源４３７を用いてバイアス電界（ＲＦバイアス）を印加する。高周波電源４３７から出力される高周波電力は、周波数が１３．５ＭＨｚ、パワーが０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２とすることができる。ここでは、例えば、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワーのバイアス電界を印加したとする。
【００９３】
このように、ａＣＨｘ膜５４を積層する際に同時にバイアス電界を印加すると、図７下部に示すように、プラズマ中のイオンがａＣＨｘ膜５４へ引き込まれる。その結果、第１のａＣＨｘ膜５４−１上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて炭素成分（ＣＨ）の未結合手が多い第２のａＣＨｘ膜５４−２が形成される。時刻ｔ２〜時刻ｔ３は、例えば７ｓｅｃ程度とすることができる。この場合、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間に積層される第２のａＣＨｘ膜５４−２は５０ｎｍ程度となる。
【００９４】
続いて、制御部４００は、図７上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及びマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間、バイアス電界の印加を停止する。
【００９５】
所定時間経過後の時刻ｔ４には、図７下部に示すように、第１のａＣＨｘ膜５４−１が第２のａＣＨｘ膜５４−２上に積層される。時刻ｔ３〜時刻ｔ４は、例えば２０ｓｅｃ程度とすることができる。この場合、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間に積層される第１のａＣＨｘ膜５４−１は１００ｎｍ程度となる。
【００９６】
続いて、制御部４００は、図７上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及びマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間、高周波電源４３７を用いてバイアス電界（ＲＦバイアス）を印加する。高周波電源４３７から出力される高周波電力は、周波数が１３．５ＭＨｚ、パワーが０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２とすることができる。ここでは、例えば、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワーのバイアス電界を印加したとする。
【００９７】
このように、ａＣＨｘ膜５４を積層する際に同時にバイアス電界を印加すると、図７下部に示すように、プラズマ中のイオンがａＣＨｘ膜５４へ引き込まれる。その結果、第１のａＣＨｘ膜５４−１上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて炭素成分（ＣＨ）の未結合手が多い第２のａＣＨｘ膜５４−２が形成される。時刻ｔ４〜時刻ｔ５は、例えば７ｓｅｃ程度とすることができる。この場合、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間に積層される第２のａＣＨｘ膜５４−２は５０ｎｍ程度である。
【００９８】
（ａＣＨｘ膜の第２成膜例）
次に、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４によって成膜されるａＣＨｘ膜５４の第２成膜例を説明する。図８は、ａＣＨｘ膜の第２成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【００９９】
第１成膜例は、ａＣＨｘ膜５４を成膜中にバイアス電界を印加する例であるのに対して、第２成膜例は、ａＣＨｘ膜５４を成膜した後にバイアス電界を印加する例である。
【０１００】
マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４の制御部４００は、ａＣＨｘ膜５４を形成する際、図８上部のタイムチャートにしたがって、原料ガスの供給、プラズマ励起用ガスの供給、マイクロ波の放射、及びバイアス電界の印加タイミングを制御する。具体的には、制御部４００は、まず、ある時刻０において、アルゴン（Ａｒ）ガス、メタン（ＣＨ４）ガス、及び少し遅れてマイクロ波パワーの供給を開始する。制御部４００は、アルゴンガスに代えて、窒素（Ｎ２）ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガスを供給することもできる。また、制御部４００は、メタンガスに代えて、ブチン（Ｃ４Ｈ６）ガスを供給することもできる。
【０１０１】
アルゴンガス、メタンガス、及びマイクロ波パワーの投入から所定時間経過後の時刻ｔ１には、ガスの供給及びマイクロ波パワーの供給が安定する。さらに、所定時間経過後の時刻ｔ２には、図８下部に示すように、第１のａＣＨｘ膜５４−１がＳｉＮｘ膜５３上に積層される。時刻ｔ１〜時刻ｔ２は、例えば４０ｓｅｃ程度とすることができる。この場合、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間に積層される第１のａＣＨｘ膜５４−１は２００ｎｍ程度となる。
【０１０２】
続いて、制御部４００は、図８上部に示すように、アルゴンガス及びマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて序々にメタンガスの供給を停止する。これにより、制御部４００は、ａＣＨｘ膜５４の成膜を停止する。
【０１０３】
その後、制御部４００は、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間、メタンガスの供給を停止させたままで、高周波電源４３７を用いてバイアス電界（ＲＦバイアス）を印加する。高周波電源４３７から出力される高周波電力は、周波数が１３．５ＭＨｚ、パワーが０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２とすることができる。ここでは、例えば、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワーのバイアス電界を印加したとする。
【０１０４】
このように、ａＣＨｘ膜５４（第１のａＣＨｘ膜５４−１）を積層した後にバイアス電界を印加すると、図８下部に示すように、プラズマ中のイオンがａＣＨｘ膜５４へ引き込まれる。その結果、第１のａＣＨｘ膜５４−１上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて炭素成分（ＣＨ）の未結合手が多い第２のａＣＨｘ膜５４−２が形成される。時刻ｔ３〜時刻ｔ４は、例えば１０ｓｅｃ程度とすることができる。この場合、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間に積層される第２のａＣＨｘ膜５４−２は１０ｎｍ程度となる。
【０１０５】
（ａＣＨｘ膜の第３成膜例）
次に、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４によって成膜されるａＣＨｘ膜５４の第３成膜例を説明する。図９は、ａＣＨｘ膜の第３成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【０１０６】
第１成膜例は、ａＣＨｘ膜５４を成膜中にバイアス電界を２回印加する例であるのに対して、第３成膜例は、ａＣＨｘ膜５４を成膜中にバイアス電界を１回印加する例である。第３成膜例は、第１成膜例と比べると、バイアス電界を印加する回数、及びバイアス電界を印加する長さ等が異なるだけである。したがって、第１成膜例と重複する説明は省略する。
【０１０７】
図９に示すように、時刻ｔ２には、第１のａＣＨｘ膜５４−１がＳｉＮｘ膜５３上に積層される。時刻ｔ１〜時刻ｔ２は、例えば２０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１０８】
続いて、制御部４００は、図９上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及び少し遅れてマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、高周波電源４３７を用いてバイアス電界（ＲＦバイアス）を印加する。高周波電源４３７から出力される高周波電力は、周波数が１３．５ＭＨｚ、パワーが０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２とすることができる。ここでは、例えば、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワーのバイアス電界を印加したとする。
【０１０９】
このように、ａＣＨｘ膜５４を積層する際に同時にバイアス電界を印加すると、図９下部に示すように、プラズマ中のイオンがａＣＨｘ膜５４へ引き込まれる。その結果、第１のａＣＨｘ膜５４−１上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて炭素成分（ＣＨ）の未結合手が多い第２のａＣＨｘ膜５４−２が形成される。時刻ｔ２〜時刻ｔ３は、例えば１００ｓｅｃ程度とすることができる。この場合、時刻ｔ１〜時刻ｔ３の間に積層されるａＣＨｘ膜５４は、例えば５００ｎｍ程度である。
【０１１０】
（ａＣＨｘ膜の第４成膜例）
次に、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４によって成膜されるａＣＨｘ膜５４の第４成膜例を説明する。図１０は、ａＣＨｘ膜の第４成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【０１１１】
第１成膜例は、制御部４００が、ａＣＨｘ膜５４を成膜中にバイアス電界ＯＦＦ→バイアス電界ＯＮ→バイアス電界ＯＦＦ→バイアス電界ＯＮという制御をする例である。これに対して、第４成膜例は、制御部４００が、バイアス電界ＯＦＦ→バイアス電界ＯＮ→バイアス電界ＯＦＦという制御を行う例である。第４成膜例は、第１成膜例と比べると、バイアス電界のＯＮ／ＯＦＦの制御態様、及びバイアス電界を印加する長さ等が異なるだけである。したがって、第１成膜例と重複する説明は省略する。
【０１１２】
図１０に示すように、時刻ｔ２には、第１のａＣＨｘ膜５４−１がＳｉＮｘ膜５３上に積層される。時刻ｔ１〜時刻ｔ２は、例えば２０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１１３】
続いて、制御部４００は、図１０上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及び少し遅れてマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、高周波電源４３７を用いてバイアス電界（ＲＦバイアス）を印加する。高周波電源４３７から出力される高周波電力は、周波数が１３．５ＭＨｚ、パワーが０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２とすることができる。ここでは、例えば、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワーのバイアス電界を印加したとする。
【０１１４】
このように、ａＣＨｘ膜５４を積層する際に同時にバイアス電界を印加すると、図１０下部に示すように、プラズマ中のイオンがａＣＨｘ膜５４へ引き込まれる。その結果、第１のａＣＨｘ膜５４−１上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて炭素成分（ＣＨ）の未結合手が多い第２のａＣＨｘ膜５４−２が形成される。時刻ｔ２〜時刻ｔ３は、例えば１０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１１５】
続いて、制御部４００は、図１０上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及びマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間、バイアス電界の印加を停止する。
【０１１６】
所定時間経過後の時刻ｔ４には、図１０下部に示すように、第１のａＣＨｘ膜５４−１が第２のａＣＨｘ膜５４−２上に積層される。時刻ｔ３〜時刻ｔ４は、例えば９０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１１７】
（ａＣＨｘ膜の第５成膜例）
次に、マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４によって成膜されるａＣＨｘ膜５４の第５成膜例を説明する。図１１は、ａＣＨｘ膜の第５成膜例における各条件のタイムチャート及び各タイミングの成膜状態を示す図である。
【０１１８】
第５成膜例は、第１成膜例と比べると、バイアス電界を印加する長さ等が異なるだけである。したがって、第１成膜例と重複する説明は省略する。
【０１１９】
図１１に示すように、時刻ｔ２には、第１のａＣＨｘ膜５４−１がＳｉＮｘ膜５３上に積層される。時刻ｔ１〜時刻ｔ２は、例えば２０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１２０】
続いて、制御部４００は、図１１上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及び少し遅れてマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、高周波電源４３７を用いてバイアス電界（ＲＦバイアス）を印加する。高周波電源４３７から出力される高周波電力は、周波数が１３．５ＭＨｚ、パワーが０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２とすることができる。ここでは、例えば、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワーのバイアス電界を印加したとする。
【０１２１】
このように、ａＣＨｘ膜５４を積層する際に同時にバイアス電界を印加すると、図１１下部に示すように、プラズマ中のイオンがａＣＨｘ膜５４へ引き込まれる。その結果、第１のａＣＨｘ膜５４−１上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて炭素成分（ＣＨ）の未結合手が多い第２のａＣＨｘ膜５４−２が形成される。時刻ｔ２〜時刻ｔ３は、例えば１０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１２２】
続いて、制御部４００は、図１１上部に示すように、アルゴンガス、メタンガス、及びマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間、バイアス電界の印加を停止する。
【０１２３】
所定時間経過後の時刻ｔ４には、図１１下部に示すように、第１のａＣＨｘ膜５４−１が第２のａＣＨｘ膜５４−２上に積層される。時刻ｔ３〜時刻ｔ４は、例えば８０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１２４】
続いて、制御部４００は、アルゴンガス、メタンガス、及びマイクロ波パワーを供給し続けたまま、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間、高周波電源４３７を用いてバイアス電界（ＲＦバイアス）を印加する。高周波電源４３７から出力される高周波電力は、周波数が１３．５ＭＨｚ、パワーが０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２とすることができる。ここでは、例えば、０．５Ｗ／ｃｍ２のパワーのバイアス電界を印加したとする。
【０１２５】
このように、ａＣＨｘ膜５４を積層する際に同時にバイアス電界を印加すると、図１１下部に示すように、プラズマ中のイオンがａＣＨｘ膜５４へ引き込まれる。その結果、第１のａＣＨｘ膜５４−１上に、第１のａＣＨｘ膜５４−１に比べて炭素成分（ＣＨ）の未結合手が多い第２のａＣＨｘ膜５４−２が形成される。時刻ｔ４〜時刻ｔ５は、例えば１０ｓｅｃ程度とすることができる。
【０１２６】
以上、例えば成膜例１〜５のようにａＣＨｘ膜を成膜する本実施形態によれば、ａＣＨｘ膜５４を成膜中又は成膜後に高周波電源４３７を用いてバイアス電界を間欠的に印加することによって、ａＣＨｘ膜５４中に、第２のａＣＨｘ膜５４−２を形成することができる。第２のａＣＨｘ膜５４−２（トラップサイト）は、ＣＨの未結合手が比較的多いので、外部から例えば水分（Ｈ２Ｏ）や酸素（Ｏ２）が浸入した場合に、水分中のＯＨ基や酸素をＣＨの未結合手で捕捉（トラップ）することができる。したがって、本実施形態によれば、外部から浸入してきた水分や酸素が有機ＥＬ素子へ浸透するのを抑制することができ、かつ、封止膜の封止性能を向上させることができる。
【０１２７】
これに加えて、本実施形態は、ＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５と比べて成膜速度が速いａＣＨｘ膜５４にバイアス電界を印加することによって、ＳｉＮｘ膜を多数積層することなく、封止膜の封止性能を向上させることができる。したがって、本実施形態によれば、封止膜のスループットが低下するのを抑制し、かつ、封止膜の封止性能を向上させることができる。
【０１２８】
また、本実施形態は、ａＣＨｘ膜５４を成膜中又は成膜後にバイアス電界を間欠的に印加するという簡単な制御によって、第１のａＣＨｘ膜５４−１と第２のａＣＨｘ膜５４−２とを交互に複数層（例えばそれぞれ２層）積層することができる。例えばａＣＨｘ膜５４中に第２のａＣＨｘ膜５４−２を複数層形成することによって、より一層水分（Ｈ２Ｏ）や酸素（Ｏ２）をＣＨの未結合手で捕捉（トラップ）することができる。よって、本実施形態によれば、簡単な制御で、封止膜のスループットが低下するのを抑制し、かつ、封止膜の封止性能を向上させることができる。
【０１２９】
また、本実施形態では、ａＣＨｘ膜５４は、第１のａＣＨｘ膜５４−１と第２のａＣＨｘ膜５４−２とが同一処理容器（マイクロ波プラズマ処理装置ＰＭ４）内で連続成膜され、交互に複数層積層される。これにより、封止膜のスループットが低下するのを抑制し、かつ、封止膜の封止性能を向上させることができる。
【０１３０】
また、本実施形態では、例えば第１のａＣＨｘ膜５４−１はそれぞれ１００〜５００ｎｍの膜厚を有し、第２のａＣＨｘ膜５４−２はそれぞれ５〜５０ｎｍの膜厚を有する。したがって、ａＣＨｘ膜５４の膜厚をおよそ５００ｎｍとすることができる。仮にＳｉＮｘ膜５３及びＳｉＮｘ膜５５がそれぞれおよそ１００ｎｍの膜厚であるとしたら、封止膜全体の膜厚を、７００ｎｍの適度な厚みにすることができる。
【０１３１】
また、本実施形態は、第１のａＣＨｘ膜５４−１が、ａＣＨｘ膜５４の最下層に形成される。言い換えれば、本実施形態は、ａＣＨｘ膜５４の成膜中のバイアス電界のＯＮ／ＯＦＦの間欠制御において、最初はバイアス電界のＯＦＦからスタートする。これにより、本実施形態は、ＳｉＮｘ膜５３と接する膜を、バイアス電界を印加していない第１のａＣＨｘ膜５４−１とすることができる。このように、本実施形態は、バイアス電界のＯＮ／ＯＦＦ間欠制御において最初はＯＦＦからスタートすることによって、ＳｉＮｘ膜５３にイオンを引き込むことに起因してＳｉＮｘ膜５３にダメージが与えられることを防止することができる。
【０１３２】
また、本実施形態では、制御部４００は、高周波電源４３７からａＣＨｘ膜５４へ印加される高周波電力のパワーを０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２に制御する。これは次の理由による。すなわち、仮にａＣＨｘ膜５４（第２のａＣＨｘ膜５４−２）へ印加される高周波電力のパワーが大きすぎると、第２のａＣＨｘ膜５４−２の光の屈折率が大きくなって、その結果光の透過性が悪化するおそれがある。一方、仮にａＣＨｘ膜５４（第２のａＣＨｘ膜５４−２）へ印加される高周波電力のパワーが小さすぎるとＣＨの未結合手があまり形成されないので、水分等の捕捉性能に影響を与えるおそれがある。これに対して、本実施形態のように、制御部４００は、高周波電源４３７からａＣＨｘ膜５４へ印加される高周波電力のパワーを０．１〜０．５Ｗ／ｃｍ２に制御することにより、水分等の捕捉性能を向上し、かつ、光の透過性の悪化を抑制することができる。
【０１３３】
（膜特性の実験結果の第１実施例）
次に、バイアス電界の印加によるａＣＨｘ膜の膜特性の実験結果について説明する。図１２は、第３成膜例のａＣＨｘ膜の膜特性の実験結果を示す図である。図１２は、ａＣＨｘ膜５４に対してバイアス電界を印加しない場合（Ｎｏバイアス）の比較例と、第３成膜例のタイムチャートでバイアス電界を印加することによって第２のａＣＨｘ膜５４−２を１層形成した場合（バイアス１層）の、膜特性の実験結果である。
【０１３４】
図１２に示すように、Ｎｏバイアス条件５１０では、バイアス電界を印加していない状態でａＣＨｘ膜５４を１００（ｓｅｃ）堆積させた。このときのプロセス条件は、マイクロ波（ＭＷ）のパワーが４０００（Ｗ）、アルゴンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、メタンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、処理温度が３０（℃）である。つまり、アルゴンガスとメタンガスの流量比は１：１である。また、プロセス条件は、圧力が２．６６（Ｐａ）、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ）が３０００（Ｖ）、ＲＦ（バイアス電界ＯＮによるパワー）が０（Ｗ）、ＲＦ  Ｔｉｍｅが０（ｓｅｃ）、基板冷却用裏面ヘリウム（ＢＰ  Ｈｅ）が０．６７（ｋＰａ）である。
【０１３５】
この場合、ａＣＨｘ膜の平均膜厚（ａｖｅ）は、５０３．３（ｎｍ）であり、ａＣＨｘ膜の膜厚の均一度（ｕｎｉｆ）は０．０６９であった。また、ａＣＨｘ膜の堆積レート（Ｄ／Ｒ）は３０２．０（ｎｍ／ｍｉｎ）であった。また、６３３ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における平均（ａｖｅ）屈折率（ＲＩ）は１．６０８であり、６３３ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における屈折率の均一度（ｕｎｉｆ）は０．０１６であった。また、５３０ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における平均（ａｖｅ）の光の吸収係数（ｋ）は０．００１であり、５３０ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における光の吸収係数の均一度（ｕｎｉｆ）は３．７０４であった。また、１００ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における平均（ａｖｅ）の光の吸収係数（ｋ）は０．０００２６であった。また、ａＣＨｘ膜の膜密度は０．９４（ｇ／ｃｍ３）であった。また、ａＣＨｘ膜の欠陥（トラップ）密度（ｓｐｉｎ／ｍｍ３）、つまり水分のトラップ濃度は測定限界値以下であった。
【０１３６】
一方、バイアス１層条件５２０では、バイアス電界を印加していない状態でａＣＨｘ膜５４を２０（ｓｅｃ）堆積させ、その後、バイアス電界を印加した状態でａＣＨｘ膜５４を１００（ｓｅｃ）堆積させた。このときのプロセス条件は、マイクロ波（ＭＷ）のパワーが４０００（Ｗ）、アルゴンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、メタンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、処理温度が３０（℃）である。また、プロセス条件は、圧力が２．６６（Ｐａ）、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ）が３０００（Ｖ）、ＲＦ（バイアス電界ＯＮによるパワー）が２００（Ｗ）、ＲＦ  Ｔｉｍｅが１００（ｓｅｃ）、基板冷却用裏面ヘリウム（ＢＰ  Ｈｅ）が０．６７（ｋＰａ）である。
【０１３７】
この場合、ａＣＨｘ膜の平均（ａｖｅ）膜厚は、４８４．７（ｎｍ）であり、ａＣＨｘ膜の膜厚の均一度（ｕｎｉｆ）は０．４５８であった。また、ａＣＨｘ膜の堆積レート（Ｄ／Ｒ）は２４２．３（ｎｍ／ｍｉｎ）であった。また、６３３ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における平均（ａｖｅ）屈折率（ＲＩ）は１．７１８であり、６３３ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における屈折率の均一度（ｕｎｉｆ）は０．２３９であった。また、５３０ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における平均（ａｖｅ）の光の吸収係数（ｋ）は０．２６８であり、５３０ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における光の吸収係数の均一度（ｕｎｉｆ）は２．３８５であった。また、１００ｎｍの厚みのａＣＨｘ膜における平均（ａｖｅ）の光の吸収係数（ｋ）は０．０５５１９であった。また、ａＣＨｘ膜の膜密度は１．３８（ｇ／ｃｍ３）であった。また、ａＣＨｘ膜の欠陥（トラップ）密度（ｓｐｉｎ／ｍｍ３）、つまり水分のトラップ濃度は１．００Ｅ１８であった。
【０１３８】
図１２の実験結果に示すように、バイアス電界を印加するとａＣＨｘ膜の屈折率が上昇し、かつ、吸収係数が増加する（光の透過率が小さくなる）。特に、バイアス電界を印加する条件にも依存するが、吸収係数は数倍から数百倍程度大きくなる。吸収係数は小さいほど光が透過するのでバイアス電界の印加は短時間もしくは低バイアスパワーで行うことが望ましい。また、バイアス電界を印加するとａＣＨｘ膜の膜密度が上昇するとともに、欠陥（トラップ）密度、つまり水分のトラップ濃度も上昇した。したがって、ａＣＨｘ膜にバイアス電界を印加することによって、ａＣＨｘ膜の水分や酸素のバリア性を向上させることができた。
【０１３９】
（膜特性の実験結果の第２実施例）
次に、バイアス電界の印加によるａＣＨｘ膜の膜特性の実験結果について説明する。図１３は、第４，５成膜例のａＣＨｘ膜を１００ｎｍのＳｉＮｘ膜で上下層を挟み込んだ積層構造での膜特性の実験結果を示す図である。図１３は、ａＣＨｘ膜５４に対してバイアス電界を印加しない場合（Ｎｏバイアス）の比較例と、第３，４成膜例のタイムチャートで第２のａＣＨｘ膜５４−２を形成した場合（バイアス１層，バイアス２層）の、膜特性の実験結果である。
【０１４０】
図１３に示すように、Ｎｏバイアス条件５３０では、バイアス電界を印加していない状態でａＣＨｘ膜５４を１００（ｓｅｃ）堆積させた。このときのプロセス条件は、マイクロ波（ＭＷ）のパワーが４０００（Ｗ）、アルゴンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、メタンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、処理温度が３０（℃）である。つまり、アルゴンガスとメタンガスの流量比は１：１である。また、プロセス条件は、圧力が２．６６（Ｐａ）、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ）が３０００（Ｖ）、ＲＦ（バイアス電界ＯＮによるパワー）が０（Ｗ）、ＲＦ  Ｔｉｍｅが０（ｓｅｃ）、基板冷却用裏面ヘリウム（ＢＰ  Ｈｅ）が０．６７（ｋＰａ）である。
【０１４１】
また、Ｎｏバイアス条件５３０では、水分透過量が３０（ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ）となった。なお、水分透過量の測定は、ａＣＨｘ膜を透過性のある樹脂フィルム（ＰＥＮ）に成膜し（膜厚は２００ｎｍ）、加湿水蒸気雰囲気で透過する水分がＣａと反応する面積で計算したものである。単位は、透過する水分の重さを面積当たり（ｍ２）と時間当たり（ｄａｙ）に換算したものである。
【０１４２】
一方、バイアス１層条件５４０では、バイアス電界を印加していない状態でａＣＨｘ膜５４を２０（ｓｅｃ）堆積させ、その後、バイアス電界を印加した状態でａＣＨｘ膜５４を１０（ｓｅｃ）堆積させた。そして、バイアス１層条件５４０では、その後、バイアス電界を印加していない状態でａＣＨｘ膜５４を９０（ｓｅｃ）堆積させた。このときのプロセス条件は、マイクロ波（ＭＷ）のパワーが４０００（Ｗ）、アルゴンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、メタンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、処理温度が３０（℃）である。つまり、アルゴンガスとメタンガスの流量比は１：１である。また、プロセス条件は、圧力が２．６６（Ｐａ）、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ）が３０００（Ｖ）、ＲＦ（バイアス電界ＯＮによるパワー）が２００（Ｗ）、ＲＦ  Ｔｉｍｅが１０（ｓｅｃ）、基板冷却用裏面ヘリウム（ＢＰ  Ｈｅ）が０．６７（ｋＰａ）である。
【０１４３】
バイアス１層条件５４０では、水分透過量が１０（ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ）となった。
【０１４４】
他方、バイアス２層条件５５０では、バイアス電界を印加していない状態でａＣＨｘ膜５４を２０（ｓｅｃ）堆積させ、その後、バイアス電界を印加した状態でａＣＨｘ膜５４を１０（ｓｅｃ）堆積させた。そして、バイアス２層条件５５０では、その後、バイアス電界を印加していない状態でａＣＨｘ膜５４を８０（ｓｅｃ）堆積させ、さらにその後、バイアス電界を印加した状態でａＣＨｘ膜５４を１０（ｓｅｃ）堆積させた。このときのプロセス条件は、マイクロ波（ＭＷ）のパワーが４０００（Ｗ）、アルゴンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、メタンガスの流量が３００（ｓｃｃｍ）、処理温度が３０（℃）である。つまり、アルゴンガスとメタンガスの流量比は１：１である。また、プロセス条件は、圧力が２．６６（Ｐａ）、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｃｈｕｃｋ）が３０００（Ｖ）、ＲＦ（バイアス電界ＯＮによるパワー）が２００（Ｗ）、ＲＦ  Ｔｉｍｅが２０（ｓｅｃ：２回の合計）、基板冷却用裏面ヘリウム（ＢＰ  Ｈｅ）が０．６７（ｋＰａ）である。
【０１４５】
バイアス２層条件５５０では、水分透過量が０．７２（ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ）となった。
【０１４６】
図１３の実験結果に示すように、バイアス電界を印加しない場合（３０（ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ））より、第２のａＣＨｘ膜５４−２を１層形成した場合（１０（ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ））のほうが、水分透過量が少なくなり、水が透過しにくくなっている。また、第２のａＣＨｘ膜５４−２を１層形成した場合（１０（ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ））より、第２のａＣＨｘ膜５４−２を２層形成した場合（０．７２（ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ））のほうが、水分透過量が少なくなり、水が透過しにくくなっている。したがって、ａＣＨｘ膜５４にバイアス電界を印加すること及びバイアス層の層数を増やすことによって封止膜の封止性能を向上させることができる。
【０１４７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１４８】
例えば、本実施形態の封止膜は、有機ＥＬ素子の封止膜には限られない。例えば、本実施形態の封止膜は、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長法）により形成された有機金属素子を封止するために使用することもできる。ＭＯＣＶＤは、成膜材料に主に液体の有機金属を用い、気化させた成膜材料を５００〜７００℃に加熱された被処理体上で分解させることにより、被処理体上に薄膜を成長させる有機金属気相成長法である。さらに、本実施形態の封止膜は、有機トランジスタ、有機ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、有機太陽電池などの有機素子や、液晶ディスプレイの駆動系に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の有機電子デバイスを封止するために使用することもできる。
【０１４９】
また、本実施形態では、ＲＬＳＡ型マイクロ波プラズマ処理装置について説明したが、これに限らず、その他のプラズマＣＶＤ装置を適用することもできる。例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）装置に使用することもできる。ＩＣＰ装置は、複数の誘電体板が処理容器の天井面にタイル状に形成され、各誘電体板上に設けられたコイルを介して各誘電体板を透過した高周波電磁界のパワーにより処理室内においてガスをプラズマ化させて被処理体をプラズマ処理する装置である。
【符号の説明】
【０１５０】
５１  有機層
４００  制御部
４３０  処理容器
４３１  載置台
４３２  電極板
４３７  高周波電源
４５３  マイクロ波発振装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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