(57)【要約】【課題】化学気相成長法による成膜時に発生するパーティクルを除去すること。【解決手段】本発明は、基板Ｓを配置するチャンバ１０と、チャンバ１０内に反応ガスを導入するガス導入部４０と、チャンバ１０内から反応ガスを排出するガス排出部５０と、チャンバ１０内に配置された基板Ｓに反応ガスの反応による成膜を行っている途中もしくは成膜が完了した段階でチャンバ１０内のパーティクルをガス排出部５０から排出するパーティクル排出処理を制御する制御部６０とを備える成膜装置である。【選択図】図１
2009138210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を配置するチャンバと、
前記チャンバ内に反応ガスを導入するガス導入部と、
前記チャンバ内から前記反応ガスを排出するガス排出部と、
前記チャンバ内に配置された基板に前記反応ガスの反応による成膜を行っている途中もしくは成膜が完了した段階で前記チャンバ内のパーティクルを前記ガス排出部から排出するパーティクル排出処理を制御する制御部と
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記制御部は、成膜時に行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内に成膜時よりも多い流量の反応ガスを導入し、前記ガス排出部から排出する制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記制御部は、成膜時に行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内へ反応ガスを導入する際の圧力を成膜時より高くする制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項４】
前記制御部は、成膜が完了した段階で行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内にエアーを導入し、前記ガス排出部から排出する制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項５】
前記制御部は、成膜時の前記パーティクル排出処理を複数回実行する
ことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項６】
基板を配置したチャンバ内の反応ガスを導入する工程と、
前記反応ガスによる反応によって前記基板に膜を形成する工程と、
前記基板に成膜を行っている途中もしくは成膜が完了した段階で前記チャンバ内のパーティクルを排出するパーティクル排出処理を行う工程と
を備えることを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
成膜時に行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内に成膜時よりも多い流量の反応ガスを導入し、前記チャンバ内から排出する処理を行う
ことを特徴とする請求項６記載の成膜方法。
【請求項８】
成膜時に行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内へ反応ガスを導入する際の圧力を成膜時より高くする処理を行う
ことを特徴とする請求項６記載の成膜方法。
【請求項９】
成膜が完了した段階で行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内にエアーを導入し、前記チャンバ内から排出する処理を行う
ことを特徴とする請求項６記載の成膜方法。
【請求項１０】
成膜時の前記パーティクル排出処理を複数回実行する
ことを特徴とする請求項６記載の成膜方法。
【請求項１１】
基板上に形成した発光膜の上に保護膜をチャンバ内で化学気相成長法によって形成する発光装置の製造方法において、
前記化学気相成長法で前記保護膜を形成している途中もしくは前記保護膜の形成が完了した段階で前記チャンバ内のパーティクルを排出するパーティクル排出処理を行った後、前記チャンバから前記基板を取り出す
ことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記保護膜を形成している途中で行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内に前記保護膜の形成時よりも多い流量の反応ガスを導入し、前記チャンバ内から排出する処理を行う
ことを特徴とする請求項１１記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記保護膜を形成している途中で行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内へ反応ガスを導入する際の圧力を前記保護膜の形成時より高くする処理を行う
ことを特徴とする請求項１１記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記保護膜の形成が完了した段階で行う前記パーティクル排出処理として、前記チャンバ内にエアーを導入し、前記チャンバ内から排出する処理を行う
ことを特徴とする請求項１１記載の発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記保護膜を形成している途中で行う前記パーティクル排出処理を複数回実行する
ことを特徴とする請求項１１記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンバ内に反応ガスを導入し反応させることで成膜を行う成膜装置および成膜方法ならびに発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代のディスプレイとして有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子の開発が盛んに進められている。この有機ＥＬ素子は有機機能薄膜を電極で挟んだ構造となっており、電極から有機機能薄膜に注入された電子と正孔との再結合によって発光させるものである。
【０００３】
ここで、有機ＥＬ素子で用いられる有機機能薄膜は、水分に弱く、高温高湿下では電圧が著しく上昇してしまう。また、パッシベーション膜（防水膜）を有機ＥＬ素子の直上に被覆しても、水分の浸入経路が存在すると、そこから非発光部が円状に成長しダークスポットとなる。さらに、有機ＥＬ素子は温度にも弱く、２００℃以下の低温プロセスが必要である。
【０００４】
そこで、近年２００℃以下の低温プロセスでの気相成長法(Chemical Vapor Deposition：以下、「ＣＶＤ」と言う。）によるシリコンナイトライド（窒化シリコン、窒化珪素、ＳｉＮｘ）膜をパッシベーション層に用いることが注目されている。例えば、特許文献１では、低温プロセスで窒化シリコンを形成する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２３２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、低温プロセス気相成長法で保護膜の形成を行うと、反応ガスによる反応は基板上だけではなく、基板と拡散板との間でも発生する。基板と拡散板との間で反応が起こるとパーティクルとなる。この発生したパーティクルは成膜中は基板と拡散板との間で浮遊することになるが、成長し大きくなった場合や装置の高周波電力を切ると基板上に落下してしまう。落下したパーティクルは、後工程の基板貼り合せ工程でＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板と対向基板とを貼り合せた時に基板間に挟まり、ＴＦＴ基板および対向基板を傷つけて不良の原因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、基板を配置するチャンバと、チャンバ内に反応ガスを導入するガス導入部と、チャンバ内から反応ガスを排出するガス排出部と、チャンバ内に配置された基板に反応ガスの反応による成膜を行っている途中もしくは成膜が完了した段階でチャンバ内のパーティクルをガス排出部から排出するパーティクル排出処理を制御する制御部とを備える成膜装置である。
【０００８】
また、本発明は、基板を配置したチャンバ内の反応ガスを導入する工程と、反応ガスによる反応によって基板に膜を形成する工程と、基板に成膜を行っている途中もしくは成膜が完了した段階でチャンバ内のパーティクルを排出するパーティクル排出処理を行う工程とを備える成膜方法である。
【０００９】
このような本発明では、チャンバ内に基板を配置し、チャンバ内に導入した反応ガスの反応による成膜を行うにあたり、成膜の途中もしくは成膜が完了した段階でチャンバ内のパーティクルを排出するため、基板上の成膜以外での反応によって生成されたパーティクルをチャンバ内から除去することができるようになる。
【００１０】
ここで、成膜時に行うパーティクル排出処理としては、チャンバ内に成膜時よりも多い流量の反応ガスを導入し、ガス排出部から排出する処理であったり、チャンバ内へ反応ガスを導入する際の圧力を成膜時より高くする処理であったりする。また、成膜が完了した段階で行うパーティクル排出処理としては、チャンバ内にエアーを導入し、ガス排出部から排出する処理を適用する。また、成膜時のパーティクル排出処理を複数回行うようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明は、基板上に形成した発光膜の上に保護膜をチャンバ内で化学気相成長法によって形成する発光装置の製造方法において、この化学気相成長法で保護膜を形成している途中もしくは保護膜の形成が完了した段階でチャンバ内のパーティクルを排出するパーティクル排出処理を行った後、チャンバから基板を取り出すものである。
【００１２】
このような本発明では、チャンバ内に基板を配置し、基板上に形成した発光膜の上に化学気相成長法によって保護膜を形成するにあたり、保護膜の形成の途中もしくは保護膜の形成が完了した段階でチャンバ内のパーティクルを排出するため、基板上の保護膜形成以外での反応によって生成されたパーティクルをチャンバ内から除去することができ、パーティクルの影響を受けずに保護膜を形成できるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
したがって、本発明によれば、パーティクルを除去するプロセスを導入することにより、後工程で発生するパーティクル起因の不良を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
【００１５】
＜成膜装置＞
図１は、本実施形態に係る成膜装置を説明する模式断面図である。すなわち、この成膜装置は、成膜処理が行われるチャンバ１０と、チャンバ１０内において成膜処理が施される基板Ｓを固定保持するステージ１１と、チャンバ１０内に成膜処理用の反応ガスを供給するためのシャワープレート２０と、反応ガスを拡散させる拡散板３０と、チャンバ１０内へ反応ガスを供給するガス供給部４０と、チャンバ１０内から反応ガスを排出するガス排出部５０と、ガス供給部４０およびガス排出部５０のバルブや供給・排出量、圧力を制御する制御部６０とを備えている。
【００１６】
このうちチャンバ１０は、内部が気密状態に保たれるもので、さらに内部を減圧排気する減圧手段（図示せず）が設けられている。この減圧手段は、例えばターボ分子ポンプであり、内部の圧力を一定に保つ制御機構を備えている。
【００１７】
また、ステージ１１は、基板Ｓを載置固定するチャック機能を備えると共に、上部に載置固定した基板Ｓを所定の温度に加熱する加熱手段を備えている。この加熱手段は、例えば電気的な加熱を行うヒータ（図示省略）でありステージ１１内に埋め込まれている。
【００１８】
シャワープレート３０は、チャンバ１０内においてステージ１１に対向配置される。このシャワープレート３０は、ステージ１１上に配置される基板Ｓ上の全面に対向配置される程度に、十分な大きさを備えていることとする。そして、このシャワープレート２０には、ガス導入部４０から拡散板３０を介してチャンバ１０内に導入された反応ガスを基板Ｓ上に均一に供給するための複数の穴が設けられている。
【００１９】
本実施形態の成膜装置では、チャンバ１０内のステージ１１上に基板Ｓを載置した状態で、ガス導入部４０より反応ガスを導入し、高周波印加によってプラズマＰを発生させ、反応ガスの反応による膜を基板Ｓ上に形成できるようになっている。
【００２０】
特に、本実施形態の成膜装置では、制御部６０によってガス導入部４０およびガス排出部５０のバルブの開閉を制御し、チャンバ１０内で発生したパーティクルをチャンバ１０の外へ排出できるようになっている。
【００２１】
ここで、有機ＥＬ素子で用いられる有機機能薄膜は、水分に弱く、高温高湿かでは電圧が著しく上昇してしまうことから、有機機能薄膜の上に形成するパッシベーション膜（防水膜）を形成するにあたり、例えば２００℃以下の低温プロセスによって行う必要がある。
【００２２】
このような低温プロセスでＣＶＤを行った場合、反応ガスによる反応が基板Ｓ上だけではなく、基板Ｓと拡散板３０との間でも発生し、これがパーティクルとしてチャンバ１０内を浮遊することになる。本実施形態では、このチャンバ１０内に発生したパーティクルをチャンバ１０外に排出するため、制御部６０によるガスの供給、排出の制御を行っている。
【００２３】
具体的には、チャンバ１０内に配置された基板Ｓに反応ガスの反応による成膜を行っている途中もしくは成膜が完了した段階でチャンバ１０内のパーティクルをガス排出部５０から排出するパーティクル排出処理を制御部６０によって制御する。
【００２４】
つまり、制御部６０は、基板Ｓ上への成膜を行うための反応ガスの導入とともに、成膜の途中もしくは成膜が完了した段階でチャンバ１０内の反応ガスをガス排出部５０から排出する処理を行う。成膜途中の場合には、反応ガスの導入圧力や流量を通常の成膜時より高めることで行われる。また、成膜完了の場合には、チャンバ１０内に印加している高周波電力を停止する前に反応ガスの排出を行う。これは、高周波電力を停止すると浮遊しているパーティクルが落下して基板Ｓに付着することを防止するためである。
【００２５】
このような反応ガスの排出によって、チャンバ１０内に浮遊しているパーティクルを強制的にチャンバ１０外へ排出でき、基板Ｓへの付着を防止できる。
【００２６】
また、制御部６０は、パーティクル排出処理として、チャンバ１０内に成膜時よりも多い流量の反応ガスを導入し、ガス排出部５０から排出する制御を行ってもよい。これにより、チャンバ１０内の反応ガスが効率良く排出され、これとともにパーティクルを排出できることになる。
【００２７】
また、制御部６０は、パーティクル排出処理として、チャンバ１０内へ反応ガスを導入する際の圧力を成膜時より高くする制御を行ってもよい。これにより、チャンバ１０内へ反応ガスが効率良く導入および排出され、これとともにパーティクルを排出できることになる。
【００２８】
また、制御部６０は、成膜完了後のパーティクル排出処理として、基板Ｓの表面に向けてエアブローを行ってもよい。この際、エアブローで用いるエアーはフィルタを通してクリーンエアーとしておく。
【００２９】
さらに、制御部６０は、基板Ｓへの成膜を行う間、パーティクル排出処理を複数回実行するようにしてもよい。すなわち、一つの膜を形成するため所定の反応ガスを導入し、成膜を行っている途中、反応ガスの圧力もしくは流量を通常より高めるパーティクル排出処理を実行し、その後、通常の成膜条件に戻して途中まで成膜を行った段階で、再度パーティクル排出処理を行うといった処理を繰り返し、一つの膜の形成を行う間に複数回のパーティクル排出処理を行うようにしてもよい。これにより、一つの膜の形成であってもパーティクルの基板への付着を確実に防止することが可能となる。
【００３０】
なお、図１に示す成膜装置は、基板Ｓをステージ１１上に載置固定した状態で成膜を行うものであるが、基板Ｓを搬送しながら成膜を行う装置構成であってもよい。
【００３１】
また、チャンバ１０内にパーティクルカウンタや光学センサを設けておき、ある一定のパーティクルを計数した段階で制御部６０がパーティクル排出処理を行うようにしてもよい。具体的には、チャンバ１０内のパーティクルの数が予め設定した閾値を超えた場合や、パーティクルの大きさが成膜中の膜厚より大きくなったり、その後に形成する膜の膜厚より大きくなるなど、製造する素子の性能に影響を与えるような大きさになった場合、パーティクル排出処理を自動的に実行することになる。
【００３２】
＜成膜方法＞
図２は、本実施形態に係る成膜方法を説明する模式図である。この図では、（１）〜（７）の順に沿って成膜が行われる。本実施形態に係る成膜方法の特徴は、基板と拡散板との間で発生するパーティクルを基板に落下にする前にチャンバ内から除去する点である。
【００３３】
このパーティクルを除去する方法としては、保護膜等の成膜プロセスの途中でパーティクル除去プロセス（パーティクル排出処理）を追加する。パーティクル除去プロセスは、保護膜等の成膜プロセス中に圧力またはガス流量を変化させ連続して成膜することである。このパーティクル除去プロセスは、一つの成膜について１回以上行う。
【００３４】
また、パーティクル除去プロセスは、成膜終了前、終了後には必ず行うことが望ましい。また、成膜終了後のパーティクル除去プロセスは基板上にエアブローをしてパーティクルを除去してもよい。このパーティクル除去プロセスは、確実なパーティクル除去の観点から０．１秒以上行うことが望ましい。
【００３５】
次に、図２に沿って本実施形態に係る成膜方法を説明する。なお、図２に示す例では、一つの成膜でパーティクル除去プロセスを２回行っている。まず、ＴＦＴ基板等の成膜対象となる基板をチャンバ内に配置し（図２（１）参照）、反応ガスの導入とともに高周波印加によって基板上に保護膜等の成膜を開始する(図２（２）参照)。
【００３６】
成膜を開始すると、基板と拡散板との間にパーティクルが発生する(図２（２）参照)。パーティクルには、重力に対抗した静電力、イオン抗力が働いているため、チャンバ内で落下せずに浮遊する状態となる。成膜を続けるとパーティクルも成長する(図２（３）参照)。
【００３７】
次に、チャンバ内に導入する反応ガスの圧力、ガス流量を変更し、１回目のパーティクル除去プロセスを例えば１秒間行う(図２（４）参照)。これにより、パーティクルがチャンバ内から除去される(図２（４）参照)。
【００３８】
その後、反応ガスの圧力、ガス流量を戻し、通常の成膜を再開する(図２（５）参照)。これにより、チャンバ内には再度パーティクルが発生することになる(図２（５）参照)。さらに成膜を続けると、このパーティクルも成長していく(図２（６）参照)。
【００３９】
そして、成膜終了時に圧力、ガス流量を変更し、２回目のパーティクル除去プロセスを例えば１秒間行う(図２（７）参照)。これにより、パーティクルがチャンバ内から除去される(図２（７）参照)。
【００４０】
なお、上記の成膜方法では、（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（４）圧力、ガス流量を戻して成膜再開→（５）保護膜成長→（６）２回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（７）成膜終了という流れで成膜を行ったが、これ以外の流れであってもよい。以下、他の流れの概略を示す。
【００４１】
（パーティクル除去プロセス１回実施の流れ）
（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（４）成膜終了
上記の流れでは、成膜開始から終了までの間に１回だけパーティクル除去プロセスを施しており、比較的短時間に成膜を行う場合に有効である。すなわち、成膜時間が短い場合には、パーティクルの成長が小さいことから、１回のパーティクル除去プロセスでも十分にパーティクルを排除することができる。
【００４２】
（パーティクル除去プロセス３回実施の流れ）
（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（４）圧力、ガス流量戻し成膜再開→（５）保護膜成長→（６）２回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（７）圧力、ガス流量戻し成膜再開→（８）保護膜成長→（９）３回目パーティクル除去プロセス１．０秒→（１０）成膜終了
上記の流れでは、成膜開始から終了までの間に３回のパーティクル除去プロセスを施しており、比較的長時間の成膜を行う場合に有効である。すなわち、成膜時間が長い場合には、パーティクルの成長が大きいことから、適宜複数回のパーティクル除去プロセスを行うことで十分にパーティクルを排除することができる。
【００４３】
（パーティクル除去プロセス０．１秒実施の流れ）
（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス０．１秒実施→（４）圧力、ガス流量戻し成膜再開→（５）保護膜成長→（６）２回目パーティクル除去プロセス０．１秒実施→（７）成膜終了
上記の流れでは、成膜開始から終了までの間に２回のパーティクル除去プロセスを施すものであるが、１回のパーティクル除去プロセスが０．１秒と短時間となっている。パーティクル除去プロセスにおいて圧力やガス流量を通常成膜時から変化させているため、これによる成膜への影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００４４】
（パーティクル除去プロセスを膜質変更プロセスと兼ねる(圧力、ガス流量戻さない)流れ）
（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（４）圧力、ガス流量そのまま成膜再開→（５）保護膜成長→（６）２回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（７）成膜終了
上記の流れでは、成膜開始から終了までの間に２回のパーティクル除去プロセスを施すものであるが、１回のパーティクル除去プロセスの条件のまま成膜を続行するものである。これにより、形成する膜を途中から変更する処理とともにパーティクル除去を行うことが可能となる。
【００４５】
（圧力のみ変化させる流れ）
（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（４）圧力のみ戻し成膜再開→（５）保護膜成長→（６）２回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（７）成膜終了
上記の流れでは、成膜開始から終了までの間に２回のパーティクル除去プロセスを施すものであるが、パーティクル除去プロセスとして通常の成膜条件から圧力のみを変化させるものである。これにより、通常成膜時からの条件変化による成膜への影響を抑制することができる。
【００４６】
（ガス流量のみ変化(０ｓｃｃｍも可)の流れ）
（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（４）ガス流量のみ戻し成膜再開→（５）保護膜成長→（６）２回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（７）成膜終了
上記の流れでは、成膜開始から終了までの間に２回のパーティクル除去プロセスを施すものであるが、パーティクル除去プロセスとして通常の成膜条件からガス流量のみを変化させるものである。これにより、通常成膜時からの条件変化による成膜への影響を抑制することができる。
【００４７】
（成膜終了後、パーティクル除去プロセスの流れ）
（１）成膜開始→（２）保護膜成長→（３）１回目パーティクル除去プロセス１．０秒実施→（４）圧力、ガス流量戻し成膜再開→（５）保護膜成長→（６）成膜終了→（７）エアブローによる成膜終了後のパーティクル除去プロセス
上記の流れでは、成膜途中に１回のパーティクル除去プロセスを行うとともに、成膜終了後にエアブローによるパーティクル除去プロセスを行うものである。反応ガスの圧力や流量の変化でなく、単純なエアブローによってもパーティクルを除去することができる。
【００４８】
ここで、本実施形態の成膜方法で適用されるパーティクル除去プロセスは、同一の成膜装置内で行っても、別ユニットで行うようにしてもよい。図３は、パーティクル除去プロセスの実施構成を従来例と比較して示した模式図である。図３（ａ）に示す従来例では、基板を成膜装置に搬入し、ＣＶＤによる成膜処理を行った後、成膜装置から基板を排出する工程となる。
【００４９】
一方、本実施形態では、次の２つの実施構成が挙げられる。先ず、図３（ｂ）に示す例では、基板を成膜装置に搬入し、ＣＶＤを行うユニットで成膜処理を行う。その後、基板を次のユニットに搬送し、ここでパーティクル除去プロセスを実施する。成膜処理を行うユニットとパーティクル除去を行うユニットとは別であるが、これらは基板の搬送経路（搬送ユニット）を介して連通した状態となっており、複数枚の基板を連続して処理できるようになっている。ここで、ユニットとは、所定の処理を実行可能な装置構成の単位であり、例えば一つのチャンバを備えた構成のことを言う。
【００５０】
次に、図３（ｃ）に示す例では、基板を成膜装置に搬入し、ＣＶＤによる成膜処理を行う。そして、同じユニット内で条件を変更してパーティクル除去プロセスを実行する。
【００５１】
このように、本実施形態では、ＣＶＤによる成膜工程とパーティクル除去プロセスとを別ユニットで行う形態でも、同一ユニット内で行う形態でも対応可能である。
【００５２】
＜発光素子の製造方法＞
図４は、本実施形態の成膜装置および成膜方法によって製造される発光素子（有機ＥＬ素子）の概略断面構成図である。すなわち、有機ＥＬ素子は、ＴＦＴ基板、有機機能層（発光機能層）、ＣＶＤ保護膜、樹脂保護膜、対向基板によって構成されている。
【００５３】
ＴＦＴ基板１には下部電極をスイッチングするＴＦＴが設けられ、下部電極上に主に有機材料を積層してなる有機機能薄膜である発光機能層２が積層される。また、この発光機能層２の上に、本実施形態に係る成膜装置および成膜方法によってＣＶＤ保護膜３が形成され、その上に樹脂保護膜４を介して対向基板５が配置される。
【００５４】
下部電極および上部電極はどちらか一方が陽極として構成され他方が陰極として構成される。ここでは下部電極が陽極として構成され、上部電極が陰極として構成されることとする。
【００５５】
また下部電極は、画素毎にパターン形成されているのに対し、上部電極は、各画素に共通の電極として発光機能層２上に設けられている。
【００５６】
また、図４の拡大図で示すように、発光機能層２は、陽極である下部電極側から順に、例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を積層したものである。これらの層のうち発光層以外の層は、必要に応じて設ければ良い。
【００５７】
このような発光機能層２は、各色の有機ＥＬ素子において、少なくともそれぞれの波長の光を発生させる発光層が素子毎に選択された材料を用いてパターン形成されている。
【００５８】
以上のような積層構造の有機ＥＬ素子では、発光機能層２において発生した光を、反射電極からなる下部電極と、半透過半反射材料からなる上部電極との間で共振させて上部電極側から取り出す共振器構造として構成されている。
【００５９】
すなわち、これらの有機ＥＬ素子は、下部電極における発光機能層２側の界面を第１端部、上部電極における発光機能層側の界面を第２端部とし、発光機能層２を共振部とした共振器構造を有している。このように共振器構造を有するようにすれば、発光機能層２で発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することにより、半透過半反射材料からなる上部電極側から取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し、色純度を向上させることができる。
【００６０】
そのためには、共振器の第１端部（反射面）Ｐ１と第２端部（半透過面）Ｐ２との間の光学的距離Ｌは下記の式（１）を満たすようにし、共振器の共振波長（取り出される光のスペクトルのピーク波長）と、取り出したい光のスペクトルのピーク波長とを一致させることが重要である。
【００６１】
（２Ｌ）／λ＋Φ／（２π）＝ｍ      …（１）
【００６２】
ただし、式（１）中、Ｌは第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２との間の光学的距離、ｍは次数（０または自然数）、Φは第１端部Ｐ１で生じる反射光の位相シフトΦ１と第２端部Ｐ２で生じる反射光の位相シフトΦ２との和（Φ＝Φ１＋Φ２）［ｒａｄ］、λは第２端部Ｐ２の側から取り出したい光のスペクトルのピーク波長をそれぞれ表す。なお、式（１）において、Ｌおよびλは単位が共通すればよいが、例えば（ｎｍ）を単位とする。
【００６３】
このような共振器構造の第１端部Ｐ１を構成する下部電極は、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。
【００６４】
また、下部電極は陽極として用いられるため、仕事関数の比較的大きい金属や金属酸化物などにより構成することが可能である。このような下部電極は、積層方向の厚みが３０ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下であり、銀合金やアルミニウムとネオジウムの合金膜等を用いて構成される。
【００６５】
一方、共振器構造の第２端部Ｐ２を構成する上部電極は、半透過性反射層として用いられ、反射率と透過率との合計がなるべく１００％に近くなる一方、吸収率ができるだけ小さくなるようにすることが吸収による損失を小さくする上で望ましい。
【００６６】
また、この上部電極は陰極として用いられる電子注入電極であるため、発光機能層２への電子注入障壁が小さいことが好ましく、仕事関数の小さい金属により構成されていることが望ましい。さらに、上述のように光の吸収による損失を防止できる程度に薄膜であっても、発光機能層２側に正孔を供給するのに十分な導電性を備えて電極として機能することが必要である。
【００６７】
このような上部電極の構成材料としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ金属またはアルカリ土類金属と、銀（Ａｇ）とを含む合金よりなる金属薄膜が好ましく、特に、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）とを含む合金よりなる金属薄膜であればより好ましい。
【００６８】
マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金よりなる金属薄膜は、安定的な真空蒸着が可能であり、かつ、５ｎｍから１０ｎｍ程度の薄膜においても有機電界発光素子を駆動することが可能であるため、光共振器構造における光取り出し側の電極として最適であるからである。また、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金よりなる上部電極は、抵抗加熱蒸着のような有機膜に対するダメージの小さい成膜方法で簡便に形成することが可能であるため欠陥が少なく、信頼性の高い発光を得ることができるからである。
【００６９】
そして以上のような下部電極と上部電極との間に設けられた発光機能層２を構成する各層は、下層側から次のように構成される。
【００７０】
正孔注入層は、正孔注入効率を高めるためのものである。このような正孔注入層は、例えばヘキサアザトリフェニレン誘導体、芳香族アミン誘導体等のほか、公知の材料からなり、膜厚は一例として４ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることとする。
【００７１】
正孔輸送層は、発光層への正孔輸送効率を高めるためのものである。このような正孔輸送層は、例えばビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）により構成され、膜厚は一例として５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることとする。
【００７２】
発光層は、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。この発光層は、各色の有機ＥＬ素子（ｒ），ＥＬ（ｇ），ＥＬ（ｂ）毎にそれぞれ構成が異なっていることとする。
【００７３】
赤色発光素子の発光層は、例えばＡｌｑ3に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものにより構成されている。膜厚は、一例として１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることとする。
【００７４】
緑色発光素子の発光層は、例えばＡｌｑ3にクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものにより構成されている。膜厚は、一例として１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることとする。
【００７５】
青色発光素子の発光層は、例えばＡＤＮ（９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）にペリレンを１体積％混合したものにより構成されている。膜厚は、一例として１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることとする。
【００７６】
電子輸送層は、発光層への正孔輸送効率を高めるためのものである。このような電子輸送層は、例えばＡｌｑ3により構成されて、膜厚は一例として５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることとする。
【００７７】
電子注入層は、正孔注入効率を高めるためのものである。このような電子注入層は、例えばリチウム（Ｌｉ），マグネシウム（Ｍｇ）あるいはカルシウム（Ｃａ）などのアルカリ金属またはアルカリ土類金属と、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ）あるいはインジウム（Ｉｎ）などの金属との合金、具体的にはＭｇ−Ａｇ合金により構成されていることが好ましい。
【００７８】
また、リチウム（Ｌｉ），マグネシウム（Ｍｇ）あるいはカルシウム（Ｃａ）などのアルカリ金属またはアルカリ土類金属と、フッ素あるいは臭素などのハロゲンまたは酸素との化合物、具体的にはＬｉＦよりなるものも好ましい。さらに、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）などの電子輸送性有機材料にマグネシウム（Ｍｇ）などのアルカリ金属を添加した材料により構成されていてもよい。電子注入層は、これらのうち２種類以上の膜を積層した構造でもよい。
【００７９】
このような電子注入層の膜厚は、例えば、ＬｉＦなどのアルカリ金属のハロゲン化物，アルカリ土類金属のハロゲン化物，アルカリ金属の酸化物あるいはアルカリ土類金属の酸化物により構成されている場合、０．３ｎｍ以上１．３ｎｍ以下であることが好ましい。駆動電圧を低くし、発光効率も高めることができるからである。
【００８０】
また有機ＥＬ素子を覆うＣＶＤ保護膜３は、透明誘電体からなるパッシベーション膜であり、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2），窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。膜厚は、数十ｎｍ〜数μｍ（例えば、５μｍ）程度となっている。
【００８１】
また、ＣＶＤ保護膜３の上に形成される樹脂保護膜４は、例えば、（材質の補充願います。）により構成されている。膜厚は、数十ｎｍ〜数十μｍ（例えば、３０μｍ）程度となっている。
【００８２】
本実施形態では、ＣＶＤ保護膜３を形成する工程でパーティクル除去を行っていることから、ＣＶＤ保護膜３の形成時にＣＶＤ保護膜３の膜厚を超えるようなパーティクルや、ＣＶＤ保護膜３の上に樹脂保護膜４の膜厚を超えるようなパーティクルが付着することを防止でき、信頼性の高い有機ＥＬ素子を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施形態に係る成膜装置を説明する模式断面図である。
【図２】本実施形態に係る成膜方法を説明する模式図である。
【図３】パーティクル除去プロセスの実施構成を従来例と比較して示した模式図である。
【図４】本実施形態の成膜装置および成膜方法によって製造される発光素子（有機ＥＬ素子）の概略断面構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…チャンバ、１１…ステージ、２０…シャワープレート、３０…拡散板、４０…ガス導入部、５０…ガス排出部、６０…制御部
【図１】
2009138210.tif 000003
【図２】
2009138210.tif 000004
【図３】
2009138210.tif 000005
【図４】
2009138210.tif 000006