電子デバイス、電子デバイスの製造方法、封止膜の構造体、電子デバイスを製造する製造装置およびプラズマ処理装置
【課題】膜の封止性を保持しつつ膜の内部応力を低減した封止膜により素子を保護する。
【解決手段】マイクロ波プラズマ処理装置は、有機ＥＬ素子が形成された基板Ｇを載置するサセプタ４１１と、処理容器内にガスを供給するガス供給源４４３とを有し、処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより基板Ｇを処理する。ガス供給源４４３は、まず、炭素成分を含有する第１のガスを供給し、供給された第１のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマによりサセプタ４１１に載置された基板Ｇ上のメタル電極５２０に所定量の炭素成分を含有した応力緩和膜５３０を積層する。その後、ガス供給源４４３から炭素成分を含有しない第２のガスを供給し、供給された第２のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより応力緩和膜５３０上に炭素成分を含有しないバリア膜５４０を積層する。
【解決手段】マイクロ波プラズマ処理装置は、有機ＥＬ素子が形成された基板Ｇを載置するサセプタ４１１と、処理容器内にガスを供給するガス供給源４４３とを有し、処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより基板Ｇを処理する。ガス供給源４４３は、まず、炭素成分を含有する第１のガスを供給し、供給された第１のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマによりサセプタ４１１に載置された基板Ｇ上のメタル電極５２０に所定量の炭素成分を含有した応力緩和膜５３０を積層する。その後、ガス供給源４４３から炭素成分を含有しない第２のガスを供給し、供給された第２のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより応力緩和膜５３０上に炭素成分を含有しないバリア膜５４０を積層する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、封止膜の構造体、電子デバイスを製造する製造装置およびプラズマ処理装置に関し、特に、素子を封止する膜の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物を用いて発光させる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を利用した有機ＥＬディスプレイが注目されている。この有機ＥＬ素子は、自発光し、反応速度が速く、消費電力が低い等の特徴を有しているため、バックライトを必要とせず、たとえば、携帯型機器の表示部等への応用が期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に形成され、有機層を陽極層（アノード）および陰極層（カソード）にてサンドイッチした構造をしていて、このうちの有機層は、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）が発生し、有機ＥＬ素子の寿命を縮める一因となる。このため、外部の水分や酸素を透過させないように膜の封止性を高めることは非常に重要である。
【０００４】
そこで、外部の湿気などから有機層を保護する方法として、従来から、アルミ缶などの封止缶を用いる方法が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。これによれば、有機ＥＬ素子上に、封止缶をシール材で貼り付け、さらに封止缶の内部に乾燥剤を取りつけることにより有機ＥＬ素子を封止および乾燥させ、これにより、有機ＥＬ素子への水分の混入を防止する。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子上に封止膜を成膜することにより、有機ＥＬ素子を封止する方法も提案されている（たとえば、特許文献２を参照）。封止膜による封止は、封止缶の場合に比べて構造が単純で薄型化が可能であるなどの利点がある。
【０００６】
この封止膜には、上述したように、水分や酸素を透過させないことに加え、成膜温度が低いこと、膜応力が低いこと、物理的な衝撃から素子自体を充分に保護することなどが要求される。特に、有機ＥＬ素子の場合、発光特性を劣化させないために、低温にて成膜する必要がある。そのため、封止膜には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学蒸着薄膜成膜法）により１００℃以下の低温にて成膜可能な窒化珪素（ＳｉＮ）膜が有力視されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１６６２６５号公報
【特許文献２】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】
【０００８】
しかしながら、膜の封止性を高めるために、膜の密度を上げれば上げるほど封止膜中の引張応力が強くなる。この引張応力が大きくなると、膜はお椀状に反る方向に応力がかかり、封止膜の剥がれや素子と封止膜との界面付近の破壊を招く要因となる。
【０００９】
そこで、上記問題を解消するために、本発明は、封止膜の封止性を保持しつつ膜の内部応力を低減した電子デバイスおよび電子デバイスの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、被処理体上に形成された素子と、前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを有する電子デバイスが提供される。
【００１１】
発明者は、鋭意研究の結果、図６および図７に示したように、膜の炭素含有率と膜応力との間には相関関係があることを導き出した。これによれば、封止膜を形成する成分に所定量の炭素（Ｃ）成分を混入すると、封止膜中の内部応力が変わる。すなわち、封止膜中に混入される炭素成分が多くなればなるほど、膜の内部応力が引張応力側から圧縮応力側へと変化することがわかる。
【００１２】
この相関関係を利用して、発明者は、被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、さらに、応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層させた電子デバイスを考え出した。これによれば、素子とバリア膜との間に炭素を含有した応力緩和膜が設けられるため、応力緩和膜の膜応力がバリア膜の引張応力を緩和する力として働き、封止膜全体の残留応力を低減することができる。
【００１３】
これに加えて、かかる構成によれば、応力緩和膜上にさらにバリア膜が形成される。これにより、膜全体の封止性を高く維持することができる。この結果、素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜により、膜応力を低減させて膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、応力緩和膜上に設けられたバリア膜により外部の水分や酸素が素子内に混入することを防止することによって、素子の劣化を回避することができる。この結果、素子の寿命を長く保つことができる。
【００１４】
このとき、前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜（Ｈ：ＳｉＮｘ膜）であり、前記応力緩和膜は、４原子パーセント以上の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜（Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ膜）であってもよい。
【００１５】
図７に示した膜の炭素含有率と膜応力との関係によれば、炭素成分の含有率が４原子パーセント（ａｔ％）以上の場合、応力緩和膜の膜応力は、０（Ｍｐａ）より小さくなり、圧縮応力となる。図７によれば、炭素成分が含有していない（すなわち、炭素成分の含有率が０％）のバリア膜の膜応力は、１７０ＭＰａ程度であるから、応力緩和膜の膜応力が０（Ｍｐａ）より小さくなると、応力緩和膜とバリア膜との膜応力の総和は、バリア膜のみが素子上に存在する場合に比べて小さくなる。これにより、封止膜の封止性を高く維持しながら封止膜の内部応力を低減することができる。
【００１６】
さらに、各封止膜は、主に、水素化窒化珪素膜により形成される。水素化窒化珪素膜は、１００℃以下の低温にてＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学蒸着薄膜成膜法）により成膜される。この結果、成膜時に素子の特性が変化することを回避することができる。このようにして、素子上の封止膜を応力緩和膜およびバリア膜の２層構造にし、さらに、各封止膜を、水素化窒化珪素膜により形成することにより、電子デバイスの素子の特性を劣化させることなく、膜剥がれや素子の破損を防止して、素子の寿命を長く保持することができる。
【００１７】
前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜であり、前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜であってもよい。
【００１８】
図７に示した炭素含有率と膜応力との関係によれば、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜の膜応力は、−５０〜５０（Ｍｐａ）の間の値をとる。換言すれば、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。よって、かかる構成によれば、素子とバリア膜との間に膜応力の非常に小さい応力緩和膜が介在することになる。このようにして、素子を保護する緩衝材として応力緩和膜を機能させることにより、バリア膜の引張応力が素子に直接作用することによって素子が破損したり、膜が剥がれたりすることを回避することができる。
【００１９】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記素子上にそれぞれ複数層積層されるようにしてもよい。その際、前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記素子上に交互にそれぞれ複数層積層されるほうが好ましい。また、最内層には、前記応力緩和膜が形成され、最外層には、前記バリア膜が形成されているほうがよい。
【００２０】
図８（ａ）に示したように、封止膜の内部応力は、バリア膜と応力緩和膜との界面にて一番大きくなる。よって、封止膜は、バリア膜と応力緩和膜との界面にて一番大きくひずむ。また、このひずみは、各封止膜の厚さが厚いほど大きくなる。しかしながら、かかる構成によれば、バリア膜と応力緩和膜とは、素子上にそれぞれ複数層（好ましくは、交互に）積層される。これにより、一層毎の各封止膜の厚さを薄くすることができる。この結果、図８（ｂ）に示したように、バリア膜と応力緩和膜との界面に生じる内部応力の大きさを小さくし、封止膜全体の内部応力の分布をより均一にすることにより、封止膜内部のひずみを小さくすることができる。これにより、膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができる。
【００２１】
最内層には、応力緩和膜が形成され、最外層には、バリア膜が形成されるようにしてもよい。これによれば、最外層に位置づけられたバリア膜により封止膜全体の封止性を高く保ちながら、最内層に位置づけられた応力緩和膜により膜剥がれや素子の破損の危険性を低減することができる。
【００２２】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記応力緩和膜が前記バリア膜に挟まれるように、前記素子上に積層されるようにしてもよい。これによれば、素子上にバリア膜、応力緩和膜、バリア膜の順に３層封止膜が形成される。これにより、より膜の封止性を高め、外部から素子へ与える影響をより少なくすることができる。
【００２３】
前記応力緩和膜の炭素含有率と厚さおよび前記バリア膜の厚さは、前記バリア膜の膜応力と前記応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下となるように定められていてもよく、さらに、５０ＭＰａ以下となるように定められるほうが好ましい。また、前記バリア膜と前記応力緩和膜との厚さの総和は、５μｍ以下であるほうが好ましい。
【００２４】
これによれば、バリア膜の膜応力と応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下（好ましくは、５０ＭＰａ）以下となる。これにより、封止膜全体の内部応力を小さくして、膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができる。
【００２５】
前記電子デバイスは、有機発光ダイオードまたは薄膜トランジスタのいずれかであってもよい。これによれば、上記２重構造の封止膜により封止された素子を有する有機発光ダイオードまたは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が製造される。これにより、たとえば、有機ディスプレイまたは液晶ディスプレイを駆動するためにマトリクス上に構成された各素子を外部の水分などから有効に保護することができる。特に、有機ＥＬ素子は、水分に弱い性質を持っている。よって、バリア膜により大気中の水分を素子内に混入させることを回避しながら、応力緩和膜によりバリア膜に発生した膜応力を緩和することによって膜剥がれや素子の破壊の危険性を低減することができる。
【００２６】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法が提供される。
【００２７】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子を封止する封止膜の構造体であって、前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを有する封止膜の構造体が提供される。
【００２８】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法を使用して電子デバイスを製造する製造装置が提供される。
【００２９】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、素子が形成された被処理体を載置する載置台と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給源と、を有し、前記ガス供給源から炭素成分を含有する第１のガスを供給し、供給された第１のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記載置台に載置された被処理体上の素子に所定量の炭素成分を含有した応力緩和膜を積層した後、前記ガス供給源から炭素成分を含有しない第２のガスを供給し、供給された第２のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層するプラズマ処理装置が提供される。
【００３０】
これらによれば、バリア膜により外部の水分や酸素が素子内に混入することを防止することによって素子の劣化を回避しながら、素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜により膜応力を小さくすることによって、膜剥がれや素子の破損の危険性を低減することができる。
【００３１】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子と、前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜とを有する電子デバイスが提供される。このとき、前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜であってもよい。
【００３２】
前述したように、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。よって、かかる構成によれば、素子上を膜応力の非常に小さい応力緩和膜にて保護することにより、膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、たとえば、応力緩和膜の厚みを増やすことにより、素子を効果的に保護することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、膜の封止性を保持しつつ膜の内部応力（残留応力）を低減した封止膜により素子を効果的に保護することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に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とする。
【００３５】
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０について、その概略構成を示した図１を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、基板処理装置１０を用いて有機ＥＬ素子を製造する工程について、有機ＥＬ素子を封止膜により封止する工程も含めて説明する。
【００３６】
本実施形態にかかる基板処理装置１０は、複数の処理容器を有するクラスタ型の製造装置であり、ロードロック室ＬＬＭ、搬送室ＴＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）、前処理室ＣＭおよび４つのプロセスモジュールＰＭ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｏｄｕｌｅ）１〜ＰＭ４から構成されている。
【００３７】
ロードロック室ＬＬＭは、大気系から搬送されたガラス基板（以下「基板」という）Ｇを、減圧状態にある搬送室ＴＭに搬送するために内部を減圧状態に保持した真空搬送室である。なお、大気系からロードロック室ＬＬＭに搬入される基板Ｇ上には、予め陽極層としてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が形成されている。
【００３８】
搬送室ＴＭには、その内部に屈伸および旋回可能な多関節状の搬送アームＡｒｍが配設されている。基板Ｇは、最初に、搬送アームＡｒｍを用いてロードロック室ＬＬＭから前処理室ＣＭに搬送され、つぎに、プロセスモジュールＰＭ１に搬送され、さらに、他のプロセスモジュールＰＭ２〜ＰＭ４に搬送される。前処理室ＣＭでは、基板Ｇに形成された陽極層としてのＩＴＯの表面に付着した汚染物（主に有機物）を除去する。
【００３９】
４つのプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４では、まず、プロセスモジュールＰＭ１にて、蒸着により基板のＩＴＯ表面に６層の有機膜が連続的に成膜される。つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ４に搬送される。プロセスモジュールＰＭ４では、スパッタリングにより基板Ｇの有機層上にメタル電極が形成される。つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ２に搬送され、プロセスモジュールＰＭ２にて有機膜の一部がエッチングにより除去される。ついで、基板Ｇは、再びプロセスモジュールＰＭ４に搬送され、プロセスモジュールＰＭ４にてメタル電極の側部がスパッタリングにより形成され、最後に、プロセスモジュールＰＭ３に搬送され、プロセスモジュールＰＭ３にてＣＶＤにより封止膜が形成される。
【００４０】
以下では、蒸着により有機膜を成膜するプロセスモジュールＰＭ１の内部構成（図２）を説明した後、ＣＶＤにより封止膜を成膜するプロセスモジュールＰＭ３の内部構成（図４）を説明する。なお、エッチングおよびスパッタリングを実行するプロセスモジュールＰＭ２およびＰＭ４は、一般的なエッチング装置およびスパッタリング装置であるため、その内部構成の説明を省略する。
【００４１】
（プロセスモジュールＰＭ１：有機膜の成膜処理）
図２にその縦断面を模式的に示したように、プロセスモジュールＰＭ１は、第１の処理容器１００および第２の処理容器２００を有していて、第１の処理容器１００内にて６層の有機膜が連続的に成膜される。
【００４２】
第１の処理容器１００は、直方体の形状であり、その内部に摺動機構１１０、６つの吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆおよび７つの隔壁１３０を有している。第１の処理容器１００の側壁には、開閉により基板Ｇを搬入、搬出可能なゲートバルブ１４０が設けられている。
【００４３】
摺動機構１１０は、ステージ１１０ａ、支持体１１０ｂおよびスライド機構１１０ｃを有している。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および支持体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、これにより、各吹き出し機構１２０のわずか上空にて基板Ｇを平行移動させるようになっている。
【００４４】
６つの吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆは、形状およ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。
【００４５】
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隣りの吹き出し機構１２０から吹き出される有機分子に混入することを防止するようになっている。
【００４６】
第２の処理容器２００には、形状および構造が同一の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て、各収納部を２００〜５００℃程度の高温にすることにより各有機材料を気化させるようになっている。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）も含んでいる。
【００４７】
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ている。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り、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２の処理容器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ている。
【００４８】
各連結管１５０には、バルブ２２０ａ〜２２０ｆがそれぞれ取り付けられていて、各バルブ２２０を閉じると、各有機材料を収納している蒸着源２１０内の空間と第１の処理容器の内部空間とが遮断され、各バルブ２２０を開くと、両空間が連通する。本実施形態では、各バルブ２２０は、大気中に放出されているが、第２の処理容器２００内に設けられてもよい。
【００４９】
各吹き出し機構１２０から吹き出された有機分子のうち、まず、吹き出し機構１２０ａから吹き出された有機分子が、吹き出し機構１２０ａの上方をある速度で進行する基板Ｇ上のＩＴＯ（陽極）に付着することにより、図３に示したように、基板Ｇに第１層のホール輸送層が形成される。続いて、基板Ｇが吹き出し機構１２０ｂから吹き出し機構１２０ｆまで順に移動する際、各吹き出し機構１２０ｂ〜１２０ｆから吹き出された有機分子がそれぞれ基板Ｇに堆積することにより、有機層（第２層〜第６層）が順に形成される。このようにして、有機ＥＬ製造プロセスの各工程を示した図５のうち、図５（ａ）に示した基板ＧのＩＴＯ（陽極）５００上に、図５（ｂ）に示した有機層５１０が成膜される。
【００５０】
（プロセスモジュールＰＭ４：メタル電極の成膜処理）
つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ４内に搬送される。プロセスモジュールＰＭ４内では、処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマ中のイオンをターゲットに衝突させる（スパッタリング）ことにより、ターゲットからターゲット原子Ａｇが飛び出す。飛び出したターゲット原子Ａｇは、パターンマスクを介して有機層５１０上に堆積する。これにより、図５（ｃ）に示したメタル電極（陰極）５２０が成膜される。
【００５１】
（プロセスモジュールＰＭ２：有機膜のエッチング処理）
つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ２内に搬送され、容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマによりメタル電極５２０をマスクとして、メタル電極５２０の下部に積層された有機層以外の有機層が削り取られる（ドライエッチング）。これにより、図５（ｄ）に示したように、メタル電極５２０の下部に位置する有機層のみが基板Ｇ上に残る。
【００５２】
（プロセスモジュールＰＭ３：封止膜の成膜処理）
つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ３内に搬送され、図４にその縦断面を模式的に示したＲＬＳＡ（Ｒａｄｉａｌ Ｌｉｎｅ Ｓｌｏｔ Ａｎｔｅｎｎａ）プラズマＣＶＤ装置により成膜処理される。ＲＬＳＡプラズマＣＶＤ装置は、天井面が開口された円筒状の処理容器３００を有している。天井面の開口には、シャワープレート３０５が嵌め込まれている。処理容器３００とシャワープレート３０５とは、処理容器３００の内壁の段差部とシャワープレート３０５の下面外周部との間に配設されたＯリング３１０により密閉され、これにより、プラズマ処理を施す処理室Ｕが形成されている。たとえば、処理容器３００はアルミニウム等の金属からなり、シャワープレート３０５はアルミニウム等の金属または誘電体からなり、電気的に接地されている。
【００５３】
処理容器３００の底部には、ウエハＷを載置するサセプタ（載置台）３１５が絶縁体３２０を介して設置されている。サセプタ３１５には、整合器３２５ａを介して高周波電源３２５ｂが接続されていて、高周波電源３２５ｂから出力された高周波電力により処理容器３００の内部に所定のバイアス電圧を印加するようになっている。また、サセプタ３１５には、コイル３３０ａを介して高圧直流電源３３０ｂが接続されていて、高圧直流電源３３０ｂから出力された直流電圧により基板Ｇを静電吸着するようになっている。また、サセプタ３１５の内部には、ウエハＷを冷却するために冷却水を供給する冷却ジャケット３３５が設けられている。
【００５４】
シャワープレート３０５は、その上部にてカバープレート３４０により覆われている。カバープレート３４０の上面には、ラジアルラインスロットアンテナ３４５が設けられている。ラジアルラインスロットアンテナ３４５は、多数の図示しないスロットが形成されたディスク上のスロット板３４５ａとスロット板３４５を保持するディスク上のアンテナ本体３４５ｂとスロット板３４５ａとアンテナ本体３４５ｂとの間に設けられ、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの誘電体から形成される遅相板３４５ｃとから構成されている。ラジアルラインスロットアンテナ３４５には、同軸導波管３５０を介して外部にマイクロ波発生器３５５が設置されている。
【００５５】
処理容器３００には、真空ポンプ（図示せず）が取り付けられていて、ガス排出管３６０を介して処理容器３００内のガスを排出することにより、処理室Ｕを所望の真空度まで減圧するようになっている。
【００５６】
ガス供給源３６５は、複数のバルブＶ、複数のマスフローコントローラＭＦＣ、アンモニア（ＮＨ３）ガス供給源３６５ａ、アルゴン（Ａｒ）ガス供給源３６５ｂ、シラン（ＳｉＨ４）ガス供給源３６５ｃおよびトリメチルシラン（（ＣＨ３）３ＳｉＨ；３ＭＳ）ガス供給源３６５ｄから構成されている。ガス供給源３６５は、各バルブＶの開閉および各マスフローコントローラＭＦＣの開度をそれぞれ制御することにより、所望の濃度のガスを処理容器３００の内部に供給するようになっている。
【００５７】
このようにして、アンモニアガスおよびアルゴンガス（第１のガスの一例）が、第１の流路３７０ａを通って、シャワープレート３０５を貫通するガス導入管３７５から処理室Ｕの上方に供給され、アルゴンガス、シランガスおよびトリメチルシランガス（第２のガスの一例）が、第２の流路３７０ｂを通って一体型ガスパイプ３８０から第１のガスより下方に供給される。かかる構成によれば、マイクロ波発生器３５５からスロットおよびシャワープレート３０５を介して処理室Ｕ内に入射されたマイクロ波により、各種ガスからプラズマが生成され、生成されたプラズマにより炭素（Ｃ）成分を含有した水酸化窒化珪素（Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ）膜からなる応力緩和膜５３０が形成される。
【００５８】
応力緩和膜５３０を形成後、トリメチルシランガス供給源３６５ｄのバルブＶを閉じて、アルゴンガスおよびアンモニアガスを上段から供給し、アルゴンガスおよびシランガスを下段から供給する。これにより、図５（ｇ）に示したように、炭素（Ｃ）成分を含有しない水酸化窒化珪素（Ｈ：ＳｉＮｘ）膜からなるバリア膜５４０が形成される。
【００５９】
（封止膜の構造）
以上に説明したように、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子製造プロセスでは、有機層およびメタル電極を形成した後（図５（ａ）〜図５（ｅ））、炭素成分を含有した水酸化窒化珪素膜（応力緩和膜５３０）を形成し（図５（ｆ））、さらに、炭素成分を含有しない水酸化窒化珪素膜（バリア膜５４０）を形成する（図５（ｇ））。このようにして、２種類の封止膜にて有機素子を封止する本実施形態では、炭素成分を含有しない水酸化窒化珪素膜のみで有機素子を封止する場合に比べて、大きな利点があることを発明者は見いだした。つぎに、応力緩和膜およびバリア膜からなる２層構造の封止膜の優れた利点について、従来の問題点とともに説明する。
【００６０】
一般的に、基板上の素子を封止する封止膜には、（１）物理的衝撃から素子を充分に保護すること、（２）成膜温度が低いこと、（３）水分や酸素を透過させないこと、（４）膜応力が低いことが要求される。特に、有機ＥＬ素子の場合、発光特性を劣化させないためには、封止膜を低温にて成膜する必要がある。また、大気中の水分は、有機ＥＬ素子を劣化させ、非発光点（ダークスポット）を発生させる一因となるため、水分を透過させないように膜の封止性を高めることも非常に重要である。
【００６１】
しかしながら、膜の封止性を高めるために、膜の密度を上げれば上げるほど封止膜中の引張応力が大きくなり、膜をお椀状に反らせる方向に力がかかる。このため、封止膜の密度を上げて膜の封止性を高めると、封止膜の剥がれや素子と封止膜との界面付近の破壊を招き、素子の寿命を縮める要因となる。
【００６２】
この問題に直面した発明者は、封止膜の封止性を保持しつつ、膜の残留応力を低減する封止膜の構造を以下の実験から究明した。プロセス条件としては、発明者は、ＲＬＳＡプラズマＣＶＤ装置のマイクロ波発生器３５５から出力されるマイクロ波を、２．５ｋＷに制御した。また、発明者は、処理室内の圧力を、２６．６Ｐａ、天井面とサセプタ３１５とのギャップを、９０ｍｍに設定した。また、発明者は、上段からアルゴンガスおよびアンモニアガスを供給し、それらの流量をそれぞれ１１５０ｓｃｃｍ、１１３ｓｃｃｍとし、下段からアルゴンガス、シランガスおよびトリメチルシランガスを供給し、それらの流量をそれぞれ５０ｓｃｃｍ、１８〜１６ｓｃｃｍ、０〜２ｓｃｃｍとした。シランガスおよびトリメチルシランガスの流量に幅があるのは、シランガスおよびトリメチルシランガスの流量の総和が、１８ｓｃｃｍになるように各ガスの流量を変動させたためである。さらに、発明者は、サセプタの温度を７０℃に制御し、基板Ｇを静電吸着し、基板裏面に５Ｔｏｒｒのヘリウム（Ｈｅ）ガスを供給して冷却し、処理室内の温度を４５℃に設定した。
【００６３】
この状態で、トリメチルシランガスの流量を０〜２ｓｃｃｍに変化させながら、基板Ｇに水素化窒化珪素膜を形成した。発明者は、形成された膜を基板に貼り付け、膜評価装置により貼り付けた膜のそり量を計測し、計測されたそり量から膜の内部応力を求めた。この結果得られたトリメチルシランガス（３ＭＳ）の流量に対する膜組成成分の割合および膜応力の関係を図６および図７に示す。これによれば、封止膜を形成する珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）成分に所定量の炭素（Ｃ）成分を混入させることにより、封止膜の内部応力が変化することがわかる。すなわち、図６および図７に示したように、発明者は、封止膜中に混入される炭素成分が多くなればなるほど、膜の内部応力が引張応力側から圧縮応力側へ変化していくことを究明した。
【００６４】
この関係を利用して、発明者は、有機ＥＬ素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜（たとえば、炭素含有水素化窒化珪素膜；Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ膜）を積層し、さらに、応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜（たとえば、水素化窒化珪素膜：Ｈ：ＳｉＮｘ膜）を積層させるという封止膜の構造体を考え出した。
【００６５】
これによれば、素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜は、バリア膜の膜応力を緩和する力として働く。たとえば、応力緩和膜を、図７に示した４原子パーセント以上の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜とした場合、応力緩和膜の膜応力は、０（Ｍｐａ）より小さくなると考えられる。図７によれば、炭素成分が含有していない（すなわち、炭素成分の含有率が０％）のバリア膜の膜応力は、１７０ＭＰａ程度であるから、応力緩和膜の膜応力が０（Ｍｐａ）より小さくなると、膜全体の残留応力は、バリア膜のみが素子上に存在する場合に比べて小さくなる。
【００６６】
これに加えて、かかる構成によれば、応力緩和膜上にさらにバリア膜が形成される。これにより、膜の封止性を高く維持することができる。この結果、有機ＥＬ素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜により膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、最外層に設けられたバリア膜により外部の水分や酸素が素子側に混入することを防止することによって、有機ＥＬ素子の劣化を回避することができる。
【００６７】
換言すれば、素子上の封止膜を応力緩和膜およびバリア膜の２層構造にすることにより、膜の封止性を高く維持しながら膜の残留応力を低く抑えることができる。このようにして、発明者は、上述した封止膜の２層構造により、有機ＥＬ素子の特性を劣化させることなく、膜剥がれや素子の破損を防止して、有機ＥＬ素子の寿命を長く保持することが可能な、有機発光ダイオードを製造する方法を見いだした。さらに、発明者は、このような封止膜の構造体を最適化する実施例として、次のような４つの例を考案した。
【００６８】
（封止膜の構造例１：応力緩和膜の膜応力が所定値以下になるように炭素の含有率を制御）
まず、発明者は、封止膜の構造体を最適化する一つ目の例として、応力緩和膜５３０の膜応力が所定値以下になるように炭素の含有率を制御する方法を考え出した。図７に示した炭素含有率と膜応力との関係によれば、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜５３０の膜応力の絶対値は、５０（Ｍｐａ）以下となり、応力緩和膜５３０は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。
【００６９】
よって、発明者は、トリメチルシランの流量を０．５ｓｃｃｍ〜１ｓｃｃｍ程度に制御することにより、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の応力緩和膜５３０をメタル電極５２０上に成膜した。このようにして、メタル電極５２０とバリア膜５４０との間に絶対値が５０Ｍｐａより小さい膜応力をもつ応力緩和膜５３０を介在させることにより、バリア膜５４０の引張応力がメタル電極５２０に直接作用することを回避することができた。これとともに、応力緩和膜５３０の厚みをたとえば、５００ｎｍ以下に最適化することにより、メタル電極５２０を保護する緩衝材として応力緩和膜５３０を機能させることができた。
【００７０】
（封止膜の構造例２：膜応力の総和が所定値以下になるように炭素の含有率と膜厚を制御）
また、発明者は、封止膜の構造体を最適化する二つ目の例として、封止膜全体の膜応力の総和が所定値以下になるように（たとえば、「０」に近づくように）炭素の含有率と各膜の厚さを制御する方法を考案した。具体的に説明すると、図７に示したように、トリメチルシランガスの流量を２ｓｃｃｍにすると、−１３０ＭＰａの膜応力の炭素含有水酸化窒化珪素膜が形成される。これを利用して、発明者は、図８（ａ）に示したように、この応力緩和膜５３０を２８０ｍｍ形成し、その上にバリア膜５４０を２２０ｍｍ形成することにより、封止膜全体の膜応力（＝（−１３０×２８０）＋（１７０×２２０））を、「０」に近づけることができた。このようにして、膜全体の残留応力が非常に小さくなるように炭素の含有率と各封止膜の膜厚を制御することにより、バリア膜５４０によって膜の封止性を保持しながら、応力緩和膜５３０によって膜剥がれや素子の破損の危険性を低減することができた。
【００７１】
このとき、発明者は、膜剥がれを回避するためには、バリア膜５４０の膜応力と応力緩和膜５３０の膜応力とから生じる封止膜全体の残留応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下（より好ましくは５０ＭＰａ）になるように炭素の含有率と膜厚を定めるとよいことを見いだした。また、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０との厚さの総和は、５μｍ以下であるほうがよいことがわかった。この結果、バリア膜５４０により膜の封止性を保持しながら、応力緩和膜５３０により膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができた。
【００７２】
（封止膜の構造例３：膜の内部応力の分布が均一になるように各膜を複数層積層）
さらに、発明者は、封止膜の構造体を最適化する三つ目の例として、封止膜全体の内部応力の分布が均一になるように各封止膜を複数層積層させる方法を導き出した。上述した封止膜の構造例２によれば、図８（ａ）の左側に封止膜内部の膜応力の分布を示したように、膜の内部応力は、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０との界面において、一番大きくなっている。すなわち、封止膜は、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０との界面において、一番ひずんでいることがわかる。このひずみは、膜剥がれや素子の破損の原因となりかねない。そこで、発明者は、封止膜の内部応力の均一化を図るために、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とを、メタル電極５２０上にそれぞれ複数層積層することを考案した。その際、図８（ｂ）に示したように、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とは、メタル電極５２０上に交互にそれぞれ複数層積層した。また、最内層には、応力緩和膜５３０が形成され、最外層には、バリア膜５４０が形成されるようにした。
【００７３】
前述したように、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とは、それらの界面にて一番大きくひずむ。そして、このひずみは、各層の厚さが厚いほど大きくなる。しかしながら、本例に示した封止膜の構造体によれば、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とは、メタル電極５２０上にそれぞれ複数層（好ましくは、交互に複数層）積層される。これにより、各層の膜厚を薄くすることができる。たとえば、図８（ｂ）に示したように、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とを交互に２層ずつ積層させた場合、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０の界面にて生じる内部応力は、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とを１層ずつのみ積層させた図８（ａ）の場合に比べて半分になる。このようにして、封止膜全体の内部応力の分布をより均一にすることにより、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０の界面にて生じるひずみを小さくすることができる。この結果、膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができる。さらに、最内層には応力緩和膜５３０を形成し、最外層にはバリア膜５４０を形成することにより、膜全体の封止性を高く保ちながら、膜剥がれや素子の破損の危険性をより効果的に低減することができる。
【００７４】
（封止膜の構造例４：炭素（不純物）含有量を極力抑えるように膜厚を制御）
また、発明者は、封止膜の構造体を最適化する四つ目の例として、応力緩和膜５３０の炭素（不純物）含有量を極力抑えるように膜厚を制御する方法も考案した。具体的に説明すると、図７に示したように、トリメチルシランガスの流量を０．５〜１ｓｃｃｍにすると、５０〜−５０ＭＰａの膜応力の炭素含有水酸化窒化珪素膜が形成される。これを利用して、発明者は、膜応力の絶対値が５０ＭＰａ以下の応力緩和膜５３０を２５０ｍｍ形成し、その上にバリア膜５４０を２５０ｍｍ形成することにより、応力緩和膜５３０に混入する炭素（不純物）の量を極力抑えるように制御した。このようにして、炭素（不純物）の量を極力抑えて、封止性を高め、さらに、バリア膜５４０を積層させることより膜の封止性を高く保持しながら、応力緩和膜５３０によって膜剥がれや素子の破損の危険性を極力低減するようにした。
【００７５】
なお、素子上にバリア膜、応力緩和膜、バリア膜の順に３層の封止膜を形成してもよい。これによれば、応力緩和膜をサンドイッチした２層のバリア層により、膜の封止性をより高めることができ、この結果、外部から素子へ与える影響をより低減することができる。
【００７６】
以上に説明したように、発明者は、鋭意研究の成果として、膜に含有された炭素成分と膜の内部応力との相関関係を導き出した。発明者は、この相関関係を利用して、基板に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜５３０を積層し、さらに、応力緩和膜５３０上に炭素成分を含有しないバリア膜５４０を積層させた電子デバイスの開発に成功した。この電子デバイスは、素子とバリア膜５４０との間に設けられた応力緩和膜５３０により膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、応力緩和膜５３０上に形成されたバリア膜５４０により、封止膜の封止性を高く維持することができるという優れた利点を有する。特に、発明者は、外部の水分や酸素が素子側に混入することにより素子の発光特性が著しく低下する有機ＥＬ素子の封止用封止膜として本実施形態に開示した多層構造の封止膜が非常に有効であることを見いだした。
【００７７】
（変形例）
つぎに、本発明の変形例について説明する。本変形例では、メタル電極５２０上に応力緩和膜５３０のみを積層し、応力緩和膜５３０上にバリア膜５４０を積層しない。このとき、応力緩和膜５３０は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜であるほうが好ましい。
【００７８】
前述したように、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜５３０の膜応力の絶対値は、５０（Ｍｐａ）以下となり、応力緩和膜５３０は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。よって、かかる構成によれば、素子上を膜応力の非常に小さい応力緩和膜５３０にて保護することにより、膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、応力緩和膜５３０の厚み最適化することにより、素子を効果的に封止することができる。
【００７９】
（封止膜を形成するＣＶＤ装置の変形例）
封止膜の成膜処理には、上述したＲＬＳＡプラズマＣＶＤ装置に替えて、タイル状に形成された複数枚の誘電体パーツから構成される誘電体窓が設けられたプラズマＣＶＤ装置を使用することもできる。以下に、変形例にかかるプラズマＣＶＤ装置の内部構成について、図９を参照しながら簡単に説明する。
【００８０】
変形例にかかるプラズマＣＶＤ装置は、処理容器４１０を有し、その内部にて基板Ｇを載置するためのサセプタ４１１（載置台）が設けられている。サセプタ４１１の内部には、給電部４１１ａおよびヒータ４１１ｂが設けられている。給電部４１１ａには、整合器４１２ａを介して高周波電源４１２ｂが接続され、高周波電源４１２ｂから出力される高周波電力により処理容器３００の内部に所定のバイアス電圧を印加するとともに、コイル４１３ａを介して高圧直流電源４１３ｂが接続され、高圧直流電源４１３ｂから出力された直流電圧により基板Ｇを静電吸着するようになっている。ヒータ４１１ｂには、交流電源４１４が接続されていて、交流電源４１４から出力された交流電圧により基板Ｇを所定の温度に保持するようになっている。
【００８１】
処理容器４１０の底面は筒状に開口され、ベローズ４１５および昇降プレート４１６により密閉されている。サセプタ４１１は、昇降プレート４１６および筒体４１７と一体となって昇降することにより処理プロセスに応じた高さに調整される。サセプタ４１１の周囲には、処理室Ｕのガスの流れを調整するバッフル板４１８が設けられている。なお、処理容器４１０には、真空ポンプ（図示せず）が取り付けられていて、ガス排出管４１９を介して処理容器４１０内のガスを排出することにより、処理室Ｕを所望の真空度まで減圧するようになっている。
【００８２】
蓋体４２０には、蓋本体４２１、６本の導波管４３３、スロットアンテナ４３０、および、誘電体窓（複数枚の誘電体パーツ４３１）が設けられている。６本の導波管４３３は、その断面形状が矩形状であり、蓋本体４２１の内部にて平行に並べて設けられていて、その内部は、誘電部材４３４で充填されている。
【００８３】
各導波管４３３の上部には、可動部４３５が昇降自在に挿入されていて、可動部４３５の上面には、昇降機構４３６が設けられている。昇降機構４３６は、可動部４３５を昇降移動させ、これにより、導波管４３３の高さを任意に変えるようになっている。
【００８４】
スロットアンテナ４３０には、各導波管４３３の下面にてスロット４３７（開口）が設けられている。誘電体窓は、タイル状に形成された３９枚の誘電体パーツ４３１から構成されている。各誘電体パーツ４３１は、石英ガラス、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、サファイア、ＳｉＮ、セラミックスなどの誘電材料から形成されている。各誘電体パーツ４３１には、基板Ｇと対向する面にて凹凸が形成されている。この凹凸により、表面波が、各誘電体パーツ４３１の表面を伝播する際、電界エネルギーを損失することによって表面波の伝播を抑止することができる。この結果、定在波の発生を抑制して、均一なプラズマを生成することができる。
【００８５】
３９枚の誘電体パーツ３１は、アルミニウムなどの非磁性金属体である導電性材料を用いて格子状に形成された梁４２６に支持されている。梁４２６の下面には、複数の支持体４２７が取りつけられている。支持体４２７は、ガスパイプ４２８の両端にてガスパイプ４２８を支持していて、これにより、全部で４２本のガスパイプ４２８が、天井面全体に均等につり下げられている。ガスパイプ４２８は、アルミナなどの誘電体から形成される。
【００８６】
ガス供給源４４３は、複数のバルブＶ、複数のマスフローコントローラＭＦＣ、アルゴン（Ａｒ）ガス供給源４４３ａ、シラン（ＳｉＨ４）ガス供給源４４３ｂ、アンモニア（ＮＨ３）ガス供給源４４３ｃ、およびトリメチルシラン（（ＣＨ３）３ＳｉＨ；３ＭＳ）ガス供給源４４３ｄから構成されている。ガス供給源４４３は、各バルブＶの開閉および各マスフローコントローラＭＦＣの開度をそれぞれ制御することにより、所望の濃度のガスを処理容器４１０の内部に供給するようになっている。
【００８７】
梁４２６を貫通したガス導入管４２９ａには、第１の流路４４２ａを介してアルゴンガス供給源４４３ａが接続されている。同様に梁４２６を貫通したガス導入管２９ｂには、第２の流路４４２ｂを介してシランガス供給源４４３ｂ、アンモニアガス供給源４４３ｃ、およびトリメチルシランガス供給源４４３ｄが接続されている。これにより、ガス導入管４２９ａを介してアルゴンガス（第１のガスの一例）が各誘電体パーツ４３１と各ガスパイプ４２８との間の空間に横向きに供給される。また、ガス導入管４２９ｂおよび各ガスパイプ４２８を介してシランガス、アンモニアガスおよびトリメチルシランガスの混合ガス（第２のガスの一例）が、アルゴンガスの供給位置よりも下方の位置に下向きに吹き出される。
【００８８】
冷却水配管４４４には、冷却水供給源４４５から供給された冷却水が循環し、これにより、蓋本体４２１は、所望の温度に保たれるようになっている。以上に説明した構成により、マイクロ波発生器から出力されたマイクロ波は、各導波管４３３およびスロット４３７を介して各誘電体パーツ４３１を透過し、処理室Ｕ内に入射され、マイクロ波の電界エネルギーにより、まず、上段に供給されたアルゴンガスがプラズマ化される。アルゴンガスがプラズマ着火後、シランガス、アンモニアガスおよびトリメチルシランガスの混合ガスが、アルゴンガスのプラズマ化にある程度のエネルギーを消費して弱められたマイクロ波の電界エネルギーによってプラズマ化され、そのプラズマにより図５（ｆ）に示したメタル電極５２０上に炭素（Ｃ）成分を含有した水酸化窒化珪素膜（Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ膜）からなる応力緩和膜５３０が形成される。なお、応力緩和膜５３０への炭素成分の含有量は、トリメチルシランガスの流量による。
【００８９】
このようにして、応力緩和膜５３０を形成後、トリメチルシランガス供給源４４３ｄのバルブＶを閉じて、アルゴンガスを上段から供給し、シランガスおよびアンモニアガスを下段から供給する。これにより、図５（ｇ）に示したように、炭素（Ｃ）成分を含有しない水酸化窒化珪素（Ｈ：ＳｉＮｘ）膜からなるバリア膜５４０が応力緩和膜５３０上に形成される。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態およびその変形例によれば、膜の封止性を保持しつつ膜の内部応力を低減した封止膜により素子を効果的に保護することができる。
【００９１】
なお、本実施形態にかかる炭素成分を含有しないバリア膜は、実質的に炭素成分を含有しない封止膜であって、たとえば、処理室内に存在する炭素（有機物）がパーティクルとしてバリア膜に付着した場合であっても、実質的に炭素成分を含有しない封止膜としてのバリア膜の機能を失うものではない。
【００９２】
基板Ｇのサイズは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ以上であってもよく、たとえば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）のＧ４．５基板サイズや、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）のＧ５基板サイズであってもよい。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。
【００９３】
上記実施形態において、各部の動作はお互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、上記電子デバイスの実施形態を上記電子デバイスの製造方法の実施形態とすることができる。
【００９４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例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、各種の変更例また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。
【００９５】
たとえば、本発明にかかる封止膜の構造体は、有機ＥＬ素子に限られず、たとえば、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封止膜としても用いることもできる。さらに、本発明にかかる封止膜の構造体は、有機機トランジスタ、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）の素子を封止するために使用することもできる。
【００９６】
また、本発明にかかる封止膜の構造体を用いて素子を封止した電子デバイスとしては、有機発光ダイオードや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が挙げられる。
【００９７】
また、本発明にかかる封止膜の構造体を用いて素子を封止した電子デバイスを製造する製造装置としては、上述した複数のスロットを備えた平面アンテナを有するマイクロ波プラズマ処理装置（複数枚の誘電体パーツを有するマイクロ波プラズマ処理装置およびＲＬＳＡ型マイクロ波プラズマ処理装置）であってもよいが、これに限られず、容量結合型の平行平板型プラズマ処理装置、誘導結合型（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置、電子サイクロトロン方式（ＥＣＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）のプラズマ処理装置など種々のプラズマ処理装置に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成図である。
【図２】同実施形態にかかる６層連続成膜処理を施すプロセスモジュールＰＭ１の縦断面図である。
【図３】同実施形態にかかる６層連続成膜処理により形成される膜を説明するための図である。
【図４】同実施形態にかかるＣＶＤ処理を施すプロセスモジュールＰＭ３の縦断面図である。
【図５】同実施形態にかかる有機ＥＬ素子製造プロセスを説明するための図である。
【図６】トリメチルシランの流量に対する膜組成および膜応力の関係を示す実験の結果である。
【図７】トリメチルシランの流量と膜応力の関係を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は、応力緩和膜とバリア膜を一層ずつ積層させた図であり、図８（ｂ）は、応力緩和膜とバリア膜を二層ずつ積層させた図である。
【図９】変形例にかかるＣＶＤ処理を施すプロセスモジュールＰＭ３の縦断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０ 基板処理装置
５００ ＩＴＯ
５１０ 有機層
５２０ メタル電極
５３０ 応力緩和膜
５４０ バリア膜
Ｇ 基板
ＰＭ１〜ＰＭ４ プロセスモジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、封止膜の構造体、電子デバイスを製造する製造装置およびプラズマ処理装置に関し、特に、素子を封止する膜の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物を用いて発光させる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を利用した有機ＥＬディスプレイが注目されている。この有機ＥＬ素子は、自発光し、反応速度が速く、消費電力が低い等の特徴を有しているため、バックライトを必要とせず、たとえば、携帯型機器の表示部等への応用が期待されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に形成され、有機層を陽極層（アノード）および陰極層（カソード）にてサンドイッチした構造をしていて、このうちの有機層は、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）が発生し、有機ＥＬ素子の寿命を縮める一因となる。このため、外部の水分や酸素を透過させないように膜の封止性を高めることは非常に重要である。
【０００４】
そこで、外部の湿気などから有機層を保護する方法として、従来から、アルミ缶などの封止缶を用いる方法が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。これによれば、有機ＥＬ素子上に、封止缶をシール材で貼り付け、さらに封止缶の内部に乾燥剤を取りつけることにより有機ＥＬ素子を封止および乾燥させ、これにより、有機ＥＬ素子への水分の混入を防止する。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子上に封止膜を成膜することにより、有機ＥＬ素子を封止する方法も提案されている（たとえば、特許文献２を参照）。封止膜による封止は、封止缶の場合に比べて構造が単純で薄型化が可能であるなどの利点がある。
【０００６】
この封止膜には、上述したように、水分や酸素を透過させないことに加え、成膜温度が低いこと、膜応力が低いこと、物理的な衝撃から素子自体を充分に保護することなどが要求される。特に、有機ＥＬ素子の場合、発光特性を劣化させないために、低温にて成膜する必要がある。そのため、封止膜には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学蒸着薄膜成膜法）により１００℃以下の低温にて成膜可能な窒化珪素（ＳｉＮ）膜が有力視されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１６６２６５号公報
【特許文献２】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】
【０００８】
しかしながら、膜の封止性を高めるために、膜の密度を上げれば上げるほど封止膜中の引張応力が強くなる。この引張応力が大きくなると、膜はお椀状に反る方向に応力がかかり、封止膜の剥がれや素子と封止膜との界面付近の破壊を招く要因となる。
【０００９】
そこで、上記問題を解消するために、本発明は、封止膜の封止性を保持しつつ膜の内部応力を低減した電子デバイスおよび電子デバイスの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、被処理体上に形成された素子と、前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを有する電子デバイスが提供される。
【００１１】
発明者は、鋭意研究の結果、図６および図７に示したように、膜の炭素含有率と膜応力との間には相関関係があることを導き出した。これによれば、封止膜を形成する成分に所定量の炭素（Ｃ）成分を混入すると、封止膜中の内部応力が変わる。すなわち、封止膜中に混入される炭素成分が多くなればなるほど、膜の内部応力が引張応力側から圧縮応力側へと変化することがわかる。
【００１２】
この相関関係を利用して、発明者は、被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、さらに、応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層させた電子デバイスを考え出した。これによれば、素子とバリア膜との間に炭素を含有した応力緩和膜が設けられるため、応力緩和膜の膜応力がバリア膜の引張応力を緩和する力として働き、封止膜全体の残留応力を低減することができる。
【００１３】
これに加えて、かかる構成によれば、応力緩和膜上にさらにバリア膜が形成される。これにより、膜全体の封止性を高く維持することができる。この結果、素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜により、膜応力を低減させて膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、応力緩和膜上に設けられたバリア膜により外部の水分や酸素が素子内に混入することを防止することによって、素子の劣化を回避することができる。この結果、素子の寿命を長く保つことができる。
【００１４】
このとき、前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜（Ｈ：ＳｉＮｘ膜）であり、前記応力緩和膜は、４原子パーセント以上の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜（Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ膜）であってもよい。
【００１５】
図７に示した膜の炭素含有率と膜応力との関係によれば、炭素成分の含有率が４原子パーセント（ａｔ％）以上の場合、応力緩和膜の膜応力は、０（Ｍｐａ）より小さくなり、圧縮応力となる。図７によれば、炭素成分が含有していない（すなわち、炭素成分の含有率が０％）のバリア膜の膜応力は、１７０ＭＰａ程度であるから、応力緩和膜の膜応力が０（Ｍｐａ）より小さくなると、応力緩和膜とバリア膜との膜応力の総和は、バリア膜のみが素子上に存在する場合に比べて小さくなる。これにより、封止膜の封止性を高く維持しながら封止膜の内部応力を低減することができる。
【００１６】
さらに、各封止膜は、主に、水素化窒化珪素膜により形成される。水素化窒化珪素膜は、１００℃以下の低温にてＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学蒸着薄膜成膜法）により成膜される。この結果、成膜時に素子の特性が変化することを回避することができる。このようにして、素子上の封止膜を応力緩和膜およびバリア膜の２層構造にし、さらに、各封止膜を、水素化窒化珪素膜により形成することにより、電子デバイスの素子の特性を劣化させることなく、膜剥がれや素子の破損を防止して、素子の寿命を長く保持することができる。
【００１７】
前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜であり、前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜であってもよい。
【００１８】
図７に示した炭素含有率と膜応力との関係によれば、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜の膜応力は、−５０〜５０（Ｍｐａ）の間の値をとる。換言すれば、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。よって、かかる構成によれば、素子とバリア膜との間に膜応力の非常に小さい応力緩和膜が介在することになる。このようにして、素子を保護する緩衝材として応力緩和膜を機能させることにより、バリア膜の引張応力が素子に直接作用することによって素子が破損したり、膜が剥がれたりすることを回避することができる。
【００１９】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記素子上にそれぞれ複数層積層されるようにしてもよい。その際、前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記素子上に交互にそれぞれ複数層積層されるほうが好ましい。また、最内層には、前記応力緩和膜が形成され、最外層には、前記バリア膜が形成されているほうがよい。
【００２０】
図８（ａ）に示したように、封止膜の内部応力は、バリア膜と応力緩和膜との界面にて一番大きくなる。よって、封止膜は、バリア膜と応力緩和膜との界面にて一番大きくひずむ。また、このひずみは、各封止膜の厚さが厚いほど大きくなる。しかしながら、かかる構成によれば、バリア膜と応力緩和膜とは、素子上にそれぞれ複数層（好ましくは、交互に）積層される。これにより、一層毎の各封止膜の厚さを薄くすることができる。この結果、図８（ｂ）に示したように、バリア膜と応力緩和膜との界面に生じる内部応力の大きさを小さくし、封止膜全体の内部応力の分布をより均一にすることにより、封止膜内部のひずみを小さくすることができる。これにより、膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができる。
【００２１】
最内層には、応力緩和膜が形成され、最外層には、バリア膜が形成されるようにしてもよい。これによれば、最外層に位置づけられたバリア膜により封止膜全体の封止性を高く保ちながら、最内層に位置づけられた応力緩和膜により膜剥がれや素子の破損の危険性を低減することができる。
【００２２】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記応力緩和膜が前記バリア膜に挟まれるように、前記素子上に積層されるようにしてもよい。これによれば、素子上にバリア膜、応力緩和膜、バリア膜の順に３層封止膜が形成される。これにより、より膜の封止性を高め、外部から素子へ与える影響をより少なくすることができる。
【００２３】
前記応力緩和膜の炭素含有率と厚さおよび前記バリア膜の厚さは、前記バリア膜の膜応力と前記応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下となるように定められていてもよく、さらに、５０ＭＰａ以下となるように定められるほうが好ましい。また、前記バリア膜と前記応力緩和膜との厚さの総和は、５μｍ以下であるほうが好ましい。
【００２４】
これによれば、バリア膜の膜応力と応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下（好ましくは、５０ＭＰａ）以下となる。これにより、封止膜全体の内部応力を小さくして、膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができる。
【００２５】
前記電子デバイスは、有機発光ダイオードまたは薄膜トランジスタのいずれかであってもよい。これによれば、上記２重構造の封止膜により封止された素子を有する有機発光ダイオードまたは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が製造される。これにより、たとえば、有機ディスプレイまたは液晶ディスプレイを駆動するためにマトリクス上に構成された各素子を外部の水分などから有効に保護することができる。特に、有機ＥＬ素子は、水分に弱い性質を持っている。よって、バリア膜により大気中の水分を素子内に混入させることを回避しながら、応力緩和膜によりバリア膜に発生した膜応力を緩和することによって膜剥がれや素子の破壊の危険性を低減することができる。
【００２６】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法が提供される。
【００２７】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子を封止する封止膜の構造体であって、前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを有する封止膜の構造体が提供される。
【００２８】
また、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法を使用して電子デバイスを製造する製造装置が提供される。
【００２９】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、素子が形成された被処理体を載置する載置台と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給源と、を有し、前記ガス供給源から炭素成分を含有する第１のガスを供給し、供給された第１のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記載置台に載置された被処理体上の素子に所定量の炭素成分を含有した応力緩和膜を積層した後、前記ガス供給源から炭素成分を含有しない第２のガスを供給し、供給された第２のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層するプラズマ処理装置が提供される。
【００３０】
これらによれば、バリア膜により外部の水分や酸素が素子内に混入することを防止することによって素子の劣化を回避しながら、素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜により膜応力を小さくすることによって、膜剥がれや素子の破損の危険性を低減することができる。
【００３１】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、被処理体上に形成された素子と、前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜とを有する電子デバイスが提供される。このとき、前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜であってもよい。
【００３２】
前述したように、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。よって、かかる構成によれば、素子上を膜応力の非常に小さい応力緩和膜にて保護することにより、膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、たとえば、応力緩和膜の厚みを増やすことにより、素子を効果的に保護することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、膜の封止性を保持しつつ膜の内部応力（残留応力）を低減した封止膜により素子を効果的に保護することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に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とする。
【００３５】
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置１０について、その概略構成を示した図１を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、基板処理装置１０を用いて有機ＥＬ素子を製造する工程について、有機ＥＬ素子を封止膜により封止する工程も含めて説明する。
【００３６】
本実施形態にかかる基板処理装置１０は、複数の処理容器を有するクラスタ型の製造装置であり、ロードロック室ＬＬＭ、搬送室ＴＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）、前処理室ＣＭおよび４つのプロセスモジュールＰＭ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｏｄｕｌｅ）１〜ＰＭ４から構成されている。
【００３７】
ロードロック室ＬＬＭは、大気系から搬送されたガラス基板（以下「基板」という）Ｇを、減圧状態にある搬送室ＴＭに搬送するために内部を減圧状態に保持した真空搬送室である。なお、大気系からロードロック室ＬＬＭに搬入される基板Ｇ上には、予め陽極層としてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）が形成されている。
【００３８】
搬送室ＴＭには、その内部に屈伸および旋回可能な多関節状の搬送アームＡｒｍが配設されている。基板Ｇは、最初に、搬送アームＡｒｍを用いてロードロック室ＬＬＭから前処理室ＣＭに搬送され、つぎに、プロセスモジュールＰＭ１に搬送され、さらに、他のプロセスモジュールＰＭ２〜ＰＭ４に搬送される。前処理室ＣＭでは、基板Ｇに形成された陽極層としてのＩＴＯの表面に付着した汚染物（主に有機物）を除去する。
【００３９】
４つのプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ４では、まず、プロセスモジュールＰＭ１にて、蒸着により基板のＩＴＯ表面に６層の有機膜が連続的に成膜される。つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ４に搬送される。プロセスモジュールＰＭ４では、スパッタリングにより基板Ｇの有機層上にメタル電極が形成される。つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ２に搬送され、プロセスモジュールＰＭ２にて有機膜の一部がエッチングにより除去される。ついで、基板Ｇは、再びプロセスモジュールＰＭ４に搬送され、プロセスモジュールＰＭ４にてメタル電極の側部がスパッタリングにより形成され、最後に、プロセスモジュールＰＭ３に搬送され、プロセスモジュールＰＭ３にてＣＶＤにより封止膜が形成される。
【００４０】
以下では、蒸着により有機膜を成膜するプロセスモジュールＰＭ１の内部構成（図２）を説明した後、ＣＶＤにより封止膜を成膜するプロセスモジュールＰＭ３の内部構成（図４）を説明する。なお、エッチングおよびスパッタリングを実行するプロセスモジュールＰＭ２およびＰＭ４は、一般的なエッチング装置およびスパッタリング装置であるため、その内部構成の説明を省略する。
【００４１】
（プロセスモジュールＰＭ１：有機膜の成膜処理）
図２にその縦断面を模式的に示したように、プロセスモジュールＰＭ１は、第１の処理容器１００および第２の処理容器２００を有していて、第１の処理容器１００内にて６層の有機膜が連続的に成膜される。
【００４２】
第１の処理容器１００は、直方体の形状であり、その内部に摺動機構１１０、６つの吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆおよび７つの隔壁１３０を有している。第１の処理容器１００の側壁には、開閉により基板Ｇを搬入、搬出可能なゲートバルブ１４０が設けられている。
【００４３】
摺動機構１１０は、ステージ１１０ａ、支持体１１０ｂおよびスライド機構１１０ｃを有している。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および支持体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、これにより、各吹き出し機構１２０のわずか上空にて基板Ｇを平行移動させるようになっている。
【００４４】
６つの吹き出し機構１２０ａ〜１２０ｆは、形状およ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。
【００４５】
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隣りの吹き出し機構１２０から吹き出される有機分子に混入することを防止するようになっている。
【００４６】
第２の処理容器２００には、形状および構造が同一の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て、各収納部を２００〜５００℃程度の高温にすることにより各有機材料を気化させるようになっている。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）も含んでいる。
【００４７】
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ている。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り、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２の処理容器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ている。
【００４８】
各連結管１５０には、バルブ２２０ａ〜２２０ｆがそれぞれ取り付けられていて、各バルブ２２０を閉じると、各有機材料を収納している蒸着源２１０内の空間と第１の処理容器の内部空間とが遮断され、各バルブ２２０を開くと、両空間が連通する。本実施形態では、各バルブ２２０は、大気中に放出されているが、第２の処理容器２００内に設けられてもよい。
【００４９】
各吹き出し機構１２０から吹き出された有機分子のうち、まず、吹き出し機構１２０ａから吹き出された有機分子が、吹き出し機構１２０ａの上方をある速度で進行する基板Ｇ上のＩＴＯ（陽極）に付着することにより、図３に示したように、基板Ｇに第１層のホール輸送層が形成される。続いて、基板Ｇが吹き出し機構１２０ｂから吹き出し機構１２０ｆまで順に移動する際、各吹き出し機構１２０ｂ〜１２０ｆから吹き出された有機分子がそれぞれ基板Ｇに堆積することにより、有機層（第２層〜第６層）が順に形成される。このようにして、有機ＥＬ製造プロセスの各工程を示した図５のうち、図５（ａ）に示した基板ＧのＩＴＯ（陽極）５００上に、図５（ｂ）に示した有機層５１０が成膜される。
【００５０】
（プロセスモジュールＰＭ４：メタル電極の成膜処理）
つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ４内に搬送される。プロセスモジュールＰＭ４内では、処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマ中のイオンをターゲットに衝突させる（スパッタリング）ことにより、ターゲットからターゲット原子Ａｇが飛び出す。飛び出したターゲット原子Ａｇは、パターンマスクを介して有機層５１０上に堆積する。これにより、図５（ｃ）に示したメタル電極（陰極）５２０が成膜される。
【００５１】
（プロセスモジュールＰＭ２：有機膜のエッチング処理）
つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ２内に搬送され、容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマによりメタル電極５２０をマスクとして、メタル電極５２０の下部に積層された有機層以外の有機層が削り取られる（ドライエッチング）。これにより、図５（ｄ）に示したように、メタル電極５２０の下部に位置する有機層のみが基板Ｇ上に残る。
【００５２】
（プロセスモジュールＰＭ３：封止膜の成膜処理）
つぎに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ３内に搬送され、図４にその縦断面を模式的に示したＲＬＳＡ（Ｒａｄｉａｌ Ｌｉｎｅ Ｓｌｏｔ Ａｎｔｅｎｎａ）プラズマＣＶＤ装置により成膜処理される。ＲＬＳＡプラズマＣＶＤ装置は、天井面が開口された円筒状の処理容器３００を有している。天井面の開口には、シャワープレート３０５が嵌め込まれている。処理容器３００とシャワープレート３０５とは、処理容器３００の内壁の段差部とシャワープレート３０５の下面外周部との間に配設されたＯリング３１０により密閉され、これにより、プラズマ処理を施す処理室Ｕが形成されている。たとえば、処理容器３００はアルミニウム等の金属からなり、シャワープレート３０５はアルミニウム等の金属または誘電体からなり、電気的に接地されている。
【００５３】
処理容器３００の底部には、ウエハＷを載置するサセプタ（載置台）３１５が絶縁体３２０を介して設置されている。サセプタ３１５には、整合器３２５ａを介して高周波電源３２５ｂが接続されていて、高周波電源３２５ｂから出力された高周波電力により処理容器３００の内部に所定のバイアス電圧を印加するようになっている。また、サセプタ３１５には、コイル３３０ａを介して高圧直流電源３３０ｂが接続されていて、高圧直流電源３３０ｂから出力された直流電圧により基板Ｇを静電吸着するようになっている。また、サセプタ３１５の内部には、ウエハＷを冷却するために冷却水を供給する冷却ジャケット３３５が設けられている。
【００５４】
シャワープレート３０５は、その上部にてカバープレート３４０により覆われている。カバープレート３４０の上面には、ラジアルラインスロットアンテナ３４５が設けられている。ラジアルラインスロットアンテナ３４５は、多数の図示しないスロットが形成されたディスク上のスロット板３４５ａとスロット板３４５を保持するディスク上のアンテナ本体３４５ｂとスロット板３４５ａとアンテナ本体３４５ｂとの間に設けられ、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの誘電体から形成される遅相板３４５ｃとから構成されている。ラジアルラインスロットアンテナ３４５には、同軸導波管３５０を介して外部にマイクロ波発生器３５５が設置されている。
【００５５】
処理容器３００には、真空ポンプ（図示せず）が取り付けられていて、ガス排出管３６０を介して処理容器３００内のガスを排出することにより、処理室Ｕを所望の真空度まで減圧するようになっている。
【００５６】
ガス供給源３６５は、複数のバルブＶ、複数のマスフローコントローラＭＦＣ、アンモニア（ＮＨ３）ガス供給源３６５ａ、アルゴン（Ａｒ）ガス供給源３６５ｂ、シラン（ＳｉＨ４）ガス供給源３６５ｃおよびトリメチルシラン（（ＣＨ３）３ＳｉＨ；３ＭＳ）ガス供給源３６５ｄから構成されている。ガス供給源３６５は、各バルブＶの開閉および各マスフローコントローラＭＦＣの開度をそれぞれ制御することにより、所望の濃度のガスを処理容器３００の内部に供給するようになっている。
【００５７】
このようにして、アンモニアガスおよびアルゴンガス（第１のガスの一例）が、第１の流路３７０ａを通って、シャワープレート３０５を貫通するガス導入管３７５から処理室Ｕの上方に供給され、アルゴンガス、シランガスおよびトリメチルシランガス（第２のガスの一例）が、第２の流路３７０ｂを通って一体型ガスパイプ３８０から第１のガスより下方に供給される。かかる構成によれば、マイクロ波発生器３５５からスロットおよびシャワープレート３０５を介して処理室Ｕ内に入射されたマイクロ波により、各種ガスからプラズマが生成され、生成されたプラズマにより炭素（Ｃ）成分を含有した水酸化窒化珪素（Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ）膜からなる応力緩和膜５３０が形成される。
【００５８】
応力緩和膜５３０を形成後、トリメチルシランガス供給源３６５ｄのバルブＶを閉じて、アルゴンガスおよびアンモニアガスを上段から供給し、アルゴンガスおよびシランガスを下段から供給する。これにより、図５（ｇ）に示したように、炭素（Ｃ）成分を含有しない水酸化窒化珪素（Ｈ：ＳｉＮｘ）膜からなるバリア膜５４０が形成される。
【００５９】
（封止膜の構造）
以上に説明したように、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子製造プロセスでは、有機層およびメタル電極を形成した後（図５（ａ）〜図５（ｅ））、炭素成分を含有した水酸化窒化珪素膜（応力緩和膜５３０）を形成し（図５（ｆ））、さらに、炭素成分を含有しない水酸化窒化珪素膜（バリア膜５４０）を形成する（図５（ｇ））。このようにして、２種類の封止膜にて有機素子を封止する本実施形態では、炭素成分を含有しない水酸化窒化珪素膜のみで有機素子を封止する場合に比べて、大きな利点があることを発明者は見いだした。つぎに、応力緩和膜およびバリア膜からなる２層構造の封止膜の優れた利点について、従来の問題点とともに説明する。
【００６０】
一般的に、基板上の素子を封止する封止膜には、（１）物理的衝撃から素子を充分に保護すること、（２）成膜温度が低いこと、（３）水分や酸素を透過させないこと、（４）膜応力が低いことが要求される。特に、有機ＥＬ素子の場合、発光特性を劣化させないためには、封止膜を低温にて成膜する必要がある。また、大気中の水分は、有機ＥＬ素子を劣化させ、非発光点（ダークスポット）を発生させる一因となるため、水分を透過させないように膜の封止性を高めることも非常に重要である。
【００６１】
しかしながら、膜の封止性を高めるために、膜の密度を上げれば上げるほど封止膜中の引張応力が大きくなり、膜をお椀状に反らせる方向に力がかかる。このため、封止膜の密度を上げて膜の封止性を高めると、封止膜の剥がれや素子と封止膜との界面付近の破壊を招き、素子の寿命を縮める要因となる。
【００６２】
この問題に直面した発明者は、封止膜の封止性を保持しつつ、膜の残留応力を低減する封止膜の構造を以下の実験から究明した。プロセス条件としては、発明者は、ＲＬＳＡプラズマＣＶＤ装置のマイクロ波発生器３５５から出力されるマイクロ波を、２．５ｋＷに制御した。また、発明者は、処理室内の圧力を、２６．６Ｐａ、天井面とサセプタ３１５とのギャップを、９０ｍｍに設定した。また、発明者は、上段からアルゴンガスおよびアンモニアガスを供給し、それらの流量をそれぞれ１１５０ｓｃｃｍ、１１３ｓｃｃｍとし、下段からアルゴンガス、シランガスおよびトリメチルシランガスを供給し、それらの流量をそれぞれ５０ｓｃｃｍ、１８〜１６ｓｃｃｍ、０〜２ｓｃｃｍとした。シランガスおよびトリメチルシランガスの流量に幅があるのは、シランガスおよびトリメチルシランガスの流量の総和が、１８ｓｃｃｍになるように各ガスの流量を変動させたためである。さらに、発明者は、サセプタの温度を７０℃に制御し、基板Ｇを静電吸着し、基板裏面に５Ｔｏｒｒのヘリウム（Ｈｅ）ガスを供給して冷却し、処理室内の温度を４５℃に設定した。
【００６３】
この状態で、トリメチルシランガスの流量を０〜２ｓｃｃｍに変化させながら、基板Ｇに水素化窒化珪素膜を形成した。発明者は、形成された膜を基板に貼り付け、膜評価装置により貼り付けた膜のそり量を計測し、計測されたそり量から膜の内部応力を求めた。この結果得られたトリメチルシランガス（３ＭＳ）の流量に対する膜組成成分の割合および膜応力の関係を図６および図７に示す。これによれば、封止膜を形成する珪素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）および水素（Ｈ）成分に所定量の炭素（Ｃ）成分を混入させることにより、封止膜の内部応力が変化することがわかる。すなわち、図６および図７に示したように、発明者は、封止膜中に混入される炭素成分が多くなればなるほど、膜の内部応力が引張応力側から圧縮応力側へ変化していくことを究明した。
【００６４】
この関係を利用して、発明者は、有機ＥＬ素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜（たとえば、炭素含有水素化窒化珪素膜；Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ膜）を積層し、さらに、応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜（たとえば、水素化窒化珪素膜：Ｈ：ＳｉＮｘ膜）を積層させるという封止膜の構造体を考え出した。
【００６５】
これによれば、素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜は、バリア膜の膜応力を緩和する力として働く。たとえば、応力緩和膜を、図７に示した４原子パーセント以上の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜とした場合、応力緩和膜の膜応力は、０（Ｍｐａ）より小さくなると考えられる。図７によれば、炭素成分が含有していない（すなわち、炭素成分の含有率が０％）のバリア膜の膜応力は、１７０ＭＰａ程度であるから、応力緩和膜の膜応力が０（Ｍｐａ）より小さくなると、膜全体の残留応力は、バリア膜のみが素子上に存在する場合に比べて小さくなる。
【００６６】
これに加えて、かかる構成によれば、応力緩和膜上にさらにバリア膜が形成される。これにより、膜の封止性を高く維持することができる。この結果、有機ＥＬ素子とバリア膜との間に設けられた応力緩和膜により膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、最外層に設けられたバリア膜により外部の水分や酸素が素子側に混入することを防止することによって、有機ＥＬ素子の劣化を回避することができる。
【００６７】
換言すれば、素子上の封止膜を応力緩和膜およびバリア膜の２層構造にすることにより、膜の封止性を高く維持しながら膜の残留応力を低く抑えることができる。このようにして、発明者は、上述した封止膜の２層構造により、有機ＥＬ素子の特性を劣化させることなく、膜剥がれや素子の破損を防止して、有機ＥＬ素子の寿命を長く保持することが可能な、有機発光ダイオードを製造する方法を見いだした。さらに、発明者は、このような封止膜の構造体を最適化する実施例として、次のような４つの例を考案した。
【００６８】
（封止膜の構造例１：応力緩和膜の膜応力が所定値以下になるように炭素の含有率を制御）
まず、発明者は、封止膜の構造体を最適化する一つ目の例として、応力緩和膜５３０の膜応力が所定値以下になるように炭素の含有率を制御する方法を考え出した。図７に示した炭素含有率と膜応力との関係によれば、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜５３０の膜応力の絶対値は、５０（Ｍｐａ）以下となり、応力緩和膜５３０は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。
【００６９】
よって、発明者は、トリメチルシランの流量を０．５ｓｃｃｍ〜１ｓｃｃｍ程度に制御することにより、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の応力緩和膜５３０をメタル電極５２０上に成膜した。このようにして、メタル電極５２０とバリア膜５４０との間に絶対値が５０Ｍｐａより小さい膜応力をもつ応力緩和膜５３０を介在させることにより、バリア膜５４０の引張応力がメタル電極５２０に直接作用することを回避することができた。これとともに、応力緩和膜５３０の厚みをたとえば、５００ｎｍ以下に最適化することにより、メタル電極５２０を保護する緩衝材として応力緩和膜５３０を機能させることができた。
【００７０】
（封止膜の構造例２：膜応力の総和が所定値以下になるように炭素の含有率と膜厚を制御）
また、発明者は、封止膜の構造体を最適化する二つ目の例として、封止膜全体の膜応力の総和が所定値以下になるように（たとえば、「０」に近づくように）炭素の含有率と各膜の厚さを制御する方法を考案した。具体的に説明すると、図７に示したように、トリメチルシランガスの流量を２ｓｃｃｍにすると、−１３０ＭＰａの膜応力の炭素含有水酸化窒化珪素膜が形成される。これを利用して、発明者は、図８（ａ）に示したように、この応力緩和膜５３０を２８０ｍｍ形成し、その上にバリア膜５４０を２２０ｍｍ形成することにより、封止膜全体の膜応力（＝（−１３０×２８０）＋（１７０×２２０））を、「０」に近づけることができた。このようにして、膜全体の残留応力が非常に小さくなるように炭素の含有率と各封止膜の膜厚を制御することにより、バリア膜５４０によって膜の封止性を保持しながら、応力緩和膜５３０によって膜剥がれや素子の破損の危険性を低減することができた。
【００７１】
このとき、発明者は、膜剥がれを回避するためには、バリア膜５４０の膜応力と応力緩和膜５３０の膜応力とから生じる封止膜全体の残留応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下（より好ましくは５０ＭＰａ）になるように炭素の含有率と膜厚を定めるとよいことを見いだした。また、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０との厚さの総和は、５μｍ以下であるほうがよいことがわかった。この結果、バリア膜５４０により膜の封止性を保持しながら、応力緩和膜５３０により膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができた。
【００７２】
（封止膜の構造例３：膜の内部応力の分布が均一になるように各膜を複数層積層）
さらに、発明者は、封止膜の構造体を最適化する三つ目の例として、封止膜全体の内部応力の分布が均一になるように各封止膜を複数層積層させる方法を導き出した。上述した封止膜の構造例２によれば、図８（ａ）の左側に封止膜内部の膜応力の分布を示したように、膜の内部応力は、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０との界面において、一番大きくなっている。すなわち、封止膜は、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０との界面において、一番ひずんでいることがわかる。このひずみは、膜剥がれや素子の破損の原因となりかねない。そこで、発明者は、封止膜の内部応力の均一化を図るために、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とを、メタル電極５２０上にそれぞれ複数層積層することを考案した。その際、図８（ｂ）に示したように、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とは、メタル電極５２０上に交互にそれぞれ複数層積層した。また、最内層には、応力緩和膜５３０が形成され、最外層には、バリア膜５４０が形成されるようにした。
【００７３】
前述したように、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とは、それらの界面にて一番大きくひずむ。そして、このひずみは、各層の厚さが厚いほど大きくなる。しかしながら、本例に示した封止膜の構造体によれば、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とは、メタル電極５２０上にそれぞれ複数層（好ましくは、交互に複数層）積層される。これにより、各層の膜厚を薄くすることができる。たとえば、図８（ｂ）に示したように、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とを交互に２層ずつ積層させた場合、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０の界面にて生じる内部応力は、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０とを１層ずつのみ積層させた図８（ａ）の場合に比べて半分になる。このようにして、封止膜全体の内部応力の分布をより均一にすることにより、応力緩和膜５３０とバリア膜５４０の界面にて生じるひずみを小さくすることができる。この結果、膜剥がれや素子の破損の危険性をより低減することができる。さらに、最内層には応力緩和膜５３０を形成し、最外層にはバリア膜５４０を形成することにより、膜全体の封止性を高く保ちながら、膜剥がれや素子の破損の危険性をより効果的に低減することができる。
【００７４】
（封止膜の構造例４：炭素（不純物）含有量を極力抑えるように膜厚を制御）
また、発明者は、封止膜の構造体を最適化する四つ目の例として、応力緩和膜５３０の炭素（不純物）含有量を極力抑えるように膜厚を制御する方法も考案した。具体的に説明すると、図７に示したように、トリメチルシランガスの流量を０．５〜１ｓｃｃｍにすると、５０〜−５０ＭＰａの膜応力の炭素含有水酸化窒化珪素膜が形成される。これを利用して、発明者は、膜応力の絶対値が５０ＭＰａ以下の応力緩和膜５３０を２５０ｍｍ形成し、その上にバリア膜５４０を２５０ｍｍ形成することにより、応力緩和膜５３０に混入する炭素（不純物）の量を極力抑えるように制御した。このようにして、炭素（不純物）の量を極力抑えて、封止性を高め、さらに、バリア膜５４０を積層させることより膜の封止性を高く保持しながら、応力緩和膜５３０によって膜剥がれや素子の破損の危険性を極力低減するようにした。
【００７５】
なお、素子上にバリア膜、応力緩和膜、バリア膜の順に３層の封止膜を形成してもよい。これによれば、応力緩和膜をサンドイッチした２層のバリア層により、膜の封止性をより高めることができ、この結果、外部から素子へ与える影響をより低減することができる。
【００７６】
以上に説明したように、発明者は、鋭意研究の成果として、膜に含有された炭素成分と膜の内部応力との相関関係を導き出した。発明者は、この相関関係を利用して、基板に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜５３０を積層し、さらに、応力緩和膜５３０上に炭素成分を含有しないバリア膜５４０を積層させた電子デバイスの開発に成功した。この電子デバイスは、素子とバリア膜５４０との間に設けられた応力緩和膜５３０により膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、応力緩和膜５３０上に形成されたバリア膜５４０により、封止膜の封止性を高く維持することができるという優れた利点を有する。特に、発明者は、外部の水分や酸素が素子側に混入することにより素子の発光特性が著しく低下する有機ＥＬ素子の封止用封止膜として本実施形態に開示した多層構造の封止膜が非常に有効であることを見いだした。
【００７７】
（変形例）
つぎに、本発明の変形例について説明する。本変形例では、メタル電極５２０上に応力緩和膜５３０のみを積層し、応力緩和膜５３０上にバリア膜５４０を積層しない。このとき、応力緩和膜５３０は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜であるほうが好ましい。
【００７８】
前述したように、炭素成分の含有率が２原子パーセント以上５原子パーセント以下の場合、応力緩和膜５３０の膜応力の絶対値は、５０（Ｍｐａ）以下となり、応力緩和膜５３０は、膜応力の非常に小さい膜として機能する。よって、かかる構成によれば、素子上を膜応力の非常に小さい応力緩和膜５３０にて保護することにより、膜剥がれや素子の破損を防止するとともに、応力緩和膜５３０の厚み最適化することにより、素子を効果的に封止することができる。
【００７９】
（封止膜を形成するＣＶＤ装置の変形例）
封止膜の成膜処理には、上述したＲＬＳＡプラズマＣＶＤ装置に替えて、タイル状に形成された複数枚の誘電体パーツから構成される誘電体窓が設けられたプラズマＣＶＤ装置を使用することもできる。以下に、変形例にかかるプラズマＣＶＤ装置の内部構成について、図９を参照しながら簡単に説明する。
【００８０】
変形例にかかるプラズマＣＶＤ装置は、処理容器４１０を有し、その内部にて基板Ｇを載置するためのサセプタ４１１（載置台）が設けられている。サセプタ４１１の内部には、給電部４１１ａおよびヒータ４１１ｂが設けられている。給電部４１１ａには、整合器４１２ａを介して高周波電源４１２ｂが接続され、高周波電源４１２ｂから出力される高周波電力により処理容器３００の内部に所定のバイアス電圧を印加するとともに、コイル４１３ａを介して高圧直流電源４１３ｂが接続され、高圧直流電源４１３ｂから出力された直流電圧により基板Ｇを静電吸着するようになっている。ヒータ４１１ｂには、交流電源４１４が接続されていて、交流電源４１４から出力された交流電圧により基板Ｇを所定の温度に保持するようになっている。
【００８１】
処理容器４１０の底面は筒状に開口され、ベローズ４１５および昇降プレート４１６により密閉されている。サセプタ４１１は、昇降プレート４１６および筒体４１７と一体となって昇降することにより処理プロセスに応じた高さに調整される。サセプタ４１１の周囲には、処理室Ｕのガスの流れを調整するバッフル板４１８が設けられている。なお、処理容器４１０には、真空ポンプ（図示せず）が取り付けられていて、ガス排出管４１９を介して処理容器４１０内のガスを排出することにより、処理室Ｕを所望の真空度まで減圧するようになっている。
【００８２】
蓋体４２０には、蓋本体４２１、６本の導波管４３３、スロットアンテナ４３０、および、誘電体窓（複数枚の誘電体パーツ４３１）が設けられている。６本の導波管４３３は、その断面形状が矩形状であり、蓋本体４２１の内部にて平行に並べて設けられていて、その内部は、誘電部材４３４で充填されている。
【００８３】
各導波管４３３の上部には、可動部４３５が昇降自在に挿入されていて、可動部４３５の上面には、昇降機構４３６が設けられている。昇降機構４３６は、可動部４３５を昇降移動させ、これにより、導波管４３３の高さを任意に変えるようになっている。
【００８４】
スロットアンテナ４３０には、各導波管４３３の下面にてスロット４３７（開口）が設けられている。誘電体窓は、タイル状に形成された３９枚の誘電体パーツ４３１から構成されている。各誘電体パーツ４３１は、石英ガラス、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、サファイア、ＳｉＮ、セラミックスなどの誘電材料から形成されている。各誘電体パーツ４３１には、基板Ｇと対向する面にて凹凸が形成されている。この凹凸により、表面波が、各誘電体パーツ４３１の表面を伝播する際、電界エネルギーを損失することによって表面波の伝播を抑止することができる。この結果、定在波の発生を抑制して、均一なプラズマを生成することができる。
【００８５】
３９枚の誘電体パーツ３１は、アルミニウムなどの非磁性金属体である導電性材料を用いて格子状に形成された梁４２６に支持されている。梁４２６の下面には、複数の支持体４２７が取りつけられている。支持体４２７は、ガスパイプ４２８の両端にてガスパイプ４２８を支持していて、これにより、全部で４２本のガスパイプ４２８が、天井面全体に均等につり下げられている。ガスパイプ４２８は、アルミナなどの誘電体から形成される。
【００８６】
ガス供給源４４３は、複数のバルブＶ、複数のマスフローコントローラＭＦＣ、アルゴン（Ａｒ）ガス供給源４４３ａ、シラン（ＳｉＨ４）ガス供給源４４３ｂ、アンモニア（ＮＨ３）ガス供給源４４３ｃ、およびトリメチルシラン（（ＣＨ３）３ＳｉＨ；３ＭＳ）ガス供給源４４３ｄから構成されている。ガス供給源４４３は、各バルブＶの開閉および各マスフローコントローラＭＦＣの開度をそれぞれ制御することにより、所望の濃度のガスを処理容器４１０の内部に供給するようになっている。
【００８７】
梁４２６を貫通したガス導入管４２９ａには、第１の流路４４２ａを介してアルゴンガス供給源４４３ａが接続されている。同様に梁４２６を貫通したガス導入管２９ｂには、第２の流路４４２ｂを介してシランガス供給源４４３ｂ、アンモニアガス供給源４４３ｃ、およびトリメチルシランガス供給源４４３ｄが接続されている。これにより、ガス導入管４２９ａを介してアルゴンガス（第１のガスの一例）が各誘電体パーツ４３１と各ガスパイプ４２８との間の空間に横向きに供給される。また、ガス導入管４２９ｂおよび各ガスパイプ４２８を介してシランガス、アンモニアガスおよびトリメチルシランガスの混合ガス（第２のガスの一例）が、アルゴンガスの供給位置よりも下方の位置に下向きに吹き出される。
【００８８】
冷却水配管４４４には、冷却水供給源４４５から供給された冷却水が循環し、これにより、蓋本体４２１は、所望の温度に保たれるようになっている。以上に説明した構成により、マイクロ波発生器から出力されたマイクロ波は、各導波管４３３およびスロット４３７を介して各誘電体パーツ４３１を透過し、処理室Ｕ内に入射され、マイクロ波の電界エネルギーにより、まず、上段に供給されたアルゴンガスがプラズマ化される。アルゴンガスがプラズマ着火後、シランガス、アンモニアガスおよびトリメチルシランガスの混合ガスが、アルゴンガスのプラズマ化にある程度のエネルギーを消費して弱められたマイクロ波の電界エネルギーによってプラズマ化され、そのプラズマにより図５（ｆ）に示したメタル電極５２０上に炭素（Ｃ）成分を含有した水酸化窒化珪素膜（Ｈ：ＳｉＣｘＮｙ膜）からなる応力緩和膜５３０が形成される。なお、応力緩和膜５３０への炭素成分の含有量は、トリメチルシランガスの流量による。
【００８９】
このようにして、応力緩和膜５３０を形成後、トリメチルシランガス供給源４４３ｄのバルブＶを閉じて、アルゴンガスを上段から供給し、シランガスおよびアンモニアガスを下段から供給する。これにより、図５（ｇ）に示したように、炭素（Ｃ）成分を含有しない水酸化窒化珪素（Ｈ：ＳｉＮｘ）膜からなるバリア膜５４０が応力緩和膜５３０上に形成される。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態およびその変形例によれば、膜の封止性を保持しつつ膜の内部応力を低減した封止膜により素子を効果的に保護することができる。
【００９１】
なお、本実施形態にかかる炭素成分を含有しないバリア膜は、実質的に炭素成分を含有しない封止膜であって、たとえば、処理室内に存在する炭素（有機物）がパーティクルとしてバリア膜に付着した場合であっても、実質的に炭素成分を含有しない封止膜としてのバリア膜の機能を失うものではない。
【００９２】
基板Ｇのサイズは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ以上であってもよく、たとえば、７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）のＧ４．５基板サイズや、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）のＧ５基板サイズであってもよい。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。
【００９３】
上記実施形態において、各部の動作はお互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、上記電子デバイスの実施形態を上記電子デバイスの製造方法の実施形態とすることができる。
【００９４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例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、各種の変更例また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。
【００９５】
たとえば、本発明にかかる封止膜の構造体は、有機ＥＬ素子に限られず、たとえば、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封止膜としても用いることもできる。さらに、本発明にかかる封止膜の構造体は、有機機トランジスタ、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）の素子を封止するために使用することもできる。
【００９６】
また、本発明にかかる封止膜の構造体を用いて素子を封止した電子デバイスとしては、有機発光ダイオードや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が挙げられる。
【００９７】
また、本発明にかかる封止膜の構造体を用いて素子を封止した電子デバイスを製造する製造装置としては、上述した複数のスロットを備えた平面アンテナを有するマイクロ波プラズマ処理装置（複数枚の誘電体パーツを有するマイクロ波プラズマ処理装置およびＲＬＳＡ型マイクロ波プラズマ処理装置）であってもよいが、これに限られず、容量結合型の平行平板型プラズマ処理装置、誘導結合型（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置、電子サイクロトロン方式（ＥＣＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）のプラズマ処理装置など種々のプラズマ処理装置に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成図である。
【図２】同実施形態にかかる６層連続成膜処理を施すプロセスモジュールＰＭ１の縦断面図である。
【図３】同実施形態にかかる６層連続成膜処理により形成される膜を説明するための図である。
【図４】同実施形態にかかるＣＶＤ処理を施すプロセスモジュールＰＭ３の縦断面図である。
【図５】同実施形態にかかる有機ＥＬ素子製造プロセスを説明するための図である。
【図６】トリメチルシランの流量に対する膜組成および膜応力の関係を示す実験の結果である。
【図７】トリメチルシランの流量と膜応力の関係を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は、応力緩和膜とバリア膜を一層ずつ積層させた図であり、図８（ｂ）は、応力緩和膜とバリア膜を二層ずつ積層させた図である。
【図９】変形例にかかるＣＶＤ処理を施すプロセスモジュールＰＭ３の縦断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０ 基板処理装置
５００ ＩＴＯ
５１０ 有機層
５２０ メタル電極
５３０ 応力緩和膜
５４０ バリア膜
Ｇ 基板
ＰＭ１〜ＰＭ４ プロセスモジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体上に形成された素子と、
前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、
前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを備える電子デバイス。
【請求項２】
前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜であり、
前記応力緩和膜は、４原子パーセント以上の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜である請求項１に記載された電子デバイス。
【請求項３】
前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜であり、
前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜である請求項１に記載された電子デバイス。
【請求項４】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記応力緩和膜が前記バリア膜に挟まれるように、前記素子上に積層される請求項１〜３のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項５】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、
前記素子上にそれぞれ複数層積層される請求項１〜４のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項６】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、
前記素子上に交互にそれぞれ複数層積層される請求項５に記載された電子デバイス。
【請求項７】
最内層には、前記応力緩和膜が形成され、
最外層には、前記バリア膜が形成されている請求項５または請求項６のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項８】
前記応力緩和膜の炭素含有率と厚さおよび前記バリア膜の厚さは、
前記バリア膜の膜応力と前記応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下となるように定められる請求項１〜７のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項９】
前記応力緩和膜の炭素含有率と厚さおよび前記バリア膜の厚さは、
前記バリア膜の膜応力と前記応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、５０ＭＰａ以下となるように定められる請求項１〜７のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項１０】
前記バリア膜と前記応力緩和膜との厚さの総和は、５μｍ以下である請求項１〜９のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項１１】
前記電子デバイスは、
有機発光ダイオードまたは薄膜トランジスタのいずれかである請求項１〜１０のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項１２】
被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、
前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
被処理体上に形成された素子を封止する封止膜の構造体であって、
前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、
前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを備える封止膜の構造体。
【請求項１４】
被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、
前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法を使用して電子デバイスを製造する製造装置。
【請求項１５】
処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
素子が形成された被処理体を載置する載置台と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給源と、を有し、
前記ガス供給源から炭素成分を含有する第１のガスを供給し、供給された第１のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記載置台に載置された被処理体上の素子に所定量の炭素成分を含有した応力緩和膜を積層した後、前記ガス供給源から炭素成分を含有しない第２のガスを供給し、供給された第２のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層するプラズマ処理装置。
【請求項１６】
被処理体上に形成された素子と、
前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜とを備える電子デバイス。
【請求項１７】
前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜である請求項１６に記載された電子デバイス。
【請求項１】
被処理体上に形成された素子と、
前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、
前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを備える電子デバイス。
【請求項２】
前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜であり、
前記応力緩和膜は、４原子パーセント以上の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜である請求項１に記載された電子デバイス。
【請求項３】
前記バリア膜は、炭素成分を含有しない水素化窒化珪素膜であり、
前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜である請求項１に記載された電子デバイス。
【請求項４】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、前記応力緩和膜が前記バリア膜に挟まれるように、前記素子上に積層される請求項１〜３のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項５】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、
前記素子上にそれぞれ複数層積層される請求項１〜４のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項６】
前記バリア膜と前記応力緩和膜とは、
前記素子上に交互にそれぞれ複数層積層される請求項５に記載された電子デバイス。
【請求項７】
最内層には、前記応力緩和膜が形成され、
最外層には、前記バリア膜が形成されている請求項５または請求項６のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項８】
前記応力緩和膜の炭素含有率と厚さおよび前記バリア膜の厚さは、
前記バリア膜の膜応力と前記応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、１００ＭＰａ以下となるように定められる請求項１〜７のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項９】
前記応力緩和膜の炭素含有率と厚さおよび前記バリア膜の厚さは、
前記バリア膜の膜応力と前記応力緩和膜の膜応力とから生じる封止膜全体の内部応力の絶対値が、５０ＭＰａ以下となるように定められる請求項１〜７のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項１０】
前記バリア膜と前記応力緩和膜との厚さの総和は、５μｍ以下である請求項１〜９のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項１１】
前記電子デバイスは、
有機発光ダイオードまたは薄膜トランジスタのいずれかである請求項１〜１０のいずれかに記載された電子デバイス。
【請求項１２】
被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、
前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
被処理体上に形成された素子を封止する封止膜の構造体であって、
前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜と、
前記応力緩和膜上に積層された、炭素成分を含有しないバリア膜とを備える封止膜の構造体。
【請求項１４】
被処理体上に形成された素子上に所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜を積層し、
前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層する電子デバイスの製造方法を使用して電子デバイスを製造する製造装置。
【請求項１５】
処理容器内に供給されたガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより被処理体を処理するプラズマ処理装置であって、
素子が形成された被処理体を載置する載置台と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給源と、を有し、
前記ガス供給源から炭素成分を含有する第１のガスを供給し、供給された第１のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記載置台に載置された被処理体上の素子に所定量の炭素成分を含有した応力緩和膜を積層した後、前記ガス供給源から炭素成分を含有しない第２のガスを供給し、供給された第２のガスからプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記応力緩和膜上に炭素成分を含有しないバリア膜を積層するプラズマ処理装置。
【請求項１６】
被処理体上に形成された素子と、
前記素子上に積層された、所定量の炭素成分を含有する応力緩和膜とを備える電子デバイス。
【請求項１７】
前記応力緩和膜は、２原子パーセント以上５原子パーセント以下の炭素成分を含有する水素化窒化珪素膜である請求項１６に記載された電子デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２２６４７２（Ｐ２００８−２２６４７２Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５８５２８（Ｐ２００７−５８５２８）
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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