(57)【要約】  高密度な自己組織化単分子膜を形成可能な膜形成装置を提供するために、基板（Ｓ）の膜形成面（Ｓ１）に自己組織化単分子膜を形成する膜形成装置（１００）であって、基板（Ｓ）を収容するチャンバ（２）であって、チャンバ（２）内に収容された基板（Ｓ）の膜形成面（Ｓ１）に対向する対向内壁面（２１０）を有し、対向内壁面が接地電位面であるチャンバ（２）と、チャンバ（２）内に自己組織化単分子膜の原料ガスを供給する原料ガス供給部（４）と、チャンバ（２）内に収容された基板（Ｓ）の膜形成面（Ｓ１）とチャンバ（２）の対向内壁面との間に位置し、チャンバ（２）内に収容された基板（Ｓ）の膜形成面（Ｓ１）からチャンバ（２）の対向内壁面へ向かう方向に又はチャンバ（２）の対向内壁面からチャンバ（２）内に収容された基板（Ｓ）の膜形成面（Ｓ１）へ向かう方向に電界を形成する電極（３１）とを備える、膜形成装置（１００）を提供する。
2017069221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の膜形成面に自己組織化単分子膜を形成する膜形成装置であって、  前記基板を収容するチャンバであって、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面を有し、前記対向内壁面が接地電位面である前記チャンバと、  前記チャンバ内に前記自己組織化単分子膜の原料ガスを供給する原料ガス供給部と、  前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置し、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面から前記チャンバの前記対向内壁面へ向かう方向に又は前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に電界を形成する電極と、を備える、前記膜形成装置。
【請求項２】
前記原料ガス供給部が、前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に前記原料ガスを供給する、請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項３】
前記膜形成装置が、前記基板を前記チャンバ内に保持し、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に対向させる基板保持部を備え、  前記基板保持部が前記電極を有する、請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項４】
前記基板保持部が、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に向かって露出させる開口部を有する枠部を有し、  前記枠部が前記電極として機能する、請求項３に記載の膜形成装置。
【請求項５】
前記基板保持部が、前記枠部の前記開口部に形成されたメッシュ部を有し、  前記枠部及び前記メッシュ部が前記電極として機能する、請求項４に記載の膜形成装置。
【請求項６】
前記膜形成装置が、前記基板を前記チャンバ内に保持し、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に対向させる基板保持部を備え、  前記電極が、前記基板保持部と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置する、請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項７】
前記電極がメッシュ状である、請求項６に記載の膜形成装置。
【請求項８】
前記膜形成装置が、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面における前記自己組織化単分子膜の形成促進処理を行う膜形成促進処理部を備える、請求項１に記載の膜形成装置。
【請求項９】
基板の膜形成面に自己組織化単分子膜を形成する膜形成方法であって、（ａ）前記基板を、接地電位面を内壁面として有するチャンバ内に、前記接地電位面の少なくとも一部が前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面となるように収容する工程と、（ｂ）前記チャンバ内に前記自己組織化単分子膜の原料ガスを供給する工程と、を含んでなり、  前記工程（ｂ）において、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置する電極によって、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面から前記チャンバの前記対向内壁面へ向かう方向に又は前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に電界を形成する、前記膜形成方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）において、前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に前記原料ガスを供給する、請求項９に記載の膜形成方法。
【請求項１１】
前記工程（ａ）において、前記チャンバ内に設けられた基板保持部によって、前記接地電位面の少なくとも一部が前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面となるように、前記基板を前記チャンバ内に保持し、  前記基板保持部が前記電極を有する、請求項９に記載の膜形成方法。
【請求項１２】
前記基板保持部が、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に向かって露出させる開口部を有する枠部を有し、  前記枠部が、前記電極として機能する、請求項１１に記載の膜形成方法。
【請求項１３】
前記基板保持部が、前記枠部の前記開口部に形成されたメッシュ部を有し、  前記枠部及び前記メッシュ部が、前記電極として機能する、請求項１２に記載の膜形成方法。
【請求項１４】
前記工程（ａ）において、前記チャンバ内に設けられた基板保持部によって、前記接地電位面の少なくとも一部が前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面となるように、前記基板を前記チャンバ内に保持し、  前記電極が、前記基板保持部と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置する、請求項９に記載の膜形成方法。
【請求項１５】
前記電極がメッシュ状である、請求項１４に記載の膜形成方法。
【請求項１６】
工程（ｂ）において、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面における前記自己組織化単分子膜の形成促進処理を行う、請求項９に記載の膜形成方法。
【請求項１７】
膜形成装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記膜形成装置を制御して請求項９に記載の膜形成方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、基板の膜形成面に自己組織化単分子膜を形成する膜形成装置及び膜形成方法に関する。また、本発明は、本発明の膜形成方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、様々な分野において、有機化合物からなる有機薄膜が用いられている。例えば、有機トランジスタ等の有機半導体の分野では、有機化合物からなる有機半導体膜が用いられている。【０００３】  このような有機化合物からなる有機薄膜としては、自己組織的に形成される高い秩序性を有する有機単分子膜である自己組織化単分子膜（Self-Assembled Monolayer：ＳＡＭ）が知られている。【０００４】  自己組織化単分子膜とは、所定の基板に対し、所定の化学結合を形成する官能基を末端基として有する有機化合物を用いることにより、当該基板の表面に対して、化学結合を形成させ、アンカリングされた有機化合物が基板表面からの規制及び有機化合物間の相互作用によって、秩序的に配列した状態となり、単分子膜となったものをいう。【０００５】  このような自己組織化単分子膜は、有機半導体膜自体としてばかりでなく、物質表面の改質に有効であり、例えば、有機トランジスタの基板表面特性（例えば、濡れ性、親油性等）を改質して有機トランジスタの電気特性を向上させる用途等への利用が考えられている。【０００６】  特許文献１には、シランカップリング剤を用いた自己組織化単分子膜をＳｉＯ２系の基板上に形成して表面を改質することが記載されている。シランカップリング剤を用いた自己組織化単分子膜は、アルキル基、フッ化アルキル基等を有機官能基として有し、基板表面に撥水性を付与することができる。【０００７】  また、特許文献１には、シランカップリング剤を用いた自己組織化単分子膜の形成方法として、基板をシランカップリング剤の蒸気に暴露する方法、基板をシランカップリング剤溶液に浸漬する方法、基板にシランカップリング剤を塗布する方法等が記載されている。【０００８】  一方、特許文献２には、ポリシリコン層の表面を水素終端化させ、水素終端化された表面に、末端に炭素の二重結合を持つ有機化合物を供給し、Ｓｉと反応させて、自己組織化単分子膜を形成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−８６１４７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５９８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  本発明は、高密度な自己組織化単分子膜を形成可能な膜形成装置及び膜形成方法、並びに、該膜形成方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、以下の発明を提供する。（１）基板の膜形成面に自己組織化単分子膜を形成する膜形成装置であって、  前記基板を収容するチャンバであって、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面を有し、前記対向内壁面が接地電位面である前記チャンバと、  前記チャンバ内に前記自己組織化単分子膜の原料ガスを供給する原料ガス供給部と、  前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置し、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面から前記チャンバの前記対向内壁面へ向かう方向に又は前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に電界を形成する電極と、を備える、前記膜形成装置。（２）前記原料ガス供給部が、前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に前記原料ガスを供給する、（１）に記載の膜形成装置。（３）前記膜形成装置が、前記基板を前記チャンバ内に保持し、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に対向させる基板保持部を備え、  前記基板保持部が前記電極を有する、（１）又は（２）に記載の膜形成装置。（４）前記基板保持部が、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に向かって露出させる開口部を有する枠部を有し、  前記枠部が前記電極として機能する、（３）に記載の膜形成装置。（５）前記基板保持部が、前記枠部の前記開口部に形成されたメッシュ部を有し、  前記枠部及び前記メッシュ部が前記電極として機能する、（４）に記載の膜形成装置。（６）前記膜形成装置が、前記基板を前記チャンバ内に保持し、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に対向させる基板保持部を備え、  前記電極が、前記基板保持部と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置する、（１）又は（２）に記載の膜形成装置。（７）前記電極がメッシュ状である、（６）に記載の膜形成装置。（８）前記膜形成装置が、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面における前記自己組織化単分子膜の形成促進処理を行う膜形成促進処理部を備える、（１）〜（７）のいずれかに記載の膜形成装置。【００１２】（９）基板の膜形成面に自己組織化単分子膜を形成する膜形成方法であって、（ａ）前記基板を、接地電位面を内壁面として有するチャンバ内に、前記接地電位面の少なくとも一部が前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面となるように収容する工程と、（ｂ）前記チャンバ内に前記自己組織化単分子膜の原料ガスを供給する工程と、を含んでなり、  前記工程（ｂ）において、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置する電極によって、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面から前記チャンバの前記対向内壁面へ向かう方向に又は前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に電界を形成する、前記膜形成方法。（１０）前記工程（ｂ）において、前記チャンバの前記対向内壁面から前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面へ向かう方向に前記原料ガスを供給する、（９）に記載の膜形成方法。（１１）前記工程（ａ）において、前記チャンバ内に設けられた基板保持部によって、前記接地電位面の少なくとも一部が前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面となるように、前記基板を前記チャンバ内に保持し、  前記基板保持部が前記電極を有する、（９）又は（１０）に記載の膜形成方法。（１２）前記基板保持部が、前記基板の前記膜形成面を前記チャンバの前記対向内壁面に向かって露出させる開口部を有する枠部を有し、  前記枠部が、前記電極として機能する、（１１）に記載の膜形成方法。（１３）前記基板保持部が、前記枠部の前記開口部に形成されたメッシュ部を有し、  前記枠部及び前記メッシュ部が、前記電極として機能する、（１２）に記載の膜形成方法。（１４）前記工程（ａ）において、前記チャンバ内に設けられた基板保持部によって、前記接地電位面の少なくとも一部が前記基板の前記膜形成面に対向する対向内壁面となるように、前記基板を前記チャンバ内に保持し、  前記電極が、前記基板保持部と前記チャンバの前記対向内壁面との間に位置する、（９）又は（１０）に記載の膜形成方法。（１５）前記電極がメッシュ状である、（１４）に記載の膜形成方法。（１６）工程（ｂ）において、前記チャンバ内に収容された前記基板の前記膜形成面における前記自己組織化単分子膜の形成促進処理を行う、（９）〜（１５）のいずれかに記載の膜形成方法。【００１３】（１７）膜形成装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記膜形成装置を制御して（９）〜（１６）のいずれかに記載の膜形成方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。
【発明の効果】
【００１４】  本発明によれば、高密度な自己組織化単分子膜を形成可能な膜形成装置及び膜形成方法、並びに、該膜形成方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す膜形成装置が備える膜形成ユニットの構成を示す一部断面図である。
【図３】図３は、図２に示す膜形成ユニットが備える基板保持部に保持された基板を、基板の膜形成面側から平面視したときの平面図である。
【図４】図４は、図２に示す膜形成ユニットが備える基板保持部の変形例を示す一部断面図である。
【図５】図５は、図４に示す基板保持部に保持された基板を、基板の膜形成面側から平面視したときの平面図である。
【図６】図６は、図２に示す膜形成ユニットの変形例の構成を示す一部断面図である。
【図７】図７は、図６に示す膜形成ユニットが備える電極をチャンバの底壁部側から平面視したときの平面図である。
【図８】図８は、枠部に印加された直流電圧と、基板の膜形成面に形成された自己組織化単分子膜の水に対する接触角との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  図１は、本発明の一実施形態に係る膜形成装置の構成を示す概略図であり、図２は、図１に示す膜形成装置が備える膜形成ユニットの構成を示す一部断面図であり、図３は、図２に示す膜形成ユニットが備える基板保持部に保持された基板を、基板の膜形成面側から平面視したときの平面図である。なお、図２における基板保持部の断面は、図３におけるＡ−Ａ線断面に相当する。
【００１７】  本実施形態に係る膜形成装置１００は、基板の膜形成面に自己組織化単分子膜（以下「ＳＡＭ」という場合がある。）を形成する膜形成方法を実施するための装置である。
【００１８】  本実施形態では、基板として、２つの面を有する基板Ｓが使用される。基板Ｓが有する２つの面のうち、一方の面は、ＳＡＭが形成される膜形成面Ｓ１であり、他方の面は、ＳＡＭが形成されない膜非形成面Ｓ２である。基板Ｓを構成する材料は、特に限定されず、例えば、ＳｉＯ２（ガラス）、Ｓｉ、アルミナ、セラミック、サファイア等の無機材料、プラスチック、フィルム等の有機材料等が挙げられる。基板Ｓは、プラズマ処理（プラズマエッチング）、ＷＥＴ洗浄処理、成膜処理等の表面処理が施された基板であってもよい。
【００１９】  図１に示すように、膜形成装置１００は、膜形成処理ユニット１と、膜形成処理ユニット１の動作を制御する制御部９とを備える。
【００２０】  図２に示すように、膜形成処理ユニット１は、基板Ｓを収容するチャンバ２と、チャンバ２内に基板Ｓを保持する基板保持部３と、チャンバ２内にＳＡＭの原料ガスＧを供給する原料ガス供給部４と、基板保持部３に保持された基板Ｓを加熱する基板加熱部５１と、チャンバ２内に供給されたＳＡＭの原料ガスＧに紫外線を照射する紫外線照射部５２と、チャンバ２内の雰囲気を排出する排気部６とを備える。
【００２１】  図２に示すように、チャンバ２は、底壁部２１と、底壁部２１の周縁部から起立する周壁部２２と、周壁部２２の上方開口部を封止する上壁部２３とを有する。
【００２２】  本実施形態において、底壁部２１、周壁部２２及び上壁部２３は電気的に接地された電気伝導体で構成されており、チャンバ２の内壁面全体（底壁部２１の内壁面２１０、周壁部２２の内壁面２２０及び上壁部２３の内壁面２３０）は、電位が接地となっている接地電位面となっている。底壁部２１、周壁部２２及び上壁部２３を構成する電気導電体は、例えば、銅、ニッケル、チタン等の遷移金属、これらの合金、ステンレス鋼、モリブデン、タングステン等の高融点金属等で構成される金属材料である。
【００２３】  図２に示すように、基板保持部３は、チャンバ２の接地電位面の一部である底壁部２１の内壁面２１０が基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面となるように、基板Ｓをチャンバ２内に保持する。したがって、本実施形態では、チャンバ２の内壁面のうち、底壁部２１の内壁面２１０が、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面となる。
【００２４】  本実施形態では、底壁部２１、周壁部２２及び上壁部２３が、電気的に接地された電気伝導体で構成されており、チャンバ２の内壁面全体が接地電位面となっているが、チャンバ２の内壁面のうち、少なくとも、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面、すなわち、底壁部２１の内壁面２１０が接地電位面であればよく、周壁部２２の内壁面２２０及び上壁部２３の内壁面２３０は接地電位面でなくてもよい。したがって、周壁部２２及び上壁部２３は、絶縁体で構成されていてもよい。
【００２５】  本実施形態では、底壁部２１の全体が、電気的に接地された電気伝導体で構成されているが、底壁部２１のうち、少なくとも、内壁面２１０を構成する部分が、電気的に接地された電気伝導体で構成されていればよい。したがって、底壁部２１は、絶縁体で構成された外壁面側部分と、電気的に接地された電気伝導体で構成された内壁面側部分とを有していてもよい。
【００２６】  図２に示すように、基板保持部３は、枠部３１とチャック部３２とを有する。図２及び図３に示すように、枠部３１は、基板Ｓの膜形成面Ｓ１をチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０に向かって露出させる開口部３０を有する。枠部３１は、基板Ｓの膜形成面Ｓ１の周縁部を支持し、開口部３０を通じて、基板Ｓの膜形成面Ｓ１をチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０に向かって露出させる。図３に示すように、枠部３１の外周線及び内周線の平面視形状は矩形状であるが、その他の形状（例えば、円形状等）に適宜変更可能である。開口部３０のサイズは、例えば、１００ｍｍ×５０ｍｍである。チャック部３２は、枠部３１側の端部を軸として回動可能となっており、基板Ｓが枠部３１に載置される際には、枠部３１の径方向外側に向けて回動し、枠部３１に載置される基板Ｓと干渉しないポジション（待機ポジション）に位置する一方、基板Ｓが枠部３１に載置された後には、枠部３１の径方向内側に向けて回動し、枠部３１に支持された基板Ｓの外縁部を保持するポジション（保持ポジション）に位置する。こうして、チャック部３２は、枠部３１に支持された基板Ｓの外縁部を保持する。
【００２７】  枠部３１は、電気伝導体で構成されており、チャンバ２の接地電位面から電気的に絶縁されている。枠部３１を構成する電気伝導体は、例えば、銅、ニッケル、チタン等の遷移金属、これらの合金、ステンレス鋼、モリブデン、タングステン等の高融点金属等で構成される金属材料である。図２に示すように、枠部３１には、枠部３１に負の直流電圧を印加する電源Ｅが電気的に接続されている。枠部３１に電気的に接続される電源Ｅは、膜形成装置１００が有する内部電源であってもよいし、外部電源であってもよい。外部電源が枠部３１に電気的に接続される場合、膜形成装置１００は、外部電源を枠部３１に接続するための、枠部３１に電気的に接続された外部電源用接続端子を有することができる。
【００２８】  本実施形態では、電源Ｅによって負の直流電圧が枠部３１に印加されることにより、枠部３１が接地電位面よりも負電位の電極として機能する。すなわち、枠部３１は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１と、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間に位置し、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に電界を形成する電極として機能する。枠部３１とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間には、基板Ｓは介在しないので、枠部３１に電圧が印加されることにより発生する電界は、基板Ｓの誘電率の影響を受けにくい。これにより、基板Ｓの材質によらず、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１と、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間に、所望の強度の電界を形成することができる。
【００２９】  図２に示すように、チャンバ２には、チャンバ２内の空間を、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１が露出する第１の空間Ｖ１と、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜非形成面Ｓ２が露出する第２の空間Ｖ２とに仕切る隔壁部２４が設けられている。隔壁部２４は、枠部３１からチャンバ２のチャンバ２の上壁部２３まで延在している。隔壁部２４には、基板保持部３へ基板Ｓを搬入するための及び基板保持部３から基板Ｓを搬出するための搬入出口（不図示）が設けられており、第１の空間Ｖ１と第２の空間Ｖ２とは搬入出口を通じて連続している。基板保持部３に基板Ｓが保持されていない時、第１の空間Ｖ１と第２の空間Ｖ２とは、枠部３１の開口部３０を通じて連続しているが、基板保持部３に基板Ｓが保持されると、基板保持部３に保持された基板Ｓによって枠部３１の開口部３０が塞がれる。チャンバ２には、第２の空間Ｖ２に窒素ガス等の不活性ガスを供給してガスパージするガスパージ部（不図示）が設けられている。第１の空間Ｖ１に原料ガスＧが供給される際、第２の空間Ｖ２にはガスパージ部により不活性ガスが供給されるので、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧは、第１の空間Ｖ１から第２の空間Ｖ２へ移行しない。これにより、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜非形成面Ｓ２におけるＳＡＭの形成が防止される。
【００３０】  隔壁部２４は、絶縁体で構成されてもよいし、電気伝導体で構成されてもよいが、隔壁部２４が電気伝導体で構成される場合、枠部３１が、チャンバ２の接地電位面から電気的に絶縁されることを保証するために、隔壁部２４と枠部３１との連結部、あるいは、隔壁部２４と上壁部２３との連結部を絶縁体で構成することが好ましい。
【００３１】  図２に示すように、原料ガス供給部４は、ガス生成容器４１と、ガス生成容器４１内に設けられた有機化合物収容容器４２と、ガス生成容器４１内にキャリアガスＣを導入するキャリアガス導入管４３と、ガス生成容器４１内で生成されたＳＡＭの原料ガスＧをチャンバ２内に供給する原料ガス供給管４４とを有する。
【００３２】  有機化合物収容容器４２には、ＳＡＭを形成可能な有機化合物Ｌが収容されている。本実施形態では、有機化合物Ｌは液状である。ガス生成容器４１内では、有機化合物Ｌの気化によってＳＡＭの原料ガスＧが生成される。有機化合物Ｌの気化が不十分な場合や、有機化合物Ｌが常温で固体の場合には、有機化合物収容容器４２にヒーターを設けてもよい。
【００３３】  有機化合物Ｌの気化によって生成されたＳＡＭの原料ガスＧは、キャリアガス導入管４３からガス生成容器４１内に導入されたキャリアガスＣによって搬送され、原料ガス供給管４４を経て、チャンバ２内に供給される。原料ガスＧは、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間、すなわち、第１の空間Ｖ１に供給される。キャリアガスＣは、例えば、Ｎ２ガスである。キャリアガス導入管４３からガス生成容器４１内に導入されるキャリアガスＣの流量は、例えば、５０ｓｃｃｍである。なお、「ｓｃｃｍ」は、標準状態（０℃／１ａｔｍ）における１分間あたりのｃｃ（ｃｍ３）を表す。
【００３４】  図２に示すように、原料ガスＧは、チャンバ２の底壁部２１を貫通してチャンバ２内に延びる原料ガス供給管４４の先端から基板Ｓの膜形成面Ｓ１に向けて吐出される。すなわち、原料ガスＧは、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に供給される。これにより、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に原料ガスＧ中の有機化合物Ｌが付着しやすくなり、基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成効率が向上する。原料ガス供給管４４の先端と、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１との距離は、例えば、５０〜１０００ｍｍである。
【００３５】  本実施形態で使用される有機化合物Ｌは、主鎖部分と、主鎖部分の一端に結合した第１の官能基と、主鎖部分の他端に結合した第２の官能基とを有する有機化合物であって、第１の官能基がδ＋に分極し、第２の官能基がδ−に分極する有機化合物である。
【００３６】  主鎖部分は、例えば、炭素鎖である。炭素鎖が有する炭素原子の数は、特に限定されず、適宜調整可能であるが、好ましくは６〜１００である。炭素鎖は、飽和炭素鎖であってもよいし、不飽炭素鎖であってもよいが、好ましくは飽和炭素鎖である。炭素鎖は、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子を含有してもよい。主鎖部分を構成する炭素原子上の水素原子は、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、アルキル基、エーテル基等の官能基等で置換されていてもよい。
【００３７】  第１の官能基は、基板Ｓの膜形成面Ｓ１と化学結合可能な官能基である。化学結合は、例えば、共有結合である。基板Ｓが無機材料（例えば、ＳｉＯ２（ガラス）等）で構成される場合に好適な第１の官能基としては、例えば、−Ｓｉ（Ｒ）ｎ（Ｘ）３−ｎ等が挙げられる。Ｒは、メチル基等のアルキル基であり、Ｘは、塩素原子、メトキシ基、エトキシ基、２−メトキシエトキシ基、アセトキシ等の加水分解基であり、ｎは０〜３の整数である。基板Ｓが有機材料（例えば、有機合成樹脂等）である場合に好適な第１の官能基としては、例えば、ビニル基（−ＣＨ＝ＣＨ２）、アミノ基（−ＮＨ２）、メタクリル基（−ＯＯＣ(ＣＨ３)Ｃ＝ＣＨ２）、イソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）、メルカプト基（−ＳＨ）、ウレイド基（−ＮＨＣＯＮＨ２）、エポキシ基等が挙げられる。
【００３８】  第２の官能基は、基板Ｓの膜形成面Ｓ１に所望の特性を付与可能な官能基である。基板Ｓの膜形成面Ｓ１に撥水性、撥油性、低摩擦性等を付与する場合に好適な第２の官能基としては、例えば、−ＣＦ３、−（ＣＦ２）ｎ−ＣＦ３（式中、ｎは、任意の整数であり、例えば２〜７の整数である。）等が挙げられる。
【００３９】  基板Ｓの膜形成面Ｓ１に撥水性を付与する場合、ＳＡＭを形成可能な有機化合物Ｌとして、例えば、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＦ２−ＣＦ３等を使用することができる。
【００４０】  有機化合物Ｌにおいて、分子全体としては電気的に中性であるが、第１の官能基はδ＋に分極しており、第２の官能基はδ−に分極している。有機化合物Ｌの分極は、有機化合物Ｌを構成する原子の電気陰性度に起因し、相対的に電気陰性度が大きい原子（例えば、Ｆ、Ｏ等）はδ−となりやすく、相対的に電気陰性度が小さい原子（例えば、Ｃ、Ｈ等）はδ＋となりやすい。例えば、第１の官能基が−ＣＨ＝ＣＨ２であり、第２の官能基が−ＣＦ３又は−ＣＦ２−ＣＦ３である場合、主鎖部分を構成する原子の電気陰性度にもよるが、第１の官能基はδ＋に分極しやすく、第２の官能基はδ−に分極しやすい。例えば、有機化合物ＬがＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＦ２−ＣＦ３である場合、第１の官能基である−ＣＨ＝ＣＨ２はδ＋に分極し、第２の官能基である−ＣＦ２−ＣＦ３はδ−に分極する。
【００４１】  基板加熱部５１は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成促進処理を行う膜形成促進処理部の一例である。基板加熱部５１は、基板保持部３に保持された基板Ｓを加熱することにより、膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成を促進する。すなわち、基板加熱部５１が行う膜形成促進処理は、加熱である。
【００４２】  基板加熱部５１は、抵抗加熱ヒーター、ランプヒーター（例えばＬＥＤランプヒーター）等のヒーターを有する。本実施形態において、基板加熱部５１は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜非形成面Ｓ２側（すなわち、基板Ｓの膜非形成面Ｓ２が露出する第２の空間Ｖ２内）に設けられている。したがって、基板加熱部５１は、基板Ｓの膜非形成面Ｓ２側から基板Ｓを加熱する。基板加熱部５１の加熱温度は、例えば、３０〜４００℃である。
【００４３】  紫外線照射部５２は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成促進処理を行う膜形成促進処理部の一例である。紫外線照射部５２は、チャンバ２内に供給された原料ガスＧに紫外線を照射することにより、原料ガスＧ中の有機化合物Ｌの第１の官能基を活性化させ、膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成を促進する。すなわち、紫外線照射部５２が行う膜形成促進処理は、紫外線の照射である。
【００４４】  紫外線照射部５２は、紫外線を照射するためのＵＶランプを有する。本実施形態において、紫外線照射部５２は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１側（すなわち、基板Ｓの膜形成面Ｓ１が露出する第１の空間Ｖ１内）に設けられている。したがって、紫外線照射部５２は、第１の空間Ｖ１内に供給された原料ガスＧに向けて紫外線を照射する。
【００４５】  本実施形態では、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成促進処理を行う膜形成促進処理部として、基板加熱部５１及び紫外線照射部５２がチャンバ２内に設けられているが、基板加熱部５１及び紫外線照射部５２の一方又は両方を省略してもよい。
【００４６】  図２に示すように、排気部６は、チャンバ２の壁部（本実施形態では周壁部２２）に設けられた１又は複数の排気口６１と、排気管６２を介して排気口６１に接続された圧力調整バルブ６３と、排気管６２を介して圧力調整バルブ６３に接続された真空ポンプ６４とを有する。真空ポンプ６４が排気口６１及び排気管６２を介してチャンバ２内の雰囲気を吸引することにより、チャンバ２内の雰囲気が排出され、チャンバ２内が減圧される。
【００４７】  図２に示すように、チャンバ２の壁部（本実施形態では周壁部２２）には、基板Ｓを搬入出するための搬入出口７１が設けられており、搬入出口７１は、ゲートバルブ等の気密シャッター７２により開閉可能となっている。
【００４８】  図２に示すように、搬入出口７１は、気密シャッター７２を介してロードロック室８に接続されている。図２に示すように、ロードロック室８には、基板載置台８１と、搬送アーム８２と、大気側搬出入口８３とが設けられている。大気側搬出入口８３は、ゲートバルブ等の気密シャッター８４により開閉可能となっている。ロードロック室８外の基板Ｓは、ロードロック室８外の大気雰囲気の搬送空間内で基板Ｓを搬送する搬送アーム（不図示）によって、ロードロック室８内に搬送され、基板載置台８１に載置される。基板載置台８１に載置された基板Ｓは、搬送アーム８２によってチャンバ２内に搬送され、基板保持部３に載置される。すなわち、ロードロック室８に設けられた搬送アーム８２は、ロードロック室８内の基板載置台８１と、チャンバ２内の基板保持部３とにアクセス可能である。また、図２に示すように、ロードロック室８の壁部（本実施形態では周壁部）には、ロードロック室８内の雰囲気を排気する排気部８５が設けられている。図２に示すように、排気部８５は、ロードロック室８の壁部（本実施形態では周壁部）に設けられた１又は複数の排気口８５１と、排気管８５２を介して排気口８５１に接続された圧力調整バルブ８５３と、排気管８５２を介して圧力調整バルブ８５３に接続された真空ポンプ８５４とを有する。真空ポンプ８５４が、排気口８５１及び排気管８５２を介して、ロードロック室８内の雰囲気を吸引することにより、ロードロック室８内の雰囲気が排出され、ロードロック室８内が減圧される。ロードロック室８内の雰囲気圧力は、チャンバ２内の雰囲気圧力と概ね同じとなるように減圧される。
【００４９】  制御部９は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータで構成され、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部には、膜形成装置１００によって実行される各種処理を制御するプログラムが格納される。ＣＰＵ、ＭＰＵ等の主制御部は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって膜形成装置１００の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよいし、その記憶媒体から制御部９の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカード等が挙げられる。記録媒体には、例えば、膜形成装置１００の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータが膜形成装置１００を制御して後述する膜形成方法を実行させるプログラムが記録される。
【００５０】  以下、膜形成装置１００によって実施される膜形成方法について説明する。
【００５１】  膜形成装置１００によって実施される膜形成方法は、（ａ）基板Ｓを、接地電位面を内壁面として有するチャンバ２内に、接地電位面の少なくとも一部（本実施形態ではチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０）が基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面となるように収容する工程と、（ｂ）チャンバ２内にＳＡＭ原料ガスＧを供給する工程と、を含んでなる。
【００５２】  以下、工程（ａ）について説明する。  基板Ｓは、例えば、ＳｉＯ２（ガラス）製基板、有機合成樹脂製基板等である。基板Ｓは、工程（ａ）の前に、前処理されてもよい。前処理としては、例えば、プラズマ処理（プラズマエッチング）による基板Ｓの表面処理等が挙げられる。
【００５３】  基板Ｓは、ロードロック室８外の大気雰囲気の搬送空間内で基板Ｓを搬送する搬送アーム（不図示）によって、ロードロック室８内に搬送される。ロードロック室８内に基板Ｓが搬入される際、チャンバ２側の気密シャッター７２が閉じられ、ロードロック室８内が不図示のベント機構によって大気圧雰囲気とされた状態で、大気側搬出入口８３の気密シャッター８４が開かれる。この状態で、不図示の搬送アームがロードロック室８内に進入し、基板載置台８１に基板Ｓを載置する。その後、気密シャッター８４が閉じられ、排気部８５の真空ポンプ８５４が作動し、ロードロック室８内の雰囲気圧力がチャンバ２内の雰囲気圧力と概ね同じとなるように減圧される。
【００５４】  ロードロック室８内の減圧後、ロードロック室８とチャンバ２とを接続する気密シャッター７２が開かれる。ロードロック室８内に設けられた搬送アーム８２は、基板載置台８１から基板Ｓを取り、チャンバ２内に進入し、基板保持部３の枠部３１に基板Ｓを載置する。この際、基板Ｓは、膜形成面Ｓ１が枠部３１の開口部３０側を向くように、枠部３１に載置される。枠部３１は、基板Ｓの膜形成面Ｓ１の周縁部を支持し、開口部３０を通じて、基板Ｓの膜形成面Ｓ１をチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０（膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面）に向かって露出させる。基板Ｓが枠部３１に載置される際、チャック部３２は、枠部３１に載置される基板Ｓと干渉しないポジション（待機ポジション）に位置する。基板Ｓが枠部３１に載置された後、チャック部３２は、枠部３１に支持された基板Ｓの外縁部を保持するポジション（保持ポジション）に位置する。こうして、基板Ｓは、チャンバ２の接地電位面の一部である底壁部２１の内壁面２１０が基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面となるように、基板保持部３に保持された状態でチャンバ２内に収容される。搬送アーム８２は、基板Ｓの配置後、チャンバ２から退出する。その後、気密シャッター７２が閉じられる。チャンバ２内の雰囲気圧力は、排気部６によって、例えば１０〜１０−９Ｐａ、好ましくは１０−３〜１０−６Ｐａの減圧状態に維持される。
【００５５】  以下、工程（ｂ）について説明する。
【００５６】  有機化合物収容容器４２に収容された有機化合物Ｌの気化によって生成したＳＡＭの原料ガスＧは、ガス生成容器４１内に導入されたキャリアガスＣによって搬送され、原料ガス供給管４４を経てチャンバ２内に供給され、枠部３１の開口部３０を通じて、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に到達する。原料ガスＧは、チャンバ２の底壁部２１を貫通してチャンバ２内に延びる原料ガス供給管４４の先端から基板Ｓの膜形成面Ｓ１に向けて吐出される。すなわち、原料ガスＧは、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に供給される。これにより、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に原料ガスＧ中の有機化合物Ｌが付着しやすくなり、基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成効率が向上する。
【００５７】  原料ガスＧは、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間、すなわち、第１の空間Ｖ１に供給される。原料ガスＧが供給される第１の空間Ｖ１には、電源Ｅによって負の直流電圧が枠部３１に印加されることにより、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に電界が形成されている。なお、この電界は、第１の空間Ｖ１に対する原料ガスＧの供給開始から供給終了までの間を通じて形成されている。したがって、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌは、分子全体としては電気的に中性であるが内部で分極しているため、この電界に沿って配向する。すなわち、δ＋に分極する第１の官能基は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１側を向き、δ−に分極する第２の官能基は、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０側を向く。そして、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌは、このように電界に沿って配向した状態で、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に付着し、有機化合物Ｌの第１の官能基と基板Ｓの膜形成面Ｓ１との化学結合を通じて、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされる。すなわち、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌは、基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対して起立した状態（すなわち、電界が形成されていない場合よりも垂直に近い角度で）、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされる。したがって、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされた有機化合物Ｌが、基板Ｓの膜形成面Ｓ１からの規制、有機化合物Ｌ間の相互作用等によって秩序的に配列した状態となり、ＳＡＭを形成する際、電界が形成されていない場合よりも厚みが大きく、密度が高いＳＡＭが形成される。
【００５８】  第１の空間Ｖ１に原料ガスＧが供給される際、第２の空間Ｖ２にはガスパージ部により不活性ガスが供給されるので、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧは、第１の空間Ｖ１に留まり、第２の空間Ｖ２に移行しない。したがって、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜非形成面Ｓ２におけるＳＡＭの形成は防止される。
【００５９】  基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成は、基板加熱部５１及び紫外線照射部５２によって促進される。すなわち、チャンバ２内に原料ガスＧが供給される際、基板加熱部５１によって、基板保持部３に保持された基板Ｓが加熱される。加熱によって、基板Ｓの膜形成面Ｓ１の温度が上昇し、有機化合物Ｌの第１の官能基と基板Ｓの膜形成面Ｓ１との化学結合の形成が促進される。これにより、基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成が促進される。また、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧには、紫外線照射部５２によって紫外線が照射される。紫外線によって、原料ガスＧ中の有機化合物Ｌの第１の官能基が活性化され、有機化合物Ｌの第１の官能基と基板Ｓの膜形成面Ｓ１との化学結合の形成が促進される。これにより、基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成が促進される。
【００６０】  膜形成面Ｓ１にＳＡＭが形成された基板Ｓは、上記と逆の手順により膜形成ユニット１から搬出される。
【００６１】  上記実施形態には、様々な変更を加えることができる。以下、上記実施形態の変更例について説明する。なお、以下の変更例のうち、２種以上を組み合わせることもできる。
【００６２】〔変更例１〕  以下、変更例１について説明する。  変更例１では、電源Ｅによって枠部３１に印加される電圧が正の直流電圧である。変更例１では、電源Ｅによって正の直流電圧が枠部３１に印加されることにより、枠部３１が接地電位面よりも正電位の電極として機能する。すなわち、変更例１では、枠部３１が、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間に位置し、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１からチャンバ２の底壁部２２の内壁面２１０へ向かう方向に電界を形成する電極として機能する。
【００６３】  変更例１では、ＳＡＭを形成可能な有機化合物として、有機化合物Ｌに代えて、主鎖部分と、主鎖部分の一端に結合した第１の官能基と、主鎖部分の他端に第２の官能基を有する有機化合物Ｌ’であって、第１の官能基がδ−に分極し、第２の官能基がδ＋に分極する有機化合物Ｌ’が使用される。
【００６４】  変更例１において、原料ガスＧが供給される第１の空間Ｖ１には、電源Ｅによって正の直流電圧が枠部３１に印加されることにより、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１からチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０へ向かう方向に電界が形成されている。なお、この電界は、第１の空間Ｖ１に対する原料ガスＧの供給開始から供給終了までの間を通じて形成されている。したがって、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌ’は、この電界に沿って配向する。すなわち、δ−に分極する第１の官能基は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１側を向き、δ＋に分極する第２の官能基は、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０側を向く。そして、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌ’は、このように電界に沿って配向した状態で、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に付着し、有機化合物Ｌ’の第１の官能基と基板Ｓの膜形成面Ｓ１との化学結合を通じて、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされる。すなわち、第１の空間Ｖ１に供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌ’は、基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対して起立した状態（すなわち、電界が形成されていない場合よりも垂直に近い角度で）、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされる。したがって、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされた有機化合物Ｌ’が、基板Ｓの膜形成面Ｓ１からの規制、有機化合物Ｌ’間の相互作用等によって秩序的に配列した状態となり、ＳＡＭを形成する際、電界が形成されていない場合よりも厚みが大きく、密度が高いＳＡＭが形成される。
【００６５】〔変更例２〕  以下、図４及び図５に基づいて、変更例２について説明する。図４は、変更例２に係る基板保持部３’の断面図であり、図５は、図４に示す基板保持部３’に保持された基板Ｓを、基板Ｓの膜形成面Ｓ１側から平面視したときの平面図である。なお、図４における基板保持部３’の断面は、図５におけるＢ−Ｂ線断面に相当する。
【００６６】  変更例２では、図４及び図５に示されるように、基板保持部３の枠部３１の開口部３０に、メッシュ部３３が設けられている。なお、その他の点は、上記実施形態と同じである。図４及び図５に示すように、メッシュ部３３は、２以上（変更例２では１２）の開口部３３０を有する。メッシュ部３３が有する開口部３３０の数は２以上である限り特に限定されず、適宜変更可能である。図５に示すように、メッシュ部３３が有する各開口部３３０の平面視形状は矩形状であるが、その他の形状（例えば、円形状等）に適宜変更可能である。メッシュ部３３が有する各開口部３３０のサイズは、例えば、１００ｍｍ×５０ｍｍである。
【００６７】  メッシュ部３３は、電気伝導体で構成されており、枠部３１に電気的に接続されているとともに、チャンバ２の接地電位面から電気的に絶縁されている。電源Ｅによって負の直流電圧が枠部３１に印加されることにより、メッシュ部３３にも負の直流電圧が印加される。メッシュ部３３を構成する電気導電体は、例えば、銅、ニッケル、チタン等の遷移金属、これらの合金、ステンレス鋼、モリブデン、タングステン等の高融点金属等で構成される金属材料である。メッシュ部３３は、枠部３１とは別の部材であってもよいし、枠部３１と一体成形されていてもよい。
【００６８】  電源Ｅによって負の直流電圧が枠部３１及びメッシュ部３３に印加されることにより、枠部３１及びメッシュ部３３は接地電位面よりも負電位の電極として機能する。すなわち、枠部３１及びメッシュ部３３は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間に位置し、チャンバ２の底壁部２２の内壁面２１０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に電界を形成する電極として機能する。
【００６９】  変更例２は、枠部３１のサイズが大きい場合（すなわち、基板保持部３に保持される基板Ｓのサイズが大きい場合）に好適である。枠部３１のサイズが大きい場合、枠部３１によって形成される電界は、枠部３１の中央部分では弱くなる。これに対して、変更例２では、枠部３１の開口部３０にメッシュ部３３が設けられており、枠部３１及びメッシュ部３３が電極として機能するので、枠部３１の中央部分でも電界が弱くならない。
【００７０】〔変更例３〕  以下、図６及び図７に基づいて変更例３について説明する。図６は、変形例３に係る膜形成ユニット１’の構成を示す一部断面図であり、図７は、図６に示す膜形成ユニット１’が備える電極７をチャンバ２の底壁部２１側から平面視したときの平面図である。なお、図６における電極７の断面は、図７におけるＣ−Ｃ線断面に相当する。
【００７１】  変更例３では、図６に示すように、膜形成ユニット１’のチャンバ２内に、基板保持部３とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間に位置するメッシュ状の電極７が設けられている。すなわち、変更例３では、基板保持部３が有する電極（枠部３１）とは別の部材として、電極７が設けられている。図６及び図７に示すように、電極７は、２以上（変更例２では１０４）の開口部７０を有する。電極７が有する開口部７０の数は２以上である限り特に限定されず、適宜変更可能である。図７に示すように、電極７が有する各開口部７０の平面視形状は矩形状であるが、その他の形状（例えば、円形状等）に適宜変更可能である。電極７が有する各開口部７０のサイズは、例えば、５０ｍｍ×１００ｍｍである。
【００７２】  電極７は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１の近傍に設けられている。基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１と電極７との距離は、例えば、５０〜１０００ｍｍである。電極７は、電気伝導体で構成されており、チャンバ２の接地電位面から電気的に絶縁されている。電極７を構成する電気導電体は、例えば、銅、ニッケル、チタン等の遷移金属、これらの合金、ステンレス鋼、モリブデン、タングステン等の高融点金属等で構成される金属材料である。電極７には、電極７に負の直流電圧を印加する電源Ｅ’が電気的に接続されている。電極７に電気的に接続される電源Ｅ’は、膜形成装置１００が有する内部電源であってもよいし、外部電源であってもよい。外部電源が電極７に電気的に接続される場合、膜形成装置１００は、外部電源を電極７に接続するための、電極７に電気的に接続された外部電源用接続端子を有することができる。
【００７３】  変更例３では、電源Ｅ’によって負の直流電圧が電極７に印加されることにより、電極７が接地電位面よりも負電位の電極として機能する。すなわち、電極７は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０との間に位置し、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０からチャンバ２内に収容された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に電界を形成する電極として機能する。なお、変更例３において、枠部３１は、電源Ｅと電気的に接続されておらず、電極として機能しない。
【００７４】  変更例３において、原料ガスＧは、電極７とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１との間に供給され、電極７の開口部７０を通じて、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に到達する。電極７とチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１との間には、電源Ｅ’によって負の直流電圧が電極７に印加されることにより、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に電界が形成されている。したがって、供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌは、この電界に沿って配向する。すなわち、δ＋に分極する第１の官能基は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１側を向き、δ−に分極する第２の官能基は、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０側を向く。そして、供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌは、このように電界に沿って配向した状態で、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に付着し、有機化合物Ｌの第１の官能基と基板Ｓの膜形成面Ｓ１との化学結合を通じて、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされる。すなわち、供給された原料ガスＧ中の有機化合物Ｌは、基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対して起立した状態（すなわち、電界が形成されていない場合よりも垂直に近い角度で）、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされる。したがって、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にアンカリングされた有機化合物Ｌが、基板Ｓの膜形成面Ｓ１からの規制、有機化合物Ｌ間の相互作用等によって秩序的に配列した状態となり、ＳＡＭを形成する際、電界が形成されていない場合よりも厚みが大きく、密度が高いＳＡＭが形成される。
【００７５】  変更例３において、枠部３１が、枠部３１に負の直流電圧を印加する電源Ｅと電気的に接続されていてもよい。この場合、枠部３１に印加される負の直流電圧の絶対値は、電極７に印加される負の直流電圧の絶対値よりも大きいことが好ましい。これにより、枠部３１と電極７との間にも、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０からチャンバ２内に収容された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に電界を形成することができる。
【００７６】〔変更例４〕  変形例４では、基板Ｓの膜形成面Ｓ１が上側（チャンバ２の上壁部２３の内壁面２３０側）を向き、基板Ｓの膜非形成面Ｓ２が下側（チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０側）を向くように、基板Ｓが基板保持部３に保持される。変形例４では、枠部３１が基板Ｓの膜非形成面Ｓ２の周縁部を支持する。変形例４では、基板Ｓの膜非形成面Ｓ２が、枠部３１の開口部３０を通じて、チャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０に向かって露出するものの、このような露出は特に必要ない。したがって、変形例４では、枠部３１の開口部３０を省略してもよい。すなわち、枠部３１に代えて、平板部を採用してもよい。
【００７７】  変形例４では、チャンバ２の内壁面のうち、上壁部２３の内壁面２３０が、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面となる。変形例４では、チャンバ２の内壁面のうち、少なくとも、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面、すなわち、上壁部２３の内壁面２３０が接地電位面であればよく、底壁部２１の内壁面２１０及び周壁部２２の内壁面２２０は接地電位面でなくてもよい。
【００７８】  変形例４では、原料ガスＧが、チャンバ２の上壁部２３を貫通してチャンバ２内に延びる原料ガス供給管４４の先端から基板Ｓの膜形成面Ｓ１に向けて吐出される。すなわち、原料ガスＧは、チャンバ２の上壁部２３の内壁面２３０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に供給される。
【００７９】  変形例４では、基板保持部３のチャック部３２が、電気伝導体で構成されており、チャンバ２の接地電位面から電気的に絶縁されている。変形例４では、チャック部３２に負の直流電圧を印加する電源Ｅが、チャック部３２に電気的に接続されている。チャック部３２に電気的に接続される電源Ｅは、膜形成装置１００が有する内部電源であってもよいし、外部電源であってもよい。外部電源がチャック部３２に電気的に接続される場合、膜形成装置１００は、外部電源をチャック部３２に接続するための、チャック部３２に電気的に接続された外部電源用接続端子を有することができる。
【００８０】  変形例４では、電源Ｅによって負の直流電圧がチャック部３２に印加されることにより、チャック部３２が接地電位面よりも負電位の電極として機能する。すなわち、チャック部３２は、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１と、チャンバ２の上壁部２３の内壁面２３０との間に位置し、チャンバ２の上壁部２３の内壁面２３０から基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１へ向かう方向に電界を形成する電極として機能する。チャック部３２とチャンバ２の上壁部２３の内壁面２３０との間には、基板Ｓは介在しないので、チャック部３２に電圧が印加されることにより発生する電界は、基板Ｓの誘電率の影響を受けにくい。これにより、基板Ｓの材質によらず、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１と、チャンバ２の上壁部２３の内壁面２３０との間に、所望の強度の電界を形成することができる。
【実施例】
【００８１】  図１〜図３に示す膜形成装置１００によって、（ａ）基板Ｓを、接地電位面を内壁面として有するチャンバ２内に、接地電位面の少なくとも一部（本実施例ではチャンバ２の底壁部２１の内壁面２１０）が基板Ｓの膜形成面Ｓ１に対向する対向内壁面となるように収容する工程と、（ｂ）チャンバ２内にＳＡＭ原料ガスＧを供給する工程と、を実施し、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１にＳＡＭを形成した。【００８２】  基板Ｓとしては、ＳｉＯ２（ガラス）製の基板を使用し、基板のＳｉ（１１１）面を膜形成面Ｓ１とした。工程（ａ）の前に、基板Ｓの膜形成面Ｓ１をプラズマ処理し、基板Ｓの膜形成面Ｓ１にＳｉ−Ｈ結合を導入した。  ＳＡＭを形成可能な有機化合物Ｌとして、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＦ２−ＣＦ３を使用した。なお、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−ＣＦ２−ＣＦ３において、第１の官能基である−ＣＨ＝ＣＨ２はδ＋に分極しており、第２の官能基である−ＣＦ２−ＣＦ３はδ−に分極している。  チャンバ２内の雰囲気圧力は、１０−４〜１０−６Ｐａに減圧した。  基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１におけるＳＡＭの形成促進処理を行う膜形成促進処理部として、紫外線照射部５２は使用したが、基板加熱部５１は使用しなかった。したがって、基板保持部３に保持された基板Ｓは、工程（ａ）及び（ｂ）を通じて、チャンバ２内の室温（２０〜３０℃）に維持される。  キャリアガス導入管４３からガス生成容器４１内に導入されるキャリアガスＣの流量は、５０ｓｃｃｍに調整した。なお、「ｓｃｃｍ」は、標準状態（０℃／１ａｔｍ）における１分間あたりのｃｃ（ｃｍ３）を表す。  原料ガス供給管４４の先端と、基板保持部３に保持された基板Ｓの膜形成面Ｓ１との距離は、２００ｍｍに調整した。  枠部３１には、＋５０Ｖ、０Ｖ、−５０Ｖ又は−１００Ｖの直流電圧を印加した。【００８３】  基板Ｓの膜形成面Ｓ１に形成されたＳＡＭの水に対する接触角を、純水を使用した液滴滴下法によって測定した。接触角の測定には、株式会社ニック製のぬれ性評価装置ＬＳＥ−Ａシリーズを使用した。なお、使用した装置は、ステージが特注品である点を除きＬＳＥ−Ａ１１０と同様の装置であり、接触角の測定方法はＬＳＥ−Ａ１１０と同様である。【００８４】  枠部３１に印加された直流電圧と、基板Ｓの膜形成面Ｓ１に形成されたＳＡＭの水に対する接触角との関係を図８に示す。  図８に示すように、枠部３１に−５０Ｖの直流電圧を印加した場合、枠部３１に電圧を印加しなかった場合（電圧０Ｖ）及び枠部３１に＋５０Ｖの直流電圧を印加した場合よりも、ＳＡＭの水に対する接触角が大きかった。接触角が大きいほど、ＳＡＭの撥水性が高いこと、すなわち、ＳＡＭの密度が高いので、図８に示す結果は、枠部３１に−５０Ｖの直流電圧を印加した場合、枠部３１に電圧を印加しなかった場合（電圧０Ｖ）及び枠部３１に＋５０Ｖの直流電圧を印加した場合よりも、高密度のＳＡＭが形成されたことを表す。なお、枠部３１に−１００Ｖの直流電圧を印加した場合、枠部３１に−５０Ｖの直流電圧を印加した場合よりも、ＳＡＭの水に対する接触角が小さかったことから、印加する電圧値には最適値があると考え���れる。
【符号の説明】
【００８５】Ｓ・・・基板Ｓ１・・・基板の膜形成面Ｓ２・・・基板の膜非形成面１００・・・膜形成装置１・・・膜形成ユニット２・・・チャンバ３・・・基板保持部３１・・・枠部３２・・・チャック部３３・・・メッシュ部４・・・原料ガス供給部５１・・・基板加熱部５２・・・紫外線照射部６・・・排気部７・・・電極
【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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【国際調査報告】
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