(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプに通じる配管が接続される排気口を有する真空チャンバと、
前記排気口が形成された真空チャンバの壁面を下とし、この真空チャンバ下部に配置され、基板を保持すると共にこの基板の冷却を可能とするステージと、
この真空チャンバ内に、原料有機分子を気化させて導入し得る原料導入手段と、
この原料導入手段を介して真空チャンバ内に導入された原料有機分子を基板表面に堆積させた後、基板上方に対向配置されてこの堆積した原料有機分子に光を照射して重合反応を引き起こす光照射手段と、を備え、
前記光照射手段の照射面は、この照射面への基板の輪郭の投影面より外方まで延びており、
前記原料導入手段は、照射面を囲う環状のシャワーヘッドを有し、このシャワーヘッドから噴出された原料有機分子を基板表面へと導くガイド手段を設けたことを特徴とする有機膜形成装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は、シャワーヘッドの下方に配置され、下方に向かって縮径した漏斗状部材であることを特徴とする請求項１記載の有機膜形成装置。
【請求項３】
前記ステージで保持された基板の輪郭より小さい開口を有するマスクプレートと、このマスクプレートを上下動する駆動手段とを更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の有機膜形成装置。
【請求項４】
前記真空チャンバを加熱する加熱手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の有機膜形成装置。
【請求項５】
前記原料有機分子を噴出するシャワーヘッドの噴出口が、そのシャワーヘッドの周方向全長に亘って等間隔で列設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機膜形成装置。
【請求項６】
前記原料導入手段は、気化させた原料有機分子をシャワーヘッドに供給するガス配管を備え、このガス配管が複数に分岐された後、シャワーヘッドに、その周方向全長に亘って等間隔でそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の有機膜形成装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の有機膜形成装置を用いて、基板表面に有機膜を形成する有機膜形成方法であって、
原料有機分子として、ベンジルアクリレートを主成分とするものを用い、このベンジルアクリレートを気化させ、この気化したベンジルアクリレートを基板表面に堆積させた後、紫外光を照射して重合反応させることを特徴とする有機膜形成方法。
【請求項８】
原料有機分子に重合開始剤が添加されることを特徴とする請求項７記載の有機膜形成方法。
【請求項９】
重合開始剤として、その蒸気圧がベンジルアクリレートの蒸気圧と同等のものを用いることを特徴とする請求項８記載の有機膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料有機分子を薄膜化して形成することに用いられる有機膜形成装置及び有機膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子、太陽電池や薄膜リチウム電池等の電子デバイスには、大気中の水蒸気や酸素等のガスにより劣化し易いものが含まれ、耐久性を高めるために、特に水蒸気を確実に遮断する（封止機能）構造を電子デバイスに設けておく必要があることは従来から知られている。
【０００３】
特許文献１には、基板表面に形成した有機ＥＬ素子及びその周囲の基板表面を覆うように、ポリ尿素等の高分子化合物からなる有機膜を設けた後、その縁部及びその周辺の基板表面を覆うように、バリア性能を発揮するアルミナ等からなる無機膜を設けることが開示されている。このように無機膜と有機膜との多層構造とするのは、例えば、デバイス構造を覆ってこのデバイス構造に存する段差等を平滑化しつつ、電子デバイスの強度を高めたり、電子デバイスが可撓性を有するようにするためである。
【０００４】
ここで、上記有機膜を形成するための有機膜形成装置としては、基板（ガラス基板上にデバイス素子が形成されたもの等、有機膜が形成される処理対象物をいう）表面に、気化させた原料有機分子を供給して液相にて堆積させる（堆積工程）第１の処理室と、この堆積した原料有機分子に紫外線などの光を照射して重合反応させる（重合工程）第２の処理室とを並設すると共に、第１及び第２の両処理室間で基板を順次移送する移送手段を設けた所謂インライン式のものが従来から利用されている（例えば、Ｖｉｔｅｘ  Ｓｙｓｔｅｍ社のホームページに掲載あり）。
【０００５】
然しながら、上記従来例の装置では、堆積工程と重合工程とを別個に分けて実施する処理室を複数並設して構成されているため、装置自体の設置面積が大きくなると共に、基板搬送時間が付加されることで有機膜形成の処理時間が長くなるという不具合がある。その上、原料有機分子を堆積させた基板を次の処理室に移送するまでに、装置等からの熱を受けて原料有機分子が再蒸発し、装置内部を汚染する虞もある。
【０００６】
ところで、従来、有機膜を形成する際に用いる原料有機分子としては、処理基板との密着性、有機膜自体の可撓性や原料有機分子の取扱性（毒性）等を考慮して、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートまたはポリエステルアクリレートが使用されている。然し、これらの原料有機分子は気化効率が悪く、上記のように堆積、重合工程を経て有機膜を形成する場合、処理時間が長くなるという不具合がある。また、電子デバイスによっては、可撓性を有する樹脂製の基板（基材）が用いられることがあるため、使用環境を考慮すると、基板との密着性を一層高めることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、設置面積が小さくかつ処理時間が短くでき、しかも、装置内部が汚染させ難い構造を有する有機膜形成装置を提供することをその第１の課題とするものである。また、平滑性等の機能を損なうことなく、処理基板との密着性を一層高めることができ、しかも、短い処理時間で効率よく堆積、重合工程を経て有機膜を形成し得る有機膜形成方法を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の有機膜形成装置は、真空ポンプに通じる配管が接続される排気口を有する真空チャンバと、前記排気口が形成された真空チャンバの壁面を下とし、この真空チャンバ下部に配置され、基板を保持すると共にこの基板の冷却を可能とするステージと、この真空チャンバ内に、原料有機分子を気化させて導入し得る原料導入手段と、この原料導入手段を介して真空チャンバ内に導入された原料有機分子を基板表面に堆積させた後、基板上方に対向配置されてこの堆積した原料有機分子に光を照射して重合反応を引き起こす光照射手段と、を備え、前記光照射手段の照射面は、この照射面への基板の輪郭の投影面より外方まで延びており、前記原料導入手段は、照射面を囲う環状のシャワーヘッドを有し、このシャワーヘッドから噴出された原料有機分子を基板表面へと導くガイド手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ステージで基板を保持させて処理室内を真空引きした後、原料導入手段を介して、気化された原料有機分子を導入する。このとき、シャワーヘッドより噴出された原料有機分子はガイド手段により基板方向に向かって導かれて基板に到達するようになる。原料有機分子が基板に到達したとき、この基板を保持するステージが所定温度（例えば−１０℃）に冷却されているため、原料有機分子は液相にて堆積する。そして、光照射手段により原料有機分子が堆積した基板に光が照射され、この光を吸収して活性化され、その励起作用で重合反応が引き起こされて硬化する。これにより、基板表面に所定の有機膜が形成される。このとき、光照射手段の照射面は、この照射面への基板の輪郭の投影面より外方まで延びているため、基板全面に亘って確実に光りが照射され、硬化不足な箇所が局所的に生じる等の不具合は生じない。
【００１１】
このように本発明によれば、ステージ上の基板に対向させて光照射手段を設けると共にその周囲に原料導入手段のシャワーヘッドを設け、このシャワーヘッドから噴出された原料有機分子を基板上面へと導くガイド手段を設けたことで、堆積工程と重合工程とを同一の処理室たる真空チャンバ内で実施できる構成が実現でき、特に有機膜を厚い膜厚（例えば、５μｍ以上）で形成する際に、硬化収縮や硬化不足を回避するために複数回に分けて有機膜を形成する場合に有利となる。そして、本発明の有機膜形成装置は、上記従来例のものと比較して格段に装置自体の設置面積を小さくでき、基板の移送手段等も不要になるため、処理時間も短縮できるだけでなく、装置製造のコストも低くできる。その上、光照射手段により光が照射されるまで、ステージで保持された基板を移送する必要がなく、このステージにて基板が確実に冷却された状態で保持されるため、原料有機分子が再蒸発して装置内部を汚染するという不具合も生じない。
【００１２】
本発明においては、前記ガイド手段は、シャワーヘッドの下方に配置され、下方に向かって縮径した漏斗状部材であれば、このガイド手段を真空チャンバの壁面等に固定するだけで簡単に装着できてよい。
【００１３】
また、本発明においては、前記ステージで保持された基板の輪郭より小さい開口を有するマスクプレートと、このマスクプレートを上下動する駆動手段とを更に備える構成を採用することが好ましい。これによれば、マスクプレートの開口の周縁部が基板の上面周縁部に当接するようにマスクプレートを設置すれば、この開口を臨む基板表面に原料有機分子を液相にて堆積させた後、光を照射するまでの間に、原料有機分子の流動により基板の周囲に浸み出し、重合させた後に有機膜の外周面に歪が生じる等の不具合が生じることを防止できる。
【００１４】
更に、本発明においては、前記真空チャンバを加熱する加熱手段を更に備える構成を採用することが好ましい。これによれば、原料有機分子が堆積した基板に光を照射したときに、その一部が再蒸発する場合があるが、真空チャンバを所定温度に加熱しておくことで、その真空チャンバ内壁等に付着、堆積することが防止できてよい。なお、例えばガイド手段等の部品を真空チャンバに接触させた状態で設置しておけば、真空チャンバを加熱したときの伝熱によりこれの部品も加熱され、これらの部品への付着、堆積も同時に防止できる。
【００１５】
なお、本発明においては、前記原料有機分子を噴出するシャワーヘッドの噴出口が、そのシャワーヘッドの周方向全長に亘って等間隔で列設されている構成を採用すれば、基板に対して原料有機分子を均等に供給でき、基板全面に亘って均等な膜厚で有機膜を形成できてよい。
【００１６】
前記原料導入手段は、気化させた原料有機分子をシャワーヘッドへと供給するガス配管を備え、このガス配管が複数に分岐された後、シャワーヘッドに、その周方向全長に亘って等間隔で接続されている構成を採用すれば、シャワーヘッドの各噴出口から均等に原料有機分子が噴出でき、噴出口を等間隔で列設したことと相俟って、基板に対して原料有機分子を一層均等に供給できるようになる。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の有機膜形成方法は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の有機膜形成装置を用いて、基板表面に有機膜を形成する有機膜形成方法であって、原料有機分子として、ベンジルアクリレートを主成分とするものを用い、この原料有機分子を気化させ、この気化した原料有機分子を基板表面に堆積させた後、紫外光を照射して重合反応させることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、平滑性が良く、しかも、処理基板との間の密着性を著しく向上させることができる。これは、ベンジルアクリレートを気化させて基板表面に堆積させ、この状態で紫外線を照射すると、重合性官能基の重合反応が起き、このとき、ベンゼン環が処理基板表面側に位置するようにベンジルアクリレートが配向されて重合されることに起因するものと考えられる。そして、このベンジルアクリレートは、その蒸気圧が高く、また、粘度が低いことから、気化器での気化効率がよく、また、気化器のメンテナンスサイクルを長くできる。その結果、短い処理時間で効率よく堆積、重合工程を経て有機膜を形成できる。
【００１９】
ところで、ベンジルアクリレートは、紫外光を照射したときの硬化性が低い。このため、本発明においては、原料有機分子に重合開始剤が添加されることが好ましい。これにより、紫外光を吸収して活性化されてその励起作用で原料有機分子の重合反応を早期に引き起こし、その結果、処理時間を確実に短縮できる。なお、重合開始剤は、１〜２０重量％の割合で添加される。１重量％より少ないと、効果的に重合反応を引き起こすことができず、また、２０重量％を超えると、硬化性が向上し過ぎて、有機膜の応力が大きくなり、特に有機膜表面の平滑性が損なわれる虞がある。
【００２０】
また、重合開始剤として、その蒸気圧がベンジルアクリレートの蒸気圧と同等のものを用いることが好ましい。これにより、気化器にて効率よく原料有機分子と重合開始剤とを気化させることができる。なお、蒸気圧が同等とは、蒸気圧が厳密に一致していることを意味するのではなく、例えば、液相のベンジルアクリレートと重合開始剤とを気化器に供給し、この気化器にて所定の温度で加熱しつつアルゴンガス等のキャリアガスによるアトマイジング作用で気化する際に、上記温度にてベンジルアクリレート共に、重合開始剤も気化するものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の有機膜形成装置の構成を概略的に説明する断面図。
【図２】シャワーヘッドの構成を説明する図。
【図３】本発明の他の実施形態の有機膜形成装置の構成を概略的に説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、矩形のガラス基板Ｗ上に、気化させたＵＶ硬化性の原料有機分子を供給して有機膜を形成する場合を例として、本発明の実施形態の有機膜形成装置及び有機膜形成方法を説明する。なお、本発明において有機膜を形成する薄膜形成対象物は、上記ガラス基板に限定されるものではなく、可撓性を有する樹脂基板等であってもよい。
【００２３】
図１を参照して、１は、有機膜形成装置の真空チャンバ１を示す。真空チャンバ１は筒状側壁を有し、その下面中央には、基板Ｗを保持する円筒形状のステージ２が設けられている。ステージ２内には冷媒循環用の通路２１が形成され、図示省略のチラーユニットにより冷媒を循環させて、ステージ２に載置された基板Ｗを所定温度（例えば、−１０℃）に冷却保持できるようにしている。
【００２４】
ステージ２に載置された基板Ｗに対向させて真空チャンバ１の上面中央には、光照射手段３が配置されている。光照射手段３は、円盤状の石英板３１と、石英板３１の上方に配置された紫外線ランプからなる光源３２とから構成されている。石英板３１の下面たる光照射面３１ａは、ステージ２上に基板Ｗを位置決め保持させたときに、光照射面３１ａへの基板Ｗの輪郭の投影面より外方まで延びるような大きさを有し、基板Ｗ全面に亘って確実に紫外光が照射されるようにしている。
【００２５】
また、真空チャンバ１の上面には、原料導入手段４が設けられている。原料導入手段４は、ヒータ４１ａを備えた気化器４１と、この気化器４１に、開閉弁４２ａを介設したガス配管４２を介して接続されるシャワーヘッド４３とから構成されている。シャワーヘッド４３は、真空チャンバ１の上面で光照射手段３の石英板３１の周囲に同心に配置されている。
【００２６】
原料有機分子としては、基板Ｗ上に形成しようとする膜の特性に応じて適宜選択され、例えば、電子デバイスにてバリア膜と共に形成される有機膜の場合には、１分子中に少なくとも１個の重合性官能基（例えば、ビニル基）を持つＵＶ硬化型モノマー（例えば、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ベンジルアクリレートを主成分とするもの）やＵＶ硬化型オリゴマー（例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート）が用いられる。この場合、また、原料有機材料によっては、紫外光によって直接重合反応が起きにくい材料があることから、紫外光を吸収して活性化されてその励起作用で原料有機分子の重合反応を引き起こす公知の重合開始剤を添加してもよい。
【００２７】
本実施形態の有機膜形成方法においては、原料有機分子たるベンジルアクリレートを主成分とするものに、１〜２０重量％の割合で重合開始剤を添加したものを用いる。これにより、有機膜の表面平滑性が良く、しかも、処理基板との間の密着性を著しく向上させることができる。これは、ベンジルアクリレートを気化させて基板表面に堆積させ、この状態で紫外線を照射すると、重合性官能基の重合反応が起き、このとき、ベンゼン環が処理基板表面側に位置するようにベンジルアクリレートが配向されて重合されることに起因するものと考えられる。そして、このベンジルアクリレートは、その蒸気圧が高く、また、粘度が低いことから、気化器での気化効率がよく、また、気化器のメンテナンスサイクルを長くできる。なお、重合開始剤の添加量が１重量％より少ないと、効果的に重合反応を引き起こすことができず、また、２０重量％を超えると、硬化性が向上し過ぎて、有機膜の応力が大きくなり、特に表面の平滑性が損なわれる虞がある。
【００２８】
また、重合開始剤として、後述の気化器にて効率よく原料有機分子と共に気化させるように、その蒸気圧がベンジルアクリレートの蒸気圧と同等であるものを用いることができる。蒸気圧が同等とは、蒸気圧が厳密に一致していることを意味するのではなく、気化器にてベンジルアクリレートと共に重合開始剤が効率よく気化されるのに支障がない範囲内で微差を有する場合を含む。このような重合開始剤としては、ダロキュア（登録商標、Ｃｉｂａ社製）等が挙げられる。
【００２９】
上記原料有機分子及び重合開始剤は、所定の割合で混合され、液化状態でタンク４１ｂ内に貯蔵されている。このタンク４１ｂには、気体導入管４１ｃが接続され、この気体導入管４１ｃからアルゴン等の気体をタンク内に導入することで、原料有機分子及び重合開始剤液が、マスフローコントローラ４１ｄを介設した供給管４１ｅを介して気化器４１に所定流量で導入される。また、気化器４１には、この気化器４１にキャリアガスを導入する、マスフローコントローラ４１ｄを介設したキャリアガス導入管４１ｆが接続されている。そして、気化器４１にて加熱されている原料有機分子及び重合開始剤液が、気化器４１にてアルゴンガス等のキャリアガスによるアトマイジング作用で気化されて、ガス配管４２を介してシャワーヘッド４１へと供給される。
【００３０】
シャワーヘッド４３は、所定の幅を有する環状の基材４３ａを有し、この基材上でその内周縁部及び外周縁部に沿って所定高さのリング状のスペーサ４３ｂを固定し、その上面を、基材４３ａと同一形状の蓋材４３ｃで覆って構成されている。図２に示すように、基材４３ａの下面には、その全周に亘って等間隔で噴出口４３ｄが形成されている。この場合、噴射口４３ｄ相互の間隔（ピッチ）や開口径は、原料有機分子の種類によって適宜設計される。また、蓋材４３ｃには、周方向に９０度間隔で開口が形成され、各開口に、気化器４１からのガス配管４２が分岐して接続され、各噴出口４３ｄから、気化させた原料有機分子が均一に噴出されるようにしている。なお、各噴出口４３ｄから均一に原料有機分子を噴出できるものであれば、配管の接続位置や接続本数は上記に限定されるものではない。
【００３１】
ところで、上記のように基板Ｗの面積より石英板３１の面積を大きくし、石英板３１の外側のシャワーヘッド４３からダウンフロー状態で、気化した原料有機分子を真空チャンバ１に導入すると、基板Ｗ上に均一に原料有機分子が供給されない虞がある。そこで、本実施形態では、シャワーヘッド４３の下方に、その下方に向かって縮径した漏斗状部材５（ガイド手段）を設けている。この場合、漏斗状部材５の上端は、真空チャンバ１の上面に固定されている。なお、漏斗状部材５の周側壁の傾斜角や長さは、例えば原料有機分子の種類やその流量に応じて適宜設定される。
【００３２】
また、真空チャンバ１には、マスクプレート６と、このマスクプレート６を上下動する駆動手段７とが設けられている。マスクプレート６は、矩形または円形の板材の中央部に、その下側に向う凹陥部６１が形成され、この凹陥部６１には、ステージ２に位置決め保持された基板Ｗの輪郭より小さい開口６２が形成されている。そして、後述のようにマスクプレート６を下動させると、マスクプレート６の開口６２の周縁部が基板Ｗの上面周縁部に当接する。これにより、開口６２の下側が基板Ｗで塞がれる。
【００３３】
また、駆動手段７は、周方向に９０度間隔で４箇所に設けられており、同一形態の各駆動手段７は、真空チャンバの下方に設けたエアーシリンダや直動モータ等の駆動源７１を備え、この駆動源７１からの駆動軸７２が、図示省略のシール手段を介して真空チャンバ１内まで突出してマスクプレート６のフランジ部６３の下面に当接している。そして、各駆動手段７を同期して駆動することで、マスクプレート６の凹陥部６１の下面が、その開口６２の周縁部で基板Ｗ上面の周縁部に面接触したマスク位置と、凹陥部６１がステージ２上方に退避して、図示省略の搬送ロボットにて基板Ｗの受け渡しを行い得る退避位置との間でマスクプレート６が上下動される。
【００３４】
真空チャンバ１の下面には、周方向に９０度間隔（駆動手段の位置と４５度間隔）で４つの排気口８が形成され、この排気口８には、真空チャンバ１内を真空引きする真空ポンプＰに通じる配管８１が接続されている。なお、各配管８を集合させ、１個の真空ポンプにて排気するようにできる。ここで、シャワーヘッド４３及び漏斗状部材５を介して導入された原料有機分子を基板Ｗ表面全体に亘って均一に供給するには、ステージ２の周囲から等方排気が行われるようにする必要がある。この場合、同心に配置された真空チャンバ１の内壁面とステージ２の側壁との間に周方向に等間隔の狭い排気通路を形成し、ステージ２の下方に排気通路に通じる、容積の大きい空間を設けておけばよいが、本実施形態では、マスクプレート６を上下動する駆動手段７を設けている。このため、コンダクタンスプレート９をステージ２上面より下側でかつその周囲に局所的に配置して等方排気が行われるようにしている。また、真空チャンバ１の側壁には、温媒を循環する温媒循環用の通路１１が形成され、図示省略のチラーユニットにより温媒を循環させて真空チャンバ１を所定温度に加熱できるようにしている。
【００３５】
次に、本実施形態の有機膜形成装置を用い、原料有機分子たるベンジルアクリレートを主成分とするものに、１〜２０重量％の割合で重合開始剤を添加したものを用いた本実施形態の有機膜形成方法を説明する。先ず、マスクプレート６の退避位置にて、図示省略の搬送ロボットにより基板Ｗを搬入し、ステージ２上に位置決めした状態で載置する。ステージ２上に基板Ｗが載置されると、各駆動手段７を下動させる。これにより、開口６２の周縁部が基板Ｗの上面周縁部に当接して開口６２の下側が基板Ｗで塞がれる。このとき、マスクプレート６がマスク位置に到達する。
【００３６】
その後、真空ポンプＰを作動させて真空チャンバ１内を真空引きする共に、図示省略のチラーユニットにより冷媒を循環させてステージ２を所定温度（例えば、−１０℃）に冷却する一方で、温媒循環用の通路１１に温媒を循環させて真空チャンバ１を所定温度（例えば、６０℃）に加熱する。
【００３７】
他方、予め上記割合で液化状態にて原料有機分子と重合開始剤液とをタンク４１ｂ内に貯蔵し、気体導入管４１ｃからアルゴン等の気体をタンク４１ｂ内に導入することで、原料有機分子及び重合開始剤液が、マスフローコントローラ４１ｄを介設した供給管４１ｅを介して、所定温度に加熱されている気化器４１に所定流量で導入する。そして、気化器４１に、キャリアガス導入管４１ｆを介してキャリアガスを導入し、原料有機分子と重合開始剤液とがアトマイジング作用で気化される。
【００３８】
そして、真空チャンバが所定圧力に達すると、原料導入手段により、気化された原料有機分子と重合開始剤液とを真空チャンバ１内に導入する。このとき、マスフローコントローラ４１ｄを適宜制御して、所定の流量でガス配管４２を介して、気化した原料有機分子がシャワーヘッド４３へと供給され、このシャワーヘッド４３より噴出された原料有機分子が、漏斗状部材５により基板Ｗ方向に向かって導かれて基板Ｗ上に均一に到達するようになる。他方、原料有機分子が、マスクプレート６の開口６２を臨む基板Ｗ上に到達したとき、ステージ２が所定温度に冷却されているため、原料有機分子は液相にて堆積するようになる（堆積工程）。なお、このとき、真空チャンバ１内は、１００Ｐａ程度の減圧下に保持されている。
【００３９】
基板Ｗ上に原料有機分子が所定の厚さで堆積すると、減圧下を維持したまま、原料導入手段の作動を停止すると同時に光源３２を作動し、紫外光を基板Ｗに照射する。これにより、原料有機分子が紫外光を吸収して活性化され、その励起作用で重合反応が引き起こされて硬化し、所定の有機膜が形成される（重合工程）。このとき、石英板３１の光照射面３１ａは、この光照射面３１ａへの基板Ｗの輪郭の投影面より外方まで延びているため、基板Ｗ全面に亘って確実に紫外光が照射され、基板Ｗ上で硬化不足な箇所が局所的に生じることを防止できる。
【００４０】
なお、５μｍを超えた厚さで有機膜を形成するような場合には、上記操作を複数回繰り返して有機膜を形成することが好ましい。最後に、所定膜厚さの有機膜が形成されると、各駆動手段７を同期して上動し、この状態で搬送ロボットにより処理済みの基板Ｗを取り出す。
【００４１】
次に、本発明の効果を確認するため、図１に示す有機膜形成装置を用いて次の実験を行った。この実験では、原料有機分子として、ベンジルアクリレートに１重量％の割合で重合開始剤（ダロキュア：登録商標、Ｃｉｂａ社製）を添加したものを用いた。また、気化器４１での加熱温度を８０℃に設定すると共に、キャリアガスのガス流量を３ｓｌｍに設定し、原料有機分子を０．２ｇ／ｍｉｎの流量で真空チャンバ１内に導入し、６００秒間、１４０×１４０ｍｍのガラス基板Ｗ表面に付着、堆積させた。また、光照射手段３により６０秒間紫外光を照射して、有機膜を形成した（発明品）。この場合の膜厚を測定すると、３μｍであり、また、ガラス基板表面での平滑性も良好であった。
【００４２】
次に、比較実験として、原料有機分子たるネオペンチルグリコールジアクリラートに１重量％の割合で重合開始剤を添加したものを用いた。また、気化器４１での加熱温度を８０℃に設定すると共に、キャリアガスのガス流量を３ｓｌｍに設定し、原料有機分子を０．２ｇ／ｍｉｎの流量で真空チャンバ１内に導入し、６００秒間、ガラス基板Ｗ表面に付着、堆積させた。また、光照射手段３により６０秒間紫外光を照射して、有機膜を形成した（比較品）。この場合の膜厚を測定すると、３μｍであった。
【００４３】
上記発明品及び比較品に対して、所謂テープテスト法による密着性のテストを施した。即ち、有機膜の表面にカッターを用いて碁盤目状に切れ込みを入れ、有機膜表面に市販のテープを貼付し、その後、所定角度でこのテープを引っ張って剥離し、剥離面積を評価した。これによれば、比較品では、ほぼ全面に亘って有機膜が剥離した。それに対して、発明品では、３〜１０％の範囲で有機膜が剥離しているだけであった。これにより、基板と有機膜との密着性が向上することが確認された。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の有機膜形成装置によれば、堆積工程と重合工程とを単一の真空チャンバ１にて実施できるため、上記従来例のものと比較して格段に装置の設置面積を小さくでき、基板Ｗの移送手段等も不要になるため、処理時間を短縮できるだけでなく、装置製造のコストも低くできる。その上、光照射手段３により光が照射されるまで、ステージ２にて基板Ｗが確実冷却されているため、原料有機分子が再蒸発して装置内部を汚染するという不具合も生じない。
【００４５】
ガイド手段を真空チャンバ１の上面に装着した漏斗状部材５から構成したため、その装着作業が容易であり、しかも、真空チャンバ１を加熱すると、伝熱で漏斗状部材５も加熱されるため、真空チャンバ１の内部と共に、重合工程にて再蒸発したものが付着することが防止できる。
【００４６】
また、ステージ２で保持された基板Ｗの輪郭より小さい開口６２を有するマスクプレート６と、このマスクプレート６を上下動する駆動手段７とを備える構成を採用したため、マスクプレート６の開口６２を臨む基板Ｗ表面に原料有機分子を液相にて堆積させた後、この原料有機分子の流動により有機膜の外周面に歪が生じる等の不具合が生じることを防止でき、堆積工程と重合工程とを単一の真空チャンバ１にて実施できることと相俟って、特に有機膜を厚い膜厚（例えば、５μｍ以上）で形成するような場合に、硬化収縮や硬化不足を回避するため、複数回に分けて成膜する場合に有利となる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態では、光照射手段として紫外線ランプを用いたものを例に説明したが、原料有機材料の種類に応じて電子線を照射するような場合にも本発明は適用できる。また、上記実施形態では、マスクプレート６を配置して有機膜を形成するものを例に説明したが、原料有機分子の堆積後に、液相たるこの原料有機分子の粘性が強く、基板Ｗの周囲に浸み出し難いものであるような場合には、省略することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、ガイド手段として漏斗状部材５から構成したものを例に説明したが、シャワーヘッド４３から噴出した原料有機分子を基板Ｗ表面全体に亘って均一に供給できるものであれば、特にその形態は問わない。また、ステージ２を冷却したり、または、真空チャンバ１を加熱する形態について、冷媒または温媒させるものを例として説明したが、これに限定されるものではなく、空冷式の冷却手段や電気ヒータの加熱手段等を用いることもできる。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、石英板３２を基板Ｗに対向配置し、その周囲にシャワーヘッド４３を配置したものを説明したが、図３に示すように、シャワーヘッド４０を、基板Ｗ中心を通る線上に配置し、その周囲に環状に形成した石英板３０を配置して構成することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１…有機膜形成装置の真空チャンバ、２…ステージ、３…光照射手段、３１ａ…石英板の光照射面、４１…気化器（原料導入手段）、４３…シャワーヘッド（原料導入手段）、５…漏斗状部材（ガイド手段）、６…マスクプレート、６２…開口、７…駆動手段、８…真空チャンバの排気口、８１…配管、１１…温媒循環用通路（加熱手段）、Ｐ…真空ポンプ、Ｗ…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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