(57)【要約】【課題】所望の膜質の膜を形成可能な成膜装置、膜処理装置、成膜方法、及び、膜処理方法を提供する。【解決手段】成膜装置１は、重合膜Ｆを形成するための成膜材料Ｓを供給する供給手段２と、重合膜Ｆに応じた波長のレーザー光を出射する光源部４２と、レーザー光の照射によって成膜材料Ｓに付与されるエネルギー量を調整する調整手段（駆動機構３２、電源部４１、アッテネーター４３、及びエキスパンダー４４）と、を備える。【選択図】図１
2016222944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜部材を形成するための成膜材料を供給する供給手段と、
前記膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部と、
前記レーザー光の照射によって前記成膜材料に付与されるエネルギー量を調整する調整手段と、を備える
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置において、
前記レーザー光を集光するフォーカス手段を備え、
前記調整手段は、前記レーザー光のフォーカス位置を変化させることで、前記膜部材の成膜位置における前記レーザー光の強度を調整する
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載の成膜装置において、
前記調整手段は、前記フォーカス位置を前記レーザー光の光軸に沿って前記成膜位置よりも下流側に移動させる
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成膜装置において、
前記調整手段は、前記光源部から出射される前記レーザー光の出力を調整する
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の成膜装置において、
前記調整手段は、前記光源部から出射された前記レーザー光の強度を変更可能な調整部を有する
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の成膜装置において、
前記調整手段は、前記成膜材料に照射する前記レーザー光の照射時間を調整する
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の成膜装置において、
前記膜部材の成膜位置を変更する走査部を備える
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の成膜装置において、
前記光源部は、複数の波長のレーザー光を出射可能であり、前記膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部と、
前記レーザー光の照射によって前記膜部材に付与されるエネルギー量を調整する調整手段と、を備える
ことを特徴とする膜処理装置。
【請求項１０】
膜部材を形成するための成膜材料を供給する供給手段と、前記膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部と、を備える成膜装置における成膜方法であって、
前記成膜材料を供給する工程と、
前記レーザー光の照射によって前記成膜材料に付与されるエネルギー量を設定する工程と、
前記成膜材料に前記レーザー光を照射して、前記膜部材を成膜する工程と、を実施する
ことを特徴とする成膜方法。
【請求項１１】
膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部を備える膜処理装置における膜処理方法であって、
前記レーザー光の照射によって前記膜部材に付与されるエネルギー量を設定する工程と、
前記膜部材に前記レーザー光を照射する工程と、を実施する
ことを特徴とする膜処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、膜処理装置、成膜方法、及び、膜処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの表面に成膜用原料による膜を堆積させる成膜装置及び成膜方法が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の成膜装置では、成膜処理室に導入した成膜用原料ガスとスパッタ用ガスとの混合ガスをプラズマ化し、プラズマ化した成膜用原料ガスをワークの表面に付着させて、成膜用原料による膜を成膜する。また、導電部にバイアス電圧を印加することにより、イオン化したスパッタ用ガスは、バイアス電圧に引かれて導電部に衝突する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５３９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の成膜装置では、成膜処理室の内部の気体を排気ポンプによって排気し、成膜処理室の内部を所定の真空度（例えば、数１００Ｐａ以下）に保持する必要がある。このため、成膜の際には、所望の真空度となるまで排気するまでの時間だけ待機していなければならず、成膜するための所要時間が待機時間だけ長くなり、成膜効率が低下していた。
【０００５】
また、特許文献１に記載のようなプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いる場合、成膜用原料ガスが有するエネルギー分布はブロードである。このため、特定の結合を反応させて所望の膜質の膜を成膜しようとしても、他の結合も反応してしまい、膜質の制御が容易ではなかった。
【０００６】
さらに、上記特許文献１に記載の装置は、プラズマＣＶＤ法により膜を成膜する方法であるが、既に形成された膜の例えば膜表面を改質する場合にプラズマ処理を用いる場合も同様であり、例えば改質したい基以外が反応される可能性があるため、膜質の制御が困難となる。
【０００７】
本発明は、所望の膜質の膜を形成可能な成膜装置、膜処理装置、成膜方法、及び、膜処理方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一適用例に係る成膜装置は、膜部材を形成するための成膜材料を供給する供給手段と、前記膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部と、前記レーザー光の照射によって前記成膜材料に付与されるエネルギー量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本適用例に係る成膜装置では、成膜する膜部材に応じた波長のレーザー光を照射して、成膜材料を原料とする膜部材を成膜する。
このような構成では、レーザー光が照射された照射領域（成膜位置）において成膜材料を反応させて膜部材を成膜することができる。言い換えれば、照射領域以外の成膜材料が反応することを抑制でき、所望の領域に膜部材を成膜することができる。
また、レーザー光の照射領域において成膜材料を反応させることができるため、液状の成膜材料を成膜位置に塗布した状態でレーザー光を照射して、成膜材料を反応させ、成膜することができる。従って、例えば、通常のＣＶＤ等のように気体の成膜材料を用いなくてもよく、成膜材料の選択性を向上させることができる。
さらに、気体の成膜材料を用いてプラズマＣＶＤを実施する場合と比べて、成膜処理室の真空排気に要する待機時間を省略することができ、成膜効率を向上できる。
【００１０】
ここで、レーザー光は、コヒーレンス性を有し、そのフォトンエネルギーは、波長に応じた値（Ｅ＝ｃｈ／λ［λ：波長、ｈ：プランク定数、ｃ：光速度］）を有する。
本適用例では、レーザー光を成膜材料に照射することにより、成膜材料に含まれる結合のうち、レーザー光の波長に応じた特定の結合を選択的に反応させるようにすることができる。このため、より確実に膜質を制御することができ、所望の膜質の膜部材を成膜できる。例えば、特定の結合を反応させる場合、当該結合の結合エネルギーと同等のフォトンエネルギーを有する、すなわち当該フォトンエネルギーに対応する波長のレーザー光を照射することにより、より確実に、上記特定の結合を選択的に反応（解離）させることができる。
【００１１】
また、本適用例に係る成膜装置では、レーザー光の照射によって成膜材料に付与されるエネルギー量を調整する。
ここで、成膜位置において成膜材料に与えられるエネルギー量は、成膜位置におけるレーザー光の強度（例えば、ビームスポット内の光のエネルギーの積分値）及びレーザー光の照射時間等に基づいて設定可能である。
上述のように、特定の結合を選択的に反応させるように、成膜材料に応じた波長のレーザー光を照射しているにもかかわらず、レーザー光によって付与されるエネルギー量が過剰になることにより、上記特定の結合以外の結合が反応（解離）することを抑制することができる。すなわち、上記特定の結合以外の結合が反応することを抑制できるように、上記エネルギー量を調整でき、より確実に膜質を制御することができる。
【００１２】
本適用例に係る成膜装置において、前記レーザー光を集光するフォーカス手段を備え、前記調整手段は、前記レーザー光のフォーカス位置を変化させることで、前記膜部材の成膜位置における前記レーザー光の強度を調整することが好ましい。
本適用例に係る成膜装置では、フォーカス位置を変化させることで、エネルギー量を調整する。つまり、フォーカス手段によりフォーカス位置に集光されたレーザー光は、当該フォーカス位置にて単位面積当たりの最大エネルギー量となり、フォーカス位置から離れるに従って、レーザー光の光束径が広がるので、その分、単位面積当たりのエネルギー量も低下する。本適用例では、このフォーカス位置と、成膜位置との位置関係を調整することで、成膜材料に付与するエネルギー量を変化させるので、上述のように特定の結合以外の結合が反応することを抑制することができる。
【００１３】
本適用例に係る成膜装置において、前記調整手段は、前記フォーカス位置を前記レーザー光の光軸に沿って前記成膜位置よりも下流側に移動させることが好ましい。
本適用例に係る成膜装置では、フォーカス位置を、レーザー光の光軸に沿って、成膜位置の下流側に移動させることで成膜材料に与えるエネルギー量を調整する。
このような構成では、成膜位置に対して照射手段側（光軸に沿った上流側）でレーザー光が集光し、当該レーザー光の強度が最大となることがない。このため、例えば、気体の成膜材料を供給するような場合や、液状の成膜材料が揮発する等により、成膜材料が成膜位置よりも照射手段側に存在したとても、当該成膜材料が成膜位置と異なる位置で、反応することを抑制できる。従って、成膜位置をより確実に制御することができる。
【００１４】
本適用例に係る成膜装置において、前記調整手段は、前記光源部から出射される前記レーザー光の出力を調整することが好ましい。
本適用例では、調整手段は、レーザー光源から出射されるレーザー光の出力を調整する。例えば、調整手段は、レーザー光源に印加される駆動電圧を制御することで、レーザー光の出力を調整する。
このような構成では、光源部から出射されるレーザー光の出力を調整することにより、照射手段から照射されるレーザー光の強度を調整することができる。これにより、成膜材料に付与されるエネルギー量を容易、かつ適切に調整することができる。
【００１５】
本適用例に係る成膜装置において、前記調整手段は、前記光源部から出射された前記レーザー光の強度を変更可能な調整部を有することが好ましい。
本適用例では、調整手段は、光源部から出射されたレーザー光の強度を調整する調整部を備える。なお、調整部としては、例えばレーザー光の出力を減衰させるアッテネーターや、レーザー光の光束径を変更するエキスパンダー等が例示できる。
このような構成では、調整部によって、光源部から出射されたレーザー光の出力を調整することにより、成膜材料に照射されるレーザー光の強度を調整することができる。これにより、成膜材料に付与されるエネルギー量を適切に調整することができる。また、レーザー光の出力に応じて、レーザー光の強度を調整することが容易となり、成膜材料に付与されるエネルギー量をより適切かつ容易に調整することができる。
【００１６】
本適用例に係る成膜装置において、前記調整手段は、前記成膜材料に照射する前記レーザー光の照射時間を調整することが好ましい。
本適用例に係る成膜装置はレーザー光の照射時間を調整する。
このような構成では、レーザー光の照射時間を調整することにより、成膜材料に与えられるエネルギー量を適切に調整することができる。従って、レーザー光の強度を変更せずに、照射時間を変更することにより、エネルギー量を適切に調整することができるため、照射位置を変更した際等、光源部の駆動条件を変更しなくとも、エネルギー量を変更することができ、膜質の制御を容易とすることができる。
【００１７】
本適用例に係る成膜装置において、前記膜部材の成膜位置を変更する走査部を備えることが好ましい。
本適用例に係る成膜装置では、走査部は、成膜位置を変更する。走査部としては、レーザー光を走査して照射位置を変更することにより成膜位置を変更する構成が例示できる。
このような構成では、走査部において、成膜位置を変更でき、膜部材を所望位置に成膜できる。
【００１８】
本適用例に係る成膜装置において、前記光源部は、複数の波長のレーザー光を出射可能であり、前記膜部材に応じた波長のレーザー光を出射することが好ましい。
本適用例に係る成膜装置では、光源部が、複数の波長のレーザー光を照射可能に構成され、反応対象の結合の結合エネルギーに応じた波長のレーザー光を照射することができる。従って、レーザー光の波長を変更することにより、反応対象の結合の変更にも容易に対応することができる。
【００１９】
本発明の一適用例に係る膜処理装置は、膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部と、前記レーザー光の照射によって前記膜部材に付与されるエネルギー量を調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。
本適用例に係る膜処理装置は、膜部材に付与されるエネルギー量を設定し、当該設定に応じたレーザー光を膜部材に照射して、膜質を改質する。
これにより、上記膜処理装置と同様に、レーザー光が照射された照射領域（改質位置）において膜部材を反応させるとともに、照射領域以外の膜部材が反応することを抑制でき、処理位置の選択性を向上させることができる。
また、例えば、真空排気した処理室内においてプラズマを発生させ、当該プラズマのエネルギーによって改質処理を実施する場合と比べて、処理室の真空排気に要する待機時間を省略することができ、処理効率を向上できる。
また、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する結合を選択的に反応（解離）させることができる。
また、レーザー光の照射によって膜部材に付与されるエネルギー量を調整することにより、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する特定の結合以外の結合が反応することを抑制でき、より確実に膜質を制御することができる。
【００２０】
本発明の一適用例に係る成膜方法は、膜部材を形成するための成膜材料を供給する供給手段と、前記膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部と、を備える成膜装置における成膜方法であって、前記成膜材料を供給する工程と、前記レーザー光の照射によって前記成膜材料に付与されるエネルギー量を設定する工程と、前記成膜材料に前記レーザー光を照射して、前記膜部材を成膜する工程と、を実施することを特徴とする。
本適用例に係る成膜方法は、成膜位置において、成膜材料に付与されるエネルギー量を設定し、当該設定に応じたレーザー光を成膜材料に照射して成膜する。
これにより、上記成膜装置と同様に、レーザー光が照射された照射領域（成膜位置）において成膜材料を反応させるとともに、照射領域以外の成膜材料が反応することを抑制でき、成膜位置の選択性を向上させることができる。
また、レーザー光の照射領域において成膜材料を反応させることができるため、液状の成膜材料を用いることもでき、成膜材料の選択性を向上させることができる。
また、気体の成膜材料を用いてプラズマＣＶＤを実施する場合と比べて、成膜処理室の真空排気に要する待機時間を省略することができ、成膜効率を向上できる。
また、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する結合を選択的に反応（解離）させることができる。
また、レーザー光の照射によって成膜材料に付与されるエネルギー量を調整することにより、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する特定の結合以外の結合が反応することを抑制でき、より確実に膜質を制御することができる。
【００２１】
本発明の一適用例に係る膜処理方法は、膜部材に応じた波長のレーザー光を出射する光源部を備える膜処理装置における膜処理方法であって、前記レーザー光の照射によって前記膜部材に付与されるエネルギー量を設定する工程と、前記膜部材に前記レーザー光を照射する工程と、を実施することを特徴とする。
本適用例に係る膜処理方法は、膜部材に付与されるエネルギー量を設定し、当該設定に応じたレーザー光を膜部材に照射して、膜質を改質する。
これにより、上記膜処理装置と同様に、レーザー光が照射された照射領域（改質位置）において膜部材を反応させるとともに、照射領域以外の膜部材が反応することを抑制でき、処理位置の選択性を向上させることができる。
また、例えば、真空排気した処理室内においてプラズマを発生させ、当該プラズマのエネルギーによって改質処理を実施する場合と比べて、処理室の真空排気に要する待機時間を省略することができ、処理効率を向上できる。
また、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する結合を選択的に反応（解離）させることができる。
また、レーザー光の照射によって膜部材に付与されるエネルギー量を調整することにより、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する特定の結合以外の結合が反応することを抑制でき、より確実に膜質を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図。
【図２】本実施形態に係る成膜装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態におけるレーザー光のフォーカス位置を模式的に示す図。
【図４】結合の種類と結合エネルギーとの関係の一例を示すグラフ。
【図５】レーザー光のエネルギー分布の一例を模式的に示す図。
【図６】エネルギー量と結合基の反応率との関係の一例を示す図。
【図７】本実施形態に係る成膜処理の一例を示すフローチャート。
【図８】本発明の第二実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図。
【図９】本発明の第三実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す図。
【図１０】本発明の第四実施形態に係る膜処理装置の概略構成を示す図。
【図１１】本実施形態に係る改質処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［成膜装置］
図１は、第一実施形態の成膜装置１の概略構成を示す図である。図２は、成膜装置１の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
成膜装置１は、図１に示すように、供給手段２と、ワーク台３と、照射手段４と、チャンバー５と、制御装置６（図２参照）と、を備える。この成膜装置１は、制御装置６の制御に基づいて、供給手段２、ワーク台３、及び照射手段４を駆動して、ワークＷ上に成膜材料Ｓを供給し、当該成膜材料Ｓに対してレーザー光照射し、ワークＷ上に成膜材料Ｓによる重合膜（膜部材）Ｆを成膜する。
この成膜装置１は、後に詳述するが、レーザー光のフォトンエネルギーに対応する結合エネルギーを有する結合基を選択的に解離させて重合反応させることにより、所望の膜質の重合膜Ｆを生成する。
なお、以下の説明では、紙面の下方から上方に向かう方向をＺ方向（鉛直方向）、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向及びＹ方向とも称する。これらＸ方向及びＹ方向は、互いに直交する方向である。
【００２４】
［チャンバーの構成］
チャンバー５は、成膜処理を実施するための空間を形成する反応容器である。このチャンバー５は、内部を真空に保持する構成等が不要であり、外部からの塵等の不純物が侵入しない構成であれば、如何なる構成としてもよい。
なお、本実施形態では、供給手段２から供給される材料が液状の成膜材料である例を示すが、例えば、気体の成膜材料を用いる場合では、内部を密閉可能なチャンバー５を用いることが好ましい。
【００２５】
［供給手段の構成］
供給手段２は、ワーク台３上に、液状の成膜材料Ｓを供給するものであり、貯蔵部２１と、供給部２２と、を備える。
貯蔵部２１は、液状の成膜材料を貯蔵する。この貯蔵部２１は、液状の成膜材料を貯蔵するタンクの他、成膜材料を溶媒に溶解させたり、固体の成膜材料を溶融させたりできるように、適宜、加熱装置や撹拌装置等を備える。
供給部２２は、貯蔵部２１に貯蔵された成膜材料をワークＷ上に供給する（図１における成膜材料Ｓ）。供給部２２は、図示を省略するが、移動機構を備え、ワーク台３の所望の位置に成膜材料を供給可能に構成される。
【００２６】
成膜材料は、各種有機膜を成膜する際の有機材料や、各種無機膜を成膜する際の無機材料を含む液状の材料である。
例えば、シリコーン膜を成膜する際、成膜材料として、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（シロキサン結合）を有する化合物を含む液状の材料を用いる。
また、例えば、ＴｉＯ２膜を成膜する際、成膜材料として、Ｔｉ［ＯＣＨ（ＣＨ３）２］４（テトライソプロポキシチタン）のエタノール溶液を用いる。
【００２７】
［ワーク台の構成］
ワーク台３は、成膜対象であるワークＷを載置するものであり、テーブル３１と、駆動機構３２とを備える。テーブル３１は、ＸＹ平面に平行な載置面３１１と、Ｚ方向に平行な軸部３１２とを有し、軸部３１２を介して駆動機構３２に連結される。
駆動機構３２は、軸部３１２を回転軸としてテーブル３１を回転させる。また、駆動機構３２は、テーブル３１をＺ方向に移動させる。これにより、載置面３１１、すなわちワークＷのＺ方向の位置を変更することができる。
このように構成された、ワーク台３は、当該、供給手段２によって原材料が供給されたワークＷが載置面３１１に載置され状態で、テーブル３１を回転させる。これにより、ワークＷ上に成膜材料が塗布された状態となる。
【００２８】
また、テーブル３１をＺ方向に移動させることにより、後述する照射手段４とのＺ方向における相対距離を変更する。すなわち、テーブル３１は、照射手段４から照射されるレーザー光の焦点位置（フォーカス位置）と、ワークＷにおいて膜部材を成膜する成膜位置とのＺ方向における位置関係を調整可能に構成される。このような構成では、後述するが、レーザー光の焦点位置を、Ｚ方向において、ワークＷの成膜位置と異なる位置に調整（デフォーカス）することにより、成膜位置におけるレーザー光の強度（エネルギー）を調整することができる。すなわち、駆動機構３２は、本発明の調整手段に相当する。
【００２９】
［照射手段の構成］
照射手段４は、成膜材料に応じた波長のレーザー光を、ワークＷ上の成膜位置に照射する。この照射手段４は、電源部４１と、光源部４２と、アッテネーター４３と、エキスパンダー４４と、導光部４５と、走査部４６と、を備える。
電源部４１は、光源部４２への電力を供給する。この電源部４１は、後述する制御装置６による制御に基づいて、光源部４２への供給電力を調整可能に構成される。これにより、光源部４２から出射されるレーザー光の出力を調整することができる。
【００３０】
光源部４２は、成膜材料に応じた波長のレーザー光を出射するものであり、複数波長のレーザー光を出射可能に構成される。すなわち、成膜材料の結合のうち解離させたい結合の結合エネルギーに対応する波長のレーザー光を照射することにより、当該結合を解離させ、成膜材料をラジカル化又はイオン化する。
【００３１】
ここで、レーザー光は、コヒーレンス性を有し、略単一の波長（単一波長域）の光である。このため、レーザー光におけるフォトンエネルギーは、下記式（１）に示すように、波長に応じた値をとる。従って、解離させたい結合の結合エネルギーに対応するフォトンエネルギー（波長）のレーザー光を照射することにより、当該結合を選択的に解離させることができる。例えば、上述のように、テトライソプロポキシチタンを成膜材料として、ＴｉＯ２膜を成膜する際、テトライソプロポキシチタンにおけるＴｉ−Ｏの結合エネルギー（６０７ｋＪ／ｍｏｌ）に対応する波長のレーザー光を照射する。
なお、結合エネルギーに対応するフォトンエネルギーとは、当該結合エネルギーと略同等のフォトンエネルギーであり、結合に関与している価電子を励起させるのに適した値のフォトンエネルギーである。
【００３２】
［式１］
Ｅ＝ｈν＝ｃｈ／λ  ・・・（１）
ｈ：プランク定数  ６．６２６×１０−３４［Ｊ・Ｓ］
ν：振動数［Ｈｚ］
ｃ：光速度  ２９９，７９２，４５８［ｍ／ｓ］
λ：波長［ｍ］
【００３３】
複数の波長のレーザー光を出射可能な光源部４２としては、本実施形態では、可変波長レーザーである色素レーザー光源を用いる。この色素レーザー光源の波長可変域は、例えば、約２００〜４５００ｎｍであり、結合エネルギーに換算すると約３０〜６２０ｋＪ／ｍｏｌである（図４参照）。このような色素レーザーを用いることにより、光源部４２は、結合エネルギーが異なる複数の結合のそれぞれに対応する波長のレーザー光を照射できる。
【００３４】
なお、光源部４２としては、複数の色素レーザー光源を備える構成や、波長固定のレーザー光源を複数備える構成や、波長可変のレーザー光源を備える構成や、これら各種光源を適宜組み合わせて用いる構成等が例示できる。また、レーザー光源としては、高調波を出射可能に構成されてもよい。このように、使用可能なレーザー光源を特に制限されず、各種レーザー光源を使用できる。
【００３５】
レーザー光源としては、例えば、赤外領域に対応する、ＣＯ２レーザー、ＣＯレーザー、ハロゲン化水素化学レーザー、化学酸素ヨウ素レーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー、Ｎｄ：ＹＬＦレーザー、エルビウム（Ｅｒ）ドープガラスレーザー、イッテルビウム（Ｙｂ）ドープファイバーレーザー、ネオジウム（Ｎｄ）ドープ固体レーザー、及び、半導体量子カスケードレーザー等を使用できる。
また、可視領域に対応する、ヘリウムネオン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザー、Ｋｒイオンレーザー、Ａｒイオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー（Ｈｅ−Ｃｄ）、ネオジウムドープ固体レーザー（２倍波）、及び、ルビーレーザー（Ｃｒ：Ａｌ２Ｏ３）等を使用できる。
また、紫外領域に対応する、キセノンフッ素エキシマレーザー（ＸｅＦ）、キセノン塩素エキシマレーザー（ＸｅＣｌ）、クリプトンフッ素エキシマレーザー（ＫｒＦ）、アルゴンフッ素エキシマレーザー（ＡｒＦ）、窒素レーザー（Ｎ２）、フッ素レーザー（Ｆ２）、クリプトンエキシマレーザー（Ｋｒ２）、アルゴンエキシマレーザー（Ａｒ２）、及び、ネオジウムドープ固体レーザー（３〜５倍波）等を使用できる。
【００３６】
また、波長可変のレーザー光源としては、上記色素レーザー光源の方か、例えば、アレキサンドライトレーザー（Ｃｒ：ＢｅＡｌ２Ｏ４）、コバルト−フッ化マグネシウムレーザー（Ｃｏ：ＭｇＦ２）、クロムエメラルドレーザー（Ｃｒ：Ｂｅ３Ａｌ２（ＳｉＯ３）６）、クロム−フォーサイトレーザー（Ｃｒ:Ｍｇ２ＳｉＯ４）、クロム−ＧＳＧＧレーザー（Ｃｒ：Ｇｄ３Ｓｃ２Ｇａ３Ｏ１２）、クロム−ヤグレーザー（Ｃｒ：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、クロム−セレン化亜鉛レーザー（Ｃｒ：ＺｎＳｅ）、ライカフレーザー（Ｃｒ：ＬｉＣａＡｌＦ６）、ライサフレーザー（Ｃｒ：ＬｉＳｒＡｌＦ６）、ツリウム−ヤグレーザー（Ｔｍ：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、及び、チタン−サファイアレーザー（Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３）等の各種のレーザーを使用できる。
【００３７】
アッテネーター４３は、光源部４２から出射されたレーザー光の出力を調整する。このアッテネーター４３は、制御装置６の制御に基づいて、レーザー光の出力を調整する。これにより、ワークＷの成膜位置におけるレーザー光の強度（エネルギー）を調整することができる。なお、アッテネーター４３は、本発明の調整部及び調整手段に相当する。
エキスパンダー４４は、アッテネーター４３から出射されたレーザー光のビーム径を拡大する。すなわち、エキスパンダー４４は、レーザー光のビーム径を拡大することにより、レーザー光の強度を低下させており、本発明の調整部及び調整手段としても機能する。
【００３８】
導光部４５は、アッテネーター４３から出射されたレーザー光を、チャンバー５の内部に導入し、走査部４６に導光する。この導光部４５は、ミラー４５１，４５２と、これら各部材を収納する筐体（図示省略）と、を備える。
なお、導光部４５は、上記構成に限定されず、レーザー光を走査部４６に導光可能に構成されていればよく、ミラーやレンズ等の光学素子を適宜備え構成される。また、エキスパンダー４４及び走査部４６の光軸が一致している場合は、導光部４５を省略してもよい。
【００３９】
走査部４６は、ワークＷの成膜位置にレーザー光を照射するものであり、ガルバノミラー４６１，４６２と、ｆθレンズ４６３と、を備える。この走査部４６は、ガルバノミラー４６１，４６２を駆動させることにより、レーザー光の照射位置に形成されるビームスポットを成膜面に沿って二次元的（載置面３１１に沿うＸ方向及びＹ方向）に走査することができ、成膜位置を変更することができる。なお、ｆθレンズ４６３は、レーザー光をワークＷの成膜位置に集光するものであり、本発明のフォーカス手段に相当する。
【００４０】
［制御装置の構成］
制御装置６は、成膜装置１を制御するものであり、供給制御部６１と、走査制御部６２と、光源制御部６３と、電源制御部６４と、光量調整部６５と、フォーカス調整部６６と、を備える。なお、制御装置６における各機能は、ＣＰＵが、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムやデータを読み込み、当該プログラムを実行することにより実現される。
供給制御部６１は、供給手段２を駆動させ、ワークＷ上に成膜材料を供給させる。供給制御部６１は、スピンコート処理を実施する際、駆動機構３２を駆動させ、テーブル３１を回転させる。
【００４１】
走査制御部６２は、ガルバノミラー４６１，４６２の向きを制御することにより、Ｘ方向及びＹ方向においてレーザー光を照射位置を変更する。
走査制御部６２によりレーザー光によるスポットの走査速度が設定され、これにより、レーザー光の照射時間が決まる。この照射時間と、後述する成膜位置におけるレーザー光の強度とによって、成膜位置において、レーザー光から付与されるエネルギーの総量が決まる。
すなわち、走査部４６は、走査制御部６２の制御に基づいて、所定の走査速度でレーザー光を走査することにより、成膜位置において走査速度に応じた照射時間だけレーザー光を照射する。このように走査部４６は、照射時間を調整するものであり、本発明の調整手段に相当する。
【００４２】
光源制御部６３は、光源部４２を制御し、当該光源部４２から出射されるレーザー光の波長を、成膜材料に応じた波長に調整する。出射されるレーザー光の波長は、成膜材料に応じた波長である。すなわち、光源制御部６３は、反応対象となる所定の官能基（結合）の結合エネルギー程度のフォトンエネルギーに対応する波長に設定する。なお、対象となる結合エネルギーに対する、波長の関係については後述する。
【００４３】
電源制御部６４は、電源部４１を制御し、光源部４２におけるレーザー光の出力を調整する。
光量調整部６５は、アッテネーター４３を制御し、アッテネーター４３から出力され、走査部４６に入射されるレーザー光の強度を調整する。
【００４４】
フォーカス調整部６６は、駆動機構３２を駆動させて、テーブル３１のＺ方向の位置を調整し、レーザー光のフォーカス位置を調整する。この走査制御部６２及びフォーカス調整部６６により、成膜位置に対して、所望の位置にレーザー光を集光させる。
【００４５】
図３は、フォーカス調整部６６による、レーザー光のフォーカス位置を模式的に示す図である。
フォーカス調整部６６は、図３に示すように、レーザー光のフォーカス位置ｆが、成膜位置ｐとは異なる位置となるように、駆動機構３２（図１参照）を制御して、テーブル３１（図１参照）のＺ方向における位置を調整する。
本実施形態では、フォーカス調整部６６は、フォーカス位置ｆが、レーザー光の光軸Ｌに沿って成膜位置ｐよりも下流側に位置するように、テーブル３１の位置を調整する。これにより、成膜位置ｐにおけるレーザー光の強度を低下させることができる。
なお、フォーカス位置ｆは、レーザー光の強度や、成膜材料の種類等に応じて、適宜設定すればよい。これにより、成膜位置において集光されたレーザー光によって加熱される等により、反応対象ではない結合（レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する結合以外の結合）が解離することを抑制できる。
【００４６】
これら電源制御部６４及び光量調整部６５と、上述のフォーカス調整部６６とによる制御に基づいて、成膜位置におけるレーザー光の強度が調整される。すなわち、電源制御部６４、光量調整部６５及びフォーカス調整部６６は、成膜位置におけるレーザー光の強度が、所望の強度となるように調整する。例えば、所望の結合を解離させるとともに、当該所望の結合以外の結合の解離を抑制し、所望の膜質の重合膜を形成可能な値となるように、光源の種類や、成膜材料等に応じて、レーザー光の強度を適宜設定すればよい。
【００４７】
［結合エネルギーとレーザー光の波長との関係］
図４は、結合の種類と結合エネルギーとの関係を示す図である。
図４に示すように、結合の種類によって、結合エネルギーが異なり、当該結合を解離させるために必要なレーザー光のフォトンエネルギー（波長）が異なる。すなわち、結合を解離させてラジカル化又はイオン化させる場合、当該結合の結合エネルギーに近いフォトンエネルギー（波長）を有するレーザー光を照射することにより、当該フォトンエネルギーに対応する結合を選択的に解離させることができる。例えば、本実施形態では、図４に示すように、約３０〜６２０ｋＪ／ｍｏｌの結合エネルギーに対応する波長（約２００〜４５００ｎｍ）のレーザー光を選択的に出射可能な色素レーザーを用いる。この場合、図４に示す各種類の結合に対応する波長のレーザー光を出射することができ、各結合を選択的に解離させることが可能となる。
【００４８】
図５は、図４に示す各種類の結合に対応する波長のレーザー光を照射した際のレーザー光のエネルギーと、光子数との関係を模式的に示す図である。なお、図５では、比較例として、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって重合膜を生成する際において、プラズマ状態とした際のプラズマのエネルギーと、ラジカル及びイオンの数との関係を模式的に示す。
【００４９】
図５に示すように、プラズマＣＶＤでは、プラズマ化された粒子のエネルギー分布がブロードである。このため、所望の結合を解離させるために、当該結合の結合エネルギーに対応するようにエネルギーを付与したとしても、他の種類の結合も同時に解離させてしまう可能性がある。
【００５０】
これに対して、レーザー光は、単一波長域の光であり、強いコヒーレンス性を示す。このため、図５に示すように、レーザー光のエネルギー分布は、レーザー光の波長に応じた値をピークとしたスポット分布となる。従って、図４に示すような各結合エネルギーに対応する波長のレーザー光を照射することにより、特定の結合のみを解離させることができる。
【００５１】
また、図５に示すように、比較的、低いエネルギー（長波長）でかつ低強度のレーザー光（図５のレーザー１参照）を照射することにより、有機膜を選択的に成膜できる。一方、高いエネルギー（短波長）で、かつ高強度のレーザー光（図５のレーザー２参照）を照射することにより、無機膜を選択的に成膜できる。
【００５２】
［レーザー光のエネルギーの総量と膜質との関係］
図６は、照射されたレーザー光のエネルギーの総量と膜質との関係を示す図である（図６のＢ欄参照）。なお、図６のＡ欄には、プラズマＣＶＤを実施した際の比較例を示す。
図６の結合基１は、Ｓｉ原子の４つの価電子がそれぞれＯ原子の１つの価電子に結合している。また、結合基２は、Ｓｉ原子の４つの価電子のうちの３つがそれぞれＯ原子の１つの価電子に結合し、１つの価電子がＣ原子の１つの価電子に結合している。また、結合基３は、Ｓｉ原子の４つの価電子のうちの２つがそれぞれＯ原子の１つの価電子に結合し、他の２つの価電子がそれぞれＣ原子の１つの価電子に結合している。
図６では、このような結合基が、それぞれ略同数含まれる成膜材料に、Ｓｉ−Ｃの結合エネルギーに対応する波長のレーザー光を照射した場合と、同様の成膜材料を用いてプラズマＣＶＤを実施し、プラズマ粒子によるエネルギーを投入した場合とのそれぞれについて、各結合基の反応比率を示している。
ここで、Ｓｉ−Ｏの結合エネルギーは、４４１ｋＪ／ｍｏｌであり、Ｓｉ−Ｃの結合エネルギーは、３０１ｋＪ／ｍｏｌである。
【００５３】
図６のＡ欄に示すように、プラズマＣＶＤを実施し、プラズマエネルギーとして１０Ｗのエネルギーを付与した場合、結合基１、結合基２、及び結合基３のそれぞれの反応比率は、１０％、２０％、７０％となる。これは、上述のように付与されるエネルギーの分布がブロードであるため、結合基２及び結合基３における、Ｓｉ−Ｃの結合以外にも、結合基Ｓｉ−Ｏの結合も解離するためであると推察される。
【００５４】
図６のＢ欄に示すように、レーザー光を照射して１０Ｗ・ｓ（＝１０Ｊ）のエネルギーを付与した場合、結合基１、結合基２、及び結合基３のそれぞれの反応比率は、０％、２０％、８０％となる。すなわち、Ｓｉ−Ｃの結合エネルギーに対応する波長のレーザー光を照射するため、結合基２，３におけるＳｉ−Ｃの結合の解離反応が進行するものの、結合基１におけるＳｉ−Ｏの結合の解離反応は進行していないものと推察される。
【００５５】
また、図６のＢ欄に示すように、レーザー光を照射して２０Ｗ・ｓのエネルギーを付与した場合、結合基１、結合基２、及び結合基３のそれぞれの反応比率は、０％、４０％、６０％となり、結合基２の反応率が増大する。また、レーザー光を照射して４０Ｗ・ｓのエネルギーを付与した場合、結合基１、結合基２、及び結合基３のそれぞれの反応比率は、５％、４５％、５０％となり、結合基２の反応率が増大するとともに、結合基１の反応率も増大する。これは、レーザー光の照射によって発生した熱エネルギーによって、結合基１におけるＳｉ−Ｏの結合が解離することによるものと推察される。
【００５６】
このようにレーザー光の照射によって成膜位置に付与されるエネルギー量を調整することにより、結合基の反応率を変化させることができる。なお、光源部４２から出射されるレーザー光の出力を調整したり、アッテネーターによって走査部４６から照射されるレーザー光の強度を調整したり、フォーカス位置の調整によって成膜位置でのレーザー光の強度を調整したり、レーザー光の照射時間（走査速度）を調整することにより、総エネルギー量を調整することができる。
【００５７】
［成膜方法］
以下、成膜装置１による成膜処理について、図面に基づいて以下に説明する。
図７は、成膜処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ワークＷをテーブル３１に載置した後、供給手段２によって、ワークＷ上に成膜材料を供給する。その後、駆動機構３２によってテーブル３１を回転させることにより、ワークＷ上に成膜材料Ｓを塗布することにより、成膜対象となる領域に成膜材料を供給する（ステップＳ１）。
次に、光源制御部６３は、レーザー光の波長を設定する（ステップＳ２）。
レーザー光の波長は、反応対象である結合の結合エネルギーに応じた波長となるように設定される。
【００５８】
次に、制御装置６は、成膜位置においてレーザー光によって付与されるエネルギー量を設定する（ステップＳ３）。すなわち、成膜位置におけるレーザー光の照射時間及び強度を設定することにより、上記エネルギー量を設定する。
走査制御部６２は、レーザー光の走査速度を設定することにより、成膜位置におけるレーザー光の照射時間を設定する。
また、レーザー光の強度を設定するために、まず、フォーカス調整部６６は、図３に示すようにフォーカス位置ｆを、成膜位置ｐと異なる位置に設定する（デフォーカス）。さらに、電源制御部６４は、フォーカス位置ｆに基づいて、成膜位置ｐにおけるレーザー光の強度が、適値となるように、電源部４１の駆動条件を設定し、光量調整部６５は、アッテネーター４３の駆動条件を設定する。
【００５９】
次に、制御装置６は、上述の駆動条件に基づいてレーザー光を照射させ、ワークＷ上を走査させることにより、ワークＷ上に重合膜を成膜する（ステップＳ４）。
すなわち、フォーカス調整部６６は、Ｚ方向におけるテーブル３１の位置を調整し、レーザー光のフォーカス位置ｆを設定値とする。また、電源制御部６４及び光量調整部６５の制御に基づいて、照射されるレーザー光の強度を調整する。これにより、設定された強度のレーザー光が、設定された照射時間だけ成膜位置ｐに照射される。
レーザー光がワークＷ上に二次元的に走査され、ワークＷの所望の位に重合膜Ｆが成膜されたら、制御装置６は成膜処理を終了させる。
【００６０】
なお、本実施形態では、エネルギー量を設定するステップＳ３において、フォーカス位置ｆに基づいて、電源部４１やアッテネーター４３の駆動条件を設定する場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、上記駆動条件に基づいてフォーカス位置ｆを調整してもよい。すなわち、エネルギー量が所望値となるように、電源部４１やアッテネーター４３の駆動条件、フォーカス位置ｆ、及び照射時間を適宜設定すればよい。
また、予め設定され記憶されている各種条件を読み込むことも、本実施形態における上記各種条件を設定することに含まれる。
また、本実施形態では、成膜材料Ｓを供給した後に、上記各種条件を設定する構成を例示したが、これに限定されない。すなわち、予め、各種条件を設定した後に、成膜材料Ｓを供給してもよい。このように、各工程の順番を適宜変更して実施してもよい。
【００６１】
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態の成膜装置１は、成膜する膜（膜部材）に応じた波長のレーザー光を成膜位置に照射して、当該成膜位置に成膜材料を原料とする膜を成膜する。
このような構成では、レーザー光が照射された照射領域（成膜位置）において成膜材料を反応させて膜を成膜することができる。すなわち、照射領域以外の成膜材料が反応することを抑制でき、所望の領域に膜を成膜できる。
また、レーザー光の照射領域において成膜材料を反応させることができるため、液状の成膜材料を成膜位置に塗布した状態でレーザー光を照射して、成膜材料を反応させ、成膜することができる。従って、例えば、通常のＣＶＤ等のように気体の成膜材料を用いなくてもよく、成膜材料の選択性を向上させることができる。
さらに、気体の成膜材料を用いてプラズマＣＶＤを実施する場合と比べて、チャンバー５の真空排気に要する待機時間を省略することができ、成膜効率を向上できる。
【００６２】
また、レーザー光は、コヒーレンス性を有し、スポット状のエネルギー分布を有する。このようなレーザー光を成膜材料に照射することにより、レーザー光の波長に応じた特定の結合を選択的に反応させるようにすることができる。例えば、特定の結合を反応させる場合、当該結合の結合エネルギーと同等のフォトンエネルギーを有するレーザー光、すなわち結合エネルギーに対応する波長のレーザー光を照射することにより、上記特定の結合を選択的に反応（解離）させることができ、より確実に膜質を制御することができる。
【００６３】
成膜装置１は、成膜位置においてレーザー光の照射によって成膜材料に付与されるエネルギー量を調整する。上述のように、付与されるエネルギー量は、成膜位置におけるレーザー光の強度及びレーザー光の照射時間等に基づいて設定可能である。このように、上記エネルギー量を調整することにより、レーザー光によって付与されるエネルギー量が過剰になることにより、上記特定の結合以外の結合が解離することを抑制でき、より確実に膜質を制御することができる。
【００６４】
ここで、本実施形態のように、反応対象の結合に応じて波長を設定すると、設定された波長に応じてレーザー光のフォトンエネルギーが変化する。このため、例えば、フォーカス位置や照射時間等が同一の場合、付与されるエネルギー量が変化する。これに対して、成膜装置１では、アッテネーター４３によってレーザー光の強度を調整することができるため、成膜材料に付与されるエネルギー量を、設定された波長に応じて適切な値に調整することができる。
【００６５】
ここで、本実施形態では、フォーカス位置を成膜位置と異なる位置に調整し、成膜位置におけるレーザー光の強度を調整する。これにより、成膜位置におけるレーザー光の強度を低下させることができ、上述のように特定の結合以外の結合が反応することを抑制することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、フォーカス位置を、レーザー光の光軸Ｌに沿って、成膜位置よりも下流側に移動させる。このような構成では、成膜位置に対して照射手段４側でレーザー光が集光し、当該レーザー光の強度が最大となることがない。このため、例えば、液状の成膜材料が揮発する等により、成膜材料が成膜位置よりも照射手段側に存在したとても、当該成膜材料が成膜位置と異なる位置で、反応することを抑制できる。
【００６７】
成膜装置１は、光源部４２から出射されるレーザー光の出力を調整する電源部４１を備える。具体的には、本実施形態では、光源部４２から出射されるレーザー光の出力を調整する電源部４１を備える。このような構成では、電源部４１によって光源部４２から出射されるレーザー光の出力を調整することにより、照射手段４から照射されるレーザー光の強度を調整することができる。これにより、成膜材料に付与されるエネルギー量を適切に調整することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、成膜装置１は、光源部４２から出射されたレーザー光の強度を調整するアッテネーター４３を備える。このような構成では、アッテネーター４３によって光源部４２から出射されたレーザー光の出力を調整することにより、照射手段４から照射されるレーザー光の強度を調整することができる。これにより、成膜材料に付与されるエネルギー量をより適切に調整することができる。また、レーザー光の出力に応じて、レーザー光の強度を調整することが容易となり、成膜材料に付与されるエネルギー量をより適切かつ容易に調整することができる。
【００６９】
成膜装置１は、成膜位置におけるレーザー光の照射時間を調整可能に構成される。具体的には、走査部４６によるレーザー光の走査速度を調整する等により、レーザー光の照射時間が調整される。このように照射時間を調整することにより、成膜材料に付与されるエネルギー量を適切に調整することができる。従って、レーザー光の強度を変更せずに、照射時間を変更することにより、エネルギー量を適切に調整することができるため、照射位置を変更した際等、光源部４２の駆動条件を変更しなくとも、エネルギー量を変更することができ、膜質の制御を容易とすることができる。
【００７０】
成膜装置１は、レーザー光の照射位置を変更する走査部４６を有し、照射位置を変更可能に構成される。これにより、異なる成膜位置のそれぞれにレーザー光を照射させることができ、所望の領域において、成膜材料を反応させることができる。従って、ワークＷ上の所望の領域に成膜することが容易である。
【００７１】
成膜装置１では、照射手段４が、複数の波長のレーザー光を照射可能に構成され、反応対象の結合の結合エネルギーに応じた波長のレーザー光を照射することができる。従って、レーザー光の波長を変更することにより、反応対象の結合の変更にも容易に対応することができる。
【００７２】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について説明する。なお、以降の説明に当たり、第一実施形態と同様の構成、同様の処理については、同符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
上述の第一実施形態では、走査部４６が、成膜位置に対してレーザー光を集光してビームスポットを形成し、当該ビームスポットを二次元的に走査可能に構成されていた。これに対して、第二実施形態では、走査部が、コリメーターレンズを備え、成膜位置に平行光束を入射させ、走査部をワークＷに対して相対的に移動させることにより、成膜位置を変更する。
【００７３】
図８は、第二実施形態の成膜装置１Ａの概略構成を示す図である。
成膜装置１Ａの照射手段４Ａは、走査部４６Ａを備える。この走査部４６Ａは、光照射部４６４と、移動機構４６５と、を備える。
光照射部４６４は、レーザー光を照射するものであり、光源部４２と、アッテネーター４３と、エキスパンダー４４と、コリメーター４６４Ａとを備える。なお、図８では、光源部４２、アッテネーター４３、及びエキスパンダー４４を簡略化して図示している。
コリメーター４６４Ａは、エキスパンダー４４から出射されたレーザー光を平行光束とし、ワークＷに照射する。
【００７４】
移動機構４６５は、本発明の走査部に相当し、テーブル３１に対して、光源部４２、アッテネーター４３、エキスパンダー４４、及びコリメーター４６４Ａを一体的に移動させることにより、レーザー光の照射位置を変更する。移動機構４６５は、レーザー光の照射位置を変更可能であればよく、例えば、光照射部４６４をＸ方向に移動させるＸステージと、Ｙ方向に移動させるＹステージとを、備え構成される。また、移動機構４６５は、光照射部４６４をＺ方向移動可能に構成されてもよい。
【００７５】
なお、本実施形態では、移動機構４６５が、テーブル３１に対して光照射部４６４を移動させる構成を例示したが、これに限定されず、光照射部４６４に対してＸ方向及びＹ方向にテーブル３１を移動可能に構成してもよい。
【００７６】
［第二実施形態の作用効果］
第二実施形態では、第一実施形態と同様の効果を得ることができる他、以下の効果を得ることができる。
成膜装置１Ａでは、コリメーター４６４Ａによって、所定の領域にレーザー光を照射する。このような構成では、レーザー光を集光させる場合と比べて、レーザー光の強度を低下させることができる。従って、レーザー光が集光される場合と比べて、レーザー光によって付与されるエネルギー量が過剰になることにより、反応対象の結合以外の結合が反応することを抑制できる。
また、レーザー光が集光される場合と比べて、一度に照射されるレーザー光の照射領域を拡大させることができ、成膜効率を向上させることができる。
【００７７】
［第三実施形態］
次に、本発明に係る第三実施形態について説明する。
上述の第一実施形態では、供給手段２が、液状の成膜材料をワークＷ上に供給するように構成されていた。これに対して、第三実施形態では、気体の成膜材料を供給する。
図９は、第三実施形態の成膜装置１Ｂの概略構成を示す図である。
図９に示すように、チャンバー５Ｂは、成膜材料（ソースガスＳｇ）が供給される供給口５１と、チャンバー５Ｂ内部の気体を排気する排気口５２とを、有する。
また、成膜装置１Ｂは、気体の成膜材料であるソースガスＳｇを供給する供給手段２Ｂを備える。この供給手段２Ｂは、供給口５１からソースガスＳｇをチャンバー５Ｂ内部に供給する。
このように構成された成膜装置１Ｂでは、照射手段４によってワークＷの成膜位置にレーザー光が照射されると、レーザー光が集光された集光位置の近傍に存在する成膜材料の結合が解離し、当該成膜材料がラジカル化又はイオン化される。
【００７８】
［第三実施形態の作用効果］
第三実施形態では、第一実施形態と同様の効果を得ることができる他、以下の効果を得ることができる。
第三実施形態においても、Ｚ方向においてフォーカス位置を調整することができる。例えば、成膜位置よりも−Ｚ側にフォーカス位置を設定することにより、成膜位置よりも＋Ｚ側の領域におけるレーザー光の強度を、成膜材料のラジカル化又はイオン化を抑制可能な程度に、低下させることができる。従って、成膜位置よりも＋Ｚ側の領域（例えば、図示を省略するが、走査部４６に設けられ、レーザー光が通過する窓部等）にて、成膜材料が重合反応を起こすことを抑制できる。
【００７９】
［第四実施形態］
次に、本発明に係る第四実施形態について、図面に基づいて説明する。
［膜処理装置］
図１０は、第四実施形態の膜処理装置１Ｃの概略構成を示す図である。
図１０に示す膜処理装置１Ｃは、ワーク台３と、照射手段４と、チャンバー５と、制御装置（図示省略）を備え、供給手段２を備えない点以外は、第一実施形態の成膜装置１と略同様に構成される。
なお、ワーク台３は、駆動機構３２によってテーブル３１を回転可能に構成されていなくてもよい。また、制御装置は、供給制御部６１以外は、第一実施形態の制御装置６と同様の機能を実現可能に構成される。
【００８０】
膜処理装置１Ｃは、制御装置の制御に基づいて、ワークＷ上に予め成膜された膜部材Ｆ１に対してレーザー光照射し、膜部材Ｆ１の膜質を改質することにより、膜部材Ｆ１とは膜質が異なる膜部材Ｆ２を形成する。この膜処理装置１Ｃは、レーザー光のフォトンエネルギーに対応する結合エネルギーを有する結合基を選択的に解離させて、例えば重合反応させることにより、膜質の改質（改質処理）を行う。
【００８１】
［膜処理方法］
図１１は、本発明の膜処理方法の一例としての、膜処理装置１Ｃによる改質処理の一例を示すフローチャートである。
膜部材Ｆ１が成膜されたワークＷをテーブル３１上に配置する（ステップＳ１１）。
次に、光源制御部６３は、レーザー光の波長を設定する（ステップＳ１２）。レーザー光の波長は、改質対象の基、すなわち反応対象の結合の結合エネルギーに応じた波長となるように設定される。
【００８２】
次に、制御装置は、レーザー光の照射位置（すなわち改質位置）においてレーザー光によって付与されるエネルギー量を設定する（ステップＳ１３）。エネルギー量の設定方法は、第一実施形態と同様であり、所望のエネルギー量となるように、電源部４１やアッテネーター４３の駆動条件、フォーカス位置ｆ、及び照射時間等の各種条件を設定する。
そして、制御装置は、上記各種条件に基づいてレーザー光を照射させ、ワークＷ上を走査させることにより、膜部材Ｆ１の所望の領域を改質する（ステップＳ１４）。
【００８３】
［第四実施形態の作用効果］
第四実施形態では、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
すなわち、膜処理装置１Ｃでは、膜部材Ｆ１に付与されるエネルギー量を設定し、当該設定に応じたレーザー光を膜部材Ｆ１に照射して、膜質を改質する。
これにより、レーザー光が照射された照射領域において膜部材を反応させるとともに、照射領域以外の膜部材が反応することを抑制でき、改質位置の選択性を向上させることができる。
また、例えば、真空排気したチャンバー内においてプラズマを発生させ、当該プラズマのエネルギーによって改質処理を実施する場合と比べて、チャンバー５の真空排気に要する待機時間を省略することができ、成膜効率を向上できる。
また、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する結合を選択的に反応（解離）させることができる。
また、レーザー光の照射によって膜部材Ｆ１に付与されるエネルギー量を調整することにより、レーザー光の波長に対応する結合エネルギーを有する特定の結合以外の結合が反応することを抑制でき、より確実に膜質を制御することができる。
【００８４】
［変形例］
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良、及び各実施形態を適宜組み合わせる等によって得られる構成は本発明に含まれるものである。
上記第一乃至第三実施形態に係る成膜装置では、成膜材料にレーザー光を照射することにより重合膜を成膜する場合について例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、レーザー光を照射することにより、レーザー光の波長に応じた結合基を反応させて、所望の膜質の膜部材を形成する成膜装置に対して、本発明を適用することができる。
【００８５】
上記各実施形態では、照射手段４，４Ａが、レーザー光をワークＷ上で二次元的に走査する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ワークＷにおけるレーザー光の照射位置を変更可能であればよく、例えば、ワーク台３のテーブル３１を移動させる構成としてもよい。なお、照射手段４，４Ａによって、レーザー光の照射位置を変更可能に構成することにより、例えば、テーブル３１を移動させる構成を採用するよりも、装置の小型化を図ることができる。
【００８６】
上記各実施形態では、レーザー光を二次元的に走査する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、走査部が、レーザー光の走査位置を三次元的に変更可能に構成されてもよい。この場合、立体的なワークＷ表面の所望の領域に対しても成膜できる。
【００８７】
上記各実施形態では、フォーカス位置ｆを成膜位置ｐとは異なる位置に設定する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、成膜位置ｐとフォーカス位置ｆとを一致させてもよい。
【００８８】
上記各実施形態では、フォーカス位置ｆを調整する構成として、ワーク台３のテーブル３１の位置を、駆動機構３２によってＺ方向に沿って変更する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第一実施形態における走査部４６をＺ方向に沿って移動させることにより、フォーカス位置ｆを調整するように構成してもよい。
【００８９】
上記各実施形態では、電源部４１を制御して光源部４２から出射されるレーザー光の出力を調整することにより、光源部４２から出射されるレーザー光の出力を調整する構成を例示したが、本発明は、これに限らない。例えば、光源部４２が、同一の波長域で、かつ、異なる出力のレーザー光を出射可能なレーザー光源を備え、使用するレーザー光源を変更することにより、レーザー光の出力を調整可能に構成されてもよい。
【００９０】
上記各実施形態では、成膜位置におけるエネルギー量を調整するために、光源部４２の出力を調整する方法と、アッテネーター４３やエキスパンダー４４によりレーザー光の強度を調整する方法と、ワーク台３によりフォーカス位置ｆを調整する方法と、を同時に実施する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、上記各方法のいずれか一つ又は二つを用いてエネルギー量の調整を行ってもよい。また、上記各方法のいずれか一つ又は二つを実施可能に構成されてもよい。また、上記方法以外にも、例えば、レーザー光の強度を低減させるフィルター等を適宜配置する構成等、レーザー光の強度を調整可能な構成を適宜採用してもよい。
【００９１】
上記第二実施形態では、レーザー光をコリメーター４６４Ａによって平行光束とすることにより、レーザー光を成膜位置の近傍に集光する場合よりも広い領域に同時に照射する構成を例示した。このようなより広い領域にレーザー光を同時に照射する構成は、上記第二実施形態の構成に限定されず、例えば、レーザー光をＣＧＨ（Computer Generated Hologram）素子を介して照射する構成としてもよい。このＣＧＨ素子を用いることにより、レーザー光の強度分布を整形することができる。これにより、成膜位置や、膜質等に応じて、所望の強度分布を有するレーザー光を、ワークＷに対して照射させることができる。従って、集光させたレーザー光を照射する場合よりも広い領域における所望の成膜位置に、所望の膜質の膜を同時に成膜でき、成膜効率の向上と、成膜位置及び膜質の制御性の向上とを同時に実現できる。
【００９２】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で上記各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることで構成してもよく、また他の構造などに適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１，１Ａ，１Ｂ…成膜装置、１Ｃ…膜処理装置、２，２Ｂ…供給手段、４，４Ａ…照射手段、３２…駆動機構（フォーカス調整手段、調整手段）、４１…電源部（調整手段）、４２…光源部、４３…アッテネーター（調整部）、４４…エキスパンダー（調整部）、４６，４６Ａ…走査部、４６３…ｆθレンズ（フォーカス手段）、Ｆ…重合膜（膜部材）、Ｓ…成膜材料、Ｓｇ…ソースガス（成膜材料）、Ｗ…ワーク、ｆ…フォーカス位置、ｐ…成膜位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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