JPH0885864A

JPH0885864A - 有機分子の薄膜製造方法および薄膜パターン製造方法

Info

Publication number: JPH0885864A
Application number: JP22515394A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fuchigami; 宏幸渕上; Tetsuyuki Kurata; 哲之藏田; Eiji Nobutoki; 英治信時; Koji Hamano; 浩司浜野; Shigeru Kubota; 繁久保田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-02
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: JP3044168B2

Abstract

(57)【要約】【目的】薄膜の品質およびパターニング加工性を幅広
く制御できる有機分子の薄膜製造方法および薄膜パター
ン製造方法を得ることを目的とする。【構成】真空中で蒸発させた有機分子の吸着性が平滑
な基板表面に比べ高くなるような形状の変化を伴う加工
処理を基板１の表面に施す第一の工程を行う。形状変化
は、例えば有機金属、有機分子などを蒸発させてその粒
子２を基板１表面に付着させる。次に、基板１に真空中
で有機分子を供給して薄膜を形成させる第二の工程を行
う。【効果】有機分子で構成される薄膜の構造を制御する
ことができ、高品質な薄膜が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、有機分子の薄膜製造
方法および薄膜パターン製造方法、特に、構造を制御し
た高品質な薄膜を形成することによって、高性能あるい
は高機能な薄膜を得る有機分子の薄膜製造方法および薄
膜パターン製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機分子から構成される薄膜を形
成する手法として、様々な薄膜製造方法が用いられてい
る。有機薄膜を形成する際に重要なポイントは、その薄
膜中で分子をある方向に揃えること（分子配向制御）、
結晶性を制御すること、結晶方位をある方向に揃えるこ
と（結晶配列制御）、凝集形態を制御し稠密でかつ均一
な連続膜とすること、所望の位置・形態にパターニング
することなどが挙げられる。配列制御を行わない場合、
分子レベルの機能の異方性が相殺されバルクレベルでは
機能が低下する。また、凝集形態として島状の不均一な
膜を例にとると、こうした形態では機能の大きな損失を
もたらす。こうした理由により、分子配向、結晶性、結
晶サイズ、結晶配列、凝集形態などの制御による薄膜の
高品質化は、個々の分子の持つミクロな物性を分子の集
合体である超薄膜に積極的に反映させた、光・電子デバ
イス用材料としての応用の観点から重要となっている。

【０００３】一般的な有機分子からなる薄膜の製造法の
一つとして真空蒸着法がある。真空蒸着法は、有機分子
の存在する蒸発源を加熱し、分子を真空中に放出し、基
板に輸送することによって薄膜を形成する方法である。
輸送された分子は一定時間基板上に付着する。成長形態
により異なるが、付着した分子は基板上に滞在し、分子
同士の衝突などを繰り返しながら、核を形成する。発生
した核は飛来してくる分子を捕獲し、あるいは核同士の
融合などを伴いながら膜を形成する。上記薄膜形成プロ
セスは分子配向、結晶性、結晶配列あるいは凝集形態な
どの分子性薄膜の品質に大きく影響することから、薄膜
形成プロセス中の蒸発速度、基板温度などの膜形成条件
が調整されている（例えば「ジャーナルオブクリス
タルグロース（L.Crystal Growth）」６９巻２３１
頁、１９８４年参照）。なお、基板に対して蒸発した分
子を供給する速度（分子線強度）は、上記蒸発速度に比
例し、この蒸発速度を調整することは基板に対して照射
される分子線強度を調整することを意味する。

【０００４】一次元直鎖状分子を例にとると、大きな分
子線強度または基板温度が高温あるいはその両方で膜を
形成する場合、分子線強度と基板温度の双方によって決
まる基板表面上分子の過飽和度が大きくなり、分子軸が
基板に対してラテラル方向に配向する。また、小さな分
子線強度または基板温度が低温あるいはその両方で膜を
形成する場合、過飽和度が小さくなり、分子軸が基板に
対してノーマルに配向する。このように分子配向は、分
子線強度および基板温度により制御できる。しかしなが
ら、分子線強度や基板温度などの膜形成条件を操作する
だけでは、分子配向以外の膜の品質を決める結晶性、結
晶サイズおよび凝集形態などが同時に決定されてしま
い、膜の品質制御性に制約があった。

【０００５】フタロシアニン類やペリレン誘導体などの
２次元平面状の縮合多環芳香族を例にとると、基板温度
が高温ほど結晶性が高くなるとともに、結晶サイズが大
きくなる（例えば「シンソリッドフィルムズ（Thin
Solid Films）」２１５巻２１３頁、１９９２年あるい
は「アプライドフィジックスレターズ（Appl.Phys.
Lett.）６０巻３２２３頁、１９９２年参照）。しかし
ながら、基板温度などの膜形成条件の操作だけでは、膜
の品質を決める分子配向、結晶配列、凝集形態などが同
時に決定されてしまい、膜の品質制御性に制約があっ
た。典型的な例として、高温では結晶サイズが大きくな
るが、膜の稠密性が損なわれることが挙げられる。以上
のように、膜形成条件である分子線強度および基板温度
の操作だけでは、膜の品質を決定する分子配向、結晶
性、結晶配列および凝集形態などの構造因子および選択
的吸着性を個別に制御できないという問題があった。

【０００６】これに対して基板の表面を加工するという
解決法がある。例えば、厳格な格子整合性が要求される
共有結合性のシリコン基板表面に存在するダングリング
ボンドを水素原子でターミネートし、その上に有機結晶
を配列成長させる試み、（例えば「アプライドフィジ
ックスレターズ（Appl.Phys.Lett.）６１巻２０２１
頁、１９９２年参照）、あるいは、相互作用に周期性が
無く、面内方向における配向・配列が制御できない非晶
質基板などの表面をポリマーラビング膜で被覆し、その
上にエピタキシャル成長させる試みなどである（例えば
「アプライドフィジックスレターズ（Appl.Phys.Let
t.）」５４巻２２８７頁、１９８９年あるいは「ジャー
ナルオブケミカルフィジックス（J.Chem.Phy
s.)」８８巻６６４７頁、１９８８年参照）。しかしな
がら、こうした基板表面を加工する手法は材料の違いに
よって有効に作用しない場合があり問題となっていた。

【０００７】一方、一般的に、分子性薄膜を構成する有
機分子は隣接する有機分子とファンデルワールス力に代
表される比較的弱い結合で結びついている。従って、基
板表面の全面に有機分子からなる分子性薄膜を真空中で
形成させた後、スピンコート法などによるレジスト膜の
塗布、露光、現像およびエッチングなどの通常の半導体
加工プロセスを用いて上記分子性薄膜パターンを与える
場合、上記多段階の半導体加工プロセスが分子性薄膜の
分子配向、結晶性、結晶配列および凝集形態などによっ
て決定される膜の品質に悪影響を及ぼすことが問題であ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したような有機分
子の薄膜製造方法では、有機分子からなる薄膜を作製す
る際の作製条件を操作するだけでは、膜の品質を決定す
る分子配向、結晶性、結晶配列および凝集形態などの構
造およびパターニング加工性を個別に制御できないとい
う問題点があった。この発明は、このような問題点を解
決するためになされたもので、薄膜の品質およびパター
ニング加工性を、有機分子の付着性あるいは膜形成初期
過程における成長性の観点から、より幅広く制御できる
有機分子の薄膜製造方法および薄膜パターン製造方法を
得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項第１項
に係る発明は、真空中で蒸発させた有機分子の吸着性が
平滑な基板表面に比べ高くなるような形状の変化を伴う
加工処理を上記基板表面に施す第一の工程と、加工処理
を施した基板に真空中で有機分子を供給して上記基板表
面に薄膜を形成させる第二の工程とを含み、上記第一の
工程による加工処理によって上記第二の工程における薄
膜の形成初期段階を制御するものである。

【００１０】この発明の請求項第２項に係る発明は、第
一の工程として、真空中で蒸発させた原子あるいは分子
を付着させることによってその蒸着物からなる粒子を基
板表面に形成し、第二の工程として、真空中で蒸発させ
た有機分子の基板に対する供給速度または基板温度ある
いはその両方を調整することによって、上記粒子を中心
に有機分子を成長させ薄膜を形成させるものである。

【００１１】この発明の請求項第３項に係る発明は、第
一の工程における粒子を構成する蒸着物材料と、第二の
工程における膜を形成する有機分子とが異なるものであ
る。

【００１２】この発明の請求項第４項に係る発明は、第
一の工程として、光または光および磁場を与え光化学反
応を施して粒子を形成する、あるいは形成させた粒子に
光または光ならびに磁場を与えて光化学反応を施すもの
である。

【００１３】この発明の請求項第５項に係る発明は、第
一の工程における基板表面に粒子を形成させるため供給
する少なくとも一つの蒸発物は、ラジカル原子あるいは
ラジカル分子である。

【００１４】この発明の請求項第６項に係る発明は、第
一の工程として、基板表面上に付着させたサーモトロピ
ックな液晶性を示す化合物に磁場を印加することにより
この液晶性化合物を特定方向に配向し、第二の工程とし
て、上記液晶性化合物上に有機分子からなる薄膜を形成
することにより有機分子の配向または結晶方位を所望の
方向に配向させるものである。

【００１５】この発明の請求項第７項に係る発明は、平
滑な基板表面上の所望の位置に形状の変化を伴う加工を
施す第一の工程と、薄膜形成初期過程における有機分子
の基板表面での付着率と有機分子の選択加工部位の付着
率の差が大きくなるように有機分子供給速度あるいは基
板温度またはその両方を調整し、上記基板上における有
機薄膜パターンの配置および形状を制御する第二の工程
とを含むものである。

【００１６】この発明の請求項第８項に係る発明は、第
一の工程として、平滑な基板表面をエッチングし凹凸部
を形成する、あるいは平滑な基板表面上に薄膜を形成し
てこの薄膜をパターニングして凹凸部を形成し、第二の
工程において、有機分子供給速度あるいは基板温度また
はその両方を調整して上記凹凸部のうち凸部の側面より
有機分子を特定方向に結晶成長させるものである。

【００１７】この発明の請求項第９項に係る発明は、第
一の工程として、平滑な基板表面上にこの基板と異なる
材料からなる薄膜を形成し、この薄膜をパターニングし
て凸部を形成し、第二の工程において、有機分子供給速
度または基板温度あるいはその両方を調整し上記凸部側
壁に選択的に有機分子を付着させ、分子配向を制御する
ものである。

【００１８】この発明の請求項第１０項に係る発明は、
第一の工程として、走査型トンネル顕微鏡あるいは原子
間力顕微鏡などに用いられている微細な探針により１μ
ｍ以下のサイズのマイクロパターンを形成し、第二の工
程として、有機分子供給速度または基板温度あるいはそ
の両方を調整し特定の位置に１μｍ以下のサイズの微小
な有機結晶を形成するものである。

【００１９】

【作用】この発明の請求項第１項においては、膜成長初
期過程における吸着特性を利用することにより、従来に
ない膜構造制御あるいは膜の高品質化が可能となる。

【００２０】この発明の請求項第２項においては、基板
表面上に密度が調整された原子、イオンあるいは分子か
らなる粒子を予め存在させることにより、結晶サイズ、
膜の凝集形態などが制御でき膜構造制御あるいは膜の高
品質化が可能となる。

【００２１】この発明の請求項第３項においては、基板
表面上に密度が調整された原子、イオンあるいは薄膜構
成分子と異なる分子からなる粒子を予め存在させること
により、薄膜構成分子からなる核形成を抑えながら、結
晶サイズ、膜の凝集形態などが制御でき、より広範な条
件下で高品質な薄膜が得られる。

【００２２】この発明の請求項第４項においては、基板
表面上に密度が調整された同一分子からなる安定な粒子
を予め存在させることにより、薄膜構成分子からなる核
形成を抑えながら、結晶サイズ、膜の凝集形態などが制
御でき高品質な薄膜が得られる。

【００２３】この発明の請求項第５項においては、基板
表面上に密度が調整された安定な粒子を予め存在させる
ことにより、薄膜構成分子からなる核形成を抑えなが
ら、結晶サイズ、膜の凝集形態などが制御でき高品質な
薄膜が得られる。

【００２４】この発明の請求項第６項においては、与え
る磁場により配向方向が制御された有機化合物からなる
高機能薄膜が得られる。

【００２５】この発明の請求項第７項においては、選択
加工部位の付着力の違いにより、結晶配列あるいは分子
配向あるいは基板表面上のパターンの形状と配置が制御
できる。

【００２６】この発明の請求項第８項においては、凹凸
部の構成により、所望の方向に結晶成長した薄膜パター
ンが直接得られる。

【００２７】この発明の請求項第９項においては、従来
法では得られない分子配向あるいは結晶配列が得られ
る。

【００２８】この発明の請求項第１０項においては、微
細な薄膜パターンを所望の位置に配することができ、か
つパターン中の分子配向あるいは結晶形状を制御するこ
とができる。

【００２９】

【実施例】通常、基板上の欠陥やステップなどが核の源
として作用すると考えられているが、これらは制御され
たものではない。これ以外に、基板表面上で拡散運動を
展開している分子同士が衝突して結合し、他の分子を捕
捉することにより形成される核の成長様式は、分子線強
度および基板温度である程度制御できるが、膜成長中の
条件が一定である場合制御性が劣る。ところが、この発
明によれば、膜成長初期過程における吸着特性を利用す
ることにより従来にない膜構造制御あるいは膜の高品質
化が可能となった。以下、この発明を実施例に基づいて
詳細に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限
定されるものではない。

【００３０】実施例１．この発明では、平滑な基板表面
に形状の変化を伴う加工処理を施す第一の工程および、
次いで加工処理基板に有機分子薄膜を形成させる第二の
工程を組み合わせて薄膜を製造する。基板としては、特
に制限はない。第一の工程における加工処理は、平滑な
基板表面上に第二の工程において有機薄膜の形成を制御
できる基板表面形状の変化を与えるものであれば、どの
ようなものでも構わない。形状変化は、例えば図１に示
すように、粒子状のもの（粒子２）であっても、図２に
示すような矩形状のパターン（凹パターン３、凸パター
ン４）であっても良く、そのサイズは分子サイズレベル
からμｍオーダーの範囲で適用可能である。

【００３１】第二の工程における有機薄膜の作製方法と
しては、真空蒸着法、分子線蒸着法、分子線エピタキシ
ャル成長法、クラスターイオンビーム法、ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法、プラズマ蒸着法、イオンプレーティン
グ法などの真空プロセスが使用可能である。これらの中
でも、分子の配向性、結晶の配列性など膜質の観点か
ら、真空蒸着法、分子線蒸着法、分子線エピタキシャル
成長法が好ましい。

【００３２】また、例えば第一の工程において基板表面
に粒子を与える場合、第二の工程が同一の真空装置で引
き続き行えるという観点から、第一の工程は第二の工程
と同様な方法が好ましく、中でも真空蒸着法、分子線蒸
着法、分子線エピタキシャル成長法などが適当である。
真空蒸着法、分子線蒸着法、分子線エピタキシャル成長
法の場合、分子線強度、基板の温度、堆積時間などを制
御することによって、有機膜を形成しようとする基板上
すべてに均一に粒子を形成する。ここで、分子線強度
は、分子線モニターなどによって監視・制御するが、堆
積速度を例えば水晶振動子上に付着する膜による周波数
変化から読みとる方式を用いて監視・制御しても良い。
なお、分子線強度は、真空度、るつぼ形状ならびにるつ
ぼ温度によって制御することができる。

【００３３】一方、例えば基板表面に矩形のパターンを
与える場合は、第一の工程において所望の位置に凹凸の
パターン（凹凸部）を形成させる。凹凸パターン形成法
としては、特に制限はなく、真空プロセスに限らずいか
なる手法でも適用できる。以上の例にあるように、第一
の工程において粒子あるいは凹凸のパターンを表面に与
えるなどして加工処理した基板を真空チャンバー内に設
置し、第二の工程において真空中で蒸発させた有機分子
を上記基板に照射して薄膜を形成する。この時、薄膜の
作製条件としては特に制限はないが、真空度は１０^-2Ｐ
ａ以上が好ましい。基板表面上に形成した粒子あるいは
凹凸パターンは、薄膜を形成する有機分子を真空中で蒸
発させ基板上に到達したときに作用する。

【００３４】すなわち、図３および図４の模式図に示す
ように、第二の工程で膜形成条件である基板温度および
分子線強度を調整することにより、基板表面に供給する
有機分子を選択的に、上記形状変化部位で捕獲し、有機
薄膜の成長初期段階を制御する。基板表面上の吸着およ
び吸着した分子同士が集まり固定される過程を膜形成の
初期段階と定義すると、基板温度、分子線強度などの従
来の膜成長条件だけでは成長初期過程の制御性に劣るの
に対して、この発明では表面に導入した粒子２あるいは
凹凸パターン（図４では凸パターン３）などによって制
御性を向上させることができる。

【００３５】この発明において、適用できる有機分子薄
膜材料として特に制限はなく、あらゆる有機分子化合物
に適用できるが、真空中での加熱により分解せず、蒸発
できる有機分子であることが望ましい。例えば、ポルフ
ィリン、金属ポルフィリン、フタロシアニン、金属フタ
ロシアニン、メロシアニン、ペリレン、ナフタレン、フ
ェナントレン、ペンタセン、テトラセン、クリセン、コ
ロネン、ピレンおよび他の縮合多環芳香族化合物および
これら誘導体、あるいはクマリン、ペリノン、チアジア
ゾールピリジン、ヒドラジン、オキサジアゾール、ピラ
ゾリン、チアジアゾピリジン、ペンタフェニルシクロペ
ンタジイン、ローダミン色素やフルオレセイン色素など
のキサンテン色素、アクリジン色素、オキサジン色素、
ピリリウム色素、オキソベンズアントラセン色素などの
化合物およびその誘導体、あるいはテトラチアフルバレ
ン（ＴＴＦ）、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮ
Ｑ）、ＴＴＦ−ＴＣＮＱ錯体で代表される電荷移動錯
体、ジアセチレンおよびその誘導体などが挙げられる。
また、アセチレン、ピロール、チオフェン、フェニレ
ン、フラン、セレノフェン、ベンゾチオフェン、ベンソ
フラン、インドール、ピリダジン、フェニレンビニレ
ン、チエニレンビニレン、イソチアナフテン、アニリ
ン、アズレン、カルバゾールなどから構成される繰り返
し単位数が３以上のオリゴマーあるいは２種以上の単位
分子で構成される共重合体などが挙げられる。

【００３６】実施例２．図１に示すように、まず、第一
の工程により真空中で金属、有機金属、半導体、イオン
結晶、セラミックス、有機分子などを蒸発させて清浄か
つ平滑な基板１上にこれら粒子２を付着させる。第二の
工程によって微結晶からなる有機薄膜を形成する場合、
第一の工程において基板温度を低くあるいは有機分子供
給速度を高くあるいはその両方に設定して、上記粒子を
例えば基板表面に存在する粒子密度が例えば５０μｍ^-2
程度になるよう多量にかつ均一に散在させる。

【００３７】第二の工程によって大きな単結晶からなる
有機薄膜を形成する場合、第一の工程において基板温度
を高くあるいは有機分子供給速度を低くあるいはその両
方に設定して、上記粒子を例えば基板表面の粒子密度が
例えば１μｍ^-2程度になるよう少量散在させる。上述し
たように、粒子の基板表面上に存在させる密度は基板
種、真空度、基板温度あるいは有機分子供給速度などの
作製条件により必要に応じて調整しなければならない。
第一の工程で得られた粒子は、原子、イオンあるいは分
子が凝集したもので、大きさに特に制限はないが、直径
が１〜５００ｎｍのものが使用可能で、粒子を基板表面
上に多量に均一に形成させる場合は、例えば直径１〜１
０ｎｍとサイズを小さくする。

【００３８】ここで、第一の工程で形成する粒子の作製
法の一例として真空蒸着法を示したが、粒子を形成する
材料の作製法は真空プロセスであればいずれの手法でも
適用でき、例えば分子線蒸着法、分子線エピタキシャル
成長法、クラスターイオンビーム法、ＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法、プラズマ蒸着法、イオンプレーティング法
などが使用可能である。基板としては平滑であればどの
ようなものでも良く、サファイア結晶、石英、ガラス、
アルカリハライド結晶、シリコン、ゲルマニウム、Ｇａ
Ａｓなどの化合物半導体、各種プラスチック、分子性結
晶などの基板が適用できる。さらには、基板上に膜を被
覆したもの、あるいは処理を施したものでも良い。

【００３９】次に、図３に示すように、第二の工程とし
て、第一の工程によって予め形成した粒子２の存在する
基板１の表面に、真空中で有機分子を蒸発させて付着さ
せる。この時、膜を形成する有機分子が少なくとも粒子
２上と粒子が存在しない基板１表面上とで付着する速度
が変わるよう膜形成条件を設定する必要がある。例えば
簡単には、分子線強度を強くするあるいは基板温度を高
くするあるいはその両方を行うなどが挙げられる。な
お、第二の工程において基板１の温度を高くする場合、
第一の工程で形成した粒子２が基板１表面から脱離する
ことのないよう、粒子２が基板１表面に存在する温度領
域内に設定する必要がある。このようにして、第二の工
程で有機分子膜を形成することによって、第一の工程で
形成した粒子２の種類と密度によってその結晶サイズお
よび凝集体サイズを制御する。第一の工程で基板１表面
に形成した粒子２が第二の工程でどのように作用するか
は必ずしも明確ではないが、有機分子が膜として成長す
るときの核あるいは核の源として作用し、粒子２の存在
する点から膜の成長が進行する。

【００４０】図５に模式的に示すように、結晶性が高く
通常の真空蒸着法では特異な結晶形態をとる結果不均質
ないし不連続な有機分子薄膜６を与える有機化合物の場
合、この発明によれば、第一の工程で予め基板１表面に
高い密度の粒子を存在させることにより、図６に模式的
に示すように、極めて微細な結晶あるいはアモルファス
からなる均質ないし連続な有機分子薄膜７を与えること
ができる。これとは反対に、図５に模式的に示すよう
に、結晶性が高くある大きさの多結晶の集合体となる結
果不均質ないし不連続の有機分子薄膜６を与える有機化
合物の場合、この発明によれば、第一の工程で予め基板
表面に低い密度の粒子を存在させることにより、図７に
示すように、大きな単結晶から構成される有機分子薄膜
８を与えることができる。

【００４１】実施例３．ここでは、実施例２に関するよ
り具体的な例を示す。第一の工程として、真空度が１０
^-5Ｐａの真空中で、クヌーセンセル（Ｋセル）内に収容
した次の化学構造式１に示すビフェニルジチオールを加
熱することにより蒸発させアルカリハライドの一種であ
るＫＣｌ基板の（００１）表面にビフェニルジチオール
分子で構成される粒子を付着させた。

【００４２】

【化１】

【００４３】このとき、基板温度は−１６０℃に設定し
た。また、上記粒子の密度は、堆積速度およびシャッタ
ー開閉により調整し、供給量の目安を水晶振動子からな
る膜厚センサーでモニターした。堆積速度は、０.１ｎ
ｍ／ｍｉｎ（分）とした。第一の工程は、表示膜厚が２
ｎｍで終了した。引き続き、第二の工程として、第一の
工程と同様のビフェニルジチオールの粉末をＫセルにて
加熱して蒸発させ、基板表面に付着させた。この時の基
板温度は２５℃、堆積速度は３ｎｍ／ｍｉｎとした。最
終的な膜厚は、１００ｎｍとした。第一の工程を経由し
ない場合、例えば２〜１０μｍ径の不均質な結晶からな
る膜となった。これに対して、第一の工程を経由した場
合、５００ｎｍ径以下の極めて微細な結晶からなる均質
な薄膜を得ることができた。

【００４４】実施例４．まず、第一の工程として、真空
中で、金属、有機金属、半導体、イオン結晶、セラミッ
クス、あるいは第二の工程で用いる有機分子と異なる有
機分子などを蒸発させて清浄かつ平滑な基板上にこれら
の粒子を付着させる。微結晶からなる有機薄膜を形成す
る場合、基板温度を低く、有機分子供給速度を高く設定
して上記粒子を多量にかつ均一に散在させる。大きな単
結晶からなる有機薄膜を形成する場合、基板温度を高
く、有機分子供給速度を低く設定して上記粒子を少量散
在させる。粒子の密度及びサイズは実施例２で示したの
と同様である。この時、基板種、真空度、基板温度およ
び有機分子供給速度などの作製条件によって、必要に応
じて粒子の基板表面上での密度を制御することが好まし
い。

【００４５】ここで、第一の工程で形成する粒子の作製
法の一例として真空蒸着法を示したが、粒子を形成する
材料の作製法はいずれの手法でも構わず、例えば分子線
蒸着法、クラスターイオンビーム法、ＣＶＤ法、プラズ
マＣＶＤ法、プラズマ蒸着法、イオンプレーティング法
などが使用可能である。基板としては清浄かつ平滑であ
ればどのようなものでも良く、サファイア結晶、石英、
ガラス、アルカリハライド結晶、シリコン、ゲルマニウ
ム、ＧａＡｓなどの化合物半導体、各種プラスチックな
どの基板が適用できる。さらには、基板上に膜を被覆し
たものあるいは処理を施したものでも良い。

【００４６】次に、第二の工程として、予め形成した粒
子の存在する基板表面に真空中で有機分子を蒸発させて
付着させる。このとき、膜を形成する有機分子が上記粒
子の存在しない基板表面に成長核を形成しないよう、蒸
着条件を設定することが好ましい。例えば、堆積速度を
高くする、あるいは基板温度を制御することなどが挙げ
られる。なお、基板温度を高くする場合、粒子が基板表
面に存在する温度領域内に設定する。このように付着さ
せた有機分子膜は、粒子の密度によってその結晶サイズ
および凝集体サイズを制御される。基板表面に形成した
粒子の働きは必ずしも明確ではないが、有機分子が膜と
して成長するときの核あるいは核の源として作用し、粒
子の存在する点から膜の成長が進行する。

【００４７】結晶性が極めて高く、通常の真空蒸着法で
は特異な結晶形態をとる結果不均質ないし不連続の薄膜
を与える有機化合物の場合、この発明によれば、第一の
工程で予め基板表面に高い密度の粒子を存在させること
により、極めて微細な結晶あるいはアモルファスからな
る均質膜ないし連続膜を与えることができる。結晶性の
ため、ある大きさの多結晶の集合体となる結果、不均質
ないし不連続の薄膜を与える有機化合物の場合、この発
明によれば、第一の工程で予め基板表面に低い密度の粒
子を存在させることにより、大きな単結晶からなる薄膜
を与えることができる。

【００４８】実施例５．ここでは、実施例４に関するよ
り具体的な例を示す。第一の工程として、真空度が１０
^-5Ｐａの真空中で、ＡｕをＥＢ加熱方式で蒸発させアル
カリハライドの一種であるＫＣｌ基板の（００１）表面
にＡｕ原子で構成される粒子を付着させた。このとき、
基板温度は２００℃に設定した。また、上記粒子の密度
は、堆積速度およびシャッター開閉により制御し、供給
量の目安を水晶振動子からなる膜厚センサーでモニター
した。堆積速度は、１ｎｍ／ｍｉｎとした。第一の工程
は、表示膜厚が２ｎｍで第一の工程を終了した。第二の
工程として、同じ成長室内のＡｕと異なる蒸発源から、
有機化合物であるビフェニルジチオールの粉末をクヌー
センセルにて加熱して蒸発させ、基板表面に付着させ
た。この時の基板温度は２５℃、堆積速度は１ｎｍ／ｍ
ｉｎとした。第一の工程を経由しない場合、基板温度は
２５℃、堆積速度は１ｎｍ／ｍｉｎでは、膜が形成でき
ないか、あるいはできても不均質な結晶からなる膜とな
った。これに対して、この発明による第一の工程を経由
した場合、５００ｎｍ径以下の極めて微細な結晶からな
る均質な薄膜を得ることができた。

【００４９】実施例６．まず、第一の工程として、真空
中で有機金属分子あるいは有機分子などを蒸発させて、
平滑な基板表面上に照射する。この時、図８の模式図に
示すように、光または光ならびに磁場を蒸発した有機金
属分子あるいは有機分子１０に与え、光化学反応を引き
起こし、光化学反応後に生成した結合１１を介し、上記
基板１表面上に粒子９を形成させる。光または光ならび
に磁場は、真空中に存在し基板１表面に向かって飛行し
ている上記分子に与えても、基板表面上の上記分子に与
えてもどちらでも良い。あるいは、第一の工程として、
真空中で有機金属分子あるいは有機分子などを蒸発させ
て、平滑な基板表面上に上記分子を照射する。この操作
により、まず基板表面上に粒子を形成させる。すなわ
ち、図９に示すように、基板表面上の粒子９に光または
光ならびに磁場を与える（図９（ａ））。次いで、固相
で光化学反応を引き起こしても良い（図９（ｂ））。

【００５０】光化学反応としては、どのようなものでも
良いが、分子間の結合を生成するものが好ましい。分子
種としては、光化学反応を起こす有機金属あるいは有機
分子であればどのようなものでも適用可能である。光化
学反応を施すことにより、粒子の形成条件範囲を広げる
こと、あるいは粒子の固定化を行うことなどが可能とな
る。与える光の波長および照射強度は、有機分子供給速
度および基板温度などの形成条件とともに誘起する光化
学反応に応じて調整する必要がある。印加する磁場は、
真空槽内に強磁場を発生できるマグネットを設置し、１
テスラ以上で行うのが望ましい。粒子の密度およびサイ
ズは実施例２で示したものと同様である。粒子の密度
は、基板種、真空度、基板温度および有機分子供給速度
などの作製条件によって必要に応じて調整することが好
ましい。ここで、基板として実施例１と同様のものが使
用可能である。

【００５１】第二の工程として、第一の工程で予め形成
した粒子の存在する基板表面に真空中で有機分子を蒸発
させて付着させる。このとき、膜を形成する有機分子が
上記粒子の存在しない基板表面に成長核を形成しないよ
うに、例えば、堆積速度を高くする、あるいは基板温度
を制御することなど蒸着条件を設定することが好まし
い。ここで、光化学反応を用いない粒子の形成に比較し
て基板温度が高い領域での安定性に富むが、基板温度を
高くする場合、粒子が基板表面に存在する温度領域内に
設定する必要がある。このように付着させた有機分子膜
は、粒子の密度によってその結晶サイズおよび凝集体サ
イズを制御することが可能となる。基板表面に形成した
粒子の働きは必ずしも明確ではないが、有機分子が膜と
して成長するときの核あるいは核の源として作用し、粒
子の存在する点から膜の成長が進行する。

【００５２】結晶性が極めて高く、通常の真空蒸着法で
は特異な結晶形態をとる結果不均質ないし不連続の薄膜
を与える有機化合物の場合、この発明によれば、第一の
工程で予め基板表面に高い密度の粒子を存在させること
により、極めて微細な結晶あるいはアモルファスからな
る均質膜ないし連続膜を与えることができる。結晶性の
ため、ある大きさの多結晶の集合体となる結果、不均質
ないし不連続の薄膜を与える有機化合物の場合、この発
明によれば、第一の工程で予め基板表面に低い密度の粒
子を存在させることにより、大きな単結晶からなる薄膜
を与えることができる。

【００５３】実施例７．ここでは、実施例６に関するよ
り具体的な例を示す。第一の工程として、真空度が１０
^-5Ｐａの真空中で、化学構造式１に示したビフェニルジ
チオールと次の化学構造式２に示したビフェニルジエチ
ニルを別の蒸発源から同時に加熱方式で蒸発させ、かつ
ＫＣｌ基板鏡面研磨表面（００１）にＫｒＦエキシマレ
ーザ（波長：２４８ｎｍ）を上記分子の蒸発と同時に照
射した。

【００５４】

【化２】

【００５５】このときの光照射エネルギーは、５ｍｊ／
ｃｍ²・ｐｕｌｓｅ（パルス）、１０Ｈｚであり、蒸発
分子を基板に供給している間常に光を照射した。基板温
度は２５℃に設定した。基板上に生成させる粒子は、有
機分子供給速度およびシャッター開閉により制御し、供
給量の目安を水晶振動子からなる膜厚センサーで堆積速
度にてモニターした。堆積速度を０.２ｎｍ／ｓｅｃ
（秒）とし、表示膜厚２ｎｍで第一の工程を終了した。
第二の工程として、上記同様の蒸発源から、有機化合物
であるビフェニルジチオールの粉末をクヌーセンセルに
て加熱して蒸発させ、基板表面に付着させた。この時の
基板温度は２５℃、堆積速度は０.１ｎｍ／ｓｅｃとし
た。

【００５６】第一の工程を経由しない場合、膜作製条件
をいかに設定しても、膜が形成できないか、あるいはで
きても不均質な結晶からなる膜となった。しかしなが
ら、第一の工程を経由した場合、極めて微細な結晶から
なる均質な薄膜を得ることができた。なお、この実施例
における第一の工程で生成した粒子は上記２種の分子が
光化学反応し、繰り返し単位数ｎの分布は不確定である
が、化学構造式３に示した分子で構成されていた。

【００５７】

【化３】

【００５８】実施例８．第一の工程において、グロー放
電により有機分子あるいは無機分子からなる蒸気をプラ
ズマ化し、高エネルギー状態のラジカル分子などの反応
活性種を生成させる。図１０に示すように、反応活性種
発生装置１５で発生した反応活性種１２を真空槽１４に
導入し、ビームとして基板１に照射する。この時、反応
活性種１２のビーム強度あるいは基板温度または反応活
性種１２のビーム照射時間さらにはその組み合わせによ
り、生成する粒子の種類あるいは構造あるいは基板表面
上での密度を制御する。なお、反応活性種１２のビーム
照射時に、セル１６により第一の工程で用いる第２の有
機分子１３を同時に基板１上に照射しても良い。さらに
は、反応活性種１２からなるビーム照射時に光あるいは
磁場を与えて基板１表面上での反応を制御しても良い。
なお、図１０中、１７は第二の工程で薄膜を形成する有
機分子を発生させるセルである。

【００５９】プラズマ化した反応活性種の生成方法とし
て、一例を示す。ガス分子としてＯ₂、Ｎ₂、Ｃｌ₂、
Ｆ₂、ＣＣｌ₂Ｆ₂、ＣＨ₄、ＳｉＨ₄、Ｈ₂Ｓｅ、Ｃ₂Ｈ₆、
Ｃ_nＨ_n-2、（ＣＨ₃）₆（ＳｉＯ）₂ヘキサメチルジシロ
キサン、スピロピラン、コロネン、ペリレン、金属フタ
ロシアニン、フラーレンなどを薄膜製造真空装置に設置
したセル内に導入する。次に、ガス圧１０〜１０００Ｐ
ａでセル外部に巻き付けたＲＦコイルによってラジオ波
を印加して放電し、誘導結合によりプラズマにエネルギ
ーを供給する。ラジカル化した反応活性種は放電された
プラズマからの発光スペクトルをモニターすることによ
り確認できる。この反応活性種中にはイオン化したもの
が含まれていても良い。放電によってプラズマ化した反
応活性種は、セルからピンホールあるいはノズルを介し
て薄膜を成長させる真空槽に導入する。真空槽の真空度
を１０^-5〜１０^-8Ｐａとセルの真空度より高くすること
によって、導入された反応活性種をビーム状で基板表面
に照射する。

【００６０】基板表面上に照射した反応活性種を、基板
上で化学反応を起こさせ化学結合を生成させる。さらに
は同時に基板表面に照射した有機分子を活性化し、有機
分子同士あるいは有機分子と反応活性種、あるいは有機
分子ないし反応活性種化と先に反応した反応生成物と化
学的な反応を起こさせる。この時の反応はラジカルを経
由した反応であると考えられ、この反応により有機分子
が互いに共有結合した反応生成物が与えられる。このと
き分子線強度あるいは反応活性種のビーム強度または基
板温度ないし反応時間などあるいはその組み合わせを調
整することにより、基板表面上の粒子の構造あるいは凝
集形態または基板表面上の密度が制御できる。

【００６１】反応生成物は有機分子が互いに共有結合し
たものであるため、化学的および物理的に安定であり、
その後の第二の工程における有機分子薄膜の形成の時の
諸条件により、膜の品質に悪影響を及ぼす凝集あるいは
再蒸発などを引き起こさない。第二の工程において、有
機分子は第一の工程で基板表面上に予め形成した粒子に
より作用されながら、膜を形成する。また、第一の工程
において、放電によって生成した反応活性種と同時に第
二の有機分子を基板表面に照射した場合、有機分子に化
学反応を誘起し、第二の有機分子あるいは第二の有機分
子と反応活性種が構成原料となる粒子を形成できる。こ
のとき、生成された粒子の化学構造は明確とならない場
合が多いが、分子同士が不規則に架橋した構造のものが
形成されている。

【００６２】また、第一の工程において、基板表面に反
応活性種と同時に基板表面上に照射した第二の有機分子
に光を照射した場合、基底状態にある第二の有機分子を
励起して化学的に活性化することができることから、よ
り効率良く粒子を形成できる場合がある。用いる光とし
て特に制約はないが、有機分子種に応じて光の波長を選
択することが望ましい。有機分子が基底状態から励起状
態に遷移できる範囲内において、与える光の波長により
有機分子の励起状態を制御することが可能となる。こう
して、光照射によって活性化した有機分子は先に放電に
よって生成させた反応活性種と反応し、第二の有機分子
あるいは第二の有機分子と反応活性種が構成原料となる
粒子を形成できる。

【００６３】第二の工程は、実施例１および実施例２で
示したものと同様な手法を用いる。以上のようにして、
結晶性が極めて高く通常の真空蒸着法では特異な結晶形
態をとる結果、不均質ないし不連続の薄膜を与える有機
化合物の場合、この発明によれば、第一の工程でラジカ
ル活性種を用いることにより予め基板表面に高い密度の
粒子を存在させ、極めて微細な結晶あるいはアモルファ
スからなる均質膜ないし連続膜を与えることができる。
結晶性のためにある大きさの多結晶の集合体となる結
果、不均質ないし不連続の薄膜を与える有機化合物の場
合、この発明によれば、第一の工程でラジカル活性種を
用いることにより予め基板表面に低い密度の粒子を存在
させ、大きな単結晶からなる薄膜を与えることができ
る。

【００６４】実施例９．ここでは、実施例８に関するよ
り具体的な実施例を示す。真空槽に取り付けたラジカル
分子発生セルに酸素を１００Ｐａになるよう導入し、ラ
ジオ波の印加により酸素ラジカルを発生させた。発生さ
せた酸素ラジカルはセルと真空槽とを隔離しているバル
ブを調整することにより、真空槽内に導入した。導入し
た酸素ラジカルは、Ｋセルから蒸発させた第二の有機分
子であるビフェニルジエチニルと同時にＫＣｌ単結晶基
板を鏡面研磨した表面（００１）に照射した。酸素ラジ
カル導入時の真空槽の真空度は１０^-4Ｐａ、これに加え
第二の有機分子を蒸発させた時の真空度は１０^-3Ｐａで
あった。このとき、基板温度は２５℃とした。上記第一
の工程によって、基板表面上にはビフェニルジエチニル
を構成原料とする架橋構造を有する粒子が、５０μｍ^-2
程度の密度で形成された。引き続いて行った第二の工程
により、上記粒子が形成された基板表面上にビフェニル
ジチオール分子をＫセルから蒸発させ照射した。このと
きの、真空度は１０^-4Ｐａ、堆積速度は５ｎｍ／ｍｉｎ
であった。その結果、ビフェニルジチオールの多結晶か
らなる均質な膜が形成された。

【００６５】実施例１０．第一の工程として、基板上に
液晶分子を展開する。液晶相としては、ネマテイック，
スメクテイックＡ，スメクテイックＣ，カイラルネマテ
イック，カイラルスメクテイックおよびディスコテイッ
ク相のいずれでも良い。また、用いる液晶分子としては
特に制約はなく、メルクＺＬＩ１１３２（商品名）など
の組成物であっても良い。また、さらにはメソゲン基を
高分子骨格中に有するもの、あるいはメソゲン基を側鎖
として高分子主鎖にペンダントしたものでも良い。基板
としては特に制限はなく、金属、サファイア結晶、石
英、ガラス、アルカリハライド結晶、シリコン、ゲルマ
ニウム、ＧａＡｓなどの化合物半導体、各種プラスチッ
クなどの基板が適用できる。さらには、基板上に膜を被
覆したもの、あるいはラビングおよび斜方蒸着などの処
理を施したものでも良い。

【００６６】図１１の模式図に示すように、第一の工程
において、基板上に液晶分子１９を展開したものを真空
中に導入し、基板１上の液晶分子１９をマグネット１８
による磁場中にて配向させる。配向させる磁場の強さと
しては、液晶分子１９に依存するが１テスラ以上が好ま
しい。次いで、第二の工程として配向させた液晶分子１
９の存在する基板１上に、薄膜を形成する有機分子２０
を蒸発させる。なお、液晶に印加する磁場は、有機分子
２０の蒸発中にも発生させても良い。以上の第一の工程
を経由することによって、第二の工程で形成する薄膜中
の有機分子の配向を制御する。

【００６７】実施例１１．ここでは、実施例１０に関す
るより具体的な実施例を示す。まず第一の工程として、
石英基板上に次の化学構造式４で示すシアノビフェニル
系液晶であるメルク５ＣＢ（商品名）を滴下した。

【００６８】

【化４】

【００６９】この基板を大気開放している真空チャンバ
ー内に設置し、ネマティック相を示す３０℃に温度設定
した。その後、超伝導マグネットにより１０Ｔ（テス
ラ）の磁場を発生させ、基板法線方向に磁場を作用させ
た。しかる後、真空チャンバー内を真空排気すると同時
に基板を−１００℃に冷却した。次いで、第二の工程と
して、基板温度が−１００℃に到達するとともに磁場を
遮断し、次の化学構造式５で示すオリゴフェニレンビニ
レン誘導体をＫセルから蒸発させ基板に照射し膜を形成
した。

【００７０】

【化５】

【００７１】このときの真空度は１０^-6Ｐａであり、堆
積速度は１ｎｍ／ｍｉｎであった。上述した液晶による
処理を施していない石英基板上には分子配向がランダム
な膜が形成された。これに対して、この発明によりる液
晶による表面処理を施した石英基板上には、基板面に対
して垂直な方向に分子長軸が配向したオリゴフェニレン
ビニレン誘導体膜が形成できた。

【００７２】実施例１２．第一の工程として、清浄かつ
平滑な基板上に凹凸部を形成する。基板としては清浄か
つ平滑であればどのようなものでも良く、サファイア結
晶、石英、ガラス、アルカリハライド結晶、シリコン、
ゲルマニウム、ＧａＡｓなどの化合物半導体、各種プラ
スチックなどの基板が適用できる。また、上記基板上
に、各種有機・無機結晶薄膜を形成したものでも良い。
凹凸部としては、形状が制御されたものであればいかな
るものでも適用できる。例えば、レジストパターン、レ
ジストを利用してエッチングにより形成される基板の溝
が挙げられる。また、さらにレジストパターンを利用し
て形成する他の金属、半導体あるいは絶縁体などからな
る薄膜パターンなどが挙げられる。この薄膜パターンの
形成には、従来の半導体プロセスを利用するのが好まし
い。

【００７３】次に、第二の工程として凹凸の形状変化を
伴う加工を施した基板表面上に真空中で蒸発させた有機
分子を照射する。このとき、照射する分子線の強度およ
び基板温度を調整することにより、図１２の模式図に示
すように、基板１全面に有機分子２０が付着することが
ないようにし、かつ選択的にパターン加工を施した部分
にのみ付着するように制御することによって基板表面上
に有機分子薄膜パターン２１を与える。ここで、分子線
強度および基板温度は、用いる分子種に応じて適宜調整
する。

【００７４】さらに、図１２について詳細に述べる。基
板１上に、第一の工程で凸パターン３を所望の位置に形
成させる。次に、第二の工程で有機分子２０を真空中で
蒸発させ基板１に供給する。このとき、蒸発分子量およ
び基板温度を調整し、基板１全面に蒸発分子が吸着する
ことなく、選択的に凸パターン３の側方部に吸着させ
る。こうした条件を設定することにより、凸パターン３
の側方部を成長出発点として凸パターン３の側面の法線
方向に蒸発させた有機分子薄膜パターン２１を成長させ
る。なお、レジストなどから形成した凸パターン３は、
有機分子からなる単結晶薄膜パターン２１を形成した後
に、単結晶薄膜パターンが溶解しない溶剤にて除去する
ことが可能である。

【００７５】実施例１３．ここでは、実施例１２に関す
るより具体的な実施例を示す。基板として、石英を用い
た。第一の工程として、基板上にポジ型レジストＡＺ１
３５０（商品名）をスピンコート法により塗布し、露
光、現像することによりレジストパターンを形成した。
レジストパターンの典型的なサイズを厚み５００ｎｍ、
長さ５μｍ、幅１μｍとした。レジストを形成した後、
真空中で１００℃、１時間加熱処理し、基板表面吸着物
を除去した。このときの真空度は、１０^-8Ｐａ台であっ
た。引き続き、第二の工程として、真空中でＫセル中に
収容された次の化学構造式６で示されるバナジルフタロ
シアニンを蒸発させ、レジストパターンを形成した基板
上に分子線として照射した。

【００７６】

【化６】

【００７７】このバナジルフタロシアニンの蒸発には、
Ｋセル加熱温度を４５０℃に設定し、基板温度は３００
℃とした。バナジルフタロシアニンの蒸発に伴い、成長
室内の真空度は１０^-7Ｐａとなった。以上の作製方法に
よってレジストパターンの側部から延びた長さ１００μ
ｍ、幅５μｍ、厚み３００ｎｍのバナジルフタロシアニ
ンからなる分子結晶薄膜パターンを形成した。その後、
レジストパターンをアセトンで除去することにより、バ
ナジルフタロシアニンパターンのみを得た。

【００７８】実施例１４．第一の工程として、まず、平
滑な基板上に凹凸部を形成する。基板としては平滑であ
ればどのようなものでも良く、サファイア結晶、石英、
ガラス、アルカリハライド結晶、シリコン、ゲルマニウ
ム、ＧａＡｓなどの化合物半導体、各種プラスチックあ
るいは金属板などの基板が適用できる。また、上記基板
上に、各種有機・無機結晶薄膜を形成したものでも良
い。この時、薄膜パターンの分子配向あるいは結晶配列
を制御することが可能となる。中でも、特定方向に分子
結晶を成長させるために、単結晶基板、ポリマーラビン
グ膜被覆基板、斜方蒸着膜被覆基板、ＬＢ膜被覆基板な
どの使用が好ましい。凹凸部としては、形状が制御され
たものであればいかなるものでも良い。例えば、レジス
トパターン、レジストを利用してエッチングにより形成
される基板の溝が挙げられる。また、さらにレジストパ
ターンを利用して形成する他の金属、半導体あるいは絶
縁体などからなる薄膜パターンなどが挙げられる。この
薄膜パターンの形成には、従来の半導体プロセスを利用
するのが好ましい。

【００７９】次に、第二の工程として凹凸の形状変化を
伴う加工を施した基板表面上に真空中で蒸発させた有機
分子を照射する。このとき、照射する分子線の強度およ
び基板温度を調整することにより、図１３の模式図に示
すように、基板全面に有機分子が付着することがないよ
うにし、かつ選択的にパターン加工を施した部分にのみ
付着するように制御することによって基板表面上に薄膜
パターンを与える。ここで、分子線強度および基板温度
は用いる分子種に応じて調整する。このとき、薄膜パタ
ーンの分子配向あるいは結晶配列を制御することが可能
となる。分子配向あるいは結晶配列を行うためには、単
結晶基板、ポリマーラビング膜被覆基板、斜方蒸着膜被
覆基板、ＬＢ膜被覆基板などの使用が好ましい。

【００８０】さらに、図１３について詳細に述べる。単
結晶基板２２を用いた場合、第一の工程で凸パターン３
はその側面を単結晶基板表面の結晶軸方位にあわせて形
成させる。上記単結晶基板の結晶軸に対する凸パターン
３の側面の方向は用いる有機分子に応じて選択する。次
に、第二の工程で有機分子を真空中で蒸発させ上記基板
に供給する。このとき、蒸発分子量および基板温度を調
整して、基板全面に蒸発分子が吸着することなく、選択
的に凸パターン３の側方部に吸着させる。こうした条件
を設定することにより、凸パターン３の側方部を成長出
発点として凸パターン３の側面の法線方向に蒸発させた
有機分子からなる結晶を成長させる。この実施例によっ
て、有機分子（単）結晶薄膜パターン２３を所望の位置
に形成することができる。

【００８１】実施例１５．ここでは、実施例１４に関す
るより具体的な実施例を示す。基板として、ＫＣｌ単結
晶表面（００１）面を用いた。第一の工程として、この
ＫＣｌ単結晶基板２４上にネガ型レジストＯＮＮＲ−２
０（商品名）をスピンコート法により塗布し、露光、現
像することによりレジストパターンを形成した。レジス
トパターンの典型的なサイズを厚み５００ｎｍ、長さ５
μｍ、幅１μｍとした。図１４に示すように、レジスト
パターン２５は、長さ方向をＫＣｌ基板結晶軸方向［１
１０］に水平あるいは垂直方向に位置するように形成し
た。また、レジストパターン２６はＫＣｌ基板結晶軸方
向［１００］に水平あるいは垂直方向に位置するよう形
成した。レジストを形成した後、真空中で１００℃、１
時間加熱処理し、基板表面吸着物を除去した。

【００８２】このときの真空度は、１０^-6Ｐａ台であっ
た。引き続き、第二の工程として、真空中で化学構造式
１で示した４，４’−ビフェニルジチオールを蒸発さ
せ、レジストパターンを形成した基板上に分子線を照射
した。上記ビフェニルジチオールの蒸発には、Ｋセルを
用いて、加熱温度を６０℃に設定した。また、基板温度
は室温とした。ビフェニルジチオールの蒸発に伴い、成
長室内の真空度は１０^-4Ｐａとなった。以上の作製方法
によってレジストパターン２５の側部からＫＣｌ結晶基
板軸［１１０］に垂直あるいは水平な方向に延びた、長
さ１００μｍ、幅５μｍ、厚み５００ｎｍのビフェニル
ジチオールからなる分子結晶薄膜パターンを形成した。
さらに、レジストパターン２６の側部からＫＣｌ結晶基
板軸［１１０］に垂直および水平の両方向に分岐するよ
うに、長さ１００μｍ、幅５μｍ、厚み５００ｎｍのビ
フェニルジチオールの分子結晶薄膜パターン２７を形成
した。

【００８３】実施例１６．第一の工程として、まず、平
滑な基板上に、基板表面を構成する材料と異なる材料か
らなる凸パターンを形成する。基板としては平滑な、サ
ファイア結晶、石英、ガラス、アルカリハライド結晶、
シリコン、ゲルマニウム、ＧａＡｓなどの化合物半導
体、各種プラスチックあるいは金属板などの基板が適用
できる。また、上記基板上に、各種有機・無機結晶薄膜
を形成したものでも良い。なお、基板として後述の第二
の工程で与える薄膜を構成する有機分子の付着力が小さ
いものが好ましい。凸パターンとしては、形状が制御さ
れ、第二の工程で与える有機分子に対して基板より付着
力ないし付着率の大きいものであればいかなるものでも
適用できる。例えば、レジストパターン、あるいは他の
金属、半導体あるいは絶縁体などからなる薄膜パターン
などが挙げられる。この薄膜パターンの形成には、従来
の半導体プロセスを利用するのが好ましい。

【００８４】第二の工程として、上記レジストパターン
あるいはそれ以外の薄膜パターンを形成した基板に、真
空中で蒸発させた有機分子を照射する。図１５に示すよ
うに、分子の有機分子供給速度あるいは基板温度または
その両方を調整することにより、基板１上に有機分子５
が付着することがないようにし、かつ選択的に凸パター
ン２８にのみ付着するように制御する。通常、凸パター
ン２８のみ有機分子５が付着するように、有機分子供給
速度を小さくし、基板温度を高くすることによって、基
板上に選択的に有機薄膜パターン２９を形成することが
できる。また、結晶性、結晶配列、分子配向あるいは膜
の形態など膜の品質に対する基板表面の与える影響を抑
え、形成した凸パターン２８によって上記薄膜の品質の
制御が可能となる。

【００８５】例えば、図１５に示すように、通常の蒸着
法で有機分子供給速度あるいは基板温度などの成長条件
を設定するだけでは、例えば分子配向が基板にノーマル
となり、基板に対してラテラルに配向することが困難で
ある場合、この実施例によってラテラル配向することが
可能となる。２つの離れた凸パターンを金属ないし半導
体で構成した場合、この間に膜の性質を制御した有機分
子膜を構成することにより、ミクロな電子デバイスが構
成できる。電子デバイスとしては、キャパシタ、整流素
子、電界効果トランジスタ、光電変換素子、発光ダイオ
ード、非線形光学素子などが挙げられる。また、基板面
法線方向に対して斜め方向から蒸発分子を入射すること
により、凸パターンの側面に対して入射分子線強度を強
くすることができ、より選択的に凸パターンの側面に有
機分子膜を形成することができる。特に、第二の工程中
に基板面内方向の回転を止めることにより、凸パターン
の片方の側面のみ有機薄膜を形成することができる。

【００８６】実施例１７．ここでは、実施例１６に関す
るより具体的な実施例を示す。化学構造式２で示される
ビフェニルジエチニル分子は基板温度を室温とした場
合、有機分子供給速度を高くすることによって膜を形成
することができ、そのときの分子配向として基板面法線
方向に分子長軸を配向させた結晶を形成するため、基板
面内方向に分子の長軸を配向させた結晶薄膜を形成する
ことが困難であった。この実施例は、ビフェニルジエチ
ニル分子からなる結晶薄膜パターンを、結晶を構成する
分子の長軸方向を基板面内方向に配向させた例である。

【００８７】まず第一の工程で、シリコンウエハー基板
の鏡面研磨表面（１００）上に、通常のフォトリソグラ
フィー法により、ライン状の金パターンを形成した。金
パターンの代表的なサイズとして、長さ０.５ｍｍ、幅
０.５μｍ、高さ２μｍとし、一対の金パターン間の距
離は２μｍとした。この金パターンを施した基板を１０
^-6Ｐａ台の真空中に導入し、２００℃で１時間加熱処理
した。化学構造式１に示したビフェニルジエチニルをＫ
セルに充填し、これを加熱しビフェニルジエチニルを蒸
発させることによって、真空中に導入した上記基板表面
に分子線として照射した。基板温度は２５℃とし、分子
線を照射している間、基板は面内方向に回転した。基板
面法線方向からの分子線入射角度は３０゜とし、堆積速
度は１０ｎｍ／ｍｉｎとした。蒸着を行っている間、真
空度は１０^-4Ｐａ台であった。上記、蒸着プロセスによ
って、ビフェニルジエチニル薄膜は金パターン上ならび
に一対の金パターン間に形成された。

【００８８】これは、基板温度２５℃で、上記堆積速度
の場合、ビフェニルジエチニルの蒸気圧が高いため、基
板表面には付着せず金のみに付着したためと考えられ
る。また、金パターン上のみならず金パターンの側壁に
もビフェニルジエチニル分子が吸着、結晶成長し、金パ
ターン間の基板表面上をビフェニルジエチニル薄膜が覆
ったものと推測される。得られた薄膜パターンをＦＴ−
ＩＲスペクトルにおける、分子長軸に対して垂直に遷移
双極子モーメントを持つ８０８ｃｍ^-1のベンゼン環のＣ
Ｈ面外変角振動による吸収と、分子長軸に対して平行に
遷移双極子モーメントを持つ１４７７ｃｍ^-1のエチニル
基のＣＨ伸縮振動の吸収を比較することによって分子配
向を調べた。その結果、この実施例での薄膜パターン
は、ベンゼン環のＣＨ面外変角振動による吸収強度に対
するエチニル基のＣＨ伸縮振動の吸収強度が、分子方向
がランダムであるＫＢｒ錠剤法で測定した場合の０.５
８３に比べて１.９３と大きくなっていた。このこと
は、薄膜パターンを構成しているビフェニルジエチニル
分子の長軸が基板に対して平行に配向していることを示
している。

【００８９】実施例１８．ここでは、実施例１６に関す
るより具体的な実施例を示す。この実施例は、有機薄膜
を利用したデバイス製造工程において、有機薄膜のパタ
ーニングを必要としない、簡単なプロセスを与えるもの
である。まず、無アルカリガラスウエハー上にクロムパ
ターンを通常の蒸着法およびフォトリソグラフィーによ
って作製した。クロムパターンの幅は５μｍ、厚さは５
０ｎｍである。この上に、Ａｒ／Ｏ₂ガス雰囲気でのス
パッタ法でＳｉＯ₂膜を形成した。こうして形成した基
板上に、第一の工程において上記実施例１７と同様に、
通常のフォトリソグラフィー法により、ライン状の金パ
ターンを形成した。金パターンの代表的なサイズとし
て、長さ０.５ｍｍ、幅０.５μｍ、高さ２μｍとし、一
対の金パターン間の距離は２μｍとした。この金パター
ンを施した基板を１０^-6Ｐａ台の真空中に導入し、２０
０℃で１時間加熱処理した。

【００９０】第二の工程として、昇華精製を２回行った
化学構造式７に示したニッケルフタロシアニンをＫセル
に充填し、これを加熱してニッケルフタロシアニンを蒸
発させることによって、真空中に導入した上記基板表面
に分子線として照射した。

【００９１】

【化７】

【００９２】基板温度は２００℃とし、分子線を照射し
ている間、基板は面内方向に回転した。基板面法線方向
からの分子線入射角度は３０゜とした。蒸着を行ってい
る間、真空度は１０^-6Ｐａ台であった。基板温度が２０
０℃と高温であるため、基板表面にはニッケルフタロシ
アニン分子は付着せず、上記蒸着プロセスによって、ニ
ッケルフタロシアニン薄膜は金パターン上および一対の
金パターン間および金パターン側面にのみ形成された。

【００９３】さらに、図１６の断面図に示すような一対
の金パターン２８ａをソース・ドレイン電極とし、クロ
ムパターンをゲート電極３１とすることにより、有機薄
膜パターン２９であるニッケルフタロシアニンが半導体
として作用する電界効果トランジスタを基板３０上に構
成した。この実施例で示したトランジスタは、ＳｉＯ₂
膜からなるゲート絶縁膜３２を介してゲート電極３１か
ら半導体に電界を印加する絶縁ゲート型トランジスタで
ある。ゲート電極３１に負電圧を印加した場合、ソース
・ドレイン間を流れるチャネル電流が増加した。静的な
電気特性から求めたキャリヤ移動度は１０^-2ｃｍ²／Ｖ
ｓｅｃであった。

【００９４】実施例１９．図１７に示すように、第一の
工程として、走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）および原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ）などに用いられている微細な探針
３３を用いて、基板１上に薄膜マイクロパターン３５を
形成する。基板１としては平滑であればどのようなもの
でも良く、サファイア結晶、石英、ガラス、アルカリハ
ライド結晶、シリコン、ゲルマニウム、ＧａＡｓなどの
化合物半導体、各種プラスチック、分子性結晶などの基
板が適用できる。また、上記基板上に、各種有機・無機
結晶薄膜あるいは両親媒性有機分子ＬＢ膜を形成したも
のでも良い。

【００９５】第一の工程におけるマイクロパターンの形
成方法としては特に制限はないが、例えばＳＴＭ探針に
電圧を印加することにより、基板構成原子あるいは構成
分子を探針に吸着させ引き抜く、ＳＴＭ探針に電圧を印
加することにより基板構成原子あるいは構成分子をアブ
レートさせる、ＡＦＭ探針を基板表面に近付け探針と基
板表面とに作用する引力により基板表面を構成する原子
あるいは分子を引き抜く、ＳＴＭないしＡＦＭ探針を用
いて前述同様の手法にて基板全面に吸着させた原子ある
いは分子を引き抜く、あるいはＳＴＭないしＡＦＭ探針
を用いて上述と同様の手法にて基板上に吸着させた原子
あるいは分子を移動させ所望の位置に配置させることな
どが挙げられる。

【００９６】吸着分子あるいは両親媒性有機分子ＬＢ膜
を用いる場合は、有機薄膜作製時の基板加熱により真空
中に蒸発しないよう、不活性ガスあるいは空気中での加
熱あるいは光照射またはその両方によって分子間で反応
させ固定化することが好ましい。この固定化の場合、磁
場を用いても良い。第二の工程として、上記薄膜マイク
ロパターン３５を形成した基板１上に、真空中で蒸発さ
せた有機分子２を照射する。このとき、マイクロパター
ン形成部以外の基板１表面上に有機分子２が付着しない
ように、有機分子供給速度あるいは基板温度またはその
両方を調整する。模式的に上記微小な探針３３によって
基板１表面をエッチングし、微小な凹パターン３４を形
成させる。

【００９７】実施例２０．ここでは、実施例１９に関す
るより具体的な実施例を示す。第一の工程においてま
ず、化学構造式８で示されるポリ（メチルメタクリレー
ト）（ＰＭＭＡ）を金蒸着膜（膜厚２００ｎｍ）でコー
トしたシリコン基板（１００）上にスピンコートした。

【００９８】

【化８】

【００９９】ＰＭＭＡのスピンコートは、０.５％クロ
ロベンゼン溶液から回転数２０００ｒｐｍ（回転）、６
０ｓｅｃ（秒）で行い、膜厚を２０ｎｍとした。スピン
コート後、ＰＭＭＡ膜を１０^-1Ｐａの真空中で１７０℃
で加熱処理した。カンチレバー上にマウントしたＡＦＭ
の尖った探針を圧電アクチュエーターによりＰＭＭＡ膜
に接触させた。探針とＰＭＭＡ膜の原子間力はカンチレ
バー上部からの反射レーザー光を検出することによって
測定した。探針とＰＭＭＡ膜に働く斥力は、ピエゾアク
チュエーターのフィードバック制御により１０^-20ｎＮ
に保持した。探針として、窒化シリコンで構成され、こ
れに金を５０ｎｍコートしたものを用いた。

【０１００】金でコートされた探針とＰＭＭＡ膜下の金
蒸着膜の間に、金蒸着膜に対して探針に直流電圧−１０
Ｖ印加した。このときの電流は１−１０ｐＡであった。
このような状態で、探針をＰＭＭＡ表面上の０.１μｍ
×０.１μｍの領域を走査した。その後、メチルイソブ
チルケトンとイソプロピルアルコールの１：１溶液で現
像した。現像後、メタノールでリンスした後、乾燥空気
ブローにより乾燥させた。以上の操作により、０.１μ
ｍ×０.１μｍの領域に凹部を形成した。

【０１０１】次に第二の工程において、上記凹パターン
を有する基板を１０^-8Ｐａに真空排気した真空チャンバ
ー内に設置した。Ｋセル中に充填した化学構造式６で示
されるバナジルフタロシアニンを加熱し、蒸発させ分子
線を基板に照射した。基板温度は２００℃、堆積速度は
０.１ｎｍ／ｍｉｎとした。ここまでの構成は、図１８
に示すようになる。図中、３６はＰＭＭＡスピンコート
膜である。この実施例において、予め基板表面にミクロ
凹パターンを与えることによって、ミクロ凸パターン部
に選択的にバナジルフタロシアニンを形成することがで
きた。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の請求項
第１項は、真空中で蒸発させた有機分子の吸着性が平滑
な基板表面に比べ高くなるよう形状の変化を伴う加工処
理を上記基板表面に施す第一の工程と、加工処理を施し
た基板に真空中で有機分子を供給して上記基板表面に薄
膜を形成させる第二の工程とを含むので、有機分子で構
成される薄膜の構造を制御することができ、高品質な薄
膜を与えることができるという効果を奏する。その結
果、高機能あるいは高性能な有機分子薄膜を提供でき
る。応用的な観点から、将来の光情報通信・光コンピュ
ータ・光情報処理分野における非線形光学効果を応用し
た光デバイス、光導波路、あるいはトランジスタ、光電
変換素子、発光ダイオード、分子素子などの電子デバイ
スのキーコンポーネントである薄膜の製造に利用するこ
とができるという効果も奏する。

【０１０３】この発明の請求項第２項は、第一の工程と
して、真空中で蒸発させた原子あるいは分子を付着させ
ることによってその蒸着物からなる粒子を基板表面に形
成し、第二の工程として、真空中で蒸発させた有機分子
の基板に対する供給速度または基板温度あるいはその両
方を調整することによって、上記粒子を中心に有機分子
を成長させ薄膜を形成させるので、結晶サイズ、膜の凝
集形態などが制御でき、膜構造制御あるいは膜の高品質
化が可能となるという効果を奏する。

【０１０４】この発明の請求項第３項は、第一の工程に
おける粒子を構成する蒸着物材料と、第二の工程におけ
る膜を形成する有機分子とが異なるので、薄膜構成分子
からなる核形成を抑えながら、結晶サイズ、膜の凝集形
態などが制御でき、より広範な条件下で高品質な膜が得
られるという効果を奏する。

【０１０５】この発明の請求項第４項は、第一の工程と
して、光または光および磁場を与え光化学反応を施して
粒子を形成する、あるいは形成させた粒子に光または光
ならびに磁場を与えて光化学反応を施すので、薄膜構成
分子からなる核形成を抑えながら、結晶サイズ、膜の凝
集形態などが制御でき、より広範な条件下で高品質な膜
が得られるという効果を奏する。

【０１０６】この発明の請求項第５項は、第一の工程に
おける基板表面に粒子を形成させるために供給する少な
くとも一つの蒸発物をラジカル原子あるいはラジカル分
子とするので、薄膜構成分子からなる核形成を抑えなが
ら、結晶サイズ、膜の凝集形態などが制御でき、より広
範な条件下で高品質な膜が得られるという効果を奏す
る。

【０１０７】この発明の請求項第６項は、第一の工程と
して、基板表面上に付着させたサーモトロピックな液晶
性を示す化合物に磁場を印加することによりこの液晶性
化合物を特定方向に配向し、第二の工程として、上記液
晶性化合物上に有機分子からなる薄膜を形成することに
より有機分子の配向または結晶方位を所望の方向に配向
させるので、与える磁場により配向方向が制御された有
機化合物からなる高機能薄膜が得られるという効果を奏
する。

【０１０８】この発明の請求項第７項は、平滑な基板表
面上の所望の位置に形状の変化を伴う加工を施す第一の
工程と、薄膜形成初期過程における有機分子の基板表面
での付着率と有機分子の選択加工部位の付着率の差が大
きくなるように有機分子供給速度あるいは基板温度また
はその両方を調整し、上記基板上における有機薄膜パタ
ーンの配置および形状を制御する第二の工程とを含むの
で、選択付着部位の付着力の違いにより結晶配列あるい
は分子配向あるいは基板表面上のパターンの形状と配置
が制御できるという効果を奏する。

【０１０９】この発明の請求項第８項は、第一の工程と
して、平滑な基板表面をエッチングして凹凸部を形成す
る、あるいは平滑な基板表面上に薄膜を形成しこの薄膜
をパターニングして凹凸部を形成し、第二の工程におい
て、有機分子供給速度あるいは基板温度またはその両方
を調整して上記凹凸部のうち凸部の側面より有機分子を
特定方向に結晶成長させるので、凹凸部の構成により所
望の方向に結晶成長した薄膜パターンを直接与えること
ができるという効果を奏する。

【０１１０】この発明の請求項第９項は、第一の工程と
して、平滑な基板表面上にこの基板と異なる材料からな
る薄膜を形成し、この薄膜をパターニングして凸部を形
成し、第二の工程において、有機分子供給速度または基
板温度あるいはその両方を調整し上記凸部側壁に選択的
に有機分子を付着させ、分子配向を制御するので、従来
法では得られない分子配向あるいは結晶配列が得られる
という効果を奏する。

【０１１１】この発明の請求項第１０項は、第一の工程
として、走査型トンネル顕微鏡あるいは原子間力顕微鏡
などに用いられている微細な探針により形成する１μｍ
以下のサイズのマイクロパターンを形成し、第二の工程
として、有機分子供給速度または基板温度あるいはその
両方を調整し特定の位置に１μｍ以下のサイズの微小な
有機結晶を形成するので、微細な薄膜パターンを所望の
位置に配することができ、かつパターン中の分子配向あ
るいは結晶形状を制御することができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１〜３における第一の工程
で形状の変化を伴う加工処理（粒子状付着物の形成）を
施した基板の概略斜視図である。

【図２】この発明の実施例１における第一の工程で形
状の変化を伴う加工処理（矩形状）を施した基板の概略
斜視図である。

【図３】この発明の実施例１〜３において粒子状付着
物を形成した基板に有機分子が付着する状態を示す模式
図である。

【図４】この発明の実施例１において矩形状加工を施
した基板に有機分子が付着する状態を示す模式図であ
る。

【図５】従来の方法で製造した有機分子薄膜を示す模
式図である。

【図６】この発明の実施例２において製造した有機分
子薄膜を示す模式図である。

【図７】この発明の実施例２において製造した有機分
子薄膜を示す模式図である。

【図８】この発明の実施例６および７における第一の
工程で有機金属または有機分子供給時に光または磁場あ
るいはその両方を与えたときの粒子の形成状態を示す模
式図である。

【図９】この発明の実施例６および７における第一の
工程で有機金属または有機分子供給時に形成した粒子に
光または磁場あるいはその両方を与えたときの粒子の形
成状態を示す模式図である。

【図１０】この発明の実施例８および９における第一
の工程で少なくともひとつの供給材料がラジカルである
場合に使用する装置の概略図である。

【図１１】この発明の実施例１０および１１における
第一の工程で基板表面上の液晶分子に磁場を与える場合
に使用する装置の概略図である。

【図１２】この発明の実施例１２および１３における
矩形状加工を施した基板上で第二の工程により有機分子
を供給して有機分子薄膜パターンを形成する状態を示す
模式図である。

【図１３】この発明の実施例１４および１５における
単結晶基板上に第二の工程で有機分子を供給して有機分
子薄膜パターン結晶を形成する状態を示す模式図であ
る。

【図１４】この発明の実施例１４および１５における
第一の工程で基板結晶軸方向に対する方向を調整して矩
形状加工を行ったＫＣｌ基板上に、第二の工程で有機分
子薄膜パターンを形成する状態を示す模式図である。

【図１５】この発明の実施例１６〜１８における第一
の工程で基板に比べ有機分子の付着率が高い凸パターン
を形成した基板上に、第二の工程で配向制御して有機分
子薄膜パターンを形成する状態を示す模式図である。

【図１６】この発明の実施例１６〜１８におけるトラ
ンジスタ素子の概略断面図である。

【図１７】この発明の実施例１９および２０における
第一の工程で微小な探針で微細加工した基板上に、第二
の工程で有機分子薄膜パターンを形成する状態を示す模
式図である。

【図１８】この発明の実施例１９および２０において
ＰＭＭＡを塗布したのち第一の工程にて微小な探針で微
細加工した基板上に、第二の工程で有機分子薄膜パター
ンを形成する状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１基板、２粒子、３凸パターン、４凹パター
ン、５有機分子、６不均質ないし不連続な有機分子薄
膜、７均質ないし連続な有機分子薄膜、８大きな単結
晶から構成される有機分子薄膜、９粒子、１０有機
金属分子または有機分子、１１光化学反応後に生成し
た結合、１２反応活性種、１３有機分子、１４真
空槽、１５反応活性種発生装置、１６、１７セル、
１８マグネット、１９液晶分子、２０有機分子、２
１有機薄膜パターン、２２単結晶基板、２３有機分
子結晶薄膜パターン、２４ＫＣｌ単結晶基板、２５、
２６レジストパターン、２７分子結晶薄膜パター
ン、２８凸パターン、２８ａＡuパターン、２９
有機薄膜パターン、３０基板、３１ゲート電極、３
２ゲート絶縁膜、３３探針、３４凹パターン、３
５薄膜マイクロパターン、３６ＰＭＭＡスピンコー
ト膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜野浩司尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者久保田繁尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空中で蒸発させた有機分子の吸着性が
平滑な基板表面に比べ高くなるような形状の変化を伴う
加工処理を上記基板表面に施す第一の工程と、加工処理を施した基板に真空中で有機分子を供給して上
記基板表面に薄膜を形成させる第二の工程とを含むこと
を特徴とする有機分子の薄膜製造方法。
【請求項２】第一の工程として、真空中で蒸発させた
原子あるいは分子を付着させることによってその蒸着物
からなる粒子を基板表面に形成し、第二の工程として、
真空中で蒸発させた有機分子の基板に対する供給速度ま
たは基板温度あるいはその両方を調整することによっ
て、上記粒子を中心に有機分子を成長させ薄膜を形成さ
せることを特徴とする請求項第１項記載の有機分子の薄
膜製造方法。
【請求項３】第一の工程における粒子を構成する蒸着
物材料と、第二の工程における膜を形成する有機分子と
が異なることを特徴とする請求項第２項記載の有機分子
の薄膜製造方法。
【請求項４】第一の工程として、光または光および磁
場を与え光化学反応を施して粒子を形成する、あるいは
形成させた粒子に光または光ならびに磁場を与えて光化
学反応を施すことを特徴とする請求項第２項記載の有機
分子の薄膜製造方法。
【請求項５】第一の工程における基板表面に粒子を形
成させるために供給する少なくとも一つの蒸発物は、ラ
ジカル原子あるいはラジカル分子であることを特徴とす
る請求項第２項記載の有機分子の薄膜製造方法。
【請求項６】第一の工程として、基板表面上に付着さ
せたサーモトロピックな液晶性を示す化合物に磁場を印
加することによりこの液晶性化合物を特定方向に配向
し、第二の工程として、上記液晶性化合物上に有機分子
からなる薄膜を形成することにより有機分子の配向また
は結晶方位を所望の方向に配向させることを特徴とする
請求項第１項記載の有機分子の薄膜製造方法。
【請求項７】平滑な基板表面上の所望の位置に形状の
変化を伴う加工を施す第一の工程と、薄膜形成初期過程における有機分子の基板表面での付着
率と有機分子の選択加工部位の付着率の差が大きくなる
ように有機分子供給速度あるいは基板温度またはその両
方を調整し、上記基板上における有機薄膜パターンの配
置および形状を制御する第二の工程とを含むことを特徴
とする有機分子の薄膜パターン製造方法。
【請求項８】第一の工程として、平滑な基板表面をエ
ッチングし凹凸部を形成する、あるいは平滑な基板表面
上に薄膜を形成してこの薄膜をパターニングして凹凸部
を形成し、第二の工程において、有機分子供給速度ある
いは基板温度またはその両方を調整して上記凹凸部のう
ち凸部の側面より有機分子を特定方向に結晶成長させる
ことを特徴とする請求項第７項記載の有機分子の薄膜パ
ターン製造方法。
【請求項９】第一の工程として、平滑な基板表面上に
この基板と異なる材料からなる薄膜を形成し、この薄膜
をパターニングして凸部を形成し、第二の工程におい
て、有機分子供給速度または基板温度あるいはその両方
を調整し上記凸部側壁に選択的に有機分子を付着させ、
分子配向を制御することを特徴とする請求項第７項記載
の有機分子の薄膜パターン製造方法。
【請求項１０】第一の工程として、走査型トンネル顕
微鏡あるいは原子間力顕微鏡などに用いられている微細
な探針により１μｍ以下のサイズのマイクロパターンを
形成し、第二の工程として、有機分子供給速度または基
板温度あるいはその両方を調整し特定の位置に１μｍ以
下のサイズの微小な有機結晶を形成することを特徴とす
る請求項第７項記載の有機分子の薄膜パターン製造方
法。