(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気において、誘電体層を形成する工程と、形成した誘電体層上に金属薄層パターンを形成する工程とを含む、誘電体層および金属薄層パターンを積層することによって積層体を製造する方法において、
形成された金属薄層パターンおよび誘電体層を光学的に観察し、マージン幅または形成された金属薄層パターンの形状を計測するとともに、予め調べておいた金属薄層パターンおよび誘電体層の欠陥部分特有の光学特性を用いて、形成された金属薄層パターンおよび誘電体層の性状を判断し、層の形成の適否を判断することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２】
金属薄層パターンの形成状態の観察は、製造過程にある積層体の表面の光学的反射率または光学的干渉による色を計測することにより実施することを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項３】
金属薄層パターンの形成状態の観察を、金属薄層パターンを形成する工程と次の誘電体層を形成する工程との間で実施することを特徴とする請求項１または２に記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
金属薄層パターンを形成する工程が、金属薄層パターンの形成前に、金属薄層パターンを形成しない誘電体層の部分に向かってノズルよりオイルを噴射して塗布することを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層体の製造方法。
【請求項５】
金属薄層パターンの形成状態の観察により得られる金属薄層パターンのマージン幅の計測結果を、金属薄層パターンを形成する工程にフィードバックして、金属薄層パターンの形成条件を調整することを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項６】
金属薄層パターンの形成条件の調整は、ノズルより噴出するオイルの温度および／またはノズル位置を制御することにより実施することを特徴とする請求項４に記載の積層体の製造方法。
【請求項７】
積層体は、チップコンデンサのコンデンサ母素子であり、金属薄層パターンはチップコンデンサの電極となる請求項１〜６のいずれかに記載の積層体の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のコンデンサ母素子を分割することにより製造されるチップコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１つの誘電体層とその両側に位置する少なくとも２つの金属薄層（または金属薄膜）パターンとからなる積層体の製造方法およびそのための装置に関する。そのような積層体は、例えばコンデンサ等の電子部品の製造に好適に使用できる。
【０００２】
【従来の技術】
今日の電子部品に対する小型化、高性能化に対する要求はますます厳しさを増す一方であり、コンデンサに対しても例外ではない。コンデンサの容量は、誘電体層の誘電率が同一であれば、誘電体の両側に位置して対向する電極の面積に比例し、誘電体層の厚みに反比例する。従って、コンデンサを小型化しつつ、その容量を維持もしくは増大させるためには、誘電体層の厚みを薄くし、また、容量発生部分の電極の有効面積を増大させることが有効な手段である。
【０００３】
コンデンサのような電子部品を製造するために使用される誘電体層と金属薄層パターンとからなる積層体としては、例えばフィルムコンデンサ用の積層体が知られている。これは、ポリエステル（PEN、PET等）、ポリオレフィン（PP等）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）等の樹脂フイルム上にアルミニウム等の金属薄層パターンを真空蒸着法、スパッタ等で積層した金属化フィルムを、積層または巻回してなるものである。
【０００４】
樹脂フイルムの厚みに関しては、その製造工程上、もしくはその後のフイルムの取り扱い性、加工性等の制約から、その薄層化には限界がある。現在使用されているフイルムコンデンサ用のフイルムの厚みはせいぜい１．２μｍ程度までである。従って、コンデンサの容量を更に増大させるためには、電極として機能し、金属薄層パターンを構成する金属薄層の有効面積を増大させること、即ち、積層または巻回数を増大させる必要がある。しかしながら、このことはコンデンサの小型化の要求に反する。即ち、フイルムコンデンサでは、小型化と高容量化を高次元で両立することは限界に達しているのが現状である。
【０００５】
一方、誘電体層と金属薄層パターンとからなる積層体の製造に関し、上述のフィルムコンデンサの製造方法とは全く異なる方法により得られる、誘電体層の厚みを１μｍ程度にしたコンデンサ用積層体が提案されている（米国特許明細書第5,125,138号参照）。この方法では、誘電体層は塗布したモノマーを重合することによって樹脂層として形成され、従来の積層型フィルムコンデンサ用積層体と同様に、誘電体層と金属薄層パターンとを順次積層した積層構成をとりながら、これらを１０００層程度以上積層し、数ｍｍ程度の厚さとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らの検討によれば、コンデンサのチップサイズの小型化が進む中、その容量のバラツキによる不良発生が問題となっていることが判った。更に詳細に検討すると、コンデンサの容量を決定する要因である誘電体層の両側の対向する電極の面積が小さくなっているので、コンデンサの製造工程における電極形成の精度のバラツキが容量のバラツキの大きな原因の１つとなり得ることが判った。
【０００７】
このような電極形成の精度に関する問題は、誘電体層と電極として機能する金属薄層により構成される金属薄層パターンとを順次積層することによって製造するコンデンサの場合、小型化および高容量化を達成するためには、避けて通ることができない。電極として機能する金属薄層により構成される金属薄層パターンをフィルム上に形成してこれを巻き取って積層するフィルムコンデンサでは巻き取り位置の制御により調整が可能であるが、この方法は必ずしも満足できるものではない。また、上述の米国特許明細書に記載された方法によって、誘電体層と金属薄層パターンを積層する場合には、そのような巻き取り位置による制御を適用することができない。この方法において、金属薄層パターンは、一般的には帯状の形態の複数の金属薄層により構成され、これらが１つの誘電体層上の所定の箇所に所定の間隔を隔てて存在するように配列されるものである。これらの金属薄層は、細いまたは小さい金属薄層部によって相互に接続されていても、あるいはそうでなくてもよい。特に問題となるのは、誘電体層上に形成する金属薄層が所定の金属薄層パターンで所定の位置に形成されるか否かである。特に、形成された金属薄層パターンにおいて上記間隔（一般的に「マージン幅」と呼ばれる）が所定通りになっているか否かが問題となる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、コンデンサを製造するために使用した場合には、電気的な容量バラツキが少なく、小型化および高容量化を安定して実現できる積層体の新たな製造方法およびそのための装置を提供することにある。本発明の更に別の課題は、そのような積層体から製造されるコンデンサを提供することにある。従って、本発明の課題は、誘電体層上にマージン幅を規定するように金属薄層パターンを形成するに際して、マージン幅の精度をより向上させることにあるとも言える。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空雰囲気において、誘電体層を形成する工程と、形成した誘電体層上に金属薄層パターンを形成する工程とを含む、誘電体層および金属薄層パターンを積層することによって積層体を製造する方法において、形成された金属薄層パターンおよび誘電体層を光学的に観察し、マージン幅または形成された金属薄層パターンの形状を計測するとともに、予め調べておいた金属薄層パターンおよび誘電体層の欠陥部分特有の光学特性を用いて、形成された金属薄層パターンおよび誘電体層の性状を判断し、層の形成の適否を判断することを特徴とする積層体の製造方法を提供する。誘電体層を形成する工程は、形成した誘電体層の表面を処理することを含んでよい。また、金属薄層パターンを形成する工程は、その前に、誘電体層上に形成すべき金属薄層パターンを予め設定することを含む。
【００１０】
更に、本発明は、真空槽内において、誘電体層形成手段および金属薄層パターン形成手段を含む、誘電体層および金属薄層パターンが積層された積層体の製造装置であって、金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察する手段を更に含むことを特徴とする積層体の製造装置を提供する。真空槽内において、誘電体層形成手段は、形成した誘電体層の表面を処理する誘電体層表面処理手段を含んでよく、また、金属薄層パターン形成手段は、金属薄層パターンを形成する前に、形成すべき金属薄層パターンを設定する手段を含む。
【００１１】
本発明において、積層体とは、少なくとも１つの誘電体層と少なくとも１つの金属薄膜パターンが交互に積層されたものであり、最外層は、誘電体層であっても、金属薄膜パターンであってもよい。尚、誘電体層上に金属薄層パターンが積層されている状態は、特に限定されるものではなく、積層体の目的に応じて、誘電体層の全体上にわたって金属薄膜パターンが存在しても、あるいはそうでなくてもよく、通常、誘電体層の一部分、好ましくは大部分上で金属薄層パターンが存在する。従って、例えば、誘電体層の表面上に形成される金属薄層パターンは、上述のマージン幅と呼ばれる間隔を隔てて存在する複数の帯状物または矩形物の形態の金属薄層が配列されたものであってよく、あるいは単一の矩形の形態であって誘電体層の縁から必要な幅だけセットバックした形態であってもよい（誘電体層の縁からのマージン幅を有すると考えることができる）。一般に、誘電体層の表面の内、金属薄層パターンが存在しない部分は非常に小さく、従って、マージン幅も非常に小さい。従って、誘電体層の表面の内、金属薄層パターンが存在しない部分は、誘電体層の表面が露出したままの状態である。金属薄層パターンを形成した後、次の誘電体層を形成する場合には、金属薄層パターンおよび露出している誘電体層の上に次の誘電体層が積層される。
【００１２】
本発明において、金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察するが、この観察は非接触状態で実施する。このような光学的な観察は、製造過程にある積層体（積層されつつある状態、即ち、途中のものを含む）の表面に光を照射して積層体表面を光学的に観察する、即ち、表面からの反射光を計測することによって実施するのが好ましい。具体的には積層体表面の光学的反射率の差または光学的干渉による色の差を計測することによって観察を実施する。例えば、光学的反射率の差または光学的干渉による色の差を認識できるカメラを用いて積層体の表面を観察して、その観察により得られるデータを処理して、光学的反射率の差または光学的干渉による色の差を反映した積層体の表面画像を得、マージン幅が所定通り形成されているかを判断できる。
【００１３】
このように金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察することによって、金属薄層パターンが所定のように形成されているか否かを確認し、形成状態が許容範囲内に無い時、例えば、次の金属薄層パターンの形成条件を変更して、次の金属薄層パターンが所定のように形成されるように調整し、場合によっては、積層体の製造を停止する。別の場合において、金属薄層パターンの形成状態の観察に基づいて、現在の製造条件のまま放置しておけば、そのうちに許容範囲から外れる傾向があると認められる時、そのような傾向が無くなるように、次の金属薄層パターンの形成条件を変更してよい。勿論、順調に形成されていると判断された場合には、そのままの状態で製造を継続する。
【００１４】
更に、本発明は、上述のような積層体の製造方法により製造された積層体を用いて製造されるコンデンサ、特にチップコンデンサを提供する。本発明は、上述のような積層体製造装置を用いて製造された積層体を用いて製造されるコンデンサ、特にチップコンデンサを提供する。また、本発明は、上述のような積層体製造装置を用いて上述のような積層体の製造方法により製造された積層体を用いて製造されるコンデンサ、特にチップコンデンサを提供する。
【００１５】
本発明の積層体の製造方法または製造装置において、金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察することまたは観察する手段を除いた他の特徴は、所定の真空雰囲気において（例えば真空槽内にて）誘電体層および金属薄層パターンを積層することによって積層体を製造するものであって、誘電体層をモノマーを重合することにより形成する、実質的に知られている方法および装置と実質的に同じであってよい。そのような方法および装置は、上述の米国特許明細書以外に、例えば精密工学会誌（Vol.66，No.8，2000，第1181〜1184頁）、特開平2000-124061号公報および特開平2000-195752号公報等に開示されており、この引用によって本明細書は、これらの開示内容を明細書の一部として含む。
【００１６】
本発明の特に好ましい態様の積層体の製造方法は、基体としての断面円形または多角形の回転ドラムの周囲で誘電体層および金属薄層パターンを積層する。この方法では、回転ドラム（例えばキャンローラ）が１回転する間に、誘電体層を形成し、必要に応じて誘電体層の表面を処理し、その上に所定の金属薄層パターン（従って、誘電体層の一部分の上には金属薄層パターンが形成されない）を形成する。回転ドラムのその次の１回転の間、金属薄層パターンと、金属薄層パターンが形成されていない（即ち、露出している）誘電体層との上に新たに誘電体層が形成され、その後、新たな誘電体層の上に所定の金属薄層パターンが形成される。このように、誘電体層および金属薄層パターンを交互に形成して、所定の層数の誘電体層および金属薄層パターンを重ねた積層体が製造される。
【００１７】
本発明の特に好ましい態様の積層体の製造装置では、真空槽内に断面円形または多角形の回転ドラムを有し、この回転ドラムの周囲に、誘電体層表面処理手段を有する誘電体層形成手段、金属薄層パターン設定手段を有する金属薄層パターン形成手段が配置されており、本発明の製造装置は、金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察する手段（「光学的観察手段」とも呼ぶ）を更に有する。
【００１８】
特に好ましい態様では、光学的観察手段は、金属薄層パターン形成手段と誘電体層形成手段との間に配置されている。このような装置を用いて、回転ドラムが１回転する間に、誘電体層形成手段により誘電体層を形成し、その後、誘電体層表面処理手段によって誘電体層の表面を処理して、金属薄層パターン設定手段および金属薄層パターン形成手段を用いて、表面処理した誘電体層の上に所定の金属薄層パターンを形成する（従って、誘電体層の一部分の上には金属薄層が形成されない）。回転ドラムのその次の１回転の間、同様にして、誘電体層を、次に、所定の金属薄層パターンを形成する。このように、誘電体層および金属薄層パターンを交互に形成して、所定の層数の誘電体層および金属薄層パターンを重ねて積層体を製造する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の積層体の製造方法および製造装置を、積層型フィルムコンデンサの場合を例として、具体的に説明する。
図１は、本発明に基づいて積層体を製造する製造装置の１つの具体的態様を模式的に示した概略図である。本発明の方法は、この製造装置を用いて好適に実施できる。
【００２０】
図１に示した態様では、製造装置２０は、真空槽５内に配置された、円形断面を有する回転ドラムとして機能するキャンローラ１を有する。このキャンローラ１は、一定の角速度又は周速度で、図中の矢印方向に中心軸Ｏの回りで回転する。このようなキャンローラの表面上に誘電体層および金属薄層パターンを交互に形成することによって、これらが積層された積層体が形成される。
【００２１】
キャンローラ１の下部に金属薄層パターン形成手段として機能する金属蒸着源４が配置され、ここから金属を蒸発させてキャンローラ１（またはその上に形成されつつある積層体の誘電体層）の表面上に蒸着して各々が金属電極として機能する複数の金属薄層により構成される金属薄層パターンを形成し、これにより金属薄層パターンを形成する工程を実施する。金属薄層パターンの形成に際して、キャンローラ１またはその上に形成された誘電体層の所定の箇所のみに金属薄層パターンが蒸着する、即ち、所定の金属薄層パターンで蒸着するように、金属を蒸着する前に、蒸着すべき表面部分以外の部分にパターニング材料を塗布し、これにより金属薄層パターンを設定することを実施する。このようにパターニング材料を塗布して所定の金属薄層パターンを設定する手段を金属薄層形成手段は有し、そのような金属薄層パターンを設定する手段として金属薄層パターニング装置３が、キャンローラ１の回転方向で金属蒸発源４の上流に配置されている。
【００２２】
また、キャンローラ１の回転方向下流側に、樹脂モノマー蒸発源２およびモノマー重合装置８がこの順で配置され、これらが誘電体層形成手段として機能し、これによって、蒸着により形成された金属薄層パターン上（および金属薄層パターンが形成されていない、既に形成されている誘電体層が露出した部分上）に次の誘電体層として機能する樹脂層を形成し、これにより誘電体層を形成する工程を実施する。尚、積層体製造装置は、キャンローラ１の回転方向でモノマー重合装置８の下流に誘電体層表面処理手段として誘電体処理装置９を誘電体形成手段が有して成るのが好ましく（形成される誘電体層およびその上に形成する金属薄層パターンに応じて省略してもよい）、これを用いて誘電体層の表面を処理する。これによって、形成された誘電体層の表面状態を金属の蒸着に好適なものとできる。
【００２３】
そして、金属薄層パターンの形成状態の観察を、金属薄層パターンを形成する工程と次の誘電体層を形成する工程との間で実施する。具体的には、金属薄層パターン形成手段とその下流の誘電体層形成手段との間に、より具体的には、金属蒸発源４と樹脂モノマー蒸発源２との間に、金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察する装置（光学的観察手段）７が配置され、これによって金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察することを実施する。この金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察することは、積層体の製造方法における上述のシーケンス（即ち、金属薄層パターンを形成する工程および誘電体層を形成する工程を繰り返すシーケンス）においていずれの時点に於いて実施してもよいが、金属薄層パターンの形成と誘電体層の形成との間で実施するのが特に好ましい。
【００２４】
上述の種々の装置（２、３、４、７、８および９）は、真空槽５内でキャンローラ１と対向するように配置され、キャンローラ１上で形成されつつある積層体の表面に対して所定の処置を施すことができるようになっている。尚、図１において真空槽５は真空ポンプ６によって所定の真空度で操作できるようになっている。
【００２５】
キャンローラ１の外周面は平滑に、好ましくは鏡面状に仕上げられており、好ましくは−２０〜４０℃、特に好ましくは−１０〜１０℃に冷却できるようになっている。キャンローラ１の回転速度は、その直径に応じて自由に設定できるが、通常１５〜７０ｒｐｍ程度である。
【００２６】
金属蒸着源４は、キャンローラ１表面（または既に形成されている誘電体層）に向けて金属を蒸発させ、その上における金属蒸着を可能とするものであり、例えばコンデンサに用いる積層体を製造する場合、金属電極として機能する金属薄層により構成される金属薄層パターンを形成する。蒸着する金属としては、例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｔから選ばれた少なくとも１種を使用する。コンデンサを製造する場合では、Ａｌを使用するのが特に好ましい。尚、蒸着に代えて、スパッタリング法等の他の手段で金属薄層パターンを形成してもよい。
【００２７】
樹脂モノマー蒸発源２は、キャンローラ１の表面（または直前に形成されている金属薄層パターンおよび誘電体層の露出部分）に向けてモノマーを蒸発気化させるものであり、その上でモノマーが液化して堆積して、その後、モノマーを重合して誘電体層を形成する。使用する樹脂モノマーは、堆積したモノマーが重合（または架橋もしくは硬化）して誘電体層として機能できる樹脂を形成できるものあれば、特に限定されるものではなく、例えばアクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂は誘電体層として機能できる。コンデンサを製造する場合、アクリル酸樹脂が特に好ましい。
【００２８】
堆積した樹脂モノマーは、モノマー重合装置８により重合（または架橋もしくは硬化）され、所望の重合度（または架橋度もしくは硬化度）に達して樹脂薄膜を形成し、これが誘電体層として機能する。モノマー重合装置としては、使用する樹脂モノマーに応じて、例えば電子線照射装置又は紫外線照射装置等を用いることができる。
【００２９】
図示した態様では、形成された樹脂薄膜は、樹脂表面処理装置９により表面処理され、これによって、後で形成する金属薄層との接着性が向上する。例えば、酸素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理等を行なうことができる。
【００３０】
パターニング材料付与装置３は、パターニング材料を誘電体層表面に例えば種々の帯状形態の組み合わせに付着させる（または塗布する）ことによって形成すべき金属薄層パターンを予め設定するためのものである。その後の金属蒸着に際して、パターニング材料が付着した部分には金属薄層パターンが形成されず、逆に、パターニング材料が付着しない部分には金属薄層パターンが形成されることになるので、その結果、所定の金属薄層パターンが設定されることになる。このように金属薄層パターンが形成されない部分が積層体の電気的絶縁部分となり、コンデンサの場合では、そのような電気的絶縁部分の特定のある部分がマージン幅部分となる。
【００３１】
パターニング材料としては、例えばオイル（具体例としてフッ素系オイル、例えばフォンブリンオイル等）が使用できる。パターニング材料の付与手段は、蒸発気化させたパターニング材料をノズルからキャンローラ１に向かって噴射して誘電体層表面で液化させる方式が好ましい。この方式を用いる場合、金属薄層パターンの設定条件は、例えばノズルから噴射するオイルの温度および／またはノズルと積層体表面との間の距離を必要に応じて適宜変更することによって、調整できる。
【００３２】
金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察する手段として機能する光学的観察手段７は、パターニング材料が付与された後、金属蒸着源４からキャンローラ１表面に、好ましくは金属薄層パターンが形成された直後の積層体の表面の形成状態を非接触で光学的に観察する。即ち、製造しつつある積層体の表面に光を照射し、積層体の表面からの反射光を測定する光学系を用いて計測する。このような光学的観察手段は、例えばコンデンサ用の積層体を製造する場合では、金属電極のパターンの状態の計測装置（後述の実施例における金属電極パターン状態計測装置）である。
【００３３】
形成状態の観察とは、例えば、形成された金属薄層パターンが形成されるべき所定の位置に所定のように形成されているか否かを観察して認識することである。より具体的には、形成された金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）の様子（例えば金属薄層の縁が直線状になっていないか、欠落部分が存在するしないか）および／または形成された金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）の位置（キャンローラの所定の外周部分上に形成されているか、キャンローラの軸方向の所定の箇所に形成されているか等）を、従って、金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）の形状を計測する。
【００３４】
本発明では、金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）の形状を測定するので、隣接する金属薄層同士の間隔、例えばマージン幅を測定できる。金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）の形成位置に関しては、例えばキャンローラの回転とカメラの撮影タイミングを同調させておくことで、絶対的な形成位置を把握できる。
【００３５】
本発明は、金属薄層および誘電体層の光学的性質は相互に異なることに基づくものであり、本発明の実施に際して、これらがどのように特有の光学的性質を有するかを予め確認しておく。そして、そのような光学的性質に関して製造されつつある積層体の表面を観察すると、金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）が形成されるべき位置に、金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）が実際に形成されている場合には、金属薄層に特有の光学的性質が観察され、逆に、金属薄層パターン（またはそれを構成する金属薄層）が実際に形成されていない場合には、金属薄層と異なる光学的特性が観察されることになる、即ち、誘電体層に特有の光学的性質が観察されることになる。従って、表面の光学的性質を観察することによって、金属薄層が存在するのか、あるいは誘電体層が存在するかを判断できる。このような光学的性質としては、層表面の光反射率、層の光干渉特性（例えば層の色相）等を好適に使用できる。
【００３６】
上述のような特有の光学的性質は、金属薄層と誘電体層との違いだけではなく、各層が適切に形成されているか否か、いわゆる性状を判断するためにも使用できる。例えば金属薄層パターンの一部分に欠陥（例えば不存在部分）がある場合、また、誘電体層の一部分が気泡などの不純物を含む場合、どのように特有の光学的特性を有するかを予め調べておけば、そのような特性が観察された場合には、層の形成の適否を判断できる。従って、本発明においては、金属薄膜パターンの形成状態を光学的に観察するに際して、あるいは金属薄膜パターンの形成状態を光学的に観察する手段によって、積層体の製造過程において形成される層（誘電体層および／または金属薄層）の性状を、金属薄膜パターンの形成状態に加えて、あるいはそれに代えて観察することができる。
【００３７】
金属薄層パターンは非常に高い精度で形成する必要があるので、使用する光学系としては、一般的には精度の上で好ましくは少なくとも５倍程度、例えば１０倍またはそれ以上の倍率で観察するのが好ましいが、一般的には例えば２〜１０倍の対物レンズを使用する。キャンローラ１は常に回転しており、かつ視野が狭いため像は高速で流れ易い。従って、正確にパターニング形状および／または各層の性状等を観察するために、シャッタースピードが１万分の１〜１００万分の１秒で観察できる（即ち、撮像できる）高速カメラを使用するのが好ましい。また、照射する光の光源としては演色性のものがよく、照度の高いもの、例えばメタルハライドランプが好ましい。
【００３８】
光源とセンサとして機能するカメラの位置関係は、光源から積層体に光を照射し、積層体からの反射光を受光できるように設定する。受光量を可及的に多くするために、積層体に実質的に垂直に（即ち、０°の入射角で、従って、キャンローラ１の法線方向で）光を照射し、積層体からそれに対して実質的に垂直に戻って来る（従って、キャンローラ１の中心から向かって来る）光を捕らえるのが好ましい。別の態様では、積層体に対して斜めに（即ち、０°より大きい入射角（例えば６０°〜８０°）で）光を照射し、積層体から斜めに、好ましくは同様に大きい反射角で、戻って来る光を捉える構成も可能である。
【００３９】
誘電体層が透明体である場合、光学系は、キャンローラ１上に形成された積層体の表面部に光源よりハーフミラーを用いて光を法線方向で入射させ（即ち、ハーフミラーを用いた垂直落射の光源を用い）、表面での反射光または干渉光を法線方向に配置したカメラで捉えることができる構成とするのが好ましい。尚、光を積層体表面に直接照射して、反射光または干渉光をハーフミラーを介して捕捉することも可能である。誘電体層が透明または半透明である場合、最外の誘電体層の表面では、照射された光の一部分が反射され、また、その誘電体層を透過した光は、誘電体層の直下に金属薄層パターンが位置する場合には金属薄層パターンの表面によって、あるいは最外誘電体層の直下に前の回転の時に形成された誘電体層が存在するときは、最外誘電体層とその下の誘電体層との間の界面にて反射し、これらの反射光は相互に干渉する。従って、積層体の表面を観察すると、誘電体層の部分では干渉色が認められ、金属薄層パターンが露出している場合には、照射された光が全部反射されるので干渉色が認められず、即ち、干渉特性が異なる。
【００４０】
従って、積層体の最外表面に光を照射して最外表面からの干渉光を観察すると、積層体の最外表面において、誘電体層が露出している部分では干渉色が観察され、金属薄層パターンが露出している部分では干渉色が観察されない。即ち、誘電体層が露出する部分では干渉が起こり、金属薄層パターンが露出する部分では干渉が起こらない（あるいは誘電体層が露出する部分では干渉によって色相が金属薄層パターンが露出する部分と異なる）ので、積層体の最外表面をカメラで観察すると、干渉色の有無によって色コントラストを感度よく画像としてカメラで認識できるので、積層体の最外表面における金属薄層パターン（または誘電体層）の存在およびその位置が検知できる。
【００４１】
また、積層体の最外表面に光を照射して最外表面から反射される光の量を測定して光反射率を測定すると、積層体の最外表面において、誘電体層が露出している部分では反射率が小さく、金属薄層パターンが露出している部分では反射率が大きい、従って、反射特性が異なる。即ち、積層体の最外表面をカメラで観察して反射率を測定すると、反射率の大小によって、積層体の最外表面における金属薄層パターン（または誘電体層）の存在およびその位置が検知できる。
【００４２】
誘電体が不透明体である場合、キャンローラ１の表面部に光源から大きい入射角で光を入射させ、積層体表面から散乱する反射光をカメラで捉える構造となるように光学系を構成するのが好ましい。積層体の最外表面において金属薄層パターンが露出している部分では表面反射率が高く、その他の部分（即ち、誘電体層が露出している部分）では表面反射率が低い、従って、反射特性が異なるので、金属薄層パターンが形成された部分を感度良く画像として認識することが可能となる。
【００４３】
上述のいずれの態様においても、高速度撮像が可能なカメラによって、製造しつつある積層体の表面の干渉色、反射率等の光学的特性を測定し、その結果を画像処理することによって、金属薄層パターンの形状および／または各層の性状が所定のようになっているか否か等を効率的に確認でき、その結果に応じて、次の金属薄層パターン形成を調整することができる。その結果、例えばコンデンサの製造に際して金属電極間のマージン幅を高精度に計測し、必要に応じて調整することが可能となる。
【００４４】
従って、キャンローラ１の外周面上にて誘電体層および金属薄層パターン（但し、金属薄層パターンは、キャンローラの全周にわたって形成する必要は必ずしもなく、通常、誘電体層上でキャンローラの軸方向に沿って少なくとも部分的に延びる一般的に帯状または矩形の形態（従って、キャンローラの周の一部分に沿って延在する形態）の複数の金属薄層の配列である）を交互に形成して、所定数の誘電体層の間に所定数の金属薄層パターンが挟まれた積層体（但し、最外層はその目的に応じて、誘電体層であっても、金属薄層パターンであってもよい）が形成される。
【００４５】
積層体の層数は、その目的に応じて適当に選択できるが、一般的に１〜１００００層（誘電体層の数）程度であり、チップコンデンサの製造に用いる場合、１０００〜１００００層（誘電体層の数）、特に２０００〜５０００層（誘電体層の数）程度である。この積層体は、全体として円筒状である。これを半径方向に分割（例えば、４５°ごとに８分割）して、キャンローラから取り外し、それぞれ加熱・加圧プレスすることにより平板状の積層体母素子、例えばコンデンサ母素子を得る。その後、この母素子を所定の寸法に切断することによって本発明の積層体から製造される積層体素子が得られる。この積層体素子は、例えばチップコンデンサとして使用できる。
【００４６】
図２は、図１を参照して説明した本発明の積層体の製造装置の別の態様を模式的に示した概略図である。図２が図１と異なる点は、金属薄層パターンの形成状態を光学的に観察する手段として機能する金属薄層パターン状態計測装置７が計測データ処理装置１０に接続されており、また、パターニング材料付与装置３には、そのパターン設定条件を調整する制御装置１１が接続されている点である。計測データ処理装置１０は、金属薄層パターン状態計測装置７から金属薄層パターンの形成状態の観察データを取り込み、例えば経時的に変化する傾向等を演算処理して得、その処理結果に応じて、パターニング材料付与装置３のパターニング材料の付与条件、従って、パターン設定条件を自動的に変更することが可能である。即ち、計測データ処理装置１０のデータをパターニング材料付与装置３の制御手段１１にフィードバックさせるシステムを構成している。この制御手段は、パターニング材料付与装置３のオイルの温度および／またはノズルとその噴射対象との距離を制御し、それによって、形成すべき金属薄層パターンの設定条件を調整する。
【００４７】
例えば、オイルをパターニング付与材料として使用する場合、ノズルからオイル蒸気を誘電体層表面に噴射させるが、オイルの噴射強度分布に応じて誘電体層表面からノズルまでの距離またはオイルの噴射量に応じてオイル温度を変化させることで、パターニング幅（従って、マージン幅）を制御することができる。その結果、同一の生産ロット内での金属蒸着源の経時変化、異なる生産ロット間のメンテナンス前後で装置状態に変化等が生じた場合、インプロセスで金属薄層パターンを構成する金属薄層間の間隔、例えばマージン幅を評価して、パターニング材料の付与条件を制御することが可能である。
【００４８】
上述の本発明の装置および方法によれば、所定の金属薄層パターンを誘電体層上に形成するに際して、その精度が向上する。従って、本発明の積層体を用いてコンデンサのような素子を製造する場合、電気的な容量バラツキが少なく、小型化・高容量化コンデンサをより効率的に製造することができる。
【００４９】
【実施例】
(実施例１)
本発明の製造方法に基づいて図１に示す装置を用いて積層体を製造した。真空槽５内は２×１０−２Ｐａ以下とし、キャンローラ１はその外周面を５℃に維持した。誘電体層を形成する樹脂モノマーとしてジシクロペンタジエンジメタノールジアクリレートを用い、これを気化してモノマー蒸発源２よりキャンローラ１の外周面に堆積させた。また、モノマー重合装置８として、電子線硬化装置を用い、堆積させた樹脂モノマー材料を重合して硬化させて誘電体層を形成した。形成した誘電体層の厚さは０．３〜０．４μｍであった。
【００５０】
その後、誘電体層表面処理装置９により、表面を酸素プラズマ処理した。次に、パターニング材料付与装置３によって電気絶縁体に相当する部分を構成する誘電体層部分にパターニング材料を付与させた。パターニング材料としてはフッ素系オイルを使用し、これを気化させてノズル（直径７５μｍ）より噴出させて、幅１００〜３５０μｍで帯状に誘電体層上に付着させた。
【００５１】
次に、金属蒸発源４からアルミニウムを金属蒸着させた。蒸着厚みは２５ｎｍであり、目標の膜抵抗を７Ω／□とした。蒸着後、金属電極パターン状態計測装置７（対物レンズ×５倍、シャッタースピード１０万分の１秒、光源２５０Ｗメタルハライドランプ）により、光の干渉による色の差を画像認識することで、電極間のマージン幅を±１０μm以下の精度で計測し、マージン幅が１５０〜３００μｍの規格値に入るように金属電極パターン状態計測装置７によってマージン幅を測定し、その結果に基づいてマージン幅が規格値から逸脱すると予測される場合には、逸脱しないようにパターニング材料付与装置を調節して逸脱を防止するように経験的にマニュアルで管理して製造した。
【００５２】
以上の操作を、キャンローラ１の回転で約４０００回繰り返すことにより、約１．３ｍｍの積層体を形成した。
次いで、得られた円筒状の積層体を半径方向に２０分割して取り外し、加熱化でプレスし平板状の積層体母素子を得た。これを切断し、従来のフイルムコンデンサで行なわれている工程を通過させることでチップコンデンサを得た。
【００５３】
得られたチップコンデンサに関して、電極間のマージン幅が１５０μｍ以下のチップコンデンサの場合は、金属電極間の絶縁抵抗値が低下し、電気検査工程での不良が発生しやすくなった。そして、対向する電極面積が大きくなるので、容量の規格値以上の電気容量が発生しやすくなった、また、３００μｍ以上のマージン幅のチップコンデンサの場合は、逆に、対向する電極面積が小さくなるので、容量の規格値以下の電気容量が発生しやすくなり、さらに、積層体母素子の切断工程で金属電極部以外のマージン部を切断しやすくなるため、端子電極形成時に不良が発生しやすくなった。
【００５４】
次に、金属電極パターン状態計測装置７により、電極間のマージン幅を計測し、１５０〜３００μｍの規格値に入るように先と同様に管理して製造したチップコンデンサは、積層方向厚み約１．４ｍｍ、奥行１．６ｍｍ、幅(両外部電極間方向)３．２ｍｍであり、小形ながら容量は０．４７μＦであった。容量バラツキは、マージン幅の計測装置を使用しなかったとき（即ち、予め製造条件を設定してそのままの条件で製造を終了する場合）に比べて、約半減することができた。耐電圧は５０Ｖであった。更に、積層体を分解して蒸着膜の電気抵抗を４端子法で測定したところ、７±３Ω／□になっており、また絶縁抵抗を測定すると、１×１０１１Ω以上でありコンデンサとして十分な電気絶縁性が得られた。
【００５５】
(実施例２)
実施例１と同様に、積層体を製造した。但し、図２に示す製造装置を用いて、光の干渉による色の差を画像認識することで、電極間のマージン幅を画像認識により±１０μｍ以下の精度で計測し、同じ生産ロット内でのオイル温度およびノズル位置の調整によるマージン幅の変化度合い（許容範囲外になるか否かを含む）、また、ロット間でオイル濃度およびノズル位置以外の外乱によるマージン幅の変化度合いに関するデータを集め、これを計測データ処理装置１０にて演算処理させて情報を予め得ておいた。このようにして予め得た情報に基づいて、その後の積層体の製造過程で観察される、光の干渉による色の差を画像観察データをパターニング材料付与装置の制御装置１０にて評価して（即ち、パターン形状状態が許容範囲内であるのか、放置しておけば許容範囲外になるのか等を判断して）、その結果を、制御装置１１を経てパターニング材料付与装置３にフィードバックさせて、パターニング材料の付与条件を自動的に変化させた。
【００５６】
この時、誘電体層表面からノズル先端までの距離は、１５０±１００μｍおよびオイル部の温度は１５５〜１７０℃の範囲で変化させ、パターニング幅を制御すると、金属薄層間のマージン幅を安定して１８０〜２７０μｍすることができた。また、金属蒸着源４の変動が生じ、蒸着膜の厚みが変動した場合でも、同様に１８０〜２７０μｍのマージン幅を形成することが可能であった。
【００５７】
以上の操作を、キャンローラ１を回転させることにより約４０００回繰り返すことにより、約１．３ｍｍの積層体を形成した。
次いで、得られた円筒状の積層体を半径方向に２０分割して取り外し、加熱化でプレスし平板状の積層体母素子を得た。これを切断し、従来のフイルムコンデンサで行なわれている工程を通過させることでチップコンデンサを得た。
【００５８】
得られたチップコンデンサは、積層方向厚み約１．４ｍｍ、奥行１．６ｍｍ、幅(両外部電極間方向)３．２ｍｍであり、小形ながら容量は０．４７μＦであった。容量バラツキは、素子形状が小さい場合であっても、また、メンテナンスやロット間の変動要因が発生した場合であっても、規格バラツキ範囲内に安定入るコンデンサを製造することができた。また、耐電圧は５０Ｖであった。さらに積層体を分解して蒸着膜の電気抵抗を４端子法で測定したところ、７±３Ω／□になっており、また絶縁抵抗を測定すると、１×１０１１Ω以上でありコンデンサとして十分な電気絶縁性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例の製造装置の模式図である。
【図２】  本発明の第２の実施例の製造装置の模式図である。
【符号の説明】
１  キャンローラ、２  樹脂モノマー蒸発源、３  パターニング材料付与装置、
４  金属蒸着源、５  真空容器、６  真空ポンプ、
７  金属薄層パターン状態計測装置、８  樹脂モノマー重合装置、
９  誘電体層表面処理装置、１０  計測データ処理装置、
１１  パターニング材料付与装置の制御装置、２０  積層体製造装置。
【図１】
0004705256.tif 000002
【図２】
0004705256.tif 000003