(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の全面に膜を形成する着膜装置であって、
真空チャンバ内の上方に配置される膜材料の供給源と、
前記真空チャンバ内の下方に配置された、前記基体の載置手段である所定サイズの網目をもつ笊と、
前記載置手段に所定の回転運動を与えるための回転軸とを有し、
前記真空チャンバは所定の角度に傾斜されて配置されることを特徴とする着膜装置。
【請求項２】
前記載置手段は、前記膜材料の供給源に対向する位置に開口をもつことを特徴とする請求項1に記載された着膜装置。
【請求項３】
前記笊の網目は、前記基体が通り抜けず、前記基体の角を引っ掛けて攪拌するのに適したサイズにすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された着膜装置。
【請求項４】
前記載置手段は、前記基体が載置された状態で、前記真空チャンバに対して着脱自在であることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載された着膜装置。
【請求項５】
前記膜材料の供給源はスパッタリング用のターゲットであり、スパッタリングにより前記基体の全面に膜を形成することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載された着膜装置。
【請求項６】
所定の角度に傾斜されて配置された真空チャンバ内の下方に配置される載置部に基体を載置し、前記載置部に連結された回転軸を介して、前記載置部に所定の回転運動を与え、前記真空チャンバ内の上方に配置される膜材料の供給源を用いて前記基体の全面に膜を形成する着膜方法であって、
前記載置部は所定サイズの網目をもつ笊であることを特徴とする着膜方法。
【請求項７】
前記載置部には回転し停止する、または、回転し逆転するを繰り返す運動が与えられることを特徴とする請求項6に記載された着膜方法。
【請求項８】
前記基体は、前記載置部に載置された状態で前記真空チャンバに出し入れされることを特徴とする請求項6または請求項7に記載された着膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は着膜装置およびその方法に関し、とくに、電子部品の製造に用いられる着膜装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の製造において、蒸着装置やスパッタリング装置を用いてアルミナなどの基材上に金属膜などを形成する（以下「着膜」と呼ぶ場合がある）技術が知られている。板状の基材である基板の一面または両面に金属膜を形成する場合は、金属膜が形成された後、基板を所定サイズにブレークすればよい。
【０００３】
円柱形や角形の形状を有する電子部品によっては、基材のすべての面、例えば角形チップ部品のような直方体状の部品であればその六面すべてに金属膜を形成したい場合がある。この場合、基材を予め所定サイズに分割し、その後、蒸着装置やスパッタリング装置により分割された基材（以下「被着膜体」または「基体」と呼ぶ）の全面に金属膜を形成する。ただし、蒸着装置やスパッタリング装置内に、被着膜体を配置しただけでは、その全面に均一な金属膜を形成することはできない。
【０００４】
そこで、図1に示すように、真空チャンバ1内に傾斜した状態で配置される網目を有する円筒状の容器2に被着膜体3を収納し、回転軸5により容器2を回転させる。容器2を回転することで、その内部に収納された被着膜体3が攪拌する。この方法によれば、被着膜体3の全面に均一な金属膜が形成されることが期待される。なお、図1に符号4で示すのは金属材料を溶融させ蒸着させるためのるつぼである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図1に示すような着膜装置は、次に示すような欠点をもつ。
(1)被着膜体3に容器2の網目を通して着膜することになるので、金属膜の成長速度を示す着膜レートが低く、また、網目の目詰まりにより着膜レートが変動するので膜厚の再現性に乏しい。
(2)金属膜の厚さを制御するため、あるいは、合金膜などを形成するために、蒸着に代えてスパッタリングを行う場合があるが、図1に示するつぼ4に代えてターゲットを配置すると、回転される網籠2から落下する所謂ごみにより異常放電が発生し易く、期待どおりの厚さをもつ金属膜などが得られない。
(3)図1に示す真空チャンバ1の形状は、無駄な空間が多く、排気に時間がかかり、生産性を上げることができない。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためのものであり、安定な着膜レートが得られる着膜装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、スパッタリングを行う場合の異常放電を防いで膜厚の制御が容易な着膜装置およびその方法を提供することを他の目的とする。
【０００８】
さらに、真空チャンバを小型化できる着膜装置およびその方法を提供することを他の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１０】
本発明にかかる着膜装置は、基体の全面に膜を形成する着膜装置であって、真空チャンバ内の上方に配置される膜材料の供給源と、前記真空チャンバ内の下方に配置された、前記基体の載置手段である所定サイズの網目をもつ笊と、前記載置手段に所定の回転運動を与えるための回転軸とを有し、前記真空チャンバは所定の角度に傾斜されて配置されることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記載置手段は、前記膜材料の供給源に対向する位置に開口をもつことを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記笊の網目は、前記基体が通り抜けず、前記基体の角を引っ掛けて攪拌するのに適したサイズにすることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる着膜方法は、所定の角度に傾斜されて配置された真空チャンバ内の下方に配置される載置部に基体を載置し、前記載置部に連結された回転軸を介して、前記載置部に所定の回転運動を与え、前記真空チャンバ内の上方に配置される膜材料の供給源を用いて前記基体の全面に膜を形成する着膜方法であって、前記載置部は所定サイズの網目をもつ笊であることを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記載置部には回転し停止する、または、回転し逆転するを繰り返す運動が与えられることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施形態の着膜装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
［構造］
図2は本発明にかかる一実施形態の着膜装置における真空チャンバの概略を示す断面図である。
【００１７】
図2において、真空チャンバ11は鉛直線に対して所定の角度に傾けて配置されている。真空チャンバ11内の上方には、真空チャンバ11とほぼ同じに傾斜されたスパッタリング用のターゲット14が配置され、下方には被着膜体13をのせるための鍋状の容器12が配置される。容器12から引き出された回転軸15が真空チャンバ11の外に延び、回転軸の先端は図示しないモータに接続されている。従って、モータの回転を制御することにより、容器12に所望する回転動作を与えることができる。
【００１８】
なお、ターゲット14の面と容器12の底面とはほぼ平行するように配置されている。また、図には示さないが、その体積を最小にするために、真空チャンバ11は円筒形状にするのが望ましく、回転軸15は真空チャンバ11の底面の中心に配置するのが望ましい。
【００１９】
［工程］
このような構成をもつ着膜装置において、例えば角形チップ部品にする被着膜体13に金属膜などを形成する際の手順を、図3を参照して簡単に説明する。
【００２０】
まず、容器12に被着膜体13を投入する（P1: 投入工程）。その後、真空チャンバ11内を排気する（P2: 排気工程）。この加熱排気工程においては容器12を回転させなくてもよいが、被着膜体13からの脱ガスを促進するために、排気工程においても容器12を回転させるのが好ましい。なお、容器12に一度に投入される被着膜体13の数は、数十個から数千個程度である。
【００２１】
真空チャンバ11内が所定の真空度に達したら、必要に応じて例えばアルゴンなどの不活性ガスを所定圧力まで導入し（P2: ガス導入工程）、ターゲット14に電力を供給することでスパッタリングを開始する（P3: 着膜工程）。なお、スパッタリングの方法については、DCスパッタリングまたはRFスパッタリングの何れでも構わない。着膜工程においては、モータの回転を制御することのより容器12に後述する回転運動を与え、被着膜体13を攪拌することで金属膜などが均一に被着するようにする。
【００２２】
着膜工程を開始してから、必要な膜厚および着膜レートで決まる時間が経過した後、スパッタリングおよび容器12の回転運動を停止し、真空チャンバ11内を常圧に戻して、金属膜などが被着された被着膜体13を容器12から取り出す（P4: 取出工程）。なお、金属膜などが被着された被着膜体13は次工程に送られ、所定の加工が施されて例えば角形チップ部品になる。
【００２３】
［容器12の詳細］
次に、容器12の構造を詳細に説明する。
【００２４】
容器12は通常ステンレスを材料として製作されるが、ステンレスを削っただけの構造では、投入された被着膜体13に所望する攪拌を与えることができない場合がある。つまり、容器12の内側面および内底面と被着膜体13との摩擦が充分に得られず、容器12を回転させても、被着膜体13は容器12の内側面および内底面を滑るだけで攪拌されないことがあるからである。この状態でスパッタリングを行うと、被着する金属などにより被着膜体13同士が接着されてしまうだけでなく、容器12に被着膜体13が接着することもある。
【００２５】
上記の問題を防ぐために、本実施形態では、図4に示す構造をもつ容器12を採用する。図4は容器12の一部を破断した側面図であるが、容器12内には、例えばステンレス製の網からなる笊16（またはボウル(bowl)状の網籠）が取り付けられ、この笊16に被着膜体13が投入される。笊16の網目は被着膜体13のサイズに応じて決めるものであるが、被着膜体13が網目を通り抜ず、被着膜体13の角を引っ掛けて攪拌するのに適切なサイズにする。なお、網目を余り小さくすると、被着膜体13の角を引っ掛け難いだけでなく、スパッタリングにより網目に金属などが被着し、網目が塞がれてしまう場合がある。
【００２６】
笊16は、溶接により容器12に取り付けてもよいが、投入工程および取出工程の作業を効率化するために、例えば、笊16の縁に複数のフック17を取り付け、このフック17により容器12に連結する。なお、容器12の回転に笊16を従わせるために、例えば図5に一例を示すように、容器12の縁に設けられたホルダ18にフック17を挿入し係止する。
【００２７】
笊16を用いると、大小の網目をもつ複数種類の笊を用意することで、色々なサイズの被着膜体13に適応させることができるし、投入工程および取出工程では被着膜体13を笊16に入れたまま作業を行うことができるという長所がある。しかし、必ずしも笊16を用いなくても充分な攪拌を得ることができる。例えば、容器12の内側面および内底面に下ろし金のような突起を形成し、この突起により被着膜体13を引っ掛けてもよいし、パンチングにより容器12全体に網目に類似する丸または角状の孔を設けてもよい。何れにしろ、被着膜体13に充分な攪拌を与えることができる細工であれば、すべて本発明の趣旨に反するものではない。
【００２８】
さらに、笊16を用いる場合、容器12は必ずしも鍋状である必要はない。例えば、図6に示すような支持体19に笊16を支持させてもよい。
【００２９】
［容器12に与える回転運動］
上述したように、着膜工程においては、被着膜体13同士の接着および笊16と被着膜体13との接着を防ぎ、均一な金属膜を形成する目的で、容器12に回転運動を与える。これは、所定の傾斜をもたせた容器12を回転させることによって、笊16内の位置的に高い側に運ばれた被着膜体13が、笊16内の位置的に低い側へ落下することで攪拌されることを期待するものである。しかし、笊16を用いた場合、その網目に引っ掛かった被着膜体13は落下し難いこともある。
【００３０】
そこで、容器12を一方向へ単純に一定速度で回転させるのではなく、例えば、時計廻りに90度回転させたら、一時停止させるあるいは反時計廻りに45度回転させる、などの回転停止運動あるいは正転逆転運動を与えることにより、網目に引っ掛かった被着膜体13の離脱を容易にして、攪拌を促進する。とくに、逆転運動を与える場合は、被着膜体13の反転が促され、被着膜体13の全面に対して均一な金属膜などが被着する効果がある。なお、回転角度や逆転角度は、容器12の大きさ、被着膜体13のサイズおよび投入数などに応じて適宜設定されるものである。
【００３１】
このように、本実施形態においては、笊16の位置的に低い側へ被着膜体13を落下させる構成であるから、笊16の位置的に低い側において、被着膜体13への金属膜などの被着が行われることになる。そこで、図7に一例を示すように、ターゲット14のサイズは真空チャンバ11の少なくとも半分あれば充分である。ターゲット14を小型化すれば、ターゲットの購入コストを削減することができ、ターゲットを無駄に消費することもないので、その利用効率も高めることができる。
【００３２】
また、笊16は図8に示すような形状にすることもできる。つまり、ステンレス製の円筒20にステンレスの網からなる笊を溶接したもので、円筒20の外径または容器20の鍋状部の内径を調整して、笊16を容器12に載置すると、笊16が容器12に係止されるようにする。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に示すように、図1に示すような着膜装置のもつ欠点を改善することができる。
(1)被着膜体13に網を通して着膜することはないので着膜レートが安定する。
(2)ターゲット14は、容器12および笊16の上方に配置されるので、回転される容器12および笊16からターゲット14に向かってごみが落下することはない。従って、容器12および笊16からターゲット14に向かって落下するごみに起因する異常放電は発生せず、被着膜体13に被着させる金属膜の厚さの制御が容易になる。
(3)図2に示す真空チャンバ11の形状は、無駄な空間を切り詰めることが容易であり、排気時間を短縮して生産性を向上させることができる。
【００３４】
さらに、本実施形態によれば、容器12および笊16に繰り返し回転逆転運動を与えることにより、被着膜体13を充分に攪拌させ、均一な着膜を実現することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、安定な着膜レートが得られる着膜装置およびその方法を提供することができる。
【００３６】
また、スパッタリングを行う場合の異常放電を防いで膜厚の制御が容易な着膜装置およびその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】着膜装置の真空チャンバの概略を示す図、
【図２】本発明にかかる一実施形態の着膜装置における真空チャンバの概略を示す断面図、
【図３】図2に示す装置により基体に金属膜などを形成する際の手順例を示す図、
【図４】図2に示す容器の一部を破断した側面図、
【図５】図4に示す容器と笊との連結例を説明する図、
【図６】容器の代わりに用いることができる笊の支持体の例を示す図、
【図７】ターゲットの小型化を説明するための図、
【図８】基体を入れる笊の第二例を示す図である。
【符号の説明】
11    真空チャンバ
12    容器
13    被着膜体（基体）
14    ターゲット
15    回転軸
16    笊
【図１】
0003916019.tif 000002
【図２】
0003916019.tif 000003
【図３】
0003916019.tif 000004
【図４】
0003916019.tif 000005
【図５】
0003916019.tif 000006
【図６】
0003916019.tif 000007
【図７】
0003916019.tif 000008
【図８】
0003916019.tif 000009