JPH04224674A - セラミックスのメタライズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスパッタによりメタライ
ズを行うセラミックスのメタライズ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】窒化珪素、ジルコニア、アルミナ、窒化
アルミニウム等のセラミックスは、通常金属とのぬれ性
が悪く、セラミックス同士をハンダ等で接合したり、セ
ラミックスと金属を接合する場合には、セラミックスに
あらかじめＴｉ，Ｗ，Ｎｉ，Ｍｏ等の金属をメタライズ
層を設ける必要があった。上記のメタライズ層は通常、
Ｔｉ等をターゲットとし、アルゴン等の不活性ガスでス
パッタリングを行うことにより得ている。

【０００３】セラミックス同士の接合あるいは金属とセ
ラミックスとの接合のために設けるメタライズ層は、接
合時の強度を保つために接合面となるスパッタリングタ
ーゲットと対向する面とそれに続く側面に対して設ける
必要がある。これは接合面のみメタライズした場合には
、メタライズ層のエッジが接合部のエッジとなり、応力
が直接かかるため、メタライズ層がセラミックスとの界
面で剥離してしまう場合があるためである。またこの境
界から水分等の侵入によりメタライズ層の強度低下が発
生する場合もある。このため、スパッタリングターゲッ
トと対向する面とそれに続く側面に十分なな厚みのメタ
ライズ層を設けメタライズ層がセラミックスとの界面で
剥離しないようにする必要がある。このような側面と上
面部のメタライズ層のまわり込み（以下ステップカバレ
ージと称する）はできるだけ均一にする必要がある。

【０００４】上述したセラミックス同士の接合を使う主
要な用途として、ＬＳＩの封止がある。ＬＳＩチップの
封止はＬＳＩチップの乗るセラミックス性ベースにセラ
ミックスのキャップを接合することにより行われる。Ｌ
ＳＩチップは湿気等に非常に弱く、ベースとキャップの
接合部の機密性を十分に保たねばならず、接合部の十分
な密着強度および機密性が要求される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したＬＳＩの封止
にセラミックスを使う場合には、対象となる基板が小さ
いため、一回のスパッタ処理で多数個の基板を処理する
必要があり、しかも密着強度と機密性がとくに要求され
るものである。

【０００６】スパッタリングによって、基板に生成させ
るメタライズ層の均一に保つ方法として、ターゲット面
と基板面を非平行にしたり、ターゲットの口径を大きく
したり、基板自体を回転させたりする方法が特開昭５９
−２２９４８０号公報、特開昭６１−１９７７４号公報
等により知られている。上記特開昭６１−１９９７７４
号には基板へのステップカバレージを十分なものするた
めに、ターゲット面を基板面と非平行とするとともに、
基板をその表面と直交する回転軸のまわりに回転させる
方法が開示されている。しかし、特開昭６１−１９９７
７４号の方法で、複数個の基板を同時に処理しようとす
ると、各基板について独立した回転テーブルが必要とな
り、装置が複雑になる。また、複数個の基板の乗る回転
テーブルをターゲット面と非平行としただけでは、ター
ゲットの中心から離れた基板の、ターゲット中心から影
になる面のステップカバレージが不均一になるという問
題が生じた。

【０００７】本発明の目的は複数個の基板に対して充分
に均一なステップカバレージが得られ、ＬＳＩの封止に
も適用できるメタライズ層を形成できるセラミックスの
メタライズ装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、複数個の基
板を同時にスパッタリングする場合のターゲット中心か
ら離れた基板のターゲットの中心から影になる部分のス
テップカバレージを均一にするためには、複数個の被メ
タライズ基板の乗る回転テーブルの法線に対して、ほぼ
垂直になる位置に配置された上面用ターゲットに加えて
、前記回転テーブルの法線に対して傾いて配置された側
面用ターゲットを用いることにより、ターゲットの中心
より離れた基板に対しても十分に均一なステップカバレ
ージが得られるとともに、基板上面に形成するメタライ
ズ層も均一にできることを見出した。

【０００９】すなわち本発明は、複数個の被メタライズ
基板の乗る回転テーブルとスパッタリングターゲットを
有するセラミックスのメタライズ装置であって、前記ス
パッタリングターゲットは、スパッタリングターゲット
表面が前記回転テーブルの法線に対してほぼ垂直になる
位置に配置された上面用ターゲットと、スパッタリング
ターゲット表面から延ばした法線が前記回転テーブルの
法線に対して３０度から６０度傾いて配置された側面用
ターゲットで構成されていることを特徴とするセラミッ
クスのメタライズ装置である。

【００１０】

【作用】本発明の上面用ターゲットは、基板上面のメタ
ライズ層を均一に生成するものである。上面用ターゲッ
トの表面は、回転テーブルの法線とほぼ垂直、いいかえ
れば回転テーブルとほぼ平行に配する必要がある。回転
テーブルを上面用ターゲットに対して傾けると、回転テ
ーブルのターゲットの中心から遠い位置の基板のメタラ
イズ層の厚さと中央の基板上面のメタライズ層の厚さの
差が大きくなり好ましくない。

【００１１】一方、本発明の側面用ターゲットは、上面
用ターゲットで生成しにくい基板側面部のメタライズ層
を均一に厚くするためのものである。また、上面用ター
ゲットの中心から離れた位置にある基板の上面のメタラ
イズ層の厚みを補うものでもあり、側面に形成するメタ
ライズ層は接合面となる基板上面のメタライズ層に連続
して形成され、接合面の強度を補う。側面用ターゲット
はその表面から延ばした法線を回転テーブルの法線に対
して３０度から６０度の範囲で傾けることにより基板に
均一な厚みのメタライズ膜が得られ好ましい。また、本
発明において回転テーブルを用いるのは、複数の基板の
ターゲットに対する相対位置をスパッタリング中に変え
ることによって、より均一なメタライズ層を得るためで
ある。

【００１２】

【実施例】以下に本発明を実施例にに基づき詳しく説明
する。図１は本発明のセラミックスのメタライズ装置の
一実施例を示す構成図である。　　１０×１０×２ｍｍ
の平板状の窒化アルミニウム（以下基板と称する）のメ
タライズ処理を例にとり説明する。上記基板７を２００
個を４ｍｍ間隔で回転テーブル４の上に回転テーブルの
回転軸６を中心に円形に配置した。上面用ターゲット１
として、回転軸６の延長線上１５０ｍｍに、１３０φの
チタンターゲットを配置した。 また、側面用ターゲット２として、回転テーブル上の回
転軸６の中心５から８０ｍｍの位置を側面用ターゲット
２の表面中心から延ばした法線が通り、その法線が回転
テーブルの法線対してθ度傾くように１３０φのチタン
ターゲットを設置した。また、チタンターゲット表面中
心から延ばした法線の回転テーブルまでの距離は１５０
ｍｍとした。 また、回転テーブルの回転軸６に対して側面用ターゲッ
ト２と対称の位置に１３０φの側面用ターゲット３を設
置した。

【００１３】回転テーブルを１０ｒｐｍで、アルゴン圧
力０．４から１．０Ｐａ、スパッタ投入電力　ＤＣ　２
ＫＷ、基板温度　２５０℃でスパッタリングをおこなっ
た。側面用ターゲットの角度θを変えたときの回転テー
ブルの中心５から８０ｍｍ付近に配置した基板１０個に
ついて、基板側面１ｍｍの位置でのＴｉ膜厚および基板
上面中央のＴｉ膜厚を測定しその平均を求めステップカ
バレージを評価した。結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】 ステップカバレージ（Ｓ・Ｃ） ＝（側面部Ｔｉ膜厚）×１００（％）／（上面中央Ｔｉ
膜厚）

【００１５】表１に示すように、ステップカバレ
ージは４５度付近でもっとも均一な膜が形成されること
が確認できた。なお、角度θが３０より小さいか又は６
０度より大きい場合はステップカバレージが１００％か
ら大きく外れるとともに、回転テーブルの中心部に配置
した基板と、最外部に配置した基板のステップカバレー
ジの差が大きくなり好ましくないことも確認できた。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、セラミックスの基板上
面および側面に均一な厚みのメタライズ層を形成するこ
とができるため、セラミックス同士、あるいはセラミッ
クスと金属との接合において、良好な密着強度と、機密
性が得られる。これより、ＬＳＩ等の封止にセラミック
スを用いる場合、信頼性の高い半導体素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１　　上面用ターゲット ２　　側面用ターゲット ３　　側面用ターゲット ４　　回転テーブル ５　　テーブルの中心 ６　　回転軸 ７　　基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数個の被メタライズ基板の乗る回転
   テーブルとスパッタリングターゲットを有するセラミッ
   クスのメタライズ装置であって、前記スパッタリングタ
   ーゲットは、スパッタリングターゲット表面が前記回転
   テーブルの法線に対してほぼ垂直になる位置に配置され
   た上面用ターゲットと、スパッタリングターゲット表面
   から延ばした法線が前記回転テーブルの法線に対して３
   ０度から６０度傾いて配置された側面用ターゲットで構
   成されていることを特徴とするセラミックスのメタライ
   ズ装置。