JPH05267091A - 積層薄膜コンデンサの製造方法 - Google Patents
積層薄膜コンデンサの製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 積層薄膜コンデンサ素子部を形成する一連の
工程の処理能力を向上させる。 【構成】 板状固定マスク２により薄膜電極をパターン
形成する工程と、板状固定マスク２により有機誘電体薄
膜をパターン形成する工程と、マイクロ波プラズマを基
板６全面へ照射する工程とからなり、これらの工程を同
一真空槽1,2,3 内での連続的な処理を可能とするために
同一圧力下でかつ同一真空槽内で行い、さらにこれらの
工程をくり返す構成となっている。
工程の処理能力を向上させる。 【構成】 板状固定マスク２により薄膜電極をパターン
形成する工程と、板状固定マスク２により有機誘電体薄
膜をパターン形成する工程と、マイクロ波プラズマを基
板６全面へ照射する工程とからなり、これらの工程を同
一真空槽1,2,3 内での連続的な処理を可能とするために
同一圧力下でかつ同一真空槽内で行い、さらにこれらの
工程をくり返す構成となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機誘電体薄膜を用い
た積層薄膜コンデンサの製造方法に関するものである。
た積層薄膜コンデンサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型・軽量化により、
電子部品の表面高密度実装化の進展はめざましく、電子
部品に対するチップ化、小型化の要望が強くなってい
る。その中にあってコンデンサにおいても小型化への種
々の取り組みが行われ、その中の一つとして有機誘電体
薄膜を用いた積層薄膜コンデンサが検討されている。
電子部品の表面高密度実装化の進展はめざましく、電子
部品に対するチップ化、小型化の要望が強くなってい
る。その中にあってコンデンサにおいても小型化への種
々の取り組みが行われ、その中の一つとして有機誘電体
薄膜を用いた積層薄膜コンデンサが検討されている。
【０００３】図３に積層薄膜コンデンサの内部構造を示
す。図において、１１は基板であって、この基板１１上
に薄膜電極１２と有機誘電体薄膜１３とが交互に形成さ
れ、片面が保護膜１４で保護され、両側に外部電極１５
が設けられている。
す。図において、１１は基板であって、この基板１１上
に薄膜電極１２と有機誘電体薄膜１３とが交互に形成さ
れ、片面が保護膜１４で保護され、両側に外部電極１５
が設けられている。
【０００４】このような積層薄膜コンデンサの素子部の
形成は、真空槽内で薄膜電極１２と有機誘電体薄膜１３
とを交互に積層して得られる。パタ−ン形成には板状固
定マスクを使用して、図３に示す素子構造を得る。有機
薄膜の形成手段としては蒸着などがあり、電極の形成は
電子ビ−ム法、スパッタリングなどを用い金属を蒸着し
て行う。このようにして製造した積層薄膜コンデンサの
素子は耐環境性、特に耐湿性を高めるために保護膜１４
による封止を行い、外部電極１５を設けて積層薄膜コン
デンサとして完成する。
形成は、真空槽内で薄膜電極１２と有機誘電体薄膜１３
とを交互に積層して得られる。パタ−ン形成には板状固
定マスクを使用して、図３に示す素子構造を得る。有機
薄膜の形成手段としては蒸着などがあり、電極の形成は
電子ビ−ム法、スパッタリングなどを用い金属を蒸着し
て行う。このようにして製造した積層薄膜コンデンサの
素子は耐環境性、特に耐湿性を高めるために保護膜１４
による封止を行い、外部電極１５を設けて積層薄膜コン
デンサとして完成する。
【０００５】以下に従来の積層薄膜コンデンサの製造方
法について説明する。図４は従来の積層薄膜コンデンサ
の素子部の形成装置の概略図を示したものである。この
図４において、１６は薄膜電極形成室で、１７は誘電体
薄膜形成室であって、これらの形成室１６，１７は、真
空ポンプ１８で空気が抜かれている。薄膜電極形成室１
６と誘電体薄膜形成室１７の上部に板状固定マスク１９
が設けられており、この板状固定マスク１９の上部に基
板搬送テ−ブル２０を備え、基板１１が搬送されるよう
に構成されている。なお、２１はシャッタ−、２２は仕
切り板である。
法について説明する。図４は従来の積層薄膜コンデンサ
の素子部の形成装置の概略図を示したものである。この
図４において、１６は薄膜電極形成室で、１７は誘電体
薄膜形成室であって、これらの形成室１６，１７は、真
空ポンプ１８で空気が抜かれている。薄膜電極形成室１
６と誘電体薄膜形成室１７の上部に板状固定マスク１９
が設けられており、この板状固定マスク１９の上部に基
板搬送テ−ブル２０を備え、基板１１が搬送されるよう
に構成されている。なお、２１はシャッタ−、２２は仕
切り板である。
【０００６】以上の形成装置を用いて積層薄膜コンデン
サを製造する場合は、それぞれの形成室１６，１７は、
真空ポンプ１８により排気される。この形成室１６，１
７に導入された基板１１は、基板搬送テ−ブル２０に素
子形成面を下向きに取りつけらて搬送される。素子の形
成は、薄膜電極１２を板状固定マスク１９により所定の
パタ−ンに形成したのち、仕切り板２２で仕切られた有
機誘電体薄膜形成室１７に搬入され、誘電体薄膜１３を
同じく板状固定マスク１９により所定のパタ−ンに形成
する。なお、膜厚はシャッタ−２１の開閉によって所定
の膜厚に制御される。以上の工程を所定の積層数くり返
して素子部を完成する。
サを製造する場合は、それぞれの形成室１６，１７は、
真空ポンプ１８により排気される。この形成室１６，１
７に導入された基板１１は、基板搬送テ−ブル２０に素
子形成面を下向きに取りつけらて搬送される。素子の形
成は、薄膜電極１２を板状固定マスク１９により所定の
パタ−ンに形成したのち、仕切り板２２で仕切られた有
機誘電体薄膜形成室１７に搬入され、誘電体薄膜１３を
同じく板状固定マスク１９により所定のパタ−ンに形成
する。なお、膜厚はシャッタ−２１の開閉によって所定
の膜厚に制御される。以上の工程を所定の積層数くり返
して素子部を完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
の積層薄膜コンデンサを上記の工程で製造する際に、特
性と生産性の両面で大きな問題が生じていた。
の積層薄膜コンデンサを上記の工程で製造する際に、特
性と生産性の両面で大きな問題が生じていた。
【０００８】まず、特性面については、板状固定マスク
１９の間隙からの有機材料の漏れによって、コンデンサ
素子のパターン外の不必要な場所にモノマー成分や不完
全重合成分や誘電体成分そのものが付着し、保護膜の付
着力を低下させ封止性が劣化するという問題があった。
１９の間隙からの有機材料の漏れによって、コンデンサ
素子のパターン外の不必要な場所にモノマー成分や不完
全重合成分や誘電体成分そのものが付着し、保護膜の付
着力を低下させ封止性が劣化するという問題があった。
【０００９】必要パターン以外の場所へのモノマー成分
や不完全重合物や誘電体成分そのものの付着は、特に熱
分解重合または蒸着重合を用いた場合に顕著にあらわ
れ、主に基板１１を形成室１６，１７へ搬送する時に発
生する。これは連続成膜を行うため、蒸発源をシャッタ
ー２１で開閉する構造を取らざる得ないので、遊離した
有機物が形成室１６，１７に存在し、基板１１に付着し
てしまうためである。またパターン形成は、より効率よ
く連続成膜するためには、板状固定マスク１９を用いる
ことがもっとも有効であるが、板状固定マスク１９で
は、基板１１との微小な間隙から上記成分が漏れるた
め、どの成膜方式を用いてもパターン以外の場所に上記
成分が付着してしまう。
や不完全重合物や誘電体成分そのものの付着は、特に熱
分解重合または蒸着重合を用いた場合に顕著にあらわ
れ、主に基板１１を形成室１６，１７へ搬送する時に発
生する。これは連続成膜を行うため、蒸発源をシャッタ
ー２１で開閉する構造を取らざる得ないので、遊離した
有機物が形成室１６，１７に存在し、基板１１に付着し
てしまうためである。またパターン形成は、より効率よ
く連続成膜するためには、板状固定マスク１９を用いる
ことがもっとも有効であるが、板状固定マスク１９で
は、基板１１との微小な間隙から上記成分が漏れるた
め、どの成膜方式を用いてもパターン以外の場所に上記
成分が付着してしまう。
【００１０】このような特性上の問題については特願平
２−３０７４５３号に示すように有機誘電体薄膜をパタ
ーン成膜したあとに基板全面にプラズマ照射を行うこと
によって特性劣化を防ぐことができるようになった。
２−３０７４５３号に示すように有機誘電体薄膜をパタ
ーン成膜したあとに基板全面にプラズマ照射を行うこと
によって特性劣化を防ぐことができるようになった。
【００１１】一方、生産性の問題については、上述した
ようにプラズマ照射という新たな工程が付加されたた
め、板状固定マスク１９を使って積層薄膜コンデンサ素
子部を形成する場合、薄膜電極１２を形成する工程、有
機誘電体薄膜１３を形成する工程、プラズマを照射する
工程の三つの工程を一連の工程として必要な積層数まで
くり返さなければならず、積層数が多くなるにしたがっ
て、生産性が低下してしまうという大きな問題が新たに
生じていた。
ようにプラズマ照射という新たな工程が付加されたた
め、板状固定マスク１９を使って積層薄膜コンデンサ素
子部を形成する場合、薄膜電極１２を形成する工程、有
機誘電体薄膜１３を形成する工程、プラズマを照射する
工程の三つの工程を一連の工程として必要な積層数まで
くり返さなければならず、積層数が多くなるにしたがっ
て、生産性が低下してしまうという大きな問題が新たに
生じていた。
【００１２】フィルムの連続蒸着機などでは蒸着工程と
グロー放電処理工程の二工程が同一真空槽内に組み込ま
れているものが従来から知られているが、上述の三つの
工程を所定の回数までくり返して積層を行う方法につい
ては考えられていない。
グロー放電処理工程の二工程が同一真空槽内に組み込ま
れているものが従来から知られているが、上述の三つの
工程を所定の回数までくり返して積層を行う方法につい
ては考えられていない。
【００１３】本発明は積層薄膜コンデンサ素子部を形成
する一連の工程の処理能力を向上させる方法を提供する
ことを目的とする。
する一連の工程の処理能力を向上させる方法を提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の積層薄膜コンデンサの製造方法は、薄膜電
極をパターン形成する工程と、有機誘電体薄膜をパター
ン形成する工程と、基板全面へプラズマを照射する工程
とを同一圧力下でかつ同一真空槽内で行い、さらにこれ
らの工程をくり返す構成となっている。
めに本発明の積層薄膜コンデンサの製造方法は、薄膜電
極をパターン形成する工程と、有機誘電体薄膜をパター
ン形成する工程と、基板全面へプラズマを照射する工程
とを同一圧力下でかつ同一真空槽内で行い、さらにこれ
らの工程をくり返す構成となっている。
【００１５】特にプラズマ照射法としてマイクロ波プラ
ズマを利用している。
ズマを利用している。
【００１６】
【作用】従来の課題を解決するために積層薄膜コンデン
サの形成方法においては、薄膜電極の形成工程と誘電体
薄膜の形成工程に加えてプラズマ処理工程の３つの工程
それぞれに独立した真空槽を設けていた。よって各槽間
で真空度が異なると真空度を保つための仕切り板が設け
られ、素子の移動にはその仕切り板の開閉と圧力調整が
必要となっていた。つまりこのような素子形成方法では
例えば他の工程に比べて処理圧力の高い工程はいったん
圧力を低くして素子を投入したのち圧力を高くして処理
を行い、再び真空槽の圧力を低くして処理後の素子を取
り出す必要がある。このような形成法を行うと１層当た
りの所要時間が長く、多層化を行う場合、生産性を著し
く低下させてしまう。ところが本発明では工程間の操作
圧力が等しいため、素子の工程間の移動に際して、真空
槽間の仕切り板の開閉やバルブなどによる圧力の調整が
不必要となるばかりでなく、同一真空槽内での連続的な
処理が可能となり生産性が大幅に向上する。さらに同軸
管を使用したマイクロ波プラズマ照射は操作圧力が低
く、電子ビ−ム法、蒸着重合法等の低圧力の工程との差
圧が小さいためこれらの形成方法に対して有効である。
サの形成方法においては、薄膜電極の形成工程と誘電体
薄膜の形成工程に加えてプラズマ処理工程の３つの工程
それぞれに独立した真空槽を設けていた。よって各槽間
で真空度が異なると真空度を保つための仕切り板が設け
られ、素子の移動にはその仕切り板の開閉と圧力調整が
必要となっていた。つまりこのような素子形成方法では
例えば他の工程に比べて処理圧力の高い工程はいったん
圧力を低くして素子を投入したのち圧力を高くして処理
を行い、再び真空槽の圧力を低くして処理後の素子を取
り出す必要がある。このような形成法を行うと１層当た
りの所要時間が長く、多層化を行う場合、生産性を著し
く低下させてしまう。ところが本発明では工程間の操作
圧力が等しいため、素子の工程間の移動に際して、真空
槽間の仕切り板の開閉やバルブなどによる圧力の調整が
不必要となるばかりでなく、同一真空槽内での連続的な
処理が可能となり生産性が大幅に向上する。さらに同軸
管を使用したマイクロ波プラズマ照射は操作圧力が低
く、電子ビ−ム法、蒸着重合法等の低圧力の工程との差
圧が小さいためこれらの形成方法に対して有効である。
【００１７】
（実施例）以下、本発明の実施例について図１を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１８】図１は、本発明の三工程を同一真空槽内に
組み込んだ装置の概略断面図である。図１において、１
は薄膜電極形成室であって、電子ビーム蒸着法を使用し
たＡｌの薄膜電極を板状固定マスク２でパターン形成す
る部屋である。３は誘電体薄膜形成室であって、蒸着重
合法を使用した芳香族ポリユリア誘電体薄膜を板状固定
マスク２でパターン形成する部屋である。４は同軸管方
式のマイクロ波放電を使用したプラズマ処理室である。
これらの部屋は３つの真空ポンプ５により圧力５×１０
-2Ｐａまで排気される。
組み込んだ装置の概略断面図である。図１において、１
は薄膜電極形成室であって、電子ビーム蒸着法を使用し
たＡｌの薄膜電極を板状固定マスク２でパターン形成す
る部屋である。３は誘電体薄膜形成室であって、蒸着重
合法を使用した芳香族ポリユリア誘電体薄膜を板状固定
マスク２でパターン形成する部屋である。４は同軸管方
式のマイクロ波放電を使用したプラズマ処理室である。
これらの部屋は３つの真空ポンプ５により圧力５×１０
-2Ｐａまで排気される。
【００１９】上記、真空槽に導入された基板６は、基板
搬送テ−ブル７に素子形成面を下向きにして取りつけら
れている。素子形成は、まず電子ビ−ム法によりアルミ
蒸着膜を５００Å形成したのち、蒸着重合法により誘電
体である芳香族ポリユリア薄膜を２０００Å形成する。
なお、膜厚はシャッタ−８の開閉によって所定の膜厚に
制御される。その後、引き続きプラズマ処理室４に搬入
し、マイクロ波プラズマにより基板７全面にプラズマ照
射を１分間行い余分な付着物を除去する。以上の工程を
くり返して５０層（容量５ｎＦ）の素子を完成する。こ
の方式によると１層当たりの処理時間は合計約４分程度
であった。
搬送テ−ブル７に素子形成面を下向きにして取りつけら
れている。素子形成は、まず電子ビ−ム法によりアルミ
蒸着膜を５００Å形成したのち、蒸着重合法により誘電
体である芳香族ポリユリア薄膜を２０００Å形成する。
なお、膜厚はシャッタ−８の開閉によって所定の膜厚に
制御される。その後、引き続きプラズマ処理室４に搬入
し、マイクロ波プラズマにより基板７全面にプラズマ照
射を１分間行い余分な付着物を除去する。以上の工程を
くり返して５０層（容量５ｎＦ）の素子を完成する。こ
の方式によると１層当たりの処理時間は合計約４分程度
であった。
【００２０】（比較例）以下、本発明の比較例について
図２を参照しながら説明する。図２は、プラズマ処理法
としてＲＦプラズマを使用したときの装置の概略断面図
を示している。なお、上記実施例と同一部材については
同一の図番を使用している。この比較例が図１の上記実
施例の構成と異なるのは、プラズマ処理としてＲＦプラ
ズマを使用した点と、各真空槽が独立し、仕切り板９で
区切られている点である。
図２を参照しながら説明する。図２は、プラズマ処理法
としてＲＦプラズマを使用したときの装置の概略断面図
を示している。なお、上記実施例と同一部材については
同一の図番を使用している。この比較例が図１の上記実
施例の構成と異なるのは、プラズマ処理としてＲＦプラ
ズマを使用した点と、各真空槽が独立し、仕切り板９で
区切られている点である。
【００２１】ＲＦプラズマ処理を行う場合、処理圧力が
１〜１０Ｐａであり、他の工程と比較して圧力が高いの
で他の工程と分離するための仕切り板９が必要となる。
よってＲＦプラズマ処理を行う場合、仕切り板９の開閉
と素子移動時の圧力調整が必要となる。そこで実施例と
同様の素子を形成すると１層当たりの処理時間は６分程
度であった。
１〜１０Ｐａであり、他の工程と比較して圧力が高いの
で他の工程と分離するための仕切り板９が必要となる。
よってＲＦプラズマ処理を行う場合、仕切り板９の開閉
と素子移動時の圧力調整が必要となる。そこで実施例と
同様の素子を形成すると１層当たりの処理時間は６分程
度であった。
【００２２】この結果から明らかなように本実施例に示
した素子形成法を行うと１層当たり約２分の時間短縮が
可能となり処理能力が１．５倍となる。以上説明したよ
うに本実施例によれば、薄膜電極を形成する工程と有機
誘電体薄膜を形成する工程と基板６全面へプラズマを照
射する工程の三工程を同一圧力で行うことにより各工程
毎の各部屋の差圧をなくすことが可能になり、同時に同
一真空槽内に三工程を組み込むことにより、生産性の向
上が可能となる。特に操作圧力が低いマイクロ波プラズ
マ処理方法を使用することは電子ビ−ム法、蒸着重合法
等の高速成膜が可能な薄膜形成法との組合せにおいて非
常に有効である。
した素子形成法を行うと１層当たり約２分の時間短縮が
可能となり処理能力が１．５倍となる。以上説明したよ
うに本実施例によれば、薄膜電極を形成する工程と有機
誘電体薄膜を形成する工程と基板６全面へプラズマを照
射する工程の三工程を同一圧力で行うことにより各工程
毎の各部屋の差圧をなくすことが可能になり、同時に同
一真空槽内に三工程を組み込むことにより、生産性の向
上が可能となる。特に操作圧力が低いマイクロ波プラズ
マ処理方法を使用することは電子ビ−ム法、蒸着重合法
等の高速成膜が可能な薄膜形成法との組合せにおいて非
常に有効である。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、上記実施例からも明らかなよ
うに薄膜電極形成と誘電体薄膜の形成と基板上へのプラ
ズマ処理とを同一の圧力かつ同一の真空槽で行い、さら
にこれらをくり返して積層することにより生産性のよい
積層薄膜コンデンサの製造方法を実現できるものであ
る。
うに薄膜電極形成と誘電体薄膜の形成と基板上へのプラ
ズマ処理とを同一の圧力かつ同一の真空槽で行い、さら
にこれらをくり返して積層することにより生産性のよい
積層薄膜コンデンサの製造方法を実現できるものであ
る。
【図１】本発明の実施例における積層薄膜コンデンサを
形成する装置の概略断面図である。
形成する装置の概略断面図である。
【図２】本発明の比較例における積層薄膜コンデンサを
形成する装置の概略断面図である。
形成する装置の概略断面図である。
【図３】積層薄膜コンデンサの概略断面図である。
【図４】従来の積層薄膜コンデンサを形成する装置の概
略断面図である。
略断面図である。
１ 薄膜電極形成室（電子ビ−ム法） ２ 板状固定マスク ３ 誘電体薄膜形成室（蒸着重合法） ４ プラズマ処理槽（マイクロ波ｏｒＲＦ） ５ 真空ポンプ ６ 基板 ７ 基板搬送テ−ブル ８ シャッタ−
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴崎 初彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松浦 久雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 羽賀 幹夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 薄膜電極をパターン形成する工程と、有
機誘電体薄膜をパターン形成する工程と、基板全面へプ
ラズマを照射する工程とを同一圧力下でかつ同一真空槽
内で行い、さらにこれらの工程をくり返して積層する積
層薄膜コンデンサの製造方法。 - 【請求項２】 プラズマ照射がマイクロ波プラズマであ
る請求項１記載の積層薄膜コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5986192A JP3088179B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 積層薄膜コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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