專利名稱：金屬薄膜芯片制造方法以及金屬薄膜芯片制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于金屬薄膜芯片制造方法以及金屬薄膜芯片制造裝置。
背景技術(shù)：
以往，在表面等離子體共振法(SPR法)(Surface Plasmon Resonancemethod)等中，以光學(xué)的方式觀查固著于金薄膜芯片(chip)的金薄膜上的配合基(ligand)與分析物(analyte)的相互作用。在此SPR法中，光學(xué)觀測(cè)形成于金薄膜上的配合基與結(jié)合于配合基的分析物之間的相互作用變化。上述金薄膜芯片中的金薄膜一般使用蒸鍍法(evaporationmethod)形成。
此外，在島田理化工業(yè)股份有限公司、“高頻加熱裝置的介紹”、[online]、[平成15年(2003年)5月16日檢索]、網(wǎng)絡(luò)<URLhttp//www.spc.co.jp/heating/tec.002.htm>中，記載有加熱金屬的高頻加熱裝置。
而且，在日本特開2003-254904號(hào)公報(bào)(2003年9月10日公開)、日本特開2003-161694號(hào)公報(bào)(2003年6月6日公開)、日本特開2003-75447號(hào)公報(bào)(2003年3月12日公開)、日本特開2002-257720號(hào)公報(bào)(2002年9月11日公開)、日本特開平11-6834號(hào)公報(bào)(1999年1月12日公開)或日本特開平10-267834號(hào)公報(bào)(1998年10月9日公開)中揭示有表面等離子體共振法傳感器芯片的制作方法。
但是，以上述蒸鍍法形成的金薄膜，其表面的凹凸比較大。特別是在SPR法中，因固著有配合基的金薄膜表面的凹凸，即使在相同條件下固定相同的配合基，也有無法得到再現(xiàn)性佳的數(shù)據(jù)(data)的情形，造成研究的阻礙。
而且，為了形成具有更平坦表面的金薄膜，正在改進(jìn)濺鍍法(sputtering method)等蒸鍍法自身。但是，對(duì)于改進(jìn)蒸鍍法自身中，由于費(fèi)用增多，故有一片金薄膜芯片的價(jià)格與實(shí)際應(yīng)用的價(jià)格相互背離的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明乃鑒于上述問題點(diǎn)而提出，其目的為提供一種可用低成本使金屬薄膜的大的凹凸平坦化的金屬薄膜芯片制造裝置及金屬薄膜芯片制造方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置為使形成于第一絕緣性基板上的金屬薄膜的表面平坦化，其特征包含設(shè)置臺(tái)，設(shè)置上述金屬薄膜芯片；加壓裝置，由第二絕緣性基板，從垂直于金屬薄膜的表面的方向，夾住設(shè)置于設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，并對(duì)其進(jìn)行加壓；以及加熱裝置，加熱設(shè)置于設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜。
而且，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，上述加熱裝置具備磁通量產(chǎn)生裝置，磁通量產(chǎn)生裝置產(chǎn)生磁通量，以使磁通量貫通設(shè)置于設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，并且優(yōu)選通過上述磁通量加熱金屬薄膜。
而且，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，上述加熱裝置優(yōu)選為具備作為上述磁通量產(chǎn)生裝置的線圈(coil)的高頻加熱裝置。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，設(shè)置于上述設(shè)置臺(tái)并被加壓的金屬薄膜芯片中的金屬薄膜，被上述加熱裝置加熱。上述加熱裝置中的磁通量產(chǎn)生裝置產(chǎn)生磁通量。而且，在上述加熱裝置為具備線圈的高頻加熱裝置的情況下，若上述高頻加熱裝置中的線圈被供給交流電流，則在線圈產(chǎn)生磁通量。在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，由上述磁通量產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁通量貫通設(shè)置于上述設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片中的金屬薄膜。如此，若磁通量貫通上述金屬薄膜，則通過電磁感應(yīng)，渦電流在該金屬薄膜內(nèi)被感應(yīng)。金屬薄膜通過此渦電流被加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)。
如上所述，被加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)的金屬薄膜的表面變軟。而且，由于此金屬薄膜被上述第一絕緣性基板與上述第二絕緣性基板夾住并被加壓，故在該金屬薄膜的表面被轉(zhuǎn)移(transfer)所接觸的第二絕緣性基板面的輪廓(profile)。
如上所述，在金屬薄膜芯片的金屬薄膜上，可轉(zhuǎn)移第二絕緣性基板面的輪廓。作為該第二絕緣性基板，通過使用與金屬薄膜接觸的面的表面粗糙度(面上的凹凸大小)比金屬薄膜的表面粗糙度小的基板，可改善金屬薄膜的表面粗糙度。
因此，通過本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置被平坦化的金屬薄膜芯片與通過高度的蒸鍍法制作的金屬薄膜芯片，更容易制造，而且也不需花很多成本。
而且，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，進(jìn)而可以急速地加熱金屬薄膜芯片的金屬薄膜，故可實(shí)現(xiàn)能夠容易進(jìn)行自動(dòng)化的金屬薄膜芯片制造裝置。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，上述加熱裝置優(yōu)選通過微波的照射來加熱金屬薄膜芯片的金屬薄膜。再者，上述加熱裝置優(yōu)選為具備微波產(chǎn)生裝置的介電加熱裝置，微波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生照射上述金屬薄膜芯片的金屬薄膜的微波。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述微波產(chǎn)生裝置把微波照射到金屬薄膜芯片的金屬薄膜上。因此，在金屬薄膜表面附近，自由電子的振動(dòng)變得活躍。而且，金屬薄膜被加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)的溫度，并且變成像半熔化狀態(tài)般容易變形的狀態(tài)。而且，通過加壓裝置對(duì)金屬薄膜的加壓，可改善金屬薄膜的表面粗糙度。
而且，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，上述設(shè)置臺(tái)以及加壓裝置優(yōu)選由介電損耗小的材料構(gòu)成。
據(jù)此，即使磁通量貫通，渦電流也不會(huì)被感應(yīng)，而且不會(huì)被加熱。因此，在上述金屬薄膜芯片制造裝置中，可僅加熱金屬薄膜，并且可防止上述設(shè)置臺(tái)以及加壓裝置因被加熱而變形。
而且，上述加熱裝置在通過微波的照射而加熱金屬薄膜芯片的金屬薄膜的情況下，具有如下效果由于上述設(shè)置臺(tái)以及加壓裝置由介電損耗小的材料構(gòu)成，因此所通過的微波變多，而且不會(huì)因微波照射而被加熱，第一絕緣性基板或轉(zhuǎn)移用的第二絕緣性基板不會(huì)由熱傳導(dǎo)而被加熱。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置優(yōu)選具備處理室，該處理室在真空狀態(tài)或惰性氣體環(huán)境下密閉設(shè)置于上述設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片。
據(jù)此，可防止金屬薄膜芯片的金屬薄膜的氧化，并且可防止金屬薄膜表面質(zhì)量的劣化。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置優(yōu)選具備處理室，該處理室在與大氣相同環(huán)境下封閉設(shè)置于上述設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片。
由于微波具有還原性，故根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可防止金屬薄膜表面的氧化。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，與具備在真空狀態(tài)或惰性氣體環(huán)境下密閉金屬薄膜芯片的處理室的情況比較，能夠避免在脫氣(去氧)或惰性氣體下進(jìn)行室內(nèi)置換的麻煩。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置優(yōu)選具備在由第二絕緣性基板夾住金屬薄膜芯片的金屬薄膜的狀態(tài)下進(jìn)行固定的固定裝置。
據(jù)此，可防止上述金屬薄膜芯片與上述第二絕緣性基板錯(cuò)開。
而且，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，上述設(shè)置臺(tái)以及加壓裝置優(yōu)選具有使上述微波通過的特性。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述設(shè)置臺(tái)以及加壓裝置因具有使微波通過的特性，故由上述微波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的微波的大部分通過上述設(shè)置臺(tái)以及加壓裝置，到達(dá)金屬薄膜。因此，可發(fā)揮提高金屬薄膜的加熱效率的功效。
而且，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，上述金屬薄膜優(yōu)選由金構(gòu)成。
據(jù)此，為了使SPR法的檢測(cè)中所使用的金蒸鍍芯片的金蒸鍍膜面平坦化，而使用本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置的情況下，能夠用低成本提供表面平坦化良好的金蒸鍍芯片。
而且，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，上述第二絕緣性基板中的與金屬薄膜接觸的面，優(yōu)選具有1nm以下的表面粗糙度。
據(jù)此，在上述金屬薄膜芯片的金屬薄膜上，可轉(zhuǎn)移第二絕緣性基板面的1nm以下的表面粗糙度的輪廓。若能使上述金屬薄膜的表面粗糙度為1nm以下，則在SPR法中，也能進(jìn)行再現(xiàn)性良好的測(cè)定。
據(jù)此，在上述金屬薄膜芯片的金屬薄膜上，可轉(zhuǎn)移第二絕緣性基板面的1nm以下的表面粗糙度的輪廓。若能使上述金屬薄膜的表面粗糙度為1nm以下，則在SPR法中，也能進(jìn)行再現(xiàn)性良好的測(cè)定。
為了解決上述課題，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造方法，為使形成于第一絕緣性基板上的金屬薄膜的表面平坦化的金屬薄膜芯片制造方法，其特征包含加壓工序，通過第二絕緣性基板，從與金屬薄膜的表面垂直的方向夾住上述金屬薄膜，并對(duì)其進(jìn)行加壓；以及加熱工序，加熱金屬薄膜。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造方法，優(yōu)選在上述加熱工序中，通過利用磁通量產(chǎn)生裝置使磁通量貫通上述金屬薄膜，而加熱金屬薄膜。
在上述加壓工序以及加熱工序中，通過把上述金屬薄膜加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行加壓，可以把第二絕緣性基板面的輪廓轉(zhuǎn)移到金屬薄膜的表面。通過選擇第二絕緣性基板的表面粗糙度小的基板，可使金屬薄膜的表面平坦化。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造方法，優(yōu)選在上述加熱工序中，用微波產(chǎn)生裝置把微波照射到上述金屬薄膜，以加熱金屬薄膜。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造方法，上述加壓工序以及加熱工序優(yōu)選在真空中或惰性氣體環(huán)境，或在與大氣相同環(huán)境狀態(tài)的任意一種環(huán)境下進(jìn)行。
據(jù)此，可防止金屬薄膜芯片的金屬薄膜的氧化，可防止金屬薄膜的表面質(zhì)量的劣化。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造方法，上述金屬薄膜優(yōu)選由蒸鍍法形成。
本發(fā)明的其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，通過以下所示的記載可充分明了。


圖1(a)為表示本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置的概略結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖1(b)是表示本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置的概略結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖2為用AFM進(jìn)行表面觀察，在金蒸鍍膜的表面的預(yù)定直線的表面粗糙度輪廓圖。
圖3為用AFM對(duì)上述平坦化玻璃基板的表面進(jìn)行觀察的與金屬薄膜的表面接觸的面的預(yù)定直線的表面粗糙度輪廓圖。
圖4為用AFM對(duì)在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中進(jìn)行平坦化的金蒸鍍膜表面進(jìn)行金蒸鍍膜的表面觀察的，預(yù)定直線中的金蒸鍍膜的表面粗糙度輪廓圖。
圖5為用AFM對(duì)在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中未被平坦化的金蒸鍍膜表面進(jìn)行金蒸鍍膜的表面觀察的，預(yù)定直線中的金蒸鍍膜的表面粗糙度輪廓圖。
圖6(a)為用AFM對(duì)以500℃保持10小時(shí)的金蒸鍍膜進(jìn)行金蒸鍍膜表面進(jìn)行觀察的，預(yù)定直線中的金蒸鍍膜的表面粗糙度輪廓圖。
圖6(b)為用AFM對(duì)以500℃保持30小時(shí)的金蒸鍍膜進(jìn)行金蒸鍍膜的表面進(jìn)行觀察的，預(yù)定直線中的金蒸鍍膜的表面粗糙度輪廓圖。
圖7為以頻率2.45GHz、振動(dòng)輸出950W、壓縮荷重39.2N(壓縮應(yīng)力0.30MPa)、微波振動(dòng)時(shí)間5分鐘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且由AFM得到的，金蒸鍍膜的表面的金蒸鍍膜表面粗糙度輪廓。
圖8為以頻率2.45GHz、振動(dòng)輸出950W、壓縮荷重39.2N(壓縮應(yīng)力0.30MPa)、微波振動(dòng)時(shí)間3分鐘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且由AFM得到的，金蒸鍍膜的表面的金蒸鍍膜表面粗糙度輪廓。
具體實(shí)施例方式
針對(duì)本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置的一個(gè)實(shí)施方式，根據(jù)圖1～圖6進(jìn)行說明如下。此外，本發(fā)明并非限定于此。
圖1(a)、(b)是表示本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置的概略結(jié)構(gòu)剖面圖。如圖1(a)所示，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置在容器(處理室)9內(nèi)具備加壓裝置13，包含絕緣性基板3與加壓部件4；芯片設(shè)置臺(tái)5；加熱裝置(加熱手段)12，包含線圈7和向此線圈(磁通量產(chǎn)生裝置)7供給交流電流的電源8。而且，在上述容器9內(nèi)，配設(shè)有排出該容器9內(nèi)空氣的真空泵(空氣排出裝置)11。
在上述金屬薄膜芯片制造裝置中，在芯片設(shè)置臺(tái)5上設(shè)置有金屬薄膜芯片10，在金屬薄膜芯片10的絕緣性基板2(第一絕緣性基板)上，形成有金屬薄膜1。如圖1(b)所示，設(shè)置于芯片設(shè)置臺(tái)5上的金屬薄膜芯片10被芯片設(shè)置臺(tái)5與加壓裝置13夾住并被加壓。此時(shí)，金屬薄膜芯片10中的金屬薄膜1與加壓裝置13中的絕緣性基板3面對(duì)面(接觸)。此外，上述金屬薄膜1被絕緣性基板2與絕緣性基板3夾住而被加壓。
而且，設(shè)置于芯片設(shè)置臺(tái)5并被加壓的金屬薄膜芯片10中的金屬薄膜1，通過上述加熱裝置12而被加熱。針對(duì)此加熱裝置12進(jìn)行說明。若由電源8向上述加熱裝置12中的線圈7供給交流電流，則在線圈7產(chǎn)生磁通量。在上述金屬薄膜芯片制造裝置中，由上述線圈7產(chǎn)生的磁通量貫通被放置在上述芯片設(shè)置臺(tái)5上的金屬薄膜芯片10中的金屬薄膜1。如此，若磁通量貫通上述金屬薄膜1，則通過電磁感應(yīng)，使渦電流在該金屬薄膜1內(nèi)被感應(yīng)。金屬薄膜1被此渦電流加熱到熔點(diǎn)。
如上所述，被加熱到熔點(diǎn)的金屬薄膜1的表面變軟。而且，由于此金屬薄膜1被絕緣性基板2與絕緣性基板3夾住并被加壓，故在該金屬薄膜1的表面轉(zhuǎn)移有所接觸的絕緣性基板3的面的輪廓。
如上所述，在金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1上，可轉(zhuǎn)移絕緣性基板3的面的輪廓。作為絕緣性基板3，通過使用與金屬薄膜1接觸的面的表面粗糙度(面中的凹凸大小)比金屬薄膜1的表面粗糙度小的基板，可改善金屬薄膜1的表面粗糙度。上述絕緣性基板3的表面粗糙度，例如在通過蒸鍍形成上述金屬薄膜1的情況下，其表面粗糙度為5nm，若可改善其表面粗糙度的話即可，2nm～1nm較理想，1nm以下更理想。若可以使金屬薄膜1的表面粗糙度為1nm以下，則在SPR法中也能再現(xiàn)性很好地進(jìn)行測(cè)定。而且，也能直接用AFM(原子力顯微鏡)等觀測(cè)被固定于表面的配合基。
此外，由于絕緣性基板2以及絕緣性基板3是絕緣性材料，故即使磁通量貫通，渦電流也不會(huì)被感應(yīng)，而且不會(huì)被加熱。因此，在上述金屬薄膜芯片制造裝置中，可僅加熱金屬薄膜1，可防止絕緣性基板2以及絕緣性基板3因被加熱而變形。
而且，通過由真空泵11使容器9內(nèi)成真空狀態(tài)，可防止金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1因氧化等而劣化。而且，取代真空泵11，也可以配設(shè)將惰性氣體注入容器9內(nèi)的惰性氣體置換裝置，據(jù)此，可防止金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1劣化。
而且，為了防止上述金屬薄膜芯片10與絕緣性基板3錯(cuò)開，也可以配設(shè)固定部件。在本實(shí)施方式中，作為此固定部件，可舉出由絕緣性材料構(gòu)成的膠帶等，但是只要是由絕緣性材料構(gòu)成，就沒有特別限定。而且在上述中，加壓裝置13由加壓部件4與絕緣性基板3構(gòu)成，但是把絕緣性基板3分離的結(jié)構(gòu)也可以。在該情況下，預(yù)先使絕緣性基板3附著于金屬薄膜芯片10上而設(shè)置于芯片設(shè)置臺(tái)5上，并用加壓部件4加壓即可。
以下，針對(duì)各部件進(jìn)行說明。
作為上述金屬薄膜芯片10，若是利用現(xiàn)有的薄膜制作方法制作的金屬薄膜1形成于絕緣性基板2的芯片，則不特別限定，例如，可舉出利用蒸鍍法或?yàn)R鍍法將金屬薄膜1蒸鍍于絕緣性基板2上的廉價(jià)的芯片。
上述絕緣性基板2以及絕緣性基板3的材料若為絕緣性材料，則不特別限定，但優(yōu)選為不會(huì)因在通過線圈7對(duì)金屬薄膜1進(jìn)行加熱時(shí)所產(chǎn)生的發(fā)熱量而被軟化的材料。據(jù)此，當(dāng)加壓以及加熱金屬薄膜1時(shí)，絕緣性基板2以及絕緣性基板3不會(huì)變形。因此，在使金屬薄膜1的表面平坦化時(shí)，可正確地將絕緣性基板2或絕緣性基板3的表面的凹凸轉(zhuǎn)移到金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1的表面，并且可提供能夠更均勻地使金屬薄膜的表面平坦化的金屬薄膜芯片制造裝置。
而且，例如，在使SPR法中所使用的金蒸鍍膜平坦化的情況下，絕緣性基板2或絕緣性基板3的材料優(yōu)選為玻璃材料。
而且，加壓部件4以及芯片設(shè)置臺(tái)5的材料若為絕緣性材料，則不特別限定，但優(yōu)選為石英玻璃、陶瓷。由于這些部件也接觸上述絕緣性基板2或絕緣性基板3，故若被線圈7加熱，則有可能會(huì)使絕緣性基板2或絕緣性基板3的溫度上升，并且通過加壓，有可能使絕緣性基板2或絕緣性基板3變形。特別是，加壓部件4以及芯片設(shè)置臺(tái)5的材料優(yōu)選為介電損耗小的材料。
而且，在本實(shí)施方式中，金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1雖然被加熱到金屬薄膜1的熔點(diǎn)，但不限定于此，也可以在金屬薄膜1軟化的溫度下被加熱。這種金屬薄膜1的加熱溫度受到由電源8供給線圈7的交流電流的頻率影響。上述交流電流的頻率越高，則高密度的磁通量越會(huì)在線圈7生成。通過高密度的磁通量貫通金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1，在金屬薄膜1內(nèi)產(chǎn)生密度高的渦電流，可用更短時(shí)間就能夠?qū)⒔饘俦∧ば酒?0的金屬薄膜1加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)。加熱時(shí)間與絕緣性基板2以及絕緣性基板3的溫度上升有關(guān)，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越上升。因此，若考慮絕緣性基板2以及絕緣性基板3的變形，則上述加熱時(shí)間越短越好。因此，為了以短時(shí)間加熱上述金屬薄膜1，上述交流電流的頻率優(yōu)選設(shè)定為數(shù)KHz～數(shù)MHz的頻率。而且，由渦電流造成的金屬薄膜1的發(fā)熱量，因金屬薄膜1的材料的固有電阻或?qū)Т怕实牟煌煌?，故上述交流電流的頻率根據(jù)金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1的材料可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
而且，因金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1的加熱時(shí)間，亦即供給上述線圈7的交流電流的供給時(shí)間受上述加熱溫度的影響，故根據(jù)金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1的材料可適宜地進(jìn)行設(shè)定。
而且，由上述加壓部件4以及芯片設(shè)置臺(tái)5產(chǎn)生的加壓荷重，如上所述，在金屬薄膜1被加熱到熔點(diǎn)的情況下，可用0.1～10MPa左右將絕緣性基板3的表面的凹凸轉(zhuǎn)移到金屬薄膜1，故是理想的。此外，對(duì)此加壓荷重沒有特別的限定，如果在絕緣性基板2以及絕緣性基板3不破損的范圍內(nèi)即可，根據(jù)上述金屬薄膜1的加熱時(shí)間以及加熱溫度、金屬薄膜1的金屬種類以及金屬薄膜芯片10的金屬薄膜面的面積，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
而且，在圖1的金屬薄膜芯片制造裝置中，雖然通過絕緣性基板3從金屬薄膜1的垂直上方夾住設(shè)置在設(shè)置臺(tái)5上的金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1并進(jìn)行加壓，但是如果是從垂直于金屬薄膜1表面的方向夾住的結(jié)構(gòu)即可。例如，作為金屬薄膜芯片制造裝置，可舉出如下結(jié)構(gòu)把在圖1中的加壓部件4施加的加壓荷重的方向作為上方向，從橫方向(與上述上方向垂直的方向)夾住金屬薄膜。
其次，說明本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中的金屬薄膜芯片制造方法的一例。
首先，準(zhǔn)備使金屬薄膜1形成于絕緣性基板2上的金屬薄膜芯片10。其次，通過加壓裝置中的絕緣性基板3，從金屬薄膜1的垂直上方夾住此金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1并進(jìn)行加壓(加壓工序)。
而且，通過加熱裝置12中的線圈7，使磁通量貫通上述金屬薄膜1，以加熱金屬薄膜1(加熱工序)。此時(shí)，也可以使容器9內(nèi)成真空狀態(tài)或惰性氣體環(huán)境。上述磁通量可通過從電源8向線圈7供給交流電流而產(chǎn)生。
通過上述加壓工序以及加熱工序，把金屬薄膜1加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)并進(jìn)行加壓，可將絕緣性基板3的面的輪廓轉(zhuǎn)移到金屬薄膜1的表面。通過選擇此絕緣性基板3的表面粗糙度小的基板，可使金屬薄膜1的表面平坦化。
如上所述，通過本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置以及金屬薄膜芯片制造方法，因?yàn)閷?duì)簡(jiǎn)單且廉價(jià)的蒸鍍法得到的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，可以一邊利用加壓裝置進(jìn)行加壓，一邊由線圈在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加熱，故此在上述工序所需成本遠(yuǎn)不如使用高度的蒸鍍法的情況。另外，由于可急速加熱金屬薄膜芯片的金屬薄膜，故自動(dòng)化也容易。
而且，當(dāng)把本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置以及金屬薄膜芯片制造方法，適用于特別是在SPR法中所使用的金蒸鍍芯片時(shí)，可迅速且大量地得到具有平坦的金蒸鍍膜面的金蒸鍍芯片。因此，在SPR法使用的金蒸鍍芯片可實(shí)現(xiàn)日常使用程度的低成本，可得到再現(xiàn)性良好的數(shù)據(jù)。
而且，在本發(fā)明中的加熱裝置若可加熱設(shè)置于設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，則沒有特別限定。例如上述加熱裝置具備產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生裝置也可以。通過加熱裝置使微波照射到上述金屬薄膜芯片的金屬薄膜，來加熱金屬薄膜。
照射微波到膜厚較大的金屬薄膜(膜厚為數(shù)μm～數(shù)mm)的情況下，在金屬薄膜的表面附近，自由電子的振動(dòng)變得活躍并被加熱。但是，因伴隨著此自由電子的振動(dòng)的活躍化，后續(xù)的微波無法進(jìn)入金屬薄膜內(nèi)部，故發(fā)生多數(shù)微波在金屬薄膜表面反射的這種遮蔽效應(yīng)。而且，若金屬薄膜表面附近的自由電子的振動(dòng)過于活躍，則會(huì)發(fā)生自由電子跳到空中，或跳移到別的物體上的所謂放電現(xiàn)象。因此，目前為止，加熱金屬的方法，幾乎不利用微波照射。
但是，可適用于本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置的，例如像金蒸鍍芯片那樣膜厚非常薄的金屬薄膜(膜厚nm等級(jí))的情況下，金屬薄膜整體被視為表面附近。因此，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整所照射的微波的供給量，金屬薄膜可加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)的溫度，也就是說金屬薄膜可加熱到半熔解狀態(tài)。
而且，對(duì)于膜厚非常薄的金屬薄膜的情況，若金屬薄膜的表面附近的自由電子的振動(dòng)過于活躍，則自由電子會(huì)跳到空中，容易發(fā)生放電現(xiàn)象。但是，在本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中，加壓裝置通過第二絕緣性基板，從與金屬薄膜的表面垂直的方向，夾住設(shè)置在設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜并進(jìn)行加壓。因此，金屬薄膜變成在設(shè)置臺(tái)與第二絕緣性基板之間緊密接觸的狀態(tài)。因此，自由電子很難跳到空中，可很好地抑制放電現(xiàn)象。
而且，加壓裝置以及設(shè)置臺(tái)優(yōu)選為介電損耗小的材料。介電損耗大的情況下，不僅通過的微波少，而且通過微波照射而被加熱，并且通過熱傳導(dǎo)，使第一絕緣性基板或轉(zhuǎn)移用的第二絕緣性基板被加熱，故并不合適。在使用介電損耗小的材料的情況下，加壓裝置以及設(shè)置臺(tái)幾乎不被微波加熱。而且，加壓裝置以及設(shè)置臺(tái)優(yōu)選具有使微波通過的特性。據(jù)此，由上述微波產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的微波的大半部分通過上述設(shè)置臺(tái)以及加壓裝置后，到達(dá)金屬薄膜。因此，可發(fā)揮金屬薄膜的加熱效率提高的效果。
具有這種使微波通過的特性的材料可舉出例如有耐熱玻璃(pyrexglass，注冊(cè)商標(biāo))、石英玻璃、硅樹脂、聚苯乙烯、聚丙烯或氟樹脂等的高分子材料。作為加壓裝置以及設(shè)置臺(tái)的材料，在使用硅樹脂、聚苯乙烯、聚丙烯或氟樹脂等高分子材料的情況下，特別是，上述金屬薄膜芯片制造裝置具有從橫方向(與上述上方向垂直的方向)夾住金屬薄膜的結(jié)構(gòu)的情況下，較適合使用。
其中，由于耐熱(注冊(cè)商標(biāo))玻璃使微波的大半部分通過，且介電損耗小，因此是理想的。微波的一部分被吸收，但因?yàn)槟蜔?注冊(cè)商標(biāo))玻璃的介電常數(shù)小，故即使被照射微波，也不會(huì)變成高溫。因此，被照射的微波的大半部分貫通耐熱(注冊(cè)商標(biāo))玻璃制的加壓裝置以及設(shè)置臺(tái)，到達(dá)金屬薄膜的表面。此外，耐熱(注冊(cè)商標(biāo))玻璃用作家庭用微波爐的容器。
而且，由于石英玻璃與耐熱(注冊(cè)商標(biāo))玻璃相比，其介電損耗小，并且可很好地抑制來自加壓裝置以及設(shè)置臺(tái)的發(fā)熱，故更理想。
而且，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置，優(yōu)選在通過微波照射進(jìn)行加熱的情況下，具備在與大氣相同環(huán)境下封閉設(shè)置于上述設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的處理室。
利用高頻加熱裝置進(jìn)行加熱的情況下，若環(huán)境中有氧的話，金屬薄膜表面容易被氧化。因此，利用高頻加熱裝置進(jìn)行加熱的情況下，優(yōu)選在真空中或在惰性氣體中加熱金屬薄膜。但是，利用微波照射而進(jìn)行加熱的情況下，因微波具有還原性，故即使在氧存在的大氣中，也能進(jìn)行加熱。因此，與具備在真空狀態(tài)或在惰性氣體環(huán)境中密閉金屬薄膜芯片的處理室的情況比較，所發(fā)揮的效果為，可避免在去氧或惰性氣體下進(jìn)行室內(nèi)置換的麻煩。此外，在該情況下，為了不使微波漏到外部，需要封閉的處理室。
而且，微波產(chǎn)生裝置中的微波的振動(dòng)頻率、振動(dòng)輸出或振動(dòng)時(shí)間或由加壓裝置產(chǎn)生的加壓荷重，根據(jù)金屬薄膜的大小、絕緣性材料的種類、金屬薄膜芯片的設(shè)置場(chǎng)所或處理室的空間結(jié)構(gòu)等可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。定性上，在加大微波的振動(dòng)頻率以及振動(dòng)輸出的情況下，振動(dòng)時(shí)間短，故是理想的。
例如，用金蒸鍍芯片作為金屬薄膜芯片的情況下，優(yōu)選設(shè)定為微波的振動(dòng)頻率2.45～100GHz、振動(dòng)輸出0.1～2kW、振動(dòng)時(shí)間0.1～10分鐘。
振動(dòng)頻率2.45GHz是作為ISM頻帶而無最大放射容許值限制的頻率，并且被放開用于工業(yè)用、科學(xué)用、醫(yī)療用或家庭用的各種機(jī)器或裝置。現(xiàn)在，作為工業(yè)用，比上述頻率還高的振蕩器已被開發(fā)，被稱為陀螺振子(gyrotron)。這種振蕩器有振動(dòng)頻率為28GHz或100GHz的。但是，這種振動(dòng)頻率高的振蕩器由于價(jià)格高，故只有振動(dòng)頻率到5.8GHz為止的振蕩器才具實(shí)用性。因此，可適用于本發(fā)明的微波的振動(dòng)頻率特別優(yōu)選為2.45～5.8GHz。
而且，如后述實(shí)施例所示，當(dāng)以振動(dòng)輸出950W加熱金屬薄膜時(shí)，相對(duì)于以5分鐘的微波照射和金屬薄膜變成半熔解狀態(tài)，在照射3分鐘微波的情況下，加熱溫度還比較低。而且，如果使振動(dòng)輸出比950W弱，則到金屬薄膜變成半熔解狀態(tài)為止，需相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間(數(shù)十分鐘)。因此，微波振動(dòng)輸出根據(jù)金屬薄膜的大小、絕緣性材料的種類、金屬薄膜芯片的設(shè)置場(chǎng)所或處理室的空間構(gòu)造等，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，但振動(dòng)輸出優(yōu)選為0.1～2kW。此外，上述振動(dòng)輸出為每一片金屬薄膜芯片的振動(dòng)輸出。同時(shí)加熱幾片金屬薄膜芯片的情況下，需要金屬薄膜芯片的片數(shù)乘以振動(dòng)輸出。在工業(yè)用大型振動(dòng)裝置中，也有90kW的振動(dòng)裝置。
而且，振動(dòng)時(shí)間根據(jù)上述微波的振動(dòng)頻率或振動(dòng)輸出、其它各種條件，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，但優(yōu)選設(shè)定為0.1～10分鐘。
而且，由加壓裝置產(chǎn)生的加壓荷重根據(jù)金屬薄膜的強(qiáng)度可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。金屬薄膜軟且容易變形的情況下，可以使加壓荷重設(shè)定得較小。而且，與此相反，當(dāng)溫度低且不易變形的情況下，需要大的加壓荷重。如后述實(shí)施例所示，利用微波照射進(jìn)行加熱的情況下，金蒸鍍膜被加熱到接近熔點(diǎn)，金蒸鍍膜變成半熔解狀態(tài)。因此，通過施加0.30MPa的加壓荷重，可轉(zhuǎn)移第二絕緣性基板的表面輪廓。因此，金屬薄膜完全熔解而變成液體狀態(tài)的情況下，加壓荷重也可以為更低的荷重。但是，在使金屬薄膜成為液體的狀態(tài)，且施加低的加壓荷重的情況下，金屬有可能流出。而且，與此相反，在加大加壓荷重的情況下(比10MPa大的情況)，第二絕緣性基板有可能破損。因此，由加壓裝置產(chǎn)生的加壓荷重優(yōu)選為0.1～10MPa。
更具體而言，通過設(shè)定微波振動(dòng)頻率為2.45GHz、振動(dòng)輸出為950W、振動(dòng)時(shí)間為5分鐘，并且把由加壓裝置產(chǎn)生的加壓荷重設(shè)定為0.30MPa，可實(shí)現(xiàn)金蒸鍍芯片的金蒸鍍膜的平坦化。
如上所述，通過用微波加熱金屬薄膜，以使其達(dá)到像半熔解狀態(tài)般容易變形的狀態(tài)，加壓裝置可以利用更小的加壓荷重(壓縮應(yīng)力)使金屬薄膜表面變形。因此，可以更容易地將第二絕緣性基板的表面輪廓轉(zhuǎn)移到金屬薄膜表面。
而且，在利用微波照射進(jìn)行的加熱中，對(duì)加壓以及加熱的環(huán)境，沒有特別限定，在大氣中、惰性氣體中或真空中均可。
如上所述，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置具有設(shè)置臺(tái)，設(shè)置金屬薄膜芯片；加壓裝置，通過第二絕緣性基板，從與金屬薄膜的表面垂直的方向夾住設(shè)置在設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜并對(duì)其進(jìn)行加壓；加熱裝置，加熱設(shè)置于設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，上述加熱裝置具備產(chǎn)生磁通量的磁通量產(chǎn)生裝置，以使磁通量貫通設(shè)置于設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，并且上述加熱裝置通過上述磁通量加熱金屬薄膜，或者通過微波的照射加熱金屬薄膜芯片的金屬薄膜。
據(jù)此，可以把金屬薄膜加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)，在金屬薄膜的表面，可容易轉(zhuǎn)移所接觸的第二絕緣性基板的面的輪廓。因此，利用加壓裝置的金屬薄膜的加壓，可改善金屬薄膜的表面粗糙度，可容易使金屬薄膜芯片平坦化。
以下，在實(shí)施例中，更詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是這些實(shí)施例只是用于說明本發(fā)明，本發(fā)明當(dāng)然不是限定于這些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍下，可進(jìn)行種種的變更、修正以及改變。
以下，作為金屬薄膜芯片10，對(duì)使用通過蒸鍍法或?yàn)R鍍法把金蒸鍍?cè)诓ＡЩ?相當(dāng)于絕緣性基板2)上的金蒸鍍芯片的實(shí)施例進(jìn)行說明。金蒸鍍膜相當(dāng)于金屬薄膜1。
在本實(shí)施例中，測(cè)定上述金蒸鍍芯片中的金蒸鍍膜的膜厚。
利用鑷子抓搔金蒸鍍芯片的金蒸鍍膜面，使其受損傷，并使玻璃基板露出后，利用原子力顯微鏡(AFM)進(jìn)行金蒸鍍膜的表面觀察。圖2表示用AFM進(jìn)行表面觀察，并在金蒸鍍膜的表面的預(yù)定直線上的表面粗糙度輪廓圖。金蒸鍍膜的表面上的C點(diǎn)的位置，表示的是未被鑷子抓搔的位置的表面形狀。而且，D點(diǎn)的位置表示的是被鑷子抓搔而被損傷并露出絕緣性基板2的位置的表面形狀。此外，在同圖中，x方向表示金蒸鍍膜的預(yù)定直線的方向，z方向表示的是，在該直線中的金蒸鍍膜的表面為平坦時(shí)的垂直方向。
如圖2的表面輪廓所示，在金蒸鍍膜的表面的C點(diǎn)與D點(diǎn)被認(rèn)為有明確的階差。在C點(diǎn)與D點(diǎn)測(cè)定垂直距離的差，約為50nm。由于D點(diǎn)是露出玻璃基板的位置，故金蒸鍍膜的膜厚為50nm。
測(cè)定本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置中的用作絕緣性基板3的平坦化用玻璃基板的、與金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1的表面接觸的面的表面粗糙度。
在上述平坦化用玻璃基板中，利用AFM觀察與金屬薄膜芯片10的金屬薄膜1的表面接觸的面。圖3為表示用AFM觀察上述平坦化用玻璃基板的表面的在與金屬薄膜1的表面接觸的面的預(yù)定直線上的表面粗糙度輪廓圖。此外在同圖中，x方向?yàn)楸硎九c平坦化用玻璃基板的金屬薄膜1的表面接觸的面的預(yù)定直線的方向，z方向表示在該平坦化用玻璃基板的面為平坦時(shí)的垂直方向。
由圖3的表面粗糙度輪廓圖得知，上述平坦化用玻璃基板的表面粗糙度的值為1nm。此外，此表面粗糙度的值為表面粗糙度輪廓圖中的接鄰的峰與谷的高度差。因此，表面粗糙度的值越大，表面的凹凸越大。
使用上述金屬薄膜芯片制造裝置，進(jìn)行上述金蒸鍍膜的平坦化。如實(shí)施例一所示，此金蒸鍍膜為50nm。而且，金蒸鍍膜的面積為3mm×5mm＝15mm2。此外，作為絕緣性基板3，使用在實(shí)施例二使用的平坦化用玻璃基板。
首先，利用AFM觀察上述金蒸鍍膜的表面。圖5為表示用AFM觀察金蒸鍍膜的表面的預(yù)定直線中的表面粗糙度輪廓圖。此外，在同圖中，x方向表示金蒸鍍膜面的預(yù)定直線的方向，z方向表示在該直線中的金蒸鍍膜的表面為平坦時(shí)的垂直方向。由圖5的表面粗糙度輪廓圖得知，上述金蒸鍍膜的表面粗糙度的值為5nm。
而且，在本實(shí)施例中，作為加壓部件4以及芯片設(shè)置臺(tái)5，使用了石英玻璃制品，進(jìn)行上述金蒸鍍膜的平坦化。此外，通過加壓部件4施加給金蒸鍍膜的加壓荷重的壓縮應(yīng)力1MPa。使容器9成為真空狀態(tài)，并向線圈7供給1.7KHz的交流電流之后，加熱金蒸鍍膜30秒鐘。另外，在本實(shí)施例中，為了使金蒸鍍芯片與平坦化用玻璃基板不會(huì)錯(cuò)開，用賽璐玢帶(cellophane tape)作為固定部件來進(jìn)行固定。
加熱后，上述賽璐玢帶完全看不到變化，得知賽璐玢帶沒有被加熱。而且，對(duì)于上述金蒸鍍芯片的玻璃基板，在剛加熱后，可以用手觸摸。這一點(diǎn)顯示，只有金蒸鍍膜通過線圈7被加熱。而且，顯示通過在線圈7的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的渦電流造成上述金蒸鍍膜的總發(fā)熱量低。
利用AFM觀察進(jìn)行了上述處理的金蒸鍍膜的表面。圖4(a)以及(b)是表示用AFM觀察表面的在金蒸鍍膜面的預(yù)定直線上的表面粗糙度輪廓圖。此外，在同圖中，x方向表示金蒸鍍膜面的預(yù)定直線的方向，z方向表示在該直線中的金蒸鍍膜的表面為平坦時(shí)的垂直方向。
如圖4(a)所示，利用本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置處理的金蒸鍍膜的表面粗糙度的值為1nm。此表面粗糙度的值與在實(shí)施例二中所使用的玻璃基板的表面粗糙度的值相等，表示玻璃基板的玻璃表面的輪廓被轉(zhuǎn)移到金蒸鍍膜的表面。據(jù)此，得知金蒸鍍膜的表面的輪廓被改變成平坦的表面。
而且，如圖4(b)所示，也能看見在金蒸鍍膜的表面中凹凸較大的部分。此部分的表面粗糙度的值為2nm。此點(diǎn)可考慮為，因?qū)D(zhuǎn)移時(shí)的金蒸鍍芯片的金蒸鍍膜的表面的壓縮荷重不足，故金在平坦化用玻璃基板的面上的填充不充分。因此，通過增加壓縮荷重，可以改善此表面粗糙度。
本案發(fā)明人對(duì)以下方法進(jìn)行了研究，即不加壓而加熱金蒸鍍的絕緣性基板，并且使絕緣性基板上的金蒸鍍粒子凝集成長(zhǎng)，從而使金蒸鍍膜表面凹凸平坦化。若以比金的再結(jié)晶溫度(接近200℃)還高的溫度加熱，則金蒸鍍粒子以界面能(interfacial energy)當(dāng)作驅(qū)動(dòng)力而凝集成長(zhǎng)，使金蒸鍍膜平坦化。但是，若加熱溫度高，則絕緣性基板會(huì)軟化，故無法使金蒸鍍膜平坦化。因此，加熱溫度必須設(shè)為比玻璃的軟化點(diǎn)500℃還低的溫度。因此，嘗試了當(dāng)加熱溫度為500℃時(shí)，使金蒸鍍膜凝集成長(zhǎng)而平坦化的方法。
在真空中以100℃/h加熱金蒸鍍芯片到500℃。而且，加熱后，在500℃保持10小時(shí)或30小時(shí)，并且以100℃/h冷卻到室溫。
利用AFM觀察此金蒸鍍膜的表面。圖6(a)以及圖(b)是表示用AFM觀察金蒸鍍膜的表面的預(yù)定直線中的金蒸鍍膜的表面粗糙度輪廓圖。此外，在同圖中，x方向表示金蒸鍍膜面的預(yù)定直線的方向，z方向表示在該直線中的金蒸鍍膜的表面為平坦時(shí)的垂直方向。圖6(a)表示在500℃保持10小時(shí)時(shí)的金蒸鍍膜的表面粗糙度輪廓圖。圖6(b)為表示在500℃保持30小時(shí)時(shí)的金蒸鍍膜的表面粗糙度輪廓圖。
如圖6(a)以及(b)所示，凝集粗大化的部分(圖6(a)的F的表面區(qū)域以及圖6(b)的H的表面區(qū)域)的表面粗糙度的值為2nm。另一方面，未凝集粗大化的部分(圖6(a)的E的表面區(qū)域以及圖6(b)的G的表面區(qū)域)的表面粗糙度的值為5nm。其結(jié)果得知當(dāng)加熱溫度為500℃并使金蒸鍍膜凝集成長(zhǎng)時(shí)，金蒸鍍粒子凝集粗大化。保持30小時(shí)的情況與保持10小時(shí)的情況相比，金蒸鍍粒子的粗大化進(jìn)行得更好。但是，即使在保持30小時(shí)的情況下，凝集粗大化也是局部的，也看到未凝集粗大化的部分。在保持更長(zhǎng)時(shí)間的情況下，可預(yù)料在金蒸鍍膜表面整體上，金蒸鍍膜的表面粗糙度也變得均勻(表面粗糙度的值為2nm)。但是，在使金蒸鍍膜表面的凹凸平坦化的時(shí)候，僅以界面能當(dāng)作驅(qū)動(dòng)力而利用，故金蒸鍍粒子的凝集粗大化速度相當(dāng)慢，在成本上有問題。
使用本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置進(jìn)行了金蒸鍍膜的平坦化。此金蒸鍍膜的面積為13mm×10mm＝130mm2。
以表面粗糙度為1nm以下的平坦化用玻璃基板(第二絕緣性基板)夾住金蒸鍍膜，對(duì)金蒸鍍膜垂直地施加壓縮荷重。此外，上述壓縮荷重用砝碼(加壓裝置)使用耐熱(注冊(cè)商標(biāo))玻璃板。而且，上述壓縮荷重的增減調(diào)整是通過變更耐熱(注冊(cè)商標(biāo))玻璃板的片數(shù)來進(jìn)行。
而且，在大氣環(huán)境中，通過把微波照射到金蒸鍍膜上，進(jìn)行金蒸鍍膜的平坦化。微波產(chǎn)生裝置使用頻率為2.45GHz、振動(dòng)輸出為950W(市面上銷售的微波爐)。而且，金蒸鍍膜平坦化用的溫度調(diào)整是通過改變微波振動(dòng)時(shí)間來進(jìn)行。
而且，金蒸鍍膜平坦化后，用AFM觀察金蒸鍍膜表面。
在本實(shí)施例中，以壓縮荷重為39.2N(壓縮應(yīng)力0.30MPa)、微波振動(dòng)時(shí)間5分鐘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過AFM觀察金蒸鍍膜的表面。圖7顯示利用AFM進(jìn)行的觀察結(jié)果所得到的金蒸鍍膜的表面輪廓。如圖7所示，得知金蒸鍍膜的表面粗糙度為1nm左右，平坦化用玻璃基板的表面凹凸被轉(zhuǎn)移。
除了把微波振動(dòng)時(shí)間設(shè)為3分鐘外，進(jìn)行與上述實(shí)施例四一樣的操作，通過AFM觀察金蒸鍍膜的表面。其結(jié)果，金蒸鍍粒子的凝集被觀察到。此點(diǎn)暗示金蒸鍍膜被加熱到高溫。圖8顯示利用AFM的觀察結(jié)果所得到的金蒸鍍膜的表面輪廓。如圖8所示，金蒸鍍膜的表面粗糙度比微波振動(dòng)前還大。因此，可考慮為在微波振動(dòng)時(shí)間3分鐘，蒸鍍微粒子因凝集而粗大化，然而降伏應(yīng)力還高，故在0.30MPa的壓縮應(yīng)力下，金蒸鍍膜不充分變形，平坦化用玻璃基板的表面凹凸不被充分轉(zhuǎn)移。此外，雖然把微波振動(dòng)時(shí)間設(shè)為20分鐘，但不會(huì)發(fā)生放電。
由上述實(shí)施例四與上述比較例二，來測(cè)驗(yàn)微波加熱中的加熱條件以及加壓荷重的最佳條件。
平坦化用玻璃基板的表面凹凸是否被轉(zhuǎn)移到金蒸鍍膜表面取決于金蒸鍍膜的降伏應(yīng)力的大小、通過平坦化用玻璃基板作用的壓縮應(yīng)力的大小。若上述降伏應(yīng)力小的話，即使上述壓縮應(yīng)力小，也能轉(zhuǎn)移到金蒸鍍膜表面。但是，降伏應(yīng)力大的情況下，若壓縮應(yīng)力沒有相當(dāng)大，則無法轉(zhuǎn)移到金蒸鍍膜。而且，金蒸鍍膜的溫度越高，上述降伏應(yīng)力越降低。特別是金蒸鍍膜為半熔解狀態(tài)的情況下，降伏應(yīng)力變得極小。
在上述實(shí)施例四中，以輸出950W使微波振動(dòng)5分鐘，進(jìn)行金蒸鍍膜的平坦化。此金蒸鍍膜的表面輪廓顯示于圖7中。在實(shí)施例四中，可考慮為僅在0.30MPa的壓縮應(yīng)力下，就能夠把平坦化用玻璃基板的表面凹凸轉(zhuǎn)移到金蒸鍍膜，故金蒸鍍膜通過利用微波的加熱而變成半熔解狀態(tài)。另一方面，如上述比較例二，使微波振動(dòng)3分鐘的情況下，如圖8所示，在0.30MPa的壓縮應(yīng)力下，平坦化用玻璃基板的表面凹凸無法充分被轉(zhuǎn)移到金蒸鍍膜上。此點(diǎn)如上所述，可考慮為是因?yàn)榻鹫翦兡さ臏囟鹊鸵恍?，降伏?yīng)力仍高。因此，通過提高壓縮應(yīng)力到超過降伏應(yīng)力的大小，可改善金蒸鍍膜的表面粗糙度。
另一方面，加大微波的振動(dòng)輸出的情況下，可考慮為以更短的時(shí)間使金蒸鍍膜變成半熔解狀態(tài)。由處理時(shí)間的縮短與金蒸鍍芯片的大量生產(chǎn)的方面考慮，振動(dòng)輸出大的較理想。此外，作為業(yè)務(wù)用微波振蕩器，有振動(dòng)輸出從1.5kW到更大的微波振蕩器，均在市面上出售。
如上所述，為了將平坦化用玻璃基板的表面凹凸轉(zhuǎn)移到金蒸鍍膜表面，適當(dāng)?shù)剡x定微波的供給量(振動(dòng)輸出以及振動(dòng)時(shí)間)與壓縮荷重(壓縮應(yīng)力)相當(dāng)重要。
此外，在用以實(shí)施發(fā)明的最佳實(shí)施方式項(xiàng)中，所進(jìn)行的具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├徊贿^是使本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容更明確，不應(yīng)僅限定于這種具體例進(jìn)行狹義的解釋，在本發(fā)明的精神與以下所記載的權(quán)利要求范圍內(nèi)，可進(jìn)行種種變更并實(shí)施。
本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造方法、金屬薄膜芯片制造裝置以及金屬薄膜，除了在具有求出平坦度的SPR法等金屬薄膜的芯片的測(cè)定機(jī)器等中使用之外，對(duì)于以激光的反射鏡等用途而使用的金屬薄膜進(jìn)行平坦化時(shí)，也能使用。
權(quán)利要求
1.一種金屬薄膜芯片制造裝置，其能使在第一絕緣基板上形成的金屬薄膜的表面平坦化，其特征在于，它具有下列部件設(shè)置上述金屬薄膜芯片的設(shè)置臺(tái)；加壓裝置，用第二絕緣基板，從與金屬薄膜的表面垂直的方向夾住設(shè)置在設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，并且對(duì)其進(jìn)行加壓；對(duì)設(shè)置在設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜加熱的加熱裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述加熱裝置具有產(chǎn)生磁通量的磁通量產(chǎn)生裝置，以使磁通量貫通設(shè)置在設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片的金屬薄膜，并且通過上述磁通量，來加熱金屬薄膜。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述加熱裝置是具有作為上述磁通量產(chǎn)生裝置的線圈的高頻加熱裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述加熱裝置通過微波的照射來加熱金屬薄膜芯片的金屬薄膜。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述加熱裝置是具有產(chǎn)生微波的微波產(chǎn)生裝置的介電加熱裝置，微波照射在上述金屬薄膜芯片的金屬薄膜上。
6.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述設(shè)置臺(tái)和加壓裝置是由介電損耗小的材料制成的。
7.如權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，具有把設(shè)置在上述設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片密封在真空狀態(tài)或惰性氣體環(huán)境中的處理室。
8.如權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，具有把設(shè)置在上述設(shè)置臺(tái)上的金屬薄膜芯片密封在與大氣相同的環(huán)境中的處理室。
9.如權(quán)利要求1或7或8所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，具有在用第二絕緣基板把金屬薄膜芯片的金屬薄膜夾住的狀態(tài)下進(jìn)行固定的固定裝置。
10.如權(quán)利要求4或5所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述設(shè)置臺(tái)和加壓裝置具有讓上述微波通過的特性。
11.如權(quán)利要求1～10中任何一項(xiàng)所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述金屬薄膜是用金制成的。
12.如權(quán)利要求1～11中任何一項(xiàng)所述的金屬薄膜芯片制造裝置，其特征在于，上述第二絕緣基板上的與金屬薄膜接觸的面，具有1nm以下的表面粗糙度。
13.一種金屬薄膜芯片制造方法，其把已經(jīng)在第一絕緣基板上形成的金屬薄膜的表面平坦化，其特征在于，包括下列工序加壓工序，借助于第二絕緣基板，從垂直于金屬薄膜表面的方向夾住上述金屬薄膜，并對(duì)其進(jìn)行加壓；以及對(duì)金屬薄膜進(jìn)行加熱的加熱工序。
14.如權(quán)利要求13所述的金屬薄膜芯片制造方法，其特征在于，在上述加熱工序中，通過用磁通量產(chǎn)生裝置使磁通量貫通上述金屬薄膜，對(duì)金屬薄膜進(jìn)行加熱。
15.如權(quán)利要求13所述的金屬薄膜芯片制造方法，其特征在于，在上述加熱工序中，通過用微波產(chǎn)生裝置使微波照射在上述金屬薄膜上，對(duì)金屬薄膜進(jìn)行加熱。
16.如權(quán)利要求13～15中的任何一項(xiàng)所述的金屬薄膜芯片制造方法，其特征在于，上述加壓工序和加熱工序，在真空中或惰性氣體環(huán)境中，或者，在與大氣相同的環(huán)境中進(jìn)行。
17.如權(quán)利要求13～16中任何一項(xiàng)所述的金屬薄膜芯片制造方法，其特征在于，上述金屬薄膜是用蒸鍍法形成的。
全文摘要
為了實(shí)現(xiàn)用低成本可以使金屬薄膜的大的凹凸平坦化的金屬薄膜芯片制造方法及金屬薄膜芯片制造裝置以及金屬薄膜，本發(fā)明的金屬薄膜芯片制造裝置在容器(9)內(nèi)具有包含絕緣性基板(3)與加壓部件(4)的加壓裝置(13)；芯片設(shè)置臺(tái)(5)；加熱裝置(12)，包含線圈(7)和向該線圈(7)供給交流電流的電源(8)。而且，在上述容器(9)中，設(shè)有排出該容器(9)內(nèi)的空氣的真空泵(11)。通過上述線圈(7)產(chǎn)生的磁通量，貫通被放置于上述芯片設(shè)置臺(tái)(5)上的金屬薄膜芯片(10)中的金屬薄膜(1)。若磁通量貫通上述金屬薄膜(1)，則通過電磁感應(yīng)，渦電流在該金屬薄膜(1)內(nèi)被感應(yīng)。金屬薄膜(1)通過該渦電流被加熱到熔點(diǎn)或接近熔點(diǎn)。再者，由芯片設(shè)置臺(tái)(5)產(chǎn)生的荷重，使絕緣性基板(2)或絕緣性基板(3)表面的輪廓轉(zhuǎn)移到金屬薄膜(1)并被平坦化。
文檔編號(hào)C23C16/56GK1863937SQ20048002868
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者隅田泰生, 末吉秀一 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)