JP2005210475A - Electronic component and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小型化できると共に、歩留りや特性の経時的安定性に優れた弾性表面波装置といった電子部品及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic component such as a surface acoustic wave device that can be miniaturized and has excellent yield and stability over time, and a method for manufacturing the same.
従来、携帯電話などの小型の通信機では、数十MHz〜数GHzの範囲内を通過帯域周波数とするバンドパスフィルタが多く用いられている。上記バンドパスフィルタの一例としては、小型化が可能な弾性表面波装置が挙げられる。 Conventionally, in a small communication device such as a mobile phone, a bandpass filter having a passband frequency in the range of several tens of MHz to several GHz is often used. An example of the bandpass filter is a surface acoustic wave device that can be miniaturized.
図11に示すように、弾性表面波装置500は、圧電基板100の表面波伝播方向に沿って、反射器(リフレクタ)510、くし歯状電極部501、くし歯状電極部502、くし歯状電極部503、反射器511を並べることでフィルタ素子504を形成している。ここで各くし歯状電極部501〜503は、相互に間挿して交叉する各くし状電極を有する電気信号−表面波結合変換器(Inter Digital Transducer、以下IDTと記す)である。
As shown in FIG. 11, the surface
また、圧電基板100の上には、入力パッド520、出力パッド521、各接地パッド522、523、524がそれぞれ形成されており、また、各IDT501〜503と各パッド520〜524とを電気的にそれぞれ導通させるための各配線パターン525〜530がそれぞれ形成されている。
On the
ここで、各IDT501〜503、各反射器510、511、各パッド520〜524、各配線パターン525〜530はすべて、圧電基板100の上に形成された導体薄膜のパターンである。
Here, the IDTs 501 to 503, the
弾性表面波装置500の入力パッド520に電気信号が印加されると、IDT501とIDT503とによって表面波が励起され、反射器510と反射器511に挟まれたIDT501、IDT502、IDT503を含む領域に表面波の定在波が発生し、この定在波のエネルギーをIDT502が電気信号に変換することで、出力パッド521に出力電位が発生する。各IDT501〜503が電気信号と表面波とを変換するときの変換特性が周波数特性を有するため、弾性表面波装置500はバンドパス特性を示す。
When an electric signal is applied to the
図11に示した弾性表面波装置500は、各反射器510、511に挟まれた音響トラックの中に、入力用の各IDT501、503と出力用のIDT502とを音響的に縦続配列する縦結合共振子型弾性表面波フィルタである。しかしながら、弾性表面波装置としては、縦結合共振子型以外にも、横結合共振子型、トランスバーサル型、ラダー型、ラティス型等の種類が挙げられる。
The surface
何れの種類の弾性表面波装置も、IDTと配線パターンとを、圧電基板の上に導体薄膜パターンとして形成することで構成されており、IDTの電気信号−表面波変換が周波数特性を有することを利用してバンドパス特性を得ている。 Both types of surface acoustic wave devices are formed by forming an IDT and a wiring pattern as a conductive thin film pattern on a piezoelectric substrate, and that the electrical signal-surface wave conversion of IDT has frequency characteristics. Band pass characteristics are obtained by using it.
また、弾性表面波装置の小型化のために、各配線パターンの少なくとも一部を互いに立体交差させるように、SiO2等の絶縁体を間に挟むことが開示されている(各特許文献1ないし5を参照)。
Further, in order to reduce the size of the surface acoustic wave device, it is disclosed that an insulator such as SiO 2 is sandwiched between at least a part of each wiring pattern so as to cross three-dimensionally (see
SiO2等の絶縁体を間に挟んで立体交差させた上記従来の弾性表面波装置では、SiO2等の絶縁体の厚さを大きくするのが困難なため、圧電基板上に形成された各配線パターン間、特に立体交差において形成される寄生容量により、フィルタ特性が悪化していた。 In sandwiched therebetween above conventional surface acoustic wave device with three-dimensionally cross between an insulator such as SiO 2, since it difficult to increase the thickness of the insulator such as SiO 2, is formed on a piezoelectric substrate each The filter characteristics are deteriorated due to the parasitic capacitance formed between the wiring patterns, particularly at the three-dimensional intersection.
特に、多数のIDTを使用した弾性表面波装置においては、IDT同士を結線する配線パターンが多くなると共に、立体交差数が増大化して、寄生容量がより大きくなってフィルタ特性がさらに悪化していた。 In particular, in a surface acoustic wave device using a large number of IDTs, the wiring patterns connecting the IDTs increase, the number of three-dimensional intersections increases, the parasitic capacitance increases, and the filter characteristics further deteriorate. .
そこで、本願発明者らは、立体交差において間に挟む絶縁体を、厚さを大きくできる層間樹脂層とすることを考えたが、層間樹脂層をまたぐ配線パターンの折り曲げ部(つまり、層間樹脂層の幅方向端部)のところで上記配線パターンが断線する不都合が発生した。 Therefore, the inventors of the present application considered that the insulator sandwiched between the three-dimensional intersections is an interlayer resin layer capable of increasing the thickness, but the bent portion of the wiring pattern straddling the interlayer resin layer (that is, the interlayer resin layer) The inconvenience that the wiring pattern is disconnected at the end portion in the width direction).
この不都合を解消するために、層間樹脂層の幅方向端部をテーパー形状とすることが考えられた。このような層間樹脂層をテーパー形状に形成する先行技術として、感光性樹脂を用いる特許文献6が挙げられる。特許文献6には、基板上の感光性樹脂膜に正テーパー付きビアホールを形成するための紫外線露光用のマスクが記載されている。上記マスクでは、ビアホールの底部に相当する部分には遮光パターンが描かれ、その周縁のビアホールの傾斜部分に相当する部分に感光性樹脂膜の解像度の限界以下の細い線の遮光パターンが、また、ビアホールの底に近い部分には狭い間隔にて、ビアホールの上縁に近い部分で広い間隔によりビアホールの底と上縁の間は徐々に間隔が増加するように描かれたマスクパターンが使用されている。
In order to eliminate this inconvenience, it has been considered that the end in the width direction of the interlayer resin layer is tapered. As a prior art for forming such an interlayer resin layer in a tapered shape,
特許文献6の(0018)段落に記載されているように、遮光パターンの線が密なところは、感光性樹脂膜の硬化が進んでいないため、現像で除去されやすいことを利用してテーパー形状が形成されている。
しかしながら、層間樹脂層の端部をテーパー形状とした場合でも、上記層間樹脂層をまたぐ配線パターンに断線を生じるという問題を生じている。すなわち、原因調査の結果、層間樹脂層と配線パターンの金属膜、及び圧電基板の熱膨張係数が互いに異なることから、層間樹脂層上の配線パターンに成膜時の熱による残留応力が発生し、層間樹脂層の平坦部(頂部)からテーパー部に移る凸部に、その応力が集中することにより、断線が生じていることがわかった。 However, even when the end portion of the interlayer resin layer is tapered, there is a problem that the wiring pattern straddling the interlayer resin layer is broken. That is, as a result of investigating the cause, since the thermal expansion coefficient of the interlayer resin layer and the metal film of the wiring pattern and the piezoelectric substrate are different from each other, residual stress due to heat at the time of film formation occurs in the wiring pattern on the interlayer resin layer, It was found that the disconnection occurred due to the concentration of the stress on the convex portion moving from the flat portion (top portion) of the interlayer resin layer to the tapered portion.
通常、フォトリソグラフィ技術を用いて感光性樹脂をパターニングして層間樹脂層を形成する場合、露光量−膜厚依存性の変動が少ない露光領域で露光を行い、膜厚変動の点で露光マージンを広げている。フォトリソグラフィ技術を用いて感光性樹脂を台形状にする場合、前述したように、層間樹脂膜のエッジ部分に対応するフォトマスク部分に感光性樹脂膜の解像限界以下の微細パターンを形成する方法、また、フォトマスクの材料を変化させて部分的に透過率を変える方法も知られている。 Normally, when an interlayer resin layer is formed by patterning a photosensitive resin using photolithography technology, exposure is performed in an exposure region with a small variation in exposure amount-film thickness dependency, and an exposure margin is increased in terms of film thickness variation. It is spreading. When the photosensitive resin is trapezoidal using photolithography technology, as described above, a method of forming a fine pattern below the resolution limit of the photosensitive resin film on the photomask portion corresponding to the edge portion of the interlayer resin film Also known is a method of partially changing the transmittance by changing the photomask material.
さらに、光透過率が高く、裏面粗さRaが大きい基板上に、露光量膜厚依存性の変動が少ない露光領域を用いて感光性樹脂のパターニングを行うとすると、露光光は、光透過率が高いため基板裏面まで透過し、裏面粗さRaが大きいため基板裏面の凹凸により反射される。 Furthermore, when patterning of a photosensitive resin is performed using an exposure region having a small variation in exposure dose film thickness on a substrate having a high light transmittance and a large back surface roughness Ra, the exposure light is converted into a light transmittance. Is high, the light passes through the back surface of the substrate, and the back surface roughness Ra is large, so that it is reflected by the unevenness of the back surface of the substrate.
反射光は、基板表面、さらに感光性樹脂にまで到達する。感光性樹脂にまで到達した反射光は、フォトマスクの遮光部分の感光性樹脂領域まで感光し、パターン形成不良を招くという問題がある。 The reflected light reaches the substrate surface and further to the photosensitive resin. The reflected light that reaches the photosensitive resin is exposed to the photosensitive resin region of the light-shielding portion of the photomask, causing a problem of pattern formation failure.
ところが、γ値が1以下の樹脂において、露光量を制限した状態で上記フォトマスクを使用すると、露光量を制限しているために、解像限界以下の微細パターン部分に対応するパターンが形成できず、台形状にはならない。 However, if the photomask is used in a resin with a γ value of 1 or less and the exposure amount is limited, the exposure amount is limited, so that a pattern corresponding to a fine pattern portion below the resolution limit can be formed. It does not become trapezoidal.
また、フォトマスクの材料を変化させる方法だと、フォトマスクの作製のための費用がかかるという問題がある。 In addition, the method of changing the material of the photomask has a problem that the cost for manufacturing the photomask is high.
本発明の電子部品は、以上の課題を解決するために、基板と、前記基板上に形成された電子機能部およびパッドと、前記電子機能部と前記パッドとを接続する配線パターンと、前記配線パターンと異なる電位を有する別の配線パターンと、前記配線パターンの上に、前記別の配線パターンを交差させるための層間絶縁パターンとを有する電子部品であって、前記層間絶縁パターンが、前記別の配線パターンの長手方向における端部に形成されたテーパー部を有し、前記テーパー部が2つ以上の傾斜部を備え、前記テーパー部の角度が65度以下であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an electronic component of the present invention includes a substrate, an electronic function unit and a pad formed on the substrate, a wiring pattern for connecting the electronic function unit and the pad, and the wiring. An electronic component having another wiring pattern having a different potential from the pattern and an interlayer insulating pattern for crossing the other wiring pattern on the wiring pattern, wherein the interlayer insulating pattern is the other wiring pattern It has a taper part formed in the edge part in the longitudinal direction of a wiring pattern, The taper part is provided with two or more inclined parts, and the angle of the taper part is 65 degrees or less.
上記構成によれば、テーパー部に傾斜部を2つ以上設けて、テーパー部に形成される凸部を2つ以上に設定し、かつ、テーパー部の角度を65度以下に設定することにより、層間絶縁パターン上に形成される別の配線パターンにおける、上記各凸部に対応する各部分にかかる応力を凸部の複数化による分散と鈍角化によって小さくできる。このことから、上記構成は、上記応力に起因する、別の配線パターンでの断線の発生を抑制できる。 According to the above configuration, by providing two or more inclined portions in the tapered portion, setting the convex portions formed in the tapered portion to two or more, and setting the angle of the tapered portion to 65 degrees or less, In another wiring pattern formed on the interlayer insulating pattern, the stress applied to each part corresponding to each convex part can be reduced by dispersion and obtuse angle by making the convex parts plural. From this, the said structure can suppress generation | occurrence | production of the disconnection in another wiring pattern resulting from the said stress.
よって、上記構成では、層間絶縁パターン上に形成される別の配線パターンを確実に形成できるので、配線パターンの内の一部の配線パターン上に異なる電位を有する別の配線パターンを交差させて小型化を図りながら、歩留りや経時的な安定性を向上することが可能となる。 Therefore, in the above configuration, another wiring pattern formed on the interlayer insulating pattern can be surely formed, so that another wiring pattern having a different potential is crossed on a part of the wiring patterns and the small size is obtained. It is possible to improve the yield and the stability over time while achieving the above.
上記電子部品では、前記層間絶縁パターンは、感光性樹脂からなることが好ましい。上記電子部品においては、前記感光性樹脂は、ポリイミドであってもよい。上記構成によれば、層間絶縁パターンが感光性樹脂からなることで、テーパー部の形成を容易化することが可能となる。 In the electronic component, the interlayer insulating pattern is preferably made of a photosensitive resin. In the electronic component, the photosensitive resin may be polyimide. According to the said structure, it becomes possible to make formation of a taper part easy because an interlayer insulation pattern consists of photosensitive resin.
上記電子部品では、前記基板は、透光率が50%〜80%のものであり、裏面粗さRaが0.1μm以上のものであることが望ましい。上記構成によれば、基板の裏面からの不要波を除去できて上記テーパー部の形成を確実化することが可能となり、特に、電子部品としてのSAWフィルタにおいて有効である。 In the electronic component, the substrate preferably has a light transmittance of 50% to 80% and a back surface roughness Ra of 0.1 μm or more. According to the above configuration, it is possible to remove unnecessary waves from the back surface of the substrate and to ensure the formation of the tapered portion, which is particularly effective in a SAW filter as an electronic component.
上記電子部品においては、前記電子機能部は、フィルタ機能を有するように複数のくし歯状電極部を前記基板上に備えていてもよい。上記電子部品では、前記基板は、水晶、LiNbO3、又はLiTaO3であってもよい。 In the electronic component, the electronic function unit may include a plurality of comb-shaped electrode portions on the substrate so as to have a filter function. In the electronic component, the substrate may be quartz, LiNbO 3 , or LiTaO 3 .
本発明の電子部品の製造方法は、前記課題を解決するために、基板上に感光性樹脂を用いて層間絶縁パターンを形成し、該層間絶縁パターンを跨ぐように配線パターンを形成する電子部品の製造方法において、γ値が1以下の感光性樹脂を用い、解像限界より大きく、解像限界に近い大きさをそれぞれ備えるテーパー部透光部及びテーパー部遮光部を含むテーパー用部を有するフォトマスクを用い、上記フォトマスクにより感光性樹脂を感光し、層間絶縁パターンのエッジ部にテーパー部を形成することを特徴としている。 In order to solve the above problems, an electronic component manufacturing method of the present invention is an electronic component in which an interlayer insulating pattern is formed on a substrate using a photosensitive resin, and a wiring pattern is formed so as to straddle the interlayer insulating pattern. In the manufacturing method, a photo-resist having a taper part including a tapered part light-transmitting part and a tapered part light-shielding part each having a size larger than the resolution limit and close to the resolution limit using a photosensitive resin having a γ value of 1 or less A photosensitive resin is exposed with the photomask using a mask, and a tapered portion is formed at the edge portion of the interlayer insulating pattern.
上記方法によれば、γ値が1以下の感光性樹脂を用い、解像限界より大きく、解像限界に近い大きさをそれぞれ備えるテーパー部透光部及びテーパー部遮光部を含むテーパー用部を有するフォトマスクを用いることで、感光性樹脂にネガ型を用いた場合、テーパー部を確実に形成できる。 According to the above method, the taper portion including the tapered portion light-transmitting portion and the tapered portion light-shielding portion each having a size larger than the resolution limit and close to the resolution limit using a photosensitive resin having a γ value of 1 or less. When the negative type is used for the photosensitive resin, the tapered portion can be reliably formed by using the photomask having the photomask.
よって、上記方法では、テーパー部をエッジ部に備えた層間絶縁パターンを跨ぐように配線パターンを形成するとき、上記配線パターンでの断線発生を上記テーパー部により防止できる。 Therefore, in the above method, when the wiring pattern is formed so as to straddle the interlayer insulating pattern provided with the tapered portion at the edge portion, occurrence of disconnection in the wiring pattern can be prevented by the tapered portion.
その上、上記方法は、フォトマスクが、解像限界より大きく、解像限界に近い大きさをそれぞれ備えるテーパー部透光部及びテーパー部遮光部を含むテーパー用部を有すればよいので、従来のフォトマスクと変わらない手間により形成でき、上記テーパー部を、コストアップを回避しながら上記フォトマスクによって確実に形成できる。 In addition, since the above method only requires that the photomask has a taper portion including a tapered portion light-transmitting portion and a tapered portion light-shielding portion each having a size larger than the resolution limit and close to the resolution limit. Therefore, the tapered portion can be reliably formed by the photomask while avoiding cost increase.
上記製造方法においては、前記フォトマスクにより感光性樹脂を感光するとき、露光量膜厚依存性の変動の少ない安定領域と異なる露光領域に露光量を制限することが好ましい。 In the said manufacturing method, when exposing photosensitive resin with the said photomask, it is preferable to restrict | limit an exposure amount to the exposure area | region different from the stable area | region with a small fluctuation | variation of exposure amount film thickness dependence.
上記方法によれば、制限した露光量で露光することで、層間絶縁パターンに形成されるテーパー部の傾斜をより確実に形成できるから、層間絶縁パターン上に形成される配線パターンにおいて、断線の発生をより確実に回避できる。 According to the above method, since the inclined portion of the taper portion formed in the interlayer insulating pattern can be more reliably formed by exposing with a limited exposure amount, disconnection occurs in the wiring pattern formed on the interlayer insulating pattern. Can be avoided more reliably.
上記製造方法では、前記フォトマスクは、テーパー部が、2つ以上の傾斜部及び65°以下のテーパー角を有するように、テーパー部透光部及びテーパー部遮光部を市松模様状に備えていることが望ましい。 In the above manufacturing method, the photomask includes a tapered portion light-transmitting portion and a tapered portion light-shielding portion in a checkered pattern so that the tapered portion has two or more inclined portions and a taper angle of 65 ° or less. It is desirable.
上記方法によれば、テーパー部透光部及びテーパー部遮光部を市松模様状にすることで、2つ以上の傾斜部及び65°以下のテーパー角を有するテーパー部を、より確実に形成できる。 According to the above method, by forming the tapered portion light transmitting portion and the tapered portion light shielding portion in a checkered pattern, two or more inclined portions and a tapered portion having a taper angle of 65 ° or less can be more reliably formed.
本発明の電子部品は、以上のように、層間絶縁パターンの上に、配線パターンと交差して形成した別の配線パターンと、別の配線パターンの長手方向における、該層間絶縁パターンの端部に形成されたテーパー部とを有し、テーパー部は2つ以上の傾斜部を備え、前記テーパー部の角度が65度以下である構成である。 As described above, the electronic component of the present invention has another wiring pattern formed on the interlayer insulating pattern so as to intersect the wiring pattern, and the end of the interlayer insulating pattern in the longitudinal direction of the other wiring pattern. And the tapered portion includes two or more inclined portions, and the angle of the tapered portion is 65 degrees or less.
それゆえ、上記構成は、2つ以上の傾斜部と、65度以下のテーパー部の角度とによって、交差させて小型化を図りながら、歩留りや経時的な安定性を向上することが可能となるという効果を奏する。 Therefore, the above-described configuration can improve the yield and stability over time while crossing the two or more inclined portions and the angle of the tapered portion of 65 degrees or less to reduce the size. There is an effect.
本発明の電子部品の製造方法は、以上のように、γ値が1以下の感光性樹脂を用い、解像限界より大きく、解像限界に近い大きさをそれぞれ備えるテーパー部透光部及びテーパー部遮光部を含むテーパー用部を有するフォトマスクを用い、上記フォトマスクにより感光性樹脂を感光し、層間絶縁パターンのエッジ部にテーパー部を形成する方法である。 As described above, the method for manufacturing an electronic component of the present invention uses a photosensitive resin having a γ value of 1 or less, and has a tapered portion light-transmitting portion and a tapered portion each having a size larger than the resolution limit and close to the resolution limit. In this method, a photomask having a taper portion including a partial light shielding portion is used, and a photosensitive resin is exposed by the photomask to form a taper portion at an edge portion of the interlayer insulating pattern.
それゆえ、上記方法は、γ値が1以下の感光性樹脂を用い、上記フォトマスクを用いることで、テーパー部を確実に形成でき、配線パターンでの断線発生を上記テーパー部により防止できて、歩留りや経時的安定性を改善できる。 Therefore, the above method uses a photosensitive resin having a γ value of 1 or less, and by using the photomask, the tapered portion can be reliably formed, and the occurrence of disconnection in the wiring pattern can be prevented by the tapered portion. Yield and stability over time can be improved.
その上、上記方法は、上記フォトマスクを、従来のフォトマスクと変わらない手間により形成できるので、コストアップを回避できて、歩留りや経時的安定性を改善しながら高コスト化を抑制できるという効果を奏する。 In addition, since the above method can form the photomask with the same effort as a conventional photomask, it is possible to avoid an increase in cost and to suppress an increase in cost while improving yield and stability over time. Play.
本発明の実施の各形態について図1ないし図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。 Each embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 as follows.
本発明の電子部品としての弾性表面波装置においては、図2に示すように、圧電基板10の表面上に弾性表面波を振動させる各IDT(電子機能部)1a〜1eが、一組としてそれらの弾性表面波の伝搬方向に沿って形成されている。本実施の形態では、説明や図面作成上の都合により、圧電基板10上に一組の各IDT1a〜1eを形成した例を挙げたが、通常、複数の各組が必要に応じて形成されている。また、各IDTの形成密度としては、1mm2内に4個〜8個が挙げられる。
In the surface acoustic wave device as the electronic component of the present invention, as shown in FIG. 2, the IDTs (electronic function units) 1a to 1e that vibrate the surface acoustic waves on the surface of the
圧電基板10としては、LiTaO3、LiNbO3、又は水晶などの圧電基板で、波長300nm以上での光透過率が70%−80%以上、かつ裏面のラップ粗さRaが0.10μm以上の基板を用いることが可能である。なお、本実施の形態においては、透過率75%、裏面ラップ(Ra)粗さが0.15μmのLiTaO3基板を用いた。上記裏面とは、圧電基板10における、各IDT1a〜1eの形成面の反対面である。
The
また、圧電基板10上には、外部である配線基板(図示せず)との電気的導通を取るための各接続パッド2a、2bと、各IDT1a〜1eと各接続パッド2a、2bとをそれぞれ接続する引き回しの各配線パターン3a〜3dとが形成されている。
Further, on the
各IDT1a〜1e、各接続パッド2a、2b及び各配線パターン3a〜3dは、アルミニウム(Al)とチタン(Ti)とを主とする多層構造配線により、真空蒸着法、スパッタリング法あるいはメッキ法によって形成されている。本実施の形態では、上記多層構造配線として、圧電基板10側にTi層(厚さ100nm)を配し、そのTi層上にAl層(厚さ1000nm)を配したものを用いた。このような多層構造配線により、配線抵抗を低減できる。
The
さらに、各IDT1a〜1eと、各IDT1a〜1eと各接続パッド2a、2bとを接続する各配線パターン3a〜3dとを覆うようにスパッタリング法により、シリコン酸化膜もしくは窒化膜の保護膜(図示せず)が形成されている。
Further, a protective film (not shown) of a silicon oxide film or a nitride film is formed by sputtering so as to cover the
その上、各配線パターン3a〜3dには、小型化を図るために、各交差部4a〜4dが設けられている。これらのような各交差部4a〜4dの一つである交差部4d(代表として示したが他の交差部も同様)では、図1及び図3に示すように、配線パターン3dを覆うように層間樹脂層(層間絶縁パターン)5が、例えば厚さ3μmのポリイミドにより形成されている。
In addition, each of the
さらに、アース電位と相違するシグナル電位である接続パッド2a及び配線パターン3cを電気的に接続する配線パターン3eが、上記層間樹脂層5を上方から跨ぐように、かつ層間樹脂層5を挟んで配線パターン3dと交差するように前述の多層構造配線により設けられている。
Further, the
このような層間樹脂層5により、アース電位である配線パターン3dと、アース電位と相違するシグナル電位である接続パッド2a及び配線パターン3cとが電気的に絶縁されている。また、配線パターン3eの引き回し距離も短くできて小型化できる。
The
その上、層間樹脂層5は、従来のSiO2といった層間絶縁膜と比べて、比誘電率を低く(4未満)でき、かつ、厚さも3μmと厚くできるから、交差部での各配線パターン3d、3e間の寄生容量も低減できて、得られた弾性表面波装置における、フィルタ特性、つまり通過帯域や、遮断帯域での周波数特性も改善できる。
In addition, since the
そして、上記層間樹脂層5は、図4に示すように、層間樹脂層5を跨ぐ配線パターン3eの延長方向(配線パターン3eの長手方向、言い換えると、層間樹脂層5が内包する配線パターン3dの幅方向)の両端部において、端部に向かい、全体の傾向として高さが低くなるテーパー部5aがそれぞれ形成されている。さらに、テーパー部5aは複数の、例えば2つの各傾斜部5b、5cが、端部に向かう方向に沿って順次形成されている。端部側の傾斜部5cの頂部5eは、基部側の傾斜部5bの頂部に相当する、層間樹脂層5の平坦部(頂部)5fの高さより低くなっている。
Then, as shown in FIG. 4, the
このような弾性表面波装置は、各接続パッド2a、2bを用いたフリップチップボンディングやワイヤボンディングによりパッケージや通信機の配線基板に取り付けられて使用される。
Such a surface acoustic wave device is used by being attached to a package or a wiring board of a communication device by flip chip bonding or wire bonding using the
次に、上記弾性表面波装置の製造方法における、特徴部分となるテーパー部5aを備えた層間樹脂層5の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
まず、各IDT1a〜1e、各接続パッド2a、2b、及び各配線パターン3a〜3dを、さらに前述の保護膜を圧電基板10上に前述した方法によって形成する。続いて、上記圧電基板10上に、γ値が0.03程度である感光性樹脂(この実施形態では、ポリイミド前駆体からなる樹脂)を5.5μm程度の厚みとなるようにスピン塗布し、115℃のホットプレートにて、100秒間ベークすることにより、感光性樹脂膜を形成する。ここでγ値は、図6に示すような、露光量に対する残膜率曲線があるとき、つぎの式で定義される。残膜率の定義は、「現像後の膜厚/現像前の膜厚」である。
First, the
γ=(Dg 0−Dg 1)-1
ここでDg 0は、残膜率が1.0のときにおける露光量の常用対数(log10)を示し、Dg 1は残膜率が0のときにおける露光量の常用対数を示している。残膜率が1.0とは、現像を行っても膜厚が変化しない状態である。逆に残膜率が0は、現像を行うとポリイミドが完全になくなり、除去される(まさに現像される)状態である。
γ = (D g 0 −D g 1 ) −1
Here, D g 0 represents the common logarithm of the exposure amount (log 10 ) when the remaining film ratio is 1.0, and D g 1 represents the common logarithm of the exposure amount when the remaining film ratio is 0. . A remaining film ratio of 1.0 is a state in which the film thickness does not change even when development is performed. On the other hand, when the residual film ratio is 0, the polyimide is completely removed and removed (development is performed) when development is performed.
その後、この感光性樹脂膜の上に図7に示すフォトマスク7を圧電基板10の上にセットし、紫外線を露光量33mJ/cm2でフォトマスク7を介して上記感光性樹脂膜の上に投影照射する。上記露光量は、残膜率が80%となる露光量であり、露光量・線幅依存性の大きい領域である。本実施の形態にて使用の感光性ポリイミドは、ネガ型の感光性樹脂である。よって、感光性ポリイミドからなる感光性樹脂膜が露光されない部分は、現像されリンス処理時に膜がない状態となる。
Thereafter, a
フォトマスク7は、ガラス製で、長手方向中央部には、層間絶縁膜5部分に対応する、略四方形の透光部7aが配置されている。また、透光部7aの両端側(各テーパー部5aに対応した位置)には、それぞれ5μm四方のテーパー部透光部7bと、5μm四方のテーパー部遮光部7cとが、交互に隣接して、格子状(市松模様状)に配設されている。これらにより、層間樹脂層5の端(エッジ)部分で各テーパー部5aを形成するためのテーパー部用パターン7dがそれぞれ形成されている。
The
このようなテーパー部用パターン7dにおいては、テーパー部透光部7b及びテーパー部遮光部7cを備え、透光部7aの幅方向に沿った各パターン列7e、7fが、テーパー部5aの各傾斜部5c、5bの数に合わせて、透光部7aの長手方向に沿って互いに隣接して形成されていることが好ましい。
The tapered
さらに、端部側のパターン列7eは、パターン列7fと比べて、テーパー部透光部7b及びテーパー部遮光部7cの合計に対するテーパー部透光部7bの割合が大きくなるように設定されていることが望ましい。このような設定により、各傾斜部5c、5bを端部に向かって低くなるように形成できる。
Furthermore, the
次に、フォトマスク7を介して露光された感光性樹脂膜をシクロペンタノンにより現像し、1−メトキシ−2−アセトキシプロパンでリンス処理を行う。前記圧電基板10は露光光を透過するが、露光量を制限しているために、圧電基板10の裏面からの反射光の影響が少なく、フォトマスク7の遮光部を感光させるというパターン不良を生じさせることがない。
Next, the photosensitive resin film exposed through the
続いて、現像し、リンス処理した圧電基板10をスピン乾燥させる。その後、酸素濃度20ppm以下の窒素雰囲気中で305℃で1時間キュアーして、残存した感光性樹脂膜を熱重合させてポリイミドとする。これにより、感光性樹脂膜が硬化し、厚さ約3.0μmの層間樹脂層5が各テーパー部5aを備えて形成される。この層間樹脂層5は、露光量を制限しているために、エッジ部分の断面形状は矩形形状ではなく、傾斜を形成したテーパー部5aとすることができる。
Subsequently, the developed and rinsed
また、上記フォトマスク7を使用し、かつ残膜率が80%となるような露光量を用いて露光しているために、層間樹脂層5のエッジ領域は、図4に示すような、2つの各傾斜部5b、5cを有する連続パターンが形成される。図5に示すように、層間樹脂層5のエッジ領域の外側(端部側)の傾斜部5cで形成される頂部(凸部)5eは、高さ1.5μmを有する。一方、内側(基部側)の傾斜部5bで形成される凹部5dは、1.0μmの高さを有する。各傾斜部5c、5bの傾斜面の角度は、外側から37°、38°(角度は圧電基板10の表面から層間樹脂層5側をプラスの角度とする)である。
Further, since the
その後、層間樹脂層5の上に、層間樹脂層5を跨いで、真空蒸着法、スパッタリング法あるいはメッキ法により、引き回しの配線パターンでの配線抵抗を小さくするために異なる各金属を積み重ねて形成した多層構造配線である配線パターン3eを形成する。
Thereafter, different metals were stacked on the
その結果、配線パターン3eを、その断線を防止しながら、層間樹脂層5上に形成でき、例えば、配線パターン3cと接続パッド2aとを配線パターン3eにより確実に接続された弾性表面波装置を得ることができる。
As a result, the
次に、比較例の弾性表面波装置について説明する。比較例では、図8の配線パターン13の断面写真に示すように、圧電基板10上の層間樹脂層15にテーパー部の形成を省いて上記層間樹脂層15上に、多層の配線パターン13が形成されている。図8から明らかなように、配線パターン13においては、層間樹脂層15のエッジ領域に断線13aが発生していることがわかる。
Next, a surface acoustic wave device of a comparative example will be described. In the comparative example, as shown in the cross-sectional photograph of the
一方、本発明の弾性表面波装置では、図9に示すように、層間樹脂層5上に形成された配線パターン3eにおいて、層間樹脂層5端が、テーパー部5aの形成により傾斜が緩和されたので、断線の発生が防止されていることがわかる。
On the other hand, in the surface acoustic wave device of the present invention, as shown in FIG. 9, in the
次に、テーパー部5aの傾斜の角度が65度以下で好ましい効果が得られることを示す。まず、本実施の形態にて使用した同一のフォトマスク7を用いて、層間樹脂層5の膜厚を変化させると、図10(d)に示すように、層間樹脂層5が厚い場合にテーパー部5aの全体的な傾斜を示すテーパー角が大きくなり、そのテーパー角が65°を超えて、例えば75度に達すると、図10(c)に示すように、層間樹脂層5の平坦部からテーパー部5aに移る凸部において、層間樹脂層5上に形成された配線パターンの断線が発生することがわかる。図10(a)及び図10(b)に示すように、テーパー角が65度以下の場合は配線パターンの断線は発生しないことがわかる。
Next, it is shown that a preferable effect is obtained when the inclination angle of the tapered
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、層間樹脂層5のエッジ領域は、傾斜数や傾斜角度などに関して、発明の趣旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and the edge region of the
上記実施の形態では、層間樹脂層5に感光性ポリイミドを用いたが、他の感光性樹脂でも可能であり、ポリイミド以外に、感光性の、エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂を用いることができる。感光性樹脂としては、ネガ型で現像液に有機溶剤を用いるタイプが好ましい。ポジ型の感光性樹脂は現像液にアルカリを用いるのでアルミ電極が溶けることから好ましくない。さらに、層間樹脂層5に感光性樹脂以外の樹脂を用いた場合でも可能である。
In the above embodiment, photosensitive polyimide is used for the
上述のように、本発明の弾性表面波装置及びその製造方法は、感光性樹脂膜のパターニング時の適正露光量を制限することで、圧電基板10の裏面からの反射光の影響を回避できる。その結果、フォトマスク7の遮光部に対応する感光性樹脂膜を感光させるというパターン不良を生じさせずに、層間樹脂層5を形成することができる。
As described above, the surface acoustic wave device and the manufacturing method thereof according to the present invention can avoid the influence of reflected light from the back surface of the
また、層間樹脂層5のテーパー部5aに少なくとも2つの各傾斜部5b、5cを有する連続パターンを形成し、かつその角度が65°以下になるようなパターンを形成できるような、フォトマスク7を使用することで、引き回しの配線パターンでの配線抵抗を小さくするための引き回しの配線パターン上に別の配線パターンを積み重ねて形成した多層配線を、断線することなく層間樹脂層5上に形成することができる。
Further, a
なお、上記実施の形態では、配線パターンに、Al/Tiの多層構造配線を用いた例を挙げたが、他の金属でもよく、例えば、構成材料として、Cu、Au、Ag、Al、Ni、Ti、Cr、NiCr、Nv、V、Ta、W、Pt及びMoからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む金属材料や、それらを多層としたものであってもよい。 In the above-described embodiment, an example in which an Al / Ti multilayer structure wiring is used as the wiring pattern has been described. However, other metals may be used, for example, Cu, Au, Ag, Al, Ni, A metal material containing at least one selected from the group consisting of Ti, Cr, NiCr, Nv, V, Ta, W, Pt and Mo, or a multilayered material thereof may be used.
また、上記実施の形態においては、フォトマスク7のテーパー部透光部7b及びテーパー部遮光部7cに、5μm四方(□)のものを用いたが、5μmに限定されるものではない。テーパー部透光部7b及びテーパー部遮光部7cの大きさは、使用樹脂や、フォトリソ条件によって決まる解像限界によって変わるものであり、上記解像限界より大きく、解像限界と相違しているが、透光部7aより解像限界に近い大きさのものであればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 5 micrometers square (□) thing was used for the taper part
さらに、上記実施の形態に記載の製造方法では、テーパー部5aを、フォトマスク7を用いて形成した例を挙げたが、上記テーパー部5aの形状を得るだけであれば、背景技術の欄に記載のテーパー形状の方法を用いることも可能である。ただし、弾性表面波装置の製造は上記フォトマスク7を用いる方が低コストにて可能となる。
Furthermore, in the manufacturing method described in the above embodiment, the example in which the tapered
次に、フォトマスク7のテーパー部用パターン7dの作用・効果について説明する。テーパー部用パターン7dの目的は、中央の大きな長方形の透光部7aの部分と比べて、残膜率が小さい、すなわち、全体として傾斜したテーパー部5aを得ることである。
Next, functions and effects of the
このフォトマスク7で2つの各傾斜部5b、5cをそれぞれ有するテーパー部5aが得られる推定メカニズムは、以下の通りである。
The estimation mechanism by which the tapered
テーパー部遮光部7cとテーパー部透光部7bとの寸法を、5μmといった、解像限界とは相違して大きいが、解像限界に近い値に設定することにより、中央の大きな長方形の透光部5aと5μm四方のテーパー部遮光部7cと5μm四方のテーパー部透光部7bを交互に格子状に配置させたパターン列7fとの間で第一の傾斜となる傾斜部5bが得られる。
The size of the tapered light-shielding
また、同様の寸法の設定によって、格子模様のパターン列7eとその周りの大きな遮光部である枠部との間で第二の傾斜である傾斜部5cが得られる。各パターン列7f、7eの間では二つの各傾斜部5b、5cの間に位置する凹部5dが得られる。
Further, by setting the same dimensions, an
さらに、使用樹脂や、フォトリソ条件によって、凹部5dが形成されないで、角度の緩い傾斜部が形成される場合もある。この場合であっても、凹部5dが形成された場合と同様に、応力が分散されて断線や亀裂の発生が防止される。
Furthermore, depending on the resin used and the photolithographic conditions, the
本発明は、配線パターンを交差させて小型化できると共に、交差部での接続安定性を向上できるから、基板上に形成される電子機能部及び配線パターンを有し、小型化要求される電子部品及びその製造方法の分野に好適に利用できる。 The present invention can reduce the size by crossing the wiring patterns, and can improve the connection stability at the crossing portion. Therefore, the electronic component having the electronic function portion and the wiring pattern formed on the substrate is required to be downsized. And can be suitably used in the field of manufacturing methods thereof.
2a、2b:接続パッド(パッド)
3c、3d、3e:配線パターン
5:層間樹脂層(層間絶縁パターン)
5a:テーパー部
5b、5c:傾斜部
10:圧電基板(基板)
2a, 2b: Connection pads (pads)
3c, 3d, 3e: wiring pattern 5: interlayer resin layer (interlayer insulation pattern)
5a:
Claims (9)
前記基板上に形成された電子機能部およびパッドと、
前記電子機能部と前記パッドとを接続する配線パターンと、
前記配線パターンと異なる電位を有する別の配線パターンと、
前記配線パターンの上に、前記別の配線パターンを交差させるための層間絶縁パターンとを有する電子部品であって、
前記層間絶縁パターンが、前記別の配線パターンの長手方向における端部に形成されたテーパー部を有し、
前記テーパー部が2つ以上の傾斜部を備え、
前記テーパー部の角度が65度以下であることを特徴とする電子部品。 A substrate,
An electronic function unit and a pad formed on the substrate;
A wiring pattern for connecting the electronic function unit and the pad;
Another wiring pattern having a different potential from the wiring pattern;
An electronic component having an interlayer insulating pattern for crossing the another wiring pattern on the wiring pattern,
The interlayer insulating pattern has a tapered portion formed at an end in the longitudinal direction of the another wiring pattern,
The tapered portion includes two or more inclined portions;
An angle of the taper portion is 65 degrees or less.
γ値が1以下の感光性樹脂を用い、
解像限界より大きく、解像限界に近い大きさをそれぞれ備えるテーパー部透光部及びテーパー部遮光部を含むテーパー用部を有するフォトマスクを用い、
上記フォトマスクにより感光性樹脂を感光し、層間絶縁パターンのエッジ部にテーパー部を形成することを特徴とする電子部品の製造方法。 In the manufacturing method of the electronic component in any one of Claims 1 thru | or 6,
Using a photosensitive resin having a γ value of 1 or less,
Using a photomask having a taper portion translucent portion and a taper portion light shielding portion each having a size larger than the resolution limit and close to the resolution limit,
A method of manufacturing an electronic component, comprising: exposing a photosensitive resin with the photomask to form a tapered portion at an edge portion of an interlayer insulating pattern.
The photomask includes a tapered portion light-transmitting portion and a tapered portion light-shielding portion in a checkered pattern so that the tapered portion has two or more inclined portions and a taper angle of 65 ° or less. The manufacturing method of the electronic component of Claim 7 or 8.
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