JP2002246863A - 弾性表面波素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弾性表面波素子アルミニウム蒸着膜等のすだ
れ状櫛形電極形成後における圧電性基板を、弾性表面波
素子チップに注水冷却式ダイシングで分割する工程に付
随する機械的、電気的ダメージによる弾性表面波素子ア
ルミニウム蒸着膜等のすだれ状櫛形電極欠損欠陥の発生
という欠点を除去し、圧電性基板の注水冷却式ダイシン
グに付随する弾性表面波素子アルミニウム蒸着膜等のす
だれ状櫛形電極における欠陥を少なくする。 【解決手段】 弾性表面波共振器アルミニウム蒸着膜、
アルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極形成後の弾
性表面波共振器チップ分割における圧電性基板の注水冷
却式ダイシングに先立ち、アルミニウム蒸着膜、アルミ
ニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極形成圧電性基板表
面に予め保護膜を形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波素子の
製造方法において、アルミニウム或はアルミニウム合金
弾性表面波素子すだれ状櫛形電極が形成された圧電性基
板を、注水水冷式ダイシング装置により弾性表面波素子
チップに分割する工程、および分割された弾性表面波素
子チップをパッケージケースの所定の位置にダイボンド
固定する工程におけるアルミニウム或はアルミニウム合
金弾性表面波素子すだれ状櫛形電極の、機械的、電気的
ダメージからの保護に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波素子の、アルミニウム蒸着膜
或はアルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極に加工
する方法の従来技術としては、例えば、「表面波デバイ
スとその応用」１９７８年１２月、電子材料工業会発
行、Ｐ１９に示されている様に、弾性表面波素子におけ
るアルミニウム電極パターン形成技術がある。弾性表面
波素子を製造する場合、表面波を発生させるためのアル
ミニウム蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着膜電極を定め
られた圧電性基板上に形成する技術が中心的な役割を果
たす。 通常、電極としては、図４に示される互いに交
差した電極対からなるすだれ状櫛形電極が用いられ、弾
性表面波素子の１次素子特性は、この電極の形状及び加
工精度によって決定される。例えば、励振される表面波
の基本周波数ｆは、材料の表面波伝搬速度Ｖと図２に示
す表面波波長λ(λ＝２(Ｌ＋Ｓ)、Ｌ：線幅、Ｓ：スペ
ース幅)により決まり、ｆ＝Ｖ／λとなる。 動作周波
数から見た弾性表面波素子の適用範囲は、現在のところ
１０数ＭＨｚから数ＧＨｚとされている。これらの素子
を作成しようとすると、表面波伝搬速度Ｖが多くの場
合、大略、３Ｅ＋３(ｍ／ｓ)であることからして、７０
μｍから０．５μｍのすだれ状櫛形電極を作成しなけれ
ばならない。 このような微細電極を形成する方法とし
て、現在、半導体ＩＣ製造分野で広く用いられているリ
ソグラフィ技術を、そのまま応用することが考えられ
る。 特に、ＩＣ工程における多数回のマスク合わせ工
程が弾性表面波素子の場合不要になるので、その導入は
容易である。

【０００３】リソグラフィには、使用する光源の違いに
よってホトリソグラフィ、電子線リソグラフィ、Ｘ線リ
ソグラフィの３種類に大別される。 このうち現在最も
普及しているのが紫外光を光源とするホトリソグラフィ
であるが、ＩＣの高密度化及びそれに伴うパターンの微
細化が進むに従って、更に波長の短い光源を利用した電
子線リソグラフィ、或はＸ線リソグラフィなども検討さ
れ始め、すでに実用化段階に入っているものもある。弾
性表面波素子においても、低損失材料の開発、及び損失
の少ない弾性表面波素子の設計がなされるに従い、その
高周波化が図られ、前記技術が導入されつつある。 し
かし、現在実用化されている弾性表面波素子では、１
０．７ＭＨｚのＦＭ中間波用フィルタからＴＶ・ＶＩＦ
フィルタ、或はＶＴＲ用モジュレータに使用される１０
０ＭＨｚ近傍のＲＦフィルタに至るＶＨＦ帯の素子、携
帯無線機ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯用ＢＰフィルタ、地域防災
無線機用フィルタなどが、多数を占めている。 これら
に供せられるすだれ状櫛形電極も数μｍ程度であり、通
常のホトリソグラフィ技術が十分活用できる領域であ
る。この様なホトリソグラフィ技術を使った弾性表面波
素子のアルミニウム蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着膜
のすだれ状櫛形電極を定められた圧電性基板上に形成す
る工程、及び形成されたすだれ状櫛形電極の弾性表面波
素子への組立て工程の概略を図３に示す。 図５によ
り、弾性表面波素子のすだれ状櫛形電極を定められた圧
電基板上に形成する工程から弾性表面波素子に組立てる
工程について、説明する。

【０００４】まず、工程２２で、下地となる圧電性基板
８を鏡面研磨し、洗浄、乾燥する。次に、真空蒸着法な
どにより、全面にアルミニウム蒸着膜或はアルミニウム
合金蒸着膜９を蒸着する。 すだれ状櫛形電極の種類、
膜厚は、基板の材質、素子の動作周波数、下地への付着
力などを考慮して選ばれる。 動作周波数が高くなるほ
ど電極質量による２次的な負荷効果による影響を抑えな
ければならないため、薄い膜厚と比抵抗の小ささが要求
される。 しかし、アルミニウム蒸着膜、或はアルミニ
ウム合金蒸着膜は、膜厚が薄くなるに従って、比抵抗が
急増するので、必要以上に薄くすることは、素子特性上
得策ではない。蒸着後の基板には、直ちにポジ型ホトレ
ジスト１０を塗布する。 平坦面に、均一にホトレジス
ト１０を塗布する場合は、回転塗布法がよい。 ホトレ
ジストの厚さは、異なる粘度及び回転数によって変える
ことができる。 ホトレジストの厚さが厚くなると解像
度は低下する。 また薄くするとピンホールが発生し、
エッチング不良の原因になる。 ホトレジストは、しき
い値以下の光量の紫外光を照射しても、光化学反応は進
行しない。 しきい値以上の照射に対するホトレジスト
の反応は、写真感光材料の硬、軟の調子の尺度と同様に
ガンマγによって表すことが出来る。 γは、露光量と
光学濃度の直線関係を示す部分の変化率を示す。 γの
大きいホトレジストほど硬調であり、露光された部分と
マスクで影になった部分とのコントラストが大きいため
解像度、パターンの直線性がよい。弾性表面波素子作成
の場合には、露光により膜の分子量変化がないため、本
質的に解像度が優れているポジ型ホトレジストが、γが
大きく、アルミニウム蒸着膜のように反射率の大きい場
合、露光時に問題となる２次的な解像度低下に有利であ
る。ホトレジストを塗布した基板は、膜中の溶剤を揮発
させ、接着力を強めるために乾燥炉で加熱する。 露光
には、縮小投影式ステップ＆リピート露光装置ステッパ
を用いる。 紫外光１２の超高圧水銀灯光源は、３００
ｎｍから６００ｎｍの波長域に輝光スペクトルを持って
いる。 すだれ状櫛形マスクパターン１１を有するガラ
スの紫外光透過域、ホトレジストの分光感度により、数
本のスペクトルが利用される。 露光量が不足したり、
フォーカスがずれると、パターンは解像されない。 露
光工程で重要なことは、ホトレジストの種類、膜厚に適
した露光量を最適化すること、ステッパのフォーカスを
把握することである。 露光量が多すぎると線幅が細く
なる。

【０００５】工程２３は、露光の終わった基板を、所定
の現像液を用いて現像する。 さらに、ポストベークに
よってホトレジストパターン１０ａの接着力を向上させ
る。ポストベークの終わった基板は、アルミニウムエッ
チング液に浸して露出した部分が溶解し、アルミニウム
すだれ状櫛形電極１０ａが形成される。 アルミニウム
のエッチング液には、燐酸、硝酸、酢酸系のものがエッ
チ面の滑らかな理由で一般的であるが、通常の浸せき法
によるエッチングでは、アンダーカットを生じるので、
燐酸系エッチング液の浸せき法によるエッチングのアン
ダーカットを避けるには、塩素系ガスによるドライエッ
チがある。工程２４は、エッチングの終了した基板を、
直ちに流水中で洗浄し、乾燥後、所定の剥離液でホトレ
ジストを除去し、アルミニウムすだれ状櫛形電極９ａが
出来上がる。 工程２５は、アルミニウムすだれ状櫛形
電極９ａが形成された圧電性基板８を、注水水冷式ダイ
シング装置により弾性表面波素子単位に切断し、弾性表
面波素子チップ１３に分割される。 分割された弾性表
面波素子チップ１３は、所定の実装パッケージケースの
所定の位置にダイボンド固定され、アルミニウムすだれ
状櫛形電極９ａ入力電極とパッケージケース入力端子、
アルミニウムすだれ状櫛形電極９ａ出力電極とパッケー
ジケース出力端子、アルミニウムすだれ状櫛形電極９ａ
接地電極とパッケージケース接地端子、をそれぞれ、例
えば、ボンデングワイヤで配線して弾性表面波素子が完
成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
形成された圧電性基板上のアルミニウムすだれ状櫛形電
極がむき出しで、注水水冷式ダイシング装置の冷却水、
切削屑に、圧電性基板の真空吸着、及びダイシングブレ
ードによるストレスで帯電状態のもとに晒され、アルミ
ニウムすだれ状櫛形電極が機械的、電気的ダメージによ
り、アルミニウムすだれ状櫛形電極の一部が欠ける欠陥
９ｂとなる。 例えば、弾性表面波素子では、入力電
極、出力電極、接地電極の３つの電極で構成されてい
る。 この３つの電極が圧電性基板の真空吸着、および
ダイシングブレードによるストレスで帯電状態になり、
３つの電極が分極する。 ダイシングの冷却水に、ご
み、異物の少ない純水では、この分極の電荷が高まり、
切削屑などの僅かな衝撃で電極間で放電が起こり、アル
ミニウムすだれ状櫛形電極の一部が欠ける欠陥９ｂとな
る。弾性表面波素子でアルミニウムすだれ状櫛形電極の
欠陥は、周波数帯域のずれ、リップルなど特性劣化の原
因となる。本発明は、弾性表面波素子アルミニウム蒸着
膜或はアルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極形成
後における、圧電性基板を弾性表面波素子チップに注水
冷却式ダイシングで分割する工程に付随する機械的、電
気的ダメージによる弾性表面波素子アルミニウム蒸着膜
或はアルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極欠損欠
陥の発生という欠点を補正して、圧電性基板の注水冷却
式ダイシングに付随する、弾性表面波素子アルミニウム
蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極
における欠陥を少なくすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、弾性表面波素子アルミニウム蒸着膜或はア
ルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極形成後の弾性
表面波素子チップ分割における、圧電性基板の注水冷却
式ダイシングによる機械的、電気的ダメージから弾性表
面波素子アルミニウム蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着
膜のすだれ状櫛形電極を保護するため圧電性基板の注水
冷却式ダイシングに先立って、アルミニウム蒸着膜或は
アルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極形成圧電性
基板表面に予め保護膜を形成したものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例として、
弾性表面波共振器におけるアルミニウム蒸着膜或はアル
ミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極形成から弾性表
面波共振器の実装組立てまでのプロセスを、図１から図
３により説明する。図１の工程１において、表面が鏡面
研磨された圧電性基板ニオブ酸リチウム８を洗浄する。
そして、真空蒸着法などにより、全面にアルミニウム
蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着膜９を蒸着する。 蒸
着後の基板に、直ちに、ポジ型ホトレジスト１０を塗布
する。 ホトレジストを塗布された基板は、膜中の溶剤
を揮発させ、接着力を強めるために乾燥炉で加熱され
る。 露光には、すだれ状櫛形マスクパターン１１を介
して、縮小投影式ステップ＆リピート露光装置ステッパ
を用い、紫外光１２により露光する。工程２では、アル
カリ系現像液に浸せきして、ホトレジストパターン１０
ａを現像し、水洗後、ポストベークによってホトレジス
トパターン１０ａの接着力を向上させる。 ポストベー
クの終わった基板は、ホトレジストパターン１０ａをエ
ッチングマスクに、アルミニュウム蒸着膜９をエッチン
グして、アルミニウムすだれ状櫛形電極９ａが形成され
る。工程３において、エッチングの終了した基板を、直
ちに流水中で洗浄し、乾燥後、所定の剥離液でホトレジ
ストを除去し、弾性表面波共振器用アルミニウムすだれ
状櫛形電極９ａが出来上がる。 工程４では、アルミニ
ウムすだれ状櫛形電極が形成された基板面に、アルミニ
ウムすだれ状櫛形電極９ａの保護膜として、ポジ型ホト
レジスト１０が塗布される。

【０００９】次に、図２に示す工程５において、アルミ
ニウムすだれ状櫛形電極９ａが形成された圧電性基板８
は、注水水冷式ダイシング装置により、弾性表面波素子
単位に切断され、弾性表面波共振器チップ１３に分割さ
れる。工程６において、分割された弾性表面波共振器チ
ップ１３は、保護膜ポジ型ホトレジスト１０で保護され
た状態で、所定の実装パッケージケース１５の所定の位
置にダイボンド固定される。 パッケージケース１５の
所定の位置にダイボンド固定された弾性表面波共振器チ
ップ１３は、酸素プラズマによるプラズマアッシャ処理
され、保護膜ポジ型ホトレジスト１０は、アッシング除
去される。そして、図３に示す、工程７において、保護
膜ポジ型ホトレジスト１０が除去された弾性表面波共振
器チップ１３は、アルミニウムすだれ状櫛形電極９ａ入
力電極１６とパッケージケース入力端子１７、アルミニ
ウムすだれ状櫛形電極９ａ出力電極１８とパッケージケ
ース出力端子１９、アルミニウムすだれ状櫛形電極９ａ
接地電極２０とパッケージケース接地端子２１を、それ
ぞれ、例えば、ボンデングワイヤで配線して弾性表面波
共振器が完成する。

【００１０】本発明によれば、注水水冷式ダイシング装
置の冷却水、切削屑に晒されることによるアルミニウム
すだれ状櫛形電極が機械的、電気的ダメージを受けるこ
となく、また、圧電性基板の真空吸着、及びダイシング
ブレードによるストレスで帯電状態のもとに晒され、ア
ルミニウムすだれ状櫛形電極が電気的ダメージを受ける
ことなく、アルミニウムすだれ状櫛形電極の一部が欠け
る欠陥のない弾性表面波共振器を形成することが出来
る。本実施例では、ポジ型ホトレジストを使っている
が、ネガ型ホトレジストを使っても同様の効果を上げる
ことは明らかである。 また、圧電基板として、ニオブ
酸リチウムを使っているが、この他の圧電基板、圧電性
基板、例えば、タンタル酸リチウム、及び酸化亜鉛薄膜
などを使った弾性表面波共振器でも同様の効果を上げる
ことは明らかである。また、本実施例では、弾性表面波
共振器について説明したが、この他の弾性表面波素子、
例えば、弾性表面波フィルタ用アルミニウム蒸着膜或は
アルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛形電極でも同様で
ある。 本実施例では、アルミニウム蒸着膜膜厚、ホト
レジスト膜厚などについて明記していないが、これらの
膜厚は特に限定されるものではない。 また、保護膜と
してホトレジストについて記述したが、アルミニウムす
だれ状櫛形電極に対する保護効果のある材料であれば、
特に、限定されるものではない。 ホトレジスト保護膜
の除去に酸素プラズマのプラズマアッシャを使っている
が、アルミニウムすだれ状櫛形電極に損傷を及ぼすこと
なく除去出来る方法であれば、特に除去方法を限定する
ものではない。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
電性基板に、アルミニウム蒸着膜或はアルミニウム合金
蒸着膜のすだれ状櫛形電極を形成した弾性表面波共振器
を専用パッケージケースに実装するに当たり、圧電性基
板をダイシングで弾性表面波共振器チップに切削、分割
するに先立って、予め圧電性基板表面に保護膜を形成
し、弾性表面波共振器チップを専用パッケージケースに
ダイボンドした後に、保護膜を酸素プラズマアッシャで
除去することにより、圧電性基板をダイシングで弾性表
面波共振器チップに切削、分割するときに受けるアルミ
ニウム蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着膜のすだれ状櫛
形電極の機械的、電気的ダメージから保護され、欠陥の
ないアルミニウム蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着膜の
すだれ状櫛形電極を有する弾性表面波共振器を製造する
ことができる。また、ホトレジスト保護膜を、弾性表面
波共振器チップを専用パッケージケースにダイボンドし
た後に酸素プラズマアッシャで除去することにより、ア
ルミニウム蒸着膜或はアルミニウム合金蒸着膜のすだれ
状櫛形電極の入出力、接地ボンデングパッド、パッケー
ジケースの入出力、接地ボンデングパッドが清浄化さ
れ、ボンデングワイヤの付着力が大きくなり、信頼性の
高い弾性表面波共振器を製造することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す弾性表面波共振器の形
成プロセスの概略図

【図２】本発明の一実施例を示す弾性表面波共振器の形
成プロセスの概略図

【図３】本発明の一実施例を示す弾性表面波共振器の形
成プロセスの概略図

【図４】弾性表面波素子アルミニウムすだれ状櫛形電極
の一例を示す模式図

【図５】従来技術を示す弾性表面波共振器の形成プロセ
スの概略図

【符号の説明】

８：圧電性基板(圧電基板)、９：アルミニウム蒸着膜、
１０：ポジ型ホトレジスト、１１：すだれ状櫛形パター
ンマスク、１２：紫外光、１３：弾性表面波共振器(素
子)チップ、１４：酸素プラズマ、１５：パッケージケ
ース、１６：入力電極、１７：入力端子、１８：出力電
極、１９：出力端子、２０：接地電極、２１：接地端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電性基板表面にアルミニウム蒸着膜或
   はアルミニウム合金蒸着膜からなる弾性表面波素子すだ
   れ状櫛形電極を形成する工程、上記アルミニウム蒸着膜
   或はアルミニウム合金蒸着膜弾性表面波素子すだれ状櫛
   形電極が形成された圧電性基板表面に保護膜を塗布する
   工程、上記アルミニウム或はアルミニウム合金弾性表面
   波素子すだれ状櫛形電極が形成された圧電性基板を注水
   水冷式ダイシング装置により弾性表面波素子チップに分
   割する工程、該分割された弾性表面波素子チップをパッ
   ケージケースの所定の位置にダイボンド固定し、しかる
   後に上記保護膜を除去する工程、上記弾性表面波素子す
   だれ状櫛形電極の入力電極、出力電極、接地電極をそれ
   ぞれ、パッケージケースの所定の入力端子、出力端子、
   接地端子にワイヤボンドで配線する工程からなることを
   特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の弾性表面波素子の製造
   方法において、上記アルミニウム蒸着膜或はアルミニウ
   ム合金蒸着膜弾性表面波素子すだれ状櫛形電極が形成さ
   れた圧電性基板表面に塗布する保護膜を、ホトレジスト
   としたことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の弾性表面波素
   子の製造方法において、上記アルミニウム蒸着膜或はア
   ルミニウム合金蒸着膜弾性表面波素子すだれ状櫛形電極
   が形成された圧電性基板表面に塗布する保護膜を、ポジ
   型ホトレジストとしたことを特徴とする弾性表面波素子
   の製造方法。