JP2005006013A - Photolithographic method, method of manufacturing piezoelectric oscillating piece, method of manufacturing piezoelectric device, piezoelectric oscillating piece, semiconductor device, electronic part, piezoelectric device, electronic apparatus and portable telephone - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極膜を被覆した基板に対してレジスト粒子を塗布し、その基板の電極膜上にレジストを形成するフォトリソグラフィ方法、圧電振動片の製造方法、圧電デバイスの製造方法、圧電振動片、半導体素子、電子部品、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、対象物に薄く均一な膜厚の膜を形成しようとする方法としては、例えばスピンコート方式と呼ばれる手法を用いることが多い。このスピンコート方式は、回転させた被塗布物の中心近傍に塗布物を塗布し、遠心力によって被塗布物の表面に塗布物を塗布することができるという特徴を有する。このスピンコート方式は、被塗布物の表面が平坦であれば適用することができ、塗布物の塗布厚を薄く均一に形成できる。このようなことから、このスピンコート方式は、一見すると、例えば圧電振動片に電極を形成する際のレジストの塗布に採用することも考えられそうである。
【0003】
しかしながら、このようなスピンコート方式によってレジストを形成する手法は、圧電振動片の電極パターンに対応して形成すべき電極を形成する際の電極レジストの形成に適用することはできない。なぜなら、スピンコート方式は、表面に凹凸又は貫通穴を有する対象物に薄く均一な塗布厚で塗布することが困難なためである。つまり、圧電振動片の基材である水晶ウェハは、電極レジストを形成する前に、圧電振動片の外形エッチングが完了してしまっており、水晶ウェハ上に既に凹凸又は貫通穴が形成されているためである。
【0004】
また、一見すると、例えばスプレーコートや静電塗布を用いてレジストを形成することを実現できそうにも考えられる。これらスプレーコートや静電塗布は、それぞれレジスト粒子を圧電振動片に塗布し、圧電振動片上にレジスト粒子でなるレジストを形成する手法である。これらスプレーコートや静電塗布は、例えば水晶ウェハについて圧電振動片の外形エッチング後にレジストを形成するように用いることができる点が特徴である(例えば特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−290181号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、スプレーコートや静電塗布等によってレジストを形成すると、レジスト粒子が粒状であるため、レジスト粒子が重なることにより部分的に塗布厚が変わり、レジストを均一に薄くすることが困難であった。具体的に示すと以下のようになる。
【0007】
図14(A)〜図14(D)は、従来のフォトリソグラフィ方法によりレジスト1137を用いて電極122aを形成する手順の一例を示す断面図である。
図14(A)に示すように電極膜122が成膜された圧電振動片の振動腕1134には、スプレーコートや静電塗布によってレジスト微粒子1132bが塗布される。ここで、レジスト微粒子1132bが粒子状であることから、図14(B)に示すようにレジスト微粒子1132bでなるレジスト1137の塗布厚dが均一となりにくい。
【0008】
このため、このレジスト1137に対してマスクを用いて露光を行うと、図14(C)に示すように本来残るべきでない部分に不要なレジスト1137bが残る。このようにレジスト1137bが残った状態で電極膜122をエッチングすると、図14(D)に示すように電極膜122の一部が不要な電極122bとして残存し、微細な電極パターンに対応した電極122aを精度良く形成することが困難であった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消して、基板上の電極膜に形成されるレジストの塗布厚を均一に薄く形成することができるフォトリソグラフィ方法、圧電振動片の製造方法、圧電デバイスの製造方法、圧電振動片、半導体素子、電子部品、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第1の発明によれば、電極膜を被覆した基板に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記基板を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記基板に配置し、前記基板の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記基板上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフィ方法により、達成される。
上記構成によれば、電極膜を被覆した基板上に塗布されたままのレジスト粒子は塗布厚が均一とならないものの、このレジスト粒子が基板上において溶剤の蒸発ガスによって溶解することでレジスト粒子の凹凸と隙間がなくなり、その表面張力によって塗布厚が全体的に均一となり薄いレジストが基板の電極膜上に形成される。従って、従来不可能であったフォトリソグラフィ方法を用いた基板上への微細なパターンの電極形成が可能となる。また、レジスト粒子の再溶解によって生ずる表面張力により、形成されたレジストの表面は平滑化される。
【0011】
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記レジスト粒子塗布ステップでは、液状のレジスト溶剤をミスト状の前記レジスト粒子とし、前記レジスト粒子を前記基板上の電極膜に対して塗布することを特徴とする。
上記構成によれば、電極膜に塗布されたレジスト粒子に多少のムラがあっても、レジスト粒子の溶解により、電極膜上には均一な塗布厚のレジストが形成されるようになる。従って、従来不可能であったフォトリソグラフィ方法を用いた基板上への微細なパターンの電極形成が可能となる。
【0012】
第3の発明は、第1の発明の構成において、前記レジスト粒子塗布ステップでは、前記基板上に被覆した前記電極膜を帯電させ、前記電極膜に対して前記電極膜と異極に帯電させた前記レジスト粒子を静電塗布することを特徴とする。
上記構成によれば、電極膜に塗布されたレジスト粒子に多少のムラがあっても、レジスト粒子の溶解により、電極膜上には均一な塗布厚のレジストが形成されるようになる。従って、従来不可能であったフォトリソグラフィ方法を用いた基板上への微細なパターンの電極形成が可能となる。
【0013】
第4の発明は、第1の発明ないし第3の発明のいずれかの構成において、前記基板は、凹凸形状又は貫通穴を有する構成であることを特徴とする。
上記構成によれば、凹凸形状又は貫通穴を有する基板であっても、薄く均一な塗布厚のレジストを用いて、基板に微細なパターンの電極を形成することができる。
【0014】
第5の発明は、第1の発明ないし第4の発明のいずれかの構成において、前記溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することを特徴とする。
上記構成によれば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する溶剤は常温で気相化するので加熱手段を必要とせず、常温でレジスト粒子を溶解することができる。
【0015】
上述の目的は、第6の発明によれば、基板をエッチングして圧電振動片の外形を形成する外形形成ステップと、電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップとを有することを特徴とする圧電振動片の製造方法により、達成される。
上記構成によれば、電極膜を被覆した圧電振動片上に塗布されたままのレジスト粒子は塗布厚が均一とならないものの、このレジスト粒子が圧電振動片上において溶剤の蒸発ガスによって溶解することでレジスト粒子の凹凸と隙間がなくなり、その表面張力によって塗布厚が全体的に均一となり薄いレジストが基板の電極膜上に形成される。従って、従来不可能であったフォトリソグラフィを用いた圧電振動片上への微細なパターンの電極形成が可能となる。また、レジスト粒子の再溶解によって生ずる表面張力により、形成されたレジストの表面は平滑化される。
【0016】
上述の目的は、第7の発明は、電極膜を被覆した基板に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記基板を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記基板に配置し、前記基板の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記基板上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記基板上に形成する電極形成ステップとを有することを特徴とする半導体素子の製造方法により製造された半導体素子により、達成される。
上記構成によれば、電極膜を被覆した基板上に塗布されたままのレジスト粒子は塗布厚が均一とならないものの、このレジスト粒子が基板上において溶剤の蒸発ガスによって溶解することでレジスト粒子の凹凸と隙間がなくなり、その表面張力によって塗布厚が全体的に均一となり薄いレジストが基板の電極膜上に形成される。従って、フォトリソグラフィ方法を用いた半導体素子の基板上への微細なパターンの電極形成が可能となる。また、レジスト粒子の再溶解によって生ずる表面張力により、形成されたレジストの表面は平滑化される。
【0017】
上述の目的は、第8の発明は、電極膜を被覆した基板に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記基板を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記基板に配置し、前記基板の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記基板上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記基板上に形成する電極形成ステップと、前記電極が形成された前記基板を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記基板を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップとを有することを特徴とする電子部品の製造方法により製造された電子部品により、達成される。
上記構成によれば、電極膜を被覆した基板上に塗布されたままのレジスト粒子は塗布厚が均一とならないものの、このレジスト粒子が基板上において溶剤の蒸発ガスによって溶解することでレジスト粒子の凹凸と隙間がなくなり、その表面張力によって塗布厚が全体的に均一となり薄いレジストが基板の電極膜上に形成される。従って、フォトリソグラフィ方法を用いた電子機器の基板上への微細なパターンの電極形成が可能となる。また、レジスト粒子の再溶解によって生ずる表面張力により、形成されたレジストの表面は平滑化される。
【0018】
上述の目的は、第9の発明は、基板をエッチングして圧電振動片の外形を形成する外形形成ステップと、電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップとを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法により、達成される。
上記構成によれば、電極膜を被覆した圧電振動片上に塗布されたままのレジスト粒子は塗布厚が均一とならないものの、このレジスト粒子が圧電振動片上において溶剤の蒸発ガスによって溶解することでレジスト粒子の凹凸と隙間がなくなり、その表面張力によって塗布厚が全体的に均一となり薄いレジストが基板の電極膜上に形成される。従って、従来不可能であったフォトリソグラフィを用いた圧電振動片上への微細なパターンの電極形成が可能となる。また、レジスト粒子の再溶解によって生ずる表面張力により、形成されたレジストの表面は平滑化される。
【0019】
上述の目的は、第10の発明によれば、基板をエッチングして圧電振動片の外形を形成する外形形成ステップと、電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップとを有する圧電振動片の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動片により、達成される。
上記構成によれば、圧電振動片には、薄く均一な塗布厚のレジストを用いて微細なパターンの電極を形成することができるので、圧電振動片を小型化することができる。
【0020】
上述の目的は、第11の発明によれば、基板をエッチングして圧電振動片の外形を形成する外形形成ステップと、電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップとを有する圧電デバイスの製造方法により製造されたことを特徴とする圧電デバイスにより、達成される。
上記構成によれば、圧電振動片には、薄く均一な塗布厚のレジストを用いて微細なパターンの電極を形成することができるので、圧電振動片を備える圧電デバイスを小型化することができる。
【0021】
上述の目的は、第12の発明によれば、基板をエッチングして圧電振動片の外形を形成する外形形成ステップと、電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップとを有する圧電デバイスの製造方法により製造された圧電デバイスを備えることを特徴する電子機器により、達成される。
上記構成によれば、圧電振動片には、薄く均一な塗布厚のレジストを用いて微細なパターンの電極を形成することができるので、圧電デバイスを備える電子機器を小型化することができる。
【0022】
上述の目的は、第13の発明によれば、基板をエッチングして圧電振動片の外形を形成する外形形成ステップと、電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップとを有する圧電デバイスの製造方法により製造された圧電デバイスを備えることを特徴する携帯電話装置により、達成される。
上記構成によれば、圧電振動片には、薄く均一な塗布厚のレジストを用いて微細なパターンの電極を形成することができるので、圧電デバイスを備える携帯電話装置を小型化することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
図1は、圧電デバイス30の構成例を示す概略平面図であり、図2は図1のA−A線概略断面図である。以下、圧電デバイス30の構成例について簡単に説明する。尚、この圧電デバイス30は、後述するフォトリソグラフィ方法を用いて形成されたレジストを用いて電極膜が形成される圧電振動片32を備えている。
【0024】
この圧電デバイス30は、例えばパッケージ36内に圧電振動片32を収容した水晶振動子や水晶発振器であり、例えばHDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において広く使用されている。
【0025】
図1及び図2において、圧電デバイス30は、水晶振動子を構成した例を示しており、パッケージ36内に圧電振動片32を収容している。図2に示すようにパッケージ36は、例えば、下から第1の積層基板61、第2の積層基板64、第3の積層基板68を重ねて形成されている。
【0026】
パッケージ36の内部空間S2内の図において左端部付近において、内部空間S2に露出して内側底部を構成する第2の積層基板64には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部31,31が設けられている。
この電極部31,31は、圧電振動片32に対して駆動電圧を供給するものである。この各電極部31,31の上に導電性接着剤43,43が塗布され、この導電性接着剤43,43の上に圧電振動片32の基部51が載置されて、導電性接着剤43,43が硬化されるようになっている。尚、導電性接着剤43,43としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
【0027】
圧電振動片32は、例えば水晶をエッチングして形成されている。すなわち、圧電振動片32は、パッケージ36側と後述するようにして固定される基部51及び、この基部51を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕34,35を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
【0028】
圧電振動片32の各振動腕34,35には、それぞれ長さ方向に延びる溝56,57が形成されている。さらに、図1において、圧電振動片32の基部51の端部(図1では左端部)の幅方向両端付近には、引き出し電極52,53が形成されている。各引き出し電極52,53(22a)は、圧電振動片32の基部51の図示しない裏面にも同様に形成されている。
【0029】
これらの各引き出し電極52,53は、上述したようにパッケージ側の電極部31,31と導電性接着剤43,43により接続される部分である。そして、各引き出し電極52,53は、図示されているように、各振動腕34,35の溝56,57内に設けた励振電極54,55(22a)と接続されている。また、各励振電極54,55は、各振動腕34,35の両側面にも形成されており、一方の振動腕、例えば振動腕34に関しては、溝57内の励振電極54とその側面部の励振電極55とは互いに異極となるようにされている。
【0030】
パッケージ36の開放された上端には、蓋体39が接合されることにより、封止されている。蓋体39は、好ましくは、パッケージ36に封止固定した後で、図2に示すように、外部からレーザ光L2を圧電振動片32の後述する金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料、特に、薄板ガラスにより形成されている。
【0031】
図3は、図1及び図2に示す圧電振動片32の製造装置の一部としてのベーパー処理装置140の構成例を示す断面図であり、図4(A)〜図4(C)は、それぞれ電極膜22上にレジストが形成される様子の一例を示す断面図である。
図3に示すベーパー処理装置140は、例えばデシケータとも呼ばれ、ガラスチャンバ142、中蓋144及びカセット148を備えている。
ガラスチャンバ142は、ベーパー処理装置140における筐体であり、その外部と内部を遮断する構成となっている。ガラスチャンバ142は、その底部に、上記レジスト微粒子を溶解可能な溶剤146を有する。
【0032】
溶剤146は、例えば有機溶剤であり、その一例としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下「PEGMEA」という)を含有するのが望ましい。この溶剤146は、例えば常温で気相化し、溶剤の蒸発ガスGとなる。このようにPEGMEAを含有する溶剤146を採用すると、加熱手段を特に設けなくても、常温で処理を行うことができる。溶剤146の上部におけるガラスチャンバ142内には、溶剤146に接触しない程度の高さに中蓋144が設けられており、中蓋144上にはカセット148が配置可能な構成となっている。
【0033】
中蓋144は、溶剤の蒸発ガスGが通過する構成となっており、溶剤146が気相化した溶剤の蒸発ガスGをガラスチャンバ142内に充填することができる構成となっている。また、カセット148は、少なくとも1枚、好ましくは複数枚の水晶ウェハを収容可能な構成となっており、その外部から内部に上記溶剤の蒸発ガスGが通過することができる構成となっている。
【0034】
ここで、基板の一例としての水晶ウェハは、例えば凹凸形状を有する構成である。具体的には、この水晶ウェハは、例えば圧電振動子が形成されている点が特徴的である。つまり、このベーパー処理装置140では、平坦な対象物にレジストを形成する場合のみならず、凹凸形状を有する対象物にもレジストを形成することができる点が特徴的である。ベーパー処理装置140の処理手順については後述する。
【0035】
上記水晶ウェハ上には、その全面にAu,Cr等を材質とする電極膜が被覆されており、その電極膜上には、レジスト微粒子が塗布されている。レジスト粒子の塗布方法としては、後述するように様々な手法を採用することができる。従って、カセット148に収容された少なくとも1枚の水晶ウェハは、溶剤の蒸発ガスG雰囲気中に配置され、水晶ウェハ上の電極膜に形成されたレジスト微粒子を溶剤の蒸発ガスGにさらすことができる。
【0036】
具体的には、図4(A)に示すように電極膜22上に塗布されたレジスト微粒子132aは、溶剤の蒸発ガスGによって、図4(B)に示すように溶解し、隣り合う微粒子同士が一つの塊になることを繰り返す。さらに、所定の時間が経過すると、上記レジスト微粒子132bは、図4(C)に示すように電極膜22上においてほぼ一枚の板状の電極レジスト137を構成する。この電極レジスト137は、上述した溶解により粒子状ではなくなるため、どの部分でもほぼ均一な厚さとなる。本実施形態では、このように塗布されたレジスト微粒子132aを電極レジスト137とする処理を「ベーパー処理」という。
【0037】
ここで、ベーパー処理の条件について説明する。
ベーパー温度としては23℃程度の室温とし、圧力は常圧(1気圧)とする。そして、ベーパー処理の時間(ベーパー時間)としては、表面は滑らかになるが、粒塊が残っている程度の少なくとも3分から電極レジスト137が例えば透明になり、表面が平滑化される20分の範囲であるのが望ましい。尚、20分を越してベーパー処理を行っても、電極レジスト137は殆ど変化しない。また、ベーパー時間の適正時間としては、例えば10分以上であるのが望ましい。これは、レジスト微粒子132aの粒塊が無くなる程度の時間である。
【0038】
このようにして、平滑で均一な塗布厚とされた電極レジスト137は、例えば90℃で15分程度加熱を行うプリベーク処理により溶剤146が飛ばされることで硬化され、さらに冷却処理され完成する。ここで、冷却処理としては、例えば室温にて15分程度放置される。尚、上記図3に示す溶剤146としては、上述のように常温で揮発する溶剤を採用する代わりに、加熱することで揮発する溶剤を採用するようにしても良いことはいうまでもない。このような場合には、ベーパー処理装置140には溶剤146を加熱するための加熱手段を備えているのが望ましい。
このような構成によれば、ベーパー処理装置140は、カセット148を単位として、水晶ウェハに対してまとめてバッチ処理することができるため、例えば1枚ずつ処理していた従来よりも処理能力を向上することができる。
【0039】
また、上記電極レジスト137の溶媒に対してその適合した溶剤146の組み合わせとしては、例えばエチルセロソルブアセテート(以下「ECA」という)に対してECA、PEGMEA、アセトン、乳酸エチル及び酢酸ブチルを挙げることができる。また、上記電極レジスト137の溶媒に対するその適合した溶剤146の組み合わせとしては、例えば酢酸エチル・酢酸ブチルに対してECA、PEGMEA、アセトン、乳酸エチル及び酢酸ブチルを挙げることができる。また、上記電極レジスト137の溶媒に対してその適合した溶剤146の組み合わせとしては、例えばPEGMEAに対してECA、PEGMEA、アセトン、乳酸エチル及び酢酸ブチルを挙げることができる。
【0040】
尚、例えばポジ型の電極レジスト137は固形分としては、例えばノボラック樹脂を使用しているため、ノボラック樹脂を溶かす溶剤ならばそのノボラック樹脂にベーパー条件を合わせれば、程度の差こそあれ、様々な種類を使用することができる。このような点において、例えばどのポジ型の電極レジスト137に対しても、常温で使用できる点において上記PEGMEAが最適である。
【0041】
圧電振動片32を備える圧電デバイス30は以上のような構成であり、次に図1〜図4を参照しつつ圧電デバイス30の製造方法の手順の一例について説明する。尚、以下の説明では、圧電デバイス30の製造方法に含まれる圧電振動片32の製造方法のうち、主としてフォトリソグラフィ方法を採用するフォトリソグラフィ工程を用いた電極の形成について説明する。
【0042】
図5は、圧電振動片32の製造方法の手順の一例を示すフローチャートであり、図6〜図8は、それぞれ図5の手順を具体的に図示した一例を示す断面図である。尚、本実施形態では、電極を基板71(水晶ウェハ)の両面に形成することを例示するが、両面に形成する電極はほぼ同様な構成であることから煩雑さを避けるため、図6〜図8においては、主として上面についてだけ説明する。
【0043】
これらの図を参照して、圧電振動片32の製造方法を説明する。
<水晶振動片の外形を形成する工程>
次に図5に示すステップST0では、図6(A)において、圧電振動片32を複数もしくは多数分離することができる大きさの水晶材料でなる基板71を用意し、基板71の両面にポリッシングが施され、例えばその両面が鏡面仕上げされる。
【0044】
図5に示すステップST1では、図6(A)に示すように基板71に、スパッタリングもしくは蒸着等の手法により、耐蝕膜72を形成する。図示されているように、水晶基板71の表面に耐蝕膜72が形成され、耐蝕膜72は、例えば、下地層としてのクロム層と、その上に被覆される金被覆層で構成される。ここで、クロム層は、例えば50μmの塗布厚とし、被覆層は、例えば50μmの塗布厚としている。
【0045】
次いでステップST2では、例えばスピンコートを用いて、図6(B)に示すように全面にレジスト73を塗布した後、図6(C)に示すようにマスク79を配置する。そして、ステップST3では、圧電振動片32の外形に対応して圧電振動片32の形状の外側となる部分のレジスト73を感光させて、ステップST4では、感光部分のレジスト73の現像を行い、図6(D)に示すように感光させた部分のレジスト73を除去する。
【0046】
続けてステップST5では、図6(E)に示すように露出した耐蝕膜72を、対応するエッチング液でエッチングして除去する。次にステップST6では、図7(A)に示すように基板71に対応したエッチング液でエッチングを行い、基板71の外形エッチングを行う。このようにして、圧電振動片32の外形のパターニングを行う。次にステップST7では、図7(B)に示すように、レジスト73を剥離して、図7(B)に示すように、耐蝕膜72の外形に沿って、露出している基板71をフッ酸等によりエッチングする。ステップST8では、露出した耐蝕膜72を剥離する。
【0047】
次いで、図示しないが露出した水晶基板71の材料部分を、例えばハーフエッチングして構成する。さらに、耐蝕膜72を除去することで、図7(B)に示すように電極膜部分を除き、圧電振動片32の外形の形成が完了する。この状態では基板71は、圧電振動片32でなる凹凸形状を有している。
【0048】
<電極膜の形成工程>
続いて、圧電振動片32に電極を形成する。
次にステップST9では、図7(C)に示すように電極が形成されていない水晶片(基板71)の全面に、スパッタリング等によって、電極となる金属で電極膜22を被覆する。電極膜22は、例えば、Crを下地層として、Auを被覆する。
【0049】
<レジスト粒子塗布ステップ>
次にステップST10では、図7(D)に示すように電極膜22上に電極レジスト137を形成する。このステップST10では、電極膜22を被覆した基板71に対してレジスト粒子を塗布している。具体的には、ステップST10では、例えばスプレーコート方式により、液状のレジスト溶剤をミスト上のレジスト微粒子とし、そのレジスト微粒子を基板71上の電極膜22に対して塗布している。この状態を図示すると、図4(A)のようになっている。基板71の電極膜22に塗布されたレジスト微粒子の塗布厚としては、例えば2μmである。
【0050】
<レジスト粒子溶解ステップ>
次にステップST10では、図3に示すベーパー処理装置140を用いて、上述したベーパー処理を行う。このベーパー処理では、まず、圧電振動片の外形を形成済みの凹凸形状を有する基板71を少なくとも1枚、カセット148に格納し、ガラスチャンバ142内の中蓋144に配置する。このガラスチャンバ142内の中蓋144の下部の底には、上述したようにレジスト微粒子を溶解可能な溶剤146が存在している。この溶剤146は、上述のように例えば常温でも気相化し、溶剤の蒸発ガスGが中蓋144を通過してガラスチャンバ142内に充填する。つまり、このガラスチャンバ142内は、溶剤の蒸発ガスGの雰囲気とされており、カセット148がこの溶剤の蒸発ガスGの雰囲気にさらされるようになる。
【0051】
このカセット148は、溶剤の蒸発ガスGを通す構成となっており、カセット148内の基板71が溶剤の蒸発ガスGと反応する。従って、基板71の電極膜状のレジスト微粒子は、溶剤の蒸発ガスGによって溶解し、図4(B)に示すように隣り合うレジスト微粒子132aが一体化し、粒が大きくなる。そして、一体化したレジスト微粒子132aは、例えば室温にて20分程度放置されることで、図4(C)に示すように電極膜22上に一枚の板状の電極レジスト137が形成される。この電極レジスト137は、溶解したレジスト微粒子132aの表面張力により、いずれの部分も塗布厚がほぼ等しくなる。
そして、電極レジスト137は、例えば90℃で15分程度加熱されることで、プリベーク処理が施される。その後、プリベーク処理が施された電極レジスト137は、例えば室温にて15分以上放置されることで、冷却される。
【0052】
<レジストパターン形成ステップ>
次にステップST11では、図7(E)に示すように、圧電振動片32に形成すべき電極の電極パターンに対応したマスク81を用いてパターニングを行い、露光を行う。この露光条件としては、例えばg線を200mJ/cm2程度照射することで露光を行う。次にステップST12では、図8(A)に示すように露光により感光させた電極レジスト137を除去する。
【0053】
次にステップST13では、電極レジスト137が除去されることにより露出した電極膜22を、図8(B)に示すように、金被覆層、クロム層の順にエッチングにより除去する。次にステップST14では、図8(C)に示すように、電極レジスト137を完全に除去することによって、所望の電極パターンに対応した電極22aが形成された圧電振動片32が完成する。
【0054】
<封止ステップ>
次に、図1のパッケージ36の各電極部31,31の上に導電性接着剤43,43が塗布され、この導電性接着剤43,43の上に圧電振動片32の基部51が載置されて、導電性接着剤43,43が硬化されるようになっている。このようにすると、圧電振動片32は、パッケージ36側と電気的な導通を取ることができる。
【0055】
このパッケージ36の開放された上端には、図2に示すように蓋体39が接合されることにより、封止されている。蓋体39は、好ましくは、パッケージ36に封止固定した後で、外部からレーザ光L2を圧電振動片32の後述する金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料、特に、薄板ガラスにより形成されている。
【0056】
<検証>
図9は、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法により基板上の電極膜に形成された電極レジストの塗布厚の一例を示す図である。尚、図9では、左側の特性が本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用していない場合を例示し、右側の特性が本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合を例示している。また、図9では、これらの特性に対してさらに、それぞれ図1の振動腕34の電極膜に形成された電極レジストの塗布厚及び、基部51上の電極膜に形成された電極レジストの塗布厚が図示されている。
【0057】
図9を参照すると、基部上の電極膜に形成された電極レジストの塗布厚は、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用しない場合には平均約1.5μmであるのに対して、採用した場合には平均約1.3μmである。従って、基部上の電極膜に形成される電極レジストの塗布厚は、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合には基部上の電極膜の全面において電極レジストが従来より多少均一に広がり、多少薄くなる(以下「セルフレベリング」という)。
【0058】
一方、振動腕上の電極膜に形成される電極レジスト137の塗布厚は、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用しない場合には平均約3.9μmであるのに対し、採用した場合には平均約3.2μmである。従って、振動腕上の電極膜に形成される電極レジストの塗布厚は、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合には振動腕上の電極膜の全面において電極レジストが非常に均一に広がり、より薄くなる。
【0059】
このように振動腕上の電極膜の電極レジストの塗布厚と、基部上の電極膜の電極レジストの塗布厚との比は、従来より本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合の方が1:1により近づく。このため、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用すると、圧電振動片32上の電極膜に形成される電極レジストの塗布厚が、従来よりも振動腕側と基部側とで差が小さくなる。
【0060】
従って、圧電振動片32は、従来よりもその電極膜に形成する電極レジストの塗布厚を全体的に均一化することができる。このように全体として塗布厚が均一化された電極レジストを用いて、最終的には圧電振動片32に微細な電極22aを形成し、圧電振動片32の小型化を図ることができる。
【0061】
また、このように圧電振動片32は、その製造時に電極膜上の電極レジストの塗布厚が全体的に均一化することができる以外にも、以下のような効果を発揮することができる。
図10は、本実施形態により基板上の電極膜に形成された電極レジストの表面粗さRaの一例を示す特性図である。尚、図10では、左側の特性が本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用していない場合を例示し、右側の特性が本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合を例示している。また、図10では、これらの特性に対してさらに、それぞれ図1の振動腕34の電極膜に形成された電極レジストの表面粗さRa及び、基部51上の電極膜に形成された電極レジストの表面粗さRaが図示されている。
【0062】
図10を参照すると、基部上の電極膜に形成された電極レジストの表面粗さRaは、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用しない場合には数値上のばらつきがあるものの平均約0.063μm前後であるのに対して、採用した場合には同じく数値上のばらつきがあるものの平均0.24μm程度である。従って、基部上の電極膜に形成される電極レジストの表面粗さRaは、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合には基部上の電極膜の全面において電極レジストが従来より多少均一に広がることにより、小さくすることができることがわかる。
【0063】
一方、振動腕上の電極膜に形成される電極レジストの表面粗さRaは、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用しない場合には数値上のばらつきがあるものの平均約0.030μmであるのに対し、採用した場合には同じく数値上のばらつきがあるものの平均0.009μm程度である。従って、振動腕上の電極膜に形成される電極レジストの表面粗さRaは、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合には振動腕上の電極膜の全面において電極レジストが非常に均一に広がることから、小さくなることがわかる。
【0064】
このように振動腕上の電極膜の電極レジストの表面粗さRaと、基部上の電極膜の電極レジストの表面粗さRaとの比は、従来より本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用した場合の方がより1:1に近づく。このため、本実施形態としてのフォトリソグラフィ方法を採用すると、圧電振動片32上の電極膜に形成される電極レジストの表面粗さRaが、従来よりも振動腕34側と基部51側とで差が小さくなることがわかる。
【0065】
従って、圧電振動片32は、従来よりもその電極膜に形成する電極レジストの表面粗さRaを全体的に均一化することができる。このように全体として表面粗さRaが均一化された電極レジストを用いて、圧電振動片32に微細な電極22aを形成することができる。
【0066】
本発明の第1実施形態によれば、電極膜22を被覆した基板71上に塗布されたままの状態のレジスト微粒子132aは塗布厚が均一とならないものの、このレジスト微粒子132aが基板71上において溶剤の蒸発ガスGによって溶解することでレジスト微粒子132aの凹凸と隙間がなくなり、その表面張力によって塗布厚が全体的に均一となり薄いレジストが基板71の電極膜22上に形成される。従って、圧電振動片32には、微細な電極22aを形成することが可能となり、小型化を図ることができる。また併せて、レジスト微粒子132aの溶解によって生ずる表面張力により、形成された電極レジスト137の表面は平滑化される。
【0067】
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態としてのフォトリソグラフィ方法では、図1〜図10において第1実施形態としてのと同一の符号を付した箇所はほぼ同じ構成であるから、同一の構成は図1〜図10と共通の符号を用いてその説明を省略し、異なる点を中心として説明する。
【0068】
第2実施形態としてのフォトリソグラフィ方法では、第1実施形態のレジスト粒子塗布ステップにおいて採用されていたレジスト微粒子132aの塗布方法の代わりに、例えば静電塗布方式を使用している。この静電塗布方式は、基板上に被覆した電極膜を帯電させ、その電極膜に対してその電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布するようにしている。
【0069】
図11は、基部51や振動腕34,35に対して静電塗布方式を用いてレジスト粒子を塗布してレジストを形成する超微粒子発生装置130の構成例を示す概略断面図である。
超微粒子発生装置130は、微粒子発生器131、高圧電源138及び塗布チャンバ133を備えている。
【0070】
微粒子発生器131は、フォトリソグラフィ工程において用いられるフォトレジストの溶媒132を含んだサブミクロン程度のレジスト微粒子132aを発生させる。発生したレジスト微粒子132aは、空気または窒素等の不活性ガスのキャリアガスによって、塗布チャンバ133のノズル部134に運ばれる。塗布チャンバ133には、高圧電源138が接続されている。
【0071】
この高圧電源138は、塗布チャンバ133のノズル部134に30kV〜100kV程度の負の高電圧を印加して、レジスト微粒子132aを負に帯電させ、負に帯電したレジスト微粒子132bを生成する機能を有する。塗布チャンバ133は、ノズル部134の他にも正の電極136を備えている。この正の電極136は接地されており、正の電極136上に配置した導電性を有する部材が接地されるように構成されている。ノズル部134は、上記キャリアガスによって運ばれたレジスト微粒子132bを、塗布チャンバ133内の正の電極136に配置された対象物の一例としての振動腕34,35に静電塗布方式により塗布する機能を有する。尚、この対象物としては、振動腕34,35のみならず、基部51等の他の電極形成部分であっても良いことはいうまでもない。
【0072】
正の電極136に配置された振動腕34等には予めその全面に電極膜22が成膜されており、その電極膜上には、レジスト微粒子132bを塗布することで電極レジスト137が形成される。この電極レジスト137は、振動腕34等に予め成膜された電極膜をフォトリソグラフィ工程を経て、所定のパターンに形成するためのものである。
【0073】
このように超微粒子発生装置130は、高圧電源138によって印加する電圧に応じて、振動腕34等に形成する電極レジスト137の膜厚を調整することができる。
超微粒子発生装置130により振動腕34等に電極レジスト137を形成する方法の概略についてさらに説明する。以下の説明では、一例として振動腕34上の電極膜22に電極レジスト137を形成することを例示する。
【0074】
図12(A)〜図12(C)は、それぞれ振動腕34上の電極膜22に電極レジスト137を形成する手順の一例を示す断面図である。
図11に示すようにノズル部134には負の高電圧を印加し、振動腕34の電極膜22は接地されている。従って、図12(A)に示すノズル部134の負の高電圧に対応して、振動腕34上の電極膜22には正の電荷が帯電する。
【0075】
そして、振動腕34に対して相対的に移動するノズル部134が、図12(B)に示すように振動腕34上の電極膜22に対してレジスト微粒子132bを塗布し、レジスト微粒子132bが振動腕34上の電極膜22の電荷に引きつけられて、振動腕34上の電極膜22に塗布される。そして、図12(C)に示すように振動腕34上の電極膜22には、上述した手法によりそれらレジスト微粒子132bでなる電極レジスト137が形成される。
【0076】
本発明の第2実施形態によれば、第1実施形態とほぼ同様の効果を発揮することができるとともに、これに加えて、静電塗布方式を採用した場合において、振動腕34上の電極膜22や基部51上の電極膜22に塗布されたレジスト微粒子132bに多少のムラがあっても、レジスト微粒子132bの溶解により、電極膜22上には均一な塗布厚の電極レジスト137が形成されるようになる。従って、従来不可能であったフォトリソグラフィ方法を用いた基板71上への微細なパターンの電極22aの形成が可能となる。
【0077】
図13は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイス30を利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン308及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ309を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるCPU(CentralProcessing Unit)301を備えている。
【0078】
CPU301は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのLCDや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部302や、RAM,ROM等でなるメモリ303の制御を行うようになっている。このため、CPU301には、圧電デバイス30が取り付けられて、その出力周波数をCPU301に内蔵された所定の分周回路(図示せず)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このCPU301に取付けられる圧電デバイス30は、圧電デバイス30等単体でなくても、圧電デバイス30等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【0079】
CPU301は、さらに、温度補償水晶発振器(TCXO)305と接続され、温度補償水晶発振器305は、送信部307と受信部306に接続されている。これにより、CPU301からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器305により修正されて、送信部307及び受信部306に与えられるようになっている。
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置300のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイス30を利用することにより、小型に構成しても、優れた振動特性を発揮するため、正確なクロック信号を生成することができる。
【0080】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
本実施形態は、上述した実施形態に限られず、これ以外の塗布物を被塗布物に塗布することに適用することができる。また、上記実施形態は、圧電振動片に電極を形成する際にレジストを形成することを例示したが、これに限られず、半導体素子、その他の電子部品の電極を形成する際のレジストを形成することにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧電デバイスの構成例を示す概略平面図。
【図2】図1のA−A線概略断面図。
【図3】ベーパー処理装置の構成例を示す断面図。
【図4】電極膜上にレジストが形成される様子の一例を示す断面図。
【図5】圧電振動片の製造方法の手順の一例を示すフローチャート。
【図6】図5の手順を具体的に図示した一例を示す断面図。
【図7】図5の手順を具体的に図示した一例を示す断面図。
【図8】図5の手順を具体的に図示した一例を示す断面図。
【図9】電極膜に形成されたレジストの塗布厚の一例を示す特性図。
【図10】電極膜に形成されたレジストの表面粗さの一例を示す特性図。
【図11】超微粒子発生装置の構成例を示す概略断面図。
【図12】振動腕の電極膜にレジストを形成する手順の一例を示す断面図。
【図13】電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図14】従来のフォトリソグラフィ方法によりレジストを用いて電極を形成する手順の一例を示す断面図。
【符号の説明】
22・・・電極膜、22a・・・電極、30・・・圧電デバイス、32・・・圧電振動片、71・・・基板、132・・・レジストの溶剤(液状のレジスト溶剤)、132a・・・レジスト微粒子(レジスト粒子),132b・・・負電荷が帯電したレジスト微粒子(レジスト粒子)、137・・・電極レジスト(レジスト)、140・・・ベーパー処理装置、146・・・溶剤、G・・・溶剤の蒸発ガス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photolithography method, a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a method for manufacturing a piezoelectric device, and a piezoelectric vibrating piece, in which resist particles are applied to a substrate coated with an electrode film, and the resist is formed on the electrode film on the substrate. The present invention relates to a semiconductor element, an electronic component, a piezoelectric device, an electronic apparatus, and a mobile phone device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a method called a spin coating method is often used as a method for forming a thin and uniform film on an object. This spin coating method has a feature that a coated material can be applied in the vicinity of the center of the rotated coated material, and the coated material can be coated on the surface of the coated material by centrifugal force. This spin coating method can be applied as long as the surface of the object to be coated is flat, and the coating thickness of the object to be coated can be formed thinly and uniformly. For this reason, at first glance, this spin coating method may be considered to be applied to the application of a resist when an electrode is formed on a piezoelectric vibrating piece, for example.
[0003]
However, such a method of forming a resist by the spin coating method cannot be applied to formation of an electrode resist when forming an electrode to be formed corresponding to the electrode pattern of the piezoelectric vibrating piece. This is because the spin coating method is difficult to apply thinly and uniformly on an object having irregularities or through holes on the surface. In other words, the crystal wafer, which is the base material of the piezoelectric vibrating piece, has completed the outer shape etching of the piezoelectric vibrating piece before the electrode resist is formed, and unevenness or through holes are already formed on the crystal wafer. Because.
[0004]
Also, at first glance, it may be possible to realize the formation of a resist using, for example, spray coating or electrostatic coating. These spray coating and electrostatic coating are methods in which resist particles are applied to a piezoelectric vibrating piece, and a resist made of resist particles is formed on the piezoelectric vibrating piece. These spray coating and electrostatic coating are characterized in that, for example, a crystal wafer can be used to form a resist after external etching of the piezoelectric vibrating piece (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-290181 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a resist is formed by spray coating, electrostatic coating, or the like, the resist particles are granular, so that the coating thickness partially changes due to the overlapping of the resist particles, and it is difficult to make the resist uniformly thin. Specifically, it is as follows.
[0007]
14A to 14D are cross-sectional views illustrating an example of a procedure for forming the
As shown in FIG. 14A, resist
[0008]
For this reason, when the
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to form a photolithographic method, a piezoelectric vibrating piece manufacturing method, and a piezoelectric device that can uniformly form a thin resist coating formed on an electrode film on a substrate. Manufacturing method, piezoelectric vibrating piece, semiconductor element, electronic component, piezoelectric device, electronic apparatus, and mobile phone device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the resist particle application step of applying resist particles to the substrate coated with the electrode film, and vaporizing the solvent capable of dissolving the resist particles to vaporize the solvent A gas phase forming step for forming a gas; and a resist particle dissolving step for disposing the substrate in an atmosphere of the solvent evaporating gas and dissolving the resist particles with the solvent evaporating gas to form a resist on the electrode film. A mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the substrate, the resist formed on the electrode film of the substrate is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the substrate It is achieved by a photolithography method characterized in that it comprises a patterning step.
According to the above configuration, the resist particle as it is applied on the substrate coated with the electrode film does not have a uniform coating thickness, but the resist particle is dissolved on the substrate by the evaporation gas of the solvent, thereby causing unevenness of the resist particle. As a result of the surface tension, the coating thickness becomes uniform as a whole, and a thin resist is formed on the electrode film of the substrate. Therefore, it is possible to form a fine pattern electrode on the substrate using a photolithography method that has been impossible in the past. Further, the surface of the formed resist is smoothed by the surface tension generated by re-dissolution of the resist particles.
[0011]
According to a second invention, in the configuration of the first invention, in the resist particle application step, a liquid resist solvent is used as the mist-like resist particles, and the resist particles are applied to the electrode film on the substrate. It is characterized by.
According to the above configuration, even if the resist particles applied to the electrode film are somewhat uneven, a resist having a uniform application thickness is formed on the electrode film by dissolution of the resist particles. Therefore, it is possible to form a fine pattern electrode on the substrate using a photolithography method that has been impossible in the past.
[0012]
According to a third invention, in the configuration of the first invention, in the resist particle coating step, the electrode film coated on the substrate is charged, and the electrode film is charged to a polarity different from the electrode film. The resist particles are electrostatically applied.
According to the above configuration, even if the resist particles applied to the electrode film are somewhat uneven, a resist having a uniform application thickness is formed on the electrode film by dissolution of the resist particles. Therefore, it is possible to form a fine pattern electrode on the substrate using a photolithography method that has been impossible in the past.
[0013]
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the substrate has a concavo-convex shape or a through hole.
According to the above configuration, even in a substrate having a concavo-convex shape or a through-hole, an electrode with a fine pattern can be formed on the substrate using a resist having a thin and uniform coating thickness.
[0014]
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the solvent contains propylene glycol monomethyl ether acetate.
According to the above configuration, since the solvent containing propylene glycol monomethyl ether acetate is vaporized at room temperature, no heating means is required and the resist particles can be dissolved at room temperature.
[0015]
According to the sixth aspect of the present invention, the outer shape forming step for etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, and the resist particles for applying the resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film are provided. An application step, a vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporating gas of the solvent, disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the evaporating gas of the solvent, Dissolving the resist particles by evaporating gas to form a resist particle on the electrode film, and disposing a mask corresponding to the electrode pattern to be formed on the piezoelectric vibrating piece, and the electrode film of the piezoelectric vibrating piece A resist pattern forming step of exposing the resist formed thereon and forming a resist pattern corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece; The method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece and having an electrode corresponding to the electrode pattern using a serial resist pattern and forming electrodes forming step on a piece of the piezoelectric vibrating, is achieved.
According to the above configuration, the resist particles as applied on the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film do not have a uniform coating thickness, but the resist particles are dissolved on the piezoelectric vibrating piece by the evaporation gas of the solvent, whereby the resist particles As a result, the coating thickness becomes uniform as a whole by the surface tension, and a thin resist is formed on the electrode film of the substrate. Therefore, it is possible to form a fine pattern electrode on the piezoelectric vibrating piece using photolithography, which has been impossible in the past. Further, the surface of the formed resist is smoothed by the surface tension generated by re-dissolution of the resist particles.
[0016]
According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a resist particle coating step in which resist particles are coated on a substrate coated with an electrode film, and a solvent capable of dissolving the resist particles is vaporized to evaporate the solvent. A vapor phase step, a resist particle dissolution step of disposing the substrate in an atmosphere of an evaporation gas of the solvent, and dissolving the resist particles by the evaporation gas of the solvent to form a resist on the electrode film; Resist pattern formation in which a mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the substrate, the resist formed on the electrode film of the substrate is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the substrate And an electrode forming step of forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the substrate using the resist pattern. The semiconductor element manufactured by the manufacturing method of a semiconductor device characterized bets is achieved.
According to the above configuration, the resist particle as it is applied on the substrate coated with the electrode film does not have a uniform coating thickness, but the resist particle is dissolved on the substrate by the evaporation gas of the solvent, thereby causing unevenness of the resist particle. As a result of the surface tension, the coating thickness becomes uniform as a whole, and a thin resist is formed on the electrode film of the substrate. Therefore, it is possible to form a fine pattern electrode on a substrate of a semiconductor element using a photolithography method. Further, the surface of the formed resist is smoothed by the surface tension generated by re-dissolution of the resist particles.
[0017]
The above-mentioned object is that the eighth invention is a resist particle coating step in which resist particles are applied to a substrate coated with an electrode film, and a solvent capable of dissolving the resist particles is vaporized to evaporate the solvent. A vapor phase step, a resist particle dissolution step of disposing the substrate in an atmosphere of an evaporation gas of the solvent, and dissolving the resist particles by the evaporation gas of the solvent to form a resist on the electrode film; Resist pattern formation in which a mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the substrate, the resist formed on the electrode film of the substrate is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the substrate Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the substrate using the step and the resist pattern; and the electrode An electronic device manufactured by a method for manufacturing an electronic component, comprising: a step of fixing the formed substrate to a package while maintaining electrical continuity, and sealing the package containing the substrate. Achieved by parts.
According to the above configuration, the resist particle as it is applied on the substrate coated with the electrode film does not have a uniform coating thickness, but the resist particle is dissolved on the substrate by the evaporation gas of the solvent, thereby causing unevenness of the resist particle. As a result of the surface tension, the coating thickness becomes uniform as a whole, and a thin resist is formed on the electrode film of the substrate. Accordingly, it is possible to form an electrode with a fine pattern on a substrate of an electronic device using a photolithography method. Further, the surface of the formed resist is smoothed by the surface tension generated by re-dissolution of the resist particles.
[0018]
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a profile forming step of etching the substrate to form an outer shape of the piezoelectric vibrating piece, and a resist particle applying step of applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film. Vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into a vapor phase to produce the solvent evaporating gas; and disposing the piezoelectric vibrating reed in an atmosphere of the solvent evaporating gas, and evaporating the solvent A resist particle dissolving step of dissolving the resist particles to form a resist on the electrode film, and a mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the piezoelectric vibrating piece, and on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece A resist pattern forming step of exposing the formed resist and forming a resist pattern corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece; Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece by using a strike pattern; and fixing the piezoelectric vibrating piece on which the electrode is formed to a package while maintaining electrical continuity; And a sealing step for sealing the package containing the resonator element. This is achieved by a method for manufacturing a piezoelectric device.
According to the above configuration, the resist particles as applied on the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film do not have a uniform coating thickness, but the resist particles are dissolved on the piezoelectric vibrating piece by the evaporation gas of the solvent, whereby the resist particles As a result, the coating thickness becomes uniform as a whole by the surface tension, and a thin resist is formed on the electrode film of the substrate. Therefore, it is possible to form a fine pattern electrode on the piezoelectric vibrating piece using photolithography, which has been impossible in the past. Further, the surface of the formed resist is smoothed by the surface tension generated by re-dissolution of the resist particles.
[0019]
According to the tenth aspect of the present invention, the outer shape forming step for etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, and the resist particles for applying the resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film are provided. An application step, a vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporating gas of the solvent, disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the evaporating gas of the solvent, Dissolving the resist particles by evaporating gas to form a resist particle on the electrode film, and disposing a mask corresponding to the electrode pattern to be formed on the piezoelectric vibrating piece, and the electrode film of the piezoelectric vibrating piece A resist pattern forming step of exposing the resist formed thereon and forming a resist pattern corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece; This is achieved by a piezoelectric vibrating piece manufactured by a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece having an electrode forming step of forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern. .
According to the above configuration, the piezoelectric vibrating reed can be miniaturized because an electrode with a fine pattern can be formed on the piezoelectric vibrating reed using a resist having a thin and uniform coating thickness.
[0020]
According to the eleventh aspect of the present invention, the outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating reed, and the resist particles for applying the resist particles to the piezoelectric vibrating reed covering the electrode film An application step, a vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporating gas of the solvent, disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the evaporating gas of the solvent, Dissolving the resist particles by evaporating gas to form a resist particle on the electrode film, and disposing a mask corresponding to the electrode pattern to be formed on the piezoelectric vibrating piece, and the electrode film of the piezoelectric vibrating piece A resist pattern forming step of exposing the resist formed thereon and forming a resist pattern corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece; Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern; and fixing the piezoelectric vibrating piece on which the electrode is formed to a package while taking electrical conduction; This is achieved by a piezoelectric device manufactured by a method for manufacturing a piezoelectric device having a sealing step for sealing the package containing a piezoelectric vibrating piece.
According to the above configuration, since the electrode having a fine pattern can be formed on the piezoelectric vibrating piece using the resist having a thin and uniform coating thickness, the piezoelectric device including the piezoelectric vibrating piece can be downsized.
[0021]
According to the twelfth aspect of the invention, the outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, and the resist particles that apply the resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film An application step, a vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporating gas of the solvent, disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the evaporating gas of the solvent, Dissolving the resist particles by evaporating gas to form a resist particle on the electrode film, and disposing a mask corresponding to the electrode pattern to be formed on the piezoelectric vibrating piece, and the electrode film of the piezoelectric vibrating piece A resist pattern forming step of exposing the resist formed thereon and forming a resist pattern corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece; Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern; and fixing the piezoelectric vibrating piece on which the electrode is formed to a package while taking electrical conduction; This is achieved by an electronic apparatus comprising a piezoelectric device manufactured by a method for manufacturing a piezoelectric device having a sealing step for sealing the package containing a piezoelectric vibrating piece.
According to the above configuration, since the electrode having a fine pattern can be formed on the piezoelectric vibrating piece using the resist having a thin and uniform coating thickness, an electronic apparatus including the piezoelectric device can be miniaturized.
[0022]
According to the thirteenth aspect of the present invention, the outer shape forming step for etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, and the resist particles for applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film An application step, a vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporating gas of the solvent, disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the evaporating gas of the solvent, Dissolving the resist particles by evaporating gas to form a resist particle on the electrode film, and disposing a mask corresponding to the electrode pattern to be formed on the piezoelectric vibrating piece, and the electrode film of the piezoelectric vibrating piece A resist pattern forming step of exposing the resist formed thereon and forming a resist pattern corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece; Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern; and fixing the piezoelectric vibrating piece on which the electrode is formed to a package while taking electrical conduction; This is achieved by a mobile phone device comprising a piezoelectric device manufactured by a method for manufacturing a piezoelectric device having a sealing step for sealing the package containing a piezoelectric vibrating piece.
According to the above configuration, since the electrode having a fine pattern can be formed on the piezoelectric vibrating piece using the resist having a thin and uniform coating thickness, the mobile phone device including the piezoelectric device can be downsized.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration example of the
[0024]
The
[0025]
1 and 2, the
[0026]
In the inner space S2 of the package 36, in the vicinity of the left end portion, the second
The
[0027]
The piezoelectric vibrating
[0028]
[0029]
These
[0030]
A
[0031]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a vapor processing apparatus 140 as a part of the manufacturing apparatus of the piezoelectric vibrating
The vapor processing apparatus 140 shown in FIG. 3 is also called a desiccator, for example, and includes a glass chamber 142, an
The glass chamber 142 is a housing in the vapor processing apparatus 140 and is configured to block the outside and the inside thereof. The glass chamber 142 has a solvent 146 capable of dissolving the resist fine particles at the bottom thereof.
[0032]
The solvent 146 is, for example, an organic solvent, and preferably contains propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as “PEGMEA”) as an example. The solvent 146 is vaporized at room temperature, for example, and becomes a solvent evaporating gas G. When the solvent 146 containing PEGMEA is employed in this way, the treatment can be performed at room temperature without particularly providing a heating means. An
[0033]
The
[0034]
Here, a crystal wafer as an example of a substrate has a configuration having an uneven shape, for example. Specifically, this crystal wafer is characterized in that, for example, a piezoelectric vibrator is formed. That is, the vapor processing apparatus 140 is characterized in that the resist can be formed not only on a flat object but also on an object having an uneven shape. The processing procedure of the vapor processing apparatus 140 will be described later.
[0035]
An electrode film made of Au, Cr or the like is coated on the entire surface of the quartz wafer, and resist fine particles are coated on the electrode film. As a method for applying the resist particles, various methods can be adopted as will be described later. Accordingly, at least one quartz wafer housed in the cassette 148 is placed in the solvent evaporation gas G atmosphere, and the resist fine particles formed on the electrode film on the quartz wafer can be exposed to the solvent evaporation gas G. .
[0036]
Specifically, as shown in FIG. 4A, the resist fine particles 132a applied on the
[0037]
Here, conditions for the vapor treatment will be described.
The vapor temperature is about 23 ° C., and the pressure is normal pressure (1 atm). The vapor treatment time (vapor time) ranges from 20 minutes at which the surface becomes smooth, but the electrode resist 137 becomes transparent, for example, from at least 3 minutes where the agglomerates remain, and the surface is smoothed. It is desirable that Even if the vapor treatment is performed for more than 20 minutes, the electrode resist 137 hardly changes. Moreover, as an appropriate time of the vapor time, for example, it is desirable that it is 10 minutes or more. This is a period of time that eliminates the lump of resist fine particles 132a.
[0038]
In this way, the electrode resist 137 having a smooth and uniform coating thickness is cured by the solvent 146 being blown off by a pre-baking process, for example, heating at 90 ° C. for about 15 minutes, and is further cooled and completed. Here, as a cooling process, for example, it is left at room temperature for about 15 minutes. Needless to say, as the solvent 146 shown in FIG. 3, a solvent that volatilizes by heating may be employed instead of the solvent that volatilizes at room temperature as described above. In such a case, it is desirable that the vapor processing apparatus 140 includes a heating unit for heating the solvent 146.
According to such a configuration, the vapor processing apparatus 140 can batch process the crystal wafers in units of the cassette 148, so that the processing capacity is improved as compared with the conventional processing, for example, one by one. can do.
[0039]
Examples of the combination of the solvent 146 suitable for the solvent of the electrode resist 137 include ECA, PEGMEA, acetone, ethyl lactate, and butyl acetate with respect to ethyl cellosolve acetate (hereinafter referred to as “ECA”). it can. Moreover, as a combination of the solvent 146 suitable for the solvent of the electrode resist 137, for example, ECA, PEGMEA, acetone, ethyl lactate and butyl acetate can be cited for ethyl acetate / butyl acetate. Further, examples of the combination of the solvent 146 suitable for the solvent of the electrode resist 137 include ECA, PEGMEA, acetone, ethyl lactate, and butyl acetate with respect to PEGMEA.
[0040]
For example, since the positive electrode resist 137 uses, for example, a novolac resin as a solid content, a solvent that dissolves the novolak resin can be used to various extents by changing the vapor conditions to the novolac resin. Types can be used. In this respect, the PEGMEA is optimal in that it can be used at normal temperature for any positive electrode resist 137, for example.
[0041]
The
[0042]
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the procedure of the method of manufacturing the piezoelectric vibrating
[0043]
With reference to these drawings, a method of manufacturing the piezoelectric vibrating
<Process for forming the outer shape of the quartz crystal vibrating piece>
Next, in step ST0 shown in FIG. 5, in FIG. 6A, a
[0044]
In step ST1 shown in FIG. 5, a corrosion-
[0045]
Next, in step ST2, a resist 73 is applied to the entire surface as shown in FIG. 6B using, for example, spin coating, and then a mask 79 is arranged as shown in FIG. 6C. In step ST3, a portion of the resist 73 outside the shape of the piezoelectric vibrating
[0046]
Subsequently, in step ST5, as shown in FIG. 6E, the exposed corrosion-
[0047]
Next, although not shown, the exposed material portion of the
[0048]
<Electrode film formation process>
Subsequently, an electrode is formed on the piezoelectric vibrating
Next, in step ST9, as shown in FIG. 7C, the
[0049]
<Resist particle application step>
Next, in step ST10, an electrode resist 137 is formed on the
[0050]
<Resist particle dissolution step>
Next, in step ST10, the above-described vapor processing is performed using the vapor processing apparatus 140 shown in FIG. In this vapor treatment, first, at least one
[0051]
The cassette 148 is configured to pass the solvent evaporation gas G, and the
The electrode resist 137 is pre-baked by being heated at 90 ° C. for about 15 minutes, for example. Thereafter, the pre-baked electrode resist 137 is cooled, for example, by being left at room temperature for 15 minutes or more.
[0052]
<Resist pattern formation step>
Next, in step ST11, as shown in FIG. 7E, patterning is performed using a
[0053]
Next, in step ST13, the
[0054]
<Sealing step>
Next,
[0055]
As shown in FIG. 2, a
[0056]
<Verification>
FIG. 9 is a diagram showing an example of the coating thickness of the electrode resist formed on the electrode film on the substrate by the photolithography method according to this embodiment. FIG. 9 illustrates the case where the left side characteristic does not employ the photolithography method according to the present embodiment, and the right side characteristic illustrates the case where the photolithography method according to the present embodiment is employed. In addition, in FIG. 9, for each of these characteristics, the coating thickness of the electrode resist formed on the electrode film of the vibrating
[0057]
Referring to FIG. 9, the applied thickness of the electrode resist formed on the electrode film on the base is about 1.5 μm on average when the photolithography method according to the present embodiment is not employed, but is employed. In some cases, the average is about 1.3 μm. Therefore, the application thickness of the electrode resist formed on the electrode film on the base is such that when the photolithography method according to the present embodiment is adopted, the electrode resist spreads more uniformly on the entire surface of the electrode film on the base than in the past. Slightly thin (hereinafter referred to as “self-leveling”).
[0058]
On the other hand, the coating thickness of the electrode resist 137 formed on the electrode film on the vibrating arm is about 3.9 μm on average when the photolithography method according to the present embodiment is not employed, whereas when applied, The average is about 3.2 μm. Therefore, the coating thickness of the electrode resist formed on the electrode film on the vibrating arm is such that when the photolithography method according to the present embodiment is employed, the electrode resist spreads very uniformly over the entire surface of the electrode film on the vibrating arm. , Get thinner.
[0059]
Thus, the ratio of the electrode resist coating thickness of the electrode film on the vibrating arm and the electrode resist coating thickness of the electrode film on the base is greater when the photolithography method according to the present embodiment is used than before. Get closer to 1: 1. For this reason, when the photolithography method according to the present embodiment is employed, the difference in coating thickness of the electrode resist formed on the electrode film on the piezoelectric vibrating
[0060]
Therefore, the piezoelectric vibrating
[0061]
In addition, the piezoelectric vibrating
FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of the surface roughness Ra of the electrode resist formed on the electrode film on the substrate according to the present embodiment. FIG. 10 illustrates the case where the left side characteristic does not employ the photolithography method according to the present embodiment, and the right side characteristic illustrates the case where the photolithography method according to the present embodiment is employed. In addition, in FIG. 10, for these characteristics, the surface roughness Ra of the electrode resist formed on the electrode film of the vibrating
[0062]
Referring to FIG. 10, the surface roughness Ra of the electrode resist formed on the electrode film on the base is about 0.063 μm on average although there is a numerical variation when the photolithography method according to the present embodiment is not adopted. When it is adopted, the average is about 0.24 μm although there is a variation in numerical values. Accordingly, the surface roughness Ra of the electrode resist formed on the electrode film on the base portion is such that the electrode resist is somewhat uniform over the entire surface of the electrode film on the base portion when the photolithography method according to this embodiment is employed. It turns out that it can be made small by expanding.
[0063]
On the other hand, the surface roughness Ra of the electrode resist formed on the electrode film on the vibrating arm is about 0.030 μm on average although there is variation in numerical values when the photolithography method according to the present embodiment is not adopted. On the other hand, when it is adopted, the average value is about 0.009 μm although there are variations in numerical values. Therefore, the surface roughness Ra of the electrode resist formed on the electrode film on the vibrating arm is such that the electrode resist is very uniform over the entire surface of the electrode film on the vibrating arm when the photolithography method according to this embodiment is employed. It becomes clear that it becomes small because it spreads.
[0064]
As described above, the ratio of the surface roughness Ra of the electrode resist of the electrode film on the vibrating arm to the surface roughness Ra of the electrode resist of the electrode film on the base portion has conventionally employed the photolithography method according to this embodiment. The case is closer to 1: 1. For this reason, when the photolithography method according to the present embodiment is employed, the surface roughness Ra of the electrode resist formed on the electrode film on the piezoelectric vibrating
[0065]
Therefore, the piezoelectric vibrating
[0066]
According to the first embodiment of the present invention, the resist fine particles 132a as applied on the
[0067]
Second Embodiment
In the photolithography method according to the second embodiment of the present invention, the same reference numerals as those in the first embodiment in FIGS. 1 to 10 have almost the same configuration. The description will be omitted by using the same reference numerals as those in FIG. 10, and different points will be mainly described.
[0068]
In the photolithography method as the second embodiment, for example, an electrostatic coating method is used instead of the coating method of the resist fine particles 132a used in the resist particle coating step of the first embodiment. In this electrostatic coating method, an electrode film coated on a substrate is charged, and resist particles charged to a polarity different from that of the electrode film are electrostatically applied to the electrode film.
[0069]
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an ultrafine particle generator 130 that forms a resist by applying resist particles to the
The ultrafine particle generator 130 includes a fine particle generator 131, a high
[0070]
The fine particle generator 131 generates submicron resist fine particles 132a containing a photoresist solvent 132 used in the photolithography process. The generated resist fine particles 132a are carried to the
[0071]
The high-
[0072]
An
[0073]
As described above, the ultrafine particle generator 130 can adjust the film thickness of the electrode resist 137 formed on the vibrating
An outline of a method for forming the electrode resist 137 on the vibrating
[0074]
FIGS. 12A to 12C are cross-sectional views showing an example of a procedure for forming the electrode resist 137 on the
As shown in FIG. 11, a negative high voltage is applied to the
[0075]
Then, the
[0076]
According to the second embodiment of the present invention, substantially the same effect as that of the first embodiment can be exhibited. In addition, in the case where the electrostatic coating method is adopted, the electrode film on the vibrating
[0077]
FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using the
In the figure, a
[0078]
In addition to modulation and demodulation of transmission / reception signals, the
[0079]
The
As described above, by using the
[0080]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, a part of each configuration of the above embodiment can be omitted, or can be arbitrarily combined so as to be different from the above.
The present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to the application of an application other than the above to the application. Moreover, although the said embodiment illustrated forming a resist when forming an electrode in a piezoelectric vibrating piece, it is not restricted to this, The resist at the time of forming the electrode of a semiconductor element and other electronic components is formed. Can also be applied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration example of a piezoelectric device.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a vapor processing apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of how a resist is formed on an electrode film.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a procedure of a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece.
6 is a cross-sectional view showing an example specifically illustrating the procedure of FIG. 5;
7 is a cross-sectional view showing an example specifically illustrating the procedure of FIG. 5;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example specifically illustrating the procedure of FIG. 5;
FIG. 9 is a characteristic diagram showing an example of a coating thickness of a resist formed on an electrode film.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of the surface roughness of a resist formed on an electrode film.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an ultrafine particle generator.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example of a procedure for forming a resist on the electrode film of the vibrating arm.
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a procedure for forming an electrode using a resist by a conventional photolithography method.
[Explanation of symbols]
22 ... Electrode film, 22a ... Electrode, 30 ... Piezoelectric device, 32 ... Piezoelectric vibrating piece, 71 ... Substrate, 132 ... Resist solvent (liquid resist solvent), 132a ..Resist fine particles (resist particles), 132b... Resist fine particles charged with negative charges (resist particles), 137... Electrode resist (resist), 140. ... Evaporation gas of solvent
Claims (13)
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記基板を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記基板に配置し、前記基板の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記基板上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと
を有することを特徴とするフォトリソグラフィ方法。A resist particle application step for applying resist particles to a substrate coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the substrate in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, a resist particle dissolution step;
Resist pattern formation in which a mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the substrate, the resist formed on the electrode film of the substrate is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the substrate A photolithography method comprising: steps.
電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと
を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。An outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A resist particle application step of applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, and a resist particle dissolution step,
A mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the piezoelectric vibrating piece, the resist formed on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the piezoelectric vibrating piece. A resist pattern forming step to be formed;
And a step of forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern.
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記基板を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記基板に配置し、前記基板の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記基板上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記基板上に形成する電極形成ステップと
を有することを特徴とする半導体素子の製造方法により製造された半導体素子。A resist particle application step for applying resist particles to a substrate coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the substrate in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, a resist particle dissolution step;
Resist pattern formation in which a mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the substrate, the resist formed on the electrode film of the substrate is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the substrate Steps,
An electrode forming step of forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the substrate using the resist pattern. A semiconductor device manufactured by a method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記基板を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記基板に配置し、前記基板の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記基板上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記基板上に形成する電極形成ステップと、
前記電極が形成された前記基板を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記基板を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップと
を有することを特徴とする電子部品の製造方法により製造された電子部品。A resist particle application step for applying resist particles to a substrate coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the substrate in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, a resist particle dissolution step;
Resist pattern formation in which a mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the substrate, the resist formed on the electrode film of the substrate is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the substrate Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the substrate using the step and the resist pattern; and
And a sealing step of fixing the substrate on which the electrode is formed to a package while taking electrical continuity, and sealing the package containing the substrate. Electronic components.
電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、
前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップと
を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。An outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A resist particle application step of applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, and a resist particle dissolution step,
A mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the piezoelectric vibrating piece, the resist formed on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the piezoelectric vibrating piece. A resist pattern forming step to be formed;
Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern; and
A piezoelectric device comprising: a sealing step of fixing the piezoelectric vibrating piece on which the electrode is formed to a package while taking electrical conduction, and sealing the package containing the piezoelectric vibrating piece. Production method.
電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと
を有する圧電振動片の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動片。An outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A resist particle application step of applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, and a resist particle dissolution step,
A mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the piezoelectric vibrating piece, the resist formed on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the piezoelectric vibrating piece. A resist pattern forming step to be formed;
A piezoelectric vibrating piece manufactured by a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece comprising: an electrode forming step of forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern.
電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、
前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップと
を有する圧電デバイスの製造方法により製造されたことを特徴とする圧電デバイス。An outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A resist particle application step of applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, and a resist particle dissolution step,
A mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the piezoelectric vibrating piece, the resist formed on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the piezoelectric vibrating piece. A resist pattern forming step to be formed;
Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern; and
The piezoelectric vibrating piece having the electrode formed thereon is manufactured by a method of manufacturing a piezoelectric device having a sealing step of fixing the piezoelectric vibrating piece with electrical continuity to a package and sealing the package incorporating the piezoelectric vibrating piece. A piezoelectric device characterized by that.
電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、
前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップと
を有する圧電デバイスの製造方法により製造された圧電デバイスを備えることを特徴する電子機器。An outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A resist particle application step of applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, and a resist particle dissolution step,
A mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the piezoelectric vibrating piece, the resist formed on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the piezoelectric vibrating piece. A resist pattern forming step to be formed;
Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern; and
The piezoelectric vibrating piece having the electrode formed thereon is manufactured by a method of manufacturing a piezoelectric device having a sealing step of fixing the piezoelectric vibrating piece with electrical continuity to a package and sealing the package incorporating the piezoelectric vibrating piece. An electronic apparatus comprising a piezoelectric device.
電極膜を被覆した前記圧電振動片に対してレジスト粒子を塗布するレジスト粒子塗布ステップと、
前記レジスト粒子を溶解可能な溶剤を気相化して前記溶剤の蒸発ガスとする気相化ステップと、
前記溶剤の蒸発ガスの雰囲気中に前記圧電振動片を配置し、前記溶剤の蒸発ガスによって前記レジスト粒子を溶解させて前記電極膜上にレジストを形成するレジスト粒子溶解ステップと、
形成すべき電極パターンに対応したマスクを前記圧電振動片に配置し、前記圧電振動片の電極膜上に形成された前記レジストを露光し、前記圧電振動片上に前記電極パターンに対応したレジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと、
前記レジストパターンを用いて前記電極パターンに対応した電極を前記圧電振動片上に形成する電極形成ステップと、
前記電極が形成された前記圧電振動片を電気的な導通を取りつつパッケージに固定し、前記圧電振動片を内蔵した前記パッケージを封止する封止ステップと
を有する圧電デバイスの製造方法により製造された圧電デバイスを備えることを特徴する携帯電話装置。An outer shape forming step of etching the substrate to form the outer shape of the piezoelectric vibrating piece;
A resist particle application step of applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece coated with an electrode film;
A vapor phase step of vaporizing a solvent capable of dissolving the resist particles into an evaporation gas of the solvent; and
Disposing the piezoelectric vibrating piece in an atmosphere of the solvent evaporation gas, dissolving the resist particles with the solvent evaporation gas to form a resist on the electrode film, and a resist particle dissolution step,
A mask corresponding to the electrode pattern to be formed is disposed on the piezoelectric vibrating piece, the resist formed on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece is exposed, and a resist pattern corresponding to the electrode pattern is formed on the piezoelectric vibrating piece. A resist pattern forming step to be formed;
Forming an electrode corresponding to the electrode pattern on the piezoelectric vibrating piece using the resist pattern; and
The piezoelectric vibrating piece having the electrode formed thereon is manufactured by a method of manufacturing a piezoelectric device having a sealing step of fixing the piezoelectric vibrating piece with electrical continuity to a package and sealing the package incorporating the piezoelectric vibrating piece. A cellular phone device comprising a piezoelectric device.
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