JP2005191703A - Manufacturing method of surface acoustic wave element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性表面波素子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a surface acoustic wave element.
近年、携帯電話等に内蔵される高周波回路用の部品として、圧電性基板上に櫛形電極が形成された弾性表面波フィルタや弾性表面波共振子などの弾性表面波素子が多く用いられている。弾性表面波素子は、従来から用いられてきた誘電体フィルタ等と比較して、小型化が可能であり且つ優れた電気特性を有している。 In recent years, surface acoustic wave elements such as surface acoustic wave filters and surface acoustic wave resonators in which comb-shaped electrodes are formed on a piezoelectric substrate are often used as components for high-frequency circuits incorporated in mobile phones and the like. The surface acoustic wave element can be reduced in size and has excellent electrical characteristics as compared with a dielectric filter or the like conventionally used.
一般的に、弾性表面波素子は、次のようにして製造される。まず、圧電性基板上に金属膜が成膜される。次に、金属膜上に櫛形電極の形状パターンを有するマスク層が形成される。そして、金属膜のうちマスク層に覆われていない部分がエッチングされ、櫛形電極が形成される。最後に、圧電性基板が分割され、複数の弾性表面波素子が完成する。 Generally, a surface acoustic wave element is manufactured as follows. First, a metal film is formed on a piezoelectric substrate. Next, a mask layer having a comb electrode shape pattern is formed on the metal film. And the part which is not covered with a mask layer among metal films is etched, and a comb-shaped electrode is formed. Finally, the piezoelectric substrate is divided to complete a plurality of surface acoustic wave elements.
ここで、弾性表面波素子の製造段階においては、その中心周波数が使用目的に応じて調整される。弾性表面波素子の中心周波数を調整する従来の方法としては、圧電性基板の材料を選択する方法、櫛形電極の高さを調整する方法(例えば特許文献1)、或いは圧電性基板の主面上または側面上に中心周波数調整用のポリイミド膜を成膜する方法(例えば特許文献2、3)などがある。
しかしながら、例えば圧電性基板上に成膜される金属膜の膜厚が同一基板上において均一ではない場合には、櫛形電極の厚さも同一基板上において均一ではなくなる。この結果、同一の圧電性基板から製造される複数の弾性表面波素子それぞれの中心周波数にばらつきが生じてしまうこととなる。上記した各特許文献1〜3では、圧電性基板を分割した後の弾性表面波素子の中心周波数を個別に調整する方法しか開示されておらず、同一基板上における上記したような中心周波数のばらつきを効率よく抑えることが難しい。
However, for example, when the thickness of the metal film formed on the piezoelectric substrate is not uniform on the same substrate, the thickness of the comb-shaped electrode is not uniform on the same substrate. As a result, variations occur in the center frequencies of the plurality of surface acoustic wave elements manufactured from the same piezoelectric substrate. In each of the above-mentioned
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、同一基板上における中心周波数のばらつきを効率よく抑えることができる弾性表面波素子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a surface acoustic wave device that can efficiently suppress variations in the center frequency on the same substrate.
上記した課題を解決するために、本発明による第1の弾性表面波素子の製造方法は、圧電性基板上の複数の素子領域のそれぞれに櫛形電極を形成し、複数の素子領域単位に圧電性基板を分割することにより弾性表面波素子を製造する方法であって、圧電性基板上に成膜された金属膜上にレジストを塗布し、素子領域を含む単位領域毎にレジストを露光し、露光されたレジストを現像することにより、櫛形電極の形状パターンを有するマスク層を金属膜上に形成するマスク形成工程と、金属膜のマスク層に覆われていない部分をエッチングすることにより櫛形電極を形成する電極形成工程とを備え、マスク形成工程の際に、単位領域毎に決定された露光量でレジストを露光することにより、各単位領域に含まれる素子領域の中心周波数を調整することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a first surface acoustic wave device manufacturing method according to the present invention forms a comb-shaped electrode in each of a plurality of element regions on a piezoelectric substrate, and provides piezoelectricity in units of a plurality of element regions. A method of manufacturing a surface acoustic wave device by dividing a substrate, wherein a resist is applied on a metal film formed on a piezoelectric substrate, and the resist is exposed for each unit region including the device region. A mask forming process for forming a mask layer having a comb electrode shape pattern on the metal film by developing the resist, and a comb electrode is formed by etching a portion of the metal film not covered by the mask layer And adjusting the center frequency of the element region included in each unit region by exposing the resist with an exposure amount determined for each unit region during the mask forming step. It is characterized in.
上記した弾性表面波素子の製造方法では、単位領域毎に決定された露光量でもってレジストを露光することにより、単位領域に含まれる素子領域の中心周波数を調整している。すなわち、露光量を変えることによってマスク層のパターン幅が変化し、これによって櫛形電極の幅が変化する。櫛形電極の幅が変化すると、中心周波数が変化する。従って、単位領域毎に好適な露光量を決定することにより、単位領域毎に中心周波数を任意に変化させることができる。この製造方法によれば、同一の圧電性基板上における中心周波数のばらつきを、単位領域毎に露光量を決定することよって相殺することができるので、同一基板上における中心周波数のばらつきを効率よく抑えることができる。 In the surface acoustic wave device manufacturing method described above, the center frequency of the element region included in the unit region is adjusted by exposing the resist with the exposure amount determined for each unit region. That is, by changing the exposure amount, the pattern width of the mask layer is changed, thereby changing the width of the comb electrode. When the width of the comb electrode changes, the center frequency changes. Therefore, by determining a suitable exposure amount for each unit area, the center frequency can be arbitrarily changed for each unit area. According to this manufacturing method, the variation in the center frequency on the same piezoelectric substrate can be canceled by determining the exposure amount for each unit region, so that the variation in the center frequency on the same substrate can be efficiently suppressed. be able to.
また、弾性表面波素子の製造方法は、櫛形電極が形成された第1の圧電性基板における複数の素子領域それぞれの中心周波数を測定する中心周波数測定工程をさらに備え、第2の圧電性基板に対するマスク形成工程の際に、中心周波数測定工程において測定された中心周波数に基づいて、単位領域毎に露光量を決定することを特徴としてもよい。 The method for manufacturing a surface acoustic wave element further includes a center frequency measuring step of measuring a center frequency of each of a plurality of element regions in the first piezoelectric substrate on which the comb-shaped electrode is formed, In the mask forming step, the exposure amount may be determined for each unit area based on the center frequency measured in the center frequency measuring step.
例えば、第1の圧電性基板上に櫛形電極を形成するときの形成条件と、第2の圧電性基板上に櫛形電極を形成するときの形成条件とが同じ条件であるような場合には、第1及び第2の圧電性基板のそれぞれにおける中心周波数分布は互いに似た傾向を示す。従って、この製造方法によれば、第2の圧電性基板上にマスク層を形成する際の単位領域毎の露光量を第1の圧電性基板における中心周波数分布に基づいて決定することによって、露光量を単位領域毎に好適に決定でき、同一基板上における中心周波数のばらつきを効果的に抑えることができる。 For example, when the formation conditions when forming the comb-shaped electrode on the first piezoelectric substrate and the formation conditions when forming the comb-shaped electrode on the second piezoelectric substrate are the same conditions, The center frequency distribution in each of the first and second piezoelectric substrates tends to be similar to each other. Therefore, according to this manufacturing method, the exposure amount for each unit region when forming the mask layer on the second piezoelectric substrate is determined based on the center frequency distribution in the first piezoelectric substrate, thereby exposing the exposure. The amount can be suitably determined for each unit region, and variations in the center frequency on the same substrate can be effectively suppressed.
また、弾性表面波素子の製造方法は、第2の圧電性基板に対するマスク形成工程の際に、レジストとしてポジ型レジストを用いる場合には、中心周波数測定工程において測定された中心周波数が大きい単位領域ほど露光量を小さくし、レジストとしてネガ型レジストを用いる場合には、中心周波数測定工程において測定された中心周波数が大きい単位領域ほど露光量を大きくすることを特徴としてもよい。 In addition, in the method of manufacturing the surface acoustic wave element, when a positive resist is used as the resist in the mask forming process for the second piezoelectric substrate, the unit region having a large center frequency measured in the center frequency measuring process is used. In the case of using a negative resist as the resist, the exposure amount may be increased in a unit region having a larger center frequency measured in the center frequency measurement step.
マスク形成工程の際にポジ型レジストを用いる場合には、露光量を比較的小さくすると、櫛形電極の幅が広くなって中心周波数を小さくなる方向へ変化させることができる。また、ネガ型レジストを用いる場合には、露光量を比較的大きくすると、櫛形電極の幅が広くなって中心周波数を小さくなる方向へ変化させることができる。従って、中心周波数が大きい単位領域ほど、ポジ型レジストを用いる場合には露光量を小さくし、ネガ型レジストを用いる場合には露光量を大きくすることによって、同一基板上における中心周波数のばらつきを好適に抑えることができる。 In the case where a positive resist is used in the mask formation process, if the exposure amount is relatively small, the width of the comb-shaped electrode can be increased and the center frequency can be decreased. In the case of using a negative resist, when the exposure amount is relatively large, the width of the comb-shaped electrode is widened and the center frequency can be decreased. Therefore, in a unit region with a higher center frequency, it is preferable to reduce the exposure amount when using a positive resist and to increase the exposure amount when using a negative resist, thereby favoring variations in the center frequency on the same substrate. Can be suppressed.
また、弾性表面波素子の製造方法は、圧電性基板上に形成された金属膜の膜厚分布を測定する膜厚測定工程をさらに備え、マスク形成工程の際に、膜厚測定工程において測定された金属膜の膜厚分布に基づいて、単位領域毎に露光量を決定することを特徴としてもよい。 The method for manufacturing a surface acoustic wave device further includes a film thickness measurement process for measuring a film thickness distribution of a metal film formed on the piezoelectric substrate, and is measured in the film thickness measurement process during the mask formation process. Further, the exposure amount may be determined for each unit area based on the thickness distribution of the metal film.
例えば、圧電性基板上において金属膜の膜厚が厚い単位領域では、金属膜がエッチングされて形成される櫛形電極も厚くなり、中心周波数が比較的小さくなる。また、逆に、金属膜の膜厚が比較的薄い単位領域では中心周波数が比較的大きくなる。このように、金属膜の膜厚分布の不均一さは中心周波数のばらつきの要因となる。上記した製造方法によれば、単位領域毎の露光量を金属膜の膜厚分布に基づいて決定するので、金属膜の膜厚分布の不均一さ(櫛形電極の厚さの不均一さ)に起因する中心周波数のばらつきを、櫛形電極の幅を単位領域毎に変えることによって相殺することができる。従って、同一基板上における中心周波数のばらつきを好適に抑えることができる。 For example, in a unit region where the metal film is thick on the piezoelectric substrate, the comb-shaped electrode formed by etching the metal film also becomes thick, and the center frequency becomes relatively small. Conversely, the center frequency is relatively large in a unit region where the metal film is relatively thin. Thus, the non-uniformity of the metal film thickness distribution causes variations in the center frequency. According to the manufacturing method described above, since the exposure amount for each unit region is determined based on the film thickness distribution of the metal film, the metal film thickness distribution is uneven (comb electrode thickness non-uniformity). The resulting variation in the center frequency can be offset by changing the width of the comb electrode for each unit region. Therefore, variations in the center frequency on the same substrate can be suitably suppressed.
また、弾性表面波素子の製造方法は、マスク形成工程の際に、レジストとしてポジ型レジストを用いる場合には、膜厚測定工程において測定された金属膜の膜厚が厚い単位領域ほど露光量を大きくし、レジストとしてネガ型レジストを用いる場合には、膜厚測定工程において測定された金属膜の膜厚が厚い単位領域ほど露光量を小さくすることを特徴としてもよい。 Further, in the method of manufacturing the surface acoustic wave device, when a positive resist is used as the resist in the mask forming process, the exposure amount is increased in the unit region where the thickness of the metal film measured in the film thickness measuring process is larger. When a negative resist is used as the resist, the exposure amount may be reduced in a unit region where the thickness of the metal film measured in the film thickness measurement step is larger.
上述したように、金属膜の膜厚が厚い単位領域ほど中心周波数が小さくなる傾向がある。従って、金属膜の膜厚が厚い(すなわち中心周波数が小さい)単位領域ほど、ポジ型レジストを用いる場合には露光量を大きくし、ネガ型レジストを用いる場合には露光量を小さくすることによって、同一基板上における中心周波数のばらつきを好適に抑えることができる。 As described above, the center frequency tends to be smaller as the unit region is thicker. Therefore, by increasing the exposure amount when using a positive resist and reducing the exposure amount when using a negative resist, the unit region where the thickness of the metal film is thick (that is, the center frequency is small) Variations in the center frequency on the same substrate can be suitably suppressed.
なお、上記した弾性表面波素子の製造方法において、圧電性基板は、圧電性材料からなる基板の他、非圧電性材料からなる基板上に圧電性材料の層が形成されているものも含む。 In the method for manufacturing the surface acoustic wave element described above, the piezoelectric substrate includes not only a substrate made of a piezoelectric material but also a substrate in which a layer of a piezoelectric material is formed on a substrate made of a non-piezoelectric material.
本発明による弾性表面波素子の製造方法によれば、同一基板上における中心周波数のばらつきを効率よく抑えることができる。 According to the method for manufacturing a surface acoustic wave element according to the present invention, variations in the center frequency on the same substrate can be efficiently suppressed.
以下、添付図面を参照しながら本発明による弾性表面波素子の製造方法の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Embodiments of a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
まず、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法によって製造される中間生産物について説明する。図1は、本実施形態によって製造される中間生産物1を示す側面断面図である。なお、図1においては、中間生産物1の中央部分(図中A)及び周辺部分(図中B)を拡大して示している。図1を参照すると、中間生産物1は、圧電性基板2と、圧電性基板2上に形成された複数の櫛形電極(IDT、Interdigital Transducer)3と、図示しない反射電極、電極パッド、及び保護膜とを備えている。
First, the intermediate product manufactured by the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a side sectional view showing an
圧電性基板2は、例えばニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、水晶などの圧電性材料からなるウェハ状の基板である。圧電性基板2は、主面上に複数の素子領域10を有しており、複数の素子領域10のそれぞれには所定数の櫛形電極3、反射電極、及び電極パッドが形成される。なお、後に詳述する弾性表面波素子の製造方法においては、素子領域10単位に圧電性基板2が分割されることにより、複数の弾性表面波素子が製造される。
The
複数の櫛形電極3は、例えばAlを主成分とする金属材料からなり、圧電性基板2上において櫛形状にそれぞれ形成されている。反射電極は、例えば櫛形電極3と同じ材料からなり、櫛形電極3を挟む位置に形成される。電極パッドは、例えば櫛形電極3と同じ材料からなり、配線パターンを介して櫛形電極3と電気的に接続されている。保護膜は、圧電性基板2、櫛形電極3、反射電極、及び電極パッドを覆う絶縁性の膜である。
The plurality of comb-
櫛形電極3及び反射電極の厚さは、圧電性基板2上において不均一であり、櫛形電極3及び反射電極の形成位置によって異なっている。例えば、本実施形態では、図1に示すように圧電性基板2の中央部分に位置する素子領域10上の櫛形電極3の厚さt1が、圧電性基板2の周辺部分に位置する素子領域10上の櫛形電極3の厚さt2よりも薄くなっている。このように、櫛形電極3及び反射電極の厚さが圧電性基板2上において不均一なのは、櫛形電極3及び反射電極を形成するための金属膜を圧電性基板2上に成膜する際に、該金属膜の厚さを厳密に均一とすることが難しいからである。
The thicknesses of the comb-shaped
中間生産物1においては、櫛形電極3及び反射電極の厚さが不均一であることに起因する、素子領域10の中心周波数の領域間のばらつきを規定範囲内に調整するために、櫛形電極3及び反射電極の幅が同一基板内において変化している。例えば、本実施形態では、図1に示すように、圧電性基板2の中央部分に位置する素子領域10上の櫛形電極3の幅W1が、圧電性基板2の周辺部分に位置する素子領域10上の櫛形電極3の幅W2よりも広くなっている。すなわち、櫛形電極3の厚さが比較的薄い部分においては櫛形電極3の幅が広くなっており、櫛形電極3の厚さが比較的厚い部分においては櫛形電極3の幅が狭くなっている。中間生産物1では、このように複数の櫛形電極3の断面積が互いに近づくように櫛形電極3が形成されることにより、素子領域10の中心周波数の領域間のばらつきが規定範囲内に調整されている。
In the
次に、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法について説明する。図2は、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法を示すフローチャートである。また、図3及び図4は、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法を説明するための断面図である。図2〜図4を参照すると、本製造方法では、まず圧電性材料からなるウェハ状の圧電性基板2を準備する(S101)。続いて、圧電性基板2の主面2aを洗浄し、洗浄した主面2a上に金属膜11を成膜する(S102、図3(a))。なお、金属膜11を成膜する際には、例えばAlを主成分とする金属材料をスパッタリング等によって主面2a上に成膜するとよい。
Next, the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment. 3 and 4 are cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment. 2 to 4, in this manufacturing method, first, a wafer-like
続いて、金属膜11の膜厚分布を測定する(膜厚測定工程、S103)。すなわち、圧電性基板2の主面2a上における金属膜11の膜厚分布を、蛍光X線等を用いて測定する。ここで、図5(a)及び図5(b)は、金属膜11の膜厚分布の典型例を示す断面図である。図5(a)は、圧電性基板2の中央部分における金属膜11の厚さt3が、圧電性基板2の周辺部分における金属膜11の厚さt4よりも薄い場合を示している。また、図5(b)は、圧電性基板2の中央部分における金属膜11の厚さt3が、圧電性基板2の周辺部分における金属膜11の厚さt4よりも厚い場合を示している。図5(a)及び図5(b)に示した例のように、金属膜11の膜厚は、圧電性基板2の中央部分と周辺部分とにおいて互いに対照的である場合が多い。なお、膜厚分布の測定方法は、蛍光X線を用いる方法に限らず他の方法を用いてもよい。
Subsequently, the film thickness distribution of the
続いて、複数の圧電性基板2のなかから一つの圧電性基板2(試行基板)を選択し、選択した圧電性基板2上の金属膜11上にマスク層13を形成する(第1の圧電性基板に対するマスク形成工程、S104)。まず、金属膜11上にレジスト14を塗布する(図3(b))。そして、櫛形電極形状、反射電極形状、パッド電極形状、及び配線パターン形状の各形状を含む所定パターンに該レジスト14を露光する(図3(c))。すなわち、レジスト14がポジ型レジストである場合には、レジスト14のうち櫛形電極等の形成予定領域を覆う部分以外の部分14bに紫外線等を照射することにより、櫛形電極等の形成予定領域を除く領域上に感光部が形成される。そして、レジスト14を現像することにより、レジスト14の感光部14bが除去されてマスク層13が形成される(図3(d))。或いは、レジスト14がネガ型レジストである場合には、レジスト14のうち櫛形電極等の形成予定領域を覆う部分14aに紫外線等を照射することにより、櫛形電極等の形成予定領域上に感光部が形成される。そして、レジスト14を現像することにより、レジスト14の感光部以外の部分14bが除去されてマスク層13が形成される(図3(d))。
Subsequently, one piezoelectric substrate 2 (trial substrate) is selected from the plurality of
ここで、図6は、ウェハ状の圧電性基板2の平面図である。本実施形態では、上記したマスク形成工程におけるレジスト14の露光を、図6に示す単位領域2b毎に行う。すなわち、i線ステッパーなどの露光装置を用いて、櫛形電極形状などを含む所定パターンの露光ショットを単位領域2b毎に照射する。このとき、各単位領域2bに対する露光量を、それぞれ個別に決定する。レジスト14を露光する際には、レジスト14に対する露光量を大きくするほど、レジスト14内の露光部の面積が広くなる傾向がある。従って、レジスト14がポジ型レジストである場合には、レジスト14に対する露光量を大きくするほどマスク層13のパターン幅が狭くなり、レジスト14がネガ型レジストである場合には、レジスト14に対する露光量を大きくするほどマスク層13のパターン幅が広くなる。なお、本実施形態においては、単位領域2bには所定数の素子領域10(図1参照)が含まれる。
Here, FIG. 6 is a plan view of the wafer-like
また、本実施形態のマスク形成工程では、膜厚測定工程(S103)において測定された金属膜11の膜厚分布に基づいて、各単位領域2bに対する露光量を決定する。すなわち、圧電性基板2上において金属膜11の膜厚が比較的厚い単位領域(図3(c)の単位領域2c)では、後の工程において該金属膜11から形成される櫛形電極の厚さも比較的厚くなる。櫛形電極が厚くなるほど、単位領域2cに含まれる素子領域の中心周波数が小さくなる傾向があるので、本実施形態では、金属膜11の膜厚が比較的厚い単位領域2cにおいては櫛形電極の幅が狭く形成されるように、また、金属膜11の膜厚が比較的薄い単位領域(図3(c)の単位領域2d)においては櫛形電極の幅が広く形成されるように、マスク層13を形成する。すなわち、金属膜11の膜厚が比較的厚い単位領域2cにおいて、ポジ型レジストを用いる場合には露光量を比較的大きくし、ネガ型レジストを用いる場合には露光量を比較的小さくする。このようにして、各単位領域2bに含まれる素子領域10の中心周波数を規定領域内に調整する。
In the mask formation process of the present embodiment, the exposure amount for each
続いて、金属膜11のうちマスク層13に覆われていない部分をエッチング除去することにより、櫛形電極3と、電極パッドの基礎部分となる入出力電極5と、図示しない反射電極及び配線パターンとを形成する(電極形成工程、S105、図3(e))。そして、櫛形電極3等を形成後、マスク層13を除去する。なお、本実施形態においては、金属膜11をICP(誘導結合プラズマ:Inductive Coupling Plasma)エッチングなどのドライエッチングによってエッチングするとよい。
Subsequently, a portion of the
続いて、圧電性基板2上における中心周波数分布を測定する(中心周波数測定工程、S106)。すなわち、試行基板における複数の素子領域10それぞれの中心周波数特性を例えばウェハプローバを用いて測定し、各素子領域の位置を考慮して中心周波数分布を求める。
Subsequently, the center frequency distribution on the
続いて、上記したステップS104において選択された試行基板以外の圧電性基板2(量産基板)上に、マスク層13を形成する(第2の圧電性基板に対するマスク形成工程、S107)。このステップS107は、レジスト14に対する露光量の決定条件を除いて、上記したステップS104と同様である。すなわち、このステップS107では、ステップS106において測定された中心周波数分布と、ステップS103において測定された金属膜11の膜厚分布とに基づいて、各単位領域2bに対する露光量を決定する。
Subsequently, the
ここで、図7は、ポジ型のレジスト14に対する露光量と、該露光量により形成された櫛形電極を有する素子領域10の中心周波数との相関を示すグラフである。図7を参照すると、ポジ型のレジスト14に対する露光量と素子領域10の中心周波数とはほぼ比例しており、露光量が大きくなるほど中心周波数が大きくなっている。これは、ポジ型のレジスト14に対する露光量を大きくすると、櫛形電極3の幅が狭くなるためである。すなわち、レジスト14としてポジ型レジストを用いる場合には、中心周波数が大きい単位領域2bほど露光量を小さくするとよい。また、レジスト14としてネガ型レジストを用いる場合には、中心周波数が大きい単位領域2bほど露光量を大きくするとよい。このようにして、各単位領域2bに含まれる素子領域10の中心周波数を規定範囲内に調整することができる。なお、量産基板において所望の中心周波数を実現するための各単位領域2bへの露光量は、図7のグラフの傾きを用いて、ステップS106において測定した試行基板における中心周波数と、試行基板の各単位領域2bへの露光量とに基づいて算出される。
Here, FIG. 7 is a graph showing the correlation between the exposure amount for the positive resist 14 and the center frequency of the
ステップS107では、上記したような露光量と中心周波数との関係に基づいて、量産基板の各単位領域2bに対する露光量を決定する。さらに、ステップS107では、上記したステップS104と同様にして、各単位領域2bに対する露光量を金属膜11の膜厚分布に基づいて決定する。
In step S107, the exposure amount for each
続いて、量産基板上の金属膜11のうちマスク層13に覆われていない部分をエッチング除去することにより、量産基板上に櫛形電極3及び入出力電極5等を形成する(電極形成工程、S108、図3(e))。そして、櫛形電極3等を形成後、マスク層13を除去する。なお、量産基板上に櫛形電極3及び入出力電極5等を形成する際には、エッチング条件を試行基板に対する条件と同様にすることが好ましい。
Subsequently, a portion of the
続いて、量産基板上における中心周波数分布を測定する(中心周波数測定工程、S109)。すなわち、量産基板における複数の素子領域10それぞれの中心周波数特性を例えばウェハプローバを用いて測定し、各素子領域10の中心周波数が規定範囲内にあることを確認する。
Subsequently, the center frequency distribution on the mass production substrate is measured (center frequency measurement step, S109). That is, the center frequency characteristics of each of the plurality of
続いて、入出力電極5上に嵩上げ電極を形成する(S110)。まず、圧電性基板2、櫛形電極3、入出力電極5、及び反射電極を覆うようにCr等からなるバリア層12を形成する(図4(a))。圧電性基板2、櫛形電極3、及び反射電極を覆っているこのバリア層12はマスク17除去時に除去される。次に、圧電性基板2、櫛形電極3、入出力電極5、及び反射電極を覆うように、例えばAl、又は主成分としてAlを含有の合金を含む材料からなる金属膜15を形成する(図4(b))。次に、金属膜15上にレジストを塗布し、金属膜15上において入出力電極5に対応する位置にレジストが残るように露光及び現像を行う。これにより、図4(c)に示すように、金属膜15上において入出力電極5に対応する位置にマスク17が形成される。そして、図4(d)に示すように、金属膜15のうちマスク17に覆われていない部分をエッチングすることによって、入出力電極5上に嵩上げ電極7を形成する。こうして、入出力電極5及び嵩上げ電極7を含む電極パッド8が形成される。
Subsequently, a raised electrode is formed on the input / output electrode 5 (S110). First, a
続いて、圧電性基板2、櫛形電極3、電極パッド8、及び反射電極等を覆う保護膜9を形成する(S111、図4(e))。以上の工程によって、図1に示した中間生産物1が形成される。そして、この中間生産物1を各素子領域に分割することにより(S112)、複数の弾性表面波素子が完成する。
Subsequently, a
以上に説明した本実施形態による弾性表面波素子の製造方法は、以下の効果を有する。すなわち、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法では、複数の単位領域2b毎に決定された露光量でレジスト14を露光することにより、単位領域2bに含まれる素子領域10の中心周波数を調整している。この製造方法によれば、同一の圧電性基板2上における中心周波数のばらつきを、単位領域2a毎に露光量を選択することよって相殺することができるので、同一基板上における中心周波数のばらつきを効率よく抑えることができる。
The method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment described above has the following effects. That is, in the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment, the center frequency of the
また、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法では、量産基板にマスク層13を形成する際に、試行基板において測定された中心周波数に基づいて、露光量を単位領域2b毎に決定している。本実施形態のように、試行基板上に櫛形電極3を形成するときの形成条件と、量産基板上に櫛形電極3を形成するときの形成条件とがほぼ同じ条件であるような場合には、それぞれの基板における中心周波数分布は互いに似た傾向を示す。従って、この製造方法によれば、量産基板上のレジスト14に対する露光量を単位領域2b毎に好適に決定できるので、同一基板上における中心周波数のばらつきを効果的に抑えることができる。
In the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment, when the
また、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法では、量産基板に対するマスク形成工程の際において、レジスト14としてポジ型レジストを用いる場合には、試行基板において中心周波数が大きい単位領域2bほど露光量を小さくしている。また、レジスト14としてネガ型レジストを用いる場合には、試行基板において中心周波数が大きい単位領域2bほど露光量を大きくしている。マスク形成工程の際にポジ型レジストを用いる場合には、露光量を小さくすると、櫛形電極3の幅が広くなって中心周波数が小さくなる方向へ変化する。また、ネガ型レジストを用いる場合には、露光量を大きくすると、櫛形電極の幅が広くなって中心周波数が小さくなる方向へ変化する。従って、中心周波数が大きい単位領域2bほど、ポジ型レジストを用いる場合には露光量を小さくし、ネガ型レジストを用いる場合には露光量を大きくすることによって、同一基板上における中心周波数のばらつきを好適に抑えることができる。
Further, in the method of manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment, when a positive resist is used as the resist 14 in the mask forming process for the mass production substrate, the exposure amount of the
また、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法では、マスク形成工程の際に、金属膜11の膜厚分布に基づいて単位領域毎に露光量を決定している。圧電性基板2上において金属膜11の膜厚が厚い単位領域2bでは、櫛形電極3も厚くなり、中心周波数が比較的小さくなる。また、逆に、金属膜11の膜厚が比較的薄い単位領域2bでは、中心周波数が比較的大きくなる。本実施形態による弾性表面波素子の製造方法によれば、単位領域2b毎の露光量を金属膜11の膜厚分布に基づいて決定しているので、金属膜11の膜厚分布の不均一さ(櫛形電極3の厚さの不均一さ)に起因する中心周波数のばらつきを、櫛形電極3の幅を単位領域2b毎に変えることによって相殺することができる。従って、同一基板上における中心周波数のばらつきを好適に抑えることができる。
In the method for manufacturing the surface acoustic wave element according to the present embodiment, the exposure amount is determined for each unit region based on the film thickness distribution of the
また、本実施形態による弾性表面波素子の製造方法では、マスク形成工程の際に、レジスト14としてポジ型レジストを用いる場合には、金属膜11の膜厚が厚い単位領域2bほど露光量を大きくし、レジスト14としてネガ型レジストを用いる場合には、金属膜11の膜厚が厚い単位領域2bほど露光量を小さくしている。これによって、同一基板上における中心周波数のばらつきを好適に抑えることができる。
Further, in the method of manufacturing the surface acoustic wave device according to the present embodiment, when a positive resist is used as the resist 14 in the mask forming process, the exposure amount is increased as the
図8及び図9は、上記した実施形態による弾性表面波素子の製造方法の実施例を示す図である。図8は、上記した製造方法における中間生産物1の中心周波数分布の測定結果を示す図である。また、図9は、図8に示す中心周波数分布における中心周波数の頻度を示すヒストグラムである。また、図10及び図11は、比較例として、中心周波数を調整しない場合の例を示す図である。図10は、比較例における中間生産物の中心周波数分布の測定結果を示す図である。また、図11は、図10に示す中心周波数分布における中心周波数の頻度を示すヒストグラムである。なお、図8及び図10において、格子状の線は単位領域の境界線を示している。
8 and 9 are diagrams showing examples of the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the above-described embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of the center frequency distribution of the
図10を参照すると、中心周波数を調整しない製造方法による中間生産物では、中心周波数が各単位領域間で大きく異なっており、圧電性基板の中心部分における中心周波数が周辺部分における中心周波数よりも大きいことがわかる。これは、圧電性基板上に金属膜を成膜する際に、金属膜の膜厚分布が基板中心部分において比較的薄く、基板周辺部分において比較的厚く成膜されたためであると考えられる(図5(a)参照)。また、図11のヒストグラムを参照しても、規定範囲R外の中心周波数を有する素子領域が多く、同一基板上において中心周波数がばらついていることがわかる。 Referring to FIG. 10, in the intermediate product produced by the manufacturing method without adjusting the center frequency, the center frequency is greatly different between the unit regions, and the center frequency in the central portion of the piezoelectric substrate is larger than the center frequency in the peripheral portion. I understand that. This is considered to be because when the metal film was formed on the piezoelectric substrate, the film thickness distribution of the metal film was relatively thin in the central portion of the substrate and relatively thick in the peripheral portion of the substrate (see FIG. 5 (a)). Also, referring to the histogram of FIG. 11, it can be seen that there are many element regions having a center frequency outside the specified range R, and the center frequency varies on the same substrate.
これに対し、図8を参照すると、上記実施形態の製造方法による中間生産物1では、各単位領域の中心周波数が基板上においてほぼ一様であることがわかる。なお、本実施例における金属膜11の膜厚分布は、図10に示した比較例における金属膜の膜厚分布と同様である。また、図9のヒストグラムを参照すると、規定範囲R外の中心周波数を有する素子領域がほとんどなく、同一基板上において中心周波数が規定範囲内に調整されていることがわかる。このように、上記した実施形態による弾性表面波素子の製造方法によれば、同一基板上における中心周波数のばらつきを好適に抑えることができる。
On the other hand, referring to FIG. 8, in the
本発明による弾性表面波素子の製造方法は、上記した各実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、膜厚測定工程を試行基板上の金属膜に対してのみ行っているが、膜厚測定工程をさらに量産基板上の金属膜に対して行っても良い。これにより、量産基板上における中心周波数の調整精度をより高めることができる。 The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the film thickness measurement process is performed only on the metal film on the trial substrate, but the film thickness measurement process may be further performed on the metal film on the mass production substrate. Thereby, the adjustment precision of the center frequency on a mass-production board | substrate can be improved more.
1…中間生産物、2a…主面、2b〜2d…単位領域、2…圧電性基板、3…櫛形電極、5…入出力電極、7…嵩上げ電極、8…電極パッド、9…保護膜、10…素子領域、11…金属膜、12…バリア層、13…マスク層、14…レジスト、15…金属膜、17…マスク。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記圧電性基板上に成膜された金属膜上にレジストを塗布し、前記素子領域を含む単位領域毎に前記レジストを露光し、露光された前記レジストを現像することにより、前記櫛形電極の形状パターンを有するマスク層を前記金属膜上に形成するマスク形成工程と、
前記金属膜の前記マスク層に覆われていない部分をエッチングすることにより前記櫛形電極を形成する電極形成工程と
を備え、
前記マスク形成工程の際に、前記単位領域毎に決定された露光量で前記レジストを露光することにより、各単位領域に含まれる前記素子領域の中心周波数を調整することを特徴とする、弾性表面波素子の製造方法。 A method of manufacturing a surface acoustic wave element by forming a comb-shaped electrode in each of a plurality of element regions on a piezoelectric substrate and dividing the piezoelectric substrate into a plurality of element region units,
The shape of the comb-shaped electrode is obtained by applying a resist on a metal film formed on the piezoelectric substrate, exposing the resist for each unit region including the element region, and developing the exposed resist. A mask forming step of forming a mask layer having a pattern on the metal film;
An electrode forming step of forming the comb-shaped electrode by etching a portion of the metal film not covered with the mask layer, and
An elastic surface characterized by adjusting the center frequency of the element region included in each unit region by exposing the resist with an exposure amount determined for each unit region during the mask forming step. Manufacturing method of wave element.
第2の前記圧電性基板に対する前記マスク形成工程の際に、前記中心周波数測定工程において測定された前記中心周波数に基づいて、前記単位領域毎に前記露光量を決定することを特徴とする、請求項1に記載の弾性表面波素子の製造方法。 A center frequency measuring step of measuring a center frequency of each of the plurality of element regions in the first piezoelectric substrate on which the comb electrode is formed;
The exposure amount is determined for each of the unit regions based on the center frequency measured in the center frequency measurement step during the mask formation step on the second piezoelectric substrate. Item 2. A method for manufacturing a surface acoustic wave device according to Item 1.
前記マスク形成工程の際に、前記膜厚測定工程において測定された前記金属膜の前記膜厚分布に基づいて、前記単位領域毎に前記露光量を決定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の弾性表面波素子の製造方法。 A film thickness measurement step for measuring a film thickness distribution of the metal film formed on the piezoelectric substrate;
4. The exposure amount is determined for each unit region based on the film thickness distribution of the metal film measured in the film thickness measurement process during the mask formation process. The manufacturing method of the surface acoustic wave element as described in any one of these.
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JP2009296265A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Japan Radio Co Ltd | Method for adjusting center frequency of surface acoustic wave device, method for manufacturing the surface acoustic wave device and the surface acoustic wave device |
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2003
- 2003-12-24 JP JP2003427869A patent/JP2005191703A/en active Pending
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