JP2007005374A - 電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特性の向上が図られ、歩留まり及び生産性の向上が図られた電子デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係る電子デバイス（圧電デバイス）７４の製造方法においては、積層体６０は、エピタキシャル成膜された２枚のＳｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂの貼り合わせによって形成される。そして、Ｓｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂをエッチング液によって除去し、別途用意したＳｉ単結晶基板１４Ｃによって積層体６０が保持された状態で、積層体６０のパターニングをおこなう。すなわち、Ｓｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂが除去される際には積層体６０は膜状のままである。そのため、Ｓｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂを除去するためのエッチング液が、積層体６０の内部にまで浸入する事態が抑えられている。それにより、積層体６０の内部の圧電体膜５２Ａがエッチング液によって溶解される事態が抑えられて、作製される電子デバイス７４の特性が向上する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、積層構造を有する電子デバイスの製造方法に関するものである。

従来、この技術の分野における電子デバイスの一つである薄膜圧電体素子が、例えば、下記特許文献１に開示されている。この公報に記載の薄膜圧電体素子を作製する際には、まず２枚のシリコン基板を準備し、各基板の表面に（２００）面に優先配向されたＭｇＯ膜を成膜する。次に、このＭｇＯ膜が成膜された各基板の上に、第１の電極膜、圧電体膜、第２の電極膜を順次積層して、２枚の積層基板を作製する。そして、これらの積層基板を電極膜同士を向かい合わせて接着剤で貼り合わせて、まず一方のシリコン基板のみをエッチング除去する。そして、ドライエッチング等で所定の素子形状にパターニングすると共に、樹脂コーティングした後、もう一方のシリコン基板をエッチング除去して、上記薄膜圧電体素子の作製が完了する。
特開２００３−２２９６１１号公報 特開２００２−１６４５８６号公報 特開２００１−３１３４２９号公報 特開平１１−３１２８０１号公報 特許３３１０８８１号公報

しかしながら、前述した従来の電子デバイスの製造方法には、次のような課題が存在している。すなわち、２枚目の基板をエッチング除去する工程で、コーティング樹脂（保護膜）と電極膜や圧電体膜で構成された積層体との接合部分からエッチング液が浸入することがあった。このエッチング液が圧電体膜まで浸入した場合には、圧電体膜が溶解されて、作製される圧電体素子の特性が著しく低下してしまう。

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特性の向上が図られ、歩留まり及び生産性の向上が図られた電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電子デバイスの製造方法は、成膜された第１の基板及び第２の基板を第１の接着剤を用いて互いの膜側同士を貼り合わせることにより、第１の基板と第２の基板との間に電子デバイスとなるべき膜状の積層体が介在する積層構造体を形成するステップと、積層構造体から所定のエッチング液を用いて第１の基板を除去し、積層体を保持する第２の基板を得るステップと、積層体を保持する第２の基板と第３の基板とを、第２の基板の積層体を保持する側の面が第３の基板の主面と対面するように、第２の接着剤を用いて貼り合わせるステップと、第２の接着剤によって貼り合わされた積層体を保持する第２及び第３の基板から、所定のエッチング液を用いて第２の基板を除去して、第２の接着剤を介して積層体を保持する第３の基板を得るステップと、第２の接着剤を介して第３の基板によって保持された積層体をパターニングして、第３の基板上に電子デバイスを形成するステップと、電子デバイスを第３の基板から剥離させるステップとを備える。

この電子デバイスの製造方法においては、積層体は、エピタキシャル成膜された第１及び第２の基板の貼り合わせによって形成される。そして、第１及び第２の基板をエッチング液によって除去し、第３の基板によって積層体が保持された状態で、積層体のパターニングをおこなう。すなわち、第１及び第２の基板が除去される際には積層体は膜状のままである。そして、第１及び第２の基板が除去された後に、積層体はパターニングされる。そのため、第１の基板を除去するためのエッチング液及び第２の基板を除去するためのエッチング液が、積層体の内部にまで浸入する事態が抑えられている。それにより、積層体の内部の膜がエッチング液によって溶解される事態が抑えられて、作製される電子デバイスの特性の向上が実現されている。加えて、エッチング液による溶解が回避されることで、この電子デバイスにおいては歩留まり及び生産性も向上されている。

また、本発明に係る電子デバイスの製造方法は、成膜された第１の基板及び第２の基板を第１の接着剤を用いて互いの膜側同士を貼り合わせることにより、第１の基板と第２の基板との間に電子デバイスとなるべき膜状の積層体が介在する積層構造体を形成するステップと、積層構造体から液体を含む所定の研磨剤を用いて第１の基板を除去し、積層体を保持する第２の基板を得るステップと、積層体を保持する第２の基板と第３の基板とを、第２の基板の積層体を保持する側の面が第３の基板の主面と対面するように、第２の接着剤を用いて貼り合わせるステップと、第２の接着剤によって貼り合わされた積層体を保持する第２及び第３の基板から、液体を含む所定の研磨剤を用いて第２の基板を除去して、第２の接着剤を介して積層体を保持する第３の基板を得るステップと、第２の接着剤を介して第３の基板によって保持された積層体をパターニングして、第３の基板上に電子デバイスを形成するステップと、電子デバイスを第３の基板から剥離させるステップと
を備える。

この電子デバイスの製造方法においては、積層体は、エピタキシャル成膜された第１及び第２の基板の貼り合わせによって形成される。そして、第１及び第２の基板を研磨剤によって除去し、第３の基板によって積層体が保持された状態で、積層体のパターニングをおこなう。すなわち、第１及び第２の基板が除去される際には積層体は膜状のままである。そして、第１及び第２の基板が除去された後に、積層体はパターニングされる。そのため、第１の基板を除去するための研磨剤及び第２の基板を除去するための研磨剤が、積層体の内部にまで浸入する事態が抑えられている。それにより、積層体の内部の膜が研磨剤によって溶解される事態が抑えられて、作製される電子デバイスの特性の向上が実現されている。加えて、研磨剤による溶解が回避されることで、この電子デバイスにおいては歩留まり及び生産性も向上されている。

また、第１及び第２の基板の少なくともいずれか一方がシリコンで構成されている態様であってもよい。

また、積層体は、一対の電極膜の間に圧電体膜が介在する積層構造を少なくとも一つ含むようにしてもよい。この場合、エッチング液又は研磨剤による圧電体膜の溶解が抑えられて、圧電特性に優れた圧電デバイスが得られる。

また、第２の接着剤は熱可塑性を有する接着剤であり、電子デバイスを第３の基板から剥離させる際、第２の接着剤を加熱して電子デバイスを剥離させるようにしてもよい。

また、第２の接着剤は所定の溶剤によって溶解される接着剤であり、電子デバイスを第３の基板から剥離させる際、第２の接着剤を溶剤を用いて溶解させて電子デバイスを剥離させるようにしてもよい。

本発明によれば、特性の向上が図られ、歩留まり及び生産性の向上が図られた電子デバイスの製造方法が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明に係る電子デバイスの製造方法を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

以下に示す実施形態では、電子デバイスの一種である圧電デバイスを例に説明をおこなう。

まず、この圧電デバイスの作製に用いる製造装置（蒸着装置）について、図１を参照しつつ説明する。

図１に示すように、蒸着装置１０は真空槽１２を備えており、この真空槽１２は排気装置１２ａによって槽内を真空にされる。真空槽１２内には下部にＳｉ単結晶基板１４を保持するホルダ１６が配置されている。このホルダ１６は、回転軸１８を介してモータ２０に接続されており、このモータ２０によって回転され、上記Ｓｉ単結晶基板１４をその基板面内で回転させることができるようになっている。また、上記ホルダ１６内には、Ｓｉ単結晶基板１４を加熱するヒータ２２が内蔵されている。

ホルダ１６の下方には、Ｚｒ蒸発部２４、Ｙ蒸発部２６、Ｐｔ蒸発部２８、Ｐｂ蒸発部３０、Ｔｉ蒸発部３２、Ｌａ蒸発部３４が配置されている。これらの各蒸発部２４，２６，２８，３０，３２，３４には、それぞれの金属源の他に、金属源に蒸発のためのエネルギを供給するためのエネルギ供給装置（電子線発生装置、抵抗加熱装置等）が配置されている。

また、蒸発部２４，２６，２８，３０，３２，３４とホルダ１６との間には、蒸発部２４，２６，２８，３０，３２，３４から放出される蒸着材料の放出ルートを囲むようにループ状のＲＦアンテナ３６が設けられている。また、蒸着装置１０は、酸化性ガスを供給するガス供給装置３８を備えており、このガス供給装置３８の供給口３８ａは、上記ホルダ１６の直ぐ下方に配置されている。そのため、酸化性ガスは、Ｓｉ単結晶基板１４近傍でその分圧が高くなっている。これらのＲＦアンテナ３６とガス供給装置３８との協働により、酸素プラズマの環境を作り出すことで、高精度の成膜処理が実現される。なお、この成膜処理に用いる酸化性ガスとしては、例えば、酸素、オゾン、原子状酸素、ＮＯ_２等がある。

次に、上述した蒸着装置１０を用いて圧電デバイスを作製する手順について、図２〜図４を参照しつつ説明する。

まず、蒸着装置１０のホルダ１６に、Ｓｉ単結晶基板１４を（１００）面が露出している基板表面（主面）１４ａが下向きとなるようにセットする。ここで、基板表面１４ａは、鏡面仕上げのウエハを用い表面をエッチング洗浄しておくことが好ましい。エッチング洗浄は４０％フッ化アンモニウム水溶液等によりおこなう。また、清浄化されたＳｉ単結晶基板１４は極めて反応性が高いため、所定の表面処理を施して、再配列や汚染などから保護することが好ましい。

次に、Ｓｉ単結晶基板１４の基板表面１４ａに、厚さ０．０１μｍのＺｒＯ_２膜４０Ａ及び厚さ０．０４μｍのＹ_２Ｏ_３膜４２Ａを順次エピタキシャル成長させて酸化物膜４４Ａを形成する（図２（ａ）参照）。ここで、ＺｒＯ_２膜４０Ａは、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）で構成されたエピタキシャル膜であり、Ｙ_２Ｏ_３膜４２Ａは、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）で構成されたエピタキシャル膜である。より具体的には、４００℃以上に加熱されたＳｉ単結晶基板１４の表面１４ａに、上述したＲＦアンテナ３６とガス供給装置３８との協働によって得られる酸素プラズマ環境下で、Ｚｒ蒸発部２４からＺｒを、Ｙ蒸発部２６からＹを供給して、ＺｒＯ_２膜４０Ａ及びＹ_２Ｏ_３膜４２Ａを成膜する。このようにしてエピタキシャル成長されたＺｒＯ_２膜４０Ａの成長面は（００１）面となり、Ｙ_２Ｏ_３膜４２Ａの成長面は（１００）面となる。

なお、基板面積が１０ｃｍ^２以上、たとえば直径２インチの大きな単結晶基板面積に成膜する場合には、Ｓｉ単結晶基板１４をモータ２０で回転させることにより、高酸素分圧を基板全面に供給することができ、大面積での膜作製が可能となる。このとき、基板の回転数は、１０ｒｐｍ以上であることが望ましい。回転数が遅いと基板面内で膜厚の分布が生じるためである。この基板の回転数の上限は特にないが、通常は真空装置の機構上１２０ｒｐｍ程度である。

次に、酸化物膜４４Ａ上に厚さ０．２μｍの電極膜４６Ａをエピタキシャル成長させる（図２（ｂ）参照）。より具体的には、上記酸素プラズマ環境下で、Ｓｉ単結晶基板１４の上面に、Ｐｔ蒸発部２８からＰｔを供給して、Ｐｔで構成される電極膜４６Ａを成膜する。このようにしてエピタキシャル成長された電極膜４６Ａは＜１００＞方向に配向している。

さらに、電極膜４６Ａ上に、厚さ０．０２μｍのＰＬＴ膜４８Ａ及び厚さ２．５μｍのＰＺＴ膜５０Ａを順次エピタキシャル成長させて圧電体膜５２Ａを形成する。ここで、ＰＬＴ膜４８Ａは、Ｌａをドープしたチタン酸鉛（ＰＬＴ）で構成されたエピタキシャル膜であり、ＰＺＴ膜５０Ａは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で構成されたエピタキシャル膜である。より具体的には、上記酸素プラズマ環境下で、加熱されたＳｉ単結晶基板１４の上面に、Ｔｉ蒸発部３２からＴｉを、Ｐｂ蒸発部３０からＰｂを、Ｌａ蒸発部３４からＬａを、Ｚｒ蒸発部２４からＺｒを選択的に供給して、ＰＬＴ膜４８Ａ及びＰＺＴ膜５０Ａを成膜する。これらのＰＬＴ膜４８Ａ及びＰＺＴ膜５０Ａはいずれも、その成長方向（厚さ方向）が＜００１＞方向であり、ｃ面単一配向している。つまり、この圧電体膜５２Ａは、ペロブスカイト型の圧電体膜となっている。

次に、圧電体膜５２Ａ上に厚さ０．２μｍの電極膜５４Ａをエピタキシャル成長させる（図２（ｃ）参照）。より具体的には、上記酸素プラズマ環境下で、Ｓｉ単結晶基板１４の上面に、Ｐｔ蒸発部２８からＰｔを供給して、Ｐｔで構成される電極膜５４Ａを成膜する。

以上のようにして、Ｓｉ単結晶基板１４上に、酸化物膜４４Ａ、電極膜４６Ａ、圧電体膜５２Ａ及び電極膜５４Ａが順次エピタキシャル成膜された第１の片積層基板５６Ａの作製が完了する。また、この第１の片積層基板５６Ａと同一の片積層基板（第２の片積層基板５６Ｂ）を一枚準備する。すなわち、この第２の片積層基板５６Ｂも、第１の片積層基板５６Ａの酸化物膜４４Ａ、電極膜４６Ａ、圧電体膜５２Ａ及び電極膜５４Ａにそれぞれ対応する、酸化物膜４４Ｂ（ＺｒＯ_２膜４０Ｂ、Ｙ_２Ｏ_３膜４２Ｂ）、電極膜４６Ｂ、圧電体膜５２Ｂ（ＰＬＴ膜４８Ｂ、ＰＺＴ膜５０Ｂ）及び電極膜５４Ｂが、Ｓｉ単結晶基板１４上に順次エピタキシャル成膜されている。

以下、説明の便宜上、第１の片積層基板５６Ａ及び第２の片積層基板５６ＢのそれぞれのＳｉ単結晶基板を、Ｓｉ単結晶基板（第１の基板）１４Ａ及びＳｉ単結晶基板（第２の基板）１４Ｂとして説明する。

そして、第１及び第２の片積層基板５６Ａ，５６Ｂの作製が完了するとこれらを製造装置１０から取り出し、第１の片積層基板５６Ａの最上膜である電極膜５４Ａと、第２の片積層基板５６Ｂの最上膜である電極膜５４Ｂとが重なるように、熱可塑性の低い第１の接着剤を用いて第１の片積層基板５６Ａと第２の片積層基板５６Ｂとを貼り合わせる（図２（ｄ）参照）。それにより、Ｓｉ単結晶基板１４ＡとＳｉ単結晶基板１４Ｂとの間に積層体６０が介在する積層構造体５６が形成される。この積層体６０は、第１の接着剤５８からなる膜を中心に、電極膜５４Ａ，５４Ｂ、圧電体膜５２Ａ，５２Ｂ、電極膜４６Ａ，４６Ｂ、酸化物膜４４Ａ，４４Ｂが順次並んだものである。すなわち、積層体６０は、電極膜対（電極膜４６Ａと電極膜５４Ａとの対、電極膜４６Ｂと電極膜５４Ｂとの対）の間に圧電体膜５２Ａ，５２Ｂが介在する積層構造６２を２組備えている。また、積層体６０は、第１の接着剤５８からなる膜に関して対称である積層構造となっている。

そして、水酸化カリウム等のアルカリ溶液、フッ酸、フッ硝酸等のエッチング液で、積層構造体５６の積層体６０の一方面６０ａ側のＳｉ単結晶基板１４Ａを除去する（図２（ｅ）参照）。その結果、積層体６０の他方面６０ｂにＳｉ単結晶基板１４Ｂが貼り付いた積層基板６１が得られる。

次に、積層基板６１（すなわち、積層体６０を保持するＳｉ単結晶基板１４Ｂ）と、別途用意したＳｉ単結晶基板（第３の基板）１４Ｃとを、熱可塑性の高い第２の接着剤６３を用いて貼り合わせる（図３（ａ）参照）。積層基板６１とＳｉ単結晶基板１４Ｃとの貼り合わせをおこなう際は、積層体６０の一方面６０ａがＳｉ単結晶基板１４Ｃの主面１４ａと対面するように、すなわち、Ｓｉ単結晶基板１４Ｂの積層体６０を保持する側の面１４ａがＳｉ単結晶基板１４Ｃの主面１４ａと対面するようにしておこなう。

そして、積層基板６１とＳｉ単結晶基板１４Ｃとを貼り合わせた状態で、やはり、水酸化カリウム等のアルカリ溶液、フッ酸、フッ硝酸等のエッチング液で、積層基板６１の（積層体６０の他方面６０ｂ側の）Ｓｉ単結晶基板１４Ｂを除去する（図３（ｂ）参照）。それにより、第２の接着剤６３によって主面１４ａに積層体６０が貼り付けられ、第２の接着剤６３を介して積層体６０を保持するＳｉ単結晶基板１４Ｃが得られる。

次に、積層体６０に対して、公知のフォトリソ技術を用いて、後述する圧電デバイス７４に対応するサイズ（外形寸法）となるようにパターニングをおこなう（図４（ａ）参照）。このパターニングにより、圧電デバイス７４となるべき積層体６０が基板１４上で分離される。また、このパターニングに併せて、分離された積層体６０それぞれに対し、電極膜５４Ａ、電極膜４６Ｂ及び電極膜５４Ｂそれぞれに達する３つの穴７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃを形成する。

続いて、分離された積層体６０それぞれに対してパターニングをおこない、穴７０Ａを電極膜４６Ａに達するまで伸ばすと共に、穴７０Ｃの底面に電極膜５４Ｂから電極膜５４Ａまで延びる穴７０Ｄを形成する（図４（ｂ）参照）。

次に、Ｓｉ単結晶基板１４Ｃの全面に亘ってポリイミド７２を塗布して、個々の積層体６０の上面及び側面をポリイミド（保護膜）７２で一体的に覆うと共に、個々の積層体６０の穴７０Ａ〜７０Ｄにポリイミド７２を充填する（図４（ｃ）参照）。そして、ポリイミド７２のパターニングをおこない、個々の積層体６０に対応するポリイミド７２の外縁を確定する（図４（ｄ）参照）。このとき、穴７０Ａ〜７０Ｃ内のポリイミド７２を、穴７０Ａ〜７０Ｃよりわずかに小さい寸法でエッチング除去することにより、内側面がポリイミド７２で覆われた穴７０Ａ〜７０Ｃと内側面が露出された穴７０Ｄとを得る。

続いて、個々の積層体６０において、内側面がポリイミド７２で覆われた穴７０Ａ〜７０Ｄそれぞれに、Ａｕを充填し、３つのビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３を形成する（図４（ｅ）参照）。すなわち、ビアＶ１は電極膜４６Ａまで延びており、ビアＶ２は電極膜４６Ｂまで延びている。そして、ビアＶ１とビアＶ２とはポリイミド７２の上面で連結されており、ビアＶ１とビアＶ２とによって電極膜４６Ａと電極膜４６Ｂとが電気的に接続される。また、ビアＶ３は電極膜５４Ａまで延びており、穴７０Ｄは内側面がポリイミド７２で覆われていないため、このビアＶ３によって電極膜５４Ａと電極膜５４Ｂとが電気的に接続される。

以上の工程を経て、分離された積層体６０それぞれが、圧電デバイス７４として完成する。

最後に、Ｓｉ単結晶基板１４Ｃを加熱することによって、Ｓｉ単結晶基板１４Ｃと積層体６０（すなわち、圧電デバイス７４）との間に介在する第２の接着剤６３を加熱し、圧電デバイス７４をＳｉ単結晶基板１４Ｃから剥離させて（図４（ｆ）参照）、本発明の実施形態に係る圧電デバイス７４の作製が完了する。このとき、上述したように第２の接着剤６３は高い熱可塑性を有しているため、熱を加えることにより第２の接着剤の接着力を低下させることで、圧電デバイス７４がＳｉ単結晶基板１４Ｃから容易に剥がすことができる。一方、積層体６０に含まれる第１の接着剤５８は、熱可塑性の低いものを採用しているため、Ｓｉ単結晶基板１４Ｃを加熱した際でもその接着力に影響はない。

次に、従来技術に係る圧電デバイスの製造方法を以下に説明する。

従来技術に係る圧電デバイス７４Ａの製造方法は、図２（ｄ）に示した２枚のＳｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂに挟まれた積層体６０を形成した後にいずれか一方のＳｉ単結晶基板をエッチング除去する工程までは、上述した製造方法と同様である。そして、例えば、Ｓｉ単結晶基板１４Ｂを除去したとすると、従来方法では、残ったＳｉ単結晶基板１４Ａにより積層体６０を保持した状態で、積層体６０のパターニングをおこなっていた。この従来技術に係る積層体６０のパターニングは、図５（ａ）〜（ｆ）に示すとおりであり、すなわち、上述した圧電デバイス７４を作製する際のパターニングと略同様である。

具体的には、積層基板６１Ａ（すなわち、積層体６０を保持するＳｉ単結晶基板１４Ａ）を、公知のフォトリソ技術を用いて、従来の圧電デバイス７４Ａに対応するサイズとなるようにパターニングをおこなうと共に（図５（ａ）参照）、穴７０Ａ〜７０Ｄを形成する（図５（ｂ）参照）。次に、Ｓｉ単結晶基板１４Ａの全面に亘ってポリイミド７２を塗布して（図５（ｃ）参照）、その後にポリイミド７２のパターニングをおこなう（図５（ｄ）参照）。そして、個々の積層体６０の穴７０Ａ〜７０ＤにビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３を形成する（図５（ｅ）参照）。

最後に、積層体６０（すなわち、圧電デバイス７４Ａ）を保持するＳｉ単結晶基板１４Ａを、水酸化カリウム等のアルカリ溶液、フッ酸、フッ硝酸等のエッチング液で除去する（図５（ｆ）参照）。それにより、積層体６０の一方面６０ｂ及び側面６０ｃがポリイミド７２で覆われ、他方面６０ａが露出された圧電デバイス７４Ａが得られる。

このようにして作製される従来の圧電デバイス７４Ａにおいては、ポリイミド７２で覆われた積層体６０からＳｉ単結晶基板１４Ａを除去する際に、Ｓｉ単結晶基板１４Ａは、積層体６０が形成された面１４ａの反対面側からエッチング液に浸漬される。より具体的には、両面テープを用いて、塩化ビニル等の基材（図示せず）に、ポリイミド７２で覆われ、ビアＶ１，Ｖ２，Ｖ３が形成された積層基板６１Ａをその上面６１ａと基材とが対面するように貼り付け、この積層基板６１Ａの周辺を封止して全体をエッチング液に浸漬する。その際、図６に示すように、エッチング液が、積層体６０の露出面６０ａにおけるポリイミド７２と積層体６０との接合部分Ｐから浸入する場合があることが、発明者らによって確認された。

すなわち、従来技術に係る圧電デバイス７４Ａの製造方法のように、貼り合わされた２枚のＳｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂの一方を除去して、残ったＳｉ単結晶基板１４Ａ上で積層体６０のパターニングをおこなった場合には、パターニング後の残りの基板除去の際にエッチング液が圧電デバイス７４Ａ内に浸入してしまう。圧電デバイス７４Ａ内に浸入したエッチング液が圧電体膜５２Ａまで達すると、エッチング液が圧電体膜５２Ａを溶解して、圧電デバイス７４Ａの特性が低下することとなる。

一方、上述した本発明の実施形態に係る圧電デバイス７４においては、積層体６０をＳｉ単結晶基板１４Ｃに転写することで、エッチング液を用いずに、パターニング後の積層体６０（すなわち、圧電デバイス７４）が基板１４Ｃから剥離される。すなわち、２枚のＳｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂが除去される際には積層体６０は膜状である。そのため、Ｓｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂのエッチング除去の際、エッチング液は、このエッチング液に対する耐溶解性の高い酸化物膜４４Ａ，４４Ｂ及び電極膜４６Ａ，４６Ｂにより積層体６０内部への浸入を遮られて、圧電体膜５４Ａ，５４Ｂまでは達しない。従って、この圧電デバイス７４の製造方法を用いることで、圧電体膜５２Ａ，５２Ｂのエッチング液による溶解が有意に避けられるため、従来の圧電デバイス７４Ａの製造方法に比べて、得られる圧電デバイス７４の圧電特性の向上が実現されている。また、この圧電デバイス７４の製造方法を用いることで、エッチング液による溶解が回避されるため、この電子デバイス７４においては歩留まり及び生産性も向上されている。

なお、Ｓｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂをエッチング液を用いて除去する場合だけでなく、Ｓｉ単結晶基板１４Ａ，１４Ｂを液体を含む研磨剤を用いて除去する場合にも、この研磨剤が、上述したエッチング液の場合と同様の理由により圧電デバイスの特性に影響を及ぼすことが、発明者らによって確認されている。従って、この圧電デバイス７４の製造方法を用いることで、圧電体膜５２Ａ，５２Ｂの上記研磨剤による溶解も有意に避けられ、従来の圧電デバイス７４Ａの製造方法に比べて、得られる圧電デバイス７４の圧電特性の向上が実現される。また、この圧電デバイス７４の製造方法を用いることで、研磨剤による溶解が回避されるため、この電子デバイス７４においては歩留まり及び生産性も向上されている。

（実施例１）
上述した片積層基板５６Ａ，５６Ｂと同様の２枚の片積層基板を用意し、第１の接着剤として熱可塑性のない（熱硬化性の）接着剤ＶＰＡ−１００（新日鐵化学製）を用いてこれらを貼り合わせた。そして、貼り合わせた２枚の片積層基板に対してオーブンにて２５０℃３０分の加熱処理を施して第１の接着剤を硬化させた。次に、ポリイミドによって所定領域の封止をした後、貼り合わせた２枚の片積層基板の２つのＳｉ単結晶基板＃１，＃２のうちの一方のＳｉ単結晶基板＃１を、フッ硝酸水溶液を用いてエッチング除去した。このようにして得た積層基板と新たに用意したＳｉ単結晶基板＃３とを、第２の接着剤として熱可塑性の高い接着剤ＳＴＡＹＳＴＩＫ＃３８３（テクノアルファ製）を用いて貼り合わせ、２５０℃３０分の加熱処理を施した後に冷却した。その後、ポリイミドによって所定領域の封止をした後で、Ｓｉ単結晶基板＃２をフッ硝酸水溶液を用いてエッチング除去した。

そして、Ｓｉ単結晶基板＃３に保持された積層体６０と同様の積層体に対して所定のパターニング処理を施し、圧電デバイス７４と同様の圧電デバイスを作製した。最後に、圧電デバイスを保持するＳｉ単結晶基板＃３を１７０℃に加熱して、圧電デバイスをＳｉ単結晶基板＃３から剥離させた。

（実施例２）
上述した片積層基板５６Ａ，５６Ｂと同様の２枚の片積層基板を用意し、第１の接着剤として耐溶剤性の接着剤ＬＣＡ−４（ＢＡＣＯＮ社製）を用いてこれらを貼り合わせた。そして、貼り合わせた２枚の片積層基板に対してオーブンにて１００℃６０分の加熱処理を施して第１の接着剤を硬化させた。次に、ポリイミドによって所定領域の封止をした後、貼り合わせた２枚の片積層基板の２つのＳｉ単結晶基板＃１，＃２のうちの一方のＳｉ単結晶基板＃１を、フッ硝酸水溶液を用いてエッチング除去した。このように得た積層基板と新たに用意したＳｉ単結晶基板＃３とを、第２の接着剤として溶剤に溶解可能な接着剤ＳＴＡＹＳＴＩＫ＃３４３（テクノアルファ製）を用いて貼り合わせ、１００℃３０分の加熱処理を施した後に冷却した。その後、ポリイミドによって所定領域の封止をした後で、Ｓｉ単結晶基板＃２をフッ硝酸水溶液を用いてエッチング除去した。

そして、Ｓｉ単結晶基板＃３に保持された積層体６０と同様の積層体に対して所定のパターニング処理を施し、圧電デバイス７４と同様の圧電デバイスを作製した。最後に、圧電デバイスを保持するＳｉ単結晶基板＃３を、アセトンに３０分浸して、圧電デバイスをＳｉ単結晶基板＃３から剥離させた。

以上で示した２つの実施例のようにして圧電デバイスを作製することで、エッチング液を用いることなく、実際に、最終製品である圧電デバイスを基板から剥離させることができた。

本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、電子デバイスは、圧電デバイスに限らず、誘電体膜や導電体膜、半導体膜などの機能性薄膜を有する各種デバイスであってもよい。また、積層体の層数も、上述した数に限定されず、２層以上の層数から適宜選択できる。さらに、積層体は、第１の接着剤に関して対称的なものに限らず、非対称なものであってもよい。

また、第１及び第２の基板は、Ｓｉ単結晶基板に限定されず、Ｓｉとは異なる材料からなる単結晶基板や多結晶基板であってもよい。第３の基板は、Ｓｉ単結晶基板に限定されず、公知の各種基板材料からなるどのような基板であってもよく、結晶性を有する基板でも結晶性のない基板であってもよい。

さらに、第１の接着剤及び第２の接着剤の種類は、電子デバイスを第３の基板から剥離させる態様に応じて、適宜変更可能である。すなわち、上述したように加熱により電子デバイスを剥離させる場合には、第２の接着剤として熱可塑性のものを、第１の接着剤として熱可塑性のないもの（若しくは低いもの）を選択すればよい。また、溶剤による溶解により電子デバイスを剥離させる場合には、第２の接着剤としてその溶剤に溶解されるものを、第１の接着剤としてその溶剤に溶解しないもの（若しくは溶解し難いもの）を選択すればよい。

第１の基板を除去するエッチング液と、第２の基板を除去するエッチング液とは、同種のものに限らず、異種のものであってもよい。同様に、第１の基板を除去する研磨剤と、第２の基板を除去する研磨剤とは、同種のものに限らず、異種のものであってもよい。

電極膜の構成材料は、Ｐｔに限らず、例えば、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ及びＡｇからなる金属材料群のうちの少なくとも１種類を含むものであってもよい。さらに、圧電体膜は、上述した構成に限らず、チタン酸バリウムストロンチウムや、チタン酸鉛で構成されたｃ面単一配向薄膜であってもよい。また、薄膜圧電体素子の作製には、その他の製造装置を採用することも可能であり、例えば、スパッタ装置やＭＢＥ装置を用いてもよい。

本発明の実施形態に係る圧電デバイスの作製に用いた薄膜作製装置を示す概略構成図である。 本実施形態に係る圧電デバイスを作製する手順の前段階を示した図である。 本実施形態に係る圧電デバイスを作製する手順の途中段階を示した図である。 本実施形態に係る圧電デバイスを作製する手順の後段階を示した図である。 従来技術に係る圧電デバイスを作製する手順の後段階を示した図である。 従来に係る圧電デバイスの要部拡大図である。

符号の説明

１０…蒸着装置、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ…Ｓｉ単結晶基板、１４ａ…主面、４６Ａ…電極膜、５２Ａ…圧電体膜、５６…積層構造体、５８…第１の接着剤、６０…積層体、６１…積層基板、６３…第２の接着剤、７４…圧電デバイス。

Claims (6)

1. 成膜された第１の基板及び第２の基板を第１の接着剤を用いて互いの膜側同士を貼り合わせることにより、前記第１の基板と前記第２の基板との間に電子デバイスとなるべき膜状の積層体が介在する積層構造体を形成するステップと、
   前記積層構造体から所定のエッチング液を用いて前記第１の基板を除去し、前記積層体を保持する前記第２の基板を得るステップと、
   前記積層体を保持する前記第２の基板と第３の基板とを、前記第２の基板の前記積層体を保持する側の面が前記第３の基板の主面と対面するように、第２の接着剤を用いて貼り合わせるステップと、
   前記第２の接着剤によって貼り合わされた前記積層体を保持する前記第２及び第３の基板から、所定のエッチング液を用いて前記第２の基板を除去して、前記第２の接着剤を介して前記積層体を保持する前記第３の基板を得るステップと、
   前記第２の接着剤を介して前記第３の基板によって保持された前記積層体をパターニングして、前記第３の基板上に前記電子デバイスを形成するステップと、
   前記電子デバイスを前記第３の基板から剥離させるステップと
   を備える、電子デバイスの製造方法。
2. 成膜された第１の基板及び第２の基板を第１の接着剤を用いて互いの膜側同士を貼り合わせることにより、前記第１の基板と前記第２の基板との間に電子デバイスとなるべき膜状の積層体が介在する積層構造体を形成するステップと、
   前記積層構造体から液体を含む所定の研磨剤を用いて前記第１の基板を除去し、前記積層体を保持する前記第２の基板を得るステップと、
   前記積層体を保持する前記第２の基板と第３の基板とを、前記第２の基板の前記積層体を保持する側の面が前記第３の基板の主面と対面するように、第２の接着剤を用いて貼り合わせるステップと、
   前記第２の接着剤によって貼り合わされた前記積層体を保持する前記第２及び第３の基板から、液体を含む所定の研磨剤を用いて前記第２の基板を除去して、前記第２の接着剤を介して前記積層体を保持する前記第３の基板を得るステップと、
   前記第２の接着剤を介して前記第３の基板によって保持された前記積層体をパターニングして、前記第３の基板上に前記電子デバイスを形成するステップと、
   前記電子デバイスを前記第３の基板から剥離させるステップと
   を備える、電子デバイスの製造方法。
3. 前記第１及び第２の基板の少なくともいずれか一方がシリコンで構成されている、請求項１又は２に記載の電子デバイスの製造方法。
4. 前記積層体は、一対の電極膜の間に圧電体膜が介在する積層構造を少なくとも一つ含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
5. 前記第２の接着剤は熱可塑性を有する接着剤であり、
   前記電子デバイスを前記第３の基板から剥離させる際、前記第２の接着剤を加熱して前記電子デバイスを剥離させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
6. 前記第２の接着剤は所定の溶剤によって溶解される接着剤であり、
   前記電子デバイスを前記第３の基板から剥離させる際、前記第２の接着剤を前記溶剤を用いて溶解させて前記電子デバイスを剥離させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
   

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