JP2016116033A - 弾性波デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚膜化が可能であり、かつ弾性波素子等へのダメージの導入を抑制すること。【解決手段】基板１０上に弾性波素子の電極を形成する工程と、前記基板上に前記電極の少なくとも一部が露出する第１開口５２を有する第１マスク層５０を形成する工程と、前記基板上に、前記第１開口内の前記電極に接触し、前記第１マスク層を覆うようにシード層１６を形成する工程と、前記シード層上に、前記第１開口に重なる第２開口５６を有する第２マスク層５４を形成する工程と、前記シード層から給電することにより、前記第２開口内の前記シード層上にめっき層２２を形成する工程と、前記第１マスク層および前記第２マスク層を除去することにより、前記第１開口以外の前記シード層をリフトオフする工程と、を含む弾性波デバイスの製造方法。【選択図】図４

Description

本発明は、弾性波デバイスおよびその製造方法に関し、例えば配線としてめっき層を有する弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。

弾性波デバイスは、移動体通信用のフィルタ等に用いられている。基板上に形成された弾性波素子間または弾性波素子と外部端子とを接続する配線をリフトオフ法を用い形成することが知られている（特許文献１、２）

特開２００３−１０１３７３号公報 特開２００３−１７４０５６号公報

電気的特性を向上させるため、配線は厚いほうが好ましい。しかし、リフトオフ法を用い配線を形成する方法では配線の厚膜化が難しい。一方、めっき法を用い配線を形成する方法では、弾性波素子等にダメージが導入されてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、厚膜化が可能であり、かつ弾性波素子等へのダメージの導入を抑制することを目的とする。

本発明は、基板上に弾性波素子の電極を形成する工程と、前記基板上に前記電極の少なくとも一部が露出する第１開口を有する第１マスク層を形成する工程と、前記基板上に、前記第１開口内の前記電極に接触し、前記第１マスク層を覆うようにシード層を形成する工程と、前記シード層上に、前記第１開口に重なる第２開口を有する第２マスク層を形成する工程と、前記シード層から給電することにより、前記第２開口内の前記シード層上にめっき層を形成する工程と、前記第１マスク層および前記第２マスク層を除去することにより、前記第１開口以外の前記シード層をリフトオフする工程と、を含むことを特徴とする弾性波デバイスの製造方法である。

上記構成において、前記第２マスク層を形成する工程は、前記第１開口内の前記第１マスク層の側面に形成されたシード層の側面が前記第２マスク層で覆われるように、前記第１開口より小さい第２開口を有する前記第２マスク層を形成する工程を含む構成とすることができる。

本発明は、基板と、前記基板上に形成された弾性波素子の電極と、前記電極と電気的に接続されるように前記電極上に形成されたシード層と、前記シード層上に形成されためっき層と、を具備し、前記シード層は前記めっき層より側方に突出することを特徴とする弾性波デバイスである。

本発明によれば、厚膜化が可能であり、かつ弾性波素子等へのダメージの導入を抑制することができる。

図１は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。 図２は、図１の範囲Ｂを拡大した図である。 図３（ａ）から図３（ｄ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法（その１）を示す断面図である。 図４（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法（その２）を示す断面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ図３（ｄ）および図４（ｃ）の範囲Ｃの拡大図である。

図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

実施例１は、弾性波素子として弾性表面波素子を用いる例である。図１は、実施例１に係る弾性波デバイスの平面図である。図１に示すように、基板１０上に弾性波素子３０が形成されている。弾性波素子３０間および弾性波素子３０と外部端子用パッド３８との間に配線３６が形成されている。弾性波素子３０は、直列共振器Ｓ１からＳ４および並列共振器Ｐ１からＰ３である。パッド３８は、信号端子Ｔ１およびＴ２、グランド端子Ｇである。信号端子Ｔ１とＴ２との間に、配線３６を介し直列共振器Ｓ１からＳ４が直列に接続され、並列共振器Ｐ１からＰ３が並列に接続されている。これにより、弾性波デバイス１００は、ラダー型フィルタとして機能する。

図２は、図１の範囲Ｂを拡大した図である。図２に示すように、弾性波素子３０は、ＩＤＴ（Interdigital Transducer）３２と反射器３４を有する。ＩＤＴ３２の弾性波伝搬方向の両側に反射器３４が形成されている。ＩＤＴ３２は、対向する一対の櫛形電極４４を有する。櫛形電極４４は、複数の電極指４０とバスバー４２を有している。複数の電極指４０はバスバー４２に接続されている。配線３６は、バスバー４２と電気的に接続されている。

図３（ａ）から図４（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、それぞれ図３（ｄ）および図４（ｃ）の範囲Ｃの拡大図である。図３（ａ）に示すように、基板１０上に金属膜１２を形成する。基板１０は、例えばタンタル酸リチウム基板またはニオブ酸リチウム基板等の圧電基板である。金属膜１２は、例えばアルミニウム膜である。金属膜１２は、例えばスパッタリング法およびエッチング法を用い形成する。金属膜１２により、電極指４０およびバスバー４２を有する弾性波素子３０が形成される。金属膜１２の膜厚は例えば１５０ｎｍから４００ｎｍである。金属膜１２は、銅膜等でもよい。弾性波素子３０上に保護膜１４を形成する。保護膜１４は例えば膜厚が２０ｎｍの酸化シリコン膜である。保護膜１４は、例えばスパッタリング法およびエッチング法を用い形成する。

図３（ｂ）に示すように、配線を形成する領域に開口５２が形成されるように、基板１０上にマスク層５０を形成する。開口５２は、バスバー４２の一部に形成されている。マスク層５０は、後のベークに耐えることができる程度の耐熱性を有し、例えば膜厚が２μｍ以上のフォトレジスト膜である。マスク層５０は、例えばフォトリソグラフィ法を用い形成する。

図３（ｃ）に示すように、マスク層５０を覆うように、基板１０上にシード層１６を全面に形成する。シード層１６は、例えば基板１０側から膜厚が０．２μｍのチタン膜および膜厚が０．１５μｍの金膜である。シード層１６は、例えば蒸着法を用い形成する。シード層１６は、基板１０側から膜厚が０．１μｍのチタン膜および膜厚が０．３μｍの銅膜でもよい。シード層１６は、スパッタリング法を用い形成してもよいが、リフトオフ法を用いるため蒸着法を用い形成することが好ましい。シード層１６の基板１０側の膜は、金属膜１２との密着性を向上させる密着膜である。金属膜１２がアルミニウム膜のとき、密着膜は例えばチタン膜である。シード層１６の上側の膜はめっきのシードとして機能し、めっき層と同じ材料であることが好ましい。

図３（ｄ）に示すように、配線を形成する領域に開口５６が形成されるように、シード層１６上にマスク層５４を形成する。マスク層５４は、例えば膜厚が７μｍのフォトレジスト膜である。マスク層５４は、例えばフォトリソグラフィ法を用い形成する。開口５６は開口５２より小さく開口５６が開口５２に含まれるように形成する。

図５（ａ）に示すように、マスク層５４はマスク層５０の側方を覆うように形成されている。マスク層５０の側面に形成されたシード層１６とマスク層５４の側面との距離Ｌ１は、例えば０．５μｍから２μｍ程度である。マスク層５４の膜厚は、マスク層５４がシード層１６の側面を覆う程度であればよい。

図４（ａ）に示すように、開口５６にめっき層２２を形成する。めっき層２２は、基板側から下層１８、バリア層（不図示）および上層２０を含む。下層１８は例えば膜厚が３μｍの銅層である。バリア層は、例えば膜厚が０．３μｍのパラジウム層である。上層２０は、例えば膜厚が１μｍの金層である。めっき層２２は、シード層１６から電流を供給し、電解めっき法を用い形成する。下層１８は、厚膜化が可能であり、電気抵抗率が低くかつ非磁性である材料が好ましい。このため、下層１８は、銅層または金層が好ましい。下層１８の膜厚は配線３６の低抵抗化のため例えば１μｍ以上が好ましい。めっき層２２上にスタッドバンプを形成する場合、上層２０は金層であることが好ましい。バリア層は、下層１８と上層２０との加熱または経時変化にともなう相互拡散を抑制する。下層１８が銅層、上層２０が金層の場合、バリア層は、膜厚が０．２μｍ程度のパラジウム層またはニッケル層が好ましい。上層２０は、無電解めっき法を用い形成することもできる。この場合、上層２０の膜厚は例えば０．４μｍである。また、バリア層および上層２０を蒸着法を用い形成することもできる。この場合、バリア層は例えば膜厚が０．２μｍのチタン層、上層２０は、膜厚が０．４μｍの金層である。

図４（ｂ）に示すように、マスク層５０および５４を例えば有機溶剤を用い除去する。このとき、マスク層５０および５４の間に形成されたシード層１６がリフトオフされる。シード層１６のリフトオフため、有機溶剤を高圧で噴射してもよい。また、有機溶剤中で超音波洗浄してもよい。図５（ａ）の距離Ｌ１が適切に確保されていない場合、マスク層５０の側面に形成されたシード層１６がめっき層２２の側面に残存することがある。

図４（ｃ）に示すように、パッドのめっき層２２上にスパッドバンプ等のバンプ２４を形成する。図５（ｂ）に示すように、シード層１６は、めっき層２２から距離Ｌ２突出する。距離Ｌ２は距離Ｌ１とほぼ同じである。

実施例１によれば、図３（ａ）のように、基板１０上にＩＤＴを含む金属膜１２を形成する。図３（ｂ）のように、金属膜１２の少なくとも一部が露出する開口５２（第１開口）を有するマスク層５０（第１マスク層）を形成する。図３（ｃ）のように、基板１０上に、開口５２内の金属膜１２からなる電極に接触し、マスク層５０を覆うようにシード層１６を形成する。図３（ｄ）のように、シード層１６上に、開口５２に重なる開口５６（第２開口）を有するマスク層５４（第２マスク層）を形成する。図４（ａ）のように、シード層１６から給電することにより、開口５６内のシード層１６上にめっき層２２を形成する。図４（ｂ）のように、マスク層５０およびマスク層５４を除去することにより、開口５２以外のシード層１６をリフトオフする。これにより、めっき層２２により配線３６が形成される。

弾性波デバイス１００の電気的特性の向上のため、配線３６を厚くし、配線３６の抵抗を低くすることが好ましい。配線３６を蒸着法およびリフトオフ法を用い形成すると、配線３６を厚膜化できない。このため、配線３６の抵抗を低くできない。配線３６をめっき法を用い形成すると、配線３６を厚くできる。配線３６をめっき法を用い形成する場合、電解めっきのためシード層１６を介して電流を供給する。シード層１６は、めっき層２２を形成した後に除去することになる。シード層１６の除去にエッチング法を用いると、ＩＤＴ等の金属膜１２および／または配線３６の表面がエッチングガスまたはエッチング液に曝される。このため、金属膜１２および／または配線３６にダメージが導入される。

実施例１によれば、めっき層２２を形成した後に、めっき層２２下以外のシード層１６をリフトオフ法を用い除去する。このため、金属膜１２および／または配線３６へのダメージを抑制できる。

また、マスク層５４を形成するときに、開口５２内のマスク層５０の側面に形成されたシード層１６の側面がマスク層５４で覆われるように、開口５２より小さい開口５６を形成する。これにより、図５（ａ）のように、マスク層５０の側面に形成されたシード層１６がマスク層５４でカバーできるため、リフトオフのときに、シード層１６がめっき層２２に付着することを抑制できる。このように製造した弾性波デバイスは、図５（ｂ）のように、シード層１６がめっき層２２より側方に突出する。

実施例１においては、弾性波素子として、弾性表面波デバイスを例に説明したが、弾性波素子は、弾性境界波素子、ラブ波素子、または圧電薄膜共振器素子でもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 基板
１２ 金属膜
１４ 保護膜
１６ シード層
２２ めっき層
３０ 弾性波素子
３６ 配線
４０ 電極指
４２ バスバー
５０、５４ マスク層
５２、５６ 開口

Claims (3)

1. 基板上に弾性波素子の電極を形成する工程と、
   前記基板上に前記電極の少なくとも一部が露出する第１開口を有する第１マスク層を形成する工程と、
   前記基板上に、前記第１開口内の前記電極に接触し、前記第１マスク層を覆うようにシード層を形成する工程と、
   前記シード層上に、前記第１開口に重なる第２開口を有する第２マスク層を形成する工程と、
   前記シード層から給電することにより、前記第２開口内の前記シード層上にめっき層を形成する工程と、
   前記第１マスク層および前記第２マスク層を除去することにより、前記第１開口以外の前記シード層をリフトオフする工程と、
   を含むことを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。
2. 前記第２マスク層を形成する工程は、前記第１開口内の前記第１マスク層の側面に形成されたシード層の側面が前記第２マスク層で覆われるように、前記第１開口より小さい第２開口を有する前記第２マスク層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイスの製造方法。
3. 基板と、
   前記基板上に形成された弾性波素子の電極と、
   前記電極と電気的に接続されるように前記電極上に形成されたシード層と、
   前記シード層上に形成されためっき層と、
   を具備し、
   前記シード層は前記めっき層より側方に突出することを特徴とする弾性波デバイス。

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