JP3432472B2 - 弾性表面波装置の製造方法 - Google Patents

弾性表面波装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は弾性表面波（SAW）
フィルタ等の弾性表面波装置の製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来技術の説明】図5は従来の弾性表面波デバイス(以
下、SAWデバイスとする)の製造方法を示す工程図であ
り、図5を用いて従来のSAWフィルタの製造方法について
説明する。
【０００３】タンタル酸リチウム(LiTaO3)からなる圧電
基板51上にAl-Cu等からなるメタル層を形成し、既知の
ホトリソ・エッチング工程によって櫛形電極となるメタ
ルパターン52をパターニングする。(図5-A) その後基板全面に酸化膜53を形成する。ホトリソ・エッ
チング工程により、その後にボンディング用の電極パッ
ドが形成される領域の酸化膜53に開口部を形成する。
(図5-B) その後、ボンディングパッドが形成される領域に逆テー
パ形状の開口を有するようなレジスト膜54が形成され
る。(図5-C) 基板全面に下層がCrまたはTi、上層がAuからなるパッド
電極層55を形成する。(図5-D) アセトンによってレジスト層54を除去し、リフトオフ法
によってボンディングパッド56が形成される。(図5-E)
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術ではリフトオフ法を用いてボンディングパッドを形成
していた為、パッドの形状が安定しないという問題があ
った。またリフトオフ時にアセトンに溶解しないパッド
電極層の材料が基板に付着してしまうなどの問題があっ
た。このような問題を避けるために、通常のホトリソ・
エッチング工程によってボンディングパッドを形成した
場合、櫛形電極上の酸化膜はSAWフィルタの特性を維持
する目的で極めて薄く形成されているため、パッド電極
層をエッチングした場合に酸化膜下の櫛形電極までエッ
チングされてしまう場合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の代表的な弾性表面波デバイスの製造方法
では基板上に所定形状の櫛形電極を形成する工程と、櫛
形電極および基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜
上に所定形状の第1のレジストを形成する工程と、第1の
レジストをマスクとして絶縁膜をエッチングする工程
と、第1のレジスト上を含む基板上全面にパッド電極層
を形成する工程と、前記パッド電極層上に所定形状の第
2のレジストを形成する工程と、第2のレジストをマスク
としてパッド電極層をエッチングする工程とを有するこ
とを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第1の実施の形態
におけるSAWデバイスの製造方法を示す工程図である。
以下図１を用いて本発明におけるSAWデバイスの製造方
法を詳細に説明する。
【０００７】タンタル酸リチウム(LiTaO3)からなる圧電
基板1上に100Å程度のCr層2および1700Å程度のAl-Cu層
3の2層からなる櫛形電極層を連続スパッタで形成する。
この櫛形電極層はホトリソ・エッチング技術によってパ
ターニングされ、SAWデバイスにおける櫛形電極10とな
る。（図１-A） その後スパッタ法によって基板上の全面に絶縁膜である
厚さ500Å程度の酸化膜4が形成される。酸化膜4上に所
定形状の第1のレジスト5が形成され、このレジスト5を
マスクとして、CF4およびO2ガスを用いたドライエッチ
ングによって、酸化膜4に開口部が形成される。（図１-
B） 酸化膜4の開口部は後にボンディングパッドが形成され
る領域上に形成される。また、少なくとも櫛形電極を覆
う酸化膜4の一部が除去されるような位置に開口部は形
成される。
【０００８】その後、酸化膜4のマスクとなった第1のレ
ジスト5は除去せずに、基板全面にCr層6を約500Å形成
する。そのCr層6の上層にAu層7を5000Å形成する。この
2層はパッド電極となるパッド電極層であり連続スパッ
タによって形成される。(図1-C) 下層のCr層6はAu層7とAl-Cu層3が直接接続された場合
に、AuとAlとが反応し、不要な合金を形成してしまうこ
とを防いでいる。またAu層7とAl-Cu層3の接合性を良く
する接着層の役割も果たしている。
【０００９】Au層7上のパッドが形成される領域にボン
ディングパッド形成用の第2のレジスト8を形成する。
(図1-D) この第2のレジスト8をマスクとしてAu層7をKI:KCl:I:H2
O=10:5:1:44となるエッチング液にてエッチングする。
その後同様に第2のレジスト7をマスクとしてCr層6を界
面活性剤を含み、硝酸第2セリウムアンモニウム14%、過
塩素酸5%、純水80%のエッチング液を用いてエッチング
する。(図1-E) ボンディングパッド形成用の第2のレジスト8および酸化
膜のマスクとなった第1のレジスト5を除去して、ボンデ
ィングパッドが形成される。(図1-F) その後、既知の技術によりワイアボンディング、樹脂封
止などが行われ、SAWフィルタなどのSAWデバイスとな
る。
【００１０】本実施の形態では櫛形電極に直接ワイアボ
ンディングは行われず、ボンディングパッドが設けられ
る構造となっている。櫛形電極に直接ワイアをボンディ
ングした場合、ボンディング時にかかる力によって櫛形
電極が変形等を起こしてしまいSAWデバイスの特性が変
化してしまうことを防ぐためである。
【００１１】またボンディングパッドの上層にはAu層を
用いている。SAWデバイスの素子などをボンディングす
る際は、熱による特性の変化などを防止するため、比較
的低い温度でボンディングが行われる。一般にボンディ
ング用のワイアとしてはAu細線が用いられる。ボンディ
ングパッドの上層をAu層としておくことでボンディング
部分でのAu細線との接着性が向上する。
【００１２】櫛形電極はボンディングパッドを介して、
ワイアであるAu細線に接続されるため、Au細線が直接Al
-Cu層には接続されない。したがってAuとAlの反応によ
る不要な合金等が形成される恐れはない。
【００１３】本実施の形態では酸化膜のパターニングに
用いたレジスト膜5を残したまま第1のレジスト膜5上にC
r層6、Au層7を形成している。ホトリソ工程を用いて第2
のレジスト8をマスクとして、Cr層6およびAu層7をエッ
チングしても、レジスト膜5が下層の櫛形電極層に対し
ての保護膜となり櫛形電極を傷つけてしまう恐れがな
い。
【００１４】またレジスト膜5はその後通常のアッシン
グによって除去出来るため、酸化膜4を薄くすることが
でき、酸化膜厚の変化によるSAWフィルタの特性の変化
を防ぐことが可能である。
【００１５】本実施の形態ではCr層6をウェットエッチ
ングによってエッチング除去している。Cr層6はドライ
エッチングによるエッチングも可能であるがウェットエ
ッチングを用いた方がエッチング装置も簡単な装置で済
み、処理時間の短縮が可能である。
【００１６】本発明により、安定したSAWデバイスの特
性を維持したまま、パッド電極の形成をホトリソ・エッ
チング技術を用いて行うことが可能となる。これにより
精密なパッド電極を形成し、より優れたSAWデバイスの
提供が可能になる。
【００１７】図2は本発明の第2の実施の形態におけるSA
Wデバイスの製造方法を示す工程図である。以下図2を用
いて本発明におけるSAWデバイスの製造方法を詳細に説
明する。なお図1と共通する構成については同一の符号
を用いて説明する。
【００１８】櫛形電極10上の酸化膜4にエッチングによ
って開口部を形成する工程までは第1の実施の形態と同
様である。
【００１９】第2の実施の形態では、酸化膜4をパターニ
ングした後に、酸化膜のマスクとなった第1のレジスト5
を除去する。(図2-A) その後、酸化膜4の開口部周辺が10μm程度露出するよう
に所定形状のプロテクト用のレジスト25を形成する。つ
まり第1のレジストよりも10μm程度大きな開口部を有す
るプロテクト用レジスト25を形成する。(図2-B) その後、基板全面にパッド電極層であるCr層6を約500Å
形成し、Cr層上にAu層7を5000Å形成する。この点は第1
の実施の形態と同様の連続スパッタで行う。(図2-C) Au層7上のパッドが形成される領域にボンディングパッ
ド形成用の第2のレジスト7を形成する。この第2のレジ
ストはプロテクト用のレジストが有する開口部の内側に
形成する。(図2-D) この第2のレジスト8をマスクとして第1の実施の形態と
同様の条件でAu層7およびCr層6をエッチングする。ボン
ディングパッド形成用のレジスト8およびプロテクト用
のレジスト25を除去して、ボンディングパッドが形成さ
れる。(図2-E、2-F) 本実施の形態ではプロテクト用のレジスト膜25を形成
し、レジスト膜上にCr層、Au層を形成している。そのた
めCr層およびAu層をホトリソ工程を用いてレジスト7を
マスクとしたエッチングによってパターニングを行って
も、プロテクト用レジスト25が下層の櫛形電極層に対し
ての保護膜となり櫛形電極を傷つけてしまう恐れがな
い。
【００２０】また本実施の形態では酸化膜をパターニン
グしたレジストを除去した後に、プロテクト用のレジス
トを形成している。このプロテクト用のレジストは酸化
膜のパターニングに用いたレジストよりも若干大きな開
口部を有する形状となっており、酸化膜の端部が10μm
程度露出するような形状となっている。
【００２１】このような形状のレジストを形成したこと
でパッド端部におけるパッド下層の段差が小さくなる。
その結果、後にパッド電極層を形成した場合に、パッド
の端部が大きく盛り上がってしまうことを防ぐ事が可能
となる。(図1-Fおよび図2-F参照) 図3は本発明の第3の実施の形態におけるSAWデバイスの
製造方法を示す工程図である。以下図2を用いて本発明
におけるSAWデバイスの製造方法を詳細に説明する。な
お図1と共通する構成については同一の符号を用いて説
明する。
【００２２】櫛形電極10を形成した後、酸化膜4を形成
する工程までは第1の実施の形態と同様である。
【００２３】その後、基板全面に酸化膜4が形成された
状態で基板を80℃〜95℃の温水中へ、2分間浸す。(図3-
A) 温水処理を行うことにより、櫛形電極の温水と触れた部
分にはアルミナ層が形成される。つまり、酸化膜4にピ
ンホール等が存在した場合にはそのピンホールから温水
が侵入し、ピンホールに対応する部分の櫛形電極表面に
はアルミナが形成される。
【００２４】この後、急激に基板を冷却すると基板が割
れる恐れがあるため、室温に放置することによる自然冷
却等を用いて、基板を冷却する。
【００２５】その後、酸化膜を第1のレジストをマスク
としたホトリソ・エッチング工程によって除去し、開口
部が形成される。(図3-B) その後、第1および第2の実施の形態と同様のパッド電極
層を酸化膜および基板上の全面に形成する。(図3-C) パッド電極層は第2のレジスト8をマスクとしてエッチン
グされる。(図3-D、3-E) 第2のレジスト8を除去しパッド電極とした後、SAWデバ
イスとなる工程は第1の実施の形態と同様である。
【００２６】本実施の形態では温水処理によりレジスト
液が侵入しうる櫛形電極表面にはアルミナが形成されて
いる。アルミナは薬品に対する強い耐性を有している。
【００２７】したがって、パッド電極を形成した際に酸
化膜4の微少なピンホール等からエッチング液が櫛形電
極の表面部分に侵入しても、アルミナによって櫛形電極
がエッチングされるのを防ぐことが出来る。また、アル
ミナが形成されない領域には酸化膜4のピンホール等が
なく、酸化膜4自体がエッチング液から櫛形電極を保護
する。
【００２８】本実施の形態では、レジストによる保護膜
ではなく、櫛形電極の表面にエッチングされにくい膜が
形成されるので、パッド電極をエッチング工程によって
より精密に形成することが出来る。
【００２９】図4は本発明の第4の実施の形態におけるSA
Wデバイスの製造方法を示す工程図である。以下図4を用
いて本発明におけるSAWデバイスの製造方法を詳細に説
明する。なお図1と共通する構成については同一の符号
を用いて説明する。
【００３０】櫛形電極上に酸化膜3を形成する工程まで
は第3の実施の形態と同様である。その後、この状態で
基板に酸素プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理
は1000mTorr、500Wにて約15分間行われる。
【００３１】この酸素プラズマ処理を行うことにより、
櫛形電極表面の酸化膜4に微少なピンホールが存在して
いるよな部分にはアルミナが形成される。その後の工程
に関しては第3の実施の形態同様である。
【００３２】本実施の形態によれば第3の実施の形態に
比べて工程全体の詳細な温度制御が可能となる。したが
って温度変化によって基板に与えてしまうダメージを低
減する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施の形態の表面弾性波装置の
製造方法を示す工程図。
【図２】本発明の第2の実施の形態の表面弾性波装置の
製造方法を示す工程図。
【図３】本発明の第3の実施の形態の表面弾性波装置の
製造方法を示す工程図。
【図４】本発明の第1の実施の形態の表面弾性波装置の
製造方法を示す工程図。
【図５】従来の表面弾性波装置の製造方法を示す工程
図。
【符号の説明】
1・・・圧電基板 2、6・・・Cr層 3・・・Al-Cu層 5、8、25・・・レジスト 7・・・Au層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 3/08 G03F 7/40 521 H03H 9/145

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に櫛形電極層を設ける工程と、 前記櫛形電極層上及び基板上に絶縁膜を設ける工程と、前記櫛形電極層上に位置する 前記絶縁膜上に所定形状の
    第１のレジストを設ける工程と、 前記第１のレジストをマスクとして前記絶縁膜をエッチ
    ングする工程と、前記櫛形電極層の上に残した前記絶縁膜上に前記第１の
    レジストを残した状態で、該第１のレジスト上を含む前
    記基板上にパッド電極層を設ける工程と、 前記パッド電極層上に所定形状の第２のレジストを設け
    る工程と、 前記第２のレジストをマスクとして前記パッド電極層を
    エッチングする工程と、 を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 基板上に櫛形電極層を設ける工程と、 前記櫛形電極層上及び基板上に絶縁膜を設ける工程と、前記櫛形電極層上に位置する 前記絶縁膜上に所定形状の
    第１のレジストを設ける工程と、 前記第１のレジストをマスクとして前記絶縁膜をエッチ
    ングする工程と、前記絶縁膜の一部の表面が露出するように、前記櫛形電
    極層の上に残した前記絶縁膜上にプロテクト用レジスト
    を準備する工程と、 前記絶縁膜上に設けられた前記プロテクト用レジスト上
    と露出した前記絶縁膜上とを含む前記基板上にパッド電
    極層を設ける工程と、 前記パッド電極層上に所定形状の第２のレジストを設け
    る工程と、 前記第２のレジストをマスクとして前記パッド電極層を
    エッチングする工程と、 を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
  3. 【請求項３】 基板上に櫛形電極層を設ける工程と、 前記櫛形電極層上及び基板上に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜が前記櫛形電極層上に設けられた状態で前記
    櫛形電極層の表面にアルミナを設ける処理を施す工程
    と、 前記絶縁膜上に所定形状の第１のレジストを設ける工程
    と、 前記第１のレジストをマスクとして前記絶縁膜をエッチ
    ングする工程と、前記基板上にパッド電極層を設ける工程と、 前記アルミナを設けた櫛形電極層上に所定形状の第２の
    レジストを設ける工程と、 前記第２のレジストをマスクとして前記パッド電極層を
    エッチングする工程と、 を有することを特徴とする弾性表面波装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記アルミナを設ける処理を施す工程
    は、８０℃以上の温水で基板処理を施すものであること
    を特徴とする請求項３記載の弾性表面波装置の製造方
    法。
  5. 【請求項５】 前記アルミナを設ける処理を施す工程
    は、酸素プラズマで基板処理を施すものであることを特
    徴とする請求項３記載の弾性表面波装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記櫛形電極層はＣｒからなる下部層と
    Ａｌ−Ｃｕからなる上部層とで構成されたものを用いる
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の
    弾性表面波装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記パッド電極層を設ける工程の前に、
    前記基板上に設けられた各層上にＣｒ層を設ける工程を
    有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに
    記載の弾性表面波装置の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記Ｃｒ層をエッチングする際には、ウ
    ェットエッチングを用いることを特徴とする請求項７記
    載の弾性表面波装置の製造方法。
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