JPH0115166B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 弾性表面波素子における中心周波数₀は、それ
の櫛歯状電極（ID電極）の電極周期λと、基板
における弾性表面波の伝搬速度Vsとによつて、
₀＝Vs／λのように決定され、また、前記した弾性 表面波の伝搬速度Vsは、基板に固有な値を示す
から、弾性表面波素子における中心周波数₀は、
基板上に形成される櫛歯状電極の電極周期λの寸
法精度によつて定まる。

ところで、弾性表面波素子は、それの大きさに
比べて大きなウエハーを用い、そのウエハーに多
数個の弾性表面波素子を形成させた後にウエハー
を切断して個々の弾性表面波素子が得られるよう
にするというような製作法を適用して作られるの
が一般的であるが、弾性表面波素子の基板となさ
れるべきウエハーとして、例えば圧電性物質の単
結晶が用いられる場合には、ウエハーに形成され
る多数の弾性表面波素子における個々の弾性表面
波素子の基板は、弾性表面波に対してすべて同一
の伝搬速度を有するものとなつているから、ウエ
ハーに形成される多数の弾性表面波素子における
各弾性表面波素子の櫛歯状電極の電極周期λや、
フインガ巾及び電極の厚さなどが互いにすべて同
一となされれば、ウエハーに形成される多数個の
弾性表面波素子におけるそれぞれの中心周波数₀
はすべて同一となされる。

しかしながら、ウエハーに形成される多数の弾
性表面波素子における櫛歯状電極は、真空蒸着法
あるいはイオンプレーテイング法により付着させ
た導電性物質膜に、リソグラフイ法（フオトエツ
チング法）を適用して作られるので、ウエハーに
形成されたすべての弾性表面波素子における櫛歯
状電極が、すべての弾性表面波素子について同一
の形状寸法のものとはならず、それにより、同じ
ウエハーで作られた多数の弾性表面波素子の個々
のものの中心周波数間にはばらつきが生じる。

この点について、さらに説明すると次のとおり
である。すなわち、櫛歯状電極の形成のために用
いられる導電性物質膜が、真空蒸着法あるいはイ
オンプレーテイング法によつて導電性物質をウエ
ハーに付着させて得る場合における導電性物質膜
の膜厚分布は、蒸着源からの蒸発粒子のコサイン
法則に従う蒸発粒子分布と一致したものとなり、
ウエハーの中央部では厚く周辺部にかけて薄くな
る。第１図ａ〜ｃ図は上記の点を図示説明した図
であつて、第１図ａ図において、１はウエハー、
２は蒸発源、３は蒸発粒子の空間分布であり、ま
た、第１図ｂ図はウエハー１上に付着された膜の
膜厚の分布を示す図であつて、図中のｈはウエハ
ー１に付着された膜におけるウエハー１の中央部
における膜厚、ｔはウエハー１に付着された膜に
おけるウエハー１の中央部における膜厚ｈとウエ
ハー１の周辺部の膜厚との差を示している。第１
図ｃ図はウエハー１に付着された膜の等膜厚線を
示す平面図である。

そして、前記のような膜厚分布を示す導電性物
質膜に対してリソグラフイ法（フオトエツチング
法）の適用により、各弾性表面波素子の櫛歯状電
極のパターンを形成させる場合には、ウエハー１
の中央部付近の導電性物質膜よりもウエハー１の
周辺部付近の導電性物質膜の方が余分にエツチン
グされるために、ウエハー１の中央部付近に形成
される弾性表面波素子の中心周波数よりも、ウエ
ハー１の周辺部付近に形成される弾性表面波素子
の方の中心周波数の方が高くなる、というような
傾向で、弾性表面波素子の中心周波数にばらつき
が生じる。

一つのウエハーから得られる多数の弾性表面波
素子間における中心周波数のばらつきは、前述の
ように、ウエハー１として圧電性物質の単結晶を
用いた場合でも生じるが、ウエハー１としてガラ
ス板に酸化亜鉛膜を被覆した構成形態のものを用
いた場合には、一つのウエハーから得られる多数
の弾性表面波素子間の中心周波数のばらつきは非
常に大きなものとなる。

すなわち、ガラス板に酸化亜鉛膜を被覆した構
成形態の基板を用いて弾性表面波素子を作ると、
基板として圧電性物質の単結晶を用いて作つた弾
性表面波素子に比べて著るしく安価に弾性表面波
素子を作ることができるので、近年来、ガラス板
に酸化亜鉛膜を被覆した構成形態の基板を用いて
作つた弾性表面波素子が多く用いられるようにな
つて来たが、ガラス板に酸化亜鉛膜を被覆してな
るウエハーにおける酸化亜鉛膜の膜厚がガラス板
上で一定でないことに基づいて、ウエハーの中央
部付近に作られた弾性表面波素子の中心周波数
と、ウエハーの周辺部付近に作られた弾性表面波
素子の中心周波数とは、それぞれの基板における
酸化亜鉛膜の厚さの相違による基板の弾性表面波
の速度の違いによつて、著るしく異なつたものと
なるのであり、例えば、中心周波数が57MHzの中
間周波回路用の帯域濾波器の場合に、ガラス板上
の酸化亜鉛膜の膜厚が１％異なると、中心周波数
のずれが22.8KHzになる、という実験結果も公表
されている。

上記のように、ウエハーの各部における酸化亜
鉛膜の厚さが相違するのは、ガラス板上に酸化亜
鉛膜を被覆した構成形態のウエハーにおいて、ガ
ラス板上に酸化亜鉛膜を付着させるのには、蒸着
法あるいは反応性イオンプレーテイング法が使用
されているからであり、第１図ａ，ｂ図を参照し
て既述したような理由による膜厚分布が生じてい
るからである。

ガラス板と酸化亜鉛膜とによつて基板が構成さ
れている弾性表面波素子としては、(1)ガラス板上
に酸化亜鉛膜を被着させ、前記の酸化亜鉛膜上に
所定のパターンの導電性物質膜による櫛歯状電極
を形成させた構成形態のもの、(2)ガラス板上に所
定のパターンの導電性物質膜による櫛歯状電極を
形成させた後に、ガラス板の全面に酸化亜鉛膜を
被着させた構成形態のもの、(3)ガラス板の所定の
部分（櫛歯状電極の形成部分と対応する部分）に
金属の薄膜を形成させ、ガラス板の全面に酸化亜
鉛膜を被着させ、前記の酸化亜鉛膜上に所定のパ
ターンの導電性物質膜による櫛歯状電極を形成さ
せた構成形態のもの、(4)ガラス板に所定のパター
ンの導電性物質膜による櫛歯状電極を形成させた
後に、ガラス板の全面に酸化亜鉛膜を被着させ、
酸化亜鉛膜上において前記した櫛歯状電極と対応
する部分に金属の薄膜（例えば厚さが500オング
ストロームの金あるいは銅の膜）を形成させた構
成形態のもの、などの各種の構成形態のものがあ
るが、前記した(1)〜(4)の何れの構成形態のもので
あつても、前述した理由によつて、一つのウエハ
ーから得られる多数の弾性表面波素子間には中心
周波数のばらつきが存在しているものとなつてい
る。

第２図は、前記した(4)の構成形態を有する弾性
表面波素子の構成を示す斜視図であり、この第２
図において４はガラス板、５はガラス板４上に形
成された櫛歯状電極、６は酸化亜鉛膜、７は金属
の薄膜、８はボンデイングパツトである。また、
第３図は、60cm角の一つのウエハー１における50
mm角の部分に、第２図示のような構成形態を有
し、５mm×10mmの大きさの弾性表面波素子を50個
形成させた場合におけるウエハー上の各弾性表面
波素子の中心周波数の標準値からのずれの数値
（ＫHz）を示す実験結果を表わした図であり、こ
の第３図は、中心周波数が57MHzの帯域濾波器と
して使用される弾性表面波素子を作つた場合のデ
ータ例である。

第３図から明らかなように、一つのウエハーか
ら作られる各弾性表面波素子の中心周波数の標準
値57MHzからのずれの周波数（ＫHz）は、＋40K
Hzから−17KHzまでの範囲にばらついており、そ
のばらつきの巾は57KHzになつている。このばら
つきの巾57KHzは、中心周波数の標準値57MHzの
0.1％に相当するから、テレビジヨン受像機用の
中間周波数帯の帯域濾波器について望まれている
±0.1％のばらつきの巾以内には入つているが、
より一層の高精度が望まれる場合には従来法は適
していない。

本発明は一つのウエハーから得られる多数の弾
性表面波素子が、中心周波数値のばらつきの少な
いものとして容易に得ることができるようにする
ための弾性表面波素子の周波数調整方法、すなわ
ち、多数の弾性表面波素子が形成されるべきウエ
ハーに、リソグラフイ法を適用して多数の弾性表
面波素子の櫛歯状電極を形成させるべく、フオト
マスクを通してフオトマスクに設けられている多
数の弾性表面波素子の櫛歯状電極のパターンをウ
エハー上に設けたフオトレジスト層に露光させる
工程において、前記したフオトマスクとウエハー
上のフオトレジスト層の表面との距離がウエハー
の中心部に比べてウエハーの周辺部の方が大とな
るように変位可能に重ね合わせてあるフオトマス
クとウエハーとにおける中心部と周辺部とにおけ
る前記の距離を、中心部から周辺部にかけて変化
しているウエハーにおける弾性表面波の速度の変
化が打消せるように、前記したウエハー上の中心
部と周辺部とにおける櫛歯状電極の電極周期λや
フインガ巾がウエハーの中心部よりも周辺部の方
で大きくなる状態に調整して、ウエハー内の各弾
性表面波素子の中心周波数を調整するようにした
弾性表面波素子の周波数調整方法を提供して前記
した問題点を解消したものであり、以下、添付図
面を参照して本発明の弾性表面波素子の周波数調
整方法の具体的な内容を詳細に説明する。

本発明は、ガラス板に酸化亜鉛膜が被着された
構成形態の基板を用いて構成される前記した(1)〜
(4)の構成態様を有する弾性表面波素子の何れに対
しても適用できる他、基板として圧電性物質の単
結晶が用いられている弾性表面波素子に対しても
適用できるが、以下の説明は、第２図に示す構成
態様の弾性表面波素子、すなわち、既述した(4)の
構成態様を有する多数の弾性表面波素子を一つの
ウエハーから得るようにする場合を実施例として
なされている。

まず、本発明は多数の弾性表面波素子が形成さ
れるべきウエハーに、リソグラフイ法を適用して
多数の弾性表面波素子の櫛歯状電極を形成させる
べく、フオトマスクを通してフオトマスクに設け
られている多数の弾性表面波素子の櫛歯状電極の
パターンをウエハー上に設けたフオトレジスト層
に露光させる工程において、前記したフオトマス
クとウエハー上のフオトレジスト層の表面との距
離がウエハーの中心部に比べてウエハーの周辺部
の方が大となるように変位可能に重ね合わせてあ
るフオトマスクとウエハーとにおける中心部と周
辺部とにおける前記の距離を、中心部から周辺部
にかけて変化しているウエハーにおける弾性表面
波の速度の変化が打消せるように、前記したウエ
ハー上の中心部と周辺部とにおける櫛歯状電極の
電極周期λやフインガ巾がウエハーの中心部より
も周辺部の方で大きくなる状態に調整して、ウエ
ハー内の各弾性表面波素子の中心周波数を調整す
るようにした弾性表面波素子の周波数調整方法で
あり、第４図に本発明方法の実施に際して使用さ
れる装置の一例構成を示す。

まず、本発明は多数の弾性表面波素子が形成さ
れるべきウエハーに、リソグラフイ法を適用して
多数の弾性表面波素子の櫛歯状電極を形成させる
べく、フオトマスクを通してフオトマスクに設け
られている多数の弾性表面波素子の櫛歯状電極の
パターンをウエハー上に設けたフオトレジスト層
に露光させる工程において、前記したフオトマス
クとウエハー上のフオトレジスト表面との距離が
ウエハーの中心部における距離に比べてウエハー
の外周部の距離が大となるように変位可能に重ね
合わせてあるフオトマスクとウエハーとにおける
中心部と外周部との距離を、中心部から外周部に
かけて変化しているウエハーにおける弾性表面波
の速度の変化を打消しうるようにウエハー上の中
心部と周辺部とにおける櫛歯状電極の電極周期λ
やフインガ巾などが変化され得る状態に調整する
ことにより、ウエハー内の各弾性表面波素子の中
心周波数を調整するようにした弾性表面波素子の
周波数調整方法であり、第４図に本発明方法の実
施に際して使用される装置の一例構成を示す。

第４図において、１０は基板支持台（ウエハー
支持台１０）であり、この基板支持台１０の中央
部付近には基板支持面（ウエハー支持面）１０ａ
が形成された突起部１０Ａが設けられている。基
板支持台１０の突起部１０Ａの基板支持面１０ａ
には、多数の弾性表面波素子が形成されるべきウ
エハー４（基板４）の裏面が当接され、また、ウ
エハー４の表面には、フオトマスク９の裏面側の
一部が当接される。また、前記したフオトマスク
９には、ウエハー４に形成させるべき多数の弾性
表面波素子における櫛歯状電極のパターンが形成
されているが、このフオトマスク９とウエハー４
との間には、例えばマイラ紙などで作られたリン
グ状のスペーサ１１が介在される。前記の基板支
持台１０の内部に構成された空気調整装置１２
は、それの空気圧力を調整することによつて、ウ
エハー４の彎曲の度合いを変化させる作用を行な
う。

基板支持台１０の突起部１０Ａの基板支持面１
０ａに裏面が当接されるウエハー４は、ガラス板
上に櫛歯状電極の構成物質膜が一面に付着された
状態のものにフオトレジスト層が形成されている
構成形態のもので、前記したフオトレジスト層側
がフオトマスク９側に面するようにして基板支持
面１０ａに支持されるのである。

前記した空気圧力調整装置１２による空気圧力
の調整と、リング状のスペーサ１１の寸法とを適
当に変化させることによつて、フオトマスク９と
ウエハー４との密着の度合いが自在に調整できる
のであり、それによりフオトマスク９の裏面とウ
エハー４の表面（フオトレジスト層の表面）との
間隔をウエハー４の中心部と周辺部との間におい
て所要のように変化させることができる。

ウエハー４を、それの周辺部がそれの中心部よ
りもフオトマスク９の裏面から離れるように彎曲
された状態として、フオトマスク９を通して紫外
線光UVを照射し、フオトマスク９のパターンに
よつてウエハー４のフオトレジスト層を露光する
と、フオトマスク９に形成されているそれぞれ同
一の形状と大きさとを有する多数の櫛歯状電極の
パターンは、ウエハー４上ではそれの中心から周
辺へ行くに従つて電極周期λとフインガ巾とが共
に長くなつているものとして露光される。

したがつて、前記したウエハー４の彎曲の度合
いの調整、すなわち、フオトマスク９とウエハー
４との密着の度合いを調整して、ウエハー４上の
中心部と周辺部とにおける櫛歯状電極の電極周期
λやフインガ巾などの変化態様が、ウエハー４上
に被着される酸化亜鉛膜の膜厚の変化態様による
弾性表面波の速度変化を打消しうるようなものと
することにより、ウエハー４に形成される多数の
弾性表面波素子における中心周波数のばらつきは
著るしく小さなものとなされるのである。

本発明方法による実験例を示すと次のとおりで
ある。60mm角のウエハーにおける50mm角の部分を
有効面積とし、そこに、５×10mmの大きさの弾性
表面波素子を50個形成させるものとし、ウエハー
の中心部をフオトマスク９の裏面に密着させ、ま
たそれの周辺部がフオトマスク９の裏面から
100μmだけ離れるようにしてフオトマスク９にお
ける櫛歯状電極のパターンをウエハーのフオトレ
ジスト層上に露光して、50個の弾性表面波素子を
ウエハーに形成させた場合に、ウエハー上に形成
された50個の各弾性表面波素子における中心周波
数の標準値（57MHz）からのずれの周波数（Ｋ
Hz）は、第５図に示されるようなものとなつた。

第５図に示す実験結果によると、本発明方法を
適用した場合の一例において、ウエハー上におけ
る弾性表面波素子における中心周波数の標準値
（57MHz）からのずれは、−16KHzから＋10KHzま
での範囲となり、ばらつきの巾は26KHzとなつて
おり、これは第３図を参照して説明した従来法の
場合に比べてばらつきの巾が1/2に改善されてい
ることが判かる。

したがつて、本発明方法を適用して弾性表面波
素子の周波数調整を行なえば、従来よりも高精度
の弾性表面波素子を容易に得ることができること
は明らかである。

なお、本発明の実施に当つて使用されるべきス
ペーサとしては、フオトマスク９やウエハーなど
を損傷させることのない材料で作られたものであ
れば、どのような材料のものであつてもよいこと
は当然である。

また、ウエハーが圧電性物質の単結晶のものに
対しても本発明方法は良好に適用できることはい
うまでもない。

以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明方法を実施することにより、高精度の
弾性表面波素子が容易に得られ、本発明により従
来の問題点は良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃ図は蒸着法による膜厚分布を説明
するための図、第２図は弾性表面波素子の一例構
成のものの斜視図、第３図及び第５図はウエハー
内における各弾性表面波素子の中心周波数値のず
れを示す図、第４図は本発明方法の実施に際して
用いられる装置の一例構成のものの側面図であ
る。 １…ウエハー、２…蒸発源、４…ガラス板、５
…櫛歯状電極、６…酸化亜鉛膜、７…金属の薄
膜、９…フオトマスク、１０…基板支持台、１０
Ａ…突起部、１０ａ…基板支持面、１１…スペー
サ、１２…空気圧力調整装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数の弾性表面波素子が形成されるべきウエ
   ハーに、リソグラフイ法を適用して多数の弾性表
   面波素子の櫛歯状電極を形成させるべく、フオト
   マスクを通してフオトマスクに設けられている多
   数の弾性表面波素子の櫛歯状電極のパターンをウ
   エハー上に設けたフオトレジスト層に露光させる
   工程において、前記したフオトマスクとウエハー
   上のフオトレジスト層の表面との距離がウエハー
   の中心部に比べてウエハーの周辺部の方が大とな
   るように変位可能に重ね合わせてあるフオトマス
   クとウエハーとにおける中心部と周辺部との前記
   の距離を、中心部から周辺部にかけて変化してい
   るウエハーにおける弾性表面波の速度の変化が打
   消せるように、前記したウエハー上の中心部と周
   辺部とにおける櫛歯状電極の電極周期λやフイン
   ガ巾がウエハーの中心部よりも周辺部の方で大き
   くなる状態に調整して、ウエハー内の各弾性表面
   波素子の中心周波数を調整するようにした弾性表
   面波素子の周波数調整方法。