JPS63240507A - デバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、四硼酸リチウム結晶を基板として用いたデ
バイスの製造方法に関し、例えば弾性表面波素子および
光導波路や導波型Ａ１０％子等の光素子の形成に利用し
て効果的な技術に関する。

［従来の技術］ 弾性表面波（ＳＡＷ）を利用したＳＡＷ素子や、弾性表
面波と導波光の相互作用を利用するいわゆる導波型Ａ１
０素子を構成する圧電基板として、従来の水晶やニオブ
酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）結晶、タンタル酸リチウム
（Ｌ　ｉ　Ｔ　ａ　０３）結晶等に代えて、四硼酸リチ
ウム（Ｌ　ｉ　Ｂ４Ｏ７）結晶を用いる技術が提案され
ている（特開昭６０−２１４３０７号、特開昭６０−２
５９０１２号）。

四硼酸リチウム結晶は、上記従来のＬｉＮ　ｂ　Ｏ３結
晶やＬｉＴａ０．結晶に比べて遅延時間温度係＠（’Ｉ
’ＣＤ）が小さく、水晶やＬ　ｉ　Ｔ　ａ　Ｏ，結晶に
比べて電気機械結合係数（Ｋ２）が大きいと共に、ＳＡ
Ｗ反射率特性に優れ、また光ファイバとの接続面におけ
る反射損失が小さいため、ＳＡＷ素子や導波型Ａ１０素
子の結晶基板として期待されている。

ところが、四硼酸リチウム結晶は酸類によって溶解され
易いという性質を有している。そのため。

四硼酸リチウム結晶基板上にアルミニウム層からなる櫛
形の送信電極および受信電柵を形成して構成されるＳＡ
Ｗ素子等のプロセスにおいて、リン酸系のエツチング液
を用いてアルミニウム電極の形成を行なう従来の電極形
成工程では、結晶基板が損傷されて素子特性が劣化する
とともに、電極の微細な加工も困難になる。

そこで、アルミニウム電極の形成を、リフトオフ法によ
り行なうことで、基板の損傷を防止する技術が提案され
ている。

リフトオフ法は、金属膜蒸着前にレジスト膜をつけて露
光及び現像を行ない、電極としての金属を残したい部分
のレジストを除去した逆パターンを形成し、その後全面
に金属を蒸着してからレジストを溶かしてその上の不用
金属膜とともに除去し、所望の電極パターンを残す方法
である。

このリフトオフ法を適用した弾性表面波素子の製造方法
を第３図を参照にして説明する。

先ず、鏡面研磨した基板１上に、フォトレジスト２をス
ピンコードしくａ）、所望のパターン３ａを有するフォ
トマスク３をフォトレジスト２上に密着し、あるいは狭
い隙間をあけて可視光または紫外線を照射しくｂ）、そ
の基板を現像液で現像した後、リンス液で現像を停止さ
せ、電極パターンと逆のレジストパターン２′を形成す
る（ｃ）。

その後、レジストパターン２′を有する基板上に金属膜
４を被着しくｄ）、レジスト剥離剤を用いてレジスト２
′をその上の不要金属膜と共に除去し、所望の金属膜パ
ターン４′を形成する（ｅ）。

最後に基板１を所定の大きさに切断して、個々のデバイ
スに分離し、容器に収容して１弾性表面波素子が完成す
る。

ところで１弾性表面波素子の高周波化および高性能化に
伴い、リソグラフィによるパターンの超微細化が要求さ
れるようになった。

そのため３４０ｎｍより短い波長を持つ光によって露光
を行なう主鎖切断型のフォトレジストが提供され、単層
レジストよってもサブミクロン単位の微細加工が可能と
なっている。

しかしながら、この主鎖切断型のフォトレジストを用い
て従来のりフトオフ法による電極パターン形成を行なう
場合、未露光部分のフォトレジストの剥離剤としてず七
トン、メチルエチルケトンなどの有機溶剤を用いると、
これらの有機溶剤に対する未露光レジストの溶解速度が
非常に小さいため不要レジストの除去に多大な時間を要
し、リフトオフが非常に困難になる。また、酸を含むレ
ジスト剥離剤を使用して１時間をかければ、リフトオフ
は可能であるが、四硼酸リチウム結晶は、本出願人が先
に出願した「特願昭６１−３０５４０９号」に記載され
ているようにＨ＋イオン濃度に比例して溶解する性質を
有しているため、基板自身がエツチングされてしまう、
従って、酸を含む剥離剤は使用できない。

以上の理由から四硼酸リチウムにおいては、主鎖切断型
フォトレジストを使用して、従来のリフトオフ法により
金属膜あるいは誘電体膜のパターンの形成を行なうこと
は事実上できなかった。つまり、より微細な加工を可能
にするフォトレジストがありながら、それを使用するこ
とができなかった・ この発明の目的は、主鎖切断型のフォトレジストを使用
してリフトオフ法による金属膜あるいは誘電体膜のパタ
ーン形成を行なえるようにし、これによって、結晶基板
に損傷を与えることなくデバイスの微細加工を行なえる
製造技術を提供することにある。

［発明の概要コ 従来のりフトオフ法において、主鎖切断型レジストを使
用する場合、未露光部分のレジストの有機溶剤に対する
溶解速度が露光部分のそれに比べて非常に小さいため、
アセトンやメチルエチルケトンなどの有機溶剤だけでは
金属膜被着後の不要レジストの除去に多大の時間を要し
た。しかしながら、レジストパターン形成後、未露光部
分のレジストを再度露光できればアセトンやメチルエチ
ルケトンなどの有機溶剤のみを用いても容易に不要レジ
スト除去ができるという予測を得た。

そこで、本発明者は、先ず四硼酸リチウム結晶における
光の透過率の測定を行なった。その測定結果を第２図に
示す。

この結果の示すところによれば４００ｎｍから１８００
ｎｍまでの波長の光に対しては、四硼酸リチウム結晶は
、９０％以上の透過率を有していると共に、２００ｎｍ
程度の遠紫外光に対しても７０％程度の透過率を有して
いる。このことは、主鎖切断型のフォトレジストの感光
波長である２００〜３４０ｎｍの波長の光が四硼酸リチ
ウム結晶を充分に透過することを示している。

以上の知見より、レジストパターンを基板上に形成し、
その上に金属膜を被着してから、基板の裏面からもう一
度遠紫外線を照射するようにすれば、主鎖切断型フォト
レジストを使用しても、アセトンやメチルエチルケトン
などの有機溶剤だけで不要レジストの除去が容易に行な
えるという結論に達した。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、主鎖切断型のフォトレジストを使用して露
光、現像を行なってレジストパターンを基板上に形成し
た後、未露光レジストパターン上に金属膜を被着してか
ら基板裏面より全面的に遠紫外線を照射して、上記レジ
ストパターンを感光させた上でレジストの剥離を行なう
ようにするものである。

［作用コ 上記した手段によれば、四硼酸リチウム結晶は主鎖切断
型フォトレジストの露光に使用さ九る３４Ｑｎｍより短
い波長の光を充分に透過させるので、レジストパターン
形成後に基板裏面より遠紫外線を照射することにより、
フォトレジストのポリマーの主鎖が切断されて有機溶剤
に対する溶解速度が大きくなる。これによって、主鎖切
断型フォトレジストを使用しても酸を用いることなくレ
ジストパターンの剥離を短時間に行なえるようになって
、結晶基板を損傷させることなくリフトオフ法による超
微細な電極パターンの形成を可能にするという上記目的
を達成することができる。

［実施例］ 以下１本発明を、四硼酸リチウム結晶基板上へアルミニ
ウム電極を形成してＳＡ’Ｗ素子を得る工程に適用した
場合の一実施例を第１図を用いて説明する。

先ず、鏡面研磨された四硼酸リチウム結晶基板を用意し
、この結晶基板１の表面に、ポリメチルイソプロペニル
ケトンのような主鎖切断型のフォトレジストをスピンコ
ードして、厚み１．０〜１゜５μｍ程度のレジスト膜２
を全面的に形成する（第１図（ａ））。その後、この基
板に対し、１００℃前後の温度で２０〜３０分程度のプ
リベークを行なってフォトレジストを乾燥させる。ポリ
メチルイソプロペニルケトンは、平均分子量９万である
が、上記プリベークによる乾燥によって、有機溶剤に対
する溶解速度は非常に遅い性質に変化する。

次に、所望の電極に対応したパターン３ａを有するフォ
トマスク３を、レジスト膜２上に密着させ、波長２５０
ｎｍの遠紫外線を照射する（第１図（ｂ））。

これによって、ポリメチルイソプロペニルケトンは＋　
３４０ｎｍよりも短い波長の光の照射を受けた部分で１
次式のような反応式によって−ＣＨ、−Ｃ−ＣＨ，−Ｃ
−の主鎖が切断され平均分子量約２万の分子に切断され
る。

そこで、メチルエチルケトン、アセトン、キシレンなど
の有機溶剤からなる現像液で基板に対する現像処理を行
なった後、キシレン等からなるすンス液で洗浄して現像
を停止させ、かつ現像液を除去する。すると、上記露光
によって主鎖が切断されて低分子量物質に変化した部分
は、有機溶剤に対する溶解速度が増加されるため、光の
照射を受けた部分のフォトレジストが現像液によって溶
解され、第１図（ｃ）のように所望の電極パターンと逆
のレジストパターン２′が残る。

次に、基板１上に蒸着法あるいはスパッタ法等によりア
ルミニウムのような金属膜４を全面的に形成する（第１
図（ｄ））。

そして、基板１を裏返しにして、金属膜４のない基板裏
面から遠紫外線を全面的に照射する（第１図（ｅ））、
すると、遠紫外線は四硼酸リチウム結晶基板１を透過す
るため、これによってレジストパターン２′は感光して
低分子量物質に変わる。

しかる後、アセトンのような有機溶剤を用いた洗浄等に
より、基板１上の残留レジストパターン２′を剥離し、
その上の不要金属膜４を除去する。

これによって、所望の°金属膜パターン４′が、基板１
上に形成される（第１図（ｆ））。

その後、基板を所望の大きさに切断してから容器に封入
することにより、弾性表面波素子のようなデバイスが完
成される。

上記実施例に従うと、金属１１４を形成した後の裏面露
光によって不要レジストが感光されるため。

アセトンやメチルエチルケトンなどの有機溶剤だけで不
要レジストおよびその上の金属膜を３〜５分程度の短い
時間で除去できることが分かった。

これに対し、裏面露光を行なわない従来のりフトオフ法
による不要レジストの除去には６０分以上の時間を要し
ていた。従って、本実施例によって。

リフトオフ工程に要する時間が１０分の１以下に短縮さ
れると共に、有機溶剤のみを用いて電極の形成を行なっ
ているので結晶基板が損傷されることもない。

なお、本実施例においてはフォトレジストとしてポリメ
チルイソプロペニルケトンを使用したが。

それに限定されずポリメチルメタクリレートなど他の主
鎖切断型フォトレジストを使用してもよい。

また、実施例で使用した有機溶剤の外に、モノクロロベ
ンゼン、トルエン、シクロヘキサノン、トリクレン等の
有機溶剤を現像液、リンス液、レジスト剥離剤として使
用するようにしてもよい。

さらに、本実施例においては、電極としてアルミニウム
を使用しているが、Ａｕ、Ｃ−ｒ、Ｔｉ。

Ｃｕ、Ｎｉおよびこれらの合金等、蒸着法やスパッタ法
により堆積可能な金属を使用することもできる。さらに
、金属電極の代わりにＳｉＯ，ＳｉＯ，、Ｓｉ、Ｎ、等
のような他の誘電体膜を用いることがあるので、そのよ
うな誘電体膜を所定パターンに形成する場合にも本発明
を適用することができる。

ところで１本実施例においては、フォトマスクを使用し
た露光を行なったが、フォトマスクを使用しない電子ビ
ームによる直接描画の場合にも描画後層面から露光すれ
ば同様の効果が得られる。

また１本発明は弾性表面波素子の他、先導波路や導波型
Ａ１０素子のような光素子、バルク振動子、センサ等、
四硼酸リチウム結晶を用いたデバイスの形成一般に利用
することができや。

例えば、光導波路の製法には、結晶基板上に金属薄膜を
蒸着して所定のパターンに形成してから。

加・熱を行なって該金属を基板内部に拡散きせることに
より形成する方法があり、この製造工程における金属パ
ターンの形成に上記実施例を適用することができる。

要するに、この発明は、基板表面に塗布したポジ型レジ
スト上に金属あるいは誘電体等の物質が付着し、レジス
ト剥離が困難になった場合にみならず１通常使用されて
いるレジスト剥離剤が基板に損傷を与えるため、剥離効
果のより小さい薬剤を使用せざるを得ない場合、さらに
また、レジストの未露光部分の剥離速度と露光部分の剥
離速度の差が大きい場合、基板の裏面から基板を透過し
かつレジストが感光する光で露光することによりレジス
トを剥離しやすくすることに特徴があり。

上記実施例で使用した基板の種類、光の波長、レジスト
、現像液、リンス液、レジスト剥離剤に限定されるもの
でない。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、ポジ型フォトレジスト
を使用するりフトオフ法において、主鎖切断型レジスト
を用い、かつレジストパターン形成後に基板裏面から再
露光を行なうことにより、不要レジストを剥離するよう
にしたので、レジストの溶解速度が速くなってレジスト
剥離時間が大幅に短縮されると共に、酸を用いる必要が
ないため結晶基板が損傷されずデバイスの高性能化、高
周波化が可能となり、しかも短波長の光で露光できる主
鎖切断型レジストを用いることができるため、リフトオ
フ法によるデバイスの超微細加工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は、本発明が適用された四硼酸リ
チウム結晶基板上への電極形成工程の一例を示す断面図
、 第２図は四硼酸リチウム結晶の光透過率と光の波長との
関係を示すグラフ、 第３図（ａ）〜（ｅ）は四硼酸リチウム結晶基板上への
ｉｔｔ極形成形成工程来例を示す断面図である。 １・・・・四硼酸リチウム結晶基板、２・・・・フォト
レジスト膜、２′・・・・レジストパターン、３・。 ・・フォトマスク、４・・・・金属膜、４′・・・・電
極第１図 六＠Ｊ＃　　づ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光が透過可能な結晶基板上にポジ型のフォトレジ
   ストを塗布し、このフォトレジストに対して所定パター
   ンの露光を行なった後、現像液を用いて現像してからリ
   ンス液によりリンスを行ない、しかる後、上記レジスト
   上に金属膜あるいは誘電体膜を被着し、レジストを除去
   することにより金属膜あるいは誘電体膜のパターンを形
   成するデバイス製造方法において、前記金属膜あるいは
   誘電体膜を被着した後に、基板を透過しかつレジストが
   感光する光を用いて基板の裏面から再度露光を行ない、
   レジストを除去するようにしたことを特徴とするデバイ
   ス製造方法。
2. （２）上記フォトレジストとして、３４０ｎｍよりも短
   い波長の光によって主鎖が切断される主鎖切断型のレジ
   ストを用いると共に、上記現像液、上記リンス液および
   上記レジスト剥離剤として有機溶剤のみを用いるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のデバ
   イス製造方法。
3. （３）上記結晶基板は、四硼酸リチウム結晶基板である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項記
   載のデバイス製造方法。