KR100577070B1

KR100577070B1 - 탄성표면파 장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100577070B1
Application number: KR1020040068967A
Authority: KR
Inventors: 사카구치겐지; 아키야마켄지
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-05-10
Also published as: ATE447258T1; KR20050024196A; JP2005102158A; EP1517442A3; CN1592096A; EP1517442B1; US20050046307A1; DE602004023802D1; US7154207B2; CN100521528C; EP1517442A2; JP4419732B2

Abstract

리프트오프법(lift-off technology)에 의해 형성된 패턴을 가지는 탄성표면파 장치에 있어서, 접속부 상에 형성하는 배선부 등에 단선 등 문제가 발생하지 않고, 신뢰성이 높은 탄성표면파 장치를 제공한다.

탄성표면파 장치(50)는 압전기판(1)과, IDT 전극(2)과, IDT 전극(2)과 전기적으로 접속된 접속부(3)와를 구비한다. 나아가 그 일부가 접속부(3) 상에 형성된 배선부(4)와, 상기 배선부(4) 상에 범프(5)와를 구비한다. 접속부(3)는 그 표면에 배선부(4)가 형성되는 단부에 빗살형 형상부를 구비한다.

탄성표면파 장치, IDT 전극, 빗살형 형상부, 리프트오프법, 레지스트 패턴

Description

탄성표면파 장치 및 그 제조방법{SURFACE ACOUSTIC WAVE DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명의 탄성표면파 장치의 1실시예에 있어서의 개략 평면도이다. (실시예 1)

도 2는 본 발명의 탄성표면파 장치의 1실시예의 일부 확대 평면도이다(실시예 1).

도 3은 본 발명의 탄성표면파 장치의 1실시예의 일부 확대 평면도이다(실시예 1의 변형예).

본 발명은 리프트오프법에 의해 형성된 IDT 전극과, IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부와를 구비하는 탄성표면파 장치이며, 특히 접속부 상에 배선부를 구비하는 탄성표면파 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 탄성표면파 장치의 소형화를 꾀하기 위해서 플립칩 본딩(flip- chip bonding) 방식에 의해 조립된 탄성표면파 장치가 널리 이용되어 있다. 이 방식에서는 탄성표면파 장치를 구성하는 패드부에 범프가 형성된다. 탄성표면파 장치 는 상기 범프를 개재해서 패키지 등에 설치된 접속부에 접합됨으로써 전기적으로 접속되는 동시에 기계적으로 접합된다.

플립칩 본딩 방식에 있어서의 범프는 탄성표면파 장치와 패키지를 전기적으로 접속하는 기능뿐만 아니라, 기계적으로 탄성표면파 장치를 패키지에 고정하는 기능도 한다. 그 때문에, 범프와 탄성표면파 장치에 구성된 패드부에 있어서는 충분한 접합강도가 요구된다. 일반적으로 범프와 패드부와의 접합강도를 높이기 위해서는 패드부의 막두께를 충분히 두텁게 하는 방식을 이용할 수 있다.

또한 탄성표면파 장치를 구성하는 압전기판 상의 IDT 전극과, IDT 전극에 전기적으로 접속된 접속부는 리프트오프법을 이용해서 동시에 형성된다. 따라서, 접속부의 막두께는 IDT 전극부와 동등한 막두께를 가지게 된다. 그 때문에, 충분한 접합강도를 가지는 범프를 형성하기 위해서는 소정의 패턴을 구비하는 새로운 층을 접속부 상에 형성하는 방식이 이용된다.

한편, 리프트오프법에 의해 미세한 패턴인 IDT 전극을 형성하기 위해서 IDT 전극을 형성하는 레지스트 패턴에는 그 미세한 패턴에 대응하는 부위의 개구부가 역테이퍼 형상을 가지도록 형성된다.

또한, IDT 전극에 비교해 거친 패턴이 되는 접속부의 레지스트 패턴에 있어서도 동일한 개구부가 역테이퍼 형상을 가지도록 형성된다. 그러나, 그 후의 베이킹(baking) 처리와 같은 열적인 처리의 영향에 의해, 거친 패턴이 되는 접속부에서는 역테이퍼 형상를 유지할 수 없다. 그 때문에, 리프트오프법에 있어서의 레지스트 패턴 및 불필요한 전극막의 박리 후, 접속부의 단부에는 전극의 버르(burr) 등 이 생길 수 있다.

나아가 접속부에는 범프를 형성하기 위해서 소정의 패턴을 가지는 새로운 층을 형성한다. 그러나, 이 전극 버르 등의 영향에 의해, 새로운 층에 단선 등이 발생하는 과제를 가지게 된다.

그래서 이러한 과제를 해결하기 위해서, 다음과 같은 탄성표면파 장치가 제안되고 있다. 이 방법에 따르면, 탄성표면파 소자의 접속부를 형성한 후에, 접속부의 단면이 계단형상이 되도록 에칭을 하는 공정을 더 구비하는 탄성표면파 장치 및 그 제조방법이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본국 공개특허 2002-261560호 공보

그러나, 상기에 설명한 종래기술에 의한 탄성표면파 장치 및 그 제조방법에는 이하와 같은 문제가 존재한다.

특허문헌 1에 있어서는, 탄성표면파 소자의 접속부를 형성한 후에, 접속부의 단면이 계단형상이 되도록 에칭을 한다. 이 공정은 접속부가 형성된 탄성표면파 소자 상에 접속부의 단부가 개구부가 되는 레지스트 패턴을 형성한다. 다음으로 에칭 액에 침적하는 등으로 해서 접속부의 단면의 일부를 제거하고, 그 후 레지스트 패턴을 박리함으로써 형성된다. 이 레지스트 패턴의 형성은 소정의 막두께의 레지스트를 도포하고, 소정의 패턴을 가지는 포토마스크(photomask)를 통해서 노광한 후, 현상함으로써 형성되기 때문에 많은 프로세스를 가진다는 과제를 가지고 있었다.

상기 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 탄성표면파 장치는 압전기판과, 압전기판 상에 리프트오프법으로 형성된 IDT 전극과, IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부와, 접속부 상에 형성된 배선부와를 구비하는 탄성표면파 장치이며, IDT 전극과 접속부는 동시에 형성되어 배선부가 형성되는 접속부의 단부에, 빗살형 형상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치이다.

또한, 빗살형 형상부의 스페이스 영역의 폭치수는 5μm이하임을 특징으로 한다. 또 빗살형 형상부의 스페이스 영역의 폭치수는 IDT 전극의 스페이스 영역의 폭치수와 동등한 것임을 특징으로 한다.

또한, 압전기판과, 상기 압전기판 상에 리프트오프 공법으로 형성된 IDT 전극과, 상기 IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부와, 상기 접속부 상에 형성된 배선부와를 구비하는 탄성표면파 장치이며, 상기 IDT 전극과 상기 접속부는 동시에 형성되어 상기 배선부가 형성되는 상기 접속부의 단부에, 요철이 5μm이하의 미세 요철 형상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치이다.

나아가 IDT 전극과 접속부의 막두께는 200nm이상인 것임을 특징으로 한다.

또한, 압전기판을 준비하는 공정과, 압전기판 상에 리프트오프법에 의해 IDT 전극과 IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부를 형성하는 공정과, 접속부 상에 배선부를 형성하는 공정과를 구비하는 탄성표면파 장치의 제조방법이며, 접속부를 형성하는 공정은 배선부가 형성되는 접속부의 단부에 빗살형 형상부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조방법이다.

또한, 압전기판을 준비하는 공정과, 상기 압전기판 상에 리프트오프 공법에 의해 IDT 전극과 상기 IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부를 형성하는 공정과, 상기 접속부 상에 배선부를 형성하는 공정과를 구비하는 탄성표면파 장치의 제조방법이며, 상기 접속부를 형성하는 공정은 상기 배선부가 형성되는 상기 접속부의 단부에 요철이 5μm이하의 미세 요철 형상부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조방법이다.

[실시예 1]

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부 도면를 기초로 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 탄성표면파 장치의 1실시예에 있어서의 개략 평면도, 도 2에 도 1에 있어서의 A부의 개략 확대 평면도를 각각 나타낸다.

도 1에 있어서, 탄성표면파 장치(50)는 압전기판(1)과, IDT 전극(2)과, IDT 전극(2)과 전기적으로 접속된 접속부(3)와를 구비한다. 나아가 그 일부가 접속부(3) 상에 형성된 배선부(4)와, 상기 배선부(4) 상에 범프(5)와를 구비한다.

도 2에 있어서는, 최상층이 안되는 부분에 관해서는 파선으로 나타내었다.

도 2에 나타내는 것과 같이, 압전기판(1) 상에 접속부(3)가 형성되어 있다.

접속부(3) 상의 일부에는 배선부(4)가 형성되어 있다. 접속부(3)는 그 표면에 배선부(4)가 형성되는 단부에, 빗살형 형상부(6)를 구비한다.

이하에, 상기한 본 발명에 있어서의 탄성표면파 장치(50)의 제조방법의 상세를 설명한다.

우선, 압전기판(1), 예를 들면 LiTaO₃기판 상에 스핀코터 등을 이용해 소망 하는 막두께의 레지스트를 도포한다. 압전기판(1)은 LiTaO₃기판에 한정되는 것은 아니며, 소망하는 압전 특성에 대응해서 수정(水晶), LiNbO₃, Li₂B₄O ₇등의 기판이 사용될 수도 있다.

다음으로, IDT 전극(2), 접속부(3) 및 빗살형 형상부(6)에 대응하는 소정의 패턴이 형성된 포토마스크를 통해서 레지스트를 노광하고, 현상함으로써 소망하는 개구부를 가지는 레지스트 패턴이 형성된다. 레지스트 패턴은 리프트오프법을 고려해 그 개구부의 단면이 역테이퍼 형상으로 형성된다.

그 후, 레지스트 패턴은 포스트베이킹 처리가 이루어진다.

다음으로, 그 레지스트 패턴을 포함하는 압전기판(1) 상에, 탄성표면파 장치용 전극으로서 제1층에 Ti를 10nm, 나아가 그 위의 제2층에 Al-1wt%Cu를 400nm형성한다。

다음으로, 압전기판(1)을 박리액에 침적, 요동과 같이 함으로써 레지스트 패턴 및 불필요한 전극막을 박리하고, IDT 전극(2) 및 IDT 전극(2)과 전기적으로 접속된 접속부(3)가 리프트오프법에 의해 형성된다. 이 때, IDT 전극(2)에 있어서의 선폭 및 스페이스 폭은 1μm정도로 하였다. 또 제1층으로서 사용한 Ti은, 밀착성을 확보하기 위한 컨택 메탈(contact metal)로서의 기능을 다한다.

다음으로, 배선부(4)를 형성한다. 배선부(4)는 리프트오프법을 이용해서 형성되며, 제1층으로서 Ni-Cr를 200nm, 제2층으로서 Al를 800nm형성한다. 리프트오프법에 있어서는 상기한 내용과 동일한 상세한 기재는 생략한다.

다음으로, 배선부(4) 상에 범프(5)가 형성된다. 이 때, 범프(5)는 그 밑에 IDT 전극(2) 및 접속부(3)로 한 Al-Cu/Ti막이 존재하지 않는 위치에 형성된다. 범프(5)는 Au범프 또는 솔더 범프가 이용될 수 있다.

또한, 배선부(4)는 IDT 전극(2)과 전기적으로 접속되어, IDT 전극(3)에 비교해 거친 형상을 가지는 접속부(3)의 변부(邊部)를 포함하는 접속부(3) 상에 형성된다. 또 접속부(3) 상에 배선부(4)가 형성되는 접속부(3)의 단부에는 빗살형 형상부(6)를 구비한다. 빗살형 형상부(6)는 선의 폭치수를 1μm, 스페이스의 폭치수를 1μm 및 그 길이 치수를 5μm로 하였다. 이 빗살형 형상부(6)의 스페이스의 폭치수는 5μm이하가 바람직하고, IDT 전극(2)의 패턴 치수에 있어서의 스페이스의 폭치수와 같은 정도로 설정되는 것이다. 또 그 길이 치수는 1∼10μm정도가 바람직하다. 또 빗살 형상부(6)는 IDT 전극(2) 및 접속부(3)와 동시에 형성된다.

이상에서 탄성표면파 장치(50)가 형성된다.

일반적으로 리프트오프법을 이용해 전극 등의 패턴을 형성할 때, 상기한 것과 같이 레지스트 패턴은 리프트오프법을 고려해서 그 형상이 형성된다. 리프트오프법에 있어서의 레지스트 패턴은 전극 등의 패턴에 대응하는 개구부의 단면을 역테이퍼 형상으로 형성한다. 형성된 레지스트 패턴은 그 후의 포스트 베이킹(post-baking) 처리에서 열수축을 일으킨다.

레지스트 패턴이 미세한 형상이 되는 IDT 전극부에서는 그 열수축에 의한 영향이 적고, 미세한 레지스트 패턴은 역테이퍼 형상을 유지한 상태가 된다. 그러나, IDT 전극부와 비교해 거친 레지스트 패턴 형상이 되는 접속부는 포스트 베이킹 처 리로 인한 열수축에 의한 영향을 받고, 거친 패턴에 대응하는 개구부의 역테이퍼 형상을 유지할 수 없다.

리프트오프법에 있어서의 레지스트 패턴의 개구부의 단면 형상은 그 후의 형성되는 전극 패턴의 상태에 큰 영향을 미친다. 개구부에 양호한 단면 형상이 형성된 레지스트 패턴은 불필요한 전극 및 레지스트의 박리한 후, 소망하는 전극 패턴 형상의 형성이 가능하다. 이것은 개구부의 단면의 역테이퍼 형상이, 형성하는 전극 패턴과 불필요한 전극막을 불연속적으로 함에 따른다. 그러나, 역테이퍼 형상이 유지되지 않는 부위에 있어서는, 형성된 전극 패턴과 불필요한 전극막이 연속하고, 불필요한 전극막이 박리 시에 전극 패턴에서 찢겨지는 상태가 되며, 남겨진 전극 패턴에 전극 버르 등이 발생하게 된다.

미세한 레지스트 패턴은 열수축에 의한 응력이 그 미세한 패턴에 의해 분산되며, 형상 변화에 대하여 큰 영향을 미치지 않는다. 거친 패턴에 있어서는 열수축에 의한 응력이 분산되지 않고, 형상 변화에 영향을 미치게 된다.

전극 버르를 가지는 접속부 상에 배선부를 형성했을 때에, 형성한 배선부는 그 전극 버르의 영향으로 인해 단선 등을 야기한다.

그러나, 표면에 배선부를 형성하는 접속부의 단면에, IDT 전극과 같은 빗살 형상부를 구비함으로써, 열수축에 의한 영향을 받지 않고 역테이퍼 형상을 유지한 레지스트 패턴을 형성하는 것이 가능해 진다. 그 결과, 소망하는 IDT 전극 및 접속부의 형성이 가능하게 된다.

특히, IDT 전극 및 접속부의 막두께를 200nm이상 형성하기 위한 레지스트 패 턴 시에 그 효과가 현저하게 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 표면의 배선부를 형성하는 접속부의 단면에, IDT 전극과 같은 빗살형 형상부를 구비함으로써, 열수축에 의한 영향을 받지 않고 역테이퍼 형상을 유지한 레지스트 패턴을 형성하는 것이 가능하게 되는 것을 설명했으나, 빗살 형상 이외의 형상이라도 접속부의 단부에 요철이 5μm이하의 미세 요철 형상부를 형성함으로서 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

즉, 도 3에 나타내는 것과 같은 실시예 1의 변형예에서는 압전기판(1) 상에 접속부(3)가 형성되어 있다. 접속부(3) 상의 일부에는 배선부(4)가 형성되어 있다.

접속부(3)는 그 상면에 배선부(4)가 형성되는 단부에, 파형(波型) 형상으로 요철의 폭(7a)와 높이(7b)와가 5μm이하의 미세 요철 형상부(7)를 구비한다. 이러한 미세 요철 형상부(7)를 형성하는 미세한 레지스트 패턴은 열수축에 의한 응력이 그 미세한 패턴에 의해 분산되며, 형상 변화에 대하여 큰 영향을 미치지 않는다.

따라서, 이러한 미세한 레지스트 패턴은 역테이퍼 형상이 유지되므로, 형성된 전극 패턴과 불필요한 전극막이 연속하고, 불필요한 전극막이 박리 시에 전극 패턴에서 찢기지 않고, 남겨진 전극 패턴에 전극 버르 등이 발생하지 않는다.

또한, 도 3에 나타내는 요철이 5μm이하의 미세 요철 형상부(7)의 형상은 요철이 5μm이하이면, 톱형, 반원형, 반타원형 등과 같이 어떤 형상이라도 같은 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 탄성표면파 장치 및 그 제조방법에 따르면, 탄성표면파 장치에 있어서, 전극 버르이 없는 단부를 가지는 접속부를 형성할 수 있다.

따라서, 그 접속부 상에 형성하는 배선부 등에 단선과 같은 문제가 발생하지 않고, 그로 인해 신뢰성이 높은 탄성표면파 장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같은 본 발명의 탄성표면파 장치 및 그 제조방법에 따르면, 탄성표면파 장치에 있어서 전극 버르이 없는 단부를 가지는 접속부를 형성할 수 있다.

따라서, 그 접속부 상에 형성하는 배선부 등에 단선과 같은 문제가 발생하지 않고, 그 결과 신뢰성이 높은 탄성표면파 장치를 제공하는 것이 가능해 진다.

Claims

압전기판과, 상기 압전기판 상에 리프트오프(lift-off) 공법으로 형성된 IDT 전극과, 상기 IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부와, 상기 접속부 상에 형성된 배선부와를 구비하는 탄성표면파 장치이며, 상기 IDT 전극과 상기 접속부는 동시에 형성되어, 상기 배선부가 형성되는 상기 접속부의 단부에, 빗살형 형상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
제1항에 있어서, 상기 빗살형 형상부의 스페이스 영역의 폭치수는 5μm이하임을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
제1항 또는 제2에 있어서, 상기 빗살형 형상부의 스페이스 영역의 폭치수는 상기 IDT 전극의 스페이스 영역의 폭치수와 동등한 것임을 특징으로 탄성표면파 장치.
압전기판과, 상기 압전기판 상에 리프트오프 공법으로 형성된 IDT 전극과, 상기 IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부와, 상기 접속부 상에 형성된 배선부와를 구비하는 탄성표면파 장치이며, 상기 IDT 전극과 상기 접속부는 동시에 형성되어, 상기 배선부가 형성되는 상기 접속부의 단부에 요철이 5μm이하의 미세 요철 형상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
제1항에 있어서, 상기 IDT 전극과 상기 접속부의 막두께는 200nm이상임을 특징으로 하는 탄성표면파 장치.
압전기판을 준비하는 공정과, 상기 압전기판 상에 리프트오프 공법에 의해 IDT 전극과 상기 IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부를 형성하는 공정과, 상기 접속부 상에 배선부를 형성하는 공정과를 구비하는 탄성표면파 장치의 제조방법이며, 상기 접속부를 형성하는 공정은 상기 배선부가 형성되는 상기 접속부의 단부에 빗살형 형상부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조방법.
압전기판을 준비하는 공정과, 상기 압전기판 상에 리프트오프 공법에 의해 IDT 전극과 상기 IDT 전극과 전기적으로 접속된 접속부를 형성하는 공정과, 상기 접속부 상에 배선부를 형성하는 공정과를 구비하는 탄성표면파 장치의 제조방법이며, 상기 접속부를 형성하는 공정은 상기 배선부가 형성되는 상기 접속부의 단부에 요철이 5μm이하의 미세 요철 형상부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성표면파 장치의 제조방법.