(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１×１０−４Ｐａ以上５×１０−３Ｐａ以下の背圧で基板上に高融点金属の成膜を開始した後、成膜された基板を真空中でアニールすることによって該電極膜の電気抵抗率を小さくすることを特徴とする電極膜の形成方法。
【請求項２】
前記高融点金属は、タングステン又はタンタルであることを特徴とする、請求項１に記載の電極膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極膜の形成方法に関し、具体的には、共振子やフィルタ等に用いられる電極膜の電気抵抗率（比抵抗）を低減させるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラブ波やＳＨ波を利用した高周波共振子（表面波デバイス）、帯域フィルタ等においては、電極膜に高融点金属が用いられている。このような用途に用いられる電極膜は、電気抵抗率が小さく、電気機械結合係数が大きく、かつ密度の大きなものであることが要求される。高融点金属材料からなる電極膜は、デバイスを高周波化する際、その他の材料に比べて挿入損失の悪化を抑えるのに有利なためである。
【０００３】
このような高融点金属からなる電極膜を圧電基板上に成膜する際、成膜チャンバー内が１×１０−４Ｐａ以上の背圧で高融点金属の成膜を開始した場合には、電極膜の電気抵抗率が圧力に依存して急に高くなることが知られている。例えば、図４はタングステンのような高融点金属からなる電極膜を成膜する時の、背圧（成膜を開始する真空チャンバ内の圧力）と電極膜の比抵抗との関係を表している。この例では、背圧が１.１０×１０−５Ｐａのとき比抵抗は１３.４μΩ・ｃｍ、背圧が１.４０×１０−４Ｐａのとき比抵抗は１６.４μΩ・ｃｍ、背圧が４.００×１０−４Ｐａのとき比抵抗は３２.５μΩ・ｃｍとなっており、１×１０−４Ｐａ以上の圧力のもとで成膜した場合には、その電極膜の電気伝導率は、圧力が１×１０−５Ｐａ程度以下に下がってから成膜した電極膜の電気抵抗率と比較して非常に大きな値になることが確認できる。
【０００４】
そのため、従来にあっては、３×１０−５Ｐａ以下になるまで成膜チャンバー内を排気してから、高融点金属による電極膜の成膜を開始している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように３×１０−５Ｐａ以下の高真空で高融点金属によって電極膜を成膜するには、ロードロック方式の真空成膜装置が適している。しかし、このようなロードロック方式の真空成膜装置は、装置が高価であり、また１バッチ当たりの基板投入枚数が少ないなど、成膜コストが高くつく短所がある。
【０００６】
これに対し、バッチ式の真空成膜装置であれば、装置が安価で済み、１バッチ当たりに大量の基板投入が可能である。しかし、このようなバッチ式の真空成膜装置では、基板入れ替えを行う度に大気開放を行う必要があり、しかも高真空になればなるほど真空度を高めるための時間が長くなるので、３×１０−５Ｐａ以下で成膜するには排気時間が長時間かかり、スループットの悪いことが問題になっていた。
【０００７】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１×１０−４Ｐａ以上の背圧で高融点金属を成膜する場合でも、電気抵抗率の小さな電極膜を形成することができる電極膜の形成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電極膜の形成方法は、１×１０−４Ｐａ以上５×１０−３Ｐａ以下の背圧で基板上にタングステンやタンタル等の高融点金属の成膜を開始した後、成膜された基板を真空中でアニールすることによって該電極膜の電気抵抗率を小さくすることを特徴としている。
【０００９】
従来は、１×１０−４Ｐａ以上の圧力で高融点金属の電極膜を成膜開始した場合には、電極膜の電気抵抗率が許容範囲外まで大きくなると考えられていた。
【００１０】
そこで、本発明の発明者らが、電気抵抗率の大きくなる原因を鋭意研究した結果、１×１０−４Ｐａ以上で成膜した電極膜では、電極膜中に含まれる水素と酸化物が電気抵抗率上昇の原因になることを見出した。さらに、この電極膜中に含まれる水素と酸化物は、真空中でアニールすることによって電極膜中から除去でき、それによって電極膜の電気抵抗率を低減させらえることが分かった。
【００１１】
よって、本発明によれば、１×１０−４Ｐａ以上の圧力で成膜開始した場合でも、真空アニールを行うことによって抵抗率を低減させることができ、それによって挿入損失を小さくでき、電極膜の成膜コストを低減することができた。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図１（ａ）〜（ｈ）により説明する。まず、図１（ａ）に示すように、圧電基板１を準備する。圧電基板１としては、市販のＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＢｉ４Ｏ７や水晶、圧電セラミックス材を用いる。圧電基板１の表面は、中性洗剤やアルコール等を用いたウエット洗浄、あるいは酸素プラズマ等を用いたドライ洗浄によって洗浄する。
【００１３】
ついで、図１（ｂ）に示すように、バッチ方式等の真空成膜装置を用いて圧電基板１の表面全体にタングステン薄膜２を成膜する。成膜には、一般に真空成膜装置を用いるが、真空蒸着装置やスパッタリング装置、ＣＶＤ装置等でもよく、特にその装置の種類は問わない。
【００１４】
この成膜工程においては、真空チャンバ内に圧電基板１をセットした後、真空チャンバ内を排気し、真空チャンバ内の圧力が目標背圧値に達したらタングステン薄膜２の成膜を開始し、真空チャンバ内にＡｒガスを導入して０.４Ｐａ程度の圧力下でタングステン薄膜２の成膜を行う。ただし、タングステン薄膜２は、１×１０−４Ｐａ以上５×１０−３Ｐａ以下の背圧のもとで成膜を開始する。
【００１５】
こうして、圧電基板１の表面にタングステン薄膜２を形成した後、図１（ｃ）に示すように、５×１０−３Ｐａ以下の圧力で圧電基板１を真空アニールする。図２は、真空アニール温度（加熱温度）を８００゜Ｃ近くまで変化させ、そのときタングステン薄膜２から放出される水素ガスの分圧を測定した結果を示している。図２によれば、タングステン薄膜２からは約１００゜Ｃで水素の脱離が起こり始めるので、真空アニール温度は約１５０゜Ｃ以上が望ましい。また、真空アニール時間は、３０分以上が望ましい。
【００１６】
タングステン薄膜２の成膜後、真空アニール前においては、図３（ａ）に模式的に示すように、タングステン薄膜２には酸化物５や水素６が検出された。この酸化物５や水素６は、タングステン薄膜２が高抵抗化する原因であると考えられ、上記のようにして真空アニールすることによって図３（ｂ）に示すようにタングステン薄膜２中の酸化物５や水素６を逃がすことができ、それによってタングステン薄膜２の電気抵抗率を小さくすることができる。
【００１７】
圧電基板１の表面のタングステン薄膜２を真空アニールした後、図１（ｄ）のようにタングステン薄膜２の全面にレジスト膜３を形成する。用いるレジストは、市販のネガ型レジストとポジ型レジストのうち、いずれも使用可能である。図１（ｅ）に示すようにパターニング用マスク４を用いて露光装置によりレジスト膜３に露光し、現像装置で現像し、さらに乾燥させ、図１（ｆ）のようにタングステン薄膜２の上に硬化した所望パターンのレジスト膜３を形成する。タングステン薄膜２を選択的にエッチング可能なエッチャントを用い、図１（ｇ）のようにタングステン薄膜２の露出部分をエッチング除去した後、レジスト薄膜３を剥離除去し、図１（ｈ）のように所望パターンの電極膜（タングステン薄膜２）を形成する。エッチングは、エッチャントを用いず、プラズマを用いたドライエッチングで行っても良い。
【００１８】
この後、共振子やフィルタ等の素子部分の伝送特性を確認して、所望の周波数特性が得られているか検査する。所望の周波数特性が得られていれば、順次組み立て工程へ移送する。
【００１９】
このようにして、タングステン薄膜２を５×１０−３Ｐａ以下の圧力下で真空アニールし、成膜直後のタングステン薄膜２に含まれていた水素及び／又は酸化物を除去することにより、３×１０−５Ｐａの圧力下で成膜した場合と同等程度に電気抵抗率を低減させることができた。よって、バッチ方式の真空成膜装置等を用いて比較的高い圧力下で成膜しても、真空アニールによって電気抵抗率の小さな電極膜を形成することが可能になり、挿入損失が小さくて、コストの安価な電極膜を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、１×１０−４Ｐａ以上５×１０−３Ｐａ以下の背圧で成膜を開始した後、真空アニールを行うことによって抵抗率を低減させることができるので、共振子や帯域フィルタ等の挿入損失を小さくでき、しかも効率よく製造できて電極膜の成膜コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）は本発明の一実施形態による電極膜の形成方法を説明する図である。
【図２】タングステン薄膜の真空アニール温度（加熱温度）とタングステン薄膜から放出される水素ガスの分圧との関係を示す図である。
【図３】（ａ）は真空アニール前におけるタングステン薄膜の状態を模式的に説明する断面図、（ｂ）は真空アニール後におけるタングステン薄膜の状態を模式的に説明する断面図である。
【図４】成膜開始時の真空チャンバ内の圧力（背圧）と電極膜の比抵抗との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  圧電基板
２  タングステン薄膜
５  酸化物
６  水素
【図１】
0003651360.tif 000002
【図２】
0003651360.tif 000003
【図３】
0003651360.tif 000004
【図４】
0003651360.tif 000005