(57)【要約】【課題】  水晶ウェハ表面のアライメントマークと、そのアライメントマークを直接認識するための水晶ウェハ裏面ののぞき穴とを、形成することを含め、少ない工程数で耐食膜パターンを形成し得る技術を提供する。【解決手段】  第一メタルマスク１０は、水晶ウェハ３０の外周３３を囲繞する第一外枠１１と、第一外枠１１から表面３１の一部を覆うように突き出た第一突出片１２と、第一突出片１２に穿設されたアライメントマーク形成孔１３と、を有する。第二メタルマスク２０は、水晶ウェハ３０の外周３３を囲繞する第二外枠２１と、第二外枠２１から裏面３２の一部を覆うようにかつアライメントマーク形成孔１３に対向する位置に突き出た第二突出片２２と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一メタルマスク及び第二メタルマスクを備え、水晶ウェハの表面及び裏面にウェットエッチング用の耐食膜を成膜する際に、前記第一メタルマスクと前記第二メタルマスクとの間に前記水晶ウェハを挟み込む耐食膜成膜用メタルマスクであって、
前記第一メタルマスクは、
前記水晶ウェハの外周を囲繞する第一外枠と、
この第一外枠から前記表面の一部を覆うように突き出た第一突出片と、
この第一突出片に穿設されたアライメントマーク形成孔とを有し、
前記第二メタルマスクは、
前記水晶ウェハの外周を囲繞する第二外枠と、
この第二外枠から前記裏面の一部を覆うようにかつ前記アライメントマーク形成孔に対向する位置に突き出た第二突出片とを有する、
ことを特徴とする耐食膜成膜用メタルマスク。
【請求項２】
前記第一突出片と前記第二突出片とは、前記水晶ウェハを挟んだときに前記水晶ウェハの外周において重ならない、
請求項１記載の耐食膜成膜用メタルマスク。
【請求項３】
請求項１又は２記載の耐食膜成膜用メタルマスクを用いた耐食膜パターン形成方法であって、
前記第一突出片と前記第二突出片とで前記水晶ウェハを挟んだ状態で、前記水晶ウェハの前記表面及び前記裏面に前記耐食膜を成膜するとともに、前記耐食膜からなるアライメントマークを前記アライメントマーク形成孔によって前記表面に形成し、かつ、前記耐食膜が形成されない部分からなるのぞき穴を前記第二突出片によって前記裏面に形成する工程と、
前記表面及び前記裏面の前記耐食膜上にフォトレジストを塗布する工程と
前記アライメントマークを視認して前記表面側の前記フォトレジストに製品パターンを露光する工程と、
前記のぞき穴及び前記水晶ウェハを通して前記アライメントマークを視認して前記裏面側の前記フォトレジストに製品パターンを露光する工程と、
露光された前記フォトレジストを現像する工程と、
現像された前記フォトレジストをマスクにして前記耐食膜をエッチングする工程と、
前記マスクに使用された前記フォトレジストを剥離する工程と、
を含む耐食膜パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶ウェハの表面及び裏面にウェットエッチング用の耐食膜を成膜する際に用いられる耐食膜成膜用メタルマスク、及び、その耐食膜成膜用メタルマスクを用いた耐食膜パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ技術を用いた水晶振動素子の製造工程において、水晶ウェハの表面のパターンと裏面のパターンとを一致させることが重要である。なぜなら、表面のパターンと裏面のパターンとの位置ずれは、製造された水晶振動素子の電気的特性や発振周波数に大きな影響を与え、信頼性低下や歩留り低下による生産性の低下を招くからである。以下、水晶ウェハの表面及び裏面に耐食膜パターンを形成する方法について、従来例１〜３を説明する。
【０００３】
図１０に示すように、従来例１は、「耐食膜成膜（両面）」ステップＳ０１→「レジスト塗布１（両面）」ステップＳ０２→「表面露光１（製品パターン）」ステップＳ０３→「現像１」ステップＳ０４→「耐食膜エッチング１」ステップＳ０５→「レジスト剥離１」ステップＳ０６→「レジスト塗布２（両面）」ステップＳ０７→「裏面露光１（製品パターン）」ステップＳ０８→「現像２」ステップＳ０９→「耐食膜エッチング２」ステップＳ１０→「レジスト剥離２」ステップＳ１１→「次工程へ」ステップＳ１２、という工程からなる（例えば特許文献１参照）。ここで、ステップＳ０４〜Ｓ０７は、表面のアライメントマークを視認できるようにするための工程である。なお、本明細書における「レジスト」とは、「フォトレジスト」の略称である。
【０００４】
つまり、従来例１は、水晶ウェハ表面に表面用マスクを用いて露光を施し（ステップＳ０３）、現像及び耐食膜エッチングをすることにより（ステップＳ０４，Ｓ０５）、表面に耐食膜からなるアライメントマークを形成し、両面のレジストを一旦剥離した後（ステップＳ０６）、再び両面にレジストを塗布し（ステップＳ０７）、表面のアライメントマークを複雑な機構を介して認識することにより裏面のアライメントをする（ステップＳ０８）。
【０００５】
従来例１の問題点は、次のとおりである。従来例１では、レジスト塗布⇒表面露光⇒表面現像⇒表面耐食膜エッチング⇒レジスト剥離⇒レジスト塗布⇒裏面露光⇒裏面現像⇒裏面耐食膜エッチング、という順で耐食膜をパターンニングする（ステップＳ０２〜Ｓ１０）。そのため、水晶ウェハの表面と裏面とでパターンに位置ずれが生じやすい。その第一の理由は、表面と裏面との製品パターンは、それぞれ別々に現像及び耐食膜エッチングがなされることにより、現像条件及び耐食膜エッチング条件が異なるため、形成されるパターン寸法も異なってしまうからである。第二の理由は、表面のアライメントマークを複雑な機構を介して認識することにより裏面のアライメントをすることは、技術的に難しいことから、アライメントマークを直接認識する場合に比べてアライメント精度が劣るためである。また、ステップＳ０２〜Ｓ０６及びステップＳ０７〜Ｓ１１の二回のフォトリソグラフィ工程を必要とすることから、工程数が多く生産性が悪い。更に、露光装置には、被露光面とは反対側にある表面のアライメントマークを認識するための複雑な機構が必要となる。
【０００６】
図１０に示すように、従来例２は、「耐食膜成膜（両面）」ステップＳ２１→「レジスト塗布１（両面）」ステップＳ２２→「表面露光１（製品パターン）」ステップＳ２３→「現像１」ステップＳ２４→「裏面露光１（製品パターン）」ステップＳ２５→「現像２」ステップＳ２６→「耐食膜エッチング１」ステップＳ２７→「レジスト剥離１」ステップＳ２８→「次工程へ」ステップＳ２９、という工程からなる。ここで、ステップＳ２４は、表面のアライメントマークを視認できるようにするための工程である。
【０００７】
つまり、従来例２は、水晶ウェハ表面に表面用マスクを用いて露光を施し（ステップＳ２３）、現像をすることにより（ステップＳ２４）、表面にレジストからなるアライメントマークを形成し、表面のアライメントマークを複雑な機構を介して認識することにより裏面のアライメントをする（ステップＳ２５）。
【０００８】
従来例２の問題点は、次のとおりである。従来例２では、レジスト塗布⇒表面露光⇒表面現像⇒裏面露光⇒裏面現像⇒両面耐食膜エッチング、という順で耐食膜をパターンニングする（ステップＳ２２〜Ｓ２７）。そのため、レジストからなるアライメントマークを用いることにより、従来例１に比べて耐食膜エッチングが一回減少するものの、やはり水晶ウェハの表面と裏面とでパターンにずれが生じやすい。その第一の理由は、表面と裏面との製品パターンは、それぞれ別々に現像がなされることにより、現像条件が異なるため、形成されるパターン寸法も異なってしまうからである。第二の理由は、表面のアライメントマークを複雑な機構を介して認識することにより裏面のアライメントをすることは、技術的に難しいことから、アライメントマークを直接認識する場合に比べてアライメント精度が劣るためである。また、レジストからなるアライメントマークは、従来例１の耐食膜からなるアライメントマークに比べてコントラストが小さいため、アライメント精度の安定性が悪くなる。更に、従来例１と同様に、露光装置には、被露光面の反対側にある表面のアライメントマークを認識するための複雑な機構が必要となる。
【０００９】
図１０に示すように、従来例３は、「耐食膜成膜（両面）」ステップＳ３１→「レジスト塗布１（両面）」ステップＳ３２→「表面露光１（アライメントマーク）」ステップＳ３３→「裏面露光１（のぞき穴）」ステップＳ３４→「現像１」ステップＳ３５→「耐食膜エッチング１」ステップＳ３６→「表面露光２（製品パターン）」ステップＳ３７→「裏面露光２（製品パターン）」ステップＳ３８→「現像２」ステップＳ３９→「耐食膜エッチング２」ステップＳ４０→「レジスト剥離１」ステップＳ４１→「次工程へ」ステップＳ４２、という工程からなる（例えば特許文献２参照）。ここで、ステップＳ３３〜Ｓ３６は、アライメントマークとのぞき穴を形成するためのフォトリソグラフィ工程である。
【００１０】
つまり、従来例３は、水晶ウェハ表面にアライメントマークを露光し（ステップＳ３３）、裏面には表面のアライメントマークと重なる位置にのぞき穴を露光し（ステップＳ３４）、現像及び耐食膜エッチングをすることにより（ステップＳ３５，Ｓ３６）、表面の耐食膜からなるアライメントマークをのぞき穴を通して裏面からでも直接視認できるようにし、このアライメントマークを用いて両面のアライメントをする（ステップＳ３７，Ｓ３８）。
【００１１】
従来例３では、レジスト塗布⇒表面露光⇒裏面露光⇒両面現像⇒両面耐食膜エッチング（アライメントマーク及びのぞき穴）⇒表面露光⇒裏面露光⇒両面現像⇒両面耐食膜エッチング（製品パターン）、という順で耐食膜をパターンニングする（ステップＳ３２〜Ｓ４０）。そのため、水晶ウェハの表面と裏面とでパターンにずれが生じにくい。その第一の理由は、表面と裏面との製品パターンは、同じ工程で現像及び耐食膜エッチングがなされることにより、現像条件及び耐食膜エッチング条件が同じになるため、形成されるパターン寸法も等しくなるからである。第二の理由は、表面のアライメントマークを被露光面である裏面からのぞき穴を通して直接認識することにより、アライメント精度が向上するためである。また、アライメントマークは、耐食膜からなるためコントラストが良好である。更に、露光装置には、被露光面の反対側にある表面のアライメントマークを認識するための複雑な機構が不要となる。このように、従来例３によれば従来例１、２の主な問題点が解決される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０９−１１５８１２号公報
【特許文献２】特開平０２−２４４８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来例３にも次のような問題点があった。
【００１４】
ステップＳ３３〜Ｓ３６及びステップＳ３７〜Ｓ４０の二回のフォトリソグラフィ工程を必要とすることから、工程数が多く生産性が悪い。特に露光工程が表裏で二回ずつあるので、高価な装置である露光装置の処理能力を半減させてしまう。また、一度塗布されたレジストは、二回の露光及び現像並びに二回の耐食膜エッチングに用いられることにより、変質、変形及び密着性低下が生じやすくなるため、パターン精度の低下を招く。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、水晶ウェハ表面のアライメントマークと、そのアライメントマークを直接認識するための水晶ウェハ裏面ののぞき穴とを、形成することを含め、少ない工程数で耐食膜パターンを形成し得る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る耐食膜成膜用メタルマスクは、
第一メタルマスク及び第二メタルマスクを備え、水晶ウェハの表面及び裏面にウェットエッチング用の耐食膜を成膜する際に、前記第一メタルマスクと前記第二メタルマスクとの間に前記水晶ウェハを挟み込む耐食膜成膜用メタルマスクであって、
前記第一メタルマスクは、
前記水晶ウェハの外周を囲繞する第一外枠と、
この第一外枠から前記表面の一部を覆うように突き出た第一突出片と、
この第一突出片に穿設されたアライメントマーク形成孔とを有し、
前記第二メタルマスクは、
前記水晶ウェハの外周を囲繞する第二外枠と、
この第二外枠から前記裏面の一部を覆うようにかつ前記アライメントマーク形成孔に対向する位置に突き出た第二突出片とを有する、
ことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る耐食膜パターン形成方法は、
本発明に係る耐食膜成膜用メタルマスクを用いた耐食膜パターン形成方法であって、
前記第一突出片と前記第二突出片とで前記水晶ウェハを挟んだ状態で、前記水晶ウェハの前記表面及び前記裏面に前記耐食膜を成膜するとともに、前記耐食膜からなるアライメントマークを前記アライメントマーク形成孔によって前記表面に形成し、かつ、前記耐食膜が形成されない部分からなるのぞき穴を前記第二突出片によって前記裏面に形成する工程と、
前記表面及び前記裏面の前記耐食膜上にフォトレジストを塗布する工程と
前記アライメントマークを視認して前記表面側の前記フォトレジストに製品パターンを露光する工程と、
前記のぞき穴及び前記水晶ウェハを通して前記アライメントマークを視認して前記裏面側の前記フォトレジストに製品パターンを露光する工程と、
露光された前記フォトレジストを現像する工程と、
現像された前記フォトレジストをマスクにして前記耐食膜をエッチングする工程と、
前記マスクに使用された前記フォトレジストを剥離する工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、耐食膜成膜用メタルマスクの第一突出片と第二突出片とで水晶ウェハを挟んだ状態で、水晶ウェハの表面及び裏面に耐食膜を成膜することにより、水晶ウェハ表面のアライメントマークと、そのアライメントマークを直接認識するための水晶ウェハ裏面ののぞき穴とを、同時に形成できる。これにより、その後のフォトリソグラフィ工程は耐食膜に製品パターンを形成する一回で済むので、少ない工程数で水晶ウェハに耐食膜パターンを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１における耐食膜成膜用メタルマスクを示す平面図である。
【図２】実施形態１における耐食膜成膜後の水晶ウェハを示す平面図であり、図２［１］は水晶ウェハの表面であり、図１［２］は水晶ウェハの裏面である。
【図３】実施形態１における耐食膜成膜後の水晶ウェハに製品パターンを露光する状態を概略的に示す斜視図であり、図３［１］はアライメント時を示し、図３［２］は露光時を示す。
【図４】実施形態１における耐食膜パターン形成後の水晶ウェハを示す平面図であり、図４［１］は水晶ウェハの表面であり、図４［２］は水晶ウェハの裏面である。
【図５】実施形態１における水晶エッチング後の水晶ウェハを示し、図５［１］は水晶ウェハの表面を示す平面図であり、図５［２］は図５［１］の一部を拡大して示す斜視図である。
【図６】実施形態２における耐食膜成膜用メタルマスクを示す平面図である。
【図７】実施形態２における耐食膜成膜後の水晶ウェハを示す平面図であり、図７［１］は水晶ウェハの表面であり、図７［２］は水晶ウェハの裏面である。
【図８】実施形態２における耐食膜パターン形成後の水晶ウェハを示す平面図であり、図８［１］は水晶ウェハの表面であり、図８［２］は水晶ウェハの裏面である。
【図９】実施形態２における水晶エッチング後の水晶ウェハを示し、図９［１］は水晶ウェハの表面を示す平面図であり、図９［２］は図９［１］の一部を拡大して示す斜視図である。
【図１０】従来例１〜３及び実施形態１における耐食膜パターン形成方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態１の耐食膜成膜用メタルマスク１は、第一メタルマスク１０及び第二メタルマスク２０を備え、水晶ウェハ３０の表面３１及び裏面３２にウェットエッチング用の耐食膜４０（図２）を成膜する際に、第一メタルマスク１０と第二メタルマスク２０との間に水晶ウェハ３０を挟み込むものである。なお、耐食膜成膜用メタルマスク１は、一枚分の水晶ウェハ３０を覆う部分のみを図示する。
【００２２】
第一メタルマスク１０は、水晶ウェハ３０の外周３３を囲繞する第一外枠１１と、第一外枠１１から表面３１の一部を覆うように突き出た第一突出片１２と、第一突出片１２に穿設されたアライメントマーク形成孔１３と、を有する。第二メタルマスク２０は、水晶ウェハ３０の外周３３を囲繞する第二外枠２１と、第二外枠２１から裏面３２の一部を覆うようにかつアライメントマーク形成孔１３に対向する位置に突き出た第二突出片２２と、を有する。このように、第二メタルマスク２０は、アライメントマーク形成孔１３が無い点を除き、第一メタルマスク１０と同じ構成である。
【００２３】
水晶ウェハ３０は、例えば、四角形状のＺ板であり、一辺が５０ｍｍ〜７５ｍｍ、厚みが０．１ｍｍ程度である。耐食膜成膜用メタルマスク１は、例えばステンレスなどの金属板からなる。
【００２４】
第一外枠１１は、四角形状の水晶ウェハ３０の外周３３を囲繞する四角形状である。四個の第一突出片１２は、第一外枠１１の内周１４から、表面３１の一部を覆うように突き出ている。四個のアライメントマーク形成孔１３は、四個の第一突出片１２の先端付近にそれぞれ穿設されている。第一突出片１２を除く第一外枠１１の内周１４は、水晶ウェハ３０の外周３３よりも大きい。また、四個の第一突出片１２は、第一外枠１１の対向する二辺にそれぞれ二個ずつ設けられている。アライメントマーク形成孔１３の形状は、十字形であるが、もちろんこれに限らない。
【００２５】
同様に、第二外枠２１は、四角形状の水晶ウェハ３０の外周３３を囲繞する四角形状である。四個の第二突出片２２は、第二外枠２１の内周２４から、裏面３２の一部を覆うように突き出ている。第二突出片２２を除く第二外枠２１の内周２４は、水晶ウェハ３０の外周３３よりも大きい。また、四個の第二突出片２２は、第二外枠２１の対向する二辺にそれぞれ二個ずつ設けられている。
【００２６】
次に、実施形態１の耐食膜パターン形成方法について説明する。
【００２７】
本実施形態１の耐食膜パターン形成方法は、耐食膜成膜用メタルマスク１を用いるとともに、図１０に示すように、「耐食膜成膜（両面）」ステップＳ１→「レジスト塗布１（両面）」ステップＳ２→「表面露光１（製品パターン）」ステップＳ３→「裏面露光１（製品パターン）」ステップＳ４→「現像１」ステップＳ５→「耐食膜エッチング１」ステップＳ６→「レジスト剥離１」ステップＳ７→「次工程へ」ステップＳ８、という工程を含む。以下、各工程について説明する。
【００２８】
図１及び図２に示すように、図１０ステップＳ１は、第一突出片１２と第二突出片２２とで水晶ウェハ３０を挟んだ状態で、水晶ウェハ３０の表面３１及び裏面３２に耐食膜４０を成膜するとともに、耐食膜４０からなるアライメントマーク４３をアライメントマーク形成孔１３によって表面３１に形成し、かつ、耐食膜４０が形成されない部分からなるのぞき穴４２を第二突出片２２によって裏面３２に形成する工程である。アライメントマーク４３の周囲には、第一突出片１２によってマーク周囲穴４７が形成される。マーク周囲穴４７は、耐食膜４０が形成されない部分からなる。耐食膜４０は、例えばクロムの単層又はクロムと金との二層からなる。成膜方法は、スパッタリングや蒸着を用いる。
【００２９】
図２に示すように、図１０ステップＳ２は、表面３１及び裏面３２の耐食膜４０上にフォトレジスト（図示せず）を塗布する工程である。フォトレジストの塗布方法は、スピンコータを用いた一般的なものでよい。
【００３０】
図２［１］及び図３に示すように、図１０ステップＳ３は、アライメントマーク４３を視認して表面３１側のフォトレジストに製品パターン４４（図４［１］）を露光する工程である。図３には、アライメント計測をするカメラ５１、水晶ウェハ３０をＸ方向及びＹ方向に動かしθ方向に回すＸＹθテーブル５２、ステッパなどの露光光源５３、レチクルなどのフォトマスク５４等が描かれている。カメラ５１、露光光源５３及びフォトマスク５４は固定されており、ＸＹθテーブル５２上の水晶ウェハ３０のみが動くようになっている。ＸＹθテーブル５２に水晶ウェハ３０を載置するには、表面３１（図２［１］）を上にして、カメラ５１に向ける。このとき、カメラ５１からは、表面３１に形成されたアライメントマーク４３を直接視認できる。なお、図３において、水晶ウェハ３０のアライメントマーク及びフォトマスク５４のパターンなどは、微細であるため図示を省略している。
【００３１】
露光方法には、例えばグローバルアライメントを用いる。グローバルアライメントとは、露光前に、予め基板全体のアライメント計測を行い、ショットの配列を予測し、その後、実際の露光においては、アライメント計測することなく、予測した配列座標に従って露光していく露光方法をいう。グローバルアライメントには、複数点計測による平均化効果により、各種誤差（マーク、センサ等）を低減できるなどの利点がある。
【００３２】
図２［２］及び図３に示すように、図１０ステップＳ４は、のぞき穴４２及び水晶ウェハ３０を通してアライメントマーク４３を視認して裏面３２側のフォトレジストに製品パターン４５（図４［２］）を露光する工程である。ＸＹθテーブル５２に水晶ウェハ３０を載置するには、裏面３２（図２［２］）を上にしてカメラ５１に向ける。このとき、カメラ５１からは、表面３１に形成されたアライメントマーク４３を、のぞき穴４２及び水晶ウェハ３０を通して直接視認できる。
【００３３】
図１０ステップＳ５は、露光されたフォトレジストを現像する工程である。ポジ型レジストを用いた場合は、光の当たった部分が現像によって抜け落ちる。
【００３４】
図４に示すように、図１０ステップＳ６は、現像されたフォトレジストをマスクにして耐食膜４０をエッチングする工程である。エッチングには、例えば、耐食膜４０の材料であるクロム又は金を溶かすエッチング液を用いる。図４には、エッチング後の耐食膜４０が描かれている。
【００３５】
図１０ステップＳ７は、マスクに使用されたフォトレジストを剥離する工程である。これにより、図４に示すように、耐食膜４０のパターンが形成された水晶ウェハ３０が完成する。本実施形態１では、製品パターン４４，４５として音叉型屈曲振動素子を例示している。
【００３６】
その後、耐食膜４０のパターンが形成された水晶ウェハ３０を、フッ酸などでウェットエッチングする。このとき、耐食膜４０で覆われていない部分の水晶が、エッチング液によって表裏から浸食され遂には貫通する。水晶エッチング後の水晶ウェハ３０を図５に示す。図４に示すように互いに重なり合うのぞき穴４２及びマーク周囲穴４７は耐食膜４０で覆われていないので、図５に示すようにこれらはエッチングされて欠落部３４となる。
【００３７】
本実施形態１の耐食膜パターン形成方法は、図１乃至図４に基づき次のように言い換えることもできる。まず、水晶振動素子の外形をエッチングするための耐食膜４０を、水晶ウェハ３０の表面３１及び裏面３２に成膜する。このとき、耐食膜成膜用メタルマスク１を用い、表面３１にはアライメントマーク４３を形成し、裏面３２にはアライメントマーク４３の周囲と一致する位置にのぞき穴４２を形成する。続いて、耐食膜４０上に製品パターン４４，４５を形成するためのレジストを塗布する。続いて、表面３１にあるアライメントマーク４３を用いて水晶ウェハ３０の位置を認識することにより、フォトマスク５４の位置を合わせて表面３１に製品パターン４４を露光する。続いて、表面３１にあるアライメントマーク４３を裏面３２にあるのぞき穴４２を通して視認して水晶ウェハ３０の位置を認識することにより、フォトマスク５４の位置を合わせて裏面３２に製品パターン４５を露光する。続いて、露光されたレジストを現像する。続いて、現像されたレジストをマスクにして耐食膜４０をエッチングすることにより、耐食膜４０に製品パターン４４，４５を形成する。最後に、不要となったレジストを剥離する。
【００３８】
次に、本実施形態１の作用及び効果について、図１乃至図４に基づき説明する。
【００３９】
（１）本実施形態１によれば、耐食膜成膜用メタルマスク１の第一突出片１２と第二突出片２２とで水晶ウェハ３０を挟んだ状態で、水晶ウェハ３０の表面３１及び裏面３２に耐食膜４０を成膜することにより、表面３１のアライメントマーク４３と、アライメントマーク４３を直接認識するための裏面３２ののぞき穴４２とを、同時に形成できる。これにより、その後のフォトリソグラフィ工程は耐食膜４０に製品パターン４４，４５を形成する一回で済むので、少ない工程数で水晶ウェハ３０に耐食膜パターンを形成できる。例えば図１０から明らかなように、耐食膜パターン形成方法の工程数は、従来例１がステップＳ０１〜Ｓ１１の「１１」、従来例２がステップＳ２１〜Ｓ２８の「８」、従来例３がステップＳ３１〜Ｓ４１の「１１」であるのに対し、本実施形態１はステップＳ１〜Ｓ７の「７」である。
【００４０】
（２）本実施形態１は、水晶ウェハ３０の表面３１で耐食膜４０を露光する工程と、裏面３２で耐食膜４０を露光する工程の両方で、表面３１に形成したアライメントマーク４３を認識する方法において、フォトリソグラフィ工程を増やさず生産性を改善するものである。つまり、水晶ウェハ３０の表面３１及び裏面３２に耐食膜４０を成膜する工程において、耐食膜成膜用メタルマスク１を用いてアライメントマーク４３及びのぞき穴４２を形成することにより、フォトリソグラフィ工程を増やさずに高精度な表裏アライメントを実現している。
【００４１】
（３）一般的にメタルマスクの精度は、フォトマスクに比べ低いとされている。これに対しては、グローバルアライメントによって露光を行うことが望ましい。グローバルアライメントとは、前述したように、露光位置と異なる位置で計測を行い、予め水晶ウェハ３０の中心位置及び傾きを算出する方法である。これにより、たとえ耐食膜成膜用メタルマスク１の精度不足によってアライメントマーク４３にずれが生じても、表面３１及び裏面３２に同様のずれを生じさせることができるため、表面３１と裏面３２とのアライメントのずれには繋がらない。また、アライメントマーク４３とのぞき穴４２とは、製品パターン４４，４５の配置されていない部分に形成することにより、製品パターン４４，４５への影響を無くすことができる。
【００４２】
（４）本実施形態１によれば、表面３１の耐食膜４０のパターンの露光と裏面３２の耐食膜４０のパターンの露光とを連続して行うことができるため、現像工程及び耐食膜エッチング工程を表裏同時に行うことができ、表裏の現像条件及び耐食膜エッチング条件が同一となるので、表裏のパターン寸法差を極めて小さくできる。また、表裏のアライメントにおいて同一のアライメントマーク４３を用いるため、表裏のパターンの位置ずれを極めて小さくできる。また、レジスト塗布⇒表面露光⇒裏面露光⇒現像⇒耐食膜エッチング、という順で耐食膜４０をパターンニングするため、工程数が少なく高い生産性を得ることができる。更に、表面アライメントも裏面アライメントも被露光面側からアライメントマーク４３を直接認識するため、被露光面の反対側にあるアライメントマーク４３を認識する機構を必要としない。
【００４３】
次に、実施形態２の耐食膜成膜用メタルマスク及び耐食膜パターン形成方法について説明する。
【００４４】
図６に示すように、本実施形態２の耐食膜成膜用メタルマスク２は、第二メタルマスク６０が実施形態１と異なる。第二メタルマスク６０は、水晶ウェハ３０の外周３３を囲繞する第二外枠６１と、第二外枠６１から裏面３２の一部を覆うようにかつアライメントマーク形成孔１３に対向する位置に突き出た第二突出片６２と、を有する。ただし、第一突出片１２と第二突出片６２とは、水晶ウェハ３０を挟んだときに水晶ウェハ３０の外周３３において重ならない。
【００４５】
四個の第二突出片６２は、第二外枠６１の内周６４から、裏面３２の一部を覆うように突き出ている。第二突出片６２を除く第二外枠６１の内周２４は、水晶ウェハ３０の外周３３よりも大きい。また、四個の第二突出片６２は、第二外枠６１の対向する二辺にそれぞれ二個ずつ設けられている。ただし、四個の第二突出片６２が設けられた第二外枠６１の対向する二辺は、四個の第一突出片１２が設けられた第一外枠１１の対向する二辺とは重ならない。
【００４６】
本実施形態２の耐食膜パターン形成方法は、本実施形態２の耐食膜成膜用メタルマスク２を用いた点を除き、実施形態１と同様である。
【００４７】
耐食膜成膜後の水晶ウェハ３０を、図７に示す。このとき、水晶ウェハ３０の表面３１には、耐食膜４０が形成されない部分からなるマーク周囲穴４７が第一突出片１２によって形成されている。水晶ウェハ３０の裏面３２には、耐食膜４０が形成されない部分からなるのぞき穴４６が第二突出片６２によって形成されている。ここで、第一突出片１２と第二突出片６２は水晶ウェハ３０を挟んだときに水晶ウェハ３０の外周３３において重ならないことにより、マーク周囲穴４７とのぞき穴４６も水晶ウェハ３０の外周３３において重ならない。
【００４８】
耐食膜パターン形成後の水晶ウェハ３０を、図８に示す。この状態で水晶エッチングを行う。つまり、耐食膜４０のパターンが形成された水晶ウェハ３０を、フッ酸などでウェットエッチングする。このとき、耐食膜４０で覆われていない部分の水晶は、エッチング液によって表裏から浸食され遂には貫通する。
【００４９】
水晶エッチング後の水晶ウェハ３０を、図９に示す。のぞき穴４６とマーク周囲穴４７とが重なる部分の水晶（図８）は、その両面に耐食膜４０が無いことにより、完全にエッチングされて貫通孔３５（図９）となる。一方、のぞき穴４６とマーク周囲穴４７とが重ならない部分の水晶（図８）は、その片面にのみ耐食膜４０が有ることにより、途中までエッチングされて窪み部３６，３７（図９）になる。窪み部３６はのぞき穴４６が途中までエッチングされた部分であり、窪み部３７はマーク周囲穴４７が途中までエッチングされた部分である。このように、水晶ウェハ３０の外周３３には欠けが生じない。
【００５０】
次に、本実施形態２の作用及び効果について、図４乃至図９に基づき説明する。
【００５１】
ウェットエッチング中又はウェットエッチング後の水晶ウェハ３０には、製造工程中のエッチング液や洗浄液の圧力、搬送中の衝撃などにより、様々な応力が加わる。一方、実施形態１における水晶ウェハ３０の外周３３には、のぞき穴４２とマーク周囲穴４７との重なる部分が有ることから（図４）、欠落部３４が生じる（図５）。欠落部３４は、くびれた形状であることから応力が集中しやすいので、ひび割れの起点になりやすい。
【００５２】
これに対し、本実施形態２における水晶ウェハ３０の外周３３には、のぞき穴４６とマーク周囲穴４７との重なる部分が無いことから（図８）、実施形態１のような欠落部は生じない（図９）。したがって、本実施形態２によれば、水晶ウェハ３０の外周３３を起点とするひび割れを抑えることができるので、信頼性及び歩留まりを向上できる。本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。
【００５３】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１  耐食膜成膜用メタルマスク
１０  第一メタルマスク
１１  第一外枠
１２  第一突出片
１３  アライメントマーク形成孔
１４  内周
２０  第二メタルマスク
２１  第二外枠
２２  第二突出片
２４  内周
３０  水晶ウェハ
３１  表面
３２  裏面
３３  外周
３４  欠落部
３５  貫通孔
３６，３７  窪み部
４０  耐食膜
４２，４６  のぞき穴
４３  アライメントマーク
４４，４５  製品パターン
４７  マーク周囲穴
５１  カメラ
５２  ＸＹθテーブル
５３  露光光源
５４  フォトマスク
２  耐食膜成膜用メタルマスク
６０  第二メタルマスク
６１  第二外枠
６２  第二突出片
６４  内周
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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