(57)【要約】【課題】球表面に渡って加工やハンドリングを行うに際して、その表面に接触する面積を可能な限り小さくするか、あるいは同一の場所のみを接触する工程での製造が可能な技術が望まれていた。【解決手段】方位の特定が必要な球状素子の方位の特定が必要な製造工程もしくはその後の製造工程において方位の特定が必要な製造工程を持つ球状素子の製造工程中、透明性と異方性を有する球状固体材料の表面の所定の場所に磁性材料からなる付着物を付着させて磁化させる工程が含まれることを特徴とする球状素子の製造方法を提供する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位の特定が必要な球状素子の方位の特定が必要な製造工程もしくはその後の製造工程において方位の特定が必要な製造工程を持つ球状素子の製造工程中、球状固体材料の表面の所定の場所に強磁性材料からなる付着物を付着させて吸着させる工程が含まれることを特徴とする球状素子の製造方法。
【請求項２】
前記付着物の付着が、強磁性材料の塗布と固化により行われることを特徴とする請求項１記載の球状素子の製造方法。
【請求項３】
球状素子の方位の特定が必要な浸漬工程からなる製造工程中、異方性を有する球状固体材料の表面の所定の場所に浸漬液より比重が小さい付着物を付着させた後、浸漬工程を行うことを特徴とする球状素子の製造方法。
【請求項４】
製造工程が浸漬工程であり、付着物が浸漬液より比重が小さい付着物であることを特徴とする請求項１または２記載の球状素子の製造方法。
【請求項５】
前記付着物が中空粒子を含むものであることを特徴とする請求項３または４記載の球状素子の製造方法。
【請求項６】
前記付着物が中空粒子表面が強磁性体膜であることを特徴とする請求項５記載の球状素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１または２または４の付着物または強磁性体膜が光感光性樹脂からなる有機材料を含み、しかも後工程で用いる光感光性樹脂と逆特性であることを特徴とする球状素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７何れか記載の球状素子が球状弾性表面波素子であり、球状固体材料が圧電性結晶材料からなることを特徴とする球状素子の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の球状素子における付着物が、表面弾性波経路と直交する軸の極に設けられることを特徴とする球状素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の球状素子における付着物が、同一極に複数設けられることを特徴とする球状素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項８記載の球状素子における付着物が、すだれ状電極上に設けられることを特徴とする球状素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１何れか記載の球状固体材料の直径が５ｍｍ以下であることを特徴とする球状素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方位の特定が必要な球状素子の方位の特定が必要な製造工程もしくはその後の製造工程において方位の特定が必要な製造工程を持つ、球形の基材の表面にフォトリソプロセスによる加工を施すことによって製造される球形半導体や、球状弾性表面波素子などの球状素子の製造方法に関する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
球形の基材の表面にフォトリソプロセスによる加工を施すことによって、球形半導体や、球状弾性表面波素子などの新しい素子の開発が成されている。
【０００３】
球形基材であることは、基材自体がボールベアリング球の製造プロセスの開発によって確立されており、平面ウエハーに比較して劣らず量産性が良いこと、球形であることによる３次元平面を利用した配線が可能であること、特に球状弾性表面波素子の場合で説明すれば、その球表面の幾何学的な性質を利用しての球表面波を波動が繰り返し伝播するなどの特性をもたせることが出来る点が挙げられているからである。
【０００４】
その方位の特定が必要な球状素子の方位の特定が必要な製造工程もしくはその後の製造工程において方位の特定が必要な製造工程を持つ球状素子の従来の製造工程においては、球状素子の製造にかかせないパターニングや球状素子の加工を行うために１個１個の球状個体材料について方位を測定しなくてはならなかった。
【０００５】
これを球状弾性表面波素子の例で代表させて以下説明する。これは、図１２に示すように、球状弾性表面波素子４は圧電材料でできた円環状に連続する表面に弾性表面波４１を発生して多重周回させるもので、円環状表面を弾性表面波４１が伝搬する際に、その表面に付着する物質などによって周回速度が変化するのを電気的に測定するセンサーとして期待されている。弾性表面波４１が結晶球３の表面を周回して伝搬する為には結晶で決まった方位を軸として弾性表面波を励起する必要がある。この為に、結晶球３の結晶方位により決まった特定の角度に弾性表面波４１を励起検出するすだれ状電極４２をホトリソグラフィーなどの方法を用いて形成しなくてはならない。
【０００６】
しかし、圧電結晶球を基材にし、その表面にすだれ状電極などを形成して球形の弾性波デバイスを作成する際に、圧電結晶材料を球形加工すると、その形状により結晶軸方向を見定める事が困難になり、素子の製造にかかせないパターニングや素子の加工を行うために１個１個の結晶球について結晶方向を測定しなくてはならず、特にＸ線などの測定に時間のかかる方法を採用した場合には装置も高価で、生産速度があがらないという問題があった。
【０００７】
結晶球の結晶方位測定方法として一般に考えられるのは、Ｘ線ラウエ法と呼ばれる方法が一般的である。
【０００８】
単結晶材料が育成される際には結晶独自の結晶成長速度の結晶方位への依存から単結晶の形から判別出きることが多いが、一旦結晶球として球形加工されてしまうと、その形状から結晶軸を同定する事は出来なくなる。
【０００９】
Ｘ線ラウエ方法とは、Ｘ線ビームを結晶の或る方向から照射すると、結晶を構成する原子の配列に従ってＸ線がその結晶面に従った方向に反射される事から、その反射Ｘ線のパターンから結晶方向を測定するもので、水晶発振子の材料切り出し工程等で多く用いられ
ている。
【００１０】
球形加工された結晶球の結晶軸測定方法として、図２に示す光の旋回物性を利用した方法がある。特に水晶やＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3などにおいて、Ｚ軸方向に偏光させた光を入射して透過した光を別個の偏光板を通して観察すると、結晶材料の持つ光の旋回性と、球形としての幾何学的特徴から同心円状のマークが現れる。このマークが球の中心に見える方向がＺ軸方向と判断する事が出来る。この方法の欠点は、Ｚ軸方向の測定には用いる事が出来るが、例えば水晶のＸ結晶軸あるいはＹ結晶軸をこれによって測定する事ができなくなることにある。
【００１１】
結晶材料を結晶球に加工する一般的な方法を図１１と図１２を用いて説明する。
【００１２】
多くの結晶球を取り出す為の図示しない結晶材の切り出しが行われる（図１１参照）。
【００１３】
塊状のものは図１１の如く結晶軸のＺ方向に垂直な面で一旦平面板に切断される。これをＺカット水晶基板１と呼ぶ。このＺカット水晶基板１は更に細かく切断されて、多数のサイコロ形チップ２に切り落とされる。次いで、図示しない工程で角が取り除かれて、最終的に図示しないイマハシ式丸玉研磨機と呼ばれる、球形の溝の中を圧力をかけられながら回転させて徐々に尖った部位を削り取る。
【００１４】
あるいは最後は適当な研磨物と共に材料を混合し、長時間かき混ぜる事で自然と材料相互間で衝突し、あるいは研磨剤との摩擦によって角がとれて結晶球３にするものである。
【００１５】
一般に、このような方法を用いて結晶球３を作成する際には、当初のサイコロあるいは荒削りした角を取った個々の結晶材料の直径は、目標とする結晶球３の直径の概ね１．４倍の大きさが必要であり、真球に近い形状まで作り込まれる。
【００１６】
さらにすだれ状電極を付けることで図１２に示すような球状弾性表面波素子４が完成する。これは圧電材料でできた円環状に連続する表面に弾性表面波を発生して多重周回させるもので、円環状表面を弾性表面波が伝搬する際に、その表面に付着する物質などによって周回速度が変化するのを電気的に測定するセンサーとして利用できる。
【００１７】
なおこれに関して本願出願人は、結晶内部にエネルギービームを照射して刻印する方法を提案している（特願２００３−３８７５６９号）が、表面に刻印しても研磨により消えてしまうため、内部に刻印する必要があるが、一般的な高調波ＹＡＧレーザーやエキシマレーザーでは、円環部分に刻印を残すと不良品となるため損傷を与えられないが、透明体の表面に損傷を与えることなくマイクロメートルオーダーで透明体内部の微小部分のみに刻印することは困難である。
【００１８】
前記したように、球形表面に外部の環境によってガス分子を吸着したり、あるいは特定の分子を吸着する分子膜（これらを感応膜と称する）を赤道形状に形成することが、特に球状弾性表面波素子の形成過程で必要である。一般に感応膜は薄い膜で形成されており、他の物質と接するだけで膜を損傷させてしまう。あるいは汚染させてしまう。
【００１９】
あるいは球を超音波洗浄する際に、球は転がりやすく、容器床面に弾性表面波を励起するすだれ状電極部分やあるいは感応膜部分が接すれば、超音波振動によって損傷が大きくなることが問題になっていた。
【００２０】
このように球の材料、特に結晶球のように所定の球表面上の場所あるいは方位によって指定される球表面上の領域を、床面あるいは洗浄における容器底面などに対し、所定の位
置関係をもって自立的に再現できる方法が求められていた。
【００２１】
また、その持ち運びに際して、真空ピンセットを用いて一方向から細い減圧された管を用いて吸着する方法があるが、その場合にも一個一個の球に対して吸引と解除を繰り返す手間が求められ、さらに吸着時で球表面の正しい位置を吸着させている保証はなく、その動作に正確さがない場合には、球表面の接触が嫌われる部位に損傷を与える可能性があった。
【００２２】
また、ピンセットを使って球の面を挟んでつかむ方法では、床面に加えてピンセットの先端によって損傷を与える位置関係にあり、赤道領域に損傷を与えずにハンドリングすることは困難だった。
【００２３】
このような問題は、感応膜の保護だけでなく、球形基材表面のフォトリソグラフィープロセスにおけるレジスト膜については非常に傷つきやすく特に重要であった。
【００２４】
特許文献は以下の通りである。
【特許文献１】特開２００２−２６６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
以上の様な背景技術に鑑み、球状素子の製造工程において、素子が球形であるがゆえに転がり移動しやすく、対象性が高い為にその形状から方位を決定あるいは再現することが難しく、球状弾性表面波素子の例で説明すれば、ウエハー基板では容易だった大型のウエハー表面を利用して一括で非常に多数の素子を作りこみその後に切断して多数の素子を作る方法を使えない場合においても方位特定が可能な球状素子およびその製造方法を提供する。
【００２６】
これは、球状素子はその形状から所定の領域を床面や容器底面との接触による損傷から守る必要があり、ピンセットを使わないハンドリング方法や、容器中で所定の方位に自立して向かせる方法が求められていたからである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記課題を解決する為に、まず本発明の第１の発明は、方位の特定が必要な球状素子の方位の特定が必要な製造工程もしくはその後の製造工程において方位の特定が必要な製造工程を持つ球状素子の製造工程中、異方性を有する球状固体材料の表面の所定の場所に強磁性材料からなる付着物を付着させて磁化させる工程が含まれることを特徴とする球状素子の製造方法を提供するものである。
【００２８】
これによって、図１に示す様に、素子が球形であっても、転がったり移動せず、対称性が高いためにその形状から方位を決定あるいは再現することが困難であっても容易にその方位の特定が磁力により容易に可能な状態で製造することが可能になったものである。
【００２９】
また、これにより浸漬等で引き上げる場合にも表面から離れた場所からも引き上げることが可能になるという効果もある。
【００３０】
また、本発明の第２の発明は、前記付着物の付着が、強磁性材料の塗布と固化により行われることを特徴とする請求項１記載の球状素子の製造方法を提供するものである。
【００３１】
これによって、容易な付着物の付加ができる方法を提供するものである。
【００３２】
また、本発明の第３の発明は、球状素子の方位の特定が必要な浸漬工程からなる製造工程中、透明性と異方性を有する球状固体材料の表面の所定の場所に浸漬液より比重が小さい付着物を付着させた後、浸漬工程を行うことを特徴とする球状素子の製造方法を提供するものである。
【００３３】
これによって、素子が球形であっても、転がったり移動せず、対称性が高いためにその形状から方位を決定あるいは再現することが困難であっても容易にその方位の特定が可能な状態で製造することが可能になったものである。
【００３４】
また、本発明の第４の発明は、製造工程が浸漬工程であり、付着物が浸漬液より比重が小さい付着物であることを特徴とする請求項１または２記載の球状素子の製造方法を提供するものである。
【００３５】
これにより、大量に取り扱うときでもその浮力の違いにより一括して方位を整えることが可能になる。
【００３６】
また、本発明の第５の発明は、前記付着物が中空粒子を含むものであることを特徴とする請求項３または４記載の球状素子の製造方法を提供するものである。
【００３７】
これにより、簡単に大量に取り扱うときでもその浮力の違いにより一括して方位を整えることが可能になる付着材料の提供ができるものである。
【００３８】
また、本発明の第６の発明は、前記付着物が中空粒子表面が強磁性体膜であることを特徴とする請求項５記載の球状素子の製造方法を提供するものである。
【００３９】
これにより、簡単に大量に取り扱うときでもその浮力の違いと磁力により一括して方位を整えることが可能になる付着材料の提供ができるものである。
【００４０】
また、本発明の第７の発明は、請求項１または２または４の付着物または強磁性体膜が光感光性樹脂からなる有機材料を含み、しかも後工程で用いる光感光性樹脂と逆特性であることを特徴とする球状素子の製造方法。
【００４１】
これにより、工程後に付着物を容易に除去することが可能になったものである。
【００４２】
また、本発明の第８の発明は、請求項１から７何れか記載の球状素子が球状弾性表面波素子であり、球状固体材料が圧電性結晶材料からなることを特徴とする球状素子の製造方法を提供するものである。
【００４３】
特に、赤道上を弾性表目何身が周回する経路とするために、経路に対して損傷を与えるプロセスを避けなければならず、特にその経路に対して、感応膜を作るなど接触も好まれない場合であっても、球状固体材料の表面に渡って加工やハンドリングを行うに際して、その表面に接触する面積を可能な限り小さくしたり、あるいは同一の場所のみを接触する工程とすることなく、方位特定した状態で保持して製造工程間を渡すことが可能になる。
【００４４】
また、本発明の第９の発明は、請求項８記載の球状素子における付着物が、表面弾性波経路と直交する軸の極に設けられることを特徴とする球状素子の製造方法を提供するものである。
【００４５】
これにより、弾性表面波を周回させる周回経路を赤道として、その両極近傍は段背表面
波の周回経路から遠く、その製造プロセスでは比較的機械的に固定したりするには適しているこの極位置を自動的に探し出して再現性よく保持して製造工程間を渡すことが可能になる。
【００４６】
また、本発明の第１０の発明は、請求項９記載の球状素子における付着物が、同一極に複数設けられることを特徴とする球状素子の製造方法を提供するものである。
【００４７】
これにより、一方向の特定、例えばＺ方向の特定だけではなく、全ての方向、例えばＸ方向やＹ方向の特定も含めて可能になる。
【００４８】
また、本発明の第１１の発明は、請求項８記載の球状素子における付着物が、すだれ状電極上に設けられることを特徴とする球状素子の製造方法を提供するものである。
【００４９】
これに関して、球状弾性表面波素子はその周回経路上への感応膜の形成をしなくてはならないが、特に感応膜が導電性を有しているときにすだれ状電極上に感応膜が形成されることになると、電気的に短絡して十分な強度の弾性表面波素子を製造することが困難になる。そこで、感応膜を形成するプロセスではすだれ状電極以外の経路部分に感応膜を形成することと、その形成で特に周回経路を傷つけないこと、さらにすだれ状電極をその付着から保護することが全て同時に満たす製造方法の提供が可能になる。特にその球状弾性表面波素子の製造方法おいては、そのＺ軸を地軸とする赤道上にすだれ状電極を作るだけでなく、ＸＹ方向についてもその方位を制御してすだれ状電極を形成することが可能になるものである。
【００５０】
また、本発明の第１４の発明は、請求項１から１３何れか記載の球状固体材料の直径が５ｍｍ以下であることを特徴とする球状素子の製造方法を提供するものである。
【００５１】
５ｍｍより大きいと、ピンセットで球状素子を直接つかんでも、その接触面積は球の表面あるいは弾性表面波の周回経路の面積に較べて十分小さく本願発明の効果が十分表れず、また、レジスト膜や感応膜を避けてハンドリングする手段が他に容易に考えられて本願発明の効果が十分表れないからである。
【発明の効果】
【００５２】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。その製造工程においては、球形であるが故に転がり移動しやすく、対象性が高い為にその形状から方位を決定あるいは再現することが難しく、特にウエハー基板では容易だった大型のウエハー表面を利用して一括で非常に多数の素子を作り込み、その後に切断して多数の素子を作る方法を使えない欠点が解消した。
【００５３】
また、球状弾性表面波素子の場合で説明すれば、赤道上を弾性表面波が周回する経路とするために、経路に対して損傷を与えるプロセスを避けなければならず、特にその経路に対して、特別の、例えば感応膜を作るなどその部分の接触も好まれない場合も非常に多いが、球表面に渡って加工やハンドリングを行うに際して、その表面に接触する面積を可能な限り小さくするか、あるいは同一の場所のみを接触する工程での製造が可能になった。
【００５４】
球状弾性表面波素子の場合で説明すれば、方位も揃えなくてはならない。すなわち、弾性表面波を周回させる周回経路を赤道として、その両極近傍は弾性表面波の周回経路から遠く、その製造工程では比較的機械的に固定したりするには適しているが、この位置を自動的に探し出して再現性よく保持して製造工程間を渡すことが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
図２から図４を用いて本発明に係る発明を、弾性表面波素子の結晶球の製造方法を用いて説明する。
【００５６】
用意されたもの直径３ｍｍの水晶の単結晶球である。球状弾性表面波素子を製造するに際しては、すだれ状電極を水晶の結晶のＺ軸を中心軸として、その赤道位置に且つ赤道に垂直に形成する必要がある。３ｍｍの水晶球のＺ軸方位は互いに偏光面が垂直に配置された偏光板２枚の間に水晶球を配置して水晶球表面に同心円状の島が観察される方位をＺ軸として図２の様に探すことが出来る。
【００５７】
この水晶球である結晶球３のＺ軸の極位置のいずれかに対して、大きさ０．２ｍｍ角の鉄片からなる付着物５を用意するとともに、極位置に対して、ポジ型レジストを接着剤６として図３の様に用いて固定し、しかる後に露光を行って固定する。この例では光によって硬化するポジ型レジストを使用しているが、熱硬化型やあるいは紫外線硬化樹脂など球形基材に付着して固定できる材料であればよいことは当然であり容易であるが、製造工程の最後にウエット処理によって強磁性体ともども除去できることが好まれる。
【００５８】
硬化処理は接着剤側から行われるが、露光は反対側から行われる。これは、強磁性体が露光の光を遮ることで強磁性体と基材の間のレジストに十分照射できず、よって硬化しない可能性があるからである。
【００５９】
以上の作業を複数の球に対して行い、純水中に保管した。純水中では空気中のようにパーティクルに汚染されることがないだけでなく、互いの球の接触やあるいは容器との接触による衝撃が小さく安全な保管が可能であった。
【００６０】
次に電磁石２２を用意して溶液２１中の球基材に接近させると図４に示すように、球基材は液中にて回転しながら電磁石に向けて接近し、ついには保持される。保持されるに際して前記鉄片部分でのみ吸着して引き上げることが可能であった。
【００６１】
溶液中からこのように溶液中で吸着することは空中のパーティクルなどケミカル汚染にさらす可能性が小さいこと、とくに溶液の抵抗によって電磁石に引きつけられる速度が抑えられ、球形基材が自身で回転して被磁化部分を電磁石に向ける為の時間的な余裕を作れることがある、とくに空中で行うには、引きつけるまでの時間をコントロールできずに電磁石に吸着する際に球形基材をその衝撃によって破損させることが分かり、これを防ぐことが可能である。用いる溶液はその粘度を調整することで吸着速度を制御できる。さらに、電磁石に吸着される過程でその電磁石の強度を球形基材と素子間の距離の応じて制御することも可能であり、さらに電磁石はその後に水中から取り出され、次の乾燥炉に運ばれて乾燥させられ、次工程である、前記赤道上にすだれ状電極を形成する為のフォトリソ用の保持具上に配置される。
【００６２】
保持具上に載置されるに際しては、電磁石上に決まった方位に保持されていることが明らかであることから、固定台２３に載せられ、真空吸着によって固定されながら、表面へのレジストコート及び露光などの次工程へ渡すことが可能だった。
【００６３】
以上の取り扱い方法は水中などから、球形素子を取り上げる際に、その表面へ接着された強磁性体の位置を手がかりに自動的に方位が選ばれて取りあげることが出来ることによって、製造工程ごとに結晶軸の結晶軸方向を探し出す手間を省くことが出来る。
【００６４】
なお、このときのレジストの種類に関しては、本発明では被磁化部物などを３次元基材に固定する際に、レジストを使用することが望まれるが、一般に被磁化物は光を通さない為に、その固化は熱硬化樹脂を用いるかあるいは、ポジ型（光の照射によって除去される
タイプの性質）のレジストを用いることが好まれる。ネガ型のレジストを使用するとレジスト内部で光の照射が被磁化物によって遮られ十分に固化しないことがあるからである。
【００６５】
また、この磁力だけではなく、重力を用いることも可能である。一般の磁石にくっつく材料は重く、浸漬すると液中であると必ず鉛直方向を向くことが判った。液面から落下する際に被磁化材部分が下方を向く確率が大きいが、それ以外の角度で底面に衝突することがあり、球形基材表面にダメージを与える可能性が残った。さらに、浸漬した後に電磁石を用いて引き上げる際、強力な磁力を要しないと被磁化部分が下方（遠方）にあることから引き上げが困難な場合が発生した。このために、図５のように溶液中で浮力を持たせる中空粒子３４を用い、特にその表面あるいは中空粒子を球形基材に固定するレジスト３１に被磁化材である鉄粉を含ませることを試みた。
【００６６】
用意したのは、直径０．５ｍｍの樹脂製の中空粒子であって、１０μｍの鉄粉を熱硬化樹脂であるＡＺレジスト（シプレイファーイースト社製製品）に含ませ直径３ｍｍの水晶球に対して固定を行った。
【００６７】
使用する中空粒子は、中が単一に空洞のものでも、あるいはスポンジ状でも良いが、溶液中で浮力を生じるとともに、比重の大きい被磁化材料を伴っても球形基材を溶液中で向かせる浮力を持たなくてはならないことが当然である。
【００６８】
図では小さな中空粒子を用いているが、必ずしも小さなものでなくとも例えば球状素子と同じ大きさの中空球を用いても良い。しかし小さい最小限の大きさのものを用いる方が邪魔にならなくて良い。
【００６９】
具体的構成としては、図６（Ａ）の様に磁化粒子を含む樹脂５２に中空粒子あるいは空泡５１を含む構造が考えられる。
【００７０】
このような中空粒子を用いる他に、発泡剤をレジストに含ませるレジスト自身が泡として低比重付着物を構成することも考えられる。実験的にはＡＺレジストを高温で加熱した際に自身が発泡して低比重付着物として３ｍｍ素子に形成できた。
【００７１】
また、低比重物に伴って被磁化物を用いるに際して、上記に記載するようにレジストに鉄粉やＮｉ，Ｃｏなどの粒子を含ませるほかに、前工程として無電解めっきなどのプロセスを用いて中空粒子の表面に被磁化物を形成してもよい。
【００７２】
具体的構成としては、図６（Ｂ）の様に低比重物５３と被磁化物５４からなる付着物を接着剤６により接着させる構造が考えられる。
【００７３】
加えて、図６（Ｃ）の様に中空粒子３４に被磁化コート５５を行い、接着剤６で接着させる構成、図６（Ｄ）の様に被磁化材料による中空粒子５６を接着剤６で接着させる構成が考えられる。
【００７４】
上記は水中から取り上げ、次のプロセスに方位を制御して受け渡す方法を示したが、ウエットプロセス間でも次に示すように有効である。レジスト材料を塗布後に露光して現像する際に、素子表面にレジストが形成されていることからテーブル上にそのまま設置することで回転したりあるいは少なくともその底面は設置してレジスト膜が損傷を受けることは明白である。
【００７５】
これを防ぐ為に、前記電磁石を利用して露光テーブルから真空解除後に吸着保持して取り上げ、しかる後に現像液中に浸漬する。浸漬によって現像可能である。
【００７６】
この際に現像液に対して鉄片を球形基材に固定したレジストはこの現像によって浸されない状態にある種類のものを用いることは当然である。
【００７７】
浸漬中にすだれ状電極部分に形成されたレジストは現像されて次にオーブンによって硬膜され、しかる後にリンスされて次工程であるエッチングプロセスに引き渡される。これらのウエットプロセスは常に球形基材の鉄片を保持部分として浸漬されるために、すべての浸漬によるプロセスが同じ角度で溶液に浸漬され、引き出される。このことは球の赤道上にわたって均一な処理を行う際に有効であった。
【００７８】
次に、接着場所について説明する。図７と図８を用いて被磁化部分の形成場所について説明を行う。図７に示す様に、すだれ状電極を形成する際における本発明の接着場所としては、素子の性能に影響を与えない領域４４や、すだれ状電極近傍４５が考えられる。図８は、すだれ状電極近傍４５に設けた例で、弾性表面波の周回経路４３に対してドライあるいは薬液処理を行う際の例を示している。
【００７９】
素子の性能に影響を与えない領域４４に設ける必要のある場合につき以下説明する。球状弾性表面波素子が圧電単結晶で構成されている場合、圧電単結晶の結晶軸方位のどの方位にも弾性表面波が周回するわけではないことから、所定の結晶軸方位を極としたときのその赤道に沿ってすだれ状電極を形成する必要がある。さらに、赤道上にすだれ状電極を形成する際に結晶のＸＹ軸方位に従って素子の特性が異なることから、赤道上の位置を選択出来る必要がある。このため、どのＸＹ方位にもすだれ状電極を形成できる位置をもって圧電性球を保持する必要がある。この位置は必然的に極位置になることは容易に推察できる。さらに、弾性表面波波の周回経路に傷がつくと、弾性表面波の伝搬が阻害されて性能の高い素子を製造することが出来ないか不良品が多発する。このためにも、極位置で素子を保持する必要がある。
【００８０】
極に対して、１０μｍの鉄粒子を９０％以上含む有したネガレジストペーストであるＰＭＥＲ（東京応化工業株式会社製商品名）を先端の鋭いピン先にて付着させて紫外線を照射して硬化する。
【００８１】
次に洗浄液に浸漬後に２００ＫＨｚの純水による超音波洗浄を行う。
【００８２】
さらにその後に、先端が直径１ｍｍの電磁石を液中に浸し、上記素子を吊り上げることで、周回経路には非接触で素子を保持し、且つ次工程では同じく非磁化部の極とは反対極を接点として次工程の保持治具に固定でき、ここでも周回経路（赤道）には非接触な保持を行うことが出来ることが明らかである。
【００８３】
また、以下すだれ状電極近傍４５に設けるべき場合につき説明する。球状弾性表面波素子はその周回経路上への感応膜の形成をしなくてはならない。
【００８４】
特に感応膜が導電性を有しているときにすだれ状電極上に感応膜が形成されることで電気的に短絡して十分な強度の弾性表面波素子を製造することが困難になる。
【００８５】
よって、感応膜を形成するプロセスではすだれ状電極以外の経路部分に感応膜を形成することと、その形成で特に周回経路を傷つけないこと、さらにすだれ状電極をその付着から保護する３つの要求がある。このための方法として、図８に示すように、前記非磁化材料を含む樹脂をすでに形成されたすだれ状電極及びその電極に対して形成し、感応膜を形成する過程では上記被磁化部を電磁石を持って保持しながら行うことでこられの条件を満足した製造工程を実現することが出来る。
【００８６】
この結果得られた球状弾性表面波素子に、図９に示す様な高周波信号源１１、サーキュレータ１２、デジタルオシロスコープ１３、計算機（波形解析装置）１４を結ぶ配線を施すことでセンサーとして用いることができる。
【００８７】
さらに、すだれ状電極形成時には付着物を一つだけ設けるだけではなく、方位も制御するために複数設けることも考えられる。
【００８８】
次に、球形基材表面に複数の被磁化部分を形成する製造工程について説明する。
【００８９】
前記した様に球状弾性表面波素子の製造工程においては、そのＺ軸を地軸とする赤道上にすだれ状電極を作るだけでなく、図１０に示す様に２つ以上の付着物５を設けることにより、ＸＹ方向についてもその方位を制御することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、方位の特定が必要な球状素子の方位の特定が必要な製造工程もしくはその後の製造工程において方位の特定が必要な製造工程を持つ、球形の基材の表面にフォトリソプロセスによる加工を施すことによって製造される球形半導体や、球状弾性表面波素子などの技術分野に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る球状固体材料に付着物が付着している形状を示す概略斜視図である。
【図２】（Ａ）は本発明の実施例に係る球状弾性表面波素子に加工するための空隙位置測定、座標軸特定を行う装置の概略構成を示す図で、（Ｂ）は従来の光の旋回物性による方位確認のためのＺ軸方向（極）から見た旋光方向を示す概略図である。
【図３】本発明に係る付着工程を示す概略側面図である。
【図４】本発明に係る球状固体材料の引き上げ、保持工程を示す概略側面図である。
【図５】本発明に係る別な付着物の、付着、球状固体材料の引き上げ、保持工程を示す概略側面図である。
【図６】本発明に係る付着物形状を示す概略断面図で、（Ａ）が中空粒子あるいは空泡を含む磁化粒子の場合の断面図で、（Ｂ）が低比重物と被磁化物を含む場合の断面図で、（Ｃ）が表面に被磁化物をコートした中空粒子を含む場合の断面図で、（Ｄ）が、被磁化材料による中空粒子を含む場合の断面図である。
【図７】本発明の球状素子が球状表面弾性波素子である場合の概略斜視図である。
【図８】本発明に係る付着物をすだれ状電極上に設けた場合の、感応膜形成工程を示す概略側面図である。
【図９】本発明の球状素子が球状表面弾性波素子である場合の配線図である。
【図１０】本発明に係る付着物が複数ある場合の概略斜視図である。
【図１１】本発明に係る結晶基材から多数のチップを得る事を示す図で、（Ａ）はその切り出し状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は結晶基材から切り出されたチップを研磨する工程の工程図であり、（Ｃ）は最終形状の結晶体基材の概形図である。
【図１２】図１１で得られた球状弾性表面波デバイスのすだれ状電極形成状態と表面弾性波の伝搬状態を示す透視図である。
【符号の説明】
【００９２】
１・・・・Ｚカット水晶基板
２・・・・サイコロ形チップ
３・・・・結晶球
４・・・・球状弾性表面波素子
５・・・・付着物
６・・・・接着剤
７・・・・オリフラ
８・・・・（すだれ状）電極
１１・・・高周波信号源
１２・・・サーキュレータ
１３・・・デジタルオシロスコープ
１４・・・計算機（波形解析装置）
２１・・・溶液
２２・・・電磁石
２３・・・固定台
３１・・・レジスト
３２・・・鉄粉
３３・・・接着剤
３４・・・中空粒子
４１・・・表面弾性波
４３・・・周回経路
４４・・・素子の性能に影響を与えない領域
４５・・・すだれ状電極近傍
５６・・・被磁化材料による中空粒子
５０・・・偏光板
５１・・・中空粒子あるいは空泡
５２・・・磁化粒子を含む樹脂
５３・・・低比重物
５４・・・被磁化物
５５・・・被磁化コート
５６・・・被磁化材料による中空粒子
６１・・・切断線
６２・・・切断された材料
６３・・・完成時の結晶球の大きさ
【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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【図１１】
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【図１２】
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