(57)【要約】【課題】リフトオフ法による配線形成方法において、耐電力性の高い弾性表面波装置の配線の形成方法を提供する。【解決手段】界面活性剤入りのエッチャントを用いて基板を処理することにより、レジストの剥離を防ぎつつ基板表面のダメージ層を除去することができ、耐電力性の高い弾性表面波装置の配線を形成することができる。【選択図】　　　　図１
2004047690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にレジストを塗布する工程と、
前記レジストをパターニングする工程と、
前記基板上の有機物残渣を除去するために前記基板をドライエッチング処理する工程と、
界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、
前記基板上に金属膜を形成する工程と、
前記レジストを、前記レジストの上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする、配線の形成方法。
【請求項２】
基板上に少なくとも２層以上のレジストを形成する工程と、前記レジストのうち、最上層のレジストをフォトリソグラフィによってパターニングする工程と、
前記最上層のレジストをマスクとして、前記最上層のレジスト以外のレジストをドライエッチングによって除去する工程と、
界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、
前記基板上に金属膜を形成する工程と、
前記レジストを、前記レジストの上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする、配線の形成方法。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載の配線の形成方法によって配線を形成することを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の配線の形成方法、特に弾性表面波装置の電極の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の配線の形成方法として、リフトオフ法がある。リフトオフ法においては、基板上にレジストを塗布し、露光、現像してレジストをパターニングしたのちに金属膜を形成するが、現像液に浸漬してレジストの一部を除去する際に、現像液に溶け込んだ有機物が基板表面に付着して残ってしまうことがある。この有機物を除去するために反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を行うことがある。
【０００３】
また、特開２００２−６４０５４号公報に開示される、リフトオフ法による配線形成方法がある。この方法においては、基板上に、有機溶剤などの剥離液に対する溶解度が高い第１のレジスト層と、露光波長に対する吸光性が高くかつ耐熱性を有する第２のレジスト層と、ドライエッチングに対する耐性が高くかつ耐熱性を有する第３のレジスト層とを順に形成し、第３のレジスト層に対する露光、現像を行って開口部を形成し、前記開口部を介して第１および第２のレジスト層をドライエッチングによって除去してレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを介して基板上に配線となる金属膜を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の２つの技術においては、配線となる金属膜を形成する前にドライエッチング工程が含まれている。よってドライエッチング工程によって基板の表面がダメージを受け、このダメージは、基板上に形成される金属膜の膜質に影響を及ぼす。特に、単結晶基板上にエピタキシャル成長を伴う金属膜を形成する場合には、基板表面のダメージは顕著に膜質に影響を与え、特性の劣化につながる。すなわち、エピタキシャル成長においては金属膜が基板表面の結晶構造と同じ結晶構造で成長していくため、ドライエッチングによって基板表面の結晶性が乱されると金属膜の結晶構造にも顕著に影響を与えてしまうのである。例えば、特開平７−１６２２５５号公報に開示される弾性表面波素子の電極形成方法では、電極となるＡｌ膜をエピタキシャル成長によって形成することによって耐電力性などの向上を図っているが、リフトオフ法においてこのような電極を形成しようとすれば、基板表面のダメージ層を除去することが必要となる。
【０００５】
この問題を解決するために、ウェットエッチングによって基板表面のダメージ層を除去する方法があるが、このときにエッチャントが基板とレジストとの界面に入り込んで基板からのレジストの剥離が起こってしまうことがある。
【０００６】
よって、レジストの基板からの剥離を防ぎつつ、基板表面のダメージ層を除去する方法が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために請求項１に記載の配線の形成方法は、基板上にレジストを塗布する工程と、前記レジストをパターニングする工程と、前記基板上の有機物残渣を除去するために前記基板をドライエッチング処理する工程と、界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、前記基板上に金属膜を形成する工程と、前記レジストを、前記レジスト上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
界面活性剤を含むエッチャントによって基板の表面を処理することにより、レジストが基板から剥離することを防ぎつつ、有機物残渣を除去するためのドライエッチング工程で生じた基板表面のダメージ層を除去することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の配線の形成方法は、基板上に少なくとも２層以上のレジストを形成する工程と、前記レジストのうち、最上層のレジストをフォトリソグラフィによってパターニングする工程と、前記最上層のレジストをマスクとして、前記最上層のレジスト以外のレジストをドライエッチングによって除去する工程と、界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、前記基板上に金属膜を形成する工程と、前記レジストを、前記レジスト上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
界面活性剤を含むエッチャントによって基板の表面を処理することにより、レジストが基板から剥離することを防ぎつつ、レジストをパターニングするためのドライエッチング工程で生じた基板表面のダメージ層を除去することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の弾性表面波装置の製造方法は、請求項１あるいは請求項２に記載の配線の形成方法によって配線を形成することを特徴とする。
【００１２】
弾性表面波装置の電極は、弾性表面波の伝播により繰返し応力が印加されるため、ストレスマイグレーションを起こしやく耐電力性に乏しい。よって、本発明によればレジストの剥離を防ぎつつ基板の表面のダメージ層を除去できるため、高い耐電力性をもつ電極を形成することが可能となり、弾性表面波装置の耐電力性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）以下に図を参照しつつ本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は本実施形態における工程を示している。
【００１４】
ＬｉＮｂＯ３の単結晶からなる基板１０上に、ポリジメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）などの、有機溶剤に対する溶解度が高くかつ耐熱性の良好な有機材料をスピンコートによって塗布してベークし、第１のレジスト層２１を形成する。次に、露光波長に対する吸光性が高い材料をスピンコートによって塗布してベークし、第２のレジスト層２２を形成する。ここでは露光波長を３６５ｎｍとするので、ＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ社製のＸＨＲｉ−１６が好適である。次に、富士フイルムアーチ社製のＦｉ−ＳＰ２などの、反応性イオンエッチングに対する耐性が高くかつ耐熱性の良好な有機材料をスピンコートにより塗布してベークし、第３のレジスト層２３を形成する。以上の方法で形成された、図１（ａ）に示す３層構造のレジストを高圧水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）で露光し現像を行って、図１（ｂ）に示すように第３のレジスト層をパターニングする。
【００１５】
次に、酸素プラズマによる反応性イオンエッチングにより、第１のレジスト層２１および第２のレジスト層２２の一部を除去して、図１（ｃ）に示すようにパターニングする。このとき、第３のレジスト層２３は反応性イオンエッチングに対する耐性が高いので、第１および第２のレジスト層２１、２２よりもエッチングレートが低くなるため、レジストの断面は逆テーパ形状となる。この反応性イオンエッチングによって基板１０の表面には結晶性が乱されたダメージ層が形成される。
【００１６】
次に、森田化学社製の界面活性剤入りＢＨＦ（緩衝フッ酸）１２００ＢＨＦ−ＳＥ中に基板１０を浸漬して、反応性イオンエッチングによって基板１０の表面に生じたダメージ層の除去を行う。基板１０を浸漬する時間は３００秒とした。
【００１７】
界面活性剤入りのエッチャントを用いることによって、ダメージ層除去中にレジストが基板１０からはがれることを防ぐことができる。これは、界面活性剤の効果によって表面張力が低下し、エッチャント中に含まれる酸が毛管現象によって基板１０と第１のレジスト２１との界面に入り込むことを防ぐからである。
【００１８】
本実施例で用いた界面活性剤入りＢＨＦの表面張力は２０℃において３６ｄｙｎｅ／ｃｍである。一方、界面活性剤の入っていない同濃度のＢＨＦである森田化学社製１２００ＢＨＦの表面張力は２０℃において９２ｄｙｎｅ／ｃｍである。界面活性剤入りのエッチャントは上記のものに限らず何を用いてもよいが、表面張力が上記のものと同程度に小さいことが望ましい。
【００１９】
界面活性剤を加えることによるレジスト剥離防止効果を確かめるために、基板１０をエッチャントに浸漬する時間とレジスト剥離との相関関係を調べる実験を行った。この実験の結果を図２に示す。図中において「○」はレジスト剥離が起こらなかったことを、「×」はレジスト剥離が起こったことを示している。時間は、基板１０の表面からダメージ層を除去するために必要な最短の時間を１．０として、この時間に対する比率を表している。界面活性剤入りのエッチャントを用いた場合には時間が２．０の場合でもレジスト剥離が起こっていないのに対して、界面活性剤なしのエッチャントを用いた場合には、時間が０．３の場合でも部分的にレジスト剥離が起こっている。
【００２０】
次に、図１（ｄ）に示すように、基板１０上に膜厚１０ｎｍのＴｉ膜３１を蒸着によって形成し、さらに膜厚１９０ｎｍのＡｌ膜３２を蒸着によって形成する。その後、基板１０を有機溶剤中に浸漬して、レジスト上にのっている金属膜と共にレジストを基板１０からリフトオフし、図１（ｅ）に示すような所望の配線を得る。
【００２１】
反応性イオンエッチングによって、基板１０の表面には結晶性が乱されたダメージ層が形成されるが、基板１０を表面処理することにより、基板１０の表面は図３（ａ）に示すように酸素原子４１が０．２９７ｎｍ間隔に並んだ状態となる。次いで形成されたＴｉ膜４２は、図３（ｂ）に示すようにエピタキシャル成長し、原子間隔が０．２９２ｎｍの六方最密構造となる。Ｔｉ膜３１は、Ａｌ膜３２結晶性を向上させるために形成される。なぜなら、酸素原子４１とＡｌ原子４３とは、原子間隔の差が大きいため、基板１０上に直接Ａｌ膜３２を形成するとエピタキシャル成長させることが難しいからである。なお、図３（ｂ）ではＴｉ原子４２を１原子層分しか図示していないが、実際には数ないし数百の原子層が形成されている。次いで形成されたＡｌ膜はＴｉ膜上にエピタキシャル成長し、原子間隔が０．２８６ｎｍの面心立方構造となっている。この結果、Ａｌ原子４３の入り方によって、互いに１８０度回転させたような２種類の結晶方位を持った結晶構造を有するＡｌ膜が形成される。つまり、Ａｌ膜は図３（ｃ）のＸＹで示した線を結晶粒界すなわち双晶面とする双晶構造を有するのである。
【００２２】
Ａｌ膜３２が双晶構造を有する３軸配向膜となっていることを確認するため、図４（ａ）に本実施例によって形成したＡｌ膜３２のＸＲＤ極点図を示す。Ａｌは結晶学的には面心立方構造に属し、単結晶Ａｌの（２００）極点図の回折は３回対称となるが、図４（ａ）は６回対称の極点図を示し、Ａｌ膜３２が双晶構造をした３軸配向膜となっていることがわかる。これに対し、図４（ｂ）に比較例として、ダメージ層の除去を行わずにＴｉ膜３１およびＡｌ膜３２を形成したときのＸＲＤ極点図を示す。この場合には極点図がリング状となっており、Ａｌ膜３２が１軸配向膜となっていることがわかる。
【００２３】
金属の機械的強度は単結晶よりも多結晶のほうが高いため、Ａｌ膜を双晶構造にすることによって塑性変形しにくくなり、耐電力性が高まる。
【００２４】
一般に、Ａｌ電極において結晶粒界が存在すると、結晶粒界を通じてＡｌが自己拡散しヒロックやボイドと呼ばれる欠陥が成長して、電極間のショートや電極の破壊をもたらすと言われている。しかし、本発明によって得られたＡｌ膜３１においては、結晶粒界は１原子間隔以下であり、この結晶粒界を通じての自己拡散は実質的に起こらないため、ヒロックやボイドの発生によって電子部品の特性劣化を招くことはない。
【００２５】
Ａｌ膜３２を、双晶構造をもつ３軸配向膜とすることによって、結晶粒界を通じての電極構成原子の自己拡散によるヒロックやボイドの成長を防ぐ効果と、塑性変形のしにくさによる高耐電力性を併せ持つ電極を得ることができる。
【００２６】
（実施の形態２）次に、以下において図を参照しつつ本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施形態において第１の実施の形態と同様の部分については詳述を省略するものとする。図５に本実施例における工程を示す。
【００２７】
まず、図５（ａ）に示すようにＬｉＮｂＯ３の単結晶からなる基板１０上に、レジスト２４を塗布する。次に、図５（ｂ）に示すようにフォトリソグラフィによってレジスト２４をパターニングする。フォトリソグラフィ工程における現像の際に、現像液に溶け込んだ有機物が基板１０上に付着する。基板１０上に有機物が付着した状態で金属膜を形成するとエピタキシャル成長による金属膜を形成できないので、反応性イオンエッチングによって基板１０をエッチングし、有機物を除去する。このとき、反応性イオンエッチングによって基板１０の表面には結晶性が乱されたダメージ層が形成される。
【００２８】
次に、森田化学社製の界面活性剤入りＢＨＦ（緩衝フッ酸）１２００ＢＨＦ−ＳＥ中に基板を浸漬して、反応性イオンエッチングによって基板１０表面に生じたダメージ層の除去を行う。第１の実施例において詳述したように、界面活性剤の効果によってレジスト２４が基板１０から剥離することを防ぐことができる。
【００２９】
次に、図５（ｃ）に示すように基板１０上に膜厚１０ｎｍのＴｉ膜３１を蒸着によって形成し、さらに膜厚１９０ｎｍのＡｌ膜３２を蒸着によって形成する。その後、基板１０を有機溶剤中に浸漬してレジスト２４とレジスト２４の上にのっている金属膜を共に基板１０からリフトオフし、図５（ｄ）に示すような所望の配線を得る。第１の実施例において詳述したように、Ａｌ膜３２は双晶構造をもった３軸配向膜となっており、高い耐電力性をもっている。
【００３０】
（実施の形態３）次に、本発明にかかる弾性表面波装置の製造方法を説明する。弾性表面波装置は、ＬｉＮｂＯ３またはＬｉＴａＯ３などの圧電性の基板と、基板上に形成されるＩＤＴ電極などの配線を有する。この配線を上述した第１あるいは第２の実施例の方法によって形成する。基板の表面を界面活性剤入りのエッチャントで処理することによって、配線が双晶構造をもつ３軸配向膜となり、耐電力性の高い配線を得ることができる。これによって、耐電力性の高い弾性表面波装置を得ることができる。
【００３１】
弾性表面波装置の配線、特に電極には電気抵抗率が低く比重の小さいＡｌを用いるのが一般的であるが、弾性表面波の伝播により繰返し応力が印加されるため、ストレスマイグレーションを起こしやく耐電力性に乏しい。よって、本発明によればレジストの剥離を防ぎつつ基板の表面のダメージ層を除去できるため、高い耐電力性をもつ電極を形成することが可能となり、弾性表面波装置の耐電力性が向上する。
【００３２】
【発明の効果】
上述のように、本発明の配線の形成方法によれば、界面活性剤入りのエッチャントによって基板の表面を処理することにより、基板上に形成されているレジストが基板から剥離することを防ぎつつ、ドライエッチングによって生じたダメージ層を除去することができる。基板表面のダメージ層を除去することにより、基板上に形成される金属膜の膜質を向上させることができ、特にエピタキシャル成長を伴う金属膜形成の場合にはその効果は顕著である。
【００３３】
また、本発明によって基板の表面を処理すると、上述のように基板上に双晶構造をもつ３軸配向膜を形成することが可能となり、塑性変形のしにくさによる高い耐電力性をもつ配線を形成することが可能となる。
【００３４】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、界面活性剤入りのエッチャントで基板の表面を処理したのちに配線を形成することにより、耐電力性の高い配線を得ることができ、弾性表面波装置の耐電力性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の本発明の第１の実施例を説明する工程図である。
【図２】
基板をエッチャントに浸漬する時間とレジスト剥離との関係を調べる実験の結果を示す図である。
【図３】
本発明における、基板およびＴｉ膜、Ａｌ膜の表面の原子配列を示す平面図である。
【図４】
Ａｌ膜のＸＲＤ極点図である。
【図５】
本発明の第２の実施例を説明する工程図である。
【符号の説明】
１０　基板
２１　第１のレジスト層
２２　　第２のレジスト層
２３　　第３のレジスト層
２４　　レジスト
３１　Ｔｉ膜
３２　　Ａｌ膜
４１　　酸素原子
４２　　Ｔｉ原子
４３　　Ａｌ原子
【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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