(57)【要約】【課題】逆メサ構造の複数の電極基板を形成した水晶ウエハの凹部面側全面の電極金属膜上にスピンコートによってフォトレジスト膜を形成すると、同心円状に広がるレジスト材が各電極基板凹部の回転外縁端面にレジスト溜まりを形成し、露光、現像処理を行うと、現像によって溶解しきらなかったレジスト材の残渣が残り、エッチング処理によって励振電極を形成したときに基板振動部に不要な金属膜が残ってしまう。【解決手段】圧電材ウエハ上に逆メサ構造で複数個形成された圧電基板１のそれぞれの凹部面側に蒸着によって電極金属膜２を蒸着する際に、ウエハ上のそれぞれの基板凹部のレジスト溜りが形成される部分（回転外縁端面）３にマスク４を施して電極金属膜２を蒸着する。【選択図】    図１
2005223396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材ウエハ上に逆メサ構造で形成された複数個の圧電基板のそれぞれの凹部面全面に蒸着によって形成された電極金属膜に、スピンコートによってフォトレジスト材を塗布し、マスキング、露光及び現像処理によって前記電極金属膜上に電極パターンをもつフォトレジスト膜を形成し、エッチング処理によって前記圧電基板の凹部底面振動部にパターン電極を形成する圧電デバイスの電極形成方法において、
前記圧電基板に電極金属膜を蒸着する際に、フォトレジストのスピンコート時に回転する圧電材ウエハのそれぞれの圧電基板凹部における回転外縁端面に金属膜が蒸着しないようにマスキングを施して、前記電極金属膜を蒸着することを特徴とする圧電デバイスの電極形成方法。
【請求項２】
前記圧電材が水晶であることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの電極形成方法。
【請求項３】
前記圧電デバイスがモノリシック・クリスタル・フィルタ（ＭＣＦ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイスの電極形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスの電極形成方法に関し、特に逆メサ構造の電極基板の凹部面側に蒸着された電極金属膜面に、スピンコートによってフォトレジスト材を塗布し、マスキング、露光及び現像処理によって電極パターンをもつフォトレジスト膜を形成し、エッチング処理によって電極を形成する圧電デバイスの電極形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器の小型化あるいは高周波化が進み、その基準周波数の制御デバイスである発振器やフィルタにおいても共振周波数が益々高周波化してきている。
圧電基板、例えばＡＴカットの水晶基板の両主面に２組の相対する励振電極を所定の間隔で形成し、この２組の電極上に励起される振動モード相互間の音響結合の結果生じる２つの振動モードを利用して、帯域通過型のフィルタ、即ち多重モード水晶フィルタ（Monolithic Crystal Filter：以下、ＭＣＦという）が構成されることが知られている。そしてまた、このＭＣＦの共振周波数は、水晶基板の厚みに反比例することは周知の通りであり、例えば、１００ＭＨｚ台の共振周波数を得るための基板の厚みをおよそ１０μｍとなる。
【０００３】
このように極めて薄い基板は機械的強度が弱いため、組立て時あるいは使用時の振動、衝撃によって破損しやすく量産性や信頼性の点で問題があった。
その対策として、振動部分の厚みが薄く、且つ機械的な保持強度を持つ水晶基板の構造として、所謂逆メサ構造の基板、即ち基板中央部が台形状に窪んだ構造の水晶基板の、中央部の薄肉振動部両面に励振電極を形成し、前記振動部の周囲を保持して一体的に形成された肉厚の環状囲繞部に外部と接続される接続電極を形成して、前記励振電極から延出したリード電極で接続電極に接続した構成とすることによって、機械的強度を持たせた基板構造とする方法がとられている。
【０００４】
図２は、逆メサ構造の水晶基板に相対する２対の励振電極を形成したバランス型ＭＣＦの説明図で、（ａ）は模式的な電気的回路図、（ｂ）は基板の電極構造を示す縦断面図、（ｃ）は励振時の基板上における振動エネルギーの分布図を示す。
同図（ａ）の電気回路図で表される本ＭＣＦ２０は、同図（ｂ）に示すように逆メサ構造の水晶基板２１中央の薄肉振動部２１ａの両面に２対の励振電極２２ａ、２２ｂを備え、この励振電極２２ａ、２２ｂは前記振動部２１ａの周囲の環状囲繞部２１ｂ両面に形成された図示しない接続電極と前記励振電極２２ａ、２２ｂからそれぞれ延出した図示しないリード電極によって接続されている。
この水晶基板２１は、例えば、基板中央の振動部２１ａの厚みはおよそ１０μｍ、環状囲繞部２１ｂはおよそ８０μｍの厚みとして強度を持たせている。
そして、本ＭＣＦ２０は、励振時の振動エネルギーが同図（ｃ）に示すように基板中央振動部２１ａに分布する帯域通過型のフィルターである。
【０００５】
前述の逆メサ構造の水晶基板２１の振動部２１ａに電極を形成する手順を、説明を簡単にするため、基板凹部底面の振動部２１ａに形成される励振電極２２ａ、２２ｂについて説明する。
図３は、ＭＣＦの励振電極を金属蒸着によって、逆メサ構造の水晶基板に形成する作業手順を示す基本的な工程図である。なお、図面の符号は、共通部は図２の符号をそのまま用いる。
同図に示されるように、凹部底面に薄肉の振動部２１ａとその周囲に肉厚の環状囲繞部２１ｂとを有する水晶基板２１（同図（ア））の凹部上面に、振動部２１ａに形成する電極パターンを有するマスク２３を施す（同図（イ））。
そののち、蒸着装置の蒸着源２４より電極金属を蒸散させ、マスク２３を介して振動部２１ａに電極金属を蒸着させて、励振電極２２ａ、２２ｂを形成する（同図（ウ））。
【０００６】
なお、逆メサ構造の基板の平坦面側には、ここでは図示しないが、電極パターンをもつマスクを直接基板面に施して、電極金属を蒸着によって付着させて電極を形成する。
しかしながら、同図に示す方法では、マスク２３と電極形成面（振動部２１ａ面）との間に空隙（図２（ｂ）の場合は８μｍ）があるため、蒸散した電極金属蒸気がマスクされるべき領域にまで廻り込み、所定のパターンをもつ電極を形成できない（図３（ウ）は、この状態を示す）と言う欠点がある。
【０００７】
図４は、上記問題を解決する方法としてとられる、フォトリソグラフィ技法を用いて逆メサ型構造の水晶基板に電極を形成する従来の作業手順を示す基本的な工程図である。なお、前述と同様に、逆メサ構造の基板の凹部底面振動部に励振電極を形成する作業手順について説明する。
【０００８】
先ず、同図（ア）に示される逆メサ構造の水晶基板３１の、凹部面側全面に図示しない蒸着源より所定の厚みの電極金属膜３２を蒸着によって付着させる（同図（イ））。次に前記電極金属膜３２の上に、フォトレジスト膜３３を全面塗布し（同図（ウ））、その上から電極パターンを形成するマスク３４を施して、このマスク３４を介して光源３５より前記フォトレジスト膜３２に露光する（同図（エ））。
さらに、現像処理によって不要のフォトレジストを除去した（同図（オ））のち、エッチング処理によって不要な金属膜を除去し（同図（カ））、最後にフォトレジスト膜３３ａを剥離することによって、所定のパターンの励振電極３２ａ、３２ｂが形成される（同図（キ））。
上記図（エ）のフォトレジスト膜３３に対する露光の工程において、マスク３４と電極形成面との間に空隙があっても、光源光の直進性によって正確なパターンでレジスト膜３３面に露光することができるため、現像・エッチングによって正確なパターンの励振電極３２ａ、３２ｂを形成することが可能となる。
【特許文献１】特開平９−２８４０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４の作業手順は、１個のＭＣＦについて電極形成の手順を示したものであるが、実際の製造工程においては、水晶ウエハ上に逆メサ構造で形成された複数個の水晶電極基板のそれぞれに対して、同時に図４の作業処理が順次施され、そののち、切断・分割されて個々のＭＣＦを得るという製造方法がとられる。
そして、同図（ウ）のフォトレジスト膜３３塗布の実作業は、図５のスピンコートによるフォトレジスト膜塗布作業の説明図に示されるように作業される。
即ち、図５（ア）に示されるように、マトリクス状に逆メサ構造の複数の電極基板３１が形成された水晶ウエハ３０は、凹部面側全面に所定の厚みの電極金属膜３２が蒸着によって付着されて回転台３６に載置され、前記水晶ウエハ３０の回転中央部にフォトレジスト材３３'を垂下し、回転台３６を所定の速度で回転させることによって（図イ）、遠心力によって全面に所定の厚さのレジスト膜３３を塗布する（同図（ウ））スピンコートという方法がとられるのが一般的である。
【００１０】
しかしながら、この作業方法によると、レジスト材３３'は回転の中心より外側に向かって同心円状に広がって塗膜を形成するが、同図（エ）に示されるように、塗布面は逆メサ構造の電極基板３１の凹部が形成されているので、同心円状に広がるレジスト材３３'は各電極基板３１の回転外縁端面にレジスト溜まり３３ｂを形成する。
このようなレジスト溜まり３３ｂが形成されたレジスト膜３３に露光、現像処理を行うと、図６の説明図に示すように、レジスト溜り３３ｂの位置に、現像によって溶解しきらなかったレジスト材の残渣３７が残ってしまい（図６（ア）、（イ））、エッチング処理によって励振電極３２ａ、３２ｂを形成したときに基板振動部３１ａに不要な金属膜３８が残ってしまう（同図（ウ）（エ））。
【００１１】
上述の不要な金属膜３８が基板振動部３１ａに残ることによってＭＣＦの振動エネルギーが抑制され、基板振動部３１ａ上での振動エネルギーは、例えば同図（オ）の実線に示す分布を示す。
このため、ＭＣＦの電気的特性、特にＣＩ値が上昇してＱが低下してしまい、所定のフィルタ特性が得られないという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、逆メサ構造の凹部を有する電極基板にスピンコートによってフォトレジストを塗布する際に、各凹部の回転外縁端面にフォトレジスト溜まりが発生することを防止する電極形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１の発明においては、請求項１の発明においては、圧電材ウエハ上に逆メサ構造で形成された複数個の圧電基板のそれぞれの凹部面全面に蒸着によって形成された電極金属膜に、スピンコートによってフォトレジスト材を塗布し、マスキング、露光及び現像処理によって前記電極金属膜上に電極パターンをもつフォトレジスト膜を形成し、エッチング処理によって前記圧電基板の凹部底面振動部にパターン電極を形成する圧電デバイスの電極形成方法において、
前記圧電基板に電極金属膜を蒸着する際に、フォトレジストのスピンコート時に回転する圧電材ウエハのそれぞれの圧電基板凹部における回転外縁端面に金属膜が蒸着しないようにマスキングを施して、前記電極金属膜を蒸着することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２においては、請求項１に記載の圧電デバイスの電極形成方法であって、前記圧電材が水晶であることを特徴とする。
さらに、請求項３においては、請求項１または請求項２に記載の圧電デバイスの電極形成方法であって、前記圧電デバイスがモノリシック・クリスタル・フィルタ（ＭＣＦ）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の圧電デバイスの電極形成方法は、圧電材ウエハ上に逆メサ構造で複数個形成された圧電基板のそれぞれの凹部面側に蒸着によって電極金属膜を蒸着する際に、ウエハ上のそれぞれの基板凹部の回転外縁端面にマスキングを施して電極金属膜を蒸着するようにしたので、前記電極金属膜の蒸着後に、スピンコートによってフォトレジスト膜を塗布した際にそれぞれの凹部の回転外縁端面にレジスト溜まりが生じても、露光、現像、エッチングの結果、電極基板の振動部上に不要な金属膜の発生を防止することができる。
したがって、本発明の電極形成方法は、所望の特性を持ったＭＣＦを高い歩留まりで製造することができ、そのため、低コストのＭＣＦを安定的に提供する上で大いに貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わるフォトリソグラフィ技法を用いて逆メサ構造の水晶基板にＭＣＦの励振電極を形成する作業手順を示す基本的な工程図である。
前述と同様に、本方法による実際の製造工程においても、水晶ウエハ上に複数形成された電極基板のそれぞれに対して、同時に以下に述べる作業処理が施され、そののち、切断・分割されて個々のＭＣＦが得るという製造方法がとられるが、説明を簡単にするために、１個分のＭＣＦ電極基板に施される作業手順を示して説明する。
同図に示すように、先ず、逆メサ構造の水晶基板１の凹部側全面に、所定の厚みの電極金属膜２を蒸着によって付着させるが、このとき、後工程においてフォトレジストをスピンコートによって塗布した際にレジスト溜りが形成される部分（回転時の凹部外縁端面）３を覆うようにマスク４を施して蒸着源５より電極金属を蒸散させて電極金属膜２を蒸着させる（同図（ア））。
【００１６】
その後に、スピンコートによって所定の厚みのフォトレジスト膜６を全面に塗布する（同図（イ））。次に、電極パターンを形成するためのマスク７を施し、このマスク７を介して光源８より前記フォトレジスト膜６に露光する（同図（ウ））。
次に、現像処理によって所定のパターンのフォトレジスト膜６ａを形成した（同図（エ））のち、エッチングによって不要な金属膜を除去して所定のパターンに金属膜を形成し（同図（オ））、最後にフォトレジスト膜６ａを剥離することによって、所定のパターンの励振電極２ａ、（２ｂ）を形成する（同図（カ））。
【００１７】
同図（エ）の現像処理の結果、スピンコートによってレジスト溜り部３にレジスト材の残渣６ｂが生じたとしても、この部分には電極金属膜２が蒸着されていないので、従来のように不要な金属膜が基板振動部１ａに形成されることはない。
したがって、上述の電極形成方法で製造されたＭＣＦは、基板振動部１ａに分布する振動エネルギーの劣化がないので、優れた電気的特性をもつＭＣＦを提供できる。
【００１８】
なお、同図（キ）は、上記手順の（ウ）の工程で施されるマスク７のパターンにリード電極９ａ、９ｂ及び接続電極１０ａ、１０ｂのパターンを形成することによって、水晶電極基板１の凹部面側の振動部１ａに励振電極２ａ、２ｂとリード電極９ａ、９ｂとが、また、環状囲繞部１ｂに接続電極１０ａ、１０ｂが形成されたＭＣＦの上面図である。
同図から判るように、同図（ア）の工程で施されるマスク４は、前記振動部１ａに形成される励振電極２ａ、２ｂから延出するリ−ド電極９ａ、９ｂが形成される側の逆側に施されるように、換言すれば、水晶ウエハの逆メサ構造の各基板電極１に形成される接続電極１０ａ、１０ｂとこれにつながるリ−ド電極９ａ、９ｂとは、フォトレジストのスピンコート時の回転の中心側に形成されるように電極パターンの設計がなされなくてはならないのは当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るフォトリソグラフィ技法を用いて逆メサ型構造の水晶基板にＭＣＦの励振電極を形成する方法の作業手順を示す基本的な工程図。
【図２】逆メサ構造の水晶基板に相対する２対の励振電極を形成したバランス型ＭＣＦの説明図で、（ａ）は模式的な電気的回路図、（ｂ）は基板の電極構造を示す縦断面図、（ｃ）は励振時の基板上における振動エネルギーの分布図。
【図３】ＭＣＦの励振電極を金属蒸着によって、逆メサ構造の水晶基板に形成する作業手順を示す基本的な工程図。
【図４】フォトリソグラフィ技法を用いて逆メサ型構造の水晶基板に電極を形成する従来の作業手順を示す基本的な工程図。
【図５】スピンコートによるフォトレジスト膜塗布作業の説明図。
【図６】フォトレジストのスピンコート時にレジスト溜りの位置に生じるレジスト材の残渣による影響の説明図。
【符号の説明】
【００２０】
１・・水晶基板、      １ａ・・振動部、      ２・・電極金属膜、
３・・レジスト溜りが形成される部分（回転時の凹部外縁端面）、  ４・・マスク、
５・・蒸着源、  ６、６ａ・・フォトレジスト膜、  ７・・マスク、８・・光源、
９ａ、９ｂ・・リード電極、    １０ａ、１０ｂ・・接続電極、
２０・・ＭＣＦ、２１・・水晶基板、２１ａ・・振動部、２１ｂ・・環状囲繞部、
２２ａ、２２ｂ・・励振電極、２３・・マスク、２４・・蒸着源、
３０・・水晶ウエハ、３１・・水晶基板、３１ａ・・、３２・・電極金属膜、
３２ａ、３２ｂ・・励振電極、    ３３、３３ａ・・フォトレジスト膜、
３３'・・フォトレジスト材、３３ｂ・・レジスト溜り、３４・・マスク、３５・・光源、
３６・・回転台、    ３７・・レジスト材の残渣、    ３８・・不要な金属膜
【図１】
2005223396.tif 000003
【図２】
2005223396.tif 000004
【図３】
2005223396.tif 000005
【図４】
2005223396.tif 000006
【図５】
2005223396.tif 000007
【図６】
2005223396.tif 000008