(57)【要約】【課題】基板に対して垂直な側面を有する電極を形成して、弾性表面波の反射を大きくする。【解決手段】ＬＢＯウエハ３６の表面に電極用金属膜３８を形成する成膜工程と、金属膜３８の上にフォトレジスト膜４０を形成するレジスト膜形成工程図と、レジスト膜４０を露光、現像して所定の形状にパターニングするマスク形成工程と、パターニングしたレジスト膜４０をマスクにして金属膜３８の露出部に、予め定めたガスのプラズマを照射して金属膜３８を除去し、ＬＢＯウエハ３６を露出させるとともに、露出させたＬＢＯウエハの表層部を除去するエッチング工程と、ＬＢＯウエハの露出部を水洗し、ＬＢＯウエハ３６に生じたプラズマによるダメージ層４６を除去する洗浄工程と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四ホウ酸リチウム基板と前記四ホウ酸リチウム基板に設けたすだれ状電極とを備えた弾性表面波素子片であって、
前記四ホウ酸リチウム基板は、前記すだれ状電極の形成時に生じたエッチングによるダメージ層が除去されていることを特徴とする弾性表面波素子片。
【請求項２】
四ホウ酸リチウム基板の表面に電極用金属膜を形成する成膜工程と、
前記金属膜の上にフォトレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記レジスト膜を露光、現像して所定の形状にパターニングするマスク形成工程と、
パターニングした前記レジスト膜をマスクにして前記金属膜の露出部に、予め定めたガスのプラズマを照射して前記金属膜を除去し、前記四ホウ酸リチウム基板を露出させるとともに、露出させた前記四ホウ酸リチウム基板の表層部を除去するエッチング工程と、
前記四ホウ酸リチウム基板に残存している前記レジスト膜を除去するレジスト除去工程と、
を有することを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の弾性表面波の製造方法において、
前記エッチング工程は、プラズマエッチング後に、前記四ホウ酸リチウム基板の露出部を水洗し、前記四ホウ酸リチウム基板に生じた前記プラズマによるダメージ部を除去する洗浄工程と、
洗浄した前記四ホウ酸リチウム基板を乾燥する乾燥工程と、
を有していることを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項４】
四ホウ酸リチウム基板の表面に電極用金属膜を形成する成膜工程と、
前記金属膜の上にフォトレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記レジスト膜を露光、現像して所定の形状にパターニングするマスク形成工程と、
パターニングした前記レジスト膜をマスクにして前記金属膜の露出部に、予め定めたガスのプラズマを照射して前記金属膜を除去し、前記四ホウ酸リチウム基板を露出させるとともに、露出させた前記四ホウ酸リチウム基板の表層部を除去するエッチング工程と、
前記四ホウ酸リチウム基板に残存している前記レジスト膜を除去するレジスト除去工程と、
前記四ホウ酸リチウム基板の露出部を水洗し、前記四ホウ酸リチウム基板に生じた前記プラズマによるダメージ部を除去する洗浄工程と、
洗浄した前記四ホウ酸リチウム基板を乾燥する乾燥工程と、
を有することを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の弾性表面波素子片の製造方法において、
前記電極用金属膜は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、
前記ガスは、塩素系である、
ことを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の弾性表面波素子片の製造方法において、
前記洗浄工程は、
前記四ホウ酸リチウム基板をアルカリ性水溶液で洗浄するアルカリ洗浄工程と、
予め定めたｐＨに調整した水で前記四ホウ酸リチウム基板を洗浄する水洗工程と、
を有することを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の弾性表面波素子片の製造方法において、
前記ｐＨを調整した水は、純水であることを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の弾性表面波素子片の製造方法において、
前記水洗工程は、前記アルカリ洗浄工程の終了直後に行なうことを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項９】
請求項３ないし８のいずれかに記載の弾性表面波素子片の製造方法において、
前記乾燥工程は、前記基板に付着した洗浄液を強制的に除去する液切り工程を有していることを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の弾性表面波素子片の製造方法において、
前記液切り工程は、前記洗浄工程の終了直後に行なうことを特徴とする弾性表面波素子片の製造方法。
【請求項１１】
請求項２ないし１０のいずれかに記載の製造方法により製造したことを特徴とする弾性表面波素子片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子片およびその製造方法に係り、特に圧電基板として四ホウ酸リチウム単結晶基板を用いた弾性表面波素子片およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機をはじめとする無線通信機器の分野においては、高周波化と小型化の進展が著しく、無線通信機器に小型で量産性に優れた弾性表面波フィルタが広く使用されている。弾性表面波フィルタは、圧電基板にすだれ状電極からなるＩＤＴ（Interdigital
Transducer）が設けてある弾性表面波素子片を主な構成要素としている。圧電材料は種
々あるが、弾性表面波素子片用の圧電基板として、従来、水晶やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３：ＬＴ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３：ＬＮ）が多く用いられてきた。水晶基板からなる弾性表面波素子片は、温度変化に対する周波数の変動量（周波数温度特性）が小さい。このため、共振器や狭帯域フィルタなどに利用されている。一方、ＬＴ基板やＬＮ基板は、周波数温度特性が悪いものの、電気機械結合係数が水晶よりはるかに大きく、広帯域なフィルタを実現することができる。
【０００３】
ところで、近年、周波数温度特性が比較的良好で、電気機械結合係数が水晶よりもはるかに大きい四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７：ＬＢＯ）単結晶が圧電材料として注目され、弾性表面波デバイスへの利用が進められている。特に、四ホウ酸リチウム単結晶（以下、単にＬＢＯということがある）は、水晶では実現が難しく、ＬＴやＬＮでは周波数温度特性が問題となる中帯域フィルタにおいて高い優位性を有している。
【０００４】
弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）には、ＩＤＴを挟んで格子状の反射器を設けた共振器型と、反射器を有しないトランスバーサル型とがある。トランスバーサル型ＳＡＷフィルタは、一般に挿入損失が大きい欠点がある。しかし、この挿入損失に関しては、一方向性電極の採用などにより低損失化が進んでいる。一方向性電極は、ＩＤＴを構成している電極指の端面（側面）における弾性表面波の反射を利用している。電極端面における弾性表面波の反射の強さは、電極の材質にも依存しているが、電極の形状などによっても変化する。ＬＢＯ基板においては、アルミニウム（アルミ）により電極（ＩＤＴ）を形成した場合、電極の厚みが厚いほど弾性表面波の反射が高まる性質がある。また、電極は、端面（側面）が基板に対して傾斜しているより、垂直に切り立っている方が弾性表面波の反射が強い。
【０００５】
ところが、ＬＢＯは、大気に晒されると大気中の水分を吸って溶ける潮解性がある。また、ＬＢＯは、アルカリ性有機溶媒には溶解しないが、純水に若干エッチングされ、特に酸とは大いに反応する性質を有している。このため、ＬＢＯ基板にアルミ膜を形成してこれをエッチングしてＩＤＴを形成する場合、水晶やＬＴ、ＬＮなどの多くの圧電材料に利用されている酸によるエッチング方法を用いることができない。すなわち、ＬＢＯ基板を用いて弾性表面波素子片を形成する場合、酸によりアルミ膜のエッチングを行なうと、ＬＢＯの露出部が酸によって溶解され、さらに電極の下のＬＢＯも影響を受ける。この結果、ＬＢＯ基板を用いて通常の酸によるエッチングを行なうと、弾性表面波素子片の電気的特性が劣化し、さらには電極の剥がれなどの問題につながることがあった。そこで、アルミ膜上にポジ型レジスト膜を形成し、有機系アルカリ現像液でレジスト膜とアルミ膜とを同時にパターニングする方法が開発された（特許文献１）。
【０００６】
一方、アルミ膜を塩素系ガスのプラズマを用いて異方性エッチングを行なうと、側面（端面）が基板に対して垂直な電極を形成することができる。プラズマによるエッチングを
行なう場合、アルミ膜の残渣を完全になくすため、基板の表層部までエッチングするいわゆるオーバーエッチングを行なうのが普通である。しかし、オーバーエッチングをすると、基板がプラズマによるダメージを受ける。そこで、アルミ膜の下に塩素系ガスでエッチングされず、基板にダメージを与えないガスでエッチングできる下地膜を設けるエッチング方法が開発された（特許文献２）。
【特許文献１】特公平５−２４６８４号公報
【特許文献２】特許第３２６６１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のエッチング方法は、エッチング液が酸性でないのでＬＢＯ基板がエッチング液によってダメージを受けることがない利点がある。しかし、有機系アルカリ性現像液でアルミ膜をエッチングした場合、等方的なエッチングであるためにアルミ電極の側面がエッチングされて電極の側面が基板に対して傾斜する。このため、特許文献１に記載のエッチング方法では、電極側面における弾性表面波の反射が弱くなり、挿入損失を低下させることが困難となる欠点がある。
【０００８】
特許文献２に記載のアルミ膜の下に下地膜を設けてエッチングする方法は、オーバーエッチングに伴うプラズマによるダメージを避けることができる。しかし、ＩＤＴ電極を形成する際に２種類のガスを用いてエッチングを行なわなければならない。このため、電極を形成するために、工程数が増加し、コストを削減することが困難となる。
【０００９】
本発明は、従来の欠点を解消するためになされたもので、基板に対して垂直な側面を有する電極を形成して、弾性表面波の反射を大きくすることを目的としている。
【００１０】
また、本発明は、エッチングによる基板のダメージを除去できるようにすることを目的としている。
そして、本発明は、圧電デバイスの挿入損失を小さくできるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者は、反応性ガスとして塩素系ガスを用いてプラズマエッチングを行なった場合、塩素系ガスのＣｌイオンがＬＢＯ基板の結晶内部に拡散して結晶性を乱す現象に起因して、ＬＢＯ基板のプラズマによるダメージが生ずるものと判断した。
【００１２】
ところで、「弾性波デバイス技術」、日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会・編、第１版第１刷（オーム社）の第１００ページには「ＬＢＯは純水（１〜２μｍ／ｄａｙ）に若干エッチングされる」と記載されている。１〜２μｍ／ｄａｙは、純水で１分あたり６〜１４オングストローム（０．６〜１．４ｎｍ）エッチングされることに相当する。例えば、中心周波数が３００ＭＨｚ近辺のフィルタの場合、ＩＤＴの電極指の幅は、設計手法により異なるが、１．４〜２．８μｍ（１４００〜２８００ｎｍ）である。例えば、ＬＢＯ基板を純水で洗浄することにより、アルミの電極指の下部のＬＢＯ基板が６〜１４オングストロームエッチングされたとしても、エッチング量は、中心周波数が３００ＭＨｚの場合、電極指幅全体の０．２％以下に留まる。このため、発明者は、ＬＢＯ基板を純水で短時間洗浄したとしても、電極の剥離や弾性表面波素子片の特性に与える影響は小さい、と判断した。また、発明者は、ＬＢＯ基板を純水で洗浄してエッチングすることにより、Ｃｌイオンによって結晶性が乱されたＬＢＯ基板の表層部、すなわちプラズマによるダメージ層も取り除けるのではないかと推測した。
【００１３】
本発明は、上記の考察に基づいてなされたもので、上記の目的を達成するために、本発
明に係る弾性表面波素子片は、四ホウ酸リチウム基板と前記四ホウ酸リチウム基板に設けたすだれ状電極とを備えた弾性表面波素子片であって、前記四ホウ酸リチウム基板は、前記すだれ状電極の形成時に生じたエッチングによるダメージ層が除去されていることを特徴としている。
【００１４】
このようになっている本発明は、プラズマエッチングによりすだれ状電極を形成したときに生じた、四ホウ酸リチウム基板のプラズマによるダメージ層が除去してある。したがって、すだれ状電極を形成するときに、エッチングにより生じた基板のダメージ層が弾性表面波の伝播に与える影響を避けることができ、弾性表面波素子片の特性の劣化を防止することができる。また、プラズマによる異方性エッチングを用いることができ、電極の側面（端面）を基板に対して垂直に形成することができる。したがって、電極端面における弾性表面波の反射を大きくすることができ、弾性表面波デバイスの挿入損失を小さくすることができる。
【００１５】
そして、本発明に係る弾性表面波素子片の製造方法は、四ホウ酸リチウム基板の表面に電極用金属膜を形成する成膜工程と、前記金属膜の上にフォトレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜を露光、現像して所定の形状にパターニングするマスク形成工程と、パターニングした前記レジスト膜をマスクにして前記金属膜の露出部に、予め定めたガスのプラズマを照射して前記金属膜を除去し、前記四ホウ酸リチウム基板を露出させるとともに、露出させた前記四ホウ酸リチウム基板の表層部を除去するエッチング工程と、前記四ホウ酸リチウム基板に残存している前記レジスト膜を除去するレジスト除去工程と、を有することを特徴としている。
【００１６】
このようになっている本発明は、プラズマを用いて異方性エッチングによりすだれ状電極を形成する電極の側面（端面）を基板に対して垂直にすることができる。このため、電極端面における弾性表面波の反射を大きくすることができ、弾性表面波デバイスの挿入損失を小さくすることができる。
【００１７】
エッチング工程は、プラズマエッチング後に、四ホウ酸リチウム基板の露出部を水洗し、四ホウ酸リチウム基板に生じた前記プラズマによるダメージ部を除去する洗浄工程と、洗浄した前記四ホウ酸リチウム基板を乾燥する乾燥工程と、を有していることを特徴としている。
【００１８】
四ホウ酸リチウム（ＬＢＯ）基板は、水に溶ける。したがって、ＬＢＯを水で洗浄することにより、四ホウ酸リチウム基板が水によってエッチングされる。このため、ＬＢＯ基板を水でエッチングすることにより、プラズマによるダメージ層を除去することができ、ダメージ層が弾性表面波の伝播に与える影響をなくし、弾性表面波素子片の特性の劣化を防ぐことができる。また、洗浄した基板を乾燥させるため、基板に残存する洗浄液の影響をなくすことができる。
【００１９】
また、本発明に係る弾性表面波素子片の製造方法は、四ホウ酸リチウム基板の表面に電極用金属膜を形成する成膜工程と、前記金属膜の上にフォトレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜を露光、現像して所定の形状にパターニングするマスク形成工程と、パターニングした前記レジスト膜をマスクにして前記金属膜の露出部に、予め定めたガスのプラズマを照射して前記金属膜を除去し、前記四ホウ酸リチウム基板を露出させるとともに、露出させた前記四ホウ酸リチウム基板の表層部を除去するエッチング工程と、前記四ホウ酸リチウム基板に残存している前記レジスト膜を除去するレジスト除去工程と、前記四ホウ酸リチウム基板の露出部を水洗し、前記四ホウ酸リチウム基板に生じた前記プラズマによるダメージ部を除去する洗浄工程と、洗浄した前記四ホウ酸リチウム基板を乾燥する乾燥工程と、を有することを特徴としている。四ホウ酸基板の洗浄工程
は、レジスト膜を除去したのちに行なってもよい。
【００２０】
電極用金属膜は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であってよい。そして、プラズマエッチングに用いるガスは、塩素系のガスであってよい。アルミまたはアルミ合金の膜は、塩素（Ｃｌ２）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）などの塩素系ガスのプラズマによりエッチングを容易にすることができる。
【００２１】
洗浄工程は、四ホウ酸リチウム基板をアルカリ性水溶液で洗浄するアルカリ洗浄工程と、予め定めたｐＨに調整した水で四ホウ酸リチウム基板を洗浄する水洗工程と、を有するようにできる。すだれ状電極をアルミまたはアルミ合金により形成する場合、ＬＢＯ基板をアルカリ系水溶液で洗浄することにより、エッチングガスの残渣を容易に除去することができる。
【００２２】
ｐＨを調整した水は、純水であってよい。純水は、一定のｐＨ、すなわちｐＨ＝７であり、特にｐＨの調整を必要としない。しかも、純水は、不純物を含んでいないので、基板を清浄に保つことができる。水洗工程は、アルカリ洗浄工程の終了直後に行なうとよい。発明者らの研究によると、四ホウ酸リチウム基板の水洗は、アルカリ性水溶液による洗浄後、できるだけ速く行なったほうがダメージ層の除去を容易、確実に行なうことができる。
【００２３】
乾燥工程は、基板に付着した洗浄液を強制的に除去する液切り工程を有することが望ましい。四ホウ酸リチウム基板の洗浄液、特に水分による影響を避けるために、基板に付着した洗浄液を除去することが望ましい。これにより、電極の下のＬＢＯ基板のエッチングが防げ、またＬＢＯ基板の水によるエッチングのばらつきなどを抑えることができる。液切り工程は、前記洗浄工程の終了直後に行なうとよい。液切り工程は、エッチング量のばらつきや特性の劣化を防ぐために洗浄工程の終了後、できるだけ早く行なうことが望ましい。液切り工程は、例えば基板をスピンドライヤによって高速回転させたり、基板に温風を吹き付けて行なうことができる。
【００２４】
本発明に係る弾性表面波素子片は、上記のいずれかに記載の製造方法により製造したことを特徴としている。これにより、上記の作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明に係る弾性表面波素子片およびその製造方法の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明に係る弾性表面波素子片の平面図であって、トランスバーサル型弾性表面波フィルタ用の弾性表面波素子片の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った一部断面図である。これらの図において、弾性表面波素子片１０は、平面視矩形状の圧電基板１２にすだれ状電極からなる一対のＩＤＴ１４、１６が設けてある。圧電基板１２は、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７：ＬＢＯ）からなっていて、例えばカット角、すなわち切り出し角と弾性表面波の伝播方向とがオイラー角表示で（４５°，９０°，９０°）となっている。
【００２６】
ＩＤＴ１４、１６は、圧電基板１２に励振された弾性表面波の伝播方向に沿って設けてある。各ＩＤＴ１４、１６は、それぞれが一対の櫛型電極１８（１８ａ、１８ｂ）、２０（２０ａ、２０ｂ）からなっている。ＩＤＴ１４を構成している櫛型電極１８ａ、１８ｂは、それぞれ複数の電極指２２（２２ａ、２２ｂ）とバスバー２４とからなっていて、電極指２２の一端がバスバー２４に接続してある。各電極指２２は、弾性表面波の伝播方向に直交して形成してある。そして、ＩＤＴ１４は、一対の櫛型電極１８ａ、１８ｂの電極指２２ａ、２２ｂが噛み合うように等間隔で配置してあり、すだれ状をなしている。ＩＤ
Ｔ１６は、ＩＤＴ１４との間に適度な間隔を有して配置してある。ＩＤＴ１６を構成している一対の櫛型電極２０は、電極指２６（２６ａ、２６ｂ）とバスバー２８とからなり、櫛型電極１８と同様に形成してある。そして、ＩＤＴ１６は、ＩＤＴ１４と同様に一対の櫛型電極２０の電極指２６が噛み合うように等間隔で配置されてすだれ状をなしている。
【００２７】
ＩＤＴ１４、１６は、いずれか一方、例えばＩＤＴ１４が入力電極となり、いずれか他方のＩＤＴ（この場合、ＩＤＴ１６）が出力電極となっている。入力電極となるＩＤＴ１４の一対の櫛型電極１８ａ、１８ｂは、いずれか一方（この実施形態では、櫛型電極１８ｂ）が接地され、いずれか他方の櫛型電極が入力回路に接続される。出力電極となるＩＤＴ１６は、一対の櫛型電極２０ａ、２０ｂのいずれか一方（実施形態の場合、櫛型電極２０ａ）が接地され、いずれか他方の櫛型電極が出力回路に接続される。ＩＤＴ１４の一対の櫛型電極１８は、入力した所定周波数の電気信号(電圧)により、圧電基板１２を励振して所定周波数の弾性表面波を生成する。ＩＤＴ１６は、ＩＤＴ１４によって励振された弾性表面波を受信し、電気信号（電圧）に変換して出力する。
【００２８】
実施形態に係る弾性表面波素子片１０は、ＩＤＴ１４、１６間の電磁結合を弱めるために、両者間にシールド電極３０が設けてある。このシールド電極３０は、図示しない回路基板の接地回路に接続される。さらに、弾性表面波素子片１０には、圧電基板１２の長手方向、すなわち弾性表面波の伝播方向の両端部に、シリコンゴムなどからなる吸音材３２を塗布して、不要な反射波を抑制している。なお、吸音材３２は、設けなくともよい。
【００２９】
ＩＤＴ１４、１６およびシールド電極３０は、実施形態の場合、アルミニウム（アルミ）の薄膜によって形成してある。そして、ＩＤＴ１４、１６およびシールド電極３０は、詳細を後述するように、塩素系ガスを用いたプラズマによる異方性エッチングにより形成してある。ＬＢＯからなる基板１２は、実施形態の場合、電極用アルミ膜がオーバーエッチングされ、図２に示したように、電極指（電極）間の基板１２の表層部が除去されて、浅い溝３４が形成されている。さらに、弾性表面波素子片１０は、電極を形成したのちに基板１２を水洗し、溝３４の底の部分に生じたプラズマによるダメージ層が除去してある。
【００３０】
このようになっている実施形態に係る弾性表面波素子片１０は、基板１２に生じたプラズマによるダメージ層が除去してあるため、ダメージ層による弾性表面波の伝播に与える影響がない。したがって、弾性表面波素子片は、プラズマのダメージ層による特性の劣化がない。しかも、電極指がプラズマによる異方性エッチングにより形成してあるため、電極指の側面（端面）が圧電基板１２の面に対して垂直に形成できる。このため、電極端面における弾性表面波の反射が大きくなり、挿入損失を低下させることができる。
【００３１】
図３は、本発明の第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法の工程図である。まず、ＬＢＯウエハ（基板）３６を用意して成膜工程を行ない、図３（１）に示したように、研磨してあるＬＢＯウエハ３６の表面に電極用金属膜３８を所定の厚さ成膜する。金属膜３８は、実施形態の場合、アルミから形成してあり、スパッタリングにより成膜した。なお、電極用金属膜３８は、アルミ合金でもよく、成膜は真空蒸着などの他の方法であってもよい。また、ＬＢＯウエハ３６は、図示していないが、バルク波の反射を小さくするために、裏面（下面）がサンドブラストなどにより、所定の粗さの粗面にしてある。
【００３２】
次に、図３（２）に示したように、金属膜３８の表面にフォトレジストを塗布し、これを固化してレジスト膜４０を形成するレジスト膜形成工程を行なう。フォトレジストは、ポジ型であってもネガ型であってもよい。その後、レジスト膜４０をパターニングするマスク形成工程を行なう。マスク形成工程においては、まず、レジスト膜４０の上方に所定のパターンを有するフォトマスク（図示せず）を配置し、フォトマスクを介してレジスト
膜４０に紫外線などの光を照射してレジスト膜４０を露光する。次に、露光したレジスト膜４０を所定の現像液に浸漬し、レジスト膜４０の不要分部を除去する現像を行なう。これにより、レジスト膜４０は、図３（３）に示したように、所定の形状にパターニングされてプラズマエッチング用のマスクとなる。
【００３３】
次に、パターニングされたレジスト膜４０をマスクにして電極用金属膜３８のエッチング工程を行なう。すなわち、パターニングしたレジスト膜４０を介してＬＢＯウエハ３６の全面に塩素ガス（Ｃｌ２）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）等の塩素系ガスのプラズマを照射し、異方性エッチングを行なう。これにより、金属膜３８は、レジスト膜４０から露出している金属膜３８がエッチングされて、所定形状の電極４２にされる。また、金属膜３８のエッチングされた部分に対応した部分のＬＢＯウエハ３６が露出する（図３（４））。このプラズマエッチング工程においては、露出している金属膜３８が完全に除去できるように、ＬＢＯウエハ３６の表層部まで除去する、いわゆるオーバーエッチングを行なう。このオーバーエッチングによるＬＢＯウエハ３６のエッチング量（エッチング深さ）は、露出している金属膜３８が完全に除去できればよく、１００オングストローム以下であってよい。このように、プラズマによる異方性エッチングを行なうことにより、金属膜３８からなる電極４２の側面（端面）をＬＢＯウエハ３６の表面に対して垂直にすることができる。したがって、電極４２の端面における弾性表面波の反射を大きくすることができ、弾性表面波フィルタなどの弾性表面波デバイスとした場合に挿入損失を小さくすることができる。しかも、異方性エッチングであるため、電極４２の下のＬＢＯウエハ３６は、ほとんどエッチングされず、電極４２がＬＢＯウエハ３６から剥離するようなことがない。
【００３４】
金属膜３８のエッチングが終了すると、図３（４）に示したように、ＬＢＯウエハ３６の露出部に塩素系ガスの残渣４４が付着することがある。また、金属膜３８をオーバーエッチングしたことにより、ＬＢＯウエハ３６のエッチングされた部分にプラズマによるダメージ層４６を生ずる。このため、塩素系ガスの残渣４４とダメージ層４６とを取り除くために、洗浄工程を行なう。洗浄工程は、実施形態の場合、塩素系ガスの残渣４４を除去する工程と、ダメージ層４６を除去する工程とからなっている。
【００３５】
塩素系ガスの残渣４４は、アルカリ性溶液に容易に溶解する。そこで、実施形態においては、まず電極４２を形成したＬＢＯウエハ３６をアルカリ性水溶液で洗浄するアルカリ洗浄工程を行なう。洗浄用のアルカリ性水溶液は、例えば純水にイオウ化合物を１重量％溶解したイオウ化合物水溶液を用いることができる。洗浄時間は、３０秒程度でよい。これにより、図３（５）に示したように、ＬＢＯウエハ３６に付着していた塩素系ガスの残渣４４が除去され、弾性表面波素子片１０の塩素系ガスの残渣４４による経時変化をなくせ、信頼性を高めることができる。アルカリ洗浄工程は、プラズマエッチング後、できるだけ早く行なうことが望ましい。
【００３６】
次に、アルカリ洗浄工程を終了したＬＢＯウエハ３６を純水で洗浄する水洗工程を行ない、ダメージ層４６を除去するようにした。すなわち、アルカリ洗浄工程を終えた直後にＬＢＯウエハ３６を純水により１分間洗浄してダメージ層４６を除去した（図３（６）参照）。この純水による洗浄は、アルカリ性水溶液による洗浄後、できるだけ早く行なうことが望ましい。発明者の研究によると、プラズマエッチングから水洗工程を始めるまでの時間が長いほど水洗の効果が小さかった。なお、この純水による水洗工程は、アルカリ性水溶液を洗い流すアルカリ性水溶液の洗浄も兼ねている。また、ＬＢＯウエハ３６の裏面（下面）は、所定の粗さの粗面に調整してあるので、裏面に純水が回らないようにすることが望ましい。
【００３７】
ＬＢＯウエハ３６は、水洗工程を終了した直後に、乾燥工程の一部である液切り工程を行なう。液切り工程は、たとえばＬＢＯウエハ３６をスピンドライヤによって高速回転さ
せ、ＬＢＯウエハ３６に付着している純水を強制的に除去する。ＬＢＯウエハ３６に温風を吹き付けてもよい。これにより、ＬＢＯウエハ３６に付着した純水が短時間で除去でき、電極４２の下部のＬＢＯウエハ３６がエッチングされるのを防ぐことができる。また、純水によるエッチングのばらつきを抑えることができる。その後、ＬＢＯウエハ３６を１２０℃前後に加熱し、ＬＢＯウエハ３６を完全に乾燥させる。
【００３８】
乾燥工程を終了したならば、次にレジスト除去工程を行ない、図３（７）に示したように、ＬＢＯウエハ３６に残存している、すなわち電極４２の上に残存しているレジスト膜４０を除去する。レジスト除去工程は、実施形態の場合、電極４２とＬＢＯウエハ３６に影響を与えない、例えば酸素プラズマを用いたアッシングによりレジスト膜４０を除去する。アッシング時間は、実施形態の場合、６０秒以下にしてある。レジスト膜４０をアッシングした場合、図３（７）に示したように、ガスのレジスト残渣４８がＬＢＯウエハ３６に付着する。そこで、レジスト除去工程を終了したＬＢＯウエハ３６を洗浄して図３（８）のようにガスの残渣４８を除去し、乾燥させる。このＬＢＯウエハ３６の洗浄は、実施形態の場合、水道水中でＬＢＯウエハ３６を動揺させて３０秒洗浄し、その直後に純水で２〜３秒すすぎ洗いをした。その後、ＬＢＯウエハ３６を前記と同様にして乾燥させたのち、各弾性表面波素子片１０に切断する。これにより、弾性表面波素子片１０が得られる。
【００３９】
第１実施形態に係る製造方法の効果を確認するために、アルカリ性水溶液で洗浄したのち、純水による水洗工程を行なった本発明の製造方法と、水洗工程を行なわない従来の製造方法とにより弾性表面波素子片を製造して両者を比較した。製造した弾性表面波素子片は、中心周波数が３００ＭＨｚのトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ用である。
【００４０】
水洗工程なしの従来製造方法で得た２４個の弾性表面波素子片について挿入損失を求めたところ、平均値が１０．３ｄＢ強であった。これに対して、アルカリ洗浄工程後に１分間の純水による水洗工程を行なった実施形態の製造方法で得た同数の弾性表面波素子片について挿入損失を求めたところ、平均値が１０．１ｄＢであって、挿入損失が０．２ｄＢ改善した。しかも、１分間純水による水洗した場合、挿入損失のばらつきも改善された。また、水洗工程でＬＢＯウエハを純水で５分間洗浄して得た２４個の弾性表面波素子片について挿入損失を求めたところ、平均値が１０．５ｄＢであった。このことから、ＬＢＯウエハに対する長時間の水洗は、弾性表面波素子片の特性の劣化が大きくなることがわかった。
【００４１】
なお、特開平７−１５４１７９号公報には、電極パターンを形成したＬＢＯ基板を純水中に浸漬してエッチングすることにより、周波数調整をする技術が示されている。すなわち、特開平７−１５４１７９号公報に記載の技術は、ウエハごとに弾性表面波素子片の周波数の代表値または平均値を測定し、各ウエハの周波数を所望の周波数に合わせるために、ウエハごとにエッチング時間を算出し、各ウエハを算出した時間だけエッチングしてすべてのウエハの周波数をほぼ一致させるものである。
【００４２】
これに対して、本発明は、ウエハの表面を純水でエッチングする点は同じであるが、表層部のプラズマダメージを取り除くことが目的である。すなわち、本発明は、各ウエハの表層部を一定の厚みだけ取り除くことを目的としている。したがって、本発明の場合、すべてのウエハについての純水によるエッチング時間は同一である。
【００４３】
なお、ＬＢＯ基板の用いた弾性表面波素子片であっても、周波数が数１０ＭＨｚのものから、５００ＭＨｚ前後の高周波のものまである。弾性表面波素子片は、周波数によってＩＤＴを構成している電極指の幅寸法が異なる。すなわち、数１０ＭＨｚの低周波の場合、電極指の幅は１０μｍを超える。一方、周波数が５００ＭＨｚ前後になると、電極指の
幅は１μｍ前後まで狭くなる。したがって、電極の剥離などの信頼性で悪影響を及ぼさず、挿入損失を良化させる純水による洗浄時間は、弾性表面波素子片の周波数、電極指の幅（電極幅）によって異ならせる必要がある。上記の３００ＭＨｚのフィルタの場合、純水による洗浄時間は１分間が良好であった。しかし、周波数が数１０ＭＨｚないし５００ＭＨｚ前後である場合、純水による洗浄時間を１０秒間から２分間の間の最適な洗浄時間に設定する必要がある。この洗浄時間は、実験やシミュレーションにより求めることができる。ここで、洗浄時間の下限を１０秒間としたのは、最低その程度の時間を与えないと、ＬＢＯのエッチング反応が開始しないことによる。
【００４４】
図４は、本発明の第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法の工程図である。第２実施形態の製造方法が、第１実施形態の製造方法と異なる点は、洗浄工程を第１実施形態ではレジスト除去工程の前に行なっていたのを、レジスト除去工程の後に行なうようにしたことである。
【００４５】
第２実施形態の弾性表面波素子片の製造方法は、まず、図４（１）に示したように、ＬＢＯウエハ３６の表面に、アルミまたはアルミ合金からなる電極用金属膜３８を成膜する成膜工程を行なう。次に、レジスト膜形成工程を行ない、金属膜３８の表面にレジスト膜４０を形成する（図４（２））。その後、図４（３）に示したように、レジスト膜４０をパターニングするマスク形成工程を行なう。次に、パターニングしたレジスト膜４０をマスクにして電極用金属膜３８を塩素系ガスのプラズマでエッチングするエッチング工程を行なう。このエッチング工程においては、図４（４）に示してあるように、前記第１実施形態と同様に、ＬＢＯウエハ３６の表層部がエッチングされるようにオーバーエッチングを行なう。オーバーエッチングによるＬＢＯウエハ３６のエッチング量（エッチング深さ）は１００オングストローム以下であってよい。
【００４６】
第２実施形態の製造方法においては、エッチング工程が終了したならば、レジスト除去工程を行ない、電極４２の上に残存しているレジスト膜４０をアッシングして取り除く（図４（５））。一般に、塩素系ガスのプラズマで金属膜をエッチングして基板を露出させた場合、基板表面に塩素系ガスのＣｌイオンによる残渣が生じ、レジスト剥離後も図４（５）に示したようにガスによる不純物５０が付着する。そこで、レジスト膜４０を除去したＬＢＯウエハ３６をアルカリ性水溶液で洗浄するアルカリ洗浄工程を行ない、図４（６）に示したように、ＬＢＯウエハ３６に付着していた不純物５０を除去する。洗浄用のアルカリ性水溶液は、前記のイオウ化合物水溶液を用いることができる。このように、レジスト膜４０の除去後にアルカリ洗浄工程を行なえば、エッチングで不要物がＬＢＯウエハ３６に付着するたびごとに、薬品によるＬＢＯウエハ３６の洗浄を行なう必要がない。したがって、工数の低減が図れ、薬品の使用量が減少してコストの削減が図れる。
【００４７】
アルカリ洗浄工程を終了したならば、ＬＢＯウエハ３６を直ちに純水で洗浄する水洗工程を行ない、ＬＢＯウエハ３６の表層部を純水によりエッチングする。これにより、図４（７）に示したように、電極用金属膜３８をオーバーエッチングしたことによりＬＢＯウエハ３６に生じたプラズマによるダメージ層４６を除去することができる。この純水による洗浄は、アルカリ性水溶液の洗浄を兼ねている。なお、アルカリ洗浄工程はレジスト膜除去工程ののち、できるだけ早く行なうことが望ましく、水洗工程はアルカリ洗浄工程後、できるだけ早く行なうことが望ましい。
【００４８】
その後、ＬＢＯウエハ３６は、水洗工程を終了した直後にスピンドライヤにセットし、高速回転させて付着している純水を強制的に除去する。次に、ＬＢＯウエハ３６を約１２０℃に加熱して乾燥させ、切断して個々の弾性表面波素子片にする。
【００４９】
中心周波数が３００ＭＨｚのトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ用の弾性表面波素子片
を第２実施形態の製造方法で作成し、水洗工程を有しない従来の製造方法で作成した弾性表面波素子片と比較した。作成した弾性表面波素子片の数は、それぞれ２４個である。また、第２実施形態の製造方法においては、エッチング工程の終了からレジスト膜剥離工程の開始までの時間、レジスト剥離工程終了からアルカリ洗浄工程開始までの時間、およびアルカリ洗浄工程終了から水洗工程開始までの時間をそれぞれ３０秒としている。
【００５０】
水洗なしの従来方法で製造した弾性表面波素子片の挿入損失を求めたところ、平均値が１０．３ｄＢ強であった。これに対して、第２実施形態の製造方法の水洗工程で１分間純水による水洗をした弾性表面波素子片の挿入損失の平均値は１０．１ｄＢであった。すなわち、１分間の水洗を行なうことにより、従来の製造方法で製造したものに比較して挿入損失が０．２ｄＢ改善した。また、１分間の純水による洗浄を行なったものは、挿入損失のばらつきも小さくなった。なお、第２実施形態の製造方法において、水洗工程における純水による洗浄時間を５分間にして中心周波数が３００ＭＨｚの弾性表面波素子片を製造した。この２４個の挿入損失の平均値は、１０．６ｄＢであった。したがって、第２実施形態の製造方法においても、長時間の純水による洗浄は、弾性表面波の特性を劣化させることがわかった。
【００５１】
このように、実施形態の製造方法は、（１）他の弾性表面波素子片の製造と共通のドライエッチング工程を用いることができて、コストの低減が図れる。（２）金属膜３８のオーバーエッチング手法を用いることにより、金属残渣をなくすことができ、弾性表面波素子片の特性の劣化を防ぐことができる。（３）純水でＬＢＯウエハを短時間洗浄することによって、ＬＢＯウエハの表層部を除去することができ、弾性表面波素子片の挿入損失が低下するとともに、個体差を小さくすることができる。（４）プラズマによるエッチング完了から水洗までの時間を短時間に設定し、ＣｌイオンのＬＢＯウエハ内への進入を最小限とすることにより、弾性表面波素子片の挿入損失の劣化を抑えることができる。（５）水洗後にウエハを高速回転させて短時間に乾燥させることにより、電極の下のＬＢＯウエハが不要にエッチングされることによる電極が剥離するなどの信頼性の低下を防止することができる。などの効果が得られる。
【００５２】
なお、前記実施形態は、本発明の一態様であって、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、ｐＨが７．０の純水を用いて水洗工程における洗浄を行なう場合について説明したが、水洗工程で使用する水は、純水に限らず、中性の水、例えば水道水、地下水（井戸水）等であってもよい。また、前記実施形態においては、ｐＨが７．０の中性の水を使用する場合について説明したが、中性の水でなくともよい。この場合、水のｐＨによってＬＢＯのエッチング速度が異なるので、水のｐＨを所定の値に調整しておくとよい。そして、前記実施形態においては、弾性表面波素子片がトランスバーサル型ＳＡＷフィルタ用である場合について説明したが、共振器型フィルタ用であっても共振器用であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態に係る弾性表面波素子片の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った一部断面図である。
【図３】第１実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法の工程図である。
【図４】第２実施形態に係る弾性表面波素子片の製造方法の工程図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０………弾性表面波素子片、１２………四ホウ酸リチウム（圧電基板）、１４、１６………すだれ状電極（ＩＤＴ）、１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ………櫛型電極、２２ａ、２２ｂ、２６ａ、２６ｂ………電極指、３６………ＬＢＯウエハ、３８………電極用金属膜、４０………レジスト膜、４６………ダメージ層。
【図１】
2007336417.tif 000003
【図２】
2007336417.tif 000004
【図３】
2007336417.tif 000005
【図４】
2007336417.tif 000006