(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一主面全体に前記基板の中央部が薄く周辺部が厚い膜厚分布を有する金属製の薄膜を設ける工程と、前記薄膜上にレジストを塗布する工程と、前記レジスト上にパターンを露光する工程と、前記レジストを現像する工程と、前記薄膜をドライエッチングによりエッチングする工程と、前記レジストを剥離する工程と、前記基板をダイシングする工程を含む弾性表面波素子の製造方法。
【請求項２】
薄膜の膜厚分布は、ドライエッチングにより発生する基板の外周部の掘れ量と基板の中央部での基板の掘れ量の差を打ち消すように設定されたものである請求項１に記載の弾性表面波素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜を形成する弾性表面波素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来プラズマを用いて薄膜を形成する方法としては、マグネトロンスパッタリング法によりプラズマの発生領域を移動させプラズマ直下のターゲット面積を制御する方法が用いられている。この方法では薄膜組成が傾斜すると共に膜厚分布ができ、均一な薄膜を得るのには不向きとされている。
【０００３】
一方、この問題を解決する手段として特開平３−１８３７６３号公報に記載された方法が知られている。すなわち、ターゲット上でプラズマの滞留時間と発生領域を制御し、プラズマ発生領域の状態変化に応じて基板とターゲットとの距離を制御することにより膜厚の均一な薄膜を得る方法が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにターゲット上でプラズマの滞留時間と発生領域を制御し、プラズマ発生領域の状態変化に応じて基板とターゲットとの距離を制御する方法では、プラズマ発生領域の制御と、プラズマ発生領域の状態変化の制御を同期して行わなければならず、装置が複雑で制御し難くなるとともに、仮に薄膜形成工程で膜厚を均一に形成できたとしても後工程、例えばレジスト塗布、露光、現像、エッチングなどの工程を通るうちに基板厚みの変化を含めた有効膜厚分布が不均一になってしまうという課題を有していた。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、予め後工程での有効膜厚分布に与える影響を考慮して薄膜を形成し、最終的に均一な膜厚分布の弾性表面波素子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板の一主面全体に前記基板の中央部が薄く周辺部が厚い膜厚分布を有する金属製の薄膜を形成した弾性表面波素子の製造方法であり、これにより、後工程での有効膜厚分布に与える影響をうち消すという作用効果が得られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下に本発明の実施の形態１を用いて、本発明について説明する。
【０００９】
図１に基板状態の電子部品素子の断面図を示す。まず、ニオブ酸リチウムからなる基板１を超音波洗浄器（図示せず）などに入れ洗浄することにより基板上のゴミ、汚れなどを除去し、空気などを吹き付けることにより洗浄液を除去、乾燥する。
【００１０】
次に、基板１をスパッタリング装置（図示せず）に挿入し、減圧排気する。その後、スパッタリング用のＡｒ等のガスを前記スパッタリング装置に導入し、０．６Ｐａになるようにガス圧力を調整する。ターゲットに所定の放電電流となる高周波電流を印加し、高密度のプラズマを発生させる。
【００１１】
ターゲットの下に配設された電磁石の磁界を調整しながらプラズマをターゲット付近に閉じ込めると共に、ターゲットと基板１の間の距離を制御し、基板１の一主面全体にＡｌなどの金属からなる薄膜２を、中央部が薄く、周辺部が厚い分布になるように形成する。なお、プラズマ発生領域の検出にはホール素子などからなるセンサを用いた。
【００１２】
薄膜２の形成条件は基板形状、ターゲット形状、プラズマ発生状態などにより異なるため適宜最適化しなければならないが、基板１に形成される薄膜２の膜厚は、基板１がプラズマ発生領域に近い程、基板１とターゲットとの距離が近い程厚くなる傾向があり、また薄膜２を形成するために用いるターゲットの大きさ（Ｌ１）とウエハなどの基板１の大きさ（Ｌ２）の比率（Ｌ１／Ｌ２）が小さくなる程形成される薄膜の厚みバラツキは大きくなる傾向があり、Ｌ１／Ｌ２が４以下になると薄膜形成時の厚みバラツキが最終完成品の特性にまで影響し、特にＬ１／Ｌ２が３以下になると薄膜形成時の厚みバラツキが最終完成品の特性にまで大きく影響することが判った。
【００１３】
このようなことから、本実施の形態１では例えば真空度が０．６Ｐａで、プラズマの放電電流が０．５Ａで、プラズマの発生位置がターゲットの外周付近で基板１とターゲットの距離がターゲット直径の約１／３で、ターゲットの大きさは直径１２インチ、基板１の直径は４インチの場合に、中央部が薄く、周辺部が厚い分布の薄膜２を得ることができた。
【００１４】
なお、薄膜２の材料としてはＡｌを用いたが、それ以外にＡｌ合金、Ａｕ、Ａｕ合金、チタン、Ａｌ−Ｓｃ−Ｃｕなどを用いてもよいし、また薄膜形成工法として同様の工法を用いられるものであればどのようなものでも用いることができる。
【００１５】
これらの薄膜形成条件は目的とする薄膜の膜厚分布に応じて変更してもかまわない。
【００１６】
また、基板１としてはニオブ酸リチウム以外にタンタル酸リチウム、水晶、などの単結晶、およびチタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛などのセラミックス、アルミナなどの絶縁性基板上にＺｎＯなどの薄膜を形成したものなどを用いても良い。
【００１７】
さらに、薄膜２の上にレジスト３を基板１の一主面全体に塗布し、所望のパターンが形成されたフォトマスクを合わせ、ステッパー（図示せず）などを用いて露光する。
【００１８】
次に、現像工程では、現像装置（図示せず）を用いて露光された部分のレジストを現像して不要部分を除去する。まず、基板１を停止させ、現像液を所定量提供する。この時、現像液の供給量は基板１上で現像液がこぼれ落ちない量とし、基板１上で表面張力により盛り上がった状態（パドル状態と呼ぶ）にする。その後基板１を停止した状態で６０秒間保持し、その後洗浄液を供給して現像されたレジストを除去する。
【００１９】
パドル状態で現像することにより、常時現像液を供給する場合や基板１を現像液中に浸漬する場合に比べ現像液の使用量を少なくし、量産性を高めることができると共に、常時現像液を供給する場合に比べレジスト表面のダメージを小さくし、パターンの精度を向上させるとともに欠陥を発生しにくくできる。
【００２０】
なお、現像時間は使用するレジストの特性、目的とするパターン精度に応じて変更してもかまわない。
【００２１】
さらに、ドライエッチング装置（図示せず）を用いてレジストの除去された部分をエッチングし、前記Ａｌなどの金属からなる薄膜２に所望のパターンを転写する。
【００２２】
次に残ったレジストを除去し、所定の形状にダイシングすることにより薄膜２の厚みバラツキが小さい弾性表面波素子４を得る。薄膜の厚みバラツキは全ての製造工程で小さくなる条件を用いることが望ましいが、現実にはそれを実現するのは極めて困難である。例えばエッチング工程でドライエッチングすると、基板１の周辺部ではエッチングされにくく、基板１の中央部ではエッチングされやすい傾向があり、薄膜２とともに基板１も同様にエッチングされる傾向がある。
【００２３】
このため基板１の周辺部では薄膜２のエッチングとともに起こる基板１のエッチングが少なく、基板１の中央部では薄膜２のエッチングとともに起こる基板１のエッチング（以下基板の掘れという）が多くなる。
【００２４】
従って図４に示すように、基板１に均一な膜厚の薄膜２を形成した場合、ドライエッチングすると基板１の外周部では基板１の掘れ量（Ｄ１）が少ないため、基板１から薄膜２の表面までの距離が小さいのに対し、基板１の中央部では基板１の掘れ量（Ｄ２）が多いため、基板１から薄膜２の表面までの距離が大きくなってしまい、仮に薄膜２を均一な膜厚に形成したとしても最終的に得られる電子部品素子の基板１から薄膜２の表面までの距離は基板１の中央部の方が相対的に大きくなり、パターンのバラツキが大きくなってしまう。
【００２５】
すなわち、薄膜２の厚みと基板１の掘れ量を加えた有効膜厚が基板１の場所により変化することになる。
【００２６】
電子部品素子の電気特性は基板１から薄膜２の表面までの距離の影響を受け、電子部品素子が弾性表面波素子の場合、基板１の外周部では共振周波数が高く、基板１の中央部では共振周波数が低くなり、特性がばらついてしまう。
【００２７】
そこで、図２に示すように、薄膜形成工程で予め基板１の外周部の薄膜２を厚く（Ｈ１）、基板１の中央部の薄膜２を薄く（Ｈ２）形成することにより、ドライエッチングにより発生する基板１の外周部での基板１の掘れ量と基板１の中央部での基板１の掘れ量の差をうち消すようにすることにより、最終的に得られる電子部品素子の完成品の薄膜２の有効厚みバラツキを小さくすることができ、これにより電子部品素子の電気特性例えば共振周波数などのバラツキを小さくすることができる。
【００２８】
また、薄膜２の膜厚Ｈ１、Ｈ２の差は基板１の掘れ量Ｄ１、Ｄ２の差にできるだけ近くなるようにすることが望ましい。
【００２９】
なお、図１、図２、図４において基板１、薄膜２、レジスト３の厚みの関係は薄膜２の特徴を説明するために誇張して表現したものであり、これらの相対的な厚みの関係を示すものではない。
【００３０】
次にこうして得られた前記弾性表面波素子４を用いて電子部品を組み立てる。
【００３１】
図３に前記弾性表面波素子４を用いた電子部品の断面図を示す。
【００３２】
前記弾性表面波素子４を、予め端子電極５、配線６およびランド７を設けたベース部材８の中央部に樹脂などからなる接着剤１２を塗布し、弾性表面波素子４を配設し、１２０℃に加熱することにより接着硬化する。
【００３３】
次に、ワイヤボンディング装置（図示せず）を用いて、ベース部材８に設けたランド７と弾性表面波素子４上の電極をＡｌなどからなる金属ワイヤ９で超音波などにより接続する。
【００３４】
その後、封止装置（図示せず）を用いて前記弾性表面波素子４を実装した前記ベース部材８と、予めタングステンなどの接着部材１１を担持させた蓋体１０を、前記接着部材１１側が前記ベース部材８と対向するように配置して加熱、封止し、弾性表面波部品を得る。
【００３５】
なお、電子部品の作製にあたっては上述した方法以外に必要に応じて別の方法、構成例えばフリップチップ実装などを用いても良い。
【００３６】
以上のように本発明の実施の形態１においては、薄膜形成工程で予め基板１の外周部の薄膜２を厚く（Ｈ１）、基板１の中央部の薄膜を薄く（Ｈ２）形成することにより、ドライエッチングにより発生する基板１の外周部での基板１の掘れ量と基板１の中央部での基板１の掘れ量の差をうち消すようにすることにより、最終的に得られる電子部品素子の完成品の薄膜の厚みバラツキを小さくすることができ、これにより電子部品素子およびこれを用いた電子部品の電気特性例えば共振周波数などのバラツキを小さくすることができる。
【００３７】
（実施の形態２）
以下に本発明の実施の形態２を用いて、本発明について説明する。
【００３８】
本発明の実施の形態２と実施の形態１の相違する点は、現像工程で基板１を間欠回転させるようにしたことである。
【００３９】
すなわち、実施の形態１においては基板１に現像液を供給した後停止させた状態で現像する構成になっていたが、本実施の形態３においては、基板１に現像液を供給した後基板１を間欠回転させる構成になっている。
【００４０】
まず、基板１を停止させ、現像液を所定量供給する。この時、現像液の供給量は基板１上で現像液がこぼれ落ちない量とし、基板１上で表面張力により盛り上がった状態（パドル状態）にする。
【００４１】
その後回転制御装置を用いて、６０ｒｐｍで５秒間回転させ、その後１０秒間停止させた後、６０ｒｐｍで５秒間同じ方向に回転させ、その後１０秒間停止させる。この操作を繰り返し、合計５回間欠回転させる。
【００４２】
その後洗浄液を供給して現像されたレジストを除去する。
【００４３】
この現像工程で基板１を間欠回転させるようにした以外は実施の形態１と同様にして電子部品素子を作製する。
【００４４】
現像工程において、現像液の基板１上への供給は基板１を停止して行ったが、基板１の回転速度が速いと基板１上で現像液が波打ち現像速度がばらつく原因になりやすいため、現像液を供給する際は回転速度を遅くするか停止させるのが望ましい。
【００４５】
現像液をパドル状態のままで基板１を停止させておくと現像液の流動が起こりにくく、基板１の外周部分では現像液が比較的多く、中央部分では現像液が少ない状態になる。このため基板１の外周部分では現像が促進されるが、中央部分では現像が抑制され、現像状態にバラツキを生じ現像精度が悪くなる。
【００４６】
そこでパドル状態を保ったまま回転させると、現像液を飛散させることなく流動性が高まり、基板１と接触する現像液が入れ替わることからレジスト溶解速度の時間変化が抑制され、現像液のレジスト溶解速度を長い時間に渡って均一に保つことができる。
【００４７】
一方、現像液をパドル状態を保ったまま回転し続けると、遠心力により現像液が外周方向へ移動し基板１の中央部と外周部で現像液の偏りを生じる。
【００４８】
このためレジストの溶解速度は基板１の中央部で遅く、外周部で速くなりバラツキが発生する。
【００４９】
そこで所定時間回転させた後回転を停止させると、遠心力で外周部へ移動していた現像液が慣性力により中央部へ逆に流動し、現像液が攪拌されるため、基板１の中央部と外周部での現像液のレジスト溶解速度を均一にし、パターンの線幅を均一にすることができる。
【００５０】
従って、間欠回転させることにより現像液を流動させ、レジストの溶解状態を均一にし、基板１の面内で中央部及び外周部でのレジストの溶解速度を均一にし、レジストを剥離した後のパターン線幅を均一にし、少量の現像液で効率良く、精度良くレジストを現像することができる。
【００５１】
間欠回転させる回数は現像液の流動性を高めるために複数回間欠回転させることが有効である。間欠回転させる際の回転速度は、現像液を効率良く使用するために基板１上から飛散させない範囲の回転速度にする必要がある。間欠回転の回転時間及び停止時間は、用いるレジストの特性などにより適切な条件を選ぶことが望ましい。
【００５２】
また、現像液の温度はレジストの溶解速度に直接影響するため一定に制御する必要があり、現像液の温度は基板１への熱衝撃を避けるために基板１や現像装置の温度と同じかできるだけ近くすることが望ましい。
【００５３】
基板１が圧電性基板の場合であっても現像液の温度を基板１と同等にしておくことにより焦電効果で基板１が損傷を受けないようにすることができる。
【００５４】
以上のように本発明の実施の形態２においては、間欠回転させて現像した基板１を用いて作製した弾性表面波素子４をベース部材８に実装し、予めタングステンなどの接着部材１１を担持させた蓋体１０を、前記接着部材１１側が前記ベース部材８と対向するように配置して加熱、封止して弾性表面波部品を得るものであり、実施の形態１と比較すると薄膜２を現像して得られるパターン線幅の精度をさらに高めることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基板の一主面全体に前記基板の中央部が薄く周辺部が厚い膜厚分布を有する薄膜を形成するという構成を有しており、これにより後工程での有効膜厚分布に与える影響をうち消し、最終的に基板の全面にわたって均一な有効膜厚分布、均一な線幅、均一な電気特性が得られるという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１、２における基板状態の弾性表面波素子の断面図
【図２】  本発明の実施の形態１、２における基板をエッチングした後の断面図
【図３】  本発明の実施の形態１、２における電子部品の断面図
【図４】  従来例における基板をエッチングした後の断面図
【符号の説明】
１  基板
２  薄膜
３  レジスト
４  弾性表面波素子
５  端子電極
６  配線
７  ランド
８  ベース部材
９  金属ワイヤ
１０  蓋体
１１  接着部材
１２  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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