JPH05283970A - 高周波帯弾性表面波素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】弾性表面波素子の製造において、レジストパタ
ーンとして第１の感光性樹脂層４と第２の樹脂層３から
なる２層レジスト構造を用い、くし形電極２′を加工す
る際に、薄膜導体２をドライエッチングにより完全に消
失させずに加工した後、薄膜導体２の残留部分の除去と
レジストパターンの除去と腐食防止処理を兼ねたウエッ
ト処理工程により形成する。 【効果】基板損傷の発生を抑えることができ、素子損失
の劣化が無く、リップルも小さい周波数特性を持つ高周
波弾性表面波素子が作製でき、ウエットエッチング，レ
ジストパターン除去，腐食防止処理の三つの工程を同時
に行うことができるため、製造工程を簡素なものとする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は弾性表面波を用いる素子
に係り、特に、微細なパターンを有する高周波帯弾性表
面波素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波素子では、くし形電極の線幅
が１μｍ以上の素子についてはEMCJ８９−４０，Ｐ３
９，１９８９に記載されているように、ホトレジスト工
程により形成したレジストパターンをマスクとして、り
ん酸系エッチャントなどによるウエットエッチングによ
り作製されている。また、くし形電極の線幅が１μｍ以
下の素子については、'８９ 信学春季全大講演論文集１
−３８０に記載されているように反応性イオンエッチン
グや、マイクロ波プラズマエッチングなどのドライエッ
チング法の適用について検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】弾性表面波素子は高周
波になるにつれて、より微細なくし形電極が必要とな
る。しかし、現在広く用いられているウエットエッチン
グ法では線幅が１μｍ以下の素子となると、サイドエッ
チングによる電極線幅の変動が無視出来なくなり、ま
た、より微細なパターンになるにつれてエッチング液が
スペース部にしみこまず、エッチングが進まなくなるな
どの問題が発生するため、１μｍ以下の微細なパターン
の加工にはウエットエッチング法では対応出来ない。

【０００４】また現在、１μｍ以下の微細なくし形電極
を要する高周波帯弾性表面波素子の電極加工法として適
用が進められているドライエッチング法を用いた場合、
基板損傷の発生が問題となり、素子特性において損失の
増加，中心周波数の変動など多くの悪影響を与える。現
状のドライエッチング法のうち、基板損傷が小さいとい
われているマイクロ波プラズマエッチング法を適用して
も、基板損傷を皆無にすることは難しい。

【０００５】また、ドライエッチング法を適用する場
合、薄膜導体を加工するための反応性ガスとして塩素系
のガスを用いるため薄膜導体の表面に塩素系の反応生成
物が付着し、薄膜導体を腐食するため特別な腐食処理対
策が必要となる。

【０００６】本発明の目的は１μｍ以下の微細なパター
ンを精度良く形成するためにドライエッチング法を適用
し、その際の問題点である弾性表面波の素子特性に影響
を与える基板損傷を皆無にし、良好な周波数特性を実現
することにあり、また、その弾性表面波素子を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では以下のような手段を用いる。

【０００８】(１) １μｍ以下の微細なパターンを精度
良く形成するためにくし形電極の加工法として、異方性
エッチングであるドライエッチング法を適用する。 (２) ドライエッチング法を適用する際に問題となる圧
電結晶基板の損傷を無くすために、プラズマ発光法など
の終点判定法を用いて、薄膜導体を残した状態でドライ
エッチングを終了させる。 (３) 腐食防止処理を簡単な方法により実現させるため
にドライエッチングのマスクとして用いるレジストパタ
ーンには第１の感光性樹脂層と第２の樹脂層からなる２
層レジスト構造を用い、その第２の樹脂層には薄膜導体
を溶解させる溶液に溶解する性質を持つものを用いる。 (４) ドライエッチング後に圧電結晶基板上に残した薄
膜導体を除去して完全なくし形電極とするために、薄膜
導体を溶解させる溶液に浸漬させてウエットエッチング
を行ない、同時にレジストパターン除去，腐食防止処理
を行う。

【０００９】

【作用】前記したように線幅１μｍ以下の微細なくし形
電極を要する高周波帯弾性表面波素子の電極加工には、
ドライエッチング法の適用が不可欠であるが、この場合
には基板損傷が問題となる。そこで、ドライエッチング
法により薄膜導体の加工を行なう際に、プラズマ発光法
などのエッチング終点判定法により薄膜導体を残した状
態でドライエッチングを終了することにより、圧電結晶
基板表面がプラズマにさらされることが無くなり、圧電
結晶基板に損傷が発生しない作用がある。その後、ドラ
イエッチング時に残した薄膜導体をウエット法を用いて
エッチングすることにより作成した弾性表面波素子の圧
電結晶基板には、全く基板損傷が発生しないという作用
がある。

【００１０】また、レジストパターンが第１の感光性樹
脂層と第２の樹脂層からなり、その第２の樹脂層が薄膜
導体を溶解させる溶液に溶解するという性質を持つこと
を特徴とする２層レジスト構造を用いることにより、ド
ライエッチング後に残した薄膜導体をウエット法により
エッチングする際に、第２の樹脂層が溶解するため第１
の感光性樹脂層が剥離し、レジスト除去も同時に行なえ
るという作用がある。

【００１１】さらに、ドライエッチング後に残した薄膜
導体をウエット法によりエッチングする工程において、
薄膜導体の表面層が除去されることで、ドライエッチン
グ時に薄膜導体表面に付着し、薄膜導体の腐食の原因と
なる反応生成物の除去が同時に行なえるため、特別な腐
食防止対策を行なう必要が無いという作用がある。ま
た、この製造方法では電極加工をドライエッチング主体
により行なっていることから１μｍ以下の微細なパター
ンにも適用可能であり、かつ充分な寸法精度も得られる
という作用もある。

【００１２】また、ドライエッチング後のウエットエッ
チング工程，レジスト除去工程，腐食防止処理工程を兼
ねることが出来、全てを一つの工程として行なえるため
製造工程を簡単に出来る。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の製造方法を説明する工程図で
ある。まず、図（ａ）に示したように水晶基板などの圧
電結晶基板１の上に薄膜導体２としてＡｌを抵抗加熱蒸
着などの蒸着法により被着した。その上に第２の樹脂層
としてジミチルアセテートを成分とした水溶性の樹脂
を、さらに第２の樹脂層上に第１の感光性樹脂層として
ｉ線用ホトレジストを、通常の回転塗布法により形成し
た。

【００１４】次に、１／５縮小投影露光法などを用いた
通常のホトレジスト工程により、図（ｂ）に示したよう
なホトレジストパターン３′＋４′を形成する。この時
に第２の樹脂層はレジスト現像液に対しても溶解する性
質から第１の感光性樹脂層とともにレジスト現像液によ
りパターン形成され、中間層パターン３′となる。

【００１５】次に、ホトレジストパターン３′＋４′を
マスクとして線幅１μｍ以下の微細なパターンを精度良
く形成するために、マイクロ波プラズマエッチング法な
どのドライエッチング法を適用して薄膜導体２のＡｌ膜
を加工する。この際に、プラズマ発光法などのエッチン
グ終点判定法を用いてエッチングの進行をモニタし、薄
膜導体を残した状態でドライエッチングを終了させ、図
（ｃ）に示したように、圧電基板１の表面が露出しない
ような状態とする。

【００１６】次に、圧電基板１上に残した薄膜導体を除
去して、完全なくし形電極とするために薄膜導体を溶解
させる溶液としてりん酸を主成分としたエッチング液に
浸漬させてウエットエッチングを行なう。この時に中間
層パターン３′がエッチング液に溶解するため、ホトレ
ジストパターン４′も中間層パターン３′と同時に剥離
し、ホトレジストパターン３′＋４′が除去される。さ
らに、塩素系ガスを用いたドライエッチングの際に薄膜
導体上に付着して、薄膜導体を腐食する原因となる反応
生成物も除去されるため、腐食処理工程も同時に行なう
事が出来る。

【００１７】図２はドライエッチングを用いた従来技術
による製造方法を説明する工程図である。図（ａ）に示
したように圧電結晶基板１の上に薄膜導体２としてＡｌ
を抵抗加熱蒸着などの蒸着法により被着した。その上に
ホトレジスト４を、通常の回転塗布法により形成する。

【００１８】次に、１／５縮小投影露光法などを用いた
通常の露光，現像工程により、図（ｂ）に示したような
ホトレジストパターン４′を形成する。

【００１９】ホトレジストパターン４′をマスクとして
塩素系ガスを用いたドライエッチングを行なって、薄膜
導体２のＡｌ膜を加工し、図（ｃ）に示したようにくし
形電極２′を形成する。

【００２０】次に、酸素アッシング処理を行ないレジス
トパターン４′の除去を行ない、さらに、ウエット処理
などの腐食処理を行ない、図（ｄ）に示すようなくし形
電極を得る。

【００２１】この従来方法ではドライエッチング時に圧
電結晶基板表面がプラズマにさらされることにより、図
に示したように基板表面が削れ、表面が凸凹となる。こ
の基板損傷が弾性表面波の進行を妨げ、損失の悪化，リ
ップルの増大など素子特性に悪影響を与えるという問題
が発生する。

【００２２】このように従来方法では前記の問題点があ
ったが、本発明の実施例に示した製造方法を用いること
により、ドライエッチング時において圧電結晶基板表面
がプラズマにさらされることが無いため損傷が発生せ
ず、かつ、薄膜導体の大部分をドライエッチングにより
削り、ウエットエッチングを短時間にすることでサイド
エッチングによる寸法変動を低く抑えることが出来るた
め、良好な寸法精度でくし形電極を加工することが出来
る。さらに、レジストパターンとして第２の樹脂層が薄
膜導体のエッチング液に溶けるという性質を持つ２層レ
ジスト構造を用いることにより、ウエットエッチングを
行なう際にレジスト除去工程、及び、腐食防止処理工程
を同時に行なうことが出来、製造工程を非常に簡素にす
る事が出来る。

【００２３】従って、本発明により寸法精度も良好で、
かつ、圧電結晶基板表面に損傷の無い高周波帯弾性表面
波素子を以上に示した簡単な製造方法により実現でき
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、１μｍ以下の微細なパ
ターンをウエットエッチング法の約２倍の加工精度で形
成することが出来、しかも、圧電結晶基板に損傷を与え
ないため、素子損失の劣化が無く、かつ、リップルも低
く抑えた良好な周波数特性を持つ高周波帯弾性表面波素
子を実現できる。

【００２５】また、本発明の製造方法において、くし形
電極の加工の際のマスクとなるレジストパターンとして
前記したような特徴を持つ２層レジスト構造を用いるこ
とにより、ウエットエッチング，レジスト除去，腐食防
止処理の三つの工程を同時に行なうことが出来るため、
高周波帯弾性表面波素子を非常に簡単な製造工程で実現
できる。

【００２６】本発明は、良好な周波数特性を持った、１
μｍ以下の微細なパターンを有する高周波帯弾性表面波
素子を簡素な工程により実現可能とする製造方法を提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製造工程の実施例を示す工程図。

【図２】ドライエッチングを適用した従来法による圧電
性基板の損傷を示す工程図。

【符号の説明】

１…圧電結晶基板、１′…基板損傷の発生した圧電結晶
基板、２…薄膜導体、２′…くし形電極、３…第２の樹
脂層、３′…中間層パターン、４…第１の感光性樹脂
層、４′…ホトレジストパターン。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電結晶基板上に設けた薄膜導体の少なく
   とも一対のくし形電極によって励振する弾性表面波を用
   いる素子において、前記薄膜導体の下部に存在する圧電
   結晶基板と前記薄膜導体の無い部分に存在する前記圧電
   結晶基板の間に段差が無いこと、もしくは前記薄膜導体
   の無い部分の前記圧電結晶基板表面に結晶格子歪が存在
   しないことを特徴とする高周波帯弾性表面波素子。
2. 【請求項２】請求項１記載の素子の製造方法において、
   前記薄膜導体上にホトレジスト工程により形成したレジ
   ストパターンをマスクとして、反応性ガスを用いたドラ
   イエッチングを行なって前記薄膜導体を加工する際に、
   プラズマ発光法などのエッチング終点判定法を用いて前
   記薄膜導体を完全に消失させずにドライエッチングを終
   了させることを特徴とする高周波帯弾性表面波素子の製
   造方法。
3. 【請求項３】請求項２において、前記圧電性基板上に前
   記薄膜導体を残すことにより、ドライエッチングによる
   前記圧電結晶基板への損傷を皆無にする高周波帯弾性表
   面波素子の製造方法。
4. 【請求項４】請求項２または３において、マスクとなる
   レジストパターンとして第１の感光性樹脂層と第２の樹
   脂層からなる２層レジスト構造を用い、前記第２の樹脂
   層が前記薄膜導体を溶解させる溶液に溶解する高周波帯
   弾性表面波素子の製造方法。
5. 【請求項５】請求項２，３または４において、ドライエ
   ッチング後に前記薄膜導体を溶解する溶液に浸漬させる
   ことにより、前記圧電結晶基板上に残した前記薄膜導体
   を除去して、完全なくし形電極とするとともに、２層レ
   ジスト構造の下層である前記第２の樹脂層を溶解させて
   第１の感光性樹脂層の除去を行なう高周波帯弾性表面波
   素子の製造方法。
6. 【請求項６】請求項２，３，４または５において、ドラ
   イエッチング後に前記薄膜導体を溶解する溶液に浸漬さ
   せることにより、前記圧電結晶基板上に残した前記薄膜
   導体を除去して完全なくし形電極とするとともに、前記
   薄膜導体の表面層を除去することでドライエッチングに
   より前記薄膜導体表面に付着し、前記薄膜導体の腐食の
   原因となる反応生成物の除去を行なう高周波帯弾性表面
   波素子の製造方法。
7. 【請求項７】請求項２，３，４，５または６において、
   前記製造方法により作製する素子のくし形電極の寸法が
   １μｍ以下である高周波帯弾性表面波素子の製造方法。