JP2007036670A - Manufacturing method of surface acoustic wave element, and the surface acoustic wave element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of surface acoustic wave elements, in which the dispersion in the resonance frequencies among surface acoustic wave elements, formed from one and same wafer, is reduced. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of the surface acoustic wave elements 14, an electrode pattern including an IDT 16 configured with interdigital electrodes 18 (18a, 18b) in pairs each provided with a plurality of electrode fingers is formed on a piezoelectric substrate, parts of the electrode fingers 17 are selected among the electrode fingers 17 configuring the interdigital electrodes 18, photoresist 22 is applied on the electrode pattern other than the parts of the electrode fingers 17, and the exposed parts of the electrode fingers 17 are etched to adjust the thickness of the electrode film. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、弾性表面波素子の製造方法、及び前記方法によって製造された弾性表面波素子に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a surface acoustic wave element, and a surface acoustic wave element manufactured by the method.

近年、電子機器の小型化、高性能化、通信速度の高速化が著しい。これに伴い、通信機器をはじめとする各種電子機器の高周波化が図られている。そして、これらの電子機器には、高周波への対応が比較的容易であり、小型で量産性に優れているところから、弾性表面波（Surface Acoustic Wave）素子を用いたＳＡＷ共振器やＳＡＷフィルタなどの弾性表面波デバイスが多用されている。特に、圧電基板として水晶を用いた弾性表面波素子は、温度特性が優れているため、高精度な弾性表面波デバイスを得ることができる。しかし、最近の電子機器の高周波化、高精度化への要求により、より高精度な弾性表面波デバイスの開発が望まれている。そこで、本願出願人は、ＳＴカット水晶板を用いた弾性表面波素子よりも、さらに周波数温度特性に優れた、いわゆる面内回転ＳＴカット水晶板を用いた弾性表面波素子を開発した（例えば、特許文献１）。図４は、面内回転ＳＴカット水晶板を用いた弾性表面波素子の説明図である。   In recent years, electronic devices have been remarkably reduced in size, performance, and communication speed. In connection with this, high frequency of various electronic devices including communication devices has been achieved. Since these electronic devices are relatively easy to handle high frequencies, and are small and excellent in mass productivity, SAW resonators and SAW filters using surface acoustic wave elements are used. The surface acoustic wave device is widely used. In particular, since a surface acoustic wave element using quartz as a piezoelectric substrate has excellent temperature characteristics, a highly accurate surface acoustic wave device can be obtained. However, due to recent demands for higher frequency and higher accuracy of electronic equipment, development of surface acoustic wave devices with higher accuracy is desired. Therefore, the applicant of the present application has developed a surface acoustic wave device using a so-called in-plane rotating ST cut quartz plate, which is more excellent in frequency temperature characteristics than a surface acoustic wave device using an ST cut quartz plate (for example, Patent Document 1). FIG. 4 is an explanatory diagram of a surface acoustic wave element using an in-plane rotating ST-cut quartz plate.

図４において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ水晶の結晶軸を示しており、Ｘ軸がいわゆる電気軸、Ｙ軸がいわゆる機械軸、Ｚ軸がいわゆる光軸である。ＳＴカット水晶板１０は、オイラー角を（φ，θ，ψ）としたときに、オイラー角が（０°，０°，０°）の水晶Ｚ板１２を、Ｘ軸回りにθ＝１１３°〜１３５°回転させ、このときの結晶軸（Ｘ，Ｙ’，Ｚ’）に沿って切り出して得られる。そして、面内回転ＳＴカット水晶板は、ＳＴカット水晶板１０を、ＳＴカット水晶板１０の主表面であるＸＹ’面内で回転させて得た水晶板である。   In FIG. 4, an X axis, a Y axis, and a Z axis indicate crystal axes of quartz, respectively. The X axis is a so-called electric axis, the Y axis is a so-called mechanical axis, and the Z axis is a so-called optical axis. The ST-cut quartz plate 10 has a quartz Z-plate 12 with Euler angles (0 °, 0 °, 0 °) and an angle of (φ, θ, ψ) of θ = 113 ° around the X axis. It is obtained by cutting through 135 ° and cutting along the crystal axes (X, Y ′, Z ′) at this time. The in-plane rotated ST-cut quartz plate is a quartz plate obtained by rotating the ST-cut quartz plate 10 within the XY ′ plane that is the main surface of the ST-cut quartz plate 10.

すなわち、面内回転ＳＴカット水晶板は、ＳＴカット水晶板１０をさらにＺ’軸回りにψ＝±（４０°〜４９°）回転させてＸ軸をＸ’軸、Ｙ’軸をＹ”軸とし、軸（Ｘ’，Ｙ”，Ｚ’）に沿って切り出した水晶板である。面内回転ＳＴカット水晶板からなる弾性表面波素子１４は、弾性表面波の伝播方向がＸ’軸に沿った方向となるように作製される。この面内回転ＳＴカット水晶板からなる弾性表面波素子１４は、温度変化に対する周波数変化率が小さく、温度特性が極めてよい。   That is, the in-plane rotation ST-cut quartz plate rotates the ST-cut quartz plate 10 further around the Z ′ axis by ψ = ± (40 ° to 49 °), and the X axis is the X ′ axis and the Y ′ axis is the Y ″ axis. And a crystal plate cut out along the axis (X ′, Y ″, Z ′). The surface acoustic wave element 14 made of the in-plane rotating ST-cut quartz plate is manufactured so that the propagation direction of the surface acoustic wave is along the X ′ axis. The surface acoustic wave element 14 made of this in-plane rotating ST-cut quartz plate has a small frequency change rate with respect to a temperature change and extremely good temperature characteristics.

ただし、この面内回転ＳＴカット水晶板を用いた弾性表面波素子１４は、一対の櫛型電極によって構成されるすだれ状電極（ＩＤＴ：Interdigital Transducer）１６の電極膜厚や電極間ピッチ、電極幅などを同じに形成した場合であっても、面内回転角ψが変わると共振周波数や周波数温度特性などが異なってくる。また、弾性表面波素子は、面内回転ＳＴカット水晶板から形成したものばかりでなく、ＳＴカット水晶板からなるものや、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなど他の圧電材料からなるものであっても、ＩＤＴの電極膜厚や電極幅、電極の形成ピッチなどによって共振周波数や周波数温度特性などが異なってくることが知られている。   However, the surface acoustic wave element 14 using this in-plane rotating ST-cut quartz plate has an electrode film thickness, inter-electrode pitch, and electrode width of an interdigital transducer (IDT) 16 constituted by a pair of comb-shaped electrodes. Even if they are formed in the same manner, the resonance frequency, frequency temperature characteristics, and the like differ when the in-plane rotation angle ψ changes. The surface acoustic wave element is not only formed from an in-plane rotating ST-cut quartz plate, but also composed of an ST-cut quartz plate, or other piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate. However, it is known that the resonance frequency and frequency temperature characteristics vary depending on the electrode film thickness, electrode width, electrode formation pitch, and the like of the IDT.

一方、発明者の研究によると、スパッタリング装置などの成膜装置を用いて水晶ウエハに電極用の金属膜（例えば、アルミニウム膜）を成膜した場合、ウエハ内において膜厚分布を有する。この膜厚分布の状態は、成膜装置によって異なっており、例えば、ある成膜装置（図示せず）を使用して成膜した場合に、図５に示したような膜厚分布を示す。すなわち、ウエハ３０の中心部３２が膜厚の厚い領域、その外側の中間部３４が膜厚の薄い領域、ウエハ３０の外周部３６が中間の膜厚を有する領域となる。この膜厚分布は、成膜条件を一定とした場合に同じような傾向を示す。このため、同一のウエハ３０から形成した弾性表面波素子間において共振周波数や周波数温度特性にばらつきを生じ、高精度な弾性表面波素子を形成することが困難となる。   On the other hand, according to the research by the inventors, when a metal film (for example, an aluminum film) for an electrode is formed on a quartz wafer using a film forming apparatus such as a sputtering apparatus, the film thickness distribution is present in the wafer. The film thickness distribution varies depending on the film forming apparatus. For example, when a film is formed using a film forming apparatus (not shown), the film thickness distribution shown in FIG. 5 is shown. That is, the central portion 32 of the wafer 30 is a thick film region, the outer intermediate portion 34 is a thin film region, and the outer peripheral portion 36 of the wafer 30 is a medium film thickness region. This film thickness distribution shows the same tendency when the film forming conditions are constant. For this reason, variations in resonance frequency and frequency temperature characteristics occur between surface acoustic wave elements formed from the same wafer 30, making it difficult to form a highly accurate surface acoustic wave element.

特許文献２は、エッチングなどの成膜後における工程を経ることにより有効膜厚分布が不均一になることを考慮して、ウエハに所定の膜厚分布が得られるように成膜することを提案している。具体的には、特許文献２では、ウエハとターゲットとの距離を変えて成膜厚さを制御している。
特開２００３−２５８６０１号公報 特開２００２−２７５６２７号公報 Patent Document 2 proposes to form a film so as to obtain a predetermined film thickness distribution on the wafer in consideration of the fact that the effective film thickness distribution becomes non-uniform through a process after film formation such as etching. is doing. Specifically, in Patent Document 2, the film thickness is controlled by changing the distance between the wafer and the target.
JP 2003-258601 A JP 2002-275627 A

特許文献２に記載の方法は、ウエハを１枚ずつ成膜する枚葉処理においては、膜厚分布を制御することが可能である。しかし、特許文献２に記載の方法は、枚葉処理であるため、多数のウエハに対する成膜処理に多くの時間を必要としてコスト高となる。また、特許文献２に記載の方法は、複数のウエハを成膜装置に搬入し、複数枚のウエハを同時に成膜処理するバッチ処理に対して適用することができない。   The method described in Patent Document 2 can control the film thickness distribution in the single wafer processing in which wafers are formed one by one. However, since the method described in Patent Document 2 is a single-wafer process, it takes a lot of time to form a film on a large number of wafers, resulting in high costs. Further, the method described in Patent Document 2 cannot be applied to batch processing in which a plurality of wafers are carried into a film forming apparatus and a plurality of wafers are simultaneously formed.

本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、ウエハの枚葉処理に適用することはもちろん、バッチ処理にも適用することができ、同一のウエハから形成した弾性表面波素子間における共振周波数のばらつきを小さくすることができる弾性表面波素子の製造方法を提供すると共に、当該方法によって製造した弾性表面波素子を提供することを目的とする。   The present invention eliminates the disadvantages of the prior art, and can be applied not only to wafer single wafer processing but also to batch processing, and the resonance frequency between surface acoustic wave elements formed from the same wafer can be reduced. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a surface acoustic wave element that can reduce variations, and to provide a surface acoustic wave element manufactured by the method.

上記目的を達成するための本発明に係る弾性表面波素子の製造方法は、圧電基板に形成したすだれ状電極の一部の領域の電極膜を除去し、他の部分に形成された電極膜よりも膜厚を薄くして共振周波数の調整を行うことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention removes an electrode film from a part of the interdigital electrode formed on a piezoelectric substrate and uses the electrode film formed at another part. Also, the resonance frequency is adjusted by reducing the film thickness.

このような方法によれば、電極膜厚の調整を行う部分の広さ（幅）により、調整される周波数のシフト量を変化させることが可能となる。このため、一度の膜厚調整工程にて、同時に複数の弾性表面波素子の周波数調整を個別に行うことが可能となる。よって、同一のウエハから形成する弾性表面波素子間における共振周波数のばらつきを小さくすることができる。   According to such a method, it is possible to change the shift amount of the adjusted frequency depending on the width (width) of the portion where the electrode film thickness is adjusted. For this reason, it is possible to individually adjust the frequency of a plurality of surface acoustic wave elements simultaneously in a single film thickness adjustment step. Therefore, it is possible to reduce the variation of the resonance frequency between the surface acoustic wave elements formed from the same wafer.

また、上記目的を達成するための本発明に係る弾性表面波素子の製造方法は、具体的には、圧電基板に複数の電極指を備える対を成す櫛型電極によって構成されるすだれ状電極を有する電極パターンを形成し、前記櫛型電極を構成する電極指の中から一部の電極指を選択し、前記一部の電極指以外の電極パターンに保護膜を形成し、露出させた前記一部の電極指をエッチングして電極膜厚を調整することを特徴とすれば良い。   In addition, the surface acoustic wave device manufacturing method according to the present invention for achieving the above-described object is more specifically provided with interdigital electrodes composed of comb-shaped electrodes that form pairs each having a plurality of electrode fingers on a piezoelectric substrate. The electrode pattern is formed, a part of the electrode fingers constituting the comb electrode is selected, a protective film is formed on the electrode pattern other than the part of the electrode fingers, and the one exposed The electrode film thickness may be adjusted by etching the electrode fingers of the portion.

このような方法であれば、上記と同様に、電極膜厚の調整を行う電極指の数により、調整される周波数シフト量を変化させることが可能となる。このため、一度の膜厚調整工程にて、同時に膜厚調整を行う複数の弾性表面波素子の周波数調整を個別に行うことが可能となる。よって、同一のウエハから形成した弾性表面波素子間における共振周波数のばらつきを小さくすることができる。   With such a method, the amount of frequency shift to be adjusted can be changed according to the number of electrode fingers for adjusting the electrode film thickness, as described above. For this reason, it is possible to individually adjust the frequency of a plurality of surface acoustic wave elements that simultaneously adjust the film thickness in a single film thickness adjustment step. Therefore, it is possible to reduce the variation in the resonance frequency between the surface acoustic wave elements formed from the same wafer.

また、上記のような弾性表面波素子の製造方法では、同一基板上に形成されるすだれ状電極の形成位置と、前記すだれ状電極を含む弾性表面波素子の共振周波数との関係を予め求め、電極形成位置毎に膜厚調整を行う電極指の数を異ならせるようにすると良い。   Further, in the method of manufacturing the surface acoustic wave element as described above, a relationship between the formation position of the interdigital electrode formed on the same substrate and the resonance frequency of the surface acoustic wave element including the interdigital electrode is obtained in advance. It is preferable to vary the number of electrode fingers for adjusting the film thickness for each electrode formation position.

このような弾性表面波素子の製造方法によれば、弾性表面波素子毎に個別に、膜厚調整を行う電極指の数を選定し、個別に保護膜の形成を行うという作業が不要となる。このため、生産性を向上させることが可能となる。   According to such a method of manufacturing a surface acoustic wave element, the operation of selecting the number of electrode fingers for adjusting the film thickness individually for each surface acoustic wave element and individually forming a protective film becomes unnecessary. . For this reason, it becomes possible to improve productivity.

また、上記のような弾性表面波素子の製造方法では、同一基板上に形成されるすだれ状電極を含む弾性表面波素子の共振周波数を個別に計測し、計測した共振周波数の高低に従って個別に、膜厚調整を行う電極指の数を異ならせるようにしても良い。   Further, in the method of manufacturing the surface acoustic wave element as described above, the resonance frequency of the surface acoustic wave element including the interdigital electrode formed on the same substrate is individually measured, and individually according to the level of the measured resonance frequency, You may make it vary the number of the electrode fingers which adjust film thickness.

このような弾性表面波素子の製造方法によれば、弾性表面波素子毎に個別に周波数シフト量を選択することが可能となる。このため、同一基板上に形成した弾性表面波素子の中での共振周波数のばらつきを非常に小さく抑えることができるようになる。   According to such a method of manufacturing a surface acoustic wave element, it is possible to individually select a frequency shift amount for each surface acoustic wave element. For this reason, the variation of the resonance frequency among the surface acoustic wave elements formed on the same substrate can be suppressed to be very small.

上記のような弾性表面波素子の製造方法では、膜厚調整によって弾性表面波素子の共振周波数を合わせ込む基準周波数を定め、前記基準周波数に対して共振周波数が低い弾性表面波素子ほど、基準周波数に共振周波数が近い弾性表面波素子に比べて、多くの電極指を露出して膜厚調整を行うようにすると良い。   In the method for manufacturing a surface acoustic wave element as described above, a reference frequency for adjusting the resonance frequency of the surface acoustic wave element by adjusting the film thickness is determined, and the surface acoustic wave element whose resonance frequency is lower than the reference frequency is the reference frequency. It is preferable to adjust the film thickness by exposing many electrode fingers as compared with the surface acoustic wave element having a resonance frequency close to that of the surface acoustic wave element.

このような方法によれば、必要とする周波数シフト量に応じて露出する電極指の数を選択するだけで、容易に共振周波数の合わせ込みを行うことができるようになる。   According to such a method, the resonance frequency can be easily adjusted only by selecting the number of exposed electrode fingers according to the required frequency shift amount.

また、上記目的を達成するための本発明に係る弾性表面波素子の製造方法は、圧電基板に複数の電極指を備える対を成す櫛型電極によって構成されるすだれ状電極を有する電極パターンを形成し、前記櫛型電極を構成する電極指の交差幅の中心から交差方向に対象に予め定めた間隔をあけて、他の部分に形成された電極パターンに保護膜を形成し、露出させた電極指の一部をエッチングして電極膜厚を調整するものであっても良い。   In addition, the method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention for achieving the above object forms an electrode pattern having interdigital electrodes composed of a pair of comb-shaped electrodes provided with a plurality of electrode fingers on a piezoelectric substrate. The electrode is formed by exposing the electrode pattern formed in the other part with a predetermined interval in the crossing direction from the center of the crossing width of the electrode fingers constituting the comb-shaped electrode, and exposing the electrode The electrode film thickness may be adjusted by etching a part of the finger.

このような方法であっても上記と同様に、電極膜厚の調整を行う部分の広さ（幅）により、調整される周波数シフト量を変化させることが可能となる。このため、一度の膜厚調整工程にて、同時に膜厚調整を行う複数の弾性表面波素子の周波数調整を個別に行うことが可能となる。よって、同一のウエハから形成した弾性表面波素子間における共振周波数のばらつきを小さくすることができる。   Even in such a method, the amount of frequency shift to be adjusted can be changed according to the width (width) of the portion where the electrode film thickness is adjusted, as described above. For this reason, it is possible to individually adjust the frequency of a plurality of surface acoustic wave elements that simultaneously adjust the film thickness in a single film thickness adjustment step. Therefore, it is possible to reduce the variation in the resonance frequency between the surface acoustic wave elements formed from the same wafer.

また、上記目的を達成するための本発明に係る弾性表面波素子は、上記のいずれかに記載の弾性表面波素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a surface acoustic wave device according to the present invention is manufactured using any one of the above-described methods for manufacturing a surface acoustic wave device.

上記製造方法を用いて製造された弾性表面波素子によれば、同一基板から製造される弾性表面波素子間における共振周波数のばらつきを小さく抑えることができ、高精度、高品質な弾性表面波素子とすることができる。   According to the surface acoustic wave device manufactured using the above manufacturing method, the variation in the resonance frequency between the surface acoustic wave devices manufactured from the same substrate can be suppressed to be small, and the surface acoustic wave device with high accuracy and high quality can be obtained. It can be.

以下、本発明の弾性表面波素子の製造方法及び弾性表面波素子に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of a method for manufacturing a surface acoustic wave device and a surface acoustic wave device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

背景技術において述べたように、圧電基板である円板状の水晶ウエハ３０にすだれ状電極（ＩＤＴ）１６を形成するための金属膜、例えばアルミニウム膜を成膜した場合に、ウエハ３０内において膜厚分布を生ずる。この膜厚分布の状態は、各成膜装置、すなわち各蒸着装置、各スパッタリング装置によって異なってくる。このために、同一の面内回転ＳＴカット水晶ウエハ３０から弾性表面波素子１４を形成した場合であっても、ウエハ３０の位置による膜厚の相違を反映して、形成された弾性表面波素子１４の共振周波数や周波数温度特性が異なってくる。   As described in the background art, when a metal film, such as an aluminum film, for forming the interdigital electrode (IDT) 16 is formed on the disk-shaped crystal wafer 30 which is a piezoelectric substrate, a film is formed in the wafer 30. This produces a thickness distribution. The state of the film thickness distribution varies depending on each film forming apparatus, that is, each vapor deposition apparatus and each sputtering apparatus. For this reason, even when the surface acoustic wave element 14 is formed from the same in-plane rotated ST-cut quartz wafer 30, the formed surface acoustic wave element reflects the difference in film thickness depending on the position of the wafer 30. 14 resonance frequency and frequency temperature characteristics are different.

そこで、発明者は、弾性表面波素子１４の膜厚調整により共振周波数の合わせ込みを行うという従来技術に基づき鋭意研究をした結果、図１（Ａ）に示すような弾性表面波素子１４を構成する電極パターンのうち、すだれ状電極（ＩＤＴ）１６の一部の膜厚を調整することにより弾性表面波素子１４の共振周波数をシフトすることができるという結果を得た。   In view of this, the inventor conducted intensive research based on the conventional technique of adjusting the resonance frequency by adjusting the film thickness of the surface acoustic wave element 14, and as a result, the surface acoustic wave element 14 as shown in FIG. As a result, the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14 can be shifted by adjusting the film thickness of a part of the interdigital electrode (IDT) 16 among the electrode patterns to be performed.

より具体的には、ＩＤＴ１６を構成する対を成す櫛型電極１８（１８ａ，１８ｂ）の一部である電極指１７を隣り合う電極指毎に一組とし、対を成す電極指１７の膜厚を調整することによって弾性表面波素子１４の共振周波数をシフトするのである。   More specifically, the electrode fingers 17 which are part of the comb-shaped electrodes 18 (18a, 18b) constituting the IDT 16 are paired for each adjacent electrode finger, and the film thickness of the electrode fingers 17 constituting the pair is set. Is adjusted to shift the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14.

さらに発明者は、膜厚を調整する電極指１７の対数と共振周波数のシフト量とは、図２に示すように略比例関係にあることを調べた。図２に示す関係は、１５０対の電極指１７を備えるＩＤＴ１６と片側１５０本の導体ストリップ１９を備える反射器２０とを有し、共振周波数を約４００ＭＨｚとする弾性表面波素子１４の電極指膜厚を調整することによって得られたデータである。このデータによると、例えば８０対の電極指１７の膜厚を約１％薄くした場合、共振周波数を約１３０ｐｐｍ高めることができるという結果が出ている。また、このような膜厚調整によるＱ値の変化は殆ど無いというデータも得ることができた。例えば、上記８０対の電極指１７の膜厚を１％薄くした場合では、膜厚調整前のＱ値が１９０５３であったのに対し、膜厚調整後のＱ値は１９０５０という結果であった。   Further, the inventor has examined that the logarithm of the electrode finger 17 for adjusting the film thickness and the shift amount of the resonance frequency are in a substantially proportional relationship as shown in FIG. The relationship shown in FIG. 2 is that the electrode finger film of the surface acoustic wave element 14 having the IDT 16 having 150 pairs of electrode fingers 17 and the reflector 20 having 150 conductor strips 19 on one side and having a resonance frequency of about 400 MHz. This is data obtained by adjusting the thickness. According to this data, for example, when the film thickness of 80 pairs of electrode fingers 17 is reduced by about 1%, the resonance frequency can be increased by about 130 ppm. Further, it was possible to obtain data that there was almost no change in the Q value due to such film thickness adjustment. For example, when the film thickness of the 80 pairs of electrode fingers 17 is reduced by 1%, the Q value before film thickness adjustment was 19053, whereas the Q value after film thickness adjustment was 19050. .

上記研究結果に基づき、同一のウエハ３０から弾性表面波素子１４を形成する場合、ウエハ３０の表面に形成された電極用導電膜の厚さの分布に応じて、膜厚調整を行う電極指対数を異ならせれば、周波数のばらつきを小さくすることができ、高精度な弾性表面波素子１４を得ることができる。   Based on the above research results, when the surface acoustic wave element 14 is formed from the same wafer 30, the number of electrode fingers that adjusts the film thickness according to the distribution of the thickness of the electrode conductive film formed on the surface of the wafer 30 If the difference is made, the variation in frequency can be reduced, and a highly accurate surface acoustic wave element 14 can be obtained.

ＩＤＴ１６の一部の膜厚を調整するための具体的方法としては、図１（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように弾性表面波素子１４を構成する電極パターンに対して、膜厚調整をする部位を露出させ、他の部分を被覆するフォトレジスト等の保護膜２２を塗布するのである。そして保護膜２２によって膜厚調整部以外を覆われた弾性表面波素子１４を形成した圧電基板をエッチング液に浸すなどすることにより、ＩＤＴ１６の所定箇所の膜厚を任意の値に調整するのである。   As a specific method for adjusting the film thickness of a part of the IDT 16, the film thickness is adjusted for the electrode pattern constituting the surface acoustic wave element 14 as shown in FIGS. The part is exposed, and a protective film 22 such as a photoresist covering the other part is applied. Then, the film thickness at a predetermined location of the IDT 16 is adjusted to an arbitrary value by, for example, immersing the piezoelectric substrate on which the surface acoustic wave element 14 other than the film thickness adjusting portion is covered with the protective film 22 in an etching solution. .

弾性表面波素子１４は、電極膜厚が薄いものの方が共振周波数が高いという傾向にある。このため、例えば１つのウエハ３０上に、図５に示すような膜厚分布があるとした場合、膜厚の厚い中心部３２に形成された弾性表面波素子１４では、図１（Ｄ）に示すように、露出する電極指１７の対数が多くなるように保護膜２２を設ける。一方、電極膜厚の薄い中間部３４では、図１（Ｂ）に示すように、露出する電極指１７の対数が少なくなるように保護膜２２を設ける。このような状態でそれぞれ露出した電極指１７の電極膜厚を調整することにより、一度のエッチング工程により弾性表面波素子１４毎に異なった周波数シフト量を与えることができ、ウエハ３０面内の膜厚分布に関わり無く、弾性表面波素子１４の周波数のばらつきを小さくすることができる。   The surface acoustic wave element 14 tends to have a higher resonance frequency when the electrode film thickness is smaller. For this reason, for example, if there is a film thickness distribution as shown in FIG. 5 on one wafer 30, the surface acoustic wave element 14 formed in the thick central portion 32 is shown in FIG. As shown, a protective film 22 is provided so that the number of exposed electrode fingers 17 increases. On the other hand, as shown in FIG. 1B, the protective film 22 is provided in the intermediate portion 34 where the electrode film thickness is thin so that the number of exposed electrode fingers 17 is reduced. By adjusting the electrode film thickness of the exposed electrode fingers 17 in such a state, a different frequency shift amount can be given to each surface acoustic wave element 14 by a single etching process, and the film within the surface of the wafer 30 can be given. Regardless of the thickness distribution, the frequency variation of the surface acoustic wave element 14 can be reduced.

このような弾性表面波素子の製造方法を実施する場合、電極パターンを形成した後に、形成した電極パターンに対してフォトレジスト（保護膜）２２を塗布して固化させ、露出対象となる部位のフォトレジスト２２に対して露光を行い、露光箇所となったフォトレジスト２２を除去することとなる。   In the case of implementing such a surface acoustic wave device manufacturing method, after forming an electrode pattern, a photoresist (protective film) 22 is applied to the formed electrode pattern and solidified, and a photo of a portion to be exposed is exposed. The resist 22 is exposed and the exposed photoresist 22 is removed.

本発明に係る弾性表面波素子の製造方法を実施する場合、上記露出部を定める露光工程において２つの手法を選択することができる。
第１の手法として例えば、ウエハ３０面内における弾性表面波素子１４の共振周波数ばらつきが、製造ロット内及び製造ロット間で、似たような傾向があることが予め解っている場合に採用することができるものがある。この手法は、前記ウエハ３０面内における弾性表面波素子１４の共振周波数のばらつきに合わせて露出する電極指１７の対数を調整したウエハ単位のマスクを作成し、このマスクをウエハ３０にコンタクトさせて露光を行うというものである。この手法によれば、ウエハに対してマスクをコンタクトさせて一括で露光することができるため、弾性表面波素子の生産性を向上させることができる。 When carrying out the method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention, two methods can be selected in the exposure step for determining the exposed portion.
As a first method, for example, it is adopted when it is known in advance that the resonance frequency variation of the surface acoustic wave element 14 in the wafer 30 plane has a similar tendency in the production lot and between the production lots. There is something that can be done. In this method, a wafer unit mask is prepared by adjusting the logarithm of the electrode fingers 17 exposed in accordance with the variation in the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14 in the wafer 30 surface, and this mask is brought into contact with the wafer 30. The exposure is performed. According to this method, the mask can be brought into contact with the wafer and exposure can be performed at once, so that the productivity of the surface acoustic wave element can be improved.

一方第２の手法としては、ウエハ３０面内における弾性表面波素子１４の共振周波数のばらつきに一定の傾向が無い場合、あるいは高い精度で共振周波数の均一化を図りたい場合等に採用することができるものである。本手法ではまず、ウエハ３０面内に形成した弾性表面波素子１４全てについて共振周波数を測定する。そして、測定した共振周波数のばらつきに応じて露出する電極指１７の対数を調整したマスクを選択し、弾性表面波素子１４毎に個別に露光を行うのである。この手法を実施する場合には、縮小投影露光装置を用い、この縮小投影露光装置用のマスク（レチクル）に形成したパターンを用いて選択的に露光を行うと良い。この手法によれば、ウエハ３０面内における弾性表面波素子１４の共振周波数のばらつきを個別に計測した上で膜厚調整を行う電極指対数を選択するため、同一ウエハ上に形成する弾性表面波素子間の周波数ばらつきを非常に小さくすることができる。なお、上記２つの手法で用いるフォトマスクには、図１（Ｂ）から図１（Ｄ）に示すフォトレジスト２２の形状に合わせたパターンが形成されたものを用いる。   On the other hand, as a second method, it is adopted when there is no certain tendency in the variation of the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14 in the wafer 30 surface or when it is desired to equalize the resonance frequency with high accuracy. It can be done. In this method, first, the resonance frequency is measured for all the surface acoustic wave elements 14 formed in the surface of the wafer 30. Then, a mask in which the logarithm of the electrode fingers 17 to be exposed is adjusted according to the measured variation in the resonance frequency is selected, and exposure is performed for each surface acoustic wave element 14 individually. In carrying out this method, it is preferable to use a reduced projection exposure apparatus and selectively perform exposure using a pattern formed on a mask (reticle) for the reduced projection exposure apparatus. According to this method, the surface acoustic wave formed on the same wafer is selected in order to select the number of electrode finger pairs for adjusting the film thickness after individually measuring the variation of the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14 within the wafer 30 surface. Frequency variation between elements can be extremely reduced. Note that the photomask used in the above two methods is one in which a pattern matching the shape of the photoresist 22 shown in FIGS. 1B to 1D is formed.

上記のような弾性表面波素子１４の製造は、次のようにして行なう。まず、所定のカット角に切り出した圧電基板であるウエハ（実施形態の場合、面内回転ＳＴカット水晶ウエハ）３０を洗浄し、ＩＤＴ１６と反射器２０とを形成するための電極用導電膜を成膜する。電極用導電膜は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金などの金属膜である。導電膜の形成は、真空蒸着装置、スパッタリング装置などの成膜装置を用いた真空蒸着やスパッタリングにより、平均の膜厚が設計値となるように成膜する。導電膜を所定の厚さに成膜したならば、導電膜の上にフォトレジストを塗布して固化させる。   The surface acoustic wave element 14 as described above is manufactured as follows. First, a piezoelectric substrate cut out at a predetermined cut angle (in the embodiment, in-plane rotating ST-cut quartz wafer) 30 is cleaned to form an electrode conductive film for forming the IDT 16 and the reflector 20. Film. The conductive film for electrodes is a metal film such as aluminum (Al) or aluminum alloy. The conductive film is formed by vacuum deposition or sputtering using a deposition apparatus such as a vacuum deposition apparatus or a sputtering apparatus so that the average film thickness becomes a design value. When the conductive film is formed to a predetermined thickness, a photoresist is applied on the conductive film and solidified.

その後、弾性表面波素子１４の電極パターンの形状に合わせて形成されたフォトマスクを用いてフォトレジストを露光する。
フォトレジストの露光を行なったのち、フォトレジストを現像してパターニングし、電極パターンに対応した部分のフォトレジストを残す。その後、パターニングしたフォトレジストをマスクとして電極用導電膜をエッチングし、ウエハ３０にＩＤＴ１６および反射器２０を有する弾性表面波素子１４を形成する。 Thereafter, the photoresist is exposed using a photomask formed in accordance with the shape of the electrode pattern of the surface acoustic wave element 14.
After the exposure of the photoresist, the photoresist is developed and patterned to leave a portion of the photoresist corresponding to the electrode pattern. Thereafter, the conductive film for electrode is etched using the patterned photoresist as a mask, and the surface acoustic wave element 14 having the IDT 16 and the reflector 20 is formed on the wafer 30.

ウエハ３０上に弾性表面波素子１４を形成した後、上述のように、電極パターン上に膜厚調整用のフォトレジスト２２を塗布して固化させる。その後、上記２つの手法として述べたように、ウエハ３０上の弾性表面波素子１４の形成部位、あるいは予め測定した弾性表面波素子１４の共振周波数に応じて、膜厚調整を行う電極指対数を定めたフォトマスクを用いて、膜厚調整を行う部位の電極指１７を覆うフォトレジスト２２を露光する。その後、現像工程を経て露光部に塗布されたフォトレジスト２２を除去し、膜厚調整を行う電極指１７を露出させる。   After the surface acoustic wave element 14 is formed on the wafer 30, as described above, the film thickness adjusting photoresist 22 is applied and solidified on the electrode pattern. Thereafter, as described in the above two methods, the number of electrode finger pairs for adjusting the film thickness is determined in accordance with the formation site of the surface acoustic wave element 14 on the wafer 30 or the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14 measured in advance. Using a predetermined photomask, the photoresist 22 that covers the electrode fingers 17 at the site where film thickness adjustment is to be performed is exposed. Thereafter, the photoresist 22 applied to the exposed portion through the developing process is removed, and the electrode fingers 17 for adjusting the film thickness are exposed.

電極膜厚の調整を行う部位を露出させた後、ウエハ３０ごとエッチング液に浸し、露出部に形成した電極の膜厚調整を行う。
そして、膜厚調整を終了したウエハ３０は、ダイシング工程に搬送され、弾性表面波素子１４として個片化される。 After exposing the portion where the electrode film thickness is adjusted, the wafer 30 is immersed in an etching solution, and the film thickness of the electrode formed on the exposed portion is adjusted.
Then, the wafer 30 whose film thickness adjustment has been completed is transferred to a dicing process and separated into pieces as surface acoustic wave elements 14.

本実施形態では、電極パターンと共振周波数との関係、及び膜厚調整を行うＩＤＴ１６対数と周波数シフト量との関係に基づいて、ウエハ３０上に形成した弾性表面波素子１４の位置、又は形成した弾性表面波素子１４の共振周波数に応じて膜厚調整を行うＩＤＴ１６の対数を定めたことにより、同一ウエハ面内に形成した弾性表面波素子１４の共振周波数のばらつきを小さくすることができ、高精度、高品質な弾性表面波素子１４を製造することができる。   In the present embodiment, the position of the surface acoustic wave element 14 formed on the wafer 30 or formed based on the relationship between the electrode pattern and the resonance frequency, and the relationship between the IDT 16 logarithm for adjusting the film thickness and the frequency shift amount. By defining the logarithm of the IDT 16 that adjusts the film thickness in accordance with the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14, variation in the resonance frequency of the surface acoustic wave element 14 formed on the same wafer surface can be reduced. The surface acoustic wave element 14 with high accuracy and high quality can be manufactured.

本実施形態では、周波数シフト量を定めるのに、膜厚調整を行うＩＤＴ１６の対数、及び調整する電極膜の膜厚を用いているため、周波数シフト量の微調整を容易に行うことができる。このため、縮小投影露光を採用する場合には、同一ウエハ３０上に形成する弾性表面波素子１４の共振周波数のばらつきを極小さな範囲に抑えることが可能となる。なお、本実施形態では主に、露出する電極指数の選択にあたり、隣り合う電極指ごとに対として選択する旨記載したが、必ずしも対ごとに選択する必要は無い、また、本実施形態では、露出する電極指１７はＩＤＴ１６の中心から両端にかけて数（幅）を調整していくように図示したが、周波数調整を行う上では、必ずしもＩＤＴ１６の中心を基点とする必要は無い。   In the present embodiment, since the logarithm of the IDT 16 for adjusting the film thickness and the film thickness of the electrode film to be adjusted are used to determine the frequency shift amount, the frequency shift amount can be easily finely adjusted. For this reason, when adopting reduced projection exposure, it is possible to suppress variations in the resonance frequency of the surface acoustic wave elements 14 formed on the same wafer 30 within an extremely small range. In the present embodiment, it has been described that the selection of the electrode index to be exposed is selected as a pair for each adjacent electrode finger, but it is not always necessary to select each pair, and in the present embodiment, the exposure is exposed. The number of electrode fingers 17 to be adjusted is illustrated as being adjusted from the center of the IDT 16 to both ends, but the center of the IDT 16 is not necessarily used as a base point for frequency adjustment.

また、上記実施形態においては、膜厚調整を行うＩＤＴ１６の対数について、一対から三対の場合までの３つのパターンしか例示しなかったが、膜厚調整を行うＩＤＴ１６の対数は、ＩＤＴ１６全体の対数に応じて定めるようにすれば良く、さらに複数のパターンの中から任意に選択するようにしても良い。   Moreover, in the said embodiment, although only three patterns from a pair to the case of three pairs were illustrated about the logarithm of IDT16 which performs film thickness adjustment, the logarithm of IDT16 which performs film thickness adjustment is logarithm of the whole IDT16. And may be arbitrarily selected from a plurality of patterns.

上記実施形態では、電極パターンに保護膜を形成する上で、ＩＤＴの一部を露出させて露出部分の膜厚調整を行うということに関し、露出部位は電極指１７の数を変えることによって変化させ、これにより周波数シフト量を調整する旨記載した。しかし、図３に示すような露出パターンであっても、本発明の一部とみなすことができる。すなわち、櫛型電極１８（１８ａ，１８ｂ）を構成する電極指１７の交差幅の中心を基点として、前記電極指１７の交差方向に対象に、露出部位の幅を定めるのである。このような実施形態であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
なお、これらの実施形態は、本発明を実施するうえでの一部の態様であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。 In the above embodiment, when forming the protective film on the electrode pattern, the exposed portion is adjusted by changing the number of electrode fingers 17 with respect to adjusting the film thickness of the exposed portion by exposing a part of the IDT. In this way, the frequency shift amount is adjusted. However, even an exposure pattern as shown in FIG. 3 can be considered part of the present invention. That is, the width of the exposed portion is determined in the crossing direction of the electrode finger 17 with the center of the crossing width of the electrode fingers 17 constituting the comb electrode 18 (18a, 18b) as a base point. Even in such an embodiment, it is possible to obtain the same effect as in the above embodiment.
In addition, these embodiment is a one part aspect in implementing this invention, and this invention is not limited to these embodiment.

また、上記実施形態においては、圧電基板（ウエハ３０）が面内回転ＳＴカット水晶板である場合について説明したが、圧電基板はこれに限定されず、電極パターンの膜厚が弾性表面波の周波数に影響を与えるすべての圧電基板に対して適用することができる。さらに、上記実施形態においては、一対の反射器の間に１つＩＤＴを設けた共振子用の弾性表面波素子について説明したが、本発明は、反射器の間に複数のＩＤＴが設けてあるフィルタ用の弾性表面波素子やトランスバーサル型の弾性表面波素子の製造にも適用することができる。   In the above embodiment, the case where the piezoelectric substrate (wafer 30) is an in-plane rotating ST cut quartz plate has been described. However, the piezoelectric substrate is not limited to this, and the film thickness of the electrode pattern is the frequency of the surface acoustic wave. It can be applied to all piezoelectric substrates that affect the above. Furthermore, in the above-described embodiment, the surface acoustic wave element for a resonator in which one IDT is provided between a pair of reflectors has been described. However, in the present invention, a plurality of IDTs are provided between reflectors. The present invention can also be applied to the production of surface acoustic wave elements for filters and transversal surface acoustic wave elements.

なお、上記実施形態ではいずれも、共振周波数の合わせ込みを行うためにＩＤＴを構成する電極の膜厚を調整する旨で記載したが、ＩＤＴを構成する電極の一部の膜厚を調整することにより弾性表面波素子の周波数温度特性などを調整する場合にも利用することができる。   In each of the above-described embodiments, it is described that the film thickness of the electrode constituting the IDT is adjusted in order to adjust the resonance frequency. However, the film thickness of a part of the electrode constituting the IDT is adjusted. Thus, it can also be used when adjusting the frequency-temperature characteristics of the surface acoustic wave device.

電極指の膜厚調整を行う際の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example at the time of adjusting the film thickness of an electrode finger. 膜厚の調整を行う電極指対数とそれによりシフトする周波数量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the number of electrode finger pairs which adjust film thickness, and the frequency amount shifted by it. 電極指の膜厚調整を行う際の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example at the time of adjusting the film thickness of an electrode finger. 面内回転ＳＴカット水晶板からなる弾性表面波素子を説明する図である。It is a figure explaining the surface acoustic wave element which consists of an in-plane rotation ST cut quartz plate. 圧電基板に形成した電極用導電膜の膜厚分布の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the film thickness distribution of the electrically conductive film for electrodes formed in the piezoelectric substrate.

符号の説明Explanation of symbols

１０………ＳＴカット水晶板、１４………弾性表面波素子、１６………すだれ状電極（ＩＤＴ）、１７………電極指、１８（１８ａ，１８ｂ）………櫛型電極、１９………導体ストリップ、２０………反射器、２２………フォトレジスト（保護膜）、３０………ウエハ。   10 ... ST cut quartz plate, 14 Surface acoustic wave element, 16 Interdigital electrode (IDT), 17 Electrode finger, 18 (18a, 18b) ... Comb electrode, 19 ……… Conductor strip, 20 ……… Reflector, 22 ……… Photoresist (protective film), 30 ……… Wafer.

Claims (7)

圧電基板に形成したすだれ状電極の一部の領域の電極膜を除去し、
他の部分に形成された電極膜よりも膜厚を薄くして共振周波数の調整を行うことを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 Remove the electrode film in a part of the interdigital electrode formed on the piezoelectric substrate,
A method of manufacturing a surface acoustic wave element, wherein the resonance frequency is adjusted by making the film thickness thinner than an electrode film formed in another portion. 圧電基板に複数の電極指を備える対を成す櫛型電極によって構成されるすだれ状電極を有する電極パターンを形成し、
前記櫛型電極を構成する電極指の中から一部の電極指を選択し、
前記一部の電極指以外の電極パターンに保護膜を形成し、
露出させた前記一部の電極指をエッチングして電極膜厚を調整することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 Forming an electrode pattern having interdigital electrodes constituted by a pair of comb-shaped electrodes provided with a plurality of electrode fingers on a piezoelectric substrate;
Select some electrode fingers from the electrode fingers constituting the comb electrode,
Forming a protective film on the electrode pattern other than the part of the electrode fingers;
A method of manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the exposed electrode fingers are etched to adjust the electrode film thickness. 請求項２に記載の弾性表面波素子の製造方法は、同一基板上に形成されるすだれ状電極の形成位置と、前記すだれ状電極を含む弾性表面波素子の共振周波数との関係を予め求め、
電極形成位置毎に膜厚調整を行う電極指の数を異ならせることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 The method for manufacturing a surface acoustic wave element according to claim 2 obtains in advance a relationship between the formation position of the interdigital electrode formed on the same substrate and the resonance frequency of the surface acoustic wave element including the interdigital electrode,
A method of manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the number of electrode fingers for adjusting the film thickness is varied for each electrode formation position. 請求項２に記載の弾性表面波素子の製造方法は、同一基板上に形成されるすだれ状電極を含む弾性表面波素子の共振周波数を個別に計測し、
計測した共振周波数の高低に従って個別に、膜厚調整を行う電極指の数を異ならせることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 The method for manufacturing a surface acoustic wave element according to claim 2 individually measures the resonance frequency of the surface acoustic wave element including interdigital electrodes formed on the same substrate,
A method of manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the number of electrode fingers for adjusting the film thickness is individually varied according to the measured resonance frequency. 膜厚調整によって弾性表面波素子の共振周波数を合わせ込む基準周波数を定め、
前記基準周波数に対して共振周波数が低い弾性表面波素子ほど、基準周波数に共振周波数が近い弾性表面波素子に比べて、多くの電極指を露出して膜厚調整を行うことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の弾性表面波素子。 Determine the reference frequency to match the resonance frequency of the surface acoustic wave element by adjusting the film thickness,
The surface acoustic wave element having a resonance frequency lower than the reference frequency is adjusted in film thickness by exposing more electrode fingers as compared with a surface acoustic wave element having a resonance frequency close to the reference frequency. Item 5. The surface acoustic wave device according to Item 3 or 4. 圧電基板に複数の電極指を備える対を成す櫛型電極によって構成されるすだれ状電極を有する電極パターンを形成し、
前記櫛型電極を構成する電極指の交差幅の中心から交差方向に対象に予め定めた間隔をあけて、他の部分に形成された電極パターンに保護膜を形成し、
露出させた電極指の一部をエッチングして電極膜厚を調整することを特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 Forming an electrode pattern having interdigital electrodes constituted by a pair of comb-shaped electrodes provided with a plurality of electrode fingers on a piezoelectric substrate;
Forming a protective film on the electrode pattern formed in the other part at a predetermined interval in the cross direction from the center of the cross width of the electrode fingers constituting the comb electrode,
A method of manufacturing a surface acoustic wave device, wherein the electrode film thickness is adjusted by etching a part of an exposed electrode finger. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の弾性表面波素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする弾性表面波素子。   A surface acoustic wave device manufactured using the method for manufacturing a surface acoustic wave device according to claim 1.
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