JP5169716B2 - Spherical surface acoustic wave device manufacturing method and exposure mask - Google Patents

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Description

本発明は、球状弾性表面波素子の製造方法、および、該球状弾性表面波素子の製造方法の実施に適した露光マスクに関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a spherical surface acoustic wave element and an exposure mask suitable for carrying out the method for manufacturing the spherical surface acoustic wave element.

弾性表面波周回路を有する球面基体に導電膜からなるすだれ状電極が形成された球状弾性表面波素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
球状弾性表面波素子では、すだれ状電極から発生した弾性表面波が、球面基体表面の弾性表面波周回路を周回する。 A spherical surface acoustic wave element has been proposed in which interdigital electrodes made of a conductive film are formed on a spherical base body having a surface acoustic wave circuit (see, for example, Patent Document 1).
In the spherical surface acoustic wave element, the surface acoustic wave generated from the interdigital electrode circulates the surface acoustic wave circuit on the surface of the spherical substrate.

従来、弾性表面波周回路を有する球面基体にすだれ状電極を形成する場合、露光光を用いたフォトリソグラフィによりすだれ状電極パターンを転写していた。   Conventionally, when forming an interdigital electrode on a spherical substrate having a surface acoustic wave circuit, the interdigital electrode pattern is transferred by photolithography using exposure light.

以下、図１を用いながら、従来の球状弾性表面波素子の製造方法について説明する。
まず、球面基体１に導電膜６を膜形成する（図１（ａ））。
次に、導電膜６を覆うようにポジ型レジスト膜７を膜形成する（図１（ｂ））。
次に、透明基板８にすだれ状電極パターンである遮光パターン９が形成された露光マスク１０を用意する（図１（ｃ））。
次に、露光マスク１０を介して、球面基体１上のポジ型レジスト膜７に露光光を照射する（図１（ｄ））。
次に、ポジ型レジスト膜７を現像し、露光光があたらなかった低露光量領域１１をポジ型レジスト膜７上にすだれ状電極パターンとして形成する（図１（ｅ））。
次に、すだれ状電極パターンが形成されたポジ型レジスト膜７をマスクとしてエッチングを行い導電膜からなるすだれ状電極を形成する（図１（ｆ））。
特開２００５−９４６０９号公報 Hereinafter, a conventional method for manufacturing a spherical surface acoustic wave element will be described with reference to FIG.
First, the conductive film 6 is formed on the spherical substrate 1 (FIG. 1A).
Next, a positive resist film 7 is formed so as to cover the conductive film 6 (FIG. 1B).
Next, an exposure mask 10 is prepared in which a light-shielding pattern 9 that is an interdigital electrode pattern is formed on a transparent substrate 8 (FIG. 1C).
Next, exposure light is irradiated to the positive resist film 7 on the spherical substrate 1 through the exposure mask 10 (FIG. 1D).
Next, the positive resist film 7 is developed, and a low exposure amount region 11 where no exposure light has been formed is formed on the positive resist film 7 as an interdigital electrode pattern (FIG. 1E).
Next, etching is performed using the positive resist film 7 on which the interdigital electrode pattern is formed as a mask to form an interdigital electrode made of a conductive film (FIG. 1 (f)).
JP 2005-94609 A

従来の球状弾性表面波素子の製造方法では、すだれ状電極の形成に際して問題があった。   In the conventional method for manufacturing a spherical surface acoustic wave element, there is a problem in forming the interdigital electrode.

図２を用いて、具体的に説明する。
図２は、露光マスク１０を介して、球面基体１上のポジ型レジスト膜７に露光光を照射する（図１（ｄ））工程における拡大断面図である。 This will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 2 is an enlarged sectional view in the step of irradiating the positive resist film 7 on the spherical substrate 1 with exposure light through the exposure mask 10 (FIG. 1D).

すだれ状電極パターンは微細な櫛形状端子部に対応するパターンを有するため、可能な限り露光マスク上の遮光パターンと被露光面である球面基体の表面とは、接近して露光することが望ましい。
また、露光光１３は露光マスクの透明基板８に対し垂直に入射する。
このため、「すだれ状電極パターンが形成される遮光パターン９に対応する球面基体の領域」（図２（ａ））においては、球面基体表面に対しほぼ垂直に露光光が照射される。 Since the interdigital electrode pattern has a pattern corresponding to a fine comb-shaped terminal portion, it is desirable that the light shielding pattern on the exposure mask and the surface of the spherical substrate as the exposed surface be exposed as close as possible.
Further, the exposure light 13 is perpendicularly incident on the transparent substrate 8 of the exposure mask.
For this reason, in the “region of the spherical substrate corresponding to the light shielding pattern 9 on which the interdigital electrode pattern is formed” (FIG. 2A), the exposure light is irradiated almost perpendicularly to the surface of the spherical substrate.

一方、図２（ａ）に示す領域から離れる従い、被露光面である球面基体の表面が傾斜しているため、露光光は球体基体表面に対し角度を持って入射する。よって、図２（ｂ）、図２（ｃ）となるに従い、球体基体表面の露光量は低下する。なお、図２（ｃ）に示す領域は、ポジ型レジスト膜７が後工程の現像工程において除去されるに充分な露光量が得られていない領域（図１（ｅ）における低露光量領域１１に対応する領域）である。
このとき、「導電膜６が膜形成されている領域と、図２（ｃ）に示す領域と、が重なる領域」（図２（ｄ））は、現像工程を経ても、ポジ型レジスト膜７が残存する。よって、現像工程に続くエッチング工程において、弾性表面波周回路２上に残存した導電膜１２が形成される（図１（ｆ）参照）。
ここで、弾性表面波周回路２上の残存した導電膜１２は、弾性表面波周回路２を周回する弾性表面波の障害になる。 On the other hand, as the surface of the spherical substrate, which is the surface to be exposed, is inclined as the distance from the region shown in FIG. Therefore, as shown in FIGS. 2B and 2C, the exposure amount on the surface of the spherical substrate decreases. Note that the region shown in FIG. 2C is a region where an exposure amount sufficient to remove the positive resist film 7 in a subsequent development step is not obtained (the low exposure amount region 11 in FIG. 1E). Is a region corresponding to.
At this time, the “region where the conductive film 6 is formed and the region shown in FIG. 2C overlap” (FIG. 2D) is the positive resist film 7 even after the development process. Remains. Therefore, the conductive film 12 remaining on the surface acoustic wave circuit 2 is formed in the etching process subsequent to the developing process (see FIG. 1F).
Here, the remaining conductive film 12 on the surface acoustic wave circuit 2 becomes an obstacle to the surface acoustic wave that circulates the surface acoustic wave circuit 2.

図２（ｃ）の領域を充分に露光するために、照射する露光光をより長時間照射したり、露光の短時間当たりの照射エネルギー量を増やしたり、した場合、図２（ａ）に示す領域が露光過多となり、遮光パターン９により遮光された部位に相当する部分のレジストパターンが細ったり、除去されるべきではない領域（マスクの遮光領域に相当するパターン領域）のレジストも除去されたり、するため、結果的にすだれ状電極パターンを形成する事が出来ない。   In order to sufficiently expose the region of FIG. 2 (c), when the exposure light to be irradiated is irradiated for a longer time or the amount of irradiation energy per short time of exposure is increased, it is shown in FIG. 2 (a). The region is overexposed, the resist pattern corresponding to the portion shielded by the light shielding pattern 9 is thinned, or the resist in the region that should not be removed (pattern region corresponding to the light shielding region of the mask) is also removed, As a result, the interdigital electrode pattern cannot be formed.

球面基体にすだれ状電極パターンをフォトリソグラフィを用いて形成する場合、球面に露光を行うため、すだれ状電極パターンを形成するために照射する露光光は、すだれ状電極部分から離れた領域では球表面に対し斜めに照射されることになる。よって、露光光が斜めに照射された部位は現像工程に必要なエネルギー量に達せず、すだれ状電極から離れた領域の除去されるべき弾性表面波周回路上に導電膜が残り、弾性表面波の周回の障害になる問題点があった。   When the interdigital electrode pattern is formed on the spherical substrate using photolithography, the exposure light irradiated to form the interdigital electrode pattern is exposed to the spherical surface in the region away from the interdigital electrode portion. Will be irradiated obliquely. Therefore, the portion irradiated with the exposure light obliquely does not reach the amount of energy necessary for the development process, and the conductive film remains on the surface acoustic wave circuit to be removed in the region away from the interdigital electrode, and the surface acoustic wave There was a problem that became an obstacle to the lap.

そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、好適に球面基体に対しすだれ状電極パターンを形成することのできる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。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a surface acoustic wave device that can form a comb electrode pattern on a spherical base. To do.

請求項１に記載の本発明は、弾性表面波周回路を有する球面基体に導電膜からなるすだれ状電極が形成された球状弾性表面波素子の製造方法であって、球面基体の表面に導電膜を形成する工程と、前記導電膜の表面にポジ型レジストを塗布する工程と、前記ポジ型レジスト膜に露光によりすだれ状電極パターンをパターニングする工程と、前記導電膜にパターニングされた前記ポジ型レジストをマスクとしてエッチングを行うことによりすだれ状電極を形成する工程と、を備え、前記ポジ型レジスト膜を露光によりパターニングする工程は、すだれ状電極パターンを非露光部とする露光を行う第１の露光工程と、すだれ状電極パターンを包括する領域を非露光部とする露光を行う第２の露光工程と、前記第１の露光工程および前記第２の露光工程により感光した前記ポジ型レジストを除去する現像工程と、を備えた工程であることを特徴とする球状弾性表面波素子の製造方法である。   The present invention according to claim 1 is a method of manufacturing a spherical surface acoustic wave element in which a comb-like electrode made of a conductive film is formed on a spherical base body having a surface acoustic wave circuit, wherein the conductive film is formed on the surface of the spherical base body. A step of applying a positive resist on the surface of the conductive film, a step of patterning an interdigital electrode pattern on the positive resist film by exposure, and the positive resist patterned on the conductive film A step of forming an interdigital electrode by etching using the mask as a mask, and the step of patterning the positive resist film by exposure includes a first exposure for performing exposure using the interdigital electrode pattern as a non-exposed portion. A process, a second exposure process for performing exposure using a region including the interdigital electrode pattern as a non-exposed portion, the first exposure process, and the second exposure process. A method for producing a spherical surface acoustic wave device which is a process comprising a developing step, the removing the positive type resist was sensitized by degree.

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の弾性表面波素子の製造方法であって、すだれ状電極パターンは、電極接続部を含むパターンであることを特徴とする弾性表面波素子の製造方法である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the surface acoustic wave element manufacturing method according to the first aspect, wherein the interdigital electrode pattern is a pattern including an electrode connection portion. It is a manufacturing method.

請求項３に記載の本発明は、透明基板に遮光パターンを形成した露光マスクであって、前記遮光パターンは、すだれ状電極パターンを形成したすだれ状電極遮光パターンと、前記すだれ状電極パターンを包括する領域内を遮光する包括遮光パターンと、を備えた遮光パターンであり、遮光パターンは導電膜よりなることを特徴とする露光マスクである。   The present invention according to claim 3 is an exposure mask in which a light shielding pattern is formed on a transparent substrate, and the light shielding pattern includes an interdigital electrode light shielding pattern in which an interdigital electrode pattern is formed, and the interdigital electrode pattern. A light-shielding pattern including a light-shielding pattern that shields light within a region to be shielded, and the light-shielding pattern is an exposure mask made of a conductive film.

本発明の球状弾性表面波素子の製造方法は、ポジ型レジスト膜に対し、すだれ状電極パターンを非露光部とする露光を行った後、すだれ状電極パターンを包括する領域を非露光部とする露光を行う。すだれ状電極パターンを包括する領域を非露光部とする二度目の露光を行うことにより、球面基体の表面に対し露光光が斜めに照射される領域を現像工程に必要なエネルギー量まで露光することが出来る。よって、弾性表面波周回路上に導電膜が残存することを抑制することが出来る。   In the method for producing a spherical surface acoustic wave device according to the present invention, the positive resist film is exposed to the interdigital electrode pattern as the non-exposed portion, and then the region including the interdigital electrode pattern is set as the non-exposed portion. Perform exposure. By exposing the surface of the spherical substrate obliquely to the surface of the spherical substrate to the amount of energy required for the development process by performing the second exposure with the region including the interdigital electrode pattern as a non-exposed portion. I can do it. Therefore, it is possible to suppress the conductive film from remaining on the surface acoustic wave circuit.

以下、本発明の球状弾性表面波素子の製造方法について、図３を用いながら、具体的に説明を行う。   Hereinafter, the manufacturing method of the spherical surface acoustic wave element of the present invention will be specifically described with reference to FIG.

＜球面基体の表面に導電膜を形成する工程＞
まず、弾性表面波周回路を有する球面基体１に導電膜６を膜形成する（図３（ａ））。 <Process for forming a conductive film on the surface of the spherical substrate>
First, the conductive film 6 is formed on the spherical substrate 1 having the surface acoustic wave circuit (FIG. 3A).

弾性表面波周回路を有する球面基体は、（１）弾性表面波を励起させることが出来ない材料からなる球面基体に弾性表面波が励起可能な材料を円環状に被覆した基体、（２）弾性表面波が励起可能な材料からなる球面基体、などを用いる。また、一般的に、弾性表面波が励起可能な材料として、圧電材料が挙げられる。   A spherical substrate having a surface acoustic wave circuit includes (1) a substrate in which a spherical substrate made of a material that cannot excite a surface acoustic wave is coated with a material capable of exciting a surface acoustic wave in an annular shape, and (2) elasticity A spherical substrate made of a material capable of exciting surface waves is used. In general, a piezoelectric material is a material that can excite surface acoustic waves.

また、弾性表面波周回路を有する球面基体は、圧電材料からなる球状基体である圧電性結晶球を用いることが好ましい。
圧電性結晶球としては、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）及びランガサイトファミリー、などの結晶球が挙げられる。上述した圧電性結晶球は、それぞれの材料の結晶面に応じて、外表面に弾性表面波周回路を備える。
具体的には、例えば、圧電性結晶球は製造コストや動作する際の周波数を考慮して、略１０ｍｍ〜略１ｍｍの径の球形状である。 The spherical substrate having a surface acoustic wave circuit is preferably a piezoelectric crystal sphere that is a spherical substrate made of a piezoelectric material.
Examples of the piezoelectric crystal sphere include crystal spheres such as quartz, lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), langasite (La 3 Ga 5 SiO 14 ), and langasite family. The piezoelectric crystal sphere described above includes a surface acoustic wave circuit on the outer surface according to the crystal plane of each material.
Specifically, for example, the piezoelectric crystal sphere has a spherical shape with a diameter of about 10 mm to about 1 mm in consideration of the manufacturing cost and the operating frequency.

導電膜は、すだれ状電極パターンが形成されたときにすだれ状電極として機能するように、導電性を備えた材料であればよい。例えば、金属膜（例えば、クロム膜、金薄膜、それらの合金膜など）などで形成してよい。
具体的な一例を挙げると、球面基体として直径３．３ｍｍの水晶からなる圧電性結晶球を用いた場合、導電膜は、クロム膜５０ｎｍ及び金薄膜を１００ｎｍとした２層膜であってもよい。 The conductive film may be a material having conductivity so that it functions as a comb electrode when a comb electrode pattern is formed. For example, a metal film (for example, a chromium film, a gold thin film, or an alloy film thereof) may be used.
As a specific example, when a piezoelectric crystal sphere made of quartz having a diameter of 3.3 mm is used as the spherical substrate, the conductive film may be a two-layer film having a chromium film of 50 nm and a gold thin film of 100 nm. .

また、導電膜の形成方法を適宜公知の薄膜形成方法により行って良い。薄膜形成方法としては、例えば、具体的には、真空蒸着などが挙げられる。   Further, the conductive film may be formed by a known thin film forming method as appropriate. Specific examples of the thin film forming method include vacuum deposition.

＜導電膜の表面にポジ型レジストを塗布する工程＞
次に、導電膜６が形成された球面基体１に、ポジ型レジスト膜７を形成する（図３（ｂ））。 <The process of apply | coating a positive resist to the surface of an electrically conductive film>
Next, a positive resist film 7 is formed on the spherical substrate 1 on which the conductive film 6 is formed (FIG. 3B).

ポジ型レジストは、露光光により感光した後、現像することにより除去される樹脂であり、形成するすだれ状電極パターンのラインパターン幅、用いる露光光などに応じて適宜公知の樹脂を選択してよい。   The positive resist is a resin that is removed by development after exposure to exposure light, and a known resin may be appropriately selected according to the line pattern width of the interdigital electrode pattern to be formed, the exposure light used, and the like. .

ポジ型レジストの膜形成方法としては、適宜公知の薄膜形成方法を用いて良い。薄膜形成方法としては、例えば、具体的には、スピンコート法、ディップコート法、スプレー法、滴下法、などが挙げられる。
スピンコート法およびディップコート法を用いる場合、塗布時のポジ型レジストは液状であるため、ポジ型レジスト膜は球面基体の略全面に広がる。 As a positive resist film forming method, a known thin film forming method may be appropriately used. Specific examples of thin film forming methods include spin coating, dip coating, spraying, and dropping.
When the spin coating method and the dip coating method are used, the positive resist at the time of application is in a liquid state, and therefore the positive resist film spreads over substantially the entire surface of the spherical substrate.

ポジ型レジスト膜の厚みは、形成するすだれ状電極パターンのラインパターン幅、用いる露光光およびポジ型レジスト、などに応じて適宜決定してよい。   The thickness of the positive resist film may be appropriately determined according to the line pattern width of the interdigital electrode pattern to be formed, the exposure light used, the positive resist, and the like.

＜ポジ型レジスト膜に露光を行う工程＞
次に、すだれ状電極遮光パターン９が形成された露光マスク１０を介して球面基体１に対し露光光を照射し（図３（ｃ））、包括遮光パターン１４が形成された露光マスク１０を介して球面基体１に対し露光光を照射し、（図３（ｄ））ポジ型レジスト膜７を現像し低露光量領域１１をすだれ状電極パターンとして形成する（図３（ｅ））。
なお、本発明の球状弾性表面波素子の製造方法において、すだれ状電極パターンを非露光部とする露光を行う第１の露光工程と、すだれ状電極パターンを包括する領域を非露光部とする露光を行う第２の露光工程と、は互いに相前後して行ってよく、第１の露光工程の後に第２の露光工程行っても良いし、第２の露光工程の後に第１の露光工程行っても良い。 <Step of exposing positive resist film>
Next, the spherical substrate 1 is irradiated with exposure light through the exposure mask 10 on which the interdigital electrode light-shielding pattern 9 is formed (FIG. 3 (c)), and through the exposure mask 10 on which the comprehensive light-shielding pattern 14 is formed. Then, the spherical substrate 1 is irradiated with exposure light (FIG. 3 (d)), and the positive resist film 7 is developed to form the low exposure region 11 as an interdigital electrode pattern (FIG. 3 (e)).
In the method for manufacturing a spherical surface acoustic wave device of the present invention, a first exposure step for performing exposure with the interdigital electrode pattern as a non-exposed portion, and an exposure with a region including the interdigital electrode pattern as a non-exposed portion. And the second exposure process may be performed in tandem with each other, the second exposure process may be performed after the first exposure process, or the first exposure process may be performed after the second exposure process. May be.

ポジ型レジストに対し、すだれ状電極パターンを非露光部とする露光を行った後、すだれ状電極パターンを包括する領域を非露光部とする露光を行うことにより、球面基体の表面に対し露光光が斜めに照射される領域を現像工程に必要なエネルギー量まで露光することが出来る。よって、弾性表面波周回路上に導電膜が残存することを抑制することが出来る。
このため、図３（ｅ）に示すように、低露光量領域１１はすだれ状電極に対応する部位にのみとなり、後工程であるエッチング工程において、弾性表面波周回路上に導電膜が残存することを抑制することが出来る。 The positive resist is exposed to the interdigital electrode pattern as an unexposed portion, and then exposed to an area including the interdigital electrode pattern as an unexposed portion, thereby exposing the surface of the spherical substrate to exposure light. Can be exposed to an energy amount necessary for the development process. Therefore, it is possible to suppress the conductive film from remaining on the surface acoustic wave circuit.
For this reason, as shown in FIG. 3E, the low exposure amount region 11 is only in the portion corresponding to the interdigital electrode, and the conductive film remains on the surface acoustic wave circuit in the etching step which is a subsequent step. Can be suppressed.

また、ポジ型レジスト膜に対する露光量は、ポジ型レジストの状態、露光マスクの状態、周囲の湿度、などによって適切な条件は変わることから、随時適切な露光量を求めて実施をすることが好ましい。   In addition, since the appropriate amount of exposure for the positive resist film varies depending on the state of the positive resist, the state of the exposure mask, the ambient humidity, etc., it is preferable to carry out the exposure by obtaining an appropriate exposure amount as needed. .

＜導電膜にエッチングを行う工程＞
次に、すだれ状電極パターンが形成されたポジ型レジスト膜７をマスクとしてエッチングを行い、すだれ状電極を形成する（図３（ｆ））。 <Process for etching conductive film>
Next, etching is performed using the positive resist film 7 on which the interdigital electrode pattern is formed as a mask to form an interdigital electrode (FIG. 3F).

エッチング方法は、用いたポジ型レジスト膜および導電膜に適したエッチング方法を適宜選択してよい。エッチング方法として、例えば、具体的には、エッチング溶液に入れて化学的に溶解して除去する方法、真空中で電子線などの粒子を照射して削り取る方法、などが挙げられる。   As the etching method, an etching method suitable for the positive resist film and the conductive film used may be appropriately selected. Specific examples of the etching method include a method of removing by dissolving in a chemical solution in an etching solution, and a method of scraping by irradiating particles such as an electron beam in a vacuum.

エッチング工程後に、ポジ型レジスト膜７が残存した場合、残存したポジ型レジスト膜７を剥離する工程を行っても良い。ポジ型レジスト膜を剥離する方法は、選択したポジ型レジストに応じて適宜公知の方法を用いて良い。例えば、具体的には、剥離液への浸漬、Ｏ２アッシングなどを用いても良い。 When the positive resist film 7 remains after the etching process, a process of peeling the remaining positive resist film 7 may be performed. As a method for removing the positive resist film, a known method may be used as appropriate according to the selected positive resist. For example, specifically, immersion in a stripping solution, O 2 ashing, or the like may be used.

すだれ状電極は、球面基体上の弾性表面波周回路を伝播する弾性表面波の励起／検知手段として設置される。
すだれ状電極は様々な形状のものが提案されているが、最も基本的なものは一対の櫛形状端子部を夫々の複数の櫛形状端子部を交互に配置して組み合わせた形状である。 The interdigital electrode is installed as a surface acoustic wave excitation / detection means that propagates through a surface acoustic wave circuit on a spherical substrate.
Interdigital electrodes have been proposed in various shapes, but the most basic one is a shape in which a pair of comb-shaped terminal portions are combined by alternately arranging a plurality of comb-shaped terminal portions.

すだれ状電極は、一対の櫛歯状電極枝の間にインパルスもしくは所定の周波数の高周波信号をバースト状に適用することにより、相互に隣接した２つの櫛歯状電極枝の周期長に対応した波長の弾性表面波を励起させることが出来る（具体的には、櫛歯状電極枝を構成するラインアンドスペースパターンの幅が励起する弾性表面波の波長の４分の１に対応する）。
また、励起された弾性表面波のビーム幅は、相互に隣接した２つの櫛歯状電極枝において相互に対向している部分の長さに対応する。
また、すだれ状電極の一対の櫛形状端子部の複数の櫛歯状電極枝が交互に配列された方向が、励起された弾性表面波の波面が略進行する方向になる。 The interdigital electrode has a wavelength corresponding to the period length of two adjacent comb-like electrode branches by applying an impulse or a high-frequency signal of a predetermined frequency in a burst shape between a pair of comb-like electrode branches. The surface acoustic wave can be excited (specifically, the width of the line and space pattern constituting the comb-like electrode branch corresponds to a quarter of the wavelength of the excited surface acoustic wave).
In addition, the beam width of the excited surface acoustic wave corresponds to the length of the portions facing each other in the two adjacent comb-like electrode branches.
The direction in which the plurality of comb-like electrode branches of the pair of comb-shaped terminal portions of the interdigital electrode are alternately arranged is the direction in which the wavefront of the excited surface acoustic wave substantially proceeds.

図４に、すだれ状電極の一例を示す。図４において、対向する櫛歯状電極枝の重なり合う幅Ｗが、励起された弾性表面波のビーム幅に対応する。また、電極周期が、励起された弾性表面波の波長に対応する。   FIG. 4 shows an example of the interdigital electrode. In FIG. 4, the overlapping width W of the opposing comb-like electrode branches corresponds to the beam width of the excited surface acoustic wave. The electrode period corresponds to the wavelength of the excited surface acoustic wave.

図５に、一般的な球状弾性表面波素子の一例を示す。図５では、球面基体１の弾性表面波周回路２上にすだれ状電極３が形成されている。また、すだれ状電極３は、電極接続部４を介して高周波信号送受信装置５と接続されている。なお、図１において、球面基体は水晶の圧電性結晶球である。水晶の圧電性結晶球において、弾性表面波周回路２は、結晶軸であるＺ軸を軸として外表面を周回するような位置にある。   FIG. 5 shows an example of a general spherical surface acoustic wave element. In FIG. 5, the interdigital electrode 3 is formed on the surface acoustic wave circuit 2 of the spherical substrate 1. In addition, the interdigital electrode 3 is connected to the high-frequency signal transmitting / receiving device 5 through the electrode connecting portion 4. In FIG. 1, the spherical substrate is a piezoelectric crystal sphere of quartz. In the piezoelectric crystal sphere of quartz crystal, the surface acoustic wave circuit 2 is positioned so as to go around the outer surface around the Z axis, which is the crystal axis.

圧電性結晶球の外表面にすだれ状電極を形成し、該圧電性結晶球の弾性表面波周回路を周回する弾性表面波を該すだれ状電極により励起する場合、（１）すだれ状電極の複数の電極枝が相互に対向している部分の長さ、（２）すだれ状電極の複数の電極枝の配列周期、などを圧電性結晶球に応じて設定することが望ましい。
例えば、具体的には、球面基体として水晶の圧電性結晶球を用いた１５０ＭＨｚの周波数で動作させる球状弾性表面波素子において、すだれ状電極の櫛歯状電極枝部位におけるラインアンドスペース幅は約５．３μｍである。 When interdigital electrodes are formed on the outer surface of the piezoelectric crystal sphere, and surface acoustic waves that circulate around the surface acoustic wave circuit of the piezoelectric crystal sphere are excited by the interdigital electrodes, (1) a plurality of interdigital electrodes It is desirable to set the length of the portion where the electrode branches face each other, (2) the arrangement period of the plurality of electrode branches of the interdigital electrode, and the like according to the piezoelectric crystal sphere.
For example, specifically, in a spherical surface acoustic wave device using a piezoelectric crystal ball of quartz as a spherical substrate and operating at a frequency of 150 MHz, the line-and-space width at the interdigital electrode branch portion of the interdigital electrode is about 5 .3 μm.

また、すだれ状電極には、電極接続部を設けることが好ましい。電極接続部を設けることにより、弾性表面波の周回経路以外の球形表面上で外部と電気的に接続することが出来る。接続に際しては、超音波ボンダ、導電ペースト、などを用いても良い。   Moreover, it is preferable to provide an electrode connection part in the interdigital electrode. By providing the electrode connection portion, it is possible to electrically connect to the outside on a spherical surface other than the circulation path of the surface acoustic wave. For connection, an ultrasonic bonder, a conductive paste, or the like may be used.

また、球状弾性表面波素子は、弾性表面波周回路上に外部環境の変化に感応する感応膜を設けることにより、外部環境の変化を測定することに利用することが出来る。
これは、外部環境の変化に弾性表面波周回路上の感応膜が反応し、（１）弾性表面波周回路を１周する間におけるバースト状の弾性表面波の周回速度の変化、（２）弾性表面波周回路をバースト状の弾性表面波が１周するのに要する時間の変化、（３）１周する毎の弾性表面波の位相の遅延、（４）１周する毎の弾性表面波の強度の低下、などが起こり、周回した弾性表面波を検出することで弾性表面波が受けた感応膜の影響を把握することが出来るためである。 In addition, the spherical surface acoustic wave element can be used to measure changes in the external environment by providing a sensitive film that is sensitive to changes in the external environment on the surface acoustic wave circuit.
This is because the sensitive film on the surface acoustic wave circuit reacts to changes in the external environment, and (1) the change in the rotational speed of the surface acoustic wave in the form of a burst during one round of the surface acoustic wave circuit, (2) the elasticity Change in time required for one round of the surface acoustic wave in the form of a burst in the surface wave circuit, (3) phase delay of the surface acoustic wave for each round, and (4) surface acoustic wave for each round. This is because the influence of the sensitive film received by the surface acoustic wave can be grasped by detecting the surface acoustic wave that has occurred due to a decrease in strength or the like.

球状弾性表面波素子は、弾性表面波が弾性表面波周回路を周回することから、周回回数が増加すればするほど感応膜からの変化は累積され大きくなり、微少な感応膜の変化であっても測定することが出来る。
ただし、感応膜以外の弾性表面波の変化要因がある場合、弾性表面波周回路を周回する弾性表面波の変化を検出するにあたり、感応膜以外の影響も累積されるため好ましくない。このため、特に、球状弾性表面波素子に感応膜を設けセンサとして用いる場合、弾性表面波周回路上に残存した導電膜が周回する弾性表面波に影響を与えるため好ましくない。 In the spherical surface acoustic wave element, the surface acoustic wave circulates in the surface acoustic wave circuit, so as the number of laps increases, the change from the sensitive film accumulates and becomes a slight change in the sensitive film. Can also be measured.
However, when there is a change factor of the surface acoustic wave other than the sensitive film, it is not preferable because the influence other than the sensitive film is accumulated when detecting the change of the surface acoustic wave that circulates the surface acoustic wave circuit. For this reason, in particular, when a sensitive film is provided on a spherical surface acoustic wave element and used as a sensor, it is not preferable because it affects the surface acoustic wave that the conductive film remaining on the surface acoustic wave circuit circulates.

以下、本発明の露光マスクについて、図６を用いて説明を行う。
本発明の露光マスク１５は、透明基板上８に、すだれ状電極遮光パターン９と、包括遮光パターン１４と、備える。 Hereinafter, the exposure mask of the present invention will be described with reference to FIG.
The exposure mask 15 according to the present invention includes the interdigital electrode light-shielding pattern 9 and the comprehensive light-shielding pattern 14 on the transparent substrate 8.

透明基板は、用いる露光光を透過できる材料であれば良い。例えば、石英基板などを用いても良い。   The transparent substrate may be any material that can transmit the exposure light to be used. For example, a quartz substrate or the like may be used.

すだれ状電極遮光パターンは、仕様に応じたすだれ状電極の櫛歯状電極枝の電極周期および幅に対応するパターンとして形成する。
また、すだれ状電極遮光パターンは、用いる露光光を遮光し、導電性を有する材料であればよい。例えば、透明基板として石英基板を用いた場合、遮光パターンは金属膜（例えば、クロム膜、金薄膜、など）などで形成してよい。 The interdigital electrode light-shielding pattern is formed as a pattern corresponding to the electrode period and width of the comb-like electrode branch of the interdigital electrode according to specifications.
The interdigital electrode light-shielding pattern may be any material that shields the exposure light to be used and has conductivity. For example, when a quartz substrate is used as the transparent substrate, the light shielding pattern may be formed of a metal film (for example, a chromium film, a gold thin film, etc.).

包括遮光パターンは、少なくともすだれ状電極パターンの櫛歯状電極枝（微細なパターン部位）の全域を覆う遮光パターンであればよい。
また、包括遮光パターンは、用いる露光光を遮光する材料であればよい。例えば、透明基板として石英基板を用いた場合、遮光パターンは金属膜（例えば、クロム膜、金薄膜、など）などで形成してよい。 The comprehensive light-shielding pattern may be a light-shielding pattern that covers at least the entire region of the comb-like electrode branch (fine pattern portion) of the interdigital electrode pattern.
The comprehensive light shielding pattern may be any material that shields the exposure light to be used. For example, when a quartz substrate is used as the transparent substrate, the light shielding pattern may be formed of a metal film (for example, a chromium film, a gold thin film, etc.).

本発明の露光マスクでは、すだれ状電極遮光パターンを導電膜より形成することにより、露光マスクを弾性表面波周回路を有する球面基体に近接させ、すだれ状電極遮光パターンにインパルスもしくは所定の周波数の高周波信号をバースト状に適用することで、球面基体に弾性表面波を発生させることが出来る。
このため、すだれ状電極遮光パターンから弾性表面波を発生することにより、すだれ状電極遮光パターンから発生した弾性表面波を球面基体表面上の弾性表面波周回路に周回させることが出来る。
よって、球面基体表面上の弾性表面波周回路に周回する「すだれ状電極遮光パターンから発生した弾性表面波」を検出することにより、弾性表面波周回路を有する球面基体と、本発明の露光マスクと、との位置決め（アライメント）を好適に行うことが出来る。 In the exposure mask of the present invention, the interdigital electrode light-shielding pattern is formed of a conductive film so that the exposure mask is brought close to the spherical substrate having the surface acoustic wave circuit, and the interdigital electrode light-shielding pattern is impulse or a high frequency of a predetermined frequency. By applying the signal in bursts, surface acoustic waves can be generated on the spherical substrate.
Therefore, by generating the surface acoustic wave from the interdigital electrode light shielding pattern, the surface acoustic wave generated from the interdigital electrode light shielding pattern can be circulated to the surface acoustic wave circuit on the spherical substrate surface.
Therefore, by detecting the “surface acoustic wave generated from the interdigital electrode light-shielding pattern” that circulates to the surface acoustic wave circuit on the surface of the spherical substrate, the spherical substrate having the surface acoustic wave circuit and the exposure mask of the present invention And (alignment) can be suitably performed.

また、すだれ状電極遮光パターンと包括遮光パターンとを同一の透明基板上に形成した場合、透明基板上のすだれ状電極遮光パターンと包括遮光パターンとの相対位置は常に変わらない。このため、すだれ状電極遮光パターンを用いて露光した後、包括遮光パターンを露光するに際して、すだれ状電極遮光パターンおよび包括遮光パターンの設計時に把握した相対距離だけ移動することにより、包括遮光パターンの位置決め（アライメント）を好適に行うことが出来る。
すだれ状電極遮光パターンと包括遮光パターンとを個別の透明基板に形成した場合、包括遮光パターンの位置決め（アライメント）は、すだれ状電極遮光パターンの位置決め（アライメント）を利用できないため、困難である。 Further, when the interdigital electrode light shielding pattern and the comprehensive light shielding pattern are formed on the same transparent substrate, the relative positions of the interdigital electrode light shielding pattern and the comprehensive light shielding pattern on the transparent substrate are not always changed. For this reason, after exposing with the interdigital electrode light shielding pattern, when exposing the comprehensive light shielding pattern, positioning of the comprehensive light shielding pattern is performed by moving by the relative distance grasped at the time of designing the interdigital electrode light shielding pattern and the comprehensive light shielding pattern. (Alignment) can be suitably performed.
When the interdigital electrode light-shielding pattern and the comprehensive light-shielding pattern are formed on separate transparent substrates, the positioning (alignment) of the comprehensive light-shielding pattern is difficult because the positioning (alignment) of the interdigital electrode light-shielding pattern cannot be used.

図７に、本発明の露光マスクを用いた露光方法の一例について具体的に示す。
まず、本発明の露光マスク１５上のすだれ状電極遮光パターン９を、導電膜６およびポジ型レジスト膜７が膜形成された球面基体１に近接させ、すだれ状電極遮光パターン９から弾性表面波を発生させ、位置決め（アライメント）を行う（図７（ａ））。
次に、本発明の露光マスク１５のすだれ状電極遮光パターン９を介して、露光光１３を照射する（図７（ｂ））。
次に、設計時のパターン形成位置を元に、すだれ状電極遮光パターン９と包括遮光パターン１４との相対距離の値だけ、露光マスク１５を動かす（図７（ｃ））。
次に、本発明の露光マスク１５の包括遮光パターン１４を介して、露光光１３を照射する（図７（ｄ））。 FIG. 7 specifically shows an example of an exposure method using the exposure mask of the present invention.
First, the interdigital electrode light shielding pattern 9 on the exposure mask 15 of the present invention is brought close to the spherical substrate 1 on which the conductive film 6 and the positive resist film 7 are formed, and surface acoustic waves are generated from the interdigital electrode light shielding pattern 9. Then, positioning (alignment) is performed (FIG. 7A).
Next, the exposure light 13 is irradiated through the interdigital electrode light shielding pattern 9 of the exposure mask 15 of the present invention (FIG. 7B).
Next, the exposure mask 15 is moved by the value of the relative distance between the interdigital electrode light-shielding pattern 9 and the comprehensive light-shielding pattern 14 based on the pattern formation position at the time of design (FIG. 7C).
Next, the exposure light 13 is irradiated through the comprehensive light shielding pattern 14 of the exposure mask 15 of the present invention (FIG. 7D).

以下、具体的に本発明の球状弾性表面波素子の製造方法について、図３を用いて説明を行う。   Hereinafter, the manufacturing method of the spherical surface acoustic wave element of the present invention will be specifically described with reference to FIG.

まず、球面基体１として、直径３．３ｍｍの水晶の圧電性結晶球を用意した。
上記水晶の圧電性結晶球は弾性表面波周回路（Ｚ軸シリンダー）を備える。 First, a quartz crystal ball having a diameter of 3.3 mm was prepared as the spherical substrate 1.
The piezoelectric crystal ball of quartz includes a surface acoustic wave circuit (Z-axis cylinder).

次に、球面基体１に真空蒸着により導電膜６を形成した（図３（ａ））。
このとき、真空蒸着はクロムと金との２元蒸着であり、形成された導電膜は、クロム５０ｎｍ、金１００ｎｍの２層膜であった。 Next, a conductive film 6 was formed on the spherical substrate 1 by vacuum deposition (FIG. 3A).
At this time, vacuum deposition was binary deposition of chromium and gold, and the formed conductive film was a two-layer film of chromium 50 nm and gold 100 nm.

次に、導電膜６が形成された球面基体１にポジ型レジスト膜７を形成した（図３（ｂ））。
このとき、ポジ型レジスト（東京応化製、商品名：ＯＦＰＲ−８００）をスピンコート法を用いて塗布した。また、ポジ型レジスト膜７の厚みは最も厚い中央付近で約１５００ｎｍであった。 Next, a positive resist film 7 was formed on the spherical substrate 1 on which the conductive film 6 was formed (FIG. 3B).
At this time, a positive resist (trade name: OFPR-800, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied using a spin coating method. The thickness of the positive resist film 7 was about 1500 nm near the thickest center.

次に、櫛歯状電極枝を構成するラインアンドスペースパターンの幅が５．３μｍであり、一対の櫛歯状電極枝が重なる幅Ｗが２６５μｍである、すだれ状電極遮光パターン９を備えた露光マスク１０を介して、球面基体１に対し紫外光を照射した（図３（ｃ））。
このとき、露光量は１２０ｍＪであった。 Next, the exposure with the interdigital electrode light-shielding pattern 9 in which the width of the line and space pattern constituting the comb-like electrode branch is 5.3 μm and the width W of the pair of comb-like electrode branches overlapping is 265 μm. The spherical substrate 1 was irradiated with ultraviolet light through the mask 10 (FIG. 3C).
At this time, the exposure amount was 120 mJ.

次に、櫛歯状電極枝の部位を包括する領域を遮蔽する包括遮光パターン１４を備えた露光マスク１０を介して、球面基体１に対し紫外光を照射した（図３（ｄ））。
このとき、露光量は４００ｍＪであった。 Next, the spherical substrate 1 was irradiated with ultraviolet light through the exposure mask 10 provided with the comprehensive light-shielding pattern 14 that shields the region covering the parts of the comb-like electrode branches (FIG. 3D).
At this time, the exposure amount was 400 mJ.

次に、球面基体１を現像液（東京応化製、商品名：ＯＦＰＲ−ＮＭＤ−３）に１２０秒浸漬し、現像を行い、ポジ型レジスト膜７に低露光量領域１１に対応するすだれ状電極パターンを形成した（図３（ｅ））。   Next, the spherical substrate 1 is immersed for 120 seconds in a developer (product name: OFPR-NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) and developed, and the interdigital electrode corresponding to the low exposure area 11 is formed on the positive resist film 7. A pattern was formed (FIG. 3 (e)).

次に、すだれ状電極パターンが形成されたポジ型レジスト膜７をマスクとして導電膜６のエッチングを行った（図３（ｆ））。
このとき、導電膜６の金薄膜に対するエッチング液の組成は、よう素：ヨウ化カリウム＝１００ｇ：１００ｇ／純水１リットルとし、１０秒間浸漬した。
また、導電膜６のクロム膜に対するエッチング液として、エッチング液（関東化学製、商品名：Ｃｒ−１０Ｎ）を用い、９０秒間浸漬した。 Next, the conductive film 6 was etched using the positive resist film 7 with the interdigital electrode pattern as a mask (FIG. 3F).
At this time, the composition of the etching solution with respect to the gold thin film of the conductive film 6 was iodine: potassium iodide = 100 g: 100 g / liter of pure water, and immersed for 10 seconds.
Moreover, as an etching solution with respect to the chromium film of the conductive film 6, an etching solution (trade name: Cr-10N, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was used and immersed for 90 seconds.

次に、剥離液に浸漬し、残存したポジ型レジスト膜７の剥離を行った。
このとき、剥離液として、剥離液（東京応化製、商品名：１０４剥離液）を用いた。 Next, it was immersed in a stripping solution and the remaining positive resist film 7 was stripped.
At this time, a stripping solution (product name: 104 stripping solution manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was used as the stripping solution.

以上より、駆動周波数が１５０ＭＨｚの水晶の圧電結晶球を用いた弾性表面波素子を製造することが出来た。また、製造された球状弾性表面波素子は、弾性表面波周回路に導電膜が残存していなかった。   From the above, it was possible to manufacture a surface acoustic wave device using a piezoelectric crystal ball of quartz having a driving frequency of 150 MHz. In the manufactured spherical surface acoustic wave element, no conductive film remained in the surface acoustic wave circuit.

従来の球状弾性表面波素子の製造方法を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows the manufacturing method of the conventional spherical surface acoustic wave element. 球状弾性表面波素子の製造方法における露光工程を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the exposure process in the manufacturing method of a spherical surface acoustic wave element. 本発明の球状弾性表面波素子の製造方法を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows the manufacturing method of the spherical surface acoustic wave element of this invention. すだれ状電極の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the interdigital electrode. 球状弾性表面波素子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a spherical surface acoustic wave element. 本発明の露光マスクを示す図である。It is a figure which shows the exposure mask of this invention. 本発明の露光マスクの使用例を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows the usage example of the exposure mask of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…球面基体
２…弾性表面波周回路
３…すだれ状電極
４…電極接続部
５…高周波信号送受信装置
６…導電膜
７…ポジ型レジスト膜
８…透明基板
９…すだれ状電極遮光パターン
１０…露光マスク
１１…低露光量領域
１２…残存した導電膜
１３…露光光
１４…包括遮光パターン
１５…本発明の露光マスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spherical base | substrate 2 ... Surface acoustic wave circuit 3 ... Interdigital electrode 4 ... Electrode connection part 5 ... High frequency signal transmitter / receiver 6 ... Conductive film 7 ... Positive resist film 8 ... Transparent substrate 9 ... Interdigital electrode light shielding pattern 10 ... Exposure mask 11 ... Low exposure region 12 ... Remaining conductive film 13 ... Exposure light 14 ... Comprehensive light shielding pattern 15 ... Exposure mask of the present invention

Claims (3)

弾性表面波周回路を有する球面基体に導電膜からなるすだれ状電極が形成された球状弾性表面波素子の製造方法であって、
球面基体の表面に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜の表面にポジ型レジストを塗布する工程と、
前記ポジ型レジスト膜に露光によりすだれ状電極パターンをパターニングする工程と、
前記導電膜にパターニングされた前記ポジ型レジストをマスクとしてエッチングを行うことによりすだれ状電極を形成する工程と、を備え、
前記ポジ型レジスト膜を露光によりパターニングする工程は、
すだれ状電極パターンを非露光部とする露光を行う第１の露光工程と、
すだれ状電極パターンを包括する領域を非露光部とする露光を行う第２の露光工程と、
前記第１の露光工程および前記第２の露光工程により感光した前記ポジ型レジストを除去する現像工程と、
を備えた工程であること
を特徴とする球状弾性表面波素子の製造方法。 A method of manufacturing a spherical surface acoustic wave element in which interdigital electrodes made of a conductive film are formed on a spherical substrate having a surface acoustic wave circuit,
Forming a conductive film on the surface of the spherical substrate;
Applying a positive resist to the surface of the conductive film;
Patterning the interdigital electrode pattern by exposure on the positive resist film;
Forming an interdigital electrode by etching using the positive resist patterned on the conductive film as a mask, and
The step of patterning the positive resist film by exposure includes:
A first exposure step for performing exposure with the interdigital electrode pattern as a non-exposed portion;
A second exposure step for performing exposure with a region including the interdigital electrode pattern as a non-exposed portion;
A development step of removing the positive resist exposed in the first exposure step and the second exposure step;
A method for manufacturing a spherical surface acoustic wave device, comprising: 請求項１に記載の弾性表面波素子の製造方法であって、
すだれ状電極パターンは、電極接続部を含むパターンであること
を特徴とする弾性表面波素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the surface acoustic wave element according to claim 1,
The interdigital electrode pattern is a pattern including an electrode connection portion. 透明基板に遮光パターンを形成した露光マスクであって、
前記遮光パターンは、
すだれ状電極パターンを形成したすだれ状電極遮光パターンと、
前記すだれ状電極パターンを包括する領域内を遮光する包括遮光パターンと、
を備えた遮光パターンであり、
遮光パターンは導電膜よりなること
を特徴とする露光マスク。 An exposure mask having a light shielding pattern formed on a transparent substrate,
The shading pattern is
Interdigital electrode light-shielding pattern in which an interdigital electrode pattern is formed,
A comprehensive light-shielding pattern that shields light in a region encompassing the interdigital electrode pattern;
A shading pattern with
An exposure mask, wherein the light shielding pattern is made of a conductive film.
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