WO2016117483A1 - 弾性波装置の製造方法、および弾性波装置 - Google Patents

弾性波装置の製造方法、および弾性波装置 Download PDF

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岩本敬
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/02228Guided bulk acoustic wave devices or Lamb wave devices having interdigital transducers situated in parallel planes on either side of a piezoelectric layer

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave device having at least two IDT electrodes having different resonance frequencies and film thicknesses on the same piezoelectric substrate.
  • each IDT is manufactured in a separate process.
  • etching for determining the thickness of the IDT is performed, and then a resist pattern is formed by a photolithography method, and then the line width of the IDT is reduced. Etching to decide.
  • an object of the present invention is to form a resist pattern by a litho photolithography method, and then form all layers of two or more kinds of metal films including an etching resistant material constituting the IDT electrode, and then etch resistance.
  • a method for manufacturing an elastic wave device that suppresses variation in the line width of each IDT electrode in an elastic wave device in which an IDT electrode having a thickness of at least two is formed on the same piezoelectric substrate by etching a layer having no surface, and elasticity It is to provide a wave device.
  • the first resist is applied to the main surface of the piezoelectric substrate, and the first resist is exposed and developed, whereby the main surface on which the first comb-shaped electrode is formed is formed.
  • a first resist corresponding to the shape of the first comb electrode in the first region and corresponding to the shape of the second comb electrode in the second region of the main surface on which the second comb electrode is formed.
  • the elastic wave device is, for example, a filter, a duplexer, a triplexer, or a multiplexer.
  • the line widths of the first and second comb electrodes are determined by one pattern formation process of the first resist without an etching process. Therefore, the method for manufacturing an acoustic wave filter according to the present invention determines the line widths of the first and second comb electrodes with fewer steps compared to the prior art. Can be suppressed.
  • each comb electrode is narrowed in the direction opposite to the piezoelectric substrate. Tapered shape. With such a tapered shape, the insulating material for covering each comb electrode is likely to be placed on the side surface of each comb electrode. Therefore, the taper shape of each comb-shaped electrode can increase the reliability of insulation of each comb-shaped electrode.
  • the second resist in the second region and the uppermost conductive material in the second region may be dissolved.
  • the protective layer in the first region is formed, and at the same time, the uppermost conductive material in the second region is etched. Therefore, this manufacturing method simplifies the entire process.
  • the etching solution for dissolving the uppermost conductive material in the second region may include a component for passivating the lower conductive material adjacent to the uppermost layer.
  • nitric acid (HNO 3 ) having an oxidizing action is used as a component for passivating nickel.
  • HNO 3 nitric acid
  • This passive film becomes an etching stop layer that prevents the metal film containing nickel from being dissolved by etching. Therefore, in this aspect, since the passive film prevents the lower layer conductive material from being dissolved by the etching solution for dissolving the uppermost layer conductive material, a change in the thickness of the lower layer in the second region can be suppressed.
  • each IDT electrode it is possible to suppress variation in the lateral width of each IDT electrode in an elastic wave device in which at least two or more IDT electrodes are formed on the same piezoelectric substrate.
  • FIG. 1A is a plan view of an elastic wave device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the elastic wave device for explaining the thickness of each IDT.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process sequence of the method for manufacturing the acoustic wave device according to the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 3A to 3D are diagrams for explaining the pattern forming process of the first resist.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the formation process of the first film
  • FIG. 4B is a diagram for explaining the formation process of the second film
  • FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining a first resist removal step.
  • FIG. 5B are diagrams for explaining a process for forming a protective layer made of the second resist
  • FIG. 5C is a diagram for explaining an etching process
  • FIG. 5D is a diagram for explaining the protective layer removing step.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process sequence of the method for manufacturing the acoustic wave device according to the first modification.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process sequence of the method for manufacturing the acoustic wave device according to the second modification.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an etching process of the method for manufacturing an acoustic wave device according to the second modification.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of an elastic wave device having four pass bands, and FIG.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the elastic wave device before thickness adjustment of each IDT.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the acoustic wave device.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the acoustic wave device.
  • 12A and 12B are diagrams for illustrating a detailed cross-sectional shape of the metal film in the film forming process.
  • FIG. 13A is a diagram showing a detailed cross-sectional shape of each IDT
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of an acoustic wave device covered with an insulating layer.
  • FIG. 1A is a plan view of an acoustic wave device 300
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the acoustic wave device 300 for explaining the thickness of each IDT (Interdigital Transducer). It is.
  • the cross-sectional view of FIG. 1 (B) is obtained by arranging a part of the AA cross-sectional view and a part of the BB cross-sectional view in order to compare the thickness of the IDT 101 and the thickness of the IDT 201. Yes, which is different from the cross-sectional view of the actual acoustic wave device 300.
  • a duplexer is shown as the elastic wave device 300.
  • the elastic wave device of the present invention is not limited to a duplexer, and may be a filter, a triplexer, or a multiplexer.
  • the acoustic wave device 300 has two pass bands and is constituted by a surface acoustic wave filter that demultiplexes a transmission signal and a reception signal. As shown in FIG. 1A, the acoustic wave device 300 includes a plurality of IDTs 101, IDTs 105, IDTs 201, and IDTs 205. The elastic wave device 300 realizes two passbands by making the thicknesses of the IDT 101 and the IDT 105 different from the thicknesses of the IDT 201 and the IDT 205.
  • the acoustic wave device 300 includes a piezoelectric substrate 50 having IDTs 101, 105, 201, and 205 formed on the main surface.
  • the piezoelectric substrate 50 includes, for example, a crystal of lithium tantalate (LiTaO 3 ) or lithium niobate (LiNbO 3 ) and has piezoelectricity.
  • the IDT 101 and the IDT 105 are arranged in a region 901 on the main surface of the piezoelectric substrate 50, and the IDT 201 and the IDT 205 are arranged in a region 902 on the main surface of the piezoelectric substrate 50.
  • the region 901 and the region 902 are obtained by dividing the region of the main surface of the piezoelectric substrate 50 by the virtual dividing line DL.
  • the IDT 101 is composed of two electrodes, one electrode is connected to the electrode pad 102 and the other electrode is connected to the pad electrode 103.
  • the IDT 105 has one electrode connected to the pad electrode 106 and the other electrode connected to the pad electrode 107.
  • the IDT 201 one electrode is connected to the pad electrode 202 and the other electrode is connected to the pad electrode 203.
  • the IDT 205 one electrode is connected to the pad electrode 206 and the other electrode is connected to the pad electrode 207.
  • each actual IDT electrode has a larger number of comb teeth than the shape shown in FIG.
  • the pad electrodes 103, 107, 203, and 207 are connected to the ground via vias (not shown).
  • the pad electrode 102 is connected to the terminal 102P.
  • the terminal 102P is connected to a transmission circuit (not shown) and receives a transmission signal.
  • the pad electrode 202 is connected to the terminal 202P.
  • the terminal 202P is connected to a reception circuit (not shown) and outputs a reception signal.
  • the pad electrode 106 and the pad electrode 206 are connected to the terminal 106P.
  • Terminal 106P is connected to an antenna (not shown).
  • the shape, electrode spacing, and thickness of the IDT 101 and the IDT 105 are set so that the transmission signal output from the terminal 102P passes the component of the first pass band from the IDT 101 to the IDT 105.
  • the shape, electrode spacing, and thickness of the IDT 201 and IDT 205 are set so that the received signal input from the antenna (not shown) to the terminal 106P passes the second passband component from the IDT 205 to the IDT 201.
  • the first pass band is set to 1,920 MHz to 1,980 MHz, which is a band 1 transmission band of LTE (Long Term Evolution) standard.
  • the second passband is set to 2,110-2,170 MHz, which is the reception band of the LTE standard band1.
  • the elastic wave device 300 has a first pass band and a second pass band because the thicknesses of the IDTs 101 and 105 and the thicknesses of the IDTs 201 and 205 are different from each other.
  • the IDT 101 is thicker than the IDT 201 as shown in FIG.
  • the thickness of the IDT 105 is equal to the thickness of the IDT 101
  • the thickness of the IDT 205 is equal to the thickness of the IDT 201.
  • the IDT 101 is formed by sequentially laminating a first layer 10 and a second layer 20 on the main surface of the piezoelectric substrate 50. In the IDT 201, only the first layer 10 is arranged on the main surface of the piezoelectric substrate 50.
  • the elastic wave device 300 minimizes the error of the first and second passbands by minimizing the error of the electrode width of each IDT. In other words, the elastic wave device 300 according to the present embodiment minimizes the errors in the first and second passbands by minimizing the length error between the IDT comb teeth. .
  • FIG. 2 is a diagram showing a process sequence of the acoustic wave device 300.
  • a first resist pattern is formed (S10).
  • a wafer 50W to be a plurality of piezoelectric substrates 50 is prepared.
  • the first resist 1 is applied to the main surface of the mirror-finished wafer 50W.
  • the first resist 1 is exposed.
  • a stepper is used as the exposure apparatus. That is, the first resist 1 is irradiated with UV (Ultraviolet) light through the photomask 903 and the projection lens 904 disposed above the wafer 50W.
  • the first resist 1 is developed.
  • the first resist 1R remains in the portion irradiated with the UV light, and a pattern 1P in which the first resist 1 is removed in the portion not irradiated with the UV light is formed on the wafer 50W.
  • the first film 10M is formed on the wafer 50W on which the pattern 1P made of the first resist 1R is formed (S20).
  • the first film 10M includes, for example, aluminum (Al).
  • the first film 10M is formed by, for example, an electron beam evaporation method. Also, the thickness of the first film 10M is adjusted to be 250 nm.
  • the first film 10M is formed on the upper and lower portions of the pattern 1P, respectively.
  • the upper portion of the pattern 1P is the upper surface of the first resist 1R
  • the lower portion of the pattern 1B is a portion of the main surface of the wafer 50W that is not covered with the first resist 1R.
  • the in-plane film thickness of the wafer 50W may be made more uniform using a correction plate.
  • the second film 20M is formed on the first film 10M (S30). That is, the second film 20 is stacked on the first film 10M without forming a resist on the first film 10M.
  • the second film 20M includes, for example, copper (Cu). Tungsten (Ta) or nickel (Ni) may be used as the conductive material of the second film 20M.
  • the second film 20M is formed on the first film 10M formed on the upper and lower portions of the pattern 1P.
  • the formation of the second film 20M is also performed, for example, by electron beam evaporation.
  • the thickness of the second film 20M is adjusted to 20 nm.
  • the first resist 1R is removed (S40). That is, the first resist 1R is removed from the wafer 50W with a developer. Then, as shown in FIG. 4C, the laminated film formed on the pattern 1P is removed from the wafer 50W together with the first resist 1R.
  • the laminated electrode formed of the first layer 10 and the second layer 20 formed under the pattern 1P remains on the wafer 50W even when the first resist 1R is developed. That is, the stacked electrodes composed of the first layer 10 and the second layer 20 remaining in the region 901 on the main surface of the wafer 50W become the IDT 101 and the IDT 105.
  • pad electrodes 102, 103, 106, 107, 202, 203, 206, and 207 and terminals P102P, 202P, and 106P are formed.
  • a wiring for connecting the pad electrode and each terminal is formed.
  • metal layer patterning is performed on electrode portions other than the IDTs 101, 105, 201, and 205 for the purpose of, for example, reducing the resistance value.
  • a protective layer made of the second resist 200 is formed (S51 and S52). More specifically, first, as shown in FIG. 5A, the second resist 200 is applied to the wafer 50W. At this time, the thickness of the second resist 200 is adjusted so that the stacked body including the first layer 10 and the second layer 20 formed in the IDT 101, the IDT 105, and the region 902 is covered with the second resist 200.
  • the second resist 200 is exposed and developed.
  • an aligner exposure apparatus is used as the exposure apparatus.
  • the second resist 200 is a positive resist
  • the second resist 200 is exposed using a photomask having a pattern in which light is shielded in the region 901 and light is transmitted in the region 902.
  • the second resist 200 in the region 901 remains on the wafer 50W
  • the second resist 200 in the region 902 is removed from the wafer 50W.
  • the second resist 200 in the region 901 remains on the wafer 50W while covering the IDTs 101 and 105, and is removed from the region 902.
  • the protective layer of the 2nd resist 200 which protects IDT101 and IDT105 is formed. Since the second resist 200 in the region 902 is removed, the stacked body including the first layer 10 and the second layer 20 in the region 902 is exposed.
  • the conductive material on the wafer 50W is etched (S60).
  • a solution that dissolves the conductive material of the second layer 20 is used.
  • ferric chloride (FeCl 2 ) is used as an etching solution for dissolving copper (Cu).
  • the second layer 20 in the region 902 is removed.
  • the electrodes made of the first layer 10 remaining in the region 902 become IDT 201 and IDT 205.
  • the main surface of the wafer 50W on which the IDTs 101, 105, 201, and 205 are formed is silicon oxide (SiO 2 ) in order to prevent the characteristics from being changed by being exposed to the external environment. Cover with a protective film. Then, after performing the passband measurement, the electrode protective film is shaved by dry etching to adjust the passband.
  • the protective film made of silicon oxide is desirably formed thicker than a desired thickness. If the protective film is formed thicker than the desired thickness, even if batch-to-batch variations occur in the formation of the IDTs 101, 105, 201, and 205, the pass band can be easily adjusted by adjusting the amount of the protective film cut. .
  • the pass band shift amount with respect to the protective film shaving amount is IDT electrode so that the film thickness of the protective film can be adjusted at once for the entire main surface of the wafer 50W regardless of the area of the main surface of the wafer 50W.
  • the electrode widths of the IDTs 101, 105, 201, and 205 are determined by one exposure and development on the first resist 1 shown in FIGS. 3C and 3D. That is, the method for manufacturing the acoustic wave device 300 shown in FIG. 2 sets the electrode widths of the IDTs 101, 105, 201, and 205 without performing etching to determine the electrode widths of the electrode widths of the IDTs 101, 105, 201, and 205. To do. Since the method for manufacturing the acoustic wave device 300 according to the present embodiment determines the electrode widths of the IDTs 101, 105, 201, and 205 with fewer processes than in the prior art, it is possible to minimize electrode width errors. it can. Therefore, the elastic wave device 300 can minimize the errors in the first and second passbands caused by the error in the electrode width.
  • this manufacturing method in the region 901 and the region 902, a stacked body including the first layer 10 and the second layer 20 is formed, and then the stacked body in the region 902 is thinned by etching, so that the main surface of the wafer 50W Of these, IDT is not formed in the portion exposed to the etching solution. Therefore, this manufacturing method can prevent the characteristics of the piezoelectric substrate 50 under the IDTs 101, 105, 201, and 205 from being changed by being exposed to the etching solution.
  • the manufacturing method of acoustic wave device 300 shown in FIG. 6 performs the process of step S52A instead of step S52, and does not execute the process of step S60 with respect to the manufacturing method shown in FIG.
  • step S52A development is performed using a developer that dissolves the second resist 200 and the second layer 20.
  • a developer that dissolves the second resist 200 and the second layer 20.
  • the second layer 20 is made of nickel (Ni), tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is used as the developer.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the formation of the protective layer made of the second resist 200 and the etching of the second layer 20 in the region 902 can be simultaneously performed, so that the entire process can be simplified. .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process sequence of a method for manufacturing the acoustic wave device 300 according to the second modification.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of acoustic wave device 300 for explaining the thickness of IDT 201 in region 902.
  • the surface of the first layer 10 that is the lower layer adjacent to the uppermost layer is passivated when the second layer 20 that is the uppermost layer of the region 902 is etched.
  • the etching solution By using the etching solution, the thickness of the first layer 10 is prevented from being changed by etching.
  • the method of manufacturing the elastic wave device 300 according to the modified example 2 is different from the step 60 in that the step S60B is performed. It is different from the manufacturing method. The description of other overlapping steps is omitted.
  • step S60B the conductive material formed on the piezoelectric substrate 50 is etched using an etchant that dissolves the second layer 20 and passivates the conductive material of the first layer 10.
  • an etchant that dissolves the second layer 20 and passivates the conductive material of the first layer 10.
  • an etchant that dissolves the second layer 20 and passivates the conductive material of the first layer 10.
  • an etchant that dissolves the second layer 20 and passivates the conductive material of the first layer 10.
  • an etchant that dissolves the second layer 20 and passivates the conductive material of the first layer 10.
  • an etchant that dissolves the second layer 20 and passivates the conductive material of the first layer 10.
  • the oxide layer 10 ⁇ / b> S has etching resistance and prevents the etching solution that dissolves the second layer 20 from dissolving the first layer 10. That is, the oxide layer 10 ⁇ / b> S serves as an etching stop layer for the first layer 10. Accordingly, the thickness of the first layer 10 is difficult to change because the first layer 10 is hardly dissolved by the etching solution for dissolving the second layer 20. Thereby, the manufacturing method of the elastic wave apparatus 300 which concerns on the modification 2 can make the thickness of the electrode of IDT201,205 of the area
  • the material that is likely to be passive is not limited to nickel, and tungsten (Ta), aluminum (Al), titanium (Ti), and chromium (Cr) can be used.
  • the formation of the etching stop layer by changing the surface of the first layer 10 to the oxide layer 10S with an etching solution containing a component having an oxidizing action is not limited to the above example. If a noble metal is used as the conductive material of the first layer 10, the thickness of the first layer 10 hardly changes during the etching of the second layer 20 in the region 902, regardless of the etchant containing a component having an oxidizing action. Become. That is, in order to form the electrode thickness difference between IDT 101 and IDT 201, if the first layer 10 under the second layer 20 removed by etching is formed of a noble metal, etching is performed to form the electrode thickness difference. Even if it performs, the thickness of the 1st layer 10 becomes difficult to change.
  • the noble metal used as the etching stop layer is used for conductive materials such as aluminum (Al), titanium (Ti), copper (Cu), tungsten (W), and tantalum (Ta).
  • a material having a high selectivity to the etching solution is used.
  • platinum (Pt), palladium (Pd), and gold (Au) are used as noble metals.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of elastic wave device 400 for explaining the thicknesses of IDTs 301, 302, 303, and 304.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the acoustic wave device 400 before adjusting the thickness of the electrode.
  • the acoustic wave device 400 is a so-called surface acoustic wave filter. As shown in FIG. 9A, the IDTs 301, 302, 303, and 304 have different thicknesses. IDT301, IDT302, IDT303, and IDT304 are thick in this order.
  • a first layer 311, a second layer 312, a third layer 313, a fourth layer 314, and a fifth layer 315 are sequentially stacked on the main surface of the wafer 50W.
  • the IDT 302 has a stacked structure in which the fifth layer 315 is removed from the stacked structure of the IDT 301.
  • the IDT 303 has a stacked structure in which the fourth layer 314 is removed from the stacked structure of the IDT 302.
  • the IDT 304 has a stacked structure in which the third layer 313 is removed from the stacked structure of the IDT 303.
  • the lower portions of the patterns of the IDTs 301, 302, 303, and 304 are formed on the main surface of the wafer 50W with the first resist 1 (step shown in step S10 of FIG. 2).
  • Five films are sequentially formed on the wafer 50W (repetition of steps S20 and S30).
  • step S51, S52 and S70 the step of forming a protective layer with the second resist for the region to be protected from etching
  • step S60 the etching
  • a protective layer is formed in a region where IDTs 301 and 303 are to be formed. Then, the conductive material formed on the wafer 50W is etched with an etching solution containing nitric acid. Then, the fifth layer 315 (copper) in the region where the IDTs 302 and 304 are to be formed is removed. Further, during this etching, the surface of the fourth layer 314 (nickel) below the fifth layer 315 in the region where the IDTs 302 and 304 are to be formed is passivated by nitric acid.
  • a protective layer is formed in the region where the IDTs 301 and 302 are to be formed.
  • tetramethylammonium hydroxide is used as a developer for the second resist.
  • the fourth layer 314 nickel in the region where the IDT 304 is to be formed is removed.
  • the wafer 50W is exposed to an etching solution containing nitric acid without removing the protective layer in the region where the IDTs 301 and 302 are to be formed. Then, the fifth layer 315 (copper) in the region where the IDT 303 is to be formed and the third layer 313 (copper) in the region where the IDT 304 is to be formed are dissolved.
  • the second layer 312 (platinum) which is the lower layer of the third layer 313 in the region where the IDT 304 is to be formed, is a precious metal and hardly dissolves.
  • the wafer 50W is exposed to tetramethylammonium hydroxide in order to remove the protective layer in the region of the IDTs 301 and 302.
  • the fourth layer (nickel) in the region of IDT 303 is removed from the wafer 50W together with the protective layer.
  • the manufacturing method described above can also be applied to the acoustic wave device 500 shown in FIG.
  • the elastic wave device 500 is a so-called boundary acoustic wave filter.
  • the mains of the wafer 50W are further covered so as to cover the IDTs 101, 105, 201, 205.
  • a dielectric layer 501 is formed on the surface.
  • As a material of the dielectric layer 501 for example, silicon oxide (SiO 2) is used.
  • the elastic wave device 600 is a so-called elastic plate wave filter.
  • the support portion 601 is formed in a predetermined region of the main surface of the support substrate 50S, and the piezoelectric film 50L is formed of a piezoelectric material so as to cover the main surface of the support substrate 50S on which the support portion 601 is formed.
  • the cavity 602 and the cavity 603 surrounded by the support substrate 50S, the support 601 and the piezoelectric film 50L are formed.
  • IDTs 101, 105, 201, and 205 are formed on the surface of the piezoelectric film 50L on the surface opposite to the support substrate 50S by the manufacturing method described above. Specifically, the IDT 101 and the IDT 105 are formed in a region overlapping the cavity 602 when the elastic wave device 600 is viewed in plan. The IDT 201 and the IDT 205 are formed in a region overlapping the cavity 603 in plan view of the acoustic wave device 600.
  • FIG. 12A is a diagram showing a detailed cross-sectional shape of the metal film in the film forming process of the first film 10M.
  • FIG. 12B is a diagram showing a detailed cross-sectional shape of the metal film in the film forming process of the second film 20M.
  • the first film 10M when the first film 10M is formed on the main surface of the piezoelectric substrate 50 covered with the first resist 1R by the electron beam evaporation method, the first film 1M is formed on the first resist 1R.
  • the first film 10MU has an inversely tapered shape that becomes thicker toward the opposite side of the piezoelectric substrate 50.
  • the reverse taper shape of the first film 10MU becomes an umbrella in a portion of the main surface of the piezoelectric substrate 50 that is not covered with the first resist 1R.
  • a first film 10MB having a forward taper shape that narrows toward the opposite side of the piezoelectric substrate 50 is formed.
  • the second film 20MU formed on the first film 10MU has an inversely tapered shape that becomes thicker toward the opposite side of the piezoelectric substrate 50.
  • the reverse taper-shaped second film 20MU As the reverse taper-shaped second film 20MU is formed, the reverse taper shape of the second film 20MU becomes an umbrella above the first film 10MB, so that it becomes thinner toward the opposite side of the piezoelectric substrate 50.
  • a forward-tapered second film 20MB is formed.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of the acoustic wave device 300 covered with the insulating layer 30.
  • an insulating material is applied to the main surface of the piezoelectric substrate 50.
  • the IDTs 101, 105, 201, and 205 have a forward tapered shape, an insulating material is easily placed on the side surface of each IDT. As a result, each IDT is more reliably covered with the insulating layer 30. That is, the forward tapered shape of the IDTs 101, 105, 201, 205 can improve the insulation reliability by the insulating layer 30.
  • the resonance frequency of the IDT is shifted to a lower frequency side due to a change in the weight of the IDT.
  • IDTs made of different conductive materials and having different thicknesses have different weight changes for each IDT.
  • IDTs having different thicknesses made of different conductive materials have variations in the shift amount of the resonance frequency.
  • the elastic wave device 300 Since the elastic wave device 300 according to the present embodiment has high reliability of insulation by the insulating layer 30, the change in the weight of each IDT due to the oxidation of each IDT and the variation in the resonance frequency shift amount of each IDT resulting therefrom. Can be suppressed.
  • Table 1 shows combinations of IDT conductive materials of two different thicknesses.
  • Table 2 shows combinations of IDT conductive materials with three different thicknesses.
  • Table 3 shows combinations of four types of IDT conductive materials.

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Abstract

 弾性波装置の製造方法は、第1レジストのパターンが形成された圧電基板上に、導電材料からなる複数の膜を順に積層する工程と、複数の膜が積層された圧電基板から第1レジストを除去する工程と、第1レジストが除去された圧電基板に第2レジストを塗布し、第2レジストに対し露光及び現像することで、第1領域を第2レジストで保護する保護層を形成する工程と、第1領域が保護層で保護された状態で、第2導電材料をエッチングする工程と、を有する。

Description

弾性波装置の製造方法、および弾性波装置
 本発明は、同一の圧電基板に少なくとも、共振周波数と膜厚が異なる2以上のIDT電極を有する弾性波装置に関する。
 従来、同一の圧電基板に少なくとも、共振周波数と膜厚が異なる2以上のIDT電極を有する弾性波装置を製造する方法として、それぞれのIDTを別工程で作製していた。
 しかしながら、それぞれのIDTを別工程で作製すると、それぞれのIDTの線幅のバラつき方が異なってしまうため、後で周波数調整することが困難であった。
 そのため、例えば、特許文献1に開示された弾性波フィルタの製造方法のように、IDTを構成する金属膜をすべて積んだ後に、エッチングで不要な電極層を削除し、一括でエッチングすることで、それぞれのIDTの線幅のバラつき方が異なってしまうことを防止していた。
 具体的には、IDT電極を構成する金属膜をすべて成膜した後に、IDTの膜厚を決めるためのエッチングを行い、その後フォトリソグラフィー法によってレジストパターンを形成し、その後に、IDTの線幅を決めるためのエッチングを行っていた。
特開2010-81211号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された弾性波フィルタの製造方法では、IDT電極を構成する金属膜をすべて成膜した後に、リソフォトリソグラフィー法によって露光及び現像を行い、IDT電極パターニング用レジストを形成していたため、その後にIDT電極の線幅を決めるためのエッチングが必要であったが、これにより、IDT電極の線幅を決める工程がレジスト形成工程とエッチング工程の2工程となるため、IDT電極の線幅のばらつきが大きくなっていた。
 そこで、本発明の目的は、リソフォトリソグラフィー法によってレジストパターンを形成してから、IDT電極を構成するエッチング耐性のある材料を含む2種以上の金属膜すべての層を成膜した後、エッチング耐性のない層をエッチングすることで、同一の圧電基板に少なくとも2以上の膜厚のIDT電極が形成された弾性波装置における、各IDT電極の線幅のばらつきを抑える弾性波装置の製造方法、弾性波装置を提供することにある。
 本発明の弾性波フィルタの製造方法は、圧電基板の前記主面に第1レジストを塗布し、第1レジストに対し露光及び現像することで、第1の櫛型電極が形成される主面の第1領域で第1の櫛型電極の形状に対応し、第2の櫛型電極が形成される主面の第2領域で第2の櫛型電極の形状に対応している、第1レジストのパターンを形成する工程と、第1レジストのパターンが形成された圧電基板上に、導電材料からなる複数の膜を順に積層する工程と、複数の膜が積層された圧電基板から第1レジストを除去する工程と、第1レジストが除去された圧電基板に第2レジストを塗布し、第2レジストに対し露光及び現像することで、第1領域を第2レジストで保護する保護層を形成する工程と、第1領域が保護層で保護された状態で、第2導電材料をエッチングする工程と、を有する。
 弾性波装置は、例えば、フィルタ、デュプレクサ、トリプレクサ、又は、マルチプレクサである。
 この製造方法では、第1及び第2の櫛型電極の線幅は、エッチング工程なしに、1回の第1レジストのパターン形成工程によって決定される。従って、本発明の弾性波フィルタの製造方法は、従来技術に比べて、より少ない工程で第1及び第2の櫛型電極の線幅を決定するので、それら櫛型電極の線幅のばらつきを抑えることができる。
 第1レジストのパターンを形成した後に、導電材料からなる複数の膜を順に積層する工程によって櫛型電極を形成すると、各櫛型電極は、圧電基板とは反対方向に向かって細くなっている、テ―パ形状となる。このようなテーパ形状であれば、各櫛型電極を覆うための絶縁材料が各櫛型電極の側面にも載り易くなる。従って、各櫛型電極のテーパ形状は、各櫛型電極の絶縁の信頼性を高くすることができる。
 また、第2レジストに対する現像は、第2領域の第2レジストと、第2領域の最上層の導電材料と、を溶解させてもよい。
 この製造方法では、第1領域の保護層を形成すると同時に第2領域の最上層の導電材料をエッチングする。従って、この製造方法では、全体の工程が簡略化される。
 また、第2領域の最上層の導電材料を溶解させるエッチング液は、該最上層と隣り合う下層の導電材料を不動態化させる成分を含んでもよい。
 例えば、最上層の導電材料として銅(Cu)を用い、その下層の導電材料としてニッケル(Ni)を用いる場合、ニッケルを不動態化させる成分として、酸化作用を有する硝酸(HNO)を用いる。すると、最上層の銅が溶解し、硝酸がニッケルを含む下層の表面に触れると、その表面にはニッケルが酸化した不動態被膜が形成される。この不動態被膜は、エッチングによってニッケルを含む金属膜が溶解することを防ぐエッチングストップ層となる。従って、この態様は、最上層の導電材料を溶解させるエッチング液によって下層の導電材料が溶解することを当該不動態被膜が防ぐので、第2領域の下層の厚みの変化を抑えることができる。
 この発明によれば、同一の圧電基板に少なくとも2以上のIDT電極が形成された弾性波装置における、各IDT電極の横幅のばらつきを抑えることができる。
図1(A)は、本発明の実施形態に係る弾性波装置の平面図であり、図1(B)は、各IDTの厚みを説明するための弾性波装置の断面図である。 図2は、本発明の実施形態に係る弾性波装置の製造方法の工程順序を示す図である。 図3(A)~図3(D)は、それぞれ第1レジストのパターン形成工程を説明するための図である。 図4(A)は、第1膜の形成工程を説明するための図であり、図4(B)は、第2膜の形成工程を説明するための図であり、図4(C)は、第1レジストの除去工程を説明するための図である。 図5(A)及び図5(B)は、それぞれ第2レジストからなる保護層の形成工程を説明するための図であり、図5(C)は、エッチング工程を説明するための図であり、図5(D)は、保護層の除去工程を説明するための図である。 図6は、変形例1に係る弾性波装置の製造方法の工程順序を示す図である。 図7は、変形例2に係る弾性波装置の製造方法の工程順序を示す図である。 図8は、変形例2に係る弾性波装置の製造方法のエッチング工程を説明するための図である。 図9(A)は、4つの通過帯域を有する弾性波装置の断面図であり、図9(B)は、各IDTの厚み調整前の当該弾性波装置の断面図である。 図10は、弾性波装置の断面図である。 図11は、弾性波装置の断面図である。 図12(A)及び図12(B)は、成膜工程における金属膜の詳細な断面形状を示すための図である。 図13(A)は、各IDTの詳細な断面形状を示す図であり、図13(B)は、絶縁層で覆われた弾性波装置の断面図である。
 本発明の実施形態に係る弾性波装置300について、図1(A)及び図1(B)を用いて説明する。図1(A)は、弾性波装置300の平面図であり、図1(B)は、各IDT(Interdigital Transducer:櫛型形状の電極)の厚みを説明するための弾性波装置300の断面図である。ただし、図1(B)の断面図は、IDT101の厚みとIDT201の厚みとを比較するために、A-A断面図の一部と、B-B断面図の一部とを並べたものであり、実際の弾性波装置300の断面図とは異なる。また、本実施形態では弾性波装置300としてデュプレクサを示すが、本発明の弾性波装置は、デュプレクサに限らず、フィルタ、トリプレクサ、又はマルチプレクサであってもよい。
 弾性波装置300は、2つの通過帯域を有し、送信信号と受信信号とを分波する弾性表面波フィルタによって構成される。図1(A)に示すように、弾性波装置300は、複数のIDT101、IDT105、IDT201、及びIDT205を備える。弾性波装置300は、IDT101及びIDT105の厚みと、IDT201及びIDT205の厚みとを異ならせることで、2つの通過帯域を実現するものである。
 より具体的には、図1(A)に示すように、弾性波装置300は、主面にIDT101,105,201,205が形成される圧電基板50を備える。圧電基板50は、例えば、例えばタンタル酸リチウム(LiTaO)やニオブ酸リチウム(LiNbO)の結晶を含み、圧電性を有する。
 図1(A)に示すように、IDT101及びIDT105は、圧電基板50の主面の領域901に配置され、IDT201及びIDT205は、圧電基板50の主面の領域902に配置される。ただし、領域901及び領域902は、仮想の分割線DLによって圧電基板50の主面の領域が分割されたものである。
 IDT101は、2つの電極からなり、一方の電極が電極パッド102に接続され、他方の電極がパッド電極103に接続される。同様に、IDT105は、一方の電極がパッド電極106に接続され、他方の電極がパッド電極107に接続される。IDT201は、一方の電極がパッド電極202に接続され、他方の電極がパッド電極203に接続される。IDT205は、一方の電極がパッド電極206に接続され、他方の電極がパッド電極207に接続される。ただし、実際の各IDT電極は、図1(A)に示す形状と比べて、櫛の歯数がより多い。
 パッド電極103,107,203,207は、不図示のビアを介してグランドに接続される。パッド電極102は、端子102Pに接続される。端子102Pは、不図示の送信回路に接続され、送信信号が入力される。パッド電極202は、端子202Pに接続される。端子202Pは、不図示の受信回路に接続され、受信信号を出力する。パッド電極106及びパッド電極206は、端子106Pに接続される。端子106Pは、不図示のアンテナに接続される。
 弾性波装置300において、端子102Pから出力された送信信号は、第1通過帯域の成分がIDT101からIDT105へ通過するように、IDT101及びIDT105の形状、電極間隔及び厚みが設定されている。同様に、不図示のアンテナから端子106Pに入力された受信信号は、第2通過帯域の成分がIDT205からIDT201へ通過するように、IDT201及びIDT205の形状、電極間隔及び厚みが設定されている。ここでは、第1通過帯域は、一例として、LTE(Long Term Evolution)規格のband1の送信帯域である1,920MHz~1,980MHzに設定されている。第2通過帯域は、一例として、LTE規格のband1の受信帯域である2,110~2,170MHzに設定されている。
 弾性波装置300は、IDT101,105の厚みと、IDT201,205の厚みとが互いに異なることによって、第1通過帯域と第2通過帯域とを有する。
 より具体的には、図1(B)に示すように、IDT101は、IDT201よりも厚い。図示は省略するが、IDT105の厚みは、IDT101の厚みと等しく、IDT205の厚みは、IDT201の厚みと等しい。
 IDT101は、第1層10と、第2層20とが順に圧電基板50の主面に積層されてなる。IDT201は、第1層10のみが圧電基板50の主面に配置されてなる。
 ここで、本実施形態に係る弾性波装置300は、各IDTの電極幅の誤差を最小限に抑えることで、第1,2通過帯域の誤差を最小限に抑えたものである。換言すれば、本実施形態に係る弾性波装置300は、IDTの櫛歯間の長さの誤差を最小限に抑えることで、第1,2通過帯域の誤差を最小限に抑えたものである。
 次に、弾性波装置300の製造方法について、図2を用いて説明する。図2は、弾性波装置300の工程順序を示す図である。
 まず、第1レジストのパターンを形成する(S10)。
 より具体的には、図3(A)に示すように、まず、複数の圧電基板50となるべきウェーハ50Wを用意する。そして、図3(B)に示すように、鏡面仕上げされたウェーハ50Wの主面に第1レジスト1を塗布する。そして、図3(C)に示すように、第1レジスト1に対して露光を行う。例えば、露光装置としてステッパーを用いる。すなわち、ウェーハ50Wの上方に配置されたフォトマスク903及び投影レンズ904を介して第1レジスト1にUV(Ultraviolet)光を照射する。そして、図3(D)に示すように、第1レジスト1を現像する。すると、UV光が照射された部分で第1レジスト1Rが残留し、UV光が照射されていない部分で第1レジスト1が除去されたパターン1Pがウェーハ50W上に形成される。
 図2に戻り、第1レジスト1のパターン形成が終わると(S10)、第1レジスト1Rからなるパターン1Pが形成されたウェーハ50Wに第1膜10Mを形成する(S20)。第1膜10Mは、例えば、アルミニウム(Al)を含む。第1膜10Mは、例えば、電子ビーム蒸着法によって形成される。また、第1膜10Mの厚みが250nmとなるように調整する。すると、図4(A)に示すように、パターン1Pの上部と下部とにおいて、それぞれ第1膜10Mが形成される。ただし、パターン1Pの上部とは、第1レジスト1Rの上面であり、パターン1Bの下部とは、ウェーハ50Wの主面のうち第1レジスト1Rに覆われていない部分である。
 なお、成膜が真空蒸着で行われるので、1nmのオーダーで高精度に厚みを調整することが可能である。また、補正板を用いてウェーハ50Wの面内の膜厚をより均一化させてもよい。
 そして、さらに第1膜10Mの上に第2膜20Mを形成する(S30)。すなわち、第1膜10Mの上にレジストを形成することなく、第1膜10Mの上に第2膜20を積層する。第2膜20Mは、例えば、銅(Cu)を含む。第2膜20Mの導電材料として、タングステン(Ta)やニッケル(Ni)を用いてもよい。すると、図4(B)に示すように、パターン1Pの上部と下部とに形成された第1膜10Mのさらに上に第2膜20Mが形成される。第2膜20Mの形成も、例えば、電子ビーム蒸着で行われる。第2膜20Mの厚みが20nmとなるように調整する。
 第2膜20Mの形成が終わると(S30)、第1レジスト1Rを除去する(S40)。すなわち、現像液で第1レジスト1Rをウェーハ50Wから除去する。すると、図4(C)に示すように、パターン1Pの上部に形成された積層膜は、第1レジスト1Rと共にウェーハ50Wから除去される。パターン1Pの下部に形成された第1層10及び第2層20からなる積層電極は、第1レジスト1Rの現像を行っても、ウェーハ50Wに残留する。すなわち、ウェーハ50Wの主面の領域901に残留した第1層10及び第2層20からなる積層電極は、IDT101及びIDT105となる。
 なお、図示は省略するが、第1レジスト1Rの除去後(S40)、パッド電極102,103,106,107,202,203,206,207と、端子P102P,202P,106Pとを形成し、各パッド電極と各端子とを接続する配線を形成する。また、IDT101,105,201,205以外の電極部に対し、例えば抵抗値を下げることを目的として、金属層パターニングを行う。
 図2に戻り、第1レジスト1Rの除去を終えると(S40)、第2レジスト200からなる保護層の形成を行う(S51及びS52)。より具体的には、まず、図5(A)に示すように、第2レジスト200をウェーハ50Wに塗布する。この際、IDT101、IDT105、及び領域902に形成された第1層10と第2層20とからなる積層体が、第2レジスト200に覆われるように第2レジスト200の厚みを調整する。
 次に、第2レジスト200に対して露光及び現像を行う。例えば、露光装置としてアライナー露光装置を用いる。第2レジスト200に対する露光は、例えば第2レジスト200がポジ型レジストである場合、領域901で遮光し、領域902で透光させるパターンのフォトマスクを用いて行う。露光後に現像を行うと、領域901の第2レジスト200はウェーハ50Wに残留し、領域902の第2レジスト200はウェーハ50Wから除去される。すると、図5(B)に示すように、領域901の第2レジスト200は、IDT101,105を覆ったままウェーハ50Wに残留し、領域902からは除去される。これにより、IDT101,IDT105を保護する第2レジスト200の保護層が形成される。領域902の第2レジスト200が除去されるので、領域902の第1層10及び第2層20からなる積層体は、露出する。
 次に、ウェーハ50W上の導電材料に対し、エッチングを行う(S60)。エッチング液としては、第2層20の導電材料を溶解させるものを用いる。ここでは、銅(Cu)を溶解させるエッチング液として第二塩化鉄(FeCl)を用いる。すると、図5(C)に示すように、領域902の第2層20が除去される。領域902に残留した第1層10からなる電極は、IDT201及びIDT205となる。
 最後に、領域901の第2レジスト200からなる保護層を除去する(S70)。
 なお、図示は省略するが、その後、外部環境に曝されることで特性が変化することを防ぐために、IDT101,105,201,205が形成されたウェーハ50Wの主面を酸化シリコン(SiO)からなる保護膜で覆う。そして、通過帯域測定を行った後、電極保護膜をドライエッチングで削り、通過帯域の調整を行う。なお、酸化シリコンからなる保護膜は、所望の厚さよりも厚く形成することが望ましい。保護膜を所望の厚さより厚く形成すれば、IDT101,105,201,205の成膜においてバッチ間バラつきが発生しても、保護膜の削り量を調整することで通過帯域の調整を行いやすくなる。
 さらに、ウェーハ50Wの主面の領域毎によらず、ウェーハ50Wの主面全体に対して一度で保護膜の膜厚調整を行えるように、保護膜の削り量に対する通過帯域のシフト量がIDT電極重量に反比例することを考慮して、予め保護膜の厚み、保護膜の削り量、及びIDTの厚みの差を設定しておくとよい。
 ここで、IDT101,105,201,205の電極幅は、図3(C)及び図3(D)に示す第1レジスト1に対する1回の露光及び現像によって決定される。すなわち、図2に示す弾性波装置300の製造方法は、IDT101,105,201,205の電極幅の電極幅を決定するためにエッチングすることなく、IDT101,105,201,205の電極幅を設定する。本実施形態に係る弾性波装置300の製造方法は、従来技術に比べて、より少ない工程でIDT101,105,201,205の電極幅を決定するので、電極幅の誤差を最小限に抑えることができる。従って、弾性波装置300は、電極幅の誤差に起因する第1,第2通過帯域の誤差を最小限に抑えることができる。
 また、この製造方法では、領域901及び領域902において、第1層10及び第2層20からなる積層体を形成し、その後、領域902の積層体をエッチングで薄くするので、ウェーハ50Wの主面のうち、エッチング液で晒された部分にIDTを形成することがない。従って、この製造方法は、エッチング液に晒されることよってIDT101,105,201,205の下の圧電基板50の特性が変化することを防止することができる。
 次に、変形例1に係る弾性波装置300の製造方法について、図6を用いて説明する。変形例1に係る弾性波装置300の製造方法は、第2レジスト200の保護層を形成するための第2レジスト200の現像の際に、同時に領域902の最上層である第2層20を溶解させる点において、図2に示す弾性波装置300の製造方法と異なる。具体的には、図6に示す弾性波装置300の製造方法は、図2に示す製造方法に対して、ステップS52に代えてステップS52Aの工程を実施し、ステップS60の工程を実施しない。
 ステップS52Aでは、第2レジスト200と第2層20とを溶解させる現像液を用いて現像する。例えば、第2層20がニッケル(Ni)からなる場合、現像液として水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を用いる。
 変形例1に係る弾性波装置300の製造方法は、第2レジスト200からなる保護層の形成と、領域902の第2層20に対するエッチングとを同時に行うので、工程全体を簡略化させることができる。
 次に、変形例2に係る弾性波装置300の製造方法について図7及び図8を用いて説明する。図7は、変形例2に係る弾性波装置300の製造方法の工程順序を示す図である。図8は、領域902のIDT201の厚みを説明するための弾性波装置300の断面図である。
 変形例2に係る弾性波装置300の製造方法は、領域902の最上層である第2層20をエッチングする際に、最上層と隣り合う下層である第1層10の表面を不動態化させるエッチング液を用いることで、第1層10がエッチングによって厚みが変化することを防止するものである。
 具体的には、図7に示すように、変形例2に係る弾性波装置300の製造方法は、ステップ60に代えてステップS60Bの工程を実施する点において、図2に示す弾性波装置300の製造方法と相違する。その他の重複する工程の説明は省略する。
 ステップS60Bでは、第2層20を溶解させ、第1層10の導電材料を不動態化させるエッチング液を用いて圧電基板50に形成された導電材料をエッチングする。例えば、第1層10がチタン(Ti)からなり、第2層20が銅(Cu)からなる場合、硝酸(HNO)を含むエッチング液を用いる。これにより、硝酸が銅を溶解させ、チタンからなる第1層10の表面を酸化させる。すると、図8に示すように、第1層10の表面には、酸化層10Sが形成される。酸化層10Sは、エッチング耐性を有し、第2層20を溶解させるエッチング液が第1層10を溶解させることを防ぐ。すなわち、酸化層10Sは、第1層10に対するエッチングストップ層となる。従って、第1層10の厚みは、第2層20を溶解させるエッチング液によって第1層10が溶解しにくくなるので、変化しにくくなる。これにより、変形例2に係る弾性波装置300の製造方法は、領域902のIDT201,205の電極の厚みをより高い精度で所望の厚みとすることができる。
 なお、不動態となりやすい材料としては、ニッケルに限らず、タングステン(Ta)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、及びクロム(Cr)を用いることが可能である。
 また、酸化作用を有する成分を含むエッチング液で第1層10の表面を酸化層10Sに変質させることでエッチングストップ層を形成することは、上述の例に限らない。第1層10の導電材料として貴金属を用いれば、酸化作用を有する成分を含むエッチング液によらず、領域902の第2層20のエッチングの際に、第1層10の膜厚が変化しにくくなる。すなわち、IDT101とIDT201との電極の厚み差を形成するために、エッチングで除去される第2層20の下の第1層10を貴金属で形成すれば、電極の厚み差を形成するためにエッチングを行っても第1層10の厚みは変化しにくくなる。
 弾性波装置300の製造方法において、エッチングストップ層となる貴金属としては、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)、タングステン(W)、及びタンタル(Ta)等の導電材料に用いられるエッチング液に対する選択比が高いものを用いる。例えば、貴金属として、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、及び金(Au)を用いる。
 次に、上述の各工程を繰り返すことで、以下のような弾性波装置400を製造することができる。図9(A)は、IDT301,302,303,304の各厚みを説明するための弾性波装置400の断面図である。図9(B)は、電極の厚み調整前の弾性波装置400の断面図である。
 弾性波装置400は、いわゆる弾性表面波フィルタである。図9(A)に示すように、IDT301,302,303,304は、それぞれ互いに厚みが異なる。IDT301,IDT302,IDT303,及びIDT304の順に厚みが厚い。
 より具体的には、IDT301は、第1層311、第2層312、第3層313、第4層314、及び第5層315が順にウェーハ50Wの主面上に積層されてなる。IDT302は、IDT301の積層構成から第5層315が除去された積層構成である。IDT303は、IDT302の積層構成から第4層314が除去された積層構成である。IDT304は、IDT303の積層構成から第3層313が除去された積層構成である。
 このような弾性波装置400の製造方法は、まず、ウェーハ50Wの主面に第1レジスト1で各IDT301,302,303,304のパターンの下部を形成する(図2のステップS10に示す工程)。そして、アルミニウム(250nm)からなる第1膜、白金(10nm)からなる第2膜、銅(20nm)からなる第3膜、ニッケル(20nm)からなる第4膜、及び銅(5nm)からなる第5膜を順にウェーハ50Wに形成する(ステップS20及びS30の工程の繰り返し)。なお、同じ導電材料からなる複数の膜を形成する場合、サイドエッチングの影響を小さくするために、薄い方をより表面側に形成することが望ましい。
 その後、第1レジストを除去すると(S40)、図9(B)に示すように、第1層311~第5層315まで積層された電極パターンがウェーハ50Wの主面上に形成される。IDT301は、この時点で形成される。
 そして、エッチングから保護すべき領域に対して第2レジストで保護層を形成する工程(ステップS51,S52及びS70)と、エッチング(S60)とを繰り返し、電極パターンの領域毎に電極を形成する層を表層から順に除去していく。具体的には、図9(A)に示す弾性波装置400を製造するには、図9(B)に示す状態から、以下の工程を行う。
 IDT301,303を形成すべき領域に保護層を形成する。そして、硝酸を含むエッチング液でウェーハ50Wに形成された導電材料をエッチングする。すると、IDT302,304を形成すべき領域の第5層315(銅)は除去される。さらに、このエッチングの際にIDT302,304を形成すべき領域の第5層315の下層の第4層314(ニッケル)の表面が硝酸によって不動態化する。
 次に、いったん保護層を除去した後に、IDT301,302を形成すべき領域に保護層を形成する。この際に第2レジストの現像液として水酸化テトラメチルアンモニウムを使用する。すると、第2レジストからなる保護層の形成と同時にIDT304を形成すべき領域の第4層314(ニッケル)を除去する。
 次に、IDT301,302を形成すべき領域の保護層を除去せずに、硝酸を含むエッチング液にウェーハ50Wを晒す。すると、IDT303を形成すべき領域の第5層315(銅)と、IDT304を形成すべき領域の第3層313(銅)とが溶解する。また、IDT304を形成すべき領域の第3層313の下層である第2層312(白金)は貴金属であるためほとんど溶解しない。
 最後に、IDT301,302の領域の保護層を除去するために、ウェーハ50Wを水酸化テトラメチルアンモニウムに晒す。この際、IDT303の領域の第4層(ニッケル)が保護層と共にウェーハ50Wから除去される。
 なお、上述の製造方法は、図10に示す弾性波装置500にも適用できる。弾性波装置500は、いわゆる弾性境界波フィルタである。具体的には、上述の製造方法で互いに厚みが異なるIDT101,105とIDT201,205とをウェーハ50Wの主面に形成した後に、IDT101,105,201,205を覆うように、さらにウェーハ50Wの主面に誘電体層501を形成する。誘電体層501の材料としては、例えば、酸化シリコン(SiO2)を用いる。
 また、例えば、上述の製造方法は、図11に示す弾性波装置600にも適用可能である。弾性波装置600は、いわゆる弾性板波フィルタである。具体的には、支持基板50Sの主面の所定領域に支持部601を形成し、支持部601を形成した支持基板50Sの主面を覆うように、圧電材料で圧電膜50Lを形成する。すると、図11に示すように、支持基板50S、支持部601、及び圧電膜50Lで囲まれる空洞部602及び空洞部603が形成される。そして、圧電膜50Lの面であって支持基板50Sと反対側の面に、上述の製造方法でIDT101,105,201,205を形成する。具体的には、弾性波装置600を平面視して空洞部602に重なる領域にIDT101及びIDT105を形成する。弾性波装置600を平面視して空洞部603に重なる領域にIDT201及びIDT205を形成する。
 ところで、上述したように、第1レジスト1Rを形成した後に全ての電極層を積層すると、各IDTの断面形状は、圧電基板50と反対側に向かって細くなるテーパ形状となる。これについて、図12(A)及び図12(B)を用いて説明する。図12(A)は、第1膜10Mの成膜工程における金属膜の詳細な断面形状を示す図である。図12(B)は、第2膜20Mの成膜工程における金属膜の詳細な断面形状を示す図である。
 図12(A)に示すように、第1レジスト1Rで覆われた圧電基板50の主面に対し、電子ビーム蒸着法によって第1膜10Mを形成すると、第1レジスト1Rの上部に形成される第1膜10MUは、圧電基板50の反対側に向かって太くなる逆テーパ形状となる。この逆テーパ形状の第1膜10MUが形成されるにつれて、圧電基板50の主面のうち第1レジスト1Rで覆われていない部分では、第1膜10MUの逆テーパ形状が傘となることで、圧電基板50の反対側に向かって細くなる順テーパ形状の第1膜10MBが形成される。
 図12(B)に示すように、第2膜20Mを形成すると、第1膜10MUの上部に形成される第2膜20MUは、圧電基板50の反対側に向かって太くなる逆テーパ形状となる。この逆テーパ形状の第2膜20MUが形成されるにつれて、第1膜10MBの上部には、第2膜20MUの逆テーパ形状が傘となることで、圧電基板50の反対側に向かって細くなる順テーパ形状の第2膜20MBが形成される。
 そして、後半工程を経ると、図13(A)に示すように、圧電基板50と反対側に向かって細くなる順テーパ形状のIDT101,105,201,205が形成される。
 ここで、一般的に、各IDTを外部環境から保護するために、圧電基板の主面を絶縁層で覆うことがある。図13(B)は、絶縁層30で覆われた弾性波装置300の断面図である。図13(B)に示す絶縁層30を形成するためには、例えば、圧電基板50の主面に対し、絶縁材料を塗布する。この際、IDT101,105,201,205が順テーパ形状であるため、各IDTの側面に絶縁材料が載り易い。これにより、各IDTがより確実に絶縁層30で覆われるようになる。すなわち、IDT101,105,201,205の順テーパ形状は、絶縁層30による絶縁の信頼性を向上させることができる。
 一般的に、不十分な絶縁によってIDTが酸化してしまうと、IDTの重みの変化によってIDTの共振周波数が低周波数側へシフトする。特に、異なる導電材料のからなる厚みの異なるIDTは、重みの変化がIDT毎に異なる。その結果、異なる導電材料のからなる厚みの異なるIDTは、共振周波数のシフト量にバラつきを有する。
 本実施形態に係る弾性波装置300は、絶縁層30による絶縁の信頼性が高いので、各IDTの酸化による各IDTの重みの変化と、それに起因する各IDTの共振周波数のシフト量のバラつきとを抑えることができる。
 次に、各IDTの導電材料の組み合わせについて説明する。表1は、2種類の厚みのIDTの導電材料の組み合わせを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表2は、3種類の厚みのIDTの導電材料の組み合わせを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表3は、4種類の厚みのIDTの導電材料の組み合わせを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
300,400,500,600…弾性波装置
101,105,201,205,301,302,303,304…IDT
102,103,106,107,202,203,206,207…パッド電極
102P,106P,202P…端子
10…第1層
10M…第1膜
20…第2層
20M…第2膜
50…圧電基板
50W…ウェーハ
1,1R…第1レジスト
200…第2レジスト
311…第1層
312…第2層
313…第3層
314…第4層
315…第5層
501…誘電体層
50S…支持基板
601…支持部
602,603…空洞部
50L…圧電膜

Claims (7)

  1.  少なくとも、共振周波数が異なる第1及び第2の櫛型電極を圧電基板の主面に形成する弾性波装置の製造方法であって、
     前記圧電基板の前記主面に第1レジストを塗布し、前記第1レジストに対し露光及び現像することで、前記第1の櫛型電極が形成される前記主面の第1領域で前記第1の櫛型電極の形状に対応し、前記第2の櫛型電極が形成される前記主面の第2領域で前記第2の櫛型電極の形状に対応している、前記第1レジストのパターンを形成する工程と、
     前記第1レジストのパターンが形成された前記圧電基板上に、導電材料からなる複数の膜を順に積層する工程と、
     前記複数の膜が積層された前記圧電基板から前記第1レジストを除去する工程と、
     前記第1レジストが除去された前記圧電基板に第2レジストを塗布し、前記第2レジストに対し露光及び現像することで、前記第1領域を前記第2レジストで保護する保護層を形成する工程と、
     前記第1領域が前記保護層で保護された状態で、前記第2導電材料をエッチングする工程と、
     を有する弾性波装置の製造方法。
  2.  前記第2レジストに対する現像は、前記第2領域の前記第2レジストと、前記第2領域の最上層の導電材料と、を溶解させる、
     請求項1に記載の弾性波装置の製造方法。
  3.  前記第2領域の最上層の導電材料を溶解させるエッチング液は、該最上層と隣り合う下層の導電材料を不動態化させる成分を含む、
     請求項1または2に記載の弾性波装置の製造方法。
  4.  前記弾性波装置は、フィルタ、デュプレクサ、トリプレクサ、又は、マルチプレクサである、請求項1~3のいずれかに記載の弾性波装置の製造方法。
  5.  圧電基板と、
     前記圧電基板の主面に配置される第1櫛型電極と、
     前記圧電基板の主面に配置され、前記第1櫛型電極の厚みより薄い第2櫛型電極と、
     を備える弾性波フィルタであって、
     前記第1櫛型電極の積層数は、前記第2櫛型電極の積層数より多く、
     前記第1櫛型電極の最上層の層は、前記第2櫛型電極の最上層の層の導電材料と異なる導電材料からなり、
     前記第2櫛型電極の最上層面は、エッチング耐性を有し、
     前記第1櫛型電極及び前記第2櫛型電極は、前記圧電基板とは反対方向に向かって細くなっている、テ―パ形状である、
     弾性波装置。
  6.  前記圧電基板及び前記第1及び第2櫛型電極の前記最上層面の上に絶縁層が形成されている、請求項5記載の弾性波装置。
  7.  前記弾性波装置は、フィルタ、デュプレクサ、トリプレクサ、又は、マルチプレクサである、請求項5または6に記載の弾性波装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106384782A (zh) * 2016-11-02 2017-02-08 清华大学 一种多层金属电极材料及其制备方法
JP2018050135A (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス及び弾性波デバイスの製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10700662B2 (en) * 2017-12-28 2020-06-30 Taiyo Yuden Co., Ltd. Acoustic wave device, filter, and multiplexer
TWI791099B (zh) * 2018-03-29 2023-02-01 日商日本碍子股份有限公司 接合體及彈性波元件
JP2020145567A (ja) * 2019-03-06 2020-09-10 株式会社村田製作所 弾性波装置
US11811391B2 (en) * 2020-05-04 2023-11-07 Murata Manufacturing Co., Ltd. Transversely-excited film bulk acoustic resonator with etched conductor patterns

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06252686A (ja) * 1993-02-26 1994-09-09 Kinseki Ltd 二重モード弾性表面波フイルタ及びその製造方法
JP2001168671A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波デバイスとその製造方法
JP2005223876A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Samsung Electro Mech Co Ltd マルチバンド用表面弾性波素子の製造方法
JP2011009882A (ja) * 2009-06-23 2011-01-13 Taiyo Yuden Co Ltd 弾性波デバイスの製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1133268C (zh) * 1997-07-28 2003-12-31 东芝株式会社 表面声波滤波器及其制造方法
JP3317274B2 (ja) * 1999-05-26 2002-08-26 株式会社村田製作所 弾性表面波装置及び弾性表面波装置の製造方法
US7148610B2 (en) * 2002-02-01 2006-12-12 Oc Oerlikon Balzers Ag Surface acoustic wave device having improved performance and method of making the device
DE102004037819B4 (de) * 2004-08-04 2021-12-16 Snaptrack, Inc. Elektroakustisches Bauelement mit geringen Verlusten
JP5483851B2 (ja) 2008-09-25 2014-05-07 京セラ株式会社 弾性表面波装置の製造方法
CN104734662B (zh) * 2009-04-22 2017-09-22 天工滤波方案日本有限公司 弹性波元件和使用它的电子设备
JP2012160979A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Taiyo Yuden Co Ltd 弾性波デバイス及びその製造方法
US9331667B2 (en) * 2014-07-21 2016-05-03 Triquint Semiconductor, Inc. Methods, systems, and apparatuses for temperature compensated surface acoustic wave device
JP6465363B2 (ja) * 2016-01-07 2019-02-06 太陽誘電株式会社 弾性波デバイスおよびその製造方法
JP6390819B2 (ja) * 2016-04-25 2018-09-19 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
KR102054634B1 (ko) * 2016-08-30 2019-12-10 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성파 장치 및 그 제조 방법
CN110140295B (zh) * 2017-01-13 2023-02-28 株式会社村田制作所 弹性波装置
KR102304886B1 (ko) * 2017-02-22 2021-09-24 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 탄성표면파 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06252686A (ja) * 1993-02-26 1994-09-09 Kinseki Ltd 二重モード弾性表面波フイルタ及びその製造方法
JP2001168671A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波デバイスとその製造方法
JP2005223876A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Samsung Electro Mech Co Ltd マルチバンド用表面弾性波素子の製造方法
JP2011009882A (ja) * 2009-06-23 2011-01-13 Taiyo Yuden Co Ltd 弾性波デバイスの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018050135A (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス及び弾性波デバイスの製造方法
CN106384782A (zh) * 2016-11-02 2017-02-08 清华大学 一种多层金属电极材料及其制备方法

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