專利名稱：彈性表面波元件及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈性表面波元件及半導(dǎo)體裝置的制造方法，尤其是能夠廉價地批量生產(chǎn)即使在高頻區(qū)域和短波區(qū)域也能高精度地確定使用頻率及使用波長的元件的制造方法。
背景技術(shù)：
彈性表面波元件是利用壓電體基板上形成的簾狀電極，在基板表面產(chǎn)生彈性表面波的元件，在無線通信領(lǐng)域，作為帶通濾波器及共振器等被廣泛利用。尤其是當(dāng)用作帶通濾波器時，與電介質(zhì)濾波器和疊層LC濾波器相比，具有體積小，能迅速去除波段外信號的特性。因此，把彈性表面波元件用作手機(jī)等通信工具的帶通濾波器占主流。另外，不僅在電氣、通信領(lǐng)域，在DNA排列設(shè)備及傳感器等包括生物化學(xué)領(lǐng)域在內(nèi)的多學(xué)科領(lǐng)域中也開始使用。
在無線通信領(lǐng)域中使用的彈性表面波元件，具有使壓電體基板上產(chǎn)生彈性表面波的簾狀電極，該簾狀電極的寬度，與根據(jù)使用頻率確定波長有關(guān)。例如，將彈性表面波元件作為共振器使用時，把簾狀電極的寬度，設(shè)定為利用共振器的共振頻率除彈性表面波的音速所得到的波長的1/4的值。近年來，隨著利用普通光的光刻技術(shù)的發(fā)展，在無線通信領(lǐng)域，已經(jīng)制造出適合在Bluetooth(藍(lán)牙)及無線LAN(局域網(wǎng))等中使用的頻率為2.4GHZ，電極寬度為0.4μm的元件。
眾所周知，在彈性表面波元件上，形成微細(xì)電極圖形的方法一般是剝離(リフトオフ)法。在剝離法中，首先，在壓電體基板上，利用普通光進(jìn)行光刻來制作抗蝕膜圖形，接下來，將金屬膜形成在基板的一面，與抗蝕劑一起剝離不需要的金屬膜部分而形成金屬電極圖形。此外，還有一種讓電極用金屬膜在壓電體基板上成形后，通過采用普通光的光刻形成抗蝕劑圖形，再沿抗蝕劑圖形蝕刻金屬膜，從而形成電極的方法。
近年來，受可利用的頻率資源的限制及隨著無線通信的寬帶化的發(fā)展，通信中使用的電波的頻率向更高的頻率波段轉(zhuǎn)變。例如，在無線LAN中使用的頻率波段繼2.4GHZ波段之后，又變?yōu)?GHZ波段、26GHZ波段，其波段也越來越高。預(yù)計在第4代攜帶電話上使用的頻率波段將為5GHZ波段或者更高。因此，這就要求彈性表面波元件，要具有適合于在高頻區(qū)域及短波長區(qū)域中使用的特性。
如上所述，簾狀電極的寬度由使用的頻率決定，使用的頻率越高電極的寬度越窄。這里，在制造用于高頻率波段，特別是電極寬度較窄的彈性表面波元件時，為降低電極寬度的誤差，有必要形成高精度的抗蝕劑圖形。
例如，使用LiTaO3基板作為壓電體基板制造彈性表面波元件時，為適應(yīng)伴隨高頻化的彈性表面波的短波長化，有必要實現(xiàn)高精度的抗蝕劑圖形，以便能夠?qū)?.4微米以下的電極寬度控制在1％以下的誤差范圍內(nèi)。然而，在現(xiàn)有的采用普通光的光刻技術(shù)中，形成出這樣高精度的抗蝕膜圖形是比較困難的。即使使用其他材料的基板作為壓電體基板，例如，LiNbO3基板、水晶基板、金剛石薄膜基板、或者ZnO薄膜基板，由于音速不同，電極寬度具有稍許不同，而與上述的電極寬度相差不超過一位?？梢?，采用普通光的光刻技術(shù)，已經(jīng)達(dá)到了其應(yīng)用極限。
另一方面，作為可以形成微細(xì)高精度的抗蝕劑圖形的技術(shù)，有用電子束照射抗蝕劑曝光的蝕刻技術(shù)。該技術(shù)的能夠以1納米左右的精度實現(xiàn)寬度為0.4微米以下的電極。但是，用電子束曝光形成抗蝕劑圖形，因為是用電子束沿圖形在抗蝕劑上進(jìn)行描畫，所以，與能夠成批曝光的光刻技術(shù)相比，存在生產(chǎn)率較低的缺點。又因為其精度極高，不能忽視由于外部溫度變化引起基板的熱膨脹和伸縮等，導(dǎo)致每個基板的描畫圖形的經(jīng)時間變化所引起的誤差，同時產(chǎn)量也是個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，其目的是提供一種彈性表面波元件及半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠廉價地批量生產(chǎn)即使在高頻區(qū)域和短波長區(qū)域也能高精度地確定使用頻率和使用波長的元件。
本發(fā)明的彈性表面波元件的制造方法，其特征在于包括在壓電體基板上涂布抗蝕膜的步驟，將表面形成有所希望的凹凸圖形的模板按壓在所述壓電體基板上的抗蝕膜上，形成抗蝕膜溝狀圖形的步驟，以及根據(jù)所述抗蝕膜溝狀圖形而形成電極膜圖形的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，在成形抗蝕膜圖形的工序中，通過在抗蝕膜表面按壓模板，使該抗蝕膜成形出具有所希望的凹凸的圖形。因而，不存在利用光及電子束的曝光工序，另外，由于是只將模板按壓在抗蝕膜上的成批轉(zhuǎn)印方式，所以，可以批量生產(chǎn)出具有尺寸精度高的電極寬度的彈性表面波元件。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于包括在基板上涂布抗蝕膜的步驟，以及將表面形成有所希望的凹凸圖形的模板按壓在所述基板上的抗蝕膜上，形成抗蝕膜溝狀圖形的步驟。
通過采用利用模板在抗蝕膜上成形圖形的工序，可批量生產(chǎn)出尺寸精度高的圖形。
本發(fā)明的彈性表面波元件的制造方法中，形成所述電極膜圖形的步驟，包括堆積電極膜的步驟，以及將該電極膜的一部分與所述抗蝕膜溝狀圖形一起除去的剝離步驟或者，也可以通過包括在涂布所述抗蝕膜的步驟之前堆積電極膜的步驟，形成所述電極膜圖形的步驟將所述電極膜圖形化。
本發(fā)明的彈性表面波元件的制造方法，優(yōu)選所述凹凸圖形通過利用電子束曝光的光刻在所述模板上形成。作為模板的制造方法，通過采用利用電子束曝光的光刻技術(shù)，能夠以納米等級的精度成形圖形。而且，通過重復(fù)利用該模板，用電子束曝光的每塊基板上的描畫圖形，不會因外部溫差等變化發(fā)生隨時間的變化。
另外，上述模板優(yōu)選從硅、硅氧化膜、硅玻璃、藍(lán)寶石、藍(lán)寶石玻璃、高分子樹脂、殷鋼、因瓦合金及科瓦鐵鎳鈷合金中至少選擇一種材料而形成。
更具體而言，作為模板的材質(zhì)，希望采用適合細(xì)微加工的硅及硅氧化膜，或石英等熱膨脹率小比較硬的硅玻璃、藍(lán)寶石、藍(lán)寶石玻璃，或易加工的高分子樹脂，如果使用金屬材料，則希望是熱膨脹率較小的殷鋼、因瓦合金及科瓦鐵鎳鈷合金。
本發(fā)明的彈性表面波元件的制造方法，優(yōu)選在上述模板的表面形成具有疏水基的有機(jī)高分子薄膜。此時，模板易從抗蝕膜上剝離。
本發(fā)明的彈性表面波元件的制造方法，優(yōu)選在所述抗蝕膜溝狀圖形成形的步驟之后，還包括將抗蝕膜溝狀圖形灰化的步驟。在此情況下，通過去除殘存在凹陷部位的抗蝕膜，可防止電極用金屬膜剝離。
本發(fā)明的彈性表面波元件的制造方法，優(yōu)選上述電極膜圖形的電極寬度在0.4微米以下。
本發(fā)明尤其是在制造主要使用頻率在2.5GHz以上，主要使用的彈性表面波的波長在1.6微米以下的彈性表面波元件時效果顯著。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式的彈性表面波元件的制造方法的步驟的流程圖。
圖2A～圖2F是表示圖1的彈性表面波元件的制造方法的示意圖。
實施方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。
參照圖1及圖2A～圖2F說明彈性表面波元件的制造方法。
首先，如圖2A所示，在壓電體基板1上，利用旋壓覆蓋法成膜平坦的抗蝕膜2(步驟S1)。作為壓電體基板1，可以優(yōu)選LiTiO3、LiNbO3、水晶那樣的單晶壓電體基板，在其上成形絕緣膜的基板，PZT、PLZT等陶瓷壓電體構(gòu)成的基板，或在基板上層疊成膜金剛石薄膜和ZnO薄膜那樣的薄膜的基板。
其次，如圖2B所示，將其上面形成了簾狀微細(xì)電極圖形4的模板3按壓在基板1的表面。這樣，如圖2C所示，模板3上的簾狀微細(xì)電極圖形4就轉(zhuǎn)印到抗蝕膜2上，形成所希望的抗蝕膜圖形5(步驟S2)。將模板3按壓到抗蝕膜2上時，希望將基板的溫度控制到抗蝕膜2的玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上。由此，能夠降低圖形轉(zhuǎn)印時的壓力。另外，希望預(yù)先利用使用電子束曝光的精度高的光刻技術(shù)制作模板3。
作為模板3的材質(zhì)，若采用微細(xì)加工技術(shù)的最有發(fā)展的硅及硅基板上的硅氧化膜，則很容易加工。另外，如果采用熱膨脹率小且硬的硅玻璃、藍(lán)寶石、藍(lán)寶石玻璃等石英材料，則圖形轉(zhuǎn)印時的溫度調(diào)整條件將大大緩和。而且，使用這些對可見光透明的材質(zhì)的模板時，與基板之間配合容易?；蛘?，作為模板的材質(zhì)，也可以使用易于加工的高分子樹脂。在此方法中，為了大幅緩和圖形轉(zhuǎn)印時的溫度調(diào)整條件，如使用金屬材料，則希望使用熱膨脹率小的殷鋼(インバ一)、因瓦合金(アンバ一)、科瓦鐵鎳鈷合金。而且，在模板3的表面，以不影響圖形精度的厚度，或者將薄膜厚度預(yù)先考慮進(jìn)圖形精度，這樣，一旦形成了含有疏水基的有機(jī)分子薄膜，模板3就很容易從抗蝕膜2中拔出。
其次，將圖2C的抗蝕膜4整體灰化，或者進(jìn)行各向異性的較強(qiáng)的干刻蝕，除去抗蝕膜圖形5的凹餡部位(溝內(nèi))中殘存的抗蝕膜(步驟S3)。通過這道工序，如圖2D所示，抗蝕膜圖形5的溝內(nèi)部位，就露出了壓電體基板1的表面。
接下來，如圖2E所示，將電極用的金屬膜6通過濺射成膜(步驟S4)。
其后，利用剝離抗蝕膜2以及其上的金屬膜6的剝離法，如圖2F所示，在壓電體基板1上形成微細(xì)電極圖形7(步驟S5)。
使電極圖形7的寬度與從通常的使用頻率計算出的波長λ的1/4值保持一致。通過對模板3的圖形進(jìn)行細(xì)致測量和挑選，即使是0.4微米以下的電極寬度，也能達(dá)到1納米程度的精度。
制作好的彈性表面波元件，通過切割而分離成各個芯片，再組裝。這樣，由于可以將圖形成批轉(zhuǎn)印到基板的抗蝕膜上，所以電極形成工序的產(chǎn)量很大，適用于批量生產(chǎn)。即，可廉價地批量生產(chǎn)即使在高頻及短波區(qū)域也能高精度地確定使用頻率及波長的元件。
在上述實施方式中，雖然列舉了剝離法的例子，但在本發(fā)明的彈性表面波元件的制造方法中，不限于此，例如，在涂布抗蝕劑的工序之前先堆積電極膜，成形抗蝕膜并形成抗蝕膜圖形后，把該抗蝕膜圖形作為掩膜蝕刻電極膜也可。
以上，基于優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，而本發(fā)明的彈性表面波元件及半導(dǎo)體裝置的制造方法，不僅限于上述實施方式，根據(jù)上述實施方式例的構(gòu)成實行了各種修改和變更的彈性表面波元件及半導(dǎo)體裝置的制造方法，也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的彈性表面波元件及半導(dǎo)體裝置的制造方法，預(yù)先制造高精度模板，通過將模板按壓在涂布了抗蝕膜的基板上，將抗蝕膜成形為具有所要求的凹凸的圖形。因此，能夠廉價地批量生產(chǎn)出即使是在高頻區(qū)域及短波領(lǐng)域，也能高精度地確定使用頻率及使用波長的元件。
權(quán)利要求
1.一種彈性表面波元件的制造方法，在壓電體基板上涂布抗蝕膜，將表面形成有所希望的凹凸圖形的模板，按壓在所述壓電體基板上的抗蝕膜上，形成抗蝕膜溝狀圖形，根據(jù)所述抗蝕膜溝狀圖形而形成電極膜圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波元件的制造方法，所述電極膜圖形是通過堆積電極膜，再利用剝離法將該電極膜的一部分與所述抗蝕膜溝狀圖形一起除去而形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波元件的制造方法，在涂布所述抗蝕膜之前堆積電極膜，所述電極膜圖形是通過圖形化所述電極膜而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波元件的制造方法，所述模板是從硅、硅氧化膜、硅玻璃、藍(lán)寶石、藍(lán)寶石玻璃、高分子樹脂、殷鋼、因瓦合金及科瓦鐵鎳鈷合金中至少選擇一種材料而形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波元件的制造方法，所述凹凸圖形，是通過利用電子束曝光的光刻，在所述模板上形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波元件的制造方法，在所述模板的表面形成具有疏水基的有機(jī)高分子薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波元件的制造方法，在所述抗蝕膜溝狀圖形成形后，將抗蝕膜溝狀圖形灰化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性表面波元件的制造方法，所述電極膜圖形的電極寬度為0.4微米以下。
9.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，在基板上涂布抗蝕膜，將表面形成有所希望的凹凸圖形的模板按壓在所述基板上的抗蝕膜上，形成抗蝕膜溝狀圖形。
全文摘要
一種彈性表面波元件及半導(dǎo)體裝置的制造方法，將預(yù)先利用使用電子束的光刻技術(shù)制造的具有高精度的凹凸的模板(3)，按壓到涂有抗蝕膜(2)的基板(1)上，轉(zhuǎn)印抗蝕膜圖形(5)。再在通過轉(zhuǎn)印形成的抗蝕膜圖形(5)上，成形金屬薄膜(6)，利用剝離法與抗蝕膜(2)一同剝離。
文檔編號H03H3/08GK1620753SQ0380244
公開日2005年5月25日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
發(fā)明者服部涉 申請人:日本電氣株式會社