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JP2004047690A - Forming method of wiring and method for manufacturing surface acoustic wave equipment - Google Patents

Forming method of wiring and method for manufacturing surface acoustic wave equipment Download PDF

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Publication number
JP2004047690A
JP2004047690A JP2002202456A JP2002202456A JP2004047690A JP 2004047690 A JP2004047690 A JP 2004047690A JP 2002202456 A JP2002202456 A JP 2002202456A JP 2002202456 A JP2002202456 A JP 2002202456A JP 2004047690 A JP2004047690 A JP 2004047690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
resist
wiring
film
acoustic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002202456A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Iwata
岩田 圭司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2002202456A priority Critical patent/JP2004047690A/en
Publication of JP2004047690A publication Critical patent/JP2004047690A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method of wiring in surface acoustic wave equipment with high electric power resistance in the wiring forming method by a lift-off method. <P>SOLUTION: A substrate is processed by using etchant containing surface active agent. Thus, a damage layer on a surface of the substrate can be removed while peeling of resist is prevented. Wiring in surface acoustic wave equipment with high electric power resistance can be formed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の配線の形成方法、特に弾性表面波装置の電極の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子部品の配線の形成方法として、リフトオフ法がある。リフトオフ法においては、基板上にレジストを塗布し、露光、現像してレジストをパターニングしたのちに金属膜を形成するが、現像液に浸漬してレジストの一部を除去する際に、現像液に溶け込んだ有機物が基板表面に付着して残ってしまうことがある。この有機物を除去するために反応性イオンエッチング(RIE)処理を行うことがある。
【0003】
また、特開2002−64054号公報に開示される、リフトオフ法による配線形成方法がある。この方法においては、基板上に、有機溶剤などの剥離液に対する溶解度が高い第1のレジスト層と、露光波長に対する吸光性が高くかつ耐熱性を有する第2のレジスト層と、ドライエッチングに対する耐性が高くかつ耐熱性を有する第3のレジスト層とを順に形成し、第3のレジスト層に対する露光、現像を行って開口部を形成し、前記開口部を介して第1および第2のレジスト層をドライエッチングによって除去してレジストパターンを形成し、前記レジストパターンを介して基板上に配線となる金属膜を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の2つの技術においては、配線となる金属膜を形成する前にドライエッチング工程が含まれている。よってドライエッチング工程によって基板の表面がダメージを受け、このダメージは、基板上に形成される金属膜の膜質に影響を及ぼす。特に、単結晶基板上にエピタキシャル成長を伴う金属膜を形成する場合には、基板表面のダメージは顕著に膜質に影響を与え、特性の劣化につながる。すなわち、エピタキシャル成長においては金属膜が基板表面の結晶構造と同じ結晶構造で成長していくため、ドライエッチングによって基板表面の結晶性が乱されると金属膜の結晶構造にも顕著に影響を与えてしまうのである。例えば、特開平7−162255号公報に開示される弾性表面波素子の電極形成方法では、電極となるAl膜をエピタキシャル成長によって形成することによって耐電力性などの向上を図っているが、リフトオフ法においてこのような電極を形成しようとすれば、基板表面のダメージ層を除去することが必要となる。
【0005】
この問題を解決するために、ウェットエッチングによって基板表面のダメージ層を除去する方法があるが、このときにエッチャントが基板とレジストとの界面に入り込んで基板からのレジストの剥離が起こってしまうことがある。
【0006】
よって、レジストの基板からの剥離を防ぎつつ、基板表面のダメージ層を除去する方法が求められている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために請求項1に記載の配線の形成方法は、基板上にレジストを塗布する工程と、前記レジストをパターニングする工程と、前記基板上の有機物残渣を除去するために前記基板をドライエッチング処理する工程と、界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、前記基板上に金属膜を形成する工程と、前記レジストを、前記レジスト上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする。
【0008】
界面活性剤を含むエッチャントによって基板の表面を処理することにより、レジストが基板から剥離することを防ぎつつ、有機物残渣を除去するためのドライエッチング工程で生じた基板表面のダメージ層を除去することができる。
【0009】
また、請求項2に記載の配線の形成方法は、基板上に少なくとも2層以上のレジストを形成する工程と、前記レジストのうち、最上層のレジストをフォトリソグラフィによってパターニングする工程と、前記最上層のレジストをマスクとして、前記最上層のレジスト以外のレジストをドライエッチングによって除去する工程と、界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、前記基板上に金属膜を形成する工程と、前記レジストを、前記レジスト上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする。
【0010】
界面活性剤を含むエッチャントによって基板の表面を処理することにより、レジストが基板から剥離することを防ぎつつ、レジストをパターニングするためのドライエッチング工程で生じた基板表面のダメージ層を除去することができる。
【0011】
また、請求項3に記載の弾性表面波装置の製造方法は、請求項1あるいは請求項2に記載の配線の形成方法によって配線を形成することを特徴とする。
【0012】
弾性表面波装置の電極は、弾性表面波の伝播により繰返し応力が印加されるため、ストレスマイグレーションを起こしやく耐電力性に乏しい。よって、本発明によればレジストの剥離を防ぎつつ基板の表面のダメージ層を除去できるため、高い耐電力性をもつ電極を形成することが可能となり、弾性表面波装置の耐電力性が向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)以下に図を参照しつつ本発明の第1の実施の形態について説明する。図1は本実施形態における工程を示している。
【0014】
LiNbOの単結晶からなる基板10上に、ポリジメチルグルタルイミド(PMGI)などの、有機溶剤に対する溶解度が高くかつ耐熱性の良好な有機材料をスピンコートによって塗布してベークし、第1のレジスト層21を形成する。次に、露光波長に対する吸光性が高い材料をスピンコートによって塗布してベークし、第2のレジスト層22を形成する。ここでは露光波長を365nmとするので、BrewerScience社製のXHRi−16が好適である。次に、富士フイルムアーチ社製のFi−SP2などの、反応性イオンエッチングに対する耐性が高くかつ耐熱性の良好な有機材料をスピンコートにより塗布してベークし、第3のレジスト層23を形成する。以上の方法で形成された、図1(a)に示す3層構造のレジストを高圧水銀ランプのi線(波長365nm)で露光し現像を行って、図1(b)に示すように第3のレジスト層をパターニングする。
【0015】
次に、酸素プラズマによる反応性イオンエッチングにより、第1のレジスト層21および第2のレジスト層22の一部を除去して、図1(c)に示すようにパターニングする。このとき、第3のレジスト層23は反応性イオンエッチングに対する耐性が高いので、第1および第2のレジスト層21、22よりもエッチングレートが低くなるため、レジストの断面は逆テーパ形状となる。この反応性イオンエッチングによって基板10の表面には結晶性が乱されたダメージ層が形成される。
【0016】
次に、森田化学社製の界面活性剤入りBHF(緩衝フッ酸)1200BHF−SE中に基板10を浸漬して、反応性イオンエッチングによって基板10の表面に生じたダメージ層の除去を行う。基板10を浸漬する時間は300秒とした。
【0017】
界面活性剤入りのエッチャントを用いることによって、ダメージ層除去中にレジストが基板10からはがれることを防ぐことができる。これは、界面活性剤の効果によって表面張力が低下し、エッチャント中に含まれる酸が毛管現象によって基板10と第1のレジスト21との界面に入り込むことを防ぐからである。
【0018】
本実施例で用いた界面活性剤入りBHFの表面張力は20℃において36dyne/cmである。一方、界面活性剤の入っていない同濃度のBHFである森田化学社製1200BHFの表面張力は20℃において92dyne/cmである。界面活性剤入りのエッチャントは上記のものに限らず何を用いてもよいが、表面張力が上記のものと同程度に小さいことが望ましい。
【0019】
界面活性剤を加えることによるレジスト剥離防止効果を確かめるために、基板10をエッチャントに浸漬する時間とレジスト剥離との相関関係を調べる実験を行った。この実験の結果を図2に示す。図中において「○」はレジスト剥離が起こらなかったことを、「×」はレジスト剥離が起こったことを示している。時間は、基板10の表面からダメージ層を除去するために必要な最短の時間を1.0として、この時間に対する比率を表している。界面活性剤入りのエッチャントを用いた場合には時間が2.0の場合でもレジスト剥離が起こっていないのに対して、界面活性剤なしのエッチャントを用いた場合には、時間が0.3の場合でも部分的にレジスト剥離が起こっている。
【0020】
次に、図1(d)に示すように、基板10上に膜厚10nmのTi膜31を蒸着によって形成し、さらに膜厚190nmのAl膜32を蒸着によって形成する。その後、基板10を有機溶剤中に浸漬して、レジスト上にのっている金属膜と共にレジストを基板10からリフトオフし、図1(e)に示すような所望の配線を得る。
【0021】
反応性イオンエッチングによって、基板10の表面には結晶性が乱されたダメージ層が形成されるが、基板10を表面処理することにより、基板10の表面は図3(a)に示すように酸素原子41が0.297nm間隔に並んだ状態となる。次いで形成されたTi膜42は、図3(b)に示すようにエピタキシャル成長し、原子間隔が0.292nmの六方最密構造となる。Ti膜31は、Al膜32結晶性を向上させるために形成される。なぜなら、酸素原子41とAl原子43とは、原子間隔の差が大きいため、基板10上に直接Al膜32を形成するとエピタキシャル成長させることが難しいからである。なお、図3(b)ではTi原子42を1原子層分しか図示していないが、実際には数ないし数百の原子層が形成されている。次いで形成されたAl膜はTi膜上にエピタキシャル成長し、原子間隔が0.286nmの面心立方構造となっている。この結果、Al原子43の入り方によって、互いに180度回転させたような2種類の結晶方位を持った結晶構造を有するAl膜が形成される。つまり、Al膜は図3(c)のXYで示した線を結晶粒界すなわち双晶面とする双晶構造を有するのである。
【0022】
Al膜32が双晶構造を有する3軸配向膜となっていることを確認するため、図4(a)に本実施例によって形成したAl膜32のXRD極点図を示す。Alは結晶学的には面心立方構造に属し、単結晶Alの(200)極点図の回折は3回対称となるが、図4(a)は6回対称の極点図を示し、Al膜32が双晶構造をした3軸配向膜となっていることがわかる。これに対し、図4(b)に比較例として、ダメージ層の除去を行わずにTi膜31およびAl膜32を形成したときのXRD極点図を示す。この場合には極点図がリング状となっており、Al膜32が1軸配向膜となっていることがわかる。
【0023】
金属の機械的強度は単結晶よりも多結晶のほうが高いため、Al膜を双晶構造にすることによって塑性変形しにくくなり、耐電力性が高まる。
【0024】
一般に、Al電極において結晶粒界が存在すると、結晶粒界を通じてAlが自己拡散しヒロックやボイドと呼ばれる欠陥が成長して、電極間のショートや電極の破壊をもたらすと言われている。しかし、本発明によって得られたAl膜31においては、結晶粒界は1原子間隔以下であり、この結晶粒界を通じての自己拡散は実質的に起こらないため、ヒロックやボイドの発生によって電子部品の特性劣化を招くことはない。
【0025】
Al膜32を、双晶構造をもつ3軸配向膜とすることによって、結晶粒界を通じての電極構成原子の自己拡散によるヒロックやボイドの成長を防ぐ効果と、塑性変形のしにくさによる高耐電力性を併せ持つ電極を得ることができる。
【0026】
(実施の形態2)次に、以下において図を参照しつつ本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、本実施形態において第1の実施の形態と同様の部分については詳述を省略するものとする。図5に本実施例における工程を示す。
【0027】
まず、図5(a)に示すようにLiNbOの単結晶からなる基板10上に、レジスト24を塗布する。次に、図5(b)に示すようにフォトリソグラフィによってレジスト24をパターニングする。フォトリソグラフィ工程における現像の際に、現像液に溶け込んだ有機物が基板10上に付着する。基板10上に有機物が付着した状態で金属膜を形成するとエピタキシャル成長による金属膜を形成できないので、反応性イオンエッチングによって基板10をエッチングし、有機物を除去する。このとき、反応性イオンエッチングによって基板10の表面には結晶性が乱されたダメージ層が形成される。
【0028】
次に、森田化学社製の界面活性剤入りBHF(緩衝フッ酸)1200BHF−SE中に基板を浸漬して、反応性イオンエッチングによって基板10表面に生じたダメージ層の除去を行う。第1の実施例において詳述したように、界面活性剤の効果によってレジスト24が基板10から剥離することを防ぐことができる。
【0029】
次に、図5(c)に示すように基板10上に膜厚10nmのTi膜31を蒸着によって形成し、さらに膜厚190nmのAl膜32を蒸着によって形成する。その後、基板10を有機溶剤中に浸漬してレジスト24とレジスト24の上にのっている金属膜を共に基板10からリフトオフし、図5(d)に示すような所望の配線を得る。第1の実施例において詳述したように、Al膜32は双晶構造をもった3軸配向膜となっており、高い耐電力性をもっている。
【0030】
(実施の形態3)次に、本発明にかかる弾性表面波装置の製造方法を説明する。弾性表面波装置は、LiNbOまたはLiTaOなどの圧電性の基板と、基板上に形成されるIDT電極などの配線を有する。この配線を上述した第1あるいは第2の実施例の方法によって形成する。基板の表面を界面活性剤入りのエッチャントで処理することによって、配線が双晶構造をもつ3軸配向膜となり、耐電力性の高い配線を得ることができる。これによって、耐電力性の高い弾性表面波装置を得ることができる。
【0031】
弾性表面波装置の配線、特に電極には電気抵抗率が低く比重の小さいAlを用いるのが一般的であるが、弾性表面波の伝播により繰返し応力が印加されるため、ストレスマイグレーションを起こしやく耐電力性に乏しい。よって、本発明によればレジストの剥離を防ぎつつ基板の表面のダメージ層を除去できるため、高い耐電力性をもつ電極を形成することが可能となり、弾性表面波装置の耐電力性が向上する。
【0032】
【発明の効果】
上述のように、本発明の配線の形成方法によれば、界面活性剤入りのエッチャントによって基板の表面を処理することにより、基板上に形成されているレジストが基板から剥離することを防ぎつつ、ドライエッチングによって生じたダメージ層を除去することができる。基板表面のダメージ層を除去することにより、基板上に形成される金属膜の膜質を向上させることができ、特にエピタキシャル成長を伴う金属膜形成の場合にはその効果は顕著である。
【0033】
また、本発明によって基板の表面を処理すると、上述のように基板上に双晶構造をもつ3軸配向膜を形成することが可能となり、塑性変形のしにくさによる高い耐電力性をもつ配線を形成することが可能となる。
【0034】
また、本発明の弾性表面波装置の製造方法によれば、界面活性剤入りのエッチャントで基板の表面を処理したのちに配線を形成することにより、耐電力性の高い配線を得ることができ、弾性表面波装置の耐電力性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の本発明の第1の実施例を説明する工程図である。
【図2】
基板をエッチャントに浸漬する時間とレジスト剥離との関係を調べる実験の結果を示す図である。
【図3】
本発明における、基板およびTi膜、Al膜の表面の原子配列を示す平面図である。
【図4】
Al膜のXRD極点図である。
【図5】
本発明の第2の実施例を説明する工程図である。
【符号の説明】
10 基板
21 第1のレジスト層
22  第2のレジスト層
23  第3のレジスト層
24  レジスト
31 Ti膜
32  Al膜
41  酸素原子
42  Ti原子
43  Al原子
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming wiring of an electronic component, and particularly to a method for forming an electrode of a surface acoustic wave device.
[0002]
[Prior art]
A lift-off method is known as a method for forming wiring of an electronic component. In the lift-off method, a metal film is formed after applying a resist on a substrate, patterning the resist by exposing and developing, but when immersing the resist in a developing solution to remove a part of the resist, a resist is applied to the developing solution. The dissolved organic matter may adhere to the substrate surface and remain. Reactive ion etching (RIE) may be performed in order to remove the organic matter.
[0003]
Further, there is a wiring forming method by a lift-off method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-64054. In this method, a first resist layer having high solubility in a stripping solution such as an organic solvent, a second resist layer having high absorbance to an exposure wavelength and having heat resistance, and a resistance to dry etching are provided on a substrate. A third resist layer having high heat resistance is formed in order, and exposure and development are performed on the third resist layer to form an opening, and the first and second resist layers are formed through the opening. A resist pattern is formed by removal by dry etching, and a metal film to be a wiring is formed on the substrate via the resist pattern.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above two techniques, a dry etching step is included before forming a metal film to be a wiring. Therefore, the surface of the substrate is damaged by the dry etching process, and the damage affects the quality of the metal film formed on the substrate. In particular, when a metal film accompanied by epitaxial growth is formed on a single crystal substrate, damage to the substrate surface significantly affects the film quality and leads to deterioration of characteristics. That is, in epitaxial growth, the metal film grows with the same crystal structure as the crystal structure of the substrate surface. Therefore, if the crystallinity of the substrate surface is disturbed by dry etching, the crystal structure of the metal film is significantly affected. It will be lost. For example, in the method of forming an electrode of a surface acoustic wave device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-162255, an improvement in power durability and the like is achieved by forming an Al film serving as an electrode by epitaxial growth. In order to form such an electrode, it is necessary to remove the damaged layer on the substrate surface.
[0005]
In order to solve this problem, there is a method of removing the damaged layer on the substrate surface by wet etching, but at this time, the etchant may enter the interface between the substrate and the resist, and peeling of the resist from the substrate may occur. is there.
[0006]
Therefore, there is a need for a method of removing a damaged layer on the substrate surface while preventing the resist from peeling off the substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the method of forming a wiring according to claim 1 includes a step of applying a resist on a substrate, a step of patterning the resist, and the step of removing an organic residue on the substrate. A step of dry-etching the substrate, a step of treating the surface of the substrate with an etchant containing a surfactant, a step of forming a metal film on the substrate, and the step of depositing the resist on the resist Lifting off together with the metal film.
[0008]
By treating the surface of the substrate with an etchant containing a surfactant, it is possible to prevent the resist from peeling off from the substrate and to remove a damaged layer on the substrate surface generated in a dry etching step for removing organic residue. it can.
[0009]
3. The method of forming a wiring according to claim 2, wherein at least two or more resist layers are formed on the substrate, and among the resists, a top resist is patterned by photolithography; Removing the resist other than the uppermost resist by dry etching using the resist as a mask, treating the surface of the substrate with an etchant containing a surfactant, and forming a metal film on the substrate And lifting off the resist together with the metal film on the resist.
[0010]
By treating the surface of the substrate with an etchant containing a surfactant, it is possible to prevent a resist from peeling off from the substrate and remove a damaged layer on the substrate surface generated in a dry etching step for patterning the resist. .
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a surface acoustic wave device, wherein a wiring is formed by the wiring forming method according to the first or second aspect.
[0012]
The electrodes of the surface acoustic wave device are repeatedly applied with a stress by the propagation of the surface acoustic wave, so that stress migration easily occurs and the power durability is poor. Therefore, according to the present invention, since the damage layer on the surface of the substrate can be removed while preventing the resist from being stripped, an electrode having high power durability can be formed, and the power durability of the surface acoustic wave device is improved. .
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows steps in this embodiment.
[0014]
An organic material having high solubility in organic solvents and good heat resistance, such as polydimethylglutarimide (PMGI), is applied on a substrate 10 made of a single crystal of LiNbO 3 by spin coating and baked, and the first resist is baked. The layer 21 is formed. Next, a material having high absorbance to the exposure wavelength is applied by spin coating and baked to form a second resist layer 22. Here, since the exposure wavelength is 365 nm, XHRi-16 manufactured by BrewerScience is preferred. Next, an organic material having high resistance to reactive ion etching and high heat resistance, such as Fi-SP2 manufactured by Fujifilm Arch Co., is applied by spin coating and baked to form a third resist layer 23. . The resist having the three-layer structure shown in FIG. 1A formed by the above method is exposed to i-line (wavelength 365 nm) of a high-pressure mercury lamp and developed, and the third resist is formed as shown in FIG. Is patterned.
[0015]
Next, a part of the first resist layer 21 and the second resist layer 22 is removed by reactive ion etching using oxygen plasma, and patterning is performed as shown in FIG. At this time, since the third resist layer 23 has high resistance to reactive ion etching, the etching rate is lower than that of the first and second resist layers 21 and 22, so that the cross section of the resist has an inversely tapered shape. Due to this reactive ion etching, a damaged layer having disordered crystallinity is formed on the surface of the substrate 10.
[0016]
Next, the substrate 10 is immersed in a surfactant-containing BHF (buffered hydrofluoric acid) 1200BHF-SE manufactured by Morita Chemical Co., Ltd. to remove a damaged layer generated on the surface of the substrate 10 by reactive ion etching. The time for immersing the substrate 10 was 300 seconds.
[0017]
By using an etchant containing a surfactant, the resist can be prevented from peeling off the substrate 10 during removal of the damaged layer. This is because the surface tension is reduced by the effect of the surfactant, and the acid contained in the etchant is prevented from entering the interface between the substrate 10 and the first resist 21 by the capillary action.
[0018]
The surface tension of the surfactant-containing BHF used in this example is 36 dyne / cm at 20 ° C. On the other hand, the surface tension of 1200 BHF manufactured by Morita Chemical Co., which is the same concentration of BHF containing no surfactant, is 92 dyne / cm at 20 ° C. The surfactant-containing etchant is not limited to the above, and any other etchant may be used, but the surface tension is desirably as low as the above.
[0019]
In order to confirm the effect of adding a surfactant to prevent resist peeling, an experiment was conducted to examine the correlation between the time during which the substrate 10 was immersed in an etchant and the resist peeling. The result of this experiment is shown in FIG. In the figure, “○” indicates that resist peeling did not occur, and “x” indicates that resist peeling occurred. The time is expressed as a ratio with respect to the minimum time required to remove the damaged layer from the surface of the substrate 10 as 1.0. When the etchant containing the surfactant was used, the resist was not stripped even when the time was 2.0, whereas when the etchant without the surfactant was used, the time was 0.3. Even in this case, the resist is partially removed.
[0020]
Next, as shown in FIG. 1D, a Ti film 31 having a thickness of 10 nm is formed on the substrate 10 by vapor deposition, and an Al film 32 having a thickness of 190 nm is further formed by vapor deposition. Thereafter, the substrate 10 is immersed in an organic solvent, and the resist is lifted off from the substrate 10 together with the metal film on the resist to obtain a desired wiring as shown in FIG.
[0021]
By the reactive ion etching, a damaged layer whose crystallinity is disturbed is formed on the surface of the substrate 10, but by performing the surface treatment on the substrate 10, the surface of the substrate 10 is exposed to oxygen as shown in FIG. The atoms 41 are arranged at intervals of 0.297 nm. Next, the formed Ti film 42 is epitaxially grown as shown in FIG. 3B, and has a hexagonal close-packed structure with an atomic spacing of 0.292 nm. The Ti film 31 is formed to improve the crystallinity of the Al film 32. This is because the difference in atomic spacing between the oxygen atoms 41 and the Al atoms 43 is large, so that if the Al film 32 is formed directly on the substrate 10, it is difficult to perform epitaxial growth. Although only one atomic layer of Ti atoms 42 is shown in FIG. 3B, several to several hundred atomic layers are actually formed. Next, the formed Al film is epitaxially grown on the Ti film, and has a face-centered cubic structure with an atomic spacing of 0.286 nm. As a result, an Al film having a crystal structure having two kinds of crystal orientations, which are rotated by 180 degrees with each other, is formed depending on how the Al atoms 43 enter. That is, the Al film has a twin structure in which the line indicated by XY in FIG. 3C is a crystal grain boundary, that is, a twin plane.
[0022]
FIG. 4A shows an XRD pole figure of the Al film 32 formed according to this embodiment in order to confirm that the Al film 32 is a triaxially oriented film having a twin structure. Al belongs to a face-centered cubic structure crystallographically, and the diffraction of the (200) pole figure of single crystal Al is three-fold symmetric, but FIG. 4A shows a pole figure of six-fold symmetry, and the Al film It can be seen that 32 is a triaxially oriented film having a twin structure. On the other hand, FIG. 4B shows, as a comparative example, an XRD pole figure when the Ti film 31 and the Al film 32 are formed without removing the damaged layer. In this case, the pole figure has a ring shape, and it can be seen that the Al film 32 is a uniaxially oriented film.
[0023]
Since the mechanical strength of a metal is higher in a polycrystal than in a single crystal, by forming the Al film into a twin structure, plastic deformation is less likely to occur and power durability is improved.
[0024]
Generally, it is said that when a crystal grain boundary is present in an Al electrode, Al self-diffuses through the crystal grain boundary and defects called hillocks and voids grow, resulting in short-circuit between the electrodes and destruction of the electrodes. However, in the Al film 31 obtained according to the present invention, the crystal grain boundaries are smaller than one atomic interval, and self-diffusion through the crystal grain boundaries does not substantially occur. It does not cause characteristic deterioration.
[0025]
By forming the Al film 32 as a triaxially oriented film having a twin crystal structure, the effect of preventing the growth of hillocks and voids due to the self-diffusion of the atoms constituting the electrode through the crystal grain boundaries, and the high resistance to plastic deformation. An electrode having both power properties can be obtained.
[0026]
(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment will not be described in detail. FIG. 5 shows the steps in this embodiment.
[0027]
First, as shown in FIG. 5A, a resist 24 is applied on a substrate 10 made of a single crystal of LiNbO 3 . Next, as shown in FIG. 5B, the resist 24 is patterned by photolithography. At the time of development in the photolithography process, organic substances dissolved in the developer adhere to the substrate 10. If a metal film is formed in a state where an organic substance is adhered on the substrate 10, a metal film cannot be formed by epitaxial growth. Therefore, the substrate 10 is etched by reactive ion etching to remove the organic substance. At this time, a damaged layer whose crystallinity is disturbed is formed on the surface of the substrate 10 by the reactive ion etching.
[0028]
Next, the substrate is immersed in a surfactant-containing BHF (buffered hydrofluoric acid) 1200BHF-SE manufactured by Morita Chemical Co., Ltd. to remove a damaged layer generated on the surface of the substrate 10 by reactive ion etching. As described in detail in the first embodiment, the resist 24 can be prevented from peeling off from the substrate 10 by the effect of the surfactant.
[0029]
Next, as shown in FIG. 5C, a 10 nm thick Ti film 31 is formed on the substrate 10 by vapor deposition, and a 190 nm thick Al film 32 is further formed by vapor deposition. Thereafter, the substrate 10 is immersed in an organic solvent to lift off the resist 24 and the metal film on the resist 24 together from the substrate 10 to obtain a desired wiring as shown in FIG. As described in detail in the first embodiment, the Al film 32 is a triaxially oriented film having a twin structure and has high power durability.
[0030]
(Embodiment 3) Next, a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention will be described. The surface acoustic wave device has a piezoelectric substrate such as LiNbO 3 or LiTaO 3 and wiring such as an IDT electrode formed on the substrate. This wiring is formed by the method of the first or second embodiment described above. By treating the surface of the substrate with an etchant containing a surfactant, the wiring becomes a triaxially oriented film having a twin structure, and a wiring with high power resistance can be obtained. Thus, a surface acoustic wave device having high power durability can be obtained.
[0031]
It is common to use Al having low electric resistivity and low specific gravity for the wiring of the surface acoustic wave device, particularly for the electrodes, but since stress is repeatedly applied by the propagation of the surface acoustic wave, stress migration is likely to occur. Poor power. Therefore, according to the present invention, since the damage layer on the surface of the substrate can be removed while preventing the resist from being stripped, an electrode having high power durability can be formed, and the power durability of the surface acoustic wave device is improved. .
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the wiring forming method of the present invention, by treating the surface of the substrate with an etchant containing a surfactant, while preventing the resist formed on the substrate from peeling from the substrate, The damaged layer generated by the dry etching can be removed. By removing the damaged layer on the substrate surface, the quality of the metal film formed on the substrate can be improved, and the effect is particularly remarkable in the case of forming a metal film accompanied by epitaxial growth.
[0033]
Further, when the surface of the substrate is treated according to the present invention, a triaxially oriented film having a twin structure can be formed on the substrate as described above, and a wiring having high power resistance due to the difficulty of plastic deformation. Can be formed.
[0034]
According to the surface acoustic wave device manufacturing method of the present invention, by forming the wiring after treating the surface of the substrate with an etchant containing a surfactant, it is possible to obtain a wiring having high power resistance, The power durability of the surface acoustic wave device is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIG. 4 is a process chart illustrating a first embodiment of the present invention.
FIG. 2
FIG. 9 is a diagram showing the results of an experiment for examining the relationship between the time during which a substrate is immersed in an etchant and the removal of resist.
FIG. 3
FIG. 3 is a plan view showing an atomic arrangement on the surface of a substrate, a Ti film, and an Al film in the present invention.
FIG. 4
FIG. 4 is an XRD pole figure of an Al film.
FIG. 5
FIG. 6 is a process diagram illustrating a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 substrate 21 first resist layer 22 second resist layer 23 third resist layer 24 resist 31 Ti film 32 Al film 41 oxygen atom 42 Ti atom 43 Al atom

Claims (3)

基板上にレジストを塗布する工程と、
前記レジストをパターニングする工程と、
前記基板上の有機物残渣を除去するために前記基板をドライエッチング処理する工程と、
界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、
前記基板上に金属膜を形成する工程と、
前記レジストを、前記レジストの上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする、配線の形成方法。
A step of applying a resist on the substrate,
Patterning the resist,
Dry etching the substrate to remove organic residues on the substrate,
Treating the surface of the substrate with an etchant comprising a surfactant,
Forming a metal film on the substrate,
Lifting off the resist together with the metal film overlying the resist.
基板上に少なくとも2層以上のレジストを形成する工程と、前記レジストのうち、最上層のレジストをフォトリソグラフィによってパターニングする工程と、
前記最上層のレジストをマスクとして、前記最上層のレジスト以外のレジストをドライエッチングによって除去する工程と、
界面活性剤を含むエッチャントによって前記基板の表面を処理する工程と、
前記基板上に金属膜を形成する工程と、
前記レジストを、前記レジストの上にのっている金属膜と共にリフトオフする工程とを含むことを特徴とする、配線の形成方法。
Forming at least two or more layers of resist on the substrate, and patterning the uppermost resist of the resist by photolithography;
Removing the resist other than the uppermost resist by dry etching using the uppermost resist as a mask,
Treating the surface of the substrate with an etchant comprising a surfactant,
Forming a metal film on the substrate,
Lifting off the resist together with the metal film overlying the resist.
請求項1あるいは請求項2に記載の配線の形成方法によって配線を形成することを特徴とする、弾性表面波装置の製造方法。A method for manufacturing a surface acoustic wave device, comprising: forming a wiring by the wiring forming method according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2025263278A1 (en) * 2024-06-21 2025-12-26 京セラ株式会社 Elastic wave device, communication device, piezoelectric substrate, and method for manufacturing piezoelectric substrate

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