声表面波元件的制造方法和检查装置

1.一种声表面波元件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在压电衬底上形成金属膜的步骤、
在所述金属膜上涂敷感光性树脂的步骤、
对所述树脂进行曝光和显像而形成感光性树脂图案并使部分所述金属膜 有选择地露出的步骤、
将所述露出的金属膜作为接地用的窗使所述金属膜接地的步骤、
在所述金属膜接地的状态下将电子束照射到所述压电衬底上进行所述感 光性树脂图案的形状测量的步骤、将所述感光性树脂图案作为掩模蚀刻所述金属膜并形成金属图案的步骤、
去除所述感光性树脂图案的步骤、和
在所述金属膜接地的状态下测量所述金属图案的形状的步骤。
2.如权利要求1所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
所述感光性树脂图案的线宽为0.35μm以上、2.0μm以下。
3.如权利要求1所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
所述压电衬底由钽酸锂(LiTaO3)或铌酸锂(LiNbO3)组成。
4.如权利要求1所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
将露出的所述金属膜与设置在所述压电衬底旁的接地机构相接触，从而使 所述金属膜接地。
5.权利要求1所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
进行所述感光性树脂图案的形状测量的步骤后，判断测量所得的该感光性 树脂图案的形状是否在规格的范围内。
6.权利要求4所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
在去除所述感光性树脂的步骤后还包括以下步骤：
对与所述金属图案电连接的所述金属膜、接触设置在接地机构前端的接触 部、使所述金属膜接地的步骤，以及在所述金属膜接地的状态下对所述压电衬底照射电子束的步骤。
7.一种声表面波元件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在压电衬底上形成金属膜的步骤、
在所述金属膜上涂敷感光性树脂的步骤、
对所述树脂进行曝光和显像而形成感光性树脂图案的步骤、
对所述感光性树脂图案的形状进行测量，若在规格内则进行下一工序的步 骤、
将所述感光性树脂图案作为掩模蚀刻所述金属膜并形成金属图案的步骤、
去除所述感光性树脂图案的步骤、
使部分所述金属图案接地的步骤、和
在部分所述金属膜图案接地的状态下，对所述压电衬底照射电子束、测量 所述接地区电连接的所述金属图案的形状的步骤。
8.如权利要求7所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
所述金属图案的线宽为0.35μm以上、2.0μm以下。
9.如权利要求7所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
所述压电衬底由钽酸锂(LiTaO3)或铌酸锂(LiNbO3)组成。
10.权利要求7所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
进行所述金属图案的形状测量的步骤后，判断测量所得的所述金属图案的 形状是否在规格的范围内。
11.权利要求7所述的声表面波元件制造方法，其特征在于，
成为所述形状测量的对象的金属图案是反射器的图案。
12.一种检查装置，其特征在于，包括
产生电子束的电子枪、
使所述电子束汇聚的聚光镜、
使所述电子束进行扫描的电子束扫描部、
利用所述电子束扫描检测被测量物产生的2次电子的检测器、和
将作为所述被测量物下部的膜的金属膜或作为被测量物的金属膜接到地 电位的接地机构，
其中所述接地机构还包括：
能将所述接地机构与所述金属膜接触的接触部、
安装在该接触部一侧的臂部、以及
设置在该接触部的与所述臂部相反的一侧的旋转轴，所述旋转轴能使该臂 部旋转。
13.权利要求12所述的检查装置，其特征在于，
所述检查装置具有支持含金属膜的试样的支持件。
14.权利要求12所述的检查装置，其特征在于，
所述检查装置具有收装所述电子枪和所述试样的真空室。
15.权利要求12所述的检查装置，其特征在于，
所述检查装置具有根据所述2次电子的检测量形成图像的图像形成部。
16.权利要求15所述的检查装置，其特征在于，
所述检查装置具有根据所述图像形成部形成的图像、测量非测量对象的形 状的测量部。

技术领域
本发明涉及用于移动通信领域等的声表面波元件的制造工序和检查方法， 尤其涉及声表面波元件线宽的测量方法及其所用检查装置。
技术背景
声表面波元件的应用领域广阔，尤其在移动通信领域，高频段中的应用不 断增加。声表面波元件用作高频段的滤波器。其中，滤波器通带的中心频率主 要取决于声表面波元件中梳齿状电极的厚度和线宽这两个物理量。因此，声表 面波元件产品管理方面，正确测量并检查梳齿状电极的线宽较重要。
作为线宽的检查方法，历来利用光学显微镜测量梳齿状电极的线宽。然而， 例如US-PCS(美国个人通信业务)中使用的高频段用声表面波元件中，梳齿状 电极的线宽为600nm左右，不合格品的规格小到几十nm。因此，这种梳齿状电 极线宽的测量不能用光学方式的线宽测量仪处理。
作为能测量线宽600nm左右的装置，存在半导体器件制造工序检查中使用 的采用电子线的线宽测长仪。因此，发明人在声表面波元件线宽测量中使用这 种利用电子线的线宽测长仪。然而，该测长仪不能高精度测量声表面波元件的 线宽。
发明内容
根据发明人的研究，判明利用电子线的线宽测长仪不能高精度测量线宽的 原因在于用作声表面波元件衬底的材料的压电衬底的焦电性和绝缘性。焦电性 是指由于热变化，使衬底的极化程度变化，衬底表面出现极化电荷的这种特性。 由于压电衬底的焦电性，经历带有热变化的制造工序的压电衬底产生极化，层 叠电极部等的压电衬底表面成为正极，因而吸引电子，带负电。又由于压电衬 底具有绝缘性，不能使带电的电子扩散到衬底的外周部。因此，以利用电子线 的线宽测长仪测量线宽时，压电衬底的表面上带电，成为“充电”状态。于是， 照射的1次电子与带电的电子互斥，电子束不能照射到梳齿状电极及其附近， 梳齿状电极轮廓模糊。因此，判明由于充电状态，线宽不能高精度测量。
为了消除这种充电状态，线宽测长仪装入离子喷束装置和软X射线照射装 置，在配置声表面波元件的压电衬底上照射喷洒带相反极性电荷的离子射束或 软X射线。
然而，照射离子射束或软X射线的方法存在的问题是：为了完全去除带电 的电子，花费时间。而且，线宽测量中，照射的1次电子本身的充电和电子束 照射引起的温度升高使压电衬底进一步极化，因而不能避免带电的电子进一步 充电。于是，重复测量相同部位，则有时线宽测量值不同。
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供能进行测量精度高且测量值 再现性高的形状测量的声表面波元件制造方法。
本发明的另一目的在于提供能进行测量精度高且测量值再现性高的声表 面波元件检查装置。
为了达到上述目的，本发明第1特征的要点为：一种声表面波元件制造方 法，包括(a)在压电衬底上形成金属膜的步骤、(b)在金属膜上涂敷感光性树脂 的步骤、(c)对该树脂进行曝光和显像而形成感光性树脂图案并使部分金属膜 有选择地露出的步骤、(d)将露出的金属膜作为接地用的窗使金属膜接地的步 骤、(e)在金属膜接地的状态下将电子束照射到压电衬底上进行感光性树脂图 案的形状测量的步骤、(f)将感光性树脂图案作为掩模蚀刻金属膜并形成金属 图案的步骤、(g)去除感光性树脂的步骤、和(h)在所述金属膜接地的状态下测 量所述金属图案的形状的步骤。
根据本发明的第1特征，由于将压电衬底上的金属膜接地后，测量感光性 树脂图案的形状，可防止压电衬底上带电，能以较高的精度高再现性地测量感 光性树脂图案的形状。
本发明第2特征的要点为：一种声表面波元件制造方法，包括(a)在压电 衬底上形成金属膜的步骤、(b)在金属膜上涂敷感光性树脂的步骤、(c)对树脂 进行曝光和显像而形成感光性树脂图案的步骤、(d)将感光性树脂图案作为掩 模蚀刻金属膜并形成金属图案的步骤、(e)去除感光性树脂图案的步骤、(f)使 部分金属图案接地的步骤、和(g)在部分金属膜图案接地的状态下对压电衬底 照射电子束测量接地区电连接的金属图案的形状的步骤。
根据本发明的第2特征，由于将部分金属图案接地，并测量与接地区电连 接的金属图案的形状，可防止压电衬底上带电，能高精度且高再现性地测量金 属图案的形状。
本发明第3特征的要点为：一种检查装置，包括产生电子束的电子枪、使 该电子束汇聚的聚光镜、使该电子束进行扫描的电子束扫描部、利用该电子束 扫描检测被测量物产生的2次电子的检测器、和将作为被测量物下部的膜的金 属膜或作为被测量物的金属膜接到地电位的接地机构，其中所述接地机构还包 括：能将所述接地机构与所述金属膜接触的接触部、安装在该接触部一侧的臂 部、以及设置在该接触部的与所述臂部相反的一侧的旋转轴，所述旋转轴能使 该臂部旋转。
根据本发明的第3特征，由于具有将金属膜接到接地电位的接地机构，压 电衬底上不积存电荷，能照射电子束。
附图说明
图1A是说明本发明实施例的声表面波元件检查装置的组成用的俯视图。
图1B是与图1A对应的平面图。
图2是说明本发明实施例的声表面波元件检查装置接地机构与压电衬底位 置的关系用的平面图。
图3是说明声表面波元件压电衬底上的配置位置用的平面图。
图4A～图4C是说明本发明实施例的声表面波元件制造方法用的剖面图。
图5A是后续于图4C说明本发明实施例的声表面波元件制造方法用的平面 图。
图5B是沿图5A中VB-VB方向的剖面图。
图6A是后续于图5A和图5B说明本发明实施例的声表面波元件制造方法 用的平面图。
图6B是沿图6A中VIB-VIB方向的剖面图。
图7A是后续于图6A和图6B说明本发明实施例的声表面波元件制造方法 用的平面图。
图7B是沿图7A中VIIB-VIIB方向的剖面图。
图8A是后续于图7A和图7B说明本发明实施例的声表面波元件制造方法 用的平面图。
图8B是沿图8A中VIIIB-VIIIB方向的剖面图。
图9A是后续于图8A和图8B说明本发明实施例的声表面波元件制造方法 用的平面图。
图9B是后续于图9A说明本发明实施例的声表面波元件制造方法用的平面 图。
具体实施形态
下面参照附图说明本发明的实施例。以下的附图记述中，相同或类似的部 分标注相同或类似的标号。但应留意，附图为示意图解，厚度与平面尺寸的关 系、平面尺寸的纵横比等，与实际不同。因此，实际的厚度和尺寸应参考以下 的说明进行判断。当然，附图相互之间也包含尺寸关系和比率相互不同的部分。
本发明实施例的声表面波元件检查装置，如图1A所示，包括产生并投射 成为1次电子的电子束的电子枪1、使电子束汇聚到衬底9上的聚光镜、使该 电子束在衬底9上扫描的电子束扫描部2、检测照射1次电子的衬底9所产生 的2次电子的2次电子检测器4、支持衬底9的衬底支持件5、可进行接地以 接触金属膜7并且具有导电性的接地机构6。接地机构6由具有导电性且能接 触金属膜7的接触部12、将接触部12装在前端的臂部47以及设置在该臂部 47上与接触部12相反的一侧的旋转轴48构成。检查装置还具有收装电子枪1 和衬底9等的真空室50、根据电子束扫描的衬底9上每一位置的2次电子检测 量形成图像的图像形成部51、根据形成的图像检测出梳齿状电极的轮廓并测量 线宽的测长部52。
衬底9做成双层结构，含由钽酸锂(LiTaO3)等构成的圆形压电衬底8和在 压电衬底8上成膜的铝(Al)等构成的金属膜7。作为压电衬底的材料，除钽酸 锂外，还可用铌酸锂(LiNbO3)。当然，压电衬底的材料也可不用钽酸锂或铌酸 锂。
如图1B所示，金属膜7上实施构成声表面波元件的金属图案11(金属图案 详况参考图2)。金属膜7配置在能与接地机构6接触的位置。金属部7设置的 接触用开口10也配置在能与接地机构6接触的衬底9的周边部。
如图2所示，接地机构6配置在衬底9横向的位置13。接地机构6是以旋 转轴48为中心的活动式机构，能移动到接触部12可接触金属膜7的位置46 和接触部12抵达接地用开口10上的位置14。可移动得测量结束时接触部12 不接触金属膜7。
如图3所示，声表面波元件11用金属膜7组成的多个金属图案构成。金 属图案由输入用梳齿状电极24和27、输出用梳齿状电极30和33、焊盘22、 25、28和31、反射器21a和21b以及接地线15至20组成。梳齿状电极24、 27、30和33与焊盘22、25、28和31分别用布线23、26、29和32相连。焊 盘22、25、28和31与切片线上的金属膜7用接地线16、20、17和19相连， 反射器21a、21b与切片线上的金属膜7用接地线15、18相连。
这样，梳齿状电极24、27、30、33和反射器21a和21b通过接地线电连 接到衬底9外周部上的金属膜7，成为同电位。
下面，说明本发明实施例的声表面波元件的制造方法和检查方法。
(a)首先，如图4A所示，准备压电衬底8。然后，如图4B所示，利用溅射 法在压电衬底8上形成金属膜7。如果靶采用铝(Al)合金等，则作为金属膜7， 能在压电衬底8上堆积铝合金膜。
(b)接着，如图4C所示，在金属膜7上旋涂感光性树脂(光刻胶)34。
(c)接着，实施光刻制板工序。采用做成梳齿状电极和反射器等的形状的 掩模，对感光性树脂34进行选择性曝光。曝光后进行显像和漂洗，有选择地 去除感光性树脂34的曝光部分，形成感光性树脂图案35、36等，如图5A、图 5B所示。感光性树脂图案36是通过感光性树脂图案35连接感光性树脂34的 综合为一体的区域。此光刻制板工序中，也同时形成开口10。位于开口10的 感光性树脂在显像工序中去除(该开口10内部如图6B所示，接触部12接触金 属膜7)。
(d)接着，采用图1A中说明的检查装置，测量感光性树脂图案的形状。首 先，将显像后的压电衬底8导入到检查装置中真空室50内的衬底支持件5上。 其次，如图6A、图6B所示，使接地机构6移动，让接触部12接触开口10底 部的金属膜7。在接地机构6的接触部接触金属膜7的状态下，测量声表面波 元件的感光性树脂图案36的线宽等感光性树脂图案形状。首先，为了得到感 光性树脂图案36等的图像，如图1A所示，对衬底9照射电子束3。该照射的 电子束3相当于图6B的电子束37。
(e)接着，判断测量值是否在规格内。测量值在规格内，则能进至下一工 序。反之，测量值不在规格内时，可去除感光性树脂34至36等光刻胶，调整 曝光条件，同时重复进行图4C至图6B的各工序。这样，能进行正确的测量， 因而不使不在规格内的产品进至下一工序，能减少工序内的损失，有时能提高 产品的成品率。
(f)接着，使接地机构6脱离金属膜7后，自动将压电衬底8搬出检查装 置。
(g)将感光性树脂34至36等作为掩模，蚀刻金属膜7。如果金属膜7是例 如Al合金，则借助采用氯(Cl2)族气体的反应性离子蚀刻(RIE)法进行异向性蚀 刻。
(h)应用氧(O2)族等离子弧去除感光性树脂34至36等光刻胶，在压电衬底 8上形成反射器21a和接地线15等的金属图案。反射器21a等的金属图案是通 过接地线15等接地线电连接金属膜7的连接综合一体区。
(i)测量压电衬底8上形成的反射器21a等的线宽。该测量与感光性树脂 图案形状的测量相同，其不同点是接触部12接触的金属图案7的位置。即， 如图8A、图8B所示，使接地机构6移动，让接触部12接触与作为反射器等测 量对象的金属图案电连接的金属膜7的位置。由此，形成电子流39。
(j)接着，判断测量值是否在规格内。测量值在规格内，则能进至下一工 序。(k)将压电衬底8切片并分割成各个声表面波元件11。如图9A所示，分割 前，例如焊盘22、28等的金属图案通过接地线16、17等接地线与切片线42 上的金属导通。将切片线40至43的宽度设定得大于金属膜的宽度，使切片操 作切断该导通。如图9B所示，声表面波元件11中，接地线15至20使梳齿状 电极24、27、30、33和反射器21A、21B导通到最外周部。如图9A的划分线 44那样，线条44包含部分焊盘25、31时，最外周部存在的金属膜7相当于焊 盘25、31。
(1)最后，对声表面波元件进行压焊、丝焊、封装等后，完成声表面波元 件。
如图6A和图6B所示，使接地机构6的接触部12接触金属膜7时，形成 电子流38。该电子流38包含(a)因制造工序热变化而在压电衬底8上带电的电 子、(b)电子束照射的1次电子、(c)因电子束照射产生的温度上升造成进一步 极化而进一步粘附在压电衬底8上的电子。电子流38从金属膜7最后流入到 接地机构6，不形成电位梯度。该电子流38不会在成为测量对象的感光性树脂 图案36等树脂图案及其附近的压电衬底8上积存电子。因此，电子束37的路 由不会畸变，能对感光性树脂图案的形状进行高精度且具有再现性的测量。
这里，用本发明实施例的检查装置和无接地机构6的已有线宽测长仪分别 测量梳齿状感光性树脂图案的线宽，并进行比较。对梳齿状感光性树脂图案的 500nm线宽测量30次时，本发明实施例的测量方法中，基准偏差值为约1nm， 而无接地机构6的已有测量方法中，标准偏差为约5nm。据此，证实利用本发 明实施例的测量方法能进行高精度且高再现性的测量。
又，如图8A和图8B所示，接地机构6的接触部12接触金属膜7的状态 下，该电子流39包含(a)因制造工序热变化而在压电衬底上带电的电子、(b) 电子束照射的1次电子、(c)照射产生的温度上升使压电衬底进一步带电的电 子。电子流39经接地线15等，从金属膜7流入到接地机构，不产生电位梯度。 该电子流39不会在成为测量对象的反射器21a等的金属膜7及其附近的压电 衬底8积存电子。因此，电子束37的路由不会畸变，能对金属图案进行高精 度且具有再现性的测量。
这里，用本发明实施例的检查装置和无接地机构6的已有线宽测长仪分别 测量作为金属膜的梳齿状电极的线宽，并进行比较。对线宽500nm的梳齿状电 极测量30次时，本发明实施例的测量方法中，基准偏差值为约1nm，而无接地 机构6的已有测量方法中，标准偏差为约5nm。据此，证实利用本发明实施例 的测量方法，能进行高精度且高再现性的测量。
本发明的实施例在感光性树脂图案和金属图案的线宽为0.35μm以上、2.0 μm以下时，也能测量。
测量反射器时，反射器比梳齿状电极容易接地，因而能更正确地测量形状。 这是因为：例如，测量反射器21a时，反射器21a直连接地线15，到接地线为 止的距离比某一梳齿状电极24等难以带电。
这里，不应将构成本发明实施例所记载部分揭示的论述和附图理解为限定 本发明。本领域技术人员从该揭示会明白各种大致实施例。
例如，部件的材料或材质是本发明的一个实施例，置换为其他种类，当然 技术效果不变。例如压电衬底材料为硼酸锂(LiB4O7)等时，技术效果不变。
本发明实施例涉及的发明中，接地机构6还可具有将接触部12按压到衬 底9的卡紧件(弹簧)部、使旋转轴48旋转的驱动部等组成部分。接地机构6 也可具有使臂部47上下左右移动的结构。
本发明实施例在压电衬底上形成以Al为主成分的金属膜7，但压电衬底8 上形成Al以外的不同金属层时，或层叠不同材料的多层结构时，效果不变。 又，感光性树脂图案和金属图案的种类、形状，例如梳齿状图案等那样，无特 别限定。本发明实施例测量梳齿状感光性树脂图案的线宽和金属图案的梳齿状 电极线宽，但也可测量并检查例如感光性树脂图案35、反射器21a等在质量管 理上需要的部分的线宽和形状。
这样，本发明当然包含这里没有记载的各种实施例等。