ウェーハの加工方法、電子部品の製造方法及び電子部品

【課題】加工中のウェーハの割れや欠け等の破損を防ぐことができるウェーハの加工方法、電子部品の製造方法及び電子部品を提供することを目的とする。
【解決手段】ウェーハの加工方法は、ウェーハの主面に枠状の肉厚部１２を形成する肉厚部形成工程と、肉厚部１２で囲まれた領域である肉薄部１４を研磨する研磨工程と、を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破損を防止して研磨加工を行うウェーハの加工方法、電子部品の製造方法及び電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動子や半導体等の電子部品は大型のウェーハから製造される。当該ウェーハは、研磨を行うことにより所望の厚さにした後に、電子部品への加工が行われる。ウェーハ研磨の際にウェーハの割れや欠け等の破損を防止するために、ウェーハ研磨の前に、ウェーハ外周部の面取り加工が行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、テーブル上でウェーハを回転させ、回転している砥石の溝にウェーハを押し当て、当該ウェーハと砥石が接触する研削用溝底部へ研削水を供給しながら、ウェーハの面取り加工を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１８５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような研削加工方式では、研削加工中に局所的な力がウェーハに掛かるため、ウェーハが薄板の場合には、面取り加工することは困難である。
また、研削加工方式では、ウェーハを１つずつ加工処理するいわゆる枚葉式にならざるを得ないため、効率が悪く、コストが掛かる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、加工中のウェーハの割れや欠け等の破損を防ぐことができるウェーハの加工方法、電子部品の製造方法及び電子部品を提供することを目的とする。
また、効率的に加工することを可能とする電子部品の製造方法及び電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］ウェーハの主面に枠状の肉厚部を形成する肉厚部形成工程と、前記主面が前記肉厚部で囲まれた肉薄部を研磨する研磨工程と、を含むことを特徴とするウェーハの加工方法。
本発明によれば、ウェーハの主面に枠状の肉厚部を形成した後、肉厚部で囲まれた領域を研磨するようにしたため、ウェーハ加工中にウェーハが破損するのを防ぐことができる。
【０００７】
［適用例２］前記研磨工程において、スェード系のパッドを用いて研磨することを特徴とする適用例１に記載のウェーハの加工方法。
本発明によれば、スェード系のパッドを用いて研磨することで倣い加工が可能となるため、肉厚部が設けられていたとしても、肉厚部で囲まれた領域をムラなく研磨することができる。
【０００８】
［適用例３］前記肉厚部形成工程において、エッチングで前記肉厚部を形成することを特徴とする適用例１又は２に記載のウェーハの加工方法。
本発明によれば、エッチングで前記肉厚部を形成することができるため、複数のウェーハに一括で肉厚部を形成することができ、効率的にウェーハの加工を行うことができる。
【０００９】
［適用例４］前記肉厚部形成工程において、前記ウェーハの周縁部に前記肉厚部を設けることを特徴とする適用例１から３の何れか１例に記載のウェーハの加工方法。
本発明によれば、肉厚部をウェーハの周縁部に設けることで、ウェーハを補強することができ、加工中にウェーハが破損するのを防ぐことができる。
【００１０】
［適用例５］前記肉厚部形成工程において、前記周縁部に設けられた肉厚部と一体となっている肉厚部を、前記ウェーハの主面の内側にも設けることを特徴とする適用例４に記載のウェーハの加工方法。
本発明によれば、ウェーハの周縁部にのみ肉厚部を設けるのに比べて、ウェーハをさらに補強することができ、ウェーハ加工中にウェーハが破損するのを防ぐことができる。
【００１１】
［適用例６］前記研磨工程において、前記肉厚部の少なくとも一部が残るように研磨することを特徴とする適用例１から５の何れか１例に記載のウェーハの加工方法。
本発明によれば、研磨加工が終了した後のウェーハを用いて電子部品等を製造する場合に、当該製造工程においてウェーハが破損するのを防ぐことができ、ウェーハの扱いが容易となる。
【００１２】
［適用例７］適用例１に記載の加工方法で加工されたウェーハの前記肉厚部で囲まれた肉薄部に、電子部品の素子の外形を形成する外形形成工程と、前記素子を前記肉厚部から分離する分離工程と、前記素子をパッケージ内にマウントするマウント工程とを含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
本発明によれば、研磨したウェーハに肉厚部を残しておくことで、研磨したウェーハから電子部品を製造する場合にも、ウェーハが破損するのを防止することができ、ウェーハの扱いが容易となる。
【００１３】
［適用例８］適用例７に記載の製造方法で製造された電子部品。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るウェーハ加工方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】ステップＳ１〜Ｓ７までの工程を経ることにより製造されたウェーハの平面図である。
【図３】図２に示すウェーハのＡ−Ａ断面図である。
【図４】変形例に係る、肉厚部を外周部と外周部以外にも設けた場合のウェーハの平面図である。
【図５】図４に示すウェーハのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】各パッド硬度とＮＡＰ長を有するポリッシュパッドでウェーハを研磨した場合に、肉薄部の表面全体が鏡面に仕上がったか、或いは、鏡面とならない部分が残ったか、の実験結果を示す図である。
【図７】変形例に係る一方の主面に肉厚部を形成した場合のウェーハの平面図である。
【図８】図７に示すウェーハのＣ−Ｃ断面図である。
【図９】肉厚部の全部又は一部を残して研磨加工が完了したウェーハを用いた、圧電振動子製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】肉薄部に圧電振動子の連結体の外形が形成されたウェーハの図である。
【図１１】圧電振動子が搭載される電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の実施形態に係るウェーハ加工方法を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るウェーハ加工方法の手順を示すフローチャートである。このウェーハ加工方法は、水晶ウェーハを研磨加工して、ポリッシュウェーハを製造する方法である。
【００１６】
まず、人工水晶を用意し、水晶の結晶軸を明確にするために行う研削加工であるランバード加工を当該人工水晶に対して行う（ステップＳ１）。
次に、ランバード加工後の人工水晶を、その結晶軸に対し必要な角度で、厚さ１５０μｍ程度のウェーハ状にスライスして、複数のウェーハを生成する（ステップＳ２）。
【００１７】
次に、ウェーハの外形を加工する（ステップＳ３）。本実施形態では、口径３インチ程度の円板状に加工する。なお、円板状に限定されることはなく、例えば、平面形状が矩形の板状に加工してもよい。
次に、当該ウェーハのラップを行い、厚さを１００μｍ程度にする（ステップＳ４）。
【００１８】
次に、フォトリソグラフィ技術を使用して、ウェーハに肉薄部を形成するとともに、ウェーハの両主面の周縁部に、肉薄部よりも厚さの厚い肉厚部を形成する（肉厚部形成工程）。
具体的には、まず、ウェーハの両主面にフォトレジストを塗布する。そして、肉薄部形成用のフォトマスクを両主面に被せて、ウェーハの周縁部を除いた内側部分のフォトレジストを露光する。次に現像を行い、露光した部分を除去することにより、フォトレジストに肉薄部の外形パターンを形成する（ステップＳ５）。
【００１９】
次に、ウェーハをエッチング液に浸漬して、フォトレジストに覆われていないウェーハの内側部分を片面あたり１０μｍ程度エッチングすることにより、厚さ８０μｍ程度の肉薄部を形成する（ステップＳ６）。この場合、複数のウェーハをエッチング液に浸漬することで、複数のウェーハに対して一括で肉薄部を形成するいわゆるバッチ処理を行うことができる。これにより、生産性が向上し、低コスト化を図ることができる。
次に、ウェーハからフォトレジストを剥離する（ステップＳ７）。
【００２０】
図２は、上記ステップＳ１〜Ｓ７までの工程を経ることにより製造されたウェーハ１の平面図であり、図３は図２に示すウェーハ１のＡ−Ａ断面図である。
これらの図に示すように、ウェーハ１には、両主面の周縁部に枠状の肉厚部１２が形成されている。また、肉厚部１２で囲まれた領域に、当該肉厚部１２よりも厚さの薄い肉薄部１４が形成されている。これにより、当該ウェーハ１の縦断面形状は、図３に示すようにＨ字型となっている。
【００２１】
このように、ウェーハ１に肉厚部１２を形成することにより、ウェーハ１の機械的強度が向上し、肉薄部１４の破損を防ぐことができるため、その後の工程でのハンドリングが容易となる。
【００２２】
次に、ポリッシュパッドを使用して、肉厚部１２で囲まれた肉薄部１４の領域の両面研磨加工（両面ポリッシュ加工）を行う（ステップＳ８、研磨工程）。この研磨は、肉薄部１４の厚さが６０μｍ程度になるまで行う。
【００２３】
図６は、同図に示された各パッド硬度とＮＡＰ長（パッド厚み）を有するポリッシュパッドでウェーハ１を研磨した場合に、肉薄部１４の表面全体が鏡面に仕上がったか、或いは、鏡面とならない部分が残ったか、の実験結果を示す図である。
【００２４】
同図に示すように、ポリッシュパッドのパッド硬度が３０〜８０であり、ＮＡＰ長が０．２〜１．０ｍｍであれば、肉薄部１４の表面全体を鏡面に仕上げることができる。これは、ポリッシュパッドがウェーハ１の凹凸形状に倣ういわゆる倣い加工をすることができるためである。したがって、ウェーハ１の研磨に使用するパッドのパッド硬度及びＮＡＰ長は、上記範囲内であることが好ましい。例えば、材質がスェード系である場合、パッド硬度とＮＡＰ長は上記範囲内に納まるため、スェード系のポリッシュパッドを用いて研磨するとよい。
【００２５】
このような倣い加工が可能な軟質のポリッシュパッドを用いることで、ウェーハ１の肉薄部１４の表面全体を鏡面に仕上げることができるとともに、肉薄部１４が薄く、ウェーハ１の口径が大きいとしても、肉薄部１４の破損を防止することができ、ポリッシュウェーハを歩留まり良く生産することができる。
【００２６】
また、肉厚部１２の厚さが肉薄部１４の厚さと同じになるように研磨してもよいが、肉厚部１２の全体又は一部が残るように研磨することで、このポリッシュウェーハから圧電振動子等の電子部品を製造する場合にも、肉薄部１４の破損を防ぐことができるため、その後のウェーハの扱いが容易になる。
【００２７】
なお、上述した実施形態のステップＳ８では両面ポリッシュ加工を行うとして説明したが、これに限定されることはなく、ラップ加工を行ってもよい。すなわち、ステップＳ８の工程は、ポリッシュやラップを含む「研磨」工程という広い概念で捉えることができる。また、両面研磨に限らず、片面研磨を行ってもよい。
【００２８】
また、肉厚部は、ウェーハの周縁部に加えて、周縁部以外に設けてもよい。図４は肉厚部を周縁部以外に設けた場合のウェーハ１Ａの平面図であり、図５は図４に示すウェーハ１ＡのＢ−Ｂ断面図である。これらの図に示すように、周縁部の肉厚部１２に加えて、中心から外周端に向かう肉厚部１２ａを互いに直角になるように、十字型に４本設けてもよい。これにより、肉厚部１２，１２ａは互いに連結して一体となり、肉厚部１２，１２ａで囲まれた領域は、各主面で４つ形成されることとなる。このように、周縁部の肉厚部１２に加えて、ウェーハ１Ａの主面の内側にも肉厚部１２ａを設けることにより、肉厚部１２のみを設ける場合よりも肉薄部１４の表面積は小さくなるが、機械的強度を向上させることができる。なお、中心から外周端に向かう肉厚部１２ａの数は４本に限らず、任意の数を設けることができる。
【００２９】
また、肉厚部は、両主面に設けずに、一方の主面にのみ設けてもよい。図７は一方の主面にのみ肉厚部を形成した場合のウェーハ１Ｂの平面図であり、図８は図７に示すウェーハ１ＢのＣ−Ｃ断面図である。この場合には、一方の主面は、ウェーハの周縁部のみを覆うフォトレジストをマスクとし、他方の主面は、当該主面全体を覆うフォトレジストをマスクとして、エッチングを行えばよい。
【００３０】
（圧電振動子の製造方法）
次に、図９に示すフローチャートを参照して、圧電振動子製造方法の手順について説明する。当該圧電振動子製造方法では、上述したウェーハ加工方法によって研磨加工が完了したウェーハを用いて行う。当該ウェーハには、肉厚部１２の全部又は一部が残っているものとする。
【００３１】
まず、当該ウェーハを洗浄する（ステップＳ１１）。
次に、当該ウェーハの両主面に、スパッタリング等によって電極となる金属膜を成膜する（ステップＳ１２）。
【００３２】
次に、ウェーハの両主面にフォトレジストを塗布した後、圧電振動素子の連結体の外形を形成するためのフォトマスクを被せて、フォトレジストを露光する。次に、現像を行い、露光した部分のフォトレジストを除去する。これにより、ウェーハの肉薄部１４上のフォトレジストに、圧電振動素子の連結体の外形パターンが形成される（ステップＳ１３）。
【００３３】
次に、ウェーハをエッチング液に浸漬して、フォトレジストで覆われていない部分のウェーハが厚さ方向に貫通するまでエッチングすることにより、図１０に示すように、ウェーハの肉薄部１４に圧電振動素子１４ａの連結体の外形を形成する（ステップＳ１４、外形形成工程）。
【００３４】
次に、ウェーハからフォトレジストを剥離する（ステップＳ１５）。
次に、圧電振動素子１４ａ同士の連結部をダイシングする、或いは折り取ることにより、肉薄部１４に形成した各圧電振動素子１４ａを肉厚部１２から分離する（ステップＳ１６、分離工程）。
【００３５】
次に、圧電振動素子１４ａをパッケージにマウントし（ステップＳ１７、マウント工程）、圧電振動素子１４ａの周波数調整を行って（ステップＳ１８）、パッケージ内を気密に封止する（ステップＳ１９）。これにより、圧電振動子が完成する。
【００３６】
このような圧電振動子は、図１１に示すように、ＧＰＳ（Global Positioning System）、携帯電話機、時計、デジタルカメラ、ゲーム機器等の様々な電子機器に搭載することができ、当該圧電振動子は、基準周波数発生機能、フィルタ機能、圧力センサー、温度センサー、加速度センサー等のセンサー機能としての役割を果たす。
なお、上述した圧電振動子の製造方法は、半導体等の任意の電子部品の製造方法にも適用することができる。
【００３７】
なお、上述した実施形態では、ウェットエッチングによりウェーハ１の肉薄部１４を形成したが、ウェットエッチングに限らず、ドライエッチングで肉薄部１４を形成してもよい。また、エッチングに限らず、砥石で研削することにより肉薄部１４を形成してもよい。
また、上記実施形態では、ウェーハ及び圧電振動素子の材料として水晶を用いたが、水晶に限定されることはなく、セラミック等、あらゆる材質を用いることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１，１Ａ，１Ｂ………ウェーハ、１２，１２ａ，１２ｂ………肉厚部、１４………肉薄部、１４ａ………圧電振動素子。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハの主面に枠状の肉厚部を形成する肉厚部形成工程と、
前記肉厚部で囲まれた肉薄部を研磨する研磨工程と、
を含むことを特徴とするウェーハの加工方法。
【請求項２】
前記研磨工程において、
スェード系のパッドを用いて研磨することを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【請求項３】
前記肉厚部形成工程において、
エッチングで前記肉厚部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のウェーハの加工方法。
【請求項４】
前記肉厚部形成工程において、
前記ウェーハの周縁部に前記肉厚部を設けることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のウェーハの加工方法。
【請求項５】
前記肉厚部形成工程において、
前記周縁部に設けられた肉厚部と一体となっている肉厚部を、前記ウェーハの主面の内側にも設けることを特徴とする請求項４に記載のウェーハの加工方法。
【請求項６】
前記研磨工程において、
前記肉厚部の少なくとも一部が残るように研磨することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のウェーハの加工方法。
【請求項７】
請求項１に記載の加工方法で加工されたウェーハの前記肉薄部に、電子部品の素子の外形を形成する外形形成工程と
前記素子を前記土手部から分離する分離工程と、
前記素子をパッケージ内にマウントするマウント工程と
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法で製造された電子部品。

【図１】