圧電ウエハ及びそれを用いた弾性波デバイスの製造方法

【課題】本発明は、弾性表面波や弾性境界波などの弾性波の励起に用いられる圧電ウエハ及びそれを用いた弾性波デバイスの製造方法に関し、製造過程における特性バラツキの少ない圧電ウエハ及びそれを用いた弾性波デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による圧電ウエハ８は、オリエンテーション・フラット７を除く外周部分にベベリング９が形成された圧電単結晶からなる圧電基板３において、オリエンテーション・フラット７の上端部分にテーパー面１０を設けるとともに、このテーパー面１０における圧電基板３の上面との境界線１１とテーパー面１０における圧電基板３の側面との境界線１２を平行とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波や弾性境界波などの弾性波の励起に用いられる圧電ウエハ及びそれを用いた弾性波デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な弾性波デバイスの製造方法は、圧電単結晶の円柱状ブロックから圧電ウエハを成形し、この圧電ウエハの上面にレジスト膜を形成しフォトマスクを用いて露光・現像して所定の櫛形電極をパターンニングし、その後個片に分割している。
【０００３】
また、弾性波デバイスにおいては、圧電基板が有する伝播方向に対して櫛形電極の向きが決まるため、圧電ウエハの一部を直線的に切り落とし圧電ウエハの方向性を示すオリエンテーション・フラットが形成されるとともに、ウエハのクラック防止対策としてクラックが発生しやすい外周端エッジ部分にベベリングを施していた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−２０３０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、円板状の圧電ウエハにオリエンテーション・フラットを設けた場合、圧電ウエハの重心位置が圧電ウエハの中心から偏芯してしまい、この重心位置の偏芯により電極形成においてパターン精度を劣化させていた。
【０００６】
すなわち、圧電ウエハに対する櫛形電極などの電極形成は圧電ウエハ状に形成されたレジスト膜を用いてエッチング成形するのであるが、このレジスト膜の形成は回転する圧電ウエハ上にレジスト膜を形成するレジストを滴下し圧電ウエハの回転に伴う遠心力により圧電ウエハ全体にレジストを行きわたらせるのである。このとき圧電ウエハの重心位置が偏芯していることで回転時に圧電ウエハが振動してしまい、レジスト膜のパターン精度を劣化させることになる。
【０００７】
つまり、このような圧電ウエハから個片化された弾性波デバイスにおいては、レジスト膜が厚くなった部分から個片化された弾性波デバイスの櫛形電極の線幅がレジスト膜が薄くなった部分から個片化された弾性波デバイスの線幅より大きくなってしまい、結果としてこれらの弾性波デバイスの周波数特性に差が出来てしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、製造過程における特性バラツキの少ない圧電ウエハ及びそれを用いた弾性波デバイスの製造方法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】
【０００９】
そこで、この目的を達成するため本発明は、オリエンテーション・フラット部分を除く外周部分にベベリングが形成された圧電単結晶からなる圧電基板において、オリエンテーション・フラットの上端エッジにテーパー面を設けるとともに、このテーパー面における圧電基板の上面との境界線とテーパー面における圧電基板の側面との境界線を平行としたのである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製造過程における特性バラツキの少ない圧電ウエハ及びそれを用いた弾性波デバイスの製造方法を提供することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【００１２】
図１は、弾性波の中でも弾性表面波を利用した弾性波デバイスを示したもので、一対の反射器１の間に３つの櫛形電極２が圧電基板３の伝播方向に沿って配置され、両外側の櫛形電極２が入力用のパッド電極４ａに接続電極５を介して接続され、中央の櫛形電極２が出力用のパッド電極４ｂに接続電極５を介して接続され、３電極型の縦モード結合型の弾性表面波フィルタを構成している。また、パッド電極４ｃはグランド接続用の電極である。
【００１３】
なお、櫛形電極２は、一対のバスバー２ａと、一方のバスバー２ａから他方のバスバー２ａに向けて交互に延びる複数の電極指２ｂにより構成され、反射器１は一対のバスバー１ａ間を短絡する複数の電極指１ｂにより構成され、電極指２ｂが並ぶ方向と圧電基板３の伝播方向が一致している。
【００１４】
また、圧電基板３は３６°回転ＹカットＸ伝播のタンタル酸リチウムからなる圧電単結晶を使用し、櫛形電極２やパッド電極４ａ，４ｂ，４ｃなどの電極材料はアルミニウム主成分とした合金を使用している。
【００１５】
そして、この弾性波フィルタを構成するにあたっては、図２に示されるごとく、先ず円柱状の圧電単結晶体６を成形し、この圧電単結晶体６の外周側面の一部を平面的に切り落とし圧電単結晶体６の方向性を示すオリエンテーション・フラット７を形成する。
【００１６】
次に、結晶軸におけるＹ軸をＺ軸方向に３６°回転させて出来るＸ−Ｙ平面に沿って圧電単結晶体６をスライスして圧電ウエハ８を成形する。なお、圧電単結晶体６から切り出された圧電ウエハ８には図３に示すように外周の一部が直線的に切り落とすことにより形成されたオリエンテーション・フラット７を除く部分にクラック対策としてベベリング９を形成するとともに、オリエンテーション・フラット７の上端エッジ部分に面取り加工を施しテーパー面１０を形成する。なお、このテーパー面１０における圧電ウエハ８の上面との境界線１１とテーパー面１０における圧電ウエハ８の側面との境界線１２を平行としている。
【００１７】
次に、図４に示すように圧電ウエハ８の上面に電極パターン形成用の電極膜１３をスパッタリングにより蒸着させ、この電極膜１３上にレジスト膜１４を形成する。なお、このレジスト膜１４の形成は、図５に示すように圧電ウエハ８を回転させ、この回転する圧電ウエハ８にレジスト膜１４を形成するレジスト１４ａを滴下し、遠心力により圧電ウエハ８の上面全体にレジスト１４ａを行きわたらせることで成膜している。
【００１８】
次に、図４に戻りフォトマスク（特に図示せず）を用いてレジスト膜１４を露光・現像して電極膜１３を櫛形電極２や反射器１などの所定の電極パターンをドライエッチングにより形成し、レジスト膜１４を除去した後に圧電ウエハ８を破線部で分割して個片の弾性波デバイスを形成している。
【００１９】
そして、この弾性波デバイスの製造方法においては、図３に示すようにオリエンテーション・フラット７の上端部分に設けたテーパー面１０の上面側の境界線１１と側面側の境界線１２とを平行にしたことにより弾性波デバイスの製造過程にて生じる特性バラツキを抑制しているのである。
【００２０】
すなわち、オリエンテーション・フラット７は弾性波デバイスを形成する上で必要な圧電ウエハ８の伝播方向を決定するためのものであり、伝播方向の精度を確定するために、圧電ウエハ８の外周に対して所定の長さ以上の直線区間を確保しなければならず、圧電ウエハ８の外周部分においてある程度大きな範囲を切り落とさなければならず、結果的に圧電ウエハ８の重心位置の偏芯量が大きくなってしまいレジスト膜厚のバラツキに繋がっていたが、上述したようにオリエンテーション・フラット７に面取り加工でテーパー面１０を形成し、その上面側の境界線１１と側面側の境界線１２を平行にすることで、湾曲面で形成され境界部分が滑らかとなるベベリング９とは異なり、圧電ウエハ８の上面とテーパー面１０との境界線１１が残るので、この境界線１１を圧電ウエハ８の方向性確認用の基準ラインとして使うことができる。
【００２１】
そして、この基準ラインを構成する境界線１１の長さを圧電ウエハ８の伝播方向の精度を確保するための必要な長さとしても、図６の上側に示された従来のオリエンテーション・フラット７の端部と下側に示された本実施形態におけるテーパー面１０の境界線１１つまり基準ラインとを等しくすることになり、結果的に、この基準ラインを形成する境界線１１よりも外側にも圧電ウエハ８を残留させることになるので、従来のものより重心位置１５を圧電ウエハ８の中心１６に近づけることができ、これによりレジスト膜１４の成膜における圧電ウエハ８の振動が低減され、圧電ウエハ８内でのレジスト膜１４の膜厚のバラツキを低減することができ、しいては弾性波デバイスの特性バラツキが低減できるのである。
【００２２】
また、従来の外周面の一部を切り落としただけのオリエンテーション・フラット７であればオリエンテーション・フラット７の端部に略９０度のエッジが形成されるため、図５に示すレジスト膜１４の成形において、高速回転する圧電ウエハ８にレジスト膜１４を形成するレジスト１４ａを滴下した場合、外周エッジが残るオリエンテーション・フラット７の部分でのレジスト１４ａの流れが、湾曲面で形成されるベベリング９の部分に比べ悪くなり、結果的にオリエンテーション・フラット７の部分に樹脂溜まりが形成され、他の部分よりレジスト膜１４の厚みが大きくなる傾向が見られるのであるが、この実施形態のようにオリエンテーション・フラット７にテーパー面１０を形成することで、この部分の樹脂流れが良くなり、周囲のベベリング９の部分との差が改善されるので弾性波デバイスの特性バラツキが低減できるのである。
【００２３】
また、圧電ウエハ８をドライエッチングする場合においても、圧電ウエハ８の切り落とし部分が減少することにより、圧電ウエハ８を保持する治具パレットのウエハ８載置面の露出が少なくなることから、ドライエッチングによる治具パレットへのダメージを少なくでき治具パレットの使用寿命を長くすることが出来るのである。
【００２４】
なお、上述した実施の形態では弾性波として弾性表面波を用いた弾性波デバイスを例に挙げて説明したが、櫛形電極２を窒化ケイ素膜などで封止した弾性境界波を用いた弾性波デバイスなどでも圧電ウエハ８に櫛形電極２を形成して作られる弾性波を利用したものに対しては同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る圧電ウエハ及びそれを用いた弾性波デバイスの製造方法は、弾性波デバイスの製造過程に生じる特性バラツキを抑制することができ、主として通信機器等に用いられる弾性波デバイスにおいて有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態を示す弾性波デバイスの電極パターン図
【図２】同弾性波デバイスの形成に用いられる圧電単結晶体の斜視図
【図３】同弾性波デバイスの形成に用いられる圧電ウエハの上面図
【図４】同弾性波デバイスにおける電極形成方法を示す模式図
【図５】同弾性波デバイスにおけるレジスト膜の形成方法を示す模式図
【図６】同弾性波デバイスの形成に用いられる圧電ウエハの比較を示す図
【符号の説明】
【００２７】
２櫛形電極
３圧電基板
７オリエンテーション・フラット
８圧電ウエハ
９ベベリング
１０テーパー面
１１，１２境界線
１４レジスト膜

【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電単結晶からなる円板状の圧電基板と、前記圧電基板の外周の一部に設けられたオリエンテーション・フラットと、前記圧電基板の外周における前記オリエンテーション・フラット以外の部分に設けられたベベリングと、前記オリエンテーション・フラットの上端部分に設けられたテーパー面とを有し、前記テーパー面における前記圧電基板の上面との境界線と前記テーパー面における前記圧電基板の側面との境界線を平行としたことを特徴とする圧電ウエハ。
【請求項２】
圧電ウエハの上面に複数の弾性波デバイスを一括形成するための櫛形電極を形成し個片分割する弾性波デバイスの製造方法であって、圧電ウエハの上面にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のフォトマスクを用いて露光・現像することにより前記櫛形電極膜をパターンニングするにあたり、前記圧電ウエハは、圧電単結晶からなる円板状の圧電基板と、前記圧電基板の外周の一部に設けられたオリエンテーション・フラットと、前記圧電基板の外周における前記オリエンテーション・フラット以外の部分に設けられたベベリングと、前記オリエンテーション・フラットの上端エッジに設けられたテーパー面とを有し、前記テーパー面における前記圧電基板の上面との境界線と前記テーパー面における前記圧電基板の側面との境界線を平行とし、前記テーパー面における前記圧電基板の上面との境界線を基準ラインとして前記櫛形電極を形成することを特徴とした弾性波デバイスの製造方法。

【図１】