圧電デバイスの製造方法及び素子基板
【課題】基板の材料が限定されず、生産性を向上させることができる圧電デバイスの製造方法及び素子基板を提供する。
【解決手段】基板１０上に素子領域Ａを区画する隔壁２を設ける工程と、素子領域Ａに圧電デバイス（ＳＡＷ素子１００）を設ける工程と、隔壁２にダイシングブレードを導入する溝２ｂを形成する工程と、隔壁２上に、素子領域Ａに連通する第１開口３ａと溝２ｂに連通する第２開口３ｂとを有する上部隔壁３を設ける工程と、第１開口３ａを介して圧電デバイスの周波数調整を行う工程と、溝２ｂにダイシングブレードを導入して圧電デバイスを個片化する工程と、を有することを特徴とする。
【解決手段】基板１０上に素子領域Ａを区画する隔壁２を設ける工程と、素子領域Ａに圧電デバイス（ＳＡＷ素子１００）を設ける工程と、隔壁２にダイシングブレードを導入する溝２ｂを形成する工程と、隔壁２上に、素子領域Ａに連通する第１開口３ａと溝２ｂに連通する第２開口３ｂとを有する上部隔壁３を設ける工程と、第１開口３ａを介して圧電デバイスの周波数調整を行う工程と、溝２ｂにダイシングブレードを導入して圧電デバイスを個片化する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスの製造方法及び素子基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面弾性波素子等、圧電材料層を備えた圧電デバイスを製造する方法として、圧電材料層の膜厚調整を行って周波数調整を行う方法が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、素子基板にダイシングブレードを導入する溝を形成する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
特許文献１では、水晶基板に水晶振動子片を形成した後、基板全体をガラス等の蓋体で封止する。そして、レーザートリミングにより水晶振動子片の配線パターン部分を除去する。これにより、水晶振動子片の電気的な各種成分値を変化させ、水晶振動子片の周波数調整を行っている。
【０００４】
特許文献２では、パッケージに対して接着剤を用いて圧電素子を固定した後、周波数調整を行う領域に対応する部分に開口部を有するマスクを用意する。そして、そのマスクを介して圧電素子にプラズマを照射する。これにより、圧電素子の膜厚を減少させ、圧電素子の周波数調整を行っている。
【０００５】
特許文献３では、圧電デバイスを形成した後、ダイシングを行う部分のみにエッチングを行い、ダイシングブレード導入用の溝を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】２００６−１５７５１０号公報
【特許文献２】２００５−３５４５０７号公報
【特許文献３】１９９３−３６６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、レーザーを用いた周波数調整であるため、透光性材料のパッケージや基板を用いる必要があるという課題がある。また、特許文献２は、個片化した素子毎に周波数調整を行うことから、生産性を向上させることが困難であるという課題がある。また、特許文献３は、素子の形成と溝の形成とを別の工程で行うことから、生産性が低いという課題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、基板の材料が限定されず、生産性を向上させることができる圧電デバイスの製造方法及び素子基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の圧電デバイスの製造方法は、圧電材料層を備えた圧電デバイスの製造方法であって、基板上に素子領域を区画する隔壁を設ける工程と、前記素子領域に前記圧電デバイスを設ける工程と、前記隔壁にダイシングブレードを導入する溝を形成する工程と、前記隔壁上に、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁を設ける工程と、前記第１開口を介して前記圧電デバイスの周波数調整を行う工程と、前記溝に前記ダイシングブレードを導入して前記圧電デバイスを個片化する工程と、を有することを特徴とする。
このように製造することで、基板の材料に関係なく圧電デバイスの周波数調整を行うことができる。また、基板に形成された複数の圧電デバイスの周波数調整を一括して行ってから圧電デバイスを個片化することで、生産性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記上部隔壁を介して、前記溝の形成と前記周波数調整とを一括して行うことを特徴とする。
このように製造することで、工程数を減少させ、生産性をさらに向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記隔壁の形成と前記溝の形成とを一括して行った後、前記上部隔壁を形成することを特徴とする。
このように製造することで、工程数を減少させ、生産性をさらに向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記基板と前記隔壁とが一体的に設けられていることを特徴とする。
このように製造することで、基板上に精度よく隔壁を形成することができる。また、部品点数を削減して生産性を向上させるとともに製造コストを低減することができる。
【００１３】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、特定の前記第１開口を選択的に露出させ、その他の前記第１開口を覆うマスクを介して前記周波数調整を行うことを特徴とする。
このように製造することで、各々の圧電デバイスに応じた周波数調整を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記上部隔壁上に、前記第１開口を閉塞し、前記第２開口に連通する開口を有する封止部材を設け、前記圧電デバイスを封止する工程を有することを特徴とする。
このように製造することで、複数の圧電デバイスを一括して封止するとともに、ダイシングブレードを導入する溝と上部隔壁の第２開口と封止部材の開口とを全て連通させることができる。
【００１５】
また、本発明の素子基板は、基板と、前記基板上に設けられダイシングブレードを導入する溝が形成された隔壁と、前記隔壁によって区画される素子領域に設けられた圧電材料層を有する複数の圧電デバイスと、前記隔壁上に設けられ、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁と、前記上部隔壁上に設けられ、前記第１開口を閉塞して前記圧電デバイスを封止するとともに前記第２開口に連通する開口を有する封止部材と、を備えることを特徴とする。
このように構成することで、基板の材料に関係なく圧電デバイスの周波数調整を行うことができる。また、基板に形成された複数の圧電デバイスの周波数調整を一括して行ってから圧電デバイスを個片化することで、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態におけるＳＡＷ素子を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う矢視断面図である。
【図２】第一実施形態における素子基板の断面図である。
【図３】第一実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図４】第一実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図５】第一実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図６】第二実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図７】第二実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図８】第三実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図９】第三実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や部材毎に縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１（ａ）は、本実施形態において周波数調整を行う弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）素子１００の構成を示す斜視模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う矢視断面図である。本実施形態のＳＡＷ素子（圧電デバイス）１００は、トランスバーサル型のＳＡＷフィルタである。
【００１９】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ＳＡＷ素子１００は、基板１０上に設けられたダイヤモンド層２０と、ダイヤモンド層２０上に設けられた窒化アルミニウム層（圧電材料層）３０と、を備えている。
【００２０】
窒化アルミニウム層３０の表面には、一対のグレーティング電極７１，７２が設けられている。一対のグレーティング電極７１，７２により、反射器７０が構成される。
一対のグレーティング電極７１，７２の間には、一対のインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ：Interdigital Transducer）５０，６０が設けられている。ここでは、ＩＤＴ５０が電気信号の入力部として機能し、ＩＤＴ６０が電気信号の出力部として機能する。
【００２１】
以下、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すｘｙｚ直交座標系を設定し、これに基づいて各部材の位置関係を説明する。このｘｙｚ直交座標系において、ＳＡＷ素子１００の面方向において、一対のＩＤＴ５０，６０が並ぶ方向をｘ方向、ｘ方向と直交する方向をｙ方向、ＳＡＷ素子１００の面方向と直交する厚み方向をｚ方向とする。
【００２２】
ＳＡＷ素子１００では、ＩＤＴ５０からＩＤＴ６０に向かって（ｘ方向に沿って）伝播したＳＡＷが電気信号として取り出されるようになっている。一対のグレーティング電極７１，７２は、ｘ方向において、ＩＤＴ５０，６０を挟んで配置されている。
【００２３】
基板１０は、シリコンを材料として形成されている。基板１０の材料としては、シリコン以外にも、半導体材料、ガラス材料、セラミックス材料、ポリイミド又はポリカーボネイト等の樹脂材料等を用いることができる。
ダイヤモンド層２０は、ＳＡＷが伝播する伝播媒体として機能する。ダイヤモンド層２０としては、単結晶のもの、多結晶のもの、非晶質のもの、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなるもの、のいずれを用いても良い。
【００２４】
窒化アルミニウム層３０は、圧電材料である窒化アルミニウムにより形成されている。ＩＤＴ５０により電圧波形が印加されると、窒化アルミニウム層３０に歪みを生じて、電圧波形に応じたＳＡＷが発生する。
【００２５】
ＩＤＴ５０は、一対の櫛歯電極５１，５２を有している。櫛歯電極５１は、複数の枝部５１ｂと、複数の枝部５１ｂに共通して設けられた幹部５１ａを有している。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）には、３本の枝部５１ｂを図示しているが、実際には多数（例えば１５０本、櫛歯電極５１，５２の合計で３００本）が設けられている。
【００２６】
複数の枝部５１ｂの各々は、ＩＤＴ５０，６０が並ぶ方向（ｘ方向）と直交する方向（ｙ方向）に延設されている。複数の枝部５１ｂは、互いに平行に設けられ、ｘ方向に等間隔に配置されている。幹部５１ａは、複数の枝部５１ｂの各々における一方の端部と接続されている。幹部５１ａは、電気信号の供給源と電気的に接続されており、ＳＡＷ素子１００における入力側の電極パッドとして機能する。幹部５１ａ及び複数の枝部５１ｂは、いずれも導電材料により形成されている。
【００２７】
櫛歯電極５２は、櫛歯電極５１と同様に形成され、幹部５２ａと複数の枝部５２ｂとを有している。ｙ方向において枝部５１ｂ及び５２ｂを挟む一方の側（ｙ正方向側）に幹部５１ａが配置されており、他方の側（ｙ負方向側）に幹部５２ａが配置されている。ｘ方向において枝部５１ｂ，５２ｂは、交互に等間隔で並んでいる。枝部５１ｂ，５２ｂが交互に並ぶ櫛歯電極５１，５２では、ＳＡＷの波長λが枝部５１ｂ，５２ｂの間隔ｄを用いて、λ＝４ｄで表される。
【００２８】
ＩＤＴ６０は、ＩＤＴ５０と同様の形状になっており、櫛歯電極６１，６２を有している。櫛歯電極６１は、幹部６１ａと複数の枝部６１ｂとを有しており、櫛歯電極６２は、幹部６２ａと複数の枝部６２ｂとからなっている。
【００２９】
グレーティング電極７１，７２は、枝部５１ｂ，５２ｂと同じ方向に延在する複数の帯状部を有している。複数の帯状部は、互いに平行して等間隔で並んでいる。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）には、それぞれ５本の帯状部を図示しているが、実際には多数（例えば２００本）設けられる。グレーティング電極７１，７２により反射器７０が構成されている。
【００３０】
ＩＤＴ５０に電気信号が入力されると、枝部５１ｂ，５２ｂの間に電気信号に応じた電圧波形が印加され、ＳＡＷが発生する。発生したＳＡＷが伝播してＩＤＴ６０に入射すると、ＳＡＷの振動に伴う窒化アルミニウム層３０の歪みに応じて、枝部６１ｂ，６２ｂの間に電位差が生じる。この電位差により、ＩＤＴ６０から電気信号が出力される。これにより、ＳＡＷの振動数に応じた所定の周波数の電気信号を取り出すことができる。
【００３１】
グレーティング電極７１は、ＩＤＴ５０からグレーティング電極７１に向かって伝播するＳＡＷを反射させて、ＩＤＴ６０側に伝播させる。グレーティング電極７２は、ＩＤＴ６０からグレーティング電極７２に向かって伝播するＳＡＷを反射させて、ＩＤＴ５０側に伝播させる。これにより、ＳＡＷは、反射器７０の内側で往復する。そのため、ＳＡＷの減衰が少なくなり、入出力の効率が向上する。
【００３２】
図２は、図１に示すＳＡＷ素子１００を複数備えた素子基板１の模式的な断面図である。図２では、ダイヤモンド層２０、ＩＤＴ５０,６０、グレーティング電極７１，７２等の図示を省略している。
【００３３】
図２に示すように、素子基板１は、複数のＳＡＷ素子１００が形成された基板１０と、各々のＳＡＷ素子１００を区画する隔壁２と、隔壁２上に設けられた上部隔壁３と、上部隔壁３上に設けられた封止部材４と、を備えている。
【００３４】
基板１０には、基板１０を貫通する複数の貫通電極１１，１２が設けられている。
隔壁２は、例えば接着剤を介して基板１０に接合され、ＳＡＷ素子１００が形成される基板１０上の素子領域Ａを区画するように設けられている。隔壁２には各々のＳＡＷ素子１００を個片化する際に用いられるダイシングブレードを導入するための溝２ｂが形成されている。
【００３５】
ＳＡＷ素子１００は、隔壁２によって区画された素子領域Ａの各々に設けられ、グレーティング電極７１，７２（図１参照）が基板１０に形成された貫通電極１１，１２に接続されている。
上部隔壁３は、例えば接着剤を介して隔壁２に接合され、孔状の第１開口３ａと線状の第２開口３ｂとを有している。第１開口３ａは素子領域Ａの中央部に設けられ、隔壁２及び上部隔壁３によって囲まれる素子領域Ａと外部とを連通するように設けられている。第２開口３ｂは溝２ｂのパターンに対応して設けられ、溝２ｂと連通するように設けられている。
【００３６】
封止部材４は、例えば接着剤を介して上部隔壁３に接合され、溝２ｂ及び第２開口３ｂに対応して設けられた線状の開口４ａを有している。封止部材４の開口４ａは上部隔壁３の第２開口３ｂ及び隔壁２の溝２ｂと連通し、後述するダイシングブレードを隔壁２の溝２ｂに導入するように設けられている。
【００３７】
次に、図３〜図５を用いて本実施形態のＳＡＷ素子１００の製造方法について説明する。
図３〜図５は、本実施形態のＳＡＷ素子１００の製造工程を説明する工程説明図である。
まず、図３に示すように、基板１０の複数の素子領域Ａの各々に窒化アルミニウム層３０を備えたＳＡＷ素子１００および貫通電極１１，１２（図２参照）を形成する。
【００３８】
次に、素子領域Ａに対応する複数の開口２ａが形成された隔壁２を、基板１０に接着剤を介して接合する。これにより、ＳＡＷ素子１００が形成された素子領域Ａが隔壁２によって区画される。
次いで、予め素子領域Ａに対応する孔状の第１開口３ａと隔壁２に設ける溝２ｂに対応する線状の第２開口３ｂとが形成された上部隔壁３を、隔壁２に接着剤を介して接合する。
【００３９】
以上により、図４（ａ）に示すように、基板１０上に素子領域Ａを区画する隔壁２が設けられ、各々の素子領域ＡにはＳＡＷ素子１００及び貫通電極１１，１２が設けられる。また、隔壁２上には、隔壁２及び上部隔壁３によって囲まれる素子領域Ａと外部とを連通する第１開口３ａと、隔壁２に設けられる溝２ｂに対応する第２開口３ｂとを有する上部隔壁３が設けられる。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示すように、特定の第１開口３ａ及び第２開口３ｂを選択的に露出させる開口５ａを有するマスク５を用意する。そして、周波数調整を行うＳＡＷ素子１００に対応する第１開口３ａ及び第２開口３ｂをマスク５の開口５ａによって露出させ、その他の第１開口３ａ及び第２開口３ｂをマスク５によって覆う。そして、マスク５の開口５ａにより露出された領域の上部隔壁３の第１開口３ａ及び第２開口３ｂを介してＳＡＷ素子１００の窒化アルミニウム層３０及び隔壁２をドライエッチングする。
【００４１】
これにより、窒化アルミニウム層３０の膜厚調整を行ってＳＡＷ素子１００の周波数調整を行う。同時に、後述するダイシングブレードを導入するための溝２ｂを隔壁２に形成する。すなわち、上部隔壁３を介して溝２ｂの形成とＳＡＷ素子１００の周波数調整とを一括して行う。このとき、貫通電極１１，１２に測定用プローブＰを接続し、周波数を測定しながら窒化アルミニウム層３０の膜圧調整を行う。
【００４２】
次に、図４（ｃ）に示すように、隔壁２の溝２ｂ及び上部隔壁３の第２開口３ｂに対応する線状の開口４ａが形成された封止部材４を用意する。そして、上部隔壁３に接着剤を介して封止部材４を接合する。このとき、封止部材４と上部隔壁３の位置合わせを行って、封止部材４の開口４ａと上部隔壁３の第２開口３ｂとを連通させる。これにより、上部隔壁３の第１開口３ａを閉塞してＳＡＷ素子１００を封止するとともに、隔壁２の溝２ｂと上部隔壁３の第２開口３ｂと封止部材４の開口４ａとを連通させることができる。これにより、図２に示す素子基板１が形成される。
【００４３】
次に、図５（ａ）に示すように、素子基板１の封止部材４の開口４ａ及び上部隔壁３の第２開口３ｂを介して隔壁２の溝２ｂにダイシングブレードＤＢを導入し、素子基板１を切断する。このとき、ダイシングブレードＤＢが、封止部材４の開口４ａ、上部隔壁３の第２開口３ｂ、及び溝２ｂに案内される。
【００４４】
そして、ダイシングブレードＤＢの周縁部が隔壁２の切断箇所に確実かつ安定して当接する。また、溝２ｂによりダイシングブレードＤＢ及び隔壁２に作用する応力が低減される。そして、図５（ｂ）に示すように、素子基板１が切断され、隔壁２、上部隔壁３、及び封止部材４により封止されたＳＡＷ素子１００が個片化される。
【００４５】
本実施形態のＳＡＷ素子１００の製造方法によれば、レーザーを用いることがないので、基板１０や隔壁２に透光性材料を用いる必要がない。したがって、基板１０の材料に関係なくＳＡＷ素子１００の周波数調整を行うことができる。
【００４６】
また、基板１０に形成された複数のＳＡＷ素子１００の周波数調整を一括して行ってからＳＡＷ素子１００を個片化することで、生産性を向上させることができる。
また、第１開口３ａと第２開口３ｂを有する上部隔壁３を介して溝２ｂの形成とＳＡＷ素子１００の周波数調整を一括して行うことで、従来よりも工程数を減少させ、生産性をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、周波数調整を行うＳＡＷ素子１００に対応する第１開口３ａ及び第２開口３ｂを露出させる開口５ａを有し、その他の第１開口３ａ及び第２開口３ｂを覆うマスク５を介して周波数調整を行うことで、各々のＳＡＷ素子１００に応じた周波数調整を行うことができる。
【００４８】
また、上部隔壁３上に、第１開口３ａを閉塞し、第２開口３ｂに連通する開口４ａを有する封止部材４を設け、ＳＡＷ素子１００を封止することで、複数のＳＡＷ素子１００を一括して封止することができる。また、ダイシングブレードＤＢを導入する溝２ｂと上部隔壁３の第２開口３ｂと封止部材４の開口４ａとを全て連通させることができる。これにより、封止部材４の開口４ａと上部隔壁３の第２開口３ｂとを介して隔壁２の溝２ｂにダイシングブレードＤＢを導入することができる。
【００４９】
また、隔壁２及び上部隔壁３が第２のマスクとして機能することで、周波数を調整するＳＡＷ素子１００の素子領域Ａ以外の素子領域ＡのＳＡＷ素子１００がエッチングされることを防止し、個々のＳＡＷ素子１００に応じた周波数調整を行うことができる。また、ＳＡＷ素子１００のダメージを抑制することができる。
【００５０】
また、貫通電極１１，１２を形成し、ＳＡＷ素子１００の周波数を測定しながら周波数調整を行うことで周波数調整を高精度に行うことができる。
また、隔壁２に溝２ｂを形成しておくことで、ダイシングブレードＤＢから基板１０に作用する応力が低減される。これにより、素子基板１を切断する際にクラックが発生することを防止して、ＳＡＷ素子１００の歩留まりを向上させることができる。また、ダイシングによるＳＡＷ素子１００の周波数変化を抑制することができる。
【００５１】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図４〜図５を援用し、図６〜図７を用いて説明する。本実施形態の素子基板１Ａ及びＳＡＷ素子１００Ａは、基板１０Ａと隔壁２Ａが一体的に形成されている点で上述の第一実施形態で説明した素子基板１及びＳＡＷ素子１００の製造方法と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５２】
図６〜図７は、本実施形態のＳＡＷ素子１００Ａの製造工程を説明する工程説明図である。
まず、図６（ａ）に示すように、基板１０Ａ上にレジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィ法、エッチング法によりパターニングする。そして、基板１０Ａ上の素子領域Ａに対応する開口Ｒａと隔壁２Ａに形成する溝２ｂに対応する開口Ｒｂとを備えたレジストＲを形成する。
【００５３】
次に、図６（ｂ）に示すように、例えばドライエッチングによりレジストを介して基板１０Ａをエッチングして、隔壁２Ａと溝２Ａｂを一括して形成する。これにより、基板１０Ａ上の素子領域Ａを区画する隔壁２Ａが基板１０Ａと一体的に形成される。
【００５４】
次に、図６（ｃ）に示すように、レジストＲを除去し、基板１０Ａに貫通電極１１，１２を形成する。貫通電極１１，１２の形成は、例えばフォトリソグラフィ法及びエッチング法等により基板１０Ａに貫通孔を形成した後、貫通孔に導電性材料を充填することにより行うことができる。
【００５５】
次に、図７（ａ）に示すように、基板１０Ａ上の素子領域Ａに例えば窒化アルミニウム等の圧電材料を堆積させ、フォトリソグラフィ法、エッチング法等によりパターニングすることで、窒化アルミニウム層３０を形成する。さらにその上にグレーティング電極７１，７２（図１参照）を形成し、ＳＡＷ素子１００Ａを形成する。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように、隔壁２Ａに接着剤を介して第１開口３ａ及び第２開口３ｂを有する上部隔壁３を接合する。このとき、第一実施形態と同様に隔壁２Ａの溝２Ａｂと上部隔壁３の第２開口３ｂの位置合わせを行ってこれらを連通させる。
【００５７】
次に、図７（ｃ）に示すように、第２開口３ｂに対応する開口４ａを備えた封止部材４を上部隔壁３に接着剤を介して接合する。このとき、第一実施形態と同様に上部隔壁３の第２開口３ｂと封止部材４の開口４ａとの位置合わせを行ってこれらを連通させる。
【００５８】
以上により、図２に示す第一実施形態の素子基板１と同様の素子基板１Ａを製造することができる。したがって、本実施形態の素子基板１Ａを、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様に個片化する際に、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、隔壁２Ａの形成と溝２Ａｂの形成とを一括して行った後、上部隔壁３を設けることで、従来よりも工程数を減少させ、生産性を向上させることができる。
また、フォトリソグラフィ法、エッチング法等により基板１０Ａと隔壁２Ａとを一体的に形成することで、基板１０Ａ上に精度よく隔壁２Ａを形成することができる。また、部品点数を削減して生産性を向上させるとともに製造コストを低減することができる。
【００６０】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について、図４〜図５を援用し、図８〜図９を用いて説明する。本実施形態の素子基板１Ｂは、予め溝２ｂ’が形成された隔壁２を基板１０に接合する点で上述の第一実施形態で説明した素子基板１の製造方法と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６１】
図８〜図９は本実施形態のＳＡＷ素子１００Ｂの製造工程を説明する工程説明図である。
まず、図８に示すように、第一実施形態と同様に、素子領域Ａに窒化アルミニウム層３０及び貫通電極１１，１２が形成された基板１０を用意する。次いで、基板１０に接着剤を介して素子領域Ａに対応する複数の開口２ａが形成された隔壁２を接合する。ここで、隔壁２には、例えばフォトリソグラフィー法、エッチング法等により予めダイシングブレードＤＢを導入するための溝２ｂ’を形成しておく。次いで、隔壁２に、第一実施形態と同様に第１開口３ａと第２開口３ｂを有する上部隔壁３を、接着剤を介して接合する。このとき、隔壁２の溝２ｂ’と上部隔壁３の第２開口３ｂとを位置合わせしてこれらを連通させる。
【００６２】
以上により、図９（ａ）に示すように、基板１０上に素子領域Ａを区画する隔壁２が設けられ、各々の素子領域ＡにはＳＡＷ素子１００及び貫通電極１１，１２が設けられる。また、隔壁２上には、各々の素子領域Ａに連通する第１開口３ａと、隔壁２に設けられた溝２ｂ’に対応する第２開口３ｂとを有する上部隔壁３が設けられる。
【００６３】
次に、図４（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様にエッチングを行って、ＳＡＷ素子１００の周波数調整と、基板１０への溝１０ｂ（図９（ｂ）参照）の形成を一括しておこなう。
次に、図４（ｃ）に示すように、第一実施形態と同様に上部隔壁３に接着剤を介して封止部材４を接合し、ＳＡＷ素子１００を封止する。
【００６４】
以上により、図９（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様の素子基板１Ｂを製造することができる。したがって、本実施形態の素子基板１Ｂを、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様に個片化する際に、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、本実施形態では、予め隔壁２に溝２ｂ’を形成することで、隔壁２への溝２ｂ’の形成と素子領域Ａに対応する開口２ａの形成とを一括して行うことができる。したがって、工程数を削減し、生産性を向上させることができる。
また、隔壁２に形成した溝２ｂ’を介して基板１０をエッチングし、基板１０に溝１０ｂを形成することで、ダイシングブレードＤＢによりＳＡＷ素子１００を個片化する際に基板１０の溝１０ｂによりダイシングブレードＤＢを案内することができる。これにより、ダイシングブレードＤＢから基板１０へ作用する応力を減少させることができる。
【００６６】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、圧電材料は窒化アルミニウムに限定されず、ＰＺＴ等を用いてもよい。
【００６７】
ＳＡＷ素子の周波数調整は、ドライエッチングによる圧電材料層の薄膜化だけでなく、例えばスパッタ、蒸着等による圧電材料層の厚膜化を行ってもよい。この場合には、隔壁及び上部隔壁は周波数を調整するＳＡＷ素子以外のＳＡＷ素子にスパッタ粒子が付着することを防止できる。これにより、個々のＳＡＷ素子に応じて周波数の増減を行うことができる。また、周波数調整は、プラズマ照射により行ってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ，１Ｂ 素子基板、２，２Ａ 隔壁、２ｂ，２ｂ’，２Ａｂ 溝、３ 上部隔壁、３ａ 第１開口、３ｂ 第２開口、４ 封止部材、４ａ 開口、５ マスク、１０ 基板、３０ 窒化アルミニウム層（圧電体層）、１００，１００Ａ ＳＡＷ素子（圧電デバイス）、Ａ 素子領域、ＤＢ ダイシングブレード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスの製造方法及び素子基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面弾性波素子等、圧電材料層を備えた圧電デバイスを製造する方法として、圧電材料層の膜厚調整を行って周波数調整を行う方法が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、素子基板にダイシングブレードを導入する溝を形成する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
特許文献１では、水晶基板に水晶振動子片を形成した後、基板全体をガラス等の蓋体で封止する。そして、レーザートリミングにより水晶振動子片の配線パターン部分を除去する。これにより、水晶振動子片の電気的な各種成分値を変化させ、水晶振動子片の周波数調整を行っている。
【０００４】
特許文献２では、パッケージに対して接着剤を用いて圧電素子を固定した後、周波数調整を行う領域に対応する部分に開口部を有するマスクを用意する。そして、そのマスクを介して圧電素子にプラズマを照射する。これにより、圧電素子の膜厚を減少させ、圧電素子の周波数調整を行っている。
【０００５】
特許文献３では、圧電デバイスを形成した後、ダイシングを行う部分のみにエッチングを行い、ダイシングブレード導入用の溝を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】２００６−１５７５１０号公報
【特許文献２】２００５−３５４５０７号公報
【特許文献３】１９９３−３６６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、レーザーを用いた周波数調整であるため、透光性材料のパッケージや基板を用いる必要があるという課題がある。また、特許文献２は、個片化した素子毎に周波数調整を行うことから、生産性を向上させることが困難であるという課題がある。また、特許文献３は、素子の形成と溝の形成とを別の工程で行うことから、生産性が低いという課題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、基板の材料が限定されず、生産性を向上させることができる圧電デバイスの製造方法及び素子基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の圧電デバイスの製造方法は、圧電材料層を備えた圧電デバイスの製造方法であって、基板上に素子領域を区画する隔壁を設ける工程と、前記素子領域に前記圧電デバイスを設ける工程と、前記隔壁にダイシングブレードを導入する溝を形成する工程と、前記隔壁上に、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁を設ける工程と、前記第１開口を介して前記圧電デバイスの周波数調整を行う工程と、前記溝に前記ダイシングブレードを導入して前記圧電デバイスを個片化する工程と、を有することを特徴とする。
このように製造することで、基板の材料に関係なく圧電デバイスの周波数調整を行うことができる。また、基板に形成された複数の圧電デバイスの周波数調整を一括して行ってから圧電デバイスを個片化することで、生産性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記上部隔壁を介して、前記溝の形成と前記周波数調整とを一括して行うことを特徴とする。
このように製造することで、工程数を減少させ、生産性をさらに向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記隔壁の形成と前記溝の形成とを一括して行った後、前記上部隔壁を形成することを特徴とする。
このように製造することで、工程数を減少させ、生産性をさらに向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記基板と前記隔壁とが一体的に設けられていることを特徴とする。
このように製造することで、基板上に精度よく隔壁を形成することができる。また、部品点数を削減して生産性を向上させるとともに製造コストを低減することができる。
【００１３】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、特定の前記第１開口を選択的に露出させ、その他の前記第１開口を覆うマスクを介して前記周波数調整を行うことを特徴とする。
このように製造することで、各々の圧電デバイスに応じた周波数調整を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の圧電デバイスの製造方法は、前記上部隔壁上に、前記第１開口を閉塞し、前記第２開口に連通する開口を有する封止部材を設け、前記圧電デバイスを封止する工程を有することを特徴とする。
このように製造することで、複数の圧電デバイスを一括して封止するとともに、ダイシングブレードを導入する溝と上部隔壁の第２開口と封止部材の開口とを全て連通させることができる。
【００１５】
また、本発明の素子基板は、基板と、前記基板上に設けられダイシングブレードを導入する溝が形成された隔壁と、前記隔壁によって区画される素子領域に設けられた圧電材料層を有する複数の圧電デバイスと、前記隔壁上に設けられ、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁と、前記上部隔壁上に設けられ、前記第１開口を閉塞して前記圧電デバイスを封止するとともに前記第２開口に連通する開口を有する封止部材と、を備えることを特徴とする。
このように構成することで、基板の材料に関係なく圧電デバイスの周波数調整を行うことができる。また、基板に形成された複数の圧電デバイスの周波数調整を一括して行ってから圧電デバイスを個片化することで、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態におけるＳＡＷ素子を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う矢視断面図である。
【図２】第一実施形態における素子基板の断面図である。
【図３】第一実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図４】第一実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図５】第一実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図６】第二実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図７】第二実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図８】第三実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【図９】第三実施形態におけるＳＡＷ素子の製造工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や部材毎に縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１（ａ）は、本実施形態において周波数調整を行う弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）素子１００の構成を示す斜視模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う矢視断面図である。本実施形態のＳＡＷ素子（圧電デバイス）１００は、トランスバーサル型のＳＡＷフィルタである。
【００１９】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ＳＡＷ素子１００は、基板１０上に設けられたダイヤモンド層２０と、ダイヤモンド層２０上に設けられた窒化アルミニウム層（圧電材料層）３０と、を備えている。
【００２０】
窒化アルミニウム層３０の表面には、一対のグレーティング電極７１，７２が設けられている。一対のグレーティング電極７１，７２により、反射器７０が構成される。
一対のグレーティング電極７１，７２の間には、一対のインターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ：Interdigital Transducer）５０，６０が設けられている。ここでは、ＩＤＴ５０が電気信号の入力部として機能し、ＩＤＴ６０が電気信号の出力部として機能する。
【００２１】
以下、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すｘｙｚ直交座標系を設定し、これに基づいて各部材の位置関係を説明する。このｘｙｚ直交座標系において、ＳＡＷ素子１００の面方向において、一対のＩＤＴ５０，６０が並ぶ方向をｘ方向、ｘ方向と直交する方向をｙ方向、ＳＡＷ素子１００の面方向と直交する厚み方向をｚ方向とする。
【００２２】
ＳＡＷ素子１００では、ＩＤＴ５０からＩＤＴ６０に向かって（ｘ方向に沿って）伝播したＳＡＷが電気信号として取り出されるようになっている。一対のグレーティング電極７１，７２は、ｘ方向において、ＩＤＴ５０，６０を挟んで配置されている。
【００２３】
基板１０は、シリコンを材料として形成されている。基板１０の材料としては、シリコン以外にも、半導体材料、ガラス材料、セラミックス材料、ポリイミド又はポリカーボネイト等の樹脂材料等を用いることができる。
ダイヤモンド層２０は、ＳＡＷが伝播する伝播媒体として機能する。ダイヤモンド層２０としては、単結晶のもの、多結晶のもの、非晶質のもの、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなるもの、のいずれを用いても良い。
【００２４】
窒化アルミニウム層３０は、圧電材料である窒化アルミニウムにより形成されている。ＩＤＴ５０により電圧波形が印加されると、窒化アルミニウム層３０に歪みを生じて、電圧波形に応じたＳＡＷが発生する。
【００２５】
ＩＤＴ５０は、一対の櫛歯電極５１，５２を有している。櫛歯電極５１は、複数の枝部５１ｂと、複数の枝部５１ｂに共通して設けられた幹部５１ａを有している。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）には、３本の枝部５１ｂを図示しているが、実際には多数（例えば１５０本、櫛歯電極５１，５２の合計で３００本）が設けられている。
【００２６】
複数の枝部５１ｂの各々は、ＩＤＴ５０，６０が並ぶ方向（ｘ方向）と直交する方向（ｙ方向）に延設されている。複数の枝部５１ｂは、互いに平行に設けられ、ｘ方向に等間隔に配置されている。幹部５１ａは、複数の枝部５１ｂの各々における一方の端部と接続されている。幹部５１ａは、電気信号の供給源と電気的に接続されており、ＳＡＷ素子１００における入力側の電極パッドとして機能する。幹部５１ａ及び複数の枝部５１ｂは、いずれも導電材料により形成されている。
【００２７】
櫛歯電極５２は、櫛歯電極５１と同様に形成され、幹部５２ａと複数の枝部５２ｂとを有している。ｙ方向において枝部５１ｂ及び５２ｂを挟む一方の側（ｙ正方向側）に幹部５１ａが配置されており、他方の側（ｙ負方向側）に幹部５２ａが配置されている。ｘ方向において枝部５１ｂ，５２ｂは、交互に等間隔で並んでいる。枝部５１ｂ，５２ｂが交互に並ぶ櫛歯電極５１，５２では、ＳＡＷの波長λが枝部５１ｂ，５２ｂの間隔ｄを用いて、λ＝４ｄで表される。
【００２８】
ＩＤＴ６０は、ＩＤＴ５０と同様の形状になっており、櫛歯電極６１，６２を有している。櫛歯電極６１は、幹部６１ａと複数の枝部６１ｂとを有しており、櫛歯電極６２は、幹部６２ａと複数の枝部６２ｂとからなっている。
【００２９】
グレーティング電極７１，７２は、枝部５１ｂ，５２ｂと同じ方向に延在する複数の帯状部を有している。複数の帯状部は、互いに平行して等間隔で並んでいる。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）には、それぞれ５本の帯状部を図示しているが、実際には多数（例えば２００本）設けられる。グレーティング電極７１，７２により反射器７０が構成されている。
【００３０】
ＩＤＴ５０に電気信号が入力されると、枝部５１ｂ，５２ｂの間に電気信号に応じた電圧波形が印加され、ＳＡＷが発生する。発生したＳＡＷが伝播してＩＤＴ６０に入射すると、ＳＡＷの振動に伴う窒化アルミニウム層３０の歪みに応じて、枝部６１ｂ，６２ｂの間に電位差が生じる。この電位差により、ＩＤＴ６０から電気信号が出力される。これにより、ＳＡＷの振動数に応じた所定の周波数の電気信号を取り出すことができる。
【００３１】
グレーティング電極７１は、ＩＤＴ５０からグレーティング電極７１に向かって伝播するＳＡＷを反射させて、ＩＤＴ６０側に伝播させる。グレーティング電極７２は、ＩＤＴ６０からグレーティング電極７２に向かって伝播するＳＡＷを反射させて、ＩＤＴ５０側に伝播させる。これにより、ＳＡＷは、反射器７０の内側で往復する。そのため、ＳＡＷの減衰が少なくなり、入出力の効率が向上する。
【００３２】
図２は、図１に示すＳＡＷ素子１００を複数備えた素子基板１の模式的な断面図である。図２では、ダイヤモンド層２０、ＩＤＴ５０,６０、グレーティング電極７１，７２等の図示を省略している。
【００３３】
図２に示すように、素子基板１は、複数のＳＡＷ素子１００が形成された基板１０と、各々のＳＡＷ素子１００を区画する隔壁２と、隔壁２上に設けられた上部隔壁３と、上部隔壁３上に設けられた封止部材４と、を備えている。
【００３４】
基板１０には、基板１０を貫通する複数の貫通電極１１，１２が設けられている。
隔壁２は、例えば接着剤を介して基板１０に接合され、ＳＡＷ素子１００が形成される基板１０上の素子領域Ａを区画するように設けられている。隔壁２には各々のＳＡＷ素子１００を個片化する際に用いられるダイシングブレードを導入するための溝２ｂが形成されている。
【００３５】
ＳＡＷ素子１００は、隔壁２によって区画された素子領域Ａの各々に設けられ、グレーティング電極７１，７２（図１参照）が基板１０に形成された貫通電極１１，１２に接続されている。
上部隔壁３は、例えば接着剤を介して隔壁２に接合され、孔状の第１開口３ａと線状の第２開口３ｂとを有している。第１開口３ａは素子領域Ａの中央部に設けられ、隔壁２及び上部隔壁３によって囲まれる素子領域Ａと外部とを連通するように設けられている。第２開口３ｂは溝２ｂのパターンに対応して設けられ、溝２ｂと連通するように設けられている。
【００３６】
封止部材４は、例えば接着剤を介して上部隔壁３に接合され、溝２ｂ及び第２開口３ｂに対応して設けられた線状の開口４ａを有している。封止部材４の開口４ａは上部隔壁３の第２開口３ｂ及び隔壁２の溝２ｂと連通し、後述するダイシングブレードを隔壁２の溝２ｂに導入するように設けられている。
【００３７】
次に、図３〜図５を用いて本実施形態のＳＡＷ素子１００の製造方法について説明する。
図３〜図５は、本実施形態のＳＡＷ素子１００の製造工程を説明する工程説明図である。
まず、図３に示すように、基板１０の複数の素子領域Ａの各々に窒化アルミニウム層３０を備えたＳＡＷ素子１００および貫通電極１１，１２（図２参照）を形成する。
【００３８】
次に、素子領域Ａに対応する複数の開口２ａが形成された隔壁２を、基板１０に接着剤を介して接合する。これにより、ＳＡＷ素子１００が形成された素子領域Ａが隔壁２によって区画される。
次いで、予め素子領域Ａに対応する孔状の第１開口３ａと隔壁２に設ける溝２ｂに対応する線状の第２開口３ｂとが形成された上部隔壁３を、隔壁２に接着剤を介して接合する。
【００３９】
以上により、図４（ａ）に示すように、基板１０上に素子領域Ａを区画する隔壁２が設けられ、各々の素子領域ＡにはＳＡＷ素子１００及び貫通電極１１，１２が設けられる。また、隔壁２上には、隔壁２及び上部隔壁３によって囲まれる素子領域Ａと外部とを連通する第１開口３ａと、隔壁２に設けられる溝２ｂに対応する第２開口３ｂとを有する上部隔壁３が設けられる。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示すように、特定の第１開口３ａ及び第２開口３ｂを選択的に露出させる開口５ａを有するマスク５を用意する。そして、周波数調整を行うＳＡＷ素子１００に対応する第１開口３ａ及び第２開口３ｂをマスク５の開口５ａによって露出させ、その他の第１開口３ａ及び第２開口３ｂをマスク５によって覆う。そして、マスク５の開口５ａにより露出された領域の上部隔壁３の第１開口３ａ及び第２開口３ｂを介してＳＡＷ素子１００の窒化アルミニウム層３０及び隔壁２をドライエッチングする。
【００４１】
これにより、窒化アルミニウム層３０の膜厚調整を行ってＳＡＷ素子１００の周波数調整を行う。同時に、後述するダイシングブレードを導入するための溝２ｂを隔壁２に形成する。すなわち、上部隔壁３を介して溝２ｂの形成とＳＡＷ素子１００の周波数調整とを一括して行う。このとき、貫通電極１１，１２に測定用プローブＰを接続し、周波数を測定しながら窒化アルミニウム層３０の膜圧調整を行う。
【００４２】
次に、図４（ｃ）に示すように、隔壁２の溝２ｂ及び上部隔壁３の第２開口３ｂに対応する線状の開口４ａが形成された封止部材４を用意する。そして、上部隔壁３に接着剤を介して封止部材４を接合する。このとき、封止部材４と上部隔壁３の位置合わせを行って、封止部材４の開口４ａと上部隔壁３の第２開口３ｂとを連通させる。これにより、上部隔壁３の第１開口３ａを閉塞してＳＡＷ素子１００を封止するとともに、隔壁２の溝２ｂと上部隔壁３の第２開口３ｂと封止部材４の開口４ａとを連通させることができる。これにより、図２に示す素子基板１が形成される。
【００４３】
次に、図５（ａ）に示すように、素子基板１の封止部材４の開口４ａ及び上部隔壁３の第２開口３ｂを介して隔壁２の溝２ｂにダイシングブレードＤＢを導入し、素子基板１を切断する。このとき、ダイシングブレードＤＢが、封止部材４の開口４ａ、上部隔壁３の第２開口３ｂ、及び溝２ｂに案内される。
【００４４】
そして、ダイシングブレードＤＢの周縁部が隔壁２の切断箇所に確実かつ安定して当接する。また、溝２ｂによりダイシングブレードＤＢ及び隔壁２に作用する応力が低減される。そして、図５（ｂ）に示すように、素子基板１が切断され、隔壁２、上部隔壁３、及び封止部材４により封止されたＳＡＷ素子１００が個片化される。
【００４５】
本実施形態のＳＡＷ素子１００の製造方法によれば、レーザーを用いることがないので、基板１０や隔壁２に透光性材料を用いる必要がない。したがって、基板１０の材料に関係なくＳＡＷ素子１００の周波数調整を行うことができる。
【００４６】
また、基板１０に形成された複数のＳＡＷ素子１００の周波数調整を一括して行ってからＳＡＷ素子１００を個片化することで、生産性を向上させることができる。
また、第１開口３ａと第２開口３ｂを有する上部隔壁３を介して溝２ｂの形成とＳＡＷ素子１００の周波数調整を一括して行うことで、従来よりも工程数を減少させ、生産性をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、周波数調整を行うＳＡＷ素子１００に対応する第１開口３ａ及び第２開口３ｂを露出させる開口５ａを有し、その他の第１開口３ａ及び第２開口３ｂを覆うマスク５を介して周波数調整を行うことで、各々のＳＡＷ素子１００に応じた周波数調整を行うことができる。
【００４８】
また、上部隔壁３上に、第１開口３ａを閉塞し、第２開口３ｂに連通する開口４ａを有する封止部材４を設け、ＳＡＷ素子１００を封止することで、複数のＳＡＷ素子１００を一括して封止することができる。また、ダイシングブレードＤＢを導入する溝２ｂと上部隔壁３の第２開口３ｂと封止部材４の開口４ａとを全て連通させることができる。これにより、封止部材４の開口４ａと上部隔壁３の第２開口３ｂとを介して隔壁２の溝２ｂにダイシングブレードＤＢを導入することができる。
【００４９】
また、隔壁２及び上部隔壁３が第２のマスクとして機能することで、周波数を調整するＳＡＷ素子１００の素子領域Ａ以外の素子領域ＡのＳＡＷ素子１００がエッチングされることを防止し、個々のＳＡＷ素子１００に応じた周波数調整を行うことができる。また、ＳＡＷ素子１００のダメージを抑制することができる。
【００５０】
また、貫通電極１１，１２を形成し、ＳＡＷ素子１００の周波数を測定しながら周波数調整を行うことで周波数調整を高精度に行うことができる。
また、隔壁２に溝２ｂを形成しておくことで、ダイシングブレードＤＢから基板１０に作用する応力が低減される。これにより、素子基板１を切断する際にクラックが発生することを防止して、ＳＡＷ素子１００の歩留まりを向上させることができる。また、ダイシングによるＳＡＷ素子１００の周波数変化を抑制することができる。
【００５１】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図４〜図５を援用し、図６〜図７を用いて説明する。本実施形態の素子基板１Ａ及びＳＡＷ素子１００Ａは、基板１０Ａと隔壁２Ａが一体的に形成されている点で上述の第一実施形態で説明した素子基板１及びＳＡＷ素子１００の製造方法と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５２】
図６〜図７は、本実施形態のＳＡＷ素子１００Ａの製造工程を説明する工程説明図である。
まず、図６（ａ）に示すように、基板１０Ａ上にレジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィ法、エッチング法によりパターニングする。そして、基板１０Ａ上の素子領域Ａに対応する開口Ｒａと隔壁２Ａに形成する溝２ｂに対応する開口Ｒｂとを備えたレジストＲを形成する。
【００５３】
次に、図６（ｂ）に示すように、例えばドライエッチングによりレジストを介して基板１０Ａをエッチングして、隔壁２Ａと溝２Ａｂを一括して形成する。これにより、基板１０Ａ上の素子領域Ａを区画する隔壁２Ａが基板１０Ａと一体的に形成される。
【００５４】
次に、図６（ｃ）に示すように、レジストＲを除去し、基板１０Ａに貫通電極１１，１２を形成する。貫通電極１１，１２の形成は、例えばフォトリソグラフィ法及びエッチング法等により基板１０Ａに貫通孔を形成した後、貫通孔に導電性材料を充填することにより行うことができる。
【００５５】
次に、図７（ａ）に示すように、基板１０Ａ上の素子領域Ａに例えば窒化アルミニウム等の圧電材料を堆積させ、フォトリソグラフィ法、エッチング法等によりパターニングすることで、窒化アルミニウム層３０を形成する。さらにその上にグレーティング電極７１，７２（図１参照）を形成し、ＳＡＷ素子１００Ａを形成する。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように、隔壁２Ａに接着剤を介して第１開口３ａ及び第２開口３ｂを有する上部隔壁３を接合する。このとき、第一実施形態と同様に隔壁２Ａの溝２Ａｂと上部隔壁３の第２開口３ｂの位置合わせを行ってこれらを連通させる。
【００５７】
次に、図７（ｃ）に示すように、第２開口３ｂに対応する開口４ａを備えた封止部材４を上部隔壁３に接着剤を介して接合する。このとき、第一実施形態と同様に上部隔壁３の第２開口３ｂと封止部材４の開口４ａとの位置合わせを行ってこれらを連通させる。
【００５８】
以上により、図２に示す第一実施形態の素子基板１と同様の素子基板１Ａを製造することができる。したがって、本実施形態の素子基板１Ａを、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様に個片化する際に、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、隔壁２Ａの形成と溝２Ａｂの形成とを一括して行った後、上部隔壁３を設けることで、従来よりも工程数を減少させ、生産性を向上させることができる。
また、フォトリソグラフィ法、エッチング法等により基板１０Ａと隔壁２Ａとを一体的に形成することで、基板１０Ａ上に精度よく隔壁２Ａを形成することができる。また、部品点数を削減して生産性を向上させるとともに製造コストを低減することができる。
【００６０】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について、図４〜図５を援用し、図８〜図９を用いて説明する。本実施形態の素子基板１Ｂは、予め溝２ｂ’が形成された隔壁２を基板１０に接合する点で上述の第一実施形態で説明した素子基板１の製造方法と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００６１】
図８〜図９は本実施形態のＳＡＷ素子１００Ｂの製造工程を説明する工程説明図である。
まず、図８に示すように、第一実施形態と同様に、素子領域Ａに窒化アルミニウム層３０及び貫通電極１１，１２が形成された基板１０を用意する。次いで、基板１０に接着剤を介して素子領域Ａに対応する複数の開口２ａが形成された隔壁２を接合する。ここで、隔壁２には、例えばフォトリソグラフィー法、エッチング法等により予めダイシングブレードＤＢを導入するための溝２ｂ’を形成しておく。次いで、隔壁２に、第一実施形態と同様に第１開口３ａと第２開口３ｂを有する上部隔壁３を、接着剤を介して接合する。このとき、隔壁２の溝２ｂ’と上部隔壁３の第２開口３ｂとを位置合わせしてこれらを連通させる。
【００６２】
以上により、図９（ａ）に示すように、基板１０上に素子領域Ａを区画する隔壁２が設けられ、各々の素子領域ＡにはＳＡＷ素子１００及び貫通電極１１，１２が設けられる。また、隔壁２上には、各々の素子領域Ａに連通する第１開口３ａと、隔壁２に設けられた溝２ｂ’に対応する第２開口３ｂとを有する上部隔壁３が設けられる。
【００６３】
次に、図４（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様にエッチングを行って、ＳＡＷ素子１００の周波数調整と、基板１０への溝１０ｂ（図９（ｂ）参照）の形成を一括しておこなう。
次に、図４（ｃ）に示すように、第一実施形態と同様に上部隔壁３に接着剤を介して封止部材４を接合し、ＳＡＷ素子１００を封止する。
【００６４】
以上により、図９（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様の素子基板１Ｂを製造することができる。したがって、本実施形態の素子基板１Ｂを、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第一実施形態と同様に個片化する際に、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、本実施形態では、予め隔壁２に溝２ｂ’を形成することで、隔壁２への溝２ｂ’の形成と素子領域Ａに対応する開口２ａの形成とを一括して行うことができる。したがって、工程数を削減し、生産性を向上させることができる。
また、隔壁２に形成した溝２ｂ’を介して基板１０をエッチングし、基板１０に溝１０ｂを形成することで、ダイシングブレードＤＢによりＳＡＷ素子１００を個片化する際に基板１０の溝１０ｂによりダイシングブレードＤＢを案内することができる。これにより、ダイシングブレードＤＢから基板１０へ作用する応力を減少させることができる。
【００６６】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、圧電材料は窒化アルミニウムに限定されず、ＰＺＴ等を用いてもよい。
【００６７】
ＳＡＷ素子の周波数調整は、ドライエッチングによる圧電材料層の薄膜化だけでなく、例えばスパッタ、蒸着等による圧電材料層の厚膜化を行ってもよい。この場合には、隔壁及び上部隔壁は周波数を調整するＳＡＷ素子以外のＳＡＷ素子にスパッタ粒子が付着することを防止できる。これにより、個々のＳＡＷ素子に応じて周波数の増減を行うことができる。また、周波数調整は、プラズマ照射により行ってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ，１Ｂ 素子基板、２，２Ａ 隔壁、２ｂ，２ｂ’，２Ａｂ 溝、３ 上部隔壁、３ａ 第１開口、３ｂ 第２開口、４ 封止部材、４ａ 開口、５ マスク、１０ 基板、３０ 窒化アルミニウム層（圧電体層）、１００，１００Ａ ＳＡＷ素子（圧電デバイス）、Ａ 素子領域、ＤＢ ダイシングブレード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料層を備えた圧電デバイスの製造方法であって、
基板上に素子領域を区画する隔壁を設ける工程と、
前記素子領域に前記圧電デバイスを設ける工程と、
前記隔壁にダイシングブレードを導入する溝を形成する工程と、
前記隔壁上に、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁を設ける工程と、
前記第１開口を介して前記圧電デバイスの周波数調整を行う工程と、
前記溝に前記ダイシングブレードを導入して前記圧電デバイスを個片化する工程と、
を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記上部隔壁を介して、前記溝の形成と前記周波数調整とを一括して行うことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記隔壁の形成と前記溝の形成とを一括して行った後、前記上部隔壁を形成することを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記基板と前記隔壁とが一体的に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
特定の前記第１開口を選択的に露出させ、その他の前記第１開口を覆うマスクを介して前記周波数調整を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記上部隔壁上に、前記第１開口を閉塞し、前記第２開口に連通する開口を有する封止部材を設け、前記圧電デバイスを封止する工程を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に設けられダイシングブレードを導入する溝が形成された隔壁と、
前記隔壁により区画される素子領域に設けられた圧電材料層を有する複数の圧電デバイスと、
前記隔壁上に設けられ、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁と、
前記上部隔壁上に設けられ、前記第１開口を閉塞して前記圧電デバイスを封止するとともに前記第２開口に連通する開口を有する封止部材と、
を備えることを特徴とする素子基板。
【請求項１】
圧電材料層を備えた圧電デバイスの製造方法であって、
基板上に素子領域を区画する隔壁を設ける工程と、
前記素子領域に前記圧電デバイスを設ける工程と、
前記隔壁にダイシングブレードを導入する溝を形成する工程と、
前記隔壁上に、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁を設ける工程と、
前記第１開口を介して前記圧電デバイスの周波数調整を行う工程と、
前記溝に前記ダイシングブレードを導入して前記圧電デバイスを個片化する工程と、
を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記上部隔壁を介して、前記溝の形成と前記周波数調整とを一括して行うことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記隔壁の形成と前記溝の形成とを一括して行った後、前記上部隔壁を形成することを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記基板と前記隔壁とが一体的に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
特定の前記第１開口を選択的に露出させ、その他の前記第１開口を覆うマスクを介して前記周波数調整を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記上部隔壁上に、前記第１開口を閉塞し、前記第２開口に連通する開口を有する封止部材を設け、前記圧電デバイスを封止する工程を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に設けられダイシングブレードを導入する溝が形成された隔壁と、
前記隔壁により区画される素子領域に設けられた圧電材料層を有する複数の圧電デバイスと、
前記隔壁上に設けられ、前記素子領域に連通する第１開口と前記溝に連通する第２開口とを有する上部隔壁と、
前記上部隔壁上に設けられ、前記第１開口を閉塞して前記圧電デバイスを封止するとともに前記第２開口に連通する開口を有する封止部材と、
を備えることを特徴とする素子基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２２６６１６（Ｐ２０１０−２２６６１６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７３８２８（Ｐ２００９−７３８２８）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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