特許 7501889 接合ウエハの製造方法と弾性波デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】接合ウエハの製造方法と弾性波デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/25 20060101AFI20240611BHJP

   H03H 3/08 20060101ALI20240611BHJP

   H10N 30/07 20230101ALI20240611BHJP

   H10N 30/08 20230101ALI20240611BHJP

   H10N 30/063 20230101ALI20240611BHJP

   H10N 30/088 20230101ALI20240611BHJP

   H10N 30/20 20230101ALI20240611BHJP

   H10N 30/30 20230101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

H03H9/25 C

H03H3/08

H10N30/07

H10N30/08

H10N30/063

H10N30/088

H10N30/20

H10N30/30

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020055189

(22)【出願日】2020-03-25

(65)【公開番号】P2021158455

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-03-10

(73)【特許権者】

【識別番号】518453730

【氏名又は名称】三安ジャパンテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156018

【弁理士】

【氏名又は名称】若田 充史

(74)【代理人】

【識別番号】100081569

【弁理士】

【氏名又は名称】若田 勝一

(72)【発明者】

【氏名】本山 惠一郎

(72)【発明者】

【氏名】高橋 敦哉

(72)【発明者】

【氏名】川内 治

【審査官】志津木 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２５９０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７６５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５３９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５３７７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０１３５５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０１２００５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ３／００７－３／１０

Ｈ０３Ｈ９／００－９／７６

Ｈ１０Ｎ３０／００－３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハとが接合された接合ウエハの製造方法において、
外周にオリフラを有する非圧電性基板用ウエハを製造する工程と、
前記非圧電性基板用ウエハより狭い面積を有し、外周にオリフラを有する圧電性基板用ウエハを製造する工程と、
前記非圧電性基板用ウエハと前記圧電性基板用ウエハとを、各ウエハに設けたオリフラの向きが一致し、かつ両ウエハの外周弧状円が同心をなすように両ウエハを接合する工程と、
前記接合した圧電性基板用ウエハの弧状をなす外周を、円弧状の研磨面に沿って、オリフラが消滅する以下のウエハサイズになるまで研磨する工程と、を含む接合ウエハの製造方法。

【請求項2】

圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハとが接合された接合ウエハの製造方法において、
外周にオリフラを有する非圧電性基板用ウエハを製造する工程と、
前記非圧電性基板用ウエハより狭い面積を有し、前記非圧電性基板用ウエハとの接合面の反対側である面に、オリフラの代わりにマークを有する圧電性基板用ウエハを製造する工程と、
前記非圧電性基板用ウエハと前記圧電性基板用ウエハとを、２枚のウエハの相対的な向きが予め設定された向きとなり、かつ両ウエハの外周弧状円が同心をなすように接合する工程と、
前記接合した圧電性基板用ウエハの弧状をなす外周を研磨する工程と、を含む接合ウエハの製造方法。

【請求項3】

圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハとが接合された接合ウエハの製造方法において、
外周側にオリフラを有する非圧電性基板用ウエハを製造する工程と、
前記非圧電性基板用ウエハより狭い面積を有し、オリフラの代わりにダブルノッチを有する圧電性基板用ウエハを製造する工程と、
前記非圧電性基板用ウエハと前記圧電性基板用ウエハとを、両ウエハの相対的な向きが予め設定された向きとなり、かつ同心をなすように接合する工程と、
前記接合した圧電性基板用ウエハの弧状をなす外周を、円弧状の研磨面に沿って、前記ダブルノッチが消滅する以下のウエハサイズになるまで研磨する工程と、を含む接合ウエハの製造方法。

【請求項4】

接合ウエハとして、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の製造方法により製造された接合ウエハを用いる弾性波デバイスの製造方法であって、
前記接合ウエハの前記圧電性基板用ウエハ上に複数の弾性波デバイス用の電極を形成する工程と、
前記複数の弾性波デバイス用の電極を形成した接合ウエハを個々の弾性波デバイス用のベアチップに分断する工程と、
前記ベアチップを実装基板上に実装する工程と、
前記ベアチップを実装した実装基板を個々の弾性波デバイスに分断する工程と、を含む弾性波デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハとを接合した接合ウエハの製造方法と弾性波デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

弾性表面波デバイス等の弾性波デバイスは、圧電性基板上に櫛型電極やパッド電極などを形成し、圧電性基板と実装基板との間に空隙部を形成して構成される。弾性波デバイスを製造する場合、圧電性基板は、特性改善のため、圧電性基板より熱膨張率の低い非圧電性基板をウエハ状態で接合する。そして、接合したウエハの状態で櫛型電極等の励振電極やパッド電極等の電極形成を行なう。圧電性基板に非圧電性基板を接合する目的の１つに、温度変化に伴う特性変化を防止することがある。すなわち、弾性波デバイスをフィルタとして構成した場合、圧電性基板の温度変化により変形すると、櫛型電極のピッチが変化し、フィルタリングする周波数が変化する。このような周波数変化を抑制するため、圧電性基板に、圧電性基板より熱膨張率が低い非圧電性基板を接合する。これにより、圧電性基板の温度変化による変形を抑制し、フィルタリングする周波数の変化を防止する。

【0003】

弾性波デバイスにおいては、圧電性基板にＬＴ（リチウム酸タンタレート）やＬＮ（リチウム酸ニオブ）を用いる場合、結晶方位により弾性表面波の伝播特性が変化するため、圧電性基板と非圧電性基板との接合に際し、少なくとも圧電性基板の結晶方位について配慮する必要がある。さらには、非圧電性基板が単結晶の場合は、非圧電性基板の結晶方位についても配慮する場合もある。このため、円形をなすウエハの外周の一部にウエハの位置及び方向を示すオリエンテーションフラット（以下オリフラと称す。）が設けられている（例えば特許文献１参照）。

【0004】

図２２に特許文献１に示された従来の接合ウエハ７０を示す。この従来の接合ウエハ７０は、非圧電性基板用ウエハ７１と圧電性基板用ウエハ７２とを接着剤７３により接合している。非圧電性基板用ウエハ７１と圧電性基板用ウエハ７２の外周には、それぞれオリフラ７１ａ、７２ａが設けられている。このような接合ウエハ７０を製造する際には、まずそれぞれオリフラ７１ａ、７２ａを有する非圧電性基板用ウエハ７１と圧電性基板用ウエハ７２とをそれぞれ別々に製造する。そして、接合の際には、それぞれ、オリフラ７１ａとオリフラ７２ａの位置と方向が一致するようにして接合を行なう。その後、研磨装置により圧電性基板用ウエハ７２の表面を機械的に研磨して圧電性基板用ウエハ７２を薄くする。続いて、ＣＭＰ工程（化学的機械研磨）を行ない、圧電性基板用ウエハ７２をさらに薄くすると共に、電極形成面である圧電性基板用ウエハ７２の表面７２ｂを平滑化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－１８７３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した従来の接合ウエハ７０の場合、これを研磨して圧電性基板用ウエハ７２を薄くする工程を経た後に、圧電性基板用ウエハ７２において、オリフラ７２ａ近傍の領域の厚さが他の領域の厚さよりも薄くなるということが判明した。このことは、圧電性基板用ウエハ７２の厚さの不均一化を招く。このような圧電性基板用ウエハ７２の厚さの不均一は、複数個分の弾性波デバイス用の接合ウエハを分断したものから弾性波デバイスを製造する際に、弾性波デバイスの周波数特性の不揃いの原因になる。

【0007】

本発明は、上述した問題点に鑑み、圧電性基板用ウエハがその全域において厚さが均一となる接合ウエハの製造方法と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】

【0008】

本発明の接合ウエハの製造方法の一つの態様は、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハとが接合された接合ウエハの製造方法において、外周にオリフラを有する非圧電性基板用ウエハを製造する工程と、前記非圧電性基板用ウエハより狭い面積を有し、外周にオリフラを有する圧電性基板用ウエハを製造する工程と、前記非圧電性基板用ウエハと前記圧電性基板用ウエハとを、各ウエハに設けたオリフラの向きが一致し、かつ両ウエハの外周弧状円が同心をなすように両ウエハを接合する工程と、前記接合した圧電性基板用ウエハの弧状をなす外周を、円弧状の研磨面に沿って、オリフラが消滅する以下のウエハサイズになるまで研磨する工程と、を含む。

【0009】

この接合ウエハの製造方法では、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハを接合する前の段階では、両ウエハはその外周側にオリフラを有するため、これらのオリフラを例えば光学的に検出して位置制御を行ない、予め設定された相対位置で両ウエハを接合することができる。その後、圧電性基板用ウエハの外周を、オリフラが無くなるまで削除すると、圧電性基板用ウエハはオリフラが無い状態となる。このため、圧電性基板用ウエハの表面を研磨する際に、圧電性基板用ウエハは全面において非圧電性基板用ウエハに安定的に支持される。その結果、オリフラ領域側が他の領域よりも研磨深さが深くなることが無くなり、圧電性基板用ウエハの全領域における厚さが均一化される。このため、接合ウエハを構成している圧電性基板用ウエハに、複数個分の弾性波デバイス用の電極を形成し、その接合ウエハを分断したものを用いて弾性波デバイスを製造する際に、周波数特性が揃ったものが得られる。

【0010】

本発明の接合ウエハの製造方法の他の態様は、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハとが接合された接合ウエハの製造方法において、外周にオリフラを有する非圧電性基板用ウエハを製造する工程と、前記非圧電性基板用ウエハより狭い面積を有し、前記非圧電性基板用ウエハとの接合面の反対側である面に、オリフラの代わりにマークを有する圧電性基板用ウエハを製造する工程と、前記非圧電性基板用ウエハと前記圧電性基板用ウエハとを、２枚のウエハの相対的な向きが予め設定された向きとなり、かつ両ウエハの外周弧状円が同心をなすように接合する工程と、前記接合した圧電性基板用ウエハの弧状をなす外周を研磨する工程と、を含む。

【0011】

この接合ウエハの製造方法では、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハを接合する前段階では、圧電性基板用ウエハはマークを有し、非圧電性基板用ウエハはオリフラを有するため、これらのマーク及びオリフラを例えば光学的に検出して位置制御を行ない、予め設定された相対位置で両ウエハを接合することができる。接合後、圧電性基板用ウエハの表面を研磨する際には、圧電性基板用ウエハはオリフラを有しない。このため、圧電性基板用ウエハの表面研磨の際に、オリフラ領域側が他の領域よりも研磨深さが深くなることが無くなり、圧電性基板用ウエハの全領域における厚さが均一化される。このため、接合ウエハを構成している圧電性基板用ウエハに、複数個分の弾性波デバイス用の電極を形成し、その接合ウエハを分断したものを用いて弾性波デバイスを製造する際に、周波数特性が揃ったものが得られる。

【0012】

本発明の接合ウエハの製造方法のさらに他の一つの態様は、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハとが接合された接合ウエハの製造方法において、外周側にオリフラを有する非圧電性基板用ウエハを製造する工程と、前記非圧電性基板用ウエハより狭い面積を有し、オリフラの代わりにダブルノッチを有する圧電性基板用ウエハを製造する工程と、前記非圧電性基板用ウエハと前記圧電性基板用ウエハとを、両ウエハの相対的な向きが予め設定された向きとなり、かつ同心をなすように接合する工程と、前記接合した圧電性基板用ウエハの弧状をなす外周を、円弧状の研磨面に沿って、前記ダブルノッチが消滅する以下のウエハサイズになるまで研磨する工程と、を含む。

【0013】

この接合ウエハの製造方法では、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハを接合する前段階では、両ウエハはそれぞれその外周側にオリフラとダブルノッチを有するため、これらを例えば光学的に検出して位置制御を行ない、予め設定された相対位置で両ウエハを接合することができる。接合後、圧電性基板用ウエハの表面研磨の際に、圧電性基板用ウエハにオリフラが無いため、従来のように、オリフラ領域側が他の領域よりも研磨深さが深くなることが無くなり、圧電性基板用ウエハの全領域における厚さが均一化される。このため、接合ウエハを構成している圧電性基板用ウエハに、複数個分の弾性波デバイス用の電極を形成し、その接合ウエハを分断したものを用いて弾性波デバイスを製造する際に、周波数特性が揃ったものが得られる。

【0014】

本発明の弾性波デバイスの製造方法の一つの態様は、接合ウエハとして、上述した態様の接合ウエハの製造方法のいずれかにより製造された接合ウエハを用い、前記接合ウエハの前記圧電性基板用ウエハ上に複数の弾性波デバイス用の電極を形成する工程と、前記複数の弾性波デバイス用の電極を形成した接合ウエハを個々の弾性波デバイス用のベアチップに分断する工程と、前記ベアチップを実装基板用ウエハ上に実装する工程と、前記ベアチップを実装した実装基板用ウエハを個々の弾性波デバイスに分断する工程とを含む。

【0015】

このように、接合ウエハとして、オリフラの無い圧電性基板用ウエハを、非圧電性基板用ウエハに接合したものを用いることにより、周波数特性が揃った弾性波デバイスが得られる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、圧電性基板用ウエハと非圧電性基板用ウエハの接合ウエハにおいて、圧電性基板用ウエハの表面を研磨することにより、圧電性基板用ウエハの厚さを薄くしかつ表面を平滑化する場合、圧電性基板用ウエハの全面にわたり、より均一化された厚さが得られる。このため、接合ウエハの圧電性基板用ウエハ上に複数個の弾性波デバイス分の電極を形成し、接合ウエハを分断して弾性波デバイスを得る場合、周波数特性が揃った弾性波デバイスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の接合ウエハの一実施の形態の接合ウエハを示す斜視図である。

【図2】図１の接合ウエハの平面図である。

【図3】図１の接合ウエハの側面図である。

【図4】本発明の接合ウエハの製造方法の第１の実施の形態を示す工程図である。

【図5】図１の接合ウエハの製造工程における圧電性基板用ウエハの外周部分の研磨機構を示す図である。

【図6】（ａ）～（ｃ）は図１の接合ウエハにおける圧電性基板用ウエハの表面の研磨工程による圧電性基板用ウエハの厚さの変化を示す図である。

【図7】図１の接合ウエハにおける圧電性基板用ウエハの表面の研磨機構を示す図である。

【図8】（ａ）は圧電性基板用ウエハ表面のＣＭＰ研磨機構を示す斜視図、（ｂ）はその研磨機構のうち、ウエハを保持するホルダを示す側面図である。

【図9】圧電性基板用ウエハがオリフラを有する場合と有しない場合とについて、圧電性基板用ウエハの厚さのばらつきについて対比試験を行なった際の、接合ウエハの平面構造を示す平面図である。

【図10】圧電性基板用ウエハの表面研磨後の厚さが１．５μｍに設定されている場合、従来例と本発明の各一例における、複数の測定点についての圧電性基板用ウエハの厚みを比較して示すグラフである。

【図11】表面研磨後の圧電性基板用ウエハの厚さが３μｍに設定されている場合において、図１０と同じく各測定点における圧電性基板用ウエハの厚さを比較して示すグラフである。

【図12】表面研磨後の圧電性基板用ウエハの厚さが５μｍに設定されている場合において、図１０と同じく各測定点における圧電性基板用ウエハの厚さを比較して示すグラフである。

【図13】弾性表面波デバイスとして構成される共振器における圧電性基板の厚さと共振周波数及び反共振周波数との関係の一例を示すグラフである。

【図14】弾性表面波デバイスとして構成されるフィルタの電極構成例を示す平面図である。

【図15】図１４に示すフィルタにおける、周波数と減衰量との関係を、中心周波数と共に示す図である。

【図16】従来のようにオリフラがあるウエハと、本発明のようにオリフラが無いウエハの各一例について、図１４に示すフィルタを構成した場合の中心周波数の分布を示すグラフである。

【図17】本発明の接合ウエハの製造方法の第２の実施の形態を示す工程図である。

【図18】本発明の接合ウエハの製造方法の第３の実施の形態を示す工程図である。

【図19】本発明の接合ウエハの製造方法の第４の実施の形態に用いる圧電性基板用ウエハと製造方法の工程図である。

【図20】本発明による弾性波デバイスの製造方法の一実施の形態の工程の一部を示す工程図である。

【図21】本発明による弾性波デバイスの製造方法の一実施の形態の工程の残部を示す工程図である。

【図22】従来の接合ウエハの一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜第１の実施の形態＞
本発明による接合ウエハの第１の実施の形態を図１～図３により説明する。接合ウエハ１は、非圧電性基板用ウエハ２と、圧電性基板用ウエハ３とを接合して構成される。圧電性基板用ウエハ３は、弾性表面波デバイスを構成する場合には、タンタル酸リチウム（ＬＴ）又はニオブ酸リチウム（ＬＮ）が用いられる。非圧電性基板用ウエハ２は、圧電性基板用ウエハ３より熱膨張率が低い例えばシリコン、サファイア、多結晶アルミナ、多結晶スピネル、水晶又はガラス等が用いられる。しかしながら本発明においては、非圧電性基板用ウエハ２や圧電性基板用ウエハ３としてはこれらの材料に限定されず、他の材料を使用してもよい。また、本発明は、圧電性基板の厚さにより特性の変化が生じる他の弾性波デバイスに適用される。

【0019】

非圧電性基板用ウエハ２は、その外周２ａに、直線状をなすオリフラ２ａ１を有する。非圧電性基板用ウエハ２の外周２ａにおけるオリフラ２ａ１以外の部分は円弧状をなす。圧電性基板用ウエハ３は円形をなし、オリフラを有していない。圧電性基板用ウエハ３は、非圧電性基板用ウエハ２より狭い面積を有する。そして、図２に示すように、オリフラ２ａ１を含む非圧電性基板用ウエハ２の外周２ａは、圧電性基板用ウエハ３の外周３ａよりも外側に位置する。圧電性基板用ウエハ３の外周３ａで描かれる円は、非圧電性基板用ウエハ２の外周２ａで描かれる円と同心をなすように接合される。

【0020】

図３に示すように、圧電性基板用ウエハ３の厚さｔ１は、非圧電性基板用ウエハ２の厚さｔ２より薄く（ｔ１＜ｔ２）形成される。例えば圧電性基板用ウエハ３の厚さｔ１は０．２μｍ以上、２０μｍ以下であり、非圧電性基板用ウエハ２の厚さｔ２は８０μｍ以上、５００μｍ以下である。しかし本発明においては、各ウエハ２、３の厚さはこれらの値に限定されない。

【0021】

この接合ウエハ１の製造工程は、図４（ａ）に示す非圧電性基板用ウエハ２を製造する工程と、図４（ｂ）に示す圧電性基板用ウエハ３Ｘを製造する工程と、図４（ｃ）に示すようにウエハ２、３Ｘを接合して接合ウエハ１Ｘを得る工程と、接合ウエハ１Ｘの圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周を研磨して図４（ｄ）に示すように、外径を縮小させた圧電性基板用ウエハ３を有する接合ウエハ１を得る工程とを含む。

【0022】

図４（ａ）に示す非圧電性基板用ウエハ２の製造は、従来と同様の工程で行なう。例えば円柱形で得られるインゴットからインゴットの両端をスライサーにより切除する工程と、インゴットの外周の研削等により、インゴットの全長について直径を揃える工程と、直径を揃えたインゴットの側面をスライス又は研削することにより、ウエハのオリフラ２ａ１となる平面部分を形成する工程と、インゴットをスライサーによりウエハ状に切断する工程と、切断により得られたウエハを研磨する工程である。ただし、オリフラ２ａ１の形成は、ウエハとして得られた後に研削等により形成してもよい。図４（ａ）に示す圧電性基板用ウエハ３Ｘの製造も同様の工程により行なわれる。ただし、圧電性基板用ウエハ３Ｘは、その外周円の直径が、非圧電性基板用ウエハ２の外周円の直径よりも小さくなるように形成する。すなわち、圧電性基板用ウエハ３Ｘの面積は、非圧電性基板用ウエハ２の面積より狭い。

【0023】

非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘとの接合は、非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘとを、それぞれのウエハに設けたオリフラ２ａ１とオリフラ３ｂ１の向きが一致するようにして行なう。また、この接合は、非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周弧状円が同心をなすようにして行なう。

【0024】

非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘの接合は、接着剤により行なうこともできる。しかしながら本実施の形態においては、この接合を常温接合により行なっている。この常温接合を行なう場合、アルゴン等の原子ビームを、非圧電性基板用ウエハ２の接合面と、圧電性基板用ウエハ３Ｘの接合面に照射して接合面を活性化する。そして、圧電性基板用ウエハ３Ｘと非圧電性基板用ウエハ２とを、両ウエハの接合面に存在する原子どうしの原子間力によって接合するものである。このため、接合するウエハを加熱する必要がなく、接合後に接合面にストレスが残留せず、接合ウエハの歪みや反りの発生を防止できる。

【0025】

図４（ｃ）に示すように非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘとを接合した後は、図４（ｄ）に示すように、二点点線で示す圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂが、実線で示す外周３ａにまで縮小した円となるように研磨する。すなわち、圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂの研磨により、円弧状の研磨面に沿って、オリフラ３ｂ１が消滅する以下のウエハサイズとし、圧電性基板用ウエハ３を得る。なお、ここで、オリフラ３ｂ１が消滅する以下のウエハサイズの意味するところは、厳密な意味でオリフラ３ｂ１が消滅するという意味ではなく、実質的にオリフラ３ｂ１が消滅する程度に外周が研磨されればよい。

【0026】

このような圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂの研磨は、例えば図５に示す機構の研磨装置を用いて行なう。すなわち非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘとを接合した接合ウエハ１Ｘを不図示の回転テーブル上に固定する。一方、回転テーブルに対して回転軸５ｘが例えば回転テーブルの半径方向に向いた回転砥石５を設ける。回転砥石５は、円盤状の砥石本体５ａと、砥石本体５ａを保持する砥石ホルダ５ｂとを備える。圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂの研磨は、回転テーブルと共に接合ウエハ１Ｘを矢印６に示すように回転させると同時に、砥石本体５ａを圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂに接触させ、かつ矢印７に示すように回転させて行なう。圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂの研磨の進行に伴い、砥石本体５ａが次第に接合ウエハ１Ｘの回転中心に近づく方向に、接合ウエハ１Ｘをセットしている回転テーブルと回転砥石５の少なくともいずれか一方を移動させる。

【0027】

このような圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂの研磨を行なった後、続いて圧電性基板用ウエハ３の表面の研磨を行なう。すなわち図６（ａ）に示すように、厚さｔaの未研磨状態から、圧電性基板用ウエハ３の表面３ｃ１の機械研磨により、図６（ｂ）に示す厚さｔｂと、厚さが大幅に減少するように研磨を行なう。続いて図６（ｂ）に示す圧電性基板用ウエハ３の表面３ｃ２を、化学的機械研磨により、図６（ｃ）に示す厚さｔｃに厚さを減少させると共に、表面３ｃの平滑化を行なう。

【0028】

図６（ａ）から図６（ｂ）に至るように、圧電性基板用ウエハ３の厚さを大幅に減少させる機械研磨は、例えば図７に示すような研磨機構により行なう。この機械研磨機構は、不図示の回転テーブルにセットされる接合ウエハ１に対し、その上面、すなわち圧電性基板用ウエハ３の表面３ｃ１を研磨するための研磨ホイール９を備える。この研磨ホイール９は、円盤状をなし、下面に接合ウエハ１の圧電性基板用ウエハ３を研磨する複数の研磨ピース９ａがリング状に配置されている。研磨ホイール９は、回転駆動軸９ｂを有する。

【0029】

この研磨機構においては、接合ウエハ１を研磨するに当たり、研磨ホイール９の研磨ピース９ａが、その研磨ピース９ａの集合体で接合ウエハ１の回転中心から外周に亘る範囲について接触するように、研磨ホイール９を位置決めする。そして、接合ウエハ１を不図示の回転テーブルと共に矢印１０に示すように回転させると同時に、研磨ホイール９を矢印１１に示すように回転させて接合ウエハ１の表面、すなわち圧電性基板用ウエハ３の表面３ｃ１を研磨する。

【0030】

その後の図６（ｂ）から図６（ｃ）に至る化学的機械研磨においては、研磨による圧電性基板用ウエハ３の厚さの減少度合が少なく、精度良くかつ表面を平滑に研磨する。この化学的機械研磨は、例えば図８に示すような研磨機構により行なう。この化学的機械研磨装置は、不図示の回転テーブル上に固定される研磨パッド１４を有する。研磨パッド１４上には、スラリー供給装置１５により、圧電性基板用ウエハ３に対して化学的研磨作用を果たすスラリー状の研磨剤１６が供給される。一方、接合ウエハ１は、円形のホルダ１７の下面に、圧電性基板用ウエハ３を下向きにして保持される。そして、ホルダ１７の位置決め機構により、接合ウエハ１を研磨パッド１４に加圧状態で接触させ、研磨パッド１４を矢印１８に示すように回転させて圧電性基板用ウエハ３の表面の化学的機械研磨を行なう。

【0031】

このように圧電性基板用ウエハ３のオリフラを無くしたことによる圧電性基板用ウエハ３の厚さ均一化の効果を確認するため、オリフラの有る圧電性基板用ウエハ３との対比試験を行なった。対比試験は、図９に点線で示すように、オリフラ３ｂ１を残した場合と、オリフラ３ｂ１を残さない実線で示す場合とについて、機械研磨と化学的機械研磨後の圧電性基板用ウエハ３の厚さの分布を調べた。非圧電性基板用ウエハ２にはサファイアを用い、厚さを４００μｍとした。圧電性基板用ウエハ３にはタンタル酸リチウム（ＬＴ）を用い、目標厚さを１．５μｍ、３μｍ、５μｍとしてそれぞれの厚さで対比試験を行なった。

【0032】

また、非圧電性基板用ウエハ２の外周２ａの円弧部分の直径は１００ｍｍとした。また、オリフラ３ｂ１が有る場合における、圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂの円弧部分の直径は９５ｍｍとした。また、オリフラ３ｂ１の無い圧電性基板用ウエハ３の外周３ａの一部を、外周３ｂを研磨する前のオリフラ３ｂ１と一致させた。

【0033】

図９に、圧電性基板用ウエハ３、３Ｘにおける研磨後の厚さの測定点５０を示す。測定点５０は、圧電性基板用ウエハ３、３Ｘの中心からオリフラ（ＯＦ）３ｂ１側に離れる方向に５ｍｍごとの間隔に設定した。圧電性基板用ウエハ３の厚さの測定はレーザビームを用いる厚さ測定装置により行なった。

【0034】

図１０～図１２に示されるように、目標の厚さ１．５μｍ、３μｍ、５μｍのいずれの場合であっても、オリフラ３ｂ１が有る場合に、圧電性基板用ウエハ３Ｘのオリフラ（ＯＦ）３ｂ１側の測定点（図１０～図１２における－５ｍｍ～－４０ｍｍの測定点）では、オリフラ３ｂ１の反対側の測定点より、圧電性基板用ウエハ３Ｘの厚さは狭くなった。一方、オリフラ３ｂ１の無い圧電性基板用ウエハ３の場合、外周研磨前に存在したオリフラ３ｂ１側とその反対側の厚さの差は小さくなった。表１はこのような厚さ測定における厚さの最大値と最小値との差Ｒ（μｍ）と標準偏差（μｍ）とを示す。表１から、オリフラ３ｂ１を無くしたことにより、圧電性基板用ウエハ３全体における厚さのばらつきが大幅に改善されることが分かる。

【0035】

【表1】

【0036】

図１３はタンタル酸リチウム（ＬＴ）を圧電性基板に用い、非圧電性基板にシリコンを用いて弾性表面波デバイスで共振器を構成した場合における、圧電性基板の厚さと共振周波数Ｆｒ及び反共振周波数Ｆａとの関係を示す。この関係を調べるため、圧電性基板用ウエハ３の表面に櫛型電極を形成して共振器を構成し、圧電性基板の厚さ０．５μｍ～１０μｍの範囲で変えて共振周波数Ｆｒと反共振周波数Ｆａの測定を行なった。

【0037】

図１３から理解されるように、圧電性基板の厚さが約３μｍ以下になると、圧電性基板の厚さが共振周波数Ｆｒ及び反共振周波数Ｆａに影響を与え、特に２μｍ以下になると、その影響が甚大になることが分かる。そのため、圧電性基板を薄型化して共振器の高周波化とＱ値の向上を計る場合に、圧電性基板用ウエハ３の全面における厚さの均一化は重要な課題であることが分かる。

【0038】

図１４は圧電性基板用ウエハ３の表面に形成される複数個のフィルタ２０の電極パターンの一例を示す。このフィルタ２０は、それぞれ反射器２１を並設した共振器１９Ａ～１９Ｅをラダー構造に組んで構成される。一部の共振器１９Ａ～１９Ｃは、入力ポート２２と出力ポート２３との間のライン２４に挿入される。他の共振器１９Ｄ，１９Ｅは、ライン２４とグランドポート２５ａ、２５ｂとの間にそれぞれ挿入される。このフィルタは、各共振器１９Ａ～１９Ｅをそれぞれラダー構造の基本単位として構成されるもので、各共振器１９Ａ～１９Ｃのインピーダンスと各共振器１９Ｄ、１９Ｅのインピーダンスとで決定される通過帯域を持つ。図１５は図１４に示すフィルタの通過帯域と中心周波数Ｆｏの概略を示す。

【0039】

図１４の電極パターンを有するフィルタの試作を、圧電性基板用ウエハ３にオリフラ３ｂ１を有するものと、有しないもので行ない、中心周波数Ｆｏのばらつきについて比較した。この試作において、圧電性基板用ウエハ３にタンタル酸リチウム（ＬＴ）を用い、その設定厚さを３μｍとした。また、非圧電性基板用ウエハ２にサファイアを用い、その厚さを４００μｍとした。また、共振器１９Ａ～１９Ｅ及び反射器２１の電極ピッチを２．１０μｍとした。

【0040】

図１６は圧電性基板用ウエハ３にオリフラ３ｂ１を有するものと、これを有しないものを用い、図１４に示す構成のフィルタを構成した場合の中心周波数Ｆｏの分布を示す。この中心周波数の測定は、オリフラ３ｂ１を有するウエハから得たフィルタと、オリフラ３ｂ１を有しないもののサンプルをそれぞれ４５個ずつとり行なった。そして測定値から、中心周波数の最大値Ｒmaxと最小値Ｒminの差であるレンジ（Ｒmax－Ｒmin）(MHz)と標準偏差σ（MHz）を求めた。表２にその結果を示す。

【0041】

【表2】

【0042】

表２から分かるように、図１４に示したフィルタを構成した場合、オリフラを無くした圧電性基板用ウエハから得たフィルタの場合、オリフラが有る圧電性基板用ウエハから得たフィルタよりも中心周波数のレンジが狭く、標準偏差σの値も小さくなった。すなわち、オリフラを無くした圧電性基板用ウエハから得たフィルタの場合、周波数特性が揃ったフィルタが得られた。

【0043】

＜第２の実施の形態＞
本発明による接合ウエハの製造方法の第２の実施の形態を図１７により説明する。この実施の形態は、圧電性基板用ウエハ３Ｘとして、オリフラ３ｂ１の代わりに、オリフラ３ｂ１と同位置となるウエハ表面にマーク３ｄを印したものである。このマーク３ｄは、レーザ又は色つきインクの印刷等により印すことができる。また、このマーク３ｄは、線状ではなく、３ｄで示す線状部分よりも外周側に、他の領域と異なる色の物質を着けたものであってもよい。また、このマーク３ｄは、接合のための位置合わせの際に、撮像装置により光学的に検出されるためのものであるため、非圧電性基板用ウエハ２との接合面の反対側の面に設ける。

【0044】

この第２の実施の形態により接合ウエハを製造する場合、図１７（ａ）に示すように、外周にオリフラ２ａ１を有する非圧電性基板用ウエハ２を製造する。また、図１７（ｂ）に示すように、非圧電性基板用ウエハ２より狭い面積を有し、非圧電性基板用ウエハとの接合面の反対側である表面に、オリフラの代わりにマーク３ｄを有する圧電性基板用ウエハ３Ｘを製造する。続いて図１７（ｃ）に示すように、非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘとを、２枚のウエハの相対的な向きが予め設定された向きとなり、かつ両ウエハの外周弧状円が同心をなすように、オリフラ２ａ１及びマーク３ｄの位置を光学的に検出して、その位置情報に基づき、非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｘの相対位置を調整して接合する。この例においては、オリフラ２ａ１とマーク３ｄとが平行をなすようにして接合しているが、必ずしも平行である必要がなく、オリフラ２ａ１に対する圧電性基板用ウエハ３Ｘの結晶方位が予め定められた方位になればよい。両ウエハ２、３Ｘの接合後は、接合した圧電性基板用ウエハ３Ｘが非圧電性基板用ウエハ２から剥がれ難くするため、圧電性基板用ウエハ３Ｘの弧状をなす外周３ｂを、図１７（ｄ）に実線で示すように、円弧状の外周３ｂに沿って研磨する。

【0045】

この第２の実施の形態の製造方法においては、圧電性基板用ウエハ３Ｘは、上述の態様と同様に、圧電性基板用ウエハ３はオリフラ３ｂ１を有しない。このため、圧電性基板用ウエハ３の表面研磨の際に、オリフラ領域側が他の領域よりも研磨深さが深くなることが無くなり、圧電性基板用ウエハ３の全領域における厚さが均一化される。その結果、接合ウエハを分断したものから弾性波デバイスを製造する際に、周波数特性が揃ったものが得られる。

【0046】

この第２の実施の形態の製造方法においては、圧電性基板用ウエハ３Ｘはオリフラ３ｂ１を有しない。このため、圧電性基板用ウエハ３の表面研磨の際に、オリフラ領域側が他の領域よりも研磨深さが深くなることが無くなり、圧電性基板用ウエハ３の全領域における厚さが均一化される。また、圧電性基板用ウエハ３の表面３ｃを研磨した後は、マーク３ｄは消滅している。その結果、接合ウエハを分断したものから弾性波デバイスを製造する際に、周波数特性が揃ったものが得られる。

【0047】

＜第３の実施の形態＞
本発明による接合ウエハの製造方法の第３の実施の形態を図１８により説明する。この実施の形態は、圧電性基板用ウエハ３Ｘとして、第１の実施の形態におけるオリフラ３ｂ１の代わりに、オリフラ３ｂ１と同位置となるウエハ表面にマーク３ｄを印したものである。また、非圧電性基板用ウエハ２Ｘについても同様に、圧電性基板用ウエハ３Ｘとの接合面の反対側の面に、オリフラ２ａ１の代わりに、オリフラ２ａ１と同位置にマーク２ｂを設けたものである。これらのマーク２ｂ、３ｄは、レーザ又は色つきインクの印刷等により印すことができる。また、これらの２ｂ、３ｄは、線状ではなく、２ｂ、３ｄで示す線状部分よりも外周側に、他の領域と異なる色の物質を着けたものであってもよい。

【0048】

この第３の実施の形態により接合ウエハを製造する場合、図１８（ａ）に示すように、外周にオリフラの代わりにマーク２ｂを有する非圧電性基板用ウエハ２Ｘを製造する。また、図１８（ｂ）に示すように、非圧電性基板用ウエハ２より狭い面積を有し、非圧電性基板用ウエハとの接合面の反対側である表面に、オリフラの代わりにマーク３ｄを有する圧電性基板用ウエハ３Ｘを製造する。続いて図１８（ｃ）に示すように、非圧電性基板用ウエハ２Ｘと圧電性基板用ウエハ３Ｘとを、２枚のウエハの相対的な向きが予め設定された向きとなり、かつ両ウエハ２Ｘ、３Ｘの外周弧状円が同心をなすように、マーク２ｂ及びマーク３ｄの位置を光学的に検出して、その位置情報に基づき、非圧電性基板用ウエハ２Ｘと圧電性基板用ウエハ３Ｘの相対位置を調整して接合する。この例においては、マーク２ｂとマーク３ｄとが平行をなすようにして接合しているが、必ずしも平行である必要がなく、結果として、マーク２ｂに対する圧電性基板用ウエハ３Ｘの結晶方位等が予め定められた方位になればよい。

【0049】

この実施の形態においても、圧電性基板用ウエハ３Ｘの表面を研磨する前に、接合後の圧電性基板用ウエハ３Ｘの剥がれが生じにくくするため、図１８（ｄ）に示すように、圧電性基板用ウエハ３Ｘの外周３ｂを研磨する。

【0050】

この第３の実施の形態の製造方法においても、圧電性基板用ウエハ３Ｘは、オリフラを有しない。このため、圧電性基板用ウエハ３Ｘの表面３ｃを研磨する際に、従来のように、オリフラ領域側が他の領域よりも研磨深さが深くなることが無くなり、圧電性基板用ウエハ３Ｘの全領域における厚さが均一化される。その結果、接合ウエハを分断したものから弾性波デバイスを製造する際に、周波数特性が揃ったものが得られる。

【0051】

＜第４の実施の形態＞
本発明による接合ウエハの製造方法の第４の実施の形態を図１９により説明する。この実施の形態は、圧電性基板用ウエハ３Ｙの外周３ｂに、図１９（ａ）に示すように、それぞれＶ字形をなす切欠きであるノッチ３ｆ、３ｆ（以下ダブルノッチと称す。）を設ける。このダブルノッチ３ｆ、３ｆは、第１の実施の形態におけるオリフラ３ｂ１の代わりに設けられる。このダブルノッチ３ｆ、３ｆは、オリフラ３ｂ１の円周方向の両端とほぼ同位置となるウエハ３Ｙの外周３ｂに設けられる。非圧電性基板用ウエハ２については、オリフラ２ａ１を設ける。

【0052】

この第４の実施の形態により接合ウエハを製造する場合、図１９（ｂ）に示すように、外周にオリフラ２ａ１を有する非圧電性基板用ウエハ２を製造する。また、図１９（ｃ）に示すように、非圧電性基板用ウエハ２より狭い面積を有し、オリフラの代わりにダブルノッチ３ｆ、３ｆを有する圧電性基板用ウエハ３Ｙを製造する。続いて図１９（ｄ）に示すように、非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｙとを、２枚のウエハの相対的な向きが予め設定された向きとなり、かつ両ウエハ２、３Ｙの外周弧状円が同心をなすように、オリフラ２ａ１及びダブルノッチ３ｆ、３ｆの位置を光学的に検出して、その位置情報に基づき、非圧電性基板用ウエハ２と圧電性基板用ウエハ３Ｙの相対位置を調整して接合する。

【0053】

図１９の実施の形態においても、圧電性基板用ウエハ３Ｙの表面を研磨する前に、図１９（ｄ）に示すように、圧電性基板用ウエハ３Ｙの外周３ｂを研磨する。この場合、外周３ｂのウエハ半径方向についての研磨の深さは、圧電性基板用ウエハ３Ｙのダブルノッチ３ｆ、３ｆが消滅するウエハサイズ３までとする。

【0054】

この第４の実施の形態の製造方法においても、圧電性基板用ウエハ３Ｙは、オリフラを有しない。このため、圧電性基板用ウエハ３Ｙの表面３ｃ１を研磨する際に、従来のように、オリフラ領域側が他の領域よりも研磨深さが深くなることが無くなり、圧電性基板用ウエハ３Ｙの全領域における厚さが均一化される。その結果、接合ウエハを分断したものから弾性波デバイスを製造する際に、周波数特性が揃ったものが得られる。

【0055】

＜第５の実施の形態＞
接合ウエハの製造方法の第５の実施の形態は、非圧電性基板用ウエハ２に、オリフラ２ａ１の代わりに、図１８（ａ）に示したマーク２ｂを設け、図１９に示すように、圧電性基板用ウエハ３Ｙについては、ダブルノッチ３ｆ、３ｆを設けて接合する。この場合も、図１９について説明したように、圧電性基板用ウエハ３Ｙの外周３ｂを、ダブルノッチ３ｆがなくなるまで研磨する。

【0056】

この実施の形態においても、圧電性基板用ウエハ３Ｙはオリフラを有しないため、圧電性基板用ウエハ３Ｙの表面３ｃ１を研磨する際に、圧電性基板用ウエハ３Ｙの表面３ｃ１を均一な厚さに研磨することができる。

【0057】

次に前述した接合ウエハ１を用いて弾性波デバイスを製造する方法の一実施の形態を、図２０及び図２１により説明する。図２０（ａ）は、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態のいずれかの方法で製造された接合ウエハ１上に、例えば図１４に示すフィルタの複数個分の電極パターンを形成した例を模式的に示す。すなわち接合ウエハ１を構成している圧電性基板用ウエハ３上に、弾性表面波により共振器用の電極３１及びパッド電極３２を形成している。ここで、共振器用の電極３１は、櫛型電極及び反射器を意味している。これらの共振器用の電極３１及びパッド電極３２は、圧電性基板用ウエハ３の表面に、フォトリソグラフィ技術を用いて形成されたものである。これらの電極３１、３２等を圧電性基板用ウエハ３に形成した接合ウエハ１は、ブレードダイシングやレーザ等によって、縦横の分断線３３により、図２０（ｂ）に示すように、非圧電性基板２Ｅと圧電性基板３Ｅとを有する個々のベアチップ３５に分断する。

【0058】

一方、ベアチップ３５の製造工程とは別の工程で、図２０（ｃ）の下段に示すように、セラミック、ガラス、樹脂等の絶縁材でなる分断前の実装基板４０を準備する。実装基板４０は、内部に配線や素子形成用の導体層４３を設ける場合には、導体層４３を形成した実装基板の素材と、別の1枚または複数枚の実装基板の素材とを重ねて接合したものを用いる。実装基板４０の表裏面に、パッド電極４１、４２を形成する。表裏面のパッド電極４１、４２の間は、導体層４３等を介して直接電気的に接続するか、又は内部に形成した不図示の素子を介して電気的に接続する。

【0059】

このようにしてパッド電極４１、４２を設けた実装基板４０に、図２０（ｃ）に示すように、弾性波デバイスのベアチップ３５をフリップチップ実装する。すなわち、実装基板４０のパッド電極４１に対し、ベアチップ３５のパッド電極３２を、バンプ４４を介して接合する。

【0060】

続いて図２１（ａ）に示すように、ベアチップ３５を実装した実装基板４０を硬化性の樹脂層４５で覆う。この樹脂層４５を設けるため、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂フィルムを接着するか、あるいはフィルムを接着する代わりに、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布する。その後、これらの樹脂層４５を加熱するか又は光照射することにより、樹脂を硬化させる。そして、縦横の分断線４６に沿ってブレードダイシングあるいはレーザにより、図２１（ｂ）に示すように、個々のチップに分断して弾性波デバイス４７とする。

【0061】

このように、圧電性基板用ウエハの厚みが揃った接合ウエハ１を用い、弾性波デバイス４７を製造することにより、周波数特性が揃った弾性波デバイスを得ることができる。

【0062】

以上本発明を実施の形態により説明したが、本発明を実施する場合、本発明の範囲において、上記例以外の種々の変更、付加が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１、１Ｘ 接合ウエハ
２、２Ｘ 非圧電性基板用ウエハ
２ａ 外周
２ａ１ オリフラ
２ｂ マーク
２Ｅ 非圧電性基板
３、３Ｘ、３Ｙ 圧電性基板用ウエハ
３ａ、３ｂ 外周
３ｂ１ オリフラ
３ｃ 表面
３ｄ マーク
３Ｅ 圧電性基板
３ｆ ダブルノッチ
１９Ａ～１９Ｅ 共振器
２０ フィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】