(57)【要約】【課題】裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と支持基板とを有機接着層により貼り合わせた複合基板につき、支持基板にキャビティを設けたあと、圧電基板へ与えるダメージを抑制しつつ、キャビティ内の有機接着層を確実に除去することができるようにする。【解決手段】複合基板１０は、支持基板１２と、ラム波を伝播可能な圧電体１１ａを有する圧電基板１１と、圧電基板１１の裏面に接するように設けられた犠牲層１４と、犠牲層１４の裏面と支持基板１２とを接着する有機接着層１３とを備え、犠牲層１４は、酸性液に溶解する速度が有機接着層１３よりも速い材質により形成されている。【選択図】図１
2010154315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と、
前記圧電基板の裏面に接するように設けられた犠牲層と、
前記犠牲層の裏面と前記支持基板とを接着する有機接着層と、
を備え、
前記犠牲層は、所定の酸性液に溶解する速度が前記有機接着層よりも速い材質により形成されている、
複合基板。
【請求項２】
前記犠牲層は、前記酸性液に溶解する速度が前記圧電基板の裏面よりも速い材質により形成されている、
請求項１に記載の複合基板。
【請求項３】
（ａ）請求項１又は２に記載の複合基板を用意し、前記有機接着層が外部に露出するように前記支持基板にキャビティを形成する工程と、
（ｂ）前記キャビティ内の有機接着層及び犠牲層を前記酸性液により除去する工程と、
（ｃ）弾性波を励振可能な電極を前記圧電基板の表面に形成する工程と、
を含む弾性波素子の製造方法。
【請求項４】
キャビティの設けられた支持基板と、
裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と、
前記圧電基板の裏面に接するように設けられた犠牲層と、
前記犠牲層の裏面と前記支持基板の表面とを接着する有機接着層と、
前記圧電基板の表面に配設され、弾性波を励振可能な電極と、
を備え、
前記犠牲層及び前記有機接着層は、前記支持基板の表面のうち前記キャビティの形成されていない部分に設けられている、
弾性波素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合基板、弾性波素子の製造方法及び弾性波素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャビティの設けられた支持基板の上面に接着層により圧電基板が貼り付けられ、この圧電基板の上面のうちキャビティの上方にあたる部分に電気信号の入出力用の電極が配設されたラム波素子（ラム波は弾性波の一種）が知られている。例えば、特許文献１に記載のラム波素子では、支持基板として、ニオブ酸リチウム圧電単結晶基板にキャビティを設けたものを使用し、圧電基板としてニオブ酸リチウム圧電単結晶基板を使用している。
【特許文献１】特開２００２−１５２００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなラム波素子を製造する際には、支持基板と圧電基板とを有機接着層により貼り合わせて複合基板を形成したあと、支持基板にキャビティを設け、キャビティ内の有機接着層を酸性液により溶解させることがある。ここで、ラム波素子を製造するプロセスを図６を用いて説明する。図６は、ラム波素子の製造プロセスを模式的に示す断面図である。図６では、説明の便宜のため、複合基板に形成される複数のラム波素子のうちの１つを図示している。まず、支持基板４２と圧電基板４１とを有機接着層４３により貼り合わせた複合基板４０を用意する（図６（ａ）参照）。次に、エッチングガスを用いて支持基板４２にキャビティを形成する（図６（ｂ）参照）。すると、有機接着層４３がキャビティ内に露出した状態となる。この有機接着層４３はエッチングガスでは除去されないため、酸性液により溶解させて除去する。酸性液を有機接着層４３に接触させて溶解させると、通常は、均一に溶解しないため、途中で、有機接着層４３がまばらに残った状態が発生する（図６（ｃ）参照）。この状態では、圧電基板４１と酸性液とが接触しこの圧電基板４１が酸性液によりダメージを受ける。ここで、この状態で電極を形成してラム波素子を製造することも考えられるが、電極近傍で発生したラム波は圧電基板４１を伝播する間にこのまばらに残った有機接着層４３により減衰し、素子特性が悪化する場合がある。このため、まばらに残った有機接着層４３を全て除去する必要がある。まばらに残った有機接着層４３を除去するには、酸性液を接触させ続けて溶解させることも考えられるが、その間、圧電基板４１にもダメージが与えられ続けることとなり問題があった。それでも、まばらに残った有機接着層４３を酸性液により全て除去したとすると、圧電基板４１がダメージを受けた状態となる（図６（ｄ）参照）。この状態で電極４５，４６を形成し（図６（ｅ）参照）、ダイシングにより１つ１つのラム波素子に切り出したとしても、圧電基板４１がダメージを受けているためラム波素子の本来の特性は得られない。また、圧電基板４１の下面に金属膜を形成したラム波素子においても、同様の理由によって、その金属膜が酸性液によりダメージを受けたものとなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と支持基板とを有機接着層により貼り合わせた複合基板につき、支持基板にキャビティを設けたあと、圧電基板へ与えるダメージを抑制しつつ、キャビティ内の有機接着層を確実に除去できるようにすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の複合基板は、
支持基板と、
裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と、
前記圧電基板の裏面に接するように設けられた犠牲層と、
前記犠牲層の裏面と前記支持基板とを接着する有機接着層と、
を備え、
前記犠牲層は、所定の酸性液に溶解する速度が前記有機接着層よりも速い材質により形成されているものである。
【０００７】
この複合基板は、弾性波素子を製造するために用いられる。すなわち、この複合基板の有機接着層が外部に露出するように支持基板のうちの１つ１つの弾性波素子に対応する部分の略中央にキャビティを形成したあと、キャビティ内の有機接着層及び犠牲層を所定の酸性液で除去することにより、キャビティ内に圧電基板を露出させて弾性波素子を製造する。キャビティ内の有機接着層を所定の酸性液に接触させると、有機接着層が溶解して犠牲層の裏面にまばらに残った状態となる。ここで、犠牲層はその酸性液に溶解する速度が有機接着層よりも速いため、まばらに残った有機接着層の下地にあたる犠牲層が有機接着層より速く溶解し、その結果、まばらに残った有機接着層は下地を失うため圧電基板の裏面から剥がれる。仮に、犠牲層が設けられておらず圧電基板と有機接着層とが接触している場合を考えると、まばらに残った有機接着層が全て溶解するまで圧電基板と酸性液とが接触する。これに対して本発明の複合基板では、犠牲層が酸性液により溶解していき、この犠牲層がまばらに残った状態となり、このまばらに残った犠牲層が全て溶解するまで圧電基板と酸性液とが接触する。ここで、犠牲層は酸性液により有機接着層よりも速く溶解するため、圧電基板と酸性液とが接触する時間は、本発明の複合基板の方が犠牲層の設けられていないものよりも短い。このため、本発明の複合基板は、犠牲層の設けられていないものに比して、酸性液により圧電基板へ与えられるダメージを抑制することが可能となる。したがって、裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と支持基板とを有機接着層により貼り合わせた複合基板につき、支持基板にキャビティを設けたあと、圧電基板へ与えるダメージを抑制しつつ、キャビティ内の有機接着層を確実に除去できるようにすることができる。
【０００８】
ここで、所定の酸性液としては、有機接着層を溶解可能なものであれば特に限定するものではないが、例えば、フッ硝酸、フッ酸、硝酸、硫酸、塩酸、これらの混合液及び水との希釈液などが挙げられる。
【０００９】
本発明の複合基板において、前記犠牲層は、前記酸性液に溶解する速度が前記圧電基板の裏面よりも速い材質により形成されているものとしてもよい。こうすれば、酸性液に溶解する速度が圧電基板の裏面と同じか又は遅い材質により形成されている場合に比して、酸性液により圧電基板へ与えられるダメージを抑制することができる。
【００１０】
本発明のバルク波素子の製造方法は、
（ａ）上述したいずれかの複合基板を用意し、前記有機接着層が外部に露出するように前記支持基板にキャビティを形成する工程と、
（ｂ）前記キャビティ内の有機接着層及び犠牲層を前記酸性液により除去する工程と、
（ｃ）弾性波を励振可能な電極を前記圧電基板の表面に形成する工程と、
を含むものである。
【００１１】
この弾性波素子の製造方法では、まず、上述したいずれかの複合基板を用意し、有機接着層が外部に露出するように支持基板にキャビティを形成する。次に、キャビティ内の有機接着層及び犠牲層を酸性液により除去する。続いて、弾性波を励振可能な電極を圧電基板の表面に形成する。このように、上述したいずれかの複合基板を用意するため、工程（ｂ）でキャビティ内の有機接着層及び犠牲層を酸性液により除去するときには、犠牲層の設けられていない複合基板を用いる場合に比して、酸性液により圧電基板へ与えられるダメージを抑制することが可能となる。したがって、裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と支持基板とを有機接着層により貼り合わせた複合基板につき、支持基板にキャビティを設けたあと、圧電基板へ与えるダメージを抑制しつつ、キャビティ内の有機接着層を確実に除去することができる。
【００１２】
本発明の弾性波素子は、
キャビティの設けられた支持基板と、
裏面に金属膜を有していてもよい圧電基板と、
前記圧電基板の裏面に接するように設けられた犠牲層と、
前記犠牲層の裏面と前記支持基板の表面とを接着する有機接着層と、
前記圧電基板の表面に配設され、弾性波を励振可能な電極と、
を備え、
前記犠牲層及び前記有機接着層は、前記支持基板の表面のうち前記キャビティの形成されていない部分に設けられているものである。
【００１３】
この弾性波素子では、犠牲層及び有機接着層は、支持基板の表面のうちキャビティの形成されていない部分に設けられており、キャビティ内には犠牲層及び有機接着層がなく圧電基板の裏面が露出された状態となっている。仮に、キャビティ内に犠牲層や有機接着層がまばらに存在する場合を考えると、弾性波が圧電基板の裏面で反射するときにこれらの層により減衰される。これに対して、本発明の弾性波素子では、キャビティ内に犠牲層や有機接着層が存在せず、これらの層による減衰がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ラム波素子用の複合基板１０を模式的に示す断面図である。この複合基板１０は、圧電基板１１と、支持基板１２と、有機接着層１３と、犠牲層１４とから構成されている。
【００１５】
圧電基板１１は、ラム波を伝播可能な圧電体１１ａと、この圧電体１１ａの裏面に形成された金属膜１１ｂとを有している。圧電体１１ａは、ラム波素子を製造する際に表面に電極が形成されるものである。この圧電体１１ａの材質としては、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム、ランガサイト、水晶などが挙げられる。ここでは、圧電基板１１の材質としてタンタル酸リチウムを用いるものとする。金属膜１１ｂは、ラム波素子を製造した際に圧電体１１ａの裏面近傍の電気機械結合係数を大きくするために用いられるものである。金属膜１１ｂの材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、金などが挙げられる。ここでは、金属膜１１ｂの材質としてアルミニウムを用いるものとする。また、圧電基板１１の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０〜１５０ｍｍ、厚さが０．４〜４μｍである。更に、圧電体１１ａの厚さは、この圧電体１１ａをラム波が伝播可能な厚さであれば特に限定するものではないが、例えば、０．３〜３μｍである。更にまた、金属膜１１ａの厚さは、圧電体１１ａの裏面近傍の電気機械結合係数の増大効果が得られる厚さであれば特に限定するものではないが、例えば、０．１〜１μｍである。
【００１６】
支持基板１２は、圧電基板１１に貼り合わせられた基板である。この支持基板１２の材質としては、シリコン、サファイア、窒化アルミニウム、アルミナ、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム、ランガサイト、水晶などが挙げられる。ここでは、シリコンを用いるものとする。また、支持基板１２の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が、５０〜１５０ｍｍ、厚さが１５０〜５００μｍである。
【００１７】
有機接着層１３は、犠牲層１４の裏面と支持基板１２の表面とを接着するものである。この有機接着層１３の材質としては、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などが挙げられる。ここでは、エポキシ樹脂を用いるものとする。
【００１８】
犠牲層１４は、圧電基板１１の裏面に接するように設けられたものである。この犠牲層１４は、酸性液（例えば、フッ硝酸、フッ酸など）に溶解する速度が圧電基板１１の裏面（金属膜１１ｂ）や有機接着層１３よりも速い材質からなる。また、犠牲層１４の材質としては、例えば、二酸化ケイ素やリンシリカガラス、ボロンリンシリカガラスなどが挙げられる。ここでは、二酸化ケイ素を用いるものとする。更に、犠牲層１４の厚さは、特に限定するものではないが、０．１〜２μｍである。
【００１９】
ここで、複合基板１０を用いてラム波素子を製造するプロセスを図２を用いて説明する。図２は、複合基板１０を用いたラム波素子の製造プロセスを模式的に示す断面図である。図２では、説明の便宜のため、複合基板に形成される複数のラム波素子のうちの１つを図示している。
【００２０】
まず、圧電基板１１の元の基板（圧電基板１１と同じ材質で厚さが厚い基板）の裏面にスパッタにより犠牲層１４を形成し、この犠牲層１４の裏面と支持基板１２とを有機接着層１３により接着したあと圧電基板１１の元の基板の表面を研磨して薄くした複合基板１０を用意する（図２（ａ）参照）。次に、有機接着層１３の一部が外部に露出するようにエッチングガス（例えば、塩素系ガスなど）を用いて支持基板１２にキャビティを形成する（図２（ｂ）参照）。このとき、有機接着層１３がキャビティ内に露出した状態となる。続いて、キャビティ内の犠牲層１４及び有機接着層１３を酸性液により除去する。キャビティ内の有機接着層１３を浸漬により酸性液に接触させると、有機接着層１３が溶解して犠牲層１４の裏面にまばらに残った状態となる（図２（ｃ）参照）。ここで、犠牲層１４はその酸性液に溶解する速度が有機接着層１３よりも速いため、まばらに残った有機接着層１３の下地にあたる犠牲層１４が有機接着層１３より速く溶解し、その結果、まばらに残った有機接着層１３は下地を失うため圧電基板１１の裏面から剥がれる（図２（ｄ）参照）。仮に、犠牲層１４が設けられておらず圧電基板１１と有機接着層１３とが接触している場合を考えると、まばらに残った有機接着層１３が全て溶解するまで圧電基板１１と酸性液とが接触する。これに対して複合基板１０では、犠牲層１４が酸性液により溶解していき、この犠牲層１４がまばらに残った状態となり、このまばらに残った犠牲層１４が全て溶解するまで圧電基板１１と酸性液とが接触する。ここで、犠牲層１４は酸性液により有機接着層１３よりも速く溶解するため、圧電基板１１と酸性液とが接触する時間は、複合基板１０の方が犠牲層１４の設けられていないものよりも短い。このため、複合基板１０は、犠牲層１４の設けられていないものに比して、酸性液により圧電基板１１へ与えられるダメージを抑制することが可能である。次に、電極１６，１７及び反射器１８，１８を、例えば、一般的なフォトリソグラフィにより形成し（図２（ｅ）参照）、ダイシングにより１つ１つのラム波素子に切り出してラム波素子２０を製造する。こうして製造されたラム波素子２０を図３に示す。図３（ａ）は、製造されたラム波素子２０の平面図であり、図３（ｂ）は、Ａ−Ａ’断面図である。図示するように、犠牲層１４及び有機接着層１３は、支持基板１２の表面のうちキャビティの形成されていない部分に設けられている。また、電極１６，１７及び反射器１８，１８は、圧電基板１１の表面のうちキャビティの上方に相当する部分に設けられている。
【００２１】
以上詳述した本実施形態によれば、圧電基板１１と支持基板１２とを貼り合わせた複合基板１０につき、支持基板１２にキャビティを設けたあと、圧電基板１１へ与えるダメージを抑制しつつ、キャビティ内の有機接着層１３を確実に除去することができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２３】
例えば、上述した実施形態では、複合基板１０は、圧電体１１ａ及び金属膜１１ｂを圧電基板１１として備えるものとしたが、図４に示したような、複合基板３０としてもよい。複合基板３０は、圧電体１１ａのみを圧電基板として備えている。こうした場合にも、支持基板１２にキャビティを設けたあと、圧電基板（圧電体１１ａ）へ与えるダメージを抑制しつつ、キャビティ内の有機接着層１３を確実に除去することができる。
【００２４】
上述した実施形態では、ラム波を伝播可能な圧電基板１１を備えるものとしたが、ラム波以外の弾性波を伝播可能な圧電基板を備えるものとしてもよい。この場合には、この圧電基板に含まれる圧電体層の厚さを、ラム波以外の弾性波を伝播可能な厚さ（例えば、０．５〜３）とするものとする。こうした場合にも、支持基板１２にキャビティを設けたあと、圧電基板へ与えるダメージを抑制しつつ、キャビティ内の有機接着層１３を確実に除去することができる。
【００２５】
上述した実施形態では、圧電基板１１の表面に電極１６，１７及び反射器が設けられたラム波素子２０を製造するものとしたが、図５に示したようなラム波素子１２０を製造するものとしてもよい。図５（ａ）は、ラム波素子１２０の平面図であり、図５（ｂ）は、Ｂ−Ｂ’断面図である。図示するように、ラム波素子１２０は、圧電基板１１の表面に、電気信号の入力用の電極である入力電極１１５と、電気信号の出力用の電極である出力電極１１６とを備えている以外は、ラム波素子２０と同様である。また、犠牲層１４及び有機接着層１３は、支持基板１２の表面のうちキャビティの形成されていない部分に設けられている。更に、入力電極１１５及び出力電極１１６は、圧電基板１１の表面のうちキャビティの上方に相当する部分に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ラム波素子用の複合基板１０を模式的に示す断面図である。
【図２】複合基板１０を用いたラム波素子の製造プロセスを模式的に示す断面図である。
【図３】ラム波素子２０の平面図及びＡ−Ａ’断面図である。
【図４】他のラム波素子用の複合基板３０を模式的に示す断面図である。
【図５】他のラム波素子１２０の平面図及びＢ−Ｂ’断面図である。
【図６】従来のラム波素子の製造プロセスを模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０，３０，４０  複合基板、１１  圧電基板、１１ａ  圧電体層、１１ｂ  金属膜、１２，４２  支持基板、１３，４３  有機接着層、１４  犠牲層、１６，１７，４５，４６  電極、１８  反射器、２０，１２０  ラム波素子、４１  圧電基板、１１５  入力電極、１１６  出力電極。
【図１】
2010154315.tif 000003
【図２】
2010154315.tif 000004
【図３】
2010154315.tif 000005
【図４】
2010154315.tif 000006
【図５】
2010154315.tif 000007
【図６】
2010154315.tif 000008