(57)【要約】【課題】  遊星歯車方式の研磨機を用いた圧電体ウエハの研磨加工において、大口径の圧電体ウエハを用いても厚みバラツキが小さく、厚みすべり振動子の製造コストを大幅に低減可能な研磨方法を提供する。【解決手段】  圧電体ウエハの研磨加工において、２段階以上の研磨加工を行う場合に、最終段階の研磨加工の途中で、研磨加工を一時停止し、圧電体ウエハの反転を行った後に、再び研磨を開始して最終の厚みまで研磨する。これにより、圧電体ウエハ面内全体での厚みバラツキを最小限に抑える。【選択図】  図１
2006123020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車方式の研磨機を用いた圧電体ウエハの研磨加工において、２段階以上の研磨加工を行う場合に、最終段階の研磨工程の途中で、研磨加工を一時停止し、前記圧電体ウエハの反転を行った後に、再び研磨を開始して最終の厚みまで研磨することを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【請求項２】
請求項1記載の研磨方法において、ワークとなる前記圧電体ウエハの形状が角型であり、前記圧電体ウエハの長辺・短辺共に１１ｍｍを越え、かつ長辺が略３４ｍｍ以下、短辺が略３０ｍｍ以下であることを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【請求項３】
請求項１また請求項２記載のいずれかの研磨方法において、ワークとなる前記圧電体ウエハの材料は水晶であることを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【請求項４】
請求項３記載の研磨方法において、ワークとなる水晶ウエハは、ＡＴカットまたはＢＴカットされたウエハであることを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【請求項５】
請求項４記載の研磨方法において、最終段階の研磨加工の途中で研磨を一時停止して前記水晶ウエハを反転する時のタイミングは、前記水晶ウエハの厚みが、最終狙い値の厚みに略１．２μｍを加えた厚み以下に到達した時点であることを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【請求項６】
請求項４記載の研磨方法において、最終段階の研磨加工の途中で研磨を一時停止して前記水晶ウエハを反転する時のタイミングは、前記水晶ウエハの厚みが、最終狙い値の厚みに略０．５μｍを加えた厚み以下に到達した時点であることを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の研磨方法であって、研磨加工中に研磨を一時停止する制御信号を、空隙法を用いたウエハ厚みのその場計測（ｉｎ−ｓｉｔｕ計測）を利用して得ることを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれかに記載の研磨方法であって、前記水晶ウエハの研磨仕上げ厚みが略３０μｍ以上で略１６０μｍ以下であることを特徴とする圧電体ウエハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板からなる圧電体ウエハの研摩方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）や小型液晶テレビあるいはノートＰＣ等の携帯情報（端末）機器や、携帯情報（端末）機器間を無線で結ぶｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ブルーツース）などの通信モジュールには、水晶に代表される圧電体振動子が数多く使用されている。このように広く用いられる圧電体振動子の製造コストを低減するための１方法として、圧電体材料のウエハを大口径化してその中に作り込む振動片の個数を大幅に増やすことが挙げられる。例えば、音叉型水晶振動子の場合には、口径３インチΦのウエハの中に８００個以上の振動片が形成されている。しかしながら、同一の水晶材料であっても、音叉型振動子とは振動モードの異なる厚みすベリ振動子（ＡＴ振動子及びＢＴ振動子）では、その発振周波数が振動片の厚みに依存するために、ウエハ面内で厚みのバラツキが大きいと振動片間で周波数のバラツキも大きくなる。振動子の最終的な周波数調整は、組立工程において振動片の両面に形成された金属電極膜の片面をイオン照射で削って周波数を合わせ込むので、周波数は最終的には所定の範囲に調整可能であるが、厚みバラツキが大きいと、この周波数調整工程に多くの時間を費やすことになる。この結果、ウエハの口径を大きくしても製造コストを下げることが難しくなる。ウエハの面内バラツキは、携帯端末に多く用いられる１０ＭＨｚから５０ＭＨｚ程度の周波数範囲において０．１μｍ以下が必要である。それ故、厚みすべり振動子の製造には、長年に渡って、９ｍｍ角や１１ｍｍ角の小さなウエハ（素板）を用いて、厚みバラツキが大きくなるのを避けていた。尚、以後、振動片とは、圧電ウエハ上に形成された段階あるいはそれを切り取った段階の個々のチップ形状のものを指し、振動子とは、振動片を所定の気密容器に封入した完成体を指すものとする。
【０００３】
しかしながら、９ｍｍ角や１１ｍｍ角といった小さなウエハを用いている限り、振動片の製造コストを大幅に低減することは難しく、できるだけ大きなウエハを用いることがコスト低減に不可欠である。このためには、結晶の原石から切断した後のウエハを、研磨工程において、広いウエハ面内に厚みのバラツキをできるだけ生じさせない技術が必要とされる。
【０００４】
研磨対象であるワーク（ウエハ）の平坦度などの研磨精度向上を目的とした文献として、特許文献１がある。この特許文献１では、ガラスや金属の厚いワーク（厚さ３０ｍｍのワークの実施例が記載されている。）を、高速研磨する本加工と精度の向上を目的とした仕上げ加工に分けている。仕上げ加工では、加工条件を変更して加工することで、平坦度などの研磨精度の向上が可能であるとしている。しかしながら、振動子のような極めて薄いウエハの加工においては、回転速度や荷重の条件を大きく変更することは、ウエハの割れ、ウエハ端面の欠けやキャリアの破損に伴う歩留り低下を誘発しやすいこと、なおかつ振動子用ウエハとして要求される研磨精度も、平坦度（厚みのバラツキ）は０．１μｍ以下と極めて高いことから、容易には実施しがたいことである。従って、別の視点からの考察が必要である。
【０００５】
通常行われるウエハの研磨加工において、ウエハと研磨装置の定盤間の加工軌跡長（定盤上でウエハが通過する道のり）が、ウエハ上の場所によって差が生じて、これにより研磨加工量がウエハ上の場所により異なり、最終的な厚みバラツキを生じさせている。加工軌跡長を調整する方法としてウエハを保持するキャリアの自公転比（単位時間当たりのキャリアの自転数と公転数との比）を変化させる方法があるが、実現できる最小厚みバラツキには限界がある。このことについて以下に簡単に説明する。
【０００６】
圧電体材料としてＡＴカットされた水晶ウエハを用いて予備実験を行い、厚みバラツキを調査した。実験に用いたウエハ寸法は、３４ｍｍ×３０ｍｍである。この角ウエハの面積は、現在生産に用いられている１１ｍｍ角ウエハの面積の約８．４倍であり、格段に多くの振動片を形成する意図で選ばれている。ウエハの研磨前の厚みは約８０μｍであり、これを約６０μｍまで研磨した。研磨材は、酸化ジルコニウムを主成分とするＦＯ＃４０００を用いた。ウエハは、原石から切断された後、８０μｍまでは前段階の加工としてＦＯ＃２０００を用いて研磨してある。
【０００７】
研磨装置は汎用の両面ラッピング装置で、図８に示す様に、サンギヤ(太陽歯車)６とインターナルギヤ(内歯車)７及びキャリア（遊星歯車）２からなる遊星歯車機構を有している。定盤は、下定盤８が回転し、上定盤９は固定した３ウエイ方式である。それぞれの回転方向が矢印１２から１５で示されているが、キャリアの回転方向１５は自公転比によって異なる場合がある。また、図８（ｂ）に示す様に、上定盤の１箇所に後述する研磨加工中のウエハの厚み計測用センサー１０が埋め込まれている。キャリアの直径は６インチで、図７に示す様に５枚のウエハがこのキャリアに入るように設計されている。１バッチの研磨加工で５５枚のウエハを研磨した。研磨終了後のウエハの厚みは１バッチにつき任意の５枚を測定した。測定ポイントは図６に示す様に、ウエハ外周から３ｍｍ以上内側の範囲に等間隔に２５点（５×５点）とした。黒丸が計測点を表しており、Ｐ１からＰ２５までの番号をつけた。各点での発振周波数を計測した後、ＡＴ振動子の発振周波数とウエハ厚みの間の公知の関係式（明記せず）により、厚みに換算した。ウエハ全体２５点の厚みの最大値と最小値をそのウエハの厚みバラツキ（ここではΔｔと記す）とした。自公転比を０．６０８から１．３０８の範囲で７点変化させた実験の結果、自公転比を大きくかえても厚みバラツキの変化は小さく、０．１８から０．２５μｍの範囲であった。これは、目標とする０．１μｍを達成できていない。このように、キャリアの自公転比の調整による研磨方法では、キャリア外周側と中心側におけるウエハの研磨軌跡長に起因する仕上り厚みの差が生じ、結果として加工後のウエハの面内厚みバラツキΔｔを低減することに限界がある。
【特許文献１】特開２００１−２６００１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題を解決し、遊星歯車方式の研摩機を用いた圧電体ウエハの研摩加工において、大口径の圧電体ウエハを用いても厚みバラツキが小さく、厚みすべり振動子の製造コストを大幅に低減可能な研摩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】
請求項１記載の発明では、遊星歯車方式を用いた圧電体ウエハの研磨加工において、２段階以上の研磨加工を行う場合に、最終段階の研磨加工の途中で、研磨加工を一時停止し、ウエハの反転を行った後に、再び研磨を開始して最終の厚みまで研磨する方法とした。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の圧電体ウエハの研磨方法において、ワークとなる前記ウエハを角型とし、該ウエハの長辺と短辺の寸法が共に１１ｍｍを超え、かつ長辺を略３４ｍｍ以下、短辺を略３０ｍｍ以下とした。
【００１１】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の圧電体ウエハの研磨方法において、ワークとなる前記圧電体ウエハの材料を水晶とした。
【００１２】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の圧電体ウエハの研磨方法において、ワークとなる水晶ウエハを、ＡＴカットまたはＢＴカットされたウエハとした。
【００１３】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の圧電体ウエハの研磨方法において、最終段階の研磨加工の途中で研磨を一時停止して前記水晶ウエハを反転する時のタイミングを、前記水晶ウエハの厚みが、最終狙い値の厚みに略１．２μｍを加えた厚み以下に到達した時点とした。
【００１４】
請求項６記載の発明では、請求項４記載の圧電体ウエハの研磨方法において、最終段階の研磨加工の途中で研磨を一時停止して前記水晶ウエハを反転する時のタイミングを、ウエハの厚みが最終狙い値の厚みに略０．５μｍを加えた厚み以下に到達した時点とした。
【００１５】
請求項７記載の発明では、請求項４乃至６のいずれかに記載の圧電体ウエハの研磨方法において、研磨加工中に研磨を一時停止する制御信号を、空隙法を用いたウエハの厚みのその場計測（ｉｎ−ｓｉｔｕ計測）を利用して得ることとした。
【００１６】
請求項８記載の発明では、請求項５乃至７のいずれかに記載の圧電体ウエハの研磨方法において、ウエハの研磨仕上げの厚みを略３０μｍ以上で１６０μｍ以下とした。
【発明の効果】
【００１７】
遊星歯車方式を用いた圧電体ウエハの研磨加工において、２段階以上の研磨加工を行う場合に、最終段階の研磨加工の途中で、研磨加工を一時停止し、圧電体ウエハの反転を行った後に、再び研磨を開始して最終厚みまで研磨することにより、圧電体ウエハ面内全体での厚みバラツキを最小限に抑えることができる。遊星歯車方式の研磨機におけるキャリア外周側と中心側とでのウエハ仕上り厚みの差に着目した結果、圧電体ウエハをキャリアの外周側と中心側で反転させて、再度一定量の研磨加工を行うことで、仕上り時におけるウエハのキャリア内位置による仕上り厚み差を最小化することができる。以下、この方法を反転法と呼ぶことにする。
【００１８】
前記反転法に加え、さらに、研磨加工のワークとなる圧電体ウエハを角型とし、該ウエハの長辺と短辺の寸法が共に１１ｍｍを超え、かつ長辺を略３４ｍｍ以下、短辺を略３０ｍｍ以下とすることにより、従来から用いられていたウエハの８倍以上の面積をもつウエハであるにもかかわらず、ウエハ面内の厚みバラツキを低減できる。従って、振動片の取り個数が増加し、厚みの揃った振動片が研磨加工で大量に製造でき、振動片の製造コストを大幅に低減できる。
【００１９】
前記反転法に加え、さらに、圧電体ウエハ材料を水晶としたことにより、他の圧電材料であるＬｉＴａＯ３やＬｉＮｂＯ３に比較して、発振周波数の温度安定性に格段に優れ、各種の制御信号のタイミング基準源、リファレンス信号、あるいは時刻源として、携帯情報（端末）機器から、家電製品、事務機器や医療機器用まで極めて広範な用途の振動片の製造に適用することができる。
【００２０】
さらに、水晶ウエハを、ＡＴカットまたはＢＴカットされたウエハとすることにより、製造のタクトタイムの短縮効果がより大きくなり、結果として製造コストの更なる低減が可能となる。ＡＴカット及びＢＴカットの振動モードは、厚みすべり振動であって、発振周波数は振動片の厚みに依存する（逆比例する関係にある）。ウエハ面内で厚みのバラツキが大きいと振動片間の発振周波数のバラツキも大きくなるため、周波数調整工程で調整時間に多くの時間がかかる。従って、ＡＴカットまたはＢＴカットのウエハで、厚みバラツキが低減されることは、製造のタクトタイムの短縮に効果が大きく、結果として製造コストの低減を達成するものである。
【００２１】
圧電体ウエハの研磨方法において、最終段階の研磨加工の途中で研磨を一時停止してワークである前記水晶ウエハを反転する時のタイミングを、前記水晶ウエハの厚みが、最終狙い値の厚みに略１．２μｍを加えた厚み以下に到達して時点とすることにより、少なくともワークを反転しない場合よりもウエハ面内厚みのバラツキを低減できる。研磨加工を途中で一時停止するタイミングには、有効な範囲が存在する。
【００２２】
さらに、前記水晶ウエハを反転する時のタイミングを、前記水晶ウエハの厚みが、最終狙い値の厚みに略０．５μｍを加えた厚み以下に到達した時点とすることにより、面内厚みのバラツキを、略０．１μｍ以下とすることができる。現行使用される１１ｍｍ角の小型ウエハの8倍以上の面積を持つ３４ｍｍ×３０ｍｍ角ウエハにおいても、面内厚みバラツキΔｔを０．１０μｍに向上させることで、後工程における周波数調整時間は、約１１ｍｍ角の小型ウエハから振動片を製作した場合に要する調整時間と略同じにすることができる。従って、ウエハを大型化して振動子の製造コストを低減することができる。
【００２３】
さらに、圧電体ウエハの研磨方法において、研磨加工中に研磨を一時停止する制御信号を、空隙法を用いたウエハの厚みのその場計測（ｉｎ−ｓｉｔｕ計測）を利用して得ることとしたことにより、研磨加工中に常時ウエハの厚みをモニタリング可能である。モニタリングの本体にネットワークアナライザを用いると、計測値の信号処理に優れ、モニタ画面に共振曲線や厚み情報の変化が表示可能であり、オペレータの視認性に優れる。
【００２４】
さらに、圧電体ウエハの研磨方法において、ウエハの研磨仕上げの厚みを略３０μｍ以上で１６０μｍ以下としたことにより、実用的な周波数範囲のＡＴ振動子及びＢＴ振動子を製作でき、それら振動子の量産時の歩留りを向上させることができる。ウエハの厚みの上下限値は、遊星歯車方式を用いてウエハを研磨する場合には、量産上の実用的な研磨歩留と、必要とされる研磨仕上げ厚みを勘案して決定される。下限値である略３０μｍは、研磨加工中のウエハの割れ、欠けやキャリアの破損による歩留低下を考慮した値である。一方、上限値である１６０μｍは、ＡＴカットまたはＢＴカットに要求される周波数帯に相当する厚みと、水晶原石を切断した後に実施される粗研磨加工の取しろ値とを勘案した値である。ＡＴ振動子及びＢＴ振動子の実用的な周波数範囲は、そのウエハの厚みに換算して３０μｍから１６０μｍにあるので、広い周波数帯の振動片の研磨加工に本発明を適用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。実施例で用いたウエハは、ＡＴカットされた水晶ウエハである。寸法は、前述した予備実験と同一であり、長辺３４ｍｍ×短辺３０ｍｍの角ウエハで、ウエハの厚みは約８０μｍである。これを約６０μｍまで両面研磨した。研磨材は、酸化ジルコニウムを主成分とするＦＯ＃４０００を用いた。ウエハは、原石から切断された後、８０μｍまで前段回の加工としてＦＯ＃２０００を用いて研磨してある。研磨装置も予備実験で用いたものと同一の装置である。研磨後のウエハの厚みも、予備実験と全く同様に、１枚のウエハ上で２５点の発振周波数を測定し各ポイントでの厚みに換算した。以下の説明は、ＡＴカットウエハで行うが、同じ厚みすべりモードで振動するＢＴカットウエハの場合も同様に成立する。
【００２６】
本発明の研磨加工フローを図１に示した。研摩加工の作業を開始する（ステップ３０）。オペレータは、まず、キャリアにウエハをセットする（ステップ３１）。次に、荷重や定盤の回転数などの加工諸条件をセットする（ステップ３１）。続いて、研磨の目標値を、最終の狙い値よりわずかに厚い値（目標値＋α）にセットする(ステップ３３)。  ここで、αをどのように決めるかについては後述する。このように入力が整った後、研磨加工を開始する(ステップ３４)。研磨が開始されると、プログラムに従って、加工条件が自動的に変化しながら、ウエハは研磨されていく。研磨中のウエハの厚みは、空隙法を利用した厚み測定装置（オートラップコントローラなどの名前で知られる）で刻々と計測可能である（ステップ３５）。本実施例においては、センサー部６は直径６ｍｍで、上定盤に埋め込まれており、計測装置本体１１には、ネットワークアナライアザを用いて研磨中のウエハの厚みを常時モニタリングする構成となっている（ｉｎ−ｓｉｔｕ計測）。ウエハの厚みが（目標値＋α）に到達した時点で、ネットワークアナライザ１１から研磨装置に停止の制御信号が出され、研磨装置は自動的に加工を一時停止する（ステップ３６）。
【００２７】
次に、オペレータはキャリアからウエハを取り出し、ウエハの向きを反転してセットし直す。すなわち、取り出したウエハの表裏を逆さまにして、次に面内方向で１８０度回転させた状態でキャリアにセットする（ステップ３７）。この状態では、一時停止前までキャリアの外周側にあった部分はキャリアの内周側に来ている。また、逆に、キャリアの内周側にきていた部分は、キャリアの外周側に置かれる。これを図２に示した。ウエハのセット終了後、目標値は、本来の最終狙い値にセットする（ステップ３８）。研磨加工を再開すると（ステップ３９）、再び厚み測定装置が機能して、ウエハ厚みが目標値まで到達した時点で、加工が自動的に終了する（ステップ４１）。オペレータはウエハをキャリアから取り出し（ステップ４２）、研摩加工が終了する（ステップ４３）。
【００２８】
次にαの値の決め方について述べる。αは、目標値よりもどの程度厚い段階で一時停止させて反転させるかを示す値である。あらかじめ実験を行い、最適値を決定する。これについて実験結果に基づき一例を説明する。αの値として、０．５μｍ、０．８μｍ、１．０μｍ、２．０μｍの４通りとして、この中で最適値を選択することにした。
【００２９】
図３は、各αの値に対するウエハの厚みバラツキΔｔを１つのαについて５枚のウエハを測定した結果を示している。ここで、α＝０は、途中でウエハを反転しない従来の研磨方法の場合を示している。α＝２．０μｍの場合は、反転しない場合によりも逆に厚みバラツキΔｔが増加したが、α＝１．０μｍでは、厚みバラツキは減少し、α＝０．８μｍではさらにΔｔが減少する傾向となった。α＝０．５μｍの場合は、５枚中４枚のウエハの厚みバラツキΔｔが０．１μｍ未満となり、残り１枚の厚みバラツキΔｔは、０．１１μｍとなり、平均値では、０．１０μｍが得られた。これより、α＝０．５μｍでは、ウエハの厚みバラツキΔｔは略０．１μｍを満たしていると言える。
【００３０】
図４は、図３で示した各αでのウエハ５枚の平均の厚みバラツキΔｔの値をグラフにしたものである。これによれば、α＝１．２６μｍで反転のない場合の厚みバラツキを下回り、この値以下でより有効に作用し、前述の様に、α＝０．５μｍで目標とした厚みバラツキである略０．１μｍに到達している。α＝１．２６μｍの値は、安全側に切り下げて１．２μｍとするのが実用上取扱易い。
【００３１】
ウエハ上で、図６に示す中心ライン３（外周側、中心、内周側を結ぶライン）上の５箇所の計測点であるＰ３、Ｐ８、Ｐ１３、Ｐ１８、Ｐ２３での厚みデータもとにウエハの形状を説明する。図５は、α＝２．０μｍ、１．０μｍ、０．５μｍの場合の実験で、各αについてウエハ1枚を任意に選び、各ウエハごとに、前記５点の計測点での厚みの最大値を１として正規化して示したものである。研磨加工後のウエハ形状を詳細に見ると、α＝２．０μｍで反転したウエハは、反転後に外周側に位置した部分（計測点Ｐ３）の研磨が急速に進んで、逆に薄くなってしまっている。反転後に外周側に置かれたこの部分は、反転前はキャリアの内周側にあり、ウエハ内で厚みが相対的に厚かった部分である。即ち、反転後２．０μｍ研磨する間に、元の内外周差を除去するだけでなく、さらに外周部の研磨が進んだことになる。反転後の研磨量を１．０μｍに減らしていくと、外周側の研磨量（計測点Ｐ３）が徐々に少なくなり、内周（計測点Ｐ２３）と外周（計測点Ｐ３）がバランスよく研磨された状態に近づく。α＝０．５μｍのタイミングで反転したウエハは最もフラットな状態に近づいた。この時、ウエハの中心ライン３上の５点であるＰ３、Ｐ８、Ｐ１３、Ｐ１８，Ｐ２３の各点間の厚みの差は、０．１％以下即ち約０．０６μｍ以下になっている。従って、本加工条件においては、ウエハの最終狙い値より０．５μｍ厚い段階で反転するのが最適である。
【００３２】
以上述べたように、研磨加工途中にウエハのキャリア内での反転を行うことにより、面内厚みバラツキは、従来の方法による値Δｔ＝０．１８〜０．２５μｍからΔｔ＝０．１０μｍに向上させることができた。これにより、後工程における周波数調整工程でのタクトタイムは、アルゴンイオン照射により振動片上に形成された電極金属薄膜をスパッタリングして調整する主流の周波数調整方式の場合、従来約8秒を要していたが、これを半分以下に短縮可能であった。この周波数調整時間は、寸法が約１１ｍｍ角の小さなウエハから振動片を製作した場合に要する調整時間とほぼ同じである。
【００３３】
本実施例では、研磨の最終仕上げの厚みが約６０μｍ程度の場合のデータで説明した。デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラに用いられる２４ＭＨｚや２７ＭＨｚのＡＴ振動子用の振動片は、仕上げ研磨の厚みが約６０μｍから６５μｍであり、本実施例が直ちに適用できる。ウエハの厚みが６５μｍより厚い場合にも、勿論、本発明は適用可能である。具体的には、発振周波数が１０ＭＨｚ代の場合、即ち約１６０μｍの厚さでも可能である。ＡＴ振動子用のウエハは、通常バンドソーやワイヤソーを用いて、水晶のランバード原石から約２００μｍから２２０μｍ程度の厚みに切断される。切断後に、粗研摩加工で好ましくは約４０μｍ加工するので、仕上げ研摩加工の厚みとしては略１６０μｍが上限となる。
【００３４】
一方、本発明は、ウエハの厚みが６０μｍよりさらに薄い場合にはより有効である。例えば、前述した液晶テレビに用いられる４８ＭＨｚＡＴ振動子用の場合、仕上げ研磨の厚みは約３４μｍである。このとき、０．１μｍの厚みバラツキは、約２９３０ｐｐｍの周波数バラツキに相当している。２７ＭＨｚの場合、０．１μｍの厚みバラツキは、周波数に換算して約１６２０ｐｐｍに相当するから、４８ＭＨｚＡＴ振動子用の場合は、２７ＭＨｚに比較して、厚みバラツキの感度は約２倍大きい。従って、圧電体材料の厚みがより薄くなる場合、即ち振動片がより高周波に対応したものになればなるほどウエハ面内の厚みバラツキの管理が重要であり、本発明の厚みバラツキ低減方法が有効となる。
ウエハの厚みが２０μｍ代になると、研摩加工の途中でキャリアの破損やウエハの割れが多発するようになり、本発明で述べたような大型のウエハを遊星歯車方式の研磨機で研磨加工することは、実用上難しくなる。従って、実用上のウエハの厚み下限は略３０μｍである。
【００３５】
本発明が適用されるウエハの厚みの範囲はこのように広いレンジを持つので、最終目標となるウエハの厚みに応じて、前段階のウエハの研磨加工に要する研磨回数は異なる。これは、ウエハを保持するキャリアの保持孔からウエハが飛び出ないように適切な厚みのキャリアを準備しなければならないことによる。本実施例で示したＡＴウエハの場合は、水晶のランバード原石から、３５度１０分±１分の切断角度を持って、ワイヤーソーにより略２２０μｍの厚みに切断した後、第１回目の研磨として、２２０μｍから１３０μｍの厚みまで研磨を行い、次に、第2回目の研磨として、キャリアを交換して、１３０μｍから８０μｍまでの厚みに研磨した。１回目の研磨においては、厚みが１２０μｍの板厚のキャリアを用い、２回目の研磨加工では、７０μｍの板厚のキャリアを用いた。キャリアの厚みは、研磨の目標値とする厚みよりは薄く、保持すべきウエハの厚みの約半分よりは厚い数値を選択するのが望ましい。例えば、第１回目の場合は、目標値である１３０μｍよりは薄く、ウエハの厚みの半分である１１０μｍよりは厚い１２０μｍが選ばれている。このような厚みのキャリアを用いることで、研磨加工を安定して行うことができる。  最終の仕上げ厚みが略３０μｍの場合は、前段階の研磨加工としては、更にもう一回の前加工が必要であり、前段階の研磨加工が３回、最終段階である研磨加工が１回となり、合計で４回の研磨加工が必要となる。逆に、最終の仕上げ厚みが略１６０μｍの場合には、前段階の研磨加工は1回にでき、最終段階の研磨加工１回と合わせて合計２回の研磨加工となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る圧電体ウエハの研磨加工のフローチャートである。
【図２】本発明に係る圧電体ウエハの研磨加工におけるウエハの反転を説明する図であり、（ａ）はウエハの上下反転を示す図、（ｂ）はウエハの表裏反転を示す図である。
【図３】本発明の研磨加工による各αでの５枚の圧電体ウエハの厚みバラツキΔｔを示す図である。
【図４】本発明の研磨加工による各αでの５枚のウエハの厚みバラツキΔｔの平均値を示す図である。
【図５】α＝２．０μｍ、１．０μｍ、０．５μｍにおけるウエハ中心線上の5点の正規化厚みを示す図である。
【図６】ウエハの厚み測定ポイントを示す図である。
【図７】キャリアとウエハの位置関係を示す図である。
【図８】研磨機の定盤とキャリアの関係を示す模式図であり、（ａ）は研磨機の上方から見た平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡＡ’断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ウエハ
２  キャリア
３  ウエハ中心ライン
４  キャリア外周側
５  キャリア中心側
６  サンギヤ（太陽歯車）
７  インターナルギヤ（内歯車）
８  下定盤
９  上定盤
１０  ウエハ周波数計測装置センサー部
１１  ウエハ周波数計測装置本体
１２  サンギヤ回転方向（矢印の向き）
１３  ウンターナルギヤ回転方向（矢印の向き）
１４  下定盤回転方向（矢印の向き）
１５  キャリア回転方向（矢印の向き）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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