(57)【要約】【課題】弾性波デバイスのコストを抑制しながらも圧電体層の厚さのばらつきを抑制することができる弾性波デバイス用基板の製造方法を提供すること。【解決手段】弾性波デバイス用基板の製造方法は、支持基板の一方の面に圧電体層を接合する基板接合ステップＳＴ１と、圧電体層を研削する研削ステップＳＴ２と、圧電体層の面内厚さを光学式厚さ測定器で測定し、圧電体層の厚さばらつきを閾値以下にするための圧電体層の除去量を面内の座標毎に算出し除去量マップを作成する除去量マップ作成ステップＳＴ３と、除去量マップに基づいて、圧電体層に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービームを照射し、圧電体層を選択的に除去するレーザー加工ステップＳＴ４と、圧電体層の表面を研磨パッドで研磨し、面内厚さばらつきを維持しつつ所定厚さの圧電体層を形成する研磨ステップＳＴ５と、を備える。【選択図】図３
2019029941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板の一方の面に倣って所定厚さの圧電体層が形成された弾性波デバイス用基板の製造方法であって、
該支持基板の一方の面に該圧電体層を接合する基板接合ステップと、
該基板接合ステップの後に、該支持基板側を研削装置のチャックテーブルで保持し、該圧電体層を研削して薄化する研削ステップと、
該研削ステップの後に、該圧電体層の面内厚さを光学式厚さ測定器で測定し、該圧電体層の厚さばらつきを閾値以下にするための該圧電体層の除去量を面内の座標毎に算出し、除去量マップを作成する除去量マップ作成ステップと、
該除去量マップに基づいて、該圧電体層に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービームを該圧電体層の表面から照射し、アブレーション加工によって該圧電体層を選択的に除去し該厚さばらつきを閾値以下にするレーザー加工ステップと、
該レーザー加工ステップの後に、該支持基板側を研磨装置のチャックテーブルで保持し、該圧電体層の表面を研磨パッドで研磨し、該面内厚さばらつきを維持しつつ所定厚さの該圧電体層を形成する研磨ステップと、を備える弾性波デバイス用基板の製造方法。
【請求項２】
該レーザー加工ステップで照射する該パルスレーザービームの走査条件は、予め計測した１パルスあたりの該圧電体層の除去量から決定される請求項１に記載の弾性波デバイス用基板の製造方法。
【請求項３】
該研削ステップでは、粗研削用砥石で該圧電体層の表面を研削した後、該粗研削用砥石より細かい砥粒の仕上げ研削用砥石で該圧電体層の表面を仕上げ研削し、該光学式厚さ測定器の測定光の乱反射を抑制する請求項１又は請求項２に記載の弾性波デバイス用基板の製造方法。
【請求項４】
該研磨ステップは、ＣＭＰ加工である請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の弾性波デバイス用基板の製造方法。
【請求項５】
該支持基板は、該圧電体層より熱膨張率が低く、半導体または絶縁体である請求項１乃至請求項４のうちいずれか一項に記載の弾性波デバイス用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波デバイス用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機をはじめとする無線通信機器では、所望の周波数帯域の電気信号のみを通過させるバンドパスフィルタが重要な役割を担っている。このバンドパスフィルタの一つとして、表面弾性波（ＳＡＷ：Surface  Acoustic  Wave）を利用したＳＡＷデバイス（ＳＡＷフィルタ）が知られている。
【０００３】
近年では、ＳＡＷデバイスの発展形として、物質の内部を伝播するバルク弾性波（ＢＡＷ：Bulk  Acoustic  Wave）を利用したＢＡＷデバイス（ＢＡＷフィルタ）が注目を集めている。ＢＡＷデバイスは、圧電材料でなる圧電膜をモリブデン（Ｍｏ）等による電極で挟み込んだ共振器（圧電素子）を備えている。
【０００４】
この共振器は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料でなる支持基板上に形成される。ＢＡＷデバイスは、ＳＡＷデバイスのような歯状の電極構造を持たないので、低損失化、高耐電力化に有利である。また、圧電材料でなる結晶基板を用いる必要が無いので、他の能動デバイスと一体に形成することも可能である。
【０００５】
このように、圧電体の単結晶薄膜を備える圧電性複合基板を利用する圧電素子が開発されている。ＬＴ（ＬｉＴａＯ３）やＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）のような圧電体は、電気機械結合係数が大きいため広帯域のフィルター特性を実現するのに有利ではあるが、温度安定性に劣るという欠点がある。一方、サファイヤやシリコンのような支持基板は、温度安定性に優れているが、電気機械結合係数が小さいという欠点がある。これに対して、両者を接合した圧電性複合基板は、大きな電気機械結合係数と優れた温度安定性を有するという利点がある。また、圧電性複合基板は、支持基板に接合された圧電体を薄く形成する事で、表面弾性波やバルク弾性波を利用する圧電素子の厚さ方向に伝播してしまい利用されない振動（運動エネルギー）の割合が少なくなり、効率的に振動を検出出来るという利点もある。
【０００６】
支持基板に接合された圧電体は、弾性波にフィルター特性を発揮するため、厚さばらつきの閾値を非常に小さくする必要がある（例えば、２μｍ〜０．１μｍ以下）。しかし、支持基板の厚さばらつきは、通常、２μｍ以上である。そこで、支持基板に接合した単結晶基材をイオン注入などの前処理により剥離して薄膜を形成する方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。また、支持基板に接合した後、単結晶基材を薄化するという方法も考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５３４８８６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示された方法は、イオン注入など剥離のためのコストが高いため、特に製品単価の高くない弾性波デバイスとしてのＳＡＷ（Surface  Acoustic  Wave）フィルターを製造するには採用しにくいと言う課題がある。また、特許文献２に示された方法は、支持基板の面内厚さばらつきがあるため、薄膜の厚さばらつきを支持基板の面内厚さばらつき以下にすることが出来ないという課題があった。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性波デバイスのコストを抑制しながらも圧電体層の厚さのばらつきを抑制することができる弾性波デバイス用基板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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の弾性波デバイス用基板の製造方法は、支持基板の一方の面に倣って所定厚さの圧電体層が形成された弾性波デバイス用基板の製造方法であって、該支持基板の一方の面に該圧電体層を接合する基板接合ステップと、該基板接合ステップの後に、該支持基板側を研削装置のチャックテーブルで保持し、該圧電体層を研削して薄化する研削ステップと、該研削ステップの後に、該圧電体層の面内厚さを光学式厚さ測定器で測定し、該圧電体層の厚さばらつきを閾値以下にするための該圧電体層の除去量を面内の座標毎に算出し、除去量マップを作成する除去量マップ作成ステップと、該除去量マップに基づいて、該圧電体層に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービームを該圧電体層の表面から照射し、アブレーション加工によって該圧電体層を選択的に除去し該厚さばらつきを閾値以下にするレーザー加工ステップと、該レーザー加工ステップの後に、該支持基板側を研磨装置のチャックテーブルで保持し、該圧電体層の表面を研磨パッドで研磨し、該面内厚さばらつきを維持しつつ所定厚さの該圧電体層を形成する研磨ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記弾性波デバイス用基板の製造方法において、該レーザー加工ステップで照射する該パルスレーザービームの走査条件は、予め計測した１パルスあたりの該圧電体層の除去量から決定されても良い。
【００１２】
前記弾性波デバイス用基板の製造方法において、該研削ステップでは、粗研削用砥石で該圧電体層の表面を研削した後、該粗研削用砥石より細かい砥粒の仕上げ研削用砥石で該圧電体層の表面を仕上げ研削し、該光学式厚さ測定器の測定光の乱反射を抑制しても良い。
【００１３】
前記弾性波デバイス用基板の製造方法において、該研磨ステップは、ＣＭＰ加工であっても良い。
【００１４】
前記弾性波デバイス用基板の製造方法において、該支持基板は、該圧電体層より熱膨張率が低く、半導体または絶縁体でも良い。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明は、弾性波デバイスのコストを抑制しながらも圧電体層の厚さのばらつきを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法により得られるＳＡＷフィルター用基板の斜視図である。
【図２】図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の基板接合ステップを示す斜視図である。
【図５】図５は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の基板接合ステップ後の支持基板及び圧電体層の断面図である。
【図６】図６は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研削ステップの粗研削ステップの一部を断面で示す側面図である。
【図７】図７は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研削ステップの仕上げ研削ステップの一部を断面で示す側面図である。
【図８】図８は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の除去量マップ作成ステップの一部を断面で示す側面図である。
【図９】図９は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の除去量マップ作成ステップで作成された除去量マップの一例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法のレーザー加工ステップを示す側面図である。
【図１１】図１１は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法のレーザー加工ステップで圧電体層のパルスレーザービームの走査条件を示す平面図である。
【図１２】図１２は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法のレーザー加工ステップ後の支持基板及び圧電体層の断面図である。
【図１３】図１３は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研磨ステップの一部を断面で示す側面図である。
【図１４】図１４は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研磨ステップ後のＳＡＷフィルター用基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
【００１８】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法により得られるＳＡＷフィルター用基板の斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００１９】
実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法は、図１及び図２に示す弾性波デバイス用基板であるＳＡＷ（Surface  Acoustic  Wave）フィルター用基板１を製造する方法である。ＳＡＷフィルター用基板１は、所定の大きさの弾性波デバイスであるＳＡＷフィルターに分割される。ＳＡＷフィルター用基板１は、図１及び図２に示すように、支持基板２の一方の面３に倣って所定厚さ２００の圧電体層４が形成されている。支持基板２は、圧電体層４より熱膨張率が低く、半導体または絶縁体である。実施形態１において、支持基板２は、圧電体層４よりも熱膨張率の低い石英ガラス又はシリコンで形成されており、実施形態１において、円盤状に形成されているが、本発明では、支持基板２は、円板状に限定されない。また、実施形態１において、支持基板２は、シリコンで形成されたシリコンウエーハであるので、結晶方位を示すノッチ５を備えている。支持基板２の最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差は、３μｍ程度である。なお、実施形態１において、支持基板２は、中心が最も厚い箇所であり、外縁が最も薄い箇所である。なお、実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法は、ＳＡＷフィルター用基板１を製造するが、本発明では、弾性波デバイス用基板であるＢＡＷ（Bulk  Acoustic  Wave）フィルター用基板を製造しても良い。製造されたＢＡＷフィルター用基板は、所定の大きさの弾性波デバイスであるＢＡＷフィルターに分割される。
【００２０】
圧電体層４は、支持基板２の一方の面３に接合されている。圧電体層４は、圧電体であるＬＴ（ＬｉＴａＯ３）又はＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）により構成されている。圧電体層４の所定厚さ２００は、１μｍ以上でかつ２μｍ以下であり、最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差は、５．０μｍ〜０．５μｍ以下であり、１μｍ程度であるのが望ましい。
【００２１】
次に、実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法を説明する。図３は、実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法を示すフローチャートである。
【００２２】
実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法（以下、単に製造方法と記す）は、図３に示すように、基板接合ステップＳＴ１と、研削ステップＳＴ２と、除去量マップ作成ステップＳＴ３と、レーザー加工ステップＳＴ４と、研磨ステップＳＴ５とを備える。
【００２３】
（基板接合ステップ）
図４は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の基板接合ステップを示す斜視図である。図５は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の基板接合ステップ後の支持基板及び圧電体層の断面図である。
【００２４】
基板接合ステップＳＴ１は、支持基板２の一方の面３に圧電体層４を接合するステップである。基板接合ステップＳＴ１は、図４に示すように、支持基板２の一方の面３と圧電体層４とを対向させた後、支持基板２の一方の面３に圧電体層４を接合する。実施形態１において、基板接合ステップＳＴ１では、支持基板２と圧電体層４とを有機接着層を介して貼り合せたものであるが、直接接合により一体化したものでも良い。有機接着層の材質としては、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などが挙げられる。直接接合は、支持基板２と圧電体層４とのそれぞれの接合面を活性化した後、両接合面を向かい合わせにした状態で支持基板２と圧電体層４とを押圧することにより行う。接合面を活性化する方法は、例えば、接合面への不活性ガス（アルゴン等）のイオンビーム照射のほか、プラズマや中性子原子ビームの照射などが挙げられる。基板接合ステップＳＴ１後では、図５に示すように、圧電体層４は、一方の面３に密着して、一方の面３に沿って湾曲する。製造方法は、基板接合ステップＳＴ１後、研削ステップＳＴ２に進む。
【００２５】
（研削ステップ）
図６は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研削ステップの粗研削ステップの一部を断面で示す側面図である。図７は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研削ステップの仕上げ研削ステップの一部を断面で示す側面図である。
【００２６】
研削ステップＳＴ２は、基板接合ステップＳＴ１の後に支持基板２側を研削装置１０のチャックテーブル１１で保持し、圧電体層４を研削して薄化するステップである。研削ステップＳＴ２は、粗研削ステップＳＴ２１と、仕上げ研削ステップＳＴ２２とを備える。研削ステップＳＴ２は、軸心回りに回転する図示しないターンテーブル上にチャックテーブル１１（図６及び図７に示す）を複数設け、圧電体層４を粗研削する粗研削ユニット１２（図６に示す）と、圧電体層４を仕上げ研削する仕上げ研削ユニット１３（図７に示す）とを備える研削装置１０を用いるが、本発明の研削ステップＳＴ２で用いる研削装置１０は、実施形態１のものに限定されない。
【００２７】
研削ステップＳＴ２では、支持基板２の他方の面６に保護部材３００を貼着した後、研削装置１０が、図示しないターンテーブル上に複数設けられたチャックテーブル１１に支持基板２側を保持する。粗研削ステップＳＴ２１において、研削装置１０は、ターンテーブルを回転させて支持基板２を粗研削ユニット１２の下方に位置付け、図６に示すように、スピンドル１２１により粗研削用の研削ホイール１２２を回転しかつチャックテーブル１１を軸心回りに回転しながら研削水を供給する。粗研削ステップＳＴ２１において、研削装置１０は、粗研削用砥石１２３をチャックテーブル１１に所定の送り速度で近づけることによって、圧電体層４の表面を粗研削する。
【００２８】
仕上げ研削ステップＳＴ２２において、研削装置１０は、ターンテーブルを回転させて支持基板２を仕上げ研削ユニット１３の下方に位置付け、図７に示すように、スピンドル１３１により仕上げ研削用の研削ホイール１３２を回転しかつチャックテーブル１１を軸心回りに回転しながら研削水を供給する。仕上げ研削ステップＳＴ２２において、研削装置１０は、粗研削用砥石１２３よりも細かい砥粒を有する仕上げ研削用砥石１３３をチャックテーブル１１に所定の送り速度で近づけることによって、圧電体層４の表面を仕上げ研削する。
【００２９】
仕上げ研削後、研削装置１０は、支持基板２のチャックテーブル１１の吸引保持を解除し、洗浄等を実施する。なお、実施形態１の研削ステップＳＴ２において用いられる粗研削用砥石１２３は、ボンド材がメタルである番手が＃３２０〜８００の砥石であり、仕上げ研削用砥石１３３は、ボンド材がレジンである番手が＃１０００〜２０００の砥石であるが、本発明において用いられる砥石１２３，１３３は、これらに限定されない。このように、研削ステップＳＴ２では、粗研削用砥石１２３で圧電体層４の表面を粗研削した後、粗研削用砥石１２３より細かい砥粒の仕上げ研削用砥石１３３で圧電体層４の表面を仕上げ研削し、パルスレーザービーム４００（図１０に示す）で除去する量を削減させるとともに、除去量マップ作成ステップＳＴ３で用いられる光学式厚さ測定器２０（図８に示す）の測定光２１の乱反射を抑制する。製造方法は、研削ステップＳＴ２後、除去量マップ作成ステップＳＴ３に進む。
【００３０】
（除去量マップ作成ステップ）
図８は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の除去量マップ作成ステップの一部を断面で示す側面図である。図９は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の除去量マップ作成ステップで作成された除去量マップの一例を示す平面図である。
【００３１】
除去量マップ作成ステップＳＴ３は、研削ステップＳＴ２の後に、圧電体層４の面内厚さを図８に示す光学式厚さ測定器２０で測定し、圧電体層４の厚さばらつきである最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差を閾値以下にするための圧電体層４の除去量を面内の座標毎に算出し、図９に示す除去量マップ３０を作成するステップである。光学式厚さ測定器２０は、例えば、赤外光である測定光２１を圧電体層４に向けて照射し圧電体層４の表面と裏面からの反射光を受光して、圧電体層４の厚さを測定する。光学式厚さ測定器２０は、図示しない駆動ユニットにより圧電体層４の表面と平行な方向に移動自在に支持されており、測定結果を図８に示す算出制御ユニット１００に出力する。
【００３２】
算出制御ユニット１００は、光学式厚さ測定器２０の測定結果に基づいて、図９に示す除去量マップ３０を算出するユニットである。除去量マップ３０は、レーザー加工ステップＳＴ４において、圧電体層４の表面の各位置のパルスレーザービーム４００を照射する回数を規定するものである。実施形態１において、除去量マップ３０は、ノッチ５を基準として、互いに交差するＸ軸方向とＹ軸方向とで規定される座標により、圧電体層４の表面の各位置を規定している。なお、図９に示す除去量マップ３０は、圧電体層４の表面の中心を含む白地で示す位置３１のパルスレーザービーム４００の照射回数が零回であり、位置３１の外側の最も粗な平行斜線で示す位置３２のパルスレーザービーム４００の照射回数が１回であり、位置３２の外側の次に粗な平行斜線で示す位置３３のパルスレーザービーム４００の照射回数が２回であり、位置３３の外側の次に粗な平行斜線で示す位置３４のパルスレーザービーム４００の照射回数が３回であり、最も外側の最も密な平行斜線で示す位置３５のパルスレーザービーム４００の照射回数が４回であることを規定している。なお、算出制御ユニット１００の詳細な説明は、レーザー加工ステップＳＴ４を説明する際に記載する。
【００３３】
除去量マップ作成ステップＳＴ３では、保護部材３００を介して支持基板２を厚さ測定装置２３のチャックテーブル２２に保持し、算出制御ユニット１００が、光学式厚さ測定器２０を圧電体層４の表面に対向させた状態で、光学式厚さ測定器２０を圧電体層４の表面と平行な方向に移動させながら圧電体層４の各位置の厚さを測定させて、測定結果を記憶する。除去量マップ作成ステップＳＴ３では、算出制御ユニット１００が、測定結果などから図９に示す除去量マップ３０を算出する。製造方法は、除去量マップ作成ステップＳＴ３後、レーザー加工ステップＳＴ４に進む。
【００３４】
（レーザー加工ステップ）
図１０は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法のレーザー加工ステップを示す側面図である。図１１は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法のレーザー加工ステップで圧電体層のパルスレーザービームの走査条件を示す平面図である。図１２は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法のレーザー加工ステップ後の支持基板及び圧電体層の断面図である。
【００３５】
レーザー加工ステップＳＴ４は、除去量マップ３０に基づいて、圧電体層４に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービーム４００を圧電体層４の表面から照射し、アブレーション加工によって圧電体層４を選択的に除去し最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差を閾値以下にするステップである。レーザー加工ステップＳＴ４では、図１０に模式的に示すレーザー加工装置４０が用いられる。
【００３６】
レーザー加工装置４０は、支持基板２を保持する保持テーブル４１と、保持テーブル４１に保持された支持基板２に接合された圧電体層４に向けてパルスレーザービーム４００を照射するレーザー光線照射ユニット４２とを備える。
【００３７】
レーザー光線照射ユニット４２は、パルスレーザービーム４００を発振する発振部４３と、パルスレーザービーム４００を伝送するためのビーム径調整器や出力調整器等を含む図示しない光学系とを備える。また、レーザー光線照射ユニット４２は、光学系によって伝送されたパルスレーザービーム４００の光軸を保持テーブル４１に保持された支持基板２に接合された圧電体層４の表面と平行な方向に移動するように偏向するガルバノスキャナー４４を備える。レーザー光線照射ユニット４２は、ガルバノスキャナー４４によって光軸が偏向されたパルスレーザービーム４００を集光して保持テーブル４１に保持された支持基板２に接合された圧電体層４に照射する像側テレセントリック対物レンズで構成された集光器４５を備える。
【００３８】
発振部４３が発振するパルスレーザービーム４００は、パルス状でかつ波長が２５７ｎｍ〜３５５ｎｍの圧電体層４にクラックに発生させにくいレーザービームであって、４倍波のレーザービームであることが望ましい。また、実施形態１において、パルスレーザービーム４００の出力は、１．５Ｗでかつ繰り返し周波数が２００ｋＨｚである。
【００３９】
ガルバノスキャナー４４は、算出制御ユニット１００によって制御され、発振部４３から発振されるパルスレーザービーム４００を偏向して集光器４５に導く。なお、本発明では、ガルバノスキャナー４４の代わりに、ポリゴンミラーやピエゾミラーを用いることができる。
【００４０】
集光器４５は、支持基板２及び圧電体層４の直径より大きい直径の像側テレセントリック対物レンズで構成されている。集光器４５は、入射角の画角に依存せずパルスレーザービーム４００を対物レンズの光軸に対して平行に照射するようになっている。
【００４１】
次に、前述した光学式厚さ測定器２０の測定結果に基づいて除去量マップ３０を作成し、レーザー加工装置４０のレーザー光線照射ユニット４２のガルバノスキャナー４４を除去量マップ３０に基づいて制御する算出制御ユニット１００を説明する。
【００４２】
算出制御ユニット１００は、図８及び図１０に示すように、記憶部１１０と、算出部１２０と、制御部１３０とを備える。記憶部１１０は、加工条件記憶部１１１と、測定結果記憶部１１２と、除去量記憶部１１３とを備える。加工条件記憶部１１１は、圧電体層４の厚さばらつきの閾値である圧電体層４の最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差の許容値と、圧電体層４の目標とされる厚さと、パルスレーザービーム４００の繰り返し周波数とを少なくとも記憶している。圧電体層４の最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差の許容値と、圧電体層４の目標とされる厚さと、パルスレーザービーム４００の繰り返し周波数とは、算出制御ユニット１００に接続した図示しない入力ユニットから入力されて、加工条件記憶部１１１に記憶される。
【００４３】
測定結果記憶部１１２は、光学式厚さ測定器２０の測定結果である圧電体層４の各位置の厚さを記憶する。測定結果記憶部１１２が記憶する圧電体層４の各位置の厚さは、除去量マップ３０と同じ座標により位置が規定されている。
【００４４】
除去量記憶部１１３は、予め計測したパルスレーザービーム４００の１パルスあたりの圧電体層４の除去量を記憶している。除去量記憶部１１３は、パルスレーザービーム４００の１パルスあたりの圧電体層４の厚さ方向に除去する寸法と、圧電体層４の表面において除去する面積とを少なくとも記憶している。厚さ方向に除去する寸法と、圧電体層４の表面において除去する面積とは、算出制御ユニット１００に接続した図示しない入力ユニットから入力されて、除去量記憶部１１３に記憶される。
【００４５】
除去量マップ作成ステップＳＴ３において、算出部１２０は、支持基板２の一方の面３に接合された後に研削装置１０により研削された圧電体層４の面内厚さを光学式厚さ測定器２０で測定した結果に基づいて、圧電体層４の圧電体層４の最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差を許容値以下にするための圧電体層４の除去量を面内の座標毎に算出して、除去量マップ３０を作成するものである。算出部１２０は、加工条件記憶部１１１、測定結果記憶部１１２及び除去量記憶部１１３に記憶された情報を参照して、図９に示す除去量マップ３０を算出する。算出部１２０は、測定結果記憶部１１２に記憶された圧電体層４の各位置の厚さと、加工条件記憶部１１１に記憶された許容値及び目標とされる厚さとから圧電体層４の各位置の厚さ方向の除去すべき量を算出する。算出部１２０は、圧電体層４の各位置の厚さ方向の除去すべき量と、除去量記憶部１１３に記憶された厚さ方向に除去する寸法とから除去量マップ３０を算出する。
【００４６】
また、算出部１２０は、除去量マップ作成ステップＳＴ３において、除去量マップ３０と、加工条件記憶部１１１に記憶されたパルスレーザービーム４００の繰り返し周波数と、除去量記憶部１１３に記憶されたパルスレーザービーム４００の１パルスあたりの圧電体層４の表面において除去する面積などからレーザー加工ステップＳＴ４で照射するパルスレーザービーム４００の走査条件５０（図１１に一例を示す）を算出する。走査条件５０は、パルスレーザービーム４００の圧電体層４の表面上の移動経路及び移動速度を少なくとも含み、除去量マップ３０で規定された各位置に対する各回数のパルスレーザービーム４００の照射を実現するものである。こうして、レーザー加工ステップＳＴ４で照射されるパルスレーザービームの走査条件５０は、予め計測したパルスレーザービーム４００の１パルスあたりの圧電体層４の除去量から決定される。なお、図１１に一例を示す走査条件５０は、図９に示す位置３１を除いて、パルスレーザービーム４００を圧電体層４の表面上で渦巻き状に移動させる条件である。
【００４７】
レーザー加工ステップＳＴ４において、制御部１３０は、除去量マップ３０に基づいて、圧電体層４に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービーム４００をレーザー光線照射ユニット４２から圧電体層４の表面に照射させて、アブレーション加工によって圧電体層４を選択的に除去し圧電体層４の最も薄い箇所の厚さと最も厚い箇所の厚さとの差を許容値以下にするものである。レーザー加工ステップＳＴ４において、制御部１３０は、算出部１２０が算出した走査条件５０にしたがってガルバノスキャナー４４を制御して、圧電体層４の表面にパルスレーザービーム４００を照射して、圧電体層４の表面にアブレーション加工を施す。
【００４８】
算出制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central  processing  unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read  only  memory）又はＲＡＭ（random  access  memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インタフェース装置とを有し、コンピュータプログラムを実行可能なコンピュータである。算出制御ユニット１００の演算処理装置は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行して、算出部１２０及び制御部１３０の機能を実現する。記憶部１１０の加工条件記憶部１１１、測定結果記憶部１１２及び除去量記憶部１１３の機能は、記憶装置により実現される。また、算出制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。
【００４９】
レーザー加工ステップＳＴ４では、保持テーブル４１に保護部材３００を介して支持基板２を保持し、圧電体層４をレーザー光線照射ユニット４２に対向させる。レーザー加工ステップＳＴ４では、算出制御ユニット１００の制御部１３０は、算出部１２０が算出した走査条件５０にしたがってガルバノスキャナー４４を制御して、走査条件５０とおりに圧電体層４の表面にパルスレーザービーム４００を照射して、圧電体層４の表面にアブレーション加工を施す。走査条件５０が除去量マップ３０等に基づいて算出されているために、アブレーション加工後の圧電体層４の厚さは、図１２に示すように、略一様になっている。製造方法は、レーザー加工ステップＳＴ４後、研磨ステップＳＴ５に進む。なお、実施形態１において、除去量マップ作成ステップＳＴ３とレーザー加工ステップＳＴ４とにおいて、同じ算出制御ユニット１００を用いたが、本発明では、除去量マップ作成ステップＳＴ３で除去量マップ３０を算出するコンピュータとレーザー加工ステップＳＴ４でアブレーション加工を施すコンピュータとを異なるものにしても良い。
【００５０】
（研磨ステップ）
図１３は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研磨ステップの一部を断面で示す側面図である。図１４は、図３に示された弾性波デバイス用基板の製造方法の研磨ステップ後のＳＡＷフィルター用基板の断面図である。
【００５１】
研磨ステップＳＴ５は、レーザー加工ステップＳＴ４の後に、支持基板２側を研磨装置６０のチャックテーブル６１で保持し、圧電体層４の表面を研磨パッド６２で研磨し、面内厚さばらつきを維持しつつ所定厚さの圧電体層４を形成するステップである。研磨ステップＳＴ５では、研磨装置６０は、チャックテーブル６１上に保護部材３００を介して支持基板２を保持し、図１３に示すように、チャックテーブル６１及び研磨ホイール６３を軸心回りに回転しながら研磨液６４を供給しながら研磨パッド６２を圧電体層４に接触させて圧電体層４の表面を研磨する。研磨ステップＳＴ５では、圧電体層４の表面を研磨することにより、圧電体層４を薄化するとともに、アブレーション加工で生じた凹凸やデブリも除去する。
【００５２】
なお、実施形態１において、研磨液６４は、圧電体層４と化学反応を生じてＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing：化学機械研磨）を実施することができる物質が含まれる溶液であって、例えばアルカリ性の研磨液が使用される。このために、実施形態１において、研磨ステップＳＴ５は、圧電体層４の表面にＣＭＰを実施するＣＭＰ加工であるが、本発明では、研磨液６４を供給することなく圧電体層４の表面を研磨するドライポリッシング加工でも良い。研磨ステップＳＴ５後の圧電体層４は、図１４に示すように、レーザー加工ステップＳＴ４後よりも全体的に薄化されて所定厚さ２００に形成される。
【００５３】
以上説明したように、実施形態１に係る製造方法は、基板接合ステップＳＴ１で支持基板２に圧電体層４を接合し、研削ステップＳＴ２で圧電体層４を研削した後、レーザー加工ステップＳＴ４でアブレーション加工を用いて圧電体層４を選択的に除去している。実施形態１に係る製造方法は、レーザー加工ステップＳＴ４では、除去量マップ作成ステップＳＴ３で圧電体層４の厚さを測定して算出した除去量マップ３０に基づいて、厚い箇所の圧電体層４を除去している。その結果、実施形態１にかかる製造方法は、イオン注入などを行うことなく、圧電体層４の厚さばらつきが小さいＳＡＷフィルター用基板１を低コストで形成する事ができる。したがって、実施形態１に係る製造方法は、ＳＡＷフィルターのコストを抑制しながらも圧電体層４の厚さのばらつきを抑制することができる。
【００５４】
実施形態１に係る製造方法は、レーザー加工ステップＳＴ４の走査条件５０がパルスレーザービーム４００の１パルスあたりの除去量から決定されているので、ＳＡＷフィルターのコストを抑制しながらも圧電体層４の厚さのばらつきを抑制することができる。
【００５５】
実施形態１に係る製造方法は、研削ステップＳＴ２において、粗研削ステップＳＴ２１後に仕上げ研削ステップＳＴ２２を実施して、光学式厚さ測定器２０の測定光２１の乱反射を抑制するので、圧電体層４の厚さの測定誤差を抑制することができる。
【００５６】
実施形態１に係る製造方法は、レーザー加工ステップＳＴ４において、イオンビームよりも低コストで発振することができる圧電体層４に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービーム４００を照射しているので、ＳＡＷフィルターのコストが高騰することを抑制することができる。
【００５７】
次に、本発明の発明者は、実施形態１に係る製造方法の効果を確認した。結果を以下の表１に示す。
【００５８】
【表１】
2019029941.tif 000003
【００５９】
表１は、本発明品、比較例それぞれの製造方法で製造されたＳＡＷフィルター用基板１の圧電体層４の最も厚い箇所の厚さと最も薄い箇所の厚さの差を測定して厚さのばらつきを評価した。本発明品は、実施形態１に係る製造方法でＳＡＷフィルター用基板１を製造した。比較例は、実施形態１に係る製造方法のうち除去量マップ作成ステップＳＴ３及びレーザー加工ステップＳＴ４を実施せずにＳＡＷフィルター用基板１を製造した。
【００６０】
表１によれば、比較例の圧電体層４の最も厚い箇所の厚さと最も薄い箇所の厚さの差が最大６μｍとなり、圧電体層４の厚さのばらつきが大きかった。このような、比較例に対して、本発明品の圧電体層４の最も厚い箇所の厚さと最も薄い箇所の厚さの差が最大１μｍとなり、除去量マップ作成ステップＳＴ３及びレーザー加工ステップＳＴ４を実施することにより、圧電体層４の厚さのばらつきを抑制できることが明らかとなった。
【００６１】
なお、前述した実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法によれば、以下の算出制御ユニットが得られる。
（付記１）
支持基板の一方の面に接合された後に研削装置により研削された圧電体層の面内厚さを光学式厚さ測定器で測定した結果に基づいて、該圧電体層の厚さばらつきを閾値以下にするための該圧電体層の除去量を面内の座標毎に算出して、除去量マップを作成する算出部と、
該除去量マップに基づいて、該圧電体層に対して吸収性を有する波長のパルスレーザービームをレーザー光線照射ユニットから該圧電体層の表面に照射させて、アブレーション加工によって該圧電体層を選択的に除去し厚さばらつきを閾値以下にする制御部と、
を備える算出制御ユニット。
【００６２】
上記算出制御ユニットは、実施形態１に係る弾性波デバイス用基板の製造方法と同様に、圧電体層の厚さを測定して算出した除去量マップに基づいて、厚い箇所の圧電体層を除去しているために、ＳＡＷフィルターのコストを抑制しながらも圧電体層の厚さのばらつきを抑制することができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子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。
【符号の説明】
【００６４】
１  ＳＡＷフィルター用基板（弾性波デバイス用基板）
２  支持基板
３  一方の面
４  圧電体層
１０  研削装置
１１  チャックテーブル
２０  光学式厚さ測定器
２１  測定光
３０  除去量マップ
５０  走査条件
６０  研磨装置
６１  チャックテーブル
６２  研磨パッド
１２３  粗研削用砥石
１３３  仕上げ研削用砥石
２００  所定厚さ
４００  パルスレーザービーム
ＳＴ１  基板接合ステップ
ＳＴ２  研削ステップ
ＳＴ３  除去量マップ作成ステップ
ＳＴ４  レーザー加工ステップ
ＳＴ５  研磨ステップ
【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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【図９】
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【図１０】
2019029941.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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