(57)【要約】【課題】チッピングを抑制すること、または抗折強度を向上させること。【解決手段】上面に圧電基板１２が接合された支持基板１０にレーザ光を照射することにより、支持基板内に変質領域１８を形成する工程と、前記変質領域に重なるように前記圧電基板の上面に溝２０を形成する工程と、前記支持基板を前記溝において切断する工程と、を含む弾性波デバイスの製造方法。側面にレーザ光が照射されたことによる変質領域が形成された支持基板と、前記支持基板上に接合され、側面のうち少なくとも上部が前記支持基板の側面より内側に形成された圧電基板と、を具備する弾性波デバイス。【選択図】図２
2015126381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に圧電基板が接合された支持基板にレーザ光を照射することにより、前記支持基板内に変質領域を形成する工程と、
前記変質領域に重なるように前記圧電基板の上面に溝を形成する工程と、
前記支持基板を前記溝において切断する工程と、
を含むことを特徴とする弾性波デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記溝を形成する工程は、前記変質領域を形成する工程の後に行なわれることを特徴とする請求項１記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記溝を形成する工程は、前記溝の底に前記圧電基板が残存するように前記溝を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記支持基板を切断する工程は、前記支持基板の下面にブレードを押し当てることにより、前記支持基板をブレイクする工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記支持基板はサファイア基板であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波デバイスの製造方法。
【請求項６】
側面にレーザ光が照射されたことによる変質領域が形成された支持基板と、
前記支持基板上に接合され、側面のうち少なくとも上部が前記支持基板の側面より内側に形成された圧電基板と、
を具備することを特徴とする弾性波デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性波デバイスの製造方法に関し、例えば支持基板に接合された圧電基板を備える弾性波デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性波デバイスの切断にレーザ光を用いることが知られている。特許文献１には、レーザ光を照射することにより圧電基板に変質領域を形成した後に、圧電基板を切断する方法が記載されている。特許文献２には、ベース基板とリッド基板を接合し、リッド基板にレーザを照射することで切り目を形成し、ベース基板から押圧することで、基板を切断する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１２８３２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０９６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
支持基板に接合された圧電基板を用い弾性波デバイスを製造することがある。しかしながら、圧電基板と支持基板とが接合された基板を切断するときに基板にチッピングなどが発生する。または、圧電基板と支持基板とが接合された基板の抗折強度が小さい。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、チッピングを抑制すること、または抗折強度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上面に圧電基板が接合された支持基板にレーザ光を照射することにより、前記支持基板内に変質領域を形成する工程と、前記変質領域に重なるように前記圧電基板の上面に溝を形成する工程と、前記支持基板を前記溝において切断する工程と、を含むことを特徴とする弾性波デバイスの製造方法である。
【０００７】
上記構成において、前記溝を形成する工程は、前記変質領域を形成する工程の後に行なわれる構成とすることができる。
【０００８】
上記構成において、前記溝を形成する工程は、前記溝の底に前記圧電基板が残存するように前記溝を形成する工程を含む構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記支持基板を切断する工程は、前記支持基板の下面にブレードを押し当てることにより、前記支持基板をブレイクする工程を含む構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記支持基板はサファイア基板である構成とすることができる。
【００１１】
本発明は、側面にレーザ光が照射されたことによる変質領域が形成された支持基板と、前記支持基板上に接合され、側面のうち少なくとも上部が前記支持基板の側面より内側に形成された圧電基板と、を具備することを特徴とする弾性波デバイスである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チッピングを抑制すること、または抗折強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）から図１（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】図２（ａ）から図２（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図および平面図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は、抗折強度の測定方法を示す図であり、図６（ｂ）は、比較例１および実施例１に係る弾性波デバイスの抗折強度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１（ａ）から図２（ｃ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、ウエハ５０は、支持基板１０、圧電基板１２およびＩＤＴ１４を有している。支持基板１０の上面と圧電基板１２の下面とが接合されている。支持基板１０と圧電基板１２との界面１３において、支持基板１０を構成する原子と圧電基板１２を構成する原子とがアモルファス層を形成することにより、支持基板１０と圧電基板１２とが強固に接合する。圧電基板１２上にＩＤＴ（Interdigital Transducer）１４が形成されている。支持基板１０は、サファイア基板等の絶縁基板である。圧電基板１２は、例えばタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）基板である。ＩＤＴ１４は例えばアルミニウム（Ａｌ）膜などの金属膜である。支持基板１０の膜厚は例えば１００μｍから３００μｍであり、圧電基板１２の膜厚は例えば２０μｍから１００μｍである。
【００１６】
図１（ｂ）に示すように、ウエハ５０の下面をダイシングテープ３０に貼り付ける。ダイシングテープ３０はダイシングリング３２に固定されている。図１（ｃ）に示すように、レーザ照射装置３４は、圧電基板１２を介し支持基板１０内にレーザ光３６を照射する。レーザ光３６の熱により、支持基板１０内に支持基板１０の材料が改質した変質領域１８が形成される。変質領域１８は、支持基板１０の厚さ方向に１または複数形成する。変質領域１８は、圧電基板１２内に形成されてもよい。レーザ光３６は、例えばグリーンレーザ光であり、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波である。波長が５００ｎｍ程度のレーザ光を用いることにより、支持基板１０内に効率よく変質領域１８を形成することができる。レーザ光３６の波長は、支持基板１０および圧電基板１２の材料に応じ適宜設定できる。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、圧電基板１２の上面に、上から見て変質領域１８と重なるように溝２０を形成する。溝２０の形成は、例えばダイシングブレードを用いる。溝２０は、界面１３まで達していてもよいが、溝２０の底に圧電基板１２が残存していてもよい。変質領域１８および溝２０の形成は、ウエハ５０を切断する切断領域（スクライブライン）に沿って形成される。切断領域はウエハ５０を上から見て一方向と一方向に交差する方向に形成されている。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように、ウエハ５０の上下を逆転させる。支持ステージ４０上に保護シート４２を介しウエハ５０を配置する。ウエハ５０の圧電基板１２側が保護シート４２に保護される。変質領域１８および溝２０下の支持ステージ４０には溝４４が設けられる。ダイシングテープ３０の上から、ブレード３８をウエハ５０に押し当てる。これにより、変質領域１８と重なる領域において支持基板１０および圧電基板１２に切断面２２が形成されブレイクされる。溝４４は、ブレード３８がウエハ５０に当たったときに、ウエハ５０の下方向への移動を逃がす。溝４４の位置はブレード３８の位置と連動する。これにより、ウエハ５０をブレイクする。
【００１９】
図２（ｃ）に示すように、ウエハ５０を支持ステージ４０から離脱させる。ウエハ５０の上下を逆転させる。ウエハ５０には切断面２２が形成され、ウエハ５０は複数のチップ５２に分割される。ダイシングテープ３０からチップ５２をピックアップする。
【００２０】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの断面図および平面図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、弾性波デバイスチップ１００は、支持基板１０の側面２４にレーザ光の照射により変質領域１８が形成されている。圧電基板１２に溝２０が形成されている。圧電基板１２の側面２６の少なくとも上部は、支持基板１０の側面２４より内側に位置する。
【００２１】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、比較例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図４（ａ）に示すように、比較例１においては、圧電基板１２に溝を形成しない。図４（ｂ）に示すように、ブレード３８をウエハ５０に押圧しチップ５２に分割するときに、ウエハ５０はブレード３８の押圧方向に突出しようとする。このため破線５５のように、隣接するチップ５２の圧電基板１２は離れようとする。先にチップ５２に分割されている箇所では、破線５６のように隣接するチップ５２の圧電基板１２同士が重なろうとする。これにより、圧電基板１２が界面１３から剥がれ、チッピングが発生する。また、圧電基板１２にクラックが発生する。
【００２２】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、実施例１に係る弾性波デバイスの製造方法を示す断面図である。図５（ａ）に示すように、変質領域１８に重なるように溝２０が形成されている。図５（ｂ）に示すように、破線５６の領域において、溝２０により圧電基板１２がお互いに逃げるため、圧電基板１２同士は重ならない。これにより、圧電基板１２のチッピングおよびクラックを抑制できる。
【００２３】
比較例１および実施例１について、ウエハ５０をチップ５２に切断後、チッピングおよびクラックを調べた。弾性波デバイスチップ１００の材料および各寸法（図３（ａ）および図３（ｂ）を参照）は以下である。
支持基板：サファイア基板
圧電基板：４２°ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板
支持基板の膜厚Ｔ１：２５０μｍ
圧電基板の膜厚Ｔ２：３０μｍまたは５０μｍ
圧電基板の残厚Ｔ３：０μｍ、２．５μｍまたは３５μｍ
支持基板の長辺Ｌ１：２０ｍｍ
支持基板の短辺Ｌ２：３．４ｍｍ
圧電基板の長辺Ｌ３：１９．９ｍｍ
圧電基板の短辺Ｌ４：３．３ｍｍ
側面２４と２６の距離Ｌ５：５０μｍ
Ｔ３＝０μｍは、溝２０に圧電基板１２が残存していないことを示している。
【００２４】
図１（ｃ）において、変質領域１８は、界面１３から３０μｍ、７０μｍ、１１０μｍ、１４０μｍｍ、１７０μｍ、２００μｍおよび２３０μｍの深さに７箇所形成した。レーザ光３６は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波である。図２（ａ）において、溝２０は、ブレード幅１００μｍのダイシングブレードを用いて形成した。各サンプルの圧電基板の膜厚Ｔ２、圧電基板の残膜厚Ｔ３は以下である。
比較例１
サンプル１：Ｔ２＝３０μｍ、Ｔ３＝０μｍ
サンプル２：Ｔ２＝５０μｍ、Ｔ３＝０μｍ
実施例１
サンプル３：Ｔ２＝５０μｍ、Ｔ３＝０μｍ
サンプル４：Ｔ２＝５０μｍ、Ｔ３＝２．５μｍ
サンプル５：Ｔ２＝５０μｍ、Ｔ３=３５μｍ
【００２５】
チッピング発生率、クラック発生率は以下である。チッピング発生率およびチッピング発生率は、チップ５２中、それぞれチッピングおよびクラックの発生しているチップの割合を示す。
比較例１
サンプル１：チッピング発生率：０．５％、クラック発生率：０％
サンプル２：チッピング発生率：２．４％、クラック発生率：１．５％
実施例１
サンプル３：チッピング発生率：０．５％、クラック発生率：０％
サンプル４：チッピング発生率：０％、クラック発生率：０％
サンプル５：チッピング発生率：０％、クラック発生率：０％
【００２６】
比較例１のサンプル１および２のように、圧電基板１２の膜厚Ｔ１を５０μｍと大きくすると、チッピング発生率およびクラック発生率が大きくなる。実施例１のサンプル３から５のように、溝２０を形成することにより膜厚Ｔ１が５０μｍにおいても、チッピング発生率およびクラック発生率を抑制できる。サンプル３のように、溝２０に圧電基板１２が残存していないと、チッピング発生率が若干増加する。これは、図２（ａ）において、溝２０を形成するときに、ダイシングブレードが支持基板１０に接触することにより、ブレードに負荷がかかりチップングを誘発するためと考えられる。
【００２７】
サンプル４および５のように、圧電基板１２の残厚Ｔ３を圧電基板の膜厚Ｔ２の５％以上かつ７０％以下とすることにより、チッピング発生率を抑制できる。Ｔ３／Ｔ２は、１０％以上がより好ましく、５０％以下または３０％以下がより好ましい。
【００２８】
実施例１および比較例１に係る弾性波デバイスの抗折強度を測定した。実施例１に係る弾性波デバイスチップの材料および各寸法は以下である。
支持基板：サファイア基板
圧電基板：４２°ＹカットＸ伝搬のタンタル酸リチウム基板
支持基板の膜厚Ｔ１：１２０μｍ
圧電基板の膜厚Ｔ２：３０μｍ
圧電基板の残厚Ｔ３：０μｍ
支持基板の長辺Ｌ１：２０ｍｍ
支持基板の短辺Ｌ２：３．４ｍｍ
圧電基板の長辺Ｌ３：１９．９ｍｍ
圧電基板の短辺Ｌ４：３．３ｍｍ
側面２６と２４との距離Ｌ５：５０μｍ
【００２９】
比較例１の弾性波デバイスチップには溝２０が形成されておらず、側面２６と２４との距離Ｌ５が０である。その他の構造は実施例１と同じである。
【００３０】
図６（ａ）は、抗折強度の測定方法を示す図である。図６（ａ）に示すように、圧電基板１２側に短辺方向に伸びる２つの支持棒６２を配置する。支持棒６２間距離Ｌ６は１ｍｍであり、支持棒６２は、弾性波デバイスチップの中心線に対し対称に配置する。支持基板１０側の長辺の中心に短辺方向に伸びる刃により矢印６０のように力を加え、弾性波デバイスチップの折れる強度を測定する。
【００３１】
図６（ｂ）は、比較例１および実施例１に係る弾性波デバイスの抗折強度を示す図である。比較例１および実施例１の弾性波デバイスチップそれぞれ１５個について抗折強度を測定した。図６（ｂ）の黒丸は抗折強度の平均、四角の上辺は抗折強度データの大きさの順番に並べたときの３／４に位置するデータの値、下辺は抗折強度データを大きさの順番に並べたときの１／４に位置するデータの値を示す。上下に延びる直線の上端および下端は、それぞれ抗折強度の最大値および最小値である。比較例１の抗折強度の平均値および標準偏差は、それぞれ４５１ＭＰａおよび８７ＭＰａであった。実施例１の抗折強度の平均値および標準偏差は、それぞれ６３１ＭＰａおよび１３６ＭＰａであった。
【００３２】
以上のように、実施例１は比較例１に比べ、抗折強度が大きい。これは、実施例１では溝２０が形成されているためと考えられる。
【００３３】
実施例１によれば、図２（ａ）のように、変質領域１８に重なるように圧電基板１２の上面に溝２０を形成し、圧電基板１２および支持基板１０を溝２０において切断する。これにより、圧電基板１２に発生するチッピングおよび／またはクラックを抑制できる。
【００３４】
溝２０は、変質領域１８を形成する前に形成してもよい。しかしながら、溝２０の底面は平坦性が悪いため、溝２０を介しレーザ光３６を支持基板１０に照射しようとすると、レーザ光が溝２０の底面で乱反射される。そこで、図２（ａ）のように、支持基板１０中に変質領域１８を形成した後に溝２０を形成する。これにより、レーザ光３６が溝２０の底面で乱反射することを抑制できる。
【００３５】
図２（ａ）において、溝２０の底に圧電基板１２が残存するように溝２０を形成する。これにより、チッピングをより抑制できる。なお、溝２０をダイシングブレード以外を用い形成する場合においても、溝２０の底に圧電基板１２を残存させることにより、界面１３が露出せず、よりチッピングおよび／またはクラックを抑制できる。
【００３６】
図４（ｂ）のように、支持基板１０の下面にブレード３８を押し当てることにより、圧電基板１２および支持基板１０をブレイクする場合、チッピングおよび／またはクラックが生じやすい。よって、この場合、溝２０を形成することにより、チッピングおよび／またはクラックを抑制できる。他の方法で基板を切断する場合であっても、溝２０が形成されていないと、隣接する圧電基板１２が重なり、チッピングおよび／またはクラックが発生しやすい。よって、他の方法の場合も溝２０を形成することが好ましい。
【００３７】
支持基板１０が圧電基板１２に比べ硬い場合、圧電基板１２にチッピングおよび／またはクラックが発生しやすい。例えば、支持基板１０がサファイア基板の場合、圧電基板１２が界面１３から剥がれることによりチッピングおよび／またはクラックが発生しやすくなる。このような場合、圧電基板１２に溝２０を形成することが有効である。
【００３８】
さらに、実施例１に係る弾性波デバイスによれば、図３（ａ）のように、圧電基板１２の側面２６のうち少なくとも上部が支持基板１０の側面２４より内側に形成されている。これにより、図６（ｂ）のように抗折強度を向上させることができる。
【００３９】
支持基板１０は、サファイア基板のように圧電基板１２の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有することが好ましい。支持基板１０として、例えばシリコン基板を用いることができる。これにより圧電基板１２の電気機械結合定数の温度変化が打ち消され、弾性波デバイスチップ１００の特性が安定する。また、圧電基板１２は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板などタンタル酸リチウム基板以外の基板でもよい。
【００４０】
弾性波デバイスとしては、例えば弾性表面波デバイス、弾性境界波デバイス、ラブ波デバイス、圧電薄膜共振器を用いることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０          支持基板
１２          圧電基板
１３          界面
１４          ＩＤＴ
１８          変質領域
２０          溝
２４、２６    側面
３６          レーザ光
３８          ブレード
【図１】
2015126381.tif 000003
【図２】
2015126381.tif 000004
【図３】
2015126381.tif 000005
【図４】
2015126381.tif 000006
【図５】
2015126381.tif 000007
【図６】
2015126381.tif 000008