(57)【要約】【課題】  最高温度から冷却してもクラックの発生を軽減する。【解決手段】  人工水晶の結晶体から水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうちＺ軸と直交しＸ軸Ｙ軸と平行となる方向のカットアングルであるＺカットの平板で切り出され、例えばラッピング工程により切り出された表面の凹凸を減少させられ、ポリッシュ工程による研磨によって表面の算術平均粗さＲａがＲａ≦０．２μｍとなり、平行平板の外周縁が面取りされていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工水晶の結晶体からＺカットの平板で切り出され、表面の算術平均粗さＲａがＲａ≦０．２μｍとなることを特徴とする水晶ウェハ。
【請求項２】
前記平板の外周縁が面取りされていることを特徴とする請求項１の水晶ウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板に形成された水晶ウェハに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、集積回路素子（以下、「ＩＣ」という場合がある。）や圧電薄膜部品を製造する場合に、薄く形成された板状のウェハが用いられる。この板状のウェハは、例えば、薄く加工された石英ガラス（例えば、特許文献１参照）やセラミック（例えば、特許文献２参照）が用いられる。
この板状のウェハの表面に電子回路パターンや圧電部品を形成するための薄膜が設けられる場合がある。
この薄膜を設ける場合、８００°〜１０００°の高温で成膜することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第００／０６３９５６号
【特許文献２】特開２００４−２８２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のような板状のウェハでは、最高温度から冷却すると収縮が起こり、板状のウェハが割れることがあった。
そこで、本発明は、前記課題を解決し、最高温度から冷却してもクラックの発生を軽減することができる水晶ウェハを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、水晶ウェハであって、人工水晶の結晶体からＺカットの平板で切り出され、表面の算術平均粗さＲａがＲａ≦０．２μｍとなることを特徴とする。
また、本発明は、前記平板の外周縁が面取りされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
このような水晶ウェハによれば、人工水晶の結晶体からＺカットの平行平板で切り出され、表面の算術平均粗さＲａがＲａ＝０．２μｍ以下となることにより、表面の凹凸を起点としたクラックの発生を軽減しつつ、水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうちＺ軸と直交しＸ軸Ｙ軸と平行となる方向のカットアングルであるＺカットされた平行平板となっているので、水晶の原子結合の状態において均等に空隙が形成された状態となっているため最高温度から冷却してもクラックの発生を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶ウェハの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る主面側の水晶ウェハの結晶構造の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る側面側の水晶ウェハの結晶構造の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る主面側の水晶ウェハの結晶構造を切断した状態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る側面側の水晶ウェハの結晶構造を切断した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。また、主面を最も広い面とその面と平行する面とし、この主面を囲う面を側面とする。
【０００９】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る水晶ウェハ１０は、例えば、円盤状に形成されており、所定の位置にオリエンテーション・フラット（以下、「オリフラ」という。）が設けられている。
【００１０】
この水晶ウェハ１０は、所定の厚みを有しかつ、平面視で円形形状に形成された平板となっている。
平板の水晶ウェハ１０の所定の部分にはオリフラが設けられており、水晶の結晶軸の方向がわかるようになっている。
例えば、水晶ウェハ１０の主面は、水晶の結晶軸の一つであるＺ軸と直交しており、Ｘ軸及びＹ軸と平行になっている。このとき、オリフラは、Ｙ軸と平行となるように設けられる。
【００１１】
このような水晶ウェハ１０は、図２〜図５に示すように、水晶の結晶構造が格子状に原子レベルの大きさの穴（隙間）１２が開いているので、加熱による膨張が起きても穴１２が縮小することで膨張によるクラックの発生を防ぐことができ、また、加熱による膨張から冷却による縮小が起きても、穴１２が元の大きさに戻ることによりクラックの発生を軽減することができる。
【００１２】
例えば、本発明の実施形態に係る水晶ウェハ１０は、図２及び図４に示すように、Ｚ軸方向に貫通した穴１２が格子状に空いている状態となっている。また、本発明の実施形態に係る水晶ウェハ１０は、図３及び図５に示すように、Ｘ軸方向にも空間を形成した状態となっている。これにより、加熱により水晶ウェハ１０が膨張してもこれら穴１２の空間が狭まり結晶構造を維持させ、また冷却により水晶ウェハ１０が縮小してもこれら穴１２の空間が元に戻るため、結晶構造が維持されることとなると考えられる。これにより、本発明の実施形態に係る水晶ウェハ１０は、加熱後に冷却を行ってもクラックの発生を軽減することができる。
【００１３】
この水晶ウェハ１０の主面の表面１１は、算術平均粗さＲａがＲａ≦０．２μｍとなっている。
ここで、算術平均粗さＲａがＲａ≦０．２μｍとしたことにより、表面１１上の凹凸によるクラックの発生を軽減することができる。
なお、算術平均粗さＲａがＲａ＞０．２μｍとなる場合、表面の凹凸の境目からクラックが生じる恐れがある。
【００１４】
本発明の実施形態に係る水晶ウェハ１０は、以下の方法で製造することができる。
例えば、図示しないが、人工水晶の結晶体を所定の厚さで切断して板状の水晶ウェハを形成する。この段階の水晶ウェハは、切断後の加工により主面の表面が荒れた状態となっている。
この水晶ウェハを例えば両面研磨機を用いて、＃８００番〜＃１７００番の粗さの研磨剤を用いて水晶ウェハ主面を研磨して、水晶ウェハ主面の大きな凹凸を減少させるラッピング工程を行う。このときの水晶ウェハの算術平均粗さＲａは、例えば、０．４μｍ≦Ｒａ≦０．８μｍとなっている。
ラッピング工程が行われた水晶ウェハは、例えば、＃３０００番の砥石を用いて算術平均粗さＲａがＲａ≦０．２μｍとなるまで研磨するポリッシュ工程を行う。
【００１５】
また、本発明の実施形態に係る水晶ウェハ１０は、例えば、１１５０°まで加熱し、所定の時間までこの温度を維持した後に、緩やかに温度を下げて例えば室内温度まで冷却するのが好ましい。ここで、温度を下げる場合は、温度低下の割合を一定にするか又は関数的にゆるやかな曲線を描くように冷却するのが良い。
【００１６】
このようにすることにより、本発明の実施形態に係る水晶ウェハ１０は、人工水晶の結晶体からＺカットの平行平板で切り出され、表面の算術平均粗さＲａがＲａ＝０．２μｍ以下となることにより、表面の凹凸を起点としたクラックの発生を軽減しつつ、水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のうちＺ軸と直交しＸ軸Ｙ軸と平行となる方向のカットアングルであるＺカットされた平行平板となっているので、水晶の原子結合の状態において均等に空隙が形成された状態となっているため最高温度から冷却してもクラックの発生を軽減することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１０  水晶ウェハ
１１  表面
１２  穴
【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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