接合晶圆及其制造方法、弹性波器件的制造方法、压电材料晶圆及非压电材料晶圆

文档序号:52342 发布日期:2021-09-28 浏览:39次 >En<

阅读说明:本技术 接合晶圆及其制造方法、弹性波器件的制造方法、压电材料晶圆及非压电材料晶圆 (Bonded wafer and method for manufacturing same, method for manufacturing elastic wave device, piezoelectric material wafer, and non-piezoelectric material wafer ) 是由 本山惠一郎 高桥敦哉 川内治 于 2021-03-24 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种在由压电材料晶圆及非压电材料晶圆所接合而成的接合晶圆中,研磨后的晶圆全面的压电基板的厚度均一的接合晶圆及其制造方法、弹性波器件的制造方法、接合晶圆中使用的压电材料晶圆与非压电材料晶圆。接合晶圆由压电材料晶圆及非压电材料晶圆所接合而成。非压电材料晶圆之厚度比压电材料晶圆更厚,且非压电材料晶圆具有平边,而压电材料晶圆的外周没有平边。(The invention provides a bonded wafer formed by bonding a piezoelectric material wafer and a non-piezoelectric material wafer, wherein the whole wafer after polishing has a uniform piezoelectric substrate thickness, a manufacturing method thereof, a manufacturing method of an elastic wave device, and a piezoelectric material wafer and a non-piezoelectric material wafer used in the bonded wafer. The bonded wafer is formed by bonding a piezoelectric material wafer and a non-piezoelectric material wafer. The thickness of the non-piezoelectric material wafer is thicker than the thickness of the piezoelectric material wafer, and the non-piezoelectric material wafer has a flat edge, while the periphery of the piezoelectric material wafer has no flat edge.)

接合晶圆及其制造方法、弹性波器件的制造方法、压电材料晶 圆及非压电材料晶圆

技术领域

本发明有关于由压电材料晶圆和非压电材料晶圆所接合而成的接合晶圆及其制造方法、弹性波器件的制造方法、接合晶圆中使用的压电材料晶圆及非压电材料晶圆。

背景技术

弹性表面波器件等弹性波器件,是构成为在压电基板上形成梳状电极或焊盘电极等,而在压电基板与安装基板之间形成空隙部。在制造弹性波器件时,为了改善压电基板的特性,而将其热膨胀率比压电基板低的非压电基板在晶圆状态下与压电基板接合。而以接合后的晶圆状态,来形成梳状电极等激发电极或焊盘电极等。在压电基板接合非压电基板的目的之一,是要防止其特性随着温度变化而改变。换言之,将弹性波器件构成为滤波器时,如果压电基板随着温度而变形,梳状电极的节距会改变,使过滤的频率也改变。所以为了抑制如此的频率变化,而在压电基板接合其热膨胀率比压电基板低的非压电基板。借此,可抑制压电基板随着温度变化而发生的变形,以防止过滤的频率改变。

在弹性波器件中,当压电基板使用LT(钽酸锂)或LN(铌酸锂)时,因弹性表面波的传播特性随着结晶方向改变,所以在接合压电基板与非压电基板时,至少要考虑压电基板的结晶方向。而且,当非压电基板为单结晶时,有时也要考虑非压电基板的结晶方向。因此,在圆形的晶圆的外周的一部分设置定向平边(Orientation Flat,OF)(以下简称平边),来指示晶圆的位置及方向(例如,参考专利文献1:特开2010-187373号公报)。

图22显示专利文献1所示之现有技术中的接合晶圆70。此现有的接合晶圆70是以接着剂73接合非压电材料晶圆71及压电材料晶圆72。非压电材料晶圆71及压电材料晶圆72的外周分别设有平边71a、72a。在制造如此的接合晶圆70时,首先分别制造各自具有平边71a、72a的非压电材料晶圆71及压电材料晶圆72。而在接合时,在平边71a与平边72a的位置及方向一致的状态下进行接合。之后,以研磨装置机械性研磨压电材料晶圆72的表面以减薄压电材料晶圆72。接着,进行CMP工序(化学性机械研磨),使压电材料晶圆72更薄且使压电材料晶圆72作为电极形成面的表面72b平滑化。

在所述的现有之接合晶圆70中,发现在经过这个以研磨来薄化压电材料晶圆72的工序之后,压电材料晶圆72有平边72a附近的区域的厚度变得比其他区域薄的状况。如此,造成压电材料晶圆72的厚度不均一。如压电材料晶圆72的厚度若如此地不均一,在将接合晶圆分割来分别制造数个弹性波器件时,会成为各弹性波器件的频率特性不一的原因。

发明内容

本发明有鉴于所述问题点,其目的在于提供压电材料晶圆的全局的厚度都均一的接合晶圆及其制造方法、弹性波器件的制造方法、接合晶圆中使用的压电材料晶圆与非压电材料晶圆。

本发明的接合晶圆的一种形态,由压电材料晶圆与非压电材料晶圆所接合而成,所述接合晶圆的非压电材料晶圆之厚度比所述压电材料晶圆更厚,且所述非压电材料晶圆具有平边,而所述压电材料晶圆的外周没有平边。

本发明的接合晶圆,在压电材料晶圆的外周侧没有平边。因此,在研磨压电材料晶圆的表面时,就不会有因压电材料晶圆存在有平边时所造成的平边附近区域的研磨深度增大的状况。其结果,压电材料晶圆的全区域的厚度会均一化。因此,在构成接合晶圆的压电材料晶圆上形成数个弹性波器件所使用的电极,且在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,其频率特性会一致。

本发明的接合晶圆的具体的形态,是在所述形态中,使所述压电材料晶圆的面积比所述非压电材料晶圆狭窄,且所述非压电材料晶圆的外周位在所述压电材料晶圆的外周的外侧。

如此,所述非压电材料晶圆的外周位在所述压电材料晶圆的外周的外侧,因此在研磨压电材料晶圆的表面时,压电材料晶圆可受到非压电材料晶圆更全面且稳定的支撑。因此,可解决压电材料晶圆中部分的研磨量有偏差的问题,而可达成压电材料晶圆全面的厚度均一化。

本发明的接合晶圆的具体的形态,是所述压电材料晶圆使用钽酸锂或铌酸锂。

如此,当厚度在器件的特性上成为重点的钽酸锂或铌酸锂使用作为厚度须要薄型化的压电基板时,令压电材料晶圆之全面的厚度可均一化,在本发明统一频率特性之方面发挥重要的效果。

本发明的接合晶圆的制造方法的第一形态,是在使用压电材料晶圆及非压电材料晶圆接合而成的接合晶圆的制造方法中,包含:制造其外周具有平边的非压电材料晶圆的工序;制造其面积比所述非压电材料晶圆狭窄、且其外周具有平边的压电材料晶圆的工序;将所述非压电材料晶圆及所述压电材料晶圆,以设于各晶圆上的平边之方向一致、且两晶圆之外周的弧状圆呈同心的状态下接合的工序;及对接合后的压电材料晶圆之弧状的外周,沿着圆弧状的研磨面进行研磨,直到晶圆的尺寸成为平边消失为止的工序。

此接合晶圆的制造方法中,压电材料晶圆及非压电材料晶圆在接合前的阶段中,两晶圆之外周侧具有平边,所以例如可以光学性地检测出这些平边,以控制位置,而可在预先设定好的相对位置接合两晶圆。之后,对压电材料晶圆的外周进行研磨,直到平边消失为止,则压电材料晶圆就成为没有平边的状态。因此,在对压电材料晶圆的表面进行研磨时,压电材料晶圆之全面都受到非压电材料晶圆稳定的支撑。如此一来,就不会有平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况发生,而可以使压电材料晶圆之全部区域的厚度都均一化。因此,在构成接合晶圆的压电材料晶圆形成数个弹性波器件所使用的电极,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

本发明的接合晶圆的制造方法的形态,其中所述接合晶圆是使用常温接合技术来接合所述压电材料晶圆及所述非压电材料晶圆。

如此,使用常温接合技术来接合所述压电材料晶圆及所述非压电材料晶圆,在接合时不会有加热等处理造成晶圆有温度变化,所以晶圆不易发生扭曲或弯曲等问题。因此,在接合晶圆于接合后的工序中避面扭曲或弯曲所造成的问题。

本发明的接合晶圆的制造方法的第二形态,是在使用压电材料晶圆及非压电材料晶圆接合而成的接合晶圆的制造方法中,包含:制造其外周具有平边的非压电材料晶圆的工序;制造其面积比所述非压电材料晶圆狭窄、且位在与非压电材料晶圆之接合面之相反侧之面具有标记来取代平边的压电材料晶圆的工序;将所述非压电材料晶圆及所述压电材料晶圆,在两晶圆的相对方向为预先设定好的方向,且两晶圆之外周的弧状圆呈同心的状态下接合的工序;及对接合后的压电材料晶圆之呈弧状的外周进行研磨的工序。

此接合晶圆的制造方法中,压电材料晶圆及非压电材料晶圆在接合前的阶段中,压电材料晶圆具有标记,而非压电材料晶圆具有平边,所以例如可以光学性地检测出这些标记及平边,以控制位置,而可在预先设定好的相对位置接合两晶圆。在接合后,对压电材料晶圆的表面进行研磨时,压电材料晶圆不具有平边。因此,研磨压电材料晶圆的表面时,不会有平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况发生,而可以使压电材料晶圆之全部区域的厚度都均一化。因此,在构成接合晶圆的压电材料晶圆形成数个弹性波器件所使用的电极,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

本发明的接合晶圆的制造方法的第三形态,是在使用压电材料晶圆及非压电材料晶圆接合而成的接合晶圆的制造方法中,包含:制造其外周位在与压电材料晶圆之接合面之相反侧之面具有标记来取代平边的非压电材料晶圆的工序;制造其面积比所述非压电材料晶圆狭窄、且位在与非压电材料晶圆之接合面之相反侧之面具有标记来取代平边的压电材料晶圆的工序;将所述非压电材料晶圆及所述压电材料晶圆,在两晶圆的相对方向为预先设定好的方向,且两晶圆呈同心的状态下接合的工序;及对接合后的压电材料晶圆之呈弧状的外周进行研磨的工序。

此接合晶圆的制造方法中,与第二形态同样地,在接合后,对压电材料晶圆的表面进行研磨时,压电材料晶圆不具有平边,因此不会与现有技术发生平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况同样的状况,而可以使压电材料晶圆之全部区域的厚度都均一化。因此,在构成接合晶圆的压电材料晶圆形成数个弹性波器件所使用的电极,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

本发明的接合晶圆的制造方法的第四形态,是在使用压电材料晶圆及非压电材料晶圆接合而成的接合晶圆的制造方法中,包含:制造其外周具有平边的非压电材料晶圆的工序;制造其面积比所述非压电材料晶圆狭窄、且具有双凹痕来取代平边的压电材料晶圆的工序;将所述非压电材料晶圆及所述压电材料晶圆,在两晶圆的相对方向为预先设定好的方向,且两晶圆呈同心的状态下接合的工序;及对接合后的压电材料晶圆之呈弧状的外周进行研磨直到所述双凹痕消失为止的工序。

此接合晶圆的制造方法中,压电材料晶圆及非压电材料晶圆在接合前的阶段中,两晶圆各自在外周侧具有平边及双凹痕,所以例如可以光学性地检以控制位置,而可在预先设定好的相对位置接合两晶圆。在接合后,对压电材料晶圆的表面进行研磨时,压电材料晶圆不具有平边,因此不会与现有技术发生平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况同样的状况,而可以使压电材料晶圆之全部区域的厚度都均一化。因此,在构成接合晶圆的压电材料晶圆形成数个弹性波器件所使用的电极,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

本发明的接合晶圆的制造方法的第五形态,是在使用压电材料晶圆及非压电材料晶圆接合而成的接合晶圆的制造方法中,包含:制造其外周位在与压电材料晶圆之接合面之相反侧之面具有标记来取代平边的非压电材料晶圆的工序;制造其面积比所述非压电材料晶圆狭窄、且具有双凹痕来取代平边的压电材料晶圆的工序;将所述非压电材料晶圆及所述压电材料晶圆,在两晶圆的相对方向为预先设定好的方向,且两晶圆呈同心的状态下接合的工序;及对接合后的压电材料晶圆之呈弧状的外周进行研磨直到所述双凹痕消失为止的工序。

此接合晶圆的制造方法中,与第四形态同样地,在接合后,对压电材料晶圆的表面进行研磨时,压电材料晶圆不具有平边,因此不会与现有技术发生平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况同样的状况,而可以使压电材料晶圆之全部区域的厚度都均一化。因此,在构成接合晶圆的压电材料晶圆形成数个弹性波器件所使用的电极,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

本发明的弹性波器件的制造方法的一种形态,其接合晶圆是使用第一~第五形态的接合晶圆的制造方法中的任一方法所制造的接合晶圆,包含:在所述接合晶圆的所述压电材料晶圆上形成供数个弹性波器件使用的电极的工序;将形成有所述数个供弹性波器件使用的电极的接合晶圆,分割成为各自独立的弹性波器件用的裸芯片的工序;将所述裸芯片安装于安装基板用晶圆上的工序,及将安装有所述裸芯片的安装基板用晶圆分割成为各自独立的弹性波器件的工序。

如此,接合晶圆使用不具有平边的压电材料晶圆及非压电材料晶圆所接合而成的物品,因此可得到频率特性一致的弹性波器件。

本发明的压电材料晶圆的一种形态,是在制造由压电材料晶圆及非压电材料晶圆所接合而成的接合晶圆时所使用的压电材料晶圆,在其与所述非压电材料晶圆之接合面的相反侧的面上,设有标记来取代平边。

如此,在压电材料晶圆上印设标记来取代平边,就可以在非压电材料晶圆上接合压电材料晶圆时,设定压电材料晶圆相对于非压电材料晶圆的相对位置及方向。另外,如果使用激光来设置标记,则可期待其位置精度比平边更高,而提高接合时的位置精度。

本发明的压电材料晶圆的一种形态,是在制造由压电材料晶圆及非压电材料晶圆所接合而成的接合晶圆时所使用的压电材料晶圆,在其与所述非压电材料晶圆之接合面的相反侧的面上,设有双凹痕来取代平边。

本发明的非压电材料晶圆的一种形态,是在制造由压电材料晶圆及非压电材料晶圆所接合而成的接合晶圆时所使用的非压电材料晶圆,其中在其与所述压电材料晶圆之接合面的相反侧的面上,设有标记来取代平边。

如此,在非压电材料晶圆上印设标记来取代平边,就可以在压电材料晶圆上接合非压电材料晶圆时,设定非压电材料晶圆相对于压电材料晶圆的相对位置及方向。另外,如果使用激光来设置标记,则可期待其位置精度比平边更高,而提高接合时的位置精度。

本发明的有益效果在于:依据本发明,在压电材料晶圆与非压电材料晶圆的接合晶圆中,借由研磨压电材料晶圆之表面,以使压电材料晶圆的厚度薄化且使表面平滑化时,可得到压电材料晶圆的全面都更加均一化的厚度。因此,在接合晶圆的压电材料晶圆上形成供数个弹性波器件使用的电极,以在接合晶圆分割后得到弹性波器件时,可制得频率特性一致的弹性波器件。

附图说明

本发明的其他的特征及功效,将于参照图式的实施方式中清楚地呈现,其中:

图1显示本发明的接合晶圆的一种实施形态的接合晶圆的立体图;

图2为图1的接合晶圆的平面图;

图3为图1的接合晶圆的侧面图;

图4(a)~(d)显示本发明的接合晶圆的制造方法的第一实施形态的流程图;

图5显示图1的接合晶圆的制造工序中压电材料晶圆的外周部分的研磨机构的立体图;

图6(a)~(c)是显示图1的接合晶圆,因压电材料晶圆的表面的研磨工序而压电材料晶圆的厚度有变化的侧视图;及

图7显示图1的接合晶圆中的压电材料晶圆的表面的研磨机构的立体图;

图8(a)为显示压电材料晶圆表面的CMP研磨机构的立体图;图8(b)为显示该研磨机构中支持晶圆的支持件的侧面图;

图9显示对于压电材料晶圆具有平边及不具有定向的状况,进行比较压电材料晶圆之厚度分布差异的对比实验时,接合晶圆的平面构造的平面图;

图10显示在压电材料晶圆的表面经研磨后的厚度设定为1.5μm的状况下,比较现有技术与本发明之各一例中,于数个测定点之压电材料晶圆的厚度的图表;

图11显示在压电材料晶圆的表面经研磨后的厚度设定为3μm的状况下,与图10同样地,比较于数个测定点之压电材料晶圆的厚度的图表;

图12显示在压电材料晶圆的表面经研磨后的厚度设定为5μm的状况下,与图10同样地,比较于数个测定点之压电材料晶圆的厚度的图表;

图13显示构成为弹性表面波器件的共振器中的压电基板的厚度与共振频率以及反共振频率间的关系的一例的图表;

图14显示构成为弹性表面波器件的滤波器的电极构成例的平面图;

图15显示图14中所示的滤波器中的频率与衰减量间的关系及中心频率的图;

图16使用现有具有平边的晶圆或如本发明一般没有平边的晶圆的各一例,来构成如图14所示的滤波器时的中心频率的分布状况的图表;

图17(a)~(d)显示本发明的接合晶圆的制造方法的第二实施形态的流程图;

图18(a)~(d)显示本发明的接合晶圆的制造方法的第三实施形态的流程图;

图19(a)~(d)用于本发明的接合晶圆的制造方法的第四实施形态的压电材料晶圆与制造方法的流程图;

图20(a)~(c)显示本发明之弹性波器件的制造方法的一实施的形态的工序的一部分的流程图;

图21(a)~(b)显示本发明的弹性波器件的制造方法的一实施的形态的工序的其他部分的流程图;及

图22显示现有的接合晶圆的一例之立体图。

具体实施方式

<第一实施形态>

以下,将以图1至图3为依据,说明本发明的接合晶圆的第一实施形态。接合晶圆1是由非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3接合而成。压电材料晶圆3在构成弹性表面波器件时,使用钽酸锂(LT)或铌酸锂(LN)。非压电材料晶圆2是使用热膨胀率比压电材料晶圆3低的材料,例如硅、蓝宝石、多晶氧化铝、多晶尖晶石、水晶或玻璃等。不过,在本发明中,非压电材料晶圆2或压电材料晶圆3并不限于这些材料,也可以使用其他材料。此外,本发明也适用于其特性会随着压电基板的厚度而发生变化的其他弹性波器件。

非压电材料晶圆2在其外周2a具有形成为直线状的平边2a1。非压电材料晶圆2的外周2a的平边2a1以外的部分形成为圆弧状。压电材料晶圆3为圆形,不具有平边。压电材料晶圆3的面积比非压电材料晶圆2狭窄。而如图2所示,非压电材料晶圆2包含平边2a1的外周2a位在压电材料晶圆3的外周3a更外侧。而且是压电材料晶圆3的外周3a所画出的圆,与非压电材料晶圆2的外周2a所画出的圆接合成为同心圆。

如图3所示,压电材料晶圆3的厚度t1,是形成为比非压电材料晶圆2的厚度t2薄(t1<t2)。例如,压电材料晶圆3的厚度t1为0.2μm以上、20μm以下时,非压电材料晶圆2的厚度t2为80μm以上、500μm以下。然而,本发明中各晶圆2、3的厚度不限于这些数值。

此接合晶圆1的制造工序,包含:如图4(a)所示,制造非压电材料晶圆2的工序;如图4(b)所示,制造压电材料晶圆3X的工序;如图4(c)所示,接合晶圆2、晶圆3X以制得接合晶圆1X的工序;及如图4(d)所示,对接合晶圆1X中压电材料晶圆3X的外周进行研磨,而制得具有其外径缩小的压电材料晶圆3的接合晶圆1的工序。

图4(a)的非压电材料晶圆2的制造,是以与现有相同的工序来进行。例如:使用切割机,从制造成圆柱形的晶棒切除晶棒两端的工序;研削晶棒的外周等,来统一晶棒的整个长度上的直径的工序;对直径统一的晶棒的侧面进行切割或研削,来形成晶圆的平边2a1的平面部分的工序;以切料机将晶棒切断成为晶圆状的工序;及对切断所制得的晶圆进行研磨的工序。不过,平边2a1也可以在制成晶圆后再以研削等方式来形成。图4(b)中所示的压电材料晶圆3X也是以同样的工序来制造。不过,压电材料晶圆3X是形成为外周圆的直径比非压电材料晶圆2的外周圆的直径短。也就是,压电材料晶圆3X的面积比非压电材料晶圆2的面积狭窄。

非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3X之接合,是以非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3X各自的晶圆上所设置的平边2a1与平边3b1的方向一致的状态来进行。另外,此接合的结果将使非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3X的外周弧状圆成为同心圆。

非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3X的接合,也可以使用接着剂来进行。然而,在本实施形态中,此接合是以常温接合来进行。在进行此常温接合时,是对非压电材料晶圆2的接合面与压电材料晶圆3X的接合面照射氩等原子束,使接合面活性化。而利用存在于压电材料晶圆3X与非压电材料晶圆2之两晶圆的接合面的原子之间的原子间作用力来接合。因此,无须加热接合之晶圆且接合后的接合面不会残留应力,而可防止接合晶圆扭曲或弯曲。

如图4(c)所示的非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3X在接合之后,如图4(d)所示,将点划线所示的压电材料晶圆3X的外周3b,研磨成为缩小至以实线所示的外周3a的圆为止。也就是,借由研磨压电材料晶圆3X的外周3b,来沿着圆弧状的研磨面,成为平边3b1消失的晶圆尺寸,而制得压电材料晶圆3。另外,在此,「平边3b1消失的晶圆尺寸」并不是以严格的意思要求平边3b1消失,而只要研磨外周使平边3b1实质消失即可。

对压电材料晶圆3X的外周3b所进行的如此研磨,例如使用图5所示的机构的研磨装置来进行。也就是,将非压电材料晶圆2及压电材料晶圆3X接合而成的接合晶圆1X,固定在图未示的旋转台上。另一方面,对于旋转台设置其旋转轴5X例如是朝向旋转台的半径方向的旋转磨石5。旋转磨石5具有圆盘状的磨石本体5a,及固持磨石本体5a的磨石固持件5b。压电材料晶圆3X的外周3b的研磨,是令接合晶圆1X与旋转台共同地以箭头6所示的方向旋转,同时令磨石本体5a接触压电材料晶圆3X的外周3b,且以箭头7所示的方向旋转来进行。随着压电材料晶圆3X的外周3b的研磨的进度,移动设置有接合晶圆1X的旋转台或是旋转磨石5,使磨石本体5a逐渐靠近接合晶圆1X的旋转中心。

如此,对压电材料晶圆3X的外周3b进行研磨之后,接着进行压电材料晶圆3的表面的研磨。也就是,如图6(a)所示,从厚度ta的未研磨状态,借由对压电材料晶圆3的表面3c1进行机械研磨,使其厚度大幅地减少,而研磨成为图6(b)所示的厚度tb。接着,如图6(b)所示,对压电材料晶圆3的表面3c2进行化学性机械研磨,使厚度减少至图6(c)所示的厚度t1,且使表面3c平滑化。

如图6(a)至图6(b),令压电材料晶圆3的厚度大幅地减少的机械研磨,例如是以图7所示的研磨机构来进行。此机械研磨机构具有研磨轮9,对于设置在图未示的旋转台上的接合晶圆1,以研磨其上面,也就是压电材料晶圆3的表面3c1。此研磨轮9呈圆盘状,其下面环状配设有数个研磨头9a,以研磨接合晶圆1的压电材料晶圆3。研磨轮9具有旋转驱动轴9b。

此研磨机构中,在研磨接合晶圆1时,研磨轮9是定位成研磨轮9的研磨头9a是以研磨头9a的集合体接触接合晶圆1从旋转中心直到外周的范围。而驱动接合晶圆1与图未示的旋转台共同以箭头10所示的方向旋转,同时驱动研磨轮9以箭头11所示的方向旋转,来研磨接合晶圆1的表面,也就是压电材料晶圆3的表面3c1。

之后在如图6(b)至图6(c)的化学性机械研磨中,进行压电材料晶圆3的厚度因研磨而减少的程度较低,但精度高且使表面平滑的研磨。此化学性机械研磨例如是以图8(a)、8(b)所示的研磨机构来进行。此化学性机械研磨装置,具有固定在旋转台(图未示)上的研磨垫14。借由研磨浆供给装置15对研磨垫14上供应泥浆状的研磨剂16,来对压电材料晶圆3发挥化学性研磨作用。另一方面,接合晶圆1是被固持在圆形的固持件17的下面,成为压电材料晶圆3朝下的状态。而利用固持件17的定位机构,使接合晶圆1在加压状况下接触研磨垫14,且驱动研磨垫14以箭头18所示的方向旋转,来对压电材料晶圆3的表面进行化学性机械研磨。

如此,为了确认除去压电材料晶圆3的平边,来使压电材料晶圆3的厚度均一化的效果,与具有平边的压电材料晶圆3,进行对比实验。对比实验如图9中,对于以点划线显示的保留平边3b1的状况与以实线显示的不保留平边3a的状况,调查机械研磨及化学性机械研磨后的压电材料晶圆3的厚度的分布状况。非压电材料晶圆2使用蓝宝石,厚度定为400μm。压电材料晶圆3使用钽酸锂(LT),分别以1.5μm、3μm及5μm作为目标厚度,来进行对比实验。

另外,非压电材料晶圆2的外周2a的圆弧部分的直径定为100mm。另外,在具有平边3b1的状况下,压电材料晶圆3X的外周3b的圆弧部分的直径定为95mm。而令不具有平边3b1的压电材料晶圆3的外周3a的一部分,与外周3b被研磨前的平边3b1一致。

图9显示压电材料晶圆3、3X在研磨后的厚度的测定点50。测定点50是在压电材料晶圆3、3X的中心开始往平边(OF)3b1侧远离的方向上,设定成为分别间隔5mm。压电材料晶圆3的厚度,是以利用激光束的厚度测定装置来进行测定。

如图10~图12所示,在目标厚度为1.5μm、3μm、5μm的任一状况下,具有平边3b1的压电材料晶圆3X的平边(OF)3b1侧的测定点(图10~图12中-5mm~-40mm的测定点),比平边3b1的相反侧的测定点,压电材料晶圆3X的厚度变窄。另一方面,不具有平边3b1的压电材料晶圆3,外周研磨前存在的平边3b1侧与其相反侧的厚度差较小。表1是显示如此的厚度测定中,厚度的最大值与最小值的差R(μm)及标准差σ(μm)。从表1中可知,借由除去平边3b1,可大幅地改善压电材料晶圆3全体的厚度差异。

表1

图13显示压电基板使用钽酸锂(LT),而非压电基板使用硅的弹性表面波器件,来构成共振器时,压电基板的厚度与共振频率Fr及反共振频率Fa间的关系。为了调查此关系,将共振器构成为形成于压电材料晶圆3表面的梳状电极的电极节距为4.6μm,在0.5μm~10μm的范围内改变压电基板的厚度,进行共振频率Fr及反共振频率Fa的测定。

从图13可理解,当压电基板的厚度在约3μm以下时,压电基板的厚度影响共振频率Fr及反共振频率Fa,特别是在2μm以下时,其影响非常大。因此,如果要借由压电基板的薄型化来达成共振器高频化及Q值提升时,使压电材料晶圆3之全面的厚度均一化是重要的课题。

图14显示形成于压电材料晶圆3表面的数个滤波器20的电极图案的一例。此滤波器20是将分别并列设置有反射器21的共振器19A~19E组成阶梯构造。一部分的共振器19A~19C是插入在输入埠22与输出埠23之间的线路24。其他共振器19D、19E是分别插入线路24与接地埠25a、25b之间。此滤波器是构成为以各共振器19A~19E分别作为阶梯构造的基本单位,其通过频带是由各共振器19A~19C的阻抗与各共振器19D、19E的阻抗所决定。图15是显示图14所示的滤波器的通过频带及中心频率FO的概要。

分别使用具有平边3b1的压电材料晶圆3,及不具有平边3b1的压电材料晶圆3,来制作具有图14之电极图案的滤波器,来比较其中心频率FO的差异。在此制作中,压电材料晶圆3采用钽酸锂(LT),其厚度设定为3μm。另外,非压电材料晶圆2使用蓝宝石,其厚度定为400μm。又,共振器19A~19E及反射器21的电极间距定为2.10μm。

图16为显示分别使用具有平边3b1的,及不具有平边3b1的晶圆,来构成图14所示构造的滤波器时,其中心频率FO的分布状况。此中心频率的测定是分别制作45个由具有平边3b1的晶圆所制得的滤波器样本,及45个由不具有平边3b1的晶圆所制得的滤波器样本,所测得的结果。并且从测定值中,找出中心频率的最大值Rmax及最小值Rmin之差的范围(Rmax-Rmin)(MHz)及标准差σ(MHz)。表2显示其结果。

表2

从表2可得知,构成图14所示的滤波器时,如果是以除去平边的压电材料晶圆所制得的滤波器,其中心频率的范围比具平边的压电材料晶圆所制得的滤波器狭窄,标准差σ的数值也较小。也就是,除去平边的压电材料晶圆,可制得频率特性较一致的滤波器。

<第二实施形态>

以下,以图17为依据,说明本发明的接合晶圆的制造方法的第二实施形态。此实施形态的压电材料晶圆3X,在与平边3b1同位置的晶圆表面印设标记3d来取代平边3b1。此标记3d可以使用激光或上色墨水等印刷来印设。另外,此标记3d也可以不是线状,可以是在3d所示的线状部分的外周侧,附上颜色与其他区域不同的物质的方式构成。另外,此标记3d是在进行为了接合的对位时,供摄影装置光学性检测,因此要设在与非压电材料晶圆2之接合面的相反侧。

借由此第二实施形态来制造接合晶圆时,如图17(a)所示,制造外周具有平边2a1的非压电材料晶圆2。另外,如图17(b)所示,制造面积比非压电材料晶圆2狭窄,且在与非压电材料晶圆的接合面的相反侧的表面,具有取代平边的标记3d的压电材料晶圆3X。接着如图17(c)所示,光学性检测平边2a1及标记3d的位置,根据此位置信息,调整非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3X的相对位置,来将非压电材料晶圆2及压电材料晶圆3X,接合成为两晶圆的相对之方向符合预先设定好的方向,且两晶圆的外周弧状圆成为同心圆。在此实施例中,是以平边2a1与标记3d相互平行的状态接合,但不一定是要相互平行,只要压电材料晶圆3X的结晶方向相对于标记3b的方位是既定的方位即可。在接合两晶圆2、3X之后,如图17(d)中的实线所示,对压电材料晶圆3X呈弧状的外周3b,沿着圆弧状的外周3b进行研磨,使接合后的压电材料晶圆3X不易从非压电材料晶圆2脱落。

此第二实施形态的制造方法中,压电材料晶圆3X与上述形态不同,不具有平边3b1。因此,在研磨压电材料晶圆3的表面时,不会发生平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况,而可以使压电材料晶圆3之全部区域的厚度都均一化。因此,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

在此第二实施形态的制造方法中,压电材料晶圆3X不具有平边3b1。因此,在研磨压电材料晶圆3的表面时,不会发生平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况,而可以使压电材料晶圆3之全部区域的厚度都均一化。而且,在研磨压电材料晶圆3的表面3c之后,标记3d会消失。因此,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

<第三实施形态>

以下,以图18为依据,说明本发明的接合晶圆的制造方法的第三实施形态。此实施形态的压电材料晶圆3X,在与平边3b1同位置的晶圆表面印设标记3d来取代第1实施形态中的平边3b1。另外,关于非压电材料晶圆2X也是同样地,在与压电材料晶圆3X之接合面的相反侧的面上,在与平边2a1同位置处设置标记2b来取代平边2a1。这些标记2b、3d可以使用激光或上色墨水等印刷来印设。另外,这些标记2b、3d也可以不是线状,可以是在2b、3d所示的线状部分的外周侧,附上颜色与其他区域不同的物质的方式构成。

在制造此第三实施形态的接合晶圆时,如图18(a)所示,制造外周具有标记2b来取代平边的非压电材料晶圆2X。另外,如图18(b)所示,制造面积比非压电材料晶圆2X狭窄,且在与非压电材料晶圆的接合面的相反侧的表面,具有取代平边的标记3d的压电材料晶圆3X。接着如图18(c)所示,光学性检测标记2b及标记3d的位置,根据此位置信息,调整非压电材料晶圆2X与压电材料晶圆3X的相对位置,来将非压电材料晶圆2X及压电材料晶圆3X,接合成为两晶圆的相对之方向符合预先设定好的方向,且两晶圆的外周弧状圆成为同心圆。在此例中,是以标记2b与标记3d相互平行的状态接合,但不一定要是相互平行,只要结果是压电材料晶圆3X的结晶方向等相对于标记2b的方位是既定的方位即可。

在此实施形态中,在研磨压电材料晶圆3X的表面之前,如图18(d)所示,同样是研磨压电材料晶圆3X的外周3b,使接合后的压电材料晶圆3X不易脱落。

在此第三实施形态的制造方法中,压电材料晶圆3X不具有平边。因此,在研磨压电材料晶圆3X的表面3c时,不会与现有技术发生平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况同样的状况,而可以使压电材料晶圆3X之全部区域的厚度都均一化。因此,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

<第四实施形态>

以下,以图19为依据,说明本发明的接合晶圆的制造方法的第四实施形态。此实施形态中,压电材料晶圆3Y的外周3b,是如图19(a)所示,分别设有V字形的缺口,也就是凹痕3f、3f(以下称为双凹痕)。此双凹痕3f、3f是设置用来取代第1实施形态中的平边3b1。此双凹痕3f、3f是设置在晶圆3Y的外周3b上,且位在大致相当于平边3b1在圆周方向上的两端的位置。而关于非压电材料晶圆2,则是设置平边2a1。

借由此第四实施形态来制造接合晶圆时,如图19(b)所示,制造外周具有平边2a1的非压电材料晶圆2。另外,如图19(c)所示,制造面积比非压电材料晶圆2狭窄,且具有取代平边的双凹痕3f、3f的压电材料晶圆3Y。接着如图19(d)所示,光学性检测平边2a1及双凹痕3f、3f的位置,根据此位置信息,调整非压电材料晶圆2与压电材料晶圆3Y的相对位置,来将非压电材料晶圆2及压电材料晶圆3Y,接合成为两晶圆的相对之方向符合预先设定好的方向,且两晶圆的外周弧状圆成为同心圆。

在图19的实施形态中,在研磨压电材料晶圆3Y的表面之前,如图19(d)所示,同样是研磨压电材料晶圆3Y的外周3b。此时,外周3b在晶圆半径方向上的研磨深度,是到达压电材料晶圆3Y的双凹痕3f、3f消失的晶圆3的尺寸为止。

此第四实施形态的制造方法中,压电材料晶圆3Y也不具有平边。因此,在研磨压电材料晶圆3Y的表面3c1时,不会与现有技术地发生平边区域侧的研磨深度比其他区域更深的状况同样的状况,而可以使压电材料晶圆3Y之全部区域的厚度都均一化。因此,在使用该接合晶圆分割后的物品来制造弹性波器件时,可得到频率特性一致的产品。

<第五实施形态>

接合晶圆的制造方法的第五实施形态,图18(a)所示,是在非压电材料晶圆2上设置标记2b取代平边2a1,且如图19所示,压电材料晶圆3Y则是设置双凹痕3f、3f,再接合两晶圆。此时,如针对图19之说明,对压电材料晶圆3Y的外周3b进行研磨至双凹痕3f消失为止。

此实施形态也同样是压电材料晶圆3Y不具有平边,因此在研磨压电材料晶圆3Y的表面3c1时,可将压电材料晶圆3Y的表面3c1研磨成为均一的厚度。

接着,以图20及图21为依据,说明利用所述接合晶圆1来制造弹性波器件的方法的一种实施形态。图20(a)是概念性地显示在第1实施形态至第3实施形态中任一种方法所制造而成的接合晶圆1上,形成数个例如图14所示的滤波器的电极图案。也就是,在构成接合晶圆1的压电材料晶圆3上,形成对应弹性表面波的共振器所使用的电极31及焊盘电极32。在此,共振器用的电极31是指梳状电极及反射器。这些用于共振器用的电极31及焊盘电极32,是在压电材料晶圆3的表面,以光刻技术(Photolithography)来形成。在压电材料晶圆3上形成有这些电极31、32等的接合晶圆1,是借由刀片切割(blade dicing)或激光等,如图20(b)所示,沿着纵横的切割线33切割成为各自独立的裸芯片35,而各裸芯片35分别具有非压电基板2E及压电基板3E。

另一方面,除了裸芯片35的制造工序之外,在其他的工序中,如图20(c)的下部所示,准备由陶瓷、玻璃、塑料等绝缘材料所构成的切割前安装基板40。安装基板40在内部设有用于形成配线或组件的导体层43时,可采用形成导体层43的安装基板材料,及另一片或数片的安装基板材料所重叠接合而成的构件。安装基板40的正面及背面形成有焊盘电极41、42。在正面及背面的焊盘电极41、42之间,可以是经由导体层43等来直接电连接,或是经由形成于其内部但图未示的组件来电连接。

在设置有如此构成的焊盘电极41、42的安装基板40上,如图20(c)所示,以倒装方式安装弹性波器件的裸芯片35。也就是,将裸芯片35的焊盘电极32经由凸块44接合在安装基板40的焊盘电极41。

接着如图21(a)所示,以硬化性的树脂层45覆盖安装有裸芯片35的安装基板40。此树脂层45的设置方式,可以是以黏着方式来黏着热硬化性树脂或光硬化性树脂膜,或者是以涂布热硬化性树脂或光硬化性树脂的方式,来取代膜层的黏着。之后,对这些树脂层45进行加热或光照射,来使树脂硬化。接着,沿着纵横的切割线46,以刀片切割或激光等,如图21(b)所示,切割出各自独立的芯片作为弹性波器件47。

如此,使用压电材料晶圆的厚度一致的接合晶圆1,来制造弹性波器件47,可得到频率特性一致的弹性波器件。

以上所述者,仅为本发明的实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明的范围。

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