DE102018212493A1 - Verfahren zum herstellen eines substrats für ein akustisches wellenbauelement - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für ein akustisches Wellenbauelement beinhaltet: einen Verbindungsschritt für ein Substrat zum Verbinden einer piezoelektrischen Materialschicht mit einer Oberfläche an einer Seite des Trägersubstrats; einen Schleifschritt zum Schleifen der piezoelektrischen Materialschicht; einen Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge zum Messen der Dicke in der Ebene der piezoelektrischen Materialschicht mit einer optische Dicken-Messvorrichtung und Berechnen einer Entfernungsmenge der piezoelektrischen Materialschicht zum Anpassen der Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht auf einen oder unterhalb eines Grenzwerte(s) auf der Basis einer jeden Koordinate in der Ebene, um eine Abbildung einer Entfernungsmenge auszubilden; einen Laserbearbeitungsschritt zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls einer solchen Wellenlänge, dass dieser in der piezoelektrischen Materialschicht absorbiert werden kann, um selektiv die piezoelektrische Materialschicht basierend auf der Abbildung für eine Entfernungsmenge zu entfernen; und einen Polierschritt zum Polieren der Oberfläche der elektrischen Materialschicht.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für ein akustisches Wellenbauelement.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • In Funkunterhaltungsvorrichtungen wie Mobiltelefonen spielt ein Bandpassfilter, der elektrischen Signalen in einem gewünschten Frequenzband ermöglicht, durch diesen zu laufen, eine wichtige Rolle. Als einer der Bandpassfilter sind SAW (Oberflächenakustikwellen)-Bauelemente (SAW-Filter), die SAW verwenden, bekannt.
  • In den vergangenen Jahren wurde einem BAW (Bulk Acoustic Wave) Bauelement (BAW-Filter) der eine BAW verwendet, die durch das innere einer Substanz propagiert, viel Aufmerksamkeit gewidmet. Ein BAW-Bauelement weist einen Resonator (piezoelektrisches Element) auf, in welchem ein piezoelektrischer Film, der aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet ist, zwischen Elektroden aus Molybden (Mo) oder dergleichen eingefügt ist. Der Resonator ist an einem Trägersubstrat ausgebildet, das aus einem Halbleitermaterial wie Silicium (Si) zum Beispiel ausgebildet ist. Das BAW-Bauelement weist keine zahnförmige Elektrodenstruktur im Gegensatz zu dem SAW-Bauelement auf und ist darum vorteilhaft bezüglich reduzierter Verluste und einer verbesserten elektrischen Leistungsfestigkeit. Zusätzlich, da es nicht nötig ist, ein Kristallsubstrat zu verwenden, das aus einem piezoelektrischen Material ist, kann das BAW-Bauelement integral mit anderen aktiven Bauelementen ausgebildet werden.
  • In dieser Weise wurden piezoelektrische Elemente, die ein piezoelektrisches Verbundsubstrat verwenden, das mit einem dünnen Einkristallfilm eines piezoelektrischen Materials bereitgestellt ist, entwickelt. Piezoelektrische Materialien wie LT (LiTaO3) und LN (LiNbO3) weisen einen hohen elektromechanischen Kopplungsfaktor auf, sind zum Realisieren eines Breitbandfilters vorteilhaft, haben jedoch den Nachteil, dass sie eine geringe Temperaturfestigkeit haben. Andererseits weisen Trägersubstrate wie Saphir, Silicium und dergleichen exzellente Temperaturfestigkeit auf, jedoch haben sie den Nachteil eines geringen elektromechanischen Kopplungsfaktors. Im Gegensatz dazu weist ein piezoelektrisches Verbundsubstrat, das durch Verbinden von beidem ausgebildet ist, einen Vorteil auf, dass es einen hohen elektromechanischen Kopplungsfaktor und exzellente Temperaturstabilität aufweist. Zusätzlich ist das piezoelektrische Verbundsubstrat dahingehend vorteilhaft, dass, wenn ein piezoelektrisches Material, das mit einem Trägersubstrat verbunden ist, dünner ausgebildet wird, wird das Verhältnis der Vibration (kinetische Energie), die nicht verwendet wird, aufgrund ihrer Prorogation in der Dickenrichtung des piezoelektrischen Elements, das eine Oberflächenakustikwelle oder eine Bulk-Acoustic-Wave verwendet, reduziert, und die Vibrationen können dadurch effizient detektiert werden.
  • Das piezoelektrische Material, das mit dem Trägersubtrat verbunden ist, weist eine Filtercharakteristik in Erwiderung auf akustische Wellen auf und es ist darum notwendig, einen Grenzwert für eine Dickenabweichung auf einen sehr kleinen Wert (zum Beispiel einen Wert von nicht mehr als 2 µm (typischerweise 0,1 µm bis 0,2 µm) zu setzen. Jedoch ist die Dickenabweichung des Trägersubstrats normalerweise nicht weniger als 2 µm. Deswegen wurde ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem ein Einkristall-basiertes Material, das mit einem Trägersubstrat verbunden ist, durch eine Vorbehandlung wie eine Ioneninjektion abgeblättert wird, um einen dünnen Film auszubilden (siehe zum Beispiel die japanischen Übersetzungen der PCT des Patents Nr. 2002-534886 ). Zusätzlich wurde auch ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem ein Einkristallbasierendes Material dünn ausgestaltet wird, nachdem es mit einem Trägersubstrat verbunden ist (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2015-159499 ).
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Jedoch weist das Verfahren, das in den japanischen Übersetzungen der PCT des Patents Nr. 2002-534886 offenbart ist, ein Problem auf, da die Kosten des Abblätterns mir der Ioneninjektion hoch ist, kann dieses Verfahren nicht einfach zum Herstellen eines SAW-Filters als ein akustisches Wellenbauelement angepasst werden, das kein hochpreisiges Produkt ist. Zusätzlich weist das Verfahren, das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2015-159499 offenbart ist, dahingehend ein Problem auf, da die Dickenabweichung in der Ebene des Trägersubstrats vorliegt, die Dickenabweichung des dünnen Films nicht reduziert auf oder unterhalb der Dickenvariation in der Ebene des Trägersubstrats werden kann.
  • Es ist darum ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für ein akustisches Wellenbauelement bereitzustellen, durch welches eine Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht unterdrückt werden kann, während die Kosten der akustischen Wellenbauelemente gedrückt werden.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für ein akustisches Wellenbauelement bereitgestellt, wobei das Substrat eine piezoelektrische Materialschicht mit einer vorbestimmten Dicke aufweist, die entlang einer Oberfläche einer Seite des Trägersubstrats ausgebildet ist, wobei das Verfahren beinhaltet: einen Verbindungsschritt für ein Substrat zum Verbinden der piezoelektrischen Materialschicht mit der Oberfläche an einer Seite des Trägersubstrats; einen Schleifschritt zum Halten der Trägersubstratseite durch einen Einspanntisch einer Schleifvorrichtung und Schleifen und dünnen ausgestalten der piezoelektrischen Materialschicht nach dem Verbindungsschritt für ein Substrat; einen Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge zum Messen der Dicke in der Ebene des piezoelektrischen Materials durch eine optische Dickenmessung, Berechnen einer Entfernungsmenge des piezoelektrischen Materials zum Anpassen der Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht auf einen oder unterhalb eines Grenzwert(s) auf der Basis einer jeden Koordinate in der Ebene, um eine Abbildung einer Entfernungsmenge zu erstellen, nach dem Schleifschritt; einen Laserbearbeitungsschritt zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls einer solchen Wellenlänge, dass sie in dem piezoelektrischen Material absorbiert wird, von einer Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht und selektiven Entfernen der piezoelektrischen Materialschicht durch eine Ablationsbearbeitung basierend auf der Abbildung der Entfernungsmenge, um die Dickenvariation auf den oder unterhalb des Grenzwert(s) anzupassen; und einen Polierschritt zum Halten der Trägersubstratseite durch einen Einspanntisch einer Poliervorrichtung und Polieren der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht durch eine Polierscheibe, um eine piezoelektrische Materialschicht in einer vorbestimmten Dicke auszubilden, während die Dickenvariation in der Ebene beibehalten wird, nach dem Laserbearbeitungsschritt.
  • In dem Herstellungsverfahren für ein Substrat für das akustische Wellenbauelement können die Abtastbedingungen des gepulsten Laserstrahls in dem Laserbearbeitungsschritt durch eine Entfernungsmenge des piezoelektrischen Materials pro Puls, die vorher gemessen wird, bestimmt werden.
  • In dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement kann in dem Schleifschritt die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht durch einen groben Schleifstein geschliffen werden, wonach die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht abschließend durch einen Abschlussschleifstein geschliffen wird, der eine kleinere abrasiere Korngröße als der grobe Schleifstein aufweist, um irreguläre Reflexionen eines Messlichts der optischen Dickenmessvorrichtung zu unterdrücken.
  • In dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement kann der Polierschritt eine chemisch-mechanische Polierbearbeitung sein.
  • In dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement kann das Trägersubstrat einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die piezoelektrische Materialschicht aufweisen und kann ein Halbleiter oder ein Isolationsmaterial sein.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Effekt her, dass die Dickenvariation einer piezoelektrischen Materialschicht unterdrückt werden kann, während die Kosten des akustischen Wellenbauelements gedrückt werden.
  • Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und angehängten Ansprüche mit Bezug zu den beigefügten Figuren verstanden, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine spezifische Ansicht eines Substrats für einen SAW-Filter, der durch ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für ein akustisches Wellenbauelement entsprechend der Ausführungsform 1 erhalten wird;
    • 2 ist eine Schnittansicht, die entlang Linie II-II in 1 gemacht wurde;
    • 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen des Substrats für ein akustisches Wellenbauelement nach Ausführungsform 1 darstellt;
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungsschritts für ein Substrat in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für ein akustisches Wellenbauelement, das in 3 dargestellt ist;
    • 5 ist eine Schnittansicht eines Trägersubstrats und einer piezoelektrischen Materialschicht nach dem Verbindungsschritt für ein Substrat in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenelement, das in 3 dargestellt ist;
    • 6 ist eine seitliche partielle Schnittansicht, die einen groben Schleifschritt eines Schleifschritts in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für ein akustisches Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist;
    • 7 ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die einen abschließenden Schleifschritt eines Schleifschritts in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist;
    • 8 ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die einen Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenelement darstellt, das in 3 dargestellt ist;
    • 9 ist eine Aufsicht, die ein Beispiel einer Abbildung einer Entfernungsmenge, die durch den Ausbildungsschritt für eine Abbildung eine Entfernungsmenge in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement ausgebildet wird, darstellt, das in 3 dargestellt ist;
    • 10 ist eine seitliche Ansicht, die einen Laserbearbeitungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist;
    • 11 ist eine Aufsicht, die Zustände zum Abtasten der piezoelektrischen Materialschicht mit einem gepulsten Laserstrahl in den Laserbearbeitungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist;
    • 12 ist eine Schnittansicht des Trägersubstrats und der piezoelektrischen Materialschicht nach dem Laserbearbeitungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement, das in 3 dargestellt ist;
    • 13 ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die einen Polierschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist; und
    • 14 ist eine Schnittansicht eines Substrats für den SAW-Filter nach dem Polierschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement, das in 3 dargestellt ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ein Weg (Ausführungsform) zum Ausführen der vorliegenden Erfindung wird detailliert im Folgenden mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Inhalt der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Zusätzlich können ausbildende Elemente, die im Folgenden beschrieben sind, die beinhalten, die einfach durch den Fachmann erkannt werden und die im Wesentlichen äquivalent sind. Ferner können die im Folgenden beschriebenen Konfigurationen wie benötigt kombiniert werden. Darüber hinaus sind verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Modifikationen der Konfigurationen möglich, ohne von der Idee der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • [Ausführungsform 1]
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für ein akustisches Wellenbauelement entsprechend Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird basierend auf den Figuren beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Substrats für einen SAW-Filter, das durch das Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement entsprechend Ausführungsform 1 erhalten wird. 2 ist eine Schnittansicht, die entlang Linie II-II von 1 gemacht wurde.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement entsprechend Ausführungsform 1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für einen SAW-Filter, das ein Substrat für akustische Wellenbauelemente ist, das in 1 und 2 dargestellt ist. Das SAW-Filtersubstrat wird in SAW-Filter geteilt, die akustische Wellenbauelemente sind, die eine vorbestimmte Größe aufweisen. Wie in 1 und 2 dargestellt, weist das SAW-Filtersubstrat 1 eine Konfiguration auf, in welcher eine piezoelektrische Materialschicht 4, die eine vorbestimmte Dicke 200 aufweist, entlang einer Oberfläche 3 an einer Seite eines Trägersubstrats 2 ausgebildet ist. Das Trägersubstrat 2 weist einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die piezoelektrische Materialschicht 4 auf und ist ein Halbleiter oder ein Isolationsmaterial. In Ausführungsform 1 ist das Trägersubstrat 2 aus Quarzglas oder Silicium ausgebildet, das einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die piezoelektrische Materialschicht 4 aufweist, und in Ausführungsform 1 ist es in einer kreisförmigen Scheibenform ausgebildet. In der vorliegenden Erfindung ist das Trägersubstrat jedoch nicht auf eine kreisförmige Scheibenform beschränkt. Darüber hinaus ist in Ausführungsform 1 das Trägersubstrat 2 ein Silicium-Wafer, der aus Silicium ausgebildet ist, und ist darum mit einer Kerbe 5 bereitgestellt, welche die Kristallorientierung angibt. In dem Trägersubstrat 2 ist der Unterschied zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts und der Dicke des dicksten Abschnitts ungefähr 3 um. Beachte, dass in Ausführungsform 1 das Trägersubstrat 2 im Zentrum am dicksten und an der umfänglichen Kante am dünnsten ist. Beachte, dass während das SAW-Filtersubstrat 1 durch ein Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement entsprechend Ausführungsform 1 hergestellt wird, ein Substrat für einen BAW-Filter als ein Substrat für ein akustisches Wellenbauelement mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Das hergestellte BAW-Filtersubstrat wird in BAW-Filter geteilt, die akustische Wellenbauelemente sind, die eine vorbestimmte Größe aufweisen.
  • Die piezoelektrische Materialschicht 4 ist mit der Oberfläche 3 an einer Seite des Trägersubstrats 2 verbunden. Die piezoelektrische Materialschicht 4 ist aus LT (LiTaO3) oder LN (LiNbO3) ausgebildet, was ein piezoelektrisches Material ist. Die vorbestimmte Dicke 200 der piezoelektrischen Materialschicht 4 ist 1 µm bis 2 µm und der Unterschied zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts und der Dicke des dicksten Abschnitts ist nicht mehr als 5 µm zum Beispiel 0,5 µm bis 5,0 µm und ist vorzugsweise ungefähr 1 µm.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement entsprechend Ausführungsform 1 wird im Folgenden beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement nach Ausführungsform 1 darstellt. Wie in 3 dargestellt, beinhaltet das Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement nach Ausführungsform 1 (im Folgenden einfach als Herstellungsverfahren bezeichnet) einen Verbindungsschritt für ein Substrat ST1, einen Schleifschritt ST2, einen Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge ST3, einen Laserbearbeitungsschritt ST4 und einen Polierschritt ST5.
  • <Verbindungsschritt für ein Substrat>
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Verbindungsschritt für ein Substrat in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist. 5 ist eine Schnittansicht des Trägersubstrats und der piezoelektrischen Materialschicht nach dem Verbindungsschritt für ein Substrat in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement, das in 3 dargestellt ist. Der Substrat-Verbindungsschritt ST1 ist ein Schritt zum Verbinden der piezoelektrischen Materialschicht 4 mit der Oberfläche 3 an der einen Seite des Trägersubstrats 2. Wie in 4 dargestellt, sind in dem Verbindungsschritt für ein Substrat ST1 die Oberfläche 3 an der einen Seite des Trägersubstrats und die piezoelektrische Materialschicht 4 einander zugewandt und dann wird die piezoelektrische Materialschicht 4 mit der Oberfläche 3 an der einen Seite des Trägersubstrats 2 verbunden. In Ausführungsform 1 in dem Verbindungsschritt ST1 für ein Substrat werden das Trägersubstrat 2 und die piezoelektrische Materialschicht 4 aneinander durch eine organische haftvermittelnde Schicht angeklebt, jedoch können sie durch eine direkte Verbindung integriert werden. Beispiele des Materials der organischen haftvermittelnden Schicht beinhalten Epoxy-Kunststoff und Acryl-Kunststoff. Das direkte Verbinden wird durch Aktivieren der Verbindungsoberflächen des Trägersubstrats 2 und der piezoelektrischen Materialschicht 4 und Drücken der Trägersubstrats 2 und der piezoelektrischen Materialschicht 4 in dem Zustand durchgeführt, in dem beide Verbindungsoberflächen einander zugewandt sind. Beispiele des Verfahrens zum Aktivieren der Verbindungsoberflächen beinhalten das Aufbringen eines Ionenstrahls eines Inertgases (Argon etc.) auf den Verbindungsoberflächen und Aufbringen eines Plasmas oder eines Neutronen-Atomstrahls auf den Verbindungsoberflächen. Nach dem Verbindungsschritt für ein Substrat ST1, wie in 5 dargestellt, ist die piezoelektrische Materialschicht 4 in engen Kontakt mit der Oberfläche 3 an der einen Seite und ist entlang der Oberfläche 3 an der einen Seite gekrümmt. Nach dem Verbindungsschritt für ein Substrat ST1 fährt das Bearbeitungsverfahren mit dem Schleifschritt ST2 fort.
  • <Schleifschritt>
  • 6 ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die einen groben Schleifschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist. 7 ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die einen abschließenden Schleifschritt des Schleifschritts in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist. Der Schleifschritt ST2 ist der Schritt zum Halten des Trägersubstrats 2 durch einen Einspanntisch 11 einer Schleifvorrichtung 10 und Schleifen und dünnen Ausgestalten der piezoelektrischen Materialschicht 4 nach dem Verbindungsschritt für ein Substrat ST1. Der Schleifschritt ST2 beinhaltet einen groben Schleifschritt ST21 und einen abschließenden Schleifschritt ST22. Der Schleifschritt ST2 wird durch die Schleifvorrichtung 10 durchgeführt, die mit mehreren Einspanntischen 11 (in 6 und 7 dargestellt) an einem Drehtisch (nicht dargestellt) bereitgestellt ist, der um eine Achse gedreht wird, und beinhaltet eine grobe Schleifeinheit 12 (in 6 dargestellt) für ein grobes Schleifen der piezoelektrischen Materialschicht 4 und eine abschließende Schleifeinheit 13 (in 7 dargestellt) zum abschließenden Schleifen der piezoelektrischen Materialschicht 4. Jedoch ist die Schleifvorrichtung 10, die in dem Schleifschritt ST2 in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, nicht auf diese eine Ausführungsform 1 beschränkt.
  • In dem Schleifschritt ST2 wird ein Schutzelement 300 an einer Oberfläche 6 an der anderen Seite des Trägersubstrats 2 angebracht und danach hält die Schleifvorrichtung 10 das Trägersubstrat 2 durch jeden der mehreren Einspanntische 11, die an dem Drehtisch bereitgestellt sind (nicht dargestellt). In dem groben Schleifschritt ST21 dreht die Schleifvorrichtung 10 den Drehtisch, positioniert das Trägersubstrat 2 unter der groben Schleifeinheit 12 und führt ein Schleifwasser zu, während eine Schleifscheibe 22 für ein grobes Schleifen durch eine Spindel 121 gedreht wird und dreht den Einspanntisch 11 um die Achse, wie in 6 dargestellt. In dem groben Schleifschritt ST21 bringt die Schleifvorrichtung 10 einen groben Schleifstein 123 in die Nähe des Einspanntisches 11 mit einer vorbestimmten Zufuhrrate, wodurch die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 grob geschliffen wird.
  • In dem abschließenden Schleifschritt ST22 dreht die Vorrichtung 10 den Drehtisch, um das Trägersubstrat 2 unter der abschließenden Schleifeinheit 13 zu positionieren, und führt ein Schleifwasser zu, während eine Schleifscheibe 132 für ein abschließendes Schleifen durch eine Spindel 131 gedreht wird und der Einspanntisch 11 um die Achse gedreht wird, wie in 7 dargestellt. In dem abschließenden Schleifschritt ST22 bringt die Schleifvorrichtung 10 einen abschließenden Schleifstein 133, dessen abrasive Korngröße kleiner als die des Schleifsteins 123 ist, in die Nähe des Einspanntisches 11 mit einer bestimmten Zufuhrrate, wodurch die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 abschließend geschliffen wird.
  • Nach dem abschließenden Schleifen gibt die Schleifvorrichtung 10 das saugende Halten des Trägersubstrats 2 durch den Einspanntisch 11 frei und führt ein Reinigen und dergleichen durch. Beachte, dass der grobe Schleifstein 123, der in dem Schleifschritt ST2 in Ausführungsform 1 verwendet wird, ein Schleifstein ist, in dem ein Verbindungsmaterial ein Metall ist, und der abrasive Körner #320 bis #800 enthält, wohingegen der abschließende Schleifstein 133 ein Schleifstein ist, in dem ein Verbindungsmaterial einen Kunststoff ist, und der Körner von #1000 bis #2000 enthält. Jedoch sind die Schleifsteine 123 und 133, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, nicht auf diese beschränkt. In dieser Weise wird die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 grob durch den groben Schleifstein 123 geschliffen und dann wird die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 abschließend durch den abschließenden Schleifstein 133 geschliffen, dessen abrasive Korngröße feiner als die des groben Schleifsteins 123 ist, wodurch die Menge, die durch einen gepulsten Laserstrahl 400 entfernt werden soll (in 10 dargestellt), reduziert wird, um eine unregelmäßige Reflexion des Messlichts 21 einer optischen Dicken-Messvorrichtung 20 (in 8 dargestellt) zu unterdrücken, die in dem Ausbildungsschritt für eine Abbildung eine Entfernungsmenge ST3 verwendet wird. Nach dem Schleifschritt ST2 fährt das Herstellungsverfahren mit dem Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge ST3 fort.
  • <Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge>
  • 8 ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die einen Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist. 9 ist eine Aufsicht, die ein Beispiel einer Abbildung einer Entfernungsmenge darstellt, die in dem Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement ausgebildet wird, das in 3 dargestellt ist.
  • Der Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge ST3 ist ein Schritt zum Messen der Dicke in der Ebene der piezoelektrischen Materialschicht 4 durch eine optische Dicken-Messvorrichtung 20, die in 8 dargestellt ist, Berechnen einer Entfernungsmenge der piezoelektrischen Materialschicht 4 zum Anpassen der Dicken-Abweichung der piezoelektrischen Materialschicht 4 oder des Unterschieds zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts und der Dicke des dicksten Abschnitts auf einen oder unterhalb eines Grenzwert(s) auf der Basis einer jeden Koordinate in der Ebene und Ausbilden einer Abbildung einer Entfernungsmenge 30, die in 9 dargestellt ist, nach dem Schleifschritt ST2. Die optische Dicken-Messvorrichtung 20 misst die Dicke der piezoelektrischen Materialschicht 4 durch einen Prozess, in welchem Messlicht 21 zum Beispiel Infrarotlicht auf der piezoelektrischen Materialschicht 4 aufgebracht wird und reflektiertes Licht von der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 werden aufgenommen. Die optische Dicken-Messvorrichtung 20 ist so getragen, dass sie in Richtungen parallel zu der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 durch eine Antriebseinheit (nicht dargestellt) bewegt werden kann und gibt Messergebnisse an eine Berechnungssteuerungseinheit 100 aus, die in 8 dargestellt ist.
  • Die Berechnungssteuerungseinheit 100 ist eine Einheit, welche die Abbildung einer Entfernungsmenge 30, die in 9 dargestellt ist, basierend auf den Ergebnissen der Messungen durch die optische Dicken-Messvorrichtung 20 berechnet. Die für eine Entfernungsmenge dient zum Vorschreiben der Anzahl der Aufbringungen des gepulsten Laserstrahls 400 auf jeder Position an der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 in dem Laserbearbeitungsschritt ST4. In Ausführungsform 1 schreibt die für eine Entfernungsmenge jede Position an der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 in Koordinaten, die in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung, die einander kreuzen, definiert sind, mit der Kerbe 5 als eine Referenz. Beachte, dass die für eine Entfernungsmenge, die in 9 dargestellt ist, vorschreibt: Die Anzahl wie oft der gepulste Laserstrahl 400 auf jeder Position 31 in einem weißen Bereich inklusive des Zentrums der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 aufgebracht werden soll, nämlich Null (keinmal); die Anzahl wie oft der gepulste Laserstrahl 400 auf jeder Position 32 in einem Bereich aufgebracht werden soll, der durch die gröbsten parallel geneigten Linien außerhalb der Positionen 31 aufgebracht werden soll, nämlich eins (einmal); die Anzahl wie oft der gepulste Laserstrahl 400 auf jeder Position 33 in einem Bereich aufgebracht werden soll, der durch die zweitgröbsten parallel geneigten Linien außerhalb der Positionen 32 aufgebracht werden soll, nämlich zwei (zweimal); die Anzahl wie oft der gepulste Laserstrahl 400 auf jeder Position 34 in einem Bereich aufgebracht werden soll, der durch die drittgröbsten geneigten Linien außerhalb der Positionen 33 aufgebracht werden soll, nämlich drei (dreimal); und die Anzahl wie oft der gepulste Laserstrahl 400 auf jeder Position 35 in einem Bereich aufgebracht werden soll, der durch die dichtesten parallel geneigten Linien an der äußersten Seite aufgebracht werden soll, nämlich vier (viermal). Beachte, dass eine detaillierte Beschreibung der Berechnungssteuerungseinheit 100 zu dem Zeitpunkt gegeben wird, wenn der Laserbearbeitungsschritt ST4 später beschrieben wird.
  • In dem Ausbildungsschritt ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge wird das Trägersubstrat 2 an einem Einspanntisch 22 einer Dicken-Messvorrichtung 23 durch ein Schutzelement 300 gehalten, und in einem Zustand, in dem die optische Dicken-Messvorrichtung 20 gesetzt ist, so dass sie der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 zugewandt ist, bringt die Berechnungssteuerungseinheit 100 die optische Dickenmessvorrichtung 20 dazu, die Dicke an jeder Position der piezoelektrischen Materialschicht 4 zu messen, während die optische Dicken-Messvorrichtung 20 in einer Richtung parallel zu der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 bewegt wird, und speichert das Ergebnis der Messung. In dem Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge ST3 berechnet die Berechnungsteuerungseinheit 100 die für eine Entfernungsmenge, die in 9 dargestellt ist, aus den Messergebnissen und dergleichen. Nach dem Ausbildungsschritt ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge ST3 fährt das Bearbeitungsverfahren mit dem Laserbearbeitungsschritt ST4 fort.
  • <Laserbearbeitungsschritt>
  • 10 ist eine seitliche Ansicht, die einen Laserbearbeitungsschritt im Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist. 11 ist eine Aufsicht, welche die Bedingungen zum Abtasten der piezoelektrischen Materialschicht mit einem gepulsten Laserstrahl in dem Laserbearbeitungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist. 12 ist eine Schnittansicht des Trägersubstrats und der piezoelektrischen Materialschicht nach dem Laserbearbeitungsschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement, das in 3 dargestellt ist.
  • Der Laserbearbeitungsschritt ST4 ist ein Schritt zum Aufbringen des gepulsten Laserstrahls 400 mit einer solchen Wellenlänge, dass sie in der piezoelektrischen Materialschicht 4 von der vorderen Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 absorbiert wird, und selektiven Entfernen der piezoelektrischen Materialschicht 4 durch eine Ablationsbearbeitung, um den Unterschied zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts und der Dicke des dicksten Abschnitts unterhalb eines Grenzwerts basierend auf der für eine Entfernungsmenge anzupassen. In dem Laserbearbeitungsschritt ST4 wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung 40, die schematisch in 10 dargestellt ist, verwendet.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 40 beinhaltet einen Haltetisch 41 zum Halten des Trägersubstrats 2 und eine Aufbringungseinheit 42 für einen Laserstrahl, die den gepulsten Laserstrahl 400 auf der piezoelektrischen Materialschicht 4 aufbringt, die mit dem Trägersubstrat 2 verbunden ist, das an dem Einspanntisch 41 gehalten ist. Die Aufbringungseinheit 42 für einen Laserstrahl beinhaltet einen Oszillationsabschnitt 43, der den gepulsten Laserstrahl 400 oszilliert, und ein optisches System (nicht dargestellt), das eine Strahldurchmesser-Anpassung, eine Leistungsanpassung und dergleichen zum transmittieren des gepulsten Laserstrahls 400 beinhaltet. Zusätzlich beinhaltet die Aufbringungseinheit 45 für einen Laserstrahl einen Galvano-Scanner 44, der die zentrale Achse des gepulsten Laserstrahls 400, der durch das optische System transmittiert wurde, in einer solchen Weise ablenkt, dass er in einer Richtung parallel zur Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 bewegt wird, die mit dem Substrat 2 verbunden ist, das an dem Haltetisch 41 gehalten ist. Die Aufbringungseinheit 42 für einen Laserstrahl beinhaltet einen Kondensor 45, der aus einer bildseitigen telezentrischen Objektivlinse zum Fokussieren des gepulsten Laserstrahls 400, dessen zentrale Achse durch den Galvano-Scanner 44 abgelenkt wurde, und Aufbringen des gepulsten Laserstrahls 400 auf dem piezoelektrischen Material 4 ausgebildeten ist, das mit dem Trägersubstrat 2 verbunden ist, das an dem Einspanntisch 41 gehalten ist.
  • Der gepulste Laserstrahl 400, der durch den Oszillationsabschnitt 43 oszilliert wird, ist ein Laserstrahl, der pulsförmig ist, eine Wellenlänge von 257nm bis 355nm aufweist und nicht dazu neigt, Risse in dem piezoelektrischen Material 4 zu verursachen, und ist vorzugsweise die vierte harmonische. Zusätzlich in Ausführungsform 1 ist die Leistung des gepulsten Laserstrahls 400 1,5W und die Wiederholungsfrequenz ist 200kHz. Der Galvano-Scanner 44 wird durch die Berechnungssteuerungseinheit 100 gesteuert und lenkt den gepulsten Laserstrahl 400, der durch den Oszillationsabschnitt 43 oszilliert wird, ab, um diesen zu dem Kondensor 45 zu führen. Beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Polygonspiegel oder ein Piezospiegel anstelle des Galvano-Scanners 44 verwendet werden kann. Der Kondensor 45 ist aus einer bildseitigen telezentrischen Objektivlinse ausgebildet, deren Durchmesser größer als der des Trägersubstrats 2 und der piezoelektrischen Materialschicht 4 ist. Der Kondensor 54 bringt den gepulsten Laserstrahl 400 dazu, unabhängig von dem Winkel des Einfallswinkels parallel zu einer optischen Achse der Objektivlinse zu sein.
  • Der Berechnungssteuerungsabschnitt 100, der die für eine Entfernungsmenge basierend auf den vorgenannten Messergebnissen durch die optische Dicken-Messvorrichtung 20 ausbildet und die den Galvano-Scanner 44 der Aufbringungseinheit 42 für einen Laserstrahl der Laserbearbeitungsvorrichtung 40 auf Basis der für eine Entfernungsmenge ausbildet und steuert wird jetzt im Folgenden beschrieben. Wie in 8 und 10 dargestellt, beinhaltet die Berechnungssteuerungseinheit 100 einen Speicherabschnitt 110, einen Berechnungsabschnitt 120 und einen Steuerungsabschnitt 130. Der Speicherabschnitt 110 beinhaltet einen Speicherabschnitt 111 für eine Bearbeitungsbedingung, einen speicherabschnitt 112 für ein Messergebnis und einen Speicherabschnitt 113 für eine Entfernungsmenge. Der Speicherabschnitt 111 für eine Bearbeitungsbedingung speichert zumindest: Einen erlaubten Unterschiedswert zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts der piezoelektrischen Materialschicht 4 und der Dicke des dicksten Abschnitts, der ein Grenzwert einer Variation der Dicke der piezoelektrischen Materialschicht 4 ist; eine Zieldicke der piezoelektrischen Materialschicht 4 und eine Wiederholungsfrequenz des gepulsten Laserstrahls 400. Der erlaubte Wert des Unterschieds zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts der piezoelektrischen Materialschicht 4 und der Dicke des dicksten Abschnitts, die Zieldicke der piezoelektrischen Materialschicht 4 und die Wiederholungsfrequenz des gepulsten Laserstrahls 400 werden durch eine Eingabeeinheit (nicht dargestellt) eingegeben, die mit der Berechnungssteuerungseinheit 100 in Verbindung ist und werden in dem Speicherabschnitt 111 für eine Bearbeitungsbedingung gespeichert.
  • Der Speicherabschnitt 112 für ein Messergebnis speichert die Dicke an jeder Position der piezoelektrischen Materialschicht 4 als das Ergebnis der Messungen durch die optische Dicken-Messvorrichtung 20. Die Dicke an jeder Position der piezoelektrischen Materialschicht 4, die durch den Speicherabschnitt 112 für ein Messergebnis gespeichert ist, ist durch die gleichen Koordinaten, die für die für eine Entfernungsmenge verwendet werden, vorgegeben. Der Speicherabschnitt 113 für eine Entfernungsmenge speichert eine vorläufig gemessene Entfernungsmenge für die piezoelektrische Materialschicht 4 pro Puls des gepulsten Laserstrahls 400. Der Speicherabschnitt 113 für eine Entfernungsmenge speichert zumindest: eine Größe, die in der Dickenrichtung der piezoelektrischen Materialschicht pro Puls des gepulsten Laserstrahls 400 entfernt werden soll, und einen Bereich, der in der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 entfernt werden soll. Die Größe, die in der Dickenrichtung entfernt werden soll und der Bereich, der in der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 entfernt werden soll, werden von einer Eingabeeinheit, (nicht dargestellt), die mit der Berechnungssteuerungseinheit 100 verbunden ist, eingegeben und in dem Speicherabschnitt 113 für eine Entfernungsmenge gespeichert.
  • In dem Ausbildungsschritt ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge berechnet der Berechnungsabschnitt 120 auf der Basis von jeder Koordinate in der Ebene die Entfernungsmenge der piezoelektrischen Materialschicht 4 zum Anpassen des Unterschieds zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts der piezoelektrischen Materialschicht 4 und der Dicke des dicksten Abschnitts auf den oder unterhalb des erlaubten Wert(s) basierend auf den Ergebnissen der Messung durch die optische Dicken-Messvorrichtung 20 der Dicke in der Ebene der piezoelektrischen Materialschicht 4, die durch die Schleifvorrichtung 10 geschliffen wurde, nachdem sie mit der Oberfläche 3 an einer Seite des Trägersubstrats 2 verbunden wurde, und bildet die für eine Entfernungsmenge aus. Der Berechnungsabschnitt 120 berechnet die für eine Entfernungsmenge, die in 9 dargestellt ist, unter Bezugnahme auf die Information, die in dem Speicherabschnitt 111 für eine Bearbeitungsbedingung, dem Speicherabschnitt 112, für ein Messergebnis und dem Speicherabschnitt 113 für eine Entfernungsmenge gespeichert ist. Der Berechnungsabschnitt 120 berechnet die Menge, die in der Dickenrichtung an jeder Position der piezoelektrische Materialschicht 4 entfernt werden soll, aus der Dicke an jeder Position der piezoelektrischen Materialschicht 4, die in dem Speicherabschnitt 112 für ein Messergebnis gespeichert ist sowie den erlaubten Wert und den Zielwert, der in dem Speicherabschnitt 111 für eine Bearbeitungsbedingung gespeichert ist. Der Berechnungsabschnitt 120 berechnet die für eine Entfernungsmenge aus der Menge, die in der Dickenrichtung an jeder Position der piezoelektrischen Materialschicht 4 entfernt werden soll und die größte, die in der Dickenrichtung entfernt werden soll, die in dem Speicherabschnitt 113 für eine Entfernungsmenge gespeichert ist.
  • Zusätzlich in dem Ausbildungsschritt ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge berechnet der Berechnungsabschnitt 120 Abtastbedingungen 50 (ein Beispiel dieser ist in 11 dargestellt) für den gepulsten Laserstrahl 400, der in dem Laserbearbeitungsschritt ST4 aufgebracht werden soll aus der für eine Entfernungsmenge, der Wiederholungsfrequenz des gepulsten Laserstrahls 400, die in dem Speicherabschnitt 111 für eine Bearbeitungsbedingung gespeichert ist, dem entfernten Bereichen der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 pro Puls des gepulsten Laserstrahls 400, die in dem Speicherabschnitt 113 für eine Entfernungsmenge gespeichert ist und dergleichen. Die Abtastbedingungen 50 beinhalten mindestens einen Bewegungspfad und eine Bewegungsgeschwindigkeit des gepulsten Laserstrahls 400 an der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 zum Realisieren eines Aufbringens des gepulsten Laserstrahls 400 jedes Mal und an jeder Position, die durch die für eine Entfernungsmenge vorgeschrieben ist. In dieser Weise werden die Abtastbedingungen 50 für den gepulsten Laserstrahl 400, der in dem Laserbearbeitungsschritt ST4 aufgebracht wird, aus den vorläufig gemessen Entfernungsmengen der piezoelektrischen Materialschicht 4 pro Puls des gepulsten Laserstrahls 400 bestimmt. Beachte, dass die Abtastbedingungen 50, von denen ein Beispiel in 11 dargestellt ist, Bedingungen zum Bewegen des gepulsten Laserstrahls 400 spiralförmig an der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 mit Ausnahme der Position 31, die in 9 dargestellt ist, sind.
  • In dem Laserbearbeitungsschritt ST4 bringt der Steuerungsabschnitt 130 den gepulsten Laserstrahl 400 einer solchen Wellenlänge, dass sie in der piezoelektrischen Materialschicht 400 absorbiert wird, dazu von der Aufbringungseinheit 52 für einen Laserstrahl auf der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 aufgebracht zu werden, um selektiv die piezoelektrische Materialschicht 4 durch eine Ablationsbearbeitung zu entfernen, wodurch der Unterschied zwischen der Dicke des dünnsten Abschnitts der piezoelektrischen Materialschicht 4 und der Dicke des dicksten Abschnitts basierend auf der für eine Entfernungsmenge auf einen oder unterhalb eines erlaubten Wert(s) angepasst wird. In dem Laserbearbeitungsschritt ST4 steuert der Steuerungsabschnitt 130 den Galvano-Scanner 44 entsprechend den Abtastbedingungen 50, die durch den Berechnungsabschnitt 120 berechnet wurden, um den gepulsten Laserstrahl 400 auf der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 aufzubringen, wodurch eine Ablationsbearbeitung an der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 durchgeführt wird.
  • Die Berechnungssteuerungseinheit 100 ist ein Computer, der eine Bearbeitungsvorrichtung beinhaltet, die ein Mikroprozessor wie eine CPU (zentrale Berechnungseinheit), einen Speicherabschnitt, der Speicher wie ROM (Festwertspeicher) oder RAM (Arbeitsspeicher) und eine Eingabe/Ausgabeschnittstelle aufweist und dazu geeignet ist, ein Computerprogramm ausführen. Die Bearbeitungsvorrichtung der Berechnungssteuerungseinheit 100 führt das Computerprogramm, das in dem ROM gespeichert ist, in dem RAM aus, um Funktionen des Berechnungsabschnitts 120 des Steuerungsabschnitts 130 zu realisieren. Funktionen des Speicherabschnitts 111 für Bearbeitungsbedingungen, des Speicherabschnitts 112 für ein Messergebnis und des Speicherabschnitts 113 für eine Entfernungsmenge des Speicherabschnitts 110 werden durch Speichervorrichtungen realisiert. Zusätzlich ist die Berechnungssteuerungseinheit 100 mit einer Displayeinheit (nicht dargestellt) verbunden, die zum Beispiel aus einer Flüssigkristallanzeige zum Anzeigen eines Status einer Prozessbetätigung, Bildern und dergleichen und einer Eingabeeinheit ausgebildet ist, die verwendet werden soll, wenn der Bediener Informationen über den Inhalt der Bearbeitung eingibt. Die Eingabeeinheit ist aus einer berührungsempfindlichen Tafel, die an der Anzeigeeinheit bereitgestellt ist, einer Tastatur oder dergleichen ausgebildet.
  • In dem Laserbearbeitungsschritt ST4 wird das Trägersubstrat 2 durch den Haltetisch 41 durch das Schutzelement 300 gehalten und die piezoelektrischen Materialschicht 4 ist so gesetzt, dass sie der Aufbringungseinheit 42 für einen Laserstrahl zugewandt ist. In dem Laserbearbeitungsschritt ST4 steuert der Steuerungsabschnitt 130 der Berechnungssteuerungseinheit 100 den Galvano-Scanner 44 entsprechend den Abtastbedingungen 50, die durch den Berechnungsabschnitt 120 berechnet wurden, und bringt den gepulsten Laserstrahl 400 auf der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 in Übereinstimmung mit den Abtastbedingung 50 auf, um eine Ablationsbearbeitung an der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 anzuwenden. Da die Abtastbedingungen 50 basierend auf der für eine Entfernungsmenge und dergleichen berechnet werden, ist die Dicke der piezoelektrischen Materialschicht 4 nach der Ablationsbearbeitung im Wesentlichen gleichmäßig, wie in 12 dargestellt. Nach dem Laserbearbeitungsschritt ST4 fährt das Herstellungsverfahren mit dem Polierschritt ST5 fort. Beachte, dass in Ausführungsform 1 die gleiche Berechnungssteuerungseinheit 100 in beiden, dem Ausbildungsschritt ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge und dem Laserbearbeitungsschritt ST4 verwendet wurde. Jedoch können sich in der vorliegenden Unterscheidung der Computer zur Berechnung der für eine Entfernungsmenge in dem Ausbildungsschritt ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge und der Computer für eine Ablationsbearbeitung in dem Laserbearbeitungsschritt ST4 unterscheiden.
  • <Polierschritt>
  • 13 ist eine partielle seitliche Schnittansicht, die einen Polierschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für ein akustisches Wellenbauelement darstellt, das in 3 dargestellt ist. 14 ist eine Schnittansicht eines Substrats für einen SAW-Filter nach dem Polierschritt in dem Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement, das in 3 dargestellt ist.
  • Der Polierschritt ST5 ist ein Schritt zum Halten des Trägersubstrats 2 durch einen Einspanntisch 61 einer Poliervorrichtung 60 und Polieren der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 durch ein Polierpad 62, um die piezoelektrische Materialschicht 4 mit einer vorbestimmten Dicke auszubilden, während die Dickenvariation in der Ebenen beibehalten bleibt, nach dem Laserbearbeitungsschritt ST4. In dem Polierschritt ST5 hält die Poliervorrichtung 60 das Trägersubstrat 2 an dem Einspanntisch 61 durch das Schutzelement 300 und, wie in 13 dargestellt, bringt das Polierpad 62 in Kontakt mit der piezoelektrischen Materialschicht 4, während der Einspanntisch 61 und die Polierscheibe 63 um Achsen gedreht werden und während ein Polierfluid 64 zugeführt wird, um die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 zu polieren. In dem Polierschritt ST5 wird die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4, wodurch die piezoelektrische Materialschicht 4 dünn ausgestaltet wird, und Unebenheiten und Verschmutzung, die in dem Ablationsprozess generiert werden, entfernt.
  • Beachte, dass in Ausführungsform 1 das Polierfluid 64 eine Lösung ist, die eine Substanz enthält, die eine chemische Reaktion mit der piezoelektrischen Materialschicht 4 durchläuft, um ein CMP (chemisch mechanisches Polieren) zu ermöglichen, und zum Beispiel wird ein alkalisches Polierfluid verwendet. Aus diesem Grund ist in Ausführungsform 1 der Polierschritt ST5 eine CMP-Bearbeitung, in welcher die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 einem CMP ausgesetzt wird. Jedoch kann ein Trockenpolieren zum Polieren der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht 4 ohne Zuführen des Polierfluids 64 in der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Die piezoelektrische Materialschicht 4 nach dem Polierschritt ST5 ist mit einer vorbestimmten Dicke 200 aufgrund des gesamten dünnen Ausgestaltens im Vergleich zu ihrem Zustand bei dem Laserbearbeitungsschritt ST4, wie in 14 dargestellt, ausgebildet.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird in dem Herstellungsverfahren entsprechend Ausführungsform 1 die piezoelektrische Materialschicht 4 mit dem Trägersubstrat 2 in dem Verbindungsschritt für ein Substrat ST1 verbunden, die piezoelektrische Materialschicht 4 in dem Schleifschritt ST2 geschliffen und danach wird die piezoelektrische Materialschicht 4 selektiv unter Verwendung eines Ablationsprozesses in dem Laserbearbeitungsschritt ST2 entfernt. In dem Herstellungsverfahren entsprechend Ausführungsform 1 wird die piezoelektrische Materialschicht 4 an ihren dickeren Abschnitten in dem Laserbearbeitungsschritt ST4 basierend auf der für eine Entfernungsmenge, die durch Messen der Dicke der piezoelektrischen Materialschicht 4 in dem Ausbildungsschritt ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge berechnet wurde, entfernt. Als ein Ergebnis kann durch das Herstellungsverfahren entsprechend Ausführungsform 1 ein SAW-Filtersubstrat 1, in welchem eine Dicken-Abweichung der piezoelektrischen Materialschicht 4 klein ist, mit geringen Kosten gefertigt werden, ohne eine Ioneninjektion oder dergleichen durchzuführen. Darum kann durch das Herstellungsverfahren entsprechend Ausführungsform 1 eine Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht 4 unterdrückt werden, während die Kosten der SAW-Filter gedrückt werden.
  • In dem Herstellungsverfahren entsprechend der Ausführungsform 1 werden die Abtastbedingungen 50 in dem Laserbearbeitungsschritt ST4 aus der Entfernungsmenge pro Puls des gepulsten Laserstrahls 400 bestimmt. Darum ist es möglich, die Variation der Dicke der piezoelektrischen Materialschicht 4 zu unterdrücken, während die Kosten der SAW-Filter gedrückt werden.
  • In dem Herstellungsverfahren entsprechend Ausführungsform 1 wird in dem Schleifschritt ST2 der abschließende Schleifschritt ST22 nach dem groben Schleifschritt ST21 durchgeführt, um unregelmäßige Reflexionen von Messlicht 21 der optischen Dicken-Messvorrichtung 20 zu unterdrücken; darum können Messfehler in der piezoelektrischen Materialschicht 4 unterdrückt werden.
  • In dem Herstellungsverfahren entsprechend Ausführungsform 1 in dem Laserbearbeitungsschritt ST4 wird der gepulste Laserstrahl 400 eine solche Wellenlänge, dass sie in der piezoelektrischen Materialschicht 4 absorbiert wird, wobei der Strahl mit geringeren Kosten als ein Ionenstrahl oszilliert werden kann, aufgebracht; darum kann verhindert werden, dass die Kosten der SAW-Filter steigen.
  • Die vorliegenden Erfinder haben den Effekt des Herstellungsverfahrens entsprechend Ausführungsform 1 bestätigt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt. <Tabelle 1>
    Dickenvariation
    Produkt der vorliegenden Erfindung klein
    Produkt des Vergleichbeispiels groß
  • Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Bewertungen der Dickenvariation, die durch Messen des Unterschieds zwischen der Dicke des dicksten Abschnitts der piezoelektrischen Materialschicht 4 des SAW-Filtersubstrats 1 und der Dicke des dünnsten Abschnitts durchgeführt wurde, für Produkte, die durch das Herstellungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung und das des Vergleichsbeispiels hergestellt wurden. Das Produkt der vorliegenden Erfindung ist ein SAW-Filtersubstrat 1, dass durch das Herstellungsverfahren entsprechend der Ausführungsform 1 hergestellt wurde. Das Produkt des Vergleichsbeispiels ist ein SAW-Filtersubstrat 1, das durch Auslassen des Ausbildungsschritts ST3 für eine Abbildung einer Entfernungsmenge und des Laserbearbeitungsschritts ST4 des Herstellungsverfahrens nach Ausführungsform 1 hergestellt wurde.
  • Entsprechend Tabelle 1 ist der Unterschied zwischen der Dicke des dicksten Abschnitts der piezoelektrischen Materialschicht 4 des Produkts des Vergleichsbeispiels und der Dicke des dünnsten Abschnitts 6µm im Maximum und folglich ist die Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht 4 groß. Im Gegensatz dazu ist der Unterschied zwischen der Dicke des dicksten Abschnitts der piezoelektrischen Materialschicht 4 des Produkts der vorliegenden Erfindung und der Dicke des dünnsten Abschnitts maximal 1µm. Folglich wurde bestätigt, dass durch Ausführen des Ausbildungsschritts ST3 für eine Ausbildung einer Entfernungsmenge und des Laserbearbeitungsschritts ST4 es möglich ist, die Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht 4 zu unterdrücken.
  • Beachte, dass entsprechend dem vorgenannten Verfahren zum Herstellen des Substrats für die akustischen Wellenbauelemente entsprechend Ausführungsform 1 die folgende Berechnungssteuerungseinheit erhalten werden kann.
  • <Zusatzbemerkung>
  • Eine Berechnungssteuerungseinheit beinhaltend: Einen Berechnungsabschnitt, der auf der Basis einer jeden Koordinate in der Ebene einer Entfernungsmenge einer piezoelektrischen Materialschicht berechnet, die mit einer Schleifvorrichtung geschliffen wurde, nachdem sie mit einer Oberfläche an einer Seite des Trägersubstrats verbunden ist, zum Anpassen der Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht auf oder unterhalb eines Grenzwerts basierend auf den Ergebnissen der Messung der Dicke in der Ebene der piezoelektrischen Materialschicht durch eine optische Dicken-Messvorrichtung, um eine Abbildung einer Entfernungsmenge auszubilden; und einen Steuerungsabschnitt, der einen gepulsten Laserabschnitt einer solchen Wellenlänge, das sie in der piezoelektrischen Materialschicht absorbiert wird, dazu bringt, von der Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl auf einer Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht aufgebracht zu werden, um selektiv die piezoelektrische Materialschicht durch eine Ablationsbearbeitung basierend auf der Abbildung der Entfernungsmenge zu entfernen und um dadurch die Dickenvariation auf oder unterhalb des Grenzwertes anzupassen.
  • Die Berechnungssteuerungseinheit entfernt die piezoelektrische Materialschicht in ihren dickeren Abschnitten basierend auf der Abbildung für eine Entfernungsmenge, die durch die Messung der Dicke der piezoelektrischen Materialschicht berechnet wurde wie in dem Verfahren zum Herstellen eines Substrats für das akustische Wellenbauelement entsprechend Ausführungsform 1. Darum ist es möglich eine Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht zu unterdrücken, während die Kosten für die SAW-Filter gedrückt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Umfangs der Ansprüche fallen, werden darum durch die Erfindung umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2002534886 [0005, 0006]
    • JP 2015159499 [0005, 0006]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Substrats für ein akustisches Wellenbauelement, wobei das Substrat eine piezoelektrische Materialschicht mit einer vorbestimmten Dicke aufweist, die entlang einer Oberfläche an der einen Seite eines Trägersubstrats ausgebildet ist, wobei das Verfahren umfasst: einen Verbindungsschritt für ein Substrat zum Verbinden der piezoelektrischen Materialschicht mit der Oberfläche an der einen Seite des Trägersubstrats; einen Schleifschritt zum Halten der Seite des Trägersubstrats durch einen Einspanntisch einer Schleifvorrichtung und Schleifen und dünnen Ausgestalten der piezoelektrischen Materialschicht nach dem Verbindungsschritt für ein Substrat; einen Ausbildungsschritt für eine Abbildung einer Entfernungsmenge zum Messen der Dicke in der Ebene der piezoelektrischen Materialschicht durch eine optische Dicken-Messvorrichtung, Berechnen einer Entfernungsmenge für die piezoelektrische Materialschicht zum Anpassen der Dickenvariation der piezoelektrischen Materialschicht auf einen oder unterhalb eines Grenzwert(s) auf der Basis einer jeden Koordinate in der Ebene, um eine Abbildung einer Entfernungsmenge nach dem Schleifschritt auszubilden; einen Laserbearbeitungsschritt zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls mit einer solchen Wellenlänge, dass sie in der piezoelektrischen Materialschicht absorbiert wird, auf einer Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht und selektives Entfernen der piezoelektrischen Materialschicht durch eine Ablationsbearbeitung basierend auf der Abbildung der Entfernungsmenge, um die Dickenvariation auf den oder unterhalb des Grenzwert(s) anzupassen; und einen Polierschritt zum Halten der Trägersubstratseite durch einen Einspanntisch einer Poliervorrichtung und Polieren der Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht durch eine Polierscheibe, um die piezoelektrische Materialschicht auf eine vorbestimmte Dicke auszubilden, während die Dickenvariation in der Ebene beibehalten wird, nach dem Laserbearbeitungsschritt.
  2. Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement nach Anspruch 1, wobei Abtastbedingungen des gepulsten Laserstrahls, der in dem Laserbearbeitungsschritt aufgebracht wird, aus einer Entfernungsmenge der piezoelektrischen Materialschicht pro Puls, die vorher gemessen wurde, bestimmt werden.
  3. Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Schleifschritt die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht durch einen groben Schleifstein geschliffen wird, worauf die Oberfläche der piezoelektrischen Materialschicht abschließend durch einen Abschluss-Schleifstein geschliffen wird, dessen abrasive Korngröße kleiner als die des groben Schleifsteins ist, um unregelmäßige Reflexionen des Messlichts der optischen Dicken-Messvorrichtung zu unterdrücken.
  4. Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Polierschritt ein chemisch-mechanischer Polierprozess ist.
  5. Verfahren zum Herstellen des Substrats für das akustische Wellenbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trägersubstrat einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die piezoelektrische Materialschicht aufweist und ein Halbleiter oder ein Isolationsmaterial ist.
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