JP2003165795A - 酸化物単結晶ウエーハ及びその製造方法並びに評価方法 - Google Patents
酸化物単結晶ウエーハ及びその製造方法並びに評価方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デバイス作製歩留りを低下させるＴＴＶ以外
の要因を明らかにするとともに、この歩留り低下要因を
制御することでデバイス作製時に期待通りの高歩留りを
達成することができ、極めて微細な櫛形電極が要求され
る高周波デバイスの作製を実現することができる酸化物
単結晶ウエーハを提供する。 【解決手段】 ウエーハ表面のＴＴＶが２．５μｍ以下
であって、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍのうねりの最
大振幅が１．２μｍ以下であることを特徴とする酸化物
単結晶ウエーハ。酸化物単結晶としては、圧電性単結
晶、特にタンタル酸リチウムが好ましい。このような酸
化物単結晶ウエーハは、ウエーハ表面を鏡面研磨した
後、該酸化物単結晶ウエーハをフッ化水素酸、硝酸、ま
たはその混酸に浸漬させることにより製造することがで
きる。
の要因を明らかにするとともに、この歩留り低下要因を
制御することでデバイス作製時に期待通りの高歩留りを
達成することができ、極めて微細な櫛形電極が要求され
る高周波デバイスの作製を実現することができる酸化物
単結晶ウエーハを提供する。 【解決手段】 ウエーハ表面のＴＴＶが２．５μｍ以下
であって、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍのうねりの最
大振幅が１．２μｍ以下であることを特徴とする酸化物
単結晶ウエーハ。酸化物単結晶としては、圧電性単結
晶、特にタンタル酸リチウムが好ましい。このような酸
化物単結晶ウエーハは、ウエーハ表面を鏡面研磨した
後、該酸化物単結晶ウエーハをフッ化水素酸、硝酸、ま
たはその混酸に浸漬させることにより製造することがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波及び疑
似弾性表面波デバイスなどの作製に使用されるタンタル
酸リチウム等の酸化物単結晶ウエーハに関する。
似弾性表面波デバイスなどの作製に使用されるタンタル
酸リチウム等の酸化物単結晶ウエーハに関する。
【０００２】
【従来の技術】弾性表面波及び疑似弾性表面波デバイス
は、電気信号を表面波に変換して信号処理を行う回路素
子であり、フィルタ、共振子、遅延線などに用いられて
いる。弾性表面波及び疑似弾性表面波デバイスを作製す
るには、まず、圧電性を有する単結晶を適当な単結晶育
成法、例えばタンタル酸リチウム単結晶をチョクラルス
キー法により育成し、これを円柱形状に加工する。次い
で、この円柱形状の単結晶を一定の結晶面方位を有する
ウエーハ状にスライスし、弾性表面波または疑似弾性表
面波を送受信する電極を形成するウエーハ面（以後「表
面」と記す場合がある。）にラッピングや鏡面加工を施
す。そして、鏡面研磨された表面に主としてＡｌからな
る櫛形電極を一定の方位に形成した後、チップ状に切り
出すことによってデバイスが作製される。
は、電気信号を表面波に変換して信号処理を行う回路素
子であり、フィルタ、共振子、遅延線などに用いられて
いる。弾性表面波及び疑似弾性表面波デバイスを作製す
るには、まず、圧電性を有する単結晶を適当な単結晶育
成法、例えばタンタル酸リチウム単結晶をチョクラルス
キー法により育成し、これを円柱形状に加工する。次い
で、この円柱形状の単結晶を一定の結晶面方位を有する
ウエーハ状にスライスし、弾性表面波または疑似弾性表
面波を送受信する電極を形成するウエーハ面（以後「表
面」と記す場合がある。）にラッピングや鏡面加工を施
す。そして、鏡面研磨された表面に主としてＡｌからな
る櫛形電極を一定の方位に形成した後、チップ状に切り
出すことによってデバイスが作製される。
【０００３】例えば、タンタル酸リチウム単結晶ウエー
ハは、数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚでの携帯電話用フィルタに
多く使用されている。特に数百ＭＨｚ以上の周波数帯に
て使用されるフィルタでは、櫛形電極の線幅が小さくな
ると同時にその公差も非常に小さいことが要求される。
公差の発生はフォトリソグラフィー時の焦点ズレが主な
原因であるが、この焦点ズレはウエーハの平坦度に大き
く左右される。言い換えれば、ウエーハの平坦度はデバ
イス作製時の歩留りに大きく影響し、一般的には、平坦
度が高いほどデバイス作製時の歩留り（デバイス歩留
り）も高くなる。
ハは、数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚでの携帯電話用フィルタに
多く使用されている。特に数百ＭＨｚ以上の周波数帯に
て使用されるフィルタでは、櫛形電極の線幅が小さくな
ると同時にその公差も非常に小さいことが要求される。
公差の発生はフォトリソグラフィー時の焦点ズレが主な
原因であるが、この焦点ズレはウエーハの平坦度に大き
く左右される。言い換えれば、ウエーハの平坦度はデバ
イス作製時の歩留りに大きく影響し、一般的には、平坦
度が高いほどデバイス作製時の歩留り（デバイス歩留
り）も高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ウエーハが
高平坦度であっても、デバイス作製時の歩留りが期待通
りに高くならないことがしばしばあった。図１は、タン
タル酸リチウム単結晶ウエーハを使用して中心周波数
１．９ＧＨｚの擬似弾性表面波フィルタを作製した場合
のＴＴＶ（Total ThicknessVariation）とデバイス歩留
りとの関係を示したものである。ここで横軸のＴＴＶと
は、ウエーハ平坦度を示す尺度の１つであり、図２に示
されるようにウエーハ裏面を基準としてウエーハ表面の
最高点から最低点までの距離をあらわしたものである。
この場合、ウエーハ表面の傾き補正は行わない。一方、
図１の縦軸の歩留りは、デバイス作製後、フィルタの中
心周波数が１．９ＧＨｚ±１ＭＨｚとなったものの割合
である。
高平坦度であっても、デバイス作製時の歩留りが期待通
りに高くならないことがしばしばあった。図１は、タン
タル酸リチウム単結晶ウエーハを使用して中心周波数
１．９ＧＨｚの擬似弾性表面波フィルタを作製した場合
のＴＴＶ（Total ThicknessVariation）とデバイス歩留
りとの関係を示したものである。ここで横軸のＴＴＶと
は、ウエーハ平坦度を示す尺度の１つであり、図２に示
されるようにウエーハ裏面を基準としてウエーハ表面の
最高点から最低点までの距離をあらわしたものである。
この場合、ウエーハ表面の傾き補正は行わない。一方、
図１の縦軸の歩留りは、デバイス作製後、フィルタの中
心周波数が１．９ＧＨｚ±１ＭＨｚとなったものの割合
である。
【０００５】図１に示されるように、ＴＴＶが小さくな
る（良くなる）とともにデバイス歩留りが向上するが、
２．５μｍ以下となると、デバイス作製時の歩留りのば
らつきが大きくなっていることが分かる。これはＴＴＶ
が２．５μｍ以下のウエーハでは、デバイス作製時の歩
留りに影響を与える別の要因の相対的な割合が大きくな
るためであると考えられる。従って、ＴＴＶが２．５μ
ｍ以下となるような高い平坦度（例えば、ＴＴＶが１．
５μｍ以下）が達成されているウエーハを用いてデバイ
ス作製を行っても、期待したような高い歩留り、特に９
５％以上の歩留りを安定して得られないという問題があ
った。
る（良くなる）とともにデバイス歩留りが向上するが、
２．５μｍ以下となると、デバイス作製時の歩留りのば
らつきが大きくなっていることが分かる。これはＴＴＶ
が２．５μｍ以下のウエーハでは、デバイス作製時の歩
留りに影響を与える別の要因の相対的な割合が大きくな
るためであると考えられる。従って、ＴＴＶが２．５μ
ｍ以下となるような高い平坦度（例えば、ＴＴＶが１．
５μｍ以下）が達成されているウエーハを用いてデバイ
ス作製を行っても、期待したような高い歩留り、特に９
５％以上の歩留りを安定して得られないという問題があ
った。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、デバイス作製歩留りを低下させるＴＴＶ以外
の要因を明らかにするとともに、この歩留り低下要因を
制御することでデバイス作製時に期待通りの高歩留りを
安定して達成することができ、極めて微細な櫛形電極が
要求される高周波デバイスの作製を実現することができ
る酸化物単結晶ウエーハを提供することを目的とする。
たもので、デバイス作製歩留りを低下させるＴＴＶ以外
の要因を明らかにするとともに、この歩留り低下要因を
制御することでデバイス作製時に期待通りの高歩留りを
安定して達成することができ、極めて微細な櫛形電極が
要求される高周波デバイスの作製を実現することができ
る酸化物単結晶ウエーハを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討、
解析を行う中、ウエーハ表面の微小うねりに着目した。
ここで微小うねりとは、測定した平坦度データから表面
粗さ成分とフォーム（ウエーハ形状）成分を取り除いた
値である。図３は、ウエーハ表面のうねりの波長と振幅
との関係を示したものである。そして、本発明者がさら
に鋭意検討、解析を行った結果、ウエーハ表面の波長
０．８ｍｍ〜１５ｍｍの領域の微小うねり（以下、この
波長範囲の微小うねりを単に「微小うねり領域」という
場合がある。）の最大振幅がデバイス歩留りに影響する
ことを見出すとともに、これを所定の範囲内に抑えるこ
とによりデバイス作製時に高歩留りを安定して達成する
ことができることを見い出し、本発明の完成に至った。
解析を行う中、ウエーハ表面の微小うねりに着目した。
ここで微小うねりとは、測定した平坦度データから表面
粗さ成分とフォーム（ウエーハ形状）成分を取り除いた
値である。図３は、ウエーハ表面のうねりの波長と振幅
との関係を示したものである。そして、本発明者がさら
に鋭意検討、解析を行った結果、ウエーハ表面の波長
０．８ｍｍ〜１５ｍｍの領域の微小うねり（以下、この
波長範囲の微小うねりを単に「微小うねり領域」という
場合がある。）の最大振幅がデバイス歩留りに影響する
ことを見出すとともに、これを所定の範囲内に抑えるこ
とによりデバイス作製時に高歩留りを安定して達成する
ことができることを見い出し、本発明の完成に至った。
【０００８】すなわち、本発明によれば、ウエーハ表面
のＴＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長０．８ｍ
ｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下
であることを特徴とする酸化物単結晶ウエーハが提供さ
れる（請求項１）。図１に示したようにウエーハ表面の
ＴＴＶを２．５μｍ以下としただけではデバイス製造時
の歩留りがばらついてしまうが、さらに波長０．８ｍｍ
〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下に
抑えられていれば、ウェーハ表面に微細な櫛形電極を確
実に形成でき、デバイスを安定して高歩留りで作製する
ことができる。
のＴＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長０．８ｍ
ｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下
であることを特徴とする酸化物単結晶ウエーハが提供さ
れる（請求項１）。図１に示したようにウエーハ表面の
ＴＴＶを２．５μｍ以下としただけではデバイス製造時
の歩留りがばらついてしまうが、さらに波長０．８ｍｍ
〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下に
抑えられていれば、ウェーハ表面に微細な櫛形電極を確
実に形成でき、デバイスを安定して高歩留りで作製する
ことができる。
【０００９】さらに好ましくは、ウエーハ表面のＴＴＶ
が１．５μｍ以下であって、かつ前記波長０．８ｍｍ〜
１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．０μｍ以下であ
る（請求項２）。このようにＴＴＶと微小うねり領域の
最大振幅がより低い値であれば、ほぼ１００％に近い、
極めて高い歩留りを達成することができる。
が１．５μｍ以下であって、かつ前記波長０．８ｍｍ〜
１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．０μｍ以下であ
る（請求項２）。このようにＴＴＶと微小うねり領域の
最大振幅がより低い値であれば、ほぼ１００％に近い、
極めて高い歩留りを達成することができる。
【００１０】本発明の酸化物単結晶ウエーハとしては、
圧電性単結晶のものが好ましく（請求項３）、特に、タ
ンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸
リチウム、またはランガサイトであることが好ましく
（請求項４）、さらには弾性表面波または疑似弾性表面
波デバイス用のものであることが好ましい（請求項
５）。
圧電性単結晶のものが好ましく（請求項３）、特に、タ
ンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸
リチウム、またはランガサイトであることが好ましく
（請求項４）、さらには弾性表面波または疑似弾性表面
波デバイス用のものであることが好ましい（請求項
５）。
【００１１】例えば、５ＧＨｚ帯のフィルタであれば、
圧電性を有するタンタル酸リチウムウエーハを用いて弾
性表面波あるいは疑似弾性表面波デバイスを作製するこ
とが最良であるが、本発明のようにＴＴＶが２．５μｍ
以下であって、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小う
ねりの最大振幅が１．２μｍ以下であるタンタル酸リチ
ウムウエーハを用いれば、上記のようなフィルタを高歩
留りで安定して作製することができる。
圧電性を有するタンタル酸リチウムウエーハを用いて弾
性表面波あるいは疑似弾性表面波デバイスを作製するこ
とが最良であるが、本発明のようにＴＴＶが２．５μｍ
以下であって、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小う
ねりの最大振幅が１．２μｍ以下であるタンタル酸リチ
ウムウエーハを用いれば、上記のようなフィルタを高歩
留りで安定して作製することができる。
【００１２】さらに、本発明では、酸化物単結晶ウエー
ハを製造する方法であって、ウエーハ表面を鏡面研磨し
た後、該酸化物単結晶ウエーハをフッ化水素酸、硝酸、
またはその混酸に浸漬させることにより、前記ウエーハ
表面のＴＴＶを２．５μｍ以下、かつ波長０．８ｍｍ〜
１５ｍｍの微小うねりの最大振幅を１．２μｍ以下にす
ることを特徴とする酸化物単結晶ウエーハの製造方法が
提供される（請求項６）。この方法によれば、ＴＴＶも
微小うねり領域の最大振幅も非常に小さい高平坦度なウ
エーハを確実に製造することができ、結果的にデバイス
の製造コストを低く抑えることが可能となる。
ハを製造する方法であって、ウエーハ表面を鏡面研磨し
た後、該酸化物単結晶ウエーハをフッ化水素酸、硝酸、
またはその混酸に浸漬させることにより、前記ウエーハ
表面のＴＴＶを２．５μｍ以下、かつ波長０．８ｍｍ〜
１５ｍｍの微小うねりの最大振幅を１．２μｍ以下にす
ることを特徴とする酸化物単結晶ウエーハの製造方法が
提供される（請求項６）。この方法によれば、ＴＴＶも
微小うねり領域の最大振幅も非常に小さい高平坦度なウ
エーハを確実に製造することができ、結果的にデバイス
の製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００１３】さらに本発明では、酸化物単結晶ウエーハ
の表面を評価する方法であって、ウエーハ表面の良否
を、波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅
に基づいて評価することを特徴とする酸化物単結晶ウエ
ーハの評価方法が提供される（請求項７）。本発明で
は、ウエーハ表面の波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小う
ねりの最大振幅はデバイスを作製したときの歩留りに大
きく影響することが分かったため、この範囲の微小うね
りの最大振幅に基づいて酸化物単結晶ウエーハの表面を
評価してウエーハの選別を行えば、デバイス作製時に安
定して高歩留りを達成することができる。
の表面を評価する方法であって、ウエーハ表面の良否
を、波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅
に基づいて評価することを特徴とする酸化物単結晶ウエ
ーハの評価方法が提供される（請求項７）。本発明で
は、ウエーハ表面の波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小う
ねりの最大振幅はデバイスを作製したときの歩留りに大
きく影響することが分かったため、この範囲の微小うね
りの最大振幅に基づいて酸化物単結晶ウエーハの表面を
評価してウエーハの選別を行えば、デバイス作製時に安
定して高歩留りを達成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本
発明に係る酸化物単結晶ウエーハは、ウエーハ表面のＴ
ＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長０．８ｍｍ〜
１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下であ
ることを特徴としている。図１に示したようにウエーハ
表面のＴＴＶが２．５μｍ以下であってもデバイス製造
歩留りがばらつき、期待したような高い歩留りが得られ
ない場合がある。しかし、本発明では、さらに波長０．
８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅（最大値と最
小値の差）を１．２μｍ以下に抑えたことで、ウエーハ
表面に微細な電極を確実に形成させることができ、デバ
イスを安定して高歩留りで作製することができる。
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本
発明に係る酸化物単結晶ウエーハは、ウエーハ表面のＴ
ＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長０．８ｍｍ〜
１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下であ
ることを特徴としている。図１に示したようにウエーハ
表面のＴＴＶが２．５μｍ以下であってもデバイス製造
歩留りがばらつき、期待したような高い歩留りが得られ
ない場合がある。しかし、本発明では、さらに波長０．
８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅（最大値と最
小値の差）を１．２μｍ以下に抑えたことで、ウエーハ
表面に微細な電極を確実に形成させることができ、デバ
イスを安定して高歩留りで作製することができる。
【００１５】本発明が適用される酸化物単結晶として
は、好ましくは圧電性単結晶、具体的には、タンタル酸
リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウ
ム、またはランガサイトなどが挙げらる。特にタンタル
酸リチウムウェーハは、数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚでの携帯
電話用フィルタに多く使用され、櫛形電極の線幅が小さ
くなると同時にその公差も非常に小さいことが要求され
るが、本発明に係るウエーハ表面のＴＴＶが２．５μｍ
以下であって、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小う
ねりの最大振幅が１．２μｍ以下となるタンタル酸リチ
ウムウェーハを用いれば、線幅が小さい櫛形電極を好適
に形成させることができ、高い歩留りで安定してフィル
タを作製することができる。
は、好ましくは圧電性単結晶、具体的には、タンタル酸
リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウ
ム、またはランガサイトなどが挙げらる。特にタンタル
酸リチウムウェーハは、数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚでの携帯
電話用フィルタに多く使用され、櫛形電極の線幅が小さ
くなると同時にその公差も非常に小さいことが要求され
るが、本発明に係るウエーハ表面のＴＴＶが２．５μｍ
以下であって、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小う
ねりの最大振幅が１．２μｍ以下となるタンタル酸リチ
ウムウェーハを用いれば、線幅が小さい櫛形電極を好適
に形成させることができ、高い歩留りで安定してフィル
タを作製することができる。
【００１６】なお、ウエーハ表面のＴＴＶや微小うねり
領域の最大振幅は小さいほど好ましいが、特に、ＴＴＶ
が１．５μｍ以下であって、かつ微小うねり領域の最大
振幅が１．０μｍ以下、さらに好ましくは、０．６μｍ
以下であれば、１００％に近い極めて高いデバイス歩留
りを達成することも可能となる。
領域の最大振幅は小さいほど好ましいが、特に、ＴＴＶ
が１．５μｍ以下であって、かつ微小うねり領域の最大
振幅が１．０μｍ以下、さらに好ましくは、０．６μｍ
以下であれば、１００％に近い極めて高いデバイス歩留
りを達成することも可能となる。
【００１７】なお、ウエーハの平坦度データを得るに
は、例えば、市販のレーザ斜入射干渉方式の測定装置
（例えば、Tropel社製、FlatMaster100）を用い、測定
するウエーハを真空チャックにより固定し、ウエーハの
外周３ｍｍを除いて平坦度データとしてＴＴＶを得るこ
とができる。
は、例えば、市販のレーザ斜入射干渉方式の測定装置
（例えば、Tropel社製、FlatMaster100）を用い、測定
するウエーハを真空チャックにより固定し、ウエーハの
外周３ｍｍを除いて平坦度データとしてＴＴＶを得るこ
とができる。
【００１８】次に、得られたデータの波長１５ｍｍを超
える成分と０．８ｍｍ未満の成分をカットして、ウエー
ハ表面内の波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねり成分
のみを抽出する。同じ平坦度データを用いてもカットす
る波長を変えると微小うねりの最大振幅は若干変化する
が、本発明では、波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うね
り領域の最大振幅を基準とし、これを１．２μｍ以下と
なるようにする。
える成分と０．８ｍｍ未満の成分をカットして、ウエー
ハ表面内の波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねり成分
のみを抽出する。同じ平坦度データを用いてもカットす
る波長を変えると微小うねりの最大振幅は若干変化する
が、本発明では、波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うね
り領域の最大振幅を基準とし、これを１．２μｍ以下と
なるようにする。
【００１９】次に、前記したような携帯電話用フィルタ
に使用されるタンタル酸リチウムウェーハを製造する方
法を説明する。まず、チョクラルスキー法により、Ｘ軸
を中心にＹ軸から３６゜Ｚ軸方向に回転した（以後３６
゜Ｙと記す。）方向が引上方向となるようにタンタル酸
リチウム単結晶を育成する。この単結晶を円筒研削によ
り円柱形状に加工した後、３６゜Ｙ方向がウエーハ面と
垂直となるようにマルチワイヤーソー等でスライスして
ウエーハとする。さらに、ウエーハ表面にラッピングと
研磨を施して高度に平坦化することで、ＴＴＶを２．５
μｍ以下、さらには１．５μｍ以下とすることもでき
る。
に使用されるタンタル酸リチウムウェーハを製造する方
法を説明する。まず、チョクラルスキー法により、Ｘ軸
を中心にＹ軸から３６゜Ｚ軸方向に回転した（以後３６
゜Ｙと記す。）方向が引上方向となるようにタンタル酸
リチウム単結晶を育成する。この単結晶を円筒研削によ
り円柱形状に加工した後、３６゜Ｙ方向がウエーハ面と
垂直となるようにマルチワイヤーソー等でスライスして
ウエーハとする。さらに、ウエーハ表面にラッピングと
研磨を施して高度に平坦化することで、ＴＴＶを２．５
μｍ以下、さらには１．５μｍ以下とすることもでき
る。
【００２０】研磨後、例えば、フッ化水素酸、硝酸、ま
たはその混酸に所定時間浸漬することで波長０．８ｍｍ
〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅を１．２μｍ以下と
することができる。これらの酸への浸漬時間は、研磨条
件等に応じて最適化することが望ましく、また、研磨後
のうねり度合や目標とする微小うねり領域の最大振幅に
応じて適宜決めれば良いが、例えば、フッ化水素酸に１
〜２０分程度浸漬させることで微小うねりを大幅に改善
させることができる。なお、研磨条件と浸漬条件を最適
に調節すれば、微小うねり領域の最大振幅を０．６μｍ
以下、さらには０．１μｍ以下とすることも可能であ
る。
たはその混酸に所定時間浸漬することで波長０．８ｍｍ
〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅を１．２μｍ以下と
することができる。これらの酸への浸漬時間は、研磨条
件等に応じて最適化することが望ましく、また、研磨後
のうねり度合や目標とする微小うねり領域の最大振幅に
応じて適宜決めれば良いが、例えば、フッ化水素酸に１
〜２０分程度浸漬させることで微小うねりを大幅に改善
させることができる。なお、研磨条件と浸漬条件を最適
に調節すれば、微小うねり領域の最大振幅を０．６μｍ
以下、さらには０．１μｍ以下とすることも可能であ
る。
【００２１】上記のような方法により、ウエーハ表面の
ＴＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長０．８ｍｍ
〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下と
なる３６゜Ｙ方向タンタル酸リチウムウェーハを製造す
ることができる。そして、このウエーハ表面に櫛形電極
を形成させてフィルタを作製すれば、９５％以上の歩留
りを安定して達成することができる。
ＴＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長０．８ｍｍ
〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２μｍ以下と
なる３６゜Ｙ方向タンタル酸リチウムウェーハを製造す
ることができる。そして、このウエーハ表面に櫛形電極
を形成させてフィルタを作製すれば、９５％以上の歩留
りを安定して達成することができる。
【００２２】そして、上記のように微小うねりがデバイ
ス作製歩留りに影響するのであるから、従来のようにウ
エーハの合否判定をＴＴＶによる平坦度のみならず、波
長０．８〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅に基づいて
評価することによって行うことができる。
ス作製歩留りに影響するのであるから、従来のようにウ
エーハの合否判定をＴＴＶによる平坦度のみならず、波
長０．８〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅に基づいて
評価することによって行うことができる。
【００２３】
【実施例】次に、実施例および比較例により本発明を具
体的に説明する。 ＜実施例１及び比較例＞ （ウエーハの製造）Ｘ軸を中心にＹ軸から３６゜Ｚ軸方
向に回転した方向（３６゜Ｙ方向）が引上方向である直
径１１０ｍｍ、長さ１００ｍｍのタンタル酸リチウム単
結晶をチョクラルスキー法により育成した。この単結晶
を直径１００ｍｍの円筒形状に加工し、さらに３６゜Ｙ
方向がウエーハ面と垂直となるようにマルチワイヤーソ
ーでスライスしてウエーハとした。その後、ウエーハを
両面ラッピングした。
体的に説明する。 ＜実施例１及び比較例＞ （ウエーハの製造）Ｘ軸を中心にＹ軸から３６゜Ｚ軸方
向に回転した方向（３６゜Ｙ方向）が引上方向である直
径１１０ｍｍ、長さ１００ｍｍのタンタル酸リチウム単
結晶をチョクラルスキー法により育成した。この単結晶
を直径１００ｍｍの円筒形状に加工し、さらに３６゜Ｙ
方向がウエーハ面と垂直となるようにマルチワイヤーソ
ーでスライスしてウエーハとした。その後、ウエーハを
両面ラッピングした。
【００２４】上記方法により得られたタンタル酸リチウ
ム単結晶ウエーハに対し、擬似弾性表面波を送受信する
電極を形成するウエーハ面（表面）を研磨した。研磨に
は、（株）フジミインコーポレーテッド製、ＣＯＭＰＯ
Ｌ−５０を用いた。研磨定盤の回転数は全て９０ｒｐｍ
で行い、目視検査にて十分に鏡面が得られたと判断され
るまで研磨を行った。研磨後、ダイキン工業製、フッ化
水素酸にウエーハを浸漬した。
ム単結晶ウエーハに対し、擬似弾性表面波を送受信する
電極を形成するウエーハ面（表面）を研磨した。研磨に
は、（株）フジミインコーポレーテッド製、ＣＯＭＰＯ
Ｌ−５０を用いた。研磨定盤の回転数は全て９０ｒｐｍ
で行い、目視検査にて十分に鏡面が得られたと判断され
るまで研磨を行った。研磨後、ダイキン工業製、フッ化
水素酸にウエーハを浸漬した。
【００２５】（ＴＴＶ及び微小うねりの評価）Tropel社
製、FlatMaster100を用いてＴＴＶを測定した。測定は
ウエーハを真空チャックに固定し、周辺部除外領域を３
ｍｍとした。ウエーハのＴＴＶは、全て１．０μｍ以
上、１．５μｍ以下であった。得られたＴＴＶデータか
ら波長１５ｍｍを超える成分、及び０．８ｍｍ未満の成
分をカットしてウエーハ表面内の波長０．８ｍｍ〜１５
ｍｍの微小うねりの成分のみを抽出し、その最大振幅を
算出した。
製、FlatMaster100を用いてＴＴＶを測定した。測定は
ウエーハを真空チャックに固定し、周辺部除外領域を３
ｍｍとした。ウエーハのＴＴＶは、全て１．０μｍ以
上、１．５μｍ以下であった。得られたＴＴＶデータか
ら波長１５ｍｍを超える成分、及び０．８ｍｍ未満の成
分をカットしてウエーハ表面内の波長０．８ｍｍ〜１５
ｍｍの微小うねりの成分のみを抽出し、その最大振幅を
算出した。
【００２６】（デバイス作製）上記のように製造したウ
エーハを用いて中心周波数が１．９ＧＨｚである疑似弾
性表面波フィルタを作製した。具体的には、微小うねり
を測定した各々のウエーハから１００個のフィルタを作
製し、ネットワークアナライザーを用いて中心周波数を
測定した。そして、１．９ＧＨｚ±１ＭＨｚ以内に中心
周波数があるフィルタの割合を歩留りとし、歩留り９５
％以上を合格値とした。表１に、研磨時の加工圧力、フ
ッ酸への浸漬時間、微小うねり領域の最大振幅、及びデ
バイス作製歩留りを示す。
エーハを用いて中心周波数が１．９ＧＨｚである疑似弾
性表面波フィルタを作製した。具体的には、微小うねり
を測定した各々のウエーハから１００個のフィルタを作
製し、ネットワークアナライザーを用いて中心周波数を
測定した。そして、１．９ＧＨｚ±１ＭＨｚ以内に中心
周波数があるフィルタの割合を歩留りとし、歩留り９５
％以上を合格値とした。表１に、研磨時の加工圧力、フ
ッ酸への浸漬時間、微小うねり領域の最大振幅、及びデ
バイス作製歩留りを示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１から明らかなように、微少うねり領域
の最大振幅が小さいほど歩留りが向上し、１．２０μｍ
以下であれば、歩留りは９５％以上となって合格値をク
リアし、１．０μｍ付近のものであれば９９％、さらに
０．６μｍ以下のものに関しては１００％の歩留りが達
成された。一方、微少うねり最大振幅が１．２０μｍを
超えているもの、例えば１．３１μｍであるウエーハを
用いた場合、ＴＴＶが１．５μｍ以下であったにもかか
わらず、デバイス歩留りは９４％となり、合格値に達し
なかった。
の最大振幅が小さいほど歩留りが向上し、１．２０μｍ
以下であれば、歩留りは９５％以上となって合格値をク
リアし、１．０μｍ付近のものであれば９９％、さらに
０．６μｍ以下のものに関しては１００％の歩留りが達
成された。一方、微少うねり最大振幅が１．２０μｍを
超えているもの、例えば１．３１μｍであるウエーハを
用いた場合、ＴＴＶが１．５μｍ以下であったにもかか
わらず、デバイス歩留りは９４％となり、合格値に達し
なかった。
【００２９】なお、表１から、微小うねり領域の大きさ
は研磨時の加工圧力等の研磨条件に依存することがわか
るが、同じ加工圧力で研磨を行ったものでも、研磨後、
ウエーハをフッ化水素酸に浸漬する時間が長いほど微小
うねり領域の最大振幅が減少していることから、酸への
浸漬が微小うねり領域の低減に有効であることが分か
る。
は研磨時の加工圧力等の研磨条件に依存することがわか
るが、同じ加工圧力で研磨を行ったものでも、研磨後、
ウエーハをフッ化水素酸に浸漬する時間が長いほど微小
うねり領域の最大振幅が減少していることから、酸への
浸漬が微小うねり領域の低減に有効であることが分か
る。
【００３０】＜実施例２＞
（ウエーハの製造）実施例１と同様にしてタンタル酸リ
チウム単結晶を５本育成し、これを加工して両面ラッピ
ングまで行った。次に、加工圧力を全て６０ｇｆ／ｃｍ
２とした以外は実施例１と同様に研磨を行った。その
後、ダイキン工業製、フッ化水素酸に１０分間ウエーハ
を浸漬した。
チウム単結晶を５本育成し、これを加工して両面ラッピ
ングまで行った。次に、加工圧力を全て６０ｇｆ／ｃｍ
２とした以外は実施例１と同様に研磨を行った。その
後、ダイキン工業製、フッ化水素酸に１０分間ウエーハ
を浸漬した。
【００３１】この方法を５本のタンタル酸リチウム単結
晶から得たウエーハ全てに適用し、１本の単結晶につき
１枚のウエーハを無作為に採取し、合計５枚のウエーハ
を以後使用した。
晶から得たウエーハ全てに適用し、１本の単結晶につき
１枚のウエーハを無作為に採取し、合計５枚のウエーハ
を以後使用した。
【００３２】（ＴＴＶ及び微小うねりの評価）実施例１
と同様にＴＴＶの測定を行ったところ、採取した５枚の
ウエーハのＴＴＶは全て１．０μｍ以上、１．５μｍ以
下であった。次いで、各単結晶より採取した５枚のウエ
ーハの微小うねり領域の最大振幅を算出した。
と同様にＴＴＶの測定を行ったところ、採取した５枚の
ウエーハのＴＴＶは全て１．０μｍ以上、１．５μｍ以
下であった。次いで、各単結晶より採取した５枚のウエ
ーハの微小うねり領域の最大振幅を算出した。
【００３３】（デバイス作製）実施例１と同様に疑似弾
性表面波フィルタを作製し、歩留りを得た。表２に微小
うねり領域の最大振幅と歩留りの結果を示す。
性表面波フィルタを作製し、歩留りを得た。表２に微小
うねり領域の最大振幅と歩留りの結果を示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】表２の結果から、微小うねり領域の最大振
幅を０．１μｍ以下とすることができ、これを用いてデ
バイス作製することで９９〜１００％という極めて高い
歩留りを安定して得られたことがわかる。
幅を０．１μｍ以下とすることができ、これを用いてデ
バイス作製することで９９〜１００％という極めて高い
歩留りを安定して得られたことがわかる。
【００３６】以上の結果から明らかなように、デバイス
歩留りはウエーハ表面の波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微
小うねりに大きく依存するので、ウエーハ表面の良否
は、ＴＴＶのみならず波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小
うねりの最大振幅に基づいて評価することが望ましいこ
とがわかる。従って、酸化物単結晶ウエーハを用いてデ
バイス作製を行う際、このような評価を行うことによ
り、デバイス作製時の歩留りを予測したり、ウエーハを
選別してデバイス作製歩留りを確実に高くすることがで
きる。
歩留りはウエーハ表面の波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微
小うねりに大きく依存するので、ウエーハ表面の良否
は、ＴＴＶのみならず波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小
うねりの最大振幅に基づいて評価することが望ましいこ
とがわかる。従って、酸化物単結晶ウエーハを用いてデ
バイス作製を行う際、このような評価を行うことによ
り、デバイス作製時の歩留りを予測したり、ウエーハを
選別してデバイス作製歩留りを確実に高くすることがで
きる。
【００３７】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００３８】例えば、上記実施形態においては、タンタ
ル酸リチウムの場合について例を挙げて説明したが、本
発明では、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウ
ム、ランガサイト等の他の酸化物単結晶ウエーハにも好
適に適用することができる。
ル酸リチウムの場合について例を挙げて説明したが、本
発明では、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウ
ム、ランガサイト等の他の酸化物単結晶ウエーハにも好
適に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、酸化
物単結晶ウエーハに関し、微小うねりがウエーハ平坦度
（ＴＴＶ）以外の重要な歩留り低下要因であることを明
らかにし、ＴＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長
０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２
μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下、特に０．６μｍ
以下の高平坦度ウエーハを用いれば、例えば５ＧＨｚ帯
のような微細な櫛形電極を要求する高周波デバイスを安
定して高歩留りで作製することができる。
物単結晶ウエーハに関し、微小うねりがウエーハ平坦度
（ＴＴＶ）以外の重要な歩留り低下要因であることを明
らかにし、ＴＴＶが２．５μｍ以下であって、かつ波長
０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅が１．２
μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下、特に０．６μｍ
以下の高平坦度ウエーハを用いれば、例えば５ＧＨｚ帯
のような微細な櫛形電極を要求する高周波デバイスを安
定して高歩留りで作製することができる。
【図１】タンタル酸リチウム単結晶ウエーハを使用して
疑似弾性表面波フィルタを作製した場合のＴＴＶと歩留
りの関係を示すグラフである。
疑似弾性表面波フィルタを作製した場合のＴＴＶと歩留
りの関係を示すグラフである。
【図２】ＴＴＶの概念を示す概略説明図である。
【図３】本発明で基準となる微小うねり領域と振幅の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項１】 ウエーハ表面のＴＴＶが２．５μｍ以下
であって、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うねり
の最大振幅が１．２μｍ以下であることを特徴とする酸
化物単結晶ウエーハ。 - 【請求項２】 前記ウエーハ表面のＴＴＶが１．５μｍ
以下であって、かつ前記波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微
小うねりの最大振幅が１．０μｍ以下であることを特徴
とする請求項１に記載の酸化物単結晶ウエーハ。 - 【請求項３】 前記酸化物単結晶が、圧電性単結晶であ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸化
物単結晶ウエーハ。 - 【請求項４】 前記酸化物単結晶が、タンタル酸リチウ
ム、ニオブ酸リチウム、水晶、四ホウ酸リチウム、また
はランガサイトであることを特徴とする請求項１から請
求項３のいずれか一項に記載の酸化物単結晶ウエーハ。 - 【請求項５】 前記酸化物単結晶ウエーハが、弾性表面
波または疑似弾性表面波デバイス用のものであることを
特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載
の酸化物単結晶ウエーハ。 - 【請求項６】 酸化物単結晶ウエーハを製造する方法で
あって、ウエーハ表面を鏡面研磨した後、該酸化物単結
晶ウエーハをフッ化水素酸、硝酸、またはその混酸に浸
漬させることにより、前記ウエーハ表面のＴＴＶを２．
５μｍ以下、かつ波長０．８ｍｍ〜１５ｍｍの微小うね
りの最大振幅を１．２μｍ以下にすることを特徴とする
酸化物単結晶ウエーハの製造方法。 - 【請求項７】 酸化物単結晶ウエーハの表面を評価する
方法であって、ウエーハ表面の良否を、波長０．８ｍｍ
〜１５ｍｍの微小うねりの最大振幅に基づいて評価する
ことを特徴とする酸化物単結晶ウエーハの評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001364967A JP4170617B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 酸化物単結晶ウエーハ及びその製造方法並びに評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001364967A JP4170617B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 酸化物単結晶ウエーハ及びその製造方法並びに評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003165795A true JP2003165795A (ja) | 2003-06-10 |
| JP4170617B2 JP4170617B2 (ja) | 2008-10-22 |
Family
ID=19175071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001364967A Expired - Lifetime JP4170617B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 酸化物単結晶ウエーハ及びその製造方法並びに評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4170617B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015050653A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | 日本碍子株式会社 | 弾性波デバイス用複合基板、その製法及び弾性波デバイス |
| WO2017175755A1 (ja) | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 信越化学工業株式会社 | 酸化物単結晶薄膜を備えた複合ウェーハの製造方法 |
| WO2018159596A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波デバイス用基板および疑似弾性表面波素子 |
| CN112152588A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-29 | 福建晶安光电有限公司 | 声表面波滤波器及声表面波滤波器用晶片的加工方法 |
| WO2023135844A1 (ja) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | 日本碍子株式会社 | 複合基板の製造方法 |
-
2001
- 2001-11-29 JP JP2001364967A patent/JP4170617B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
| JP2015050653A (ja) * | 2013-09-02 | 2015-03-16 | 日本碍子株式会社 | 弾性波デバイス用複合基板、その製法及び弾性波デバイス |
| WO2017175755A1 (ja) | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 信越化学工業株式会社 | 酸化物単結晶薄膜を備えた複合ウェーハの製造方法 |
| WO2018159596A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波デバイス用基板および疑似弾性表面波素子 |
| KR20190108604A (ko) * | 2017-02-28 | 2019-09-24 | 쿄세라 코포레이션 | 탄성 표면파 디바이스용 기판 및 의사 탄성 표면파 소자 |
| JPWO2018159596A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2019-12-19 | 京セラ株式会社 | 弾性表面波デバイス用基板および疑似弾性表面波素子 |
| KR102299066B1 (ko) | 2017-02-28 | 2021-09-07 | 교세라 가부시키가이샤 | 탄성 표면파 디바이스용 기판 및 의사 탄성 표면파 소자 |
| CN112152588A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-29 | 福建晶安光电有限公司 | 声表面波滤波器及声表面波滤波器用晶片的加工方法 |
| CN112152588B (zh) * | 2020-09-25 | 2024-01-30 | 福建晶安光电有限公司 | 声表面波滤波器及声表面波滤波器用晶片的加工方法 |
| WO2023135844A1 (ja) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | 日本碍子株式会社 | 複合基板の製造方法 |
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| JP4170617B2 (ja) | 2008-10-22 |
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