JP2010259002A - 弾性表面波素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成するときに圧電基板に反りが発生しないようにすることができる弾性表面波素子の製造方法を提供する。
【解決手段】（ａ）一対の主面１０ａ，１０ｂを有する圧電基板１０の一方の主面１０ａに、ＩＤＴ電極を含む導電パターン１４を形成する工程と、（ｂ）圧電基板１０の一方の主面１０ａに、導電パターン１４を覆うようにワックスを塗布して接着層２０を形成する工程と、（ｃ）接着層２０に保持部材３０を接着し、接着層２０及び保持部材３０を介して圧電基板１０を保持した状態で、圧電基板１０の他方の主面１０ｂを研磨して圧電基板１０を薄くする工程と、（ｄ）圧電基板１０の他方の主面１０ｂに、圧電基板１０の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する支持層１２を形成する工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性表面波素子の製造方法に関し、詳しくは、圧電基板表面の弾性表面波を利用するフィルタや共振子などの弾性表面波素子の製造方法に関する。

従来、例えば送信帯域と受信帯域の周波数差が小さい移動体通信システムにおいて、受信帯域での減衰量を確保するため、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３；ＬＴ）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３；ＬＮ）などの電気機械結合係数の大きな圧電基板を使用した弾性表面波フィルタが用いられている。しかし、ＬＴ基板やＬＮ基板の周波数温度係数（ＴＣＦ）が大きいため、製造ばらつきを考慮すると、送受信帯域間隔は実質的に非常に小さくなる。そのため、温度特性の改善が望まれている。

温度特性を改善する方策として、圧電基板に、圧電基板よりも高い強度及び弾性を持つ支持基板を貼り合わせた構成とすることが提案されている。

このような構成の弾性表面波素子を製造する方法として、例えば図３の断面図に示すように、比較的厚い圧電基板１１１Ａとシリコン基板１１２Ａとを貼り合わせた後、それぞれの基板１１１Ａ，１１２Ａを切削・研磨し（図３（ｂ）及び（ｃ）における切削・削除部分１１１Ｃ，１１２Ｃ参照）、所望の程度に薄化された圧電基板１１１Ｂとシリコン基板１１２Ｂとが接合された構成にすることが提案されている。（例えば特許文献１参照）

特開２００４−２９７６９３号公報

この製造方法では、薄くされた圧電基板の表面にＩＤＴ電極（ＩＤＴ：interdigital transducers）などの導電パターンを形成する必要がある。圧電基板と支持基板とは線膨張係数が異なり、圧電基板は薄くされているため、導電パターンを形成する工程において、圧電基板は温度変化に伴い反りやすい。圧電基板が反ると、圧電基板の表面に高い位置精度で導電パターンを形成することが困難である。

本発明は、かかる実情に鑑み、ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成するときに圧電基板に反りが発生しないようにすることができる弾性表面波素子の製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した弾性表面波素子の製造方法を提供する。

弾性表面波素子の製造方法は、（ａ）一対の主面を有する圧電基板の一方の前記主面に、ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成する工程と、（ｂ）前記圧電基板の前記一方の主面に、前記導電パターンを覆うようにワックスを塗布して接着層を形成する工程と、（ｃ）前記接着層に保持部材を接着し、前記接着層及び前記保持部材を介して前記圧電基板を保持した状態で、前記圧電基板の他方の前記主面を研磨して前記圧電基板を薄くする工程と、（ｄ）前記圧電基板の前記他方の主面に、前記圧電基板の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する支持層を形成する工程とを備える。

上記方法において、圧電基板の一方の主面に導電パターンが形成されるのは、圧電基板が薄くされる前であり、しかも圧電基板の他方の主面に線膨張係数が異なる支持層が形成される前である。したがって、圧電基板の一方の主面に導電パターンを形成するときに、圧電基板に反りが発生しないようにすることができる。

好ましくは、前記圧電基板の前記一方の主面に前記接着層を形成する工程の前に、前記圧電基板の前記一方の主面にバンプを形成する工程をさらに備える。

この場合、圧電基板の一方の主面にバンプが形成されるのは、圧電基板が薄くされる前であり、しかも圧電基板の他方の主面に線膨張係数が異なる支持層が形成される前であり、バンプを形成するときに圧電基板に反りが発生しないようにすることができる。したがって、圧電基板の一方の主面にバンプを高い位置精度で形成することができる。

好ましくは、前記保持部材の線膨張係数と前記圧電基板の線膨張係数とは、略同じ大きさである。

この場合、保持部材と圧電基板の線膨張係数を略同じにすることで、温度が変化しても、接着層を介して保持部材に接着された圧電基板の反りが小さくなる。そのため、圧電基板の他方の主面を精度よく研磨したり、圧電基板の他方の主面に均一に支持層を形成したりすることができる。

本発明によれば、ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成するときに圧電基板に反りが発生しないようにすることができる。

弾性表面波素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１） 弾性表面波素子の製造工程を示す断面図である。（実施例２） 弾性表面波素子の製造工程を示す断面図である。（従来例）

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。

＜実施例１＞ 実施例１の弾性表面波素子２の製造方法について、図１を参照しながら説明する。図１は弾性表面波素子２の製造工程を模式的に示す断面図である。

図１（ｆ）に示すように、弾性表面波素子２は、圧電基板１０の一方の主面である表面１０ａに、導電パターン１４が形成され、圧電基板１０の他方の主面である裏面１０ｂに支持層１２が形成されている。

導電パターン１４は、詳しくは図示していないが、ＩＤＴ電極と、パッドと、ＩＤＴ電極とパッドとの間を接続する配線とを含む。ＩＤＴ電極による弾性表面波が伝搬する方向の両側に、導電パターン１４によって反射器を形成してもよい。

支持層１２は、圧電基板１０の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する材料を用いて形成され、圧電基板１０の温度変化に伴う伸縮を拘束する。

弾性表面波素子２は、ウェハ状の圧電基板１０を用いて、複数個分を同時に形成する。

すなわち、図１（ａ）に示すように、ウェハ状のＬＴ基板やＬＮ基板などの圧電基板１０の表面１０ａに、フォトリソグラフィー技術やエッチング技術を用いて導電パターン１４を形成する。

次いで、図１（ｂ）に示すように、圧電基板１０の表面１０ａにワックスを塗布し、導電パターン１４を覆うように接着層２０を形成する。次いで、図１（ｃ）に示すように、接着層２０に保持部材３０を接着する。ワックスは、加熱して液状にした状態で圧電基板１０の表面１０ａに塗布し、保持部材３０の接着後に常温に戻し、固化させる。

保持部材３０は、例えば基板であっても、研磨加工時に加工機械に着脱するための部分が形成された治具であってもよい。

保持部材３０の線膨張係数は、圧電基板１０との線膨張係数とを略同じにする。例えば、保持部材３０の線膨張係数は、圧電基板１０の線膨張係数の±３０％以内、好ましくは±２０％以内にする。これによって、温度が変化しても、接着層２０を介して保持部材３０に接着された圧電基板１０の反りが小さくなり、後の工程において、圧電基板１０の裏面１０ｂを精度よく研磨したり、圧電基板１０の裏面１０ｂに均一に支持層１２を形成したりすることができる。

次いで、図１（ｄ）に示すように、接着層２０及び保持部材３０を介して圧電基板１０を保持した状態で、圧電基板１０の裏面１０ｂを研磨し、圧電基板１０を所望の厚さまで薄くする。

次いで、図１（ｅ）に示すように、接着層２０及び保持部材３０を介して圧電基板１０を保持した状態で、圧電基板１０の裏面１０ｂに、支持層１２を形成する。例えば、接着剤を用いて支持基板を貼り合わせる。支持層１２は、圧電基板１０よりも線膨張係数が小さいアルミナ等の材料を用いて形成する。

次いで、接着層２０を圧電基板１０の表面１０ａから剥離し、圧電基板１０の表面１０ａに接着層２０のワックスの残渣が残らないように圧電基板１０の表面１０ａを洗浄した後、圧電基板１０を分割することによって、図１（ｆ）に示すように、圧電基板１０の表面１０ａ及び導電パターン１４が露出した弾性表面波素子２の個片を形成する。あるいは、接着層２０及び保持部材３０を介して圧電基板１０を保持した状態で圧電基板１０を分割した後、接着層２０を圧電基板１０の表面１０ａから剥離し、圧電基板１０の表面１０ａを洗浄することによって、図１（ｆ）に示すように、圧電基板１０の表面１０ａ及び導電パターン１４が露出した弾性表面波素子２の個片を形成する。

以上の工程において、圧電基板１０の表面１０ａに導電パターン１４が形成されるのは、圧電基板１０が薄くされる前であり、しかも圧電基板１０の裏面１０ｂに線膨張係数の異なる支持層１２が形成される前である。したがって、導電パターン１４を形成するときに圧電基板１０に反りが発生しないようにすることができる。

導電パターン１４を形成するときに圧電基板１０に反りが発生しないと、導電パターン１４の位置精度を高くすることができるので、弾性表面波素子２の製造ばらつきを低減し、効率よく弾性表面波素子２を製造することができる。また、弾性表面波素子２を小型化することも容易である。

また、支持層１２と圧電基板１０の線膨張係数の差を大きくしても、導電パターン１４を形成するときに圧電基板１０に反りが発生しないようにすることができる。そのため、支持層１２と圧電基板１０の線膨張係数の差を大きくして温度特性改善効果を高めることが容易である。

また、ウェハのサイズを大きくしても、導電パターン１４を形成するときに圧電基板１０に反りが発生しないようにすることができる。そのため、ウェハのサイズを大きくして効率よく弾性表面波素子を製造することができる。

＜実施例２＞ 実施例２の弾性表面波素子２ａの製造方法について、図２を参照しながら説明する。

実施例２の弾性表面波素子２ａは、実施例１の弾性表面波素子２と略同じ構成であり、略同じ工程によって製造される。以下では、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用いる。

図２は弾性表面波素子２ａの製造工程を模式的に示す断面図である。図２（ｆ）に示すように、実施例２の弾性表面波素子２ａは、実施例１の弾性表面波素子２の構成に、バンプ１６が追加されている。バンプ１６は、詳しくは図示していないが、導電パターン１４によって形成されたパッド上に形成されている。

実施例２の弾性表面波素子２ａは、実施例１の弾性表面波素子２と略同様に、ウェハ状の圧電基板１０を用いて、複数個分を同時に形成する。

すなわち、図２（ａ）に示すように、ウェハ状のＬＴ基板やＬＮ基板などの圧電基板１０の表面１０ａに、導電パターン１４を形成するとともに、バンプ１６を形成する。バンプ１６は、例えば、導電パターン１４のパッド（図示せず）上に形成する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、圧電基板１０の表面１０ａにワックスを塗布し、導電パターン１４及びバンプ１６を覆うように接着層２０を形成する。

次いで、図２（ｃ）に示すように、接着層２０に保持部材３０を接着する。

次いで、図２（ｄ）に示すように、接着層２０及び保持部材３０を介して圧電基板１０を保持した状態で、圧電基板１０の裏面１０ｂを研磨し、圧電基板１０を所望の厚さまで薄くする。

次いで、図２（ｅ）に示すように、接着層２０及び保持部材３０を介して圧電基板１０を保持した状態で、圧電基板１０の裏面１０ｂに、支持層１２を形成する。

次いで、接着層２０を圧電基板１０の表面１０ａから剥離し、圧電基板１０を分割することによって、図２（ｆ）に示すように圧電基板１０の表面１０ａ、導電パターン１４及びバンプ１６が露出した弾性表面波素子２ａの個片を形成する。あるいは、接着層２０及び保持部材３０を介して圧電基板１０を保持した状態で圧電基板１０を分割した後に、圧電基板１０の表面１０ａから接着層２０を剥離して、弾性表面波素子２ａの個片を形成する。

圧電基板１０に支持層１２を形成した後にバンプ１６を形成すること場合には、圧電基板１０に反りが発生し、バンプ１６がうまく形成できなかったり、ウェハ内においてバンプ１６の位置精度を高くすることができなかったりすることがある。

これに対し、実施例２の工程において圧電基板１０の表面１０ａにバンプ１６が形成されるのは、圧電基板１０が薄くされる前であり、しかも圧電基板１０の裏面１０ｂに線膨張係数が異なる支持層１２が形成される前であるので、バンプ１６を形成するときに圧電基板１０に反りが発生しないようにすることができる。そのため、バンプ１６を高い位置精度で形成することができる。

バンプ１６を高い位置精度で形成できると、弾性表面波素子２ａの製造ばらつきを低減し、弾性表面波素子２ａを効率よく製造することができる。また、弾性表面波素子２を小型化することも容易である。また、支持層１２と圧電基板１０の線膨張係数の差を大きくして温度特性改善効果を高めることが容易である。また、ウェハのサイズを大きくして効率よく弾性表面波素子２ａを製造することができる。

また、圧電基板１０の表面１０ａに形成されたバンプ１８が接着層２０に食い込むため、圧電基板１０と接着層２０との固着力が増す。そのため、圧電基板１０の裏面１０ｂの研磨を効率よく行うことができる。

＜まとめ＞ 以上に説明したように、圧電基板１０を薄くする前、かつ圧電基板１０に支持層１２を形成する前に、ＩＤＴ電極を含む導電パターン１４を圧電基板１０に形成することで、導電パターン１４を形成するときに圧電基板１０に反りが発生しないようにすることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

例えば圧電基板を弾性表面波素子の個片に分割した後に、圧電基板の表面の洗浄を行ってもよい。

また、貼り合わせ方法として、接着剤以外に直接接合などを用いてもよい。

２，２ａ 弾性表面波素子
１０ 圧電基板
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１２ 支持層
２０ 接着層
３０ 保持部材

Claims (3)

1. 一対の主面を有する圧電基板の一方の前記主面に、ＩＤＴ電極を含む導電パターンを形成する工程と、
   前記圧電基板の前記一方の主面に、前記導電パターンを覆うようにワックスを塗布して接着層を形成する工程と、
   前記接着層に保持部材を接着し、前記接着層及び前記保持部材を介して前記圧電基板を保持した状態で、前記圧電基板の他方の前記主面を研磨して前記圧電基板を薄くする工程と、
   前記圧電基板の前記他方の主面に、前記圧電基板の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する支持層を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする、弾性表面波素子の製造方法。
2. 前記圧電基板の前記一方の主面に前記接着層を形成する工程の前に、前記圧電基板の前記一方の主面にバンプを形成する工程をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の弾性表面波素子の製造方法。
3. 前記保持部材の線膨張係数と前記圧電基板の線膨張係数と、略同じ大きさであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の弾性表面波素子の製造方法。

Images