JP2012185132A - 表面性状評価方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被検体の表面から反射光が得られないような場合であっても、被検体の表面性状を確実に測定でき、歩留まり及び製造効率の向上を図ることができる表面性状評価方法を提供する。
【解決手段】ウエハWをセットしていない状態において、第1参照平面56で反射された第1参照光と、ウエハWをセットした状態において、ウエハWを透過して後に第1参照平面56で反射された被検光と、に基づいてウエハWの表面性状を評価することを特徴とする。
【選択図】図5
【解決手段】ウエハWをセットしていない状態において、第1参照平面56で反射された第1参照光と、ウエハWをセットした状態において、ウエハWを透過して後に第1参照平面56で反射された被検光と、に基づいてウエハWの表面性状を評価することを特徴とする。
【選択図】図5
Description
本発明は、表面性状評価方法に関する。
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は様々なものが知られており、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動する圧電振動片を有するもの等が知られている。
上述した圧電振動片は、圧電体である水晶を用いて形成される。具体的には、まず角柱、または円柱形状に形成された水晶等の原石を薄く切断して板状のウエハに加工した後、ウエハをラッピングして粗研磨加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュの鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。そして、ウエハを洗浄、乾燥した後、機械加工やフォトリソグラフィ技術等を用いて圧電振動片の外形を形成するとともに、所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。
上述した圧電振動片は、圧電体である水晶を用いて形成される。具体的には、まず角柱、または円柱形状に形成された水晶等の原石を薄く切断して板状のウエハに加工した後、ウエハをラッピングして粗研磨加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュの鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。そして、ウエハを洗浄、乾燥した後、機械加工やフォトリソグラフィ技術等を用いて圧電振動片の外形を形成するとともに、所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。
ところで、上述したウエハを作成する際、研磨工程後のウエハの表面性状(例えば厚さ、厚さムラ、起伏、平坦度等)を評価するために、例えばフィゾー型干渉計等の干渉計が用いられている(例えば、特許文献1参照)。この干渉計では、光源から出射される可干渉光をウエハ(被検体)に出射し、ウエハの表面(出射方向の上流側の面)で反射する反射光と、ウエハの裏面(出射方向の下流側の面)で反射する反射光と、を干渉させる。そして、この干渉による干渉縞画像を撮像手段により取得し、この干渉縞画像を解析してウエハの表面性状の測定を行う。この場合、縞と縞との間の間隔が大きいほど、表面性状に優れた高品質な仕上がりであると評価でき、逆に縞と縞との間隔が狭い場合は、起伏のある仕上がりとなり、厚みムラや平坦度に大きな影響を与えることが知られている。
ここで、干渉縞を得るためには、二つの光の強めあい、弱めあいの関係を成立させなければならない。つまり、相互の光に光路差が生じなければ干渉が起きない。そのため、ウエハの両面で反射する反射光間で光路差を生じさせるためには、ウエハにある程度の厚みがなければならない。
しかしながら、上述したウエハは、非常に薄いため、ウエハの両面で反射する反射光間で光路差が生じにくく、干渉縞を得難い。このような場合には、出射方向でウエハよりも上流側に参照平面を配置し、これらウエハ及び参照平面に対して同一光源から可干渉光を出射することで、参照平面で反射される参照光と、ウエハの表面で反射される被検光と、の干渉による干渉縞を取得する構成が知られている。
しかしながら、上述したウエハは、非常に薄いため、ウエハの両面で反射する反射光間で光路差が生じにくく、干渉縞を得難い。このような場合には、出射方向でウエハよりも上流側に参照平面を配置し、これらウエハ及び参照平面に対して同一光源から可干渉光を出射することで、参照平面で反射される参照光と、ウエハの表面で反射される被検光と、の干渉による干渉縞を取得する構成が知られている。
また、ウエハの表面からの反射光を得るためには、ウエハの表面が鏡面状態である必要がある。しかしながら、上述したウエハにおいて、ポリッシュ前(ラッピング後)の表面が粗いウエハについては、光源から出射された可干渉光がウエハの表面で乱反射してしまうため、ウエハを透過してウエハの裏面で反射した光との間で、干渉縞を得ることはできない。
このように、従来では、ポリッシュ後(鏡面加工後)までウエハの表面性状を測定することができないため、ポリッシュ後までウエハの不良を発見することができないという問題がある。すなわち、仮にポリッシュ前にウエハの表面性状に不良が存在した場合であっても、後工程を継続する必要があるため、歩留まりが低下するとともに、製造効率の低下に繋がるという問題がある。
このように、従来では、ポリッシュ後(鏡面加工後)までウエハの表面性状を測定することができないため、ポリッシュ後までウエハの不良を発見することができないという問題がある。すなわち、仮にポリッシュ前にウエハの表面性状に不良が存在した場合であっても、後工程を継続する必要があるため、歩留まりが低下するとともに、製造効率の低下に繋がるという問題がある。
そこで本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、被検体の表面から反射光が得られないような場合であっても、被検体の表面性状を確実に測定でき、歩留まり及び製造効率の向上を図ることができる表面性状評価方法を提供することを目的とする。
本発明の表面性状評価方法は、光源から出射される可干渉光を用いて、光透過性を有する被検体の表面性状を評価する表面性状評価方法であって、前記可干渉光の出射方向における第1参照平面よりも上流側に前記被検体をセットした状態で、前記被検体を透過した後、前記第1参照平面で反射される被検光を取得する被検光取得工程と、前記被検体をセットしていない状態における前記第1参照平面で反射される第1参照光、及び前記被検光の光路差に基づいて、前記被検体の表面性状を測定する測定工程と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、被検体の被検面で反射される被検光ではなく、被検体を透過して第1参照平面で反射された被検光を用いることで、被検体の有無により変動する第1参照光、及び被検光の光路差に基づいて被検体の表面性状を測定できる。これにより、被検体の被検面から反射光が得られないような場合であっても、被検体の表面性状を評価することができる。したがって、被検体の表面性状を早い段階(表面が粗い状態)で確認できるので、仮に被検体の表面性状に異常がある場合等に、速やかに対応することができる。
したがって、被検面の表面粗さ等に関わらず被検体の表面性状を確実に評価できるので、歩留まり及び製造効率の向上を図った上で、高品質な被検体を得ることができる。
したがって、被検面の表面粗さ等に関わらず被検体の表面性状を確実に評価できるので、歩留まり及び製造効率の向上を図った上で、高品質な被検体を得ることができる。
また、前記被検光取得工程では、前記出射方向における前記被検体よりも上流側に配置された第2参照平面で反射される第2参照光と、前記被検光と、の光路差によって得られる測定干渉縞を取得し、前記測定工程では、前記第2参照光、及び前記第1参照光の光路差によって得られる参照干渉縞と、前記測定干渉縞と、に基づいて前記被検体の表面性状を測定することを特徴としている。
この構成によれば、被検体の厚さが薄い場合であっても、第1参照光、及び第2参照光の干渉により発生する参照干渉縞と、被検光、及び第1参照光の干渉により発生する測定干渉縞と、を確実に取得できるので、得られた干渉縞に基づいて被検体の表面性状を確実に評価できる。
この構成によれば、被検体の厚さが薄い場合であっても、第1参照光、及び第2参照光の干渉により発生する参照干渉縞と、被検光、及び第1参照光の干渉により発生する測定干渉縞と、を確実に取得できるので、得られた干渉縞に基づいて被検体の表面性状を確実に評価できる。
また、前記被検体は、水晶ウエハであることを特徴としている。
この構成によれば、表面性状に優れた高品質な水晶ウエハを製造できる。
この構成によれば、表面性状に優れた高品質な水晶ウエハを製造できる。
本発明の表面性状評価方法によれば、被検体の表面から反射光が得られないような場合であっても、被検体の表面性状を確実に測定でき、歩留まり及び製造効率の向上を図ることができる。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
(圧電振動子)
図1は、本発明の実施形態における圧電振動子を示す側面断面図である。
図1に示すように、本実施形態の圧電振動子100は、ベース基板110及びリッド基板111が接合膜9を介して陽極接合された箱状のパッケージ120と、パッケージ120のキャビティC内に収納された圧電振動片114と、を備えた表面実装型の圧電振動子100である。
圧電振動片114は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
(圧電振動子)
図1は、本発明の実施形態における圧電振動子を示す側面断面図である。
図1に示すように、本実施形態の圧電振動子100は、ベース基板110及びリッド基板111が接合膜9を介して陽極接合された箱状のパッケージ120と、パッケージ120のキャビティC内に収納された圧電振動片114と、を備えた表面実装型の圧電振動子100である。
圧電振動片114は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
ベース基板110は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板で板状に形成されている。ベース基板110には、圧電振動子100の外部と圧電振動片114とを電気的に接続するための引き回し電極112と、引き回し電極112に接続されてベース基板110を厚さ方向に貫通する貫通電極113と、貫通電極113に電気的に接続されるとともに圧電振動子100の外部に露出した外部電極115と、が形成されている。そして、上述した圧電振動片114は、金等のバンプBを利用して、ベース基板110の実装面110aに形成された引き回し電極112上にバンプ接合されている。
接合膜9は、ベース基板110において圧電振動片114が実装される実装面110aに沿って圧電振動片114を囲繞するように成膜されている。本実施形態の接合膜9はSi膜で形成されているが、接合膜9をAlで形成することも可能である。なお接合膜9として、ドーピング等により低抵抗化したSiバルク材で形成することも可能である。
リッド基板111は、ベース基板110と同様に、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、ベース基板110に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。リッド基板111の内面(図1中下面)側には、圧電振動片114が収容される矩形状の凹部111aが形成されている。この凹部111aは、ベース基板110及びリッド基板111が重ね合わされたときに、圧電振動片114を収容するキャビティCを形成する。そして、リッド基板111は、凹部111a内に圧電振動片114が収容された状態で接合膜9に陽極接合されている。
(圧電振動子の製造方法)
次に、上述した圧電振動子の製造方法について説明する。図2は、本実施形態における圧電振動子の製造方法のフローチャートである。図3は、ウエハ接合体の分解斜視図である。以下には、複数のベース基板110が連なるベース基板用ウエハ140と、複数のリッド基板111が連なるリッド基板用ウエハ150との間に複数の圧電振動片114を封入してウエハ接合体160を形成し、ウエハ接合体160を切断することにより複数の圧電振動子100を同時に製造する方法について説明する。なお、図3に示す破線Mは、切断工程で切断する切断線を図示したものである。
図2に示すように、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、主に、圧電振動片作製工程(S10)と、リッド基板用ウエハ作製工程(S20)と、ベース基板用ウエハ作製工程(S30)と、組立工程(S40以下)と、を有している。そのうち、圧電振動片作製工程(S10)、リッド基板用ウエハ作製工程(S20)及びベース基板用ウエハ作製工程(S30)は、並行して実施することが可能である。
次に、上述した圧電振動子の製造方法について説明する。図2は、本実施形態における圧電振動子の製造方法のフローチャートである。図3は、ウエハ接合体の分解斜視図である。以下には、複数のベース基板110が連なるベース基板用ウエハ140と、複数のリッド基板111が連なるリッド基板用ウエハ150との間に複数の圧電振動片114を封入してウエハ接合体160を形成し、ウエハ接合体160を切断することにより複数の圧電振動子100を同時に製造する方法について説明する。なお、図3に示す破線Mは、切断工程で切断する切断線を図示したものである。
図2に示すように、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、主に、圧電振動片作製工程(S10)と、リッド基板用ウエハ作製工程(S20)と、ベース基板用ウエハ作製工程(S30)と、組立工程(S40以下)と、を有している。そのうち、圧電振動片作製工程(S10)、リッド基板用ウエハ作製工程(S20)及びベース基板用ウエハ作製工程(S30)は、並行して実施することが可能である。
(圧電振動片作製工程)
図4は圧電振動片作成工程を説明するためのフローチャートである。
まず、図4に示すように、圧電振動片作製工程(S10)を行って圧電振動片114を作製する(S110)。具体的には、ロータリー研削や研削ホイール等により研削加工を施した水晶のランバート原石を、所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハ(水晶ウエハ)W(図5参照)とする。続いて、ウエハWをラッピングして粗加工する(S120)。
図4は圧電振動片作成工程を説明するためのフローチャートである。
まず、図4に示すように、圧電振動片作製工程(S10)を行って圧電振動片114を作製する(S110)。具体的には、ロータリー研削や研削ホイール等により研削加工を施した水晶のランバート原石を、所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハ(水晶ウエハ)W(図5参照)とする。続いて、ウエハWをラッピングして粗加工する(S120)。
(表面性状評価工程)
次に、粗加工されたウエハWの表面性状を評価する。以下では、まず表面性状測定装置(以下、測定装置という)について説明する。図5は、測定装置の概略構成図である。
図5に示すように、測定装置51は、フィゾー型の干渉計(例えば、Corning Tropel社製 Flat Master150)であって、光源52、対物レンズ53、ビームスプリッタ54、コリメートレンズ55、第1参照平面56、第2参照平面57、スクリーン58、CCDカメラ59、及び信号処理部60を備えている。
次に、粗加工されたウエハWの表面性状を評価する。以下では、まず表面性状測定装置(以下、測定装置という)について説明する。図5は、測定装置の概略構成図である。
図5に示すように、測定装置51は、フィゾー型の干渉計(例えば、Corning Tropel社製 Flat Master150)であって、光源52、対物レンズ53、ビームスプリッタ54、コリメートレンズ55、第1参照平面56、第2参照平面57、スクリーン58、CCDカメラ59、及び信号処理部60を備えている。
光源52は、He−Neレーザ等が好適に用いられ、干渉縞計測に用いる可干渉光Pを光軸P1に沿って出射するレーザ光源である。
対物レンズ53は、光源52から出射された可干渉光Pをいったん集光してから発散させる光学素子である。
対物レンズ53は、光源52から出射された可干渉光Pをいったん集光してから発散させる光学素子である。
ビームスプリッタ54は、対物レンズ53で発散された可干渉光Pからなる発散光束を透過させるとともに、この発散光束が平行光束にされた後に各参照平面56,57で反射された第1参照光及び第2参照光からなる反射光の各光束を、偏光反射面54aで偏光分離してスクリーン58に導くものである。すなわち、各参照平面56,57で反射された反射光は、偏光反射面54aに入射すると反射され、光軸P2に沿って、スクリーン58に向かうようになっている。
コリメートレンズ55は、ビームスプリッタ54を透過して光軸P1上を進む発散光束を平行光束にするための光学素子であり、光軸P1上において予めコリメート調整された位置に配置されている。
コリメートレンズ55は、ビームスプリッタ54を透過して光軸P1上を進む発散光束を平行光束にするための光学素子であり、光軸P1上において予めコリメート調整された位置に配置されている。
第1参照平面56は、その参照面56aが鏡面加工されており、第2参照平面57を透過した可干渉光P(平行光束)を、第1参照光として光軸P1に沿って反射させる。
第2参照平面57は、光透過性を有する材料からなり、その参照面57aが鏡面加工されている。第2参照平面57は、コリメートレンズ55と第1参照平面56との間に配置され、コリメートレンズ55を透過した可干渉光P(平行光束)のうち、一部の可干渉光Pを第2参照光として光軸P1に沿って反射させる一方で、第2参照平面57を透過した可干渉光Pが第1参照平面56に導かれるようになっている。
第2参照平面57は、光透過性を有する材料からなり、その参照面57aが鏡面加工されている。第2参照平面57は、コリメートレンズ55と第1参照平面56との間に配置され、コリメートレンズ55を透過した可干渉光P(平行光束)のうち、一部の可干渉光Pを第2参照光として光軸P1に沿って反射させる一方で、第2参照平面57を透過した可干渉光Pが第1参照平面56に導かれるようになっている。
このような測定装置51を用いてウエハWの表面性状の評価を行う(S130:第1表面性状評価工程)。
まず、第1参照平面56のみの表面性状を測定するために、ウエハWをセットしていない状態における、第1参照平面56の参照面56aで反射される第1参照光と、第2参照平面57の参照面57aで反射される第2参照光と、の干渉による参照干渉縞を得る(S131:参照干渉縞取得工程)。
具体的には、第1参照平面56と第2参照平面57との相対位置を固定した状態で、光源52から光軸P1上に可干渉光Pを出射する。すると、可干渉光Pは対物レンズ53を透過して発散光束となり、その後ビームスプリッタ54を透過することで偏光状態が変化する。そして、可干渉光Pは、コリメートレンズ55を透過して平行光束となり、第2参照平面57に入射する。可干渉光Pの一部は、第2参照平面57の参照面57a(入射側の面)で反射されて第2参照光となる。一方、可干渉光Pのうち、第2参照平面57を透過したものは、第1参照平面56の参照面56aで反射されて第1参照光となる。第1参照光は、第2参照平面57を透過し、第2参照平面57の参照面57a(入射側の面)で反射される第2参照光と干渉して参照干渉光となる。
まず、第1参照平面56のみの表面性状を測定するために、ウエハWをセットしていない状態における、第1参照平面56の参照面56aで反射される第1参照光と、第2参照平面57の参照面57aで反射される第2参照光と、の干渉による参照干渉縞を得る(S131:参照干渉縞取得工程)。
具体的には、第1参照平面56と第2参照平面57との相対位置を固定した状態で、光源52から光軸P1上に可干渉光Pを出射する。すると、可干渉光Pは対物レンズ53を透過して発散光束となり、その後ビームスプリッタ54を透過することで偏光状態が変化する。そして、可干渉光Pは、コリメートレンズ55を透過して平行光束となり、第2参照平面57に入射する。可干渉光Pの一部は、第2参照平面57の参照面57a(入射側の面)で反射されて第2参照光となる。一方、可干渉光Pのうち、第2参照平面57を透過したものは、第1参照平面56の参照面56aで反射されて第1参照光となる。第1参照光は、第2参照平面57を透過し、第2参照平面57の参照面57a(入射側の面)で反射される第2参照光と干渉して参照干渉光となる。
上述した参照干渉光は、ビームスプリッタ54の反射面54aで反射され、スクリーン58に入射することで、スクリーン58に参照干渉縞が形成される。そして、スクリーン58に形成された参照干渉縞は、CCDカメラ59により撮像されて信号処理部60に設けられたモニタ(不図示)に映し出される。この場合、モニタに表示された参照干渉縞の像を観察し、参照干渉縞の像が鮮明でないと判断したときには、光源52から出射される可干渉光Pの波長を変化させてフォーカスを調整する。このように、参照干渉縞のフォーカスを予め調整しておくことで、後工程で測定干渉縞との比較を行う上でより正確な解析結果を得ることができる。なお、第1参照平面56と第2参照平面57との相対距離を変化させてフォーカスを調整しても構わない。
次に、測定装置51にウエハWをセットし、ウエハWをセットした状態における、第1参照平面56の参照面56aで反射される第1参照光と、第2参照平面57の参照面57aで反射される第2参照光と、の干渉による測定干渉縞を得る(S132:測定干渉縞取得工程)。
具体的には、まず第1参照平面56と第2参照平面57との間に、厚さ方向が光軸P1と一致するようにラッピング工程(S120)後のウエハWをセットする。次に、上述した参照干渉縞取得工程(S131)と同様に、光源52から可干渉光Pを出射する。すると、スクリーン58には、ウエハWを透過した後、第1参照平面56の参照面56aで反射される被検光と、第2参照平面57の参照面57aで反射される第2参照光と、の干渉により測定干渉縞が映し出される。なお、上述した参照干渉縞取得工程(S131)と同様に、モニタに表示された測定干渉縞の像を観察し、測定干渉縞の像が鮮明でないと判断したときには、光源52から出射される可干渉光Pの波長を変化させてフォーカスを調整する。
具体的には、まず第1参照平面56と第2参照平面57との間に、厚さ方向が光軸P1と一致するようにラッピング工程(S120)後のウエハWをセットする。次に、上述した参照干渉縞取得工程(S131)と同様に、光源52から可干渉光Pを出射する。すると、スクリーン58には、ウエハWを透過した後、第1参照平面56の参照面56aで反射される被検光と、第2参照平面57の参照面57aで反射される第2参照光と、の干渉により測定干渉縞が映し出される。なお、上述した参照干渉縞取得工程(S131)と同様に、モニタに表示された測定干渉縞の像を観察し、測定干渉縞の像が鮮明でないと判断したときには、光源52から出射される可干渉光Pの波長を変化させてフォーカスを調整する。
そして、信号処理部60において、上述した参照干渉縞と測定干渉縞とを比較することで、測定干渉縞を解析してウエハWの表面性状を測定する(S133:測定工程)。
次に、ラッピング後の加工変質層をエッチングで取り除き(S140:エッチング工程)、その後ポリッシュ等の鏡面加工を行なって(S150:ポリッシュ工程)、所定の厚みとする。
その後、ポリッシュ後のウエハWの表面性状を評価する(S160:第2表面性状評価工程)。なお、表面性状の評価方法については、上述した第1表面性状評価工程(S130)と同様の方法により行うこともできる。しかし、ポリッシュ後のウエハWは鏡面状態にあるため、単に、第2参照平面57の参照面57aで反射された第2参照光と、ウエハWの表面(入射側の表面)で反射された被検光と、の干渉により形成された測定干渉縞のみに基づいて、ウエハWの表面性状を評価しても構わない。
次に、フォトリソ技術によってウエハWをパターニングして、ウエハWに複数の圧電振動片114の外形形状を形成する外形形成工程(S170)を行う。なお、この時点において複数の圧電振動片114は、図示しない連結部を介してウエハWに連結された状態となっている。
次いで、複数の圧電振動片114の外表面上に電極膜をパターニングする電極形成工程(S180)を行う。具体的には、圧電振動片114の外表面に、蒸着法やスパッタリング法等により電極膜を成膜し、この後、電極膜にエッチング加工を施すことにより形成する。
次いで、複数の圧電振動片114の外表面上に電極膜をパターニングする電極形成工程(S180)を行う。具体的には、圧電振動片114の外表面に、蒸着法やスパッタリング法等により電極膜を成膜し、この後、電極膜にエッチング加工を施すことにより形成する。
最後にウエハWと圧電振動片114とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片114をウエハWから切り離して個片化する切断工程を行う(S190)。これにより、1枚のウエハWから、音叉型の圧電振動片114を一度に複数製造することができる。
この時点で、圧電振動片114の製造工程が終了し、図1に示す圧電振動片114を得ることができる。
この時点で、圧電振動片114の製造工程が終了し、図1に示す圧電振動片114を得ることができる。
(リッド基板用ウエハ作成工程)
次に、図3,4に示すように、後にリッド基板3となるリッド基板用ウエハ150を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するリッド基板用ウエハ作製工程を行う(S20)。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ150を形成する(S21)。
次に、図3,4に示すように、後にリッド基板3となるリッド基板用ウエハ150を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するリッド基板用ウエハ作製工程を行う(S20)。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ150を形成する(S21)。
次に、ベース基板用ウエハ140との接合面となるリッド基板用ウエハ150の第1面150a側に、加熱プレス成形やエッチング加工等により、キャビティC用の凹部111aを多数形成する凹部形成工程を行う(S22)。
以上により、リッド基板用ウエハ作成工程(S20)が終了する。
以上により、リッド基板用ウエハ作成工程(S20)が終了する。
(ベース基板用ウエハ作成工程)
次に、上述した工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板110となるベース基板用ウエハ140を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するベース基板用ウエハ作製工程を行う(S30)。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ140を形成する(S31)。
次に、上述した工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板110となるベース基板用ウエハ140を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するベース基板用ウエハ作製工程を行う(S30)。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ140を形成する(S31)。
次いで、ベース基板用ウエハ140に上述したリッド基板用ウエハ150の凹部111aに対応して、貫通電極113を形成する貫通電極形成工程(S32)を行う。
次に、ベース基板用ウエハ140の第1面140aに導電性材料をパターニングして、接合膜9を形成する接合膜形成工程を行う(S33)とともに、引き回し電極形成工程を行う(S34)。なお、接合膜9はベース基板用ウエハ140におけるキャビティCの形成領域以外の領域、すなわちリッド基板用ウエハ150の第1面150aとの接合領域の全域に亘って形成する。
このようにして、ベース基板用ウエハ製作工程(S30)が終了する。
次に、ベース基板用ウエハ140の第1面140aに導電性材料をパターニングして、接合膜9を形成する接合膜形成工程を行う(S33)とともに、引き回し電極形成工程を行う(S34)。なお、接合膜9はベース基板用ウエハ140におけるキャビティCの形成領域以外の領域、すなわちリッド基板用ウエハ150の第1面150aとの接合領域の全域に亘って形成する。
このようにして、ベース基板用ウエハ製作工程(S30)が終了する。
(組立工程)
次に、ベース基板用ウエハ作成工程(S30)で作成されたベース基板用ウエハ140の各引き回し電極112上に、圧電振動片作成工程(S10)で作成された圧電振動片114を、それぞれ金等のバンプBを介してマウントする(S40)。そして、上述した各ウエハ140,150の作成工程で作成されたベース基板用ウエハ140及びリッド基板用ウエハ150を重ね合わせる、重ね合わせ工程を行う(S50)。具体的には、図示しない基準マーク等を指標としながら、両ウエハ140,150を正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片114が、リッド基板用ウエハ150に形成された凹部3aとベース基板用ウエハ140とで囲まれるキャビティC内に収納された状態となる。
次に、ベース基板用ウエハ作成工程(S30)で作成されたベース基板用ウエハ140の各引き回し電極112上に、圧電振動片作成工程(S10)で作成された圧電振動片114を、それぞれ金等のバンプBを介してマウントする(S40)。そして、上述した各ウエハ140,150の作成工程で作成されたベース基板用ウエハ140及びリッド基板用ウエハ150を重ね合わせる、重ね合わせ工程を行う(S50)。具体的には、図示しない基準マーク等を指標としながら、両ウエハ140,150を正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片114が、リッド基板用ウエハ150に形成された凹部3aとベース基板用ウエハ140とで囲まれるキャビティC内に収納された状態となる。
重ね合わせ工程(S50)後、重ね合わせた2枚のウエハ140,150を図示しない陽極接合装置に入れ、図示しない保持機構によりウエハ140,150の外周部分をクランプした状態で、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う(S60)。具体的には、接合膜9とリッド基板用ウエハ150との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜9とリッド基板用ウエハ150との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片114をキャビティC内に封止することができ、ベース基板用ウエハ140とリッド基板用ウエハ150とが接合されたウエハ接合体160を得ることができる。
その後、ベース基板用ウエハ140の第2面140b上に、貫通電極113にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極115を形成する(S70)。
そして、接合されたウエハ接合体160を切断線Mに沿って切断する個片化工程(S80)を行う。具体的には、まずウエハ接合体160のベース基板用ウエハ140の第2面140b側にUVテープを貼り付ける。次に、リッド基板用ウエハ150側から切断線Mに沿ってレーザを照射し、切断線Mに沿ってスクライブラインを形成する。次に、UVテープの表面から切断線Mに沿って切断刃を押し当て、ウエハ接合体160を割断する(ブレーキング)。その後、UVを照射してUVテープを剥離する。これにより、ウエハ接合体160を複数の圧電振動子100に分離することができる。なお、これ以外のダイシング等の方法によりウエハ接合体160を切断してもよい。
そして、接合されたウエハ接合体160を切断線Mに沿って切断する個片化工程(S80)を行う。具体的には、まずウエハ接合体160のベース基板用ウエハ140の第2面140b側にUVテープを貼り付ける。次に、リッド基板用ウエハ150側から切断線Mに沿ってレーザを照射し、切断線Mに沿ってスクライブラインを形成する。次に、UVテープの表面から切断線Mに沿って切断刃を押し当て、ウエハ接合体160を割断する(ブレーキング)。その後、UVを照射してUVテープを剥離する。これにより、ウエハ接合体160を複数の圧電振動子100に分離することができる。なお、これ以外のダイシング等の方法によりウエハ接合体160を切断してもよい。
そして、電気特性検査工程(S100)では、圧電振動子100の共振周波数や共振抵抗値、ドライブレベル特性(共振周波数及び共振抵抗値の励振電力依存性)等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等も併せてチェックする。最後に、圧電振動子1の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。
以上により、圧電振動子100が完成する。
以上により、圧電振動子100が完成する。
このように、本実施形態では、ウエハWをセットしていない状態において、第1参照平面56で反射された第1参照光と、ウエハWをセットした状態において、ウエハWを透過して後に第1参照平面56で反射された被検光と、に基づいてウエハWの表面性状を評価する構成とした。
この構成によれば、ウエハWの表面で反射される被検光ではなく、ウエハWを透過して第1参照平面56で反射された被検光を用いることで、ウエハWの有無により変動する第1参照光、被検光に基づいてウエハWの表面性状を評価できる。これにより、ラッピング後等において、ウエハWの表面から反射光が得られないような場合であっても、ウエハWの表面性状を評価することができる。
したがって、ウエハWの表面性状を早い段階で確認できるので、仮にポリッシュ前の段階でウエハWの表面性状に異常がある場合等に、速やかに対応することができる。
したがって、ウエハWの表面性状を早い段階で確認できるので、仮にポリッシュ前の段階でウエハWの表面性状に異常がある場合等に、速やかに対応することができる。
したがって、ウエハWの表面粗さ等に関わらずウエハWの表面性状を確実に評価できるので、歩留まり及び製造効率の向上を図った上で、高品質なウエハWを得ることができる。そして、このように作成された高品質なウエハWを利用して圧電振動片114を製造することで、振動特性に優れた高品質な圧電振動片114を製造できる。
さらに、本実施形態では、上述した第1参照光、及び第2参照平面57で反射された第2参照光の干渉により発生する参照干渉縞と、被検光、及び第2参照光の干渉により発生する測定干渉縞と、に基づいてウエハWの表面性状を評価する構成とした。
この構成によれば、ウエハWのように被検体の厚さが薄い場合であっても、確実に干渉縞を取得できるので、得られた干渉縞に基づいてウエハWの表面性状を確実に評価できる。
この構成によれば、ウエハWのように被検体の厚さが薄い場合であっても、確実に干渉縞を取得できるので、得られた干渉縞に基づいてウエハWの表面性状を確実に評価できる。
以上、本発明の技術範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、水晶のウエハWの表面性状を測定するために、本発明を適用したが、これに限らず光透過性を有する被検体であれば、本発明の構成を適用することができる。
また、上述した実施形態では、参照干渉縞と測定干渉縞とに基づいてウエハWの表面性状を測定する場合について説明したが、これに限らず、第2参照光の光路長と被検光の光路長との差分に基づいて、ウエハWの表面性状を測定することも可能である。
例えば、上述した実施形態では、水晶のウエハWの表面性状を測定するために、本発明を適用したが、これに限らず光透過性を有する被検体であれば、本発明の構成を適用することができる。
また、上述した実施形態では、参照干渉縞と測定干渉縞とに基づいてウエハWの表面性状を測定する場合について説明したが、これに限らず、第2参照光の光路長と被検光の光路長との差分に基づいて、ウエハWの表面性状を測定することも可能である。
52…光源 56…第1参照平面 57…第2参照平面 W…ウエハ(被検体、水晶ウエハ)
Claims (3)
- 光源から出射される可干渉光を用いて、光透過性を有する被検体の表面性状を評価する表面性状評価方法であって、
前記可干渉光の出射方向における第1参照平面よりも上流側に前記被検体をセットした状態で、前記被検体を透過した後、前記第1参照平面で反射される被検光を取得する被検光取得工程と、
前記被検体をセットしていない状態における前記第1参照平面で反射される第1参照光、及び前記被検光の光路差に基づいて、前記被検体の表面性状を測定する測定工程と、を有することを特徴とする表面性状評価方法。 - 前記被検光取得工程では、前記出射方向における前記被検体よりも上流側に配置された第2参照平面で反射される第2参照光と、前記被検光と、の光路差によって得られる測定干渉縞を取得し、
前記測定工程では、前記第2参照光、及び前記第1参照光の光路差によって得られる参照干渉縞と、前記測定干渉縞と、に基づいて前記被検体の表面性状を測定することを特徴とする請求項1記載の表面性状評価方法。 - 前記被検体は、水晶ウエハであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の表面性状評価方法。
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WO2017047605A1 (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 日本碍子株式会社 | 複合基板及び圧電基板の厚み傾向推定方法 |
-
2011
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