JP2014040339A - Method for manufacturing piezoelectric oxide single crystal wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電性酸化物単結晶ウエハの製造方法、特に、タンタル酸リチウム単結晶ウエハおよびニオブ酸リチウム単結晶ウエハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric oxide single crystal wafer, and more particularly to a method for manufacturing a lithium tantalate single crystal wafer and a lithium niobate single crystal wafer.
タンタル酸リチウム(LT)単結晶、および、ニオブ酸リチウム(LN)単結晶は、融点がそれぞれ約1650℃、約1255℃、キュリー点がそれぞれ約600℃、約1200℃の強誘電体であり、圧電性を有する。このLT単結晶またはLN単結晶を用いて製造されたLTウエハやLNウエハは、携帯電話の信号ノイズ除去用の弾性表面波(SAW)フィルタやテレビ用フィルタ、光学素子などのデバイス材料として主に用いられている。デバイスが必要とする特性によって、いずれかの単結晶ウエハが選択される。 The lithium tantalate (LT) single crystal and the lithium niobate (LN) single crystal are ferroelectric materials having melting points of about 1650 ° C. and about 1255 ° C., and Curie points of about 600 ° C. and about 1200 ° C., respectively. It has piezoelectricity. LT wafers and LN wafers manufactured using this LT single crystal or LN single crystal are mainly used as surface acoustic wave (SAW) filters for removing signal noise from mobile phones, filters for televisions, optical elements, and other device materials. It is used. Either single crystal wafer is selected depending on the properties required by the device.
次に、LT単結晶ウエハおよびLN単結晶ウエハの製造工程について説明するが、これらは、結晶学的にも、製造プロセス的にも、同様に扱われるため、LT単結晶ウエハを中心に説明する。 Next, the manufacturing process of the LT single crystal wafer and the LN single crystal wafer will be described. Since these are handled similarly in terms of crystallography and manufacturing process, the description will focus on the LT single crystal wafer. .
LT単結晶は、チョクラルスキー法(CZ法)などの単結晶育成方法により、育成される。まず、インゴットの状態で、径の不足する結晶の端部をカットした後、LT単結晶には、単一分極化処理(ポーリング)が施される。このポーリング処理は、LT単結晶の<001>軸方向に、キュリー点以上の温度で電圧を印加することで、結晶を分極化させるものである。 The LT single crystal is grown by a single crystal growing method such as the Czochralski method (CZ method). First, in the ingot state, after the end of a crystal having a short diameter is cut, the LT single crystal is subjected to a single polarization process (polling). This poling treatment polarizes the crystal by applying a voltage at a temperature equal to or higher than the Curie point in the <001> axis direction of the LT single crystal.
次に、弾性表面波素子などを作製する際の基準面、すなわち、結晶方位や弾性表面波の伝播方向を示す面となるオリエンテーションフラット(OF)を加工し、外径を整える円周研削加工が、LT単結晶に施される。これらの加工を施した後、LT単結晶は、ワイヤソーなどの切断装置により、所望の結晶方位に沿って、所定の厚さの円盤状のウエハにスライスされる。 Next, circumferential grinding is performed to process an orientation flat (OF) that serves as a reference plane for producing a surface acoustic wave element, that is, a plane indicating the crystal orientation and the propagation direction of the surface acoustic wave, and to adjust the outer diameter. , Applied to the LT single crystal. After performing these processes, the LT single crystal is sliced into a disk-shaped wafer having a predetermined thickness along a desired crystal orientation by a cutting device such as a wire saw.
得られたLT単結晶ウエハは、さらに次のような加工を施される。まず、#600〜#1000程度のダイヤモンド砥石を用いたベベリング加工により、ウエハの外周に面取り加工を施して、以後のプロセスでの割れを防止するとともに、ウエハの直径を所定の大きさに成形する。 The obtained LT single crystal wafer is further processed as follows. First, by chamfering the outer periphery of the wafer by beveling using a diamond grindstone of about # 600 to # 1000, cracks in the subsequent processes are prevented and the diameter of the wafer is formed to a predetermined size. .
次に、#800〜#2000のスラリー砥粒を用いたラッピング加工により、LT単結晶ウエハの両面に両面ラッピングを施す。これにより、スライスによるウエハ両面のダメージを取り除くとともに、平面度と平行度を得ながら、ウエハは所定の厚みに揃えられる。 Next, double-sided lapping is performed on both sides of the LT single crystal wafer by lapping using # 800 to # 2000 slurry abrasive grains. This removes damage on both sides of the wafer due to slicing, and the wafer is aligned to a predetermined thickness while obtaining flatness and parallelism.
弾性表面波フィルタ用途の場合には、さらに、#240〜#2500のスラリー砥粒を用いた片面ラッピング加工またはブラスト処理により、目的に応じて異なるスプリアス特性の差から、LT単結晶ウエハの裏面に、バルクスプリアスを減少させるための粗面化が必要に応じて施される。そして、仕上げとして、粗面化した面の反対側にあたる表面を、コロイダルシリカなどのスラリーを用いたメカノケミカルポリッシュにより、鏡面研磨する。 In the case of surface acoustic wave filter applications, a single-sided lapping or blasting process using # 240 to # 2500 slurry abrasive grains is used to create a difference in spurious characteristics depending on the purpose. The surface is roughened to reduce bulk spurious as necessary. Then, as a finish, the surface corresponding to the opposite side of the roughened surface is mirror-polished by mechanochemical polishing using a slurry such as colloidal silica.
これに対して、光学素子用途の場合には粗面化は不要であり、LT単結晶ウエハの両面ラッピング後に、コロイダルシリカなどのスラリーを用いたメカノケミカルポリッシュにより、両面を鏡面研磨する場合が多い。 On the other hand, in the case of optical element use, roughening is unnecessary, and both surfaces are mirror-polished by mechanochemical polishing using a slurry such as colloidal silica after double-sided lapping of an LT single crystal wafer. .
このようにして、得られたLT単結晶ウエハは、通常、直径が3インチ〜6インチ(76mm〜152mm)、厚さが0.1mm〜0.5mm程度の円盤状である。たとえば、弾性表面波フィルタを得る場合、このLT単結晶ウエハをダイシングにより多数に分離してLT単結晶片とし、その鏡面研磨側に、互いに交差する1対の櫛状電極からなる励振電極が設けられる。 Thus, the obtained LT single crystal wafer is usually a disk shape having a diameter of 3 to 6 inches (76 mm to 152 mm) and a thickness of about 0.1 mm to 0.5 mm. For example, when obtaining a surface acoustic wave filter, the LT single crystal wafer is separated into a large number of LT single crystal pieces by dicing, and excitation electrodes composed of a pair of comb-shaped electrodes intersecting each other are provided on the mirror-polished side. It is done.
このようなLT単結晶ウエハおよびLN単結晶ウエハの製造においては、その歩留まり上、最も問題となるのは、割れである。ガラス状のLT単結晶ウエハおよびLN単結晶ウエハは、非常に割れやすい。たとえば、これらの単結晶ウエハの仕上がり厚みが0.2mm〜0.3mmとすると、両面ラッピング、片面ポリシングなどの工程による取り代を加味しても、単結晶をスライスした直後の単結晶ウエハの厚みは、0.3mm〜0.4mm程度しかない。したがって、スライス後の工程では、総じてウエハの割れに気をつかう必要がある。 In the manufacture of such LT single crystal wafers and LN single crystal wafers, cracking is the most problematic in terms of yield. Glassy LT single crystal wafers and LN single crystal wafers are very fragile. For example, if the finished thickness of these single crystal wafers is 0.2 mm to 0.3 mm, the thickness of the single crystal wafer immediately after slicing the single crystal is taken into account even if the allowance for the process such as double-sided lapping and single-side polishing is taken into account. Is only about 0.3 mm to 0.4 mm. Therefore, in the process after slicing, it is necessary to pay attention to the cracking of the wafer as a whole.
特に、LT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハにおける割れは、単結晶ウエハの反りに起因する場合がある。従来から、片面ラッピングや片面鏡面研磨の工程後に、単結晶ウエハに反りが生じるため、このような反りに対する対策がなされている。たとえば、特許文献1では、裏面粗化のための片面ラッピングの後で、この工程により80μm〜120μm程度の反りが生じた60mmφのウエハを、フッ化水素酸と硝酸を体積比1:2で混合した混酸に入れて、60℃〜120℃程度まで加熱して1時間保持して、この単結晶ウエハにエッチングを施し、その反りを15μm程度にすることが記載されている。 In particular, cracks in the LT single crystal wafer and the LN single crystal wafer may be caused by warpage of the single crystal wafer. Conventionally, since the single crystal wafer is warped after the single-sided lapping or single-sided mirror polishing process, measures against such warp have been taken. For example, in Patent Document 1, after a single-sided lapping for roughening the back surface, a wafer having a diameter of 60 mm with a warpage of about 80 μm to 120 μm produced by this process is mixed with hydrofluoric acid and nitric acid in a volume ratio of 1: 2. It is described that it is put into the mixed acid, heated to about 60 ° C. to 120 ° C. and held for 1 hour, and this single crystal wafer is etched to make its warpage about 15 μm.
このような片面ラッピングや片面鏡面研磨による反りは、トワイマン効果として一般的に知られている。トワイマン効果とは、ウエハの加工後に、両面にある残留応力に差が生じるとその差を補うようにウエハが反り返る現象をいう。すなわち、LT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハにおいて、上述のような加工により面粗度ないしは加工歪みに差が生じると、表面積が大きく、粗度の大きい面ないしは加工歪みが大きい面から見たときに、ウエハ全体が凸形状をなすように変形することとなる。 Such warping due to single-sided lapping or single-sided mirror polishing is generally known as the Twiman effect. The Twiman effect is a phenomenon in which, after a wafer is processed, if the residual stress on both sides is different, the wafer is warped to compensate for the difference. That is, when a difference in surface roughness or processing strain occurs in the LT single crystal wafer or LN single crystal wafer due to the processing as described above, the surface area is large and the surface is high in roughness or has a large processing strain. In addition, the entire wafer is deformed to form a convex shape.
片面ラッピング加工や片面ポリッシング加工の工程で発生した、表裏面の粗度ないしは加工歪みの差に起因する反りに対しては、エッチングなどの歪みを与えない手段を用いて、ウエハの表面から必要量だけ加工歪みごと除去し、ウエハ内部に残留する内部応力を低減させることによって、対応が可能となる。 For warping caused by the difference in surface roughness or processing distortion that occurs in the single-sided lapping process or single-side polishing process, the necessary amount from the surface of the wafer using means that does not give distortion such as etching. It is possible to cope with the problem by removing the processing strain only and reducing the internal stress remaining inside the wafer.
また、LT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハにおける加工歪みを除去するためのエッチングには、フッ化水素酸や硝酸ならびにこれらの混酸が用いられている。たとえば、特許文献2には、ラッピング後に片面鏡面加工したLT単結晶ウエハについて、エッチング時間とエッチング液である酸の温度を管理して、その反り量を規制することが開示されており、具体的には、硝酸とフッ化水素酸を体積比1:3で混合した混酸に、ウエハを40℃で、10分〜30分、浸漬している。また、特許文献3でも、フッ化水素酸と硝酸を体積比1:2で混合した混酸を用いて、室温で1時間のエッチングを行い、両面ラッピング後のLT単結晶ウエハの表面の加工歪みの一部を除去することが開示されている。さらに、反りとは無関係であるが、特許文献4には、LT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハの表面の微小うねりを低減させる目的で、ウエハをフッ化水素酸、硝酸、またはその混酸に1分〜20分程度浸漬させることが開示されている。 Further, hydrofluoric acid, nitric acid, and a mixed acid thereof are used for etching for removing processing strain in the LT single crystal wafer and the LN single crystal wafer. For example, Patent Document 2 discloses that, for an LT single crystal wafer that has been single-sided mirror-finished after lapping, the etching time and the temperature of the acid that is the etchant are controlled to regulate the amount of warpage. First, the wafer is immersed in a mixed acid in which nitric acid and hydrofluoric acid are mixed at a volume ratio of 1: 3 at 40 ° C. for 10 to 30 minutes. Also in Patent Document 3, etching is performed for 1 hour at room temperature using a mixed acid in which hydrofluoric acid and nitric acid are mixed at a volume ratio of 1: 2, and the processing strain on the surface of the LT single crystal wafer after double-sided lapping is reduced. It is disclosed to remove some. Further, although not related to warpage, Patent Document 4 discloses that the wafer is made of hydrofluoric acid, nitric acid, or a mixed acid thereof for the purpose of reducing micro-waviness on the surface of the LT single crystal wafer or the LN single crystal wafer. It is disclosed to immerse for about 20 minutes.
これらのエッチング加工は、LT単結晶ウエハおよびLN単結晶ウエハの製造、特に、これらのウエハから、弾性表面波フィルタやテレビ用フィルタを得るための素子加工プロセスにおけるウエハの割れを効果的に防止し、そのプロセスにおける歩留まりの向上に貢献がある。しかしながら、LT単結晶やLN単結晶の製造から、これらのウエハを切り出し、さらにLT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハを得るためのウエハの加工工程の全般をみると、さらなる歩留まりを向上させることが必要とされている。 These etching processes effectively prevent the cracking of wafers in the manufacturing process of LT single crystal wafers and LN single crystal wafers, particularly in the element processing process for obtaining surface acoustic wave filters and television filters from these wafers. , Which contributes to improving the yield in the process. However, when these wafers are cut out from the manufacture of LT single crystals and LN single crystals, and the overall wafer processing steps for obtaining LT single crystal wafers and LN single crystal wafers are further improved, the yield can be further improved. is necessary.
本発明は、LT単結晶ウエハおよびLN単結晶ウエハを表面弾性波フィルタやテレビ用フィルタに用いる素子を得るためのウエハに加工するプロセスを見直し、これまで対策が施されていなかった、スライス直後から両面ラッピングまでの初期工程における、これらのウエハの割れに着目し、この初期工程における歩留まりを向上させる手段を提供することを目的とする。 The present invention has reviewed a process for processing an LT single crystal wafer and an LN single crystal wafer into a wafer for obtaining an element for use in a surface acoustic wave filter or a television filter, and has not taken measures until now, immediately after slicing. It is an object of the present invention to provide means for improving the yield in the initial process by paying attention to the cracking of these wafers in the initial process until the double-sided lapping.
本発明の圧電性酸化物単結晶ウエハの製造方法は、チョクラルスキー法(CZ法)などの単結晶育成方法により、育成された圧電性酸化物単結晶を、ワイヤソーによりスライスして単結晶ウエハとし、該単結晶ウエハに、少なくとも両面ラッピングと片面鏡面研磨を行うことにより、圧電性酸化物単結晶ウエハを得るための製造方法に関する。 The method for producing a piezoelectric oxide single crystal wafer according to the present invention includes a single crystal wafer obtained by slicing a grown piezoelectric oxide single crystal with a wire saw by a single crystal growth method such as a Czochralski method (CZ method). And a manufacturing method for obtaining a piezoelectric oxide single crystal wafer by performing at least double-sided lapping and single-side mirror polishing on the single crystal wafer.
特に、本発明では、前記スライス後、前記両面ラッピングを施す前に、前記単結晶ウエハに、フッ化水素酸と硝酸からなる混酸を用いたエッチングを施すことにより、エッチング後の単結晶ウエハの反り量を、スライス後の反り量の25%〜45%まで低減することができることを特徴とする。 In particular, in the present invention, after the slicing, before the double-sided lapping, the single crystal wafer is etched using a mixed acid composed of hydrofluoric acid and nitric acid, thereby warping the single crystal wafer after etching. The amount can be reduced to 25% to 45% of the warping amount after slicing.
前記圧電性酸化物単結晶ウエハがタンタル酸リチウム単結晶ウエハである場合には、前記エッチングを、前記混酸を常温に保持したまま、該混酸に前記単結晶ウエハを4時間以上浸漬することが好ましい。 In the case where the piezoelectric oxide single crystal wafer is a lithium tantalate single crystal wafer, the etching is preferably performed by immersing the single crystal wafer in the mixed acid for 4 hours or more while keeping the mixed acid at room temperature. .
一方、前記圧電性酸化物単結晶ウエハがニオブ酸リチウム単結晶ウエハである場合には、前記エッチングを、前記混酸を常温に保持したまま、該混酸に前記単結晶ウエハを25分以上浸漬することが好ましい。 On the other hand, when the piezoelectric oxide single crystal wafer is a lithium niobate single crystal wafer, the etching is performed by immersing the single crystal wafer in the mixed acid for 25 minutes or more while keeping the mixed acid at room temperature. Is preferred.
本発明の圧電性酸化物ウエハの製造方法を用いることによって、スライス後における圧電性酸化物単結晶ウエハの反りを低減し、両面ラッピング工程において、該ウエハの割れを防止することで、圧電性酸化物ウエハの歩留まりをさらに向上させることが可能となる。 By using the method for manufacturing a piezoelectric oxide wafer of the present invention, the warpage of the piezoelectric oxide single crystal wafer after slicing is reduced, and cracking of the wafer is prevented in the double-sided lapping process, thereby preventing the piezoelectric oxidation. The yield of the physical wafer can be further improved.
本発明者は、圧電性酸化物ウエハの製造工程におけるウエハの反りについて鋭意研究を重ね、スライス直後のウエハの反りの性状を再検討し、このスライス後の単結晶ウエハに対して所定のエッチングを施すことにより、その反りを低減させることができるとの知見を得て、本発明を完成するに至ったものである。 The present inventor has conducted extensive research on wafer warpage in the manufacturing process of a piezoelectric oxide wafer, reexamined the warpage property of the wafer immediately after slicing, and performed predetermined etching on the single crystal wafer after slicing. As a result, the inventors have obtained knowledge that the warpage can be reduced, and have completed the present invention.
本発明は、チョクラルスキー法(CZ法)などの単結晶育成方法により、育成された圧電性酸化物単結晶を、ポーリング、端部カット、円筒研削を施した後、スライスして単結晶ウエハとし、この単結晶ウエハに、ベベリング、両面ラッピング、エッジポリッシング、主面ポリシング(片面鏡面研磨)の各加工を施して、さらにダイシングにより多数に分離して圧電性酸化物単結晶ウエハとする製造方法に関する。 The present invention provides a single crystal wafer obtained by subjecting a piezoelectric oxide single crystal grown by a single crystal growth method such as the Czochralski method (CZ method) to poling, end cutting, and cylindrical grinding, and then slicing the single crystal wafer. The single crystal wafer is subjected to various processes such as beveling, double-sided lapping, edge polishing, and main surface polishing (single-side mirror polishing), and further separated into a large number by dicing to produce a piezoelectric oxide single crystal wafer. About.
ここで、対象となる圧電性酸化物単結晶は、圧電効果を有するタンタル酸リチウム(LT)単結晶およびニオブ酸リチウム(LN)単結晶が主に該当するが、本発明はこれらに限られず、これらの圧電性酸化物にさらに添加元素が添加された圧電性酸化物単結晶、さらには、ランガサイト、四ホウ酸リチウムなどのポーリング処理を要する圧電性酸化物単結晶のウエハの製造方法も包含される。 Here, the target piezoelectric oxide single crystal mainly corresponds to a lithium tantalate (LT) single crystal and a lithium niobate (LN) single crystal having a piezoelectric effect, but the present invention is not limited to these, Also included is a method for manufacturing a piezoelectric oxide single crystal in which an additive element is further added to these piezoelectric oxides, and a wafer of piezoelectric oxide single crystals that require poling treatment such as langasite and lithium tetraborate. Is done.
上述のように、LT単結晶ウエハおよびLN単結晶ウエハなどの圧電性酸化物単結晶ウエハの製造工程において、その歩留まり上、最も問題となるのはウエハの割れである。ガラス状の酸化物単結晶ウエハは非常に割れやすい物質である。したがって、ウエハの加工工程では総じてウエハの割れについて配慮がなされているが、ベベリング、両面ラッピング、片面ポリッシングという代表的な加工工程のうち、両面ラッピングは、特に気をつかう必要がある工程となっている。すなわち、ベベリングでは、ウエハを回転ステージに吸着固定して、その端面の研削を行っており、また、片面ポリッシングでは、ウエハの裏面をポリッシュブロックに接着もしくは吸着させ、その主面を鏡面研磨しているのに対して、両面ラッピングでは、基本的にウエハがサポートのないフリーな状態で、プレスされつつ加工されることから、ウエハの割れが生じやすくなっている。 As described above, in the manufacturing process of piezoelectric oxide single crystal wafers such as LT single crystal wafers and LN single crystal wafers, the most serious problem in terms of yield is wafer cracking. A glass-like oxide single crystal wafer is a very fragile substance. Therefore, in the wafer processing process, consideration is given to the cracking of the wafer as a whole. Of typical processing processes such as beveling, double-sided lapping and single-sided polishing, double-sided lapping is a process that requires special attention. Yes. In other words, in beveling, the wafer is sucked and fixed to a rotary stage and the end surface thereof is ground.In single-side polishing, the back surface of the wafer is adhered or adsorbed to a polish block, and its main surface is mirror-polished. On the other hand, in double-sided wrapping, the wafer is basically processed while being pressed in a free state with no support, so that the wafer is easily cracked.
より具体的に説明すると、両面ラッピングは、図3に示す両面ラッピング装置1により行われる。この両面ラッピング装置1は、通常、相対向する面にそれぞれ研磨布などが装着されている上下の研磨定盤2、3と、その間に配置されるキャリアプレート4を備える。両面ラッピングは、このキャリアプレート4にウエハ5を支持固定してから、このキャリアプレート4を研磨定盤2、3の間にセットする。そして、酸化アルミニウムや炭化珪素などの微粒子を主成分とした砥粒6と水、防錆材、分散剤などを混濁した#800〜#2000程度のスラリーを、研磨定盤2、3とウエハ5の間に供給し、かつ、両者に圧力を加えながら滑り動かして、ウエハ5の両面を研磨加工する。 More specifically, the double-sided wrapping is performed by the double-sided wrapping apparatus 1 shown in FIG. This double-sided lapping apparatus 1 is usually provided with upper and lower polishing surface plates 2 and 3 each having a polishing cloth or the like mounted on opposite surfaces, and a carrier plate 4 disposed therebetween. In double-sided lapping, the wafer 5 is supported and fixed on the carrier plate 4, and then the carrier plate 4 is set between the polishing surface plates 2 and 3. Then, a polishing platen 2, 3, and a wafer 5 are made from abrasive grains 6 mainly composed of fine particles such as aluminum oxide and silicon carbide, and a slurry of about # 800 to # 2000 in which water, rust preventive material, dispersing agent and the like are turbid. And both sides of the wafer 5 are polished by sliding while applying pressure to both.
このように、両面ラッピングでは、定盤のプレスにより反ったウエハを平坦に強制しようとする負荷がウエハにかかるものであるが、同時に、ウエハ5の位置は、キャリアプレート4によって保持されているものの、ウエハ5がフリーな状態でプレスされながら加工されるため、ウエハの反りが大きい場合には、局所的に大きな力がかかってしまい、ウエハに割れを生じさせてしまう。 Thus, in the double-sided wrapping, a load is applied to the wafer to force the wafer warped by the press of the surface plate to be flat. At the same time, the position of the wafer 5 is held by the carrier plate 4. Since the wafer 5 is processed while being pressed in a free state, if the wafer is warped, a large force is applied locally, causing the wafer to crack.
しかしながら、これまで、単結晶ウエハのスライス後から両面ラッピングまでのプロセスにおいて、単結晶ウエハの反りについては十分な対策が施されていなかった。その理由は、LT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハなどの圧電性酸化物単結晶は、剛性の小さい細いワイヤを刃に用いたワイヤソーにより単結晶ウエハにスライスされるため、スライス後のウエハの反りは、スライス時のワイヤのブレにより、ウエハのスライス形状自体が反った形状となっていることに起因すると考えられていたためである。すなわち、その機構上、ウエハの表裏において面粗度や加工歪みに差が生じることは考えられず、よって、この面粗度や加工歪みの差に基づく反りを解消するためのエッチングでは、その効果が得られないと考えられていたためである。 However, until now, sufficient measures have not been taken for warping of the single crystal wafer in the process from slicing the single crystal wafer to double-sided lapping. The reason is that a piezoelectric oxide single crystal such as an LT single crystal wafer or an LN single crystal wafer is sliced into a single crystal wafer by a wire saw using a thin wire having a small rigidity as a blade, and thus warping of the wafer after slicing is performed. This is because it was considered that the slice shape of the wafer itself was warped due to wire blurring during slicing. That is, due to the mechanism, it is unlikely that there will be a difference in surface roughness or processing strain between the front and back of the wafer. Therefore, the etching is effective in eliminating the warpage based on the difference in surface roughness and processing strain. It is because it was thought that it was not possible to obtain.
両面ラッピング時のウエハ割れの原因としては、この反りのほか、ワイヤソーの精度の問題から、スライス後で、両面ラッピング前のウエハにおいては、その厚みに10μm〜20μm程度のバラツキが生じ、両面ラッピング処理の初期において、ウエハに対してプレス圧が均一にかからなかったり、ソーマークと呼ばれるワイヤソーの切断痕が起点となったりして、両面ラッピングにおいてウエハに割れが生じやすくなっている。 The cause of wafer cracking at the time of double-sided lapping is due to the accuracy of the wire saw in addition to this warping, and the wafer before slicing and before double-sided wrapping has a thickness variation of about 10 μm to 20 μm. In the initial stage, the press pressure is not uniformly applied to the wafer, or a wire saw cut mark called a saw mark is the starting point, so that the wafer is easily cracked in double-sided lapping.
これらの問題に対しては、ワイヤソーの加工速度をきわめて低下させれば、反りは極小に近づくと考えられるが、生産効率、コストを鑑み、現実的な加工速度で、ある水準の反りを容認しているのが現実である。よって、これらの反りについては、両面ラッピング自体によって解消を図っていたのであるが、この両面ラッピングにおけるウエハの割れは、LT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハの歩留まりの向上を妨げる要因となっている。 For these problems, if the wire saw processing speed is significantly reduced, the warpage will approach a minimum, but in view of production efficiency and cost, a certain level of warpage is permitted at a realistic processing speed. It is reality. Therefore, these warpages have been solved by double-sided lapping itself, but the wafer cracking in double-sided lapping is a factor that hinders the improvement of the yield of LT single crystal wafers and LN single crystal wafers. .
これに対して、本発明者らは、圧電性酸化物単結晶のスライス後の反りの性状を再検討したところ、これらが、スライス加工時におけるワイヤソーのワイヤのブレにより単にウエハが反った形状となっているだけではなく、同時に、表面状態の差によるトワイマン効果によっても反っているとの知見が得られたのである。 On the other hand, the present inventors reviewed the properties of warping after slicing of the piezoelectric oxide single crystal, and these are the shapes in which the wafer is simply warped due to the wire blur of the wire saw at the time of slicing. It was not only that, but at the same time, the knowledge that it was also warped by the Twiman effect due to the difference in surface condition was obtained.
単結晶ウエハの反りが、加工歪みに起因する場合には、上述のように、エッチングなどの歪みを与えない手段により、表裏面を必要量だけ加工歪みごと除去することで、その変形をキャンセルすることができることとなる。この意味で、加工歪みに起因する反りは、見かけ上の反りにすぎないといえる。ワイヤソーの機構を考慮する限り、ウエハの表裏における面粗度、加工歪みにはいずれも差がないといえるため、スライス後のLT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハによる反りは、この加工歪みの差には起因していないものと考えられていたのであるが、実際に、発明者らがスライス後の単結晶ウエハに対して所定のエッチングを施してみたところ、その反りが低減することが確認されたのである。このエッチングによっては、反りがゼロになるわけではないため、その反りは、ワイヤソーによるスライス時のブレに起因する形状自体の反りと、表裏の加工歪みの差に起因するトワイマン効果による反りとが重畳したものということができる。 When the warp of the single crystal wafer is caused by processing strain, as described above, the deformation is canceled by removing the required amount of processing strain on the front and back surfaces by means such as etching that does not give strain. Will be able to. In this sense, it can be said that the warp caused by the processing strain is merely an apparent warp. As long as the wire saw mechanism is taken into account, it can be said that there is no difference in surface roughness and processing strain on the front and back of the wafer. Therefore, warping due to the LT single crystal wafer and LN single crystal wafer after slicing is the difference in processing strain. However, when the inventors actually performed a predetermined etching on the single crystal wafer after slicing, it was confirmed that the warpage was reduced. It was. Because this etching does not cause the warp to become zero, the warpage is a combination of the warpage of the shape itself caused by blurring when slicing with a wire saw and the warpage due to the Twiman effect due to the difference in processing distortion between the front and back surfaces. It can be said that.
このような加工歪みの差は、上述のとおり、スライス自体に主たる要因があるとは考えられない。この点については詳しいことは明らかになっていないが、LT単結晶およびLN結単結晶では、育成後にポーリングと呼ばれる単一分極処理を行っており、これに起因して、スライスされる単結晶の異方性などが重畳的に現れるためではなないかと考えている。 Such a difference in processing distortion cannot be considered to be mainly caused by the slice itself as described above. Although it has not been clarified in detail about this point, the LT single crystal and the LN single crystal are subjected to a single polarization process called poling after growth. I think this is because anisotropy appears in a superimposed manner.
したがって、本発明では、スライス後のLT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハに対して、所定のエッチングをあらかじめ施すことにより、反りが低減したウエハを両面ラッピング工程に供与できることが可能となり、両面ラッピング時のウエハに対する負荷を減少させ、その歩留まりを向上させることを可能としている。 Therefore, in the present invention, by performing predetermined etching on the LT single crystal wafer and LN single crystal wafer after slicing in advance, it becomes possible to provide a wafer with reduced warpage to the double-sided lapping process, and at the time of double-sided lapping. It is possible to reduce the load on the wafer and improve the yield.
このように、本発明は、ポーリングに起因する加工歪みを除去する観点から、スライス後、両面ラッピング前に、圧電性酸化物単結晶ウエハをエッチングする点に特徴を有する。このため、圧電性酸化物単結晶の育成からウエハへのスライスまでの工程、および、両面ラッピング後の、エッジポリシング、片面鏡面研磨による主面ポリシングなどの工程については、従来の工程と同様であるから、以下、本発明の特徴であるエッチングについてのみ説明し、その他の説明については省略ないしは簡略化する。 As described above, the present invention is characterized in that the piezoelectric oxide single crystal wafer is etched after slicing and before double-sided lapping from the viewpoint of removing processing distortion caused by poling. For this reason, the processes from the growth of the piezoelectric oxide single crystal to the slicing to the wafer, and the processes such as edge polishing and main surface polishing by single-sided mirror polishing after double-sided lapping are the same as the conventional processes. Therefore, only the etching which is a feature of the present invention will be described below, and the other description will be omitted or simplified.
タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの圧電性酸化物のスライス後のエッチング工程におけるエッチング液としては、片面ラッピング後や片面鏡面研磨後のエッチングと同様に、フッ硝酸を好適に用いることができる。フッ硝酸とは、フッ化水素水溶液と硝酸水溶液の混酸である。フッ化水素水溶液および硝酸水溶液は、いずれも50%〜60%程度の濃度の水溶液として市販されており、これらの水溶液を、フッ化水素酸水溶液と硝酸水溶液の体積比で1.5:1〜1:1.5、通常は1:1となるように混合し、エッチング液とすることができる。 As an etchant in the etching step after slicing a piezoelectric oxide such as lithium tantalate or lithium niobate, hydrofluoric acid can be suitably used as in the etching after single-sided lapping or single-sided mirror polishing. Fluorine nitric acid is a mixed acid of an aqueous hydrogen fluoride solution and an aqueous nitric acid solution. Both hydrogen fluoride aqueous solution and nitric acid aqueous solution are commercially available as aqueous solutions having a concentration of about 50% to 60%, and these aqueous solutions are 1.5: 1 to 1 by volume ratio of hydrofluoric acid aqueous solution and nitric acid aqueous solution. It can be mixed to be 1: 1.5, usually 1: 1, to obtain an etching solution.
このエッチング液に、単結晶ウエハを浸漬することでエッチングを行う。エッチング時間は、エッチング液の温度が高温であればあるほど短くすることができるが、残留熱応力が大きくなると、ウエハの割れや反りの原因となるため、常温(15℃〜35℃)でエッチングを行うことが好ましい。ただし、前後に段階的な加熱および冷却する工程を設けるなどして、残留熱応力の問題をクリアできる限りにおいて、エッチング温度を60℃〜110℃とすることも可能である。エッチング温度を常温とした場合、LT単結晶ウエハでは、エッチング時間を4時間以上とすることが好ましく、LN単結晶ウエハでは、25分以上とすることが好ましい。特に、エッチング温度を室温(25℃)程度とした場合には、LT単結晶ウエハの場合は、エッチング時間を5時間以上とすることがより好ましく、LN単結晶ウエハの場合は、エッチング時間を30分以上とすることがより好ましい。なお、エッチング時間の上限は特に規定されるものではなく、エッチングの条件などにより適宜選択されるものであるが、生産効率の観点から、エッチング温度を常温とした場合には、LT単結晶ウエハでは8時間程度、LN単結晶ウエハでは60分程度とすることが好ましい。 Etching is performed by immersing the single crystal wafer in this etching solution. The etching time can be shortened as the temperature of the etching solution increases. However, if the residual thermal stress increases, the wafer may be cracked or warped. Therefore, etching is performed at room temperature (15 ° C. to 35 ° C.). It is preferable to carry out. However, the etching temperature can be set to 60 ° C. to 110 ° C. as long as the problem of residual thermal stress can be cleared by providing steps of heating and cooling stepwise before and after. When the etching temperature is normal temperature, the etching time is preferably 4 hours or more for the LT single crystal wafer, and 25 minutes or more for the LN single crystal wafer. In particular, when the etching temperature is about room temperature (25 ° C.), in the case of an LT single crystal wafer, the etching time is more preferably 5 hours or more, and in the case of an LN single crystal wafer, the etching time is 30 hours. More preferably, it is more than minutes. The upper limit of the etching time is not particularly defined and is appropriately selected depending on the etching conditions, etc. From the viewpoint of production efficiency, when the etching temperature is room temperature, the LT single crystal wafer It is preferably about 8 hours or about 60 minutes for an LN single crystal wafer.
なお、LN単結晶ウエハについて、LT単結晶ウエハの場合と比べてエッチング時間が短いのは、LN単結晶が相対的に上記エッチング液に溶けやすいためである。エッチング時間が短すぎると、スライス時の加工応力によるウエハ表面の損傷の除去は可能と考えられるが、反りを解消することは困難となる。 Note that the etching time of the LN single crystal wafer is shorter than that of the LT single crystal wafer because the LN single crystal is relatively easily dissolved in the etching solution. If the etching time is too short, it is considered possible to remove damage on the wafer surface due to processing stress during slicing, but it is difficult to eliminate the warpage.
本発明では、このような条件の下でエッチングをすることにより、エッチング後の単結晶ウエハの反り量を、スライス後の反り量の25%〜45%程度、好ましくは25〜30%程度まで低減することができる。たとえば、直径6インチ、厚さ0.35mmのLT単結晶ウエハの場合、スライス後の反り量が70μm程度であるのに対し、本発明を適用することにより、反り量を20μm程度まで低減することができる。また、直径4インチ、厚さ0.35mmのLN単結晶ウエハの場合、スライス後の反り量が35μm程度であるのに対し、本発明を適用することにより、反り量を9μm程度まで低減することができる。したがって、本発明によれば、後述するラッピング加工におけるウエハの割れを、効果的に防止することが可能となり、このラッピング加工における歩留まり率を99%以上とすることができる。 In the present invention, the amount of warpage of the etched single crystal wafer is reduced to about 25% to 45%, preferably about 25% to 30% of the warped amount after slicing by etching under such conditions. can do. For example, in the case of an LT single crystal wafer having a diameter of 6 inches and a thickness of 0.35 mm, the warpage amount after slicing is about 70 μm, but by applying the present invention, the warpage amount is reduced to about 20 μm. Can do. In addition, in the case of an LN single crystal wafer having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.35 mm, the warping amount after slicing is about 35 μm, but by applying the present invention, the warping amount can be reduced to about 9 μm. Can do. Therefore, according to the present invention, it becomes possible to effectively prevent the cracking of the wafer in the lapping process described later, and the yield rate in this lapping process can be 99% or more.
エッチング終了後、ウエハをエッチング液から取り出し、水洗し、乾燥する。乾燥方法としては、真空乾燥、スピン乾燥、温風乾燥など公知の手段を用いることができるが、コストや操作の容易性の観点からスピン乾燥が好ましい。 After the etching is completed, the wafer is taken out from the etching solution, washed with water, and dried. As a drying method, known means such as vacuum drying, spin drying, and hot air drying can be used, but spin drying is preferable from the viewpoint of cost and ease of operation.
なお、本発明において、「反り」とは、文字通り、ウエハが反ったように、湾曲した形状に切りあがることを意味する。また、この反り量は、たとえば、日本水晶デバイス工業会により制定された技術標準QIAJ−B−007「弾性表面波デバイス用単結晶ウエハ」に規定されたSoriの定義に従って測定される。すなわち、ウエハの裏面に接する平面を基準平面として、その平面からのずれの最大値で表される。 In the present invention, “warping” literally means cutting into a curved shape so that the wafer is warped. The amount of warpage is measured, for example, according to the definition of Sori defined in the technical standard QIAJ-B-007 “Single crystal wafer for surface acoustic wave device” established by the Japan Quartz Device Industry Association. That is, the plane that is in contact with the back surface of the wafer is taken as a reference plane, and the maximum deviation from the plane is expressed.
本発明は、スライスによるウエハの反りを再検討することにより、従来、スライスによるウエハ表面の加工応力によるウエハの損傷をエッチングにより除去する程度のことしか行われていなかった、スライス後から両面ラッピングまでの間において、所定のエッチングによりウエハの反りを解消することにより、両面ラッピング工程におけるウエハの割れを防止し、圧電性酸化物単結晶ウエハの製造工程、特にウエハの加工工程における歩留まりの向上を図っている点に特徴がある。本発明は、その他の製造工程により限定されることはない。 In the present invention, by reexamining the warpage of the wafer due to the slicing, conventionally, the wafer damage due to the processing stress on the wafer surface due to the slicing has only been removed by etching. In the meantime, the wafer is prevented from being warped by a predetermined etching, thereby preventing the wafer from cracking in the double-sided lapping process and improving the yield in the manufacturing process of the piezoelectric oxide single crystal wafer, particularly in the wafer processing process. There is a feature in that. The present invention is not limited by other manufacturing processes.
また、その他の工程において、ウエハに必要とされる特性に応じて種々の工程を追加すること、たとえば、両面ラッピングや両面ポリッシング後に、ラッピングやポリッシングの加工応力によるウエハ表面の損傷に対して、別途エッチングを行ったり、片面鏡面研磨後に、表裏の面粗度に差が生じることによるトワイマン効果による反りに対して別途エッチングを行ったり、そのような加工歪みをあらかじめ低減させるために、片面鏡面研磨前にエッチングを行ったり、さらには、育成段階で生じた残留熱応力を除去するため、インゴットにあらかじめアニール処理を施すような場合も、本発明の範囲に含まれる。 Also, in other processes, various processes are added according to the characteristics required for the wafer. For example, after double-sided lapping or double-sided polishing, the wafer surface is damaged due to processing stress of lapping or polishing. Etching or after single-sided mirror polishing, before the single-sided mirror polishing in order to reduce the processing distortion in advance, separately etching for warping due to the Twiman effect due to the difference in surface roughness between the front and back surfaces In addition, the case where the ingot is preliminarily annealed in order to remove the residual thermal stress generated in the growth stage is also included in the scope of the present invention.
なお、本発明の所定のエッチング処理は、単結晶ウエハのスライス後、両面ラッピングまでの工程で行われればよく、その間に通常行われるベベリング加工など他の加工工程の前後については問われることはない。 The predetermined etching process of the present invention may be performed in a process from slicing a single crystal wafer to a double-sided lapping process, and there is no problem before and after other processing processes such as a beveling process normally performed during the process. .
(実施例1)
チョクラルスキー法によりLT単結晶を育成した後、得られたバルクを650℃に加熱し、300Vの電圧を印加して、1時間のポーリングを行って、LT単結晶に単一分極処理を施した。その後、端部カットおよび円筒研削をした後、ワイヤソー(株式会社安永製、F−600S)を用いて、加工速度を0.1mm/minとして、インゴットを薄板状のウエハにスライスし、直径6インチ(152mm)、厚さ0.35mmのLT単結晶ウエハを200枚得た。このときのウエハの反り量の平均値は70μmであった。
Example 1
After growing the LT single crystal by the Czochralski method, the obtained bulk is heated to 650 ° C., a voltage of 300 V is applied, and poling is performed for 1 hour, and the LT single crystal is subjected to a single polarization treatment. did. Then, after end cutting and cylindrical grinding, an ingot was sliced into a thin plate wafer at a processing speed of 0.1 mm / min using a wire saw (manufactured by Yasunaga Co., Ltd., F-600S), and the diameter was 6 inches. 200 LT single crystal wafers having a thickness of (152 mm) and a thickness of 0.35 mm were obtained. At this time, the average value of the warpage of the wafer was 70 μm.
これらのLT単結晶ウエハに対して、55%フッ化水素酸水溶液(森田化学工業株式会社製)と60%硝酸水溶液(関東化学株式会社製)を体積比1:1の割合で混合した混酸からなるエッチング液を
室温(25℃)に保持した状態で、本発明のエッチングを5時間行った。エッチング後のウエハの反り量の平均値は20μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として28.6%まで低減することができた。
From these LT single crystal wafers, mixed acid in which 55% hydrofluoric acid aqueous solution (Morita Chemical Co., Ltd.) and 60% nitric acid aqueous solution (Kanto Chemical Co., Ltd.) were mixed at a volume ratio of 1: 1. The etching according to the present invention was performed for 5 hours in a state where the resulting etching solution was kept at room temperature (25 ° C.). The average value of the warpage amount of the wafer after etching was 20 μm, and it could be reduced to 28.6% based on the average value of the warpage amount after slicing.
その後、両面ラッピング装置(スピードファム株式会社製、DSM16B)に投入し、ウエハに対する圧力を80N、研磨速度を4μm/minとして、単結晶ウエハに両面ラッピングを施した。両面ラッピングでは、砥粒として#1000のGC砥粒(株式会社フジミインコーポレイテッド製)を水に混濁したスラリーを用いた。本工程により、ウエハの厚さが0.25mmになるまで研磨した。本工程による割れの発生はなく、歩留まりは100%であった。 Thereafter, the single crystal wafer was put into a double-sided lapping apparatus (DSM16B, manufactured by Speed Fam Co., Ltd.), and double-sided lapping was applied to the single crystal wafer at a pressure of 80 N and a polishing rate of 4 μm / min. In double-sided lapping, a slurry in which # 1000 GC abrasive grains (manufactured by Fujimi Incorporated) was turbid in water was used as abrasive grains. By this step, the wafer was polished until the wafer thickness became 0.25 mm. There was no cracking due to this step, and the yield was 100%.
(実施例2)
エッチング時間を7時間としたこと以外は、実施例1と同様にして、直径6インチ、厚さ0.35mmのLT単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は20μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として28.6%まで低減することができた。また、両面ラッピングによる割れの発生はなく、歩留まりは100%であった。
(Example 2)
Etching and double-sided lapping were performed on an LT single crystal wafer having a diameter of 6 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 1 except that the etching time was 7 hours. The average value of the warpage amount of the wafer after etching was 20 μm, and it could be reduced to 28.6% based on the average value of the warpage amount after slicing. Moreover, there was no crack by double-sided lapping, and the yield was 100%.
(実施例3)
エッチング液の温度を15℃とした以外は、実施例1と同様にして、直径6インチ、厚さ0.35mmのLT単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は30μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として42.9%まで低減することができた。また、両面ラッピングにおいて、2枚の割れが発生し、歩留まりは99.0%であった。
(Example 3)
Etching and double-sided lapping were performed on an LT single crystal wafer having a diameter of 6 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the etching solution was 15 ° C. The average value of the amount of warpage of the wafer after etching was 30 μm, and could be reduced to 42.9% based on the average value of the amount of warpage after slicing. Moreover, in double-sided lapping, two cracks occurred and the yield was 99.0%.
(実施例4)
エッチング液の温度を15℃として、エッチングを7時間行ったこと以外は、実施例1と同様にして、直径6インチ、厚さ0.35mmのLT単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は25μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として35.7%まで低減することができた。また、両面ラッピングによる割れの発生はなく、歩留まりは100%であった。
Example 4
Etching and double-sided lapping were performed on an LT single crystal wafer having a diameter of 6 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the etching solution was 15 ° C. and etching was performed for 7 hours. did. The average value of the amount of warpage of the wafer after etching was 25 μm, and could be reduced to 35.7% based on the average value of the amount of warpage after slicing. Moreover, there was no crack by double-sided lapping, and the yield was 100%.
(比較例1)
LT単結晶ウエハに、本発明によるエッチングを行わず、スライス後の反り量(平均値で70μm)を保持したまま、実施例1と同様の両面ラッピングを施した。両面ラッピング後のウエハの厚さは0.25mm、両面ラッピングにおいて、19枚の割れが発生し、歩留まりは90.5%であった。
(Comparative Example 1)
Etching according to the present invention was not performed on the LT single crystal wafer, and double-sided lapping similar to that in Example 1 was performed while maintaining the warping amount after slicing (average 70 μm). The thickness of the wafer after double-sided lapping was 0.25 mm, 19 double-sided lapping caused 19 cracks, and the yield was 90.5%.
(比較例2)
エッチング時間を3時間としたこと以外は、実施例1と同様にして、直径6インチ、厚さ0.35mmのLT単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は45μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として64.3%まで低減することができた。また、両面ラッピングにより、15枚の割れが発生し、歩留まりは92.5%であった。
(Comparative Example 2)
Etching and double-sided lapping were performed on an LT single crystal wafer having a diameter of 6 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 1 except that the etching time was 3 hours. The average value of the warpage amount of the wafer after etching was 45 μm, and it could be reduced to 64.3% based on the average value of the warpage amount after slicing. Further, 15 sheets were cracked by double-sided lapping, and the yield was 92.5%.
(実施例5)
チョクラルスキー法によりLN単結晶を育成した後、得られたバルクを1200℃に加熱し、300Vの電圧を印加して、1時間のポーリングを行って、LN単結晶に単一分極処理を施した。その後、端部カットおよび円筒研削をした後、ワイヤソーを用いて、加工速度を0.3mm/minとしてスライス加工を行い、直径4インチ(102mm)、厚さ0.35mmのLN単結晶ウエハを500枚得た。このときのウエハの反り量の平均値は35μmであった。
(Example 5)
After growing the LN single crystal by the Czochralski method, the obtained bulk is heated to 1200 ° C., a voltage of 300 V is applied, and poling is performed for 1 hour, and the LN single crystal is subjected to a single polarization treatment. did. Then, after end cutting and cylindrical grinding, using a wire saw, slicing was performed at a processing speed of 0.3 mm / min, and an LN single crystal wafer having a diameter of 4 inches (102 mm) and a thickness of 0.35 mm was obtained. I got a sheet. The average value of the warpage of the wafer at this time was 35 μm.
これらのLN単結晶ウエハに対して、50%フッ化水素酸水溶液と60%硝酸水溶液を体積比1:1の割合で混合した混酸からなるエッチング液を室温(25℃)に保持した状態で、本発明のエッチングを30分行った。エッチング後のウエハの反り量の平均値は9μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として25.7%まで低減することができた。 With respect to these LN single crystal wafers, an etching solution composed of a mixed acid obtained by mixing a 50% hydrofluoric acid aqueous solution and a 60% nitric acid aqueous solution at a volume ratio of 1: 1 is maintained at room temperature (25 ° C.). The etching of the present invention was performed for 30 minutes. The average value of the amount of warpage of the wafer after etching was 9 μm, and could be reduced to 25.7% based on the average value of the amount of warpage after slicing.
その後、両面ラッピング装置に投入し、ウエハに対する圧力を40N、研磨速度を10μm/minとして、単結晶ウエハに両面ラッピングを施した。両面ラッピングでは、砥粒として#1000のGC砥粒を水に混濁したスラリーを用いた。本工程により、ウエハの厚さが0.25mmになるまで研磨した。本工程による割れの発生はなく、歩留まりは100%であった。 Thereafter, the single crystal wafer was put into a double-sided lapping apparatus, and double-sided lapping was performed on the single crystal wafer at a pressure of 40 N and a polishing rate of 10 μm / min. In double-sided lapping, a slurry in which # 1000 GC abrasive grains were turbid in water was used as abrasive grains. By this step, the wafer was polished until the wafer thickness became 0.25 mm. There was no cracking due to this step, and the yield was 100%.
(実施例6)
エッチング時間を50分としたこと以外は、実施例5と同様にして、直径4インチ、厚さ0.35mmのLN単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は9μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として25.7%まで低減することができた。また、両面ラッピングによる割れの発生はなく、歩留まりは100%であった。
(Example 6)
Etching and double-sided lapping were performed on an LN single crystal wafer having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 5 except that the etching time was 50 minutes. The average value of the amount of warpage of the wafer after etching was 9 μm, and could be reduced to 25.7% based on the average value of the amount of warpage after slicing. Moreover, there was no crack by double-sided lapping, and the yield was 100%.
(実施例7)
エッチング液の温度を15℃として、エッチングを30分行ったこと以外は、実施例5と同様にして、直径4インチ、厚さ0.35mmのLN単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は15μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として42.9%まで低減することができた。また、両面ラッピングにおいて、3枚の割れが発生し、歩留まりは99.4%であった。
(Example 7)
Etching and double-sided lapping were performed on an LN single crystal wafer having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 5 except that the temperature of the etching solution was 15 ° C. and etching was performed for 30 minutes. did. The average value of the amount of warpage of the wafer after etching was 15 μm, and could be reduced to 42.9% based on the average value of the amount of warpage after slicing. Moreover, in double-sided lapping, three cracks occurred and the yield was 99.4%.
(実施例8)
エッチング液の温度を15℃として、エッチングを50分行ったこと以外は、実施例5と同様にして、直径4インチ、厚さ0.35mmのLN単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は11μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として31.4%まで低減することができた。また、両面ラッピングによる割れの発生はなく、歩留まりは100%であった。
(Example 8)
Etching and double-sided lapping were performed on an LN single crystal wafer having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 5 except that the temperature of the etching solution was 15 ° C. and etching was performed for 50 minutes. did. The average value of the amount of warpage of the wafer after etching was 11 μm, and could be reduced to 31.4% based on the average value of the amount of warpage after slicing. Moreover, there was no crack by double-sided lapping, and the yield was 100%.
(比較例3)
LN単結晶ウエハに、本発明によるエッチングを行わず、スライス後の反り量(平均値で35μm)を保持したまま、実施例5と同様の両面ラッピングを施した。両面ラッピング後のウエハの厚さは0.25mm、両面ラッピングにおいて、22枚の割れが発生し、歩留まりは95.6%であった。
(Comparative Example 3)
Etching according to the present invention was not performed on the LN single crystal wafer, and the same double-sided lapping as in Example 5 was performed while maintaining the warping amount after slicing (average value: 35 μm). The thickness of the wafer after double-sided lapping was 0.25 mm, 22 double-sided cracks were generated, and the yield was 95.6%.
(比較例4)
エッチング時間を20分としたこと以外は、実施例5と同様にして、直径4インチ、厚さ0.35mmのLT単結晶ウエハに対してエッチングおよび両面ラッピングを施した。エッチング後のウエハの反り量の平均値は24μmであり、スライス後の反り量の平均値を基準として68.6%まで低減することができた。また、両面ラッピングにより、19枚の割れが発生し、歩留まりは96.2%であった。
(Comparative Example 4)
Etching and double-sided lapping were performed on a LT single crystal wafer having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.35 mm in the same manner as in Example 5 except that the etching time was 20 minutes. The average value of the warpage amount of the wafer after etching was 24 μm, and it could be reduced to 68.6% based on the average value of the warpage amount after slicing. Moreover, 19 sheets were cracked by double-sided lapping, and the yield was 96.2%.
1 両面ラッピング装置
2 上の研磨定盤
3 下の研磨定盤
4 キャリアプレート
5 ウエハ
6 砥粒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Double-sided lapping apparatus 2 Upper polishing surface plate 3 Lower polishing surface plate 4 Carrier plate 5 Wafer 6 Abrasive grain
Claims (3)
The piezoelectric oxide single crystal wafer is a lithium niobate single crystal wafer, and the etching is performed by immersing the single crystal wafer in the mixed acid for 25 minutes or more while keeping the mixed acid at room temperature. The method for producing an oxide single crystal wafer according to claim 1.
Priority Applications (1)
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