JP2014207638A - Wafer holding jig and anti-corrosion film forming method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェットエッチング用のマスクとなる耐食膜を水晶ウェハに形成する際に、その水晶ウェハを保持するウェハ保持冶具、及び、そのウェハ保持冶具を用いた耐食膜形成方法に関する。 The present invention relates to a wafer holding jig for holding a quartz wafer when a corrosion resistant film serving as a mask for wet etching is formed on the quartz wafer, and a corrosion resistant film forming method using the wafer holding jig.
音叉型屈曲振動子や厚みすべり振動子などの圧電素子は、例えば、水晶ウェハ洗浄→耐食膜形成→素子外形パターン形成→電極パターン形成→水晶ウェットエッチング→電極膜形成→リフトオフ→調整膜形成→周波数調整、などの工程を経て製造される(例えば特許文献1参照)。ここで、耐食膜形成工程では、水晶ウェットエッチング工程においてマスクとなる耐食膜を、水晶ウェハに形成する。このとき、水晶ウェハの両面に同時に耐食膜を形成するために、水晶ウェハの両面を露出させた状態で水晶ウェハを保持する、ウェハ保持冶具が使用される。 Piezoelectric elements such as tuning-fork type bending vibrators and thickness shear vibrators are, for example, crystal wafer cleaning → corrosion-resistant film formation → element outline pattern formation → electrode pattern formation → crystal wet etching → electrode film formation → lift-off → adjustment film formation → frequency It is manufactured through processes such as adjustment (see, for example, Patent Document 1). Here, in the corrosion resistant film forming step, a corrosion resistant film that serves as a mask in the quartz wet etching step is formed on the quartz wafer. At this time, in order to form a corrosion-resistant film on both sides of the quartz wafer at the same time, a wafer holding jig is used that holds the quartz wafer with both sides of the quartz wafer exposed.
図5は、従来の耐食膜形成工程を示す平面図であり、図5[1]〜図5[3]の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 5 is a plan view showing a conventional corrosion-resistant film forming process, and the process proceeds in the order of FIG. 5 [1] to FIG. 5 [3]. Hereinafter, description will be given based on this drawing.
まず、図5[1]に示すように、水晶ウェハ70とウェハ保持冶具80とを用意する。水晶ウェハ70は四角形状の平板である。ウェハ保持冶具80は、二個で一組になっており、水晶ウェハ70の外周よりも大きい内周を有する外枠部81と、外枠部81から内側に突き出た爪部82〜85と、からなる。なお、ウェハ保持冶具80については、一枚分の水晶ウェハ70を保持する部分のみを図示する。
First, as shown in FIG. 5 [1], a
続いて、図5[2]に示すように、水晶ウェハ70の両面をそれぞれウェハ保持冶具80で挟むことにより、水晶ウェハ70をウェハ保持冶具80で保持する。このとき、水晶ウェハ70がウェハ保持冶具80から脱落しないように、水晶ウェハ70とウェハ保持冶具80とを磁石などを用いて密接させる。つまり、水晶ウェハ70の四辺の各中央が被挟持部72〜75(図5[3])となり、これらの被挟持部72〜75がウェハ保持冶具80の爪部82〜85によって両面から挟持される。この状態で、水晶ウェハ70の両面に耐食膜71を、スパッタリングなどにより形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 5 [2], the
最後に、図5[3]に示すように、耐食膜71が形成された水晶ウェハ70を、ウェハ保持冶具80から取り外す。ただし、水晶ウェハ70の周縁の被挟持部72〜75は、爪部82〜85が面接触していたため、耐食膜71が形成されていない。
Finally, as shown in FIG. 5 [3], the
図6は、従来の水晶ウェットエッチング工程を示す平面図であり、図6[1]〜図6[3]の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 6 is a plan view showing a conventional quartz wet etching process, and the process proceeds in the order of FIG. 6 [1] to FIG. 6 [3]. Hereinafter, description will be given based on this drawing.
まず、図6[1]に示すように、耐食膜71が形成された水晶ウェハ70を用意する。水晶ウェハ70の周縁の被挟持部72〜75には、耐食膜71が形成されていない。また、図示しないが、水晶ウェハ70には、素子外形パターンなどの耐食膜71の無い部分が描かれている。
First, as shown in FIG. 6 [1], a
続いて、図6[2]に示すように、耐食膜71が形成された水晶ウェハ70に対して、フッ酸などを用いてウェットエッチングを施す。このとき、耐食膜71で覆われていない部分の水晶が、エッチング液によって表裏から浸食され遂には貫通する。したがって、水晶ウェハ70の周縁の被挟持部72〜75は、耐食膜71が形成されていないので、切り欠き72a〜75aとなる。
Subsequently, as shown in FIG. 6 [2], wet etching is performed on the
ウェットエッチング中又はウェットエッチング後の水晶ウェハ70には、製造工程中のエッチング液や洗浄液の圧力、搬送中の衝撃などにより、様々な応力が生ずる。一方、水晶ウェハ70の切り欠き72a〜75aの相互間は、くびれた形状になることから、そこに応力が集中しやすい。そのため、図6[3]に示すように、例えば切り欠き74aと切り欠き75aとの間のくびれた部分に、ひび割れ76が発生することがあった。
Various stresses are generated on the
そこで、本発明の目的は、耐食膜形成工程に起因する水晶ウェハのひび割れを抑えることにより歩留まりを向上し得る、ウェハ保持冶具及びこれを用いた耐食膜形成方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wafer holding jig and a corrosion-resistant film forming method using the same, which can improve the yield by suppressing cracks in the crystal wafer caused by the corrosion-resistant film forming process.
本発明に係るウェハ保持冶具は、
ウェットエッチング用のマスクとなる耐食膜を水晶ウェハに形成する際に、前記水晶ウェハを保持するウェハ保持冶具において、
断面が凹状の第一溝を有する第一保持片と、前記第一溝に対向するとともに断面が凹状の第二溝を有する第二保持片とを備え、
前記第一溝と前記第二溝との間に前記水晶ウェハが保持される、
ことを特徴とする。
The wafer holding jig according to the present invention,
In forming a corrosion resistant film as a mask for wet etching on a quartz wafer, in a wafer holding jig for holding the quartz wafer,
A first holding piece having a first groove having a concave cross section, and a second holding piece having a second groove having a concave cross section while facing the first groove,
The crystal wafer is held between the first groove and the second groove.
It is characterized by that.
本発明に係る耐食膜形成方法は、
本発明に係るウェハ保持冶具を用いた耐食膜形成方法であって、
前記第一溝と前記第二溝との間に前記水晶ウェハを挿入することにより、前記第一溝と前記第二溝との間に前記水晶ウェハを保持し、
この状態で、スパッタリング又は蒸着により前記水晶ウェハの両面に前記耐食膜を形成する、
ことを特徴とする。
The method for forming a corrosion-resistant film according to the present invention includes:
A corrosion-resistant film forming method using a wafer holding jig according to the present invention,
By inserting the crystal wafer between the first groove and the second groove, the crystal wafer is held between the first groove and the second groove,
In this state, the corrosion-resistant film is formed on both surfaces of the quartz wafer by sputtering or vapor deposition.
It is characterized by that.
本発明によれば、断面が凹状の第一溝と断面が凹状の第二溝との間に水晶ウェハを保持することにより、第一溝及び第二溝が水晶ウェハの稜線に接触した状態で耐食膜を形成できるので、ウェハ保持冶具が耐食膜形成時に水晶ウェハの面を覆ってしまうことがない。したがって、耐食膜形成時に耐食膜が形成されない部分を低減できることにより、耐食膜形成工程に起因する水晶ウェハのひび割れを抑えることができるので、歩留まりを向上できる。 According to the present invention, the first groove and the second groove are in contact with the ridge line of the crystal wafer by holding the crystal wafer between the first groove having a concave cross section and the second groove having a concave cross section. Since the corrosion resistant film can be formed, the wafer holding jig does not cover the surface of the crystal wafer when forming the corrosion resistant film. Therefore, by reducing the portion where the corrosion-resistant film is not formed during the formation of the corrosion-resistant film, cracks in the crystal wafer due to the corrosion-resistant film forming process can be suppressed, and thus the yield can be improved.
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)について説明する。なお、図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, since the shape drawn in drawing is drawn so that those skilled in the art can understand easily, it does not necessarily correspond with an actual dimension and ratio.
図1は実施形態1のウェハ保持冶具を示す斜視図であり、図1[1]は水晶ウェハを保持する前であり、図1[2]は水晶ウェハを保持した後である。図2[1]は図1[2]におけるII-II線断面図であり、図2[2]は図2[1]の一部を拡大して示す断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。なお、平面211,212,221,222、隙間231〜234、及び、稜線31〜34については、図2[2]にのみ示す。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a wafer holding jig according to the first embodiment. FIG. 1 [1] is before holding a crystal wafer, and FIG. 1 [2] is after holding a crystal wafer. 2 [1] is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 [2], and FIG. 2 [2] is a cross-sectional view showing an enlarged part of FIG. 2 [1]. Hereinafter, description will be given based on these drawings. The
実施形態1のウェハ保持冶具10は、ウェットエッチング用のマスクとなる耐食膜を水晶ウェハ30に形成する際に、水晶ウェハ30を保持するものである。そして、ウェハ保持冶具10は、断面が凹状(本実施形態1ではV字状)の第一溝21を有する第一保持片11と、第一溝21に対向するとともに断面が凹状(本実施形態1ではV字状)の第二溝22を有する第二保持片12とを備え、第一溝21と第二溝22との間に水晶ウェハ30が保持される。なお、ウェハ保持冶具10については、一枚分の水晶ウェハ30を保持する部分のみを図示する。
The
水晶ウェハ30は、例えば、主面が四角形状のZ板であり、一辺が50mm〜75mm、厚みが0.1mm程度である。水晶ウェハ30の厚み方向の断面も四角形状であり、その断面の四角形は四本の稜線31〜34(図2[2])を含む。「稜線(edge)」とは、立体における面と面との境界線をいう。よって、立体における各面は複数の稜線で囲まれた領域である。稜線の両端点は頂点になり、稜線は直線に限らず曲線でもよい。水晶ウェハ30は、扁平な直方体であるため、12本の稜線を持つ。
The
ウェハ保持冶具10は、例えばステンレスなどからなり、第一保持片11及び第二保持片12の他にも、第一保持片11及び第二保持片12を互いに平行に立った状態で固設する底板13を備えている。底板13と水晶ウェハ30と間には、適度な隙間を付与するためのスペーサを挿入してもよい。第一保持片11及び第二保持片12の底板13側の反対側は、開口されているので、そこから水晶ウェハ30が出し入れされる。
The
第一保持片11及び第二保持片12は、例えば細長い直方体状であり、互いに対向する面にそれぞれ第一溝21及び第二溝22が設けられている。第一溝21は、例えば長さ方向が直線状であり、V字状を構成する二つの平面211,212(図2[2])を有する。同様に、第二溝22は、例えば長さ方向が直線状であり、V字状を構成する二つの平面221,222(図2[2])を有する。本実施形態1では、平面211と平面212とのなす角は90度であり、同様に、平面221と平面222とのなす角は90度である。よって、第一溝21及び第二溝22の各面と、これらに接する水晶ウェハ30の各面とのなす角は、45度になる。なお、第一溝21は、第一保持片11の一端から他端まで設ける必要はなく、第一保持片11の一部にのみ設けてもよい。第二溝22も同様である。
The
水晶ウェハ30は、第一溝21と第二溝22との間に隙間231〜234(図2[2])をもって保持される。つまり、平面211と稜線31との間に隙間231、平面212と稜線32との間に隙間232、平面221と稜線33との間に隙間233、平面222と稜線34との間に隙間234がそれぞれ生じている。隙間231〜234は「遊び」とも呼ばれる。
The
次に、本実施形態1のウェハ保持冶具10の作用及び効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
(1)本実施形態1によれば、断面が凹状の第一溝21と断面が凹状の第二溝22との間に水晶ウェハ30を保持することにより、第一溝21及び第二溝22が水晶ウェハ30の稜線31〜34に接触した状態で耐食膜を形成できるので、ウェハ保持冶具10が耐食膜形成時に水晶ウェハ30の面を覆ってしまうことがない。したがって、耐食膜形成時に耐食膜が形成されない部分を低減できることにより、耐食膜形成工程に起因する水晶ウェハ30のひび割れを抑えることができるので、歩留まりを向上できる。
(1) According to the first embodiment, by holding the
(2)第一溝21及び第二溝22の断面の凹状は、V字状に限らず、例えばU字状や半円状や四角状としてもよい。ただし、その凹状をV字状とした場合は、第一溝21及び第二溝22の各面と水晶ウェハ30の各面とが他の形状に比べて接近し過ぎることがないので、ウェハ保持冶具10が耐食膜形成時に水晶ウェハ30の面を覆ってしまうことを確実に防止できる。
(2) The concave shape of the cross section of the
(3)第一溝21と第二溝22との間に隙間231〜234をもって水晶ウェハ30を保持する場合は、次の効果を奏する。第一に、隙間231〜234があることにより、第一溝21と第二溝22との間に水晶ウェハ30を挿入することが容易となるので、作業性を向上できる。第二に、耐食膜形成時に耐食膜の材料が隙間231〜234を通って水晶ウェハ30の周端面まで回り込みやすくなるので、ウェハ保持冶具10が耐食膜形成時に水晶ウェハ30の面を覆ってしまうことをより確実に防止できる。
(3) When the
図3[1]は実施形態1の耐食膜形成方法の一部を示す概略図であり、図3[2]は実施形態1の耐食膜形成方法で得られた水晶ウェハを示す斜視図である。以下、図1乃至図3に基づき、本実施形態1の耐食膜形成方法について説明する。 FIG. 3 [1] is a schematic view showing a part of the corrosion-resistant film forming method of the first embodiment, and FIG. 3 [2] is a perspective view showing a crystal wafer obtained by the corrosion-resistant film forming method of the first embodiment. . Hereinafter, the corrosion-resistant film forming method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態1の耐食膜形成方法は、ウェハ保持冶具10を用いた耐食膜形成方法であって、次の工程を含む。第一溝21と第二溝22との間に水晶ウェハ30を挿入することにより(図1[1])、第一溝21と第二溝22との間に水晶ウェハ30を保持する(図1[2])工程。図1[2]に示す状態で、スパッタリング又は蒸着(本実施形態1ではスパッタリング)により水晶ウェハ30の両面に耐食膜36を形成する工程(図3[1][2])。耐食膜36は、例えばクロムと金との二層からなる。
The corrosion resistant film forming method of the first embodiment is a corrosion resistant film forming method using the
図3[1]に示すように、耐食膜形成には例えばマグネトロンスパッタ装置50を用いる。マグネトロンスパッタ装置50は、水晶ウェハ30及びウェハ保持冶具10を収容する真空チャンバ51、真空チャンバ51内に不活性ガスを導入するバルブ52、真空チャンバ51内でプラズマを発生させる電源53、真空チャンバ51内を排気する真空ポンプ54などを備えている。また、真空チャンバ51内には、水晶ウェハ30及びウェハ保持冶具10を固定する固定台55、耐食膜36の材料からなるターゲット56,57、ターゲット56,57に取り付けられた磁石58,58などが収容されている。
As shown in FIG. 3 [1], for example, a
ターゲット56,57は、水晶ウェハ30の両面に対向する位置に一個ずつ置かれる。スパッタリングを用いた場合は、ステップカバレージが良好であるので、耐食膜形成時に耐食膜36となる材料が微細な隙間(隙間231〜234(図2[2])に限らない。)を通って水晶ウェハ30の周端面373〜376(図3[2])まで回り込みやすい。
The
図3[2]に示すように、本実施形態1の耐食膜形成方法で得られた水晶ウェハ30は、両面すなわち二つの主面371,372、及び、四つの周端面373〜376の全ての面において、均質な耐食膜36が形成される。本実施形態1の耐食膜形成方法のその他の構成、作用及び効果は、前述した本実施形態1のウェハ保持冶具10のそれらと同様である。
As shown in FIG. 3 [2], the
図4は、実施形態2のウェハ保持冶具を示す斜視図である以下、この図面に基づき説明する。 FIG. 4 is a perspective view showing the wafer holding jig according to the second embodiment.
本実施形態2のウェハ保持冶具40は、ウェットエッチング用のマスクとなる耐食膜を水晶ウェハ30,35に形成する際に、水晶ウェハ30,35を保持するものである。そして、ウェハ保持冶具40は、断面が凹状(本実施形態2ではV字状)の第一溝51を有する第一保持片41と、第一溝51に対向するとともに断面が凹状(本実施形態2ではV字状)の第二溝52を有する第二保持片42とを備え、第一溝51と第二溝52との間に水晶ウェハ30,35が保持される。ウェハ保持冶具40は、第一保持片41及び第二保持片42の他にも、第一保持片41及び第二保持片42を互いに平行に立った状態で固設する底板43を備えている。なお、ウェハ保持冶具40については、二枚分の水晶ウェハ30,35を保持する部分のみを図示する。
The
本実施形態2では、第一溝51と第二溝52との間に、複数(本実施形態2では二枚)の水晶ウェハ30,35が各両面を露出させた状態で保持される。つまり、本実施形態2における第一保持片41及び第一溝51並びに第二保持片42及び第二溝52の長さは、実施形態1における第一保持片11及び第一溝21並びに第二保持片12及び第二溝22(図1)の長さの約二倍となっている。水晶ウェハ30と水晶ウェハ35との間には、適度な隙間を付与するためのスペーサを挿入してもよい。
In the second embodiment, a plurality of (two in the second embodiment)
本実施形態2によれば、第一溝51と第二溝52との間に複数の水晶ウェハ30,35を保持できるので、一度に多くの水晶ウェハ30,35に耐食膜を形成できる。本実施形態2のその他の構成、作用及び効果は、実施形態1のそれらと同様である。
According to the second embodiment, since the plurality of
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention. Further, the present invention includes a combination of some or all of the configurations of the above-described embodiments as appropriate.
10 ウェハ保持冶具
11 第一保持片
12 第二保持片
13 底板
21 第一溝
211,212 平面
22 第二溝
221,222 平面
231〜234 隙間
30,35 水晶ウェハ
31〜34 稜線
36 耐食膜
371,372 主面
373〜376 周端面
40 ウェハ保持冶具
41 第一保持片
42 第二保持片
43 底板
51 第一溝
52 第二溝
50 マグネトロンスパッタ装置
51 真空チャンバ
52 バルブ
53 電源
54 真空ポンプ
55 固定台
56,57 ターゲット
58,58 磁石
DESCRIPTION OF
70 水晶ウェハ
71 耐食膜
72〜75 被挟持部
72a〜75a 切り欠き
76 ひび割れ
80 ウェハ保持冶具
81 外枠部
82〜85 爪部
70
Claims (5)
断面が凹状の第一溝を有する第一保持片と、前記第一溝に対向するとともに断面が凹状の第二溝を有する第二保持片とを備え、
前記第一溝と前記第二溝との間に前記水晶ウェハが保持される、
ことを特徴とするウェハ保持冶具。 In forming a corrosion resistant film as a mask for wet etching on a quartz wafer, in a wafer holding jig for holding the quartz wafer,
A first holding piece having a first groove having a concave cross section, and a second holding piece having a second groove having a concave cross section while facing the first groove,
The crystal wafer is held between the first groove and the second groove.
A wafer holding jig.
請求項1記載のウェハ保持冶具。 The concave shape is V-shaped,
The wafer holding jig according to claim 1.
請求項1又は2記載のウェハ保持冶具。 The quartz wafer is held with a gap between the first groove and the second groove.
The wafer holding jig according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれか一つに記載のウェハ保持冶具。 A plurality of the quartz wafers are held between the first groove and the second groove in a state where both surfaces are exposed,
The wafer holding jig according to any one of claims 1 to 3.
前記第一溝と前記第二溝との間に前記水晶ウェハを挿入することにより、前記第一溝と前記第二溝との間に前記水晶ウェハを保持し、
この状態で、スパッタリング又は蒸着により前記水晶ウェハの両面に前記耐食膜を形成する、
ことを特徴とする耐食膜形成方法。 A method of forming a corrosion-resistant film using the wafer holding jig according to any one of claims 1 to 4,
By inserting the crystal wafer between the first groove and the second groove, the crystal wafer is held between the first groove and the second groove,
In this state, the corrosion-resistant film is formed on both surfaces of the quartz wafer by sputtering or vapor deposition.
A method for forming a corrosion-resistant film.
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