JP2022068748A - Oxide single-crystal wafer, wafer for composite substrate, composite substrate, method for processing oxide single-crystal wafer, method for producing oxide single-crystal wafer, method for producing wafer for composite substrate, and method for producing composite substrate - Google Patents

Oxide single-crystal wafer, wafer for composite substrate, composite substrate, method for processing oxide single-crystal wafer, method for producing oxide single-crystal wafer, method for producing wafer for composite substrate, and method for producing composite substrate Download PDF

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Abstract

To provide an oxide single-crystal wafer, a wafer for composite substrate, a composite substrate, a method for processing an oxide single-crystal wafer, a method for producing an oxide single-crystal wafer, a method for producing a wafer for composite substrate, and a method for producing composite substrate, making it possible to improve the yield of lamination with a support substrate.SOLUTION: An oxide single-crystal wafer has a front face and a back face. The front face and the back face are subjected to the same wrapping processing. The oxide single-crystal wafer has a warpage of 20.5 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、酸化物単結晶ウエハ、複合基板用ウエハ、複合基板、酸化物単結晶ウエハの加工方法、酸化物単結晶ウエハの製造方法、複合基板用ウエハの製造方法および複合基板の製造方法に関する。例えば、圧電性酸化物単結晶ウエハに関し、特に、タンタル酸リチウム単結晶ウエハやニオブ酸リチウム単結晶ウエハに関する。 The present invention relates to a method for processing an oxide single crystal wafer, a wafer for a composite substrate, a composite substrate, a method for processing an oxide single crystal wafer, a method for manufacturing an oxide single crystal wafer, a method for manufacturing a wafer for a composite substrate, and a method for manufacturing a composite substrate. .. For example, the present invention relates to a piezoelectric oxide single crystal wafer, and more particularly to a lithium tantalate single crystal wafer and a lithium niobate single crystal wafer.

酸化物単結晶ウエハとして、例えば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)単結晶が挙げられ、これらの酸化物の融点がそれぞれ約1650℃、約1255℃であり、キュリー点がそれぞれ約600℃、約1200℃であり、強誘電体で圧電性を有する。これらのLT単結晶またはLN単結晶を用いて製造されたLT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハは、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、光学素子等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。 Examples of the oxide single crystal wafer include a lithium tantalate (LT) single crystal and a lithium niobate (LN) single crystal, and these oxides have melting points of about 1650 ° C and about 1255 ° C, respectively, and are curly. The points are about 600 ° C. and about 1200 ° C., respectively, and they are ferroelectrics and have piezoelectricity. LT single crystal wafers and LN single crystal wafers manufactured using these LT single crystals or LN single crystals are used for elastic surface wave (SAW) filters for removing signal noise of mobile phones, filters for televisions, optical elements, and the like. It is mainly used as a device material. One of the single crystal wafers is selected depending on the characteristics 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の一例について説明するが、これらの単結晶は、結晶学的にも、製造プロセス的にも、同様の工程によって製造することができるため、LT単結晶ウエハの製造工程を中心に説明する。 Next, an example of the manufacturing process of the LT single crystal wafer and the LN single crystal wafer will be described. Since these single crystals can be manufactured by the same process both crystallographically and in terms of the manufacturing process. , The manufacturing process of the LT single crystal wafer will be mainly described.

LT単結晶は、チョクラルスキー法(CZ法)等の単結晶育成方法により、インゴットの状態に育成される(LN/LT単結晶育成)。次に、インゴットの状態で、径の不足する単結晶の端部をカットした後、LT単結晶のインゴットには、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、LT単結晶を分極化させるものである。 The LT single crystal is grown in an ingot state by a single crystal growth method such as the Czochralski method (CZ method) (LN / LT single crystal growth). Next, in the state of the ingot, after cutting the end portion of the single crystal having a short diameter, the ingot of the LT single crystal is subjected to a single polarization treatment (polling). This polling process polarizes the LT single crystal by applying a voltage in the <001> axial direction of the LT single crystal at a temperature equal to or higher than the Curie point.

次に、弾性表面波素子等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単結晶のインゴットに施される。これらの加工を施した後、LT単結晶は、ワイヤーソー等の切断装置により、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(ワイヤーソー切断)。 Next, a circumferential grinding process is performed in which an orientation flat (OF), which is a reference surface for manufacturing a surface acoustic wave element or the like, that is, a surface indicating a crystal orientation or a surface acoustic wave propagation direction, is processed to adjust the outer diameter. , LT single crystal ingot. 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 (wire saw cutting).

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、LT単結晶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、LT単結晶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, the outer periphery of the LT single crystal wafer is chamfered by beveling using a diamond grindstone of about # 600 to # 1000 to prevent cracking in the subsequent process and to determine the diameter of the LT single crystal wafer. Mold to the size of.

弾性表面波フィルタ用途のLT単結晶ウエハの場合には、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、コロイダルシリカ等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 an LT single crystal wafer for an elastic surface wave filter, a single-sided lapping process or a blast process using # 240 to # 2500 slurry abrasive grains further causes differences in spurious characteristics depending on the purpose. The back surface of the crystal wafer is roughened as necessary to reduce bulk spurious. 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、コロイダルシリカ等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 applications, roughening is not necessary, and after wrapping both sides of an LT single crystal wafer, both sides are often mirror-polished by mechanochemical polishing using a slurry such as colloidal silica. ..

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(76.2mm~152.4mm)、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、その鏡面研磨面側に、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。 The LT single crystal wafer thus obtained is usually in the shape of a disk having a diameter of 3 inches to 6 inches (76.2 mm to 152.4 mm) and a thickness of about 0.1 mm to 0.5 mm. For example, when obtaining an elastic surface wave filter, the LT single crystal wafer is separated into a large number by dicing to form LT single crystal pieces, and an excitation electrode composed of a pair of comb-shaped electrodes intersecting each other is provided on the mirror-polished surface side thereof. It will be provided.

特に、LT単結晶ウエハやLN単結晶ウエハにおける割れは、これらの単結晶ウエハの反りに起因する場合がある。従来から、片面ラッピング工程後や片面鏡面研磨工程後に、これらの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工程の後で、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(フッ硝酸エッチング)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 LT single crystal wafers and LN single crystal wafers may be caused by warpage of these single crystal wafers. Conventionally, since warpage occurs in these single crystal wafers after a single-sided wrapping step or a single-sided mirror polishing step, countermeasures against such warpage have been taken. For example, in Patent Document 1, after a single-sided wrapping step for roughening the back surface, a 60 mmφ wafer in which a warp of about 80 μm to 120 μm is generated by this step is prepared by mixing hydrofluoric acid and nitric acid at a volume ratio of 1: 2. It is described that the single crystal wafer is put into a mixed mixed acid, heated to about 60 ° C. to 120 ° C., held for 1 hour, and then etched (hydrofluoric acid etching) to the single crystal wafer to make the warp about 15 μm. ..

このような片面ラッピング処理や片面鏡面研磨処理により生じる反りは、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、片面ラッピング処理や片面鏡面研磨処理のような加工により、ウエハのおもて面(主面)およびうら面において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。 The warp caused by such a single-sided lapping process or a single-sided mirror polishing process is generally known as the Twiman effect. The Twiman effect is a phenomenon in which a wafer is warped so as to compensate for the difference in residual stress on both sides after processing the wafer. That is, in LT single crystal wafers and LN single crystal wafers, there is a difference in surface roughness or processing distortion between the front surface (main surface) and the back surface of the wafer due to processing such as single-sided lapping treatment and single-sided mirror polishing treatment. When it occurs, the entire wafer is deformed so as to form a convex shape when viewed from a surface having a large surface surface and a large roughness or a surface having a large processing strain.

特公昭56-36808号公報Special Publication No. 56-36808

LN単結晶ウエハやLT単結晶ウエハは、表面弾性波フィルタに用いる場合において、これらの単結晶ウエハと支持基板を張り合わせる場合があり、支持基板を貼り合わせる際にこれらの単結晶ウエハの粗面側(うら面側)に、例えばSiO等を成膜する必要がある。上記した従来の製造工程によって得られたLN単結晶ウエハやLT単結晶ウエハは、上述のトワイマン効果により粗面側が凸に反っている。そのため、粗面側にSiO等の成膜を施すと粗面側がさらに凸に反ってしまい、その後に行うSiO等の成膜面と支持基板との貼り合わせが困難となり、支持基板を張り合わせた単結晶ウエハの歩留りの低下を招いてしまうおそれがある。 When LN single crystal wafers and LT single crystal wafers are used for surface elastic wave filters, these single crystal wafers and support substrates may be bonded together, and the rough surface of these single crystal wafers may be bonded when the support substrates are bonded together. For example, it is necessary to form a film of SiO 2 or the like on the side (back surface side). The rough surface side of the LN single crystal wafer and the LT single crystal wafer obtained by the above-mentioned conventional manufacturing process is warped convexly due to the above-mentioned Twiman effect. Therefore, when a film formation of SiO 2 or the like is applied to the rough surface side, the rough surface side is further convexly warped, and it becomes difficult to bond the film formation surface of SiO 2 or the like and the support substrate after that, and the support substrates are bonded together. There is a risk that the yield of the single crystal wafer will decrease.

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、支持基板との張り合わせの歩留まりを向上させることのできる、酸化物単結晶ウエハ、複合基板用ウエハ、複合基板、酸化物単結晶ウエハの加工方法、酸化物単結晶ウエハの製造方法、複合基板用ウエハの製造方法および複合基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and can improve the yield of bonding with a support substrate, such as an oxide single crystal wafer, a composite substrate wafer, a composite substrate, and an oxide single crystal. It is an object of the present invention to provide a method for processing a wafer, a method for manufacturing an oxide single crystal wafer, a method for manufacturing a wafer for a composite substrate, and a method for manufacturing a composite substrate.

上記課題を解決するため、本発明の酸化物単結晶ウエハは、おもて面とうら面を備える酸化物単結晶ウエハであって、前記おもて面および前記うら面はいずれも同様のラッピング処理がされた面であり、当該酸化物単結晶ウエハの反りは、20.5μm以下である。 In order to solve the above problems, the oxide single crystal wafer of the present invention is an oxide single crystal wafer provided with a front surface and a back surface, and the front surface and the back surface are both wrapped in the same manner. It is a treated surface, and the warp of the oxide single crystal wafer is 20.5 μm or less.

また、上記課題を解決するため、本発明の酸化物単結晶ウエハは、おもて面とうら面を備える酸化物単結晶ウエハであって、当該酸化物単結晶ウエハは、前記おもて面および前記うら面がいずれも同様のラッピング処理がされた後にエッチング処理されたウエハであり、当該酸化物単結晶ウエハの反りは、20.5μm以下である。 Further, in order to solve the above problems, the oxide single crystal wafer of the present invention is an oxide single crystal wafer having a front surface and a back surface, and the oxide single crystal wafer is the front surface. All of the back surfaces are wafers that have been subjected to the same wrapping treatment and then etched, and the warpage of the oxide single crystal wafer is 20.5 μm or less.

前記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またはニオブ酸リチウム単結晶ウエハであってもよい。 The oxide single crystal wafer may be a lithium tantalate single crystal wafer or a lithium niobate single crystal wafer.

また、上記課題を解決するため、本発明の複合基板用ウエハは、上記本発明の酸化物単結晶ウエハと、前記酸化物単結晶ウエハの前記うら面に成膜したシリコン酸化膜と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the wafer for a composite substrate of the present invention includes the oxide single crystal wafer of the present invention and a silicon oxide film formed on the back surface of the oxide single crystal wafer. ..

また、上記課題を解決するため、本発明の複合基板は、上記本発明の複合基板用ウエハと、前記シリコン酸化膜に貼り合わせられた支持基板と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the composite substrate of the present invention includes the wafer for the composite substrate of the present invention and a support substrate bonded to the silicon oxide film.

前記支持基板は、シリコン基板、サファイヤ基板またはスピネル基板であってもよい。 The support substrate may be a silicon substrate, a sapphire substrate, or a spinel substrate.

また、上記課題を解決するため、本発明の酸化物単結晶ウエハの加工方法は、上記本発明の酸化物単結晶ウエハを得るための酸化物単結晶ウエハの加工方法であって、酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハのおもて面およびうら面をラッピング加工するラッピング加工工程を含み、エッチング処理、平面研削加工および化学機械研磨を行わない加工方法である。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the method for processing an oxide single crystal wafer of the present invention is a method for processing an oxide single crystal wafer for obtaining the above-mentioned oxide single crystal wafer of the present invention. It is a processing method that includes a wrapping process for wrapping the front and back surfaces of an oxide single crystal wafer cut out from a crystal ingot with a wire saw, and does not perform etching, surface grinding, or chemical mechanical polishing. ..

また、上記課題を解決するため、本発明の酸化物単結晶ウエハの加工方法は、上記本発明の酸化物単結晶ウエハを得るための酸化物単結晶ウエハの加工方法であって、酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された後、おもて面とうら面がラッピング加工された酸化物単結晶ウエハをエッチング処理するエッチング工程を含み、平面研削加工および化学機械研磨を行わない加工方法である。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the method for processing an oxide single crystal wafer of the present invention is a method for processing an oxide single crystal wafer for obtaining the above-mentioned oxide single crystal wafer of the present invention. A processing method that includes an etching process that etches an oxide single crystal wafer whose front surface and back surface are wrapped after being cut out from a crystal ingot with a wire saw, and does not perform surface grinding or chemical mechanical polishing. Is.

また、上記課題を解決するため、本発明の酸化物単結晶ウエハの製造方法は、上記本発明の酸化物単結晶ウエハの製造方法であって、酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで酸化物単結晶ウエハを切り出す切り出し工程と、切り出した酸化物単結晶ウエハのおもて面およびうら面をラップするラッピング工程と、を含み、平面研削加工および化学機械研磨を行わない製造方法である。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the method for producing an oxide single crystal wafer of the present invention is the above-mentioned method for producing an oxide single crystal wafer of the present invention, in which an oxide is formed from an oxide single crystal ingot with a wire saw. It is a manufacturing method including a cutting step of cutting out a single crystal wafer and a wrapping step of wrapping the front surface and the back surface of the cut out oxide single crystal wafer without performing surface grinding and chemical mechanical polishing.

本発明の酸化物単結晶ウエハの製造方法は、前記ラッピング工程後の前記酸化物単結晶ウエハをエッチング処理するエッチング工程を含んでもよい。 The method for producing an oxide single crystal wafer of the present invention may include an etching step of etching the oxide single crystal wafer after the wrapping step.

本発明の酸化物単結晶ウエハの製造方法は、前記酸化物単結晶の前記インゴットを育成する育成工程と、前記切り出し工程の前に、前記インゴットの面出円筒加工を行う面出円筒加工工程と、を含んでもよい。 The method for producing an oxide single crystal wafer of the present invention includes a growing step of growing the ingot of the oxide single crystal and a surfaced cylindrical processing step of performing the surfaced cylindrical processing of the ingot before the cutting step. , May be included.

また、上記課題を解決するため、本発明の複合基板用ウエハの製造方法は、上記本発明の複合基板用ウエハの製造方法であって、上記本発明の酸化物単結晶ウエハのうら面にシリコン酸化膜を成膜する成膜工程を備える。 Further, in order to solve the above problems, the method for manufacturing a wafer for a composite substrate of the present invention is the method for manufacturing a wafer for a composite substrate of the present invention, and silicon is formed on the back surface of the oxide single crystal wafer of the present invention. A film forming step for forming an oxide film is provided.

また、上記課題を解決するため、本発明の複合基板の製造方法は、上記本発明の複合基板の製造方法であって、上記本発明の複合基板用ウエハのシリコン酸化膜と、支持基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程を含む。 Further, in order to solve the above problems, the method for manufacturing a composite substrate of the present invention is the method for manufacturing a composite substrate of the present invention, wherein the silicon oxide film of the wafer for the composite substrate of the present invention and the support substrate are used. Includes a bonding process.

本発明によれば、支持基板との張り合わせの歩留まりを向上させることのできる、酸化物単結晶ウエハ、複合基板用ウエハ、複合基板、酸化物単結晶ウエハの加工方法、酸化物単結晶ウエハの製造方法、複合基板用ウエハの製造方法および複合基板の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, an oxide single crystal wafer, a wafer for a composite substrate, a composite substrate, a processing method for an oxide single crystal wafer, and a production of an oxide single crystal wafer capable of improving the yield of bonding with a support substrate can be obtained. A method, a method for manufacturing a wafer for a composite substrate, and a method for manufacturing a composite substrate can be provided.

図1は、本発明の一実施形態の酸化物単結晶ウエハ100の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an oxide single crystal wafer 100 according to an embodiment of the present invention. 図2は、LN単結晶またはLT単結晶の育成からエッチング工程までの製造の流れを記したフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing a manufacturing flow from the growth of the LN single crystal or the LT single crystal to the etching process.

本発明者は、酸化物単結晶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、酸化物単結晶のインゴットから切り出されたウエハの反りの性状を再検討した。その結果、酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハのおもて面およびうら面をラッピング加工して当該ウエハの反りの状態を緩和し、その後、ラッピング加工後のおもて面およびうら面に平面研削加工および化学機械研磨を行わずに、当該うら面にシリコン酸化膜(SiO膜)を成膜することで、シリコン酸化膜を成膜後の複合基板用ウエハの反りを緩和させることができ、これにより、支持基板との張り合わせの歩留まりを向上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 repeated diligent studies on the warp of the wafer in the manufacturing process of the oxide single crystal wafer, and reexamined the property of the warp of the wafer cut out from the ingot of the oxide single crystal. As a result, the front surface and the back surface of the oxide single crystal wafer cut out from the oxide single crystal ingot with a wire saw are wrapped to alleviate the warped state of the wafer, and then after the wrapping process. By forming a silicon oxide film (SiO 2 film) on the back surface without performing surface grinding and chemical mechanical polishing on the front surface and back surface, a silicon oxide film is formed for a composite substrate after film formation. The present invention has been completed based on the finding that the warpage of the wafer can be alleviated and the yield of bonding with the support substrate can be improved.

すなわち、ワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハのおもて面およびうら面にラッピング加工を施した状態では、酸化物単結晶ウエハの両面の残留応力に差が生じにくいため、トワイマン効果が発現しにくく、酸化物単結晶ウエハの反りが小さくなる。この状態で支持基板への貼り合わせのためにうら面側にシリコン酸化膜の成膜を施した場合、酸化物単結晶ウエハのおもて面側は凹状に反りはするものの、従来のおもて面側のみに鏡面加工した酸化物単結晶ウエハのうら面側にシリコン酸化膜を成膜した場合よりは、明らかに酸化物単結晶ウエハの反り状態は緩和される。その結果として、支持基板との張り合わせの歩留まりを向上させることができる。 That is, when the front surface and the back surface of the oxide single crystal wafer cut out with a wire saw are wrapped, the residual stress on both sides of the oxide single crystal wafer is unlikely to differ, so that the Twiman effect is obtained. It is difficult to develop and the warp of the oxide single crystal wafer becomes small. In this state, when a silicon oxide film is formed on the back surface side for bonding to the support substrate, the front surface side of the oxide single crystal wafer warps in a concave shape, but the conventional method is mainly used. The warped state of the oxide single crystal wafer is clearly alleviated as compared with the case where the silicon oxide film is formed on the back surface side of the oxide single crystal wafer mirror-processed only on the front surface side. As a result, the yield of bonding with the support substrate can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態の酸化物単結晶ウエハ100の概略図である。また、図2は、本発明におけるLN単結晶またはLT単結晶の育成からエッチング工程までの製造の流れを記したフロー図である。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an oxide single crystal wafer 100 according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a flow chart showing the flow of production from the growth of the LN single crystal or the LT single crystal to the etching step in the present invention. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

[酸化物単結晶ウエハA]
図1(a)は、酸化物単結晶ウエハ100をおもて面から見た正面図であり、オリエンテーションフラット130を備える。酸化物単結晶ウエハ100としては、例えば直径が3インチ~8インチ(76.2mm~203.2mm)、厚さが0.1mm~0.5mm程度の円盤状であり、主面となるおもて面と、おもて面の反対面となるうら面を備える。
[Oxide single crystal wafer A]
FIG. 1A is a front view of the oxide single crystal wafer 100 as viewed from the front surface, and includes an orientation flat 130. The oxide single crystal wafer 100 has, for example, a disk shape having a diameter of 3 inches to 8 inches (76.2 mm to 203.2 mm) and a thickness of about 0.1 mm to 0.5 mm, and is mainly a main surface. It has a front surface and a back surface that is the opposite of the front surface.

図1(b)は、酸化物単結晶ウエハ100の側面図であり、上面をおもて面110、下面をうら面120とした図である。酸化物単結晶ウエハ100は、おもて面110が凸状に、うら面120が凹状に反っている。ただし、本発明の酸化物単結晶ウエハ100は、おもて面110が凹状に、うら面120が凸状に反っていてもよい。 FIG. 1B is a side view of the oxide single crystal wafer 100, in which the upper surface is a front surface 110 and the lower surface is a back surface 120. In the oxide single crystal wafer 100, the front surface 110 is curved in a convex shape and the back surface 120 is curved in a concave shape. However, in the oxide single crystal wafer 100 of the present invention, the front surface 110 may be curved in a concave shape and the back surface 120 may be curved in a convex shape.

ただし、酸化物単結晶ウエハ100の反りwは、20.5μm以下である。酸化物単結晶ウエハ100の反りwは、最も反りの大きい部分における反りの値を示すものであり、例えば、うら面120の最も反りの大きい部分における頂部120aと縁部120bとの厚さ方向の距離である。うら面120にシリコン酸化物(SiO)等を成膜すると、うら面120が凸状となるように反る応力が発生する。ただし、反りwが20.5μm以下であることで、SiO等を成膜した後の酸化物単結晶ウエハ100の反りを、支持基板との貼り合わせに支障が出ない程度に小さくすることができ、支持基板との貼り合わせが容易となって、支持基板との張り合わせの歩留まりを向上させることができる。 However, the warp w of the oxide single crystal wafer 100 is 20.5 μm or less. The warp w of the oxide single crystal wafer 100 indicates the warp value in the portion having the largest warp, for example, in the thickness direction of the top portion 120a and the edge portion 120b in the portion having the largest warp of the back surface 120. The distance. When a silicon oxide (SiO 2 ) or the like is formed on the back surface 120, a stress is generated so that the back surface 120 becomes convex. However, when the warp w is 20.5 μm or less, the warp of the oxide single crystal wafer 100 after forming the SiO 2 or the like can be reduced to such an extent that the bonding with the support substrate is not hindered. Therefore, the bonding with the support substrate becomes easy, and the yield of bonding with the support substrate can be improved.

なお、反りwが20.5μmより大きいと、うら面120にSiO等を成膜した後の、酸化物単結晶ウエハ100の反りwが大きくなりすぎてしまい、支持基板との貼り合わせが困難となることで、支持基板との張り合わせの歩留まりが向上しないおそれがある。 If the warp w is larger than 20.5 μm, the warp w of the oxide single crystal wafer 100 after forming the SiO 2 or the like on the back surface 120 becomes too large, and it is difficult to bond the wafer to the support substrate. Therefore, there is a possibility that the yield of bonding with the support substrate will not be improved.

[酸化物単結晶ウエハB]
また、酸化物単結晶ウエハ100の一実施形態としては、おもて面110とうら面120を備える酸化物単結晶ウエハであって、おもて面110およびうら面120がいずれも同様のラッピング処理がされた後にエッチング処理されたウエハも挙げられる。この場合も、酸化物単結晶ウエハ100の反りは、上記に説明したとおり、20.5μm以下である。
[Oxide single crystal wafer B]
Further, one embodiment of the oxide single crystal wafer 100 is an oxide single crystal wafer provided with a front surface 110 and a back surface 120, and the front surface 110 and the back surface 120 are both wrapped in the same manner. Wafers that have been treated and then etched can also be mentioned. Also in this case, the warp of the oxide single crystal wafer 100 is 20.5 μm or less as described above.

ラッピング処理により、酸化物単結晶ウエハ100のおもて面110およびうら面120に加工歪が生じる場合があるが、エッチング処理によりウエハの表面を溶解させることで、この加工歪が除去された酸化物単結晶ウエハ100とすることができる。また、酸化物単結晶ウエハ100の反りwについて、エッチング処理により、ウエハごとのバラつきをより厳密に制御してより均等に20.5μm以下に制御することができる。 The lapping process may cause processing strain on the front surface 110 and the back surface 120 of the oxide single crystal wafer 100. Oxidation in which the processing strain is removed by dissolving the surface of the wafer by the etching process. It can be a single crystal wafer 100. Further, with respect to the warp w of the oxide single crystal wafer 100, the variation between the wafers can be controlled more strictly by the etching process, and the warp w can be controlled more evenly to 20.5 μm or less.

すなわち、酸化物単結晶ウエハBであれば、ウエハごとの反りwのバラつきが少ないため、シリコン酸化膜の成膜条件や支持基板との張り合わせの条件をほぼ同様にできるため、これらの作業がより容易になる。 That is, in the case of the oxide single crystal wafer B, since there is little variation in the warp w for each wafer, the film forming conditions of the silicon oxide film and the bonding conditions with the support substrate can be made almost the same, so that these operations can be performed more. It will be easier.

酸化物単結晶ウエハ100の具体例としては、タンタル酸リチウム単結晶ウエハまたはニオブ酸リチウム単結晶ウエハが挙げられる。ただし、これらに限定されず、酸化物単結晶ウエハ100としては水晶も挙げられる。 Specific examples of the oxide single crystal wafer 100 include a lithium tantalate single crystal wafer and a lithium niobate single crystal wafer. However, the present invention is not limited to these, and examples of the oxide single crystal wafer 100 include quartz.

[複合基板用ウエハ]
複合基板用ウエハは、酸化物単結晶ウエハ100と、酸化物単結晶ウエハ100のうら面120に成膜したシリコン酸化膜とを備える。シリコン酸化膜を備えることにより、支持基板との密着性が向上する。
[Wafer for composite board]
The wafer for a composite substrate includes an oxide single crystal wafer 100 and a silicon oxide film formed on the back surface 120 of the oxide single crystal wafer 100. By providing the silicon oxide film, the adhesion to the support substrate is improved.

[複合基板用ウエハの製造方法]
複合基板用ウエハの製造方法としては、酸化物単結晶ウエハ100のうら面120にシリコン酸化膜を成膜することのできる方法であれば、特に限定されない。例えば、酸化物単結晶ウエハ100のうら面120にシリコン酸化膜を成膜する成膜工程として、化学蒸着(CVD)により成膜する工程を含むことができる。
[Manufacturing method of wafer for composite substrate]
The method for manufacturing the wafer for the composite substrate is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a silicon oxide film on the back surface 120 of the oxide single crystal wafer 100. For example, as a film forming step of forming a silicon oxide film on the back surface 120 of the oxide single crystal wafer 100, a step of forming a film by chemical vapor deposition (CVD) can be included.

[複合基板]
複合基板は、上記の複合基板用ウエハと、複合基板用ウエハのシリコン酸化膜に貼り合わせられた支持基板とを備える。支持基板としては、シリコン基板、サファイヤ基板またはスピネル基板を用いることができる。ただし、これらの基板に限定されない。
[Composite board]
The composite substrate includes the above-mentioned wafer for composite substrate and a support substrate bonded to the silicon oxide film of the wafer for composite substrate. As the support substrate, a silicon substrate, a sapphire substrate, or a spinel substrate can be used. However, the present invention is not limited to these substrates.

[複合基板の製造方法]
複合基板の製造方法としては、複合基板用ウエハのシリコン酸化膜と、支持基板とを貼り合わせることのできる方法であれば、特に限定されない。例えば、有機系接着剤を用いてこれらを張り合わせる工程を含むことができる。
[Manufacturing method of composite substrate]
The method for manufacturing the composite substrate is not particularly limited as long as it is a method capable of bonding the silicon oxide film of the wafer for the composite substrate and the support substrate. For example, a step of laminating these with an organic adhesive can be included.

[酸化物単結晶ウエハの製造方法]
酸化物単結晶ウエハ100の製造方法は、例えば図2に示す以下の工程を含む方法が挙げられる。
[Manufacturing method of oxide single crystal wafer]
Examples of the method for manufacturing the oxide single crystal wafer 100 include a method including the following steps shown in FIG.

〈S3:切り出し工程〉
切り出し工程は、酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで酸化物単結晶ウエハ100を切り出す工程である。例えば、ワイヤーソー切断装置を使用し、ワイヤーソーでインゴットをウエハ状に切り出し、所定の厚みのウエハを得ることができる。
<S3: Cutting process>
The cutting step is a step of cutting out the oxide single crystal wafer 100 from the oxide single crystal ingot with a wire saw. For example, a wire saw cutting device can be used to cut an ingot into a wafer shape with a wire saw to obtain a wafer having a predetermined thickness.

〈S4:ラッピング工程〉
ラッピング工程は、切り出した酸化物単結晶ウエハ100のおもて面110およびうら面120をラップする工程である。切り出し工程によりワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハ100には、そのおもて面110とうら面120に、切断によるうねりが生じており、このうねりを除去するために本工程を行うことができる。また、本工程により、酸化物単結晶ウエハ100の厚さおよび表面の粗さの調整や、平坦化を行うことができる。
<S4: Wrapping process>
The wrapping step is a step of wrapping the front surface 110 and the back surface 120 of the cut out oxide single crystal wafer 100. The oxide single crystal wafer 100 cut out by the wire saw in the cutting step has waviness on the front surface 110 and the back surface 120 due to cutting, and this step is performed to remove the waviness. Can be done. Further, by this step, the thickness and the surface roughness of the oxide single crystal wafer 100 can be adjusted and flattened.

ラッピング工程としては、例えば、研磨用のSiCスラリーのような遊離砥粒を使用して、酸化物単結晶ウエハ100のおもて面110およびうら面120を同時に研磨する工程が挙げられる。具体的には、ラップマシンを使用し、酸化物単結晶ウエハ100を定盤で上下より挟み、SiCスラリーを流しながら研磨を行うことができる。 Examples of the wrapping step include a step of simultaneously polishing the front surface 110 and the back surface 120 of the oxide single crystal wafer 100 by using free abrasive grains such as a SiC slurry for polishing. Specifically, using a lapping machine, the oxide single crystal wafer 100 can be sandwiched from above and below by a surface plate, and polishing can be performed while flowing a SiC slurry.

また、酸化物単結晶ウエハ100の製造方法は、おもて面110およびうら面120に平面研削加工および化学機械研磨を行わない。 Further, in the method for manufacturing the oxide single crystal wafer 100, the front surface 110 and the back surface 120 are not subjected to surface grinding and chemical mechanical polishing.

平面研削加工の具体例としては、枚葉式のウエハ用平面研削機を使用し、高番手のダイヤモンド砥石を取り付けた研削ホイールによっておもて面110を研削加工する例が挙げられる。平面研削加工を行うと、トワイマン効果によりおもて面110が凸状に、うら面120が凹状に反ってしまう。 As a specific example of the surface grinding process, there is an example in which a single-wafer surface grinding machine is used and the front surface 110 is ground by a grinding wheel equipped with a high-count diamond grindstone. When the surface grinding process is performed, the front surface 110 is warped in a convex shape and the back surface 120 is warped in a concave shape due to the Twiman effect.

また、化学機械研磨は、従来はポリッシュマシン等のバッチ式CMP加工機を使用して行っており、複数のセラミックプレートに数十枚のウエハを貼り付けて、コロイダルシリカとポリッシュパッドによってウエハのおもて面を鏡面加工している。このようなバッチ式の化学機械研磨の場合、ウエハ間の厚さが5μm~10μm程度バラついてしまう。 In addition, chemical mechanical polishing has conventionally been performed using a batch type CMP processing machine such as a polish machine. Dozens of wafers are attached to multiple ceramic plates, and the wafers are polished with colloidal silica and a polish pad. The front surface is mirror-finished. In the case of such batch type chemical mechanical polishing, the thickness between the wafers varies by about 5 μm to 10 μm.

また、酸化物単結晶ウエハ100がLTやLNの場合、支持基板を貼り合わせた複合基板は、支持基板を貼り合わせた後に厚みを調整するべく、さらに十数μm程度研削加工された後、おもて面110を化学機械研磨加工により鏡面化され、その後、櫛型電極をパターニングすることでSAWフィルタとしての機能が付与される。よって、支持基板との貼り合わせ前の酸化物単結晶ウエハ100のおもて面110は、必ずしも化学機械研磨による鏡面加工がされている必要がないため、化学機械研磨を行わない本発明であれば、従来の方法よりも低コストでLTやLNの酸化物単結晶ウエハ100を製造することができる。 When the oxide single crystal wafer 100 is LT or LN, the composite substrate to which the support substrates are bonded is further ground by about a dozen μm in order to adjust the thickness after the support substrates are bonded to each other. The front surface 110 is mirror-finished by chemical mechanical polishing, and then the comb-shaped electrode is patterned to impart a function as a SAW filter. Therefore, the front surface 110 of the oxide single crystal wafer 100 before being bonded to the support substrate does not necessarily have to be mirror-finished by chemical mechanical polishing. Therefore, even in the present invention, which is not subjected to chemical mechanical polishing. For example, the LT or LN oxide single crystal wafer 100 can be manufactured at a lower cost than the conventional method.

以上のように説明した本発明の酸化物単結晶ウエハの製造方法であれば、酸化物単結晶ウエハ100を製造することができる。 According to the method for producing an oxide single crystal wafer of the present invention described above, the oxide single crystal wafer 100 can be produced.

また、酸化物単結晶ウエハ100の製造方法は、図2に示す以下の工程を含んでもよい。 Further, the method for manufacturing the oxide single crystal wafer 100 may include the following steps shown in FIG.

〈S5:エッチング工程〉
エッチング工程は、ラッピング工程後の酸化物単結晶ウエハ100をエッチング処理する工程である。ラッピング工程により、酸化物単結晶ウエハ100のおもて面110およびうら面120に加工歪が生じる場合があるが、本工程によりウエハの表面を溶解させることで、この加工歪を除去することができる。また、酸化物単結晶ウエハ100の反りを制御することができる。
<S5: Etching process>
The etching step is a step of etching the oxide single crystal wafer 100 after the wrapping step. The wrapping step may cause processing strain on the front surface 110 and the back surface 120 of the oxide single crystal wafer 100, but this processing strain can be removed by melting the surface of the wafer in this step. can. In addition, the warp of the oxide single crystal wafer 100 can be controlled.

特に、エッチング工程におけるフッ硝酸のHFとHNOの混合比や浸漬時間等を適宜調整することにより、酸化物単結晶ウエハ100の反りwについて、ウエハごとのバラつきをより厳密に制御して、より均等に20.5μm以下に制御することができる。 In particular, by appropriately adjusting the mixing ratio of HF and HNO 3 of fluorinated nitric acid, the immersion time, etc. in the etching process, the variation w of the oxide single crystal wafer 100 can be controlled more strictly for each wafer. It can be uniformly controlled to 20.5 μm or less.

すなわち、酸化物単結晶ウエハBであれば、ウエハごとの反りwのバラつきが少ないため、シリコン酸化膜の成膜条件や支持基板との張り合わせの条件をほぼ同様にできるため、これらの作業がより容易になる。 That is, in the case of the oxide single crystal wafer B, since there is little variation in the warp w for each wafer, the film forming conditions of the silicon oxide film and the bonding conditions with the support substrate can be made almost the same, so that these operations can be performed more. It will be easier.

エッチング工程の具体例としては、ドラフト内でエッチング液に酸化物単結晶ウエハ100を長時間浸漬する工程が挙げられる。酸化物単結晶ウエハ100がLTやLNの場合には、HFとHNOの混酸であるフッ硝酸をエッチング液とし、これに酸化物単結晶ウエハ100を浸漬することで、加工歪を十分に除去することができる。HFとHNOの混合比は特に限定されないが、例えば体積比でHF:HNO=1:9~9:1、例えば体積比でHF:HNO=1:1とすることができる。 Specific examples of the etching step include a step of immersing the oxide single crystal wafer 100 in the etching solution in the draft for a long time. When the oxide single crystal wafer 100 is LT or LN, processing strain is sufficiently removed by using fluorinated nitric acid, which is a mixed acid of HF and HNO3 , as an etching solution and immersing the oxide single crystal wafer 100 in the etching solution. can do. The mixing ratio of HF and HNO 3 is not particularly limited, but can be, for example, HF: HNO 3 = 1: 9 to 9: 1 in volume ratio, for example, HF: HNO 3 = 1: 1 in volume ratio.

酸化物単結晶ウエハ100がLTの場合には、フッ硝酸を常温に保持したまま、フッ硝酸に酸化物単結晶ウエハ100を4時間以上浸漬することが好ましい。 When the oxide single crystal wafer 100 is LT, it is preferable to immerse the oxide single crystal wafer 100 in the fluorine for 4 hours or more while keeping the nitrogen at room temperature.

また、酸化物単結晶ウエハ100がLNの場合には、フッ硝酸を常温に保持したまま、フッ硝酸に酸化物単結晶ウエハ100を25分以上浸漬することが好ましい。 When the oxide single crystal wafer 100 is LN, it is preferable to immerse the oxide single crystal wafer 100 in the fluorine for 25 minutes or more while keeping the nitrogen at room temperature.

〈S1:育成工程〉
育成工程は、酸化物単結晶のインゴットを育成する工程である。例えばCz法等の単結晶育成方法により、インゴットを育成することができる。
<S1: Growth process>
The growing step is a step of growing an oxide single crystal ingot. For example, the ingot can be grown by a single crystal growing method such as the Cz method.

〈S2:面出円筒加工工程〉
面出円筒加工工程は、切り出し工程の前に、インゴットの面出円筒加工を行う工程である。具体的には、バンドソー、円筒研削機、端面研削機を使用して、インゴットの結晶の方位出し、円筒研削、オリエンテーションフラット加工を実施することができる。本工程により、面方位、インゴットの直径、オリエンテーションフラットを要求通りに調整することができる。
<S2: Surfaced cylinder processing process>
The surface cylinder processing step is a step of performing surface cylinder processing of the ingot before the cutting process. Specifically, a band saw, a cylindrical grinder, and an end face grinder can be used to orient the ingot crystals, perform cylindrical grinding, and perform orientation flat processing. By this step, the plane orientation, the diameter of the ingot, and the orientation flat can be adjusted as required.

(他の工程)
さらに、酸化物単結晶ウエハ100の製造方法は、上記以外の工程を含んでもよい。例えば、育成工程前に単結晶育成用の原料を電気炉等で仮焼する仮焼工程、育成工程後のインゴットの歪みを除去して割れを防止するため、インゴットを電気炉等で加熱してアニール処理するアニール工程、アニール工程後のインゴットに加熱通電し、単結晶の分極方向を揃えるポーリング工程、ウエハを還元処理するブラック処理工程、ウエハ端面の面取り加工を行うベベル工程、ウエハを洗浄する洗浄工程、ウエハの形状や外観を検査する検査工程等を含めることができる。
(Other processes)
Further, the method for producing the oxide single crystal wafer 100 may include steps other than the above. For example, the ingot is heated in an electric furnace or the like in order to remove the distortion of the ingot after the growing process and prevent the ingot from cracking. Annealing process for annealing, polling process for aligning the polarization direction of single crystals by heating and energizing the ingot after annealing process, black processing process for reducing wafers, beveling process for chamfering the end face of the wafer, cleaning to clean the wafer It can include a process, an inspection process for inspecting the shape and appearance of the wafer, and the like.

[酸化物単結晶ウエハの加工方法A]
本発明の酸化物単結晶ウエハ100を得るため、上記の製造方法を実施してもよいが、本発明の一実施形態として、例えば酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハ100を入手し、これにラッピング加工を行う加工方法によっても、本発明の酸化物単結晶ウエハ100を得ることができる。
[Processing method A for oxide single crystal wafer]
In order to obtain the oxide single crystal wafer 100 of the present invention, the above manufacturing method may be carried out, but as one embodiment of the present invention, for example, an oxide single crystal cut out from an oxide single crystal ingot with a wire saw. The oxide single crystal wafer 100 of the present invention can also be obtained by a processing method in which a crystal wafer 100 is obtained and a wrapping process is performed on the crystal wafer 100.

すなわち、酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハ100のおもて面110とうら面120がラッピング加工するラッピング加工工程を含み、エッチング処理ならびに、おもて面110およびうら面120に平面研削加工および化学機械研磨を行わない加工方法によって、酸化物単結晶ウエハ100を得ることができる。ラッピング加工工程の具体例は上記の製造方法で説明したので、ここでは説明を省略する。 That is, it includes a lapping process in which the front surface 110 and the back surface 120 of the oxide single crystal wafer 100 cut out from the ingot of the oxide single crystal with a wire saw are lapping, and the etching process and the front surface 110 are included. The oxide single crystal wafer 100 can be obtained by a processing method in which the back surface 120 is not subjected to surface grinding and chemical mechanical polishing. Since a specific example of the wrapping process has been described in the above manufacturing method, the description thereof will be omitted here.

[酸化物単結晶ウエハの加工方法B]
また、本発明の酸化物単結晶ウエハ100を得るため、上記の酸化物単結晶ウエハの加工方法Aに代えて、例えば酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された後、おもて面とうら面がラッピング加工された酸化物単結晶ウエハ100を入手し、これにエッチング処理を行う加工方法によっても、本発明の酸化物単結晶ウエハ100を得ることができる。
[Processing method B for oxide single crystal wafer]
Further, in order to obtain the oxide single crystal wafer 100 of the present invention, instead of the above-mentioned processing method A for the oxide single crystal wafer, for example, the front surface is cut out from an oxide single crystal ingot with a wire saw. The oxide single crystal wafer 100 of the present invention can also be obtained by obtaining an oxide single crystal wafer 100 having a back surface wrapping processed and performing an etching process on the oxide single crystal wafer 100.

すなわち、酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された後、おもて面とうら面がラッピング加工された酸化物単結晶ウエハ100をエッチング処理するエッチング工程を含み、おもて面110およびうら面120に平面研削加工および化学機械研磨を行わない加工方法によって、酸化物単結晶ウエハ100を得ることができる。エッチング工程の具体例は上記の製造方法で説明したので、ここでは説明を省略する。 That is, it includes an etching step of etching the oxide single crystal wafer 100 having the front surface and the back surface lapping after being cut out from the oxide single crystal ingot with a wire saw, and includes the front surface 110 and the front surface 110. The oxide single crystal wafer 100 can be obtained by a processing method in which the back surface 120 is not subjected to surface grinding and chemical mechanical polishing. Since a specific example of the etching process has been described in the above manufacturing method, the description thereof will be omitted here.

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
Cz法により育成され、面出円筒加工された後のLT単結晶のインゴット16体よりワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハ100に対し、ラップマシンを使用し、酸化物単結晶ウエハ100を定盤で上下より挟み、SiCスラリーを流しながら研磨を行ってラッピング工程を行った。次に、体積比でHF:HNO=1:1の比で混合したフッ硝酸を常温に保持したまま、フッ硝酸に酸化物単結晶ウエハ100を4時間浸漬するエッチング工程を行った。これらの工程により、6インチのLTウエハを製造した。
(Example 1)
The oxide single crystal wafer 100 was cut out with a wire saw from 16 LT single crystal ingots grown by the Cz method and processed into a surface cylinder, and the oxide single crystal wafer 100 was formed by using a lapping machine. It was sandwiched between upper and lower plates and polished while flowing a SiC slurry to perform a lapping step. Next, an etching step was performed in which the oxide single crystal wafer 100 was immersed in the nitrogen for 4 hours while the nitrogen mixed at a volume ratio of HF: HNO 3 = 1: 1 was maintained at room temperature. By these steps, a 6-inch LT wafer was manufactured.

得られたLTウエハを洗浄後、LT単結晶のインゴット1体あたり2枚、合計32枚のLTウエハについて、反りwを(株)東精エンジニアリング社製の表面粗さ測定機Surfcomを用いて測定した。測定箇所は、おもて面110におけるLTウエハのオリエンテーションフラットから中心を通って反対側の端部までの直線(図1(a)の点線L)に対して45度の角度で交差する2本の直線A、B上において、直線1本あたり端部2点、中心1点、端部と中心から等距離の部分2点、の計5点とし、直線A、Bの合計で10点とした。反りwの測定結果を表1に示す。 After cleaning the obtained LT wafers, warpage w was measured using a surface roughness measuring machine Surfcom manufactured by Tosei Engineering Co., Ltd. for a total of 32 LT wafers, 2 per LT single crystal ingot. bottom. Two measurement points intersect at an angle of 45 degrees with respect to a straight line (dotted line L in FIG. 1A) from the orientation flat of the LT wafer on the front surface 110 to the opposite end through the center. On the straight lines A and B, 2 points at the end, 1 point at the center, and 2 points equidistant from the end and the center, for a total of 5 points, and a total of 10 points for the straight lines A and B. .. Table 1 shows the measurement results of the warp w.

Figure 2022068748000002
Figure 2022068748000002

実施例1のLTウエハの反りwは2μm~20.5μmの範囲であり、平均値として約10μm程度に反りwを制御できることが確認された。 It was confirmed that the warp w of the LT wafer of Example 1 was in the range of 2 μm to 20.5 μm, and the warp w could be controlled to an average value of about 10 μm.

(従来例1)
実施例1と同様にCz法により育成され、面出円筒加工された後のLT単結晶のインゴット18体よりワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハ100に対し、ラップマシンを使用し、酸化物単結晶ウエハ100を定盤で上下より挟み、SiCスラリーを流しながら研磨を行ってラッピング工程を行った。次に、体積比でHF:HNO=1:1の比で混合したフッ硝酸を常温に保持したまま、フッ硝酸に酸化物単結晶ウエハ100を4時間浸漬するエッチング工程を行った。そして、枚葉式のウエハ用平面研削機を使用し、ダイヤモンド砥石を取り付けた研削ホイールによっておもて面110のみを研削加工した。その後、おもて面110のみをポリッシュマシンで化学機械研磨して鏡面加工した。これらの工程により、6インチのLTウエハを製造した。
(Conventional example 1)
Using a lap machine, an oxide single crystal wafer 100 cut out from 18 LT single crystal ingots grown by the Cz method in the same manner as in Example 1 and processed into a surface cylinder with a wire saw is oxidized. The single crystal wafer 100 was sandwiched from above and below with a platen, and polishing was performed while flowing a SiC slurry to perform a wrapping step. Next, an etching step was performed in which the oxide single crystal wafer 100 was immersed in the nitrogen for 4 hours while the nitrogen mixed at a volume ratio of HF: HNO 3 = 1: 1 was maintained at room temperature. Then, using a single-wafer type surface grinder for wafers, only the front surface 110 was ground by a grinding wheel equipped with a diamond grindstone. Then, only the front surface 110 was mirror-finished by chemical mechanical polishing with a polishing machine. By these steps, a 6-inch LT wafer was manufactured.

得られたLTウエハを洗浄後、LT単結晶のインゴット1体あたり8枚、合計144枚のLTウエハについて、反りwを実施例1と同様に(株)東精エンジニアリング社製の表面粗さ測定機Surfcomを用いて測定した。測定箇所は、実施例1と同様に直線A、B上の合計10点とした。 After cleaning the obtained LT wafer, warpage w was measured for a total of 144 LT wafers, 8 per LT single crystal ingot, by surface roughness measurement manufactured by Tosei Engineering Co., Ltd. in the same manner as in Example 1. It was measured using a machine Surfcom. The measurement points were 10 points in total on the straight lines A and B as in Example 1.

従来例1のLTウエハの反りwは22μm~49μmの範囲であり、平均値として約33μm程度に反りwが生じていた。 The warp w of the LT wafer of the conventional example 1 was in the range of 22 μm to 49 μm, and the warp w was generated in an average value of about 33 μm.

[まとめ]
実施例1によって、支持基板との張り合わせの歩留まりを向上させることのできる、酸化物単結晶ウエハ100を得られることを確認した。
[summary]
According to Example 1, it was confirmed that the oxide single crystal wafer 100 capable of improving the yield of bonding with the support substrate can be obtained.

そして、実施例1におけるラッピング処理工程およびエッチング工程であれば、更におもて面110に平面研削加工および化学機械研磨を行う従来例1と比べて、複合基板用ウエハの膜厚のバラつきを極端に小さくすることができる。そのため、シリコン酸化膜を成膜後の複合基板用ウエハの研削加工を行う際に、その条件設定が容易になり、化学機械研磨を行う従来方法と比べて研削加工時間を短縮できる効果を得ることができる。 In the wrapping process and the etching process in the first embodiment, the film thickness of the wafer for the composite substrate is extremely different from that of the conventional example 1 in which the front surface 110 is further subjected to surface grinding and chemical mechanical polishing. Can be made smaller. Therefore, when grinding a wafer for a composite substrate after forming a silicon oxide film, the conditions can be easily set, and the grinding time can be shortened as compared with the conventional method of performing chemical mechanical polishing. Can be done.

また、先述のとおり、支持基板との貼り合わせ前の酸化物単結晶ウエハ100のおもて面110は、必ずしも化学機械研磨による鏡面加工がされている必要がないため、化学機械研磨を行わない実施例1であれば、従来例1よりも低コストで酸化物単結晶ウエハ100を製造することができる。 Further, as described above, the front surface 110 of the oxide single crystal wafer 100 before being bonded to the support substrate does not necessarily have to be mirror-finished by chemical mechanical polishing, and therefore is not subjected to chemical mechanical polishing. According to the first embodiment, the oxide single crystal wafer 100 can be manufactured at a lower cost than the conventional example 1.

なお、実施例ではLTウエハを製造し測定を行ったが、LNウエハについてもLTウエハに即した製法で製造可能であり、LTウエハと同傾向のウエハを得ることができることから、LTウエハに対しても上記の[まとめ]の記載と同内容の効果が得られる。 In the embodiment, the LT wafer was manufactured and measured, but the LN wafer can also be manufactured by a manufacturing method suitable for the LT wafer, and a wafer having the same tendency as the LT wafer can be obtained. However, the same effect as the description in [Summary] above can be obtained.

100 酸化物単結晶ウエハ
110 おもて面
120 うら面
130 オリエンテーションフラット
100 Oxide single crystal wafer 110 Front surface 120 Back surface 130 Orientation flat

Claims (13)

おもて面とうら面を備える酸化物単結晶ウエハであって、
前記おもて面および前記うら面はいずれも同様のラッピング処理がされた面であり、
当該酸化物単結晶ウエハの反りは、20.5μm以下である、
酸化物単結晶ウエハ。
An oxide single crystal wafer having a front surface and a back surface.
Both the front surface and the back surface are surfaces that have been subjected to the same wrapping treatment.
The warp of the oxide single crystal wafer is 20.5 μm or less.
Oxide single crystal wafer.
おもて面とうら面を備える酸化物単結晶ウエハであって、
当該酸化物単結晶ウエハは、前記おもて面および前記うら面がいずれも同様のラッピング処理がされた後にエッチング処理されたウエハであり、
当該酸化物単結晶ウエハの反りは、20.5μm以下である、
酸化物単結晶ウエハ。
An oxide single crystal wafer having a front surface and a back surface.
The oxide single crystal wafer is a wafer in which both the front surface and the back surface are subjected to the same wrapping treatment and then etched.
The warp of the oxide single crystal wafer is 20.5 μm or less.
Oxide single crystal wafer.
前記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またはニオブ酸リチウム単結晶ウエハである、請求項1または2に記載の酸化物単結晶ウエハ。 The oxide single crystal wafer according to claim 1 or 2, wherein the oxide single crystal wafer is a lithium tantalate single crystal wafer or a lithium niobate single crystal wafer. 請求項1~3のいずれかに記載の酸化物単結晶ウエハと、
前記酸化物単結晶ウエハの前記うら面に成膜したシリコン酸化膜と、
を備える、複合基板用ウエハ。
The oxide single crystal wafer according to any one of claims 1 to 3 and
A silicon oxide film formed on the back surface of the oxide single crystal wafer and
A wafer for a composite substrate.
請求項4に記載の複合基板用ウエハと、
前記シリコン酸化膜に貼り合わせられた支持基板と、
を備える、複合基板。
The wafer for a composite substrate according to claim 4,
A support substrate bonded to the silicon oxide film and
A composite substrate.
前記支持基板は、シリコン基板、サファイヤ基板またはスピネル基板である、請求項5に記載の複合基板。 The composite substrate according to claim 5, wherein the support substrate is a silicon substrate, a sapphire substrate, or a spinel substrate. 請求項1に記載の酸化物単結晶ウエハを得るための酸化物単結晶ウエハの加工方法であって、
酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された酸化物単結晶ウエハのおもて面およびうら面をラッピング加工するラッピング加工工程を含み、
エッチング処理、平面研削加工および化学機械研磨を行わない、酸化物単結晶ウエハの加工方法。
The method for processing an oxide single crystal wafer for obtaining the oxide single crystal wafer according to claim 1.
It includes a wrapping process for wrapping the front and back surfaces of an oxide single crystal wafer cut out from an oxide single crystal ingot with a wire saw.
A method for processing oxide single crystal wafers without etching, surface grinding and chemical mechanical polishing.
請求項2に記載の酸化物単結晶ウエハを得るための酸化物単結晶ウエハの加工方法であって、
酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで切り出された後、おもて面とうら面がラッピング加工された酸化物単結晶ウエハをエッチング処理するエッチング工程を含み、
平面研削加工および化学機械研磨を行わない、酸化物単結晶ウエハの加工方法。
The method for processing an oxide single crystal wafer for obtaining the oxide single crystal wafer according to claim 2.
It includes an etching step of etching an oxide single crystal wafer having a front surface and a back surface lapping after being cut out from an oxide single crystal ingot with a wire saw.
A method for processing oxide single crystal wafers without surface grinding and chemical mechanical polishing.
請求項1~3のいずれかに記載の酸化物単結晶ウエハの製造方法であって、
酸化物単結晶のインゴットからワイヤーソーで酸化物単結晶ウエハを切り出す切り出し工程と、
切り出した酸化物単結晶ウエハのおもて面およびうら面をラップするラッピング工程と、を含み、
平面研削加工および化学機械研磨を行わない、酸化物単結晶ウエハの製造方法。
The method for producing an oxide single crystal wafer according to any one of claims 1 to 3.
The cutting process of cutting out an oxide single crystal wafer from an oxide single crystal ingot with a wire saw,
Including a wrapping step of wrapping the front surface and the back surface of the cut out oxide single crystal wafer.
A method for manufacturing an oxide single crystal wafer without surface grinding and chemical mechanical polishing.
前記ラッピング工程後の前記酸化物単結晶ウエハをエッチング処理するエッチング工程を含む、請求項9に記載の酸化物単結晶ウエハの製造方法。 The method for producing an oxide single crystal wafer according to claim 9, further comprising an etching step of etching the oxide single crystal wafer after the wrapping step. 前記酸化物単結晶の前記インゴットを育成する育成工程と、
前記切り出し工程の前に、前記インゴットの面出円筒加工を行う面出円筒加工工程と、
を含む、請求項9または10に記載の酸化物単結晶ウエハの製造方法。
A growing step for growing the ingot of the oxide single crystal, and
Prior to the cutting step, a surfaced cylindrical processing step of performing the surfaced cylindrical processing of the ingot, and a surfaced cylindrical processing step.
The method for producing an oxide single crystal wafer according to claim 9 or 10.
請求項4に記載の複合基板用ウエハの製造方法であって、
請求項1~3のいずれかに記載の酸化物単結晶ウエハのうら面にシリコン酸化膜を成膜する成膜工程を備える、複合基板用ウエハの製造方法。
The method for manufacturing a wafer for a composite substrate according to claim 4.
A method for manufacturing a wafer for a composite substrate, comprising a film forming step of forming a silicon oxide film on the back surface of the oxide single crystal wafer according to any one of claims 1 to 3.
請求項5に記載の複合基板の製造方法であって、
請求項4に記載の複合基板用ウエハのシリコン酸化膜と、支持基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程を含む、複合基板の製造方法。
The method for manufacturing a composite substrate according to claim 5.
A method for manufacturing a composite substrate, which comprises a bonding step of bonding the silicon oxide film of the wafer for a composite substrate according to claim 4 and the support substrate.
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