JP2022181230A - Piezoelectric single crystal substrate and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電性単結晶基板及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a piezoelectric single crystal substrate and a manufacturing method thereof.
単結晶から得られる基板は、様々な材料として用いられている。例えば、タンタル酸リチウム(LT)単結晶から得られるタンタル酸リチウム単結晶基板(LT単結晶基板)やニオブ酸リチウム(LN)単結晶から得られるニオブ酸リチウム単結晶基板(LN単結晶基板)等の圧電性単結晶基板(単結晶基板)は、移動体通信機器に用いられる電気信号ノイズ除去用の表面弾性波素子(SAWフィルター)の材料として用いられている。 Substrates obtained from single crystals are used as various materials. For example, a lithium tantalate single crystal substrate (LT single crystal substrate) obtained from a lithium tantalate (LT) single crystal, a lithium niobate single crystal substrate (LN single crystal substrate) obtained from a lithium niobate (LN) single crystal, etc. The piezoelectric single crystal substrate (single crystal substrate) is used as a material for a surface acoustic wave element (SAW filter) for removing electrical signal noise used in mobile communication equipment.
LT単結晶やLN単結晶は、主にチョクラルスキー法で製造されており、通常、高融点の貴金属ルツボを用い、電気炉中で育成され所定の冷却速度で冷却された後、電気炉から取り出される。育成された単結晶には、熱応力による残留歪みを取り除くため、融点に近い均熱下での熱処理、更に単一分極とするためのポーリング処理、すなわち、単結晶を室温からキュリー温度以上の所定温度まで昇温させ、単結晶に電圧を印加し、電圧を印加したままキュリー温度以下の所定温度まで降温させた後、電圧印加を停止して室温まで冷却する一連の処理が施される。育成された単結晶は、ポーリング処理後、外形を整えるために外表面が研削され、円柱状に加工された単結晶インゴットからウエハ状の単結晶基板へと加工される。 LT single crystals and LN single crystals are mainly produced by the Czochralski method, and are usually grown in an electric furnace using a precious metal crucible with a high melting point, cooled at a predetermined cooling rate, and then removed from the electric furnace. taken out. In order to remove residual strain due to thermal stress, the grown single crystal is subjected to heat treatment under soaking near the melting point, and further poling treatment to achieve single polarization. A series of processes are performed in which the temperature is raised to a temperature, a voltage is applied to the single crystal, the temperature is lowered to a predetermined temperature below the Curie temperature while the voltage is applied, the voltage application is stopped, and the crystal is cooled to room temperature. After the poling treatment, the grown single crystal is ground on the outer surface to adjust the outer shape, and the single crystal ingot processed into a cylindrical shape is processed into a wafer-shaped single crystal substrate.
円柱状の単結晶インゴットを加工する手順としては、通常、円筒研削工程、スライス工程、ベベル工程、ラッピング工程、ポリッシュ工程等の機械加工が順に行われる。また、ラッピング工程とポリッシュ工程との間に、エッチングが行われる場合もある。上記のような機械加工等を経て、単結晶インゴットからウエハ状の単結晶基板が製造される。 As a procedure for processing a cylindrical single crystal ingot, machining such as a cylindrical grinding process, a slicing process, a beveling process, a lapping process, and a polishing process is normally performed in order. Etching may also be performed between the lapping and polishing steps. Wafer-shaped single crystal substrates are manufactured from the single crystal ingot through the above-described machining and the like.
従来、直径150mmφ以下の単結晶基板では図9に示すように結晶方位識別のため外周上の所定の位置にオリエンテーションフラット(OF)と呼ばれる直線部分が設けられていた。また、加工工程での表裏判定のためや両面鏡面基板の表裏判定のためにインデックスフラット(IF)と呼ばれるOFよりも短い直線部分が設けられていた。 Conventionally, a single crystal substrate having a diameter of 150 mmφ or less has a linear portion called an orientation flat (OF) at a predetermined position on the outer circumference for identifying the crystal orientation, as shown in FIG. Further, a linear portion called an index flat (IF), which is shorter than OF, is provided for determining the front and back sides in the processing process and for determining the front and back sides of a double-sided mirror substrate.
しかしながら、直径150mmφを超える単結晶基板ではOF、IFを設けると基板からデバイスを切り出す際の有効面積が減少すること、大口径化した単結晶基板では必然的に重量が増加し、しかもOFやIFを設けてなる単結晶基板をデバイス作製工程でスピンコータ等により高速回転させることにより加工した時には、OFやIFが欠けていることに伴うトラブルが発生することがわかってきた。すなわち、OFやIFを設けて成る単結晶基板は、当然ながらその外周が完全な円形でなく、OFやIFが切り欠けられている。このような外周が切り欠けられている単結晶基板をスピンコータ等により高速回転した時には偏荷重が発生し、それに伴いそのスピンコータのロータへ真空吸着させていた単結晶基板が高速回転で離脱したり、飛散したりするというトラブルが発生する。 However, in single crystal substrates with a diameter exceeding 150 mmφ, the provision of OF and IF reduces the effective area for cutting out devices from the substrate. It has been found that when a single crystal substrate provided with is processed by rotating it at high speed with a spin coater or the like in the device manufacturing process, troubles due to lack of OF or IF occur. That is, the single-crystal substrate provided with the OF and IF naturally does not have a perfect circular outer periphery, and the OF and IF are notched. When such a single crystal substrate having a notched outer periphery is rotated at high speed by a spin coater or the like, an unbalanced load is generated. Problems such as scattering occur.
そこで、OFやIFを設けて成る図9に示す単結晶基板に代えて、V字形状のノッチを設けて成る図10に示す単結晶基板が開発された。この単結晶基板は、OFに代わる結晶方位識別法として単結晶基板の外周の一端に切り込み加工をしたノッチを設けたものである。 Therefore, instead of the single crystal substrate shown in FIG. 9 having OF and IF, a single crystal substrate shown in FIG. 10 having a V-shaped notch was developed. This single crystal substrate is provided with a notch formed by cutting at one end of the outer circumference of the single crystal substrate as a crystal orientation identification method instead of OF.
ノッチを有する単結晶基板は、例えば、特許文献1に記載されるような以下の手順で加工される。円筒研削工程で単結晶の表面を円筒研削し、円柱状の単結晶インゴット(インゴット)に加工するとともに、インゴットの側面の特定の方向にV字形状の溝を形成する(この溝がインゴットをスライスした時の仮ノッチとなる)。スライス工程でインゴットをワイヤーソーで遊離砥粒を用いて円盤状の基板になるようにスライスする。ベベル工程において、スライス工程で得られた仮ノッチが形成された基板を、回転可能な基板研削用ステージ上に保持させ、基板を回転させたままステージを回転砥石に接近させて基板の外周部の端面の面取りを行う。面取り作業終了後、ステージの回転を停止するとともにステージを回転砥石から離し、回転砥石の代わりにノッチ研削用砥石を回転させるとともに、ステージをノッチ形成位置に接近させてノッチを形成する。ノッチの形成が終了した後、ラッピング工程で表裏両面を遊離砥粒を用いてラッピング加工し、エッチング工程で加工歪を除去し、その後、ポリッシュ工程で表面を片面鏡面研磨する。 A single crystal substrate having a notch is processed according to the following procedure as described in Patent Document 1, for example. In the cylindrical grinding process, the surface of the single crystal is cylindrically ground, processed into a cylindrical single crystal ingot (ingot), and a V-shaped groove is formed in a specific direction on the side surface of the ingot (this groove slices the ingot). It becomes a temporary notch when In the slicing step, the ingot is sliced with a wire saw using free abrasive grains so as to form a disk-shaped substrate. In the beveling process, the substrate with the temporary notch formed in the slicing process is held on a rotatable substrate grinding stage, and the stage is brought close to the rotating grindstone while the substrate is rotated to grind the outer periphery of the substrate. Chamfer the end face. After the chamfering operation is completed, the stage is stopped from rotating, the stage is separated from the rotary grindstone, the notch grinding grindstone is rotated instead of the rotary grindstone, and the stage is brought closer to the notch forming position to form a notch. After the formation of the notch is completed, both the front and back surfaces are lapped using loose abrasive grains in the lapping process, the processing strain is removed in the etching process, and then the surface is mirror-polished on one side in the polishing process.
上記のような、表面側を鏡面研磨し、裏面側を鏡面研磨しない圧電性単結晶基板の場合、その表裏の判別を、研磨度合いを目視することにより行うことができる。 In the case of the piezoelectric single crystal substrate having the front surface side mirror-polished and the back surface side not mirror-polished as described above, it is possible to distinguish between the front and back surfaces by visually observing the degree of polishing.
一方、近年においては、SAWフィルタはますます高性能化されてきている。このような高性能化したSAWフィルタは圧電性単結晶基板上に描画される回路の線幅が精密化してきており、このため回路パターン露光時の線幅の精度を向上させるために圧電性単結晶基板にはその平坦度を一段と向上させる要求がなされている。圧電性単結晶基板の平坦度を一段と向上させるために、近年の圧電性単結晶基板では、その両面を同時に鏡面研磨することが多くなってきた。しかし、このように両面を鏡面研磨した圧電性単結晶基板ではその表裏の判別が表面の研削度合いでは判別できないという問題が起こった。 On the other hand, in recent years, SAW filters have become more and more sophisticated. In such high-performance SAW filters, the line width of the circuit drawn on the piezoelectric single crystal substrate has become more precise. Crystal substrates are required to further improve their flatness. In order to further improve the flatness of the piezoelectric single crystal substrate, both surfaces of the recent piezoelectric single crystal substrate are often mirror-polished at the same time. However, in such a piezoelectric single crystal substrate having both sides mirror-polished, there is a problem that the front and back cannot be distinguished by the degree of grinding of the surface.
従来、OFやIFを設けた単結晶基板は、OFを基準にIFの位置により表裏を判別することができる。このため、両面を鏡面研磨した圧電性単結晶基板であっても、常にOFとIFが存在するため、容易に基板の表裏(表の面と裏面)の判別が可能である。 Conventionally, in a single crystal substrate provided with an OF or an IF, the front and back sides can be distinguished by the position of the IF on the basis of the OF. Therefore, even if the piezoelectric single crystal substrate is mirror-polished on both sides, the OF and IF are always present, and it is possible to easily distinguish between the front and back sides of the substrate (the front side and the back side).
一方、ノッチを設けた単結晶基板は、両面を鏡面研磨した場合、表面・裏面の外観は全く同一であるため、その表裏の判別ができないという問題が起こる。 On the other hand, when a notched single crystal substrate is mirror-polished on both sides, the appearance of the front and back surfaces is exactly the same.
そこで、本発明は、ノッチを有する圧電性単結晶基板の表裏の判別を容易に確実に実施でき、特に、ノッチを有する両面が鏡面研磨された圧電性単結晶基板の表裏の判別を確実に実施できる圧電性単結晶基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can easily and reliably discriminate between the front and back sides of a piezoelectric single crystal substrate having a notch, and in particular, can reliably discriminate between the front and back sides of a piezoelectric single crystal substrate having a notch and having both sides mirror-polished. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric single crystal substrate and a method for manufacturing the same.
本発明の態様によれば、外周部が面取り形状であり、外周部にノッチを有する圧電性単結晶基板であって、外周部において、圧電性単結晶基板の中心を基準として、結晶方位方向に形成した第1のノッチと、第1のノッチと非対称となる位置に第2のノッチを有し、第2のノッチは、第1のノッチに対し表面粗さが相違し且つ目視判別可能なノッチである、圧電性単結晶基板が提供される。 According to the aspect of the present invention, the piezoelectric single crystal substrate has a chamfered outer peripheral portion and a notch in the outer peripheral portion, and the outer peripheral portion has a crystal orientation direction with the center of the piezoelectric single crystal substrate as a reference. The formed first notch has a second notch at a position asymmetrical to the first notch, and the second notch has a different surface roughness from the first notch and is visually distinguishable. A piezoelectric single crystal substrate is provided.
また、本発明の態様の圧電性単結晶基板において、第2のノッチは、圧電性単結晶基板の中心を基準として第1のノッチとなす角度が45°以下である構成でもよい。また、第2のノッチは、半透明である構成でもよい。また、圧電性単結晶基板は、両面が鏡面である構成でもよい。 In the piezoelectric single crystal substrate according to the aspect of the present invention, the second notch may form an angle of 45° or less with respect to the first notch with respect to the center of the piezoelectric single crystal substrate. The second notch may also be translucent. Also, the piezoelectric single crystal substrate may have a configuration in which both surfaces are mirror surfaces.
また、本発明の態様によれば、圧電性単結晶基板の製造方法であって、外周部にベベル加工が施された圧電性単結晶の薄板に対し、外周部において、薄板の中心を基準として結晶方位方向に第1のノッチを形成し、第1のノッチと非対称となる位置に、第1のノッチに対し表面粗さが相違し且つ目視判別が可能な第2のノッチを形成することを含む、圧電性単結晶基板の製造方法が提供される。 Further, according to an aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a piezoelectric single crystal substrate, in which a piezoelectric single crystal thin plate having a beveled outer peripheral portion is subjected to bevel processing in the outer peripheral portion with the center of the thin plate as a reference. A first notch is formed in the crystal orientation direction, and a second notch that is different in surface roughness from the first notch and that can be visually distinguished is formed at a position asymmetrical to the first notch. A method for manufacturing a piezoelectric single crystal substrate is provided, comprising:
本発明によれば、ノッチを有する圧電性単結晶基板の表裏の判別を容易に確実に実施でき、特に、ノッチを有する両面が鏡面研磨された圧電性単結晶基板の表裏の判別を確実に実施できる圧電性単結晶基板及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to easily and reliably discriminate between the front and back of a piezoelectric single crystal substrate having a notch, and in particular, to reliably discriminate the front and back of a piezoelectric single crystal substrate having both surfaces mirror-polished and having a notch. It is possible to provide a piezoelectric single crystal substrate and a method for manufacturing the same.
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更することができる。なお、各図面においては、適宜、一部又は全部が模式的に記載され、縮尺が変更されて記載される。また、以下の説明において、「A~B」との記載は、「A以上B以下」を意味する。 Specific embodiments of the present invention will be described in detail below. In addition, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified as appropriate without changing the gist of the present invention. In addition, in each drawing, a part or the whole is shown schematically and the scale is changed as appropriate. Further, in the following description, the description “A to B” means “A or more and B or less”.
圧電性単結晶基板は、上記のように、表面弾性波素子(SAWフィルタ)の材料として用いられている。SAWフィルタは、例えば、基板主面方位42°RY前後で加工されたLT単結晶基板や主面方位128°RY前後で加工されたLN単結晶基板が用いられている。ここで、例えば、42°RYとは、図11に示すように、X軸を回転軸として、Y-Z平面においてY軸からZ軸方向に42°回転させた方向である。このような方位に対して垂直に加工された基板を、主面方位42°RYの基板と呼ぶ。このような単結晶基板は、結晶軸に傾きがあり所定の結晶方位の面のみを使用するため、基板の表裏を識別する必要がある。OFやIFを設けた単結晶基板は、OFを基準にIFの位置により表裏を判別することができる。このため、両面を鏡面研磨した圧電性単結晶基板であっても、常にOFとIFが存在するため、容易に単結晶基板の表裏(表の面と裏面)の判別が可能である。 As described above, piezoelectric single crystal substrates are used as materials for surface acoustic wave devices (SAW filters). For the SAW filter, for example, an LT single crystal substrate processed with a substrate main surface orientation of about 42° RY or an LN single crystal substrate processed with a main surface orientation of about 128° RY is used. Here, for example, 42° RY is a direction rotated 42° from the Y-axis to the Z-axis direction on the YZ plane with the X-axis as the rotation axis, as shown in FIG. A substrate processed perpendicularly to such an orientation is called a substrate with a main surface orientation of 42° RY. Since such a single crystal substrate has a tilted crystal axis and uses only a plane with a predetermined crystal orientation, it is necessary to identify the front and back of the substrate. A single crystal substrate provided with an OF and an IF can be distinguished from the front and back by the position of the IF with the OF as a reference. Therefore, even if the piezoelectric single crystal substrate is mirror-polished on both sides, OF and IF are always present, so that it is possible to easily distinguish between the front and back sides (the front side and the back side) of the single crystal substrate.
しかしながら、上述したように、基板の大口径化に伴い、OFやIFの代わりのノッチ付きの基板が増えてきているが、ノッチ付きの基板では、表裏の判別が難しい場合があった。特に、両面が鏡面研磨されたノッチ付きの基板では、表裏を判定することは不可能であった。 However, as described above, substrates with notches instead of OF and IF are becoming more popular as the diameter of substrates increases. In particular, it was impossible to determine the front and back of a notched substrate having both sides mirror-polished.
本実施形態に係る圧電性単結晶基板は、上記のように表裏判定が不可能であるといった問題があった両面が鏡面研磨されたノッチ付きの基板においても、簡単に表裏を判定できるものである。以下、本実施形態に係る圧電性単結晶基板について説明する。図1(A)及び(B)は、実施形態に係る圧電性単結晶基板の一例を示す図である。(A)は平面図である。(B)は、(A)に示すA方向に視た側面図である。 The piezoelectric single crystal substrate according to the present embodiment makes it possible to easily determine the front and back sides of a notched substrate having both sides mirror-polished, which had the problem of being unable to determine the front and back sides as described above. . The piezoelectric single crystal substrate according to this embodiment will be described below. FIGS. 1A and 1B are diagrams showing an example of a piezoelectric single crystal substrate according to an embodiment. (A) is a plan view. (B) is a side view seen in the A direction shown in (A).
本実施形態に係る圧電性単結晶基板CPX(以下「単結晶基板」と略す場合もある。)は、外周部10が面取り形状であり、外周部10にノッチ11を有する圧電性単結晶基板であって、外周部10において、圧電性単結晶基板CPXの中心を基準として、結晶方位方向に形成した第1のノッチ11と、第1のノッチ11と非対称となる位置に第2のノッチ12を有し、第2のノッチ12は第1のノッチ11に対し表面粗さが相違し目視判別が可能なノッチであることを特徴としている。
The piezoelectric single crystal substrate CPX (hereinafter sometimes abbreviated as “single crystal substrate”) according to the present embodiment is a piezoelectric single crystal substrate having a chamfered outer
本実施形態の単結晶基板CPXに用いられる圧電性単結晶は、タンタル酸リチウム(LT)単結晶(LT単結晶)、ニオブ酸リチウム(LN)単結晶(LN単結晶)等の圧電性を有する単結晶である。 The piezoelectric single crystal used for the single crystal substrate CPX of the present embodiment has piezoelectric properties such as lithium tantalate (LT) single crystal (LT single crystal), lithium niobate (LN) single crystal (LN single crystal), and the like. Single crystal.
本実施形態の単結晶基板CPXの外周部10は、基板の割れやチッピング防止のため、ベベル加工が施されたベベル加工面となっている。外周部10は、ベベル加工により、面取り形状となっている。面取り形状は、角部が面取りされる形状であれば、特に限定されず、例えば、ベベル形状、R形状、曲面状、テーパ状等である。ベベル加工は、上記の面取り形状にする加工である。ベベル加工は、砥石等による研削加工によって行われる。
The
本実施形態の単結晶基板CPXでは、この単結晶基板CPXの外周部10の一部に、2ヵ所ノッチを設けている。本実施形態の単結晶基板CPXは、第1のノッチ11と第2のノッチを有する。第1のノッチ11は、基板の外周部10において、所定の結晶方位の方向に形成される。第1のノッチ11の形状は、特に限定はなく、目視で認識可能な形状であればよい。第1のノッチ11の形状は、例えば、断面形状がV字状でもよいし、U字状でもよい。第1のノッチ11の深さは、特に限定はないが、0.7mm~1.5mmであるのが好ましい。
In the single crystal substrate CPX of the present embodiment, two notches are provided in part of the outer
第2のノッチ12は、第1のノッチ11同様に基板の外周部10において、第1のノッチ11と非対称となる位置に形成される。第1のノッチ11の位置から基板の中心Cを基準として180°の方向P1(図1(A)参照)以外の位置に形成されればよい。言い換えれば、第2のノッチ12の位置は、単結晶基板CPXの中心Cを基準として、第1のノッチ11と非対称となる位置であれば、特に限定はない。
The
なお、第2のノッチ12の位置は、単結晶基板CPXの中心Cを基準として第1のノッチ11となす角度θ1が45°以下の位置に形成することが好ましい。更に、第2のノッチ12の位置は、第1のノッチ11から1cmから3cm離れた距離L1の円周上(外周部10上)の位置であることがより好ましい。第1のノッチ11および第2のノッチ12は、近接して形成することで同一視野内になり、単結晶基板の表裏を容易に識別することができる。
The position of the
第2のノッチ12の形状は、特に限定はない。第2のノッチ12の形状は、第1のノッチ11と同様に、例えば、断面形状がV字状でもよいし、U字状でもよい。第2のノッチ12の深さは、特に限定はないが、0.7mm~1.5mmであるのが好ましい。第1のノッチ11と第2のノッチ12の形状は、形状を変えても良いし、同一の形状でもよい。なお、第1のノッチ11と第2のノッチ12で形状を変えることは、単結晶基板の表裏を、より容易に識別することができるため、より好ましい。
The shape of the
第1のノッチ11と第2のノッチ12は、それぞれの表面粗さが相違し、目視判別できるノッチである。単結晶基板CPXの外周部10は、ベベル加工により、面取り形状となっている(図1(B)参照)。
The
ベベル加工は、砥石等による研削加工によって行われる。この時の研削面は、一般的にくすんだ不透明な面である。ノッチを形成する加工面は、ベベル加工に用いる砥石を用いて加工するため、ベベル加工した研削面と同様の面となる。 Beveling is performed by grinding with a whetstone or the like. The ground surface at this time is generally a dull and opaque surface. The machined surface on which the notch is to be formed is the same as the beveled ground surface because it is machined using a whetstone used for beveling.
そこで、本実施形態では、第1のノッチ11と第2のノッチ12のどちらか一方のノッチを加工する時に用いる砥石の番手を替え、第1のノッチ11と第2のノッチ12の加工面の表面状態を変えることを特徴としている。
Therefore, in the present embodiment, the number of the grindstone used when processing either the
単結晶基板CPXの外周部10は、ベベル加工により、砥石の番手が#800程度で行われており、表面状態はノッチ部を含めてくすんだ不透明な面である。このため、目視で判別がしやすいように、第1のノッチ11と第2のノッチ12の加工面のうちの一方の加工面は、砥石の番手を高番手の砥石を使用することで、表面状態を半透明にすることが好ましい。言い換えれば、第1のノッチ11の表面粗さ及び第2のノッチ12の表面粗さは、一方が不透明で、他方が半透明であるのが好ましい。なお、ノッチの表面状態(表面粗さ)は、視認して判別ができる程度の差があれば特に限定はない。例えば、第1のノッチ11と第2のノッチ12の加工に用いる砥石は、一方の砥石の番手#800に対して、他方の砥石の番手を高番手にする場合#1200以上が好ましく、#1500以上#2000以下がより好ましく、この時の表面粗さはRaで0.05μm~0.1μmとなる。
The outer
前述したように、単結晶基板CPXの表裏の判別は、ノッチの大きさ等を変更することでも可能であるが、ノッチの大きさは0.7mm~1.5mmであり、この範囲内での大きさ変更(相違)では、目視による判別では一見では難しい。しかし、本実施形態のように、ノッチ部(第1のノッチ11と第2のノッチ12の総称したものを「ノッチ部」と称す)の表面状態による判別、特に不透明と半透明の場合は視認による判別がより容易である。また、単結晶基板CPXにおいて、第1のノッチ11及び第2のノッチ12は、上記のような表面状態の変更(相違)とともに、ノッチの大きさの変更(相違)を組み合わせることは、ノッチの判別(識別)がさらに容易になるため、より好ましい。
As described above, it is possible to distinguish between the front and back sides of the single crystal substrate CPX by changing the size of the notch. The change in size (difference) is difficult to distinguish by visual inspection. However, as in the present embodiment, discrimination by the surface state of the notch portion (the
上記のように、本実施形態に係る単結晶基板CPXは、外周部10において、圧電性単結晶基板CPXの中心Cを基準として、結晶方位方向に形成した第1のノッチ11と、第1のノッチ11と非対称となる位置に第2のノッチ12を有し、第2のノッチ12は第1のノッチ11に対し表面粗さが相違し且つ目視判別が可能なノッチである。なお、本実施形態の単結晶基板CPXにおいて、上記以外の構成は、任意の構成である。本実施形態に係る単結晶基板CPXは、第1のノッチ11及び第2のノッチ12の相対位置と表面状態により、単結晶基板CPXの表裏の判別を確実に実施することができる。特に、本実施形態に係る単結晶基板CPXは、従来では目視により表裏の判別が不可能であった両面が鏡面研磨された基板においても、基板の表裏を確実に判別することができる。本実施形態に係る単結晶基板は、基板の表裏判別を確実に実施できるため、表面と裏面を間違えたことにより表面弾性波素子等の材料として使用できないという問題を防止することができる。
As described above, the single-crystal substrate CPX according to the present embodiment has the
なお、単結晶基板CPXの表面又は裏面の状態は、特に限定されない。例えば、単結晶基板CPXにおいて、表面又は裏面は、鏡面であってもよいし、鏡面でなくてもよい。単結晶基板CPXの表面及び裏面が鏡面である場合、上記のように従来では目視により表裏を判定することが不可能であった基板の表裏を確実に判定することができるので、本実施形態に係る単結晶基板CPXの効果がより顕著となる。また、単結晶基板CPXの表面又は裏面が鏡面でない場合でも、基板の表裏を確実に判定することができるので、例えば製造工程中における表面と裏面の間違えを防止することができる。 Note that the state of the front surface or the rear surface of the single crystal substrate CPX is not particularly limited. For example, in the single crystal substrate CPX, the front surface or the back surface may or may not be a mirror surface. When the front and back surfaces of the single crystal substrate CPX are mirror surfaces, as described above, it is possible to reliably determine the front and back surfaces of the substrate, which could not be visually determined in the conventional art. The effect of the single crystal substrate CPX is more remarkable. In addition, even if the front surface or the back surface of the single crystal substrate CPX is not a mirror surface, the front surface and back surface of the substrate can be reliably determined.
以下、本実施形態の単結晶基板の製造方法の一例を説明する。図2は、単結晶基板の製造方法の一例を示すフローチャートである。なお、以下に説明する単結晶基板の製造方法は、一例であって、本実施形態の単結晶基板の製造方法を限定するものではない。また、本実施形態の単結晶基板の製造方法では、上述の本実施形態の単結晶基板で説明した事項は適用可能であり、適宜、その説明を省略又は簡略化する。また、本実施形態の単結晶基板の製造方法で説明した事項は、上述の本実施形態の単結晶基板においても適用可能であるとする。 An example of the method for manufacturing the single crystal substrate of this embodiment will be described below. FIG. 2 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing a single crystal substrate. Note that the method for manufacturing a single crystal substrate described below is an example, and does not limit the method for manufacturing a single crystal substrate according to this embodiment. In addition, in the method for manufacturing the single crystal substrate of the present embodiment, the items described for the single crystal substrate of the present embodiment are applicable, and the description thereof will be omitted or simplified as appropriate. In addition, the items described in the method for manufacturing the single crystal substrate of this embodiment are also applicable to the single crystal substrate of this embodiment described above.
本実施形態の単結晶基板の製造方法は、図2に示すように、円筒研削工程S1と、溝形成工程S2と、マーキング工程S3と、スライス工程S4と、ベベル工程S5と、ラッピング工程S6と、ポリッシュ工程S7と、を備える。 As shown in FIG. 2, the method for manufacturing a single crystal substrate of this embodiment includes a cylindrical grinding step S1, a groove forming step S2, a marking step S3, a slicing step S4, a beveling step S5, and a lapping step S6. , and a polishing step S7.
(円筒研削工程S1)
図3は、円筒研削工程S1の一例を示す図である。円筒研削工程S1は、育成された圧電性単結晶のインゴット(以下、インゴットと略す)の側面(円柱側面、外周面)に円筒研削を施し、外径が整えられた単結晶インゴットC1を得る工程である。円筒研削は、公知の方法により実施することができる。なお、本実施形態の単結晶基板の製造方法は、円筒研削工程S1を備えなくてもよい。例えば、本実施形態の単結晶基板の製造方法は、予め製造された円筒研削が施された圧電性単結晶インゴットを用いて実施することができる。
(Cylindrical grinding step S1)
FIG. 3 is a diagram showing an example of the cylindrical grinding step S1. Cylindrical grinding step S1 is a step of subjecting a side surface (column side surface, outer peripheral surface) of a grown piezoelectric single crystal ingot (hereinafter abbreviated to ingot) to cylindrical grinding to obtain a single crystal ingot C1 having a uniform outer diameter. is. Cylindrical grinding can be carried out by known methods. It should be noted that the method for manufacturing a single crystal substrate according to the present embodiment may not include the cylindrical grinding step S1. For example, the method for manufacturing a single crystal substrate of the present embodiment can be carried out using a previously manufactured piezoelectric single crystal ingot subjected to cylindrical grinding.
(溝形成工程S2)
図4は、溝形成工程S2の一例を示す斜視図である。溝形成工程S2は、円筒研削が施されたインゴットC1の側面に対して、所定の溝14を形成する工程である。溝14は、インゴットC1の側面を研削加工することによって溝を形成する等の公知の方法により実施することができる。
(Groove forming step S2)
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the groove forming step S2. The groove forming step S2 is a step of forming a
溝14は、インゴットC1の中心軸AX1方向に延びるように形成される。溝14は、第1のノッチ11となる第1の溝14aと、第2のノッチ12となる第2の溝14bの2ヵ所形成する。第1の溝14aは、所定の結晶方位を示す位置に形成され、所定の結晶方位の識別に用いられる。第2の溝14bは、第1の溝14aと非対称となる位置に形成される。第2の溝14bは、第1の溝14aの位置から180°方向以外の位置であれば、言い換えれば、第2の溝14bの位置は、単結晶C2の中心AX1を基準として、第1の溝14aと非対称となる位置であれば、特に限定はない。なお、第2の溝14bの位置は、単結晶の中心AX1を基準として第1の溝14aとなす角度θ1が45°以下の位置になるように形成することが好ましい。更に、第2の溝14bの位置は、第1の溝14aから1cmから3cm離れた円周上(外周部10上)の位置であることがより好ましい。
第1の溝14a及び第2の溝14bは、ベベル工程S5により除去されずに残り、最終的に所定の結晶方位の識別等に用いられる第1のノッチ11、第2のノッチ12(図1(A)参照)となる部分である。第1のノッチ11、第2のノッチ12は、それぞれ、第1の溝14aと第2の溝14bの形状を元に、ベベル工程S5により最終形状に加工される。第1の溝14a及び第2の溝14bの深さ及びベベル工程S5における取り代は、第1の溝14a及び第2の溝14bがベベル工程S5により除去されず、ベベル工程S5の後に第1のノッチ11及び第2のノッチ12となるように調整されている。LT単結晶の場合、第1の溝14aは、図11に示す+X方向の結晶方位を示すように形成される。
The
第1の溝14aと第2の溝14bの断面形状は、それぞれ、図4に示すように、V字状であるのが好ましい。なお、第1の溝14aと第2の溝14bの断面形状は、V字状に限定されず、例えばU字状等でもよい。第1の溝14aと第2の溝14bの深さは、特に限定はないが、例えば0.7mm~1.5mmであるのが、認識容易性及び加工ロスの等の観点から好ましい。また、第1の溝14aと第2の溝14bで、形状を変更してもよい。
The cross-sectional shapes of the
(マーキング工程S3)
図5(A)及び(B)は、マーキング工程の一例を示す図であり、(A)は斜視図、(B)は断面図である。マーキング工程S3は、インゴットC1の側面(外周面)に、インゴットC1の軸AX1に対して溝14(第1の溝14a及び第2の溝14b)と非対称である部分にマークM1を形成する工程である。
(Marking step S3)
5A and 5B are diagrams showing an example of the marking process, where (A) is a perspective view and (B) is a cross-sectional view. The marking step S3 is a step of forming a mark M1 on a side surface (peripheral surface) of the ingot C1 in a portion that is asymmetrical with the grooves 14 (
マークM1は、第1の溝14aや第2の溝14bの底部よりも外周側に形成されている。マークM1は、基板の表裏の判別が可能な位置に形成される。例えば、マークM1は、図5(B)に示す第1の溝14aの位置から中心軸AX1周り回転させた角度をθ2としたときに、θ2が180°となる位置でなく且つ第2の溝14bと干渉しない位置に配置される。これにより、第1の溝14aと第2の溝14bとマークM1との位置関係(相対位置)から基板の表裏を判定することが可能となる。第1の溝14a及び第2の溝14bとマークM1が、中心軸AX1を基準に対称な位置である場合、後に説明するスライス工程S4後において、基板の表裏の判別が困難になる。マークM1の位置は、特に限定されないが、第1の溝14aまたは第2の溝14bからマークM1までの距離L2(図5(B)参照)が1~5cmであると、表裏の判別がし易いため好ましい。例えば、図5(B)に示す例の場合、後述するスライス工程S4後の薄板CP1における第1の溝14a及び第2の溝14bに対するマークM1の位置が、時計周り方向の場合は表面、反時計周り方向の場合は裏面となり、基板の表裏の判別が容易となる。なお、マークM1の位置は、基板の表裏を判別可能な位置であれば、限定されない。
The mark M1 is formed on the outer peripheral side of the bottoms of the
マークM1の形成(マーキング)の方法は、特に限定はない。例えば、マークM1は、レーザーマーカー加工、ブラスト加工、ペンによる塗料の塗布等の方法を用いることができる。例えば、レーザーマーカー加工の場合、CO2レーザー(λ=10.6μm)、YAGレーザー(λ=1.06μm)、YVO4 SHGレーザー(λ=532nm)、YAG 第四高調波レーザー(λ=265nm)を用いることができる。また、ブラスト加工であれば#4000程度のFO砥粒を用いたサンドブラスト加工等を用いることができる。本実施形態での上記マーキングは、後工程のスライス工程S4後に、表裏の識別が可能で、かつ、後工程のベベル工程S5で除去できればよいため、ペンによる塗料(インク)の塗布によりマーキングを行うことが、加工工数も少なく好ましい。上記マーキングにおいて、ペン及び塗料(インク)の種類は、特に限定されないが、例えばマジック等のペンを用いることができる。ペンによるマーキングの場合、マークM1の位置及び大きさの限定はないが、例えば、インゴットC1の側面に第2の溝14bから時計周り方向に2cm離れた位置に、太さ5mmで、マジックなどのペンにてマーキングを行いマークM1を形成してもよい。 A method of forming (marking) the mark M1 is not particularly limited. For example, the mark M1 can be formed by laser marker processing, blast processing, paint application with a pen, or the like. For example, in the case of laser marker processing, CO2 laser (λ = 10.6 µm), YAG laser (λ = 1.06 µm), YVO4 SHG laser (λ = 532 nm), and YAG fourth harmonic laser (λ = 265 nm) are used. be able to. In the case of blasting, sandblasting or the like using FO abrasive grains of about #4000 can be used. In the present embodiment, the marking is performed by applying paint (ink) with a pen so that the front and back can be identified after the slicing step S4, which is a later step, and can be removed in the beveling step S5, which is a later step. This is preferable because the number of processing man-hours is small. In the above marking, the types of pen and paint (ink) are not particularly limited, but pens such as markers can be used, for example. In the case of marking with a pen, the position and size of the mark M1 are not limited. The mark M1 may be formed by marking with a pen.
(スライス工程S4)
図6は、スライス工程S4の一例を示す図である。スライス工程S4は、第1の溝14a及び第2の溝14bとマークM1とが形成されたインゴットC2をスライスし、薄板CP1に加工する工程である。スライス工程S4は、公知の方法で実施することができる。スライス工程S4は、例えば、マルチワイヤソー装置等の公知のワイヤソー装置により実施することができる。スライス工程S4により形成される薄板CP1には、第1の溝14aと第2の溝14bとマークM1とが形成されている。これにより、スライス工程S4により形成される薄板CP1は、基板の表裏の識別が可能となる。例えば、第2の溝14bから時計周り方向に2cm離れた位置にペン(塗料、インク)等を用いてマーキングを行った場合、第2の溝14bに対してマークM1の位置が時計周りの方向にある場合は表面、反時計周りの方向の場合は裏面であり、基板の表裏の判別は容易である。
(Slicing step S4)
FIG. 6 is a diagram showing an example of the slicing step S4. The slicing step S4 is a step of slicing the ingot C2 in which the
(ベベル工程S5)
図7(A)から(C)は、ベベル工程S5の一例を示す図であり、(A)は、薄板の外周部の上端をベベル加工する状態を示す図であり、(B)及び(C)はベベル加工後の薄板の外周部の例を示す図であり、(B)は断面図、(C)は平面図である。ベベル工程S5は、薄板CP1の外周部10を面取りし、第1のノッチ11及び第2のノッチ12を形成し、マークM1を除去する工程である。ベベル工程S5では、薄板CP1の外周部10を研削し、第1の溝14aと第2の溝14bの位置に、第1のノッチ11と第2のノッチ12を形成する加工が行われる。ベベル工程S5により、図7(C)に示す第1のノッチ11と第2のノッチ12が形成され、且つ、マークM1が除去された薄板CP3を得ることができる。なお、この薄板CP3は、上述した本実施形態の単結晶基板CPXに含まれる。
(Beveling step S5)
FIGS. 7A to 7C are diagrams showing an example of the beveling step S5. FIG. 7A is a diagram showing a state in which the upper end of the outer peripheral portion of the thin plate is beveled, and FIGS. ) is a diagram showing an example of a peripheral portion of a thin plate after beveling, (B) is a cross-sectional view, and (C) is a plan view. The beveling step S5 is a step of chamfering the outer
ベベル工程S5は、従来のべべル加工に用いる装置と同様の装置を用いて実施することができる。ベベル工程S5は、例えば、図7(A)に示すように、コアディスクの周面の溝にリング状の面取り用砥石32が固着された装置が用いられる。ベベル工程S5では、図7(A)に示すように、基板保持台31に保持された薄板CP1の外周部10を、回転する面取り用砥石32の上側の傾斜面に押し当て薄板CP1の上縁の角部を研削したのち、基板保持台31を所定量だけ下降させて、薄板CP1の下縁の角部を面取り用砥石32の下側の傾斜面に押し当て研削する。これにより、薄板CP1の外周部の面取り加工が施され、マークM1が除去された薄板CP2が得られる。
The beveling step S5 can be performed using a device similar to that used for conventional beveling. In the beveling step S5, for example, as shown in FIG. 7A, an apparatus is used in which a ring-shaped
ノッチ部(第1のノッチ11及び第2のノッチ12)の加工は、外周部の面取り加工が施された薄板CP2の回転を止めて、第1の溝14a及び第2の溝14b位置に所定の形状の砥石を用いて加工することにより形成する。この第1のノッチ11(第1の溝14a)及び第2のノッチ12(第2の溝14b)を加工する時、どちらか一方を砥石の番手が違う砥石を用いて加工する。一方の砥石の番手は、高番手の砥石を使用することが好ましい。高番手の砥石を用いることにより、上記したように、第1のノッチ11と第2のノッチ12との表面状態(表面粗さ)を相違させるように形成することができ、表面粗さの相違を視認することにより、基板の表裏(第1のノッチ11と第2のノッチ12)を目視による判別が可能となる。中でも、第1のノッチ11及び第2のノッチ12のいずれかの表面状態を半透明にする(表面粗さが小さくなるように加工する)ことで、視認により第1のノッチ11と第2のノッチ12を容易に判別ができ、その結果、基板の表裏を容易に判別することができる。例えば、第1の溝14aを番手#800の砥石を用いて加工し第1のノッチ11を形成し、第2の溝14bを番手#1200以上の砥石、好ましくは#1500以上#2000以下の砥石を用いて加工して第2のノッチ12を形成してもよい。第1のノッチ11及び第2のノッチ12の形成に用いる砥石の番手に差を付けることで、加工後の第1のノッチ11及び第2のノッチ12の表面状態が変わり、表面粗さが相違するように形成することができ、その結果、視認により容易に第1のノッチ11と第2のノッチ12との判別(基板の表裏の判別)ができる。上記の加工により、第2のノッチ12が、第1のノッチ11に対し表面粗さが相違し且つ目視判別が可能なノッチが形成された薄板CP3が得られる。この薄板CP3は、上記下本実施形態の圧電性単結晶基板CPXに含まれる。
The notch portions (the
ベベル工程S5では、上記したように、マークM1を除去するように、取り代が調整される。ベベル工程S5における取り代は、特に制限はないが、加工によるロスを低減させる観点から、取り代が少ないほど好ましい。マークM1が、上記のペン(塗料、インク)により形成される場合、ベベル加工による取り代を少なくすることができ、容易であるため、好ましい。 In the beveling step S5, as described above, the machining allowance is adjusted so as to remove the mark M1. The machining allowance in the beveling step S5 is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing the loss due to processing, the smaller the machining allowance, the better. When the mark M1 is formed with the above pen (paint, ink), it is possible to reduce the machining allowance for beveling, which is preferable because it is easy.
(ラッピング工程S6)
図8は、ラッピング工程S6、及び、ポリッシュ工程S7の一例を示す平面図である。ラッピング工程S6は、ベベル工程S5で得られた薄板CP3を研磨し、表面形状及び厚さを調整する工程である。
(Lapping step S6)
FIG. 8 is a plan view showing an example of lapping step S6 and polishing step S7. The lapping step S6 is a step of polishing the thin plate CP3 obtained in the beveling step S5 to adjust the surface shape and thickness.
本実施形態では、ベベル工程S5以降の工程では、ベベル工程で形成された第1のノッチ11と第2のノッチ12とにより、基板の表裏を判別することができる。すなわち、本実施形態では、ベベル工程S5以降の工程は、目視により基板の表裏を容易に判別した後に実施することができる。
In this embodiment, in the steps after the beveling step S5, the front and back of the substrate can be determined by the
ラッピング工程S6は、基板の表裏を判別した後に実施することができる。ラッピング工程S6は、公知のラッピング加工の方法により実施することができる。例えば、ラッピング工程S6は、両面ラッピング装置を用いることができる。ラッピング工程S6の条件は、特に制限されない。 The lapping step S6 can be performed after determining the front and back of the substrate. The lapping step S6 can be performed by a known lapping method. For example, the lapping step S6 can use a double-sided lapping device. Conditions for the lapping step S6 are not particularly limited.
ラッピング工程S6の後、基板の表面形状及び厚さが調整された薄板CP4が得られる。薄板CP4は、第1のノッチ11及び第2のノッチ12を備える。薄板CP4は、上記した本実施形態の単結晶基板CPXに相当する。
After the lapping step S6, a thin plate CP4 is obtained in which the surface shape and thickness of the substrate are adjusted. The sheet CP4 comprises a
ラッピング工程S6の後、必要に応じてエッチング工程(エッチング処理)を行ってもよい。エッチング工程では、加工歪を除去する工程である。エッチング工程は、例えば、酸を用いたケミカルエッチングである。エッチング工程のエッチング量には、第1のノッチ11及び第2のノッチ12の表面粗さが相違し目視により識別可能であれば、特に制限はない。
After the lapping step S6, an etching step (etching treatment) may be performed as necessary. The etching process is a process for removing processing strain. The etching process is, for example, chemical etching using acid. The etching amount in the etching step is not particularly limited as long as the surface roughness of the
(ポリッシュ工程S7)
ポリッシュ工程S7は、ラッピング加工が施された薄板CP4に対し、薄板の主面F又は両面F、R(図1(B)参照)を鏡面に研磨するポリッシュ加工を行う工程である。本例のポリッシュ工程S7は、ラッピング工程S6により表面形状及び厚さが調整された薄板CP4の主面F側又は両面(主面F、裏面R)を鏡面研磨する工程である。ポリッシュ工程S7により得られた薄板CP5は、上記第1のノッチ11及び第2のノッチ12を有し、両面に鏡面研磨面を有する基板である。この薄板CP5は、上記した本実施形態の単結晶基板CPXに相当する。
(Polishing step S7)
The polishing step S7 is a step of polishing the lapped thin plate CP4 to a mirror surface by polishing the main surface F or both surfaces F and R (see FIG. 1B) of the thin plate. The polishing step S7 of this example is a step of mirror-polishing the main surface F side or both surfaces (main surface F and back surface R) of the thin plate CP4 whose surface shape and thickness have been adjusted in the lapping step S6. The thin plate CP5 obtained by the polishing step S7 is a substrate having the
なお、ポリッシュ工程S7は、公知の片面ポリッシュ装置又は両面ポリッシュ装置を用いて実施することができる。片面ポリッシュ装置は、例えば、薄板の裏面をブロックに貼付け、ブロックを片面ポリッシュ装置のヘッドに固定して薄板下側(薄板表面側)を研磨布を貼り付けた下定盤に押し当て、薄板の表面と研磨布との間に研磨液を供給し、薄板と研磨布を回転させて薄板の片面を鏡面加工する装置である。 The polishing step S7 can be performed using a known single-sided polishing device or double-sided polishing device. For example, a single-sided polishing machine attaches the back surface of the thin plate to a block, fixes the block to the head of the single-sided polishing machine, presses the lower side of the thin plate (the front side of the thin plate) against a lower surface plate on which a polishing cloth is pasted, and polishes the surface of the thin plate. A polishing liquid is supplied between the plate and the polishing cloth, and the thin plate and the polishing cloth are rotated to mirror-finish one side of the thin plate.
以上のように、本実施形態の圧電性単結晶基板の製造方法は、外周部にベベル加工が施された圧電性単結晶の薄板に対し、外周部において、薄板の中心を基準として結晶方位方向に第1のノッチ11を形成し、第1のノッチ11と非対称となる位置に、第1のノッチ11に対しと表面粗さが相違し且つ目視判別が可能な第2のノッチ12を形成することを含む。なお、本実施形態の圧電性単結晶基板の製造方法において、上記以外の構成は、任意の構成である。本実施形態の圧電性単結晶基板の製造方法によれば、ノッチを有する圧電性単結晶基板の表裏の判別を容易に確実に実施でき、特に、ノッチを有する両面が鏡面研磨された圧電性単結晶基板の表裏の判別を確実に実施できる圧電性単結晶基板及びその製造方法を提供することができる。
As described above, in the method of manufacturing a piezoelectric single crystal substrate according to the present embodiment, a piezoelectric single crystal thin plate whose outer peripheral portion is beveled is subjected to bevel processing in the outer peripheral portion in the crystal orientation direction with the center of the thin plate as a reference. A
以下に、本発明の実施例を示してさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be more specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[実施例1]
圧電性単結晶として直径210mmのタンタル酸リチウム単結晶36°RY育成インゴットを用意した。このインゴットを42°RY面で面出しを行い、直径201mmφに円筒研削した。円筒研削したインゴットに対して、図11の+X方向に深さ1mmのV字状の第1の溝14a(V溝)を設け、第1の溝14aの位置から中心軸AX1周り回転させた角度をθ1としたときに、θ1が20°となる位置に深さ1mmのV字状の第2の溝14b(V溝)を設けるとともに表面から見て第2の溝14bから時計方向に2cm離れた位置に太さ5mmでマジックにてマーキングを行った。スライス工程でワイヤーソー切断装置を用いてスライスし580μm厚の薄板80枚を得た。ベベル工程で直径200.05mmφに研削し、第1の溝14a及び第2の溝14bの位置にノッチ加工を行った。この際、第1の溝14aを番手#800の砥石を用い、第2の溝14bを番手#1500の砥石を用いてそれぞれ加工し、第1のノッチ11と第2のノッチ12を形成した。第1のノッチ11の表面粗さはRa0.3μmであり、第2のノッチ12の表面粗さはRa0.05μmであった。表面状態は、第1のノッチ11は不透明であり、第2のノッチ12は半透明で視認が容易であった。ラッピング工程でGC#1000を用いて表裏面をそれぞれ25μm研磨した。エッチング工程で0.5μmエッチングを行い、ポリッシュ工程で表面および裏面を各15μm鏡面研磨を行った。上記により、第1のノッチ11と、第1のノッチ11と非対称となる位置に第2のノッチ12を有し、第2のノッチ12が第1のノッチ11に対し表面粗さが相違し且つ目視判別が可能な圧電性単結晶基板CPXを得た。
[Example 1]
A lithium tantalate single crystal 36° RY grown ingot with a diameter of 210 mm was prepared as a piezoelectric single crystal. This ingot was surfaced on the 42° RY plane and cylindrically ground to a diameter of 201 mmφ. A V-shaped
得られた圧電性単結晶基板CPXデバイス形成装置に投入したところ、80枚全てが表面(主面)にデバイスが形成されており、表裏間違いは1枚も見られなかった。 When the obtained piezoelectric single crystal substrates were put into a CPX device forming apparatus, all 80 substrates had devices formed on their front surfaces (principal surfaces), and not a single substrate was found to be upside down.
[比較例1]
圧電性単結晶として直径210mmのタンタル酸リチウム単結晶36°RY育成インゴットを用意した。このインゴットを42°RY面で面出しを行い、直径201mmφに円筒研削した。円筒研削したインゴットに対して、図11の+X方向に深さ1mmのV字状の溝(V溝)を設けたとともに表面から見てV溝から時計方向に2cm離れた位置に太さ5mmでマジックにてマーキングを行った。スライス工程でワイヤーソー切断装置を用いてスライスし580μm厚の薄板80枚を得た。スライス後の表面のV溝付近にマジックでマーキングを行った。ベベル工程で直径200.05mmφに研削し、V溝の位置にノッチ加工を行った。ラッピング工程でGC#1000を用いて表裏面をそれぞれ25μm研磨した。エッチング工程で0.5μmエッチングを行い、ポリッシュ工程で表面および裏面を各15μm鏡面研磨を行った。上記により圧電性単結晶基板を得た。
[Comparative Example 1]
A lithium tantalate single crystal 36° RY grown ingot with a diameter of 210 mm was prepared as a piezoelectric single crystal. This ingot was surfaced on the 42° RY plane and cylindrically ground to a diameter of 201 mmφ. A V-shaped groove (V groove) with a depth of 1 mm was provided in the +X direction of FIG. Marked with magic. In the slicing step, 80 sheets of 580 μm-thick thin plates were obtained by slicing using a wire saw cutting device. Marking was performed with a marker near the V-groove on the surface after slicing. It was ground to a diameter of 200.05 mmφ in a bevel process, and notched at the position of the V groove. In the lapping process, GC#1000 was used to polish both the front and back surfaces to a thickness of 25 μm. In the etching process, 0.5 μm etching was performed, and in the polishing process, the front surface and the back surface were each mirror-polished to 15 μm. A piezoelectric single crystal substrate was obtained as described above.
得られた圧電性単結晶基板をデバイス形成装置に投入したところ、80枚中5枚で裏面にデバイスが形成されており、表裏間違いは5枚であった。 When the obtained piezoelectric single crystal substrates were put into a device forming apparatus, 5 out of 80 substrates had a device formed on the back surface, and 5 substrates were reversed.
上述の実施例及び比較例の結果から、本実施形態に係る圧電性単結晶基板は、第1のノッチと第2のノッチの相対位置及び表面状態により、ノッチを有する圧電性単結晶基板の表裏の判別を確実に実施することができることが確認され、従来では目視により表裏の判別が不可能であったノッチを有する両面が鏡面研磨された基板においても、基板の表裏を確実に実施することができることが確認される。 From the results of the above-described examples and comparative examples, the piezoelectric single crystal substrate according to the present embodiment has the front and back sides of the piezoelectric single crystal substrate having a notch, depending on the relative position and surface state of the first notch and the second notch. It has been confirmed that it is possible to reliably discriminate between the front and back of the substrate, and it is possible to reliably determine the front and back of the substrate even in a substrate having a notch and having both sides mirror-polished, which was impossible to visually distinguish between the front and back. confirmed that it can be done.
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態等で説明した態様に限定されない。上述の実施形態等で説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態等で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態等で引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。 Note that the technical scope of the present invention is not limited to the aspects described in the above-described embodiments and the like. One or more of the requirements described in the above embodiments and the like may be omitted. In addition, the requirements described in the above embodiments and the like can be combined as appropriate. In addition, as long as it is permitted by law, the disclosure of all the documents cited in the above-described embodiments and the like is incorporated into the description of the text.
本発明によれば、ノッチ付き両面研磨圧電性単結晶基板のデバイス工程で表裏間違いによる不良を防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent defects due to the wrong side in the device process of a notched double-sided polished piezoelectric single crystal substrate.
C1、C2:圧電性単結晶インゴット
CP1~CP2:薄板(圧電性単結晶薄板)
CPX、CP3~CP5:圧電性単結晶基板
10:外周部
11:第1のノッチ
12:第2のノッチ
14:溝
14a:第1の溝
14b:第2の溝
C1, C2: piezoelectric single crystal ingots CP1 to CP2: thin plates (piezoelectric single crystal thin plates)
CPX, CP3 to CP5: Piezoelectric Single Crystal Substrate 10: Outer Periphery 11: First Notch 12: Second Notch 14:
Claims (5)
前記外周部において、前記圧電性単結晶基板の中心を基準として、結晶方位方向に形成した第1のノッチと、前記第1のノッチと非対称となる位置に第2のノッチを有し、
前記第2のノッチは、前記第1のノッチに対し表面粗さが相違し且つ目視判別が可能なノッチである、圧電性単結晶基板。 A piezoelectric single crystal substrate having a chamfered outer peripheral portion and a notch in the outer peripheral portion,
In the outer peripheral portion, a first notch formed in a crystal orientation direction with respect to the center of the piezoelectric single crystal substrate, and a second notch at a position asymmetrical to the first notch,
The piezoelectric single crystal substrate, wherein the second notch has a surface roughness different from that of the first notch and is visually distinguishable.
外周部にベベル加工が施された圧電性単結晶の薄板に対し、前記外周部において、前記薄板の中心を基準として結晶方位方向に第1のノッチを形成し、
前記第1のノッチと非対称となる位置に、前記第1のノッチに対し表面粗さが相違し且つ目視判別が可能な第2のノッチを形成することを含む、圧電性単結晶基板の製造方法。 A method for manufacturing a piezoelectric single crystal substrate,
forming a first notch in a crystal orientation direction with the center of the thin plate as a reference in the outer peripheral portion of a piezoelectric single crystal thin plate having a beveled outer peripheral portion;
A method of manufacturing a piezoelectric single crystal substrate, comprising forming a second notch that is different in surface roughness from the first notch and that is visually distinguishable from the first notch at a position that is asymmetric with the first notch. .
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