JP3384546B2 - 擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、擬似弾性表面波デ
バイス用圧電性単結晶ウエーハ及びその製造方法に関す
る。特に本発明は、バルク波の影響（例えばスプリアス
やリップルの発生等）のない最適な擬似弾性表面波デバ
イスを与えることができ且つウエーハの反りが小さい擬
似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハ、及びこ
のようなウエーハを高歩留りで製造することができる擬
似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】擬似弾性表面波デバイスは電気信号を表
面波に変換して信号処理を行う回路素子であり、フィル
タ、共振子、遅延線などに用いられている。このような
擬似弾性表面波デバイスに利用される擬似弾性表面波
は、漏洩弾性表面波とも呼ばれ、波のエネルギーが基板
表面に集中しているが、波が伝搬する際にバルク波を基
板内部に放射しながら伝搬する表面波である。従って、
擬似弾性表面波には本質的に伝搬損失があるが、圧電性
単結晶のカットと伝搬方向を適切に選ぶことにより、伝
搬損失が殆ど零となり良好な擬似弾性表面波特性を保持
し得る場合があることが知られている（日本学術振興会
弾性波素子技術、第１５０委員会編、弾性波素子技術ハ
ンドブック、１５６〜１６１ページ、１９９１年、）。

【０００３】例えば、タンタル酸リチウム圧電性単結晶
では３６°Ｙカット−Ｘ方向伝搬、ニオブ酸リチウムで
は４１°Ｙカット−Ｘ方向伝搬と６４°Ｙカット−Ｘ方
向伝搬、水晶では−７５°Ｙカット−Ｘ方向伝搬が代表
的なものである（清水、信学会Ａ、Ｊ７６−Ａ、１２９
〜１３７ページ、１９９３年）。

【０００４】これらの圧電性単結晶からウエーハを作製
する場合は、擬似弾性表面波の伝搬損失を最小限に抑
え、良好な擬似弾性表面波特性を保持することができる
これらのカットをウエーハ表面に使用している。例え
ば、擬似弾性表面波デバイス用タンタル酸リチウム単結
晶ウエーハにおいては、３６°Ｙカットをウエーハ表面
として使用している。また最近では、その近傍の３３〜
４６°Ｙカットも、ウエーハの使用目的等に応じて適宜
使用されている（特開平９−１５３７５７号公報、特開
平９−１６７９３６号公報）。その他、縦波型擬似弾性
表面波デバイスも近年では知られている［Ｙ．コバヤシ
（Ｋｏｂａｙａｓｈｉ）等、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．、第３５巻、２９８７〜２９９０ページ、１９
９６年］。

【０００５】擬似弾性表面波デバイスは、このようなウ
エーハ面を有する圧電性単結晶ウエーハを用いて製造さ
れる。具体的には擬似弾性表面波デバイスの製造方法と
しては、先ずタンタル酸リチウム単結晶等の圧電性単結
晶をＣＺ（チョクラルスキー）法等にて育成する。次い
で、この単結晶を円筒研削加工した後、この円柱状単結
晶を一定の結晶面方位を有するようにスライスしてウエ
ーハを切り出す。次いで、擬似弾性表面波が伝搬するウ
エーハ面を鏡面加工し、この表面上に主としてＡｌから
なる膜を被覆する。そして、フォトリソグラフィー等を
使用した微細加工技術により所望形状、例えば櫛形電極
をウエーハ表面上に形成した後、チップ状に切り出すこ
とによって擬似弾性表面波デバイスが作製される。

【０００６】このようにして得られる擬似弾性表面波デ
バイスの性能は、弾性表面波デバイスと同様、使用する
材料、ウエーハの結晶方位、及び電極の設計・製作技術
等、様々な要因によって決定される。

【０００７】更に、弾性表面波デバイスの場合は、デバ
イスの性能に大きな影響を与える要因として、電極が形
成されるウエーハ面とは反対側の面、即ちウエーハ裏面
の面状態が特に注目されている。弾性表面波デバイスに
おけるウエーハ裏面の面状態については多くの報告、開
示がなされている。例えば、弾性表面波デバイス用のＸ
カットタンタル酸リチウム単結晶の場合、以下の内容が
報告、開示されている。

【０００８】特開昭５３−１０８２５６号公報では、表
面波フィルタ通過帯域の最低周波数からウエーハ裏面の
凹凸の大きさが決定されること、及び実施例にウエーハ
裏面の凹凸のピーク・ピーク差が１５μｍ程度の弾性表
面波デバイスが記載されている。また、特開昭５９−４
７８２２号公報では、弾性表面波用基板の製造方法にお
いて、ウエーハ裏面を中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．３
〜０．５μｍとする工程があることが記載されている。
更に、松村の報告（松村、「セラミックス」、３０、２
４〜２７ページ、１９９５年）では、厚さが３７０μｍ
のウエーハの裏面を、ＧＣ♯１８０の砥粒でＲａが２μ
ｍ以上に粗面化すること、及びその理由が記されてい
る。

【０００９】上記報告、開示においてウエーハ裏面の粗
面化を行う理由は次のように説明されている。ウエーハ
裏面が粗面化されていない場合、入力電極で励振された
バルク波がウエーハ裏面で反射するため、出力電極は弾
性表面波以外にもバルク波も一部受信することになる。
その結果、バルク波に起因するスプリアスが発生し、フ
ィルタは所望のフィルタ特性が得られないことになる。
しかし、ウエーハ裏面が粗面化されていると、ウエーハ
裏面でバルク波が散乱されるので、出力電極においてバ
ルク波が受信されなくなリ、スプリアスが抑制されるよ
うになる。そこで、ウエーハ裏面の粗面化が行われるこ
とが記載されている。

【００１０】一方、擬似弾性表面波デバイスの場合、上
記のようなウエーハ裏面の面状態がデバイス性能に与え
る影響についての検討は、従来全くなされていなかっ
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、擬似弾性表
面波デバイスは、近年、爆発的に普及している移動体通
信用フィルタとして非常に需要が高まっている。その擬
似弾性表面波デバイスに使用される圧電性単結晶ウエー
ハには、ウエーハの反りが小さいこと、低価格であるこ
と、の２つの要件が強く求められている。

【００１２】例えば、移動体通信用の擬似弾性表面波デ
バイスは、０．１〜３ＧＨｚ、特に１〜２．５ＧＨｚの
周波数領域で使用されることが多く、また擬似弾性表面
波を送受信する電極の線幅も１μｍ以下が要求される。
その場合、例えば電極をフォトリソグラフィーにより作
製する際にウエーハの反りが大きいと、パターン精度が
劣化し易くなり、所望の電極形状を得ることが困難とな
る。その結果、所望のフィルタ特性を得ることも不可能
となってしまう。また、移動体通信用端末の急激な低価
格化により、使用される擬似弾性表面波デバイス用圧電
性単結晶ウエーハにおいても非常に厳しい低価格化が市
場より要求されている。そのため、価格に大きな影響を
与えるウエーハ作製の歩留りは重要である。

【００１３】この点、弾性表面波デバイスでは、上述の
通り、ウエーハ裏面を粗面化しないとバルク波を除去で
きないことが知られる。しかしウエーハ裏面の粗面化
は、ウエーハの反りを大きくし、更にウエーハ裏面加工
時に発生するカケ、チッピング、割れ等によりウエーハ
作製の歩留りの低下をもたらし、上記の要求に相反する
ものであった。

【００１４】一方、擬似弾性表面波デバイスの場合、バ
ルク波の影響をなくすためにウエーハ裏面を粗面化しな
ければならないか否かの検討は全くなされていなかっ
た。そこで、本発明は上記事情に鑑み、バルク波の影響
がない最適な擬似弾性表面波デバイスを与えることがで
き、且つウエーハの反りが小さく、ウエーハ作製時の歩
留りが良好な擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウ
エーハを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１に記載の発明は、擬似弾性表面波が伝
搬するウエーハ面とは反対側のウエーハ面の平均表面粗
さ（Ｒａ）が０．３０μｍ未満である擬似弾性表面波デ
バイス用圧電性単結晶ウエーハである。

【００１６】このように、擬似弾性表面波デバイスにお
いては、擬似弾性表面波が伝搬するウエーハ面とは反対
側のウエーハ面、即ちウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒ
ａ）が０．３０μｍ未満であっても、バルク波の影響を
受けず、従ってスプリアスやリップル等が発生しないこ
とが判った。しかも、このようにウエーハ裏面の粗さが
比較的小さいことにより、ウエーハに反りが発生しにく
くなる。更に、ウエーハ裏面の加工時に発生するカケ、
チッピング、割れ等の発生も少なくなり、ウエーハの作
製歩留りの低下も起きにくい。従って、このようなウエ
ーハ裏面の平均表面粗さを有するウエーハは、擬似弾性
表面波デバイスの製造に好適である。

【００１７】また請求項２に記載の発明は、前記平均表
面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ以下である前記擬似弾性
表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハである。このよ
うに、ウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１５
μｍ以下と更に小さい場合でも、擬似弾性表面波デバイ
スにおいてはバルク波の影響をあまり受けないことが判
った。しかも、ウエーハ裏面の粗さがより小さくなるこ
とにより、一層、ウエーハに反りが発生しにくく、且つ
ウエーハ裏面加工時に発生するカケ、チッピング、割れ
等によるウエーハの作製歩留りの低下をもたらすことも
ない。従って、このようにウエーハ裏面の平均表面粗さ
をより小さくしたウエーハは、擬似弾性表面波デバイス
製造に最適であり、低コスト、高品質なものとなる。

【００１８】また請求項３に記載の発明は、圧電性単結
晶がタンタル酸リチウム単結晶である前記擬似弾性表面
波デバイス用圧電性単結晶ウエーハである。このよう
に、圧電性単結晶がタンタル酸リチウム単結晶であれ
ば、圧電性単結晶ウエーハは優れた擬似弾性表面波特性
を示す。

【００１９】また請求項４記載の発明は、ウエーハ面が
Ｘ軸と平行であり、且つウエーハ面の垂線とＹ軸（但
し、単結晶のａ軸をＸ軸、ｃ軸をＺ軸としたときに、Ｘ
軸及びＺ軸に直交する軸をＹ軸とする。）との成す角度
が３３〜４６°である前記擬似弾性表面波デバイス用圧
電性単結晶ウエーハである。このように、ウエーハ面が
Ｘ軸と平行であり、且つウエーハ面の垂線とＹ軸との成
す角度が３３〜４６°であることにより、ウエーハは擬
似弾性表面波の伝搬損失が抑えられることになり、更に
は使用目的等に応じた最適な擬似弾性表面波特性を有す
ることになる。

【００２０】次に、本発明のまた請求項５に記載の発明
は、擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶を育成し、
これをスライスしてウエーハを切り出し、その後ラッピ
ングし、更にこのウエーハの擬似弾性表面波が伝搬する
面を鏡面研磨して擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結
晶ウエーハを製造する方法において、前記ラッピングに
て擬似弾性表面波が伝搬するウエーハ面とは反対側のウ
エーハ面を平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３０μｍ未満に
なるようにする擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶
ウエーハの製造方法である。

【００２１】このように、ラッピング工程にてウエーハ
裏面を平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３０μｍ未満になる
ようにすることにより、反りが発生しにくいウエーハを
簡単に製造することができる。しかも、このように裏面
の粗さを比較的小さくしても、擬似弾性表面波デバイス
はバルク波の影響をあまり受けることはない。更に、ウ
エーハ裏面加工時等にカケ、チッピング、割れ等の発生
も少なくなり、ウエーハ作製の歩留りが低下することが
ない。

【００２２】また請求項６記載の発明は、前記平均表面
粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ以下になるようにする前記
擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハの製造
方法である。このように、ラッピングにてウエーハ裏面
を平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ以下と更に小さ
くすることにより、一層、反りが発生しにくいウエーハ
を製造することができる。しかも、このようにウエーハ
裏面の粗さを更に小さくしても、擬似弾性表面波デバイ
スはバルク波の影響をあまり受けることはない。また、
ウエーハ裏面加工時にカケ、チッピング、割れ等の発生
がより少なくなり、ウエーハ作製の歩留りが低下するの
を一層防ぐことができる。

【００２３】また請求項７記載の発明は、擬似弾性表面
波デバイス用圧電性単結晶としてタンタル酸リチウム単
結晶を育成する前記擬似弾性表面波デバイス用圧電性単
結晶ウエーハの製造方法である。このように、圧電性単
結晶としてタンタル酸リチウム単結晶を育成することに
より、優れた擬似弾性表面波特性を示す圧電性単結晶ウ
エーハを製造することができる。

【００２４】更に請求項８記載の発明は、Ｙ軸（但し、
単結晶のａ軸をＸ軸、ｃ軸をＺ軸としたときに、Ｘ軸及
びＺ軸に直交する軸をＹ軸とする。）からＺ軸方向に３
３〜４６°回転させた方向が育成軸となるように単結晶
を引上げて擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶を育
成し、得られた単結晶を育成軸に垂直にスライスしてウ
エーハを切り出す擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結
晶ウエーハの製造方法である。

【００２５】このように、Ｙ軸からＺ軸方向に３３〜４
６°回転させた方向が育成軸となるように単結晶を引上
げて擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶を育成し、
得られた単結晶を育成軸に垂直にスライスすることによ
り、擬似弾性表面波の伝搬損失が抑えられ且つ使用目的
等に応じた最適な擬似弾性表面波特性を示す結晶面をウ
エーハ表面とすることができる。しかも、単結晶を育成
軸に垂直にスライスすることにより、スライスする際の
加工ロスを最も少なくすることができ、ウエーハ製造の
歩留りを向上させることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明の擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウ
エーハにおいて、圧電性単結晶としては良好な圧電性を
有し、ウエーハとした時に優れた擬似弾性表面波特性を
示すものが好ましい。具体的には圧電性単結晶として
は、タンタル酸リチウム単結晶が好ましい。その他、圧
電性単結晶としては、例えばニオブ酸リチウム、水晶等
が挙げられる。

【００２７】本発明の圧電性単結晶ウエーハにおいて
は、擬似弾性表面波が伝搬するウエーハ面とは反対側の
ウエーハ面、即ちウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）
が、０．３０μｍ未満であることを特徴とする。

【００２８】本発明者等は、擬似弾性表面波デバイス用
圧電性単結晶ウエーハおけるウエーハ裏面の様々な面状
態と、擬似弾性表面波デバイスに於けるバルク波の影響
（例えばスプリアスやリップルの発生等）、ウエーハの
反り、及びウエーハ作製時の歩留り等との相関関係を調
査、検討した。その結果、擬似弾性表面波デバイスにお
いては、弾性表面波デバイスと異なり、ウエーハ裏面の
粗さが比較的小い場合、即ち平均表面粗さ（Ｒａ）が、
０．３０μｍ未満である場合でも、バルク波の影響をあ
まり受けないことが判った。しかも、ウエーハ裏面の粗
さが比較的小さければ、ウエーハの反りも発生しにくく
なる。更に、ウエーハ裏面をこのように比較的小さな粗
さに加工する場合は、カケ、チッピング、割れ等の発生
がより少なくなるので、ウエーハ作製の歩留りが低下す
るのを一層防ぐことができる。

【００２９】そして、本発明者等が更に詳細に検討した
ところ、ウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１
５μｍ以下と更に小さい場合でも、擬似弾性表面波デバ
イスはバルク波の影響をあまり受けることはないことが
判った。このように、ウエーハ裏面の粗さがより小さい
ことにより、ウエーハに反りが一層生じにくく、またウ
エーハ裏面加工時にカケ、チッピング、割れ等によるウ
エーハ作製の歩留りの低下を一層防ぐことができるの
で、より好ましい。

【００３０】本発明の圧電性単結晶ウエーハにおいて、
擬似弾性表面波が伝搬するウエーハ面、即ちウエーハ表
面は、擬似弾性表面波の伝搬損失を抑え、且つウエーハ
の使用目的等に応じた最適の擬似弾性表面波特性を示す
ウエーハ面が好ましい。具体的にはウエーハ表面として
は、圧電性単結晶がタンタル酸リチウム単結晶である場
合は、Ｘ軸と平行であり、且つウエーハ面の垂線とＹ軸
との成す角度が３３〜４６°であるウエーハ面が好まし
い。ここで、タンタル酸リチウム単結晶のａ軸をＸ軸、
ｃ軸をＺ軸としたときに、Ｘ軸及びＺ軸に直交する軸を
Ｙ軸とする。

【００３１】図１は、このような好適なウエーハ表面を
有するウエーハの断面図を示す。図１中、１はウエーハ
表面を示し、２はウエーハ表面１の垂線方向（即ち３３
〜４６°回転Ｙ方向）を示す。図１から判るように、３
３〜４６°Ｙカットタンタル酸リチウム単結晶ウエーハ
においては、ウエーハ表面１はＸ軸と平行であり、且つ
ウエーハ表面１の垂線方向２とＹ軸との成す角度は３３
〜４６°となっている。尚、ウエーハ表面は、鏡面研磨
されている。これにより、圧電性単結晶ウエーハは優れ
た擬似弾性表面波特性を示すこととなる。尚、この鏡面
化されているウエーハ表面上に、後述するように擬似弾
性表面波デバイスを作製する際は、電極が形成される。

【００３２】次に、本発明の擬似弾性表面波デバイス用
圧電性単結晶ウエーハの製造方法においては、先ず擬似
弾性表面波デバイス用圧電性単結晶を育成する。育成す
る圧電性単結晶としては、本発明の圧電性単結晶ウエー
ハのところで述べたように、タンタル酸リチウム単結晶
が好ましい。

【００３３】圧電性単結晶の育成法としては、ＦＺ法、
ボート法等、種々の方法が挙げられるが、特には結晶引
上げ法（ＣＺ法）を好適に利用することができる。即
ち、圧電性単結晶原料（例えばタンタル酸リチウム粗結
晶）を融解させ、種結晶をこの融液に接触させる。そし
て、単結晶を育成させつつこれを引上げて圧電性単結晶
を成長させる。

【００３４】単結晶を引き上げる際、擬似弾性表面波の
伝搬損失を抑え且つウエーハの使用目的等に応じた最適
の擬似弾性表面波特性を示す結晶面と、単結晶の育成軸
とが垂直になる方向に、単結晶を引き上げるのが好まし
い。このような方向に単結晶を引き上げることにより、
後述するように単結晶の育成軸に垂直にスライスしてウ
エーハを切り出した場合、擬似弾性表面波の伝搬損失を
抑え且つウエーハの使用目的等に応じた最適の擬似弾性
表面波特性を示す結晶面をウエーハ表面とすることがで
きる。もちろん、任意の結晶軸方向に結晶を成長させ、
切断する際に最適の結晶面となるように切断するように
してもよい。

【００３５】具体的には、圧電性単結晶がタンタル酸リ
チウム単結晶である場合、Ｙ軸からＺ軸方向に３３〜４
６°回転させた方向（即ち図１における垂線方向２）が
育成軸となるように、単結晶を引き上げるのが好ましい
（尚、Ｙ軸及びＺ軸は前記と同義。）。

【００３６】このような方向に単結晶を引き上げるに
は、種結晶として結晶軸の方向がＹ軸からＺ軸方向に３
３〜４６°回転させた方向（即ち図１における垂線方向
２）の種結晶を用い、これをそのまま垂直方向へ引き上
げればよい。すなわち、結晶面がＸ軸と平行であり且つ
結晶面の垂線とＹ軸との成す角度が３３〜４６°である
ような結晶面（即ち、図１中のウエーハ表面１に該当す
る結晶面）が水平になるように種結晶を加工し、これを
結晶面が水平になるようにチャック等に取り付け単結晶
を育成させ、これを垂直方向へ引き上げればよい。

【００３７】次いで、このようにして育成した圧電性単
結晶を、必要に応じ円筒研削加工等を行った後、スライ
スしてウエーハを切り出す。その際、得られた単結晶の
育成軸に垂直にスライスするのが好ましい。このように
スライスすることにより、スライスする際の加工ロスを
最も少なくすることができ、ウエーハ製造の歩留りを向
上させることができる。スライスは、例えばマルチワイ
ヤーソー、内周刃スライサー等にて行う。

【００３８】その後、切り出したウエーハに必要に応じ
面取り加工を施した後、ラッピングする。本発明の圧電
性単結晶ウエーハの製造方法に於ては、このラッピング
にてウエーハ裏面を平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３０μ
ｍ未満になるようにすることを特徴とする。ウエーハ裏
面の平均表面粗さ（Ｒａ）を０．３０μｍ未満にするこ
とにより、ウエーハに反りが発生しにくくなる。また、
ラッピングの際にウエーハ裏面のカケ、チッピング、割
れ等の発生も少なくなり、従ってウエーハ作製の歩留り
が低下することもない。しかも、このように裏面の粗さ
を比較的小さくしても、擬似弾性表面波デバイスはバル
ク波の影響をあまり受けない。

【００３９】更に、ラッピングにてウエーハ裏面の平均
表面粗さ（Ｒａ）を０．１５μｍ以下としても、擬似弾
性表面波デバイスはバルク波の影響をあまり受けないこ
とが判った。従って、このようにウエーハ裏面の粗さを
更に小さくすれば、擬似弾性表面波デバイスはバルク波
の影響をあまり受けないのみならず、ウエーハに反りが
一層発生しにくくなる。また、ラッピングの際にウエー
ハ裏面のカケ、チッピング、割れ等の発生も一層少なく
なり、従ってウエーハ作製の歩留りが低下するのを一層
防ぐことができる。従って、ラッピングにてウエーハ裏
面の平均表面粗さ（Ｒａ）を０．１５μｍ以下とするの
は好ましい。

【００４０】このようなラッピングは、例えば上下定盤
間にウエーハを挟み込み、砥粒を供給しつつ、前記定盤
を相互に逆回転させて、ウエーハ表面を研削するように
する。この時、用いる砥粒の粒度や、研削条件を変更す
ることにより、ウエーハの研削面の粗さを調製すること
ができる。従って、Ｒａを０．３０μｍ未満、あるいは
０．１５μｍ以下とするには、例えば細かい粒度の砥粒
を用いればよい。

【００４１】尚、上記のようにラッピングは通常、ウエ
ーハ裏面のみならずウエーハ表面も同時に行われるが、
ウエーハ表面をラッピングするか否かは任意である。上
記のようなラッピングを行うのに適した砥粒材として
は、例えば砥粒番手♯１０００以上のＳｉＣ砥粒材が挙
げられる。

【００４２】ウエーハをラッピングした後、ウエーハ表
面を鏡面研磨する。ウエーハ表面を鏡面研磨すること
で、圧電性単結晶ウエーハは優れた擬似弾性表面波特性
を示すようになる。

【００４３】上記本発明の圧電性単結晶ウエーハの製造
方法により、反りが１μｍ以下の圧電性単結晶ウエーハ
を、製造歩留り（枚数歩留り）ほぼ１００％にて製造す
ることができる。しかも、このようなウエーハを使用し
て作製された擬似弾性表面波デバイスにおいては、バル
ク波の影響を示す指標の１つであるリップルの平均値を
０．７ｄＢ以下とすることができる。

【００４４】尚、擬似弾性表面波デバイスを製造するに
は、常法に従い、例えば上記により得られた圧電性単結
晶ウエーハのウエーハ表面上に主としてＡｌからなる膜
を被覆する。そして、フォトリソグラフィー等を使用し
た微細加工技術により所望形状、例えば櫛形の電極を形
成した後、チップ状に切り出すことによって擬似弾性表
面波デバイスが作製される。

【００４５】

【実施例】以下、実施例にて本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 ＜擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハの作
製＞ （実施例１及び２、並びに比較例１及び２）圧電性単結
晶としてタンタル酸リチウム単結晶を、ＣＺ法にて育成
した。即ち、ルツボ中でタンタル酸リチウム粗結晶原料
を融解させ、タンタル酸リチウム種結晶をこの融液に接
触させた。そして、単結晶を育成させつつこれを引上げ
て、圧電性単結晶を得た。

【００４６】その際、種結晶として、種結晶の結晶軸の
方向がＸ軸を中心にしてＹ軸からＺ軸方向に３６°回転
させた方向（即ち３６°回転Ｙ方向）であるものを用
い、これをそのまま垂直方向へ引き上げた。このように
して、３６°回転Ｙ方向が育成軸となるように単結晶を
引き上げ、直径８０ｍｍ、長さ１００ｍｍのタンタル酸
リチウム圧電性単結晶を得た。

【００４７】次いで、このようにして得た圧電性単結晶
に円筒研削を施し円柱状インゴット（直径７６．２ｍ
ｍ）に加工した。そして、圧電性単結晶の育成軸に垂直
にマルチワイヤーソーにてスライスしてウエーハを切り
出した。その後、切り出した各ウエーハをそれぞれ表１
に示す砥粒番手の砥粒材［ＳｉＣ砥粒材、信濃電気精錬
（株）製、シナノランダム］を用い、同一のラッピング
装置にてラッピングした。ラッピング装置の上下定盤の
回転数は全て９０ｒｐｍとした。

【００４８】次いで、ウエーハ表面側を鏡面研磨して、
各擬似弾性表面波デバイス用タンタル酸リチウム単結晶
ウエーハ（直径７６．２ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ）を作製
した。 得られた各タンタル酸リチウム単結晶ウエーハ
について、ウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）、バル
ク波の影響、ウエーハの反り、及びウエーハ作製時の歩
留りを以下のようにして調べた。

【００４９】＜ウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）の
測定＞作製した各タンタル酸リチウム単結晶ウエーハに
ついてウエーハ裏面の表面粗さを、（株）東京精密製、
サーフコムを使用して測定した。カットオフは０．８ｍ
ｍ、測定長は５ｍｍにて行った。ウエーハ裏面の中心部
１ケ所、及びウエーハ裏面外周から１０ｍｍだけ内側に
入った部分４ケ所、合計５ケ所の表面粗さを測定し、そ
の平均値をＲａとした。

【００５０】＜バルク波の影響＞特開昭５３−１０８２
５６号公報によれば、弾性表面波フィルタに大きなリッ
プルが発生することが問題点として指摘されている。そ
して、この原因がバルク波であることが記載されてい
る。そこで、このリップルをバルク波の影響を示す指標
とした。即ち、各タンタル酸リチウム単結晶ウエーハか
ら、中心周波数１．４４１ＧＨｚ、通過帯域幅±１２Ｍ
Ｈｚのフィルタをそれぞれ５個試作し、これらのフィル
タについて常法に従いリップルを測定した。そして、得
られたリップルの測定値が０．７ｄＢ以下をバルク波の
影響がないとした。

【００５１】＜ウエーハの反り＞タンタル酸リチウム単
結晶ウエーハ全面を、２ｍｍ×２ｍｍの微小な各サイト
にて区分けした。そして各サイトについて、ウエーハ裏
面を基準としてウエーハ表面の最高部と最低部との距離
（即ち高低差）を測定し、各サイトにおける各ＬＴＶ
（Ｌｏｃａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏ
ｎ）を求めた。そして、これらのＬＴＶの内、最大のＬ
ＴＶをウエーハの反りとした。

【００５２】＜ウエーハ作製時の歩留り＞作製した各タ
ンタル酸リチウム単結晶ウエーハについて、カケ、チッ
ピング、及び割れを目視検査した。そして、カケ、チッ
ピング、及び割れのないウエーハを歩留り合格ウエーハ
とし、歩留りを求めた。これらの結果を表１に併記し
た。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１から明らかなように、タンタル酸リチ
ウム単結晶ウエーハにおいては、ウエーハ裏面の平均表
面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍと小さい場合でも擬似弾
性表面波デバイスはバルク波の影響を受けないことが判
る。一方、ウエーハの反り及びウエーハ作製時の歩留り
は、ウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）が大きくなる
に従って悪化していることが判る。即ち、擬似弾性表面
波デバイスとした時にバルク波の影響を受けず、最適な
擬似弾性表面波特性を示し、ウエーハに反りがなく、且
つウエーハ作製時の歩留りが高いのは、ウエーハ裏面の
平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３０μｍ未満、特に０．１
５μｍ以下の場合であることが判る。

【００５５】以上、本発明を説明してきたが、本発明は
上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態
は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された
技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効
果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技
術的範囲に包含される。

【００５６】例えば、本発明を主に特定の方位を有する
タンタル酸リチウム単結晶ウエーハについて説明してき
た。しかし、他の方位を有するタンタル酸リチウム単結
晶ウエーハ、更には他の単結晶ウエーハ、例えばニオブ
酸リチウム単結晶ウエーハ及び水晶ウエーハ等について
も、上記同様に本発明を適用でき、本発明の範囲に含ま
れる。即ち、ウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）を比
較的小さくしても擬似弾性表面波デバイスはバルク波の
影響を受けず、しかもウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒ
ａ）を比較的小さくすることによりウエーハに反りが発
生しにくくなり、ウエーハ作製時の歩留りを高くするこ
とができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明に従って、圧電性単結晶ウエーハ
おけるウエーハ裏面の平均表面粗さ（Ｒａ）を０．３０
μｍ未満とすることにより、ウエーハの反りをなくすこ
とができ、更には高い歩留りでウエーハを製造すること
ができる。しかも、ウエーハ裏面がこのように比較的小
さな表面粗さであっても、擬似弾性表面波デバイスはバ
ルク波の影響を受けることはなく、スプリアスやリップ
ルの発生がない。また、高い歩留りでウエーハを製造す
ることができるので、安価に擬似弾性表面波デバイスを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３３〜４６°Ｙカットタンタル酸リチウム単結
晶ウエーハにおけるウエーハ表面の方位を示す。

【符号の説明】

１…ウエーハ表面、 ２…垂線方向。

フロントページの続き (72)発明者 流王 俊彦 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平９−270543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−47822（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−176802（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−298291（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 41/18

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 擬似弾性表面波が伝搬するウエーハ面と
   は反対側のウエーハ面の平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３
   ０μｍ未満であることを特徴とする擬似弾性表面波デバ
   イス用圧電性単結晶ウエーハ。
2. 【請求項２】 前記平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μ
   ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の擬似弾性
   表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハ。
3. 【請求項３】 圧電性単結晶がタンタル酸リチウム単結
   晶であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
   の擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハ。
4. 【請求項４】 ウエーハ面がＸ軸と平行であり、且つウ
   エーハ面の垂線とＹ軸（但し、単結晶のａ軸をＸ軸、ｃ
   軸をＺ軸としたときに、Ｘ軸及びＺ軸に直交する軸をＹ
   軸とする。）との成す角度が３３〜４６°であることを
   特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載
   の擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハ。
5. 【請求項５】 擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶
   を育成し、これをスライスしてウエーハを切り出し、そ
   の後ラッピングし、更にこのウエーハの擬似弾性表面波
   が伝搬する面を鏡面研磨して擬似弾性表面波デバイス用
   圧電性単結晶ウエーハを製造する方法において、該ラッ
   ピングにて擬似弾性表面波が伝搬するウエーハ面とは反
   対側のウエーハ面を平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３０μ
   ｍ未満になるようにすることを特徴とする擬似弾性表面
   波デバイス用圧電性単結晶ウエーハの製造方法。
6. 【請求項６】 前記平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μ
   ｍ以下になるようにすることを特徴とする請求項５に記
   載の擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハの
   製造方法。
7. 【請求項７】 擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶
   としてタンタル酸リチウム単結晶を育成することを特徴
   とする請求項５又は請求項６記載の擬似弾性表面波デバ
   イス用圧電性単結晶ウエーハの製造方法。
8. 【請求項８】 Ｙ軸（但し、単結晶のａ軸をＸ軸、ｃ軸
   をＺ軸としたときに、Ｘ軸及びＺ軸に直交する軸をＹ軸
   とする。）からＺ軸方向に３３〜４６°回転させた方向
   が育成軸となるように単結晶を引上げて擬似弾性表面波
   デバイス用圧電性単結晶を育成し、得られた単結晶を育
   成軸に垂直にスライスしてウエーハを切り出すことを特
   徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の
   擬似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウエーハの製造
   方法。