JP3456480B2 - 圧電チップの製造方法及び圧電チップの剥離装置 - 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、圧電振動子や圧電
発振器等の圧電デバイスに利用される圧電材料で形成さ
れた薄片状の圧電チップの製造方法の改良と、このよう
な製造方法に利用される圧電チップの剥離装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、上述した圧電チップの一例とし
ての水晶チップを示す概略斜視図である。このような水
晶チップ１は、表面に必要な電極を設けて駆動電圧を印
加することにより、その圧電作用により所定の振動を起
こすことを利用した圧電振動片として、圧電発振器等の
圧電デバイスを構成するのに用いられている。図９ない
し図１４は、このような水晶チップを製造する工程を順
次示した概略説明図である。

【０００３】先ず、人工水晶の結晶から図９に示すよう
な矩形状の水晶ウエハ２を切り出す。次に図１０に示さ
れているように、両側にガラス板３，３を配置して、こ
れらの間で、複数枚の水晶ウエハ２の主面どうしが重な
り合うように一枚ずつＵＶ（紫外線）硬化性の接着剤２
ａを塗布して積層する。そして、紫外線照射手段Ｌによ
りＵＶを照射して接着剤２ａを硬化させることにより、
図１１に示すようにブロック化した状態で仮固定された
ウエハブロック４を形成する。

【０００４】このウエハブロック４は、図１２に示すよ
うに、仮想の切断線５に沿って複数に切断されて、図１
３に示す小ブロック６を得る。そして、図１４（ａ）に
示すように、複数の小ブロック６の端面どうしを貼り合
わせて所定の研磨工程を施し、全体に平たい形状とした
後に、仮想の切断線７に沿って再度切断されて、図１４
（ｂ）に示すように水晶チップブロック８を形成する。
この水晶チップブロック８を加工単位として所定の研磨
工程を施し、その角部９を研磨する加工を行った後で、
上記接着剤２ａを剥離することによって、図８に示した
個々の水晶チップ１を得るようにしている。

【０００５】そして、この水晶チップ１は所定の工程に
従って、表面及び裏面に必要な電極膜を形成して、上述
した圧電振動片としての水晶振動片を得るようにしてい
る。ところで、上述した図１４（ｂ）の水晶チップブロ
ック８または、これを研磨したブロックから上記接着剤
２ａを除去して、一枚一枚の水晶チップ１に剥離する工
程は、以下のように行われている。

【０００６】図１５は、この剥離工程を簡単に示すフロ
ーチャートであり、図１６は、その概略工程図である。
図１６（ａ）に示すように、加工用水晶ブロック８は、
金属製の網で形成した長い有底筒体でなる剥離用容器１
２に収容されて、膨潤槽１０内に入れられる。膨潤槽１
０には、水酸化カリウムの溶液１１が収容されている。
図１５のＳＴ１では、加工用水晶ブロック８は、このよ
うに水酸化カリウムの溶液１１内に浸漬された状態で２
時間程度静置され、接着剤２ａを膨張させる。

【０００７】次に、ＳＴ２で、剥離用容器１２は、図１
６（ｂ）に示すように、膨潤槽１０から出されて、純水
槽１３に移される。純水槽１３内には、純水１４が満た
されており、剥離用容器１２をこの純水槽１３内で、例
えば矢印方向に揺動しながら、およそ３０分かけて、Ｓ
Ｔ１で膨潤，剥離した接着剤２ａのカスである接着剤剥
離片を水晶チップブロック８から分離させて、かつ剥離
用容器１２の網の目から純水１４中に洗い出す。

【０００８】さらに、この後で、ＳＴ３では、図１６
（ｃ）に示すように、再び膨潤槽１０内に剥離用容器１
２を入れて、水酸化カリウムの溶液１１の液面下で、約
２時間程度かけて矢印方向に揺動させる。これにより残
った接着剤２ａを膨潤させる。次いで、ＳＴ４で、図１
６（ｄ）に示すように、また剥離用容器１２を純水槽１
３に入れ、液面下で矢印方向へ揺動させながら３０分間
洗浄する。

【０００９】続いて、ＳＴ５で、図１６（ｅ）に示され
ているように、剥離用容器１２は、膨潤槽１０から出さ
れて、超純水槽１５に移される。超純水槽１５内には、
超純水１６が満たされており、この超純水１６内で、剥
離用容器１２に対して、超音波が印加されて、約１５分
間洗浄される。その後、水晶チップブロック８の状態か
ら一枚一枚に剥離された水晶チップ１は、ＳＴ６で乾燥
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな水晶チップの剥離工程においては、水酸化カリウム
液１１という強アルカリが使用されている。このため、
接着剤を溶解することができずに、膨潤させてチップか
ら剥がし、これを剥離用容器１２の外に流しだすように
していた。しかし、この場合、水晶チップブロック８か
ら剥離される水晶チップ１は、縦１ｍｍ、横２ｍｍ、厚
み４０μｍ程度のごく薄い小片であることから、液体の
表面張力により浮いたりして、一緒に流されてしまうと
いう問題がある。

【００１１】また、上記工程では、ＳＴ１に２時間、Ｓ
Ｔ２に３０分、ＳＴ３に２時間、ＳＴ４に３０分程度は
かかり、さらにＳＴ５や移動時間を含めると、全工程で
６時間程度という長時間を要していた。さらに、水晶チ
ップブロック８の状態において、各水晶チップ１の間に
存在する接着剤２ａは、処理の初期において、その周辺
部から膨潤し、内部においては変化していないという膨
潤状態の偏在があるために、水晶チップ１に割れが生じ
てしまう場合がある。

【００１２】さらに、膨潤した接着剤が完全に剥離しな
いことがあり、この状態で、上述したように後の工程で
ある電極形成の工程に送られると、電極形成後に膜質に
ムラを生じて、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値の
ばらつきを生じたり、インハーモニック、時間経過によ
る周波数変化を生じたりして製品品質を損なう問題があ
った。

【００１３】この発明は上述のような課題を解決するた
めになされたもので、剥離工程を短時間で行うことがで
き、接着剤をより完全に除去して、製品品質を損なうこ
とがないようにした圧電チップの製造方法と、この製造
工程に使用される圧電チップの剥離装置を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、圧電材料のウエハを複数枚積層し、有機
系接着剤にてこの積層状態を維持しながら複数回の切断
工程を経て、所定の圧電チップを得る圧電チップの製造
方法において、前記切断工程を終了した後で、前記有機
系接着剤が付着した積層圧電チップを硫酸もしくは硫酸
を含む剥離用液体に浸漬し前記有機系接着剤を脱水反応
させることにより、前記積層圧電チップを個々の圧電チ
ップに剥離し、前記剥離用液体に酸化剤を添加すること
により、前記有機系接着剤を脱水反応させる過程で発生
した炭素を二酸化炭素として前記剥離用液体中から除去
する、圧電チップの製造方法により、達成される。

【００１５】請求項１の構成によれば、有機系接着剤が
付着した積層圧電チップを硫酸もしくは硫酸を含む剥離
用液体に浸漬することで、この接着剤成分は、硫酸の脱
水反応により、その化合物から水素と酸素とが水を生成
する割合で奪われることによって分解される。これによ
り、従来のように、接着剤を膨潤させるのではなく、脱
水していることから、膨潤した接着剤のカスである接着
剤剥離片を流しだす作業が不要である。このため、接着
剤を膨潤させるための長時間の膨潤工程が不要であり、
所定工程が短くなる。また、接着剤剥離片を流しだす工
程を行わないので、微細な薄片である圧電チップが流れ
てしまうことがない。また、剥離後に剥離用液体に酸化
剤を添加したことにより、有機系接着剤を脱水反応させ
る過程で発生した炭素と、酸化剤の酸素とが結びつい
て、二酸化炭素となって除去される。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記有機系接着剤が光硬化性の接着剤であることを
特徴とする。請求項２の構成によれば、これらの接着剤
は、化合物に水素を含み、硫酸による脱水が可能であ
る。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成において、前記剥離用液体が、積層圧電チップのチッ
プ間に介在する接着剤の分子間に浸透する速度よりも、
チップと接着剤界面に入り込んで、チップを剥離する速
度の方が早くなるような前記剥離用液体の温度を設定す
ることを特徴とする。請求項３の構成によれば、剥離用
液体の温度を制御することにより、前記剥離用液体が、
積層圧電チップのチップ間に介在する接着剤の分子間に
浸透する速度よりも、チップと接着剤界面に入り込ん
で、チップを剥離する速度の方が早くなるようにコント
ロールしている。これにより、剥離用液体が接着剤の分
子間に浸透して膨潤するよりも早く、各チップは接着剤
による接合が分離されて剥離される。すなわち、各チッ
プは接着剤による接合が分離されるよりも早く上記膨潤
が進むと、チップに割れや欠けが生じる。しかし、この
ような膨潤よりも早く、チップを分離しているので、チ
ップに割れや欠けが生じることがない。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかの構成において、前記積層圧電チップのチップ間
に介在する接着剤の厚みを制御して、前記剥離用液体
が、前記チップ間に介在する接着剤に浸透して膨潤する
ことによる応力を低減させるようにしたことを特徴とす
る。請求項４の構成によれば、チップ間の接着剤の厚み
を制御することにより、前記剥離用液体が、積層圧電チ
ップのチップ間に介在する接着剤の分子間に浸透する際
の膨潤応力を低減させるようにしている。すなわち、チ
ップ間の接着剤の厚みが厚いと、膨潤する接着剤の量が
多くなるので、膨潤体積が大きくなり、応力も大きくな
って、チップに割れや欠けが生じる。したがって、チッ
プ間の接着剤の厚みを制御して、できるだけ薄くするこ
とで、チップ間に働く応力を低減しているので、チップ
に割れや欠けが生じることがない。

【００１９】請求項５の発明は、請求項３または４の構
成において、前記剥離用液体の温度を摂氏１１０度以上
且つ１６０度以下に設定したことを特徴とする。請求項
５の構成によれば、剥離用液体の温度を摂氏１１０度以
上且つ１６０度以下に制御することにより、前記積層圧
電チップのチップ間の接着剤の厚みを所定の厚みとする
ことで、剥離用液体が接着剤の分子間に浸透して膨潤す
るよりも早く、各チップは接着剤による接合が分離され
て剥離される。

【００２０】請求項６の発明は、請求項５の構成におい
て、前記剥離用液体の温度を摂氏１２０度以上且つ１６
０度以下に設定したことを特徴とする。請求項６の構成
によれば、剥離用液体の温度を摂氏１２０度以上且つ１
６０度以下に制御することにより、前記積層圧電チップ
のチップ間の接着剤の厚みを請求項５の場合よりも厚く
しても、剥離用液体が接着剤の分子間に浸透して膨潤す
るよりも早く、各チップは接着剤による接合が分離され
て剥離される。

【００２１】請求項７の発明は、請求項６の構成におい
て、前記剥離用液体の温度を摂氏１２５度以上且つ１６
０度以下に設定したことを特徴とする。請求項７の構成
によれば、剥離用液体の温度を摂氏１２５度以上且つ１
６０度以下に制御することにより、前記積層圧電チップ
のチップ間の接着剤の厚みを請求項６の場合よりも厚く
しても、剥離用液体が接着剤の分子間に浸透して膨潤す
るよりも早く、各チップは接着剤による接合が分離され
て剥離される。

【００２２】請求項８の発明は、請求項４ないし７の構
成において、前記積層圧電チップのチップ間の接着剤の
厚みを２．５μｍ以下に設定したことを特徴とする。

【００２３】請求項９の発明は、請求項８の構成におい
て、前記積層圧電チップのチップ間の接着剤の厚みを
１．８μｍ以下に設定したことを特徴とする。

【００２４】

【００２５】請求項１０の発明は、請求項１の構成にお
いて、前記酸化剤が、過酸化水素水であることを特徴と
する。請求項１１の発明は、請求項１の構成において、
前記酸化剤が、オゾンであることを特徴とする。請求項
１０及び１１の構成によれば、有機系接着剤が硫酸によ
り脱水される過程で発生する炭素と結びつく酸素を供給
することができ、二酸化炭素となって除去される。

【００２６】また、上記目的は、請求項１２の発明によ
れば、圧電材料のウエハを複数枚積層し、有機系接着剤
にてこの積層状態を維持しながら複数回の切断工程を経
た積層圧電チップを個別の圧電チップに剥離するための
剥離装置であって、前記切断工程が終了した前記積層圧
電チップを収容することができる容積を有する筒体であ
って、その円筒状側面は塞がれていると共に、底部が網
目状に形成されており、剥離用容器と、硫酸もしくは硫
酸を含む剥離用液体を収容しており、積層圧電チップを
入れた前記剥離用容器が浸漬され、酸化剤が添加される
剥離槽と、純水が収容される洗浄槽であって、前記剥離
槽で処理された積層圧電チップが収容された剥離用容器
が浸漬された状態にて、槽内の純水を短時間で排水でき
るクイックダンプ洗浄槽とを備え、前記剥離用容器は、
前記剥離槽及び前記クイックダンプ洗浄槽に収容される
時に、これらに収容された液面下に完全に沈まないよう
に支持されている、圧電チップの剥離装置により、達成
される。

【００２７】請求項１２の発明によれば、有機系接着剤
でブロック化された積層圧電チップは、剥離用容器に収
容されて、剥離槽内の硫酸もしくは硫酸を含む剥離用液
体内に浸漬されることができる。これにより、接着剤成
分は、硫酸の脱水作用により、その化合物から水素と酸
素とが水を生成する割合で奪われることによって分解さ
れる。これにより、従来のように、接着剤を膨潤させる
のではなく、脱水作用により分解していることから、膨
潤した接着剤のカスである接着剤剥離片を流しだす作業
が不要である。このため、接着剤を膨潤させるための長
時間の膨潤工程が不要であり、所定工程が短くなる。ま
た、接着剤剥離片を流しだす工程を行わないので、微細
な薄片である圧電チップが流れてしまうことがない。し
かも、従来のように、接着剤を膨潤させることによる膨
潤状態の偏在がないので、接着剤が付着した箇所に、こ
のような膨潤状態の偏在を原因とする剥離部分と固定部
分との偏在がないために、圧電チップに割れを生じるこ
とがない。しかも、剥離後に剥離用液体に酸化剤を添加
することにより、有機系接着剤を脱水反応させる過程で
発生した炭素は、酸化剤の酸素と結びついて、二酸化炭
素となって除去される。しかも、その後で、剥離用容器
が浸漬される洗浄槽は、槽内の純水を短時間で排水でき
る構成としたことから、その強力な排水流により、硫酸
が短時間に完全に流される。しかも、剥離用容器は、前
記剥離槽及び前記クイックダンプ洗浄槽に収容される時
に、これらに収容された液面下に完全に沈まないように
支持されていることから、軽い微細な薄片である圧電チ
ップが浮いてしまい、剥離用容器の上部開口から、槽内
へ流れてしまう事が有効に防止される。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施
形態に係る圧電チップの剥離装置の全体を示す概略構成
図であり、図２は、この剥離装置に使用されるのに好適
な剥離用容器の半断面図である。この実施形態の圧電チ
ップの製造方法では、圧電材料のウエハから、圧電チッ
プブロックを形成する工程は、図９ないし図１４で説明
したのと全く同じであるから、重複する説明は省略し、
これらの説明を援用する。この実施形態では、図１４の
水晶チップブロック８を個々の圧電チップに剥離する工
程を中心に説明する。

【００３１】ここで、本発明の対象となるのは、水晶を
中心とした圧電材料による圧電チップの製造方法とこれ
に用いる剥離装置であるが、圧電材料は水晶に限らな
い。圧電材料としては、例えば、水晶，ＬｉＴａＯ₃ ，
ＬｉＮｂＯ₃ 等の圧電材料により形成された基板を、ウ
エハ状のものから、ごく薄い微細なチップに加工する工
程にも適用することができる。図１の剥離装置２０は、
積層圧電チップの一例としての図１４で説明した水晶チ
ップブロック８の接着剤２ａを脱水して、個々のチップ
である図８で説明した水晶チップ１にする工程を行う装
置である。ここで、接着剤２ａとしては、有機系接着剤
が好適に使用でき、好ましくは、アクリル系の接着剤が
適している。その他、有機系接着剤としては、セルロー
ス系、アルキド系、アミド系、ポリスチレン系、合成ゴ
ム系、ＰＶＡ系等が使用できるが、以下の実施形態で
は、有機系接着剤として、アクリル系のものを使用した
場合について説明する。

【００３２】そして、水晶チップブロック８は、図２の
剥離用容器５１に収容されて、この剥離装置２０にセッ
トされる。先ず、剥離用容器５１の構成について図２を
参照しながら説明する。図において、剥離用容器５１
は、この実施形態の場合、全体として筒状に形成されて
おり、後述する処理液に侵されない材質を選んで形成さ
れている。剥離用容器５１の筒状の本体５２は、その側
面の全面にわたって、例えば、フッ化樹脂例えばＰＴＦ
Ｔにより形成されており、網や穴等の構造はなく遮蔽さ
れている。また、その上端部５３は開放されていて、水
晶チップブロック８を上から投入することができるよう
になっている。

【００３３】このため、剥離用容器５１の底部５４は、
例えば、水晶チップブロック８を構成する水晶チップ１
の外形よりも小さな目を備えたテフロン（登録商標）製
の網状部材により塞がれており、剥離用容器５１は全体
として有底筒体でなっている。これにより、剥離用容器
５１内に投入された水晶チップブロック８から剥離され
た水晶チップ１が底から落ちることはなく、また、網目
を通じて処理液が剥離用容器５１内を通過できるように
なっている。剥離用容器５１の底部５４は必ずしも平坦
である必要はなく、袋の底のように閉じていてもよい。
要は底部５４を処理液が通過でき、剥離用容器５１の必
要な範囲の側面が遮断されていればよい。この剥離用容
器５１は、単独で、もしくは、図４に示すような複数収
容手段である収容カゴ４５に収容された状態で、図１の
剥離装置２０に使用される。以降の説明では、剥離用容
器５１が収容カゴ４５に収容されて使用されることを前
提として説明する。

【００３４】この収容カゴ４５は、例えば、処理液によ
り侵されないテフロン（登録商標）等の材料で形成した
カゴ状のものであって、上方が開放されて、底部が塞が
っており、内部に仕切り壁４６，４７によって、図示の
場合、４つの空間に仕切られている。収容カゴ４５は、
外壁及び底部と仕切り壁４６，４７に貫通孔４８を複数
設けてあり、この貫通孔４８を処理液が通過できるよう
になっている。図示の場合には、収容カゴ４５内に剥離
用容器５１を４つ収容した状態で、ひとつの処理槽内に
収容でき、剥離用容器５１を４つ一度に処理できるよう
になっている。

【００３５】図１において、剥離装置２０は、それぞれ
気密に区画された剥離部２１と洗浄部２２とを備えてい
る。剥離部２１には、本実施形態では、２つの剥離槽２
３，２３を備えている。剥離槽２３，２３は、例えば、
継ぎ目のないテフロン（登録商標）製で、硫酸もしくは
硫酸を含む剥離用液体を収容している。この実施形態で
は、剥離槽２３，２３は、硫酸もしくは硫酸を含む剥離
用液体を処理に適した一定温度，例えば摂氏１００度も
しくは、後述するような温度条件となるように維持する
機能を有している。剥離槽２３，２３は、配管２３ａ，
２３ａにより廃液貯留槽２６に接続されており、廃液貯
留槽２６は、剥離用液体を所定の温度，例えば、摂氏４
０度まで降下させてから廃液タンク２８に送るようにな
っている。

【００３６】剥離部２１には、剥離槽２３，２３の上方
に搬送手段５７が設けられている。この搬送手段５７
は、図４で説明した収容カゴ４５の掛止部（図示せず）
と掛止される掛止手段５６を備えており、ガイドによ
り、収容カゴ４５を処理工程に沿った方向である矢印Ａ
方向に移動させることができるようになっている。ま
た、搬送手段５７は、掛止した収容カゴ４５を矢印Ｂの
方向に昇降させることができるようになっている。ただ
し、この搬送手段５７は、収容カゴ４５を下降させた時
に、剥離用液体の液面下に剥離用容器５１を完全に沈め
ることがない高さで止めるようになっている。

【００３７】剥離装置２０の洗浄部２２には、少なくと
も、純水を収容できる第１の純水槽３１と、純水を収容
できる第２の純水槽３３と、超純水を収容するさらにも
うひとつの純水槽３４とを備えている。各純水槽３１，
３３，３４は、例えば、配管３１ａ，３５ａ，３４ａに
より排水路３６に接続されており、純水はシャワー３２
や純水槽３３へ供給される。純水槽３１，３３，３４の
うちの少なくともひとつである純水槽３３には、クイッ
クダンプ機構３５が設けられており、純水槽３３の底部
から速やかに収容した純水を配管３５ａを介して、排水
路３６に放出するようになっている。

【００３８】洗浄部２２の各純水槽３１，３３，３４の
上方に搬送手段５８が設けられている。この搬送手段５
８は、剥離部２１の搬送手段５７と同様に、図４で説明
した収容カゴ４５の掛止部（図示せず）と掛止される掛
止手段５６を備えており、ガイドにより、収容カゴ４５
を処理工程に沿った方向である矢印Ａ方向に移動させる
ことができるようになっている。また、搬送手段５８
は、掛止した収容カゴ４５を矢印Ｂの方向に昇降させる
ことができるようになっている。ただし、この搬送手段
５８は、収容カゴ４５を下降させた時に、純水の液面下
に剥離用容器５１を完全に沈めることがない高さで止め
るようになっている。

【００３９】本実施形態の剥離装置２０は以上のように
構成されており、この剥離装置２０を使用して、圧電チ
ップの製造方法の第１の実施形態としての水晶チップブ
ロック８から水晶チップ１を剥離する工程について説明
する。図３は、この剥離工程を簡単に示すフローチャー
トであり、図５は、その概略工程図である。先ず、図１
の剥離装置２０の剥離部２１の剥離槽２３，２３内に
は、剥離用液体として例えば濃度９６パーセントの硫酸
が１０リットル程度収容されている。この硫酸液は、こ
の実施形態では、例えば、摂氏１００度に維持されてい
る。

【００４０】図５（ａ）に示されているように、剥離用
容器５１内に水晶チップブロック８を処理単位に対応し
た数だけ投入して、搬送手段５７が、その掛止手段５６
に掛止した収容カゴ４５を下降させて、剥離槽２３，２
３内に浸漬する（ＳＴ１０）。この工程では、搬送手段
５７の機能により、剥離用容器５１は、剥離槽２３に収
容された硫酸液６１の液面ｌの下に完全に浸漬させない
ようにする。そして、好ましくは、矢印に示すように、
搬送手段５７の機能により、剥離用容器５１を上下に昇
降させて、揺動する。この揺動を硫酸の濃度により３０
分ないし１時間２０分程度を行い次のステップに進む。

【００４１】この処理により、剥離槽２３内で硫酸によ
る脱水反応が進行する。すなわち硫酸は接着剤を分解し
ながら水を生成させ、その結果、接着剤は炭素として完
全に分解される。剥離用液体である硫酸液６１内は炭素
により黒く濁ることになる。この炭素は、剥離用容器５
１や図４の収容カゴ４５に黒く付着してしまう。図５
（ｂ）は、ＳＴ１１の工程を示している。剥離槽２３内
に、酸化剤として、過酸化水素水（Ｈ₂ Ｏ₂ ）６２を僅
かに添加する。添加量は、上記の硫酸液に対して、水晶
チップ５０００個を１ロットとして、数ｍｌ（数ｃｃ）
程度であり、約２０分程度で次の反応が進行する。

【００４２】すなわち、これにより、先ず、過酸化水素
水と硫酸が反応してカロ酸（ペルオキソ一硫酸）が生成
される。

【化１】 または、

【化２】 そして、生成したカロ酸が分解して酸素を生成する。こ
の酸素は炭素と結合して二酸化炭素となる。

【化３】

【化４】

【００４３】すなわち、硫酸に過酸化水素を添加する
と、酸素と二酸化炭素による気泡が発生し、副生成物の
炭素は、二酸化炭素として排出され、硫酸液６１は透明
になり剥離用容器５１や収容カゴ４５の黒い汚れは無く
なる。したがって、ＳＴ１１で使用する酸化剤は、アク
リル系接着剤が硫酸により脱水作用で発生する炭素と結
びつく酸素を供給することができるものならなんでもよ
く、例えば、オゾンが使用される。

【００４４】次に、ＳＴ１２に移り、剥離用容器５１
は、図１の剥離装置２０の洗浄部２２に移動され、搬送
手段５８にセットされる。搬送手段５８は、収容カゴ４
５を掛止手段５６で掛止して、純水槽３１内でシャワー
３２を用いてシャワー洗浄し、次に純水槽３３内に図５
（ｃ）に示すように浸漬する。純水槽３３内では、剥離
用容器５１を純水６３に浸漬して、好ましくはシャワー
手段３８から下方の剥離用容器５１に向かって純水を噴
出し、処理液を洗浄して流す。洗浄を終えたら、クイッ
クダンプ機構３５により洗浄に使用した純水を配管３５
ａを介して排水する。この洗浄を必要に応じて繰り返し
てもよい。ここでも、搬送手段５８の機能により、剥離
用容器５１は、純水槽３３に収容された純水６３の液面
ｌの下に完全に浸漬させないようにする。次いで、ＳＴ
１３にて、純水槽３４に剥離用容器５１を移動させ、純
水槽３４に満たした超純水内に浸漬させて、約１０分程
度洗浄し、ＳＴ１４で温風乾燥される。

【００４５】以上により、水晶チップブロック８の接着
剤２ａが脱水されて、微細で極めて薄い水晶チップ１が
剥離されることになる。本実施形態は以上のように構成
されているので、従来のように、接着剤２ａを膨潤させ
るのではなく、硫酸により脱水し分解していることか
ら、膨潤した接着剤のカスである接着剤剥離片を流しだ
す作業が不要である。このため、接着剤２ａを膨潤させ
るための長時間の膨潤工程が不要であり、全体として、
最短約２時間程度で処理を終了することができ、従来の
約６時間と比較すると極端に短時間で処理を実行するこ
とができる。

【００４６】また、接着剤剥離片を流し出す工程を行わ
ないので、微細な薄片である圧電チップ１が流れてしま
うことがない。すなわち、剥離用容器５１内の接着剤剥
離片を外に出す必要がないので、剥離装置２０を上述の
ように、各工程において、剥離用容器５１を、処理槽に
収容された液体の液面ｌの下に完全に浸漬させないよう
にすることができる。これにより、水晶チップ１が外に
流れだすことがない。

【００４７】次に、この発明の他の実施形態について説
明する。上述の実施形態のように、剥離用液体として硫
酸液を用いた場合に、特に、圧電チップの厚みがほぼ３
０μｍ以下の極めて薄い圧電チップを製造する場合にお
いては、所定の割合で、割れが生じることがある。この
割れは、例えば、圧電チップの縦方向に鋭利な角度を有
するように割れたり、欠けたりする傾向が見いだされ
る。

【００４８】このような場合に、圧電チップの割れ等の
損傷を防止して、製造歩留りを向上させるため、以下の
ような手法が採用できる。この実施形態による圧電チッ
プの製造方法は、上述した剥離装置２０をそのまま利用
し、各工程の順序についても上述した第１の実施形態と
同じであるが、図３のＳＴ１０における条件が異なって
いる。以下、重複する説明は省略し、相違点を中心に説
明する。

【００４９】この実施形態では、第１にこの硫酸液の設
定温度を所定温度に設定し、必要により、図１４で説明
した積層圧電チップとしての水晶チップブロック８を構
成する水晶チップ１どうしの間で、これらを固定するた
めに介在している接着剤２ａの厚みを調整する。

【００５０】この接着剤２ａの厚みは、例えば、図６に
示すような厚み制御治具８０により調整される。この厚
み制御治具８０は、本体８１内に、凹状の収容部８２を
備えている。収容部８２の一端，例えば、図において左
端の内壁には、図１１で説明したウエハブロック４の固
定部８３を有している。この固定部８３には、図示する
ようにウエハブロック４がそのガラス板３の外面を内側
に向けて固定されるようになっている。

【００５１】本体８１の収容部８２内では、押動ヘッド
８４が矢印方向に移動できるように配置されている。押
動ヘッド８４の押動ロッド８５等は、図示しない駆動手
段により駆動されて、上記矢印方向へ動くようになって
おり、この動きは、マイクロメータ等の計測手段８６に
より計測できるようになっている。この計測手段８６
は、押動ヘッド８４の移動量を検出することで、ウエハ
ブロック４の全体の厚みを算出することを可能にしてい
る。

【００５２】このような構成の厚み制御治具８０によ
り、ウエハブロック４の厚みを制御することにより、ガ
ラス板３，３の間の各水晶ウエハ２の間の接着剤２ａの
厚みが制御されるので、その後で、図１２ないし図１４
で説明したように、積層圧電チップとしての水晶チップ
ブロック８を形成すれば、この水晶チップブロック８の
各水晶チップ間の接着剤２ａの厚みを適宜に制御するこ
とができる。

【００５３】先ず、図１の剥離装置２０の剥離部２１の
剥離槽２３，２３内には、剥離用液体として例えば濃度
９６パーセントの硫酸が１０リットル程度収容される。
そして、上述の厚み制御治具８０等により接着剤２ａの
厚みを制御した水晶チップブロック８を、図５（ａ）で
説明したように、剥離用容器５１内に処理単位に対応し
た数だけ投入して、搬送手段５７が、その掛止手段５６
に掛止した収容カゴ４５を下降させて、剥離槽２３，２
３内に浸漬することで、ＳＴ１０における接着剤の剥離
工程を行う。

【００５４】ここで、剥離工程の手法は、第１の実施形
態と同じであるが、剥離用液体としての硫酸液の温度を
図７に示すように設定する。図７は、上述した水晶チッ
プブロック８の各チップ間の接着剤２ａの厚みと、剥離
工程で使用する硫酸液の温度との条件を示し、各条件に
おいて、水晶チップ１の割れや欠け等の損傷の発生につ
いてまとめた表である。図７の表において、丸印は水晶
チップ１の製造歩留りとして約９０パーセント以上の良
い結果を得た条件、三角印は水晶チップ１の製造歩留り
として約８０パーセント以上の結果を得た条件、バツ印
は水晶チップ１の製造歩留りとして約８０パーセント未
満であった条件を示している。

【００５５】剥離工程において、硫酸液の温度を順次高
くすることにより、硫酸液が、水晶チップ１と接着剤２
ａとの界面に入り込む速度を次第に高くすることができ
る。これによって、硫酸液が水晶チップブロック８の水
晶チップ１どうしの間に介在する接着剤２ａの分子間に
浸透する速度よりも、水晶チップ１を剥離する速度の方
が早くなる。この結果、硫酸液が接着剤２ａの分子間に
浸透して膨潤するよりも早く、各水晶チップ１は接着剤
２ａによる接合が分離されて剥離される。すなわち、各
水晶チップ１は接着剤２ａによる接合が分離されるより
も早く上記膨潤が進むと、水晶チップ１に割れや欠けが
生じるが、このような膨潤よりも早く、水晶チップ１を
分離することで水晶チップ１に割れや欠けが生じること
を防止できたものと考えられる。

【００５６】さらに、このような硫酸液の温度条件に加
えて、水晶チップブロック８の各チップ間の接着剤２ａ
の厚みが厚いと、膨潤体積が大きくなり、各チップ間に
作用する応力も大きくなる。このため、水晶チップブロ
ック８の各チップ間の接着剤２ａの厚みを薄くすると、
同じ温度条件でもより良い結果が得られる。したがっ
て、硫酸液の温度を高くすることに加えて、水晶チップ
ブロック８の各チップ間の接着剤２ａの厚みを可能な範
囲で薄くすると製造歩留りが向上することがわかる。

【００５７】したがって、図７の結果から、硫酸液の温
度がほぼ摂氏１１０度よりも高い場合に、水晶チップ１
の製造歩留りを８０パーセント以上とすることができる
点で好ましい。また、硫酸液の温度がほぼ摂氏１２０度
よりも高い場合に、水晶チップブロック８の各チップ間
の接着剤２ａの厚みを１．８μｍ程度にした場合に、水
晶チップ１の製造歩留りを９０パーセント以上とするこ
とができる点でさらに好ましい。そして、硫酸液の温度
がほぼ摂氏１２５度よりも高い場合に、水晶チップ１の
製造歩留りを９０パーセント以上とすることができる点
で最も好ましい。ここで、硫酸液の温度条件として、硫
酸が工程上で給水すると、水和物を形成し、給水量によ
り沸点が変化することに注意を要する。硫酸が沸点を越
えると飛散して危険であり、このような観点から、工程
の条件に対応して硫酸液の安全な温度上限を定めること
ができる。そして、一般的には、硫酸液の取り扱い上安
全な上限温度は摂氏１６０度程度である。

【００５８】本発明は上述の実施形態に限定されない。
上述の処理温度や洗浄液の濃度は適宜変更することが可
能である。また、上述の実施形態の各条件や各構成は適
宜その一部を省略することが可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、剥
離工程を短時間で行うことができ、接着剤をより完全に
除去して、製品品質を損なうことがないようにした圧電
チップの製造方法と、この製造工程に使用される圧電チ
ップの剥離装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る圧電チップの剥離装置
の一例を示す概略構成図。

【図２】図１の剥離装置に使用する剥離用容器の一例を
示す半断面図。

【図３】図１の剥離装置による処理工程を簡単に示すフ
ローチャート。

【図４】図２の剥離用容器を複数収容するための収容カ
ゴの一例を示す概略斜視図。

【図５】図１の剥離装置による処理工程を簡単に示す工
程図。

【図６】ウエハブロックの厚み制御治具の一例を示す概
略構成図。

【図７】本発明の実施形態における圧電チップの製造方
法において、接着剤の厚みと、剥離工程で使用する硫酸
液の温度との条件を示し、各条件において、水晶チップ
の割れや欠け等の損傷の発生についてまとめた表。

【図８】圧電チップの一例としての水晶チップの形状を
示す概略斜視図。

【図９】水晶ウエハを示す概略斜視図。

【図１０】水晶ウエハから水晶チップを加工する工程を
示す図。

【図１１】水晶ウエハから水晶チップを加工する工程を
示す図。

【図１２】水晶ウエハから水晶チップを加工する工程を
示す図。

【図１３】水晶ウエハから水晶チップを加工する工程を
示す図。

【図１４】水晶ウエハから水晶チップを加工する工程を
示す図。

【図１５】従来の水晶チップブロックから水晶チップを
剥離する工程を簡単に示すフローチャート。

【図１６】従来の水晶チップの剥離工程を示す説明図。

【符号の説明】

１ 水晶チップ（圧電チップ） ８ 水晶チップブロック（積層圧電チップ） ２０ 圧電チップの剥離装置 ２１ 剥離部 ２２ 洗浄部 ２３ 剥離槽 ３１，３３，３４ 洗浄槽 ４５ 収容カゴ ５１ 剥離用容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 3/00 - 3/10 C30B 29/18 C30B 33/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電材料のウエハを複数枚積層し、有機
   系接着剤にてこの積層状態を維持しながら複数回の切断
   工程を経て、所定の圧電チップを得る圧電チップの製造
   方法において、 前記切断工程を終了した後で、前記有機系接着剤が付着
   した積層圧電チップを硫酸もしくは硫酸を含む剥離用液
   体に浸漬し前記有機系接着剤を脱水反応させることによ
   り、前記積層圧電チップを個々の圧電チップに剥離し、 前記剥離用液体に酸化剤を添加することにより、前記有
   機系接着剤を脱水反応させる過程で発生した炭素を二酸
   化炭素として前記剥離用液体中から除去することを特徴
   とする、圧電チップの製造方法。
2. 【請求項２】 前記有機系接着剤が光硬化性の接着剤で
   あることを特徴とする、請求項１に記載した、圧電チッ
   プの製造方法。
3. 【請求項３】 前記剥離用液体が、積層圧電チップのチ
   ップ間に介在する接着剤の分子間に浸透する速度より
   も、チップと接着剤界面に入り込んで、チップを剥離す
   る速度の方が早くなるような前記剥離用液体の温度を設
   定することを特徴とする、請求項１または２のいずれか
   に記載した、圧電チップの製造方法。
4. 【請求項４】 前記積層圧電チップのチップ間に介在す
   る接着剤の厚みを制御して、前記剥離用液体が、前記チ
   ップ間に介在する接着剤に浸透して膨潤することによる
   応力を低減させるようにしたことを特徴とする、請求項
   １ないし３のいずれかに記載した、圧電チップの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記剥離用液体の温度を摂氏１１０度以
   上且つ１６０度以下に設定したことを特徴とする、請求
   項３または４のいずれかに記載した、圧電チップの製造
   方法。
6. 【請求項６】 前記剥離用液体の温度を摂氏１２０度以
   上且つ１６０度以下に設定したことを特徴とする、請求
   項５に記載した、圧電チップの製造方法。
7. 【請求項７】 前記剥離用液体の温度を摂氏１２５度以
   上且つ１６０度以下に設定したことを特徴とする、請求
   項６に記載した、圧電チップの製造方法。
8. 【請求項８】 前記積層圧電チップのチップ間の接着剤
   の厚みを２．５μｍ以下に設定したことを特徴とする、
   請求項４ないし７のいずれかに記載した、圧電チップの
   製造方法。
9. 【請求項９】 前記積層圧電チップのチップ間の接着剤
   の厚みを１．８μｍ以下に設定したことを特徴とする、
   請求項８に記載した、圧電チップの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記酸化剤が、過酸化水素水であるこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の圧電チップの製造方
    法。
11. 【請求項１１】 前記酸化剤が、オゾンであることを特
    徴とする、請求項１に記載の圧電チップの製造方法。
12. 【請求項１２】 圧電材料のウエハを複数枚積層し、有
    機系接着剤にてこの積層状態を維持しながら複数回の切
    断工程を経た積層圧電チップを個別の圧電チップに剥離
    するための剥離装置であって、 前記切断工程が終了した前記積層圧電チップを収容する
    ことができる容積を有する筒体であって、その円筒状側
    面は塞がれていると共に、底部が網目状に形成されてい
    る剥離用容器と、 硫酸もしくは硫酸を含む剥離用液体を収容しており、積
    層圧電チップを入れた前記剥離用容器が浸漬され、酸化
    剤が添加される剥離槽と、 純水が収容される洗浄槽であって、前記剥離槽で処理さ
    れた積層圧電チップが収容された剥離用容器が浸漬され
    た状態にて、槽内の純水を短時間で排水できるクイック
    ダンプ洗浄槽とを備え、 前記剥離用容器は、前記剥離槽及び前記クイックダンプ
    洗浄槽に収容される時に、これらに収容された液面下に
    完全に沈まないように支持されてい ることを特徴とす
    る、圧電チップの剥離装置。