JP4301564B2 - 圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法、および帯電抑制処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、弾性表面波フィルタの圧電基板等として用いられる圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法、および帯電抑制処理装置に関する。

タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）単結晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）単結晶は、圧電性酸化物単結晶として知られ、弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）の圧電基板等に使用されている。また、両単結晶は、非線形光学結晶として、大容量高速通信網の基幹部品である光変調器、波長変換素子等の光応用製品にも使用されている。両単結晶は、焦電性係数が大きく、抵抗が高いという特性を有する。そのため、わずかな温度変化により表面に電荷が発生する。そして、一旦発生した電荷は蓄積され、外部から除電処理を施さない限り帯電状態が続いてしまう。

例えば、光変調器は、光導波路または単結晶の内部に直接光を伝播させる。光を変調する場合には、単結晶に電場をかけて制御する。この際、電場をオフにしても単結晶の表面に電場が残ると、残存電荷により光が変調されてしまう。また、温度変化により表面に電荷が発生し、屈折率が変化してしまう。

一方、弾性表面波フィルタの製造工程には、圧電基板表面への電極薄膜の形成や、フォトリソグラフィでのプリベイクやポストベイク等、圧電基板の温度変化を伴う工程がいくつかある。そのため、タンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶を圧電基板として用いる場合、弾性表面波フィルタの製造過程において、圧電基板における静電気の発生が問題となる。

圧電基板が帯電すると、圧電基板内で静電気放電が生じ、クラックや割れの原因となる。また、圧電基板表面に形成された電極が、静電気によりショートするおそれもある。さらに、製造過程にて生じる微細な金属粉や塵、埃等が、静電気により圧電基板表面に引き寄せられ、それらの粒子により電極がショートし、また、電極がオープン状態となることで破壊されるおそれもある。

このような圧電基板の帯電を考慮して、弾性表面波フィルタを製造する際には、種々の対策が講じられている。例えば、圧電基板表面の電荷の中和を図るイオナイザー等の除電設備の設置や、塵等の粒子を測定するパーティクルカウンターや顕微鏡等の付帯設備の設置が挙げられる。また、弾性表面波フィルタの製造工程においては、電極薄膜を形成する前に、予め圧電基板の裏面に帯電除去を目的とした導電性膜を形成する導電性膜形成工程や、電極薄膜を形成した後に圧電基板を洗浄する再洗浄工程を加えることが行われている。

また、タンタル酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶自体の帯電を抑制するという観点から、特許文献１には、これらの単結晶から作製されたウエーハを、還元性ガス雰囲気にて熱処理する方法が開示されている。また、特許文献２には、同ウエーハに、金属を拡散させる方法が開示されている。
特開平１１−９２１４７号公報 特開２００４−３５３９６号公報

例えば、タンタル酸リチウム単結晶のキュリー点は約６０３℃である。そのため、タンタル酸リチウム単結晶を６００℃を超える高温に曝した場合、その圧電性が失われるおそれがある。つまり、タンタル酸リチウム単結晶の圧電性を考慮した場合には、高温で熱処理を行うことはできない。一方、タンタル酸リチウム単結晶から作製されたウエーハを、還元性ガス中、４００〜６００℃程度の比較的低温で熱処理しても、ウエーハの表面のみが還元されるにすぎない。つまり、上記特許文献１に記載された還元ガス中での熱処理では、タンタル酸リチウム単結晶の圧電性を損なわずに帯電を抑制することは難しい。

また、特許文献２に示されるように、単結晶中に亜鉛等の金属を拡散させた場合には、他元素の混入によりキュリー点が変化し、圧電性が変化してしまう。加えて、金属がウエーハの表面に堆積するため、処理後にその堆積物を除去する必要がある。さらに、反応性の激しい金属を使用した場合には、還元度合いを調整することが不可能となる。

本発明は、このような実状を鑑みてなされたものであり、圧電性を損なうことなく、タンタル酸リチウム単結晶およびニオブ酸リチウム単結晶の帯電を抑制することのできる処理方法を提供することを課題とする。また、その処理方法を簡便に実施できる処理装置を提供することを課題とする。

（１）本発明の圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法は、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶から作製されたウエーハと、リチウム化合物を含む還元剤と、を処理容器に収容し、処理容器内を、１３３×１０ ^−２ 〜１３３×１０ ^−７ Ｐａの減圧下、２００℃以上１０００℃以下で、かつウエーハを構成する単結晶のキュリー温度未満の温度で保持することにより、ウエーハを還元することを特徴とする。

本発明の帯電抑制処理方法では、タンタル酸リチウム単結晶（以下、適宜「ＬＴ単結晶」と称す。）またはニオブ酸リチウム単結晶（以下、適宜「ＬＮ単結晶」と称す。）から作製されたウエーハが、還元剤とともに減圧下、所定の温度に加熱保持される。還元剤を構成するリチウム化合物は、所定の条件下で蒸発し、還元力の高い蒸気となる。この蒸気に曝されることで、ウエーハは表面から順に還元される。そして、還元剤を供給し続けることにより、還元反応を連続的に進行させることができ、ウエーハ全体を均一に還元することができる。また、本発明の帯電抑制処理方法によれば、処理時間を従来の１０分の１以下に短縮できるため、生産性が向上する。

還元によりウエーハの抵抗は低下する。よって、還元されたウエーハは、温度が変化しても電荷を生じ難い。また、仮にウエーハ表面に電荷が発生しても速やかに自己中和して、電荷を除去することができる。このように、本発明の帯電抑制処理方法によれば、ＬＴ単結晶またはＬＮ単結晶から作製されたウエーハの帯電を、効果的に抑制することができる。

また、本発明の帯電抑制処理方法では、還元剤として比較的反応が穏やかなアルカリ金属化合物であるリチウム化合物を用いる。このため、還元剤の取り扱いが容易であり、安全性も高い。また、還元剤の種類、使用量、配置形態、処理容器内の真空度、温度、および処理時間を適宜調整することによって、ウエーハの還元度合いを制御することができる。

本発明の帯電抑制処理方法により処理されたウエーハは、帯電し難いため、取り扱い易く安全である。また、同ウエーハを圧電基板として弾性表面波フィルタを製造すれば、除電設備等の設置が不要となり、コストが大幅に削減できる。また、除電のための製造工程も不要となるため、生産性が向上する。さらに、同ウエーハから圧電基板を作製することにより、保管時や使用中においても静電気による不良の発生が少ない弾性表面波フィルタを構成することができる。また、同ウエーハを光変調器、波長変換素子等の光応用製品に使用した場合には、残存電荷による変調や、電荷の発生による屈折率の変化が抑制される。このため、光応用製品の信頼性が向上する。

（２）本発明の帯電抑制処理方法において、ウエーハをタンタル酸リチウム単結晶から作製した場合には、該ウエーハの還元を２００℃以上６００℃以下の温度で行うことが望ましい。

上述したように、ＬＴ単結晶は、６００℃を超える高温に曝されると、その圧電性が失われるおそれがある。よって、ＬＴ単結晶から作製されたウエーハを還元する場合には、６００℃以下の比較的低温で処理することが望ましい。本発明の帯電抑制処理方法では、還元性の高いアルカリ金属化合物を用いるため、６００℃以下の温度でもウエーハ全体を充分に還元することができる。このように、比較的低温で還元処理を行うことで、圧電性を損なうことなく、ＬＴ単結晶およびＬＮ単結晶の帯電を抑制することができる。

（３）本発明の帯電抑制処理方法では、ウエーハの還元を、１３３×１０^−２ 〜１３３×１０^−７Ｐａの減圧下で行う。処理容器内の真空度を高くすることで、比較的低温下でも、リチウム化合物を還元力の高い蒸気にすることができる。

（４）ＬＴ単結晶やＬＮ単結晶中の酸素は、リチウムとの結合力が強い。このため、還元処理では、酸素はリチウムと結合した状態、つまり酸化リチウムの状態で放出され易い。その結果、単結晶中のリチウム濃度が減少し、リチウム：タンタル（ニオブ）比が変化することで、圧電性が変化するおそれがある。

したがって、本発明の帯電抑制処理方法では、還元剤にリチウム化合物を含む。これより、還元剤から供給されるリチウム原子で、単結晶中の酸素を反応させることができる。このため、単結晶中のリチウム原子は放出され難い。よって、リチウム：タンタル（ニオブ）比は変化せず、圧電性が低下することはない。また、リチウムは、単結晶の構成成分であるため、他元素の混入による汚染の心配もない。

（５）本発明の帯電抑制処理方法では、リチウム化合物からなる還元剤を用い、還元剤とウエーハとを別々に配置して、またはウエーハを還元剤に埋設してウエーハの還元を行う態様を採用することができる。本態様では、還元剤としてリチウム化合物の粉末、ペレット等を用いることができる。リチウム化合物の粉末、ペレット等をそのまま使用できるため、本態様は実施し易い。また、ウエーハを還元剤に埋設させた場合には、還元剤がウエーハの表面に高濃度で接触する。よって、ウエーハの還元をより促進することができる。

（６）また還元剤として、リチウム化合物が溶媒に溶解または分散したリチウム化合物溶液を用いた場合には、還元剤とウエーハとを別々に配置して、またはウエーハを還元剤に浸漬して、または還元剤をウエーハの表面に塗着して、ウエーハの還元を行う態様を採用することができる。

本態様では、還元剤としてリチウム化合物溶液を用いる。例えば、リチウム化合物を有機溶媒に溶解または分散させたリチウム化合物溶液は、加熱により有機ガスを発生する。この有機ガス中にリチウム化合物の蒸気を充満させることで、リチウム化合物とウエーハとの反応性を高めることができる。これより、ウエーハ全体がむら無く還元される。また、ウエーハを同溶液に浸漬させた場合、あるいは、同溶液をウエーハの表面に塗着した場合には、還元剤がウエーハの表面に高濃度で接触する。よって、ウエーハの還元をより促進することができる。また還元はウエーハの体積抵抗率が４．９×１０ ^１２ Ω・ｃｍ以下となるまで行うことが好ましい。

（７）本発明の圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理装置は、タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶から作製されたウエーハと、リチウム化合物を含む還元剤と、を収容する処理容器と、処理容器内を２００℃以上１０００℃以下で、かつウエーハを構成する単結晶のキュリー温度未満の温度とする加熱手段と、処理容器内を１３３×１０ ^−２ 〜１３３×１０ ^−７ Ｐａに減圧する減圧手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の帯電抑制処理装置では、加熱手段により、処理容器内のウエーハおよび還元剤が加熱される。また、減圧手段により処理容器内が減圧される。このように、本発明の帯電抑制処理装置によれば、上記本発明の帯電抑制処理方法を簡便に実施することができる。また、還元剤として、比較的反応が穏やかなアルカリ金属化合物であるリチウム化合物を用いるため、本発明の帯電抑制処理装置は安全性が高い。なお、本発明の帯電抑制処理装置の好適な態様は、上述した本発明の帯電抑制処理方法に準ずる。

本発明の圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法では、還元剤を用い、所定の条件下でウエーハを還元する。ウエーハ全体を充分に還元することができるため、ウエーハの帯電を効果的に抑制することができる。また、還元剤、処理条件等を適宜調整することによって、ウエーハの還元度合いを制御することができる。

本発明の帯電抑制処理装置は、ウエーハと還元剤とを収容する処理容器と、加熱手段と、減圧手段と、を備える。本発明の帯電抑制処理装置によれば、上記本発明の帯電抑制処理方法を簡便に実施することができる。

以下に、本発明の帯電抑制処理装置の実施形態を詳しく説明する。また、本発明の帯電抑制処理装置の実施形態を説明する中で、本発明の帯電抑制処理方法についても併せて説明する。

（１）第一実施形態
まず、本実施形態である帯電抑制処理装置の構成を説明する。図１に、帯電抑制処理装置の概略を示す。また、図２に、処理容器中のウエーハの配置状態をモデルで示す。図１に示すように、帯電抑制処理装置１は、処理容器２と、ヒータ３と、真空ポンプ４とを備える。

処理容器２は、石英製である。処理容器２の一端には配管が接続される。接続された配管を通して、処理容器２中の排気が行われる。処理容器２には、ウエーハ５０および塩化リチウム粉末６０が収容される。

ウエーハ５０は、石英製のウエーハカセットケース５１にて支持される。ウエーハ５０は、４２°Ｙ−ＸｃｕｔのＬＴ単結晶からなる。ウエーハ５０の直径は４インチ（約１０．１６ｃｍ）、厚さは０．５ｍｍである。ウエーハ５０は、約５ｍｍの間隔で５０枚配置される。

塩化リチウム粉末６０は、ウエーハ５０とは別に、石英ガラス製のシャーレ６１内に収容される。塩化リチウム粉末６０は、本発明における還元剤である。収容される塩化リチウム粉末６０の量は１００ｇである。

ヒータ３は、処理容器２の周囲を覆うように配置される。ヒータ３は、本発明の帯電抑制処理装置を構成する加熱手段に含まれる。

真空ポンプ４は、処理容器２に配管を介して接続される。真空ポンプ４は、処理容器２内のガスを排気し、処理容器２内を真空にする。真空ポンプ４は、本発明の帯電抑制処理装置を構成する減圧手段に含まれる。

次に、本実施形態の帯電抑制処理装置による帯電抑制処理の一例の流れを説明する。まず、真空ポンプ４により、処理容器２内を１．３３Ｐａ程度の真空雰囲気とする。次いで、ヒータ３により処理容器２を加熱し、処理容器２内の温度を３時間で５５０℃まで上昇させる。処理容器２内の温度が５５０℃に達したら、その状態で１８時間保持する。その後、ヒータ３を停止し、処理容器２内を自然冷却する。

本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。すなわち、本実施形態では、還元剤として塩化リチウム粉末６０を使用した。このため、還元剤から供給されるリチウム原子で、ＬＴ単結晶中の酸素を反応させることができる。このため、ＬＴ単結晶中のリチウム原子は放出され難い。よって、ＬＴ単結晶中のリチウム：タンタル比は変化せず、圧電性は低下しない。また、リチウムは、ＬＴ単結晶の構成成分であるため、他元素の混入による汚染の心配もない。さらに、塩化リチウム粉末６０は取り扱い易く、安全に帯電抑制処理を行うことができる。

本実施形態では、塩化リチウム粉末６０を１００ｇ使用した。予備実験によると、上記処理条件（５５０℃、１８時間）にて消費される塩化リチウム粉末量は約４０ｇである。よって、本実施形態では、還元反応を連続的に進行させることができ、ウエーハ５０全体を均一に還元することができる。その結果、ウエーハ５０の帯電を、効果的に抑制することができる。

本実施形態では、処理容器２内を１．３３Ｐａ程度の真空雰囲気としたため、塩化リチウム粉末６０は還元力の高い蒸気となる。よって、５５０℃で還元処理を行うことができ、圧電性を損なうことなく、ウエーハ５０全体の還元を行うことができる。

（２）第二実施形態
第二実施形態と第一実施形態との相違点は、還元剤の種類および配置形態を変更した点である。それ以外の構成は、第一実施形態と同じであるため、ここでは相違点のみを説明する。

図３に、本実施形態におけるウエーハおよび還元剤の配置状態をモデルで示す。図３において、図２と対応する部材は図２と同じ記号で示す。図３に示すように、ウエーハ５０の両側の表面は、炭酸リチウム粉末１００ｇをポリビニルアルコールに溶解させた炭酸リチウム溶液６２でコーティングされる。炭酸リチウム溶液６２は、本発明における還元剤である。ウエーハ５０のコーティングは、ウエーハ５０を炭酸リチウム溶液６２に浸漬し、ウエーハ５０の表面に炭酸リチウム溶液６２を塗着させた後、室温および２００℃下で乾燥して行った。処理容器２内には、ウエーハ５０を保持したウエーハカセットケース５１のみが設置される。そして、第一実施形態と同様に、帯電抑制処理が行われる。

本実施形態によれば、第一実施形態にて説明した作用効果に加え、以下に示す効果が得られる。すなわち、本実施形態では、還元剤として炭酸リチウム溶液６２を使用した。炭酸リチウム溶液６２は、加熱により有機ガスを発生する。この有機ガス中に炭酸リチウムの蒸気が充満することで、ウエーハ５０の還元が促進される。加えて、炭酸リチウム溶液６２がウエーハ５０の表面に接触して配置されるため、ウエーハ５０の還元がより促進される。

（３）他の実施形態
以上、本発明の帯電抑制処理装置の実施形態について説明した。しかしながら、本発明の帯電抑制処理装置の実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、ＬＴ単結晶から作製されたウエーハに対して帯電抑制処理を行った。しかし、ＬＮ単結晶から作製されたウエーハを処理してもよく、また、各々の単結晶から作製されたウエーハを同時に処理してもよい。さらに、鉄等の金属が添加されたＬＴ単結晶あるいはＬＮ単結晶から作製されたウエーハを処理してもよい。この場合、添加金属としては、例えば、鉄、銅、マンガン、モリブデン、コバルト、ニッケル、亜鉛、炭素、マグネシウム、チタン、タングステン、インジウム、錫、希土類元素等が挙げられる。また、その添加量は、単結晶の重量全体を１００ｗｔ％とした場合の、０．０１ｗｔ％以上１．００ｗｔ％以下であるとよい。鉄等の金属が添加されたＬＴ単結晶等は、表面電荷を自己中和し除去する電荷中和特性を有する。そのような単結晶から作製されたウエーハを還元することで、ウエーハの帯電をより効果的に抑制することができる。なお、使用するウエーハの形状、研磨状態等は特に限定されない。例えば、単結晶から所定の厚さに切り出したままの結晶ブロックを使用してもよく、また、その結晶ブロックの表面を鏡面研磨したものを使用してもよい。

還元剤を構成するリチウム化合物の種類は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態で用いた塩化リチウム、炭酸リチウムの他、水酸化リチウム等を用いることができる。これらのリチウム化合物を、それぞれ単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。

第一実施形態では、還元剤とウエーハとを別々に配置したが、ウエーハを還元剤に埋設して帯電抑制処理を行ってもよい。また、還元剤としてリチウム化合物を含むガスを用いてもよい。この場合、所定の条件下の処理容器にリチウム化合物を含むガスを導入して帯電抑制処理を行えばよい。あるいは、リチウム化合物を含むガスを処理容器に連続的に供給、排気しながら帯電抑制処理を行えばよい。

第二実施形態のように、還元剤としてリチウム化合物溶液を使用する場合、溶媒として、真空雰囲気で酸素を発生しない液体を用いることが望ましい。例えば、上記ポリビニルアルコールの他、入手が容易なグリセリン等の有機溶剤が好適である。また、リチウム化合物溶液を還元剤とする場合、ウエーハの還元をより促進させるという観点から、リチウム化合物の濃度をできるだけ高くするとよい。また、リチウム化合物溶液を使用する場合、同溶液を容器に収容しウエーハと別々に配置してもよく、ウエーハを同溶液に浸漬してもよい。

上記実施形態では、１．３３Ｐａ程度の真空雰囲気にて処理を行った。しかし、処理圧力は１３３×１０ ^−２ 〜１３３×１０ ^−７ Ｐａであれば、特に限定されるものではない。１．３３Ｐａより低い圧力、つまり、より高真空雰囲気下での処理も好適である。また、処理時間は特に限定されるものではなく、処理温度等を考慮して適宜決定すればよい。このように、還元剤の種類、使用量、配置形態、処理容器内の真空度、温度、および処理時間を適宜調整することによって、ウエーハの還元度合いを制御すればよい。

（１）第一実施形態による帯電抑制処理
上記第一実施形態の帯電抑制処理装置を使用して、下記表１、表２に示す条件で種々の帯電抑制処理を行った。帯電抑制処理は、上記第一実施形態の帯電抑制処理の流れに準じて行った。表１に示すように、処理圧力８．３８×１０^−１Ｐａ、処理時間１８時間にて、処理温度を変更した帯電抑制処理を実施例１１〜１５とした。また、同圧力、処理時間６時間にて、処理温度を変更した帯電抑制処理を実施例１６、１７とした。表２に示すように、処理温度５５０℃、処理時間１８時間にて、処理圧力を変更した帯電抑制処理を比較例２０、実施例２２〜２５とした。なお、比較のため、還元剤を使用せずに行った帯電抑制処理を、各条件により比較例１１〜１５、２１〜２３とした。

帯電抑制処理された各々のウエーハについて、体積抵抗率および透過率を測定した。体積抵抗率は、東亜ディーケーケー株式会社製「ＤＳＭ−８１０３」を用いて測定した。透過率は、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製「Ｖ５７０」）を用いて測定した。また、ウエーハを８０±５℃に設定されたプレートの上に置き、その後の表面電位の経時変化を測定した。そして、表面電位がほぼ０ｋＶになるまでの時間（電荷中和時間）を測定した。表３および表４に、実施例および比較例の各帯電抑制処理を施したウエーハ、および未処理のウエーハについての測定結果を示す。なお、表３、４中の表面電位は、ウエーハを８０±５℃のプレート上に置いた直後の値である。また、図４に、処理温度と体積抵抗率、電荷中和時間との関係を示す（処理時間１８時間；実施例１１〜１５）。図５に、処理温度と体積抵抗率、電荷中和時間との関係を示す（処理時間６時間；実施例１６、１７）。図６に、処理圧力と体積抵抗率、電荷中和時間との関係を示す（比較例２０、実施例２２〜２５）。

表３に示すように、同じ温度で処理された実施例のウエーハと比較例のウエーハとを比較すると、いずれの実施例のウエーハにおいても、体積抵抗率、表面電位が低下し、電荷中和時間が短くなっていた。また、透過率も低下していることを確認した。これより、還元剤によりウエーハが効率よく還元され、帯電が抑制されたことがわかる。また、図４および図５に示すように、処理温度が高くなるほど、ウエーハの体積抵抗率は低下し、電荷中和時間は短くなった。同様に、透過率、表面電位も低下した。また、処理時間だけを比較すると、１８時間処理した方が帯電抑制効果は高くなった。このように、本発明の帯電抑制処理によれば、ウエーハの帯電を効果的に抑制できることが確認された。加えて、処理温度や処理時間を調整することで、還元度合いを制御できることが確認された。また、２５０℃〜６００℃の範囲では、処理温度が高いほど、還元度合いが大きく、帯電抑制効果が大きいことがわかった。

表４に示すように、同じ圧力で処理された実施例のウエーハと比較例のウエーハとを比較すると、いずれの実施例のウエーハにおいても、体積抵抗率、表面電位が低下し、電荷中和時間が短くなっていた。また、透過率も低下していることを確認した。これより、上記同様、還元剤によりウエーハが効率よく還元され、帯電が抑制されたことがわかる。また、図６に示すように、処理圧力を１３３×１０^-1から１３３×１０^-2Ｐａに低くした場合、ウエーハの体積抵抗率が低下し、特に、電荷中和時間の減少が顕著となった。透過率、表面電位も同様に低下した。なお、１３３×１０^-7Ｐａでは、体積抵抗率等は若干上昇した。このように、本発明の帯電抑制処理では、処理圧力を調整することで、還元度合いを制御できる。本実施形態では、１３３×１０^-2〜１３３×１０^-6Ｐａの処理圧力が好適といえる。

（２）第二実施形態による帯電抑制処理
上記第二実施形態の帯電抑制処理装置を使用して、下記表５に示す条件で帯電抑制処理を行った。すなわち、表５に示すように、処理圧力１０．５×１０^-1Ｐａ、処理温度５５０℃にて、処理時間を変更した帯電抑制処理を実施例３１〜３４とした。

帯電抑制処理された各々のウエーハについて、上記（１）と同様にして体積抵抗率、透過率、表面電位の経時変化、電荷中和時間を測定した。表６に、実施例３１〜３４の各帯電抑制処理を施したウエーハについての測定結果を示す。また、図７に、処理時間と体積抵抗率、電荷中和時間との関係を示す。

表６および図７に示すように、処理時間が長いほど、ウエーハの体積抵抗率、表面電位は低下し、電荷中和時間も短くなった。また、透過率も低下することを確認した。このように、本発明の帯電抑制処理では、処理時間を調整することで還元度合いを制御できる。本実施形態では、処理時間を６０分以上とすると、帯電抑制効果が大きいことがわかる。

本発明の第一実施形態である帯電抑制処理装置の概略図である。 処理容器中のウエーハの配置状態を示すモデル図である（第一実施形態）。 処理容器中のウエーハおよび還元剤の配置状態を示すモデル図である（第二実施形態）。 処理温度と体積抵抗率との関係を示すグラフである（実施例１１〜１５）。 処理温度と体積抵抗率との関係を示すグラフである（実施例１６、１７）。 処理圧力と体積抵抗率との関係を示すグラフである（比較例２０、実施例２２〜２５）。 処理時間と体積抵抗率との関係を示すグラフである（実施例３１〜３４）。

符号の説明

１：帯電抑制処理装置
２：処理容器
３：ヒータ（加熱手段）
４：真空ポンプ（減圧手段）
５０：ウエーハ ５１：ウエーハカセットケース ５２：容器
６０：塩化リチウム粉末（還元剤） ６１：シャーレ
６２：炭酸リチウム溶液（還元剤）

Claims (6)

1. タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶から作製されたウエーハと、
   リチウム化合物を含む還元剤と、を処理容器に収容し、
   該処理容器内を、１３３×１０ ^−２ 〜１３３×１０ ^−７ Ｐａの減圧下、２００℃以上１０００℃以下で、かつ前記ウエーハを構成する単結晶のキュリー温度未満の温度で保持することにより、該ウエーハを還元することを特徴とする圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法。
2. 前記ウエーハはタンタル酸リチウム単結晶から作製され、
   該ウエーハの還元を、２００℃以上６００℃以下の温度で行う請求項１に記載の圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法。
3. 前記還元剤は前記リチウム化合物からなり、
   該還元剤と前記ウエーハとを別々に配置して、または該ウエーハを該還元剤に埋設して該ウエーハの還元を行う請求項１または２に記載の圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法。
4. 前記還元剤は、前記リチウム化合物が溶媒に溶解または分散したリチウム化合物溶液であり、
   該還元剤と前記ウエーハとを別々に配置して、または該ウエーハを該還元剤に浸漬して、または該還元剤を該ウエーハの表面に塗着して、該ウエーハの還元を行う請求項１または２に記載の圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法。
5. 前記還元は前記ウエーハの体積抵抗率が４．９×１０ ^１２ Ω・ｃｍ以下となるまで行う請求項１〜４のいずれかに記載の圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理方法。
6. タンタル酸リチウム単結晶またはニオブ酸リチウム単結晶から作製されたウエーハと、リチウム化合物を含む還元剤と、を収容する処理容器と、
   該処理容器内を２００℃以上１０００℃以下で、かつ前記ウエーハを構成する単結晶のキュリー温度未満の温度とする加熱手段と、
   該処理容器内を１３３×１０ ^−２ 〜１３３×１０ ^−７ Ｐａに減圧する減圧手段と、
   を備える圧電性酸化物単結晶の帯電抑制処理装置。

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