JPH11298291A - 疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法 - Google Patents
疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法Info
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- JPH11298291A JPH11298291A JP10106040A JP10604098A JPH11298291A JP H11298291 A JPH11298291 A JP H11298291A JP 10106040 A JP10106040 A JP 10106040A JP 10604098 A JP10604098 A JP 10604098A JP H11298291 A JPH11298291 A JP H11298291A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルク波の影響がなく、反りが小さく、ウェ
ーハ作製時の歩留まりが良好な疑似弾性表面波デバイス
用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法の提供。 【解決手段】 疑似弾性表面波を送受信する電極を形成
するウェーハ面の裏面が、表面粗さ計により測定された
プロファイルデータのパワースペクトルにより得られる
パワーをP(k)として、0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空
間周波数k の範囲においてP(k)＝106k-3nm3 以下である
疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハ。
ーハ作製時の歩留まりが良好な疑似弾性表面波デバイス
用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法の提供。 【解決手段】 疑似弾性表面波を送受信する電極を形成
するウェーハ面の裏面が、表面粗さ計により測定された
プロファイルデータのパワースペクトルにより得られる
パワーをP(k)として、0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空
間周波数k の範囲においてP(k)＝106k-3nm3 以下である
疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、疑似弾性表面波デ
バイス用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法に関
するものである。
バイス用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】疑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。疑似弾性表
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、疑似弾性表面波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
搬損失がほとんど零となる場合がある（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 、1991年）。タンタル酸リチウムでは
36°Y カット−X 伝搬、ニオブ酸リチウムでは41°Y カ
ット−X 伝搬及び64°Y カット−X 伝搬、水晶では−75
°Y カット−X 伝搬が代表的なものである（清水、信学
会A 、J76-A 、129-137 、1993）。また最近は疑似弾性
表面波デバイス用タンタル酸リチウム単結晶ウェーハは
36°Y カットだけでなくその近傍の33〜46°Y カットも
目的に応じて使用されている（例えば特開平9-153757号
公報、特開平9-167936号公報) 。図１に33〜46°Y カッ
トタンタル酸リチウム単結晶ウェーハの方位を示す。そ
の他、縦波型疑似弾性表面波デバイスも知られている
（Y.Kobayashi et al.,Jpn.J.Appl.Phys.,35,2987-299
0,(1996) ）。
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。疑似弾性表
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、疑似弾性表面波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
搬損失がほとんど零となる場合がある（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 、1991年）。タンタル酸リチウムでは
36°Y カット−X 伝搬、ニオブ酸リチウムでは41°Y カ
ット−X 伝搬及び64°Y カット−X 伝搬、水晶では−75
°Y カット−X 伝搬が代表的なものである（清水、信学
会A 、J76-A 、129-137 、1993）。また最近は疑似弾性
表面波デバイス用タンタル酸リチウム単結晶ウェーハは
36°Y カットだけでなくその近傍の33〜46°Y カットも
目的に応じて使用されている（例えば特開平9-153757号
公報、特開平9-167936号公報) 。図１に33〜46°Y カッ
トタンタル酸リチウム単結晶ウェーハの方位を示す。そ
の他、縦波型疑似弾性表面波デバイスも知られている
（Y.Kobayashi et al.,Jpn.J.Appl.Phys.,35,2987-299
0,(1996) ）。
【０００３】疑似弾性表面波デバイスは圧電性を有する
単結晶を適当な単結晶育成法、例えばタンタル酸リチウ
ム単結晶はチョクラルスキー法により育成され、この単
結晶を円形状に加工して、さらに一定の結晶面方位を有
するウェーハ状に切断し、疑似弾性表面波を送受信する
電極を形成するウェーハ面（以下表面と記す）は鏡面加
工が施され、主としてAlからなる電極を一定の方位に形
成した後、チップ状に切り出すことによって作製されて
いる。
単結晶を適当な単結晶育成法、例えばタンタル酸リチウ
ム単結晶はチョクラルスキー法により育成され、この単
結晶を円形状に加工して、さらに一定の結晶面方位を有
するウェーハ状に切断し、疑似弾性表面波を送受信する
電極を形成するウェーハ面（以下表面と記す）は鏡面加
工が施され、主としてAlからなる電極を一定の方位に形
成した後、チップ状に切り出すことによって作製されて
いる。
【０００４】疑似弾性表面波デバイスの性能は弾性表面
波デバイスと同様に、使用する材料及びその結晶方位や
電極の設計、製作技術等様々な要因により決定される
が、特に弾性表面波デバイスで注目すべき性能要因とし
て裏面の表面状態がある。弾性表面波デバイスにおける
裏面の表面状態については多くの報告、開示がなされて
おり、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、次の内容が報告、開示されて
いる。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凹凸の大きさが決定され、凹凸
のピーク・ピーク差を15μm 程度とする例が記載されて
いる。特開昭59-47822号公報では、弾性表面波用基板の
製造方法で中心線平均粗さRaが0.3 〜0.5 μm となるよ
うにする工程が記載されている。松村（松村、セラミッ
クス、30、24-27 、1995年）の報告では、基板の厚さ37
0 μm で、GC#180の粗い砥粒で裏面を粗面化（Ra≧2 μ
m ）すること及びその理由が記載されている。それによ
ると、裏面を粗面化する理由は、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裏面で反射
するため、出力電極は弾性表面波以外にバルク波も一部
受信することになり所望のフィルタ特性が得られない
が、裏面が粗面化されていると、裏面でバルク波が散乱
され、出力電極に受信されるバルク波によるスプリアス
が抑制されるためであると説明されている。一方、疑似
弾性表面波のデバイスの場合は弾性表面波デバイスのよ
うな裏面の表面状態についての検討はなされていなかっ
た。
波デバイスと同様に、使用する材料及びその結晶方位や
電極の設計、製作技術等様々な要因により決定される
が、特に弾性表面波デバイスで注目すべき性能要因とし
て裏面の表面状態がある。弾性表面波デバイスにおける
裏面の表面状態については多くの報告、開示がなされて
おり、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、次の内容が報告、開示されて
いる。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凹凸の大きさが決定され、凹凸
のピーク・ピーク差を15μm 程度とする例が記載されて
いる。特開昭59-47822号公報では、弾性表面波用基板の
製造方法で中心線平均粗さRaが0.3 〜0.5 μm となるよ
うにする工程が記載されている。松村（松村、セラミッ
クス、30、24-27 、1995年）の報告では、基板の厚さ37
0 μm で、GC#180の粗い砥粒で裏面を粗面化（Ra≧2 μ
m ）すること及びその理由が記載されている。それによ
ると、裏面を粗面化する理由は、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裏面で反射
するため、出力電極は弾性表面波以外にバルク波も一部
受信することになり所望のフィルタ特性が得られない
が、裏面が粗面化されていると、裏面でバルク波が散乱
され、出力電極に受信されるバルク波によるスプリアス
が抑制されるためであると説明されている。一方、疑似
弾性表面波のデバイスの場合は弾性表面波デバイスのよ
うな裏面の表面状態についての検討はなされていなかっ
た。
【０００５】疑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。その疑似弾性表面波デバイスに使用される
圧電性単結晶ウェーハにはウェーハの反りが小さいこ
と、低価格であることの２点が強く要求されている。移
動体通信用の疑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、
疑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。電極はフォトリソグラフィー法により作製
されるがウェーハの反りが大きい場合、パターン精度の
劣化により所望の電極形状を得ることが不可能となり、
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。
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。その疑似弾性表面波デバイスに使用される
圧電性単結晶ウェーハにはウェーハの反りが小さいこ
と、低価格であることの２点が強く要求されている。移
動体通信用の疑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、
疑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。電極はフォトリソグラフィー法により作製
されるがウェーハの反りが大きい場合、パターン精度の
劣化により所望の電極形状を得ることが不可能となり、
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。
【０００６】また、移動体通信用端末の急激な低価格化
により、使用される疑似弾性表面波デバイス用圧電性単
結晶ウェーハにおいても非常に厳しい低価格化が市場よ
り要求されており、ウェーハ作製の歩留まりは価格に大
きな影響を与えていた。弾性表面波デバイスではウェー
ハ裏面の粗面化は上記報告例より明らかに知られている
技術であるが、ウェーハ裏面の粗面化は反りを大きくす
ること、裏面加工時に発生するカケ、チッピング、割れ
による歩留ま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。弾性表面波デバイスの場合には、ウェ
ーハ裏面を粗面化しないとバルク波の影響を除去できな
いことが上記のごとく知られているが、疑似弾性表面波
デバイスの場合にはウェーハ裏面の粗面化の要否の検討
はなされていなかった。そこで、本発明者らは疑似弾性
表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハ裏面の表面状態
とバルク波の影響、ウェーハの反り、歩留まりとの相関
関係の検討を行った。
により、使用される疑似弾性表面波デバイス用圧電性単
結晶ウェーハにおいても非常に厳しい低価格化が市場よ
り要求されており、ウェーハ作製の歩留まりは価格に大
きな影響を与えていた。弾性表面波デバイスではウェー
ハ裏面の粗面化は上記報告例より明らかに知られている
技術であるが、ウェーハ裏面の粗面化は反りを大きくす
ること、裏面加工時に発生するカケ、チッピング、割れ
による歩留ま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。弾性表面波デバイスの場合には、ウェ
ーハ裏面を粗面化しないとバルク波の影響を除去できな
いことが上記のごとく知られているが、疑似弾性表面波
デバイスの場合にはウェーハ裏面の粗面化の要否の検討
はなされていなかった。そこで、本発明者らは疑似弾性
表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハ裏面の表面状態
とバルク波の影響、ウェーハの反り、歩留まりとの相関
関係の検討を行った。
【０００７】ここで重要となるのが表面状態の表現方法
であった。弾性表面波デバイスではウェーハ裏面の表面
状態の表現方法としては上記の凹凸のピーク・ピーク差
や中心線平均粗さRaが使用されていた。しかし、凹凸の
ピーク・ピーク差、機械加工の分野で使用されているR
a、Rmax、RMS 等の値により表面状態の良否を定量的に
判断しようとすると、測定法が異なると測定値が大きく
変化してしまう。また測定面積によっても大きく変化す
るという問題があった（例えば、T.Abe,and Y.Kato,Jp
n.J.Appl.Phys.,32,1879-1883,(1993) ）。
であった。弾性表面波デバイスではウェーハ裏面の表面
状態の表現方法としては上記の凹凸のピーク・ピーク差
や中心線平均粗さRaが使用されていた。しかし、凹凸の
ピーク・ピーク差、機械加工の分野で使用されているR
a、Rmax、RMS 等の値により表面状態の良否を定量的に
判断しようとすると、測定法が異なると測定値が大きく
変化してしまう。また測定面積によっても大きく変化す
るという問題があった（例えば、T.Abe,and Y.Kato,Jp
n.J.Appl.Phys.,32,1879-1883,(1993) ）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、ウェーハ裏面
の表面状態とバルク波の影響、ウェーハの反り、歩留ま
りとの相関を得ようとしても十分な知見が得られず、ど
のような表面状態のウェーハを用いれば良いかを判断す
ることが困難であった。そこで本発明は、バルク波の影
響がなく、ウェーハの反りが小さく、ウェーハ作製時の
歩留まりが良好な疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結
晶ウェーハおよびその製造方法を提供するものであり、
また、測定方法に依存しない方法で表面状態を表現する
ことを課題とするものである。
の表面状態とバルク波の影響、ウェーハの反り、歩留ま
りとの相関を得ようとしても十分な知見が得られず、ど
のような表面状態のウェーハを用いれば良いかを判断す
ることが困難であった。そこで本発明は、バルク波の影
響がなく、ウェーハの反りが小さく、ウェーハ作製時の
歩留まりが良好な疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結
晶ウェーハおよびその製造方法を提供するものであり、
また、測定方法に依存しない方法で表面状態を表現する
ことを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、疑似弾性表面
波デバイス用圧電性単結晶ウェーハにおける疑似弾性表
面波を送受信する電極を形成するウェーハ面の裏面を、
表面粗さ計により測定されたプロファイルデータのパワ
ースペクトルにより得られるパワーをP(k)として、0.1
μm-1 以上1 μm-1 以下の空間周波数ｋの範囲におい
て、P(k)＝106k-3nm3 以下に研磨することにある。
波デバイス用圧電性単結晶ウェーハにおける疑似弾性表
面波を送受信する電極を形成するウェーハ面の裏面を、
表面粗さ計により測定されたプロファイルデータのパワ
ースペクトルにより得られるパワーをP(k)として、0.1
μm-1 以上1 μm-1 以下の空間周波数ｋの範囲におい
て、P(k)＝106k-3nm3 以下に研磨することにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは上記課題を解決する
ために鋭意検討を行い、測定方法によらない表面状態の
表現方法として、パワースペクトルを採用するのであ
る。パワースペクトルはThomas C.Bristow and Kevork
Arackellian,SPIE Vol.749Metrology,114-118,(1987)
に報告されており、触針式粗さ計、光学式粗さ計、原子
間力顕微鏡（以下AFM と略記する）等の表面粗さ計によ
り得られたプロファイルデータをフーリエ変換し、(1)
式により求められる。 P(k)=(2πd/N)・｜F(k)｜2 … (1) ここで、P(k)はパワー、πは円周率、d はサンプリング
間隔、N はサンプル数、F(k)はプロファイルデータのフ
ーリエ変換値である。パワースペクトルは空間周波数ｋ
ごとのパワーで表された粗さの分布を示したもので、以
下ではパワースペクトルを用いる。
ために鋭意検討を行い、測定方法によらない表面状態の
表現方法として、パワースペクトルを採用するのであ
る。パワースペクトルはThomas C.Bristow and Kevork
Arackellian,SPIE Vol.749Metrology,114-118,(1987)
に報告されており、触針式粗さ計、光学式粗さ計、原子
間力顕微鏡（以下AFM と略記する）等の表面粗さ計によ
り得られたプロファイルデータをフーリエ変換し、(1)
式により求められる。 P(k)=(2πd/N)・｜F(k)｜2 … (1) ここで、P(k)はパワー、πは円周率、d はサンプリング
間隔、N はサンプル数、F(k)はプロファイルデータのフ
ーリエ変換値である。パワースペクトルは空間周波数ｋ
ごとのパワーで表された粗さの分布を示したもので、以
下ではパワースペクトルを用いる。
【００１１】次にパワースペクトルが測定方法によらな
い値であることを説明する。鏡面研磨したタンタル酸リ
チウム単結晶ウェーハの目視で同一と判断される位置
を、光学式粗さ計とAFM の異なる測定法により表面粗さ
を測定し、得られたプロファイルデータから（１）式に
より空間周波数k ごとのパワーを求めパワースペクトル
を得た。光学式粗さ計はTOPO System （Wyko社製）、AF
M はNANOSCORPII（Degital Instruments 社製）を用い
た（T.Abe,E.F.Steigmeier,W.Hagleitner and A.J.Pidd
uck,Jpn.J.Appl.Phys.,31,721-728,(1992)）。以後の光
学式粗さ測定、AFM 測定ではいずれも上記装置で行っ
た。図２に異なる測定法により得られたパワースペクト
ルのグラフを示す。図２より、これらのパワースペクト
ルは連続しており、パワースペクトルの値が測定法に依
存しないことがわかり、表面状態の比較が可能である。
い値であることを説明する。鏡面研磨したタンタル酸リ
チウム単結晶ウェーハの目視で同一と判断される位置
を、光学式粗さ計とAFM の異なる測定法により表面粗さ
を測定し、得られたプロファイルデータから（１）式に
より空間周波数k ごとのパワーを求めパワースペクトル
を得た。光学式粗さ計はTOPO System （Wyko社製）、AF
M はNANOSCORPII（Degital Instruments 社製）を用い
た（T.Abe,E.F.Steigmeier,W.Hagleitner and A.J.Pidd
uck,Jpn.J.Appl.Phys.,31,721-728,(1992)）。以後の光
学式粗さ測定、AFM 測定ではいずれも上記装置で行っ
た。図２に異なる測定法により得られたパワースペクト
ルのグラフを示す。図２より、これらのパワースペクト
ルは連続しており、パワースペクトルの値が測定法に依
存しないことがわかり、表面状態の比較が可能である。
【００１２】同様に、鏡面研磨したタンタル酸リチウム
単結晶ウェーハの目視で同一と判断される位置を、AFM
により測定面積を10μm ×10μm 、１μm ×１μm およ
び0.1 μm ×0.1 μm と変えて表面粗さの測定を行い、
得られたプロファイルデータからパワースペクトルを求
めた。図３にそれらのパワースペクトルのグラフを示す
が、測定面積が異なっても連続したパワースペクトルが
得られ、パワースペクトルで表すことにより測定面積に
依存しない表面状態の比較が可能であることが分かる。
以上、ウェーハの表面の状態をパワースペクトルで表す
ことにより、測定法や測定面積によらない表面状態の良
否の比較が可能であり、表面状態の定量化方法として有
用なことが分かる。
単結晶ウェーハの目視で同一と判断される位置を、AFM
により測定面積を10μm ×10μm 、１μm ×１μm およ
び0.1 μm ×0.1 μm と変えて表面粗さの測定を行い、
得られたプロファイルデータからパワースペクトルを求
めた。図３にそれらのパワースペクトルのグラフを示す
が、測定面積が異なっても連続したパワースペクトルが
得られ、パワースペクトルで表すことにより測定面積に
依存しない表面状態の比較が可能であることが分かる。
以上、ウェーハの表面の状態をパワースペクトルで表す
ことにより、測定法や測定面積によらない表面状態の良
否の比較が可能であり、表面状態の定量化方法として有
用なことが分かる。
【００１３】そこで、疑似弾性表面波デバイス用圧電性
単結晶ウェーハの裏面の様々な表面状態のパワースペク
トルを求め、パワースペクトルとバルク波の影響、ウェ
ーハの反り、ウェーハ作製時の歩留まりとの相関関係を
調べたところ、ウェーハ裏面のパワースペクトルを特定
の範囲にするこにより、バルク波の影響がなく、ウェー
ハの反りが小さく、高歩留まりのウェーハを得ることを
突き止め本発明を完成させた。上記のパワースペクトル
の特定の範囲は、パワーP(k)として、0.1 μm-1 以上1
μm-1 以下の空間周波数k の範囲において、P(k)＝106k
-3nm3 以下の範囲内とするのである。図４は本発明のパ
ワースペクトルの範囲を具体的に示したもので、この範
囲は、縦軸をパワーP(k)（nm3 ）、横軸を空間周波数k
（μm-1 ）とした座標で、k＝0.1 、k ＝１およびP(k)
＝106k-3で囲まれる斜線で示される範囲とすればよい。
パワーP(k)が0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空間周波数
k においてP(k)＝106k-3nm3 を超える範囲では、バルク
波の影響があり、ウェーハの反りが大きく、カケ、割れ
等が発生し歩留まりが悪くなる。
単結晶ウェーハの裏面の様々な表面状態のパワースペク
トルを求め、パワースペクトルとバルク波の影響、ウェ
ーハの反り、ウェーハ作製時の歩留まりとの相関関係を
調べたところ、ウェーハ裏面のパワースペクトルを特定
の範囲にするこにより、バルク波の影響がなく、ウェー
ハの反りが小さく、高歩留まりのウェーハを得ることを
突き止め本発明を完成させた。上記のパワースペクトル
の特定の範囲は、パワーP(k)として、0.1 μm-1 以上1
μm-1 以下の空間周波数k の範囲において、P(k)＝106k
-3nm3 以下の範囲内とするのである。図４は本発明のパ
ワースペクトルの範囲を具体的に示したもので、この範
囲は、縦軸をパワーP(k)（nm3 ）、横軸を空間周波数k
（μm-1 ）とした座標で、k＝0.1 、k ＝１およびP(k)
＝106k-3で囲まれる斜線で示される範囲とすればよい。
パワーP(k)が0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空間周波数
k においてP(k)＝106k-3nm3 を超える範囲では、バルク
波の影響があり、ウェーハの反りが大きく、カケ、割れ
等が発生し歩留まりが悪くなる。
【００１４】前記疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結
晶ウェーハとしてはタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチ
ウムおよび水晶が例示されるが、タンタル酸リチウム単
結晶が好ましい。
晶ウェーハとしてはタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチ
ウムおよび水晶が例示されるが、タンタル酸リチウム単
結晶が好ましい。
【００１５】タンタル酸リチウム単結晶ウェーハとして
は、図１に示すように、ウェーハ面３と垂直な方向２が
X 軸（紙面に垂直の方向）を中心にY 軸からZ 軸方向に
33〜46°の範囲の角度となるものが好ましい。
は、図１に示すように、ウェーハ面３と垂直な方向２が
X 軸（紙面に垂直の方向）を中心にY 軸からZ 軸方向に
33〜46°の範囲の角度となるものが好ましい。
【００１６】
【実施例】（実施例１〜３、比較例１〜２） （ウェーハの作製）X 軸を中心にY 軸から36°Z 軸方向
に回転した（以後36°Y と記す）方向が引上方向である
直径80mm、長さ100mm のタンタル酸リチウム単結晶をチ
ョクラルスキー法により育成した。この単結晶を直径7
6.2mmの円形状に加工し、さらに図１のように36°Y 方
向がウェーハ面と垂直となるようにマルチワイヤーソー
でウェーハに切断した。その後、疑似弾性表面波を送受
信する電極を形成しないウェーハ面（裏面）をA 〜E の
５種類の砥粒を用い、同じ装置を用い回転数90rpm でラ
ッピングして５種類の試料を作製した。表１に使用した
砥粒を示す。A 〜D はSiC 砥粒材シナノランダム（信濃
電気精錬社製）の表１に示す番手を、E はコロイダルシ
リカCOMPOL-50 （フジミインコーポレーテッド社製）を
用いた。次いで、ウェーハの電極を形成する面（表面）
を鏡面研磨した。作製したタンタル酸リチウム単結晶ウ
ェーハは直径76.2mm、厚さ0.4mm である。 （パワースペクトルの測定方法）上記の方法A 〜E で作
製したウェーハを、光学式粗さ計TOPO System によりウ
ェーハ中心1mm ×1mm の測定面積で粗さを0.1 μｍ-1以
上1 μｍ-1以下の空間周波数k の範囲で測定し、そのプ
ロファイルデータから(1) 式によりパワーP(k)を求め、
パワースペクトルを得、図５の(A) 〜(E) に示した。 （バルク波の影響の測定方法）特開昭53-108256 号公報
には、大きなリップルの発生の原因がバルク波によるこ
とが記載されている。そこで試料のウェーハに中心周波
数1.441GHz、通過帯域幅±12MHz のフィルタを試作し、
リップルを測定し、その平均値が0.7dB 以下をバルク波
の影響がないものとし、結果を表１に示した。 （ウェーハの反りの測定方法）ウェーハ内の2mm ×2mm
の領域内の裏面基準でのウェーハ表面上の最大値と最小
値の差をLTV （Local Thickness Variation 、図６参
照）とし、ウェーハ内のLTV の最大値をウェーハの反り
とし、結果を表１に示した。 （ウェーハ作製時の歩留まり）上記の方法及び表１の方
法A 〜E で各100 枚のウェーハを作製し、目視でカケ、
チッピング、割れがないウェーハを歩留まり合格ウェー
ハとし、その歩留まりを表１に示した。図５および表１
の結果より、0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空間周波数
k の範囲において直線P(k)＝106k-3 nm3より下に位置す
る、パワー106k-3 nm3以下のパワースペクトル(C) 、
(D) 、(E) はバルク波の影響がなく、ウェーハの反りが
小さく、高歩留まりであることがわかる。なお、上記実
施例は36°Y タンタル酸リチウム単結晶ウェーハについ
ての結果であるが、タンタル酸リチウムの33〜46°Y の
他の方位のもの、ニオブ酸リチウムおよび水晶でも同様
の結果であった。
に回転した（以後36°Y と記す）方向が引上方向である
直径80mm、長さ100mm のタンタル酸リチウム単結晶をチ
ョクラルスキー法により育成した。この単結晶を直径7
6.2mmの円形状に加工し、さらに図１のように36°Y 方
向がウェーハ面と垂直となるようにマルチワイヤーソー
でウェーハに切断した。その後、疑似弾性表面波を送受
信する電極を形成しないウェーハ面（裏面）をA 〜E の
５種類の砥粒を用い、同じ装置を用い回転数90rpm でラ
ッピングして５種類の試料を作製した。表１に使用した
砥粒を示す。A 〜D はSiC 砥粒材シナノランダム（信濃
電気精錬社製）の表１に示す番手を、E はコロイダルシ
リカCOMPOL-50 （フジミインコーポレーテッド社製）を
用いた。次いで、ウェーハの電極を形成する面（表面）
を鏡面研磨した。作製したタンタル酸リチウム単結晶ウ
ェーハは直径76.2mm、厚さ0.4mm である。 （パワースペクトルの測定方法）上記の方法A 〜E で作
製したウェーハを、光学式粗さ計TOPO System によりウ
ェーハ中心1mm ×1mm の測定面積で粗さを0.1 μｍ-1以
上1 μｍ-1以下の空間周波数k の範囲で測定し、そのプ
ロファイルデータから(1) 式によりパワーP(k)を求め、
パワースペクトルを得、図５の(A) 〜(E) に示した。 （バルク波の影響の測定方法）特開昭53-108256 号公報
には、大きなリップルの発生の原因がバルク波によるこ
とが記載されている。そこで試料のウェーハに中心周波
数1.441GHz、通過帯域幅±12MHz のフィルタを試作し、
リップルを測定し、その平均値が0.7dB 以下をバルク波
の影響がないものとし、結果を表１に示した。 （ウェーハの反りの測定方法）ウェーハ内の2mm ×2mm
の領域内の裏面基準でのウェーハ表面上の最大値と最小
値の差をLTV （Local Thickness Variation 、図６参
照）とし、ウェーハ内のLTV の最大値をウェーハの反り
とし、結果を表１に示した。 （ウェーハ作製時の歩留まり）上記の方法及び表１の方
法A 〜E で各100 枚のウェーハを作製し、目視でカケ、
チッピング、割れがないウェーハを歩留まり合格ウェー
ハとし、その歩留まりを表１に示した。図５および表１
の結果より、0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空間周波数
k の範囲において直線P(k)＝106k-3 nm3より下に位置す
る、パワー106k-3 nm3以下のパワースペクトル(C) 、
(D) 、(E) はバルク波の影響がなく、ウェーハの反りが
小さく、高歩留まりであることがわかる。なお、上記実
施例は36°Y タンタル酸リチウム単結晶ウェーハについ
ての結果であるが、タンタル酸リチウムの33〜46°Y の
他の方位のもの、ニオブ酸リチウムおよび水晶でも同様
の結果であった。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明によると、バルク波の影響がな
く、ウェーハの反りが小さく、高歩留まりの疑似弾性表
面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハを得ることが可能
であり、安価に疑似弾性表面波デバイスを提供できる。
く、ウェーハの反りが小さく、高歩留まりの疑似弾性表
面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハを得ることが可能
であり、安価に疑似弾性表面波デバイスを提供できる。
【図１】33〜46°Y カットタンタル酸リチウム単結晶ウ
ェーハ面の方位の説明図である。
ェーハ面の方位の説明図である。
【図２】異なる測定法でのパワースペクトルのグラフで
ある。
ある。
【図３】異なる測定面積でのパワースペクトルのグラフ
である。
である。
【図４】本発明における疑似弾性表面波デバイス用圧電
性単結晶ウェーハの裏面の表面状態のパワースペクトル
の範囲を示した図である。
性単結晶ウェーハの裏面の表面状態のパワースペクトル
の範囲を示した図である。
【図５】パワースペクトル(A) 〜(E) のグラフである。
【図６】ウェーハのLTV を示した図である。
１…ウェーハ ２…ウェーハ面と垂直な方向 ３…ウェーハ面
Claims (6)
- 【請求項１】 疑似弾性表面波を送受信する電極を形成
するウェーハ面の裏面が、表面粗さ計により測定された
プロファイルデータのパワースペクトルにより得られる
パワーをP(k)として、0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空
間周波数k の範囲においてP(k)＝106k-3nm3 以下である
ことを特徴とする疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結
晶ウェーハ。 - 【請求項２】 前記疑似弾性表面波デバイス用圧電性単
結晶ウェーハがタンタル酸リチウム単結晶である請求項
１記載の疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェー
ハ。 - 【請求項３】 タンタル酸リチウム単結晶のウェーハ
が、ウェーハ面と垂直な方向がX 軸を中心にY 軸からZ
軸方向に33〜46°の範囲の角度となる請求項２記載の疑
似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハ。 - 【請求項４】 疑似弾性表面波を送受信する電極を形成
するウェーハ面の裏面を、表面粗さ計により測定された
プロファイルデータのパワースペクトルにより得られる
パワーをP(k)として、0.1 μm-1 以上1 μm-1 以下の空
間周波数k の範囲においてP(k)＝106k-3nm3 以下に研磨
することを特徴とする疑似弾性表面波デバイス用圧電性
単結晶ウェーハの製造方法。 - 【請求項５】 前記疑似弾性表面波デバイス用圧電性単
結晶ウェーハとしてタンタル酸リチウム単結晶を用いる
請求項４記載の疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶
ウェーハの製造方法。 - 【請求項６】 タンタル酸リチウム単結晶のウェーハと
して、ウェーハ面と垂直な方向がX 軸を中心にY 軸から
Z 軸方向に33〜46°の範囲の角度となるものを用いる請
求項５記載の疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウ
ェーハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10106040A JPH11298291A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10106040A JPH11298291A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11298291A true JPH11298291A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14423534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10106040A Pending JPH11298291A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 疑似弾性表面波デバイス用圧電性単結晶ウェーハおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11298291A (ja) |
-
1998
- 1998-04-16 JP JP10106040A patent/JPH11298291A/ja active Pending
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