KR100453083B1 - A method for manufacturing surface acoustic wave - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 웨이퍼의 평탄도를 향상시키는 것으로 탄성표면파소자의 특성을 향상시킬 수 있는 탄성표면파소자의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a surface acoustic wave device which can improve the characteristics of the surface acoustic wave device by improving the flatness of the wafer.
본 발명은, 단결정재료를 절단하여 웨이퍼(11)를 형성하는 절단공정과, 웨이퍼의 양면을 소정의 두께까지 연마하는 연마공정, 웨이퍼 표면(12)을 연삭하는 연삭공정, 웨이퍼 표면(12)을 경면연마하는 경면연마공정 및, 웨이퍼 표면(12)에 금속스트립전극(14)을 형성하는 소자형성공정을 구비하여 이루어진다.The present invention provides a cutting step of cutting a single crystal material to form a wafer 11, a polishing step of polishing both sides of a wafer to a predetermined thickness, a grinding step of grinding the wafer surface 12, and a wafer surface 12. A mirror polishing step of mirror polishing and an element formation step of forming a metal strip electrode 14 on the wafer surface 12 are provided.
Description
본 발명은 통신용 필터, 지연기, 발신기등에 이용되는 탄성표면파소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 주파수의 고대역화에 대응할 수 있는 탄성표면파소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a surface acoustic wave device for use in a communication filter, a retarder, a transmitter, and the like, and more particularly, to a method for manufacturing a surface acoustic wave device capable of coping with high bandwidth.
도 8a는 탄성표면파소자(1)의 구성을 나타낸 모식도이다. 탄성표면파소자 (1)는 500㎛ 정도의 웨이퍼(2)와, 이 웨이퍼(2)의 표면(2a)상에 설치된 소정 간격으로 형성된 금속스트립전극(3)을 구비하고 있다. 이와 같은 탄성표면파소자(1)에서는 외부로부터의 전파나 음파(4)를 받으면, 웨이퍼(2)에 전파되는 탄성파로서 웨이퍼(2)의 표면(2a)을 따라 전파되는 탄성표면파(5)와, 웨이퍼(2)의 내부를 전파하는 벌크(bulk)파(6)가 발생한다. 벌크파(6)는 더욱이 웨이퍼(2)의 이면(2b)에서 반사하여 반사파(7)로 되는데, 반사파(7)는 탄성표면파(5)에 대한 외란으로 되기 때문에, 웨이퍼 이면을 거칠게 하는 것으로 반사파(7)의 발생을 억제하고 있다.8A is a schematic diagram showing the configuration of the surface acoustic wave element 1. The surface acoustic wave element 1 includes a wafer 2 having a thickness of about 500 탆 and a metal strip electrode 3 formed at predetermined intervals provided on the surface 2a of the wafer 2. In the surface acoustic wave device 1, the surface acoustic wave 5 propagates along the surface 2a of the wafer 2 as the acoustic wave propagated to the wafer 2 when the external wave or sound wave 4 is received from the outside, and Bulk waves 6 propagating inside the wafer 2 are generated. The bulk wave 6 is further reflected from the back surface 2b of the wafer 2 to become the reflected wave 7. Since the reflected wave 7 becomes disturbance to the surface acoustic wave 5, the reflected wave is roughened by roughing the back surface of the wafer. The occurrence of (7) is suppressed.
일반적으로는 웨이퍼(2)로서는 압전성을 나타내는 탄탈산리튬(LiTaO3)이나 니오브산리튬(LiNbO3), 수정등이 이용되고 있다. 이는 금속스트립전극(3)에 전압인가하는 것으로, 탄성표면파(5) 중으로부터 여진된 주파수신호를 취출시키는 필터기능이 얻어지기 때문이다. 도 8b는 탄성표면파소자(1)의 필터기능의 주파수특성을 나타낸 도면이다.In general, lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), quartz, or the like, which exhibit piezoelectricity, is used as the wafer 2. This is because by applying a voltage to the metal strip electrode 3, a filter function for taking out the excitation frequency signal from the surface acoustic wave 5 is obtained. 8B is a diagram showing the frequency characteristics of the filter function of the surface acoustic wave element 1.
탄성표면파소자(1)는 텔레비전용 튜너등의 신호 필터로서 예전부터 민생 이용되고 있다. 최근에는 휴대전화로 대표되는 이동체 통신용 필터로서의 수요가 현저하여 이용주파수가 고대역화의 방향에 있다.The surface acoustic wave element 1 has been used for a long time as a signal filter of a television tuner or the like. In recent years, the demand for a mobile communication filter represented by a mobile phone is remarkable, and the use frequency is in the direction of high bandwidth.
도 9는 종래의 탄성표면파소자의 제조방법의 일례를 나타낸 도면이다. 본 제조방법에 있어서는 단결정의 잉곳(ingot)을 슬라이스한 후, 베벨(bevel), 양면 연마가공, 표면 경면연마등의 공정을 거쳐 웨이퍼(2)를 형성한다. 그리고, 웨이퍼(2)를 세정한 후, 그 표면(2a)에 금속스트립전극(3)의 형성을 수행한다.9 is a view showing an example of a conventional method for manufacturing a surface acoustic wave device. In the present production method, the single crystal ingot is sliced, and then the wafer 2 is formed through a process such as beveling, double-side polishing, and surface mirror polishing. After the wafer 2 is cleaned, the metal strip electrode 3 is formed on the surface 2a.
도 10은 탄성표면파소자의 제조방법의 다른 예를 나타낸 도면이다. 본 제조방법에 있어서는 경면연마의 깍음 양을 적게 하기 때문에, 양면 연마가공의 후에 미세 숫돌 입자에 의한 일측면(片面) 연마가공을 수행하고, 그 후 경면연마를 수행하는 경우도 있다.10 is a diagram showing another example of the method of manufacturing the surface acoustic wave element. In this manufacturing method, since the amount of shaving of mirror polishing is reduced, one side polishing by fine grinding wheel particles may be performed after double-side polishing, and then mirror polishing may be performed after that.
상기한 탄성표면파소자의 제조방법에는 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 탄성표면파(5)의 주파수가 높아짐에 대해 금속스트립전극(3)의 선폭이 좁아져 미세화되는 것으로 된다. 탄성표면파소자(1)의 설계상, 약 2GHz 이상의 주파수에 대해서는 반도체장치와 동등 레벨의 서브미크론 선폭으로 된다. 더욱이, 금속스트립전극(3)의 선폭의 분포는 탄성표면파(5)의 설계 주파수에 대한 오차를 발생시킨다. 이 때문에, 탄성표면파소자(1)의 제조공정 중에서도 노광공정의 금속스트립전극(3)의 선폭의 미세화와 균일성을 만족할 수 있는 웨이퍼(2)의 평탄평활성이 요구 되고 있다.The manufacturing method of the surface acoustic wave device has the following problems. That is, as the frequency of the surface acoustic wave 5 increases, the line width of the metal strip electrode 3 becomes narrower and finer. In the design of the surface acoustic wave element 1, a frequency of about 2 GHz or more becomes a submicron line width equivalent to that of a semiconductor device. Moreover, the distribution of the line width of the metal strip electrode 3 causes an error with respect to the design frequency of the surface acoustic wave 5. For this reason, even during the manufacturing process of the surface acoustic wave element 1, the planar smoothness of the wafer 2 which can satisfy | miniaturize the line width of the metal strip electrode 3 of an exposure process, and uniformity is calculated | required.
웨이퍼(2)는 두께가 약 500㎛ 이하로서, 소자형성면인 표면(2a)의 평탄평활성을 향상시키고자 하면 웨이퍼(2)의 제조방법이 문제로 된다. 특히, 웨이퍼 제조의 최종 공정에 가까운 경면연마공정이 문제로 된다. 경면연마는 웨이퍼(2)의 표면(2a)을 폴리우레탄 소재의 부직포와 입자직경 약 0.1㎛ 이하인 콜로이달 실리카 숫돌 입자를 이용하여 경면연마하는 것인데, 웨이퍼(2)의 가공면에 탄성체를 눌러 붙여 가압하여 행하는 가공방법이기 때문에, 압력의 불균일성에 기인한 형상 붕괴, 즉 웨이퍼(2)의 평탄도가 저하되는 염려가 있었다.The thickness of the wafer 2 is about 500 µm or less, and the method of manufacturing the wafer 2 becomes a problem if the planar smoothness of the surface 2a serving as the element formation surface is to be improved. In particular, the mirror polishing process close to the final process of wafer fabrication becomes a problem. Mirror polishing involves polishing the surface 2a of the wafer 2 using a nonwoven fabric made of polyurethane and colloidal silica grinding wheel particles having a particle diameter of about 0.1 μm or less. An elastic body is pressed onto the processed surface of the wafer 2. Since it is a pressurized processing method, there exists a possibility that shape collapse resulting from the nonuniformity of pressure, ie, the flatness of the wafer 2, may fall.
평탄도가 열화되는 웨이퍼(2)를 이용하면, 서브미크론 선폭을 만족하는 탄성표면파소자(1)의 특성과 제조의 장해로 된다. 예컨대, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 평탄도가 열화하고 있으면, 금속스트립전극(3)을 형성하기 위한 노광공정에서 선폭등에 분포가 생겨, 도 8b에 나타낸 바와 같이 주파수특성의 개선, 특히 선택주파수에 대한 오차(Δ)가 커지게 되는 염려가 있었다.The use of the wafer 2 with flatness deteriorates, which impairs the characteristics and manufacturing of the surface acoustic wave element 1 satisfying the submicron line width. For example, as shown in FIG. 8A, if the wafer flatness is deteriorated, distribution occurs in the line width or the like in the exposure step for forming the metal strip electrode 3, and as shown in FIG. 8B, the frequency characteristic is improved, in particular, the selection frequency. There was a concern that the error?
한편, 웨이퍼(2)의 재료로서는 일반적으로 탄탈산리튬, 니오브산리튬, 수정을 이용하고 있는 것으로부터 단단하고 유연하다는 성질이 있다. 이 때문에, 웨이퍼 가공공정 및 소자형성 과정에 있어서 충격이나 열응력이 발생하면, 웨이퍼 갈라짐을 일으키기 쉽다는 문제가 있다. 더욱이, 단결정인 것으로부터, 특히 갈라지는 방향으로의 충격과 열응력에 대한 강도가 약하다.On the other hand, the material of the wafer 2 generally has a property of being hard and flexible since lithium tantalate, lithium niobate, and quartz are used. For this reason, when an impact or a thermal stress occurs in a wafer processing process and an element formation process, there exists a problem of being easy to produce a wafer crack. Moreover, the strength against the impact and thermal stress in the direction of splitting is weak from being single crystal.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 웨이퍼의 평탄도를 향상시키는 것으로, 탄성표면파소자의 특성을 향상시킬 수 있는 탄성표면파소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a surface acoustic wave device which can improve the flatness of a wafer and improve the characteristics of the surface acoustic wave device.
또한, 웨이퍼 강도를 향상시키는 것으로 웨이퍼의 갈라짐을 방지하여 제조 수율의 향상을 도모할 수 있는 탄성표면파소자의 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a surface acoustic wave device which can improve wafer yield by improving wafer strength to prevent wafer cracking.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법을 나타낸 공정도,1 is a process chart showing a method for manufacturing a surface acoustic wave device according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 동 제조방법에 이용하는 가공장치를 나타낸 도면,2 is a view showing a processing apparatus used in the manufacturing method;
도 3a는 동 제조방법에 의해 제조된 탄성표면파소자의 모식도,3A is a schematic diagram of a surface acoustic wave device manufactured by the same method;
도 3b는 동 탄성표면파소자의 주파수특성을 나타낸 그래프,3b is a graph showing the frequency characteristics of the surface acoustic wave device;
도 4는 본 발명의 제2실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법을 나타낸 공정도,4 is a process chart showing the manufacturing method of the surface acoustic wave element according to the second embodiment of the present invention;
도 5는 동 제조방법에 이용하는 가공장치를 나타낸 도면,5 is a view showing a processing apparatus used in the manufacturing method;
도 6은 본 발명의 제3실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법을 나타낸 공정도,6 is a process chart showing the manufacturing method of the surface acoustic wave element according to the third embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제4실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법을 나타낸 공정도,7 is a process chart showing the manufacturing method of the surface acoustic wave element according to the fourth embodiment of the present invention;
도 8a는 종래의 제조방법에 의해 제조된 탄성표면파소자의 모식도,8A is a schematic diagram of a surface acoustic wave device manufactured by a conventional manufacturing method;
도 8b는 동 탄성표면파소자의 주파수특성을 나타낸 그래프,8b is a graph showing the frequency characteristics of the surface acoustic wave device;
도 9는 종래의 탄성표면파소자의 제조방법의 일례를 나타낸 공정도,9 is a process chart showing an example of a conventional method for manufacturing a surface acoustic wave device;
도 10은 종래의 탄성표면파소자의 제조방법의 다른 예를 나타낸 공정도이다.10 is a process chart showing another example of the conventional method for manufacturing a surface acoustic wave device.
10 --- 탄성표면파소자10 --- surface acoustic wave elements
11 --- 웨이퍼11 --- wafer
12 --- 표면,12 --- surface,
13 --- 이면,13 ---
14 --- 금속스트립전극(소자)14 --- Metal strip electrode (element)
20, 30, 40 --- 가공장치20, 30, 40 --- Processing Equipment
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄성표면파소자의 제조방법은 다음과 같이 구성되어 있다.A method for manufacturing a surface acoustic wave device according to the present invention for achieving the above object is configured as follows.
(1) 단결정재료를 절단하여 웨이퍼를 형성하는 절단공정과, 상기 웨이퍼의 양면을 소정의 두께까지 연마하는 연마공정, 숫돌을 이용해서 상기 웨이퍼 표면을 연삭하는 연삭공정, 상기 웨이퍼 표면을 경면연마하는 경면연마공정 및, 상기 웨이퍼 표면에 소자를 형성하는 소자형성공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.(1) a cutting step of cutting a single crystal material to form a wafer, a polishing step of polishing both surfaces of the wafer to a predetermined thickness, a grinding step of grinding the wafer surface using a grindstone, and a mirror polishing of the wafer surface And a mirror polishing step and an element forming step of forming an element on the wafer surface.
(2) 상기 (1)에 기재된 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서, 상기 연삭공정과 상기 경면연마공정 사이에 상기 웨이퍼 주변 테두리부를 경면연마하는 주변 테두리부 경면연마공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.(2) The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to (1), wherein a peripheral edge mirror polishing step of mirror polishing the peripheral edge of the wafer is provided between the grinding step and the mirror polishing step.
(3) 단결정재료를 절단하여 웨이퍼를 형성하는 절단공정과, 상기 웨이퍼의 양면을 소정의 두께까지 연마하는 연마공정, 상기 웨이퍼 양면을 동시에 경면연마하는 경면연마공정, 숫돌을 이용해서 상기 웨이퍼 이면을 소정의 면거칠기로 연삭하는 연삭공정 및,상기 웨이퍼 표면에 소자를 형성하는 소자형성공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.(3) a cutting step of cutting a single crystal material to form a wafer; a polishing step of polishing both sides of the wafer to a predetermined thickness; a mirror polishing step of mirror-polishing both sides of the wafer at the same time; Grinding process for grinding to a predetermined surface roughness, and an element forming process for forming an element on the wafer surface, characterized in that it was made.
(4) 상기 (3)에 기재된 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서, 상기 연마공정과 상기 경면연마공정 사이에 상기 웨이퍼 주변 테두리부를 경면연마하는 주변 테두리부 경면연마공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.(4) The method for manufacturing a surface acoustic wave device according to (3), wherein a peripheral edge mirror polishing step of mirror polishing the peripheral edge of the wafer is provided between the polishing step and the mirror polishing step.
(5) 단결정재료를 절단하여 웨이퍼를 형성하는 절단공정과, 상기 웨이퍼의 양면을 소정의 두께까지 연마하는 연마공정, 상기 웨이퍼 주변 테두리부를 경면연마하는 주변 테두리부 경면연마공정, 상기 웨이퍼 표면을 경면연마하는 경면연마공정 및, 상기 웨이퍼 표면에 소자를 형성하는 소자형성공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.(5) a cutting step of cutting a single crystal material to form a wafer, a polishing step of polishing both sides of the wafer to a predetermined thickness, a peripheral edge mirror polishing step of mirror polishing the peripheral edge of the wafer, and a mirror surface of the wafer surface And a mirror polishing step of polishing and an element forming step of forming an element on the wafer surface.
(6) 단결정재료를 절단하여 웨이퍼를 형성하는 절단공정과, 상기 웨이퍼의 양면을 소정의 두께까지 연마하는 연마공정, 상기 웨이퍼 주변 테두리부를 경면연마하는 주변 테두리부 경면연마공정, 상기 웨이퍼 표면을 연삭하는 연삭공정, 상기 웨이퍼 표면을 경면연마하는 경면연마공정 및, 상기 웨이퍼 표면에 소자를 형성하는 소자형성공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.(6) a cutting step of cutting a single crystal material to form a wafer, a polishing step of polishing both sides of the wafer to a predetermined thickness, a peripheral edge mirror polishing step of mirror polishing the peripheral edge of the wafer, and grinding the wafer surface And a mirror polishing step of mirror polishing the wafer surface, and an element forming step of forming an element on the wafer surface.
(7) 상기 (1)∼(6)중 어느 하나에 기재된 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서, 상기 단결정재료는 탄탈산리튬인 것을 특징으로 한다.(7) The method for producing a surface acoustic wave device according to any one of (1) to (6), wherein the single crystal material is lithium tantalate.
(8) 상기 (1)∼(6)중 어느 하나에 기재된 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서, 상기 단결정재료는 니오브산리튬인 것을 특징으로 한다.(8) The method for producing a surface acoustic wave device according to any one of (1) to (6), wherein the single crystal material is lithium niobate.
(9) 상기 (1)∼(6)중 어느 하나에 기재된 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서, 상기 단결정재료는 수정인 것을 특징으로 한다.(9) The method for producing a surface acoustic wave device according to any one of (1) to (6), wherein the single crystal material is quartz.
(실시예)(Example)
이하, 예시도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 탄성표면파소자(10)의 제조공정을 나타낸 설명도이다. 또한, 도 2a 내지 도 2c는 동 탄성표면파소자(10)의 제조에 이용하는 가공장치(20,30,40)를 나타낸 도면, 도 3은 동 탄성표면파소자(10)의 제조공정을 나타낸 설명도이다. 도 3a는 탄성표면파소자(10)를 나타낸 모식도, 도 3b는 그 주파수 특성을 나타낸 그래프이다.1 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of the surface acoustic wave element 10 according to the first embodiment of the present invention. 2A to 2C are views showing processing apparatuses 20, 30, and 40 used for manufacturing the surface acoustic wave element 10, and FIG. 3 is an explanatory view showing the manufacturing process of the surface acoustic wave element 10. FIG. . 3A is a schematic diagram showing the surface acoustic wave element 10, and FIG. 3B is a graph showing the frequency characteristics thereof.
탄성표면파소자(10)는 도 3a에 나타낸 바와 같이, 예컨대 두께 500㎛의 웨이퍼(11)를 구비하고 있다. 웨이퍼(11)의 표면(12)은 소자형성면이고, 이면(13)은 벌크파의 반사면이다. 웨이퍼(11)의 표면(12)에는 금속스트립전극(14)이 소정 간격으로 병렬 설치되어 있다. 또한, 도 1중 12a 및 13a는 웨이퍼(11)의 주변 테두리부에 설치된 테이퍼면을 나타내고 있다. 또한, 도 3a중는 외부로부터의 전파ㆍ음파,는 탄성표면파,는 벌크파,는 반사파를 나타내고 있다.As shown in FIG. 3A, the surface acoustic wave element 10 includes a wafer 11 having a thickness of, for example, 500 mu m. The surface 12 of the wafer 11 is an element formation surface, and the back surface 13 is a bulk wave reflection surface. Metal strip electrodes 14 are arranged in parallel on the surface 12 of the wafer 11 at predetermined intervals. In addition, in FIG. 1, 12a and 13a has shown the taper surface provided in the peripheral edge part of the wafer 11. As shown in FIG. 3A Radio waves and sound waves from outside; Surface acoustic wave, Bulk wave, Indicates a reflected wave.
가공장치(20)는 도 2a에 나타낸 바와 같이, 에어 스핀들(21; air spindle)과, 이 에어 스핀들(21)에 의해 회전 구동되는 테이퍼 22°의 가공면을 갖춘 숫돌(22)을 구비하고 있다. 숫돌(22)에는 입자 직경 1∼50㎛의 다이아몬드 숫돌입자를 결합체로 고정한 것을 사용한다.The processing apparatus 20 is equipped with the air spindle 21 as shown in FIG. 2A, and the grindstone 22 which has the taper 22 degree working surface rotated and driven by this air spindle 21. As shown in FIG. . As the whetstone 22, one in which diamond whetstone particles having a particle diameter of 1 to 50 µm is fixed by a binder is used.
가공장치(30)는 도 2b에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(11)를 탑재함과 더불어 100∼300rpm의 회전속도로 회전하는 회전테이블(31)과, 이 회전테이블(31)에 대향배치된 이송기구(32), 이 이송기구(32)에 의해 0.1㎛의 정밀도로 위치결정되는 에어 스핀들(33) 및, 이 에어 스핀들(33)에 의해 1000∼3000rpm으로 회전 구동되는 숫돌(34)을 구비하고 있다. 숫돌(34)은 직경 200mm의 알루미늄 베이스(35)와, 이 알루미늄 베이스(35)에 설치된 ＃360∼1500의 다이아몬드(직경 1∼50㎛)나 수지ㆍ금속유리질(resinㆍmetal vitrified)등의 숫돌(36)로 형성되어 있다.As shown in FIG. 2B, the processing apparatus 30 includes a rotary table 31 for mounting the wafer 11 and rotating at a rotational speed of 100 to 300 rpm, and a transfer mechanism disposed opposite to the rotary table 31. (32), an air spindle (33) positioned by the transfer mechanism (32) with an accuracy of 0.1 占 퐉, and a grindstone (34) which is rotationally driven at 1000 to 3000 rpm by the air spindle (33). . The grindstone 34 is an aluminum base 35 having a diameter of 200 mm, and a grindstone such as a diamond of 1360 to 1500 (diameter of 1 to 50 µm), resin, metal vitrified, etc., installed on the aluminum base 35. It is formed of 36.
가공장치(40)는 도 2c에 나타낸 바와 같이, 에어 스핀들(41)과, 이 에어 스핀들(41)에 의해 회전 구동되는 정반(42; 定盤), 이 정반(42)에 의해 취부된 탄성체인 폴리우레탄 소재의 부직포로 이루어진 패드(43), 웨이퍼(11)를 지지하는 지지부(44), 지지부(44)를 회전 구동하는 에어 스핀들(45) 및, 정반(42)상에 입자 직경 약 0.1㎛ 이하의 콜로이달 실리카 숫돌 입자를 함유하는 연마액을 공급하는 공급 노즐(46)을 구비하고 있다.As shown in FIG. 2C, the processing apparatus 40 is an air spindle 41, a surface plate 42 that is rotationally driven by the air spindle 41, and an elastic body mounted by the surface plate 42. A pad 43 made of a polyurethane nonwoven fabric, a support portion 44 for supporting the wafer 11, an air spindle 45 for rotationally driving the support portion 44, and a particle diameter of about 0.1 μm on the surface plate 42. A supply nozzle 46 for supplying a polishing liquid containing the following colloidal silica whetstone particles is provided.
본 제1실시형태에 있어서는 다음과 같은 공정에 의해 탄성표면파소자의 제조를 수행한다. 최초로, 탄탈산리튬, 니오브산리튬, 수정등의 단결정 잉곳을 와이어 톱(wire saw)이나 내주칼날 브레이드(內周刃 brade)를 이용하여 판형상으로 절단하여 도 1a에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(11)를 형성한다. 다음에, 가공장치(20)에 의해 도 1b에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(11)의 주변 테두리부를 각도 22°의 테이퍼로 베벨(bevel) 연마가공(면획득가공)을 수행한다.In the first embodiment, the surface acoustic wave device is manufactured by the following steps. First, single crystal ingots such as lithium tantalate, lithium niobate, and crystals are cut into a plate shape using a wire saw or an inner blade braid and the wafer 11 as shown in FIG. 1A. To form. Next, as shown in FIG. 1B, the processing apparatus 20 performs bevel polishing (surface acquisition processing) with a taper at an angle of 22 °.
다음에, 연마장치(도시되지 않았음)에 의해 상하에 배치한 2개의 강체정반(剛體定盤)에서 웨이퍼를 끼워 넣고, 유리(遊離) 숫돌 입자를 공급하면서 웨이퍼(11)를 최종 마무리 두께 보다도 10∼50㎛ 두껍게 될때까지 도 1c에 나타낸 바와 같이 양면 연마가공한다. 이 단계에서 웨이퍼(11)에 남아있던 물결이나 휨이 대부분 제거된다. 또한, 이면(13)은 양면 연마가공에서 얻어진 거칠기(0.1∼2㎛Ra)가 소자형성까지 남아, 반사파()를 약하게 하는 것으로 주파수특성에 대한 영향을 억제할 수 있게 된다.Next, the wafer 11 is placed on top of the final finishing thickness while the wafer is sandwiched between two rigid plates placed up and down by a polishing apparatus (not shown), and the glass grindstone particles are supplied. Both surfaces are polished as shown in Fig. 1C until they are 10 to 50 mu m thick. In this step, most of the ripples and warpage remaining on the wafer 11 are removed. Moreover, the roughness (0.1-2 micrometer Ra) obtained by the double-sided grinding process remains in the back surface 13 until element formation, and the reflected wave ( By weakening), the influence on the frequency characteristic can be suppressed.
다음에, 가공장치(30)에 의해 웨이퍼(11)의 표면(12)을 도 1d에 나타낸 바와 같이 연삭가공한다. 숫돌(34)로 웨이퍼(11)를 깍아 넣는 것으로 되기 때문에, 웨이퍼(11)에 과부하가 발생하지 않는 것과 같은 잘라 끼우는 속도, 웨이퍼와 숫돌의 접선찰과속도(接線擦過速度)를 부여하면서 연마액을 공급하면서 가공하여 간다. 예컨대, 잘라 끼우는 속도 0.05∼10㎛/s, 웨이퍼(11)와 숫돌의 접선찰과속도 10∼200m/s의 조건범위로 한다. 웨이퍼(11)의 형상은 회전테이블(31)의 웨이퍼 척(wafer chuck)면의 평면도 및 숫돌의 이송속도 정밀도와 위치 정밀도로 결정되어, 평탄도 1㎛ TTV 이하에서 마무리할 수 있다. 더욱이, 웨이퍼(11)에 대한 부하를 작게하는 가공이기 때문에 랩(warp) 가공등과 비교하여 가공면의 깊이 방향에 대한 크랙층, 왜곡층의 발생이 극히 작다.Next, the surface 12 of the wafer 11 is ground by the processing apparatus 30 as shown in FIG. 1D. Since the wafer 11 is crushed by the grindstone 34, the polishing liquid is applied while giving a cutting speed such as no overload occurs in the wafer 11, and a tangential friction and speed between the wafer and the grindstone. Processing while supplying For example, it is set as the condition range of the cutting speed of 0.05-10 micrometer / s, and the tangential frictional speed of the wafer 11 and a grindstone 10-200 m / s. The shape of the wafer 11 is determined by the top view of the wafer chuck surface of the rotary table 31 and the precision and positional accuracy of the feed speed of the grindstone, and can be finished at a flatness of 1 μm TTV or less. In addition, since the processing for reducing the load on the wafer 11 is small, the generation of a crack layer and a distortion layer in the depth direction of the processing surface are extremely small as compared with warp processing or the like.
다음에, 가공장치(40)에 의해 도 1e에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(11)의 표면(12)을 경면연마가공을 수행하여 경면을 얻는다. 경면연마가공은 표면(12)을 패드(43) 및 연마액을 이용하여 경면연마한다. 경면연마가공은 가공면에 탄성체를 눌러 붙여 가압하여 수행하는 가공방법이기 때문에, 압력의 불균일성에 기인한 형상 붕괴, 즉 경면연마가공의 제거량에 상응한 웨이퍼(11)의 평탄도 저하를 초래할 염려가 있다. 그러나, 상기한 연삭가공을 이용한 것에 의해 가공면의 깊이 방향의 크랙층, 왜곡층의 발생량이 작기 때문에, 경면연마 가공에서의 깍임 양을 최소화할 수 있게 된다. 즉, 웨이퍼 평탄도를 향상시키는 것이 가능하다.Next, as shown in FIG. 1E, the surface 12 of the wafer 11 is subjected to mirror polishing by the processing apparatus 40 to obtain a mirror surface. In the mirror polishing, the surface 12 is mirror polished using the pad 43 and the polishing liquid. Since the mirror polishing is a processing method performed by pressing and pressing an elastic body on the processing surface, there is a fear that the shape collapse due to the nonuniformity of the pressure, that is, the flatness of the wafer 11 corresponding to the removal amount of the mirror polishing processing will be reduced. have. However, by using the above-mentioned grinding process, since the amount of generation of the crack layer and the distortion layer in the depth direction of the processing surface is small, the amount of chipping in mirror polishing can be minimized. That is, it is possible to improve wafer flatness.
구체적으로는, 종래의 연마가공 후의 경면연마 제거 필요량은 10∼25㎛이었던 것에 대해, 본 실시형태에 있어서 연삭가공 후의 경면연마 제거 필요량은 3∼10㎛로 적게 할 수 있다. 따라서, 경면연마 가공에 있어서 형상 붕괴가 10%인 경우, 깍임 양 10∼25㎛에 있어서는 1.0∼2.5㎛의 평탄도 저하가 생기지만, 본 실시형태에 있어서 깍임 양은 3∼10㎛로 되어, 0.3∼1.0㎛의 평탄도 저하로 억제될 수 있다.Specifically, the conventional mirror polishing removal required amount after polishing was 10-25 µm, while in the present embodiment, the mirror polishing removal required after grinding can be reduced to 3-10 µm. Accordingly, in the case of mirror polishing, when the shape collapse is 10%, the flatness decrease of 1.0 to 2.5 μm occurs in the chipping amount of 10 to 25 μm, but in the present embodiment, the chipping amount is 3 to 10 μm, and 0.3 It can be suppressed by the flatness fall of -1.0 micrometer.
다음에, 웨이퍼(W)상에 잔류하는 가공 숫돌 입자나 이물을 세정 제거한 후, 소자형성공정에 있어서 웨이퍼(11)의 표면(12)에 도 1f에 나타낸 바와 같이 금속스트립전극(14)을 형성한다. 전파ㆍ음파를 여기시키기 위한 금속스트립전극(14)은 반도체소자와 마찬가지로 레지스트 도포, 노광, 현상, 에칭, 레지스트 제거라고 하는 공정에 의해 형성한다.Next, after removing the processed grindstone particles and foreign matter remaining on the wafer W, the metal strip electrode 14 is formed on the surface 12 of the wafer 11 in the element formation step as shown in FIG. 1F. do. The metal strip electrode 14 for exciting the electric wave and sound wave is formed by a process such as resist coating, exposure, development, etching, and resist removal, similarly to a semiconductor element.
상기한 바와 같이, 본 제1실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법에 의하면, 연마가공에 비해 가공 대미지가 작은 연삭가공을 이용하여, 보다 목적으로 하는 두께까지 웨이퍼(11)를 깍도록 하고 있기 때문에 경면연마 제거량을 최소한으로 억제할 수 있어, 웨이퍼(11)의 평탄도의 저하를 방지할 수 있다. 이 때문에,소자형성공정에 있어서 평행 평활한 웨이퍼(11)를 이용하는 것이 가능하여, 선폭이 미세하면서 분포가 작은 금속스트립전극(14)을 형성할 수 있다. 따라서, 도 3b에 나타낸 바와 같이 탄성표면파소자(10)의 주파수특성의 개선, 특히 선택주파수에 대한 오차(Δ)를 작게하는 것이 가능하다. 또한, 웨이퍼(11)의 이면(13)에는 연마가공에 있어서 면 거칠기가 남아 있기 때문에 반사파()의 발생을 최소한으로 억제할 수 있다.As described above, according to the method for manufacturing the surface acoustic wave device according to the first embodiment, the wafer 11 is cut to a desired thickness by using a grinding process having a smaller processing damage than the polishing process. Therefore, the amount of mirror polishing removal can be suppressed to the minimum, and the fall of the flatness of the wafer 11 can be prevented. For this reason, in the element formation process, the parallel smooth wafer 11 can be used, and the metal strip electrode 14 with a small line width and a small distribution can be formed. Therefore, as shown in FIG. 3B, it is possible to improve the frequency characteristic of the surface acoustic wave element 10, in particular, to reduce the error Δ with respect to the selected frequency. In addition, since the surface roughness remains in the back surface 13 of the wafer 11 during polishing, the reflected wave ( ) Can be minimized.
도 4는 본 발명의 제2실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조공정을 나타낸 도면, 도 5a,b는 동 탄성표면파소자의 제조에 이용되는 가공장치(50,60)를 나타낸 도면이다. 도 4에 있어서 도 1과 동일한 기능 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.4 is a view showing a manufacturing process of the surface acoustic wave device according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 5A and 5B are views showing processing apparatuses 50 and 60 used for manufacturing the surface acoustic wave device. In Fig. 4, the same reference numerals are given to the same functional parts as Fig. 1, and detailed description thereof will be omitted.
가공장치(50)는 도 5a에 나타낸 바와 같이, 숫돌(51)을 구비하고, 테이퍼면(12a,13a)을 경면연마하는 것이 가능하다. 또한, 도면 중는 데이퍼면(12a,13a)의 각도와 일치하는 각도이다. 또한, 가공장치(60)는 도 5b에 나타낸 바와 같이, 랩핑 테이프(61)를 구비하고, 테이퍼면(12a,13a)을 경면연마하는 것이 가능하다.The processing apparatus 50 is equipped with the grindstone 51, as shown in FIG. 5A, and can mirror-mirror the taper surfaces 12a and 13a. Also, in the drawings Is an angle coinciding with the angles of the tapered surfaces 12a and 13a. In addition, the processing apparatus 60 is provided with the lapping tape 61, as shown in FIG. 5B, and it is possible to mirror-polish the taper surfaces 12a and 13a.
본 제2실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서는, 상기한 제1실시형태와 마찬가지로 도 4a∼도 4d에 나타낸 바와 같이, 절단가공, 베벨 연마가공, 양면 연마가공, 연삭가공을 수행한다. 그 후, 도 4e에 나타낸 바와 같이 테이퍼면(12a,13a)의 베벨 경면연마를 수행하고, 도 4f에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(11) 표면(12)의 경면연마를 수행하도록 하고 있다. 테이퍼면(12a,13a)을경면연마하는 것으로 테이퍼면(12a,13a)을 경면연마하지 않는 경우에 비해 테이퍼면(12a,13a)에 있어서 크랙이 절감된다. 특히, 탄성표면파소자용으로 단단하고 유연한 성질의 단결정 재료인 탄탈산리튬, 니오브산리튬, 수정등에 대해 효과가 있다.In the method for manufacturing the surface acoustic wave element according to the second embodiment, as shown in Figs. 4A to 4D, cutting, bevel polishing, double-side polishing, and grinding are performed as in the first embodiment. . Thereafter, bevel mirror polishing of the tapered surfaces 12a and 13a is performed as shown in FIG. 4E, and mirror polishing of the surface 12 of the wafer 11 is performed as shown in FIG. 4F. By mirror polishing the tapered surfaces 12a and 13a, cracks are reduced in the tapered surfaces 12a and 13a as compared with the case where the tapered surfaces 12a and 13a are not mirror polished. In particular, it is effective for lithium tantalate, lithium niobate, crystal, and the like, which are hard and flexible single crystal materials for surface acoustic wave devices.
본 제2실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서는 상기한 제1실시형태와 마찬가지의 효과가 얻어짐과 더불어 이 때문에 충격이나 열응력이 가해진 때의 단단하고 유연한 재료에 특유의 갈라짐을 억제할 수 있도록 되어, 수율을 향상시킬 수 있게 된다.In the method for manufacturing the surface acoustic wave element according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, thereby suppressing the cracking peculiar to a hard and flexible material when an impact or thermal stress is applied. It becomes possible to improve the yield.
도 6은 본 발명의 제3실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법을 나타낸 도면이다. 도 4에 있어서, 도 1과 동일한 기능 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Fig. 6 is a diagram showing a method for manufacturing the surface acoustic wave element according to the third embodiment of the present invention. In Fig. 4, the same reference numerals are given to the same functional parts as Fig. 1, and detailed description thereof will be omitted.
상기한 제1실시형태와 마찬가지로 하여 도 6a에 나타낸 바와 같이 절단가공, 도 6b에 나타낸 바와 같이 베벨 연마가공, 도 6c에 나타낸 바와 같이 양면 연마가공을 수행한다. 다음에, 도 6d에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(11)의 표면(12) 및 이면(13)의 양면 경면연마를 수행한다. 양면 경면연마는 상하로 배치한 2개의 강체정반에 폴리우레탄소재의 부직포를 붙여 웨이퍼를 끼워 넣고, 입자 직경 약 0.1㎛의 콜로이달 실리카 숫돌 입자를 공급하면서 웨이퍼(11)의 양면을 동시에 경면가공한다. 웨이퍼(11)를 가압하는 기준면이 운동하고 있기 때문에, 평균 효과에 의해 균일한 가압이 수행된다. 따라서, 한쪽면 만을 경면연마하는 경우에 비해 형상 붕괴가 작아, 보다 평탄 평활한 웨이퍼가 얻어진다.As in the first embodiment described above, cutting processing as shown in Fig. 6A, bevel polishing processing as shown in Fig. 6B, and double-side polishing processing as shown in Fig. 6C are performed. Next, as shown in FIG. 6D, double-sided mirror polishing of the front surface 12 and back surface 13 of the wafer 11 is performed. In double-sided mirror polishing, a non-woven fabric of polyurethane material is attached to two rigid surface plates arranged up and down, and the mirror 11 is simultaneously mirror-processed on both sides of the wafer 11 while supplying colloidal silica grindstone particles having a particle diameter of about 0.1 μm. . Since the reference surface for pressing the wafer 11 is in motion, uniform pressing is performed by the average effect. Therefore, compared with the case where only one surface is mirror-polished, shape collapse is small and a flatter smooth wafer is obtained.
다음에, 도 6e에 나타낸 바와 같이 소정의 면거칠기로 되도록 웨이퍼(11)의 이면(13)을 가공장치(30)에 의해 연삭가공한다. 가공장치(30)의 조건범위는 제1실시형태와 마찬가지이다. 또한, 면거칠기는 반사파()에 의한 주파수 특성에 대한 영향을 방지할 수 있는 정도의 것으로 한다.Next, as shown in FIG. 6E, the back surface 13 of the wafer 11 is ground by the processing apparatus 30 so as to have a predetermined surface roughness. The condition range of the processing apparatus 30 is the same as that of 1st Embodiment. In addition, surface roughness is reflected wave ( ) Is to a degree that can prevent the influence on the frequency characteristics.
다음에, 가공 숫돌 입자나 이물을 세정 제거한 후, 도 6f에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(11)의 표면(12)에 전극(14)을 형성하고, 탄성표면파소자(10)를 완성한다.Next, after removing the processed grindstone particles and foreign matter, the electrode 14 is formed on the surface 12 of the wafer 11 to complete the surface acoustic wave element 10 as shown in Fig. 6F.
본 제3실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서도 상기한 제1실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.Also in the manufacturing method of the surface acoustic wave element according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
도 4는 본 발명의 제4실시형태에 따른 탄성표면파의 제조방법을 나타낸 도면이다. 도 4에 있어서 도 3과 동일한 기능 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.4 is a diagram showing a method for producing a surface acoustic wave according to a fourth embodiment of the present invention. In Fig. 4, the same reference numerals are given to the same functional parts as Fig. 3, and detailed description thereof will be omitted.
본 제4실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서는 상기한 제3실시형태와 마찬가지로, 도 7a∼도 7c에 나타낸 웨이퍼(11)의 절단가공, 베벨 연마가공, 양면 연마가공을 수행한다. 그 후 도 7d에 나타낸 바와 같이 테이퍼면 (12a,13a)의 베벨 경면연마를 수행하고, 그 후 도 7e에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 (11)의 표면(12) 및 이면(13)의 양면 경면연마를 수행하도록 하고 있다.In the method for manufacturing the surface acoustic wave element according to the fourth embodiment, the wafer 11 shown in FIGS. 7A to 7C, the bevel polishing process, and the double-side polishing process are performed as in the third embodiment. Thereafter, bevel mirror polishing of the tapered surfaces 12a and 13a is performed as shown in FIG. 7D, and then double-sided mirror polishing of the surface 12 and the back surface 13 of the wafer 11 is performed as shown in FIG. 7E. I'm going to do it.
테이퍼면(12a,13a)을 경면연마하는 것으로, 테이퍼면(12a,13a)을 경면연마하지 않는 경우에 비해 테이퍼면(12a,13a)에 있어서 크랙이 절감된다. 이 때문에, 충격이나 열응력이 가해진 때의 단단하고 유연한 재료에서 특유의 갈라짐을 억제할수 있도록 되어 수율을 향상시킬 수 있게 된다.By mirror-polishing the tapered surfaces 12a and 13a, cracks are reduced in the tapered surfaces 12a and 13a as compared with the case where the tapered surfaces 12a and 13a are not mirror polished. For this reason, it is possible to suppress cracking peculiar to a hard and flexible material at the time of impact or thermal stress, thereby improving the yield.
그 후, 도 7f에 나타낸 바와 같이 이면(13)의 연삭가공, 도 7g에 나타낸 바와 같이 소자형성을 수행한다.Thereafter, as shown in Fig. 7F, grinding of the back surface 13 is performed, and element formation is performed as shown in Fig. 7G.
본 제4실시형태에 따른 탄성표면파소자의 제조방법에 있어서는 상기한 제3실시형태와 마찬가지의 효과가 얻어짐과 더불어 이 때문에 충격이나 열응력이 가해진 때의 단단하고 유연한 재료에서 특유의 갈라짐을 억제할 수 있도록 되어 수율을 향상시킬 수 있게 된다.In the method for manufacturing the surface acoustic wave element according to the fourth embodiment, the same effects as those in the third embodiment can be obtained, thereby suppressing peculiar cracking in a hard and flexible material when impact or thermal stress is applied. So that the yield can be improved.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.In addition, this invention is not limited to the said Example, Of course, it can change and implement variously within the range which does not deviate from the summary of this invention.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 평탄도를 향상시키는 것으로 탄성표면파소자의 특성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 웨이퍼 강도를 향상시키는 것으로 웨이퍼의 갈라짐을 방지하여 제조 수율의 향상을 도모할 수 있게된다.As described above, according to the present invention, it is possible to improve the characteristics of the surface acoustic wave device by improving the flatness of the wafer. In addition, by improving the wafer strength, it is possible to prevent cracking of the wafer and to improve production yield.
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