TW201722622A - 複合基板的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種複合基板的製造方法；也就是說，本發明之複合基板的製造方法係包含：(a)對於接合壓電基板和支持基板之直徑2英吋以上之貼合基板之壓電基板側，進行鏡面研磨，而直到前述壓電基板之厚度，成為20μm以下為止之步驟；(b)進行離子束加工而使得前述壓電基板之外圍部之厚度更加厚於內圍部並且在全平面前述壓電基板之內圍部之厚度之最大值和最小值之差異為100nm以下之步驟；以及(c)使用直徑5mm以上、30mm以下之研磨襯墊，保持藉由前述之研磨襯墊而造成之擠壓力在一定，同時，旋轉前述之研磨襯墊，並且一起進行移動，進行CMP研磨，除去由於前述之離子束加工而產生之變質層之至少一部分，使得前述壓電基板之整個面，成為平坦之步驟。

Description

複合基板的製造方法
本發明係關於一種複合基板的製造方法。
期待藉由使用非常薄之壓電薄膜而實現可以進行在無存在習知之高頻之動作之彈性波元件。壓電薄膜係最好是結晶性變高、具有任意之結晶軸且均一厚度之壓電單結晶薄膜。作為得到此種壓電薄膜之手法係例如在專利文獻1，提議：對於接合壓電基板和支持基板之直徑4英吋以上之貼合基板之壓電基板側，進行鏡面研磨，製作研磨之壓電基板之厚度分布之資料，根據厚度分布之資料而進行離子束加工等。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】國際公開第2014/104098號宣傳手冊
但是，在進行離子束加工之時，有時會在壓電基板之表面，產生變質層，但是，有希望儘可能地減少此種變質層之狀態發生。但是，在為了除去變質層而進行研磨之時，在外圍部，產生鬆弛而使得壓電基板之厚度變薄，無法利用該部分。因此，希望儘可能地減少變質層並且可以抑制鬆弛之發生 之複合基板的製造方法。
本發明之主要目的係為了解決此種課題而完成的，以提供儘可能地減少變質層並且可以抑制鬆弛之發生之複合基板的製造方法。
在為了解決前述之課題而全心地進行研究之時，本發明人們係發現：使用離子束或中性原子束，進行加工而使得壓電基板之外圍部之厚度，變得更加厚，以一定之擠壓力，來旋轉及移動直徑更加小於壓電基板之小直徑之研磨襯墊，進行CMP研磨。接著，發現在得到之複合基板，壓電基板之變質層減少，抑制鬆弛之發生，以致於完成本發明。
本發明之複合基板的製造方法，係包含：(a)對於接合壓電基板和支持基板之直徑2英吋以上之貼合基板之壓電基板側，進行鏡面研磨，而直到前述壓電基板之厚度，成為20μm以下為止之步驟；(b)使用離子束或中性原子束，進行加工而使得前述壓電基板之外圍部之厚度更加厚於內圍部並且在全平面前述壓電基板之內圍部之厚度之最大值和最小值之差異為100nm以下之步驟；以及(c)使用直徑5mm以上、30mm以下之研磨襯墊，保持藉由前述之研磨襯墊而造成之擠壓力在一定，同時，旋轉前述之研磨襯墊，並且一起對於前述之壓電基板，呈相對性地進行移動，進行CMP研磨，除去由於在前述之步驟(b)來使用離子束或中性原子束而進行加工來產生之變質層之至少一部分，使得前述壓電基板之整個面，成為平坦之步驟。
在本發明之複合基板的製造方法，除去由於使用離子束或中性原子束而進行加工來產生之變質層之至少一部分，因此，可以提供變質層更加少之複合基板。此時，對於進行離子束加工而使得壓電基板之外圍部之厚度更加厚之複合基板，以適當之條件，來進行CMP研磨，因此，可以抑制由於CMP研磨而造成之鬆弛之發生。
OF‧‧‧定向平面
P‧‧‧通路
10‧‧‧貼合基板
12‧‧‧壓電基板
14‧‧‧支持基板
16‧‧‧外圍部
18‧‧‧變質層
20‧‧‧複合基板
30‧‧‧CMP研磨機
32‧‧‧研磨定盤
34‧‧‧研磨襯墊
36‧‧‧基板載體
38‧‧‧管
40‧‧‧調節器
50‧‧‧小直徑工具CMP研磨機
52‧‧‧台座
54‧‧‧研磨襯墊
56‧‧‧頂頭
58‧‧‧管
60‧‧‧支持體
62‧‧‧驅動部
70‧‧‧荷重測定部
圖1係貼合基板10之立體圖。
圖2係複合基板20的製造方法之說明圖。
圖3係一般之CMP研磨機30之研磨部之立體圖。
圖4係小直徑工具CMP研磨機50之研磨部之立體圖。
圖5係小直徑工具CMP研磨機50之說明圖。
圖6係在實施例1之步驟(c)前後之剖面TEM相片。
圖7係顯示壓電基板之測定線之說明圖。
圖8係在實施例1之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。
圖9係在實施例2之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。
圖10係在實施例3之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。
圖11係在比較例1之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。
在以下，關於本發明之某一實施形態，使用圖式而進行說明。本實施形態之複合基板的製造方法係包含以下所示之步驟(a)~(c)。圖1係使用於本實施形態之貼合基板10之立體圖。圖2係本實施形態之複合基板20的製造方法之 說明圖。圖3係例如使用於步驟(a)之一般之CMP研磨機30之研磨部之立體圖。圖4係例如使用於步驟(c)之小直徑工具CMP研磨機50之研磨部之立體圖，圖5係小直徑工具CMP研磨機50之說明圖。
1.步驟(a)
在步驟(a)，使用接合壓電基板12和支持基板14之直徑2英吋以上之貼合基板10(圖2(A))。作為壓電基板12之材質係列舉鉭酸鋰、鈮酸鋰、鈮酸鋰-鉭酸鋰之固溶體單結晶、硼酸鋰、矽酸鑭鎵、水晶等。作為支持基板14之材質係列舉矽、藍寶石、氮化鋁、氧化鋁、無鹼玻璃、硼矽酸玻璃、石英玻璃、鉭酸鋰、鈮酸鋰、鈮酸鋰-鉭酸鋰之固溶體單結晶、硼酸鋰、矽酸鑭鎵、水晶等。壓電基板12之大小係可以是直徑2英吋以上，以4英吋以上為佳，較佳為4~8英吋，厚度係可以是100~1000μm，以150~500μm為佳。支持基板14之大小係直徑相同於壓電基板12，厚度係可以是100~1000μm，以150~500μm為佳。此外，貼合基板10係正如圖1所示，可以具有定向平面(OF)，但是，也可以無具有定向平面(OF)。
貼合基板10係透過有機接著層而貼合壓電基板12和支持基板14，或者是也可以藉由直接接合而成為一體化。作為有機接著層之材質係列舉例如環氧樹脂或丙烯樹脂等。直接接合係可以在壓電基板和支持基板之各個之接合面來進行活化之後，以兩接合面呈相互對向之狀態，藉由擠壓兩基板而進行直接接合。活化接合面之方法係除了例如惰性氣體(氬等)之離子束對於接合面之照射以外，還列舉電漿和中性原子束之照射等。
在步驟(a)，對於接合壓電基板12和支持基板14之直徑2英吋以上之貼合基板10之壓電基板12側，進行鏡面研磨，而直到壓電基板12之厚度，成為20μm以下為止(圖2(B))。壓電基板12之厚度成為20μm以下係為了實現良好之濾波特性(例如溫度特性之改善)。該厚度係以0.1μm以上、20μm以下為佳，較佳為0.5μm以上、15μm以下，更佳為0.5μm以上、5μm以下。此外，厚度之下限值係可以配合由於機械加工之精度和接合界面之體波反射而造成之濾波特性之惡化抑制，來進行設定。如果是厚度為0.1μm以上的話，則可以實現比較高之厚度精度，並且，可以抑制由於體波反射而造成之濾波特性之惡化，因此，變得理想。如果是厚度為0.5μm以上的話，則可以實現充分之厚度精度，並且，可以充分地抑制由於體波反射而造成之濾波特性之惡化，因此，變得更加理想。
在步驟(a)，例如可以首先藉由研磨加工機而對於貼合基板10之壓電基板12側，進行研磨，接著，藉由拋光加工機而進行研磨，並且，還藉由CMP研磨機來進行鏡面研磨，而直到壓電基板12之厚度，成為20μm以下為止。如果是像這樣的話，則可以效率良好地使得壓電基板12之厚度，成為20μm以下。此外，CMP係化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing)之縮寫。
在步驟(a)，作為CMP研磨機係可以使用例如圖3所示之一般之CMP研磨機30。CMP研磨機30係具備：具有研磨襯墊34且成為圓盤狀之大直徑之研磨定盤32、成為圓盤 狀之小直徑之基板載體36、供應包含研磨用砂顆粒之漿體來至研磨襯墊34之管38、以及進行研磨襯墊34之調節之調節器40。研磨定盤32係具備於下面中央無圖示之軸以及驅動馬達，藉由以驅動馬達，來旋轉及驅動軸，而進行軸旋轉(自轉)。基板載體36和調節器40係分別在上面中央，具備軸，藉由以無圖示之驅動馬達，來旋轉及驅動軸，而進行軸旋轉(自轉)。基板載體36係配置在偏離於研磨定盤32之中心之位置。為了藉由該研磨機30而研磨貼合基板10，因此，在基板載體36之下面，使得壓電基板12側呈朝下，裝設貼合基板10，在研磨定盤32之研磨襯墊34和基板載體36之間，夾入貼合基板10。接著，由管38，供應包含研磨用砂顆粒之漿體至研磨襯墊34。於是，在貼合基板10和研磨定盤32之研磨襯墊24之間，供應漿體。在該狀態下，藉由基板載體36而擠壓貼合基板10在研磨襯墊34，同時，對於研磨定盤32和基板載體36，進行自轉運動而進行CMP研磨。
2.步驟(b)
在步驟(b)，對於壓電基板12之表面，進行離子束加工而使得壓電基板12之外圍部16之厚度更加厚於內圍部(比外圍部16更內側之範圍)並且在全平面而壓電基板12之內圍部之厚度之最大值和最小值之差異為100nm以下(圖2(C))。
所謂壓電基板12之外圍部16之厚度更加厚於內圍部係指在沿著通過壓電基板12之中心O(在壓電基板12為圓之狀態下，成為圓之中心，假設在具有OF之狀態下，無存在OF之狀態下之圓中心。)之任意之直線(也稱為測定線)而測 定壓電基板12之厚度時，外圍部16之厚度更加厚於內圍部。也可以是例如壓電基板12之外徑之60~100%(以80~100%為佳)之範圍成為外圍部16，比該範圍更內側之範圍，成為內圍部，在測定線上，在外圍部16之全範圍，厚度更加厚於內圍部之任何部分。此外，也可以是例如壓電基板12之最外圍開始之20mm(較佳為最外圍開始之10mm)之範圍成為外圍部16，比該範圍更內側之範圍，成為內圍部，在測定線上，在外圍部16之全範圍，厚度更加厚於內圍部之任何部分。壓電基板12之內圍部之厚度之最大值和最小值之差異係可以在全平面，成為100nm以下，但是，以50nm以下為佳，較佳為20nm以下。外圍部16之厚度以其平均值(或中央值)比起內圍部之厚度之平均值(或中央值)，還更加厚10~50nm為佳。
在步驟(b)，以在壓電基板12之外徑之90~100%(或者是最外圍開始之5mm以內)之範圍為佳，朝向最外圍而進行加工，來增加厚度。此外，較佳為在外徑之80~100%(或者是最外圍開始之10mm以內)之範圍，朝向最外圍而進行加工，來增加厚度，更佳為在外徑之60~100%(或者是最外圍開始之20mm以內)之範圍，朝向最外圍而進行加工，來增加厚度。前述各範圍之厚度之增加率係可以是例如0.5nm/mm以上、10nm/mm以下，以1nm/mm以上、5nm/mm以下為佳，較佳為2nm/mm以上、4nm/mm以下。所謂朝向最外圍而增加厚度係除了以一定之增加率來增加厚度之狀態以外，還包含改變增加率同時增加厚度之狀態、例如朝向最外圍而以提高或降低增加率之傾向來增加厚度之狀態，前述厚度 之增加率係可以是變化之增加率之平均值。此外，在步驟(b)，可以是例如外圍部16之厚度相同於最外圍之厚度而成為一定，來進行加工。在步驟(b)，可以進行加工而使得壓電基板12之最外圍之厚度，比起厚度最薄之部分，還更加厚20nm以上、以30nm以上為佳、較佳為40nm以上。
在步驟(b)，可以製作在離子束加工之前而進行鏡面研磨之壓電基板12之厚度分布之資料，根據該鏡面研磨之壓電基板12之厚度分布之資料而進行離子束加工。鏡面研磨之壓電基板12之厚度分布之資料係可以使用雷射之干涉，藉由光學式膜厚測定器測定鏡面研磨之壓電基板12之厚度，來製作資料。如果是像這樣的話，則可以精度良好地製作厚度分布之資料。
在步驟(b)，可以使用鏡面研磨之壓電基板12之厚度分布之資料以及在離子束加工後之所要求之壓電基板12之厚度分布之資料，製作厚度差異分布之資料，根據該厚度差異分布之資料而進行離子束加工。在步驟(b)，可以將鏡面研磨之壓電基板12之厚度分布之資料或者是前述之厚度差異分布之資料，輸入至進行離子束加工之裝置，決定壓電基板12表面之各點之束照射時間，使用該束照射時間而進行加工。如果是像這樣的話，則可以精度良好地進行加工。在該狀態下，束之輸出值係可以成為一定，在前述之厚度差異越大時而越加增長束照射時間。或者是在步驟(b)，可以將鏡面研磨之壓電基板12之厚度分布之資料或者是前述之厚度差異分布之資料，輸入至進行離子束加工之裝置，決定壓電基板12表 面之各點之束之輸出值，使用該束之輸出值而進行加工。即使是像這樣，也可以精度良好地進行加工。在該狀態下，束照射時間係可以成為一定，在前述之厚度差異越大時而越加增大束之輸出值。
在步驟(b)，以使用具備DC激發型Ar束來源之離子束加工機而進行離子束加工為佳。作為離子束加工機係可以使用具備電漿激發型Ar束來源之離子束加工機，但是，由於使用具備DC激發型Ar束來源之離子束加工機者係發生於壓電基板12表面之變質層18，變得更少，所以為佳。
在步驟(b)得到之貼合基板10係可以顯示例如壓電基板12之厚度為20μm以下，在包含外圍部16之全平面，其厚度之最大值和最小值之差異為100nm以下，藉由X射線之繞射而得到之搖擺曲線之半值幅為100arcsec以下之結晶性。像這樣之貼合基板10係可以具備結晶性高且具有任意之結晶軸之均勻厚度之壓電單結晶薄膜(壓電基板12)，可以在經過步驟(c)之後，適合利用在彈性波元件等。
3.步驟(c)
在步驟(c)，使用直徑5mm以上、30mm以下之研磨襯墊，保持藉由研磨襯墊而造成之擠壓力在一定，同時，旋轉研磨襯墊，並且一起對於成為研磨對象之壓電基板12，呈相對地進行移動，進行CMP研磨，至少除去由前述之離子束加工而產生之變質層18之一部分，使得壓電基板12之整個面，成為平坦(減少外圍部16和內圍部之間之厚度之差異)(圖2(D))。
在步驟(c)，能夠以在外圍部16之(在外圍部 16具有研磨襯墊之中心時)滯留時間更加短於內圍部之傾向，使得研磨襯墊相對於壓電基板12而呈相對地進行移動。在外圍部16，在和研磨襯墊之間之接觸時，容易集中應力，每單位時間之研磨量係比內圍部變得更多，因此，即使是縮短在厚度較厚之外圍部之研磨襯墊之滯留時間，也可以充分地進行研磨。此外，在外圍部16之研磨襯墊之滯留時間係也更加短於內圍部，因此，不容易產生由於CMP研磨而造成之鬆弛等。在步驟(c)，能夠以壓電基板12越薄而越加縮短滯留時間之傾向，使得研磨襯墊相對於壓電基板12而呈相對地進行移動。如果是像這樣的話，則可以使得壓電基板12之厚度，更加地均勻。在步驟(c)，能夠以在外圍部16之滯留時間更加短於內圍部之傾向以及在內圍部之壓電基板12越薄而越加縮短滯留時間之傾向，使得研磨襯墊相對於壓電基板12而呈相對地進行移動。可以在該狀態下，在外圍部16，使得研磨襯墊相對於壓電基板12，呈相對地進行移動，而使得滯留時間，更加短於配合其厚度之滯留時間。如果是像這樣的話，則可以使得壓電基板12之厚度更加地均勻，更可以抑制由於CMP研磨而造成之鬆弛之產生。
在步驟(c)，可以製作在變質層18之除去前而進行離子束加工之壓電基板12之厚度分布之資料，根據該離子束加工之壓電基板12之厚度分布之資料而改變研磨襯墊之滯留時間。離子束加工之壓電基板12之厚度分布之資料係可以使用雷射之干涉，藉由光學式膜厚測定器等之膜厚測定器而測定離子束加工之壓電基板12之厚度，來製作資料。在步驟 (c)，可以將離子束加工之壓電基板12之厚度分布之資料，輸入至進行CMP研磨之裝置，決定壓電基板12於表面之各部分之研磨襯墊之滯留時間，使用該滯留時間而進行CMP研磨。
在步驟(c)，滯留時間係可以例如以下而進行決定。首先，使用光學式膜厚測定器等之膜厚測定器而測定離子束加工之壓電基板12之厚度分布，輸出壓電基板12之(Xn,Yn)座標之厚度Zn，成為(Xn,Yn,Zn)資料(n為自然數)。由該資料，藉著F(Xn,Yn)=K˙f/Zn(公式(1))之關係式而求出壓電基板12之(Xn,Yn)座標之研磨襯墊之中心之移動速度F(Xn,Yn)，決定滯留時間(=α/F(Xn,Yn))。此外，在前述之公式，K及α為係數，f為基準移動速度，這些係可以依據經驗而求出之值。
在步驟(c)，作為使用於CMP研磨之裝置係可以使用例如圖4和圖5所示之小直徑工具CMP研磨機50。小直徑工具CMP研磨機50係具備：具有研磨襯墊54且成為圓盤狀之小直徑之頂頭56、成為圓盤狀之大直徑之台座52、以及供應包含研磨用砂顆粒之漿體至研磨襯墊54之管58。台座52係具備無圖示之驅動部，移動於水平面內(X軸、Y軸方向)。頂頭56係在上面中央，具備軸，藉由無圖示之驅動馬達，來旋轉及驅動軸，而進行軸旋轉(自轉)。頂頭56之軸係安裝在透過無圖示之固定部而固定在移動於鉛直方向之驅動部62之支持體60，移動於鉛直方向(Z軸方向)。驅動部62和台座52之驅動部、頂頭56之驅動部等係連接於無圖示之控制部，進行控制而保持藉由研磨襯墊54來造成之擠壓力在一定， 同時，旋轉研磨襯墊54，並且一起對於成為研磨對象之壓電基板12，呈相對地進行移動。
為了藉由小直徑工具CMP研磨機50而研磨貼合基板10，因此，在台座52之上面，使得壓電基板12側呈朝上，裝設貼合基板10，在台座52和研磨襯墊54之間，夾入貼合基板10。接著，由管58開始至研磨襯墊54，供應包含研磨用砂顆粒之漿體。於是像這樣，在貼合基板10和研磨襯墊54之間，供應漿體。在該狀態下，藉由台座52移動於水平方向，而使得研磨襯墊54對於壓電基板12，呈相對地進行移動，同時，藉由控制驅動部62之上下動作，而保持藉由研磨襯墊54來造成之擠壓力在一定，使得研磨襯墊54，進行自轉運動，進行貼合基板10之CMP研磨。此時，例如可以呈相對地移動研磨襯墊54和壓電基板12，而使得研磨襯墊54之中心，呈鋸齒狀地移動於壓電基板12之上(參考圖4之通路P)，並且，也可以呈漩渦狀地進行移動。
在小直徑工具CMP研磨機50，在研磨時，藉由配置於支持體60和驅動部62之間之荷重測定部70(測力傳感器和動力計等)，而測定施加於研磨襯墊54之擠壓力，將測定值來輸入至前述之控制部。控制部係根據輸入之測定值而控制驅動部62之上下動作。可以像這樣而保持藉由研磨襯墊54來造成之擠壓力在一定。此外，在小直徑工具CMP研磨機50，藉由壓電基板12之移動而使得研磨襯墊54對於壓電基板12呈相對地移動，但是，也可以藉由研磨襯墊54之移動而使得研磨襯墊54對於壓電基板12呈相對地移動。此外，研磨襯墊 54係移動於鉛直方向，但是，壓電基板12係也可以移動於鉛直方向。
在步驟(c)，可以進行CMP研磨而使得壓電基板12之厚度成為20μm以下，以0.1μm以上、10μm以下為佳，在包含外圍部16之全平面，其厚度之最大值和最小值之差異成為100nm以下，以50nm以下為佳，較佳為10nm以上、20nm以下。此外，在步驟(c)，可以進行CMP研磨而使得變質層18之厚度成為3nm以下，以2nm以下為佳，較佳為1nm以下。
得到之複合基板20，彎曲以100μm以下為佳，較佳為50μm以下，更佳為10μm以下。
在以上說明之實施形態之複合基板的製造方法，為了除去由於離子束加工而造成之變質層18之至少一部分，因此，可以提供變質層18較少之複合基板。此時，對於離子束加工之貼合基板10，藉由適當之條件，來進行小直徑工具CMP研磨，而使得壓電基板12之外圍部16之厚度，變得更加厚，因此，不容易產生由於小直徑工具CMP研磨而造成之鬆弛等。此外，在進行加工而使得壓電基板12之外圍部16之厚度更加厚於內圍部之時，可以藉由採用離子束加工而更加精密地進行加工，因此，可以使得壓電基板12之厚度分布，變得更加理想。
藉由本發明之複合基板的製造方法而得到之複合基板係例如可以在壓電基板之表面來形成電極圖案而為彈性波元件利用。
此外，本發明係完全無限定於前述之實施形態， 不用說當然只要是屬於本發明之技術範圍，則能夠以各種之形態來實施。例如在前述實施形態之步驟(b)，使用離子束而加工壓電基板12之表面，但是，也可以使用中性原子束(例如Ar中性原子束)，來取代離子束而進行加工。即使是像這樣，也得到相同於前述實施形態之同樣之效果。
【實施例】
在以下，關於實施本發明之複合基板的製造方法之例子，作為實施例而進行說明。此外，本發明係完全無限定於以下之實施例。
[實施例1]
分別準備雙面研磨之厚度為230μm且直徑為2英吋之矽基板(支持基板)和LiNbO3基板(壓電基板)。將這些基板導入至保持10-6Pa程度之真空度之真空處理室，保持接合面呈對向。在兩基板之接合面，照射Ar束之80sec時間，除去表面之惰性層而進行活化。接著，相互之基板呈接觸，施加1200kgf之荷重而進行接合。在取出像這樣得到之貼合基板後，藉由研磨加工機而研削壓電基板側，直到其厚度成為10μm為止。接著，將其貼合基板來安裝於拋光加工機，使用鑽石漿體而進行研磨，直到壓電基板之厚度成為3μm為止。此外，藉由CMP研磨機而對於其壓電基板之表面，進行鏡面研磨，直到厚度成為0.8μm為止。此時，作為研磨劑係使用膠體二氧化矽(步驟(a))。
在藉由使用雷射之干涉之光學式膜厚測定器而測定壓電基板之厚度時，其厚度係以0.8μm作為中心，在包含 壓電基板之外圍部之全平面，納入於±0.1μm之範圍。測定點係在除去壓電基板之進行倒角之端部之全平面，成為合計80點。
將像這樣得到之貼合基板，安裝於具備電漿激發型Ar束來源之離子束加工機。接著，將藉由前述之光學式膜厚測定器而測定之鏡面研磨之壓電基板之厚度分布之資料以及在離子束加工後而要求之厚度分布之資料(外圍部之厚度更加厚於內圍部)，輸入至離子束加工機，製作厚度差異分布之資料，使用該厚度差異分布之資料而決定壓電基板之各測定點之加工量，在此，決定Ar束之照射時間。束照射時間係藉由貼合基板之傳送速度而進行調整。接著，改變貼合基板之傳送速度，同時，在壓電基板之整個面，照射一定輸出之Ar束。束點係成為直徑6mm。此外，以離子加速電壓為1300eV、離子電流為30mA，作為一定之條件，激發RF電漿。實際加工時間係大約5分鐘(步驟(b))。
在再度測定加工後之貼合基板之壓電基板之厚度時，在中心膜厚為450nm，厚度之最大值和最小值之差異係在包含外圍部之全平面，成為65nm。在藉由X射線繞射裝置而測定搖擺曲線之時，其半值幅(FWHM)係成為80arcsec而得到同等於整體之單結晶之同等值。
將像這樣得到之貼合基板，安裝於圖4和圖5所示之小直徑工具CMP研磨機50。接著，將藉由前述之光學式膜厚測定器而測定之離子束加工之壓電基板之厚度分布之資料，輸入至小直徑工具CMP研磨機50，藉由前述之公式(1) 而決定研磨襯墊54之滯留時間。接著，使用該滯留時間，使小直徑工具CMP研磨機50運轉而進行小直徑工具CMP研磨(步驟(c))。像這樣而得到實施例1之複合基板。
在步驟(c)之前後，藉由TEM而觀察壓電基板之表面附近之剖面。在圖6，顯示在步驟(c)前後之剖面TEM相片。在步驟(c)之前，在表面，看見變質層。變質層(表面之黑層)之厚度係5nm。另一方面，在步驟(c)之後，並無看見變質層。
在步驟(c)之前後，測定貼合基板之圖7之測定線上之壓電基板之厚度分布。在圖8，顯示在實施例1之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。圖8(A)係步驟(c)前之厚度分布，圖8(B)係步驟(c)後之厚度分布。在實施例1，在步驟(c)之後，正如圖8(B)所示，並無確認到外圍部之鬆弛。
按照SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International：國際半導體設備˙材料)之規格而測定實施例1之複合基板(步驟(c)之後)之彎曲(SORI)。在測定，使用Corning Tropel公司製之Flat Master。實施例1之複合基板之彎曲係5μm。
[實施例2]
分別準備雙面研磨之厚度為230μm且直徑為2英吋之矽基板(支持基板)和LiNbO3基板(壓電基板)。將這些基板導入至保持10-6Pa程度之真空度之真空處理室，保持接合面呈對向。在兩基板之接合面，照射Ar束之80sec時間，除去表 面之惰性層而進行活化。接著，相互之基板呈接觸，施加1200kgf之荷重而進行接合。在取出像這樣得到之貼合基板後，藉由研磨加工機而研削壓電基板側，直到其厚度成為10μm為止。接著，將其貼合基板來安裝於拋光加工機，使用鑽石漿體而進行研磨，直到壓電基板之厚度成為5μm為止。此外，藉由CMP研磨機而對於其壓電基板之表面，進行鏡面研磨，直到厚度成為2.5μm為止。此時，作為研磨劑係使用膠體二氧化矽(步驟(a))。
在藉由使用雷射之干涉之光學式膜厚測定器而測定壓電基板之厚度時，其厚度係以2.5μm作為中心，在包含壓電基板之外圍部之全平面，納入於±0.1μm之範圍。測定點係在除去壓電基板之進行倒角之端部之全平面，成為合計80點。
將像這樣得到之貼合基板，安裝於具備電漿激發型Ar束來源之離子束加工機。接著，將藉由前述之光學式膜厚測定器而測定之鏡面研磨之壓電基板之厚度分布之資料以及在離子束加工後而要求之厚度分布之資料(外圍部之厚度更加厚於內圍部)，輸入至離子束加工機，製作厚度差異分布之資料，使用該厚度差異分布之資料而決定壓電基板之各測定點之加工量，在此，決定Ar束之照射時間。束照射時間係藉由貼合基板之傳送速度而進行調整。接著，改變貼合基板之傳送速度，同時，在壓電基板之整個面，照射一定輸出之Ar束。束點係成為直徑6mm。此外，以離子加速電壓為1300eV、離子電流為30mA，作為一定之條件，激發RF電漿。實際加工 時間係大約5分鐘(步驟(b))。
在再度測定加工後之貼合基板之壓電基板之厚度時，在中心膜厚為1910nm，厚度之最大值和最小值之差異係在包含外圍部之全平面，為40nm。在藉由X射線繞射裝置而測定搖擺曲線之時，其半值幅(FWHM)係成為80arcsec而得到同等於整體之單結晶之同等值。
將像這樣得到之貼合基板，安裝於圖4和圖5所示之小直徑工具CMP研磨機50。接著，將藉由前述之光學式膜厚測定器而測定之離子束加工之壓電基板之厚度分布之資料，輸入至小直徑工具CMP研磨機50，藉由前述之公式(1)而決定研磨襯墊54之滯留時間。接著，使用該滯留時間，使小直徑工具CMP研磨機50運轉而進行小直徑工具CMP研磨(步驟(c))。像這樣而得到實施例2之複合基板。
在步驟(c)之前後，測定貼合基板之圖7之測定線上之壓電基板之厚度分布。在圖9，顯示在實施例1之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。圖9(A)係步驟(c)前之厚度分布，圖9(B)係步驟(c)後之厚度分布。在實施例2，在步驟(c)之後，正如圖9(B)所示，並無確認到外圍部之鬆弛。
[實施例3]
分別準備雙面研磨之厚度為230μm且直徑為2英吋之矽基板(支持基板)和LiNbO3基板(壓電基板)。將這些基板導入至保持10-6Pa程度之真空度之真空處理室，保持接合面呈對向。在兩基板之接合面，照射Ar束之80sec時間，除去表 面之惰性層而進行活化。接著，相互之基板呈接觸，施加1200kgf之荷重而進行接合。在取出像這樣得到之貼合基板後，藉由研磨加工機而研削壓電基板側，直到其厚度成為10μm為止。接著，將其貼合基板來安裝於拋光加工機，使用鑽石漿體而進行研磨，直到壓電基板之厚度成為4μm為止。此外，藉由CMP研磨機而對於其壓電基板之表面，進行鏡面研磨，直到厚度成為1.8μm為止。此時，作為研磨劑係使用膠體二氧化矽(步驟(a))。
在藉由使用雷射之干涉之光學式膜厚測定器而測定壓電基板之厚度時，其厚度係以1.8μrm作為中心，在包含壓電基板之外圍部之全平面，納入於±0.1μm之範圍。測定點係在除去壓電基板之進行倒角之端部之全平面，成為合計80點。
將像這樣得到之貼合基板，安裝於具備電漿激發型Ar束來源之離子束加工機。接著，將藉由前述之光學式膜厚測定器而測定之鏡面研磨之壓電基板之厚度分布之資料以及在離子束加工後而要求之厚度分布之資料(外圍部之厚度更加厚於內圍部)，輸入至離子束加工機，製作厚度差異分布之資料，使用該厚度差異分布之資料而決定壓電基板之各測定點之加工量，在此，決定Ar束之照射時間。束照射時間係藉由貼合基板之傳送速度而進行調整。接著，改變貼合基板之傳送速度，同時，在壓電基板之整個面，照射一定輸出之Ar束。束點係成為直徑6mm。此外，以離子加速電壓為1300eV、離子電流為30mA，作為一定之條件，激發RF電漿。實際加工 時間係大約5分鐘(步驟(b))。
在再度測定加工後之貼合基板之壓電基板之厚度時，在中心膜厚為1185nm，厚度之最大值和最小值之差異係在包含外圍部之全平面，為95nm。在藉由X射線繞射裝置而測定搖擺曲線之時，其半值幅(FWHM)係成為80arcsec而得到同等於整體之單結晶之同等值。
將像這樣得到之貼合基板，安裝於圖4和圖5所示之小直徑工具CMP研磨機50。接著，將藉由前述之光學式膜厚測定器而測定之離子束加工之壓電基板之厚度分布之資料，輸入至小直徑工具CMP研磨機50，藉由前述之公式(1)而決定研磨襯墊54之滯留時間。接著，使用該滯留時間，使小直徑工具CMP研磨機50運轉而進行小直徑工具CMP研磨(步驟(c))。像這樣而得到實施例3之複合基板。
在步驟(c)之前後，測定貼合基板之圖7之測定線上之壓電基板之厚度分布。在圖10，顯示在實施例1之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。圖10(A)係步驟(c)前之厚度分布，圖10(B)係步驟(c)後之厚度分布。在實施例3，在步驟(c)之後，正如圖10(B)所示，並無確認到外圍部之鬆弛。
[比較例1]
除了在步驟(b)，進行離子束加工而使得外圍部之厚度和內圍部之厚度成為相同之程度以外，其餘係相同於實施例1得到比較例1之複合基板。
在測定比較例1之步驟(b)後之貼合基板之壓電 基板之厚度時，中心膜厚為450nm，厚度之最大值和最小值之差異係在包含外圍部之全平面，為100nm。在藉由X射線繞射裝置而測定搖擺曲線之時，其半值幅(FWHM)係得到同等於整體之單結晶之同等值而成為80arcscc。
在步驟(c)之前後，測定貼合基板之圖7之測定線上之壓電基板之厚度分布。在圖11，顯示在比較例1之步驟(c)前後之壓電基板之厚度分布。圖11(A)係步驟(c)前之厚度分布，圖11(B)係步驟(c)後之厚度分布。在比較例1，也在步驟(c)之後，正如圖11(B)所示，在外圍部，產生鬆弛，最外圍之厚度係變薄100nm以上。
本申請案係以西元2015年9月15日申請之日本國專利申請第2015-181762號，作為主張優先權之基礎，藉由引用而使得其全部之內容，包含於本說明書。
【產業上的可利用性】
本發明係可以利用於例如SAW濾波器等之彈性波元件等。
OF‧‧‧定向平面
10‧‧‧貼合基板
12‧‧‧壓電基板
14‧‧‧支持基板

Claims (8)

  1. 一種複合基板的製造方法，包含：(a)對於接合壓電基板和支持基板之直徑2英吋以上之貼合基板之壓電基板側，進行鏡面研磨，而直到前述壓電基板之厚度，成為20μm以下為止之步驟；(b)使用離子束或中性原子束，進行加工而使得前述壓電基板之外圍部之厚度更加厚於內圍部並且在全平面之前述壓電基板之內圍部之厚度之最大值和最小值之差異為100nm以下之步驟；以及(c)使用直徑5mm以上、30mm以下之研磨襯墊，保持藉由前述之研磨襯墊而造成之擠壓力在一定，並使前述之研磨襯墊旋轉且同時對於前述之壓電基板呈相對性移動，進行CMP研磨，除去由於在前述之步驟(b)來使用離子束或中性原子束而進行加工來產生之變質層之至少一部分，使得前述壓電基板之整個面成為平坦之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之複合基板的製造方法，其中，在前述之步驟(c)，以在外圍部之滯留時間更加短於內圍部之傾向，使得前述之研磨襯墊對於前述之壓電基板呈相對性地移動。
  3. 如申請專利範圍第1項之複合基板的製造方法，其中，在前述之步驟(c)，以前述之壓電基板越薄而滯留時間越短之傾向，使得前述之研磨襯墊對於前述之壓電基板呈相對性地移動。
  4. 如申請專利範圍第1項之複合基板的製造方法，其中，在 前述之步驟(c)，以在外圍部之滯留時間更加短於內圍部並且在內圍部之前述之壓電基板越薄而滯留時間越短之傾向，使得前述之研磨襯墊對於前述之壓電基板呈相對性地移動。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之複合基板的製造方法，其中，在前述之步驟(b)，使用離子束或中性原子束，進行加工而使得前述壓電基板之外圍部之厚度之平均值，比起內圍部之厚度之平均值，還更加厚10~50nm。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之複合基板的製造方法，其中，在前述之步驟(b)，使用離子束或中性原子束進行加工，使得在前述壓電基板之外徑之90~100%或者是由最外圍開始5mm以內之範圍，厚度隨著朝向最外圍而增加。
  7. 如申請專利範圍第6項之複合基板的製造方法，其中，在前述之步驟(b)，使用離子束或中性原子束，進行加工而使得在前述範圍之厚度增加率，成為0.5nm/mm以上、10nm/mm以下。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之複合基板的製造方法，其中，在前述之步驟(b)，使用離子束或中性原子束，進行加工而使得前述壓電基板之最外圍之厚度，比起厚度最薄之部分，還更加厚20nm以上。
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