WO2011013553A1 - 複合基板及びその製造方法 - Google Patents

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WO2011013553A1
WO2011013553A1 PCT/JP2010/062238 JP2010062238W WO2011013553A1 WO 2011013553 A1 WO2011013553 A1 WO 2011013553A1 JP 2010062238 W JP2010062238 W JP 2010062238W WO 2011013553 A1 WO2011013553 A1 WO 2011013553A1
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substrate
piezoelectric substrate
piezoelectric
composite
outer peripheral
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PCT/JP2010/062238
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弘季 小林
裕二 堀
康範 岩崎
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日本碍子株式会社
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives
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    • H10N30/085—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by machining
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making

Definitions

  • the present invention relates to a composite substrate and a manufacturing method thereof.
  • an electrode is provided on a composite substrate obtained by bonding a support substrate and a piezoelectric substrate to produce an acoustic wave element.
  • the acoustic wave element is used, for example, as a band-pass filter in a communication device such as a mobile phone.
  • a composite substrate using lithium niobate or lithium tantalate as a piezoelectric substrate and silicon or quartz as a supporting substrate is known (see Patent Document 1).
  • such a composite substrate is often manufactured by preparing a piezoelectric substrate and a support substrate, bonding these substrates with an organic adhesive layer interposed therebetween, and then reducing the thickness of the piezoelectric substrate.
  • the piezoelectric substrate is usually chamfered.
  • polishing abrasive grains are interposed between the surface of the piezoelectric substrate and the polishing surface plate, and the surface of the piezoelectric substrate is polished by the polishing surface plate.
  • the edge portion when the piezoelectric substrate and the support substrate are bonded together, the edge portion may be in a state where the organic adhesive layer does not come to the chamfered portion.
  • the surface of the piezoelectric substrate is polished with a polishing surface plate in this state, there is a problem that a lot of chips are generated starting from the edge portion.
  • a process involving heating may be performed after polishing. At this time, cracks and the like may occur at the end of the piezoelectric substrate due to the expansion and contraction due to heating.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and in the case where a piezoelectric substrate and a support substrate are bonded together through an adhesive layer, a composite substrate that can further suppress the occurrence of defects at the end portions, and
  • the main purpose is to provide a manufacturing method thereof.
  • the composite substrate of the present invention is A support substrate; A piezoelectric substrate; An adhesive layer that bonds the support substrate and the piezoelectric substrate; When the surface of the piezoelectric substrate that is bonded to the support substrate is the first surface and the surface opposite to the first surface is the second surface, the first surface is relative to the second surface. A bulging portion is formed on the piezoelectric substrate so that the first surface enters the inside of the second surface when projected onto the second surface in the vertical direction. It has a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate through the adhesive layer to the support substrate.
  • the method for producing the composite substrate of the present invention comprises: (A) preparing a support substrate and a piezoelectric substrate with chamfered corners; (B) forming a bonded substrate by bonding the bonding portion on the surface of the support substrate and the back surface of the piezoelectric substrate via an adhesive layer; (C) by grinding the outer peripheral surface of the bonded substrate, interposing abrasive grains between the surface of the piezoelectric substrate and a polishing surface plate, and polishing the surface of the piezoelectric substrate with the polishing surface plate.
  • step (c) when the surface of the piezoelectric substrate bonded to the support substrate is a first surface and the surface opposite to the first surface is a second surface, the first surface When the projection is projected onto the second surface in a direction perpendicular to the second surface, a bulge is formed in the piezoelectric substrate so that the first surface enters the inside of the second surface, and the piezoelectric substrate
  • the bonded substrate is processed so as to form a continuous outer peripheral surface from the adhesive layer to the support substrate.
  • the first surface is the second surface.
  • the projection is projected onto the second surface in a direction perpendicular to the first surface, a bulging portion is formed on the piezoelectric substrate so that the first surface is inside the second surface.
  • a continuous outer peripheral surface is formed from the piezoelectric substrate to the support substrate through the adhesive layer.
  • the second surface that is not adhered is formed larger than the first surface that is adhered to the support substrate by the adhesive layer, and the volume on the second surface side having a high degree of freedom is high. Is relatively large. Due to the presence of the bulging portion, it is presumed that the stress at the end caused by the expansion / contraction of the support substrate and the piezoelectric substrate, such as when heated, can be relieved. Moreover, since the continuous outer peripheral surface is formed, the malfunction in the outer peripheral surface bonded together can be reduced more.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a composite substrate 10.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a manufacturing process for the composite substrate 10.
  • FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line A-A ′ showing how the grinding wheel 34 moves when grinding the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 before polishing.
  • Sectional drawing which shows the outline of a structure of the composite substrate 10B.
  • Sectional drawing which shows the outline of a structure of 10 C of composite substrates.
  • Sectional drawing which shows the outline of a structure of the composite substrate 10F.
  • Sectional drawing which shows the outline of a structure of composite substrate 10G.
  • Sectional drawing which shows the outline of a structure of the composite substrate 110 of the comparative example 1.
  • FIG. The schematic diagram of the composite substrate of Example 1 and the comparative example 1 after heat processing.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a composite substrate 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the composite substrate 10 of the present invention is configured by bonding a plurality of substrates.
  • the composite substrate 10 includes a support substrate 12, a piezoelectric substrate 14, and an adhesive layer 19 that adheres the support substrate 12 and the piezoelectric substrate 14.
  • the composite substrate 10 has a first surface when a surface of the piezoelectric substrate 14 bonded to the support substrate 12 is a first surface 15 and a surface opposite to the first surface 15 is a second surface 16.
  • the composite substrate 10 of the present invention has a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate 14 through the adhesive layer 19 to the support substrate 12. Further, the composite substrate 10 is formed in a circular shape in which one place is flat. This flat portion is a portion called an orientation flat (OF), and is used, for example, when detecting the wafer position and direction when performing various operations in the manufacturing process of the surface acoustic wave device.
  • OF orientation flat
  • the support substrate 12 is a substrate that supports the piezoelectric substrate 14 by adhering the piezoelectric substrate 14 to the adhesive surface 11 that is the upper surface thereof.
  • Examples of the material of the support substrate 12 include silicon, sapphire, aluminum nitride, alumina, borosilicate glass, quartz glass, lithium tantalate, lithium niobate, lithium niobate-lithium tantalate solid solution single crystal, lithium borate, and Langa. Site, crystal, etc.
  • a constricted portion 13 having a smaller outer periphery than the adhesive surface 11 is formed between the adhesive surface 11, which is the upper surface, and the lower surface.
  • the constricted portion 13 projects the cross section of the constricted portion 13 (a cross section parallel to the adhesive surface 11) onto the adhesive surface 11 in a direction perpendicular to the adhesive surface 11, and this cross section enters the inside of the adhesive surface 11. It is formed in such a shape.
  • the support substrate 12 may have a thermal expansion coefficient different from that of the piezoelectric substrate 14, and preferably has a smaller thermal expansion coefficient than the piezoelectric substrate 14.
  • the support substrate 12 may have a difference in thermal expansion coefficient from the piezoelectric substrate 14 of 5 ppm / ° C. or more. Even if the difference in thermal expansion coefficient is 5 ppm / ° C.
  • the shape of the piezoelectric substrate 14 can suppress the occurrence of cracks and chipping at the end of the piezoelectric substrate 14.
  • the support substrate 12 preferably has a thermal expansion coefficient of 2 to 7 ppm / ° C. when the piezoelectric substrate 14 has a thermal expansion coefficient of 13 to 20 ppm / ° C.
  • Table 1 shows thermal expansion coefficients of typical materials used for the piezoelectric substrate 14 and the support substrate 12 of the composite substrate 10.
  • the adhesive layer 19 is a layer that bonds the support substrate 12 and the piezoelectric substrate 14 together.
  • the material of the adhesive layer 19 is not particularly limited, but an organic adhesive having heat resistance is preferable, and examples thereof include an epoxy adhesive and an acrylic adhesive.
  • the adhesive layer 19 is formed so that the outer periphery increases from the support substrate 12 side toward the piezoelectric substrate 14 side.
  • the piezoelectric substrate 14 may be a substrate capable of propagating elastic waves (particularly, surface acoustic waves).
  • Examples of the material of the piezoelectric substrate 14 include lithium tantalate, lithium niobate, lithium niobate-lithium tantalate solid solution single crystal, lithium borate, langasite, and quartz.
  • a surface (lower surface) bonded to the support substrate 12 is a first surface 15, and a surface (upper surface) opposite to the first surface 15 is a second surface 16.
  • a bulging portion 14 a is formed such that the first surface 15 enters the inside of the second surface 16.
  • the piezoelectric substrate 14 is formed with an outer peripheral surface 17 whose outer periphery increases from the first surface 15 toward the second surface 16.
  • the first surface 15 is a surface that contributes to adhesion with the support substrate 12.
  • the piezoelectric substrate 14 is perpendicular to the second surface 16 and passes through the center of the composite substrate 10, and a tangent line from the first surface 15 toward the bulging portion 14 a of the piezoelectric substrate 14 and the first surface 15.
  • the outer peripheral surface 17 is formed so that the angle ⁇ formed with the extension line is an acute angle.
  • the center of the composite substrate 10 may be, for example, the center of the outer shape excluding the OF portion (see FIG. 1).
  • This angle ⁇ is less than 90 °, preferably more than 0 °, and preferably 70 °. More preferably, it is 20 ° or more. When the angle ⁇ is 70 ° or less and 20 ° or more, it is preferable because the mechanical strength at the end of the piezoelectric substrate 14 can be further secured.
  • the piezoelectric substrate 14 having a thermal expansion coefficient of 13 to 20 ppm / ° C. can be used.
  • the composite substrate 10 may be used for an acoustic wave device.
  • the acoustic wave device include a surface acoustic wave device, a Lamb wave element, and a thin film resonator (FBAR).
  • a surface acoustic wave device includes an input-side IDT (Interdigital-Transducer) electrode (also referred to as a comb-shaped electrode or an interdigital electrode) that excites surface acoustic waves on the surface of a piezoelectric substrate and an output-side IDT that receives surface acoustic waves. And an electrode.
  • IDT Interdigital-Transducer
  • the acoustic wave device using the composite substrate 10 of the present invention can relieve stress due to thermal expansion and the like, and defects such as cracks and chips at the ends of the piezoelectric substrate 14, the adhesive layer 19, the support substrate 12, and the like occur. Can be suppressed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the manufacturing process of the composite substrate 10.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of the grinding device 30.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along the line A-A ′ showing how the grinding wheel 34 moves when the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 before polishing is ground.
  • the manufacturing method of the composite substrate 10 includes: (a) a step of preparing a support substrate and a piezoelectric substrate with chamfered corners; (b) a step of bonding the support substrate and the piezoelectric substrate to form a bonded substrate; (C) grinding the outer peripheral surface of the bonded substrate to reduce the thickness of the piezoelectric substrate, and mirror-polishing the surface of the piezoelectric substrate.
  • those before grinding are referred to as a support substrate 22, a piezoelectric substrate 24, and an adhesive layer 29, respectively.
  • a support substrate 22 and a piezoelectric substrate 24 that is capable of propagating elastic waves and has chamfered corners are prepared (FIG. 2A).
  • the support substrate 22 and the piezoelectric substrate 24 the materials described above can be used.
  • the size of the support substrate 22 is not particularly limited.
  • the diameter is 50 to 150 mm and the thickness is 250 to 500 ⁇ m.
  • the support substrate 22 may have chamfered corners in advance.
  • the size of the piezoelectric substrate 24 is not particularly limited.
  • the diameter can be 50 to 150 mm and the thickness can be 250 to 500 ⁇ m.
  • the chamfering may be a C chamfer in which an intersection (ridge) between two surfaces is cut at a predetermined angle, or an R chamfer cut so that the ridge has a predetermined radius of curvature. It may be.
  • a metal or silicon dioxide layer having a thickness of 0.1 to 5 ⁇ m may be provided on the back surface of the piezoelectric substrate.
  • the bonding substrate 20 is formed by bonding the bonding surface 21 that is the upper surface of the support substrate 22 and the first surface 25 that is the back surface of the piezoelectric substrate 24 through the bonding layer 29.
  • an adhesive is uniformly applied to one or both of the adhesive surface 21 and the first surface 25, and the bonded substrate 20 is formed by solidifying the adhesive in a state in which both are overlapped (FIG. 2B).
  • the adhesive is preferably an organic adhesive having heat resistance, and for example, an epoxy adhesive or an acrylic adhesive is preferably used. Examples of the method for applying the organic adhesive include spin coating and printing.
  • the thickness of the adhesive layer formed by heating is preferably 0.1 ⁇ m or more and 1.0 ⁇ m or less. .
  • the thickness of the adhesive layer is 1.0 ⁇ m or less, it is possible to obtain the effect of suppressing the change of the frequency characteristic with respect to the temperature change. An effect of suppressing changes in frequency characteristics can be obtained.
  • step (c) the outer peripheral surface of the bonded substrate is ground to reduce the thickness of the piezoelectric substrate, and the surface of the piezoelectric substrate is mirror-polished (FIG. 2 (c)). Specifically, in this step (c), the outer peripheral surface of the bonded substrate is ground so as to form a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate through the adhesive layer to the support substrate. At this time, a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate to the support substrate may be formed on at least a part of the outer peripheral surface of the composite substrate 10.
  • the surface of the piezoelectric substrate bonded to the support substrate is the first surface 25, and the surface opposite to the first surface after the thickness of the piezoelectric substrate 14 is reduced is the second surface.
  • the piezoelectric substrate 14 When the first surface 25 is projected onto the second surface 16 in a direction perpendicular to the second surface 16 when the surface 16 is used, the piezoelectric substrate 14 swells so that the first surface 25 enters the second surface 16. A protruding portion 14a is formed.
  • the outer peripheral surface 27 whose outer periphery becomes larger from the adhesive surface 21 of the support substrate 22 toward the upper surface 26 of the piezoelectric substrate 24 may be produced by grinding. In this way, the piezoelectric substrate 14 having an area larger than the bonding surface 11 of the support substrate 12 is formed above the stress, and the stress at the outer peripheral end of the composite substrate 10 can be relieved.
  • the piezoelectric substrate 24 and the adhesive layer 29 are ground so as to form the constricted portion 13 on the support substrate 12, and It is preferable to grind partly.
  • the outer peripheral portion of the adhesive layer 29 where an unbonded portion is likely to be generated can be sufficiently ground, and peeling on the outer peripheral side of the adhesive layer can be more easily suppressed.
  • a tangent line from the first surface 25 toward the bulging portion 14 a of the piezoelectric substrate 14 and an extension line of the first surface 25 are formed.
  • the bonded substrate may be processed so that the angle ⁇ is an acute angle.
  • This angle ⁇ is less than 90 °, preferably more than 0 °, and more preferably 70 ° or less and 20 ° or more.
  • the angle ⁇ is 70 ° or less and 20 ° or more, it is preferable because the mechanical strength at the end of the piezoelectric substrate 14 can be further secured.
  • the bonded substrate is preferably processed so that the chamfered portion of the piezoelectric substrate is eliminated.
  • the bonded substrate may be ground so that at least the chamfered portion of the piezoelectric substrate on the adhesive layer 29 side is eliminated.
  • step (c) grinding may be performed so that the initial outer diameter of the support substrate is maintained. By doing so, it is possible to use an apparatus, a jig, or the like that conforms to the same outer diameter standard before and after performing step (c).
  • the grinding wheel portion 38 of the grinding wheel 34 that also rotates is brought into contact with the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 that rotates.
  • a grinding device 30 can be used.
  • the outer peripheral surface of the rotating bonded substrate is brought into contact with a grinding wheel that is not rotating, and the grinding wheel of a grinding wheel that rotates and revolves around the bonded substrate is brought into contact with the outer peripheral surface of the bonded substrate. It is also possible to use a grinding device.
  • the grinding device 30 includes a grinding mechanism that horizontally grinds the grinding wheel 34 whose height has been adjusted in advance, and presses the grinding wheel portion 38 of the grinding wheel 34 against the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 for grinding. Yes.
  • the bonded substrate 20 is held on the rotation holding base 32 by the vacuum suction method with the support substrate 12 facing down, and the bonded substrate 20 rotates in the same direction as the grinding wheel 34.
  • the grindstone portion 28 is a ring-shaped member in which a triangle is formed at the end on the outer peripheral side of the rectangle when viewed in cross section, and is fixed to the upper side surface of the grindstone main body 36.
  • the dotted line in FIG. 4 represents the position of the grinding wheel 34 when the grinding wheel 34 is moved horizontally to finish grinding.
  • step (c) the abrasive grains are interposed between the surface of the piezoelectric substrate 24 and the polishing surface plate, and the upper surface 26 of the piezoelectric substrate 24 is polished by the polishing surface plate to reduce the thickness of the piezoelectric substrate 24.
  • the surface of the piezoelectric substrate 24 is mirror-polished (FIG. 2C).
  • a general polishing machine can be mentioned. For example, in a polishing machine that polishes one side of the bonded substrate 20, first, the bonded substrate 20 to be polished is pressed between the pressure plate and the polishing platen, and the bonded substrate 20 and the polishing platen are bonded.
  • the piezoelectric substrate 24 is thinned by applying a rotational motion to the pressure plate while supplying a slurry containing abrasive grains therebetween. Subsequently, the surface of the piezoelectric substrate 24 is changed by giving the polishing plate a pad with the surface and changing the abrasive grains to a higher one and giving the pressure plate rotation and revolution. Mirror finish. In the bonded substrate 20 provided in this step (c), the edge portion of the piezoelectric substrate 24 is not separated from the adhesive layer 29.
  • the edge portion of the piezoelectric substrate 24 is less likely to be chipped.
  • the composite substrate 10 shown in FIG. 1 can be manufactured.
  • the piezoelectric substrate 14 is formed so that the first surface 15 enters the inside of the second surface 16 when the first surface 15 is projected onto the second surface 16 in a direction perpendicular to the second surface 16.
  • the support substrate 12 is formed so that the adhesive surface 11 enters the inside of the second surface 16 when the adhesive surface 11 is projected onto the second surface 16 in a direction perpendicular to the second surface 16.
  • the piezoelectric substrate 14 having a larger outer periphery than the adhesion surface 11 is formed above the adhesion surface 11 of the support substrate 12.
  • the influence of expansion / contraction due to heating in the subsequent steps It is possible to further suppress the occurrence of cracks and the like at the end of the composite substrate 10 that can be caused by the above.
  • the piezoelectric substrate 14 larger than the joint portion 11 of the support substrate 12 is formed above, and the end portion caused by the expansion / contraction of the support substrate 12 or the piezoelectric substrate 14 when heated or the like. This is probably because the stress can be relaxed.
  • the step (c) since the outer peripheral surface of the piezoelectric substrate 14 has no chamfered portion, the edge of the piezoelectric substrate 14 is not separated from the adhesive layer 19, and the edge of the piezoelectric substrate 14 is not chamfered.
  • Chipping is less likely to occur compared to the case where the adhesive layer 19 is separated.
  • the reason for this is that when the edge of the piezoelectric substrate 14 is separated from the adhesive layer 19, when the surface of the piezoelectric substrate 14 is polished, the edge becomes a sharp edge in the thickness direction of the piezoelectric substrate 14 during polishing. This is considered to be due to the fact that the chipping is less likely to occur when the edge of the piezoelectric substrate 14 is not separated from the adhesive layer 19 while it is easily chipped due to the working force. Therefore, it is possible to further suppress the occurrence of defects at the end of the composite substrate.
  • the outer peripheral surface 17 is formed so that the outer periphery becomes larger from the first surface 15 toward the second surface 16, but the upper surface of the piezoelectric substrate is chamfered as shown in FIG.
  • the composite substrate 10B may be used.
  • the first surface 15B is projected onto the second surface 16B in a direction perpendicular to the second surface 16B, the first surface 15B enters the inside of the second surface 16B.
  • the piezoelectric substrate 14B is formed.
  • the piezoelectric substrate 14B is formed with a protrusion 17a having a larger outer periphery than the second surface 16B between the second surface 16B as the upper surface and the first surface 15B as the lower surface.
  • the projecting portion 17a projects a cross section of the projecting portion 17a (a cross section parallel to the first surface 15) onto the second surface 16B in a direction perpendicular to the second surface 16B. It is formed in a shape that fits inside. Even in this case, the second surface 16B that is not bonded is formed larger than the first surface 15B that is bonded to the support substrate 12 by the adhesive layer 19, and the occurrence of defects at the end portion is further increased. Can be suppressed.
  • a linear outer peripheral surface is formed when viewed in cross section, but as shown in FIG. 6, a composite substrate 10C that forms a curved outer peripheral surface when viewed in cross section may be used.
  • the support substrate 12C is formed so that the outer peripheral surface of the support substrate 12C rises substantially vertically from the constricted portion 13C toward the bonding surface 11C and then gradually inclines outward.
  • the piezoelectric substrate 14C is formed on the outer peripheral surface of the composite substrate 10C so that the outward inclination becomes substantially vertical as it goes from the first surface 15C to the second surface 16C.
  • the composite substrate 10C also has a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate 14C through the adhesive layer 19 to the support substrate 12C.
  • the first surface 15C when the first surface 15C is projected onto the second surface 16C in a direction perpendicular to the second surface 16C, the first surface 15C is formed so as to be inside the second surface 16C. The occurrence of defects at the end can be further suppressed.
  • the constricted portion 13 is formed on the support substrate 12.
  • a composite substrate 10D including a support substrate 12D in which the constricted portion is not formed may be used.
  • This composite substrate 10D also has a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate 14 through the adhesive layer 19 to the support substrate 12D.
  • the first surface 15 is projected onto the second surface 16 in a direction perpendicular to the second surface 16, the first surface 15 is formed so as to enter the inside of the second surface 16. The occurrence of defects at the end can be further suppressed.
  • the constricted portion 13 of the support substrate 12 is formed with a surface parallel to the adhesive surface 11, but as shown in FIG. It is good also as the composite substrate 10E provided with the support substrate 12E in which the inclined surface is formed.
  • This composite substrate 10E also has a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate 14 through the adhesive layer 19 to the support substrate 12E. Also in this composite substrate 10E, when the first surface 15 is projected onto the second surface 16 in a direction perpendicular to the second surface 16, the first surface 15 is formed so as to enter the inside of the second surface 16, The occurrence of defects at the end can be further suppressed.
  • the constricted portion 13 is formed on the support substrate 12.
  • the constricted portion 13F may be a composite substrate 10F formed on the piezoelectric substrate 14F.
  • the composite substrate 10F when the piezoelectric substrate 14F projects a cross section 13a parallel to the first surface 15F onto the first surface 15F in a direction perpendicular to the first surface 15F, the cross section 13a is inside the first surface 15F.
  • a constricted portion 13F is formed.
  • This composite substrate 10F also has a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate 14F through the adhesive layer 19 to the support substrate 12F.
  • the first surface 15F when the first surface 15F is projected onto the second surface 16F in a direction perpendicular to the second surface 16F, the first surface 15F is formed so as to be inside the second surface 16F. The occurrence of defects at the end can be further suppressed.
  • a tangent line from the first surface 15 toward the bulging portion 14 a and an extension line of the first surface 15 are formed in a cross section that is perpendicular to the second surface 16 and passes through the center of the composite substrate 10.
  • the outer peripheral surface 17 is formed so that the angle ⁇ is an acute angle.
  • the outer peripheral surface 17 is formed in a stepped shape so that the outer periphery is larger on the second surface 16G side than the first surface 15G.
  • a composite substrate 10G including the piezoelectric substrate 14G may be used.
  • the composite substrate 10G also has a continuous outer peripheral surface from the piezoelectric substrate 14G through the adhesive layer 19 to the support substrate 12G.
  • the first surface 15G when the first surface 15G is projected onto the second surface 16G in a direction perpendicular to the second surface 16G, the first surface 15G is formed so as to be inside the second surface 16G.
  • the volume on the second surface side can be made relatively large, and the occurrence of defects at the end can be further suppressed.
  • the outer peripheral surface is formed by grinding the outer peripheral surface after bonding the support substrate 12 and the piezoelectric substrate 14 with the adhesive layer 19.
  • the projection 15 is projected onto the second surface 16 in a direction perpendicular to the second surface 16, the support substrate 12 and the piezoelectric substrate 14 formed in advance so that the first surface 15 enters the inside of the second surface 16 are bonded to the adhesive layer 19. It is good also as what adhere
  • the part of the support substrate 12 is ground.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • the piezoelectric substrate 14 and the adhesive layer 19 are ground, but the support substrate 12 may not be ground. .
  • a lithium tantalate substrate (LT substrate) having an orientation flat portion (OF portion), a diameter of 100 mm, and a thickness of 250 ⁇ m was prepared as the piezoelectric substrate 14.
  • a silicon substrate as a support substrate having an OF portion, a diameter of 100 mm, and a thickness of 350 ⁇ m was prepared as the support substrate 12 (FIG. 2A).
  • the LT substrate a 42 ° Y-cut X-propagation LT substrate in which the propagation direction of the surface acoustic wave (SAW) is X and the cutting angle is a rotating Y-cut plate is used.
  • the corners of the LT substrate are chamfered. As shown in FIG.
  • chamfering starts from a position 300 ⁇ m inside from the outer peripheral surface of the LT substrate, and the chamfering angle at this position is 20 °.
  • an epoxy adhesive is applied to the silicon substrate by spin coating, the LT substrate is attached, heated to 180 ° C., and the adhesive layer 19 (layer in which the epoxy adhesive is solidified) is bonded to a thickness of 0.3 ⁇ m.
  • a substrate 20 was formed (FIG. 2B).
  • the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 was ground using the grinding apparatus 30 shown in FIGS. 3 and 4 (FIG. 2C).
  • the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 was ground using the grindstone portion 38 in which the angle ⁇ formed by the extended surface of the bonding surface 11 and the tangent line at the intersecting portion 18 was 45 °.
  • the height of the grinding wheel 34 was adjusted so that the position 100 ⁇ m below the surface of the silicon substrate was the position of the lower surface of the grinding wheel portion 38.
  • the silicon substrate was ground 100 ⁇ m from the surface and 1 mm from the outer periphery, but the initial outer diameter was maintained.
  • the LT substrate and the adhesive layer were ground to a position 1 mm inside from the outer periphery of the silicon substrate.
  • the chamfered portion of the LT substrate disappeared, and the outer peripheral surface of the LT substrate, the outer peripheral surface of the adhesive layer, and the outer peripheral surface of the silicon substrate on the adhesive layer side were on the same plane.
  • the grinding wheel 34 was rotated so that the length at which the outer peripheral surface of the grinding wheel portion 38 passed per second through the contact position between the grinding wheel portion 38 and the bonded substrate 20 was 1500 m. Further, the rotation holding base 32 was rotated so that the contact position between the grindstone portion 38 and the bonded substrate 20 was 5 mm so that the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 passed per second.
  • polishing was performed with a polishing machine until the LT substrate had a thickness of 30 ⁇ m (FIG. 2D).
  • a polishing machine a machine that performs mirror polishing after reducing the thickness as follows was used. That is, when the thickness is reduced, the ground surface of the bonded substrate 20 (ground substrate) is sandwiched between the polishing surface plate and the pressure plate, and polishing is performed between the ground substrate and the polishing surface plate. Slurry containing abrasive grains was supplied, and the pressure plate was used to rotate the pressure plate while pressing the substrate against the surface plate after grinding.
  • the polishing surface plate is assumed to have a pad attached to the surface and the abrasive grains are changed to a high count, and by giving rotation and revolution motion to the pressure plate, A piezoelectric substrate whose surface was mirror-polished was used.
  • the surface of the LT substrate after grinding was pressed against the surface of the platen, and the rotation speed of the rotation was 100 rpm, and the polishing was continued for 60 minutes.
  • the polishing surface plate is assumed to have a pad attached to the surface and the abrasive grains are changed to a higher one, and the pressure for pressing the substrate to the surface plate after grinding is 0.2 MPa, the rotational speed of the rotation motion was polished at 100 rpm, the revolution speed was 100 rpm, and the polishing time was 60 minutes.
  • five composite substrates 10 were manufactured, but the edge of the LT substrate was not chipped.
  • Example 1 except that the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 was ground using a grindstone portion 38 in which the angles ⁇ formed between the extended surface of the adhesive surface 11 and the tangent line at the intersection 18 were 60 ° and 70 °, respectively.
  • the composite substrates 10 obtained through the same steps are referred to as Examples 2 and 3, respectively.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the composite substrate 110 of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 1 after the bonded substrate 20 of FIG. 2B is formed, the grindstone portion 38 in which the angle ⁇ formed by the extended surface of the first surface 151 and the tangent at the intersecting portion 118 is 135 ° is used.
  • the bonded substrate 20 was prepared by grinding the outer peripheral surface. In this comparative example 1, it produced through the process similar to Example 1 other than that.
  • the first surface of the piezoelectric substrate 114 bonded to the support substrate 112 is the first surface 115 and the surface opposite to the first surface 115 is the second surface 116, the first surface
  • the piezoelectric substrate 114 is formed so that the first surface 115 protrudes outside the second surface 116 when 115 is projected onto the second surface 116 in a direction perpendicular to the second surface 116.
  • the composite substrate 110 has a shape in which the outer peripheral surface 117 is ground so that the outer periphery becomes smaller toward the second surface 116 (upper surface side) of the piezoelectric substrate 114.
  • Five composite substrates of Comparative Example 1 were produced. As in Example 1, chipping of the edge of the LT substrate did not occur. For this reason, it was found that when the LT substrate is polished after the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 is ground, the occurrence of chipping of the LT substrate during this polishing is at least suppressed.
  • Comparative Example 2 The same process as in Comparative Example 1 was performed except that the outer peripheral surface of the bonded substrate 20 was ground using the grindstone portion 38 in which the angle ⁇ formed between the extended surface of the bonding surface 111 and the tangent at the intersecting portion 118 was 105 °. The composite substrate 110 obtained through this process was used as Comparative Example 2.
  • FIG. 12 is a schematic view of the composite substrate of the example and the comparative example after the heat treatment. As shown in Table 2 and FIG. 12, in Examples 1 to 3, no defects such as chipping and cracks at the end of the composite substrate 10 were observed after the heat treatment. On the other hand, in Comparative Example 1, generation of fine cracks was confirmed at the end of the piezoelectric substrate 114 after heat treatment.
  • the angle ⁇ formed by the tangent at the intersection 18 where the first surface 15 of the piezoelectric substrate 14 and the outer peripheral surface 17 intersect with the extended surface extending the first surface 15 of the piezoelectric substrate is 0 ° ⁇ ⁇ .
  • the outer peripheral surface 17 is formed to be 90 °, it has been found that the occurrence of defects at the ends of the composite substrate can be further suppressed.
  • the first surface 15 when the first surface 15 is projected onto the second surface 16 in a direction perpendicular to the second surface 16, the first surface 15 enters the inside of the second surface 16.
  • the piezoelectric substrate 14 is formed on the substrate, it has been found that the occurrence of defects at the end of the composite substrate can be further suppressed.
  • the outer periphery is such that the angle ⁇ formed by the tangent at the intersection 18 where the first surface 15 of the piezoelectric substrate 14 and the outer peripheral surface 17 intersect with the extended surface extending the first surface 15 of the piezoelectric substrate becomes an acute angle. Assuming that the surface 17 is formed, it has been found that the occurrence of defects at the end of the composite substrate can be further suppressed.
  • the present invention can be used in the technical field of composite substrates having piezoelectric substrates.

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Abstract

複合基板１０は、弾性波デバイスに用いられる基板であり、支持基板１２と、圧電基板１４と、支持基板１２と圧電基板１４とを接着する接着層１９と、を備えている。この複合基板１０は、支持基板１２と接着されている側の圧電基板１４の面を第１面１５とし、第１面の反対側の面を第２面１６としたときに、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると、第１面１５が第２面１６の内側に入るように圧電基板１４が形成されている。即ち、圧電基板１４の上面側へ向かうと外周が大きくなるように、その外周面が形成されている。このように、支持基板１２の接着面１１の上方には接着面１１よりも大きな圧電基板１４が形成され、例えば加熱により複合基板１０の端部で生じうる応力を緩和可能である。

Description

複合基板及びその製造方法
　本発明は、複合基板及びその製造方法に関する。
　従来、支持基板と圧電基板とを貼り合わせた複合基板に、電極を設けて弾性波素子を作製することが知られている。ここで、弾性波素子は、例えば、携帯電話などの通信機器におけるバンドパスフィルタとして使用されている。また、複合基板は、圧電基板としてニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウム、支持基板としてシリコンや石英などを用いたものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００６－３１９６７９号公報
　ところで、こうした複合基板は、圧電基板と支持基板とを用意し、これらの基板を有機接着層を挟んで貼り合わせた後、圧電基板の厚みを薄くすることにより製造することが多い。ここで、ハンドリング時に基板の角の部分が何かに当たって割れることがあるため、圧電基板には、通常は、面取り加工が施されている。また、圧電基板の厚みを薄くするときには、圧電基板の表面と研磨定盤との間に研磨砥粒を介在させ、圧電基板の表面を研磨定盤により研磨することが行われる。しかし、このような製造方法では、圧電基板と支持基板とを貼り合わせると、縁の部分は、面取りされている部分まで有機接着層が来ていない状態となり得る。そして、この状態で圧電基板の表面を研磨定盤により研磨すると、その縁の部分を起点とする欠けが多く発生するという問題があった。また、こうした複合基板では、研磨加工後に加熱を伴う工程を行うことがある。このとき、加熱による膨張・収縮の影響により圧電基板の端部でクラックなどが発生することがあった。
　本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、圧電基板と支持基板とを接着層を介して貼り合わせたものにおいて、端部での不具合の発生をより抑制することができる複合基板及びその製造方法を提供することを主目的とする。
　上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
　即ち、本発明の複合基板は、
　支持基板と、
　圧電基板と、
　前記支持基板と前記圧電基板とを接着する接着層と、を備え、
　前記支持基板と接着されている側の前記圧電基板の面を第１面とし、該第１面の反対側の面を第２面としたときに、該第１面を該第２面に対して垂直方向に該第２面に投影すると、該第１面が該第２面の内側に入るように、該圧電基板に膨出部が形成されており、
　前記圧電基板から前記接着層を通り前記支持基板まで連続な外周面を有するものである。
　本発明の複合基板の製造方法は、
（ａ）支持基板と、角が面取りされた圧電基板とを用意する工程と、
（ｂ）前記支持基板の表面の接合部と前記圧電基板の裏面とを接着層を介して貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、
（ｃ）前記貼り合わせ基板の外周面を研削し、前記圧電基板の表面と研磨定盤との間に研磨砥粒を介在させて、該圧電基板の表面を該研磨定盤により研磨することにより該圧電基板の厚みを薄くすると共に、該圧電基板の表面を鏡面研磨する工程と、を含み、
　前記工程（ｃ）では、前記支持基板と接着されている側の前記圧電基板の面を第１面とし、該第１面の反対側の面を第２面としたときに、該第１面を該第２面に対して垂直方向に該第２面に投影すると、該第１面が該第２面の内側に入るように該圧電基板に膨出部を形成すると共に、且つ前記圧電基板から前記接着層を通り前記支持基板まで連続な外周面を形成するよう前記貼り合わせ基板を加工するものである。
　本発明の複合基板は、支持基板と接着されている側の圧電基板の面を第１面とし、第１面の反対側の面を第２面としたときに、第１面を第２面に対して垂直方向に第２面に投影すると、この第１面が第２面の内側に入るように圧電基板に膨出部が形成されている。また、圧電基板から接着層を通り支持基板まで連続な外周面が形成されている。このような本発明の複合基板及びその製造方法では、端部での不具合の発生をより抑制することができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。例えば、圧電基板において、接着層により支持基板に接着されている第１面に比して、接着されていない第２面の方が大きく形成されており、自由度の高い第２面側のボリュームが比較的大きくなっている。この膨出部の存在により、加熱された際など支持基板及び圧電基板の膨張・収縮により生じる端部での応力を緩和可能であるものと推察される。また、連続な外周面が形成されているため、貼り合わせられている外周面での不具合をより低減することができる。
複合基板１０の構成の概略を示す構成図。 複合基板１０の製造プロセスの一例を模式的に示す断面図。 研削装置３０の構成の概略を示す説明図。 研磨前の貼り合わせ基板２０の外周面を研削するときの砥石車３４の移動の様子を表すＡ－Ａ’部分断面図。 複合基板１０Ｂの構成の概略を示す断面図。 複合基板１０Ｃの構成の概略を示す断面図。 複合基板１０Ｄの構成の概略を示す断面図。 複合基板１０Ｅの構成の概略を示す断面図。 複合基板１０Ｆの構成の概略を示す断面図。 複合基板１０Ｇの構成の概略を示す断面図。 比較例１の複合基板１１０の構成の概略を示す断面図。 加熱処理後の実施例１及び比較例１の複合基板の模式図。
　次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である複合基板１０の構成の概略を示す構成図である。本発明の複合基板１０は、複数の基板が貼り合わされて構成されている。複合基板１０は、支持基板１２と、圧電基板１４と、支持基板１２と圧電基板１４とを接着する接着層１９と、を備えている。この複合基板１０は、支持基板１２と接着されている側の圧電基板１４の面を第１面１５とし、第１面１５の反対側の面を第２面１６としたときに、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると、第１面１５が第２面１６の内側に入るように、圧電基板１４に膨出部１４ａが形成されている。また、本発明の複合基板１０は、圧電基板１４から接着層１９を通り支持基板１２まで連続な外周面を有している。また、この複合基板１０は、１箇所がフラットになった円形に形成されている。このフラットな部分は、オリエンテーションフラット（ＯＦ）と呼ばれる部分であり、例えば、弾性表面波デバイスの製造工程において諸操作を行う際などに、ウエハ位置や方向の検出などを行うときに用いられる。
　支持基板１２は、その上面である接着面１１に圧電基板１４を接着し、これを支持する基板である。支持基板１２の材質としては、例えば、シリコン、サファイア、窒化アルミニウム、アルミナ、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸リチウム－タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム、ランガサイト、水晶などが挙げられる。支持基板１２には、上面である接着面１１と下面との間に、接着面１１よりも外周の小さいくびれ部１３が形成されている。くびれ部１３は、このくびれ部１３の断面（接着面１１に対して平行な断面）を、接着面１１に対して垂直方向に接着面１１に投影すると、この断面が接着面１１の内側に入るような形状に形成されている。この支持基板１２は、圧電基板１４と異なる熱膨張係数を有していてもよく、圧電基板１４よりも熱膨張係数が小さいものとするのが好ましい。支持基板１２は、圧電基板１４との熱膨張係数の差が５ｐｐｍ／℃以上であるものとしてもよい。熱膨張係数の差が５ｐｐｍ／℃以上としても圧電基板１４の形状によって圧電基板１４の端部におけるクラックの発生やカケの発生などを抑制することができる。なお、支持基板１２の熱膨張係数は、圧電基板１４の熱膨張係数が１３～２０ｐｐｍ／℃の場合には、２～７ｐｐｍ／℃のものを用いるのが好ましい。複合基板１０の圧電基板１４及び支持基板１２に用いられる代表的な材質の熱膨張係数を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　接着層１９は、支持基板１２と圧電基板１４とを接着する層である。接着層１９の材質としては、特に限定されないが、耐熱性を有する有機接着剤が好ましく、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤などが挙げられる。この接着層１９は、支持基板１２側から圧電基板１４側に向かうと外周が大きくなるように形成されている。
　圧電基板１４は、弾性波（特に、弾性表面波）を伝搬可能な基板としてもよい。圧電基板１４の材質としては、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸リチウム－タンタル酸リチウム固溶体単結晶、ホウ酸リチウム、ランガサイト、水晶などが挙げられる。この圧電基板１４において、支持基板１２と接着されている側の面（下面）を第１面１５とし、第１面１５の反対側の面（上面）を第２面１６とする。圧電基板１４は、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると、この第１面１５が第２面１６の内側に入るような膨出部１４ａが形成されている。即ち、圧電基板１４は、第１面１５から第２面１６に向かうと外周が大きくなるような外周面１７が形成されている。なお、第１面１５は、支持基板１２との接着に寄与する面である。また、圧電基板１４は、第２面１６に対して垂直であり複合基板１０の中心を通る断面において、第１面１５から圧電基板１４の膨出部１４ａに向けた接線と第１面１５の延長線とのなす角度θが鋭角となるよう外周面１７が形成されている。ここで、複合基板１０の中心とは、例えば、ＯＦ部分を除いた外形の中心としてもよい（図１参照）この角度θは、９０°未満であり、０°を超えることが好ましく、７０°以下２０°以上であることがより好ましい。この角度θが７０°以下２０°以上では、圧電基板１４の端部での機械的強度をより確保することができ好ましい。この圧電基板１４は、熱膨張係数が１３～２０ｐｐｍ／℃であるものを利用することができる。
　複合基板１０は、弾性波デバイスに用いるものとしてもよい。弾性波デバイスとしては、弾性表面波デバイスやラム波素子、薄膜共振子（ＦＢＡＲ）などが挙げられる。例えば、弾性表面波デバイスは、圧電基板の表面に、弾性表面波を励振する入力側のＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極（櫛形電極、すだれ状電極ともいう）と弾性表面波を受信する出力側のＩＤＴ電極とを設けたものである。入力側のＩＤＴ電極に高周波信号を印加すると、電極間に電界が発生し、弾性表面波が励振されて圧電基板上を伝搬していく。そして、伝搬方向に設けられた出力側のＩＤＴ電極から、伝搬された弾性表面波を電気信号として取り出すことができる。本発明の複合基板１０を利用した弾性波デバイスは、熱膨張などによる応力を緩和可能であり、圧電基板１４や接着層１９、支持基板１２などの端部での不具合、例えばクラックや欠けが生じるのを抑制することができる。
　次に、この複合基板１０の製造方法の一例について説明する。図２は、複合基板１０の製造プロセスの一例を模式的に示す断面図である。図３は、研削装置３０の構成の概略を示す説明図である。図４は、研磨前の貼り合わせ基板２０の外周面を研削するときの砥石車３４の移動の様子を表すＡ－Ａ’部分断面図である。複合基板１０の製造方法は、（ａ）支持基板と角が面取りされた圧電基板とを用意する工程と、（ｂ）支持基板と圧電基板とを貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、（ｃ）貼り合わせ基板の外周面を研削し、圧電基板の厚みを薄くすると共に、圧電基板の表面を鏡面研磨する工程と、を含む。なお、ここでは、研削処理前のものをそれぞれ、支持基板２２、圧電基板２４及び接着層２９と称する。
　工程（ａ）では、支持基板２２と、弾性波を伝搬可能で角が面取りされた圧電基板２４とを用意する（図２（ａ））。ここで、支持基板２２や圧電基板２４としては、上述した材質のものを用いることができる。支持基板２２の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が、５０～１５０ｍｍ、厚さが２５０～５００μｍである。支持基板２２は、角が予め面取りされていてもよい。圧電基板２４の大きさは、特に限定するものではないが、例えば、直径が５０～１５０ｍｍ、厚さが２５０～５００μｍとすることができる。また、圧電基板２４は、角が予め面取りされているため、圧電基板を運ぶときに角が何かに当たったとしても欠けにくい。ここで、面取りとは、２つの面の交差部分（稜）が所定の角度の面でカットされたＣ面取りであってもよいし、稜が所定の曲率半径となるようにカットされたＲ面取りであってもよい。なお、圧電基板の裏面には、例えば、厚さが０．１～５μｍの金属や二酸化ケイ素の層が設けられていてもよい。
　工程（ｂ）では、支持基板２２の上面である接着面２１と圧電基板２４の裏面である第１面２５とを接着層２９を介して貼り合わせて貼り合わせ基板２０を形成する。例えば、接着面２１及び第１面２５の一方又は両方に接着剤を均一に塗布し、両者を重ね合わせた状態で接着剤を固化させることにより貼り合わせ基板２０を形成する（図２（ｂ））。ここで、接着剤は、耐熱性を有する有機接着剤が好ましく、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤などを用いることが好ましい。また、有機接着剤を塗布する方法としては、例えば、スピンコートや印刷が挙げられる。また、工程（ａ）で圧電基板よりも熱膨張係数の小さい支持基板を用意した場合には、加熱して形成された接着層の厚さは０．１μｍ以上１．０μｍ以下とするのが好ましい。接着層の厚さが１．０μｍ以下では温度変化に対する周波数特性の変化を抑える効果を得ることができ、接着層の厚さが、０．１μｍ以上では、ボイドの影響を受けにくく、温度変化に対する周波数特性の変化を抑える効果が得られる。
　工程（ｃ）では、貼り合わせ基板の外周面を研削し、圧電基板の厚みを薄くすると共に、圧電基板の表面を鏡面研磨する（図２（ｃ））。具体的には、この工程（ｃ）では、圧電基板から接着層を通り支持基板まで連続な外周面を形成するよう、貼り合わせ基板の外周面を研削する。このとき、複合基板１０の外周面の少なくとも一部に圧電基板から接着層を通り支持基板まで連続な１面の外周面を形成するものとすればよい。また、この工程（ｃ）では、支持基板と接着されている側の圧電基板の面を第１面２５とし、圧電基板１４の厚みを薄くしたあとの第１面の反対側の面を第２面１６としたときに、第１面２５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると、第１面２５が第２面１６の内側に入るように圧電基板１４に膨出部１４ａを形成する。ここでは、支持基板２２の接着面２１から圧電基板２４の上面２６に向かうと外周がより大きくなるような外周面２７を研削により作製するものとしてもよい。こうすれば、支持基板１２の接着面１１よりも大きな面積の圧電基板１４がその上方に形成され、複合基板１０の外周側の端部での応力を緩和可能である。この工程（ｃ）では、貼り合わせ基板２０の外周面を研削するにあたり、例えば、支持基板１２にくびれ部１３を形成するよう、圧電基板２４と接着層２９とを研削すると共に、支持基板２２の一部まで研削することが好ましい。こうすれば、未接着の部分が生じやすい接着層２９の外周部分を十分に研削することができ、接着層の外周側での剥離をより抑制しやすい。また、第２面１６に対して垂直であり複合基板１０の中心を通る断面において、第１面２５から圧電基板１４の膨出部１４ａに向けた接線と第１面２５の延長線とのなす角度θが鋭角となるよう貼り合わせ基板を加工するものとしてもよい。この角度θは、９０°未満であり、０°を超えることが好ましく、７０°以下２０°以上であることがより好ましい。この角度θが７０°以下２０°以上では、圧電基板１４の端部での機械的強度をより確保することができ好ましい。また、この工程（ｃ）では、圧電基板の面取り部分がなくなるよう貼り合わせ基板を加工することが好ましい。このとき、接着層２９側の圧電基板の面取り部分が少なくともなくなるよう貼り合わせ基板を研削するものとしてもよい。こうすれば、支持基板１２と圧電基板１４とをより確実に接着層１９により接着することができ、接着層１９の外周側での剥離などをより抑制しやすい。なお、この工程（ｃ）では、支持基板の当初の外径が維持されるように研削するものとしてもよい。こうすれば、工程（ｃ）を実施する前後で、同じ外径の規格に則った装置や治具等を利用することができる。
　貼り合わせ基板２０の外周面を研削する研削装置としては、例えば、図３に示すように、自転する貼り合わせ基板２０の外周面に同じく自転する砥石車３４の砥石部３８を接触させて研削する研削装置３０を用いることができる。あるいは、自転する貼り合わせ基板の外周面を回転していない砥石に接触させて研削する装置や、自転すると共に貼り合わせ基板の周りを公転する砥石車の砥石を貼り合わせ基板の外周面に接触させて研削する装置などを用いるものとしてもよい。研削装置３０は、予め高さを調節した砥石車３４を回転させながら水平移動させて、貼り合わせ基板２０の外周面に、この砥石車３４の砥石部３８を押し付けて研削する研削機構を備えている。この研削装置３０では、支持基板１２を下側にして真空吸着方式で貼り合わせ基板２０を回転保持台３２に保持し、砥石車３４と同じ方向にこの貼り合わせ基板２０回転するものとする。砥石部２８は、図４に示すように、断面視したときに矩形の外周側の先端に三角形が形成されているリング状の部材であり、砥石車本体３６の上部側面に固定されている。図４の点線は、砥石車３４を水平移動させて研削が終了したときの砥石車３４の位置を表している。
　工程（ｃ）では、圧電基板２４の表面と研磨定盤との間に研磨砥粒を介在させて、圧電基板２４の上面２６を研磨定盤により研磨することにより圧電基板２４の厚みを薄くすると共に、圧電基板２４の表面を鏡面研磨する（図２（ｃ））。この処理で使用する装置としては、一般的な研磨機が挙げられる。例えば、貼り合わせ基板２０の片面を研磨する研磨機では、まず、プレッシャープレートと研磨定盤との間に研磨対象の貼り合わせ基板２０を加圧して挟み込み、貼り合わせ基板２０と研磨定盤との間に研磨砥粒を含むスラリーを供給しながらプレッシャープレートに自転運動を与えることによって、圧電基板２４を薄くする。続いて、研磨定盤を表面にパッドが貼られたものとすると共に研磨砥粒を番手の高いものへと変更し、プレッシャープレートに自転運動及び公転運動を与えることによって、圧電基板２４の表面を鏡面研磨する。この工程（ｃ）に供される貼り合わせ基板２０は、圧電基板２４の縁の部分が接着層２９から離れていないため、圧電基板２４の表面を研磨砥粒で処理する際に、この縁の部分が接着層２９から離れたもの（例えば、工程（ｃ）を実施する前の貼り合わせ基板）に比して、圧電基板２４の縁の部分の欠けが発生しにくい。
　以上説明した実施形態の複合基板１０の製造方法によれば、図１に示す複合基板１０を作製することができる。この複合基板１０では、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると第１面１５が第２面１６の内側に入るように圧電基板１４が形成されてる。また、接着面１１を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると接着面１１が第２面１６の内側に入るように支持基板１２が形成されている。このような複合基板１０では、支持基板１２の接着面１１の上方には接着面１１よりも外周の大きな圧電基板１４が形成されるため、例えば、その後の工程での加熱による膨張・収縮の影響により生じうる複合基板１０の端部でのクラックなどの発生をより抑制することができる。この理由は、例えば、支持基板１２の接合部１１よりも大きな圧電基板１４がその上方に形成されており、加熱された際など支持基板１２や圧電基板１４の膨張・収縮により生じる端部での応力を緩和可能であるためであると考えられる。また、工程（ｃ）の実施時には、圧電基板１４の外周面は面取り部分がなくなるため、圧電基板１４の縁は接着層１９から離れた状態とはならず、面取りなどによって圧電基板１４の縁が接着層１９から離れた状態となっているものに比して欠けが発生しにくい。この理由は、圧電基板１４の縁が接着層１９から離れている場合には、圧電基板１４の表面を研磨するとその縁の部分がシャープエッジとなって、研磨時の圧電基板１４の厚み方向に働く力により欠けやすいのに対し、圧電基板１４の縁が接着層１９から離れていない場合には、そのような欠けが生じにくいためと考えられる。したがって、複合基板の端部での不具合の発生をより抑制することができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、第１面１５から第２面１６に向かうと外周が大きくなるように外周面１７を形成するものとしたが、図５に示すように、圧電基板の上面を面取りした複合基板１０Ｂとしてもよい。この複合基板１０Ｂでは、上述した複合基板１０と同様に、第１面１５Ｂを第２面１６Ｂに対して垂直方向に第２面１６Ｂに投影すると第１面１５Ｂが第２面１６Ｂの内側に入るように圧電基板１４Ｂが形成されている。また、圧電基板１４Ｂには、上面である第２面１６Ｂと下面である第１面１５Ｂとの間に、第２面１６Ｂよりも外周の大きい突出部１７ａが形成されている。突出部１７ａは、この突出部１７ａの断面（第１面１５に対して平行な断面）を、第２面１６Ｂに対して垂直方向に第２面１６Ｂに投影すると、この断面が第１面１５の内側に入るような形状に形成されている。こうしても、接着層１９により支持基板１２に接着されている第１面１５Ｂに比して、接着されていない第２面１６Ｂの方が大きく形成されており、端部での不具合の発生をより抑制することができる。
　上述した実施形態では、断面視したときに直線形状の外周面を形成するものとしたが、図６に示すように、断面視したときに曲線状の外周面を形成する複合基板１０Ｃとしてもよい。この支持基板１２Ｃの外周面は、くびれ部１３Ｃから接着面１１Ｃ側へ向けて略垂直に立ち上がったあと徐々に外側に向かって傾斜するよう支持基板１２Ｃが形成されている。また、複合基板１０Ｃの外周面は、第１面１５Ｃから第２面１６Ｃへ向かうと外側への傾斜が略垂直になるように圧電基板１４Ｃが形成されている。また、複合基板１０Ｃも、圧電基板１４Ｃから接着層１９を通り支持基板１２Ｃまで連続な外周面を有している。この複合基板１０Ｃにおいても、第１面１５Ｃを第２面１６Ｃに対して垂直方向に第２面１６Ｃに投影すると、第１面１５Ｃが第２面１６Ｃの内側に入るように形成されており、端部での不具合の発生をより抑制することができる。
　上述した実施形態では、支持基板１２にくびれ部１３が形成されているものとしたが、図７に示すように、くびれ部が形成されていない支持基板１２Ｄを備えた複合基板１０Ｄとしてもよい。この複合基板１０Ｄも、圧電基板１４から接着層１９を通り支持基板１２Ｄまで連続な外周面を有している。この複合基板１０Ｄにおいても、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると、第１面１５が第２面１６の内側に入るように形成されており、端部での不具合の発生をより抑制することができる。
　上述した実施形態では、支持基板１２のくびれ部１３において、接着面１１に平行な面が形成されているものとしたが、図８に示すように、くびれ部１３Ｅにおいて、接着面１１に対して傾斜した面が形成されている支持基板１２Ｅを備えた複合基板１０Ｅとしてもよい。この複合基板１０Ｅも、圧電基板１４から接着層１９を通り支持基板１２Ｅまで連続な外周面を有している。この複合基板１０Ｅにおいても、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると、第１面１５が第２面１６の内側に入るように形成されており、端部での不具合の発生をより抑制することができる。
　上述した実施形態では、くびれ部１３が支持基板１２に形成されているものとしたが、図９に示すように、くびれ部１３Ｆが圧電基板１４Ｆに形成された複合基板１０Ｆとしてもよい。この複合基板１０Ｆにおいて、圧電基板１４Ｆは、第１面１５Ｆと平行な断面１３ａを第１面１５Ｆに対して垂直方向に第１面１５Ｆに投影すると、この断面１３ａが第１面１５Ｆの内側に入るくびれ部１３Ｆが形成されている。この複合基板１０Ｆも、圧電基板１４Ｆから接着層１９を通り支持基板１２Ｆまで連続な外周面を有している。この複合基板１０Ｆにおいても、第１面１５Ｆを第２面１６Ｆに対して垂直方向に第２面１６Ｆに投影すると、第１面１５Ｆが第２面１６Ｆの内側に入るように形成されており、端部での不具合の発生をより抑制することができる。
　上述した実施形態では、第２面１６に対して垂直であり複合基板１０の中心を通る断面において、第１面１５から膨出部１４ａに向けた接線と第１面１５の延長線とのなす角度θが鋭角になるよう外周面１７が形成されているものとしたが、図１０に示すように、第１面１５Ｇよりも第２面１６Ｇ側で外周が大きくなるよう段差状に形成された圧電基板１４Ｇを備えた複合基板１０Ｇとしてもよい。この複合基板１０Ｇも、圧電基板１４Ｇから接着層１９を通り支持基板１２Ｇまで連続な外周面を有している。この複合基板１０Ｇにおいても、第１面１５Ｇを第２面１６Ｇに対して垂直方向に第２面１６Ｇに投影すると、第１面１５Ｇが第２面１６Ｇの内側に入るように形成されており、第２面側のボリュームを比較的大きくすることが可能であり、端部での不具合の発生をより抑制することができる。
　上述した実施形態では、支持基板１２と圧電基板１４とを接着層１９で接着したのちに外周面を研削することにより外周面を形成するものとしたが、特にこれに限定されず、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影すると、第１面１５が第２面１６の内側に入るように予め形成された支持基板１２や圧電基板１４を接着層１９により接着するものとしてもよい。
　上述した実施形態では、支持基板１２の一部まで研削するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば圧電基板１４や接着層１９は研削するが、支持基板１２を研削しないものとしてもよい。
　以下には、本発明の複合基板を具体的に製造した例を実施例として説明する。
［実施例１］
　まず、圧電基板１４として、オリエンテーションフラット部（ＯＦ部）を有し、直径が１００ｍｍ、厚さが２５０μｍのタンタル酸リチウム基板（ＬＴ基板）を用意した。また、支持基板１２として、ＯＦ部を有し、直径が１００ｍｍ、厚さが３５０μｍの支持基板としてのシリコン基板を用意した（図２（ａ））。ここで、ＬＴ基板は、弾性表面波（ＳＡＷ）の伝搬方向をＸとし、切り出し角が回転Ｙカット板である４２°ＹカットＸ伝搬ＬＴ基板を用いた。また、ＬＴ基板は、角が面取りされている。図２（ａ）に示すように、ＬＴ基板の外周面から３００μｍ内側の位置から面取りが始まり、この位置での面取りの角度は２０°である。次いで、シリコン基板にスピンコートによりエポキシ系接着剤を塗布し、ＬＴ基板を貼付けて１８０℃に加熱し、接着層１９（エポキシ系接着剤が固化した層）の厚さが０．３μｍの貼り合わせ基板２０を形成した（図２（ｂ））。
　次いで、図３、図４に示す研削装置３０を使用して、この貼り合わせ基板２０の外周面を研削した（図２（ｃ））。本実施例では、接着面１１の延長面と交差部１８での接線とのなす角度θが４５°となる砥石部３８を用いて貼り合わせ基板２０の外周面を研削した。また、シリコン基板の表面から１００μｍ下の位置が砥石部３８の下面の位置となるように砥石車３４の高さを調節した。研削後、図２（ｃ）に示すように、シリコン基板は、表面から１００μｍ、外周から１ｍｍ研削されたが、当初の外径は維持された。また、ＬＴ基板及び接着層は、シリコン基板の外周から１ｍｍ内側の位置まで研削された。このように、研削後は、ＬＴ基板の面取り部分がなくなり且つＬＴ基板の外周面と接着層の外周面とシリコン基板のうち接着層側の外周面とが同一面上になった。ここで、砥石部３８と貼り合わせ基板２０との接触位置を砥石部３８の外周面が１秒当たりに通過する長さが１５００ｍとなるように砥石車３４を回転させた。また、砥石部３８と貼り合わせ基板２０との接触位置を貼り合わせ基板２０の外周面が１秒当たりに通過する長さが５ｍｍとなるように回転保持台３２を回転させた。
　次いで、研磨機にてＬＴ基板の厚さが３０μｍとなるまで研磨した（図２（ｄ））。研磨機としては、以下のように厚みを薄くしたあと鏡面研磨を行うものを用いた。即ち、厚みを薄くするときには、研磨定盤とプレッシャープレートとの間に貼り合わせ基板２０の外周面を研削したもの（研削後基板）を挟み込み、その研削後基板と研磨定盤との間に研磨砥粒を含むスラリーを供給し、このプレッシャープレートにより研削後基板を定盤面に押し付けながらプレッシャープレートに自転運動を与えて行うものを用いた。続いて、鏡面研磨を行うときには、研磨定盤を表面にパッドが貼られたものとすると共に研磨砥粒を番手の高いものへと変更し、プレッシャープレートに自転運動及び公転運動を与えることによって、圧電基板の表面を鏡面研磨するものを用いた。まず、研削後基板のＬＴ基板の表面を定盤面に押し付け、自転運動の回転速度を１００ｒｐｍ、研磨を継続する時間を６０分として研磨した。続いて、研磨定盤を表面にパッドが貼られたものとすると共に研磨砥粒を番手の高いものへと変更し、研削後基板を定盤面に押し付ける圧力を０．２ＭＰａ、自転運動の回転速度を１００ｒｐｍ、公転運動の回転速度を１００ｒｐｍ、研磨を継続する時間を６０分として鏡面研磨した。同じ製造工程で、５枚の複合基板１０を製造したが、ＬＴ基板の縁の欠けは発生しなかった。
［実施例２，３］
　接着面１１の延長面と交差部１８での接線とのなす角度θがそれぞれ６０°及び７０°となる砥石部３８を用いて貼り合わせ基板２０の外周面を研削した以外は、実施例１と同様の工程を経て得られた複合基板１０を、それぞれ実施例２，３とした。
［比較例１］
　図１１は、比較例１の複合基板１１０の構成の概略を示す断面図である。比較例１は、図２（ｂ）の貼り合わせ基板２０を形成したあと、第１面１５１の延長面と交差部１１８での接線とのなす角度θが１３５°となる砥石部３８を用いて貼り合わせ基板２０の外周面を研削して作製した。この比較例１では、それ以外は実施例１と同様の工程を経て作製した。この複合基板１１０では、支持基板１１２と接着されている側の圧電基板１１４の面を第１面１１５とし、第１面１１５の反対側の面を第２面１１６としたときに、第１面１１５を第２面１１６に対して垂直方向に第２面１１６に投影すると、この第１面１１５が第２面１１６の外側に出るように圧電基板１１４が形成されている。また、複合基板１１０は、圧電基板１１４の第２面１１６（上面側）へ向かうと外周が小さくなるように外周面１１７が研削された形状を有している。この比較例１の複合基板を５枚作製したが、実施例１と同様に、ＬＴ基板の縁の欠けは発生しなかった。このため、貼り合わせ基板２０の外周面を研削した後に、ＬＴ基板を研磨すると、この研磨時のＬＴ基板の欠けの発生は少なくとも抑制されることが分かった。
［比較例２］
　接着面１１１の延長面と交差部１１８での接線とのなす角度θが１０５°となる砥石部３８を用いて貼り合わせ基板２０の外周面を研削した以外は、比較例１と同様の工程を経て得られた複合基板１１０を比較例２とした。
　次に、得られた実施例１～３及び比較例１，２の複合基板を空気中、２６０℃で１時間に亘って加熱処理した。実施例１～３及び比較例１，２の複合基板の角度θ及び加熱処理後のクラックの有無を表２に示す。図１２は、加熱処理後の実施例及び比較例の複合基板の模式図である。表２及び図１２に示すように、実施例１～３では、熱処理を行ったあとに複合基板１０の端部での欠けやクラックなどの不具合はみられなかった。一方、比較例１では、熱処理を行ったあとに圧電基板１１４の端部で細かなクラックの発生が確認された。したがって、圧電基板１４の第１面１５と外周面１７とが交差する交差部１８での接線と、圧電基板の第１面１５を延長した延長面と、のなす角度θが０°＜θ＜９０°になるよう外周面１７が形成されているものとすると、複合基板の端部における不具合の発生をより抑制することができることがわかった。特に、実施例１～３のように、第１面１５を第２面１６に対して垂直方向に第２面１６に投影したときに、第１面１５が第２面１６の内側に入るように圧電基板１４が形成されているものとすると、複合基板の端部における不具合の発生をより抑制することができることがわかった。あるいは、圧電基板１４の第１面１５と外周面１７とが交差する交差部１８での接線と、圧電基板の第１面１５を延長した延長面と、のなす角度θが鋭角になるよう外周面１７が形成されているものとすると、複合基板の端部における不具合の発生をより抑制することができることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　本出願は、２００９年７月３０日に出願された日本国特許出願第２００９－１７７５８７号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
　本発明は、圧電基板を有する複合基板の技術分野に利用可能である。

Claims (4)

  1. 　支持基板と、
    　圧電基板と、
    　前記支持基板と前記圧電基板とを接着する接着層と、を備え、
    　前記支持基板と接着されている側の前記圧電基板の面を第１面とし、該第１面の反対側の面を第２面としたときに、該第１面を該第２面に対して垂直方向に該第２面に投影すると、該第１面が該第２面の内側に入るように、該圧電基板に膨出部が形成されており、
    　前記圧電基板から前記接着層を通り前記支持基板まで連続な外周面を有する、
    　複合基板。
  2. 　前記第２面に対して垂直であり複合基板の中心を通る断面において、前記第１面から前記圧電基板の膨出部に向けた接線と前記第１面の延長線とがなす角度θが鋭角である、請求項１に記載の複合基板。
  3. 　前記角度θが、４５°≦θ≦７０°の範囲である、請求項２に記載の複合基板。
  4. （ａ）支持基板と、角が面取りされた圧電基板とを用意する工程と、
    （ｂ）前記支持基板の表面の接合部と前記圧電基板の裏面とを接着層を介して貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する工程と、
    （ｃ）前記貼り合わせ基板の外周面を研削し、前記圧電基板の表面と研磨定盤との間に研磨砥粒を介在させて、該圧電基板の表面を該研磨定盤により研磨することにより該圧電基板の厚みを薄くすると共に、該圧電基板の表面を鏡面研磨する工程と、を含み、
    　前記工程（ｃ）では、前記支持基板と接着されている側の前記圧電基板の面を第１面とし、該第１面の反対側の面を第２面としたときに、該第１面を該第２面に対して垂直方向に該第２面に投影すると、該第１面が該第２面の内側に入るように該圧電基板に膨出部を形成すると共に、且つ前記圧電基板から前記接着層を通り前記支持基板まで連続な外周面を形成するよう前記貼り合わせ基板を加工する、
    　複合基板の製造方法。
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