粗糙面压电性基板的制造方法与流程

1.本发明涉及粗糙面压电性基板的制造方法，特别地涉及在通信用途的saw设备中使用的钽酸锂和铌酸锂基板等粗糙面压电性基板的制造方法。


背景技术：

2.作为便携电话等的频率调整/选择用的零件，使用在钽酸锂(以下，lt)或铌酸锂(以下，ln)等压电基板上形成有用于激发弹性表面波的梳形电极(idt)的弹性表面波(saw)设备。
3.一直以来，作为saw设备使用的lt或ln使用由idt激励的弹性波的漏波来设计滤波器等，但漏波将弹性波能量的一部分作为体波在基板内一边泄漏一边前进。该体波从背面反射，从而有时作为不需要的响应而产生乱真(spurious)。
4.为了抑制该乱真，施行将背面粗糙面化以使从背面反射的体波分散的对策。
5.另外，关于近几年的通信规格，发送和接收的频带间隔变窄，且带宽变宽，进而变得要求低损耗特性或低高度化。采取如下的对策：不以压电基板单体使用，而是与硅或蓝宝石、石英等不同种类的基板接合，将压电基板或不同种类的基板薄化，从而特性提高或低高度化。
6.关于与不同种类的基板的接合，一般是使镜面彼此互相贴合的方法，但压电基板越薄，从贴合的界面反射的体波的影响就越大，存在作为乱真而使滤波特性劣化的问题。
7.为了抑制该乱真，还施行将界面粗糙面化以使从接合界面反射的体波分散的对策。(专利文献1)。
8.在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第6250856号。


技术实现要素：

9.发明要解决的课题作为如此将压电性基板的背面或界面粗糙面化的方法，已知抛光处理或喷砂处理。
10.依据专利文献1，作为粗糙面化的方法，存在喷砂处理的记载，但没有该处理方法的详细记载。
11.在利用喷砂处理来将压电性基板粗糙面化的情况下，本发明的发明者们为了极力降低喷砂处理前的表面状态的影响，通过一次研磨加工来将处理面镜面化(算术平均粗糙度ra≦1 nm)。随后，选择任意的磨粒、粒度(番手)、喷射压力来进行喷砂处理，以便成为期望的粗糙度。
12.例如，在对36
°
旋转y切割lt基板的表面进行一次研磨且随后从与处理面垂直的方向进行喷砂处理的情况下，在表面各处可见与已粗糙面化的状态不同的缺口。在图6中示出
缺口部分的激光显微镜照片。
13.另外，确认到该缺口沿lt结晶的解理方向裂开。
14.在该lt基板的喷砂处理面成膜sio2膜并对sio2进行研磨之后，与si基板接合。在接合之后，对lt基板侧进行磨削、研磨来制作接合基板。在lt研磨面侧制作idt电极并且确认共振器特性的情况下，通常确认到，关于已粗糙面化的区域的共振特性，乱真被抑制，但是关于缺口部的共振特性，乱真大幅地恶化。如此，关于产生缺口的部分，乱真变大，还使滤波特性恶化，因而不优选。
15.因此，本发明的目的是提供一种粗糙面化方法，该方法即使在对具有解理面的压电性基板进行粗糙面化处理的情况下，也不会在表面产生缺口。
16.用于解决课题的方案本发明的发明者们发现，通过从自成为与结晶的解理面平行的方向起30
°
以下的范围喷射喷砂磨粒，能够抑制在表面产生的缺口。于是，本发明的发明者们完成了以下的粗糙面压电性基板的制造方法。
17.(1)一种粗糙面压电性基板的制造方法，包括：实施具有解理面的压电性基板的一个面的平坦加工的工序；和以使磨粒的入射方向与前述压电性基板的解理面构成的角度成为30
°
以下的方式将磨粒喷射至前述一个面来实施前述一个面的粗糙面化处理的工序。
18.(2)上述(1)中所记载的粗糙面压电性基板的制造方法，其特征在于，前述平坦加工包括抛光处理或磨削处理或研磨处理中的至少一个处理。
19.(3)上述(1)或(2)中所记载的粗糙面压电性基板的制造方法，其特征在于，前述粗糙面化处理是喷砂处理。
20.(4)上述(1)-(3)中的任一个中所记载的粗糙面压电性基板的制造方法，其特征在于，前述磨粒是氧化铝。
21.(5)上述(1)-(4)中的任一个中所记载的粗糙面压电性基板的制造方法，其特征在于，前述压电性基板是钽酸锂。
22.(6)上述(5)中所记载的粗糙面压电性基板的制造方法，其特征在于，前述压电性基板是36
°
以上、50
°
以下旋转y切割基板。
23.发明的效果依据本发明，即使在对具有解理面的压电性基板进行粗糙面化处理的情况下，也能够抑制在表面产生缺口。通过使用根据本发明而制作的压电性基板，能够抑制滤波特性的恶化。
附图说明
24.图1是示出lt的结晶构造的图。
25.图2a)是示出42
°
旋转y切割lt基板和结晶轴的图，图2b)是y-z轴的截面图和示出解理面的图。
26.图3是喷砂处理方法的概略图。
27.图4(a)是示出36
°
旋转y切割lt基板的喷砂处理的图，图4(b)是示出50
°
旋转y切割lt基板的喷砂处理的图。
28.图5是喷砂装置内的俯视概略图。
29.图6(a)是缺口部的激光显微镜照片，图6(b)是示出高度分布图(
プロファイル
)的图。
具体实施方式
30.以下，对本发明的实施方式详细地进行说明，但本发明不限定于这些实施方式。本发明的一个实施方式涉及一种粗糙面压电性基板的制造方法，其包括具有解理面的压电性基板的粗糙面化处理。
31.作为本发明的一个实施方式的粗糙面压电性基板的制造方法中所使用的具有解理面的压电性基板，例如，存在lt基板。lt基板是将通过cz(czochralski)法来拉起的锭在优选36
°
以上、50
°
以下旋转y切割的面方位切片加工而制作的基板。此外，本发明的粗糙面压电性基板的制造方法中所使用的具有解理面的压电性基板不限定于lt基板。例如，还能够使用铌酸锂基板。
32.实施如此得到的lt基板的一个面的平坦加工。平坦加工优选包括抛光处理、磨削处理和研磨处理中的至少一个处理。在平坦加工中，进行例如倒角、抛光处理、研磨处理等工序，将lt基板的直径、厚度和表面状态调整成既定直径、既定厚度和既定表面状态。例如，lt基板通过研磨处理来调整成算术平均粗糙度ra为1 nm以下的表面状态。算术平均粗糙度ra能够由例如afm(原子间力显微镜)测定。
33.接着，使用该lt基板来对已实施平坦加工的表面进行粗糙面化处理。粗糙面化处理是喷砂处理。
34.图1表示单晶lt基板的结晶构造，lt基板采取三方晶的构造。图1是示出a1轴、a2轴、a3轴和c轴的图，在图1中，将a1轴作为x轴，将c轴作为z轴，将与x轴和z轴正交的轴作为y轴。
35.图2a)表示lt基板的一个实施方式，沿x轴方向形成有定向平面(orientation flat)。但是，定向平面不限定于该方位，能够根据需要而适当选择。图2b)是图2a)的y-z轴的截面图，在42
°
旋转y切割lt基板中，斜线表示解理面。如果将旋转y切割的方位作为θ，则解理面以大约(θ-33)
°
的量从基板表面倾斜(准确地说，(θ-32.98)
°
)。在θ为42
°
的情况下，解理面相对于基板表面倾斜大约9
°
。解理面已知为与(0-112)等价的面方位组，但本发明的一个实施方式的粗糙面压电性基板的制造方法中所使用的压电性基板的解理面优选作为与基板处理面的交角最小的解理面。
36.在本发明的一个实施方式的粗糙面压电性基板的制造方法中，以使磨粒的入射方向与压电性基板的解理面构成的角度成为30
°
以下的方式将磨粒喷射至压电性基板的已平坦加工的面来实施粗糙面化处理。如果磨粒的喷射方向与压电性基板的解理面构成的角度比30
°
更大，则有时在已粗糙面化处理的表面产生缺口。例如，对本实施方式，在图3中示出喷砂处理方法的概略图。从自相对于解理面平行的方向起30
°
以下的范围喷射磨粒，对基板表面进行粗糙面化处理，其中该解理面从lt基板的已平坦加工的处理面倾斜(θ-33)
°
。如果是该范围，则能够抑制已粗糙面化处理的表面的缺口。进而优选地是自相对于解理面平行的方向起不到20
°
以下的范围。在从自相对于解理面平行的方向起比30
°
更大的角度进行粗糙面化处理的情况下，在表面产生缺口的概率变高，因而不优选。此外，出于粗糙面化处理的效率的观点，磨粒的入射方向与压电性基板的解理面构成的角度优选成为3
°
以上。
37.例如，在图4中，示出旋转y切割基板的面方位θ与解理面、喷嘴位置的关系的一个示例。喷嘴位置的角度成为磨粒向压电性基板入射的角度。例如，在旋转y切割的方位θ为36
°
(=3
°
33
°
)时(参照图4(a))和50
°
(=17
°
33
°
)时(参照图4(b))，解理面与其喷嘴位置的角度变得如图4(a)和图(b)那样。从解理面与喷嘴位置的角度构成的角度成为30
°
以下的范围的方向喷射磨粒，对基板表面进行粗糙面化处理。图4的喷嘴位置逆时针转地旋转，但当然也可以顺时针转地旋转。
38.图5是从俯视观察喷砂装置内的概略图。以使2个喷嘴方向与基板的朝向成为一定的方式配置各基板。另外，将喷嘴位置的角度调整成自相对于解理面平行的方向起30
°
以下的范围。图5成为基板公转且喷嘴摆动的机构。通过作为如此的配置，能够对多个基板整面均匀地进行处理。处理方法不限定于此，也可以是如基板和喷嘴一起摆动那样的机构。
39.[实施例]以下，对实施例进行说明，但本发明不限定于这些。
[0040]
《实施例1》首先，将通过cz法来拉起的直径4英寸的lt单晶锭调整为成为42
°
旋转y切割面的方位而切片，进行倒角、抛光、研磨处理，制作将厚度200 μm的42
°
y面作为主面的lt基板。在afm的
□
10 μm视野中测定已研磨处理的面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.4 nm。还沿 x轴方向制作定向平面。
[0041]
接着，使用不二制作所制pneuma blaster atv型(
ニューマブラスター
ａｔｖ型)来对已研磨处理的lt基板进行喷砂处理。如图5所示，将lt基板配置于吸附台上，调整喷嘴方向，以使磨粒从喷砂喷射方向相对于基板的研磨处理面为20
°
的方向碰撞(自解理面起11
°
的方向)。使用wa#2000(不二制作所制)的氧化铝磨粒来在0.3 mpa的喷射压力下处理30分钟，制作共计10块lt基板。在利用接触式粗糙度计(
サーフコーダꢀ
小坂研究所制)来测定处理后的表面的情况下，ra=0.03 μm。
[0042]
在利用显微镜来对喷砂处理后的表面进行观察的情况下，10块中在10块全部中未在表面确认到缺口。
[0043]
《实施例2》与实施例1同样地制作lt基板。
[0044]
接着，如图5所示，将lt基板配置于吸附台上，调整喷嘴方向，以使磨粒从喷砂喷射方向相对于基板的研磨处理面为30
°
的方向碰撞(自解理面起21
°
的方向)。使用wa#2000(不二制作所制)的氧化铝磨粒来在0.25 mpa的喷射压力下处理30分钟，制作共计10块lt基板。在利用接触式粗糙度计来测定处理后的表面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.04 μm。
[0045]
在利用显微镜来对喷砂处理后的表面进行观察的情况下，10块中9块未在表面确认到缺口，但1块在一部分表面确认到缺口。
[0046]
《实施例3》与实施例1同样地制作lt基板。
[0047]
接着，如图5所示，将lt基板配置于吸附台上，调整喷嘴方向，以使磨粒从喷砂喷射方向相对于基板的研磨处理面为35
°
的方向碰撞(自解理面起26
°
的方向)。使用wa#2000(不二制作所制)的氧化铝磨粒来在0.25 mpa的喷射压力下处理30分钟，制作共计10块lt基板。在利用接触式粗糙度计来测定处理后的表面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.04 μm。
[0048]
在利用显微镜来对喷砂处理后的表面进行观察的情况下，10块中7块未在表面确认到缺口，但3块在一部分表面确认到缺口。
[0049]
《实施例4》将通过cz法来拉起的直径4英寸的lt单晶锭调整为成为36
°
旋转y切割面的方位而切片，进行倒角、抛光、研磨处理，制作将厚度200 μm的36
°
y面作为主面的lt基板。在afm的
□
10 μm视野中测定已研磨处理的面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.3 nm。还沿 x轴方向制作定向平面。
[0050]
接着，如图5所示，将lt基板配置于吸附台上，调整喷嘴方向，以使磨粒从喷砂喷射方向相对于基板的研磨处理面为20
°
的方向碰撞(自解理面起17
°
的方向)。使用wa#2000(不二制作所制)的氧化铝磨粒来在0.3 mpa的喷射压力下处理30分钟，制作共计10块lt基板。在利用接触式粗糙度计来测定处理后的表面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.03 μm。
[0051]
在利用显微镜来对喷砂处理后的表面进行观察的情况下，10块中在10块全部中未在表面确认到缺口。
[0052]
《实施例5》将通过cz法来拉起的直径4英寸的lt单晶锭调整为成为50
°
旋转y切割面的方位而切片，进行倒角、抛光、研磨处理，制作将厚度200 μm的50
°
y面作为主面的lt基板。在afm的
□
10 μm视野中测定已研磨处理的面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.5 nm。还以使 x轴方向成为定向平面垂直方向的方式制作定向平面。
[0053]
接着，如图5所示，将lt基板配置于吸附台上，调整喷嘴方向，以使磨粒从喷砂喷射方向相对于基板的研磨处理面为30
°
的方向碰撞(自解理面起13
°
的方向)。使用wa#2000(不二制作所制)的氧化铝磨粒来在0.25 mpa的喷射压力下处理30分钟，制作共计10块lt基板。在利用接触式粗糙度计来测定处理后的表面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.04 μm。
[0054]
在利用显微镜来对喷砂处理后的表面进行观察的情况下，10块中在10块全部中未在表面确认到缺口。
[0055]
《比较例1》与实施例1同样地制作lt基板。
[0056]
接着，如图5所示，将该lt基板载置于夹紧台上，以使磨粒从喷砂喷射方向相对于基板的研磨处理面为40
°
的方向碰撞(从解理面倾斜31
°
)，进一步调整喷嘴的角
°
。使用wa#2000(不二制作所制)的氧化铝磨粒来在0.25 mpa的喷射压力下处理30分钟，制作共计10块lt基板。在利用接触式粗糙度计来测定处理后的表面的情况下，算术平均表面粗糙度ra是0.04 μm。
[0057]
在利用显微镜来对喷砂处理后的表面进行观察的情况下，10块中3块未在表面确认到缺口，但7块在一部分表面确认到缺口。
[0058]
《比较例2》与实施例1同样地制作lt基板。
[0059]
接着，如图5(a)所示，将该lt基板载置于夹紧台上，以使磨粒从喷砂喷射方向相对于基板的研磨处理面为90
°
的方向碰撞(从解理面倾斜81
°
)，进一步调整喷嘴的角
°
。使用wa#2000(不二制作所制)的氧化铝磨粒来在0.15 mpa的喷射压力下处理30分钟，制作共计10块lt基板。在利用接触式粗糙度计来测定处理后的表面的情况下，算术平均表面粗糙度
ra是0.03 μm。
[0060]
在利用显微镜来对喷砂处理后的表面进行观察的情况下，10块中在10块全部在表面确认到缺口。
[0061]
对实施例1-5和比较例1-2在以下的表中示出。
[0062]
[表1]表1ꢀ实施例和比较例的喷砂条件和结果
y切割lt基板的面方位喷嘴位置与处理面之间的角度喷嘴位置与解理面之间的角度磨粒粒度喷射压力表面粗糙度（ra）表面缺口基板块数单位
°°°
－mpaμm块实施例1422011wa#20000.300.030实施例2423021wa#20000.250.041实施例3423526wa#20000.250.043实施例4362017wa#20000.300.030实施例5503013wa#20000.250.040比较例1424031wa#20000.250.047比较例2429081wa#20000.150.0310
上述实施方式是例示的，具有与本发明的权利要求书中所记载的技术思想实质上相同的构成且起到同样的作用效果的实施方式无论是怎样的实施方式，都被包含在本发明的技术范围内。
[0063]
符号说明1 lt结晶的方位2 解理面3 lt基板4 喷嘴5 磨粒的喷射方向。