Title:
BAW-Bauelement und Herstellungsverfahren für ein BAW-Bauelement
Kind Code:
A1
Abstract:

Ein BAW-Bauelement, das ein Substrat und ein piezoelektrisches Element beinhaltet, das an einer vorderen Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, ist bereitgestellt. Das Substrat ist an einer hinteren Oberflächenseite mit einem Diffusionsbereich für eine akustische Welle bereitgestellt, der eine Vertiefung beinhaltet, die durch teilweises Aufschmelzen einer hinteren Oberfläche des Substrats ausgebildet ist.



Inventors:
Abatake, Jun (Tokyo, JP)
Application Number:
DE102017104222A
Publication Date:
09/07/2017
Filing Date:
03/01/2017
Assignee:
DISCO CORPORATION (Tokyo, JP)
International Classes:
Foreign References:
JP2003008396A2003-01-10
Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN - EITLE Patent- und Rechtsanwälte PartmbB, 81925, München, DE
Claims:
1. Bulk-Acoustic-Wave-Bauelement, umfassend:
ein Substrat;
ein piezoelektrisches Element, das an einer vorderen Oberfläche des Substrats ausgebildet ist;
wobei das Substrat an einer hinteren Oberflächenseite mit einem Diffusionsbereich für eine akustische Welle bereitgestellt ist, der eine Vertiefung beinhaltet, die durch teilweises Aufschmelzen einer hinteren Oberfläche des Substrats ausgebildet ist.

2. Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Bulk-Acoustic-Wave-Bauelements, wobei das Bulk-Acoustic-Wave-Bauelement beinhaltet
ein Substrat,
ein piezoelektrisches Element, das an einer vorderen Oberfläche des Substrats ausgebildet ist,
wobei das Substrat an einer hinteren Oberflächenseite mit einem Diffusionsbereich für eine akustische Welle bereitgestellt ist, der eine Vertiefung beinhaltet, die durch teilweises Aufschmelzen einer hinteren Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei das Herstellungsverfahren für das Bulk-Acoustic-Wave-Bauelement umfasst:
einen Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten des Substrats, das an der vorderen Oberfläche mit dem piezoelektrischen Element ausgebildet ist; und
einen Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle zum Aufbringen eines Laserstrahls, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass dieser in dem Substrat absorbiert wird, von der hinteren Oberflächenseite des Substrats, um die hintere Oberfläche des Substrats teilweise aufzuschmelzen, um dadurch einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle auszubilden, der eine Vertiefung beinhaltet.

Description:
HINTERGRUND DER ERFINDUNGTechnisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bulk-Acoustic-Wave(BAW)-Bauelement, das eine BAW verwendet, die durch das Innere eines Materials propagiert, und ein Herstellungsverfahren hiervon.

Beschreibung des Stands der Technik

In Telekommunikationsvorrichtungen wie Mobiltelefonen spielen Bandpassfilter, die elektrischen Signalen in einem gewünschten Frequenzband erlauben, zu passieren, eine wichtige Rolle. Als eine der Bandpassfilter ist ein Oberflächenwellenfilter-Bauelement (SAW) (SAW Filter), der ein SAW verwendet, bekannt. Ein SAW-Bauelement beinhaltet ein kristallines Substrat, das ein piezoelektrisches Material wie Quarz (SiO2) und eine wabenförmige Elektrode (inter-digitaler Umformer (IDC)) beinhaltet, die an einer Oberfläche des kristallinen Substrats ausgebildet ist, und ein Durchlaufen von elektrischen Signalen in nur einem Frequenzband erlaubt, das entsprechend der Art des piezoelektrischen Materials, dem Abstand der Elektroden usw. bestimmt ist.

Indessen wird in dem SAW-Bauelement ein Teil der akustischen Welle (elastische Welle), die in der Nähe einer eingangsseitigen Elektrode generiert wird, durch das Innere des kristallinen Substrats propagiert und kann an der hinteren Oberflächenseite reflektiert werden. Falls die reflektierte akustische Welle eine ausgabeseitige Elektrode erreicht, kann die Frequenzcharakteristik des SAW-Bauelements abnehmen. Im Hinblick darauf ist eine fein gezackte (vorstehende und zurückstehende) Struktur an der hinteren Oberfläche des kristallinen Substrats ausgebildet, sodass die akustische Welle einfach gestreut wird, wodurch das Ankommen der reflektierten, akustischen Welle an der Elektrode verhindert wird (siehe zum Beispiel japanische Offenlegungsschrift Nr. 2003-8396).

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

In den letzten Jahren als eine Weiterentwicklung von den SAW-Bauelementen wurde BAW-Bauelementen (BAW-Filter), die eine BAW verwenden, die durch das Innere eines Materials propagiert, Aufmerksamkeit geschenkt. Ein BAW-Bauelement beinhaltet einen Resonator (piezoelektrisches Element), wobei ein piezoelektrischer Film, der ein piezoelektrisches Material wie Aluminiumnitrid (AlN) beinhaltet, zwischen Elektroden eingefügt ist, die Molybdän (Mo) oder dergleichen beinhalten. Der Resonator ist an einem Substrat ausgebildet, das ein Halbleitermaterial wie Silizium (Si) beinhaltet. Im Gegensatz zum SAW-Bauelement weist das BAW-Bauelement keinen wabenförmigen Elektrodenaufbau auf und darum ist es vorteilhaft von dem Standpunkt eines geringeren Verlustes und einem stärkeren Widerstand. Zusätzlich, da das BAW-Bauelement nicht zusätzlich ein kristallines Substrat benötigt, das ein piezoelektrisches Material beinhaltet, kann es integral mit anderen aktiven Bauelementen ausgebildet werden.

Zum Zeitpunkt des Herstellens eines BAW-Bauelements wird zum Beispiel die hintere Oberfläche eines Substrats, an dessen vorderer Oberflächenseite mehrere Resonatoren ausgebildet sind, geschliffen, um das Substrat auf eine vorbestimmte Dicke dünn auszugestalten, wonach ein Teilen durchgeführt wird, um das Substrat in einzelne BAW-Bauelemente entsprechend den einzelnen Resonatoren zu teilen. In dem Fall eines BAW-Bauelements nimmt die Frequenzcharakteristik durch akustische Wellen, die an der hinteren Oberflächenseite des Substrats reflektiert werden, ab. Darum wird in dem oben genannten Schritt ein grobes Schleifen durchgeführt, um eine feine unebene Struktur (mit Vorsprüngen und Rücksprüngen) auszubilden und die resultierenden mechanischen Spannungen werden durch Ätzen entfernt. Jedoch, wenn ein Ätzen zum Entfernen der mechanischen Spannungen, die durch das Schleifen generiert werden, angepasst wird, wird die Umweltbelastung erhöht.

Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein BAW-Bauelement und ein Herstellungsverfahren für ein BAW-Bauelement bereitzustellen, wobei die Belastung für die Umwelt zum Zeitpunkt des Herstellens des BAW-Bauelements unterdrückt ist.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein BAW-Bauelement bereitgestellt, das ein Substrat und ein piezoelektrisches Element beinhaltet, das an einer vorderen Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, wobei das Substrat an einer hinteren Oberflächenseite davon mit einem Diffusionsbereich für eine akustische Welle bereitgestellt ist, der eine Vertiefung beinhaltet, die durch ein teilweises Aufschmelzen einer hinteren Oberfläche des Substrats ausgebildet ist.

Darüber hinaus in Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für ein BAW-Bauelement zum Herstellen eines BAW-Bauelements bereitgestellt. Das BAW-Bauelement beinhaltet ein Substrat und ein piezoelektrisches Element, das an der vorderen Oberfläche des Substrats ausgebildet ist. Das Substrat ist an einer hinteren Oberflächenseite davon mit einem Diffusionsbereich für eine akustische Welle bereitgestellt, der eine Vertiefung beinhaltet, die durch teilweises Aufschmelzen einer hinteren Oberfläche des Substrats ausgebildet ist. Das Herstellungsverfahren für ein BAW-Bauelement beinhaltet einen Vorbereitungsschritt für ein Substrat zum Vorbereiten des Substrats, das an der vorderen Oberfläche mit dem piezoelektrischen Element ausgebildet ist, und einen Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle durch Aufbringen eines Laserstrahls, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass er in dem Substrat absorbiert wird, von der hinteren Oberflächenseite des Substrats, um die hintere Oberfläche des Substrats teilweise aufzuschmelzen, wodurch ein Diffusionsbereich für eine akustische Welle ausgebildet wird, der eine Vertiefung beinhaltet.

Das BAW-Bauelement entsprechend dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit dem Diffusionsbereich für eine akustische Welle bereitgestellt, der die Vertiefung beinhaltet, die durch teilweises Aufschmelzen der hinteren Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, und benötigt deswegen nicht das Ausbilden einer fein aufgerauten Struktur durch Rausschleifen der hinteren Seite des Substrats, was in dem Fall von konventionellen BAW-Bauelementen benötigt wird. Entsprechend ist es nicht nötig ein Ätzen zum Entfernen von mechanischen Spannungen, die durch ein Schleifen entstehen, anzuwenden. Folglich kann die Belastung der Umwelt zu einem Zeitpunkt des Herstellens des BAW-Bauelements unterdrückt werden.

Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche mit Bezug zu den angehängten Figuren verstanden, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1A ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Aussehen einer oberen Seite eines BAW-Bauelements schematisch zeigt;

1B ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Aussehen einer unteren Seite des BAW-Bauelements schematisch zeigt;

1C ist eine Schnittansicht, die eine gestapelte Struktur des BAW-Bauelements schematisch zeigt;

2A ist eine perspektivische Ansicht, die ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Substrats zeigt, das mit mehreren Resonanzeinheiten ausgebildet ist;

2B ist eine Schnittansicht, die schematisch das Konfigurationsbeispiel ist Substrats zeigt, das mit den mehreren Resonanzeinheiten ausgebildet ist;

3 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein Konfigurationsbeispiel einer Laserbearbeitungsvorrichtung zeigt;

4A ist eine seitliche partielle Schnittansicht, die einen Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle schematisch zeigt;

4B ist eine seitliche partielle Schnittansicht, die einen Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht schematisch zeigt; und

5A und 5B sind seitliche partielle Schnittansichten, die einen Teilungsschritt schematisch zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug zu den beigefügten Figuren beschrieben. 1A ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Aussehen einer oberen Seite eines BAW-Bauelements perspektivisch zeigt; 1B ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Aussehen einer unteren Seite des BAW-Bauelements schematisch zeigt; und 1C ist eine Schnittansicht, die einen gestapelten Aufbau des BAW-Bauelements schematisch zeigt.

Wie in 1A, 1B und 1C dargestellt, beinhaltet ein BAW-Bauelement (BAW-Bauelementchip) 11 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ein rechteckiges Substrat 13, das ein Halbleitermaterial wie ein kristallines Silizium (Si) beinhaltet. An einer ersten Oberfläche (vordere Oberfläche) 13a des Substrats 13 ist eine Resonanzeinheit 15 bereitgestellt, wobei Filme, die verschiedene Funktionen aufweisen, gestapelt sind. Die Resonanzeinheit 15 beinhaltet einen akustischen Multischichtfilm 17, der an der unteren Seite (der Substratseite 13) ausgebildet ist. Der akustische Multischichtfilm 17 ist durch ein Stapeln auf einander eines ersten Films 19, der ein Material beinhaltet, das eine geringe akustische Impedanz aufweist, wie Siliziumdioxid (SiO2) und einem zweiten Film 21, der ein Material beinhaltet, das eine hohe akustische Impedanz aufweist, wie Wolfram (W) ausgebildet. Ein Resonator (piezoelektrisches Element) 23 ist an der oberen Seite (eine Seite gegenüber dem Substrat 13) des akustischen Multischichtfilms 17 bereitgestellt. Der Resonator 23 beinhaltet eine untere Elektrode 25, die ein leitendes Material wie Molybdän (Mo) beinhaltet, einen piezoelektrischen Film 27, der an der oberen Oberfläche der unteren Elektrode 25 ausgebildet ist und ein piezoelektrisches Material wie Aluminiumnitrid (AlN) beinhaltet, und eine obere Elektrode 29, die an der oberen Oberfläche des piezoelektrischen Films 27 ausgebildet ist und ein leitendes Material wie Molybdän beinhaltet. Der Resonator 23 resoniert eine Bulk-Acoustic-Wave, die durch den piezoelektrischen Film 27 generiert wird, mit einer zentralen Frequenz, die durch die Materialien und Dicke der unteren Elektrode 25, des piezoelektrischen Film 27 und der oberen Elektrode 29 usw. bestimmt wird. Der erste Film 19 und der zweite Film 21, die den akustischen Multischicht Film 17 bilden, sind in einer Dicke ausgebildet, die einem Viertel der Wellenlänge in den Filmen der Bulk-Acoustic-Wave ist, die mit der oben genannten zentralen Frequenz resoniert wird, und reflektieren die Bulk-Acoustic-Wave, die durch den Resonator 23 resoniert wurde, in einem Zustand, in dem die Bulk-Acoustic-Waves einander intensivieren. Folglich kann die Bulk-Acoustic-Wave, die durch den Resonator 23 generiert wird, daran gehindert werden, zu dem Substrat 13 zu propagieren.

Jedoch, sogar in dem Fall, dass das BAW-Bauelement 11 wie oben ausgestaltet ist, kann die Bulk-Acoustic-Wave, die durch den piezoelektrischen Film 27 generiert wird, leicht zu der Substratseite 13 heraustreten. Falls die Bulk-Acoustic-Wave, die so herausgetreten ist, durch eine zweite Oberfläche (hintere Oberfläche) 13b oder dergleichen reflektiert wird, sodass sie wieder in den Resonator 23 eintritt, würde die Frequenzcharakteristik des BAW-Bauelements 11 abnehmen. Im Hinblick darauf sind in dem BAW-Bauelement 11 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform mehrere Diffusionsbereiche 31 für eine akustische Welle zum Diffundieren (Streuen) der Bulk-Acoustic-Wave in der zweiten Oberfläche 13b des Substrats 13 bereitgestellt. Der Diffusionsbereich 31 für eine akustische Welle beinhaltet eine Vertiefung, die durch teilweises Aufschmelzen und Entfernen der zweiten Oberfläche 13b des Substrats 13 durch einen Laserstrahl ausgebildet ist. Der umgebende Bereich der Vertiefung wird durch ein Schmelzen und wieder Erstarren modifiziert (zum Beispiel wird dieser amorph). Darum variiert die Propagationscharakteristik der Bulk-Acoustic-Wave, die durch das Innere des Substrats 13 propagiert, in den umgebenden Bereichen der Vertiefungen. Mit anderen Worten, die Propagationsrichtung der Bulk-Acoustic-Wave wird auch in den umgebenden Bereichen der Vertiefungen verändert. Beachte, dass die Bulk-Acoustic-Wave, welche die Vertiefungen erreicht, an den Vertiefungen diffundiert (streut). Bedingungen wie die Größe und Abstände der Vertiefungen, die die Diffusionsbereiche 31 für die akustische Welle bilden, können willkürlich in solchen Bereichen angepasst werden, dass sie eine geeignete Diffusion der Bulk-Acoustic-Wave ermöglichen. Beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Vertiefungen, die eine Größe (Breite) von 7–8 μm aufweisen, in Abständen von 10 μm × 15 μm ausgebildet sind. Durch Ausbilden von solchen Vertiefungen in der zweiten Oberfläche 13b des Substrats 13 kann die Bulk-Acoustic-Wave, die durch das Innere des Substrats 13 propagiert, Diffundieren und davon abgehalten werden, in den Resonator 23 einzutreten. In der vorliegenden Ausführungsform ist es darum nicht notwendig, die hintere Oberfläche des Substrats grob zu schleifen, um eine feine raue Struktur (Vorsprünge und Rücksprünge) zum Diffundieren der Bulk-Acoustic-Wave auszubilden. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es also auch nicht notwendig, das Substrat 13 zu ätzen, um mechanische Spannungen, die durch ein Schleifen auftreten, zu entfernen, sodass eine Belastung für die Umwelt zum Zeitpunkt des Herstellens auf ein geringes Maß reduziert werden kann. Beachte, dass die Diffusionsbereiche für eine akustische Welle 31 nicht nur die Bulk-Acoustic-Waves diffundiert, die aus dem piezoelektrischen Film 27 heraustritt, sondern auch eine Komponente des Rauschens wie Bulk-Acoustic-Waves, die aus anderen Gründen generiert werden, diffundiert. Folglich kann in dem BAW-Bauelement 11 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform eine verbesserte Frequenzcharakteristik im Vergleich zu konventionellen BAW-Bauelementen realisiert werden.

Ein Herstellungsverfahren für ein BAW-Bauelement zum Herstellen des BAW-Bauelements 11, das oben beschrieben ist, wird im Folgenden beschrieben. Zuerst wird ein Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten eines Substrats, das mit mehreren Resonanzeinheiten 15 (Resonatoren 23) ausgebildet ist, durchgeführt. 2A ist eine perspektivische Ansicht, die ein schematisches Konfigurationsbeispiel des Substrats zeigt, das mit den mehreren Resonanzeinheiten 15 ausgebildet ist, und 2B ist eine Schnittansicht, die das Konfigurationsbeispiel des Substrats schematisch zeigt, das mit den mehreren Resonanzeinheiten 15 ausgebildet ist. Ein Substrat 33 ist ein kreisförmiger Wafer, der ein Halbleitermaterial wie zum Beispiel ein Silizium beinhaltet. Eine erste Oberfläche (vordere Oberfläche) 33a des Substrats 33 wird in mehrere Bereiche durch sich kreuzende Teilungslinien (Straßen) 35 aufgeteilt und die vorgenannten Resonanzeinheiten 15 sind in den Bereichen bereitgestellt. Mit dem Substrat 33, das entlang der Teilungslinien 35 aufgeteilt ist, können BAW-Bauelemente 11, die jeweils ein rechteckiges Substrat 13 beinhalten, hergestellt werden. Beachte, dass die Bedingungen wie das Material und die Dicke des Substrats 33 willkürlich innerhalb eines Bereichs variiert werden können, um ein geeignetes Ausbilden der Diffusionsbereiche 31 für eine akustische Welle zu ermöglichen. Zum Beispiel kann das Substrat 33, das eine Keramik wie Aluminiumoxid (AL2O3) beinhaltet, verwendet werden.

Nach dem der Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten des Substrats 33, der oben beschrieben ist, durchgeführt wurde, wird ein Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle zum Ausbilden des Diffusionsbereichs 31 für eine akustische Welle in dem Substrat 33 durchgeführt. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein schematisches Konfigurationsbeispiel einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die in dem Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle oder dergleichen verwendet wird, zeigt, und 4A ist eine partielle Schnittansicht, die schematisch den Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle zeigt. Wie in 3 dargestellt, beinhaltet eine Laserbearbeitungsvorrichtung 2 eine Basis 4, an welcher jeder Aufbau montiert ist. An einer oberen Oberfläche der Basis 4 ist ein horizontaler Bewegungsmechanismus 8 bereitgestellt, durch welchen einen Einspanntisch 6, der das Substrat 33 daran durch ein Ansaugen hält, in einer X-Achsen-Richtung (Bearbeitung-Zufuhrrichtung) und einer Y-Achsen-Richtung (Index-Zufuhrrichtung) bewegt. Der horizontale Bewegungsmechanismus 8 beinhaltet ein Paar Führungsschienen 10 für eine X-Achse, die an der oberen Oberfläche der Basis 4 fixiert sind und sich im Wesentlichen parallel zu der X-Achsen-Richtung erstrecken. Ein Bewegungstisch 12 für eine X-Achse ist gleitend an den Führungsschienen 10 für eine X-Achse montiert. An einer hinteren Oberflächenseite (untere Oberflächenseite) des Bewegungstischs 12 für eine X-Achse ist ein Mutterabschnitt (nicht dargestellt) bereitgestellt, der in Schraubeingriff mit einer Kugelrollspindel 14 für eine X-Achse ist, die im Wesentlichen parallel zu den Führungsschienen 10 für die X-Achse ist. Mit einem Ende der Kugelrollspindel 14 für eine X-Achse ist ein Pulsmotor 16 für eine X-Achse verbunden. Mit der Drehung der Kugelrollspindel 14 für eine X-Achse durch den Pulsmotor 16 für eine X-Achse wird der Bewegungstisch 12 für eine X-Achse in der X-Achsen-Richtung entlang der Führungsschienen 10 für eine X-Achse bewegt. Eine Skala 18 für eine X-Achse zum Detektieren der Position des Bewegungstisches 12 für eine X-Achse ist an einer Position benachbart zu den Führungsschienen 10 für eine X-Achse positioniert. An einer vorderen Oberfläche (Oberfläche) des Bewegungstischs 12 für eine X-Achse ist ein paar Führungsschienen 20 für eine Y-Achse montiert, die im Wesentlichen parallel zu der Y-Achsen-Richtung sind. Ein Bewegungstisch 22 für eine Y-Achse ist gleitend an den Führungsschienen 20 für eine Y-Achse montiert. An einer hinteren Oberflächenseite (untere Oberflächenseite) des Bewegungstischs 22 für eine Y-Achse ist ein Mutterabschnitt (nicht gezeigt) bereitgestellt, der in Schraubeingriff mit einer Kugelrollspindel 24 für eine Y-Achse im Wesentlichen parallel zu den Führungsschienen 20 der Y-Achse ist. Mit einem Endabschnitt der Kugelrollspindel 24 für eine Y-Achse ist ein Pulsmotor 26 für eine Y-Achse verbunden. Mit einer Drehung der Kugelrollspindel 24 für eine Y-Achse durch den Pulsmotor 26 für eine Y-Achse wird der Bewegungstisch 22 für eine Y-Achse in der Y-Achsen-Richtung entlang der Führungsschienen 20 für eine Y-Achse bewegt. Eine Skala 28 für eine Y-Achse zum Detektieren der Position des Bewegungstischs 22 für eine Y-Achse ist in einem Abstand benachbart zu den Führungsschienen 20 für eine Y-Achse angeordnet.

Eine Trägerbasis 30 ist an einer vorderen Oberflächenseite (obere Oberflächenseite) des Bewegungstischs 22 für eine Y-Achse bereitgestellt und der Einspanntisch 6 ist an einem oberen Abschnitt der Trägerbasis 30 angeordnet. Eine vordere Oberfläche (obere Oberfläche) des Einspanntischs 6 ist eine Halteoberfläche 6a zum Halten des vorgenannten Substrats 33 durch ein Ansaugen. Die Halteoberfläche 6a ist mit einer Saugquelle (nicht dargestellt) durch einen Saugdurchgang (nicht dargestellt) verbunden, der in dem Inneren des Einspanntischs 6 und dergleichen ausgebildet ist. An der unteren Seite des Einspanntischs 6 ist eine Drehantriebsquelle (nicht dargestellt) bereitgestellt und der Einspanntisch 6 wird um eine Drehachse im Wesentlichen parallel zu einer Z-Achsen-Richtung durch eine Drehantriebsquelle gedreht. Ein säulenförmiger Trägeraufbau 32 ist an einer hinteren Seite des horizontalen Bewegungsmechanismus 8 bereitgestellt. Ein Trägerarm 34, der sich in der Y-Achsen-Richtung erstreckt, ist an einem oberen Abschnitt des Trägeraufbaus 32 fixiert und eine Aufbringungseinheit 36 für einen Laser zum Aufbringen eines puls-oszillierten Laserstrahls auf dem Substrat 33 an dem Einspanntisch 6 ist an einem Spitzenendabschnitt des Trägers 34 bereitgestellt. Eine Kamera 38 zum Aufnehmen des Substrats 33 ist an einer Position benachbart zu der Aufbringungseinheit 36 für einen Laser bereitgestellt. Ein Bild, das durch ein Aufnehmen des Substrats 33 und dergleichen durch die Kamera 38 ausgebildet wird, wird zum Beispiel zum Anpassen der Positionen des Substrats 33 und der Aufbringungseinheit 36 für einen Laser und dergleichen verwendet. Die Komponenten wie der Einspanntisch 6, der horizontale Bewegungsmechanismus 8, die Aufbringungseinheit 36 für einen Laserstrahl und die Kamera 38 sind mit einer Steuerungseinheit (nicht dargestellt) verbunden. Die Steuerungseinheit steuert Betätigungen der Komponenten in einer solchen Weise, dass das Substrat geeignet bearbeitet wird.

In dem Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle wird zuerst ein Schutzband 37 an der ersten Oberflächenseite 33a (die Seite der Resonanzeinheiten 15) des Substrats 33, wie in 4A dargestellt, angebracht. Als nächstes wird das Substrat 33 an dem Einspanntisch 6 in einer solchen Weise platziert, dass das Schutzband 37 und die Halteoberfläche 6a einander zugewandt sind und ein negativer Druck der Saugquelle an der Halteoberfläche 6a aufgebracht wird. Dadurch wird das Substrat 33 durch Ansaugen an dem Einspanntisch 6 in einem Zustand gehalten, in dem die zweite Oberflächenseite 33b zu der oberen Seite frei liegt. Darauf folgend wird der Einspanntisch 6 bewegt und gedreht, um die Aufbringungseinheit 36 für einen Laserstrahl zu einer Startposition zu bringen, an welcher ein Ausbilden der Diffusionsbereiche 31 für eine akustische Welle angefangen wird. Danach, wie in 4A gezeigt, werden ein Laserstrahl L1, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass sie einfach in dem Substrat 33 absorbiert wird, die von der Aufbringungseinheit 36 für einen Laser zu dem Substrat 33 aufgebracht und der Einspanntisch 6 in einer horizontalen Richtung bewegt. Hier wird der Fokuspunkt des Laserstrahls L1 zu einer Position in der Nähe der zweiten Oberfläche 33b des Substrats 33 gebracht. Folglich wird der Laserstrahl L1, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass sie einfach in dem Substrat 33 absorbiert wird, in dem Zustand aufgebracht, in dem er an einem Punkt in der Nähe der zweiten Oberfläche 33b von der zweiten Oberflächenseite 33b des Substrats 33 fokussiert ist, wodurch die zweite Oberflächenseite 33b des Substrats 33 teilweise geschmolzen und entfernt werden kann, um eine Vertiefung auszubilden, die den Diffusionsbereich 31 für eine akustische Welle bildet. Der umgebende Bereich der Vertiefung, der durch ein solches Verfahren ausgebildet ist (Ablationsbearbeitung) ist (zum Beispiel in einen amorphen Zustand übergegangen) modifiziert durch ein Schmelzen und wieder Erstarren. Darum wird die Propagationscharakteristik einer Bulk-Acoustic-Wave, die durch das Substrat 13 propagiert, in dem umgebenden Bereich der Vertiefung geändert. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die Propagationsrichtung der Bulk-Acoustic-Wave auch in dem umgebenden Bereich der Vertiefung verändert. Folglich kann die Bulk-Acoustic-Wave geeignet durch die Vertiefungen und ihren umgebenden Bereich diffundieren (gestreut werden).

Zum Beispiel in dem Fall, in dem Vertiefungen, die eine Größe (Breite) von 7–8 μm aufweisen, in Abstände von 11 × 15 μm in dem Substrat 33, das Silizium beinhaltet, ausgebildet werden, werden die Prozessbedingungen wie folgt gesetzt.
Wellenlänge: 532 nm (gepulster YVO4 Laser)
Wiederholungsfrequenz: 200 kHz
Leistung: 0,2 W

Unter solchen Bedingungen werden die Vertiefungen, welche die Diffusionsbereiche 31 für eine akustische Welle bilden, über im Wesentlichen den gesamten Körper des Substrats 33 mit Ausnahme der Abschnitte in der Nähe der Teilungslinien 35 ausgebildet, worauf der Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle abgeschlossen ist. Beachte, dass die Prozessbedingungen nicht auf die oben genannten beschränkt sind und wahlweise entsprechend der Größe und den Abständen der Vertiefungen, welche die Diffusionsbereiche 31 für eine akustische Welle bilden, und dergleichen geändert werden können.

Nach dem Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle wird ein Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht zum Ausbilden von modifizierten Schichten als Startpunkten für eine Teilung entlang der Teilungslinien 35 des Substrats 33 ausgeführt. 4B ist eine partielle seitliche Schnittansicht, welche den Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht schematisch zeigt. Der Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht kann unter Verwendung der gleichen Laserbearbeitungsvorrichtungen 2 wie der in dem Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle durchgeführt werden. Es sei angemerkt, dass jedoch in dem Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht ein Laserstrahl, der eine solche Wellenlänge aufweist, sodass sie schwierig in dem Substrat 33 absorbiert wird (dadurch transmittiert wird) durch die Aufbringungseinheit 36 für einen Laser aufgebracht werden sollte. Insbesondere wird zuerst der Einspanntisch bewegt und gedreht, um die Aufbringungseinheit 36 für den Laserstrahl zu einem Endabschnitt der Teilungslinie 35 zu bewegen, die als ein Ziel einer Bearbeitung dient. Danach, wie in 4B gezeigt, wird, während ein Laserstrahl L2, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass sie schwierig in dem Substrat 33 absorbiert wird (dadurch transmittiert wird), von die Aufbringungseinheit 36 für einen Laser zu dem Substrat 33 aufgebracht, der Einspanntisch 6 in einer Richtung parallel zu der Teilungslinie 35 bewegt, die als ein Ziel der Bearbeitung dient. Insbesondere wird der Laserstrahl L2, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass sie schwierig in dem Substrat 33 absorbiert wird, entlang der Teilungslinien 35 von der zweiten Oberflächenseite 33b des Substrats 33 aufgebracht. Hier ist die Position des Fokuspunkts des Laserstrahls L2 vorläufig auf einen Punkt in dem Inneren des Substrats 33 angepasst. Dadurch kann das Innere des Substrats 33 entlang der Teilungslinie 35 modifiziert (verändert) werden, wodurch eine modifizierte Schicht 39 ausgebildet wird.

Zum Beispiel in dem Fall des Ausbildens der modifizierten Schicht 39 in dem Substrat 33, das Silizium enthält, sind die Prozessbedingungen wie folgt gesetzt.
Wellenlänge: 1064 nm (YVO4 gepulster Laser)
Wiederholungsfrequenz: 100 kHz
Leistung: 1–1,5 W
Bewegungsgeschwindigkeit (Bearbeitung-Zufuhrgeschwindigkeit): 100 mm/s.

Beachte, dass solche Bedingungen wie Leistungsdichte des Laserstrahls L2 in solchen Bereichen angepasst werden, dass sie ein Ausbilden einer geeignet modifizierten Schicht 39 in dem Inneren des Substrats 33 ermöglichen. Diese Prozedur wird entlang all den Teilungslinien 35 wiederholt, um die modifizierten Schichten 39 auszubilden, worauf der Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht abgeschlossen ist.

Nach dem Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht wird ein Teilungsschritt zum Aufbringen einer äußeren Kraft auf dem Substrat 33, um das Substrat 33 entlang der Teilungslinien 35 in mehrere Substrate 13 zu teilen (BAW-Bauelemente 11), durchgeführt. 5A und 5B sind partielle seitliche Schnittansichten, die den Teilungsschritt schematisch zeigen. In dem Teilungsschritt wird zunächst ein Ausdehnungsband 41 an der zweiten Oberfläche 33b des Substrats 33 angebracht und ein ringförmiger Rahmen 43 wird an einem äußeren umfänglichen Abschnitt des Ausdehnungsbands 41 fixiert. Zusätzlich wird das Schutzband 37, das an der ersten Oberflächenseite 33a des Substrats 33 angebracht wurde, abgelöst und entfernt.

Wie in 5A und 5B dargestellt, beinhaltet eine Ausdehnungsvorrichtung 62 einen Trägeraufbau 64 zum Tragen des Substrats 33 und eine hohlzylindrische Ausdehnungstrommel 66 zum Ausdehnen des Ausdehnungsbands 41, das an dem Substrat 33 angebracht ist. Der innere Durchmesser der Ausdehnungstrommel 66 ist größer als der Durchmesser des Substrats 33 und der äußere Durchmesser der Ausdehnungstrommel 66 ist kleiner als der innere Durchmesser des Rahmens 43. Der Trägeraufbau 64 beinhaltet einen Rahmenträgertisch 68 zum Tragen des Rahmens 43. Eine obere Oberfläche des Rahmenträgertischs 68 ist eine Trägeroberfläche zum Tragen des Rahmens 43. Der Rahmenträgertisch 68 ist an einem äußeren umfänglichen Abschnitt davon mit mehreren Klemmen 70 bereitgestellt, um den Rahmen 43 zu fixieren. Ein Hebemechanismus 72 ist an der unteren Seite des Trägeraufbaus 64 bereitgestellt. Der Hebemechanismus 72 beinhaltet Zylindergehäuse 74, die an einer Basis (nicht dargestellt) an der unteren Seite fixiert sind, und Kolbenstangen 76 welche in die Zylindergehäuse 74 eingeführt sind. Der Rahmenträgertisch 68 ist an einem oberen Endabschnitt der Kolbenstange 76 fixiert. Der Hebemechanismus 72 hebt den Trägeraufbau 64 nach oben und nach unten in einer solchen Weise, dass die Oberfläche (Trägeroberfläche) des Rahmenträgerschritts 46 zwischen einer Referenzposition, die eine zu dem oberen Ende der Ausdehnungstrommel 66 gleiche Höhe aufweist, und einer Ausdehnungsposition unterhalb dem oberen Ende der Ausdehnungstrommel 66 bewegt wird.

In dem Teilungsschritt, wie in 5A dargestellt, wird der Rahmen 43, der an der oberen Oberfläche des Rahmenträgerschritts 68 platziert ist, zu der Referenzposition bewegt und wird durch die Klemmen 70 fixiert. Als ein Ergebnis kommt das obere Ende der Ausdehnungstrommel 66 in Kontakt mit dem Ausdehnungsband 41, das zwischen dem Substrat 33 und dem Rahmen 43 liegt. Als nächstes wird der Trägeraufbau 64 durch den Hebemechanismus 72 abgesenkt, wodurch die Oberfläche des Rahmenträgerschritts 68 zu der Ausdehnungsposition unterhalb des oberen Endes der Ausdehnungstrommel 66, wie in 5B gezeigt, bewegt wird. Als ein Ergebnis wird die Ausdehnungstrommel 66 in Relation zu dem Rahmenträgerschritt 68 erhöht und das Ausdehnungsband 41 ist in einer Weise ausgedehnt, dass es durch die Ausdehnungstrommel 66 nach oben gedrückt wird. Wenn das Ausdehnungsband 41 so ausgedehnt ist, werden äußere Kräfte in Richtungen zum Ausdehnen des Ausdehnungsbands 41 auf das Substrat 33 aufgebracht. Dadurch wird das Substrat 33 mit der modifizierten Schicht 39 als Startpunkten in mehrere Substrate 13 aufgeteilt, wodurch die BAW-Bauelemente 11 vervollständigt sind.

Beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Beschreibung der obigen Ausführungsform beschränkt ist und mit verschiedenen Modifikationen ausgeführt werden kann. Zum Beispiel, während der Ausbildungsschritt für die modifizierte Schicht nach dem Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle in der obigen Ausführungsform ausgeführt wurde, kann der Ausbildungsschritt für einen Diffusionsbereich für eine akustische Welle nach dem Ausbildungsschritt für eine modifizierte Schicht ausgeführt werden. Zusätzlich, während das Substrat 33 durch Verwenden der Ausdehnungsvorrichtung 62 in dem Teilungsschritt der obigen Ausführungsform geteilt ist, kann das Substrat 33 auch zum Beispiel unter Verwendung eines Verfahrens geteilt werden, in dem das Substrat 33 durch Druckklingen entlang der Teilungslinien 35 gedrückt wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in der das Äquivalente des Umfangs der Ansprüche fallen, werden dadurch durch die Erfindung umfasst.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 2003-8396 [0003]