(57)【要約】【課題】ウェハ１枚あたりの生産性を向上することができる水晶振動子用素子の製造方法を提供すること。【解決手段】ウェハ表面１０及びウェハ裏面３０にエッチングにより、断面形状が逆台形となる第１凹部２１の列と第１凹部２１に対して各々交互に配列される第２凹部４１の列とを、表面区画列２０ａ及び裏面区画列４０ａに形成する際に、第１凹部２１と第２凹部４２双方の同一の斜度を有する第１側壁２３、４３、若しくは第２側壁２４、４４同士がウェハＷの厚さ方向で重なるように夫々の凹部を形成している。これにより水晶片５１の形成できない傾斜した第１側壁２３、４２、若しくは第２側壁２４、４４をウェハ表面１０とウェハ裏面３０でオーバーラップさせることができ、第１凹部２１、第２凹部４１の配設数を多くすることができる。【選択図】図５
2010011222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基板に矩形の水晶振動子用素子の列を形成する方法において、
水晶基板の一面側からマスクを用いてエッチング液によりエッチングし、各々平面形状が矩形でかつ断面形状が水晶の異方性により逆台形となる第１の凹部の列を形成して、その厚さが調整された矩形の素子形成領域を得る工程と、
水晶基板の他面側からマスクを用いてエッチング液によりエッチングし、第１の凹部に対して各々交互に配列され、平面形状が矩形でかつ断面形状が水晶の異方性により逆台形となる第２の凹部の列を形成して、その厚さが調整された矩形の素子形成領域を得る工程と、
前記素子形成領域に電極を形成して水晶振動子用素子を得る工程と、を含み、
第１の凹部と第２の凹部とは、傾斜した側面同士が厚さ方向で重なっていることを特徴とする水晶振動子用素子の製造方法。
【請求項２】
前記水晶基板はＡＴカットされた水晶基板であり、前記素子形成領域はＸ軸方向またはＺ軸方向に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子用素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の製造方法により製造された水晶振動子用素子を密閉した容器と、
この容器に設けられ、前記引き出し電極に電気的に接続される端子部と、を備えたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項４】
請求項３に記載の水晶振動子と、この水晶振動子を発振させるための発振回路と、を備えたことを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴカットの水晶片を用いた水晶振動子用素子を製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＴカットの水晶ウェハから水晶振動子に用いられる矩形状の多数の水晶片を得る方法としては、Ｘ軸に沿って長辺が形成されるようにダイシングによりカットする方法が知られており、中央領域に励振電極を形成し、−Ｘ側（Ｘ軸におけるマイナス側）に引き出し電極を形成する方法が知られている。一方、本発明者はウェットエッチングにより水晶片の外形を形成することを検討している。図１７はこの様子を示す図であり、ウェハＷ１には矩形の区画１０１が複数形成され、この夫々の区画１０１でウェハＷ１に支持された状態の水晶片を形成し、この水晶片に励振電極と引き出し電極を形成することによって水晶振動子用素子を形成している。
【０００３】
水晶振動子の周波数特性は、水晶振動子用素子の水晶片の厚さによって決定される。近年求められている周波数特性は、１０MHzから数百MHzであり、その際の水晶片の厚みは数μｍから数十μｍとなる。そのため上述した厚さのウェハＷ１を使用して水晶片を形成することが理想的であるが、ウェハＷ１が薄いと強度等の問題が発生して作業を行うのが非常に困難になり生産性が低下するという問題がある。そこで水晶片を形成する際には、作業し易い厚さ、例えば３００μｍのウェハＷ１を使用し、ウェハＷ１上に水晶片を形成する区画１０１を複数設けると共に各区画１０１にエッチングを行って凹部１１０を形成し、凹部１１０の底部の厚みを調整して水晶片を形成している。
【０００４】
ただし凹部１１０は、その側壁が図１８に示すように傾斜し、深さ方向の断面が逆台形状として形成される。ＡＴカットされた水晶には異方性があり、エッチングは水晶の各結晶軸上で夫々個別の斜度を持って進行するため、凹部１１０の側壁が傾斜面となり１つの区画１０１の面積は、水晶片を形成するために必要な底面１１１の面積とエッチングの際に必要となるレジストマスクの領域の他に、凹部１１０の側壁の傾斜面の領域を考慮して決定する必要がある。尚図１８では、説明の便宜上、ウェハＷ１上の９個の凹部１１０のみを示し、他については記載を省略している。
【０００５】
そのため図１８（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に並んだ２つの凹部１１０の間には、エッチングマスクとなるレジスト膜が成膜されるマスク領域１２０から双方の凹部１１０の底面１１１にかけて末広がりの傾斜面が形成され、台形状の側方領域ＣＸが形成されることになる。また図１８（ｃ）に示すようにＺ軸方向に並んだ２つの凹部１１０の間には、マスク領域１２０から一方の凹部１１０の底面１１１にかけて末広がりの傾斜面が形成され、台形状の側方領域ＣＺが形成されることになる。この傾斜面を含む側方領域ＣＸ、ＣＺには水晶片を形成することができないため、この側方領域ＣＸ、ＣＺの長さ、つまり台形の底辺の長さはできる限り小さくすることが理想的である。しかしながら区画１０１の数を多くすると、区画１０１の数に比例して側方領域ＣＸ、ＣＺの数が増えるため、従来のウェハＷ１では生産性の上昇率が抑制され、生産性を向上させることが困難となり、結果として水晶片１個あたりの単価を低減させることが困難であった。
【０００６】
一方特許文献１には、半導体種結晶基板の基板の面積に対する利用効率と材料の利用効率を改善する方法として、基板の原料となる円柱形ロッドを結晶方位に合わせて斜めに切断し、楕円形状の基板を形成して基板の面積を大きくする事項が記載されている。しかしながら特許文献１の方法で、ＡＴカットされた水晶のウェハＷ１を形成したとしてもエッチングを行った際に水晶の異方性によって凹部１１０の側壁が傾斜面となる点は変わらないため、上述した問題点を解決することは不可能である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１６６６１号公報（段落番号００２９〜００３１、００９９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェハ１枚あたりの生産性を向上することができる水晶振動子用素子の製造方法と、この水晶振動子用素子を備えた水晶振動子及び水晶発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の水晶振動子用素子の製造方法では、
水晶基板に矩形の水晶振動子用素子の列を形成する方法において、
水晶基板の一面側からマスクを用いてエッチング液によりエッチングし、各々平面形状が矩形でかつ断面形状が水晶の異方性により逆台形となる第１の凹部の列を形成して、その厚さが調整された矩形の素子形成領域を得る工程と、
水晶基板の他面側からマスクを用いてエッチング液によりエッチングし、第１の凹部に対して各々交互に配列され、平面形状が矩形でかつ断面形状が水晶の異方性により逆台形となる第２の凹部の列を形成して、その厚さが調整された矩形の素子形成領域を得る工程と、
前記素子形成領域に電極を形成して水晶振動子用素子を得る工程と、を含み、
第１の凹部と第２の凹部とは、傾斜した側面同士が厚さ方向で重なっていることを特徴としている。
【００１０】
また前記水晶基板はＡＴカットされた水晶基板であり、前記素子形成領域はＸ軸方向またはＺ軸方向に配列されていることを特徴としている。また本発明の水晶振動子は、前記各製造方法により製造された水晶振動子用素子を密閉した容器と、この容器に設けられ、前記引き出し電極に電気的に接続される端子部と、を備えたことを特徴としている。また本発明の電子部品は、上記水晶振動子と、この水晶振動子を発振させるための発振回路と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、水晶基板の一面側及び他面側にエッチングにより、各々平面形状が矩形でかつ断面形状が逆台形となる第１の凹部の列と第１の凹部に対して各々交互に配列される第２の凹部の列とを形成する際に、第１の凹部と第２の凹部の傾斜した側面同士が厚さ方向で重なるように夫々の凹部を形成する。これにより本発明では、水晶片の形成できない傾斜した第１の凹部の側面と第２の凹部の側面とをオーバーラップさせる、つまり第１の凹部と第２の凹部との側方領域をオーバーラップさせることができる。従って第１の凹部と第２の凹部との側方領域の長さを短くすることができ、片面のみに凹部を複数配設した場合に比べて水晶片が形成される穴部の配設数を多くすることができるため、ウェハ１枚あたりの水晶片の生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の水晶片形成用の水晶基板に係るウェハＷについて図１ないし図５を参照しながら説明する。図１（ａ）に示すウェハＷは、ＡＴカットされた水晶により形成された水晶基板である。ウェハＷの一面側に当たるウェハ表面１０には、水晶片５１（後述する図８参照）を形成するための表側区画２０が配設され、この表側区画２０を図示Ｚ方向に複数例えば１０個連続的に、かつ隣り合う表側区画２０が夫々の区画が重なりあうことがないように並べた素子形成領域となる表側区画列２０ａが形成されている。表側区画列２０ａは、図示Ｘ方向に一定の間隔を空けて５列配設されており、各表側区画列２０ａの間の領域と、−Ｘ側の端に形成された表側区画列２０ａより−Ｘ側の領域が対面領域１１となる。
【００１３】
また図１（ｂ）に示すように、ウェハＷの他面側に当たるウェハ裏面３０には対面領域１１と対向する位置に、水晶片５１を形成するための裏側区画４０が配設され、この裏側区画４０を表側区画列２０ａの表側区画２０と同様に並べた素子形成領域となる裏側区画列４０ａが図示Ｘ方向に一定の間隔を空けて５列形成されている。そして各裏側区画列４０ａの間の領域と、＋Ｘ側の端に形成された裏側区画列４０ａより＋Ｘ側の領域が表側区画２０の対面領域３１となる。
【００１４】
図２に示すように、破線で示す表側区画２０にはウェハＷの厚さを水晶片５１が所望の周波数特性を得ることができる厚さに調整する際に、エッチングにより矩形状の第１凹部２１が形成される。第１凹部２１は、水晶片５１を形成する領域となる底部２２の他に、表側区画２０の中央から見て図示＋Ｘ方向に、傾斜面を有する第１側壁２３、図示−Ｘ方向に、第１側壁２３とは異なる角度の傾斜面を有する第２側壁２４、図示−Ｚ方向に、傾斜面を有する第３側壁２５、及び図示＋Ｚ方向に第４側壁２６を有しており、図２の矢視Ａ−Ａの断面を示す図３に示すように、第１凹部２１の深さ方向におけるＸ軸上の断面形状は逆台形状となる。また第１凹部２１の縁部より外側の領域は、エッチングを行う際に金属膜２及びレジスト膜３（後述する図６参照）が成膜され、この金属膜２及びレジスト膜３により第１凹部２１を形成する際のマスクパターンが形成されるマスク領域１２となっている。
【００１５】
また裏側区画４０には、図２に二点鎖線で示す第２凹部４１が第１凹部２１と同態様で形成され、第２凹部４１は、水晶片５１を形成する領域となる底部４２の他、第１凹部２１と同じ傾斜角を有する第１側壁４３、第２側壁４４、第３側壁４５、第４側壁４６、及びマスク領域３２を有している。そして図３に示すように、第１凹部２１及び第２凹部４１は、底部２２、４２が対面の第１側壁２３、４３及び第２側壁２４、４４とウェハＷの厚み方向で重ならないように＋Ｘ方向において交互に形成されている。尚図２では、説明の便宜上、図１８と同様にウェハＷ上の６個の第１凹部２１と１個の第２凹部４１のみを示し、他の記載については省略している。また第２凹部４１では、第１側壁４３が−Ｘ方向の側壁に、第２側壁４４が＋Ｘ方向の側壁に、第３側壁４５が＋Ｚ方向の側壁に、第４側壁４６が−Ｚ方向の側壁になる。この理由については以下に説明する。
【００１６】
上述したようにＡＴカットされた水晶には異方性があり、エッチングは水晶の各結晶軸上で夫々個別の斜度を持って進行するため、ウェハ表面１０から底部２２に向けてエッチングは斜めに進行する。そしてウェハ裏面３０では底部４２に向けてエッチングが進行する斜度は、夫々の結晶軸上でウェハ表面１０からみて反転する。そのため隣接する表側区画２０と裏側区画４０では、形成される第１凹部２１と第２凹部４１の側壁の斜度が入れ替わり、図３に示すように同じ傾斜角を有する第１側壁２３、４３、若しくは第２側壁２４、４４が対向することになる。このとき第１側壁２３、２４、及び第２側壁２４、４４の斜度は、それぞれ底部２２若しくは底部４２どちらかを基準としたときにその角度の誤差が０ないし１度程度となるように形成されるため、対向する側壁同士は、略平行となるように形成される。従って本実施形態のウェハＷでは、表側区画２０と裏側区画４０において第１側壁２３、４３、及び第２側壁２４、４４の形成される領域がオーバーラップすることになる。尚図２の矢視Ｂ−Ｂの断面を示す図４に示すように、Ｚ軸方向においては第１凹部２１若しくは第２凹部４１のどちらか一方が複数並ぶように表側区画列２０ａ、裏側区画列４０ａが配設されているため、その断面形状は従来のウェハＷ１と同態様となる。
【００１７】
そして本実施形態のウェハＷと、図１８（ｂ）に示す従来のウェハＷ１と比較すると、図５に示すように、底部１１１を３つ並べたウェハＷ１の場合、側方領域ＣＸの距離がマスク領域１２０の幅Ｂ、凹部１１０の第１側壁に対応する＋Ｘ側の傾斜面の幅ｂ１、第２側壁に対応する−Ｘ側の傾斜面の幅ｂ２を合計したＢ＋ｂ１＋ｂ２となり、側方領域ＣＸが２箇所あるため、Ｘ軸方向における全側方領域Ｃ１の距離は２（Ｂ＋ｂ１＋ｂ２）となる。これに対し本実施形態の底部２２の間に底部４２が形成されたウェハＷでは、第１側壁２３、４３が対向している側表領域ＣＸ１の距離は、第１側壁２３、４３の幅ｂ１と第１凹部２１と第２凹部４１とを隔てる水晶の厚さα１を合計したｂ１＋α１となり、第２側壁２４、４４が対向している側方領域ＣＸ２の距離は、第２側壁２４、４４の幅ｂ２と第１凹部２１と第２凹部４１とを隔てる水晶の厚さα２を合計したｂ２＋α２となるため、Ｘ軸方向における全側方領域Ｃ２の距離はｂ１＋ｂ２＋α１＋α２となる。
【００１８】
ここでα１＋α２は２Ｂに近似するためα１＋α２を２Ｂに置き換えると、全側方領域Ｃ２の距離は２Ｂ＋ｂ１＋ｂ２となり、従来のウェハＷ１の全側方領域Ｃ１と比較してｂ１＋ｂ２だけ全側方領域Ｃ２の方が短くなる。つまりウェハＷでは、ウェハＷ１に比べて水晶片５１の形成に使用不可能な全側方領域Ｃ２の距離が短くなるため、これに伴って底部２２、４２を計３つ並べた際のＸ軸方向の距離を従来のウェハＷ１と比較して約ｂ１＋ｂ２分だけ短くすることができる。そして底部２２、４２の数が多くなればなるほど、従来のウェハＷ１と比較して必要となるＸ軸方向の距離を短くすることができ、その分底部２２、４２の数を増やすことができる。その結果、例えば図１に示す本実施形態のウェハＷと図１７に示す従来のウェハＷ１とを比較すると、ウェハＷ１に比べてウェハＷでは表側区画列２０ａと裏側区画列４０ａの合計数を２本増やすことができ、表側区画２０、裏側区画４０の合計数を２０個多くすることができる。
【００１９】
以上上述した各理由により、本実施形態のウェハＷでは、ウェハ表面１０及びウェハ裏面３０にエッチングにより、各々平面形状が矩形でかつ断面形状が逆台形となる第１凹部２１の列と、第１凹部２１に対して各々交互に配列される第２凹部４１の列とを、表面区画列２０ａ、裏面区画列４０ａに形成する際に、第１凹部２１と第２凹部４１双方の同一の斜度を有する第１側壁２３、４３、若しくは第２側壁２４、４４同士がウェハＷの厚さ方向で重なるように夫々の凹部を形成している。そして底部２２、４２がウェハＷの厚み方向で第１側壁２３、４３及び第２側壁２４、４４と重ならないように形成される。これにより本実施形態のウェハＷでは、水晶片５１の形成できない傾斜した第１側壁２３、４２、若しくは第２側壁２４、４４をウェハ表面１０とウェハ裏面３０でオーバーラップさせる、つまり水晶片５１の形成を阻害しない態様で第１凹部２１と第２凹部４１との側方領域Ｃ２のみをオーバーラップさせることができる。従って片面のみに第１凹部２１を複数配設した場合に比べて水晶片５１が形成される第１凹部２１、第２凹部４１の配設数を多くすることができ、ウェハＷ一枚あたりの水晶片５１の製造数を向上させることができる。
【００２０】
次に本実施形態のウェハＷの製造工程について、図６、７を参照して説明する。本実施形態では水晶片５１を形成するウェハＷの表側区画２０、及び裏側区画４０に対してエッチングを行い、底部２２、４２の厚みを形成される水晶片５１が所望の周波数特性を備えることが可能となる厚さとなるまで薄くする。この厚み調整は、水晶片５１を形成する表側区画２０及び裏側区画４０に対してエッチングを行い、底部２２、４２の厚さを、形成される水晶片５１の固有振動数が所望の周波数となるように厚さに調整する。
【００２１】
具体的には、図６（ａ）、６（ｂ）に示すようにウェハ表面１０、ウェハ裏面３０にＣｒ（クロム）及びＡｕ（金）からなる金属膜２、及びレジスト膜３を夫々成膜し、フォトリグラフィーによりレジストマスクを形成すると共にＫＩ（ヨウ化カリウム）溶液により金属膜２をエッチングして表側区画２０に対応する積層マスクを形成する。そして図６（ｃ）に示すように弗酸溶液にウェハＷを浸漬してウェハＷに対してエッチングを行い、図６（ｄ）に示すように第１凹部２１を形成し、金属膜２とレジスト膜３を剥離すると共に図示しないプローブにより底部２２の周波数の確認を行う。これにより図６（ｅ）、６（ｆ）に示すように、ウェハ表面１０の複数の表面区画２０に第１凹部２１が形成される。尚図６（ａ）ないし７（ｅ）は図３と同じく矢印Ａ−Ａにて示す位置でのウェハＷの断面を模式的に示し、図６（ｆ）は、矢視Ａ−Ａの位置のウェハ表面１０を示している。
【００２２】
次に図７（ａ）に示すように、ウェハＷを反転させウェハ表面１０、ウェハ裏面３０、及び第１凹部２１にＣｒ（クロム）及びＡｕ（金）からなる金属膜２、及びレジスト膜３を夫々成膜し、フォトリグラフィーによりレジストマスクを形成すると共にＫＩ（ヨウ化カリウム）溶液により金属膜２をエッチングして裏側区画４０に対応する積層マスクを形成する。そして図７（ｂ）に示すように弗酸溶液にウェハＷを浸漬してウェハＷに対してエッチングを行い、図７（ｃ）に示すように第２凹部４１を形成し、金属膜２とレジスト膜３を剥離すると共に図示しないプローブにより底部４２の周波数の確認を行う。これにより図７（ｄ）、７（ｅ）に示すように、ウェハ表面１０の複数の表面区画２０に、対応する第１凹部２１が形成される。尚図７（ａ）ないし７（ｄ）は図３と同じく矢印Ａ−Ａにて示す位置でのウェハＷの断面を模式的に示し、図７（ｅ）は、矢視Ａ−Ａの位置のウェハ表面１０を示している。
【００２３】
以上の各工程により本実施形態のウェハＷは、図３及び図７（ｄ）に示すように図示Ｘ方向にて第１凹部２１と第２凹部４１が交互に形成されたウェハＷとして形成され、エッチングによって第１凹部２１、第２凹部４１を形成していることから、水晶の異方性を利用して自動的に同一の斜度を有する第１側壁２３、４３、及び第２側壁２４、４４が対向するように形成される。尚第１凹部２１と第２凹部４１とを別々の工程で形成しているが、本発明の実施の形態としては、例えば、図６（ｂ）に示す第１凹部２１の形状に合わせてウェハ表面１０の金属膜２及びレジスト膜３を剥離する工程で、第２凹部４１の形状に合わせてウェハ裏面３０のレジスト膜３及び金属膜２を剥離し、第１凹部２１と第２凹部４１の形成を同時に行ってもよい。
【００２４】
次に本実施形態のウェハＷから水晶片５１及びその水晶片５１を用いた水晶振動子用素子５０について図８、９を参照して説明する。この水晶振動子用素子５０は、以下の手順によりウェハＷから形成される。まず第１凹部２１、第２凹部４１を形成した後、図８（ａ）に示すようにウェハ表面１０及びウェハ裏面３０に金属膜４及びレジスト膜５を成膜し、これらの金属膜４及びレジスト膜５に対して上述したフォトリソグラフィーとＫＩ溶液によるエッチングによって水晶片５１の外形形成を行うための外形マスクパターン６８を形成する。そして外形マスクパターン６８に沿ってウェハＷをエッチングして、図８（ｂ）に示すようにウェハＷから水晶片５１を形成し、残存しているレジスト膜４と金属膜５を剥離する。このとき水晶片５１は、図示しない接続支持部によってウェハＷに接続支持された状態となる。
【００２５】
水晶片５１が形成されると、図８（ｃ）に示すように水晶片５１の全面に金属膜６及びレジスト膜７が成膜され、フォトリソグラフィーとＫＩ溶液によるエッチングによって水晶振動子用素子５０の励振電極５２、引き出し電極５３の形状に対応するマスクパターンが形成される。そして図８（ｄ）に示すように金属膜６をエッチングして、励振電極５２と引き出し電極５３が形成され、レジスト膜７を除去すると共にレーザーダイジングにより接続支持部を切削することにより個片の水晶振動子用素子５０が形成される。この水晶振動子用素子５０は、図９に示すように水晶片５１の対向する表面に励振電極５２が形成され、夫々の励振電極５２に接続されている引き出し電極５３が、接続された励振電極５２が形成されている表面からその裏面に亘って、共通する側面を経由する形で形成されている。尚図８（ａ）ないし７（ｄ）は図３と同じく矢印Ａ−Ａにて示す位置でのウェハＷの断面を模式的に示したものである。
【００２６】
次に本実施形態のウェハＷから形成された水晶振動子用素子５０が組み込まれる水晶振動子７０について図１０を参照して説明する。図１０に示すように外装体７１内にこの水晶振動子用素子５０を封入することによって水晶振動子７０は形成される。この水晶振動子７０では、外装体７１内に設けられた一対の取り付け電極７２に引き出し電極５３が導電性接着剤７３によって電気的に接続するように水晶振動子用素子５０が固着されている。そして取り付け電極７２と配線を介して接続された外装体７１下部の外部電極７４が、発振器等の電子部品の電極と接続することによって内部の水晶振動子用素子５０と電子部品とを電気的に接続することが可能となる。
【００２７】
［第２の実施形態］
本発明の水晶片形成用水晶基板における第２の実施形態について図１１ないし図１５を参照して説明する。図１１に示す第２の実施形態のウェハＷ２は表側区画列２０ａの代わりに、図示Ｘ方向に複数例えば８個連続的に並べられることにより形成される素子形成領域となる表側区画列２０ｂが図示Ｚ方向に一定の間隔を空けて例えば６列配設され、各表側区画列２０ｂの間の領域と、Ｚ方向の−Ｘ側の表側区画列２０ｂより−Ｘ側の領域が対面領域１１となる。そしてウェハ裏面３０の対面領域１１と対向する位置には、表側区画列２０ｂと同態様で、裏側区画４０を並べて形成された素子形成領域となる裏側区画列４０ｂが図示Ｚ方向に一定の間隔を空けて６列配設され、各裏側区画列４０ｂの間の領域、及びＺ方向の−Ｚ側の裏側区画列４０ｂより−Ｘ側の領域が表側区画列２０の対面領域３１となる。
【００２８】
従ってウェハＷ２では図１２ないし図１４に示すように、破線で示す表側区画２０にはウェハＷ２の厚さを水晶片５１が所望の周波数特性を得ることができる厚さに調整するために、エッチングにより第１の実施形態と同形状の第１凹部２１が形成され、裏側区画４０には図１２に二点鎖線で示す第２凹部４１が第１凹部２１と同態様で形成される。ここで図１３は、図３と同じく図１２に示す矢視Ａ−Ａの断面を示し、図１４は、図４と同じく矢視Ｂ−Ｂの断面を示しており、Ｘ軸方向においては第１凹部２１若しくは第２凹部４１のどちらか一方が複数並ぶように表側区画列２０ｂ、裏側区画列４０ｂが配設されているため、その断面形状は従来のウェハＷ１と同態様となる。
【００２９】
一方図１４に示すように図示Ｚ軸方向においては隣接する第１凹部２１と第２凹部４１の同じ斜度の傾斜を有する第３側壁２５、４５、若しくは第４側壁２６、４６が対向し、かつ斜度を有する第３側壁２５、４５がオーバーラップするように形成される。そして本実施形態のウェハＷ２と、図１８（ｃ）に示す従来のウェハＷ１と比較すると、図１５に示すように、底部１１１を３つ並べたウェハＷ１の場合、側方領域ＣＺの距離がマスク領域１２０の幅Ｂ、凹部１１０の第１３側壁に対応する＋Ｚ側の傾斜面の幅ｂ３を合計したＢ＋ｂ３となり、側方領域ＣＺが２箇所あるため、Ｚ軸方向における全側方領域Ｃ３の距離は２（Ｂ＋ｂ３）となる。これに対し本実施形態の底部２２の間に底部４２が形成されたウェハＷでは、第３側壁２５、４５が対向している側表領域ＣＺ１の距離は、第３側壁２５、４５の幅ｂ３と第１凹部２１と第２凹部４１とを隔てる水晶の厚さα１を合計したｂ３＋α１となり、第４側壁２６、４６が対向している側表領域ＣＺ２の距離は、第１凹部２１と第２凹部４１とを隔てる水晶の厚さα２となるため、Ｚ軸方向における全側方領域Ｃ４の距離はｂ３＋α１＋α２となる。
【００３０】
ここでα１＋α２は２Ｂに近似するためα１＋α２を２Ｂに置き換えると、全側方領域Ｃ４の距離は２Ｂ＋ｂ３となり、従来のウェハＷ１の全側方領域Ｃ３と比較してｂ３だけ全側方領域Ｃ４の方が短くなる。つまりウェハＷでは、ウェハＷ１に比べて水晶片５１の形成に使用不可能な全側方領域Ｃ４の距離が短くなるため、これに伴って底部２２、４２を計３つ並べた際のＺ軸方向の距離を従来のウェハＷ１と比較して約ｂ３分だけ短くすることができる。そして底部２２、４２の数が多くなればなるほど、従来のウェハＷ１と比較して必要となるＸ軸方向の距離を短くすることができ、その分底部２２、４２の数を増やすことができる。その結果、例えば図１１に示す本実施形態のウェハＷと図１７に示す従来のウェハＷ１とを比較すると、ウェハＷ１に比べてウェハＷでは、表側区画列２０ｂと裏側区画列４０ｂの合計数を２本増やすことができ、表側区画２０、裏側区画４０の合計数を１６個多くすることができる。従って本実施形態のウェハＷ２においても、ウェハＷと同じく表側区画２０と裏側区画４０の配設数を、片面のみに形成区画を配設した場合に比べて多くすることができ、水晶片５１を形成するウェハＷ２一枚あたりの水晶片５１の生産性を向上させることができる。
【００３１】
［他の実施形態］
また本発明のウェハでは、第１凹部と第２凹部の底部が水晶振動子用素子の形成領域となっていることから、第１凹部、第２凹部の各側壁をそのまま水晶振動子の外装体の一部として使用することも可能となる。例えば図１６（ａ）に示すように、第１実施形態のウェハＷの他に、ＡＴカットされた水晶で形成された上部ウェハＷ３と下部ウェハＷ４を用意する。上部ウェハＷ３には第１凹部２１に対応する位置に第１凹部２１を封止する封止部８１が形成され、封止部８１の間に水晶片５１を支持する支持部８２が形成されている。また下部ウェハＷ４には、第２凹部４１に対応する位置に第２凹部４１を封止する封止部９１が形成され、封止部９１の間に水晶片５１を支持する支持部９２が形成されている。
【００３２】
そして図１６（ｂ）に示すように、水晶振動子用素子５０が接続支持されている状態のウェハＷと、上部ウェハＷ３及び下部ウェハＷ４とを例えば接着剤等により、支持部８２、９２に形成されている取り付け電極８３、９３に夫々対応する電極５３が接触する態様で接合して複合ウェハＷ５を形成する。そして図１６（ｃ）に示すカット位置線Ｄで第１凹部２１、第２凹部４１に対応する位置で複合ウェハＷ５を、例えばレーザーダイシング等のダイシングにより切り離すことによって、図１６（ｄ）に示すように水晶振動子７０１を製造することも可能となる。尚水晶片５１を形成する際はエッチングに限らず、例えばレーザーダイシング等のダイシングによって切削することにより水晶片５１を形成してもよい。またウェハＷの変わりに第２の実施形態のウェハＷ２を使用することもできる。
【００３３】
尚本発明は、水晶基板であるウェハの表面及び裏面の両面に水晶片を形成するための第１凹部と第２凹部とを設け、双方の斜度を有する側壁の形成される領域をウェハの厚み方向でオーバーラップさせることによって１枚の水晶基板より製造可能な水晶片の数を増やすものであることから、隣接する第１凹部と第２凹部の対向する双方の側壁は必ずしも同じ斜度を有している必要はなく、例えば第１の実施形態において隣接する第１凹部２１の第１側壁２３と第２凹部４１の第２側壁４４、及び第１凹部２１の第２側壁２４と第２凹部４１の第１側壁４３とが対向するように形成してもよい。また本実施形態では、表側区画列２０ａ、２０ｂ、及び裏側区画列４０ａ、４０ｂは、全て同じ数の表側区画２０、裏側区画４０を並べて形成されていたが、本発明の実施の形態としては例えば表側区画列２０ａ、２０ｂ、及び裏側区画列４０ａ、４０ｂを配設した後にウェハの余剰領域に、区画の数を減らした表側区画列、または裏側区画列を配設することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態のウェハＷの概略平面図である。
【図２】本実施形態のウェハＷの第１凹部と第２凹部の関係を説明するための第１の説明図である。
【図３】本実施形態のウェハＷの第１凹部と第２凹部の関係を説明するための第２の説明図である。
【図４】本実施形態のウェハＷの第１凹部と第２凹部の関係を説明するための第３の説明図である。
【図５】本実施形態のウェハＷと従来のウェハＷ１との比較について説明するための比較図である。
【図６】本実施形態のウェハＷにおける第１凹部を形成する工程を説明するための第１の説明図である。
【図７】本実施形態のウェハＷにおける第２凹部を形成する工程を説明するための第２の説明図である。
【図８】本実施形態のウェハＷから水晶片を形成する工程を説明するための説明図である。
【図９】本実施形態の水晶振動子用素子を説明するための斜視図である。
【図１０】本実施形態の水晶振動子の一例を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態におけるウェハＷ２の概略平面図である。
【図１２】ウェハＷ２の第１凹部と第２凹部の関係を説明するための第１の説明図である。
【図１３】ウェハＷ２の第１凹部と第２凹部の関係を説明するための第２の説明図である。
【図１４】ウェハＷ２の第１凹部と第２凹部の関係を説明するための第３の説明図である。
【図１５】ウェハＷ２と従来のウェハＷ１との比較について説明するための比較図である。
【図１６】本発明に係る水晶振動子の他の実施例を説明するための説明図である。
【図１７】従来のウェハＷ１の概略平面図である。
【図１８】従来のウェハＷ１の穴部とウェハＷの関係を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ウェハ表面
１１  対面領域
２０  表側区画
２０ａ、２０ｂ  表側区画列
２１  第１凹部
２２  底部
２３、４３  第１側壁
２４、４４  第２側壁
２５、４５  第３側壁
２６、４６  第４側壁
３０  ウェハ裏面
３１  対面領域
４０  裏面区画
４０ａ、４０ｂ  裏面区画列
４１  第２凹部
４２  底部
５０  水晶振動子用素子
５１  水晶片
５２  励振電極
５３  引き出し電極
７０  水晶振動子
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２  ウェハ
【図１】
2010011222.tif 000003
【図２】
2010011222.tif 000004
【図３】
2010011222.tif 000005
【図４】
2010011222.tif 000006
【図５】
2010011222.tif 000007
【図６】
2010011222.tif 000008
【図７】
2010011222.tif 000009
【図８】
2010011222.tif 000010
【図９】
2010011222.tif 000011
【図１０】
2010011222.tif 000012
【図１１】
2010011222.tif 000013
【図１２】
2010011222.tif 000014
【図１３】
2010011222.tif 000015
【図１４】
2010011222.tif 000016
【図１５】
2010011222.tif 000017
【図１６】
2010011222.tif 000018
【図１７】
2010011222.tif 000019
【図１８】
2010011222.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月8日(2008.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基板に矩形の水晶振動子用素子の列を形成する方法において、
水晶基板の一面側からマスクを用いてエッチング液によりエッチングし、各々平面形状が矩形でかつ断面形状が水晶の異方性により逆台形となる第１の凹部の列を形成して、その厚さが調整された矩形の素子形成領域を得る工程と、
水晶基板の他面側からマスクを用いてエッチング液によりエッチングし、第１の凹部に対して各々交互に配列され、平面形状が矩形でかつ断面形状が水晶の異方性により逆台形となる第２の凹部の列を形成して、その厚さが調整された矩形の素子形成領域を得る工程と、
前記素子形成領域に電極を形成して水晶振動子用素子を得る工程と、を含み、
第１の凹部と第２の凹部とは、傾斜した側面同士が厚さ方向で重なっていることを特徴とする水晶振動子用素子の製造方法。
【請求項２】
前記水晶基板はＡＴカットされた水晶基板であり、前記素子形成領域はＸ軸方向またはＺ軸方向に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子用素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２の製造方法により製造された水晶振動子用素子を密閉した容器と、
この容器に設けられ、前記電極に電気的に接続される端子部と、を備えたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項４】
請求項３に記載の水晶振動子と、この水晶振動子を発振させるための発振回路と、を備えたことを特徴とする電子部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また前記水晶基板はＡＴカットされた水晶基板であり、前記素子形成領域はＸ軸方向またはＺ軸方向に配列されていることを特徴としている。また本発明の水晶振動子は、前記各製造方法により製造された水晶振動子用素子を密閉した容器と、この容器に設けられ、前記電極に電気的に接続される端子部と、を備えたことを特徴としている。また本発明の電子部品は、上記水晶振動子と、この水晶振動子を発振させるための発振回路と、を備えたことを特徴としている。