(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子の製造方法において、
所定の外形形状を形成する第１エッチング工程と、
前記外形形状の表面の少なくとも一部に電極を形成する電極形成工程と、
前記外形形状の漏れ振動による漏れ量を測定する漏れ量測定工程と、
前記漏れ量測定工程の測定結果に基づいて、前記外形形状の表面に前記電極が除去された調整領域を有する様に、前記電極を所定形状に加工する電極加工工程と、
前記電極加工工程において加工された前記電極をマスクとして、漏れ量が所定の値以内となるように、前記外形形状に対してエッチングを行う第２のエッチング工程と、を有し、
前記外形形状は、基部及び前記基部から延設された振動脚を有し、
前記電極形成工程は、前記振動脚上に前記電極を形成する、
ことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項２】
前記電極加工工程は、加工された前記電極の除去部分の前記電極の幅方向の略中心が、前記振動脚の幅方向の略中心より前記振動脚の幅方向にずれるように加工する、請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項３】
前記電極形成工程と前記漏れ量測定工程との間に、前記電極形成工程により形成された前記電極をマスクとして前記振動脚をエッチングする粗調整工程を有する、請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項４】
前記電極形成工程において、前記電極の幅方向の略中心と、前記電極が設けてある前記振動脚の幅の略中心とが、前記電極の幅方向に所定量ずらして形成される、請求項３に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項５】
前記電極加工工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果に基づいて、前記電極において、前記振動脚の前記基部に近い領域である第１の領域と、前記振動脚の先端に近い領域である第２の領域とのどちらかの幅を狭くするように加工する、請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項６】
前記電極加工工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果により、多くの調整が必要なときは、前記第１の領域の前記電極の幅を狭くするように加工し、少ない調整が必要なとき、前記第２の領域の前記電極の幅を狭くするように加工する、請求項５に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項７】
前記第２のエッチング工程と前記電極加工工程とを複数回行うとき、
前記電極加工工程により最初に加工される前記電極は、前記第１の領域の前記電極である、請求項５に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項８】
前記第２のエッチング工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果から得られた漏れ量の情報からエッチング量を加工時間に換算して、前記振動脚のエッチング除去量を決定する、請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項９】
第２のエッチング工程によるエッチング除去部分は、１つの振動脚に複数個あり、
前記エッチング除去部分は、前記振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、前記原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、前記原点を挟み対称となる象限に設けられる、請求項１〜８の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１０】
第２のエッチング工程によるエッチング除去量は、
前記振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、前記原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、前記原点を挟み対象となる象限において等しく、隣り合う象限の前記エッチング除去量が異なる、請求項１〜８の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１１】
前記第１のエッチング工程において、単一の水晶板上に複数の前記外形形状を形成し、
前記第２のエッチング工程において、複数の前記外形形状を同時にエッチングする、請求項１〜１０の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１２】
前記漏れ量測定工程は、複数の前記外形形状ごとに前記漏れ量を測定し、測定した前記漏れ量と前記外形形状との位置関係情報を記憶する、請求項１１に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１３】
前記電極加工工程は、前記電極にレーザ光を照射することにより行う、請求項１〜１２の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１４】
水晶振動子の製造方法において、
所定の外形形状を形成する第１エッチング工程と、
前記外形形状の表面の少なくとも一部に電極を形成する電極形成工程と、
前記外形形成の漏れ振動による漏れ量を測定する漏れ量測定工程と、
前記電極形成工程において形成された前記電極をマスクとして、漏れ量が所定の値以内となるように、前記外形形状に対してエッチングを行う第２のエッチング工程と、を有し、
前記外形形状は、基部及び前記基部から延設された振動脚を有し、
前記電極形成工程は、前記振動脚上に前記電極を形成し、
前記第１のエッチング工程において、漏れ振動の方向が見積もれる前記外形形状を形成し、
前記電極形成工程において、前記第１のエッチング工程で形成した前記外形形状に応じてバランスを調整するための切欠部を有する前記電極を形成する、
ことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項１５】
前記第１のエッチング工程は、平板形状の水晶板の両面にマスク部材を設け、両面の前記マスク部材同士の大きさを幅方向で異ならせることで、形成される前記外形形状の漏れ振動の方向が予め見積もれるように形成する、請求項１４に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１のエッチング工程は、平板形状の水晶板の両面にマスク部材を設け、両面の前記マスク部材同士は、互いに所定量ずれて配設されることで、形成される前記外形形状の漏れ振動の方向が予め見積もれるように形成する、請求項１４に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１７】
前記両面の前記マスク部材の幅方向の第１の側面のオフセット量をｋ１、第２の側面のオフセット量をｋ２、マスクの位置合わせ精度を±ｐ、第１の側面のエッチング角度をα、第２の側面のエッチング角度をβ、前記平板形状の水晶板の厚みをｔ、とするとき、第１突出部の長さｃと第２突出部の長さｄは、
ｃ＝ｔ×ｔａｎ（α―９０°）＋ｋ１
ｄ＝ｔ×ｔａｎ（β−９０°）＋ｋ２
ｋ１、ｋ２＞ｐ
の関係を満たす、請求項１５に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１８】
前記第２のエッチング工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果から得られた漏れ量の情報からエッチング量を加工時間に換算して、前記振動脚のエッチング除去量を決定する、請求項１４〜１７の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１９】
第２のエッチング工程によるエッチング除去部分は、１つの振動脚に複数個あり、
前記エッチング除去部分は、前記振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、前記原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、前記原点を挟み対称となる象限に設けられる、請求項１４〜１８の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項２０】
第２のエッチング工程によるエッチング除去量は、
前記振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、前記原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、前記原点を挟み対象となる象限において等しく、隣り合う象限の前記エッチング除去量が異なる、請求項１４〜１８の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項２１】
前記第１のエッチング工程において、単一の水晶板上に複数の前記外形形状を形成し、
前記第２のエッチング工程において、複数の前記外形形状を同時にエッチングする、請求項１４〜２０の何れか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型ジャイロセンサなどに利用される水晶振動子の製造方法に関し、特に面外振動である漏れ振動発生を抑制する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型ジャイロセンサなどに利用される音叉型の水晶振動子は、水晶ウェハから所定の形状の水晶振動子を切り出す工程、水晶振動子を発振させるための電極を形成する工程、電極が形成された水晶振動子を容器に実装する工程などによって製造される。特に、水晶振動子の形状が振動を決定し水晶振動子の性能に大きく影響するため、水晶ウェハから水晶振動子を切り出す外形形成工程は重要な工程である。
図１は従来の水晶振動子を模式的に示した斜視図である。
ここで、水晶振動子２００の外形は、水晶ウェハからエッチング加工等による外形形成工程によって切り出される。この水晶振動子２００は、振動型ジャイロセンサとして用いられる振動子であり、振動脚として２本の駆動脚２０１、２０２と１本の検出脚２０３とを有する三脚音叉型振動子である。
水晶振動子２００を例えば振動型ジャイロセンサとして用いる場合、図１に示すＸ軸方向の屈曲振動を駆動振動、Ｚ´軸方向の屈曲振動を角速度が印加された場合の検出振動として用いている。そのため、角速度が印加されていない状態ではＺ´軸方向の振動は発生しない。
図２は、図１の従来の水晶振動子２００のＡ−Ａ´断面図であり、駆動脚２０１、２０２の断面が示されている。図２において、説明に必要のない部分は省略してある。図２（ａ）は、水晶振動子２００の駆動脚の駆動振動を説明するための図であり、図２（ｂ）は、水晶振動子２００の駆動脚の斜めの駆動振動及び水晶の残渣形状を説明するための図である。
図２（ａ）は、水晶振動子２００に角速度が印加されていない状態での理想的な駆動振動を示しており、その振動方向Ｓ１はＸ軸方向である。しかし、従来の製造方法で製作した水晶振動子においては、実際には角速度が印加されていない場合にも図２（ｂ）に示すように、Ｚ´軸方向の振動成分を有する斜め振動（振動方向Ｓ２）が観測される。
これは、水晶振動子の加工精度や水晶の異方性等に起因して、駆動振動（Ｘ軸方向の振動）のほかに、水晶振動子２００に角速度が印加されていない状態において発生してはならない面外振動（Ｚ´軸方向の振動）が発生するからである。
駆動脚２０１、２０２が斜め振動をすると、検出脚２０３の先端の軌跡は、Ｚ´軸方向への直線的な振動、または、Ｘ−Ｚ´面内における楕円振動となる。このＺ´軸方向の振動成分は漏れ振動と呼ばれ、この漏れ振動によって検出脚２０３の検出電極からはコリオリ出力と無関係な漏れ信号が発生し、ジャイロセンサのＳ／Ｎ比を悪化させたり、温度特性を悪化させたりするという問題があった。
また、基準周波数発生用などの通常用途の音叉型水晶振動子の場合も、振動はＸ軸方向の屈曲振動を利用しており、Ｚ´方向成分の漏れ振動はクリスタルインピーダンス（ＣＩ値）の上昇をもたらし、特性の悪化を招くという問題があった。
漏れ振動は、水晶振動脚断面形状の製造によるばらつきが影響を与えていると考えられる。特に、図２（ｂ）に示したように、水晶振動子をエッチングで製造する際に形成される水晶の残渣形状のばらつきが影響を与えていると考えられる。即ち、水晶にはエッチング異方性があり、結晶の方向によってエッチング速度が異なるという特性を有する。そのために、エッチング後の水晶振動子における振動脚の側面は均一にエッチングされずに残渣が残る。
残渣の影響による漏れ振動の発生について考察する。
一般に、梁などの曲げについて考える場合、断面の主軸が考慮される。断面の主軸は、直交する２本の軸からなり、梁に主軸と同方向に曲げ力をかけると、梁は力と同方向に曲がる。一方、主軸と異なる方向に曲げ力をかけた場合には、梁は力がかけられた方向とは異なった方向に曲がる。
水晶振動子の場合、圧電効果によって曲げ力がかかるのは、Ｘ軸方向である。よって、主軸の一方がＸ軸と同じであれば、振動はＸ軸方向に起こり、漏れ振動は発生しない。一方、主軸がＸ軸から外れてＺ´方向に傾くと、曲げ力のかかる方向と主軸の方向が一致しないため、振動はＺ´軸成分を含んだ斜め振動となり、漏れ振動が発生する。
主軸は、その梁（振動脚）の断面形状によって決まる。単純な例では、対称軸を持つ断面に関しては、その対称軸およびそれと垂直な軸がその断面の主軸である。例えば、長方形の断面ならば、各辺の２等分線がそれぞれ主軸である。
漏れ振動のない水晶振動子を得ようとする場合、主軸の一方がＸ軸に平行である必要がある。主軸は直交する２本の軸なので、Ｘ軸かＺ´軸に平行な対称軸が断面にあれば、Ｘ軸に平行な主軸が存在することになる。つまり、断面形状が上下対称か、左右対称であれば漏れ振動は発生しない。
すでに説明した例のように水晶振動子を製造した場合に、そうした対称軸を持った振動子が得られるのかどうかを考えてみる。水晶振動子をウェットエッチングで製造すると、振動脚側面には必ず残渣が残る。そのため、この残渣のでき方によって断面の主軸が決定される。水晶振動子の断面の主軸を考えるには、まず残渣がどのようにできるかを考える必要がある。残渣の形状は、エッチングの時間や条件によって異なるため、一概に言うことはできないが、概ね同じような傾向をたどるので、ここでは発明者の行った実験条件から観察できた結果に基づき残渣のでき方を説明する。
図３は、図１で示した水晶振動子２００の振動脚のＡ−Ａ´断面を、模式的に示した拡大断面図であり、振動脚における残渣の形成状態の一例を示すものである。ここでは、説明を簡単にするために一本の駆動脚２０１のみを記し、水晶の結晶軸の−Ｘ側の側面を第１側面、＋Ｘ側の側面を第２側面とする。
図３（ａ）は、比較的短時間のエッチングの場合を示している。この場合、第２側面には、振動子の主平面、即ち表面２０１ａ及び裏面２０１ｂからＺ´軸に対して約２°の角度をなす部分（浅い部分）と、約２２°の角度をなす部分（深い部分）から構成される残渣が形成される。
この表面２０１ａ及び裏面２０１ｂからの深さはエッチングの時間によって異なるが、表面２０１ａ側及び裏面２０１ｂ側とも同じ傾向を有している。
図３（ｂ）は、比較的長時間のエッチングの場合を示している。この場合、約２２°の角度をなす部分はなくなり、約２°の角度を成した部分から構成される残渣のみが残る。
また、第１側面に形成される残渣は、ごく小さいが、図３（ａ）、図３（ｂ）に示したように、詳細に観察すると残渣は形成されている。この場合、残渣は、Ｚ´軸に対して約１°の角度を成す部分から構成される。この第１側面の残渣形状は、時間による差はあまりない。即ち、エッチングは、エッチングマスク２５０ａ、２５０ｂの端部からスタートし、貫通するまでは表面側、裏面側で互いに影響を及ぼさず、独立して進行する。
このように、エッチングによって残渣ができるため、水晶ウェハの表裏両面からエッチングをする方法で水晶振動子を製造した場合、次のようなことが言える。まず、図３（ａ）、図３（ｂ）は、水晶ウェハに形成された表面のエッチングマスク２５０ａ、裏面のエッチングマスク２５０ｂの位置が正確に合っている場合を示している。この場合、図示したように、短時間エッチングであっても、長時間エッチングであっても、エッチング後の駆動脚２０１の断面は、Ｘ軸に略平行な対称軸をもった上下対称形となり、Ｘ軸に略平行な主軸２１０を持つ。この場合、曲げ力のかかる方向と主軸２１０の方向とが共にＸ軸であって、ほぼ一致しているので漏れ振動はほとんど起こらない。
図４は、エッチングマスク２５０ａ、２５０ｂの位置がＸ軸方向にずれて形成されてしまった場合に形成された駆動脚２０１の断面図の一例を示している。
図示したように、駆動脚２０１の断面は、上下非対称となり、Ｘ軸に平行な対称軸も、Ｚ´軸に平行な対称軸も持たない。
この場合、主軸２１１はＸ軸に対して平行ではなく、ズレ角θ１を有する。従って、曲げ力のかかる方向と主軸２１１の方向とが異なるので斜め振動となり、漏れ振動を発生してしまう。こうした断面の主軸と斜め振動の関係について、解析した文献が存在する（例えば、非特許文献１参照）。
図４に示すように、エッチングマスク２５０ａと２５０ｂとの位置ずれ量ｅと、主軸２１１のＸ軸に対するズレ角θ１とは、相関関係にある。位置ずれ量ｅが増加すると、ズレ角θ１も大きくなり、漏れ振動は増大する。
ところで、水晶振動子の外形形成の製造方法としては、エッチングマスクを水晶ウェハの片面のみにパターニングし、もう一方の面は全面を金属耐食膜で覆っておき、片面からエッチングする方法、及びエッチングマスクの裏面パターンを表面パターンよりも幅広くし、表面パターンを基準パターンとしてエッチングする方法も知られている。
図５は表面パターンを基準パターンとしてエッチングする場合の一例を示した駆動脚の断面図である。
駆動脚２２１は、表面２２１ａのエッチングマスク２５１ａを基準パターンとして、表面より幅広く形成された裏面２２１ｂのエッチングマスク２５１ｂを利用して形成された。これにより、エッチングマスク２５１ａと２５１ｂとが多少位置ずれしても、断面形状への影響は少ない。しかし、前述したように、水晶のエッチング異方性によって、第１側面にはＺ´軸に対して約１°の角度を成した残渣が形成され、第２側面にはＺ´軸に対して約２°の角度を成した残渣が形成される。したがって、駆動脚２２１の断面は図示するように上下非対称となり、主軸２１２はＸ軸と平行にならずに、ズレ角θ２を有し、漏れ振動が発生してしまう。
以上のように、振動型ジャイロセンサ等に用いられる水晶振動子は、エッチングマスクの精度に起因して漏れ振動が発生し、センサの検出精度等を悪化させるという不具合があった。
上記の不具合を解消するために、エッチングマスクを高精度に形成して、ある程度の漏れ振動を抑制することも可能であるが、高精度化には限界があり、またコスト高となる。また、残渣は無くすことができないので、漏れ振動の抑制は困難であった。
そこで、水晶振動子の外形形成後に振動脚をさらに加工する方法が提案されている。例えば、水晶振動子の振動脚の稜線を摺動させたテープによって研削して、振動脚のバランス調整によって漏れ振動を抑制する水晶振動子の特性調整方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
図６は特許文献１に示した水晶振動子の特性調整方法を説明するために模式的に示した構成図である。
テンションローラ３００による重量によってテープ３０１に一定の負荷をかけ、その様なテープ３０１を基台３１１上の水晶振動子の振動脚３１０の稜線に当接させる。なお、水晶振動子は、図２に示したような振動脚の断面を示しているものとする。この状態で、駆動ローラ３０２を往復回転させることにより、振動脚３１０に研削部３１０ａを形成して、振動脚３１０の重量バランスを調整する。
特許文献１に示した従来技術は、テンションローラ３００を有することで振動脚３１０の稜線にテープ３０１を一定の力で押圧させながら摺動できる。最後に、テープ巻取りリール３０３を所定の量だけ回転させてテープ３０１を巻き取るとともに、テープ送り出しリール３０４を所定の量だけ回転させて、テープ３０１を送り出す。このような動作によって、振動脚と当接するテープ３０１の部分を新しい部分に変更することが可能となる。このテープを用いた特性調整方法は、重量バランスを厳密に調整できるので正確な角速度の検出が可能となり、またテンションローラ３００によって振動子に過大な外力が加わらないので、振動子の破損を防止することができる可能性がある。
また、水晶振動子の振動脚の研削は、テープを振動脚に当接させて行うこと以外に、エッチングにより行うこともできる（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献２には、圧電振動子の外形形成後に、電極膜等の金属膜をマスクにしてエッチングを行い、板厚を変更することによって、振動子の周波数−温度特性を調整する振動子の温度特性調整方法が開示されている。特許文献２に示した従来技術によれば、振動子形成後に再エッチングを行って、温度特性を調整できるので、周波数温度特性に優れた振動子を効率よく製造できる可能性がある。
【特許文献１】特開２００２−２４３４５１号公報（第７頁、第９図）
【特許文献２】特開昭５４−５３８８９号公報（第３頁、第５図）
【非特許文献１】藤吉基弘、他５名、「水晶振動式角速度センサのモデル化と振動解析」、電気情報通信学会論文誌Ｃ、Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｃ、Ｎｏ．９、ｐ．７１２−７１９
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示した水晶振動子の特性調整方法では、個々の振動子に対してひとつずつ脚を削るので、加工手番が多くなる。加工手番が多くなると、加工中の作業ミスや不良の発生の機会も増えるため、コストアップの要因ともなる。
また、バランス調整量が微細化すると、テープやリュータ等では振動脚に正確に接触できないので、微細な調整を実施することが困難である。
さらに、テンションローラを用いた研磨でも、振動子に対する外力は、ある程度加わるので、特に小型の振動子の調整作業においては、外力により振動子にクラックなどが入りやすく、歩留まり低下するという問題があった。
特許文献２に示した振動子の温度特性調整方法では、振動子形成後に再びエッチングを行って板厚を変更するが、その目的は振動子の周波数−温度特性の改善であり、振動子の漏れ振動の調整や補正を目的としておらず、漏れ振動調整に関しては、開示も示唆もされていない。
本発明の目的は、上記の問題を解決することを可能とした水晶振動子の製造方法を提供することである。
また、本発明の目的は、水晶振動子の漏れ振動調整において、水晶振動子に外力を加えることなく高精度な微細調整を実現することを可能とした水晶振動子の製造方法を提供することである。
さらに、本発明の目的は、複数の水晶振動子を一括して調整することが可能な水晶振動子の製造方法を提供することである。
さらに、本発明の目的は、水晶振動子の漏れ振動調整において、水晶振動子に外力を加えることなく高精度な微細調整を実現すると共に、複数の水晶振動子を一括して調整することが可能な水晶振動子の製造方法を提供することである。
本発明に係る水晶振動子の製造方法は、所定の外形形状を形成する第１エッチング工程と、前記外形形状の表面の少なくとも一部に電極を形成する電極形成工程と、前記外形形状の漏れ振動による漏れ量を測定する漏れ量測定工程と、バランスを調整する為に、前記漏れ量測定工程の測定結果に基づいた量のエッチングを前記外形形状に対して行う第２のエッチング工程を有することを特徴とする。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記第２のエッチング工程は、前記電極をマスクとして行われることが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記漏れ量測定工程の測定結果に基づいて、前記電極を所定形状に加工する電極加工工程を更に有し、前記第２のエッチング工程は、前記電極加工工程において加工された前記電極をマスクとして行われることが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記外形形状は、基部及び前記基部から延設された振動脚を有し、前記電極形成工程は、前記振動脚上に前記電極を形成することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記電極加工工程は、加工された前記電極の除去部分の前記電極の幅方向の略中心が、前記振動脚の幅方向の略中心より前記振動脚の幅方向にずれるように加工することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記電極形成工程と前記漏れ量測定工程との間に、前記電極形成工程により形成された前記電極をマスクとして前記振動脚をエッチングする粗調整工程を有することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記電極形成工程において、前記電極の幅方向の略中心と、前記電極が設けてある前記振動脚の幅の略中心とが、前記電極の幅方向に所定量ずらして形成されることが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記電極加工工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果に基づいて、前記電極において、前記振動脚の前記基部に近い領域である第１の領域と、前記振動脚の先端に近い領域である第２の領域とのどちらかの幅を狭くするように加工することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記電極加工工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果により、多くの調整が必要なときは、前記第１の領域の前記電極の幅を狭くするように加工し、少ない調整が必要なとき、前記第２の領域の前記電極の幅を狭くするように加工することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記第２のエッチング工程と前記電極加工工程とを複数回行うとき、前記電極加工工程により最初に加工される前記電極は、前記第１の領域の前記電極であることが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記第２のエッチング工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果から得られた漏れ量の情報からエッチング量を加工時間に換算して、前記振動脚のエッチング除去量を決定することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、第２のエッチング工程によるエッチング除去部分は、１つの振動脚に複数個あり、前記エッチング除去部分は、前記振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、前記原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、前記原点を挟み対称となる象限に設けられる、ことが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、第２のエッチング工程によるエッチング除去量は、前記振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、前記原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、前記原点を挟み対象となる象限において等しく、隣り合う象限の前記エッチング除去量が異なる、ことが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記第１のエッチング工程において、単一の水晶板上に複数の前記外形形状を形成し、前記第２のエッチング工程において、複数の前記外形形状を同時にエッチングすることが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記漏れ量測定工程は、複数の前記外形形状ごとに前記漏れ量を測定し、測定した前記漏れ量と前記外形形状との位置関係情報を記憶することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記電極加工工程は、前記電極にレーザ光を照射することにより行うことが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記第１のエッチング工程において、漏れ振動の方向が見積もれる前記外形形状を形成し、前記電極形成工程において、前記第１のエッチング工程で形成した前記外形形状に応じてバランスを調整するための切欠部を有する前記電極を形成することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記外形形成工程は、平板形状の水晶板の両面にマスク部材を設け、両面の前記マスク部材同士の大きさを幅方向で異ならせることで、形成される前記外形形状の漏れ振動の方向が予め見積もれるように形成することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記外形形成工程は、平板形状の水晶板の両面にマスク部材を設け、両面の前記マスク部材同士は、互いに所定量ずれて配設されることで、形成される前記外形形状の漏れ振動の方向が予め見積もれるように形成することが好ましい。
さらに、本発明に係る水晶振動子の製造方法では、前記両面の前記マスク部材の幅方向の第１の側面のオフセット量をｋ１、第２の側面のオフセット量をｋ２、マスクの位置合わせ精度を±ｐ、第１の側面のエッチング角度をα、第２の側面のエッチング角度をβ、前記平板形状の水晶板の厚みをｔ、とするとき、第１突出部の長さｃと第２突出部の長さｄは、
ｃ＝ｔ×ｔａｎ（α−９０°）＋ｋ１
ｄ＝ｔ×ｔａｎ（β−９０°）＋ｋ２
ｋ１、ｋ２＞ｐ
の関係を満たすことが好ましい。
本発明の水晶振動子の製造方法は、基部から延設する振動脚を備える外形形状を有し、該振動脚の主平面と側面との少なくとも一方に電極を備える水晶振動子の製造方法であって、平板形状の水晶板に所定の形状の耐エッチング用マスク部材を形成し、該マスク部材を用いて該水晶板を所定の形状にエッチングして外形形状を形成する外形形成工程と、振動脚を構成する主平面または側面のいずれかに電極を形成する電極形成工程と、水晶振動子の漏れ量を測定する漏れ量測定工程と、漏れ量測定工程の測定結果に基づいて電極を所定形状に加工する電極加工工程と、電極加工工程で所定形状に加工された電極をマスクにして振動脚をエッチングするバランス調整工程と、を有することを特徴とする。
また、基部から延設する振動脚を備える外形形状を有し、該振動脚の主平面と側面との少なくとも一方に電極を備える水晶振動子の製造方法であって、平板形状の単一の水晶板に所定の形状の耐エッチング用マスク部材を形成し、該マスク部材を用いて該水晶板を所定の形状にエッチングして複数の水晶振動子の外形形状を形成する外形形成工程と、振動脚を構成する主平面または側面のいずれかに電極を形成する電極形成工程と、各々の水晶振動子の漏れ量を測定する漏れ量測定工程と、漏れ量測定工程の測定結果に基づいて各々の水晶振動子の電極を所定形状に加工する電極加工工程と、電極加工工程で所定形状に加工された電極をマスクにして水晶板を一括エッチングするバランス調整工程と、を有することを特徴とする。
また、電極加工工程は、加工された電極の除去部分の電極の幅方向の略中心が、振動脚の幅方向の略中心より振動脚の幅方向にずれるように加工することができる。
また、漏れ量測定工程は、各々の水晶振動子ごとに漏れ量を測定すると共に、測定した各々の漏れ量と各々の水晶振動子との位置関係情報を計測し、電極加工工程は、位置関係情報に基づいて、各々の水晶振動子ごとに電極加工を行うことができる。
また、電極形成工程と漏れ量測定工程との間に、電極形成工程により形成された電極をマスクとして振動脚をエッチングする粗調整工程を有することができる。
また、電極形成工程の加工部位は、電極の幅方向の略中心と、電極が設けてある主平面の幅の略中心と、が電極の幅方向に所定量ずらして形成することができる。
また、電極加工工程は、電極にレーザ光を照射することでその一部を除去するようにしてもよい。
また、電極が設けてある主平面を平面からみたとき、振動脚の基部に近い領域を第１の領域とし、それよりも振動脚の先端方向の領域を第２の領域として定義し、電極加工工程は、漏れ量測定工程の測定結果に基づいて、それら２つの領域のどちらかの電極の幅を狭くするように加工することができる。
また、電極加工工程は、漏れ量測定工程の測定結果により、多くの調整が必要なときは、第１の領域の電極の幅を狭くするように加工し、少ない調整で済むときは、第２の領域の電極の幅を狭くするように加工することができる。
また、バランス調整工程と電極加工工程とを複数回行うとき、電極加工工程により最初に加工される電極は、第１の領域の電極とすることができる。
また、バランス調整工程は、漏れ量測定工程の測定結果から得られた漏れ量の情報からエッチング量を加工時間に換算して、振動脚のエッチング除去量を決定することができる。
また、調整工程または粗調整工程による主平面に有するエッチング除去部分は、１つの振動脚に複数個設けてあり、振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点を挟み対称となる象限に設けるように加工されるようにしてもよい。
また、調整工程または粗調整工程による主平面に有するエッチング除去量は、振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点を挟み対象となる象限のエッチング除去量が等しく、隣り合う象限のエッチング除去量が異なるように加工されるようにしてもよい。
本発明の水晶振動子の製造方法によれば、振動子の外形形成後に再エッチングによって振動脚を加工して漏れ振動を調整するので、テープやリュータ等による研磨とは異なり、振動子に余分な外力を加える必要がない。したがって、振動子の歩留まり低下、信頼性低下等を来すことなく、安定して正確に漏れ振動を調整することができる。
また、本発明の水晶振動子の製造方法によれば、漏れ量の測定結果に基づいて電極が加工され、その電極をマスクにして再エッチングが行われるので、高精度で微細な漏れ振動の調整が可能であり、漏れ振動が無視できる程度に抑制された高性能な水晶振動子を製造することができる。
さらに、本発明の水晶振動子の製造方法によれば、単一の水晶ウェハに形成された複数の水晶振動子に対して一括してエッチングで調整できるので、調整工程が簡素化され、工数を削減できると共に、ばらつきが少なく性能が均一で安定した特性の水晶振動子を効率よく大量に製造することができる。
本発明によって製造された水晶振動子をジャイロセンサとして用いるならば、漏れ振動に影響されない高精度な振動型ジャイロセンサを実現することができる。また、本発明によって製造された水晶振動子を周波数基準用の水晶振動子として用いるならば、ＣＩ値を低く抑えられるので、低消費電力の高性能な周波数基準用水晶振動子を実現することができる。
本発明の水晶振動子の製造方法は、基部から延設する振動脚を備える外形形状を有し、該振動脚の主平面と側面に電極を備える水晶振動子の製造方法であって、平板形状の水晶板に所定の形状の耐エッチング用マスク部材を形成し、該マスク部材を用いて該水晶板を水晶振動子の漏れ振動の方向が予め見積もれるような形状にエッチングして外形形状を形成する外形形成工程と、振動脚を構成する主平面に、見積もった漏れ振動の方向に基づいてバランス調整をするための切欠部を備える電極を形成する電極形成工程と、電極形成工程で形成された電極をマスクにして振動脚をエッチングするバランス調整工程と、を有することを特徴とする。
また、外形形成工程は、単一の水晶板に複数の外形形状を形成し、バランス調整工程は、複数の水晶板を一括エッチングすることもできる。
また、切欠部を有する電極の幅方向の略中心は、振動脚の幅方向の略中心に対して振動脚の幅方向にずれている形状であってもよい。
また、外形形成工程は、平板形状の水晶板の両面にマスク部材を設け、両面のマスク部材同士は、その大きさを振動脚の幅方向で異ならせることで、形成される水晶振動子の漏れ振動の方向が予め見積もれるようにしてもよい。
また、両面のマスク部材の幅方向の第１の側面のオフセット量をｋ１、第２の側面のオフセット量をｋ２、マスクの位置合わせ精度を±ｐ、第１の側面のエッチング角度をα、第２の側面のエッチング角度をβ、平板形状の水晶板の厚みをｔ、とするとき、第１突出部の長さｃと第２突出部の長さｄは、
ｃ＝ｔ×ｔａｎ（α−９０°）＋ｋ１
ｄ＝ｔ×ｔａｎ（β−９０°）＋ｋ２
ｋ１、ｋ２＞ｐ
の関係を満たすようにしてもよい。
また、外形形成工程は、平板形状の水晶板の両面にマスク部材を設け、両面のマスク部材同士は、互いに所定量ずれて配設されることで、形成される水晶振動子の漏れ振動の方向が予め見積もれるようにしてもよい。
また、バランス調整工程の前に、水晶振動子の漏れ量を測定する漏れ量測定工程を有するようにしてもよい。
また、漏れ量測定工程は、単一の水晶板に複数の外形形状を形成してある場合、各々の水晶振動子ごとに漏れ量を測定すると共に、測定した各々の漏れ量と各々の水晶振動子との位置関係情報を計測し、バランス調整工程は、各々の水晶振動子のうち、最も少ない漏れ量をバランス調整の目標値としてエッチング量を決定するようにしてもよい。
また、漏れ量測定工程は、単一の水晶板に複数の外形形状を形成してある場合、各々の水晶振動子ごとに漏れ量を測定すると共に、測定した各々の漏れ量と各々の水晶振動子との位置関係情報を計測し、バランス調整工程は、各々の水晶振動子の漏れ量の平均値をバランス調整の目標値としてエッチング量を決定することを特徴とする。
また、漏れ量測定工程は、単一の水晶板に複数の外形形状を形成してある場合、各々の水晶振動子ごとに漏れ量を測定すると共に、測定した各々の漏れ量と各々の水晶振動子との位置関係情報を計測し、バランス調整工程は、各々の水晶振動子の漏れ量の代表値をバランス調整の目標値としてエッチング量を決定するようにしてもよい。
また、バランス調整工程は、漏れ量測定工程の測定結果から得られた漏れ量の情報からエッチング量を加工時間に換算して、振動脚のエッチング除去量を決定するようにしてもよい。
また、バランス調整工程による主平面に有するエッチング除去部分は、１つの振動脚に複数個あり、振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点を挟み対称となる象限に設けるように加工されるようにしてもよい。
また、バランス調整工程による主平面に有するエッチング除去量は、振動脚の断面の振動軸中心を原点としたとき、原点を通り直交する２つの軸で定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点を挟み対称となる象限のエッチング除去量が等しく、隣り合う象限のエッチング除去量が異なるように加工されるようにしてもよい。
本発明の水晶振動子の製造方法によれば、振動子の外形形成後に再エッチングによって振動脚を加工して漏れ振動を調整するので、テープやリュータ等による研削とは異なり、振動子に余分な外力を加えることなく加工でき、振動子の歩留まり低下、信頼性低下等を来すことなく、安定して正確に漏れ振動を調整することができる。
また、外形形成工程によって水晶振動子の外形に特徴付けをすることで、水晶振動子の漏れ振動の方向が予め見積もれるので、この漏れ振動の方向に基づいた切欠部を備える電極を駆動脚に形成する。これにより、漏れ振動のバランス調整は、この切欠部を備える電極をマスクとしたエッチング加工で行うことができ、切欠部の大きさや位置、また、エッチング加工時間を調整することで、正確で微細な漏れ振動の調整が可能となり、漏れ振動が高精度に抑制された水晶振動子を製造することができる。
また、単一の水晶ウェハに形成された複数の水晶振動子に対して一括エッチング加工でバランス調整ができるので、調整工程が簡素化されて工数が削減できると共に、ばらつきが少なく性能が均一で安定した特性の水晶振動子を効率よく大量に製造することができる。
また、本発明によって製造された水晶振動子をジャイロセンサとして用いるならば、漏れ振動に影響されない高精度な振動型ジャイロセンサを実現できる。また、周波数基準用の水晶振動子として用いるならば、ＣＩ値を低く抑えられるので、低消費電力の高性能な周波数基準用水晶振動子を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、従来の水晶振動子の一例を示す斜視図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１で示す従来の水晶振動子の振動脚のＡ−Ａ´断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、従来の水晶振動子の振動脚の残渣を説明する拡大断面図である。
図４は、従来の水晶振動子の振動脚の一例を示す拡大断面図である。
図５は、片面マスクによって製造された従来の水晶振動子の振動脚の一例を示す拡大断面図である。
図６は、従来の水晶振動子の特性調整方法を説明する構成図である。
図７は、本発明の製造方法によって製造された水晶振動子の一例を示す斜視図である。
図８は、本発明の第１の製造方法の工程を説明するフローチャートである。
図９（ａ）〜図９（ｅ）は、本発明の第１の製造方法の外形形成工程を説明する断面図である。
図１０は、本発明の第１の製造方法の外形形成工程によって水晶ウェハに形成された複数の水晶振動子片の斜視図である。
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、本発明の第１の製造方法の電極形成工程を説明する断面図である。
図１２は、本発明の第１の製造方法の電極形成工程によって形成された振動脚の電極を示す拡大断面図である。
図１３は、本発明の第１の製造方法の漏れ量測定工程を実施する漏れ量測定システムの一例を示す説明図である。
図１４は、本発明の第１の製造方法の電極加工工程によって水晶振動子片にレーザ光が照射され駆動電極の一部が除去された一例を示す上面図である。
図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、本発明の第１の製造方法の電極加工工程によって漏れ量に応じて電極がどのように加工されるかの一例を示す説明図である。
図１６は、本発明の第１の製造方法のバランス調整工程において、水晶振動子片の駆動脚の第２象限と第４象限がエッチング除去されることを説明する拡大断面図である。
図１７は、本発明の第１の製造方法のバランス調整工程において、水晶振動子片の駆動脚の第１象限と第３象限がエッチング除去されることを説明する拡大断面図である。
図１８は、本発明の第１の製造方法のバランス調整工程において、エッチング量を加工時間に換算して行う調整方法を説明する拡大断面図である。
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、本発明の第１の製造方法によって製造された溝付き水晶振動子の漏れ調整を説明する断面図である。
図２０（ａ）〜図２０（ｃ）は、溝付き水晶振動子の他の漏れ調整を説明するための断面図である。
図２１は、図８に示すステップＳＴ３〜ＳＴ７を他の工程により置き換えた水晶振動子の製造方法を示すフローチャートである。
図２２は、図２１に示すフローチャートの実施経過を説明するための一例を示す図である。
図２３は、図２１に示すフローチャートの実施経過を説明するための他の例を示す図である。
図２４は、調整の具体例を示す図である。
図２５は、水晶振動子片のトリミング位置を説明するための図である。
図２６は、漏れ量単位当たりの効き量（ｍＶ／μｍ）と根元位置からの距離（μｍ）の関係を示す図である。
図２７は、図８に示すステップＳＴ３〜ＳＴ７を他の工程により置き換えた水晶振動子の他の製造方法を示すフローチャートである。
図２８は、図２７に示すフローチャートの実施経過を説明するための一例を示す図である。
図２９は、本発明の第２の水晶振動子の製造方法の工程順を説明するフローチャートである。
図３０は、本発明の第２の水晶振動子の製造方法の電極形成工程によって形成された振動脚の電極を示す上面図である。
図３１は、本発明の第２の水晶振動子の製造方法の粗調整工程によって水晶振動子片の駆動脚の一部がエッチング除去されることを説明する拡大断面図である。
図３２は、本発明の第３の製造方法によって製造された水晶振動子の一例を示す斜視図である。
図３３は、本発明の第３の製造方法の工程順を説明するフローチャートである。
図３４（ａ）〜図３４（ｅ）は、本発明の第３の製造方法の外形形成工程を説明する断面図である。
図３５（ａ）及び図３５（ｂ）は、本発明の第３の製造方法の表面エッチングマスクより裏面エッチングマスクが所定量だけ大きく配設されて外形形成される水晶振動子の駆動脚の拡大断面図である。
図３６は、本発明の第３の製造方法の外形形成工程によって水晶ウェハに形成された複数の水晶振動子片の斜視図である。
図３７（ａ）〜図３７（ｄ）は、本発明の第３の製造方法の電極形成工程を説明する断面図である。
図３８は、本発明の第３の製造方法の電極形成工程によって形成された振動脚の電極の接続の一例を示す拡大断面図である。
図３９は、本発明の第３の製造方法の電極形成工程によって形成された電極の一例を示す上面図である。
図４０（ａ）及び図４０（ｂ）は、本発明の第３の製造方法の電極形成工程によって形成された電極の他の例を示す上面図である。
図４１は、本発明の第３の製造方法のバランス調整工程において、水晶振動子片の駆動脚の第２象限と第４象限がエッチング除去されることを説明する拡大断面図である。
図４２は、本発明の第４の製造方法の工程順を説明するフローチャートである。
図４３は、本発明の第４の製造方法の漏れ量測定工程を実施する漏れ量測定システムの一例を示す説明図である。
図４４は、本発明の第５の製造方法の工程順を説明するフローチャートである。
図４５は、本発明の第５の製造方法のバランス調整工程において、バランス調整のために再エッチングを複数回実施することを説明する拡大断面図である。
図４６（ａ）及び図４６（ｂ）は、本発明の製造方法によって製造された溝付き水晶振動子の漏れ調整を説明する断面図である。
図４７（ａ）〜図４７（ｅ）は、本発明の第６の製造方法の外形形成工程を説明する断面図である。
図４８は、本発明の第６の製造方法のバランス調整工程において、水晶振動子片の駆動脚の第２象限と第４象限がエッチング除去されることを説明する拡大断面図である。
図４９は、本発明の第６の製造方法のバランス調整工程において、水晶振動子片の駆動脚の第１象限と第３象限がエッチング除去されることを説明する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下図面に基づいて本発明に係る製造方法を詳述する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
図７は、本発明の製造方法で製造される水晶振動子の一例を示す図である。
図７は水晶振動子１０を模式的に示した斜視図であり、説明に関係のない部分、例えば、水晶振動子をパッケージなどの封止部材に封止する際に導電性接着剤等を付着させる固定部分などは省略してある。
水晶振動子１０は、すでに説明した例と同様に水晶ウェハからエッチング加工によって切り出されて形成されるものである。水晶振動子１０は、振動型ジャイロセンサとして用いられる振動子であり、振動脚として２本の駆動脚１１、１２と１本の検出脚１３とを有する三脚音叉型振動子である。なお、水晶振動子１０は、三脚音叉型に限定されず、例えば、二脚音叉型やＴ型音叉、Ｈ型音叉などでもよい。また、水晶振動子１０は、振動型ジャイロセンサ以外にも利用することが可能である。
駆動脚１１、１２と検出脚１３とは、基部１４から延設するように形成されている。駆動電極２０、２１は駆動脚１１、１２の主平面と側面に形成されており、検出電極２２は検出脚１３の主平面と側面とに形成されている。調整エリア３０は水晶振動子１０の漏れ振動を調整する領域である。調整エリア３０において、駆動電極２０、２１がレーザ加工によってその一部が除去され、バランス調整工程では、加工された駆動電極をマスクにして駆動脚１１、１２が再エッチングされる。
本発明の大きな特徴は、駆動電極２０、２１の調整エリア３０において、水晶を再エッチング加工し、この箇所の駆動脚１１、１２の厚みを調整することによって漏れ振動を抑制することである。なお、この水晶振動子１０は、Ｘ軸が幅方向に、Ｙ´軸が長手方向に、Ｚ´軸が厚み方向になるように形成されている。この水晶振動子１０は、後述する第１及び第２の製造方法で製造されるすべての水晶振動子に共通である。
図８は、本発明の水晶振動子の第１の製造方法の各工程順を示したフローチャートである。
以下では、単一の水晶ウェハに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する製造方法について説明する。しかしながら、本発明の水晶振動子の第１の製造方法は、水晶振動子の集合体による一括製造に限定されるものではなく、１つの水晶ウェハや水晶板に対して１つの水晶振動子を形成する製造方法に適用することも可能である。
最初に、単一の水晶板である水晶ウェハに耐エッチング用マスク部材を形成し、複数の水晶振動子片の外形形状を形成する外形形成工程が実施される（ステップＳＴ１）。耐エッチング用マスク部材は、例えば、金（Ａｕ）を用いることができる。なお、この場合、金の下地にクロム（Ｃｒ）を形成してもよい。即ち、耐エッチング用マスク部材は、積層膜構造であってもよい。このように下地にクロム（Ｃｒ）を用いることで、水晶と金（Ａｕ）との密着性が向上する。耐エッチング用マスク部材を形成した後、これをマスクとして、所定のエッチング液を用いて水晶ウェハをエッチングし、水晶振動子片の外形を形成する。
次に、形成された水晶振動子片の振動脚を構成する主平面または側面に電極を形成する電極形成工程が実施される（ステップＳＴ２）。この工程で形成される電極は、図７に示す例では、駆動電極２０、２１および検出電極２２である。
次に、水晶ウェハに形成された各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の漏れ量を測定する漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ３）。漏れ量測定工程は、水晶ウェハに形成される全ての水晶振動子片の漏れ量を測定するが、漏れ量のばらつきが少ない場合などは、抜き取りで一部の水晶振動子片のみについて漏れ量の測定を行ってもよい。
次に、漏れ量測定工程で得た測定結果に基づいて、各々の水晶振動子片の電極を所定形状に加工する電極加工工程が実施される（ステップＳＴ４）。この工程で加工された電極の形状とは、調整エリア３０の部分に電極を有さない駆動電極２０、２１の形状である（図７参照）。
次に、電極加工工程で所定形状に加工された電極をマスクにして水晶ウェハを一括エッチングするバランス調整工程が実施される（ステップＳＴ５）。図７に示す例では、調整エリア３０の駆動脚１１、１２の水晶がエッチングされることとなる。
次に、バランス調整工程が実施された水晶ウェハ上の各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の漏れ量を再び測定する漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ６）。
次に、ステップＳＴ６の漏れ量測定工程で得た測定結果に基づいて、漏れ量が規定値以内であるかを判定する（ステップＳＴ７）。ここで、肯定判定（漏れ量が規定値以内）であれば、水晶振動子の漏れ振動が無視できる程度に抑制されたので、漏れ振動調整を終了する。また、否定判定（漏れ量が規定値以上）であれば、ステップＳＴ４へ戻り（図中、実線Ｆ１）、漏れ量が規定値以内になるまでステップＳＴ４からステップＳＴ７を繰り返し実行する。
漏れ振動調整が終了したならば、各々の水晶振動子は水晶ウェハから切り離され、封止部材に封止されて製品として完成する。なお、漏れ振動調整後の工程は本発明に直接係わらないので、説明は省略する。
なお、１枚の水晶ウェハに形成される複数の水晶振動子片の中で、ある水晶振動子片の漏れ量が規定値以内となり、他の水晶振動子片の漏れ量が規定値以上である場合は、漏れ量が規定値以内となった時点で、その水晶振動子片を水晶ウェハから切り離して次の封止工程へ送り、規定値以上の水晶振動子片だけが付いた水晶ウェハをステップＳＴ４へ戻すようにしても良い。このようにすれば、ステップＳＴ６の漏れ量測定工程での測定回数を減らすことができるので、作業効率を向上させることができる。
また、上述の説明では、漏れ量が規定値以内になるまでステップＳＴ４からステップＳＴ７を繰り返し実行する例を説明したが、ステップＳＴ５からステップＳＴ７を繰り返し実行してもよい。つまり、ステップＳＴ５のバランス調整工程におけるエッチングを、少しずつ複数回に分けてエッチングするのである。
即ち、ステップＳＴ５のバランス調整工程での１回目のエッチングを行い、ステップＳＴ６の漏れ量測定工程とステップＳＴ７の判定とを行い、ステップＳＴ５のバランス調整工程に戻り（図中、破線Ｆ２）、第２回目のエッチングを行うのである。もちろん、これらのループをさらに繰り返してもよい。そして、最終的に漏れ量が規定値以内になるようにするのである。このようにすれば、ステップＳＴ５のバランス調整工程において、駆動脚１１、１２へのエッチングのし過ぎを防止することができる。
次に、各工程の詳細を説明する。
まず、図９を用いて水晶振動子の外形形成工程（ステップＳＴ１）の詳細を説明する。
図９は、水晶ウェハ上に形成される水晶振動子片の振動脚の断面を模式的に示す断面図である。図９は、図７に示す水晶振動子１０が２つ並んだ状態を示すものであって、駆動脚１１、１２と検出脚１３との先端方向から基部１４の方向に向かって見た図である。
図９（ａ）に示す、所定の板厚に調整された平板形状の単一の水晶板である水晶ウェハ１の両面に、図９（ｂ）に示すように、水晶用のエッチング液に耐性のある金属耐食膜２ａ、２ｂと、その上にフォトレジスト３ａ、３ｂと、を形成する。図９（ａ）に示す例では、図面を見やすくするために、金属耐食膜２ａ、２ｂは、単層膜として記載しているが、前述のとおり、金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いることができる。これらの金属膜は、公知の蒸着技術やスパッタ技術を用いて形成することができる。また、フォトレジスト３ａ、３ｂは、公知のスピンコート技術を用いて形成することができる。
次に、図９（ｃ）に示すように、互いに向かい合わせたときに誤差を除いては正確に重なる振動子パターンがそれぞれ描画された２枚のフォトマスク４ａ、４ｂを水晶ウェハ１の上下に配置し、フォトマスク４ａ、４ｂの上から光（矢印Ｂ）を照射してフォトレジスト３ａ、３ｂを露光する。
次に、図９（ｄ）に示すように、フォトレジスト３ａ、３ｂの現像を行い、形成したレジストパターンをマスクとして金属耐食膜２ａ、２ｂをパターニングし、耐エッチング用マスク部材であるエッチングマスク５ａ、５ｂを形成する。金属耐食膜２ａ、２ｂを金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いたときは、これら２つの金属膜それぞれをエッチングする。例えば、ヨウ素とヨウ化カリウムとの混合溶液を用いて、金（Ａｕ）をエッチングする。水洗後、硝酸第２セリウムアンモニウム溶液を用いて、クロム（Ｃｒ）をエッチングする。
次に、フォトレジスト３ａ、３ｂを剥離し、表裏両面にエッチングマスク５ａ、５ｂの形成された水晶ウェハ１を水晶用エッチング液であるフッ酸系のエッチング液に浸漬する。すると、図９（ｅ）に示すように、エッチングマスク５ａ、５ｂに覆われていない部分の水晶が表裏両側から溶解する。その後、エッチングマスク５ａ、５ｂを除去することによって、水晶振動子片の振動脚である駆動脚１１、１２と検出脚１３とが得られる。水晶用エッチング液は、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合溶液を用いることができる。図９に示す例では、振動脚の断面のみを示しているが、実際にはこの外形形成工程（ステップＳＴ１）によって、図７に示す水晶振動子１０の外形の全体が形成される。
図１０は、この外形形成工程によって水晶ウェハ１に形成された複数の水晶振動子片７の様子を説明するために模式的に示す斜視図である。
この水晶振動子片７は、エッチングによって溶解された溶解部８から切り出されたように形成され、個々の水晶振動子片７は、水晶ウェハ１と連結部７１によって結合されている。連結部７１は、バランス調整が終了した後に切断される部分であって、いわゆる折り取り部と呼ばれる部分である。連結部７１の部分を切断すると、水晶振動子片７は水晶ウェハ１から分離して図７に示す水晶振動子１０として完成する。
なお、図１０では、１枚の水晶ウェハ１に６個の水晶振動子片７を形成する例を示しているが、この個数は図１０の例に限定されるものではない。水晶振動子片７は、得たい水晶振動子の性能や特性によりそのサイズや形状が選択され、それに伴って水晶ウェハ１のサイズが決まるためである。もちろん、１枚の水晶ウェハ１に形成する水晶振動子片７の数が多ければ、多数の水晶振動子を一括して製造できるため、製造コストを低減することができる。
次に、図１１を用いて電極形成工程（ステップＳＴ２）の詳細を説明する。
図１１は、図１０に示すＣ−Ｃ´断面を模式的に示した断面図であって、駆動脚１１、１２と検出脚１３との断面を示している。
図１１（ａ）に示す、駆動脚１１、１２と検出脚１３との表面に、図１１（ｂ）に示すように、金属膜２００と、その上にフォトレジスト３００と、を形成する。
図１１（ｂ）に示す例では、図面を見やすくするために、金属膜９０は、単層膜として記載しているが、クロム（Ｃｒ）を下地にしてその上に金（Ａｕ）を設ける積層膜とすることができる。金属膜９０は、公知の蒸着技術やスパッタ技術を用いて形成することができる。また、フォトレジスト９１は、公知のスプレー法や電着法などを用いて形成することができる。
次に、図１１（ｃ）に示すように、駆動脚１１、１２と検出脚１３とに設ける電極の形状がそれぞれ描画された２枚のフォトマスク９２ａ、９２ｂを水晶ウェハ１の上下に配置し、フォトマスク９２ａ、９２ｂの上から光（矢印Ｂ）を照射してフォトレジスト９１を露光する。なお、図１１（ｃ）では、光を斜めから照射する、いわゆる斜め露光を行う例を示している。
次に、図１１（ｄ）に示すように、フォトレジスト９１の現像を行い、形成したレジストパターンをマスクとして金属膜９０をパターニングし、駆動電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと検出電極２２ａ、２２ｂ、ＧＮＤ電極２２ｃとを形成する。
次に各電極の接続例を説明する。
図１２は、電極形成工程によって振動脚である駆動脚１１、１２と検出脚１３とに形成される電極の接続の一例を示す図である。駆動脚１１の主平面である対向する２面に駆動電極２０ａ、２０ｂが形成され、駆動脚１２の主平面である対向する２面に駆動電極２１ｃ、２１ｄが形成されている。また、駆動脚１１の側面である対向する２面に駆動電極２１ａ、２１ｂが形成され、駆動脚１２の側面である対向する２面に駆動電極２０ｃ、２０ｄが形成されている。
これらの駆動電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、それぞれ電気的に接続されて駆動電極端子２０として外部に出力している。また、駆動電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄも、それぞれ電気的に接続されて駆動電極端子２１として外部に出力している。
また、検出脚１３には、その角の部分に対となる検出電極２２ａ、２２ｂが形成され、それぞれ検出電極端子２２、２３として外部に出力している。また、検出電極２２ａ、２２ｂに対向する面のＧＮＤ電極２２ｃは、ＧＮＤ電極端子２４として外部に出力しており、図示しない回路のＧＮＤ（０Ｖ）に接続している。もちろん、図１２に示す電極構造または電極同士の接続構造は、これに限定されず、水晶振動子の仕様に応じて任意に決定することができる。
なお、以上の説明に用いた図９、図１０、図１１、図１２に示す例では、駆動脚１１、１２と検出脚１３とのそれぞれの側面は、前述した如く、残渣によって平面ではないが、図示しやすいように残渣の形状を省略している。
次に、図１３を用いて漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）を説明する。
図１３は、漏れ量測定工程を実施するための漏れ量測定システムの一例を示している。図１３において、７ａ〜７ｆは水晶振動子片である。
水晶振動子片７ａ〜７ｆが形成された水晶ウェハ１は、ＸＹステージ６０に載せられ固定されている。６１は複数の電極端子６２を有するプローブであり、ＸＹステージ６０の上部に配設されている。このプローブ６１の電極端子６２は、水晶ウェハ１の水晶振動子片７ａ〜７ｆに形成される駆動電極端子２０、２１と検出電極端子２２、２３（図１２参照）、ＧＮＤ電極端子２４に電気的に接触する。
また、制御部６３は漏れ量測定を制御し、プローブ６１と接続ケーブル６４とを介して接続されている。駆動部６５は、制御部６３からの制御信号に基づいてＸＹステージ６０を駆動し、水晶ウェハ１をＸ方向、又はＹ方向に移動して、プローブ６１が全ての水晶振動子片のそれぞれの電極に接触できるように動作する。また、制御部６３と接続されたメモリ６６には、制御部６３によって、水晶ウェハ１のすべての水晶振動子片７の漏れ量情報が、それぞれの水晶振動子片の位置情報と共に記憶される。
次に、漏れ量測定システムの動作を説明する。図１３において、制御部６３は駆動部６５に制御信号を送ってＸＹステージ６０を駆動し、水晶ウェハ１に形成される所定の水晶振動子片７ａ〜７ｆの電極がプローブ６１の直下に位置するように水晶ウェハ１を移動させる。図１３に示す例では、水晶振動子片７ｆがプローブ６１の真下に位置している。
次に、プローブ６１は図示しない昇降手段によって降下し、電極端子６２が水晶振動子片７ｆの電極に接触する。
次に、制御部６３は、水晶振動子片７ｆを振動させる駆動信号を接続ケーブル６４を介してプローブ６１に送り、水晶振動子片７ｆの駆動電極端子２０、２１に駆動信号が供給されて水晶振動子片７ｆは振動を開始する。
次に、制御部６３は、水晶振動子片７ｆの検出電極端子２２、２３から検出信号をプローブ６１を介して入力し、この検出信号から漏れ信号成分を検出して、その漏れ量を水晶振動子片７ｆの位置関係情報と共にメモリ６６に記憶する。即ち、この漏れ量測定工程の測定結果は、測定した水晶振動子片の漏れ量と、その水晶振動子片の位置関係情報と、で構成されている。なお、水晶振動子片の位置関係情報は、ＸＹステージ６０の所定の原点からのＸ軸位置、Ｙ軸位置として計測される位置情報である。また、漏れ量測定は当然であるが角速度を印加しない状態で行われる。
次に、制御部６３は、ひとつの水晶振動子片の漏れ量測定が終わったならば、駆動部６５に制御信号を送ってＸＹステージ６０を駆動し、隣に位置する水晶振動子片の電極がプローブ６１の直下に位置するように水晶ウェハ１を移動させる。例えば、水晶振動子片７ｆの測定が終了したならば、隣の水晶振動子片７ｅがプローブ６１の真下に位置するようにＸＹステージ６０を駆動する。
以降、水晶ウェハ１に形成される水晶振動子片を順次駆動して漏れ量を測定し、水晶振動子片７ａ〜７ｆの個々の漏れ量と位置関係情報とをメモリ６６に記憶する。この場合、メモリ６６には、６つの水晶振動子片の漏れ量と、それに対応した６つの水晶振動子片の位置関係情報と、が記憶される。
なお、水晶ウェハ１に設けてある水晶振動子片の全ての漏れ量を測定しなくてもよい。例えば、水晶振動子片７ａを測定し、その漏れ量が、水晶振動子片７ｂ〜７ｆの漏れ量だと仮定することも可能である。このような仮定は、過去に測定した水晶ウェハや他の水晶ウェハの情報、例えば、水晶ウェハ１の膜厚や外形形成工程（ステップＳＴ１）のエッチング条件などを用いることでなすことができる。この場合、メモリ６６には、１つの水晶振動子片の漏れ量と、６つそれぞれの水晶振動子片の位置関係情報と、が記憶される。
また、水晶ウェハ１に設けてある水晶振動子片をグループに分けて漏れ量を測定してもよい。例えば、隣り合う水晶振動子片７ａ、７ｂ、７ｃを測定し、これらが同じ漏れ量だったならば、水晶振動子片７ｄ、７ｅ、７ｆも同じ漏れ量だと予測し、水晶振動片７ｄを測定した時点で水晶振動片７ｅ、７ｆも同じ漏れ量だと仮定することも可能性である。つまり、水晶振動子片を、水晶振動子片７ａ、７ｂ、７ｃと水晶振動子片７ｄ、７ｅ、７ｆとの２つのグループに分けるのである。このような仮定やグループ分けは、上述の例と同じく、過去に測定した水晶ウェハや他の水晶ウェハの情報を用いて傾向を分析するなどしてなすことができる。この場合、メモリ６６には、グループ分けされた水晶振動子片の情報と、そのグループごとの水晶振動子片の漏れ量と、水晶振動子片の位置関係情報と、が記憶される。
さらにまた、水晶ウェハ１に設けてある水晶振動子片を選択する、いわゆる抜き取り測定を行ってもよい。例えば、水晶ウェハ１に設けてあるいずれかの水晶振動子片１つまたは、予め決められた個数の水晶振動子片をランダムに選んで測定し、その平均値を水晶ウェハ１の漏れ量として記憶してもよいのである。この場合、メモリ６６には、選択して測定した個数の水晶振動子片の漏れ量と、６つの水晶振動子片の位置関係情報と、が記憶される。
次に、電極加工工程（ステップＳＴ４）を説明する。
この電極加工工程は、前述の漏れ量測定工程で取得した水晶ウェハ１の各々の水晶振動子片７ａ〜７ｆの漏れ量と位置関係情報に基づき、レーザ光を照射して電極の一部を除去する電極加工システムによって実施される。
この電極加工システムは、一例として基本的には図１３で示した漏れ量測定システムのプローブ６１の替わりにレーザ照射器が配置される構成であるので、図１３を参照して説明する。この電極加工システムでは、制御部６３によって駆動部６５を制御してＸＹステージ６０を駆動し、ＸＹステージ６０上の各々の水晶振動子片７の駆動脚の電極をレーザ照射器（図示せず）からのレーザ光によって加工する。レーザは、例えば、ＹＡＧレーザを用いることができる。
図１４は、水晶振動子片７の上面図であり、図１３に示す水晶振動子片７ａ〜７ｆのいずれかを示すものである。なお、以後の説明で水晶振動片を説明するときは、簡略化して水晶振動子片７と称する。そして、上述のレーザ照射器から駆動電極にレーザ光が照射され、駆動電極の一部が除去された一例を示している。図１４に示す例では、レーザ光をスポット状の円形状にして照射している。
駆動脚１１の主平面に形成される駆動電極２０ａと、同じく駆動脚１２の主平面に形成される駆動電極２１ｃとの先端付近に、スポット状のレーザ光を連続して照射し、電極の幅方向の一方の端部が、電極の長手方向に連続して除去される。この電極が除去された部分は、水晶振動子片７の水晶表面が露出し、略長方形状の調整エリア３０が形成される（図１４にて破線で示すエリア）。この調整エリア３０が形成されることによって、その部分で残された電極幅Ｗ２は、図示するように調整エリア３０が形成されていない電極幅Ｗ１より狭くなる。
そして、水晶の表面が露出した調整エリア３０は、後の工程であるバランス調整工程による再エッチングによって表面が溶解し、駆動脚１１、１２の断面形状が調整されて漏れ振動が抑制される。
なお、図１４に示す例では、レーザ光を照射して除去する電極の部分（調整エリア３０）は、図面向かって左側の端部に設ける例を示したが、これは一例である。しかしながら、このレーザ光を照射して除去する電極の部分は、駆動脚１１、１２の幅方向にずれていなければならない。例えば、レーザ光を照射して除去する電極の部分の平面からみた幅方向の略中心は、駆動脚１１、１２の幅方向の略中心より、この駆動脚の幅方向にずれて設けるのである。また、レーザ光を照射して除去する電極の部分の形状が平面で見たときに長方形状であったとしたならば、その部分は、図１４に示す例のように、駆動脚１１、１２の幅方向の略中央と幅方向の端部との間に入るように設けてもよい。
即ち、この電極加工工程により形成された電極をマスクとして、ステップＳＴ５のバランス調整工程にて水晶をエッチングしてバランス調整するのであるから、調整エリア３０は、駆動脚１１、１２がエッチングにより水晶振動子のバランスが変わるような部分に設けなくてはならない。
図１５は、調整エリア３０が電極加工工程によってどのように形成されるかを説明するための説明図である。
ここで、水晶振動子片７の基部１４に近い領域を第１領域及び第１領域よりも振動脚の先端方向を第２領域として定義した。調整エリア３０が第１領域に形成されると、その領域は基部１４に近いので駆動脚１１、１２の振動に対する影響が大きい。また、調整エリア３０が第２領域に形成されると、その領域は駆動脚１１、１２の先端付近であるので、駆動脚１１、１２の振動に対する影響は比較的小さい。なお、図１５における調整エリア３０は簡略化して長方形状として示しているが、図１４に示す例のように、電極に対してレーザ光をスポット状の円形状にして連続して照射したときは、連続した円形状に電極が除去されたエリアとなる。
図１５（ａ）は、水晶振動子片７の漏れ量が少ない場合に加工される調整エリア３０を示している。即ち、水晶振動子片７の漏れ量が少ない場合は、水晶振動子片７は少しだけ調整されればよいので、調整エリア３０は図示するように駆動脚１１、１２の主平面の第２領域の一部に形成されて、その部分の駆動電極２０ａ、２１ｃの電極幅が狭くなる。このように、影響が比較的小さい第２領域に調整エリア３０を形成することで、少ない漏れ量に対応して微細な電極加工が行えるので、高精度に漏れ量を調整することができる。
図１５（ｂ）は、水晶振動子片７の漏れ量が中程度である場合に加工される調整エリア３０を示している。ここで、水晶振動子片７は中程度に調整される必要があるので、調整エリア３０は図示するように駆動脚１１、１２の主平面の第２領域のほぼすべてに形成されて駆動電極２０ａ、２１ｃの電極幅が狭くなる。これにより、中程度の漏れ量が調整されるので、漏れ振動を抑制することができる。
図１５（ｃ）は、水晶振動子片７の漏れ量がやや大きい場合に加工される調整エリア３０を示している。ここで、水晶振動子片７は、大きく調整される必要があるので、調整エリア３０は図示するように駆動脚１１、１２の主平面の第１領域の一部に形成されて駆動電極２０ａ、２１ｃの電極幅が狭くなる。これにより、やや大きい漏れ量が調整されるので、漏れ振動を抑制することができる。
図１５（ｄ）は、水晶振動子片７の漏れ量がかなり大きい場合に加工される調整エリア３０を示している。ここで、水晶振動子片７は、かなり大きく調整される必要があるので、調整エリア３０は図示するように駆動脚１１、１２の主平面の第１領域と第２領域との両方に形成されて駆動電極２０ａ、２１ｃの電極幅が狭くなる。これにより、かなり大きい漏れ量が調整されるので、漏れ振動を抑制することができる。
このように、電極加工工程は、漏れ量測定工程で得た各々の水晶振動子片７の漏れ量情報と位置関係情報とに基づいて、調整エリア３０の加工領域とその加工量とを決定し、レーザ光によって駆動脚１１、１２の電極を加工する工程である。
なお、調整エリア３０は、図１５の図面上で検出脚１３に近い側の偏った領域に形成されているが、水晶振動子片７の裏面の駆動電極２０ｂ、２１ｄ（図１２参照）では、反対に検出脚１３から遠い側の偏った領域に形成される。この調整エリア３０の偏り方向は、主軸の傾き方向に応じて決定されるが、その詳細な説明は後述する。また、図１５において調整エリア３０は、水晶振動子片７の主平面から側面にまたがるように、駆動脚の角部に形成する例を示したが、調整エリア３０は主平面にのみ形成されてもよい。
また、水晶ウェハ１の裏面にレーザ光を照射して加工する場合は、水晶ウェハ１を電極加工システムのＸＹステージ６０に裏返しにして載せるか、または、ＸＹステージ６０をレーザ光の妨げにならない構造にして、ＸＹステージ６０の裏側から水晶ウェハ１にレーザ光を照射すればよい。
次に、図１６に基づいてバランス調整工程（ステップＳＴ５）を説明する。
このバランス調整工程は、電極加工工程で駆動脚１１、１２の駆動電極が所定形状に加工された後、この加工された駆動電極をマスクにして水晶ウェハ１を再び一括エッチングして水晶振動子片７の駆動脚１１、１２の断面形状を修正して振動のバランス調整を行い、漏れ量を調整して水晶振動子片７の漏れ振動を抑制する工程である。
図１６は水晶ウェハ１に形成された水晶振動子片７の一方の駆動脚１１の断面の一例であり、図１２に示す方向と同一の方向から見た図である。
水晶ウェハ１をエッチング加工してできた水晶振動子片７の振動脚には残渣があり、且つ、水晶ウェハ１から水晶振動子片７を切り出すためのエッチングマスクが上下で位置ずれ量ｅだけずれた（裏面マスクが図面上右側にずれた）と仮定すると、駆動脚１１の断面は図示するように上下非対称となり、駆動脚１１の主軸３５（破線で示す）はＸ軸に平行にならずズレ角θ１を持つ。（このような駆動脚の形状については、図４を用いて説明した従来技術の水晶振動子の駆動脚２０１の断面と類似する。）これにより、駆動脚１１は斜め振動となって漏れ振動が発生する。
前述した漏れ量測定工程は、この漏れ振動を検出して漏れ量を測定し、電極加工工程は駆動脚１１の主平面の表面と裏面に形成されている駆動電極２０ａ、２０ｂの一部を加工して調整エリア３０ａ、３０ｂが形成される。このバランス調整工程では、水晶ウェハ１を再びエッチング液に浸漬して一括エッチングを行い、調整エリア３０ａ、３０ｂで露出した水晶振動子片７の表面および裏面がエッチング除去されて（図１６に示す破線部分）、その部分の駆動脚１１の厚みが僅かに減少する。調整エリア３０ａ、３０ｂの水晶がエッチング除去されることによって、上下非対称となった断面形状が補正され、主軸３５は主軸３５´（実線）のように修正されて漏れ振動が抑制される。
また、駆動脚１１の主平面の表面である駆動電極２０ａ側の調整エリア３０ａは、駆動電極２０ａの図面上左側に偏って形成され、駆動脚１１の主平面の裏面である駆動電極２０ｂ側の調整エリア３０ｂは、駆動電極２０ｂの図面上右側に偏って形成される。
ここで、調整エリア３０ａ、３０ｂを、駆動脚１１の主平面の表面と裏面とに形成する理由は、水晶振動子片７がＺ´方向に特異的に速い速度でエッチングされる水晶の特性を利用する為である。この特性により、主平面に形成された調整エリア３０ａ、３０ｂは、バランス調整工程の再エッチングによって短時間でＺ´方向にエッチングが進行し、断面形状が修正される。
また図１６では、調整エリア３０ａ、３０ｂを駆動脚１１の主面から側面にまたがるように、駆動脚の角部に形成する例を示したが、もちろん、調整エリア３０ａ、３０ｂを主面のみに設けてもよい。
ここで、調整エリアによるエッチング除去部分の位置関係をまとめて述べると、図１６において調整エリア３０ａ、３０ｂは、駆動脚１１の振動軸中心を原点Ｐとし、この原点Ｐを通り直交する２つの軸ｘ、ｙで定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点Ｐを挟み対象となる象限に設けるように加工され形成される。これにより、調整エリア３０ａ、３０ｂによるエッチング除去量は、原点Ｐを挟み対象となる象限のエッチング除去量が等しく、隣り合う象限のエッチング除去量が異なるように加工される。
図１６に示す調整エリア３０ａ、３０ｂは、一例として第２象限と第４象限とに形成されるが、表面マスクが裏面マスクに対して左方向にずれて形成されていたためであり、ずれて偏って形成された水晶部分を打ち消すように、調整エリア３０ａ、３０ｂを第２象限と第４象限に形成することで、その主軸３５の傾きを修正することができるからである。
図１７はエッチングマスクが図１６とは逆方向に、即ち、裏面側のマスクが図面上左側に位置ずれ量ｅだけずれた場合を示す水晶振動子片７の駆動脚１１の断面図である。
この場合は、図示するようにずれて偏って形成された水晶部分を打ち消すように、調整エリア３０ａ、３０ｂを第１象限と第３象限とに形成すればよい。即ち、第１象限と第３象限とに形成された調整エリア３０ａ、３０ｂの水晶がエッチング除去されることによって、上下非対称となった断面形状が補正され、依然として断面形状は上下非対称であるが、主軸３５は主軸３５´（実線）のように修正されて漏れ振動が抑制される。
すでに説明した例では、漏れ量の大きさに基づいて調整エリアの領域と範囲とを変えて漏れ振動の調整を行ったが、この調整方法に限定されるものではなく、例えば、調整エリアの領域と範囲とを限定し、漏れ量の大きさに基づいてエッチング量を加工時間に換算して、振動脚のエッチング除去量を決定するようにしてもよい。
図１８はエッチング量を加工時間に換算して行う調整方法の一例を説明するための図である。
図１８において、調整エリア３０ａ、３０ｂの破線で示すエッチング深さＫ１、Ｋ２は、エッチングでの加工時間の違いによる調整エリア３０ａ、３０ｂの深さの違いを示している。ここで、エッチング深さＫ１は再エッチングの加工時間が短い場合であり、エッチング深さＫ２は再エッチングの加工時間が長い場合である。
即ち、漏れ量測定工程での測定の結果、漏れ量が小さければ、再エッチングの加工時間を短く設定してエッチング深さＫ１まで加工し、漏れ量が大きければ、再エッチングの加工時間を長く設定してエッチング深さＫ２まで加工する。これにより、漏れ量に応じてエッチング除去量を調整でき、主軸３５の傾きは主軸３５´（実線）のように修正されて漏れ振動を抑制することができる。なお、漏れ量に基づいた調整を、調整エリアの領域と範囲とを変える方法と、エッチング量を加工時間に換算する方法の両方を取り入れて漏れ振動の調整を行ってもよい。
以下、駆動脚に溝が形成されている水晶振動子片へ、上記の第１の製造方法を適用する場合について説明する。
図１９は、水晶ウェハ１に形成された水晶振動子片７の一方の駆動脚１１の他の例であり、主平面の表と裏に水晶振動子片７の長手方向に沿って複数の溝１５が形成された駆動脚１１の断面図である。
溝１５が形成された水晶振動子は公知であるが、この溝１５の内側に形成される電極１５ａと側面の駆動電極２１ａ、２１ｂの一部が対向することによって水晶振動子に加わる電界が増加し、水晶振動子の駆動力を向上させることができる。図１９では複数の溝１５を設けた例を示したが、単一の溝でもよい。
まず、図１９（ａ）に示す溝１５を有する駆動脚１１の主平面の表面と裏面に、図１９（ｂ）に示すように、電極加工工程によって駆動電極２０ａ、２０ｂの一部を加工して電極を除去し、調整エリア３０ａ、３０ｂを形成する。
次に、図１９（ｃ）に示すように、バランス調整工程によって水晶ウェハ１を再びエッチング液に浸漬して一括エッチングを行い、調整エリア３０ａ、３０ｂで露出した駆動脚１１の表面および裏面をエッチング除去して（破線部分）、その部分の駆動脚１１の厚みを僅かに減少させる。この調整エリア３０ａ、３０ｂの水晶がエッチング除去されることによって、上下非対称となった断面形状が補正され、漏れ振動が抑制される。
調整エリア３０ａ、３０ｂは、図示するように、溝１５から駆動脚１１の端部（角部）に至る領域に形成されることが好ましいが、幅方向に制限のある場合には、中央部分まで調整エリアとして利用することもできる。また、調整エリア３０ａ、３０ｂの位置は、図１６及び図１７に示すように、ずれて偏って形成された水晶部分を打ち消すように主軸の傾きに応じて形成する。
図２０は、複数の溝１５が形成された駆動脚１１の他の部分を調整エリアとした場合を示した図である。
まず、図２０（ａ）に示す溝１５を有する駆動脚１１の主平面の表面と裏面に、図２０（ｂ）に示すように、電極加工工程によって溝１５の内側の駆動電極２０ａ、２０ｂの一部を加工して電極を除去し、調整エリア３０ａ、３０ｂを形成する。
次に、図２０（ｃ）に示すように、バランス調整工程によって水晶ウェハ１を再びエッチング液に浸漬して一括エッチングを行い、調整エリア３０ａ、３０ｂで露出した駆動脚１１の表面および裏面をエッチング除去して（破線部分）、その部分の駆動脚１１の厚みを僅かに減少させる。この調整エリア３０ａ、３０ｂの水晶がエッチング除去されることによって、上下非対称となった断面形状が補正され、漏れ振動が抑制される。
図２０に示すように、溝１５の内側の駆動電極２０ａ、２０ｂの一部を加工して電極を除去し、調整エリア３０ａ、３０ｂを形成した場合には、効き量が小さいので微調整を行うのに適している。なお、図１９に示すように、溝１５の外側に調整エリアを形成するのと併用して、図２０に示すように、溝１５の内側に調整エリアを形成するようにしても良い。
図８に示す水晶振動子の製造方法では、ステップＳＴ６において測定した漏れ量がステップＳＴ７で規定値以内ではない場合には、常に、所定の手順を繰り返すこととなる。そこで、図８のステップＳＴ３〜ＳＴ７を予め定められた手順で行う製造方法について以下に説明する。
図２１は、図８に示すステップＳＴ３〜ＳＴ７を他の工程により置き換えた水晶振動子の製造方法を示すフローチャートである。
図８のステップＳＴ２の後、水晶ウェハに形成された各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の初期漏れ量を測定する初期漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ１０）。漏れ量測定工程は、図８のステップＳＴ３と同様に、図１３に示す漏れ測定システムを利用して実施される。
次に、初期漏れ量測定工程で得た測定結果に基づいて、第１バランス調整工程、第２バランス調整工程共に完了したときに、測定された漏れ量がゼロとなることを目標として、調整エリア３０に対して、各々の水晶振動子片の電極を所定形状に加工する第１電極加工工程が実施される（ステップＳＴ１１）。第１バランス調整工程と第２バランス調整工程のエッチング時間が同じ場合は、第１バランス調整工程終了時の漏れ量目標値は、初期漏れ測定量の１／２である。第１電極加工工程は、目標値が異なるだけで、図８のステップＳＴ４と同様の方法によって実施される。
次に、第１電極加工工程で所定形状に加工された電極をマスクにして水晶ウェハを一括エッチングする第１バランス調整工程が実施される（ステップＳＴ１２）。第１バランス調整工程は、図８のステップＳＴ４と同様の方法によって実施される。
次に、水晶ウェハに形成された各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の２次漏れ量を測定する２次漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ１３）。漏れ量測定工程は、図８のステップＳＴ３と同様に、図１３に示す漏れ測定システムを利用して実施される。
次に、２次漏れ量測定工程で得た測定結果に基づいて、漏れ量をゼロとすることを目標として、調整エリア３０に対して、各々の水晶振動子片の電極を所定形状に加工する第２電極加工工程が実施される（ステップＳＴ１４）。第２電極加工工程は、目標値が異なるだけで、図８のステップＳＴ４と同様の方法によって実施される。
次に、第２電極加工工程で所定形状に加工された電極をマスクにして水晶ウェハを一括エッチングする第２バランス調整工程が実施される（ステップＳＴ１５）。第２バランス調整工程は、図８のステップＳＴ４と同様の方法によって実施される。
次に、第２バランス調整工程が実施された水晶ウェハ上の各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の漏れ量を測定する最終漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ１６）。
次に、ステップＳＴ１６の最終漏れ量測定工程で得た測定結果に基づいて、漏れ量が規定値以内であるかを判定し（ステップＳＴ１７）。肯定判定（漏れ量が規定値以内）であれば、水晶振動子の漏れ振動が無視できる程度に抑制されたので、漏れ振動調整を終了する。また、否定判定（漏れ量が規定値以上）であれば、個別処理やその振動子を利用しないようにする廃棄処理等を行う。
図２２は、図２１に示すフローチャートの実施経過を説明するための一例を示す図である。
ステップＳＴ１０における初期漏れ量がＶ（ｍＶ）であった場合、第１バランス調整工程によって目標とする漏れ量をＶ／２に設定して、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ１の間エッチング処理を行う。図２２の場合、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ１間の間隔と時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２間の間隔を、１：１に設定したため目標とする漏れ量はＶ／２となるためである。次に、ステップＳＴ１３において（時刻Ｔ１）、２次漏れ量を測定する。
図２２において、折れ線４０（点線）は、時刻Ｔ１における２次漏れ量が誤差によりＶ／２より大きくなってしまった場合である。この場合、漏れ量調整速度が遅いので、第２バランス調整工程においてより漏れ量調整の効き量が多くなるように第２電極加工工程（ＳＴ１４）で第１電極加工と同方向に加工する調整を行い、最終的に漏れ量がゼロになるように調整を進める。逆に、図２２において、折れ線４１（一点鎖線）は、時刻Ｔ１における２次漏れ量が誤差によりＶ／２より小さくなってしまった場合である。この場合、漏れ量調整速度が速いので、第２バランス調整工程において漏れ量調整の効き量が少なくなるように第２電極加工工程（ＳＴ１４）で第１電極加工と逆方向に加工する調整を行い、最終的に漏れ量がゼロになるように調整を進める。
次に、ステップＳＴ１６において（時刻Ｔ２）、最終漏れ量測定を行って、最終的な漏れ量の誤差が、規定値以内か否かの判断を行うこととなる。
このように、図２１及び図２２に示した製造方法では、２段階で、漏れ量の調整を行うので、簡易且つ容易に、最終的な漏れ量を、規定値以内に調整し易い。なお、図２１及び図２２に示した例では、第１のバランス調整工程と第２のバランス調整工程におけるエッチング時間を同じに設定したが（時刻Ｔ０〜Ｔ１と時刻Ｔ１〜Ｔ２の間隔を同じに設定）、そのような条件以外に設定するようにしても良い。
図２３は、図２１に示すフローチャートの実施経過を説明するための他の例を示す図である。
ステップＳＴ１０における初期漏れ量がＶ（ｍＶ）であった場合、第１バランス調整工程によって目標とする漏れ量をＶ／４に設定して第１電極加工工程を行い、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ１の間第１バランス調整工程のエッチング処理を行う。図２３の場合、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ１間の間隔と時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２間の間隔を、３：１に設定した。次に、ステップＳＴ１３において（時刻Ｔ１）、２次漏れ量を測定する。
図２３において、折れ線４０（点線）は、誤差により時刻Ｔ１における２次漏れ量がＶ／４より大きくなってしまった場合である。この場合、漏れ量調整速度が遅いので、第２バランス調整工程においてより漏れ量調整効き量が多くなるように第２電極加工工程で第１電極加工と同方向に電極加工する調整を行い、最終的に漏れ量がゼロになるように調整を進める。逆に、図２３において、折れ線４１（一点鎖線）は、時刻Ｔ１における２次漏れ量が誤差によりＶ／４より小さくなってしまった場合である。この場合、漏れ量調整速度が速いので、第２バランス調整工程において漏れ量調整効き量が少なくなるように第２電極加工で第１電極加工と逆方向に電極加工する調整を行い、最終的に漏れ量がゼロになるように調整を進める。
次に、ステップＳＴ１６において（時刻Ｔ３）、最終漏れ量測定を行って、最終的な漏れ量の誤差が、規定値以内か否かの判断を行うこととなる。
図２３の場合では、第１電極加工工程及び第１バランス調整工程において、全体の調整の内の３／４を終了させており、第２電極加工工程及び第２バランス調整工程で、残りの１／４の調整を完了させるように設定した。既に、多くの経験的データが蓄積され、第１バランス調整後の誤差（点線４０や点線４１）が大きくない場合には、全体の調整の内の３／４の終了時点（時刻Ｔ１）後において、大きな再調整が必要ないため、図２３のように設定を行った方が、より正確に最終的な漏れ量を、規定値以内に調整し易い。第２バランス調整工程による誤差は第２バランス調整工程の長さに従い大きくなるためである。Ｔ１における誤差がさらに小さいと見積もられる場合には、全体の調整の３／４にとどまらず、よりＴ２に近いところにＴ１を設定してもよい。
図２４は、調整の具体例を示す図である。
具体的な調整例を、図２５に示す水晶振動子片７を用いて以下に説明する。なお、図２４に示す６つの例は、全て、第１バランス調整工程と第２バランス調整工程におけるエッチング時間を１：１に設定した場合（図２２参照）を示している。
例えば、素子番号３の水晶振動子片では、初期漏れ量測定工程（ＳＴ１０）における初期漏れ量が１５００ｍＶであった。そこで、第１電極加工工程において、各振動脚１１及び１２の左側の調整領域（図２５の３１ａ参照）の、根元位置（図２５の３１参照）から２６０μｍ〜５９１μｍの部分をトリミングして（ＳＴ１１）、エッチング処理を行った（ＳＴ１２）。
次の２次漏れ量測定工程（ＳＴ１４）における２次漏れ量が１２００ｍＶであった。第１バランス調整工程と第２バランス調整工程におけるエッチング時間を１：１に設定していることを考慮すると、このままエッチング処理を進めると、最終漏れ量が９００ｍＶ（図２２のＥ４０参照）となると予想される（１／２目標値は７５０ｍＶ）。そこで、第２バランス調整における誤差分の漏れ調整量が９００ｍＶ（漏れ調整量は１２００ｍＶ）となるように、第２電極加工工程（ＳＴ１４）において、各振動脚１１及び１２の左側の調整領域（図２５の３１ａ参照）の、根元位置（図２５の３１参照）から６１８〜１２００μｍの部分をトリミングして（ＳＴ１４）、エッチング処理を行った（ＳＴ１５）。
この結果、最終漏れ量は、８５ｍＶとなり、規定値内となった。ここで、例えば規定値は±１５０ｍＶとし、ジャイロの特性に影響を与えない範囲である。
図２６は、単位長さ当たりの効き量（ｍＶ／μｍ）と根元位置からの距離（μｍ）の関係を示す図である。
図２６において、例えば、左側の調整位置（図２５の３１ａ参照）において、根元位置から６００μｍにおける単位長さ当たりの効き量は３．４（ｍＶ／μｍ）である。この意味は、この例において、根元位置から６００μｍの位置に直径１μｍビームスポットによってトリミングを行い、所定のエッチング処理（図２２や２３ではＴ０〜Ｔ２までのエッチング）を実施すると、＋３．４ｍＶ分だけ、漏れ量が改善されるという意味である。図２６の関係グラフは、図２５に示す水晶振動子片について実験により求めたものである。
第１電極加工工程（ＳＴ１１）におけるトリミング位置は、図２６に示す関係グラフの定積分値が、初期漏れ量と一致するように設定する。上述した素子番号３の水晶振動子片の例では、図２６の斜線４２の部分が初期漏れ量１５００ｍＶに対応する。また、第２バランス調整工程で調整される誤差分９００ｍＶは、Ｔ１〜Ｔ２の間に調整されるわけなので、Ｔ０〜Ｔ２に換算すると１８００ｍＶ分の電極加工が第２電極加工工程では必要である。斜線４３の部分が調整誤差１８００ｍＶに対応する。
このようにして、第１電極加工工程（ＳＴ１１）におけるトリミング位置及び第２電極加工工程（ＳＴ１４）におけるトリミング位置を決定することが可能となる。
図２７は、図８に示すステップＳＴ３〜ＳＴ７を他の工程により置き換えた水晶振動子の他の製造方法を示すフローチャートである。
図８のステップＳＴ２の後、水晶ウェハに形成された各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の初期漏れ量を測定する初期漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ１０）。漏れ量測定工程は、図８のステップＳＴ３と同様に、図１３に示す漏れ測定システムを利用して実施される。
図２７におけるＳＴ１１〜ＳＴ１５、ＳＴ１６及びＳＴ１７は、図２１のフローチャートと同じであるので、その説明を省略する。図２１のフローチャートでは、時刻Ｔ２の時点で最終漏れ量を測定して（ＳＴ１６）、規定値以内か否かの判断を行った（ＳＴ１７）。
しかしながら、図２７に示す製造方法では、更に、水晶ウェハに形成された各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の３次漏れ量を測定する３次漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ２０）。漏れ量測定工程は、図８のステップＳＴ３と同様に、図１３に示す漏れ測定システムを利用して実施される。
第１電極加工工程のトリミング量、第１バランス調整工程のエッチング時間、第２電極加工工程のトリミング量は同じであるが、第２バランス調整工程のエッチング時間は図２１のフローチャートに示す例に比べて図２７に示す例では短い時間にして３次漏れ量測定工程を行う（ＳＴ２０）。
次に、３次漏れ量測定工程で得た測定結果に基づいて、第３バランス調整工程のエッチング時間が決定される（ＳＴ２１）。ここでは、あとどのくらいエッチング処理を行えば、漏れ量がなくなるかのエッチング時間が決定されることとなる。ウェハ処理の場合、あとどのくらいエッチング処理を行えば漏れ量の少ない素子が数多く得られるかのエッチング時間を決定することとなる。これは、第２バランス調整工程における誤差の影響を低減するために行われる。
次に、第１電極加工工程（ＳＴ１１）及び第２電極加工工程（ＳＴ１４）の様なトリミングは行わずに、それ以前に加工された電極をマスクにして水晶ウェハを一括エッチングする第３バランス調整工程が実施される（ステップＳＴ２２）。
図２８は、図２７に示すフローチャートの実施経過を説明するための一例を示す図である。
ステップＳＴ１０における初期漏れ量がＶ（ｍＶ）であった場合、図２８の場合、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ１間の間隔と時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２間の間隔を、１：１に設定したので、第１電極加工工程及び第１バランス調整工程によって目標とする漏れ量をＶ／２に設定して、時刻Ｔ０〜時刻Ｔ１の間エッチング処理を行う。
次に、ステップＳＴ１３において（時刻Ｔ１）、２次漏れ量を測定し、Ｔ２における最終漏れ量（Ｅ１）を予測して調整誤差を算出し、それに基づいて第２電極加工工程（ＳＴ１４）及び第２バランス調整工程（ＳＴ１５）を実施する。ここで、第２バランス調整工程は、Ｔ１〜Ｔ２’（Ｔ２’＜Ｔ２）まで行う。
次に、ステップ２０において（時刻Ｔ２’），３次漏れ量（Ｅ２）を測定し、そのままエッチング処理が進んだ場合に、漏れ量がゼロとなるようなエッチング時間（Ｔ３−Ｔ２’）を決定する（ＳＴ２１）。
次に、ステップＳＴ１６において（時刻Ｔ３）、最終漏れ量測定を行って、最終的な漏れ量の誤差が、規定値以内か否かの判断を行うこととなる。なお、ウェハ処理の場合には、より漏れ量の小さな素子の数が多くなるようなＴ３を求めて第３バランス調整を行う。
このように、図２７及び図２８に示した製造方法では、３段階で、漏れ量の調整を行うので、簡易且つ容易に、最終的な漏れ量を、規定値以内に調整し易い。なお、図２７及び図２８に示した例では、第１のバランス調整工程と第２のバランス調整工程におけるエッチング時間を同じに設定したが（時刻Ｔ０〜Ｔ１と時刻Ｔ１〜Ｔ２の間隔を同じに設定）、そのような条件以外に設定するようにしても良い。
本発明の第１の製造方法において、調整エリアによるエッチング除去部分を主軸の傾きに応じて駆動脚の断面に対して偏らせて形成することで、駆動脚の主軸の傾きを修正して漏れ振動を抑制することができる。また、上記の説明は、駆動脚１１について説明したが、駆動脚１２についても同様である。
本発明の第１の製造方法において、バランス調整工程（ステップＳＴ５）は、図８のフローチャートで示すように、漏れ量が大きい場合などにおいては、規定値以内に収まるまで繰り返し実行されるが、最初の漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）で、大きな漏れ量が測定されたならば、最初の電極加工工程（ステップＳＴ４）では、駆動脚の振動に対する影響が大きい第１領域の電極を加工して調整エリアを形成するとよい。これにより、最初のバランス調整工程での調整量を大きくできるので、バランス調整工程の繰り返し回数を減らして、製造工数の削減を実現できる。
本発明の第１の製造方法において、調整エリアは、駆動脚１１の表面の調整エリア３０ａと、裏面の調整エリア３０ｂと、の両面に形成されているが、これに限定されず、漏れ量が少ない場合は、表面または裏面のどちらか一方に調整エリア３０を形成してもよい。これにより、さらに微細な漏れ量の調整を実現することができる。
本発明の第１の製造方法において、漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）に基づいて電極加工工程（ステップＳＴ４）とバランス調整工程（ステップＳＴ５）とが実行されるが、測定された漏れ量に対して少なめの調整エリアの加工と少なめのバランス調整（エッチング加工）を行って、電極加工工程とバランス調整工程をある程度繰り返すようにしてもよい。これは、測定された漏れ量に対してバランス調整量がオーバーすると、オーバーした調整量を調整前に戻すことができないからである。
以上より、本発明の第１の製造方法によれば、水晶振動子の外形形成後に、再エッチングによって振動脚を加工して漏れ量を調整し、漏れ振動を抑制することができる。これにより、水晶振動子に余分な外力を加えることなく漏れ振動の調整ができるので、水晶振動子の歩留まり低下、信頼性低下等を招くことが無く、安定して正確に漏れ振動を調整する水晶振動子の製造方法を提供できる。
また、本発明の第１の製造方法によれば、漏れ量の測定結果に基づいて電極が加工されて調整エリアによるエッチング除去部分が形成され、その電極をマスクにして再エッチングが行われるので、高精度で微細な漏れ振動の調整が可能であり、高性能な水晶振動子の製造に大きなメリットがある。
さらに、本発明の第１の製造方法によれば、水晶ウェハに形成された複数の水晶振動子に対して、再エッチングによって一括して漏れ振動調整するので、調整工数を大幅に削減できると共に、ばらつきが少なく性能が均一で安定した特性の水晶振動子を効率よく製造することができる。
図２９は、本発明に係る水晶振動子の第２の製造方法の工程を説明するためのフローチャートである。
図２９に示す第２の製造方法の特徴は、水晶振動子の漏れ振動を予め見積もって、振動脚に形成する電極に予め特徴付けを行い、再エッチングによって漏れ振動の粗調整を行うことである。なお、図２９に示す第２の製造方法は、前述した製造方法に対して一部が異なるだけであるので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
図２９に示すステップＳＴ３〜ステップＳＴ７は、図８に示すステップと同一であるので、ここでの説明は省略する。図２９に示す第２の製造方法では、外形形成工程（ステップＳＴ１´）、電極形成工程（ステップＳＴ２´）、粗調整工程（ステップＳＴ３０）、漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）の順で工程が進み、漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）以降は、図８に示すステップと同様である。
図２９に示す外形形成工程（ステップＳＴ１´）は、基本的に図８に示す外形形成工程（ステップＳＴ１）と同様であるが、水晶ウェハ１から複数の水晶振動子片７を形成するために用いられる耐エッチング用マスク部材が、前述した図５のように、片側のみのマスクであるか、又は、一方のマスクを基準パターンとして他方のマスクを幅広く形成した点が異なっている。この外形形成工程では、基準パターンとなるマスク側からのみ、水晶ウェハの溶解が進むので、上下のマスクの位置ずれに影響されない水晶振動子片の外形を形成できる。
図５で前述したごとく、水晶のエッチング異方性によって、振動脚の第１側面はＺ´軸に対して約１°の角度を成して形成され、第２側面はＺ´軸に対して約２°の角度を成して形成されるので、その断面は上下非対称となり、主軸１１２はＸ軸と平行にならず、漏れ振動が発生してしまう。
しかしながら、この方法による外形形成では、エッチングマスクの位置ずれの影響がないので、主軸１１２の傾きをエッチング異方性による残渣から予め見積ることができ、これによって漏れ振動の方向も見積ることができる。このように、図２９に示す第２の製造方法は、エッチング異方性などから主軸の傾きが見積ることができる場合に好適な製造方法である。
図３０は、電極形成工程（ステップＳＴ２´）を説明するための説明図である。
前述した如く、外形形成工程（ステップＳＴ１´）で形成された水晶振動子片７は水晶のエッチング異方性によって主軸が傾き、漏れ振動の方向が予め見積ることができる。そこで、図３０に示すように、駆動脚１１、１２に形成する駆動電極２０ａ、２１ｃを、駆動脚１１、１２の幅の中心と、駆動電極２０ａ、２１ｃの振動脚内における幅の中心を所定量ずらして形成する。
即ち、駆動電極２０ａ、２１ｃを予めずらして形成することで、駆動電極２０ａ、２１ｃが駆動脚１１、１２に対して幅方向の一方に偏って形成される。これにより、駆動脚１１、１２の表面には、駆動電極２０ａ、２１ｃに沿った細長い水晶振動子片７の表面が露出するエリアができる。このエリアが、漏れ振動を粗調整する粗調整エリア３１である。
図３１は、図２９における粗調整工程（ステップＳＴ３０）を説明するための説明図である。
粗調整工程では、先の電極形成工程（ステップＳＴ２´）で駆動脚１１、１２に駆動電極２０、２１の偏りによって粗調整エリア３１が形成された後、この駆動電極２０、２１をマスクにして水晶ウェハ１を再び一括エッチングし、水晶振動子片７のバランスの粗調整を行う。
図３１は、図３０に示す水晶振動子片７のＤ−Ｄ´断面を模式的に示した断面図であって、駆動脚１１の部分のみ示すである。この断面形状は従来例として前述した図５の水晶振動子の駆動脚１０１の断面と類似する。即ち、駆動脚１１の断面は水晶のエッチング異方性によって上下非対称であり、主軸３６（破線）はＸ軸に対してズレ角θ２の傾きを持つので、漏れ振動が発生する。
図３１に示す例では、駆動脚１１の主平面に駆動電極２０ａ、２０ｂが形成され、この駆動電極２０ａ、２０ｂの略中心が駆動脚１１の主平面の略中心とずれて形成されている。これにより、駆動脚１１の表面は図面上左側に偏った位置に粗調整エリア３２ａが形成され、また、駆動脚１１の裏面は図面上右側に偏った位置に粗調整エリア３２ｂが形成される。
そして、この粗調整エリア３２ａ、３２ｂで露出した水晶振動子片表面が、粗調整工程によって一括して再エッチングされてエッチング除去されるので、その部分の駆動脚１１の厚みが僅かに減少する（図３１に示す破線部分）。この粗調整エリア３２ａ、３２ｂがエッチング除去されることによって、上下非対称である駆動脚１１の断面形状が修正され、依然として上下非対称ではあるが、主軸３６は主軸３６´（実線）のように傾きが修正されて漏れ振動が抑制される。
ここで、粗調整エリア３２ａ、３２ｂによるエッチング除去部分は、図３１に示す様に、駆動脚１１の振動軸中心を原点Ｐとし、この原点Ｐを通り直交する２つの軸ｘ、ｙで定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点Ｐを挟み対称となる象限に設けるように加工される。これにより、粗調整エリア３２ａ、３２ｂによるエッチング除去量は、原点Ｐを挟み対象となる象限のエッチング除去量が等しく、隣り合う象限のエッチング除去量が異なるように加工される。
また、図３１に示す粗調整エリア３２ａ、３２ｂは、一例として第２象限と第４象限とに形成されるが、これは、図面右下の残渣が図面左下の残渣よりも大きく形成されており、この第４象限部分の水晶およびそれと同等な効果のある第２象限部分の水晶を削ればバランスの調整ができるような形状をしているためである。またもし、左右が逆になるような場合は、図示しないが粗調整エリア３２ａ、３２ｂを、第１象限と第３象限とに形成すれば駆動脚１１の主軸の傾きを修正することができる。
なお、図３１において、粗調整エリア３２ａ、３２ｂは、駆動脚１１の主平面から側面にまたがるように、駆動脚の角部がエッチング除去されるように設けている例を示したが、エッチング除去部分は主平面にのみ設けるようにしてもよい。
また、図３１においては電極形成工程（ステップＳＴ２´）の後に粗調整工程（ステップＳＴ３０）を行う工程になっているが、電極形成工程（ステップＳＴ２´）と粗調整工程（ステップＳＴ３０）との間に漏れ量測定工程を導入し、この漏れ量測定工程で得られた漏れ量に合わせて粗調整工程（ステップＳＴ３０）のエッチング量を調整してもよい。
バランス調整工程におけるエッチング量は、エッチング時間、エッチング液の温度や濃度が重要であるので、これらを適切に管理することが必要である。また、バランス調整工程は、エッチング量を加工時間に換算するだけでなく、エッチング量をエッチング液の温度に換算させて温度を変化させてもよく、または、エッチング量をエッチング液の濃度に換算させてエッチング液の濃度を変化させるなどの方法でもよい。
粗調整工程が終了したならば、図２９に示すように漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）へ進み、前述した第１の製造方法と同様に、漏れ量測定で得た漏れ量情報に基づいて調整エリア３０を形成し、バランス調整工程（ステップＳＴ５）で、再びエッチングを行って更に漏れ量の調整を行う。ここで、第２の実施形態においては、ステップＳＴ３〜ステップＳＴ７の工程は、漏れ量の微調整工程として実施される。
漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）で漏れ量を測定した結果、漏れ量が規定値以内であるならば、次の電極加工工程（ステップＳＴ４）に進まず、漏れ量調整を終了する判定ステップを加えてもよい。これにより、粗調整工程だけで漏れ量が十分少なくなった場合に余分な調整をせずに済むので、製造工数を減らすことができる。また、粗調整だけで安定して漏れ量を調整できることがわかっているならば、漏れ量測定工程（ステップＳＴ３）を省略してもよい。
以上のように本発明に係る第２の製造方法によれば、水晶振動子の漏れ振動がある程度見積もれる場合、予め電極パターンの中心をずらして特徴付けを行い、その電極をマスクとして再エッチングによって漏れ振動の粗調整を行うことできる。これにより、漏れ量を測定することなく漏れ振動の大部分を水晶ウェハとして一括して調整できるので、後工程の微調整工程を簡略化でき、調整工数の少ない水晶振動子の製造方法を実現することができる。この結果、コストが安く、高精度に漏れ振動が調整された水晶振動子を提供することができる。
図３２は、本発明の第３の製造方法で製造される水晶振動子の一例を示す図である。
図３２は水晶振動子１１０を模式的に示した斜視図であり、説明に関係のない部分、例えば、水晶振動子をパッケージなどの封止部材に封止する際に導電性接着剤等を付着させる固定部分などは省略してある。
水晶振動子１１０は、すでに説明した例と同様に水晶ウェハからエッチング加工によって切り出されて形成されるものである。水晶振動子１１０は、振動型ジャイロセンサとして用いられる振動子であり、振動脚として２本の駆動脚１１１、１１２と１本の検出脚１１３とを有する三脚音叉型振動子である。なお、水晶振動子１１０は、三脚音叉型に限定されず、例えば、二脚音叉型やＴ型音叉、Ｈ型音叉などでもよい。また、水晶振動子１１０は、振動型ジャイロセンサ以外にも利用することが可能である。
駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３とは、基部１１４から延設するように形成されている。駆動電極１２０、１２１は駆動脚１１１、１１２の主平面と側面に形成されており、検出電極１２２は検出脚１１３の主平面と側面とに形成されている。調整エリア１１６は水晶振動子１１０の漏れ振動を調整する領域である。調整エリア１１６において、駆動電極１２０、１２１がレーザ加工によってその一部が除去され、バランス調整工程では、加工された駆動電極をマスクにして駆動脚１１１、１１２が再エッチングされる。
本発明の第３の製造方法における大きな特徴は、駆動電極１２０、１２１の調整エリア１１６において、水晶を再エッチング加工し、この箇所の駆動脚１１１、１１２の厚みを調整することによって漏れ振動を抑制することである。なお、この水晶振動子１１０は、Ｘ軸が幅方向に、Ｙ´軸が長手方向に、Ｚ´軸が厚み方向になるように形成されている。この水晶振動子１１０は、後述する第３〜第６の製造方法で製造されるすべての水晶振動子に共通である。
図３３は、本発明の第３の製造工程の概略を説明するフローチャートである。
説明の前提として水晶振動子の製造方法は、単一の水晶ウェハに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する製造方法を例示する。もちろん、この集合体による一括製造に限定されるものではなく、１つの水晶ウェハや水晶板に対して１つの水晶振動子を形成する製造方法でも、本発明は適応可能である。
第３の製造方法の特徴は、水晶振動子の外形に特徴付けを行い、水晶振動子の漏れ振動の方向が予め見積もれることに基づいて形成した切欠部を備えた電極をマスクにして、漏れは測定無しで再エッチングを行い、漏れ振動を抑制することである。
水晶振動子の外形への特徴付けとは、水晶振動子の漏れ振動の方向を知ることができるような外形形状に水晶振動子の駆動脚の形状を作りこむということである。例えば、事前に行った実験や、水晶のエッチング異方性を鑑みて、所定の形状に駆動脚を加工するのである。ウェットエッチングで水晶を加工すると、水晶は結晶の方向によってエッチング速度が異なるから、必ず残渣が残る。残渣が生じたとしてもその形状が正しく知りえていれば、水晶振動子の漏れ振動の方向を知ることができるのである。
図３３において、まず製造工程の最初に単一の水晶板である水晶ウェハに耐エッチング用マスク部材を形成し、複数の水晶振動子片の外形形状が形成される外形形成工程が実施される（ステップＳＴ４１）。耐エッチング用マスク部材は、例えば、金（Ａｕ）を用いることができる。なお、この場合、金の下地にクロム（Ｃｒ）を形成してもよい。つまり、耐エッチング用マスク部材は、積層膜構造であってもよい。このように下地にクロム（Ｃｒ）を用いることで、水晶と金（Ａｕ）との密着性が向上する。このような耐エッチング用マスク部材を形成した後、これをマスクとして、所定のエッチング液を用いて水晶ウェハをエッチングし、水晶振動子片の外形を形成する。
次に、形成された水晶振動子片の振動脚を構成する主平面または側面に電極を形成する電極形成工程が実施される（ステップＳＴ４２）。この工程で形成される電極は、図３２に示す例では、駆動電極１２０、１２１および検出電極１２２である。そして、駆動電極１２０、１２１には切欠部１３０がそれぞれ形成される。
次に、電極形成工程で形成された電極をマスクにして水晶ウェハを所定量だけ一括エッチングするバランス調整工程が実施される（ステップＳＴ４３）。図３２に示す例では、駆動脚１１１、１１２の調整エリア１１６にある水晶がエッチングされる。ここで、バランス調整工程でのエッチング量は、前述のように、発明者の行った実験や外形形状等から残渣のでき方を見積もり、漏れ振動の方向と共に、漏れ量の大きさを見積もり、加工時間に換算してエッチング除去量を決定する。これにより、漏れ量測定等をすることなく、切欠部のエッチング除去量を決定できるので、製造工程が少なく簡素化された水晶振動子の製造方法を実現できる。
次に、漏れ振動調整が終了したならば、各々の水晶振動子は水晶ウェハから切り離され、封止部材に封止されて製品として完成するが、漏れ振動調整後の工程は本発明に直接係わらないので、説明は省略する。
図３４は、水晶振動子の外形形成工程（ステップＳＴ４１）の詳細を説明するための説明図である。
図３４は、水晶ウェハ上に形成される水晶振動子片の振動脚の断面を模式的に示す断面図である。図３４は、図３２に示した水晶振動子１１０が２つ並んだ状態を示すものであって、駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３（図３４（ｅ）参照）との先端方向から基部１１４の方向に向かって見た図である。
図３４（ａ）に示す、所定の板厚に調整された平板形状の単一の水晶板である水晶ウェハ１０１の両面に、図３４（ｂ）に示すように、水晶用のエッチング液に耐性のある金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂと、その上にフォトレジスト１０３ａ、１０３ｂと、を形成する。図３４（ｂ）に示す例では、図面を見やすくするために、金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂは、単層膜として記載しているが、前述のとおり、金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いることができる。これらの金属膜は、知られている蒸着技術やスパッタ技術を用いて形成することができる。また、フォトレジスト１０３ａ、１０３ｂは、知られているスピンコート技術を用いて形成することができる。
次に、図３４（ｃ）に示すように、振動子パターンがそれぞれ描画された２枚のフォトマスク１０４ａ、１０４ｂを水晶ウェハ１０１の上下に配置し、フォトマスク１０４ａ、１０４ｂの上から光（矢印Ｂ）を照射してフォトレジスト１０３ａ、１０３ｂを露光する。ここで、一方のフォトマスク１０４ａは、振動子パターンが正確に描画されたフォトマスクであり、他方のフォトマスク１０４ｂは、一方のフォトマスク１０４ａの描画より振動脚の幅方向で所定量だけ大きな振動子パターンが描画される。
次に、図３４（ｄ）に示すように、フォトレジスト１０３ａ、１０３ｂの現像を行い、形成したレジストパターンをマスクとして金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂをパターニングし、耐エッチング用マスク部材であるエッチングマスク１０５ａ、１０５ｂを形成する。
金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂを金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いたときは、これら２つの金属膜それぞれをエッチングする。例えば、ヨウ素とヨウ化カリウムとの混合溶液を用いて、金（Ａｕ）をエッチングする。水洗後、硝酸第２セリウムアンモニウム溶液を用いて、クロム（Ｃｒ）をエッチングする。
前述したように、フォトマスク１０４ｂは、フォトマスク１０４ａの描画より所定量だけ大きな（図３４では幅が広く）振動子パターンが描画されているので、水晶ウェハ１０１の表面のエッチングマスク１０５ａは、基準パターンとして振動子パターンのマスクが正確に形成されるが、裏面のエッチングマスク１０５ｂは、図示するようにエッチングマスク１０５ａよりも振動脚の幅方向で所定量だけ大きなマスクが形成される。なお、基準パターンを裏面のエッチングマスク１０５ｂとして、大きなマスクを表面のエッチングマスク１０５ａとしてもよい。
次に、図３４（ｅ）に示すように、フォトレジスト１０３ａ、１０３ｂを剥離後、表裏両面にエッチングマスク１０５ａ、１０５ｂの形成された水晶ウェハ１０１を水晶用エッチング液であるフッ酸系のエッチング液に浸漬すると、エッチングマスク１０５ａ、１０５ｂに覆われていない部分の水晶が表裏両側から溶解する。その後、エッチングマスク１０５ａ、１０５ｂを除去することによって、水晶振動子片の振動脚である駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３とが得られる。水晶用エッチング液は、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合溶液を用いることができる。
水晶ウェハ１０１は、エッチングマスク１０５ａ、１０５ｂによって表裏両面からエッチングが進行するが、前述したようにエッチングマスク１０５ｂは、エッチングマスク１０５ａよりも大きなマスクが形成されているので、水晶振動子片の外形はエッチングマスク１０５ａに沿って形成され、外形はエッチングマスク１０５ｂにほとんど影響されない。これにより、エッチングマスク１０５ａと１０５ｂの位置関係が製造上の誤差で多少ずれていたとしても、水晶振動子片の外形は、ほとんど影響を受けない。
上記の製造方法により形成された水晶振動子片は、片面のエッチングマスクで外形形成されたことと等価になる。ここで、裏面のエッチングマスク１０５ｂは水晶ウェハ１０１の裏面を全て覆うようなベタマスクでもよいが、エッチングマスク１０５ｂにエッチングマスク１０５ａより大きな振動子パターンを描画し、表裏両面からエッチングする理由は、エッチング液の淀みを防いで、エッチング加工を正確に、且つ、速やかで行うためである。
図３４では、図面を見やすくするために、駆動脚１１１、１１２や検出脚１１３には、残渣を設けないように図示している。しかし、実際には、残渣が形成される。つまり、この片面マスクによるエッチングと等価な外形形成工程で形成した水晶振動子片の断面は、従来例の図３で示した駆動脚の断面と同様に水晶のエッチング異方性によって上下左右非対称となり、漏れ振動が発生する。しかし、この漏れ振動は、エッチングマスクずれによるものではなく、水晶のエッチング異方性（結晶の方向によってエッチング速度が異なるという特性）によるものであるから、エッチング後の振動脚の断面の形状を見積もることができる。なお、図３４に示す例では、振動脚の断面のみを示しているが、実際にはこの外形形成工程（ステップＳＴ４１）によって、図３２に示す水晶振動子１１０の外形の全体が形成される。
次に、水晶ウェハ１０１の両面に配設されるエッチングマスク１０５ａ、１０５ｂの大きさの違いの関係を説明する。
図３５は表面のエッチングマスク１０５ａより、裏面のエッチングマスク１０５ｂが所定量だけ大きなマスクが配設されて外形形成される水晶振動子の駆動脚の一例を示す拡大断面図である。
図３５（ａ）と図３５（ｂ）との違いは、第２側面に形成される残渣の形状である。図３５（ａ）に示す例は、第２側面の残渣による斜面が１つの場合、図３５（ｂ）に示す例では、斜面が２つの場合である。
エッチングマスク１０５ａに対するエッチングマスク１０５ｂの第１突出部の長さｃと第２突出部の長さｄとは、エッチングマスク１０５ａとエッチングマスク１０５ｂとの位置合わせ精度を±ｐ、第１側面のオフセット量ｋ１、第２側面のオフセット量ｋ２、第１側面のエッチング角度をα、第２側面のエッチング角度をβ、水晶ウェハ１０１の厚みをｔ、とするとき、次式の関係を満たすことが好ましい。
ｃ＝ｔ×ｔａｎ（α−９０°）＋ｋ１
ｄ＝ｔ×ｔａｎ（β−９０°）＋ｋ２
ｋ１＞ｐ、且つ、ｋ２＞ｐ
上記の構成によれば、側面のオフセット量ｋ１、ｋ２をマスクの位置合わせ精度ｐより大きい値に設定しておくので、装置のアライメント誤差により表面のエッチングマスク１０５ａと裏面のエッチングマスク１０５ｂとに位置ずれが起きた場合にも、第１側面には表面からエッチングされた１つの斜面が形成され、常に一定の残渣が形成される。また同様に、第２側面にも表面からエッチングされた１つの斜面が形成され常に一定の残渣が形成される。そのため外形形状は常に一定になりマスクずれの影響を受けることが無い。
このように、エッチングマスクの設定によって、水晶振動子の駆動脚の断面を所定の形状にすることができる。しかしながら、図３５（ｂ）に示すように、第２側面の残渣を２つの斜面を有するような形状にすることもできる。例えば、そのエッチング時間を変更することで、このような形状にすることができる。エッチング時間の変更とは、エッチング時間を短くすることである。一例ではあるが、図３５（ａ）に示すような形状に加工するエッチング時間よりも、２０％〜３０％程度短くする。
知られているように、水晶の第２の側面は、Ｚ´軸に対して約２°および２２°の２段階で残渣が形成される。２２°の残渣はエッチングを長く行うとやがて消失していく。よって、エッチング時間が長い場合は図３５（ａ）のようになるが、エッチング時間が短い場合は、図３５（ｂ）に示すような形状になるのである。
このように、水晶振動子の駆動脚の断面を所定の形状にすることは、いくつかの手法があるが、大切なことは、振動脚の断面の形状が見積もれるように加工するということである。残渣の形状を正しく知りえていれば（正しく管理していれば）、水晶振動子の漏れ振動の方向を知ることができるのである。
図３６は、外形形成工程によって水晶ウェハ１０１に形成された複数の水晶振動子片１０７の様子を説明するために模式的に示す斜視図である。
水晶振動子片１０７は、エッチングによって溶解された溶解部８から切り出されたように形成され、個々の水晶振動子片１０７は、水晶ウェハ１０１と連結部１７１によって結合されている。また、連結部１７１は、バランス調整が終了した後に切断される部分であって、いわゆる折り取り部と呼ばれる部分である。そして、後工程で連結部１７１の部分を切断すると、水晶振動子片１０７は水晶ウェハ１０１から分離して図３２に示す水晶振動子１１０として完成する。
図３６では、１枚の水晶ウェハ１０１に６個の水晶振動子片１０７を形成する例を示しているが、この個数は図３６の例に限定されるものではない。水晶振動子片１０７は、得たい水晶振動子の性能や特性によりそのサイズや形状が選択され、それに伴って水晶ウェハ１０１のサイズが決まるためである。もちろん、１枚の水晶ウェハ１０１に形成する水晶振動子片１０７の数が多ければ、多数の水晶振動子を一括して製造できるため、製造コストを低減することができる。
図３７は、電極形成工程（ステップＳＴ４２）の詳細を説明するための図である。
図３７は、図３６に示すＣ−Ｃ´断面を模式的に示した断面図であって、駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３との断面を示している。なお、図３７〜図３９については、図面を見やすくするために残渣を省略している。
駆動脚１１１、１１２の断面形状は、図５を用いて説明したとおり、片面のエッチングマスクが大きいことによって、水晶のエッチング異方性によって上下左右非対称となる。このエッチング異方性による上下左右非対称は、＋Ｘ側の側面がＺ´軸に対して約２°の角度を成し、−Ｘ側の側面がＺ´軸に対して約１°の角度を成すので、形成される水晶振動子の外形に特徴付けを行い、漏れ振動の方向を予め見積もることができる。つまり、駆動脚１１１、１１２の形状からくる漏れ振動の方向を予測できるため、それに基づいて切欠部を設けるのである。以下、順に製造工程を詳述する。
図３７（ａ）に示す、駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３との表面に、図３７（ｂ）に示すように、金属膜１８０と、その上にフォトレジスト１８１と、を形成する。
図３７（ｂ）に示す例では、図面を見やすくするために、金属膜１８０は、単層膜として記載しているが、クロム（Ｃｒ）を下地にしてその上に金（Ａｕ）を設ける積層膜とすることができる。金属膜１８０は、公知の蒸着技術やスパッタ技術を用いて形成することができる。また、フォトレジスト１８１は、公知のスプレー法や電着法などを用いて形成することができる。
次に図３７（ｃ）に示すように、駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３とに設ける電極の形状がそれぞれ描画された２枚のフォトマスク１９０ａ、１９０ｂを水晶ウェハ１０１の上下に配置し、フォトマスク１９０ａ、１９０ｂの上から光（矢印Ｂ）を照射してフォトレジスト１８１を露光する。なお、図３７（ｃ）では、光を斜めから照射する、いわゆる斜め露光を行う例を示している。
次に、図３７（ｄ）に示すように、フォトレジスト１８１の現像を行い、形成したレジストパターンをマスクとして金属膜１８０をパターニングし、駆動電極１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄと検出電極１２２ａ、１２２ｂ、ＧＮＤ電極１２２ｃとを形成する。
図３８は、電極形成工程によって振動脚である駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３とに形成される電極の接続の一例を示す図である。
駆動脚１１１の主平面である対向する２面に駆動電極１２０ａ、１２０ｂが形成され、駆動脚１１２の主平面である対向する２面に駆動電極１２１ｃ、１２１ｄが形成されている。また、駆動脚１１１の側面である対向する２面に駆動電極１２１ａ、１２１ｂが形成され、駆動脚１１２の側面である対向する２面に駆動電極１２０ｃ、１２０ｄが形成されている。
これらの駆動電極１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄは、それぞれ電気的に接続されて駆動電極端子２３として外部に出力している。また、駆動電極１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄも、それぞれ電気的に接続されて駆動電極端子１２４として外部に出力している。
また、検出脚１１３には、その角の部分に対となる検出電極１２２ａ、１２２ｂが形成され、それぞれ検出電極端子１２５、１２６として外部に出力している。また、検出電極１２２ａ、１２２ｂに対向する面のＧＮＤ電極１２２ｃは、ＧＮＤ電極端子１２７として外部に出力しており、図示しない回路のＧＮＤ（０Ｖ）に接続している。もちろん、図３８に示す電極構造または電極同士の接続構造は、これに限定されず、水晶振動子の仕様に応じて任意に決定することができる。
図３９は、図３６で示した水晶ウェハ１０１に形成される水晶振動子片１０７のひとつの上面図であり、切欠部１３０の一例を示している。
図３９において、水晶振動子片１０７の駆動脚１１１、１１２の主平面の表面側には駆動電極１２０ａ、１２１ｃが形成され、この駆動電極１２０ａ、１２１ｃはバランス調整を行う調整エリア１１６を形成するための切欠部１３０を備えている。この切欠部１３０は、図３９に示す例では、駆動電極１２０ａ、１２１ｃの片辺全部に駆動電極１２０ａ、１２１ｃの長手方向に沿って細長く形成される。すなわち、この切欠部１３０は、その幅方向の略中心Ｃ２が駆動脚１１１、１１２の幅方向の略中心Ｃ１に対して駆動脚１１１、１１２の幅方向にずれて形成される。なお、この調整エリア１１６には、電極１２０ａ、１２１ｃが無く水晶面が露出している。
この水晶面が露出した調整エリア１１６は、後工程であるバランス調整工程による再エッチングによってその水晶表面が溶解し、駆動脚１１１、１１２の断面形状が調整されて漏れ振動が抑制される。なお、図３９に示す例では、切欠部１３０は漏れ振動の方向に基づいて駆動脚１１１、１１２の−Ｘ軸方向の端部（図面上、駆動脚１１１、１１２の左端部）に設ける例を示したが、これは一例であり、切欠部１３０は漏れ振動の方向に基づいて反対側の＋Ｘ軸方向の端部に設けることもある。
いずれにしても、切欠部１３０の略中心Ｃ２は、駆動脚１１１、１１２の幅方向の略中心Ｃ１からずれていなければならない。
これは、この電極形成工程により形成された電極をマスクとして、ステップＳＴ４のバランス調整工程にて水晶をエッチングしてバランス調整するのであるが、切欠部１３０は、駆動脚１１１、１１２がエッチングにより水晶振動子のバランスが変わるような部分に設けなくてはならないからである。なお、図３９で示す切欠部１３０は、駆動電極１２０ａ、１２１ｃの片辺全部に形成されるので、駆動脚１１１、１１２のエッチング除去量を大きくでき、漏れ量が比較的大きな水晶振動子の調整が可能である。
また、図３９で示す切欠部１３０は、駆動電極１２０ａ、１２１ｃの片側一辺の端側に形成される例を示したが、その形状は、さらに図面に向かって右側方向に広げるようにしてもかまわない。このような広い面積の切欠部を設けることで、漏れ量の調整範囲を更に拡大することができる。ただし、切欠部１３０が、振動脚の中心線Ｃ１よりも右側に及ぶと、バランス調整に関して逆側の効果が生じ、調整範囲が狭くなってしまうことを考慮する必要がある。
図４０は、水晶振動子片１０７の上面図の一部であり、電極に備えられる切欠部１３０の他の例を示している。
図４０（ａ）では、駆動電極１２０ａ、１２１ｃの一部に切欠部１３０が形成され、図４０（ｂ）では、駆動電極１２０ａ、１２１ｃの一部をくり抜くように切欠部１３０が形成されている。これらの切欠部１３０は、図３９と同様に、その幅方向の略中心Ｃ２が駆動脚１１１、１１２の幅方向の略中心Ｃ１に対して駆動脚１１１、１１２の幅方向にずれて形成される。
なお、図４０に示す切欠部１３０の形状は略矩形であるが、この形状に限定されず、切欠部１３０の形状は円形や楕円などでもよいし、複数あってもよい。また、図４０（ａ）、図４０（ｂ）の切欠部１３０は、電極の一部だけに形成されるので、駆動脚１１１、１１２のエッチング除去量は少なく、漏れ量が比較的小さい水晶振動子の調整に有利である。
図４０に示すような駆動電極１２０ａ、１２１ｃの一部に切欠部１３０が形成される場合、面積が同じ切欠部１３０であれば、水晶振動子片１０７の駆動脚１１１、１１２の先端付近に設ける切欠部１３０は調整量が小さく、駆動脚１１１、１１２の根本付近に設ける切欠部１３０は調整量が大きくなる。このように、切欠部１３０を設ける位置を変えることにより、調整量を変更することが可能となる。
図４１は、バランス調整工程（ステップＳＴ４３）を説明するための図である。
バランス調整工程は、前工程である電極形成工程で駆動脚１１１、１１２の駆動電極が所定形状に形成された後、この駆動電極をマスクにして水晶ウェハ１０１を再び一括エッチングし、水晶振動子片１０７の駆動脚１１１、１１２の断面形状を修正して振動のバランス調整を行い、漏れ量を調整して水晶振動子片１０７の漏れ振動を抑制する工程である。
図４１は、水晶ウェハ１０１に形成された水晶振動子片１０７の一方の駆動脚１１１の断面を模式的に示す断面図であり、図３９のＤ−Ｄ´断面での断面から駆動脚１１１の部分を拡大した図である。この断面形状は前述したとおり、片面のエッチングマスクが大きいことによってマスクずれの影響は受けないが水晶のエッチング異方性によって上下左右非対称となる。
このように特徴付けされた形状によって、駆動脚１１１の主軸３５（破線）は図示するようにＸ軸に対してズレ角θ３の傾きを持ち、予め見積もれる方向の漏れ振動が発生する。
この漏れ振動の方向に基づいて図３９や図４０に示すように、駆動脚１１１、１１２の駆動電極１２０ａ、１２１ｃに切欠部１３０を設けるのである。図４１に示す駆動脚１１１は、その主平面の駆動電極１２０ａ、１２０ｂの端部に切欠部１３０ａ、１３０ｂが形成される。ここで、表面側の切欠部１３０ａは、その幅方向の略中心が駆動脚１１１の幅方向の略中心に対して−Ｘ軸の幅方向にずれて形成される。また、裏面側の切欠部１３０ｂは、その幅方向の略中心が駆動脚１１１の幅方向の略中心に対して＋Ｘ軸の幅方向にずれて形成される。
この切欠部１３０ａによって露出した駆動脚の水晶部分が調整エリア１１６ａであり、切欠部１３０ｂによって露出した部分が調整エリア１１６ｂである。
切欠部１３０ａ、１３０ｂで露出した水晶振動子片の表面が、バランス調整工程によって一括して再エッチングされてエッチング除去され、除去部分１１７ａ、１１７ｂが形成される（図中破線部分）。図４１に示す例では、表面側が１１７ａであり、裏面側が１１７ｂである。これら除去部分により駆動脚１１１の厚みが減少する。
切欠部１３０ａ、１３０ｂのエッチング量（除去部分１１７ａ、１１７ｂ）は、前述のように、発明者の行った実験や水晶振動子の外形形状から残渣のでき方を考慮して、漏れ振動の方向と共に、漏れ量の大きさを見積もり、エッチングの加工時間に換算してエッチング除去量を決定する。
例えば、実験で用いた水晶加工のエッチング液と同一のエッチング液を使い、そのエッチング液の温度なども同一にしておく。そうすると、漏れ量の大きさの見積もりができていれば、これから加工すべき水晶振動子は、エッチングの加工時間の管理だけで、エッチング除去量を管理することができるのである。
除去部分１１７ａ、１１７ｂは、図４１において、駆動脚１１１の断面の図心を原点Ｐとし、この原点Ｐを通り直交する２つの軸ｘ、ｙで定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点Ｐを挟み対称となる象限に形成される。
切欠部１３０ａ、１３０ｂによるエッチング除去量は、原点Ｐを挟み対称となる象限のエッチング除去量が等しいこともあり、隣り合う象限のエッチング除去量が異なるように加工されることもある。
図４１に示す除去部分１１７ａ、１１７ｂは、一例として第２象限と第４象限とに形成されるが、これは、図面右下の残渣が図面左下の残渣よりも大きく形成されており、この第４象限部分の水晶およびそれと同等な効果のある第２象限部分の水晶を削ればバランスの調整ができるような形状をしているためである。またもし、残渣の形成が左右逆になるような場合は、図示しないが切欠部１３０ａ、３０ｂを、第１象限と第３象限とに形成すれば駆動脚１１１の主軸の傾きを修正することができる。
図４１において、除去部分１１７ａ、１１７ｂは、駆動脚１１１の主平面から側面にまたがるように、駆動脚の角部がエッチング除去されるように設けている例を示したが、エッチング除去部分は主平面にのみ設けるようにしてもよい。例えば、図４０（ｂ）に示した電極１２０ａ、１２１ｃの切欠部１３０の場合は、主平面のみがエッチング除去される。
このように本発明は、切欠部によるエッチング除去部分を主軸の傾きに応じて駆動脚の断面中心に対して偏らせて形成することで、駆動脚の主軸の傾きを修正して漏れ振動を抑制することができる。また、以上の説明は、駆動脚１１１について説明したが、駆動脚１１２についても同様である。
また、すでに説明した例による切欠部１３０は、駆動脚１１１の表面の切欠部１３０ａと、裏面の切欠部１３０ｂと、の両面に形成されているが、これに限定されず、漏れ量が少ない場合は、表面または裏面のどちらか一方に切欠部１３０を形成してもよい。これにより、さらに微細な漏れ量の調整を実現することができる。
以上のように第３の製造方法によれば、水晶振動子の外形形成後、電極形成後に、再エッチングによって振動脚を加工して漏れ量を調整し、漏れ振動を抑制することができる。これにより、水晶振動子に余分な外力を加えることなく漏れ振動の調整ができるので、水晶振動子の歩留まり低下や信頼性低下等を招くことが無く、安定して正確に漏れ振動を調整する水晶振動子の製造方法を提供することができる。
また、水晶ウェハの表裏両面に配設するエッチングマスク同士の大きさを異ならせることで、片面マスクで幅が規定されるエッチングによって水晶振動子の外形に特徴付けして漏れ振動の方向を予め見積もれるので、この漏れ振動の方向に基づいた切欠部を備える電極を駆動脚に形成することができる。
また、残渣の実験結果や外形形状から特徴付けによる残渣のでき方を見積もれるので、漏れ振動の方向と共に、漏れ量の大きさを見積もることができる。この結果、漏れ量測定等をすることなく、見積もった漏れ量の大きさを直接加工時間に換算して切欠部のエッチング除去量を決定できるので、所定値内に漏れ量を調整した水晶振動子を簡素化された製造工程によって極めて短時間に効率よく製造することができる。
また、水晶ウェハに形成された複数の水晶振動子に対して、再エッチングによって一括して漏れ振動調整するので、調整工数を大幅に削減でき、漏れ振動の少ない水晶振動子を効率よく大量に製造することができる。
なお、この第３の製造方法では、水晶ウェハごとの漏れ量のばらつきが少ない場合に、製造工程を簡素化できるので、効率よく多くの水晶振動子を製造する場合に好適である。
次に本発明の水晶振動子の第４の製造方法を説明する。
第４の製造方法の特徴は、水晶振動子に特徴付けをして外形形成を行った後、水晶振動子の漏れ量を測定し、その漏れ量に基づいてバランス調整のためのエッチング量を決定することである。なお、第４の製造方法は、第３の製造方法に対して一部が異なるだけであるので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
図４２は、本発明の第４の製造工程の概略を説明するフローチャートである。
説明の前提として本水晶振動子の製造方法は、単一の水晶ウェハに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する製造方法を例示する。
図４２において、外形形成工程（ステップＳＴ５１）と電極形成工程（ステップＳＴ５２）は、第３の外形形成工程（ステップＳＴ４１）と電極形成工程（ステップＳＴ４２）と同様であるので、説明は省略する。
次に、水晶ウェハに形成された各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の漏れ量を測定する漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ５３）。なお、漏れ量測定工程は、水晶ウェハに形成される全ての水晶振動子片の漏れ量を測定するとよいが、漏れ量のばらつきが少ない場合などは、抜き取りなどで漏れ量の測定を行ってもよい。
次に、電極形成工程で形成された電極をマスクにして水晶ウェハを漏れ量に応じて所定量だけ一括エッチングするバランス調整工程が実施される（ステップＳＴ５４）。図３２に示す例では、切欠部１３０の駆動脚１１１、１１２の調整エリア１１６にある水晶がエッチングされる。なお、バランス調整工程における一括エッチングは、第４の製造方法では、１回のみ行うものである。
次に、漏れ振動調整が終了したならば、各々の水晶振動子は水晶ウェハから切り離され、封止部材に封止されて製品として完成するが、漏れ振動調整後の工程は本発明に直接係わらないので、説明は省略する。
次に、各工程の詳細説明を行うが、外形形成工程（ステップＳＴ５１）と電極形成工程（ステップＳＴ５２）とは、第３の製造方法と同様であるので、説明は省略する。
図４３は、第４の製造方法の特徴である漏れ量測定工程（ステップＳＴ５３）の詳細を説明するための図である。
図４３では、漏れ量測定工程を実施するための漏れ量測定システムの一例を示している。図４３において、水晶振動子片１０７ａ〜１０７ｆが形成された水晶ウェハ１０１は、ＸＹステージ１６０に載せられ固定されている。ＸＹステージ１６０の上部に配設されているプローブ１６１の電極端子１６２は、水晶ウェハ１０１の水晶振動子片１０７ａ〜１０７ｆに形成される駆動電極端子１２３、１２４と検出電極端子１２５、１２６、及びＧＮＤ電極端子１２７（図３８参照）に電気的に接触する。
また、制御部１６３は漏れ量測定を制御し、プローブ１６１と接続ケーブル１６４とを介して接続している。駆動部１６５は、制御部１６３からの制御信号に基づいてＸＹステージ１６０を駆動し、水晶ウェハ１０１をＸ方向、又はＹ方向に移動して、プローブ１６１が全ての水晶振動子片のそれぞれの電極に接触できるように動作する。また、制御部１６３と接続されたメモリ１６６には、制御部１６３によって、水晶ウェハ１０１のすべての水晶振動子片１０７の漏れ量情報が、それぞれの水晶振動子片の位置情報と共に記憶される。
次に、漏れ量測定システムの動作を説明する。図４３において、制御部１６３は駆動部１６５に制御信号を送ってＸＹステージ１６０を駆動し、水晶ウェハ１０１に形成される所定の水晶振動子片１０７ａ〜１０７ｆの電極がプローブ１６１の直下に位置するように水晶ウェハ１０１を移動させる。図４１に示す例では、水晶振動子片１０７ｆがプローブ１６１の真下に位置している。
次に、プローブ１６１は図示しない昇降手段によって降下し、電極端子１６２が水晶振動子片１０７ｆの電極に接触する。次に、制御部１６３は、水晶振動子片１０７ｆを振動させる駆動信号を接続ケーブル１６４を介してプローブ１６１に送り、水晶振動子片１０７ｆの駆動電極端子１２３、１２４に駆動信号が供給されて水晶振動子片１０７ｆは振動を開始する。
次に、制御部１６３は、水晶振動子片１０７ｆの検出電極端子１２５、１２６から検出信号をプローブ１６１を介して入力し、この検出信号から漏れ信号成分を検出して、その漏れ量を水晶振動子片１０７ｆの位置関係情報と共にメモリ１６６に記憶する。すなわち、この漏れ量測定工程の測定結果は、測定した水晶振動子片の漏れ量と、その水晶振動子片の位置関係情報と、で構成されている。水晶振動子片の位置関係情報は、ＸＹステージ１６０の所定の原点からのＸ軸位置、Ｙ軸位置として計測される位置情報である。また、漏れ量測定は当然であるが角速度を印加しない状態で行われる。
次に、制御部１６３は、ひとつの水晶振動子片の漏れ量測定が終わったならば、駆動部１６５に制御信号を送ってＸＹステージ１６０を駆動し、隣に位置する水晶振動子片の電極がプローブ１６１の直下に位置するように水晶ウェハ１０１を移動させる。例えば、水晶振動子片１０７ｆの測定が終了したならば、隣の水晶振動子片１０７ｅがプローブ１６１の真下に位置するようにＸＹステージ１６０を駆動する。
以降、水晶ウェハ１０１に形成される水晶振動子片を順次駆動して漏れ量を測定し、水晶振動子片１０７ａ〜１０７ｆの個々の漏れ量と位置関係情報とをメモリ１６６に記憶する。この場合、メモリ１６６には、６つの水晶振動子片の漏れ量と、それに対応した６つの水晶振動子片の位置関係情報と、が記憶される。
水晶ウェハ１０１に設けてある水晶振動子片の全ての漏れ量を測定しなくてもよい。例えば、水晶ウェハ１０１の漏れ量のばらつきが少ないと予測できる場合は、水晶振動子片１０７ａを測定し、その漏れ量が水晶振動子片１０７ｂ〜１０７ｆの漏れの代表値だと仮定することもできるのである。このような仮定は、過去に測定した水晶ウェハや他の水晶ウェハの情報、例えば、水晶ウェハ１０１の膜厚や外形形成工程（ステップＳＴ５１）のエッチング条件などを用いることでなすことができる。この場合、メモリ６６には、１つの水晶振動子片の漏れ量と、６つそれぞれの水晶振動子片の位置関係情報と、が記憶される。
この漏れ量測定工程で得た各々の水晶振動子片の漏れ量情報と位置関係情報とを基にして、後工程であるバランス調整工程で再エッチングを行い漏れ量を調整する。そして、バランス調整工程でのエッチング量の目標値は、水晶ウェハの中で最も少ない値の漏れ量とする方法や、水晶ウェハの中のすべての水晶振動子片の漏れ量の平均値とする方法や、水晶ウェハの中の特定の水晶振動子片の漏れ量を代表値とするなどの方法がある。
ここで、最も少ない値の漏れ量をバランス調整の目標値とするならば、エッチングし過ぎて不良品を出すという問題を防ぐことができる。また、水晶ウェハの中の水晶振動子片の平均値をバランス調整の目標値とするならば、水晶ウェハの個々の水晶振動子片の漏れ振動を平均的に調整することができる。また、特定の水晶振動子片の漏れ量を代表値としてバランス調整の目標値とすることは、水晶ウェハ内の漏れ量のばらつきが少ないときに、漏れ量測定を簡素化できるので、有効である。
第４のバランス調整工程（ステップＳＴ５４）は、基本的に第３のバランス調整工程（ステップＳＴ４３、図４１）と同様である。
このバランス調整工程（ステップＳＴ５４）における切欠部１３０ａ、３０ｂ（図４１参照）のエッチング量は、前述のように、前工程である漏れ量測定工程（ステップＳＴ５３）で得た各々の水晶振動子片の漏れ量情報に基づいてエッチング量を加工時間に換算して、振動脚のエッチング除去量を決定する。そして、エッチング除去量が決定したならば、その換算された加工時間を１回のバランス調整工程によって実施する。
以上のように、本発明の第４の製造方法によれば、水晶振動子に特徴付けをして外形形成を行った後、水晶振動子の漏れ量を測定し、その漏れ量に基づいてエッチング除去量を決定してバランス調整を行うので、１枚１枚の水晶ウェハに対して適切なバランス調整を行うことが可能となり、正確に漏れ量が調整された高性能の水晶振動子の製造方法を提供することができる。また、漏れ量測定工程とバランス調整工程は、共に１回ずつ行うだけであるので、製造工程が簡素化されて水晶振動子を短時間に製造することができる。
この第４の製造方法は、水晶ウェハの組成や加工状況等によって、水晶ウェハごとに漏れ量のばらつきが生じる場合、その水晶ウェハごとにばらつきを吸収する上で好適である。また、第３の製造方法で示したように、予め漏れ量が予見できる場合でも、ウェハ板厚のばらつきや、電界形成用の溝を形成した場合のばらつきからくる漏れが僅かに生じる場合があり、漏れ量に応じてバランス調整を行うことができるので、さらに精度よく調整できる。
次に本発明の第５の製造方法を説明する。
なお、第５の製造方法の特徴は、水晶振動子に特徴付けをして外形形成を行った後、水晶振動子の漏れ量を測定し、その漏れ量に基づいてバランス調整のためのエッチングと漏れ量測定を複数回繰り返して行い、高精度に調整された水晶振動子を製造することである。なお、第５の製造方法は、第３及び第４の製造方法に対して一部が異なるだけであるので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
図４４は、本発明の水晶振動子の第５の製造方法の製造工程の概略を説明するフローチャートである。
説明の前提として本実施形態の水晶振動子の製造方法は、単一の水晶ウェハに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する製造方法を例示する。
図４４において、外形形成工程（ステップＳＴ６１）と電極形成工程（ステップＳＴ６２）と漏れ量測定工程（ステップＳＴ６３）とは、第４の外形形成工程（ステップＳＴ５１）と電極形成工程（ステップＳＴ５２）と漏れ量測定工程（ステップＳＴ５３）と、同様であるので説明は省略する。
次に、電極形成工程で形成された電極をマスクにして水晶ウェハを漏れ量に応じて一括エッチングするバランス調整工程が実施される（ステップＳＴ６４）。ここで、バランス調整工程でのエッチング量は、第４の製造方法と同様に、前工程である漏れ量測定工程（ステップＳＴ６３）で得た水晶振動子片の漏れ量情報と位置関係情報に基づいて、水晶ウェハの中で最も少ない値の漏れ量、又は水晶ウェハの中の水晶振動子片の漏れ量の平均値、又は水晶ウェハの中の特定の水晶振動子片の漏れ量を代表値とするなどの方法で目標値を決定する。
そして、このバランス調整工程では、目標値とするエッチング量より少ない量を加工時間に換算してエッチングを行う。例えば、目標値とするエッチング量の５０％程度とする。
次に、バランス調整工程が実施された水晶ウェハ上の各々の水晶振動子片を駆動して、漏れ振動の漏れ量を再び測定する漏れ量測定工程が実施される（ステップＳＴ６５）。このステップＳＴ６５の漏れ量測定工程によって、前工程であるバランス調整工程による漏れ量の調整結果を確認することができる。
次に、ステップＳＴ６５の漏れ量測定工程で得た測定結果に基づいて、漏れ量が規定値以内であるかを判定する規定値判定工程を実施する（ステップＳＴ６６）。ここで、肯定判定（漏れ量が規定値以内）であれば、水晶振動子の漏れ振動が無視できる程度に抑制されたので、漏れ振動調整を終了する。また、否定判定（漏れ量が規定値以上）であれば、ステップＳＴ６４へ戻り、漏れ量が規定値以内になるまでステップＳＴ６４からステップＳＴ６６を繰り返し実行する。
このように、漏れ量が規定値以内になるまで複数回繰り返してバランス調整工程（ステップＳＴ６４）を行うのであるが、バランス調整工程でのエッチング量は、漏れ量測定項（ステップＳＴ６５）で知りえた目標値の５０％などとする。バランス調整工程を複数回繰り返す工程では、まず目標値の５０％をエッチングし、次にはさらに残りの５０％をエッチングし、次にはまたさらに残りの５０％をエッチングし、というように少しずつエッチング加工するのである。なお、５０％ずつエッチングすることは一例であって、最初に８０％をエッチングし、次回以降は残りの２０％に対して少しずつエッチングするなど、自由に変更することができる。いずれにしても、このようにすれば、エッチングのし過ぎを防止することができるとともに、調整精度を向上させることができるのである。
次に、漏れ振動調整が終了したならば、各々の水晶振動子は水晶ウェハから切り離され、封止部材に封止されて製品として完成するが、漏れ振動調整後の工程は本発明に直接係わらないので、説明は省略する。
１枚の水晶ウェハに形成される複数の水晶振動子片の中で、ある水晶振動子片の漏れ量が規定値以内となり、他の水晶振動子片の漏れ量が規定値以上である場合は、漏れ量が規定値以内となった時点で、その水晶振動子片を水晶ウェハから切り離して次の封止工程へ送り、規定値以上の水晶振動子片だけが付いた水晶ウェハをステップＳＴ６４へ戻すようにすることもできる。このようにすれば、ウェハ内での漏れ量ばらつきが生じた場合にも、漏れ振動を低減させることができる。
第５の製造方法において、外形形成工程（ステップＳＴ６１）と電極形成工程（ステップＳＴ６２）と漏れ量測定工程（ステップＳＴ６３）は、第４の製造方法と同様であるので、説明は省略する。
図４５は、バランス調整工程（ステップＳＴ６４）から規定値判定工程（ステップＳＴ６６）までの詳細を説明するための説明図である。
図４５は、水晶ウェハ１０１に形成された水晶振動子片１０７の一方の駆動脚１１１の断面を模式的に示す断面図であり、図３９のＤ−Ｄ´断面から駆動脚１１１の部分を拡大した図である。この断面形状は前述したとおり、片面のエッチングマスクが大きいことによってマスクずれの影響は受けないが水晶のエッチング異方性によって上下左右非対称となる。
このエッチング異方性による上下左右非対称、及び、切欠部１３０ａ、１３０ｂ、調整エリア１１６ａ、１１６ｂの説明は、第３と第４の製造方法と同様であるので説明は省略する。
切欠部１３０ａ、１３０ｂのエッチング量は、漏れ量測定工程で得た漏れ量情報に基づいて決定した目標値より少ない量、例えば、目標値の５０％位のエッチング量を加工時間に換算して、最初のバランス調整工程（ステップＳＴ６４）を実施し、図示するように一例としてエッチング深さＫ１までエッチングを行う。
図４５に示すように、表面側のエッチング除去部分を除去部分１７ａ、裏面側のエッチング除去部分を除去部分１７ｂとすると、エッチング深さＫ１までエッチングされたときの水晶の除去部分は、除去部分１１７ａ１及び１１７ｂ１である。
次に、漏れ量測定工程（ステップＳＴ６５）で再測定を行う。ステップＳＴ６６の判定で規定値以内に達していなければ、新に得た漏れ量情報からエッチング量の目標値を新に設定して加工時間に換算して、再度バランス調整工程（ステップＳＴ６４）を実施し、図示するように一例としてエッチング深さＫ２までエッチングを行う。つまり、エッチング深さＫ２までエッチングされたときの水晶の除去部分は、除去部分１１７ａ２及び１１７ｂ２である。
次に、漏れ量測定工程（ステップＳＴ６５）で再測定を行う。ステップＳＴ６６の判定で規定値以内に達していなければ、新に得た漏れ量情報からエッチング量の目標値を新に設定して加工時間に換算して、再度バランス調整工程（ステップＳＴ６４）を実施し、図示するように一例としてエッチング深さＫ３までエッチングを行う。つまり、エッチング深さＫ３までエッチングされたときの水晶の除去部分は、除去部分１１７ａ３及び１１７ｂ３である。
除去部分１１７ａ１、１１７ａ２、１１７ａ３の合計と、除去部分１１７ｂ１、１１７ｂ２、１１７ｂ３の合計とが、エッチング量の規定値（規定量）となる。このように、ステップＳＴ６４からステップＳＴ６６を複数回繰り返し、漏れ量が規定値以内に達するまでバランス調整を実施する。
なお、電極１２０ａ、１２１ｃの調整領域１３０ａ、１３０ｂの開口幅が振動脚１１１、１１２の幅の１／２の場合、１／４の場合等について、エッチング時間と効き量との関係を予め実験等によって定めることができる。例えば、調整領域１３０ａ、１３０ｂの開口幅が振動脚１１１、１１２の幅の１／２の場合、エッチング時間１２０（ｓ）の場合の効き量は３０００ｍＶ、６０（ｓ）の場合の効き量は１５００ｍＶ。また、調整領域１３０ａ、１３０ｂの開口幅が振動脚１１１、１１２の幅の１／４の場合、エッチング時間１２０（ｓ）の場合の効き量は１５００ｍＶ、６０（ｓ）の場合の効き量は７５０ｍＶである。効き量とは、測定による漏れ量を調整可能な量である。
以上のように、本発明の第５の製造方法によれば、水晶振動子に特徴付けをして外形形成を行った後、水晶振動子の漏れ量を測定し、その漏れ量に基づいてバランス調整のためのエッチング加工を少しずつ複数回繰り返して行うことで、極めて高精度に調整された水晶振動子を製造することができる。
また、バランス調整と漏れ量測定を繰り返し実施すことで、漏れ量が規定値に入った水晶振動子片を水晶ウェハから取り外し、規定値外の水晶振動子片を規定値以内に収まるまで、何度でも漏れ量調整を実施することができる。これにより、個々の水晶振動子片の微細な漏れ量調整が可能となるので、漏れ量のばらつきが極めて少ない水晶振動子を製造することができる。
この第５の製造方法は、水晶ウェハの中の水晶振動子片が組成や加工状況等によって、漏れ量が個々にばらついている場合や、個々の水晶振動子片を特に高精度に調整する場合に好適である。
以下、溝が形成されている水晶振動子について説明する。
図４６は、前述の水晶ウェハ１０１に形成された水晶振動子片１０７の一方の駆動脚１１１の他の例であり、主平面の表と裏とに水晶振動子片１０７の長手方向に沿って複数の溝１１５が形成された駆動脚１１１の断面図である。溝１１５が形成された水晶振動子は公知であるが、この溝１１５の内側に形成される溝電極１１５ａと側面の駆動電極１２１ａ、１２１ｂの一部が対向することによって水晶振動子に加わる電界が増加し、水晶振動子の駆動力を向上させることができる。なお、図４６では複数の溝１１５を設けた例を示したが、単一の溝でもよい。
図４６（ａ）に示す溝１１５を有する駆動脚１１１の主平面の表面と裏面とに、前述の電極形成工程によって駆動電極１２０ａ、１２０ｂが形成され、この駆動電極１２０ａ、１２０ｂのそれぞれの端部に切欠部１３０ａ、１３０ｂが形成されて、水晶面が露出する。すでに説明した例と同様に、この切欠部１３０ａによって露出した駆動脚の水晶部分が調整エリア１１６ａであり、切欠部１３０ｂによって露出した部分が調整エリア１１６ｂである。
図４６（ｂ）に示すように、バランス調整工程によって水晶ウェハ１０１を再びエッチング液に浸漬して一括エッチングを行い、切欠部１３０ａ、１３０ｂで露出した駆動脚１１１の表面および裏面がエッチング除去され、除去部分１１７ａ、１１７ｂが形成される（図中破線部分）。これら除去部分により駆動脚１１１の厚みが一部僅かに減少する。この切欠部１３０ａ、１３０ｂの水晶がエッチング除去されることによって、上下左右非対称となった断面形状が補正され、漏れ振動が抑制される。
切欠部１３０ａ、１３０ｂは、図示するように、溝１１５から駆動脚１１１の端部（角部）に至る領域に形成されることが好ましいが、幅方向に制限のある場合には、中央部分まで切欠部として利用することもできる。また、切欠部１３０ａ、１３０ｂの位置は、上下左右非対称に偏って形成された水晶部分を打ち消すように主軸の傾きに応じて形成する。
この溝付き駆動脚を有する水晶振動子のバランス調整は、前述の第３〜第５の製造方法における、いずれの製造工程でも実施することができる。
次に本発明の第６の製造方法を説明する。
第６の製造方法の特徴は、水晶振動子の漏れ振動の方向が予め見積もれるように、水晶板の表裏両面に配設されるエッチング用マスク部材同士が、互いに所定量ずれて配設されることである。また、第６の製造方法は、第３〜第５の製造方法に対して一部が異なるだけであるので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は一部省略する。
第６の製造工程の順序は、本発明の第３〜第５の製造工程（図３３、図４２、図４４）のいずれにも適応できるので説明は省略する。以降、各製造工程について詳述する。
図４７は、第６の製造方法における、水晶振動子の外形形成工程の詳細を説明するための図である。
図４７は、第３の製造方法で示した図３４と同様な水晶ウェハ上に形成される水晶振動子片の振動脚の断面を模式的に示す断面図である。図４７は、図３２に示した水晶振動子１１０が２つ並んだ状態と同じ状態を示すものであって、駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３との先端方向から基部１１４の方向に向かって見た図である。
図４７（ａ）に示す、所定の板厚に調整された平板形状の単一の水晶板である水晶ウェハ１０１の両面に、図４７（ｂ）に示すように、水晶用のエッチング液に耐性のある金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂと、その上にフォトレジスト１０３ａ、１０３ｂと、を形成する。
図４７（ｂ）に示す例では、図面を見やすくするために、金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂは、単層膜として記載しているが、前述のとおり、金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いることができる。これらの金属膜は、知られている蒸着技術やスパッタ技術を用いて形成することができる。
次に、図４７（ｃ）に示すように、振動子パターンがそれぞれ描画された２枚のフォトマスク１０４ａ、１０４ｂを水晶ウェハ１０１の上下に配置し、フォトマスク１０４ａ、１０４ｂの上から光（矢印Ｂ）を照射してフォトレジスト１０３ａ、１０３ｂを露光する。ここで、フォトマスク１０４ａと１０４ｂは共に、振動子パターンが正確に描画されたフォトマスクであるが、このフォトマスク１０４ａと１０４ｂは、位置関係が互いにＸ軸方向に所定量だけずれて配置される。ここで、フォトマスク１０４ａと１０４ｂのずれ量を図示するように位置ずれ量ｅとして定義する。
次に、図４７（ｄ）に示すように、フォトレジスト１０３ａ、１０３ｂの現像を行い、形成したレジストパターンをマスクとして金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂをパターニングし、耐エッチング用マスク部材であるエッチングマスク１０５ａ、１０５ｂを形成する。金属耐食膜１０２ａ、１０２ｂを金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いたときは、これら２つの金属膜それぞれをエッチングする。
ここで、前述したように、フォトマスク１０４ａと１０４ｂはＸ軸方向に位置ずれ量ｅだけずれて配置されるので、耐エッチング用マスク部材であるエッチングマスク１０５ａと１０５ｂは、その位置関係が互いに位置ずれ量ｅだけずれて形成される。
次に、図４７（ｅ）に示すように、フォトレジスト１０３ａ、１０３ｂを剥離後、表裏両面にエッチングマスク１０５ａ、１０５ｂの形成された水晶ウェハ１０１を水晶用エッチング液であるフッ酸系のエッチング液に浸漬すると、エッチングマスク１０５ａ、１０５ｂに覆われていない部分の水晶が表裏両側から溶解する。その後、エッチングマスク１０５ａ、１０５ｂを除去することによって、水晶振動子片の振動脚である駆動脚１１１、１１２と検出脚１１３とが得られる。
水晶ウェハ１０１は、エッチングマスク１０５ａ、１０５ｂによって表裏両面からエッチングが進行するが、前述したようにエッチングマスク１０５ａと１０５ｂは位置ずれ量ｅだけずれて形成されているので、水晶振動子片の断面は、図示するように、ずれているエッチングマスク１０５ａと１０５ｂに沿って略平行四辺形に形成される。このエッチングマスクの位置ずれ量ｅが、従来例で述べた製造上の誤差である位置ずれ量ｅ（図４７参照）より十分大きければ、製造上の誤差にほとんど影響されずに水晶振動子片の断面は略平行四辺形となる。ここでは、残渣は省略している。
これにより、水晶振動子の外形に特徴付けを行い、水晶振動子の漏れ振動の方向を予め見積もることができる。すなわち、誤差によるマスクずれは漏れ振動の方向を特定できないが、故意にエッチングマスクをずらすことで漏れ振動の方向を予め見積もることができるのである。
第６の電極形成工程は、前述の第３の電極形成工程（図３７〜図４０）と同様である。すなわち、図３９で示すように水晶振動子片１０７の駆動脚１１１、１１２の主平面には駆動電極１２０ａ、１２１ｃが形成され、この駆動電極１２０ａ、１２１ｃはバランス調整のための切欠部１３０を備える。この切欠部１３０は、駆動電極２０ａ、１２１ｃの片辺全部に駆動電極１２０ａ、１２１ｃの長手方向に沿って細長く形成される。そして、この切欠部１３０は、その幅方向の略中心Ｃ２が駆動脚１１１、１１２の幅方向の略中心Ｃ１に対して駆動脚１１１、１１２の幅方向にずれて形成される。なお、すでに説明した例と同様に、駆動脚の上面側を切欠部１３０ａ、調整エリア１１６ａとし、裏面側を切欠部１３０ｂ、調整エリア１１６ｂとする。
水晶面が露出した調整エリア１１６ａ、１１６ｂは、後工程であるバランス調整工程による再エッチングによって表面が溶解し、駆動脚１１１、１１２の断面形状が調整されて漏れ振動が抑制される。すなわち、水晶振動子は、外形形成工程で特徴付けされることで漏れ振動の方向を予め見積もることができるので、この見積もりに基づいて電極形成工程で電極に切欠部１３０を形成する。なお、切欠部１３０は、第３の製造方法における図４０（ａ）、図４０（ｂ）のように、電極の一部でもよい。
図４８及び図４９は、第６のバランス調整工程を説明するための図である。
バランス調整工程は第３の製造方法と同様であり、前工程である電極形成工程で駆動脚１１１、１１２の駆動電極が所定形状に形成された後、この駆動電極をマスクにして水晶ウェハ１０１を再び一括エッチングして水晶振動子片１０７の駆動脚１１１、１１２の断面形状を修正して振動のバランス調整を行い、漏れ量を調整して水晶振動子片１０７の漏れ振動を抑制する工程である。
図４８は、水晶ウェハ１０１に形成された水晶振動子片１０７の一方の駆動脚１１１の断面を模式的に示す断面図であり、第３の製造方法で示した図３９のＤ−Ｄ´断面から駆動脚１１１の部分を拡大した図である。この断面形状は、裏面側のエッチングマスクを＋Ｘ軸方向に位置ずれ量ｅだけずらしたことで略平行四辺形となっており、水晶振動子片が特徴付けされ、漏れ振動の方向を予め見積もることができる。すなわち、駆動脚１１１の断面は特徴付けによって上下左右非対称であり、主軸１３６（破線）はＸ軸に対してズレ角θ４の傾きを持つので、漏れ振動が発生する。そして、この特徴付けによる上下左右非対称の断面を打ち消すように切欠部を形成し、それにより生じた調整エリアの水晶をエッチング除去することで漏れ振動を抑制する。
図４８において、駆動脚１１１の主平面に駆動電極１２０ａ、１２０ｂが形成され、この駆動電極１２０ａ、１２０ｂの切欠部１３０ａ、１３０ｂに対応して、駆動脚１１１に除去部分１１７ａ、１１７ｂが形成される。ここで、駆動脚１１１の切欠部１３０ａ、１３０ｂは、第３の製造方法と同様に、駆動脚１１１の振動軸中心を原点Ｐとし、この原点Ｐを通り直交する２つの軸ｘ、ｙで定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点Ｐを挟み対称となる象限に形成される。
切欠部１３０ａ、１３０ｂによるエッチング除去量は、原点Ｐを挟み対称となる象限のエッチング除去量が等しくなることもあり、そうでないこともある。同様に、隣り合う象限のエッチング除去量が異なることもあり、そうでないこともある。
また、図４８に示す切欠部１３０ａ、１３０ｂは、一例として第２象限と第４象限とに形成されるが、これは、裏面側のエッチングマスクを＋Ｘ軸方向にずらしたことによる上下左右非対称の断面形状を打ち消すには、第２象限部分と第４象限部分の水晶を削ればバランスが調整できるからである。
すなわち、第２象限と第４象限とに形成された切欠部１３０ａ、１３０ｂの水晶がエッチング除去されることによって、上下左右非対称となった断面形状が補正され、依然として断面形状は上下左右非対称であるが、主軸１３６は主軸１３６´（実線）のように修正されて漏れ振動が抑制される。
第６の切欠部１３０ａ、１３０ｂのエッチング量は、第３の製造方法のように、水晶振動子の残渣のでき方を想定し、漏れ振動の方向と共に、漏れ量の大きさを見積もり、加工時間に換算してエッチング除去量を決定することができる。また、第４の製造方法のように、水晶振動子片の漏れ量情報に基づいてエッチング量を加工時間に換算してエッチング除去量を決定することができる。また、第５の製造方法のように、水晶振動子片の漏れ量情報に基づいてバランス調整のためのエッチング加工を少しずつ複数回繰り返すようにエッチング除去量を決定してもよい。
図４９はエッチングマスクが図４８とは逆方向に、裏面側のエッチングマスクを−Ｘ軸方向に位置ずれ量ｅだけずらしたことで略平行四辺形となった断面図である。この場合、水晶振動子片は逆方向に特徴付けされ、漏れ振動の方向を予め見積もることができる。この場合は、図示するようにずれて偏って形成された水晶部分を打ち消すように、駆動脚１１１に切欠部１３０ａ、１３０ｂを第１象限と第３象限とに形成すればよい。すなわち、第１象限と第３象限とに形成された切欠部１３０ａ、１３０ｂの水晶がエッチング除去されることによって、上下左右非対称となった断面形状が補正され、依然として断面形状は上下左右非対称であるが、主軸１３６は主軸１３６´（実線）のように修正されて漏れ振動が抑制される。
以上のように本発明の第６の製造方法によれば、水晶ウェハの表裏両面に配設されるエッチングマスク同士が互いに所定量ずれて配設されることで、形成される水晶振動子の外形に特徴付けして水晶振動子の漏れ振動の方向が予め見積もれるので、この漏れ振動の方向に基づいた切欠部を備える電極を駆動脚に形成することができる。この結果、製造上のばらつきであるマスクの位置ずれ等に影響されずに再エッチング工程によって漏れ振動を調整できるので、高精度に漏れ振動が調整された水晶振動子を提供することができる。
以上説明した第３〜第６の製造方法では、電極形成工程において、駆動脚の電極に予め切欠部を形成し、この切欠部による調整エリアを再エッチングすることで、水晶振動子の漏れ振動を調整するが、ウェハ内で漏れ量のばらつきが大きいなどの場合は、予め形成される切欠部以外に、レーザ加工等によって電極を加工し、水晶面が露出した切欠部を更に追加して形成してもよい。この電極を追加加工する工程は、例えば、第４の製造方法の場合では、漏れ量測定工程（ステップＳＴ５３）の後に追加することができる。この電極加工工程を追加することで、漏れ量の調整範囲を個々の素子ごとに拡大できるので、ウェハ内の漏れ量のばらつきが大きな場合であっても、不良品とせずに漏れ量を調整して良品にできる可能を広げることができる。
なお、漏れ振動の方向を見積もるための外形形成の特徴付けは、片面マスクやマスクずらしに限定されず、他の方法でも本発明は適応される。また、本発明の実施形態で示したフローチャートや外形図等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
なお、上述した本発明の第１〜第６の製造方法に関係するフローチャートや外形図等は、一例であって、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
本発明の第１〜第６の水晶振動子の製造方法は、小型で高精度に漏れ振動が調整された水晶振動子を低コストで提供することができるため、小型で高精度なジャイロセンサ用水晶振動子の製造方法として好適である。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
0005528337.tif 000004
【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
0005528337.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９（ａ）】
0005528337.tif 000012
【図９（ｂ）】
0005528337.tif 000013
【図９（ｃ）】
0005528337.tif 000014
【図９（ｄ）】
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【図９（ｅ）】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
0005528337.tif 000018
【図１１（ｂ）】
0005528337.tif 000019
【図１１（ｃ）】
0005528337.tif 000020
【図１１（ｄ）】
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【図１２】
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【図１３】
0005528337.tif 000023
【図１４】
0005528337.tif 000024
【図１５（ａ）】
0005528337.tif 000025
【図１５（ｂ）】
0005528337.tif 000026
【図１５（ｃ）】
0005528337.tif 000027
【図１５（ｄ）】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0005528337.tif 000031
【図１９（ａ）】
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【図１９（ｂ）】
0005528337.tif 000033
【図１９（ｃ）】
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【図２０（ａ）】
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【図２０（ｂ）】
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【図２０（ｃ）】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４（ａ）】
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【図３４（ｂ）】
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【図３４（ｃ）】
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【図３４（ｄ）】
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【図３４（ｅ）】
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【図３５（ａ）】
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【図３５（ｂ）】
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【図３６】
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【図３７（ａ）】
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【図３７（ｂ）】
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【図３７（ｃ）】
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【図３７（ｄ）】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０（ａ）】
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【図４０（ｂ）】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６（ａ）】
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【図４６（ｂ）】
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【図４７（ａ）】
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【図４７（ｂ）】
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【図４７（ｃ）】
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【図４７（ｄ）】
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【図４７（ｅ）】
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【図４８】
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【図４９】
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