(57)【要約】【課題】レジスト成膜工程において形成される圧電体の表面の凹凸部分を低減可能な圧電振動片の製造方法を提供する。【解決手段】圧電体の表面に電極膜を成膜する電極膜成膜工程（Ｓ４ａ）と、電極膜の表面にレジスト膜を成膜するレジスト膜成膜工程（Ｓ４ｂ）と、レジスト膜を露光及び現像してマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程（Ｓ４ｄ、ｅ）と、マスクパターンを用いて電極膜をエッチングする電極形成工程（Ｓ４ｆ）と、圧電体から圧電振動片を個片化する個片化工程（Ｓ５）と、を備える圧電振動片の製造方法において、レジスト膜成膜工程（Ｓ４ｂ）の後であってマスクパターン形成工程（Ｓ４ｄ、ｅ）の前に、圧電体を現像液に浸漬する現像液浸漬工程（Ｓ４ｃ）を有する。【選択図】図７
2014179796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体の表面に電極膜を成膜する電極膜成膜工程と、
前記電極膜の表面にレジスト膜を成膜するレジスト膜成膜工程と、
前記レジスト膜を露光及び現像することで前記レジスト膜にマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、
前記マスクパターンを用いて前記電極膜をエッチングすることで前記圧電体の表面に電極パターンを形成する電極形成工程と、
前記圧電体から圧電振動片を個片化する個片化工程と、
を備える圧電振動片の製造方法において、
前記レジスト膜成膜工程の後であって前記マスクパターン形成工程の前に、前記圧電体を現像液に浸漬する現像液浸漬工程を有することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
前記レジスト膜は、ポジ型レジスト材によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶やタンタル酸リチウム等の圧電体によって形成されるウエハ表面に対してレジスト膜を成膜し、該レジスト膜をマスクとしてウエハ表面に電極パターンを形成する圧電振動片の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電極膜の上に成膜されたレジスト膜を、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニング化し、該パターニング化されたレジスト膜をマスクパターンとして利用してエッチングを行うことで、圧電体の表面に所定の電極パターンを形成する技術が知られている。レジスト材の成膜方法は様々な方法が知られているが、代表的な成膜方法の一つとして、スプレー塗布によってレジスト材を圧電体の表面に成膜するスプレー塗布方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６５６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術には次の課題がある。
スプレー塗布方法を用いて圧電体の表面にレジスト膜を成膜する場合、圧電体の裏面にレジスト材が回り込んでしまい、回り込んだレジスト材によって圧電体の裏面に凹凸部分ができるといった課題がある。この場合、フォトリソグラフィーの露光工程の際に、レジスト材の回り込み付着によって形成された凹凸部分において露光光が屈折または反射し、電極パターンのパターニング精度が低下してしまう。
【０００５】
そこで本願発明は上記課題を解決すべくなされた発明であり、レジスト成膜工程において形成される圧電体の表面の凹凸部分を低減可能な圧電振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明にあっては、
圧電体の表面に電極膜を成膜する電極膜成膜工程と、前記電極膜の表面にレジスト膜を成膜するレジスト膜成膜工程と、前記レジスト膜を露光及び現像することで前記レジスト膜にマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、前記マスクパターンを用いて前記電極膜をエッチングすることで前記圧電体の表面に電極パターンを形成する電極形成工程と、前記圧電体から圧電振動片を個片化する個片化工程と、を備える圧電振動片の製造方法において、前記レジスト膜成膜工程の後であって前記マスクパターン形成工程の前に、前記圧電体を現像液に浸漬する現像液浸漬工程を有することを特徴とする。
【０００７】
かかる製造方法によれば、レジスト膜成膜工程の後であってマスクパターン形成工程の前に、圧電体を現像液に浸漬する現像液浸漬工程を有することにより、レジスト膜成膜工程において圧電体の表面に形成されたレジスト材の凹凸を、現像液によって溶解することができる。よって、現像液浸漬工程の前後で、レジスト膜の凹凸の度合いが低減し、レジスト膜の表面を平滑化することができる。つまり、レジスト成膜工程において形成される圧電体の表面の凹凸部分を低減可能な圧電振動片の製造方法を提供することが可能になる。
【０００８】
また、本発明においては、レジスト膜は、ポジ型レジスト材によって形成されていると好適である。
【０００９】
これによれば、ポジ型レジスト材は露光時に感光されない部分も現像液に僅かに溶解することが知られているので、この性質を利用することにより、ポジ型レジスト材によって形成されたレジスト膜の凹凸部分を現像液に溶解させることが可能になる。つまり、より効果的にレジスト膜の表面を平滑化することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レジスト成膜工程において形成される圧電体の表面の凹凸部分を低減可能な圧電振動片の製造方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のレジスト塗布方法を示すフローチャートである。
【図２】本実施形態のレジスト塗布方法の各工程の手順を示す断面図である。
【図３】本実施形態のウエハを示す平面図である。
【図４】本実施形態の圧電振動片を示す平面図である。
【図５】本実施形態の圧電振動片を示す部分拡大平面図である。
【図６】本実施形態の圧電振動片を示す、図５におけるＡ−Ａ断面図である。
【図７】本実施形態の圧電振動片の製造方法を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態の圧電振動片の製造過程を示す平面図である。
【図９】レジスト材の回り込み付着が発生した際の露光工程を説明する説明図であって、（ａ）断面図、（ｂ）は（ａ）における拡大断面図である。
【図１０】本実施形態の圧電振動片を用いた一実施形態である圧電振動子を示す外観斜視図である。
【図１１】本実施形態の圧電振動片を用いた一実施形態である圧電振動子の内部構造を示す平面図である。
【図１２】本実施形態の圧電振動片を用いた一実施形態である圧電振動子を示す図であって、図１４におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１３】本実施形態の圧電振動片を用いた一実施形態である圧電振動子を示す図であって、各部を分解した分解外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るレジスト塗布方法、圧電振動片の製造方法および圧電振動片について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１３】
なお、本明細書において、「レジスト材の粒径」とは、ウエハの面上に付着するレジスト材の粒子の凝集体の直径を意味する。
【００１４】
以下、図１から図３を参照して本実施形態のレジスト塗布方法について説明する。図１は、各工程を示すフローチャートである。図２は、一部の工程の手順を示す断面図である。図３は、ウエハ４３を示す平面図である。
【００１５】
（レジスト塗布装置）
まず、本実施形態のレジスト塗布方法を実施する際に用いる、レジスト塗布装置１００について説明する。
本実施形態に用いるレジスト塗布装置１００は、図２に示すように、ステージ装置７０と、保持部材４２と、スプレーガン（塗布部）４５と、を備える。ステージ装置７０は、ステージ４０と、背面板４１と、を備える。ステージ４０は、平板状の部材である。
背面板４１は、略平板状の部材であり、ステージ４０の上面に設置されている。背面板４１は、基部４１ａと、凸部４１ｂと、を備えている。
凸部４１ｂは、基部４１ａの中央部に設けられており、保持部材４２の凹部４２ｃと嵌合している。背面板４１の材質は、特に限定されず、たとえば、Ａｌである。
【００１６】
保持部材４２は、ウエハ４３の外縁を挟持して保持する枠状の部材である。保持部材４２の中央部には、凹部４２ｃが形成されている。保持部材４２は、凹部４２ｃが背面板４１の凸部４１ｂと嵌合して、背面板４１上に設けられている。
【００１７】
保持部材４２は、ウエハ４３を保持した状態のまま、背面板４１上から取り外し可能となっている。保持部材４２は、ウエハ４３の第１の面４３ａと、ウエハ４３の第２の面４３ｂと、のどちらが鉛直方向上側となるようにしても設置することができる（たとえば、図２（ａ）では、ウエハ４３の第２の面４３ｂが鉛直方向上側となるように設置されている）。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように、保持部材４２の保持高さＨ４と、背面板４１の凸部４１ｂの高さＨ３と、の差は、背面板４１の凸部４１ｂの上面４１ｃと、後述する第２フォトレジスト膜４９の表面とが当接しない範囲内において、小さい方が好ましい。すなわち、凸部４１ｂの上面４１ｃと、第２フォトレジスト膜４９の表面との距離Ｈ５は、小さい方が好ましい。ウエハ４３の面上に形成されたフォトレジスト膜と、背面板４１の凸部４１ｂの上面４１ｃとの間の隙間を狭くすることにより、浮遊したレジスト材が隙間に入り込みにくくなり、レジスト材の回り込み付着を抑制できるためである。
なお、保持部材４２を、図２（ｂ）とは上下反転して設置した場合における、保持部材４２の保持高さについても同様である。
【００１９】
圧電体として用いられるウエハ４３は、図３に示すように、略矩形状の平板であり、複数の圧電板２を備える。圧電板２は、音叉型の形状であり、２本の振動腕部３，４を備えている。振動腕部３，４には、それぞれ不図示の溝部が形成されている。複数の圧電板２は、連結部５１によってウエハ４３に連結されており、複数の圧電板２の周りには、圧電板貫通穴２ａが形成されている。ウエハ４３の面上にスプレー塗布されたレジスト材の一部は、圧電板貫通穴２ａを通って、塗布面と反対側の面に回り込み付着する。
ウエハ４３の材料は、たとえば、水晶やタンタル酸リチウム等の圧電材料である。
【００２０】
スプレーガン４５は、図２に示すように、保持部材４２の鉛直方向上側に設けられており、平面視における位置が、ウエハ４３の中央となっている。
スプレーガン４５としては、後述する、レジスト材５０ａをウエハ４３上に塗布できる範囲内において、特に限定されず、いかなる公知のスプレーガンを用いることもできる。
【００２１】
スプレーガン４５から噴出させるレジスト材としては、たとえば、レジスト剤（レジスト粒子）と、溶媒として、アセトンと、シンナーと、を所定の割合で混合したものを用いることができる。
【００２２】
（レジスト膜成膜工程）
次に、上記のレジスト塗布装置１００を用いて、圧電体の表面に成膜された電極膜の表面にレジスト膜を成膜するレジスト膜成膜工程について説明する。ここでは、ウエハ４３の第１の面４３ａおよび第２の面４３ｂのそれぞれにレジスト材を２回ずつ塗布する場合について説明する。
図１に示すように、本実施形態のレジスト膜成膜工程は、ウエハ４３を設置する、ウエハ設置工程Ｓ１１と、ウエハ４３に後述するレジスト材５０ａを塗布する、第１レジスト塗布工程Ｓ１２と、スプレーガン４５をウエハ４３に接近させるスプレーガン移動工程Ｓ１３と、ウエハ４３にレジスト材５０ａを塗布する、第２レジスト塗布工程Ｓ１４と、を有している。
【００２３】
ウエハ設置工程Ｓ１１は、図２に示すようにして、保持部材４２に保持されたウエハ４３を、背面板４１を介してステージ４０上に設置する工程である。
【００２４】
ウエハ４３の外縁を保持部材４２によって挟持し、保持部材４２にウエハ４３を保持させる。そして、ウエハ４３が保持された保持部材４２の凹部４２ｃと、背面板４１の凸部４１ｂとを嵌合させ、ウエハ４３の第１の面４３ａが鉛直方向上側となるようにして、保持部材４２を背面板４１上に設置する。この工程により、ウエハ４３がステージ４０上に設置される。
【００２５】
次に、第１レジスト塗布工程Ｓ１２は、ウエハ４３の第１の面４３ａおよび第２の面４３ｂにレジスト材５０ａを塗布する工程である。
図２（ａ）は、第１レジスト塗布工程Ｓ１２の手順を示す断面図である。より詳細には、後述する第２の面塗布工程Ｓ１２ｃの手順を示した図である。
【００２６】
第１レジスト塗布工程Ｓ１２は、図１に示すように、第１の面塗布工程Ｓ１２ａと、ウエハ反転工程Ｓ１２ｂと、第２の面塗布工程Ｓ１２ｃと、を有する。
【００２７】
第１の面塗布工程Ｓ１２ａは、ウエハ４３の第１の面４３ａに第１の粒径のレジスト材５０ａを塗布する工程である。
【００２８】
まず、スプレーガン４５を、図２（ａ）に示すように、保持部材４２の鉛直方向上側に、第１状態Ｐ１となるように設置する。第１状態Ｐ１における、スプレーガン４５の噴出口と、ウエハ４３の上面との最短距離（垂直距離）である第１の距離Ｈ１は、ウエハ４３の上面に付着するレジスト材が、レジスト材の粒径がウエハ４３の凹凸部（溝部）に対して十分に小さい粒径のレジスト材５０ａとなる範囲内において、特に限定されない。レジスト材５０ａの粒径は、たとえば、ウエハ４３に備えられた圧電板２の振動腕部３，４の溝部の寸法が、長手方向長さ５００μｍ、幅６０μｍ、深さ５５μｍであるような場合において、１０μｍ以下である。
【００２９】
そして、スプレーガン４５からレジスト材を噴出させ、ウエハ４３の第１の面４３ａにレジスト材を塗布する。レジスト材を噴出させる圧力は、所定圧力以上にする。レジスト材の粒径を小さくするためである。スプレーガン４５の圧力を大きくすると、噴出される際にレジスト材が受ける力が大きくなる。そのため、凝集しているレジスト材が分散しやすく、レジスト材の粒径は小さくなる。所定圧力としては、たとえば、０．２２ＭＰａである。
【００３０】
スプレーガン４５の噴出口は、ウエハ４３の上面から十分離れた第１の距離Ｈ１に位置するため、スプレーガン４５から噴出されたレジスト材は、ウエハ４３の面上に到達する前に、溶媒が蒸発し、溶媒の表面張力によるレジスト粒子の結びつきが弱くなる。そのため、凝集するレジスト粒子の量が少なくなり、レジスト材の粒径は小さくなる。したがって、ウエハ４３の第１の面４３ａに付着するレジスト材は、ウエハ４３の面上に形成された凹凸部（溝部）の大きさに比べて十分に小さい粒径を有するレジスト材５０ａとなる。
【００３１】
上記工程により、ウエハ４３の第１の面４３ａに、第１レジスト層４６ａが形成され、第２の面４３ｂには、レジスト材５０ａが、回り込みによって塗布１回分の量だけ付着する。
【００３２】
次に、ウエハ反転工程Ｓ１２ｂは、ウエハ４３を保持部材４２ごと上下反転させる工程である。
保持部材４２を、ウエハ４３を保持した状態のまま、背面板４１から取り外す。そして、上下反転させて、保持部材４２が保持するウエハ４３の第２の面４３ｂが鉛直方向上側となるようにして、保持部材４２の凹部４２ｃと、背面板４１の凸部４１ｂと、を嵌合させる。この工程により、ウエハ４３が上下反転した状態で、ステージ４０上に設置される。
【００３３】
次に、第２の面塗布工程Ｓ１２ｃは、第１の面塗布工程Ｓ１２ａと同様にして、ウエハ４３の第２の面４３ｂにレジスト材５０ａを塗布する工程である。
この工程により、ウエハ４３の第２の面４３ｂに、第１レジスト層４７ａが形成され、第１レジスト層４６ａの表面（第１の面４３ａ）には、レジスト材５０ａが、回り込みによって塗布１回分の量だけ付着する。このとき、第１の面塗布工程Ｓ１２ａでウエハ４３の第２の面４３ｂに付着したレジスト材５０ａは、第２の面４３ｂに対するレジスト材５０ａの塗布により、第１レジスト層４７ａを構成する一部として、一体化する。
【００３４】
以上の工程により、第１レジスト工程Ｓ１２が終了する。
この工程により、ウエハ４３の第１の面４３ａおよびウエハ４３の第２の面４３ｂにそれぞれ第１レジスト層４６ａ，４７ａが形成される。第１レジスト層４６ａ，４７ａの厚さは、たとえば、０．５μｍ以上、１μｍ以下である。
【００３５】
次に、スプレーガン移動工程Ｓ１３は、スプレーガン４５をウエハ４３に近づける方向に移動させる工程である。
図２（ｂ）に示すように、スプレーガン４５を鉛直方向下側に移動させ、スプレーガン４５の位置を第２状態Ｐ２の位置にする。
【００３６】
次に、第２レジスト塗布工程Ｓ１４は、ウエハ４３の第１の面４３ａおよび第２の面４３ｂに、それぞれの面上に形成された第１レジスト層４６ａ，４７ａの上から、レジスト材５０ａを塗布する工程である。
図２（ｂ）は、第２レジスト塗布工程Ｓ１４の手順を示す断面図である。より詳細には、後述する第１の面塗布工程Ｓ１４ｃの手順を示した図である。
【００３７】
第２レジスト塗布工程Ｓ１４は、図１に示すように、第２の面塗布工程Ｓ１４ａと、ウエハ反転工程Ｓ１４ｂと、第１の面塗布工程Ｓ１４ｃと、を有する。
【００３８】
第２の面塗布工程Ｓ１４ａは、ウエハ４３の第２の面４３ａにレジスト材５０ａを塗布する工程である。
スプレーガン４５からレジスト材を噴出させ、第１レジスト層４７ａの表面（第２の面４３ｂ）にレジスト材を塗布する。レジスト材を噴出させる圧力は、たとえば、０．２２ＭＰａである。
【００３９】
図２に示すように、スプレーガン４５の噴出口と、ウエハ４３の面との第２の距離Ｈ２は、第１状態Ｐ１における第１の距離Ｈ１より小さいため、スプレーガン４５から噴出されたレジスト材は、ウエハ４３の面上に到達するまでに移動する距離が第１状態Ｐ１に比べて短く、溶媒が蒸発する量が少なくなる。そのため、レジスト材の粒径を小さくすることが出来る。
【００４０】
上記工程により、第１レジスト層４７ａの表面上に、レジスト材５０ａが塗布され、第２レジスト層４７ｂが形成される。これにより、ウエハ４３の第２の面４３ｂに、第１レジスト層４７ａと第２レジスト層４７ｂからなる第２フォトレジスト膜４９が形成される。第１レジスト層４６ａの表面（第１の面４３ａ）には、レジスト材５０ａが、回り込みによって塗布１回分の量だけ付着する。
【００４１】
次に、ウエハ反転工程Ｓ１４ｂは、ウエハ反転工程Ｓ１２ｂと同様に、ウエハ４３を保持部材４２ごと上下反転させる工程である。
この工程により、ウエハ４３の第１の面４３ａが鉛直方向上側となった状態で、ウエハ４３がステージ４０上に設置される。
【００４２】
次に、第１の面塗布工程Ｓ１４ｃは、第２の面塗布工程Ｓ１４ａと同様にして、ウエハ４３の第１の面４３ａに第２の粒径のレジスト材５０ｂを塗布する工程である。
この工程により、第１レジスト層４６ａの表面（第１の面４３ａ）に第２レジスト層４６ｂが形成され、第１レジスト層４６ａと第２レジスト層４６ｂとからなる第１フォトレジスト膜４８が形成される。
【００４３】
以上の工程により、第２レジスト塗布工程Ｓ１４が終了する。
この工程により、ウエハ４３の第１の面４３ａおよびウエハ４３の第２の面４３ｂにそれぞれ第２レジスト層４６ｂ，４７ｂが形成される。そして、図２（ｂ）および図４（ｄ）に示すように、ウエハ４３の第１の面４３ａに、第１レジスト層４６ａおよび第２レジスト層４６ｂからなる、第１フォトレジスト膜４８が形成される。また、ウエハ４３の第２の面４３ｂに、第１レジスト層４７ａおよび第２レジスト層４７ｂからなる、第２フォトレジスト膜４９が形成される。
第２レジスト層４６ｂ，４７ｂの厚さは、たとえば、０．５μｍ以上、１μｍ以下である。第１フォトレジスト膜４８および第２フォトレジスト膜４９の膜厚は、たとえば、１μｍ以上、２μｍ以下である。
【００４４】
以上のＳ１１からＳ１４の各工程により、ウエハ４３の両面にレジスト材を塗布し、フォトレジスト膜を形成することができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、下記の方法を採用することもできる。
【００４６】
第１レジスト塗布工程Ｓ１２と、第２レジスト塗布工程Ｓ１４とで、スプレーガン４５のノズル（レジスト材の噴出口）を変更してもよい。また、第１レジスト塗布工程Ｓ１２と、第２レジスト塗布工程Ｓ１４とで、用いるレジスト材のレジスト剤（レジスト粒子）と溶媒との割合を変えてもよい。レジスト材に含まれる溶媒の割合を多くすると、スプレーガン４５から噴出されたレジスト材がウエハ４３の面上に付着するまでの距離が長くても、レジスト材に溶媒がある程度残存する。
【００４７】
また、第１レジスト塗布工程Ｓ１２と、第２レジスト塗布工程Ｓ１４とで、スプレーガン４５の鉛直方向高さと、スプレーガン４５のスプレー圧と、スプレーガン４５のノズルの口径と、レジスト材の粒子の粒径と、レジスト材におけるレジスト剤と溶媒の割合と、のうちいずれか１つ、または２つ以上を変更することによって、レジスト材の粒径を変更してもよい。
【００４８】
本実施形態においては、ウエハ４３に音叉型の圧電板２が備えられ、圧電板２の振動腕部３，４には溝部６が形成されているが、これに限られない。たとえば、振動腕部３，４に溝部６が形成されていないものであっても、音叉型以外の形状の圧電板であってもよい。
【００４９】
（圧電振動片）
以下、本発明に係る圧電振動片の一実施形態を、図４から図６を参照して説明する。
本実施形態の圧電振動片１は、たとえば、表面実装型のセラミックパッケージタイプの圧電振動子や、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子等に組み込まれるものであって、図４および図５に示すように、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の圧電板２を備えている。
なお、図４は、圧電振動片１の表面側の平面図である。図５は、図４に示す振動腕部３，４の基端部を中心に拡大した図である。
【００５０】
圧電板２は、平行に配置された一対の振動腕部３，４と、該一対の振動腕部３，４の基端部側を一体的に固定する基部５と、を備えている。また、これら一対の振動腕部３，４の主面（表裏面）上には、振動腕部３，４の基端部から先端部に向かって、一定幅で縦長の溝部６が形成されている。この溝部６は、振動腕部３，４の基端部側から中間部を越える範囲に亘って形成されている。これにより、一対の振動腕部３，４は、それぞれ図５に示すように断面Ｈ型となっている。
【００５１】
このように形成された圧電板２の外表面上には、図４および図５に示すように、一対の励振電極１０，１１および一対のマウント電極１２，１３が、叉部１５を挟んで形成されている。このうち、一対の励振電極１０，１１は、電圧が印加されときに一対の振動腕部３，４を互いに接近または離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、主に一対の振動腕部３，４の外表面にそれぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
具体的には、図６に示すように、一方の励振電極１０が、主に一方の振動腕部３の溝部６内と他方の振動腕部４の側面上とに形成され、他方の励振電極１１が、主に一方の振動腕部３の側面上と他方の振動腕部４の溝部６内とに形成されている。
【００５２】
ここで、この励振電極１０，１１についてより詳細に説明する。
本実施形態の励振電極１０，１１は、図４から図６に示すように、それぞれ主面電極部２０と、側面電極部２１と、接続電極部２２と、で構成されている。
【００５３】
主面電極部２０は、溝部６内と、該溝部６を囲む振動腕部３，４の主面上とに形成された電極である。側面電極部２１は、振動腕部３，４の側面上と、該側面に連続する振動腕部３，４の主面上に形成された電極である。この際、振動腕部３，４の内方（叉部１５側）の側面に形成された側面電極部２１と、振動腕部３，４の外方に向いた側面に形成された側面電極部２１とは、図７に示すように、溝部６よりも先端部側に形成された接続電極部２２を介して導通するようになっている。
【００５４】
主面電極部２０と側面電極部２１とは、図６に示すように、一定の間隔である短絡防止用の隙間Ｗ０を設けて相互に離して配置されている。この隙間Ｗ０は、たとえば１５μｍという極めて狭い間隔となっている。このように隙間Ｗ０が正確に形成されていることにより、主面電極部２０と側面電極部２１との短絡等が防止されることになる。一方、叉部１５の近傍では、図５に示すように、一方の振動腕部３の内側面に形成された側面電極部２１と、他方の振動腕部４の内側面に形成された側面電極部２１とが、叉部１５の幅に相当する隙間Ｕ０を設けて相互に離して配置されている。
【００５５】
接続電極部２２は、図４および図５に示すように、側面電極部２１に接続されるように一方の振動腕部３の主面上に形成されると共に、表面側で、基部５の主面上を経由して他方の振動腕部４側に引き回された後、該振動腕部４側の主面電極部２０に接続されるように形成された電極である。
この接続電極部２２によって、表面側で、一方の振動腕部３側の主面電極部２０と他方の振動腕部４側の側面電極部２１とが接続されていると共に、裏面側で、一方の振動腕部３側の側面電極部２１と他方の振動腕部４側の主面電極部２０とが接続されている。
なお、図４および図５は、圧電振動片１の表面側を図示しているが、裏面側の電極パターンは表面側の電極パターンに対して左右対称とされている。
【００５６】
一対のマウント電極１２，１３は、図４および図５に示すように、基部５の主面および側面を含む外表面上に形成されており、引き出し電極１６を介して一対の励振電極１０，１１にそれぞれ電気的に接続されている。よって、一対の励振電極１０，１１は、このマウント電極１２，１３を介して電圧が印加されるようになっている。
【００５７】
なお、上述した励振電極１０，１１、マウント電極１２，１３および引き出し電極１６は、たとえば、クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地として成膜した後に、表面に金の薄膜を施したものである。クロム膜の膜厚は、たとえば、６０ｎｍである。金の薄膜の膜厚は、たとえば、５０ｎｍである。
ただし、この場合に限られず、たとえば、クロムとニクロム（ＮｉＣｒ）の積層膜の表面にさらに金の薄膜を積層しても構わないし、クロム、ニッケル、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の単層膜でも構わない。
【００５８】
また、一対の振動腕部３，４の先端部には、図４に示すように、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜１７（粗調膜１７ａおよび微調膜１７ｂからなる）が形成されている。この重り金属膜１７を利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部３，４の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができるようになっている。
【００５９】
このように構成された圧電振動片１を作動させる場合には、一対の励振電極１０，１１間に所定の駆動電圧を印加して電流を流すことで、一対の振動腕部３，４を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この振動を、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００６０】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片１を、圧電体からなるウエハを利用して製造する方法について、図７，８を参照しながら以下に説明する。
図７は、圧電振動片１の製造方法を示すフローチャートである。
図８は、圧電振動片１の製造方法を説明するための工程図であって、ウエハ４３の平面図である。
【００６１】
図７、８に示すように、まずポリッシングが終了し、所定の厚みに高精度に仕上げられたウエハ４３を準備する（Ｓ１）。次いで、このウエハ４３をフォトリソグラフィー技術によってエッチングして、該ウエハ４３に複数の圧電板２の外形形状を形成する外形形成工程を行う（Ｓ２）。この工程について、具体的に説明する。
【００６２】
まず、ウエハ４３の両面にエッチング保護膜をそれぞれ成膜する（Ｓ２ａ）。このエッチング保護膜としては、たとえば、クロム（Ｃｒ）を数μｍ成膜する。次いで、エッチング保護膜上にフォトレジスト膜を、フォトリソグラフィー技術によってパターニングする。この際、図７に示す、一対の振動腕部３，４と、基部５とで構成される圧電板２の周囲を囲むような形状にパターニングする。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてエッチング加工を行い、マスクされていないエッチング保護膜を選択的に除去する。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜を除去する。
【００６３】
これにより、図８に示すように、圧電板２の外形形状、すなわち、一対の振動腕部３，４および基部５の外形形状に沿ってパターニングされた、エッチング保護膜３０が形成される（Ｓ２ｂ）。この際、複数の圧電板２の数だけパターニングを行う。
【００６４】
次いで、パターニングされたエッチング保護膜３０をマスクとして、ウエハ４３の両面をそれぞれエッチング加工する（Ｓ２ｃ）。これにより、エッチング保護膜３０でマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電板２の外形形状を形作ることができる。この時点で、外形形成工程（Ｓ２）が終了する。
【００６５】
続いて、図４に示す一対の振動腕部３，４の主面上に溝部６を形成する溝部形成工程を行う（Ｓ３）。具体的には、上述した外形形成時と同様に、パターニングされたエッチング保護膜３０上にフォトレジスト膜を成膜する。そして、フォトリソグラフィー技術によって、溝部６の領域を空けるようにフォトレジスト膜をパターニングする。そして、パターニングされたフォトレジスト膜をマスクとしてエッチング加工を行い、エッチング保護膜３０を選択的に除去する。その後、フォトレジスト膜を除去することで、既にパターニングされたエッチング保護膜３０を、溝部６の領域を空けた状態でさらにパターニングすることができる。
【００６６】
次いで、この再度パターニングされたエッチング保護膜３０をマスクとして、ウエハ４３をエッチング加工した後、マスクとしていたエッチング保護膜３０を除去する。これにより、一対の振動腕部３，４の両主面上に溝部６をそれぞれ形成することができる。
なお、複数の圧電板２は、後に行う切断工程（個片化工程）を行うまで、図３に示すように、連結部５１を介してウエハ４３に連結された状態となっている。
【００６７】
次いで、マスクを通した露光を行うことで、複数の圧電板２の外表面上に電極パターンを形成して、励振電極１０，１１、引き出し電極１６、マウント電極１２，１３をそれぞれ形成する電極形成工程を行う（Ｓ４）。この工程について、詳細に説明する。
【００６８】
電極形成工程では、まず、溝部６が形成された圧電板２の外表面に電極膜を、蒸着やスパッタリング等により成膜する（Ｓ４ａ）。成膜する電極膜としては、たとえば、前述した、クロムと金の積層構造とすることができる。この工程を電極膜成膜工程とする。
【００６９】
次に、電極膜上にフォトレジスト膜を成膜するレジスト膜成膜工程を行う（Ｓ４ｂ）。このフォトレジストは紫外光に感光感度を持つ樹脂をベースとした化合物であり、本実施形態ではポジ型のフォトレジストを採用している。フォトレジスト膜の成膜方法は、前述した、スプレー塗布方法を採用する。この工程により、電極膜の表面にフォトレジスト膜が成膜される。
【００７０】
その後、本実施形態では、ウエハ４３を現像液に浸漬する現像液浸漬工程（Ｓ４ｃ）を有することを特徴とする。上述したように、レジスト膜成膜工程（Ｓ４ｂ）が完了した後は、成膜されたレジスト膜の表面に凹凸部分が形成されている。本実施形態では、この凹凸部分を低減し、レジスト膜の表面を平滑化するために、レジスト膜成膜工程の後に現像液浸漬工程を設けている。
【００７１】
現像液浸漬工程では、レジスト膜表面の凹凸部分を現像液によって溶解させることができる。特に本実施形態のようにポジ型のフォトレジスト材を用いる場合は、現像液によってフォトレジスト材をより効果的に溶解させることが可能である。なお、ここで用いられる現像液は、水酸化ナトリウム水溶液であり、浸漬時間は３０秒〜７５秒程度である。浸漬時間は凹凸部分のみが効果的に溶解できる時間であればよく、長すぎると凹凸以外の部分、即ち、露光時にマスク材として機能するフォトレジスト膜まで溶解してしまうので、フォトレジスト膜の溶解度合を観察しつつ、最適な時間を選択すればよい。現像液浸漬工程の後は、ウェハ４３表面に残留している現像液を除去すべく、乾燥工程を加えている。
【００７２】
続いて、励振電極１０，１１、引き出し電極１６、およびマウント電極１２，１３の形成領域以外の領域が開口したフォトマスクにより、上述の現像液浸漬工程（Ｓ４ｃ）を経て表面が平滑化されたフォトレジスト膜に対して紫外光を露光する露光工程を行う（Ｓ４ｄ）。この工程により、電極膜を残しておきたい部分が、フォトレジスト膜によって被膜されるように、フォトレジスト膜がパターニングされる。
露光条件としては、たとえば、露光量が積算量で９００Ｊｍ／ｃｍ2とできる。
【００７３】
露光後、現像液により不要部分を除去して加熱工程等を経てフォトレジスト膜を固化させる（Ｓ４ｅ）。なお、この際に使用する現像液は、上述の現像液浸漬工程（Ｓ４ｃ）で用いられた現像液を用いてもよい。これにより、電極パターンに基づいたマスクパターンをフォトレジスト膜に形成することができる（マスクパターン形成工程）。
そして、このマスクパターンを用いて、メタルエッチング（Ｓ４ｆ）により、電極パターンを形成することができる（電極形成工程）。その後、フォトレジスト膜を除去することによって（Ｓ４ｇ）、励振電極１０，１１、引き出し電極１６、マウント電極１２，１３を形成して電極形成工程（Ｓ４）を終了する。
【００７４】
最後に、ウエハ４３と圧電板２とを連結していた連結部５１を切断して、複数の圧電板２をウエハ４３から切り離して個片化する切断工程を行う（Ｓ５）。これにより、１枚のウエハ４３から、音叉型の圧電振動片１を一度に複数製造することができる。この時点で、圧電振動片１の製造工程が終了し、図７に示す圧電振動片１を得る。
【００７５】
図９は、レジスト材の回り込み付着が発生している場合における、露光工程（Ｓ４ｄ）を示す図である。図９（ａ）は断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）における拡大断面図である。図９に示すように、ウエハ３００上に、電極膜３１０と、フォトレジスト膜３２０と、が形成されている。フォトレジスト膜３２０上には、余分なレジスト材が回り込み、レジスト材３３０が付着している。図９（ａ）に示すように、フォトレジスト膜３２０を残したい部分（電極膜３１０を残したい部分）に、マスク３４０が設けられている。
【００７６】
マスク３４０の上側からフォトレジスト膜３２０に露光光を照射する。
このとき、図９（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜３２０上に、回り込み付着によって付着したレジスト材３３０があると、露光光が屈折され、本来の露光により除去したい位置Ｅ１よりも、マスク３４０の内側の位置Ｅ２までフォトレジスト膜３２０が露光により除去されてしまう。そのため、メタルエッチングの際に、本来除去すべきでない箇所の電極膜３１０が除去されてしまい、形成される電極の形状精度が低下してしまう。
【００７７】
これに対して、本実施形態の圧電振動片１の製造方法では、電極膜の表面にフォトレジスト膜を成膜した後に、ウエハ４３ごと現像液に浸漬する現像液浸漬工程を設けている。これにより、レジスト膜成膜工程において生じたレジスト材の凹凸部分を低減し、平滑化されたレジスト膜の表面に対して露光光を照射することができる。よって、パターンぼけ等が生じることなく、フォトレジスト膜に対して高精度なマスクパターンを形成することが可能になる。したがって、微細、かつ複雑な電極パターンを得ることができ、小型で信頼性に優れた圧電振動片が得られる。
【００７８】
なお、本実施形態の圧電振動片１は、振動腕部３，４に溝部６が形成されているが、溝部が形成されていない圧電振動片に対しても、本実施形態のレジスト塗布方法を適用できる。
【００７９】
（圧電振動子）
本実施形態の圧電振動片１を用いた圧電振動子の一実施形態として、セラミックパッケージタイプの表面実装型振動子について説明する。
図１０から１３は、本実施形態の圧電振動子５００を示す図であり、図１０は外観斜視図、図１１は圧電振動子の内部構成を示す、封口板を取り外した状態の平面図、図１２は図１１におけるＢ−Ｂ断面図、図１３は圧電振動子５００の分解斜視図である。
【００８０】
本実施形態の圧電振動子５００は、図１０から図１３に示すように、内部に気密封止されたキャビティＣを有するパッケージ５１０と、キャビティＣ内に収容された上述した圧電振動片１と、を備える。
【００８１】
この圧電振動子５００は、略直方体状に形成されており、本実施形態では平面視において圧電振動子５００の長手方向を長さ方向といい、短手方向を幅方向といい、これら長さ方向および幅方向に対して直交する方向を厚さ方向という。
【００８２】
パッケージ５１０は、パッケージ本体（ベース部材）５３０と、このパッケージ本体５３０に対して接合されるとともに、パッケージ本体５３０との間にキャビティＣを形成する封口板（リッド部材）５４０と、を備えている。
【００８３】
パッケージ本体５３０は、互いに重ね合わされた状態で接合された第１ベース基板５５０および第２ベース基板５６０と、第２ベース基板５６０上に接合されたシールリング５７０と、を備えている。
第１ベース基板５５０は、平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされている。第２ベース基板５６０は、第１ベース基板５５０と同じ外形形状である平面視略長方形状に形成されたセラミックス製の基板とされており、第１ベース基板５５０上に重ねられた状態で焼結等によって一体的に接合されている。
【００８４】
第１ベース基板５５０および第２ベース基板５６０の四隅には、平面視１／４円弧状の切欠部５８０が、両基板５５０，５６０の厚さ方向の全体に亘って形成されている。これら第１ベース基板５５０および第２ベース基板５６０は、たとえば、ウエハ状のセラミック基板を２枚重ねて接合した後、両セラミック基板を貫通する複数のスルーホールを行列状に形成し、その後、各スルーホールを基準としながら両セラミック基板を格子状に切断することで作製される。その際、スルーホールが４分割されることで、上述した切欠部５８０となる。
また、第２ベース基板５６０の上面は、圧電振動片１がマウントされる実装面５６０ａとされている。
【００８５】
なお、第１ベース基板５５０および第２ベース基板５６０はセラミックス製としたが、その具体的なセラミックス材料としては、たとえばアルミナ製のＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）や、ガラスセラミックス製のＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ）等が挙げられる。
【００８６】
シールリング５７０は、第１ベース基板５５０および第２ベース基板５６０の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、第２ベース基板５６０の実装面５６０ａに接合されている。
具体的には、シールリング５７０は、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによって実装面５６０ａ上に接合、あるいは、実装面５６０ａ上に形成（たとえば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により）された金属接合層に対する溶着等によって接合されている。
【００８７】
なお、シールリング５７０の材料としては、たとえばニッケル基合金等が挙げられ、具体的にはコバール、エリンバー、インバー、４２−アロイ等から選択すれば良い。特に、シールリング５７０の材料としては、セラミック製とされている第１ベース基板５５０および第２ベース基板５６０に対して熱膨張係数が近いものを選択することが好ましい。たとえば、第１ベース基板５５０および第２ベース基板５６０として、熱膨張係数６．８×１０-6／℃のアルミナを用いる場合には、シールリング５７０としては、熱膨張係数５．２×１０-6／℃のコバールや、熱膨張係数４．５×１０-6／℃以上、６．５×１０-6／℃以下の４２−アロイを用いることが好ましい。
【００８８】
封口板５４０は、シールリング５７０上に重ねられた導電性基板であり、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付け等によって、シールリング５７０と気密に接合されている。シールリング５７０に対する接合は、そして、この封口板５４０とシールリング５７０と第２ベース基板５６０の実装面５６０ａとで画成された空間が、気密に封止された上述したキャビティＣとして機能する。
【００８９】
なお、封口板５４０の溶接方法としては、たとえばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、封口板５４０とシールリング５７０との溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくとも封口板５４０の下面と、シールリング５７０の上面とにそれぞれ形成することが好ましい。
【００９０】
ところで、第２ベース基板５６０の実装面５６０ａには、圧電振動片１との接続電極である一対の電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂが幅方向に間隔をあけて形成されているとともに、第１ベース基板５５０の下面には、一対の外部電極６２０Ａ，６２０Ｂが長さ方向に間隔をあけて形成されている。
これら電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂおよび外部電極６２０Ａ，６２０Ｂは、たとえば、蒸着やスパッタ等で形成された単一金属による単層膜、または異なる金属が積層された積層膜であり、互いにそれぞれ導通している。
【００９１】
この点詳細に説明する。
図１２に示すように、第１ベース基板５５０には一方の外部電極６２０Ａに導通し、第１ベース基板５５０を厚さ方向に貫通する一方の第１貫通電極６３０Ａが形成されているとともに、第２ベース基板５６０には一方の電極パッド６１０Ａに導通し、第２ベース基板５６０を厚さ方向に貫通する一方の第２貫通電極６４０Ａが形成されている。そして、第１ベース基板５５０と第２ベース基板５６０との間には、一方の第１貫通電極６３０Ａと一方の第２貫通電極６４０Ａとを接続する一方の接続電極６５０Ａが形成されている。これにより、一方の電極パッド６１０Ａと一方の外部電極６２０Ａとは、互いに導通している。
【００９２】
また、第１ベース基板５５０には他方の外部電極６２０Ｂに導通し、第１ベース基板５５０を厚さ方向に貫通する他方の第１貫通電極６３０Ｂが形成されているとともに、第２ベース基板５６０には他方の電極パッド６１０Ｂに導通し、第２ベース基板５６０を厚さ方向に貫通する他方の第２貫通電極６４０Ｂが形成されている。そして、第１ベース基板５５０と第２ベース基板５６０との間には、他方の第１貫通電極６３０Ｂと他方の第２貫通電極６４０Ｂとを接続する他方の接続電極６５０Ｂが形成されている。これにより、他方の電極パッド６１０Ｂと他方の外部電極６２０Ｂとは、互いに導通している。
なお、他方の接続電極６５０Ｂは、後述する凹部６６０を回避するように、たとえばシールリング５７０の下方をシールリング５７０に沿って延在するようにパターニングされている。
【００９３】
第２ベース基板５６０の実装面５６０ａには、図１１および図１２に示すように、振動腕部３，４の先端部に対向する部分に、落下等による衝撃の影響によって振動腕部３，４が厚さ方向に変位（撓み変形）した際に、振動腕部３，４との接触を回避する凹部６６０が形成されている。この凹部６６０は、第２ベース基板５６０を貫通する貫通孔とされているとともに、シールリング５７０の内側において四隅が丸み帯びた平面視正方形状に形成されている。
【００９４】
そして、圧電振動片１は、図示しない金属バンプや導電性接着剤等を介して、マウント電極１２，１３が、電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂに接触するようにマウントされる。これにより、圧電振動片１は、第２ベース基板５６０の実装面５６０ａ上から浮いた状態で支持されると共に、一対の電極パッド６１０Ａ，６１０Ｂにそれぞれ電気的に接続された状態とされている。
特に、圧電振動片１における基部５は、実装面５６０ａに対して各別にマウントされた状態とされている。
【００９５】
このように構成された圧電振動子５００を作動させる場合には、外部電極６２０Ａ，６２０Ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片１の励振電極１０，１１に電流を流すことができ、一方の振動腕部３と他方の振動腕部４とを圧電振動片の面に沿って所定の周波数で振動させることができる。そして、この振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として圧電振動子５００を利用することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においては、圧電振動片１を用いた圧電振動子として、セラミックパッケージタイプの表面実装型振動子について説明したが、圧電振動片１を、ガラス材によって形成されるベース基板およびリッド基板が陽極接合によって接合されるガラスパッケージタイプの圧電振動子に適用することも可能である。
【００９７】
また、本実施形態においては、圧電振動片として、振動腕部３，４に溝部６が形成されているものを用いたが、溝部が形成されていない圧電振動片を用いてもよい。
【００９８】
また、本実施形態における圧電振動片１を、発振器、電子機器、または電波時計に搭載される圧電振動子に対して適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１…圧電振動片、１０，１１…励振電極（電極）、１２，１３…マウント電極（電極）、１６…引き出し電極（電極）、４３…ウエハ、４３ａ…ウエハの第１の面、４３ｂ…ウエハの第２の面、４５…スプレーガン（塗布部）、５０ａ…レジスト材、Ｈ１…第１の距離、Ｈ２…第２の距離
【図１】
2014179796.tif 000003
【図２】
2014179796.tif 000004
【図３】
2014179796.tif 000005
【図４】
2014179796.tif 000006
【図５】
2014179796.tif 000007
【図６】
2014179796.tif 000008
【図７】
2014179796.tif 000009
【図８】
2014179796.tif 000010
【図９】
2014179796.tif 000011
【図１０】
2014179796.tif 000012
【図１１】
2014179796.tif 000013
【図１２】
2014179796.tif 000014
【図１３】
2014179796.tif 000015