(57)【要約】【課題】音叉型水晶振動子の水晶エッチング工程におけるエッチングレートの算出を容易に行う事を課題とする。【解決手段】音叉型水晶振動子のウェットプロセスの水晶エッチング加工の製造方法において、エッチングレート測定専用ウェハの板厚寸法を測定し、水晶エッチングを行い、ある一定時間経過後に、測定専用ウェハを引き上げ、測定専用のウェハの板厚寸法を測定して、測定専用ウェハの板厚寸法の変化量と、エッチング時間より、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶エッチング時間を決定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音叉型水晶振動子のウェットプロセスの水晶エッチング加工の製造方法において、エッチングレート測定専用ウェハの板厚寸法を測定し、水晶エッチングを行い、ある一定時間経過後に、前記測定専用ウェハを引き上げ、前記測定専用のウェハの板厚寸法を測定して、前記測定専用ウェハの板厚寸法の変化量と、前記エッチング時間より、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶エッチング時間を決定することを特徴とする音叉型水晶振動子の製造方法。
【請求項２】
前記測定専用ウェハを、前記音叉型水晶振動子を形成する水晶ウェハと同時に水晶エッチングを行い、水晶エッチング中に、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶エッチング時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の音叉型水晶振動子の製造方法。
【請求項３】
前記音叉型水晶振動子を形成する水晶ウェハを水晶エッチングを行う前に、前記測定専用ウェハの水晶エッチングを行い、板厚方向のエッチングレートを算出して、前記水晶ウェハの水晶エッチング時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の音叉型水晶振動子の製造方法。
【請求項４】
前記音叉型水晶振動子は、振動腕に少なくとも一つの溝を有し、前記測定専用ウェハの板厚寸法の変化量と、前記エッチング時間より、板厚方向のエッチングレートを算出して、溝を形成する水晶エッチング時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の音叉型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、携帯電話などの発振回路に用いられる音叉型水晶振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音叉型水晶振動子のウェットエッチングプロセスにおいて、水晶エッチング加工では、従来、例えば、あらかじめ水晶エッチング槽のエッチングレートを測定しておき、このエッチングレートの測定値を用いて、狙いの枝幅寸法との差に応じた水晶エッチング時間を算出し、水晶エッチング時間を決めていた。
【０００３】
また、特開２００２−３３６３９号公報に記載されるように、ダミーパターンを音叉型水晶振動子を形成する水晶ウェハ内にダミーパターンを形成し、エッチングによるダミーパターンの幅Ｗの変化量を測定し、水晶エッチング時間を算出し、水晶エッチング時間を決める方法なども知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水晶エッチング加工の水晶エッチング時間算出において、従来技術では、水晶エッチングを行う槽のエッチングレートは毎回一定という仮定の中で、水晶エッチング前の枝幅を測定して、水晶エッチングで加工する枝幅量を決め、事前に仮定した槽のエッチングレートより、水晶エッチング時間を決定していた。
【０００６】
しかし実際は、前記の槽のエッチングレートは毎回一定という仮定した具体的な項目には、水晶エッチングを行うエッチング液、例えばバッファードフッ酸の液温度と濃度、水晶エッチング槽の排気量、水晶エッチング槽周辺の温湿度などがあり、前記、全ての項目を毎回一定に管理する事は難しい。従って、水晶エッチングを行う槽のエッチングレートは毎回一定ではない。
【０００７】
前述より、従来技術では、水晶エッチングを行う槽のエッチングレートは毎回一定でないので、加工精度が悪く、水晶エッチング後の枝幅寸法のばらつきが大きくなってしまう。枝幅寸法のばらつきが大きくなると、音叉型水晶振動子の周波数が規格内に収まらず不良となる。また、周波数が規格内に収まったとしても、水晶エッチング工程の後工程の、音叉型水晶振動子の周波数を調整する工程において、加工時間が長くなり、製造時間が長くなってしまう。
【０００８】
また、従来技術において、図３に示すように、水晶エッチング中に、狙いの枝幅寸法となる前に、一時的にウェハを取り出し、洗浄、水洗、乾燥した後に枝幅の測定を行い、追加のエッチング時間を決めるという方法があり、この操作を複数回繰り返して、狙いの枝幅寸法に近づけていくという方法もあるが、これには欠点があり、第一に、前記作業を行うための工数が増え製造時間が長くなる、第二に、前記枝幅の測定を行う際、水晶面に形成されたレジスト膜の上から枝幅測定を行うため正確に測定することができない。尚、水晶面に形成されたレジスト膜と耐蝕膜の剥離を行った後に、再度成膜を行えば、枝幅測定を正確に行う事ができるが、その分、製造時間が長くなり、工数的に不利になってしまう。以上、工数と正確さの問題より、従来の方法では、加工精度が悪く、水晶エッチング後の枝幅のばらつきが大きくなってしまう。
【０００９】
本発明は、音叉型水晶振動子の水晶エッチング工程におけるエッチングレートの算出を容易に行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、毎回変動する槽のエッチングレートを、簡単にかつ正確に測定を行い、槽のエッチングレートより、水晶エッチング時間を算出する水晶振動子の製造方法である。
【００１１】
音叉型水晶振動子のウェットプロセスの水晶エッチング加工の製造方法において、エッチングレート測定専用ウェハの板厚寸法を測定し、水晶エッチングを行い、ある一定時間経過後に、測定専用ウェハを引き上げ、測定専用のウェハの板厚寸法を測定して、測定専用ウェハの板厚寸法の変化量と、エッチング時間より、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶エッチング時間を決定する叉型水晶振動子の製造方法とする。
【００１２】
測定専用ウェハを、音叉型水晶振動子を形成する水晶ウェハと同時に水晶エッチングを行い、水晶エッチング中に、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶エッチング時間を決定する音叉型水晶振動子の製造方法とする。
【００１３】
または、音叉型水晶振動子を形成する水晶ウェハを水晶エッチングを行う前に、測定専用ウェハの水晶エッチングを行い、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶ウェハの水晶エッチング時間を決定する音叉型水晶振動子の製造方法とする。
【００１４】
さらに、音叉型水晶振動子は、振動腕に少なくとも一つの溝を有し、測定専用ウェハの板厚寸法の変化量と、エッチング時間より、板厚方向のエッチングレートを算出して、溝を形成する水晶エッチング時間を決定する音叉型水晶振動子の製造方法とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の要点である板厚方向のエッチングレートを求めるための、板厚寸法の測定については、レーザー光などで容易に測定ができ、かつ短時間で行うことができ、それに伴い、板厚方向のエッチングレートの水晶エッチング時間の管理についても、容易に行える。本発明において、従来課題であった槽のエッチングレートの算出を容易かつ正確に行うことができ、水晶エッチング後の枝幅寸法のばらつきを小さくすることができ、水晶振動子の周波数を規格内に収めることができ、また、水晶エッチング工程の後工程の、水晶振動子の周波数を調整する工程において、加工時間が短くなり、全体的な製造時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明におけるエッチングレートの相関を説明する図
【図２】本発明における測定専用ウェハの板厚の変化を説明する図
【図３】従来の枝幅測定を説明する概略図
【図４】溝付き音叉型水晶振動子の斜視図水晶
【図５】ウェハの水晶エッチング投入前の工程を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施例１と２で用いる水晶ウェハの水晶エッチング投入前の状態までの工程を音叉型水晶振動子の一般に知られている方法で以下に説明する（図５参照）。まず、所定の厚さの水晶ウェハ１を準備する。水晶ウェハ１の第一主面と第二主面に耐蝕膜をスパッタリングなどの方法で成膜する。耐蝕膜について、例えば、金を使用して、下地にクロムとする。次に耐蝕膜が成膜された第一主面と第二主面に、スピンコートなどの方法でレジストコートを行う。次に、マスクに描かれた音叉型水晶振動子の外形パターンを第一主面と第二主面に露光する。次に現像液を用いて、露光した音叉型水晶振動子の外形パターンを形成する。さらに、レジスト４から露出した金層３とクロム層２のエッチングを、それぞれ例えば、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液と、硝酸第二セリウムアンモニウムと酢酸の水溶液を用いて、エッチングを行う。金層３とクロム層２をエッチングすることによって、耐蝕膜に音叉型水晶振動子の外形パターンを形成する。
【実施例１】
【００１８】
まず、水晶ウェハを水晶エッチング槽に投入を行えるように、水晶エッチング槽の条件を、例えば、水晶ウェハのエッチングを行うエッチング液であるバッファードフッ酸の液温度などを、所望の条件にする。
【００１９】
次に、板厚方向のエッチングレート測定専用ウェハを用意して、板厚寸法ｔ１の測定を行う（図２参照）。例えば、板厚寸法の測定は、レーザー光を使用して測定を行う。
【００２０】
この板厚寸法の測定を行ったウェハを、水晶エッチング槽に投入を行う水晶ウェハと、同時に、水晶エッチング槽へ投入を行う。ある一定時間、例えば６００秒、測定専用ウェハと水晶ウェハのエッチングを行ったら、測定専用ウェハのみを、水晶エッチング槽から引き上げ、洗浄、水洗、乾燥をした後に、板厚寸法ｔ２の測定を行う（図２参照）。尚、水晶ウェハは、水晶エッチング槽から引き上げずに、そのままエッチングを行っている。
【００２１】
図１に示すように、板厚方向のエッチングレートと枝幅方向のエッチングレートとは相関があるので、測定専用ウェハの板厚寸法の変化量と、エッチング時間より、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶ウェハの枝幅方向のエッチングレートに換算する。この間、すなわち、測定専用ウェハの引き上げから、板厚寸法測定、枝幅方向のエッチングレート算出までの間、水晶ウェハはエッチング中であるので、測定専用ウェハより算出したエッチングレートより、残りの水晶エッチング時間を決める。尚、測定専用のウェハのエッチング時間は、長ければ長いほど、正確なエッチングレート算出が行う事ができる。
【００２２】
水晶ウェハを残りのエッチング時間、水晶エッチング槽でエッチングを行い、所定の時間後、水晶ウェハを水晶エッチング槽から引き上げる。このように水晶エッチング時間を決定することで、水晶エッチング後の枝幅寸法のばらつきが小さくなり、水晶振動子の周波数を規格内に収めることができ、また、水晶エッチング工程の後工程の、水晶振動子の周波数を調整する工程において、加工時間が短くなり、全体的な製造時間を短くする事ができる。
【実施例２】
【００２３】
前記実施例１では、板厚寸法測定専用ウェハを水晶ウェハと同時に水晶エッチング槽に投入して、エッチングレートの算出を行ったが、実施例２では、水晶ウェハのエッチング時間が短い場合は、水晶ウェハを水晶エッチング槽に投入前に、板厚寸法測定専用ウェハで、エッチングレートの算出を行う。
【００２４】
まず、水晶ウェハを水晶エッチング槽に投入を行えるように、水晶エッチング槽の条件を、例えば、水晶ウェハのエッチングを行うエッチング液であるバッファードフッ酸の液温度などを、所望の条件にする。次に、板厚方向のエッチングレート測定専用ウェハを用意して、板厚寸法の測定を行う。
【００２５】
水晶ウェハを水晶エッチング槽投入前に、この板厚寸法の測定を行ったウェハを、水晶エッチング槽に投入する。ある一定時間、例えば６００秒、測定専用ウェハのエッチングを行ったら、水晶エッチング槽から引き上げ、洗浄、水洗、乾燥した後に、板厚寸法の測定を行う。
【００２６】
実施例１と同様に、板厚方向のエッチングレートと枝幅方向のエッチングレートとは相関があるので、測定専用ウェハの板厚寸法の変化量と、エッチング時間より、板厚方向のエッチングレートを算出して、水晶ウェハの枝幅方向のエッチングレートに換算し、水晶エッチング槽投入前のエッチング時間を決める。尚、測定専用のウェハのエッチング時間は、長ければ長いほど、正確なエッチングレート算出が行うことができる。
【００２７】
実施例１と実施例２で、音叉型水晶振動子の外形形成について記載したが、本発明は、音叉型水晶振動子の外形形状に限らず、図４に示すような溝付き音叉型水晶振動子の音叉腕への溝形成エッチングにも適用可能である。
【００２８】
枝幅寸法のばらつきと同様に、溝寸法のばらつきが大きくなると特性が悪化するため、本発明を用いることで、溝形成エッチングのエッチング時間を容易に算出することが可能となり、溝寸法（溝幅・溝深さ）のばらつきを小さくし、溝付き音叉型水晶振動子の特性を規格内に収めることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    水晶ウェハ
２    Ｃｒ層
３    Ａｕ層
４    レジスト
５    音叉腕
６    溝
１０    水晶振動子
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014216815.tif 000005
【図４】
2014216815.tif 000006
【図５】
2014216815.tif 000007