(57)【要約】【課題】  生産性が良く、品質が安定した圧電素子ウエハ形成方法。【解決手段】  圧電素子ウエハ形成方法は、第１レジスト膜形成工程（Ｓ１）、レジスト膜硬化工程（Ｓ２）、圧電ウエハエッチング工程（Ｓ３）、全レジスト膜剥離工程（Ｓ４）、第２レジスト膜形成工程（Ｓ５）、露光工程（Ｓ６）、所定レジスト膜剥離工程（Ｓ７）、圧電ウエハ外形エッチング工程（Ｓ８）、全レジスト膜剥離工程（Ｓ９）を含んで構成されることを特徴とする。【選択図】      図１
2014187573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電ウエハの表裏の主面にレジスト膜を形成する第１レジスト膜形成工程と、
所定の外形パターンを有した成型用型を前記レジスト膜に押し当てて、前記レジスト膜を硬化させるレジスト膜硬化工程と、
前記硬化されたレジスト膜を有する圧電ウエハをエッチング加工する圧電ウエハエッチング工程と、
前記圧電ウエハ上の全てのレジスト膜を剥離する全レジスト膜剥離工程と、
前記圧電ウエハの表裏の主面にレジスト膜を形成する第２レジスト膜形成工程と、
前記レジスト膜を所定の外形パターンで露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された又は露光されなかった前記レジスト膜を剥離する所定レジスト膜剥離工程と、
前記レジスト膜が剥離されて露出する部分をエッチング加工により表面から裏面まで貫通させる圧電ウエハ外形エッチング工程と、
前記圧電ウエハ上の全てのレジスト膜を剥離する全レジスト膜剥離工程とを含んで構成されることを特徴とする圧電素子ウエハ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング技術による圧電素子ウエハ形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電デバイスに用いられる圧電素子などの小さい電子部品の外形は、フォトリソグラフィ技術，ウエットエッチング技術，ドライエッチング技術を用いて形成されている。また、小型化された圧電素子は、圧電素子を複数個並べた状態で結晶軸に対し所定の角度で切断された板状の圧電ウエハに形成されている。
【０００３】
また、これらの圧電素子は、振動エネルギーを圧電素子の中心に集中させるため圧電素子の主面の中央部が圧電素子の主面の端部より厚く設けられている。なお、この形状を形成する方法は、例えば、ベベル加工方法やフォトリソグラフィ技術を用いた形成方法などがある。
【０００４】
ベベル加工方法は、円柱状の筒体または球体の形状をした研磨容器内に圧電素子と研磨剤とを入れ、研磨容器を研磨容器の所定の軸を中心として回転させ、研磨容器内の内壁に留まった研磨剤によって、圧電素子の主面の端部を研磨容器内の内壁に添った形に研磨する方法である（例えば、特許文献1参照）。よって、圧電素子は、圧電素子の主面の中央部が圧電素子の主面の端部より厚く形成される。また、フォトリソグラフィ技術を用いた形成方法は、はじめに、圧電素子にレジスト膜を形成し、次に、レジスト膜上に所定の外形パターンを有したマスクを設置して、レジスト膜の露光を行う。次に、露光部分のレジスト膜を現像することにより露光部分のレジスト膜の剥離を行う。次に、圧電ウエハのエッチング加工を行う。次に、露光していない部分のレジスト膜の剥離を行う。なお、レジスト膜は、圧電素子の端部から中央部の方へ繰り返し露光される。これらの工程を所望の段差が形成されるまで繰り返すことにより圧電素子の主面の端部から圧電素子の主面の中央部に向けて複数の段差を設けることができる（例えば、特許文献２参照）。よって、圧電素子は、圧電素子の主面の中央部が圧電素子の主面の端部より厚く形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０１８６９８号公報
【特許文献２】特開２００７−２９４７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のベベル加工方法により形成された圧電素子は、加工のばらつきが生じる場合があった。また、研磨容器内の圧電素子の挙動をコントロールできないため、偏摩耗による電気的特性の劣化の要因となっていた。また、フォトリソグラフィ技術を用いた方法により形成された圧電素子は、加工のばらつきがないため品質が安定しているものの、所望の段差が形成されるまで複数の工程を繰り返すため工数がかかり、生産性を落とす要因となっていた。
そこで、本発明は、前記問題を解決し、生産性が良く、品質が安定した圧電素子ウエハ形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、圧電素子ウエハ形成方法は、圧電ウエハの表裏の主面にレジスト膜を形成する第１レジスト膜形成工程と、所定の外形パターンを有した成型用型をレジスト膜に押し当てて、レジスト膜を硬化させるレジスト膜硬化工程と、硬化されたレジスト膜を有する圧電ウエハをエッチング加工する圧電ウエハエッチング工程と、圧電ウエハ上の全てのレジスト膜を剥離する全レジスト膜剥離工程と、圧電ウエハの表裏の主面にレジスト膜を形成する第２レジスト膜形成工程と、レジスト膜を所定の外形パターンで露光する露光工程と、露光工程により露光された又は露光されなかったレジスト膜を剥離する所定レジスト膜剥離工程と、レジスト膜が剥離されて露出する部分をエッチング加工により表面から裏面まで貫通させる圧電ウエハ外形エッチング工程と、圧電ウエハ上の全てのレジスト膜を剥離する全レジスト膜剥離工程とを含んで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による圧電素子ウエハ形成方法において、圧電ウエハに設けられる圧電素子は、所定の外形パターンを有した成型用型をレジスト膜に押し当てることによりレジスト膜に所定の外形パターン形状が転写されるため、従来のベベル加工方法に比べ形状のばらつきが小さく品質が安定するとともに偏摩耗も起こらない。よって、圧電ウエハに設けられる圧電素子は、電気的特性が向上することとなる。また、本発明による圧電素子ウエハ形成方法において、圧電ウエハに設けられる圧電素子は、所定の外形パターンを有した成型用型をレジスト膜に押し当てることによりレジスト膜に所定の外形パターン形状が転写されるため、フォトリソグラフィ技術を用いて圧電素子の主面の端部から圧電素子の主面の中央部に向かって複数の段差を設ける方法に比べ、複数の工程を繰り返す必要がなくなる。よって、本発明による圧電素子ウエハ形成方法は、工数が減り生産性が向上することとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態における圧電素子ウエハ形成方法の工程を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態における圧電素子ウエハ形成方法の工程を示す図であり、（ａ）はレジスト膜を形成した状態を示す図であり、（ｂ）は成型用型をレジスト膜に押し当てて、レジスト膜を硬化させる状態を示す図であり、（ｃ）は硬化されたレジスト膜をエッチング加工を行う状態を示す図であり、（ｄ）は全レジスト膜を剥離した状態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における圧電ウエハの一部を示す図であり、（ａ）はレジスト膜を形成した状態を示す図であり、（ｂ）は露光の状態を示す図であり、（ｃ）は所定レジスト膜を剥離した状態を示す図であり、（ｄ）は圧電ウエハをエッチング加工により表面から裏面まで貫通させた状態を示す図であり、（ｅ）は全レジスト膜を剥離した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、同一要素には同一の符号を付し重複する説明を省略する。また、構成を明確にするために誇張して図示している。なお、本実施形態における主面とは、立体的に形成される例えば水晶板において、最も広い面およびそれと平行する平面のことである。
【００１１】
図１に示されているように、本発明の実施形態における圧電素子ウエハ形成方法は、第１レジスト膜形成工程（Ｓ１）、レジスト膜硬化工程（Ｓ２）、圧電ウエハエッチング工程（Ｓ３）、全レジスト膜剥離工程（Ｓ４）、第２レジスト膜形成工程（Ｓ５）、露光工程（Ｓ６）、所定レジスト膜剥離工程（Ｓ７）、圧電ウエハ外形エッチング工程（Ｓ８）、全レジスト膜剥離工程（Ｓ９）を含んで構成されている。
【００１２】
圧電ウエハ１０は、例えば結晶軸に対し所定の角度で切断された平板状の水晶よりなり、ポリッシュ加工により荒らされた層を取り除くために、例えばライトエッチング加工が施されている。
【００１３】
成型用型３は、例えば、平板状のガラスまたは金属よりなり、成型用型３の一方の主面に複数の凹部が形成されている。また、複数の凹部内は、凹部の端部より凹部の中央部が深く設けられており、凹部の端部から凹部の中央部に向かい曲面で形成されている。したがって、硬化していないレジスト膜２が設けられた圧電ウエハ１０に成型用型３の凹部面を押し当てた場合、成型用型３の凹部内に硬化していないレジスト膜２が満たされ、成型用型３の凹部内形状がレジスト膜２に転写される。また、成型用型３の一方の主面に設けられた凹部の端部と隣接する成型用型３の一方の主面に設けられた凹部の端部は、同一面で繋がっている。また、成型用型３の一方の主面に設けられた複数の凹部は、圧電ウエハ１０に形成される圧電素子１となる部分を形成する。よって、本発明の実施形態になる圧電素子ウエハ形成方法は、圧電ウエハ１０に複数の圧電素子１が形成されることとなる。
【００１４】
［第１レジスト膜形成工程（Ｓ１）］
図１および図２（ａ）に示すように、第１レジスト膜形成工程（Ｓ１）は、圧電ウエハ１０の表裏主面に硬化していないレジスト膜２を形成する工程である。この硬化していないレジスト膜２は、スピンコート法，電着レジスト法，スプレーコート法等により耐食膜２の圧電ウエハ１０の表裏主面上に形成される。
【００１５】
［レジスト膜硬化工程（Ｓ２）］
図１および図２（ｂ）に示すように、レジスト膜硬化工程（Ｓ２）は、硬化していないレジスト膜２が設けられた圧電ウエハ１０に成型用型３の凹部面を押し当て、さらに硬化していないレジスト膜２に紫外線もしくは熱を加えることにより圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられた硬化していないレジスト膜２を硬化させる工程である。また、レジスト膜硬化方法は、はじめに硬化していないレジスト膜２が設けられた圧電ウエハ１０に、成型用型３の所定の外形パターンが形成された凹部面を圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられたレジスト膜２に押し当てる。すると、成型用型３の凹部内に硬化していないレジスト膜２が満たされることになる。次に、硬化していないレジスト膜２に紫外線もしくは熱を加えて圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられた硬化していないレジスト膜２を硬化させる方法である。これにより、圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられたレジスト膜２の面に圧電素子１となる外形形状が転写される。なお、レジスト膜硬化工程（Ｓ２）は、圧電ウエハ１０の表裏主面の硬化していないレジスト膜２のうち一方の面を硬化させた後、もう一方の面を同様の方法で硬化させてもよい。また、圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられた硬化していないレジスト膜２において、圧電ウエハ１０の圧電素子１となる部分と隣接する圧電ウエハ１０の圧電素子１となる部分を繋ぐ硬化していないレジスト膜２は、成型用型３によって押し出されることとなる。この状態のレジスト膜２を硬化させた場合、成型用型３によって押し出された部分の硬化したレジスト膜２は、他の部分の硬化したレジスト膜２の厚さより薄く形成される。
【００１６】
［圧電ウエハエッチング工程（Ｓ３）］
図１および図２（ｃ）に示すように、圧電ウエハエッチング工程（Ｓ３）は、圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられレジスト膜２を有した圧電ウエハ１０をエッチング加工によって所望の深さまで除去する工程である。また、圧電ウエハエッチングの方法は、例えばドライエッチング技術の一つである反応性イオンエッチング方法または高アスペクト比エッチング方法により行う。これらのエッチング方法は、エッチングガスに電磁波などを与えてプラズマ化し、被加工物を載せた台に高周波電圧を加えることによりプラズマ中のイオン種が被加工物方向に加速をして激突させて被加工物をエッチング加工する方法である。なお、このエッチング方法は、被加工物の加工面が均一にエッチング加工されるため圧電素子１となる外形形状が転写された形状通りにエッチング加工される。よって、圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられたレジスト膜２は、薄い部分が除去されても厚い部分は残ることとなり、さらにエッチング加工を進めると、レジスト膜２と圧電ウエハ１０とがエッチング加工されることとなる。よって、圧電ウエハ１０の圧電素子１となる部分は、圧電素子１となる部分の主面の中央部が圧電素子１となる部分の主面の端部より厚く形成される。
【００１７】
［全レジスト膜剥離工程（Ｓ４）］
図１および図２（ｄ）に示すように、全レジスト膜剥離工程（Ｓ４）は、圧電ウエハ１０上に形成されたレジスト膜２を全て剥離する工程である。
【００１８】
［第２レジスト膜形成工程（Ｓ５）］
図１および図３（ａ）に示すように、第２レジスト膜形成工程（Ｓ５）は、圧電ウエハ１０の表裏主面にレジスト膜２を新たに形成する工程である。このレジスト膜２は、スピンコート法，電着レジスト法，スプレーコート法等により形成される。
【００１９】
［露光工程（Ｓ６）］
図１および図３（ｂ）に示すように、露光工程（Ｓ６）は、圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられたレジスト膜２上に圧電素子１となる部分の１辺を残すように形成された外形パターンを有したマスク４で挟み込んでレジスト膜２を露光させる工程である。これにより、圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられたレジスト膜２上に圧電素子１となる部分の１辺を残すように形成された所定の外形パターンで露光される。
【００２０】
［所定レジスト膜剥離工程（Ｓ７）］
図１および図３（ｃ）に示すように、所定レジスト膜剥離工程（Ｓ７）は、露光工程（Ｓ６）により露光された又は露光されなかった圧電ウエハ１０の表裏主面に設けられたレジスト膜２を現像することにより剥離する工程である。また、現像方法は、露光したレジスト膜２が剥離されるポジ型方法と露光しなかったレジスト膜２が剥離されるネガ型方法がある。また、レジスト膜２が剥離される部分は、圧電素子１となる部分の１辺を残すように形成された所定の外形パターンで露光されているため、圧電素子１となる部分の他の３辺となる。
【００２１】
［圧電ウエハ外形エッチング工程（Ｓ８）］
図１および図３（ｄ）に示すように、圧電ウエハ外形エッチング工程（Ｓ８）は、露出している圧電ウエハ１０の表裏の表面の３辺をエッチング加工により圧電ウエハ１０の表面から裏面まで貫通させる工程である。
【００２２】
［全レジスト膜剥離工程（Ｓ９）］
図１および図３（ｅ）に示すように、全レジスト膜剥離工程（Ｓ９）は、圧電ウエハ１０上に形成されたレジスト膜２を全て剥離する工程である。
【００２３】
このように、本発明の実施形態に係る圧電素子ウエハ形成方法を構成したことにより所定の外形パターンを有した成型用型３の形状がレジスト膜２に転写されるため、形状のばらつきが小さく品質が安定するとともに偏摩耗も起こらない。よって、圧電ウエハ１０に設けられる圧電素子１は、電気的特性が向上する。また、本発明による圧電ウエハ１０に設けられる圧電素子１の圧電素子１となる部分の主面の中央部が圧電ウエハ１０の圧電素子１となる部分の主面の端部より厚く形成されることが、レジスト膜硬化工程（Ｓ２）１回で行うことができる。よって、本発明による圧電素子ウエハ形成方法は、工数がかからず生産性が向上する。
【符号の説明】
【００２４】
１    圧電素子
２    レジスト膜
３    成型用型
４    マスク
１０  圧電ウエハ
【図１】
2014187573.tif 000003
【図２】
2014187573.tif 000004
【図３】
2014187573.tif 000005