(57)【要約】【課題】従来のジャイロセンサ素子の製造方法では、離調度層別をするためだけに振動測定用電極を形成する必要があり、多大な工数がかかり、リードタイムが長くなり、更には、不良発生の要因になり、歩留まりを低下させるという問題があった。【解決手段】水晶片２の駆動振動脚３の幅を測定し、離調度ランク換算表を用いて、駆動振動脚３の幅毎に離調度ランク層別を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動振動脚と検出振動脚とを備えたジャイロセンサ素子の製造方法であって、
少なくとも、
水晶ウエハ上に所望の形状のマスク層を形成するマスク層パターニング工程と、
マスク層を形成した水晶ウエハをエッチングして、複数の水晶片が連結して備わる水晶片基板を形成する水晶片基板形成工程と、
水晶片基板形成後に、離調度ランク毎にウエハを層別する離調度層別工程と、
離調度ランク毎にウエハをエッチングして、所定の離調度に調整する離調度調整エッチング工程と、
水晶片基板に連結する複数の水晶片上に電極を形成する電極形成工程と、
水晶片基板から水晶片を分離する水晶片分離工程とを有し、
前記離調度層別工程は、駆動振動脚の幅に基づいて実施することを特徴とするジャイロセンサ素子の製造方法。
【請求項２】
前記離調度調整エッチング工程は、前記離調度層別工程において層別したウエハ毎に所定の厚さにエッチングすることを特徴とする請求項１に記載のジャイロセンサ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水晶を用いた高精度で小型のジャイロセンサ素子の製造方法に関し、さらには、生産性が高く、不良の発生が少ないジャイロセンサ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のナビゲーションシステムの角速度検出や、デジタルカメラ、デジタルビデオ等の手ぶれ補正システムの角速度検出に用いられるジャイロセンサ素子の需要が高まっている。特に、水晶を用いたジャイロセンサ素子はセラミック材料を用いたジャイロセンサ素子に比べて周波数温度特性が優れており、信頼性が高いという理由から注目を浴びている。
【０００３】
例えば特許文献１には三脚音叉型のジャイロセンサが開示されている。ジャイロセンサ素子は温度特性に優れた材料である水晶からなる水晶片と、その水晶片上に形成され電気信号の入出力を行う電極５とで構成されている。図１に示すように、水晶片２は形状の等しい２本の駆動振動脚３と、駆動振動脚３よりも脚幅が狭く形成された１本の検出振動脚４が基部から突出するフォーク状の形状をしている。
【０００４】
このような構成からなるジャイロセンサ素子は、以下に示すようにして角速度ωの検出を行う。まず２本の駆動振動脚３を水平方向に振動（駆動振動ｆｄ）させる。無回転状態の時は、図２に示すように、２本の駆動振動脚３は振動するが、残りの１本の検出振動脚４は振動しない。
【０００５】
回転状態になり角速度ωが加わると、図３に示すように、振動している駆動振動脚３にコリオリ力が働き、互いに反対の向きに垂直方向に振動（検出振動ｆｓ）しだす。この時、この垂直方向の振動（検出振動ｆｓ）に共振して検出振動脚４が振動するように設計されており、その結果、回転状態の時だけ検出振動脚４が振動（検出振動ｆｓ）し、この検出振動脚４の検出振動ｆｓを電気的に出力することで角速度ωを認知している。
【０００６】
このような振動動作を行うジャイロセンサ素子では、駆動振動ｆｄの共振周波数（駆動振動周波数ｆｄ１）と検出振動ｆｓの共振周波数（検出振動周波数ｆｓ１）が近いほど感度は高くなるが、近すぎると外乱の影響を受けやすくなり、信頼性が低くなる。
【０００７】
そこで高い感度と高い信頼性を両立させるために、ジャイロセンサ素子では実験に基づいた最適な範囲で駆動振動周波数ｆｄ１と検出振動周波数ｆｓ１を離して作られる。なお、ジャイロセンサ素子において、駆動振動周波数ｆｄ１と検出振動周波数ｆｓ１の差のことを離調度Δｆと称する。
【０００８】
従来、水晶を用いたジャイロセンサ素子を製造するために以下に示すような製造方法が用いられていた。図８参照。
【０００９】
まず、水晶ウエハ上に所望の形状のマスク層を形成する（マスク層パターニング工程）。
【００１０】
次に、マスク層を形成した水晶ウエハをエッチングして、複数の水晶片２が連結して備わる水晶片基板を形成する（水晶片基板形成工程）。
【００１１】
水晶片２は、駆動振動脚３と検出振動脚４とを備え、それぞれ所望の振動周波数を有するが、水晶片基板を形成するエッチングでの駆動振動脚３幅のバラツキや水晶ウエハの厚さバラツキによって、駆動振動周波数と検出振動周波数の差である離調度にずれが生じ、後述する離調度調整エッチング工程が必要となる。
【００１２】
次に、水晶片基板に連結する複数の水晶片２上に振動測定用電極を形成する（振動測定用電極形成工程）。
【００１３】
次に、水晶片基板に連結し振動測定用電極が形成された水晶片２を励振させ、水晶片基板に連結する水晶片２の駆動振動周波数と検出振動周波数を測定する（振動周波数測定工程）。
【００１４】
次に、測定した駆動振動周波数と検出振動周波数の差で表される離調度毎にウエハを層別する（離調度層別工程）。
【００１５】
次に、水晶片基板に連結する水晶片２から振動測定用電極を除去する（振動測定用電極剥離工程）。
【００１６】
次に、振動測定用電極を剥離した水晶片２が連結して備わる水晶片基板を離調度ランク毎にエッチングして、最適な設計通りの離調度に調整する（離調度調整エッチング工程）。
【００１７】
次に、水晶片基板に連結する複数の水晶片２上に前記電極を再度形成する（電極形成工程）。
【００１８】
次に、水晶片基板から電極５が形成された水晶片２を分離する（水晶片分離工程）。
【００１９】
以上の工程により、水晶基板からジャイロセンサ素子を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開2009-150678号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上述した従来のジャイロセンサ素子の製造方法では、離調度層別をするためだけに振動測定用電極を形成する必要があり、工数がかかる及びリードタイムが長いという問題があった。
【００２２】
また、振動測定用電極形成工程では電極パターニング不良、振動測定用電極剥離工程では電極剥離残り等の不良が発生し、歩留の低下につながるという問題があった。
【００２３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、離調度層別を振動測定の代替特性で実施することにより、振動測定用電極形成工程、振動周波数測定工程、及び振動測定用電極剥離工程を削除し、生産性の高いジャイロセンサ素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
駆動振動脚と検出振動脚とを備えたジャイロセンサ素子の製造方法であって、少なくとも、水晶ウエハ上に所望の形状のマスク層を形成するマスク層パターニング工程と、マスク層を形成した水晶ウエハをエッチングして、複数の水晶片が連結して備わる水晶片基板を形成する水晶片基板形成工程と、水晶片基板形成後に、離調度ランク毎にウエハを層別する離調度層別工程と、離調度ランク毎にウエハをエッチングして、所定の離調度に調整する離調度調整エッチング工程と、水晶片基板に連結する複数の水晶片上に電極を形成する電極形成工程と、水晶片基板から水晶片を分離する水晶片分離工程とを有し、前記離調度層別工程は、駆動振動脚の幅に基づいて実施する。
【００２５】
前記離調度調整エッチング工程は、前記離調度層別工程において層別したウエハ毎に所定の厚さにエッチングする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の方法によれば、離調度層別に関わる工程を簡素化し、生産効率に優れ生産性が高く、不良の発生が少ないジャイロセンサ素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】三脚音叉型のジャイロセンサ素子を説明する図。
【図２】ジャイロセンサ素子の無回転状態を説明する図。
【図３】ジャイロセンサ素子の回転状態を説明する図。
【図４】複数の水晶片を備えた水晶片基板の斜視図。
【図５】本発明のプロセスフロー
【図６】駆動振動脚の幅と離調度の相関グラフ
【図７】本実施例における離調度ランク換算表
【図８】従来のプロセスフロー
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するにあたり、三脚音叉型のジャイロセンサ素子を例に説明する。図４は、複数の水晶片を備えた水晶片基板の斜視図である。図５は、本発明のプロセスフローである。図６は、駆動振動脚の幅と離調度の相関グラフである。図７は、本実施例における離調度ランク換算表である。
【００２９】
まず、所定の厚さ、例えば２１０μｍの水晶ウエハ上に所望の形状のマスク層を形成する（マスク層パターニング工程）。
【００３０】
次に、マスク層を形成した水晶ウエハをエッチングして、複数の水晶片２が連結して備わる水晶片基板を形成する（水晶片基板形成工程）。図４参照。
【００３１】
次に、前記水晶片２の駆動振動脚３の幅を測定（振動脚幅測定工程）し、駆動振動脚３の幅毎に離調度ランク層別を行う（離調度層別工程）。離調度は前述の通り、駆動振動周波数と検出振動周波数の差で表され、駆動振動周波数は駆動振動脚３の幅、検出振動周波数は水晶ウエハの厚さとそれぞれ相関関係がある。ここで、駆動振動周波数の変動に比べ、検出振動周波数の変動は十分に小さいため、駆動振動脚３の幅により離調度ランク層別が可能である。
【００３２】
駆動振動脚３の幅は、エッチングのばらつき等によって、例えば１７３〜１７６μｍの範囲で形成される。本実施例における離調度ランク層別にあたっては、図６に示すような駆動振動脚３の幅と離調度との相関関係に基づいて、図７に示す離調度ランク換算表を作成し、振動脚幅測定工程での測定結果に応じて、水晶片基板５ごとに離調度ランク層別を行う
【００３３】
次に、水晶片２が連結して備わる水晶片基板５を、離調度ランクに応じて、エッチングにて厚さを調整することで、所定の離調度に調整する（離調度調整エッチング工程）。
【００３４】
次に、水晶片基板５に連結する複数の水晶片２上に電極５を形成する（電極形成工程）。
【００３５】
次に、水晶片基板６から電極が形成された水晶片２を分離し（水晶片分離工程）、ジャイロセンサ素子１を得る。
【００３６】
以上の工程により離調度層別に関わる工程を簡素化し、生産効率に優れ生産性が高く、不良の発生が少ないジャイロセンサ素子を得ることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ジャイロセンサ素子
２  水晶片
３  駆動振動脚
４  検出振動脚
５  電極
６  水晶片基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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