(57)【要約】【課題】振動エネルギーを効率よく閉じ込めてＣＩ値を低減させると共に、厚肉部の寸法のばらつきを低減する。【解決手段】表面及び裏面の少なくとも一方に周辺部１５より厚い厚肉部１３、１４を備える圧電振動片１０であって、厚肉部１３、１４は、中央部１３ａ、１４ａと、中央部１３ａ、１４ａから周辺部１５との間に配置される傾斜部１３ｂ、１４ｂとを有し、中央部１３ａ、１４ａと傾斜部１３ｂ、１４ｂとの間、及び傾斜部１３ｂ、１４ｂと周辺部１５との間のうち少なくとも一方に段差部１６、１７が形成される。【選択図】図１
2015173408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面の少なくとも一方に周辺部より厚い厚肉部を備える圧電振動片であって、
前記厚肉部は、中央部と、前記中央部から前記周辺部との間に配置される傾斜部とを有し、
前記中央部と前記傾斜部との間、及び前記傾斜部と前記周辺部との間のうち少なくとも一方に段差部が形成される圧電振動片。
【請求項２】
前記段差部は、前記圧電振動片の厚さ方向に形成される請求項１記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記中央部は、平面に形成される請求項１又は請求項２に記載の圧電振動片。
【請求項４】
前記傾斜部は、外側に凸状となる曲面を含む請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の圧電振動片。
【請求項５】
基板の表面及び裏面の少なくとも一方に周辺部より厚い厚肉部を有し、前記厚肉部の中央部から前記周辺部までの間に傾斜部が形成される圧電振動片を製造する方法であって、
前記基板の表面及び裏面の少なくとも一方に、レジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜のうち、前記周辺部に対応する部分を除去するとともに、前記傾斜部に対応する部分にレジスト傾斜部を形成し、前記中央部と前記傾斜部との間、及び前記傾斜部と前記周辺部との間のうち少なくとも一方に対応する部分にレジスト段差部を形成する工程と、
前記レジスト膜及び前記基板に対してドライエッチングを行う工程と、を含む圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
前記レジスト膜のうち、前記レジスト傾斜部及び前記レジスト段差部はフォトリソグラフィ工程により形成され、
前記レジスト傾斜部は、グレースケール露光により前記傾斜部の位置に応じて前記レジスト膜の膜厚を異ならせることを含む請求項５記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧電振動片を含む圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片、圧電振動片の製造方法、及び圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末や携帯電話などの電子機器では、水晶振動子や水晶発振器などの圧電デバイスが搭載されている。このような圧電デバイスは、水晶振動片などの圧電振動片と、リッドと、ベースとから構成される。圧電振動片の一例として、表面及び裏面の少なくとも一方に周辺部より厚い厚肉部を有する構成が知られている（特許文献１参照）。このように厚肉部を形成することにより、振動エネルギーを効率よく閉じ込めることができ、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス値）を低減させる等の利点がある。例えば、圧電振動片のうち辺比の小さいものでは、厚肉部の構成として、中央部と、該中央部と周辺部との間に形成される傾斜部とを有する構成が知られている。
【０００３】
このような中央部及び傾斜部を有する厚肉部は、例えばＡＴカットの水晶ウェハからエッチング加工により形成される。エッチング加工においては、まず水晶材上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を露光及び現像することで、厚肉部に対応する形状のレジスト膜を形成する。そして、このレジスト膜が形成された水晶材に対してドライエッチングを行うことにより、レジスト膜及び水晶材の露出部分が除去され、厚肉部及び周辺部の形状が形成されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３２２５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようにフォトリソグラフィ法によってレジスト膜を形成する手法では、レジスト膜の厚さを水晶ウェハの面内で等しくすることは困難である。このため、各振動片に対応する領域ごとにレジスト膜の厚さにばらつきが生じる場合がある。この状態で水晶ウェハの全体にドライエッチングが行われると、例えばレジスト膜が設定値よりも薄い部分では、レジスト膜が除去された後も水晶ウェハが除去され続けることになる。逆に、レジスト膜が設定値よりも厚い部分では、レジスト膜が除去される前にドライエッチングが終わってしまうため、水晶ウェハの一部が除去されずに残ってしまう。このため、ドライエッチング後に残る形で形成される厚肉部の形状や寸法が、圧電振動片ごとにばらついてしまう場合がある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明は、振動エネルギーを効率よく閉じ込めてＣＩ値を低減させることが可能な圧電振動片及び圧電デバイスを提供すると共に、厚肉部の寸法のばらつきを低減することが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】
【０００７】
本発明では、表面及び裏面の少なくとも一方に周辺部より厚い厚肉部を備える圧電振動片であって、厚肉部は、中央部と、中央部から周辺部との間に配置される傾斜部とを有し、中央部と傾斜部との間、及び傾斜部と周辺部との間のうち少なくとも一方に段差部が形成される。
【０００８】
また、段差部は、圧電振動片の厚さ方向に形成されてもよい。また、中央部は、平面に形成されてもよい。また、傾斜部は、外側に凸状となる曲面を含んでもよい。
【０００９】
また、本発明では、基板の表面及び裏面の少なくとも一方に周辺部より厚い厚肉部を有し、厚肉部の中央部から周辺部までの間に傾斜部が形成される圧電振動片を製造する方法であって、基板の表面及び裏面の少なくとも一方に、レジスト膜を形成する工程と、レジスト膜のうち、周辺部に対応する部分を除去するとともに、傾斜部に対応する部分にレジスト傾斜部を形成し、中央部と傾斜部との間、及び傾斜部と周辺部との間のうち少なくとも一方に対応する部分にレジスト段差部を形成する工程と、レジスト膜及び基板に対してドライエッチングを行う工程と、を含む。
【００１０】
また、レジスト膜のうち、レジスト傾斜部及びレジスト段差部はフォトリソグラフィ工程により形成され、レジスト傾斜部は、グレースケール露光により傾斜部の位置に応じてレジスト膜の膜厚を異ならせることを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、厚肉部の中央部と傾斜部との間、及び傾斜部と周辺部との間のうち少なくとも一方に段差部が形成されるため、振動エネルギーを効率よく閉じ込めてＣＩ値を低減させることが可能である。また、圧電振動片の製造において、レジスト段差部を形成することにより、形成されるレジスト膜の厚さ方向のばらつきが低減されるため、厚肉部の寸法のばらつきを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る圧電振動片を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図１の圧電振動片の製造工程を示す図である。
【図３】図１の圧電振動片の製造工程を示す図である。
【図４】図１の圧電振動片の製造工程を示す図である。
【図５】（ａ）は比較例に係る圧電振動片、（ｂ）は本実施形態に係る圧電振動片について、それぞれ一部を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る圧電振動片を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７】変形例に係る圧電振動片の一部を示す図である。
【図８】圧電デバイスの実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態を説明するため、図面においては一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においてハッチングした部分は金属膜を表している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、圧電振動片の表面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において圧電振動片の長手方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＺ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（圧電振動片の厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞  
（圧電振動片１０の構成）  
第１実施形態に係る圧電振動片１０について、図１を用いて説明する。圧電振動片１０には、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられている。ＡＴカットは、水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスが常温付近で使用されるにあたって良好な周波数特性が得られる等の利点があり、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸、機械軸及び光学軸のうち、光学軸に対して結晶軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。なお、後述する第２実施形態においても同様である。
【００１５】
圧電振動片１０は、図１に示すように、Ｘ方向に長辺、Ｚ方向に短辺を有する矩形の板状の部材から形成されている。第１実施形態では、圧電振動片１０として、例えば辺比が５０以下のものが用いられるが、これには限定されない。圧電振動片１０は、振動部１１と、被接合部１２とを有している。被接合部１２は、後述の圧電デバイス１００のベース部１３０等に接合される部分として用いられる。振動部１１の表面（＋Ｙ側の面）には、厚肉部１３が形成されている。また、振動部１１の裏面（−Ｙ側の面）には、厚肉部１４が形成されている。厚肉部１３は、周辺部１５よりも＋Ｙ軸方向に高く形成されている。また、厚肉部１４は、周辺部１５よりも−Ｙ軸方向に高く形成されている。なお、周辺部１５は、表面及び裏面とも被接合部１２と同一平面となっている。
【００１６】
厚肉部１３、１４は、図１（ａ）に示すように、Ｙ方向から見たときに矩形状に形成されている。また、厚肉部１３、１４は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、平面状に形成された中央部１３ａ、１４ａと、この中央部１３ａ、１４ａからそれぞれ周辺部１５との間に配置される傾斜部１３ｂ、１４ｂとを有している。中央部１３ａ、１４ａは、ＸＺ平面に平行に形成される。中央部１３ａ、１４ａは、Ｙ方向から見たときに矩形状に形成されている。中央部１３ａ、１４ａのＸ軸方向及びＺ軸方向の寸法は、所定の寸法に設定される。中央部１３ａ、１４ａのＸ軸方向又はＺ軸方向の寸法については、同一であってもよいし、異なってもよい。また、Ｙ方向から見たときに中央部１３ａと中央部１４ａとがＸ軸方向にずれていてもよい。
【００１７】
傾斜部１３ｂ、１４ｂは、外側に凸状となる曲面を含んでいる。つまり、傾斜部１３ｂは＋Ｙ軸方向に凸状となる曲面を含んでおり、傾斜部１４ｂは−Ｙ軸方向に凸状となる曲面を含んでいる。傾斜部１３ｂ、１４ｂは、Ｙ方向から見たときに矩形環状に形成されている。傾斜部１３ｂ、１４ｂのＸ軸方向又はＺ軸方向の寸法については、同一であってもよいし、異なってもよい。また、Ｙ方向から見たときに傾斜部１３ｂと傾斜部１４ｂとがＸ軸方向にずれていてもよい。
【００１８】
厚肉部１３には、段差部１６が形成されている。段差部１６は、第１段差部１６ａ及び第２段差部１６ｂを有している。  
第１段差部１６ａは、中央部１３ａと傾斜部１３ｂとの間に形成されている。第１段差部１６ａは、中央部１３ａの４辺のそれぞれに形成されている。第１段差部１６ａは、圧電振動片１０の厚さ方向Ｄ（Ｙ軸方向に平行な方向）に沿って平面状に形成されている。つまり、第１段差部１６ａのうち、中央部１３ａの＋Ｚ側の辺及び−Ｚ側の辺に沿って形成される部分は、ＸＹ平面に沿うように配置されている。また、第１段差部１６ａのうち、中央部１３ａの＋Ｘ側の辺及び−Ｘ側の辺に沿って形成される部分は、ＹＺ平面に沿うように配置されている。第１段差部１６ａのＹ軸方向の寸法は、例えば０．１μｍ〜１０μｍ程度に設定されるが、これには限定されない。
【００１９】
第２段差部１６ｂは、傾斜部１３ｂと周辺部１５との間に形成されている。第２段差部１６ｂは、傾斜部１３ｂの外周の４辺のそれぞれに形成されている。第２段差部１６ｂは、圧電振動片１０の厚さ方向Ｄに沿って形成されている。つまり、第２段差部１６ｂのうち、傾斜部１３ｂの＋Ｚ側の辺及び−Ｚ側の辺に沿って形成される部分は、ＸＹ平面に沿うように配置されている。また、第２段差部１６ｂのうち、傾斜部１３ｂの＋Ｘ側の辺及び−Ｘ側の辺に沿って形成される部分は、ＹＺ平面に沿うように配置されている。第２段差部１６ｂの高さ（Ｙ方向の寸法）は、上記第１段差部１６ａの高さ（Ｙ方向の寸法）と同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、第１段差部１６ａ及び第２段差部１６ｂの一方が設けられない構成であってもよい。
【００２０】
一方、厚肉部１４には、段差部１７が形成されている。段差部１７は、第１段差部１７ａ及び第２段差部１７ｂを有している。  
第１段差部１７ａは、中央部１４ａと傾斜部１４ｂとの間に形成されている。第１段差部１７ａは、中央部１４ａの４辺のそれぞれに形成されている。第１段差部１７ａは、圧電振動片１０の厚さ方向Ｄに沿って形成されている。つまり、第１段差部１７ａのうち、中央部１４ａの＋Ｚ側の辺及び−Ｚ側の辺に沿って形成される部分は、ＸＹ平面に沿うように配置されている。また、第１段差部１７ａのうち、中央部１４ａの＋Ｘ側の辺及び−Ｘ側の辺に沿って形成される部分は、ＹＺ平面に沿うように配置されている。第１段差部１７ａの高さ（Ｙ方向の寸法）は、段差部１６の第１段差部１６ａ又は第２段差部１６ｂの高さ（Ｙ方向の寸法）と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２１】
第２段差部１７ｂは、傾斜部１４ｂと周辺部１５との間に形成されている。第２段差部１７ｂは、傾斜部１４ｂの外周の４辺のそれぞれに形成されている。第２段差部１７ｂは、圧電振動片１０の厚さ方向Ｄに沿って形成されている。つまり、第２段差部１７ｂのうち、傾斜部１４ｂの＋Ｚ側の辺及び−Ｚ側の辺に沿って形成される部分は、ＸＹ平面に沿うように配置されている。また、第２段差部１７ｂのうち、傾斜部１４ｂの＋Ｘ側の辺及び−Ｘ側の辺に沿って形成される部分は、ＹＺ平面に沿うように配置されている。第２段差部１７ｂの高さ（Ｙ方向の寸法）は、第１段差部１７ａの高さ（Ｙ方向の寸法）と同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、第２段差部１７ｂの高さ方向の寸法は、段差部１６の第１段差部１６ａ又は第２段差部１６ｂの高さ（Ｙ方向の寸法）と同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、第１段差部１７ａ及び第２段差部１７ｂの一方が設けられない構成であってもよい。
【００２２】
このように、厚肉部１３に段差部１６が形成され、厚肉部１４に段差部１７が形成されることにより、振動部１１の厚さを変化させることができる。これにより、振動エネルギーを厚肉部１３、１４に効率よく閉じ込めることができ、ＣＩ値を低減させることができる。なお、段差部１６及び段差部１７のうちいずれか一方が設けられない構成であってもよい。
【００２３】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、厚肉部１３の中央部１３ａの＋Ｙ側の面には、励振電極１８が形成されている。励振電極１８は、Ｙ方向から見たときに矩形状に形成されている。励振電極１８は、中央部１３ａの領域内に形成されている。一方、厚肉部１４の中央部１４ａの−Ｙ側の面には、励振電極１９が形成されている。励振電極１９は、Ｙ方向から見たときに矩形状に形成されている。励振電極１９は、中央部１４ａの領域内に形成されている。励振電極１８と励振電極１９とは、Ｙ方向から見たときに重なった状態となっている。
【００２４】
これら励振電極１８と励振電極１９との間に所定の電圧が印加されることにより、振動部１１は所定の振動数で振動する。なお、励振電極１８、１９は、上記構成に限定されず、Ｙ方向から見たときに両者が重らなくてもよい。また、例えば、励振電極１８は、傾斜部１３ｂの少なくとも一部を覆うような領域まで形成されてもよいし、周辺部１５の少なくとも一部を覆うような領域まで形成されてもよい。同様に、励振電極１９は、傾斜部１４ｂの少なくとも一部を覆うような領域まで形成されてもよいし、周辺部１５の少なくとも一部を覆うような領域まで形成されてもよい。
【００２５】
被接合部１２の表面（＋Ｙ側の面）には、励振電極１８から−Ｘ方向に引き出され、−Ｘ側かつ−Ｚ側の領域まで引き出された引出電極１８ａが形成されている。引出電極１８ａは、被接合部１２の側面１２ａを介して被接合部１２の裏面まで引き出されている。引出電極１８ａは、励振電極１８と電気的に接続される。被接合部１２の裏面（−Ｙ側の面）には、励振電極１９から−Ｘ方向に引き出され、−Ｘ側かつ＋Ｚ側の領域まで引き出された引出電極１９ａが形成されている。引出電極１９ａは、励振電極１９と電気的に接続される。
【００２６】
励振電極１８、１９及び引出電極１８ａ、１９ａは、導電性の金属膜であり、それぞれ一体の金属膜として、同一の膜構成により形成されている。なお、励振電極１８、１９と引出電極１８ａ、１９ａとは、膜構成が異なって形成されてもよい。導電性の金属膜は、例えば、圧電振動片である水晶材との密着性を確保するための下地膜としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を成膜し、その上に金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）を成膜した積層構造が採用される。
【００２７】
このように、第１実施形態に係る圧電振動片１０によれば、厚肉部１３、１４の中央部１３ａ、１４ａと傾斜部１３ｂ、１４ｂとの間、及び傾斜部１３ｂ、１４ｂと周辺部１５との間にそれぞれ段差部１６、１７が形成されるため、振動部１１の厚さを変化させることができる。また、振動部１１の＋Ｙ側及び−Ｙ側の両側に段差部１６、１７が形成されるため、厚さの変化を大きくすることができる。これにより、振動エネルギーを効率よく閉じ込めてＣＩ値を低減させることが可能であり、品質の高い圧電振動片１０を提供することができる。
【００２８】
（圧電振動片１０の製造方法）  
次に、圧電振動片１０の製造方法について説明する。  
先ず、圧電ウェハＡＷが用意される。圧電振動片１０は、圧電ウェハＡＷから個々の圧電振動片１０を取り出す多面取りが行われる。なお、圧電振動片１０の製造工程を図２〜図３に示すが、図中において圧電ウェハＡＷは、１個の圧電振動片１０が形成される領域のみを示し、他の領域については省略している。圧電ウェハＡＷは、水晶結晶体からＡＴカットにより所定の厚さで切り出され、表面が洗浄される。
【００２９】
次に、図２（ａ）に示すように、圧電ウェハＡＷの表面（＋Ｙ側の面）及び裏面（−Ｙ側の面）において、それぞれレジスト膜Ｒが塗布される。次に、図２（ｂ）に示すように、圧電ウェハＡＷの表面側及び裏面側には、第１領域Ｓ１に対して開口するパターンを持つマスクＭ１が配置され、マスクＭ１を介して露光光が照射される。第１領域Ｓ１は、周辺部１５に対応する領域である。これにより、第１領域Ｓ１が露光される。その後、現像処理を行うことにより、図２（ｃ）に示すように、レジスト膜Ｒのうち露光された第１領域Ｓ１が除去される。
【００３０】
次に、図３（ａ）に示すように、圧電ウェハＡＷの表面側及び裏面側には、第２領域Ｓ２に対して開口するパターンを持つマスクＭ２が配置され、マスクＭ２を介して露光光が照射される。第２領域Ｓ２は、傾斜部１６、１７に対応する領域である。このとき、露光量及び露光時間のうち少なくとも一方が調整され、レジスト膜Ｒの厚さ方向の途中までが露光される。この場合、第１段差部１６ａ、１７ａに対応する所定の厚さまでレジスト膜Ｒが露光される。露光された部分の厚さは、ほぼ均一となる。その後、現像処理を行うことにより、図３（ｂ）に示すように、レジスト膜Ｒのうち露光された部分が除去され、第１レジスト段差部Ｒａが形成される。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示すように、圧電ウェハＡＷの表面側及び裏面側には、第２領域Ｓ２に対して開口するパターンを持つマスクＭ３が配置され、マスクＭ３を介して露光光が照射される。マスクＭ３の開口部Ｍ３ａは、露光光の透過率に分布が形成される構成となっている。本実施形態では、開口部Ｍ３ａは、内側から外側に向けて露光光の透過率が徐々に高くなるように形成されている。このため、露光光を照射した場合、第２領域Ｓ２のうちレジスト膜Ｒの第１レジスト段差部Ｒａ側から端部側にかけて、露光部分の厚さが徐々に厚くなる。このとき、レジスト膜Ｒの端部においては、露光部分が圧電ウェハＡＷに到達することなく、第２段差部１６ｂ、１７ｂに対応する所定の厚さ分が残るように露光量や露光時間が設定される。
【００３２】
その後、現像処理を行うことにより、図４（ａ）に示すように、レジスト膜Ｒのうち露光された部分が除去され、第２レジスト段差部Ｒｂ及び湾曲部Ｒｃが形成される。湾曲部Ｒｃは、第１レジスト段差部Ｒａから第２レジスト段差部Ｒｂにかけて、厚さが徐々に小さくなっている。このように、マスクＭ３を用いてグレースケール露光を行うことにより、レジスト膜Ｒの第２領域Ｓ２は、第１レジスト段差部Ｒａから第２レジスト段差部Ｒｂにかけて、位置に応じて厚さが異なった状態となる。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜Ｒを除去するように、該レジスト膜Ｒ及び圧電ウェハＡＷの露出部分に対してドライエッチングを行う。これにより、圧電ウェハＡＷには、レジスト膜Ｒの形状に対応する形状が形成される。例えば、第１レジスト段差部Ｒａに対応する部分には、第１段差部１６ａ、１７ａが形成される。また、第２レジスト段差部Ｒｂに対応する部分には、第２段差部１６ｂ、１７ｂが形成される。また、湾曲部Ｒｃに対応する部分には、傾斜部１３ｂ、１４ｂが形成される。そして、レジスト膜Ｒの表面及び裏面に対応する部分には、平面部１３ａ、１４ａが形成される。
【００３４】
その後、図４（ｃ）に示すように、圧電ウェハＡＷの表面及び裏面に金属膜を形成し、所定のパターンにエッチングすることにより、平面部１３ａ、１４ａに励振電極１８、１９が形成されると共に、平面部１３ａ、１４ａから周辺部１５にかけて引出電極１８ａ、１９ａ（図４（ｃ）では省略）が形成されて、圧電振動片１０が完成する。
【００３５】
上記のようにフォトリソグラフィ法によってレジスト膜Ｒを形成する手法では、レジスト膜Ｒの厚さを圧電ウェハＡＷの面内で等しくすることは困難である。このため、圧電振動片１０に対応する領域ごとに、レジスト膜Ｒの厚さにばらつきが生じる場合がある。
【００３６】
図５（ａ）は、比較例に係る圧電振動片の厚肉部１１３及び周辺部１１５のうち一部（＋Ｚ側端部）の構成を示す断面図である。  
レジスト膜Ｒの厚さにばらつきが生じた状態で圧電ウェハＡＷの全体にドライエッチングが行われると、例えばレジスト膜Ｒが設定値よりも薄い部分では、レジスト膜Ｒが除去された後も圧電ウェハＡＷが除去され続けることになる。この場合、設定よりも広い範囲に亘って圧電ウェハＡＷが除去されることになる。
【００３７】
このため、例えば図５（ａ）に一点鎖線で示すように、形成される厚肉部１１３のうち平面部１１３ａの＋Ｚ側の位置が、所定の位置Ｐに対して−Ｚ側の位置Ｐ１にずれてしまう。また、傾斜部１１３ｂの＋Ｚ側の位置が、所定の位置Ｑに対して−Ｚ側の位置Ｑ１にずれてしまう。また、傾斜部１１３ｂの形状は、設定の形状（実線で示す）とは異なってしまう。このように、平面部１１３ａ及び傾斜部１１３ｂの寸法が設計値とは異なってしまう。
【００３８】
逆に、レジスト膜Ｒが設定値よりも厚い部分では、レジスト膜Ｒが除去される前にドライエッチングが終わってしまうため、圧電ウェハＡＷの一部が除去されずに残ってしまう場合がある。
【００３９】
このため、例えば図５（ａ）の二点鎖線に示すように、傾斜部１１３ｂの＋Ｚ側の位置は、所定の位置Ｑに対してずれることはないが、平面部１１３ａの＋Ｚ側の位置が所定の位置Ｐに対して＋Ｚ側の位置Ｐ２にずれてしまう。この場合も、平面部１１３ａ及び傾斜部１１３ｂの寸法が設計値と異なってしまう。また、傾斜部１１３ｂの形状が設定の形状とは異なってしまう。なお、図５（ａ）では、厚肉部１１３の一部の構成のみを示しているが、厚肉部１１３全体においても同様のことが生じる。
【００４０】
これに対して、本実施形態では、レジスト膜Ｒにおいて、中央部１３ａ、１４ａと傾斜部１３ｂ、１４ｂとの間に対応する部分に第１レジスト段差部Ｒａを形成し、傾斜部１３ｂ、１４ｂと周辺部１５との間に対応する部分に第２レジスト段差部Ｒｂを形成するため、レジスト膜Ｒの厚さにばらつきが生じた場合であっても、第１レジスト段差部Ｒａ及び第２レジスト段差部Ｒｂにより、レジスト膜Ｒの厚さのばらつきを吸収することができる。
【００４１】
図５（ｂ）は、本実施形態に係る圧電振動片１０の厚肉部１３及び周辺部１５のうち一部（＋Ｚ側端部）の構成を示す断面図である。  
例えば、レジスト膜Ｒの厚さが設定値よりも薄い部分では、レジスト膜Ｒが除去された後にもドライエッチングが進む。このとき、傾斜部１３ｂ自体は−Ｙ方向に除去されることになるが、第２段差部１６ｂがすでに形成されているため、第２段差部１６ｂが設けられる分、傾斜部１３ｂの形状が維持されたままエッチングが進行する。
【００４２】
このため、図５（ｂ）の一点鎖線に示すように、第１段差部１６ａの高さは設定値（実線で示す部分）よりも高くなる場合があるが、第１段差部１６ａのＺ軸方向の位置は設定値に対して不変である。また、第２段差部１６ｂの高さは設定値よりも低くなるが、第２段差部１６ｂのＺ軸方向の位置は設定値に対して不変である。また、傾斜部１３ｂの形状は、設定の形状（実線で示す部分）と同一である。
【００４３】
また、例えば、レジスト膜Ｒの厚さが設定値よりも厚い部分では、レジスト膜Ｒが除去される前にドライエッチングが終了する。ドライエッチングの終了時に第１段差部１６ａの少なくとも一部が形成されている場合には、傾斜部１３ｂ自体はすでに形成されていることになる。
【００４４】
このため、図５（ｂ）の二点鎖線に示すように、第１段差部１６ａの高さは設定値（実線で示す部分）よりも低くなるが、第１段差部１６ａのＺ軸方向の位置は設定値に対して不変である。また、第２段差部１６ｂの高さは設定値よりも高くなるが、第２段差部１６ｂのＺ軸方向の位置は設定値に対して不変である。また、傾斜部１３ｂの形状は、設定の形状（実線で示す部分）と同一である。
【００４５】
このように、第１実施形態に係る圧電振動片１０の製造方法によれば、レジスト膜Ｒに第１レジスト段差部Ｒａ及び第２レジスト段差部Ｒｂを形成することにより、圧電ウェハＡＷの面内でレジスト膜Ｒの厚さにばらつきが生じた状態でドライエッチングを行っても、圧電ウェハＡＷに第１段差部１６ａ、１７ａ及び第２段差部１６ｂ、１７ｂが形成される。このため、レジスト膜Ｒの厚さが設定値よりも薄い領域では第２段差部１６ｂ、１７ｂにより、また、レジスト膜Ｒの厚さが設定値よりも厚い領域では第１段差部１６ａ、１７ａにより、それぞれレジスト膜Ｒの厚さのばらつきが吸収される。これにより、厚肉部１３、１４の形状及び寸法のばらつきを低減することが可能となる。
【００４６】
なお、第１レジスト段差部Ｒａ及び第２レジスト段差部Ｒｂは、少なくとも一方が形成された構成であってもよい。この場合、レジスト段差部が形成された部分においてレジストＲの厚さのばらつきを吸収することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞  
次に、第２実施形態に係る圧電振動片２０について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。圧電振動片２０は、図６に示すように、振動部２１と、振動部２１を囲んだ枠部３０と、振動部２１と枠部３０とを連結する連結部２２とを有し、振動部２１と枠部３０との間にはＹ軸方向に貫通する貫通穴３１が形成されている。
【００４８】
圧電振動片２０は、図６（ａ）に示すように、振動部２１の表面（＋Ｙ側の面）に厚肉部２３が形成され、裏面（−Ｙ側の面）に厚肉部２４が形成されている。厚肉部２３は、振動部２１の周辺部２５より＋Ｙ方向に高く形成されている。厚肉部２３は、中央部２３ａ及び傾斜部２３ｂを有している。厚肉部２４は、振動部２１の周辺部２５より−Ｙ方向に高く形成されている。厚肉部２４は、中央部２４ａ及び傾斜部２４ｂを有している。これら中央部２３ａ及び傾斜部２３ｂや中央部２４ａ及び傾斜部２４ｂは、第１実施形態の中央部１３ａ及び傾斜部１３ｂや中央部１４ａ及び傾斜部１４ｂと同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
厚肉部２３には、段差部２６が形成されている。段差部２６は、第１段差部２６ａと第２段差部２６ｂとを有している。また、厚肉部２４には、段差部２７が形成されている。段差部２７は、第１段差部２７ａと第２段差部２７ｂとを有している。これら第１段差部２６ａ、２７ａや第２段差部２６ｂ、２７ｂは、第１実施形態の第１段差部１６ａ、１７ａや第２段差部１６ｂ、１７ｂと同様であるため、説明を省略する。
【００５０】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、厚肉部２３には、励振電極２８が形成され、厚肉部２４には、励振電極２９が形成されている。これら励振電極２８、２９は、第１実施形態の励振電極１８、１９と同様である。引出電極２８ａは、励振電極２８から連結部２２及び枠部３０の表面（＋Ｙ側の面）に−Ｘ方向に引き出され、枠部３０の表面の−Ｘ側かつ−Ｚ側の領域まで形成される。さらに、引出電極２８ａは、枠部３０の内側の側面や連結部２２の側面を介して枠部３０の裏面（−Ｙ側の面）まで引き出される。引出電極２９ａは、励振電極２９から連結部２２及び枠部３０の裏面（−Ｙ側の面）に−Ｘ方向に引き出され、枠部３０の裏面の＋Ｘ側かつ＋Ｚ側の領域まで引き出される。なお、励振電極２８、２９及び引出電極２８ａ、２９ａは、第１実施形態の励振電極１８、１９及び引出電極１８ａ、１９ａと同様の金属膜が用いられる。
【００５１】
圧電振動片２０の製造方法について説明する。枠部３０の内側に相当する領域に対して、上記した圧電振動片１０の製造方法と同様に、第１レジスト段差部Ｒ１及び第２レジスト段差部Ｒ２のうち少なくとも一方が形成されたレジストＲを圧電ウェハＡＷ上に配置してドライエッチングを行うことにより、厚肉部２３と厚肉部２４をもつ振動部２１や連結部２２が形成される。次に、励振電極２８、２９及び引出電極２８ａ、２９ａがパターニングされた後、振動部２１や連結部２２と枠部３０との間の圧電ウェハＡＷがエッチング等により除去されることで貫通孔３１が形成され、圧電振動片２０が完成する。
【００５２】
このように、第２実施形態によれば、厚肉部２３及び厚肉部２４は、段差部２６、２７において振動部２１のＹ方向の長さ（厚さ）が変化している。従って、振動エネルギーをより一層効率よく閉じ込めることができ、ＣＩ値をさらに低減させることができる。これにより、品質の高い圧電振動片２０を提供することができる。
【００５３】
＜変形例＞  
次に、変形例を説明する。  
図７（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る圧電振動片１０Ａ〜１０Ｃの厚肉部１３Ａ〜１３Ｃ及び周辺部１５のうち一部（＋Ｚ側端部）の構成を示す断面図である。
【００５４】
上記実施形態においては、厚肉部の傾斜部が湾曲された形状を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示す圧電振動片１０Ａでは、厚肉部１３Ａにおいて、傾斜部１３Ａｂが平面状に形成されている。なお、圧電振動片１０Ａのうち傾斜部１３Ａｂ以外の構成については、第１実施形態の圧電振動片１０と同一であるため、圧電振動片１０と同一の符号を付している。
【００５５】
この圧電振動片１０Ａによれば、段差部１６が設けられることにより、第１実施形態と同様、振動エネルギーを効率よく閉じ込めてＣＩ値を低減させることが可能であり、品質の高い圧電振動片１０Ａを提供することができる。また、圧電振動片１０Ａを製造する場合、段差部１６が設けられることにより、厚肉部１３の形状及び寸法のばらつきを低減することが可能となる。また、傾斜部１３Ａｂが平面状であるため、レジスト膜Ｒに対して露光量の分布を形成することが容易となるため、圧電振動片１０Ａの製造が容易となる。また、圧電振動片１０Ａのうち、図７（ａ）において図示を省略した他の部分（例、第１実施形態の傾斜部１４ｂに対応する部分）についても、同様の説明が可能である。
【００５６】
また、上記実施形態においては、傾斜部が単一の曲面によって形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図７（ｂ）に示す圧電振動片１０Ｂのように、傾斜部１３Ｂｂが複数（例えば２つ）の曲面を有する構成であってもよい。なお、圧電振動片１０Ｂのうち傾斜部１３Ｂｂ以外の構成については、第１実施形態の圧電振動片１０と同一であるため、圧電振動片１０と同一の符号を付している。
【００５７】
この構成においても、第１実施形態と同様、振動エネルギーを効率よく閉じ込めてＣＩ値を低減させることが可能であり、品質の高い圧電振動片１０Ｂを提供することができる。また、圧電振動片１０Ｂを製造する場合、段差部１６が設けられることにより、厚肉部１３の形状及び寸法のばらつきを低減することが可能となる。また、圧電振動片１０Ｂのうち、図７（ｂ）において図示を省略した他の部分（例、第１実施形態の傾斜部１４ｂに対応する部分）についても、同様の説明が可能である。
【００５８】
また、上記実施形態においては、段差部１６がＹ方向に沿って（ＸＺ平面にほぼ垂直に）配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図７（ｃ）に示す圧電振動片１０Ｃのように、段差部１６Ｃ（第１段差部１６Ｃａ、第２段差部１６Ｃｂ）がＸＺ平面の直交方向に対して傾いて配置されてもよい。なお、圧電振動片１０Ｃのうち段差部１６Ｃ以外の構成については、第１実施形態の圧電振動片１０と同一であるため、圧電振動片１０と同一の符号を付している。
【００５９】
この構成においても、第１実施形態と同様、振動エネルギーを効率よく閉じ込めてＣＩ値を低減させることが可能であり、品質の高い圧電振動片１０Ｃを提供することができる。また、圧電振動片１０Ｃを製造する場合、段差部１６Ｃが設けられることにより、厚肉部１３の形状及び寸法のばらつきを低減することが可能となる。また、圧電振動片１０Ｃのうち、図７（ｃ）において図示を省略した他の部分（例、第１実施形態の段差部１７、第１段差部１７ａ、第２段差部１７ｂに対応する部分）についても、同様の説明が可能である。
【００６０】
＜圧電デバイス＞
次に、圧電デバイス１００の実施形態について説明する。以下の説明において、上記の実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。なお、図８（ａ）では、リッド部を透過して表している。この圧電デバイス１００は、図８に示すように、圧電振動片１０と、圧電振動片１０を収容したパッケージ本体１１０とを有している。パッケージ本体１１０は、リッド部１２０とベース部１３０とを有している。これらリッド部１２０及びベース部１３０としては、例えばガラスやシリコンが用いられる。
【００６１】
リッド部１２０は、図８（ｂ）に示すように、裏面（−Ｙ側の面）の中央部分に凹部１２１が設けられ、この凹部１２１を囲むように接合面１２２が形成されている。なお、凹部１２１は、圧電振動片１０を収容する空間として用いられる。ベース部１３０は、板状であって、表面（＋Ｙ側の面）１３１に接続電極１３２、１３３が形成される。ベース部１３０の裏面（−Ｙ側の面）には、外部電極１３４、１３５が形成される。外部電極１３４、１３５は、基板等に実装される際の一対の実装端子として用いられる。ベース１３０には、Ｙ方向に貫通する貫通電極１３６、１３７が形成される。貫通電極１３６を介して接続電極１３２と外部電極１３４とが電気的に接続され、貫通電極１３７を介して接続電極１３３と外部電極１３５とが電気的に接続される。
【００６２】
接続電極１３２、１３３及び外部電極１３４、１３５は、例えばメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着により導電性の金属膜が成膜されることで形成される。金属膜としては、圧電振動片１０の励振電極１８等と同様に、例えば、下地膜としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を成膜し、その上に金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）を成膜した積層構造が採用される。貫通電極１３６、１３７は、ベース１３０に設けられた貫通孔を銅メッキ等により充填して形成される。
【００６３】
リッド部１２０とベース部１３０とは、接合面１２２と表面１３１との間に配置された接合材１４０によって接合される。圧電振動片１０は、導電性接着剤１３８、１３９によってベース部１３０に接合され、図８（ｂ）に示すように、リッド部１２０の凹部１２１内に配置される。凹部１２１内（パッケージ１１０内）は、例えば真空雰囲気に設定されるが、これに限定されず、窒素などの不活性ガスが封入されてもよい。導電性接着剤１３８、１３９としては、シリコン系やポリイミド系の導電性接着剤が用いられる。導電性接着剤１３８により、引出電極１８ａと接続電極１３２とが電気的に接続される。また、導電性接着剤１３９により、引出電極１９ａと接続電極１３３とが電気的に接続される。
【００６４】
このように、圧電デバイス１００によれば、振動エネルギーが効率よく閉じ込められ、ＣＩ値が低減した圧電振動片１０が用いられるので、品質の良い圧電デバイスを提供できる。なお、上記実施形態では、第１実施形態の圧電振動片１０が用いられているが、これに代えて第２実施形態で説明した圧電振動片２０が用いられてもよい。また、リッド部１２０とベース部１３０とが接合材１４０を介して接合されることに限定されず、直接接合されてもよい。
【００６５】
圧電デバイス１００の製造方法は、リッド部１２０を多面取りするリッドウェハと、ベース部１３０を多面取りするベースウェハとが用いられる。リッドウェハに対して凹部１２１が加工され、ベースウェハに対して接続電極１３２等が形成される。次に、ベースウェハの所定箇所に圧電振動片１０がそれぞれ導電性接着剤１３８により保持される。次に、真空雰囲気下でリッドウェハとベースウェハとが接合される。次に、スクライブラインに沿ってダイシングされることにより個々の圧電デバイス１００が完成する。
【００６６】
なお、第２実施形態の圧電振動片２０を含む圧電デバイスについては、圧電振動片２０の枠部３０の表面（＋Ｙ側の面）にリッド部が接合され、枠部３０の裏面（−Ｙ側の面）にベース部が接合されて構成される。その際、枠部３０の裏面に形成された引出電極２８ａ、２９ａがベース部に形成された接続電極とそれぞれ電気的に接続される。圧電振動片２０の振動部２１は、枠部３０に囲まれ、かつリッド部とベース部とで挟まれた空間内に保持される。
【００６７】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、厚肉部１６、１７等は、Ｙ方向から見て矩形状に形成されることに限定されず、円形状、楕円形状、長円形状、または四角以外の多角形状に形成されてもよい。
【００６８】
また、水晶振動片として用いられる水晶材は、ＡＴカットされたものに限定されず、厚みすべり振動により振動するものであればよく、ＳＣカットされたものなどを用いてもよい。また、圧電振動片としては、水晶振動片に限定されず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどを用いたものでもよい。また、上記した実施形態では、圧電デバイスとして水晶振動子（圧電振動子）を示しているが、発振器であってもよい。
【符号の説明】
【００６９】
ＡＷ…圧電ウェハ
Ｄ…厚さ方向
Ｒ…レジスト膜
Ｒａ…第１レジスト段差部
Ｒｂ…第２レジスト段差部
Ｓ１…第１領域
Ｓ２…第２領域
１０、２０…圧電振動片
１１、２１…振動部
１３、２３、１４、２４…厚肉部
１３ａ、２３ａ、１４ａ、２４ａ…中央部
１３ｂ、２３ｂ、１４ｂ、２４ｂ…傾斜部
１５、２５…周辺部
１６、１７、２６、２７…段差部
１６ａ、１７ａ、２６ａ、２７ａ…第１段差部
１６ｂ、１７ｂ、２６ｂ、２７ｂ…第２段差部
６２…連結部
７０…枠部
１００…圧電デバイス
【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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