(57)【要約】【課題】  圧電素子の外形をエッチングによって形成した後に露光する際の諸問題を、解決する。【解決手段】  外形エッチング前にフォトレジスト膜５４に電極パターンを露光して潜像部分５５を形成し（図６［Ｉ］）、外形エッチング後に潜像部分５５を現像し、外形エッチング時のフォトレジスト膜５４を使用してリフトオフにより電極を形成する。したがって、外形エッチング後の露光が不要になるので、外形エッチング後の露光によって生じる諸問題を全て解決できる。【選択図】  図６
2015076724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料からなる基板上に耐食膜を成膜しパターン化する耐食膜外形パターン形成工程と、
前記耐食膜上にポジ型のフォトレジスト膜のパターンを形成するレジスト溝部パターン形成工程と、
このレジスト溝部パターン形成工程の後に、前記フォトレジスト膜の一部を露光することにより、当該フォトレジスト膜に潜像部分を形成する潜像形成工程と、
この潜像形成工程の後に、前記耐食膜で覆われていない前記基板の露出部分をエッチングで除去することにより基部の外形及びこの基部から延設される振動部の外形を形成する外形エッチング工程と、
この外形エッチング工程の後に、前記フォトレジスト膜で覆われていない前記耐食膜を除去する耐食膜溝部パターン形成工程と、
この耐食膜溝部パターン形成工程の後に、前記耐食膜で覆われていない前記基板の露出部分をエッチングで一定の深さまで除去することにより前記振動部に溝部を形成する溝部エッチング工程と、
この溝部エッチング工程又は前記耐食膜溝部パターン形成工程の後に、前記潜像部分を現像する潜像現像工程と、
この潜像現像工程及び前記溝部エッチング工程の後に、前記基板及び前記耐食膜の露出部分上並びに前記フォトレジスト膜上に電極膜を形成する電極膜形成工程と、
前記フォトレジスト膜上に形成された前記電極膜を前記フォトレジスト膜とともに除去するリフトオフ工程と、
前記フォトレジスト膜が除去されたことにより露出した前記耐食膜を除去する耐食膜除去工程と、
を含む圧電素子の製造方法。
【請求項２】
前記耐食膜は、前記基板上に接する第一層と、この第一層上に接し当該第一層のイオン化傾向よりも小さいイオン化傾向を有する第二層とからなり、
前記耐食膜外形パターン形成工程及び前記耐食膜溝部パターン形成工程の少なくとも一方では、前記フォトレジスト膜で覆われていない前記第二層を除去した後、前記第二層上の全ての前記フォトレジスト膜を残したまま前記第一層をウェットエッチングで除去する、
請求項１記載の圧電素子の製造方法。
【請求項３】
前記第一層はクロムからなり、前記第二層は金からなり、前記基板は水晶からなり、
前記外形エッチング工程及び前記溝部エッチング工程ではウェットエッチングが用いられる、
請求項２記載の圧電素子の製造方法。
【請求項４】
前記耐食膜外形パターン形成工程では、前記耐食膜をパターン化する際にポジ型のフォトレジストからなるフォトレジスト膜を使用し、
前記レジスト溝部パターン形成工程では、前記耐食膜外形パターン形成工程で使用した前記フォトレジスト膜をそのまま使用する、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。
【請求項５】
前記外形エッチング工程では、前記基部の外形及び前記振動部の外形を最終的な寸法よりも大きく形成し、
前記溝部エッチング工程では、前記振動部に前記溝部を形成すると同時に、前記基部の外形及び前記振動部の外形を最終的な寸法に形成する、
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器などに用いられる圧電素子の製造方法に関する。以下、圧電素子の一例として水晶振動素子を採り上げる。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ、携帯電話又は小型情報機器等の電子機器には、電子部品の一つとして水晶振動子又は水晶発振器が搭載されている。この水晶振動子又は水晶発振器は、基準信号源やクロック信号源として用いられる。そして、水晶振動子や水晶発振器の内部には、水晶振動素子が含まれている。その水晶振動素子の一例として、音叉型屈曲水晶振動素子（以下「振動素子」と略称する。）について説明する。この振動素子は、基部と、基部から延設された二本の振動腕部と、各振動腕部に設けられた溝部と、を備えている。以下、振動素子の製造方法を単に「製造方法」という。
【０００３】
ここで、従来技術（例えば特許文献１参照）の製造方法について、図１１乃至図１５に基づき説明する。なお、図１１乃至図１４では、一本の振動腕部及び基部の断面を示している。
【０００４】
まず、図１１［Ｄ］に示すように、水晶Ｚ板からなる基板１０１の表面及び裏面にクロムからなる耐食膜１０２を形成し、耐食膜１０２の上にフォトレジスト膜１０３ａを形成し、振動腕部となる領域１０４及び基部となる領域１０６にのみにフォトレジスト膜１０３ａが残るようにフォトレジスト膜１０３ａの一部を除去することにより、外形パターニングを行う。
【０００５】
続いて、図１１［Ｅ］に示すように、図１１［Ｄ］でフォトレジスト膜１０３ａが形成されていない部分の耐食膜１０２を、エッチングにより除去する。したがって、耐食膜１０２が除去された部分には、基板１０１が表れることになる。
【０００６】
続いて、図１１［Ｆ］に示すように、図１１［Ｅ］で残っていたフォトレジスト膜１０３ａを全て除去する。
【０００７】
続いて、図１２［Ｇ］に示すように、耐食膜１０２も含めた基板１０１の全面にフォトレジスト膜１０３ｂを形成する。
【０００８】
続いて、図１２［Ｈ］に示すように、フォトレジスト膜１０３ｂの一部を除去する。このとき、振動腕部となる領域１０４及び基部となる領域１０６以外の部分のフォトレジスト膜１０３ｂを除去するだけでなく、溝部となる領域１０５のフォトレジスト膜１０３ｂも除去することにより、溝部パターニングを行う。
【０００９】
続いて、図１２［Ｉ］に示すように、外形エッチングを行う。すなわち、水晶Ｚ板からなる基板１０１において、振動腕部となる領域１０４及び基部となる領域１０６のみを残してエッチングする。
【００１０】
続いて、図１３［Ｊ］に示すように、溝部となる領域１０５の耐食膜１０２を除去する。
【００１１】
続いて、図１３［Ｋ］に示すように、溝部エッチングを行う。すなわち、水晶Ｚ板からなる基板１０１において、溝部となる領域１０５を一定の深さにエッチングする。
【００１２】
続いて、図１３［Ｌ］に示すように、耐食膜１０２及びフォトレジスト膜１０３ｂを全て除去する。
【００１３】
続いて、図１４［Ｍ］に示すように、基板１０１の表裏全面に電極膜１０８を形成する。
【００１４】
続いて、図１４［Ｎ］に示すように、電極膜１０８の全面に電着法によりフォトレジスト膜１０３ｃを形成し、電極パターンを露光及び現像する。このとき、基部となる領域１０６では、パッド電極となる領域１０７がフォトレジスト膜１０３ｃで覆われる。なお、溝部となる領域１０５のように微細な凹凸にまでフォトレジスト膜１０３ｃを形成するには、電着法を用いる必要がある。
【００１５】
最後に、図１４［Ｏ］に示すように、フォトレジスト膜１０３ｂで覆われていない電極膜１０８をエッチングにより除去し、その後フォトレジスト膜１０３ｂも除去する。これにより、振動腕部１１２ａ及び溝部１１３ａに励振電極１２２ａ，１２２ｂが形成され、基部１１１にパッド電極１２１ｂが形成され、振動素子が完成する。
【００１６】
図１５は、基部１１１及び振動腕部１１２ａ，１１２ｂの外形がエッチングによって形成された後の基板１０１を示す平面図である。基板１０１は多数の振動片１３１に分離され、各振動片１３１が接続部１３２を介してフレーム１３３に連結された状態になっている。振動片１３１は、基部１１１及び振動腕部１１２ａ，１１２ｂの外形からなり、電極形成後に振動素子として接続部１３２でフレーム１３３から切り離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第３７２９２４９号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】国立天文台編、「理科年表 平成１７年」、丸善株式会社、平成１６年１１月３０日発行、ｐ．４９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、従来技術の製造方法には次のような問題があった。
【００２０】
従来技術の製造方法では、基部１１１及び振動腕部１１２ａの外形及び溝部１１３ａをエッチングによって形成し（図１２［Ｉ］、図１３［Ｋ］）、その後に電極膜１０８を形成し（図１４［Ｍ］）、更に電着法を用いてフォトレジスト膜１０３ｃを形成し、これに電極パターンを露光及び現像する（図１４［Ｎ］）。
【００２１】
このとき、基部１１１及び振動腕部１１２ａの外形をエッチングによって形成した後は、図１５に示すように一枚の基板１０１が多数の振動片１３１に分離された状態になっている。この状態で露光すると、振動片１３１が動きやすいため露光精度が落ちやすい。また、露光装置へ搬送する際の振動や衝撃によって、振動片１３１がフレーム１３３から脱落しやすい。すなわち、これらの問題が歩留りを低下させる一因になっていた。
【００２２】
そこで、本発明の目的は、圧電素子の外形エッチング後に露光する際の諸問題を解決し得る、圧電素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る製造方法は、
圧電材料からなる基板上に耐食膜を成膜しパターン化する耐食膜外形パターン形成工程と、
前記耐食膜上にポジ型のフォトレジスト膜のパターンを形成するレジスト溝部パターン形成工程と、
このレジスト溝部パターン形成工程の後に、前記フォトレジスト膜の一部を露光することにより、当該フォトレジスト膜に潜像部分を形成する潜像形成工程と、
この潜像形成工程の後に、前記耐食膜で覆われていない前記基板の露出部分をエッチングで除去することにより基部の外形及びこの基部から延設される振動部の外形を形成する外形エッチング工程と、
この外形エッチング工程の後に、前記フォトレジスト膜で覆われていない前記耐食膜を除去する耐食膜溝部パターン形成工程と、
この耐食膜溝部パターン形成工程の後に、前記耐食膜で覆われていない前記基板の露出部分をエッチングで一定の深さまで除去することにより前記振動部に溝部を形成する溝部エッチング工程と、
この溝部エッチング工程又は前記耐食膜溝部パターン形成工程の後に、前記潜像部分を現像する潜像現像工程と、
この潜像現像工程及び前記溝部エッチング工程の後に、前記基板及び前記耐食膜の露出部分上並びに前記フォトレジスト膜上に電極膜を形成する電極膜形成工程と、
前記フォトレジスト膜上に形成された前記電極膜を前記フォトレジスト膜とともに除去するリフトオフ工程と、
前記フォトレジスト膜が除去されたことにより露出した前記耐食膜を除去する耐食膜除去工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００２４】
従来技術では外形エッチング後にフォトレジスト膜に電極パターンを露光及び現像して電極を形成していたのに対し、本発明では、外形エッチング前にフォトレジスト膜に電極パターンを露光して潜像部分を形成し、外形エッチング後に潜像部分を現像し、外形エッチング時のフォトレジスト膜を使用してリフトオフにより電極を形成する。したがって、本発明によれば、外形エッチング後の露光が不要になるので、外形エッチング後の露光によって生じる諸問題を全て解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１の製造方法で得られる振動素子を示す斜視図である。
【図２】図１におけるII−II線縦断面図である。
【図３】図１の振動素子を素子搭載部材に実装した状態を示す概略断面図である。
【図４】実施形態１の製造方法における各工程を示す断面図であり、図４［Ａ］、図４［Ｂ］、図４［Ｃ］の順に工程が進行する。
【図５】実施形態１の製造方法における各工程を示す断面図であり、図５［Ｄ］、図５［Ｅ］、図５［Ｆ］の順に工程が進行する。
【図６】実施形態１の製造方法における各工程を示す断面図であり、図６［Ｇ］、図６［Ｈ］、図６［Ｉ］の順に工程が進行する。
【図７】実施形態１の製造方法における各工程を示す断面図であり、図７［Ｊ］、図７［Ｋ］、図７［Ｌ］の順に工程が進行する。
【図８】実施形態１の製造方法における各工程を示す断面図であり、図８［Ｍ］、図８［Ｎ］、図８［Ｏ］の順に工程が進行する。
【図９】実施形態１の製造方法における各工程を示す断面図であり、図９［Ｐ］、図９［Ｑ］の順に工程が進行する。
【図１０】図１０［Ｂ１］は実施形態２の製造方法における耐食膜外形パターン形成工程の一部を示す断面図であり、図１０［Ｋ１］は実施形態２の製造方法における耐食膜溝部パターン形成工程の一部を示す断面図であり、図１０［Ｋ２］は比較例の製造方法における耐食膜溝部パターン形成工程の一部を示す断面図である。
【図１１】従来技術の製造方法における各工程を示す断面図であり、図１１［Ｄ］、図１１［Ｅ］、図１１［Ｆ］の順に工程が進行する。
【図１２】従来技術の製造方法における各工程を示す断面図であり、図１２［Ｇ］、図１２［Ｈ］、図１２［Ｉ］の順に工程が進行する。
【図１３】従来技術の製造方法における各工程を示す断面図であり、図１３［Ｊ］、図１３［Ｋ］、図１３［Ｌ］の順に工程が進行する。
【図１４】従来技術の製造方法における各工程を示す断面図であり、図１４［Ｍ］、図１４［Ｎ］の順に工程が進行する。
【図１５】従来技術の製造方法における外形エッチング後の基板を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。また、図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。
【００２７】
図１は、実施形態１の製造方法で得られる振動素子を示す平面図である。図２は、図１におけるII−II線縦断面図である。図３は、図１の振動素子を素子搭載部材に実装した状態を示す概略断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００２８】
本実施形態１の振動素子１０は、基部１１と、基部１１から延設された振動部としての二本の振動腕部１２ａ，１２ｂと、振動腕部１２ａ，１２ｂのそれぞれに設けられた溝部１３ａ，１３ｂと、を備えている。
【００２９】
振動腕部１２ａ，１２ｂは、それぞれ基部１１から同じ方向に延設されている。基部１１及び振動腕部１２ａ，１２ｂは、水晶振動片１５を構成する。振動素子１０は、水晶振動片１５の他に、パッド電極２１ａ，２１ｂ、励振電極２２ａ，２２ｂ、周波数調整用金属膜２３ａ，２３ｂ、配線パターン２４ａ，２４ｂなども備えている。
【００３０】
次に、振動素子１０の構成について更に詳しく説明する。
【００３１】
基部１１は、平面視略四角形の平板となっている。水晶振動片１５は、基部１１と振動腕部１２ａ，１２ｂとが一体となって音叉形状をなしており、成膜技術、フォトリソグラフィ技術、ウェットエッチング技術により製造される。
【００３２】
溝部１３ａ，１３ｂは、振動腕部１２ａの表裏面に二本ずつ及び振動腕部１２ｂの表裏面に二本ずつ、基部１１との境界部分から振動腕部１２ａ，１２ｂの先端に向って、振動腕部１２ａ，１２ｂの長さ方向と平行に所定の長さで設けられる。なお、溝部１３ａ，１３ｂは、本実施形態１では振動腕部１２ａの表裏面に二本ずつ及び振動腕部１２ｂの表裏面に二本ずつ設けられているが、それらの本数に制限はなく、例えば振動腕部１２ａの表裏面に一本ずつ及び振動腕部１２ｂの表裏面に一本ずつ設けてもよく、また、表裏のどちらか片面にのみ設けてもよい。
【００３３】
振動腕部１２ａには、水晶を挟んで対向する平面同士が同極となるように、両側面に励振電極２２ａが設けられ、表裏面の溝部１３ａの内側に励振電極２２ｂが設けられる。同様に、振動腕部１２ｂには、水晶を挟んで対向する平面同士が同極となるように、両側面に励振電極２２ｂが設けられ、表裏面の溝部１３ｂの内側に励振電極２２ａが設けられる。したがって、振動腕部１２ａにおいては両側面に設けられた励振電極２２ａと溝部１３ａ内に設けられた励振電極２２ｂとが異極同士となり、振動腕部１２ｂにおいては両側面に設けられた励振電極２２ｂと溝部１３ｂ内に設けられた励振電極２２ａとが異極同士となる。
【００３４】
基部１１には、パッド電極２１ａ，２１ｂと、パッド電極２１ａ，２１ｂと励振電極２２ａ，２２ｂの間を電気的に接続する配線パターン２４ａ，２４ｂと、が設けられる。パッド電極２１ａ、励振電極２２ａ、周波数調整用金属膜２３ａ及び配線パターン２４ａは、互いに電気的に導通している。パッド電極２１ｂ、励振電極２２ｂ、周波数調整用金属膜２３ｂ及び配線パターン２４ｂも、互いに電気的に導通している。
【００３５】
振動素子１０は、パッド電極２１ａ，２１ｂ及び導電性接着剤３１を介して、素子搭載部材３２側のパッド電極３３に固定されると同時に電気的に接続される。
【００３６】
水晶の結晶は三方晶系である。水晶の頂点を通る結晶軸をＺ軸、Ｚ軸に垂直な平面内の稜線を結ぶ三つの結晶軸をＸ軸、Ｘ軸及びＺ軸に直交する座標軸をＹ軸とする。ここで、これらのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる座標系をＸ軸を中心として±５度の範囲で回転させたときの回転後のＹ軸及びＺ軸を、それぞれＹ’軸及びＺ’軸とする。この場合、本実施形態１では、二本の振動腕部１２ａ，１２ｂの延設方向がＹ’軸の方向であり、二本の振動腕部１２ａ，１２ｂの並ぶ方向がＸ軸の方向である。
【００３７】
次に、振動素子１０の動作を説明する。音叉型の振動素子１０を振動させる場合、パッド電極２１ａ，２１ｂに交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的に捉えると、振動腕部１２ａの表裏の溝部１３ａに設けられた励振電極２２ｂはプラス電位となり、振動腕部１２ａの両側面に設けられた励振電極２２ａはマイナス電位となり、プラスからマイナスに電界が生じる。このとき、振動腕部１２ｂの表裏の溝部１３ｂに設けられた励振電極２２ａはマイナス電位となり、振動腕部１２ｂの両側面に設けられた励振電極２２ｂはプラス電位となり、振動腕部１２ａに生じた極性とは反対の極性となり、プラスからマイナスに電界が生じる。この交番電圧で生じた電界によって、振動腕部１２ａ，１２ｂに伸縮現象が生じ、所定の共振周波数の屈曲振動モードが得られる。
【００３８】
図４乃至図９は、本実施形態１の製造方法における各工程を示す断面図である。以下、図１乃至図３に図４乃至図９を加えて、本実施形態１の製造方法について説明する。
【００３９】
振動腕部１２ａと振動腕部１２ｂとは対称的に同じ構造であり、基部１１の振動腕部１２ａ側と振動腕部１２ｂ側とも対称的に同じ構造である。そこで、図４乃至図９では、図１におけるIV−IV線縦断面において、振動腕部１２ａ側のみ、及び、基部１１の振動腕部１２ａ側のみの製造工程を示す。
【００４０】
本実施形態１の製造方法は、次の工程を含む。
【００４１】
圧電材料からなる基板４１上に耐食膜５１を成膜しパターン化する耐食膜外形パターン形成工程（図４［Ａ］〜図５［Ｆ］）。
【００４２】
耐食膜５１上にポジ型のフォトレジスト膜５４のパターンを形成するレジスト溝部パターン形成工程（図６［Ｇ］〜図６［Ｈ］）。
【００４３】
レジスト溝部パターン形成工程（図６［Ｇ］〜図６［Ｈ］）の後に、フォトレジスト膜５４の一部を露光することにより、フォトレジスト膜５４に潜像部分５５を形成する潜像形成工程（図６［Ｉ］）。
【００４４】
潜像形成工程（図６［Ｉ］）の後に、耐食膜５１で覆われていない基板４１の露出部分をウェットエッチングで除去することにより、基部１１の外形及び振動腕部１２ａの外形を形成する外形エッチング工程（図７［Ｊ］）。
【００４５】
外形エッチング工程（図７［Ｊ］）の後に、フォトレジスト膜５４で覆われていない耐食膜５１を除去する耐食膜溝部パターン形成工程（図７［Ｋ］）。
【００４６】
耐食膜溝部パターン形成工程（図７［Ｋ］）の後に、耐食膜５１で覆われていない基板４１の露出部分をウェットエッチングで一定の深さまで除去することにより、溝部１３ａを形成する溝部エッチング工程（図７［Ｌ］）。
【００４７】
溝部エッチング工程（図７［Ｌ］）又は耐食膜溝部パターン形成工程（図７［Ｋ］）の後に、潜像部分５５を現像する潜像現像工程（図８［Ｍ］）。
【００４８】
潜像現像工程（図８［Ｍ］）及び溝部エッチング工程（図７［Ｌ］）の後に、基板４１及び耐食膜５１の露出部分上並びにフォトレジスト膜５４上に電極膜５６を形成する電極膜形成工程（図８［Ｏ］）。
【００４９】
フォトレジスト膜５４上に形成された電極膜５６をフォトレジスト膜５４とともに除去するリフトオフ工程（図９［Ｐ］）。
【００５０】
フォトレジスト膜５４が除去されたことにより露出した耐食膜５１を除去する耐食膜除去工程（図９［Ｑ］）。
【００５１】
なお、電極膜形成工程（図８［Ｏ］）の前に、潜像部分５５が除去されたことにより露出した耐食膜５１を除去する工程（図８［Ｎ］）を入れてもよい。
【００５２】
ここで、フォトレジスト膜５４はポジ型のフォトレジストからなる。ネガ型のフォトレジストは、露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る。これに対して、ポジ型のフォトレジストは、ネガ型とは逆に、露光されると現像液に対して溶解性が増大し、現像後に露光部が除去される。
【００５３】
次に、上記各工程について、更に詳しく説明する。
【００５４】
まず、図４［Ａ］に示すように、水晶Ｚ板などの基板４１を用意する。
【００５５】
続いて、図４［Ｂ］に示すように、基板４１の上に耐食膜５１を形成する。耐食膜５１は、水晶のエッチング液に対して耐食性を有する金属からなり、単一層でも複数層でもよい。
【００５６】
続いて、図４［Ｃ］に示すように、耐食膜５１の上にフォトレジスト膜５３を形成する。フォトレジスト膜５３は、ネガ型でもポジ型でもどちらでもよく、例えばスピンコート法によって形成される。
【００５７】
続いて、図５［Ｄ］に示すように、耐食膜５１に形成されることになる第一のマスク４３のパターンをフォトレジスト膜５３に露光及び現像する。このパターンは、振動部拡大領域４２及び基部拡大領域４７のパターンであり、外形パターンよりも一回り大きい。
【００５８】
続いて、図５［Ｅ］に示すように、現像したフォトレジスト膜５３を用いて耐食膜５１をエッチングする。例えば、専用のエッチング液を用いたウェットエッチングで、フォトレジスト膜５３に覆われていない耐食膜５１を除去する。
【００５９】
続いて、図５［Ｆ］に示すように、残ったフォトレジスト膜５３を剥離することにより、耐食膜５１からなる第一のマスク４３を形成する。
【００６０】
続いて、図６［Ｇ］に示すように、耐食膜５１の上にフォトレジスト膜５４を形成する。フォトレジスト膜５４は、ポジ型であり、例えばスピンコート法によって形成される。
【００６１】
続いて、図６［Ｈ］に示すように、耐食膜５１に形成されることになる第二のマスク４５のパターンをフォトレジスト膜５４に露光及び現像する。このパターンは、溝部１３ａを除く振動腕部となる領域４４及び基部となる領域４８であり、振動部拡大領域４２及び基部拡大領域４７よりも一回り小さく、かつ、溝部となる領域４６が抜けている。
【００６２】
続いて、図６［Ｉ］に示すように、フォトレジスト膜５４の一部を露光することにより、潜像部分５５を形成する。潜像部分５５は、電極となる領域４９に相当する。電極となる領域４９には、図９［Ｑ］に示すパッド電極２１ｂとなる領域に加え、図１に示すパッド電極２１ａ及び配線パターン２４ａ，２４ｂとなる領域も含まれる。この工程での露光は、同じフォトレジスト膜５４に対する二回目の露光、すなわち「二重露光」である。
【００６３】
続いて、図７［Ｊ］に示すように、第一のマスク４３に覆われていない基板４１すなわち水晶の露出面を、バッファードフッ酸（ＨＦ＋ＮＨ４Ｆ）を用いて完全に抜くことにより、振動部拡大領域４２及び基部拡大領域４７の外形を形成する。
【００６４】
続いて、図７［Ｋ］に示すように、第二のマスク４５に覆われていない第一のマスク４３すなわち耐食膜５１を前述の混合液でエッチングする。
【００６５】
続いて、図７［Ｌ］に示すように、エッチングされた第一のマスク４３に覆われていない基板４１すなわち水晶の露出面を、バッファードフッ酸（ＨＦ＋ＮＨ４Ｆ）を用いエッチングする。このとき、溝部となる領域４６は貫通しないように一定の深さまでエッチングし、振動腕部となる領域４４及び基部となる領域４８は外形の外側を完全に抜くようにエッチングする。振動腕部となる領域４４及び基部となる領域４８は側面からもエッチングされるので、溝部となる領域４６よりも実質的なエッチングレートが大きい。
【００６６】
続いて、図８［Ｍ］に示すように、潜像部分５５を現像する。これにより、電極となる領域４９は、潜像部分５５が除去されて、耐食膜５１が露出する。なお、図７［Ｌ］の工程と図８［Ｍ］の工程とは、順番を入れ替えてもよい。
【００６７】
続いて、図８［Ｎ］に示すように、潜像部分５５が除去されたことにより露出した耐食膜５１を、前述のエッチングによって除去する。これにより、電極となる領域４９は、耐食膜５１が除去されて、基板４１が露出する。なお、この工程は必ずしも必要ではない。この工程を省略した場合は、電極となる領域４９に耐食膜５１が残っているため、パッド電極２１ｂが耐食膜５１と電極膜５６との積層膜となる。
【００６８】
続いて、図８［Ｏ］に示すように、基板４１の露出部分上及びフォトレジスト膜５４上に電極膜５６を形成する。電極膜５６は、例えばクロム又はチタンの単層膜や、その上にパラジウム又は金を形成した積層膜などであり、例えばスパッタリングや蒸着で成膜する。
【００６９】
続いて、図９［Ｐ］に示すように、フォトレジスト膜５４上に形成された電極膜５６を、フォトレジスト膜５４とともに除去する。換言すると、基板４１の表裏に形成された第二のマスク４５と、その上に形成された電極膜５６とを、剥離する。これは、フォトレジストを溶解する液（例えばアセトン）に、これらを浸すことにより容易に除去できる。ただし、第二のマスク４５の下にある耐食膜５１は残る。この電極形成方法がリフトオフ法である。
【００７０】
最後に、図９［Ｑ］に示すように、フォトレジスト膜５４が除去されたことにより露出した耐食膜５１を、前述のエッチングによって除去する。これにより、振動腕部１２ａ及び溝部１３ａに励振電極２２ａ，２２ｂが形成され、基部１１にパッド電極２１ｂが形成される。このとき、図１に示すように、パッド電極２１ａ及び配線パターン２４ａ，２４ｂも形成され、振動素子１０が完成する。なお、周波数調整用金属膜２３ａ，２３ｂは、周波数調整用金属膜２３ａ，２３ｂとなる領域に潜像部分５５を形成することによりパッド電極２１ｂ等と同じように形成してもよいし、例えば別途メタルマスク及び蒸着で形成してもよい。
【００７１】
次に、本実施形態１の製造方法の作用及び効果について説明する。
【００７２】
（１）従来技術では、外形エッチング後にフォトレジスト膜１０３ｃに電極パターンを露光及び現像して電極を形成していた（図１４［Ｍ］［Ｎ］［Ｏ］）。これに対し、本実施形態１では、外形エッチング前にフォトレジスト膜５４に電極パターンを露光して潜像部分５５を形成し（図６［Ｉ］）、外形エッチング後に潜像部分５５を現像し（図８［Ｍ］）、外形エッチング時のフォトレジスト膜５４を使用してリフトオフにより電極を形成する（図８［Ｏ］及び図９［Ｐ］）。より詳しくは言えば、外形用のパターンを形成したフォトレジスト膜５４の一部を露光して潜像部分５５を形成しておき（図６［Ｉ］）、溝部１３ａ用の耐食膜５１のパターンを形成し（図７［Ｋ］）、その後に潜像部分５５を現像することにより（図８［Ｍ］）、溝部１３ａのエッチング時に潜像部分５５によって保護された領域４９に（図７［Ｌ］）、パッド電極２１ｂを形成できる（図９［Ｑ］）。
【００７３】
したがって、本実施形態１によれば、外形エッチング後の露光が不要になるので、外形エッチング後の露光によって生じる諸問題を全て解決できる。例えば、外形エッチング前は一枚の基板４１が多数の振動片に分離されていないので、露光などの位置合わせを必要とする工程を全て外形エッチング前に実施することにより、振動片の揺動に起因する露光精度の低下などを防止できる。また、露光装置へ搬送する際の振動によって振動片が脱落することも、防止できる。
【００７４】
詳しく言えば、外形エッチング工程（図７［Ｊ］）の後は、一枚の基板４１が多数の水晶振動片１５に分離されて、各水晶振動片１５の一部がフレーム（図１５参照）に固定されている状態になる。そのため、外形エッチング工程（図７［Ｊ］）の後の基板４１を不用意に取り扱うと、水晶振動片１５がフレームから脱落するおそれがある。そこで、本実施形態１のように、フォトレジスト膜５４の一部を露光する工程（図６［Ｉ］）を外形エッチング工程（図７［Ｊ］）の前に行うことにより、その後に行う場合に比べて、露光の作業性を改善できる。
【００７５】
（２）本実施形態１において、外形エッチング工程（図７［Ｊ］）では、基部１１の外形及び振動腕部１２ａの外形を最終的な寸法よりも大きく形成し、溝部エッチング工程（図７［Ｌ］）では、振動腕部１２ａに溝部１３ａを形成すると同時に、基部１１の外形及び振動腕部１２ａの外形を最終的な寸法に形成している。換言すると、本実施形態１では、振動腕部１２ａの外形を含む振動部拡大領域４２及び基部１１の外形を含む基部拡大領域４７を覆う第一のマスク４３を用いて基板４１をエッチングした（図７［Ｊ］）後に、溝部１３ａを除く振動腕部となる領域４４及び基部となる領域４８を覆う第二のマスク４５を用いて基板４１を更にエッチングして振動腕部１２ａ及び基部１１の外形及び溝部１３ａを同時に形成する（図７［Ｌ］）。
【００７６】
この場合の第一の効果は、第二のマスク４５の元となるフォトマスクには外形パターンと溝部パターンとが一枚に描かれているので、これらのパターン間にアライメント誤差は発生しないことである。なお、従来技術では、外形パターンと溝部パターンとが別々のフォトマスクに描かれているので、これらのパターン間にアライメント誤差が発生する（図１１［Ｄ］及び図１２［Ｈ］）。
【００７７】
第二の効果は、振動部拡大領域４２及び基部拡大領域４７を設けたことにより、第一のマスク４３のパターンと第二のマスク４５のパターンとの位置ずれの影響を無くすことができることである。これは、振動部拡大領域４２及び基部拡大領域４７の上にこれよりも一回り小さい振動腕部となる領域４４及び基部となる領域４８が形成されるため、振動部拡大領域４２及び基部拡大領域４７の範囲内で領域４４及び領域４８がずれたとしても所望の形状の振動腕部１２ａ及び基部１１が得られるからである。なお、従来技術において、外形エッチング工程（図１２［Ｉ］）では、基部１１１の外形及び振動腕部１１２ａの外形を最終的な寸法どおりに形成し、溝部エッチング工程（図１３［Ｋ］）でも、振動腕部１１２ａに溝部１１３ａを形成すると同時に、基部１１１の外形及び振動腕部１１２ａの外形を最終的な寸法どおりに形成している。そのため、これらのエッチングパターンに位置ずれがあると、溝部エッチング工程（図１３［Ｋ］）において、そのずれた分だけ基板１０１が余計にエッチングされてしまう。
【００７８】
（３）本実施形態１では、ウェットエッチングを用いているが、ドライエッチングを用いることもできる。ただし、基板４１が水晶からなる場合は、エッチングレートが大きいウェットエッチングが望ましい。
【００７９】
図１０［Ｂ１］は実施形態２の製造方法における耐食膜外形パターン形成工程の一部を示す断面図であり、図１０［Ｋ１］は実施形態２の製造方法における耐食膜溝部パターン形成工程の一部を示す断面図であり、図１０［Ｋ２］は比較例の製造方法における耐食膜溝部パターン形成工程の一部を示す断面図である。以下、図１乃至図９に図１０を加えて、実施形態２の製造方法を説明する。
【００８０】
本実施形態２では、次の構成が実施形態１と異なる。
【００８１】
第一に、図１０［Ｂ１］に示すように、耐食膜５１は、基板４１上に接する第一層５１１と、第一層５１１上に接し第一層５１１のイオン化傾向よりも小さいイオン化傾向を有する第二層５１２とからなる。
【００８２】
第二に、図１０［Ｋ１］に示すように、耐食膜溝部パターン形成工程（図７［Ｋ］）では、フォトレジスト膜５４で覆われていない第二層５１２を除去した後、第二層５１２上の全てのフォトレジスト膜５４を残したまま第一層５１１をウェットエッチングで除去する。また、耐食膜外形パターン形成工程（図５［Ｅ］）でも同様に、フォトレジスト膜５３で覆われていない第二層５１２を除去した後、第二層５１２上の全てのフォトレジスト膜５３を残したまま第一層５１１をウェットエッチングで除去してもよい。
【００８３】
次に、上記各工程について、更に詳しく説明する。
【００８４】
まず、図４［Ａ］に示すように、水晶Ｚ板などの基板４１を用意する。続いて、図１０［Ｂ１］に示すように、基板４１の上に、第一層５１１及び第二層５１２からなる耐食膜５１を形成する。本実施形態２では、第一層５１１としてクロムを用い、第二層５１２として金を用い、その成膜方法としてスパッタリングや蒸着を用いる。クロムは金よりも基板４１に対する密着性がよく、金はクロムよりも水晶のエッチング液に対する耐食性がよい。つまり、耐食膜５１は、クロムの第一層５１１及び金の第二層５１２の両方の利点を兼ね備え、密着性及び耐食性に優れている。
【００８５】
その後、図４［Ｃ］から図７［Ｊ］まで、実施形態１と同様の工程が続く。続いて、図１０［Ｋ１］に示すように、フォトレジスト膜５４に覆われていない金からなる第二層５１２を、例えばヨウ素及びヨウ化カリウムの混合液でエッチングする。この混合液ではクロムはエッチングされない。そして、図７［Ｋ］に示すように、フォトレジスト膜５４及び第二層５１２に覆われていないクロムからなる第一層５１１を、例えば硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液でエッチングする。この混合液では金はエッチングされない。その後、図７［Ｌ］から図９［Ｑ］まで、実施形態１と同様の工程が続く。
【００８６】
一方、図１０［Ｋ２］に示す比較例では、図１０［Ｋ１］に示すように、フォトレジスト膜５４に覆われていない金からなる第二層５１２を、例えばヨウ素及びヨウ化カリウムの混合液でエッチングした後、図１０［Ｋ２］に示すように、フォトレジスト膜５４を除去する。そして、この状態で、第二層５１２に覆われていないクロムからなる第一層５１１を、例えば硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液でエッチングする。
【００８７】
ここで、クロム（Ｃｒ）の標準電極電位は−０．４２４［Ｖ］であり、金（Ａｕ）の標準電極電位は＋１．５２［Ｖ］又は＋１．８３［Ｖ］である。つまり、クロムのイオン化傾向が金のイオン化傾向よりも大きい。このような金属の組み合わせにおいて、比較例の図１０［Ｋ２］に示す状態でクロムの第一層５１１をウェットエッチングしようとすると、いわゆる「電蝕」が発生することにより、クロムの第一層５１１が異常にエッチングされるので、エッチング精度が低下する。「電蝕」とは、「電気化学的腐蝕」の略称であり、二種の異なる金属が同時に電解質溶液（エッチング液）に接触したとき、金属間の電位差によってイオン化傾向の大きい金属から小さい金属に電子が移動することにより、電荷を失った金属原子がイオンとして溶液中に溶け出すことで金属が腐食する現象をいう。
【００８８】
これに対して、本実施形態２によれば、イオン化傾向の大きい第一層５１１上にイオン化傾向の小さい第二層５１２が積層された構造の耐食膜５１において、第一層５１１をウェットエッチングする際に、第二層５１２上の全てがフォトレジスト膜５４で覆われている。そのため、第一層５１１のエッチング液に第二層５１２が実質的に接触しないので、電蝕の発生によるエッチング精度の低下を抑制できる。
【００８９】
また、第一層５１１及び第二層５１２の金属の種類は、イオン化傾向の大小関係を満たせばどのような組み合わせでもよい。例えば、第一層５１１をチタン（Ｔｉ：標準電極電位−１．６３［Ｖ］）、第二層５１２を白金（Ｐｔ：標準電極電位＋１．１８８［Ｖ］）としてもよい。本明細書で言う標準電極電位は、２５℃かつｐＨ＝０の水溶液中における標準水素電極を基準にしたものである（非特許文献１参照）。
【００９０】
なお、本実施形態２におけるその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。
【００９１】
次に、実施形態３の製造方法について説明する。本実施形態３は、実施形態１と共通する部分が多いので、以下図１乃至図９に基づき説明する。
【００９２】
本実施形態３において、耐食膜外形パターン形成工程（図４［Ａ］〜図５［Ｅ］）では、耐食膜５１をパターン化する際に使用するフォトレジスト膜５３がポジ型のフォトレジストからなる。そして、レジスト溝部パターン形成工程（図６［Ｈ］）では、耐食膜外形パターン形成工程（図４［Ａ］〜図５［Ｅ］）で使用したフォトレジスト膜５３を剥離することなくそのまま使用する。すなわち、図６［Ｈ］の工程以降は、フォトレジスト膜５４をフォトレジスト膜５３に置き換えた状態で、図９［Ｑ］の工程まで進められる。そのため、フォトレジスト膜５３には、全部で三回の露光及び現像、すなわち「三重露光」が施される。
【００９３】
本実施形態３によれば、フォトレジスト膜５３を剥離する工程（図５［Ｆ］）及びフォトレジスト膜５４を塗布する工程（図６［Ｇ］）が不要になるので、実施形態１に比べて製造工程を簡素化できる。
【００９４】
なお、本実施形態３におけるその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。
【００９５】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、基部と振動部と溝部とを備える圧電素子であればどのようなものにでも利用でき、例えば水晶やセラミックスからなる圧電素子や、音叉型屈曲振動子、厚みすべり振動子、ジャイロセンサなどのセンサ素子にも利用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１０  振動素子
１１  基部
１２ａ，１２ｂ  振動腕部
１３ａ，１３ｂ  溝部
１５  水晶振動片
２１ａ，２１ｂ  パッド電極
２２ａ，２２ｂ  励振電極
２３ａ，２３ｂ  周波数調整用金属膜
２４ａ，２４ｂ  配線パターン
３１  導電性接着剤
３２  素子搭載部材
３３  パッド電極
４１  基板
４２  振動部拡大領域
４３  第一のマスク
４４  振動腕部となる領域
４５  第二のマスク
４６  溝部となる領域
４７  基部拡大領域
４８  基部となる領域
４９  電極となる領域
５１  耐食膜
５１１  第一層
５１２  第二層
５３  フォトレジスト膜
５４  フォトレジスト膜
５５  潜像部分
５６  電極膜
【００９８】
１１１  基部
１１２ａ，１１２ｂ  振動腕部
１１３ａ  溝部
１２１ｂ  パッド電極
１２２ａ，１２２ｂ  励振電極
１０１  基板
１０２  耐食膜
１０３ａ  フォトレジスト膜
１０３ｂ  フォトレジスト膜
１０３ｃ  フォトレジスト膜
１０４  振動腕部となる領域
１０５  溝部となる領域
１０６  基部となる領域
１０７  パッド電極となる領域
１０８  電極膜
１３１  振動片
１３２  接続部
１３３  フレーム
【図１】
2015076724.tif 000003
【図２】
2015076724.tif 000004
【図３】
2015076724.tif 000005
【図４】
2015076724.tif 000006
【図５】
2015076724.tif 000007
【図６】
2015076724.tif 000008
【図７】
2015076724.tif 000009
【図８】
2015076724.tif 000010
【図９】
2015076724.tif 000011
【図１０】
2015076724.tif 000012
【図１１】
2015076724.tif 000013
【図１２】
2015076724.tif 000014
【図１３】
2015076724.tif 000015
【図１４】
2015076724.tif 000016
【図１５】
2015076724.tif 000017