(57)【要約】【課題】枠状やリング状のような全周が繋がっている成膜パターンを形成することができる成膜用治具を提供する。【解決手段】水晶ウエハ１０を載置することが可能なベース部材２０と、ベース部材２０に載置され、水晶ウエハ１０の少なくとも一部を露出することが可能な開口部３１を有するガイド部材３０と、開口部３１より外形が小さく、平面視して開口部３１内であって、開口部３１の縁から全周にわたり隙間を設けて配置されたマスク部材４０と、ガイド部材３０とマスク部材４０とを結合するブリッジ部材５０と、を備え、ブリッジ部材５０のうち、側面視して隙間上に配置された部分は、マスク部材４０におけるベース部材２０に対向する下面４１より上方に、所定の間隔を空けて配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜体の少なくとも一部に成膜パターンを形成するための成膜用治具において、
被成膜体を載置することが可能なベース部材と、
前記ベース部材に載置され、被成膜体の少なくとも一部を露出することが可能な開口部を有するガイド部材と、
前記開口部より外形が小さく、平面視して前記開口部内であって、且つ前記開口部の縁から全周にわたり隙間を設けて配置されたマスク部材と、
前記ガイド部材と前記マスク部材とを結合するブリッジ部材と、を備え、
前記ブリッジ部材のうち、側面視して前記隙間上に配置された部分は、前記マスク部材における前記ベース部材に対向する面より上方に、所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする成膜用治具。
【請求項２】
前記所定の間隔は、前記成膜パターンを形成するとき、前記成膜パターンの材料が前記ブリッジ部材の下方に回りこむ程度の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の成膜用治具。
【請求項３】
前記ブリッジ部材は、弾性を有し、前記マスク部材が前記被成膜体を押圧可能に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成膜用治具。
【請求項４】
前記マスク部材と前記ガイド部材と前記ブリッジ部材とが、板状に一体形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の成膜用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被成膜体に成膜パターンを形成する成膜用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄型の圧電素板の形状加工を行う際に、フォトリソグラフィ法を用いるのが一般的であった。すなわち、圧電素板全体に蒸着等によって金属膜を形成し、該金属膜全体にレジスト膜を形成する。次に、該レジスト膜を所望のパターンで露光現像してレジストマスクを形成する。その後、エッチング処理により、前記所望のパターンに圧電素板を加工する。最後に圧電素板上に残った金属膜とレジスト膜を剥離除去する。しかし、上記のようなフォトリソグラフィ法を採用した場合、使用する機器が増加し、製造工程が煩雑になるという問題を有していた。そこで、フォトリソグラフィ法に替えて蒸着やスパッタリングによって圧電素板を簡便に加工する方法が考案された。例えば、特許文献１では、圧電振動子に使用する圧電素板を製造する方法において、板厚の薄い振動部分の周囲に、前記振動部分より板厚の大きい補強部分を有する圧電素板を加工する方法が開示されている。この圧電素板のエッチング工程では、圧電素板上に蒸着によって金属膜を形成し、圧電素板のうち金属膜が覆っていない部分をエッチング処理する方法が記載されている。特許文献１では、該金属膜を形成する際に、成膜用治具が用いられている。
特許文献１の成膜用治具は、具体的には複数個の圧電素板を収納するためのスペーサと、該スペーサーの表裏両面に配置され、圧電素板の振動部分を被覆するパターンを有するマスクを備える。前記マスクは、圧電素板より僅かに大きい円孔部と、圧電素板の振動部分を被覆する被覆部と、円孔部外縁と被覆部とを結ぶ橋部とで構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の成膜用治具は、圧電素板（以下、被成膜体という）にスペーサ及びマスクが装着された状態で、被覆部により被成膜体の振動部分を覆うとともに、被覆部に連結する橋部が被成膜体の一部を覆っている。
これにより、成膜用治具は、被覆部及び橋部で覆われた部分を除いて、蒸着によって被成膜体に金属膜の成膜パターンを形成することができる。
【０００５】
しかしながら、成膜用治具は、被覆部を保持する橋部を有することから、橋部の下に金属膜が形成されず、したがって、被成膜体に、枠状又はリング状に全周が繋がっている成膜パターンを形成することができない。
【０００６】
本発明は、上記の課題に着目し、枠状又はリング状に全周が繋がっている成膜パターンを形成することを可能とした成膜用治具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】
上記課題を解決するために、本発明に係る成膜用治具は、被成膜体の少なくとも一部に成膜パターンを形成するための成膜用治具において、被成膜体を載置することが可能なベース部材と、前記ベース部材に載置され、被成膜体の少なくとも一部を露出することが可能な開口部を有するガイド部材と、前記開口部より外形が小さく、平面視して前記開口部内であって、且つ前記開口部の縁から全周にわたり隙間を設けて配置されたマスク部材と、前記ガイド部材と前記マスク部材とを結合するブリッジ部材と、を備え、前記ブリッジ部材のうち、側面視して前記隙間上に配置された部分は、前記マスク部材における前記ベース部材に対向する面より上方に、所定の間隔を空けて配置されていることを特徴とする。
【０００８】
上記によれば、成膜用治具は、ブリッジ部材の、上記隙間上に配置された部分は、マスク部材におけるベース部材に対向する面より上方に、所定の間隔を空けて配置されている。
このことから、成膜用治具は、被成膜体に成膜パターンを形成するときに、ブリッジ部材と被成膜体との間に成膜パターンの材料を回り込ませることができる。
これにより、本発明の成膜用治具は、枠状に全周が繋がっている成膜パターンを形成することができる。
【０００９】
上記の発明に係る成膜用治具は、前記所定の間隔は、前記成膜パターンを形成するとき、前記成膜パターンの材料が前記ブリッジ部材の下方に回りこむ程度の大きさであることを特徴とする。
【００１０】
上記によれば、成膜用治具は、上記所定の間隔が、成膜パターンを形成するとき、成膜パターンの材料がブリッジ部材の下方に回りこむ程度の大きさであることから、被成膜体に成膜パターンを形成するときに、ブリッジ部材と被成膜体との間に成膜パターンの材料を回り込ませることができる。
これにより、本発明の成膜用治具は、枠状に全周が繋がっている成膜パターンを形成することができる。
【００１１】
上記の発明に係る成膜用治具は、前記ブリッジ部材は、弾性を有し、前記マスク部材が前記被成膜体を押圧可能に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記によれば、成膜用治具は、ブリッジ部材の弾性によりマスク部材が被成膜体を押圧することで、マスク部材の、被成膜体からの浮き上がりを防止することができる。
これにより、成膜用治具は、被成膜体に、輪郭ボケのない成膜パターンを形成することができる。
【００１３】
上記の発明に係る成膜用治具は、前記マスク部材と前記ガイド部材と前記ブリッジ部材とが、板状に一体形成されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、成膜用治具は、例えば、板材をエッチングで外形や板厚などを一体形成することで、製造工数の削減が可能となる。
また、成膜用治具は、上記各部材が一体形成されていることにより、上記各部材を位置合わせしながら組み立てる工程が不要となることから、各部材の位置精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る成膜用治具の実施形態について、被成膜体としての水晶ウエハ上に、蒸着やスパッタリングなどにより、金属膜などの成膜パターンを形成する成膜用治具について説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
《構成》
図１は、第１の実施形態にかかる成膜用治具の概略構成を示す構成図である。図１（ａ）は、展開斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。なお、図１（ｂ）では、構成を分かり易くするために、成膜用治具に水晶ウエハが装着された状態を表している。
【００１７】
図１に示すように、成膜用治具１は、ベース部材２０、ガイド部材３０、マスク部材４０、ブリッジ部材５０から構成されている。
ベース部材２０は、ステンレススチールなどの金属板からなり、中央近傍に被成膜体としての水晶ウエハ１０より僅かに大きい凹部２１が形成されている。凹部２１には、水晶ウエハ１０が載置される。
【００１８】
なお、ベース部材２０は、平板と、中央近傍に水晶ウエハ１０より僅かに大きい貫通孔を有する薄板との積層構成で形成されていてもよい。
【００１９】
ガイド部材３０は、ステンレススチールなどの金属板からなり、ベース部材２０上に載置される。ガイド部材３０の中央近傍には、開口部３１が水晶ウエハ１０の外形より僅かに大きく形成されており、水晶ウエハ１０が成膜用治具１に装着された状態では、水晶ウエハ１０の少なくとも一部が露出可能になっている。
【００２０】
マスク部材４０は、ステンレススチールなどの金属板からなり、ガイド部材３０の開口部３１よりもその外形が小さく形成されている。マスク部材４０は、平面視で、開口部３１内であって、開口部３１の縁から隙間を設けて配置されている。
なお、後述するように、マスク部材４０の外形は、水晶ウエハ１０に形成される成膜パターン１１の形状により決められる。
【００２１】
ブリッジ部材５０は、ステンレススチールなどの金属ワイヤからなる。ブリッジ部材５０は、溶接等の手段によって一端がガイド部材３０と接合され他端がマスク部材４０と接合されることにより、ガイド部材３０とマスク部材４０とを結合している。
図１（ｂ）に示すように、ブリッジ部材５０のうち、側面視してガイド部材３０とマスク部材４０との隙間の上に配置された部分は、マスク部材４０のベース部材２０に対向する下面４１より上方に、アーチ状に形成されている。
【００２２】
これにより、水晶ウエハ１０が成膜用治具１に装着された状態で、ブリッジ部材５０と水晶ウエハ１０との間は、ブリッジ部材５０の下方にも成膜パターンが形成される程度の間隔が空いている。
また、ブリッジ部材５０は、金属ワイヤで構成されていることにより弾性を有するので、水晶ウエハ１０が成膜用治具１に装着されたときに、マスク部材４０が、水晶ウエハ１０を押圧できるように形成されている。
【００２３】
《作用・効果》
ここで、成膜用治具１の作用及び効果を、水晶ウエハ１０の加工方法における成膜パターン１１の形成工程に沿って説明する。
【００２４】
図２は、成膜用治具を用いた水晶ウエハへの成膜パターンの形成工程を説明する断面図である。図３は、成膜パターンが形成された水晶ウエハの斜視図である。
図２（ａ）において、まず、ベース部材２０の凹部２１に、水晶ウエハ１０を載置する。水晶ウエハ１０は、予め所定の形状、厚さ、表面状態に形成しておく。本実施形態において、水晶ウエハ１０の厚さは約１００μｍで、表面は鏡面加工がされている。なお、水晶ウエハ１０の厚さ、表面状態は、これに限定するものではなく、用途に応じて適宜設定される。
【００２５】
ついで、図２（ｂ）において、ガイド部材３０を、水晶ウエハ１０の少なくとも一部が開口部３１から露出するように、図示しない位置合わせ部により位置合わせをして、ベース部材２０上に載置する。
この状態で、マスク部材４０は、ブリッジ部材５０の弾性により水晶ウエハ１０を押圧する。したがって、マスク部材４０の下面４１は、水晶ウエハ１０に密着する。
また、この状態で、ブリッジ部材５０と水晶ウエハ１０との間に十分な間隔が形成されている。
【００２６】
ついで、図示しない蒸着装置やスパッタリング装置等により、成膜用治具１の上からＣｒ／Ａｕなどの金属膜を成膜して、成膜パターン１１を形成する。
ブリッジ部材５０と水晶ウエハ１０との間に間隔を有するので、例えば、蒸着装置を用いて成膜パターン１１を形成する場合、蒸着治具を斜めにしたり、回転させたりすることにより、成膜材料は、ブリッジ部材５０の下方にも両側から回り込む。
したがって、上記のように蒸着方向を変えることにより、成膜パターン１１は、水晶ウエハ１０上のブリッジ部材５０の下方部分にも形成される。
【００２７】
また、マスク部材４０が水晶ウエハ１０に密着していることにより、マスク部材４０が水晶ウエハ１０から浮き上がらず、成膜パターン１１はマスク部材４０と開口部３１との境界部分の輪郭がボケない状態で形成される。
【００２８】
ついで、ベース部材２０からガイド部材３０を取り外した後、成膜パターン１１が形成された水晶ウエハ１０を取り出す。
図３に示すように、水晶ウエハ１０は、マスク部材４０で覆われていた中央部分１２の外周に、枠状に全周が繋がっている成膜パターン１１が形成されている。
【００２９】
上述したように、従来の成膜用治具は、橋部に覆われた部分に成膜パターンを形成することができなかったが、第１の実施形態の成膜用治具１は、ブリッジ部の下部にも成膜パターンを形成することが可能となり、水晶ウエハ１０に枠状の成膜パターン１１を形成することができる。
また、第１の実施形態の成膜用治具１は、水晶ウエハ１０に、輪郭ボケのない成膜パターン１１を形成することができる。
【００３０】
上記の成膜用治具１により、水晶ウエハ１０に形成された成膜パターン１１を用いて、例えば、以下のような水晶ウエハ１０のエッチング加工が可能となる。
図４は、エッチング加工を行う前後の状態にある水晶ウエハの断面図であり、図４（ａ）は、エッチング前の断面図、図４（ｂ）はエッチング後の断面図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、まず、前述の方法を用いて水晶ウエハ１０上に、成膜パターン１１を形成する。その後、水晶ウエハ１０の各面のうち、成膜パターン１１が形成された面以外にＣｒ／Ａｕ膜などの耐食膜１３を形成する。
これにより、水晶ウエハ１０の中央部分１２を除き、水晶ウエハ１０を、成膜パターン１１及び耐食膜１３によりマスクした状態となる。
【００３２】
ついで、水晶ウエハ１０をフッ酸、又はフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液などのエッチング液に浸漬して、中央部分１２を、所定の厚みになるまでエッチングする。
これにより、図４（ｂ）に示すように、水晶ウエハ１０の中央部分１２を、数１０μｍ〜数μｍの厚さまでエッチングすることができる。本実施形態では、中央部分１２の厚みが４μｍ〜８μｍになるように水晶ウエハ１０をエッチングする。
また、水晶ウエハ１０の壁面１５は、前述したように、成膜パターン１１にボケがなく、その輪郭１４がシャープに形成されていることにより、略平滑にエッチングされている。
【００３３】
ついで、水晶ウエハ１０をストリップ液に浸漬して、成膜パターン１１、耐食膜１３を剥離し、剥離後、水晶ウエハ１０を純水などで洗浄し、乾燥を行う。
これにより、中央部分１２の厚さが薄い水晶ウエハ１０を得ることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の成膜用治具について、図５を参照して説明する。
図５は、第２の実施形態の成膜用治具の概略構成を示す構成図である。図５（ａ）は、展開斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。なお、この図５では、構成を分かり易くするために、水晶ウエハがセットされている状態を表している。また、第１の実施形態との共通部分には同じ符号を附している。
【００３５】
第２の実施形態の成膜用治具１０１は、第１の実施形態の成膜用治具１に対して、ガイド部材１３０、マスク部材１４０、ブリッジ部材１５０の構成が異なり、他の構成は共通である。このため、ここでは、上記の構成及び上記の構成に伴う特有の作用及び効果を中心に説明する。
【００３６】
《構成》
図５に示すように、成膜用治具１０１は、ベース部材２０、ガイド部材１３０、マスク部材１４０、ブリッジ部材１５０から構成されている。なお、ガイド部材１３０、マスク部材１４０、ブリッジ部材１５０は、ステンレススチールなどの金属板を用いて、外形形状や厚みを、エッチングなどにより加工して、後述のように、板状に一体で形成されている。
【００３７】
ガイド部材１３０は、中央近傍に開口部１３１がエッチングなどにより形成されており、ベース部材２０に載置される。ガイド部材１３０の開口部１３１は、水晶ウエハ１０の外形より僅かに大きく形成されており、水晶ウエハ１０が成膜用治具１０１にセットされた状態で、水晶ウエハ１０の少なくとも一部が露出可能になっている。
【００３８】
マスク部材１４０は、エッチングなどによりガイド部材１３０の開口部１３１より外形が小さく形成されている。また、マスク部材１４０は、平面視で、開口部１３１内であって、開口部１３１の縁から隙間を設けて配置されている。
なお、マスク部材１４０の外形の大きさは、水晶ウエハ１０に形成される成膜パターン１１の形状により決められる。
【００３９】
ブリッジ部材１５０は、ガイド部材１３０とマスク部材１４０との間に配置され、エッチングなどでガイド部材１３０及びマスク部材１４０と一体で形成されている。
ブリッジ部材１５０は、厚み方向についてベース部材２０側からハーフエッチングすることにより、マスク部材１４０のベース部材２０に対向する下面１４１より上方に、この下面１４１から間隔を空けて形成されている。
【００４０】
これにより、水晶ウエハ１０が成膜用治具１０１にセットされた状態で、ブリッジ部材１５０と水晶ウエハ１０との間は、間隔が空いている。
また、ブリッジ部材１５０は、ハーフエッチングで薄く形成されていることにより弾性を有し、水晶ウエハ１０が成膜用治具１０１にセットされた状態で、マスク部材１４０が、水晶ウエハ１０を押圧することができるように形成されている。
【００４１】
《作用・効果》
ここで、第２の実施形態の成膜用治具１０１の作用及び効果について図３、図５を参照して説明する。
第２の実施形態の成膜用治具１０１を用い、第１の実施形態と同様の加工方法で、水晶ウエハ１０に、図示しない蒸着装置やスパッタリング装置等により、成膜用治具１０１の上からＣｒ／Ａｕなどの金属膜を成膜して、図３に示すような成膜パターン１１を形成する。
【００４２】
図５（ｂ）に示すように、ブリッジ部材１５０と水晶ウエハ１０との間の間隔が空いていることにより、ブリッジ部材１５０の下方に成膜材料が回り込むことから、成膜パターン１１は、水晶ウエハ１０の、ブリッジ部材１５０の下方部分にも形成される。
また、ブリッジ部材１５０が弾性を有するためにマスク部材１４０が水晶ウエハ１０から浮き上がらないことから、成膜パターン１１はマスク部材１４０と開口部１３１との境界部分の輪郭がボケずに形成される。
【００４３】
これらのことから、第２の実施形態の成膜用治具１０１は、水晶ウエハ１０に、枠状に全周が繋がっている成膜パターン１１を、輪郭ボケのない状態で形成することができる。
【００４４】
また、上述したように、第２の実施形態の成膜用治具１０１は、ステンレススチールなどの金属板を用いて、ガイド部材１３０、マスク部材１４０、ブリッジ部材１５０が板状に一体形成されている。
このことから、成膜用治具１０１は、エッチングなどの一般的な加工方法により一体形成することで、製造工数を削減できる。
【００４５】
また、第２の実施形態の成膜用治具１０１は、ガイド部材１３０、マスク部材１４０、ブリッジ部材１５０が、板状に一体形成されていることにより、上記３部材を位置合わせしながら組み立てる工程が不要となることから、各部材間の位置精度を向上することができる。
【００４６】
以上、本発明の好適実施例について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において上記実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
例えば、第１及び第２の実施形態では、ブリッジ部材５０、１５０は、弾性を有するとしたが、これに限定するものではなく、弾性を有していなくてもよい。
また、第１及び第２の実施形態では、水晶ウエハ１０及びマスク部材４０、１４０の外形形状を方形で図示したが、これに限定するものではなく、製造方法や用途などに応じて円形、楕円形、多角形などの外形形状でもよい。
【００４７】
また、第１、第２の実施形態では、被成膜体を水晶ウエハ１０としたが、これに限定するものではなく、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、石英、シリコン、ホウケイ酸ガラスなどとしてもよい。
【００４８】
本発明の成膜用治具によって製造した薄型の水晶ウエハは、光学部品に加工することができる。例えば、液晶プロジェクタに適用し、高視野角フィルムとして用いることができる。
また、本発明の成膜用治具によって製造した薄型の水晶ウエハは、水晶振動子に用いることができる。例えば、厚みすべりモードで振動する振動片に加工することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態における成膜用治具の概略構成を示す構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態における成膜用治具を用いた成膜パターンの形成工程を示す断面図。
【図３】本発明の第１、第２の実施形態に係る成膜パターンを示す斜視図。
【図４】水晶ウエハのエッチング前後の状態を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態における成膜用治具の概略構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００５０】
１…成膜用治具、１０…被成膜体としての水晶ウエハ、２０…ベース部材、３０…ガイド部材、３１…ガイド部材の開口部、４０…マスク部材、４１…マスク部材のベース部材に対向する下面、５０…ブリッジ部材。
【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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