(57)【要約】      （修正有）【課題】基板両面へのパターン形成を精度良く行うことができ、工程が簡略な水晶振動子の製造方法を提供する。【解決手段】水晶振動子の製造方法において、基板の両面に金属膜、レジスト膜を形成した後、基板の表裏面のレジスト膜にそれぞれ水晶振動子の外形形状をパターニングし、その後、基板両面に露出した金属膜をエッチング除去、水晶基板のエッチングを行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子の製造方法において、
少なくとも、
水晶よりなる基板の両面に金属膜を形成する工程と、
前記基板の両面に形成された前記金属膜上にレジスト膜を形成する工程と、
前記基板の一方の面のレジスト膜に水晶振動子の外形形状パターンを形成する工程と、
前記基板の他方の面のレジスト膜に水晶振動子の外形形状パターンを形成する工程と、
水晶振動子の外形形状パターンが形成された前記レジスト膜をマスクとし、前記基板両面に露出する金属膜をエッチングし除去する工程と、
前工程までに前記基板両面に残存した金属膜およびレジスト膜をマスクとして、表面に露出した前記基板をエッチングして除去し、水晶振動子の外形を形成する工程と、
水晶振動子の外形が形成された後、前記基板表面に残存した金属膜およびレジスト膜を除去する工程と、
を有することを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ技術を用いた水晶振動子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子においては、顧客からの製品小型化要求により、特に音叉型水晶振動子において従来の機械加工に頼っていた水晶片の加工方法がフォトリソグラフィ技術を用いた製造方法へと移行している。図６に音叉型水晶振動子を示す。音叉型の水晶振動子１０７は脚部１０８と音叉基部１０９からなり、脚部１０８の寸法が周波数に影響するため、寸法管理が非常に重要となる。音叉型水晶振動子の場合、製造プロセスの都合上、水晶基板の両面に音叉形状や電極形状といった同一のパターンを形成することが多い。
【０００３】
図７に従来の水晶振動子の製造方法を示す。なお図７では、従来の水晶振動子の製造方法を、水晶振動子１０７の脚部１０９の断面を参照し説明する。
水晶基板１０１の両面にスパッタあるいは蒸着により、第１層にＣｒ膜１０２を成膜し、第２層にＡｕ膜１０３を成膜する（ｂ）。その後、水晶基板１０１のどちらか一方の面（ここでは表面とする）にレジスト膜１０４を塗布し、フォトマスク１０５を用い片面コンタクト露光機にてパターンを露光し（ｄ）、現像（ｅ）を行う。これにより、レジスト膜１０４による水晶振動子１０７の外形形状パターンを得る。ここで、得られたパターンに対して、スパッタあるいは蒸着により保護膜１０６を成膜する（ｆ）。保護膜１０６の材質は現像液に対して耐食性のあるものを用いる。ポジ型のレジストを用いる際の一般的な現像液はアルカリ性であり、ＴＭＡＨが主成分で有るものが多い。耐食膜の材質としてはＣｒ、Ａｕ、Ａｇといった金属や、ＳｉＯ２といったものが選べるが、下地膜あるいは基板に対してエッチング選択性を有するもので有れば任意に選択が出来る。
【０００４】
続いて、前記工程にてパターン形成を行った表面に対して、裏面へも同様のパターンを形成する。表面と同様に裏面へレジスト膜１０４を塗布し（ｇ）、片面コンタクト露光機にて裏面へパターンを露光する（ｈ）。裏面へのパターン露光の際には、片面コンタクト露光機の位置合わせ用顕微鏡を用いて、水晶振動子１０７の外形形状パターンと同時に水晶基板１０１の表面に形成された位置決めパターン（アライメントマーク）を観察し、これを基準としてフォトマスク１０５と水晶基板１０１との位置あわせを行う。露光が終了した水晶基板１０１は裏面パターンの現像を行う（ｉ）。ここで、表面のパターンは保護膜１０６で覆われているため、現像液によるパターン劣化の影響は受けない。
【０００５】
裏面へのパターン形成後、表面に成膜した保護膜１０６を任意のエッチング液にて除去する事で、水晶基板１０１の表裏面にレジスト膜１０４による全く同じパターンが得られることとなる（ｊ）。その後、水晶基板１０１上のＡｕ膜１０３（ｋ）とＣｒ膜１０２（ｌ）のエッチングを行い、レジスト膜１０４の剥離（ｍ）を行うことで、水晶基板１０１上にＡｕ膜１０３とＣｒ膜１０２の２層膜からなる水晶振動子形状パターンを得ることができる。その後、Ａｕ膜１０３とＣｒ膜１０２をマスクとして、フッ酸あるいはフッ化アンモニウムさらにはフッ酸とフッ化アンモニウムの混合物であるバッファ−ドフッ酸を用いて、水晶基板１０１をエッチングすることによって、水晶振動子形状を得ることができ（ｎ）、さらに、Ａｕ膜１０３とＣｒ膜１０２をエッチングにより除去することにより水晶振動子１０７を得る（ｏ）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７４６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記、従来の水晶振動子の製造方法によれば、水晶基板１０１の表面のレジスト膜１０４に形成されたパターンを保護膜１０６で覆った後、裏面のレジスト膜１０４にパターン形成を行い、その後保護膜１０６を除去しているが、レジスト膜１０４とＡｕ膜１０３の密着性が充分でないと、この保護膜１０６の除去の際にレジスト膜１０４が剥離してしまうことがある。そのため、保護膜形成前にレジスト膜と金膜の密着性を向上させるためポストベーク（熱処理）が行われている。レジスト膜のポストベークは、例えば９０℃で３０ｍｉｎ程度行われる。
ところで、レジスト膜は過剰に熱が掛かるとパターンが変形してしまうことが知られている。上記特許文献１に開示された水晶振動子の製造方法では、保護膜１０６形成前に行われるポストベーク、および保護膜１０６形成工程と、レジスト膜１０４が加熱される工程が多く、そのため水晶基板１０１の表面に形成されたパターンが変形する惧れがある。水晶基板１０１の表面にはアライメントマークが形成されるが、このアライメントマークが変形すると、裏面へのパターン露光の際アライメントマークを正確に認識することができず、表面に形成したパターンと裏面のパターンにずれが発生してしまう。
本発明は上記課題を解決するものであり、基板両面へのパターン形成を精度良く行うことができ、工程が簡略な水晶振動子の製造方法を提供するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
水晶振動子の製造方法において、
少なくとも、
水晶よりなる基板の両面に金属膜を形成する工程と、
前記基板の両面に形成された前記金属膜上にレジスト膜を形成する工程と、
前記基板の一方の面のレジスト膜に水晶振動子の外形形状パターンを形成する工程と、
前記基板の他方の面のレジスト膜に水晶振動子の外形形状パターンを形成する工程と、
水晶振動子の外形形状パターンが形成された前記レジスト膜をマスクとし、前記基板両面に露出する金属膜をエッチングし除去する工程と、
前工程までに前記基板両面に残存した金属膜およびレジスト膜をマスクとして、表面に露出した前記基板をエッチングし除去し、水晶振動子の外形を形成する工程と、
水晶振動子の外形が形成された後、前記基板表面に残存した金属膜およびレジスト膜を除去する工程と、
を有する水晶振動子の製造方法とする。
【発明の効果】
【０００９】
基板の表裏面に形成するパターンの位置ずれの発生を抑えることができ、さらに簡略な工程で水晶振動子を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
水晶振動子の製造方法において、
少なくとも、
水晶よりなる基板の両面に金属膜を形成する工程と、
前記基板の両面に形成された前記金属膜上にレジスト膜を形成する工程と、
前記基板の一方の面のレジスト膜に水晶振動子の外形形状パターンを形成する工程と、
前記基板の他方の面のレジスト膜に水晶振動子の外形形状パターンを形成する工程と、
水晶振動子の外形形状パターンが形成された前記レジスト膜をマスクとし、前記基板両面に露出する金属膜をエッチングし除去する工程と、
前工程までに前記基板両面に残存した金属膜およびレジスト膜をマスクとして、表面に露出した前記基板をエッチングし除去し、水晶振動子の外形を形成する工程と、
水晶振動子の外形が形成された後、前記基板表面に残存した金属膜およびレジスト膜を除去する工程と、
を有する水晶振動子の製造方法とする。
【実施例１】
【００１１】
図１は水晶振動子を示す図であり、（ａ）は水晶振動子の上面図であって、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図である。水晶振動子１１は２本の脚部１２を有し、それぞれの脚部１２の表裏面には長溝よりなる溝部１３が形成されており、図１（ｂ）に示すように、音叉の脚部１２の断面形状は略Ｈ型となっている。このような断面が略Ｈ型の音叉型水晶振動子は、振動子の大きさを従来より小型化しても、電気機械変換係数を高くすることができるため、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）を低く抑えることができるという特性を有する。
【００１２】
図２〜図５は、本発明の水晶振動子の製造方法を説明するための図である。
以下、図１および図６に示される水晶振動子の製造方法を図面に基づいて説明する。
まず、水晶からなる基板１を用意し（図２（ａ））、この水晶基板１の両面にスパッタあるいは蒸着により、第１層がＣｒ膜、第２層がＡｕ膜からなる金属膜２を成膜し（図２（ｂ））、その後、水晶基板１の両面にレジスト膜３を塗布する（図２（ｃ））。次に、水晶基板１の一方の面（ここでは表面とする）のレジスト膜３にフォトマスク（不図示）を用い片面コンタクト露光機にて水晶振動子１１の外形形状のパターンを露光し（図２（ｄ））、現像（図３（ｅ））を行う。
【００１３】
次に、水晶基板１を水洗、乾燥させ、その後、水晶基板１の他方の面（ここでは裏面とする）のレジスト膜３にフォトマスク（不図示）を用い片面コンタクト露光機にて水晶振動子１１の外形形状のパターンを露光（図３（ｆ））する。裏面へのパターン露光の際には、片面コンタクト露光機の位置合わせ用顕微鏡を用いて、表面に形成した位置決めパターン（アライメントマーク）を観察し、これを基準としてフォトマスク（不図示）と水晶基板１との位置あわせを行う。その後、水晶基板１の裏面のレジスト膜３の現像（図３（ｇ））を行う。ここまでの工程で、水晶基板１の両面のレジスト膜３に水晶振動子１１の外形に対応した形状パターンを得る。その後、水晶基板１上の金属膜２のエッチングを行い（図３（ｈ））、レジスト膜３を剥離する（図４（ｉ））。
【００１４】
ここで、本発明の水晶振動子の製造方法によれば、水晶基板１の表面にパターンを形成した後に、表面のパターンを保護膜で覆わずに、裏面のパターン形成を行っている。したがって、従来のように保護膜形成時にレジスト膜に加わる熱もなく、保護膜除去の際に発生するレジスト膜の剥離防止のために必要であったポストベークも必要としないため、レジスト膜に過剰な熱が加わらず表面のレジスト膜に形成されたパターン（アライメントマーク）の変形もないため、レジスト膜の変形に起因する水晶基板の表裏面のパターンの位置ずれといった課題が発生しない。また、保護膜の形成、剥離する工程が不要なため工程が簡略化されるという効果もある。
現像はレジスト膜の現像液に対するエッチングレート差を用いたものである為、未露光部のレジストも追加現像によって溶解が進行する。そのため、表面のパターンを保護膜で覆わないことで、裏面のレジスト膜を現像するときの現像液により表面パターンの溶解が進行するため、実際に表面のパターンが裏面のパターンより若干小さくなってしまうといった問題も発生する。ただし、表裏面のパターンのずれに対しその影響は小さく、フォトマスク表裏面の設計パターン寸法に溶解分を加味することによって表裏のパターン差を解消する事が出来る。
【００１５】
次に、図６に示す水晶振動子１００を製造する場合は、この後に金属膜２を保護膜として水晶基板１を、例えばバッファードフッ酸でエッチングし、水晶基板１の表面に残存する金属膜２を除去して完成となる。
【００１６】
次に、図１に示す水晶振動子１１の場合は、脚部１２の溝部１３を形成するため、レジスト膜３を剥離する（図４（ｉ））の工程の後、水晶基板１の両面にレジスト膜４を塗布する（図４（ｊ））。その後、水晶基板１の表面のレジスト膜４にフォトマスク（不図示）を用い片面コンタクト露光機にて溝部１３の形状に対応したパターンを露光する（図４（ｋ））。次いで、水晶基板１の裏面のレジスト膜４に溝部１３の形状に対応したパターンを露光する（図４（ｌ））。裏面へのパターン露光の際には、表面に形成したアライメントマークを基準として、フォトマスク（不図示）と水晶基板１との位置あわせを行う。
【００１７】
次に、水晶基板１の両面のレジスト膜４を現像する（図５（ｍ））。
水晶基板１の両面に残存する金属膜２とレジスト膜４を保護膜として、水晶基板１をエッチングする（図５（ｎ））。水晶基板１のエッチング液としては、例えばバッファードフッ酸が用いられる。その後、水晶基板１に残存したレジスト膜４を保護膜として溝部１３に対応した部分の金属膜を除去する（図５（ｏ））。溝部１３に対応する部分の水晶基板１を、任意の深さまでエッチングし（図５（ｐ））、その後、水晶基板１上に残存する金属膜２、レジスト膜４を剥離し（図５（ｑ））、図１に示す水晶振動子１を得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】水晶振動子を示す図であり、（ａ）は水晶振動子の上面図であって、（ｂ）は（ａ）のＡ―Ａ断面図。
【図２】本発明の水晶振動子の製造方法を説明するための図。
【図３】本発明の水晶振動子の製造方法を説明するための図。
【図４】本発明の水晶振動子の製造方法を説明するための図。
【図５】本発明の水晶振動子の製造方法を説明するための図。
【図６】音叉型水晶振動子を示す図。
【図７】従来の水晶振動子の製造方法を示す図。
【符号の説明】
【００１９】
１      水晶基板
２      金属膜
３      レジスト膜
４      レジスト膜
１１      水晶振動子
１２      脚部
１３      溝部
１０１    水晶基板
１０２    Ｃｒ膜
１０３    Ａｕ膜
１０４    レジスト膜
１０５    フォトマスク
１０６    保護膜
１０７    水晶振動子
１０８    脚部
１０９    基部
【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】
2008252769.tif 000008
【図７】
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