(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＴカット水晶基板からなる圧電板の厚さ方向で対向する第１面及び第２面のうち、少なくとも一方の面に、厚さ方向に膨出するメサ部と前記メサ部の外側に位置する外周部とを形成するメサ部形成工程と、
前記メサ部形成工程が終了した後に、前記圧電板の前記一方の面に対してプラズマを照射するエッチング工程と、
エッチング工程が終了した後に、電極膜をウエハ上に形成する電極膜形成工程を有し、
前記エッチング工程では、前記メサ部及び前記外周部に対して前記厚さ方向に交差する方向からプラズマを照射することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
前記エッチング工程では、前記圧電板の前記一方の面に対するプラズマの入射角度を３０°以下に設定することを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
前記エッチング工程では、前記圧電板の面内方向のうち、少なくとも第１方向の両側からそれぞれプラズマを照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
前記エッチング工程では、前記厚さ方向を回転軸として前記圧電板を回転させながらプラズマを照射することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
前記圧電板は、前記厚さ方向から見た平面視において、前記ＡＴカット水晶基板のＺ’
軸方向を長手方向とする矩形板状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の圧電振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴカット水晶基板より形成された圧電振動片は、圧電板と、圧電板の表裏面にそれぞれ形成された励振電極と、を備えている（例えば、下記特許文献１参照）。圧電振動片は、励振電極間に電圧が印加されることで、厚みすべり振動する。
【０００３】
上述した圧電振動片の圧電板は、ＡＴカット水晶基板からなるウエハに対して例えばウェットエッチングを施すことで形成される。これにより、機械加工等で圧電板を形成する場合に比べて小型化が可能になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６６９０５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したＡＴカット水晶基板は、水晶の結晶軸に対する方向によってエッチング速度が異なるエッチング異方性を有する。このとき、圧電板における隣り合う面同士（例えば、表裏面と外周端面等）がなす角部が急峻に形成される場合がある。すると、圧電板の振動発生源（励振電極が形成された部分）で発生する振動が圧電板を伝播する際に、上述した角部で不要振動が誘発されるおそれがある。その結果、圧電振動片の振動特性を向上させる点で未だ改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、優れた振動特性を得ることができる圧電振動片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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る圧電振動片の製造方法は、ＡＴカット水晶基板からなる圧電板の厚さ方向で対向する第１面及び第２面のうち、少なくとも一方の面に対してプラズマを照射するエッチング工程を有し、前記エッチング工程では、前記厚さ方向に交差する方向からプラズマを照射することを特徴とする。
【０００８】
本態様によれば、圧電板のうち、プラズマが照射された部分が選択的にエッチングされる。例えば圧電板の各角部等にプラズマが照射されることで、角部等がエッチングされる。これにより、角部等が例えば自然結晶面よりも緩やかな緩斜面となる。これにより、圧電板の各稜線（例えば、一方の面と外周端面との稜線等）において不要振動が誘発されるのを抑制できる。
その結果、ＣＩ値を低減して、振動特性に優れた圧電振動片を提供できる。
【０００９】
上記態様において、前記エッチング工程では、前記圧電板の前記一方の面に対するプラズマの入射角度を３０°以下に設定してもよい。
本態様によれば、エッチング工程において、圧電板の一方の面に対するプラズマの入射角度を３０°以下に設定することで、上述した角部等を確実に緩斜面にすることができる。これにより、不要振動が誘発されるのを確実に抑えることができる。
【００１０】
上記態様において、前記エッチング工程では、前記圧電板の面内方向のうち、少なくとも第１方向の両側からそれぞれプラズマを照射してもよい。
本態様によれば、圧電板の面内方向のうち、少なくとも第１方向の両側からそれぞれプラズマを照射することで、圧電板のうち第１方向の両側を向く部分が第１方向の中心を通り厚さ方向に延びる対称線を軸として線対称となり易い。これにより、ＣＩ値を低減して、安定した振動特性を得ることができる。
【００１１】
上記態様において、前記エッチング工程では、前記厚さ方向を回転軸として前記圧電板を回転させながらプラズマを照射してもよい。
本態様によれば、圧電板の各辺が同時にエッチングされるので、製造効率の向上を図ることができる。
【００１２】
上記態様において、前記圧電板の前記一方の面は、前記厚さ方向に膨出するとともに、励振電極が形成されたメサ部と、前記メサ部の外側に位置する外周部と、を有し、前記エッチング工程では、前記メサ部及び前記外周部に対して前記厚さ方向に交差する方向からプラズマを照射してもよい。
本態様によれば、圧電板にメサ部を形成することで、振動発生源（圧電板のうち励振電極が形成された部分）で発生する振動エネルギーをメサ部内に閉じ込めることが可能になる。
特に、本態様によれば、メサ部に対してプラズマを照射することで、メサ部の側面を例えば自然結晶面よりも緩やかな緩斜面に形成できる。これにより、ＣＩ値の増加を抑えた上で、メサ部の厚さを増加することができ、上述した閉じ込め効果が顕著に奏功される。
さらに、外周部に対してプラズマを照射することで、外周部と圧電板の外周端面との角部を緩斜面に形成できる。これにより、メサ部の側面と外周部との稜線、外周部と外周端面との稜線等において不要振動が誘発されるのを抑制できる。
【００１３】
上記態様において、前記圧電板は、前記第１面及び前記第２面において励振電極が形成された振動部と、前記振動部から前記圧電板の面内方向に突出する突出部と、を備えていてもよい。
本態様によれば、パッケージに圧電振動片を実装するためのマウント領域として、突出部を利用することで、圧電振動片における振動発生源（励振電極が形成されている部分）とマウント領域との間の間隔を確保できる。これにより、振動発生源で発生する振動エネルギーがマウント領域を経てパッケージに伝播するのを抑制し、振動漏れを抑制できる。その結果、小型化を図った上で、長期に亘って優れた振動特性を備える圧電振動片を提供できる。
また、圧電板をパッケージにマウントするための実装部材との付着面積を確保できるので、実装部材と圧電板との接合強度を確保できる。
【００１４】
上記態様において、前記エッチング工程では、前記振動部及び前記突出部に対して前記厚さ方向に交差する方向からプラズマを照射してもよい。
本態様によれば、突出部に対してプラズマを照射することで、突出部の一方の面が平坦面に形成されている場合に比べて、突出部の表面積を確保できる。これにより、突出部と実装部材との付着面積を確保し、実装部材と圧電板との接合強度をより向上させることができる。
【００１５】
上記態様において、前記圧電板は、前記厚さ方向から見た平面視において、前記ＡＴカット水晶基板のＺ’軸方向を長手方向とする矩形板状に形成されていてもよい。
この構成によれば、圧電板を小型化した場合であっても低いＣＩ値を維持できる。すなわち、ＡＴカット水晶基板はＸ軸とＺ’軸で構成される。このような構成のもと、ＡＴカット水晶基板が厚み滑り振動をしているとき、Ｘ軸とＺ’軸では電気偏極が生じる。電気偏極は電荷の偏りであり、Ｘ軸では正弦波状、Ｚ’軸では直線状になる。電気偏極が直線状になるＺ’軸を長手方向とすることで、最も強い電荷が生じる辺を長くすることができる。強い電荷が生じる領域が広がれば、よりＣＩ値は低くなる。したがって、Ｚ’軸を長手方向とすることでより低いＣＩ値を維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、優れた振動特性を得ることができる圧電振動片を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る圧電振動片の平面図である。
【図２】第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。
【図４】図３のＩＶ部拡大図である。
【図５】圧電振動片の製造方法（外形形成工程）を説明するための工程図である。
【図６】圧電振動片の製造方法（外形形成工程）を説明するための工程図である。
【図７】圧電振動片の製造方法（外形形成工程）を説明するための工程図である。
【図８】圧電振動片の製造方法（外形形成工程）を説明するための工程図である。
【図９】圧電振動片の製造方法（メサ部形成工程）を説明するための工程図である。
【図１０】圧電振動片の製造方法（メサ部形成工程）を説明するための工程図である。
【図１１】圧電振動片の製造方法（メサ部形成工程）を説明するための工程図である。
【図１２】圧電振動片の製造方法（メサ部形成工程）を説明するための工程図である。
【図１３】圧電振動片の製造方法（エッチング工程）を説明するための工程図である。
【図１４】プラズマの入射角度（°）に対する側面の傾斜角度（°）の関係を示すグラフである。
【図１５】第２実施形態に係る圧電振動片の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
＜圧電振動片＞
図１は、圧電振動片１０の平面図である。
図２は、圧電振動子１の分解斜視図である。
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。
図１〜図３に示すように、圧電振動片１０は、厚みすべりモードで振動する圧電振動片１０である。圧電振動片１０は、圧電板１１と、圧電板１１を厚みすべり振動させる電極膜１２と、を有している。
【００１９】
圧電板１１は、ＡＴカット水晶基板により形成されている。ここで、ＡＴカットとは、人工水晶の結晶軸である電気軸（Ｘ軸）、機械軸（Ｙ軸）及び光学軸（Ｚ軸）の３つの結晶軸のうち、Ｚ軸に対してＸ軸周りに３５度１５分だけ傾いた方向（Ｚ’軸方向）に切り出す加工手法である。ＡＴカットによって切り出された圧電板１１を有する圧電振動片１０は、周波数温度特性が安定しており、構造や形状が単純で加工が容易であり、ＣＩ値が低いという利点がある。なお、以下の説明において、各図の構成を説明する際には、ＸＹ’Ｚ’座標系を用いる。このＸＹ’Ｚ’座標系のうち、Ｙ’軸はＸ軸及びＺ’軸に直交する軸である。また、Ｘ軸方向、Ｙ’軸方向及びＺ’軸方向は、図中矢印方向を＋側とし、矢印とは反対の方向を−側として説明する。
【００２０】
圧電板１１は、Ｙ’軸方向から見た平面視で、Ｚ’軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。圧電板１１は、Ｙ’軸方向で対向する表面（第１面）１３及び裏面（第２面）１４と、表面１３及び裏面１４の外周縁同士を接続する外周端面１５と、を有している。
【００２１】
本実施形態の圧電板１１は、表面１３及び裏面１４にＹ’軸方向の外側に膨出するメサ部（表面メサ部２１及び裏面メサ部３１）を有する、いわゆるメサ型とされている。具体的に、圧電板１１の表面１３は、中央部に形成された表面メサ部２１と、外周部分に位置して表面メサ部２１の周囲を取り囲む表面額縁部（外周部）２２と、を有している。
【００２２】
表面メサ部２１は、表面額縁部２２に対して＋Ｙ’側に膨出している。表面メサ部２１は、四角錐台形状に形成されている。表面メサ部２１は、頂面２４と、頂面２４の周囲を取り囲む側面２５と、を有している。
頂面２４は、平面視において、Ｚ’軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。頂面２４は、Ｙ’軸方向に直交する方向に延在する平坦面になっている。
【００２３】
図４は、図３のＩＶ部拡大図である。
図４に示すように、側面２５は、頂面２４の外周縁と表面額縁部２２の内周縁とを接続している。具体的に、側面２５は、−Ｙ’側に向かうに従い圧電板１１の外周側に向けて延びる傾斜面とされている。なお、側面２５の表面額縁部２２に対する傾斜角度θ１（仰角）は、例えば２０°程度に形成されている。
【００２４】
図１、図４に示すように、表面額縁部２２は、平面視で矩形枠状に形成されている。表面額縁部２２の外周縁は、外周端面１５の＋Ｙ’側端縁に接続されている。なお、表面額縁部２２は、少なくとも内周部分が表面メサ部２１の頂面２４と平行に延びる平坦面に形成されている。なお、表面額縁部２２は、表面メサ部２１の全周を取り囲む必要はなく、例えば表面メサ部２１に対して少なくともＸ軸方向の両側、及びＹ’軸方向の両側の何れかに連なる構成であれば構わない。
【００２５】
表面額縁部２２の外周部分には、外周端面１５の＋Ｙ’側端縁に連なる表面傾斜部２７が形成されている。表面傾斜部２７は、外周側に向かうに従い−Ｙ’側に延在している。なお、表面額縁部２２の内周部分に対する表面傾斜部２７の傾斜角度θ２は、例えば２０°程度に形成されている。
【００２６】
図３に示すように、圧電板１１の裏面１４は、表面１３に対して面対称に形成されている。具体的に、圧電板１１の裏面１４は、中央部に形成された裏面メサ部３１と、外周部分に位置して裏面メサ部３１の周囲を取り囲む裏面額縁部（外周部）３２と、を有している。
【００２７】
裏面メサ部３１は、裏面額縁部３２に対して−Ｙ’側に膨出している。裏面メサ部３１は、四角錐台形状に形成されている。裏面メサ部３１は、頂面３４と、頂面３４の周囲を取り囲む側面３５と、を有している。
頂面３４は、平面視において、Ｚ’軸方向を長手方向とする矩形状に形成されている。頂面３４は、Ｙ’軸方向に直交する方向に延在する平坦面になっている。
【００２８】
図４に示すように、側面３５は、頂面３４の外周縁と裏面額縁部３２の内周縁とを接続している。具体的に、側面３５は、＋Ｙ’側に向かうに従い圧電板１１の外周側に向けて延びる傾斜面とされている。なお、側面３５の裏面額縁部３２に対する傾斜角度θ３（仰角）は、例えば２０°程度に形成されている。
【００２９】
なお、上述した各メサ部２１，３１の側面２５，３５の傾斜角度θ１，θ３は、ＡＴカット水晶基板の自然結晶面に倣った角度未満であれば適宜変更が可能である。この場合、側面２５，３５は、各方向（Ｘ軸方向及びＹ’軸方向）を向く部分が何れも同等の角度になっていても、各方向を向く部分が何れも異なる角度になっていても構わない。但し、側面２５，３５のうち、少なくともＸ軸方向で対向する部分同士、及びＹ’軸方向で対向する部分同士の何れかががそれぞれ同等の角度になっていることが好ましい。
【００３０】
図１、図４に示すように、裏面額縁部３２は、平面視で矩形枠状に形成されている。裏面額縁部３２の外周縁は、外周端面１５の−Ｙ’側端縁に接続されている。なお、裏面額縁部３２は、少なくとも内周部分が裏面メサ部３１の頂面３４と平行に延びる平坦面に形成されている。なお、裏面額縁部３２は、裏面メサ部３１の全周を取り囲む必要はない。裏面額縁部３２は、例えば裏面メサ部３１に対して少なくともＸ軸方向の両側、及びＹ’軸方向の両側の何れかに連なる構成であれば構わない。
【００３１】
図４に示すように、裏面額縁部３２の外周部分には、外周端面１５の−Ｙ’側端縁に連なる裏面傾斜部３７が形成されている。裏面傾斜部３７は、外周側に向かうに従い＋Ｙ’側に延在している。なお、裏面額縁部３２の内周部分に対する裏面傾斜部３７の傾斜角度θ４は、例えば２０°程度に形成されている。
【００３２】
なお、本実施形態の各傾斜部２７，３７は、額縁部２２，３２の外周部分のみに形成されているが、これに限られない。すなわち、各額縁部２２，３２において、平面視における各傾斜部２７，３７の形成範囲は適宜変更が可能である。この場合、各額縁部２２，３２における全体に各傾斜部２７，３７を形成しても構わない。また、各傾斜部２７，３７のＹ’軸方向における厚さについても、適宜変更が可能である。例えば、本実施形態では、各傾斜部２７，３７の外周縁同士が外周端面１５を介して接続される構成について説明したが、各傾斜部２７，３７の外周縁同士が直接接続される構成であっても構わない。
【００３３】
図１、図３に示すように、電極膜１２は、励振電極（第１励振電極６１及び第２励振電極６２）と、マウント電極（第１マウント電極６３及び第２マウント電極６４）と、引き回し配線（第１引き回し配線６５及び第２引き回し配線６６）と、を有している。なお、電極膜１２は、金等の単層膜や、クロム等を下地層とし、金等を上地層とした積層膜等で形成されている。
【００３４】
第１励振電極６１は、表面メサ部２１の頂面２４上に形成されている。第１励振電極６１は、平面視で矩形状に形成されている。
第２励振電極６２は、裏面メサ部３１の頂面３４上に形成されている。第２励振電極６２は、平面視で矩形状に形成されている。したがって、各励振電極６１，６２は、Ｙ’軸方向で重なり合っている。なお、各励振電極６１は、少なくとも対応するメサ部２１，３１の頂面２４，３４に形成されていれば、対応する側面２５，３５や額縁部２２，３２に跨って形成されていても構わない。
【００３５】
各マウント電極６３，６４は、圧電板１１のうち＋Ｘ側端部であって、Ｚ’軸方向の両端部にそれぞれ形成されている。
第１マウント電極６３は、圧電板１１のうち＋Ｘ，＋Ｚ’側に位置する角部において、表面額縁部２２、裏面額縁部３２及び外周端面１５に亘って形成されている。
第２マウント電極６４は、圧電板１１のうち＋Ｘ，−Ｚ’側に位置する角部において、表面額縁部２２、裏面額縁部３２及び外周端面１５に亘って形成されている。なお、第２マウント電極６４は、少なくとも裏面額縁部３２側に形成されていれば構わない。
【００３６】
第１引き回し配線６５は、圧電板１１の表面１３において、第１励振電極６１と第１マウント電極６３とを接続している。
第２引き回し配線６６は、圧電板１１の裏面１４において、第２励振電極６２と第２マウント電極６４とを接続している。
【００３７】
＜圧電振動子＞
図２に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、上述した圧電振動片１０と、圧電振動片１０を気密封止するパッケージ７０と、を備えている。
パッケージ７０は、ベース基板７１と、ベース基板７１に重ね合わされたリッド基板７２と、を備えている。ベース基板７１及びリッド基板７２は、ともにセラミックス材料等により形成されている。
【００３８】
ベース基板７１は、平面視で矩形状に形成された底壁部７１ａと、底壁部７１ａの外周縁から＋Ｙ’側に立設された側壁部７１ｂと、を有している。側壁部７１ｂは、底壁部７１ａの外周縁における全周に亘って形成されている。
底壁部７１ａの表面（＋Ｙ’側に位置する面）には、一対の内部電極７５が形成されている。各内部電極７５は、底壁部７１ａの＋Ｘ側端部において、Ｚ’側に間隔をあけて形成されている。また、底壁部７１ａの裏面（−Ｙ側に位置する面）には、一対の外部電極（不図示）が形成されている。内部電極７５及び外部電極は、底壁部７１ａをＹ’軸方向に貫通する貫通電極（不図示）によって電気的に接続されている。なお、内部電極７５と外部電極との接続形態はこれに限定されるものではなく、例えば、セラミックシートの面方向に延出する配線を介して、内部電極７５と外部電極とを接続する形態であってもよい。
【００３９】
リッド基板７２は、平面視矩形の板状に形成されている。リッド基板７２は、外周部分がベース基板７１の側壁部７１ｂに＋Ｙ’側から接合されている。そして、ベース基板７１の底壁部７１ａ及び側壁部７１ｂとリッド基板７２とで囲まれた領域には、気密封止されたキャビティＣが形成されている。
【００４０】
図３に示すように、圧電振動片１０は、導電ペースト等の実装部材７８を介して、ベース基板７１の底壁部７１ａに実装されている。具体的には、ベース基板７１の底壁部７１ａに形成された一対の内部電極７５に対して、圧電振動片１０の対応するマウント電極６３，６４が裏面１４側から実装される。これにより、圧電振動片１０は、パッケージ７０に機械的に保持されるとともに、マウント電極６３，６４と内部電極７とがそれぞれ導通された状態になっている。
【００４１】
＜圧電振動片の製造方法＞
次に、上述した圧電振動片１０の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、ＡＴカット水晶基板（以下、単にウエハＳという。）から複数の圧電振動片１０を一括で形成する方法について説明する。
本実施形態の圧電振動片１０は、主にウエハ準備工程と、外形形成工程と、メサ部形成工程と、エッチング工程と、電極膜形成工程と、個片化工程と、を経て形成される。
【００４２】
（ウエハ準備工程）
ウエハ準備工程では、水晶のランバート原石をＡＴカットして一定の厚みとしたウエハＳ（図５参照）をラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除く。その後、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行なって所定の厚みのウエハＳを準備する。なお、以下の説明において、ウエハＳの表裏面は、上述した圧電板１１の表裏面に対応している。
【００４３】
（外形形成工程）
図５〜図８は、外形形成工程を説明するための工程図である。
図５〜図８に示すように、外形形成工程は、ウエハＳのうち圧電振動片１０の形成領域を圧電板１１に対応する外形に形成する工程である。
まず図５に示すように、ウエハＳの両面にエッチング保護膜８０を成膜する。エッチング保護膜８０は、例えばクロムを数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜と、金を数１０ｎｍ成膜したエッチング保護膜と、が順次積層された積層膜である。エッチング保護膜８０は、ウエハＳの両面に、それぞれスパッタリング法や蒸着法等によって成膜する。
【００４４】
次いで、ウエハＳの両面において、各エッチング保護膜８０上にフォトレジスト膜８１を成膜する。フォトレジスト膜８１は、エッチング保護膜８０上に、スピンコート法等によりレジスト材料を塗布して形成する。なお、本実施形態で用いるレジスト材料としては、環化ゴム（例えば環化イソプレン）を主体にしたゴム系ネガレジストが好適に用いられている。ゴム系ネガレジストは、環化ゴムを有機溶剤に溶解し、さらにビスアジド感光剤を加えてろ過し、不純物を除去することで精製されたものである。
【００４５】
次に、図６に示すように、両フォトレジスト膜８１に、例えば圧電板１１の平面視外形に対応する外形マスク８１ａを形成する。具体的には、まず圧電板１１の平面視外形に対応する外形パターンが形成されたフォトマスクを用いて、ウエハＳの両面に形成されたフォトレジスト膜８１をそれぞれ露光する。その後フォトレジスト膜８１を一括して現像する。これにより、両フォトレジスト膜８１に外形マスク８１ａが形成される。
【００４６】
次に、図７に示すように、両エッチング保護膜８０に圧電板１１の平面視外形に対応する外形パターン８０ａを形成する。具体的には、外形マスク８１ａが形成されたフォトレジスト膜８１をマスクとしてエッチングを行ない、エッチング保護膜８０のうちマスクされていない部分を選択的に除去する。これにより、例えば圧電板１１の平面視外形に対応する外形パターン８０ａが両エッチング保護膜８０に形成される。なお、本工程では、エッチング保護膜８０及びフォトレジスト膜８１が形成されたウエハＳを、薬液に浸漬して行うウェットエッチング方式を用いることができる。また、エッチングの終了後には、フォトレジスト膜８１を剥離しても構わない。
【００４７】
次に、図８に示すように、エッチング保護膜８０の外形パターン８０ａをマスクとして、ウエハＳをエッチングする（外形エッチング工程）。外形エッチング工程は、例えばウェットエッチングにより行われる。外形エッチング工程では、ウエハＳの両面のうち、マスクされていない部分が選択的にエッチングされることで、ウエハＳにおける外形パターン８０ａで覆われた部分が圧電板１１に対応する外形に形成される。このとき、ウエハＳは自然結晶面に倣ってエッチングされる。
以上により、外形形成工程が終了する。
【００４８】
（メサ部形成工程）
図９〜図１２は、メサ部形成工程を説明するための工程図である。
図９〜図１２に示すように、メサ部形成工程は、ウエハＳに形成された圧電板１１の両面にメサ部２１，３１（図４参照）を形成する工程である。
【００４９】
図９に示すように、メサ部形成工程では、上述した外形形成工程と同様に、ウエハＳ上にエッチング保護膜９０及びフォトレジスト膜９１を積層する。
【００５０】
次に、図１０に示すように、フォトレジスト膜９１にメサ部２１，３１の頂面２４，３４の平面視外形に対応するメサ部マスク９１ａを形成する。メサ部マスク９１ａの形成方法は、上述した外形マスク８１ａ（図６参照）の形成方法と同様である。
続いて、図１１に示すように、メサ部マスク９１ａをマスクとしてエッチング保護膜９０にメサ部パターン９０ａを形成する。メサ部パターン９０ａの形成方法は、上述した外形パターン８０ａ（図７参照）の形成方法と同様である。
【００５１】
続いて、図１２に示すように、エッチング保護膜９０のメサ部パターン９０ａをマスクとして、ウエハＳをエッチングする（メサ部エッチング工程）。メサ部エッチング工程は、例えばウェットエッチングにより行われる。メサ部エッチング工程では、ウエハＳの両面のうち、マスクされていない部分が選択的にエッチングされることで、ウエハＳにおけるメサ部パターン９０ａで覆われた部分がメサ部２１，３１の頂面２４，３４に対応する外形に形成される。このとき、ウエハＳは自然結晶面に倣って形成される。
以上により、メサ部形成工程が終了する。なお、メサ部形成工程の終了後、ウエハＳは、複数の圧電板１１がそれぞれ連結部を介してフレーム部（何れも不図示）に連結された状態となる。
【００５２】
図１３は、エッチング工程を説明するための工程図である。
図１３に示すように、エッチング工程では、ウエハＳに対してプラズマを照射する。具体的には、図示しない真空チャンバ内にウエハＳを搬送した後、図示しないプラズマガンを用いてウエハＳの表面に対してＹ’軸方向に対して交差する方向からプラズマを照射する（例えば、図１３における矢印Ｐ）。すると、ウエハＳのうち、プラズマが照射された部分が選択的にエッチングされる。例えばウエハＳの各圧電板１１のうち、表面メサ部２１の側面２５や、表面額縁部２２と外周端面１５とのなす角部等にプラズマが照射されることで、側面２５や角部等がエッチングされる。これにより、側面２５や角部等が自然結晶面よりも緩やかな緩斜面となる。なお、エッチング工程で用いるエッチングガスは、例えばＳＦ6やＣＨＦ3等の反応性ガスでもよく、Ａｒ等の不活性ガスでも構わない。
【００５３】
本実施形態のエッチング工程では、各圧電板１１に対してＸ軸方向の両側及びＺ’軸方向の両側に位置する４辺全てに対してプラズマを照射する。この場合、例えば各辺ごとにプラズマを照射してもよく、各辺に対して同時にプラズマを照射してもよい。なお、エッチング工程において、ウエハＳにおける平面視での中心を通りＹ’軸方向に延びる回転軸周りにウエハＳを回転させながら、プラズマを照射しても構わない。これにより、ウエハＳの各辺が同時にエッチングされるので、製造効率の向上を図ることができる。また、ウエハＳの表面に対するエッチングが終了した後は、ウエハＳの裏面に対しても同様のエッチングを行う。
【００５４】
図１４は、プラズマの入射角度（°）に対する側面２５，３５の傾斜角度（°）の関係を示すグラフである。
図１４に示すように、本実施形態のエッチング工程では、各メサ部２１，３１の側面２５，３５の傾斜角度は、プラズマの入射角度（ウエハＳ（圧電板１１）の表面に対する角度）が増加するに従い増加する傾向にある。そこで、エッチング工程では、圧電板１１の表面に対するプラズマの照射角度を３０°以下に設定することが好ましい。これにより、側面２５，３５の側面が自然結晶面よりも緩やかな緩斜面となる。特に、本実施形態では、プラズマの入射角度を６°程度に設定することがより好ましい。これにより、メサ部２１，３１の側面２５，３５の傾斜角度が２０°程度に形成される。なお、プラズマの入射角度とは、プラズマガンの照射方向と、Ｘ，Ｚ’軸面と、のなす角度である。
【００５５】
（電極膜形成工程及び個片化工程）
次に、電極膜形成工程において電極膜１２をウエハＳ上に形成した後、個片化工程においてウエハＳを各圧電板１１毎に個片化する。
以上の工程により、ウエハＳから複数の圧電振動片１０を一括して製造することができる。なお、本実施形態では、外形形成工程の後、メサ部形成工程を行う方法について説明したが、これに限らず、メサ部形成工程の後、外形形成工程を行っても構わない。
【００５６】
このように、本実施形態では、エッチング工程において、ウエハＳ（圧電板１１）のＹ’軸方向に交差する方向からプラズマを照射する構成とした。
この構成によれば、圧電板１１におけるメサ部２１，３１の側面２５，３５や、額縁部２２，３２と外周端面１５とのなす角部等が自然結晶面よりも緩やかな緩斜面に形成される。これにより、圧電板１１の各稜線（例えば、頂面２４，３４と側面２５，３５との稜線や、側面２５，３５と額縁部２２，３２との稜線、額縁部２２，３２と外周端面１５との稜線等）において不要振動が誘発されるのを抑制できる。
また、プラズマを照射することで、圧電板１１の外面上の微細な凹凸を除去し、外面全体を平滑面に形成することができる。これにより、圧電板１１の外面上で不要振動が誘発されるのを抑制できる。
その結果、ＣＩ値を低減して、振動特性に優れた圧電振動片１０を提供できる。
【００５７】
特に、本実施形態では、圧電板１１にメサ部２１，３１を形成することで、振動発生源（励振電極６１，６２が形成された部分）で発生する振動エネルギーをメサ部２１，３１内に閉じ込めることが可能になる。
特に、本実施形態では、メサ部２１，３１に対してプラズマを照射することで、メサ部２１，３１の側面２５，３５を緩斜面に形成できる。これにより、ＣＩ値の増加を抑えた上で、メサ部２１，３１のＹ’軸方向における厚さを増加することができ、上述した閉じ込め効果が顕著に奏功される。
さらに、額縁部２２，３２に対してプラズマを照射することで、額縁部２２，３２と外周端面１５との角部を緩斜面に形成できる。これにより、側面２５，３５と額縁部２２，３２との稜線、額縁部２２，３２と外周端面１５との稜線等において不要振動が誘発されるのを抑制できる。
【００５８】
また、エッチング工程において、ウエハＳ（圧電板１１）の表面に対するプラズマの入射角度を３０°以下に設定することで、上述した側面２５，３５や角部等を確実に緩斜面にすることができる。これにより、不要振動が誘発されるのを確実に抑えることができる。
【００５９】
本実施形態では、圧電板１１がＺ’軸方向を長手方向とする矩形板状に形成されているため、圧電板１１を小型化した場合であっても低いＣＩ値を維持できる。すなわち、ＡＴカット水晶基板はＸ軸とＺ’軸で構成される。このような構成のもと、ＡＴカット水晶基板が厚み滑り振動をしているとき、Ｘ軸とＺ’軸では電気偏極が生じる。電気偏極は電荷の偏りであり、Ｘ軸では正弦波状、Ｚ’軸では直線状になる。電気偏極が直線状になるＺ’軸方向を圧電板１１の長手方向とすることで、最も強い電荷が生じる辺を長くすることができる。強い電荷が生じる領域が広がれば、よりＣＩ値は低くなる。したがって、Ｚ’軸を長辺とすることでより低いＣＩ値を維持することが可能となる。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図１５は、第２実施形態に係る圧電振動片１１０の平面図である。第２実施形態では、圧電板１１１に突出部１１２，１１３を形成した点で第１実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１５に示すように、本実施形態の圧電板１１１は、振動部１１４と、突出部（第１突出部１１２及び第２突出部１１３）と、を有している。
振動部１１４は、上述した第１実施形態におけるメサ部２１，３１及び額縁部２２，３２を有する部分である。
突出部１１２，１１３は、振動部１１４のうち、＋Ｘ側端部であって、Ｚ’軸方向の両端部にそれぞれ形成されている。
【００６２】
第１突出部１１２は、平面視で平行四辺形に形成されている。第１突出部１１２は、振動部１１４のうち＋Ｘ，＋Ｚ’側に位置する角部において、＋Ｘ側に位置する部分からＹ’軸方向に直交する方向に突出している。具体的に、第１突出部１１２は、平面視において、＋Ｘ側に向かうに従い＋Ｚ’側に傾斜している。  第１突出部１１２には、第１マウント電極１２１が形成されている。第１マウント電極１２１は、第１突出部１１２の全面（表面１３、裏面１４及び外側端面１５）に亘って形成されている。第１突出部１１２は、圧電板１１の表面１３上において、第１引き回し配線１２５を介して第１励振電極６１に接続されている。
【００６３】
第２突出部１１３は、平面視で平行四辺形に形成されている。第２突出部１１３は、振動部１１４のうち＋Ｘ，−Ｚ’側に位置する角部において、＋Ｘ側に位置する部分からＹ’軸方向に直交する方向に突出している。具体的に、第２突出部１１３は、平面視において、＋Ｘ側に向かうに従い−Ｚ’側に傾斜している。
第２突出部１１３には、第２マウント電極１２２が形成されている。第２マウント電極１２２は、第２突出部１１３の全面（表面１３、裏面１４及び外側端面１５）に亘って形成されている。第２突出部１１３は、圧電板１１の裏面１４上において、第２引き回し配線１２６を介して第２励振電極６２に接続されている。
【００６４】
各突出部１１２，１１３における表面１３の外周部分には、表面傾斜部１１５が形成されている。表面傾斜部１１５は、外周側に向かうに従い−Ｙ’側に延在している。各突出部１１２，１１３の表面傾斜部１１５は、各突出部１１２，１１３と振動部１１４との接続部分で表面額縁部２２の表面傾斜部２７に連なっている。また、表面傾斜部１１５の−Ｙ’側端縁は、外周端面１５の＋Ｙ’側端縁に連なっている。
また、各突出部１１２，１１３における裏面１４の外周部分には、裏面傾斜部１１６が形成されている。裏面傾斜部１１６は、外周側に向かうに従い＋Ｙ’側に延在している。各突出部１１２，１１３の裏面傾斜部１１６は、各突出部１１２，１１３と振動部１１４との接続部分で裏面額縁部３２の裏面傾斜部３７に連なっている。また、裏面傾斜部１１６の＋Ｙ’側端縁は、外周端面１５の−Ｙ’側端縁に連なっている。
【００６５】
なお、各突出部１１２，１１３は、上述した第１実施形態の外形形成工程において、圧電板１１１の平面視外形に対応する形状にウエハＳをエッチングすることで形成される。その後、圧電板１１１の外形形状が形成されたウエハＳに対して、上述したエッチング工程と同様にプラズマを照射する。これにより、各突出部１１２，１１３の傾斜部１１５，１１６が形成される。
なお、本実施形態において、各突出部１１２，１１３のＹ’軸方向の厚さは、メサ部２１，３１の頂面２４，３４間の離間距離と同等になっている。但し、各突出部１１２，１１３のＹ’軸方向の厚さは、額縁部２２，３２の離間距離と同等であっても構わない。
【００６６】
本実施形態では、パッケージ７０に圧電振動片１１０を実装するためのマウント領域として、突出部１１２，１１３を利用することで、振動部１１４の振動発生源（励振電極６１，６２が形成されている部分）とマウント領域との間の間隔を確保できる。これにより、振動発生源で発生する振動エネルギーがマウント領域を経て実装部材７８やパッケージ７０に伝播するのを抑制し、振動漏れを抑制できる。
また、圧電板１１１と実装部材７８との付着面積を確保できるので、実装部材７８と圧電板１１１との接合強度を確保できる。
その結果、小型化を図った上で、長期に亘って優れた振動特性を備える圧電振動片１１０を提供できる。
【００６７】
さらに、突出部１１２，１１３とメサ部２１，３１との間に額縁部２２，３２が配置されるので、メサ部２１，３１に実装部材７８（図３参照）が付着するのを抑制できる。その結果、上述した振動漏れを抑制できるとともに、振動発生源の振動が実装部材７８によって阻害されるのを抑制できる。その結果、優れた振動特性を得ることができる。
【００６８】
特に、本実施形態では、突出部１１２，１１３に傾斜部１１５，１１６が形成されているため、突出部１１２，１１３の表面１３，１４が平坦面に形成されている場合に比べて、突出部１１２，１１３の表面積を確保できる。これにより、突出部１１２，１１３と実装部材７８との付着面積を確保し、実装部材７８と圧電板１１１との接合強度をより向上させることができる。
【００６９】
なお、突出部１１２，１１３は、電気的導通及び機械的強度のうち、少なくとも一方に寄与する構成であれば構わない。すなわち、突出部１１２，１１３は、少なくとも一部が実装部材７８に接合される構成であればよい。この場合、例えば実装部材７８の一部が振動部１１４に付着してもよい。また、マウント電極１２１，１２２は振動部１１４に形成されていても構わない。
また、突出部１１２，１１３の平面視外形は、適宜変更が可能である。
【００７０】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、圧電板が、Ｚ’軸方向を長手方向とする構成について説明したが、これに限らず、Ｘ軸方向を長手方向としても構わない。
【００７１】
上述した実施形態では、圧電板１１における各辺に対してプラズマを照射する構成について説明したが、圧電板１１における少なくとも一辺に対してプラズマが照射されていれば構わない。但し、圧電板１１における面内方向（Ｘ，Ｚ’軸方向）のうち、少なくとも一方向の両側からそれぞれプラズマを照射することが好ましい。
この構成によれば、圧電板１１の面内方向のうち、少なくとも一方向の両側からそれぞれプラズマを照射することで、圧電板のうち一方向で対向する辺が一方向の中心を通りＹ’軸方向に延びる対称線を軸として線対称となり易い。これにより、ＣＩ値を低減して、安定した振動特性を得ることができる。
【００７２】
上述した実施形態では、各メサ部２１，３１の平面視外形を矩形状に形成した場合について説明したが、これに限らず、円形等、適宜変更可能である。
上述した実施形態では、圧電振動片として、メサ型のうち、表面１３及び裏面１４にそれぞれ一段のメサ部２１，３１が形成された構成について説明したが、これに限られない。例えば、メサ部を多段に形成してもよく、表面１３及び裏面１４の何れか一方の面のみにメサ部を形成しても構わない。
また、圧電振動片としては、メサ型に限らず、いわゆる逆メサ型やベベル型、コンベックス型であってもよく、平板状であってもよい。
【００７３】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…圧電振動片
１１…圧電板
１３…表面（第１面、一方の面）
１４…裏面（第２面、一方の面）
２１…表面メサ部（メサ部）
２２…表面額縁部（外周部）
３１…裏面メサ部（メサ部）
３２…裏面額縁部（外周部）
６１…第１励振電極（励振電極）
６２…第２励振電極（励振電極）
１１０…圧電振動片
１１１…圧電板
１１２…第１突出部（突出部）
１１３…第２突出部（突出部）
１１４…振動部
【図１】
0006738149.tif 000002
【図２】
0006738149.tif 000003
【図３】
0006738149.tif 000004
【図４】
0006738149.tif 000005
【図５】
0006738149.tif 000006
【図６】
0006738149.tif 000007
【図７】
0006738149.tif 000008
【図８】
0006738149.tif 000009
【図９】
0006738149.tif 000010
【図１０】
0006738149.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006738149.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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