(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形形状で平板状の振動部と、前記振動部より上下方向の厚みが厚く、平面視して、前記振動部の所定の一辺に沿って設けられている固定部と、を少なくとも備えている水晶片に電極部が形成されている水晶素子の製造方法であって、
互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した平板状の水晶ウエハを形成する水晶ウエハ形成工程と、
前記水晶ウエハの上面に第一耐食膜を形成し、前記水晶ウエハの下面に第二耐食膜を形成する耐食膜形成工程と、
前記第一耐食膜および前記第二耐食膜上に感光性レジストを塗布しレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記水晶ウエハの上面に形成されている前記レジスト膜上に第一マスクを設け、所定のパターンで前記水晶ウエハの上面に形成されている前記レジスト膜を露光する第一露光工程と、
前記水晶ウエハの下面に形成されている前記レジスト膜上に第二マスクを設け、所定のパターンで前記水晶ウエハの下面に形成されている前記レジスト膜を露光する第二露光工程と、
露光された前記レジスト膜が形成されている前記水晶ウエハを所定の溶液に浸漬させ、前記水晶ウエハの上面を平面視して、前記水晶片となる部分に前記レジスト膜が残留し、前記水晶ウエハの下面を平面視して、前記水晶片の前記固定部となる部分に前記レジスト膜が残留するように、前記レジスト膜の不要な部分を除去し現像する現像工程と、
現像後の前記水晶ウエハを所定の溶液に浸漬させて、前記第一耐食膜および前記第二耐食膜の前記レジスト膜が形成されていない部分を除去する耐食膜除去工程と、
前記第一耐食膜および前記第二耐食膜の前記レジスト膜が形成されていない部分が除去された前記水晶ウエハを、所定のエッチング溶液に浸漬させ、露出している前記水晶ウエハをエッチングすることで、前記振動部から前記固定部へ向かう向きが前記水晶ウエハの前記Ｘ軸の正の向きと同じ向きになるようにしつつ、前記固定部の一部を前記水晶ウエハに固定するように前記水晶片を形成すると共に、前記振動部と前記固定部との間に平板状の緩衝部と、前記緩衝部の下面に前記振動部から前記固定部にかけて上下方向の厚みが厚くなっている傾斜部と、を形成する水晶片形成工程と、
前記エッチングされた前記水晶ウエハに残留している前記第一耐食膜、前記第二耐食膜および前記レジスト膜を剥離させる剥離工程と、
前記水晶片の所定の位置に、所定の金属パターンの前記電極部を形成する電極部形成工程と、
前記水晶片の固定されている部分を折り取り、または、切断し、前記水晶片を個片化する個片化工程と、
からなることを特徴とする水晶素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水晶素子の製造方法であって、
前記現像工程において、前記水晶ウエハの上面を平面視して、前記水晶片となる部分の前記緩衝部となる部分の一部に前記レジスト膜を残留させず、
前記耐食膜除去工程において、前記水晶ウエハの上面を平面視して、前記緩衝部となる部分の一部の前記水晶ウエハを露出させ、
前記水晶片形成工程において、前記緩衝部から前記傾斜部にかけて貫通している貫通穴を形成する
ことを特徴とする水晶素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の水晶素子の製造方法であって、
前記現像工程において、前記水晶ウエハの上面を平面視して、前記固定部の前記Ｘ軸と平行な辺の縁部に沿って前記レジスト膜を残留させず、
前記耐食膜除去工程において、前記水晶ウエハの上面を平面視して、前記固定部の前記Ｘ軸と平行な辺の縁部に沿った部分の前記水晶ウエハを露出させ、
前記水晶片形成工程において、前記固定部の前記Ｘ軸と平行な辺の縁部に沿って溝を形成する
ことを特徴とする水晶素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の水晶素子の製造方法であって、
前記現像工程において、前記水晶ウエハの下面を平面視して、前記固定部が略矩形形状となるように形成すると共に、前記固定部の四隅のうち前記振動部側を向く二隅が円弧形状となるように前記レジスト膜を残留させ、
前記水晶片形成工程において、前記水晶ウエハの下面を平面視して、前記固定部の四隅のうち前記振動部側を向く二隅が円弧形状となっている略矩形形状の前記固定部を形成する
ことを特徴とする水晶素子の製造方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４に記載の水晶素子の製造方法であって、
前記電極部形成工程において、
前記電極部の一部を、前記貫通穴の内壁面に形成する
ことを特徴とする水晶素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶デバイスに用いられる水晶素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶デバイスは、例えば、基板と蓋体とが接合され、基板と蓋体とで形成される空間内に、基板上面に実装されている水晶素子が気密封止された構成となっている。水晶デバイスに用いられる水晶素子は、水晶片と、水晶片に設けられている励振電極、引出部および配線部とからなり、引出部から電圧が印加されると、配線部を介して励振電極に電圧が印加され励振電極によって水晶片の一部が逆圧電効果および圧電効果によって振動する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
高い周波数帯の水晶デバイスで用いられる水晶片は、上下方向の厚みが異なる振動部と固定部とが一体となるように形成されている。このような水晶片は、例えば、ラップ棒を用いて、振動部となる部分の上下方向の厚みが所定の厚みとなるまで研磨し、振動部と振動部より上下方向の厚みが厚い固定部とが一体となるように形成している。また、水晶片は、別の一例として、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１６４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の水晶素子の製造方法では、上下方向の厚みが異なる振動部および固定部からなる水晶片を、ラップ棒を用いて振動部となる部分を研磨し形成している。従って、従来の水晶素子の製造方法では、振動部の上下方向の厚みが薄いため、研磨中に振動部が破損してしまい生産性が低下する虞がある。
【０００６】
また、従来の水晶素子の製造方法では、水晶片の形成方法の別の一例として、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いているものがある。従来の水晶素子の製造方法では、振動部から固定部へ向かう向きと結晶軸との位置関係がはっきりしていないため、振動部から固定部へ向かう向きと結晶軸との位置関係によっては、振動部と固定部との境界で上下方向の厚みが急激に変化してしまう。このため、従来の水晶素子の製造方法では、振動部の振動が固定部により阻害され、クリスタルインピーダンス値が大きくなり、生産性が低下してしまう虞がある。
【０００７】
本発明では、上下方向の厚みが異なる振動部と固定部とを有した水晶片に電極部が形成されている水晶素子の製造方法であって、固定部の振動部への振動への影響を低減させ生産性を向上させた水晶素子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】
【０００８】
前述した課題を解決するために、本発明に係る水晶素子の製造方法は、略矩形形状で平板状の振動部と、振動部より上下方向の厚みが厚く、平面視して、振動部の所定の一辺に沿って設けられている固定部と、を少なくとも備えている水晶片に電極部が形成されている水晶素子の製造方法であって、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した平板状の水晶ウエハを形成する水晶ウエハ形成工程と、水晶ウエハの上面に第一耐食膜を形成し、水晶ウエハの下面に第二耐食膜を形成する耐食膜形成工程と、第一耐食膜および第二耐食膜上に感光性レジストを塗布しレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、水晶ウエハの上面に形成されているレジスト膜上に第一マスクを設け、所定のパターンで水晶ウエハの上面に形成されているレジスト膜を露光する第一露光工程と、水晶ウエハの下面に形成されているレジスト膜上に第二マスクを設け、所定のパターンで水晶ウエハの下面に形成されているレジスト膜を露光する第二露光工程と、露光されたレジスト膜が形成されている水晶ウエハを所定の溶液に浸漬させ、水晶ウエハの上面を平面視して、水晶片となる部分にレジスト膜が残留し、水晶ウエハの下面を平面視して、水晶片の固定部となる部分にレジスト膜が残留するように、レジスト膜の不要な部分を除去し現像する現像工程と、現像後の水晶ウエハを所定の溶液に浸漬させて、第一耐食膜および第二耐食膜のレジスト膜が形成されていない部分を除去する耐食膜除去工程と、第一耐食膜および第二耐食膜のレジスト膜が形成されていない部分が除去された水晶ウエハを、所定のエッチング溶液に浸漬させ、露出している水晶ウエハをエッチングすることで、振動部から固定部へ向かう向きが水晶ウエハのＸ軸の正の向きと同じ向きになるようにしつつ、固定部の一部を水晶ウエハに固定するように水晶片を形成すると共に、振動部と固定部との間に平板状の緩衝部と、緩衝部の下面に振動部から固定部にかけて上下方向の厚みが厚くなっている傾斜部と、を形成する水晶片形成工程と、エッチングされた水晶ウエハに残留している第一耐食膜、第二耐食膜およびレジスト膜を剥離させる剥離工程と、水晶片の所定の位置に、所定の金属パターンの電極部を形成する電極部形成工程と、水晶片の固定されている部分を折り取り、または、切断し、水晶片を個片化する個片化工程と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の水晶素子の製造方法では、水晶ウエハに第一耐食膜および第二耐食膜を形成後、第一耐食膜および第二耐食膜上に感光性レジストを塗布し、露光、現像した後、エッチングすることで水晶片を形成している。従って、本発明の水晶素子の製造方法では、従来の水晶素子の製造方法のようにラップ棒を用いて振動部を研磨する必要がなくなる。このため、本発明の水晶素子の製造方法では、ラップ棒による研磨による振動部の破損をなくすことができ、生産性を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の水晶素子の製造方法では、振動部から固定部へ向かう向きが水晶ウエハのＸ軸の正の向きと同じ向きになるようにしつつ、水晶ウエハの上面を平面視して、水晶片となる部分に第一耐食膜およびレジスト膜を残留させ、かつ、水晶ウエハの下面を平面視して、固定部となる部分に第二耐食膜およびレジスト膜を残留させた状態の水晶ウエハを所定のエッチング溶液に浸漬させエッチングしている。従って、本発明の水晶素子の製造方法では、結晶軸によってエッチングされる速度が異なるため、固定部から振動部へ向かう向きをＸ軸の正の向きと同じ向きにすることで、振動部と固定部との間に緩衝部を形成しつつ、この緩衝部の下面に振動部から固定部にかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている傾斜部を形成することが、容易にできる。このため、本発明の水晶素子の製造方法では、従来の水晶素子の製造方法で製造した水晶素子と比較して、固定部による振動部の振動への影響を低減させ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させた水晶素子を製造することができ、生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法で製造される水晶素子の上面の平面図であり、（ｂ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法で製造される水晶素子の下面を上面側から透視した透視図であり、（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図であり、（ｄ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面における断面図である。
【図２】本実施形態の水晶素子の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における水晶ウエハ形成工程後の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｂ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における耐食膜形成工程後の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｃ）は、本実施形態におけるレジスト膜形成工程後の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｄ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における第一露光工程の第一マスクを重ねた状態の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｅ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における第二露光工程の第二マスクを重ねた状態の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｆ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における現像工程後の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｇ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における耐食膜除去工程後の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｈ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における水晶片形成工程後の水晶ウエハの部分断面図であり、（ｉ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における剥離工程後の水晶ウエハの部分断面図である。
【図４】（ａ）は、本実施形態の水晶素子の製造方法における水晶片形成工程前の水晶ウエハ１０の上面の平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面における部分断面図であり、（ｃ）は、図４（ａ）のＤ−Ｄ断面における部分断面図であり、（ｄ）は、図４（ａ）のＥ−Ｅ断面における部分断面図である。
【図５】（ａ）は、図４（ｂ）の水晶片形成工程後の状態を示す部分断面図であり、（ｂ）は、図４（ｃ）の水晶片形成工程後の状態を示す部分断面図であり、（ｃ）は、図４（ｄ）の水晶片形成工程後の状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造される水晶素子１１０は、図１に示されているように、水晶片１１１および水晶片１１１に設けられている一対の電極部１１３から構成されている。本実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造される水晶素子１１０は、電極部１１３に電圧が印加されると、電極部１１３（１１３ａ，１１３ｂ）に挟まれている水晶片１１１の一部が所定の周波数で厚みすべり振動を開始する構成となっている。
【００１３】
水晶片１１１は、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂ、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄから構成されており、安定した機械振動をする圧電材料、例えば、水晶部材により一体となるように形成されている。また、水晶片１１１は、平面視して、振動部１１１ａの所定の一辺に沿って固定部１１１ｂが設けられており、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に平板状の緩衝部１１１ｃが設けられており、この緩衝部１１１ｃの下面に振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて上下方向の厚みが厚くなっている傾斜部１１１ｄが設けられている。このとき、振動部１１１ａの上面、固定部１１１ｂの上面および緩衝部１１１ｃの上面は、同一平面上に位置している。また、水晶片１１１には、緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通する貫通穴１１２が形成されている。
【００１４】
振動部１１１ａは、前述したように、安定した機械振動をする圧電材料が用いられ、例えば、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した水晶部材が用いられている。また、振動部１１１ａは、略矩形形状の平板状に形成されており、その主面が、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面と平行となっている。例えば、振動部１１１ａの主面は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸の負の方向をいて反時計回りに約３７°回転させた面と平行となっている。
【００１５】
また、振動部１１１ａには、振動部１１１ａの対外に対向する面に、一対の電極部１１３の一部、具体的には、励振電極部１１４（１１４ａ，１１４ｂ）が設けられている。振動部１１１ａは、この励振電極部１１４に電圧が印加されると、励振電極部１１４に挟まれている振動部１１１ａの一部が逆圧電効果および圧電効果により所定の周波数で厚みすべり振動をする。一般的に、厚みすべり振動の周波数は、振動部１１１ａの上下方向の厚みによって厚みすべり振動のしやすさが異なるため、振動部１１１ａの上下方向の厚みに依存している。具体的には、振動部１１１ａの上下方向の厚みが薄い程、振動部１１１ａの厚みすべり振動の周波数が高くなるというように、発振周波数は、振動部１１１ａの上下方向の厚みに対して反比例するようになっている。従って、振動部１１１ａの厚みすべり振動の周波数が高い場合、振動部１１１ａの上下方向の厚みが薄く、かつ、厚みすべり振動がしやすいので、励振電極部１１４に挟まれている振動部１１１ａの一部が振動しているときに振動部１１１ａの縁部まで厚みすべり振動が漏れ振動してしまうこととなる。
【００１６】
ここで、励振電極部１１４が設けられている振動部１１１ａの面を、振動部１１１ａの主面とする、また、振動部１１１ａの主面のうち、後述する固定部１１１ｂと同一平面上に位置している振動部１１１ａの主面を振動部１１１ａの上面とし、振動部１１１ａの上面と反対側を向く振動部１１１ａの面を振動部１１１ａの下面とする。
【００１７】
ここで、振動部１１１ａは、前述したように、略矩形形状の平板状となっており、平面視して、長辺の長さが０．８〜４．０ｍｍとなっており、短辺の長さが０．６〜２．８ｍｍとなっている。また、振動部１１１ａの上下方向の厚みは、５〜２２μｍとなっている。
【００１８】
固定部１１１ｂは、本実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造された水晶素子１１０を水晶デバイス（図示せず）として用いるとき、導電性接着剤等の保持部材（図示せず）によって水晶素子１１０を実装する基板（図示せず）に水晶素子１１０を接着、保持するためのものである。固定部１１１ｂには、一対の電極部１１３の一部、具体的には、引出部１１５（１１５ａ，１１５ｂ）が二つ並んで設けられている。固定部１１１ｂは、引出部１１５が導電性接着剤等の保持部材によって基板の搭載パッド（図示せず）と電気的に接着されて、水晶素子１１０が基板に接着、保持され、実装される。
【００１９】
固定部１１１ｂは、前述したように、振動部１１１ａと一体的に形成されており、例えば、水晶部材が用いられ、略矩形形状の平板状に形成されている。また、固定部１１１ａは、水晶素子１１０の上面を平面視して、振動部１１１ａの所定の一辺に沿って設けられており、固定部１１１ａの所定の一面が、前述した振動部１１１ａの上面と同一平面上に位置している。また、固定部１１１ｂは、水晶素子１１０の下面を平面視したとき、固定部１１１ｂの四隅のうち振動部１１１ａ側を向く二隅が円弧形状となっている。
【００２０】
ここで、振動部１１１ａの上面と同一平面上に位置している固定部１１１ｂの面を固定部１１１ｂの上面とし、振動部１１１ａの上面と反対側を向く固定部１１１ｂの面を固定部１１１ｂの下面とする。また、固定部１１１ｂの上面および固定部１１１ｂの下面を固定部１１１ｂの両主面とし、固定部１１１ｂの両主面につながっている固定部１１１ｂの面を固定部１１１ｂの側面とする。
【００２１】
固定部１１１ｂは、その上下方向の厚みが振動部１１１ａの上下方向の厚みより少なくとも二倍以上の厚みとなっている。このため、吸着ノズル等で吸引し本実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造された水晶素子１１０を移動させる場合、振動部１１１ａの上下方向の厚みより厚い固定部１１１ｂを吸引し移動することが可能となり、上下方向の厚みが振動部と固定部とで同じとなっている水晶素子の場合のように吸引時に吸引が原因で水晶素子が破損することを低減させることができ、生産性を向上させることができる。また、水晶素子１１０を水晶デバイスとして用いる場合、上下方向の厚みが振動部と固定部とが同じとなっている水晶素子を実装する場合と比較して、固定部１１１ｂと振動部１１１ａの上下方向の厚みの差の分だけ振動部１１１ａを水晶デバイスの基板から離れた位置にすることができるので、振動部１１１ａが基板と接触することを低減させつつ、振動部１１１ａと導電性接着等の保持部材とが接触することを低減させることが可能となる。
【００２２】
また、固定部１１１ｂは、特に図示しないが、水晶素子１１０の上面を平面視して、固定部１１１ｂの長辺が振動部１１１ａの短辺より長くなっていてもよい。固定部１１１ｂの長辺を振動部１１１ａの短辺より長くすることにより、固定部１１１ｂに設ける一対の引出部１１５の間隔を広くすることができ、導電性接着剤等の保持部材により基板に実装するとき、導電性接着剤等の保持部材によって一対の引出部１１３が電気的に短絡することを低減させることが可能となる。また、固定部１１１ｂ長辺を振動部１１１ａの短辺より長くすることで、固定部１１１ｂの体積をより増やすことができ、水晶素子１１０の重心をより固定部１１１ｂ側にすることが可能となり、導電性接着剤等の保持部材により基板に実装するとき、振動部１１１ａの端部が基板に接触することをさらに低減させることが可能となる。
【００２３】
ここで、固定部１１１ｂは、前述したように、略矩形形状の平板状となっており、固定部１１１ｂの上面を平面視して、長辺の長さが０．６〜３．０ｍｍとなっており、短辺の長さが０．２６〜２．０ｍｍとなっている。また、固定部１１１ｂは、その上下方向の厚みが３０〜１００μｍとなっている。
【００２４】
緩衝部１１１ｃは、後述する傾斜部１１１ｄを設けることによって、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａの影響を低減しつつ、振動部１１１ａの振動を徐々に軽減させるためのものである。緩衝部１１１ｃは、振動部１１１ａと固定部１１１ｂと一体的に形成されており、例えば、水晶部材が用いられ、振動部１１１ａの上下方向の厚みと同じ厚みとなるように平板状に形成されている。また、緩衝部１１１ｃは、所定の一面が振動部１１１ａの上面および固定部１１１ｂの上面と同一平面上に位置している。緩衝部１１１ｃは、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に設けられており、水晶素子１１０の上面を平面視したとき振動部１１１ａの所定の一辺に沿って、緩衝部１１１ｃ、固定部１１１ｂの順に並ぶように設けられている。従って、緩衝部１１１ｃは、振動部１１１ａの所定の一辺を含む側面と接しつつ、固定部１１１ｂの振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ｂの側面と接している。
【００２５】
ここで、振動部１１１ａの上面および固定部１１１ｂの上面と同一平面上に位置している緩衝部１１１ｃの所定の一面を、緩衝部１１１ｃの上面とする。前述したように、振動部１１１a、固定部１１１ｂ、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄは一体的に形成されているため、実際に存在していない面ではあるが、緩衝部１１１ｃの上面と反対側を向く緩衝部１１１ｃの緩衝部１１１ｃの面を緩衝部１１１ｃの下面とする。また、緩衝部１１１ｃの上面および緩衝部１１１ｃの下面を緩衝部１１１ｃの主面とし、この緩衝部１１１ｃの両主面とつながっている緩衝部１１１ｃの面を緩衝部１１１ｃの側面とする。
【００２６】
緩衝部１１１ｃは、水晶素子１１０の上面を平面視したとき、振動部１１１ａ側を向く緩衝部１１１ｃの辺の両端が振動部１１１ａ側に凸となるように円弧形状となっており、固定部１１１ｂ側を向く緩衝部１１１ｃの辺の両端が固定部１１１ｂ側に凹となるように円弧形状となっている
【００２７】
ここで、緩衝部１１１ｃは、水晶素子１１０の上面を平面視して、振動部１１１ａと接している辺から固定部１１１ｂに接している辺までの長さが、０．３〜０．７ｍｍとなっている。また、緩衝部１１１ｃの上下方向の厚みは、振動部１１１ａの上下方向の厚みと同じとなっており、５〜２２μｍとなっている。
【００２８】
傾斜部１１１ｄは、緩衝部１１１ｃに設けられることによって、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａの影響を低減しつつ、振動部１１１ａの振動を徐々に減衰させるためのものである。また、傾斜部１１１ｄは、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂおよび緩衝部１１１ｃと一体的に形成されている。傾斜部１１１ｄは、緩衝部１１１ｃの下面に設けられており、振動部１１１ａの下面から固定部１１１ｂの下面にかけて徐々に上下方向の厚みが厚くなるように設けられている。また、傾斜部１１１ｄは、水晶素子１１０の下面を平面視して、振動部１１１ａと接している辺の両端が振動部１１１ａ側に凸となるように円弧形状となっており、固定部１１１ｂと接している辺の両端が固定部１１１ｂ側に凹となるように円弧形状となっている。ここで、傾斜部１１１ｄは、水晶素子１１０の下面を平面視して、振動部１１１ａと接している傾斜部１１１ｄの辺から固定部１１１ｂと接している傾斜部１１１ｄの辺までの長さが、０．３〜１．５ｍｍとなっている。
【００２９】
貫通穴１１２は、水晶片１１１の振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて徐々に厚みが厚くなっている箇所、具体的には、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄに、緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通するように形成されている。従って、貫通穴１１２を形成することで、振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとが接している面積を小さくすることができる。このため、緩衝部１１１ｃが振動部１１１ａに接していることによる振動部１１１ａの振動への阻害を低減させることが可能となる。
【００３０】
また、貫通穴１１２は、水晶素子１１０の上面を平面視して、緩衝部１１１ｃの中央部に形成されている。従って、平面視して、振動部１１１ａが、振動部１１１ａの四隅のうち固定部１１１ｂ側を向く二隅で、緩衝部１１１ｃと接触することとなり、水晶片１１１では、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの二隅で振動部１１１ａが緩衝部１１１ｃで固定されていると見なすことができる。一般的に、水晶片１１１に設けられている一対の電極部１１３に電圧が印加されると、電極部１１３の一部、具体的には、励振電極部１１４に挟まれている振動部１１１ａが厚みすべり振動をする。このとき、平面視して、励振電極部１１４の中心から励振電極部１１４の外縁部側に向かって厚みすべり振動が伝搬し、さらに、励振電極部１１４の外縁部から振動部１１１ａの外縁に向かって厚みすべり振動が伝搬する。従って、厚みすべり振動による振動部１１１ａの変位量は、励振電極部１１４の中心で最も大きく、励振電極部１１４の中心から離れる程、変位量が小さくなっている。つまり、貫通穴１１２は、水晶素子１１０の上面を平面視して、緩衝部１１１ｃの中央部に形成することで、振動部１１１ａの変位量が少ない部分が緩衝部１１１ｃに固定されている状態にすることができ、平面視して貫通穴１１２が中央にない場合と比較して、緩衝部１１１ｃによる振動部１１１ａの影響によるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。
【００３１】
また、貫通穴１１２は、水晶素子１１０を平面視して、その開口部が略矩形形状となっており、その四隅が円弧形状となっている。このように、開口部の四隅を円弧形状にし、貫通穴１１２の開口部に丸みをもたせることで、水晶素子１１０の外部から応力が加わったとき、貫通穴１１２の開口部に向かう向きに加わる応力が四隅に集中することを低減させることが可能となり、貫通穴１１２の開口部からクラック等の破損が生じることを低減させることができる。ここで、貫通穴１１２の開口部は、略矩形形状となっており、長辺が０．３〜１．７８ｍｍとなっており、短辺が０．０１〜０．１２ｍｍとなっており、四隅が半径０．０５〜０．１２ｍｍのＲ面取りされた円弧形状となっている。なお、ここで貫通穴１１２の開口部が略矩形形状となっており、その四隅が円弧形状となっている場合について説明しているが、例えば、貫通穴１１２の開口部が楕円形状となっていてもよい。
【００３２】
電極部１１３（１１３ａ、１１３ｂ）は、水晶片１１１の振動部１１１ａに電圧を印加するためのものであり、一対で水晶片１１１に設けられている。電極部１１３は、励振電極部１１４（１１４ａ，１１４ｂ）、引出部１１５（１１５ａ，１１５ｂ）および配線部１１６（１１６ａ，１１６ｂ）から構成されている。
【００３３】
励振電極部１１４（１１４ａ，１１４ｂ）は、振動部１１１ａに電圧を印加するためのものである。励振電極部１１４は、一対となっており、振動部１１１ａの両主面に互いが対向するように設けられている。また、励振電極部１１４は、励振電極部１１４に電圧が印加されたとき、平面視して、励振電極部１１４の中心から楕円形状、または、円形形状に振動が伝搬しているので、効率良く振動部１１１ａを振動させるために平面視して、楕円形状、または、円形形状となっている。これにより、平面視して電極形状が略矩形形状の場合と比較して、緩衝部１１１ｃによる振動部１１１ａへの影響をより低減させることができ、水晶素子１１０のクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。
【００３４】
引出部１１５（１１５ａ，１１５ｂ）は、水晶素子１１０の外部から励振電極部１１４に電圧を印加するためのものであり、固定部１１１ｂの下面に二つ並んで設けられている。引出部１１５は、水晶素子１１０を電子デバイスとして用いるとき、基板（図示せず）の搭載パッド（図示せず）と向かい合う位置に設けられ、導電性接着剤等の保持部材（図示せず）によって、搭載パッドと電気的に接着される。
【００３５】
配線部１１６（１１６ａ，１１６ｂ）は、一対となっており、励振電極部１１４と引出部１１５とを電気的に接続するためのものである。一方の配線部１１６ａは、一端が振動部１１１ａの上面に設けられている一方の励振電極部１１４ａと接続されつつ、他端が固定部１１１ｂの下面に設けられている一方の引出部１１５ａに接続されるように、振動部１１１ａの上面、貫通穴１１２の内壁面および固定部１１１ｂの下面に少なくとも設けられている。他方の配線部１１６ｂは、一端が振動部１１１ａの下面に設けられている他方の励振電極部１１４ｂと接続されつつ、他端が固定部１１１ｂの下面に設けられている他方の引出部１１５ｂに接続されるように、振動部１１１ａの下面、傾斜部１１１ｄおよび固定部１１１ｂの下面に少なくとも設けられている。
【００３６】
一方の配線部１１６ａの一部を貫通穴１１２の内壁面に設けることにより、一方の励振電極部１１４ａから一方の引出部１１５ａまでの一方の配線部１１６ａの長さを、貫通穴１１２の内壁面に設けない場合と比較して、短くすることができる。これにより、一方の配線部１１６ａの長さを短くした分だけ、一方の配線部１１６ａ自身が持つ抵抗値を小さくすることができ、一方の配線部１１６ａの抵抗によるクリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。
【００３７】
また、貫通穴１１２の内壁面に、配線部１１６ａを設けることで、固定部１１１ｂの側面または振動部１１１ａの側面に配線部１１６ａの一部を設ける必要がなくなる。このため、水晶素子１１０を基板（図示せず）に実装するために吸着ノズル等で吸引し水晶素子１１０を移動させるとき、固定部１１１ｂの側面または振動部１１１ａの側面に設けた場合のように、側面に設けられている配線部の一部が接触し剥離することを低減させることができる。
【００３８】
また、貫通穴１１２の内壁面に配線部１１６ａの一部を設けることにより、固定部１１１ｂの側面または振動部１１１ａの側面に配線部を設けた場合と比較して、水晶素子１１０の存在する雰囲気中の塵、埃等の異物が配線部１１６ａに付着することを抑えつつ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させることが可能となる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る水晶素子の製造方法について説明する。本実施形態に係る水晶素子の製造方法は、図２〜図５に示したように、水晶ウエハ形成工程、耐食膜形成工程、レジスト膜形成工程、第一露光工程、第二露光工程、現像工程、耐食膜除去工程、水晶片形成工程、剥離工程、電極部形成工程、および個片化工程から構成されている。なお、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、第一露光工程と第二露光工程とを別々に説明しているが、第一露光工程と第二露光工程とを同時に行ってもよい。
【００４０】
（水晶ウエハ形成工程）
水晶ウエハ形成工程は、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した平板状の水晶ウエハ１０を形成する工程である。水晶ウエハ形成工程では、互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有した水晶部材が、その主面が各結晶軸と所定の角度となるように切断され、その上下方向の厚みが所定の厚みとなるまで研磨される。このとき、水晶ウエハ１０の主面は、Ｘ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面、例えば、約３７°回転させた面と平行となっている。また、水晶ウエハ１０の上下方向の厚みは、本実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造される固定部１１１ｂの上下方向の厚みと同じ厚みとなっている。
【００４１】
ここで、水晶ウエハ１０は、例えば、略矩形形状の平板状となっており、長辺の長さが、１０〜１０１．６ｍｍとなっており、短辺の長さが、１０〜１０１．６ｍｍとなっており、上下方向の厚みが３０〜１００ｍｍとなっている。なお、水晶ウエハ１０が略矩形形状の平板状となっている場合について説明しているが、例えば、円形形状または楕円形形状の平板状となっていてもよい。
【００４２】
（耐食膜形成工程）
耐食膜形成工程は、水晶ウエハ１０の上面に第一耐食膜２０ａを形成し、水晶ウエハ１０の下面に第二耐食膜２０ｂを形成する工程である。耐食膜形成工程では、スパッタリング技術または蒸着技術により、第一耐食膜２０ａが水晶ウエハ１０の上面に形成され、第二耐食膜２０ｂが水晶ウエハ１０の下面に形成される。第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂは、後述する水晶片形成工程において、エッチング溶液に浸漬させたときにエッチング溶液に溶解しない金属が用いられている。例えば、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂは、積層構造となっており、水晶ウエハ１０の主面上にクロム、ニクロム、ニッケル、チタンのいずれか、または、いずれかを含む合金からなる下地金属層が形成された後、この下地金属層上に金からなる金属層が形成されている。ここで、第一金属層２０ａおよび第二金属層２０ｂの上下方向の厚みは、例えば、１０００〜５０００Åとなっている。なお、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂが複数の金属が積層された場合について説明しているが、例えば、一層であってもよい。
【００４３】
（レジスト膜形成工程）
レジスト膜形成工程は、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂ上に感光性レジストを塗布しレジスト膜３０（３０ａ，３０ｂ）を形成する工程である。感光性レジストは、光が照射されると変質する性質を有しており、例えば、ポジ型の感光性レジストが用いられる。レジスト膜形成工程では、例えば、スピンコータにより、感光性レジストが第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂ上に塗布され、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂ上にレジスト膜３０が形成される。ここで、第一耐食膜２０ａの上面に塗布され形成されたレジスト膜３０を第一レジスト膜３０ａとし、第二耐食膜２０ｂの上面に塗布され形成されたレジスト膜３０を第二レジスト膜３０ｂとする。
【００４４】
（第一露光工程）
第一露光工程は、水晶ウエハ１０の上面に形成されているレジスト膜３０上に第一マスクＭ１を設け、所定のパターンで水晶ウエハ１０の上面に形成されているレジスト膜３０を露光する工程である。第一露光工程では、例えば、露光機が用いられ、水晶ウエハ１０の上面に形成されているレジスト膜３０（第一レジスト膜３０ａ）上に、所定のパターンの第一マスクＭ１が配置され、第一マスクＭ１越しに紫外光が照射される。このため、第一マスクＭ１によって、第一レジスト膜３０ａには、紫外光が照射される部分と紫外光が照射されない部分が存在することとなる。また、第一マスクＭ１を水晶ウエハ１０上に配置するとき、振動部１１１ａとなる部分から固定部１１１ｂへ向かう向きが水晶ウエハ１０のＸ軸の正の向きと同じ向きになるように配置する。
【００４５】
第一露光工程では、第一マスクＭ１越しに紫外光を第一レジスト膜３０ａに照射することで、例えば、水晶片１１１となる部分、具体的には、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂおよび緩衝部１１１ｃとなる部分に光を照射せず、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部に光を照射している。このとき、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって緩衝部１１１ｃとなる部分の一部にも光を照射している。
【００４６】
（第二露光工程）
第二露光工程は、水晶ウエハ１０の下面に形成されているレジスト膜３０上に第二マスクＭ２を設け、所定のパターンで水晶ウエハ１０の下面に形成されているレジスト膜３０を露光する工程である。第二露光工程では、例えば、露光機が用いられ、水晶ウエハ１０の下面に形成されているレジスト膜３０（第二レジスト膜３０ｂ）上に、所定のパターンの第二マスクＭ２が配置され、第二マスク越しに紫外光が照射される。このため、第二マスクＭ２によって、第二レジスト膜３０ｂには、紫外光が照射される分と紫外光が照射されない部分とが存在することとなる。また、第二マスクＭ２を水晶ウエハ１０上に配置するとき、振動部１１１ａとなる部分から固定部１１１ｂへ向かう向きが水晶ウエハ１０のＸ軸の正の向きと同じ向きになるように配置する。
【００４７】
第二露光工程では、第二マスクＭ２越しに紫外光を第二レジスト膜３０ｂに照射することで、例えば、固定部１１１ｂとなる部分に光を照射せず、振動部１１１ａ、傾斜部１１１ｄ、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部に光を照射している。このとき、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺に沿った縁部にも光を照射している。
【００４８】
（現像工程）
現像工程は、露光されたレジスト膜３０が形成されている水晶ウエハ１０を所定の溶液に浸漬させ、水晶ウエハ１０の上面を平面視して、水晶片１１１となる部分にレジスト膜３０が残留し、水晶ウエハ１０の下面を平面視して、水晶片１１１の固定部１１１ｂとなる部分にレジスト膜３０が残留するように、レジスト膜３０の不要な部分を除去し現像する工程である。従って、現像工程では、露光されたレジスト膜３０が形成されている水晶ウエハ１０を所定の溶液に浸漬させることで、光が照射されている部分のレジスト膜３０を剥離させている。
【００４９】
ここで、現像工程後に、光が照射されず水晶ウエハ１０上に残留しているレジスト膜３０をレジストマスク３１（３１ａ，３１ｂ）とし、第一レジスト膜３０ａであって水晶ウエハ１０上に残留しているものを第一レジストマスク３１ａとし、第二レジスト膜３０ｂであって水晶ウエハ１０上に残留しているものを第二レジストマスク３１ｂとする。
【００５０】
現像工程後の水晶ウエハ１０の上面を平面視すると、前述したように、第一露光工程において、水晶片１１１となる部分に光を照射せず、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部に光を照射しているので、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部のレジスト膜３０が除去され第一耐食膜２０ａが露出されつつ、水晶片１１１となる部分にレジスト膜３０が残留されている。また、第一露光工程において振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって緩衝部１１１ｃとなる部分の一部にも光を照射しているので、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって緩衝部１１１ｃとなる部分の一部のレジスト膜３０が除去され第一耐食膜２０ａが露出されている。従って、第一レジストマスク３１ａは、水晶ウエハ１０の上面を平面視したとき、水晶片１１１となる部分、具体的には、振動部１１１ａ、固定部１１１ｂおよび緩衝部１１１ｃとなる部分に設けられている。
【００５１】
現像工程後の水晶ウエハ１０の下面を平面視すると、前述したように、第二露光工程において、固定部１１１ｂとなる部分に光を照射せず、振動部１１１ａ、傾斜部１１１ｄ、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部に光を照射しているので、振動部１１１ａ、傾斜部１１１ｄ、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部のレジスト膜３０が除去され第二耐食膜２０ｂが露出されつつ、固定部１１１ｂとなる部分のレジスト膜３０が残留している。また、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺に沿った縁部にも光を照射しているので、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺に沿った縁部に沿った部分もレジスト膜３０が除去され第二耐食膜２０ｂが露出された状態となっている。従って、第二レジストマスク３１ｂは、水晶ウエハ１０の下面を平面視したとき、固定部１１１ｂ部分に設けられている。
【００５２】
（耐食膜除去工程）
耐食膜除去工程は、現像後の水晶ウエハ１０を所定の溶液に浸漬させて、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂのレジスト膜３０が形成されていない部分を除去する工程である。耐食膜除去工程前の水晶ウエハ１０は、水晶ウエハ１０の上面上に第一耐食膜２０ａ、第一レジストマスク３１ａの順で形成されつつ、水晶ウエハ１０の下面上に第二耐食膜２０ｂ、第二レジストマスク３１ｂの順で形成されている。また、耐食膜除去工程前の水晶ウエハ１０は、現像工程により不要なレジスト膜３０が除去されているので、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂの一部が露出されている状態となっている。耐食膜除去工程では、レジスト膜３０が形成されていない部分、つまり、露出している第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂが、所定の溶液に浸漬されることで、除去されている。
【００５３】
耐食膜除去工程後の水晶ウエハ１０の上面を平面視すると、水晶片１１１となる部分に第一レジストマスク３１ａが形成され、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部の水晶ウエハ１０の上面が露出している。また、耐食膜除去工程後の水晶ウエハ１０の下面を平面視すると、固定部１１１ｂとなる部分に第二レジストマスク３１ｂが形成され、振動部１１１ａ、傾斜部１１１ｄ、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ａの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部の水晶ウエハ１０の下面が露出している。
【００５４】
ここで、不要な部分が除去された第一耐食膜２０ａを第一耐食マスク２１ａとし、不要な部分が除去された第二耐食膜２０ｂを第二耐食マスク２１ｂとする。従って、耐食膜除去工程後の水晶ウエハ１０は、水晶ウエハ１０の上面上に第一耐食マスク２１ａ、第一レジストマスク３１ａが所定のパターンで形成されつつ、水晶ウエハ１０の下面上に第二耐食マスク２１ｂ、第二レジストマスク３１ｂが所定のパターンで形成されている。
【００５５】
（水晶片形成工程）
水晶片形成工程は、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂのレジスト膜３０が形成されていない部分が除去された水晶ウエハ１０を、所定のエッチング溶液に浸漬させ、露出している水晶ウエハ１０をエッチングすることで、振動部１１１ａから固定部１１１ｂへ向かう向きが水晶ウエハ１０のＸ軸の正の向きと同じ向きになるようにしつつ、固定部１１１ｂの一部を水晶ウエハ１０に固定するように水晶片１１１を形成すると共に、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に平板状の緩衝部１１１ｃと、緩衝部１１１ｃの下面に振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて上下方向の厚みが厚くなっている傾斜部１１１ｄと、を形成する工程である。水晶片形成工程では、水晶ウエハ１０の一部がレジストマスク３１、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂで保護されず露出されている状態で、水晶ウエハ１０を所定のエッチング溶液に浸漬させるので、この露出されている水晶ウエハ１０の一部がエッチングされる。このとき、水晶ウエハ１０の各結晶軸によってエッチングされる速度が異なっている。
【００５６】
固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ｂの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部に着目すると、水晶片形成工程前の状態では、水晶ウエハ１０が露出されている。従って、水晶片形成工程において、所定のエッチング溶液に浸漬させることで、露出している水晶ウエハ１０の両主面からエッチングを開始させ、水晶ウエハ１０の上面から下面にかけて貫通する空間を形成することができる。ここで、この固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部、および、振動部１１１ａ側を向く固定部１１１ｂの辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺に沿った縁部に形成された空間を、水晶片形成用貫通穴１２とする。
【００５７】
水晶片形成用貫通穴１２を、固定部１１１ｂ側を向く振動部１１１ａの辺を除く振動部１１１ａの三辺に沿った縁部に形成することで、水晶片１１１を固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺で、隣接する水晶片１１１または水晶ウエハ１０に、連結させた状態で固定させることが可能となる。このため、振動部１１１ａ側を向く辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺の縁部において水晶ウエハ１０と連結するように水晶ウエハ１０に固定させる場合と比較して、水晶片１１１同士を連結させることが可能となり、一枚の水晶ウエハ１０内に形成する水晶片１１１の数量を多くすることができ、生産性を向上させることが可能となる。
【００５８】
固定部１１１ｂとなる部分に着目すると、水晶ウエハ１０の上面には第一耐食マスク２１ａおよび第一レジストマスク３１ａが形成され、水晶ウエハ１０の下面には第二耐食マスク２１ｂおよび第二レジストマスク３１ｂが形成されている。このとき、水晶ウエハ１０の下面を平面視すると、固定部１１１ｂとなる部分に形成されている第二レジストマスク３１ｂは、略矩形形状となっており、振動部１１１ａ側を向く二隅が円弧形状となっている。従って、水晶片形成工程において、所定のエッチング溶液に浸漬させたとき、固定部１１１ｂとなる部分は、水晶ウエハ１０の上面および下面のどちらからも、エッチングが開始されない。
【００５９】
振動部１１１ａとなる部分に着目すると、水晶ウエハ１０の上面には第一耐食マスク２１ａおよび第一レジストマスク３１ａが形成されており、水晶ウエハ１０の下面では水晶ウエハ１０の下面が露出している。従って、水晶片形成工程において、所定のエッチング溶液に浸漬させたとき、振動部１１１ａとなる部分は、水晶ウエハ１０の下面からのみエッチングが開始され、所定の時間、エッチング溶液に浸漬させることで、振動部１１１ａとなる部分の上下方向の厚みを調整している。ここで、固定部１１１ｂの上下方向の厚み、つまり、水晶ウエハ１０の上下方向の厚みが、振動部１１１ａの上下方向の厚みより２倍以上にすることで、振動部１１１ａの上下方向の厚みとなるまでエッチング溶液に浸漬させることにより、水晶片形成用貫通穴１２を同時に形成することが可能となる。この結果、水晶片形成用貫通穴１２と振動部１１１ａとなる部分とを同時に形成することが可能となり、それぞれ別々に形成する場合と比較して、生産性を向上させることが可能となる。
【００６０】
緩衝部１１１ｃおよび緩衝部１１１ｃの下面に設けられている傾斜部１１１ｄとなる部分に着目すると、水晶ウエハ１０の上面には第一耐食マスク２１ａおよび第一レジストマスク３１ａが形成されており、水晶ウエハ１０の下面では水晶ウエハ１０の下面が露出している。また、水晶ウエハ１０の下面を平面視したとき、前述したように、固定部１１１ｂとなる部分には第二耐食マスク２１ｂおよび第二レジストマスク３１ｂが形成されており、振動部１１１ａとなる部分は水晶ウエハ１０が露出している。また、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄとなる部分は、水晶ウエハ１０が互いに直交しているＸ軸とＹ軸とＺ軸とからなる結晶軸を有しており、それぞれの結晶軸によってエッチングの進行速度が異なっていることを利用して、形成される。具体的には、水晶ウエハ１０の主面をＸ軸およびＺ軸に平行となっている面を、Ｘ軸を中心にＸ軸の負の方向を見て反時計回りに回転させた面、例えば、約３７°回転させた面と平行にしつつ、振動部１１１ａから固定部１１１ｂへ向かう向きがＸ軸の正の向きと同じになるようにすることで、水晶片形成工程では、水晶ウエハ１０の下面側において、エッチングされない固定部１１１ｂとエッチングされる振動部１１１ａとの間に、傾斜面を容易に形成することができ、平板状の緩衝部１１１ｃとこの緩衝部１１１ｃの下面に設けられ振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて徐々に上下方向の厚みが厚くなっている傾斜部１１１ｄとを形成することが可能となる。
【００６１】
また、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄとなる部分は、前述しように、水晶片形成工程においてエッチング溶液に浸漬させたときに、結晶軸によってエッチング速度が異なることを利用して形成しているので、水晶ウエハ１０の下面側において、固定部１１１ｂとなる部分に形成されている第二レジストマスク３１ｂは、略矩形形状となっており、振動部１１１ａ側を向く二隅が円弧形状となっている場合には、エッチング溶液に浸漬させたときにできる傾斜面もこの固定部１１１ｂの形状とほぼ相似した形状となる。従って、固定部１１１ｂとなる部分に形成されている第二耐食マスク２１ｂおよび第二レジストマスク３１ｂの形状によって、傾斜部１１１ｄとなる部分が、振動部１１１ａ側に凸となるように振動部１１１ａ側を向く傾斜部１１１ｄの辺の両端が円弧形状にしつつ、固定部１１１ｂ側に凹となるように固定部１１１ｂ側を向く傾斜部１１１ｄの辺の両端が円弧形状にすることが容易にできる。また、緩衝部１１１ｃの下面に傾斜部１１１ｄが設けられていることから、緩衝部１１１ｃと傾斜部１１１ｄとは同形状となるので、緩衝部１１１ｃとなる部分を、振動部１１１ａ側に凸となるように振動部１１１ａ側を向く緩衝部１１１ｃの辺の両端が円弧形状にしつつ、固定部１１１ｂ側に凹となるように固定部１１１ｂ側を向く緩衝部１１１ｃの辺の両端が円弧形状にすることが容易にできる。
【００６２】
また、緩衝部１１１ｃおよび傾斜部１１１ｄとなる部分は、水晶片形成工程前では、水晶ウエハ１０の上面を平面視すると、水晶ウエハ１０の上面であって緩衝部１１１ｃとなる部分の一部に第一耐食膜２０ａおよび第一レジスト膜３０ａが形成されておらず水晶ウエハ１０の上面が露出しつつ、水晶ウエハ１０の下面を平面視すると、水晶ウエハ１０の下面が露出した状態となっている。従って、水晶片形成工程において、所定のエッチング溶液に浸漬させることがで、水晶ウエハ１０の上面および水晶ウエハ１０の下面からエッチングが開始されることとなり、緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通している空間を容易に形成することができる。ここで、この緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通している空間を、貫通穴１１２とする。
【００６３】
固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に着目する。水晶片形成工程までは、水晶ウエハ１０の上面を平面視すると、第一耐食マスク２１ａおよび第一レジストマスク３１ａが形成されており、水晶ウエハ１０の下面を平面視すると、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って水晶ウエハ１０の下面が露出している。従って、水晶片形成工程において、所定のエッチング溶液に浸漬させることで、水晶ウエハ１０の下面からエッチングが開始されることとなり、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って溝を容易に形成することができる。ここで、この固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って形成されている溝を、割断溝１１とする。
【００６４】
割断溝１１は、後述する個片化工程において、水晶片１１１の固定されている部分を折り取りまたは切断する部分に形成されており、少ない力で水晶片１１１を折り取りまたは切断するためのものである。また、割断溝１１は、平面視して、Ｘ軸と平行な向きの長さが、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の長さ以下となっており、例えば、０．２〜２．０ｍｍとなっている。また、割断溝１１は、平面視して、平面視して、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺に沿って設けられており、割断溝１１の開口部のＸ軸と垂直な方向の長さが、隣接しあう振動部１１１ａ間の長さ以下となっており、例えば、３０〜５０μｍとなっている。割断溝１１は、上下方向の深さが固定部１１１ｂの上下方向の半分以上であって、固定部１１１ｂの下面と振動部１１１ａの下面との長さ以下となっており、例えば、１５〜５０μｍとなっている。また、割断溝１１の上下方向の深さは、それぞれの結晶軸によってエッチングの進行速度が異なっていることを利用して、割断溝１１のＸ軸に垂直な向きの長さを指定することで、割断溝１１の上下方向の深さを決定することが可能である。
【００６５】
（剥離工程）
剥離工程は、エッチングされた水晶ウエハ１０に残留している第一耐食膜２０ａ、第二耐食膜２０ｂおよびレジスト膜３０を剥離させる工程である。剥離工程では、剥離工程では、まず、レジスト膜３０を溶解することができる第一剥離液に浸漬させて、第一レジストマスク３１ａおよび第二レジストマスク３１ｂを溶融させ、第一レジストマスク３１ａおよび第二レジストマスク３１ｂを除去する。次に、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂを溶解することができる第二剥離液に浸漬させ、第一耐食マスク２１ａおよび第二耐食マスク２１ｂを溶解させ、第一耐食マスク２１ａおよび第二耐食マスク２１ｂを除去する。
【００６６】
（電極部形成工程）
電極部形成工程は、水晶片１１１の所定の位置に、所定の金属パターンの電極部１１３を形成する工程である。電極部形成工程では、例えば、蒸着技術またはスパッタリング技術を用いて電極部１１３を形成している。なお、ここで、電極部形成工程において、蒸着技術またはスパッタリング技術を用いて電極部１１３を形成する方法について説明しているが、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて電極部１１３を形成してもよい。電極部１１３は、例えば、積層構造となっており、水晶片１１１の表面上に、クロム、ニクロム、ニッケル、チタンのいずれか、または、いずれかを含む合金からなる下地金属層が形成された後、この下地金属層上に金、銀、不純物が添加されている金、または、不純物が添加されている銀からなる金属層が形成されている。ここで、下地金属層の上下方向の厚みは、１０〜１００Åとなっており、下地金属層上に積層される金属層の上下方向の厚みが１００〜１０００Åとなっている。なお、電極部１１３が積層されている場合について説明しているが、例えば、金、銀、不純物が添加されている金、または、不純物が添加されている銀が用いられた一層であってもよい。
【００６７】
電極部１１３（１１３ａ、１１３ｂ）は、前述したように、励振電極部１１４（１１４ａ，１１４ｂ）、引出部１１５（１１５ａ，１１５ｂ）、および、配線部１１６（１１６ａ，１１６ｂ）から構成されている。励振電極部１１４は、一対となっており、一方の励振電極部１１４ａが振動部１１１ａの上面に形成されており、他方の励振電極部１１４ｂが振動部１１１ａの下面に形成されている。水晶ウエハ１０の上面を平面視して、一方の励振電極部１１４ａの中心部が振動部１１１ａの上面の中心部とほぼ重なる位置に位置しており、水晶ウエハ１０の下面を平面視して、他方の励振電極部１１４ｂの中心部が振動部１１１ａの下面の中心部とほぼ重なる位置に位置している。引出部１１５は、一対となっており、固定部１１１ｂの下面に二つ並んで形成されている。配線部１１６は、一対となっており、励振電極部１１４と引出部１１５とを電気的に接続するように水晶片１１１の表面に形成されている。一方の配線部１１６ａは、一端が一方の励振電極部１１４ａに接続されつつ他端が一方の引出部１１６ａに接続されるように、振動部１１１ａの上面、貫通穴１１２の内壁面、および、固定部１１１ｂの下面に少なくとも形成されている。他方の配線部１１６ｂは、一端が他方の励振電極部１１４ｂに接続されつつ他端が他方の引出部１１６ｂに接続されるように、振動部１１１ａの下面、傾斜部１１１ｄの傾斜面、および、固定部１１１ｂの下面に少なくとも形成されている。
【００６８】
また、電極部形成工程では、配線部１１６ａの一部を貫通穴１１２の内壁面に形成している。従って、配線部１１６ａによって、振動部１１１ａの上面、つまり、水晶素子１１０の上面に形成されている一方の励振電極部１１４ａと固定部１１１ｂの下面、つまり、水晶素子１１０の下面に形成されている一方の引出部１１５ａとを電気的に接続させるとき、固定部１１１ｂの側面、または、振動部１１１ａの側面に形成し電気的に接続させる必要がないので、隣接する水晶片１１１間の距離を固定部１１１ｂの側面、または、振動部１１１ａの側面に配線部１１６ａの一部を形成する場合と比較して短くすることができる。このため、隣接する水晶素子１１０間の長さを短くすることができると共に、１枚の水晶ウエハ１０内の水晶素子１１０の取数を増やすことができ、生産性を向上させることが可能となる。
【００６９】
また、電極部形成工程では、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって傾斜部１１１ｄの面が傾斜しているので、緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通している貫通穴１１２の内壁面に電極部１１３の一部、具体的には、配線部１１６を、蒸着技術またはスパッタリング技術により形成するときに、傾斜部１１１ｄがない場合と比較して、蒸着源またはスパッタターゲットから飛来する金属分子が振動部１１１ａの影になることを低減させることが可能となる。
【００７０】
（個片化工程）
個片化工程は、水晶片１１１の固定されている部分を折り取り、または、切断し、水晶片１１１を個片化する工程である。個片化工程では、例えば、水晶ウエハ１０の下面であって固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って形成されている割断溝１１内に、金属板等の固い板をＸ軸に平行な向きとなるようにし、割断溝１１の開口部から割断溝１１の底面に向かう向きに押しつけることで、割断溝１１の底面に応力を加え、水晶片１１１の固定されている部分、つまり、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部を容易に破損させることが可能となる。従って、個片化工程では割断溝１１を利用することで、金属板等の固い板の位置を固定しつつ、水晶片１１１が連結されている部分が少ないので少ない応力で容易に個片化することができ、生産性を向上させることができる。
【００７１】
また、このとき、水晶ウエハ１０の下面を平面視して、略矩形形状の固定部１１１ｂの四隅のうち振動部１１１ａ側を向く二隅が丸みを帯びているため、固定部が矩形形状の場合と比較して、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に形成されている割断溝１１に応力を集中させることができ、応力が分散することによる生じる固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部にばりの発生を低減させることが可能となる。この結果、水晶片１１１の固定部１１１ｂのばりを起点とした水晶片１１１の破損を低減させることができ、生産性を向上させることができる。ここで、ばりとは、水晶片１１１の一部が凸状にでた不規則な形状の突起のことである。
【００７２】
本実施形態に係る水晶素子の製造方法は、水晶ウエハ１０に第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂを形成後、第一耐食膜２０ａおよび第二耐食膜２０ｂ上にレジスト膜３０（３０ａ，３０ｂ）を形成し、このレジスト膜３０を露光、現像し、エッチングすることで水晶片１１１を形成している。従って、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、従来の水晶素子の製造方法のように、ラップ棒を用いて振動部１１１ａを研磨する必要がなくなる。このため、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、ラップ棒による研磨で生じる振動部の破壊をなくすことができ、生産性を向上させることができる。
【００７３】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、振動部１１１ａから固定部１１１ｂへ向かう向きが水晶ウエハ１０のＸ軸の正の向きと同じになるようにしつつ、水晶ウエハ１０の上面を平面視して、水晶片１１１となる部分に第一耐食膜２０ａおよびレジスト膜３０を残留させ、かつ、水晶ウエハ１０の下面を平面視して、固定部１１１ｂとなる部分に第二耐食膜２０ｂおよびレジスト膜３０を残留させた状態の水晶ウエハ１０を、所定のエッチング溶液に浸漬させてエッチングし水晶片１１１を形成している。従って、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、結晶軸によってエッチング速度が異なることを利用し、固定部１１１ｂから振動部１１１ａへ向かう向きをＸ軸の正の向きと同じにすることで、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間に平板状の緩衝部１１１ｃを形成しつつ、この緩衝部１１１ｃの下面に振動部１１１ａから固定部１１１ｂにかけて上下方向の厚みが徐々に厚くなっている傾斜部１１１ｄを形成することが容易にできる。このため、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、従来の製造方法で製造した水晶素子と比較して、固定部１１１ｂによる振動部１１１ａの振動への影響を低減させ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることを低減させた水晶素子１１０を製造することができ、生産性を向上させることができる。
【００７４】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、水晶片形成工程において、水晶片形成用貫通穴１２および貫通穴１１２となる部分を水晶ウエハ１０の上面および下面からエッチングし、振動部１１１ａとなる部分を水晶ウエハ１０の下面からエッチングすることで、水晶片１１１を形成している。従って、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、振動部１１１ａの上下方向の厚みが水晶ウエハ１０の上下方向の厚み（水晶ウエハ１０の上下方向の厚み）の半分以下であれば、振動部１１１ａを形成すると同時に水晶片形成用貫通穴１２および貫通穴１１２を形成することが可能となり、それぞれ別々に形成する場合と比較して生産性を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、現像工程において、水晶ウエハ１０の上面を平面視して、水晶片１１１となる部分の緩衝部１１１ｃの一部にレジスト膜３０を残留させず、耐食膜除去工程において、レジスト膜３０が残留していない部分の第一耐食膜２０ａを除去し、緩衝部１１１ｃの一部の水晶ウエハ１０を露出させ、水晶片形成工程において、緩衝部１１１ｃの一部を水晶ウエハ１０の両主面側からエッチングし、緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通している貫通穴１１２を形成している。従って、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、容易にこの貫通穴１１２を形成することができ、かつ、振動部１１１ａと緩衝部１１１ｃとが接している面積を貫通穴１１２によって小さくすること可能となる。このため、本実施形態に係る水晶素子の製造方法で製造される水晶素子１１０は、貫通穴１１２を形成することで、振動部１１１ａの振動が緩衝部１１１ｃにより阻害されることを、貫通穴１１２が形成されていない場合と比較して低減させることができ、クリスタルインピーダンス値が大きくなることをより低減させることが可能となる。この結果、本実施形態に係る水晶素子の製造方法は、貫通穴１１２が形成されていない場合と比較してクリスタルインピーダンス値が大きくなることをより低減させることができるので、水晶素子１１０の歩留りを向上させることが可能となり、生産性を向上させることができる。
【００７６】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法は、現像工程において、水晶ウエハ１０の上面を平面視して、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿ってレジスト膜３０を除去し、耐食膜除去工程において、水晶ウエハ１０の上面を平面視して、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って第一耐食膜２０ａを除去し、この固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って水晶ウエハ１０を露出させ、水晶片形成工程において、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って溝（割断溝１１）を形成し、個片化工程において、この溝（割断溝１１）の底面に応力を加えることで、水晶片１１１となる部分を個片化している。従って、本発明の実施形態に係る水晶素子の製造方法では、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って溝（割断溝１１）を形成し、この溝（割断溝１１）を利用することで、金属板等の固い板の位置を割断溝１１内で固定した状態で応力を加えることができるので、生産性を向上させることができる。
【００７７】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、個片化工程において、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部に沿って形成されている割断溝１１の底面に金属板等の固い板を押し当て応力を加えることで、水晶片１１１となる部分を個片化している。従って、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、水晶片１１１となる部分が、水晶片１１１の固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部で隣接する水晶片１１１となる部分、または、水晶ウエハ１０と連結された状態となっている。このため、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、振動部１１１ａ側を向く辺と反対側を向く固定部１１１ｂの辺の縁部において水晶ウエハ１０と連結するように水晶ウエハ１０に固定させる場合と比較して、水晶片形成用貫通穴１２を小さくすることができ、一枚の水晶ウエハ１０内に形成する水晶片１１１の数量を多くすることができ、生産性を向上させることが可能となる。
【００７８】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法は、個片化工程前の水晶ウエハ１０の上面を平面視すると、矩形形状の固定部１１１ｂの四隅のうち振動部１１１ａ側を向く二隅が円弧形状となっているため、固定部１１１ｂが矩形形状の場合と比較して、固定部１１１ｂのＸ軸に平行な縁部に形成されている割断溝１１に応力を集中させることができ、応力が分散することによる生じる固定部１１１ｂのＸ軸に平行な辺の縁部にばりの発生を低減させることが可能となる。従って、本実施形態に係る水晶素子１１０の製造方法は、水晶片１１１の固定部１１１ｂに生じたばりを起点とした水晶片１１１の破損を低減させることができ、生産性を向上させることができる。
【００７９】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法は、緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通するように形成されている貫通穴１１２の内壁面に配線部１１６ａの一部を形成している。従って、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、配線部１１６ａによって、振動部１１１ａの上面、つまり、水晶素子１１０の上面に形成されている一方の励振電極部１１４ａと固定部１１１ｂの下面、つまり、水晶素子１１０の下面に形成されている一方の引出部１１５ａとを電気的に接続させるとき、固定部１１１ｂの側面、または、振動部１１１ａの側面に形成し電気的に接続させる必要がないので、隣接する水晶片１１１間の距離を固定部１１１ｂの側面、または、振動部１１１ａの側面に配線部１１６ａの一部を形成する場合と比較して短くすることができる。このため、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、隣接する水晶素子１１０間の長さを短くすることができ、一枚の水晶ウエハ１０内の水晶素子１１０の取数を増やすことができ、生産性を向上させることが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態に係る水晶素子の製造方法では、振動部１１１ａと固定部１１１ｂとの間であって傾斜部１１１ｄの面が傾斜しているので、電極部形成工程において、緩衝部１１１ｃから傾斜部１１１ｄにかけて貫通している貫通穴１１２の内壁面に電極部１１３の一部、具体的には、配線部１１６を、蒸着技術またはスパッタリング技術により形成するときに、傾斜部１１１ｄがない場合と比較して、蒸着源またはスパッタターゲットから飛来する金属分子が振動部１１１ａの影になることを低減させることが可能となり、生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０・・・水晶ウエハ
１１・・・割断溝
１２・・・水晶片形成用貫通穴
２０ａ・・・第一耐食膜
２０ｂ・・・第二耐食膜
２１ａ・・・第一耐食マスク
２１ｂ・・・第二耐食マスク
３０・・・レジスト膜
３１・・・レジストマスク
３１ａ・・・第一レジストマスク
３２ｂ・・・第二レジストマスク１１０・・・水晶素子
１１１・・・水晶片
１１１ａ・・・振動部
１１１ｂ・・・固定部
１１１ｃ・・・緩衝部
１１１ｄ・・・傾斜部
１１２・・・貫通穴
１１３・・・電極部
１１４・・・励振電極部
１１５・・・引出部
１１６・・・配線部
【図１】
0006386298.tif 000002
【図２】
0006386298.tif 000003
【図３】
0006386298.tif 000004
【図４】
0006386298.tif 000005
【図５】
0006386298.tif 000006