(57)【要約】【課題】  ひとつの基板の中で深さが異なる凹部を一度のドライエッチングで製造する製造方法、その製造方法を利用して製造された水晶振動片及びジャイロ振動片を提供することにある。【解決手段】  時間ｔ２では、メタルマスク溝部Ｍ１のメタルマスク２がドライエッチング開始以前に備えていた残厚Ｔ１は全てドライエッチングされ、残厚がゼロになっている。この時点で、時間ｔ２を示すＹ軸に平行な線分とＸ軸との交点Ｋ３と、エッチング速度Ｅ２との交点Ｋ４で表されるＹ軸方向の長さとの差が、メタルマスク溝部Ｍ２におけるエッチング深さＦ２である。即ち、メタルマスク溝部Ｍ１の水晶基板１がエッチングされ始めるときに、メタルマスク溝部Ｍ２のエッチング深さはエッチング深さＦ２まで達していることになる。【選択図】      図２
2007096756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上にメタルマスクを生成する第１の工程と、
前記第１の工程で生成された前記メタルマスクに残り厚みが異なる複数の凹部を生成する第２の工程と、
前記第２の工程で生成された前記メタルマスクを用いて、前記基板を一括ドライエッチングする第３の工程とを少なくとも含むことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の製造方法において、前記基板は圧電効果を有する材料であることを特徴とする基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の基板の製造方法において、前記基板は石英、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉのいずれかひとつであることを特徴とする基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の基板の製造方法において、前記メタルマスクはＮｉ又はＣｒを少なくとも含むことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項４のいずれか一項に記載の基板の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする水晶振動片。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項４のいずれか一項に記載の基板の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするジャイロ振動片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に対して複数の深さを持つ領域を一括ドライエッチング加工する製造方法、及びその製造方法を用いて製造された水晶振動片及びジャイロ振動片に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、基板が水晶基板の場合に、水晶のウェットエッチングにおいて結晶方位によってエッチングされる量が異なる異方性エッチングが問題となっている。この異方性エッチングを防止するために、プラズマやガスでエッチングする方法としてドライエッチング技術が採用されている。
【０００３】
同一水晶板上に複数個の水晶振動子を形成する水晶振動子の製造方法、およびその水晶振動子を用いたＭＱＣＭ（Multi Quartz Crystal Microbalance）に関し、露光のためのマスクを透過した露光光の透過率が制御されかつ水晶板を一括ドライエッチング加工する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。この方法は、エッチング深さが異なる加工を加工部のレジストの厚さを制御して、一度のドライエッチングで加工するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この方法では露光光を制御する露光のためのマスクを製作する必要があることと、レジストの厚さを制御して、レジストをエッチングマスク材にしてドライエッチングするため、レジストと水晶基板との選択比（レジストのエッチング速度と水晶基板のエッチング速度の比）から計算すると、数μｍオーダーの段差しか形成することができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ひとつの基板の中で深さが異なる凹部を一度のドライエッチングで製造する製造方法、その製造方法を利用して製造された水晶振動片及びジャイロ振動片を提供することにある。
【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、本発明では、基板と、前記基板上にメタルマスクを生成する第１の工程と、前記第１の工程で生成された前記メタルマスクに残り厚みが異なる複数の凹部を生成する第２の工程と、前記第２の工程で生成された前記メタルマスクを用いて、前記基板を一括ドライエッチングする第３の工程とを少なくとも含むことを要旨とする。
【０００８】
これによれば、基板上にメタルマスクを生成し、このメタルマスクに残り厚みが異なる複数の凹部を生成し、基板を一括ドライエッチングすることによって、エッチングされるエッチング深さが異なる複数の溝を一挙に製造することができる。
【０００９】
本発明の基板の製造方法において、前記基板は圧電効果を有する材料であることを要旨とする。
【００１０】
これによれば、本発明は、基板が圧電効果を有する材料に好適に適用することができる。
【００１１】
本発明の基板の製造方法において、前記基板は石英、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉのいずれかひとつであることを要旨とする。
【００１２】
これによれば、本発明は、基板が石英、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉのいずれかひとつである場合に好適に適用することができる。
【００１３】
本発明の基板の製造方法において、前記メタルマスクはＮｉ又はＣｒを少なくとも含むことを要旨とする。
【００１４】
これによれば、本発明のメタルマスクは、Ｎｉ又はＣｒを少なくとも含む場合に好適に適用することができる。
【００１５】
本発明の基板の製造方法を用いて水晶振動片が製造されることを要旨とする。
【００１６】
これによれば、本発明の基板の製造方法を用いることによって、水晶振動片を容易に製造することができる。
【００１７】
本発明の基板の製造方法を用いてジャイロ振動片が製造されることを要旨とする。
【００１８】
これによれば、本発明の基板の製造方法を用いることによって、ジャイロ振動片を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を具体化した実施例について図面に従って説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１（ａ）は、第１の工程を説明する水晶基板１の部分断面図である。第１の工程では、基板としての水晶基板１にメタルマスク２を生成する工程である。生成する方法は、例えば、ニッケルＮｉ又はクロムＣｒの金属を、スパッタ装置によってメタルマスク２として所定の膜厚Ｔにスパッタする方法と、例えば、ニッケルＮｉ又はクロムＣｒの金属を、スパッタ装置によって約０．０５μｍ程度の膜厚にスパッタし、その後に無電解めっき法によって例えば、ニッケルＮｉを無電解めっきしてメタルマスク２として所定の膜厚Ｔにする方法等がある。
【００２１】
本実施例では、メタルマスク２の膜厚Ｔを１μｍとして説明する。メタルマスク２の膜厚Ｔは、後述する水晶基板１に対するドライエッチングの深さと関係している。したがって、メタルマスク２の膜厚Ｔは、水晶基板１を深くドライエッチングする場合は、その深さに対応した膜厚Ｔにしなければならない。
【００２２】
図１（ｂ）〜（ｅ）は、第２の工程を説明する水晶基板１の部分断面図である。第２の工程は、前述した第１の工程で生成されたメタルマスク２の一部をエッチングして、メタルマスク２に、残り厚みが異なる複数の凹部を生成する工程である。図１（ｂ）では、第１の工程で生成されたメタルマスク２の上にスピンコート法でフォトレジスト３を塗布する。メタルマスク溝部Ｍ１に相当する部分のフォトレジスト３が除去されるように露光・現像を行う。
【００２３】
次に、露出している部分のメタルマスク２をドライエッチング又はウェットエッチングして、メタルマスク２の残厚Ｔ１が所定の厚さになるようにメタルマスク溝部Ｍ１を生成する。本実施例では、メタルマスク溝部Ｍ１の深さはメタルマスク２の総厚Ｔと残厚Ｔ１との差で表し、具体的には０．０３μｍとして説明する。次に、フォトレジスト３を剥離して除去する。
【００２４】
図１（ｃ）では、メタルマスク溝部Ｍ１が生成されたメタルマスク２の上に、再びフォトレジスト４をスピンコート法によって塗布する。この場合、メタルマスク溝部Ｍ１の深さが０．０３μｍ程度なために、スプレーコート装置等の高価な装置を使用しなくても、廉価なスピンコート装置で容易にフォトレジスト４を塗布することができる。次に、メタルマスク溝部Ｍ２に相当する部分のフォトレジスト４が除去されるように露光・現像を行う。
【００２５】
図１（ｄ）では、露出している部分のメタルマスク２を水晶基板１が露出するまでドライエッチング又はウェットエッチングして、メタルマスク溝部Ｍ２を生成する。本実施例では、メタルマスク溝部Ｍ２は、メタルマスク２の残厚がない場合について説明する。
【００２６】
図１（ｅ）では、フォトレジスト４を剥離して除去する。第２の工程によって、図１（ｅ）に示すように水晶基板１の上に残厚Ｔ１を有するメタルマスク溝部Ｍ１と水晶基板１が露出しているメタルマスク溝部Ｍ２とを備えたメタルマスク２が生成された。
【００２７】
図２（ａ）は、第２の工程で生成されたメタルマスク２を示す水晶基板１の部分断面図である。同図（ｂ）は、メタルマスク２が生成された水晶基板１に対するドライエッチング時間とメタルマスク２の残厚と水晶基板１のエッチング深さの関係を示したグラフである。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、水晶基板１には第２の工程によって、メタルマスク溝部Ｍ１とメタルマスク溝部Ｍ２とを備えたメタルマスク２が生成されている。この水晶基板１に対してドライエッチング装置によってドライエッチングした場合の水晶基板１のエッチング状況について説明する。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、Ｙ軸のプラス側は、メタルマスク２の総厚Ｔ、メタルマスク溝部Ｍ１の残厚Ｔ１とドライエッチング時間との関係を示している。また、Ｙ軸のマイナス側は、メタルマスク溝部Ｍ１（図２（ａ）参照）、メタルマスク溝部Ｍ２（図２（ａ）参照）のエッチング深さとドライエッチング時間との関係を示している。
【００３０】
ここでは、ドライエッチング時間の経過と共にどのように水晶基板１又はメタルマスク２がエッチングされていくかを説明する。ドライエッチングを開始する時間を時間ｔ０とする。ドライエッチングが開始されると、メタルマスク溝部Ｍ１のメタルマスク２とメタルマスク溝部Ｍ２の水晶基板１は同時にエッチングされる。物質によってドライエッチングされる速度は異なっており、水晶基板１のエッチング速度Ｅ２は０．５μｍ／分、メタルマスク２のエッチング速度Ｅ１は０．０１μｍ／分であり、それぞれのエッチング速度の比としての選択比Ｈは、Ｈ＝Ｅ２／Ｅ１で表され、ここでは５０となっている。
【００３１】
即ち、メタルマスク２が１μｍエッチングされた場合、水晶基板１は５０μｍエッチングされることになる。逆に、水晶基板１が１μｍエッチングされた場合、メタルマスク２は０．０２μｍエッチングされることになる。このことは、図２（ｂ）に示すエッチング速度Ｅ１とエッチング速度Ｅ２との傾きの差で表されている。
【００３２】
ドライエッチングが時間ｔ０から開始されて時間ｔ１が経過した時点の説明をする。時間ｔ１を示すＹ軸に平行な線分とエッチング速度Ｅ２との交点Ｋ２で表されるＹ軸方向の長さが、時間ｔ１が経過した時点の水晶基板１のエッチング深さＦ１である。
【００３３】
また、このときメタルマスク溝部Ｍ１のメタルマスク２もエッチング速度Ｅ１でエッチングされていて、時間ｔ１を示すＹ軸に平行な線分とエッチング速度Ｅ１との交点Ｋ１で表されるＹ軸方向の長さがメタルマスク溝部Ｍ１におけるメタルマスク２の残厚Ｔ２である。
【００３４】
即ち、メタルマスク溝部Ｍ２にはメタルマスク２が無いために、ドライエッチングが開始されると水晶基板１は直ぐにエッチングされ始める。これに対して、メタルマスク溝部Ｍ１は、メタルマスク２が水晶基板１との間に存在するために、ドライエッチングのイオンから保護されていて全くエッチングされていない。
【００３５】
こうして、ドライエッチングが進行し開始してから時間ｔ２に達した時点の説明をする。時間ｔ２では、メタルマスク溝部Ｍ１のメタルマスク２がドライエッチング開始以前に備えていた残厚Ｔ１は全てドライエッチングされ、残厚がゼロになっている。この時点で、時間ｔ２を示すＹ軸に平行な線分とＸ軸との交点Ｋ３と、エッチング速度Ｅ２との交点Ｋ４で表されるＹ軸方向の長さとの差が、メタルマスク溝部Ｍ２における水晶基板１のエッチング深さＦ２である。
【００３６】
即ち、メタルマスク溝部Ｍ１の水晶基板１がエッチングされ始めるときに、メタルマスク溝部Ｍ２のエッチング深さはエッチング深さＦ２まで達していることになる。
【００３７】
時間ｔ２以降は、メタルマスク溝部Ｍ１及びメタルマスク溝部Ｍ２は水晶基板１がエッチングされるため、それぞれのエッチング速度はエッチング速度Ｅ２で等しくなる（図２（ｂ）では同じ傾きで示されている）。
【００３８】
ドライエッチングを開始してから時間ｔ３に達した時点で加工を終了する。この時間ｔ３を示す線分とメタルマスク溝部Ｍ１のエッチング速度Ｅ２との交点Ｋ５で表されるＹ軸方向の長さがメタルマスク溝部Ｍ１のエッチング深さＦ４である。
【００３９】
また、メタルマスク溝部Ｍ２のエッチング速度Ｅ２との交点Ｋ６で表されるＹ軸方向の長さがメタルマスク溝部Ｍ２における水晶基板１のエッチング深さＦ３である。エッチング深さＦ３とエッチング深さＦ４との深度差Ｆ５は、Ｆ５＝Ｆ２＝Ｔ１×Ｈで表される。
【００４０】
さらに、メタルマスク２のメタルマスク溝部Ｍ２以外の部分（総厚Ｔの部分）もメタルマスク溝部Ｍ２と同様にエッチング速度Ｅ１でドライエッチングされ、時間ｔ３を示すＹ軸に平行な線分とメタルマスク溝部Ｍ２以外のメタルマスク２のエッチング速度Ｅ１との交点Ｋ７で表されるＹ軸方向の長さが、メタルマスク２のメタルマスク溝部Ｍ２以外の部分の残厚Ｔ５を示している。したがって、メタルマスク２の総厚Ｔは、ドライエッチングの時間ｔ３が経過した時点でゼロ以上となるように生成する。
【００４１】
ここで、本実施例のメタルマスク２の代わりにフォトレジストを使用した場合について説明する。フォトレジストのエッチング速度（アッシング速度）Ｅ３は約０．１μｍ／分である。したがって、本実施例に等しいエッチング深さＦ３とエッチング深さＦ４との深度差Ｆ５を得るためには、フォトレジストの残厚（本実施例のメタルマスク溝部Ｍ１の残厚Ｔ１に相当する厚さ）は、メタルマスク２のエッチング速度Ｅ１は０．０１μｍ／分であるので、フォトレジストの残厚は、メタルマスク２の残厚Ｔ１の（０．１μｍ／分）／（０．０１μｍ／分）＝１０倍が必要となる。
【００４２】
例えば、水晶基板１の総厚（メタルマスク溝部Ｍ２）が１００μｍで本実施例によるメタルマスク溝部Ｍ１のメタルマスク２の残厚Ｔ１が１μｍの場合（Ｔ１＝１μｍ、Ｈ＝５０）、Ｆ５＝Ｔ１×Ｈより深度差Ｆ５は５０μｍとなる。したがって、メタルマスク溝部Ｍ１のエッチング深さＦ４は、総厚＝１００μｍ、深度差Ｆ５＝５０μｍであるから、１００μｍ−５０μｍ＝５０μｍとなる。フォトレジストの場合は、これと同じエッチングをする場合、フォトレジストの必要残厚は、メタルマスク２の残厚Ｔ１が１μｍに対してその１０倍が必要なため、５０μｍとなる。
【００４３】
実際には、ドライエッチングの途中で真空を破ってフォトレジストを塗布してはドライエッチングすることを何回も繰り返さなければならないということになり、製造する時間が多大となる。
【００４４】
図３は、本実施例の製造工程を示すフローチャート図である。第１の工程としてのステップＳ１００では、基板の面にメタルマスク２（図１（ａ）参照）を生成する。生成する方法は、例えば、ニッケルＮｉ又はクロムＣｒの金属を、スパッタ装置によってメタルマスク２として所定の膜厚Ｔ（図１（ａ）参照）にスパッタする方法と、例えば、ニッケルＮｉ又はクロムＣｒの金属を、スパッタ装置によって約０．０５μｍ程度の膜厚にスパッタし、その後に無電解めっき法によって例えば、ニッケルＮｉを無電解めっきしてメタルマスク２として所定の膜厚Ｔにする方法等がある。
【００４５】
次に、第２の工程としてのステップＳ１０１〜Ｓ１０４について説明する。ステップＳ１０１では、ステップＳ１００で生成されたメタルマスク２の上にフォトレジスト３（図１（ｂ）参照）をスピンコート法によって塗布し乾燥する。
【００４６】
ステップＳ１０２では、後述するメタルマスク２のエッチングを所望する領域である凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ１（図１（ｂ）参照）に対応した領域にフォトレジスト３が残らないように露光・現像を行う。
【００４７】
ステップＳ１０３では、溝部、又は新たな溝部に対応するメタルマスク２をドライエッチング又はウェットエッチングして凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ１を生成する。メタルマスク２をエッチングする量又はメタルマスク２の残厚については、図１及び図２と同様である。ステップＳ１０４では、フォトレジストを剥離して除去する。
【００４８】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３でエッチングされたメタルマスク溝部Ｍ１の他に凹部としての溝部があるか否かを判断する。メタルマスク溝部Ｍ１の他に溝部がある場合は、ステップＳ１０１に進んで、他の溝部の生成を行う。また、他の溝部がない場合は、ステップＳ１０６に進む。
【００４９】
第３の工程としてのステップＳ１０６では、メタルマスク２に生成された残り厚みが異なる複数の凹部に対して一括ドライエッチングする。詳細は、図２と同様である。
【００５０】
ステップＳ１０７では、メタルマスク２を電極として使用するか否かを判断する。メタルマスク２を電極として使用する場合は、工程を終了する。また、メタルマスク２を電極として使用しない場合はステップＳ１０８に進み、メタルマスク２を化学的に溶解して除去して工程を終了する。
【００５１】
以下、本実施例の効果を記載する。
（１）基板としての水晶基板１に凹部を有するメタルマスク２を複数配設することで、一度のドライエッチングで深さの異なるエッチングを行うことができる。
【００５２】
（２）メタルマスク２に配設される凹部の深さが比較的浅いために、フォトレジストを塗布する際に、スピンコート法を使用することができる。
【実施例２】
【００５３】
以下、本発明を具体化した他の実施例について図面に従って説明する。
【００５４】
図４（ａ）は、水晶基板１に溝付き音叉型水晶振動子５０を製造している状況を示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ｂ断面図である。水晶基板１をエッチングして複数の水晶振動片としての溝付き音叉型水晶振動子５０を製造する。溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに溝部５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂを設けると、腕部５１（５１ａ，５１ｂ）及び腕部５２（５２ａ，５２ｂ）の長さが短い場合にも比較的低周波の振動数を有する溝付き音叉型水晶振動子５０を得ることができる。
【００５５】
同図に示す状況は、水晶基板１の表面１ａ側に、腕部５１ａ，５２ａの溝部５６ａ，５７ａに対応する凹部としてのメタルマスク溝部（エッチングされてないため図示せず）を備えたメタルマスク２が生成され（表面１ａ上の全てに生成されている）、水晶基板１の表面１ａ側から水晶基板１の連結部５４ａを含む外形部５５ａとを一括ドライエッチングした状況である。
【００５６】
外形部５５ａの部位は、基板総厚Ａ１の約半分（深さＡ３）がドライエッチングされ、腕部５１ａ，５２ａの溝部５６ａ，５７ａは、所定の深さＡ２にドライエッチングされ、溝部５６ａ，５７ａとして完成されている。したがって、この状況では、水晶基板１の基板総厚Ａ１の約半分（深さＡ３）に溝付き音叉型水晶振動子５０が形成されている状況である。
【００５７】
次に、水晶基板１の表面１ｂに凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２を備えているメタルマスク２を生成し、水晶基板１の表面１ｂ側から水晶基板１の外形部５５ｂで残っている厚さ（Ａ１−Ａ３）全てと、腕部５１ｂ，５２ｂの溝部５６ｂ，５７ｂを含む領域を深さＡ２とに一括ドライエッチングする。このことによって溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂと、基部５３ａ，５３ｂ（表面１ｂ側の基部）と、連結部５４ａ，５４ｂ（表面１ｂ側の連結部）とが水晶基板１から分離される。また、溝付き音叉型水晶振動子５０を水晶基板１から分離しない場合は、連結部５４ａ、又は連結部５４ｂをエッチングせずに残しておくこともできる。連結部５４ａ、又は連結部５４ｂのいずれか一方をエッチングしてもよい。
【００５８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）で示した状態に至る製造方法について説明する。
図５（ａ）は、メタルマスク２に凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２を一対にして複数対のメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２が生成された水晶基板１の部分平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｄ断面図である。水晶基板１のひとつの表面にメタルマスク２（図５（ａ）に斜線で示す）が、ステップＳ１００（図３参照）により生成される。ステップＳ１０１〜Ｓ１０４（いずれも図３参照）の工程を経て、溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１ａ，５２ａに配設する溝部５６ａ，５７ａに対応する箇所にメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２を一対として複数対設ける。
【００５９】
水晶基板１の基板総厚Ａ１に対して、溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１ａ，５２ａに配設する溝部５６ａ，５７ａの深さＡ２と溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５ａの深さＡ３の一括ドライエッチングをするために、メタルマスク２のメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２のメタルマスク２の残厚Ｔ３は、選択比Ｈを使って表すとＴ３＝（Ａ３−Ａ２）／Ｈとなる。具体的な数字で説明すると、水晶基板１の基板総厚Ａ１＝１００μｍ、溝部５６ａ，５７ａの深さＡ２は、Ａ２＝３０μｍ、外形部５５ａの深さＡ３は、Ａ３＝５０μｍ、選択比Ｈは、Ｈ＝５０とした場合にメタルマスク２の残厚Ｔ３は、Ｔ３＝（５０μｍ−３０μｍ）／５０＝０．４μｍとなる。
【００６０】
図５（ｃ）は、メタルマスク２に外形部５５ａに対応したメタルマスク溝部Ｍ２０が生成された水晶基板１の部分平面図であり、図５（ｄ）は、図５（ｃ）のＥ−Ｆ断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）でメタルマスク２に凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２が生成されている。さらに、ここでは他の凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ２０をステップＳ１０１〜Ｓ１０４（いずれも図３参照）の工程により、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５ａに対応した形状に生成する。ここでは、メタルマスク溝部Ｍ２０のメタルマスク２の残厚はゼロとする。
【００６１】
この結果、メタルマスク２が水晶基板１の上に残っている領域を図５（ｃ）に斜線で示し、また、水晶基板１が露出している領域を斜線なしで示してある。このように、水晶基板１の表面には、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５ａに対応したメタルマスク２が生成され、そのメタルマスク２の一部に腕部５１ａ，５２ａの溝部５６ａ，５７ａに対応したメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２が複数対配設されている。
【００６２】
この状態の水晶基板１をドライエッチング装置に載置して一括ドライエッチングを施すと、メタルマスク２が配設されていない箇所は、直ちにドライエッチングされ始める。これに対して、メタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２が複数対配設されている箇所は、メタルマスク２の残厚Ｔ３がある間は、水晶基板１はドライエッチングされない。
【００６３】
引き続きドライエッチングが施されメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２が複数対配設されている箇所のメタルマスク２の残厚Ｔ３がゼロになった時点で、水晶基板１がドライエッチングされ始める。
【００６４】
腕部５１ａ，５２ａの溝部５６ａ，５７ａの深さＡ２、又は溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５ａの深さＡ３が所定の深さに達した時点でドライエッチングを終了する。このようにして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す状況の水晶基板１が製造される。この後、水晶基板１の表面１ｂ側についても同様な方法で製造することによって、水晶基板１から溝付き音叉型水晶振動子５０が製造される。
【００６５】
ここで、基部５３（５３ａ，５３ｂ）と水晶基板１との連結部５４（５４ａ，５４ｂ）について説明する。それぞれの溝付き音叉型水晶振動子５０と水晶基板１とは、連結部５４（５４ａ，５４ｂ）で繋がっている。水晶基板１には複数の溝付き音叉型水晶振動子５０が既に製造され、溝付き音叉型水晶振動子５０を駆動するための電極（図示せず）が配設されると、それぞれの溝付き音叉型水晶振動子５０を駆動することができる。したがって、複数の溝付き音叉型水晶振動子５０がひとつの水晶基板１に繋がっている間に、それぞれの溝付き音叉型水晶振動子５０の各種検査を実施することができる。その後、連結部５４（５４ａ，５４ｂ）を切断して溝付き音叉型水晶振動子５０が完成する。
【００６６】
また、ドライエッチングを施した際に、連結部５４（５４ａ，５４ｂ）もドライエッチングした場合はそれぞれの溝付き音叉型水晶振動子５０が水晶基板１から分離される。この場合は、それぞれの溝付き音叉型水晶振動子５０の各種検査は単品で実施する。
【００６７】
以下、本実施例の効果を記載する。
（３）水晶基板１の表面のメタルマスク２に設けられた凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２によって、他の部位とのドライエッチングされる時期を遅延させ、ドライエッチングされる深さを変えることができるため、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形加工と溝加工を一度のドライエッチングで加工することができる。
【００６８】
（４）メタルマスク２を使用してドライエッチングするため、基板としての水晶基板１の表面に対して直角にエッチングすることができる。
【実施例３】
【００６９】
以下、本発明を具体化した他の実施例について図面に従って説明する。
【００７０】
図６（ａ）〜（ｅ）は、水晶基板１の部分断面図である。この製造方法は、水晶基板１の表面１ａと表面１ｂのメタルマスク２，２００に生成する凹部としての形状が異なる製造方法である。しかも、水晶基板１の表面１ａ及び表面１ｂの両面に凹部を備えたメタルマスク２，２００を生成し、水晶基板１の一方の面側からドライエッチングを施し、真空状態を保ったまま引き続き他方の面側からドライエッチングを施して溝付き音叉型水晶振動子５０を製造する方法である。
【００７１】
第１の工程として、水晶基板１のひとつの表面１ａにメタルマスク２を生成する。この場合に、スパッタ装置の中で水晶基板１が略１８０度の角度で反転するように基板反転装置（図示せず）を設け、水晶基板１の他の表面１ｂにもメタルマスク２００を生成する。このことにより、スパッタ装置の真空状態を破ることなく水晶基板１の両面にメタルマスク２，２００を生成することができる。また、この場合に、両面のメタルマスク２とメタルマスク２００との膜厚は等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００７２】
図６（ａ）に示すように、第２の工程として、水晶基板１の表面１ａのメタルマスク２には、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４（いずれも図３参照）の工程により、凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２が生成される。メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２のメタルマスク２の残厚Ｔ４は、水晶基板１の基板総厚Ａ１を全てドライエッチングし、メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２に対応する溝部５６ａ，５７ａの深さが深さＡ４になるような残厚Ｔ４とする。また、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５に対応した領域のメタルマスク２は全て除去して凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ３０を生成する。
【００７３】
図６（ｂ）に示すように、第２の工程として、水晶基板１の表面１ｂのメタルマスク２００には、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４（いずれも図３参照）の工程により、凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ３１，Ｍ３２が生成される。このメタルマスク溝部Ｍ３１，Ｍ３２には、メタルマスク２００の残厚がない状態になっている。また、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５に対応した領域のメタルマスク２００には凹部を配設せずにメタルマスク２００のままとなっている。
【００７４】
このように、水晶基板１の両面にそれぞれ異なる形状を有するメタルマスク２，２００をドライエッチングを施す前に設ける。このようにすることによって、ステップＳ１０１（図３参照）でフォトレジストを水晶基板１に塗布する場合に、両面ともメタルマスク２，２００の凹部以外は平坦なためスピンコート法によりフォトレジストを塗布することができる。
【００７５】
第３の工程として、このようにメタルマスク２，２００が両面に配設された水晶基板１をドライエッチング装置に載置して、図６（ｃ）に示すように、水晶基板１の表面１ａ側からドライエッチングする。メタルマスク溝部Ｍ３０は、ドライエッチング開始と同時にエッチングが開始され、メタルマスク２００に到達するまでエッチングされ続ける。水晶基板１が全てエッチングされると、メタルマスク２００がエッチングされる。
【００７６】
水晶基板１の表面１ａ側のメタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２は、メタルマスク２の残厚Ｔ４がなくなるまでメタルマスク２がエッチングされる。メタルマスク２の残厚Ｔ４がなくなると、メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２の下部の水晶基板１がエッチングされ始める。ここからは、先に水晶基板１がエッチングされているメタルマスク溝部Ｍ３０の下部の水晶基板１と、メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２の下部の水晶基板１とが同じエッチング速度でエッチングされる。
【００７７】
ドライエッチングがさらに進行すると、メタルマスク溝部Ｍ３０の下部の水晶基板１は全てエッチングされ、メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２の下部にドライエッチングでエッチングされた溝部５６ａ，５７ａの深さＡ４が所定の深さに達した時点でドライエッチングを停止する。この時点でメタルマスク溝部Ｍ３０のメタルマスク２００が存在しているようにメタルマスク２００の厚さを生成しておく。即ち、第２の工程で生成された、メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２の残厚Ｔ４は、製造条件等によるバラツキを有している。このため、メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２の残厚Ｔ４は、計算値よりも薄く設定しておく。
【００７８】
このことにより、メタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２の下部に生成された溝部５６ａ，５７ａの深さＡ４が所定の深さに達した時点で、メタルマスク溝部Ｍ３０の下部の水晶基板１は既に全てエッチングされ、その後はメタルマスク２００をエッチングしてメタルマスク２００ａが生ずる。このことでメタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２の残厚Ｔ４のバラツキを吸収することができる。このため、腕部５１，５２に配設する溝部５６ａ，５７ａの深さＡ４を安定して得ることができる。
【００７９】
また、メタルマスク溝部Ｍ３０のメタルマスク２００が、溝部５６ａ，５７ａのドライエッチング終了まで存在していると、ドライエッチングのイオンが水晶基板１の裏側に入り込み他の水晶基板１をドライエッチングすることを防止することができる利点もある。
【００８０】
ここで、図６（ｄ）に示すように、ドライエッチング装置の真空状態を破ることなく、ドライエッチング装置に配設されている水晶基板１８０度反転装置（図示せず）により、水晶基板１を反転する。反転されてドライエッチングのイオン照射面となった水晶基板１の表面１ｂに対して再びドライエッチングを開始する。
【００８１】
水晶基板１の表面１ｂは、前述したように凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ３１，Ｍ３２が配設され、メタルマスク２００がない状態の凹部となっている。このため、メタルマスク溝部Ｍ３１，Ｍ３２の水晶基板１は直ぐにドライエッチングが開始され、溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１，５２に配設する溝部５６ｂ，５７ｂが生成され始める。また、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５に対応した領域のメタルマスク２００には凹部を配設しないでメタルマスク２００のままとしているため、メタルマスク２００だけがドライエッチングされる。溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１，５２に配設する溝部５６ｂ，５７ｂの深さＡ５が所定の深さに達した時点で第３の工程としてのドライエッチングを終了する。
【００８２】
このため、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５に対して全く加工せずに、溝部５６ｂ，５７ｂの加工だけを施すため、溝部５６ｂ，５７ｂの深さＡ５の精度を確保し易い利点がある。
【００８３】
このような製造方法によれば、溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５は、水晶基板１の表面１ａ側からだけのドライエッチングとなり、水晶基板１の表裏からドライエッチングした際に発生する溝付き音叉型水晶振動子５０の外形部５５の段差を防止することができる。また、水晶基板１の表面１ｂには、メタルマスク２００があるために、溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１，５２に配設する溝部５６ａ，５７ａの深さを管理するだけでよい。また、水晶基板１の表面１ｂ側からドライエッチングする際も、溝付き音叉型水晶振動子５０の腕部５１，５２に配設する溝部５６ｂ，５７ｂの深さだけを管理するだけでよい。
【００８４】
さらに、ドライエッチング装置から取り出された水晶基板１の表裏に生成されたメタルマスク２，２００を除去する場合は、表裏のメタルマスク２，２００を一度に化学的に溶融して除去することができるため製造時間を短縮することができる。
【００８５】
本実施例は、水晶振動片としての溝付き音叉型水晶振動子５０で説明したが、ジャイロ振動片の場合も同様に適用することができる。
【００８６】
以下、本実施例の効果を記載する。
【００８７】
（５）第３の工程としての一括ドライエッチングをする前に、基板としての水晶基板１の両面に凹部としてのメタルマスク溝部Ｍ２１，Ｍ２２及びメタルマスク溝部Ｍ３１，Ｍ３２を備えたメタルマスク２，２００を配設することによって、ドライエッチング装置内で反転することで、真空状態を維持したままで水晶基板１の両面をドライエッチングすることができる。このため、短時間で製造することができる。
【００８８】
（６）一方のドライエッチングを施す場合に、イオンが水晶基板１の裏側に回り込むことを防止することができる。
【００８９】
（７）ドライエッチング後に、メタルマスク２，２００を一度に除去するすることができる。
【００９０】
本発明は、基板として水晶基板１で説明したが、基板として石英、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、Ｓｉのような非結晶性の基板においても同様に製造できる製造方法である。本発明の製造方法で製造したこれらの基板は液晶パネル装置、半導体装置、ＥＬ表示装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置、電気泳動表示装置等の電気光学装置に好適に用いることができる。
【００９１】
本発明は、圧電振動片の一例として水晶を用いた水晶振動片としての溝付き音叉型水晶振動子５０により説明したが、これに限らず、圧電振動片としては圧電効果を有する材料を用いたものでよく、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（略称ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）などを用いたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】（ａ）は、第１の工程を説明する水晶基板１の部分断面図、（ｂ）〜（ｅ）は、第２の工程を説明する水晶基板１の部分断面図。
【図２】（ａ）は、第２の工程で生成されたメタルマスク２を示す水晶基板１の部分断面図、（ｂ）は、メタルマスク２が生成された水晶基板１に対するドライエッチング時間とメタルマスク２の残厚と水晶基板１のエッチング深さの関係を示したグラフ。
【図３】本実施例の製造工程を示すフローチャート図。
【図４】（ａ）は、水晶基板１に溝付き音叉型水晶振動子５０を製造している状況を示す斜視図、（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ｂ断面図。
【図５】（ａ）は、メタルマスク２にメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２を一対にして複数対のメタルマスク溝部Ｍ１１，Ｍ１２が生成された水晶基板１の部分平面図、（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｄ断面図、（ｃ）は、メタルマスク２に外形部５５に対応したメタルマスク溝部Ｍ２０が生成された水晶基板１の部分平面図、（ｄ）は、図５（ｃ）のＥ−Ｆ断面図。
【図６】水晶基板１の部分断面図。
【符号の説明】
【００９３】
１…基板としての水晶基板、１ａ，１ｂ…表面、２，２００，２００ａ…メタルマスク、３，４…フォトレジスト、５０…溝付き音叉型水晶振動子、５１，５１ａ，５１ｂ，５２，５２ａ，５２ｂ…腕部、５３，５３ａ，５３ｂ…基部、５４，５４ａ，５４ｂ…連結部、５５，５５ａ，５５ｂ…外形部、５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂ…溝部、Ａ１…基板総厚、Ａ２〜Ａ５…深さ、Ｅ１，Ｅ２…エッチング速度、Ｅ３…エッチング速度（アッシング速度）、Ｆ１〜Ｆ４…エッチング深さ、Ｆ５…深度差、Ｈ…エッチング速度の比としての選択比、Ｋ１〜Ｋ７…交点、Ｍ１，Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ２０，Ｍ２１，Ｍ２２，Ｍ３０，Ｍ３１，Ｍ３２…凹部としてのメタルマスク溝部、Ｍ２…メタルマスク溝部、Ｔ…膜厚、ｔ０〜ｔ３…時間、Ｔ１〜Ｔ５…残厚。
【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】
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