(57)【要約】      （修正有）【課題】広い離調度調整範囲を確保すると共に、水晶振動子ごとの特性に合わせた離調度調整や漏れ調整を水晶ウェハー上で一括して行う水晶振動子の製造方法を提供する。【解決手段】水晶を所定の外形形状に加工する外形形成工程ＳＴ１と、水晶振動子に電極を形成する電極形成工程ＳＴ２と、電極を形成した水晶振動子の離調度を測定する離調度測定工程ＳＴ３と、離調度測定工程の測定結果に基づいて、基部と検出脚の接続部分の近傍に形成された電極を所定形状に加工する電極加工工程ＳＴ５と、電極加工工程で加工された電極をマスクにして水晶振動子をエッチングにより削るエッチング工程ＳＴ６を有する水晶振動子の製造方法とした。【選択図】図１
2012154874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、前記基部から延設する駆動脚及び検出脚を有する水晶振動子を形成する外形形成工程と、
前記水晶振動子に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極を形成した前記水晶振動子の離調度を測定する離調度測定工程と、
前記離調度測定工程の測定結果に基づいて、前記基部と前記検出脚の接続部分の近傍に形成された前記電極を所定形状に加工する電極加工工程と、
前記電極加工工程で加工された前記電極をマスクにして前記水晶振動子をエッチングにより削るエッチング工程と、を備える
ことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項２】
前記電極加工工程において、前記基部と前記検出脚の接続部分の近傍に形成された前記電極とともに、前記基部と前記駆動脚の接続部分の近傍に形成された前記電極を所定形状に加工し、
前記エッチング工程において、前記電極加工工程で加工された前記電極をマスクにして前記水晶振動子をエッチングにより削る
ことを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項３】
前記外形形成工程において、前記基部上に隣り合って配設された２本の前記駆動脚及び前記駆動脚と並んで前記基部上に配設された前記検出脚を有する水晶振動子を形成する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項４】
前記外形形成工程において、水晶ウェハー上に複数の前記水晶振動子を形成し、
前記電極加工工程は、前記各水晶振動子の前記離調度測定工程の測定結果に基づいて、前記各水晶振動子の前記電極をそれぞれ所定形状に加工する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項５】
前記電極を形成した前記水晶振動子の漏れ振動による漏れ量を測定する漏れ量測定工程を更に備え、
前記電極加工工程は、前記漏れ量測定工程の測定結果に基づいて、前記駆動脚に形成された前記電極を所定形状に加工し、
前記エッチング工程は、前記電極加工工程で加工された前記電極をマスクにして前記水晶振動子をエッチングにより削る
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の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、振動型ジャイロセンサなどに利用される水晶振動子の製造方法に関し、特に離調度に基づいて加工された電極をマスクにしてエッチングにより離調度調整を行う水晶振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型ジャイロセンサなどに利用される音叉型の水晶振動子は、一般に水晶ウェハーから所定の形状の水晶振動子を切り出す外形形成工程、水晶振動子を発振させるための電極を形成する電極形成工程、電極が形成された水晶振動子を容器に実装する封止工程などの工程によって製造される。
【０００３】
ここで、図１９は従来の水晶振動子を模式的に示した斜視図であり、水晶振動子１００の外形は、水晶ウェハーからエッチング加工等による外形形成工程によって切り出される。この水晶振動子１００は、振動型ジャイロセンサとして用いられる振動子であり、振動脚として２本の駆動脚１０１、１０２と１本の検出脚１０３とを有する三脚音叉型振動子である。
【０００４】
この水晶振動子１００を例えば振動型ジャイロセンサとして用いる場合、図１９に示すＸ軸方向の屈曲振動を駆動振動（駆動脚の振動）、Ｚ´軸方向の屈曲振動を角速度が印加された場合の検出振動（検出脚と駆動脚の両方が振動）として用いている。そのため、角速度が印加されていない状態ではＺ´軸方向の検出振動は発生しない。
【０００５】
［水晶振動子の離調度の説明］
ここで、このような水晶振動子の重要な特性の一つとして離調度（離調周波数）がある。離調度とは、前述の駆動振動の共振周波数（駆動周波数）と検出振動の共振周波数（検出周波数）との差で定義される。水晶振動子の出力は、離調度にほぼ反比例することが知られている。すなわち、離調度が小さい場合は離調度の僅かな変化でジャイロセンサの出力が大きく変動し、離調度が大きい場合はジャイロセンサの出力が低下してＳ／Ｎ比が悪化する。このため、離調度は適正な範囲に設定する必要がある。
【０００６】
ここで、水晶振動子の離調度と相対出力との関係を図２０によって説明する。なお、図２０では、離調度は正のみを示し、横軸に離調度を示し縦軸に相対出力を示している。図２０において、離調度Δｆは図示するような特性を持つので、大きな出力を得るために小さい離調度（図中のΔｆａ）を設定すると、離調度の変動幅Ｆ１に対する出力変動幅（Ｖ１）が大きくなり、出力範囲を所定の大きさに設定することが難しい。この出力変動を小さい範囲内に納めるには離調度の変動分は小さいことが求められるが、現在の水晶振動子の加工精度では、離調度の変動を所定の狭い範囲内に納めることは困難である。
【０００７】
一方、離調度を大きな値（図中のΔｆｂ）に設定すると、離調度の変動幅Ｆ２に対する出力変動幅（Ｖ２）は小さくなるが、相対出力が低下するため、所望の出力に設定することが難しいという問題がある。
【０００８】
このような出力と離調度の特性から、水晶振動子の出力が小さくてもよい場合には、離調度を大きく設定することによって、離調度を調整することなく水晶振動子を製造することができる。しかし、Ｓ／Ｎ比が良好で安定した出力を得るためには、ある程度以上の出力が必要であり、且つ、水晶振動子の出力のばらつきを抑えるために、離調度を適正な範囲に調整することは必須となる。
【０００９】
このように、水晶振動子は離調度を調整する必要があり、この離調度の調整は、水晶振動子の素地をエッチング加工によって削る技術が知られている。ここで、水晶をエッチング液に浸して所定の時間だけエッチング加工すると、水晶にはエッチング異方性があり、結晶の方向によってエッチング速度が異なるという特性を有する。すなわち、一般にＺカット水晶ウェハーを用いた場合、横方向（Ｘ軸方向）よりも厚み方向（Ｚ´軸方向）の削り量の方が、はるかに大きくなる特性を有している。
【００１０】
図２１は、このエッチング加工による離調度調整の原理を示しており、図１９の従来の水晶振動子１００を切断線Ａ−Ａ´での断面を模式的に示した断面図である。なお、駆動脚１０１、１０２と検出脚１０３には電極が形成されていないと仮定する。ここで、駆動脚１０１、１０２の駆動振動の方向は、前述したようにＸ軸方向であり、検出脚１０３の検出振動の方向は、Ｚ´軸方向である。
【００１１】
ここで、水晶振動子の共振周波数ｆを振動脚の振動方向の幅Ｗと振動脚の長さＬで表すと、共振周波数ｆは以下の式１で表すことが出来る。すなわち、この式１から振動方向の幅Ｗが小さくなると、共振周波数ｆは低くなることが理解できる。
ｆ∝Ｗ／Ｌ^２・・・（１）
【００１２】
水晶振動子１００をエッチング加工すると、前述したように、水晶のエッチング異方性により、図２１に示すように、水晶振動子の厚み方向（Ｚ´軸方向）の表裏両面の削り量が大きくなるので、検出脚１０３と駆動脚１０１、１０２の厚みＷｚが削られる。
【００１３】
ここで、検出脚と駆動脚の検出振動は、面外方向の振動であり、その振動方向は前述したように、Ｚ´軸方向であるので、検出脚と駆動脚の厚みＷｚが、式１における検出振動の振動方向の幅Ｗに相当する。このため、水晶振動子をエッチング加工すると、水晶のエッチング異方性により、図２１に示すように、検出脚と駆動脚の検出振動の振動方向の幅である厚みＷｚが大きく削られることになるので、検出振動の共振周波数が低下する。
【００１４】
一方、駆動脚の駆動振動は、面内方向の振動であり、その振動方向は前述したように、Ｘ軸方向であるので、図２１に示す駆動脚の横幅Ｗｘが、式１における駆動振動の振動方向の幅Ｗに相当する。そして、水晶のエッチング異方性によって駆動脚の横幅Ｗｘは、ほとんど削られないので、駆動振動の共振周波数は、ほとんど変化しない。
【００１５】
この結果、駆動振動の共振周波数と検出振動の共振周波数との差である離調度が変化する（小さくなる）ので、エッチング加工によって水晶振動子の離調度を調整出来るのである。
【００１６】
［漏れ振動の説明（駆動振動漏れ）：図２２］
一方、水晶振動子の他の重要な特性として漏れ振動がある。この漏れ振動を図２２を用いて説明する。図２２は、前述の図１９の従来の水晶振動子１００を切断線Ａ−Ａ´での断面を模式的に示した断面図であって、駆動脚１０１、１０２の断面を示した図である。なお、説明に必要のない電極部分等は省略してある。図２２において、図２２（ａ）は、水晶振動子１００の駆動脚の理想的な駆動振動を説明するための図であり、図２２（ｂ）は、水晶振動子１００の駆動脚の斜めの駆動振動を説明するとともに水晶の残渣形状を説明する図である。
【００１７】
図２２（ａ）は、水晶振動子１００に角速度が印加されていない状態での、駆動脚１０１、１０２の理想的な駆動振動を示しており、その振動方向Ｓ１はＸ軸方向である。しかし、従来の製造方法で製作した水晶振動子においては、実際には角速度が印加されていな
い場合にも図２２（ｂ）に示すように、Ｚ´軸方向の振動成分を有する斜め振動（振動方向Ｓ２）が観測される。
【００１８】
これは、水晶振動子の加工精度や水晶の異方性等に起因して、駆動振動（Ｘ軸方向の振動）のほかに、水晶振動子に角速度が印加されていない状態において発生してはならない面外振動（Ｚ´軸方向の振動）が発生するからである。
【００１９】
このように、駆動脚１０１、１０２が斜め振動をすると、検出脚１０３の先端の軌跡は、Ｚ´軸方向への直線的な振動、または、Ｘ−Ｚ´面内における楕円振動となる。このＺ´軸方向の振動成分は漏れ振動と呼ばれ、この漏れ振動によって検出脚１０３の検出電極からはコリオリ出力と無関係な漏れ信号が発生し、ジャイロセンサの出力に誤差が生じる大きな問題があった。
【００２０】
また、周波数基準などの通常用途の音叉型水晶振動子の場合も、振動はＸ軸方向の屈曲振動を利用しており、Ｚ´方向成分の漏れ振動はクリスタルインピーダンス（ＣＩ値）の上昇をもたらし、特性の悪化を招くという問題があった。
【００２１】
この漏れ振動は、水晶振動子の加工精度（エッチングマスクのずれ等）や水晶のエッチング異方性による残渣の発生に起因して、駆動脚１０１、１０２の断面形状が上下左右非対称（図２２（ｂ）参照）となることで発生すると考えられる。この駆動振動（Ｘ軸方向）に対するＺ´軸方向成分の漏れ振動を駆動振動漏れと定義する。
【００２２】
［他の漏れ振動の説明（検出振動漏れ）］
また、漏れ振動には、駆動振動漏れのほかに検出振動（Ｚ´軸方向）に対する漏れ振動も存在する。ここで、検出振動は、前述したように、水晶振動子に角速度が加わったときに、Ｚ´軸方向に振動する面外振動であり、水晶振動子が釣り合っているときには、２本の駆動脚と１本の検出脚の計３本脚が、Ｚ´軸方向に釣り合って振動し、３本脚の支持部は動かないように設計されている。しかし、２本の駆動脚と検出脚のそれぞれの検出振動の周波数が異なると、３本脚の釣り合いが崩れて、支持部が揺れる漏れ振動を含むようになる。この３本脚のＺ´軸方向の検出振動の釣り合いの崩れを、検出振動漏れと定義する。
【００２３】
ここで、ジャイロセンサとしての水晶振動子に検出振動漏れが生じていると、水晶振動子に角速度がかかったとき、コリオリ力によるエネルギーが支持部に逃げてしまうため、水晶振動子からの出力が弱くなり、ジャイロセンサとしての感度が下がってＳ／Ｎ比が悪化する問題がある。また、水晶振動子が支持部の影響を受けてしまうので、ジャイロセンサとして温度特性が悪くなる問題も発生する。これは、水晶振動子の支持部（基部）は、接着剤によって固着されており、接着剤は温度に対して固着力が変化することが原因と考えられる。
【００２４】
［従来技術の説明］
このような水晶振動子で重要な特性を調整する技術として、水晶振動子をパッケージに実装後、漏れ振動調整と離調度調整を行う水晶振動子の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、図２３のフローチャートを用いて、漏れ振動調整と離調度調整を備えた従来の水晶振動子の製造方法の概要を説明する。
【００２５】
図２３において、水晶ウェハーに対して、Ｃｒ及びＡｕの成膜、レジスト塗布、マスク露光、現像、エッチング、及びレジスト剥離などの各操作を行なって、水晶ウェハーの両面に水晶振動子の外形形状に応じたエッチング膜を成形する。続いて、水晶を溶解するフッ化水素酸を主成分とするエッチング液を用いて水晶エッチングを行ない、水晶振動子の素子外形を所定形状に加工する（外形形成工程：ＳＴ１００）。
【００２６】
次に、レジスト電着、露光、現像、Ａｕエッチング、Ｃｒエッチング、及びレジスト剥離などの操作を行ない、水晶ウェハーに連結された状態の複数の水晶振動子に対して所定の電極を形成する（電極形成工程：ＳＴ１０１）。
【００２７】
次に、水晶振動子を水晶ウェハーから分離後、各水晶振動子を振動子パッケージに収納し固着する（パッケージ内水晶搭載工程：ＳＴ１０２）。
【００２８】
次に、水晶振動子を駆動して漏れ振動を測定しながら、研削装置やレーザー照射等によって振動脚の面取り加工を実施し、漏れ振動を抑制する（漏れ振動調整工程：ＳＴ１０３）。
【００２９】
次に、離調度調整を行うかどうかを判定し（ＳＴ１０４）、離調度調整を行う場合は、水晶振動子を再び駆動して離調度測定を実施する（離調度測定工程：ＳＴ１０５）。
【００３０】
次に、離調度測定結果に基づいてエッチング時間を決定し、水晶振動子を振動子パッケージに実装された状態で、検出脚の水晶素地が露出した部分を主にエッチングを実施する（調整エッチング工程：ＳＴ１０６）。
【００３１】
次に、離調度調整を行った水晶振動子の振動子パッケージに封止のためにカバーを取り付け（ＳＴ１０７）、完成品としての組立及び検査を行い（ＳＴ１０８）、終了する。
【００３２】
以上の製造工程によって、水晶振動子は漏れ振動調整と離調度調整が実施され、ＣＩ値の上昇を抑制して高性能な水晶振動子が提供されることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００７−９３４８５号公報（第１１頁、第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
しかし、特許文献１に記載された従来技術では、検出脚の水晶素地の露出部分をエッチングすることで離調度調整を行っているが、離調度の調整は、調整エッチング工程のエッチングの時間を調整することによって行われる。このため、工程上、エッチング時間の調整可能な範囲が限られる場合、離調度の調整可能な範囲も限られてしまう問題があった。
【００３５】
また、特許文献１に示した従来技術は、検出脚の水晶素地の露出部分をエッチングすることで離調度調整を行っているが、水晶ウェハーで一括して離調度調整を行う場合は、水晶振動子単体ごとの調整ができないので、水晶ウェハー内で離調度がばらついているときは、そのばらつきを吸収することが出来ず、その水晶ウェハー内の多くの水晶振動子が不良品となる問題があった。
【００３６】
また、離調度調整工程と漏れ振動調整工程が別々の工程として分かれているので、それぞれ個別に調整を行わなければならず、また、調整工程ごとに調整量を決めるための測定を行う必要があるので、工程が複雑で工程数が多く必要である。また、パッケージごとに調整を行うので、作業能率が悪い問題もある。また、水晶振動子を実装するパッケージ内に、水晶振動子を駆動し角速度を検出する制御回路（ＩＣ）が実装されている場合は、そのＩＣにダメージを与えるためにエッチング加工することが出来ないので、パッケージ内に制御回路が実装されている場合は、特許文献１におけるエッチングでの離調度調整を実施することが出来ない。
【００３７】
さらに、漏れ振動の中で駆動振動漏れの調整は実施されているが、駆動脚と検出脚のＺ´軸方向の検出振動のずれで生じる検出振動漏れについては調整工程がないので、検出振動漏れの発生によってＳ／Ｎ比の悪化や温度特性の悪化が懸念される。
【００３８】
本発明の目的は上記課題を解決し、広い調整範囲で離調度調整を行うことを可能とする水晶振動子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】
【００３９】
上記課題を解決するために、本発明の水晶振動子の製造方法は、下記記載の方法を採用する。
【００４０】
本発明の水晶振動子の製造方法は、基部と、基部から延設する駆動脚及び検出脚を有する水晶振動子を形成する外形形成工程と、水晶振動子に電極を形成する電極形成工程と、電極を形成した水晶振動子の離調度を測定する離調度測定工程と、離調度測定工程の測定結果に基づいて、基部と検出脚の接続部分の近傍に形成された電極を所定形状に加工する電極加工工程と、電極加工工程で加工された電極をマスクにして水晶振動子をエッチングにより削るエッチング工程と、を備えることを特徴とする。
【００４１】
また、電極加工工程において、基部と検出脚の接続部分の近傍に形成された電極とともに、基部と駆動脚の接続部分の近傍に形成された電極を所定形状に加工し、エッチング工程において、電極加工工程で加工された電極をマスクにして水晶振動子をエッチングにより削ることを特徴とする。
【００４２】
また、外形形成工程において、基部上に隣り合って配設された２本の駆動脚及び駆動脚と並んで基部上に配設された検出脚を有する水晶振動子を形成することを特徴とする。
【００４３】
また、外形形成工程において、水晶ウェハー上に複数の水晶振動子を形成し、電極加工工程は、各水晶振動子の離調度測定工程の測定結果に基づいて、各水晶振動子の電極をそれぞれ所定形状に加工することを特徴とする。
【００４４】
また、電極を形成した水晶振動子の漏れ振動による漏れ量を測定する漏れ量測定工程を更に備え、電極加工工程は、漏れ量測定工程の測定結果に基づいて、駆動脚に形成された電極を所定形状に加工し、エッチング工程は、電極加工工程で加工された電極をマスクにして水晶振動子をエッチングにより削ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の水晶振動子の製造方法は、基部と検出脚の接続部分の近傍に形成された電極を離調度測定工程の測定結果に基づいて所定形状に加工し、この加工がされた電極をマスクにして水晶振動子をエッチングすることで、広い調整範囲で離調度調整を行うことができる。このため、離調度が大きくずれた水晶振動子であっても離調度調整が可能であり、製造工程での歩留まりを大きく向上させることが出来る。
【００４６】
また、水晶ウェハー上に複数の水晶振動子を形成する場合であっても、各水晶振動子の特性に合わせた離調度調整を水晶ウェハー単位で一括して行うことができる。これにより、水晶ウェハー上で離調度が大きくばらついた水晶振動子であっても、それぞれの水晶振動子に合わせた調整が出来るので、特性が揃った水晶振動子を一括して大量に効率よく製造することが出来る。
【００４７】
また、離調度調整と共に漏れ振動調整もエッチング加工によって同時に行うことが出来
るので、調整工程を簡素化できるとともに、漏れ振動の少ない高性能な水晶振動子の製造方法を実現できる。
【００４８】
また、本発明によって製造された水晶振動子をジャイロセンサとして用いるならば、離調度が適正に調整され、漏れ振動も抑制されるので、安定した出力でＳ／Ｎ比が良好であり温度特性に優れた高精度な振動型ジャイロセンサを実現できる。また、周波数基準用の水晶振動子として用いるならば、ＣＩ値を低く抑えられるので、低消費電力の高性能な周波数基準用水晶振動子を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態の水晶振動子の製造方法の工程順を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態の水晶振動子の製造方法によって完成した水晶振動子の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の外形形成工程を説明する断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の外形形成工程によって水晶ウェハーに形成された複数の水晶振動子の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の電極形成工程を説明する断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の電極形成工程によって形成された振動脚の電極配線を説明する拡大断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の離調度測定工程と電極加工工程を実施する離調度測定システムおよび電極加工システムの一例を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の電極加工工程におけるトリミング量の決定を説明する水晶振動子の平面図と離調度の調整幅を説明するグラフである。
【図９】本発明の第１の実施形態のエッチング工程における水晶振動子の検出脚の接続部分がエッチングされることを説明する断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の水晶振動子の製造方法によって完成した水晶振動子の一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の水晶振動子の製造方法の工程順を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態の電極加工工程におけるトリミング量の決定を説明する水晶振動子の平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態のエッチング工程における水晶振動子の検出脚と駆動脚の接続部分がエッチングされることを説明する断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態の水晶振動子の製造方法によって完成した水晶振動子の一例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態の水晶振動子の製造方法の工程順を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態の電極加工工程におけるトリミング量の決定を説明する水晶振動子の平面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態のエッチング工程における水晶振動子の駆動脚がエッチングされることを説明する拡大断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態において、水晶ウェハー上の多数の水晶振動子が個別に離調度調整と漏れ振動調整されることを説明する水晶ウェハーの平面図である。
【図１９】従来の水晶振動子の一例を示す斜視図である。
【図２０】従来の水晶振動子の離調度と相対出力の関係の一例を説明するグラフである。
【図２１】エッチング加工による離調度調整の原理を示す説明図である。
【図２２】駆動振動漏れを説明する駆動脚の断面図である。
【図２３】従来の水晶振動子の漏れ振動調整と離調度調整の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下図面に基づいて本発明の第１から第３の実施形態を詳述する。第１の実施形態の特徴は、離調度の測定値に基づいて基部と検出脚の接続部分の近傍に形成された電極を加工し、この加工された電極をマスクにしてエッチングすることで、離調度を適正に調整する水晶振動子の製造方法である。
【００５１】
また、第２の実施形態の特徴は、基部と検出脚の接続部分の電極とともに、基部と駆動脚との接続部分の近傍に形成された電極を加工し、この加工された電極をマスクにしてエッチングすることで、離調度調整とともに、検出振動漏れを調整する水晶振動子の製造方法である。
【００５２】
また、第３の実施形態の特徴は、離調度調整と検出振動漏れ調整とともに、漏れ振動の漏れ量に基づいて駆動脚の電極を加工し、この加工された電極をマスクにしてエッチングすることで、駆動振動漏れを調整する水晶振動子の製造方法である。
【実施例１】
【００５３】
［第１の実施形態の製造工程の概略と水晶振動子の完成品の説明：図１と図２］
第１の実施形態の水晶振動子の製造方法の工程順の概略と水晶振動子の完成品の説明を、図１のフローチャートと図２の斜視図を用いて説明する。なお、各製造工程の詳細は後述する。また、説明の前提として本実施形態の水晶振動子の製造方法は、単一の水晶ウェハーに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する製造方法を例示する。もちろん、この水晶ウェハーとしての集合体による一括製造に限定されるものではなく、１つの水晶ウェハーや水晶板に対して１つの水晶振動子を形成する製造方法でも、本実施形態は適応可能である。
【００５４】
ここで、第１の実施形態の製造方法の工程順を説明する前に、この第１の実施形態の製造方法で製造される水晶振動子形状の一例を図２を用いて説明する。図２は第１の実施形態の製造方法で製造された水晶振動子を模式的に示した斜視図である。なお、説明に関係のない部分、例えば、水晶振動子をパッケージなどの封止部材に封止する際に導電性接着剤等を付着させる固定部分などは省略してある。
【００５５】
図２において、１０は第１の実施形態の製造方法で製造される水晶振動子である。この水晶振動子１０は、すでに説明した例と同様に水晶ウェハーからエッチング加工によって切り出されて形成されるものである。一例として、振動型ジャイロセンサとして用いられる振動子であり、振動脚として２本の駆動脚１１、１２と１本の検出脚１３とを有する三脚音叉型振動子である。なお、水晶振動子１０は、三脚音叉型に限定されず、例えば、二脚音叉型やＴ型音叉、Ｈ型音叉などでもよい。
【００５６】
また、１４は基部であり、２本の駆動脚１１、１２は基部１４上に隣り合って配設され、また、検出脚１３は駆動脚１１、１２と並んで基部１４上に配設される。すなわち、水晶振動子１０は、駆動脚１１、１２と検出脚１３が、基部１４から延設する構造である。
【００５７】
２０、２１は駆動脚１１、１２の主平面と側面に形成される駆動電極であり、２２は検出脚１３の主平面と側面とに形成される検出電極である。３０は水晶振動子１０の離調度を調整するための離調度調整エリア（破線で囲う）である。この離調度調整エリア３０は、基部１４と検出脚１３の接続部分の近傍の検出電極２２が所定形状に加工されるためのエリアある。
【００５８】
この離調度調整エリア３０に後述するレーザ光を照射し、小さな円形状の水晶の素地が露出する任意の数のスポット３１が形成される。このスポット３１が形成された
検出電極２２をマスクにして後工程のエッチング工程でエッチングにより削ることで、水晶振動子１０の離調度が調整される。なお、ここでは図示しないが、水晶振動子１０の図面上裏側の主平面の検出電極にも、離調度調整エリア３０があり、スポット３１が形成される。
【００５９】
この水晶振動子１０は、Ｘ軸を幅方向に、Ｙ´軸を長手方向に、Ｚ´軸を厚み方向に構成される。また、駆動脚１１、１２に形成される駆動電極２０、２１と、検出脚１３に形成される検出電極２２は、後述するように、主平面に形成されるか側面に形成されるか等で区別して個別の番号を付すが、区別する必要がない場合は、まとめて駆動電極２０、２１及び検出電極２２と記述する。
【００６０】
次に図１のフローチャートに戻り、第１の実施形態の工程順の概略を説明する。図１において、まず製造工程の最初に単一の水晶板である水晶ウェハーに耐エッチング用マスク部材を形成し、水晶ウェハーに複数の水晶振動子の外形形状を形成する（外形形成工程：ＳＴ１）。
【００６１】
耐エッチング用マスク部材は、例えば、金（Ａｕ）を用いることができる。なお、この場合、金の下地にクロム（Ｃｒ）を形成してもよい。つまり、耐エッチング用マスク部材は、積層膜構造であってもよい。このように下地にクロム（Ｃｒ）を用いることで、水晶と金（Ａｕ）との密着性が向上する。このような耐エッチング用マスク部材を形成した後、これをマスクとして、所定のエッチング液を用いて水晶ウェハーをエッチングし、水晶振動子の外形を形成する。
【００６２】
次に、形成された水晶振動子の振動脚を構成する主平面または側面に電極を形成する（電極形成工程：ＳＴ２）。この工程で形成される電極は、図２に示す例では、駆動電極２０、２１および検出電極２２である。
【００６３】
次に、水晶ウェハーに形成された各々の水晶振動子を駆動して、離調度を測定する（離調度測定工程：ＳＴ３）。なお、離調度測定工程は、水晶ウェハーに形成される全ての水晶振動子を測定するが、離調度のばらつきが少ない場合などは、抜き取り等で測定を行ってもよい。
【００６４】
次に、離調度測定工程で得た測定結果に基づいて、それぞれの水晶振動子１０の検出脚１３の検出電極２２の離調度調整エリア３０に前述したスポット３１を形成するためのトリミング量を決定する（トリミング量決定工程：ＳＴ４）。以下、各実施の形態の説明においては、一つの例として、離調度や漏れ量を調整するための電極のトリミング量は、各調整エリアに形成するスポットの数で決定する。
なお、この工程では水晶振動子１０ごとのトリミング量を決定するとともに、後工程であるエッチング工程での水晶ウェハーごとのエッチング時間を決定してもよい。たとえば、離調度の調整量が比較的少なくてよい水晶ウェハーであれば、エッチング時間を短く設定し、離調度の調整量が比較的大きい水晶ウェハーであれば、エッチング時間を長く設定する。
【００６５】
すなわち、離調度の測定結果に基づいて、水晶ウェハーごとのエッチング時間を決定し、このエッチング時間を参照しつつ、離調度の測定結果に基づいて各々の水晶振動子１０ごとのトリミング量を決定することで、各々の水晶振動子１０ごとに離調度調整を適切に行うことが出来る。
【００６６】
次に、決定されたトリミング量に基づいて、各々の水晶振動子の検出脚１３と基部１４との接続部分の検出電極２２をトリミングする（電極加工工程：ＳＴ５）。この工程でトリミングされる箇所は、図２で示す検出電極２２の離調度調整エリア３０である。ここで、電極のトリミング加工は、電極にスポット状のレーザ光を照射して行われ、レーザ光が照射された部分の電極は溶けて飛散し、水晶の素地が小さな円形状に露出する。この小さな円形状の水晶の素地の露出部分がスポット３１である。
【００６７】
次に、決定されたエッチング時間に基づいて、水晶ウェハーをエッチング加工して離調度調整を実施する（エッチング工程：ＳＴ６）。このエッチング工程によって、検出脚１３の根元の離調度調整エリア３０のスポット３１がエッチングされて削られるのである。すなわち、このエッチング工程によって検出脚１３の根元の一部分の厚みが薄くなることで、検出脚１３の検出周波数が低くなり、離調度を調整することが出来る。
【００６８】
次に、離調度が調整された各々の水晶振動子の離調度を再度測定する（離調度再測定工程：ＳＴ７）。なお、離調度再測定工程ＳＴ７は、水晶ウェハーに形成される全ての水晶振動子を測定するが、離調度のばらつきが少ない場合などは、抜き取り等で測定を行ってもよい。
【００６９】
次に、離調度再測定工程ＳＴ７で得た測定結果を所定の規格値と比較し、離調度が規格値以内であるかを判定する（規格値判定工程：ＳＴ８）。ここで、肯定判定（離調度が所定の規格値以内）であれば、水晶振動子を封止する封止工程に進み、水晶振動子を完成する。また、否定判定（離調度が所定の規格値以外）であれば、トリミング量決定工程ＳＴ４に戻り、再度、測定結果に基づいてトリミング量を決定し、工程ＳＴ４から工程ＳＴ８を繰り返して離調度の調整を行う。
【００７０】
ここで、エッチングによる加工オーバーを避けるために、トリミング量決定工程ＳＴ４で算出されたトリミング量を少なめに決定し、また、エッチング時間も短めに設定することが出来る。このようにトリミング量及びエッチング時間を決定すれば、加工オーバーを防ぐと共に、調整工程を繰り返すことで高精度な調整が可能であるが、工程を繰り返すことは製造工数を増やす結果となるので、調整工程の繰り返しは２回から３回程度までが好ましい。
【００７１】
また、規格値判定工程ＳＴ８の判定結果によって離調度の調整が終了したならば、各々の水晶振動子は水晶ウェハーから切り離され、封止部材によって封止されて製品として完成するが、以降の工程は本発明に直接係わらないので、説明は省略する。
【００７２】
なお、１枚の水晶ウェハーに形成される複数の水晶振動子の中で、ある水晶振動子が規定値以内となり、他の水晶振動子が規定値以外である場合は、規定値以内となった時点で、その水晶振動子を水晶ウェハーから切り離して次の封止工程へ送り、規定値以外の水晶振動子だけが付いた水晶ウェハーを工程ＳＴ４へ戻すようにすることもできる。このようにすればスループットが早くなり、作業効率を向上させることができる。
【００７３】
［第１の実施形態の外形形成工程の詳細説明：図３、図４］
次に、第１の実施形態の各工程の詳細を説明する。まず、図３を用いて水晶振動子の外形形成工程ＳＴ１の詳細を説明する。図３は、水晶ウェハー上に形成される水晶振動子の振動脚の断面を模式的に示す断面図である。図３は図２に示した水晶振動子１０が２つ並んだ状態を示すものであって、駆動脚１１、１２と検出脚１３との先端方向から基部１４の方向（図２の矢印Ｙ´）に向かって見た図である。
【００７４】
図３（ａ）に示す、所定の板厚に調整された平板形状の単一の水晶板である水晶ウェハ
ー１の両面に、図３（ｂ）に示すように、水晶用のエッチング液に耐性のある金属耐食膜２ａ、２ｂと、その上にフォトレジスト３ａ、３ｂと、を形成する。図３（ｂ）に示す例では、図面を見やすくするために、金属耐食膜２ａ、２ｂは、単層膜として記載しているが、前述のとおり、金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いることができる。これらの金属膜は、知られている蒸着技術やスパッタ技術を用いて形成することができる。また、フォトレジスト３ａ、３ｂは、知られているスピンコート技術を用いて形成することができる。
【００７５】
次に、図３（ｃ）に示すように、振動子パターンがそれぞれ描画された２枚のフォトマスク４ａ、４ｂを水晶ウェハー１の上下に配置し、フォトマスク４ａ、４ｂの上から光（矢印Ｂ）を照射してフォトレジスト３ａ、３ｂを露光する。
【００７６】
次に、図３（ｄ）に示すように、フォトレジスト３ａ、３ｂの現像を行い、形成したレジストパターンをマスクとして金属耐食膜２ａ、２ｂをパターニングし、耐エッチング用マスク部材であるエッチングマスク５ａ、５ｂを形成する。金属耐食膜２ａ、２ｂを金（Ａｕ）とクロム（Ｃｒ）との積層膜を用いたときは、これら２つの金属膜それぞれをエッチングする。例えば、ヨウ素とヨウ化カリウムとの混合溶液を用いて、金（Ａｕ）をエッチングする。水洗後、硝酸第２セリウムアンモニウム溶液を用いて、クロム（Ｃｒ）をエッチングする。
【００７７】
次に、図３（ｅ）に示すように、フォトレジスト３ａ、３ｂを剥離後、表裏両面にエッチングマスク５ａ、５ｂの形成された水晶ウェハー１を水晶用エッチング液であるフッ酸系のエッチング液（図示せず）に浸漬すると、エッチングマスク５ａ、５ｂに覆われていない部分の水晶が表裏両側から溶解する。その後、エッチングマスク５ａ、５ｂを除去することによって、水晶振動子の振動脚である駆動脚１１、１２と検出脚１３とが得られる。水晶用エッチング液は、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムとの混合溶液を用いることができる。なお、図３に示す例では、振動脚の断面のみを示しているが、実際にはこの外形形成工程ＳＴ１によって、図２に示す水晶振動子１０の外形の全体が形成される。
【００７８】
図４は、この外形形成工程ＳＴ１によって水晶ウェハー１に形成された複数の水晶振動子１０の様子を説明するために模式的に示す斜視図である。切断線Ｃ−Ｃ´については後述する。この複数の水晶振動子１０は、エッチングによって溶解された溶解部８から切り出されたように形成され、個々の水晶振動子１０は、水晶ウェハー１と連結部９によって結合されている。なお、連結部９は、調整工程が終了した後に切断される部分であって、いわゆる折り取り部と呼ばれる部分である。そして、水晶ウェハー１上でのすべての製造工程が終了して連結部９が切断されると、図２に示す水晶振動子１０として完成する。
【００７９】
また、図４では、１枚の水晶ウェハー１に６個の水晶振動子１０を形成する例を示しているが、この個数は図４の例に限定されるものではない。水晶振動子１０は、得たい水晶振動子の性能や特性によりそのサイズや形状が選択され、それに伴って水晶ウェハー１のサイズが決まるためである。もちろん、１枚の水晶ウェハー１に形成する水晶振動子１０の数が多ければ、多数の水晶振動子を一括して製造できるため、製造コストを低減することができる。
【００８０】
［第１の実施形態の電極形成工程の詳細説明：図５、図６］
次に、図５を用いて電極形成工程ＳＴ２の詳細を説明する。図５は、図４に示す切断線Ｃ−Ｃ´での断面を模式的に示した断面図であって、駆動脚１１、１２と検出脚１３との断面を示した図である。
【００８１】
図５（ａ）に示す、駆動脚１１、１２と検出脚１３との表面に、図５（ｂ）に示すよう
に、金属膜２００と、その上にフォトレジスト３００と、を形成する。図５（ｂ）に示す例では、図面を見やすくするために、金属膜２００は、単層膜として記載しているが、クロム（Ｃｒ）を下地にしてその上に金（Ａｕ）を設ける積層膜とすることができる。なお、金属膜２００の厚みは、一例として下地を含んで１５００Å程度であるが、これより薄くても厚くても良い。
【００８２】
この金属膜２００は、知られている蒸着技術やスパッタ技術を用いて形成することができる。また、フォトレジスト３００は、知られているスプレー法や電着法などを用いて形成することができる。
【００８３】
次に、図５（ｃ）に示すように、駆動脚１１、１２と検出脚１３とに設ける電極の形状がそれぞれ描画された２枚のフォトマスク４００ａ、４００ｂを水晶ウェハー１の上下に配置し、フォトマスク４００ａ、４００ｂの上から光（矢印Ｂ）を照射してフォトレジスト３００を露光する。なお、図５（ｃ）では、光を斜めから照射する、いわゆる斜め露光を行う例を示している。
【００８４】
次に、図５（ｄ）に示すように、フォトレジスト３００の現像を行い、形成したレジストパターンをマスクとして金属膜２００をパターニングし、駆動電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと検出電極２２ａ、２２ｂ、検出ＧＮＤ電極２２ｃとを形成する。
【００８５】
次に図６を用いて各電極の接続例を説明する。図６は、電極形成工程ＳＴ２によって振動脚である駆動脚１１、１２と検出脚１３とに形成される電極の接続の一例を示す図である。図６において、駆動脚１１の主平面である対向する２面に駆動電極２０ａ、２０ｂが形成され、駆動脚１２の主平面である対向する２面に駆動電極２１ｃ、２１ｄが形成されている。また、駆動脚１１の側面である対向する２面に駆動電極２１ａ、２１ｂが形成され、駆動脚１２の側面である対向する２面に駆動電極２０ｃ、２０ｄが形成されている。
【００８６】
これらの駆動電極２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、それぞれ電気的に接続されて駆動電極端子２０ｅとして外部に出力している。また、駆動電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄも、それぞれ電気的に接続されて駆動電極端子２１ｅとして外部に出力している。
【００８７】
また、検出脚１３には、その角の部分に対となる検出電極２２ａ、２２ｂが形成され、それぞれ検出電極端子２２ｄ、２２ｅとして外部に出力している。また、検出電極２２ａ、２２ｂに対向する面の検出ＧＮＤ電極２２ｃは、検出ＧＮＤ電極端子２２ｆとして外部に出力しており、図示しない回路のＧＮＤ（０Ｖ）に接続している。もちろん、図６に示す電極構造または電極間の接続構成は、これに限定されず、水晶振動子の仕様に応じて任意に決定することができる。
【００８８】
なお、以上の説明に用いた図３、図４、図５、図６に示す例では、駆動脚１１、１２と検出脚１３とのそれぞれの側面は、前述したように残渣によって平面ではないが、図示しやすいように残渣の形状を省略している。
【００８９】
［第１の実施形態の離調度測定工程の詳細説明：図７］
次に、図７を用いて離調度測定工程ＳＴ３を説明する。図７は、離調度測定工程と後述する電極加工工程を実施するための離調度測定システムおよび電極加工システムの一例を示している。離調度測定工程ＳＴ３は、この離調度測定システムを用いて実施される。
【００９０】
図７において、１０ａ〜１０ｆは水晶ウェハー１上に形成された複数の水晶振動子片である。水晶振動子片１０ａ〜１０ｆが形成された水晶ウェハー１は、ＸＹステージ６０に
載せられ固定されている。６１は複数の電極端子６２を有するプローブであり、ＸＹステージ６０の上部に配設されている。このプローブ６１の電極端子６２は、水晶ウェハー１の水晶振動子片１０ａ〜１０ｆに形成される駆動電極端子２０ｅ、２１ｅと検出電極端子２２ｄ、２２ｅおよび検出ＧＮＤ電極端子２２ｆ（図６参照）に電気的に接触する。
【００９１】
また、６３は離調度測定及び電極加工を実施する制御部であり、接続ケーブル６４を介して、プローブ６１に信号の入出力を行う。６５はＸＹステージ６０を駆動する駆動部であり、制御部６３からの制御信号に基づいてＸＹステージ６０を駆動し、水晶ウェハー１をＸ方向、又はＹ方向に移動して、プローブ６１が全ての水晶振動子のそれぞれの電極に接触できるように動作する。また、６６は情報を記憶するメモリであり、制御部６３に接続されて、水晶ウェハー１のすべての水晶振動子片１０ａ〜１０ｆの離調度情報をそれぞれの水晶振動子の位置情報と共に記憶する。
【００９２】
次に、離調度測定システムの動作を説明する。図７において、制御部６３は駆動部６５に制御信号を送ってＸＹステージ６０を駆動し、水晶ウェハー１に形成される所定の水晶振動子片１０ａ〜１０ｆの電極が、プローブ６１の直下に位置するように水晶ウェハー１を移動させる。図７に示す例では、水晶振動子片１０ｆがプローブ６１の真下に位置している。
【００９３】
次に制御部６３は、図示しない昇降手段によってプローブ６１を降下させ、電極端子６２が水晶振動子片１０ｆの各電極に接触するようにする。次に制御部６３は、接続ケーブル６４を介してインピーダンスアナライザ（図示せず）などによって水晶振動子片１０ｆの駆動脚の駆動周波数と、検出脚の検出周波数を測定し、その周波数差である離調度を取得して、その値を水晶振動子片１０ｆの位置関係情報と共にメモリ６６に記憶する。
【００９４】
すなわち、離調度測定工程ＳＴ３の測定結果は、測定した水晶振動子片１０ａ〜１０ｆの離調度と、その水晶振動子片１０ａ〜１０ｆの位置関係情報とで構成される。なお、水晶振動子片１０ａ〜１０ｆの位置関係情報は、ＸＹステージ６０の所定の原点からのＸ軸位置、Ｙ軸位置として計測される位置情報である。
【００９５】
次に、制御部６３は、ひとつの水晶振動子片の測定が終わったならば、駆動部６５に制御信号を送ってＸＹステージ６０を駆動し、隣に位置する水晶振動子片の電極がプローブ６１の直下に位置するように水晶ウェハー１を移動させる。例えば、水晶振動子片１０ｆの測定が終了したならば、隣の水晶振動子片１０ｅがプローブ６１の真下に位置するようにＸＹステージ６０を駆動する。以降、水晶ウェハー１に形成される水晶振動子片を順次駆動して離調度を測定し、水晶振動子片１０ａ〜１０ｆの個々の離調度と位置関係情報とをメモリ６６に記憶する。
【００９６】
また、水晶ウェハー１上の全ての水晶振動子片の離調度を測定しなくてもよい。例えば、水晶ウェハー１の離調度のばらつきが少ないと予測できる場合は、水晶振動子片１０ａを測定し、その離調度が水晶振動子片１０ｂ〜１０ｆの離調度だと仮定することもできるのである。このような仮定は、過去に測定した水晶ウェハーや他の水晶ウェハーの情報、例えば、水晶ウェハー１の膜厚や外形形成工程ＳＴ１のエッチング条件などを用いることでなすことができる。この場合、メモリ６６には、１つの水晶振動子片の離調度と、６つそれぞれの水晶振動子片の位置関係情報と、が記憶される。
【００９７】
また、水晶ウェハー１上の水晶振動子片を選択する、いわゆる抜き取り測定を行ってもよい。例えば、水晶ウェハー１に設けてあるいずれかの水晶振動子片の１つ、または予め決められた個数の水晶振動子片をランダムに選んで測定し、その平均値を水晶ウェハー１の離調度として記憶してもよいのである。この場合、メモリ６６には、選択して測定した
個数の水晶振動子片の離調度と、６つの水晶振動子の位置関係情報と、が記憶される。
【００９８】
［第１の実施形態のトリミング量決定工程の詳細説明：図８］
次に、トリミング量決定工程ＳＴ４を水晶振動子の平面図と離調度の調整幅を示す図８を用いて説明する。なお、トリミング量決定工程ＳＴ４は、前工程である離調度測定工程ＳＴ３によって測定した水晶振動子の離調度に基づいて、検出電極２２の離調度調整エリア３０のトリミング量を決定する工程である。
【００９９】
図８において、トリミング量決定工程ＳＴ４は、離調度の測定結果から離調度の調整幅が小さい場合（図８左側参照）を例とすると、駆動周波数ｆｄに対して、検出周波数ｆｓａであり、駆動周波数ｆｄと検出周波数ｆｓａの差である離調度がΔｆａであったとする。この離調度Δｆａが、前述の離調度測定工程ＳＴ３で得た離調度の測定値である。
【０１００】
ここで、離調度Δｆａに対して適正な離調度である目標離調度Δｆｇとの差を離調度調整幅Δｆｊａとする。この離調度調整幅Δｆｊａは、調整幅としては比較的小さいので、一例としてトリミング量はスポット３１の数を１箇所とする。
【０１０１】
また離調度の調整幅が大きい場合（図８右側参照）を例とすると、駆動周波数ｆｄに対して、検出周波数ｆｓｂであり、駆動周波数ｆｄと検出周波数ｆｓｂの差である離調度がΔｆｂであったとする。ここで、離調度Δｆｂに対して目標離調度Δｆｇとの差を離調度調整幅Δｆｊｂとする。この離調度調整幅Δｆｊｂは、調整幅として比較的大きいので、一例としてトリミング量はスポット３１の数を２箇所とする。
【０１０２】
すなわち、トリミング量決定工程ＳＴ４は、測定して得た水晶振動子の個々の離調度Δｆから離調度調整幅Δｆｊを算出して、水晶振動子の個々のトリミング量を決定するのである。なお、このトリミング量は、前述したように、水晶ウェハーごとに決定されるエッチング工程ＳＴ６でのエッチング時間を参照して各々の水晶振動子ごとのトリミング量を決定する。また、実際のトリミング量の決定においては、予めモデルごとに実験等で最適値を求めておき、算出した離調度調整幅Δｆｊをモデルに当てはめてトリミング量を決めると良い。
【０１０３】
［第１の実施形態の電極加工工程の詳細説明：図８］
次にトリミング量決定工程（ＳＴ４）で決定したトリミング量に従って実施する検出脚の電極加工工程ＳＴ５を図８を用いて説明する。この電極加工工程ＳＴ５は、トリミング量決定工程ＳＴ４で決定されたトリミング量に従って、水晶振動子１０の基部１４と検出脚１３の接続部分の検出電極２２にレーザ光を照射し、離調度調整エリア３０のスポット３１を所定形状に形成する工程である。この電極加工工程ＳＴ５は、前述の離調度測定システムと同じ構成の電極加工システム（図７参照）によって実施することが出来る。
【０１０４】
この電極加工システムの動作の概略を説明すると、図７において、プローブ６１の位置に図示しないレーザ照射器をセットし、ＸＹステージ６０上の水晶ウェハー１の所定の水晶振動子片の検出電極にレーザ光を照射して、決定したトリミング量に応じて電極の一部を除去する。
【０１０５】
ここで、メモリ６６が１枚の水晶ウェハー１上のすべての水晶振動子片１０ａ〜１０ｆのトリミング量を位置関係情報と共に記憶し、制御部６３が記憶情報に基づいてレーザ光をすべての水晶振動子片１０ａ〜１０ｆに次々と照射し、一括してトリミングを行うならば、作業効率が向上する。また、水晶振動子片の一つ一つに対して、離調度測定、トリミング量決定、電極加工を順次繰り返し行っても良い。この作業手順は、水晶ウェハー１上の水晶振動子片の数量や、測定値のばらつき等に応じて柔軟に変更することができる。
【０１０６】
ここで、離調度調整エリア３０（破線で囲う）のスポット３１が１箇所である場合（図８左側参照）、図示するように、水晶振動子１０の基部１４と検出脚１３の接続部分の離調度調整エリア３０内の１箇所にスポット状のレーザ光が照射され、レーザ光が照射された部分の電極は溶けて飛散し、水晶の素地が露出する１つの小さな円形状のスポット３１が形成される。
【０１０７】
また、離調度調整エリア３０のスポット３１が２箇所である場合（図８右側参照）、図示するように、水晶振動子１０の基部１４と検出脚１３の接続部分の離調度調整エリア３０内の２箇所にスポット状のレーザ光が照射され、レーザ光が照射された部分の電極は溶けて飛散し、水晶の素地が露出する２つの小さな円形状のスポット３１が形成される。
【０１０８】
なお、説明の都合上、離調度調整エリア３０のスポット３１は１箇所と２箇所として説明したが、これに限定されず、検出電極２２の面積に対してレーザ光のスポット形状を調整して、スポット３１の数を離調度調整幅Δｆｊに応じて任意に設定して良い。たとえば、レーザ光のスポット形状を小さくして、多数のスポット３１が形成できるようにすれば、離調度を細かく調整することが可能となる。
【０１０９】
このように、電極加工工程ＳＴ５によって、水晶振動子１０を覆う電極の中で検出電極２２の根元付近が加工され、この加工された電極をマスクにして、後工程であるエッチング工程で露出した水晶の素地が削られて離調度調整が行われるのである。
【０１１０】
［第１の実施形態のエッチング工程の詳細説明：図９］
次に、エッチング工程ＳＴ６を図９を用いて説明する。図９は、図８の水晶振動子１０の根元付近の切断線Ｄ−Ｄ´で切断した断面を模式的に示した断面図であり、図９（ａ）は、電極加工工程ＳＴ５によって、検出脚１３の接続部分にスポット３１が形成された状態を示しており、図９（ｂ）は、エッチング工程ＳＴ６によって、スポット３１の水晶の素地がエッチングによって削られた状態を示している。
【０１１１】
図９（ａ）において、検出脚１３と基部１４（図８参照）の接続部分１３´は、対向する表面と裏面に検出電極２２ａと２２ｂが形成されており、この検出電極２２ａ、２２ｂには対向してスポット３１が形成され、このスポット３１の底は図示するように、水晶振動子１０の水晶の素地が露出している。
【０１１２】
また、駆動脚１１、１２と基部１４（図８参照）の接続部分１１´、１２´は、対向する表面と裏面に駆動電極２０ａ、２０ｂと駆動電極２１ｃ、２１ｄが形成されており、この部分はトリミングされていないので、水晶の素地は露出していない。ここで、検出脚１３の接続部分１３´の厚みＷ１は、エッチング工程の前であるので、水晶振動子１０の厚みｔに等しい。
【０１１３】
次に、図９（ｂ）において、水晶振動子１０がエッチング工程ＳＴ６によってエッチング加工されると、接続部分１３´の表裏両面のスポット３１の部分は水晶の素地が露出しているので、エッチング液（図示せず）によって水晶の素地が表裏両側から溶解する。これにより、エッチングされた接続部分１３´のスポット３１に挟まれた箇所の厚みＷ２は、水晶振動子１０の厚みｔより薄くなる。また、駆動脚１１、１２のそれぞれの接続部分１１´、１２´には、前述したように、スポットが存在しないので、接続部分１１´、１２´はエッチングされず、その厚みは変化しない。
【０１１４】
ここで、Ｚ´軸方向の検出振動は、検出脚１３と駆動脚１１、１２の両方が振動するが、検出脚１３の接続部分１３´の厚みがＷ１からＷ２に削られることで、検出振動の振動
方向の幅の一部が薄くなることになり、前述した共振周波数の式１により、検出振動の周波数が低くなる。
【０１１５】
一方、駆動脚１１、１２の駆動振動の振動方向（Ｘ軸方向）の幅は、図２１の説明で前述したように、水晶のエッチング異方性によって削り量が極めて少ないので、エッチング工程ＳＴ６において、駆動脚１１、１２の駆動振動の振動方向の幅はほとんど削られず、これによって、駆動脚１１、１２の駆動振動の周波数が変化することは、ほとんどない。
【０１１６】
この結果、エッチング工程ＳＴ６によって、検出脚１３の接続部分１３´の離調度調整エリア３０をエッチングによって削ることで、駆動振動の共振周波数と検出振動の共振周波数との差である離調度を小さくすることが出来、この離調度調整エリア３０のスポット３１の数を増減することで、検出脚１３の検出振動の振動方向の幅が削られる面積が増減し、離調度を適正な値に調整することが出来る。
【０１１７】
ここで、水晶振動子１０の基部１４と検出脚１３の接続部分１３´、すなわち、検出脚１３の根元に離調度調整エリア３０を形成する理由は、この根元付近の振動方向の幅を削ると、検出脚１３の検出振動の周波数が一番大きく変化するからである。これは、前述したように検出脚１３の検出振動の周波数は式１に示す通りであるが、振動方向の幅Ｗの影響は、検出脚１３の根元が最大であり、離調度調整エリア３０（検出脚が削られるエリア）が先端方向に移動すると、検出振動の周波数への影響は急激に減少する。
【０１１８】
そして、離調度調整エリア３０が検出脚１３の先端部になると、幅Ｗを削る効果よりも、錘が削られる効果（つまり脚の長さＬが短くなる効果）が大きくなって、周波数は逆に高くなる。従って、検出脚１３を削って検出周波数を効率よく変化させるためには、基部１４と検出脚１３の接続部分１３´、すなわち、検出脚１３の根元付近に離調度調整エリア３０を形成し、この加工した電極をマスクとしてエッチングを実施することが最も大きな効果を得ることができる。
【０１１９】
これにより、検出脚１３の接続部分１３´に離調度調整エリア３０を設けることで、検出周波数を大きく変化させることが出来るので、離調度の調整範囲がきわめて広い水晶振動子の製造方法を実現することが出来る。このように、本発明の水晶振動子の製造方法は、離調度を調整するための電極のトリミング箇所を水晶振動子の基部と検出脚の接続部分に設けることが大きな特徴である。
【０１２０】
なお、図９（ｂ）において、検出脚１３の接続部分１３´と駆動電極１２の接続部分１２´などの隙間は、電極が無く水晶の素地が露出しており、この隙間も図示するようにエッチングによって削られるが、この部分は各振動脚の振動周波数にほとんど影響を及ぼさない。
【０１２１】
［第１の実施形態の電極加工工程とエッチング工程の繰り返し：図１］
次に、エッチング工程ＳＴ６が終了したならば、図１のフローチャートの説明で前述したように、離調度再測定工程ＳＴ７で再度離調度を測定し、規格値判定工程ＳＴ８で判定して、必要に応じてトリミング量決定工程ＳＴ４、電極加工工程ＳＴ５、エッチング工程ＳＴ６を繰り返すことが出来る。なお、工程ＳＴ４からＳＴ８を繰り返す場合において、更にトリミング量を増やす必要がないときは、電極加工工程ＳＴ５をスキップして、エッチング工程ＳＴ６だけを実施しても良い。
【０１２２】
以上のように第１の実施形態は、水晶振動子の離調度を測定し、離調度に基づいてトリミング量を決定し、エッチング加工によって振動周波数の変化が最も大きい検出脚と基部の接続部分を削ることで、広い離調度調整範囲を実現した水晶振動子の製造方法を提供す
ることが出来る。
【０１２３】
この結果、第１の実施形態の水晶振動子の製造方法によって、離調度が適正に調整された水晶振動子を製造できるので、Ｓ／Ｎ比が良好で安定した出力を維持する高性能な水晶振動子型ジャイロセンサを提供することができる。また、離調度が大きくずれた水晶振動子であっても離調度調整範囲が広いので、適正な離調度に調整可能であり、製造工程での歩留まりを大きく向上させることが出来る。
【０１２４】
また、水晶ウェハー上に複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する場合であっても、各々の水晶振動子の特性に合わせた離調度調整を水晶ウェハーごとに一括して行うことができる。これにより、水晶ウェハー上で離調度が大きくばらついた水晶振動子であっても、それぞれの水晶振動子に合わせた調整が出来るので、特性が揃った高性能の水晶振動子を高い歩留まりで一括して大量に製造することが出来る。
【実施例２】
【０１２５】
［第２の実施形態の製造方法で製造された水晶振動子の概略説明：図１０］
次に、第２の実施形態の製造方法で製造される水晶振動子の一例を図１０を用いて説明する。なお、第２の実施形態で製造される水晶振動子は、第１の実施形態で製造される水晶振動子と基本構成は同じであるので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。図１０は第２の実施形態の製造方法で製造される水晶振動子の完成品を模式的に示した斜視図である。
【０１２６】
図１０において、第２の実施形態で製造される水晶振動子１０は、すでに説明した例と同様に水晶ウェハーからエッチング加工によって切り出されて形成されるものであり、基部１４から延設する振動脚として２本の駆動脚１１、１２と１本の検出脚１３とを有する三脚音叉型振動子である。この水晶振動子１０の外形形状や電極は第１の実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１２７】
また、基部１４と検出脚１３の接続部分の近傍の検出電極２２の離調度調整エリア３０とスポット３１も、第１の実施形態と同様である。ここで、第２の実施形態で製造された水晶振動子１０の特徴は、駆動脚１１、１２と基部１４の接続部分の近傍の駆動電極２０、２１に検出振動漏れを調整するための検出振動漏れ調整エリア４０、４１（破線で囲う）が設けられ、この検出振動漏れ調整エリア４０、４１に、検出振動漏れを調整するためのスポット４２、４３が形成されることである。
【０１２８】
すなわち、第２の実施形態の製造方法は、駆動脚１１、１２の接続部分の駆動電極２０、２１の検出振動漏れ調整エリア４０、４１をトリミング加工してスポット４２，４３を形成し、この加工された電極をマスクにしてエッチング加工を行い、離調度調整と共に、駆動脚１１、１２の検出振動の周波数を調整して検出振動漏れを減少させる製造方法である。
【０１２９】
［第２の実施形態の製造工程の概略説明：図１１］
次に、第２の実施形態の製造方法の工程順の概略を図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、第２の実施形態の工程順は、前述の第１の実施形態の工程順と基本は同じであるので、重複する工程の説明は省略し、第２の実施形態特有の工程を中心に説明する。また、説明の前提として本実施形態の水晶振動子の製造方法は、単一の水晶ウェハーに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する製造方法を例示する。
【０１３０】
図１１において、第２の実施形態の製造方法の工程順の中で、外形形成工程ＳＴ１、電
極形成工程ＳＴ２、離調度測定工程ＳＴ３、離調度再測定工程ＳＴ７、及び規格判定工程ＳＴ８は、第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。以下、第２の実施形態特有のトリミング量決定工程ＳＴ４１、検出脚と駆動脚電極加工工程ＳＴ５１、エッチング工程ＳＴ６１について説明する。
【０１３１】
［第２の実施形態のトリミング量決定工程の説明：図１２］
まず、トリミング量決定工程ＳＴ４１を図１２を用いて説明する。なお、トリミング量決定工程ＳＴ４１は、前工程である離調度測定工程ＳＴ３によって測定した水晶振動子の離調度に応じて、検出電極２２の離調度調整エリア３０と、駆動電極２０、２１の検出振動漏れ調整エリア４０、４１のトリミング量を決定する工程である。
【０１３２】
図１２において、離調度の測定結果から、離調度の調整幅が小さい場合を例とすると（図１２左側参照）、第１の実施形態で前述したように、検出脚１３の検出電極２２のトリミング量（レーザ光によりトリミングするスポット３１の数）を一例として１箇所とする。
【０１３３】
次に、検出脚１３を離調度調整することで、検出脚１３の検出振動との釣り合いが崩れないようにするために、駆動脚１１、１２と基部１４の接続部分の駆動電極２０、２１をトリミングするトリミング量を決定する。ここでは、離調度の調整幅が小さい場合を例とすると（図１２左側参照）、駆動脚１１、１２の接続部分の駆動電極２０、２１の検出振動漏れ調整エリア４０、４１のスポット４２、４３は一例として各２箇所とする。
【０１３４】
また、離調度の調整幅が大きい場合を例とすると（図１２右側参照）、第１の実施形態で前述したように、検出脚１３の検出電極２２のトリミング量（レーザ光によりトリミングするスポット３１の数）を一例として２箇所とする。
【０１３５】
次に、検出脚１３を離調度調整することで、検出脚１３の検出振動との釣り合いが崩れないようにするために、駆動脚１１、１２と基部１４の接続部分の駆動電極２０、２１をトリミングするトリミング量を決定する。ここでは、離調度の調整幅が大きい場合を例とすると（図１２右側参照）、駆動脚１１、１２の接続部分の駆動電極２０、２１の検出振動漏れ調整エリア４０、４１のスポット４２、４３は一例として各４箇所とする。
【０１３６】
なお、離調度調整のための検出脚１３の接続部分のトリミング量と、検出振動漏れを調整するための駆動脚１１、１２の接続部分のトリミング量は異なる。これは、同じだけ検出振動の周波数をシフトさせようとしても、検出脚１３と駆動脚１１、１２の枝幅が違うのでトリミング面積による効き量が異なり、必要なトリミング量も異なるからである。一例として示した図１０の水晶振動子１０の場合は、検出脚１３の脚幅は細いので少ないトリミングでよく、駆動脚１１、１２の脚幅は太いので多くトリミングすることになる。このトリミングの比率は、予めモデルごとに実験等で求めておき、その割合でトリミング量を決定すると良い。
【０１３７】
［第２の実施形態の電極加工工程の説明：図１２］
次にトリミング量決定工程ＳＴ４１で決定したトリミング量に従って実施する検出脚と駆動脚の電極加工工程ＳＴ５１を図１２を用いて説明する。なお、電極加工工程ＳＴ５１は、第１の実施形態の電極加工工程ＳＴ５と同様に電極加工システム（図７参照）によって実施することが出来るが、電極加工システムの動作は、第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【０１３８】
図１２において、離調度の調整幅が小さい場合を例とすると（図１２左側参照）、第１の実施形態で前述したように、水晶振動子１０の基部１４と検出脚１３の接続部分の検出
電極２２の１箇所にスポット状のレーザ光が照射され、レーザ光が照射された部分の電極は溶けて飛散し、水晶の素地が露出した１つの小さな円形状のスポット３１が形成される。
【０１３９】
また、水晶振動子１０の基部１４と駆動脚１１、１２の接続部分の駆動電極２０、２１のそれぞれの２箇所にスポット状のレーザ光が照射され、レーザ光が照射された部分の電極は溶けて飛散し、水晶の素地が露出した２つずつの小さな円形状のスポット４２、４３が形成される。
【０１４０】
また離調度の調整幅が大きい場合を例とすると（図１２右側参照）、第１の実施形態で前述したように、水晶振動子１０の基部１４と検出脚１３の接続部分の検出電極２２の２箇所にスポット状のレーザ光が照射され、レーザ光が照射された部分の電極は溶けて飛散し、水晶の素地が露出した２つの小さな円形状のスポット３１が形成される。
【０１４１】
また、水晶振動子１０の基部１４と駆動脚１１、１２の接続部分の駆動電極２０、２１のそれぞれの４箇所にスポット状のレーザ光が照射され、レーザ光が照射された部分の電極は溶けて飛散し、水晶の素地が露出した４つずつの小さな円形状のスポット４２、４３が形成される。
【０１４２】
［第２の実施形態のエッチング工程：図１３］
次に、第２の実施形態のエッチング工程ＳＴ６１を図１３を用いて説明する。図１３は、図１２の水晶振動子１０の根元付近の切断線Ｅ−Ｅ´で切断した断面を模式的に示した断面図である。そして、図１３（ａ）は電極加工工程ＳＴ５１によって、検出脚１３の接続部分にスポット３１、また、駆動脚１１、１２の接続部分にスポット４２、４３が形成された状態を示している。また、図１３（ｂ）はエッチング工程ＳＴ６１によって、スポット３１とスポット４２、４３の水晶の素地がエッチング加工によって削られた状態を示している。
【０１４３】
図１３（ａ）において、検出脚１３と基部１４（図１２参照）の接続部分１３´は、対向する表面と裏面に検出電極２２ａと２２ｂが形成されており、第１の実施形態と同様に、この検出電極２２ａ、２２ｂには対向してスポット３１が形成され、その部分は図示するように、水晶振動子１０の水晶の素地が露出している。
【０１４４】
また、駆動脚１１、１２と基部１４（図１２参照）の接続部分１１´、１２´においても、対向する表面と裏面に駆動電極２０ａ、２０ｂと駆動電極２１ｃ、２１ｄが形成されており、この駆動電極２０ａ、２０ｂと駆動電極２１ｃ、２１ｄには対向してそれぞれスポット４２、４３が形成され、その部分は図示するように、水晶振動子１０の水晶の素地が露出している。ここで、接続部分１３´と接続部分１１´、１２´の厚みＷ１は、エッチング工程の前であるので、水晶振動子１０の厚みｔに等しい。
【０１４５】
次に、図１３（ｂ）において、水晶振動子１０がエッチング工程ＳＴ６１によってエッチング加工されると、検出脚１３の接続部分１３´の表裏両面のスポット３１は水晶の素地が露出しているので、エッチング液（図示せず）によって水晶の素地が表裏両側から溶解する。これにより、検出脚１３の接続部分１３´の厚みＷ２は、水晶振動子１０の厚みｔより薄くなる。
【０１４６】
また同様に、駆動脚１１、１２の接続部分１１´、１２´の表裏両面には、スポット４２、４３が存在し、その部分は水晶の素地が露出しているので、エッチング工程ＳＴ６１によって水晶の素地が表裏両側から溶解する。これにより、駆動脚１１と１２の接続部分１１´、１２´厚みは、検出脚１３の接続部分１３´の厚みＷ２と等しくなる。
【０１４７】
これにより、エッチング工程ＳＴ６１において、検出脚１３の接続部分１３´の厚みが削られて薄くなり厚みＷ２となる。この検出脚１３の厚みＷ２は、前述したように、検出脚１３においては振動方向（Ｚ´軸方向）の幅であるので、検出脚１３の振動方向の幅が削られることで、前述した共振周波数の式１により、検出脚１３の検出振動の周波数が低くなる。
【０１４８】
一方、駆動脚１１、１２の接続部分１１´、１２´の厚みも削られて薄くなり厚みＷ２となるが、駆動脚１１、１２の駆動振動の方向はＸ軸方向であるので、駆動脚１１、１２の厚みＷ２は駆動周波数に影響することがない。また、駆動振動の振動方向の幅であるＸ軸方向の厚み（駆動脚１１、１２の枝幅）は、前述したように、水晶のエッチング異方性により、ほとんど削られないので、この点からも駆動脚１１、１２の駆動振動の周波数は影響されない。
【０１４９】
従って、エッチング工程ＳＴ６１では、検出脚１３の検出振動の周波数のみが低くなるので、第１の実施形態と同様に、検出脚１３の離調度調整エリア３０のエッチング加工によって水晶振動子の離調度を小さくすることが出来、この離調度調整エリア３０のスポット３１の数を増減することで、離調度を適切な値に調整することが出来る。
【０１５０】
また、駆動脚１１、１２の検出振動（Ｚ´軸方向の振動）に対しては、駆動脚１１、１２の厚みＷ２は検出振動の振動方向の幅となるので、駆動脚１１、１２が厚みＷ２に削られることで、前述した共振周波数の式１により、駆動脚１１、１２の検出振動の周波数が低くなる。すなわち、駆動脚１１、１２の検出振動の振動方向の厚みＷ２は、検出脚１３の振動方向の厚みＷ２と同じになるようにエッチング加工されるので、駆動脚１１、１２の検出振動は、検出脚１３の検出振動と同様に変化し、この結果、検出脚１３の検出振動と駆動脚１１、１２の検出振動の釣り合いが維持されて、水晶振動子としての検出振動漏れの発生を抑制することが出来る。
【０１５１】
このように、検出振動漏れの調整は、離調度調整によって検出脚１３の検出振動の周波数を変化させる（低くする）ので、駆動脚１１、１２の検出振動の周波数が検出脚１３に対してずれないように、検出脚１３の検出振動の周波数の変化に合わせて、駆動脚１１、１２の検出振動の周波数を調整するのである。これにより、水晶振動子の検出振動の釣り合いを正常に保つことができる。なお、図１３（ｂ）において、検出脚１３の接続部分１３´と駆動電極１２の接続部分１２´などの隙間は、第１の実施形態と同様に、電極が無く水晶の素地が露出しており、これらの隙間も図示するようにエッチングによって削られるが、この部分は各振動脚の振動周波数にほとんど影響を及ぼさない。
【０１５２】
以上のように、第２の実施形態の水晶振動子の製造方法によれば、水晶振動子の基部と検出脚の接続部分の検出電極とともに、基部と駆動脚の接続部分の駆動電極をトリミング加工し、このトリミングされた検出電極と駆動電極をマスクにしてエッチング加工することで、離調度調整とともに検出振動漏れを調整することが出来る。
【０１５３】
この結果、第２の実施形態の水晶振動子の製造方法によって、離調度が適正に調整され、且つ、検出振動漏れが少ない水晶振動子を製造できるので、感度が高くＳ／Ｎ比が良好で、温度特性に優れた高性能な水晶振動子型ジャイロセンサを提供することができる。
【実施例３】
【０１５４】
［第３の実施形態の製造方法で製造された水晶振動子の概略説明：図１４］
次に、第３の実施形態の製造方法で製造される水晶振動子の一例を図１４を用いて説明する。なお、第３の実施形態で製造される水晶振動子は、第１の実施形態で製造される水
晶振動子と基本構成は同じであるので、同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。図１４は第３の実施形態の製造方法で製造される水晶振動子を模式的に示した斜視図である。
【０１５５】
図１４において、第３の実施形態で製造される水晶振動子１０は、すでに説明した例と同様に水晶ウェハーからエッチング加工によって切り出されて形成されるものであり、基部１４から延設する振動脚として２本の駆動脚１１、１２と１本の検出脚１３とを有する三脚音叉型振動子である。この水晶振動子１０の外形形状や電極は第１の実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
【０１５６】
また、基部１４と検出脚１３の接続部分の近傍の検出電極２２に形成される離調度調整エリア３０とスポット３１は第１及び第２の実施形態と同様である。また、基部１４と駆動脚１１、１２の接続部分の近傍の駆動電極２０、２１の検出振動漏れ調整エリア４０、４１に形成されるスポット４２、４３は第２の実施形態と同様である。ここで、第３の実施形態で製造される水晶振動子１０の特徴は、駆動脚１１、１２の駆動電極２０、２１に駆動振動漏れ調整エリア５０、５１（破線で囲う）が設けられ、この駆動振動漏れ調整エリア５０、５１に、駆動振動漏れを調整するためのスポット５２、５３が形成されることである。
【０１５７】
ここで、駆動振動漏れは、前述したように、水晶振動子の加工精度や水晶のエッチング異方性による残渣の発生に起因して、駆動振動（Ｘ軸方向の振動）に対して、水晶振動子に角速度が印加されていない状態で発生してはならない面外振動（Ｚ´軸方向の振動）であり、水晶振動子の特性を悪化させる漏れ振動である。
【０１５８】
第３の実施形態の製造方法は、この駆動振動漏れの発生を防ぐために、駆動脚１１、１２の駆動電極２０、２１の駆動振動漏れ調整エリア５０、５１をトリミング加工してスポット５２、５３を形成し、この加工された電極をマスクにしてエッチング加工を行い、離調度調整と検出振動漏れ調整とともに、駆動脚１１、１２の駆動振動漏れを調整する製造方法である。
【０１５９】
［第３の実施形態の製造工程順の説明：図１５］
次に第３の実施形態の製造方法の工程順の概略を図１５のフローチャートを用いて説明する。なお、第３の実施形態の工程順は、前述の第１の実施形態の工程順と基本は同じであるので、重複する工程の説明は省略し、第３の実施形態特有の工程を中心に説明する。また、説明の前提として本実施形態の水晶振動子の製造方法は、単一の水晶ウェハーに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する製造方法を例示する。もちろん、水晶ウェハーとしての集合体による一括製造に限定されるものではなく、１つの水晶ウェハーや水晶板に対して１つの水晶振動子を形成する製造方法でも、本実施形態は適応可能である。
【０１６０】
図１５において、第３の実施形態の製造方法の製造工程の中で、外形形成工程ＳＴ１と電極形成工程ＳＴ２は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。以下、第３の実施形態特有の離調度と漏れ量測定工程ＳＴ３２、トリミング量決定工程ＳＴ４２、検出脚と駆動脚電極加工工程ＳＴ５２、エッチング工程ＳＴ６２について説明する。
【０１６１】
［第３の実施形態の離調度と漏れ量測定工程の説明：図７］
まず、離調度と漏れ量測定工程ＳＴ３２を説明する。ここで、離調度と駆動振動漏れの漏れ量の測定は、前述の第１の実施形態で述べた離調度測定システム（図７参照）を用いて測定することが出来る。すなわち、図７の離調度測定システムのＸＹステージ６０に水晶ウェハー１を乗せて、水晶ウェハー１上の各々の水晶振動子片１０ａ〜１０ｆを駆動し
、離調度と駆動振動漏れの漏れ量を測定する。
【０１６２】
そして、メモリ６６に、測定した水晶振動子片１０ａ〜１０ｆの個々の離調度、駆動振動漏れの漏れ量、及び位置関係情報を記憶する。なお、離調度と漏れ量測定工程ＳＴ３２は、水晶ウェハーに形成される全ての水晶振動子片を測定するが、離調度と漏れ量のばらつきが少ない場合などは、抜き取り等で測定を行ってもよい。
【０１６３】
［第３の実施形態のトリミング量決定工程の説明：図１６］
次に、トリミング量決定工程ＳＴ４２を図１６を用いて説明する。なお、トリミング量決定工程ＳＴ４２は、前工程である離調度と漏れ量測定工程ＳＴ３２によって測定した水晶振動子の離調度と漏れ量に基づいて、検出電極２２の離調度調整エリア３０と、駆動電極２０、２１の検出振動漏れ調整エリア４０、４１、及び駆動漏れ調整エリア５０、５１のトリミング量（それぞれのスポットの数）を決定する工程である。
【０１６４】
図１６において、離調度調整エリア３０と検出振動漏れ調整エリア４０、４１のトリミング量を決定する工程は、前述の第１の実施形態と第２の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６５】
また、駆動振動漏れに対するトリミング量の決定は、測定した駆動振動漏れの漏れ量の大きさと方向から、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の駆動脚の長手方向の範囲（スポット５２、５３の数）と調整エリアの位置を決定する。ここで、駆動振動漏れの漏れ量が小さい場合（図１６左側参照）は、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の範囲（スポット５２、５３の数）を少なく決定する。また、駆動振動漏れの漏れ量が大きい場合（図１６右側参照）は、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の範囲（スポット５２、５３の数）を多く決定する。
【０１６６】
［第３の実施形態の検出脚と駆動脚の電極加工工程の説明：図１６］
次に、検出脚と駆動脚の電極加工工程ＳＴ５２を図１６を用いて説明する。ここで、離調度調整エリア３０と検出振動漏れ調整エリア４０、４１のそれぞれのスポットをトリミング加工する工程は、前述の第１の実施形態と第２の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６７】
駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の電極加工工程は、前工程のトリミング量決定工程ＳＴ４２で決められた駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の長手方向の範囲（スポット５２、５３の数）と位置に基づいて実施される。この駆動振動漏れ調整エリア５０、５１のトリミング加工は、第１の実施形態で前述した電極加工システム（図７参照）によって実施することが出来るが、電極加工システムの動作は、第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【０１６８】
駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の加工は、決定されたトリミング量に基づいて、駆動電極２０、２１にレーザ光（図示せず）が照射され、水晶の素地が露出したスポット５２、５３が形成される。
【０１６９】
詳しくは、駆動脚１１の主平面に形成される駆動電極２０ａと、同じく駆動脚１２の主平面に形成される駆動電極２１ｃとの所定の場所（駆動振動漏れ調整エリア５０、５１）に、スポット状のレーザ光を連続して照射し、電極の幅方向の一方の端部が、漏れ量に応じて駆動脚１１、１２の長手方向に連続して除去される。この電極が除去された部分が、水晶の素地がスポット状に連続して露出するスポット５２、５３である。
【０１７０】
この駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の長手方向の中心Ｇ２は、図１６で示すように
、駆動脚１１、１２の幅方向の略中心Ｇ１に対して駆動脚１１、１２の幅方向にずれて形成される。これは、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１のスポット５２、５３を後工程のエッチング工程ＳＴ６２でエッチング加工して削り、駆動脚の断面主軸の方向を変化させて、振動方向を調整し漏れ振動を抑制するためである。
【０１７１】
なお、図１６に示す例では、レーザ光を照射して除去する駆動振動漏れ調整エリア５０、５１は、図面に向かって駆動電極２０ａ、２１ｃの右側の端部に設ける例を示したが、もちろんこれは一例である。場合によっては駆動振動漏れ調整エリア５０、５１を左側の端部に設けなければならない例もある。いずれにしても、振動方向を調整するためには、レーザ光を照射して除去する駆動振動漏れ調整エリア５０、５１は、駆動脚１１、１２の幅方向にずれていなければならない。
【０１７２】
また、この駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の長手方向の長さ（スポット５２、５３の数）が、決定されたトリミング量に応じたものになり、レーザ光は決定されたトリミング量に応じて駆動電極に照射される。また、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１は、水晶振動子１０の裏面にも形成されるが、その説明は後述する。また、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１は、ここに示す例では、水晶振動子１０の基部１４に近い側に形成されているが、これに限定されず、駆動脚１１、１２の先端付近に形成しても良い。なお、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１が駆動脚１１、１２の先端付近に形成される場合は、駆動振動への影響が小さいので、駆動振動漏れの微調整に適している。
【０１７３】
［第３の実施形態のエッチング工程の説明：図１７］
次に、第３の実施形態のエッチング工程ＳＴ６２を図１７を用いて説明する。このエッチング工程ＳＴ６２は、離調度調整エリア３０と検出振動漏れ調整エリア４０、４１、及び駆動振動漏れ調整エリア５０、５１の三箇所のそれぞれのスポットを同時にエッチング加工によって削る工程であるが、離調度調整エリア３０と検出振動漏れ調整エリア４０、４１のエッチング加工は、第１及び第２の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略し、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１のエッチング加工について説明する。
【０１７４】
図１７は、図１６の水晶振動子１０の駆動脚１１の切断線Ｆ−Ｆ´で切断した断面を模式的に示した断面図である。エッチング工程ＳＴ６２は、前工程である電極加工工程ＳＴ５２の終了後、トリミング加工された電極をマスクにして、所定のエッチング時間によって水晶ウェハー１をエッチング液に浸漬してエッチング加工を行う。
【０１７５】
ここで、駆動脚１１の表面の駆動電極２０ａには、スポット５２ａが形成されて水晶の素地が露出しており、また、駆動脚１１の裏面の駆動電極２０ｂには、スポット５２ｂが形成されて水晶の素地が露出している。この状態でエッチング加工が実施されると、スポット５２ａ、５２ｂの水晶の素地がエッチング液によって溶解して、図示するようにＺ´軸方向に削られることになる。
【０１７６】
なお、スポット５２ａ、５２ｂが削られる深さは、エッチング時間に依存するので、漏れ量の大きさに応じて、エッチング時間を調整することができる。ただし、エッチング工程ＳＴ６２は、前述したように、離調度調整と検出振動漏れ調整のための加工も同時に行うので、エッチング時間は、駆動振動漏れの漏れ量と離調度の調整量の両方を考慮して決めるとよい。
【０１７７】
［駆動振動漏れ調整エリアによる漏れ振動調整原理の説明：図１７］
次に、駆動振動漏れ調整エリア５０、５１をエッチング加工することによって、駆動振動漏れを調整する原理を図１７を用いて説明する。ここで、振動脚１１の断面は、前述したように、水晶のエッチング異方性によって残渣があり、且つ、水晶ウェハーから水晶振
動子を切り出すためのエッチングマスクが上下で位置ずれ量ｅだけずれた（裏面マスクが図面上左側にずれた）と仮定する。
【０１７８】
すると、駆動脚１１の断面は図示するように上下左右非対称となり、駆動脚１１の主軸５５（破線で示す）はＸ軸に平行にならずズレ角θ１を持つ。（このような駆動脚の形状については、図２２を用いて説明した従来技術の水晶振動子の駆動脚１０１の断面と同様である。）これにより、駆動脚１１は斜め振動となって漏れ振動が発生する。
【０１７９】
前述した離調度と漏れ量測定工程ＳＴ３２は、この漏れ振動を検出して漏れ量を測定し、電極加工工程ＳＴ５２は、駆動脚１１の主平面の表面と裏面とに形成されている駆動電極２０ａ、２０ｂの一部分を加工して電極が取り除かれたスポット５２ａ、５２ｂを形成するものである（破線で示す部分）。
【０１８０】
また、このスポット５２ａ、５２ｂの駆動脚１１に対する位置関係は、駆動脚１１の表面の駆動電極２０ａ側のスポット５２ａは、駆動電極２０ａの図面上右側に偏って形成され、駆動脚１１の裏面の駆動電極２０ｂ側のスポット５２ｂは、駆動電極２０ｂの図面上左側に偏って形成される。これは、エッチングマスクの上下位置ずれｅによって偏って形成された振動脚断面の偏りを補正するためである。
【０１８１】
このスポット５２ａ、５２ｂが、前述のエッチング工程ＳＴ６２でエッチング加工されることによって、断面の偏りが補正され、主軸５５が主軸５５´（実線）のように修正されることで振動方向が調整されて漏れ振動が抑制される。ただし、ここでいう断面主軸とは、振動脚長手方向全体での平均について述べている。
【０１８２】
ここで、駆動脚１１の表面と裏面との駆動電極２０ａ、２０ｂで加工されるスポット５２ａ、５２ｂの位置関係をまとめて述べると、図１７においてスポット５２ａ、５２ｂは、駆動脚１１の振動軸中心を原点Ｐとし、この原点Ｐを通り直交する２つの軸ｘ、ｙで定義される第１象限、第２象限、第３象限、第４象限のうち、原点Ｐを挟み対象となる象限に設けるように加工され形成される。
【０１８３】
このように、スポット５２ａ、５２ｂが、駆動脚１１の表裏両面の電極に対して対角に形成されることで、電極の除去面積がわずかであっても駆動脚に対して影響を与えて確実に振動方向を調整することができる。
【０１８４】
なお、図１７に示すスポット５２ａ、５２ｂは、一例として第１象限と第３象限とに形成されるが、これは外形形成のエッチングにおいて、裏面マスクが表面マスクに対して図面上左方向にずれていたためであり、ずれて偏って形成された駆動脚１１の水晶片を打ち消すように、スポット５２ａ、５２ｂを第１象限と第３象限とに形成することで、その主軸５５の傾きを修正することができるからである。
【０１８５】
一方、外形形成のエッチングマスクが図１７とは逆方向に、すなわち、裏面側のマスクが図面上右側にずれた場合は、図示しないが、スポット５２ａ、５２ｂを第２象限と第４象限とに形成すればよい。このように、マスクずれや水晶の残渣の影響で駆動脚の断面が非対称となって発生する駆動振動漏れを、エッチング加工によって修正し、駆動振動漏れを補正することができる。なお、漏れ振動調整原理は駆動脚１１について説明したが、駆動脚１２についても同様である。
【０１８６】
［第３の実施形態のエッチング工程後の説明：図１５］
次に、エッチング工程ＳＴ６２が終了した後の工程を説明する。図１５において、エッチング工程ＳＴ６２が終了したならば、もう一度、離調度と漏れ量再測定工程ＳＴ７２を
実施し、エッチング加工後の水晶振動子の離調度と駆動振動漏れの漏れ量を測定する。この測定工程は、前述の離調度と漏れ量測定工程ＳＴ３２と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１８７】
次に、規格値判定工程ＳＴ８２において、離調度と漏れ量再測定工程ＳＴ７２で得た測定結果を所定の規格値と比較し、離調度及び漏れ量が規格値以内であるかを判定する。ここで、肯定判定（離調度及び漏れ量が所定の規格値以内）であれば、水晶振動子を封止する封止工程に進み、水晶振動子を完成する。また、否定判定（離調度及び漏れ量が所定の規格値以外）であれば、トリミング量決定工程ＳＴ４２に戻り、再度、各調整エリアのトリミング量を決定し、工程ＳＴ４２から工程ＳＴ８２を繰り返して離調度と漏れ量の調整を行う。
【０１８８】
以上のように、第３の実施形態の水晶振動子の製造方法によれば、離調度調整と検出振動漏れ調整とともに、駆動脚の漏れ量に応じて電極のトリミングを行い、その電極をマスクとしてエッチング加工を実施することで、駆動振動漏れを抑制することができる。この結果、離調度と検出振動漏れと駆動振動漏れを１回のエッチング工程で同時に調整することが出来るので、調整工程を簡素化できるとともに、Ｓ／Ｎが良好で検出誤差が少ない高精度なジャイロセンサを実現する水晶振動子の製造方法を提供することが出来る。
【０１８９】
［第３の実施形態におけるウェハー単位での調整工程の説明：図１８］
本発明の水晶振動子の製造方法は、水晶振動子を単体で個々に製造する方法でも適応されるが、水晶ウェハーに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造する方法が、本発明には好適である。
【０１９０】
図１８は、本発明に好適な水晶ウェハーに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造し調整する場合の一例を示している。図１８において、水晶ウェハー１上には、複数の水晶振動子片１０ａ〜１０ｆが形成され、それぞれの水晶振動子片に第３の実施形態による離調度と検出振動漏れと調整駆動振動漏れの計３項目の調整が実施される。なお、この水晶ウェハー１は、図４で示した水晶ウェハー１と同一である。
【０１９１】
ここで、水晶振動子片１０ａは、トリミング加工によって離調度調整のためのスポット３１と検出振動漏れ調整のためのスポット４２、４３が、離調度の測定値に応じてそれぞれの振動脚の根元付近に形成されている。ここで、水晶振動子片１０ａは、離調度の調整量が比較的大きいと仮定し、スポット３１の数が２個で、スポット４２、４３の数が各４個である。また、駆動振動漏れは、漏れ量測定によって調整の必要がないと仮定し、駆動振動漏れ調整のためのスポット５２、５３は形成されていない。
【０１９２】
また、水晶振動子片１０ｂと１０ｆも同様に、スポット３１とスポット４２、４３が、それぞれの振動脚の根元付近に形成されている。ここで、水晶振動子片１０ｂと１０ｆは、離調度の調整量が比較的少ないと仮定し、スポット３１の数が１個で、スポット４２、４３の数が各２個である。また、駆動振動漏れは、漏れ量測定によって比較的少ない漏れ量が検出されたと仮定し、駆動振動漏れ調整のためのスポット５２、５３の数は少なく形成される。
【０１９３】
また、水晶振動子片１０ｃと１０ｄも同様に、スポット３１とスポット４２、４３が、それぞれの振動脚の根元付近に形成されている。ここで、水晶振動子片１０ｃと１０ｄは、離調度の調整量が比較的大きいと仮定し、スポット３１の数が２個で、スポット４２、４３の数が各４個である。また、駆動振動漏れは、漏れ量測定によって比較的大きな漏れ量が検出されたと仮定し、駆動振動漏れ調整のためのスポット５２、５３の数は多く形成される。
【０１９４】
また、水晶振動子片１０ｅも同様に、スポット３１とスポット４２、４３が、それぞれの振動脚の根元付近に形成されている。ここで、水晶振動子片１０ｅは、離調度の調整量が比較的少ないと仮定し、スポット３１の数が１個で、スポット４２、４３の数が各２個である。また、駆動振動漏れは、漏れ量測定によって調整の必要がないと仮定し、スポット５２、５３は形成されていない。
【０１９５】
ここで、１枚の水晶ウェハー１に形成される複数の水晶振動子片１０ａ〜１０ｆをエッチング加工するエッチング工程ＳＴ６２でのエッチング時間は、当然であるが同一時間である。しかし、エッチング時間が同一であっても、図１８で示したように、それぞれの水晶振動子片の離調度と駆動振動漏れの漏れ量を個別に測定し、その測定値に基づいて、離調度調整エリア３０と検出振動漏れ調整エリア４０、４１及び駆動振動漏れ調整エリア５０、５１のトリミング量を個々に決定することで、同一ウェハーであっても、水晶振動子ごとに、離調度と検出振動漏れ、及び駆動振動漏れを個別に調整することが出来る。
【０１９６】
次に第３の実施形態の変形例を説明する。この変形例は、離調度調整と駆動振動漏れの調整のみを行い、検出振動漏れ調整は行わない水晶振動子の製造方法である。すなわち、Ｚ´軸方向の検出振動の釣り合いの崩れである検出振動漏れが小さい場合や、検出振動漏れがジャイロセンサに与える影響が少ない場合などでは、第３の実施形態の製造工程（図１５参照）において、検出脚と駆動脚の電極加工工程ＳＴ５２では、検出脚１３の離調度調整エリア３０と駆動脚１１、１２の駆動振動漏れ調整エリア５０、５１のみのトリミング加工を行い、駆動脚１１、１２の検出振動漏れ調整エリア４０、４１のトリミング加工は行わない。
【０１９７】
これによって、次の工程であるエッチング工程ＳＴ６２では、離調度調整エリア３０と駆動振動漏れ調整エリア５０、５１がエッチング加工されるが、検出振動漏れ調整エリア４０、４１はエッチング加工されない。従って第３の実施形態の変形例では、検出脚と駆動脚の電極加工工程ＳＴ５２でのトリミング加工の一部が省略できるので、水晶振動子の製造工程を簡素化できる。このように、水晶振動子の特性に応じて、製造工程を柔軟に変更することで、効率的に水晶振動子を製造することができる。
【０１９８】
以上のように、本発明の水晶振動子の製造方法は、水晶ウェハーに複数の水晶振動子を形成し、水晶振動子の集合体として一括して製造出来ると同時に、水晶振動子ごとの特性に合わせて、離調度と検出振動漏れ、及び駆動振動漏れを個別に調整出来るので、特性が揃った高性能な水晶振動子を一括して大量に製造する水晶振動子の製造方法として、その効果はきわめて大きい。
【０１９９】
また、上述した第１から第３の実施形態では、離調度及び漏れ量の測定結果に応じた形状に電極を加工する電極加工工程を有し、電極加工工程で加工された電極をマスクにしてエッチング工程を行う水晶振動子の製造方法の例を説明した。ここで、エッチング工程でマスクとする電極は、水晶振動子の駆動脚を駆動させる電極に限らず、電気的に駆動電極とは導通していないいわゆる浮き電極であってもよい。浮き電極を用いることで、電極加工による駆動電極の構成が変化することで電気的な特性が変わり、水晶振動子の振動特性が変化することを防ぐことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
本発明の水晶振動子の製造方法は、離調度及び漏れ振動を高精度に一括して調整出来るので、小型で高精度なジャイロセンサ用水晶振動子の製造方法として好適である。
【符号の説明】
【０２０１】
１  水晶ウェハー
２ａ、２ｂ  金属耐食膜
３ａ、３ｂ、３００  フォトレジスト
４ａ、４ｂ、４００ａ、４００ｂ  フォトマスク
５ａ、５ｂ  エッチングマスク
８  溶解部
９  連結部
１０  水晶振動子
１０ａ〜１０ｆ  水晶振動子片
１１、１２  駆動脚
１１´、１２´、１３´  接続部分
１３  検出脚
１４  基部
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ  駆動電極
２０ｅ、２１ｅ  駆動電極端子
２２、２２ａ、２２ｂ  検出電極
２２ｄ、２２ｅ  検出電極端子
２２ｃ  検出ＧＮＤ電極
２２ｆ  検出ＧＮＤ電極端子
３０  離調度調整エリア
３１、４２、４３、５２、５２ａ、５２ｂ、５３  スポット
４０、４１  検出振動漏れ調整エリア
５０、５１  駆動振動漏れ調整エリア
５５、５５´  主軸
６０  ＸＹステージ
６１  プローブ
６２  電極端子
６３  制御部
６４  接続ケーブル
６５  駆動部
６６  メモリ
２００  金属膜
Δｆａ、Δｆｂ  離調度
Δｆｇ  目標離調度
Δｆｊａ、Δｆｊｂ  離調度調整幅
Ｐ  原点
θ１  ズレ角
ｅ  位置ずれ量
Ｗｘ、Ｗｚ  振動方向の幅
Ｗ１  接続部分の厚み
Ｗ２  エッチングされた接続部分の厚み
ｔ  水晶振動子の厚み
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012154874.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012154874.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2012154874.tif 000018
【図１７】
2012154874.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2012154874.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2012154874.tif 000024
【図２３】
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