(57)【要約】【課題】膜材料を塗布して膜を成膜する際に、膜厚のムラを抑制できるスピンチャック、このスピンチャックを備えた圧電振動片の製造装置、この製造装置を用いた圧電振動片の製造方法、この製造方法により製造された圧電振動片、この圧電振動片を備えた圧電振動子を提供する。【解決手段】遠心力を利用し、水晶ウエハ６５（基板）の一方面６５ａにフォトレジスト材８５（膜材料）を塗布するために、水晶ウエハ６５の他方面６５ｂを基板保持部７２で保持して水晶ウエハ６５を回転させるスピンチャック７０であって、基板保持部７２は、水晶ウエハ６５の保持面７２ａと背面７２ｂとが稜線で接続される先細り状の外周部７２ｄを有し、水晶ウエハ６５の他方面６５ｂと基板保持部７２の背面７２ｂとが滑らかに連続していることを特徴としている。【選択図】図４
2012175672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心力を利用し、基板の一方面に膜材料を塗布するために、前記基板の他方面を基板保持部で保持して前記基板を回転させるスピンチャックであって、
前記基板保持部は、前記基板の保持面と背面とが稜線で接続される先細り状の外周部を有し、
前記基板の前記他方面に前記基板保持部の前記保持面が当接した状態で、前記基板の前記他方面と前記基板保持部の前記背面とが滑らかに連続していることを特徴とするスピンチャック。
【請求項２】
前記基板保持部は、この背面が回転中心から前記稜線に向かうに従って前記基板に近接するように傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスピンチャック。
【請求項３】
前記基板は、複数の圧電振動片を切り出す水晶ウエハであり、
前記膜材料は、前記水晶ウエハに前記圧電振動片の外形を形成するときのマスクとなるフォトレジスト材であることを特徴とする請求項１または２に記載のスピンチャックを備えた圧電振動片の製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電振動片の製造装置を用いて前記水晶ウエハから複数の圧電振動片を製造する圧電振動片の製造方法であって、
前記水晶ウエハを前記スピンチャックにセットする水晶ウエハセット工程と、
前記水晶ウエハを保持し前記水晶ウエハを回転させながら、前記水晶ウエハの一方面に前記圧電振動片の外形を形成するときのマスクとなるフォトレジスト材の膜を成膜するフォトレジスト膜成膜工程と、
を備えたことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動片。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電振動片を備えたことを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スピンチャック、スピンチャックを備えた圧電振動片の製造装置、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、および圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、その１つとして、いわゆる音叉型の圧電振動片を有する圧電振動子が知られている。音叉型の圧電振動片は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、一対の振動腕部の長手方向の基端側を一体的に固定する基部とを有する、薄板状の水晶片である。
【０００３】
音叉型の圧電振動片の外形を形成する具体的な方法は以下のとおりである。
まず、圧電振動片を形成する水晶ウエハに、後の外形形成用のメタルマスクとなる金属膜をスパッタリング等により成膜する。次に、金属膜に重ねてフォトレジスト材を塗布してフォトレジスト膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィによりフォトレジスト膜をパターニングして、金属膜をエッチングするためのマスクを形成する。その後、フォトレジスト膜をマスクとして金属膜をエッチングし、金属膜パターンを形成する。最後に、金属膜パターンをメタルマスクとして、水晶ウエハをドライエッチングする。これにより、金属膜パターンで保護された領域以外の水晶ウエハが選択的に除去され、圧電振動片の外形形状が形成される。
【０００４】
ところで、上述の圧電振動片の外形を形成する工程において、ムラなく均一の膜厚となるように水晶ウエハの表面にフォトレジスト材を塗布する必要がある。理由は以下のとおりである。
例えばフォトレジスト材にネガレジスト材を用いた場合、フォトレジスト膜の膜厚にムラが生じ、膜厚が厚く形成された部分が存在すると、フォトレジスト膜を露光しても十分に硬化できないおそれがある。そして、露光で十分に硬化しなかったフォトレジスト材は、現像時に溶解されるため、フォトレジスト膜のマスクには表面欠陥が発生する。
この表面欠陥を有するフォトレジスト膜をマスクとして金属膜をエッチングすると、表面欠陥に対応した部分の金属膜がエッチングされてしまい、金属膜パターンに表面欠陥が転写される。さらに、表面欠陥が転写された金属膜パターンをメタルマスクとして水晶ウエハをドライエッチングすると、水晶ウエハ上に表面欠陥が転写される。
すなわち、水晶ウエハの表面に塗布されたフォトレジスト膜のムラは、フォトレジスト膜のマスクの表面欠陥となり、圧電振動片の外形形成時の不良の原因となる。したがって、ムラなく均一の膜厚となるように、水晶ウエハの表面にフォトレジスト材を塗布する必要がある。
【０００５】
水晶ウエハの表面に塗布する方法として、スピンチャックを用いた方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図１１は、スピンチャック３００の説明図である。
図１１に示すように、特許文献１では、吸着板３１０（本願請求項の「基板保持部」に相当）上に水晶ウエハ６５を載置し、水晶ウエハ６５を負圧吸着した状態で高速回転している。そして、水晶ウエハ６５の上面に、不図示のノズルを介してフォトレジスト材を吐出することにより、フォトレジスト材が遠心力によって薄膜状に広がり、水晶ウエハの上面にフォトレジスト膜が成膜される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のスピンチャック３００には、以下のような問題がある。
特許文献１に記載のスピンチャック３００は、吸着板３１０の上面に、外周縁３１０ａに沿って円周状にシール突条３１２が形成されている。このシール突条３１２によって、吸着板３１０の外周縁３１０ａの表面積が増加し、空気との接触面積が増加する。
【０００８】
そして、スピンチャック３００の回転時には、図１１に示すように、吸着板３１０の外周縁３１０ａと空気との接触によりスピンチャック３００の外周縁３１０ａ周辺が高圧となって、水晶ウエハ６５の下方に回り込む空気の乱流Ｒが発生する。そして、水晶ウエハ６５にフォトレジスト材が吐出された際に発生するフォトレジスト材のミストは、乱流Ｒによって搬送され、水晶ウエハ６５に付着するおそれがある。水晶ウエハ６５にフォトレジスト材のミストが付着すると、フォトレジスト膜の膜厚のムラとなり、圧電振動片の外形形成時の不良の原因となる。
【０００９】
そこで本発明は、膜材料を塗布して膜を成膜する際に、膜厚のムラを抑制できるスピンチャック、このスピンチャックを備えた圧電振動片の製造装置、この製造装置を用いた圧電振動片の製造方法、この製造方法により製造された圧電振動片、この圧電振動片を備えた圧電振動子の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明のスピンチャックは、遠心力を利用し、基板の一方面に膜材料を塗布するために、前記基板の他方面を基板保持部で保持して前記基板を回転させるスピンチャックであって、前記基板保持部は、前記基板の保持面と背面とが稜線で接続される先細り状の外周部を有し、前記基板の前記他方面に前記基板保持部の前記保持面が当接した状態で、前記基板の前記他方面と前記基板保持部の前記背面とが滑らかに連続していることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、基板保持部の外周部と空気との接触面積を小さくできるので、回転時における基板保持部の外周部と空気との接触により外周部周辺が高圧となるのを抑制して、基板の下方に回り込む空気の乱流が発生するのを防止できる。したがって、膜材料のミストが乱流によって搬送されて基板に付着するのを抑制できるので、膜材料を塗布して膜を成膜する際に、膜厚のムラを抑制できる。
【００１２】
また、基板保持部は、この背面が回転中心から前記稜線に向かうに従って前記基板に近接するように傾斜して形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、このように基板保持部の背面を形成することで、基板保持部を形成する際の加工が容易となるため、加工コストの低減ができる。したがって、低コストに乱流を防止して、膜厚のムラを抑制できる。
【００１３】
また、本発明のスピンチャックを備えた圧電振動片の製造装置は、前記基板が複数の圧電振動片を切り出す水晶ウエハであり、前記膜材料は、前記水晶ウエハに前記圧電振動片の外形を形成するときのマスクとなるフォトレジスト材であることを特徴としている。
本発明によれば、水晶ウエハにフォトレジスト材を塗布してフォトレジスト膜を成膜する際に、膜厚のムラを抑制できる。これにより、フォトレジスト膜を露光した後現像する際に、フォトレジスト膜の表面欠陥の発生を抑制できるので、圧電振動片の外形を精度よく形成できる。
【００１４】
また、本発明の圧電振動片の製造方法は、上述の圧電振動片の製造装置を用いて前記水晶ウエハから複数の圧電振動片を製造する圧電振動片の製造方法であって、前記水晶ウエハを前記スピンチャックにセットする水晶ウエハセット工程と、前記水晶ウエハを保持し前記水晶ウエハを回転させながら、前記水晶ウエハの一方面に前記圧電振動片の外形を形成するときのマスクとなるフォトレジスト材の膜を成膜するフォトレジスト膜成膜工程と、
を備えたことを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、スピンチャックの基板保持部の外周部と空気との接触面積を小さくできるので、フォトレジスト膜成膜工程では、基板保持部の外周部と空気との接触により外周部周辺が高圧となるのを抑制して、基板の下方に回り込む空気の乱流が発生するのを防止できる。したがって、膜材料のミストが乱流によって搬送されて基板に付着するのを抑制し、膜厚のムラを抑制できる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動片は、上記製造方法により製造されたことを特徴としている。
本発明によれば、外形を精度よく形成できるので、耐久性に優れた高性能な圧電振動片を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の圧電振動子は、上記製造方法により製造された圧電振動片を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、耐久性に優れた高性能な圧電振動子を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板保持部の外周部と空気との接触面積を小さくできるので、回転時における基板保持部の外周部と空気との接触により外周部周辺が高圧となるのを抑制して、基板の下方に回り込む空気の乱流が発生するのを防止できる。したがって、膜材料のミストが乱流によって搬送されて基板に付着するのを抑制できるので、膜材料を塗布して膜を成膜する際に、膜厚のムラを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】圧電振動片の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】圧電振動片の製造工程のフローチャートである。
【図４】スピンチャックの側面断面図である。
【図５】フォトレジスト膜成膜工程の説明図である。
【図６】圧電振動子を示す外観斜視図である。
【図７】図６に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図９】図６に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図１０】ウエハ体の分解斜視図である。
【図１１】従来技術のスピンチャックの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（圧電振動片）
最初に、本発明の実施形態に係る圧電振動片を、図面を参照して説明する。
図１は、圧電振動片４の平面図である。
図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
図１に示すように、本実施形態の圧電振動片４は、水晶から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。この圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、該振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２１】
圧電振動片４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第１の励振電極１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５と、圧電振動片４をパッケージに実装するために基部１２に形成されたマウント電極１６，１７と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４とマウント電極１６，１７とを電気的接続する引き出し電極１９，２０と、を有している。
【００２２】
励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、後述するマウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜で形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。
【００２３】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている（図２参照）。また、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介して、後述するマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。
【００２４】
マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロムを下地層として成膜した後に、表面にさらに金の薄膜を仕上げ層として成膜しても構わない。
【００２５】
一対の振動腕部１０，１１の先端には、所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００２６】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片４の製造工程について、フローチャートを参照しながら以下に説明する。
図３は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
圧電振動片４の製造工程は、水晶ウエハ６５（図４参照）に圧電振動片４の外形を形成する外形形成工程Ｓ１１０と、後に圧電振動片４の溝部１８（図２参照）となる凹部を形成する溝部形成工程Ｓ１３０と、各電極を形成する電極等形成工程Ｓ１４０と、圧電振動片４を水晶ウエハ６５から切り出す小片化工程Ｓ１５０とを備えている。以下に各工程の詳細を説明する。なお、以下の説明では、水晶ウエハ６５の両面のうち、上方に配置された面を一方面６５ａ、下方に配置された面を他方面６５ｂとして説明する。
【００２７】
（外形形成工程Ｓ１１０）
外形形成工程Ｓ１１０は、水晶ウエハ６５の表面に金属膜を成膜する金属膜成膜工程Ｓ１１２と、後述するスピンチャック７０（図４参照）に水晶ウエハ６５をセットする水晶ウエハセット工程Ｓ１１４と、水晶ウエハ６５にフォトレジスト膜を成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６と、を有している。さらに、このフォトレジスト膜からフォトリソグラフィ技術によってレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程Ｓ１２０と、金属膜をエッチングする金属膜エッチング工程Ｓ１２２と、水晶ウエハ６５をエッチングする水晶ウエハエッチング工程Ｓ１２４と、を有している。
【００２８】
（金属膜成膜工程Ｓ１１２）
まず、金属膜成膜工程Ｓ１１２では、ポリッシングが終了し所定の厚みに高精度に仕上げられた水晶ウエハ６５に金属膜を成膜する。金属膜は、例えば、クロムからなる下地膜と、金からなる保護膜との積層膜であり、それぞれスパッタリング法や蒸着法等により成膜される。なお、金属膜成膜工程Ｓ１１２で成膜された金属膜の一部は、後の水晶ウエハエッチング工程Ｓ１２４および溝部形成工程Ｓ１３０において、水晶ウエハ６５をエッチングする際のメタルマスクとなる。
【００２９】
（水晶ウエハセット工程Ｓ１１４、スピンチャック）
次に、水晶ウエハ６５をスピンチャック７０にセットする水晶ウエハセット工程Ｓ１１４を行う。
図４は、スピンチャック７０の側面断面図である。
以下では、まず図４を用いてスピンチャック７０を説明した後に、水晶ウエハセット工程Ｓ１１４を説明する。なお、図４では、図面を分かりやすくするために、水晶ウエハ６５の表面に成膜された金属膜の図示を省略している。また、スピンチャック７０の中心軸をＫとして説明している。
【００３０】
スピンチャック７０は、樹脂や金属等により形成されており、水晶ウエハ６５を保持する基板保持部７２と、基板保持部７２を支持する支柱部７６と、を備えている。
基板保持部７２は、平面視で略円形状をした板状部材である。基板保持部７２の直径は、水晶ウエハ６５の直径よりも小さく設定されている。
基板保持部７２の保持面７２ａは平坦に形成されており、水晶ウエハ６５の表面を当接させて、水晶ウエハ６５を載置できるようになっている。
【００３１】
また、基板保持部７２の保持面７２ａには、全面に複数の吸引孔７４が形成されている。吸引孔７４は、基板保持部７２内に形成された吸引通路７３および後述する支柱部７６に形成された吸引通路７８を介して、不図示の真空ポンプに接続されている。真空ポンプで真空引きすることにより、水晶ウエハ６５は、基板保持部７２に負圧吸着されて基板保持部７２の保持面７２ａに保持される。
【００３２】
基板保持部７２は、水晶ウエハ６５の保持面７２ａと背面７２ｂとが稜線で接続される先細り状の外周部７２ｄを有している。具体的には、基板保持部７２の背面７２ｂは、基板保持部７２の中心部７２ｃから外周部７２ｄに向かって、上方に漸次傾斜して形成されており、基板保持部７２の厚さは、中心部７２ｃから外周部７２ｄに向かって薄くなるように形成されている。したがって、後述する水晶ウエハセット工程Ｓ１１４で基板保持部７２に水晶ウエハ６５を載置した時、側面視で基板保持部７２の背面７２ｂが、中心部７２ｃから外周部７２ｄに向かって水晶ウエハ６５に漸次近接するようになっている。これにより、基板保持部７２の背面７２ｂと水晶ウエハ６５との間には大きな段差が存在せず、基板保持部７２の外周部７２ｄの表面積は極めて小さくなる。
【００３３】
基板保持部７２の背面７２ｂにおける略中央には、支柱部７６が設けられている。
支柱部７６は、中空の円柱状部材であり、中心軸が基板保持部７２の中心軸と略一致するように、基板保持部７２と一体的に形成される。
支柱部７６の内部には、吸引通路７８が形成されており、不図示の真空ポンプに接続されている。吸引通路７８は、基板保持部７２に形成された吸引通路７３および吸引孔７４と連通されている。
支柱部７６は、不図示のモータと接続されている。モータが回転駆動することにより、スピンチャック７０が中心軸Ｋを回転中心として回転する。
【００３４】
なお、基板保持部７２の下方であって支柱部７６の外周側に、気流を整える整流板６７を設けてもよい。整流板６７は、例えば外形が水晶ウエハ６５よりも大きく形成された、平面視略円板状の樹脂や金属等からなる部材である。整流板６７の中央には、貫通孔６７ｂが形成されており、支柱部７６が挿通されている。
整流板６７の上面６７ａは、水晶ウエハ６５よりも外周側が、下方に傾斜する傾斜面６７ｃとなっている。後述するように、水晶ウエハ６５の回転時に水晶ウエハ６５の表面で発生した気流は、この傾斜面６７ｃに沿うように流れるようになっている。
【００３５】
（水晶ウエハセット工程Ｓ１１４）
このように構成されたスピンチャック７０に、金属膜が成膜された水晶ウエハ６５をセットする水晶ウエハセット工程Ｓ１１４を行う。
水晶ウエハセット工程Ｓ１１４では、スピンチャック７０の基板保持部７２に、水晶ウエハ６５をセットする。具体的には、水晶ウエハ６５の他方面６５ｂを下方に向けて、基板保持部７２の保持面７２ａに水晶ウエハ６５の他方面６５ｂを当接させて載置する。水晶ウエハ６５の他方面６５ｂと基板保持部７２の保持面７２ａとの間には、不図示の位置決め機構が設けられており、水晶ウエハ６５の中心軸が、スピンチャック７０の中心軸Ｋと略一致するように載置される。
【００３６】
（フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６）
図５は、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６の説明図である。
続いて、図５に示すように、フォトレジスト材８５を塗布し、水晶ウエハ６５にフォトレジスト膜を成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６を行う。なお、本実施形態で塗布されるフォトレジスト材８５は、露光された部分が硬化して現像時に残存する、いわゆるネガレジスト材である。
【００３７】
フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６では、まず、不図示の真空ポンプで真空引きをして基板保持部７２で水晶ウエハ６５の他方面６５ｂを真空吸着しつつ、不図示のモータを回転駆動させ、スピンチャック７０および水晶ウエハ６５を高速回転させる。
続いて、図５に示すように、中心軸Ｋに沿って水晶ウエハ６５の上方に配置されたノズル７９から、フォトレジスト材８５を適量だけ水晶ウエハ６５の一方面６５ａに向かって滴下する。
滴下されたフォトレジスト材８５が水晶ウエハ６５の一方面６５ａに付着すると、遠心力によって、水晶ウエハ６５の略中央から外周側に向かって薄膜状に拡散する。これにより、水晶ウエハ６５の一方面６５ａにフォトレジスト膜８５ａが成膜される。
【００３８】
ところで、水晶ウエハ６５の一方面６５ａには、水晶ウエハ６５の回転により、水晶ウエハ６５の中央から外周側に向かって気流Ｆが発生する。この気流Ｆにより、水晶ウエハ６５の一方面６５ａにフォトレジスト材８５が滴下された際に発生するフォトレジスト材８５のミストが水晶ウエハ６５の中央から外周側に向かって搬送される。
ここで、図１１に示すように、特許文献１のスピンチャック３００では、吸着板３１０（本実施形態の「基板保持部７２」に相当）の外周縁３１０ａと空気との接触により外周縁３１０ａ周辺が高圧となって、水晶ウエハ６５の下方に回りこむ空気の乱流Ｒが発生していた。このため、フォトレジスト材８５のミストが乱流Ｒによって水晶ウエハ６５の下方に搬送され、水晶ウエハ６５に付着するおそれがあった。
【００３９】
しかし、本実施形態のスピンチャック７０は、側面視で基板保持部７２の背面７２ｂが、中心部７２ｃから外周部７２ｄに向かって水晶ウエハ６５に近接するように形成されている。これにより、基板保持部７２の外周部７２ｄと空気との接触面積を小さくできるので、基板保持部７２の外周部７２ｄと空気との接触により外周部７２ｄ周辺が高圧となるのを抑制して、基板の下方に回り込む空気の乱流が発生するのを防止している。なお、本実施形態では整流板６７が配置されているため、気流Ｆにより水晶ウエハ６５の外周側に搬送されたフォトレジスト材８５のミストは、整流板６７の傾斜面６７ｃに沿うように水晶ウエハ６５の外側に誘導され、不図示の排気口から排出される。
【００４０】
（塗布面の確認Ｓ１１７および表裏反転工程Ｓ１１８）
水晶ウエハ６５の一方面６５ａにフォトレジスト膜８５ａを成膜した後、下方に配置された水晶ウエハ６５の他方面６５ｂにフォトレジスト膜８５ａが成膜されていない場合には（Ｓ１１７）、水晶ウエハ６５の一方面６５ａおよび他方面６５ｂの表裏を反転させ、水晶ウエハ６５に対して、再度フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６を行う。そして、水晶ウエハ６５の一方面６５ａおよび他方面６５ｂの全体に、フォトレジスト膜８５ａを成膜する。
【００４１】
（レジストパターン形成工程Ｓ１２０）
次に、上述のように形成されたフォトレジスト膜８５ａをフォトリソグラフィ技術によりパターニングするレジストパターン形成工程Ｓ１２０を行う。具体的には、まず、不図示のフォトマスクを水晶ウエハ６５の両面にセットし、紫外線を照射して露光を行う。前述のとおり、本実施形態のフォトレジスト材８５はネガレジスト材を用いている。したがって、露光後、現像液に浸漬することで、紫外線が露光された領域のフォトレジスト膜８５ａは硬化して除去されずに残存し、紫外線が露光されず硬化していない領域のフォトレジスト膜８５ａは選択的に除去される。
【００４２】
ここで、フォトレジスト膜８５ａの膜厚にムラが生じ、膜厚が厚く形成された部分が存在すると、フォトレジスト膜８５ａを露光しても十分に硬化できず、現像時に溶解され除去されるおそれがある。そして、残存したフォトレジスト膜８５ａのレジストパターンに表面欠陥が発生するため、圧電振動片４の外形形成時の不良の原因となるおそれがある。
しかし、本実施形態では、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６で、スピンチャック７０の回転時における乱流の発生を抑制して、フォトレジスト材８５のミストが水晶ウエハ６５に付着するのを抑制しながらフォトレジスト膜８５ａを成膜している。これにより、フォトレジスト膜８５ａの膜厚のムラを抑制でき、レジストパターン形成工程Ｓ１２０で、表面欠陥のないレジストパターンを形成している。
【００４３】
（金属膜エッチング工程Ｓ１２２）
次に、残存したフォトレジスト膜８５ａのレジストパターンをマスクとして、金属膜成膜工程Ｓ１１２で成膜した金属膜のエッチングをする金属膜エッチング工程Ｓ１２２を行う。本工程では、フォトレジスト膜８５ａによりマスクされていない金属膜を選択的に除去する。その後、フォトレジスト膜８５ａのレジストパターンを除去する。これにより、水晶ウエハ６５の一方面６５ａおよび他方面６５ｂ上には、圧電振動片４の外形に対応した金属膜パターンが形成される。
【００４４】
（水晶ウエハエッチング工程Ｓ１２４）
次に、金属膜パターンをマスクとして、水晶ウエハ６５の両面からそれぞれドライエッチングをする水晶ウエハエッチング工程Ｓ１２４を行う。これにより、金属膜パターンでマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電振動片４の外形形状を有する圧電板を形成できる。なお、各圧電板はドライエッチング後の水晶ウエハ６５と連結されている。以上で、外形形成工程Ｓ１１０が終了する。
【００４５】
（溝部形成工程Ｓ１３０）
次に、各圧電板に後の溝部１８（図１参照）となる凹部を形成する溝部形成工程Ｓ１３０を行う。具体的には、各圧電板の表面にスプレーコート法等によりフォトレジスト膜（不図示）を成膜し、フォトリソグラフィ技術によってフォトレジスト膜をパターニングする。続いて、レジストパターンをマスクとして金属膜のエッチング加工を行い、凹部形成領域を空けた状態で金属膜をパターニングする。そして、この金属膜をマスクとして水晶ウエハ６５をエッチングした後、金属膜を除去することで、各圧電板の主面上に凹部を形成できる。
【００４６】
（電極等形成工程Ｓ１４０）
次に、圧電振動片４の外形形状に形成された圧電板の外表面に電極等を形成する電極等形成工程Ｓ１４０を行う。電極等形成工程Ｓ１４０では、まず、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１（いずれも図１参照）を形成する。次に、圧電板の共振周波数の粗調を行う。重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、振動腕部１０，１１の重量を変化させることで行う。以上で、電極等形成工程Ｓ１４０が終了する。
【００４７】
（小片化工程Ｓ１５０）
最後に、水晶ウエハ６５と各圧電板とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片４を水晶ウエハ６５から切り離して小片化する小片化工程Ｓ１５０を行う。これにより、１枚のウエハから、音叉型の圧電振動片４を一度に複数製造することができる。この時点で、圧電振動片４の製造工程が終了し、図１に示す圧電振動片４を複数得ることができる。
【００４８】
（効果）
本実施形態によれば、基板保持部７２の外周部７２ｄと空気との接触面積を小さくできるので、基板保持部７２の外周部７２ｄ周辺が高圧となるのを抑制して、水晶ウエハ６５の下方に回り込む空気の乱流が発生するのを防止できる。したがって、フォトレジスト材８５のミストが乱流によって搬送されて水晶ウエハ６５に付着するのを抑制できるので、フォトレジスト材８５を塗布してフォトレジスト膜８５ａを成膜する際に、膜厚のムラを抑制できる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、上述のように基板保持部７２の背面７２ｂを形成することで、基板保持部７２を形成する際の加工が容易となるため、加工コストの低減ができる。したがって、低コストに乱流を防止して、膜厚のムラを抑制できる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、水晶ウエハ６５にフォトレジスト材８５を塗布してフォトレジスト膜８５ａを成膜する際に、膜厚のムラを抑制できる。これにより、フォトレジスト膜８５ａを露光した後現像する際に、フォトレジスト膜８５ａの表面欠陥の発生を抑制できるので、圧電振動片４の外形を精度よく形成できる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、スピンチャック７０の基板保持部７２の外周部７２ｄと空気との接触面積を小さくできるので、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６では、基板保持部７２の外周部７２ｄと空気との接触により外周部７２ｄ周辺が高圧となるのを抑制して、水晶ウエハ６５の下方に回り込む空気の乱流が発生するのを防止できる。したがって、フォトレジスト材８５のミストが乱流によって搬送されて水晶ウエハ６５に付着するのを抑制し、膜厚のムラを抑制できる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、外形を精度よく形成できるので、耐久性に優れた高性能な圧電振動片４を得ることができる。
【００５３】
（圧電振動子）
次に、上述した製造方法により製造された圧電振動片４を備えたパッケージ９の一例として、圧電振動子１について説明する。
図６は、圧電振動子１の外観斜視図である。
図７は、圧電振動子１の内部構成図であって、リッド基板３を取り外した状態の平面図である。
図８は、図７のＢ−Ｂ線における断面図である。
図９は、図６に示す圧電振動子１の分解斜視図である。
なお、図９においては、図面を見易くするために後述する励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１の図示を省略している。
図６に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２およびリッド基板３が接合膜３５を介して陽極接合されたパッケージ９と、パッケージ９のキャビティ３ａに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子１である。
【００５４】
図８に示すように、ベース基板２およびリッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ３ａが形成されている。
【００５５】
リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５（接合材）が形成されている。接合膜３５は、キャビティ３ａの内面全体に加えて、キャビティ３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５は、アルミニウムにより形成されているが、クロムやシリコン等で接合膜３５を形成することも可能である。この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合され、キャビティ３ａが真空封止されている。
【００５６】
圧電振動子１は、ベース基板２を厚さ方向に貫通し、キャビティ３ａの内側と圧電振動子１の外側とを導通する貫通電極３２，３３を備えている。そして、貫通電極３２，３３は、ベース基板２を貫通する貫通孔３０，３１内に配置され、圧電振動片４と外部とを電気的に接続する金属ピン７と、貫通孔３０，３１と金属ピン７との間に充填される筒体６と、により形成されている。なお、以下には貫通電極３２を例にして説明するが、貫通電極３３についても同様である。また、貫通電極３３、引き回し電極３７および外部電極３９の電気的接続についても、貫通電極３２、引き回し電極３６および外部電極３９と同様となっている。
【００５７】
貫通孔３０は、ベース基板２の上面Ｕ側から下面Ｌ側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、貫通孔３０の中心軸Ｏを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。
金属ピン７は、銀やニッケル合金、アルミニウム等の金属材料により形成された導電性の棒状部材であり、鍛造やプレス加工により成型される。金属ピン７は、線膨張係数がベース基板２のガラス材料と近い金属、例えば、鉄を５８重量パーセント、ニッケルを４２重量パーセント含有する合金（４２アロイ）で形成することが望ましい。
筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。筒体６の中心には、金属ピン７が筒体６を貫通するように配されており、筒体６は、金属ピン７および貫通孔３０に対して強固に固着している。
【００５８】
図９に示すように、ベース基板２の上面Ｕ側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。また、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれ金等からなるバンプＢが形成されており、前記バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極が実装されている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１６（図７参照）が、一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１７（図７参照）が、他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。
【００５９】
ベース基板２の下面Ｌには、一対の外部電極３８，３９が形成されている。一対の外部電極３８，３９は、ベース基板２の長手方向の両端部に形成され、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続されている。
【００６０】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３および第２の励振電極１４に電圧を印加できるので、一対の振動腕部１０，１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用できる。
【００６１】
（効果）
本実施形態の圧電振動子１によれば、外形が精度よく形成された圧電振動片４を備えているので、耐久性に優れた高性能な圧電振動子１を得ることができる。
【００６２】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、本発明に係るスピンチャック７０を使用した圧電振動片４の製造方法により、音叉型の圧電振動片４を製造した。しかし、本発明に係るスピンチャック７０を使用して製造される圧電振動片４は音叉型に限られず、例えば、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）であってもよい。また、本発明に係るスピンチャック７０を使用して、圧電振動片以外の電子部品を製造してもよい。
【００６３】
本実施形態の圧電振動片４の製造方法では、フォトレジスト材８５としてネガレジスト材を用いているが、フォトレジスト材８５はネガレジスト材に限られず、例えばポジレジスト材を用いてもよい。
【００６４】
本実施形態では、スピンチャック７０の基板保持部７２の下方であって、支柱部７６の外周側に、気流を整える整流板６７を設けていたが、整流板６７を設けなくても本実施形態の効果が得られる。ただし、水晶ウエハ６５の外周側に搬送されたフォトレジスト材８５のミストを、整流板６７の傾斜面６７ｃに沿うように水晶ウエハ６５の外側に誘導でき、スムーズに排気口から排出できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００６５】
また、整流板６７の中央に形成された貫通孔６７ｂの内周面と、スピンチャック７０の支柱部７６の外周面との間の空間に、下方から上方に向かって窒素等の不活性ガスを流通させてもよい。この不活性ガスは、下方から上方に向かって流通した後、スピンチャックの背面７２ｂに沿って水晶ウエハ６５の外周側に案内される。これにより、フォトレジスト材８５のミストが水晶ウエハ６５に付着するのを確実に抑制できる。
【００６６】
また、本実施形態では、基板保持部７２の背面７２ｂは、基板保持部７２の中心部７２ｃから外周部７２ｄに向かって、上方に漸次傾斜する傾斜面となるように形成されていた。しかし、例えば、基板保持部７２の背面７２ｂは、上方に湾曲する曲面であって、基板保持部７２の厚さが中心部７２ｃから外周部７２ｄに向かって薄くなるように形成してもよい。ただし、加工が容易であり低コストに形成できる点で本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・圧電振動子  ４・・・圧電振動片  ９・・・パッケージ  ６５・・・水晶ウエハ（基板）  ６５ａ・・・一方面  ６５ｂ・・・他方面  ７０・・・スピンチャック  ７２・・・基板保持部  ７２ａ・・・保持面  ７２ｂ・・・背面  ７２ｄ・・・外周部  ８５・・・膜材料（フォトレジスト材）  Ｓ１１４・・・水晶ウエハセット工程  Ｓ１１６・・・フォトレジスト膜成膜工程
【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】
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【図１１】
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