(57)【要約】【課題】水晶ウエハー１に傷をつけることなく水晶ウエハー１の多地点の共振周波数を測定することができる。【解決手段】板体２が設けられるステージ３の上に移動可能に設置される台座４に水晶ウエハー１を載置する載置ステップＳ１と、ネットワークアナライザ５の検出端子６を水晶ウエハー１に近接させて共振周波数を測定する測定ステップＳ２と、台座４を板体２に従って移動させる移動ステップＳ３と、を備え、測定ステップＳ２と移動ステップＳ３とを繰り返し実行し、水晶ウエハー１の多地点の共振周波数を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内手段が設けられるステージの上に移動可能に設置される台座に水晶ウエハーを載置するウエハー載置ステップと、
ネットワークアナライザの検出端子を前記水晶ウエハーに近接させて共振周波数を測定する測定ステップと、
前記台座を前記案内手段に従って移動させる移動ステップと、を備え、
前記測定ステップと前記移動ステップを繰り返し実行し、前記水晶ウエハーの多地点の共振周波数を測定する水晶ウエハー検査方法。
【請求項２】
前記台座には、前記水晶ウエハーを固定するための固定手段が設置される請求項１に記載の水晶ウエハー検査方法。
【請求項３】
前記固定手段は、前記水晶ウエハーの側面が当接する複数の戸当たりピンである請求項２に記載の水晶ウエハー検査方法。
【請求項４】
前記固定手段は、前記台座の表面に形成され、前記水晶ウエハーを収納する凹部である請求項２に記載の水晶ウエハー検査方法。
【請求項５】
前記台座は平面視で多角形の外形を有し、前記案内手段は前記ステージの上面に設置される板体の側面から成り、
前記移動ステップは、前記多角形のいずれかの辺を前記側面に当接させて前記台座を移動させるステップである請求項１〜４のいずれか一項に記載の水晶ウエハー検査方法。
【請求項６】
前記移動ステップは、前記台座を回転させて前記多角形の他の辺を前記側面に当接させるステップを含む請求項５に記載の水晶ウエハー検査方法。
【請求項７】
前記台座の表面はアルマイト処理又はタフラム処理が施されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の水晶ウエハー検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子に用いられる水晶ウエハーの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子を用いた振動デバイスが普及している。水晶振動子を用いた振動デバイスは小型であり温度変化に対する周波数特性が安定し、携帯電話などの携帯情報端末、その他多くの電子デバイスのタイミング源として広く利用されている。水晶振動子の振動片としては、音叉型の振動片や厚み滑り振動型の振動片が用いられており、近年では、より一層の小型化、高周波数化、振動周期の安定化、及び、低価格化が求められている。
【０００３】
水晶振動子は、単結晶の水晶原石を切り出して水晶ウエハーを形成し、所定の厚さに研磨する。その後、水晶ウエハーの両面に電極膜を堆積し、電極膜のパターンを形成して励振電極を形成し、個々の水晶振動片に切断分離する。その後、水晶振動片をパッケージに収納して完成する。水晶振動子は、振動モードによって異なるが、その振動周期が定められている。そこで、水晶振動子の製造工程の途中でこの定められた振動周期に合わせ込むための管理が行われる。
【０００４】
例えば、ＡＴカット水晶振動片は、振動周期ｆと水晶振動片の厚ｔとの間に、ｔ＝１６７０／ｆ、の関係が成り立つ。そのため、製造工程中に水晶振動片の厚さや外形を測定して水晶振動片の振動周期を管理することができる。しかし、水晶振動片の小型化、高周波数化、高品質化に伴って厚さや外形の測定による間接的な検査では不十分となってきている。そこで、近年は、ネットワークアナライザを用いて製造工程の途中に水晶振動片の共振周波数を直接測定し、製造工程を管理している（特許文献１）。
【０００５】
図５は、従来公知の水晶ウエハー１０１の検査方法を説明するための図である。図５（ａ）は検査方法を表す模式図である。中央に電極１０３が設置されるステージ１０２の上に水晶ウエハー１０１を載置し、ネットワークアナライザ１０４に接続される検出端子１０５と電極１０３により水晶ウエハー１０１を挟み、周波数を掃引して共振周波数を測定する。検出端子１０５の先端と水晶ウエハー１０１との間は１０μｍ〜５０μｍの間隙を設けて測定することができる。図５（ｂ）はステージ１０２の上面模式図である。水晶ウエハー１０１の位置で電極１０３の領域の共振周波数を測定する。水晶ウエハー１０１を上方及び下方に少しずつ移動して水晶ウエハー１０１の他地点の共振周波数を測定する。これを繰り返して行うことにより水晶ウエハー１０１の面内における共振周波数の分布を検出することができる。その検出結果に基づいて、水晶ウエハー１０１を更に研磨する、或いは製造条件を変更する等を行って製造工程を管理する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３９８０９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、上記従来法においては、電極１０３が埋め込まれたステージ１０２の上面に水晶ウエハー１０１を直接載置し、摺動するために、水晶ウエハー１０１の表面に微細な傷がつき、この傷に原因してスプリアスが発生する、或いは表面に形成する電極のエッチング不良が発生する等の不具合が発生する。更に、水晶ウエハー１０１の多地点の共振周波数を測定しようとすると、摺動長が長くなり、水晶ウエハー１０１の表面に更に傷がつきやすくなる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、水晶ウエハーの表面に傷をつけることなく、水晶ウエハーの多地点の共振周波数を簡便に測定することのできる検査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】
【０００９】
本発明の水晶ウエハー検査方法は、案内手段が設けられるステージの上に移動可能に設置される台座に水晶ウエハーを載置するウエハー載置ステップと、ネットワークアナライザの検出端子を前記水晶ウエハーに近接させて共振周波数を測定する測定ステップと、前記台座を前記案内手段に従って移動させる移動ステップと、を備え、前記測定ステップと前記移動ステップを繰り返し実行し、前記水晶ウエハーの多地点の共振周波数を測定することとした。
【００１０】
また、前記台座には、前記水晶ウエハーを固定するための固定手段が設置されることとした。
【００１１】
また、前記固定手段は、前記水晶ウエハーの側面が当接する複数の戸当たりピンであることとした。
【００１２】
また、前記固定手段は、前記台座の表面に形成され、前記水晶ウエハーを収納する凹部であることとした。
【００１３】
また、前記台座は平面視で多角形の外形を有し、前記案内手段は前記ステージの上面に設置される板体の側面から成り、前記移動ステップは、前記多角形のいずれかの辺を前記側面に当接させて前記台座を移動させるステップであることとした。
【００１４】
また、前記移動ステップは、前記台座を回転させて前記多角形の他の辺を前記側面に当接させるステップを含むこととした。
【００１５】
また、前記台座の表面はアルマイト処理又はタフラム処理が施されていることとした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の水晶ウエハー検査方法は、案内手段が設けられるステージの上に移動可能に設置される台座に水晶ウエハーを載置するウエハー載置ステップと、ネットワークアナライザの検出端子を水晶ウエハーに近接させて共振周波数を測定する測定ステップと、台座を案内手段に従って移動させる移動ステップと、を備え、測定ステップと移動ステップを繰り返し実行し、水晶ウエハーの多地点の共振周波数を測定する。これにより、水晶ウエハーの多地点の共振周波数を水晶ウエハーの表面に傷をつけることなく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶ウエハーの検査方法を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステージの上面模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る台座の上面模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る水晶ウエハー検査方法の検査例を示す図である。
【図５】従来公知の水晶ウエハーの検査方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態）
図１は本発明の実施形態に係る水晶ウエハー検査方法を説明するための図である。まず、載置ステップＳ１において、案内手段が設けられるステージ３の上に移動可能に設置される台座４に水晶ウエハー１を載置する。台座４は、八角形の金属板から成り、その表面にはネットワークアナライザ５に接続する電極端子７と水晶ウエハー１を固定するための図示しない固定手段が設置される。例えば、電極端子７は、台座４にネジで固定されている。ステージ３はその上面に並列に設置される２枚の板体２ａ、２ｂを備え、板体２ａ、２ｂの側面により案内手段が形成される。台座４は、八角形の２辺が板体２ａ、２ｂの側面、つまり案内手段に挟まれてステージ３の上面を案内手段に従って移動可能に設置される。
【００１９】
次に、測定ステップＳ２において、検出端子６を水晶ウエハー１の表面に近接させ、ネットワークアナライザ５により水晶ウエハー１の共振周波数を測定する。次に、移動ステップＳ３において、台座４を板体２ａ、２ｂの側面に沿って移動させる。以降、測定ステップＳ２と移動ステップＳ３を繰り返して実行し、水晶ウエハー１の多地点の共振周波数を測定して水晶ウエハー１を検査する。
【００２０】
このように、水晶ウエハー１を装着した台座４を板体２ａ、２ｂの側面に沿って移動させ、水晶ウエハー１の多地点の共振周波数を直接測定して水晶ウエハー１を検査することができる。この検査結果に基づいて、水晶ウエハー１を更に研磨する、或いは製造条件を変更する等を判断して製造工程を管理することができる。また、検出端子６を水晶ウエハー１に触れることなく測定することができ、更に、多地点の測定は台座４を移動又は回転すればよいので、水晶ウエハー１に傷をつけることが無い。
【００２１】
なお、台座４は金属であっても金属に絶縁体被膜を加工したものであってもよい。絶縁体被膜加工したものである場合は、絶縁体の誘電率による共振周波数のズレを補正する必要がある。また、絶縁体被膜加工した場合であって、電極端子７が台座４とネジで固定されている場合、台座４の金属部分とネジとが接触して電極端子７の電気的導通を取ることができる。台座４は外形が八角形であることに限定されず、平面視で円形であっても多角形であってもよい。台座４の外形が多角形である場合は、多角形のいずれかの辺を板体２ａ、２ｂの側面に当接させながら台座４を移動させることができる。更に、台座４を回転させて多角形の他の辺を板体２ａ、２ｂの側面に当接させるようにすれば、特定角度を回転させた水晶ウエハー１の、その回転した方向における多地点の共振周波数を測定することができる。
【００２２】
より具体的に説明する。図２は、本発明の実施形態に係るステージ３の上面模式図である。ステージ３の上面には板体２ａ、２ｂが設置され、板体２ａ、２ｂの側面により案内手段が形成される。台座４は、平面視で八角形を有し、八角形の対辺である２辺が板体２ａ、２ｂの側面により挟まれる。台座４は矢印方向に移動可能であり回転方向が規制される。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態に係る台座４の上面模式図である。台座４は平面視で八角形を有し、その表面に水晶ウエハー１を固定するための固定手段８が設置される。図３（ａ）は、台座４の上面に固定手段８として３本の戸当たりピン９が設置され、水晶ウエハー１の側面がこの３本の戸当たりピン９に当接して位置決めされる。台座４の上面の外周近くには電極端子７が設置される。図３（ｂ）は、台座４の上面に、固定手段８として水晶ウエハー１の外形と同じ平面形状を有する凹部１０が形成され、この凹部１０に水晶ウエハー１が収納されて位置決めされる。図３（ａ）の台座４は、水晶ウエハー１の外形が異なる場合でも水晶ウエハー１を所定の位置に位置決めすることができる。図３（ｂ）の台座４は、水晶ウエハー１の２つのオリフラ１１ａ、１１ｂに対応して凹部１０が形成されるので、台座４に対する水晶ウエハー１の結晶方位が固定される。
【００２４】
ここで、台座４は水晶ウエハー１に対して傷が付きにくい柔らかい金属材料が好ましく、例えば真鍮やアルミニウムを使用することができる。また、水晶ウエハー１に傷が付きにくくするために、台座４の表面をアルマイト処理或いはタフラム処理等の絶縁体被膜加工を施しておくことが好ましい。この場合、絶縁体の誘電率による共振周波数のズレを補正する必要がある。
【００２５】
図４は、本発明の実施形態に係る水晶ウエハー検査方法の検査例を示す図である。図４（ａ）に示すように、台座４に水晶ウエハー１を載置し（載置ステップＳ１）、ネットワークアナライザの検出端子を水晶ウエハー１に近接させて共振周波数を測定し（測定ステップＳ２）、台座４を案内手段（板体２ａ、２ｂの側面）に沿って矢印Ｙ方向に移動させる（移動ステップＳ３）。以降は測定ステップＳ２と台座４を矢印Ｙ方向に移動させる移動ステップＳ３とを繰り返して実行し、矢印Ｙ方向の複数位置で共振周波数を測定する。
【００２６】
次に、水晶ウエハー１を載置した状態で台座４を案内手段から離脱し、４５°反時計回りに回転して案内手段に装着する。次に、図４（ｂ）に示すように、上記と同様に測定ステップＳ２と台座４を矢印Ｙ方向に移動させる移動ステップＳ３を繰り返して複数位置における共振周波数を測定する。次に、水晶ウエハー１を載置した状態で台座４を案内手段から離脱し、更に４５°反時計回りに回転して案内手段に装着し、図４（ｃ）に示すように、測定ステップＳ２と移動ステップＳ３を繰り返して複数位置の共振周波数を測定する。次に、水晶ウエハー１を載置した状態で台座４を案内手段から離脱し、更に４５°反時計回りに回転して案内手段に装着し、図４（ｄ）に示すように、測定ステップＳ２と移動ステップＳ３を繰り返す。
【００２７】
これにより、水晶ウエハー１の面内における共振周波数の分布を測定することができる。上記実施形態では台座４を回転させて多地点の共振周波数を測定しているが、水晶ウエハー１の中心を原点とすれば、多地点は極座標によって容易に表すことができる。測定の際に、水晶ウエハー１は台座４に固定されるので、水晶ウエハー１に傷がつくことが無い。
【００２８】
なお、本発明における台座４は外形が八角形とすることに限定されず、更に多くの角数の多角形とすることができる。また、本発明における案内手段は上記２枚の板体に限定されない。例えば、案内手段として一枚の板体の一つの側面としてもよい。また、ステージの表面に段差を形成し、この段差の側面を案内手段としてもよい。また、台座のステージ側に突起部を形成し、ステージの表面にこの突起部が係合する案内溝を形成し、台座をこの案内溝に従って移動可能とする構成であってもよい。この場合は、台座の突起部とステージの案内溝が案内手段となる。また、案内溝に従って台座が回転可能に案内されるものであってもよい。この場合は、台座の外形は多角形である必要が無く、円形であっても楕円形であってもよい。また、板体をステージの上面に移動可能に設置すれば、格子状の多地点の共振周波数を容易に測定することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  水晶ウエハー
２、２ａ、２ｂ  板体
３  ステージ
４  台座
５  ネットワークアナライザ
６  検出端子
７  電極端子
８  固定手段
９  戸当たりピン
１０  凹部
１１ａ、１１ｂ  オリフラ
【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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