(57)【要約】【課題】  エッチング工程の工程管理が容易であり、精度良く水晶振動子を製造できる水晶振動子の製造方法を提供する。【解決手段】  水晶材料でなるウエハーをエッチングすることで水晶振動子を形成する水晶振動子の製造方法であって、前記ウエハーの表面には薄肉部が設けられており、前記ウエハーから水晶振動子をエッチングにより形成すると同時に前記薄肉部をエッチングし、前記薄肉部がエッチングされ前記ウエハーが貫通するまでの時間を測定し、前記時間と前記薄肉部の厚さより、前記ウエハーの厚み方向のエッチングレートを算出し、前記厚み方向のエッチングレートから前記ウエハーの幅方向のエッチングレートを換算して前記水晶振動子を得るためのエッチング時間を決定する水晶振動子の製造方法とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶材料でなるウエハーをエッチングすることで水晶振動子を形成する水晶振動子の製造方法であって、前記ウエハーの表面には薄肉部が設けられており、前記ウエハーから水晶振動子をエッチングにより形成すると同時に前記薄肉部をエッチングし、前記薄肉部がエッチングされ前記ウエハーが貫通するまでの時間を測定し、前記時間と前記薄肉部の厚さより、前記ウエハーの厚み方向のエッチングレートを算出し、前記厚み方向のエッチングレートから前記ウエハーの幅方向のエッチングレートを換算して前記水晶振動子を得るためのエッチング時間を決定することを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項２】
レーザーセンサーによって前記ウエハーが貫通したことを検知す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は携帯電話などの発振回路に用いられる水晶振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェットエッチング法による水晶振動子の製造方法において、希望の振動周波数に合うような外形寸法を得るためのエッチング時間の管理方法として、各ロットで周波数測定専用のウエハーを作成し、第１回のエッチング後に振動周波数を測定し、残りのエッチング時間を算出する手法がある。また、測定専用ウエハーを用いない方法としては、水晶振動子と同一のウエハー上に寸法測定のためのダミーパターンを配置し、そのダミーパターンの外形寸法を測定することで、目的とする水晶振動子の外形寸法を得るまでの残りのエッチング時間を算出する手法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４８２２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各ロットで周波数測定専用のウエハーを使用する方法では、測定専用ウエハーは製品としては使えないため、部材を無駄にしてしまう問題があり、周波数測定のための専用の電極マスクも必要になる。また、測定を行うためにエッチングを一時停止し、ウエハーを取り出し、洗浄、水洗、乾燥した後、測定を行い、追加のエッチングに移るという手順となり、工数が増える上に測定が終わるまでの間、待ち時間が発生し、製造時間が長くなる要因となっている。
【０００５】
また、ウエハーの同一面に配置されたダミーパターンの幅寸法を測定し、残りのエッチング時間を算出する方法についても同様に、エッチングを一時停止し、ウエハーを取り出して測定することになるため、工数が増え、製造時間が長くなる。さらに、測定は、ウエハーにキズやゴミの付着の発生の要因であり、測定後にウエハーをエッチング液に戻すときも、不純物がエッチング液に混入することによって、製造歩留りを落とすことが考えられる。
【０００６】
ウエハーをエッチング液から取り出さすことなく、浸漬させたままでダミーパターンの寸法測定を行なう方法としては、エッチング槽に透明な素材を用いて、槽の外から長軸の対物レンズでダミーパターンを観察するという手段も考えられるが、液中での寸法測定は光の屈折やウエハーの傾き等の影響を受けるため、高精度な測定は困難であり、高精度な測定を実現させるためにはエッチング装置が高価となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
水晶材料でなるウエハーをエッチングすることで水晶振動子を形成する水晶振動子の製造方法であって、前記ウエハーの表面には薄肉部が設けられており、前記ウエハーから水晶振動子をエッチングにより形成すると同時に前記薄肉部をエッチングし、前記薄肉部がエッチングされ前記ウエハーが貫通するまでの時間を測定し、前記時間と前記薄肉部の厚さより、前記ウエハーの厚み方向のエッチングレートを算出し、前記厚み方向のエッチングレートから前記ウエハーの幅方向のエッチングレートを換算して前記水晶振動子を得るためのエッチング時間を決定する水晶振動子の製造方法とする。
【０００８】
レーザーセンサーによって前記ウエハーが貫通したことを検知する水晶振動子の製造方法とする。
【発明の効果】
【０００９】
液中での寸法測定に比べ、ウエハーが貫通したかどうかを検出することは比較的容易であり、設備も安価なもので済む。また、水晶振動子を形成するウエハーと同一面内に薄肉部を設けることで、エッチング液の濃度や温度等の要因で変動するエッチングレートの影響を受けないで済む。また、測定専用のウエハーを用いないので、水晶振動子の部材や製造待ち時間をロスすることなく水晶振動子を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の水晶振動子の製造方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の水晶振動子の製造方法を説明するための図である。本実施例では、水晶からなるウエハーから複数の水晶振動子を製造する例を説明する。まず水晶からなるウエハー２を用意する。ウエハー２には、ウエハー２の面内において厚みが他の箇所より薄い薄肉部４が形成されている。薄肉部４は略円形であり、その大きさ、厚さは、後工程においてウエハー２から水晶振動子６と枠部７をエッチングにより所望の形状に形成するのに要する時間（以下、総エッチング時間と呼ぶ。）より短い時間でエッチングされる範囲で任意に決定される。
【００１２】
次いで、ウエハー２の表裏面に耐食膜３を形成する。耐食膜３（図１の斜線部）は、水晶振動子６の外形形状に対応した箇所、及び複数の水晶振動子６を連結する枠部７に対応した箇所に形成する。耐食部３を形成する箇所は後工程においてエッチングされずに残る部分である。本実施例では、水晶振動子６として、基部６ａと、基部６ａから突出する振動腕６ｂを有する音叉型水晶振動子を例としている。耐食膜３の形成は、まずウエハー２の表裏面の全面にレジストを被着させ、レジストを水晶振動子６の外形形状、及び複数の水晶振動子６を連結する枠部７の形状に露光、現像することにより形成する。
【００１３】
次にエッチング液（不図示）の入ったエッチング槽１にウエハー２を投入してエッチングを行い、水晶振動子６と、枠部７を形成する。エッチング槽１は、槽の外部にレーザー光を発生する光源５と、光源５からのレーザー光を検出する検出部８からなるレーザーセンサーを備えており、槽はレーザー光を透過する材質でできている。エッチング槽１に投入するウエハー２は、光源５からエッチング槽１内に入射されるレーザー光に対応した位置にウエハー２の薄肉部４が位置するよう配置する。
【００１４】
エッチング槽１に投入されたウエハー２は、エッチング液により耐食膜３が形成されてない箇所がエッチングされていく。エッチング過程においてウエハー２の薄肉部４がまず最初に貫通する。これは薄肉部４が総エッチング時間より短い時間でエッチングされるよう大きさや厚さを設定したためである。薄肉部４がエッチングされウエハー２が貫通されると光源４から入射されたレーザー光が検出部８に入射され、薄肉部４がエッチングされたことを検知する。ここで、エッチング開始から検出部８がレーザー光を検知するまでの時間、つまりは薄肉部４がエッチングされるまでに要した時間を計測しておく。
【００１５】
次に、薄肉部４がエッチングされるまでに要した時間と薄肉部４の厚さからウエハー２の厚み方向のエッチングレートを算出する。このウエハー２の厚み方向のエッチングレートと、ダミーウエハー等をエッチングすること等で経験的に求められた水晶振動子の振動腕の幅方向のエッチングレートとウエハーの厚み方向のエッチングレートの比から、ウエハー２における水晶振動子３の振動腕３ｂの幅方向のエッチングレートを算出する。このように算出されたウエハー２における厚み方向及び幅方向のエッチングレートを基に、水晶振動子３の形状を得るために必要な総エッチング時間を算出し、算出された総エッチング時間から薄肉部４がエッチングされるまでに要した時間を差し引いた時間で残りのエッチングを行う。以上の工程により、ウエハー２から水晶振動子６が形成される。
【００１６】
本発明の水晶振動子の製造方法によれば、水晶振動子を形成するウエハーと同一面内にエッチングレート算出に利用する薄肉部を設けることで、エッチング液の濃度や温度等の要因で変動するエッチングレートの影響を含んだエッチングレートの算出が可能である。また、各ロットで周波数測定専用のウエハーを必要とせず、部材を無駄にすることもなく、製造待ち時間をロスすることなく水晶振動子を製造できる。
【００１７】
さらに、ウエハーが貫通した時間を検出し、その時間を基にエッチングレートを算出しているので、エッチング液中のダミーパターンの寸法を測定しエッチングレートを算出する従来の方法に比べ、比較的容易に高精度な算出が可能である。製造設備についても、光源とそれを検知する検出部からなる簡単な構成のセンサーを用いているので、非常に安価な装置で高精度に水晶振動子を製造することが可能となる。
【００１８】
以上、本発明の水晶振動子の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、ウエハーに形成した薄肉部を略円形としたが、略円形に限定したものではなく角形等でも良い。また、水晶振動子として音叉型水晶振動子を例として説明したが厚みすべり振動子等でも良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００１９】
１    エッチング槽
２    ウエハー
３    耐食膜
４    薄肉部
５    光源
６    水晶振動子
６ａ  基部
６ｂ  音叉腕
７    枠部
８    検出部
【図１】
2013207510.tif 000003