(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部とこの基部から突出して形成されている振動腕部とを有し、前記基部と前記振動腕部に電極を形成する振動片の製造方法であって、
基板をエッチングし、前記基部及び前記振動腕部の外形と、前記振動腕部に設けられる溝又は貫通溝を形成する工程と、
前記基板表面に電極層を形成する工程と、
微粒子からなるフォトレジストに電圧を印加し、前記基板の表面に前記フォトレジスト粒子を塗布する工程と、
前記フォトレジストをエッチングマスクとしてフォトリソ加工を行うことにより、前記基部と前記振動腕部の側面及び前記溝又は貫通溝の内面に電極を形成する工程とを含んでなることを特徴とする振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水晶等からなる振動片の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
振動片である音叉型水晶振動片１０は、例えば図６に示すように構成されている。すなわち、音叉型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている２本の振動腕部１２、１３を有している。そして、この２本の振動腕部１２、１３には、図６に示すように、溝１２ａ、１３ａが表面および裏面に形成されている。このため、図６のＡ−Ａ’断面図である図７に示すように振動腕部１２、１３は、その断面形状が略Ｈ型に形成されている。
【０００３】
このような溝１２ａ，１３ａを腕部１２，１３に有する音叉型水晶振動片１０に、スパッタリング等によりＣｒ、Ａｕの成膜を行い、フォトリソ技術によりエッチングし、図１１に示すように、溝１２ａ，１３ａの内側に励振電極１２ｃ，１３ｃ、腕部１２，１３の外側には励振電極１２ｄ，１３ｄを形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の振動片の製造においては、前記電極のパターン形成には一般的なスプレー塗布用いてフォトレジストを塗布していた。しかし、溝部及び振動腕部側面にはレジストが入り難く、レジストの塗布ムラが発生してしまうという問題があった。図８はフォトレジストの塗布ムラを模式的に示したものであり、振動腕部の肩の部分及び振動腕部側面部及び溝側面部及び溝底面部に塗布されるレジスト膜１４は薄くなっている。このため、このレジスト膜をエッチングマスクとしてエッチングを行うと溝内側の励振電極１２ｃ，１３ｃや振動腕部側面の励振電極１２ｄ，１３ｄに穴が開くという不良が発生し、ひいては製造歩留りが低下し、生産コストの上昇等を招くという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、生産コストを上昇させることなく、レジストの塗布ムラを減少させることで、励振電極の穴開き不良を抑えた高精度な振動片の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の振動片の製造方法は、基部とこの基部から突出して形成されている振動腕部とを有し、前記基部と前記振動腕部に電極を形成する振動片の製造方法であって、
基板をエッチングし、前記基部及び前記振動腕部の外形と、前記振動腕部に設けられる溝又は貫通溝を形成する工程と、
前記基板表面に電極層を形成する工程と、
微粒子からなるフォトレジストに電圧を印加し、前記基板の表面に前記フォトレジスト粒子を塗布する工程と、
前記フォトレジストをエッチングマスクとしてフォトリソ加工を行うことにより、前記基部と前記振動腕部の側面及び前記溝又は貫通溝の内面に電極を形成する工程とを含んでなることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の携帯を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【０００８】
図１は本発明の実施の形態にかかる振動片である音叉型水晶振動片１００を示す図である。音叉型水晶振動片１００は例えば所謂水晶Ｚ版となるように水晶の単結晶を特定の切出し角度（カットアングル）で切出し形成されている。また、図１に示す音叉型水晶振動片１００は例えば３２．７６８ｋＨｚの周波数で発振する振動片であるため、極めて小型の振動片となっている。このような音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、基部１１０を有している。そして、この基部１１０から図において上方向に突出するように振動腕部である音叉腕１２１，１２２が２本配置されている。
【０００９】
また、この音叉腕１２１，１２２の表面と裏面には、溝部１２３，１２４が図１に示すように形成されている。この溝部１２３，１２４は、図１に示されていない音叉腕１２１，１２２の裏面側にも同様に形成され、図２に示すように、Ｆ−Ｆ’線断面図では、この溝１２３，１２４が形成されている音叉腕１２１，１２２の断面は、略Ｈ型に形成されている。ところで、図１に示す音叉腕１２１，１２２に形成されている溝部１２３，１２４には、図１に示すように、励振電極１２３ａ，１２４ａがそれぞれ形成されている。また、この励振電極１２３ａ，１２４ａは、図２に示すように、音叉腕１２１，１２２の側面にも配置されている。また、音叉型水晶振動片１００の基部１１０等には、給電等を行う給電電極１１２も配置されている。
【００１０】
このように励振電極１２３ａ，１２４ａが溝部１２３，１２４に配置され、音叉腕１２１，１２２の側面にも励振電極１２３ａ，１２４ａが配置されているため、励振電極１２３ａ，１２４ａに電圧を印加すると、音叉腕１２３，１２４内に効率良く電界が生じ、音叉腕１２３，１２４の振動損失が低くＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）も低い状態で振動が生じることになる。特に、上述のように図１に示す音叉型水晶振動片１００は、周波数が３２．７６８ｋＨｚの小型の振動片であるが、このような振動片でも、振動損失が低く、ＣＩ値も低い高性能な振動片となっている。
【００１１】
ところで、上記音叉型水晶振動片１００の基部１１０は、図１に示すように、その全体が略板状に形成されている。そして、この基部１１０には、図１に示すように基部１１０の両側に切込み部１２５が２箇所設けられている。この切込み部１２５の位置は、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４の下端部より下方に配置されるので、この切込み部１２５の存在が、音叉腕部１２１，１２２の振動を阻害等することがない。
【００１２】
また、音叉型水晶振動片１００をパッケージにおいて固定する際に実際に固定される領域が図１の固定領域１１３である。図１に示すように、切込み部１２５の下端部は、固定領域１１３より図１の情報に配置されるので、切込み部１２５が固定領域１１３に影響を及ぼすことがなく、音叉型水晶振動片１００のパッケージに対する固定状態に悪影響を与えることがない様に構成されている。
【００１３】
このような位置に切込み部１２５が配置されているため、音叉腕１２１，１２２の振動により、溝１２３，１２４から漏れてきた漏れ振動は、切込み部１２５により、基部１１０の固定領域１１３に伝わり難くなる。このように、漏れ振動が固定領域１１３に伝わり難くなることで、エネルギー逃げが生じ難くなる。具体的には、従来のＣＩ値の振動片素子間のばらつきは、標準偏差で１０ｋΩ以上発生していたが、切込み部１２５を設けること本実施の形態の振動片では、標準偏差は１ｋΩに激減した。
【００１４】
ところで、このような音叉型水晶振動片１００が安定した周波数で動作するには、図２に示す音叉腕１２３，１２４を振動させるための励振電極１２１ａ，１２２ａが高精度である必要がある。以下、高精度な電極のパターンの形成方法を音叉型水晶振動片１００の製造方法とともに説明する。
【００１５】
図３および図４は、本実施の形態における振動片の製造方法を示したフローチャートである。まず、図３において、水晶ウェハは異方性エッチングにより、図１に示すような基部１１０及び音叉腕１２１，１２２及び溝部１２３，１２４が形成される（ステップＳＴ１）。次に、Ｃｒ、Ａｕをスパッタリング等により成膜する（ステップＳＴ２）。そして、電極パターン形成のため、フォトリソ工程においてレジスト膜を形成する（ステップＳＴ３）。
【００１６】
このレジスト膜は図４のフローチャートに示すようにして形成する。つまり、図４に示す超微粒子発生装置１３０のフォトレジストの微粒子発生器１３１において、フォトレジスト１３２を溶媒を含んだサブミクロン（０．１μｍ〜１．０μｍ未満）の微粒子１３２ａ（以下、レジスト微粒子という）とする（ステップＳＴ２１）。
【００１７】
そして、このレジスト微粒子１３２ａを空気または窒素等の不活性ガスのキャリアガスで塗布チャンバー１３３のノズル１３４へ運ぶ（ステップＳＴ２２）。
【００１８】
そして、そのノズル１３４部に負の高圧（３０ｋＶ〜１００ｋＶ）電極１３５を配置しておくことにより、前記レジスト微粒子１３２ａを負に帯電させる（ステップＳＴ２３）。
【００１９】
一方で、基板１を前記ノズル１３４に対向するようにして接地電位の正の電極１３６上に載置して、負に帯電したレジスト微粒子１３２ｂを、接地電位の基板１に向かって飛行させて前記基板１の表面に効率よく均等に付着させる（ステップＳＴ２４）。このようにすることで、前記レジスト微粒子１３２ｂを均一な厚さにその基板１の表面に塗布してレジスト膜１３７を形成することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態においては超微粒子発生装置１３０として、ノードソン株式会社のエアロコートシステムを使用した。また、レジスト微粒子１３２ａに印加される高電圧は負の高電圧に限らず、正の高電圧としてもよい。
【００２１】
そして、図３のフローチャートに戻って、このレジスト膜１３７をエッチングマスクとして、フォトリソ技術によるＡｕ、Ｃｒのウエットエッチングを行い、電極パターンを形成する（ステップＳＴ４）。具体的には、図１の励振電極１２３ａ，１２４ａが溝部１２３，１２４や音叉腕１２１，１２２の側面等に配置され、基部１１０等には給電電極１１２が配置される。また、音叉腕１２１，１２２の先端部には、図１に示すように周波数調整電極１１４が配置される。
【００２２】
このようにして、各電極が形成された後、その他の所定の工程を経て、音叉腕１２１，１２２に形成されている周波数調整電極１１４にレーザー等を照射することで周波数調整を行う（ステップＳＴ５）。
【００２３】
以上のようにして、図１に示すような音叉型水晶振動片１００が製造されるが、本発明に係る振動片の製造方法によれば、振動腕部に溝または貫通溝を有した振動片に対して、フォトレジスト１３２を静電塗布方法を用いて塗布することにより、溶媒を含んだレジスト微粒子１３２ａが、ほぼ一様に水晶基板に付着して膜厚ムラの少ないレジスト膜１３７を形成することができる。特に、フォトレジスト７をサブミクロンの超微粒子としたことで、レジスト膜１３７の厚さをより均一な厚さとすることができる。
【００２４】
このレジスト膜１３７を露光、現像して形成したエッチングマスクは寸法のばらつきも小さいものとなり、このエッチングマスクを用いてエッチングして形成した電極は仕上がり寸法ばらつきも小さいものとなる。また、レジストの塗布ムラがないため、エッチング後の電極のパターンは穴開き等の不良が著しく減少し、製造歩留まりを高めるとともに、高精度な電極を有する振動片を製造することができる。
【００２５】
また、上述の各実施の形態では、３２．７６８ｋＨｚの音叉型水晶振動片を例に説明したが、１５ｋＨｚ乃至１５５ｋＨｚの音叉型水晶振動片に適用できることは明らかである。さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電極のパターンを高精度に形成する上で特に重要なレジスト膜の形成方法をサブミクロンの超微粒子としたレジストの静電塗布方法としたことにより、基部及び振動腕部にほぼ一様にレジストを塗布することができるため、フォトリソ精度が高まり高精度に励振電極を形成でき、励振電極の穴開き不良を顕著に低減させて、生産コストを上昇させることなく、高歩留りで製造することができる振動片の製造方法を提供することができる。
【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る振動片の製造方法により製造された音叉型水晶振動片の概略図である。
【図２】図１のＦ−Ｆ’線概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る振動片の製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る振動片の製造方法の一工程であるレジスト膜製造工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態にかかる振動片の製造方法の一工程であるレジスト膜の製造に供する超微粒子発生装置の簡単な構造を示す説明図である。
【図６】従来の音叉型水晶振動片を示す概略図である。
【図７】図１０のＡ−Ａ’線概略断面図である。
【図８】従来の振動片の製造工程で形成されたレジスト膜の模式図である。
【符号の説明】
１００・・・音叉型水晶振動片
１１０・・・基部
１１２・・・給電電極
１１３・・・固定領域
１１４・・・周波数調整電極
１２１，１２２・・・音叉腕
１２３，１２４・・・溝部
１２３ａ，１２４ａ・・・励振電極
１２５・・・切込み部
１３１・・・超微粒子発生装置
１３２・・・フォトレジスト
１３２ａ・・・レジスト微粒子
１３２ｂ・・・負に帯電したレジスト微粒子
１３３・・・塗布チャンバー
１３４・・・ノズル
１３５・・・負の電極
１３６・・・正の電極
１３７・・・レジスト膜
【図１】
0003893892.tif 000002
【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】
0003893892.tif 000009