(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の圧電材料の両面に金属膜による電極を形成し、この電極に駆動電圧を印加することで、所定の振動を行う圧電振動片の前記金属膜を質量削減方式にて周波数調整する方法であって、
アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを２０パーセント乃至３０パーセント混合した混合ガス雰囲気下にて、前記圧電振動片の電極膜をプラズマエッチングし、
次いで、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを７０パーセント乃至９０パーセント混合した混合ガス雰囲気下にて、前記圧電振動片の電極膜をプラズマエッチングする
ことを特徴とする圧電振動片の周波数調整方法。
【請求項２】
圧電振動片を真空チャンバー内で一方向に送る手段と、
この搬送される圧電振動片の電極膜に対して、イオン化された粒子を照射する照射手段とを備えており、
前記照射手段は、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを２０パーセント乃至３０パーセント混合した混合ガス雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、前記イオン化された粒子を照射し、次いで、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを７０パーセント乃至９０パーセント混合した混合ガス雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、前記イオン化された粒子を照射する構成とした
ことを特徴とする圧電振動片の加工装置。
【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、圧電振動片をパッケージに内蔵した圧電振動子と圧電振動片の周波数調整方法及び周波数調整用の加工装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において、これら装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電振動子や圧電発振器等の圧電素子もその高性能化が要求されている。
【０００３】
このような圧電振動子等では、パッケージ内に圧電材料でなる圧電振動片が収容されており、この圧電振動片としては、極めて薄い板状でなる圧電材料である水晶振動片が広く使用されている。
【０００４】
すなわち、このような水晶振動片は、板状の両面に金属膜でなる電極膜が所定のパターンで形成されており、この電極膜に所定の駆動電圧を印加することにより、その厚みに依存した固有の振動周波数で振動するようになっている。そして、この振動を電気的に取り出して、組み込まれる機器の所定のクロック信号等に利用している。
【０００５】
図８は、このような水晶振動片１を示している。この水晶振動片１は、厚みの薄い長方形状に形成されており、図８では断面が概略的に示されている。
【０００６】
水晶振動片１の表裏両面には、下地層２，２が形成されており、さらに各下地層２，２の上には、金または銀でなる電極膜３，３が形成されている。
【０００７】
このような水晶振動片１の電極膜３，３の少なくとも一方に図示しないインナーリードを接続し、パッケージに収容することによって、水晶振動子を構成するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述の水晶振動子では、電極膜３、３に所定の駆動電圧が印加された場合、水晶振動片１の振動周波数は、その重さ（質量）により僅かに異なる。
【０００９】
このため、例えば、図８のように水晶板の両面に電極膜３，３を金属蒸着工程等にて、予め所望の周波数より低めの共振周波数となるように形成した後で、図示しないインナーリードを接続し、駆動電圧を印加して振動周波数を見ながら、ドライエッチング等の手法により、電極膜３，３の表面をエッチングすることによって、イオンビームエッチングの場合と同じように質量削減方式の周波数調整をすることができる。
【００１０】
しかしながら、このような方法では、圧電振動子等の圧電素子の性能に応じてより高い周波数に合わせこむ必要が生じた場合に、高周波帯になるにつれて、電極膜の質量変化に対する周波数変化率が大きくなり、例えば図９に示すように、周波数合わせ込みの中心値Ｃに対して、個々の水晶振動片１の周波数のずれによるばらつきが多くなり、製造効率が低下するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、以上の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、プラズマエッチングによる周波数調整における周波数のずれ量を小さくして、精密に周波数調整できる方法を提供し、あわせて、このようにして調整される高精度の圧電振動子と圧電振動片の周波数調整方法及び周波数調整用の加工装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、板状の圧電材料の両面に金属膜による電極を形成し、この電極に駆動電圧を印加することで、所定の振動を行う圧電振動片の前記金属膜を質量削減方式にて周波数調整する方法であって、不活性アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを２０パーセント乃至３０パーセント混合した混合ガス雰囲気下にて、前記圧電振動片の電極膜をプラズマエッチングするし、次いで、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを７０パーセント乃至９０パーセント混合した混合ガス雰囲気下にて、前記圧電振動片の電極膜をプラズマエッチングすることを特徴とする圧電振動片の周波数調整方法により、達成される。
【００１３】
上記の構成によれば、前記圧電振動片は、不活性ガスに酸素ガスを混入した混合ガス雰囲気下においてプラズマエッチングすることに特徴を有している。
【００１４】
ここで、本発明者等は、不活性ガス雰囲気下にて、プラズマエッチングを行う場合に、この不活性ガスに酸素ガスを混合させることで、プラズマ放電を安定化させることができ、異常放電を防止できることを見いだした。さらに、この混合ガスにおける混合レートを変化させることにより、エッチングレートが変化することも確認されている。これにより、不活性ガスに混合させる酸素ガスの量（混合比）を変化させることにより、所望のエッチングレートを得ることができ、必要とされる微妙なエッチング処理に適合させることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記不活性ガスがアルゴン（Ａｒ）ガスであることを特徴とする。
【００１６】
後述するように、酸素ガスを混合させる不活性ガスとしては、アルゴンガスが適している。
【００１７】
本発明によれば、前記混合ガスにおける酸素ガスの比率を、２０パーセント乃至３０パーセントとしたことを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、アルゴンガスと酸素ガスの混合ガスにおける酸素ガスの比率を、２０パーセント乃至３０パーセントとした場合には、エッチングレートが最も高くなり、周波数調整工程にて、比較的周波数調整幅の大きな調整を行う粗調に適している。
【００１９】
本発明は、次いで、前記混合ガスにおける酸素ガスの比率を、７０パーセント乃至９０パーセントとしたことを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、混合ガスにおける酸素ガスの比率を、７０パーセント乃至９０パーセントとすると、従来のアルゴンを１００パーセントの方式と比べて、エッチングレートを低くすることができる。そのため、周波数調整速度を遅くすることができ、圧電振動片が目標とする周波数に到達したところで、正確に周波数調整を止めることができ、高精度な振動子を得ることができる。すなわち、精密な調整を行う微調に適している。
【００２３】
また、上記目的は、本発明によれば、圧電振動片を真空チャンバー内で一方向に送る手段と、この搬送される圧電振動片の電極膜に対して、イオン化された粒子を照射する照射手段とを備えており、前記照射手段は、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを２０パーセント乃至３０パーセント混合した混合ガス雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、前記イオン化された粒子を照射し、次いで、アルゴン（Ａｒ）ガスに酸素ガスを７０パーセント乃至９０パーセント混合した混合ガス雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、前記イオン化された粒子を照射する構成としたことを特徴とする圧電振動片の加工装置により、達成される。
【００２４】
上記の構成によれば、不活性ガス雰囲気下にてプラズマエッチングする加工装置において、不活性ガスと酸素ガスとを混合した混合ガス雰囲気下でプラズマ放電を行うことにより、前記イオン化された粒子を照射する照射手段を備えていることから、安定したプラズマ放電に基づく安定な処理が可能となる。しかも、不活性ガスに混合させる酸素ガスの量（混合比）を変化させることにより、所望のエッチングレートを得ることができる。
【００２６】
上記の構成によれば、圧電振動片の周波数調整を行う加工装置において、周波数調整工程における粗調では、最も高いエッチングレートで加工することができ、微調では、エッチングレートを十分低くすることができ、高周波性能に対応した精密な調整のための加工を行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
図１は、本発明による周波数調整方法の概略説明図である。
【００２９】
圧電材料としての例えばごく薄い水晶振動片１の表裏両面には、下地層２，２が形成されており、さらに各下地層２，２の上には、例えば、金または銀でなる電極膜３，３が形成されている。
【００３０】
このような水晶振動片１を、矢印Ａの方向に送る手段と、この圧電振動片としての水晶振動片１のエッチングすべき面に対向して設けられ、電極膜３にイオン化された粒子を照射する照射手段とにより、質量削減方式によって周波数調整する方法である。そして、イオン化された粒子の照射手段は、好ましくは、粗調用の照射手段５と、この粗調用の照射手段５よりも後段で、この水晶振動片１に対してイオン化された粒子を照射する微調用の照射手段６との少なくとも２つの照射手段を備えている。
【００３１】
ここで、粗調用の照射手段５は、不活性ガスを利用したプラズマエッチングを行う構成であり、例えば不活性ガスとしてのアルゴンと酸素との混合ガスを使用し、特に、例えばアルゴン：酸素＝７５：２５（体積比）に設定したアルゴンリッチの混合気を用いる。
【００３２】
また、微調用の照射手段６は、不活性ガスを利用したプラズマエッチングを行う構成であり、例えば不活性ガスとしてのアルゴンと酸素との混合ガスを使用し、特に、例えばアルゴン：酸素＝１０：９０（体積比）に設定した酸素リッチの混合気を用いる。
【００３３】
この方法により周波数調整を行う加工装置については、後でさらに詳しく説明する。
【００３４】
図２は、本発明の実施形態による圧電振動子の構成例を示している。
【００３５】
例えば、水晶等の圧電材料によって、薄い長方形の板状に形成された圧電素子１１は、図２（ｂ）に示すように、その両面に後述する電極面を構成する金属よりもエッチングレートが低い金属として、例えばクロム（Ｃｒ）等による下地層１７，１７が蒸着やスパッタリング等により形成され、その上には、図２（ａ）に示すように、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）等でなる電極膜１２，１２が蒸着やスパッタリング等により形成されている。
【００３６】
また、電極膜１２の端部とインナーリード１５，１５とが導電性の接着剤やハンダ１６により電気的に固定されている。このインナーリード１５，１５は、圧電振動片２１の電極膜１２に接続されている。
【００３７】
そして、インナーリード１５，１５は、例えば断面円形もしくは楕円形でなる金属外環１３とこの内部の絶縁ガラスにより支持されるとともに、この金属外環１３の反対側から延びるアウターリード１４，１４と接続されている。また、圧電振動片１２は、一端が塞がれた筒状の金属ケースであるパッケージ２０の内側に入るように、図示のように金属外環１３の上端に被嵌されることにより真空封止または窒素封止されている。
【００３８】
ここで、上記パッケージ２０による封止に先立って、本実施形態では、例えば、後述する加工装置を利用して、インナーリード１５，１５をマウントした圧電振動片２１は、電極膜１２を後述するようにエッチングすることにより周波数調整される。この周波数調整は、例えば、少なくとも２つの工程を有していて、先ず、比較的高いエッチングレートにて行われる粗調と、粗調の後で、低いエッチングレートにて、所望の振動周波数に精密に合わせ込みを行う微調とからなる。
【００３９】
このような周波数調整工程は、本実施形態では、不活性ガスとして、例えばアルゴンを利用し、特にアルゴンと酸素との混合ガスを使用したプラズマエッチングにて行われる。
【００４０】
すなわち、本発明者等によれば、アルゴンガス雰囲気下にて、プラズマエッチングを行う場合に、このアルゴンガスに酸素ガスを混合させることで、プラズマ放電を安定化させることができることが見い出された。そして、この混合ガスにおける混合レートを変化させることにより、エッチングレートが変化することも確認されている。これにより、アルゴンガスに混合させる酸素ガスの量（混合比）を変化させることにより、所望のエッチングレートを得ることができ、必要とされる微妙なエッチング処理に適合させることができる。
【００４１】
そして、上記粗調工程において、混合ガスのアルゴンガスの混合比率を高めることで、高いエッチングレートにて効率よく周波数調整されるものである。また、この圧電振動片２１の微調工程においては、混合ガスの酸素ガスの混合比率を高めることで、低いエッチングレートによる周波数調整が可能となり、所望の振動周波数に対して、精密な周波数調整が可能となる。この結果、極めて高精度の圧電振動子１０を得ることができる。
【００４２】
また、酸素ガスを使用しないで、アルゴンガスだけでプラズマエッチングを行うと、圧電振動片２１の電極膜１２の表面が活性化し、エッチング後に大気中に取り出すとガスを吸着して、周波数がずれてしまうという不都合がある。
【００４３】
これに対して、圧電振動子１０では、周波数調整工程において、アルゴンガスだけでなく、酸素も電極膜１２に照射されることから、電極膜１２の上記のような活性化を防止することができる。このため電極膜１２が大気中のガスを吸着することが抑止されるので、振動周波数が変動するといった事態を防止でき、高精度な圧電振動子１０を提供することができる。
【００４４】
次に、上述の圧電振動片の周波数を調整するための加工装置について説明する。
【００４５】
図３及び図４は、このような加工装置の実施形態を示すものであり、図３は加工装置３０のブロック構成図、図４はその要部の概略斜視図である。
【００４６】
図３及び図４に示す加工装置は、上述した図１の方法に係る周波数調整方法を実行するための装置である。
【００４７】
図３に示すように、加工装置３０の真空チャンバー４０には、メカニカルブースターポンプ４１を介して、ロータリポンプ４２が接続されており、所定の真空度，例えば、１０-3Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ＝１３３Ｐａ）程度の真空度に真空排気されるようになっている。  真空チャンバー４０内には、搬送手段４４が設けられており、搬送手段４４は、一方向，すなわち矢印Ａの方向に沿って、ワークとしての圧電振動片２１をひとつずつ搬送するようになっている。
【００４８】
ここで、圧電振動片２１は、図２で説明したように、その表面に電極膜１２が設けられており、インナーリード１５を介して、この圧電振動片２１に駆動電圧を印加した場合にその振動数が、所望の共振周波数ｆ０よりも、若干低くなる程度の質量となるように、前の工程で成膜されて送られる。そして、この加工装置３０により、質量削減方式により、所望の共振周波数ｆ０になるように周波数調整されるようになっている。
【００４９】
真空チャンバー４０内には、それぞれ、イオン化された粒子の照射手段３３，３５（以下、「照射手段」という）が設けられている。この照射手段は、本実施形態では、粗調用の照射手段３３と、微調用の照射手段３５として構成されている。各照射手段は同じ構成であるが、微調用の照射手段３５は、粗調用の照射手段３３よりも後段に配置されている。
【００５０】
また、この加工装置では、照射手段３３，３５が不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスを利用してプラズマエッチングを行う構成となっている。
【００５１】
ここで、照射手段の構成を説明する。照射手段３３は、図４及び図５に詳細に示すように、アルゴンガスのガスボンベ３９が所定の電磁駆動弁４３を介して接続されており、また、照射手段３３には、直流電源３６が接続されている。
【００５２】
照射手段３３は、本実施形態では、図５に示すように、プラズマガンが用いられている。この照射手段３３は、例えば、ステンレス製の筒体３３ａを有し、この筒体３３ａ内には、直流電源３６と接続された電極棒７１が収容されている。この電極棒７１は、筒体３３ａとは絶縁されており、かつステンレス製の筒体３３ａの外周部は、アースシールドされている。
【００５３】
筒体３３ａ内には、アルゴンガスボンベ３９からのアルゴンガスが、流量コントローラ７４及び電磁駆動弁４３を介して導入されるようになっており、さらに、筒体３３ａ内には、酸素ボンベ７６からの酸素が流量コントローラ７５及び電磁駆動弁７７を介して導入されるようになっている。
【００５４】
筒体３３ａの先端は、真空チャンバー４０により包囲されており、この真空チャンバー４０には、メカニカルブースターポンプ４１及びロータリポンプ４２が接続されて、チャンバー４０内を真空引きできるようになっている。
【００５５】
また、真空チャンバー４０内には、搬送手段４４により移動される圧電振動片２１が搬送されるようになっており、真空チャンバー４０内にて、筒体３３ａの先端の開口３３ｂと、圧電振動片２１の電極膜１２が対向して位置決めされるようになっている。
【００５６】
これにより、上述のように、真空チャンバー４０内が、例えば１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度に真空排気され、アルゴンガスボンベ３９からのアルゴンガスと、酸素ボンベ７６からの酸素ガスが、筒体３３ａ内に送られ、その混合ガスが筒体３３ａ内で、例えば１０-1乃至１０-2Ｔｏｒｒ程度充填された状態にて、上記電極棒に直流電源３６から直流電圧が印加されると、筒体３３ａ内でアルゴンプラズマが発生するようになっている。
【００５７】
すなわち、このプラズマの作用により混合ガスがイオン化され、このイオン化された混合ガスが筒体３３ａの先端の開口３３ｂから照射される。そして、イオン化された粒子である混合ガスは、ワークである圧電振動片２１の電極膜１２に当たるようになっている。この場合、筒体３３ａ内にアルゴンガスだけでなく、酸素ガスが導入されてこれらの混合ガスとされているので、主として２つの作用が期待できる。
【００５８】
一つ目は、上述したように、酸素ガスを使用しないで、アルゴンガスだけでプラズマエッチングを行うと、圧電振動片２１の電極膜１２の表面が活性化し、エッチング後に大気中に取り出すと、大気中のガスを吸着して、周波数がずれてしまうという不都合がある。
【００５９】
これに対して、加工装置３０の照射手段３３では、アルゴンガスだけでなく、酸素も電極膜１２に照射されることから、電極膜１２の上記のような活性化を防止することができる。このため電極膜１２がガスを吸着することが抑止されるので、振動周波数が変動するといった事態を防止できる。
【００６０】
二つ目は、アルゴンガス雰囲気下にて、プラズマエッチングを行う場合に、このアルゴンガスに酸素ガスを混合させることで、プラズマ放電を安定化させることができる。そして、この混合ガスにおける混合レートを変化させることにより、エッチングレートが変化することも確認されている。これにより、アルゴンガスに混合させる酸素ガスの量（混合比）を変化させることにより、所望のエッチングレートを得ることができ、必要とされる微妙なエッチング処理に適合させることができる。
【００６１】
このため、粗調用の照射手段３３は、図１で説明したように、電磁駆動弁４３，７７を制御することにより、混合ガスにおけるアルゴンガスの比率を高めており、特にエッチングレートが高くなる値に設定している。
【００６２】
そして、微調用の照射手段３５も照射手段３３と同様の構成となっており、粗調用の照射手段３３により粗調がされた後、圧電振動片２１は、搬送手段４４により矢印Ａ方向に送られて、後段の微調用の照射手段３５の位置に移動される。ここで、微調用の照射手段３５は、さらに、イオン化された混合ガスを圧電振動片２１の電極膜１２に照射するようになっている。
【００６３】
また、図３に示すように、この各照射手段３３，３５と圧電振動片２１との間には、シャッター４８が介在されている。シャッター４８は、図４に示すように、シャッター駆動手段４５により駆動されて、マスク４６の開口を開閉することにより、イオン化されたガスの照射を遮断，開放することができるようになっている。
【００６４】
一方、各照射手段３３，３５に対応して、ネットワークアナライザ３１，３１が設定されており、これらは、コンピュータ等でなる外部演算装置３８と接続されている。ネットワークアナライザ３１は、図５に示すように、フィクスチャ３２及び、バネコンタクト等を有する接触手段４７を介して、各ワークである圧電振動片２１と電気的に接続されている。
【００６５】
ネットワークアナライザ３１は、内部に高周波の発生源を有しており、フィクスチャ３２を介して、各圧電振動片２１のリード１４（図２参照）及びインナーリード１５に駆動電圧を印加することにより、加工中の各圧電振動片２１の共振周波数をモニタすることができるようになっている。
【００６６】
フィクスチャ３２は、モニタリング手段としてのネットワークアナライザ３１と圧電振動片２１との接続手段であって、アルゴンイオンが照射される圧電振動片２１の電極膜１２に帯電したプラス電荷を、直流成分もしくは低周波数成分として除去し、ネットワークアナライザ３１に伝えられないようにするものである。このため、フィクスチャ３２は、一方が圧電振動片２１のリード１４に接続され、他方が設置された図示しないコイルや抵抗等でなる低周波数除去手段を備えている。
【００６７】
外部演算装置３８は、ネットワークナライザ３１による測定結果から加工中の圧電振動片２１の周波数を取得し、調整目標の周波数と比較することによって、各照射手段３３，３５における加工レートを演算により決定する。この演算結果に基づいて、外部演算装置３８は、例えば直流電源３６，シャター駆動手段４５等の駆動や電磁駆動弁４３，７７の開閉タイミングや開度を制御することにより、加工装置３０の運転制御を行うようになっている。
【００６８】
本実施形態の加工装置３０は、以上のように構成されており、その加工は次のように実行される。
【００６９】
先ず、各真空チャンバー４０内は、上述したように、メカニカルブースターポンプ４１及びロータリポンプ４２により、例えば１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度に真空排気される。この状態にて、搬送手段４４により、ワークである圧電振動片２１は、矢印Ａ方向に搬送されて、照射手段３３に対応する位置まで移動される。
【００７０】
そして、外部演算装置３８の指令により、アルゴンガスボンベ３９及び酸素ボンベ７６からのアルゴンガス及び酸素ガスが所定の混合比率で照射手段３３の筒体３３ａ内に送られる。
【００７１】
これにより、上記混合ガスが筒体３３ａ内で、例えば１０-1乃至１０-2Ｔｏｒｒ程度充填された状態にて、電極棒に直流電源３６から直流電圧が印加されると、筒体３３ａ内でプラズマが発生するようになっている。
【００７２】
すなわち、このプラズマの作用により混合ガスがイオン化され、このイオン化された混合ガスが筒体３３ａの先端の開口３３ｂから照射される。そして、イオン化された粒子である混合ガスは、ワークである圧電振動片２１の電極膜１２に当たる。
【００７３】
ここで、図６は、φ８０ｍｍのＦＡＢ（Ｆａｓｔ  Ａｔｏｍ  Ｂｅａｍ）ソースを用いて、石英ガラス製の基板の上に銀を成膜した対象に対して、ＦＡＢ源と基板間の距離を３５０ｍｍに設定し、ガス流量３０（ｓｅｃｃｍ）、チャンバ圧力１．３０乃至１．６４（ｍＴｏｒｒ）、放電電圧３．７（ｋＶ）、放電電流５０（ｍＡ）、磁場５０（Ｇ）、加工時間５秒にて、混合ガス雰囲気下におけるエッチングレートを計測したグラフである。
【００７４】
図６によれば、混合ガスにおけるアルゴンガスの比率が約７０パーセント乃至８０パーセントである場合に最もエッチングレートが高い。
【００７５】
したがって、粗調用の照射手段３３における混合ガスにおいて、酸素ガスが混合される比率を約２０パーセント乃至３０パーセントに設定することにより、高いエッチングレートが得られ、処理スピードや効率が優れている。
【００７６】
これにより、電極膜１２は、金または銀の電極膜であるから、比較的高いエッチングレートにより加工される。この加工はネットワークアナライザ３１によりモニタされながら、圧電振動片２１の周波数ｆ１は、２０００ｐｐｍ程度のずれがある状態から、所望の目標とされる共振周波数ｆ０に対して１００ｐｐｍ程度のずれになるまで、外部演算装置３８に制御されつつ混合ガスによるプラズマエッチングが進められ、質量減少方式による周波数調整がなされる。
【００７７】
次に、圧電振動片２１は、搬送手段４４により矢印方向Ａに沿って送られて、微調用の照射手段３５により、その電極膜１２がエッチングされる。
【００７８】
すなわち、微調用の照射手段３５から、圧電振動片２１の電極膜１２に対して、混合ガスが照射される。この場合、照射される混合ガスにおける酸素ガスの混入比率をほぼ７０パーセント以上で９０パーセント以下にすると、最もエッチングレートが低くなる。したがって、電極膜１２は、低いエッチングレートに基づいて加工されることにより、精密な質量減少による調整が可能となる。このため、微調用の照射手段３５により、電極膜１２は、所望の目標とされる共振周波数ｆ０に対して、従来よりも一層精密に例えば、プラスマイナス１ｐｐｍ程度のずれになるまで周波数調整を行うことができる。
【００７９】
ここで、微調用の照射手段３５において、混合ガスにおける酸素ガス混入比率を９０パーセントより高めるとエッチングレートはさらに低くなるが、酸素ガス１００パーセントとすると、不活性ガスが存在しないため金属膜のエッチングができなくなる。
【００８０】
また、粗調用の照射手段３３において、混合ガスにおける酸素ガス混入比率を低くしていくと、図６に示されているように、エッチングレートは次第に高くなるが、酸素ガス混入比率が２０パーセントを下回ると、次第にエッチングレートが低くなる。そして、酸素ガスの混入比率がゼロとなると、エッチングレートが低いだけでなく、上述したように、アルゴンガスだけでプラズマエッチングを行うことになり、圧電振動片２１の電極膜１２の表面が活性化し、エッチング後に大気中に取り出すと大気中のガスを吸着して、周波数がずれてしまうという不都合がある。
【００８１】
以上述べたように、この加工装置３０によれば、例えば、高周波タイプの圧電振動片２１を製造する場合にも、目標とされる共振周波数ｆ０に対して、極めて精密に合わせ込むことができ、図７に示すように、調整後の周波数のばらつきが、きわめて狭い範囲になるように加工することが可能となる。
【００８２】
これにより、このように加工した圧電振動片２１を用いて、図２に示す圧電振動子１０や圧電発振器等の高性能な圧電デバイスを得ることができる。
【００８３】
本発明は上述の実施形態や各変形例の個別の態様に限定されず、その構成は任意に組み合わせることができる。
【００８４】
また、圧電振動子に限らず、パッケージに発振回路等を有するＩＣチップと水晶振動子を内蔵した水晶発振器や、リアルタイムクロックオシレータ等に用いる圧電振動片に対しても上述の加工方法を適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、プラズマエッチングによる周波数調整における周波数のずれ量を小さくして、精密に周波数調整できる方法を提供し、かつ異常放電を防止してエッチング品質を向上させ、あわせて、このようにして調整される高品位の圧電振動子と圧電振動片の周波数調整方法及び周波数調整用の加工装置を提供することができる。
【００８６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の周波数調整方法を説明するための図。
【図２】本発明の実施形態に係る加工方法が適用される圧電振動子を示しており、（ａ）はその概略正面、（ｂ）はそのパッケージを除いた概略側断面図。
【図３】図１に示す周波数調整方法を実行するための加工装置の実施形態に係るブロック構成図。
【図４】図３の加工装置の要部の概略斜視図。
【図５】図３の加工装置の照射手段の拡大断面図。
【図６】混合ガスにおけるアルゴンガスと酸素ガスの混合比率によるエッチングレートの変化を示すグラフ。
【図７】本発明の実施形態に係る周波数調整方法により周波数調整を行った場合の調整結果を示すグラフ。
【図８】従来の圧電振動片の金属膜のようすを示す概略断面図。
【図９】従来の周波数調整方法により周波数調整を行った場合の調整結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１０        圧電振動子
１１        圧電素子
１２        電極膜
１３        金属外環
１４        アウターリード
１５        インナーリード
１６        導電性の接着剤（ハンダ）
１７        下地層
１９        周波数調整面
３０，６０          （周波数調整用）加工装置
３１        ネットワークナライザ
３２        フィクスチャ
３３        粗調用の照射手段
３５        微調用の照射手段
３８        外部演算装置
４４        搬送手段
４５        シャッター駆動手段
４８        シャッター
７４，７５    流量コントローラ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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