(57)【要約】【課題】  研磨工程における研磨開始時や研磨初期時において、ウエハにクラックや欠け等の破損が生じてしまうのを防止した、ウエハ研磨装置及びウエハ研磨方法を提供する。【解決手段】  研磨液を供給しつつウエハＳの両面を研磨する研磨装置である。外周縁がギア部４１ａとされ、ウエハＳが収納される保持孔４１ｂが形成された円板状のキャリア４１と、ギア部４１ａを介してキャリア４１に噛合され、キャリア４１を自転させながら公転させる遊星歯車機構と、キャリア４１の上下に配置されて、保持孔４１ｂに収納されたウエハＳに荷重を加えつつ、ウエハＳの両面を挟み込む上定盤４３及び下定盤４４と、これらの間に研磨液を供給する研磨液供給手段とを備える。キャリア４１には、ダミー材Ｄを保持するダミー材保持部４１ｃが設けられ、ダミー材保持部４１ｃには、保持孔４１ｂに収納されるウエハＳの上面より高くなるようにダミー材Ｄが設けられている。【選択図】  図８
2009172702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨液を供給しつつウエハの両面を研磨して、該ウエハの厚みを所定の厚みに調整するウエハ研磨装置であって、
外周縁がギア部とされ、前記ウエハが収納される保持孔が形成された円板状のキャリアと、
前記ギア部を介して前記キャリアに噛合され、該キャリアを自転させながら軸線回りに公転させる遊星歯車機構と、
中心が刳り貫かれた円板状に形成され、前記キャリアの上下に配置されて、前記保持孔に収納された前記ウエハに所定の荷重を加えつつ、該ウエハの両面を挟み込む上定盤及び下定盤と、
前記上定盤と前記下定盤との間に前記研磨液を供給する研磨液供給手段と、を備え、
前記キャリアは、前記保持孔に収納されるウエハの上面側が該キャリアの上面より突出するように、前記ウエハより薄く形成され、
前記キャリアには、ダミー材を保持するダミー材保持部が設けられ、
前記ダミー材保持部には、前記保持孔に収納されるウエハの上面より高くなるようにダミー材が設けられていることを特徴とするウエハ研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載のウエハ研磨装置において、
前記ダミー材は、前記ウエハより軟質の材料からなっていることを特徴とするウエハ研磨装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウエハ研磨装置において、
前記ダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、前記ダミー材保持部が配置されていることを特徴とするウエハ研磨装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のウエハ研磨装置において、
前記ダミー材保持部が複数設けられ、該ダミー材保持部にそれぞれ前記ダミー材が保持されるよう構成されてなり、
前記複数のダミー材保持部は、保持した複数のダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、配置されていることを特徴とするウエハ研磨装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のウエハ研磨装置において、
前記下定盤は、前記軸線を中心として、前記キャリアの公転方向とは反対方向に向けて回転することを特徴とするウエハ研磨装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のウエハ研磨装置において、
前記研磨液供給手段は、供給した前記研磨液を回収する研磨液回収手段を有し、回収した研磨液を循環させて再度前記上定盤と前記下定盤との間に供給することを特徴とするウエハ研磨装置。
【請求項７】
請求項６に記載のウエハ研磨装置において、
前記研磨液回収手段は、回収した研磨液に含まれる前記ウエハの研磨加工粉を除去するフィルタを有していることを特徴とするウエハ研磨装置。
【請求項８】
外周縁がギア部とされ、ウエハが収納される保持孔が形成された円板状のキャリアと、前記ギア部を介して前記キャリアに噛合され、該キャリアを自転させながら軸線回りに公転させる遊星歯車機構と、中心が刳り貫かれた円板状に形成され、前記キャリアの上下に配置されて、前記保持孔に収納された前記ウエハに所定の荷重を加えつつ、該ウエハの両面を挟み込む上定盤及び下定盤と、前記上定盤と前記下定盤との間に前記研磨液を供給する研磨液供給手段と、を備えるウエハ研磨装置により、前記研磨液供給手段から研磨液を供給しつつ前記ウエハの両面を研磨し、該ウエハの厚みを所定の厚みに調整する研磨工程を備えたウエハ研磨方法であって、
前記キャリアとしてダミー材を保持するダミー材保持部を設けたものを用意し、
前記研磨工程の前に、前記下定盤上に前記ダミー材保持部を設けたキャリアをセットし、かつ、該キャリアの保持孔にウエハを、その上面が該キャリアの上面より突出するように収納するとともに、前記ダミー材保持部にダミー材を、その上面が前記保持孔に収納されるウエハの上面より高くなるように設けるセット工程を、備えていることを特徴とするウエハ研磨方法。
【請求項９】
請求項８記載のウエハ研磨方法において、
前記ダミー材として、前記ウエハより軟質の材料からなるものを用いることを特徴とするウエハ研磨方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のウエハ研磨方法において、
前記キャリアとして、前記ダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、前記ダミー材保持部が配置されているものを用意することを特徴とするウエハ研磨方法。
【請求項１１】
請求項８又は９に記載のウエハ研磨方法において、
前記キャリアとして、前記ダミー材保持部が複数設けられ、該ダミー材保持部にそれぞれ前記ダミー材が保持されるように構成され、かつ、前記複数のダミー材保持部が、保持した複数のダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、配置されているものを用意することを特徴とするウエハ研磨方法。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか１項に記載のウエハ研磨方法において、
前記研磨工程の際、前記軸線を中心として、前記下定盤を前記キャリアの公転方向とは反対方向に向けて回転させることを特徴とするウエハ研磨方法。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか１項に記載のウエハ研磨方法において、
前記研磨工程の際、供給した前記研磨液を回収すると共に、回収した研磨液を循環させて再度前記上定盤と前記下定盤との間に供給することを特徴とするウエハ研磨方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のウエハ研磨方法において、
前記研磨工程の際、回収した研磨液に含まれる前記ウエハの研磨加工粉を除去することを特徴とするウエハ研磨方法。
【請求項１５】
請求項８から１４のいずれか１項に記載のウエハ研磨方法により研磨されたウエハを利用して圧電振動子を一度に複数製造する方法であって、
研磨後の前記ウエハをフォトリソ技術によりエッチングして、該ウエハに複数の圧電振動片の外形形状をパターニングする外形形成工程と、
複数の前記圧電振動片の外表面上に電極膜をパターニングして、所定の電圧が印加されたときに圧電振動片を振動させる励振電極と、引き出し電極を介して励振電極に電気的に接続されるマウント電極と、をそれぞれ形成する電極形成工程と、
複数の前記圧電振動片を前記ウエハから切り離して固片化する切断工程と、
該切断工程後、固片化された前記圧電振動片の前記マウント電極を、一端側が外部に電気的に接続される外部接続端子の他端側に接合するマウント工程と、
該マウント工程後、前記圧電振動片を封止部材により気密封止する封止工程と、を備えていることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の圧電振動子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子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項１８】
請求項１６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１９】
請求項１６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを研磨加工して所定の厚みに調整するウエハ研磨装置、ウエハ研磨方法、該ウエハ研磨方法を利用して圧電振動子を製造する圧電振動子の製造方法、該製造方法で製造された圧電振動子、これを有する発振器、電子機器及び電波時計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、時刻源や制御信号等のタイミング源、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、様々なものが知られており、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動する圧電振動片を有するもの等が知られている。
ところで、この圧電振動片は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の各種の圧電体から形成されている。具体的には、圧電体の原石を切断してウエハにした後、該ウエハを所定の厚みまで研磨加工する。そして、研磨加工されたウエハを洗浄、乾燥させた後、フォトリソ技術によりエッチング加工して圧電振動片の外形を形成すると共に、所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。これにより、１枚のウエハから一度に複数の圧電振動片を作製することができる。
【０００３】
このように作製される圧電振動片は、自身の厚みがウエハの厚みに依存するため、前述した研磨加工が品質等を決定付けるために特に重要な工程とされている。通常、研磨加工は、原石から切断されたウエハをある程度の厚みまで粗く研磨するラッピング工程と、該ラッピング工程後、ウエハを鏡面研磨して所定の厚みまで高精度に仕上げるポリッシング工程と、を行っている。
この研磨加工は、一般的に研磨装置を利用して行われている（特許文献１参照）。ここで、従来の研磨装置について図２９から図３１を参照して簡単に説明する。
【０００４】
研磨装置２００は、図２９及び図３０に示すように、サンギア２０１と、インターナルギア２０２と、キャリア２０３とを有している。また、キャリア２０３の上下には、上定盤２０４及び下定盤２０５が配置されている。サンギア２０１及びインターナルギア２０２は、共に反時計方向に回転するようになっており、キャリア２０３を遊星運動させている。すなわち、キャリア２０３を時計方向に自転させながら、反時計方向に公転させている。
【０００５】
キャリア２０３は、例えば直径数インチの円板からなり、研磨処理前のウエハＳに比べて十分に薄く形成されたもので、ウエハＳを保持する保持孔２０３ａを複数（本例では５つ）、前記円板の中心に対して放射状に形成したものである。このような構成によってキャリア２０３は、１つで複数枚（５枚）のウエハＳを同時に保持できるようになっており、したがって、１回の研磨で複数枚のウエハＳを同時に研磨できるようになっている。また、このようなキャリア２０３は、上定盤２０４と下定盤２０５との間において所定角度毎に複数個配置されるようになっており、したがって研磨装置２００では、１バッチの研磨で多くの枚数のウエハＳを同時に研磨できるようになっている。
【０００６】
上定盤２０４及び下定盤２０５には、それぞれ対向面に研磨パッドＰが着脱可能に固定されている。そして、キャリア２０３に保持されたウエハＳを両定盤２０４、２０５で上下から挟み込んでいる。この際、上定盤２０４は、所定の荷重をウエハＳに加えた状態となっている。下定盤２０５は、キャリア２０３が公転する方向とは逆方向である反時計方向に回転するようになっている。
また、上定盤２０４には、図３０及び図３１に示すように、該上定盤２０４を貫通して両定盤２０４、２０５の間に研磨液Ｗを供給するための、供給路２０４ａが複数（数十個）形成されている。具体的には、半径Ｒ１の内側円、半径Ｒ２の中間円、半径Ｒ３の外側円に沿って所定間隔毎に形成されている。そして、図示しない供給ホースを介して研磨液Ｗが供給路２０４ａに供給されるようになっている。これにより、両定盤２０４、２０５の間に各供給路２０４ａを介して研磨液Ｗを供給することができ、研磨液Ｗを利用してウエハＳを研磨することができるようになっている。
【０００７】
なお、上定盤２０４に形成された研磨パッドＰには、供給路２０４ａを塞がないように開口が形成されている。また、研磨液Ｗとしては、微小な粒径の研磨剤が混入されたものが使用される。また、ラッピング工程あるいはポリッシング工程を行う場合には、通常、同一の構成ではあるものの、異なる研磨装置２００を使用している。ただし、ラッピングを行う場合には、通常、研磨パッドＰは上定盤２０４、下定盤２０５からそれぞれ外し、使用しない。これは、研磨材（遊離砥粒）によるウエハ表面の微細な破壊により、ラッピングを進行させるためである。
【０００８】
このように構成された研磨装置２００によりラッピング工程を行って、ウエハＳを研磨する場合について簡単に説明する。
まず、上定盤２０４と下定盤２０５とを離間させた状態で、下定盤２０５上に各キャリア２０３をセットする。また、このようにしてセットした各キャリア２０３の保持孔２０３ａにそれぞれウエハＳをセットする。このようにしてセット工程を終了した後、上定盤２０４を下降させてウエハＳの上面に該上定盤２０４を所定の荷重で押し付け、該ウエハＳを両定盤２０４、２０５で挟み込む。
【０００９】
そして、供給路２０４ａを介して両定盤２０４、２０５の間に研磨液Ｗを供給しながら、サンギア２０１、インターナルギア２０２を駆動させてキャリア２０３を自転及び公転させる。また、これと同時に下定盤２０５を回転させる。これにより、キャリア２０３に保持されたウエハＳの両面を鏡面研磨することができ、ウエハＳの厚みを所定の厚みに仕上げることができる。
【特許文献１】特開平４−３３１０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記研磨装置には以下の改善すべき課題がある。
前記キャリア２０３は、研磨処理前のウエハＳに比べて十分に薄く形成されているため、セット工程時には、保持孔２０３ａに保持されるウエハＳは当然ながらその上面がキャリア２０３の上面より突出するようになっている。このようにセットされたウエハＳに対し、研磨工程（ラッピング工程）を開始するべく、上定盤２０４を下降させてウエハＳの上面に該上定盤２０４を所定の荷重で押し付けると、この上定盤２０４による初期荷重がウエハＳの上面に瞬間的にかかることから、ウエハＳは過大な荷重を瞬間的に受け、クラックや割れ、欠けといった破損を生じてしまうことがある。これは、特にラッピング工程では前述したように研磨パッドＰを用いないため、前記の上定盤２０４による初期荷重が研磨パッドＰによって部分的に吸収されることなく、全てウエハＳにかかってしまうことにより、前記の破損が生じ易くなっているからである。
【００１１】
また、前記研磨装置２００では、キャリア２０３に複数枚のウエハＳを保持させ、さらに、このようなキャリア２０３を複数同時に用いることで、多数枚のウエハＳを同時に研磨処理するようにしている。ところが、研磨工程前のウエハＳには、ある程度の厚さバラツキがあることから、特に研磨工程の初期においては、厚さが最も厚いウエハＳに上定盤２０４の荷重が集中し、これによってクラックや割れ、欠けといった破損を生じてしまうことがある。
なお、このような研磨初期におけるウエハＳの破損を防止するため、特にこの研磨初期においては研磨速度を十分に遅くし、破損の発生を抑えることも考えられる。しかし、その場合には生産性が低下してしまい、また、破損発生の抑制効果も十分には得られなかった。
【００１２】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、その主目的は、特に研磨工程における研磨開始時や研磨初期時において、ウエハにクラックや割れ、欠けといった破損が生じてしまうのを防止した、ウエハ研磨装置及びウエハ研磨方法を提供することである。
また、別の目的としては、ウエハ研磨方法を利用して圧電振動子を製造する圧電振動子の製造方法、該製造方法で製造された圧電振動子、該圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係るウエハ研磨装置は、研磨液を供給しつつウエハの両面を研磨して、該ウエハの厚みを所定の厚みに調整するウエハ研磨装置であって、
外周縁がギア部とされ、前記ウエハが収納される保持孔が形成された円板状のキャリアと、前記ギア部を介して前記キャリアに噛合され、該キャリアを自転させながら軸線回りに公転させる遊星歯車機構と、中心が刳り貫かれた円板状に形成され、前記キャリアの上下に配置されて、前記保持孔に収納された前記ウエハに所定の荷重を加えつつ、該ウエハの両面を挟み込む上定盤及び下定盤と、前記上定盤と前記下定盤との間に前記研磨液を供給する研磨液供給手段と、を備え、
前記キャリアは、前記保持孔に収納されるウエハの上面側が該キャリアの上面より突出するように、前記ウエハより薄く形成され、
前記キャリアには、ダミー材を保持するダミー材保持部が設けられ、
前記ダミー材保持部には、前記保持孔に収納されるウエハの上面より高くなるようにダミー材が設けられていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係るウエハ研磨方法は、外周縁がギア部とされ、ウエハが収納される保持孔が形成された円板状のキャリアと、前記ギア部を介して前記キャリアに噛合され、該キャリアを自転させながら軸線回りに公転させる遊星歯車機構と、中心が刳り貫かれた円板状に形成され、前記キャリアの上下に配置されて、前記保持孔に収納された前記ウエハに所定の荷重を加えつつ、該ウエハの両面を挟み込む上定盤及び下定盤と、前記上定盤と前記下定盤との間に前記研磨液を供給する研磨液供給手段と、を備えるウエハ研磨装置により、前記研磨液供給手段から研磨液を供給しつつ前記ウエハの両面を研磨し、該ウエハの厚みを所定の厚みに調整する研磨工程を備えたウエハ研磨方法であって、
前記キャリアとしてダミー材を保持するダミー材保持部を設けたものを用意し、
前記研磨工程の前に、前記下定盤上に前記ダミー材保持部を設けたキャリアをセットし、かつ、該キャリアの保持孔にウエハを、その上面が該キャリアの上面より突出するように収納するとともに、前記ダミー材保持部にダミー材を、その上面が前記保持孔に収納されるウエハの上面より高くなるように設けるセット工程を、備えていることを特徴としてる。
【００１５】
この発明に係るウエハ研磨装置及びウエハ研磨方法においては、まず、キャリアとしてダミー材を保持するダミー材保持部を設けたものを用意する。そして、研磨工程の前に、セット工程として、下定盤上にダミー材保持部を設けた前記キャリアをセットするとともに、該キャリアの保持孔に研磨加工対象物であるウエハを収納し、ダミー材保持部にダミー材を保持させておく。その際、ダミー材については、その上面が保持孔に収納されるウエハの上面より高くなるように設けておく。
このようにしてセット工程を終了したら、研磨工程を行うべく、まず、研磨開始のための処理として、上定盤を下降させる。すると、従来ではキャリア上面に対してウエハが突出しているため、上定盤がウエハの上面に直接当接し、したがって上定盤による初期荷重がウエハの上面に瞬間的にかかっていたが、本発明ではキャリアにダミー材を保持させているため、下降してきた上定盤は、ウエハに直接当接することなく、まず、ダミー材の上面に当接するようになる。
【００１６】
これにより、下降してきた上定盤がダミー材の上面に所定の荷重で押し付けられ、この上定盤による初期荷重がダミー材の上面に瞬間的にかかるようになる。したがって、研磨加工対象物であるウエハは、上定盤の瞬間的な初期荷重を受けることがなく、これによって前記初期荷重に起因するウエハの破損が防止される。
また、研磨工程の開始直後では、ダミー材のみが研磨されるようになり、その後研磨初期においては、ダミー材がウエハと同じ高さにまで研磨されることで、ダミー材とウエハとが同時に研磨されるようになる。その際、研磨工程前のウエハに厚さバラツキがある場合でも、厚さが最も厚いウエハが単独で上定盤の荷重を集中的に受けることなく、この荷重をダミー材が共に受けるようになる。したがって、従来のように厚さが最も厚いウエハが荷重を集中的に受け、破損を生じてしまうといった不都合が防止される。
さらに、従来のように研磨初期における研磨速度を十分に遅くし、前記破損の発生を抑えるようにする必要がなく、したがって生産性の低下を招くことなく、前記破損の発生を防止することができる。
【００１７】
また、本発明に係るウエハ研磨装置は、前記本発明のウエハ研磨装置において、前記ダミー材が、前記ウエハより軟質の材料からなっているのが好ましい。
また、本発明に係るウエハ研磨方法は、前記本発明のウエハ研磨方法において、前記ダミー材として、前記ウエハより軟質の材料からなるものを用いるのが好ましい。
【００１８】
このように構成すれば、特に研磨初期においてダミー材のみを研磨する際、この研磨時間を短くすることができる。また、ダミー材とウエハとを同時に研磨する研磨中期以降においても、研磨速度はウエハのダミー材の研磨速度に影響されることなく、ウエハの研磨速度に依存するため、従来に比べて研磨時間が長くなってしまうことはない。したがって、生産性をほとんど低下させることなく、前記破損の発生を防止することができる。
【００１９】
また、本発明に係るウエハ研磨装置は、前記本発明のウエハ研磨装置において、前記ダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、前記ダミー材保持部が配置されているのが好ましい。
また、本発明に係るウエハ研磨方法は、前記本発明のウエハ研磨方法において、前記キャリアとして、前記ダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、前記ダミー材保持部が配置されているものを用意するのが好ましい。
【００２０】
このように構成すれば、ダミー材の重心位置がキャリアの重心位置に略一致するので、特にダミー材とウエハとを同時に研磨する研磨中期以降において、上定盤がダミー材に当接することでキャリアの上面に対して傾いてしまうことなく、略水平な状態に保持される。したがって、ウエハの上面を十分な水平度で研磨することが可能になる。
【００２１】
また、本発明に係るウエハ研磨装置は、前記本発明のウエハ研磨装置において、前記ダミー材保持部が複数設けられ、該ダミー材保持部にそれぞれ前記ダミー材が保持されるよう構成されてなり、前記複数のダミー材保持部は、保持した複数のダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、配置されているのが好ましい。
また、本発明に係るウエハ研磨方法は、前記本発明のウエハ研磨方法において、前記キャリアとして、前記ダミー材保持部が複数設けられ、該ダミー材保持部にそれぞれ前記ダミー材が保持されるように構成され、かつ、前記複数のダミー材保持部が、保持した複数のダミー材の重心位置が前記キャリアの重心位置に略一致するように、配置されているものを用意するのが好ましい。
【００２２】
このように構成すれば、複数のダミー材の重心位置がキャリアの重心位置に略一致するので、特にダミー材とウエハとを同時に研磨する研磨中期以降において、上定盤がダミー材に当接することでキャリアの上面に対して傾いてしまうことなく、略水平な状態に保持される。したがって、ウエハの上面を十分な水平度で研磨することが可能になる。
【００２３】
また、本発明に係るウエハ研磨装置は、前記本発明のウエハ研磨装置において、前記下定盤が、前記軸線を中心として、前記キャリアの公転方向とは反対方向に向けて回転するのが好ましい。
また、本発明に係るウエハ研磨方法は、前記本発明のウエハ研磨方法において、前記研磨工程の際、前記軸線を中心として、前記下定盤を前記キャリアの公転方向とは反対方向に向けて回転させるのが好ましい。
【００２４】
このように構成すれば、キャリアを自転及び公転させてウエハの両面を研磨する際に、下定盤をウエハの公転方向とは反対方向に向けて回転させことができる。したがって、下定盤とウエハとの抵抗を増大することができ、より効率良くウエハを研磨することができる。
【００２５】
また、本発明に係るウエハ研磨装置は、前記本発明のウエハ研磨装置において、前記研磨液供給手段が、供給した前記研磨液を回収する研磨液回収手段を有し、回収した研磨液を循環させて再度前記上定盤と前記下定盤との間に供給するよう構成されているのが好ましい。
また、本発明に係るウエハ研磨方法は、前記本発明のウエハ研磨方法において、前記研磨工程の際、供給した前記研磨液を回収すると共に、回収した研磨液を循環させて再度前記上定盤と前記下定盤との間に供給するのが好ましい。
【００２６】
このように構成すれば、研磨液回収手段が研磨に使用された研磨液を回収すると共に、回収した研磨液を循環させて再度上定盤と下定盤との間に供給することができる。そのため、一度供給した研磨液を廃棄して無駄にするのではなく、再度有効利用することができる。よって、研磨液に費やすコストの低減化を図ることができる。
【００２７】
また、本発明に係るウエハ研磨装置は、前記本発明のウエハ研磨装置において、前記研磨液回収手段が、回収した研磨液に含まれる前記ウエハの研磨加工粉を除去するフィルタを有しているのが好ましい。
また、本発明に係るウエハ研磨方法は、前記本発明のウエハ研磨方法において、前記研磨工程の際、回収した研磨液に含まれる前記ウエハの研磨加工粉を除去するのが好ましい。
【００２８】
このように構成すれば、研磨液を回収した際、例えばフィルタによって研磨液に含まれるウエハの研磨加工粉を取り除くことができる。そのため、常に清浄な研磨液を安定して供給し続けることができ、高精度なウエハの研磨を行うことができる。
【００２９】
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、前記本発明のウエハ研磨方法により研磨されたウエハを利用して圧電振動子を一度に複数製造する方法であって、研磨後の前記ウエハをフォトリソ技術によりエッチングして、該ウエハに複数の外形形状をパターニングする外形形成工程と、複数の前記圧電振動片の外表面上に電極膜をパターニングして、所定の電圧が印加されたときに圧電振動片を振動させる励振電極と、引き出し電極を介して励振電極に電気的に接続されるマウント電極と、をそれぞれ形成する電極形成工程と、複数の前記圧電振動片を前記ウエハから切り離して固片化する切断工程と、該切断工程後、固片化された前記圧電振動片の前記マウント電極を、一端側が外部に電気的に接続される外部接続端子の他端側に接合するマウント工程と、該マウント工程後、前記圧電振動片を封止部材により気密封止する封止工程と、を備えていることを特徴としている。
【００３０】
この発明に係る圧電振動子の製造方法においては、ウエハ研磨方法により両面が研磨加工され、所定の厚みに高精度に調整されたウエハをフォトリソ技術によりエッチングして、ウエハに複数の圧電振動片の外形形状をパターニングする外形形成工程を行う。
次いで、複数の圧電振動片の外表面上に電極膜をパターニングして、励振電極、引き出し電極及びマウント電極の各電極をそれぞれ形成する電極形成工程を行う。そして、複数の圧電振動片をウエハから切り離して固片化する切断工程を行う。これにより、所定の厚みに調整されたウエハから、励振電極、引き出し電極及びマウント電極が外表面上に形成された圧電振動片を一度に複数製造することができる。
【００３１】
次いで、固片化された圧電振動片のマウント電極を、一端側が外部に電気的に接続される外部接続端子の他端側に接続するマウント工程を行う。これにより圧電振動片は、外部接続端子に機械的に支持されると共に電気的に接続された状態となる。そして最後に、マウントされた圧電振動片を封止部材により内部に気密封止する封止工程を行う。その結果、圧電振動片が気密封止された圧電振動子を得ることできる。
【００３２】
このように製造された圧電振動子を作動させる場合には、外部接続端子の一端側に対して所定の電圧を印加する。これにより、外部接続端子、マウント電極及び引き出し電極を介して励振電極に電流を流すことができ、圧電振動片を所定の周波数で振動させることができる。
このような圧電振動子の製造方法によれば、前記のウエハ研磨方法により、破損が防止された状態で良好に研磨されたウエハを利用しているので、製造工程全体で見ると、生産性を改善して歩留まりを向上することができ、したがって生産コストの低減化を図ることができる。
【００３３】
また、本発明に係る圧電振動子は、前記本発明の圧電振動子の製造方法により製造されたことを特徴としている。
この発明に係る圧電振動子によれば、前述した製造方法により製造されているので、従来のものに比べて、生産コストが低減化されたものとなる。
【００３４】
また、本発明に係る発振器は、前記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
また、本発明に係る電子機器は、前記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
また、本発明に係る電波時計は、前記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
この発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、前述した圧電振動子を備えているので、従来のものに比べて生産コストが低減化されたものとなる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係るウエハ研磨装置及びウエハ研磨方法によれば、研磨工程開始直後での初期荷重に起因するウエハの破損を防止するとともに、研磨初期において荷重を集中的に受けることによるウエハの破損をも防止することができ、したがって生産性を改善して歩留まりを向上し、生産コストの低減化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、前述したウエハ研磨方法で研磨されたウエハを利用するので、製造工程全体で見ると、生産コストの低減化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子によれば、前述した製造方法により製造されているので、従来のものに比べて生産コストが低減化されたものとなる。
また、本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計によれば、前記圧電振動子を備えているので、従来のものに比べて生産コストが低減化されたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の圧電振動子に係る一実施形態を、図１から図２０を参照して説明する。なお、本実施形態では、圧電振動子１として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子を例に挙げて説明する。
本実施形態の圧電振動子１は、図１から図４に示すように、圧電振動片２と、該圧電振動片２を内部に収納するケース３と、圧電振動片２をケース３内に密閉させる気密端子であるプラグ４と、を備えている。
【００３７】
圧電振動片２は、図２及び図３に示すように、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料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。なお、この圧電振動片２は、後述するウエハＳから作製されたものである。
この圧電振動片２は、平行に配置された一対の振動腕部１０、１１と、該一対の振動腕部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と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５と、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６、１７とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片２は、一対の振動腕部１０、１１の両主面上に、該振動腕部１０、１１の長手方向Ｘに沿ってそれぞれ形成された溝部１８を備えている。この溝部１８は、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。
【００３８】
第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極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り、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。具体的には、図４に示すように、第１の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１８上と、他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１４が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１８上とに主に形成されている。
【００３９】
また、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４は、図２及び図３に示すように、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９、２０を介してマウント電極１６、１７に電気的に接続されている。そして圧電振動片２は、このマウント電極１６、１７を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、前述した励振電極１５、マウント電極１６、１７及び引き出し電極１９、２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜（電極膜）の被膜により形成されたものである。
【００４０】
また、一対の振動腕部１０、１１の先端には、自身の振動状態を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。なお、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及び微調膜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。
【００４１】
ケース３は、図１に示すように有底円筒状に形成されたもので、圧電振動片２を内部に収納した状態で、プラグ４の後述するステム３０の外周に対して圧入され、嵌合固定されたものである。なお、このケース３の圧入は真空雰囲気下で行われており、これによってケース３内の圧電振動片２を囲む空間は、真空に保たれた状態となっている。
【００４２】
プラグ４は、ケース３を密閉させるステム３０と、該ステム３０を貫通するように平行配置され、ステム３０を間に挟んで一端側が圧電振動片２をマウント（機械的に接合及び電気的に接続）するインナーリード３１ａとされ、他端側が外部に電気的に接続されるアウターリード３１ｂとされた２本のリード端子３１と、ステム３０の内側に充填されてステム３０とリード端子３１とを固定させる絶縁性の充填材３２とを有している。
ステム３０は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材３２の材料としては、例えばホウ珪酸ガラスが用いられている。また、リード端子３１の表面及びステム３０の外周には、それぞれ同材料の図示しないメッキが施されている。
【００４３】
２本のリード端子３１は、ケース３内に突出している部分がインナーリード３１ａとなり、ケース３外に突出している部分がアウターリード３１ｂとなっている。そして、インナーリード３１ａとマウント電極１６、１７とが、導電性のバンプＥを介してマウントされている。すなわち、バンプＥを介してインナーリード３１ａとマウント電極１６、１７とが機械的に接合されていると同時に、電気的に接続されている。その結果、圧電振動片２は、２本のリード端子３１にマウントされた状態となっている。
【００４４】
なお、前述した２本のリード端子３１は、一端側（アウターリード３１ｂ側）が外部に電気的に接続され、他端側（インナーリード３１ａ側）が圧電振動片２に対してマウントされる外部接続端子として機能する。また、ケース３及びプラグ４は、マウントされた圧電振動片２を内部に気密封止する封止部材５として機能する。
【００４５】
ここで、プラグ４を構成する主要部品の寸法及び材質の一例について述べる。
リード端子３１の直径は例えば約０．１２ｍｍであり、リード端子３１の母材の材質としては、コバール（ＦｅＮｉＣｏ合金）が慣用されている。また、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周に被膜させるメッキの材質としては、下地金属膜としてはＣｕが用いられ、仕上金属膜としては、耐熱ハンダメッキ（錫と鉛の合金で、その重量比が１：９）や、銀（Ａｇ）や錫銅合金（ＳｎＣｕ）や金錫合金（ＡｕＳｎ）等が用いられる。
また、ステム３０の外周に被膜された金属膜（メッキ層）を介在させながらケース３の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース３の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００４６】
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、２本のリード端子３１のアウターリード３１ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、インナーリード３１ａ、バンプＥ、マウント電極１６、１７及び引き出し電極１９、２０を介して、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、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、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００４７】
次に、前述した圧電振動子１の製造方法について以下に説明する。始めに、その前段階として、圧電振動片２の元となるウエハＳを作製するウエハ作製工程について説明する。
このウエハ作製工程は、原石を切断してウエハＳにすると共に、該ウエハＳを複数回研磨しながら最終的に所定の厚み、例えば１３０μｍの厚みに調整する工程である。この工程について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４８】
まず、原石を用意すると共に、Ｘ線回析法等により原石の切断角度（カット角）の測定を行う（Ｓ１）。詳細には、原石のＺ面のＸ軸回りの角度が指定の角度になるようにＸ線を用いて測定する。測定後、ベースとなるガラス上に接着剤を用いて原石を固定する。
次いで、ガラス上に固定された原石を、ワイヤーソーのワークテーブルにセットする。そして、測定した前記切断角度に沿って、原石をワイヤーソー（例えば、線径が約１６０μｍの高張力線）を用いて約２２０μｍの厚みに切断する（Ｓ２）。
【００４９】
なお、本実施形態では原石として水晶を用い、ウエハＳのサイズを３インチとして、以下説明する。また、前記切断の際、ワイヤーソーの送り速度は、毎分４０ｍｍから５０ｍｍに制御されている。また、切削液としては、砥粒にラッピングオイルを適量配合した液を使用する。この砥粒としては、平均粒径が約１２μｍ程度の炭化珪素（ＳｉＣ）が慣用される。なお、切削液は、常温を保つように温度管理されている。
【００５０】
次に、ウエハＳの側面研磨を行う（Ｓ３）。すなわち、切断したウエハＳの１枚毎に外周面を研磨するか、あるいは、複数のウエハＳを重ね合わせて接着剤で張り合わせてブロックにした後に、図示しない研磨機で外周の研磨を行う。これにより、外周を滑らかに仕上げて、ウエハＳの割れや欠け等の発生を抑制することができる。また、角形のウエハＳの場合には、ウエハＳの外形の寸法精度を出すことができる。研磨後に、加熱等により接着剤を溶解させ、１枚毎のウエハＳに分離する。そして、分離したウエハＳを洗浄液中で超音波洗浄して、接着剤を完全に除去する。
【００５１】
次いで、図６に示すウエハ研磨装置４０を用い、側面研磨されたウエハＳの両面をラッピング（粗加工）し、研磨する（Ｓ４）。このラッピングにより、厚みを約２２０μｍから約１６０μｍにまで薄くする。すなわち、片面を約３０μｍ程度研磨する。ここで、前記ウエハ研磨装置４０について詳しく説明する。なお、このウエハ研磨装置４０は、図２９〜図３１に示した従来の研磨装置と基本構成は同じであり、主に異なるところは、用いるキャリアの構成にある。
【００５２】
このウエハ研磨装置４０は、図６、図７に示すように、研磨液Ｗを供給しながらウエハＳの両面を研磨し、該ウエハＳの厚みを所定の厚み（約１６０μｍ）に調整する装置であって、キャリア４１と、遊星歯車機構４２と、上定盤４３と、下定盤４４と、研磨液供給手段４５と、を備えて構成されている。
【００５３】
キャリア４１は、図８（ａ）に示すように外縁をギア部４１ａとし、内部に直径３インチのウエハＳを収納する保持孔４１ｂと、ダミー材Ｄを収納保持するダミー材保持部４１ｃとを形成した円板状のものである。キャリア４１の厚みとしては、例えば約１２０μｍ〜約１３０μｍである。本実施形態では、保持孔４１ｂは放射状に所定角度間隔（９０度間隔）で４つ形成されており、ダミー材保持部４１ｃは、これら保持孔４１ｂの中心位置、すなわち、円板状のキャリア４１の中心部（中心位置を含む部分）に形成配置されている。ここで、キャリア４１は円板状であることから、その中心は重心に一致し、したがってダミー材保持部４１ｃは、キャリア４１において重心位置に形成配置されたものとなっている。よって、このダミー材保持部４１ｃに収納保持されるダミー材Ｄは、その重心位置がキャリア１の重心位置に略一致するようになっている。
【００５４】
ダミー材保持部４１ｃは、本実施形態では保持孔４１ｂと同様に、キャリア４１の一方の面から他方の面にかけて貫通する貫通孔からなっており、その中心軸が、キャリア４１の中心軸（すなわち、キャリア４１の重心軸）に一致するように形成されている。また、本実施形態では、ダミー材保持部４１ｃは開口形状を正方形とする四角柱状の孔からなっている。
ダミー材Ｄは、前記ダミー材保持部４１ｃに嵌合してこれに保持されるよう、四角柱状に形成されたものである。このダミー材Ｄの材質としては、ガラスエポキシやガラス、各種の樹脂などが用いられ、さらにはウエハＳと同じ材質（例えば水晶）も使用可能である。中でも、ウエハＳに比べて十分に軟質であり、したがってウエハ研磨装置４０で研磨した際に研磨速度がウエハＳに比べて速くなる材質のものが、好適とされる。このような条件を満たすものとして、本実施形態ではガラスエポキシが用いられる。
【００５５】
また、このダミー材Ｄとしては、本実施形態では前記ウエハＳの研磨前の厚さより十分に高い（厚い）ものが用いられる。例えば、ウエハＳの厚さに比べて１２０％〜１５０％程度の厚さ（高さ）のものが用いられる。このような厚さ（高さ）範囲にしておけば、後述するように上定盤の初期荷重をダミー材Ｄのみで担うことができ、また、研磨開始時においてダミー材Ｄのみを研磨する時間を短く抑えることができる。
【００５６】
そして、このような高さ（厚さ）のダミー材Ｄを用いることにより、本実施形態では、図８（ｂ）に示すように下定盤４４上にキャリア４１を載置（セット）するとともに、キャリア４１にダミー材ＤとウエハＳとをそれぞれセットした際、ダミー材Ｄの上面がウエハＳの上面より高くなるようになっている。すなわち、ダミー材保持部４１ｃは、保持孔４１ｂに収納されたウエハＳの上面より高くなるように、ダミー材Ｄを収納するように構成されているのである。
【００５７】
なお、本実施形態では、図９に示すように、ウエハ研磨装置４０が前記構成のキャリア４１を５枚備えているものとして説明する。ただし、保持孔４１ｂの数やキャリア４１の枚数については、それぞれウエハＳの寸法、上定盤４３及び下定盤４４の寸法によって制約を受けるものの、その制約の範囲内で自由に設定することができる。また、ダミー材保持部４１ｃの数やその位置についても、図８（ａ）、（ｂ）に示した例に限定されることなく、後述するように種々の態様が採用可能である。
【００５８】
前記ウエハ研磨装置４０においては、図９に示すように、前記５枚のキャリア４１が軸線Ｌを中心として放射状に所定角度間隔で配置されている。また、前記軸線Ｌに沿ってシャフト５０が配置されており、該シャフト５０にはサンギア５１が固定されている。また、５枚のキャリア４１の周囲を取り囲むように、リング状に形成されたインターナルギア５２が配置されている。そして、５枚のキャリア４１は、サンギア５１及びインターナルギア５２に対してギア部４１ａが噛合した状態で配置されている。
【００５９】
これらサンギア５１及びインターナルギア５２は、図示しない駆動源により共に反時計方向に回転するようになっている。この際、サンギア５１及びインターナルギア５２の回転速度は、それぞれ別個の速度で回転するように調整されている。これにより、各キャリア４１は、時計方向に自転しながら、軸線Ｌを中心に反時計方向に公転するようになっている。つまり、サンギア５１及びインターナルギア５２は、ギア部４１ａを介してキャリア４１に噛合され、該キャリア４１を自転させながら軸線Ｌ回りに公転させる前記遊星歯車機構４２として機能する。
【００６０】
上定盤４３及び下定盤４４は、図６、図７、図９に示すように、共に中心が刳り貫かれた円板状（リング状）に形成されており、キャリア４１の上下に配置されている。下定盤４４は、回転テーブル５３上に固定されており、回転テーブル５３と共に軸線Ｌを中心としてキャリア４１の公転方向とは反対方向（時計方向）に回転するようになっている。また、上定盤４３は、図６に示すようにポール５４に沿って上下に移動可能とされており、下定盤４４との距離を自在に調整できるようになっている。これにより、キャリア４１に形成された保持孔４１ｂやダミー材保持部４１ｃにウエハＳやダミー材Ｄを収納し、あるいはこれらから取り出したり、キャリア４１に収納保持したウエハＳやダミー材Ｄに所定の荷重を加えながら、該ウエハＳやダミー材Ｄを両定盤で挟み込んだりすることができるようになっている。
【００６１】
両定盤４３、４４は、キャリア４１の一部を両定盤４３、４４の内周面及び外周面から外側に飛び出させ、露出させるサイズに形成されている。そのため、自転及び公転するキャリア４１は、図９に示すように、サンギア５１側の一部及びインターナルギア５２側の一部が常に露出するようになっている。なお、図９では、下定盤４４だけ図示しているが、上定盤４３も下定盤４４と同じサイズである。
【００６２】
また、上定盤４３の上方には、図６に示すように、パウダーリング５５が固定されたリングプレート５６が配置されており、該リングプレート５６の下面に前記ポール５４が固定されている。パウダーリング５５には、環状の溝部５５ａが形成されており、パウダーリング５５の上方に配置された供給バルブ５７から吐出された研磨液Ｗを内部に貯留できるようになっている。
また、リングプレート５６には、複数のパウダーホース（供給ホース）５８の基端側が固定されている。この際、各パウダーホース５８は、溝部５５ａ内に連通した状態で固定されている。これにより、溝部５５ａ内に一旦貯留された研磨液Ｗは、溝部５５ａからパウダーホース５８内に流れ、パウダーホース５８の先端に向かって流れるようになっている。
【００６３】
これらパウダーホース５８は、その先端が、上定盤４３を貫通して形成された供給路（図示せず）に接続固定されている。供給路は、図３１に示したように、半径Ｒ１の内側円、半径Ｒ２の中間円、半径Ｒ３の外側円に沿って所定間隔毎に形成された貫通孔からなっている。これにより、パウダーホース５８から供給された研磨液Ｗは、各供給路を介して両定盤４３、４４の間に供給されるようになっている。
【００６４】
また、図６に示すように下定盤４４の下方には、研磨後に流れてきた研磨液Ｗを受け取る回収パン６１と、回収パン６１で受け取られて集められた研磨液Ｗを貯める研磨液槽６２とが配置されている。研磨液槽６２には、内部に溜まった研磨液Ｗを攪拌すると共に、研磨液Ｗを汲み上げて循環ホース６３に循環させるポンプ６４が設けられている。そして、循環ホース６３は、供給バルブ５７に接続された分配器６５に接続されている。これにより、回収した研磨液Ｗを再度供給バルブ５７に戻し、パウダーリング５５の溝部５５ａ内に供給できるようになっている。
【００６５】
なお、前述したパウダーリング５５、リングプレート５６、供給バルブ５７、パウダーホース５８、回収パン６１、研磨液槽６２、循環ホース６３、ポンプ６４及び分配器６５は、上定盤４３の供給路を介してこの上定盤４３と下定盤４４との間に研磨液Ｗを供給する、前記研磨液供給手段４５として機能する。また、このうち、回収パン６１、研磨液槽６２、循環ホース６３、ポンプ６４及び分配器６５は、供給した研磨液Ｗを回収すると共に、回収した研磨液Ｗを循環させて再度両定盤４３、４４の間に供給する研磨液回収手段６６として機能する。
【００６６】
また、回収パン６１には、フィルタ６７が設けられており、回収した研磨液Ｗに含まれるウエハＳの研磨加工粉を除去している。これにより、常に清浄な研磨液Ｗを両定盤４３、４４の間に供給し続けることができるようになっている。
なお、前述した研磨液Ｗは、研磨材（砥粒）が含有された液である。研磨材（砥粒）としては、このラッピングの際には炭化珪素（ＳｉＣ）が慣用され、平均砥粒が６μｍから９μｍ程度のより粒径の細かいものが使用される。
また、前記の両定盤４３、４４には、後述するポリッシング工程を行うときとは異なり、研磨パッドＰを取り付けることなく外しておき、これを使用せずにラッピング（研磨）を行う。
【００６７】
このように構成されたウエハ研磨装置４０を利用してウエハ研磨を行い、前記ラッピングを行う（Ｓ４）。本実施形態のウエハ研磨方法は、図８（ａ）に示したキャリア４１を用いてこれを下定盤４４上にセットするセット工程と、遊星歯車機構４２によりキャリア４１を自転及び公転させて、ウエハＳの両面を上定盤４３及び下定盤４４で研磨する研磨工程とを備えた方法である。これら各工程について、以下に詳細に説明する。
【００６８】
まず、上定盤４３を下定盤４４から離間するようにポール５４に沿って上方に移動させる。そして、図８（ｂ）に示したように下定盤４４上にキャリア４１をセットし、そのギア部４１ａをサンギア５１及びインターナルギア５２に対してそれぞれ噛合させる。また、このキャリア４１に対し、保持孔４１ｂにウエハＳを、ダミー材保持部４１ｃにダミー材Ｄをそれぞれ収納し、保持させる。その際、前述したように、ダミー材保持部４１ｃに保持させるダミー材Ｄの上面を、ウエハＳの上面より高くなるようにセットする。これにより、セット工程が終了する。
【００６９】
次いで、研磨工程を行うべく、まず、研磨開始のための処理として、図８（ｃ）に示すようにポール５４（図示せず）に沿って上定盤４３を下降させる。すると、従来ではキャリア４１にウエハＳしか保持されていないため、上定盤４３がウエハＳの上面に直接当接していたのに対し、本実施形態ではキャリア４１にダミー材Ｄを保持させているため、下降してきた上定盤４３は、ウエハＳに直接当接することなく、まず、ダミー材Ｄの上面に当接する。
【００７０】
すると、上定盤４３はダミー材Ｄの上面に当接してこの上面を所定の荷重で押圧する。これにより、ダミー材Ｄの上面には上定盤４３による初期荷重が瞬間的にかかるようになる。一方、ウエハＳはその上面がダミー材Ｄの上面より低くなっていることから、この研磨開始時の上定盤４３の下降の際には、上定盤４３に当接することがなく、したがって上定盤４３による初期荷重を受けることがない。よって、ウエハＳは、従来では上定盤４３による初期荷重を瞬間的に受けて破損することがあったが、本実施形態では、上定盤４３の瞬間的な初期荷重を受けることがなく、これによって前記初期荷重に起因するクラックや割れ、欠けといった破損が防止されたものとなる。
【００７１】
次いで、ウエハ研磨工程を行う。すなわち、研磨液供給手段４５によって研磨液Ｗを供給しつつ、これら両定盤４３、４４によってウエハＳの両面を研磨加工し、ウエハＳを所定の厚みに調整する。具体的には、研磨液供給手段４５によって上定盤４３と下定盤４４との間に研磨液Ｗを供給すると同時に、遊星歯車機構４２を駆動させてキャリア４１を自転させながら、両定盤４３、４４の中心を貫く軸線Ｌ回りに公転させる。ただし、研磨液Ｗの供給と遊星歯車機構４２の作動とを同時にすることなく、研磨液Ｗの供給を行った後に遊星歯車機構４２を駆動させても構わない。また、遊星歯車機構４２の駆動と同時に、下定盤４４をキャリア４１の公転方向と反対方向に回転させる。
【００７２】
研磨液供給手段４５によって研磨液Ｗを供給するには、ポンプ６４を作動させる。ポンプ６４を作動させると、研磨液Ｗは、図６に示すように研磨液槽６２の中で十分に撹拌された後に汲み上げられ、循環ホース６３内に送られる。そして、循環ホース６３内を通過した後、研磨液Ｗは分配器６５に送られ、該分配器６５で分流されてパウダーリング５５内の溝部５５ａ内に送られる。溝部５５ａ内に送られた研磨液Ｗは、該溝部５５ａ内に貯留されると共に、各パウダーホース５８に流れ込む。パウダーホース５８を流れた研磨液Ｗは、上定盤４３の供給路を介してこの上定盤４３と下定盤４４との間に流れ込む。これにより、研磨液Ｗはその一部がキャリア４１の上面に流れ落ち、残部が下定盤４４上に流れ落ちる。したがって、ウエハＳと両定盤４３、４４との間に研磨に必要な量の研磨液Ｗが安定して供給される。
【００７３】
このようにして研磨を行うと、この研磨工程の開始直後では、上定盤４３にダミー材Ｄしか当接していないため、このダミー材Ｄのみが選択的に研磨されるようになる。このとき、本実施形態ではダミー材Ｄとして、ウエハＳより軟質のガラスエポキシ製のものを用いているので、この開始直後における、ダミー材Ｄのみを研磨する時間を短くすることができる。
【００７４】
その後、ダミー材ＤがウエハＳと同じ高さにまで研磨されると、研磨初期として、ダミー材ＤとウエハＳとが同時に研磨されるようになる。その際、キャリア４１に保持された複数のウエハＳ間には、このラップング工程（研磨工程）の前段階で、僅かながらも厚さバラツキが生じている。したがって、厚さが最も厚いウエハＳが、他のウエハＳより先に上定盤４３に当接し、研磨されるようになる。しかしながら、本実施形態では、この厚さが最も厚いウエハＳが単独で上定盤４３の荷重を集中的に受けることなく、この荷重をダミー材Ｄが共に受けるようになっている。したがって、従来のように厚さが最も厚いウエハＳが荷重を集中的に受け、破損を生じてしまうといった不都合が防止されている。
【００７５】
このようにして、厚さが最も厚いウエハＳがダミー材Ｄと共に研磨されると、次に厚いウエハＳが上定盤４３に当接してこれの研磨が開始され、以下、厚さ順に全てのウエハＳの研磨が開始される。その際にも、各ウエハＳが初めて上定盤４３に当接するときには、すでにダミー材Ｄと他のウエハＳとが上定盤４３に当接してその荷重を受けているため、各ウエハＳは上定盤４３の荷重を集中的に受けることなく、したがって破損が防止されたものとなる。その後、全てのウエハＳについて、研磨中期から研磨終期に至る通常の研磨がなされ、それぞれ所望の厚さに調整される。
【００７６】
ここで、このような研磨工程について、図１０（ａ）、（ｂ）を参照して具体的に説明する。図１０（ａ）は、研磨開始から加工終了までの時間を横軸とし、上定盤４３によって加えられる荷重を縦軸にした、加工荷重推移のグラフである。図１０（ｂ）は、研磨開始から加工終了までの時間を横軸とし、下定盤４４の回転数を縦軸にした、回転数推移のグラフである。
【００７７】
図１０（ａ）、（ｂ）においてＱで示す範囲は、前記した、研磨工程の開始直後から研磨初期のかけての、加工荷重の推移、回転数の推移をそれぞれ示している。本実施形態では、このＱに示す範囲において、加工荷重を徐々に増やしていき、また、下定盤４４の回転数も徐々に増やしていく。そして、このＱで示す範囲、すなわち低荷重・低回転数加工領域において、ダミー材Ｄと全てのウエハＳとの厚さを均一に揃え、その後、前記した研磨中期から研磨終期に至る研磨工程（図１０（ａ）、（ｂ）における本加工領域）において、それぞれを所望の厚さに調整するようにしている。
【００７８】
その際、ダミー材Ｄを用いない従来では、前記破損の発生を抑えるべく、特に研磨初期における研磨速度を十分に遅くするため、加工荷重を本加工領域での荷重に対し十分に小さくし、また、下定盤４４の回転数も本加工領域での回転数に対し十分に小さくし、これによって前記Ｑに示す範囲の時間を十分長くとっていた。これに対して本実施形態では、ダミー材Ｄを用いることでウエハＳの破損を防止しているため、前記Ｑに示す範囲の時間を例えば５〜１０分程度と、比較的短時間にすることができる。したがって、従来に比べて生産性を損なうことなく、むしろ生産性を向上しつつ、前記破損の発生を防止することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、ウエハＳを研磨する際に、下定盤４４をキャリア４１の公転方向とは反対方向に向けて回転させているので、下定盤４４とウエハＳとの抵抗を増大でき、より効率良くウエハＳを研磨することができる。
なお、両定盤４３、４４の間に供給された研磨液Ｗは、最終的には図６に示すように、回収パン６１によって回収される。そして、回収パン６１によって回収された研磨液Ｗ及び研磨加工粉は、フィルタ６７を通過した後、研磨液槽６２に溜まる。フィルタ６７を通過する際に、研磨加工粉は除去されるため、研磨液槽６２には清浄な研磨液Ｗだけが溜まるようになる。そして、回収された研磨液Ｗは、再度ポンプ６４によって送り出され、再使用される。
【００８０】
このように、一度供給した研磨液Ｗを廃棄して無駄にするのではなく、再度有効利用できるので、研磨液Ｗに費やすコストの低減化を図ることができる。しかも、フィルタ６７を利用して研磨加工粉を除去できるので、常に清浄な研磨液Ｗだけを安定して供給し続けることができ、高精度な研磨を行うことができる。
【００８１】
このようにしてラッピングが終了したら、ウエハＳを洗浄する（Ｓ５）。すなわち、ウエハＳを図示しないバスケットに収納すると共に、バスケットごと洗浄液に漬浸する。そして、超音波洗浄と純水洗浄とを繰り返し行う。また、同時に酸洗浄とアルカリ洗浄とを組み合わせて行う。そして、ウエハＳに付着している砥粒を除去した後、純水によるすすぎ洗浄を行う。その後、スピン乾燥機により脱水及び乾燥を行う。
【００８２】
次いで、ラッピングによってウエハＳの表面に生じた加工変質層を除去する第１のエッチングを行う（Ｓ６）。この工程は、ラッピングを行った際に用いた砥粒が加工変質層に食い込んでいるので、ウエハＳの両面を約１０μｍ程度フッ酸系の溶液によりエッチングして加工変質層を除去する工程である。詳細には、ウエハＳをバスケットに収納した後、所定の時間の間、バスケットごとフッ酸系の溶液であるエッチング液に漬浸する。なおこの間、バスケットをゆっくり上下に揺動させて、ウエハＳの厚みにムラが生じてしまうことを防止することが好ましい。そして、所定の時間が経過した後、バスケットをエッチング液から取り出すと共に、純水に漬浸させて十分にエッチング液を取り去る。この第１のエッチングにより、ウエハＳの厚みは約１６０μｍから約１４０μｍまで薄くなる。
【００８３】
次いで、ウエハＳを乾燥させた後、ウエハＳの両面を鏡面研磨して、最終的に厚みを所定の厚みに仕上げて調整するポリッシングを行う（Ｓ７）。具体的には、ウエハＳの厚みを約１４０μｍから１３０μｍまで薄くして仕上げる。すなわち、ウエハＳの片面を約５μｍ程度研磨する。このポリッシングは、図６に示すウエハ研磨装置４０を利用して行うが、先のラッピング時とは異なり、下定盤４４の上面、および上定盤４３の下面にそれぞれ研磨パッド（図示せず）を接着しておき、その状態で研磨を行う。ウエハＳを直接両定盤４３、４４で挟み込むことなく、研磨パッドを介してウエハＳの両面を挟み込み、研磨するのである。
【００８４】
なお、ウエハＳを保持するキャリアに関しては、前記ラッピング時と同様に、ダミー材保持部４１ｃを形成したものを用いてもよく、このようなダミー材保持部４１ｃを形成しない従来のキャリアを用いてもよい。さらに、ダミー材保持部４１ｃを形成したキャリア４１を用いた場合には、ダミー材Ｄをセットして前記ラッピング時と同様に研磨を行ってもよく、また、ダミー材Ｄをセットすることなく、従来と同様にして研磨を行ってもよい。
また、研磨液Ｗについては、研磨材が含有された液が用いられ、研磨材としては、一般的に酸化セリウム（ＣｅＯ２）が慣用される。したがって、研磨液Ｗとしては、例えば酸化セリウムと防錆材と水とからなるスラリーが用いられる。
さらに、ウエハ研磨装置４０の動作については、前記ラッピング時とほぼ同様にして、従来と同じに行う。
【００８５】
以上により、ポリッシングが終了し、厚みが約１３０μｍに高精度に仕上げされたウエハＳを得ることができる。
ポリッシングの終了後、再び洗浄を行う（Ｓ８）。すなわち、ウエハＳをバスケットに収納した後、超音波洗浄と純水洗浄とを繰り返し行って洗浄を行う。なお、ポリッシングが終了したウエハＳは、次工程に移行するまでの間、純水等に漬浸した状態で保管することが好ましい。
【００８６】
次いで、ポリッシングによってウエハＳの表面に生じたダメージ層や何らかの付着物等を除去する第２のエッチングを行う（Ｓ９）。詳細には、ウエハＳをバスケットに収納した後、所定の時間の間、バスケットごとフッ酸系の溶液であるエッチング液に漬浸してエッチングを行う。
次いで、ウエハＳをバスケットに収納した後、純水や６０℃程度の温度に加熱した温純水や超純水にバスケットを漬浸して、ウエハＳの洗浄を行う（Ｓ１０）。洗浄した後、ウエハＳをスピン乾燥機等で脱水する。脱水後、真空中でウエハＳを加熱して、吸着した水分を脱利させて乾燥させる。なお、乾燥後は、窒素を封入したデシケータ中にウエハＳを保管するのが好ましい。
【００８７】
次に、前述したように研磨されたウエハＳを利用して、圧電振動子１を一度に複数製造する製造方法について、図１１及び図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態の圧電振動子１の製造方法は、外形形成工程と、電極形成工程と、切断工程と、マウント工程と、封止工程とを順次行って、製造する方法である。これら各工程について、以下に詳細に説明する。
【００８８】
まず、研磨後のウエハＳをフォトリソ技術によりエッチングして、複数の圧電振動片２の外形形状をパターニングする外形形成工程を行う（Ｓ２０）。この工程について、具体的に説明する。
始めに、ポリッシングが終了したウエハＳを準備（Ｓ２１）した後、図１３に示すようにウエハＳの両面にエッチング保護膜７０をそれぞれ成膜する（Ｓ２２）。このエッチング保護膜７０としては、例えば、クロム（Ｃｒ）を数μｍ成膜する。次いで、エッチング保護膜７０上に図示しないフォトレジスト膜を、フォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この際、圧電振動片２の周囲を囲むようにパターニングする。そして、このフォトレジスト膜をマスクとしてエッチング加工を行い、マスクされていないエッチング保護膜７０を選択的に除去する。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜を除去する。これにより、図１４及び図１５に示すように、エッチング保護膜７０を前述した形状にパターニングすることができる（Ｓ２３）。つまり、圧電振動片２の外形形状、すなわち、一対の振動腕部１０、１１及び基部１２の外形形状に沿ってパターニングすることができる。またこの際、複数の圧電振動片２の数だけパターニングを行う。なお、図１５から図２０は、図１４に示す切断線Ｃ−Ｃ線に沿った矢視断面を示す図である。
【００８９】
次いで、パターニングされたエッチング保護膜７０をマスクとして、ウエハＳの両面をそれぞれエッチング加工する（Ｓ２４）。これにより、図１６に示すように、エッチング保護膜７０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２の外形形状を形作ることができる。この時点で、外形形成工程が終了する。なお、圧電振動片２は、後に行う切断工程を行うまで、図示しない連結部を介してウエハＳに連結された状態となっている。
【００９０】
次に、本実施形態では、電極形成工程を行う前に一対の振動腕部１０、１１に溝部１８を形成する溝部形成工程を行う（Ｓ３０）。この工程について、具体的に説明する。
まず、図１７に示すように、エッチング保護膜７０上にフォトレジスト膜７１をスプレー塗布等により成膜する（Ｓ３１）。そして、このフォトレジスト膜７１を、フォトリソグラフィ技術によってパターニングする。この際、図１８に示すように、溝部１８の領域を空けた状態で圧電振動片２の外形形状に沿ってパターニングする（Ｓ３２）。そして、パターニングされたフォトレジスト膜７１をマスクとしてエッチング加工を行い、マスクされていないエッチング保護膜７０を選択的に除去する（Ｓ３３）。そして、エッチング加工後にフォトレジスト膜７１を除去する。これにより、図１９に示すように、既にパターニングされたエッチング保護膜７０を、溝部１８の領域を空けた状態でさらにパターニングすることができる。
【００９１】
次いで、この再度パターニングされたエッチング保護膜７０をマスクとして、ウエハＳをエッチング加工（Ｓ３４）した後、マスクとしていたエッチング保護膜７０を除去する（Ｓ３５）。これにより、図２０に示すように、一対の振動腕部１０、１１に溝部１８を形成することができる。この時点で、溝部形成工程が終了する。
【００９２】
次に、複数の圧電振動片２の外表面上に図示しない電極膜を成膜すると共に、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をそれぞれ形成する電極形成工程を行う（Ｓ４０）。また、これと同時に、同様の方法により重り金属膜２１を形成する（Ｓ４１）。
次いで、ウエハＳと圧電振動片２とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片２をウエハＳから切り離して固片化する切断工程を行う（Ｓ４２）。これにより、所定の厚みに調整されたウエハＳから、励振電極１５、引き出し電極１９、２０及びマウント電極１６、１７の各電極が形成された圧電振動片２を一度に複数製造することができる。
【００９３】
次いで、圧電振動片２をマウントする前に、共振周波数の粗調を行う（Ｓ４３）。これは、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、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては後に行う。これについては、後に説明する。
【００９４】
次に、プラグ４を作製する気密端子作製工程を行う（Ｓ５０）。具体的には、まず、ステム作製工程によりステム３０を作製する（Ｓ５１）。すなわち、鉄ニッケルコバルト合金や鉄ニッケル合金等の導電性を有する板部材をランス加工した後、複数回の深絞り加工を行って有底の筒部材を形成する。そして、筒部材の底面に開口を形成すると共に、外形抜きを行って筒部材を板部材から切り離すことで、ステム３０を作製する。
次いで、ステム３０内に、リード端子３１及び充填材３２をそれぞれセットするセット工程を行う（Ｓ５２）。まず、作製したステム３０を、図示しない専用の治具にセットした後、予めリング状に焼結された充填材３２をステム３０の内部にセットすると共に、充填材３２を貫通するようにリード端子３１をセットする。
【００９５】
前記セット工程により、ステム３０とリード端子３１と充填材３２とを組み合わせた後、治具を加熱炉内に入れて１０００℃前後の温度雰囲気で充填材３２の焼成を行う（Ｓ５３）。これにより、充填材３２とリード端子３１との間、充填材３２とステム３０との間が完全に封着されて、気密に耐えられる構造となる。そして、治具から取り出すことで、プラグ４を得ることができる。この時点で、気密端子作製工程が終了する。
【００９６】
次に、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周に同一材料の金属膜を湿式メッキ法で被膜させるメッキ工程を行う（Ｓ６０）。そのための前処理として、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周を洗浄すると共に、アルカリ溶液で脱脂した後、塩酸及び硫酸の溶液にて酸洗浄を行う。この前処理が終了した後、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周面に下地金属膜を形成する。例えば、Ｃｕメッキ或いはＮｉメッキを略２μｍ〜５μｍの膜厚で被膜させる。続いて、下地金属膜上に仕上金属膜を形成する。例えば錫や銀等の単一材料の他、耐熱メッキや、錫銅合金、錫ビス膜合金、錫アンチモン合金等を、略８μｍ〜１５μｍの膜厚で被膜させる。
このように、下地金属膜及び仕上金属膜からなる金属膜を被膜させることで、インナーリード３１ａと圧電振動片２との接続を可能にすることができる。また、圧電振動片２の接続だけでなく、ステム３０の外周に被膜された金属膜が柔らかく弾性変形する特性を有しているので、ステム３０とケース３との冷間圧接を可能にすることができ、気密接合を行うことができる。
【００９７】
続いて、金属膜の安定化を図るため、真空雰囲気の炉中でアニーリングを行う（Ｓ６１）。例えば、１７０℃の温度で１時間の加熱を行う。これにより、下地金属膜の材料と仕上金属膜の材料との界面に形成される金属間化合物の組成を調整して、ウイスカの発生を抑制することができる。このアニーリングが終了した時点でマウント工程を行うことができる。なお、金属膜を被膜する際に、湿式メッキ法で行った場合を例にしたが、この場合に限られず、例えば、蒸着法や化学気相法等で行っても構わない。
【００９８】
なお、本実施形態では、アニーリングが終了した後、次に行うマウント工程のためにインナーリード３１ａの先端に、金等の導電性のバンプＥを形成する（Ｓ６２）。そして、圧電振動片２のマウント電極１６、１７をインナーリード３１ａに接合するマウント工程を行う（Ｓ６３）。具体的には、バンプＥを加熱しながら、該バンプＥを間に挟んだ状態でインナーリード３１ａと圧電振動片２とを所定の圧力で重ね合わせる。これにより、バンプＥを介してインナーリード３１ａとマウント電極１６、１７とを接続することができる。その結果、圧電振動片２をマウントすることができる。すなわち、圧電振動片２は、リード端子３１に機械的に支持されると共に、電気的に接続された状態となる。
なお、バンプ接続する際に、加熱・加圧を行ってマウントしたが、超音波を利用してバンプ接続を行っても構わない。
【００９９】
次に、封止工程を行う前に、前述したマウントによる歪みをなくすために、所定の温度でベーキングを行う（Ｓ６４）。続いて、圧電振動片２の周波数調整（微調）を行う（Ｓ６５）。この周波数調整について、具体的に説明すると、全体を真空チャンバーに入れた状態で、アウターリード３１ｂ間に電圧を印加して圧電振動片２を振動させる。そして、周波数を計測しながら、レーザにより重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させることで、周波数の調整を行う。なお、周波数計測を行うには、アウターリード３１ｂに図示しないプローブの先端を押し付けることで、計測を正確に行うことができる。この周波数調整を行うことで、予め決められた周波数の範囲内に圧電振動片２の周波数を調整することができる。
【０１００】
なお、前記微調及び先に行った粗調の際に、レーザの照射により重り金属膜２１を蒸発させることで、周波数調整を行ったが、レーザではなくアルゴンイオンを利用しても構わない。この場合には、アルゴンイオンの照射によりスパッタリングを行い、重り金属膜２１を除去することで周波数調整を行う。
【０１０１】
最後に、マウントされた圧電振動片２を内部に収納するようにケース３をステム３０に圧入し、圧電振動片２を気密封止する封止工程を行う（Ｓ６６）。具体的に説明すると、真空中で所定の荷重を加えながらケース３をプラグ４のステム３０の外周に圧入する。すると、ステム３０の外周に形成された金属膜が弾性変形するので、冷間圧接により気密封止することができる。これにより、ケース３内に圧電振動片２を密閉して真空封止することができる。
なお、この工程を行う前に、圧電振動片２、ケース３及びプラグ４を十分に加熱して、表面吸着水分等を脱離させておくことが好ましい。
【０１０２】
そして、ケース３の固定が終了した後、スクリーニングを行う（Ｓ６７）。このスクリーニングは、周波数や共振抵抗値の安定化を図ると共に、ケース３を圧入した嵌合部に圧縮応力に起因する金属ウイスカが発生してしまうことを抑制するために行うものである。
スクリーニング終了後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ６８）。すなわち、圧電振動片２の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数及び共振抵抗値の励振電力依存性）等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。そして、最後に圧電振動子１の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。この結果、図１に示す圧電振動子１を製造することができる。
【０１０３】
特に、本実施形態の製造方法によれば、前記ウエハ研磨方法によって破損が防止された状態で良好に研磨されたウエハＳを利用しているので、製造工程全体で見ると、生産性を改善して歩留まりを向上することができる。したがって、生産コストの低減化を図ることができる。
【０１０４】
なお、前記実施形態では、本発明に係るキャリアとして、図８（ａ）に示したようにダミー材保持部４１ｃを一つのみ形成したものについて例示したが、本発明はこれに限定されることなく、ダミー材保持部４１ｃを複数設け、これらダミー材保持部４１ｃにそれぞれダミー材Ｄを保持させるようにしてもよい。また、その場合に、複数のダミー材保持部４１ｃについては、保持した複数のダミー材Ｄの重心位置が、前記キャリア４１の重心位置に略一致するように、配置するのが好ましい。
このようにすれば、複数のダミー材Ｄの重心位置がキャリアの重心位置に略一致するので、特にダミー材ＤとウエハＳとを同時に研磨する研磨中期以降において、上定盤４３がダミー材Ｄに当接することによって上定盤４３がキャリアの上面に対して傾いてしまうことなく、略水平な状態に保持することができる。したがって、ウエハＳの上面を十分な水平度で研磨することができる。
【０１０５】
また、ダミー材保持部については、図８（ａ）に示したように貫通孔によって形成することなく、キャリアの上面側に開口を有する凹部によって形成してもよい。このようにしても、研磨工程（ラッピング工程）における研磨開始時や研磨初期時において、上定盤４３の荷重をダミー材Ｄで受けることができ、したがってウエハＳにクラックや割れ、欠けといった破損が生じてしまうのを防止することができる。
【０１０６】
また、前記実施形態では、ウエハＳのサイズを３インチとして説明したが、このサイズに限定されるものではなく、直径が数十インチ程度の大型化したウエハＳであってもよい。また、形状についても、円板状でなく矩形板状であっても構わない。特に、大型化したウエハＳであっても、前述したウエハ研磨装置４０及びウエハ研磨方法によって、破損を防止しながら研磨を行うことができる。また、大型化したウエハＳを利用して圧電振動子１を製造する場合には、取り個数を増やすことができ、１枚のウエハＳからより多くの圧電振動子１を効率良く製造することができる。
【０１０７】
なお、前記実施形態では、音叉型の圧電振動片２を備えた圧電振動子１を例に挙げて説明したが、この圧電振動子１に限定されるものではない。
例えば、図２１に示すように、厚み滑り振動片（圧電振動片）８１を有する厚み滑り振動子（圧電振動子）８０であっても構わない。厚み滑り振動片８１は、ウエハＳから一定の厚みで板状に形成された圧電板８２と、励振電極８３、引き出し電極８４、マウント電極８５とを備えている。圧電板８２は、例えば、外形が矩形状に形成されており、両面の略中央部分に励振電極８３が対向するように形成されている。圧電板８２の端部には、引き出し電極８４を介して励振電極８３に電気的に接続されたマウント電極８５が形成されている。なお、マウント電極８５は、一方の励振電極８３に接続されたものと、他方の励振電極８３に接続されたものとが、圧電板８２の両面にそれぞれ形成されている。この際、圧電板８２の一方の面に形成されたマウント電極８５は、他方の面に形成されたマウント電極８５に対して、圧電板８２の側面上に形成された側面電極８６を介して電気的に接続されている。
【０１０８】
このように構成された厚み滑り振動子８０であっても、前記のウエハ研磨装置４０及びウエハ研磨方法によって研磨されたウエハＳから厚み滑り振動片８１が製造されるので、従来のものに比べて生産コストが低減化されたものとなる。
【０１０９】
また、前記実施形態では、圧電振動子の一例として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を例に挙げて説明したが、この圧電振動子１に限定されるものではない。例えば、図２２及び図２３に示すように、セラミックパッケージタイプの圧電振動子９０でも構わない。
この圧電振動子９０は、内部に凹部９１ａが形成されたベース９１と、該ベース９１の凹部９１ａ内に収容される圧電振動片２と、圧電振動片２を収容した状態でベース９１に固定されるリッド９２と、を備えている。
【０１１０】
ベース９１には、ハーメチック封止構造を持つリード９３が配置され、その先端にバンプ（図示せず）が設けられている。そして、バンプと圧電振動片２のマウント電極１６、１７とが機械的及び電気的に接続されている。また、リード９３はベース９１の底面に露出している。すなわち、このリード９３は、一端側が外部に電気的に接続されると共に、他端側がマウント電極１６、１７に電気的に接続される外部接続端子として機能する。
また、ベース９１は、蓋となるリッド９２により、真空中で電子ビーム溶接や真空シーム溶接、或いは、低融点ガラスや共晶金属による接合等の各種手段を用いて真空気密封止されている。これにより、圧電振動片２は、内部に気密封止されている。すなわち、ベース９１及びリッド９２は、圧電振動片２を気密封止する封止部材９４として機能する。
【０１１１】
このように構成された圧電振動子９０であっても、前記のウエハ研磨装置４０及びウエハ研磨方法によって研磨されたウエハＳから圧電振動片２が製造されるので、従来のものに比べて生産コストが低減化されたものとなる。
【０１１２】
更には、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を、さらにモールド樹脂部１０１で固めて表面実装型振動子１００としても構わない。
この表面実装型振動子１００は、図２４及び図２５に示すように、圧電振動子１と、該圧電振動子１を所定の形状で固定するモールド樹脂部１０１と、一端側がアウターリード３１ｂに電気的に接続されると共に、他端側がモールド樹脂部１０１の底面に露出して外部に電気的に接続される外部接続端子１０２と、を備えている。この外部接続端子１０２は、銅等の金属材料で断面コ形に形成されている。このように圧電振動子１をモールド樹脂部１０１で固めることで、回路基板等に安定して取り付けることができるので、より使用し易く、使い易さが向上する。特に、圧電振動子１は従来のものに比べて生産コストが低減化されているので、表面実装型振動子１００自体に関しても生産コストが低減化されたものとなる。
【０１１３】
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図２６を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図２６に示すように、圧電振動子１を、集積回路１１１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１１０は、コンデンサ等の電子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の前記集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子１の圧電振動片２が実装されている。これら電子部品１１２、集積回路１１１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【０１１４】
このように構成された発振器１１０において、圧電振動子１に電圧を印加すると、該圧電振動子１内の圧電振動片２が振動する。この振動は、圧電振動片２が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１１１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１１１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１１１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【０１１５】
このような本実施形態の発振器１１０によれば、従来のものに比べて生産コストが低減化された圧電振動子１を備えているので、発振器１１０自体に関しても生産コストが低減化されたものとなる。
【０１１６】
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図２７を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１２０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【０１１７】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図２７に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【０１１８】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【０１１９】
計時部１２３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片２が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【０１２０】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３及び呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１３１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【０１２１】
また、着信音発生部１３３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１３２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【０１２２】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９及び着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【０１２３】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１２５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１２４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止することができる。
【０１２４】
前述したように、本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、従来のものに比べて生産コストが低減化された圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器１２０自体に関しても生産コストが低減化されたものとなる。
【０１２５】
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図２８を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図２８に示すように、フィルタ部１４１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【０１２６】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１４３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１４１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【０１２７】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４８に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【０１２８】
なお、前述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１４０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【０１２９】
前述したように、本実施形態の電波時計１４０によれば、従来のものに比べて生産コストが低減化された圧電振動子１を備えているので、電波時計１４０自体に関しても生産コストが低減化されたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す図であって、上面側から見た全体図である。
【図２】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片を上面から見た図である。
【図３】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片を下面から見た図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】図２に示す圧電振動片の元となるウエハを作製する際の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明に係るウエハ研磨装置の構成図である。
【図７】図６に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の拡大図である。
【図８】（ａ）はキャリアの平面図、（ｂ）、（ｃ）は図６に示すウエハ研磨装置のキャリア周辺の拡大側断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１０】（ａ）は加工荷重推移のグラフであり、（ｂ）は回転数推移のグラフである。
【図１１】研磨加工されたウエハを利用して、図１に示す圧電振動子を製造する際の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示すフローチャートの続きのフローチャートである。
【図１３】図１１に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ウエハの両面にエッチング保護膜を成膜した状態を示す図である。
【図１４】図１３に示す状態から、エッチング保護膜をパターニングした後の状態を示す図であって、ウエハを上方から見た図である。
【図１５】図１４のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１６】図１５に示す状態から、エッチング保護膜をマスクとして、ウエハをエッチング加工した状態を示す図である。
【図１７】図１６に示す状態から、ウエハの両面にフォトレジスト膜を成膜した状態を示す図である。
【図１８】図１７に示す状態から、フォトレジスト膜をパターニングした後の状態を示す図である。
【図１９】図１８に示す状態から、パターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして、エッチング保護膜をエッチング加工してさらにパターニングした後の状態を示す図である。
【図２０】図１９に示す状態から、さらにパターニングしたエッチング保護膜をマスクとして、ウエハをエッチング加工した状態を示す図である。
【図２１】本発明に係る圧電振動子の他の例を示す図であって、厚み滑り振動する圧電振動子の斜視図である。
【図２２】本発明に係る圧電振動子の他の例を示す図であって、セラミックパッケージタイプの圧電振動子の上面図である。
【図２３】図２２のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図２４】本発明に係る圧電振動子を有する表面実装型振動子を示す断面図である。
【図２５】図２４に示す圧電振動子と外部接続端子との取り付け関係を示す斜視図である。
【図２６】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２７】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２８】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図２９】従来の研磨装置の一例を示す構成図である。
【図３０】図２９のＥ−Ｅ線矢視断面図である。
【図３１】図２９に示す研磨装置を構成する上定盤の上面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
Ｄ…ダミー材、Ｌ…軸線、Ｓ…ウエハ、Ｗ…研磨液、１、９０…圧電振動子、２…圧電振動片、５、９４…封止部材、１５、８３…励振電極、１６、１７、８５…マウント電極、１９、２０、８４…引き出し電極、３１…リード端子（外部接続端子）、４０…ウエハ研磨装置、４１…キャリア、４１ａ…キャリアのギア部、４１ｂ…キャリアの保持孔、４１ｃ…ダミー材保持部、４２…遊星歯車機構、４３…上定盤、４４…下定盤、４５…研磨液供給手段、５８…パウダーホース、６６…研磨液回収手段、６７…フィルタ、９０…厚み滑り振動片、９３…リード（外部接続端子）、８０…厚み滑り振動子（圧電振動子）、８１…厚み滑り振動片（圧電振動片）、１１０…発振器、１２０…携帯情報機器（電子機器）、１４０…電波時計
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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