(57)【要約】【課題】  研磨加工中に変形や破損する可能性が低く、ウエハを高い平坦度で研磨して高品質にしかも効率良く仕上げること。【解決手段】  ウエハの両面を研磨加工する際に用いられるものであって、厚みが０．１５ｍｍ以下の円板状に形成され、ギア部１０ａを介して両定盤の間で自転しながら軸線Ｌ１回りに公転させられるプレート１０と、該プレートの中心Ｇ１から偏心した位置を中心Ｇ２として形成された平面視矩形状のウエハ保持孔１１と、プレートの中心とウエハ保持孔の中心とを結ぶ中心線Ｌ２上に中心が位置し且つプレートの外縁とウエハ保持孔とからそれぞれ略等しい距離だけ間が空くように形成された直径１５ｍｍ以上のメイン逃げ孔１２と、プレートの外縁、ウエハ保持孔及びメイン逃げ孔からそれぞれ５ｍｍ以上間が空き且つ中心線を挟んで左右対称となるように複数形成された直径１０ｍｍ以上のサブ逃げ孔１３と、を備えているキャリア２を提供する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間に研磨液が供給された上定盤と下定盤とでウエハの両面を研磨して、該ウエハを所定の厚みに研磨加工する際に用いられるキャリアであって、
厚みが０．１５ｍｍ以下の円板状で外縁がギア部となるように形成され、ギア部を介して前記上定盤と前記下定盤との間で自転しながら軸線回りに公転させられるプレートと、
該プレートの中心から偏心した位置を中心として該プレートに形成され、前記ウエハを保持する平面視矩形状のウエハ保持孔と、
前記プレートの中心と前記ウエハ保持孔の中心とを結ぶ中心線上に中心が位置し、且つ、プレートの外縁とウエハ保持孔とからそれぞれ略等しい距離だけ間が空くように前記プレートに形成された直径１５ｍｍ以上のメイン逃げ孔と、
前記プレートの外縁、前記ウエハ保持孔及び前記メイン逃げ孔からそれぞれ５ｍｍ以上間が空き、且つ、前記中心線を挟んで左右対称となるように前記プレートに複数形成された直径１０ｍｍ以上のサブ逃げ孔と、を備えていることを特徴とするキャリア。
【請求項２】
請求項１に記載のキャリアにおいて、
前記サブ逃げ孔は、前記プレート又は前記ウエハ保持孔の中心を中心として描かれる仮想円上に中心が位置するように複数形成されていることを特徴とするキャリア。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のキャリアと、
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前記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環状に形成され、前記キャリアの上下に配置されて、前記ウエハ保持孔に保持された前記ウエハに所定の荷重を加えながら該ウエハを両面から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研磨液を供給する研磨液供給手段と、を備えていることを特徴とするウエハ研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを上定盤と下定盤との間で所定の厚みに研磨加工する際に使用するキャリア、該キャリアを有するウエハ研磨装置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、上述した研磨加工が品質等を決定付けるための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２３及び図２４を参照して簡単に説明する。
【０００４】
研磨装置２００は、図２３及び図２４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。即ち、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。なお、このキャリア２０３は、例えば、鉄等の金属材料からなる直径数インチの円板であり、上定盤２０４と下定盤２０５との間に所定角度毎に複数個配置されている。
【０００５】
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、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。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。
【０００６】
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、ラッピング工程或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が異なる研磨装置２００を使用している。但し、ラッピングを行う場合には、通常、研磨パッドＰは使用しない。研磨材（遊離砥粒）によるウエハ表面の微細な破壊でラッピングが進行するためである。
【０００７】
このように構成された研磨装置２００によりポリッシング工程を行って、ウエハＳを鏡面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、各キャリア２０３にウエハＳをセットする。セット後、上定盤２０４を所定の荷重でウエハＳに押し付けた状態で、該ウエハＳを両定盤２０４、２０５で挟み込む。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】
【０００８】
しかしながら、まだ以下の課題が残されている。
始めに、近年の技術進歩により、ウエハＳの大型化が年々進んでいる。また、電子機器の小型化に伴って、これら電子機器に搭載される圧電振動子のさらなる小型化が求められており、圧電振動片自体の小型化が要求されている。ここで、圧電振動片の厚みは、上述したようにウエハＳの厚みに依存するため、ウエハＳ自身のさらなる薄型化が求められている。例えば、音叉型の圧電振動片の作製する場合には、ウエハＳの厚みとして１００μｍから１３０μｍ程度の厚みが要求される。つまり、大型化したウエハＳをできるだけ薄く、しかも高品質に仕上げることが今後要求される。
【０００９】
そのため、ウエハＳを保持するためのキャリア２０３に関しても、厚みが薄い（例えば、厚みが０．１ｍｍ前後）ものが使用され始めている。ところが、厚みが薄いので、キャリア２０３自体の剛性が弱くなってしまい、変形がし易いものであった。
特に、従来のキャリア２０３は、ウエハＳを保持する保持孔だけが形成されていたり、図２５に示すように、保持孔２０３ａに加え１つの逃げ孔（φ１５ｍｍ程度）２０３ｂが形成されていたりするのが一般的である。そのため、面内におけるキャリア２０３の機械的強度バランスが悪かった。その結果、研磨加工中に、キャリア２０３が実際に変形や破損する場合があった。
【００１０】
また、キャリア２０３の厚みが薄い場合には、上定盤２０４と下定盤２０５との間の隙間が僅かな隙間となってしまう。そのため、両定盤２０４、２０５の間に研磨液Ｗを十分に供給することが難しい状況になってきている。それに加え、供給路２０４ａの真下にキャリア２０３が位置した場合には、逃げ孔２０３ｂが無い或いは１つしかないので、研磨液Ｗが下定盤２０５に流れ難い。その結果、ウエハＳの研磨面に研磨液Ｗを十分且つ均一に引き渡らせることが難しいものであった。
よって、研磨負荷（抵抗）がどうしても高くなってしまい、研磨速度を上げることができなかった。そのため、ウエハＳの平坦度が劣ってしまい、高品質なウエハＳに仕上げることが難しかった。また、研磨加工に時間がかかってしまい、効率の良い作業を行うことができなかった。
【００１１】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、研磨加工中に変形や破損する可能性が低く、ウエハを高い平坦度で研磨して高品質にしかも効率良く仕上げることができるキャリア、該キャリアを有するウエハ研磨装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
本発明に係るキャリアは、間に研磨液が供給された上定盤と下定盤とでウエハの両面を研磨して、該ウエハを所定の厚みに研磨加工する際に用いられるキャリアであって、厚みが０．１５ｍｍ以下の円板状で外縁がギア部となるように形成され、ギア部を介して前記上定盤と前記下定盤との間で自転しながら軸線回りに公転させられるプレートと、該プレートの中心から偏心した位置を中心として該プレートに形成され、前記ウエハを保持する平面視矩形状のウエハ保持孔と、前記プレートの中心と前記ウエハ保持孔の中心とを結ぶ中心線上に中心が位置し、且つ、プレートの外縁とウエハ保持孔とからそれぞれ略等しい距離だけ間が空くように前記プレートに形成された直径１５ｍｍ以上のメイン逃げ孔と、前記プレートの外縁、前記ウエハ保持孔及び前記メイン逃げ孔からそれぞれ５ｍｍ以上間が空き、且つ、前記中心線を挟んで左右対称となるように前記プレートに複数形成された直径１０ｍｍ以上のサブ逃げ孔と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係るキャリアを利用してウエハの両面を研磨加工する場合には、まず、プレートに形成されたウエハ保持孔にウエハを収納して保持させる。そして、ウエハを保持したキャリアを上定盤と下定盤との間にセットする。すると、キャリアは、ギア部を介して両定盤の間で自転しながら軸線回りに公転させられるので、ウエハ保持孔に保持されたウエハも同時に自転及び公転運動する。これにより、ウエハは、研磨液が間に供給された両定盤によって両面が研磨加工させられる。
その結果、ウエハを所定の厚みに研磨することができる。特に、ウエハ保持孔は、プレートの中心から偏心した位置を中心に形成されているので、自転及び公転中、ウエハは両定盤の広い範囲に均等に接触する。そのため、ムラなく研磨加工することができる。しかも、キャリアは厚みが０．１５ｍｍ以下であるので、非常に薄い厚みにウエハを研磨加工することができる。
【００１４】
ところで、キャリアのプレートには、メイン逃げ孔に加え、複数のサブ逃げ孔が形成されている。しかも、メイン逃げ孔は、プレートの中心とウエハ保持孔の中心とを結ぶ中心線上であって、プレートの外縁とウエハ保持孔とからそれぞれ略等しい距離だけ間が空く位置に形成されている。また、サブ逃げ孔は、上記中心線を挟んで左右対称となるようにプレートの両側に同じ数だけ形成されていると共に、プレートの外縁、ウエハ保持孔及びメイン逃げ孔のそれぞれから５ｍｍ以上間が空くように形成されている。
そのため、ウエハ保持孔の形成によるプレートの面内強度の偏りを、メイン逃げ孔とサブ逃げ孔とで調整することができ、プレートの機械的強度バランスを向上することができる。従って、厚みが０．１５ｍｍ以下のキャリアであっても、研磨加工中に変形や破損する可能性が低く、信頼性の高いキャリアとすることができる。
【００１５】
更に、プレートにメイン逃げ孔と複数のサブ逃げ孔とが形成されているので、これら逃げ孔内に研磨液が入り込み易い。そのため、ウエハ保持孔に保持されているウエハに研磨液を十分且つ均一に行き渡り易くなり、研磨負荷を低減させることができる。その結果、研磨速度を上げることができ、より短時間で効率良く研磨作業を行うことができるうえ、ウエハの平坦度をより高い精度で仕上げて高品質化を図ることができる。
【００１６】
また、本発明に係るキャリアは、上記本発明のキャリアにおいて、前記サブ逃げ孔が、前記プレート又は前記ウエハ保持孔の中心を中心として描かれる仮想円上に中心が位置するように複数形成されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係るキャリアにおいては、複数のサブ逃げ孔がプレートの中心又はウエハ保持孔の中心を中心として描かれる仮想円上に中心が位置するように形成されているので、中心線を挟んでより精度良く対称的な位置関係となる。そのため、キャリアの機械的強度バランスをより最適な状態にすることができる。また、サブ逃げ孔をより容易に形成し易くなる。
また、プレートの中心を基準とした場合には、プレートが自転及び公転しているときのサブ逃げ孔の移動軌跡を、偏心を考慮しない単純な移動軌跡とすることができ、両定盤からサブ逃げ孔が外側に露出してしまわないようにするための位置を正確に予測し易い。従って、サブ逃げ孔に入り込んだ研磨液を両定盤の外側に流れてしまうことを規制することが可能となり、研磨負荷のさらなる低減化に繋げることができる。
【００１８】
また、本発明に係るウエハ研磨装置は、上記本発明のキャリアと、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前記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環状に形成され、前記キャリアの上下に配置されて、前記ウエハ保持孔に保持された前記ウエハに所定の荷重を加えながら該ウエハを両面から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研磨液を供給する研磨液供給手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係るウエハ研磨装置においては、まず、ウエハ保持孔にウエハを保持したキャリアを、上定盤と下定盤との間にセットする。そして、ウエハ保持孔で保持されたウエハの両面を上定盤と下定盤とで所定の荷重を加えながら挟み込む。次いで、研磨液供給手段により両定盤の間に研磨液を供給すると同時に、遊星歯車機構を駆動させてキャリアを自転させながら両定盤の中心を貫く軸線回りに公転させる。
【００２０】
これにより、研磨液を利用しながらウエハの両面を両定盤で研磨加工することができ、ウエハを所定の厚みに研磨加工することができる。特に、上述したキャリアを利用するので、非常に薄い厚みに研磨することができる。また、キャリアによって研磨負荷が低減しているので、研磨速度を上げることができる。そのため、より短時間で効率良く研磨作業を行うことができると共に、平坦度が高い高品質なウエハに仕上げることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るキャリアによれば、研磨加工中に変形や破損する可能性が低く、信頼性を高めることができる。また、ウエハを高い平坦度で研磨でき高品質に仕上げることができるうえ、効率の良い研磨作業を実現することができる。
また、本発明に係るウエハ研磨装置によれば、上記キャリアを利用するので、同様に、より短時間で効率良く研磨作業を行うことができると共に、平坦度が高い高品質なウエハに仕上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１から図２１を参照して説明する。
本実施形態のウエハ研磨装置１は、図１から図３に示すように、研磨液Ｗを供給しながらウエハＳの両面を研磨して、該ウエハＳの厚みを所定の厚みに調整する装置であって、キャリア２と、遊星歯車機構３と、上定盤４と、下定盤５と、研磨液供給手段６と、を備えている。
【００２３】
キャリア２は、図４に示すように、プレート１０と、ウエハ保持孔１１と、メイン逃げ孔１２と、サブ逃げ孔１３とから構成されている。プレート１０は、外縁がギア部１０ａとされ、厚みが０．１５ｍｍ以下の円板状に形成された鉄等の金属プレートである。このプレート１０は、遊星歯車機構３によってギア部１０ａを介して両定盤４、５の間で自転しながら軸線Ｌ１回りに公転させられるようになっている。これについては、後に詳細に説明する。
【００２４】
ウエハ保持孔１１は、ウエハＳを収納して保持する平面視矩形状の保持孔であって、プレート１０の中心Ｇ１から偏心した位置を中心Ｇ２としてプレート１０に形成されている。メイン逃げ孔１２は、プレート１０の重量軽減及び機械的強度バランスを調整するための直径１５ｍｍ以上のダミー孔である。このメイン逃げ孔１２は、プレート１０の中心Ｇ１とウエハ保持孔１１の中心Ｇ２とを結ぶ中心線Ｌ２上に中心が位置し、且つ、プレート１０の外縁とウエハ保持孔１１とからそれぞれ略等しい距離だけ間が空くように形成されている。
【００２５】
サブ逃げ孔１３は、メイン逃げ孔１２と同様に、プレート１０の重量軽減及び機械的強度バランスを調整するための直径１０ｍｍ以上のダミー孔である。このサブ逃げ孔１３は、プレート１０の外縁、ウエハ保持孔１１及びメイン逃げ孔１２からそれぞれ５ｍｍ以上間が空き、且つ、中心線Ｌ２を挟んで左右対称となるようにプレート１０に複数形成されている。
【００２６】
本実施形態では、サブ逃げ孔１３が中心線Ｌ２を挟んでプレート１０の両側に２つずつ計４つ形成されている場合を例にしている。但し、上述した条件を満たすのであれば、それ以上の数のサブ逃げ孔１３を形成して構わない。また、これら４つのサブ逃げ孔１３は、プレート１０の中心Ｇ１を中心として描かれる仮想円Ｃ上に中心が位置するように形成されており、キャリア２が自転及び公転する際に両定盤４、５の外側に露出しないように予め位置調整されている。
特に、プレート１０の中心Ｇ１を中心とする仮想円Ｃであるので、プレート１０の自転及び公転中のサブ逃げ孔１３の移動軌跡を、偏心を考慮しない単純な移動軌跡とすることができる。よって、両定盤４、５からサブ逃げ孔１３が外側に露出してしまわないようにするための位置を正確に予測し易い。従って、上述した位置調整を容易且つ確実に行うことができる。
【００２７】
なお、キャリア２の寸法の一例としては、例えば、プレート１０の直径が１４４ｍｍ前後で、厚みが０．１３ｍｍである。また、ウエハ保持孔１１は、７０ｍｍ〜８０ｍｍ×７５ｍｍ〜８５ｍｍ程度のサイズである。また、メイン逃げ孔１２の直径は２０ｍｍ前後で、サブ逃げ孔１３の直径は１２ｍｍ前後である。
【００２８】
このように構成されたキャリア２は、図３に示すように、両定盤４、５の間に軸線Ｌ１を中心として等角度毎に配置されている。なお、本実施形態では、キャリア２を５枚配置した場合を例に挙げて説明するが、この場合に限られず、上定盤４及び下定盤５の寸法等によって制約を受ける範囲内で自由に設定して構わない。
【００２９】
また、図１から図３に示すように、上記軸線Ｌ１に沿ってシャフト２０が配置されており、該シャフト２０にはサンギア２１が固定されている。また、５枚のキャリア２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２２が配置されている。そして、５枚のキャリア２は、サンギア２１及びインターナルギア２２に対してギア部１０ａが噛合した状態で配置されている。
これらサンギア２１及びインターナルギア２２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２１及びインターナルギア２２の回転速度は、それぞれ別々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２は、時計方向に自転しながら、軸線Ｌ１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２１及びインターナルギア２２は、ギア部１０ａを介してキャリア２に噛合され、該キャリア２を自転させながら軸線Ｌ１回りに公転させる上記遊星歯車機構３として機能する。
【００３０】
上定盤４及び下定盤５は、共に中心が刳り貫かれた環状（リング状）に形成されており、キャリア２の上下に配置されている。この際、下定盤５は、回転テーブル２３上に固定されており、回転テーブル２３と共に軸線Ｌ１を中心としてキャリア２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。一方、上定盤４は、ポール２４に沿って上下に移動可能とされており、上定盤４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２に形成されたウエハ保持孔１１にウエハＳを収納して保持或いは取り出したり、ウエハ保持孔１１に保持されたウエハＳに所定の荷重を加えながら該ウエハＳを両定盤４、５で挟み込んだりすることができるようになっている。
【００３１】
ところで両定盤４、５は、図３に示すように、キャリア２の一部が両定盤４、５の内周面及び外周面から外側に飛び出して露出す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２は、サンギア２１側の一部及びインターナルギア２２側の一部が常に露出するようになっている。なお、図３では、下定盤５だけ図示しているが上定盤４も下定盤５と同じサイズである。また、上述したように、プレート１０に形成されたサブ逃げ孔１３は、両定盤４、５から外側に露出してしまわないように位置調整されている。メイン逃げ孔１２も同様である。
【００３２】
また、上定盤４の上方には、図１に示すように、パウダーリング２５が固定されたリングプレート２６が配置されており、該リングプレート２６の下面に上記ポール２４が固定されている。パウダーリング２５には、環状の溝部２５ａが形成されており、パウダーリング２５の上方に配置された供給バルブ２７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２６には、複数のパウダーホース２８の基端側が固定されている。この際、各パウダーホース２８は、溝部２５ａ内に連通した状態で固定されている。これにより、溝部２５ａ内に一旦貯留された研磨液Ｗは、溝部２５ａからパウダーホース２８内に流れ、パウダーホース２８の先端に向かって流れるようになっている。
【００３３】
これらパウダーホース２８の先端は、図５に示すように、上定盤４に形成された複数の貫通路４ａに固定されている。これら複数の貫通路４ａは、図６に示すように、軸線Ｌ１を中心として、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。これにより、両定盤４、５の間にムラなく均等に研磨液Ｗを供給することができるようになっている。
【００３４】
ところで、パウダーホース２８の固定についてより詳細に説明すると、該パウダーホース２８は、図５に示すように、円筒状に形成された継手２９を介して貫通路４ａに差し込まれて固定されている。この継手２９には、略中間部分に外径が大きくなったストップリング２９ａが形成されている。
一方、上定盤４に形成された貫通路４ａの内径は、継手２９の外径よりも若干大きいサイズとされている。これにより、継手２９を貫通路４ａ内に嵌め込んで嵌合固定できるようになっている。この際、継手２９に形成されたストップリング２９ａが上定盤４の上面に接触するので、継手２９は安定に固定されるようになっている。
このように、継手２９を介して上定盤４の貫通路４ａに固定されたパウダーホース２８によって、両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給することができるようになっている。なお、図１及び図２では、図を見易くするために継手２９の図示を省略している。
【００３５】
また、図１に示すように、下定盤５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３０と、回収パン３０で受け取られて集められた研磨液Ｗを貯める研磨液槽３１とが配置されている。
研磨液槽３１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３２に循環させるポンプ３３が設けられている。そして、循環ホース３２は、供給バルブ２７に接続された分配器３４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２７に戻し、パウダーリング２５の溝部２５ａ内に供給できるようになっている。
【００３６】
なお、上述したパウダーリング２５、リングプレート２６、供給バルブ２７、パウダーホース２８、回収パン３０、研磨液槽３１、循環ホース３２、ポンプ３３及び分配器３４は、研磨液Ｗを両定盤４、５の間に供給する上記研磨液供給手段６として機能する。また、このうち、回収パン３０、研磨液槽３１、循環ホース３２、ポンプ３３及び分配器３４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４、５の間に供給する研磨液回収手段３５として機能する。
また、回収パン３０には、フィルタ３６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４、５の間に供給し続けることができるようになっている。
【００３７】
なお、上述した研磨液Ｗは、研磨材が含有された液である。研磨材としては、一般的に酸化セリウム（ＣｅＯ2）が慣用される。また、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である。
【００３８】
また、本実施形態の両定盤４、５には、図１及び図２に示すように、研磨用パッドＰが接着されている。この研磨用パッドＰは、図７に示すように、接着層Ｐ１とナップ層Ｐ２とからなる２層のパッドである。ナップ層Ｐ２は、厚みが例えば４００μｍから１０００μｍ程度のスエード等の繊維状の層であり、表面に無数の微小開口Ｐ３が形成されている。つまり、ナップ層Ｐ２の表面は、襞状となっている。そのため、研磨中にこの微小開口Ｐ３に研磨液Ｗを一時的に保持したり、ウエハＳの研磨加工粉を一時的に溜め込んだりすることができるようになっている。また、接着層Ｐ１は、厚みが例えば４００μｍから１０００μｍ程度の層であり、格子状の溝部Ｐ４が形成されている。そして、この溝部Ｐ４を通じて研磨液ＷやウエハＳの研磨加工粉が外部に排出されるようになっている。
【００３９】
次に、このように構成されたウエハ研磨装置１を利用しながら、ウエハＳの両面を研磨加工する場合について説明する。
まず、上定盤４を下定盤５から離間するようにポール２４に沿って上方に移動させた後、キャリア２のウエハ保持孔１１内にウエハＳを収納して保持させる。ウエハＳを保持した後、ポール２４に沿って上定盤４を下降させ、ウエハ保持孔１１に保持されたウエハＳの両面を上定盤４と下定盤５とで所定の荷重を加えながら挟み込む。これにより、ウエハＳは、図１に示すように、両定盤４、５の表面に接着された研磨用パッドＰに挟み込まれた状態となる。この際、キャリア２は、一部が両定盤４、５の内周面及び外周面から外側に飛び出して露出した状態となっている。
【００４０】
次いで、研磨液供給手段６により両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給すると同時に、遊星歯車機構３を駆動させてキャリア２を自転させながら両定盤４、５の中心を貫く軸線Ｌ１回りに公転させる。但し、研磨液Ｗの供給と遊星歯車機構３の作動が同時ではなく、研磨液Ｗの供給を行った後に遊星歯車機構３を駆動させても構わない。また、遊星歯車機構３の駆動と同時に、下定盤５をキャリア２の公転方向とは反対方向に回転させる。
【００４１】
研磨液Ｗを供給するには、ポンプ３３を作動させる。ポンプ３３を作動させると、研磨液Ｗは研磨液槽３１の中で十分に攪拌された後に汲み上げられて、循環ホース３２内に送られる。そして、循環ホース３２内を通過した後、研磨液Ｗは分配器３４に送られ、該分配器３４で分流されてパウダーリング２５内の溝部２５ａ内に送られる。そして、溝部２５ａ内に送られた研磨液Ｗは、該溝部２５ａ内に貯留されると共に各パウダーホース２８に流れ込む。そして、パウダーホース２８を流れた研磨液Ｗは、貫通路４ａを通過した後、両定盤４、５の間に流れ込む。これにより、研磨液Ｗの供給を行うことができる。
【００４２】
一方、遊星歯車機構３の駆動によってキャリア２が自転及び公転させられるので、ウエハ保持孔１１に保持されたウエハＳも同時に自転及び公転運動する。これにより、ウエハＳは、研磨液Ｗが間に供給された両定盤４、５によって両面が研磨加工させられる。その結果、ウエハＳを所定の厚みに研磨することができる。
特に、ウエハ保持孔１１は、プレート１０の中心Ｇ１から偏心した位置を中心Ｇ２として形成されているので、自転及び公転中、ウエハＳは両定盤４、５の広い範囲に均等に接触する。そのため、ムラなく研磨加工することができる。しかも、キャリア２は厚みが０．１５ｍｍ以下であるので、非常に薄い厚みにウエハＳを研磨加工することができる。
【００４３】
ところで、キャリア２のプレート１０には、メイン逃げ孔１２に加え、複数のサブ逃げ孔１３が形成されている。しかも、メイン逃げ孔１２は、プレート１０の中心Ｇ１とウエハ保持孔１１の中心Ｇ２とを結ぶ中心線Ｌ２上であって、プレート１０の外縁とウエハ保持孔１１とからそれぞれ略等しい距離だけ間が空くように形成されている。また、サブ逃げ孔１３は、上記中心線Ｌ２を挟んで左右対称となるようにプレート１０の両側に２つずつ形成されていると共に、プレート１０の外縁、ウエハ保持孔１１及びメイン逃げ孔１２からそれぞれ５ｍｍ以上間が空くように形成されている。
そのため、ウエハ保持孔１１の形成によるプレート１０の面内強度の偏りを、メイン逃げ孔１２とサブ逃げ孔１３とで調整することができ、プレート１０の機械的強度バランスを向上することができる。従って、厚みが０．１５ｍｍ以下のキャリア２であっても、研磨加工中に変形や破損する可能性が低く、信頼性の高いキャリア２とすることができる。
【００４４】
しかも、４つのサブ逃げ孔１３は、プレート１０の中心Ｇ１を中心として描かれる仮想円Ｃ上に中心が位置するように形成されているので、中心線Ｌ２を挟んでより精度良く対称的な位置関係となる。そのため、キャリア２の機械的強度バランスをより最適な状態に近づけることができ、上述した作用効果を顕著に奏することができる。
【００４５】
また、プレート１０にメイン逃げ孔１２と４つのサブ逃げ孔１３とが形成されているので、これら逃げ孔１２、１３内に貫通路４ａを通過してきた研磨液Ｗが入り込み易い。そのため、貫通路４ａの真下にキャリア２が位置した場合であっても、下定盤５に研磨液Ｗを積極的に流すことができる。しかも、４つのサブ逃げ孔１３は、キャリア２の自転及び公転中に両定盤４、５から外側に露出してしまわないように形成されているので、サブ逃げ孔１３内に流れ込んだ研磨液Ｗが両定盤４、５の外側に流れてしまうことを規制している。この点においても、下定盤５に研磨液Ｗを積極的に流すことができる。
よって、ウエハ保持孔１１に保持されているウエハＳに研磨液Ｗが十分且つ均一に行き渡り易くなり、研磨負荷を低減させることができる。その結果、研磨速度を上げることができ、より短時間で効率よく研磨作業を行うことができるうえ、ウエハＳの平坦度をより高い精度で仕上げて高品質化を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、ウエハＳを研磨する際に、下定盤５をキャリア２の公転方向とは反対方向に向けて回転させているので、より効率良くウエハＳを研磨することができる。
ところで、両定盤４、５の間に供給された研磨液Ｗは、上定盤４及び下定盤５に接着された研磨用パッドＰのナップ層Ｐ２に形成された微小開口Ｐ３に一時的に保持された状態で研磨に貢献する。また、研磨によって生じたウエハＳの微細な研磨加工粉も、微小開口Ｐ３に一時的に保持される。そして、これら研磨液Ｗ及び研磨加工粉は、研磨用パッドＰの接着層Ｐ１に形成された溝部Ｐ４を通じて流れ、最終的には回収パン３０によって回収される。そして、回収パン３０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３６を通過した後、研磨液槽３１に溜まる。
【００４７】
なお、フィルタ３６を通過する際に、研磨加工粉は除去される。そのため、研磨液槽３１には、清浄な研磨液Ｗだけが溜まった状態となる。そして、回収された研磨液Ｗは、再度ポンプ３３によって送り出され、再使用される。
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３６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。
【００４８】
次に、上述したウエハ研磨装置１を利用して、図８に示すシリンダパッケージタイプの圧電振動子４０を製造する場合について説明する。始めに、この圧電振動子４０について説明する。
圧電振動子４０は、図８に示すように、圧電振動片４１と、該圧電振動片４１を内部に収納するケース４２と、圧電振動片４１をケース４２内に密閉させる気密端子であるプラグ４３と、を備えている。
【００４９】
圧電振動片４１は、図９及び図１０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４１は、上述したウエハＳから作製されたものである。
この圧電振動片４１は、平行に配置された一対の振動腕部４５、４６と、該一対の振動腕部４５、４６の基端側を一体的に固定する基部４７と、一対の振動腕部４５、４６の外表面上に形成されて一対の振動腕部４５、４６を振動させる第１の励振電極４８と第２の励振電極４９とからなる励振電極５０と、第１の励振電極４８及び第２の励振電極４９に電気的に接続されたマウント電極５１、５２とを有している。
【００５０】
また、本実施形態の圧電振動片４１は、一対の振動腕部４５、４６の両主面上に、該振動腕部４５、４６の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部５３を備えている。この溝部５３は、振動腕部４５、４６の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００５１】
第１の励振電極４８と第２の励振電極４９とからなる励振電極５０は、一対の振動腕部４５、４６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４５、４６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１１に示すように、第１の励振電極４８が、一方の振動腕部４５の溝部５３上と、他方の振動腕部４６の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極４９が、一方の振動腕部４５の両側面上と他方の振動腕部４６の溝部５３上とに主に形成されている。
【００５２】
また、第１の励振電極４８及び第２の励振電極４９は、図９及び図１０に示すように、基部４７の両主面上において、それぞれ引き出し電極５４、５５を介してマウント電極５１、５２に電気的に接続されている。そして圧電振動片４１は、このマウント電極５１、５２を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、上述した励振電極５０、引き出し電極５４、５５及びマウント電極５１、５２は、例えば、クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地として成膜した後に、表面に金の薄膜を施したものである。但し、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロム（ＮｉＣｒ）の積層膜の表面にさらに金の薄膜を積層しても構わないし、クロム、ニッケル、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の単層膜でも構わない。
【００５３】
また、一対の振動腕部４５、４６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５６が被膜されている。なお、この重り金属膜５６は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜５６ａと、微小に調整する際に使用される微調膜５６ｂとに分かれている。これら粗調膜５６ａ及び微調膜５６ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部４５、４６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。
【００５４】
ケース４２は、図８に示すように、有底円筒状に形成されており、圧電振動片４１を内部に収納した状態でプラグ４３の後述するステム６０の外周に対して圧入されて、嵌合固定されている。なお、このケース４２の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース４２内の圧電振動片４１を囲む空間が真空に保たれた状態となっている。
【００５５】
プラグ４３は、ケース４２を密閉させるステム６０と、該ステム６０を貫通するように平行配置され、ステム６０を間に挟んで一端側が圧電振動片４１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６１ａ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６１ｂとされた２本のリード端子６１と、ステム６０の内側に充填されてステム６０とリード端子６１とを固定させる絶縁性の充填材６２とを有している。
ステム６０は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材６２の材料としては、例えば、ホウ珪酸ガラスである。また、リード端子６１の表面及びステム６０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。
【００５６】
２本のリード端子６１は、ケース４２内に突出している部分がインナーリード６１ａとなり、ケース４２外に突出している部分がアウターリード６１ｂとなっている。そして、インナーリード６１ａとマウント電極５１、５２とが、導電性のバンプＢを介してマウントされている。即ち、バンプＢを介してインナーリード６１ａとマウント電極５１、５２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４１は、２本のリード端子６１にマウントされた状態となっている。
【００５７】
なお、上述した２本のリード端子６１は、一端側（アウターリード６１ｂ側）が外部に電気的に接続され、他端側（インナーリード６１ａ側）が圧電振動片４１に対してマウントされる外部接続端子として機能する。
【００５８】
このように構成された圧電振動子４０を作動させる場合には、２本のリード端子６１のアウターリード６１ｂ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６１ａ、バンプＢ、マウント電極５１、５２及び引き出し電極５４、５５を介して、第１の励振電極４８及び第２の励振電極４９からなる励振電極５０に電流を流すことができ、一対の振動腕部４５、４６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４５、４６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。
【００５９】
次に、圧電振動子４０の製造方法について、図１２から図１４に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
まず、圧電振動片４１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１５０μｍの厚みに調整する工程である。
【００６０】
始めに、原石を用意すると共にＸ線回析法等により切断角度（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、測定した上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）。
【００６１】
次いで、切断されたウエハＳの両面を粗く研磨してラッピングを行い、ウエハＳの厚みを約１８０μｍにする工程を行う。
まず、ラッピングを行う前に、ウエハＳの側面研磨を行う（Ｓ３）。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。続いて、図示しない両面ラップ装置によりウエハＳの両面をラッピング（粗加工）して研磨する（Ｓ４）。このラッピングによって、厚みを約２２０μｍから約１８０μｍまで薄くする。
【００６２】
続いて、ラッピングが終了した後、ウエハＳを洗浄する（Ｓ５）。即ち、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に付着しているラッピングを行った際に用いた砥粒を除去した後、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。
【００６３】
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１８０μｍから約１６０μｍまで薄くなる。
【００６４】
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１６０μｍから１５０μｍまで薄くして仕上げる。即ち、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、先に説明した図１に示すウエハ研磨装置１を利用して行うものである。よって、詳細な説明は省略する。
【００６５】
このように、ポリッシングに上述したウエハ研磨装置１を利用することで、平坦度が高いく、厚みが約１５０μｍに高精度に仕上げされたウエハＳを得ることができる。しかも、効率良く研磨作業を行えるので、ポリッシングに費やす時間を大幅に短縮することができる。
そして、ポリッシングが終了した後、再び洗浄を行う（Ｓ８）。即ち、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。
【００６６】
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、Ｎ２デシケータにウエハＳを保管することが好ましい。
【００６７】
次に、上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４０を一度に複数製造する工程に移行する。
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４１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（Ｓ２０ａ）した後、図１５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（Ｓ２０ｂ）。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４１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１６及び図１７に示すように、エッチング保護膜７０を上述した形状にパターニングすることができる（Ｓ２０ｃ）。つまり、圧電振動片４１の外形形状、即ち、一対の振動腕部４５、４６及び基部４７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４１の数だけパターニングを行う。なお、図１７から図２２は、図１６に示す切断線Ｃ−Ｃ線に沿った断面を示す図である。
【００６８】
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（Ｓ２０ｄ）。これにより、図１８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４１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４１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。
【００６９】
次に、一対の振動腕部４５、４６に溝部５３を形成する溝部形成工程を行う（Ｓ２１）。この工程について、具体的に説明する。
まず、図１９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（Ｓ２１ａ）。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２０に示すように、溝部５３の領域を空けた状態で圧電振動片４１の外形形状に沿ってパターニングする（Ｓ２１ｂ）。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（Ｓ２１ｃ）。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２１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５３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。
【００７０】
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（Ｓ２１ｄ）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（Ｓ２１ｅ）。これにより、図２２に示すように、一対の振動腕部４５、４６に溝部５３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。
【００７１】
次に、複数の圧電振動片４１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５０、引き出し電極５４、５５、マウント電極５１、５２をそれぞれ形成する電極形成工程を行う（Ｓ２２）。また、これと同時に、同様の方法により重り金属膜５６を形成する（Ｓ２３）。
次いで、ウエハＳと圧電振動片４１とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片４１をウエハＳから切り離して小片化する切断工程を行う（Ｓ２４）。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５０、引き出し電極５４、５５及びマウント電極５１、５２の各電極が形成された圧電振動片４１を一度に複数製造することができる。
【００７２】
次いで、圧電振動片４１をマウントする前に、共振周波数の粗調を行う（Ｓ２５）。これは、重り金属膜５６の粗調膜５６ａ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。
【００７３】
次に、プラグ４３を作製する気密端子作製工程を行う（Ｓ２６）。具体的には、まず、ステム作製工程によりステム６０を作製する（Ｓ２６ａ）。即ち、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６０を作製する。
次いで、ステム６０内に、リード端子６１及び充填材６２をそれぞれセットするセット工程を行う（Ｓ２６ｂ）。まず、作製したステム６０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６２をステム６０の内部にセットすると共に、充填材６２を貫通するようにリード端子６１をセットする。
【００７４】
上記セット工程により、ステム６０とリード端子６１と充填材６２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６２の焼成を行う（Ｓ２６ｃ）。これにより、充填材６２とリード端子６１との間、充填材６２とステム６０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４３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。
【００７５】
次に、リード端子６１の外表面及びステム６０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（Ｓ２７）。そのための前処理として、リード端子６１の外表面及びステム６０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６１の外表面及びステム６０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６１ａと圧電振動片４１との接続を可能にすることができる。また、圧電振動片４１の接続だけでなく、ステム６０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６０とケース４２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。
【００７６】
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（Ｓ２８）。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。
【００７７】
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６１ａの先端に、金等の導電性のバンプＢを形成する（Ｓ２９）。そして、圧電振動片４１のマウント電極５１、５２をインナーリード６１ａに接合するマウント工程を行う（Ｓ３０）。具体的には、バンプＢを加熱しながら、該バンプＢを間に挟んだ状態でインナーリード６１ａと圧電振動片４１とを所定の圧力で重ね合わせる。これにより、バンプＢを介してインナーリード６１ａとマウント電極５１、５２とを接続することができる。その結果、圧電振動片４１をマウントすることができる。即ち、圧電振動片４１は、リード端子６１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。
【００７８】
次に、封止工程を行う前に、上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（Ｓ３１）。続いて、圧電振動片４１の周波数調整（微調）を行う（Ｓ３２）。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６１ｂ間に電圧を印加して圧電振動片４１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５６の微調膜５６ｂ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６１ｂ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４１の周波数を調整することができる。
【００７９】
なお、上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５６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５６を除去することで周波数調整を行う。
【００８０】
最後に、マウントされた圧電振動片４１を内部に収納するようにケース４２をステム６０に圧入し、圧電振動片４１を気密封止する封止工程を行う（Ｓ３３）。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４２をプラグ４３のステム６０の外周に圧入する。すると、ステム６０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４２内に圧電振動片４１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４１、ケース４２及びプラグ４３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。
【００８１】
そして、ケース４２の固定が終了した後、スクリーニングを行う（Ｓ３４）。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４２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（Ｓ３５）。即ち、圧電振動片４１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４０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８に示す圧電振動子４０を製造することができる。
【００８２】
特に、ウエハ研磨装置１により、平坦度が高く高精度に両面研磨された高品質なウエハＳを使用するので、該ウエハＳから作製された圧電振動片４１及び圧電振動子４０に関しても高品質化を図ることができる。
【００８３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００８４】
例えば、上記実施形態では、ウエハＳから製造される製品の一例として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子４０を例に挙げて説明したが、セラミックパッケージタイプの圧電振動子を製造しても構わないし、圧電振動子以外の製品を製造しても構わない。
いずれにしても、平坦度が高い高品質なウエハＳを用いることができるので、該ウエハＳから製造される製品の高品質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係るウエハ研磨装置の構成図である。
【図２】図１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３】図２に示す断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図４】図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリアの平面図である。
【図５】図１に示すウエハ研磨装置を構成する上定盤とパウダーホースとの取り付け関係を示す図である。
【図６】上定盤に形成された貫通路の位置を示す図である。
【図７】上定盤及び下定盤に接着された研磨用パッドの拡大断面図である。
【図８】図１に示すウエハ研磨装置により研磨加工されたウエハを利用して製造された圧電振動子の一実施形態を示す図であって、全体構成図である。
【図９】図８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１０】図９に示す圧電振動片を下面から見た図である。
【図１１】図９に示す断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図１２】図８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１３】図８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１４】図８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１５】図８に示す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１６】図１５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１７】図１６に示す断面矢視Ｃ−Ｃ図である。
【図１８】図１７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１９】図１８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２０】図１９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２１】図２０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２２】図２１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Ｓをエッチング加工した状態を示す図である。
【図２３】従来の研磨装置の一例を示す構成図である。
【図２４】図２３に示す断面矢視Ｄ−Ｄ図である。
【図２５】従来のキャリアの平面図である。
【符号の説明】
【００８６】
Ｃ…仮想円
Ｓ…ウエハ
Ｗ…研磨液
Ｇ１…プレートの中心
Ｇ２…ウエハ保持孔の中心
Ｌ１…軸線
Ｌ２…プレートの中心とウエハ保持孔の中心とを結ぶ中心線
１…ウエハ研磨装置
３…遊星歯車機構
４…上定盤
５…下定盤
６…研磨液供給手段
２…キャリア
１０…プレート
１０ａ…プレートのギア部
１１…ウエハ保持孔
１２…メイン逃げ孔
１３…サブ逃げ孔
【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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