CN115622521A - 振动元件的制造方法 - Google Patents

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白石茂
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Abstract

本发明提供一种振动元件的制造方法，能够抑制无用振动的产生、振动元件的破损。振动元件的制造方法包括：第一干蚀刻工序，从第一面侧对具有第一面以及第二面的石英基板进行干蚀刻，形成第一槽和第一振动臂及第二振动臂的外形；第二干蚀刻工序，从第二面侧对石英基板进行干蚀刻，形成第二槽和第一振动臂及第二振动臂的外形；以及之后对第一振动臂以及第二振动臂的侧面进行湿蚀刻的湿蚀刻工序。

Description

振动元件的制造方法
技术领域
本发明涉及振动元件的制造方法。
背景技术
在专利文献1中记载了如下的振动元件的制造方法：通过干蚀刻形成具有形成有槽的一对振动臂的振动元件。在该制造方法中，在对由压电材料构成的基板进行干蚀刻时，通过相对于一对振动臂之间的宽度使槽的宽度变窄，从而使用微负载效应而使槽的蚀刻深度相对于一对振动臂之间的蚀刻深度变浅，从而一并形成振动元件的槽和外形形状。
专利文献1：日本特开2007-013382号公报
但是，在专利文献1中的振动元件的制造方法中，由于从基板的正反两面进行干蚀刻，因此，由于形成在基板的正面上的抗蚀剂膜与形成在基板的背面上的抗蚀剂膜之间的位置偏离，有可能在振动臂的侧面形成台阶。当在振动臂的侧面形成有台阶时，存在产生无用振动、或在冲击时产生以台阶为起点的裂纹或缺损等破损的课题。
发明内容
本发明的振动元件的制造方法中，所述振动元件具有沿着第一方向延伸且沿着与所述第一方向交叉的第二方向排列的第一振动臂和第二振动臂，所述第一振动臂和所述第二振动臂分别具有：在与所述第一方向和所述第二方向交叉的第三方向上排列配置、处于正反关系的第一面和第二面；在所述第一面开口的有底的第一槽；在所述第二面开口的有底的第二槽；以及连接所述第一面和所述第二面的侧面，所述振动元件的制造方法包括如下工序：准备具有所述第一面和所述第二面的石英基板的工序；第一干蚀刻工序，从所述第一面侧对所述石英基板进行干蚀刻，形成所述第一槽和所述第一振动臂及所述第二振动臂的外形；第二干蚀刻工序，从所述第二面侧对所述石英基板进行干蚀刻，形成所述第二槽和所述第一振动臂及所述第二振动臂的外形；以及之后对所述第一振动臂以及所述第二振动臂的所述侧面进行湿蚀刻的湿蚀刻工序。
附图说明
图1是表示实施方式1的振动元件的俯视图。
图2是图1中的A1-A1线剖视图。
图3是表示实施方式1的振动元件的制造工序的图。
图4是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图5是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图6是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图7是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图8是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图9是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图10是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图11是相当于图10中的E1部的位置的剖视图。
图12是相当于图10中的E2部的位置的剖视图。
图13是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图14是表示使蚀刻时间不同的情况下的W/A与Wa/Aa的关系的曲线图。
图15是表示使反应气体不同的情况下的W/A与Wa/Aa的关系的曲线图。
图16是表示Wa/Aa与CI值的关系的曲线图。
图17是表示实施方式2的振动元件的制造工序的图。
图18是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图19是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图20是表示振动元件的变形例的俯视图。
图21是图20中的A2-A2线剖视图。
图22是表示振动元件的变形例的俯视图。
图23是图22中的A3-A3线剖视图。
图24是表示振动元件的变形例的俯视图。
图25是图24中的A4-A4线剖视图。
图26是图24中的A5-A5线剖视图。
图27是表示振动元件的变形例的俯视图。
图28是图27中的A6-A6线剖视图。
图29是图27中的A7-A7线剖视图。
标号说明
1：振动元件；2：振动基板；2A：第一面；2B：第二面；101、103：侧面；20：石英基板；21：基部；22：第一振动臂；23：第二振动臂；221、231：第一槽；222、232：第二槽；3：电极；31：信号电极；32：接地电极；5：第一保护膜；51、52、53：开口；6：第二保护膜；61、62、63：开口；107：台阶部；109：第三保护膜；A：宽度；Aa：深度；B：宽度；Ba：深度；M1：金属膜；M2：金属膜；Q1：第一槽形成区域；Q2：第一振动臂形成区域；Q3：第二振动臂形成区域；Q4：臂间区域；Q5：元件间区域；Q6：第二槽形成区域；R1：第一抗蚀剂膜；S1：准备工序；S2：第一保护膜形成工序；S3：第一干蚀刻工序；S4：第二保护膜形成工序；S5：第二干蚀刻工序；S6：湿蚀刻工序；S7：电极形成工序；S10：第三保护膜形成工序；Ta：厚度；W：深度。
具体实施方式
1.实施方式1
对实施方式1的振动元件1的制造方法进行说明。
首先，参照图1和图2对振动元件1的结构进行说明，接着，参照图3～图16对振动元件1的制造方法进行说明。
此外，为了便于说明，在除了图3以及图14～图17以外的各图中示出相互正交的3个轴即X轴、Y轴以及Z轴。另外，将沿着作为第二方向的X轴的方向也称为X方向，将沿着作为第一方向的Y轴的方向也称为Y方向，将沿着作为第三方向的Z轴的方向也称为Z方向。另外，将各轴的箭头侧也称为正侧，将相反侧也称为负侧。另外，将Z方向的正侧也称为“上”，将负侧也称为“下”。另外，也将从Z方向的俯视简称为“俯视”。另外，如后所述，X轴、Y轴以及Z轴相当于石英的晶轴。
如图1和图2所示，振动元件1是音叉型的振动元件，具有振动基板2和形成于振动基板2的表面的电极3。
振动基板2通过将作为Z切石英板的Z切石英基板构图为期望形状而形成，在由石英的晶轴即X轴和Y轴规定的X-Y平面上具有面积，在Z方向上具有厚度。X轴也被称为电轴，Y轴也被称为机械轴，Z轴也被称为光轴。
振动基板2呈板状，具有彼此处于正反关系且在Z方向上排列配置的第一面2A和第二面2B。此外，振动基板2具有基部21以及从基部21沿着Y方向延伸并沿着X方向排列第一振动臂22和第二振动臂23。
第一振动臂22具有在第一面2A上开口的有底的第一槽221、在第二面2B上开口的有底的第二槽222、以及连接第一面2A和第二面2B的侧面101。同样地，第二振动臂23具有在第一面2A上开口的有底的第一槽231、在第二面2B上开口的有底的第二槽232、以及连接第一面2A和第二面2B的侧面103。这些各槽221、222、231、232分别沿着Y方向延伸。因此，第一振动臂22以及第二振动臂23分别具有大致H状的横截面形状。由此，热弹性损失降低，成为具有优异的振动特性的振动元件1。
电极3具有信号电极31和接地电极32。信号电极31被配置在第一振动臂22的第一面2A以及第二面2B和第二振动臂23的侧面103上。另一方面，接地电极32被配置在第一振动臂22的侧面101和第二振动臂23的第一面2A以及第二面2B上。当在将接地电极32接地的状态下向信号电极31施加驱动信号时，如图1中的箭头标记所示，第一振动臂22以及第二振动臂23以反复进行接近、远离的方式而在X方向上进行弯曲振动。
以上，对振动元件1进行了简单说明。
接下来，对振动元件1的制造方法进行说明。如图3所示，振动元件1的制造方法包括：准备工序S1，准备作为振动基板2的母材的石英基板20；第一保护膜形成工序S2，在石英基板20的第一面2A上形成第一保护膜5；第一干蚀刻工序S3，经由第一保护膜5而从第一面2A侧对石英基板20进行干蚀刻；第二保护膜形成工序S4，在石英基板20的第二面2B上形成第二保护膜6；第二干蚀刻工序S5，经由第二保护膜6而从第二面2B侧对石英基板20进行干蚀刻；湿蚀刻工序S6，对石英基板20进行湿蚀刻；电极形成工序S7，在通过以上的工序而得到的振动基板2的表面上形成电极3。
以下，对这些各工序依次进行说明。
《准备工序S1》
如图4所示，准备作为振动基板2的母材的石英基板20。石英基板20通过CMP(化学机械研磨)等调整为期望的厚度，具有充分平滑的第一面2A和第二面2B。从石英基板20一并形成多个振动元件1。
《第一保护膜形成工序S2》
如图5所示，在石英基板20的第一面2A以及第二面2B上形成金属膜M1、M2。接着，在金属膜M1上形成第一抗蚀剂膜R1，对所形成的第一抗蚀剂膜R1进行构图。接着，在第一抗蚀剂膜R1的开口部形成第一保护膜5，之后，除去第一抗蚀剂膜R1。由此，成为图6那样。作为第一保护膜5，只要具有耐蚀刻性即可，没有特别限定，可以使用镍掩模等各种金属掩模。
第一保护膜5在石英基板20的应该去除的部分具有开口51、52、53。其中，开口51与形成第一槽221、231的第一槽形成区域Q1重叠。开口52与位于形成第一振动臂22的第一振动臂形成区域Q2以及形成第二振动臂23的第二振动臂形成区域Q3之间的臂间区域Q4重叠。开口53与位于相邻的振动基板2彼此之间的元件间区域Q5重叠。即，第一保护膜5是排除第一槽形成区域Q1、臂间区域Q4和元件间区域Q5而形成的。
《第一干蚀刻工序S3》
如图7所示，隔着第一保护膜5从第一面2A侧对石英基板20进行干蚀刻，在第一面2A上同时形成第一槽221、231和振动基板2的外形。需要说明的是，“同时形成”是指在1个工序中将两者一并形成。更详细而言，本工序是反应性离子蚀刻，使用反应性离子蚀刻装置(RIE装置)来进行。另外，作为导入RIE装置的反应气体，没有特别限定，例如可以使用SF6、CF4、C2F4、C2F6、C3F6、C4F8等。
本工序在第一槽221、231成为所希望的深度的时刻结束。在此，在干蚀刻中，已知第一保护膜5的图案密度越高则蚀刻速率越降低的“微负载效应”。在本实施方式中，若对第一槽221、231的X方向上的宽度W与臂间区域Q4的X方向上的宽度A进行比较，则W＜A。此外，若对宽度W与元件间区域Q5的X方向上的宽度B进行比较，则W＜B。因此，通过微负载效应，第一槽形成区域Q1的蚀刻速率低于臂间区域Q4以及元件间区域Q5的蚀刻速率。因此，在本工序结束时刻，第一槽221、231的深度Wa比振动基板2的外形的深度Aa、Ba浅。即，Wa＜Aa(Wa/Aa＜1)、Wa＜Ba(Wa/Ba＜1)。此外，深度Aa、Ba分别为石英基板20的厚度的一半以上。即，若设石英基板20的厚度为Ta，则Aa≥0.5Ta、Ba≥0.5Ta。此外，深度Wa、深度Aa以及深度Ba分别被定义为宽度W、宽度A以及宽度B的区域中的最深部的深度。
在本工序结束后，去除第一保护膜5和金属膜M1，转移到石英基板20的背面的加工。
《第二保护膜形成工序S4》
如图8所示，在金属膜M2上形成第二保护膜6。第二保护膜6的成膜方法与上述的第一保护膜5的成膜方法相同。第二保护膜6在石英基板20的应该去除的部分具有开口61、62、63。其中，开口61与形成第二槽222、232的第二槽形成区域Q6重叠。开口62与臂间区域Q4重叠。开口63与元件间区域Q5重叠。
《第二干蚀刻工序S5》
如图9所示，经由第二保护膜6从第二面2B侧对石英基板20进行干蚀刻，在第二面2B上同时形成第二槽222、232和振动基板2的外形。本工序与第一干蚀刻工序S3同样地进行。
本工序在第二槽222、232成为所希望的深度的时刻结束。在本实施方式中，若对第二槽222、232的X方向上的宽度W与臂间区域Q4的X方向上的宽度A进行比较，则W＜A。此外，若对宽度W与元件间区域Q5的X方向上的宽度B进行比较时，则W＜B。因此，通过微负载效应，第二槽形成区域Q6的蚀刻速率低于臂间区域Q4以及元件间区域Q5的蚀刻速率。因此，第二槽222、232的深度Wa比振动基板2的外形的深度Aa、Ba浅。即，Wa＜Aa(Wa/Aa＜1)、Wa＜Ba(Wa/Ba＜1)。此外，深度Aa、Ba分别为石英基板20的厚度的一半以上。即，Aa≥0.5Ta，Ba≥0.5Ta。因此，臂间区域Q4和元件间区域Q5分别贯通。通过臂间区域Q4和元件间区域Q5分别贯通，形成第一振动臂22和第二振动臂23。
如图10所示，在本工序结束后，除去第二保护膜6及金属膜M2。
如上所述，在第一干蚀刻工序S3中，从第一面2A侧对石英基板20进行干蚀刻，在第二干蚀刻工序S5中，从第二面2B侧对石英基板20进行干蚀刻，从而形成振动基板2的外形。因此，例如，在从Z方向进行俯视观察时，在第一保护膜5和第二保护膜6各自的位置因制造偏差等而偏离的情况下，在第一干蚀刻工序S3中的干蚀刻和第二干蚀刻工序S5中的干蚀刻这两个干蚀刻重叠的区域105中，有时会在第一振动臂22的侧面101和第二振动臂23的侧面103上形成台阶。
如图11以及图12所示，例如，在第二保护膜6的位置相对于第一保护膜5而向X方向负侧偏移的情况下，由于在第二干蚀刻工序S5中所形成的振动基板2的外形相对于在第一干蚀刻工序S3中所形成的振动基板2的外形而向X方向负侧偏移，从而在第一振动臂22的侧面101上形成台阶部107。另外，例如，在第二保护膜6的位置相对于第一保护膜5向X方向正侧偏移的情况下，也形成台阶部107。此外，虽然以第一振动臂22为例进行了说明，但在第二保护膜6的位置相对于第一保护膜5偏离的情况下，在第二振动臂23的侧面103上也同样地形成台阶部107。
《湿蚀刻工序S6》
湿蚀刻工序S6是通过将石英基板20浸渍于蚀刻液中从而对石英基板20进行湿蚀刻的工序。作为蚀刻液，可以使用氢氟酸、氟化铵。
如上所述，在石英基板20上，通过第一干蚀刻工序S3以及第二干蚀刻工序S5而形成第一振动臂22以及第二振动臂23。即，本工序是对第一振动臂22和第二振动臂23进行湿蚀刻的工序。在本工序中，通过对第一振动臂22以及第二振动臂23的侧面101、103进行湿蚀刻，从而能够减小形成于侧面101、103上的台阶部107。通过减小台阶部107，能够抑制使振动元件1振动时的无用振动的产生、对振动元件1施加冲击时的振动元件1的破损。
在本工序中，侧面101、103的蚀刻量优选为0.01μm以上。由此，台阶部107变小，能够抑制使振动元件1振动时的无用振动的产生、对振动元件1施加冲击时的振动元件1的破损。需要说明的是，侧面101、103的蚀刻量是指湿蚀刻工序S6前后的与侧面101、103正交的方向即X方向上的侧面101、103的位移量。
另外，在本工序中，侧面101、103的蚀刻量优选为1μm以下。当侧面101、103的蚀刻量超过1μm时，通过对台阶部107以外的振动基板2的各部、例如第一面2A、第二面2B、第一槽221、231、第二槽222、232等进行湿蚀刻，振动元件1的外形尺寸成为与期望的外形尺寸不同的尺寸。因此，振动元件1有可能以大幅偏离期望的频率的频率进行振动。通过将侧面101、103的蚀刻量设为1μm以下，能够抑制从期望的频率的偏离。
另外，在本工序中，侧面101、103的蚀刻量优选为0.5μm以下。当侧面101、103上的蚀刻量超过0.5μm时，例如，通过对第一面2A、第二面2B与侧面101、103连接的振动臂22、23的角部等进行湿蚀刻，从而使振动元件1的形状成为与所希望的形状不同的复杂的形状。因此，在使振动元件1振动时产生不需要的振动，Q值等振动特性有可能降低。通过将侧面101、103的蚀刻量设为0.5μm以下，能够抑制无用振动的产生。
通过以上的工序S1～S6，如图13所示，从石英基板20一并形成多个振动基板2。
《电极形成工序S7》
在振动基板2的表面形成金属膜，对该金属膜进行构图，由此形成电极3。
通过以上方式，得到振动元件1。
如上所述，通过干蚀刻，能够不受石英的结晶面的影响地进行加工，因此能够实现优异的尺寸精度。另外，通过一并形成第一槽221、231和第二槽222、232以及振动基板2的外形形状，能够实现振动元件1的制造工序的削减、振动元件1的低成本化。另外，阻止了第一槽221、231以及第二槽222、232相对于外形形状的位置偏离，振动基板2的形成精度提高。
此外，能够通过湿蚀刻而减小在从第一面2A侧和第二面2B侧这两个面分别对石英基板20进行干蚀刻时形成在第一振动臂22以及第二振动臂23的侧面101、103上的台阶部107。因此，能够抑制使振动元件1振动时的无用振动的产生、对振动元件1施加冲击时的振动元件1的破损。
以上，对振动元件1的制造方法进行了说明。
接下来，参照图14以及图15对用于更可靠地表现微负载效应的条件进行说明。
图14表示使蚀刻时间不同的情况下的W/A与Wa/Aa的关系。由该图可知，各时间均在W/A≤40％以下的区域显著地表现出微负载效应。
另外，微负载效应也根据在干蚀刻中使用的反应气体种类而变化。图15表示使用了相互不同的3种一般的反应气体的情况下的W/A与Wa/Aa的关系。
例如，作为反应气体，若使用如C2F4、C2F6、C3F6、C4F8那样含有较多碳的氟系的气体，则得到厚的侧壁保护膜，如气体种类G3那样倾斜变小。因此，以相对于宽度W而减小了宽度A的形状而易于增大Wa/Aa，从而能够使振动元件1小型化。例如，在设计频率和CI值时，有时需要一定以上的宽度W和接近深度Aa的值的深度Wa。此时，为了使振动元件1小型化，需要减小宽度A，在这种情况下，C2F4、C2F6、C3F6、C4F8中的至少一种特别有效。
另一方面，在将SF6、CF4等碳较少或不含碳的氟系气体单独或与含碳较多的氟系气体组合的情况下，侧壁保护膜变薄，如气体种类G1那样倾斜变大。因此，能够相对于深度Aa较大地保持深度Wa，并且相对于宽度W增大宽度A。例如，在想要一边加深深度Wa一边使第一振动臂22和第二振动臂23的宽度变细并且增大宽度A的情况下，SF6、CF4中的至少一种特别有效。
需要说明的是，在设W/A＝x、Wa/Aa＝y时，气体种类G1由下述的式(1)表示，气体种类G2由下述的式(2)表示，气体种类G3由下述的式(3)表示。
y＝-4.53×10-6x4+3.99×10-4x3-1.29×10-3x2+1.83×10-1x...(1)
y＝-5.59×10-8x4+1.48×10-5x3-1.43×10-3x2+6.09×10-2x...(2)
y＝-6.90×10-10x4+5.47×10-7x3-1.59×10-4x2+2.03×10-2x...(3)
如图15所示，若y处于式(1)与式(3)之间的区域P，即，若y满足下述式(4)、(5)，则能够使用一般的反应气体更可靠地表现出微负载效应。因此，振动元件1的制造变得容易，能够削减其制造成本。
y≥-4.53×10-6x4+3.99×10-4x3-1.29×10-3x2+1.83×10-1x...(4)
y≤-6.90×10-10x4+5.47×10-7x3-1.59×10-4x2+2.03×10-2x…(5)
此外，在y不满足式(4)的情况下，深度Wa相对于宽度W的变化的变化变大，深度Wa有可能产生偏差。通过使y满足式(4)，能够对其进行抑制。另外，在y不满足式(5)的情况下，在x大的区域难以增大y，深度Wa变浅。或者，为了加深深度Wa，需要接近W＝A，容易产生形状上的制约。通过使y满足式(5)，能够对其进行抑制。
这里，例如，在使宽度W和深度Wa恒定时，如果选择气体种类G2，则与气体种类G1相比，能够减小宽度A，能够实现振动元件1的小型化。在选择了气体种类G3的情况下，与气体种类G2相比，能够进一步减小宽度A，能够实现振动元件1的进一步小型化。这样，从小型化的观点出发，在区域P中，也进一步优选y处于式(2)与式(3)之间的区域PP。即，y优选满足下述式(6)和上述式(5)。
y≥-5.59×10-8x4+1.48×10-5x3-1.43×10-3x2+6.09×10-2x...(6)
接下来，参照图16对形成了第一槽221、231以及第二槽222、232时的振动元件1的CI值的改善效果进行说明。
如图16所示，优选Wa/Aa≥0.2。此外，在本实施方式中，为了利用微负载效应，Wa/Aa＜1。由此，与未形成第一槽221、231及第二槽222、232的情况相比，能够将CI值降低至3成以下。因此，能够制造具有优异的振动特性的振动元件1。此外，优选为Wa/Aa≥0.4，由此，与未形成第一槽221、231及第二槽222、232的情况相比，能够将CI值降低至1成以下。
以上，对在振动元件1的制造方法中用于更可靠地表现出微负载效应的条件进行了说明。
如上所述，关于振动元件1的制造方法，振动元件1具有：第一振动臂22和第二振动臂23，它们沿着作为第一方向的Y方向延伸，沿着作为与Y方向交叉的第二方向的X方向排列，第一振动臂22和第二振动臂23分别具有：在作为与Y方向和X方向交叉的第三方向的Z方向上排列配置、处于正反关系的第一面2A和第二面2B；在第一面2A上开口的有底的第一槽221、231；在第二面2B上开口的有底的第二槽222、232；以及连接第一面2A和第二面2B的侧面101、103，所述振动元件1的制造方法具有：准备具有第一面2A和第二面2B的石英基板20的工序S1；从第一面2A侧对石英基板20进行干蚀刻，形成第一槽221、231和第一振动臂22及第二振动臂23的外形的第一干蚀刻工序S3；以及从第二面2B侧对石英基板20进行干蚀刻，形成第二槽222、232和第一振动臂22及第二振动臂23的外形的第二干蚀刻工序S5；之后对第一振动臂22以及第二振动臂23的侧面101、103进行湿蚀刻的湿蚀刻工序S6。根据该制造方法，能够减小形成在第一振动臂22以及第二振动臂23的侧面101、103上的台阶部107。由此，能够抑制使振动元件1振动时的无用振动的产生、对振动元件1施加冲击时的振动元件1的破损。
另外，如上所述，在振动元件1的制造方法中，湿蚀刻工序S6中的侧面101、103的蚀刻量优选为0.01μm以上。由此，台阶部107变小，能够抑制使振动元件1振动时的无用振动的产生、对振动元件1施加冲击时的振动元件1的破损。
另外，如上所述，在振动元件1的制造方法中，湿蚀刻工序S6中的侧面101、103的蚀刻量优选为1μm以下。由此，能够抑制从使振动元件1振动时的期望的频率的偏差。
另外，如上所述，在振动元件1的制造方法中，湿蚀刻工序S6中的侧面101、103的蚀刻量优选为0.5μm以下。由此，能够抑制在使振动元件1振动时产生不需要的振动。
此外，如前文所述，在振动元件1的制造方法中，优选为，当设在第一干蚀刻工序S3中所形成的第一槽221、231的深度以及在第二干蚀刻工序S5中所形成的第二槽222、232的深度分别为Wa，在第一干蚀刻工序S3中所形成的第一振动臂22以及第二振动臂23的外形的深度、和在第二干蚀刻工序S5中所形成的第一振动臂22以及第二振动臂23的外形的深度分别为Aa时，在第一干蚀刻工序S3以及第二干蚀刻工序S5中的至少一方中，满足Wa/Aa＜1。由此，能够一并形成第一槽221、231以及第二槽222、232和振动基板2的外形形状。因此，能够实现振动元件1的制造工序的削减、振动元件1的低成本化。另外，阻止了第一槽221、231以及第二槽222、232相对于外形形状的位置偏差，振动基板2的形成精度提高。
另外，如上所述，在振动元件1的制造方法中，优选满足Wa/Aa≥0.2。由此，与未形成第一槽221、231及第二槽222、232的情况相比，能够将CI值降低至3成以下。因此，能够制造具有优异的振动特性的振动元件1。
2.实施方式2
参照图17～图19对实施方式2的振动元件1的制造方法进行说明。此外，对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标号，省略重复的说明。
实施方式2在第二干蚀刻工序S5与湿蚀刻工序S6之间具有第三保护膜形成工序S10，在第三保护膜形成工序S10中，在石英基板20的第一面2A以及第二面2B上形成第三保护膜109，在湿蚀刻工序S6中，石英基板20的第一面2A以及第二面2B被第三保护膜109遮蔽，除此以外，与实施方式1相同。
如图17所示，实施方式2的振动元件1的制造方法包括：准备工序S1，准备作为振动基板2的母材的石英基板20；第一保护膜形成工序S2，在石英基板20的第一面2A上形成第一保护膜5；第一干蚀刻工序S3，经由第一保护膜5从第一面2A侧对石英基板20进行干蚀刻；第二保护膜形成工序S4，在石英基板20的第二面2B上形成第二保护膜6；第二干蚀刻工序S5，经由第二保护膜6从第二面2B侧对石英基板20进行干蚀刻；第三保护膜形成工序S10，在石英基板20的第一面2A和第二面2B上形成第三保护膜109；湿蚀刻工序S6，对石英基板20进行湿蚀刻；以及电极形成工序S7，在通过以上的工序得到的振动基板2的表面上形成电极3。
从准备工序S1到第二干蚀刻工序S5与实施方式1相同，因此省略说明，从第三保护膜形成工序S10开始进行说明。另外，与实施方式1同样地，在第二干蚀刻工序S5结束后，从石英基板20上去除第二保护膜6以及金属膜M2。
《第三保护膜形成工序S10》
如图18所示，在石英基板20的第一面2A以及第二面2B上形成第三保护膜109。第三保护膜109例如是从石英基板20侧依次形成铬和金的金属膜。第三保护膜109能够通过如下方式而形成：在石英基板20的表面上，例如使用溅射法、Chemical Vapor Deposition(CVD)法形成金属膜，并使用光刻法以及蚀刻法而对该金属膜进行构图。
《湿蚀刻工序S6》
在本工序中，通过将石英基板20浸渍在蚀刻液中，从而对石英基板20进行湿蚀刻。
在实施方式2中，在本工序之前，在第三保护膜形成工序S10中，在石英基板20的第一面2A以及第二面2B上形成了第三保护膜109。因此，在本工序中，石英基板20的第一面2A以及第二面2B被第三保护膜109遮蔽。换言之，第一振动臂22和第二振动臂23的第一面2A和第二面2B被第三保护膜109掩蔽。即，在本工序中，第一振动臂22以及第二振动臂23的第一面2A以及第二面2B未被湿蚀刻。由此，能够抑制振动元件1的尺寸、形状成为与期望的尺寸、形状不同的尺寸、形状。因此，能够抑制振动元件1的从期望的频率的偏离、无用振动的产生。
由于在第一振动臂22以及第二振动臂23的侧面101、103上未形成有第三保护膜109，因此与实施方式1同样地，能够减小形成于侧面101、103上的台阶部107。
如图19所示，在本工序结束后，除去第三保护膜109。由此，从石英基板20一并形成多个振动基板2。
《电极形成工序S7》
本工序与实施方式1同样地进行。在振动基板2的表面形成金属膜，对该金属膜进行构图，由此形成电极3。
通过以上方式，得到振动元件1。
根据本实施方式，除了实施方式1中的效果以外，还能够得到以下的效果。
在湿蚀刻工序S6中，通过利用第三保护膜109对石英基板20的第一面2A和第二面2B进行掩蔽，能够抑制振动元件1的尺寸、形状成为与期望的尺寸、形状不同的尺寸、形状。由此，能够抑制振动元件1的从期望的频率的偏离、无用振动的产生。
以上，根据实施方式1和实施方式2对本发明的振动元件的制造方法进行了说明。
但是，本发明并不限定于此，各部分的结构能够置换为具有相同功能的任意结构。另外，也可以对本发明附加其他任意的构成物。另外，也可以适当组合各实施方式。
例如，在上述的实施方式中，在第一干蚀刻工序S3以及第二干蚀刻工序S5中分别满足Wa/Aa＜1，但并不限定于此，只要在它们中的至少一方满足Wa/Aa＜1即可。
此外，利用本发明的振动元件的制造方法制造的振动元件没有特别限定，例如，也可以是图20和图21所示的振动元件1A。在振动元件1A中，在第一振动臂22的第一面2A上沿X方向排列形成有一对第一槽221，在第二面2B上沿X方向排列形成有一对第二槽222，同样地，在第二振动臂23的第一面2A上沿X方向排列形成有一对第一槽231，在第二面2B上沿X方向排列形成有一对第二槽232。此外，在这样的结构中，由于多个槽排列，因此各槽的宽度W容易变细。因此，在第一干蚀刻工序S3和第二干蚀刻工序S5中，优选使用SF6、CF4中的至少一种作为反应气体。由此，能够较深地形成各槽，能够降低CI值。
并且，振动元件也可以是图22和图23所示的双音叉型振动元件7。此外，在图22以及图23中，省略了电极的图示。双音叉型振动元件7具有一对基部711、712、连结基部711、712的第一振动臂72以及第二振动臂73。此外，第一振动臂72以及第二振动臂73分别具有在第一面7A上开口的有底的第一槽721、731、和在第二面7B上开口的有底的第二槽722、732。
此外，例如，振动元件也可以为图24至图26所示的陀螺仪振动元件8。此外，在图24～图26中，省略了电极的图示。陀螺仪振动元件8具有：基部81；从基部81向Y方向两侧延伸的一对检测振动臂82、83；从基部81向X方向两侧延伸的一对连结臂84、85；从连结臂84的末端部向Y方向两侧延伸的驱动振动臂86、87；以及从连结臂85的末端部向Y方向两侧延伸的驱动振动臂88、89。在这样的陀螺仪振动元件8中，当在使驱动振动臂86、87、88、89在图24中的箭头SD方向上进行弯曲振动的状态下作用绕Z轴的角速度ωz时，通过科里奥利力而在检测振动臂82、83上新激励出朝向箭头SS方向的弯曲振动，根据通过该弯曲振动而从检测振动臂82、83输出的电荷而对角速度ωz进行检测。
此外，检测振动臂82、83具有在第一面8A上开口的有底的第一槽821、831和在第二面8B上开口的有底的第二槽822、832。此外，驱动振动臂86、87、88、89具有在第一面8A上开口的有底的第一槽861、871、881、891和在第二面8B上开口的有底的第二槽862、872、882、892。在这样的陀螺仪振动元件8中，例如，能够将检测振动臂82和驱动振动臂86、检测振动臂82和驱动振动臂88、检测振动臂83和驱动振动臂87、检测振动臂83和驱动振动臂89等在X方向上相邻的一对振动臂作为第一振动臂和第二振动臂。
另外，在陀螺仪振动元件8的情况下，在其结构上需要增大臂间区域Q4。在这样的情况下，在上述式(2)与式(3)之间的区域中，深度Wa变浅，有可能导致灵敏度降低。因此，优选使用上述式(1)与式(2)之间的区域。
此外，例如，振动元件也可以为图27至图29所示的陀螺仪振动元件9。陀螺仪振动元件9具有：基部91；一对驱动振动臂92、93，它们从基部91起向Y方向正侧延伸，并在X方向上排列；一对检测振动臂94、95，它们从基部91起向Y方向负侧延伸，并在X方向上排列。在这种陀螺仪振动元件9中，当在使驱动振动臂92、93向图27中的箭头SD方向进行弯曲振动的状态下作用绕Y轴的角速度ωy时，通过科里奥利力而在检测振动臂94、95上新激励出朝向箭头SS方向的弯曲振动，根据通过该弯曲振动而从检测振动臂94、95输出的电荷对角速度ωy进行检测。
此外，驱动振动臂92、93具有在第一面9A上开口的有底的第一槽921、931、和在第二面9B上开口的有底的第二槽922、932。此外，检测振动臂94、95具有在第一面9A上开口的有底的第一槽941、951和在第二面9B上开口的有底的第二槽942、952。在这种陀螺仪振动元件9中，驱动振动臂92、93或检测振动臂94、95成为第一振动臂以及第二振动臂。

Claims (7)

1.一种振动元件的制造方法，其中，
所述振动元件具有沿着第一方向延伸且沿着与所述第一方向交叉的第二方向排列的第一振动臂和第二振动臂，
所述第一振动臂和所述第二振动臂各自具有：在与所述第一方向和所述第二方向交叉的第三方向上排列配置、处于正反关系的第一面和第二面；在所述第一面开口的有底的第一槽；在所述第二面开口的有底的第二槽；以及连接所述第一面和所述第二面的侧面，
所述振动元件的制造方法包括如下工序：
准备具有所述第一面和所述第二面的石英基板的工序；
第一干蚀刻工序，从所述第一面侧对所述石英基板进行干蚀刻，形成所述第一槽和所述第一振动臂及所述第二振动臂的外形；
第二干蚀刻工序，从所述第二面侧对所述石英基板进行干蚀刻，形成所述第二槽和所述第一振动臂及所述第二振动臂的外形；以及
之后对所述第一振动臂以及所述第二振动臂的所述侧面进行湿蚀刻的湿蚀刻工序。
2.根据权利要求1所述的振动元件的制造方法，其中，
所述湿蚀刻工序中的所述侧面的蚀刻量为0.01μm以上。
3.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
所述湿蚀刻工序中的所述侧面的蚀刻量为1μm以下。
4.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
所述湿蚀刻工序中的所述侧面的蚀刻量为0.5μm以下。
5.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
在所述湿蚀刻工序中，所述第一面和所述第二面被掩蔽。
6.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
在设所述第一干蚀刻工序中形成的所述第一槽的深度和所述第二干蚀刻工序中形成的所述第二槽的深度分别为Wa，
所述第一干蚀刻工序中形成的所述外形的深度和所述第二干蚀刻工序中形成的所述外形的深度分别为Aa时，
在所述第一干蚀刻工序和所述第二干蚀刻工序中的至少一方中，满足Wa/Aa＜1。
7.根据权利要求6所述的振动元件的制造方法，其中，
满足Wa/Aa≥0.2。
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