CN116015237A - 振动元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

振动元件的制造方法。能够一并形成外形和槽。振动元件的制造方法包括：底膜形成工序，在石英基板的第1基板面中的第1振动臂形成区域和第2振动臂形成区域形成第1底膜；保护膜形成工序，在第1底膜中的堤部形成区域形成第1保护膜；以及干蚀刻工序，隔着第1底膜和第1保护膜对石英基板进行干蚀刻。

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
专利文献1记载了通过湿蚀刻和干蚀刻形成音叉型振子的方法，该音叉型振子在振动臂上具有带底的槽。在该制造方法中，通过对石英基板进行湿蚀刻形成音叉型振子的外形，然后，通过干蚀刻形成槽。
专利文献2记载了通过干蚀刻形成音叉型振子的方法，该音叉型振子在振动臂上具有带底的槽。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，通过使槽的宽度相对于一对振动臂之间的宽度变窄，从而利用微负载效应，使槽的蚀刻深度相对于一对振动臂之间的蚀刻深度变浅，一并形成振子的槽和外形形状。
专利文献1：日本特开2013-175933号公报
专利文献2：日本特开2007-013382号公报
在专利文献1的制造方法中，形成外形的湿蚀刻和形成槽的干蚀刻分别是不同的工序，因此，制造工序复杂，容易产生槽相对于外形的位置偏移等。因此，基于该制造方法的振动元件存在容易产生无用振动等的问题。
另一方面，在专利文献2的制造方法中，利用同一工序一并形成外形和槽，因此，不会产生上述问题。但是，在该制造方法中，利用干蚀刻中的微负载效应一并形成外形和槽，所以，对振动臂的宽度、槽的宽度和深度等尺寸的设定产生制约，存在设计自由度低的问题。
因此，要求能够一并形成外形和槽且设计自由度高的振动元件的制造方法。
发明内容
在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1方向延伸并沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列的第1振动臂和第2振动臂，所述第1振动臂和所述第2振动臂分别具有第1面和第2面以及在所述第1面开口的带底的槽，所述第1面和所述第2面在与所述第1方向以及所述第2方向交叉的第3方向上排列配置并处于正反关系，所述制造方法包括：准备工序，准备具有处于正反关系的第1基板面和第2基板面的石英基板；底膜形成工序，在所述第1基板面中的形成所述第1振动臂的第1振动臂形成区域和形成所述第2振动臂的第2振动臂形成区域形成第1底膜；保护膜形成工序，在所述第1底膜中的除了形成所述槽的槽形成区域以外的区域形成第1保护膜；以及干蚀刻工序，隔着所述第1底膜和所述第1保护膜从所述第1基板面侧对所述石英基板进行干蚀刻，形成所述第1面、所述槽、所述第1振动臂以及所述第2振动臂的外形。
附图说明
图1是示出实施方式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是示出实施方式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是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图12是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图13是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图14是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图15是用于说明实施方式2的振动元件的制造方法的剖视图。
图16是用于说明振动元件的制造方法的剖视图。
图17是用于说明实施方式3的振动元件的制造方法的剖视图。
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是示出振动元件的变形例的俯视图。
图21是图20中的A3-A3线剖视图。
图22是示出振动元件的变形例的俯视图。
图23是图22中的A4-A4线剖视图。
图24是图22中的A5-A5线剖视图。
图25是示出振动元件的变形例的俯视图。
图26是图25中的A6-A6线剖视图。
图27是图25中的A7-A7线剖视图。
标号说明
1振动元件；2振动基板；2A第1面；2B第2面；3电极；20石英基板；20A第1基板面；20B第2基板面；21基部；22第1振动臂；23第2振动臂；31信号电极；32接地电极；51第1底膜；53第1保护膜；221、231槽；225、235堤部；512第1金属膜；513第2金属膜；Q1槽形成区域；Q2第1振动臂形成区域；Q3第2振动臂形成区域；Q4臂间区域；Q5元件间区域；Qd1堤部形成区域；S1准备工序；S2底膜形成工序；S3保护膜形成工序；S4干蚀刻工序；S5底膜去除工序；S6电极形成工序；S21底膜涂布工序；S22底膜构图工序；S31保护膜涂布工序；S32保护膜构图工序。
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说明振动元件1的结构，接着，参照图3～图14说明振动元件1的制造方法。
为了便于说明，在除了图3以外的各图中，示出作为相互正交的3轴的X轴、Y轴及Z轴。此外，将作为第2方向的沿着X轴的方向也称为X方向，将作为第1方向的沿着Y轴的方向也称为Y方向，将作为第3方向的沿着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是音叉型振动元件，具有振动基板2和形成在振动基板2的表面上的电极3。
振动基板2通过将作为Z切石英板的Z切的石英基板构图为期望形状而形成，在由作为石英晶轴的X轴和Y轴规定的X-Y平面上扩展，具有沿着Z方向的厚度。X轴也称为电轴，Y轴也称为机械轴，Z轴也称为光轴。另外，也将沿着Z方向的厚度简称为“厚度”。
振动基板2呈板状，具有彼此处于正反关系且沿Z方向排列配置的第1面2A及第2面2B。并且，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方向排列的第1振动臂22以及第2振动臂23。
第1振动臂22具有：在第1面2A开口的带底的槽221；划定槽221的堤部225；以及连接第1面2A和第2面2B的侧面101。堤部225是在俯视时在第1面2A上沿着X方向夹着槽221排列的部分。
同样，第2振动臂23具有：在第1面2A开口的带底的槽231；划定槽231的堤部235；以及连接第1面2A和第2面2B的侧面103。堤部235是在俯视时在第1面2A沿着X方向夹着槽231排列的部分。
槽221、231分别沿Y方向延伸。此外，堤部225、235分别形成在槽221、231的X方向两侧，沿着Y方向延伸。因此，第1振动臂22以及第2振动臂23分别具有大致U形的横截面形状。由此，成为降低热弹性损耗并具有优异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配置在第1振动臂22的第1面2A和第2面2B以及第2振动臂23的侧面103。另一方面，接地电极32配置在第1振动臂22的侧面101和第2振动臂23的第1面2A以及第2面2B。在将接地电极32接地的状态下对信号电极31施加驱动信号时，如图1中的箭头所示，第1振动臂22以及第2振动臂23以反复接近、分离的方式在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。
接着，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；底膜形成工序S2，在石英基板20的第1基板面20A中的规定区域形成第1底膜51；保护膜形成工序S3，在第1底膜51的规定区域形成第1保护膜53；干蚀刻工序S4，隔着第1底膜51以及第1保护膜53从第1基板面20A侧对石英基板20进行干蚀刻；底膜去除工序S5，去除残留在石英基板20的第1基板面20A上的第1底膜51；电极形成工序S6，在通过以上的工序得到的振动基板2的表面形成电极3。
另外，底膜形成工序S2包括：底膜涂布工序S21，利用第1底膜51覆盖石英基板20的第1基板面20A；以及底膜构图工序S22，对第1底膜51进行构图。另外，保护膜形成工序S3包括：保护膜涂布工序S31，利用第1保护膜53覆盖第1底膜51；以及保护膜构图工序S32，对第1保护膜53进行构图。
以下，依次说明这些各工序。
<<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。从石英基板20一并形成多个振动元件1。石英基板20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1基板面20A和第2基板面20B。通过研磨或抛光等研磨处理，石英基板20被调整为期望的厚度，第1基板面20A和第2基板面20B被充分平滑化。另外，也可以根据需要对石英基板20进行基于湿蚀刻的表面处理。
另外，以下，将通过后述的干蚀刻工序S4形成第1振动臂22的区域也称为第1振动臂形成区域Q2。同样，将通过干蚀刻工序S4形成第2振动臂23的区域也称为第2振动臂形成区域Q3。此外，将位于第1振动臂形成区域Q2与第2振动臂形成区域Q3之间的区域也称为臂间区域Q4。另外，将位于相邻的振动基板2彼此之间的区域也称为元件间区域Q5。
第1振动臂形成区域Q2以及第2振动臂形成区域Q3具有形成槽221、231的槽形成区域Q1和形成堤部225、235的堤部形成区域Qd1。换言之，堤部形成区域Qd1相当于第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3中的除了槽形成区域Q1之外的区域。槽221、231以及堤部225、235通过干蚀刻工序S4而形成。
<<底膜涂布工序S21>>
如图5所示，通过第1底膜51覆盖石英基板20的第1基板面20A。第1底膜51由在后述的干蚀刻工序S4中以规定的蚀刻速率蚀刻的材料形成。
在本实施方式中，第1底膜51是由金属形成的金属膜。具体而言，第1底膜51通过层叠第1金属膜512和第2金属膜513而形成。第1金属膜512形成在石英基板20的第1基板面20A。第2金属膜513形成在第1金属膜512的与石英基板20相反侧的面。第1金属膜512的与石英基板20相反侧的面是第1金属膜512的Z方向正侧的面。第1金属膜512由铬(Cr)形成。第2金属膜513由铜(Cu)形成。
另外，在本实施方式中，第1底膜51通过层叠第1金属膜512和第2金属膜513而形成，但不限于此，也可以由1个膜形成，还可以通过层叠3个以上的膜而形成。
另外，第1底膜51也可以由金属以外的材料形成。例如，第1底膜51也可以是由抗蚀剂材料形成的抗蚀剂膜。
<<保护膜涂布工序S31>>
如图6所示，通过第1保护膜53覆盖第1底膜51。第1保护膜53形成在第1底膜51的与石英基板20相反侧的面。第1底膜51的与石英基板20相反侧的面是第1底膜51的Z方向正侧的面。第1保护膜53由在后述的干蚀刻工序S4中以规定的蚀刻速率蚀刻的材料形成。
在本实施方式中，第1保护膜53是由金属形成的金属膜。形成第1保护膜53的金属例如可以使用镍(Ni)等。另外，第1保护膜53也可以由金属以外的材料形成。例如，第1保护膜53也可以是由抗蚀剂材料形成的抗蚀剂膜。
<<保护膜构图工序S32>>
首先，如图7所示，在第1保护膜53的与石英基板20相反侧的面形成第1抗蚀剂膜R1。第1保护膜53的与石英基板20相反侧的面是第1保护膜53的Z方向正侧的面。第1抗蚀剂膜R1使用光刻技术形成于堤部形成区域Qd1。即，第1抗蚀剂膜R1在俯视时与堤部形成区域Qd1重叠。
接着，从第1保护膜53的形成有第1抗蚀剂膜R1的面侧对第1保护膜53进行蚀刻。即，将第1抗蚀剂膜R1作为掩模，从第1保护膜53的Z方向正侧的面侧对第1保护膜53进行蚀刻。由此，未形成第1抗蚀剂膜R1的槽形成区域Q1、臂间区域Q4以及元件间区域Q5的第1保护膜53被去除。
这样，如图8所示，能够在第1底膜51中的作为规定区域的堤部形成区域Qd1形成第1保护膜53。
接着，如图9所示，去除第1抗蚀剂膜R1，转移到底膜构图工序S22。
<<底膜构图工序S22>>
底膜构图工序S22具有在第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第2抗蚀剂膜R2的工序；以及将第2抗蚀剂膜R2作为掩模而对第1底膜51进行蚀刻的工序。
首先，如图10所示，使用光刻技术，在第1底膜51的与石英基板20相反侧的面中的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第2抗蚀剂膜R2。
在本实施方式中，在底膜构图工序S22之前，进行了保护膜涂布工序S31和保护膜构图工序S32，在第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3中的堤部形成区域Qd1形成有第1保护膜53。因此，第2抗蚀剂膜R2在堤部形成区域Qd1隔着第1保护膜53形成在第1底膜51的与石英基板20相反侧的面。并且，第2抗蚀剂膜R2在第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3中的槽形成区域Q1，不隔着第1保护膜53而形成在第1底膜51中的与石英基板20相反侧的面。
接着，从第1底膜51的形成有第2抗蚀剂膜R2的面侧对第1底膜51进行蚀刻。即，将第2抗蚀剂膜R2作为掩模，从第1底膜51的Z方向正侧的面侧对第1底膜51进行蚀刻。
在本实施方式中，将第2抗蚀剂膜R2作为掩模对第1底膜51进行蚀刻的工序具有对第1底膜51的第1金属膜512进行蚀刻的工序和对第1底膜51的第2金属膜513进行蚀刻的工序。在底膜构图工序S22中，首先，对形成在第1金属膜512的与石英基板20相反侧的面的第2金属膜513进行蚀刻，接着，对第1金属膜512进行蚀刻。这样，能够对层叠第1金属膜512和第2金属膜513而形成的第1底膜51进行蚀刻。
由于在第1振动臂形成区域Q2以及第2振动臂形成区域Q3形成有第2抗蚀剂膜R2，所以，在底膜构图工序S22中，未形成第2抗蚀剂膜R2的臂间区域Q4以及元件间区域Q5的第1底膜51被去除。
这样，如图11所示，在石英基板20的第1基板面20A中的作为规定区域的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第1底膜51。
即，通过包含底膜形成工序S21和底膜构图工序S22的底膜形成工序S2，在石英基板20的第1基板面20A中的形成第1振动臂22的第1振动臂形成区域Q2和形成第2振动臂23的第2振动臂形成区域Q3形成第1底膜51。
另外，通过包括保护膜涂布工序S31和保护膜构图工序S32的保护膜形成工序S3，在形成第1底膜51的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3中的除了槽形成区域Q1以外的区域即堤部形成区域Qd1形成第1保护膜53。
在本实施方式中，底膜涂布工序S21、底膜构图工序S22、保护膜涂布工序S31以及保护膜构图工序S32按照底膜涂布工序S21、保护膜涂布工序S31、保护膜构图工序S32、底膜构图工序S22的顺序进行。但是，进行底膜涂布工序S21、底膜构图工序S22、保护膜涂布工序S31以及保护膜构图工序S32的顺序不限于此。例如，可以按照底膜涂布工序S21、底膜构图工序S22、保护膜涂布工序S31、保护膜构图工序S32的顺序进行，也可以按照底膜涂布工序S21、保护膜涂布工序S31、底膜构图工序S22、保护膜构图工序S32的顺序进行。
接着，如图12所示，去除第2抗蚀剂膜R2，转移到干蚀刻工序S4。
<<干蚀刻工序S4>>
如图13所示，隔着第1底膜51和第1保护膜53从第1基板面20A侧对石英基板20进行干蚀刻，同时形成第1面2A、槽221、231以及振动基板2的外形。另外，“同时形成”是在1个工序中一并形成两者。更详细地说，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)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。
在干蚀刻工序S4中，形成在石英基板20的第1基板面20A的第1底膜51和第1保护膜53分别以规定的蚀刻速率蚀刻。因此，能够通过第1底膜51和第1保护膜53控制石英基板20在未形成第1底膜51和第1保护膜53而露出第1基板面20A的区域、形成有第1底膜51的区域以及形成有第1底膜51和第1保护膜53的区域中的蚀刻深度。
在本实施方式中，在石英基板20的第1基板面20A中的臂间区域Q4和元件间区域Q5未形成第1底膜51和第1保护膜53。即，在臂间区域Q4和元件间区域Q5中，石英基板20的第1基板面20A露出。因此，开始干蚀刻工序S4，并且在臂间区域Q4以及元件间区域Q5中，开始石英基板20的蚀刻。通过对第1基板面20A的臂间区域Q4以及元件间区域Q5进行蚀刻，形成振动基板2的外形。
在石英基板20的第1基板面20A中的槽形成区域Q1形成有第1底膜51。因此，当开始干蚀刻工序S4时，首先开始第1底膜51的蚀刻。然后，通过去除第1底膜51，石英基板20的第1基板面20A露出，开始石英基板20的蚀刻。通过对第1基板面20A的槽形成区域Q1进行蚀刻，形成槽221、231。在槽形成区域Q1中，石英基板20的蚀刻开始比臂间区域Q4及元件间区域Q5晚，因此，槽形成区域Q1中的石英基板20的蚀刻深度比臂间区域Q4及元件间区域Q5中的石英基板20的蚀刻深度浅。
在石英基板20的第1基板面20A中的堤部形成区域Qd1形成有第1底膜51和第1保护膜53。因此，当开始干蚀刻工序S4时，首先开始第1保护膜53的蚀刻。接着，通过去除第1保护膜53，开始第1底膜51的蚀刻。然后，通过去除第1底膜51，石英基板20的第1基板面20A露出，开始石英基板20的蚀刻。因此，在堤部形成区域Qd1，石英基板20的第1基板面20A的蚀刻的开始比槽形成区域Q1晚。即，堤部形成区域Qd1中的石英基板20的蚀刻深度比槽形成区域Q1中的石英基板20的蚀刻深度浅。
在本实施方式中，通过使第1保护膜53的厚度足够厚，在第1底膜51残留于第1基板面20A的堤部形成区域Qd1的状态下结束干蚀刻工序S4。即，第1基板面20A的堤部形成区域Qd1被第1底膜51保护。因此，在本实施方式中，第1基板面20A的堤部形成区域Qd不被蚀刻。
另外，在本实施方式中，在干蚀刻工序S4结束时，第1保护膜53被去除，但也可以不被去除。
干蚀刻工序S4在槽221、231成为希望的深度的时刻结束。槽形成区域Q1中的石英基板20的蚀刻深度为槽221、231的深度Wa。臂间区域Q4中的石英基板20的蚀刻深度是振动基板2的外形的深度Aa。元件间区域Q5中的石英基板20的蚀刻深度是振动基板2的外形的深度Ba。
如上所述，槽形成区域Q1中的石英基板20的蚀刻深度比臂间区域Q4和元件间区域Q5中的石英基板20的蚀刻深度浅。因此，振动基板2的外形的深度Aa、Ba比槽221、231的深度Wa深。即，Wa<Aa，Wa<Ba。另外，深度Aa、Ba分别为石英基板20的厚度Ta以上。即，Aa≥Ta，Ba≥Ta。通过使深度Aa、Ba分别为石英基板20的厚度Ta以上，在干蚀刻工序S4中，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1振动臂22以及第2振动臂23。
这样，在底膜形成工序S2中，在石英基板20的第1基板面20A中的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第1底膜51，并且，在保护膜形成工序S3中，在形成第1底膜51的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3中的除了槽形成区域Q1以外的区域即堤部形成区域Qd1形成第1保护膜53，由此，在干蚀刻工序S4中，能够不利用微负载效应而一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231。通过调整第1底膜51和第1保护膜53的厚度和宽度，能够控制第1振动臂22、第2振动臂23和槽221、231等的尺寸，所以，臂间区域Q4中的X方向的宽度A、元件间区域Q5中的X方向的宽度B以及槽221、231中的X方向的宽度W等尺寸的设定没有限制，能够提高振动元件1的设计自由度。
此外，由于不利用微负载效应，所以，缓和了干蚀刻中使用的反应气体的选择等干蚀刻条件的制约，因此，与利用微负载效应的情况相比，能够容易制造振动元件1。
另外，如上所述，在本实施方式中，在干蚀刻工序S4中，在第1底膜51残留于堤部形成区域Qd1中的石英基板20的第1基板面20A的状态下结束干蚀刻。即，堤部形成区域Qd1中的石英基板20的第1基板面20A在干蚀刻工序S4中未被蚀刻。堤部形成区域Qd1中的石英基板20的第1基板面20A在后述的底膜去除工序S5中成为第1振动臂22以及第2振动臂23的第1面2A。“第1底膜51残留的状态”是“第1底膜51的至少一部分残留的状态”。例如，在本实施方式中，在干蚀刻工序S4中干蚀刻结束时，构成第1底膜51的第1金属膜512以及第2金属膜513残留于石英基板20，但也可以去除第2金属膜513。
另外，在本实施方式中，在干蚀刻工序S4中，在第1底膜51残留于堤部形成区域Qd1的石英基板20的第1基板面20A的状态下结束干蚀刻，但也可以在第1底膜51未残留于堤部形成区域Qd1的石英基板20的第1基板面20A的状态下结束干蚀刻。即，堤部形成区域Qd1中的石英基板20的第1基板面20A也可以在干蚀刻工序S4中被蚀刻。在该情况下，在干蚀刻工序S4中石英基板20被蚀刻的面成为第1振动臂22以及第2振动臂23的第1面2A。
这样，通过对第1基板面20A的堤部形成区域Qd1进行蚀刻或者不进行蚀刻，形成第1面2A。
此外，如上所述，在本实施方式中，在臂间区域Q4以及元件间区域Q5未形成第1底膜51以及第1保护膜53。因此，在干蚀刻工序S4中开始干蚀刻的同时，开始臂间区域Q4以及元件间区域Q5中的石英基板20的蚀刻。因此，能够在短时间内进行干蚀刻工序S4。
另外，如上所述，在本实施方式中，第1底膜51是由金属形成的金属膜。通常，金属的蚀刻速率低于抗蚀剂材料的蚀刻速率。因此，通过使第1底膜51成为金属膜，与抗蚀剂膜相比，能够使第1底膜51的厚度变薄。由此，能够提高在干蚀刻工序S4中形成的第1振动臂22以及第2振动臂23和槽221、231等的尺寸精度。
另外，如上所述，在本实施方式中，第1保护膜53是由金属形成的金属膜。因此，通过使第1保护膜53成为金属膜，与抗蚀剂膜相比，能够使第1保护膜53的厚度变薄。由此，能够进一步提高在干蚀刻工序S4中形成的第1振动臂22、第2振动臂23和槽221、231等的尺寸精度。
<<底膜去除工序S5>>
如图14所示，去除残留于堤部形成区域Qd1中的石英基板20的第1基板面20A上的第1底膜51。由此，石英基板20的第1基板面20A成为第1振动臂22以及第2振动臂23的第1面2A。即，第1振动臂22以及第2振动臂23的第1面2A在干蚀刻工序S4中未被蚀刻，所以，堤部形成区域Qd1中的第1振动臂22以及第2振动臂23的厚度和第1面2A的表面粗糙度维持石英基板20的厚度和第1基板面20A的表面粗糙度。因此，第1振动臂22以及第2振动臂23的厚度精度提高，抑制扭转振动等无用振动的产生。
另外，在上述的干蚀刻工序S4中，在第1底膜51未残留于石英基板20的第1基板面20A的状态下结束干蚀刻的情况下，也可以不设置底膜去除工序S5。
另外，在上述的干蚀刻工序S4结束时未去除第1保护膜53的情况下，在底膜去除工序S5中，也可以一并去除第1底膜51和第1保护膜53。或者，也可以在进行底膜去除工序S5之前设置去除第1保护膜53的第1保护膜去除工序。
通过以上的工序S1～S5，如图14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S6>>
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。
由此，得到振动元件1。
如上所述，根据干蚀刻，能够不受石英的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，通过一并形成槽221、231和振动基板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，阻止槽221、231相对于外形形状的位置偏移，提高振动基板2的形成精度。
以上，对振动元件1的制造方法进行了说明。但本发明不限于此，各部分的结构可置换为具有相同功能的任意结构。另外，本发明也可以附加其他任意的构成物。
例如，除了在第1振动臂22以及第2振动臂23的第1面2A开口的带底的槽221、231之外，振动元件1还可以具有在第2面2B开口的带底的槽。即，振动元件1的制造方法也能够应用于在第1振动臂22以及第2振动臂23的第1面2A和第2面2B分别具有带底的槽的振动元件。
如上所述，根据本实施方式，能够得到以下的效果。
在振动元件1的制造方法中，振动元件1具有沿着作为第1方向的Y方向延伸并沿着与Y方向交叉的作为第2方向的X方向排列的第1振动臂22以及第2振动臂23，第1振动臂22以及第2振动臂23分别具有第1面2A和第2面2B以及在第1面2A开口的带底的槽221、231，第1面2A和第2面2B在与Y方向以及X方向交叉的Z方向上排列配置并处于正反关系，该制造方法包括：准备工序S1，准备具有处于正反关系的第1基板面20A和第2基板面20B的石英基板20；底膜形成工序S2，在第1基板面20A中的形成第1振动臂22的第1振动臂形成区域Q2和形成第2振动臂23的第2振动臂形成区域Q3形成第1底膜51；保护膜形成工序S3，在第1底膜51中的除了形成槽221、231的槽形成区域Q1以外的区域即堤部形成区域Qd1形成第1保护膜53；以及干蚀刻工序S4，隔着第1底膜51和第1保护膜53从第1基板面20A侧对石英基板20进行干蚀刻，形成第1面2A、槽221、231、第1振动臂22以及第2振动臂23的外形。
由此，能够一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231，并且，臂间区域Q4中的X方向的宽度A、元件间区域Q5中的X方向的宽度B以及槽221、231中的X方向的宽度W等尺寸的设定没有制约，能够提供设计自由度高的振动元件1的制造方法。
2.实施方式2
参照图15和图16说明实施方式2的振动元件1的制造方法。此外，对与实施方式1相同的结构标注相同的标号，并省略重复的说明。
在实施方式2中，保护膜形成工序S3包括底膜形成工序S22中的形成第2抗蚀剂膜R2的工序，在底膜形成工序S22中不去除第2抗蚀剂膜R2而将第2抗蚀剂膜R2作为第2保护膜55，除此以外，与实施方式1相同。
换言之，除了在干蚀刻工序S4中在形成有第2抗蚀剂膜R2的状态下开始干蚀刻以外，实施方式2与实施方式1相同。
准备工序S1、底膜涂布工序S21、保护膜涂布工序S31以及保护膜构图工序S32与实施方式1相同，因此，省略说明，从底膜构图工序S22开始进行说明。
<<底膜构图工序S22>>
如图15所示，首先，使用光刻技术，在第1底膜51的与石英基板20相反侧的面中的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第2抗蚀剂膜R2。
在本实施方式中，底膜形成工序S22中的形成第2抗蚀剂膜R2的工序包含在保护膜形成工序S3中。
另外，在本实施方式中，第2抗蚀剂膜R2由在干蚀刻工序S4中以规定的蚀刻速率被蚀刻的抗蚀剂材料形成。另外，第2抗蚀剂膜R2形成得比第1保护膜53的厚度薄。形成在第1振动臂形成区域Q2以及第2振动臂形成区域Q3中的槽形成区域Q1的第2抗蚀剂膜R2相当于第2保护膜55。换言之，在保护膜形成工序S3中，在第1底膜51的槽形成区域Q1形成厚度比第1保护膜53薄的作为第2保护膜55的第2抗蚀剂膜R2。
接着，从第1底膜51的形成有第2抗蚀剂膜R2的面侧对第1底膜51进行蚀刻。由此，在石英基板20的第1基板面20A中的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第1底膜51。
接着，不去除第2抗蚀剂膜R2，转移到干蚀刻工序S4。
<<干蚀刻工序S4>>
如图15所示，在干蚀刻工序S4中，在形成有第2抗蚀剂膜R2的状态下开始干蚀刻。除此之外，与实施方式1相同。
第2抗蚀剂膜R2在干蚀刻工序S4中与第1底膜51以及第1保护膜53同样地被蚀刻。因此，即使在槽形成区域Q1形成有作为第2保护膜55的第2抗蚀剂膜R2的情况下，在干蚀刻工序S4中，如图16所示，也能够一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231。
即使在第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成有第2抗蚀剂膜R2的情况下，在干蚀刻工序S4中，也能够一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231，所以，不需要去除第2抗蚀剂膜R2的工序。即，能够减少振动基板2的制造工序。
当干蚀刻工序S4结束时，转移到底膜去除工序S5。底膜去除工序S5以及电极形成工序S6与实施方式1相同，因此，省略说明。
根据本实施方式，除了实施方式1的效果之外，还能够得到以下的效果。
即使在槽形成区域Q1形成有作为第2保护膜55的第2抗蚀剂膜R2的情况下，在干蚀刻工序S4中，也能够一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231。另外，不需要去除第2抗蚀剂膜R2的工序，能够减少振动基板2的制造工序。
3.实施方式3
参照图17、图18和图19说明实施方式3的振动元件1的制造方法。此外，对与实施方式1相同的结构标注相同的标号，并省略重复的说明。
在实施方式3中，在底膜构图工序S22中，去除形成在臂间区域Q4和元件间区域Q5的第1底膜51中的第2金属膜513，将残留的第1金属膜512作为第2底膜57，除此以外，实施方式3与实施方式1相同。
换言之，在干蚀刻工序S4中，在臂间区域Q4以及元件间区域Q5形成有作为第2底膜57的第1金属膜512的状态下开始干蚀刻，除此以外，实施方式3与实施方式1相同。
准备工序S1、底膜涂布工序S21、保护膜涂布工序S31以及保护膜构图工序S32与实施方式1相同，因此，省略说明，从底膜构图工序S22开始进行说明。
<<底膜构图工序S22>>
如图17所示，首先，使用光刻技术，在第1底膜51的与石英基板20相反侧的面中的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第2抗蚀剂膜R2。
接着，从第1底膜51的形成有第2抗蚀剂膜R2的面侧对第1底膜51中的第2金属膜513进行蚀刻。由此，未形成第2抗蚀剂膜R2的臂间区域Q4以及元件间区域Q5的第2金属膜513被去除。并且，在石英基板20的第1基板面20A中的第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3形成第1底膜51。
在臂间区域Q4以及元件间区域Q5中，第1底膜51中的第2金属膜513被去除，但第1金属膜512不被去除。即，在石英基板20的第1基板面20A中的臂间区域Q4和元件间区域Q5形成有第1金属膜512。在石英基板20的第1基板面20A中的臂间区域Q4和元件间区域Q5形成的第1金属膜512相当于第2底膜57。换言之，在底膜形成工序S2中，在第1基板面20A的臂间区域Q4以及元件间区域Q5形成厚度比第1底膜51薄的作为第2底膜57的第1金属膜512。
接着，如图18所示，去除形成在第1振动臂形成区域Q2和第2振动臂形成区域Q3的第2抗蚀剂膜R2，转移到干蚀刻工序S4。
<<干蚀刻工序S4>>
如图18所示，在干蚀刻工序S4中，在臂间区域Q4以及元件间区域Q5形成有作为第2底膜57的第1金属膜512的状态下开始干蚀刻。除此之外，与实施方式1相同。
在干蚀刻工序S4中，作为第2底膜57的第1金属膜512与第1底膜51以及第1保护膜53同样地被蚀刻。因此，即使在臂间区域Q4以及元件间区域Q5形成有作为第2底膜57的第1金属膜512的情况下，在干蚀刻工序S4中，如图19所示，也能够一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231。
即使在臂间区域Q4和元件间区域Q5形成有第1金属膜512的情况下，也能够一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231，所以，在底膜构图工序S22中不需要对第1金属膜512进行蚀刻的工序。即，能够减少振动基板2的制造工序。
当干蚀刻工序S4结束时，转移到底膜去除工序S5。底膜去除工序S5以及电极形成工序S6与实施方式1相同，因此，省略说明。
根据本实施方式，除了实施方式1的效果之外，还能够得到以下的效果。
即使在臂间区域Q4形成有作为第2底膜57的第1金属膜512的情况下，在干蚀刻工序S4中也能够一并形成第1振动臂22以及第2振动臂23的外形和槽221、231。另外，不需要去除第1金属膜512的工序，能够减少振动基板2的制造工序。
另外，在本实施方式中，在底膜构图工序S22中，在石英基板20的第1基板面20A中的臂间区域Q4和元件间区域Q5形成有作为第2底膜57的第1金属膜512，但也可以不形成作为第2底膜57的第1金属膜512。即，也可以像上述实施方式1那样在第1基板面20A的臂间区域Q4以及元件间区域Q5不形成第1底膜51。在第1基板面20A的臂间区域Q4以及元件间区域Q5未形成第1底膜51的情况下，与在臂间区域Q4以及元件间区域Q5形成有作为第2底膜57的第1金属膜512的情况相比，能够在短时间内结束干蚀刻工序S4。
以上，根据实施方式1、实施方式2和实施方式3说明了本发明的振动元件的制造方法。
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。
利用本发明的振动元件的制造方法制造的振动元件例如可以是图20和图21所示的双音叉型振动元件7。在图20和图21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以及连结基部711、712的第1振动臂72和第2振动臂73。第1振动臂72和第2振动臂73具有处于正反关系的第1面7A和第2面7B。并且，第1振动臂72和第2振动臂73分别具有在第1面7A开口的带底的槽721、731以及划定槽721、731的堤部725、735。
另外，例如，振动元件也可以是图22、图23及图24所示的陀螺仪振动元件8。另外，在图22、图23及图24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的前端部向Y方向两侧延伸的驱动振动臂86、87以及从连结臂85的前端部向Y方向两侧延伸的驱动振动臂88、89。在这种陀螺仪振动元件8中，在使驱动振动臂86、87、88、89向图22中的箭头SD方向弯曲振动的状态下作用绕Z轴的角速度ωz时，通过科里奥利力对检测振动臂82、83重新激励朝箭头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输出的电荷检测角速度ωz。
检测振动臂82、83和驱动振动臂86、87、88、89具有处于正反关系的第1面8A和第2面8B。并且，检测振动臂82、83具有在第1面8A开口的带底的槽821、831和划定槽821、831的堤部825、835。并且，驱动振动臂86、87、88、89具有在第1面8A开口的带底的槽861、871、881、891以及划定槽861、871、881、891的堤部865、875、885、895。在这种陀螺仪振动元件8中，例如，驱动振动臂86、88或驱动振动臂87、89成为第1振动臂和第2振动臂。
另外，例如，振动元件也可以是图25、图26以及图27所示的陀螺仪振动元件9。另外，在图25、图26以及图27中，省略了电极的图示。陀螺仪振动元件9具有基部91、从基部91向Y方向正侧延伸并在X方向上排列的一对驱动振动臂92、93以及从基部91向Y方向负侧延伸并在X方向上排列的一对检测振动臂94、95。在这种陀螺仪振动元件9中，在使驱动振动臂92、93向图25中的箭头SD方向弯曲振动的状态下作用绕Y轴的角速度ωy时，通过科里奥利力在检测振动臂94、95上重新激励朝箭头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输出的电荷检测角速度ωy。
驱动振动臂92、93和检测振动臂94、95具有处于正反关系的第1面9A和第2面9B。并且，驱动振动臂92、93具有在第1面9A开口的带底的槽921、931和划定槽921、931的堤部925、935。并且，检测振动臂94、95具有在第1面9A开口的带底的槽941、951和划定槽941、951的堤部945、955。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1振动臂和第2振动臂。

Claims (6)

1.一种振动元件的制造方法，所述振动元件具有沿着第1方向延伸并沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列的第1振动臂和第2振动臂，所述第1振动臂和所述第2振动臂分别具有第1面和第2面以及在所述第1面开口的带底的槽，所述第1面和所述第2面在与所述第1方向以及所述第2方向交叉的第3方向上排列配置并处于正反关系，
所述制造方法包括：
准备工序，准备具有处于正反关系的第1基板面和第2基板面的石英基板；
底膜形成工序，在所述第1基板面中的形成所述第1振动臂的第1振动臂形成区域和形成所述第2振动臂的第2振动臂形成区域形成第1底膜；
保护膜形成工序，在所述第1底膜中的除了形成所述槽的槽形成区域以外的区域形成第1保护膜；以及
干蚀刻工序，隔着所述第1底膜和所述第1保护膜从所述第1基板面侧对所述石英基板进行干蚀刻，形成所述第1面、所述槽、所述第1振动臂以及所述第2振动臂的外形。
2.根据权利要求1所述的振动元件的制造方法，其中，
在所述保护膜形成工序中，在所述第1底膜的所述槽形成区域形成厚度比所述第1保护膜薄的第2保护膜。
3.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
在所述底膜形成工序中，在所述第1基板面的位于所述第1振动臂形成区域与所述第2振动臂形成区域之间的臂间区域形成厚度比所述第1底膜薄的第2底膜。
4.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
在所述第1基板面的位于所述第1振动臂形成区域和所述第2振动臂形成区域之间的臂间区域不形成所述第1底膜。
5.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
在所述干蚀刻工序中，在所述第1底膜残留于所述第1基板面的状态下结束所述干蚀刻，
所述制造方法还包括去除残留的所述第1底膜的底膜去除工序。
6.根据权利要求1或2所述的振动元件的制造方法，其中，
所述第1底膜是金属膜。
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