JP2001230235A - 水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造方法並びに水晶板 - Google Patents
水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造方法並びに水晶板Info
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- JP2001230235A JP2001230235A JP2000034715A JP2000034715A JP2001230235A JP 2001230235 A JP2001230235 A JP 2001230235A JP 2000034715 A JP2000034715 A JP 2000034715A JP 2000034715 A JP2000034715 A JP 2000034715A JP 2001230235 A JP2001230235 A JP 2001230235A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水晶板を効率よく極薄に加工することができ
る水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造
方法並びに水晶板を提供することを目的とする。 【解決手段】 水晶板７をプラズマエッチングにより薄
化する水晶板７のプラズマエッチング装置において、処
理対象の水晶板７を載置する載置部に凹部を設けこの凹
部内に水晶板７を個別に保持させた状態でプラズマ処理
を行う。水晶板７の製造工程では、水晶板素材７Ａを水
晶振動子用の個片の水晶板７Ｂに分割し、まず機械研削
により５０μｍ程度の厚みＴ１まで研削した後に、プラ
ズマエッチング装置によって、１５μｍ程度の厚みＴ２
まで薄化を行う。これにより、高周波数に対応したきわ
めて薄い水晶板７を高い歩留まりで製造することができ
る。
る水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造
方法並びに水晶板を提供することを目的とする。 【解決手段】 水晶板７をプラズマエッチングにより薄
化する水晶板７のプラズマエッチング装置において、処
理対象の水晶板７を載置する載置部に凹部を設けこの凹
部内に水晶板７を個別に保持させた状態でプラズマ処理
を行う。水晶板７の製造工程では、水晶板素材７Ａを水
晶振動子用の個片の水晶板７Ｂに分割し、まず機械研削
により５０μｍ程度の厚みＴ１まで研削した後に、プラ
ズマエッチング装置によって、１５μｍ程度の厚みＴ２
まで薄化を行う。これにより、高周波数に対応したきわ
めて薄い水晶板７を高い歩留まりで製造することができ
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子に用い
られる水晶板をプラズマエッチングにより薄化加工する
水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造方
法並びに水晶板に関するものである。
られる水晶板をプラズマエッチングにより薄化加工する
水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造方
法並びに水晶板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水晶振動子に用いられる水晶板の製造工
程では、水晶板素材を板状に薄化して発振周波数に対応
した所定厚みの水晶板に加工することが行われる。従来
この薄化加工には機械的な研削加工が用いられており、
この研削加工により水晶素材を５０μｍ程度の厚みの水
晶板に加工していた。
程では、水晶板素材を板状に薄化して発振周波数に対応
した所定厚みの水晶板に加工することが行われる。従来
この薄化加工には機械的な研削加工が用いられており、
この研削加工により水晶素材を５０μｍ程度の厚みの水
晶板に加工していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年水晶振
動子の発振周波数は従来よりも高い周波数帯域が望まれ
るようになっており、これに伴って水晶板をさらに薄
く、例えば１５μｍ程度までの厚みに加工することが求
められている。しかしながら、従来の水晶板の製造方法
では、強度的に脆弱な水晶板を効率よくしかも安定して
加工する技術は確立されておらず、水晶板をこのような
厚みまで正確に高歩留まりで加工可能な水晶板の製造方
法が求められていた。
動子の発振周波数は従来よりも高い周波数帯域が望まれ
るようになっており、これに伴って水晶板をさらに薄
く、例えば１５μｍ程度までの厚みに加工することが求
められている。しかしながら、従来の水晶板の製造方法
では、強度的に脆弱な水晶板を効率よくしかも安定して
加工する技術は確立されておらず、水晶板をこのような
厚みまで正確に高歩留まりで加工可能な水晶板の製造方
法が求められていた。
【０００４】そこで本発明は、水晶板を効率よく極薄に
加工することができる水晶板のプラズマエッチング装置
および水晶板の製造方法を提供することを目的とする。
加工することができる水晶板のプラズマエッチング装置
および水晶板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の水晶板の
プラズマエッチング装置は、水晶板をプラズマエッチン
グにより薄化する水晶板のプラズマエッチング装置であ
って、内部に平行平板電極が配置された処理室と、この
処理室内に配置され前記水晶板を１個づつ保持する凹部
が複数設けられた載置部と、前記処理室内に酸素とフッ
素系ガスを含む混合ガスを供給するガス供給手段と、前
記平行平板電極に高周波電圧を印加する高周波電源部と
を備えた。
プラズマエッチング装置は、水晶板をプラズマエッチン
グにより薄化する水晶板のプラズマエッチング装置であ
って、内部に平行平板電極が配置された処理室と、この
処理室内に配置され前記水晶板を１個づつ保持する凹部
が複数設けられた載置部と、前記処理室内に酸素とフッ
素系ガスを含む混合ガスを供給するガス供給手段と、前
記平行平板電極に高周波電圧を印加する高周波電源部と
を備えた。
【０００６】請求項２記載の水晶板のプラズマエッチン
グ装置は、請求項１記載の水晶板のプラズマエッチング
装置であって、前記凹部は前記平行平板電極の一方の電
極に設けられ、この平行平板電極が前記載置部を兼ね
る。
グ装置は、請求項１記載の水晶板のプラズマエッチング
装置であって、前記凹部は前記平行平板電極の一方の電
極に設けられ、この平行平板電極が前記載置部を兼ね
る。
【０００７】請求項３記載の水晶板のプラズマエッチン
グ装置は、請求項１記載の水晶板のプラズマエッチング
装置であって、前記凹部は、平行平板電極上に載置され
水晶板を保持する保持部材に設けられる。
グ装置は、請求項１記載の水晶板のプラズマエッチング
装置であって、前記凹部は、平行平板電極上に載置され
水晶板を保持する保持部材に設けられる。
【０００８】請求項４記載の水晶板のプラズマエッチン
グ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板の
プラズマエッチング装置であって、前記載置部上に、各
凹部に対応して開口部が設けられたマスク部材が装着さ
れている。
グ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板の
プラズマエッチング装置であって、前記載置部上に、各
凹部に対応して開口部が設けられたマスク部材が装着さ
れている。
【０００９】請求項５記載の水晶板のプラズマエッチン
グ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板の
プラズマエッチング装置であって、前記平行平板電極の
電極間距離Ｌは、３［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］の範囲であ
る。
グ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板の
プラズマエッチング装置であって、前記平行平板電極の
電極間距離Ｌは、３［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］の範囲であ
る。
【００１０】請求項６記載の水晶板のプラズマエッチン
グ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板の
プラズマエッチング装置であって、前記混合ガスの圧力
は、１０００［Ｐａ］〜３０００［Ｐａ］の範囲であ
る。
グ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板の
プラズマエッチング装置であって、前記混合ガスの圧力
は、１０００［Ｐａ］〜３０００［Ｐａ］の範囲であ
る。
【００１１】請求項７記載の水晶板の製造方法は、水晶
板素材を薄化することにより水晶振動子用の水晶板を製
造する水晶板の製造方法であって、水晶板素材を機械研
削する工程と、機械研削後の水晶板をさらにプラズマエ
ッチングによりエッチングして薄化する工程とを含む。
板素材を薄化することにより水晶振動子用の水晶板を製
造する水晶板の製造方法であって、水晶板素材を機械研
削する工程と、機械研削後の水晶板をさらにプラズマエ
ッチングによりエッチングして薄化する工程とを含む。
【００１２】請求項８記載の水晶板の製造方法は、請求
項７記載の水晶板の製造方法であって、前記プラズマエ
ッチングにおいて、前記水晶板を１個づつ保持する複数
の凹部が設けられた載置部を用いる。
項７記載の水晶板の製造方法であって、前記プラズマエ
ッチングにおいて、前記水晶板を１個づつ保持する複数
の凹部が設けられた載置部を用いる。
【００１３】請求項９記載の水晶板は、水晶板素材を薄
化することにより製造された水晶振動子用の水晶板であ
って、水晶板素材を機械研削する工程と、機械研削後の
水晶板をさらにプラズマエッチングによりエッチングし
て薄化する工程とを含む水晶振動子の製造方法によって
製造された。
化することにより製造された水晶振動子用の水晶板であ
って、水晶板素材を機械研削する工程と、機械研削後の
水晶板をさらにプラズマエッチングによりエッチングし
て薄化する工程とを含む水晶振動子の製造方法によって
製造された。
【００１４】請求項１０記載の水晶板は、請求項９記載
の水晶板であって、前記プラズマエッチングにおいて、
前記水晶板を１個づつ保持する複数の凹部が設けられた
載置部に各凹部に対応して開口部が設けられたマスク部
材が装着された状態でプラズマエッチングされ、中央部
に凹状の窪みが形成されている。
の水晶板であって、前記プラズマエッチングにおいて、
前記水晶板を１個づつ保持する複数の凹部が設けられた
載置部に各凹部に対応して開口部が設けられたマスク部
材が装着された状態でプラズマエッチングされ、中央部
に凹状の窪みが形成されている。
【００１５】各請求項記載の発明によれば、板状の水晶
の薄化工程において、水晶板素材を機械研削した後に、
さらにプラズマエッチングにより水晶板をエッチングし
て薄化することにより、高周波数に対応したきわめて薄
い水晶板を高い歩留まりで製造することができる。
の薄化工程において、水晶板素材を機械研削した後に、
さらにプラズマエッチングにより水晶板をエッチングし
て薄化することにより、高周波数に対応したきわめて薄
い水晶板を高い歩留まりで製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のプラ
ズマエッチング装置の断面図、図２は本発明の一実施の
形態のプラズマエッチング装置の処理室の断面図、図３
は本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装置の下
部電極の部分断面図、図４は本発明の一実施の形態の水
晶板の製造方法の工程説明図、図５、図６、図７は本発
明の一実施の形態のプラズマエッチング装置の処理室の
部分断面図、図８は本発明の一実施の形態のプラズマエ
ッチング装置の載置部の部分断面図、図９は本発明の一
実施の形態のプラズマエッチング後の水晶板の断面図で
ある。
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のプラ
ズマエッチング装置の断面図、図２は本発明の一実施の
形態のプラズマエッチング装置の処理室の断面図、図３
は本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装置の下
部電極の部分断面図、図４は本発明の一実施の形態の水
晶板の製造方法の工程説明図、図５、図６、図７は本発
明の一実施の形態のプラズマエッチング装置の処理室の
部分断面図、図８は本発明の一実施の形態のプラズマエ
ッチング装置の載置部の部分断面図、図９は本発明の一
実施の形態のプラズマエッチング後の水晶板の断面図で
ある。
【００１７】まず図１、図２、図３を参照してプラズマ
エッチング装置について説明する。図１において、フレ
ーム部材１Ａに支持されたベース部材１の中央部には、
開口部１ａが設けられている。ベース部材１には、下方
より下部電極３が開口部１ａに挿入されて絶縁部材２を
介して装着され、上方より蓋部材４の側壁部の下端部が
気密に当接する。
エッチング装置について説明する。図１において、フレ
ーム部材１Ａに支持されたベース部材１の中央部には、
開口部１ａが設けられている。ベース部材１には、下方
より下部電極３が開口部１ａに挿入されて絶縁部材２を
介して装着され、上方より蓋部材４の側壁部の下端部が
気密に当接する。
【００１８】蓋部材４の天井面には、上部電極６の支持
部６ａが真空密に挿通している。上部電極６と下部電極
３は平行平板電極を構成している。すなわち上部電極６
の下面と下部電極３の上面は略平板状で対向した配置と
なっており、図２に示すように下部電極３の上面に設け
られた複数の凹部３ａ内には、エッチング対象の水晶板
７が載置される。したがって、下部電極３の上面は水晶
板７を載置する載置部を兼ねたものとなっている。図３
に示すように、凹部３ａはプラズマエッチング処理の対
象となる水晶板７の大きさに応じて設けられており、内
部に水晶板７を載置した状態で水晶板７の位置や姿勢が
大きくずれないような形状となっている。
部６ａが真空密に挿通している。上部電極６と下部電極
３は平行平板電極を構成している。すなわち上部電極６
の下面と下部電極３の上面は略平板状で対向した配置と
なっており、図２に示すように下部電極３の上面に設け
られた複数の凹部３ａ内には、エッチング対象の水晶板
７が載置される。したがって、下部電極３の上面は水晶
板７を載置する載置部を兼ねたものとなっている。図３
に示すように、凹部３ａはプラズマエッチング処理の対
象となる水晶板７の大きさに応じて設けられており、内
部に水晶板７を載置した状態で水晶板７の位置や姿勢が
大きくずれないような形状となっている。
【００１９】上部電極６が装着された蓋部材４、下部電
極３およびベース部材１により閉囲される空間は、水晶
板をプラズマ放電によってエッチング処理する処理室５
となっている。蓋部材４は図示しない接離手段によって
ベース部材１に対して接離可能となっており、蓋部材４
がベース部材１と分離することにより、処理室５は開放
状態となる。そしてこの状態で水晶板７の処理室５への
搬入および処理後の水晶板７の処理室５からの搬出を行
う。
極３およびベース部材１により閉囲される空間は、水晶
板をプラズマ放電によってエッチング処理する処理室５
となっている。蓋部材４は図示しない接離手段によって
ベース部材１に対して接離可能となっており、蓋部材４
がベース部材１と分離することにより、処理室５は開放
状態となる。そしてこの状態で水晶板７の処理室５への
搬入および処理後の水晶板７の処理室５からの搬出を行
う。
【００２０】図２に示す下部電極３の上面と上部電極６
の下面との間の距離Ｌ（以下、電極間距離Ｌと略称す
る。）は、装置製作時または調整時に予め所定値に設定
されており、特定された水晶板７を対象とした装置稼働
時には電極間距離Ｌは固定された状態で使用される。
の下面との間の距離Ｌ（以下、電極間距離Ｌと略称す
る。）は、装置製作時または調整時に予め所定値に設定
されており、特定された水晶板７を対象とした装置稼働
時には電極間距離Ｌは固定された状態で使用される。
【００２１】図２において、上部電極６の支持部６ａの
内部にはガス供給孔６ｂが設けられており、ガス供給孔
６ｂは上部電極６の下面に多数設けられたガス噴出孔６
ｃと連通している。またガス供給孔６ｂは図１に示すよ
うに、バルブ１１を介してガス供給部１０と接続されて
いる。ガス供給部１０はガス供給手段であり、酸素ガス
と６フッ化硫黄（ＳＦ６）や４フッ化炭素（ＣＦ４）な
どのフッ素系ガス及びアルゴンガスを含む混合ガスを供
給する。バルブ１１を開状態にしてガス供給部１０を駆
動すると、ガス噴出孔６ｃから処理室５の内部に前記混
合ガスが供給される。
内部にはガス供給孔６ｂが設けられており、ガス供給孔
６ｂは上部電極６の下面に多数設けられたガス噴出孔６
ｃと連通している。またガス供給孔６ｂは図１に示すよ
うに、バルブ１１を介してガス供給部１０と接続されて
いる。ガス供給部１０はガス供給手段であり、酸素ガス
と６フッ化硫黄（ＳＦ６）や４フッ化炭素（ＣＦ４）な
どのフッ素系ガス及びアルゴンガスを含む混合ガスを供
給する。バルブ１１を開状態にしてガス供給部１０を駆
動すると、ガス噴出孔６ｃから処理室５の内部に前記混
合ガスが供給される。
【００２２】ベース部材１には給排気孔１ｂが設けられ
ており、給排気孔１ｂにはバルブ１７を介して排気用真
空ポンプ１６が接続されている。処理室５が閉じた状態
で、排気用真空ポンプ１６を駆動することにより、処理
室５内は排気され減圧される。真空計１８によって真空
度を検出し、検出結果に基づいて排気用真空ポンプ１６
を制御することにより、処理室５内部は予め設定されて
いる所定の真空度まで到達する。
ており、給排気孔１ｂにはバルブ１７を介して排気用真
空ポンプ１６が接続されている。処理室５が閉じた状態
で、排気用真空ポンプ１６を駆動することにより、処理
室５内は排気され減圧される。真空計１８によって真空
度を検出し、検出結果に基づいて排気用真空ポンプ１６
を制御することにより、処理室５内部は予め設定されて
いる所定の真空度まで到達する。
【００２３】ガス供給部１０から前記混合ガスを処理室
５内にガス噴出孔６ｃを介して供給するとともに、真空
計１８によって処理室５内のガス圧力を検出し検出結果
に基づいて、図示しない制御手段によってバルブ１１を
制御することにより、処理室５内の混合ガスの圧力Ｐ、
すなわちエッチングのためのプラズマ放電時の混合ガス
の圧力（以下、放電圧力と略称）Ｐを、予め設定されて
いる所定圧力に設定することができる。また給排気孔１
ｂには大気導入用バルブ１９が接続されており、大気導
入用バルブ１９を開くことにより、処理室５内には真空
破壊用の空気が導入される。
５内にガス噴出孔６ｃを介して供給するとともに、真空
計１８によって処理室５内のガス圧力を検出し検出結果
に基づいて、図示しない制御手段によってバルブ１１を
制御することにより、処理室５内の混合ガスの圧力Ｐ、
すなわちエッチングのためのプラズマ放電時の混合ガス
の圧力（以下、放電圧力と略称）Ｐを、予め設定されて
いる所定圧力に設定することができる。また給排気孔１
ｂには大気導入用バルブ１９が接続されており、大気導
入用バルブ１９を開くことにより、処理室５内には真空
破壊用の空気が導入される。
【００２４】下部電極３の内部には、冷却用の管路３ｃ
が設けられている。管路３ｃは冷却装置１４と接続され
ており、管路３ｃ内を冷却装置１４によって冷却された
水などの冷却媒体を循環させることにより、エッチング
処理時に発生する熱を冷却媒体に吸収させて、処理対象
の水晶板７を冷却することができる。
が設けられている。管路３ｃは冷却装置１４と接続され
ており、管路３ｃ内を冷却装置１４によって冷却された
水などの冷却媒体を循環させることにより、エッチング
処理時に発生する熱を冷却媒体に吸収させて、処理対象
の水晶板７を冷却することができる。
【００２５】下部電極３は同調回路部を備えた高周波電
源部１５と電気的に接続されている。上部電極６は蓋部
材４を介して接地されており、高周波電源部１５を駆動
することにより、下部電極３と上部電極６との間には高
周波電圧が印加される。処理室５内を真空排気した後に
ガス供給部１０によって前述の混合ガスを処理室５内に
供給し、処理室５内を所定の圧力に保った状態で、下部
電極３に高周波電圧を印加することにより、下部電極３
と上部電極６の間にはプラズマ放電が発生する。
源部１５と電気的に接続されている。上部電極６は蓋部
材４を介して接地されており、高周波電源部１５を駆動
することにより、下部電極３と上部電極６との間には高
周波電圧が印加される。処理室５内を真空排気した後に
ガス供給部１０によって前述の混合ガスを処理室５内に
供給し、処理室５内を所定の圧力に保った状態で、下部
電極３に高周波電圧を印加することにより、下部電極３
と上部電極６の間にはプラズマ放電が発生する。
【００２６】このプラズマエッチング装置は上記のよう
に構成されており、以下このプラズマエッチング装置を
用いた水晶板の製造方法について説明する。この水晶板
は、板状の水晶を薄化することにより、水晶振動子用と
して製造されるものである。
に構成されており、以下このプラズマエッチング装置を
用いた水晶板の製造方法について説明する。この水晶板
は、板状の水晶を薄化することにより、水晶振動子用と
して製造されるものである。
【００２７】図４（ａ）において、７Ａは板状の水晶板
素材であり、水晶板素材７Ａはまず図４（ｂ）に示すよ
うに、水晶振動子用の所定サイズの個片の水晶板７Ｂに
分割される。そして分割後の水晶板７Ｂは研削工程に送
られる。ここで、機械研削加工を行うことにより、図４
（ｃ）に示すように水晶板７Ｂを研削し、約５０μｍの
厚さＴ１の水晶板７を得る。この研削加工後の水晶板７
には、図４（ｄ）に示すように研削面に加工歪層７ａが
生成されている。この加工歪層７ａはマイクロクラック
を含む場合が多く、水晶板７の強度を損なう原因となる
ため、極力除去することが望ましい。
素材であり、水晶板素材７Ａはまず図４（ｂ）に示すよ
うに、水晶振動子用の所定サイズの個片の水晶板７Ｂに
分割される。そして分割後の水晶板７Ｂは研削工程に送
られる。ここで、機械研削加工を行うことにより、図４
（ｃ）に示すように水晶板７Ｂを研削し、約５０μｍの
厚さＴ１の水晶板７を得る。この研削加工後の水晶板７
には、図４（ｄ）に示すように研削面に加工歪層７ａが
生成されている。この加工歪層７ａはマイクロクラック
を含む場合が多く、水晶板７の強度を損なう原因となる
ため、極力除去することが望ましい。
【００２８】次に、機械研削後の水晶板７はプラズマエ
ッチング工程に送られる。ここではプラズマエッチング
装置により、水晶板７の厚さをさらに薄くする薄化加工
が行われる。このプラズマエッチング処理について説明
する。まず図２に示すように、水晶板７を下部電極３の
上面の凹部３ａ内に載置する。この作業は蓋部材４を上
昇させて処理室５を開放状態にして行う。
ッチング工程に送られる。ここではプラズマエッチング
装置により、水晶板７の厚さをさらに薄くする薄化加工
が行われる。このプラズマエッチング処理について説明
する。まず図２に示すように、水晶板７を下部電極３の
上面の凹部３ａ内に載置する。この作業は蓋部材４を上
昇させて処理室５を開放状態にして行う。
【００２９】次いで処理室５を閉じ、排気用真空ポンプ
１６を駆動して処理室５内を真空排気した後、ガス供給
部１０を駆動して処理室５内にプラズマ発生用ガスを供
給する。このとき、電極間距離Ｌが３〜１０ｍｍの範囲
で、また放電圧力Ｐが１０００〜５０００Ｐａの範囲と
なるようにエッチング条件が設定される。そして、この
条件下で高周波電源部１５を駆動して上部電極６と下部
電極３の間に高周波電圧を印加することにより、上部電
極６と下部電極３の間にはプラズマ放電が発生する。そ
して発生したプラズマのエッチング作用により、水晶板
７のプラズマエッチング処理が行われる。
１６を駆動して処理室５内を真空排気した後、ガス供給
部１０を駆動して処理室５内にプラズマ発生用ガスを供
給する。このとき、電極間距離Ｌが３〜１０ｍｍの範囲
で、また放電圧力Ｐが１０００〜５０００Ｐａの範囲と
なるようにエッチング条件が設定される。そして、この
条件下で高周波電源部１５を駆動して上部電極６と下部
電極３の間に高周波電圧を印加することにより、上部電
極６と下部電極３の間にはプラズマ放電が発生する。そ
して発生したプラズマのエッチング作用により、水晶板
７のプラズマエッチング処理が行われる。
【００３０】このプラズマ処理においては、フッ素系ガ
スと酸素ガスを含む混合ガスにプラズマ放電が行われる
ことにより、ガス状のフッ素ラジカルや酸素ラジカルな
どの活性物質が発生し、これらの活性物質の作用により
水晶板７の成分であるシリコンが除去され、水晶板７の
上面のプラズマエッチング処理が行われる。
スと酸素ガスを含む混合ガスにプラズマ放電が行われる
ことにより、ガス状のフッ素ラジカルや酸素ラジカルな
どの活性物質が発生し、これらの活性物質の作用により
水晶板７の成分であるシリコンが除去され、水晶板７の
上面のプラズマエッチング処理が行われる。
【００３１】プラズマエッチング処理が完了したなら
ば、処理室５内に大気を導入して蓋部材４を開放し、凹
部３ａ内から処理済みの水晶板７を取り出す。このプラ
ズマエッチング処理により、水晶板７は約１５μｍ程度
の極薄の水晶板に薄化加工される（図４（ｅ）参照）。
このとき、機械研削の際に水晶板７の表面に生成された
加工歪層７ａが除去され、強度脆化の原因となるマイク
ロクラック層を除去することができる。これにより、以
後の製造過程における破壊を防止し高い加工歩留まりで
極薄の水晶振動子用の水晶板７を製作することができ
る。
ば、処理室５内に大気を導入して蓋部材４を開放し、凹
部３ａ内から処理済みの水晶板７を取り出す。このプラ
ズマエッチング処理により、水晶板７は約１５μｍ程度
の極薄の水晶板に薄化加工される（図４（ｅ）参照）。
このとき、機械研削の際に水晶板７の表面に生成された
加工歪層７ａが除去され、強度脆化の原因となるマイク
ロクラック層を除去することができる。これにより、以
後の製造過程における破壊を防止し高い加工歩留まりで
極薄の水晶振動子用の水晶板７を製作することができ
る。
【００３２】また、本実施の形態の水晶板の製造方法
は、上記プラズマエッチングにおいてフッ素系ガスと酸
素系ガスを含むプラズマ発生用ガスを用いているため高
効率のエッチングを行うことができ、プラズマエッチン
グに先立って機械研削を行うことと相まって、高い生産
性を達成することを可能としている。
は、上記プラズマエッチングにおいてフッ素系ガスと酸
素系ガスを含むプラズマ発生用ガスを用いているため高
効率のエッチングを行うことができ、プラズマエッチン
グに先立って機械研削を行うことと相まって、高い生産
性を達成することを可能としている。
【００３３】なお、本実施の形態では、水晶板の載置方
法として、下部電極３に形成された凹部３ａ内に水晶板
７を単に載置する例を示しているが、図５に示すように
真空吸着を用いてさらに強固に保持するようにしてもよ
い。すなわち、図５において、下部電極３には各凹部３
ａと連通する吸引孔３ｄが形成されており、吸引孔３ｄ
は内部孔３ｅおよびバルブ１２を介して吸着用真空ポン
プ１３と接続されている。
法として、下部電極３に形成された凹部３ａ内に水晶板
７を単に載置する例を示しているが、図５に示すように
真空吸着を用いてさらに強固に保持するようにしてもよ
い。すなわち、図５において、下部電極３には各凹部３
ａと連通する吸引孔３ｄが形成されており、吸引孔３ｄ
は内部孔３ｅおよびバルブ１２を介して吸着用真空ポン
プ１３と接続されている。
【００３４】凹部３ａ内に水晶板７を載置した状態で、
バルブ１２を開け吸着用真空ポンプ１３を駆動すること
により、吸引孔３ｄから真空吸引して凹部３ａ底面に水
晶板７を吸着して保持することができる。この真空吸引
に際しては、吸着用真空ポンプ１３の吸引圧力を処理室
５内の所定の真空度よりも高い真空度、すなわち処理室
５内の圧力よりも低い圧力で吸引することにより、減圧
された処理室５内にあっても下部電極３の凹部３ａ内に
水晶板７を真空吸着により保持することが可能となる。
バルブ１２を開け吸着用真空ポンプ１３を駆動すること
により、吸引孔３ｄから真空吸引して凹部３ａ底面に水
晶板７を吸着して保持することができる。この真空吸引
に際しては、吸着用真空ポンプ１３の吸引圧力を処理室
５内の所定の真空度よりも高い真空度、すなわち処理室
５内の圧力よりも低い圧力で吸引することにより、減圧
された処理室５内にあっても下部電極３の凹部３ａ内に
水晶板７を真空吸着により保持することが可能となる。
【００３５】また、本実施の形態では、下部電極３自体
に水晶板７を保持する凹部３ａを設けて載置部を兼ねさ
せる例を示しているが、これ以外の保持方法を用いても
よい。例えば、図６に示すように、水晶板７を複数の凹
部２０ａが形成された保持部材としての専用のキャリア
２０に保持させるようにしてもよい。この例では、水晶
板７はキャリア２０に設けられた凹部２０ａに予め装着
された状態で供給され、プラズマエッチングに際しては
このキャリア２０ごと下部電極３上に載置される。そし
てこの状態で、プラズマエッチング処理が行われる。す
なわち、この例では、キャリア２０が水晶板７の載置部
を兼ねたものとなっている。
に水晶板７を保持する凹部３ａを設けて載置部を兼ねさ
せる例を示しているが、これ以外の保持方法を用いても
よい。例えば、図６に示すように、水晶板７を複数の凹
部２０ａが形成された保持部材としての専用のキャリア
２０に保持させるようにしてもよい。この例では、水晶
板７はキャリア２０に設けられた凹部２０ａに予め装着
された状態で供給され、プラズマエッチングに際しては
このキャリア２０ごと下部電極３上に載置される。そし
てこの状態で、プラズマエッチング処理が行われる。す
なわち、この例では、キャリア２０が水晶板７の載置部
を兼ねたものとなっている。
【００３６】さらに、図７、図８に示すように、水晶板
７を保持する下部電極３の凹部３ａの上面にマスク部材
２１を装着した状態でプラズマエッチングを行うように
してもよい。マスク部材２１には各凹部３ａに対応して
開口部２１ａが設けられており、プラズマエッチングは
これらの開口部２１ａを介して行われる。
７を保持する下部電極３の凹部３ａの上面にマスク部材
２１を装着した状態でプラズマエッチングを行うように
してもよい。マスク部材２１には各凹部３ａに対応して
開口部２１ａが設けられており、プラズマエッチングは
これらの開口部２１ａを介して行われる。
【００３７】この方法によれば、真空破壊のための大気
導入時など、処理室５内で気体の流れが発生する場合に
おいても、凹部３ａがマスク部材２１によって覆われて
いるため凹部３ａ内の水晶板７が吹き飛ばされることな
く確実に保持されるという効果が得られる。もちろん、
キャリア２０を用いる場合に凹部２０ａの上面にマスク
部材２１を装着するようにしてもよい。
導入時など、処理室５内で気体の流れが発生する場合に
おいても、凹部３ａがマスク部材２１によって覆われて
いるため凹部３ａ内の水晶板７が吹き飛ばされることな
く確実に保持されるという効果が得られる。もちろん、
キャリア２０を用いる場合に凹部２０ａの上面にマスク
部材２１を装着するようにしてもよい。
【００３８】このほか、このようなマスク部材２１を用
いることにより、以下のような優れた効果を得ることが
できる。プラズマエッチング時には、プラズマによって
発生した活性物質の作用が開口部２１ａを介して及ぶた
め、プラズマによる水晶板７のエッチングは開口部２１
ａ直下において特に集中的に行われる。この結果、エッ
チング後には、図９に示すように水晶板７の中央部７ｂ
に凹状の窪みが形成され、周囲が厚く中央部７ｂが薄い
断面形状の水晶板７が得られる。これにより、全体的な
強度を脆弱にすることなく、必要発振周波数に応じた薄
さの水晶板７を製作することができる。
いることにより、以下のような優れた効果を得ることが
できる。プラズマエッチング時には、プラズマによって
発生した活性物質の作用が開口部２１ａを介して及ぶた
め、プラズマによる水晶板７のエッチングは開口部２１
ａ直下において特に集中的に行われる。この結果、エッ
チング後には、図９に示すように水晶板７の中央部７ｂ
に凹状の窪みが形成され、周囲が厚く中央部７ｂが薄い
断面形状の水晶板７が得られる。これにより、全体的な
強度を脆弱にすることなく、必要発振周波数に応じた薄
さの水晶板７を製作することができる。
【００３９】上記説明したように、本実施の形態に示す
水晶板の製造方法は、水晶板をまず機械研削により粗加
工した後、プラズマエッチングにより所望の厚さまで薄
化加工するものである。これにより、高能率の薄化加工
が実現されると共に、機械研削で発生するマイクロクラ
ック層などのダメージ部分をプラズマエッチングによっ
て除去することができ、ダメージによる破損を有効に防
止して加工歩留まりを向上させることができる。そして
プラズマエッチングによれば、従来の機械研削では達成
できなかった極薄の水晶板を製造することができるの
で、水晶振動子の高周波化への適切な対応が可能とな
る。
水晶板の製造方法は、水晶板をまず機械研削により粗加
工した後、プラズマエッチングにより所望の厚さまで薄
化加工するものである。これにより、高能率の薄化加工
が実現されると共に、機械研削で発生するマイクロクラ
ック層などのダメージ部分をプラズマエッチングによっ
て除去することができ、ダメージによる破損を有効に防
止して加工歩留まりを向上させることができる。そして
プラズマエッチングによれば、従来の機械研削では達成
できなかった極薄の水晶板を製造することができるの
で、水晶振動子の高周波化への適切な対応が可能とな
る。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、板状の水晶の薄化工程
において、水晶板素材を機械研削した後に、さらにプラ
ズマエッチングにより水晶板をエッチングして薄化する
ようにしたので、水晶振動子の高周波化に適切に対応し
た極薄の水晶板を高い加工歩留まりで製造することがで
きる。
において、水晶板素材を機械研削した後に、さらにプラ
ズマエッチングにより水晶板をエッチングして薄化する
ようにしたので、水晶振動子の高周波化に適切に対応し
た極薄の水晶板を高い加工歩留まりで製造することがで
きる。
【図１】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装
置の断面図
置の断面図
【図２】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装
置の処理室の断面図
置の処理室の断面図
【図３】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装
置の下部電極の部分断面図
置の下部電極の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の水晶板の製造方法の工
程説明図
程説明図
【図５】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装
置の処理室の部分断面図
置の処理室の部分断面図
【図６】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装
置の処理室の部分断面図
置の処理室の部分断面図
【図７】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装
置の処理室の部分断面図
置の処理室の部分断面図
【図８】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装
置の載置部の部分断面図
置の載置部の部分断面図
【図９】本発明の一実施の形態のプラズマエッチング後
の水晶板の断面図
の水晶板の断面図
３ 下部電極 ３ａ 凹部 ５ 処理室 ６ 上部電極 ７Ａ 水晶板素材 ７，７Ｂ 水晶板 １０ ガス供給部 １３ 吸着用真空ポンプ １５ 高周波電源部 １６ 排気用真空ポンプ ２０ キャリア ２１ マスク部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA01 BA06 BA07 BB13 BC08 CA02 DA01 DA18 DA26 DB03 EA01 5J108 MM08
Claims (10)
- 【請求項１】水晶板をプラズマエッチングにより薄化す
る水晶板のプラズマエッチング装置であって、内部に平
行平板電極が配置された処理室と、この処理室内に配置
され前記水晶板を１個づつ保持する凹部が複数設けられ
た載置部と、前記処理室内に酸素とフッ素系ガスを含む
混合ガスを供給するガス供給手段と、前記平行平板電極
に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備えたことを
特徴とする水晶板のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２】前記凹部は前記平行平板電極の一方の電極
に設けられ、この平行平板電極が前記載置部を兼ねるこ
とを特徴とする請求項１記載の水晶板のプラズマエッチ
ング装置。 - 【請求項３】前記凹部は、平行平板電極上に載置され水
晶板を保持する保持部材に設けられることを特徴とする
請求項１記載の水晶板のプラズマエッチング装置。 - 【請求項４】前記載置部上に、各凹部に対応して開口部
が設けられたマスク部材が装着されていることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板のプラズ
マエッチング装置。 - 【請求項５】前記平行平板電極の電極間距離Ｌは、３
［ｍｍ］〜１０［ｍｍ］の範囲であることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶板のプラズマエ
ッチング装置。 - 【請求項６】前記混合ガスの圧力は、１０００［Ｐａ］
〜３０００［Ｐａ］の範囲であることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の水晶板のプラズマエッチ
ング装置。 - 【請求項７】水晶板素材を薄化することにより水晶振動
子用の水晶板を製造する水晶板の製造方法であって、水
晶板素材を機械研削する工程と、機械研削後の水晶板を
さらにプラズマエッチングによりエッチングして薄化す
る工程とを含むことを特徴とする水晶板の製造方法。 - 【請求項８】前記プラズマエッチングにおいて、前記水
晶板を１個づつ保持する複数の凹部が設けられた載置部
を用いることを特徴とする請求項７記載の水晶板の製造
方法。 - 【請求項９】水晶板素材を薄化することにより製造され
た水晶振動子用の水晶板であって、水晶板素材を機械研
削する工程と、機械研削後の水晶板をさらにプラズマエ
ッチングによりエッチングして薄化する工程とを含む水
晶振動子の製造方法によって製造されたことを特徴とす
る水晶板。 - 【請求項１０】前記プラズマエッチングにおいて、前記
水晶板を１個づつ保持する複数の凹部が設けられた載置
部に各凹部に対応して開口部が設けられたマスク部材が
装着された状態でプラズマエッチングされ、中央部に凹
状の窪みが形成されていることを特徴とする請求項９記
載の水晶板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034715A JP2001230235A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造方法並びに水晶板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000034715A JP2001230235A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造方法並びに水晶板 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004082284A Division JP2004193632A (ja) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | 水晶板のプラズマエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001230235A true JP2001230235A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18559015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000034715A Pending JP2001230235A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 水晶板のプラズマエッチング装置および水晶板の製造方法並びに水晶板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001230235A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100594A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-08 | Seiko Epson Corp | Etching method |
| JPS60208836A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | インターナショナル ビジネス マシーンズ コーポレーション | プラズマ・エツチング装置 |
| JPH04356921A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-10 | Fujitsu Ltd | ドライエッチング装置のウェハ保持盤 |
| JPH06128763A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-10 | Nippon Scient Kk | 反応性イオンエッチング装置における供試体の汚染防止装置 |
| JPH07147247A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-06 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置 |
| JPH09209151A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-12 | Canon Sales Co Inc | ガス分散器及びプラズマ処理装置 |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000034715A patent/JP2001230235A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100594A (en) * | 1978-01-26 | 1979-08-08 | Seiko Epson Corp | Etching method |
| JPS60208836A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | インターナショナル ビジネス マシーンズ コーポレーション | プラズマ・エツチング装置 |
| JPH04356921A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-10 | Fujitsu Ltd | ドライエッチング装置のウェハ保持盤 |
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| JPH07147247A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-06 | Tokyo Electron Ltd | 処理装置 |
| JPH09209151A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-12 | Canon Sales Co Inc | ガス分散器及びプラズマ処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040127 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |