JP2003273679A - Method of manufacturing piezoelectric vibrator, photo- mask, piezoelectric vibrator, and piezoelectric device - Google Patents
Method of manufacturing piezoelectric vibrator, photo- mask, piezoelectric vibrator, and piezoelectric deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動片の製造
方法、フォトマスク、圧電振動片および圧電デバイスに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a photomask, a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気回路において一定の周波数を得るた
め、図７に示すように、圧電振動片２０をパッケージ５
等に実装した圧電振動子１が広く利用されている。圧電
振動片２０は、水晶等の圧電材料からなる平板の両面
に、励振電極２６を形成したものである。なお、圧電材
料の厚さが薄いほど、圧電振動片２０の共振周波数が高
くなる。そこで、平板の片面または両面に逆メサ部（凹
部）２４を形成し、その逆メサ部２４の底面に励振電極
２６を形成した、逆メサ型圧電振動片２０が開発されて
いる。2. Description of the Related Art In order to obtain a constant frequency in an electric circuit, as shown in FIG.
Piezoelectric vibrators 1 mounted on, for example, are widely used. The piezoelectric vibrating piece 20 is one in which the excitation electrodes 26 are formed on both surfaces of a flat plate made of a piezoelectric material such as quartz. The thinner the piezoelectric material, the higher the resonance frequency of the piezoelectric vibrating piece 20. Therefore, an inverted mesa type piezoelectric vibrating piece 20 has been developed in which an inverted mesa portion (recess) 24 is formed on one surface or both surfaces of a flat plate, and an excitation electrode 26 is formed on the bottom surface of the inverted mesa portion 24.
【０００３】圧電振動片は、水晶等の圧電材料から切り
出した圧電基板上において、複数個を同時に形成する。
具体的には、まず圧電基板の表面全体に耐蝕膜を形成す
る。次に、耐蝕膜の表面全体にレジストを塗布する。そ
して、図８に示すフォトマスク１９０を用いてレジスト
を露光する。フォトマスク１９０には、形成すべき複数
の圧電振動片のパターン１９２が遮光部として描画さ
れ、その周辺部１９５は透光部になっている。また、フ
ォトマスク１９０には、形成された圧電振動片を支持す
るフレームのパターン１９４が描画され、圧電振動片の
パターン１９２との間に支持部のパターン１９３が描画
されている。A plurality of piezoelectric vibrating pieces are simultaneously formed on a piezoelectric substrate cut out from a piezoelectric material such as quartz.
Specifically, first, a corrosion resistant film is formed on the entire surface of the piezoelectric substrate. Next, a resist is applied to the entire surface of the corrosion resistant film. Then, the resist is exposed using the photomask 190 shown in FIG. On the photomask 190, a plurality of piezoelectric vibrating reed patterns 192 to be formed are drawn as a light shielding portion, and a peripheral portion 195 thereof is a light transmitting portion. In addition, a pattern 194 of a frame that supports the formed piezoelectric vibrating piece is drawn on the photomask 190, and a pattern 193 of a supporting portion is drawn between the pattern 192 and the pattern 192 of the piezoelectric vibrating piece.
【０００４】このフォトマスク１９０を介してレジスト
を露光し、現像することにより、圧電振動片の形成領域
にレジストが残り、その周辺部のレジストが除去され
る。そして、そのレジストをマスクとして耐蝕膜をエッ
チングすることにより、圧電振動片の形成領域に耐蝕膜
が残り、その周辺部の耐蝕膜が除去されて、耐蝕膜がパ
ターニングされる。そして、パターニングされた耐蝕膜
をマスクとして圧電基板をエッチングすることにより、
圧電振動片の外形が形成される。その後、励振電極等を
形成した圧電振動片をフレームから分離すれば、圧電振
動片が完成する。By exposing the resist through the photomask 190 and developing the resist, the resist remains in the region where the piezoelectric vibrating piece is formed, and the resist in the peripheral portion thereof is removed. Then, by etching the anticorrosion film using the resist as a mask, the anticorrosion film remains in the formation region of the piezoelectric vibrating piece, the anticorrosion film in the peripheral portion is removed, and the anticorrosion film is patterned. Then, by etching the piezoelectric substrate using the patterned corrosion resistant film as a mask,
The outer shape of the piezoelectric vibrating piece is formed. After that, the piezoelectric vibrating reed having the excitation electrode and the like formed thereon is separated from the frame to complete the piezoelectric vibrating reed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した方法により形
成された圧電振動片の平面図を、図９（１）に示す。な
お、同図（２）はＡ−Ａ線における断面図であり、同図
（３）はＢ−Ｂ線における断面図であり、同図（４）は
Ｃ−Ｃ線における断面図である。圧電振動片１２０の外
形は、圧電基板における圧電振動片の形成領域のＸ方向
およびＺ′方向周辺部をエッチングすることにより形成
される。したがって、圧電振動片の角部１２０ａには両
方向のエッチングが重畳的に作用してオーバーエッチン
グされ、図９の各図に示すように面だれが生じる。な
お、水晶等の圧電材料の異方性により、面だれは一定の
方向に発生すると考えられる。そしてこの面だれによ
り、圧電振動片の外形形状に起因するスプリアス振動が
発生するという問題がある。A plan view of the piezoelectric vibrating reed formed by the above method is shown in FIG. 9 (1). In addition, FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA, FIG. 3C is a sectional view taken along the line BB, and FIG. 4D is a sectional view taken along the line C-C. The outer shape of the piezoelectric vibrating piece 120 is formed by etching the X-direction and Z′-direction peripheral portions of the piezoelectric vibrating piece forming region of the piezoelectric substrate. Therefore, the corners 120a of the piezoelectric vibrating piece are over-etched due to the etching in both directions overlappingly acting on each other, resulting in surface sag as shown in each drawing of FIG. It is considered that the sag occurs in a certain direction due to the anisotropy of the piezoelectric material such as quartz. Then, there is a problem that this surface sag causes spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece.
【０００６】本発明は上記問題点に着目し、圧電振動片
の外形形状に起因するスプリアス振動の発生を防止する
ことが可能な、圧電振動片の製造方法、フォトマスクお
よび圧電振動片の提供を目的とする。In view of the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a photomask, and a piezoelectric vibrating piece that can prevent spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. To aim.
【０００７】ところで、図７に示す圧電振動子１は、圧
電振動片２０をパッケージ５にマウントして製造する。
ここで、上述した方法により圧電振動片２０を形成した
場合には、圧電振動片のマウント部２０ｂに面だれが発
生するので、パッケージ５との接着強度が低下し、また
圧電振動子１のＣＩ値が増加する。そこで、マウント部
２０ｂの面積を確保するため、圧電振動片２０の外形を
拡大する必要がある。しかしそれでは、圧電デバイス１
の小型化の要請に応えることができないという問題があ
る。The piezoelectric vibrator 1 shown in FIG. 7 is manufactured by mounting the piezoelectric vibrating piece 20 on the package 5.
Here, when the piezoelectric vibrating reed 20 is formed by the above-described method, the mounting portion 20b of the piezoelectric vibrating reed causes surface sagging, so that the adhesive strength with the package 5 is lowered, and the CI of the piezoelectric vibrator 1 is reduced. The value increases. Therefore, it is necessary to enlarge the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 20 in order to secure the area of the mount portion 20b. But then, the piezoelectric device 1
However, there is a problem that it cannot meet the demand for miniaturization.
【０００８】また、上述した方法により逆メサ型圧電振
動片を形成した場合には、図９に示す逆メサ部１２４の
外枠１２５に面だれが発生するので、外枠１２５の一部
が細くなって強度が劣化する。そこで、逆メサ部１２４
の大きさを維持したまま圧電振動片１２０の外形を拡大
するか、または逆メサ部１２４の大きさを縮小して圧電
振動片１２０の外形を維持するか、いずれかの方法で強
度を確保する必要がある。しかし、前者の場合には圧電
デバイスの小型化の要請に応えることができないという
問題があり、後者の場合は圧電振動片のＣＩ値や温度特
性が悪化するという問題がある。When the inverted mesa type piezoelectric vibrating piece is formed by the above-mentioned method, the outer frame 125 of the inverted mesa portion 124 shown in FIG. 9 is sagging, so that the outer frame 125 is partly thin. And the strength deteriorates. Therefore, the reverse mesa unit 124
Of the piezoelectric vibrating reed 120 while maintaining the outer diameter of the piezoelectric vibrating reed 120 or maintaining the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 120 by reducing the size of the reverse mesa portion 124. There is a need. However, in the former case, there is a problem that the request for downsizing of the piezoelectric device cannot be met, and in the latter case, there is a problem that the CI value and temperature characteristics of the piezoelectric vibrating piece deteriorate.
【０００９】本発明は上記問題点に着目し、圧電デバイ
スの小型化が可能な、圧電振動片の製造方法、フォトマ
スクおよび圧電振動片の提供を目的とする。加えて本発
明は、圧電振動片の外形形状に起因するスプリアス振動
の発生を防止することが可能であり、また小型化が可能
な、圧電デバイスの提供を目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a photomask, and a piezoelectric vibrating piece, which enables miniaturization of a piezoelectric device. In addition, an object of the present invention is to provide a piezoelectric device that can prevent spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece and can be downsized.
【００１０】一方、圧電振動片の製造途中において、圧
電振動片は支持部により圧電基板のフレームに連結され
支持されている。なお、最終工程において、圧電振動片
は支持部から折り取られて分離される。もっとも、製造
途中に圧電振動片が外力を受けて、フレームから脱落す
る場合がある。そこで本発明は、圧電振動片の脱落を防
止することが可能であり、最終的には圧電振動片を圧電
基板から分離することが可能な、圧電振動片の製造方法
およびフォトマスクの提供を目的とする。On the other hand, during the manufacture of the piezoelectric vibrating piece, the piezoelectric vibrating piece is connected to and supported by the frame of the piezoelectric substrate by the supporting portion. In the final step, the piezoelectric vibrating piece is broken off from the supporting portion and separated. However, the piezoelectric vibrating piece may fall off the frame due to an external force during manufacturing. Therefore, the present invention aims to provide a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece and a photomask capable of preventing the piezoelectric vibrating piece from falling off and finally separating the piezoelectric vibrating piece from the piezoelectric substrate. And
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係る圧電振動片の製造方法では、
圧電基板における圧電振動片の形成領域に耐蝕膜を形成
するとともに、前記圧電振動片の形成領域の角部の周辺
部に、前記圧電振動片の角部におけるオーバーエッチン
グ防止用の耐蝕膜を形成する工程と、前記耐蝕膜をマス
クとして前記圧電基板をエッチングし、前記圧電振動片
の外形を形成する工程と、を順次行う構成とした。In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the invention of claim 1,
A corrosion-resistant film is formed on a region of the piezoelectric substrate on which the piezoelectric vibrating piece is formed, and an anti-corrosion film for preventing over-etching on the corner of the piezoelectric vibrating piece is formed around the corner of the piezoelectric vibrating piece. The step and the step of etching the piezoelectric substrate using the corrosion-resistant film as a mask to form the outer shape of the piezoelectric vibrating reed are sequentially performed.
【００１２】この場合、圧電振動片の形成領域の角部の
周辺部に形成した耐蝕膜により、圧電振動片の形成領域
のＸ方向周辺部およびＺ′方向周辺部が分断される。こ
れにより、圧電振動片の形成領域の角部に対して、両方
向におけるエッチングが重畳的に作用することがない。
そのため、圧電振動片の角部がオーバーエッチングされ
ることがなく、面だれも発生しない。したがって、圧電
振動片の外形形状に起因するスプリアス振動の発生を防
止することができる。また、面だれが発生しないので、
圧電振動片の外形を拡大する必要はない。したがって、
圧電デバイスを小型化することができる。In this case, the X-direction peripheral portion and the Z′-direction peripheral portion of the piezoelectric vibrating piece forming region are divided by the corrosion-resistant film formed on the peripheral portion of the corner of the piezoelectric vibrating piece forming region. This prevents the etching in both directions from overlappingly acting on the corners of the region where the piezoelectric vibrating piece is formed.
Therefore, the corners of the piezoelectric vibrating piece are not over-etched and no surface sagging occurs. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of spurious vibration due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. Also, since no weeping occurs,
It is not necessary to enlarge the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. Therefore,
The piezoelectric device can be miniaturized.
【００１３】また、請求項２の発明に係る圧電振動片の
製造方法では、前記圧電振動片の形成領域の角部の周辺
部は、当該角部の対頂角領域である構成とした。これに
より、Ｘ方向周辺部およびＺ′方向周辺部のエッチング
を妨げることなく両者を分断することができる。したが
って、圧電振動片の外形形状に起因するスプリアス振動
の発生を防止することができる。Further, in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the invention of claim 2, the peripheral portion of the corner portion of the forming region of the piezoelectric vibrating piece is a vertical angle region of the corner portion. As a result, it is possible to divide the peripheral portion in the X direction and the peripheral portion in the Z'direction without hindering the etching. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of spurious vibration due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece.
【００１４】また、請求項３の発明に係る圧電振動片の
製造方法では、前記圧電振動片は、逆メサ型圧電振動片
である構成とした。この場合、圧電振動片の角部に面だ
れが発生しないので、逆メサ部の外枠の強度確保のた
め、圧電振動片の外形を拡大する必要はない。したがっ
て、圧電デバイスを小型化することができる。Further, in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the invention of claim 3, the piezoelectric vibrating piece is a reverse mesa type piezoelectric vibrating piece. In this case, since no sagging occurs at the corners of the piezoelectric vibrating piece, it is not necessary to enlarge the outer shape of the piezoelectric vibrating piece in order to secure the strength of the outer frame of the reverse mesa portion. Therefore, the piezoelectric device can be downsized.
【００１５】また、請求項４の発明に係る圧電振動片の
製造方法では、前記オーバーエッチング防止用の耐蝕膜
は、前記圧電振動片の形成領域の角部から、当該角部の
周辺部に延長形成する構成とした。この場合、圧電振動
片の製造途中において、圧電基板におけるオーバーエッ
チング防止用の耐蝕膜の形成部分により、圧電振動片と
フレーム間および隣接する圧電振動片の隙間が小さくな
り、圧電振動片の動く範囲が規制され、振幅が小さくな
る。したがって、圧電振動片の脱落を防止することがで
きる。Further, in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the invention of claim 4, the corrosion-resistant film for preventing over-etching extends from a corner of a region where the piezoelectric vibrating piece is formed to a peripheral portion of the corner. It is configured to be formed. In this case, during the manufacture of the piezoelectric vibrating piece, the gap between the piezoelectric vibrating piece and the frame and the adjacent piezoelectric vibrating piece becomes small due to the portion of the piezoelectric substrate where the corrosion-resistant film for preventing over-etching is formed. Is regulated and the amplitude becomes smaller. Therefore, the piezoelectric vibrating piece can be prevented from falling off.
【００１６】また、請求項５の発明に係る圧電振動片の
製造方法では、前記圧電振動片の形成領域の角部と、当
該角部の周辺部との間における前記耐蝕膜の幅は、前記
耐蝕膜をマスクとした前記圧電基板のエッチングによ
り、前記圧電基板における前記オーバーエッチング防止
用の耐蝕膜の形成部分から、前記圧電振動片を分離可能
な幅に形成する構成とした。これにより、エッチング終
了後には圧電振動片を圧電基板から分離することができ
る。Further, in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the invention of claim 5, the width of the corrosion-resistant film between a corner portion of a region where the piezoelectric vibrating piece is formed and a peripheral portion of the corner portion is the above-mentioned. By etching the piezoelectric substrate using the corrosion-resistant film as a mask, the piezoelectric vibrating reed is formed to have a width that can be separated from a portion of the piezoelectric substrate where the corrosion-resistant film for preventing overetching is formed. Thereby, the piezoelectric vibrating reed can be separated from the piezoelectric substrate after the etching is completed.
【００１７】また、請求項６の発明に係る圧電振動片の
製造方法では、前記圧電基板における前記圧電振動片の
形成領域に加えて、形成された前記圧電振動片を支持す
るフレームの形成領域に耐蝕膜を形成するとともに、前
記オーバーエッチング防止用の耐蝕膜を、前記フレーム
の形成領域および／または隣接する圧電振動片の形成領
域の角部まで延長形成する構成とした。この場合、圧電
振動片の製造途中において、フレームおよび／または隣
接する圧電振動片により、圧電振動片の動く範囲を規制
することができる。したがって、圧電振動片の脱落を防
止することができる。In the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the invention of claim 6, in addition to the forming area of the piezoelectric vibrating piece on the piezoelectric substrate, a forming area of a frame for supporting the formed piezoelectric vibrating piece is formed. A corrosion resistant film is formed, and the corrosion resistant film for preventing over-etching is formed to extend to the corners of the frame forming region and / or the adjacent piezoelectric vibrating piece forming region. In this case, the moving range of the piezoelectric vibrating piece can be restricted by the frame and / or the adjacent piezoelectric vibrating piece during the manufacture of the piezoelectric vibrating piece. Therefore, the piezoelectric vibrating piece can be prevented from falling off.
【００１８】また、請求項７の発明に係る圧電振動片の
製造方法では、前記オーバーエッチング防止用の耐蝕膜
と、前記フレームの形成領域に形成した前記耐蝕膜との
連結部分の幅は、前記耐蝕膜をマスクとした前記圧電基
板のエッチングにより、前記圧電基板における前記オー
バーエッチング防止用の耐蝕膜の形成部分が、前記フレ
ームから分離することのない幅に形成する構成とした。
この場合、圧電振動片の製造途中において、圧電振動片
の動く範囲を規制するとともに、フレームにより強固に
圧電振動片を支持することができる。したがって、圧電
振動片の脱落を防止することができる。Further, in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the invention of claim 7, the width of the connecting portion between the corrosion-resistant film for preventing overetching and the corrosion-resistant film formed in the formation region of the frame is the above-mentioned. By etching the piezoelectric substrate using the corrosion-resistant film as a mask, a portion of the piezoelectric substrate where the corrosion-resistant film for preventing overetching is formed is formed to have a width that does not separate from the frame.
In this case, it is possible to regulate the moving range of the piezoelectric vibrating piece during the manufacture of the piezoelectric vibrating piece and to firmly support the piezoelectric vibrating piece by the frame. Therefore, the piezoelectric vibrating piece can be prevented from falling off.
【００１９】一方、請求項８の発明に係るフォトマスク
では、フォトリソグラフィにより耐蝕膜をパターニング
し、前記耐蝕膜をマスクに圧電基板をエッチングして、
前記圧電基板上に圧電振動片を形成する際に、前記フォ
トリソグラフィに使用するため、形成すべき前記耐蝕膜
に対応するパターンが描画されたフォトマスクであっ
て、前記圧電振動片の外形パターンの角部の周辺部に、
前記圧電振動片の角部におけるオーバーエッチング防止
用のパターンを描画した構成とした。これにより、圧電
振動片の外形形状に起因するスプリアス振動の発生を防
止することができる。また、圧電デバイスを小型化する
ことができる。On the other hand, in the photomask according to the invention of claim 8, the corrosion resistant film is patterned by photolithography, and the piezoelectric substrate is etched using the corrosion resistant film as a mask.
A photomask on which a pattern corresponding to the corrosion-resistant film to be formed is drawn for use in the photolithography when forming the piezoelectric vibrating piece on the piezoelectric substrate. Around the corner,
The piezoelectric vibrating piece has a configuration in which a pattern for preventing over-etching is drawn at the corners. As a result, it is possible to prevent spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. Further, the piezoelectric device can be downsized.
【００２０】また、請求項９の発明に係るフォトマスク
では、前記圧電振動片の外形パターンの角部の周辺部
は、当該角部の対頂角領域である構成とした。これによ
り、圧電振動片の外形形状に起因するスプリアス振動の
発生を防止することができる。また、請求項１０の発明
に係るフォトマスクでは、前記圧電振動片は、逆メサ型
圧電振動片である構成とした。これにより、圧電デバイ
スを小型化することができる。Further, in the photomask according to the invention of claim 9, the peripheral portion of the corner portion of the outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece is a vertical angle region of the corner portion. As a result, it is possible to prevent spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. Further, in the photomask according to the invention of claim 10, the piezoelectric vibrating piece is a reverse mesa type piezoelectric vibrating piece. Thereby, the piezoelectric device can be downsized.
【００２１】また、請求項１１の発明に係るフォトマス
クでは、前記オーバーエッチング防止用のパターンは、
前記圧電振動片の外形パターンの角部から、当該角部の
周辺部に延長描画した構成とした。これにより、圧電振
動片の脱落を防止することができる。Further, in the photomask according to the invention of claim 11, the pattern for preventing overetching is
The piezoelectric vibrating piece is extended from the corner portion of the outer shape pattern to the peripheral portion of the corner portion. This makes it possible to prevent the piezoelectric vibrating piece from falling off.
【００２２】また、請求項１２の発明に係るフォトマス
クでは、前記圧電振動片の外形パターンに加えて、形成
された前記圧電振動片を支持するフレームのパターンを
描画するとともに、前記オーバーエッチング防止用のパ
ターンを、前記フレームのパターンおよび／または隣接
する圧電振動片のパターンの角部まで延長描画した構成
とした。これにより、圧電振動片の脱落を防止すること
ができる。In the photomask according to the twelfth aspect of the present invention, in addition to the outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece, a pattern of a frame that supports the formed piezoelectric vibrating piece is drawn, and the overetching prevention pattern is formed. The pattern is extended to the corner of the pattern of the frame and / or the pattern of the adjacent piezoelectric vibrating piece. This makes it possible to prevent the piezoelectric vibrating piece from falling off.
【００２３】一方、請求項１３の発明に係る圧電振動片
では、請求項１ないし７のいずれかに記載の圧電振動片
の製造方法を使用して製造した構成とした。これによ
り、圧電振動片の外形形状に起因するスプリアス振動の
発生を防止することができる。また、圧電デバイスを小
型化することができる。On the other hand, the piezoelectric vibrating reed according to the invention of claim 13 is manufactured by using the method for manufacturing a piezoelectric vibrating reed according to any one of claims 1 to 7. As a result, it is possible to prevent spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. Further, the piezoelectric device can be downsized.
【００２４】一方、請求項１４の発明に係る圧電デバイ
スでは、請求項１３に記載の圧電振動片を使用して製造
した構成とした。これにより、圧電振動片の外形形状に
起因するスプリアス振動の発生を防止することが可能で
あり、また小型化が可能な、圧電デバイスを提供するこ
とができる。On the other hand, the piezoelectric device according to the fourteenth aspect of the invention has a structure manufactured using the piezoelectric vibrating piece according to the thirteenth aspect. This makes it possible to provide a piezoelectric device that can prevent spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece and can be downsized.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】本発明に係る圧電振動片の製造方
法、フォトマスク、圧電振動片および圧電デバイスの好
ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明す
る。なお以下に記載するのは本発明の実施形態の一態様
にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a photomask, a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that what is described below is only one aspect of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
【００２６】図７に示す逆メサ型圧電振動片２０は、水
晶等の圧電材料から所定角度で切り出した平板の両面
に、逆メサ部（凹部）２４を形成したものである。な
お、逆メサ部は片面のみに形成してもよい。また、逆メ
サ部２４における圧電材料の厚さは、例えば１０μｍ程
度とし、その外枠２５における圧電材料の厚さは、例え
ば１００μｍ程度とする。そして、その逆メサ部２４の
底面中央部に、圧電材料を励振する励振電極２６を形成
する。励振電極２６は、Ａｕ／Ｃｒ膜等の導電材料によ
って形成する。一方、外枠２５の一部を拡大形成して、
パッケージ５へのマウント部２０ｂとする。そのマウン
ト部の両面および側面には接続電極２７を形成し、励振
電極２６との導通を確保する。これにより、外部から励
振電極２６への通電が可能となる。The inverted mesa type piezoelectric vibrating piece 20 shown in FIG. 7 is formed by forming inverted mesa portions (recesses) 24 on both surfaces of a flat plate cut out from a piezoelectric material such as quartz at a predetermined angle. The reverse mesa portion may be formed on only one side. The thickness of the piezoelectric material in the reverse mesa portion 24 is, for example, about 10 μm, and the thickness of the piezoelectric material in the outer frame 25 thereof is, for example, about 100 μm. Then, an excitation electrode 26 for exciting the piezoelectric material is formed at the center of the bottom surface of the inverted mesa portion 24. The excitation electrode 26 is formed of a conductive material such as Au / Cr film. On the other hand, by enlarging a part of the outer frame 25,
The mount portion 20b is mounted on the package 5. Connection electrodes 27 are formed on both sides and side surfaces of the mount portion to ensure continuity with the excitation electrodes 26. As a result, it is possible to energize the excitation electrode 26 from the outside.
【００２７】図２に本実施形態に係る圧電振動片の製造
方法のフローチャートを示す。また、図３ないし図５に
本実施形態に係る圧電振動片の製造方法の工程図を示
す。なお、図３ないし図５の各図は、図７のＦ−Ｆ線に
相当する部分における圧電基板の断面図である。以下に
は、水晶等の圧電材料から所定角度で切り出した圧電基
板において、両面から逆メサ部を形成した複数個の逆メ
サ型圧電振動片を同時に形成する場合について説明す
る。なお、片面のみに逆メサ部を形成する場合について
も、同様に行うことができる。FIG. 2 shows a flowchart of the method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the present embodiment. 3 to 5 are process diagrams of the method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to this embodiment. Each of FIGS. 3 to 5 is a cross-sectional view of the piezoelectric substrate in a portion corresponding to line FF in FIG. 7. Hereinafter, a case will be described in which a plurality of reverse mesa-type piezoelectric vibrating pieces having reverse mesa portions formed on both surfaces are simultaneously formed on a piezoelectric substrate cut out from a piezoelectric material such as quartz at a predetermined angle. The same can be applied to the case where the reverse mesa portion is formed only on one surface.
【００２８】まず、図３（１）に示すように、圧電基板
の表面全体に耐蝕膜５０を形成する（Ｓ６０）。耐蝕膜
５０として、Ａｕ／Ｃｒ膜等をスパッタ法等により形成
する。次に、耐蝕膜５０をパターニングするため、フォ
トリソグラフィを行う（Ｓ６２）。具体的には、まず耐
蝕膜５０の表面全体にレジスト５２を塗布する。なお、
以下には、露光された部分が現像により除去されるポジ
型のレジストを使用する場合について述べる。次に、フ
ォトマスクを介してレジスト５２を露光する。First, as shown in FIG. 3A, a corrosion resistant film 50 is formed on the entire surface of the piezoelectric substrate (S60). As the corrosion resistant film 50, an Au / Cr film or the like is formed by a sputtering method or the like. Next, photolithography is performed to pattern the corrosion resistant film 50 (S62). Specifically, first, the resist 52 is applied to the entire surface of the corrosion resistant film 50. In addition,
The case where a positive type resist whose exposed portion is removed by development is used will be described below. Next, the resist 52 is exposed through a photomask.
【００２９】一般にフォトマスクは、ガラス板等の表面
にＣｒ膜等によりパターンを描画したものであり、Ｃｒ
膜等の形成部分が遮光部となり、非形成部分が透光部と
なる。なお、露光された部分以外の部分が現像により除
去されるネガ型のレジストを使用する場合には、Ｃｒ膜
等の形成部分と非形成部分とを逆転させて、遮光部と透
光部とを逆転させる。また、縮小露光を行う場合には、
実際に形成されるレジストのパターンを拡大してフォト
マスクに描画する。Generally, a photomask is one in which a pattern is drawn by a Cr film or the like on the surface of a glass plate or the like.
A portion where a film or the like is formed serves as a light-shielding portion, and a non-forming portion serves as a light-transmitting portion. When using a negative resist in which a portion other than the exposed portion is removed by development, the portion where the Cr film or the like is formed and the portion where the Cr film is not formed are reversed to separate the light shielding portion and the light transmitting portion. Reverse. Also, when performing reduction exposure,
The pattern of the resist that is actually formed is enlarged and drawn on the photomask.
【００３０】図１は、本実施形態に係るフォトマスクの
平面図である。フォトマスク９０には、形成すべき複数
の圧電振動片の外形パターン９２が、Ｃｒ膜等により描
画されている。したがって、圧電振動片の外形パターン
９２が遮光部となり、その周辺部９５が透光部となって
いる。また、形成された圧電振動片を支持するフレーム
のパターン９４がＣｒ膜等により描画され、圧電振動片
の外形パターン９２との間に支持部のパターン９３がＣ
ｒ膜等により描画されて、いずれも遮光部となってい
る。FIG. 1 is a plan view of the photomask according to this embodiment. On the photomask 90, outer patterns 92 of a plurality of piezoelectric vibrating pieces to be formed are drawn by a Cr film or the like. Therefore, the external pattern 92 of the piezoelectric vibrating piece serves as a light-shielding portion, and its peripheral portion 95 serves as a light-transmitting portion. Further, the pattern 94 of the frame that supports the formed piezoelectric vibrating piece is drawn by a Cr film or the like, and the pattern 93 of the supporting portion is C between the outer shape pattern 92 of the piezoelectric vibrating piece and C.
It is drawn by an r film or the like and serves as a light shielding part.
【００３１】さらにフォトマスク９０には、圧電振動片
の外形パターン９２の角部から、当該角部の対頂角領域
に、オーバーエッチング防止用のパターン９６が延長描
画されている。なお、圧電振動片の外形パターン９２の
角部と、対頂角領域のパターン９６との連結部分は、点
接触の状態となっている。これにより、後述するよう
に、圧電基板における前記対頂角領域から圧電振動片を
分離することが可能となる。なお、圧電振動片の外形パ
ターン９２の角部と、対頂角領域のパターン９６とが分
離している場合にも、上記と同様に圧電振動片を分離す
ることができる。もっとも、当該連結部分におけるパタ
ーンの幅を、後述する所定の幅に形成すれば、上記と同
様に圧電振動片を分離することができる一方で、圧電振
動片の製造途中において、圧電基板における前記対頂角
領域により、圧電振動片の動く範囲を規制するととも
に、圧電振動片を支持することが可能となり、圧電振動
片の脱落を防止することができる。Further, on the photomask 90, a pattern 96 for preventing over-etching is extendedly drawn from a corner portion of the outer shape pattern 92 of the piezoelectric vibrating piece in a vertical angle region of the corner portion. The corners of the outer shape pattern 92 of the piezoelectric vibrating piece and the connecting portion of the pattern 96 in the apex angle region are in a point contact state. This makes it possible to separate the piezoelectric vibrating piece from the vertical angle region of the piezoelectric substrate, as will be described later. Even when the corner portion of the outer shape pattern 92 of the piezoelectric vibrating piece and the pattern 96 in the vertical angle region are separated, the piezoelectric vibrating piece can be separated in the same manner as above. However, if the width of the pattern in the connecting portion is formed to have a predetermined width described later, the piezoelectric vibrating piece can be separated in the same manner as above, while the vertical angle of the piezoelectric substrate during the manufacture of the piezoelectric vibrating piece can be increased. The region can restrict the moving range of the piezoelectric vibrating piece and can support the piezoelectric vibrating piece, so that the piezoelectric vibrating piece can be prevented from falling off.
【００３２】そして、対頂角領域のパターン９６は、フ
レームのパターン９４に延長描画され、また隣接する圧
電振動片の外形パターン９２ｂの角部にも延長描画され
ている。その結果、前記対頂角領域のパターン９６は、
フレームのパターン９４から矩形パターンを突出させた
形状となっている。The pattern 96 of the vertical angle region is extended and drawn on the pattern 94 of the frame, and is also extended and drawn on the corner portion of the outer shape pattern 92b of the adjacent piezoelectric vibrating piece. As a result, the pattern 96 of the vertical angle region is
A rectangular pattern is projected from the frame pattern 94.
【００３３】なお、対頂角領域のパターン９６の形状
は、図１に示す矩形に限られず、図６に示すような様々
な形状とすることができる。例えば、図６（１）では、
対頂角領域のパターン９６ａは、フレームのパターン９
４まで延長描画されているが、隣接する圧電振動片の外
形パターン９２ｂの角部には延長描画されていない。ま
た、図６（２）では、対頂角領域のパターン９６ｂは、
フレームのパターン９４および隣接する圧電振動片の外
形パターン９２ｂの角部まで延長描画されているが、フ
レームのパターン９４に対して点接触しているため、三
角形パターンとなっている。また、図６（３）では、対
頂角領域のパターン９６ｃは、隣接する圧電振動片のパ
ターンの角部まで延長描画されているが、フレームのパ
ターン９４には延長描画されていない。The shape of the pattern 96 in the vertical angle region is not limited to the rectangular shape shown in FIG. 1, but may be various shapes as shown in FIG. For example, in FIG. 6 (1),
The vertical angle region pattern 96a is the frame pattern 9
4 is extended and drawn, but it is not extended and drawn in the corner portion of the outer shape pattern 92b of the adjacent piezoelectric vibrating piece. In addition, in FIG. 6B, the pattern 96b in the vertical angle region is
The frame pattern 94 and the external pattern 92b of the adjacent piezoelectric vibrating piece are drawn to extend to the corners, but since they are in point contact with the frame pattern 94, they are triangular patterns. Further, in FIG. 6C, the pattern 96c in the vertical angle region is drawn extended to the corner of the pattern of the adjacent piezoelectric vibrating piece, but is not drawn extended in the pattern 94 of the frame.
【００３４】本実施形態では、図１に示すフォトマスク
９０を介してレジストを露光し、さらに現像する。これ
により、図３（１）に示すように、圧電振動片の形成領
域４１にはレジスト５２が残り、圧電振動片の形成領域
の周辺部４２におけるレジスト５２は除去される。In this embodiment, the resist is exposed through the photomask 90 shown in FIG. 1 and further developed. As a result, as shown in FIG. 3A, the resist 52 remains in the piezoelectric vibrating piece forming area 41, and the resist 52 in the peripheral portion 42 of the piezoelectric vibrating piece forming area is removed.
【００３５】そして、残っているレジスト５２をマスク
として、耐蝕膜のエッチングを行う（Ｓ６４）。その
後、レジスト５２を除去すれば、図３（２）に示すよう
に、耐蝕膜がパターニングされた状態となる。すなわ
ち、圧電基板４０における圧電振動片の形成領域４１に
耐蝕膜５０が形成される。なお、圧電振動片を支持する
フレームおよび支持部の形成領域にも耐蝕膜５０が形成
される。そして、圧電振動片の形成領域の角部から、当
該角部の対頂角領域に耐蝕膜５０が延長形成される。前
記対頂角領域に延長形成された耐蝕膜５０は、さらに前
記フレームの形成領域、および隣接する圧電振動片の形
成領域の角部まで延長形成される。Then, the corrosion resistant film is etched using the remaining resist 52 as a mask (S64). After that, if the resist 52 is removed, as shown in FIG. 3B, the corrosion resistant film is in a patterned state. That is, the corrosion resistant film 50 is formed in the piezoelectric vibrating piece forming region 41 of the piezoelectric substrate 40. In addition, the anticorrosion film 50 is formed also in the formation region of the frame and the supporting portion that supports the piezoelectric vibrating piece. Then, the anticorrosion film 50 is extendedly formed from the corner of the region where the piezoelectric vibrating piece is formed to the apex angle region of the corner. The corrosion-resistant film 50 extended in the vertical angle region is further extended to the corners of the frame forming region and the adjacent piezoelectric vibrating reed forming region.
【００３６】次に、再びフォトリソグラフィを行って
（Ｓ６６）、図３（３）に示すように、レジスト５３に
対して圧電振動片の形成領域の周辺部４２および逆メサ
部４４をパターニングする。そして、耐蝕膜５０をマス
クとして、圧電基板４０のエッチングを行う（Ｓ６
８）。これにより、図４（１）に示すように、圧電基板
４０における圧電振動片の形成領域の周辺部４２がエッ
チングされ、圧電振動片の形成領域４１に圧電振動片の
外形が形成される。なお、圧電基板のエッチングはウエ
ットエッチングによって行う。エッチング液には、フッ
酸もしくは酸性フッ化アンモニウムの水溶液、またはフ
ッ酸とフッ化アンモニウムとを適当な比率で混合した液
体を使用する。Next, photolithography is performed again (S66), and as shown in FIG. 3C, the peripheral portion 42 of the piezoelectric vibrating piece forming region and the reverse mesa portion 44 are patterned on the resist 53. Then, the piezoelectric substrate 40 is etched using the corrosion resistant film 50 as a mask (S6).
8). As a result, as shown in FIG. 4A, the peripheral portion 42 of the piezoelectric vibrating piece forming area of the piezoelectric substrate 40 is etched, and the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is formed in the piezoelectric vibrating piece forming area 41. The piezoelectric substrate is etched by wet etching. As the etching liquid, an aqueous solution of hydrofluoric acid or ammonium acid fluoride, or a liquid obtained by mixing hydrofluoric acid and ammonium fluoride in an appropriate ratio is used.
【００３７】なお、圧電振動片の外形は、圧電振動片の
形成領域のＸ方向およびＺ′方向の周辺部において、圧
電基板をエッチングすることにより形成される。ここで
本実施形態では、前記対頂角領域に形成された耐蝕膜５
０により、Ｘ方向およびＺ′方向の周辺部が分断され、
両方向のエッチングが独立して行われる。したがって、
圧電振動片の形成領域の角部には、両方向のエッチング
が重畳的に作用することがなく、圧電振動片の角部はオ
ーバーエッチングとならない。なお、前記対頂角領域に
形成された耐蝕膜が、圧電振動片の形成領域に形成され
た耐蝕膜からわずかに分離している場合でも、Ｘ方向お
よびＺ′方向の周辺部におけるエッチングは独立して行
われる。The outer shape of the piezoelectric vibrating reed is formed by etching the piezoelectric substrate in the peripheral portion of the piezoelectric vibrating reed forming region in the X and Z'directions. Here, in the present embodiment, the corrosion resistant film 5 formed in the vertical angle region.
By 0, the peripheral part in the X direction and the Z'direction is divided,
The etching in both directions is performed independently. Therefore,
The etching in both directions does not act on the corners of the piezoelectric vibrating piece formation region in a superposed manner, and the corners of the piezoelectric vibrating piece are not over-etched. Even when the anticorrosion film formed in the vertical angle region is slightly separated from the anticorrosion film formed in the piezoelectric vibrating piece formation region, the etching in the peripheral portion in the X direction and the Z ′ direction is independent. Done.
【００３８】一方、前記対頂角領域における耐蝕膜５０
は、圧電振動片の形成領域における耐蝕膜５０と点接触
しているが、ウエットエッチングはサイドエッチングを
伴うので、圧電基板における前記対頂角領域から圧電振
動片を分離することができる。そこで、エッチング時間
からサイドエッチング量を算出した上で、エッチング終
了の直前に前記対頂角領域から圧電振動片が分離可能と
なるように、圧電振動片の形成領域の角部と当該角部の
対頂角領域との間における、耐蝕膜の幅を設定するのが
望ましい。なお、図１に示すフォトマスクにおいても、
圧電振動片の外形パターン９２の角部と、前記対頂角領
域のパターン９６との連結部分の幅を、上記と同様に設
定する。また、逆メサ型圧電振動片の場合には、後述す
る逆メサ部のエッチング終了の直前に、前記対頂角領域
から圧電振動片が分離可能となるように設定するのが望
ましい。これらにより、エッチング終了の直前まで、圧
電基板における前記対頂角領域が、圧電振動片の角部を
支持することができるので、製造工程の途中における圧
電振動片の脱落を防止することができる。On the other hand, the corrosion resistant film 50 in the vertical angle region.
Is in point contact with the corrosion resistant film 50 in the region where the piezoelectric vibrating piece is formed, but since the wet etching involves side etching, the piezoelectric vibrating piece can be separated from the apex angle region of the piezoelectric substrate. Therefore, after calculating the side etching amount from the etching time, so that the piezoelectric vibrating piece can be separated from the apex angle area immediately before the end of etching, the corner of the piezoelectric vibrating piece forming area and the apex angle area of the corner are It is desirable to set the width of the corrosion resistant film between and. In addition, also in the photomask shown in FIG.
The width of the connecting portion between the corner of the outer shape pattern 92 of the piezoelectric vibrating piece and the pattern 96 in the vertical angle region is set in the same manner as above. Further, in the case of the inverted mesa type piezoelectric vibrating piece, it is desirable to set the piezoelectric vibrating piece so that the piezoelectric vibrating piece can be separated from the vertical angle region immediately before the end of etching of the reverse mesa portion described later. With these, the vertical angle region of the piezoelectric substrate can support the corner portion of the piezoelectric vibrating piece until just before the end of etching, so that the piezoelectric vibrating piece can be prevented from falling off during the manufacturing process.
【００３９】逆に、エッチング終了後においても、圧電
基板における前記対頂角領域がフレームから分離しない
ように、前記対頂角領域における耐蝕膜とフレームの形
成領域における耐蝕膜との連結部分の幅を設定するのが
望ましい。なお、図１に示すフォトマスクにおいても、
前記対頂角領域のパターン９６と、前記フレームのパタ
ーン９４との連結部分の幅を、上記と同様に設定する。
これらにより、圧電基板のエッチング終了後において
も、圧電基板における前記対頂角領域がフレームから分
離することはない。したがって、圧電基板における前記
対頂角領域が、圧電振動片の動く範囲を規制するととも
に、圧電振動片の角部を強固に支持することができる。On the contrary, the width of the connecting portion between the anticorrosion film in the vertical angle region and the anticorrosion film in the frame formation region is set so that the vertical angle region in the piezoelectric substrate is not separated from the frame even after the etching is completed. Is desirable. In addition, also in the photomask shown in FIG.
The width of the connecting portion between the pattern 96 of the vertical angle region and the pattern 94 of the frame is set in the same manner as above.
Due to these, even after the etching of the piezoelectric substrate is completed, the apex angle region of the piezoelectric substrate is not separated from the frame. Therefore, the apex angle region of the piezoelectric substrate can regulate the moving range of the piezoelectric vibrating piece and can firmly support the corner portion of the piezoelectric vibrating piece.
【００４０】もっとも、圧電振動片は支持部によっても
フレームに支持されるので、支持部近傍の角部では圧電
振動片を強固に支持する必要はなく、オーバーエッチン
グの防止ができれば十分である。そこで、フォトマスク
において、前記支持部のパターンを配置した圧電振動片
の外形パターンの一辺に対し、対向する一辺の両端の角
部にのみ、図１に示す対頂角領域のパターン９６を延長
描画するとともに、支持部のパターンを配置した一辺の
両端角部には、図６（２）または（３）に示す対頂角領
域のパターンを延長描画してもよい。そして、このフォ
トマスクを使用して、圧電基板の表面に上記パターンの
耐蝕膜を形成する。これにより、エッチング終了前には
圧電振動片の脱落を防止することができるとともに、エ
ッチング終了後には圧電振動片を容易に分離することが
できる。However, since the piezoelectric vibrating piece is also supported by the frame by the supporting portion, it is not necessary to firmly support the piezoelectric vibrating piece at the corners near the supporting portion, and it is sufficient to prevent overetching. Therefore, in the photomask, with respect to one side of the outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece in which the pattern of the supporting portion is arranged, the pattern 96 in the vertical angle region shown in FIG. 1 is extended and drawn only at the corners at both ends of the opposite side. The pattern of the vertical angle region shown in FIG. 6 (2) or (3) may be extended and drawn at both end corners of one side where the pattern of the support portion is arranged. Then, using this photomask, a corrosion-resistant film having the above pattern is formed on the surface of the piezoelectric substrate. Accordingly, the piezoelectric vibrating piece can be prevented from falling off before the etching is completed, and the piezoelectric vibrating piece can be easily separated after the etching is completed.
【００４１】一方、図４（２）に示すように、レジスト
５３をマスクとして、耐蝕膜５０のエッチングを行うこ
とにより、耐蝕膜５０に逆メサ部４４をパターニングす
る（Ｓ７０）。さらに、耐蝕膜５０をマスクとして、圧
電基板４０のエッチングを行うことにより、圧電基板４
０に逆メサ部４４を形成する（Ｓ７２）。その後、レジ
スト５３および耐蝕膜５０を除去することにより（Ｓ７
４）、図４（３）に示すように、圧電振動片のブランク
が完成する。On the other hand, as shown in FIG. 4B, the anti-corrosion film 50 is etched by using the resist 53 as a mask to pattern the inverted mesa portion 44 on the anti-corrosion film 50 (S70). Further, the piezoelectric substrate 40 is etched by using the corrosion-resistant film 50 as a mask, so that the piezoelectric substrate 4 can be formed.
The reverse mesa portion 44 is formed at 0 (S72). After that, the resist 53 and the corrosion resistant film 50 are removed (S7
4), as shown in FIG. 4C, the blank of the piezoelectric vibrating piece is completed.
【００４２】次に、図５（１）に示すように、圧電基板
４０の表面全体に、電極材料被膜５５を形成する（Ｓ７
６）。なお、電極材料被膜５５として、Ａｕ／Ｃｒ膜等
をスパッタ法等により形成する。さらに、フォトリソグ
ラフィを行って、レジスト５６に対して電極４６をパタ
ーニングする（Ｓ７８）。そして、レジスト５６をマス
クとして、電極材料被膜５５のエッチングを行うことに
より、電極４６を形成する（Ｓ８０）。その後、レジス
ト５６を除去すれば、図５（２）に示す状態となる。最
後に、フレームによる圧電振動片の支持部から圧電振動
片を折り取って（Ｓ８２）、圧電振動片が完成する。Next, as shown in FIG. 5A, an electrode material coating film 55 is formed on the entire surface of the piezoelectric substrate 40 (S7).
6). As the electrode material coating film 55, an Au / Cr film or the like is formed by a sputtering method or the like. Further, photolithography is performed to pattern the electrode 46 on the resist 56 (S78). Then, the electrode material film 55 is etched using the resist 56 as a mask to form the electrode 46 (S80). Then, when the resist 56 is removed, the state shown in FIG. Finally, the piezoelectric vibrating piece is broken off from the supporting portion of the piezoelectric vibrating piece by the frame (S82), and the piezoelectric vibrating piece is completed.
【００４３】図７に本実施形態に係る圧電振動片を実装
した圧電振動子の説明図を示す。同図（１）はＥ−Ｅ線
における平面断面図であり、同図（２）はＤ−Ｄ線にお
ける側面断面図である。上記のように製造した圧電振動
片２０は、パッケージ５に実装することにより、圧電振
動子１として使用することができる。パッケージ５はセ
ラミックシート等を積層して形成する。また、キャビテ
ィ６の底面には電極９及び配線パターン（不図示）を形
成して、パッケージ５の裏面に形成した外部端子（不図
示）との導通を可能とする。そして、キャビティ６の内
部に圧電振動片２０を片持ち状態で実装する。具体的に
は、導電性接着剤２を塗布した電極９の上に、圧電振動
片２０の接続電極２７を配置する。接続電極２７は励振
電極２６と導通しているので、上記により、パッケージ
５の裏面の外部端子から、圧電振動片２０の励振電極２
６に対して通電可能となる。なお、パッケージ５の上部
には蓋部材１０を装着して、パッケージ５の内部を窒素
雰囲気等に保持する。FIG. 7 is an explanatory view of a piezoelectric vibrator on which the piezoelectric vibrating piece according to this embodiment is mounted. 1A is a plan sectional view taken along line EE, and FIG. 2B is a side sectional view taken along line DD. The piezoelectric vibrating reed 20 manufactured as described above can be used as the piezoelectric vibrator 1 by mounting it on the package 5. The package 5 is formed by stacking ceramic sheets and the like. Further, an electrode 9 and a wiring pattern (not shown) are formed on the bottom surface of the cavity 6 to enable conduction with external terminals (not shown) formed on the back surface of the package 5. Then, the piezoelectric vibrating piece 20 is mounted in a cantilever state inside the cavity 6. Specifically, the connection electrode 27 of the piezoelectric vibrating piece 20 is arranged on the electrode 9 coated with the conductive adhesive 2. Since the connection electrode 27 is electrically connected to the excitation electrode 26, as described above, the excitation electrode 2 of the piezoelectric vibrating piece 20 is connected to the external terminal on the back surface of the package 5.
6 can be energized. A lid member 10 is attached to the upper portion of the package 5 to maintain the inside of the package 5 in a nitrogen atmosphere or the like.
【００４４】また、本実施形態に係る圧電振動片は、集
積回路素子と組み合わせて発振回路を形成することによ
り、圧電発振器として使用することができる。例えば、
図７に示す圧電振動子１と集積回路素子（不図示）と
を、配線パターンを形成したモジュール基板上に実装す
ることにより、圧電発振器モジュールを形成することが
できる。また、図７に示すパッケージ５の内部に、圧電
振動片２０とともに集積回路素子を実装することによ
り、圧電発振器パッケージを形成することができる。Further, the piezoelectric vibrating reed according to this embodiment can be used as a piezoelectric oscillator by forming an oscillation circuit in combination with an integrated circuit element. For example,
A piezoelectric oscillator module can be formed by mounting the piezoelectric vibrator 1 and the integrated circuit element (not shown) shown in FIG. 7 on a module substrate on which a wiring pattern is formed. Further, by mounting the integrated circuit element together with the piezoelectric vibrating piece 20 inside the package 5 shown in FIG. 7, a piezoelectric oscillator package can be formed.
【００４５】上述した本実施形態に係る圧電振動片の製
造方法を使用して、圧電振動片を形成することにより、
圧電振動片の外形形状に起因するスプリアス振動の発生
を防止することができる。この点、従来の圧電振動片の
製造方法では、圧電基板において圧電振動片の外形を形
成する際に、圧電振動片の角部にＸ方向およびＺ′方向
のエッチングが重畳的に作用してオーバーエッチングさ
れ、面だれが生じていた。そのため、圧電振動片の外形
形状に起因するスプリアス振動が発生するという問題が
あった。By forming the piezoelectric vibrating piece by using the method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the present embodiment described above,
It is possible to prevent spurious vibrations due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. In this regard, according to the conventional method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, when the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is formed on the piezoelectric substrate, the etching in the X direction and the Z ′ direction is superposed on the corners of the piezoelectric vibrating piece, and the overexcess occurs. It was etched and had sag. Therefore, there is a problem that spurious vibration is generated due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece.
【００４６】しかし、本実施形態に係る圧電振動片の製
造方法では、圧電基板における圧電振動片の形成領域に
耐蝕膜を形成するとともに、圧電振動片の形成領域の角
部から、圧電振動片の形成領域の周辺部に前記耐蝕膜を
延長形成する構成とした。この場合、圧電振動片の形成
領域の周辺部に延長形成した耐蝕膜により、圧電振動片
の形成領域のＸ方向周辺部およびＺ′方向周辺部が分断
される。これにより、圧電振動片の形成領域の角部に対
して、両方向におけるエッチングが重畳的に作用するこ
とがない。そのため、圧電振動片の角部がオーバーエッ
チングされることがなく、面だれも発生しない。したが
って、圧電振動片の外形形状に起因するスプリアス振動
の発生を防止することができる。However, in the method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the present embodiment, the corrosion-resistant film is formed in the area where the piezoelectric vibrating piece is formed on the piezoelectric substrate, and the piezoelectric vibrating piece is formed from the corner of the piezoelectric vibrating piece forming area. The corrosion resistant film is extendedly formed in the peripheral portion of the formation region. In this case, the X-direction peripheral portion and the Z′-direction peripheral portion of the piezoelectric vibrating piece forming region are divided by the corrosion-resistant film extendedly formed in the peripheral portion of the piezoelectric vibrating piece forming region. This prevents the etching in both directions from overlappingly acting on the corners of the region where the piezoelectric vibrating piece is formed. Therefore, the corners of the piezoelectric vibrating piece are not over-etched and no surface sagging occurs. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of spurious vibration due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece.
【００４７】なお、従来の圧電振動片の製造方法によ
り、ＡＴカット圧電振動片を製造した場合には、圧電振
動片のマウント部分に面だれが発生するので、パッケー
ジとの接着強度の低下や、圧電振動子のＣＩ値の増加な
どが問題となる。そこで、マウント部分の面積を確保す
るため、圧電振動片の外形を拡大する必要があり、圧電
デバイスの小型化の要請に応えることができないという
問題があった。しかし、本実施形態に係る圧電振動片の
製造方法によれば、上述したように面だれが発生しない
ので、圧電振動片の外形を拡大する必要はない。したが
って、圧電デバイスを小型化することができる。When the AT-cut piezoelectric vibrating piece is manufactured by the conventional method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, sagging occurs at the mount portion of the piezoelectric vibrating piece, so that the adhesive strength with the package is lowered, There is a problem such as an increase in the CI value of the piezoelectric vibrator. Therefore, in order to secure the area of the mount portion, it is necessary to enlarge the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, and there is a problem that it is not possible to meet the demand for miniaturization of the piezoelectric device. However, according to the method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to the present embodiment, since the sagging does not occur as described above, it is not necessary to enlarge the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. Therefore, the piezoelectric device can be downsized.
【００４８】また、従来の圧電振動片の製造方法によ
り、逆メサ型圧電振動片を製造した場合には、逆メサ部
の外枠に面だれが発生するので、外枠の一部が細くなっ
て強度が劣化するという問題がある。そのため、逆メサ
部の大きさを維持したまま圧電振動片の外形を拡大する
か、または逆メサ部の大きさを縮小して圧電振動片の外
形を維持するかの方法で強度を確保する必要がある。し
かし、前者の場合には圧電デバイスの小型化の要請に応
えることができないという問題があり、後者の場合は圧
電振動片のＣＩ値や温度特性が悪化するという問題があ
った。Further, when the inverse mesa type piezoelectric vibrating piece is manufactured by the conventional method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, since the outer frame of the reverse mesa portion is chamfered, a part of the outer frame becomes thin. There is a problem that the strength deteriorates. Therefore, it is necessary to secure the strength by either enlarging the outer shape of the piezoelectric vibrating piece while maintaining the size of the reverse mesa portion or by reducing the size of the reverse mesa portion to maintain the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. There is. However, in the former case, there is a problem that it is not possible to meet the demand for miniaturization of the piezoelectric device, and in the latter case, there is a problem that the CI value and temperature characteristics of the piezoelectric vibrating piece deteriorate.
【００４９】この点、本実施形態に係る圧電振動片の製
造方法では、上述したように面だれが発生しないので、
逆メサ型圧電振動片の強度が劣化することがない。した
がって、圧電振動片の外形を拡大する必要はなく、圧電
デバイスを小型化することができる。また、逆メサ部の
外形を縮小する必要もなく、圧電振動片の特性が悪化す
ることもない。On the other hand, in the method of manufacturing the piezoelectric vibrating reed according to the present embodiment, since no sagging occurs as described above,
The strength of the inverted mesa type piezoelectric vibrating piece does not deteriorate. Therefore, it is not necessary to enlarge the outer shape of the piezoelectric vibrating piece, and the piezoelectric device can be downsized. Further, it is not necessary to reduce the outer shape of the reverse mesa portion, and the characteristics of the piezoelectric vibrating piece are not deteriorated.
【００５０】[0050]
【発明の効果】圧電基板における圧電振動片の形成領域
に耐蝕膜を形成するとともに、前記圧電振動片の形成領
域の角部の周辺部に、前記圧電振動片の角部におけるオ
ーバーエッチング防止用の耐蝕膜を形成する工程と、前
記耐蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッチングし、
前記圧電振動片の外形を形成する工程と、を順次行う構
成としたので、圧電振動片の外形形状に起因するスプリ
アス振動の発生を防止することができる。また、圧電デ
バイスを小型化することができる。EFFECTS OF THE INVENTION A corrosion-resistant film is formed on a region of a piezoelectric substrate on which a piezoelectric vibrating piece is formed, and at the periphery of the corner of the region where the piezoelectric vibrating piece is formed, a portion for preventing overetching at the corner of the piezoelectric vibrating piece is formed. A step of forming a corrosion resistant film, etching the piezoelectric substrate using the corrosion resistant film as a mask,
Since the step of forming the outer shape of the piezoelectric vibrating piece is sequentially performed, it is possible to prevent the occurrence of spurious vibration due to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece. Further, the piezoelectric device can be downsized.
【図１】 実施形態に係るフォトマスクの平面図であ
る。FIG. 1 is a plan view of a photomask according to an embodiment.
【図２】 実施形態に係る圧電振動片の製造方法のフロ
ーチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to an embodiment.
【図３】 実施形態に係る圧電振動片の製造方法の第１
工程図である。FIG. 3 is a first method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to an embodiment.
It is a process drawing.
【図４】 実施形態に係る圧電振動片の製造方法の第２
工程図である。FIG. 4 is a second method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the embodiment.
It is a process drawing.
【図５】 実施形態に係る圧電振動片の製造方法の第３
工程図である。FIG. 5 is a third method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to the embodiment.
It is a process drawing.
【図６】 実施形態に係るフォトマスクの変形例であ
る。FIG. 6 is a modification of the photomask according to the embodiment.
【図７】 実施形態に係る圧電振動片を実装した圧電振
動子の説明図であり、（１）はＥ−Ｅ線における平面断
面図であり、（２）はＤ−Ｄ線における側面断面図であ
る。FIG. 7 is an explanatory view of a piezoelectric vibrator on which the piezoelectric vibrating piece according to the embodiment is mounted, (1) is a plan sectional view taken along line EE, and (2) is a side sectional view taken along line DD. Is.
【図８】 従来技術に係るフォトマスクの平面図であ
る。FIG. 8 is a plan view of a photomask according to a conventional technique.
【図９】 （１）は従来技術に係る圧電振動片の製造方
法により形成された圧電振動片の平面図であり、（２）
はＡ−Ａ線における断面図であり、（３）はＢ−Ｂ線に
おける断面図であり、（４）はＣ−Ｃ線における断面図
である。FIG. 9A is a plan view of a piezoelectric vibrating piece formed by a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to a conventional technique;
Is a sectional view taken along line AA, (3) is a sectional view taken along line BB, and (4) is a sectional view taken along line CC.
１………圧電振動子、２………導電性接着剤、５………
パッケージ、６………キャビティ、９………電極、１０
………蓋部材、２０………圧電振動片、２４………逆メ
サ部、２５………外枠、２６………励振電極、２７……
…接続電極、４０………圧電基板、４１………圧電振動
片の形成領域、４２………圧電振動片の形成領域の周辺
部、４４………逆メサ部、４６………電極、５０………
耐蝕膜、５２，５３………レジスト、５５………電極材
料被膜、５６………レジスト、９０………フォトマス
ク、９２，９２ｂ………圧電振動片のパターン、９３…
……支持部、９４………フレームのパターン、９５……
…周辺部、９６，９６ａ，９６ｂ，９６ｃ………対頂角
領域のパターン、１９０………フォトマスク、１９２…
……圧電振動片のパターン、１９４………周辺部。1 ... Piezoelectric vibrator, 2 ... Conductive adhesive, 5 ...
Package, 6 ... Cavity, 9 ... Electrode, 10
……… Lid member, 20 ………… Piezoelectric vibrating piece, 24 ……… Inverse mesa part, 25 ……… Outer frame, 26 ……… Excitation electrode, 27 ……
Connection electrodes, 40 ... Piezoelectric substrate, 41 ... Piezoelectric vibrating piece forming area, 42 ... Peripheral portion of the piezoelectric vibrating piece forming area, 44 ... Inverse mesa section, 46 ... Electrode, 50 …………
Corrosion resistant film, 52, 53 ... ...... Resist, 55 ...... Electrode material coating, 56 ...... Resist, 90 ...... Photo mask, 92, 92b ...... Piezoelectric vibrating reed pattern, 93 ...
…… Supporting part, 94 ……… Frame pattern, 95 ……
... peripheral part, 96, 96a, 96b, 96c ... ... vertical angle region pattern, 190 ... photomask, 192 ...
...... Piezoelectric vibrating reed pattern, 194 ......... Peripheral part.
Claims (14)
に耐蝕膜を形成するとともに、前記圧電振動片の形成領
域の角部の周辺部に、前記圧電振動片の角部におけるオ
ーバーエッチング防止用の耐蝕膜を形成する工程と、 前記耐蝕膜をマスクとして前記圧電基板をエッチング
し、前記圧電振動片の外形を形成する工程と、 を順次行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。1. A piezoelectric substrate is provided with a corrosion-resistant film in a region where a piezoelectric vibrating piece is formed, and at the periphery of the corner of the region where the piezoelectric vibrating piece is formed, for preventing over-etching at the corner of the piezoelectric vibrating piece. A method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, comprising: a step of forming a corrosion resistant film; and a step of etching the piezoelectric substrate using the corrosion resistant film as a mask to form an outer shape of the piezoelectric vibrating piece.
部は、当該角部の対頂角領域であることを特徴とする、
請求項１に記載の圧電振動片の製造方法。2. A peripheral portion of a corner portion of the piezoelectric vibrating piece forming region is a vertical angle region of the corner portion.
The method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece according to claim 1.
であることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧
電振動片の製造方法。3. The method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrating piece is an inverted mesa-type piezoelectric vibrating piece.
は、前記圧電振動片の形成領域の角部から、当該角部の
周辺部に延長形成することを特徴とする、請求項１ない
し３のいずれかに記載の圧電振動片の製造方法。4. The corrosion resistant film for preventing over-etching is formed by extending from a corner of a region where the piezoelectric vibrating piece is formed to a peripheral portion of the corner. A method for manufacturing a piezoelectric vibrating reed according to claim 2.
該角部の周辺部との間における前記耐蝕膜の幅は、 前記耐蝕膜をマスクとした前記圧電基板のエッチングに
より、前記圧電基板における前記オーバーエッチング防
止用の耐蝕膜の形成部分から、前記圧電振動片を分離可
能な幅に形成することを特徴とする、請求項４に記載の
圧電振動片の製造方法。5. The width of the anticorrosion film between the corner of the area where the piezoelectric vibrating piece is formed and the peripheral portion of the corner is determined by etching the piezoelectric substrate using the anticorrosion film as a mask. The method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 4, wherein the piezoelectric vibrating piece is formed in a width that allows separation from the portion of the substrate where the corrosion-resistant film for preventing overetching is formed.
形成領域に加えて、形成された前記圧電振動片を支持す
るフレームの形成領域に耐蝕膜を形成するとともに、 前記オーバーエッチング防止用の耐蝕膜を、前記フレー
ムの形成領域および／または隣接する圧電振動片の形成
領域の角部まで延長形成することを特徴とする、請求項
１ないし５のいずれかに記載の圧電振動片の製造方法。6. A corrosion resistant film for forming the piezoelectric vibrating reed in the piezoelectric substrate, a corrosion resistant film for forming a frame supporting the formed piezoelectric vibrating reed, and a corrosion resistant film for preventing the over-etching. 6. The method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrating piece is extendedly formed to a corner of a forming area of the frame and / or an adjacent forming area of the piezoelectric vibrating piece.
と、前記フレームの形成領域に形成した耐蝕膜との連結
部分の幅は、 前記耐蝕膜をマスクとした前記圧電基板のエッチングに
より、前記圧電基板における前記オーバーエッチング防
止用の耐蝕膜の形成部分が、前記フレームから分離する
ことのない幅に形成することを特徴とする、請求項６に
記載の圧電振動片の製造方法。7. The width of a connecting portion between the corrosion resistant film for preventing overetching and the corrosion resistant film formed in the formation region of the frame is determined by etching the piezoelectric substrate using the corrosion resistant film as a mask. 7. The method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 6, wherein the portion where the corrosion-resistant film for preventing overetching is formed in a width that does not separate from the frame.
ーニングし、前記耐蝕膜をマスクに圧電基板をエッチン
グして、前記圧電基板上に圧電振動片を形成する際に、
前記フォトリソグラフィに使用するため、形成すべき前
記耐蝕膜に対応するパターンが描画されたフォトマスク
であって、 前記圧電振動片の外形パターンの角部の周辺部に、前記
圧電振動片の角部におけるオーバーエッチング防止用の
パターンを描画したことを特徴とするフォトマスク。8. When patterning a corrosion resistant film by photolithography and etching a piezoelectric substrate using the corrosion resistant film as a mask to form a piezoelectric vibrating piece on the piezoelectric substrate,
A photomask on which a pattern corresponding to the corrosion-resistant film to be formed is drawn for use in the photolithography, wherein a corner portion of the piezoelectric vibrating piece is formed around a corner portion of an outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece. A photomask in which a pattern for preventing overetching is drawn.
周辺部は、当該角部の対頂角領域であることを特徴とす
る、請求項８に記載のフォトマスク。9. The photomask according to claim 8, wherein a peripheral portion of a corner portion of the outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece is a vertical angle region of the corner portion.
片であることを特徴とする、請求項８または９に記載の
フォトマスク。10. The photomask according to claim 8, wherein the piezoelectric vibrating piece is an inverted mesa type piezoelectric vibrating piece.
ーンは、前記圧電振動片の外形パターンの角部から、当
該角部の周辺部に延長描画したことを特徴とする、請求
項８ないし１０のいずれかに記載のフォトマスク。11. The over-etching preventing pattern is drawn by extending from a corner portion of the outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece to a peripheral portion of the corner portion, according to any one of claims 8 to 10. Photomask described in.
て、形成された前記圧電振動片を支持するフレームのパ
ターンを描画するとともに、 前記オーバーエッチング防止用のパターンを、前記フレ
ームのパターンおよび／または隣接する圧電振動片の外
形パターンの角部まで延長描画したことを特徴とする、
請求項８ないし１１のいずれかに記載のフォトマスク。12. In addition to the outer shape pattern of the piezoelectric vibrating piece, a pattern of a frame that supports the formed piezoelectric vibrating piece is drawn, and the pattern for preventing overetching is formed on the frame pattern and / or Characterized by extending and drawing up to the corners of the external pattern of the adjacent piezoelectric vibrating piece,
The photomask according to claim 8.
圧電振動片の製造方法を使用して製造したことを特徴と
する圧電振動片。13. A piezoelectric vibrating piece manufactured by using the method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece according to claim 1. Description:
して製造したことを特徴とする圧電デバイス。14. A piezoelectric device manufactured by using the piezoelectric vibrating piece according to claim 13.
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