JP2005354588A - 圧電振動デバイスの製造方法および製造装置、ならびにこの製造装置により製造された圧電振動デバイス - Google Patents

Abstract

。
【課題】電極の形成後においても周波数の値のバラツキを抑制する。
【解決手段】製造装置には、振動部２を識別する識別手段と、識別手段により識別された４８個の振動部２それぞれの周波数を測定する測定手段と、４８個の振動部２の両主面２３、２４の少なくとも一方に電極３１、３２を形成する電極形成手段と、振動部２の両主面２３、２４をコーティング液で覆うコーティング手段と、ウエハ１、金属層６、電極３１をエッチングするエッチング手段と、コーディング液をウエハ１から剥離する剥離手段と、測定手段により測定された各振動部２の周波数に基づいて４８個の振動部２ごとに電極３１、３２の厚さを可変させる可変手段と、が設けられている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ウエハに形成された複数個の振動部の周波数調整を行う圧電振動デバイスの製造方法および製造装置、ならびにこの製造装置により製造された圧電振動デバイスに関する。

近年、各種通信機器の高周波数化、またはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの電子機器の動作周波数の高周波数化にともなって、圧電振動デバイス、例えば水晶振動子、水晶フィルタ等も高周波数化への対応が求められている。

一般に、高周波数化に対応した圧電振動デバイスとして水晶振動デバイスが挙げられる。この水晶振動デバイスには、例えば、ＡＴカット水晶板が設けられ、このＡＴカット水晶板の厚みすべり振動により高周波を発生させる。ここでいうＡＴカット水晶板の周波数はその厚さで決定されており、このＡＴカット水晶板の周波数は、その厚さと反比例の関係を有する。

上記したように、水晶振動デバイスは、その特性(周波数等)と厚さとが関係しており、従来の技術に、この関係を用いた水晶振動デバイスの特性を調整する製造方法がある(例えば、特許文献１参照。)。

下記する特許文献１に記載の振動子の製造方法は、大板状の振動板(以下、ウエハという)の複数の振動部の厚み、あるいは発振周波数を測定し、次にウエハの特定の振動部部分を第１レジストで覆い、その後第１のレジストの非コーティング部のエッチングを行う振動子の製造方法であり、大板状のウエハの各振動部の周波数ばらつきを小さくすることができる。
特開平１０−４１７７１号公報

上記した特許文献１に記載されているように、従来の振動子の製造方法は、ウエハレベルで個々のチップ（以下、振動部という）について周波数を揃える場合、ウェットエッチングで水晶厚みを薄くしていき、最終の微調整段階で振動部個別にエッチング液を液下して調整するか、周波数が目標範囲に入った振動部をコーティングし目標前の振動部のみをエッチングする方法である。この方法により、ウエハ内の周波数バラツキを抑制している。

ところで、振動子は、上記したエッチング工程後に振動部に電極を形成する。しかしながら、従来技術では、エッチング工程後の周波数調整工程がない。そのため、電極の形成工程において電極を振動部に形成した際に、電極の厚さバラツキが発生する。その結果、電極の形成後、ウエハ内で周波数の値にバラツキが発生する。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、電極の形成後においても周波数のバラツキを抑制する圧電振動デバイスの製造方法および製造装置、ならびにこの製造装置により製造された圧電振動デバイスを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動デバイスの製造方法は、ウエハに複数個の振動部を形成して、これら振動部の周波数調整を行う圧電振動デバイスの製造方法において、複数個の前記振動部それぞれの少なくとも一主面に電極を形成する第１電極形成工程と、前記第１電極形成工程の後に、複数個の前記振動部の周波数をそれぞれ前記振動部個別に測定する測定工程と、前記測定工程において測定した前記振動部の周波数に基づいて、前記振動部ごとに電極の厚さを可変させる可変工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、前記第１電極形成工程と前記測定工程と前記可変工程とを有し、電極形成後に周波数調整を行うので、前記電極の形成後においても周波数のバラツキを抑制することが可能となる。また、ウエハに形成された複数個の振動部の周波数にバラツキがあってもウエハ上の段階で周波数を揃えることが可能となり、ウエハ上の不良品の振動部の数を減らして生産性を向上させることが可能となる。さらに、振動部の形状の形成後に形成される電極の厚さを可変させるので、周波数の最終調整として用いることが可能となる。

前記方法において、前記可変工程には、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成工程と、前記第２電極形成工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変工程には、前記コーティング工程と前記第２電極形成工程と前記剥離工程とが含まれているので、特に電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超える場合の周波数の調整に好ましい。また、第１電極と第２電極とが導電性材料であるので、第１電極と第２電極との接着性が良好であり、容易に第１電極上に第２電極を形成することが可能となる。

前記方法において、前記可変工程には、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成工程と、前記絶縁物形成工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変工程には、前記コーティング工程と前記絶縁物形成工程と前記剥離工程とが含まれているので、特に電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超える場合の周波数の調整に好ましい。また、絶縁物は絶縁性材料であるので、少なくとも一主面に形成された第１電極が電極形成後の周波数調整より形成された材料により短絡するのを防止することが可能となる。

前記方法において、前記可変工程には、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング工程と、前記エッチング工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変工程には、前記コーティング工程と前記エッチング工程と前記剥離工程とが含まれているので、特に電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値未満である場合の周波数の調整に好ましい。

前記方法において、前記可変工程には、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成工程と、前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング工程と、前記第２電極形成工程及びエッチング工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変工程には、前記コーティング工程と前記第２電極形成工程と前記エッチング工程と前記剥離工程とが含まれているので、電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超えるか目標値未満であるかに関係なく、前記電極の形成後に周波数のバラツキを抑制することが可能となる。また、第１電極と第２電極とが導電性材料であるので、第１電極と第２電極との接着性が良好であり、容易に第１電極上に第２電極を形成することが可能となる。

前記方法において、前記可変工程には、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成工程と、前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング工程と、前記絶縁物形成工程及びエッチング工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変工程には、前記コーティング工程と前記絶縁物形成工程と前記エッチング工程と前記剥離工程とが含まれているので、電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超えるか目標値未満であるかに関係なく、前記電極の形成後に周波数のバラツキを抑制することが可能となる。また、絶縁物は絶縁性材料であるので、少なくとも一主面に形成された第１電極が電極形成後の周波数調整より形成された材料により短絡するのを防止することが可能となる。

また、前記方法において、前記エッチング工程は、ドライエッチング法を用いて行ってよい。

この場合、エッチングレートが高いので周波数調整の分解能をあげることが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動デバイスの製造装置は、ウエハに複数個の振動部を形成して、これら振動部の周波数調整を行う圧電振動デバイスの製造装置において、ウエハに形成された複数個の前記振動部それぞれの少なくとも一主面に電極を形成する第１電極形成手段と、複数個の前記振動部の周波数をそれぞれ前記振動部個別に測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記振動部の周波数に基づいて、前記振動部ごとに電極の厚さを可変させる可変手段と、が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、前記第１電極形成手段と前記測定手段と前記可変手段とが設けられ、電極形成後に周波数調整を行うので、前記電極の形成後においても周波数のバラツキを抑制することが可能となる。また、ウエハに形成された複数個の振動部の周波数にバラツキがあってもウエハ上の段階で周波数を揃えることが可能となり、ウエハ上の不良品の振動部の数を減らして生産性を向上させることが可能となる。さらに、振動部の形状の形成後に形成される電極の厚さを可変させるので、周波数の最終調整として用いることが可能となる。

前記構成において、前記可変手段には、前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成手段と、前記第２電極形成手段により前記振動部に電極が形成された後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変手段には、前記コーティング手段と前記第２電極形成手段と前記剥離手段とが含まれているので、特に電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超える場合の周波数の調整に好ましい。また、第１電極と第２電極とが導電性材料であるので、第１電極と第２電極との接着性が良好であり、容易に第１電極上に第２電極を形成することが可能となる。

前記構成において、前記可変手段には、前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成手段と、前記絶縁物形成手段により前記振動部に絶縁物が形成された後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変手段には、前記コーティング手段と前記絶縁物形成手段と前記剥離手段とが含まれているので、特に電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超える場合の周波数の調整に好ましい。また、絶縁物は絶縁性材料であるので、少なくとも一主面に形成された第１電極が電極形成後の周波数調整より形成された材料により短絡するのを防止することが可能となる。

前記構成において、前記可変手段には、前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング手段と、前記エッチング手段により前記振動部の前記電極がエッチングされた後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変手段には、前記コーティング手段と前記エッチング手段と前記剥離手段とが含まれているので、特に電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値未満である場合の周波数の調整に好ましい。

前記構成において、前記可変手段には、前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成手段と、前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング手段と、前記第２電極形成手段により前記振動部に電極が形成されるとともに前記エッチング手段により前記振動部の前記電極がエッチングされた後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変手段には、前記コーティング手段と前記第２電極形成手段と前記エッチング手段と前記剥離手段とが含まれているので、電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超えるか目標値未満であるかに関係なく、前記電極の形成後に周波数のバラツキを抑制することが可能となる。また、第１電極と第２電極とが導電性材料であるので、第１電極と第２電極との接着性が良好であり、容易に第１電極上に第２電極を形成することが可能となる。

前記構成において、前記可変手段には、前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成手段と、前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング手段と、前記絶縁物形成手段により前記振動部に絶縁物が形成されるとともに前記エッチング手段により前記振動部の前記電極がエッチングされた後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、が含まれてもよい。

この場合、前記可変手段には、前記コーティング手段と前記絶縁物形成手段と前記エッチング手段と前記剥離手段とが含まれているので、電極形成後に測定した前記振動部の周波数が目標値を超えるか目標値未満であるかに関係なく、前記電極の形成後に周波数のバラツキを抑制することが可能となる。また、絶縁物は絶縁性材料であるので、少なくとも一主面に形成された第１電極が電極形成後の周波数調整より形成された材料により短絡するのを防止することが可能となる。

具体的に、前記構成において、前記エッチング手段には、ドライエッチング法が用いられてもよい。

この場合、エッチングレートが高いので周波数調整の分解能をあげることが可能となる。

さらに、本発明にかかる圧電振動デバイスは、上記した製造装置により周波数調整された振動部が設けられているので、上記した製造装置と同様の効果を有することが可能となる。

本発明にかかる圧電振動デバイスの製造方法および製造装置、ならびにこの製造装置により製造された圧電振動デバイスによれば、電極の形成後においても周波数のバラツキを抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動デバイスとして水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。

本実施の形態にかかる水晶振動子（図示省略）の製造装置（以下、製造装置という）は、図１、２に示す水晶ウエハ１（以下、ウエハという）に形成された振動部２の周波数調整を行なう製造装置である。

ウエハ１には、図１に示すように、４８個の振動部２が形成され、これら振動部２は、８×６行列のマトリックス状に配されている。また、図２に示すように、ウエハ１における振動部２の外周の一部分２１を除く他の部分に隣接する領域２２は、中空形成されている。また、図２に示すように、振動部２の両主面（第１主面２３、第２主面２４、図２９参照）が、逆メサ構造２５に形成されているとともに、この両主面２３、２４に電極３１、３２（下記参照）が形成されている。

製造装置には、振動部２を識別する識別手段と、識別手段により識別された４８個の振動部２それぞれの周波数を測定する測定手段と、４８個の振動部２の両主面２３、２４の少なくとも一方に電極３１、３２を形成する電極形成手段と、振動部２の両主面２３、２４をコーティング液で覆うコーティング手段と、ウエハ１、金属層６（下記参照）、電極３１をエッチングするエッチング手段と、コーディング液をウエハ１から剥離する剥離手段と、測定手段により測定された各振動部２の周波数に基づいて、４８個の振動部２ごとに電極３１、３２の厚さを可変させる可変手段と、が設けられている。

識別手段は、４８個の振動部２をそれぞれ個別に識別するものである。

測定手段には、電極部が設けられている（図示省略）。この電極部は、振動部２の両主面２３、２４外方に配されて対向する一対の電極対部（図示省略）から構成される。この電極対部によってその間に位置する振動部２の周波数が測定される。また、測定手段により測定された各振動部２の周波数に基づいて、エッチングを行なう振動部２ごとにエッチングレートが変更され、コーティング手段およびエッチング手段によりコーティングおよびエッチングが複数回行われるよう設定されている。

エッチング手段は、すべての振動部２に対して同時にエッチングするディップ式のウエットエッチング部（図示省略）からなる。このウエットエッチング部は、エッチング液（図示省略）を溜めてウエハ１を浸水させるためのエッチング槽（図示省略）と、エッチング液をエッチング槽へ注入／排出させるための循環機構（図示省略）からなる。ウエットエッチングの工程は、エッチング液を溜めたエッチング槽にウエハ１を浸水させることによりフォトレジスト層５で覆われていないウエハ１の露出領域をエッチングして行なう。なお、ここで用いるエッチング液は、バッファードフッ酸からなる。

電極形成手段には、４８個の振動部２の両主面２３、２４の少なくとも一方に電極３１を形成する第１電極形成手段と、この第１電極形成手段により形成された電極３１上に電極３２を形成する第２電極形成手段とからなる。

可変手段は、上記したコーティング手段と、上記した第２電極形成手段と、コーティング手段により振動部２がコーティングされた後に、測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い振動部２の電極３１（製造工程順により符号３２も含むが、本実施の形態では含まない）をエッチングする第２エッチング手段（本発明でいうエッチング手段）と、上記した剥離手段と、からなる。この可変手段における剥離手段は、第２電極形成手段により振動部２に電極３２が形成されるとともにエッチング手段により振動部２の電極３１がエッチングされた後に、コーティング液からなるフォトレジスト層５を振動部２から剥離するものである。

次に、上記した製造装置を用いて、ウエハ１から振動部２を製造する製造工程を以下に図３〜図２１を用いて説明する。なお、図３は、本実施の形態にかかる製造工程のフローチャートを示した図である。

図４に示すように、ウエハ１を板状に研磨加工し洗浄する（ステップＳ１）。

ステップＳ１の後に、図５に示すように、ウエハ１の両主面２３、２４に真空蒸着装置を用いてＡｕ６１とＣｒ６２からなる金属層６を形成する（ステップＳ２）。

ステップＳ２において形成した金属層６の上に、図６に示すように、コーティング液からなるフォトレジスト層５を塗布する（ステップＳ３）。

ステップＳ３において塗布したフォトレジスト層５を、露光装置を用いて露光し、露光したフォトレジスト層５を現像して、ウエハ１から振動部２を形成するための外形パターンおよび振動領域パターンを形成する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の後に、フォトレジスト層５を剥離し、ウエハ１を水晶エッチングして（図７参照）、周波数の調整を行う（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５においてエッチング調整を行った周波数と目標値とに基づいてウエハ１を水晶エッチングして、振動部２の周波数の調整を行う時、図８に示すように、コーティング液を用いて周波数の可変を防ぐために、一方の主面あるいは両方の主面の振動領域をコーティングしてもよい。ここでのフォトレジスト層５は、コーティング液を振動部２に滴下して形成される。なお、ここでのコーティングで用いる装置は、４８個の振動部２に対して一つずつコーティング液を順番に滴下する装置である。振動部２に滴下したコーティング液は、表面張力により若干凸状に充填されている（図示省略）。

ステップＳ５においてコーティング液を用いた場合、図９に示すように、コーティング液を剥離し、図１０に示すように、ウエハ１の両主面２３、２４の金属層６をメタルエッチングして洗浄する（ステップＳ６）。

ウエハ１を洗浄した後に、図１１に示すように、ウエハ１の両主面２３、２４にＣｒ＋Ａｕからなる電極層３を真空蒸着形成する（ステップＳ７）。

ステップＳ７で両主面２３、２４に形成した電極層３を覆うように、全面にフォトレジスト層５を塗布する（ステップＳ８、図１２参照）。

ステップＳ８において塗布したフォトレジスト層５を、露光装置を用いて露光し、露光したフォトレジスト層５を現像して、フォトレジスト層５に、図１３に示すように、電極層３から電極３１を形成するための電極パターンを形成する（ステップＳ９）。

ステップＳ９においてフォトレジスト層５に形成した電極パターンから露出した電極層３を、図１４に示すように、メタルエッチングする（ステップＳ１０）。なお、このステップＳ１９の工程は、フォトリソグラフィ法を用いて行なっている。

ステップＳ１０において電極層３をメタルエッチングした後に、図１５に示すように、フォトレジスト層５を剥離して電極３１を形成する（ステップＳ１１、なお、ステップＳ７〜Ｓ１１の工程は本発明でいう第１電極形成工程）。

ステップＳ１１において電極３１を形成した後の振動部２の周波数を測定する（ステップＳ１２、本発明でいう測定工程）。

ステップＳ１２において測定した各振動部２の周波数と目標値の範囲とを比較する（ステップＳ１３）。そして、測定した振動部２の周波数に基づいて、振動部２ごとに電極の厚さを可変させる（本発明でいう可変工程）。この可変工程は、以下のステップＳ１４〜１８に示す工程であるが、この可変工程は一実施の形態であり、工程順や工程内容はこれに限定されない。

ステップＳ１３において比較した結果、周波数が予め設定した目標値の範囲を超えた場合、図１６（ａ）に示すように、その振動部２の両主面２３、２４のうち少なくとも一方の振動領域を電極コーティングしてフォトレジスト層５を形成する。もしくは、図１６（ｃ）に示すように、その振動部２の両主面２３、２４の両方の振動領域を電極コーティングせずにフォトレジスト層５を形成しない。また、周波数が目標値の範囲内である場合、図１６（ｂ）に示すように、その振動部２の両主面２３、２４の振動領域を電極コーティングしてフォトレジスト層５を形成する。また、周波数が目標値の範囲未満である場合、図１６（ａ）、（ｃ）に示すように、その振動部２の両主面２３、２４の振動領域を電極コーティングせずに一方の主面あるいは両方の主面にフォトレジスト層を形成しない（ステップＳ１４、本発明でいうコーティング工程）。なお、ここでは、周波数の変動量に基づいて電極コーティングを行う主面を決定する。また、ステップＳ１４〜１８（下記参照）は、４８個の振動部２それぞれに対して行っている。

ステップＳ１４において電極コーティングした後に、図１７に示すように、両主面２３、２４にパーシャル蒸着を行い、両主面２３、２４に電極３２を形成する（ステップＳ１５、本発明でいう第２電極形成工程）。なお、ここでいう第２電極形成工程は、上記した第１電極形成工程と同一の工程からなる。また、周波数の変動量に基づいて主面２３、２４のうち一主面に対して電極３２を形成してもよい。

ステップＳ１５において電極３２を形成した後に、図１８に示すように、フォトレジスト層５を剥離する（ステップＳ１６、本発明でいう剥離工程）。

ステップＳ１６の後に、図１９に示すように、周波数が目標値の範囲未満である振動部２（図１９（ｃ）参照）以外の振動部２（図１９（ａ）、（ｂ）参照）の両主面２３、２４のうち少なくとも一方の振動領域を電極コーティングする（ステップＳ１７、本発明でいうコーティング工程）。なお、ここでは、周波数の変動量に基づいて電極コーティングを行う主面を決定する。

ステップＳ１７の後に、測定した周波数が目標値の範囲より低い振動部２の電極３１をメタルエッチングして電極３１の厚さを薄くする（ステップＳ１８、本発明でいうエッチング工程）。そして、ステップＳ２７において所望の電極厚さを形成した後に、図２０に示すように、フォトレジスト層５を剥離する（ステップＳ１９、本発明でいう剥離工程）。またステップＳ１８において、周波数の変動量に基づいて主面２３、２４のうち一主面に対して電極３１のメタルエッチングを行ってもよい。

ステップＳ１９の後に、周波数測定を行い、周波数が目標値の範囲内にあるか否かを調べ、周波数が目標値の範囲内であれば次工程へ進む（ステップＳ２０）。

ステップＳ２０において周波数が目標値の範囲内であれば、図２１に示すように、Ａｇからなる袖電極７をパーシャル蒸着して振動部を製造する（ステップＳ２１）。また、ステップＳ２０において周波数が目標値の範囲内でなれければ、ステップＳ１４にもどる。

ステップＳ２１において製造した振動部２をパッケージ（図示省略）に搭載する。そして、搭載した振動部２を気密封止するように、キャップ（図示省略）をパッケージに接合材（図示省略）を介して接合し、水晶振動子（図示省略）を製造する（ステップＳ２２）。なお、ここでいうキャップとパッケージとの封止方法として、接合材に銀ロウ材等のロウ材を用いたレーザ封止、電子ビーム封止、シーム封止や、接合材にガラス材を用いたガラス封止などがある。

上記したように、本実施の形態にかかる水晶振動子の製造装置によれば、第１電極形成手段と測定手段と可変手段とを有し、電極３１の形成後に周波数調整を行うので、電極３１の形成後においても周波数のバラツキを抑制することができる。また、ウエハ１に形成された４８個の振動部２の周波数にバラツキがあってもウエハ１上の段階で周波数を揃えることができ、ウエハ１上の不良品の振動部２の数を減らして生産性を向上させることができる。さらに、振動部２の形状の形成後に形成される電極の厚さを可変させるので、周波数の最終調整として用いることができる。

また、可変手段には、コーティング手段と第２電極形成手段とエッチング手段と剥離手段とが含まれているので、電極３１の形成後に測定した振動部２の周波数が目標値を超えるか目標値未満であるかに関係なく、電極３１の形成後に周波数のバラツキを抑制することができる。

また、電極３１と電極３２とが導電性材料であるので、電極３１と電極３２との接着性が良好であり、容易に電極３１上に電極３２を形成することができる。

なお、本実施の形態では、圧電振動デバイスとして水晶振動子を適用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、水晶フィルタ等のフィルタであってもよい。この場合、周波数の帯域微調整、ｆｓ微調整、ｆａ微調整も良好に行なうこともできる。また、圧電振動デバイスがフィルタである場合、電極３１、３２にはＡｌを用いる。また、Ａｌだけでなく、ＡｕやＡｇを用いてもよい。さらに、本発明でいう第２電極形成工程において形成する電極３２には、ＡｇやＡｕを用いることが好ましい。

また、本実施の形態では、ウエハ１として水晶ウエハを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、セラミックウエハであってもよい。

また、本実施の形態では、図１に示すように、ウエハ１に４８個の振動部２が形成されているが、この個数に限定されるものではなく、振動部の個数は任意に設定可能である。

また、本実施の形態では、４８個の振動部２は、図１に示すようにウエハ１上にマトリックス状に配されているが、この配置に限定されるものではなく、４８個の振動部の配置は任意に設定可能である。

また、本実施の形態では、図２１に示すように、振動部２の両主面２３、２４が逆メサ構造２５に形成されているが、これに限定されるものではなく、両主面のうち一方の主面（例えば、第１主面２３）のみが逆メサ構造に形成されてもよい。

また、本実施の形態では、図２１に示すように、振動部２の両主面２３、２４が逆メサ構造２５に形成されているが、これに限定されるものではなく、両主面２３、２４ともに逆メサ構造が形成されてなくてもよく、例えば少なくとも一主面（例えば、第１主面２３）が凸形状に形成されてもよい。この場合、凸形状の主面からのコーティング液の流出を防ぐために、主面に突起や堤防形状の流れ止め部材を設ける必要がある。

また、本実施の形態では、図２１に示すように、振動部２の両主面２３、２４が逆メサ構造２５に形成されているが、これに限定されるものではなく、両主面２３、２４ともに逆メサ構造が形成されてなくてもよく、例えば少なくとも一主面（例えば、第１主面２３）が平坦面に形成されていてもよい。この場合、平坦面である主面からのコーティング液の流出を防ぐために、主面に突起や堤防形状の流れ止め部材を設ける必要がある。

また、コーティング液の材料は限定されるものではなく、任意のものを用いてもよい。また、コーティング液は、高粘度の物質であれば好ましい。すなわち、低粘度のコーティング液を使用した場合、長時間のフッ素や温純水にさらされることでコーティング液が水晶から剥離し易いが、高粘度のコーティング液を使用した場合、水晶との密着性が良く、コーティング液が水晶から剥離し難くなる。また、コーティング液に無機物質のコーティング材料を用いてもよい。

また、図６、８、１２、１６等に示すコーティング液の材料には同一番号を付しているが、本実施の形態では同材料のものが用いられているためであり、これは一実施の形態にすぎない。そのため、これらのコーティング液の材料は同一のものでなくてもよく、任意に設定可能である。例えば、図８、１２、１６のコーティング液の材料に、エポキシ樹脂などの樹脂系材料を選択することも可能である。

また、本実施の形態では、エッチング工程は、ディップ式のウエットエッチングにより行なっているが、これに限定されるものではなく、例えば、ドライエッチングやスピン式のスプレーウエットエッチングにより行なってもよい。特にドライエッチングの場合、ウェットエッチングと比べて、エッチングレートがあがり、周波数調整の分解能をあげることが可能となる。具体的にイオンミーリングなどを用いたドライエッチングが好ましい。

また、本実施の形態では、ウエットエッチング部が、エッチング槽と循環機構からなるが、これに限定されるものではなく、例えば、エッチング槽のみから構成されてもよい。

また、本実施の形態では、バッファードフッ酸からなるエッチング液を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、フッ酸、フッ化アンモニウム、りん酸などからなるエッチング液を用いてもよい。

また、本実施の形態では、コーティング材料としてコーティング液を用いているが、これに限定されるものではなく、固体のコーティング材料であってもよい。

また、本実施の形態では、真空蒸着装置により電極３１、３２が形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、スパッタ装置により電極が形成されてもよい。

また、本実施の形態では、製造方法として第２電極形成工程と、エッチング工程とを有しているが、これに限定されるものではなく、第２電極形成工程とエッチング工程とのいずれか一方の工程のみを有してもよい。例えば、可変工程がコーティング工程と第２電極形成工程と剥離工程とからなっている場合、特に電極３１の形成後に測定した振動部２の周波数が目標値を超える時の周波数の調整に好ましい。また、可変工程がコーティング工程とエッチング工程と剥離工程とからなっている場合、特に電極３１の形成後に測定した振動部２の周波数が目標値未満である時の周波数の調整に好ましい。
また、本実施の形態では、測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い振動部２の両主面２３、２４に電極３２を形成する第２電極形成手段が設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い振動部２の両主面２３、２４に、図１８に示すような電極３２の代わりにＳｉ、Ｔｉ、ＳｉＯ₂等の絶縁物を形成する絶縁物形成手段が設けられてもよい。この絶縁物形成手段による絶縁物の形成工程は、第２電極形成工程と比べて絶縁物を形成すること以外は略同一工程からなる。また、絶縁物を形成する際に用いるエッチング手段にはドライエッチング法が用いられる。また、絶縁物は絶縁性材料であるので、少なくとも一主面に形成された電極３１が電極形成後の周波数調整より形成された材料により短絡するのを防止することができる。

また、本実施の形態では、電極形成の工程順を、第２電極形成工程、エッチング工程の順にしているが、これは好適な例として挙げたものであり、エッチング工程、第２電極形成工程の順であってもよい。

また、本実施の形態では、電極層３にＡｕ＋Ｃｒの積層物を用いているが、これはウエハ１へのフォトレジスト層５の付着力を高めるのに好適であるため用いているものであり、これに限定されるものではない。また、Ａｕ単一やＣｒ単一から構成されてもよい。

また、本実施の形態では、電極３１と電極３２とは同一材料から構成しているが、これに限定されるものではない。

また、本実施の形態では第１電極形成工程と第２電極形成工程とが同一工程からなっているが、これに限定されるものではなく、一部同一工程からなってもよく、完全に別工程からなってもよく、電極形成工程により製造工程の自由度が下がることはない。

さらに、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、ウエハに形成された複数個の振動部の周波数調整を行う圧電振動デバイスの製造方法および製造装置、ならびにこの製造装置により周波数調整された振動部が設けられた圧電振動デバイスに適用でき、特にウエハが水晶ウエハであるときに適用できる。

本実施の形態にかかる水晶ウエハの概略平面図である。 本実施の形態にかかる水晶ウエハの概略一部拡大図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程のフローチャートを示した図である 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ２）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ３）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ５）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ５）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ６の前工程のコーティング液の剥離）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ６）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ７）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ８）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ９）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１０）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）は、本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１１）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｂ）は、その一工程（ステップＳ１１）を示した振動部の斜視図である。 （ａ）は、周波数が目標値の範囲よりも少し高い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１４）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｂ）は、周波数が目標値の範囲内である場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１４）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｃ）は、周波数が目標値の範囲よりも高い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１４）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）は、周波数が目標値の範囲よりも少し高い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１５）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｂ）は、周波数が目標値の範囲内である場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１５）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｃ）は、周波数が目標値の範囲よりも高い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１５）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）は、周波数が目標値の範囲よりも少し高い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１６）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｂ）は、周波数が目標値の範囲内である場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１６）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｃ）は、周波数が目標値の範囲よりも高い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１６）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）は、周波数が目標値の範囲よりも少し低い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１７）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｂ）は、周波数が目標値の範囲内である場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１７）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｃ）は、周波数が目標値の範囲よりも低い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１７）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）は、周波数が目標値の範囲よりも少し低い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１９）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｂ）は、周波数が目標値の範囲内である場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１９）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｃ）は、周波数が目標値の範囲よりも低い場合の本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ１９）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。 （ａ）は、本実施の形態にかかる水晶振動子の製造工程の一工程（ステップＳ２１）を示した図２のＸ−Ｘ線断面図である。（ｂ）は、その一工程（ステップＳ２１）を示した振動部の斜視図である。

符号の説明

１ 水晶ウエハ（ウエハ）
２ 振動部
２３ 第１主面
２４ 第２主面
３１ 電極（第１電極形成手段）
３２ 電極（第２電極形成手段）
５ フォトレジスト層

Claims (15)

1. ウエハに複数個の振動部を形成して、これら振動部の周波数調整を行う圧電振動デバイスの製造方法において、
   複数個の前記振動部それぞれの少なくとも一主面に電極を形成する第１電極形成工程と、
   前記第１電極形成工程の後に、複数個の前記振動部の周波数をそれぞれ前記振動部個別に測定する測定工程と、
   前記測定工程において測定した前記振動部の周波数に基づいて、前記振動部ごとに電極の厚さを可変させる可変工程と、
   を有することを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
2. 前記可変工程には、
   前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、
   前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成工程と、
   前記第２電極形成工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、
   が含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
3. 前記可変工程には、
   前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、
   前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成工程と、
   前記絶縁物形成工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、
   が含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
4. 前記可変工程には、
   前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、
   前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング工程と、
   前記エッチング工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、
   が含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
5. 前記可変工程には、
   前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、
   前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成工程と、
   前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング工程と、
   前記第２電極形成工程及びエッチング工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、
   が含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
6. 前記可変工程には、
   前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング工程と、
   前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成工程と、
   前記コーティング工程の後に、前記測定工程において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング工程と、
   前記絶縁物形成工程及びエッチング工程の後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離工程と、
   が含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイスの製造方法。
7. 前記エッチング工程は、ドライエッチング法を用いて行うことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造方法。
8. ウエハに複数個の振動部を形成して、これら振動部の周波数調整を行う圧電振動デバイスの製造装置において、
   ウエハに形成された複数個の前記振動部それぞれの少なくとも一主面に電極を形成する第１電極形成手段と、
   複数個の前記振動部の周波数をそれぞれ前記振動部個別に測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された前記振動部の周波数に基づいて、前記振動部ごとに電極の厚さを可変させる可変手段と、
   が設けられたことを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
9. 前記可変手段には、
   前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、
   前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成手段と、
   前記第２電極形成手段により前記振動部に電極が形成された後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、
   が含まれることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動デバイスの製造装置。
10. 前記可変手段には、
    前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、
    前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成手段と、
    前記絶縁物形成手段により前記振動部に絶縁物が形成された後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、
    が含まれることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動デバイスの製造装置。
11. 前記可変手段には、
    前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、
    前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング手段と、
    前記エッチング手段により前記振動部の前記電極がエッチングされた後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、
    が含まれることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動デバイスの製造装置。
12. 前記可変手段には、
    前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、
    前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に電極を形成する第２電極形成手段と、
    前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング手段と、
    前記第２電極形成手段により前記振動部に電極が形成されるとともに前記エッチング手段により前記振動部の前記電極がエッチングされた後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、
    が含まれることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動デバイスの製造装置。
13. 前記可変手段には、
    前記測定手段により測定した周波数が予め設定した目標値の範囲内である振動部をコーティング材料によりコーティングするコーティング手段と、
    前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より高い前記振動部の少なくとも一主面に絶縁物を形成する絶縁物形成手段と、
    前記コーティング手段により振動部がコーティングされた後に、前記測定手段において測定した周波数が予め設定した目標値の範囲より低い前記振動部の前記電極をエッチングするエッチング手段と、
    前記絶縁物形成手段により前記振動部に絶縁物が形成されるとともに前記エッチング手段により前記振動部の前記電極がエッチングされた後に、前記コーティング材料を前記振動部から剥離する剥離手段と、
    が含まれることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動デバイスの製造装置。
14. 前記エッチング手段には、ドライエッチング法が用いられることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造装置。
15. 請求項９乃至１４のいずれかに記載の製造装置により周波数調整された前記振動部が設けられたことを特徴とする圧電振動デバイス。
    

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