JP2006229629A - 振動子の共振周波数の調整方法および振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の特性を有する振動子を容易に得ることができる振動子の共振周波数の調整方法および振動子を提供すること。
【解決手段】除去可能な突起４７Ａが設けられた振動可能な可動部４を振動させることにより駆動する振動子（マイクロレゾネータ１）を用意し、突起４７Ａの少なくとも一部を除去することにより、可動部４の共振周波数を調整する。この調整において、突起４７Ａを除去することにより、可動部４の振動に寄与する質量および／またはバネ定数を調整するのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動子の共振周波数の調整方法および振動子に関するものである。

ある振動電流の周波数に同調して機械的に振動する振動子は、携帯電話等の通信機器用のバンドパスフィルター、基準クロック、振動式センサ等に応用されている。
このような振動子としては、シリコン基板上に、半導体製造プロセスを利用したマイクロマシニング技術により、振動を発生するための構造（可動部を有する構造）を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、特許文献１では、まず、基材上にシリコ酸化物層（犠牲層）とシリコン層とが接合された基板、すなわちＳＩＯ基板を用意する。
次に、シリコン層上に、マスクパターンを形成し、これをマスクとして、シリコン層をエッチングして、所望の形状にパターニングする。
次に、犠牲層エッチング技術を用いて、可動部となる部分に対応するシリコン酸化物層を除去する。このとき、可動部を支持するためのアンカー部の平面視での面積が可動部のそれより大きいことから、アンカー部となる部分に対応するシリコン酸化物層は、除去されず残存する。

前述のエッチングの際には、エッチングがシリコン酸化物層に達した後に、シリコン酸化膜層に沿ってエッチングが進行するため、過度のエッチングを行うと、可動部の質量が設計値からずれてしまい、所望の特性を有する振動子を得ることができなくなってしまう。また、エッチングの量が少なすぎても、可動部の質量が設計値からずれてしまい、所望の特性を有する振動子を得ることができなくなってしまう。したがって、エッチングの終了を正確に検出する必要がある。そのため、エッチングの条件設定が難しく、製造工程の複雑化や高コスト化を招いてしまう。

特開平１１−１９０６３５号公報

本発明の目的は、所望の特性を有する振動子を容易に得ることができる振動子の共振周波数の調整方法および振動子を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の振動子の共振周波数の調整方法は、除去可能な除去部が設けられた振動可能な可動部を振動させることにより駆動する振動子を用意し、
前記除去部の少なくとも一部を必要に応じて除去することにより、前記可動部の共振周波数を調整することを特徴とする。
これにより、振動子の製造工程において可動部を形成するに際し、可動部の加工に高精度を要しなくとも、所望の特性、すなわち所望の共振周波数を有する振動子を得ることができる。

本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記可動部は、略板状または枠状をなし、これに平行な方向または直角な方向に振動するよう構成されていることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、所望の共振周波数を有する振動子を得ることができる。
本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記調整において、前記除去部の少なくとも一部を除去することにより、前記可動部の振動に寄与する質量および／またはバネ定数を調整することが好ましい。
これにより、所望の共振周波数を有する振動子を得ることができる。

本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記除去部として、前記可動部の表面に突起が形成されていることが好ましい。
これにより、突起を除去することで、可動部の質量を既知の質量だけ減らして、比較的簡単に、所望の周波数分だけ共振周波数を調整することができる。
本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記突起は、その基端部が先端部よりも細くなっていることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、可動部から突起を除去することができる。

本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記調整は、粗調整および微調整を含み、前記粗調整として、前記突起の除去を行うことが好ましい。
これにより、比較的簡単に粗調整を行った後に、微調整により、共振周波数をより正確に調整することができる。
本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記除去部として、前記可動部の表面に膜が形成されていることが好ましい。
これにより、膜を除去することで、可動部の質量を既知の質量だけ減らして、比較的簡単に、所望の周波数分だけ共振周波数を調整することができる。

本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記調整は、粗調整および微調整を含み、前記微調整として、前記膜の除去を行うことが好ましい。
これにより、比較的簡単に粗調整を行った後に、微調整により、共振周波数をより正確に調整することができる。
本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記除去部として、前記可動部の表面に突起が形成されているとともに、その表面に膜が形成されていることが好ましい。
これにより、可動部における除去部に必要な部分の大きさを最小限に抑えて、振動子の設計自由度を高いものとしつつ、共振周波数をより正確に調整することができる。

本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記可動部の表面には、前記除去部を露出するようにマスクが形成されており、前記マスクを介して前記除去部にエッチングを施すことにより、前記除去部の少なくとも一部を除去することが好ましい。
これにより、より正確に共振周波数を調整することができる。
本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記除去部は、複数設けられており、必要に応じて少なくとも１つの前記除去部を除去することにより、前記調整を行うことが好ましい。
これにより、比較的簡単に、共振周波数を段階的に調整することができる。

本発明の振動子の共振周波数の調整方法では、前記除去部の構成材料は、前記可動部の前記除去部以外の部分の構成材料と異なることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、除去部を可動部から除去することができる。
本発明の振動子は、振動可能に設けられた可動部を振動させることにより駆動する振動子であって、
前記可動部に、その共振周波数を調整するために除去され得る除去部が設けられており、前記除去部の少なくとも一部が必要に応じて除去されることにより、前記可動部の共振周波数の調整がなされることを特徴とする。
これにより、振動子の製造工程において可動部を形成するに際し、可動部の加工に高精度を要しなくとも、所望の特性、すなわち所望の共振周波数を有する振動子を得ることができる。

以下、本発明における振動子の共振周波数の調整方法および振動子を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明は、振動可能に設けられた可動部を振動させることにより駆動する振動子に関するものであって、特に、可動部全体が略板状または枠状をなし、これに平行な方向または直角な方向に振動するよう構成されている振動子に関するものである。このような振動子は、比較的簡単な構成で、所望の共振周波数を有するものとすることができる。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
§振動子§
まず、本発明の第１実施形態の振動子の共振周波数の調整方法の説明に先立ち、かかる振動子の一例を図１ないし図３に基づき説明する。なお、以下の説明では、本発明の振動子をマイクロレゾネータに適用する場合を例に説明する。

（マイクロレゾネータの構成）
図１は、振動子であるマイクロレゾネータの実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明では、図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図１および図２に示すマイクロレゾネータ１は、基部２と、この基部２に固定された一対の固定電極３１、３２と、固定電極３１、３２同士の間で振動可能に設けられた可動部４とを有している。

可動部４は、各固定電極３１、３２にそれぞれ対向する可動電極４１、４２と、基部２に支持部５１、５２を介して固定された固定部４５、４６と、各可動電極４１、４２と各固定部４５、４６とを連結する梁部４３、４４と、可動電極４１と可動電極４２とを連結する連結部４７とを有している。
各可動電極４１、４２は、それぞれ、複数の電極指４１１、４２１が併設された櫛歯形状をなしている。

このような可動電極４１、４２と固定部４５、４６とを連結する梁部４３、４４は、所定のバネ定数の弾性を有している。また、可動電極４１と可動電極４２とを連結する連結部４７は、可動電極４１、４２間の距離を固定する機能を有するものである。したがって、可動電極４１、４２は、連結部４７の長手方向に振動可能となっている。
ここで、図１および図３に示すように、連結部４７には、その幅方向での両側に、可動部４の質量調整（粗調整）のために除去可能な複数の突起４７Ａが長手方向に並んで設けられている。この突起４７Ａは、その基端部４７Ａ１が先端部よりも細くなっている。したがって、この基端部４７Ａ１を切断して、突起４７Ａを連結部４７から容易に切り離すことができる。特に、本実施形態では、突起４７Ａを連結部４７からより容易に切り離すことができるよう、図３に示すように、Ｖ字状の横断面形状をなす溝が基端部４７Ａ１に形成されている。このような各突起４７Ａ上には、質量調整（微調整）のために除去可能な膜４７Ｂが形成されている。このような突起４７Ａおよび膜４７Ｂを連結部４７（すなわち可動部４）から除去することにより、可動部４の共振周波数を調整することができる。なお、可動部４の共振周波数の調整方法については、後に詳述する。

一方、各固定電極３１、３２は、それぞれ、併設された電極指３１１、３２１と、固定部３１２、３２２とを有している。
そして、各固定部３１２、３２２は、それぞれ、支持部５３、５４を介して基部２に固定されている。
固定電極３１と可動電極４１とは、電極指３１１と電極指４１１とが交互に位置するように、すなわち、互いに噛み合うようにして配置されている。また、固定電極３２と可動電極４２とも、固定電極３１と可動電極４１と同様に配置されている。

マイクロレゾネータ１では、これらの電極指３１１、３２１および４１１、４２１の幅、間隔、厚さ等を調整することにより、共振周波数等の特性を所望のものに設定することができる。
本実施形態では、可動部４を構成する各部のうち、各可動電極４１、４２および各梁部４３、４４、連結部４７が、また、各固定電極３１、３２を構成する各部のうち、各電極指３１１、３２１が、それぞれ、基部２から浮いた状態、すなわち、所定の距離（後述する第２の層１０２の厚さ）離間した状態となっている。

一方、可動部４を構成する各部のうち、各固定部４５、４６が、また、各固定電極３１、３２を構成する各部のうち、各固定部３１２、３２２が、それぞれ、基部２に固定された状態となっている。
このようなマイクロレゾネータ１では、固定電極３１と可動電極４１との間に電圧を印加すると、両電極３１、４１間に静電引力が発生し、可動電極４１が固定電極３１に接近するように移動する。

一方、この固定電極３１と可動電極４１との間への電圧の印加を停止するとともに、固定電極３２と可動電極４２との間に電圧を印加すると、両電極３２、４２間に静電引力が発生し、可動電極４２が固定電極３２に向かって移動する。
このように、固定電極３１と可動電極４１との間、および、固定電極３２と可動電極４２との間に、交互に電圧を印加することにより、可動電極４１、４２が往復動（振動）する。そして、その振動周波数を可動部４の共振周波数とすると、可動部４を効率よく振動させることができる。このとき、共振周波数は、可動部４の質量（主に可動電極４１、４２、連結部４７の合計質量）と、梁部４３、４４のバネ定数で定まる変位に対する復元力によって定まる。

＜マイクロレゾネータの製造方法＞
次に、前述したマイクロレゾネータ１を製造する場合の一例を図４に基づき説明する。
図４は、図１ないし図３に示すマイクロレゾネータの製造方法を説明するための図である。なお、図４は、図１中のＡ−Ａ線断面に対応する断面を示している。
また、以下の説明では、図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
本実施形態のマイクロレゾネータ１の製造方法は、［１］３層構成の基板を用意する工程と、［２］その基板の一層目をエッチングする工程と、［３］その基板の２層目をエッチングする工程とを有する。以下、各工程を順次説明する。

［１］基板の用意
まず、図１に示すように、基材１０１上に、後述する第１のエッチングにより実質的にエッチングされない第２の層１０２と、第１のエッチングによりエッチングされる第１の層１０３とがこの順で積層されてなる３層構成の基板１０を用意する。
この基板１０を構成する各層のうち、第１の層１０３は、前述したマイクロレゾネータ１の可動部４および各固定電極３１、３２に、第２の層１０２は、各支持部５１、５２、５３、５４に加工される部分であり、基材１０１は、基部２となる部分である。

この基板１０としては、各層１０１、１０２、１０３の組み合わせで各種のものが挙げられるが、特に、主としてＳｉで構成された基材１０１上に、主としてＳｉＯ_２で構成された第２の層と、主としてＳｉで構成された第１の層（活性層）１０３とがこの順で積層されてなるＳＯＩ基板が好適である。以下では、基板１０としてＳＯＩ基板を用いる場合を例に説明する。

基板１０としてＳＯＩ基板を用いることにより、第１の層１０３の厚さが比較的厚いものを作製することができるようになる。このため、形成される各電極指３１１、３２１、４１１、４２１の厚さを大きくすることができるので、各電極指３１１、３２１、４１１、４２１の断面積（長手方向に対して垂直な方向での面積）を大きくすることができる。これにより、マイクロレゾネータ１では、静電容量を大きくすることができ、その結果、印加電圧に対する可動部４の変位量を増大させることができる。

また、各電極指３１１、３２１、４１１、４２１の厚さを大きく設定することができるので、必要とする断面積を確保しつつ、その幅を小さくすることができる。これにより、各固定電極３１、３２、４１、４２の小型化、ひいては、マイクロレゾネータ１全体の小型化を図ることができる。
第１の層１０３の厚さ（平均）は、特に限定されないが、０．２〜１００μｍ程度であるのが好ましく、２０〜６０μｍ程度であるのがより好ましい。第１の層１０３の厚さが薄過ぎると、第１の層１０３の構成材料等によっては、マイクロレゾネータ１において、可動部４の印加電圧に対する変位量を十分に大きくするのが困難となるおそれがあり、一方、第１の層１０３の厚さを前記上限値を超えて大きくしても、それ以上の効果の増大が期待できないばかりでなく、エッチングを深く垂直に行うことが難しくなる。

［２］第１のエッチング
次に、前述したような基板１０に対し、可動部４を形成する。
具体的には、まず、基板１０の第１の層１０３上（第２の層１０２と反対側）のエッチング領域内に、例えばフォトリソグラフィー法等を用いて、可動部（構造体）４に対応する形状のマスクを形成する。

次に、形成されたマスクを用いて、第１の層１０３に対してエッチングを施す。これにより、第１の層１０３は、マスクに対応した形状にパターニングされる。
このとき、第２の層１０２は、第１のエッチングにより実質的にエッチングされないものであり、第１のエッチングに際して、その侵攻を阻止するストップ層として機能する。
第１のエッチングには、例えば、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチングのようなドライエッチング、ウェットエッチング等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、ドライエッチング、特に、反応性イオンエッチングを用いるのが好適である。

第１のエッチングとしてドライエッチング（特に、反応性イオンエッチング）を用いることにより、第１の層１０３に対して異方性の高いエッチングを行うことができ、第１の層１０３のパターニングを寸法精度よく行うことができる。
本工程［２］により、第１の層１０３がパターニング（加工）され、可動部４および各固定電極３１、３２が形成される。

次に、前述のマスクを除去する。第２のエッチングに先立って、マスクを除去することにより、後述する工程［３］において、ウェットエッチングを用いる場合には、マスク材料（レジスト材料や、金属材料）の溶解によるエッチング液の汚染を防止または抑制することができる。
このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。

［３］第２のエッチング
次に、第２の層１０２に対して、第１の層１０３が実質的にエッチングされず、第２の層１０２をエッチング可能な第２のエッチングを施す。これにより、第２の層１０２の一部を除去する。
この第２のエッチングには、例えば、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチングのようなドライエッチング、ウェットエッチング等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、ウェットエッチングを用いるのが好適である。

第２のエッチングとしてウェットエッチングを用いることにより、第２の層１０２を等方的にエッチングすることができる。このため、前記工程［２］において加工されて残存する第１の層１０３直下の第２の層１０２も効率よく除去することができる。
このウェットエッチングに用いるエッチング液としては、例えばフッ酸等が挙げられる。

このようなエッチング液に基板１０を浸漬すると、まず、残存する第１の層１０３（可動部４および各固定電極３１、３２）によって覆われていない第２の層１０２は、上面からエッチングが開始し、等方的にエッチングが進行する。
次に、可動部４および各固定電極３１、３２およびの直下の第２の層１０２も、それぞれ、露出した側面側からエッチングが進行して、徐々に除去される。

そして、第２の層１０２が除去されていくことにより、基材１０１と第１の層１０３との間には、間隙が形成されていく。
ここで、固定部４５、４６は、それぞれ、平面視において、各可動電極４１、４２および各梁部４３、４４を構成する帯状体の面積（最大）より面積が大きく設定されている。このため、これらの面積の差により、固定部４５、４６以外の部分（各可動電極４１、４２および各梁部４３、４４）の直下の第２の層１０２がほぼ完全に除去された時点では、各固定部４５、４６の直下の第２の層１０２の一部が残存した状態となる。

このような時点（状態）で、第２のエッチングを終了すると、残存した第２の層１０２が支持部５１、５２となり、この支持部５１、５２を介して、可動部４は、各固定部４５、４６において基材１０１（基部２）に、それぞれ固定される。一方、可動部４の他の部分は、基材１０１から浮いた状態となる。
以上のような工程を経て、マイクロレゾネータ１が製造される。このようにして得られたマイクロレゾネータ１は、振動可能に設けられた可動部４を振動させることにより駆動するものであって、可動部４に、その振動に寄与する質量および／またはバネ定数を調整するために除去され得る突起４７Ａおよび膜４７Ｂが設けられている。

これにより、マイクロレゾネータ１の製造工程において可動部４を形成するに際し、可動部４の加工に高精度を要しなくとも、所望の特性、すなわち所望の共振周波数を有するマイクロレゾネータ１を得ることができる。
前述した工程で得られるマイクロレゾネータ１の共振周波数は、所望の共振周波数よりも若干小さくなるようにする。そして、後述するような調整方法により、マイクロレゾネータ１の共振周波数を所望値に調整する。

§振動子の共振周波数の調整方法§
ここで、図５に基づき、本発明の振動子の共振周波数の調整方法を、前述したマイクロレゾネータ１を用いた場合を例に説明する。
マイクロレゾネータ１の共振周波数の調整方法は、除去可能な除去部である突起４７Ａおよび膜４７Ｂが設けられた可動部４を有するマイクロレゾネータ１を用意し、突起４７Ａおよび／または膜４７Ｂを除去することにより、可動部４の共振周波数を調整する。

本実施形態では、可動部４の共振周波数の調整は、粗調整および微調整を含み、突起４７Ａおよび膜４７Ｂの除去により粗調整を行い、その後、膜４７Ｂの除去により微調整を行う。
より具体的には、まず、前述した製造工程で得られたマイクロレゾネータ１の駆動させ、その共振周波数を測定する。

この測定の方法としては、マイクロレゾネータ１の共振周波数を測定できるものであれば、特に限定されず、各種測定装置を用いることができる。例えば、可動電極４１、４２と固定電極３１、３２との間に印加する電圧の周波数をＦＦＴアナラーザーにより変更しながら、可動部４の周波数ＬＤＶ（レーザドップラ振動計）で可動部４の振幅を測定することにより、可動部４の共振周波数を測定することができる。

次に、前述の測定結果に基づき、必要な数だけ可動部４の突起４７Ａの基端部４７Ａ１を切断して、図５（ａ）に示すように、その突起４７Ａを対応する膜４７Ｂとともに除去して、粗調整を行う。これにより、可動部４の質量が減少するので、可動部４の共振周波数、すなわちマイクロレゾネータ１の共振周波数が高くなる。
このとき、突起４７Ａおよび膜４７Ｂを除去することで、可動部４の質量を既知の質量（突起４７Ａの質量と膜４７Ｂの質量との合計質量）だけ減らして、比較的簡単に、所望の周波数分だけ共振周波数を調整することができる。

また、突起４７Ａは、その基端部４７Ａ１が先端部よりも細くなっているので、比較的簡単に、可動部４から突起４７Ａを除去することができる。
また、この調整では、粗調整として、突起４７Ａの除去を行うので、この調整で比較的簡単に粗調整を行った後に、後述する微調整により、共振周波数をより正確に調整することができる。

特に、本実施形態では、除去部として、可動部４の表面に突起４７Ａが形成されているとともに、その表面に膜４７Ｂが形成されているので、可動部４における除去部に必要な部分の大きさを最小限に抑えて、マイクロレゾネータ１の設計自由度を高いものとしつつ、共振周波数をより正確に調整することができる。
また、突起４７Ａの除去に際しては、調整後の可動部４の振動時の質量バランスが均等となるようにするのが好ましい。

突起４７Ａの基端部４７Ａ１の切断方法、すなわち突起４７Ａおよび膜４７Ｂの除去方法としては、特に限定されないが、例えば、レーザ、エッチング、機械的衝撃、ダイシングなどを用いることができる。
その後、前述の方法と同様にして、マイクロレゾネータ１の共振周波数を再度測定する。

次に、その粗調整後の測定結果に基づき、必要な数だけ可動部４の膜４７Ｂを除去して、微調整を行う。これにより、可動部４の質量が僅かに減少するので、可動部４の共振周波数、すなわちマイクロレゾネータ１の共振周波数が若干高くなる。
このとき、膜４７Ｂを除去することで、可動部４の質量を既知の質量（膜４７Ｂの質量）だけ減らして、比較的簡単に、所望の周波数分だけ共振周波数を調整することができる。

また、この調整では、微調整として、膜４７Ｂの除去を行うので、前述した粗調整で比較的簡単に調整を行った後に、この調整で、共振周波数をより正確に調整することができる。
また、除去部である膜４７Ｂの構成材料は、可動部４の他の部分（除去部以外の部分）の構成材料と異なっているのが好ましい。これにより、比較的簡単に、膜４７Ｂを可動部４から除去することができる。
また、膜４７Ｂの除去に際しては、調整後の可動部４の振動時の質量バランスが均等となるようにするのが好ましい。

膜４７Ｂの除去方法としては、特に限定されないが、例えば、レーザ、エッチング、機械的衝撃、ダイシングなどを用いることができる。
その後、前述の方法と同様にして、マイクロレゾネータ１の共振周波数を再度測定し、所望の共振周波数となっていれば調整を終了し、所望の共振周波数となっていなければ再度微調整を行う。

以上のようにして、マイクロレゾネータ１の共振周波数の調整を行うことができる。
以上のような本発明のマイクロレゾネータ１の共振周波数の調整方法によれば、マイクロレゾネータ１の製造工程において可動部４を形成するに際し、可動部４の加工に高精度を要しなくとも、所望の特性、すなわち所望の共振周波数を有するマイクロレゾネータ１を得ることができる。

このとき、突起４７Ａおよび／または膜４７Ｂを除去することにより、可動部４の振動に寄与する質量を調整する。これにより、所望の共振周波数を有するマイクロレゾネータ１を得ることができる。
また、本実施形態では、除去部である突起４７Ａおよび膜４８Ｂは、複数設けられており、必要に応じて少なくとも１つの突起４７Ａや膜４８Ｂを除去することにより、共振周波数の調整を行うので、比較的簡単に、共振周波数を段階的に調整することができる。その結果、正確な共振周波数の調整をより簡単に行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を図６に基づき説明する。
まず、本発明の第２実施形態の振動子の共振周波数の調整方法の説明に先立ち、かかる振動子の一例を説明する。なお、以下の説明では、本発明の振動子をマイクロレゾネータに適用する場合を例に説明する。

（マイクロレゾネータの構成）
図６は、第２実施形態にかかる振動子であるマイクロレゾネータ６を示す図であって、（ａ）は、その平面図、（ｂ）は、（ａ）中のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下の説明では、図６（ｂ）中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、これらの図６を参照して本発明の振動子の共振周波数の調整方法および振動子の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

マイクロレゾネータ６は、基材６１と、この基材６１上に設けられた支持部６２と、支持部６２に支持され基材６１に対し間隔を隔てて振動可能な可動部６３と、基材６１上に設けられて可動部６３に間隔を隔てて対向する電極６４と、可動部６３の電極６４と反対側に設けられたマスク６５とを有している。
基材６１としては、可動部６３と電極６４とを絶縁状態で支持できるものであれば、特に限定されないが、本実施形態では、シリコンなどの導電性を有する基部６１Ａと、この基部６１Ａ上に順次積層された絶縁膜６１Ｂ、６１Ｃとを有している。この絶縁膜６１Ｂ、６１Ｃとしては、絶縁性を有していれば。特に限定されないが、本実施形態では、例えば、絶縁膜６１Ｂとしてはシリコン酸化膜、絶縁膜６１Ｃとしてはシリコン窒化膜を好適に用いることができる。

このような基材６１の絶縁膜６１Ｃ上には、支持部６２および電極６４が設けられている。支持部６２は、板状の可動部６３をその両端で支持するものであり、支持部６２の厚さは、電極６４の厚さよりも大きくなっている。したがって、可動部６３は、電極６４と間隔を隔てて対向している。
このように支持部６２に支持される可動部６３は、その板厚方向（図６（ｂ）にて上下方向）に弾性を有していて、同方向に振動可能となっている。

また、可動部６３の支持部６２と反対側の面は、開口部６５Ａを有するマスク６５で覆われている。そして、開口部６５Ａから露出する可動部６３の部分が可動部６３の共振周波数の調整のために除去可能な除去部６３Ａを構成している。
このようなマイクロレゾネータ６では、可動部６３と電極６４との間に電圧を印加すると、これらの間に静電引力が発生し、可動部６３が電極６４に接近するように移動する。

一方、この可動部６３と電極６４との間への電圧の印加を停止すると、可動部６３の弾性により、可動部６３が電極６４に離反するように移動して、元の状態に戻る。
このように、可動部６３と電極６４との間の電圧の印加と停止を交互に行うことにより、可動部６３が一定の周波数、すなわち共振周波数で往復動（振動）する。この周波数（振動周波数）は、可動部６３の質量と、可動部６３のバネ定数で定まる変位に対する復元力によって定まる。

§振動子の共振周波数の調整方法§
ここで、本発明の振動子の共振周波数の調整方法を、前述したマイクロレゾネータ６を用いた場合を例に説明する。
マイクロレゾネータ６の共振周波数の調整方法は、除去可能な除去部６３Ａが設けられた可動部６３を有するマイクロレゾネータ１を用意し、除去部６３Ａの少なくとも一部を除去することにより、可動部６３の共振周波数を調整する。

より具体的には、まず、前述した製造工程で得られたマイクロレゾネータ６の駆動させ、その共振周波数を測定する。
この測定の方法としては、マイクロレゾネータ６の共振周波数を測定できるものであれば、特に限定されず、前述したマイクロレゾネータ１の共振周波数の測定方法と同様、各種測定装置を用いることができる。

次に、前述の測定結果に基づき、必要な量だけ除去部６３Ａを除去して、調整を行う。これにより、可動部６３の質量が減少するので、可動部６３の共振周波数、すなわちマイクロレゾネータ６の共振周波数が高くなる。
このとき、除去部６３Ａの少なくとも一部を除去することにより、可動部６３の振動に寄与する質量および／またはバネ定数を調整する。これにより、より正確に共振周波数を調整することができる。その結果、所望の共振周波数を有するマイクロレゾネータ６を得ることができる。
また、除去部６３Ａの除去に際しては、調整後の可動部６３の振動時の質量バランスが均等となるようにするのが好ましい。

除去部６３Ａの除去方法としては、特に限定されないが、例えば、レーザ、エッチングなどを用いることができる。この中でも、除去部６３Ａの除去方法としては、エッチング、特にドライエッチングを用いるのが好ましい。これにより、エッチング時間等のエッチング条件を調整することで所望の量だけ正確に除去部６３Ａを除去することができる。また、共振周波数の調整前や後に、マイクロレゾネータ６を移動させることなく、エッチングを行う反応室を利用し、その反応室を減圧状態とし、共振周波数の測定を行うことができる。その結果、共振周波数の調整がより簡単となる。この場合、例えば、可動部６３をポリシリコンで構成（すなわち除去部６３Ａをポリシリコンで構成）し、マスクをシリサイド（金属とシリコンの化合物）で構成し、エッチングガスとしてフッ素系のガスを用いることができる。

その後、前述の方法と同様にして、マイクロレゾネータ６の共振周波数を再度測定し、所望の共振周波数となっていれば調整を終了し、所望の共振周波数となっていなければ再度調整、測定を行う。
以上のようにして、マイクロレゾネータ６の共振周波数の調整を行うことができる。
以上、本発明の振動子の共振周波数の調整方法および振動子を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、振動子を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明の振動子は、前述した各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。例えば、第１実施形態のマイクロレゾネータ１において、開口部を有するマスクを可動部４上に設け、その開口部から露出した可動部４の部分を除去部としてもよい。また、第２実施形態のマイクロレゾネータ６において、除去部として可動部６３上に突起を設けてもよい。

また、可動部から除去部の少なくとも一部を除去することにより、可動部（振動子）の共振周波数の調整を行うことができれば、除去部の位置、形状、大きさ等は任意である。例えば、第１実施形態では、突起や膜等の除去部を梁部４３、４４や可動電極４１、４２に設けてもよい。この場合、除去部を梁部４３、４４に設けると、可動部４の質量だけでなく、梁部４３、４４のバネ定数を調整して、マイクロレゾネータ１の共振周波数を調整することもできる。また、除去部を可動電極４１、４２に設けると、可動部４の質量だけでなく、可動電極４１、４２と固定電極３１、３２との間に生じる静電力を調整することもできる。

また、前述したようなマイクロレゾネータ１、６は、パーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、携帯電話機、ディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等の電子機器に適用することができる。

また、本発明の振動子としては、前述したマイクロレゾネータ１、６に限らず、例えばＭＥＭＳ応用のセンサ（圧力、加速度、角速度、姿勢）等の各種振動子に適用することができる。
また、本発明の振動子の調整方法は、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。

本発明の第１実施形態にかかる振動子の一例であるマイクロレゾネータを示す平面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す振動子に設けられた除去部およびその周辺の構成を示す拡大部分斜視図である。 図１に示す振動子の製造方法を説明するための図である。 図１に示す振動子の共振周波数の調整方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態にかかる振動子の一例であるマイクロレゾネータを示す平面図である。

符号の説明

１……マイクロレゾネータ ２……基部 ３１、３２……固定電極 ３１１、３２１……電極指 ３１２、３２２……固定部 ４……可動部 ４１、４２……可動電極 ４１１、４２１……電極指 ４３、４４……梁部 ４５、４６……固定部 ４７……連結部 ４７Ａ……突起 ４７Ａ１……基端部 ４７Ｂ……膜 ５１、５２、５３、５４……支持部 ６……マイクロレゾネータ ６１……基材 ６１Ａ……基部 ６１Ｂ、６１Ｃ……絶縁膜 ６２……支持部 ６３……可動部 ６４……電極 ６５……マスク ６５Ａ……開口部 １０……基板 １０１……基材 １０２……エッチング停止材（第２の層） １０３……被エッチング層（第１の層）

Claims (13)

1. 除去可能な除去部が設けられた振動可能な可動部を振動させることにより駆動する振動子を用意し、
   前記除去部の少なくとも一部を必要に応じて除去することにより、前記可動部の共振周波数を調整することを特徴とする振動子の共振周波数の調整方法。
2. 前記可動部は、略板状または枠状をなし、これに平行な方向または直角な方向に振動するよう構成されている請求項１に記載の振動子の共振周波数の調整方法。
3. 前記調整において、前記除去部の少なくとも一部を除去することにより、前記可動部の振動に寄与する質量および／またはバネ定数を調整する請求項１または２に記載の振動子の共振周波数の調整方法。
4. 前記除去部として、前記可動部の表面に突起が形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の振動子の共振周波数の調整方法。
5. 前記突起は、その基端部が先端部よりも細くなっている請求項４に記載の振動子の共振周波数の調整方法。
6. 前記調整は、粗調整および微調整を含み、前記粗調整として、前記突起の除去を行う請求項４または５に記載の振動子の共振周波数の調整方法。
7. 前記除去部として、前記可動部の表面に膜が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の振動子の共振周波数の調整方法。
8. 前記調整は、粗調整および微調整を含み、前記微調整として、前記膜の除去を行う請求項７に記載の振動子の共振周波数の調整方法。
9. 前記除去部として、前記可動部の表面に突起が形成されているとともに、その表面に膜が形成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の振動子の共振周波数の調整方法。
10. 前記可動部の表面には、前記除去部を露出するようにマスクが形成されており、前記マスクを介して前記除去部にエッチングを施すことにより、前記除去部の少なくとも一部を除去する請求項１ないし９のいずれかに記載の振動子の共振周波数の調整方法。
11. 前記除去部は、複数設けられており、必要に応じて少なくとも１つの前記除去部を除去することにより、前記調整を行う請求項１ないし１０のいずれかに記載の振動子の共振周波数の調整方法。
12. 前記除去部の構成材料は、前記可動部の前記除去部以外の部分の構成材料と異なる請求項１ないし１１のいずれかに記載の振動子の共振周波数の調整方法。
13. 振動可能に設けられた可動部を振動させることにより駆動する振動子であって、
    前記可動部に、その共振周波数を調整するために除去され得る除去部が設けられており、前記除去部の少なくとも一部が必要に応じて除去されることにより、前記可動部の共振周波数の調整がなされることを特徴とする振動子。
    

Images