JP2008072463A - 水晶振動子片の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水晶基板の表裏に振動子パターンを精度良く形成すること。
【解決手段】水晶基板の表裏面に形成した金属耐食膜を備えるウェハ上にフォトレジストを形成し、フォトマスクを用いて金属耐食膜パターンを形成し、水晶振動子片を形成する水晶振動子片の製造方法において、表面用フォトマスクの目盛パターンとウェハの表面稜線部との距離を測定する目盛記憶工程と、目盛記憶工程の後に、ウェハの表面を露光する表面露光工程と、測定量に基づいて裏面稜線部を裏面用フォトマスクに位置合わせする位置合わせ工程と、ウェハの裏面を露光する裏面露光工程と、表裏面露光工程の後に、表裏面に形成されたフォトレジストを同時に現像する現像工程と、表裏面に形成された金属耐食膜を同時にエッチングするエッチング工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水晶振動子片の製造方法に関し、特に水晶エッチング用のマスクとなる金属耐食膜の振動子パターンを水晶基板の表裏両面に精度良くアライメントして形成する方法に関するものである。

水晶発振器やジャイロセンサーに利用される水晶振動子は、水晶基板から所望の形状の水晶振動子片を切り出す工程、水晶振動子片を発振させるための電極を形成する工程、および電極が形成された水晶振動子片を容器に実装する工程などによって製造される。水晶振動子片の外形が振動を決定するため、水晶基板から水晶振動子片を切り出す工程は、水晶振動子の性能を決定する重要な工程である。

水晶基板から水晶振動子片を切り出す工程には、切削加工法またはエッチング法が用いられてきた。特に、エッチング法は、水晶基板を化学的に溶解させて加工することから微細で高精度な加工が可能であり、小型の水晶振動子片を製造する場合に多く用いられている。シリコン等に比べてエッチングレートの遅い水晶の場合、短時間で済み、一度に大量に生産でき、装置も簡便なウェットエッチングが工業的には望ましい。

図１１は音さ型の水晶振動子片７０を正面から見た概略図である。音さ型の水晶振動子片７０は、例えば水晶のＺ軸に垂直な面で加工されたＺ板と呼ばれる水晶基板などから加工され、水晶振動子基部７１と水晶振動子脚部７２から構成されている。

ここでエッチングによる一般的な水晶振動子片の作製法を図１２に示した断面工程図を用いて説明する。実際には１枚の水晶基板から多数の振動子片が作製されるが、簡単のために工程図には１つの振動子片を示す。まず、水晶基板５１の両面に、フッ酸系の水晶用エッチング液に耐性のある金属耐食膜１２１をスパッタや蒸着などで形成する。金属耐食膜１２１は通常２層で構成され、上部層１２２にはエッチング液に耐性のある金（Ａｕ）膜など、下地層１２３には水晶基板５１と上部層１２２との密着性を確保するためのＣｒ膜などが用いられる（図１２（ａ））。

振動子片形状が多数形成されたフォトマスクを用い、金属耐食膜１２１をフォトリソグラフィーの手法でパターニングし、表裏両面に金属耐食膜の振動子パターン１３０を形成する（図１２（ｂ））。

ウェハ５８をフッ酸系のエッチング液に浸すと、得られた金属耐食膜の振動子パターン１３０がマスクとなり、金属耐食膜の振動子パターン１３０に覆われていない部分の水晶がエッチングされ、図１２（ｃ）に示すような水晶振動子片７０の形状が得られる。水晶の結晶軸の＋Ｘ側には水晶のエッチング異方性による残渣７３が見られる。

金属耐食膜の振動子パターン１３０を剥離すると水晶振動子片７０が得られる。図１２（ｄ）は、図１１のＡ−Ａ断面を示し、水晶振動子脚部７２の断面を示す。

ここで、図１２の（ａ）から（ｂ）へ至る過程では、図１３（ａ）のように金属耐食膜の振動子パターン１３０を水晶基板５１の表裏両面で重なるように位置合わせして形成する必要がある。図１３（ｃ）のように、金属耐食膜の振動子パターン１３０の表裏にずれが生じてはならない。その方法はいくつかある。

一つの方法には、図１４に示すような方法がある。図１４（ａ）のように金属耐食膜１２４，１２５を水晶基板５１の両面に形成し、その上にスピンコートなどの方法でフォトレジスト１０２、１０３を塗布する。これをウェハ５８とする。位置合わせのためのアライメントマーク３２が振動子パターンと共に形成された表面用フォトマスク３０を用いてウェハ５８の表面を露光する。フォトレジスト１０２を現像し（図１４（ｂ））、金属耐食膜１２４をエッチングすると表面のみに金属耐食膜の振動子パターン１２６と金属耐食膜のアライメントマーク１３１が得られる（図１４（ｃ））。

表裏のフォトレジスト１０２、１０３を剥離し、再び表裏両面に新たにフォトレジスト１０７、１０８を形成しなおす。図１４（ｄ）のように裏面用フォトマスク３１とウェハ５８の裏面とを重ね、専用の両面アライナーを用いて、表面に形成された金属耐食膜のアライメントマーク１３１と裏面用マスク３１上のアライメントマーク３３の画像を顕微鏡１４１で観察しながら重ねることによってアライメントを行う。

そのまま裏面の露光、フォトレジスト１０８の現像、金属耐食膜１２５のエッチング、レジスト１０７、１０８の剥離を行うと図１４（ｅ）のように両面に金属耐食膜の振動子パターン１２６、１２７が表裏で位置合わせされて形成される。

一方で、両面露光装置を用いる方法も一般的によく使われている（例えば特許文献１）。金属耐食膜１２４、１２５の上部にフォトレジスト１０２、１０３を塗布し、図１５(ａ)に示すように表面用のフォトマスク３０および裏面用フォトマスク３１を顕微鏡１４１を見ながら位置合わせをし、表裏両面から同時に露光する。

次に図１５（ｂ）に示すようにフォトレジスト１０２、１０３を現像し、次に、図１５（ｃ）に示すように得られたフォトレジストの振動子パターンをマスクとして金属耐食膜１２４、１２５をエッチングし、フォトレジスト１０２、１０３を剥離すると金属耐食膜の振動子パターン１３０、１３２が表裏両面に形成される。

特開平１０−２７０９６７号公報（第５頁、図３）

ウェットエッチングで水晶をエッチングする場合、金属耐食膜のマスクに覆われていない部分の表裏両面から同時にエッチングが進行し水晶振動子片が形成される。このとき、図１１に示されるように＋Ｘ方向には必ず水晶エッチング異方性による残渣７３ができてしまう。

金属耐食膜の振動子パターンの表裏の位置が精度よくアライメントされていれば水晶エッチング後の水晶振動子片７０の断面は図１３（ｂ）のように上下で対称な形になるが、精度よくアライメントされていない水晶振動子片７４の断面は図１３（ｄ）のように断面の形が上下非対称となってしまう。

このように上下が非対称になると、振動にゆがみが生じ特性が悪化する。特にジャイロセンサーの場合は、面内の振動を駆動信号、面外の振動を角速度が印加された場合の検出信号として用いているため、角速度が印加されていないのに面外振動が引き起こされ、正しく角速度を検出できない。

また、残渣のできない−Ｘ側は垂直にエッチングされるため、金属耐食膜の振動子パターンに表裏ズレがあると水晶振動子の脚幅がその分細くなり、共振周波数にバラツキが生じ歩留まりが悪くなる。金属耐食膜の振動子パターンの僅かな表裏のずれが形状、ひいて
は特性に影響してしまうため、サブミクロンレベルの位置合わせ精度が要求される。

しかしながら、図１４に示される片面ずつ露光、現像、金属耐食膜をエッチングする方法では、表面と裏面の現像、金属耐食膜のエッチングを別々に行うために、それらの条件が異なり振動子パターンの誤差が生じてしまう。

また、表面の金属耐食膜のみ先にパターン形成し、裏面はパターン形成されていない状態のままで表裏のアライメントおよび裏面露光を行う場合、ウェハに応力がかかり反りが発生してしまう。このように反った状態で裏面の露光を行うと表裏面の振動子パターンにズレが生じてしまう（図１６）。また、表裏両面から異なる顕微鏡で観察するため、二つのレンズの光軸ずれがあり誤差を生じる。

図１５に示された表裏両面を同時に露光する方法においては、上述した現像、エッチング条件の誤差とウェハの反りの問題は回避できる。しかし、上下レンズの光軸がずれること、露光時の投影レンズが異なるための露光誤差が大きいことから表裏面の振動子パターンにズレが生じてしまう。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解決するためになされたものであり、水晶エッチング用のマスクとなる金属耐食膜の振動子パターンを水晶基板の表裏両面に精度良くアライメントして形成することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の水晶振動子片の製造方法は、水晶基板の表裏面に形成した金属耐食膜を備えるウェハ上にフォトレジストを形成し、振動子パターンを有するフォトマスクを用いてフォトリソグラフィー法で金属耐食膜パターンを形成し、ウェットエッチングにより前記水晶基板から水晶振動子片を形成する水晶振動子片の製造方法において、前記フォトマスクは、それぞれに目盛パターンを形成した表面用フォトマスクと裏面用フォトマスクとを備え、前記表面用フォトマスクを前記ウェハに対向させ、前記表面用フォトマスクの前記目盛パターンと前記ウェハの周縁部に設けた表面稜線部との距離を測定した測定量を記憶する目盛記憶工程と、前記目盛記憶工程の後に、前記表面用フォトマスクを対向させた前記ウェハの表面を露光する表面露光工程と、前記測定量に基づいて前記周縁部に設けた裏面稜線部を前記裏面用フォトマスクに位置合わせする位置合わせ工程と、前記位置合わせ工程の後に前記裏面用フォトマスクを対向させた前記ウェハの裏面を露光する裏面露光工程と、前記表面及び裏面露光工程の後に、前記ウェハの表裏面に形成された前記フォトレジストを同時に現像する現像工程と、前記ウェハの表裏面に形成された前記金属耐食膜を同時にエッチングするエッチング工程と、を有することを特徴とするものである。

この構成によれば、表裏同時にフォトレジストの現像工程と金属耐食膜のエッチング工程を行うことができるので、これらの工程条件の誤差による表裏誤差が生じることはなく、裏面露光時のウェハのそりの影響もうけない。また、ウェハを片面ずつ露光できるのでレンズの誤差の影響を受けることも無い。

また、ウェハの周縁部に設けた表面稜線部（裏面稜線部）を基準にして位置合わせを行うが、フォトマスクに目盛を設けたこの目盛と表面稜線部（裏面稜線部）との距離を測定することによって位置関係を特定しているので、ウェハがどのような形に加工されていても、またレジストの液だまりなど種々の要因によってウェハの形状が変わった場合にも、容易に位置合わせをすることができる。その結果、水晶基板の表面と裏面に、表裏面の位置ズレが無く、精度良く振動子パターンを形成することができる。

また、前記表面用フォトマスクの前記目盛パターンは、第１方向の位置を位置決めする少なくとも１つの第１方向目盛パターンと、前記第１方向に直交する第２方向の位置を位置決めする少なくとも１つの第２方向目盛パターンとが設けられ、前記裏面用フォトマスクの前記目盛パターンは、前記第１方向目盛パターンと前記第２方向目盛パターンに対する鏡像パターンが形成されており、前記目盛記憶工程において、前記測定量は前記表面稜線部と前記第１方向目盛パターンとの距離を測定した第１方向測定量と、前記表面稜線部と前記第２方向目盛パターンとの距離を測定した第２方向測定量であり、前記位置合わせ工程は、前記第１方向測定量と前記第２方向測定量に基づいて、前記裏面稜線部を前記裏面用フォトマスクに形成された第１方向目盛パターンと第２方向目盛パターンに位置合わせすることを特徴とするものである。

この構成によれば、直交する二方向に目盛パターンを形成することにより、フォトマスクとウェハの二次元的な位置関係を特定することができるので、水晶振動子の両面に、より精度良く振動子パターンを形成することができる。

また、前記第１方向目盛パターンと前記第２方向目盛パターンは、前記表面用フォトマスクおよび前記裏面用フォトマスクの中心を挟んで前記第１方向と第２方向に等間隔にそれぞれ２つの目盛パターンを設けたことを特徴とするものである。

この構成によれば、振動子形状が形成されているフォトマスクの主要部の四方が目盛パターンで囲まれていることにより、ウェハを多くの方向で位置合わせできるため精度がよい。

また、前記表面用フォトマスクは、対称軸に対して線対称になるように、前記振動子パターンと前記第１方向目盛パターンと前記第２方向目盛パターンとをそれぞれ配置したことを特徴とするものである。

この構成によれば、線対称に配置された振動子パターンの場合には、その対称軸に対して対称な位置に目盛パターンを設けることによって、表面用フォトマスクと裏面用フォトマスクを兼用できる。フォトマスクが一枚となることでコストダウンになり、更に、フォトマスクを交換する手間が不要となる。

また、前記周縁部に、ウェットエッチングにより形成した貫通溝を有し、前記第１方向測定量は、前記第１方向目盛パターンと前記貫通溝の表面稜線部との距離を測定し、前記第２方向測定量は、前記第２方向目盛パターンと前記貫通溝の表面稜線部との距離を測定したことを特徴とするものである。

この構成によれば、水晶基板面に対する断面角度が正確に得られるエッチングによる貫通溝の表面稜線部を基準とするため、たとえば切断面が垂直とは限らず表裏の稜線部の位置が異なる可能性のある機械加工によるウェハ外周の表面および裏面稜線部を基準とする場合よりも、より一層正確にアライメントできる。

また、機械加工によるウェハの周縁部に設けた表面稜線部よりも貫通溝の表面稜線部は明瞭であるため、アライメントのしやすさも向上する。この貫通溝は、水晶のエッチング異方性による残渣を考慮して水晶基板を貫通できるように溝の向きが決められる。

また、前記貫通溝は、前記水晶基板の四隅に形成されることを特徴とするものである。

この構成によれば、貫通溝を水晶基板の四隅に設けることで、アライメント精度に十分の効果があり、更に、水晶基板の強度を損なわない。

水晶振動子片をフォトリソグラフィーとエッチングで製造する際に、水晶エッチング用の金属耐食膜の振動子パターンに表裏のズレがあると水晶振動子片の形がゆがみ振動子の特性が悪化するが、本発明によれば、金属耐食膜の振動子パターンを水晶基板の表裏両面に精度よくアライメントして形成できるので、所望の形状及び振動特性の良好な水晶振動子片を製造することができる。

以下、本発明の水晶振動子の製造方法における最適な実施形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図２および図３は本発明における金属耐食膜の振動子パターン形成を示す断面工程図である。水晶基板５１及び水晶振動子片を断面図として表してある。Ｚ板の水晶基板５１の表裏両面にフッ酸系のエッチングに耐えられる金属耐食膜１２４（表面）および１２５（裏面）をスパッタまたは蒸着などによって形成する。金属耐食膜１２４，１２５は通常２層で構成され、上部層１２２にはエッチング液に耐性のある金（Ａｕ）膜など、下地層１２３には水晶基板５１と上部層１２２との密着性を確保するためのＣｒ膜などが用いられる。その上にスピンコートなどでフォトレジスト１０２（表面）、１０３（裏面）を形成する。ここではポジ型レジストを使用した場合を記述する。これをウェハ５８とする。

図１は、表面用フォトマスク１と裏面用フォトマスク２とウェハ５８とを重ねた状態を説明するための平面図である。図１（ａ）は、表面用フォトマスク１と裏面用フォトマスク２に形成されるパターンが対称軸に対して鏡像になることを示した図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の表面用フォトマスク１とウェハ５８との一部分を拡大した部分拡大図とその部分断面図を示した図である。

図１（ａ）に示されるように、表面用フォトマスク１には、複数の水晶振動子の形状が形成されたマスク主要部３と、このマスク主要部３を囲むようにして第１方向目盛パターン６とこれに垂直な方向の第２方向目盛パターン７が形成される。表面用フォトマスク１を、ウェハ５８の表面に露光するために重ね合わせ、このとき、ウェハ５８の周縁部に設けた表面稜線部５２は、表面用フォトマスク１の第１方向目盛パターン６および第２方向目盛パターン７と重なるようにする。（図１（ｂ））。

次に、ウェハ５８の周縁部に設けた表面稜線部５２と第１方向目盛パターン６、表面稜線部５２と第２方向目盛パターン７との距離を測定し、その第１方向測定量および第２方向測定量を記憶手段に記憶する（目盛記憶工程）。例えば、第１方向目盛パターン６がある辺の中点および第２方向目盛パターン７のある辺を三等分した点の計３点において、ウェハ５８の表面稜線部５２が、複数ある目盛パターンのうち何本目にあるかを観察することによって距離を測定できる。

これを画像によって記憶する、メモに書き留めておく、など適当な記憶手段によって記憶させておくことができる。測定点は、ウェハ５８とフォトマスクとの位置関係が一意的に決定されるものでなければならず、第１方向に１つと第２方向に２つ、または第１方向に２つと第２方向に１つが最低でも必要とされる。また、目盛パターンは細かいほど正確に距離を測定できる。

図２（ａ）に示すように、測定時のウェハ５８と表面用フォトマスク１の位置関係を維持したまま、表面を露光すると表面のフォトレジスト１０２が露光される（表面露光工程
）。

次に、ウェハ５８を裏返し、同様に裏面用フォトマスク２を重ねる。裏面用フォトマスク２には、表面用フォトマスク１の第１方向目盛パターン６および第２方向目盛パターン７の鏡像となる、第１方向目盛パターン８と第２方向目盛パターン９が形成されており、表面稜線部５２と裏面稜線部５３の対応する部分に同じ目盛パターンが来るようになっている。

表面露光時に記憶しておいた第１方向測定量と第２方向測定量に基づいて、裏面用フォトマスク２の第１方向目盛パターン８および第２方向目盛パターン９とウェハ５８の周縁部に設けた裏面稜線部５３とをアライメントする（位置合わせ工程）。

図２（ｂ）に示すように、ウェハ５８と裏面用フォトマスク２の位置関係を維持したまま、裏面を露光すると裏面のフォトレジスト１０３が露光される（裏面露光工程）。

図２（ｃ）に示すように、表裏両面が露光されたウェハ５８の表面と裏面を同時にフォトレジスト専用の現像液で現像すると、露光時にフォトマスクで覆われていた部分のフォトレジストは残存し、露光された部分のフォトレジストは現像液中に溶解する。そのため、表裏両面に振動子のレジストパターン１０１、１０４を得る（現像工程）。

図３（ｄ）に示すように、レジストパターン１０１、１０４をマスクとしてウェハ５８の表面と裏面の金属耐食膜１２４、１２５を同時にエッチングするとフォトレジストに覆われていない部分の金属耐食膜が溶解する。その後フォトレジストを除去すると水晶基板５１の表裏両面に精度よくアライメントされた金属耐食膜の振動子パターン１２６，１２７が形成される（エッチング工程）。

これをフッ酸系の水晶エッチング液に浸すと金属耐食膜の振動子パターン１２６，１２７に覆われていない部分の水晶が表裏両面から同時にエッチングされ、水晶振動子片が得られる（図３（ｆ））。最後に、フォトレジスト、金属耐食膜を剥離することで水晶の異方性によって形成される残渣が、上下で対称であり、漏れ振動が大幅に軽減された水晶振動子片ができあがる（図３（ｄ））。

また、図４に示すように、第１方向目盛パターン６および第２方向目盛パターン７をそれぞれ２つずつ設けることにより、マスク主要部３を目盛パターンで取り囲むと、四方で位置合わせすることができるので、さらに精度がよくなる。

通常の振動子は表面と裏面のマスクを対向させたときに、重なるようになっているが、設計上の必要な場合は表裏でわざと異なる形状の振動子のマスクを使用してもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では表用フォトマスクと裏用フォトマスクを別々のものを使用していたが、振動子の形状が線対称である場合には、表用フォトマスクで裏用フォトマスクを兼用することができる。

例えば、左右対称の音さ型振動子である場合、図５に示した表面用フォトマスク１のように、フォトマスク内での振動子の配列も左右対称に、第１方向目盛パターン６、第２方向目盛パターン７も左右対称にすると、フォトマスク全体が左右対称になり、表面用フォトマスク１と裏面用フォトマスク２は全く同一のパターンとなる。

このような場合は、上記第１の実施形態において表面用フォトマスク１で裏面用フォト
マスク２を兼用することができるためフォトマスクは1枚で済み、経済的である。

（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、ウェハの表面及び裏面稜線部と表裏のフォトマスクの目盛パターンとをあわせてアライメントを行っていたが、たとえば水晶基板の外形の稜線部を基準として用いる場合、これは機械加工によって加工されたもので、図９の水晶基板５１ａに見られるように水晶基板面に対して垂直に加工されているとは限らない。もし垂直からのずれがあるとすると、基準となるウェハの表面及び裏面稜線部の位置もずれており、そのままアライメントのずれへと反映されてしまう。

そこで、本実施形態は、振動子形成の水晶エッチングに先立って、あらかじめ水晶のエッチング異方性を用いて水晶基板面に対して正確に垂直な貫通溝を形成して垂直面を得ておくことで表面稜線部と裏面稜線部のずれをなくし、正確なアライメントを可能にしたものである。

図７および図８は水晶振動子片を製造する工程図であり、ウェハ及び水晶振動子片を断面図として表してある。Ｚ板の水晶基板５５の表裏両面にフッ酸のエッチングに耐えられる金属耐食膜１２４、１２５をスパッタまたは蒸着法などによって形成する。金属耐食膜１２４，１２５には、下地層にＣｒ膜、上部層にＡｕ膜などを用いることができる。その上にスピンコート法などの方法でフォトレジスト１０５、１０６を表裏両面に塗布形成する。ここではポジ型レジストを使用した場合を記述する。これをウェハ５８とする。

図６（ｂ）に示されるような、ウェハ５８と重ねたときに、ウェハ５８の周縁部に、溝用線１３が露光されるような溝用フォトマスク１２を用意する。

この溝用フォトマスク１２用いてウェハ５８を表面から露光する（図７（ａ））。なお、ウェハ５８の裏面に溝用フォトマスク１２を重ねて裏面から露光してもよい。フォトレジスト１０５を所定の現像液で現像すると、表面で露光された溝用線１３の部分のフォトレジストが溶解して溝用線１３に即したフォトレジストのパターンができる。

このフォトレジストのパターンをマスクとして金属耐食膜１２４のエッチングを行うと、図７（ｂ）に示されたように、溝用線１３の部分の水晶が露出した金属耐食膜のパターンが表面のみに形成される。

このウェハ５８を、フッ酸を含むエッチング液に浸し、溝用線１３の部分が裏面に貫通するまで水晶エッチングを行うと、ウェハ５８の周縁部に貫通溝５４が形成され（図７（ｃ））、フォトレジスト１０５，１０６、金属耐食膜１２４、１２５を剥離、洗浄すると貫通溝５４が形成された水晶基板５５を得ることができる。

貫通溝５４が形成された水晶基板５５上に再び金属耐食膜１２８、１２９を表裏両面に形成する。その上に、フォトレジスト１０７、１０８をスピンコートなどで塗布形成する（図８（ｅ））。これをウェハ５９とする。

マスク主要部３には振動子形状が複数個形成されており、その周縁部には図６（ａ）に示したようにウェハ５９の貫通溝５４の形状に即した目盛パターン１６が形成されている表面用フォトマスク１４を用いて表面を露光する。このとき、貫通溝の表面稜線部５６と目盛パターン１６の距離を測定し、その測定量を記憶しておく（図８（ｅ））。

ウェハ５９を裏返し、同様に貫通溝５４に即した目盛パターン１７が形成されている裏面用のフォトマスク１５とウェハ５９の裏面とを重ね合わせる。貫通溝の裏面稜線部５７
と目盛パターン１７を、表面露光時に記憶した測定量に対応するようにアライメントし、裏面を露光する（図８（ｆ））。

フォトレジスト１０７、１０８を現像、金属耐食膜１２８、１２９をエッチングし、フォトレジスト１０７、１０８を剥離すると、水晶基板５５両面に金属耐食膜の振動子パターン１２６、１２７が精度よくアライメントされて形成される。

貫通溝５４は水晶基板５５の周縁部に形成すればよいが、図６（ｂ）に示されるように水晶基板５５の四隅に貫通溝５４を形成してもよい。その場合、四方向でアライメントできるため精度がいいだけではなく、水晶基板５５の強度も損なわないので好ましい。溝用フォトマスクに形成する溝用線は、水晶のエッチング残渣を考慮し、エッチング時に垂直に貫通する方向の線とする必要がある。

Ｚ板の水晶基板を用いた場合、貫通溝の断面は垂直となるが、カット角を変えると貫通溝もカット角に応じて正確に斜めに形成される。その場合、あらかじめそのズレを見積もり、位置合わせ工程のときに考慮しておく。

（第４の実施形態）
第１の実施形態では図１（ａ）、（ｂ）に示されるような目盛パターンを形成したが、本実施形態では図１０（ａ）〜（ｃ）のような目盛パターンを示す。図１（ａ）、（ｂ）では目盛として線状の目盛パターンを使用していたが、目盛パターンと水晶基板の表面稜線部５２とが丁度重なってしまった場合にはアライメントしづらいという欠点がある。

図１０（ａ）に示した目盛パターンはこの欠点を改善したもので、目盛をドットにすることで目盛間に２次元的に空間を設け、どこに表面稜線部５２がきてもアライメントできるようにしたものである。

また、図１０（ｂ）は、ドットの位置をずらすことにより図１０（ａ）でドット間隔の微細度に限界があったものをさらに細かいところまで見られるようにしたものである。図１０（ｃ）では、目盛パターンをマスク主要部の各辺に対して垂直に配置した。これにより表面稜線部５２と目盛パターンの重なりという問題を回避しながら、目盛パターンにうねりを持たせることで位置の記憶も可能にしたものである。

なお、上記した実施形態の構成例は一例であり、本発明はこれらの構成例に限定されるものではなく、各種変更を含むものである。

本発明の第１の実施形態における目盛パターンの形成された表面用及び裏面用フォトマスクとウェハを示した図である。 本発明の第１の実施形態における水晶振動子片の製造工程を示した断面工程図である。 本発明の第１の実施形態における水晶振動子片の製造工程を示した断面工程図である。 本発明の第１の実施形態におけるフォトマスクの目盛パターン示した図である。 本発明の第２の実施形態におけるフォトマスクを示した図である。 本発明の第３の実施形態におけるフォトマスクおよび貫通溝を示した図である。 本発明の第３の実施形態における水晶振動子片の製造工程を示した断面工程図である。 本発明の第３の実施形態における水晶振動子片の製造工程を示した断面工程図である。 水晶基板を示した断面図である 本発明の第４の実施形態におけるフォトマスクの目盛パターンを示した図である。 水晶振動子片を示す説明図である。 従来技術における水晶振動子片の製造工程を示す断面工程図である。 従来技術における水晶振動子片の製造工程を示す断面工程図である。 従来技術における金属耐食膜の振動子パターン形成を示す断面工程図である。 従来技術における金属耐食膜の振動子パターン形成を示す断面工程図である。 従来技術におけるウェハに反りが発生した状態を示す断面図である。

符号の説明

１、１４、３０ 表面用フォトマスク
２、１５、３１ 裏面用フォトマスク
３ マスク主要部
６、８ 第１方向目盛パターン
７、９ 第２方向目盛パターン
１０ ドット目盛
１１ 波型目盛
１２ 溝用フォトマスク
１３ 溝用線
１６、１７ 目盛パターン
３２、３３ アライメントマーク
５１、５１ａ、５５ 水晶基板
５２、５６ 表面稜線部
５３、５７ 裏面稜線部
５４ 貫通溝
５８、５９ウェハ
７０、７４ 水晶振動子片
７１ 水晶振動子基部
７２ 水晶振動子脚部
７３ 残渣
１０１、１０２、１０３、１０５、１０６、１０７、１０８ フォトレジスト
１０４ レジストパターン
１２１、１２４、１２５、１２８、１２９ 金属耐食膜
１２２ 上部層
１２３ 下地層
１２６、１２７、１３０、１３２ 金属耐食膜の振動子パターン
１３１ 金属耐食膜のアライメントマーク
１４１ 顕微鏡

Claims (6)

1. 水晶基板の表裏面に形成した金属耐食膜を備えるウェハ上にフォトレジストを形成し、振動子パターンを有するフォトマスクを用いてフォトリソグラフィー法で金属耐食膜パターンを形成し、ウェットエッチングにより前記水晶基板から水晶振動子片を形成する水晶振動子片の製造方法において、
   前記フォトマスクは、それぞれに目盛パターンを形成した表面用フォトマスクと裏面用フォトマスクとを備え、前記表面用フォトマスクを前記ウェハに対向させ、前記表面用フォトマスクの前記目盛パターンと前記ウェハの周縁部に設けた表面稜線部との距離を測定した測定量を記憶する目盛記憶工程と、
   前記目盛記憶工程の後に、前記表面用フォトマスクを対向させた前記ウェハの表面を露光する表面露光工程と、
   前記測定量に基づいて前記周縁部に設けた裏面稜線部を前記裏面用フォトマスクに位置合わせする位置合わせ工程と、
   前記位置合わせ工程の後に前記裏面用フォトマスクを対向させた前記ウェハの裏面を露光する裏面露光工程と、
   前記表面及び裏面露光工程の後に、前記ウェハの表裏面に形成された前記フォトレジストを同時に現像する現像工程と、
   前記ウェハの表裏面に形成された前記金属耐食膜を同時にエッチングするエッチング工程と、
   を有することを特徴とする水晶振動子片の製造方法。
2. 前記表面用フォトマスクの前記目盛パターンは、第１方向の位置を位置決めする少なくとも１つの第１方向目盛パターンと、前記第１方向に直交する第２方向の位置を位置決めする少なくとも１つの第２方向目盛パターンとが設けられ、
   前記裏面用フォトマスクの前記目盛パターンは、前記第１方向目盛パターンと前記第２方向目盛パターンに対する鏡像パターンが形成されており、
   前記目盛記憶工程において、前記測定量は前記表面稜線部と前記第１方向目盛パターンとの距離を測定した第１方向測定量と、前記表面稜線部と前記第２方向目盛パターンとの距離を測定した第２方向測定量であり、
   前記位置合わせ工程は、前記第１方向測定量と前記第２方向測定量に基づいて、前記裏面稜線部を前記裏面用フォトマスクに形成された第１方向目盛パターンと第２方向目盛パターンに位置合わせすることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子片の製造方法。
3. 前記第１方向目盛パターンと前記第２方向目盛パターンは、前記表面用フォトマスクおよび前記裏面用フォトマスクの中心を挟んで前記第１方向と第２方向に等間隔にそれぞれ２つの目盛パターンを設けたことを特徴とする請求項２に記載の水晶振動子片の製造方法。
4. 前記表面用フォトマスクは、対称軸に対して線対称になるように前記振動子パターンと前記第１方向目盛パターンと前記第２方向目盛パターンとをそれぞれ配置したことを特徴とする請求項２または３に記載の水晶振動子片の製造方法。
5. 前記周縁部に、ウェットエッチングにより形成した貫通溝を有し、
   前記第１方向測定量は、前記第１方向目盛パターンと前記貫通溝の表面稜線部との距離を測定し、
   前記第２方向測定量は、前記第２方向目盛パターンと前記貫通溝の表面稜線部との距離を測定したことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の水晶振動子片の製造方法。
6. 前記貫通溝は、前記水晶基板の四隅に形成されることを特徴とする請求項５に記載の水晶振動子片の製造方法。

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