JP2013168742A - 圧電素子の周波数調整方法、圧電デバイス、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】周波数の粗調整工程と微調整工程の切り替えを短時間で行い、安定したイオンビームで精度良く圧電素子の周波数を調整することができる圧電素子の周波数調整方法、圧電デバイス、電子機器を提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の圧電素子の周波数調整方法は、圧電素子１２の電極パターンにイオンビームを照射してエッチングを行うことにより発振周波数を調整する圧電素子の周波数調整方法であって、エッチングレートを変更するために、前記電極パターンに対するイオンビームの照射軸の位置を変える工程を含むことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、イオン等の荷電粒子を圧電素子に照射しながら発振周波数を調整する圧電素子の周波数調整方法、圧電デバイス、電子機器に関する。

圧電振動子の製造工程において、圧電素子をパッケージに封入した後、圧電素子の周波数を調整する工程がある。周波数調整工程は、振動子の歩留りを良くするため極めて重要な工程となる。この工程は、例えば、圧電素子に設けられた電極パターンにイオンビームを照射して、その重量を変えることにより、所定の発振周波数に制御することができる。

図６は従来の圧電素子の発振周波数の調整工程における処理フロー図である。
圧電素子の発振周波数の調整工程は、まず、周波数調整装置にチップとなる圧電素子を給材する（ステップ１）。そして装置内部を真空雰囲気下に設定する。

次に発振周波数を粗調整するＨｉｇｈレートモードのイオンビームを照射する放電準備を行う（ステップ２）。
Ｈｉｇｈレートモードのイオンビームの放電が安定（放電安定時間）するまで待機する（ステップ３）。

イオンビームの照射ライン上にチップを移動させる（ステップ４）。
圧電素子の電極に周波数測定部のプローブ電極を接触させて、イオンビームを照射する前（加工前）の発振周波数を測定する（ステップ５）。
チップとイオンガンの間を遮蔽していたシャッター板を開放して圧電素子にイオンビームを照射させる（ステップ６）。

Ｈｉｇｈレートモードのイオンビームを照射して粗調整を行う（ステップ７）。このとき周波数測定部で発振周波数を測定しながら、所望の発振周波数となるまで照射を継続する。
所望の発振周波数となったら、シャッター板を閉塞して圧電素子のイオンビームの照射を停止する（ステップ８）。

Ｈｉｇｈレートモードのイオンビーム照射後の圧電素子の発振周波数を測定する（ステップ９）。
複数のチップを加工する場合において、載置台に未加工のチップが存在するか否かの判断を行う（ステップ１０）。未加工のチップが存在するときは未加工のチップの移動動作を行ない。ステップ５以降の工程を再度行う。

未加工のチップが存在しない場合には、Ｌｏｗレートモードのイオンビームを照射する放電準備を行なう（ステップ１１）。発振周波数を微調整するＬｏｗレートモードは、Ｈｉｇｈレートモードよりも照射強度が弱いため、放電電源電流、ビーム電源電圧などの出力を低く設定している。

Ｌｏｗレートモードのイオンビームの放電が安定（放電安定時間）するまで待機する（ステップ１２）。
イオンビームの照射ライン上にチップを移動させる（ステップ１３）。

圧電素子の電極に周波数測定部のプローブ電極を接触させて、イオンビームを照射する前（加工前）の発振周波数を測定する（ステップ１４）。
チップとイオンガンの間を遮蔽していたシャッター板を開放して圧電素子にイオンビームを照射させる（ステップ１５）。

Ｌｏｗレートモードのイオンビームを照射して微調整を行う（ステップ１６）。このとき周波数測定部で周波数を測定しながら、設定した発振周波数となるまで照射を継続する。

設定した発振周波数となったら、シャッター板を閉塞して圧電素子のイオンビームの照射を停止する（ステップ１７）。
Ｌｏｗレートモードのイオンビーム照射後の圧電素子の発振周波数を測定する（ステップ１８）。

複数のチップを加工する場合において、載置台に未加工のチップが存在するか否かの判断を行う（ステップ１９）。未加工のチップが存在するときは未加工のチップの移動動作を行ない、ステップ１４以降の工程を再度行う。

全てのチップの周波数調整工程が終了した場合には、装置内部の大気開放操作を行った後、チップを周波数調整装置から取り出して（ステップ２０）、調整工程が終了する。

このような圧電素子の発振周波数の調整方法の一例として、特許文献１を挙げることができる。
特許文献１に開示の弾性表面素子等の圧電素子の周波数を調整する場合、エッチング当初は、比較的エッチングレートが高くなる条件で粗調整が行われる。そして、特性周波数が所定値に達したときに、制御装置から電源回路に切替制御信号が送出されて、電力を低下させ、粗調整よりも小さなエッチングレートでエッチングが行われる微調整が行われる。

図７は従来の圧電素子の発振周波数の調整工程における周波数の時間変化を示すグラフである。同グラフの縦軸は周波数調整量（ΔＦ）、換言すれば圧電素子の設定周波数からのずれ量を示し、横軸は加工時間（秒）を示している。Ｈｉｇｈレートモードは、強度の大きいイオンビームを照射する粗調整工程のため、一例として、エッチングレートが１０００ｐｐｍ／ｓｅｃであり、放電電源電流は４００ｍＡ、ビーム電源電圧は７００Ｖに設定している。Ｌｏｗレートモードは、Ｈｉｇｈレートモードよりも強度の小さいイオンビームを照射する微調整工程のため、一例として、エッチングレートが１００ｐｐｍ／ｓｅｃであり、放電電源電流は２００ｍＡ、ビーム電源電圧は３００Ｖに設定している。図示のように、ＨｉｇｈレートモードからＬｏｗレートモードに装置の設定条件を変更して、Ｌｏｗレートモードの放電電圧が安定するまでには、Ｈｉｇｈレートモードの照射終了後から数十秒程度かかり（放電安定時間Ｔ）、その間、調整工程が停止することになる。

特開２００３−２７３６８１号公報

前述のＨｉｇｈレートモードからＬｏｗレートモードへの切り替えは、電流及び電圧が急激に変化するため、一時的に放電が乱れて不安定な状態となることがある。このため、放電を安定させるまでに時間がかかるという問題があった。

また、Ｌｏｗレートモードの照射強度は、Ｈｉｇｈレートモードに比べて電流及び電圧の設定値が小さく、このような設定値で安定したイオンビームを発生させることは難しく、イオンビームを発生できたとしても不安定な場合があった。

そこで上記従来技術の問題点を解決するため、本発明は、周波数の粗調整工程と微調整工程の切り替えを短時間で行い、安定したイオンビームを照射して精度良く圧電素子の周波数を調整することができる圧電素子の周波数調整方法、圧電デバイス、電子機器を提供することを目的としている。

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］圧電素子の電極パターンにイオンビームを照射してエッチングを行うことにより発振周波数を調整する圧電素子の周波数調整方法であって、エッチングレートを変更するために、前記電極パターンに対するイオンビームの照射軸の位置を変える工程を含むことを特徴とする圧電素子の周波数調整方法。

これにより、電流、電圧などの設定値が同じエッチングレート分布のうちで強度の異なるエッチングレートを照射させることができ、圧電素子の周波数調整を短時間、かつ効率良く行うことができる。また粗調整エッチングと同じエッチングレート分布のうちで、強度の小さいエッチングレートを用いているため照射が安定しており正確な微調整を効率的に行なうことができる。さらに、発振周波数を測定するためのプローブの導電接触数が減少し、接触不良による発振周波数の誤測定を減少させることができる。

［適用例２］前記照射軸の位置を変える工程の後の前記エッチングレートが前記工程の前の前記エッチングレートよりも小さいことを特徴とする適用例１に記載の圧電素子の周波数調整方法。

これにより、従来の粗調整エッチングから微調整エッチングへの切替え時の安定時間を設ける必要がなく、粗調整エッチングと微調整エッチングの切替えを迅速に行なうことができ、周波数調整を短時間、かつ効率良く行うことができる。

［適用例３］少なくとも２つの前記圧電素子を準備する工程と、前記２つの圧電素子のうち一方の圧電素子に前記イオンビームを照射する工程と、前記２つの圧電素子の発振周波数が揃った時に、他方の圧電素子に前記イオンビームの照射を開始して、前記２つの圧電素子に前記イオンビームを照射する工程と、を含むことを特徴とする適用例１または２に記載の圧電素子の周波数調整方法。

これにより、複数の圧電素子に対して、１つのイオンガンで同じエッチングレート分布のイオンビームを照射させて、設定周波数との差が小さい圧電素子を設定周波数との差が大きい圧電素子に合わせて、同時進行で周波数を調整することができる。従って圧電素子単体にエッチングレートの異なるイオンビームを照射する工程と同様に、極めて短時間かつ効率的に周波数を調整することができると共に、量産化することができる。

［適用例４］適用例１ないし３のいずれか１例に記載の圧電素子の周波数調整方法により発振周波数が調整された圧電素子が、容器に封止されていることを特徴とする圧電デバイス。
これにより、安定したイオンビームで精度良く発振周波数を調整した圧電素子を備えた圧電デバイスが得られる。

［適用例５］適用例１ないし３のいずれか１例に記載の圧電素子の周波数調整方法により発振周波数が調整された圧電素子を用いたことを特徴とする電子機器。
これにより、安定したイオンビームで精度良く発振周波数を調整した圧電素子を備えた電子機器が得られる。

本発明の圧電素子の周波数調整方法に用いる周波数調整装置の構成を示す概略図である。 イオンビームのエッチングレート分布（強度分布）を示すグラフである。 本発明の圧電素子の発振周波数の調整工程における処理フロー図である。 本発明の圧電素子の周波数調整方法に用いる装置の実施形態の構成を示す変形例の概略図である。 変形例の圧電素子の発振周波数の調整工程における周波数の時間変化を示すグラフである。 従来の圧電素子の発振周波数の調整工程における処理フロー図である。 従来の圧電素子の発振周波数の調整工程における周波数の時間変化を示すグラフである。

本発明の圧電素子の周波数調整方法、圧電デバイス、電子機器の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
図１は本発明の圧電素子の周波数調整方法に用いる周波数調整装置の構成を示す概略図である。

本実施形態の周波数調整装置１０は、イオンガン２０と、アクチュエータ３０と、マスク４０と、周波数測定部５０と、シャッター部６０と、制御部７０を主な基本構成としている。

イオンガン２０は、圧電素子１２の電極パターンに対して荷電粒子を出射する装置である。イオンガン２０は、一例として、次のように構成することができる。ガス導入部から、放電用ガスとして例えばＡｒガスをチャンバー内に導入する。フィラメントを通電加熱し、フィラメントとアノードとの間の直流熱陰極放電によってＡｒプラズマを生成する。そして、高圧電源により加速グリッドに高電圧を印加することによって、イオンを加速する向きに電位勾配を生成する。Ａｒの正イオンを引き出しイオンビームとして出射し、載置台に載置された圧電素子１２に照射している。またイオンガン２０から照射されるイオンビームは、直線状に並べた複数の圧電素子１２に同時に照射することができるようにビーム幅が長尺となるように設定されている。

イオンガン２０には、アクチュエータ３０が接続されている。アクチュエータ３０は、イオンガン２０から圧電素子１２へ照射されるイオンビームの照射軸を任意に変える駆動手段である。本実施形態のアクチュエータ３０は、イオンガン２０のイオンビームの照射源を互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の中心に配置して、イオンビームの照射方向をＺ軸上に合わせたときに、圧電素子１２に対して、イオンガンをＺ軸と直交する±Ｘ方向に移動可能に構成されている。また、アクチュエータ３０は、イオンガン２０の照射源をＸ軸上に配置したときに、Ｘ軸を回転軸とするθ方向に回転可能に構成されている。さらに、アクチュエータ３０は、イオンガン２０を±Ｚ方向に移動可能に構成されている。

図２はイオンビームのエッチングレート分布（ビームの強度分布）を示すグラフであり、（Ａ）は縦軸にイオンビームの照射強度を示し、横軸に照射軸の中心から±Ｘ方向又はＸ軸の軸回りとなるθ方向の距離を示し、（Ｂ）は縦軸にイオンビームの強度を示し、横軸にイオンガンと圧電素子の間の距離（照射源からＺ方向の距離）を示している。

（Ａ）に示すように、例えば、イオンビームのエッチングレート分布が上に凸の放物線状に形成されている場合、エッチングレートの極大値を中心とすると、中心から離れるほど小さくなる。このため、エッチングレートの極大値、換言すればイオンビームの照射軸の中心から±Ｘ方向へ照射軸を移動（Ｚ軸方向の平行移動）させることにより、エッチングレートを小さくすることができる。この±Ｘ方向と同様に、イオンビームの照射軸の中心からＸ軸の軸回りとなるθ方向へ回転させることにより、エッチングレートを小さくすることができる。

また、イオンガン２０と圧電素子１２との間の距離と、エッチングレート分布は反比例の関係にあり、（Ｂ）に示すように、イオンビームのエッチングレートが極大値となるイオンガン２０と圧電素子１２の間の距離を変化させる、換言すれば極大値のエッチングレートとなる相対位置からイオンガン２０を近づけたり、遠ざけたりすると（±Ｚ方向）、エッチングレートを小さくすることができる。

このような構成のアクチュエータ３０は、予め求めたイオンビームのエッチングレート分布を予め測定しておき、粗調整エッチング又は微調整エッチングなど目的とする強度のイオンビームを照射できるように、エッチングレートの極大値からの相対位置をＸ軸方向、θ方向、Ｚ軸方向へ移動可能としている。これにより、イオンガン２０は、数ｐｐｍ／ｓｅｃ〜１０００ｐｐｍ／ｓｅｃのエッチングレートの範囲で、加工条件に合わせた任意の強度のイオンビームを照射することができ、細かなレート調整が可能となる。また、圧電素子とマスクの距離、マスクとシャッターの距離は常に一定であることが望ましい。本発明のイオンガン２０にアクチュエータ３０を配置した構成により、シャッター幅、隣接するシャッターの開閉に影響、換言すれば隣接するシャッターからのビーム漏れに影響されずに圧電素子に対応したシャッターで、イオンビーム照射と遮蔽の制御を行うことができる。

マスク４０は、イオンガン２０の照射口と対向するＸ軸線上に配置されている。マスク４０は、圧電素子の電極パターンへイオンビームを照射する照射孔４２を備え、照射孔４２以外へはイオンビームを透過させない構成である。マスク４０はチップとなる圧電素子１２の載置台としての役割を兼ねる構成でもよい。

圧電素子１２は、圧電素子１２の振動部が電極の重さによって発振周波数が変化する圧電振動子であればよく、本実施形態では厚みすべりモード（ＡＴカット、ＳＣカット）振動子や屈曲モード（Ｚカット）振動子などが使用可能である。振動部に厚みすべりモードを主振動とするＡＴカット水晶振動子を採用すれば、周波数温度特性が３次曲線となり、上に凸の２次曲線となる音叉型振動子に比べて、周波数温度特性に優れた圧電デバイスを実現することができる。圧電素子１２は、材質に、水晶、ＢａＴｉＯ_３、ＺｎＯなどを用いることができる。また圧電素子の主面には励振電極などの電極パターンが形成されている。電極パターンには質量調整部が形成されており、この質量調整部にイオンビームを照射させることにより振動片の重量を変化させることができる。本実施形態の圧電素子は、容器に圧電振動片が配置された構成であり、容器単体あるいは、圧電振動片を搭載した容器を小片化する前のウェハ状であってもよい。

周波数測定部５０は一対のプローブ５２を備え、一対のプローブ５２を圧電素子１２上の一対の電極に導電接触させて圧電素子１２の発振周波数を測定することができる。

シャッター部６０は、シャッター板を備え、イオンガン２０と載置台上の圧電素子１２との間を開閉可能に構成している。本実施形態のシャッター部６０は、イオンガン２０とマスク４０の間にシャッター板を挿入することによりイオンガン２０から圧電素子１２へのイオンビームの照射を遮断することができる。

制御部７０は、アクチュエータ３０と、周波数測定部５０と、シャッター部６０と電気的に接続させている。制御部７０は、周波数測定部５０で測定された圧電素子１２の発振周波数の測定データが入力可能に構成されている。また制御部７０は、アクチュエータ３０に対してイオンガン２０の位置制御信号を送信可能に構成されている。制御部７０は、シャッター部６０の開放又は閉塞の制御信号を送信可能に構成されている。このような構成の制御部７０は、予め求めたイオンガン２０のエッチングレート分布や、周波数測定装部５０からの発振周波数の測定データに基づいて、粗調整エッチング又は微調整エッチングに相当する強度のイオンビームを出射できるように、アクチュエータ３０へイオンガン２０の位置制御信号を送信している。

次に上記構成による周波数調整装置を用いた本発明の圧電素子の周波数調整方法について説明する。
図３は本発明の圧電素子の発振周波数の調整工程における処理フロー図である。圧電素子の発振周波数の調整工程は、まず、周波数調整装置にチップとなる圧電素子１２を給材する（ステップ１０）。そして装置内部を真空の雰囲気下に設定する。

次に発振周波数を粗調整するＨｉｇｈレートモードのイオンビームを照射する放電準備を行う（ステップ２０）。Ｈｉｇｈレートモードのイオンビームは、例えば、図２に示すエッチングレートの極大値を適用している。

Ｈｉｇｈレートモードのイオンビームの放電が安定（放電安定時間）するまで待機する（ステップ３０）。
イオンガン２０の照射ライン上にチップを移動させる（ステップ４０）。
圧電素子１２の電極に周波数測定部５０のプローブ５２を導電接触させて、イオンビームを照射する前の発振周波数を測定する（ステップ５０）。

チップとイオンガン２０の間を遮蔽していたシャッター板を開放して圧電素子１２の電極パターンにイオンビームを照射させる（ステップ６０）。
Ｈｉｇｈレートモードのイオンビームを照射して発振周波数の粗調整を行う（ステップ７０）。このとき周波数測定部５０で発振周波数を測定しながら、所望の発振周波数となるまで照射を継続する。

設定周波数の近傍となったら、Ｌｏｗレートモードのイオンビームの照射に切替える。Ｌｏｗレートモードのイオンビームは、イオンビームの出力電力、電圧を変えることなく、イオンガン２０の照射軸の相対位置を変えることにより行う。具体的に制御部７０では、予め求めてあるイオンビームのエッチングレート分布に基づいて、Ｌｏｗレートモードに相当する強度のイオンビームを照射できるように、図２（Ａ）に示すようなイオンビームの照射軸の中心から±Ｘ軸方向へ照射軸を移動する制御信号や、イオンビームの照射軸の中心からＸ軸の軸回りとなるθ方向へ回転させる制御信号や、図２（Ｂ）に示すようなイオンガン２０と圧電素子１２の間の距離を変化させる制御信号をアクチュエータ３０に送信する。

このようなＬｏｗレートモードのイオンビームを照射して発振周波数の微調整を行う。
そして発振周波数の測定データが設定周波数となったら、シャッター板を閉止して圧電素子１２のイオンビームの照射を停止する（ステップ８０）。
イオンビームを照射した後の圧電素子１２の発振周波数を測定する（ステップ９０）。

複数のチップを加工する場合において、載置台に未加工のチップが存在するか否かの判断を行う（ステップ１００）。未加工のチップが存在するときは未加工のチップの移動動作を行ない。ステップ５０以降の工程を再度行う。

全てのチップの周波数調整工程が終了した場合には、装置内部の大気開放操作を行った後、チップを周波数調整装置１０から取り出して（ステップ１１０）、調整工程が終了する。

このような本発明の圧電素子の周波数調整方法によれば、イオンガンの主電源の放電電源電流、ビーム電源電圧を変えることなく同じ設定のままで、同一のエッチングレート分布のうち異なる強度のエッチングレートのイオンビームを照射することができる。従って、従来の粗調整エッチングと微調整エッチングで、イオンガンの電流、電圧を変えてイオンビームを切り替える必要がなく、切替えた直後の放電が安定するまで待つ必要がない。このため、周波数調整を短時間で行うことができる。

また、粗調整エッチングと同じエッチングレート分布のうちで、強度の小さいエッチングレートを用いているため、細かなレート調整が可能となり、照射が安定した正確な微調整を効率的に行なうことができる。

さらに、発振周波数を測定するためのプローブの導電接触数が本発明によれば１回で済む。よって、接触不良による発振周波数の誤測定を減少させることができ、周波数調整工程のサイクルタイムを大幅に短縮することができる。

また、これまで、粗調整エッチングと微調整エッチングの切り替えの間シャッターを閉塞させていたが、本発明によればシャッターの開閉工程が１回で済み、従来よりもシャッターの開閉回数が減少する。よってシャッターの経年劣化やメンテナンス回数を抑えることができる。

以上、本実施形態では、圧電素子の発振周波数を調整する手段としてイオンビームを照射させて電極パターンの質量調整部の質量を削減する方法を用いて説明した。この他、蒸着レートに極大値があるスパッタ蒸着で、このレートをずらすことによって、電極パターンの質量調整部の質量を増加する方法を採用することにより発振周波数を調整することもできる。

図４は本発明の圧電素子の周波数調整方法に用いる装置の実施形態の構成を示す変形例の概略図である。変形例の圧電素子の周波数調整方法は、載置部に配置された複数の圧電素子に対して、１つのイオンガンから同じエッチングレート分布のイオンビームを照射して同時に周波数調整を行っている。具体的にイオンガン２０Ａは、出射するイオンビームが、直線状に並べた複数の圧電素子１２に同時に照射することができるようにビーム幅が長尺となるように設定されている。そしてマスク４０Ａは、イオンガン２０Ａの長手方向に沿って形成されている。圧電素子１２は直線状のイオンビームに対向するマスク４０Ａ上に直線状に配置されている。そして各圧電素子１２と、イオンガン２０Ａとの間には、個別にシャッター部６０Ａを形成している。各シャッター部６０Ａは、制御部７０と電気的に接続して、それぞれ独立に開閉動作できるように構成されている。その他の構成は図１に示す構成と同一である。

上記構成による変形例の圧電素子の周波数調整方法について以下説明する。変形例の圧電素子の周波数調整方法は、図３に示すステップ６０までの工程と同様に、まず、周波数調整装置にチップとなる圧電素子１２を複数直線状に並べて給材する。そして装置内部を真空の雰囲気下に設定する。

次に発振周波数を粗調整するＨｉｇｈレートモードのイオンビームを照射する放電準備を行う。Ｈｉｇｈレートモードのイオンビームは、例えば、図２に示すエッチングレート分布の極大値を適用している。Ｈｉｇｈレートモードのイオンビームの放電が安定（放電安定時間）するまで待機する。そしてイオンガン２０Ａの照射ライン上にチップを移動させる。

各圧電素子１２の電極に周波数測定部５０のプローブ電極を接触させて、イオンビームを照射する前の発振周波数を測定する。
チップとイオンガン２０Ａの間を遮蔽していたシャッター板を開放して圧電素子１２にイオンビームを照射させる。

図５は、変形例の圧電素子の発振周波数の調整工程における周波数の時間変化を示すグラフである。同グラフの縦軸は周波数調整量（ΔＦ）を示し、横軸は加工時間（秒）を示している。また圧電素子Ａは設定周波数との差が大きい圧電素子を示し、圧電素子Ｂは設定周波数との差が圧電素子Ａよりも小さい圧電素子を示している。

まず、矢印ａに示すように、圧電素子Ｂのシャッターを閉塞し、圧電素子Ａにイオンビームを照射して周波数調整を行う。そして、圧電素子Ａの発振周波数が圧電素子Ｂの発振周波数と同じ値になったとき、圧電素子Ｂのシャッターを開放する。その後、圧電素子Ａ及び圧電素子Ｂは、同じエッチングレート分布のイオンビームを照射させることにより、調整量が同一の状態で設定周波数までエッチング処理することができる。

また、矢印ｂに示すように、圧電素子Ｂに圧電素子Ａと同じ強度のイオンビームを同時に照射してエッチングを行うと、設定周波数の差が小さい圧電素子Ｂの方が、先に所定の調整量Ｆａに達することになる。そこで、圧電素子Ｂが調整量Ｆａに達した時、シャッター板を閉塞して、イオンビームの照射を停止させる。その間イオンビームが照射され続けている圧電素子Ａの調整量がＦａに達した時、圧電素子Ｂのシャッターを開放する。その後、圧電素子Ｂは圧電素子Ａと同じ調整量Ｆａから同じ強度のイオンビームを照射させることにより、調整量が同一の状態で設定周波数までエッチング処理することができる。変形例の圧電素子の発振周波数の調整工程は、上記ａ又はｂのいずれの方法であっても良い。

なお、イオンビームの照射は図１、図２に示すＨｉｇｈレートモードとＬｏｗレートモードと同様に行っている。Ｌｏｗレートモードのイオンビームは、イオンビームの出力電力、電圧を変えることなく、イオンガンの照射位置を変えることにより行う。具体的に制御部では、予め求めてあるイオンビームのエッチングレート分布に基づいて、Ｌｏｗレートモードに相当する強度のイオンビームを照射できるように、図２（Ａ）に示すようなイオンビームの照射軸の中心から±Ｘ軸方向へ照射軸を移動する制御信号や、イオンビームの照射軸の中心からＸ軸の軸回りとなるθ方向へ回転させる制御信号や、図２（Ｂ）に示すようなイオンガン２０と圧電素子１２の間の距離を変化させる制御信号をアクチュエータ３０に送信する。このようなＬｏｗレートモードのイオンビームを照射して発振周波数の微調整を行う。
そして発振周波数の測定データが設定周波数となったら、シャッター板を閉止して圧電素子のイオンビームの照射を停止する。

イオンビームを照射した後の圧電素子の発振周波数を測定する。チップの周波数調整工程が終了した場合には、装置内部の大気開放操作を行った後、チップを周波数調整装置から取り出し調整工程が終了する。

このような変形例の圧電素子の周波数調整方法によれば、複数の圧電素子に対して、圧電素子単体にエッチングレートの異なるイオンビームを照射する工程と同様の工程で周波数を調整することができ、極めて短時間及び効率的に行うことができ、かつ量産化することができる。

上記圧電素子の周波数調整方法により発振周波数を調整された圧電素子を用いてパッケージ容器に封止する工程を経れば力検出センサーなどの圧電デバイスを製造することができる。

また、上記の圧電素子の周波数調整方法により発振周波数を調整された圧電素子を用いて、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、カーナビゲーション装置、ゲームコントローラー、時計などの電子機器を製造することができる。

１０………周波数調整装置、１２………圧電素子、２０，２０Ａ………イオンガン、３０………アクチュエータ、４０，４０Ａ………マスク、４２………照射孔、５０………周波数測定部、５２………プローブ、６０，６０Ａ………シャッター部、７０………制御部。

Claims (5)

1. 圧電素子の電極パターンにイオンビームを照射してエッチングを行うことにより発振周波数を調整する圧電素子の周波数調整方法であって、
   エッチングレートを変更するために、前記電極パターンに対するイオンビームの照射軸の位置を変える工程を含むことを特徴とする圧電素子の周波数調整方法。
2. 前記照射軸の位置を変える工程の後の前記エッチングレートが前記工程の前の前記エッチングレートよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の圧電素子の周波数調整方法。
3. 少なくとも２つの前記圧電素子を準備する工程と、
   前記２つの圧電素子のうち一方の圧電素子に前記イオンビームを照射する工程と、
   前記２つの圧電素子の発振周波数が揃った時に、他方の圧電素子に前記イオンビームの照射を開始して、前記２つの圧電素子に前記イオンビームを照射する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電素子の周波数調整方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電素子の周波数調整方法により発振周波数が調整された圧電素子が、容器に封止されていることを特徴とする圧電デバイス。
5. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電素子の周波数調整方法により発振周波数が調整された圧電素子を用いたことを特徴とする電子機器。