JP2015207895A - 基板のドライエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクとしてのメッキ層の側壁の凹凸によって生じる基板のエッチング形状の寸法誤差を低減することが可能な基板のドライエッチング方法を提供する。
【解決手段】基板１１０のドライエッチング方法は、基板１１０を準備する工程と、基板１１０上に、断面視にて基板１１０側に、基板１１０と反対側よりも突出している突出部となる第１レジスト１０２を有するレジスト層を形成する工程と、基板１１０上に、メッキ層１０３を形成する工程と、メッキ層１０３をマスクとして基板１１０をドライエッチングする工程と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば水晶、半導体などの基板のドライエッチング方法に関する。

例えば水晶、半導体などの基板の加工において、基板の結晶軸に影響されずに形状を形成する方法としてドライエッチング方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている基板のドライエッチング方法では、基板上に、基板側からニッケルクロム（ＮｉＣｒ）膜、金（Ａｕ）膜が形成され、金膜上に基板のエッチング位置に相当するレジスト膜とレジスト膜以外の位置にニッケル（Ｎｉ）膜とが形成されている。そして、レジスト膜が剥離された後、ニッケル膜をマスクとしてドライエッチング加工が行われる。この方法では、ニッケルクロム膜によって基板との密着性を高め、さらに金膜でニッケルクロム膜とニッケル膜との密着性を高めることによって、エッチングされる基板とマスクを構成するニッケル膜とのエッチング速度の比であるエッチング選択比が高くなる。これによって、厚い基板のドライエッチング加工を容易に行うことができる。

特開２００７−２３４９１２号公報

しかしながら、上述の基板のドライエッチング方法では、例えば基板表面の微細な凹凸、あるいはレジスト膜と基板との熱膨張の違いなどの影響により、レジスト膜の基板側の側壁形状に、平面視でのこぎり歯状の凹凸を生じてしまうことがある。レジスト膜の基板側の側壁形状に凹凸があると、レジスト膜の側壁に沿って形成されるニッケル膜は、レジスト膜の側壁形状の凹凸が転写され、基板側の側壁に凹凸が形成されてしまう。ニッケル膜の側壁に凹凸が形成されていると、基板をドライエッチングした際に、ニッケル膜の側壁の凸部によって、基板がエッチングされた形状に寸法誤差を生じてしまうという課題があった。

本発明は、上述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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る基板のドライエッチング方法は、基板を準備する工程と、前記基板上に、断面視にて前記基板側に前記基板と反対側よりも突出している突出部を有するレジスト層を形成する工程と、前記基板上に、メッキ層を形成する工程と、前記メッキ層をマスクとして前記基板をドライエッチングする工程と、を含んでいることを特徴とする。

本適用例によれば、断面視で、基板側のレジスト層に設けられている突出部により、メッキ層には、基板側の側壁が凹んでいる凹部が形成される。メッキ層の基板側を積極的に凹部とすることにより、基板表面の微細な凹凸、あるいはレジスト膜と基板との熱膨張の違いなどがあってもメッキ層の側壁から突出する凸部が形成されなくなり、側壁の凸部の影響による基板のエッチング形状の寸法誤差の発生を防止することができる。これにより、基板のドライエッチングにおいて、所望の外形形状を精度良く形成することが可能となる。

［適用例２］上記適用例に記載の基板のドライエッチング方法において、前記基板と前記メッキ層との間にシード層を形成する工程を備えていることが好ましい。

本適用例によれば、基板およびメッキ層とシード層とは、密着性が高いため、シード層が、基板とメッキ層との間に設けられることで、基板とメッキ層の密着性を高くすることができる。これにより、基板とマスクを構成するメッキ層とのエッチング速度の比であるエッチング選択比を高くすることができる。

［適用例３］上記適用例に記載の基板のドライエッチング方法において、前記レジスト層を形成する工程において、パターン形成後のレジストを加熱することによって前記突出部を形成することが好ましい。

本適用例によれば、レジストを加熱することによって突出部を形成するため、突出部の形成を容易に行うことができる。

［適用例４］上記適用例に記載の基板のドライエッチング方法において、前記レジスト層を形成する工程において、前記基板上に、第１の間隔を有する第１レジストを形成する工程と、前記第１の間隔より広い第２の間隔を有し、且つ前記第１レジストの一部が重なる第２レジストを形成する工程と、を含み、前記メッキ層を形成する工程において、前記第２の間隔の内に前記メッキ層を形成する工程を含んでいることが好ましい。

本適用例によれば、第２レジストと一部が重なる第１レジストによって、メッキ層の基板側に凹部を容易に形成することができる。

［適用例５］上記適用例に記載の基板のドライエッチング方法において、加工比率ｒ＝前記基板の加工量／前記メッキ層の加工量、としたとき、前記突出部の高さｔ３は、ｔ３＜前記メッキ層の厚みｔ２−（前記基板の厚みｔ１／前記加工比率ｒ）であることが好ましい。

本適用例によれば、突出部の高さｔ３を、ｔ３＜前記メッキ層の厚みｔ２−（前記基板の厚みｔ１／前記加工比率ｒ）とすることで、基板をエッチングする際にメッキ層がエッチングされても凹部にまでエッチングが到達せず、メッキ層の下部（基板側）に凹部を確実に形成することができる。

音叉型水晶振動片の概略構成を示す斜視図。 音叉型水晶振動片の概略構成を示す斜視図。 音叉型水晶振動片の外形加工の外形パターニングを示す概略斜視図。 音叉型水晶振動片の製造工程の内の第１実施形態に係る外形加工工程の概略を示す工程図。 レジスト層の突出部を説明する断面図であり、（ａ）は第１実施形態の突出部、（ｂ）は第２実施形態の突出部を示す図。 音叉型水晶振動片の製造工程の内の第２実施形態に係る外形加工工程の概略を示す工程図。

以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図５を用い、本発明に係るドライエッチング方法を、音叉型水晶振動片の外形加工に適用する例を用いて説明する。図１および図２は、音叉型水晶振動片の概略構成を示す斜視図である。図３は、音叉型水晶振動片の外形加工の外形パターニングを示す概略斜視図である。図４（ａ）〜図４（ｇ）は、音叉型水晶振動片の製造工程の内の外形加工に係る工程の概略を示す工程図である。図５は、レジスト層の突出部を説明する断面図であり、図５（ａ）は第１実施形態、図５（ｂ）は第２実施形態を示す図である。

（音叉型水晶振動片の構成）
先ず、本発明に係る第１実施形態のドライエッチング方法を適用する音叉型水晶振動片の構成について説明する。図１に示すように音叉型水晶振動片１００は、例えば水晶の単結晶から切り出され、ドライエッチング方法を用いて音叉型の外形形状に加工されている。この音叉型水晶振動片１００は、Ｘ軸が電気軸、Ｙ軸が機械軸、Ｚ軸が光軸となるように水晶の単結晶から切り出される。このように電気軸がＸ軸方向に配置されることにより、高精度が要求される携帯電話装置等の電子機器全般に好適な音叉型水晶振動片１００となる。また、水晶の単結晶から切り出す際、上述のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる直交座標系において、Ｘ軸回りに、Ｘ軸とＹ軸とからなるＸＹ平面を反時計方向に約１度ないし５度傾けた、所謂水晶Ｚ板として、音叉型水晶振動片１００が形成されている。

この音叉型水晶振動片１００は、基部１３０と、この基部１３０からＹ軸方向に突出するように形成された例えば２本の振動腕である腕部１２０，１２１とを有している。腕部１２０の表面側には、溝部１２０ａが設けられ、振動腕としての腕部１２１の表面側には、溝部１２１ａが設けられている。また、振動腕としての腕部１２０の裏面側にも、溝部１２０ａが設けられ、腕部１２１の裏面側にも、溝部１２１ａが設けられている。

なお、図１に示す音叉型水晶振動片１００では、Ｚ軸方向の厚みは、例えば約０．１ｍｍ程度となっており、腕部１２０，１２１の腕幅（Ｘ軸方向の幅）は、約０．１ｍｍ程度となっている。また、腕部１２０と腕部１２１との間隔は、約０．０６ｍｍ程度となっている。溝部１２０ａ，１２１ａの溝幅（Ｘ軸方向の幅）は、例えば約０．０７ｍｍ程度であり、溝深さ（Ｚ軸方向の深さ）は、例えば約０．０２から０．０４５ｍｍ程度となっている。

このように形成されている音叉型水晶振動片１００には、図２に斜線で示されている部分に電極１４０，１４１が形成される。すなわち、電極１４０，１４１は、基部１３０から２本の腕部１２０，１２１にかけて配置されると共に、電極１４０，１４１は、腕部１２０，１２１の側面や溝部１２０ａ，１２１ａにも配置されている。このように配置される電極１４０，１４１は、外部から電圧が印加されると電界を発生させ、圧電体である水晶の腕部１２０，１２１を振動させるようになっている。

以上のように形成されている音叉型水晶振動片１００は、例えば共振周波数が３２．７６８ｋＨｚで振動することができる。なお、上述の構成においては、音叉型水晶振動片１００の厚みに対して、例えば腕部１２０と腕部１２１との間隔が狭い構成の外形形状が求められる。このような構成の音叉型水晶振動片１００の外形形状を形成するためにドライエッチング方法が用いられる。ドライエッチング方法は、例えば図３に示すように、基板５０上にマスクパターン５３を形成し、マスクパターン５３が形成されていない基板５０の露出部５１の部分を、反応ガスを用いたプラズマ型エッチング装置などによってエッチングする。以下、このドライエッチング方法を含む音叉型水晶振動片１００の外形形成方法について、図４を参照しながら説明する。

（音叉型水晶振動片の外形形成方法）
図４（ａ）、および図４（ｂ）を参照して、第１レジスト１０２を形成する工程、および第２レジスト１０４を形成する工程について説明する。
先ず、第１レジスト１０２の形成に先立って、基板１１０を準備する工程において、図４（ａ）に示すように、所謂水晶Ｚ板を板状に加工した基板１１０を準備する。そして、基板１１０の上面１１１にシード層１０５を形成する工程に進む。シード層１０５は、一例として下地層にクロム（Ｃｒ）を形成し、その上に銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）などが形成されている構成を用いる。シード層１０５の形成においては、真空蒸着法、真空スパッタリング法などを用いることができる。このようにシード層１０５を形成することにより、基板１１０とメッキ層１０３の密着性を高くすることができる。これにより、基板１１０とマスクを構成するメッキ層１０３とのエッチング速度の比であるエッチング選択比を高くすることができる。

そして、図４（ａ）に示すように、シード層１０５の上面１０５ｆに、突出部となる第１レジスト１０２を形成する。第１レジスト１０２は、基板１１０をエッチングしない非エッチング領域、即ち、後述する金属メッキ層１０３（図４（ｃ）参照）の両側に、第１の間隔Ｗ１を有して配置されている。第１レジスト１０２は、例えば、レジストをシード層１０５の上面１０５ｆに塗布した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングする。

次に、図４（ｂ）に示すように、非エッチング領域の両側に第２の間隔Ｗ２を有した壁面１０６を有し、第１レジスト１０２の一部と重なるように配置された第２レジスト１０４を形成する。即ち、第２レジスト１０４は、非エッチング領域の外側に位置する第１レジスト１０２と、第１レジスト１０２の外側に露出するシード層１０５の上面１０５ｆに亘って設けられている。このとき、第２の間隔Ｗ２は、第１レジスト１０２の内側の間隔である第１の間隔Ｗ１よりも広くなるように配置される。このように第２レジスト１０４が配置されることにより、断面視にて基板１１０側に位置する第１レジスト１０２の一部が、基板１１０と反対側に位置する第２レジスト１０４の壁面１０６から突出する突出部となる。なお、第２レジスト１０４においても、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより、第２レジスト１０４の形状を形成する。上述の第１レジスト１０２と第２レジスト１０４によって、レジスト層が構成されている。

上述のように、第２レジスト１０４、および第２レジスト１０４と一部が重なる第１レジスト１０２によって構成されたレジスト層を設けることにより、後述するメッキ層１０３（図４（ｄ）参照）の基板１１０側（下部）に、凹部１０８（図４（ｄ）参照）を容易に形成することができる。

なお、第１レジスト１０２および第２レジスト１０４は、樹脂材料を基材とするネガタイプあるいはポジタイプのいずれかのレジストを用いることができるが、本形態ではネガタイプのレジストを用いている。また、第２レジスト１０４の片側が非エッチング領域となる場合は、非エッチング領域側の第２レジスト１０４の片側に、第２レジスト１０４から突出する第１レジスト１０２が配置されればよい。

次に、マスクパターンとして機能するメッキ層１０３を形成する工程について説明する。図４（ｃ）に示すように、メッキ層１０３は、第２レジスト１０４によって形成される第２の間隔Ｗ２の内側（非エッチング領域）に形成する。具体的にメッキ層１０３は、基板１１０側に第２レジスト１０４の壁面１０６から突出する突出部（第１レジスト１０２）と、非エッチング領域に露出するシード層１０５の上面１０５ｆに亘る第２の間隔Ｗ２の内側に設ける。メッキ層１０３は、金属メッキによって構成される。本形態におけるメッキ層１０３は、ニッケル（Ｎｉ）メッキによって形成されている。なお、メッキ層１０３を構成する他の金属としては、一例として銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）などを挙げることができる。

次に、第１レジスト１０２および第２レジスト１０４を剥離する工程について説明する。図４（ｄ）に示すように、メッキ層１０３を残して、第１レジスト１０２および第２レジスト１０４を剥離する。第１レジスト１０２および第２レジスト１０４の剥離は、レジスト剥離液中に浸漬することによって行う。この第１レジスト１０２および第２レジスト１０４の剥離によって、メッキ層１０３は、基板１１０側と反対側（上面側）の両側に形成されている側面１０７を有し、その両側の側面１０７から凹む凹部１０８が基板１１０側に形成された構成としてシード層１０５上に残留する。即ち、メッキ層１０３は、断面視したときシード層１０５との接続部が凹む、所謂Ｔ字状の断面形状となっている。

次に、シード層１０５をエッチングする工程について説明する。図４（ｅ）に示すように、シード層１０５は、メッキ層１０３をマスクとして、例えばウェットエッチング法によって露出部分１０５ｂ（被エッチング部位）がエッチングされて取り除かれる。そして、シード層１０５が取り除かれた部分は、基板１１０が露出し、メッキ層１０３の下部は残留部分１０５ａとしてメッキ層１０３の下地層となる。

次に、基板１１０をドライエッチングする工程について説明する。図４（ｆ）に示すように、基板１１０をドライエッチングする工程では、メッキ層１０３をマスクとして基板１１０の露出面に対してエッチングを開始し、被エッチング部位１１０ｂをエッチングすることによって音叉型水晶振動片１００の構成部位１１０ａを出現させ、音叉型水晶振動片１００の外形形状を形成する。このとき、メッキ層１０３も、基板１１０のエッチング進行速度に比べ遅いエッチング速度でエッチングされる。このメッキ層１０３のエッチングされた部分を、図中にエッチング部位１０３ｂとして２点鎖線で示し、残った部位を残ったメッキ層１０３ａとして示している。

ドライエッチングは、例えば四フッ化炭素（ＣＦ₄）ガスなどの反応ガスを用いて基板１１０をエッチングする。本形態では、プラズマにより四フッ化炭素（ＣＦ₄）ガスをイオン化・ラジカル化してエッチングする反応性イオンエッチングを用いた。このようなドライエッチングでは、エッチングがマスクの外形を境としてマスクの平面に対して垂直方向に進行するため、メッキ層１０３においては、その両側の側面に張り出した壁面１０７ａがマスク境として機能する。したがって、メッキ層１０３の基板１１０側に凹部１０８が設けられていても、エッチング形状に対する影響は生じない。また、このドライエッチング工程においては、エッチングされた露出面に絶縁層を形成する、所謂デポジションを、エッチングの進行と同時、あるいは交互に行うことができる。なお、反応性ガスとして、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ₆）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ₃）などのガスを用いることができる。

このような凹部１０８を有するメッキ層１０３をマスクとしてドライエッチングを行うことにより、基板１１０表面の微細な凹凸などによって生じるメッキ層１０３の側壁の凹凸が形成されなくなる。これにより、メッキ層１０３の側壁の凹凸よって生じる基板１１０のエッチング形状の寸法誤差の発生を防止することができる。

次に、メッキ層１０３およびシード層１０５を剥離する工程について説明する。前述のドライエッチングによって外形形状が形成された基板１１０から、メッキ層１０３とシード層１０５とをそれぞれの剥離液を用いて剥離する。これによって、図４（ｇ）に示すように、音叉型水晶振動片１００の外形形状、例えば２本の腕部１２０，１２１が形成される。

なお、上述のドライエッチング加工においては、図５（ａ）に示すように、メッキ層１０３の凹部１０８の高さｔ３（換言すれば、凹部１０８を形成するためのレジストの突出部となる第１レジスト１０２の高さ）は、加工比率ｒ（式（１））との関係から、以下の式（２）で求められる範囲にあることが好ましい。
加工比率ｒ＝基板１１０の加工量／メッキ層１０３の加工量Ｌ・・・（１）
としたとき、
凹部１０８（突出部）の高さｔ３＜メッキ層１０３の厚みｔ２−（基板１１０の厚みｔ１／加工比率ｒ）・・・（２）
なお、本実施形態における加工比率ｒは、１０から２０の範囲内となるように設定することが望ましく、本実施形態の音叉型水晶振動片１００の外形形状を形成する場合では、加工比率ｒを１５程度に設定している。

凹部１０８（突出部）の高さｔ３を、上述の範囲内に設定することにより、基板１１０をドライエッチングする際にメッキ層１０３がエッチング（加工量Ｌ）されても、凹部１０８にまでエッチングが到達せず、凹部１０８を確実に形成することができる。

以上説明したような、ドライエッチング法を用いた音叉型水晶振動片１００の外形形成方法によれば、第２レジスト１０４と、第２レジスト１０４と一部が重なる第１レジスト１０２によって形成される突出部によって、メッキ層１０３の基板１１０側（下部）に、凹部１０８を容易に形成することができる。
そして、このメッキ層１０３の基板１１０側の側面１０７に形成された凹部１０８により、基板１１０の上面１１１の微細な凹凸、あるいはレジストと基板１１０との熱膨張の違いなどがあってもメッキ層１０３の側面１０７から突出する凸部が形成されなくなり、この凸部の影響による基板１１０のエッチング形状の寸法ばらつきの発生を防止することができる。これにより、基板１１０のドライエッチングにおいて、所望の外形形状を精度良く形成することが可能となり、音叉型水晶振動片１００の振動特性を向上させることが可能となる。

＜第２実施形態＞
図６を用い、本発明に係るドライエッチング方法の第２実施形態を、音叉型水晶振動片の外形加工に適用する例を用いて説明する。図６（ａ）〜図６（ｇ）は、音叉型水晶振動片の製造工程の内の第２実施形態に係る外形加工の工程を示す概略工程図である。なお、第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ音叉型水晶振動片を用いているため、同じ構成については同符号を付して構成の説明を省略する。

（音叉型水晶振動片の外形形成方法）
第２実施形態の音叉型水晶振動片の外形形成方法は、メッキ層の基板側に設けられる凹部の形成方法が第１実施形態と異なる。したがって、以下の説明では、異なる工程について説明し、同様な工程の説明は省略する。

先ず、図６（ａ）に示すように、所謂水晶Ｚ板を板状に加工した基板１１０を準備する。そして、基板１１０の上面１１１にシード層１０５を形成する。シード層１０５は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

そして、図６（ａ）に示すように、シード層１０５の上面１０５ｆに、レジスト層２０４を形成する。レジスト層２０４は、後にエッチング領域となる部位に形成される。レジスト層２０４は、例えば、レジストをシード層１０５の上面１０５ｆに塗布した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングする。レジスト層２０４は、樹脂材料を基材とするネガタイプあるいはポジタイプのいずれかのレジストを用いることができるが、本形態ではネガタイプのレジストを用いている。

次に、図６（ｂ）に示すように、断面視において、レジスト層２０４の基板１１０側（下部）の両側に突出部２０２を形成する工程について説明する。この工程では、パターン形成されたレジスト層２０４を、１００℃程度に加熱することによって、レジスト層２０４の両側に突出部２０２を形成する。なお、この加熱処理は、レジスト層２０４を形成するフォトリソグラフィー処理の内で行うことができる。具体的には、レジスト層を塗布し、パターニング（露光、現像処理）後に行われるベーキング処理において、温度設定を適宜設定して行うことができる。したがって、この加熱処理のために、新たな工程の追加は不要である。

レジスト層２０４は、所定の温度、例えば１００℃程度に加熱されると粘度が下がり、流動性が向上する。加熱され、流動性が高まったレジスト層２０４は、表面張力あるいは重力の影響などによって、基板１１０側（レジスト層２０４の下部）の側壁２０６に裾引き形状（フィレット状）の突出部２０２が出現する。その後、加熱を止めることによって突出部２０２として形成される。このように、レジスト層２０４を加熱することによって、突出部２０２を容易に形成することができる。

次に、マスクパターンとしてのメッキ層２０３を形成する工程について説明する。図６（ｃ）に示すように、メッキ層２０３は、レジスト層２０４の設けられていない領域、即ち非エッチング領域に相当する領域に設ける。メッキ層２０３は、金属メッキによって構成される。本形態におけるメッキ層２０３は、ニッケル（Ｎｉ）メッキによって形成されている。なお、メッキ層２０３を構成する他の金属としては、一例として銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）などを挙げることができる。

次に、レジスト層２０４を剥離する工程について説明する。図６（ｄ）に示すように、メッキ層２０３を残して、レジスト層２０４を剥離する。レジスト層２０４の剥離は、レジスト剥離液中に浸漬することによって行う。このレジスト層２０４の剥離によって、メッキ層２０３は、基板１１０側と反対側（上面側）の両側に形成されている側面２０７を有し、その両側の側面２０７から裾引き形状（フィレット状）に凹む凹部２０８が基板１１０側に形成された構成としてシード層１０５上に残留する。即ち、メッキ層２０３は、断面視したときシード層１０５との接続部が裾引き形状に凹んでいる断面形状となっている。

次に、第１実施形態と同様に、メッキ層２０３をマスクとして、図６（ｅ）に示すように、シード層１０５をエッチングし、図６（ｆ）に示すように、基板１１０をドライエッチングすることによって音叉型水晶振動片１００の外形形状を形成する。
図６（ｅ）に示すように、シード層２０５は、メッキ層１０３をマスクとして、例えばウェットエッチング法によって露出部分２０５ｂ（被エッチング部位）がエッチングされて取り除かれる。そして、シード層２０５が取り除かれた部分は、基板１１０が露出し、メッキ層２０３の下部は残留部分２０５ａとしてメッキ層２０３の下地層となる。
図６（ｆ）に示すように、基板１１０をドライエッチングする工程では、メッキ層２０３をマスクとして基板１１０の露出面に対してエッチングを開始し、被エッチング部位１１０ｂをエッチングすることによって音叉型水晶振動片１００の構成部位１１０ａを出現させ、音叉型水晶振動片１００の外形形状を形成する。このとき、メッキ層２０３も、基板１１０のエッチング進行速度に比べ遅いエッチング速度でエッチングされる。このメッキ層１０３のエッチングされた部分を、図中にエッチング部位２０３ｂとして２点鎖線で示し、残った部位を残ったメッキ層２０３ａとして示している。なお、ドライエッチングについては、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

このような凹部２０８を有するメッキ層２０３をマスクとしてドライエッチングを行うことにより、基板１１０表面の微細な凹凸などによって生じるメッキ層２０３の側壁の凹凸が形成されなくなる。これにより、メッキ層２０３の側壁の凹凸よって生じる基板１１０のエッチング形状の寸法誤差の発生を防止することができる。

次に、第１実施形態と同様に、ドライエッチングによって外形形状が形成された基板１１０からメッキ層２０３とシード層１０５とを剥離する。これによって、図６（ｇ）に示すように、音叉型水晶振動片１００の外形形状、例えば２本の腕部１２０，１２１が形成される。

なお、上述のドライエッチング加工においては、図５（ｂ）に示すように、メッキ層２０３の凹部２０８の高さｔ３は、第１実施形態と同様に、加工比率ｒ（式（１））との関係から、以下の式（２）で求められる範囲にあることが好ましい。なお、本第２実施形態における凹部２０８の高さは、レジストの突出部２０２となる裾引き形状の高さ、即ち凹部２０８と基板１１０の上面１１１との距離となる。第２実施形態での凹部２０８の高さは、基板１１０の上面１１１からメッキ層２０３の側面２０７が凹部２０８と交わる位置までの寸法である。
加工比率ｒ＝基板１１０の加工量／メッキ層２０３の加工量Ｌ・・・（１）
としたとき、
凹部２０８（突出部）の高さｔ３＜メッキ層２０３の厚みｔ２−（基板１１０の厚みｔ１／加工比率ｒ）・・・（２）

凹部２０８（突出部）の高さｔ３を、上述の範囲内に設定することにより、基板１１０をドライエッチングする際にメッキ層２０３がエッチング（加工量Ｌ）されても、凹部２０８にまでエッチングが到達せず、凹部２０８を確実に形成することができる。

以上説明したような、第２実施形態に係るドライエッチング法を用いた音叉型水晶振動片１００の外形形成方法によれば、レジスト層２０４に形成される突出部２０２によって、メッキ層２０３の基板１１０側（下部）に、裾引き形状の凹部２０８を容易に形成することができる。
そして、このメッキ層２０３の基板１１０側の側面２０７に形成された凹部２０８により、基板１１０の上面１１１の微細な凹凸、あるいはレジストと基板１１０との熱膨張の違いなどがあってもメッキ層２０３の側面２０７から突出する凸部が形成されなくなり、この凸部の影響による基板１１０のエッチング形状の寸法ばらつきの発生を防止することができる。これにより、基板１１０のドライエッチングにおいて、所望の外形形状を精度良く形成することが可能となり、音叉型水晶振動片１００の振動特性を向上させることが可能となる。

上述では、基板１１０とメッキ層１０３との間にシード層１０５が設けられている例で説明したが、シード層１０５が設けられていない構成にも適用することができる。具体的には、基板１１０の上面１１１に、第１レジスト１０２、第２レジスト１０４、およびメッキ層１０３を設けることができる。

また、上述では、水晶基板を用いる音叉型水晶振動片１００の外形形成方法を例に説明したが、本発明に係る基板のドライエッチング方法は、これに限らない。本発明に係る基板のドライエッチング方法は、例えば、半導体基板、ガラス基板などにも適用可能であり、水晶基板を用いる例としてはＡＴカット水晶振動片などのタイミング素子やジャイロセンサー素子などのセンサー素子、半導体基板を用いる例としては半導体素子、あるいはガラス基板を用いる例としてはガラスパッケージ基板などに適用することができる。

５０…基板、５１…露出部、５３…マスクパターン、１００…音叉型水晶振動片、１０２…第１レジスト、１０３，２０３…メッキ層、１０３ａ，２０３ａ…残ったメッキ層、１０３ｂ，２０３ｂ…メッキ層のエッチング部位、１０４…第２レジスト、１０５…シード層、１０５ａ…シード層の残留部分、１０５ｂ…シード層の露出部分、１０５ｆ…上面、１０６…第２レジストの壁面、１０７，２０７…側面、１０７ａ，２０７ａ…壁面、１０８，２０８…凹部、１１０…基板、１１０ａ…構成部位、１１０ｂ…被エッチング部位、１１１…上面、１２０，１２１…腕部、１２０ａ，１２１ａ…溝部、１３０…基部、１４０，１４１…電極、２０２…突出部、２０４…レジスト層、２０６…レジスト層の壁面。

Claims (5)

1. 基板を準備する工程と、
   前記基板上に、断面視にて前記基板側に前記基板と反対側よりも突出している突出部を有するレジスト層を形成する工程と、
   前記基板上に、メッキ層を形成する工程と、
   前記メッキ層をマスクとして前記基板をドライエッチングする工程と、を含んでいることを特徴とする基板のドライエッチング方法。
2. 前記基板と前記メッキ層との間にシード層を形成する工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板のドライエッチング方法。
3. 前記レジスト層を形成する工程において、
   パターン形成後のレジストを加熱することによって前記突出部を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板のドライエッチング方法。
4. 前記レジスト層を形成する工程において、
   前記基板上に、第１の間隔を有する第１レジストを形成する工程と、
   前記第１の間隔より広い第２の間隔を有し、且つ前記第１レジストの一部が重なる第２レジストを形成する工程と、を含み、
   前記メッキ層を形成する工程において、
   前記第２の間隔の内に前記メッキ層を形成する工程を含んでいることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板のドライエッチング方法。
5. 加工比率ｒ＝前記基板の加工量／前記メッキ層の加工量、としたとき、
   前記突出部の高さｔ３は、
   ｔ３＜前記メッキ層の厚みｔ２−（前記基板の厚みｔ１／前記加工比率ｒ）
   であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の基板のドライエッチング方法。

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