JP2018105784A - 振動素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を高め、不要信号が低減された複数の振動素子を得ることできる振動素子の製造方法を提供すること。【解決手段】基部と、駆動用電極が設けられた駆動腕と、検出用電極が設けられた検出腕と、を備える振動片が複数形成されたウェハーを用意する用意工程と、前記振動片の各々において、前記検出腕の前記駆動振動の方向に交差する方向の振動により生じる出力値を検出する検出工程と、前記振動片の各々に対して、前記駆動腕の前記交差する方向の振動が小さくなるように前記駆動腕の一部を除去する除去領域を決定する決定工程と、前記振動片の各々に対して前記駆動用電極の少なくとも一部を除去する電極除去工程と、レジスト膜形成工程と、前記振動片の各々に対して、前記除去領域をエッチングにより除去する除去工程と、前記振動片の各々に対して、電極形成工程と、を含むことを特徴とする振動素子の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、振動素子の製造方法に関するものである。

近年、シリコンＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いた物理量センサーが開発されている。物理量センサーのなかでも角速度を検出するジャイロセンサーは、例えば、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用途で急速に広がりつつある。

このようなジャイロセンサーの一例として、例えば特許文献１には、基部と、基部からＹ’軸方向に伸びる駆動脚および検出脚と、を有する振動子（振動素子）が開示されている。この振動子では、駆動脚がＸ’軸およびＹ’軸を含む面内方向に駆動振動している状態でＹ’軸回りに回転が加わると、コリオリ力が発生して、検出脚が面外方向に検出振動する。この検出振動を検知することにより、回転の角速度を検出することができる。

また、特許文献１に記載の振動子では、ノイズやドリフトの原因となる駆動脚の外形加工のばらつきに伴って生じる面外方向の振動を低減するように、レーザーにより駆動脚の一部を除去している。

特開２００７−２７９０２２号公報

しかし、特許文献１に記載の振動子の製造方法では、複数の振動片を製造する際、振動子に１つずつレーザー照射していくため、生産性が大幅に低下してしまう。また、かかる振動子の製造方法では、加工精度（特に深さ方向の精度）が低く、不要信号を十分に低減できない場合がある。

本発明の目的は、生産性を高め、不要信号が低減された複数の振動素子を得ることができる振動素子の製造方法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。
本発明の振動素子の製造方法は、互いに表裏関係にある２つの主面を有し、基部と、前記基部から延出し、駆動用電極が設けられた駆動腕と、前記基部から延出し、検出用電極が設けられた検出腕と、を備える振動片が複数形成されたウェハーを用意する用意工程と、
前記振動片の各々において、前記駆動用電極と前記検出用電極とに検査用回路を接続して、前記駆動腕を駆動振動させ、前記検出腕の前記駆動振動の方向に交差する方向の振動により生じる出力値を検出する検出工程と、
前記振動片の各々に対して、前記出力値に基づいて、前記駆動腕の前記交差する方向の振動が小さくなるように前記駆動腕の一部を除去する除去領域を決定する決定工程と、
前記振動片の各々に対して、前記除去領域上に設けられた前記駆動用電極を含むように、前記駆動用電極の少なくとも一部を除去する電極除去工程と、
前記駆動腕の前記除去領域を含む領域上にレジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記振動片の各々に対して、前記レジスト膜の前記除去領域に対応する部分に露光処理を行い、前記部分を除去して開口部を形成した後、前記開口部を有する前記レジスト膜をマスクとして前記除去領域をエッチングにより除去する除去工程と、
前記振動片の各々に対して、前記駆動腕に駆動用電極を形成する電極形成工程と、を含むことを特徴とする。

このような本発明の振動素子の製造方法によれば、各々の振動片に対して、駆動腕の駆動振動の方向（面内方向）に交差する方向（面外方向）の振動が小さくなるように駆動腕の一部を除去する除去領域（除去予定領域）を決定し、その除去領域を除去しているため、駆動振動の方向に交差する方向の振動に基づく不要信号が低減された振動素子を複数得ることができる。また、複数の振動素子の検出精度のばらつきを低減することができる。また、本発明の振動素子の製造方法では、エッチングを用いているため、駆動腕の一部の除去を複数の振動素子について一括して行うことができる。そのため、生産性を高めることができる。また、駆動腕の一部の除去をエッチングで行っているため、加工精度（特に深さ方向の精度）を高めることができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記除去領域は、前記駆動腕の延出方向に沿って延びていることが好ましい。

これにより、延出方向における長さを調整することで、各振動片について面外方向の振動が小さくなるような除去領域を比較的簡単に決定することができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記除去領域は、前記ウェハーの２つの前記主面に対して設けることが好ましい。

これにより、駆動腕の２つの主面側の一部をそれぞれ除去することができるので、不要信号がより低減された振動素子を得ることができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記電極除去工程においては、前記用意工程で用意した前記駆動用電極を全て除去することが好ましい。

これにより、電極除去を例えばエッチング等により一括して除去することができるため、電極除去を迅速に行うことができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記露光処理では、マスクレス露光を行うことが好ましい。

これにより、フォトマスクを作成する手間を省くことができ、また、レジスト膜の除去領域に対応した部分をより高精度に露光することができる。

ここで、「マスクレス露光」とは、フォトマスクを用いることなく行う露光のことであり、除去領域のデータに基づいて生成された露光パターンデータを基に光学素子を制御することにより露光光をレジスト膜に照射する露光方法のことを言う。

本発明の振動素子の製造方法では、前記エッチングは、ウェットエッチングであることが好ましい。
これにより、複数の駆動腕の除去領域をより効率よく一括して除去することができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記決定工程においては、前記出力値に基づいて前記除去領域に関するデータを演算することが好ましい。

これにより、各振動片について、面外方向の振動が小さくなるような除去領域をより高精度に決定することができる。

本発明の振動素子の製造方法では、各々の前記振動片は、前記基部から延出し、調整用電極が設けられた調整腕を有することが好ましい。
これにより、不要信号がさらに低減された複数の振動素子を得ることができる。

なお、本発明の振動素子の製造方法によれば、調整腕を有さずとも、不要信号が低減された複数の振動素子を得ることができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記駆動腕は、前記主面に開口する凹部を有することが好ましい。

これにより、除去領域の除去において、除去領域の幅の制御が容易となる。そのため、より高精度に除去領域の除去を行うことができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記駆動腕は、２つの前記主面の双方に開口した貫通孔を有することが好ましい。

これにより、除去領域の除去において、除去領域の幅の制御が容易となる。そのため、より高精度に除去領域の除去を行うことができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記用意工程において、前記振動片は、前記駆動腕としての第１駆動腕および第２駆動腕と、前記基部から前記第１駆動腕および前記第２駆動腕とは反対方向に延出している前記検出腕としての第１検出腕および第２検出腕とを有し、前記第１駆動腕および前記第２駆動腕には、それぞれ、前記駆動用電極が設けられており、前記第１検出腕および前記第２検出腕には、それぞれ、前記検出用電極が設けられていることが好ましい。

これにより、いわゆるＨ型のジャイロ素子を実現することができる。このような構成の振動片においても、第１駆動腕および第２駆動腕について除去領域を除去しているため、面外方向の振動に基づく不要信号を効果的に低減することができる。

本発明の振動素子の製造方法では、前記用意工程において、前記振動片は、前記駆動腕および前記検出腕の少なくとも一方として機能する第１振動腕と、前記駆動腕および前記検出腕の少なくとも一方として機能する第２振動腕と、を有し、前記第１振動腕および前記第２振動腕の少なくとも一方には、前記駆動用電極が設けられており、前記第１振動腕および前記第２振動腕の少なくとも他方には、前記検出用電極が設けられていることが好ましい。

これにより、いわゆる音叉型のジャイロ素子を実現することができる。このような構成の振動片においても、振動腕について除去領域を除去しているため、面外方向の振動に基づく不要信号を効果的に低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る振動素子を示す平面図である。 図１に示す振動素子における振動片の斜視図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１中のＢ−Ｂ線断面図である。 図１中のＣ−Ｃ線断面図である。 図１に示す振動素子における駆動腕の斜視図である。 図１に示す振動素子の製造方法を説明するフローチャートである。 図７に示す用意工程を説明する平面図である。 図７に示す用意工程を説明する平面図である。 図７に示す検出工程を説明する平面図である。 図７に示す検出工程を説明する断面図である。 図７に示す検出工程で検出した機械漏れと傾斜角度θとの関係を示すグラフである。 図７に示す決定工程で決定する除去領域を示す平面図である。 図７に示す決定工程で決定する除去領域を示す断面図である。 図７に示す決定工程で決定する除去領域の機械漏れと深さｄとの関係を示すグラフである。 図７に示す決定工程で決定する除去領域の機械漏れと長さＬとの関係を示すグラフである。 図７に示す電極除去工程を説明する図である。 図７に示すレジスト膜形成工程を説明する断面図である。 図７に示す除去工程を説明する断面図である。 図７に示す除去工程を説明する断面図である。 図７に示す除去工程を説明する断面図である。 本発明の第２実施形態に係る振動素子の駆動腕を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る振動素子の駆動腕を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る振動素子を示す平面図である。 図２４中のＤ−Ｄ線断面図である。 振動素子を備えた振動デバイスの一例を示す断面図である。 振動素子を備えたモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。 振動素子を備えた携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。 振動素子を備えたディジタルカメラの構成を示す斜視図である。 振動素子を備えた移動体の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の振動素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動素子を示す平面図である。図２は、図１に示す振動素子における振動片の斜視図である。図３は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１中のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図１中のＣ−Ｃ線断面図である。図６は、図１に示す振動素子における駆動腕の斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、各図において、互いに直交する３つの軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、各軸を示す矢印の先端側を「＋」、基端側を「−」とする。また、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向（第１方向）」、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」という。また、＋ｚ軸方向側を「上」、−ｚ軸方向側を「下」とも言う。

図１に示す振動素子１は、後述する振動素子１の製造方法により製造されたものであり、角速度を検知することのできる角速度検出素子（ジャイロ素子）である。この振動素子１は、振動片２（図２参照）と、振動片２に形成された電極パターン５と、を有している。

［振動片］
図２に示す振動片２の構成材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や圧電セラミックス等の圧電材料が挙げられる。これらの中でも、水晶を用いることがより好ましい。これにより、他の材料と比較して優れた周波数温度特性を有する振動素子１が得られる。なお、以下では、振動片２を水晶で構成した場合について説明する。

振動片２は、水晶基板の結晶軸であるＹ軸（機械軸）およびＸ軸（電気軸）で規定されるＸＹ平面に広がりを有し、Ｚ軸（光軸）方向に厚みを有する板状をなしている。すなわち、振動片２は、Ｚカット水晶板で構成されている。また、図１〜図６に図示しているｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、水晶基板の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対応している。なお、Ｚ軸は、振動片２の厚さ方向と必ずしも一致している必要はなく、常温近傍における周波数の温度による変化を小さくする観点から、厚さ方向に対して若干傾けてもよい。具体的には、Ｚカット水晶板とは、Ｚ軸に直交した面をＸ軸およびＹ軸の少なくとも一方を中心に０度〜１０度の範囲で回転させた面が、主面となるようなカット角の水晶板を含む。

この振動片２は、基部２１と、基部２１から延出している１対の駆動腕２２１、２２２（駆動振動腕）、１対の検出腕２３１、２３２（検出振動腕）および１対の調整腕２４１、２４２（調製振動腕）と、支持部２５と、基部２１と支持部２５とを連結する４つの連結部２６１、２６２、２６３、２６４とを有し、これらが一体的に形成されている。

（駆動腕）
駆動腕２２１、２２２は、ｘ軸方向に沿って並んで配置され、それぞれ、基部２１から−ｙ軸方向（第１方向）に延出している。

駆動腕２２１には、ｚ軸方向に貫通する複数の貫通孔２２１１が形成されている。そのため、図４に示すように、各貫通孔２２１１は、互いに表裏関係にある第１主面２０１（主面）および第２主面２０２（主面）のそれぞれに開口している。また、図２に示すように、複数の貫通孔２２１１は、ｙ軸方向に並んで互いに離間して配置されている。同様に、駆動腕２２２には、複数の貫通孔２２２１が形成されている。

図３に示すように、駆動腕２２１の断面形状は、ほぼ平行四辺形状をなす。そのため、本実施形態では、駆動腕２２１の第１主面２０１を延長した仮想面と＋ｘ軸側の側面を延長した仮想面とのなす角度θ１は、鋭角（９０°未満）であり、駆動腕２２１の第１主面２０１と−ｘ軸側の側面とのなす角度θ２は、鈍角（９０°以上）である。また、駆動腕２２１の第２主面２０２と−ｘ軸側の側面とのなす角度θ３は、鋭角（９０°未満）であり、駆動腕２２１の第２主面２０２と＋ｘ軸側の側面とのなす角度θ４は、鈍角（９０°以上）である。また、駆動腕２２２の断面形状も、同様に、ほぼ平行四辺形状をなす。

また、駆動腕２２１の第１主面２０１には、段差部２７０が設けられている。段差部２７０は、ｘｙ平面に沿った第１面２７１および第２面２７２と、第１面２７１と第２面２７２とを繋ぎ、ｙｚ平面に沿った第３面２７３（段差面）とを有する。

第１面２７１は、駆動腕２２１の−ｘ軸側に位置し、第２面２７２は、駆動腕２２１の＋ｘ軸側に位置する。また、第１面２７１の位置は、第２面２７２の位置よりも＋ｚ軸側に位置している。そのため、駆動腕２２１の−ｘ軸側の部分の高さ（ｚ軸方向に沿った長さ）は、駆動腕２２１の＋ｘ軸側の部分の高さよりも高くなっている。

また、第３面２７３は、駆動腕２２１の第１主面２０１の幅方向（ｘ軸方向）における中央部に設けられている。

同様に、駆動腕２２２の第１主面２０１には、段差部２８０が設けられている。段差部２８０は、段差部２７０と同様の構成である。すなわち、段差部２８０は、第１面２８１、第２面２８２と、第３面２７３（段差面）とを有する。

また、図２に示すように、本実施形態では、駆動腕２２１、２２２の先端部の幅（ｘ軸方向の長さ）が広くなっているが、これに限定されず、例えば、駆動腕２２１、２２２の各幅は、一定であっても、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が広がっていたり、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が狭くなっていたりしてもよい。また、駆動腕２２１、２２２の各々は、幅が異なる３つ以上の領域を有していてもよい。

（検出腕）
図２に示すように、検出腕２３１、２３２は、ｘ軸方向に沿って並んで配置され、それぞれ、基部２１から＋ｙ軸方向に延出している。

検出腕２３１には、ｚ軸方向に貫通する複数の貫通孔２３１１が形成されている。そのため、図５に示すように、貫通孔２３１１は、第１主面２０１および第２主面２０２のそれぞれに開口していてる。また、図２に示すように、複数の貫通孔２３１１は、ｙ軸方向に並んで離間して配置されている。各貫通孔２３１１は、平面視でｙ軸方向に沿って延びている長手形状をなす。同様に、検出腕２３２には、複数の貫通孔２３２１が形成されている。

また、本実施形態では、図５に示すように、検出腕２３１、２３２の断面形状は、それぞれ、ほぼ平行四辺形状をなす。

なお、図２に示すように、本実施形態では、検出腕２３１、２３２の先端部の幅（ｘ軸方向の長さ）が広くなっているが、これに限定されず、例えば、検出腕２３１、２３２の各幅が一定であっても、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が広がっていたり、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が狭くなっていたりしてもよい。また、検出腕２３１、２３２の各々は、幅が異なる３つ以上の領域を有していてもよい。

（調製腕）
図２に示すように、調整腕２４１、２４２は、前述した１対の検出腕２３１、２３２を挟むようにしてｘ軸方向に沿って並んで配置され、それぞれ、基部２１から＋ｙ軸方向に延出している。

また、本実施形態では、図５に示すように、調整腕２４１、２４２の断面形状は、それぞれ、ほぼ平行四辺形状をなす。

なお、図示では、調整腕２４１、２４２の先端部の幅（ｘ軸方向の長さ）が広くなっているが、これに限定されず、例えば、調整腕２４１、２４２の各幅は、一定であっても、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が広がっていたり、基部側から先端部側に向かって徐々に幅が狭くなっていたりしてもよい。また、調整腕２４１、２４２の各々は、幅が異なる３つ以上の領域を有していてもよい。さらに、調整腕２４１、２４２の各々は、ｚ軸方向に貫通する１つ以上の貫通孔が形成されていてもよい。

（支持部）
図２に示す支持部２５は、連結部２６１、２６２、２６３、２６４を介して基部２１を支持する機能を有している。この支持部２５は、基部２１に対して−ｙ軸方向側に配置されていてｘ軸方向に沿って延びている長尺状をなす第１部分、当該第１部分の両端部から＋ｙ軸方向に沿って延びている２つの第２部分と、を有している。

（連結部）
連結部２６１、２６２は、それぞれ、途中で屈曲した部分を有する長尺状をなしている。そして、連結部２６１、２６２は、支持部２５の２つの第２部分と、基部２１のｘ軸方向側の両端部とを連結している。

また、連結部２６３、２６４は、それぞれ、途中で屈曲した部分を有する長尺状をなしている。そして、連結部２６３、２６４は、支持部２５の第１部分と、基部２１の−ｙ軸側と連結している。なお、図示では、連結部２６１、２６２、２６３、２６４は、それぞれ、幅が一定であるが、これに限定されず、例えば、途中で幅が異なる部分を有していてもよい。

［電極パターン］
図１に示すように、前述した振動片２の表面に設けられている電極パターン５は、駆動信号電極５１（駆動用電極）および駆動接地電極５２（駆動用電極）と、第１検出信号電極５３（検出用電極）、第２検出信号電極５４（検出用電極）および検出接地電極５５（検出用電極）と、を有している。

駆動信号電極５１は、駆動腕２２１、２２２の駆動振動を励起させるための駆動信号が入力される電極である。図３に示すように、駆動信号電極５１は、駆動腕２２１の上面および下面と、駆動腕２２２の両側面とにそれぞれ形成されている。また、図４に示すように、駆動信号電極５１は、駆動腕２２１の貫通孔２２１１の内壁面に形成されている。一方、図３に示す駆動接地電極５２は、駆動信号電極５１に対してグランドとなる電位を有する。駆動接地電極５２は、駆動腕２２１の両側面と、駆動腕２２２の上面および下面とにそれぞれ形成されている。また、図４に示すように、駆動接地電極５２は、駆動腕２２２の貫通孔２２２１の内壁面に形成されている。

第１検出信号電極５３は、検出腕２３１、２３２の検出振動が励起されたときに、その検出振動によって発生する電荷を検出信号として出力するための電極である。図５に示すように、第１検出信号電極５３は、検出腕２３１の貫通孔２３１１の内壁面の＋ｘ軸方向側上部と、検出腕２３１の−ｘ軸方向側側面上部と、検出腕２３２の貫通孔２３２１の内壁面の−ｘ軸方向側上部と、検出腕２３２の＋ｘ軸方向側側面上部とにそれぞれ形成されている。同様に、第２検出信号電極５４は、検出腕２３１、２３２の検出振動が励起されたときに、その検出振動によって発生する電荷を検出信号として出力するための電極である。この第２検出信号電極５４は、検出腕２３１の貫通孔２３１１の内壁面の＋ｘ軸方向側下部と、検出腕２３１の−ｘ軸方向側側面下部と、検出腕２３２の貫通孔２３２１の内壁面の−ｘ軸方向側下部と、検出腕２３２の＋ｘ軸方向側側面下部とにそれぞれ形成されている。

検出接地電極５５は、第１検出信号電極５３と第２検出信号電極５４とに対してグランドとなる電位を有する。図５に示すように、検出接地電極５５は、調整腕２４１の両側面と、調整腕２４２の両側面とにそれぞれ形成されている。また、検出接地電極５５は、検出腕２３１の貫通孔２３１１の内壁面の−ｘ軸方向側上部および−ｘ軸方向側下部と、検出腕２３１の＋ｘ軸方向側側面上部および＋ｘ軸方向側側面下部と、検出腕２３２の貫通孔２３２１の内壁面の＋ｘ軸方向側上部および＋ｘ軸方向側下部と、検出腕２３２の−ｘ軸方向側側面上部および−ｘ軸方向側側面下部とにそれぞれ形成されている。

また、図１に示すように、駆動信号電極５１は、基部２１および連結部２６４に形成された配線５１１を介して、支持部２５に形成された端子５１２に電気的に接続されている。また、駆動接地電極５２は、基部２１および連結部２６３に形成された配線５２１を介して、支持部２５に形成された端子５２２に電気的に接続されている。なお、配線５１１、５２１および端子５１２、５２２は、振動片２の第２主面２０２に設けられている。また、第１検出信号電極５３は、基部２１および連結部２６２に形成された配線５３１を介して、支持部２５に形成された端子５３２に電気的に接続されている。また、第２検出信号電極５４は、基部２１および連結部２６１に形成された配線５４１を介して、支持部２５に形成された端子５４２に電気的に接続されている。なお、端子５３２、５４２は、振動片２の第２主面２０２に設けられている。また、検出接地電極５５は、基部２１および連結部２６３、２６４に形成された配線５５１を介して、支持部２５に形成された２つの端子５５２に電気的に接続されている。なお、端子５５２は、振動片２の第２主面２０２に設けられている。

以上のような電極パターン５の構成としては、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。

以上、振動素子１の構成について説明した。以上説明した構成の振動素子１は、以下のようにして角速度を検出する。

振動素子１に角速度が加わらない状態において、駆動信号電極５１に駆動信号を入力することで駆動信号電極５１と駆動接地電極５２との間に電界が生じると、駆動腕２２１、２２２は、図１中矢印αで示すようにｘ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動（駆動振動）を行う。また、調整腕２４１、２４２は、駆動腕２２１、２２２の駆動振動に伴って、ｘ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動する。

この駆動振動を行っている状態で、ｙ軸方向に沿った中心軸ａ１まわりの角速度ωが振動素子１に加わると、駆動腕２２１、２２２にコリオリ力が作用し、このコリオリ力により、駆動腕２２１、２２２がｚ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動する。これに伴い、検出腕２３１、２３２は、図１中矢印βで示すようにｚ軸方向に互いに反対方向となるように屈曲振動（検出振動）する。この検出振動により検出腕２３１、２３２に発生した電荷を、第１検出信号電極５３からの検出信号として取り出し、この検出信号に基づいて角速度が求められる。

以上説明したような振動素子１は、基部２１と、駆動腕２２１、２２２と、検出腕２３１、２３２と、調整腕２４１、２４２と、を備える振動片２を有している。また、図６に示すように、駆動腕２２１、２２２の第１主面２０１には、段差部２７０、２８０が設けられている。そのため、駆動腕２２１、２２２の第１主面２０１の＋ｘ軸側の位置と−ｘ軸側の位置とは、異なっている。また、段差部２７０の第３面２７３（段差面）は、駆動腕２２１の第１主面２０１の幅方向（ｘ軸方向）における中央部に設けられている。同様に、段差部２８０の第３面２８３（段差面）は、駆動腕２２２の第１主面２０１の幅方向（ｘ軸方向）における中央部に設けられている。

ここで、駆動腕２２１、２２２の断面形状は、駆動腕２２１、２２２の外形加工の精度等によって理想的な形状（例えば、矩形状）にならずに、例えば図３に示すようなほぼ平行四辺形状（線対称でない形状）になることがある。そのため、駆動腕２２１、２２２のｘｙ平面に沿った方向に振動する成分にｙｚ平面に沿った方向（面外方向）に振動する成分が加わってしまうことがある。その結果、検出信号の検出精度が低下してしまうことがある。しかし、振動素子１によれば、上述した段差部２７０、２８０を有する振動片２を備えているため、外形加工の精度等の影響による面外方向の振動成分の増大を低減することができ、よって、検出精度の低下を低減することができる。

なお、本実施形態では、図６に示すように、駆動腕２２１の先端部の幅が広くなっている部分を除く端部２２１６（一端部）から基部２１との境界部２２１５（他端部）までの間の領域にわたって段差部２７０が設けられているが、段差部２７０は、当該領域の一部にのみ設けられていてもよい。また、同様に、駆動腕２２２の端部２２２６（一端部）から基部２１との境界部２２２５（他端部）までの間の領域にわたって段差部２８０が設けられているが、段差部２８０は、当該領域の一部にのみ設けられていてもよい。

２．振動素子の製造方法
次に、本発明の振動素子の製造方法について、前述した振動素子１を製造する場合を例に説明する。

図７は、図１に示す振動素子の製造方法を説明するフローチャートである。図８および図９は、それぞれ、図７に示す用意工程を説明する平面図である。図１０は、図７に示す検出工程を説明する平面図である。図１１は、図７に示す検出工程を説明する断面図である。図１２は、図７に示す検出工程で検出した機械漏れと傾斜角度θとの関係を示すグラフである。図１３は、図７に示す決定工程で決定する除去領域を示す平面図である。図１４は、図７に示す決定工程で決定する除去領域を示す断面図である。図１５は、図７に示す決定工程で決定する除去領域の機械漏れと深さｄとの関係を示すグラフである。図１６は、図７に示す決定工程で決定する除去領域の機械漏れと長さＬとの関係を示すグラフである。図１７は、図７に示す電極除去工程を説明する図である。図１８は、図７に示すレジスト膜形成工程を説明する断面図である。図１９、図２０および図２１は、それぞれ、図７に示す除去工程を説明する断面図である。なお、図８〜図１１、図１３、図１４、図１７〜図２１では、水晶の３つの結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、図８、図１３および図１４では、説明の便宜上、電極パターン５ａの図示は省略している。

図７に示すように、振動素子１の製造方法は、［１］用意工程（ステップＳ１１）と、［２］検出工程（ステップＳ１２）と、［３］決定工程（ステップＳ１３）と、［４］電極除去工程（ステップＳ１４）と、［５］レジスト膜形成工程（ステップＳ１５）と、［６］除去工程（ステップＳ１６）と、［７］電極形成工程（ステップＳ１７）と、を有する。以下、各工程を順次説明する。

［１］用意工程（ステップＳ１１）
まず、電極パターン５ａが形成された振動片２ａを複数備えるウェハー２０（基板）を用意する（図８および図９参照）。ウェハー２０上において、各振動片２ａは、行列状（３行×５列）に、規則的に配置されている。なお、振動片２ａの配置は、図示の例に限定されない。

図８に示すように、ウェハー２０は、複数の振動片２ａと、これらの振動片２ａを囲む枠体部４３０と、各振動片２ａと枠体部４３０とを連結する複数の連結部４４０と、を有している。各振動片２ａは、基部２１と、１対の駆動腕２２１ａ、２２２ａ（駆動振動腕）および１対の検出腕２３１、２３２（検出振動腕）と、一対の調整腕２４１、２４２と、支持部２５と、４つの連結部２６１、２６２、２６３、２６４とを有している。また、図９に示すように、各電極パターン５ａは、駆動信号電極５１ａ（駆動用電極）および駆動接地電極５２ａ（駆動用電極）と、第１検出信号電極５３ａ（検出用電極）、第２検出信号電極５４ａ（検出用電極）および検出接地電極５５ａ（検出用電極）と、配線５１１ａ、５２１ａ、５３１ａ、５４１ａ、５５１ａと、端子５１２ａ、５２２ａ、５３２ａ、５４２ａと、を有している。

振動片２ａは、例えば、平面視で水晶のＸ軸に沿った方向の１対の辺とＹ軸に沿った方向の１対の辺とを有する矩形をなすＺカット水晶板（ウェハー）をエッチングすることにより得られる。また、電極パターン５ａは、例えば、蒸着やスパッタリング等によって、Ｃｒ（クロム）などを含む被膜を形成した後、その上にＡｕ（金）などを含む被膜を形成し、これら金属被膜に対してフォトリソグラフィー、エッチングを行うことにより得られる。

また、用意工程（ステップＳ１１）では、図９に示すように、ウェハー２０の平面視で振動片２ａの外側に位置する配線５１５、５２５、５３５、５４５および端子５１６、５２６、５３６、５４６を形成する。

配線５１５、５２５、５３５、５４５および端子５１６、５２６、５３６、５４６は、電極パターン５ａに接続されている。配線５１５は、その一端が電気的に端子５１６に接続され、その他端が端子５１２ａに接続され、これにより駆動信号電極５１ａに電気的に接続されている。配線５２５は、その一端が端子５２６に電気的に接続され、その他端が端子５２２ａに接続され、これにより駆動接地電極５２ａに電気的に接続されている。配線５３５は、その一端が電気的に端子５３６に接続され、その他端が端子５３２ａに接続され、これにより第１検出信号電極５３ａに電気的に接続されている。配線５４５は、その一端が端子５４６に電気的に接続され、その他端が端子５４２ａに接続され、これにより第２検出信号電極５４ａに電気的に接続されている。

なお、配線５１５、５２５、５３５、５４５および端子５１６、５２６、５３６、５４６は、電極パターン５ａと同様の方法により形成することができる。

また、電極パターン５ａ、配線５１５、５２５、５３５、５４５および端子５１６、５２６、５３６、５４６は、上述の構成に限定されず、例えば、Ａｕなどを含む被膜を省略して、Ｃｒなどを含むメタライズ層のみで構成することも可能である。これにより、電極パターン５ａ等の構成を簡素化することができ、電極パターン５ａ等をより容易に形成することができる。

［２］検出工程（ステップＳ１２）
次に、図１０に示すように、端子５１６、５２６、５３６、５４６に検査用回路８０を接続して、駆動腕２２１ａ、２２２ａを駆動振動させ、検出腕２３１、２３２の駆動腕２２１ａ、２２２ａの駆動振動の方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（Ｚ軸方向）の振動により生じる信号（出力値）を検出する。

検査用回路８０は、図示はしないが、各振動片２ａが有する駆動腕２２１ａ、２２２ａを駆動振動させるための駆動回路と、各振動片２ａが有する検出腕２３１、２３２の振動により生じる信号（出力値）を検出する検出回路と、を有する。

本実施形態では、振動片２ａに対して角速度が加わらない状態における検出腕２３１、２３２の振動により生じる信号（出力値）を検出する。すなわち、駆動腕２２１ａ、２２２ａの外形加工の精度等による検出腕２３１、２３２の機械漏れを検出する。機械漏れとは、駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａに印加される駆動電流に対する第１検出信号電極５３ａおよび第２検出信号電極５４ａから出力される電流の割合（ｐｐｍ）のことである。

図１２に示すように、機械漏れ（ｐｐｍ）は、傾斜角度θ（°）の大きさに応じて生じる。

ここで、傾斜角度θ（°）は、ＺＹ平面に沿った仮想面と駆動腕２２１ａ、２２２ａの−Ｘ軸側の側面とのなす角度である（図１１参照）。また、図１２に示す線分Ｓ１は、第１検出信号電極５３ａから出力された機械漏れを示している。また、図１２に示す線分Ｓ２は、第２検出信号電極５４ａから検出された機械漏れを示している。

図１２に示すように、例えば、傾斜角度θが０（°）であると、機械漏れは０（ｐｐｍ）であるが、傾斜角度θが０．３（°）であると、機械漏れは約５００００（ｐｐｍ）となる。このように、傾斜角度θ（°）の大きさに応じて機械漏れ（ｐｐｍ）が生じる。なお、この傾斜（傾斜角度）は、上述したように、振動片２ａの外形加工の精度等によって生じる。

したがって、検出工程（ステップＳ１２）において、検査用回路８０によって、振動により生じる信号（出力値）、すなわち機械漏れを検出し、駆動腕２２１ａ、２２２ａの傾斜角度θ（°）を求めておく。

［３］決定工程（ステップＳ１３）
次に、上述の検出工程（ステップＳ１２）において取得した各振動片２ａの機械漏れに基づいて、機械漏れが小さくなるように各駆動腕２２１ａ、２２２ａの一部を除去する除去領域Ｓ（図１３および図１４参照）を決定する。

本実施形態では、図１３に示すように、駆動腕２２１ａ、２２２ａの第１主面２０１側で、駆動腕２２１ａ、２２２ａが延出している方向に沿った駆動腕２２１ａ、２２２ａの各中心線ａより＋Ｘ軸側に除去領域Ｓを設ける。そして、除去領域Ｓの深さｄおよび長さＬを決定する。

図１３に示すように、長さＬは、駆動腕２２１ａ、２２２ａのＹ軸方向に沿った長さである。図１４に示すように、深さｄは、駆動腕２２１ａ、２２２ａのＺ軸方向に沿った長さである。なお、除去領域Ｓを解り易く示すために、図１３および図１４では除去領域Ｓに網掛けを付している。

まず、決定工程（ステップＳ１３）では、深さｄを決定する。例えば、検出工程（ステップＳ１２）において求めた傾斜角度θが０．３（°）である場合、機械漏れと深さｄとは、図１５に示す関係をなす。図１５は、駆動腕２２１ａ（または駆動腕２２２ａ）の境界部２２１５（または境界部２２２５）と端部２２１６（または端部２２２６）との間の＋Ｘ軸側の領域Ｓ０を「除去領域」とした場合の機械漏れと深さｄとの関係を示している（図１３参照）。この図１５に示す機械漏れと深さｄとの関係を基に、機械漏れが０（ｐｐｍ）に近づくように深さｄを決定する。図１５に示すように、傾斜角度θが０．３（°）である場合には、深さｄを約１（μｍ）とすることで、機械漏れを０（ｐｐｍ）とすることができる。

なお、図示はしないが、傾斜角度θが０．３（°）よりも大きい場合には、機械漏れが０（ｐｐｍ）となる深さｄは、約１（μｍ）よりも大きくなる。一方、傾斜角度θが０．３（°）よりも小さい場合には、機械漏れが０（ｐｐｍ）となる深さｄは、約１（μｍ）よりも小さくなる。

ここで、本実施形態では、後の除去工程（ステップＳ１６）で、エッチングにより駆動腕２２１ａ、２２２ａの除去領域Ｓを除去する。この際、複数の振動片２ａについて一括して駆動腕２２１ａ、２２２ａの除去領域Ｓに対応する部分を除去する。そのため、深さｄは、複数の振動片２ａでぼぼ等しいことが好ましい。したがって、上述の検出工程（ステップＳ１２）において取得した機械漏れの値が最も大きい値をとる振動片２ａの深さｄに他の振動片２ａの深さｄを合わせることが好ましい。本実施形態では、例えば深さｄを２（μｍ）と決定する。

次いで、長さＬを決定する。例えば、傾斜角度θが０．３（°）で、深さｄが２（μｍ）である場合、機械漏れと長さＬとは、図１６に示す関係をなす。この図１６に示す機械漏れと長さＬとの関係を基に、機械漏れが０（ｐｐｍ）に近づくように長さＬを決定する。これにより、傾斜角度θが０．３（°）で、深さｄが２（μｍ）である場合には、長さＬを約２３０（μｍ）とすることで、機械漏れを０（ｐｐｍ）とすることができる。このような長さＬの決定を各振動片２ａについて行う。

このようにして、各振動片２ａについて、機械漏れが０（ｐｐｍ）またはそれに近似するように除去領域Ｓを決定する。言い換えると、各振動片２ａについて、角速度が加わらない状態における駆動振動の方向と交差する方向（Ｚ軸方向）の振動を小さくするように除去領域Ｓを決定する。

［４］電極除去工程（ステップＳ１４）
次に、図１７に示すように、電極パターン５ａ、配線５１５、５２５、５３５、５４５および端子５１６、５２６、５３６、５４６を各振動片２ａから除去する。この除去は、後の除去工程（ステップＳ１６）において、駆動腕２２１ａ、２２２ａの除去領域Ｓをエッチングするために行っている。したがって、本実施形態では、電極パターン５ａ、配線５１５、５２５、５３５、５４５および端子５１６、５２６、５３６、５４６を全て除去しているが、各振動片２ａについて、少なくとも駆動腕２２１ａ、２２２ａの除去領域Ｓ上に設けられた駆動信号電極５１ａまたは駆動接地電極５２ａを除去すればよい。

［５］レジスト膜形成工程（ステップＳ１５）
次に、図１８に示すように、各振動片２ａの表面に、レジストを塗布してレジスト膜４５を形成する。本実施形態では、ポジ型のレジスト膜４５を形成する。なお、ネガ型であってもよい。レジスト膜４５の形成方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ等の気相成膜法を用いることができる。

なお、本実施形態では、各振動片２ａの表面全域にわたって、レジスト膜４５を設けたが、後の除去工程（ステップＳ１６）において除去する駆動腕２２１ａ、２２２ａの形状や除去方法等によっては、各振動片２ａの表面全域にわたってレジスト膜４５を形成しなくてもよく、少なくとも第１主面２０１上にレジスト膜４５を形成すればよい。

［６］除去工程（ステップＳ１６）
次に、図１９に示すように、各振動片２ａに対して、レジスト膜４５のうちの除去領域Ｓに対応した露光対象部分４５０（部分）に露光光ＬＬを照射して露光する露光処理を行う。次いで、図１９に示すように、レジスト膜４５を現像して、露光対象部分４５０を除去することにより、図２０に示すように開口部４５１（開口）を形成する。次いで、図２０に示すように、開口部４５１を有するレジスト膜４５をマスクとして駆動腕２２１ａ、２２２ａの除去領域Ｓをエッチングにより除去する。これにより、図２１に示すように、段差部２７０を有する駆動腕２２１および段差部２８０を有する駆動腕２２２が形成され、振動片２が形成される。そして、図示はしないが、振動片２を形成した後、レジスト膜４５を除去する。

上述の露光処理では、マスクレス露光を行うことが好ましい。ここで、「マスクレス露光」とは、フォトマスクを用いることなく行う露光のことであり、図示はしないが、除去領域Ｓのデータに基づいて生成された露光パターンデータを基に光学素子を制御することにより露光光ＬＬをレジスト膜４５に照射する露光のことを意味する。このようなマスクレス露光によれば、フォトマスクを作成する手間を省くことができ、また、レジスト膜４５の除去領域Ｓに対応した露光対象部分４５０（部分）をより高精度に露光することができる。

マスクレス露光の具体的な方法として、図示はしないが、例えば、露光パターンデータを基に光学素子としてのデジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）等の空間光変調器等を制御し、露光パターンデータに応じてレジスト膜４５が露光されるように露光光ＬＬを照射する方法が挙げられる。また、露光パターンデータを基に光学素子としてのＳｉ−ＭＥＭＳミラーやポリゴンミラー等を制御して露光光ＬＬを走査することによりレジスト膜４５を露光する方法が挙げられる。

また、上述したエッチングは、ウェットエッチングであることが好ましい。これにより、複数の振動片２ａが有する駆動腕２２１ａ、２２２ａの一部である除去領域Ｓを一括して除去することができ、また、寸法精度も良い。

［７］電極形成工程（ステップＳ１７）
次に、例えば蒸着やスパッタリング等によって上述した電極パターン５を構成する金属材料を各振動片２に対して成膜し、フォトリソグラフィー、エッチングを行うことにより、各振動片２に対して電極パターン５を形成する。そして、連結部４４０を切断して個片化することにより、図１に示すような複数の振動素子１を得ることができる。

なお、［４］電極除去工程（ステップＳ１４）において、電極パターン５ａの一部のみを除去している場合には、その除去した部分に金属材料を補充することで、［７］電極形成工程（ステップＳ１７）において、電極パターン５を形成してもよい。例えば、［４］電極除去工程（ステップＳ１４）において、駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａの一部を除去している場合には、［７］電極形成工程（ステップＳ１７）において、その除去した部分に金属膜を成膜する。これにより、一部が除去された駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａと補充された金属膜とで形成された駆動信号電極５１および駆動接地電極５２ａを得ることができる。

以上説明したような本発明の振動素子の製造方法の一例としての振動素子１の製造方法は、用意工程（ステップＳ１１）と、検出工程（ステップＳ１２）と、決定工程（ステップＳ１３）と、電極除去工程（ステップＳ１４）と、レジスト膜形成工程（ステップＳ１５）と、除去工程（ステップＳ１６）と、電極形成工程（ステップＳ１７）と、を含む。

用意工程（ステップＳ１１）では、互いに表裏関係にある２つの主面として第１主面２０１および第２主面２０２を有し、基部２１と、基部２１から延出し、「駆動用電極」としての駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａが設けられた駆動腕２２１ａ、２２２ａと、基部２１から延出し、「検出用電極」としての第１検出信号電極５３ａ、第２検出信号電極５４ａおよび検出接地電極５５ａが設けられた検出腕２３１、２３２と、を備える振動片２ａが複数形成されたウェハー２０を用意する。検出工程（ステップＳ１２）では、振動片２ａの各々において、駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａと第１検出信号電極５３ａおよび第２検出信号電極５４ａとに検査用回路８０を接続して、駆動腕２２１ａ、２２２ａを駆動振動させ、検出腕２３１、２３２の駆動振動の方向に交差する方向（Ｚ軸方向）の振動により生じる出力値（機械漏れ）を検出する。決定工程（ステップＳ１３）では、振動片２ａの各々に対して、出力値（機械漏れ）に基づいて、駆動腕２２１ａ、２２２ａの交差する方向（Ｚ軸方向）の振動が小さくなるように駆動腕２２１ａ、２２２ａの一部を除去する除去領域Ｓを決定する。電極除去工程（ステップＳ１４）では、振動片２ａの各々に対して、駆動腕２２１ａ、２２２ａの除去領域Ｓ上に設けられた駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａを含むように、駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａの少なくとも一部を除去する。レジスト膜形成工程（ステップＳ１５）では、除去領域Ｓを含む領域上にレジストを塗布してレジスト膜４５を形成する。除去工程（ステップＳ１６）では、振動片２ａの各々に対して、レジスト膜４５の除去領域Ｓに対応する部分に露光処理を行い、除去領域Ｓに対応する部分を除去して開口部４５１を形成した後、開口部４５１を有するレジスト膜４５をマスクとして除去領域Ｓをエッチングにより除去する。電極形成工程（ステップＳ１７）では、振動片２の各々に対して、駆動腕２２１、２２２に「駆動用電極」としての駆動信号電極５１および駆動接地電極５２を形成する。

このような振動素子１の製造方法によれば、各々の振動片２ａに対して、駆動腕２２１ａ、２２２ａの駆動振動の方向（Ｘ軸方向）に交差する方向（Ｚ軸方向）の振動が小さくなるように駆動腕２２１ａ、２２２ａの一部を除去する除去領域Ｓ（除去予定領域）を決定し、駆動腕２２１ａ、２２２ａの除去領域Ｓを除去しているため、Ｚ軸方向の振動に基づく不要信号が低減された振動片２を複数得ることができる。また、得られた複数の振動片２の検出精度のばらつきを低減することができる。また、振動素子１の製造方法では、エッチングを用いているため、不要信号を低減するために行う駆動腕２２１ａ、２２２ａの一部の除去を複数の振動片２ａについて一括して行うことができる。そのため、生産性を高めることができる。また、駆動腕２２１ａ、２２２ａの一部の除去をエッチングで行っているため、加工精度（特に深さ方向の精度）を高めることができる。

特に、決定工程（ステップＳ１３）においては、出力値（機械漏れ）に基づいて除去領域Ｓに関するデータを演算することが好ましい。すなわち、上述したように、予め設定されたデータ等（図１２、図１５および図１６に示すグラフ等）に用いて、出力値（機械もれ）に基づいて駆動腕２２１ａ、２２２ａの傾斜角度θを求め、除去領域Ｓの深さｄおよび長さＬを導出する。なお、本実施形態では、幅（Ｘ軸方向の長さ）については一定としている。これにより、各振動片２ａについて、Ｚ軸方向（面外方向）の振動が小さくなるような除去領域Ｓをより高精度に決定することができる。

なお、上述したようにして除去領域Ｓに関するデータを演算せずとも、予め、出力値（機械漏れ）の数値に応じた除去領域Ｓの深さｄおよび長さＬの選別表（テーブル）等を用意しておき、検出した出力値（機械漏れ）に応じた除去領域Ｓを選定（判定）してもよい。

また、除去領域Ｓは、駆動腕２２１ａ、２２２ａの延出方向に沿って延びている。これにより、例えば本実施形態のように、幅を一定にして、延出方向における長さＬを調整することで、各振動片２ａについてＺ軸方向（面外方向）の振動が小さくなるような除去領域Ｓを比較的簡単に決定することができる。

また、長さＬを決定する際には、駆動腕２２１ａ、２２２ａの端部２２１６、２２２６を基点とすることが好ましい。駆動腕２２１ａ、２２２ａの端部２２１６、２２２６付近は、境界部２２１５、２２２５付近よりも振動の影響が小さい。そのため、端部２２１６、２２２６付近を基点とすることで、出力値（機械漏れ）を小さくする微調整を行い易くなる。

また、駆動腕２２１ａ、２２２ａは、２つの主面としての第１主面２０１および第２主面２０２の双方に開口した貫通孔２２１１、２２２１を有する。これにより、除去領域Ｓの除去において、貫通孔２２１１、２２２１の両開口を位置決めの基準として除去領域Ｓを決定することができ、除去領域Ｓの幅の制御が容易となる。そのため、より高精度に除去領域Ｓの除去を行うことができる。

また、上述した電極除去工程（ステップＳ１４）においては、用意工程（ステップＳ１１）で用意した駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａを全て除去することが好ましい。特に、本実施形態では、電極パターン５ａを全て除去している。これにより、電極パターン５ａの除去を例えばエッチング等により一括して行うことができる。そのため、電極パターン５ａの除去を迅速に行うことができる。

また、用意工程（ステップＳ１１）において、振動片２ａは、「駆動腕」としての駆動腕２２１ａ（第１駆動腕）および駆動腕２２２ａ（第２駆動腕）と、基部２１から駆動腕２２１ａおよび駆動腕２２２ａとは反対方向に延出している「検出腕」としての検出腕２３１（第１検出腕）および検出腕２３２（第２検出腕）とを有し、駆動腕２２１ａおよび駆動腕２２２ａには、それぞれ、「駆動用電極」としての駆動信号電極５１ａおよび駆動接地電極５２ａが設けられており、検出腕２３１および検出腕２３２には、それぞれ、「検出用電極」としての第１検出信号電極５３ａ、第２検出信号電極５４ａおよび検出接地電極５５ａが設けられている。これにより、いわゆるＨ型のジャイロ素子を実現することができる。このような構成の振動片２ａにおいて、駆動腕２２１ａ、２２２ａについて除去領域Ｓを除去していることで、面外方向の振動に基づく不要信号を効果的に低減することができる。

また、各々の振動片２ａは、基部２１から延出し、調整用電極が設けられた調整腕２４１、２４２を有する。調整腕２４１、２４２に設けられた第１検出信号電極５３ａ、第２検出信号電極５４ａおよび検出接地電極５５ａが、上述の調整用電極に相当する。そのため、不要信号がさらに低減された複数の振動素子１を得ることができる。なお、上述した振動素子１の製造方法によれば、調整腕２４１、２４２を有さずとも、不要信号が低減された複数の振動素子１を得ることができる。

＜第２実施形態＞
図２２は、本発明の第２実施形態に係る振動素子の駆動腕を示す断面図である。なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図２２に示すように、本実施形態の振動素子１Ａでは、駆動腕２２１Ａ、２２２Ａの第１主面２０１および第２主面２０２の双方に段差部２７０、２８０が設けられている。これにより、外形加工の精度等の影響による面外方向の振動成分の増大をより低減することができる。そのため、検出精度の低下をより低減することができる。

また、振動素子１Ａの製造では、上述した決定工程（ステップＳ１３）において、除去領域Ｓは、ウェハー２０の２つの主面としての第１主面２０１および第２主面２０２に対して設ける。これにより、図２２に示すように駆動腕２２１Ａ、２２２Ａの第１主面２０１および第２主面２０２の双方に段差部２７０、２８０を設けることができる。そのため、不要信号がより低減された振動素子を得ることができる。

＜第３実施形態＞
図２３は、本発明の第３実施形態に係る振動素子の駆動腕を示す断面図である。なお、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２３において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

本実施形態は、貫通孔２２１１、２２２１（図２参照）の代わりに凹部２２１３、２２１４、２２２３、２２２４（図２３参照）を有する構成であること以外は、前述した第１実施形態と同様である。

図２３に示すように、本実施形態の振動素子１Ｂでは、駆動腕２２１Ｂは、第１主面２０１に開口する凹部２２１３および第２主面２０２に開口する凹部２２１４を有する。同様に、駆動腕２２２Ｂは、第１主面２０１に開口する凹部２２２３および第２主面２０２に開口する凹部２２２４を有する。

このように、駆動腕２２１Ｂは、「主面」としての第１主面２０１に開口する凹部２２１３を有する。同様に、駆動腕２２２Ｂは、「主面」としての第１主面２０１に開口する凹部２２２３を有する。また、駆動腕２２１Ｂは、「主面」としての第２主面２０２に開口する凹部２２１４を有する。同様に、駆動腕２２２Ｂは、「主面」としての第２主面２０２に開口する凹部２２２４を有する。したがって、振動素子１Ｂの製造では、駆動腕２２１Ｂ、２２２Ｂに対応する駆動腕を有する振動片を用意する。これにより、当該駆動腕に設けられた凹部２２１３、２２１４、２２２３、２２２４を位置決めの基準として除去領域Ｓを決定することができる。そのため、除去領域Ｓの除去において、除去領域Ｓの幅の制御が容易となる。その結果、より高精度に除去領域Ｓの除去を行うことができる。

＜第４実施形態＞
図２４は、本発明の第４実施形態に係る振動素子を示す平面図である。図２５は、図２４中のＤ−Ｄ線断面図である。なお、以下の説明では、第４実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２４および図２５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

図２４に示すように、本実施形態における振動素子１Ｃは、振動片２Ｃと、電極パターン５Ｃとを備える。

振動片２Ｃは、基部２１Ｃと、基部２１Ｃから延び、互いに略平行な一対の振動腕１２、１３を有する。また、図２５に示すように、振動腕１２、１３の断面形状は、それぞれ、ほぼ平行四辺形状をなす。振動腕１２の第１主面１０２には、段差部２７０と同様の構成の段差部２９０が設けられている。すなわち、段差部２９０は、第１面２９１、第２面２９２と、第３面２９３（段差面）とを有する。

電極パターン５Ｃは、駆動信号電極５１Ｃ（駆動用電極）および駆動接地電極５２Ｃ（駆動用電極）と、第１検出信号電極５３Ｃ（検出用電極）、第２検出信号電極５４Ｃ（検出用電極）および検出接地電極５５Ｃ（検出用電極）と、を有している。

図２５に示すように、駆動信号電極５１Ｃは、振動腕１２の上面および下面にそれぞれ形成されている。一方、駆動接地電極５２Ｃは、振動腕１２の両側面にそれぞれ形成されている。

第１検出信号電極５３Ｃは、振動腕１３の＋ｘ軸方向側上部に形成されている。第２検出信号電極５４Ｃは、振動腕１３の＋ｘ軸方向側下部に形成されている。検出接地電極５５Ｃは、振動腕１３の−ｘ軸方向側上部および−ｘ軸方向側下部のそれぞれに形成されている。

このような構成の振動素子１Ｃの製造では、用意工程（ステップＳ１１）において、振動片２Ｃの製造に用いられる振動片は、駆動腕および検出腕の少なくとも一方として機能する第１振動腕（本実施形態では振動腕１２に対応する振動腕）と、駆動腕および検出腕の少なくとも一方として機能する第２振動腕（本実施形態では振動腕１３に対応する振動腕）と、を有し、第１振動腕および第２振動腕の少なくとも一方（本実施形態では振動腕１２に対応する振動腕）には、駆動用電極（本実施形態では駆動信号電極５１Ｃおよび駆動接地電極５２Ｃに対応する電極）が設けられており、第１振動腕および第２振動腕の少なくとも他方（本実施形態では振動腕１３に対応する振動腕）には、検出用電極（本実施形態では第１検出信号電極５３Ｃ、第２検出信号電極５４Ｃおよび検出接地電極５５Ｃに対応する電極）が設けられている。これにより、いわゆる音叉型のジャイロ素子を実現することができる。このような構成の振動片２Ｃを製造するための振動片においても、振動腕の除去領域Ｓを除去しているため、面外方向の振動に基づく不要信号を効果的に低減することができる。

２．振動デバイス
次に、振動素子１（振動素子１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を備える振動デバイスについて説明する。

図２６は、振動素子を備えた振動デバイスの一例を示す断面図である。なお、図２６では、振動素子１に設けられている電極の図示を省略している。また、前述した実施形態との共通部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図２６に示すように、振動デバイス１０は、振動素子１と、振動素子１を収容するパッケージ８と、ＩＣチップ９とを有している。

パッケージ８は、凹部８１１を有する箱状のベース８１と、凹部８１１の開口を塞いでベース８１に接合された板状のリッド８２とを有している。そして、凹部８１１がリッド８２によって塞がれることにより形成された収容空間に振動片２が収納されている。収容空間は、減圧（真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。

凹部８１１は、ベース８１の上面に開放する第１凹部８１１ａと、第１凹部８１１ａの底面の中央部に開放する第２凹部８１１ｂと、第２凹部８１１ｂの底面の中央部に開放する第３凹部８１１ｃと、を有している。

ベース８１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスや、各種ガラス材料を用いることができる。また、リッド８２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース８１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース８１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース８１とリッド８２の接合方法は、特に限定されず、例えば、接着材やろう材を介して接合することができる。

凹部８１１の底面には、図示しない複数の接続端子が形成されている。これら接続端子は、導電性を有していれば特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。

複数の接続端子は、前述した駆動信号電極５１、駆動接地電極５２、第１検出信号電極５３、第２検出信号電極５４および検出接地電極５５用の各端子５１２、５２２、５３２、５４２、５５２に対応している。端子５１２、５２２は、これらに対応する接続端子に導電性接着剤や金属バンプ等の導電性の接合部材を介してそれぞれ接続されている。これにより、振動素子１が凹部８１１の底面に固定されている。導電性接着剤としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着材に銀粒子等の導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。

また、端子５３２、５４２、５５２が、ボンディングワイヤーのような導電性ワイヤーを介して、これらに対応する接続端子にそれぞれ接続されている。

また、第１凹部８１１ａの底部と第２凹部８１１ｂの底部には、複数の接続端子にそれぞれ接続された複数の接続配線（図示せず）が形成されている。

ＩＣチップ９は、第３凹部８１１ｃの底面にろう材や接着剤や金属バンプ等の接合部材によって固定されている。ＩＣチップ９は、導電性ワイヤーによって各接続配線と電気的に接続されている。これにより、振動素子１がＩＣチップ９に電気的に接続されている。ＩＣチップ９は、振動素子１を駆動振動させるための駆動回路と、角速度が加わったときに振動素子１に生じる検出振動を検出する検出回路と、を有する。なお、ＩＣチップ９と各接続配線との間の電気的な接続は、導電性ワイヤーに限らず、はんだや導電性接着剤や金属バンプ等の導電性の接合部材を介していてもよい。

なお、本実施形態では、ＩＣチップ９がパッケージ８の内部に設けられているが、ＩＣチップ９は、パッケージ８の外部に設けられていてもよい。また、本実施形態では、凹部８１１が第１凹部８１１ａ、第２凹部８１１ｂ、第３凹部８１１ｃの３つを有しているが、これに限らず、凹部８１１は１つまたは２つの凹部で構成されていても、４つ以上の凹部で構成されていてもよい。

３．電子機器
次に、振動素子１（振動素子１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を備えた電子機器について説明する。

図２７は、振動素子を備えたモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部２０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、振動素子１が内蔵されている。

図２８は、振動素子を備えた携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部２０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、振動デバイス１０が内蔵されている。

図２９は、振動素子を備えたディジタルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部２０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部２０００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部２０００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。このようなディジタルカメラ１３００には、振動素子１が内蔵されている。

なお、振動素子１を備える電子機器は、図２７のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図２８の携帯電話機、図２９のディジタルカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、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ー）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、リアルタイムクロック装置、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等に適用することができる。

３．移動体
次いで、振動素子１（振動素子１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を備えた移動体について説明する。

図３０は、振動素子を備えた移動体の一例を示す斜視図である。この図において、自動車１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０３とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０３を回転させるように構成されている。

このような自動車１５００には、振動素子１が内蔵されている。振動素子１によれば、車体１５０１の姿勢や移動方向を検出することができる。振動素子１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。

なお、振動素子１を備える移動体は、自動車に限定されず、例えば、オートバイ、鉄道等の他の車両、航空機、船舶、宇宙船、二足歩行ロボットやラジコンヘリコプター等にも適用可能である。

以上、本発明の振動素子の製造方法を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１…振動素子、１Ａ…振動素子、１Ｂ…振動素子、１Ｃ…振動素子、２…振動片、２Ｃ…振動片、２ａ…振動片、５…電極パターン、５Ｃ…電極パターン、５ａ…電極パターン、８…パッケージ、９…ＩＣチップ、１０…振動デバイス、１２…振動腕、１３…振動腕、２０…ウェハー、２１…基部、２１Ｃ…基部、２５…支持部、４５…レジスト膜、５１…駆動信号電極、５１Ｃ…駆動信号電極、５１ａ…駆動信号電極、５２…駆動接地電極、５２Ｃ…駆動接地電極、５２ａ…駆動接地電極、５３…第１検出信号電極、５３Ｃ…第１検出信号電極、５３ａ…第１検出信号電極、５４…第２検出信号電極、５４Ｃ…第２検出信号電極、５４ａ…第２検出信号電極、５５…検出接地電極、５５Ｃ…検出接地電極、５５ａ…検出接地電極、８０…検査用回路、８１…ベース、８２…リッド、１０２…第１主面、２０１…第１主面、２０２…第２主面、２２１…駆動腕、２２１Ａ…駆動腕、２２１Ｂ…駆動腕、２２１ａ…駆動腕、２２２…駆動腕、２２２Ａ…駆動腕、２２２Ｂ…駆動腕、２２２ａ…駆動腕、２３１…検出腕、２３２…検出腕、２４１…調整腕、２４２…調整腕、２６１…連結部、２６２…連結部、２６３…連結部、２６４…連結部、２７０…段差部、２７１…第１面、２７２…第２面、２７３…第３面、２８０…段差部、２８１…第１面、２８２…第２面、２８３…第３面、２９０…段差部、２９１…第１面、２９２…第２面、２９３…第３面、４３０…枠体部、４４０…連結部、４５０…露光対象部分、４５１…開口部、５１１…配線、５２１…配線、５３１…配線、５４１…配線、５５１…配線、５１１ａ…配線、５２１ａ…配線、５３１ａ…配線、５４１ａ…配線、５５１ａ…配線、５１２…端子、５１２ａ…端子、５１５…配線、５１６…端子、５２２…端子、５２２ａ…端子、５２５…配線、５２６…端子、５３２…端子、５３２ａ…端子、５３５…配線、５３６…端子、５４２…端子、５４２ａ…端子、５４５…配線、５４６…端子、５５２…端子、８１１…凹部、８１１ａ…第１凹部、８１１ｂ…第２凹部、８１１ｃ…第３凹部、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…ディジタルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０２…車体姿勢制御装置、１５０３…車輪、２０００…表示部、２２１１…貫通孔、２２１３…凹部、２２１４…凹部、２２１５…境界部、２２１６…端部、２２２１…貫通孔、２２２３…凹部、２２２４…凹部、２２２５…境界部、２２２６…端部、２３１１…貫通孔、２３２１…貫通孔、ＬＬ…露光光、Ｓ…除去領域、Ｓ０…領域、Ｓ１…線分、Ｓ１１…ステップ、Ｓ１２…ステップ、Ｓ１３…ステップ、Ｓ１４…ステップ、Ｓ１５…ステップ、Ｓ１６…ステップ、Ｓ１７…ステップ、Ｓ２…線分、ａ…中心線、ａ１…中心軸、α…矢印、β…矢印、θ…傾斜角度、θ１…角度、θ２…角度、θ３…角度、θ４…角度、ω…角速度、Ｌ…長さ、ｄ…深さ

Claims (12)

1. 互いに表裏関係にある２つの主面を有し、基部と、前記基部から延出し、駆動用電極が設けられた駆動腕と、前記基部から延出し、検出用電極が設けられた検出腕と、を備える振動片が複数形成されたウェハーを用意する用意工程と、
   前記振動片の各々において、前記駆動用電極と前記検出用電極とに検査用回路を接続して、前記駆動腕を駆動振動させ、前記検出腕の前記駆動振動の方向に交差する方向の振動により生じる出力値を検出する検出工程と、
   前記振動片の各々に対して、前記出力値に基づいて、前記駆動腕の前記交差する方向の振動が小さくなるように前記駆動腕の一部を除去する除去領域を決定する決定工程と、
   前記振動片の各々に対して、前記除去領域上に設けられた前記駆動用電極を含むように、前記駆動用電極の少なくとも一部を除去する電極除去工程と、
   前記駆動腕の前記除去領域を含む領域上にレジストを塗布してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
   前記振動片の各々に対して、前記レジスト膜の前記除去領域に対応する部分に露光処理を行い、前記部分を除去して開口部を形成した後、前記開口部を有する前記レジスト膜をマスクとして前記除去領域をエッチングにより除去する除去工程と、
   前記振動片の各々に対して、前記駆動腕に駆動用電極を形成する電極形成工程と、を含むことを特徴とする振動素子の製造方法。
2. 前記除去領域は、前記駆動腕の延出方向に沿って延びている請求項１に記載の振動素子の製造方法。
3. 前記除去領域は、前記ウェハーの２つの前記主面に対して設ける請求項１または２に記載の振動素子の製造方法。
4. 前記電極除去工程においては、前記用意工程で用意した前記駆動用電極を全て除去する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
5. 前記露光処理では、マスクレス露光を行う請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
6. 前記エッチングは、ウェットエッチングである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
7. 前記決定工程においては、前記出力値に基づいて前記除去領域に関するデータを演算する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
8. 各々の前記振動片は、前記基部から延出し、調整用電極が設けられた調整腕を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
9. 前記駆動腕は、前記主面に開口する凹部を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
10. 前記駆動腕は、２つの前記主面の双方に開口した貫通孔を有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
11. 前記用意工程において、前記振動片は、前記駆動腕としての第１駆動腕および第２駆動腕と、前記基部から前記第１駆動腕および前記第２駆動腕とは反対方向に延出している前記検出腕としての第１検出腕および第２検出腕とを有し、前記第１駆動腕および前記第２駆動腕には、それぞれ、前記駆動用電極が設けられており、前記第１検出腕および前記第２検出腕には、それぞれ、前記検出用電極が設けられている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。
12. 前記用意工程において、前記振動片は、前記駆動腕および前記検出腕の少なくとも一方として機能する第１振動腕と、前記駆動腕および前記検出腕の少なくとも一方として機能する第２振動腕と、を有し、前記第１振動腕および前記第２振動腕の少なくとも一方には、前記駆動用電極が設けられており、前記第１振動腕および前記第２振動腕の少なくとも他方には、前記検出用電極が設けられている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の振動素子の製造方法。

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