JP2024049886A - 振動素子の製造方法 - Google Patents

振動素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2024049886A
JP2024049886A JP2022156389A JP2022156389A JP2024049886A JP 2024049886 A JP2024049886 A JP 2024049886A JP 2022156389 A JP2022156389 A JP 2022156389A JP 2022156389 A JP2022156389 A JP 2022156389A JP 2024049886 A JP2024049886 A JP 2024049886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
vibration
protective film
formation region
vibration element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022156389A
Other languages
English (en)
Inventor
恒亮 有泉
啓一 山口
茂 白石
竜太 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2022156389A priority Critical patent/JP2024049886A/ja
Priority to CN202311253121.2A priority patent/CN117792314A/zh
Priority to US18/475,730 priority patent/US20240110787A1/en
Publication of JP2024049886A publication Critical patent/JP2024049886A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
    • G01C19/5628—Manufacturing; Trimming; Mounting; Housings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733—Structural details or topology
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5769—Manufacturing; Mounting; Housings
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21—Crystal tuning forks
    • H03H9/215—Crystal tuning forks consisting of quartz
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/082—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by etching, e.g. lithography
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H2003/026—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the tuning fork type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

【課題】深さが異なる第１溝および第２溝を容易に形成することのできる振動素子の製造方法を提供すること。【解決手段】振動素子の製造方法は、表裏関係にある第１面および第２面を有する水晶基板を準備する準備工程と、水晶基板の第１面側であって、振動素子が形成される素子形成領域上に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、第１保護膜を介して水晶基板を第１面側からドライエッチングする第１ドライエッチング工程と、を含み、水晶基板の第１溝が形成される第１溝形成領域上における第１保護膜の厚さをＲ１とし、第２溝が形成される第２溝形成領域上における第１保護膜の厚さをＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ２である。【選択図】図８

Description

本発明は、振動素子の製造方法に関する。
特許文献１には、表面および下面のそれぞれに溝を有する一対の振動腕を備えた水晶振動片の製造方法として、ドライエッチングのマイクロローディング効果を利用して、水晶振動片の外形形状と各振動腕の溝とを一括形成する方法が記載されている。なお、マイクロローディング効果とは、加工幅が狭い密部位と加工幅が広い疎部位とでは、同条件でドライエッチングしても疎部位の方が密部位よりも加工深さが深くなる、つまり、エッチングレートが大きくなる効果を言う。
特開２００７－０１３３８２号公報
しかしながら、特許文献１では、マイクロローディング効果を利用して外形形状と溝とを一括形成するため、振動腕の幅、振動腕同士の離間距離などの外形形状や、溝の幅、深さなどの溝形状に制約が生じる。そのため、設計自由度が低く、例えば、複数の振動腕に対して、同じ幅で深さが異なる溝を形成することができないという課題がある。
本発明の振動素子の製造方法は、表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記第１面に開口する有底の第１溝を有する第１振動腕と、前記第１面に開口する有底の第２溝を有する第２振動腕と、を備える振動素子の製造方法であって、
前記第１面および前記第２面を有する水晶基板を準備する準備工程と、
前記第１面側であって、前記水晶基板の前記振動素子が形成される素子形成領域上に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
前記第１保護膜を介して前記水晶基板を前記第１面側からドライエッチングする第１ドライエッチング工程と、を含み、
前記水晶基板の前記第１溝が形成される第１溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ１とし、前記第２溝が形成される第２溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ２である。
第１実施形態に係る振動素子の平面図である。 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。 振動素子の駆動状態を示す概略図である。 振動素子の駆動状態を示す概略図である。 ｄ１＝ｄ２のときのｄ１、ｄ２と感度との関係を示すグラフである。 ｄ２／ｄ１と感度との関係を示すグラフである。 振動素子の製造方法を示すフローチャートである。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 第１保護膜形成工程を示すフローチャートである。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 第２実施形態に係る振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 第２実施形態に係る振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 第２実施形態に係る振動素子の製造方法を説明するための断面図である。 第３実施形態に係る振動素子の平面図である。 振動素子の変形例を示す断面図である。 振動素子の変形例を示す断面図である。
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、第１実施形態に係る振動素子の製造方法で製造される振動素子を示す平面図である。図２は、図１中のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１中のＢ－Ｂ線断面図である。図４および図５は、それぞれ、振動素子の駆動状態を示す概略図である。図６は、ｄ１＝ｄ２のときのｄ１、ｄ２と感度との関係を示すグラフである。図７は、ｄ２／ｄ１と感度との関係を示すグラフである。図８は、振動素子の製造方法を示すフローチャートである。図９ないし図１１は、それぞれ、振動素子の製造方法を説明するための断面図である。図１２は、第１保護膜形成工程を示すフローチャートである。図１３ないし図２４は、それぞれ、振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示する。また、Ｘ軸に沿う方向をＸ軸方向、Ｙ軸に沿う方向をＹ軸方向、Ｚ軸に沿う方向をＺ軸方向とも言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向のプラス側を「上」とも言い、マイナス側を「下」とも言う。また、Ｚ軸方向からの平面視を、単に「平面視」とも言う。
まず、本実施形態の振動素子の製造方法により製造される振動素子１について説明する。振動素子１は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出することができる角速度検出素子である。このような振動素子１は、図１ないし図３に示すように、Ｚカットの水晶基板をパターニングしてなる振動基板２と、振動基板２の表面に成膜された電極３と、を有する。
また、振動基板２は、Ｚ軸方向に厚みを有し、Ｘ－Ｙ平面に広がる板状であり、表裏関係にある第１面としての上面２ａおよび第２面としての下面２ｂを有する。また、振動基板２は、中央部に位置する基部２１と、基部２１からＹ軸方向両側に延出する第２振動腕Ａ２としての一対の検出振動腕２２、２３と、基部２１からＸ軸方向両側へ延出する一対の支持腕２４、２５と、一方の支持腕２４の先端部からＹ軸方向両側に延出する第１振動腕Ａ１としての一対の駆動振動腕２６、２７と、他方の支持腕２５の先端部からＹ軸方向両側に延出する第１振動腕Ａ１としての一対の駆動振動腕２８、２９と、を有する。そして、基部２１において、図示しない支持部材に支持される。
このような形状の振動素子１によれば、後述するように、駆動振動モードにおいて駆動振動腕２６、２７、２８、２９がバランスよく屈曲振動するため、検出振動腕２２、２３に不要な振動が生じ難く、角速度ωｚを精度よく検出することができる。
検出振動腕２２は、上面２ａに形成された第２溝Ａ２１としての有底の溝２２１と、下面２ｂに形成された第４溝Ａ２２としての有底の溝２２２と、を有する。溝２２１、２２２は、それぞれ、検出振動腕２２に沿って形成されている。また、溝２２１、２２２は、対称的に形成されている。
検出振動腕２３は、上面２ａに形成された第２溝Ａ２１としての有底の溝２３１と、下面２ｂに形成された第４溝Ａ２２としての有底の溝２３２と、を有する。溝２３１、２３２は、それぞれ、検出振動腕２３に沿って形成されている。また、溝２３１、２３２は、対称的に形成されている。
これら２本の検出振動腕２２、２３は、互いに同じ構成（形状および寸法）に設計されている。
駆動振動腕２６は、上面２ａに形成された第１溝Ａ１１としての有底の溝２６１と、下面２ｂに形成された第３溝Ａ１２としての有底の溝２６２と、を有する。溝２６１、２６２は、それぞれ、駆動振動腕２６に沿って形成されている。また、溝２６１、２６２は、対称的に形成されている。
駆動振動腕２７は、上面２ａに形成された第１溝Ａ１１としての有底の溝２７１と、下面２ｂに形成された第３溝Ａ１２としての有底の溝２７２と、を有する。溝２７１、２７２は、それぞれ、駆動振動腕２７に沿って形成されている。また、溝２７１、２７２は、対称的に形成されている。
駆動振動腕２８は、上面２ａに形成された第１溝Ａ１１としての有底の溝２８１と、下面２ｂに形成された第３溝Ａ１２としての有底の溝２８２と、を有する。溝２８１、２８２は、それぞれ、駆動振動腕２８に沿って形成されている。また、溝２８１、２８２は、対称的に形成されている。
駆動振動腕２９は、上面２ａに形成された第１溝Ａ１１としての有底の溝２９１と、下面２ｂに形成された第３溝Ａ１２としての有底の溝２９２と、を有する。溝２９１、２９２は、それぞれ、駆動振動腕２９に沿って形成されている。また、溝２９１、２９２は、対称的に形成されている。
これら４本の駆動振動腕２６、２７、２８、２９は、互いに同じ構成（形状および寸法）に設計されている。
電極３は、第１検出信号電極３１と、第１検出接地電極３２と、第２検出信号電極３３と、第２検出接地電極３４と、駆動信号電極３５と、駆動接地電極３６と、を有する。このうち、第１検出信号電極３１は、検出振動腕２２の上面２ａおよび下面２ｂに配置され、第１検出接地電極３２は、検出振動腕２２の両側面に配置されている。また、第２検出信号電極３３は、検出振動腕２３の上面２ａおよび下面２ｂに配置され、第２検出接地電極３４は、検出振動腕２３の両側面に配置されている。また、駆動信号電極３５は、駆動振動腕２６、２７の上面２ａおよび下面２ｂと、駆動振動腕２８、２９の両側面と、に配置されている。また、駆動接地電極３６は、駆動振動腕２６、２７の両側面と、駆動振動腕２８、２９の上面２ａおよび下面２ｂと、に配置されている。
以上、振動素子１の構成について簡単に説明した。このような構成の振動素子１は、次のようにしてＺ軸まわりの角速度ωｚを検出する。
駆動信号電極３５と駆動接地電極３６との間に駆動信号を印加すると、図４に示すように、駆動振動腕２６、２７と駆動振動腕２８、２９とがＸ軸方向に逆相で屈曲振動する（以下、この状態を「駆動振動モード」とも言う）。なお、この状態では、駆動振動腕２６、２７、２８、２９の振動がキャンセルされ、検出振動腕２２、２３は、振動しない。駆動振動モードで駆動している状態で振動素子１に角速度ωｚが加わると、図５に示すように、駆動振動腕２６、２７、２８、２９にコリオリの力が働いてＹ軸方向の屈曲振動が励振され、この屈曲振動に呼応するように検出振動腕２２、２３がＸ軸方向に屈曲振動する（以下、この状態を「検出振動モード」とも言う）。
このような屈曲振動によって検出振動腕２２に発生した電荷を第１検出信号電極３１から第１検出信号として取り出し、検出振動腕２３に発生した電荷を第２検出信号電極３３から第２検出信号として取り出し、これら第１、第２検出信号に基づいて角速度ωｚが求められる。なお、第１、第２検出信号は、互いに逆相の信号であるため、差動検出方式を用いることで、より精度よく角速度ωｚを検出することができる。
次に、検出振動腕２２、２３に形成された溝と、駆動振動腕２６、２７、２８、２９に形成された溝との関係について説明する。なお、前述したように、各検出振動腕２２、２３は、互いに同様の構成であり、各駆動振動腕２６、２７、２８、２９は、互いに同様の構成である。したがって、以下では、説明の便宜上、検出振動腕２２、２３を総称して第２振動腕Ａ２とし、駆動振動腕２６、２７、２８、２９を総称して第１振動腕Ａ１として説明する。
前述したように、第１振動腕Ａ１は、上面２ａに形成された第１溝Ａ１１と、下面２ｂに形成された第３溝Ａ１２と、を有する。また、第２振動腕Ａ２は、上面２ａに形成された第２溝Ａ２１と、下面２ｂに形成された第４溝Ａ２２と、を有する。そのため、第１振動腕Ａ１および第２振動腕Ａ２の断面形状は、それぞれ、Ｈ型となる。このような構成によれば、第１、第２振動腕Ａ１、Ａ２の屈曲振動時の熱伝達経路を長くすることができ、熱弾性損失が低減され、Ｑ値が高まる。さらには、第１、第２振動腕Ａ１、Ａ２が柔らかくなり、これらがＸ軸方向に屈曲変形し易くなる。そのため、駆動振動モードでの第１振動腕Ａ１の振幅を大きくすることができる。第１振動腕Ａ１の振幅が大きいほどコリオリ力が大きくなり、検出振動モードでの第２振動腕Ａ２の振幅がより大きくなる。そのため、より大きな検出信号が得られ、角速度ωｚの検出感度が高まる。
以下、図２に示すように、第１振動腕Ａ１の厚さをｔ１、第１振動腕Ａ１の第１、第３溝Ａ１１、Ａ１２の深さをｄ１とし、第２振動腕Ａ２の厚さをｔ２、第２、第４溝Ａ２１、Ａ２２の深さをｄ２として、ｄ２／ｔ２とｄ１／ｔ１との関係について詳細に説明する。なお、ｄ１は、第１、第３溝Ａ１１、Ａ１２の深さの合計である。本実施形態では、第１、第３溝Ａ１１、Ａ１２が対称的に形成されているため、第１、第３溝Ａ１１、Ａ１２の深さは、それぞれ、ｄ１／２である。同様に、ｄ２は、第２、第４溝Ａ２１、Ａ２２の深さの合計である。本実施形態では第２、第４溝Ａ２１、Ａ２２が対称的に形成されているため、第２、第４溝Ａ２１、Ａ２２の深さは、それぞれ、ｄ２／２である。
図６に、ｄ１、ｄ２（ただし、ｄ１＝ｄ２）と角速度ωｚの検出感度（感度）との関係を示す。なお、振動基板２の板厚つまりｔ１、ｔ２は、１００μｍである。また、検出感度は、ｄ１、ｄ２が６０μｍのときの検出感度を１とした比で表している。同図から分かるように、ｄ１、ｄ２が深くなるほど検出感度が高まっている。しかしながら、ｄ１、ｄ２を９０μｍ（板厚の９０％）としても、ｄ１、ｄ２が６０μｍ（板厚の６０％）のときと比較して検出感度が１．０９倍にしか高まっていない。このことから、ｄ１＝ｄ２である場合、ｄ１、ｄ２を大きくしても検出感度が高まり難いことが分かる。
次に、図７に、ｄ２／ｄ１と検出感度との関係を示す。なお、振動基板２の板厚つまりｔ１、ｔ２は、１００μｍである。また、検出感度は、従来の構成であるｄ２／ｄ１＝１のときの検出感度を１とした比で表している。同図から分かるように、ｄ２／ｄ１が大きくなるほど検出感度が高まっている。すなわち、第１振動腕Ａ１の第１、第３溝Ａ１１、Ａ１２に対して、第２振動腕Ａ２の第２、第４溝Ａ２１、Ａ２２が深くなるほど検出感度が高まっている。そして、ｄ２／ｄ１＞１の領域で、従来の構成よりも検出感度を高められることが分かる。
したがって、振動素子１では、ｄ２／ｄ１＞１、つまり、ｄ２／ｔ２＞ｄ１／ｔ１を満足している。つまり、第１、第３溝Ａ１１、Ａ１２は、第２、第４溝Ａ２１、Ａ２２よりも浅い。これにより、従来の構成よりも検出感度を高めることができ、従来の構成では到達することのできない検出感度を得ることができる。
以上、振動素子１の全体構成について説明した。次に、振動素子１の製造方法について説明する。ここでも、駆動振動腕２６、２７、２８、２９を総称して第１振動腕Ａ１として説明し、検出振動腕２２、２３を総称して第２振動腕Ａ２として説明する。振動素子１の製造方法は、図８に示すように、準備工程Ｓ１と、第１保護膜形成工程Ｓ２と、第１ドライエッチング工程Ｓ３と、第２保護膜形成工程Ｓ４と、第２ドライエッチング工程Ｓ５と、電極形成工程Ｓ６と、を含む。以下、図２に対応する断面図を用いて、これら各工程について順に説明する。
［準備工程Ｓ１］
まず、図９に示すように、振動基板２の母材であるＺカットの水晶基板２００を準備する。水晶基板２００は、表裏関係にある第１面としての上面２ａおよび第２面としての下面２ｂを有する。水晶基板２００は、振動基板２よりも大きく、水晶基板２００から複数の振動基板２を形成することができる。水晶基板２００は、ランバード加工された人工水晶をＺカットで切断することにより得られる水晶ウエハーを用いることができる。
なお、以下では、振動基板２が形成される領域を素子形成領域Ｑ１、素子形成領域Ｑ１外の領域を除去領域Ｑ２、第１溝Ａ１１が形成される領域を第１溝形成領域Ｑｍ１、第２溝Ａ２１が形成される領域を第２溝形成領域Ｑｍ２、第３溝Ａ１２が形成される領域を第３溝形成領域Ｑｍ３、第４溝Ａ２２が形成される領域を第４溝形成領域Ｑｍ４、ともいう。
次に、必要に応じて、水晶基板２００の両面に対して厚み調整および平坦化のための研磨加工を行う。このような研磨加工は、ラッピング加工とも呼ばれる。例えば、上下一対の定盤を備えるウエハー研磨装置を用いて、互いに逆向きに回転する定盤の間で水晶基板２００を挟み込み、水晶基板２００を回転させると共に研磨液を供給しながら、水晶基板２００の両面を研磨する。なお、研磨加工では、上述のラッピング加工に続けて、必要に応じて水晶基板２００の両面に対して鏡面研磨加工を行ってもよい。このような研磨加工は、ポリッシング加工とも呼ばれる。これにより、水晶基板２００の両面を鏡面化することができる。
［第１保護膜形成工程Ｓ２］
次に、図１０に示すように、水晶基板２００の表面に下地膜Ｌを成膜する。下地膜Ｌは、例えば、クロム（Ｃｒ）等の金属材料で構成されている。ただし、下地膜Ｌの構成材料は、特に限定されないし、下地膜Ｌを省略してもよい。
次に、図１１に示すように、水晶基板２００の上面２ａ上に第１保護膜４１を形成する。第１保護膜４１は、素子形成領域Ｑ１上に形成されており、素子形成領域Ｑ１の第１溝形成領域Ｑｍ１および第２溝形成領域Ｑｍ２を除いた領域Ｑ１０と、第１溝形成領域Ｑｍ１と、第２溝形成領域Ｑｍ２と、で互いに厚さが異なっている。具体的には、第１溝形成領域Ｑｍ１上における第１保護膜４１の厚さをＲ１とし、第２溝形成領域Ｑｍ２上における第１保護膜４１の厚さをＲ２とし、領域Ｑ１０上における第１保護膜４１の厚さをＲ３としたとき、Ｒ３＞Ｒ１＞Ｒ２の関係を満足している。つまり、領域Ｑ１０上の第１保護膜４１が最も厚く、次いで、第１溝形成領域Ｑｍ１上の第１保護膜４１が厚く、第２溝形成領域Ｑｍ２上の第１保護膜４１が最も薄い。
このうち、第２溝形成領域Ｑｍ２上の第１保護膜４１は、次の第１ドライエッチング工程Ｓ３において所定のエッチングレートでエッチングされ、所定時刻Ｔ１において水晶基板２００上から除去される。言い換えると、所定時刻Ｔ１において水晶基板２００上から除去されるように厚さＲ２が設定されている。同様に、第１溝形成領域Ｑｍ１上の第１保護膜４１は、次の第１ドライエッチング工程Ｓ３において所定のエッチングレートでエッチングされ、所定時刻Ｔ１よりも遅い所定時刻Ｔ２において水晶基板２００上から除去される。言い換えると、所定時刻Ｔ２において水晶基板２００上から除去されるように厚さＲ１が設定されている。これに対して、領域Ｑ１０上の第１保護膜４１は、次の第１ドライエッチング工程Ｓ３の終了時まで残存する。言い換えると、第１ドライエッチング工程Ｓ３において水晶基板２００上から除去されないように厚さＲ３が設定されている。
図１２に示すように、第１保護膜形成工程Ｓ２は、塗布工程Ｓ２１と、露光工程Ｓ２２と、現像工程Ｓ２３と、を含む。
塗布工程Ｓ２１では、図１３に示すように、第１保護膜４１の母材となるレジスト材４１０を水晶基板２００の上面２ａに塗布する。塗布方法としては、特に限定されず、例えば、スピンコート法やスプレーコート法などを用いることができる。また、レジスト材４１０は、ポジ型のフォトレジストである。
露光工程Ｓ２２では、図１４に示すように、水晶基板２００上のレジスト材４１０に電磁波Ｌ１を照射する。この際、フィルター、マスクなどを用いて、領域Ｑ１０、第１溝形成領域Ｑｍ１、第２溝形成領域Ｑｍ２および除去領域Ｑ２の各領域における電磁波Ｌ１の照射量を変化させる。具体的には、第１溝形成領域Ｑｍ１における露光量をＥ１、第２溝形成領域Ｑｍ２における露光量をＥ２、領域Ｑ１０における露光量をＥ３、除去領域Ｑ２における露光量をＥ４としたとき、Ｅ３＜Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ４を満足するように電磁波Ｌ１を照射する。前述したように、レジスト材４１０がポジ型のレジストであるため、本工程において露光された部分が次の現像工程Ｓ２３において除去される。そのため、Ｅ３＜Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ４とすることにより、容易に、上述した構成の第１保護膜４１を形成することができる。なお、露光量は、電磁波Ｌ１の強度と照射時間との積算である。そのため、電磁波Ｌ１の強度を異ならせることで各領域の露光量を調整してもよいし、電磁波Ｌ１の照射時間を異ならせることで各領域の露光量を調整してもよいし、これらを組み合わせてもよい。
現像工程Ｓ２３では、露光を終えたレジスト材４１０を現像する。これにより、図１１に示す第１保護膜４１が形成される。なお、レジスト材４１０は、ポジ型のレジストであるため、領域Ｑ１０、第１溝形成領域Ｑｍ１、第２溝形成領域Ｑｍ２および除去領域Ｑ２の各部における厚さは、露光工程Ｓ２２においてレジスト材４１０に照射された電磁波Ｌ１の露光量に応じた厚みとなる。
このように、本実施形態では、第１保護膜４１は、レジスト材４１０により形成されるレジスト膜である。したがって、レジスト材４１０をそのまま第１保護膜４１として用いることができるので、第１保護膜形成工程Ｓ２を簡素化することができる。
なお、第１保護膜４１の構成は、特に限定されず、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）などの各種金属材料で構成された金属膜であってもよい。一般的に、金属のエッチングレートは、レジスト材のエッチングレートよりも低い。そのため、第１保護膜４１を金属膜とすることにより、本実施形態と比べて第１保護膜４１を薄くすることができる。したがって、次の第１ドライエッチング工程Ｓ３において形成される振動基板２の外形形状や第１、第２溝Ａ１１、Ａ２１の寸法精度が向上する。
［第１ドライエッチング工程Ｓ３］
次に、上面２ａ側から第１保護膜４１を介して水晶基板２００をドライエッチングする。ドライエッチングによれば、水晶の結晶面の影響を受けずに加工することができるため、優れた寸法精度を実現することができる。なお、ドライエッチングは、反応性イオンエッチングであり、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）装置を用いて行われる。また、ＲＩＥ装置に導入される反応ガスとしては、特に限定されないが、例えば、ＳＦ６、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ８等を用いることができる。
本工程を開始すると、まず、図１５に示すように、第１保護膜４１から露出している除去領域Ｑ２のエッチングが開始される。つまり、まず、振動基板２の外形形状の形成が開始される。そして、そのままエッチングが進むと、所定時刻Ｔ１において、図１６に示すように、第２溝形成領域Ｑｍ２上の第１保護膜４１および下地膜Ｌが無くなり、それと同時に第２溝形成領域Ｑｍ２のエッチングが開始される。これにより、振動基板２の外形形状に遅れて、第２溝Ａ２１の形成が開始される。さらに、そのままエッチングが進むと、所定時刻Ｔ２において、図１７に示すように、第１溝形成領域Ｑｍ１上の第１保護膜４１および下地膜Ｌが無くなり、それと同時に第１溝形成領域Ｑｍ１のエッチングが開始される。これにより、第２溝Ａ２１に遅れて、第１溝Ａ１１の形成が開始される。
そして、図１８に示すように、第１溝Ａ１１および第２溝Ａ２１が共に所定深さとなった時刻Ｔ３においてドライエッチングを終了する。これにより、第１溝Ａ１１および第２溝Ａ２１が一括して形成される。なお、時刻Ｔ３では、除去領域Ｑ２のエッチング深さが水晶基板２００の厚さの半分以上に達している。つまり、本実施形態では、第１溝Ａ１１および第２溝Ａ２１が同時に所定深さとなり、かつ、その時の除去領域Ｑ２のエッチング深さが水晶基板２００の厚さの半分以上に達するように、第１保護膜４１の各部の厚さＲ１、Ｒ２、Ｒ３が設計されている。
このように、本工程では、第２溝形成領域Ｑｍ２上の第１保護膜４１および第１溝形成領域Ｑｍ１上の第１保護膜４１が順に除去され、除去領域Ｑ２、第２溝形成領域Ｑｍ２および第１溝形成領域Ｑｍ１の順にドライエッチングが開始される。そのため、第２溝形成領域Ｑｍ２のエッチング深さは、除去領域Ｑ２のエッチング深さよりも浅くなり、第１溝形成領域Ｑｍ１のエッチング深さは、第２溝形成領域Ｑｍ２のエッチング深さよりも浅くなる。したがって、深さの違う第１溝Ａ１１および第２溝Ａ２１を１工程において一括形成することができ、第１溝Ａ１１および第２溝Ａ２１の形成が容易となる。
以上により、水晶基板２００を上面側からエッチングする工程が終了する。以下の工程Ｓ４、Ｓ５は、水晶基板２００を下面側からエッチングする工程であり、前述した工程Ｓ２、Ｓ３と同様である。そのため、工程Ｓ２、Ｓ３と重複する部分については、説明を省略する。
［第２保護膜形成工程Ｓ４］
次に、図１９に示すように、水晶基板２００の下面２ｂ上に第２保護膜４２を形成する。第２保護膜４２の構成および形成方法は、前述した第１保護膜４１と同様である。第２保護膜４２は、素子形成領域Ｑ１上に形成されており、領域Ｑ１０と、第３溝形成領域Ｑｍ３と、第４溝形成領域Ｑｍ４と、で互いに厚さが異なっている。具体的には、第３溝形成領域Ｑｍ３上における第２保護膜４２の厚さをＲ４とし、第４溝形成領域Ｑｍ４上における第２保護膜４２の厚さをＲ５とし、領域Ｑ１０上における第２保護膜４２の厚さをＲ６としたとき、Ｒ６＞Ｒ４＞Ｒ５の関係を満足している。つまり、領域Ｑ１０上の第２保護膜４２が最も厚く、次いで第３溝形成領域Ｑｍ３上の第２保護膜４２が厚く、第４溝形成領域Ｑｍ４上の第２保護膜４２が最も薄い。
このうち、第４溝形成領域Ｑｍ４上の第２保護膜４２は、次の第２ドライエッチング工程Ｓ５において所定のエッチングレートでエッチングされ、所定時刻Ｔ４において水晶基板２００上から除去される。同様に、第３溝形成領域Ｑｍ３上の第２保護膜４２は、次の第２ドライエッチング工程Ｓ５において所定のエッチングレートでエッチングされ、所定時刻Ｔ４よりも遅い所定時刻Ｔ５において水晶基板２００上から除去される。これに対して、領域Ｑ１０上の第２保護膜４２は、次の第２ドライエッチング工程Ｓ５の終了時まで残存する。
［第２ドライエッチング工程Ｓ５］
次に、下面２ｂ側から第２保護膜４２を介して水晶基板２００をドライエッチングする。本工程を開始すると、まず、図２０に示すように、第２保護膜４２から露出している除去領域Ｑ２のエッチングが開始される。これにより、振動基板２の外形形状の形成が開始される。そのままエッチングが進むと、図２１に示すように、所定時刻Ｔ４において、第４溝形成領域Ｑｍ４上の第２保護膜４２および下地膜Ｌが無くなり、それと同時に第４溝形成領域Ｑｍ４のエッチングが開始される。これにより、振動基板２の外形形状に遅れて、第４溝Ａ２２の形成が開始される。さらに、そのままエッチングが進むと、図２２に示すように、所定時刻Ｔ５において、第３溝形成領域Ｑｍ３上の第２保護膜４２が無くなり、それと同時に第３溝形成領域Ｑｍ３のエッチングが開始される。これにより、第４溝Ａ２２に遅れて、第３溝Ａ１２の形成が開始される。
そして、図２３に示すように、第３溝Ａ１２および第４溝Ａ２２が共に所定深さとなった時刻Ｔ６においてドライエッチングを終了する。これにより、第３溝Ａ１２および第４溝Ａ２２が一括形成される。なお、時刻Ｔ６では、除去領域Ｑ２において水晶基板２００を貫通しており、振動基板２の外形形状が完成している。これにより、振動基板２の外形形状を完成させるためのさらなるドライエッチング工程が不要となるため、振動素子１の製造工程の削減、振動素子１の低コスト化を図ることができる。
以上により、水晶基板２００から複数の振動基板２が得られる。
［電極形成工程Ｓ６］
次に、第１、第２保護膜４１、４２および下地膜Ｌを除去した後、図２４に示すように、振動基板２の表面に電極３を形成する。ただし、下地膜Ｌは、そのまま振動基板２の表面に残しておいてもよい。また、電極３の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、振動基板２の表面に金属膜を成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることにより形成することができる。
以上により、振動素子１が得られる。このような製造方法によれば、マイクロローディング効果を利用しないため、振動基板２の形状や寸法の制約や、ドライエッチングに用いる反応ガスの選択などのドライエッチング条件の制約が緩和される。したがって、設計自由度の高い振動素子１を容易かつ高精度に製造することができる。また、本実施形態では、第２ドライエッチング工程Ｓ５までは水晶基板２００の除去領域Ｑ２が貫通せず、水晶基板２００の機械的強度を十分に高く維持することができる。つまり、水晶基板２００の機械的強度が高いままの状態で、終盤に位置する第２ドライエッチング工程Ｓ５までの各工程を行うことができる。そのため、ハンドリング性が高まり、振動素子１の製造が容易となる。
以上、振動素子の製造方法について説明した。このような振動素子の製造方法は、前述したように、表裏関係にある第１面としての上面２ａおよび第２面としての下面２ｂを有し、上面２ａに開口する有底の第１溝Ａ１１を有する第１振動腕Ａ１と、上面２ａに開口する有底の第２溝Ａ２１を有する第２振動腕Ａ２と、を備える振動素子１の製造方法であって、上面２ａおよび下面２ｂを有する水晶基板２００を準備する準備工程Ｓ１と、上面２ａ側であって、水晶基板２００の振動素子１が形成される素子形成領域Ｑ１上に第１保護膜４１を形成する第１保護膜形成工程Ｓ２と、第１保護膜４１を介して水晶基板２００を上面２ａ側からドライエッチングする第１ドライエッチング工程Ｓ３と、を含む。そして、水晶基板２００の第１溝Ａ１１が形成される第１溝形成領域Ｑｍ１上における第１保護膜４１の厚さをＲ１とし、第２溝Ａ２１が形成される第２溝形成領域Ｑｍ２上における第１保護膜４１の厚さをＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ２である。
このような製造方法によれば、前述したように、第１ドライエッチング工程Ｓ３の途中で、第２溝形成領域Ｑｍ２上から第１保護膜４１が除去され、遅れて第１溝形成領域Ｑｍ１上から第１保護膜４１が除去される。そのため、第１ドライエッチング工程Ｓ３において深さの異なる第１、第２溝Ａ１１、Ａ２１が一括して形成される。したがって、深さの異なる第１、第２溝Ａ１１、Ａ２１を容易に形成することができる。また、外形形状と共に第１、第２溝Ａ１１、Ａ２１が形成されるため、外形形状に対する第１、第２溝Ａ１１、Ａ２１の位置ずれが阻止され、振動素子１の形成精度が高まる。また、マイクロローディング効果を利用しないため、振動基板２の形状や寸法の制約や、ドライエッチングに用いる反応ガスの選択などのドライエッチング条件の制約が緩和される。したがって、設計自由度の高い振動素子１を容易かつ高精度に製造することができる。
また、前述したように、素子形成領域Ｑ１の第１溝形成領域Ｑｍ１および第２溝形成領域Ｑｍ２を除く領域Ｑ１０上における第１保護膜４１の厚さをＲ３としたとき、Ｒ３＞Ｒ１＞Ｒ２である。これにより、領域Ｑ１０上の第１保護膜４１を、より確実に、第１ドライエッチング工程Ｓ３終了時まで水晶基板２００上に残存させることができる。したがって、振動基板２の外形形状を精度よく形成することができる。
また、前述したように、第１保護膜形成工程Ｓ２は、水晶基板２００の上面２ａ側に第１保護部材としてのレジスト材４１０を塗布する塗布工程Ｓ２１と、レジスト材４１０を露光する露光工程Ｓ２２と、レジスト材４１０を現像する現像工程Ｓ２３と、を含む。このような方法によれば、レジスト材４１０をそのまま第１保護膜４１として用いることができるので、第１保護膜形成工程Ｓ２を簡素化することができる。
また、前述したように、振動素子１は、第１振動腕Ａ１の下面２ｂに開口する第３溝Ａ１２と、第２振動腕Ａ２の下面２ｂに開口する第４溝Ａ２２と、を有する。また、振動素子の製造方法は、水晶基板２００の下面２ｂ側であって、素子形成領域Ｑ１上に第２保護膜４２を形成する第２保護膜形成工程Ｓ４と、第２保護膜４２を介して水晶基板２００を下面２ｂ側からドライエッチングする第２ドライエッチング工程Ｓ５と、を含む。そして、水晶基板２００の第３溝Ａ１２が形成される第３溝形成領域Ｑｍ３上における第２保護膜４２の厚さをＲ４とし、第４溝Ａ２２が形成される第４溝形成領域Ｑｍ４上における第２保護膜４２の厚さをＲ５としたとき、Ｒ４＞Ｒ５である。このような製造方法によれば、前述したように、第２ドライエッチング工程Ｓ５の途中で、第４溝形成領域Ｑｍ４上から第２保護膜４２が除去され、遅れて第３溝形成領域Ｑｍ３上から第２保護膜４２が除去される。そのため、第２ドライエッチング工程Ｓ５において深さの異なる第３、第４溝Ａ１２、Ａ２２が一括して形成される。したがって、深さの異なる第３、第４溝Ａ１２、Ａ２２を容易に形成することができる。
また、前述したように、素子形成領域Ｑ１の第３溝形成領域Ｑｍ３および第４溝形成領域Ｑｍ４を除く領域Ｑ１０上における第２保護膜４２の厚さをＲ６としたとき、Ｒ６＞Ｒ４＞Ｒ５である。これにより、領域Ｑ１０上の第２保護膜４２を、より確実に、第２ドライエッチング工程Ｓ５終了時まで水晶基板２００上に残存させることができる。したがって、振動基板２の外形形状を精度よく形成することができる。
また、前述したように、振動素子１は、角速度を検出する角速度検出素子であり、第１振動腕Ａ１は、印加される駆動信号に応じて屈曲振動し、第２振動腕Ａ２は、印加される角速度ωｚに応じて屈曲振動する。つまり、第１振動腕Ａ１が駆動振動腕２６、２７、２８、２９であり、第２振動腕Ａ２が検出振動腕２２、２３である。これにより、駆動振動腕２６、２７、２８、２９に形成される第１溝Ａ１１が、検出振動腕２２、２３に形成される第２溝Ａ２１よりも浅くなるため、角速度検出素子の検出感度を高めることができる。
また、前述したように、振動素子１は、基部２１と、基部２１から第１方向であるＹ軸方向の両側に延出する第２振動腕Ａ２である一対の検出振動腕２２、２３と、基部２１からＹ軸方向と交差する第２方向であるＸ軸方向の両側に延出する一対の支持腕２４、２５と、一方の支持腕２４からＹ軸方向の両側に延出する第１振動腕Ａ１である一対の駆動振動腕２６、２７と、他方の支持腕２５からＹ軸方向の両側に延出する第１振動腕Ａ１である一対の駆動振動腕２８、２９と、を有する。このような構成によれば、駆動振動モードにおいて駆動振動腕２６、２７、２８、２９がバランスよく屈曲振動するため、検出振動腕２２、２３に不要な振動が生じ難く、角速度ωｚを精度よく検出することができる。
＜第２実施形態＞
図２５ないし図２７は、それぞれ、第２実施形態に係る振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
本実施形態に係る振動素子の製造方法は、第１ドライエッチング工程Ｓ３以降の工程が異なること以外は、前述した第１実施形態の振動素子の製造方法と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態の振動素子の製造方法に関し、前述した第１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、本実施形態の各図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の振動素子の製造方法は、前述した第１実施形態と同様に、準備工程Ｓ１と、第１保護膜形成工程Ｓ２と、第１ドライエッチング工程Ｓ３と、第２保護膜形成工程Ｓ４と、第２ドライエッチング工程Ｓ５と、電極形成工程Ｓ６と、を含む。なお、工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ６については、前述した第１実施形態と同様であるため、以下では、工程Ｓ３～Ｓ５についてのみ説明する。
［第１ドライエッチング工程Ｓ３］
本工程では、上面２ａ側から第１保護膜４１を介して水晶基板２００をドライエッチングし、図２５に示すように、第１溝Ａ１１および第２溝Ａ２１が共に所定深さとなった時刻Ｔ３においてドライエッチングを終了する。なお、時刻Ｔ３では、除去領域Ｑ２において水晶基板２００が貫通し、振動基板２の外形形状が完成している。これにより、振動基板２の外形形状、第１溝Ａ１１および第２溝Ａ２１が一括形成される。このように、上面２ａ側からのドライエッチングだけで振動基板２の外形形状を形成することにより、外形形状が完成するまで第１保護膜４１を使い続けることができる。そのため、複数のマスクを用いる際に生じ得る所謂「マスクずれ」が生じ得ず、高い精度で外形形状を形成することができる。したがって、第１、第２振動腕Ａ１、Ａ２の不要振動や振動バランスの低下が抑制され、優れた角速度検出特性を有する振動素子１を製造することができる。
［第２保護膜形成工程Ｓ４］
次に、図２６に示すように、水晶基板２００の下面２ｂ上に第２保護膜４２を形成する。本実施形態では、第４溝形成領域Ｑｍ４上に第２保護膜４２が形成されていない。
［第２ドライエッチング工程Ｓ５］
次に、下面２ｂ側から第２保護膜４２を介して水晶基板２００をドライエッチングする。本工程を開始すると、まず、第２保護膜４２から露出している第４溝形成領域Ｑｍ４のエッチングが開始される。これにより、第４溝Ａ２２の形成が開始される。そのままエッチングが進むと、第３溝形成領域Ｑｍ３上の第２保護膜４２および下地膜Ｌが無くなり、それと同時に第３溝形成領域Ｑｍ３のエッチングが開始される。これにより、第４溝Ａ２２に遅れて、第３溝Ａ１２の形成が開始される。そして、図２７に示すように、第３溝Ａ１２および第４溝Ａ２２が共に所定深さとなった時点でドライエッチングを終了する。これにより、第３溝Ａ１２および第４溝Ａ２２が一括形成される。
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
＜第３実施形態＞
図２８は、第３実施形態に係る振動素子の製造方法で製造される振動素子を示す平面図である。
本実施形態に係る振動素子の製造方法では、製造する振動素子の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の振動素子の製造方法と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態の振動素子の製造方法に関し、前述した第１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、本実施形態の各図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の振動素子の製造方法では、図２８に示す振動素子６が製造される。振動素子６は、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを検出することができる角速度検出素子である。このような振動素子６は、Ｚカットの水晶基板をパターニングしてなる振動基板７と、振動基板７の表面に成膜されている電極８と、を有する。
また、振動基板７は、板状であり、互いに表裏関係にある第１面としての上面７ａおよび第２面としての下面７ｂを有する。また、振動基板７は、その中央部に位置する基部７１と、基部７１からＹ軸方向プラス側に延出する第２振動腕Ａ２としての一対の検出振動腕７２、７３と、基部７１からＹ軸方向マイナス側に延出する第１振動腕Ａ１としての一対の駆動振動腕７４、７５と、を有する。一対の検出振動腕７２、７３は、Ｘ軸方向に並んで配置され、一対の駆動振動腕７４、７５は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。
検出振動腕７２は、上面７ａに形成された第２溝としての有底の溝７２１と、下面７ｂに形成された第４溝としての有底の溝７２２と、を有する。同様に、検出振動腕７３は、上面７ａに形成された第２溝としての有底の溝７３１と、下面７ｂに形成された第４溝としての有底の溝７３２と、を有する。
駆動振動腕７４は、上面７ａに形成された第１溝としての有底の溝７４１と、下面７ｂに形成された第３溝としての有底の溝７４２と、を有する。同様に、駆動振動腕７５は、上面７ａに形成された第１溝としての有底の溝７５１と、下面７ｂに形成された第３溝としての有底の溝７５２と、を有する。
電極８は、第１検出信号電極８１と、第１検出接地電極８２と、第２検出信号電極８３と、第２検出接地電極８４と、駆動信号電極８５と、駆動接地電極８６と、を有する。
このうち、第１検出信号電極８１は、検出振動腕７２の上面７ａおよび下面７ｂに配置されており、第１検出接地電極８２は、検出振動腕７２の両側面に配置されている。また、第２検出信号電極８３は、検出振動腕７３の上面７ａおよび下面７ｂに配置されており、第２検出接地電極８４は、検出振動腕７３の両側面に配置されている。また、駆動信号電極８５は、駆動振動腕７４の上面７ａおよび下面７ｂと、駆動振動腕７５の両側面とに配置されており、駆動接地電極８６は、駆動振動腕７４の両側面と駆動振動腕７５の上面７ａおよび下面７ｂとに配置されている。
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明の振動素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、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、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。また、振動素子としては、前述した振動素子１、６に限定されず、例えば、音叉型、双音叉型の振動素子であってもよい。また、振動素子は、角速度検出素子に限定されない。
また、振動素子１は、例えば、図２９および図３０に示すように、第３、第４溝Ａ１２、Ａ２２を省略してもよい。この場合、振動素子１の製造方法は、前述した第２実施形態における準備工程Ｓ１と、第１保護膜形成工程Ｓ２と、第１ドライエッチング工程Ｓ３と、を含む。つまり、上面２ａ側からのドライエッチング工程だけで振動基板２を形成することができる。そのため、振動素子１の製造がより容易となる。
１…振動素子、２…振動基板、２ａ…上面、２ｂ…下面、２００…水晶基板、２１…基部、２２…検出振動腕、２２１…溝、２２２…溝、２３…検出振動腕、２３１…溝、２３２…溝、２４…支持腕、２５…支持腕、２６…駆動振動腕、２６１…溝、２６２…溝、２７…駆動振動腕、２７１…溝、２７２…溝、２８…駆動振動腕、２８１…溝、２８２…溝、２９…駆動振動腕、２９１…溝、２９２…溝、３…電極、３１…第１検出信号電極、３２…第１検出接地電極、３３…第２検出信号電極、３４…第２検出接地電極、３５…駆動信号電極、３６…駆動接地電極、４１…第１保護膜、４１０…レジスト材、４２…第２保護膜、６…振動素子、７…振動基板、７ａ…上面、７ｂ…下面、７１…基部、７２…検出振動腕、７２１…溝、７２２…溝、７３…検出振動腕、７３１…溝、７３２…溝、７４…駆動振動腕、７４１…溝、７４２…溝、７５…駆動振動腕、７５１…溝、７５２…溝、８…電極、８１…第１検出信号電極、８２…第１検出接地電極、８３…第２検出信号電極、８４…第２検出接地電極、８５…駆動信号電極、８６…駆動接地電極、Ａ１…第１振動腕、Ａ１１…第１溝、Ａ１２…第３溝、Ａ２…第２振動腕、Ａ２１…第２溝、Ａ２２…第４溝、ｄ１…深さ、ｄ２…深さ、Ｅ１…露光量、Ｅ２…露光量、Ｅ３…露光量、Ｅ４…露光量、Ｌ…下地膜、Ｌ１…電磁波、Ｑ１…素子形成領域、Ｑ１０…領域、Ｑ２…除去領域、Ｑｍ１…第１溝形成領域、Ｑｍ２…第２溝形成領域、Ｑｍ３…第３溝形成領域、Ｑｍ４…第４溝形成領域、Ｒ１…厚さ、Ｒ２…厚さ、Ｒ３…厚さ、Ｒ４…厚さ、Ｒ５…厚さ、Ｒ６…厚さ、Ｓ１…準備工程、Ｓ２…第１保護膜形成工程、Ｓ２１…塗布工程、Ｓ２２…露光工程、Ｓ２３…現像工程、Ｓ３…第１ドライエッチング工程、Ｓ４…第２保護膜形成工程、Ｓ５…第２ドライエッチング工程、Ｓ６…電極形成工程、ｔ１…厚さ、ｔ２…厚さ、Ｔ１…所定時刻、Ｔ２…所定時刻、Ｔ３…時刻、Ｔ４…所定時刻、Ｔ５…所定時刻、Ｔ６…時刻、ωｙ…角速度、ωｚ…角速度

Claims (7)

  1. 表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記第１面に開口する有底の第１溝を有する第１振動腕と、前記第１面に開口する有底の第２溝を有する第２振動腕と、を備える振動素子の製造方法であって、
    前記第１面および前記第２面を有する水晶基板を準備する準備工程と、
    前記第１面側であって、前記水晶基板の前記振動素子が形成される素子形成領域上に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
    前記第１保護膜を介して前記水晶基板を前記第１面側からドライエッチングする第１ドライエッチング工程と、を含み、
    前記水晶基板の前記第１溝が形成される第１溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ１とし、前記第２溝が形成される第２溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ２であることを特徴とする振動素子の製造方法。
  2. 前記素子形成領域の前記第１溝形成領域および前記第２溝形成領域を除く領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ３としたとき、Ｒ３＞Ｒ１＞Ｒ２である請求項１に記載の振動素子の製造方法。
  3. 前記第１保護膜形成工程は、前記水晶基板の前記第１面側に第１保護材を塗布する塗布工程と、前記第１保護材を露光する露光工程と、前記第１保護材を現像する現像工程と、を含む請求項１に記載の振動素子の製造方法。
  4. 前記振動素子は、前記第１振動腕の前記第２面に開口する第３溝と、前記第２振動腕の前記第２面に開口する第４溝と、を有し、
    前記水晶基板の前記第２面側であって、前記素子形成領域上に第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程と、
    前記第２保護膜を介して前記水晶基板を前記第２面側からドライエッチングする第２ドライエッチング工程と、を含み、
    前記水晶基板の前記第３溝が形成される第３溝形成領域上における前記第２保護膜の厚さをＲ４とし、前記第４溝が形成される第４溝形成領域上における前記第２保護膜の厚さをＲ５としたとき、Ｒ４＞Ｒ５である請求項１に記載の振動素子の製造方法。
  5. 前記素子形成領域の前記第３溝形成領域および前記第４溝形成領域を除く領域上における前記第２保護膜の厚さをＲ６としたとき、Ｒ６＞Ｒ４＞Ｒ５である請求項４に記載の振動素子の製造方法。
  6. 前記振動素子は、角速度を検出する角速度検出素子であり、
    前記第１振動腕は、印加される駆動信号に応じて屈曲振動し、
    前記第２振動腕は、印加される角速度に応じて屈曲振動する請求項１に記載の振動素子の製造方法。
  7. 前記振動素子は、基部と、前記基部から第１方向の両側に延出する一対の前記第２振動腕と、前記基部から前記第１方向と交差する第２方向の両側に延出する一対の支持腕と、一方の前記支持腕から前記第１方向の両側に延出する一対の前記第１振動腕と、他方の前記支持腕から前記第１方向の両側に延出する一対の前記第１振動腕と、を有する請求項６に記載の振動素子の製造方法。
JP2022156389A 2022-09-29 2022-09-29 振動素子の製造方法 Pending JP2024049886A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022156389A JP2024049886A (ja) 2022-09-29 2022-09-29 振動素子の製造方法
CN202311253121.2A CN117792314A (zh) 2022-09-29 2023-09-26 振动元件的制造方法
US18/475,730 US20240110787A1 (en) 2022-09-29 2023-09-27 Method for manufacturing vibrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022156389A JP2024049886A (ja) 2022-09-29 2022-09-29 振動素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024049886A true JP2024049886A (ja) 2024-04-10

Family

ID=90400537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022156389A Pending JP2024049886A (ja) 2022-09-29 2022-09-29 振動素子の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240110787A1 (ja)
JP (1) JP2024049886A (ja)
CN (1) CN117792314A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
CN117792314A (zh) 2024-03-29
US20240110787A1 (en) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5100753B2 (ja) 水晶振動子片およびその製造方法
JP2010226639A (ja) 水晶振動子およびその水晶振動子の製造方法
JP2024049886A (ja) 振動素子の製造方法
JP2024049641A (ja) 振動素子の製造方法
JP2024049887A (ja) 振動素子の製造方法
JP2024049640A (ja) 振動素子の製造方法
JP4545744B2 (ja) 水晶デバイス及び水晶デバイスの製造方法
JP2024049642A (ja) 振動素子の製造方法
US20240056053A1 (en) Manufacturing Method For Vibrator Element
US20230102578A1 (en) Method Of Manufacturing Vibration Element
JP2007306471A (ja) 水晶振動子及びその製造方法ならびに物理量センサー
US20230097025A1 (en) Method Of Manufacturing Vibration Element
JP2023082271A (ja) 振動素子の製造方法
JP2023065838A (ja) 振動素子の製造方法
JP2023085722A (ja) 振動素子の製造方法
US20230126632A1 (en) Method For Manufacturing Vibration Element
JP2023065836A (ja) 振動素子の製造方法
US20230127801A1 (en) Method For Manufacturing Vibration Element
JP2003014464A (ja) 振動ジャイロおよびその調整方法
JP2023013474A (ja) 振動素子の製造方法
JP2010283425A (ja) 水晶振動子及びその水晶振動子の製造方法
JP2013141055A (ja) 振動片の製造方法
JP2013214890A (ja) 振動片の製造方法
JP2013214638A (ja) 振動片の製造方法
JP2008226869A (ja) 水晶振動子の製造方法