JP3702723B2 - 圧電振動片の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片の製造方法に関し、特に工程を簡略化した圧電振動片の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＴ振動子は、圧電振動片の板厚により周波数が決定される。圧電振動片の板厚とＡＴ振動子の周波数は反比例の関係にあり、例えば圧電振動片の板厚が１００μｍのときＡＴ振動子の周波数は１６．７ＭＨｚとなり、圧電振動片の板厚が５０μｍのときＡＴ振動子の周波数は３３．４ＭＨｚとなる。
【０００３】
ところが、圧電振動片の板厚が薄くなるほど、機械的な研磨加工は困難になり、また振動に対する強度は弱くなり、圧電振動片が破損し易くなる。このため、高周波数のＡＴ振動子の圧電振動片は、中央部のみが薄く加工され、外周部が補強枠として厚く加工された、いわゆる逆メサ型の形状に作製されている。圧電振動片の中央部の薄板化は、機械的な研磨加工で行う場合もあるが、殆どがエッチング加工で行われている。
【０００４】
図１１（Ａ）、（Ｂ）は、一般的な逆メサ型ＡＴ振動片の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図である。
【０００５】
この逆メサ型ＡＴ振動片は、矩形板状の水晶で成る圧電振動片１１の中央部のみが振動部１１ａとして薄く加工され、外周部が補強枠１１ｂとして厚く加工されている。そして、振動部１１ａの表裏面には励振電極１２が形成され、補強枠１１ｂの一端には各励振電極１２に通電するための接続電極１３が形成されている。
【０００６】
このような逆メサ型ＡＴ振動片の圧電振動片１１の製造方法は、一般的には以下の２通りの方法が知られている。１番目の製造方法は、ウェハから所定の大きさの複数のチップをダイシング等で切り出し、各チップにエッチングパターンをフォトリソグラフィで形成し、各チップの中央部を所定の厚さまでエッチングして圧電振動片１１とする方法である。２番目の製造方法は、ウェハに複数のエッチングパターンをフォトリソグラフィで形成して所定の厚さまでエッチングし、複数のチップをエッチング等で分割して圧電振動片１１とする方法である。
【０００７】
図１２〜図１４は、従来の逆メサ型ＡＴ振動片の製造方法の詳細を示す工程図である。
【０００８】
先ず、水晶ウェハ２１を用意し（図１２（Ａ））、水晶ウェハ２１の両面にＣｒを厚さ５００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＣｒ膜２２を成膜し、さらにＡｕを厚さ１０００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＡｕ膜２３を成膜してフッ酸の耐蝕膜とする（図１２（Ｂ））。そして、Ａｕ膜２３の表面にフォトレジストを塗布し乾燥させてフォトレジスト膜２４を成膜する（図１２（Ｃ））。
【０００９】
次に、フォトレジスト膜２４上に圧電振動片１１の外形を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク２５を配置し、紫外線で露光してフォトマスク２５のエッチングパターンをフォトレジスト膜２４に転写する（図１２（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜２４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜２３を露出させる（図１２（Ｅ））。
【００１０】
次に、露出したＡｕ膜２３を例えばヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液で成るＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜２２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜２２をＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ２１を露出させる（図１３（Ａ））。そして、残存しているフォトレジスト膜２４を剥離する（図１３（Ｂ））。
【００１１】
続いて、露出した水晶ウェハ２１と残存しているＣｒ膜２２、Ａｕ膜２３を全て覆うようにフォトレジストを再度塗布し乾燥させてフォトレジスト膜２６を成膜する（図１３（Ｃ））。
【００１２】
次に、フォトレジスト膜２６上に圧電振動片１１の外形形状及び振動部１１ａの形状を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク２７を配置し、紫外線で露光してフォトマスク２７のエッチングパターンをフォトレジスト膜２６に転写する（図１３（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜２６の感光部分を現像液で現像して除去し、水晶ウェハ２１及びＡｕ膜２３を露出させる（図１４（Ａ））。
【００１３】
次に、露出した水晶ウェハ２１を例えばフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液で成る水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片１１の外形形状を形成する（図１４（Ｂ））。一方、露出したＡｕ膜２３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜２２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜２２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ２１を露出させる（図１４（Ｃ））。
【００１４】
次に、露出した水晶ウェハ２１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状を形成する（図１４（Ｄ））。そして、残存しているフォトレジスト膜２６とＣｒ膜２２、Ａｕ膜２３を剥離する。これにより、振動部１１ａと補強枠１１ｂを有する複数の圧電振動片１１が完成する（図１４（Ｅ））。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の圧電振動片の製造方法では、圧電振動片１１の外形形状を形成するためにフォトレジスト膜２４を形成し、圧電振動片１１の形状をパターニングした後にフォトレジスト膜２４を一旦剥離している。そして、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状を形成するためにフォトレジスト膜２６を新たに形成し、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状をパターニングした後にフォトレジスト膜２６を剥離している。このように、従来の圧電振動片の製造方法では、フォトレジスト膜の成膜・剥離を２度行う必要があるため、作業効率が非常に悪いという欠点があった。
【００１６】
本発明の目的は、上記課題を解消して、圧電振動片を製造する際の作業効率が高い圧電振動片の製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中央部が薄板化された圧電振動片の製造方法において、前記圧電振動片の基板に耐蝕膜とフォトレジスト膜を成膜し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記フォトレジスト膜の第１の不要部分に１回目の露光をし、前記第１の不要部分を現像除去し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記１回目の露光で感光していない前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記フォトレジスト膜の第２の不要部分に、前記１回目の露光より露光の際の露光量を増大させて２回目の露光をし、前記第２の不要部分を現像除去し、前記基板の露出した部分をエッチング処理し、前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記基板の露出している部分をエッチング処理することにより、前記圧電振動片の中央部を含む形状を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法である。
【００１８】
この請求項１の発明では、同一のフォトレジスト膜を圧電振動片の外形形状の形成及び中央部の形状の形成に用いているので、従来のように新たなフォトレジスト膜を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。
【００１９】
また、請求項１の発明では、２回目の露光の際は露光量を１回目の露光の際の露光量より増大させて行っているので、エッチング処理により感光性が劣化しているフォトレジスト膜でも精度良く露光することができる。
【００２０】
請求項２の発明は、中央部が薄板化された圧電振動片の製造方法において、前記圧電振動片の基板に耐蝕膜とフォトレジスト膜を成膜し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記フォトレジスト膜の第１の不要部分に１回目の露光をし、前記第１の不要部分を現像除去し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記１回目の露光で感光していない前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記フォトレジスト膜の第２の不要部分の表面層を除去し、前記第２の不要部分に、２回目の露光をし、前記第２の不要部分を現像除去し、前記基板の露出した部分をエッチング処理し、前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記基板の露出している部分をエッチング処理することにより、前記圧電振動片の中央部を含む形状を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法である。
【００２１】
この請求項２の発明では、エッチング処理により感光性が劣化しているフォトレジスト膜の表面層を除去してから２回目の露光を行っているので、２回目の露光を精度良く露光することができる。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からエッチングすることにより前記圧電振動片の外形を形成し、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の両面からハーフエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２３】
この請求項３の発明では、同一のフォトレジスト膜を圧電振動片の外形形状の形成及び中央部の形状の形成に用いているので、従来のように新たなフォトレジスト膜を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からエッチングすることにより前記圧電振動片の外形を形成し、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の片面からハーフエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２５】
この請求項４の発明では、フォトマスクのエッチングパターンを片面のレジスト膜のみに転写するようにしているので、両面のフォトマスクの位相合わせを行う必要がない。従って、フォトマスクのズレによって生じるＣＩ値の劣化やスプリアス発生のおそれが無い。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の両面からハーフエッチングすると同時に、ハーフエッチングした前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２７】
この請求項５の発明では、先に行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理をハーフエッチングの段階で一旦止め、次に、圧電振動片の中央部の形状を形成するためのエッチング処理と圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理とを同時進行させてほぼ同時に終了させることができる。従って、請求項３の発明の作用に加え、従来に比べ基板のエッチング処理時間を短縮させることができる。さらに、基板のエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片の外形エッジ部のオーバーエッチングによる欠けを防止することができ、中央部を拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の片面からハーフエッチングすると同時に、ハーフエッチングした前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２９】
この請求項６の発明では、先に行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理をハーフエッチングの段階で一旦止め、次に、圧電振動片の中央部の形状を形成するためのエッチング処理と圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理とを同時進行させてほぼ同時に終了させることができる。従って、請求項４の発明の作用に加え、従来に比べ基板のエッチング処理時間を短縮させることができる。さらに、基板のエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片の外形エッジ部のオーバーエッチングによる欠けを防止することができ、中央部を拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００３０】
請求項７の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の片面からハーフエッチングすると同時に、前記基板の他方の片面全面からエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００３１】
この請求項７の発明では、請求項６の発明の作用に加え、エッチング処理を基板の両面から行うようにしているので、基板のエッチング処理時間をさらに短縮させることができる。さらに、中央部の両面がエッチング面となるので、振動特性を良好とすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の圧電振動片の製造方法により作製された逆メサ型ＡＴ振動片の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図である。
【００３４】
この逆メサ型ＡＴ振動片は、矩形板状の水晶で成る圧電振動片３１の中央部のみが振動部３１ａとして薄く加工され、外周部が補強枠３１ｂとして厚く加工されている。そして、振動部３１ａの表裏面には励振電極３２が形成され、補強枠３１ｂの一端には各励振電極３２に通電するための接続電極３３が形成されている。
【００３５】
図２〜図４は、本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す工程図である。
【００３６】
先ず、水晶ウェハ（基板）４１を用意し（図２（Ａ））、水晶ウェハ４１の両面にＣｒを厚さ５００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＣｒ膜４２を成膜し、さらにＡｕを厚さ１０００Åとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＡｕ膜４３を成膜してフッ酸の耐蝕膜とする（図２（Ｂ））。そして、Ａｕ膜４３の表面にフォトレジストを塗布し乾燥させてフォトレジスト膜４４を成膜する（図２（Ｃ））。
【００３７】
次に、フォトレジスト膜４４上に圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク４５を配置し、紫外線で露光してフォトマスク４５のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図２（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図２（Ｅ））。
【００３８】
次に、露出したＡｕ膜４３を例えばヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液で成るＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２をＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図３（Ａ））。
【００３９】
ここまでの工程は図１２（Ａ）〜（Ｅ）及び図１３（Ａ）に示す従来の工程と同一であるが、本実施形態の工程は図１３（Ｂ）、（Ｃ）に示す従来の工程を省略した点に特徴がある。即ち、残存しているフォトレジスト膜４４は未露光であり、紫外線で再度露光することが可能であるため、このフォトレジスト膜４４を圧電振動片３１の外形形状及び振動部３１ａの形状の形成に再度用いる。これにより、従来のように新たなフォトレジスト膜２６を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。
【００４０】
ただし、フォトレジスト膜４４がＡｕ用のエッチング液やＣｒ用のエッチング液に晒されているため、フォトレジスト膜４４の感度が低下している。そこで、フォトレジスト膜４４を紫外線で再度露光する際には、露光時間を通常より長くしたり、露光パワーを通常より大きくして露光量を通常より増大させ、フォトレジスト膜４４の感度低下を補うようにする。あるいは、感度低下している部分はフォトレジスト膜４４の表面層であるため、その表面層を現像液等のアルカリ液で除去してフォトレジスト膜４４の感度を元の状態に戻すようにする。
【００４１】
以下、本実施形態の続きの工程を説明する。フォトレジスト膜４４上に振動部３１ａの形状を形成するためのエッチングパターンが形成されたフォトマスク４７を配置し、紫外線で露光してフォトマスク４７のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図３（Ｂ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図３（Ｃ））。
【００４２】
次に、露出した水晶ウェハ４１を例えばフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液で成る水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片３１の外形形状を形成する（図４（Ａ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図４（Ｂ））。
【００４３】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成する（図４（Ｃ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部３１ａと補強枠３１ｂを有する複数の圧電振動片３１が完成する（図４（Ｄ））。
【００４４】
図５は、本発明の圧電振動片の製造方法の第２の実施形態を示す工程図である。本実施形態の工程は、第１の実施形態の工程のうち図２（Ａ）〜（Ｅ）及び図３（Ａ）〜（Ｃ）までの工程は同一であるので図示及び説明は省略し、続きの工程から説明する。尚、第１の実施形態の工程図で示す構成箇所と同一構成箇所は同一番号を付す。
【００４５】
フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させたら（図５（Ａ））、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングする（図５（Ｂ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図５（Ｃ））。
【００４６】
次に、ハーフエッチングした水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片３１の外形形状を形成すると同時に、露出した水晶ウェハ４１を同じ水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成する（図５（Ｄ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部３１ａと補強枠３１ｂを有する複数の圧電振動片３１が完成する（図５（Ｅ））。
【００４７】
以上の方法によれば、第１の実施形態の効果に加え、先に行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理をハ−フエッチングの段階で止め、後で行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理と、圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成するためのエッチング処理を同時進行させてほぼ同時に終了させるようにしているので、従来に比べ水晶ウェハ４１のエッチング処理時間を短縮させることができる。
【００４８】
例えば、従来は圧電振動片１１の形状を形成するためのエッチング処理時間に２時間、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状を形成するためのエッチング処理時間に１時間、即ち全体のエッチング処理時間に３時間掛かっていたものが、本実施形態では先に行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理時間に１時間、後で行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理を含む圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成するためのエッチング処理時間に１時間、即ち水晶ウェハ４１のエッチング処理時間が２時間で済むようになる。
【００４９】
さらに、水晶ウェハ４１のエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片３１の補強枠３１ｂの外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができる。従って、補強枠３１ｂを縮小して振動部３１ａを拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００５０】
上述した各実施形態では、水晶ウェハ４１のエッチング処理を両面から行った形状の振動部３１ａを有する圧電振動片３１の製造方法について説明したが、水晶ウェハ４１のエッチング処理を片面から行った形状の振動部を有する圧電振動片の製造方法にも適用することができ、以下に説明する。
【００５１】
図６〜図８は、本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を図２〜図４に対応させて示す工程図であり、同一構成箇所は同一番号を付す。
【００５２】
先ず、水晶ウェハ４１を用意し（図６（Ａ））、水晶ウェハ４１の両面にＣｒを厚さ５００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＣｒ膜４２を成膜し、さらにＡｕを厚さ１０００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＡｕ膜４３を成膜してフッ酸の耐蝕膜とする（図６（Ｂ））。そして、Ａｕ膜４３の表面にフォトレジストを塗布し乾燥させてフォトレジスト膜４４を成膜する（図６（Ｃ））。
【００５３】
次に、片面のフォトレジスト膜４４上に圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチングパターンが形成されたフォトマスク４５を配置し、紫外線で露光してフォトマスク４５のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図６（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図６（Ｅ））。
【００５４】
次に、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図６（Ｆ））。
【００５５】
次に、片面に残存したフォトレジスト膜４４上に圧電振動片の振動部の形状を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク４７を配置し、露光時間を通常より長くしたり、露光パワーを通常より大きくし、紫外線の露光量を通常より増大させて露光し、あるいはフォトレジスト膜４４の表面層を現像液等のアルカリ液で除去した後に紫外線で露光し、フォトマスク４７の振動部５１ａの形状を形成するためのエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図７（Ａ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図７（Ｂ））。
【００５６】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片の外形形状を形成する（図７（Ｃ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図８（Ａ））。
【００５７】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片の振動部の形状を形成する（図８（Ｂ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部５１ａと補強枠５１ｂを有する複数の圧電振動片５１が完成する（図８（Ｃ））。
【００５８】
以上の方法によれば、フォトレジスト膜４４を圧電振動片５１の外形形状及び振動部５１ａの形状の形成に再度用いているので、従来のように新たなフォトレジスト膜２６を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。さらに、フォトマスク４７のエッチングパターンを片面のフォトレジスト膜４４に転写するのみで良いので、第１の実施形態で行った両面のフォトマスク４７の位置合わせを行なう必要が無くなり、フォトマスク４７のズレによって生じていたＣＩ値の劣化やスプリアスの発生等を抑えることができる。
【００５９】
尚、図示していないが、この第３の実施形態の場合も、図５に示す第２の実施形態、即ち先に行う圧電振動片５１の外形形状を形成するためのエッチング処理をハ−フエッチングの段階で止め、後で行う圧電振動片５１の外形形状を形成するためのエッチング処理と、圧電振動片５１の振動部５１ａの形状を形成するためのエッチング処理を同時進行させてほぼ同時に終了させることができる。この方法によれば、第２の実施形態の効果に加え、従来に比べ水晶ウェハ４１のエッチング処理時間を短縮させることができると共に、圧電振動片５１の補強枠５１ｂの外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができる。従って、補強枠５１ｂを縮小して振動部５１ａを拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００６０】
上述した第３の実施形態では、水晶ウェハ４１のエッチング処理を片面から行うようにしたが、水晶ウェハ４１のエッチング処理を両面から行うようにしても良く、以下に説明する。
【００６１】
図９〜図１０は、本発明の圧電振動片の製造方法の第４の実施形態を示す工程図である。本実施形態の工程は、第３の実施形態の工程のうち図６（Ａ）〜（Ｆ）までの工程は同一であるので図示及び説明は省略し、続きの工程から説明する。尚、第３の実施形態の工程図で示す構成箇所と同一構成箇所は同一番号を付す。
【００６２】
片面に残存したフォトレジスト膜４４上に振動部５１ａの形状を形成するためのエッチングパターンが形成されたフォトマスク４７を配置し、露光時間を通常より長くしたり、露光パワーを通常より大きくし、紫外線の露光量を通常より増大させて露光し、あるいはフォトレジスト膜４４の表面層を現像液等のアルカリ液で除去した後に紫外線で露光し、フォトマスク４７のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する。同時に、他方の片面のフォトレジスト膜４４全面にも紫外線を露光する（図９（Ａ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図９（Ｂ））。
【００６３】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングする（図９（Ｃ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図１０（Ａ））。
【００６４】
次に、ハーフエッチングした水晶ウェハ４１を両面から上述した水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片の外形形状を形成すると同時に、露出した水晶ウェハ４１を両面から同じ水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片の振動部の形状を形成する（図１０（Ｂ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部５１ａと補強枠５１ｂを有する複数の圧電振動片５１が完成する（図１０（Ｃ））。この方法によれば、第３の実施形態の効果に加え、水晶ウェハ４１のエッチング処理時間をさらに短縮させることができると共に、圧電振動片５１の補強枠５１ｂの外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができる。従って、補強枠５１ｂを縮小して振動部５１ａを拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。さらに、振動部５１ａの両面がエッチング面となるので、振動特性が良好となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、同一のフォトレジスト膜を圧電振動片の外形形状の形成及び振動部の形状の形成に用いる場合は、従来のように新たなフォトレジスト膜を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。また、先に行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理をハ−フエッチングの段階で止め、後で行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理と、圧電振動片の振動部の形状を形成するためのエッチング処理を同時進行させてほぼ同時に終了させる場合は、従来に比べ水晶ウェハのエッチング処理時間を短縮させることができる。さらに、水晶ウェハのエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片の補強枠の外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができ、補強枠を縮小して振動部を拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００６６】
また、フォトマスクのエッチングパターンを片面のフォトレジスト膜にのみ転写する場合は、両面のフォトマスクの位置合わせを行なう必要が無くなり、フォトマスクのズレによって生じていたＣＩ値の劣化やスプリアスの発生等を抑えることができる。また、振動部の両面をエッチング面とする場合は、振動特性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電振動片の製造方法により作製された逆メサ型ＡＴ振動片の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図。
【図２】本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す第１の工程図。
【図３】本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す第２の工程図。
【図４】本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す第３の工程図。
【図５】本発明の圧電振動片の製造方法の第２の実施形態を示す工程図。
【図６】本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を示す第１の工程図。
【図７】本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を示す第２の工程図。
【図８】本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を示す第３の工程図。
【図９】本発明の圧電振動片の製造方法の第４の実施形態を示す第１の工程図。
【図１０】本発明の圧電振動片の製造方法の第４の実施形態を示す第２の工程図。
【図１１】一般的な逆メサ型ＡＴ振動子の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図。
【図１２】従来の逆メサ型ＡＴ振動子の製造方法の詳細を示す第１の工程図。
【図１３】従来の逆メサ型ＡＴ振動子の製造方法の詳細を示す第２の工程図。
【図１４】従来の逆メサ型ＡＴ振動子の製造方法の詳細を示す第３の工程図。
【符号の説明】
３１ 圧電振動片
３１ａ 振動部
３１ｂ 補強枠
３２ 励振電極
３３ 接続電極
４１ 水晶ウェハ
４２ Ｃｒ膜
４３ Ａｕ膜
４４ フォトレジスト膜
４５ フォトマスク
４７ フォトマスク
５１ 圧電振動片
５１ａ 振動部
５１ｂ 補強枠
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片の製造方法に関し、特に工程を簡略化した圧電振動片の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＴ振動子は、圧電振動片の板厚により周波数が決定される。圧電振動片の板厚とＡＴ振動子の周波数は反比例の関係にあり、例えば圧電振動片の板厚が１００μｍのときＡＴ振動子の周波数は１６．７ＭＨｚとなり、圧電振動片の板厚が５０μｍのときＡＴ振動子の周波数は３３．４ＭＨｚとなる。
【０００３】
ところが、圧電振動片の板厚が薄くなるほど、機械的な研磨加工は困難になり、また振動に対する強度は弱くなり、圧電振動片が破損し易くなる。このため、高周波数のＡＴ振動子の圧電振動片は、中央部のみが薄く加工され、外周部が補強枠として厚く加工された、いわゆる逆メサ型の形状に作製されている。圧電振動片の中央部の薄板化は、機械的な研磨加工で行う場合もあるが、殆どがエッチング加工で行われている。
【０００４】
図１１（Ａ）、（Ｂ）は、一般的な逆メサ型ＡＴ振動片の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図である。
【０００５】
この逆メサ型ＡＴ振動片は、矩形板状の水晶で成る圧電振動片１１の中央部のみが振動部１１ａとして薄く加工され、外周部が補強枠１１ｂとして厚く加工されている。そして、振動部１１ａの表裏面には励振電極１２が形成され、補強枠１１ｂの一端には各励振電極１２に通電するための接続電極１３が形成されている。
【０００６】
このような逆メサ型ＡＴ振動片の圧電振動片１１の製造方法は、一般的には以下の２通りの方法が知られている。１番目の製造方法は、ウェハから所定の大きさの複数のチップをダイシング等で切り出し、各チップにエッチングパターンをフォトリソグラフィで形成し、各チップの中央部を所定の厚さまでエッチングして圧電振動片１１とする方法である。２番目の製造方法は、ウェハに複数のエッチングパターンをフォトリソグラフィで形成して所定の厚さまでエッチングし、複数のチップをエッチング等で分割して圧電振動片１１とする方法である。
【０００７】
図１２〜図１４は、従来の逆メサ型ＡＴ振動片の製造方法の詳細を示す工程図である。
【０００８】
先ず、水晶ウェハ２１を用意し（図１２（Ａ））、水晶ウェハ２１の両面にＣｒを厚さ５００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＣｒ膜２２を成膜し、さらにＡｕを厚さ１０００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＡｕ膜２３を成膜してフッ酸の耐蝕膜とする（図１２（Ｂ））。そして、Ａｕ膜２３の表面にフォトレジストを塗布し乾燥させてフォトレジスト膜２４を成膜する（図１２（Ｃ））。
【０００９】
次に、フォトレジスト膜２４上に圧電振動片１１の外形を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク２５を配置し、紫外線で露光してフォトマスク２５のエッチングパターンをフォトレジスト膜２４に転写する（図１２（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜２４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜２３を露出させる（図１２（Ｅ））。
【００１０】
次に、露出したＡｕ膜２３を例えばヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液で成るＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜２２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜２２をＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ２１を露出させる（図１３（Ａ））。そして、残存しているフォトレジスト膜２４を剥離する（図１３（Ｂ））。
【００１１】
続いて、露出した水晶ウェハ２１と残存しているＣｒ膜２２、Ａｕ膜２３を全て覆うようにフォトレジストを再度塗布し乾燥させてフォトレジスト膜２６を成膜する（図１３（Ｃ））。
【００１２】
次に、フォトレジスト膜２６上に圧電振動片１１の外形形状及び振動部１１ａの形状を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク２７を配置し、紫外線で露光してフォトマスク２７のエッチングパターンをフォトレジスト膜２６に転写する（図１３（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜２６の感光部分を現像液で現像して除去し、水晶ウェハ２１及びＡｕ膜２３を露出させる（図１４（Ａ））。
【００１３】
次に、露出した水晶ウェハ２１を例えばフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液で成る水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片１１の外形形状を形成する（図１４（Ｂ））。一方、露出したＡｕ膜２３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜２２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜２２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ２１を露出させる（図１４（Ｃ））。
【００１４】
次に、露出した水晶ウェハ２１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状を形成する（図１４（Ｄ））。そして、残存しているフォトレジスト膜２６とＣｒ膜２２、Ａｕ膜２３を剥離する。これにより、振動部１１ａと補強枠１１ｂを有する複数の圧電振動片１１が完成する（図１４（Ｅ））。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の圧電振動片の製造方法では、圧電振動片１１の外形形状を形成するためにフォトレジスト膜２４を形成し、圧電振動片１１の形状をパターニングした後にフォトレジスト膜２４を一旦剥離している。そして、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状を形成するためにフォトレジスト膜２６を新たに形成し、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状をパターニングした後にフォトレジスト膜２６を剥離している。このように、従来の圧電振動片の製造方法では、フォトレジスト膜の成膜・剥離を２度行う必要があるため、作業効率が非常に悪いという欠点があった。
【００１６】
本発明の目的は、上記課題を解消して、圧電振動片を製造する際の作業効率が高い圧電振動片の製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中央部が薄板化された圧電振動片の製造方法において、前記圧電振動片の基板に耐蝕膜とフォトレジスト膜を成膜し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記フォトレジスト膜の第１の不要部分に１回目の露光をし、前記第１の不要部分を現像除去し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記１回目の露光で感光していない前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記フォトレジスト膜の第２の不要部分に、前記１回目の露光より露光の際の露光量を増大させて２回目の露光をし、前記第２の不要部分を現像除去し、前記基板の露出した部分をエッチング処理し、前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記基板の露出している部分をエッチング処理することにより、前記圧電振動片の中央部を含む形状を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法である。
【００１８】
この請求項１の発明では、同一のフォトレジスト膜を圧電振動片の外形形状の形成及び中央部の形状の形成に用いているので、従来のように新たなフォトレジスト膜を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。
【００１９】
また、請求項１の発明では、２回目の露光の際は露光量を１回目の露光の際の露光量より増大させて行っているので、エッチング処理により感光性が劣化しているフォトレジスト膜でも精度良く露光することができる。
【００２０】
請求項２の発明は、中央部が薄板化された圧電振動片の製造方法において、前記圧電振動片の基板に耐蝕膜とフォトレジスト膜を成膜し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記フォトレジスト膜の第１の不要部分に１回目の露光をし、前記第１の不要部分を現像除去し、前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記１回目の露光で感光していない前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記フォトレジスト膜の第２の不要部分の表面層を除去し、前記第２の不要部分に、２回目の露光をし、前記第２の不要部分を現像除去し、前記基板の露出した部分をエッチング処理し、前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、前記基板の露出している部分をエッチング処理することにより、前記圧電振動片の中央部を含む形状を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法である。
【００２１】
この請求項２の発明では、エッチング処理により感光性が劣化しているフォトレジスト膜の表面層を除去してから２回目の露光を行っているので、２回目の露光を精度良く露光することができる。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からエッチングすることにより前記圧電振動片の外形を形成し、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の両面からハーフエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２３】
この請求項３の発明では、同一のフォトレジスト膜を圧電振動片の外形形状の形成及び中央部の形状の形成に用いているので、従来のように新たなフォトレジスト膜を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からエッチングすることにより前記圧電振動片の外形を形成し、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の片面からハーフエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２５】
この請求項４の発明では、フォトマスクのエッチングパターンを片面のレジスト膜のみに転写するようにしているので、両面のフォトマスクの位相合わせを行う必要がない。従って、フォトマスクのズレによって生じるＣＩ値の劣化やスプリアス発生のおそれが無い。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の両面からハーフエッチングすると同時に、ハーフエッチングした前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２７】
この請求項５の発明では、先に行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理をハーフエッチングの段階で一旦止め、次に、圧電振動片の中央部の形状を形成するためのエッチング処理と圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理とを同時進行させてほぼ同時に終了させることができる。従って、請求項３の発明の作用に加え、従来に比べ基板のエッチング処理時間を短縮させることができる。さらに、基板のエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片の外形エッジ部のオーバーエッチングによる欠けを防止することができ、中央部を拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の片面からハーフエッチングすると同時に、ハーフエッチングした前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００２９】
この請求項６の発明では、先に行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理をハーフエッチングの段階で一旦止め、次に、圧電振動片の中央部の形状を形成するためのエッチング処理と圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理とを同時進行させてほぼ同時に終了させることができる。従って、請求項４の発明の作用に加え、従来に比べ基板のエッチング処理時間を短縮させることができる。さらに、基板のエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片の外形エッジ部のオーバーエッチングによる欠けを防止することができ、中央部を拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００３０】
請求項７の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の片面からハーフエッチングすると同時に、前記基板の他方の片面全面からエッチングする圧電振動片の製造方法である。
【００３１】
この請求項７の発明では、請求項６の発明の作用に加え、エッチング処理を基板の両面から行うようにしているので、基板のエッチング処理時間をさらに短縮させることができる。さらに、中央部の両面がエッチング面となるので、振動特性を良好とすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の圧電振動片の製造方法により作製された逆メサ型ＡＴ振動片の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図である。
【００３４】
この逆メサ型ＡＴ振動片は、矩形板状の水晶で成る圧電振動片３１の中央部のみが振動部３１ａとして薄く加工され、外周部が補強枠３１ｂとして厚く加工されている。そして、振動部３１ａの表裏面には励振電極３２が形成され、補強枠３１ｂの一端には各励振電極３２に通電するための接続電極３３が形成されている。
【００３５】
図２〜図４は、本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す工程図である。
【００３６】
先ず、水晶ウェハ（基板）４１を用意し（図２（Ａ））、水晶ウェハ４１の両面にＣｒを厚さ５００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＣｒ膜４２を成膜し、さらにＡｕを厚さ１０００Åとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＡｕ膜４３を成膜してフッ酸の耐蝕膜とする（図２（Ｂ））。そして、Ａｕ膜４３の表面にフォトレジストを塗布し乾燥させてフォトレジスト膜４４を成膜する（図２（Ｃ））。
【００３７】
次に、フォトレジスト膜４４上に圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク４５を配置し、紫外線で露光してフォトマスク４５のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図２（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図２（Ｅ））。
【００３８】
次に、露出したＡｕ膜４３を例えばヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液で成るＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２をＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図３（Ａ））。
【００３９】
ここまでの工程は図１２（Ａ）〜（Ｅ）及び図１３（Ａ）に示す従来の工程と同一であるが、本実施形態の工程は図１３（Ｂ）、（Ｃ）に示す従来の工程を省略した点に特徴がある。即ち、残存しているフォトレジスト膜４４は未露光であり、紫外線で再度露光することが可能であるため、このフォトレジスト膜４４を圧電振動片３１の外形形状及び振動部３１ａの形状の形成に再度用いる。これにより、従来のように新たなフォトレジスト膜２６を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。
【００４０】
ただし、フォトレジスト膜４４がＡｕ用のエッチング液やＣｒ用のエッチング液に晒されているため、フォトレジスト膜４４の感度が低下している。そこで、フォトレジスト膜４４を紫外線で再度露光する際には、露光時間を通常より長くしたり、露光パワーを通常より大きくして露光量を通常より増大させ、フォトレジスト膜４４の感度低下を補うようにする。あるいは、感度低下している部分はフォトレジスト膜４４の表面層であるため、その表面層を現像液等のアルカリ液で除去してフォトレジスト膜４４の感度を元の状態に戻すようにする。
【００４１】
以下、本実施形態の続きの工程を説明する。フォトレジスト膜４４上に振動部３１ａの形状を形成するためのエッチングパターンが形成されたフォトマスク４７を配置し、紫外線で露光してフォトマスク４７のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図３（Ｂ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図３（Ｃ））。
【００４２】
次に、露出した水晶ウェハ４１を例えばフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液で成る水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片３１の外形形状を形成する（図４（Ａ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図４（Ｂ））。
【００４３】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成する（図４（Ｃ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部３１ａと補強枠３１ｂを有する複数の圧電振動片３１が完成する（図４（Ｄ））。
【００４４】
図５は、本発明の圧電振動片の製造方法の第２の実施形態を示す工程図である。本実施形態の工程は、第１の実施形態の工程のうち図２（Ａ）〜（Ｅ）及び図３（Ａ）〜（Ｃ）までの工程は同一であるので図示及び説明は省略し、続きの工程から説明する。尚、第１の実施形態の工程図で示す構成箇所と同一構成箇所は同一番号を付す。
【００４５】
フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させたら（図５（Ａ））、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングする（図５（Ｂ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図５（Ｃ））。
【００４６】
次に、ハーフエッチングした水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片３１の外形形状を形成すると同時に、露出した水晶ウェハ４１を同じ水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成する（図５（Ｄ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部３１ａと補強枠３１ｂを有する複数の圧電振動片３１が完成する（図５（Ｅ））。
【００４７】
以上の方法によれば、第１の実施形態の効果に加え、先に行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理をハ−フエッチングの段階で止め、後で行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理と、圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成するためのエッチング処理を同時進行させてほぼ同時に終了させるようにしているので、従来に比べ水晶ウェハ４１のエッチング処理時間を短縮させることができる。
【００４８】
例えば、従来は圧電振動片１１の形状を形成するためのエッチング処理時間に２時間、圧電振動片１１の振動部１１ａの形状を形成するためのエッチング処理時間に１時間、即ち全体のエッチング処理時間に３時間掛かっていたものが、本実施形態では先に行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理時間に１時間、後で行う圧電振動片３１の外形形状を形成するためのエッチング処理を含む圧電振動片３１の振動部３１ａの形状を形成するためのエッチング処理時間に１時間、即ち水晶ウェハ４１のエッチング処理時間が２時間で済むようになる。
【００４９】
さらに、水晶ウェハ４１のエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片３１の補強枠３１ｂの外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができる。従って、補強枠３１ｂを縮小して振動部３１ａを拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００５０】
上述した各実施形態では、水晶ウェハ４１のエッチング処理を両面から行った形状の振動部３１ａを有する圧電振動片３１の製造方法について説明したが、水晶ウェハ４１のエッチング処理を片面から行った形状の振動部を有する圧電振動片の製造方法にも適用することができ、以下に説明する。
【００５１】
図６〜図８は、本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を図２〜図４に対応させて示す工程図であり、同一構成箇所は同一番号を付す。
【００５２】
先ず、水晶ウェハ４１を用意し（図６（Ａ））、水晶ウェハ４１の両面にＣｒを厚さ５００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＣｒ膜４２を成膜し、さらにＡｕを厚さ１０００オングストロームとなるまで蒸着あるいはスパッタリングしてＡｕ膜４３を成膜してフッ酸の耐蝕膜とする（図６（Ｂ））。そして、Ａｕ膜４３の表面にフォトレジストを塗布し乾燥させてフォトレジスト膜４４を成膜する（図６（Ｃ））。
【００５３】
次に、片面のフォトレジスト膜４４上に圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチングパターンが形成されたフォトマスク４５を配置し、紫外線で露光してフォトマスク４５のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図６（Ｄ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図６（Ｅ））。
【００５４】
次に、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図６（Ｆ））。
【００５５】
次に、片面に残存したフォトレジスト膜４４上に圧電振動片の振動部の形状を形成するためのエッチングパターンが描画されたフォトマスク４７を配置し、露光時間を通常より長くしたり、露光パワーを通常より大きくし、紫外線の露光量を通常より増大させて露光し、あるいはフォトレジスト膜４４の表面層を現像液等のアルカリ液で除去した後に紫外線で露光し、フォトマスク４７の振動部５１ａの形状を形成するためのエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する（図７（Ａ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図７（Ｂ））。
【００５６】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片の外形形状を形成する（図７（Ｃ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図８（Ａ））。
【００５７】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片の振動部の形状を形成する（図８（Ｂ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部５１ａと補強枠５１ｂを有する複数の圧電振動片５１が完成する（図８（Ｃ））。
【００５８】
以上の方法によれば、フォトレジスト膜４４を圧電振動片５１の外形形状及び振動部５１ａの形状の形成に再度用いているので、従来のように新たなフォトレジスト膜２６を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。さらに、フォトマスク４７のエッチングパターンを片面のフォトレジスト膜４４に転写するのみで良いので、第１の実施形態で行った両面のフォトマスク４７の位置合わせを行なう必要が無くなり、フォトマスク４７のズレによって生じていたＣＩ値の劣化やスプリアスの発生等を抑えることができる。
【００５９】
尚、図示していないが、この第３の実施形態の場合も、図５に示す第２の実施形態、即ち先に行う圧電振動片５１の外形形状を形成するためのエッチング処理をハ−フエッチングの段階で止め、後で行う圧電振動片５１の外形形状を形成するためのエッチング処理と、圧電振動片５１の振動部５１ａの形状を形成するためのエッチング処理を同時進行させてほぼ同時に終了させることができる。この方法によれば、第２の実施形態の効果に加え、従来に比べ水晶ウェハ４１のエッチング処理時間を短縮させることができると共に、圧電振動片５１の補強枠５１ｂの外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができる。従って、補強枠５１ｂを縮小して振動部５１ａを拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００６０】
上述した第３の実施形態では、水晶ウェハ４１のエッチング処理を片面から行うようにしたが、水晶ウェハ４１のエッチング処理を両面から行うようにしても良く、以下に説明する。
【００６１】
図９〜図１０は、本発明の圧電振動片の製造方法の第４の実施形態を示す工程図である。本実施形態の工程は、第３の実施形態の工程のうち図６（Ａ）〜（Ｆ）までの工程は同一であるので図示及び説明は省略し、続きの工程から説明する。尚、第３の実施形態の工程図で示す構成箇所と同一構成箇所は同一番号を付す。
【００６２】
片面に残存したフォトレジスト膜４４上に振動部５１ａの形状を形成するためのエッチングパターンが形成されたフォトマスク４７を配置し、露光時間を通常より長くしたり、露光パワーを通常より大きくし、紫外線の露光量を通常より増大させて露光し、あるいはフォトレジスト膜４４の表面層を現像液等のアルカリ液で除去した後に紫外線で露光し、フォトマスク４７のエッチングパターンをフォトレジスト膜４４に転写する。同時に、他方の片面のフォトレジスト膜４４全面にも紫外線を露光する（図９（Ａ））。そして、フォトレジスト膜４４の感光部分を現像液で現像して除去し、Ａｕ膜４３を露出させる（図９（Ｂ））。
【００６３】
次に、露出した水晶ウェハ４１を上述した水晶用のエッチング液でハーフエッチングする（図９（Ｃ））。一方、露出したＡｕ膜４３を上述したＡｕ用のエッチング液でエッチングし、Ｃｒ膜４２を露出させ、さらに露出したＣｒ膜４２を上述したＣｒ用のエッチング液でエッチングし、水晶ウェハ４１を露出させる（図１０（Ａ））。
【００６４】
次に、ハーフエッチングした水晶ウェハ４１を両面から上述した水晶用のエッチング液でエッチングし、圧電振動片の外形形状を形成すると同時に、露出した水晶ウェハ４１を両面から同じ水晶用のエッチング液でハーフエッチングし、圧電振動片の振動部の形状を形成する（図１０（Ｂ））。そして、残存しているフォトレジスト膜４４とＣｒ膜４２、Ａｕ膜４３を剥離する。これにより、振動部５１ａと補強枠５１ｂを有する複数の圧電振動片５１が完成する（図１０（Ｃ））。この方法によれば、第３の実施形態の効果に加え、水晶ウェハ４１のエッチング処理時間をさらに短縮させることができると共に、圧電振動片５１の補強枠５１ｂの外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができる。従って、補強枠５１ｂを縮小して振動部５１ａを拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。さらに、振動部５１ａの両面がエッチング面となるので、振動特性が良好となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、同一のフォトレジスト膜を圧電振動片の外形形状の形成及び振動部の形状の形成に用いる場合は、従来のように新たなフォトレジスト膜を成膜・剥離する必要が無くなり、工程を簡略化させて作業効率を向上させ、また作業コストを低減させることができる。また、先に行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理をハ−フエッチングの段階で止め、後で行う圧電振動片の外形形状を形成するためのエッチング処理と、圧電振動片の振動部の形状を形成するためのエッチング処理を同時進行させてほぼ同時に終了させる場合は、従来に比べ水晶ウェハのエッチング処理時間を短縮させることができる。さらに、水晶ウェハのエッチング処理時間が短縮されるので、圧電振動片の補強枠の外形エッジ部のオ−バ−エッチングによる欠けを防止することができ、補強枠を縮小して振動部を拡大することができ、スプリアスを抑制することができる。
【００６６】
また、フォトマスクのエッチングパターンを片面のフォトレジスト膜にのみ転写する場合は、両面のフォトマスクの位置合わせを行なう必要が無くなり、フォトマスクのズレによって生じていたＣＩ値の劣化やスプリアスの発生等を抑えることができる。また、振動部の両面をエッチング面とする場合は、振動特性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧電振動片の製造方法により作製された逆メサ型ＡＴ振動片の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図。
【図２】本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す第１の工程図。
【図３】本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す第２の工程図。
【図４】本発明の圧電振動片の製造方法の第１の実施形態を示す第３の工程図。
【図５】本発明の圧電振動片の製造方法の第２の実施形態を示す工程図。
【図６】本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を示す第１の工程図。
【図７】本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を示す第２の工程図。
【図８】本発明の圧電振動片の製造方法の第３の実施形態を示す第３の工程図。
【図９】本発明の圧電振動片の製造方法の第４の実施形態を示す第１の工程図。
【図１０】本発明の圧電振動片の製造方法の第４の実施形態を示す第２の工程図。
【図１１】一般的な逆メサ型ＡＴ振動子の一例を示す斜視図及びそのＡ−Ａ線断面図。
【図１２】従来の逆メサ型ＡＴ振動子の製造方法の詳細を示す第１の工程図。
【図１３】従来の逆メサ型ＡＴ振動子の製造方法の詳細を示す第２の工程図。
【図１４】従来の逆メサ型ＡＴ振動子の製造方法の詳細を示す第３の工程図。
【符号の説明】
３１ 圧電振動片
３１ａ 振動部
３１ｂ 補強枠
３２ 励振電極
３３ 接続電極
４１ 水晶ウェハ
４２ Ｃｒ膜
４３ Ａｕ膜
４４ フォトレジスト膜
４５ フォトマスク
４７ フォトマスク
５１ 圧電振動片
５１ａ 振動部
５１ｂ 補強枠
Claims (7)
- 中央部が薄板化された圧電振動片の製造方法において、
前記圧電振動片の基板に耐蝕膜とフォトレジスト膜を成膜し、
前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記フォトレジスト膜の第１の不要部分に１回目の露光をし、前記第１の不要部分を現像除去し、
前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、
前記１回目の露光で感光していない前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記フォトレジスト膜の第２の不要部分に、前記１回目の露光より露光の際の露光量を増大させて２回目の露光をし、前記第２の不要部分を現像除去し、
前記基板の露出した部分をエッチング処理し、
前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、 前記基板の露出している部分をエッチング処理することにより、前記圧電振動片の中央部を含む形状を形成する
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。 - 中央部が薄板化された圧電振動片の製造方法において、
前記圧電振動片の基板に耐蝕膜とフォトレジスト膜を成膜し、
前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記フォトレジスト膜の第１の不要部分に１回目の露光をし、前記第１の不要部分を現像除去し、
前記圧電振動片の外形形状の外側に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、
前記１回目の露光で感光していない前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記フォトレジスト膜の第２の不要部分の表面層を除去し、
前記第２の不要部分に、２回目の露光をし、前記第２の不要部分を現像除去し、
前記基板の露出した部分をエッチング処理し、
前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記耐蝕膜の不要部分をエッチング除去し、 前記基板の露出している部分をエッチング処理することにより、前記圧電振動片の中央部を含む形状を形成する
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。 - 前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からエッチングすることにより前記圧電振動片の外形を形成し、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の両面からハーフエッチングする請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法。
- 前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からエッチングすることにより前記圧電振動片の外形を形成し、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応した前記基板の片面からハーフエッチングする請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法。
- 前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応して前記基板の両面からハーフエッチングすると同時に、ハーフエッチングした前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の両面からエッチングする請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法。
- 前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングすると同時に、ハーフエッチングした前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からエッチングする請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法。
- 前記圧電振動片の基板のエッチング処理は、前記圧電振動片の外形形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングし、その後に前記圧電振動片の中央部の形状に対応して前記基板の片面からハーフエッチングすると同時に、前記基板の他方の片面全面からエッチングする請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法。
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