JP4341340B2

JP4341340B2 - 圧電振動デバイスの製造方法および製造装置

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Publication number: JP4341340B2
Application number: JP2003296522A
Authority: JP
Inventors: 俊介佐藤; 直樹幸田
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: JP2005072710A

Description

本発明は、ウエハに形成された複数個の振動部の周波数調整を行なう圧電振動デバイスの製造方法および製造装置に関する。

近年、各種通信機器の高周波数化、またはＰＣ（ＰａｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）などの電子機器の動作周波数の高周波数化にともなって、圧電デバイス、例えば水晶振動子、水晶フィルタ等も高周波数化への対応が求められている。

一般に、高周波数化に対応した圧電振動デバイスとして水晶振動デバイスが挙げられ、この水晶振動デバイスには、例えば、ＡＴカット水晶板が設けられ、このＡＴカット水晶板の厚みすべり振動により高周波を発生させる。ここでいうＡＴカット水晶板の周波数はその厚さで決定されており、これら周波数と厚さとは反比例する。

ところで、この水晶振動デバイスに用いるＡＴカット水晶板の主面には、周波数を限定するために凹部（逆メサ構造）が形成されている。この凹部は、ＡＴカット水晶板の主面をエッチングすることにより形成される。

しかし、ＡＴカット水晶板の主面に、エッチング工程により凹部を形成した時、周波数バラツキが生じる。この周波数バラツキの原因として、エッチングを行なうＡＴカット水晶板の主面の研磨状態や、ＡＴカット水晶板の主面のエッチングを行なっている時の対流などが挙げられる。

この周波数バラツキが原因となり、ＡＴカット水晶板の周波数を予め設定した目標周波数範囲内に収めることは難しい。

そこで、従来の技術に、周波数バラツキを抑えた圧電振動デバイスの製造方法および製造装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

この下記する特許文献１に開示の圧電振動デバイスの製造方法は、図２０に示すような製造装置を用いて、圧電デバイス（水晶振動デバイス）を大面積圧電ウェハ（以下、圧電ウエハという）から複数個一括製造する方法である。

すなわち、圧電ウェハ９１の面上にエッチングにより複数の凹部９２を所定の配列で形成することにより、各凹部９２底面に振動部９３を形成する。振動部９３を形成した後に、圧電ウェハ９１上に形成した各振動部９３の肉厚のバラツキを測定する。そして、肉厚測定工程にて検出された個々の振動部９３の肉厚についてのバラツキを修正して規定肉厚にまで減少させるために、個々の凹部９２内にエッチング液９４を滴下する。このエッチング液９４の滴下した後の所定時間経過後に、エッチング液９４を中和する中和液を各凹部９２内に滴下し、肉厚を微調整する。

この特許文献１に開示の圧電振動デバイスの製造方法および製造装置によれば、エッチングの進行を停止させる作業を各振動部毎に行なうことができる。また、エッチングを効率的に行うことにより、微調整精度を高めて、製品の品質低下を防止することができる。
特開２００１−１０２６５４号公報

ところで、上記した特許文献１に開示の圧電振動デバイスの製造方法および製造装置によれば、エッチング液９４を、１滴ずつ各振動部９３に滴下している。そのため、エッチング液９４が、滴下予定の振動部９３以外の領域、例えば、他の振動部９３や凹部９２以外の領域に滴下する場合があり、エッチング液９４による振動部のエッチングが確実に行われることはなく、周波数のバラツキを修正することはできない。また、エッチング液９４を１滴ずつ滴下するため、滴下する振動部９３の数に比例してタイムラグが発生し、圧電振動デバイスを製造するための時間やコストを抑えることができない。

また、上記した特許文献１に開示の圧電振動デバイスの製造方法および製造装置によれば、エッチング液９４を、所定の振動部９３の主面全面をエッチングするよう主面全面に滴下している。そのため、例えば、この製造装置により製造された圧電振動デバイスが、一主面に２つの電極が形成された２ポール型の水晶フィルタである場合、一主面に形成された２つの電極を形成する主面領域ごとに対応させたエッチングを行なうことができず、２つの電極のバランス調整を良好に行なうことができない。さらに、圧電振動デバイスが、水晶振動子である場合、一主面全面にのみエッチングを行なうので、厚さ微調整を行なうことができず、良好なスプリアス特性を得ることができない。

さらに、上記した特許文献１に開示の圧電振動デバイスの製造方法および製造装置によれば、エッチング液９４を、所定の振動部９３の一主面にのみ滴下して一主面のみエッチングを行なう。そのため、他主面も一主面と同時にエッチングすることができず、圧電振動デバイスを製造するための時間を抑えることができない。

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、振動部へのエッチング後の周波数バラツキを抑制するとともに、エッチングの際のタイムラグを無くし、圧電振動デバイスを製造するための時間やコストを抑える圧電振動デバイスの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動デバイスの製造方法は、ウエハに複数個の振動部を形成し、これら振動部の周波数調整を行なう圧電振動デバイスの製造方法において、複数個の前記振動部をそれぞれ個別に識別するとともに、これら振動部の少なくとも一主面に複数の主面領域を設定して、これら主面領域を個別に認識するエリア設定工程と、複数個の前記振動部の周波数を測定する測定工程と、予め設定した目標周波数と、前記測定工程により測定した周波数とを比較し、比較データを算出する比較工程と、前記比較工程により算出した比較データに基づいて周波数調整を行なわない前記振動部およびこの振動部のうち周波数調整を行なわない前記主面領域を決定する決定工程と、前記決定工程により決定した前記振動部の前記主面領域を被覆材で覆う被覆工程と、前記被覆工程の後に、複数個の前記振動部の前記主面領域のうち前記被覆材で覆われていない露出領域をエッチングするエッチング工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、エリア設定工程と測定工程と比較工程と決定工程と被覆工程とエッチング工程とを有するので、複数個の振動部のうち、周波数調整を行ないたい振動部をエッチングするだけではなく、さらに、エッチングしたい振動部をさらに再分割して周波数調整を行ないたい主面領域のみをエッチングして、振動部へのエッチング後の周波数バラツキを抑えることが可能となる。そのため、目標とする周波数範囲が狭い条件であっても、全ての振動部の周波数をその範囲内に収めることが可能となる。また、エリア設定工程と測定工程と比較工程により、エッチング領域を、振動部の主面全面ではなく主面領域ごとに限定することで、エッチングを的確に時間的ロスなく行なえ、その結果、エッチングの際のタイムラグを無くし、圧電振動デバイスを製造するための時間やコストを抑えることが可能となる。

また、圧電振動デバイスの製造に関して、振動部の製造段階で周波数の微調整を行なうので、例えば、振動部への電極の蒸着前の周波数を揃えることが可能となるため、パーシャルタクトを抑えることが可能となる。すなわち、振動部を圧電振動デバイスのケースに収めた時点での振動部の周波数調整の幅を狭めることが可能となり、その結果、圧電振動デバイスを製造するための時間やコストを抑えることが可能となる。

上記方法において、上記エッチング工程は、すべての上記振動部に対して同時にエッチングするウエットエッチングにより、上記被覆材で覆われていない上記露出領域をエッチングしてもよい。

この場合、エッチング工程が、すべての振動部に対して同時にエッチングするウエットエッチングにより、被覆材で覆われていない露出領域をエッチングするので、複数個の振動部を１つずつエッチングすることと比較して製造時間を短縮することが可能となり、さらに、エッチングしたくない領域全てを被覆材で覆うので、露出領域のみを正確にエッチングすることが可能となる。

上記方法において、上記測定工程は、複数の電極部を上記振動部の上記主面領域の上記両主面外方に配して、複数の対向する電極対部を形成し、これら電極対部によってその間に位置する上記振動部の上記主面領域における周波数を測定してもよい。

この場合、測定工程は、電極対部によってその間に位置する振動部の主面領域における周波数を測定するので、測定したい主面領域と他の主面領域とを区別して、測定した主面領域のみの周波数を測定することが可能となる。

上記方法において、上記測定工程により測定した各上記振動部およびその主面領域の周波数に基づいて、エッチングを行なう上記振動部およびその主面領域ごとにエッチングレートを変更し、複数回上記被覆工程および上記エッチング工程を行なってもよい。

この場合、測定工程により測定した各振動部およびその主面領域の周波数に基づいて、エッチングを行なう振動部およびその主面領域ごとにエッチングレートを変更し、複数回被覆工程およびエッチング工程を行なうので、各振動部に対して個別にエッチングによる周波数調整を行なうことが可能となり、その結果、複数個の振動部の周波数のバラツキを抑えることが可能となる。

また、上記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動デバイスの製造装置は、ウエハに形成された複数個の振動部の周波数調整を行なう圧電振動デバイスの製造装置において、複数個の前記振動部をそれぞれ個別に識別するとともに、これら振動部の少なくとも一主面にそれぞれ複数の主面領域を設定して、これら主面領域を個別に認識するエリア設定手段と、複数個の前記振動部の周波数を測定する測定手段と、予め設定した目標周波数と、前記測定手段により測定した周波数とを比較し、比較データを算出する比較手段と、前記比較手段により算出した比較データに基づいて周波数調整を行なわない前記振動部およびこの振動部のうち周波数調整を行なわない主面領域を決定する決定手段と、前記決定手段により決定した前記振動部の前記主面領域を被覆材で覆う被覆手段と、前記被覆手段により複数個の前記振動部の主面領域のうち前記被覆材で覆われていない露出領域をエッチングするエッチング手段と、が設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、エリア設定手段と測定手段と比較手段と決定手段と被覆手段とエッチング手段とが設けられるので、複数個の振動部のうち、周波数調整を行ないたい振動部をエッチングするだけではなく、さらに、エッチングしたい振動部をさらに再分割して周波数調整を行ないたい主面領域のみをエッチングして、振動部へのエッチング後の周波数バラツキを抑えることが可能となる。そのため、目標とする周波数範囲が狭い条件であっても、全ての振動部の周波数をその範囲内に収めることが可能となる。また、エリア設定手段と測定手段と比較手段により、エッチング領域を、振動部の主面全面ではなく主面領域ごとに限定することで、エッチングを的確に時間的ロスなく行なえ、その結果、エッチングの際のタイムラグを無くし、圧電振動デバイスを製造するための時間やコストを抑えることが可能となる。

上記構成において、上記エッチング手段は、すべての上記振動部に対して同時にエッチングするウエットエッチング部からなり、上記被覆材で覆われていない上記露出領域がエッチングされてもよい。

この場合、エッチング手段が、すべての振動部に対して同時にエッチングするウエットエッチング部からなり、被覆材で覆われていない露出領域がエッチングされるので、複数個の振動部を１つずつエッチングすることと比較して製造時間を短縮することが可能となり、さらに、エッチングしたくない領域全てを被覆材で覆うので、露出領域のみを正確にエッチングすることが可能となる。

上記構成において、上記測定手段には、複数の電極部が設けられ、複数の前記電極部が上記振動部の上記主面領域の上記両主面外方に配されて複数の対向する電極対部が形成され、これら電極対部によってその間に位置する上記振動部の上記主面領域における周波数が測定されてもよい。

この場合、電極対部によってその間に位置する振動部の主面領域における周波数が測定されるので、測定したい主面領域と他の主面領域とを区別して、測定した主面領域のみの周波数を測定することが可能となる。

上記構成において、上記測定手段により測定された各上記振動部およびその主面領域の周波数に基づいて、エッチングを行なう上記振動部およびその主面領域ごとにエッチングレートが変更され、上記被覆手段および上記エッチング手段により被覆およびエッチングが複数回行われてもよい。

この場合、測定手段により測定された各振動部およびその主面領域の周波数に基づいて、エッチングを行なう振動部およびその主面領域ごとにエッチングレートが変更され、被覆手段およびエッチング手段により被覆およびエッチングが複数回行われるので、各振動部に対して個別にエッチングによる周波数調整を行なうことが可能となり、その結果、複数個の振動部の周波数のバラツキを抑えることが可能となる。

上記構成において、上記ウエハにおける上記振動部の外周の一部分を除く他の部分に隣接する領域は、中空形成されてもよい。

この場合、ウエハにおける振動部の外周の一部分を除く他の部分に隣接する領域が中空形成されるので、ウエハから複数個の振動部を切断する際、切断箇所が一ヶ所だけでよく、切断によるバリや割れによる各振動部の周波数のバラツキを抑え、振動部の不良を防ぐことが可能となる。

上記構成において、複数個の上記振動部からなるそれぞれの圧電振動デバイスは、圧電フィルタであってもよい。

この場合、複数個の振動部からなるそれぞれの圧電振動デバイスが圧電フィルタであるので、少なくとも一主面に形成される複数の電極それぞれの形成領域ごとに対応させたエッチングを行なうことが可能となり、複数の電極のバランス調整を良好に行なうことが可能となる。また、周波数の帯域微調整、ｆｓ微調整、ｆａ微調整も良好に行なうことも可能となる。

上記構成において、複数個の上記振動部からなるそれぞれ圧電振動デバイスは、圧電振動子であってもよい。

この場合、複数個の振動部からなるそれぞれ圧電振動デバイスが圧電振動子であるので、主面全面ではなく主面の領域を分割した複数の主面領域のうち任意に設定した主面領域のみエッチングを行ない、厚さ微調整、平坦度や平行度の微調整を行なうことが可能となり、その結果、良好なスプリアス特性を得ることが可能となる。

具体的に、上記構成において、上記振動部の少なくとも上記一主面は逆メサ構造に形成されてもよい。

また、上記構成において、上記被覆材は、フォトレジストであってもよい。さらに、上記ウエハは透明材料からなり、少なくとも上記一主面の上記主面領域を覆う被覆材の主面側に遮光材料が含まれてもよい。

この場合、被覆材がフォトレジストであり、ウエハが透明材料からなり、少なくとも一主面の主面領域を覆う被覆材の主面側に遮光材料が含まれているので、エッチング後の露光・現像による被覆材の除去であって、一主面の主面領域に形成された除去したい被覆材だけを除去する際、露光・現像により一主面からウエハを透過して対向する主面の主面領域に形成された被覆材を除去するのを防ぐことが可能となる。

本発明にかかる圧電振動デバイスの製造方法および製造装置によれば、複数個の振動部のうち、周波数調整を行ないたい振動部をエッチングするだけではなく、さらに、エッチングしたい振動部をさらに再分割して周波数調整を行ないたい主面領域のみをエッチングして、振動部へのエッチング後の周波数バラツキを抑えることができる。そのため、目標とする周波数範囲が狭い条件であっても、全ての振動部の周波数をその範囲内に収めることができる。また、エリア設定工程と測定工程と比較工程により、エッチング領域を、振動部の主面全面ではなく主面領域ごとに限定することで、エッチングを的確に時間的ロスなく行なえ、その結果、エッチングの際のタイムラグを無くし、圧電振動デバイスを製造するための時間やコストを抑えることができる。

また、圧電振動デバイスの製造に関して、振動部の製造段階で周波数の微調整を行なうので、例えば、振動部への電極の蒸着前の周波数を揃えることができるため、パーシャルタクトを抑えることができる。すなわち、振動部を圧電振動デバイスのケースに収めた時点での振動部の周波数調整の幅を狭めることができ、その結果、圧電振動デバイスを製造するための時間やコストを抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、ウエハとして水晶ウエハに本発明を適用した場合を示す。
本実施の形態にかかる水晶振動デバイス１（図１３参照）の製造装置（以下、製造装置という）は、図１〜３に示す水晶ウエハ２に形成された４８個の振動部２１の周波数調整を行なう製造装置である。

水晶ウエハ２には、図１に示すように、４８個の振動部２１が形成され、これら振動部２１は、８×６行列のマトリックス状に配されている。また、図２に示すように、水晶ウエハ２における振動部２１の外周の一部分２２を除く他の部分に隣接する領域２３は、中空形成されている。また、図２、３に示すように、振動部２１の両主面（第１主面２４、第２主面２５、図８、９参照）が、逆メサ構造２６に形成されている。

製造装置には、４８個の振動部２１をそれぞれ個別に識別するとともに、これら振動部２１の両主面２４、２５にそれぞれ３つの主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）を設定して（図９参照）、これら主面領域２７を個別に認識するエリア設定手段と、４８個の振動部２１の周波数を測定する測定手段と、予め設定した目標周波数と測定手段により測定した周波数とを比較して比較データを算出する比較手段と、比較手段により算出した比較データに基づいて周波数調整を行なわない振動部２１およびこの振動部２１のうち周波数調整を行なわない主面領域２７を決定する決定手段と、決定手段により決定した振動部２１の主面領域２７を被覆材３で覆う被覆手段と、被覆手段により４８個の振動部２１の主面領域２７のうち被覆材３で覆われていない露出領域をエッチングするエッチング手段と、被覆材３を露光・現像により除去する除去手段と、が設けられている。なお、被覆材３はエポキシ樹脂からなるフォトレジストからなる。また、本実施でいう被覆材３で覆うとは、レジスト塗布のことをいう。

エッチング手段は、すべての振動部２１に対して同時にエッチングするディップ式のウエットエッチング部（図示省略）からなる。このウエットエッチング部は、エッチング液を溜めて水晶ウエハ２を浸水させるためのエッチング槽と、エッチング液をエッチング槽へ注入／排出させるための循環機構からなる。ウエットエッチングの工程は、エッチング液を溜めたエッチング槽に水晶ウエハ２を浸水させることにより被覆材３で覆われていない露出領域をエッチングして行なう。なお、ここで用いるエッチング液は、バッファードフッ酸からなる。

測定手段には、４つの電極部４１、４２、４３、４４が設けられている（図１０参照）。４つの電極部４１、４２、４３、４４は、それぞれ第１主面側の電極部４１、４２、４３と第２主面側の電極部４４とに分けられている。これら４つの電極部４１、４２、４３、４４は、振動部２１の主面領域２７の両主面２４、２５外方に配されて対向する３つの電極対部５１、５２、５３が形成される。これら電極対部５１、５２、５３によってその間に位置する振動部２１の主面領域２７における周波数が測定される。

また、測定手段により測定された各振動部２１およびその主面領域２７の周波数に基づいて、エッチングを行なう振動部２１およびその主面領域２７ごとにエッチングレートが変更され、被覆手段およびエッチング手段により被覆およびエッチングが複数回行われるよう設定されている。

次に、水晶振動デバイスの製造方法を、図４を用いて、下記に説明する。

まず、水晶ウエハ２の両主面を研磨して面一にする（ステップＳ１、図５参照）。

ステップＳ１において研磨した水晶ウエハ２の両主面にクロムと金からなるレジスト７を塗布する（ステップＳ２、図６参照）。

ステップＳ２においてレジストを塗布した後に、４８個の振動部２１を形成するためのパターンニングを行なう（ステップＳ３、図７参照）。

ステップＳ３におけるパターンニングの後に、水晶エッチングを行なって（ステップＳ４、図８参照）、水晶ウエハ２に４８個の図９に示す振動部２１を形成する。この時、振動部２１の両主面２４、２５は逆メサ構造２６に形成され、これら２つの逆メサ構造２６の底部２６１は面方向に平行に形成されている。

次に、上記した製造装置を用いて、図１に示す４８個の振動部２１をそれぞれ個別に識別するとともに、図９に示すように、これら振動部２１の両主面２４、２５にそれぞれ３つの主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）を設定して、これら主面領域２７を個別に認識する（ステップＳ５）。

ステップＳ５においてエリアを設定した後、４８個の振動部２１の周波数を測定する（ステップＳ６）。このステップＳ６では、図１０に示すように、３つの電極対部５１、５２、５３によってその間に位置する振動部２１の主面領域２７（図９参照、以下同様。）における周波数を測定する。

次に、ステップＳ６において測定した周波数と、予め設定した目標周波数とを比較し、比較データを算出する（ステップＳ７）。

ステップＳ７の後、比較データに基づいて周波数調整を行なわない振動部２１およびこの振動部２１のうち周波数調整を行なわない主面領域２７を決定する（ステップＳ８）。

ステップＳ８により決定した振動部２１の主面領域２７を被覆材３で覆う。すなわち、図１１に示すように、フォトレジスト（被覆材３）を塗布する（ステップＳ９）。

ステップＳ９の後に、水晶ウエハ２をエッチング槽に浸水させて、４８個の振動部２１の主面領域２７のうちフォトレジスト（被覆材３）で塗布されていない露出領域をエッチングする（ステップＳ１０、図１２参照）。

ステップＳ１０の後に、図１２に示すように、露光・現像によりフォトレジスト（被覆材３）を除去する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１の後に、ステップＳ６において測定した各振動部２１およびその主面領域２７の周波数に基づいて、エッチングを行なう振動部２１およびその主面領域２７ごとにエッチングレートを変更するか否かを決定する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２においてエッチングレートを変更する場合、ステップＳ７における比較データに基づいて、エッチングレートを変更した時の周波数調整を行なわない振動部２１およびこの振動部２１のうち周波数調整を行なわない主面領域２７を決定する（ステップＳ８）。そして、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１を通して予め設定した目標周波数になるようステップＳ１２を繰り返す。

また、ステップＳ１２においてエッチングレートを変更しない場合、振動部２１の逆メサ構造２６の底部２６１に電極（図示省略）を蒸着法により蒸着させる（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において電極を蒸着させた後に、電極をパターンニングし（ステップＳ１４）電極を成形して、水晶振動板１１（図１３参照）を製造する。

そして、製造した水晶振動板１１を、図１３に示すように、凹状に形成されたパッケージ１２の内側底部１２１に導電性接着剤１３により接着させる（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５の後に、導電性接着剤１３を乾燥させて（ステップＳ１６）、パーシャル、蒸着またはイオンミーリングにより最終段階の周波数調整を行なう（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７において最終段階の周波数調整を行なった後に、図１３に示すように、水晶振動板１１を気密封止するように、キャップ１４をパッケージ１２の凹部壁面上端１２２に接合材１５を介して接合して（ステップＳ１８）、水晶振動デバイス１を製造する。なお、このステップＳ１８におけるキャップ１４とパッケージ１２との封止方法として、接合材１５に銀ロウ材等のロウ材を用いたレーザ封止、ビーム封止、シーム封止や、接合材１５にガラス材を用いたガラス封止などがある。

上記したように、本発明にかかる水晶振動デバイス１の製造装置によれば、エリア設定手段と測定手段と比較手段と決定手段と被覆手段とエッチング手段とが設けられるので、４８個の振動部２１のうち、周波数調整を行ないたい振動部２１をエッチングするだけではなく、さらに、エッチングしたい振動部２１をさらに再分割して周波数調整を行ないたい主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）のみをエッチングして、振動部２１へのエッチング後の周波数バラツキを抑えることができる。そのため、目標とする周波数範囲が狭い条件であっても、全ての振動部２１の周波数をその範囲内に収めることができる。

また、エリア設定手段と測定手段と比較手段により、エッチング領域を、振動部２１の両主面２４、２５全面ではなく主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）ごとに限定することで、エッチングを的確に時間的ロスなく行なえ、その結果、エッチングの際のタイムラグを無くし、水晶振動デバイス１を製造するための時間やコストを抑えることができる。

また、水晶振動デバイス１の製造に関して、振動部２１の製造段階で周波数の微調整を行なうので、例えば、振動部２１への電極の蒸着前の周波数を揃えることができるため、パーシャルタクトを抑えることができる。すなわち、水晶振動板１１を水晶振動デバイス１のパッケージ１２に収めた時点での水晶振動板１１の周波数調整の幅を狭めることができる。その結果、水晶振動デバイス１を製造するための時間やコストを抑えることができる。

また、エッチング手段が、すべての振動部２１に対して同時にエッチングするウエットエッチング部からなり、被覆材３で覆われていない露出領域がエッチングされるので、４８個の振動部２１を１つずつエッチングすることと比較して製造時間を短縮することができ、さらに、エッチングしたくない領域全てを被覆材３で覆うので、露出領域のみを正確にエッチングすることができる。

また、電極対部５１、５２、５３によってその間に位置する振動部２１の主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）における周波数が測定されるので、測定したい主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）と他の主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）とを区別して、測定した主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）のみの周波数を測定することができる。

また、測定手段により測定された各振動部２１およびその主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）の周波数に基づいて、エッチングを行なう振動部２１およびその主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）ごとにエッチングレートが変更され、被覆手段およびエッチング手段により被覆およびエッチングが複数回行われるので、各振動部２１に対して個別にエッチングによる周波数調整を行なうことができる。そのため、４８個の振動部２１の周波数のバラツキを抑えることができる。

また、水晶ウエハ２における振動部２１の外周の一部分２２を除く他の部分に隣接する領域２３が中空形成されるので、水晶ウエハ２から４８個の振動部２１を切断する際、切断箇所が一ヶ所だけでよく、切断によるバリや割れによる各振動部２１の周波数のバラツキを抑え、振動部２１の不良を防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、振動部３における２つの逆メサ構造２６の底部２６１が平行に形成され、かつ、面一となっているが、これに限定されるものではない。すなわち、図１４に示すように逆メサ構造２６の底部２６１に凹凸が形成される場合や、図１５に示すように逆メサ構造２６の底部２６１が傾いて形成される場合がある。しかし、本発明によれば、図１５に示すように、逆メサ構造２６の底部２６１全面に被覆材３が必ず塗布されることはなく、主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）によって被覆材３の塗布領域が設定されるため、逆メサ構造２６の形状に関係なくエッチングを行ないたい主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）だけのエッチングを行ない周波数バラツキを抑制することができる。

また、例えば、水晶振動デバイスが、水晶フィルタであってもよい。この場合、少なくとも一主面に形成される複数の電極それぞれの形成領域ごとに対応させたエッチングを行なうことができ、複数の電極のバランス調整を良好に行なうことができる。また、周波数の帯域微調整、ｆｓ微調整、ｆａ微調整も良好に行なうこともできる。

また、例えば、水晶振動デバイスが、水晶振動子であってもよい。この場合、複数個の振動部からなるそれぞれ水晶振動デバイス１が水晶振動子であるので、主面全面ではなく主面の領域を分割した複数の主面領域２７のうち任意に設定した主面領域２７（２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６）のみエッチングを行ない、厚さ微調整、平坦度や平行度の微調整を行なうことができる。その結果、良好なスプリアス特性を得ることができる。

また、本実施の形態では、図１に示すように、水晶ウエハ２に４８個の振動部２１が形成されているが、この個数に限定されるものではなく、振動部２１の個数は任意に設定可能である。また、４８個の振動部２１は、図１に示すように、水晶ウエハ２上にマトリックス状に配されているが、この配置に限定されるものではなく、４８個の振動部２１の配置は任意に設定可能である。

また、本実施の形態では、図９に示すように、振動部２１の両主面２４、２５が逆メサ構造２６に形成されているが、これに限定されるものではなく、図１５、１６に示すように第１主面２４、もしくは第２主面２５のみ（図示省略）が逆メサ構造に形成されてもよく、両主面２４、２５ともに逆メサ構造が形成されてなくてもよい。

また、本実施の形態では、振動部２１の両主面２４、２５に複数の主面領域を設定しているが、これに限定されるものではなく、第１主面２４、もしくは第２主面２５にのみ複数の主面領域を設定してもよい。また、本実施の形態では、１つの振動部２１の各主面２４、２５の主面領域２７をそれぞれ３つに設定しているが、複数であればその数は任意に設定可能である。このように主面領域は限定されていないので、図１７、１８に示すような被覆材３の塗布も設定可能である。

また、本実施の形態では、好適な例として、振動部２１の両主面（第１主面２４、第２主面２５、図９参照）が、逆メサ構造２６に形成された形態を示しているが、これに限定されるものではなく、振動部の主面領域を設定する主面が逆メサ構造に形成されていなくてもよく、主面の形状は任意に設定可能である。

また、本実施の形態では、エッチング工程は、ディップ式のウエットエッチングにより行なっているが、これに限定されるものではなく、例えば、ドライエッチングやスピン式のスプレーウエットエッチングにより行なってもよい。

また、本実施の形態では、ウエットエッチング部が、エッチング槽と循環機構からなるが、これに限定されるものではなく、例えば、エッチング槽のみから構成されてもよい。

また、本実施の形態では、バッファードフッ酸からなるエッチング液を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、フッ酸、フッ化アンモニウム、りん酸などからなるエッチング液を用いてもよい。

また、本実施の形態にかかる測定手段には、図１０に示すように、４つの電極部４１、４２、４３、４４が設けられ、これら４つの電極部４１、４２、４３、４４により、３つの電極対部５１、５２、５３が形成されるが、これに限定されるものではなく、電極部および電極対部の数は任意に設定可能である。

また、本実施の形態では、被覆材３がエポキシ樹脂からなるフォトレジストからなるが、これに限定されるものではなく、例えば、図１９に示すように、第１主面２４の主面領域を覆う被覆材３の主面側に、遮光膜６（例えばクロムと金からなる）が含まれてもよい。この場合、エッチング後の露光・現像による被覆材の除去であって、例えば、第１主面２４の主面領域に形成された除去したい被覆材だけを除去する際、露光・現像により第２主面２５から水晶ウエハ２を透過して対向する主面の主面領域に形成された被覆材を除去するのを防ぐことが可能となる。なお、図１９に示す遮光膜６は、第１主面２４側のみに形成されているが、これに限定されるものではなく、第２主面２５もしくは両主面２４、２５に形成されてもよい。また、図１９に示す被覆材３に限定されるものではなく、被覆材３全体に遮光材料が含まれてもよい。

本発明は、ウエハに形成された複数個の振動部の周波数調整を行なう圧電振動デバイスの製造方法および製造装置に適用でき、特にウエハが水晶ウエハであるときに好適である。

本実施の形態にかかる水晶ウエハの概略平面図である。本実施の形態にかかる水晶ウエハの概略一部拡大図である。本実施の形態にかかる振動部の斜視図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程を示したフローチャート図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程の一工程（ステップＳ１）を示した水晶ウエハの断面図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程の一工程（ステップＳ２）を示した水晶ウエハの断面図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程の一工程（ステップＳ３）を示した図２に示す水晶ウエハのＸ２−Ｘ２線断面図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程の一工程（ステップＳ４）を示した図２に示す水晶ウエハのＸ２−Ｘ２線断面図である。図２に示す水晶ウエハのＸ１−Ｘ１線断面図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程の一工程（ステップＳ６）を示した水晶ウエハの断面図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程の一工程（ステップＳ９）を示した水晶ウエハの断面図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの製造工程の一工程（ステップＳ１１）を示した水晶ウエハの断面図である。本実施の形態にかかる水晶振動デバイスの概略断面図である。振動部における逆メサ構造の底部が凹凸に形成された水晶ウエハの断面図である。振動部における２つの逆メサ構造の底部が傾いて形成された水晶ウエハの断面図である。振動部に１つの逆メサ構造が形成された水晶ウエハの断面図である。本実施の他の形態にかかる、振動部の両主面のうち一方の主面全面にフォトレジスト（被覆材）が塗布された水晶ウエハの断面図である。本実施の他の形態にかかる、振動部の両主面全面にフォトレジスト（被覆材）が塗布された水晶ウエハの断面図である。本実施の他の形態にかかる、フォトレジスト（被覆材）に遮光膜が含まれた水晶ウエハの断面図である。従来の圧電振動デバイスの製造方法を示した図である。

符号の説明

１圧電振動デバイス（水晶振動デバイス）
２ウエハ（水晶ウエハ）
２１振動部
２２振動部の外周の一部分
２３隣接する領域
２４、２５主面（第１主面、第２主面）
２６逆メサ構造
２７主面領域
３被覆材（フォトレジスタ）
４１、４２、４３、４４電極部
５１、５２、５３電極対部
６遮光材料（遮光膜）

Claims

ウエハに複数個の振動部を形成し、これら振動部の周波数調整を行なう圧電振動デバイスの製造方法において、
複数個の前記振動部をそれぞれ個別に識別するとともに、これら振動部の少なくとも一主面に複数の主面領域を設定して、これら主面領域を個別に認識するエリア設定工程と、
複数個の前記振動部の周波数を測定する測定工程と、
予め設定した目標周波数と、前記測定工程により測定した周波数とを比較し、比較データを算出する比較工程と、
前記比較工程により算出した比較データに基づいて周波数調整を行なわない前記振動部およびこの振動部のうち周波数調整を行なわない前記主面領域を決定する決定工程と、
前記決定工程により決定した前記振動部の前記主面領域を被覆材で覆う被覆工程と、
前記被覆工程の後に、複数個の前記振動部の前記主面領域のうち前記被覆材で覆われていない露出領域をエッチングするエッチング工程と、を有することを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
請求項１に記載の圧電振動デバイスの製造方法において、
前記エッチング工程は、すべての前記振動部に対して同時にエッチングするウエットエッチングにより、前記被覆材で覆われていない前記露出領域をエッチングすることを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
請求項１または２に記載の圧電振動デバイスの製造方法において、
前記測定工程は、複数の電極部を前記振動部の前記主面領域の前記両主面外方に配して、複数の対向する電極対部を形成し、これら電極対部によってその間に位置する前記振動部の前記主面領域における周波数を測定することを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
請求項１乃至３のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造方法において、
前記測定工程により測定した各前記振動部およびその主面領域の周波数に基づいて、エッチングを行なう前記振動部およびその主面領域ごとにエッチングレートを変更し、複数回前記被覆工程および前記エッチング工程を行なうことを特徴とする圧電振動デバイスの製造方法。
ウエハに形成された複数個の振動部の周波数調整を行なう圧電振動デバイスの製造装置において、
複数個の前記振動部をそれぞれ個別に識別するとともに、これら振動部の少なくとも一主面にそれぞれ複数の主面領域を設定して、これら主面領域を個別に認識するエリア設定手段と、
複数個の前記振動部の周波数を測定する測定手段と、
予め設定した目標周波数と、前記測定手段により測定した周波数とを比較し、比較データを算出する比較手段と、
前記比較手段により算出した比較データに基づいて周波数調整を行なわない前記振動部およびこの振動部のうち周波数調整を行なわない主面領域を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定した前記振動部の前記主面領域を被覆材で覆う被覆手段と、
前記被覆手段により複数個の前記振動部の主面領域のうち前記被覆材で覆われていない露出領域をエッチングするエッチング手段と、が設けられたことを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５に記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
前記エッチング手段は、すべての前記振動部に対して同時にエッチングするウエットエッチング部からなり、前記被覆材で覆われていない前記露出領域がエッチングされることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５または６に記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
前記測定手段には、複数の電極部が設けられ、
複数の前記電極部が前記振動部の前記主面領域の前記両主面外方に配されて複数の対向する電極対部が形成され、これら電極対部によってその間に位置する前記振動部の前記主面領域における周波数が測定されることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５乃至７のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
前記測定手段により測定された各前記振動部およびその主面領域の周波数に基づいて、エッチングを行なう前記振動部およびその主面領域ごとにエッチングレートが変更され、前記被覆手段および前記エッチング手段により被覆およびエッチングが複数回行われることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５乃至８のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
前記ウエハにおける前記振動部の外周の一部分を除く他の部分に隣接する領域は、中空形成されることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５乃至９のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
複数個の前記振動部からなるそれぞれの圧電振動デバイスは、圧電フィルタであることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５乃至９のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
複数個の前記振動部からなるそれぞれ圧電振動デバイスは、圧電振動子であることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５乃至１１のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
前記振動部の少なくとも前記一主面は逆メサ構造に形成されることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項５乃至１２のいずれかに記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
前記被覆材は、フォトレジストであることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。
請求項１３に記載の圧電振動デバイスの製造装置において、
前記ウエハは透明材料からなり、少なくとも前記一主面の前記主面領域を覆う被覆材の主面側に遮光材料が含まれることを特徴とする圧電振動デバイスの製造装置。