JP4492044B2 - Method for forming resist in photolithography process and method for manufacturing piezoelectric vibrating piece - Google Patents

Method for forming resist in photolithography process and method for manufacturing piezoelectric vibrating piece Download PDF

Info

Publication number
JP4492044B2
JP4492044B2 JP2003166836A JP2003166836A JP4492044B2 JP 4492044 B2 JP4492044 B2 JP 4492044B2 JP 2003166836 A JP2003166836 A JP 2003166836A JP 2003166836 A JP2003166836 A JP 2003166836A JP 4492044 B2 JP4492044 B2 JP 4492044B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
electrode film
piezoelectric vibrating
vibrating piece
electrode
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003166836A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005005464A (en
Inventor
修 川内
英明 中村
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 JP2003166836A priority Critical patent/JP4492044B2/en
Publication of JP2005005464A publication Critical patent/JP2005005464A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4492044B2 publication Critical patent/JP4492044B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method of a resist in a photolithography process by which a fine resist pattern can precisely be formed on the electrode film of a substrate irrespective of the area of a part of the substrate where the electrode film is formed by using the photolithography process; and to provide a manufacturing method of a piezoelectric oscillating piece, the piezoelectric oscillating piece, a piezoelectric device, an electronic apparatus, and a portable telephone unit. <P>SOLUTION: When an electrode film 22 is charged, an adjusting conductive film 22c is formed for adjusting the charge distribution of an electrode film 22a in a part whose area is wide in the piezoelectric oscillating piece 32 and the charge distribution of an electrode film 22b in a part whose area is narrow in the piezoelectric oscillating piece 32, so that it follows the electrode film 22b of the part whose area is narrow in the piezoelectric oscillating piece 32. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&amp;NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極膜を被覆し、電極膜に帯電させた基板上に対して電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯型電話装置、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。圧電デバイスの小型薄型化を図るためには、内蔵する圧電振動片の小型化が要求され、これに伴い圧電振動片の電極膜の微細パターン化が要求されている。
従来、圧電振動片に電極膜を形成する方法としては、例えばCrやAuでなる電極膜を被覆した基板上に対して電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成する手法が知られている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
図18は、レジストの静電塗布を用いた従来の圧電振動片132の製造方法の手順の一例を示す平面図であり、図19は、電極膜に正電荷が帯電している様子の一例を示す図である。尚、図19においては、電極膜の図示を省略している。
従来の圧電振動片132の製造方法では、圧電振動片132に電極膜を形成する際に用いるレジストを塗布するのに、例えば図示しない超微粒子発生装置を用いている。この超微粒子発生装置は、微粒子発生器においてフォトレジストの溶媒を含んだレジスト粒子を生成し、このレジスト粒子をキャリアガスに混ぜて塗布チャンバーのノズルへと送る。
【0004】
そして、この微粒子発生装置は、ノズルに印加された高電圧によって、レジスト粒子を塗布チャンバー内に配置された圧電振動片132に対して静電塗布を行い、圧電振動片132にレジストを形成する構成となっている。尚、レジスト粒子は例えば負電荷を帯びており、圧電振動片132は例えば正電荷を帯びているものとする。
【0005】
図18に示す圧電振動片132に対してレジスト粒子を静電塗布する際には、図19に示すように圧電振動片132においては、正電荷が、振動腕134,135においては密に帯電し、基部151等においては疎に帯電することが知られている。
【0006】
図20及び図21は、それぞれレジスト粒子の静電塗布を用いてレジストを形成し、電極膜122を所定のパターンに形成する手順を簡素化して表した一例を示す断面図である。尚、図20及び図21においては、それぞれ左側が基部151の断面構成を示し、右側が図18の振動腕134の断面構成を示している。尚、振動腕135は、振動腕134とほぼ同様な構成であるので説明を省略する。また、図20や図21においては、視認しやすさを考慮し、厚さを誇張して図示している。
【0007】
まず、圧電振動片132は、例えば水晶ウェハに形成されており、上述のように例えば振動腕134や基部151等の表面が金属の電極膜122で被覆されている。上記超微粒子発生装置は、図20(A)に示すように基部151や振動腕134に成膜された電極膜122に正電荷を帯びさせ、上述のように例えば負電荷を帯びさせたレジスト微粒子132bを静電塗布方式を用いて、図20(B)に示すように塗布する機能を有する。
【0008】
基部151や振動腕134に塗布された所定の厚さのレジスト微粒子132bは、図20(C)に示すようにレジスト1137を構成する。次にレジスト1137上には、所定の電極パターンに対応して構成されたマスクMSKを図20(D)に示すように配置し、図20(E)に示すように基部151や振動腕134上には、所定の電極パターンに対応したレジスト1137が形成される。
次に図21(A)に示すようにレジスト1137を用いて電極膜122を所定のパターンに形成し、図21(B)に示すようにレジスト1137が除去されることで、基部151や振動腕134上には所定のパターンの電極122aが形成される。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−290181号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法においては、図20(B)に示すように形成したいレジストの面積に応じて電極膜122に帯電する電荷密度が異なっている。具体的には、例えば基部151側の広い電極膜122には正電荷132cが疎に帯電し、振動腕134側の狭い電極膜122には正電荷132cが密に帯電する傾向がある。
【0011】
電極膜122においてこのように正電荷132bが帯電すると、電極膜122上に塗布される単位面積当たりのレジスト微粒子132bの量が、基部151側と振動腕134で異なってしまい、結果として、図20(C)に示すようにレジスト1137の厚さがd1,d2のように異なってしまう問題点があった。つまり、静電塗布方式でレジスト1137を塗布すると、図20(E)に示すようにレジスト1137は、振動腕134のような面積の狭いパターンの電極膜122に厚く、基部151のような面積の広いパターンの電極膜122には薄く形成されてしまう。
【0012】
レジスト粒子132bが多く塗布された部分、例えば振動腕134側においては、粒子が集まって溶解してウェットの状態となり、またさらに、レジスト粒子132bが中央部に集まって塗布厚がさらに厚くなる。一方、レジスト粒子132bが少なく塗布された部分、例えば基部151においては、レジスト粒子132bが溶解することもなく、ドライの状態である。
【0013】
このような状態において図21(A)に示すように露光・現像を行うと、振動腕134においては塗布厚d2が厚く、ウェットの状態であるため、露光・現像不足により図21(B)に示すようにレジスト残り1137aが生じる。一方、基部151側においては塗布厚d1が薄く、ドライの状態であるため、露光後の現像が早く進みすぎて、電極膜122上でレジストのパターン切れが生ずるおそれがある。従って、従来より、フォトリソグラフィ工程を用いて圧電振動片132等の基板に微細なパターンの電極を精度良く形成することができないという問題点があった。
【0014】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消して、フォトリソグラフィ工程を用いて、電極膜を形成した基板の部分の面積に関係なく、基板の電極膜上に微細なレジストパターンを精度良く形成することができるフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第1の発明は、電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた基板上に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法であって、前記電極膜の帯電の際に、前記基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記基板における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、前記基板における面積の広い部分の電極膜及び前記基板における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記基板の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法により、達成される。
【0016】
上記構成によれば、調整用導電膜が、面積を狭く形成すべき部分に沿って隣接するように形成されている。この調整用導電膜は、静電塗布時に、基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とがほぼ等しくなるように調整するためのものである。このような調整用導電膜を設けると、レジスト粒子の静電塗布において面積の広い部分の電極膜と面積の狭い部分の電極膜との電位差が小さくなるため、電極膜の単位面積当たりに静電塗布されるレジスト粒子の量がほぼ等しくなる。
従って、面積の広い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さと、面積の狭い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さとが、ほぼ等しくなる。このように電極膜上には、一様にほぼ等しい厚さのレジストパターンが形成される。このため、フォトリソグラフィ工程では、電極膜の面積の広さに関係なく、基板に微細なパターンの電極を精度良く形成することができる。
【0017】
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記基板は、圧電振動片の基材であることを特徴とする。
上記構成によれば、フォトリソグラフィ工程では、電極膜を形成した圧電振動片の基材の部分の面積の広さに関係なく、圧電振動片の電極膜上に微細なレジストパターンを精度良く形成することができる。このため、圧電振動片に微細なパターンの電極を精度良く形成でき、圧電振動片の小型化を図ることができる。
【0018】
第3の発明は、第2の発明の構成において、前記圧電振動片の基材は、前記電極膜上に前記レジストパターンが形成される前記圧電振動片と、前記圧電振動片とは離間するように支持部を介して前記圧電振動片に一体成型されたダミーフレームとを備え、前記調整用導電膜が、前記ダミーフレーム上に形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、ダミーフレームが、圧電振動片とは離間するように支持部を介して圧電振動片に一体成型されているので、ダミーフレーム上に調整用導電膜を形成する形成工程を圧電振動片の製造工程内でまとめて処理することができる。
【0019】
上述の目的は、第4の発明は、基板をエッチングし、前記基板から圧電振動片の外形を形成する外形形成工程と、電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた前記圧電振動片に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程と、前記レジストを用いて前記圧電振動片上に電極を形成する電極形成ステップとを有する圧電振動片の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が、前記電極膜の帯電の際に、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜及び前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記圧電振動片の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップとを含むことを特徴とする圧電振動片の製造方法により、達成される。
上記構成によれば、調整用導電膜が、面積を狭く形成すべき部分に沿って隣接するように形成されている。この調整用導電膜は、静電塗布時に、圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とがほぼ等しくなるように調整するためのものである。このような調整用導電膜を設けると、レジスト粒子の静電塗布において面積の広い部分の電極膜と面積の狭い部分の電極膜との電位差が小さくなるため、電極膜の単位面積当たりに静電塗布されるレジスト粒子の量がほぼ等しくなる。
従って、面積の広い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さと、面積の狭い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さとが、ほぼ等しくなる。このように電極膜上には、一様にほぼ等しい厚さのレジストパターンが形成される。このため、圧電振動片の製造方法に含まれるフォトリソグラフィ工程では、電極膜の面積の広さに関係なく、圧電振動片に微細なパターンの電極を精度良く形成することができる。
【0024】
【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。
図1は、圧電振動片32が搭載された圧電デバイス30の構成例を示す平面図であり、図2は、図1のC−C断面図である。
これらの図において、圧電デバイス30は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス30は、パッケージ36内に圧電振動片32を収容している。パッケージ36は、例えば、セラミックグリーンシートを積層して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等の基板で、浅い箱状に形成されている。各積層基板(図示せず)は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Sを形成するように構成されている。
【0025】
パッケージ36の内部空間S内の図において左端部付近において、内部空間Sに露出して底部を構成するベースとなる積層基板には、Au及びNiメッキが施された電極部31,31が設けられている。この電極部31,31は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部31,31の上に導電性接着剤43,43が塗布され、この導電性接着剤43,43の上に圧電振動片32の基部51が載置されて、導電性接着剤43,43が硬化されるようになっている。
圧電振動片32の基部51において導電性接着剤43,43と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極(図示せず)が形成されている。これにより、圧電振動片32は、駆動用電極がパッケージ36側の電極部31,31と導電性接着剤43,43を介して、電気的に接続されている。
【0026】
圧電振動片32は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム,ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。この圧電振動片32は、パッケージ36側及び固定される基部51を有している。この圧電振動片32は、基部51を基端として二股に別れて平行に延びる一対の振動腕34,35を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片を構成している。
【0027】
さらに、この圧電振動片32の一対の振動腕34,35には、図1に示されているように、その長さ方向に沿って、長溝45,46が形成されている。この圧電振動片32では、詳細は後述するが本実施形態において特徴的なフォトリソグラフィ工程を用いて微細な電極パターンの電極22a,22bを形成することで、圧電振動片32及び圧電デバイス30の小型化を図ることができる。また、各振動腕34,35以外においても、基部51等には、電極22a,22bが形成されている。パッケージ36の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材33を介して、蓋体39が接合されることにより、封止されている。
【0028】
図3は、図1に示す圧電振動片32に形成されるべき電極膜の一例としての電極22a,22bの構成例を示す平面図である。
この圧電振動片32の表面には、例えば電極22a及び電極22bが形成されている。ここで、本実施形態では、圧電振動片32における面積の広い部分の一例としての基部51上に形成された電極として電極22aを例示し、例えば圧電振動片32における面積の狭い部分の一例としての振動腕34上に形成された電極として電極22bを例示する。尚、振動腕34,35はほぼ同様の構成であるので、以下の説明では主として振動腕34について例示する。
【0029】
また、圧電振動片32における面積の広い部分の一例としての基部51上に形成された電極22aのことを、広い部分の電極22aといい、圧電振動片32における面積の狭い部分の一例としての振動腕34上に形成された電極22bのことを、狭い部分の電極22bという。また、基部51のように圧電振動片32における面積の広い部分の細い電極のことを、広い部分の細い電極22dという。
【0030】
これらの広い部分の電極22a、狭い部分の22b及び広い部分の細い電極22dは、詳細は後述するが、圧電振動片32の基材に成膜された電極膜上に、例えば静電塗布方式によってレジスト粒子を塗布して形成されたレジストを利用して、フォトリソグラフィ工程を用いて形成されている。このフォトリソグラフィ工程を用いる場合においては、微細な電極22bのパターンが太らず、さらには、広い部分の細い電極22dがパターン切れを生じないようにすることに留意する必要があり、これに対応するために、本実施形態において特徴的な後述するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法を採用して圧電振動片32を製造する。
【0031】
図4は、基部51や振動腕34,35に対して静電塗布方式を用いてレジスト粒子を塗布してレジストを形成する超微粒子発生装置130の構成例を示す概略断面図である。
超微粒子発生装置130は、微粒子発生器131、高圧電源138及び塗布チャンバ133を備えている。
【0032】
微粒子発生器131は、フォトリソグラフィ工程において用いられるフォトレジスト132の溶媒を含んだサブミクロン程度のレジスト微粒子132aを発生させる。発生したレジスト微粒子132aは、空気または窒素等の不活性ガスのキャリアガスによって、塗布チャンバ133のノズル部134に運ばれる。塗布チャンバ133には、高圧電源138が接続されている。
【0033】
この高圧電源138は、塗布チャンバ133のノズル部134に30kV〜100kV程度の負の高電圧を印加して、レジスト微粒子132bを負に帯電させ、レジスト微粒子132bを生成する機能を有する。塗布チャンバ133は、ノズル部134の他にも正の電極136を備えている。この正の電極136は接地されており、正の電極136上に配置した導電性を有する部材が接地されるように構成されている。ノズル部134は、上記キャリアガスによって運ばれたレジスト微粒子132bを、塗布チャンバ133内の正の電極136に配置された振動腕34等に静電塗布方式により塗布する機能を有する。
【0034】
正の電極136に配置された振動腕34等には予めその全面に電極膜が成膜されており、その電極膜22上には、レジスト微粒子132bを塗布することでレジスト137が形成される。このレジスト137は、振動腕34等に予め成膜された電極膜をフォトリソグラフィ工程を経て、所定のパターンに形成するためのものである。
このように微粒子発生装置130は、高圧電源138によって印加する電圧に応じて、振動腕34等に形成するレジスト137の膜厚を調整することができる。
【0035】
微粒子発生装置130により振動腕34等にレジスト137を形成する方法の概略についてさらに説明する。以下の説明では、一例として振動腕34上に形成した成膜した電極膜22上にレジスト137を形成することを例示する。尚、本実施形態においては、電極膜22は対象部材の一面に成膜された電極膜を示し、フォトリソグラフィ工程を経て圧電振動片32上に形成された電極を電極22a,22b,22dと呼んでいる。
【0036】
図5(A)〜図5(C)は、それぞれ振動腕34上の電極膜22にレジスト137を形成する手順の一例を示す断面図である。
図4に示すようにノズル部134には負の高電圧を印加し、振動腕34の電極膜22は接地されている。従って、図5(A)に示すノズル部134の負の高電圧に対応して、振動腕34上の電極膜22には正の電荷が帯電する。
【0037】
そして、振動腕34に対して相対的に移動するノズル部134が、振動腕34上の電極膜22に対してレジスト微粒子132bを塗布し、図5(B)に示すようにレジスト微粒子132bが振動腕34上の電極膜22の電荷に引きつけられて、振動腕34上の電極膜22に塗布される。そして、図5(C)に示すように振動腕34上の電極膜22には、それらレジスト微粒子132bでなるレジスト137が形成される。
【0038】
圧電振動片32は以上のような構成であり、次に図1〜図5を参照しつつフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法を含む圧電振動片32の製造方法の手順の一例について説明する。
図6〜図10及び図11〜図14は、それぞれレジスト微粒子132bを塗布してレジスト137を形成する様子の一例を示す平面図及び断面図である。尚、図11及び図12は、基部51上の電極膜22にレジスト137を形成する例を示しており、図13及び図14は、振動腕34,35上の電極膜22にレジスト137を形成する例を示している。
【0039】
まず、図6に示すように圧電振動片32の外形に対応してエッチングした水晶ウェハには、圧電振動片32の外形が配列して形成されており、その圧電振動片32には予め電極膜22が全面に成膜される。この圧電振動片32の周囲には、その外形エッチングにより貫通部21が形成されている。尚、図6においては、貫通部21をハッチングで図示している。
【0040】
<調整用導電膜形成ステップ>
ここで、本発明の実施形態において特徴的なことは、上記レジスト微粒子132bの静電塗布時において、図3に示すように水晶ウェハにおける面積の広い部分の一例としての基部51上の電極膜22の電荷分布と、水晶ウェハにおける面積の狭い部分の一例としての振動腕34の電荷分布とを調整するために、図6に示すように調整用導電膜としてのダミー電極膜22cを、水晶ウェハにおける面積に押せまい部分の一例としての振動腕34上の電極膜22に沿って隣接するように形成していることである。
【0041】
また、圧電振動片32の基材の一例としての水晶ウェハは、後述するように予め成膜された電極膜22上にレジストパターンが形成される圧電振動片32及び、圧電振動片32とは離間するように支持部49を介して圧電振動片32に一体成型されたダミーフレームDFを備えている。この調整用導電膜としてのダミー電極膜22cは、ダミーフレームDF上に形成されている。従って、ダミー電極膜22cは、水晶ウェハの面積の狭い部分の一例としての振動腕34の電極膜22に沿って隣接するように形成されている。
【0042】
図4に示すようにレジスト微粒子132aを基部上の電極膜22や振動腕34上の電極膜22に静電塗布しようとすると、まず、上記超微粒子発生装置130が、水晶ウェハを正の電極136に帯電させる。図7に示すように水晶ウェハ上の電極膜22に正電荷132cを帯電させる。この電極膜22においては、ダミーフレームDFの存在により、基部51上の電極膜22の電荷分布と振動腕34の電極膜22の電荷分布がほぼ等しくなり、基部51上の電極膜22と振動腕34の電極膜22の電位差が小さくなる。これは、ダミーフレームDFが存在することにより、例えばダミーフレームDFのダミー電極膜22cに帯電した正電荷132cが、振動腕34上の電極膜22に帯電した正電荷132cと反発して分散し、各電極膜22に帯電する電荷量が均等となるように調整されるためである。
【0043】
<レジスト形成ステップ>
次に、図11(A)に示すように基部51上の電極膜22aには、図11(B)に示すようにノズル部134からのレジスト微粒子132bが、電極膜22aに塗布厚が均一に薄く塗布される。一方、図13(A)に示すように振動腕34上の電極膜22bには、同様に図13(B)に示すようにノズル部134からのレジスト微粒子132bが、電極膜22bに塗布厚が均一に薄く塗布される。
【0044】
レジスト微粒子132bが圧電振動片32上やダミーフレームDF上の電極膜22の一面に成膜された様子を図8に示す。この図8では、貫通部21以外の水晶ウェハの全面に均一にレジスト微粒子132bが塗布されている様子の一例を示している。本実施形態では、基部51上の電極膜22aと振動腕34上の電極膜22bとでは、それらの膜厚が図11(B)や図13(B)に示すようにほぼ均一となる。
【0045】
このようにレジスト微粒子132bが均一に塗布されるのは、上述した図7に示すように振動腕34側の電極膜22bにおける電荷分布の偏りが、基部51上の電極膜22aにおける電荷分布に対して従来よりも改善されるためである。つまり、図13(B)に示すように振動腕34上の電極膜22bに帯電する電荷分布が、ダミーフレームDF上のダミー電極膜22cに帯電する電荷分布によって調整されるためである。このようにすると、振動腕34側の電極膜22bと基部51側の電極膜22aの電位差が調整されるようになる。
【0046】
そして、塗布されたレジスト微粒子132bは、図11(C)や図13(C)に示すように溶解してウェット化して流動化することなく、基部51上の電極22aや振動腕34上の電極22bにほぼ均一な膜厚のレジスト137を構成することができる。
【0047】
<レジストパターン形成ステップ>
次に図3に示す広い部分の電極22a、狭い部分の電極22b(及び広い部分の細い電極22d)等にそれぞれ対応した図11(D)及び図13(D)にそれぞれ示すマスク71を配置し、レジスト137が露光される。すると、図11(D)に示すように基部51上の電極膜22aに面積の広い部分のレジストパターン137a及び、図13(E)に示すように振動腕34上の電極膜22bに面積の狭い部分のレジストパターン137bが形成される。これらのレジストパターン137a,137bは、それぞれ塗布されるレジスト微粒子の量が調整されているので、塗布厚がほぼ等しくなる。
【0048】
このマスク71には、例えばダミー電極膜22c上に形成されたレジスト137を除去するためのパターンが形成されているのが望ましい。このような構成とすると、図13(D)に示すようにマスク71を配置して、図13(E)に示すように振動腕34上の電極膜22に面積の狭い部分のレジストパターン137bを形成すると、ダミーフレームDF上のダミー電極膜22cには自動的にレジストパターン137bを残さないようにすることができる。
【0049】
レジストパターン137a,137bを形成すると、図9に示すような構成となる。このようにレジストパターン137a,137bが形成された状態では、ダミーフレームDF上からは上記レジスト137が除去されている。つまり、上記マスク71が配置された状態で露光すると、基部51や振動腕34等上には所望のレジストパターン137a,137bを残すが、同時にダミーフレームDF上にはレジストパターンを残さないようにすることができる。
【0050】
次に図11(E)に示す広い部分のレジストパターン137aに応じて電極膜22aや、図13(E)に示す狭い部分のレジストパターン137bに応じて電極膜22bのエッチングを行うと、それぞれ図12(A)に示す基部51上に面積の広い電極22aや、図14(A)に示す振動腕34上に面積の狭い電極22bを形成することができる。そして、広い部分の電極22a上のレジストパターン137aや狭い部分の電極22b上のレジストパターン137bが剥離される。
従って、図示のように圧電振動片32には、図12(B)及び図14(B)に示すようにレジストパターン137a,137bが残ることがなく、図10に示すような所望のパターンである広い部分の電極22aや狭い部分の電極22bが精度良く形成される。
【0051】
また、上記実施形態では、面積の広い部分の電極22aを基部51に、面積の狭い部分及び電極22bを振動腕34に形成することを例示しているが、これに限られない。具体的には、本実施形態は、面積の広い部分の一例としての基部51上に広い部分の電極22aを形成する場合のみならず、基部51上に細い電極22dをフォトリソグラフィ工程を用いて形成する場合にも適用することができる。これは、図6に示すようにダミーフレームDF上のダミー電極膜22cの存在によって同様に圧電振動片32上の電極膜全体の電荷分布が一様となるように調整されるためである。つまり、本実施形態は、面積の広い部分の一例としての基部51上に精度良く微細なパターンの細い電極22dを形成する際にも適用でき、従来発生していた面積の広い部分の電極のパターン切れを防止することもできる。
【0052】
次に電極22a等が形成された圧電振動片32は、ダミーフレームDF等が除去され、図3に示すような個々の圧電振動片32が完成する。次に、この圧電振動片32は、図1や図2に示すように構成されたパッケージ36における導電性接着剤43,43の上に基部51が配置され、その導電性接着剤43,43が硬化される。圧電振動片32の基部51の導電性接着剤43と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極(上記面積の広い部分の電極22aに相当)が形成されている。これにより、圧電振動片32は、導電性接着剤43,43を介して、駆動用電極がパッケージ36側の電極部31,31と電気的に接続される。
【0053】
次に圧電振動片32を内蔵したパッケージ36の開放した上端には、低融点ガラス等のロウ材33を介して、蓋体39が接合されることにより封止される。次に、圧電振動片32は、その表面の電極膜の一部を蒸散させることによって、その周波数調整が行われ、圧電デバイス30が完成する。
【0054】
図15は、圧電振動片32上の電極膜22に形成したレジスト137の塗布厚の一例を示す図である。尚、ダミーフレームDFがある場合のレジスト137の塗布厚dは、図12(A)や図14(A)に示す塗布厚dに相当し、ダミーフレームDFがない場合のレジストの塗布厚は、図20(C)に示す塗布厚d1,d2に相当する。
図15では、上記ダミーフレームDFを設けてレジスト137を形成した場合(図示左側)のレジスト137の塗布厚と、ダミーフレームDFを設けずにレジスト137を形成した場合(図示右側)のレジスト137の塗布厚を比較している。
【0055】
まず、基部51上の電極膜22aに形成したレジストパターン137aの塗布厚dは、ダミーフレームDFを設けない場合もダミーフレームDFを設けた場合もほぼ同様に2.0μm程度である。従って、図11(E)に示すように基部51上の電極膜22a上に面積の広い部分のレジストパターン137aを形成する場合においては、ダミーフレームDFを設けても設けなくても影響が少ないことがわかる。
【0056】
一方、振動腕34上の電極膜22bに形成したレジスト137bの塗布厚dは、ダミーフレームDFを設けない場合には4.5μm程度であるのに対し、ダミーフレームDFを設けた場合には3.5μm程度である。従って、図11(E)に示すように基部51上の電極膜22a上に面積の狭い部分のレジストパターン137aを形成する場合及び図13(E)に示すように振動腕34上の電極膜22b上に面積の狭い部分のレジストパターン137bを形成する場合においては、それぞれダミーフレームDFを設けると塗布厚dを薄く均一にすることができる。
【0057】
また、基部51上の電極22aに形成されたレジストパターン137aの塗布厚d,d1,d2に対する、振動腕34上の電極22bに形成されたレジストパターン137bの塗布厚d,d1,d2の特性(図示の「腕部/基部」に相当、以下「塗布厚比」という)を参照しても以下のようなことがわかる。尚、図15では、その縦軸として塗布厚d,d1,d2[μm]が示されているが、上記塗布厚比の特性の縦軸の単位としては、この塗布厚d,d1,d2[μm]を用いずに図示している。
【0058】
この塗布厚比は、振動腕34上の電極膜22bに形成されたレジストパターン137bの塗布厚dが薄くなればなるほど、より数値が1に近づくように低くなる。ここで塗布量が一定であることから、塗布厚比が低くなることは、圧電振動片32の電極膜22全体として、レジスト137の膜厚が均一に塗布されることを示している。
【0059】
具体的には、塗布厚比は、ダミーフレームDFを設けない場合よりもダミーフレームDFを設けた場合の方が塗布厚比がより1に近づくように低くなっている。従って、ダミーフレームDFを設けてレジスト137を形成した方が、圧電振動片32の電極膜22に均一にレジスト137を形成することができることがわかる。
【0060】
本発明の実施形態によれば、ダミー電極膜22cを上述のように設けると、レジスト微粒子132bの静電塗布時における、レジスト137の圧電振動片における面積の広い部分の電極膜22aの部分と、レジスト137の前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜22bの部分との電荷密度をほぼ等しくし、両者の電位差を小さくすることができる。このように広い部分の電極膜22及び狭い部分の電極膜22bでは、レジスト微粒子132bの静電塗布時に単位面積当たりに塗布されるレジスト微粒子132bの量がほぼ等しくなる。従って、本実施形態によれば、フォトリソグラフィ工程を用いて、電極膜22を形成した基板の一例としての圧電振動片32の部分の面積に関係なく、圧電振動片32の電極膜22上に微細なレジストパターン137a,137bを精度良く形成することができる。
【0061】
従って、面積の広い電極膜22aに形成されたレジストパターン137aの塗布厚dと、面積の狭い電極膜22bに形成されたレジストパターン137bの塗布厚dとがほぼ等しくなる。このため、本実施形態によれば、面積の広さに拘わらず、フォトリソグラフィ工程を経て微細なパターンの電極膜22を精度良く形成することができる。従って、本実施形態によれば、例えば従来フォトリソグラフィ工程が制約となっていた超小型の圧電振動片32に、フォトリソグラフィ工程を用いて様々な広さの電極22をパターン切れ等を生ずることなく形成することができる。
【0062】
上記実施形態では、音叉型の圧電振動片32上に、面積の広い電極22a及び面積の狭い電極22bを形成することを例示しているがこれに限られず、例えばジャイロセンサの電極を形成する際に、フォトリソグラフィ工程を用いてレジストを形成する場合に適用しても良いことはいうまでもない。以下、ジャイロセンサの構成例について簡単に説明する。
【0063】
図16は、圧電デバイスの一例としてのジャイロセンサの概略構成を示す概略平面図である。尚、図16において、X方向は水晶の電気軸、Y方向は水晶の機械軸、Z方向は水晶の光軸(成長軸)を示している。
ジャイロセンサ80は、センサ本体81が、圧電材料等を使用したパッケージ98内に収容されており、このパッケージ98内は、第1の実施形態で説明したのとほぼ同様に、センサ本体81を収容できる形態の箱状に形成されており、センサ本体81を励振する励振回路等の駆動手段と、センサ本体81からの振動を検出する回路等を備えている(図示せず)。
【0064】
センサ本体81は、水晶をエッチングして形成されている。図16において、センサ本体81のほぼ正方形の基部82はパッケージ98に対して固定されている。面積の広い部分の一例としての基部82には、太い電極や細い電極が形成されており、この基部82からは、それぞれ左右の方向に基部82と一体に形成された支持部83,83が延びている。支持部83,83は、基部82の一部である。
各支持部83,83の端部には、各支持部83,83の延びる方向と直交する方向に、各支持部83,83の端部を起点として、両方向に延出された励振用振動腕84,84が設けられている。つまり、基部82からその一部である各支持部83,83を介して、励振用振動腕84,84が互いに平行に延びている。そして、面積の狭い部分の一例としての各励振用振動腕84,84には、それぞれ長さ方向に並んだ長い溝94,94が設けられており、励振電極等の電極が形成されている。
【0065】
さらに、図16において固定部82の上下の片にほぼ中央部には、上記支持部83,83の延びる方向と直交する方向に、2つの検出用振動腕85,85が形成されている。一方の検出用振動腕85は、図16において上方に延びており、他方の検出用振動腕85は、図16において下方に延びていて、検出用振動腕85,85と、各支持部83,83の端部に設けられた各励振用振動腕84,84は、互いに平行とされている。検出用振動腕85は、例えば上記実施形態における面積の狭い部分に相当しており、上記実施形態における狭い部分の電極が形成されている。
【0066】
図16において、ジャイロセンサ80の励振用振動腕84,84は、駆動手段としての図示しない励振回路から、駆動用電圧が印加されることにより、矢印E,Eに示すように、その先端部どうしが接近したり離間したりするようにして振動する。この際に、図16に示すように、紙面の平面内で固定部82の中心Oの回りに、回転角速度ωが働くと、コリオリの力は、図16のF,Fの方向に働く。この振動は、支持部83,83と固定部82を介して検出用振動腕85,85に伝えられる。つまり、励振用振動腕84,84は、X軸方向の振動の方向と、回転角速度ωとのベクトル積の方向に働くコリオリの力Fcを受けて、Y軸に沿って(プラスY方向とマイナスY方向に交互に)振動するようになっている(ウオーク振動)。この振動は支持部83,83を介して検出用振動腕85,85に伝えられる。
【0067】
<応用例>
図17は、本発明の上述した実施形態に係る製造方法により製造された圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置300の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン308及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ309を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるCPU301を備えている。
【0068】
CPU301は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのLCDや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部302や、RAM,ROM等でなる情報記憶手段としてのメモリ303の制御を行うようになっている。このため、CPU301には、例えば、圧電デバイス30が取り付けられて、その出力周波数をCPU301に内蔵された所定の分周回路(図示せず)等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。
【0069】
コントローラとしてのCPU301は、さらに、温度補償水晶発振器(TCXO)305と接続され、温度補償水晶発振器305は、送信部307と受信部306に接続されている。これにより、CPU301からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器305により修正されて、送信部307及び受信部306に与えられるようになっている。
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置300のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイス30或いはジャイロセンサ80を利用することにより、小型化を図ることができる。
【0070】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
また、上記実施形態は、レジストを形成する際に適用されているが、これに限られず、レジスト材以外の様々な膜を形成する際にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 圧電振動片が搭載された圧電デバイスの構成例を示す平面図。
【図2】 図1に示す圧電デバイスC−C断面図。
【図3】 電極の構成例を示す平面図。
【図4】 超微粒子発生装置の構成例を示す概略断面図。
【図5】 振動腕の電極膜にレジストを形成する手順の一例を示す断面図。
【図6】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図7】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図8】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図9】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図10】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図11】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図12】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図13】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図14】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図15】 レジストの塗布厚の一例を示す図。
【図16】 圧電デバイスの構成例を示す概略平面図。
【図17】 デジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図18】 従来の圧電振動片の製造方法の手順の一例を示す平面図。
【図19】 従来の圧電振動片の製造方法の手順の一例を示す平面図。
【図20】 電極膜を所定のパターンに形成する手順の一例を示す断面図。
【図21】 電極膜を所定のパターンに形成する手順の一例を示す断面図。
【符号の説明】
22・・・電極膜、22a・・・広い部分の電極(圧電振動片における面積の広い部分の電極膜)、22b・・・狭い部分の電極(圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜)、22c・・・ダミー電極膜(調整用導電膜)、30・・・圧電デバイス、32・・・圧電振動片、34,35・・・振動腕(基板における面積の広い部分、圧電振動片における面積の広い部分)、43・・・支持部、51・・・基部(基板における面積の広い部分、圧電振動片における面積の広い部分)、71・・・マスク、132a,132c・・・レジスト微粒子(レジスト粒子)、132c・・・正電荷、137・・・レジスト,137a・・・圧電振動片における面積の広い部分の電極膜のレジストパターン、137b・・・圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜のレジストパターン、300・・・デジタル式携帯電話装置(電子機器、携帯電話装置)、DF・・・ダミーフレーム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a resist in a photolithography process in which a resist particle is formed by electrostatically coating resist particles charged to a different polarity from the electrode film on a substrate charged with the electrode film. The present invention relates to a method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric device, an electronic apparatus, and a mobile phone device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization and thinning of devices have been remarkable in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as portable telephone devices, automobile phones, and paging systems. The piezoelectric devices used for these are also required to be small and thin. In order to reduce the size and thickness of the piezoelectric device, it is required to reduce the size of the built-in piezoelectric vibrating piece, and accordingly, the electrode film of the piezoelectric vibrating piece is required to be finely patterned.
Conventionally, as a method of forming an electrode film on a piezoelectric vibrating piece, for example, a resist particle is electrostatically applied to a substrate coated with an electrode film made of Cr or Au and charged with a resist having a polarity different from that of the electrode film. A forming method is known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
FIG. 18 is a plan view showing an example of a procedure of a conventional method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece 132 using resist electrostatic coating, and FIG. 19 is an example of a state in which a positive charge is charged on the electrode film. FIG. In FIG. 19, the electrode film is not shown.
In the conventional method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece 132, for example, an ultrafine particle generator (not shown) is used to apply a resist used when forming an electrode film on the piezoelectric vibrating piece 132. This ultrafine particle generator generates resist particles containing a solvent of a photoresist in a fine particle generator, and mixes the resist particles with a carrier gas and sends it to a nozzle of a coating chamber.
[0004]
The fine particle generator is configured to electrostatically apply resist particles to the piezoelectric vibrating piece 132 disposed in the coating chamber by a high voltage applied to the nozzle, thereby forming a resist on the piezoelectric vibrating piece 132. It has become. It is assumed that the resist particles are negatively charged, for example, and the piezoelectric vibrating piece 132 is positively charged, for example.
[0005]
When electrostatically applying resist particles to the piezoelectric vibrating piece 132 shown in FIG. 18, positive charges are charged in the piezoelectric vibrating piece 132 and densely charged in the vibrating arms 134 and 135 as shown in FIG. It is known that the base 151 and the like are sparsely charged.
[0006]
20 and 21 are cross-sectional views showing an example in which a procedure for forming a resist by electrostatic coating of resist particles and forming an electrode film 122 in a predetermined pattern is simplified. 20 and 21, the left side shows the cross-sectional configuration of the base 151, and the right side shows the cross-sectional configuration of the vibrating arm 134 of FIG. 18. Note that the vibrating arm 135 has substantially the same configuration as the vibrating arm 134, and thus description thereof is omitted. In FIG. 20 and FIG. 21, the thickness is exaggerated in consideration of ease of visual recognition.
[0007]
First, the piezoelectric vibrating piece 132 is formed on, for example, a quartz wafer, and the surfaces of the vibrating arm 134, the base 151, and the like are covered with the metal electrode film 122 as described above. As shown in FIG. 20A, the ultrafine particle generator has a resist fine particle in which the electrode film 122 formed on the base 151 and the vibrating arm 134 has a positive charge, and has a negative charge, for example, as described above. It has a function of applying 132b using an electrostatic application method as shown in FIG.
[0008]
The resist fine particles 132b having a predetermined thickness applied to the base 151 and the vibrating arm 134 constitute a resist 1137 as shown in FIG. Next, a mask MSK configured corresponding to a predetermined electrode pattern is disposed on the resist 1137 as shown in FIG. 20D, and on the base 151 and the vibrating arm 134 as shown in FIG. A resist 1137 corresponding to a predetermined electrode pattern is formed.
Next, an electrode film 122 is formed in a predetermined pattern using a resist 1137 as shown in FIG. 21A, and the resist 1137 is removed as shown in FIG. An electrode 122 a having a predetermined pattern is formed on 134.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2002-290181 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a resist forming method in the photolithography process, as shown in FIG. 20B, the charge density charged on the electrode film 122 differs depending on the area of the resist to be formed. Specifically, for example, the positive charge 132c tends to be sparsely charged on the wide electrode film 122 on the base 151 side, and the positive charge 132c tends to be densely charged on the narrow electrode film 122 on the vibrating arm 134 side.
[0011]
When the positive charges 132b are charged in the electrode film 122 in this way, the amount of the resist fine particles 132b applied on the electrode film 122 per unit area differs between the base 151 side and the vibrating arm 134, and as a result, FIG. As shown in (C), there is a problem that the thickness of the resist 1137 is different as d1 and d2. That is, when the resist 1137 is applied by the electrostatic application method, the resist 1137 is thick on the electrode film 122 having a narrow pattern such as the vibrating arm 134 and has an area such as the base 151 as shown in FIG. The electrode film 122 having a wide pattern is thinly formed.
[0012]
In a portion where a large amount of resist particles 132b are applied, for example, on the vibrating arm 134 side, the particles gather and dissolve to become a wet state, and further, the resist particles 132b gather in the central portion to further increase the coating thickness. On the other hand, in a portion where the resist particles 132b are applied in a small amount, for example, the base 151, the resist particles 132b are not dissolved and are in a dry state.
[0013]
When exposure / development is performed in such a state as shown in FIG. 21 (A), the application thickness d2 is thick and wet in the vibrating arm 134. As shown, a resist residue 1137a is generated. On the other hand, since the coating thickness d1 is thin on the base 151 side and is in a dry state, development after exposure proceeds too quickly, and there is a possibility that the resist pattern may be cut off on the electrode film 122. Therefore, conventionally, there has been a problem that a fine pattern of electrodes cannot be accurately formed on a substrate such as the piezoelectric vibrating piece 132 using a photolithography process.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and form a fine resist pattern on the electrode film of the substrate with high accuracy by using a photolithography process regardless of the area of the portion of the substrate on which the electrode film is formed. A method of forming a resist in a photolithography process, a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric vibrating piece, a piezoelectric device, an electronic apparatus, and a mobile phone device are provided.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The first object is to form a resist by electrostatically applying resist particles charged to a different polarity from the electrode film on a substrate charged with the electrode film and coated with the electrode film. A method of forming a resist in a photolithography process, wherein when the electrode film is charged, the charge distribution of the electrode film in a large area of the substrate and the charge distribution of the electrode film in a small area of the substrate An adjustment conductive film forming step for forming an adjustment conductive film so as to be adjacent to an electrode film having a small area in the substrate, an electrode film having a large area in the substrate, and the electrode film A resist forming step of electrostatically applying the resist particles to the electrode film having a small area on the substrate and dissolving the applied resist particles to form the resist; And a resist pattern forming step of forming the resist pattern on the electrode film of the substrate by performing exposure using a mask corresponding to a resist pattern corresponding to an adjustment conductive film and an electrode to be formed. This is achieved by a method for forming a resist in a lithography process.
[0016]
According to the said structure, the electrically conductive film for adjustment is formed so that it may adjoin along the part which should form an area narrowly. The conductive film for adjustment is for adjusting the charge distribution of the electrode film in the large area of the substrate and the charge distribution of the electrode film in the small area of the substrate at the time of electrostatic coating. is there. When such an adjustment conductive film is provided, the potential difference between the electrode film having a large area and the electrode film having a small area becomes small in electrostatic coating of resist particles. The amount of resist particles applied is approximately equal.
Accordingly, the thickness of the resist pattern formed on the electrode film having a large area is substantially equal to the thickness of the resist pattern formed on the electrode film having a small area. In this way, a resist pattern having a uniform thickness is formed on the electrode film. For this reason, in the photolithography process, an electrode with a fine pattern can be accurately formed on the substrate regardless of the area of the electrode film.
[0017]
According to a second invention, in the configuration of the first invention, the substrate is a base material of a piezoelectric vibrating piece.
According to the above configuration, in the photolithography process, a fine resist pattern is accurately formed on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece regardless of the area of the base portion of the piezoelectric vibrating piece on which the electrode film is formed. be able to. For this reason, the electrode of a fine pattern can be accurately formed in the piezoelectric vibrating piece, and the piezoelectric vibrating piece can be miniaturized.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the invention, the piezoelectric vibrating piece base member is separated from the piezoelectric vibrating piece in which the resist pattern is formed on the electrode film. And a dummy frame integrally formed on the piezoelectric vibrating piece through a support portion, and the adjustment conductive film is formed on the dummy frame.
According to the above configuration, since the dummy frame is integrally formed with the piezoelectric vibrating piece via the support portion so as to be separated from the piezoelectric vibrating piece, the formation process of forming the adjustment conductive film on the dummy frame It can process collectively in the manufacturing process of a vibration piece.
[0019]
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided an outer shape forming step of etching the substrate to form an outer shape of the piezoelectric vibrating piece from the substrate, and the piezoelectric vibrating piece coated with the electrode film and charged to the electrode film. On the other hand, a piezoelectric process comprising: a photolithography process for forming a resist by electrostatically applying resist particles charged to a different polarity from the electrode film; and an electrode forming step for forming an electrode on the piezoelectric vibrating piece using the resist. In the method of manufacturing a vibrating piece, the photolithography process includes charging the electrode film with a large area in the piezoelectric vibrating piece and charging the electrode film with a small area in the piezoelectric vibrating piece. An adjustment conductive film forming step for forming an adjustment conductive film for adjusting the charge distribution of the electrode film so as to be adjacent to the electrode film having a small area in the piezoelectric vibrating piece; The resist particles are electrostatically applied to the electrode film having a large area in the piezoelectric vibrating piece and the electrode film having a small area in the piezoelectric vibrating piece, and the applied resist particles are dissolved to dissolve the resist. Forming a resist pattern on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece by exposing using a mask corresponding to the resist pattern corresponding to the conductive film for adjustment and the electrode to be formed This is achieved by a method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece including a forming step.
According to the said structure, the electrically conductive film for adjustment is formed so that it may adjoin along the part which should form an area narrowly. The conductive film for adjustment is adjusted so that the charge distribution of the electrode film in the large area of the piezoelectric vibrating piece and the charge distribution of the electrode film in the small area of the piezoelectric vibrating piece are substantially equal during electrostatic application. Is for. When such an adjustment conductive film is provided, the potential difference between the electrode film having a large area and the electrode film having a small area becomes small in electrostatic coating of resist particles. The amount of resist particles applied is approximately equal.
Accordingly, the thickness of the resist pattern formed on the electrode film having a large area is substantially equal to the thickness of the resist pattern formed on the electrode film having a small area. In this way, a resist pattern having a uniform thickness is formed on the electrode film. For this reason, in the photolithography process included in the method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece, an electrode with a fine pattern can be accurately formed on the piezoelectric vibrating piece regardless of the area of the electrode film.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration example of a piezoelectric device 30 on which a piezoelectric vibrating piece 32 is mounted, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line CC in FIG.
In these drawings, the piezoelectric device 30 shows an example in which a piezoelectric vibrator is configured. The piezoelectric device 30 houses a piezoelectric vibrating piece 32 in a package 36. The package 36 is, for example, a substrate such as an aluminum oxide sintered body obtained by laminating and sintering ceramic green sheets, and is formed in a shallow box shape. Each laminated substrate (not shown) is configured so as to form a predetermined internal space S on the inner side when it is laminated by forming a predetermined hole inside thereof.
[0025]
In the inner space S of the package 36, in the vicinity of the left end portion, electrode portions 31 and 31 plated with Au and Ni are provided on the base substrate that is exposed to the inner space S and forms the bottom. ing. The electrode portions 31 are connected to the outside to supply a driving voltage. Conductive adhesives 43, 43 are applied on the electrode portions 31, 31, and the base 51 of the piezoelectric vibrating piece 32 is placed on the conductive adhesives 43, 43. 43 are hardened.
An extraction electrode (not shown) for transmitting a driving voltage is formed on a portion of the base 51 of the piezoelectric vibrating piece 32 that is in contact with the conductive adhesives 43 and 43. Thereby, the drive electrode of the piezoelectric vibrating piece 32 is electrically connected to the electrode portions 31 and 31 on the package 36 side via the conductive adhesives 43 and 43.
[0026]
The piezoelectric vibrating piece 32 is formed of, for example, quartz, and a piezoelectric material such as lithium tantalate or lithium niobate can be used in addition to quartz. The piezoelectric vibrating piece 32 includes a package 36 side and a fixed base 51. The piezoelectric vibrating piece 32 includes a pair of vibrating arms 34 and 35 that extend in parallel with a base 51 as a base end, and is a so-called tuning fork type piezoelectric vibrating piece that is shaped like a tuning fork as a whole. Is configured.
[0027]
Further, as shown in FIG. 1, long grooves 45 and 46 are formed in the pair of vibrating arms 34 and 35 of the piezoelectric vibrating piece 32 along the length direction thereof. In the piezoelectric vibrating piece 32, the details of the piezoelectric vibrating piece 32 and the piezoelectric device 30 can be reduced by forming the electrodes 22a and 22b having a fine electrode pattern using a photolithography process characteristic in the present embodiment. Can be achieved. In addition to the vibrating arms 34 and 35, electrodes 22a and 22b are formed on the base 51 and the like. The upper end of the package 36 is sealed by bonding a lid 39 via a brazing material 33 such as low melting point glass.
[0028]
FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of the electrodes 22a and 22b as an example of an electrode film to be formed on the piezoelectric vibrating piece 32 shown in FIG.
For example, an electrode 22 a and an electrode 22 b are formed on the surface of the piezoelectric vibrating piece 32. Here, in the present embodiment, the electrode 22a is illustrated as an electrode formed on the base 51 as an example of a portion having a large area in the piezoelectric vibrating piece 32, and for example, as an example of a portion having a small area in the piezoelectric vibrating piece 32 The electrode 22b is illustrated as an electrode formed on the vibrating arm 34. Since the vibrating arms 34 and 35 have substantially the same configuration, the following description will mainly illustrate the vibrating arm 34.
[0029]
In addition, the electrode 22a formed on the base 51 as an example of a large area portion in the piezoelectric vibrating piece 32 is referred to as a wide portion electrode 22a, and vibration as an example of a narrow area portion in the piezoelectric vibrating piece 32. The electrode 22b formed on the arm 34 is referred to as a narrow portion of the electrode 22b. Further, a thin electrode having a large area in the piezoelectric vibrating piece 32 like the base 51 is referred to as a thin electrode 22d having a wide area.
[0030]
The details of the wide portion electrode 22a, the narrow portion 22b, and the wide portion thin electrode 22d will be described later. On the electrode film formed on the base material of the piezoelectric vibrating piece 32, for example, by an electrostatic coating method. The resist is formed using a photolithography process using a resist formed by applying resist particles. In the case of using this photolithography process, it is necessary to pay attention so that the pattern of the fine electrode 22b is not thick, and furthermore, the thin electrode 22d in a wide part does not cause the pattern to be cut off. Therefore, the piezoelectric vibrating piece 32 is manufactured by adopting a resist formation method in a photolithography process, which will be described later, which is characteristic in the present embodiment.
[0031]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an ultrafine particle generator 130 that forms a resist by applying resist particles to the base 51 and the vibrating arms 34 and 35 using an electrostatic coating method.
The ultrafine particle generator 130 includes a fine particle generator 131, a high voltage power source 138, and a coating chamber 133.
[0032]
The fine particle generator 131 generates submicron resist fine particles 132a containing a solvent for the photoresist 132 used in the photolithography process. The generated resist fine particles 132a are carried to the nozzle part 134 of the coating chamber 133 by an inert gas carrier gas such as air or nitrogen. A high voltage power supply 138 is connected to the coating chamber 133.
[0033]
The high-voltage power supply 138 has a function of applying a negative high voltage of about 30 kV to 100 kV to the nozzle part 134 of the coating chamber 133 to negatively charge the resist fine particles 132b to generate resist fine particles 132b. The coating chamber 133 includes a positive electrode 136 in addition to the nozzle part 134. The positive electrode 136 is grounded, and a conductive member disposed on the positive electrode 136 is configured to be grounded. The nozzle unit 134 has a function of applying the resist fine particles 132b carried by the carrier gas to the vibrating arm 34 or the like disposed on the positive electrode 136 in the coating chamber 133 by an electrostatic coating method.
[0034]
An electrode film is formed in advance on the entire surface of the vibrating arm 34 and the like disposed on the positive electrode 136, and a resist 137 is formed on the electrode film 22 by applying resist fine particles 132b. The resist 137 is for forming an electrode film previously formed on the vibrating arm 34 and the like into a predetermined pattern through a photolithography process.
As described above, the fine particle generator 130 can adjust the film thickness of the resist 137 formed on the vibrating arm 34 and the like in accordance with the voltage applied by the high voltage power source 138.
[0035]
An outline of a method of forming the resist 137 on the vibrating arm 34 and the like by the fine particle generator 130 will be further described. In the following description, the resist 137 is formed on the electrode film 22 formed on the vibrating arm 34 as an example. In the present embodiment, the electrode film 22 is an electrode film formed on one surface of the target member, and the electrodes formed on the piezoelectric vibrating piece 32 through the photolithography process are referred to as electrodes 22a, 22b, and 22d. It is out.
[0036]
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views illustrating an example of a procedure for forming a resist 137 on the electrode film 22 on the vibrating arm 34.
As shown in FIG. 4, a negative high voltage is applied to the nozzle part 134, and the electrode film 22 of the vibrating arm 34 is grounded. Accordingly, a positive charge is charged on the electrode film 22 on the vibrating arm 34 corresponding to the negative high voltage of the nozzle portion 134 shown in FIG.
[0037]
Then, the nozzle portion 134 that moves relative to the vibrating arm 34 applies the resist fine particles 132b to the electrode film 22 on the vibrating arm 34, and the resist fine particles 132b vibrate as shown in FIG. The electrode film 22 on the arm 34 is attracted by the electric charge of the electrode film 22 and applied to the electrode film 22 on the vibrating arm 34. Then, as shown in FIG. 5C, a resist 137 made of the resist fine particles 132b is formed on the electrode film 22 on the vibrating arm.
[0038]
The piezoelectric vibrating piece 32 is configured as described above. Next, an example of a procedure of a method for manufacturing the piezoelectric vibrating piece 32 including a resist forming method in a photolithography process will be described with reference to FIGS.
FIGS. 6 to 10 and FIGS. 11 to 14 are a plan view and a cross-sectional view showing an example of how the resist 137 is formed by applying the resist fine particles 132b, respectively. 11 and 12 show an example in which a resist 137 is formed on the electrode film 22 on the base 51, and FIGS. 13 and 14 show that the resist 137 is formed on the electrode film 22 on the vibrating arms 34 and 35. An example is shown.
[0039]
First, as shown in FIG. 6, the crystal wafer etched according to the outer shape of the piezoelectric vibrating piece 32 is formed by arranging the outer shapes of the piezoelectric vibrating pieces 32. 22 is formed on the entire surface. A penetrating portion 21 is formed around the piezoelectric vibrating piece 32 by the outer shape etching. In addition, in FIG. 6, the penetration part 21 is illustrated by hatching.
[0040]
<Adjusting conductive film forming step>
Here, what is characteristic in the embodiment of the present invention is that, when the resist fine particles 132b are electrostatically coated, as shown in FIG. 6 and a charge distribution of the vibrating arm 34 as an example of a portion having a small area in the quartz wafer, a dummy electrode film 22c as an adjustment conductive film is formed on the quartz wafer as shown in FIG. The area is formed so as to be adjacent to the electrode film 22 on the vibrating arm 34 as an example of a portion that cannot be pushed.
[0041]
Further, the crystal wafer as an example of the base material of the piezoelectric vibrating piece 32 is separated from the piezoelectric vibrating piece 32 in which a resist pattern is formed on the electrode film 22 formed in advance as described later, and the piezoelectric vibrating piece 32. Thus, a dummy frame DF integrally formed with the piezoelectric vibrating piece 32 via the support portion 49 is provided. The dummy electrode film 22c as the adjustment conductive film is formed on the dummy frame DF. Therefore, the dummy electrode film 22c is formed so as to be adjacent to the electrode film 22 of the vibrating arm 34 as an example of a portion having a small area of the crystal wafer.
[0042]
As shown in FIG. 4, when the resist fine particles 132a are electrostatically applied to the electrode film 22 on the base and the electrode film 22 on the vibrating arm 34, the ultrafine particle generator 130 first converts the crystal wafer into the positive electrode 136. To charge. As shown in FIG. 7, the positive charge 132c is charged to the electrode film 22 on the quartz wafer. In this electrode film 22, due to the presence of the dummy frame DF, the charge distribution of the electrode film 22 on the base 51 and the charge distribution of the electrode film 22 of the vibrating arm 34 become substantially equal, and the electrode film 22 on the base 51 and the vibrating arm The potential difference between the 34 electrode films 22 is reduced. This is because the presence of the dummy frame DF causes, for example, the positive charge 132c charged on the dummy electrode film 22c of the dummy frame DF to repel and disperse with the positive charge 132c charged on the electrode film 22 on the vibrating arm 34, This is because the amount of charge charged in each electrode film 22 is adjusted to be equal.
[0043]
<Resist formation step>
Next, as shown in FIG. 11A, on the electrode film 22a on the base 51, as shown in FIG. 11B, the resist fine particles 132b from the nozzle part 134 have a uniform coating thickness on the electrode film 22a. Thinly applied. On the other hand, as shown in FIG. 13A, the electrode film 22b on the vibrating arm 34 is similarly coated with the resist fine particles 132b from the nozzle portion 134 as shown in FIG. Apply uniformly and thinly.
[0044]
FIG. 8 shows a state where the resist fine particles 132b are formed on one surface of the electrode film 22 on the piezoelectric vibrating piece 32 or the dummy frame DF. FIG. 8 shows an example of a state in which the resist fine particles 132b are uniformly applied to the entire surface of the crystal wafer other than the through portion 21. In the present embodiment, the film thickness of the electrode film 22a on the base 51 and the electrode film 22b on the vibrating arm 34 are substantially uniform as shown in FIGS. 11B and 13B.
[0045]
The resist fine particles 132b are uniformly applied in this way because the bias of the charge distribution in the electrode film 22b on the vibrating arm 34 side is compared to the charge distribution in the electrode film 22a on the base 51 as shown in FIG. This is because it is improved over the prior art. That is, as shown in FIG. 13B, the charge distribution charged on the electrode film 22b on the vibrating arm 34 is adjusted by the charge distribution charged on the dummy electrode film 22c on the dummy frame DF. In this way, the potential difference between the electrode film 22b on the vibrating arm 34 side and the electrode film 22a on the base 51 side is adjusted.
[0046]
The applied resist fine particles 132b are not dissolved, wetted and fluidized as shown in FIGS. 11C and 13C, and the electrodes 22a on the base 51 and the electrodes on the vibrating arm 34 are not fluidized. A resist 137 having a substantially uniform film thickness can be formed on 22b.
[0047]
<Resist pattern formation step>
Next, masks 71 shown in FIGS. 11 (D) and 13 (D) respectively corresponding to the wide portion electrode 22a, the narrow portion electrode 22b (and the wide portion thin electrode 22d) shown in FIG. The resist 137 is exposed. Then, as shown in FIG. 11D, the electrode film 22a on the base 51 has a small area on the resist pattern 137a and the electrode film 22b on the vibrating arm 34 has a small area as shown in FIG. A partial resist pattern 137b is formed. These resist patterns 137a and 137b have substantially the same coating thickness because the amount of resist fine particles to be applied is adjusted.
[0048]
For example, a pattern for removing the resist 137 formed on the dummy electrode film 22c is preferably formed on the mask 71. With such a structure, a mask 71 is arranged as shown in FIG. 13D, and a resist pattern 137b having a small area is formed on the electrode film 22 on the vibrating arm 34 as shown in FIG. When formed, the resist pattern 137b can be automatically left on the dummy electrode film 22c on the dummy frame DF.
[0049]
When the resist patterns 137a and 137b are formed, the structure shown in FIG. 9 is obtained. In this state where the resist patterns 137a and 137b are formed, the resist 137 is removed from the dummy frame DF. That is, when exposure is performed with the mask 71 disposed, desired resist patterns 137a and 137b are left on the base 51, the vibrating arm 34, and the like, but at the same time, no resist pattern is left on the dummy frame DF. be able to.
[0050]
Next, when the electrode film 22a is etched according to the wide resist pattern 137a shown in FIG. 11E and the electrode film 22b is etched according to the narrow resist pattern 137b shown in FIG. The electrode 22a having a large area can be formed on the base 51 shown in FIG. 12A, and the electrode 22b having a small area can be formed on the vibrating arm 34 shown in FIG. Then, the resist pattern 137a on the wide portion electrode 22a and the resist pattern 137b on the narrow portion electrode 22b are peeled off.
Therefore, as shown in the drawing, the piezoelectric vibrating piece 32 does not have the resist patterns 137a and 137b as shown in FIGS. 12B and 14B, and has a desired pattern as shown in FIG. A wide portion electrode 22a and a narrow portion electrode 22b are formed with high accuracy.
[0051]
In the above embodiment, the electrode 22a having a large area is formed on the base 51, and the electrode having a small area and the electrode 22b are formed on the vibrating arm 34. However, the present invention is not limited thereto. Specifically, in the present embodiment, not only the case where the wide portion electrode 22a is formed on the base 51 as an example of the wide portion, but also the thin electrode 22d is formed on the base 51 using a photolithography process. It can also be applied to. This is because the charge distribution of the entire electrode film on the piezoelectric vibrating piece 32 is similarly adjusted by the presence of the dummy electrode film 22c on the dummy frame DF as shown in FIG. That is, the present embodiment can be applied to the case where the fine electrode 22d having a fine pattern is accurately formed on the base 51 as an example of the wide area portion. Cutting can also be prevented.
[0052]
Next, from the piezoelectric vibrating piece 32 on which the electrodes 22a and the like are formed, the dummy frame DF and the like are removed, and individual piezoelectric vibrating pieces 32 as shown in FIG. 3 are completed. Next, in the piezoelectric vibrating piece 32, a base 51 is disposed on the conductive adhesives 43 and 43 in the package 36 configured as shown in FIG. 1 and FIG. Cured. An extraction electrode (corresponding to the electrode 22 a having a large area) for transmitting a driving voltage is formed on a portion of the base 51 of the piezoelectric vibrating piece 32 that comes into contact with the conductive adhesive 43. As a result, in the piezoelectric vibrating piece 32, the driving electrode is electrically connected to the electrode portions 31 and 31 on the package 36 side via the conductive adhesives 43 and 43.
[0053]
Next, the upper end of the package 36 containing the piezoelectric vibrating piece 32 is sealed by bonding a lid 39 via a brazing material 33 such as low melting point glass. Next, the frequency of the piezoelectric vibrating piece 32 is adjusted by evaporating a part of the electrode film on the surface thereof, and the piezoelectric device 30 is completed.
[0054]
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the coating thickness of the resist 137 formed on the electrode film 22 on the piezoelectric vibrating piece 32. Note that the coating thickness d of the resist 137 when there is a dummy frame DF corresponds to the coating thickness d shown in FIGS. 12A and 14A, and the resist coating thickness when there is no dummy frame DF is This corresponds to the coating thicknesses d1 and d2 shown in FIG.
In FIG. 15, when the resist 137 is formed by providing the dummy frame DF (the left side in the figure), the coating thickness of the resist 137 and when the resist 137 is formed without providing the dummy frame DF (the right side in the figure) Comparison of coating thickness.
[0055]
First, the coating thickness d of the resist pattern 137a formed on the electrode film 22a on the base 51 is about 2.0 μm in the same manner when the dummy frame DF is not provided or when the dummy frame DF is provided. Therefore, as shown in FIG. 11E, when the resist pattern 137a having a large area is formed on the electrode film 22a on the base 51, there is little influence whether or not the dummy frame DF is provided. I understand.
[0056]
On the other hand, the coating thickness d of the resist 137b formed on the electrode film 22b on the vibrating arm 34 is about 4.5 μm when the dummy frame DF is not provided, but is 3 when the dummy frame DF is provided. About 5 μm. Accordingly, when the resist pattern 137a having a small area is formed on the electrode film 22a on the base 51 as shown in FIG. 11E, and the electrode film 22b on the vibrating arm 34 as shown in FIG. In the case where the resist pattern 137b having a small area is formed thereon, the coating thickness d can be made thin and uniform by providing the dummy frame DF.
[0057]
Further, characteristics of the coating thicknesses d, d1, d2 of the resist pattern 137b formed on the electrode 22b on the vibrating arm 34 with respect to the coating thicknesses d, d1, d2 of the resist pattern 137a formed on the electrode 22a on the base 51 ( The following can be understood by referring to the “arm / base” shown in the figure, and hereinafter referred to as “coating thickness ratio”. In FIG. 15, the coating thickness d, d1, d2 [μm] is shown as the vertical axis, but the unit of the vertical axis of the characteristics of the coating thickness ratio is the coating thickness d, d1, d2 [ It is shown without using [μm].
[0058]
The coating thickness ratio decreases such that the numerical value approaches 1 as the coating thickness d of the resist pattern 137b formed on the electrode film 22b on the vibrating arm 34 decreases. Here, since the coating amount is constant, the lower coating thickness ratio indicates that the film thickness of the resist 137 is uniformly applied to the entire electrode film 22 of the piezoelectric vibrating piece 32.
[0059]
Specifically, the coating thickness ratio is lower so that the coating thickness ratio is closer to 1 when the dummy frame DF is provided than when the dummy frame DF is not provided. Therefore, it can be seen that the resist 137 can be uniformly formed on the electrode film 22 of the piezoelectric vibrating piece 32 by providing the dummy frame DF and forming the resist 137.
[0060]
According to the embodiment of the present invention, when the dummy electrode film 22c is provided as described above, a portion of the electrode film 22a having a large area in the piezoelectric vibrating piece of the resist 137 when the resist fine particles 132b are electrostatically applied, and The charge density of the resist 137 with the portion of the electrode film 22b having a small area in the piezoelectric vibrating piece of the resist 137 can be made substantially equal, and the potential difference between the two can be reduced. As described above, in the electrode film 22 in the wide portion and the electrode film 22b in the narrow portion, the amount of the resist fine particles 132b applied per unit area when the resist fine particles 132b are electrostatically applied is substantially equal. Therefore, according to the present embodiment, the photolithography process is used to form a fine pattern on the electrode film 22 of the piezoelectric vibrating piece 32 regardless of the area of the piezoelectric vibrating piece 32 as an example of the substrate on which the electrode film 22 is formed. Resist patterns 137a and 137b can be formed with high accuracy.
[0061]
Therefore, the coating thickness d of the resist pattern 137a formed on the electrode film 22a having a large area is substantially equal to the coating thickness d of the resist pattern 137b formed on the electrode film 22b having a small area. Therefore, according to the present embodiment, the electrode film 22 having a fine pattern can be accurately formed through the photolithography process regardless of the area. Therefore, according to the present embodiment, for example, the electrode 22 having various widths is not cut in the pattern using the photolithography process on the ultra-small piezoelectric vibrating piece 32 that has been conventionally limited by the photolithography process. Can be formed.
[0062]
In the above embodiment, the electrode 22a having a large area and the electrode 22b having a small area are formed on the tuning fork type piezoelectric vibrating piece 32. However, the present invention is not limited to this. For example, when forming an electrode of a gyro sensor. Needless to say, the present invention may be applied to the case where a resist is formed using a photolithography process. Hereinafter, a configuration example of the gyro sensor will be briefly described.
[0063]
FIG. 16 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a gyro sensor as an example of a piezoelectric device. In FIG. 16, the X direction indicates the electrical axis of the crystal, the Y direction indicates the mechanical axis of the crystal, and the Z direction indicates the optical axis (growth axis) of the crystal.
The gyro sensor 80 includes a sensor main body 81 accommodated in a package 98 using a piezoelectric material or the like. The package 98 accommodates the sensor main body 81 in substantially the same manner as described in the first embodiment. It is formed in a box-like form, and includes a drive means such as an excitation circuit for exciting the sensor body 81, a circuit for detecting vibration from the sensor body 81, and the like (not shown).
[0064]
The sensor body 81 is formed by etching a crystal. In FIG. 16, the substantially square base 82 of the sensor body 81 is fixed to the package 98. A thick electrode and a thin electrode are formed on the base portion 82 as an example of a wide area portion, and support portions 83, 83 formed integrally with the base portion 82 extend in the left and right directions from the base portion 82. ing. The support portions 83 and 83 are a part of the base portion 82.
At the end of each support portion 83, 83, a vibrating arm for excitation extended in both directions starting from the end of each support portion 83, 83 in a direction orthogonal to the extending direction of each support portion 83, 83. 84, 84 are provided. That is, the vibrating arms 84 and 84 for excitation extend in parallel to each other from the base portion 82 through the support portions 83 and 83 which are parts of the base portion 82. Each of the vibrating vibrating arms 84 and 84, which is an example of a portion having a small area, is provided with long grooves 94 and 94 arranged in the length direction, and an electrode such as an excitation electrode is formed.
[0065]
Further, in FIG. 16, two detection vibrating arms 85, 85 are formed at a substantially central portion of the upper and lower pieces of the fixing portion 82 in a direction orthogonal to the extending direction of the support portions 83, 83. One detection vibrating arm 85 extends upward in FIG. 16, and the other detection vibrating arm 85 extends downward in FIG. 16, and the detection vibrating arms 85, 85 and each support portion 83, The vibration arms 84 and 84 for excitation provided at the end of 83 are parallel to each other. The detection vibrating arm 85 corresponds to, for example, a portion having a small area in the above-described embodiment, and an electrode having a narrow portion in the above-described embodiment is formed.
[0066]
In FIG. 16, the excitation vibrating arms 84 and 84 of the gyro sensor 80 are applied with a driving voltage from an excitation circuit (not shown) as a driving means, so that their tip portions are separated from each other as indicated by arrows E and E. Vibrate as they approach and separate. At this time, as shown in FIG. 16, when the rotational angular velocity ω acts around the center O of the fixed portion 82 in the plane of the paper, the Coriolis force acts in the directions of F and F in FIG. This vibration is transmitted to the detection vibrating arms 85 and 85 via the support portions 83 and 83 and the fixed portion 82. In other words, the excitation vibrating arms 84 and 84 receive the Coriolis force Fc acting in the direction of the vector product of the direction of vibration in the X-axis direction and the rotational angular velocity ω, and along the Y-axis (plus Y direction and minus It vibrates (alternately in the Y direction) (walk vibration). This vibration is transmitted to the detection vibrating arms 85 and 85 via the support portions 83 and 83.
[0067]
<Application example>
FIG. 17 is a diagram illustrating a schematic configuration of a digital mobile phone device 300 as an example of an electronic apparatus using the piezoelectric device manufactured by the manufacturing method according to the above-described embodiment of the present invention.
In the figure, a microphone 308 for receiving the voice of the sender and a speaker 309 for outputting the received content as a voice output are provided, and further, an integrated circuit or the like as a control unit connected to the modulation and demodulation unit of the transmission / reception signal. The CPU 301 is provided.
[0068]
In addition to modulation and demodulation of transmission / reception signals, the CPU 301 includes an information input / output unit 302 such as an LCD as an image display unit and operation keys for inputting information, and a memory 303 as information storage means such as a RAM and a ROM. Control is to be performed. For this reason, for example, the piezoelectric device 30 is attached to the CPU 301, and the output frequency is used as a clock signal suitable for the control contents by a predetermined frequency dividing circuit (not shown) built in the CPU 301 or the like. Has been.
[0069]
The CPU 301 as a controller is further connected to a temperature compensated crystal oscillator (TCXO) 305, and the temperature compensated crystal oscillator 305 is connected to the transmission unit 307 and the reception unit 306. Thus, even if the basic clock from the CPU 301 fluctuates when the environmental temperature changes, it is corrected by the temperature compensated crystal oscillator 305 and supplied to the transmission unit 307 and the reception unit 306.
As described above, by using the piezoelectric device 30 or the gyro sensor 80 according to the above-described embodiment in an electronic apparatus such as the digital cellular phone device 300 including the control unit, the size can be reduced.
[0070]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, a part of each configuration of the above embodiment can be omitted, or can be arbitrarily combined so as to be different from the above.
Moreover, although the said embodiment is applied when forming a resist, it is not restricted to this, It can apply also when forming various films other than a resist material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration example of a piezoelectric device on which a piezoelectric vibrating piece is mounted.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric device CC shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration example of an electrode.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of an ultrafine particle generator.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a procedure for forming a resist on an electrode film of a vibrating arm.
FIG. 6 is a plan view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 7 is a plan view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 8 is a plan view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 9 is a plan view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 10 is a plan view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of how a resist is formed.
FIG. 15 is a diagram showing an example of a resist coating thickness.
FIG. 16 is a schematic plan view showing a configuration example of a piezoelectric device.
FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a digital cellular phone device.
FIG. 18 is a plan view showing an example of a procedure of a conventional method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece.
FIG. 19 is a plan view showing an example of a procedure of a conventional method of manufacturing a piezoelectric vibrating piece.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of a procedure for forming an electrode film in a predetermined pattern.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing an example of a procedure for forming an electrode film in a predetermined pattern.
[Explanation of symbols]
22... Electrode film, 22 a... Wide portion electrode (electrode film having a large area in the piezoelectric vibrating piece) 22 b... Narrow portion electrode (electrode film having a small area in the piezoelectric vibrating piece) 22c ... dummy electrode film (adjusting conductive film), 30 ... piezoelectric device, 32 ... piezoelectric vibrating piece, 34, 35 ... vibrating arm (wide area of substrate, piezoelectric vibrating piece) Wide area), 43... Support part, 51... Base part (Wide area on the substrate, Wide area on the piezoelectric vibrating piece), 71... Mask, 132 a, 132 c. (Resist particles), 132c... Positive charge, 137... Resist, 137a... Electrode film resist pattern in a large area of the piezoelectric vibrating piece, 137b. Resist pattern had portions of the electrode film, 300 ... digital portable telephone apparatus (electronic apparatus, cellular phone device), DF.. Dummy Frame

Claims (4)

電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた基板上に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法であって、
前記電極膜の帯電の際に、前記基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記基板における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、
前記基板における面積の広い部分の電極膜及び前記基板における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、
前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記基板の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと
を有することを特徴とするフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法。
This is a resist forming method in a photolithography process in which a resist particle is formed by electrostatically applying resist particles charged to a different polarity from the electrode film on a substrate charged with the electrode film. And
When the electrode film is charged, an adjustment conductive film for adjusting the charge distribution of the electrode film having a large area in the substrate and the charge distribution of the electrode film having a small area in the substrate is provided on the substrate. An adjustment conductive film forming step that is formed so as to be adjacent along the electrode film of the narrow area in
A resist that forms the resist by electrostatically applying the resist particles to the electrode film having a large area on the substrate and the electrode film having a small area on the substrate, and dissolving the applied resist particles. Forming step;
A resist pattern forming step of performing exposure using a mask corresponding to a resist pattern corresponding to the adjustment conductive film and an electrode to be formed, and forming the resist pattern on the electrode film of the substrate. A method for forming a resist in a photolithography process.
前記基板は、圧電振動片の基材であることを特徴とする請求項1に記載のフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法。  The method for forming a resist in a photolithography process according to claim 1, wherein the substrate is a base material of a piezoelectric vibrating piece. 前記圧電振動片の基材は、
前記電極膜上に前記レジストパターンが形成される前記圧電振動片と、
前記圧電振動片とは離間するように支持部を介して前記圧電振動片に一体成型されたダミーフレームとを備え、
前記調整用導電膜が、前記ダミーフレーム上に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法。
The substrate of the piezoelectric vibrating piece is
The piezoelectric vibrating reed on which the resist pattern is formed on the electrode film;
A dummy frame integrally formed with the piezoelectric vibrating piece through a support portion so as to be separated from the piezoelectric vibrating piece;
3. The method for forming a resist in a photolithography process according to claim 2, wherein the adjustment conductive film is formed on the dummy frame.
基板をエッチングし、前記基板から圧電振動片の外形を形成する外形形成工程と、
電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた前記圧電振動片に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程と、
前記レジストを用いて前記圧電振動片上に電極を形成する電極形成ステップと
を有する圧電振動片の製造方法であって、
前記フォトリソグラフィ工程が、
前記電極膜の帯電の際に、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、
前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜及び前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、
前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記圧電振動片の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと
を含むことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
An outer shape forming step of etching the substrate and forming the outer shape of the piezoelectric vibrating piece from the substrate;
A photolithography process for forming a resist by electrostatically applying resist particles charged to a different polarity from the electrode film to the piezoelectric vibrating piece charged on the electrode film and charged to the electrode film;
An electrode forming step of forming an electrode on the piezoelectric vibrating piece using the resist, comprising:
The photolithography process includes:
A conductive film for adjustment for adjusting the charge distribution of the electrode film having a large area in the piezoelectric vibrating piece and the charge distribution of the electrode film having a small area in the piezoelectric vibrating piece during charging of the electrode film Forming a conductive film for adjustment, which is formed so as to be adjacent along an electrode film of a narrow area in the piezoelectric vibrating piece;
The resist particles are electrostatically applied to the electrode film having a large area in the piezoelectric vibrating piece and the electrode film having a small area in the piezoelectric vibrating piece, and the applied resist particles are dissolved to dissolve the resist. Forming a resist; and
A resist pattern forming step of performing exposure using a mask corresponding to a resist pattern corresponding to the conductive film for adjustment and the electrode to be formed, and forming the resist pattern on the electrode film of the piezoelectric vibrating piece. A method for manufacturing a piezoelectric vibrating piece.
JP2003166836A 2003-06-11 2003-06-11 Method for forming resist in photolithography process and method for manufacturing piezoelectric vibrating piece Expired - Lifetime JP4492044B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003166836A JP4492044B2 (en) 2003-06-11 2003-06-11 Method for forming resist in photolithography process and method for manufacturing piezoelectric vibrating piece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003166836A JP4492044B2 (en) 2003-06-11 2003-06-11 Method for forming resist in photolithography process and method for manufacturing piezoelectric vibrating piece

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005005464A JP2005005464A (en) 2005-01-06
JP4492044B2 true JP4492044B2 (en) 2010-06-30

Family

ID=34092870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003166836A Expired - Lifetime JP4492044B2 (en) 2003-06-11 2003-06-11 Method for forming resist in photolithography process and method for manufacturing piezoelectric vibrating piece

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4492044B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6258051B2 (en) * 2014-01-30 2018-01-10 京セラ株式会社 Angular velocity sensor, sensor element, and method of manufacturing sensor element

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1032449A (en) * 1996-07-16 1998-02-03 Seiko Epson Corp Manufacture of tuning fork type piezoelectric vibration piece and mask for electrode film formation used for the same
JP2001077006A (en) * 1999-09-06 2001-03-23 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor manufacturing device and static electricity removing method
JP2002076806A (en) * 2000-09-01 2002-03-15 Seiko Epson Corp Method for manufacturing vibration reed, the vibration reed, vibrator having the vibration reed, oscillator and mobile phone
JP2002290181A (en) * 2001-03-28 2002-10-04 Seiko Epson Corp Manufacturing method of vibration piece
JP2003031930A (en) * 2001-07-12 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing printed wiring board

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1032449A (en) * 1996-07-16 1998-02-03 Seiko Epson Corp Manufacture of tuning fork type piezoelectric vibration piece and mask for electrode film formation used for the same
JP2001077006A (en) * 1999-09-06 2001-03-23 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor manufacturing device and static electricity removing method
JP2002076806A (en) * 2000-09-01 2002-03-15 Seiko Epson Corp Method for manufacturing vibration reed, the vibration reed, vibrator having the vibration reed, oscillator and mobile phone
JP2002290181A (en) * 2001-03-28 2002-10-04 Seiko Epson Corp Manufacturing method of vibration piece
JP2003031930A (en) * 2001-07-12 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing printed wiring board

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005005464A (en) 2005-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6587009B2 (en) Vibrating piece, vibrator, oscillator, and electronic equipment
US6894428B2 (en) Vibrating piece, vibrator, oscillator, and electronic device
US7553609B2 (en) Manufacturing method of piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic equipment and radio-controlled timepiece
JP3729249B2 (en) Vibrating piece manufacturing method, vibrating piece, vibrator having vibrating piece, oscillator, and mobile phone device
JP2002261575A (en) Vibrating piece, vibrator, oscillator and electronic equipment
CN103475329B (en) Vibrating elements and its manufacture method, oscillator, electronic device, electronic equipment
JP2006121653A (en) Frequency adjusting method for mems vibrator and mems vibrator
TW201304406A (en) Crystal device, method of manufacturing crystal device, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio timepiece
US7975364B2 (en) Method for producing a tuning-fork type crystal vibrating piece
JP4492044B2 (en) Method for forming resist in photolithography process and method for manufacturing piezoelectric vibrating piece
CN107040230A (en) Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, electronic equipment and moving body
JP2008113380A (en) Method for manufacturing crystal vibrator, crystal vibrator, and electronic component
JP2004201211A (en) Joining structure of piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device, its manufacturing method, and cellular phone unit and electronic equipment using the device
JP2017207283A (en) Manufacturing method for vibration element
JP3975927B2 (en) Piezoelectric vibrating piece, piezoelectric device using the piezoelectric vibrating piece, mobile phone device using the piezoelectric device, and electronic equipment using the piezoelectric device
TW200818691A (en) An integrated quartz oscillator on an active electronic substrate
US20120229224A1 (en) Method of manufacturing piezoelectric vibrating reed, apparatus of manufacturing piezoelectric vibrating reed, piezoelectric vibrating reed, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio-controlled timepiece
JP7427399B2 (en) Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric vibrator
JP2004096403A (en) Piezoelectric device and manufacturing method thereof, and mobile phone device utilizing piezoelectric device, and electronic equipment
JP2004336207A (en) Piezoelectric vibrator, piezoelectric device utilizing piezoelectric vibrator, mobile phone utilizing piezoelectric device, and electronic apparatus utilizing piezoelectric device
JP4063255B2 (en) Vibrating piece manufacturing method, vibrator manufacturing method, oscillator manufacturing method, and electronic device manufacturing method
JP2008029030A (en) Vibrator, oscillator, and electronic apparatus
JP2005039344A (en) Method for joining piezoelectric vibration piece, piezoelectric device and its manufacturing method, mobile telephone device using piezoelectric device, and electronic equipment using piezoelectric device
JP2005006013A (en) Photolithographic method, method of manufacturing piezoelectric oscillating piece, method of manufacturing piezoelectric device, piezoelectric oscillating piece, semiconductor device, electronic part, piezoelectric device, electronic apparatus and portable telephone
JP2013021601A (en) Piezoelectric vibrating piece, method for manufacturing piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic appliance, and radio-controlled timepiece

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060525

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070403

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100316

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100329

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350