JP4667797B2

JP4667797B2 - 水晶振動子の露光用マスク

Info

Publication number: JP4667797B2
Application number: JP2004253654A
Authority: JP
Inventors: 正彦後藤
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2024-08-31
Also published as: JP2006074297A

Description

本発明は一枚の水晶基板に水晶振動子を多数個形成する露光マスクに関する。

近年の傾向では通信分野の伝送系装置等を中核として、その高機能化、高精度化、小型化や軽量化に伴い、その搭載部品である水晶振動子といった電子部品についても非常に急激な市場からの小型化や低背化、更に加えて軽量化や低価格化などの要求があるのが現状である。

小型の水晶振動子の振動片外形の形成工程にはウェットエッチング加工工程が用いられることが多く、特に回転Ｙ板のウェットエッチング加工においては、一枚の水晶基板に水晶振動子が多数個形成される水晶基板の端面の状態を、それぞれの水晶振動子が形成された際、最も良好な特性を示すように、水晶基板のウェットエッチング加工前にその水晶基板の両主面にAu（金）などの保護膜（プロテクト膜）、及びその保護膜の上にレジスト膜を成膜して、露光マスクをそれぞれ水晶基板の両主面側に圧着して露光を行い、後のウェットエッチング加工により、先述したように、それぞれの水晶振動子が形成された際に最も良好な特性を示すよう、水晶基板の両主面側に圧着する二枚の露光マスクのそれぞれの位置合わせを、顕微鏡などを用いて行う必要がある。

即ち、従来においては、Ｙ板をＸ軸のまわりにθ°（シータ度）回転して得られる回転Ｙ板の両主面のそれぞれ上面と下面にAu（金）などの保護膜を施して行われる水晶振動子のウェットエッチング加工において、後記の図４に示されるように、先述の回転Ｙ板の板厚をｔとした場合、回転Ｙ板を挟みAu（金）などの保護膜の上面のひとつの端部（U1）と、この端部と斜向いの下面のひとつの端部（D2）が、回転Ｙ板のＺ’軸方向に沿って、その回転Ｙ板の板厚ｔのｔ/tanθだけずらして配置されるようにした後、ウェットエッチング加工を施して水晶基板である回転Ｙ板をエッチングにより貫通させ、一枚の水晶基板に多数個形成された水晶振動子のそれぞれの外形を形成するといったウェットエッチング加工が行われていた。

先述の回転Ｙ板のウェットエッチング加工しない部分をエッチング液の侵食から保護するために、回転Ｙ板主面のそれぞれ上面と下面に形成される保護膜は一般的にはフォトリソ加工法を用いて形成されるが、その際の水晶基板である回転Ｙ板の上下の両主面側に圧着される石英ガラス製の露光マスクのそれぞれの位置合わせには、後記の図４に示されるようなパターンを石英ガラス製の露光マスク上にそれぞれ持った、例えばクロムやエマルジョン樹脂から成る受け側合わせマークのある露光マスクと、ずらし側合わせマークのある露光マスクにそれぞれ付けられた、一組の露光マスク位置合わせマークが用いられる。
特公平５−７５２８８号公報

なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。

しかしながら、図４に示されるような、従来の露光マスク位置合わせマークを用いての、先述の回転Ｙ板を挟んでその上下主面に圧着されたそれぞれの露光マスクの、顕微鏡を用いた目視による露光マスクの位置合わせでは、そのずらし分は、上下の露光マスクに挟まれる水晶基板の板厚のｔ/tanθと成って居り、従ってウェットエッチング加工する水晶基板の板厚を変える場合、その度に、その水晶基板の板厚から導出される前記のずらし分（ｔ/tanθ）に合わせた露光マスク位置合わせマークを有する石英ガラス製の露光マスクを用意する必要があり、従って水晶基板の板厚の種類の数だけ石英ガラス製の露光マスクを必要とし、その為に、非常に露光マスクの製作コストが掛かるといった問題があった。
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wまた、使用する水晶基板の板厚の種類の数だけ石英ガラス製の露光マスクを事前に用意した場合においても、水晶基板の板厚の種類を変える都度、合わせマークの付いた一方の露光マスクを装置から完全に外し、次に水晶基板の板厚にあった露光マスクを装着し、更に顕微鏡などを用いて所定のずらし分（ｔ/tanθ）だけずらして固定する作業を必要とし、その結果、水晶振動子の生産性を低減することに成るといった問題があった。

本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従がってその目的は、一枚で多数種の板厚の回転Ｙ板である水晶基板に使用することの出来る露光マスクを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、Ｙ板をＸ軸のまわりにθ°（シータ度）回転して得られる回転Ｙ板の、上面と下面に保護膜を施して行われる水晶振動子の、エッチング加工のエッチング加工領域を決める為に用いられる露光マスクにおいて、該露光マスク上の受け側合わせマークが格子状パターンであり、該格子状パターンの複数の隣接する格子幅が、それぞれ露光される水晶基板の板厚ｔのｔ/tanθであることを特徴とする。

本発明の露光マスクによれば、従来のように回転Ｙ板である水晶基板の板厚の種類の数だけ露光マスクを必要とすることが無く、その為、著しく露光マスクの製作コストを低減することが出来る。

また、本発明の露光マスクによれば、従来において水晶基板の板厚の種類を変える都度、合わせマークの付いた一方の露光マスクを装置から外し、次に水晶基板の板厚にあった露光マスクを装着し、更に顕微鏡などを用いて所定のずらし分（ｔ/tanθ）だけずらして固定する作業を必要とすることが無く、その結果、水晶振動子の生産性を著しく高めることが出来る。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。
なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。

図１は本発明の、それぞれに受け側合わせマーク６とずらし側合わせマーク８が付けられた一組の露光用マスク５を、回転Ｙ板１である水晶基板の上下の両主面に圧着する様子を示す概略の斜視図である。本発明の露光マスク５を使用すると、従来においては回転Ｙ板１である水晶基板の板厚の種類を変える都度、合わせマークの付いた一方の露光マスク５を装置から外し、次に水晶基板の板厚にあった露光マスク５を装着し、更に顕微鏡などを用いて所定のずらし分（ｔ/tanθ）だけずらしてから再び固定する作業を必要とすることが無く、単にずらし側合わせマーク８の付いた露光マスク５を所定のずらし分（ｔ/tanθ）だけずらすだけで良く、その結果、従来に比べて工数を掛けずに水晶振動子の生産性を著しく高めることが出来る。また、従来のように回転Ｙ板１である水晶基板の板厚の種類の数だけ露光マスク５を必要とすることが無く、その為、著しく露光マスク５の製作コストを低減することが出来る。

図２は本発明の、一組の露光マスク５にそれぞれ付けられる、受け側合わせマーク６とずらし側合わせマーク８のパターン図である。この図の受け側合わせマーク６では格子状パターンの複数の隣接する格子幅７は等間隔と成っている。格子状パターンの複数の隣接する格子幅７を、それぞれ露光される回転Ｙ板１である水晶基板の板厚ｔのｔ/tanθとすれば、板厚ｔの異なった回転Ｙ板１である水晶基板を交換する場合、従来においては、その度に露光マスク５を変える必要があったものが、露光マスク５を変える必要が無くなり、その結果、従来に比べて工数を掛けずに水晶振動子の生産性を著しく高めることが出来る。また、ここでも従来のように回転Ｙ板１である水晶基板の板厚の種類の数だけ露光マスク５を必要とすることが無く、その為、著しく露光マスク５の製作コストを低減することが出来る。

前述のθ（シータ）は水晶のカットアングルでもあり、このカットアングルが変わった水晶基板を使用する場合においても、本発明を使用することが出来る。また、ずらし側合わせマークと受け側合わせマーク８は、図１に示されるものに限らず、それぞれを互いに逆のマークとして使用しても構わず、この場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。加えて、一組のマークに限らず、複数組のマークが露光マスクに付いていても構わず、この場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。

本発明を用いた露光マスク５の位置合わせの仕方を以下に述べる。まず、ずらし側合わせマーク８の有る露光マスク５と、受け側合わせマーク６の有る露光マスクを両面露光機にセットする。両マスクを一定のギャップをあけて重ね合わせ顕微鏡で観察しながら、その仮想の中心線を、その下のガラス製の露光マスク５にあるひとつの受け側合わせマーク６の仮想の中心線に合わせる。即ち、ずらし側合わせマーク８のなかにひとつの受け側合わせマーク６の格子部が入るように顕微鏡で観察しながらずらし側合わせマーク８のある露光マスク５をずらす。その後に回転Ｙ板１である水晶基板をそれぞれの露光マスク５の間に載置し、両面露光機で露光を行う。次に所定のずらし分（ｔ/tanθ）だけ、ずらし側合わせマーク８の有るガラス製の露光マスク５をずらして露光を行いたい場合には、先のずらし側合わせマーク８を所望の格子数だけ同じく顕微鏡をのぞきながら、ずらし側合わせマーク８の有るガラス製の露光マスク５を受け側合わせマーク６に対してずらす。従来は板厚ｔの違う水晶基板に露光する場合や、カットアングルθが違う水晶基板１に露光をする度に、一旦完全に一組の露光マスク５を交換しなければならなかったが、本発明では、露光マスク５を交換すること無く、露光を行う水晶基板１のみ交換するだけで良く、ｔ/tanθ条件を少しずつ変えた試作品を多数種つくるため、数多くの露光作業を必要とする場合や、同一パターンで板厚ｔや、カットアングルθが違うものを量産する場合において、著しくその作業効率が高まるといった効果を奏する。

図３は従来の、水晶基板である回転Ｙ板１をウェットエッチング加工した側面からみた断面模式図である。即ち、従来においては、Ｙ板をＸ軸のまわりにθ°（シータ度）回転して得られる回転Ｙ板１の両主面のそれぞれ上面と下面にAu（金）などの保護膜４を施して行われる水晶振動子のウェットエッチング加工において、本図４に示されるように、回転Ｙ板１である水晶基板の板厚をｔとした場合、この回転Ｙ板１を挟みAu（金）などの保護膜４の上面のひとつの端部（U1）と、この端部と斜向いの下面のひとつの端部（D2）が、回転Ｙ板１のＺ’軸方向に沿って、その回転Ｙ板１の板厚ｔのｔ/tanθだけずらして配置されるようにした後、ウェットエッチング加工を施して水晶基板である回転Ｙ板１をエッチングにより貫通させ、一枚の水晶基板に多数個形成された水晶振動子のそれぞれの外形を形成するといったウェットエッチング加工が行われていた。

図４は従来の、一組の露光マスク５にそれぞれ付けられる、受け側合わせマーク６とずらし側合わせマーク８のパターン図である。従来は板厚tの異なる回転Ｙ板１である水晶基板を変える都度、顕微鏡で観察しながらずらし側合わせマーク８の仮想の中心線と、受け側合わせマーク６の仮想の中心線とを互いに合わせるようにして、それぞれのマークが重なるように、ずらし側合わせマーク８の付いた露光マスク５を少しずつずらして露光マスク５の位置合わせを行っていた。

本発明の、それぞれに受け側合わせマークとずらし側合わせマークが付けられた一組の露光用マスクを、水晶基板の上下の両主面に圧着する様子を示す概略の斜視図である。本発明の、一組の露光マスクにそれぞれ付けられる、受け側合わせマークとずらし側合わせマークのパターン図である。この図の受け側合わせマークでは格子状パターンの複数の隣接する格子幅は等間隔と成っている。従来の、水晶基板である回転Ｙ板をウェットエッチング加工した側面からみた断面模式図である。従来の、一組の露光マスクにそれぞれ付けられる、受け側合わせマークとずらし側合わせマークのパターン図である。

符号の説明

１回転Ｙ板
２回転Ｙ板の上面
３回転Ｙ板の下面
４保護膜
５露光マスク
６受け側合わせマーク
７格子幅
８ずらし側合わせマーク

Claims

Ｙ板をＸ軸のまわりにθ°（シータ度）回転して得られる回転Ｙ板の、
上面と下面に保護膜を施して行われる水晶振動子の、エッチング加工のエッチング加工領域を決める為に用いられる露光マスクにおいて、

該露光マスク上の受け側合わせマークが格子状パターンであり、該格子状パターンの複数の隣接する格子幅が、それぞれ露光される水晶基板の板厚ｔのｔ/tanθであることを特徴とする露光マスク。