JP5465573B2 - Manufacturing method of tuning fork type crystal piece - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器に用いられる音叉型水晶片の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a tuning fork type crystal piece used in an electronic apparatus.
従来、コンピュータ,携帯電話又は小型情報機器等の電子機器には、電子部品の一つとして圧電振動子又は圧電発振器が搭載されている。この圧電振動子又は圧電発振器は、基準信号源やクロック信号源として用いられる。又、圧電振動子や圧電発振器は、その内部に水晶からなる圧電振動素子が搭載されている。
以下、圧電材料に水晶を用いた圧電振動素子について説明する。
図8に示すように、圧電振動素子の一つである音叉型屈曲水晶振動素子400は、水晶振動片410と、その水晶振動片410の表面に設けられた励振用電極と接続用電極と周波数調整用金属膜と導配線パターンとにより概略構成される。
Conventionally, a piezoelectric vibrator or a piezoelectric oscillator is mounted as an electronic component in an electronic device such as a computer, a mobile phone, or a small information device. This piezoelectric vibrator or piezoelectric oscillator is used as a reference signal source or a clock signal source. In addition, piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators are equipped with a piezoelectric vibration element made of quartz.
Hereinafter, a piezoelectric vibration element using quartz as a piezoelectric material will be described.
As shown in FIG. 8, a tuning fork-type bending
水晶振動片410は、音叉形状となっており、基部411と基部411から延設する2本一対の振動腕部412と、により概略構成される。この振動腕部412には、対向する平面同士に同極となる励振用電極421が設けられている。
また、基部411は、平面視略四角形の平板となっている。振動腕部412は、第一の振動腕部412a及び第二の振動腕部412bとから成る。第一の振動腕部412a及び第二の振動腕部412bは、基部411の一辺から同一方向に延設されており、第一の振動腕部412a及び第二の振動腕部412bの長さ方向にはそれぞれ溝部GLが設けられている。溝部GLは、第一の振動腕部412a及び第二の振動腕部412bの両主面に、基部411との境界部分から振動腕部412の先端に向って、振動腕部412の長さ方向と平行に所定の長さで2本設けられている。このような水晶振動片410は、基部411と振動腕部412とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィ技術と化学エッチング技術、成膜技術により製造される。
The quartz
The base 411 is a substantially rectangular flat plate in plan view. The vibrating
第一の振動腕部412aに設けられる電極は、励振用電極421と周波数調整用金属膜423とから成る。励振用電極421は、第一の振動腕部412aの溝部GL内表面を含む一方の主面と、第一の振動腕部412aの溝部GL内表面を含む他方の主面に設けられている。また、励振用電極421は、第二の振動腕部412bに対向する第一の振動腕部412aの内側側面と、この側面に対向する第一の振動腕部412aの外側側面とに異極となるように設けられている。周波数調整用金属膜423は、第一の振動腕部412aの先端部の両主面に設けられている。
The electrode provided on the first vibrating arm portion 412 a is composed of an
第二の振動腕部412bに設けられる電極は、励振用電極421と周波数調整用金属膜423とから成る。この励振用電極421は、第二の振動腕部412bの溝部GL内表面を含む一方の主面と、第二の振動腕部412bの溝部GL内表面を含む他方の主面に設けられている。また、励振用電極421は、第一の振動腕部412aに対向する第二の振動腕部412bの内側側面と、この側面に対向する第二の振動腕部412bの外側側面とに異極となるように設けられている。周波数調整用金属膜423は、第二の振動腕部412aの先端部の両主面に設けられている。
The electrode provided on the second vibrating arm portion 412 b is composed of an
基部411は、2つ一対の接続用電極422が設けられる。一方の接続用電極422は、基部411の振動腕部412が形成されている辺とは反対側にあたる辺の一方の角端部及び基部411の一方の主面から他方の主面にわたって設けられている。また、他方の接続用電極422は、基部411の振動腕部412が形成されている辺とは反対側にあたる辺の他方の角端部及び基部411の一方の主面から他方の主面にわたって設けられている。
また、基部411及び振動腕部412には、所定の電極間を電気的に接続させるための導配線パターン424が設けられている。
The base 411 is provided with two pairs of
The base portion 411 and the vibrating
一方の接続用電極422は、基部411の一方の主面に設けられた導配線パターン424により、第一の振動腕部412aの一方の主面に設けられた励振用電極421と電気的に接続し、かつ、第二の振動腕部412bの外側側面に設けられた励振用電極421と電気的に接続している。また、第二の振動腕部412bの外側側面に設けられた励振用電極421は、第二の振動腕部412bの内側側面に設けられた励振用電極421と電気的に接続している。更に、第一の振動腕部412の一方の主面に設けられた励振用電極421は、第一の振動腕部412の内側側面に設けられた導配線パターン424により、第一の振動腕部412aの他方の主面に設けられた励振用電極421と電気的に接続されている。
One
他方の接続用電極422は、基部411の他方の主面に設けられた導配線パターンにより、第二の振動腕部412bの他方の主面に設けられた励振用電極421と電気的に接続し、かつ、第一の振動腕部412aの外側側面に設けられた励振用電極421と電気的に接続している。また、第一の振動腕部412aの外側側面に設けられた励振用電極421は、第一の振動腕部412aの内側側面に設けられた励振用電極421と電気的に接続している。更に、第二の振動腕部412aの他方の主面に設けられた励振用電極421は、第二の振動腕部412bの内側側面に設けられた導配線パターン424により、第一の振動腕部412aの一方の主面に設けられた励振用電極421と電気的に接続されている。
The
これら励振用電極421、接続用電極422、周波数調整用金属膜423及び導配線パターン424は、スパッタ技術、蒸着技術、フォトリソグラフィ技術により形成され、Cr層の上にAu層が設けられた積層構造となっている。
The
この水晶振動片410を振動させる場合、接続用電極422に交番電圧を印加する。印加後のある電気的状態を瞬間的にとらえると、第一の振動腕部412aの両主面に設けられた励振用電極421はプラス電位となり、両側面に設けられた励振用電極421はマイナス電位となり、プラスからマイナスに電界が生じる。このときの第二の振動腕部412bの両主面の励振用電極421はマイナス電位となり、両側面に設けられた励振用電極421はプラス電位という第一の振動腕部412の励振用電極421に生じた極性とは反対の極性となり、プラスからマイナスに電界が生じる。この交番電圧により生じた電界によって、第一の振動腕部412a及び第二の振動腕部412bに伸縮現象が生じ、振動腕部412に設定した共振周波数の屈曲振動モードとなる。尚、この共振周波数は、水晶振動片410に設けられた周波数調整用金属膜423を構成する金属の量を増減させて調整することができる(例えば、特許文献1又は2参照)。
When the
また、このような音叉型屈曲水晶振動素子400の製造方法は、まず、音叉型に水晶振動片410を形成した後に電極の形成が行われる。
例えば、水晶ウェハ(図示せず)の表裏に例えば、Cr、Cr+Auなどの耐食膜(図示せず)をスパッタリングにて成膜する。
Further, in the manufacturing method of such a tuning fork-type bending
For example, a corrosion resistant film (not shown) such as Cr or Cr + Au is formed on the front and back of a quartz wafer (not shown) by sputtering.
次に耐食膜上に感光性レジスト(ポジ型)を両面に形成し、乾燥後表裏の両面に音叉形状の耐食膜が残るように露光、現像、乾燥(以下パターン化)と音叉形状以外の耐食膜のエッチングを行う。 Next, a photosensitive resist (positive type) is formed on both sides of the anticorrosion film, and after drying, exposure, development, drying (patterning) and anticorrosion other than the tuning fork shape so that the anticorrosion film on the front and back sides remains. Etch the film.
次に前記表裏の耐食膜上に電極の形状を決定するために感光性レジスト(ポジ型)をパターン化する。ここで、この感光性レジストの一部は、振動腕部と基部との接続部分を覆うように設けられている。 Next, a photosensitive resist (positive type) is patterned on the front and back corrosion-resistant films in order to determine the shape of the electrodes. Here, a part of the photosensitive resist is provided so as to cover a connection portion between the vibrating arm portion and the base portion.
次に露出する水晶部分をエッチングする。このとき、溝部の形状と水晶振動片410の形状とが同時に形成される。
次に裏面に露出した耐食膜をエッチングし水晶表面を得る。次に全面に電極膜を蒸着技術により形成する。
次に表裏に形成した感光性レジストとその上に形成された電極膜を剥離する。これは感光性レジストを溶解する液に浸すことで容易に除去できる。しかし、その下部に有する耐食膜は残る。次に前記の残りである耐食膜をエッチングする。
このようにして、水晶振動片410に電極が形成される(特許文献1参照)。
Next, the exposed crystal portion is etched. At this time, the shape of the groove and the shape of the
Next, the corrosion-resistant film exposed on the back surface is etched to obtain a crystal surface. Next, an electrode film is formed on the entire surface by a vapor deposition technique.
Next, the photosensitive resist formed on the front and back and the electrode film formed thereon are peeled off. This can be easily removed by immersing it in a solution for dissolving the photosensitive resist. However, the anticorrosion film that remains in the lower portion remains. Next, the remaining corrosion-resistant film is etched.
In this way, electrodes are formed on the crystal vibrating piece 410 (see Patent Document 1).
このようにして製造される音叉型屈曲水晶振動素子400は、振動腕部に形成される溝部の断面形状が複雑な形状となることが知られている(例えば、特許文献3参照)。
例えば、振動腕部に設けられる溝部は、長さ方向の縁部分から厚み方向に深さを有しており、4種類の勾配を有する斜面により略U字型となっている。
なお、溝部の断面形状を略V字に設けた音叉型屈曲水晶振動素子が提案されている(例えば、特許文献4参照)。このような音叉型屈曲水晶振動素子を外形の形成とは別に溝部の形成を行っている。
It is known that the tuning fork-type bending
For example, the groove portion provided in the vibrating arm portion has a depth in the thickness direction from the edge portion in the length direction, and is substantially U-shaped by four slopes having gradients.
In addition, a tuning fork-type bending crystal resonator element in which the cross-sectional shape of the groove portion is substantially V-shaped has been proposed (see, for example, Patent Document 4). In such a tuning-fork type bending crystal resonator element, a groove is formed separately from the formation of the outer shape.
しかしながら、断面形状が略U字型となる溝部を有する音叉型屈曲水晶振動素子400は、溝部の断面形状において、溝部の長さ方向に対する両端に位置する2つ短辺の中心を通り、溝部の長さ方向に沿って延びる中心線に対して非対称となる断面形状となっているため、振動バランスを悪くさせる形状となっている。
また、断面形状が略U字型となる溝部を有する音叉型屈曲水晶振動素子400は、溝部内に設けられる励振用電極と振動腕部の側面に設けられる励振電極とに交番電圧を印加すると、溝部をなす異なる勾配の斜面により振動腕部に発生する電界が不均一となって振動バランスが崩れ、CI(クリスタル・インピーダンス)値が大きくなることがある。
このように、従来の音叉型屈曲水晶振動素子400は、溝部の断面形状が前記中心線に対して非対称となる形状となる場合、落下衝撃を受けたときに周波数が変動し、音叉型屈曲水晶振動素子が持つ周波数温度特性を悪化させる場合がある。
However, the tuning fork type quartz
Further, in the tuning fork-type bending quartz
As described above, when the sectional shape of the groove portion is asymmetric with respect to the center line, the conventional tuning-fork type bending
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、振動腕部に設けられる溝部の断面形状の対称性を改善し、また、容易に製造できる音叉型屈曲水晶振動素子の製造方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a tuning-fork type bending crystal resonator element that solves the above-described problems, improves the symmetry of the cross-sectional shape of the groove portion provided in the vibrating arm portion, and can be easily manufactured. Let it be an issue.
前記課題を解決するため、本発明は、基部とこの基部から延設する振動腕部とからなる構造であり、前記振動腕部が長さ方向に溝部を有する音叉型水晶片の製造方法であって、音叉型水晶片の前記振動腕部の延設される方向をY´軸方向、前記Y´軸と直交し前記振動腕部の並ぶ方向をX軸方向とし、かつ、水晶の結晶軸であるY軸に対して直角となる一方の方向を+X軸、他方の方向を−X軸としたとき、水晶ウェハの表裏に耐食膜を成膜する耐食膜成膜工程と、前記耐食膜上に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、前記感光性レジストが乾燥した後に音叉形状で前記感光性レジストを残しつつ溝部となる部分の前記感光性レジストが除去されるように露光、現像、乾燥をする露光現像工程と、前記溝部となる部分に残る耐食膜と音叉形状以外の耐食膜とを除去するパターニング工程と、前記感光性レジストを除去する感光性レジスト除去工程と、前記水晶ウェハの露出する水晶部分をウェットエッチングするウェットエッチング工程と、を含み、露光現像工程で、前記溝部となる部分内の感光性レジストが、前記溝部となる部分の長さ方向の+X軸側を向く一方の縁部分から他方の縁部分に渡って前記溝部となる部分内に、Y´軸方向と平行して斜めに設けられた斜めパターン部分を残した状態で除去され、前記パターニング工程で、前記溝部となる部分内の前記耐食膜が、前記溝部となる部分の長さ方向の+X軸側を向く縁部分から対向する側の縁部分に渡って前記溝部となる部分内に斜めに設けられた斜めパターン部分を残した状態で除去され、前記ウェットエッチング工程で、前記斜めパターン部分として残された耐食膜を含めた形状で前記溝部となる部分の露出する水晶が除去されつつ、前記斜めパターン部分として残された耐食膜で保護された部分の水晶も除去されて形成されることを特徴とする音叉型水晶片である。 In order to solve the above problems, the present invention is a method of manufacturing a tuning fork type crystal piece having a structure including a base portion and a vibrating arm portion extending from the base portion, the vibrating arm portion having a groove portion in a length direction. The direction in which the vibrating arm portion of the tuning-fork type crystal piece is extended is the Y′-axis direction, the direction orthogonal to the Y′-axis and the arrangement of the vibrating arm portions is the X-axis direction, and the crystal axis of the crystal Corrosion-resistant film forming step for forming a corrosion-resistant film on the front and back of the quartz wafer , where one direction perpendicular to a certain Y-axis is the + X-axis and the other direction is the -X-axis, and on the corrosion-resistant film A photosensitive resist forming step for forming a photosensitive resist; and exposure, development, and the like so that the photosensitive resist in a groove portion is removed while leaving the photosensitive resist in a tuning fork shape after the photosensitive resist is dried. Exposure and development process for drying, and resistance to resist remaining in the groove portion. A patterning step for removing the corrosion film and a corrosion-resistant film other than a tuning fork shape, a photosensitive resist removal step for removing the photosensitive resist, and a wet etching step for wet etching the exposed crystal portion of the crystal wafer. In the exposure and development process, the photosensitive resist in the portion that becomes the groove portion becomes the groove portion from one edge portion facing the + X-axis side in the length direction of the portion that becomes the groove portion to the other edge portion. In the patterning step, the corrosion-resistant film in the portion to be the groove portion is removed in a state where the oblique pattern portion provided obliquely in parallel with the Y′-axis direction is left. It is removed, leaving a diagonal pattern portions provided obliquely in the portion serving as the groove over the edge portion on the side facing the edge portion facing the + X-axis side in the longitudinal direction, the wet In the etching process, the exposed quartz in the portion that becomes the groove portion in the shape including the corrosion-resistant film left as the oblique pattern portion is removed, and the quartz in the portion protected by the corrosion-resistant film left as the oblique pattern portion The tuning-fork type crystal piece is characterized by being also removed.
このような本発明の音叉型水晶片の製造方法によれば、露光現像工程で、前記溝部となる部分内の感光性レジストが、前記溝部となる部分の長さ方向の一方の縁部分から他方の縁部分に渡って前記溝部となる部分内に斜めに設けられた斜めパターン部分を残した状態で除去され、パターニング工程で、前記溝部となる部分内の前記耐食膜が、前記溝部となる部分の長さ方向の一方の縁部分から他方の縁部分に渡って前記溝部となる部分内に斜めに設けられた斜めパターン部分を残した状態で除去され、前記ウェットエッチング工程で、前記斜めパターン部分として残された耐食膜を含めた形状で前記溝部となる部分の露出する水晶が除去されつつ、前記斜めパターン部分として残された耐食膜で保護された部分の水晶も除去さるので、斜めパターン部分として残された耐食膜で保護される部分の水晶がサイドエッチングされる状態で除去されることとなる。
これにより、溝部を形成する斜面の数が減少し、対称性が改善された断面形状に溝部を形成することができる。
According to such a method of manufacturing a tuning fork type crystal piece of the present invention, in the exposure and development process, the photosensitive resist in the portion to be the groove portion is changed from one edge portion in the length direction of the portion to be the groove portion to the other. The portion of the corrosion-resistant film in the portion that becomes the groove portion is removed in a patterning process, leaving the oblique pattern portion provided obliquely in the portion that becomes the groove portion over the edge portion of the groove portion. In the wet etching step, the oblique pattern portion is removed while leaving the oblique pattern portion provided obliquely in the portion that becomes the groove portion from one edge portion in the length direction to the other edge portion. Since the exposed quartz in the portion that becomes the groove is removed in the shape including the corrosion-resistant film left as a portion, the portion of the quartz protected by the corrosion-resistant film left as the oblique pattern portion is also removed. So that the crystal portion to be protected by the corrosion-resistant film left as over emission portion is removed in a state of being side-etched.
Thereby, the number of the slopes which form a groove part decreases, and a groove part can be formed in the cross-sectional shape in which the symmetry was improved.
また、パターニング工程で、音叉型水晶片の前記振動腕部の延設される方向をY´軸方向、前記Y´軸と直交し前記振動腕部の並ぶ方向をX´軸方向とし、かつ、水晶の結晶軸である前記Y軸に対して直角となる一方の方向を+X軸、他方の方向を−X軸としたとき、前記溝部となる部分に残された前記耐食膜が、前記溝部となる部分の長さ方向の+X軸側を向く縁部分から対向する側の縁部分に渡って前記溝部となる部分内に斜めに設けられた斜めパターン部分として残しているので、溝部内のウェットエッチングの進行を抑制して、勾配の異なる斜面の増加を防ぐことができる。これにより、溝部を形成する斜面の数が減少し、対称性が改善された断面形状に溝部を形成することができる。 Further, in the patterning step, the extending direction of the vibrating arm portion of the tuning-fork type crystal piece is the Y′-axis direction, the direction orthogonal to the Y′-axis and the vibrating arm portion is arranged is the X′-axis direction, and When one direction perpendicular to the Y axis, which is the crystal axis of quartz, is the + X axis and the other direction is the -X axis, the corrosion-resistant film left in the groove portion is the groove portion. Since it remains as an oblique pattern portion provided obliquely in the portion that becomes the groove portion from the edge portion facing the + X axis side in the length direction of the portion to the opposite edge portion, wet etching in the groove portion It is possible to prevent an increase in slopes having different slopes by suppressing the progression of the slope. Thereby, the number of the slopes which form a groove part decreases, and a groove part can be formed in the cross-sectional shape in which the symmetry was improved.
本発明を実施するための最良の形態(以下、「実施形態」という。)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各構成要素について、状態をわかりやすくするために、誇張して図示している。 The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Note that each component is exaggerated for easy understanding of the state.
(音叉型水晶片)
図1に示すように、音叉型水晶片110は、音叉形状となっており、基部111と基部111から延設する2本一対の振動腕部112とにより概略構成される。
(Tuning fork crystal piece)
As shown in FIG. 1, the tuning fork
なお、水晶の結晶軸をX軸、Y軸、Z軸としたとき、X軸を回転軸としてZ軸−Y軸を含む平面内で±5°の範囲で回転させたときの新たな軸をY´軸とする。また、音叉型水晶片110の振動腕部112の延設される方向をY´軸方向、このY´軸と直交向し振動腕部112の並ぶ方向をX軸方向、Y´軸と直交する一方の方向を+X軸、他方の方向を−X軸とする。
In addition, when the crystal axes of the quartz are the X axis, the Y axis, and the Z axis, the new axes when the X axis is rotated within a range of ± 5 ° within the plane including the Z axis and the Y axis are set as the rotation axes. The Y ′ axis. Further, the extending direction of the vibrating
基部111は、平面視略四角形の平板となっている。
振動腕部112は、第一の振動腕部112a及び第二の振動腕部112bとから成る。
第一の振動腕部112a及び第二の振動腕部112bは、基部111の一辺から同一方向に延設されており、第一の振動腕部112a及び第二の振動腕部112bの長さ方向にはそれぞれ溝部GLが設けられている。
The
The vibrating
The first vibrating
溝部GLは、第一の振動腕部112a及び第二の振動腕部112bの両主面に、基部111との境界部分から振動腕部112の先端に向って、振動腕部112の長さ方向と平行に所定の長さで例えば2本設けられている。
このような音叉型水晶片110は、基部111と振動腕部112とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィ技術と化学エッチング技術、成膜技術により製造される。
The groove portion GL is formed on both main surfaces of the first vibrating
Such a tuning fork
(音叉型水晶片の製造方法)
次に本発明の実施形態に係る音叉型水晶片の製造方法について説明する。
本発明の実施形態に係る音叉型水晶片の製造方法は、耐食膜成膜工程、感光性レジスト形成工程、露光現像工程、パターニング工程、感光性レジスト除去工程、ウェットエッチング工程、を含んで構成されている。
(Tuning fork type crystal piece manufacturing method)
Next, a method for manufacturing a tuning fork type crystal piece according to an embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing a tuning fork crystal piece according to an embodiment of the present invention includes a corrosion-resistant film forming step, a photosensitive resist forming step, an exposure development step, a patterning step, a photosensitive resist removing step, and a wet etching step. ing.
(耐食膜成膜工程)
耐食膜成膜工程は、図2(a)及び(b)に示すように、水晶ウェハ10の表裏に耐食膜20を成膜する工程である。
例えば、水晶ウェハ10の表裏に例えば、Cr、Cr+Auなどの耐食膜20を例えばスパッタリングにて成膜する。
なお、図2(b)の斜線部分は、水晶ウェハ10に耐食膜20が設けられた状態を示す。
(Corrosion-resistant film formation process)
The corrosion resistant film forming step is a step of forming a corrosion
For example, a corrosion
2B shows a state where the corrosion
(感光性レジスト形成工程)
感光性レジスト形成工程は、図3(a)に示すように、耐食膜20上に感光性レジスト30を形成する工程である。
感光性レジスト30は、例えばポジ型が用いられ、耐食膜20が設けられた水晶ウェハ10の両主面に形成される。
(Photosensitive resist formation process)
The photosensitive resist forming step is a step of forming a photosensitive resist 30 on the corrosion
The photosensitive resist 30 is, for example, a positive type and is formed on both main surfaces of the
(露光現像工程)
露光現像工程は、図3(b)に示すように、感光性レジスト30が乾燥した後に音叉形状で感光性レジストを残しつつ溝部GL(図1(a)参照)となる部分P内の感光性レジスト30が、溝部GLとなる部分Pの長さ方向の一方の縁部分から他方の縁部分に渡って溝部GLとなる部分内Pに斜めに設けられた斜めパターン部分31を残した状態で除去されるように露光、現像、乾燥をする工程である。この露光現像工程では、溝部GLとなる部分P内の感光性レジスト30が、溝部GLとなる部分Pの長さ方向の縁部分から溝部GLとなる部分P内に斜めに設けられた斜めパターン部分31を残した状態で除去することとなる。
(Exposure development process)
In the exposure and development process, as shown in FIG. 3B, after the photosensitive resist 30 is dried, the photosensitivity in the portion P that becomes the groove portion GL (see FIG. 1A) is left in a tuning fork shape. The resist 30 is removed in a state where an
また、溝部GLとなる部分Pに残された感光性レジスト30は、溝部となる部分Pの長さ方向の+X軸側に位置する縁部分から溝部となる部分P内に斜めパターン部分31として残されている。
The photosensitive resist 30 left in the portion P that becomes the groove portion GL remains as an
また、この感光性レジストの斜めパターン部分31は、溝部GLの長さ方向に所定の間隔をあけて複数並べて設けられている。
A plurality of the
ここで、+X軸方向、−X軸方向、Y´方向は、図1(c)に示すように、水晶が3回対称の結晶であるため、3方向存在する。これにより、斜めに設けられる斜めパターン部分の方向として残されている感光性レジスト30は、3方向存在するY軸のうちをY軸と平行に設けられる。 Here, the + X axis direction, the −X axis direction, and the Y ′ direction exist in three directions because the crystal is a three-fold symmetric crystal as shown in FIG. Thereby, the photosensitive resist 30 left as the direction of the oblique pattern portion provided obliquely is provided in parallel with the Y axis among the Y axes existing in the three directions.
言い換えると、基部111から延設される振動腕部112は、図4(a)に示すように、その延設方向が、3つの方向のうちの一つのY軸方向に沿っている。この場合、斜めパターン部分31は、溝部GL内を通る2つのY´軸方向のいずれか1つの方向と平行して設けられる(図4(b)参照)。そのため、溝部GLとなる部分Pに設けられる斜めパターン部分31として残される感光性レジスト30の方向は溝部GLとなる部分Pの長さ方向に対して斜めになった状態となる。
In other words, as shown in FIG. 4A, the extending direction of the vibrating
(パターニング工程)
パターニング工程は、図5(a)に示すように、溝部GLとなる部分Pに残る耐食膜20と音叉形状以外の耐食膜20とを除去する工程である。
このパターニング工程で、溝部GLとなる部分内の耐食膜20が、溝部GLとなる部分Pの長さ方向の一方の縁部分から他方の縁部分に渡って溝部GLとなる部分P内に斜めに設けられた斜めパターン部分31を残した状態で除去される。
(Patterning process)
As shown in FIG. 5A, the patterning step is a step of removing the corrosion-
In this patterning step, the corrosion-
(感光性レジスト除去工程)
感光性レジスト除去工程は、図5(b)に示すように、感光性レジスト30(図5(a)参照)を除去する工程である。
この感光性レジスト除去工程より、耐食膜20を露出させた状態とする。
(Photosensitive resist removal process)
The photosensitive resist removal step is a step of removing the photosensitive resist 30 (see FIG. 5A) as shown in FIG.
From this photosensitive resist removing step, the corrosion
(ウェットエッチング工程)
ウェットエッチング工程は、水晶ウェハ10の露出する水晶部分をウェットエッチングする工程である。
ウェットエッチング工程で、外形形状が音叉型に形成されるとともに、斜めパターン部分31として残された耐食膜を含めた形状で溝部GLとなる部分の露出する水晶が除去されつつ、斜めパターン部分31として残された耐食膜で保護された部分の水晶も除去されて溝部GLとともに音叉型水晶片110(図1及び図6参照)が形成される。
(Wet etching process)
The wet etching process is a process of wet etching the exposed crystal portion of the
In the wet etching process, the outer shape is formed into a tuning fork shape, and the exposed quartz crystal in the shape including the anticorrosive film left as the
ここで、本発明の実施形態に係る音叉型水晶片の製造方法で製造された音叉型水晶片110は、溝部GLの断面形状を略V字型に形成された状態となっている。
断面は、図1(b)に示すように、振動腕部112の長さ方向の2つの側面の間で切断した状態とする。この切断状態における振動腕部112の切断形状において、1条の溝部GLは、2つの斜面により形成されており、一方の斜面が他方の斜面より勾配が緩やかに形成されている。したがって、溝部GLの断面形状が簡素化された略V字型に形成されることで、前記中心線CL(図3(b)参照)に対して対称性が改善された断面形状(図7参照)となり、振動バランスを向上させることができる。
Here, the tuning fork
As shown in FIG. 1B, the cross section is in a state of being cut between two side surfaces in the length direction of the vibrating
このように音叉型水晶片の製造方法を構成したことにより、露光現像工程で、溝部GLとなる部分P内の感光性レジスト30が、溝部GLとなる部分Pの長さ方向の一方の縁部分から他方の縁部分に渡って溝部GLとなる部分P内に斜めに設けられた斜めパターン部分31を残した状態で除去され、パターニング工程で、溝部GLとなる部分内の耐食膜20が、溝部GLとなる部分Pの長さ方向の一方の縁部分から他方の縁部分に渡って溝部GLとなる部分P内に斜めに設けられた斜めパターン部分31を残した状態で除去され、前記ウェットエッチング工程で、斜めパターン部分31として残された耐食膜を含めた形状で溝部GLとなる部分Pの露出する水晶が除去されつつ、斜めパターン部分31として残された耐食膜で保護された部分の水晶も除去さるので、斜めパターン部分31として残された耐食膜で保護される部分の水晶がサイドエッチングされる状態で除去されることとなる。
これにより、溝部GLを形成する斜面の数が減少し、対称性が改善された断面形状に溝部GLを形成することができる。
By configuring the method for manufacturing a tuning fork crystal piece in this way, the photosensitive resist 30 in the portion P that becomes the groove portion GL becomes one edge portion in the length direction of the portion P that becomes the groove portion GL in the exposure development process. Is removed while leaving the
As a result, the number of slopes forming the groove GL is reduced, and the groove GL can be formed in a cross-sectional shape with improved symmetry.
また、このように音叉型水晶片の製造方法を構成したことにより、パターニング工程で、音叉型水晶片の前記振動腕部112の延設される方向をY´軸方向、前記Y´軸と直交し振動腕部112の並ぶ方向をX軸方向とし、かつ、水晶の結晶軸であるY軸に対して直角となる一方の方向を+X軸、他方の方向を−X軸としたとき、溝部GLとなる部分Pに残された感光性レジスト30が、溝部GLとなる部分Pの長さ方向の+X軸側の縁部分Fから溝部GLとなる部分P内に斜めに設けられた斜めパターン部分を残しているので、溝部GL内のウェットエッチングの進行を抑制して、勾配の異なる斜面の増加を防ぐことができる。これにより、溝部GLを形成する斜面の数が減少し、対称性が改善された断面形状に溝部GLを形成することができる。
In addition, since the tuning fork type crystal piece manufacturing method is configured as described above, the extending direction of the vibrating
なお、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、適宜、変更可能である。
例えば、感光性レジスト除去工程をせずに感光性レジストを残したままウェットエッチング工程を行っても良い。このように構成しても本発明の実施形態と同様の効果を奏する。
また、本発明の実施形態に係る音叉型水晶片の製造方法により製造された音叉型水晶片に励振電極を設けることで、音叉型屈曲水晶振動素子を構成しても良い。
In addition, although embodiment of this invention was described, this invention can be changed suitably.
For example, the wet etching process may be performed while leaving the photosensitive resist without performing the photosensitive resist removing process. Even if comprised in this way, there exists an effect similar to embodiment of this invention.
Further, the tuning fork type quartz crystal element may be configured by providing an excitation electrode on the tuning fork type crystal piece manufactured by the method of manufacturing a tuning fork type crystal piece according to the embodiment of the present invention.
10 水晶ウェハ
20 耐食膜
30 感光性レジスト
31 斜めパターン部分
110 音叉型水晶片
111 基部
112 振動腕部
112a 第一の振動腕部
112b 第二の振動腕部
GL 溝部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
音叉型水晶片の前記振動腕部の延設される方向をY´軸方向、前記Y´軸と直交し前記振動腕部の並ぶ方向をX軸方向とし、かつ、水晶の結晶軸であるY軸に対して直角となる一方の方向を+X軸、他方の方向を−X軸としたとき、
水晶ウェハの表裏に耐食膜を成膜する耐食膜成膜工程と、
前記耐食膜上に感光性レジストを形成する感光性レジスト形成工程と、
前記感光性レジストが乾燥した後に音叉形状で前記感光性レジストを残しつつ溝部となる部分の前記感光性レジストが除去されるように露光、現像、乾燥をする露光現像工程と、
前記溝部となる部分に残る耐食膜と音叉形状以外の耐食膜とを除去するパターニング工程と、
前記感光性レジストを除去する感光性レジスト除去工程と、
前記水晶ウェハの露出する水晶部分をウェットエッチングするウェットエッチング工程と、
を含み、
露光現像工程で、前記溝部となる部分内の感光性レジストが、前記溝部となる部分の長さ方向の+X軸側を向く一方の縁部分から他方の縁部分に渡って前記溝部となる部分内に、Y´軸方向と平行して斜めに設けられた斜めパターン部分を残した状態で除去され、
前記パターニング工程で、前記溝部となる部分内の前記耐食膜が、前記溝部となる部分の長さ方向の+X軸側を向く縁部分から対向する側の縁部分に渡って前記溝部となる部分内に斜めに設けられた斜めパターン部分を残した状態で除去され、
前記ウェットエッチング工程で、前記斜めパターン部分として残された耐食膜を含めた形状で前記溝部となる部分の露出する水晶が除去されつつ、前記斜めパターン部分として残された耐食膜で保護された部分の水晶も除去されて形成されることを特徴とする音叉型水晶片の製造方法。 A structure comprising a base and a vibrating arm extending from the base, the vibrating arm having a groove in the length direction, and a method for producing a tuning fork crystal piece,
The direction in which the vibrating arm portion of the tuning fork type crystal piece is extended is the Y′-axis direction, the direction orthogonal to the Y′-axis and the arrangement of the vibrating arm portions is the X-axis direction, and Y is the crystal axis of the crystal When one direction perpendicular to the axis is + X axis and the other direction is -X axis,
A corrosion-resistant film forming process for forming a corrosion-resistant film on both sides of the quartz wafer;
A photosensitive resist forming step of forming a photosensitive resist on the corrosion-resistant film;
An exposure and development step of performing exposure, development, and drying so that the photosensitive resist in a groove portion is removed while leaving the photosensitive resist in a tuning fork shape after the photosensitive resist is dried;
A patterning step of removing the corrosion-resistant film remaining in the groove portion and the corrosion-resistant film other than the tuning fork shape;
A photosensitive resist removing step for removing the photosensitive resist;
A wet etching step of wet etching the exposed crystal portion of the crystal wafer;
Including
In the exposure and development process, the photosensitive resist in the portion that becomes the groove portion is in the portion that becomes the groove portion from one edge portion facing the + X axis side in the length direction of the portion that becomes the groove portion to the other edge portion. In addition, it is removed in a state where an oblique pattern portion provided obliquely in parallel with the Y′-axis direction is left,
In the patterning step, the anticorrosion film in the portion that becomes the groove portion is in the portion that becomes the groove portion from the edge portion facing the + X axis side in the length direction of the portion that becomes the groove portion to the edge portion on the opposite side . Is removed with the oblique pattern portion provided obliquely left,
In the wet etching step, the exposed quartz in the portion that becomes the groove portion in a shape including the corrosion-resistant film left as the oblique pattern portion is removed, and the portion protected by the corrosion-resistant film left as the oblique pattern portion A method for producing a tuning fork type crystal piece, wherein the crystal is also removed.
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