JP5769557B2 - Method for manufacturing crystal resonator element - Google Patents

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Description

本発明は、溝が形成された振動脚を有する水晶振動子片の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a crystal resonator element having a vibration leg in which a groove is formed.

近年、電子機器のタイムスタンダード等として使用される振動子に対して、これが使用される電子機器の小型化に伴い、振動子のサイズが小型で、CI値(クリスタルインピーダンス)の小さいものが要求されるようになっている。この要求に対応する方法として、例えば音叉型水晶振動子片の場合は、振動脚に溝を形成することが有効であることが知られている。   In recent years, with respect to vibrators that are used as time standards for electronic devices, with the miniaturization of electronic devices in which they are used, vibrators that are small in size and have a small CI value (crystal impedance) are required. It has become so. As a method corresponding to this requirement, for example, in the case of a tuning-fork type crystal resonator piece, it is known that it is effective to form a groove in the vibration leg.

このような溝が形成された振動脚を有する水晶振動子片の製造は、例えば特許文献1に開示されている以下のような工程によって行われる。図6〜図8は溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片の従来の製造方法を示す図である。これらの図は音叉型水晶振動子片の2本の振動脚の断面を示している。   Manufacture of a crystal resonator element having a vibration leg in which such a groove is formed is performed, for example, by the following process disclosed in Patent Document 1. 6 to 8 are views showing a conventional method for manufacturing a tuning-fork type crystal resonator element having a vibrating leg in which a groove is formed. These drawings show cross sections of two vibrating legs of a tuning-fork type crystal resonator element.

まず、図6(a)に示すように水晶基板1を板状に加工する。次に、水晶基板1の表裏両面にクロム層3、金層5を形成する(図6(b))。このように形成した金層の上にフォトレジスト層7を形成する(図6(c))。次に音叉型水晶振動子片の外形をフォトマスクを用いて露光、現像し、音叉型水晶振動子片の外形の内側にだけフォトレジスト層7が残るようにパターニングし、外側の金層5を露出させる(図6(d))。   First, as shown in FIG. 6A, the crystal substrate 1 is processed into a plate shape. Next, the chrome layer 3 and the gold layer 5 are formed on the front and back surfaces of the quartz substrate 1 (FIG. 6B). A photoresist layer 7 is formed on the gold layer thus formed (FIG. 6C). Next, the outer shape of the tuning fork crystal resonator piece is exposed and developed using a photomask, and patterned so that the photoresist layer 7 remains only inside the outer shape of the tuning fork crystal resonator piece. It is exposed (FIG. 6 (d)).

次に、露出された金層5をエッチングし除去する(図7(e))。続いて、残存しているフォトレジスト層7に対して、溝の露光を行い、現像して溝に対応する部分のフォトレジスト層7を除去する(図8(f))。次に、露出しているクロム層3をエッチングして除去する(図7(g))。次に水晶エッチング用のエッチング液で露出した水晶基板1をエッチングする(第1のエッチング工程)(図7(h))。続いて、残存しているフォトレジスト層7をマスクとして金層5、クロム層3を順番にエッチングによって除去する(図8(i))。   Next, the exposed gold layer 5 is removed by etching (FIG. 7E). Subsequently, the remaining photoresist layer 7 is exposed to a groove and developed to remove the portion of the photoresist layer 7 corresponding to the groove (FIG. 8F). Next, the exposed chromium layer 3 is removed by etching (FIG. 7G). Next, the exposed quartz substrate 1 is etched with an etching solution for crystal etching (first etching step) (FIG. 7H). Subsequently, the gold layer 5 and the chromium layer 3 are sequentially removed by etching using the remaining photoresist layer 7 as a mask (FIG. 8 (i)).

次に残存するフォトレジスト層7を剥離する(図8(j))。その後、溝に対応して露出した水晶基板1のエッチングを行ない(第2のエッチング工程)、両面に所定深さの溝9を形成する(図8(k))。最後に残存する金層5およびクロム層3を剥離して、溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片の形状が完成する(図8(l))。この後、電極が形成され、溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片が完成する。   Next, the remaining photoresist layer 7 is peeled off (FIG. 8 (j)). Thereafter, the exposed quartz substrate 1 corresponding to the grooves is etched (second etching step), and grooves 9 having a predetermined depth are formed on both surfaces (FIG. 8 (k)). Finally, the remaining gold layer 5 and chromium layer 3 are peeled off to complete the shape of a tuning-fork type quartz resonator piece having a vibrating leg with a groove (FIG. 8 (l)). Thereafter, a tuning-fork type crystal resonator element having a vibrating leg in which an electrode is formed and a groove is formed is completed.

特開2006−86925号公報(5−7頁、図1−3)JP 2006-86925 A (page 5-7, FIG. 1-3)

しかしながら、上述のような従来技術の製造方法では、以下のような問題があった。すなわち、フォトレジスト層は第1のエッチング工程で水晶エッチング液により損傷を受ける。そのため、第1のエッチング工程後の金層とクロム層のエッチングのときに、溝に対応する部分の金層とクロム層だけでなく、フォトレジスト層の損傷部の金層とクロム層もエッチングされて水晶基板が露出し、第2のエッチング工程で水晶振動子片の表面に損傷を与えるという問題があった。水晶振動子片の表面に損傷があると、振動脚の形状バラン
スがくずれて特性が悪化したり、電極のショートが発生したりして歩留を悪化させるので問題である。
However, the conventional manufacturing method as described above has the following problems. That is, the photoresist layer is damaged by the crystal etching solution in the first etching process. Therefore, when the gold layer and the chromium layer after the first etching process are etched, not only the gold layer and the chromium layer corresponding to the groove but also the damaged gold layer and the chromium layer of the photoresist layer are etched. Thus, there is a problem that the quartz substrate is exposed and the surface of the quartz resonator piece is damaged in the second etching step. If the surface of the quartz crystal resonator element is damaged, the shape balance of the vibrating legs is lost and the characteristics are deteriorated, or the electrodes are short-circuited, thereby deteriorating the yield.

そこで、本発明は上記従来の振動子片の製造方法における問題点を改善することを課題とするものである。そして本発明の目的は、この課題を解決することにより、エッチングにより形成される水晶振動子片の表面の損傷を軽減し、歩留の良い水晶振動子片の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to improve the problems in the conventional method for manufacturing a vibrator element. An object of the present invention is to solve this problem and provide a method for manufacturing a crystal resonator element with a good yield by reducing damage to the surface of the crystal oscillator piece formed by etching.

上記の課題を解決するための本発明の水晶振動子片の製造方法は、溝が形成された振動脚を有する水晶振動子片の製造方法において、水晶基板と該水晶基板の上に積層される金属層との密着性を向上させる中間層として作用する第1の金属層を水晶基板上に形成する第1の金属層形成工程と、第1の金属層の上に第2の金属層を形成する第2の金属層形成工程と、第2の金属層の上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、レジスト層を水晶振動子片の外形に応じた形状の第1のレジストパターンに加工する第1のレジスト層加工工程と、第1のレジストパターンをマスクにして第2の金属層を第1の金属パターンに加工する第1の金属層加工工程と、第1のレジストパターンを、溝に応じた形状を有す
る第2のレジストパターンに加工する第2のレジスト層加工工程と、第1の金属パターンに加工された第2の金属層をマスクにして、水晶基板をエッチングして、振動脚の外形部分を加工する第1のエッチング工程と、第2のレジストパターンをマスクにして第2の金属層のみを第2の金属パターンに加工する第2の金属層加工工程と、第2の金属パターンに加工された第2の金属層をマスクにして第1の金属層と水晶基板とを一度にエッチングして、振動脚の溝部分と第1のエッチング工程で残った外形部分とを加工する第2のエッチング工程と、を備えることを特徴とする。
Method for manufacturing a quartz oscillator piece of the present invention for solving the aforementioned problems is the method for manufacturing a quartz oscillator piece having a vibration legs having grooves formed, are laminated on the quartz substrate and the quartz substrate A first metal layer forming step of forming on the quartz substrate a first metal layer that acts as an intermediate layer for improving adhesion to the metal layer ; and forming a second metal layer on the first metal layer A second metal layer forming step, a resist layer forming step of forming a resist layer on the second metal layer, and processing the resist layer into a first resist pattern having a shape corresponding to the outer shape of the crystal resonator element A first resist layer processing step, a first metal layer processing step for processing the second metal layer into the first metal pattern using the first resist pattern as a mask, and the first resist pattern in the groove In addition to the second resist pattern having a shape corresponding to A second resist layer processing step of, in the second metal layer which is processed in the first metal pattern as a mask, the quartz substrate is etched, first etching step of processing the outer shape portion of the vibration legs And a second metal layer processing step of processing only the second metal layer into the second metal pattern using the second resist pattern as a mask, and a second metal layer processed into the second metal pattern A second etching step of etching the first metal layer and the quartz crystal substrate at a time using the mask to process the groove portion of the vibration leg and the outer shape portion remaining in the first etching step. Features.

また、本発明の水晶振動子片の製造方法は、上述した構成に加えて、第1のエッチング工程において、第1の金属パターンに加工された第2の金属層をマスクにして、第1の金属層及び水晶基板を同時にエッチングして、振動脚の外形部分を加工することを特徴とする。   In addition to the above-described configuration, the method for manufacturing a quartz crystal resonator element according to the present invention includes a first metal layer processed into a first metal pattern as a mask in the first etching step. The metal layer and the quartz substrate are simultaneously etched to process the outer portion of the vibration leg.

また、本発明の水晶振動子片の製造方法は、上述した構成に加えて、第1の金属層はクロム層であることを特徴とする。   In addition to the above-described configuration, the method for manufacturing a crystal resonator element according to the present invention is characterized in that the first metal layer is a chromium layer.

更に、本発明の水晶振動子片の製造方法は、上述した構成に加えて、第2の金属層は金層であることを特徴とする。   Furthermore, the method for manufacturing a crystal resonator element according to the present invention is characterized in that, in addition to the above-described configuration, the second metal layer is a gold layer.

本発明の水晶振動子片の製造方法では、第1のエッチング工程と第2のエッチング工程とで水晶振動子片の振動脚の外形形状と溝形状が形成される。ここで、振動脚の外形形状は、第1のエッチング工程と第2のエッチング工程の合計のエッチング時間で決定される。   In the method for manufacturing a crystal resonator element according to the present invention, the outer shape and groove shape of the vibrating leg of the crystal element are formed in the first etching step and the second etching step. Here, the outer shape of the vibration leg is determined by the total etching time of the first etching step and the second etching step.

また、本発明の水晶振動子片の製造方法では、第2のエッチング工程において、第1の金属層と水晶基板とを一度にエッチングして振動脚の外形部分と溝部分の加工が行われるため、水晶基板のみをエッチングして外形部分と溝部分とを加工する従来のエッチング工程と比較して、所定の溝形状を加工するために要するエッチング時間が長くなる。このため、本発明では、第2のエッチング工程に要するエッチング時間が長くなり、その分、第1のエッチング工程に要する時間を短くすることができる。   Further, in the method for manufacturing a crystal resonator element according to the present invention, in the second etching step, the first metal layer and the crystal substrate are etched at a time to process the outer portion and the groove portion of the vibration leg. Compared with the conventional etching process in which only the quartz substrate is etched to process the outer portion and the groove portion, the etching time required for processing the predetermined groove shape becomes longer. For this reason, in this invention, the etching time which a 2nd etching process requires becomes long, and it can shorten the time which a 1st etching process requires by that much.

これにより、第1のエッチング工程における第2のレジストパターンの損傷を軽減することができ、第2の金属層加工工程における第2の金属パターンの損傷を軽減し、第2の
金属パターンをマスクにしてエッチングにより形成される水晶振動子片の表面の損傷を軽減し、歩留まりを向上させることが可能となる。
This can reduce damage to the second resist pattern in the first etching step, reduce damage to the second metal pattern in the second metal layer processing step, and use the second metal pattern as a mask. Thus, damage to the surface of the crystal resonator piece formed by etching can be reduced, and the yield can be improved.

本発明の製造方法による振動子片の製造工程を(a)〜(d)図として工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the vibrator element by the manufacturing method of this invention as order of a process as (a)-(d) figure. 図1の工程に連続する製造工程を(e)〜(h)図として工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process continuous to the process of FIG. 1 in order of a process as (e)-(h) figure. 図2の工程に連続する製造工程を(i)〜(l)図として工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process continuous to the process of FIG. 2 in order of a process as (i)-(l) figure. 本発明による製造方法によって製造された溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片の外形を示す図である。It is a figure which shows the external shape of the tuning fork type | mold crystal vibrator piece which has the vibration leg in which the groove | channel formed by the manufacturing method by this invention was formed. 本発明による製造方法によって製造された溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片を示す図である。It is a figure which shows the tuning fork type | mold crystal vibrator piece which has the vibration leg in which the groove | channel manufactured by the manufacturing method by this invention was formed. 従来の製造方法による振動子片の製造工程を(a)〜(d)図として工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process of the vibrator element by the conventional manufacturing method in order of a process as (a)-(d) figure. 図6の工程に連続する製造工程を(e)〜(h)図として工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process continuous to the process of FIG. 6 in order of a process as (e)-(h) figure. 図7の工程に連続する製造工程を(i)〜(l)図として工程順に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process continuous to the process of FIG. 7 in order of a process as (i)-(l) figure.

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明の振動子片の製造工程を示す図である。これらの図は音叉型水晶振動子片の2本の振動脚の断面を示している。   1 to 3 are diagrams showing a manufacturing process of the vibrator element according to the present invention. These drawings show cross sections of two vibrating legs of a tuning-fork type crystal resonator element.

まず、図1(a)に示すように水晶基板1を板状に加工する。次に、水晶基板1の表裏両面に蒸着またはスパッタリングによって下地層として、第1の金属層であるクロム層3を成膜する(第1の金属層形成工程)。この第1の金属層であるクロム層3は、後述する第の2の金属層である金層5と水晶基板1との密着性を向上させる中間層として作用する。ここでクロム層3は第1の金属層の一例であり、同様の作用を有する他の金属層を用いても良い。   First, as shown in FIG. 1A, the crystal substrate 1 is processed into a plate shape. Next, the chromium layer 3 which is a 1st metal layer is formed into a film as a base layer on both front and back surfaces of the quartz substrate 1 by vapor deposition or sputtering (1st metal layer formation process). The chromium layer 3 as the first metal layer functions as an intermediate layer for improving the adhesion between the gold layer 5 as the second metal layer described later and the quartz substrate 1. Here, the chromium layer 3 is an example of a first metal layer, and another metal layer having the same function may be used.

続いて、クロム層3の上に第2の金属層として金層5を成膜する(第2の金属層形成工程)(図1(b))。第2の金属層である金層5は、後述する工程で水晶をエッチングする際に用いるフッ酸とフッ化アンモニウム溶液の混合液に対する耐蝕膜として作用する。ここで金層5は第2の金属層の一例であり、同様の作用を有する他の金属層を用いても良い。   Subsequently, a gold layer 5 is formed as a second metal layer on the chromium layer 3 (second metal layer forming step) (FIG. 1B). The gold layer 5 as the second metal layer acts as a corrosion-resistant film against a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride solution used when etching the crystal in a process described later. Here, the gold layer 5 is an example of a second metal layer, and another metal layer having the same function may be used.

次に金層5の表面にフォトレジストを塗布し乾燥させてフォトレジスト層7を形成する(レジスト層形成工程)(図1(c))。フォトレジストとしては例えばポジ型フォトレジストである東京応化製のTSMR(登録商標)を用いる。   Next, a photoresist is applied to the surface of the gold layer 5 and dried to form a photoresist layer 7 (resist layer forming step) (FIG. 1C). As the photoresist, for example, TSMR (registered trademark) manufactured by Tokyo Ohka, which is a positive photoresist, is used.

次に水晶振動子片の外形を形成するためのフォトマスクを用いて露光、現像し、水晶振動子片の外形の内側にだけフォトレジスト層7が残るようにし、外側の金層5を露出させる(第1のレジスト層加工工程)(図1(d))。次に露出された金層5をエッチングし除去する(第1の金属層加工工程)(図2(e))。金層5を除去した部分にはクロム層3が露出した状態である。   Next, exposure and development are performed using a photomask for forming the outer shape of the crystal resonator element, so that the photoresist layer 7 remains only inside the outer shape of the crystal oscillator element, and the outer gold layer 5 is exposed. (First resist layer processing step) (FIG. 1D). Next, the exposed gold layer 5 is removed by etching (first metal layer processing step) (FIG. 2E). The chromium layer 3 is exposed at the portion where the gold layer 5 is removed.

続いて残存しているフォトレジスト層7に対して、溝の露光を行い、現像し、溝に対応する部分のフォトレジスト層7を除去する(第2のレジスト層加工工程)(図2f))。この時、フォトレジスト層7が除去された溝に対応する部分は金層5が露出した状態になっている。次に、露出しているクロム層3をエッチングして除去する(図2(g))。   Subsequently, the remaining photoresist layer 7 is exposed to a groove, developed, and the photoresist layer 7 corresponding to the groove is removed (second resist layer processing step) (FIG. 2f)) . At this time, the gold layer 5 is exposed at a portion corresponding to the groove from which the photoresist layer 7 has been removed. Next, the exposed chromium layer 3 is removed by etching (FIG. 2G).

次に、水晶用のエッチング液であるフッ酸とフッ化アンモニウム溶液の混合液を用いて、露出した水晶基板1のエッチングを行う(第1のエッチング工程)(図2(h))。この図では露出した水晶基板1はエッチングにより貫通しているが、第1のエッチング工程で必ずしも貫通する必要はない。   Next, the exposed quartz substrate 1 is etched using a mixed solution of hydrofluoric acid and an ammonium fluoride solution, which is a quartz etching solution (first etching step) (FIG. 2H). In this figure, the exposed quartz substrate 1 is penetrated by etching, but it is not always necessary to penetrate in the first etching step.

続いて、溝に対応する部分に露出している金層5をエッチングによって除去する(第2の金属層加工工程)(図3(i))。この時、溝に対応する部分はクロム層3が露出している。次に、残存するフォトレジスト層7を剥離する(図3(j))。その後、フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液を用いてエッチングを行う(第2のエッチング工程)。この時、振動子片の外形形状に対応した水晶エッチングが進むのと同時に、溝に対応する部分はクロム層3がエッチングされ、クロム層3が除去された後は水晶がエッチングされ、上下両面に所定深さの溝9を形成する(図3(k))。最後に、金層5、クロム層3を除去し、溝が形成された振動脚を有する水晶振動子片の形状が完成する(図3(l))。   Subsequently, the gold layer 5 exposed at the portion corresponding to the groove is removed by etching (second metal layer processing step) (FIG. 3I). At this time, the chromium layer 3 is exposed at a portion corresponding to the groove. Next, the remaining photoresist layer 7 is peeled off (FIG. 3 (j)). Thereafter, etching is performed using a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride (second etching step). At this time, as the crystal etching corresponding to the outer shape of the vibrator piece proceeds, the chrome layer 3 is etched in the portion corresponding to the groove, and after the chrome layer 3 is removed, the crystal is etched, and both the upper and lower surfaces are etched. A groove 9 having a predetermined depth is formed (FIG. 3 (k)). Finally, the gold layer 5 and the chrome layer 3 are removed, and the shape of the crystal resonator element having the vibration leg in which the groove is formed is completed (FIG. 3L).

このように、本発明では溝に対応する部分にクロム層3を残したまま第2のエッチング工程を行う。溝に対応する部分にクロム層3を残したまま第2のエッチングを行うことにより、第2のエッチング工程に要する時間が長くなる。振動子片の外形形状を形成するための水晶エッチング時間は、第1のエッチング工程と第2のエッチング工程の合計の時間で決定されるので、第2のエッチング工程の時間を長くすることにより第1のエッチング工程の時間を短くすることができる。   Thus, in the present invention, the second etching process is performed while leaving the chromium layer 3 in the portion corresponding to the groove. By performing the second etching while leaving the chromium layer 3 in the portion corresponding to the groove, the time required for the second etching step becomes longer. Since the crystal etching time for forming the outer shape of the resonator element is determined by the total time of the first etching step and the second etching step, the first etching step can be performed by increasing the time of the second etching step. The time for the etching process 1 can be shortened.

これにより第1のエッチング工程における第2のレジストパターンの損傷を軽減することができ、第2の金属層加工工程における第2の金属パターンの損傷を軽減し、第2の金属パターンをマスクにして行われる第2のエッチング工程での水晶振動子片の表面の損傷を軽減することが可能になる。   This can reduce damage to the second resist pattern in the first etching step, reduce damage to the second metal pattern in the second metal layer processing step, and use the second metal pattern as a mask. It is possible to reduce damage to the surface of the crystal resonator element in the second etching process.

振動脚に形成する溝の数や溝の形状は、振動子の設計に応じて決定する。第2のレジストパターンにおける溝の幅が狭いほど、溝に対応する部分にクロム層3を残した状態で第2のエッチング工程を行う本発明の製造方法と、クロム層3を除去して第2のエッチング工程を行う従来の製造方法との第2のエッチング工程に要する時間の差を大きくできる。また、クロム層3を厚く成膜するほど第2のエッチング工程の時間を長くできる。   The number of grooves formed in the vibrating leg and the shape of the grooves are determined according to the design of the vibrator. As the width of the groove in the second resist pattern is narrower, the manufacturing method of the present invention in which the second etching step is performed in a state where the chromium layer 3 is left in the portion corresponding to the groove, and the chromium layer 3 is removed and the second etching process is performed. The difference in time required for the second etching step with the conventional manufacturing method that performs the etching step can be increased. Further, the thicker the chromium layer 3 is, the longer the second etching process can be.

第2のレジストパターンにおける溝の幅は、例えば、1〜10μmが望ましい。ここで、溝の幅の下限は露光現像条件により決まるものであり、レジストパターンを安定して形成できれば1μmより狭くても構わない。溝の幅が広すぎると本発明の製造方法と、従来の製造方法での第2のエッチング工程の時間の差がなくなり、効果が得られなくなる。クロム層3の厚さは、例えば、10〜100nmが望ましい。クロム層3が薄すぎると、金層5と水晶基板1との密着性が悪くなる。また、クロム層3が厚すぎると、水晶振動子の振動特性が悪化する。   The width of the groove in the second resist pattern is preferably 1 to 10 μm, for example. Here, the lower limit of the width of the groove is determined by exposure and development conditions, and may be narrower than 1 μm as long as the resist pattern can be stably formed. If the width of the groove is too wide, there is no time difference between the second etching process in the manufacturing method of the present invention and the conventional manufacturing method, and the effect cannot be obtained. The thickness of the chromium layer 3 is preferably 10 to 100 nm, for example. If the chromium layer 3 is too thin, the adhesion between the gold layer 5 and the quartz substrate 1 is deteriorated. On the other hand, if the chromium layer 3 is too thick, the vibration characteristics of the crystal resonator are deteriorated.

また、水晶用のエッチング液であるフッ酸とフッ化アンモニウム溶液の混合液の温度が低すぎると第2のエッチング工程で溝に対応する部分のクロム層3が均一に除去されないので、水晶用のエッチング液の温度は60℃以上であることが望ましい。例えば、水晶用のエッチング液の温度が70℃、第2のレジストパターンにおける溝の幅が2μm、クロム層3の厚さが20nmの場合、深さ70μmの溝を形成するために必要な第2のエッチ
ング工程の時間は、本発明の製造方法では280分、従来の製造方法では215分となる。
Further, if the temperature of the mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride solution, which is a crystal etching solution, is too low, the chromium layer 3 corresponding to the groove is not uniformly removed in the second etching step. The temperature of the etching solution is desirably 60 ° C. or higher. For example, when the temperature of the etching solution for quartz is 70 ° C., the groove width in the second resist pattern is 2 μm, and the thickness of the chromium layer 3 is 20 nm, the second necessary for forming a groove having a depth of 70 μm. The etching process takes 280 minutes in the manufacturing method of the present invention and 215 minutes in the conventional manufacturing method.

先に示した本発明の製造工程では、第2のレジスト層加工工程の後に、水晶振動子片の外形の外側に露出したクロム層3を除去してから、第1のエッチング工程をおこなったが、水晶振動子片の外形の外側の面積は、振動脚の溝と比較して充分に大きく、クロム層3を残したままでも第1のエッチング工程に要する時間への影響は小さいので、クロム層3を除去せずに第1のエッチングを行っても構わない。   In the manufacturing process of the present invention described above, after the second resist layer processing step, the first etching step is performed after removing the chromium layer 3 exposed outside the outer shape of the crystal resonator element. The outer area of the outer shape of the quartz crystal resonator piece is sufficiently large as compared with the groove of the vibrating leg, and the effect on the time required for the first etching process is small even if the chromium layer 3 is left. The first etching may be performed without removing 3.

また、一般にクロムのエッチングは、エッチング液の使用回数によってサイドエッチング量が変化しやすいため、形状にばらつきが出やすい。特に、振動脚の溝のように細い部分ではサイドエッチング量の変化の影響が大きい。本発明のように、振動脚の溝に対応する部分のクロムエッチングを行わないことにより、溝形状のばらつきを抑えることができる。更には、クロムエッチング液の使用量の削減にもなり、コストダウンが可能となる。   Further, in general, in the etching of chromium, the amount of side etching is likely to change depending on the number of times the etching solution is used, and thus the shape tends to vary. In particular, the influence of a change in the side etching amount is large in a thin portion such as a groove of a vibrating leg. As in the present invention, by not performing the chrome etching of the portion corresponding to the groove of the vibration leg, the variation in the groove shape can be suppressed. Furthermore, the amount of the chromium etching solution used can be reduced, and the cost can be reduced.

また、先に示した本発明の製造工程では、溝に対応する部分の金層5を除去する第2の金属層加工工程の後にフォトレジスト層7を剥離してから第2のエッチング工程を行ったが、フォトレジスト層7を残したまま第2のエッチング工程を行ない、その後でフォトレジスト層7を剥離することも可能である。   In the manufacturing process of the present invention described above, the second etching process is performed after the photoresist layer 7 is removed after the second metal layer processing process for removing the gold layer 5 corresponding to the groove. However, it is also possible to perform the second etching process while leaving the photoresist layer 7 and then peel the photoresist layer 7.

このようにして、図4に示すような溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片の外形形状が出来上がる。溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片は、基部11と基部11から延びる2本の脚13から構成され、脚13の表裏面には溝9が設けられている。   In this way, the outer shape of the tuning-fork type crystal resonator element having the vibration legs in which grooves as shown in FIG. 4 are formed is completed. A tuning-fork type crystal resonator element having a vibrating leg formed with a groove is composed of a base 11 and two legs 13 extending from the base 11, and a groove 9 is provided on the front and back surfaces of the leg 13.

次に、図5に示す電極15の形成の工程について説明する。図5は溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片の平面図であり、電極15は脚13の溝部9、側面、基部11にそれぞれ設けられている。まず溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片の全面に金属層をスパッタリング等で形成し、次に金属層の表面にフォトレジスト層を形成する。この際、音叉型水晶振動子片の表面、裏面、側面と立体的にフォトレジストを塗布する必要があるため、スプレーコート装置を用いたスプレー塗布法や、金属層を電極として電着フォトレジストを塗布する電着塗布法などを用いる。次に電極のパターンを露光、現像し、図5の電極15を形成しない部分に相当する部分のフォトレジスト層を除去する。次に、表面に露出した部分の金属膜をエッチングにより除去し、フォトレジスト層を剥離すれば、図5に示すような電極15が形成される。   Next, a process for forming the electrode 15 shown in FIG. 5 will be described. FIG. 5 is a plan view of a tuning-fork type crystal resonator element having a vibration leg in which a groove is formed. The electrodes 15 are provided on the groove portion 9, the side surface, and the base portion 11 of the leg 13, respectively. First, a metal layer is formed on the entire surface of a tuning-fork type quartz resonator piece having a vibrating leg in which grooves are formed, and then a photoresist layer is formed on the surface of the metal layer. At this time, since it is necessary to apply the photoresist three-dimensionally on the front, back, and side surfaces of the tuning fork type crystal resonator piece, the electrodeposition photoresist can be applied using a spray coating method using a spray coating apparatus or a metal layer as an electrode. An electrodeposition coating method is used. Next, the electrode pattern is exposed and developed, and the photoresist layer corresponding to the portion where the electrode 15 in FIG. 5 is not formed is removed. Next, if the metal film of the part exposed on the surface is removed by etching and the photoresist layer is peeled off, an electrode 15 as shown in FIG. 5 is formed.

以上に記した本発明を実施するための最良の形態には、溝が形成された振動脚を有する音叉型水晶振動子片の例を示したが、2脚音叉型形状に限らず、あらゆる種類の溝が形成された振動脚を有する水晶振動子片に適用できることは明らかである。   In the best mode for carrying out the present invention described above, an example of a tuning fork type crystal resonator element having a vibrating leg with a groove is shown. It is apparent that the present invention can be applied to a crystal resonator element having a vibration leg in which a groove is formed.

1 水晶基板
3 クロム層
5 金層
7 フォトレジスト層
9 溝
11 基部
13 脚
15 電極
1 Quartz substrate 3 Chrome layer 5 Gold layer 7 Photoresist layer 9 Groove 11 Base 13 Leg 15 Electrode

Claims (4)

溝が形成された振動脚を有する水晶振動子片の製造方法において、
水晶基板と該水晶基板の上に積層される金属層との密着性を向上させる中間層として作用する第1の金属層を前記水晶基板上に形成する第1の金属層形成工程と、
前記第1の金属層の上に第2の金属層を形成する第2の金属層形成工程と、
前記第2の金属層の上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
前記レジスト層を前記水晶振動子片の外形に応じた形状の第1のレジストパターンに加工する第1のレジスト層加工工程と、
前記第1のレジストパターンをマスクにして前記第2の金属層を第1の金属パターンに加工する第1の金属層加工工程と、
前記第1のレジストパターンを、前記溝に応じた形状を有する第2のレジストパターンに加工する第2のレジスト層加工工程と、
前記第1の金属パターンに加工された前記第2の金属層をマスクにして、前記水晶基板をエッチングして、前記振動脚の外形部分を加工する第1のエッチング工程と、
前記第2のレジストパターンをマスクにして前記第2の金属層のみを第2の金属パターンに加工する第2の金属層加工工程と、
前記第2の金属パターンに加工された前記第2の金属層をマスクにして前記第1の金属層と前記水晶基板とを一度にエッチングして、前記振動脚の溝部分と前記第1のエッチング工程で残った外形部分とを加工する第2のエッチング工程と、を備える
ことを特徴とする水晶振動子片の製造方法。
In the method of manufacturing a crystal resonator element having a vibration leg in which a groove is formed,
A first metal layer forming step of forming on the crystal substrate a first metal layer that acts as an intermediate layer for improving adhesion between the crystal substrate and a metal layer laminated on the crystal substrate;
A second metal layer forming step of forming a second metal layer on the first metal layer;
A resist layer forming step of forming a resist layer on the second metal layer;
A first resist layer processing step of processing the resist layer into a first resist pattern having a shape corresponding to the outer shape of the crystal resonator element;
A first metal layer processing step of processing the second metal layer into a first metal pattern using the first resist pattern as a mask;
A second resist layer processing step for processing the first resist pattern into a second resist pattern having a shape corresponding to the groove;
And the second metal layer which is processed to the first metal pattern as a mask, the quartz substrate is etched, a first etching step of processing the outer shape portion of the vibrating leg,
A second metal layer processing step of processing only the second metal layer into a second metal pattern using the second resist pattern as a mask;
Using the second metal layer processed into the second metal pattern as a mask, the first metal layer and the quartz substrate are etched at a time, and the groove portion of the vibrating leg and the first etching are etched. And a second etching step of processing the outer shape portion remaining in the step . A method of manufacturing a crystal resonator element, comprising:
前記第1のエッチング工程において、前記第1の金属パターンに加工された前記第2の金属層をマスクにして、前記第1の金属層及び前記水晶基板を同時にエッチングして、前記振動脚の外形部分を加工する
ことを特徴とする請求項1に記載の水晶振動子片の製造方法。
In the first etching step, the first metal layer and the quartz substrate are simultaneously etched using the second metal layer processed into the first metal pattern as a mask, and the outer shape of the vibration leg The method for manufacturing a crystal resonator element according to claim 1, wherein the portion is processed.
前記第1の金属層はクロム層である
ことを特徴とする請求項1に記載の水晶振動子片の製造方法。
The method for manufacturing a crystal resonator element according to claim 1, wherein the first metal layer is a chromium layer.
前記第2の金属層は金層である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の水晶振動子片の製造方法。
The method for manufacturing a crystal resonator element according to claim 1, wherein the second metal layer is a gold layer.
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