JP6736365B2 - 時計部品の製造方法 - Google Patents

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Description

この発明は、時計における機械部品を構成する時計部品の製造方法および時計部品に関する。
機械式時計の駆動機構は、ひげぜんまいやてん輪などによって構成される調速機構（てんぷ）や、がんぎ車およびアンクルによって構成される脱進機など、各種の時計部品によって構成されている。このような時計部品のうち、たとえば、ひげぜんまいにおいては、従来、水晶やシリコンなどの結晶構造を有する材料をエッチング加工することによって形成されるものがあった。
水晶やシリコンなどの結晶構造を有する材料を用いて形成されるひげぜんまいは、金属を加工して形成されるひげぜんまいよりも、加工精度のばらつきや、金属のようにひげぜんまいを形成する材料自体が有する内部応力の影響などが少ない。また、水晶やシリコンなどの結晶構造を有する材料を用いて形成されるひげぜんまいは、金属を加工して形成されるひげぜんまいと比較して、環境温度に対して変形が少なく良好な温度特性を示す。
関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品を、シリコン製のコアと当該コアの表面に成膜した二酸化珪素などの非晶質材料とによって形成するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献１〜３を参照。）。
特許第５８０６４５３号公報 特表２００８−５４４２９０号公報 特表２０１２−５３３４４１号公報
しかしながら、上述した特許文献１〜３に記載された従来の技術は、いずれも、時計部品の強度向上と温度補償性能の確保とを両立させるためには、当該時計部品におけるシリコン製のコアの表面に十分な膜厚の非晶質材料を成膜しなければならず、当該十分な膜厚の非晶質材料の成膜に時間を要するという問題があった。このため、時計部品の製造に時間を要し、生産性に劣るという問題があった。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、強度向上と温度補償性能の確保とを両立させた時計部品の製造方法および強度向上と温度補償性能の確保とを両立させた時計部品を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる時計部品の製造方法は、支持層の一面側に少なくとも酸化膜を介して積層された活性層またはシリコン単結晶基板に、当該活性層または当該シリコン単結晶基板を時計の駆動機構を構成する時計部品の形状に成形するエッチング加工に用いるマスクであって当該成形にかかる第１の開口よりも小さい第２の開口が一部に形成されたマスクを形成するマスク形成工程と、前記マスク形成工程において形成されたマスクを用いて、前記活性層または前記シリコン単結晶基板から前記第１の開口に対応する部分を除去するエッチング加工をおこなうエッチング工程と、シリコンの温度特性とは異なる温度特性を有する温度補償材料を用いて、前記エッチング工程により前記活性層または前記シリコン単結晶基板において前記第２の開口に対応する位置に形成される細溝内に温度補償部材を形成する温度補償部材形成工程と、を含んだことを特徴とする。
また、この発明にかかる時計部品の製造方法は、上記の発明において、前記温度補償部材形成工程が、二酸化ケイ素を用いて前記温度補償部材を形成することを特徴とする。
また、この発明にかかる時計部品の製造方法は、上記の発明において、前記温度補償部材形成工程が、前記活性層または前記シリコン単結晶基板を熱酸化することにより前記温度補償部材を形成することを特徴とする。
また、この発明にかかる時計部品の製造方法は、上記の発明において、前記温度補償部材形成工程が、前記活性層または前記シリコン単結晶基板に対して化学的気相成長により前記温度補償部材を形成することを特徴とする。
また、この発明にかかる時計部品は、時計の駆動機構を構成する時計部品であって、シリコンによって形成され、外表面から内側に凹む細溝を備えた基材部と、前記細溝内に設けられて、シリコンの温度特性とは異なる温度特性を有する温度補償部材と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる時計部品は、上記の発明において、前記細溝が、前記基材部の表側面および裏側面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。
また、この発明にかかる時計部品は、上記発明において、前記温度補償部材が、二酸化ケイ素であることを特徴とする。
この発明にかかる時計部品の製造方法および時計部品によれば、強度向上と温度補償性能の確保とを両立させた時計部品を提供することができるという効果を奏する。
この発明にかかる実施の形態の製造方法によって製造される、この発明にかかる実施の形態の時計部品が組み込まれる機械式時計の駆動機構を示す説明図である。 ひげぜんまいの構造を示す説明図である。 図２Ａの一部を拡大して示す説明図である。 図２ＢにおけるＡ−Ａ’断面を示す説明図である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひＢぜんまい）の製造方法を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その３）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その４）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その５）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その６）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その７）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その８）である。 この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その９）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その１）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その２）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その３）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その４）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その５）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その６）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その７）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その８）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その９）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その１０）である。 温度補償部材の配置例を示す説明図（その１１）である。 この発明にかかる実施の形態２の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態２の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態２の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その３）である。 この発明にかかる実施の形態２の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その４）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひＢぜんまい）の製造方法を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その３）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その４）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その５）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その６）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その７）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その８）である。 この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その９）である。 この発明にかかる実施の形態４の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態４の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態４の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その３）である。 この発明にかかる実施の形態４の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その４）である。 この発明にかかる実施の形態５の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態５の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひＢぜんまい）の製造方法を示す説明図（その２）である。 この発明にかかる実施の形態５の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その３）である。 この発明にかかる実施の形態５の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その４）である。 この発明にかかる実施の形態５の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その５）である。 この発明にかかる実施の形態６の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その１）である。 この発明にかかる実施の形態６の、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品（ひげぜんまい）の製造方法を示す説明図（その２）である。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる時計部品の製造方法および当該製造方法によって製造される時計部品の好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず、この発明にかかる実施の形態の製造方法によって製造される、この発明にかかる実施の形態の時計部品が組み込まれる時計の駆動機構として、機械式時計の駆動機構について説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態の製造方法によって製造される、この発明にかかる実施の形態の時計部品が組み込まれる機械式時計の駆動機構を示す説明図である。
図１において、この発明にかかる実施の形態の製造方法によって製造される時計部品が組み込まれる機械式時計の駆動機構１０１は、香箱１０２、脱進機１０３、調速機構（てんぷ）１０４、輪列１０５などを備えている。香箱１０２は、薄い円筒形状をなす箱の内側に、図示を省略する動力ぜんまいを収容している。香箱１０２の外周部の香箱車と呼ばれる歯車が設けてあり、輪列１０５を構成する番車と噛み合っている。
動力ぜんまいは、巻回された状態の長尺状の金属薄板であって、香箱１０２の中に収容されている。動力ぜんまいの中心の端部（巻回された状態において内周側に位置する端部）は、香箱１０２の中心軸（香箱真）に取り付けられている。動力ぜんまいの外側の端部（巻回された状態において外周側に位置する端部）は、香箱１０２の内面に取り付けられている。
脱進機１０３は、がんぎ車１０６およびアンクル１０７によって構成される。がんぎ車１０６は、カギ型の歯を備えた歯車であって、がんぎ車１０６の歯はアンクル１０７に噛み合う。アンクル１０７は、がんぎ車１０６の歯に噛み合うことによってがんぎ車１０６の回転運動を往復運動に変換する。
てんぷ１０４は、ひげぜんまい１０８やてん輪１０９などによって構成される。ひげぜんまい１０８は、巻回された状態の長尺状の部材であって、渦巻き形状をなしている。ひげぜんまい１０８は、機械式時計に組み込まれて駆動機構１０１を構成した状態において、優れた等時性を示すように設計されている。
てんぷ１０４は、ひげぜんまい１０８のバネ力による伸縮によって、規則正しく往復運動をおこなうことができる。てん輪１０９は、リング形状をなし、アンクル１０７からの反復運動を調節・制御して、一定速度の振動を保つ。てん輪１０９は、てん輪１０９がなすリング形状の内側に、てん輪１０９の中心（てん真）１０９ａから放射状に延設するアームを備えている。
輪列１０５は、香箱１０２からがんぎ車１０６の間に設けられて、それぞれが噛み合わされた複数の歯車によって構成される。具体的には、輪列１０５は、二番車１１０、三番車１１１、四番車１１２などによって構成される。香箱１０２の香箱車は、二番車１１０と噛み合っている。四番車１１２には秒針１１３が装着され、二番車１１０には分針１１４が装着されている。図１においては、時針や各歯車を支持する地板などは図示を省略する。
駆動機構１０１においては、動力ぜんまいの中心は逆回転できないように香箱１０２の中心（香箱真）に固定されており、動力ぜんまいの外側の端部は香箱の内周面に固定されているため、香箱１０２の中心（香箱真）に巻き付けられた動力ぜんまいが元に戻ろうとすると、巻き上げられた方向と同じ方向にほどけようとする動力ぜんまいの外側の端部に付勢されて、香箱１０２が巻き上げられたぜんまいがほどける方向と同じ方向に回転する。香箱１０２の回転は、二番車１１０、三番車１１１、四番車１１２に順次伝達され、四番車１１２からがんぎ車１０６に伝達される。
がんぎ車１０６にはアンクル１０７が噛み合っているため、がんぎ車１０６が回転すると、がんぎ車１０６の歯（衝撃面）がアンクル１０７の入り爪を押し上げ、これによってアンクル１０７におけるてんぷ１０４側の先端がてんぷ１０４を回転させる。てんぷ１０４が回転すると、アンクル１０７の出爪が即座にがんぎ車１０６を停止させる。てんぷ１０４がひげぜんまい１０８の力で逆回転すると、アンクル１０７の入り爪が解除され、がんぎ車１０６が再び回転する。
このように、調速機は、等時性のあるひげぜんまい１０８の伸縮によっててんぷ１０４に規則正しい往復回転運動を繰り返させ、脱進機１０３は、てんぷ１０４に対して往復運動するための力を与え続けるとともに、てんぷ１０４からの規則正しい振動によって輪列１０５における各歯車を一定速度で回転させる。がんぎ車１０６、アンクル１０７、てんぷ１０４は、てんぷ１０４の往復運動を回転運動に変換する調速機構を構成する。
（ひげぜんまい１０８の構造）
つぎに、ひげぜんまい１０８の構造について説明する。図２Ａは、ひげぜんまい１０８の構造を示す説明図である。図２Ａにおいては、図１における矢印Ｘ方向に沿って見たひげぜんまい１０８の平面図を示している。図２Ｂは、図２Ａの一部を拡大して示す説明図である。図２Ｂにおいては、図２Ａにおいて点線で囲まれた領域Ｂを拡大して示している。図２Ｃは、図２ＢにおけるＡ−Ａ’断面を示す説明図である。
図２Ａにおいて、ひげぜんまい１０８は、中心から外周方向に向かって渦を巻いた、細いコイル形状の旋回部２０１を備えている。また、ひげぜんまい１０８は、細いコイル形状の旋回部２０１における、内周側の端部に設けられたひげ玉２０２を備えている。旋回部２０１とひげ玉２０２とは接続部２０２ａによって接続されている。旋回部２０１は、接続部２０２ａを介して、ひげ玉２０２を中心にひげ玉２０２を巻回するコイル形状をなす。さらに、ひげぜんまい１０８は、細いコイル形状の旋回部２０１における、外周側の端部に設けられたひげ持２０３を備えている。この実施の形態におけるひげぜんまい１０８は、少なくとも一部が、シリコン酸化物によって形成されている。
ひげぜんまい１０８の厚さ寸法は、後述する積層基板（ＳＯＩウエハ）におけるデバイス層の板厚寸法（厚さ方向の寸法）または、シリコン単結晶基板（Ｓｉウエハ）の板厚寸法（厚さ方向の寸法）に応じて定められる。ひげぜんまい１０８の幅寸法（ひげぜんまい１０８の半径方向の寸法）は、ひげぜんまい１０８の位置に応じて異ならせてもよい。すなわち、ひげぜんまい１０８における旋回部２０１の一部の幅寸法を、別の一部の幅寸法よりも大きい寸法としてもよい。
ひげぜんまい１０８は、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、温度補償部材２０４を備えている。図２Ｂおよび図２Ｃにおいて、温度補償部材２０４は、ひげぜんまい１０８の巻き方向（旋回部２０１の長さ方向）に沿って、中心から外周方向に向かって渦を巻く形状に設けられている。
温度補償部材２０４は、ひげぜんまい１０８の内部に埋め込まれており、ひげぜんまい１０８の表面側の一部が外部に露出した状態で設けられている。温度補償部材２０４は、たとえば、ひげぜんまい１０８の表面から内側に向かって凹んだ細溝２０５に、ＳｉＯ2などの温度補償材料を埋め込むことによって形成されている。この実施の形態においては、ひげぜんまい１０８のうち、温度補償部材２０４を除く部分、より詳細には、細溝２０５が形成されたシリコン製の部分によって、この発明にかかる基材部を実現することができる。
ＳｉＯ2のヤング率の温度特性は、Ｓｉのヤング率の温度特性とは逆の温度特性を示す。ヤング率（Ｙｏｕｎｇ’ｓ ｍｏｄｕｌｕｓ）は、フックの法則が成立する弾性範囲における同軸方向のひずみと応力との比例定数であって、物体に対して当該物体を引っ張る方向に外力を加えた場合における、当該物体の伸びと当該物体に加えられた外力との関係から求められる。ヤング率は、縦弾性係数、曲げ剛性あるいはたわみ剛性などとも称される。具体的に、たとえば、断面積（Ｓ）の物体に力（Ｆ）が加えられることによって、当該物体の元の長さ（Ｌ）が（ΔＬ）だけ伸びた場合のヤング率（Ｅ）は、Ｅ＝（Ｆ／Ｓ）／（ΔＸ／Ｘ）であらわされる。
一般的に、ヤング率は、温度の変動に応じて変動するという温度特性を示す。このため、水晶やシリコンの結晶構造を有する材料を単体で用いて製造した時計部品は、温度の変動にともなうヤング率の変動に起因して、環境温度に応じて性能が変動してしまう。上記のように、ひげぜんまい１０８などの時計部品は非常に精密な精度が要求されるため、温度の変化にともなう性能の変動は、計時の精度にばらつきを生じる原因となる。
これに対し、この発明にかかる実施の形態のひげぜんまい１０８は、主としてシリコンからなるひげぜんまい１０８の一部に、シリコンのヤング率の温度特性とは逆のヤング率の温度特性を示すＳｉＯ2からなる温度補償部材２０４を備えているため、ひげぜんまい１０８においては、温度補償部材２０４以外の部分の温度特性と、温度補償部材２０４の温度特性とが互いに打ち消す方向に作用する。これにより、シリコンのヤング率の温度特性を補償することができ、温度特性に優れ、耐久性に優れたひげぜんまい１０８を製造することができる。
（実施の形態１）
（時計部品の製造方法）
つぎに、この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品の製造方法について説明する。実施の形態１においては、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品として、ひげぜんまい１０８の製造方法について説明する。
図３Ａ〜図３Ｉは、この発明にかかる実施の形態１の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品（ひげぜんまい１０８）の製造方法を示す説明図である。実施の形態１の製造方法によるひげぜんまい１０８の製造に際しては、まず、図３Ａに示すＳＯＩウエハ３１４を形成する。
図３Ａに示すように、ＳＯＩウエハ３１４は、支持層３１１、中間層（Ｂｏｘ層）３１２およびデバイス層（活性層）３１３の３つの層を備えている。ＳＯＩウエハ３１４において、支持層３１１、中間層３１２およびデバイス層３１３は、ＳＯＩウエハ３１４の厚さ方向に沿って順次積層されている。ＳＯＩウエハ３１４において、中間層３１２は、支持層３１１とデバイス層３１３との間に挟まれている。
ＳＯＩウエハ３１４の形成に際しては、まず、支持層３１１の一方の面に、中間層３１２を形成する。支持層３１１は、シリコン（Ｓｉ）からなる。中間層３１２は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）からなる。中間層３１２は、以降の工程において、深掘りＲＩＥ（Ｄ−ＲＩＥ）技術によるエッチング加工をおこなう際のストッパとして機能する。中間層３１２は、公知の各種の成膜技術や公知の各種の酸化技術を用いて形成することができる。中間層３１２の形成方法については説明を省略する。
この実施の形態においては、以降、支持層３１１における中間層３１２が形成される側の面を支持層３１１の「表側面」として説明し、支持層３１１における表側面とは反対側の面を支持層３１１の「裏側面」として説明する。また、この実施の形態においては、以降、中間層３１２における支持層３１１とは反対側の面を中間層３１２の「表側面」として説明し、中間層３１２における支持層３１１側の面を中間層３１２の「裏側面」として説明する。
ＳＯＩウエハ３１４の形成方法については、図示を省略するが、ＳＯＩウエハ３１４の形成に際しては、まず、支持層３１１の表側面に中間層３１２を形成し、その後、当該中間層３１２の表側面にデバイス層３１３を形成する。デバイス層３１３は、支持層３１１と同様にシリコン（Ｓｉ）からなる。
このように、支持層３１１の表面側に、当該支持層３１１の厚さ方向に沿って中間層３１２およびデバイス層３１３を順次積層することにより、支持層３１１とデバイス層３１３との間に中間層３１２が挟まれた状態のＳＯＩ基板３１４が形成される。この実施の形態においては、以降、デバイス層３１３における中間層３１２とは反対側の面をデバイス層３１３の「表側面」として説明し、デバイス層３１３における中間層３１２側の面をデバイス層３１３の「裏側面」として説明する。
デバイス層３１３は、公知の各種の成膜技術を用いて形成することができる。デバイス層３１３の形成方法については説明を省略する。この発明にかかる製造方法により、ＳＯＩウエハ３１４を用いて製造される時計部品は、デバイス層３１３に形成される。すなわち、この発明にかかる実施の形態のひげぜんまい１０８は、後述する製造方法によって製造することによりデバイス層３１３の一部によって実現される。
つぎに、図３Ｂに示すように、デバイス層３１３の表側面に酸化膜３２１を成膜する。酸化膜３２１は、デバイス層３１３の表側面の全面にわたって成膜する。酸化膜３２１は、たとえば、上記の中間層３１２と同様に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）によって形成することができる。
つぎに、酸化膜３２１の表側面（すなわち、酸化膜３２１におけるデバイス層３１３とは反対側の面）に、レジストパタニングをおこなう。レジストパタニングに際しては、まず、酸化膜３２１の表側面に、フォトレジストを塗布する。つぎに、酸化膜３２１を、当該酸化膜３２１の表側面から、ひげぜんまい１０８の形状に基づいたパタン状に露光する。そして、露光をおこなった後のＳＯＩウエハ３１４を現像液によって処理して、不要なフォトレジストを除去する。これによって、図３Ｃに示すように、デバイス層３１３の表側面に、ひげぜんまい１０８の形状に基づいたマスク３３１を形成することができる。この実施の形態１においては、マスク３３１によって、この発明にかかる「エッチング加工に用いるマスク」を実現することができる。
レジストパタニングに際して用いるフォトレジストは、光（あるいは電子線など）に露光されることによって現像液に対する溶解性などの物性が変化する感光性の物質であって、たとえば、露光されることによって現像液に対して溶解性が増大するポジ型のフォトレジストを用いることができる。あるいは、レジストパタニングに際しては、ポジ型のフォトレジストに代えて、たとえば、露光されることによって現像液に対して溶解性が低下するネガ型のフォトレジストを用いてもよい。
露光パタンは、ポジ型のフォトレジストを用いる場合と、ネガ型のフォトレジストを用いる場合と、によって異なる。ポジ型のフォトレジストを用いる場合の露光パタンと、ネガ型のフォトレジストを用いる場合の露光パタンとは、露光位置が反転した関係にある。レジストパタニングにかかる一連の処理については、公知の技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。上記のようにフォトリソグラフィ技術を用いることにより、マスク３３１を高精度に形成することができる。
具体的に、マスク３３１は、部品パタンと、細溝パタンと、によって構成される。部品パタンは、製造対象とする時計部品（この実施の形態においては、ひげぜんまい１０８）の外形状に応じたパタン形状をなしている。マスク３３１の形成に際して、たとえば、ポジ型のフォトレジストを用いる場合、マスク３３１における部品パタンは、デバイス層３１３のうち、ひげぜんまい１０８として取り出す部分を覆うように設けられ、残余の部分は第１の開口として開口している。
ひげぜんまい１０８にかかるマスク３３１の場合、部品パタンは、旋回部２０１がなすコイル形状に応じて、中心から外周方向に向かって渦を巻いたコイル形状をなす。このため、中心を通り直径方向に沿って切断した場合のマスク３３１の断面は、当該直径方向に沿って複数の部品パタンが所定の間隔を空けて配置された状態となる。後述するデバイスエッチングに際しては、デバイス層３１３のうち、部品パタンによって覆われた部分が製造対象とする時計部品（ひげぜんまい１０８）として残り、部品パタンによって覆われていない部分が除去される。
細溝パタンは、部品パタン内に配置され、ＳＯＩウエハ３１４の板厚方向に沿って部品パタンを貫通するスリット３３１ａによって構成される。細溝パタンを構成するスリット３３１ａの幅方向の寸法は、マスク３３１における部品パタンによって覆われていない部分（デバイスエッチングに際して除去される部分）がなす開口よりも小さい。
この実施の形態１においては、細溝パタンがなすスリット３３１ａによって、この発明にかかる第２の開口を実現することができる。また、この実施の形態１においては、酸化膜３２１の表側面にマスク３３１を形成するレジストパタニングによって、この発明にかかる時計部品の製造方法におけるマスク形成工程を実現することができる。
つぎに、酸化膜エッチングをおこなう。酸化膜エッチングは、マスク３３１を用いた、酸化膜３２１に対するエッチング加工によって実現される。この酸化膜エッチングにより、図３Ｄに示すように、酸化膜３２１のうちマスク３３１によって覆われていない部分が除去され、酸化膜３２１の一部がマスク３３１の形状に応じた形状に加工される。すなわち、酸化膜３２１は、部品パタンと細溝パタン（スリット３３１ａ）とからなるマスク３３１と同じ形状に加工される。
つぎに、デバイスエッチングをおこなう。デバイスエッチングは、マスク３３１の形状に応じた形状に加工された酸化膜３２１および当該酸化膜３２１に積層されたマスク３３１を用いた、デバイス層３１３に対するエッチング加工によって実現される。
上記のレジストパタニングおよび酸化膜エッチングにより、デバイス層３１３の表面側には、部品パタンと細溝パタンとからなるマスク３３１および当該マスク３３１と同じ形状に加工された酸化膜３２１が設けられている。このため、デバイスエッチングをおこなうことにより、デバイス層３１３のうち酸化膜３２１およびマスク３３１によって覆われていない部分が除去される。
このデバイスエッチングにより、図３Ｅに示すように、デバイス層３１３を、酸化膜３２１およびマスク３３１の形状に応じた形状に加工することができる。ひげぜんまい１０８の旋回部２０１となる部分は、ひげぜんまい１０８の直径方向において、溝３５１によって隣り合う旋回部２０１と分離されている。
デバイスエッチングは、エッチングガスなどの反応性の気体、イオン、ラジカルなどによって材料をエッチングするドライエッチング加工によって実現することができる。上記のように、フォトリソグラフィ技術を用いて高精度に形成されたマスク３３１および当該マスク３３１によって加工された酸化膜３２１を用いてデバイスエッチングをおこなうことにより、デバイス層３１３を、ひげぜんまい１０８の形状にしたがって高精度に加工することができる。
デバイスエッチングは、ドライエッチング加工の一つである反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ；ＲＩＥ）が好ましく、深掘りＲＩＥ技術によるドライエッチング加工によって実現することがより好ましい。デバイス層３１３に対するエッチング加工を、深掘りＲＩＥ技術によるドライエッチング加工によって実現することにより、高い精度での微細加工をおこなうことができる。具体的には、この実施の形態の時計部品の製造方法においては、たとえば、ＳＦ6（六フッ化硫黄）とＣ4Ｆ8（八フッ化シクロブタン）との混合ガス（ＳＦ6＋Ｃ4Ｆ8）を用いて、デバイス層３１３を深掘りＲＩＥ技術でドライエッチングする。
反応性イオンエッチングは、ドライエッチングに分類される微細加工技術の一つであり、反応室内でエッチングガスに電磁波などを与えプラズマ化するとともに、試料が載置される陰極に高周波電圧を印加することにより試料とプラズマの間に自己バイアス電位を生じさせ、この自己バイアス電位によってプラズマ中のイオン種やラジカル種を試料方向に加速して衝突させ、イオンによるスパッタリングと、エッチングガスの化学反応とを同時に生じさせることによって試料の加工をおこなう。深掘りＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の一つであり、狭く深い範囲のエッチング加工、すなわち、アスペクト比の高いエッチング加工をおこなうことができる。この実施の形態１においては、マスク３３１を用いた酸化膜エッチング、および、その後のデバイスエッチングをおこなう工程によって、この発明にかかるエッチング工程を実現することができる。
上記のように、マスク３３１における細溝パタンの幅方向の寸法は、部品パタンによって覆われていない部分（デバイスエッチングに際して除去される部分）がなす開口よりも小さいため、デバイス層３１３に対するデバイスエッチングは、部品パタンによるエッチングの方が細溝パタンによる部分よりも進行が早い。このため、デバイス層３１３のうち細溝パタンに対応する部分は、部品パタンによるエッチングがデバイス層３１３を貫通するまで進行した時点においてもデバイス層３１３を貫通しない。
これにより、デバイス層３１３のうち、時計部品（ひげぜんまい１０８）として残る部分には、細溝パタン（スリット３３１ａ）の形状に応じた細溝２０５が形成される。このとき、ひげぜんまい１０８の旋回部２０１となる部分は、ひげぜんまい１０８の直径方向において、溝３５１によって隣り合う旋回部２０１と分離される。そして、デバイスエッチングをおこなった後のＳＯＩウエハ３１４から、マスク３３１を除去（剥離）する。マスク３３１は公知の各種の方法によって容易に除去可能であるため、マスク３３１の除去方法や除去手順などについては説明を省略する。
つぎに、図３Ｆに示すように、細溝２０５内に温度補償材料を埋め込むことによって温度補償部材２０４を形成する。温度補償部材２０４は、具体的には、細溝２０５にＳｉＯ2を埋め込むことによって形成することができる。細溝２０５へのＳｉＯ2の埋め込みは、たとえば、マスク３３１を除去（剥離）した後のＳＯＩウエハ３１４（支持層３１１）を熱酸化することによって実現できる。
細溝２０５へのＳｉＯ2の埋め込みを熱酸化によって実現する場合、ＳｉＯ2は、細溝２０５内のほか、Ｓｉが露出している部分にも形成される。具体的には、デバイスエッチングをおこなった後のＳＯＩウエハ３１４（支持層３１１）の熱酸化により、デバイスエッチングにより露出した部分（溝３５１の側面３５１ａや底面３５１ｂ）にＳｉＯ2からなる酸化膜３６１が形成されたり、支持層３１１の裏側面などにＳｉＯ2からなる裏面酸化膜３６２が形成される。
つぎに、支持層３１１の裏側面（裏面酸化膜３６２の裏側面）に、図３Ｇに示すように、マスク３７１を形成する。マスク３７１の形成は、たとえば、上記のマスク３３１にかかるレジストパタニングと同様にして、支持層３１１の裏側面にフォトレジストを塗布し、当該フォトレジストをひげぜんまい１０８となる部分の裏面側を開放するパタン状に露光した後に不要なフォトレジストおよび裏面酸化膜３６２を除去することによっておこなうことができる。
つぎに、支持層３１１側からのエッチングをおこなう。支持層３１１側からのエッチングは、マスク３７１を用いた、支持層３１１に対するエッチング加工によって実現される。支持層３１１側からのエッチングは、支持層３１１のうちマスク３７１によって覆われていない部分が板厚方向に貫通し、中間層３１２が露出するまでおこなう。
上記のように、支持層３１１はデバイス層３１３と同様にシリコンからなるため、支持層３１１側からのエッチングは、デバイスエッチングと同様に、ＳＦ6（六フッ化硫黄）とＣ4Ｆ8（八フッ化シクロブタン）との混合ガス（ＳＦ6＋Ｃ4Ｆ8）を用いた深掘りＲＩＥ技術によるドライエッチングによって実現することができる。この支持層３１１側からのエッチングにより、支持層３１１は、図３Ｈに示すように、マスク３７１の形状に応じた形状に加工される。
つぎに、支持層３１１側からのエッチングをおこなった後のＳＯＩウエハ３１４から、酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２を除去する。酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２は、ウエットエッチングをおこなうことによって除去することができる。酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２は、具体的には、たとえば、フッ酸を用いたウエットエッチングをおこなうことによって除去することができる。この場合、支持層３１１やデバイス層３１３がレジストとして機能する。
ウエットエッチングに際しては、支持層３１１側からのエッチングをおこなった後のＳＯＩウエハ３１４においてＳｉＯ2からなる部分（酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２）のうち、エッチング液に接触している部分から除去される。細溝２０５内に埋め込まれた温度補償部材２０４もエッチング液に接触しているため、一部がエッチングされて除去されるが、細溝２０５の深さに対する開口部分の面積が小さいため、温度補償部材２０４の厚さ（細溝２０５の深さ）に対してエッチング液に接触している部分の面積が小さく、細溝２０５内にエッチング液が回り込むことがない。
これにより、酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２を除去するまでエッチングをおこなっても、図３Ｉに示すように、温度補償部材２０４を細溝２０５から除去することなく細溝２０５内に残すことができる。この実施の形態１においては、熱酸化により細溝２０５へＳｉＯ2を埋め込む工程から、ウエットエッチングにより酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２を除去するまでの一連の工程によって、この発明にかかる温度補償部材形成工程を実現することができる。
最後に、ＳＯＩウエハ３１４から、ひげぜんまい１０８として成形された部分をもぎ取って、ひげぜんまい１０８を製造する。ひげぜんまい１０８として成形された部分は、ＳＯＩウエハ３１４に対して、ひげ持２０３の先端部分で接続しているため、たとえば、ピンセット（図示を省略する）などの器具を用いて、引っ張ることによってＳＯＩウエハ３１４からもぎ取ることができる。上述したような一連の製造工程を経ることによって、ひげぜんまい１０８を製造することができる。
上述した実施の形態１においては、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿って連続した渦巻きを形成する温度補償部材２０４を、旋回部２０１の幅方向における中央に設けた例について説明したが、温度補償部材２０４は、上記の配置例にしたがって設けられるものに限らない。以下に、温度補償部材２０４の別の配置例を示す。
（温度補償部材２０４の配置例）
図４Ａ〜図４Ｋは、温度補償部材２０４の配置例を示す説明図である。図４Ａ〜図４Ｋの（ａ）においては、ひげぜんまい１０８の旋回部２０１のうちの一部を図２Ｂと同様に拡大して示している。図４Ａ〜図４Ｋの（ｂ）においては、各図の（ａ）において点線で囲まれた領域ＢのＡ−Ａ’断面を拡大して示している。
温度補償部材２０４は、たとえば、旋回部２０１の幅方向の中央に設けた図２Ｂの例に代えて、旋回部２０１の幅方向における内周側あるいは外周側に片寄せして設けてもよい（図４Ａを参照）。すなわち、温度補償部材２０４は、図４Ａに示したように、旋回部２０１の幅方向における内周側に偏らせる形態に代えて、旋回部２０１の幅方向における外周側に偏らせる形態としてもよい。あるいは、たとえば、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿った形状で連続した渦巻きを形成する温度補償部材２０４を、旋回部２０１の幅方向に沿って複数設けてもよい（図４Ｂを参照）。
また、温度補償部材２０４は、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿った形状で連続した渦巻きを形成する配置パタンに限るものではなく、たとえば、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿って断続的に連なった列を形成するように複数設けてもよい（図４Ｃを参照）。あるいは、たとえば、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿って断続的に連なる複数の温度補償部材２０４からなる列を、旋回部２０１の幅方向に沿って複数千鳥状に設けてもよい（図４Ｄを参照）。
また、温度補償部材２０４は、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿った形状の略直線ないし曲線形状（略円弧形状）に限るものではない。たとえば、ひげぜんまい１０８の巻き方向（略円弧形状）に対して湾曲あるいは屈曲した波形をなす温度補償部材２０４が、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿って連続するように設けてもよい（図４Ｅおよび図４Ｆを参照）。さらに、たとえば、略「コ」の字のような矩形状（あるいは略「Ｕ」字形状）の温度補償部材２０４を、開口部分が対向あるいは斜向かいに対向するように配置し、かつ、対向あるいは斜向かいに対向する温度補償部材２０４の組が、ひげぜんまい１０８の長さ方向に沿って連なるように配置してもよい。
また、温度補償部材２０４は、ひげぜんまい１０８の表面において交差するように複数設けられていてもよい（図４Ｇおよび図４Ｈを参照）。さらに、温度補償部材２０４は、ひげぜんまい１０８の幅方向を長手方向として、ひげぜんまい１０８の巻き方向に沿って複数設けられていてもよい。この場合、複数の温度補償部材２０４は、直線状であってもよく（図４Ｉを参照）、屈曲あるいは湾曲した形状であってもよい（図４Ｊを参照）。
また、温度補償部材２０４は、ひげぜんまい１０８の一面（表側面あるいは裏側面）に設けられているものに限るものではない。ひげぜんまい１０８の表側面および裏側面に設けられていてもよい。具体的には、たとえば、上述した図４Ａ〜図４Ｊに示したパタンの温度補償部材２０４を、ひげぜんまい１０８の表側面に加えて、ひげぜんまい１０８の裏側面にも設けてもよい。
温度補償部材２０４をひげぜんまい１０８の表側面および裏側面に設ける場合、表側面における温度補償部材２０４の位置と裏側面における温度補償部材２０４の位置とは、重複していてもよく（図４Ｋを参照）、異なる位置に設けられていてもよい。具体的には、たとえば、表側面における温度補償部材２０４の位置と裏側面における温度補償部材２０４の位置とが重ならない（たとえば、互い違いになる）ように設けることができる。
ひげぜんまい１０８の表側面に温度補償部材２０４を設ける場合にも、ひげぜんまい１０８の裏側面に温度補償部材２０４を設ける場合にも、温度補償部材２０４が形成される細溝２０５の深さ方向は、ＳＯＩウエハ３１４の厚さ方向と平行であってもよく、当該厚さ方向に対して傾斜していてもよい。深さ方向が、ＳＯＩウエハ３１４の厚さ方向に対して傾斜した細溝２０５は、たとえば、異方性エッチングなど公知の技術を用いて形成することができる。ひげぜんまい１０８の裏側面に温度補償部材２０４を設ける場合、ＳＯＩウエハ３１４のデバイス層３１３の表側面に細溝２０５を形成する上記の方法と同様に、デバイス層３１３の裏側面にデバイスエッチングをおこなう。
（実施の形態２）
（時計部品の製造方法）
つぎに、この発明にかかる実施の形態２の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品の製造方法について説明する。実施の形態２においては、上述した実施の形態１と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。図５Ａ〜図５Ｄは、この発明にかかる実施の形態２の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品（ひげぜんまい１０８）の製造方法を示す説明図である。
実施の形態２の製造方法においては、まず、上述した実施の形態１の製造方法における図３Ａ〜図３Ｅと同様の工程をおこなって、デバイス層３１３を、酸化膜３２１およびマスク３３１の形状（ひげぜんまい１０８の形状）に応じた形状に加工する。そして、デバイスエッチングをおこなった後のＳＯＩウエハ３１４から、酸化膜３２１およびマスク３３１を除去（剥離）する。酸化膜３２１およびマスク３３１は公知の各種の方法によって容易に除去可能であるため、マスク３２１の除去方法や除去手順などについては説明を省略する。
つぎに、酸化膜３２１およびマスク３３１を除去したＳＯＩウエハ３１４の表側面に対して、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学的気相成長法、化学蒸着法）によりＳｉＯ2を堆積させる。ＣＶＤによるＳｉＯ2の堆積は、ＳＯＩウエハ３１４を加熱し、ＳｉＯ2をガスにした状態で、加熱されたＳＯＩウエハ３１４の表面において化学反応を生じさせることによっておこなう。
ガスの状態にされたＳｉＯ2は分子が細かくなるため、細溝２０５内にも入り込む。これにより、図５Ａに示すように、細溝２０５内を含むＳＯＩウエハ３１４の表側面の全体にＳｉＯ2を堆積させることができ、細溝２０５内にＳｉＯ2を埋め込むことができる。堆積させたＳｉＯ2による層５１１は、ＳＯＩウエハ３１４の表側面の全体、すなわち、デバイスエッチングにより露出した部分（溝３５１の側面３５１ａや底面３５１ｂ）を覆うように設けられる。
つぎに、支持層３１１の裏側面に、図５Ｂに示すように、マスク５２１を形成する。マスク５２１の形成は、たとえば、上述した実施の形態１におけるマスク３７１の形成と同様にして、支持層３１１の裏側面にフォトレジストを塗布し、当該フォトレジストをひげぜんまい１０８の裏面側を開放するパタン状に露光した後に不要なフォトレジストを除去することによっておこなうことができる。
つぎに、マスク５２１を用いた支持層３１１側からのエッチングをおこなう。支持層３１１側からのエッチングは、支持層３１１のうちマスク３７１によって覆われていない部分が板厚方向に貫通し、中間層３１２が露出するまでおこなう。支持層３１１側からのエッチングは、上述した実施の形態１における支持層３１１側からのエッチングと同様に、ＳＦ6（六フッ化硫黄）とＣ4Ｆ8（八フッ化シクロブタン）との混合ガス（ＳＦ6＋Ｃ4Ｆ8）を用いた深掘りＲＩＥ技術によるドライエッチングによって実現することができる。この支持層３１１側からのエッチングにより、支持層３１１は、図５Ｃに示すように、マスク５２１の形状に応じた形状に加工される。
つぎに、支持層３１１側からのエッチングをおこなった後のＳＯＩウエハ３１４から、堆積させたＳｉＯ2による層５１１および中間層３１２を除去する。堆積させたＳｉＯ2による層５１１および中間層３１２は、上述した実施の形態１における酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２の除去と同様にして、フッ酸を用いたウエットエッチングをおこなうことによって除去することができる。
ウエットエッチングに際しては、支持層３１１側からのエッチングをおこなった後のＳＯＩウエハ３１４においてＳｉＯ2からなる部分（堆積させたＳｉＯ2による層５１１および中間層３１２）のうち、エッチング液に接触している部分から除去される。このため、エッチング液に浸漬させる時間を調整するなどして、デバイス層３１３の表側面が露出するタイミングでウエットエッチングを停止することにより、図５Ｄに示すように、温度補償部材２０４を細溝２０５から除去することなく細溝２０５内に残した状態で、堆積させたＳｉＯ2のうち、細溝２０５内のＳｉＯ2（温度補償部材２０４）以外を除去することができる。
さらに、細溝２０５の深さに対する開口部分の面積が小さいため、デバイス層３１３の表側面が露出するまでウエットエッチングをおこなった場合にも、温度補償部材２０４の厚さ（細溝２０５の深さ）に対してエッチング液に接触している部分の面積が小さく、細溝２０５内にエッチング液が回り込むことがない。
これにより、堆積させたＳｉＯ2による層５１１および中間層３１２を除去するまでエッチングをおこなっても、温度補償部材２０４は細溝２０５から除去されることなく細溝２０５内に残る。この実施の形態２においては、ＣＶＤにより細溝２０５へＳｉＯ2を堆積させる工程から、ウエットエッチングにより堆積させたＳｉＯ2による層５１１および中間層３１２を除去するまでの一連の工程によって、この発明にかかる温度補償部材形成工程を実現することができる。
最後に、ＳＯＩウエハ３１４から、ピンセット（図示を省略する）などの器具を用いてひげぜんまい１０８として成形された部分をもぎ取って、ひげぜんまい１０８を製造する。
（実施の形態３）
（時計部品の製造方法）
つぎに、この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品の製造方法について説明する。実施の形態３においては、上述した各実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明を省略する。図６Ａ〜図６Ｉは、この発明にかかる実施の形態３の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品（ひげぜんまい１０８）の製造方法を示す説明図である。
実施の形態３の製造方法においては、図６Ａに示すシリコン製のシリコン単結晶基板（Ｓｉウエハ）６１１を用いて、当該Ｓｉウエハ６１１の表側面に、図６Ｂに示すように、マスク用の表面酸化膜６２１を形成する。表面酸化膜６２１は、たとえば、Ｓｉウエハ６１１の表側面を熱酸化することによって形成することができる。
つぎに、表面酸化膜６２１の表側面に、レジストパタニングをおこなって、図６Ｃに示すように、マスク６３１を形成する。マスク６３１は、上述した各実施の形態と同様にして、表面酸化膜６２１の表側面に塗布したフォトレジストを、ひげぜんまい１０８の形状に基づいたパタン状に露光した後、当該露光をおこなった後のＳｉウエハ６１１を現像液によって処理して不要なフォトレジストを除去することによって形成することができる。
この実施の形態３においては、マスク６３１によって、この発明にかかる「エッチング加工に用いるマスク」を実現することができる。また、この実施の形態３においては、表面酸化膜６２１の表側面にマスク６３１を形成するレジストパタニングによって、この発明にかかる時計部品の製造方法におけるマスク形成工程を実現することができる。
つぎに、酸化膜エッチングをおこなう。酸化膜エッチングは、マスク６３１を用いた、表面酸化膜６２１に対するエッチング加工によって実現される。この酸化膜エッチングは、上述した各実施の形態における酸化膜エッチングと同様にしておこなう。
これにより、図６Ｄに示すように、表面酸化膜６２１のうちマスク６３１によって覆われていない部分が除去され、表面酸化膜６２１の一部がマスク６３１の形状に応じた形状に加工される。すなわち、表面酸化膜６２１は、部品パタンと細溝パタンとからなるマスク６３１と同じ形状に加工される。
つぎに、デバイスエッチングをおこなう。デバイスエッチングは、マスク６３１の形状に応じた形状に加工された表面酸化膜６２１および当該表面酸化膜６２１に積層されたマスク６３１を用いた、深掘りＲＩＥ技術によるＳｉウエハ６１１のエッチング加工によって実現することができる。この実施の形態３においては、マスク６３１を用いた酸化膜エッチング、および、その後の酸化膜エッチングおよびデバイスエッチングをおこなう工程によって、この発明にかかるエッチング工程を実現することができる。
マスク６３１において、細溝パタンがなすスリットの幅方向の寸法は、マスクにおける部品パタンによって覆われていない部分がなす開口よりも小さいため、デバイスエッチングに際しては、マスク６３１における部品パタンによって覆われていない部分の方が、細溝パタンの部分よりもエッチングが進行し、細溝パタンの部分よりも深くエッチングされる。
このデバイスエッチングにより、ひげぜんまい１０８の旋回部２０１となる部分は、図６Ｅに示すように、ひげぜんまい１０８の直径方向において、溝６５１によって隣り合う旋回部２０１と分離される。また、このデバイスエッチングにより、図６Ｅに示すように、デバイス層３１３のうち、時計部品（ひげぜんまい１０８）として残る部分には、細溝パタンの形状に応じた細溝２０５が形成される。
つぎに、デバイスエッチングをおこなった後のＳｉウエハ６１１から、上述した各実施の形態と同様にして、マスク６３１を除去（剥離）する。マスク６３１は公知の各種の方法によって容易に除去可能であるため、マスク６３１の除去方法や除去手順などについては説明を省略する。
その後、図６Ｆに示すように、細溝２０５内に、温度補償部材２０４となる温度補償材料を埋め込む。これにより、温度補償部材２０４を形成することができる。温度補償部材２０４は、具体的には、細溝２０５にＳｉＯ2を埋め込むことによって形成することができる。細溝２０５へのＳｉＯ2の埋め込みは、たとえば、上述した実施の形態１と同様にして、マスク６３１を除去（剥離）した後のＳｉウエハ６１１を熱酸化することによって実現できる。
細溝２０５へのＳｉＯ2の埋め込みを熱酸化によって実現する場合、ＳｉＯ2は、細溝２０５内のほか、Ｓｉが露出している部分にも形成される。具体的には、デバイスエッチングをおこなった後のＳｉウエハ６１１の熱酸化により、デバイスエッチングにより露出した部分（溝６５１の側面６５１ａや底面６５１ｂ）にＳｉＯ2からなる酸化膜６６１が形成されたり、Ｓｉウエハ６１１の裏側面などにＳｉＯ2からなる裏面酸化膜６６２が形成される。
つぎに、Ｓｉウエハ６１１の裏側面（裏面酸化膜６６２の裏側面）に、図６Ｇに示すように、マスク６７１を形成する。マスク６７１は、上述した実施の形態１と同様にして形成することができる。そして、マスク６７１を用いてＳｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングをおこなう。Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングは、マスク６７１を用いた、Ｓｉウエハ６１１の裏側面に対するエッチング加工によって実現される。
具体的に、Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングは、上述した実施の形態１と同様に、ＳＦ6（六フッ化硫黄）とＣ4Ｆ8（八フッ化シクロブタン）との混合ガス（ＳＦ6＋Ｃ4Ｆ8）を用いた深掘りＲＩＥ技術によるドライエッチングによって実現することができる。Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングは、Ｓｉウエハ６１１のうちマスク６７１によって覆われていない部分が板厚方向に貫通し、酸化膜６６１が露出するまでおこなう。このＳｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングにより、Ｓｉウエハ６１１は、図６Ｈに示すように、マスク６７１の形状に応じた形状に加工される。
つぎに、Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングをおこなった後のＳｉウエハ６１１から、表面酸化膜６２１および酸化膜６６１を除去する。表面酸化膜６２１および酸化膜６６１は、上述した実施の形態１と同様に、フッ酸を用いたウエットエッチングをおこなうことによって除去することができる。
ウエットエッチングに際しては、ＳｉＯ2からなる部分（表面酸化膜６２１および酸化膜６６１）のうち、エッチング液に接触している部分から除去される。このため、細溝２０５内に埋め込まれた温度補償部材２０４も、エッチング液に接触している部分がエッチングされて一部が除去されるが、細溝２０５の深さに対する開口部分の面積が小さいため、温度補償部材２０４の厚さ（細溝２０５の深さ）に対してエッチング液に接触している部分の面積が小さく、細溝２０５内にエッチング液が回り込むことがない。
これにより、表面酸化膜６２１および酸化膜６６１を除去するまでエッチングをおこなっても、図６Ｉに示すように、温度補償部材２０４は細溝２０５から除去されることなく細溝２０５内に残る。この実施の形態３においては、熱酸化により細溝２０５へＳｉＯ2を埋め込む工程から、ウエットエッチングにより表面酸化膜６２１および酸化膜６６１を除去するまでの一連の工程によって、この発明にかかる温度補償部材形成工程を実現することができる。
最後に、Ｓｉウエハ６１１から、ピンセット（図示を省略する）などの器具を用いてひげぜんまい１０８として成形された部分をもぎ取って、ひげぜんまい１０８を製造する。
（実施の形態４）
（時計部品の製造方法）
つぎに、この発明にかかる実施の形態４の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品の製造方法について説明する。実施の形態４においては、上述した各実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明を省略する。
図７Ａ〜図７Ｄは、この発明にかかる実施の形態４の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品（ひげぜんまい１０８）の製造方法を示す説明図である。実施の形態４の製造方法においては、まず、上述した実施の形態３の製造方法における図６Ａ〜図６Ｅと同様の工程をおこなって、部分パタンと細溝パタンとに応じた深さにエッチングされるように、Ｓｉウエハ６１１に対してデバイスエッチングをおこなう。
デバイスエッチングに際しては、マスク６３１における部品パタンによって覆われていない部分の方が、細溝パタンの部分よりもエッチングが進行し、細溝パタンの部分よりも深くエッチングされる。ひげぜんまい１０８の旋回部２０１となる部分は、ひげぜんまい１０８の直径方向において、溝６５１によって隣り合う旋回部２０１と分離される。
また、デバイスエッチングにより、デバイス層３１３のうち、時計部品（ひげぜんまい１０８）として残る部分には、細溝パタンの形状に応じた細溝２０５が形成される。そして、デバイスエッチングをおこなった後のＳｉウエハ６１１から、上述した各実施の形態と同様にして、マスク６３１を除去（剥離）する。
つぎに、マスク６３１を除去したＳｉウエハ６１１の表側面に対して、上述した実施の形態２と同様にして、ＣＶＤによりＳｉＯ2を堆積させる。ガスの状態にされたＳｉＯ2は、分子が細かくなるため、細溝２０５内にも入り込む。これにより、図７Ａに示すように、細溝２０５内を含むＳｉウエハ６１１の表側面の全体にＳｉＯ2を堆積させることができ、細溝２０５内に温度補償部材２０４となるＳｉＯ2を埋め込む。これにより、温度補償部材２０４を形成することができる。堆積させたＳｉＯ2による層７１１は、Ｓｉウエハ６１１の表側面の全体、すなわち、デバイスエッチングにより露出した部分（溝６５１の側面６５１ａや底面６５１ｂ）を覆うように設けられる。
つぎに、Ｓｉウエハ６１１の裏側面に、図７Ｂに示すように、マスク７２１を形成する。マスク７２１の形成は、たとえば、上述した各実施の形態におけるマスク（マスク３７１など）の形成と同様にして、Ｓｉウエハ６１１の裏側面にフォトレジストを塗布し、当該フォトレジストをひげぜんまい１０８の裏面側を開放するパタン状に露光した後に不要なフォトレジストを除去することによっておこなうことができる。
つぎに、マスク７２１を用いたＳｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングをおこなう。Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングは、Ｓｉウエハ６１１の裏側面のうちマスク７２１によって覆われていない部分が板厚方向に貫通し、中間層３１２が露出するまでおこなう。Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングは、上述した実施の形態１における支持層３１１側からのエッチングと同様に、ＳＦ6（六フッ化硫黄）とＣ4Ｆ8（八フッ化シクロブタン）との混合ガス（ＳＦ6＋Ｃ4Ｆ8）を用いた深掘りＲＩＥ技術によるドライエッチングによって実現することができる。このＳｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングにより、Ｓｉウエハ６１１は、図７Ｃに示すように、マスク７２１の形状に応じた形状に加工される。
つぎに、Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングをおこなった後のＳｉウエハ６１１から、堆積させたＳｉＯ2による層７１１を除去する。堆積させたＳｉＯ2による層７１１は、上述した実施の形態１における酸化膜３２１、酸化膜３６１および中間層３１２の除去と同様にして、フッ酸を用いたウエットエッチングをおこなうことによって除去することができる。
ウエットエッチングに際しては、Ｓｉウエハ６１１の裏側面からのエッチングをおこなった後のＳｉウエハ６１１においてＳｉＯ2からなる部分（堆積させたＳｉＯ2による層７１１および中間層３１２）のうち、エッチング液に接触している部分から除去される。このため、エッチング液に浸漬させる時間を調整するなどして、デバイス層３１３の表側面が露出するタイミングでウエットエッチングを停止することにより、図７Ｄに示すように、温度補償部材２０４を細溝２０５から除去することなく細溝２０５内に残した状態で、堆積させたＳｉＯ2のうち、細溝２０５内のＳｉＯ2（温度補償部材２０４）以外を除去することができる。
この実施の形態４においては、ＣＶＤにより細溝２０５へＳｉＯ2を堆積させる工程から、ウエットエッチングにより堆積させたＳｉＯ2による層７１１および中間層３１２を除去するまでの一連の工程によって、この発明にかかる温度補償部材形成工程を実現することができる。最後に、Ｓｉウエハ６１１から、ピンセット（図示を省略する）などの器具を用いてひげぜんまい１０８として成形された部分をもぎ取って、ひげぜんまい１０８を製造する。
（実施の形態５）
（時計部品の製造方法）
つぎに、この発明にかかる実施の形態５の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品の製造方法について説明する。実施の形態５においては、上述した各実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明を省略する。図８Ａ〜図８Ｅは、この発明にかかる実施の形態５の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品（ひげぜんまい１０８）の製造方法を示す説明図である。
実施の形態５の製造方法においては、まず、上述した実施の形態３の製造方法における図６Ａ〜図６Ｄと同様の工程をおこなって、表面酸化膜６２１のうちマスク６３１によって覆われていない部分を除去し、表面酸化膜６２１の一部をマスク６３１の形状に応じた形状に加工する。そして、マスク６３１の形状に応じた形状に加工された表面酸化膜６２１から、マスク６３１を除去する。
つぎに、図８Ａに示すように、マスク６３１が除去されたＳｉウエハ６１１の裏側面のザグリをおこなう。Ｓｉウエハ６１１の裏側面のザグリは、Ｓｉウエハ６１１の裏側面を部分的に研磨することによって実現できる。Ｓｉウエハ６１１の裏側面のザグリに際しては、Ｓｉウエハ６１１のうち、ひげぜんまい１０８となる部分をＳｉウエハ６１１の裏面側から研磨する。
Ｓｉウエハ６１１の裏側面のザグリにより、エッチングをおこなった場合と同様に、Ｓｉウエハ６１１を裏側面から任意の形状に加工することができる。Ｓｉウエハ６１１の裏側面のザグリは、ザグリによって残る部分が、製造対象とするひげぜんまい１０８の厚さと同じになるまでおこなう。
つぎに、ザグリによって裏側面から加工されたＳｉウエハ６１１に対して、図８Ｂに示すように、裏側面全体に裏面ＳｉＯ2層８２１を形成する。裏面ＳｉＯ2層８２１は、Ｓｉウエハ６１１の裏側面に、上述した実施の形態２と同様にして、ＣＶＤによりＳｉＯ2を堆積させることによって形成することができる。
つぎに、マスク６３１の形状に応じた形状に加工された表面酸化膜６２１をマスクとして、図８Ｃに示すように、深掘りＲＩＥ技術によるデバイスエッチングをおこない、Ｓｉウエハ６１１を、表面酸化膜６２１の形状に応じた形状に加工する。そして、図８Ｄに示すように、細溝２０５内に温度補償材料を埋め込むことによって温度補償部材２０４を形成する。温度補償部材２０４は、具体的には、たとえば、上述した実施の形態１と同様にして、熱酸化により細溝２０５にＳｉＯ2を埋め込むことによって形成することができる。
つぎに、細溝２０５にＳｉＯ2を埋め込んだ後のＳｉウエハ６１１から、表面酸化膜６２１および裏面ＳｉＯ2層８２１を除去する。表面酸化膜６２１および裏面ＳｉＯ2層８２１は、上述した実施の形態１と同様に、フッ酸を用いたウエットエッチングをおこなうことによって除去することができる。
ウエットエッチングに際しては、ＳｉＯ2からなる部分（表面酸化膜６２１および裏面ＳｉＯ2層８２１）のうち、エッチング液に接触している部分から除去される。このため、細溝２０５内に埋め込まれた温度補償部材２０４も、エッチング液に接触している部分がエッチングされて一部が除去されるが、細溝２０５内に設けられた温度補償部材２０４については、細溝２０５の深さに対する開口部分の面積が小さいため、温度補償部材２０４の厚さ（細溝２０５の深さ）に対してエッチング液に接触している部分の面積が小さく、細溝２０５内にエッチング液が回り込むことがない。
これにより、表面酸化膜６２１および裏面ＳｉＯ2層８２１を除去するまでエッチングをおこなっても、図８Ｅに示すように、温度補償部材２０４を細溝２０５から除去することなく細溝２０５内に残すことができる。この実施の形態５においては、熱酸化により細溝２０５へＳｉＯ2を堆積させる工程から、ウエットエッチングにより表面酸化膜６２１および裏面ＳｉＯ2層８２１を除去するまでの一連の工程によって、この発明にかかる温度補償部材形成工程を実現することができる。
最後に、Ｓｉウエハ６１１から、ピンセット（図示を省略する）などの器具を用いてひげぜんまい１０８として成形された部分をもぎ取って、ひげぜんまい１０８を製造する。
（実施の形態６）
（時計部品の製造方法）
つぎに、この発明にかかる実施の形態６の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品の製造方法について説明する。実施の形態６においては、上述した各実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明を省略する。図９Ａおよび図９Ｂは、この発明にかかる実施の形態６の、機械式時計の駆動機構１０１を構成する時計部品（ひげぜんまい１０８）の製造方法を示す説明図である。
実施の形態５の製造方法においては、まず、上述した実施の形態３の製造方法における図６Ａ〜図６Ｄと同様の工程をおこなって、表面酸化膜６２１のうちマスク６３１によって覆われていない部分を除去し、表面酸化膜６２１の一部をマスク６３１の形状に応じた形状に加工する。
つぎに、図８Ａ〜図８Ｃと同様の工程をおこなって、Ｓｉウエハ６１１を、表面酸化膜６２１の形状に応じた形状に加工する。そして、表面酸化膜６２１の形状に応じた形状に加工されたＳｉウエハ６１１の表側面に、図９Ａに示すように、ＣＶＤによりＳｉＯ2を堆積させる。ＣＶＤによるＳｉＯ2の堆積は、上述した実施の形態２と同様にして、ＣＶＤによりＳｉＯ2を堆積させることによっておこなうことができる。
このとき、Ｓｉウエハ６１１の裏側面には、既に、裏面ＳｉＯ2層８２１が形成されているため、表面酸化膜６２１の形状に応じた形状に加工されたＳｉウエハ６１１に対してＣＶＤをおこなうと、当該加工によって形成された溝６５１の側面６５１ａや底面６５１ｂにＳｉＯ2が堆積し、堆積させたＳｉＯ2による層９１１が形成される。さらに、細溝２０５内にもＳｉＯ2が入り込み、温度補償部材２０４を形成することができる。
つぎに、上述した各実施の形態と同様に、フッ酸を用いたウエットエッチングをおこない、Ｓｉウエハ６１１においてＳｉＯ2からなる部分（堆積させたＳｉＯ2による層９１１および裏面ＳｉＯ2層８２１）を除去する。フッ酸を用いたウエットエッチングに際しては、エッチング液に接触している部分が除去されるが、細溝２０５内に設けられた温度補償部材２０４については、細溝２０５の深さに対する開口部分の面積が小さいため、温度補償部材２０４の厚さ（細溝２０５の深さ）に対してエッチング液に接触している部分の面積が小さく、細溝２０５内にエッチング液が回り込むことがない。
これにより、堆積させたＳｉＯ2による層９１１および裏面ＳｉＯ2層８２１を除去するまでエッチングをおこなっても、図９Ｂに示すように、温度補償部材２０４を細溝２０５から除去することなく細溝２０５内に残すことができる。この実施の形態６においては、ＣＶＤにより細溝２０５へＳｉＯ2を堆積させる工程から、ウエットエッチングにより表面酸化膜６２１および裏面ＳｉＯ2層８２１を除去するまでの一連の工程によって、この発明にかかる温度補償部材形成工程を実現することができる。
最後に、Ｓｉウエハ６１１から、ピンセット（図示を省略する）などの器具を用いてひげぜんまい１０８として成形された部分をもぎ取って、ひげぜんまい１０８を製造する。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法は、ＳＯＩ基板３１４におけるデバイス層３１３またはＳｉウエハ６１１にマスク３３１、６３１を形成し、当該マスク３３１、６３１を用いてデバイス層３１３またはＳｉウエハ６１１に対するエッチング加工をおこない、このエッチング加工によりエッチングされたデバイス層３１３またはＳｉウエハ６１１に形成された細溝２０５内に、シリコン（Ｓｉ）の温度特性とは異なる温度特性を有する温度補償材料を用いて温度補償部材２０４を形成するようにしたことを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法によれば、Ｓｉの温度特性とは異なる温度特性を有する温度補償部材２０４を設けることにより、強度向上と温度補償性能の確保とを両立させたひげぜんまい１０８を製造することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を用いて温度補償部材２０４を形成するようにしたことを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法によれば、Ｓｉのヤング率の温度特性とは逆のヤング率の温度特性を示すＳｉＯ2を用いて温度補償部材２０４を形成することにより、ＳｉＯ2の温度特性によってＳｉの温度特性を打ち消し、Ｓｉの温度特性を補償することができる。これにより、温度特性に優れ、耐久性に優れたひげぜんまい１０８を製造することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法は、デバイス層３１３またはＳｉウエハ６１１を熱酸化することにより温度補償部材２０４を形成するようにしたことを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法によれば、微細な細溝２０５内に確実に温度補償部材２０５を形成することができる。これにより、強度向上と温度補償性能の確保との両立を確実に実現することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法は、デバイス層３１３またはＳｉウエハ６１１に対して化学的気相成長により温度補償部材２０４を形成するようにしたことを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の時計部品の製造方法によれば、微細な細溝２０５内に確実に温度補償部材２０５を形成することができる。これにより、強度向上と温度補償性能の確保との両立を確実に実現することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の時計部品は、時計の駆動機構１０１を構成する時計部品であって、シリコンによって形成され、外表面から内側に凹む細溝２０５を備えた基材部と、細溝２０５内に設けられて、シリコンの温度特性とは異なる温度特性を有する温度補償部材２０４と、を備えたことを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の時計部品（ひげぜんまい１０８）によれば、ＳｉＯ2の温度特性によってＳｉの温度特性を打ち消し、Ｓｉの温度特性を補償することができる。これにより、ひげぜんまい１０８の温度特性の向上を図り、耐久性の向上を図ることができる。
また、この発明にかかる実施の形態の時計部品は、細溝２０５が、基材部の表側面および裏側面の少なくとも一方に設けられていることを特徴としている。
上述した実施の形態においては、フォトレジストを用いてマスク３３１やマスク６３１を形成したが、マスク３３１、６３１はフォトレジストに限るものではない。マスク３３１、６３１はフォトレジストに代えて、たとえば、メタルマスクを用いてもよい。メタルマスクを用いたエッチング加工については、公知の技術を用いて実現可能であるため説明を省略する。
上述した実施の形態においては、支持層３１１のおもて面側に中間層３１２およびデバイス層３１３を順次形成したＳＯＩ基板３１４を用いてひげぜんまい１０８を製造する例について説明したが、ＳＯＩウエハの製造方法はこれに限るものではない。たとえば、２枚のシリコン基板（片方は表面にＳｉＯ2膜を形成済）を貼り合わせるウエハ貼り合わせ法（Ｗａｆｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇやスマートカット法）のように、まずシリコン薄膜を構成した後その表面にＳｉＯ2を形成してから、それをシリコン基板に貼り合わせるＳｅｅｄ Ｍｅｔｈｏｄ方法などのいずれの製造方法によって製造されたＳＯＩウエハを用いてもよい。
以上のように、この発明にかかる時計部品の製造方法および時計部品は、時計における機械部品を構成する時計部品の製造方法および時計部品に有用であり、特に、機械式時計の駆動機構を構成する時計部品の製造方法および時計部品に適している。
１０８ ひげぜんまい
２０４ 温度補償部材
２０５ 細溝
３１１ 支持層
３１２ 中間層
３１３ デバイス層
３１４ ＳＯＩウエハ
３２１ 酸化膜
３３１ マスク
３３１ａ スリット
３５１ 溝
６１１ Ｓｉウエハ
６２１ 表面酸化膜
６３１ マスク
８２１ 裏面ＳｉＯ2層

Claims (4)

  1. 支持層の一面側に少なくとも酸化膜を介して積層された活性層またはシリコン単結晶基板に、当該活性層または当該シリコン単結晶基板を時計の駆動機構を構成する時計部品の形状に成形するエッチング加工に用いるマスクであって当該成形にかかる第１の開口よりも小さい第２の開口が一部に形成されたマスクを形成するマスク形成工程と、
    前記マスク形成工程において形成されたマスクを用いて、前記活性層または前記シリコン単結晶基板から前記第１の開口に対応する部分を除去するエッチング加工をおこなうエッチング工程と、
    シリコンの温度特性とは異なる温度特性を有する温度補償材料を用いて、前記エッチング工程により前記活性層または前記シリコン単結晶基板において前記第２の開口に対応する位置に形成される細溝内に温度補償部材を形成する温度補償部材形成工程と、
    を含んだことを特徴とする時計部品の製造方法。
  2. 前記温度補償部材形成工程は、二酸化ケイ素を用いて前記温度補償部材を形成することを特徴とする請求項１に記載の時計部品の製造方法。
  3. 前記温度補償部材形成工程は、前記活性層または前記シリコン単結晶基板を熱酸化することにより前記温度補償部材を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の時計部品の製造方法。
  4. 前記温度補償部材形成工程は、前記活性層または前記シリコン単結晶基板に対して化学的気相成長により前記温度補償部材を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の時計部品の製造方法。
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