JPH11308065A - Method and device for adjusting frequency of crystal resonator - Google Patents
Method and device for adjusting frequency of crystal resonatorInfo
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- JPH11308065A JPH11308065A JP11394298A JP11394298A JPH11308065A JP H11308065 A JPH11308065 A JP H11308065A JP 11394298 A JP11394298 A JP 11394298A JP 11394298 A JP11394298 A JP 11394298A JP H11308065 A JPH11308065 A JP H11308065A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子の発振
周波数を調整する周波数調整方法に係り、特に多数の水
晶振動子チップを設けた水晶ウエハの状態で水晶振動子
の発振周波数を調整するのに好適な水晶振動子の周波数
調整方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency adjusting method for adjusting the oscillation frequency of a crystal unit, and more particularly, to adjusting the oscillation frequency of a crystal unit in a state of a crystal wafer provided with a large number of crystal unit chips. The present invention relates to a method and an apparatus for adjusting the frequency of a crystal resonator suitable for the above.
【0002】[0002]
【従来の技術】水晶振動子は、その固有機械振動を電気
信号に変えたり、電気信号を固有機械振動に変えるなど
して、電子時計やコンピュータの時計回路、または発信
機の発振回路や受信機の周波数選択回路などに広く使用
されている。そして、水晶振動子の固有機械振動、すな
わち発振周波数は、水晶振動子の厚さによって異なると
ころから、近年、発振周波数を調整する場合、水晶をエ
ッチングして水晶振動子の厚さを変えて行なうようにな
っている。2. Description of the Related Art A crystal oscillator converts a natural mechanical vibration into an electric signal, converts an electric signal into a natural mechanical vibration, or the like, so that a clock circuit of an electronic timepiece or a computer, or an oscillator circuit or a receiver of a transmitter. Widely used for frequency selection circuits. In addition, since the natural mechanical vibration of the crystal unit, that is, the oscillation frequency is different depending on the thickness of the crystal unit, in recent years, when adjusting the oscillation frequency, the crystal is etched to change the thickness of the crystal unit. It has become.
【0003】従来、水晶振動子の周波数調整を行なう場
合、水晶振動子を水晶ウエハから切出して20mm×2
0mm程度の大きさのチップにし、このチップを真空容
器内に配置したのち、真空容器内を減圧してフッ素系の
ガスを導入して真空容器内にフッ素系ガスのプラズマを
発生させ、このプラズマによって水晶をエッチングする
ようにしていた。Conventionally, when adjusting the frequency of a crystal unit, the crystal unit is cut out from a crystal wafer and cut into 20 mm × 2 mm.
After forming a chip having a size of about 0 mm and disposing the chip in a vacuum vessel, the inside of the vacuum vessel is decompressed and a fluorine-based gas is introduced to generate plasma of a fluorine-based gas in the vacuum vessel. Was used to etch the crystal.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の周波数調整方法は、真空容器内プラズマによって水晶
のエッチングを行なうため、真空容器や真空ポンプなど
の高価で大型の真空装置を必要とし、処理に時間がかか
るとともに取り扱いも容易でない。さらに、水晶の必要
な部分のみをエッチングするためにマスク処理をする必
要が有り、また振動子が所定の発振周波数に調整できた
か否かを監視するのが容易でなく、不良率が高くなる。However, the above-mentioned conventional frequency adjustment method requires an expensive and large-sized vacuum apparatus such as a vacuum vessel and a vacuum pump since the quartz is etched by plasma in the vacuum vessel. And it is not easy to handle. Further, it is necessary to perform a mask process to etch only a necessary portion of the crystal, and it is not easy to monitor whether or not the vibrator can be adjusted to a predetermined oscillation frequency, which increases a defective rate.
【0005】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、大気圧中で容易に周波数を調整
できるようにすることを目的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has as its object to make it possible to easily adjust the frequency at atmospheric pressure.
【0006】また、本発明は、不良率を低減することを
目的としている。Another object of the present invention is to reduce the defective rate.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る水晶振動子の周波数調整方法は、多
数の振動子チップが設けられた水晶ウエハに近接して吹
出しノズルを配置し、この吹出しノズルと前記水晶ウエ
ハとの相対位置を制御するとともに、前記振動子チップ
の発振周波数を監視しつつ、前記吹出しノズルから大気
圧またはその近傍の圧力の反応ガスを前記水晶ウエハに
吹き付け、水晶ウエハを局所的にエッチングして前記振
動子チップの発振周波数を所定の周波数に調整する構成
となっている。In order to achieve the above object, a method for adjusting the frequency of a quartz oscillator according to the present invention comprises disposing a blowing nozzle close to a quartz wafer provided with a number of oscillator chips. Then, while controlling the relative position between the blow nozzle and the quartz wafer and monitoring the oscillation frequency of the vibrator chip, a reactive gas at atmospheric pressure or a pressure near the atmospheric pressure is blown from the blow nozzle to the quartz wafer. Then, the crystal wafer is locally etched to adjust the oscillation frequency of the vibrator chip to a predetermined frequency.
【0008】このように構成した本発明は、大気圧また
はその近傍の圧力のHFやF2、COF2などのフッ素系
の反応ガスを細い吹出しノズルから水晶ウエハに吹き付
けて水晶ウエハを局部的にエッチングするようにしてい
るため、高価で大型の真空装置を用いずに容易に水晶振
動子の周波数調整を行なうことができる。しかも、水晶
振動子の発振周波数を監視しながら水晶のエッチングを
行なっているため、所望の発振周波数に容易、確実、か
つ迅速に調整することができるとともに、不良率をも低
減することができる。そして、吹出しノズルから反応ガ
スを吹出してエッチングするようにしているため、真空
プラズマによるエッチングのようにエッチングをしない
部分のマスク処理をする必要がなく、工程の簡素化を図
ることができる。According to the present invention having the above-described structure, a fluorine-based reaction gas such as HF, F 2 , or COF 2 at or near atmospheric pressure is blown onto a quartz wafer from a thin blowing nozzle to locally deposit the quartz wafer. Since the etching is performed, the frequency of the crystal resonator can be easily adjusted without using an expensive and large-sized vacuum apparatus. Moreover, since the crystal is etched while monitoring the oscillation frequency of the crystal resonator, the desired oscillation frequency can be easily, reliably and quickly adjusted to a desired value, and the defect rate can be reduced. Since the etching is performed by blowing out the reaction gas from the blowing nozzle, there is no need to perform a masking process on a non-etched portion unlike the etching by vacuum plasma, and the process can be simplified.
【0009】吹出しノズルから吹出した反応ガスを、吹
出しノズルの周囲において吸引すると、吸引量によって
吹出しノズルから吹出された反応ガスの広がり具合を調
整することができる。従って、反応ガスの吸引量を多く
すると水晶のエッチング面積を狭くでき、反応ガスの吸
引量を少なくすると反応ガスがより広がってエッチング
面積を広くすることができ、エッチングする箇所や周波
数の調整量に応じてエッチング面積を制御することがで
きる。When the reaction gas blown out from the blow-out nozzle is sucked around the blow-out nozzle, the extent of spreading of the reaction gas blown out from the blow-out nozzle can be adjusted by the suction amount. Therefore, increasing the suction amount of the reaction gas can reduce the etching area of the crystal, and reducing the suction amount of the reaction gas allows the reaction gas to spread more and increase the etching area. The etching area can be controlled accordingly.
【0010】そして、上記の周波数調整方法を実施する
ための水晶振動子の周波数調整装置は、多数の振動子チ
ップが設けられた水晶ウエハを配置するステージと、前
記水晶ウエハに近接配置され、水晶ウエハをエッチング
するための大気圧またはその近傍の圧力の反応ガスを吹
き出す吹出しノズルと、この吹出しノズルの周囲に開口
し、吹出しノズルから吹き出された前記反応ガスを吸引
する吸引ノズルとが設けられ、前記吹出しノズルが吹き
出した前記反応ガスによって前記水晶ウエハを局所的に
エッチングする処理ユニットと、この処理ユニットの前
記吸引ノズルに接続した吸引手段と、前記処理ユニット
を平面的に移動させ、前記水晶ウエハとの相対位置を変
える駆動手段と、前記水晶ウエハに対する前記処理ユニ
ットの位置を検出する位置検出手段と、前記振動子チッ
プに形成した電極を介して振動子チップの発振周波数を
検出する周波数検出手段と、この周波数検出手段の検出
信号に基づいて、前記振動子チップの発振周波数が所定
の周波数となったか否かを判断するとともに、前記位置
検出手段の検出信号に基づいて、前記駆動手段を介して
前記水晶ウエハと前記処理ユニットとの相対位置を変え
る制御手段と、を有する構成にしてある。制御手段は、
周波数検出手段または位置検出手段の少なくともいずれ
か一方の検出信号に基づいて、排気手段の吸引量を制御
するように構成できる。[0010] A frequency adjusting device for a quartz oscillator for implementing the above-described frequency adjusting method includes a stage on which a quartz wafer provided with a large number of oscillator chips is arranged, and a quartz crystal arranged in close proximity to the quartz wafer. A blow nozzle that blows a reaction gas at atmospheric pressure or a pressure close to the atmospheric pressure for etching the wafer, and a suction nozzle that opens around the blow nozzle and sucks the reaction gas blown from the blow nozzle are provided. A processing unit for locally etching the quartz wafer by the reaction gas blown out by the blowing nozzle, suction means connected to the suction nozzle of the processing unit, and Driving means for changing a relative position of the processing unit, and detecting a position of the processing unit with respect to the quartz wafer Position detecting means, a frequency detecting means for detecting an oscillation frequency of the vibrator chip via an electrode formed on the vibrator chip, and an oscillation frequency of the vibrator chip based on a detection signal of the frequency detecting means. Control means for determining whether or not a predetermined frequency has been reached, and for changing a relative position between the crystal wafer and the processing unit via the drive means based on a detection signal of the position detection means. It is. The control means
The suction amount of the exhaust unit can be controlled based on a detection signal of at least one of the frequency detection unit and the position detection unit.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明に係る水晶振動子の周波数
調整方法および装置の好ましい実施の形態を添付図面に
従って詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method and an apparatus for adjusting the frequency of a crystal unit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0012】図1は、本発明の実施の形態に係る水晶振
動子の周波数調整装置の説明図である。図1におて、周
波数調整装置は、多数の振動子チップ(図示せず)が設
けられている水晶ウエハ10を配置するXYステージ1
2を有していて、このXYステージ12によって水晶ウ
エハ10を平面内で二次元移動できるようになってい
る。また、XYステージ12の上方には、処理ユニット
14が配設してある。FIG. 1 is an explanatory view of a frequency adjusting device for a crystal unit according to an embodiment of the present invention. 1, an XY stage 1 on which a crystal wafer 10 provided with a number of oscillator chips (not shown) is arranged.
The XY stage 12 allows the quartz wafer 10 to be moved two-dimensionally in a plane. A processing unit 14 is provided above the XY stage 12.
【0013】処理ユニット14は、ホルダ16の中央部
に吹出しノズル18が設けてあるとともに、ホルダ16
の下部に吸引ノズル20が取り付けてある。そして、吹
出しノズル18は、水晶ウエハ10のエッチング処置の
際に、先端(下端)がXYステージ12上の水晶ウエハ
10に近接して配置される。また、吹き出しノズル18
は、後端が反応ガスの供給源となっている放電ユニット
22に配管24を介して接続してあり、詳細を後述する
反応ガスを水晶ウエハに吹き付けることができるように
なっている。一方、吸引ノズル20は、吹出しノズル1
8の周囲に、吹出しノズル18と同心に形成された吸引
開口を下端に有している。さらに、吸引ノズル20は、
排気管26を介してブロアやポンプなどの吸引装置(吸
引手段)28に接続してあり、吹出しノズル18が吹出
した反応ガスを吸引開口を介して吸引できるようにして
ある。The processing unit 14 has a blow nozzle 18 at the center of the holder 16 and a holder 16.
The suction nozzle 20 is attached to the lower part of the. The tip (lower end) of the blowing nozzle 18 is arranged close to the quartz wafer 10 on the XY stage 12 during the etching treatment of the quartz wafer 10. Also, the blowing nozzle 18
Is connected via a pipe 24 to a discharge unit 22 having a rear end serving as a supply source of a reaction gas, so that a reaction gas, which will be described in detail later, can be blown onto the quartz wafer. On the other hand, the suction nozzle 20 is
At the lower end, a suction opening formed concentrically with the blowing nozzle 18 is provided around the periphery of the nozzle 8. Furthermore, the suction nozzle 20
It is connected to a suction device (suction means) 28 such as a blower or a pump through an exhaust pipe 26 so that the reaction gas blown out by the blowing nozzle 18 can be sucked through a suction opening.
【0014】放電ユニット22は、CF4と水蒸気(H2
O)との混合ガスが供給されるようになっていて、放電
によってCF4と水蒸気とを反応させ、HFやCOF2な
どの反応性のフッ素系ガスを生成し、これらの反応性の
フッ素系ガスを含んだ反応ガスを配管24を介して吹出
しノズル18に供給する。また、配管24には、水蒸気
配管が接続してあり、放電ユニット22から配管24に
流入した反応ガスに水蒸気を添加できるようにしてあ
る。この水蒸気は、反応ガス中のフッ素系ガスと反応
し、水晶ウエハ10をエッチング可能なフッ素イオンや
フッ化水素イオンなどを発生する。The discharge unit 22 includes CF 4 and water vapor (H 2
O) is supplied, and CF 4 and water vapor are reacted by discharge to generate reactive fluorine-based gas such as HF and COF 2 , and these reactive fluorine-based gas are generated. The reaction gas containing the gas is supplied to the blowing nozzle 18 via the pipe 24. A steam pipe is connected to the pipe 24 so that steam can be added to the reaction gas flowing from the discharge unit 22 into the pipe 24. This water vapor reacts with the fluorine-based gas in the reaction gas to generate fluorine ions, hydrogen fluoride ions, and the like that can etch the quartz wafer 10.
【0015】水晶ウエハ10に設けられた振動子チップ
には、電極パターンが形成してあって、この電極パター
ンにネットアナライザ30が接続してあるプローブ32
を接触させ、振動子チップの発振周波数をネットアナラ
イザ30によって検出できるようになっている。そし
て、ネットアナライザ30は、出力側に制御手段である
制御ユニット34が接続してあって、検出周波数を制御
ユニット34に入力するようにしてある。また、制御ユ
ニット34には、XYステージ12を移動させるステー
ジ駆動装置38が接続してあり、ステージ駆動装置38
が制御ユニット34からの制御信号を受けてXYステー
ジ12を移動し、水晶ウエハ10の各振動子チップを加
工位置に移動できるようにしてある。An electrode pattern is formed on the vibrator chip provided on the crystal wafer 10, and a probe 32 having a net analyzer 30 connected to the electrode pattern.
And the oscillation frequency of the vibrator chip can be detected by the net analyzer 30. The output side of the net analyzer 30 is connected to a control unit 34 as control means, and the detected frequency is input to the control unit 34. The control unit 34 is connected to a stage driving device 38 for moving the XY stage 12.
Receives the control signal from the control unit 34, moves the XY stage 12, and moves each vibrator chip of the crystal wafer 10 to a processing position.
【0016】XYステージ12の上方には、位置決めカ
メラ40が設けてある。この位置決めカメラ40は、加
工位置となる処理ユニット14の下方の振動子チップを
撮像し、映像信号を画像処理装置42に入力するように
なっている。そして、画像処理装置42は、予め与えら
れたパターンと位置決めカメラ40の撮像したパターン
とを比較し、振動子チップが所定の加工位置に配置され
たか否かを制御ユニット34に入力する。制御装置34
には、表示装置44が接続してあって、振動子チップの
位置決め状態や振動子の発振周波数などが表示できるよ
うにしてある。A positioning camera 40 is provided above the XY stage 12. The positioning camera 40 captures an image of the vibrator chip below the processing unit 14 at the processing position, and inputs a video signal to the image processing device 42. Then, the image processing device 42 compares the pattern given in advance with the pattern imaged by the positioning camera 40, and inputs to the control unit 34 whether or not the transducer chip has been arranged at a predetermined processing position. Control device 34
Is connected to a display device 44 so that the positioning state of the vibrator chip, the oscillation frequency of the vibrator, and the like can be displayed.
【0017】なお、処理ユニット14は、サーボモータ
などを備えた駆動機構46に搭載してあって、三次元移
動が可能となっている。そして、駆動機構46には、複
数のロータリエンコーダなどから構成した位置センサ4
8が設けてあって、処理ユニット14の位置を検出して
制御ユニット34に入力できるようにしてある。制御ユ
ニット34は、位置センサ48に出力信号に基づいて、
振動子チップと処理ユニット14との相対位置を求め、
駆動機構46に制御信号を出力して処理ユニット14を
振動子チップの処理位置(エッチング位置)に移動させ
る。The processing unit 14 is mounted on a drive mechanism 46 provided with a servo motor and the like, and is capable of three-dimensional movement. The drive mechanism 46 includes a position sensor 4 including a plurality of rotary encoders and the like.
8 is provided so that the position of the processing unit 14 can be detected and input to the control unit 34. The control unit 34 outputs a signal to the position sensor 48 based on the output signal.
The relative position between the oscillator chip and the processing unit 14 is obtained,
A control signal is output to the drive mechanism 46 to move the processing unit 14 to a processing position (etching position) of the vibrator chip.
【0018】上記のごとく構成した実施の形態の作用
は、次のとおりである。The operation of the embodiment configured as described above is as follows.
【0019】制御ユニット34は、XYステージ12の
上に水晶ウエハ10が配置され、制御ユニット34に周
波数調整実行命令が与えられると、ステージ駆動装置3
8に駆動制御信号を出力し、XYステージ12を駆動さ
せて第1番目の振動子チップを所定の加工位置に移動さ
せる。このとき、画像処理装置42は、位置決めカメラ
40の撮像したパターンを予め与えられた基準パターン
と比較し、振動子チップが加工位置に配置されたか否か
を制御ユニット34に出力する。制御ユニット34は、
基準パターンと撮像パターンとが一致するようにステー
ジ駆動装置38を制御する。When the quartz wafer 10 is placed on the XY stage 12 and a frequency adjustment execution command is given to the control unit 34, the control unit 34
A drive control signal is output to 8 to drive the XY stage 12 to move the first vibrator chip to a predetermined processing position. At this time, the image processing device 42 compares the pattern captured by the positioning camera 40 with a reference pattern given in advance, and outputs to the control unit 34 whether or not the vibrator chip has been arranged at the processing position. The control unit 34
The stage driving device 38 is controlled so that the reference pattern matches the imaging pattern.
【0020】制御ユニット34は、振動子チップが加工
位置に配置されると、図示しないプローブセット装置を
駆動してプローブ32を振動子チップの電極に接触させ
るとともに、駆動機構46を介して処理ユニット14を
エッチング開始位置に移動させ、また吸引装置28を駆
動して吸引ノズル20による吸引を開始する。一方、ネ
ットアナライザ30は、プローブ32を介して振動子の
発振周波数を検出し、その値を制御ユニット34に入力
する。また、制御ユニット34は、放電ユニット22を
制御して反応ガスを生成させる。すなわち、放電ユニッ
ト22は、大気圧状態で供給されたCF4と水蒸気とを
放電によって反応させ、HFやCOF2などの反応性の
フッ素系ガスを含む反応ガスを生成する。When the vibrator chip is located at the processing position, the control unit 34 drives a probe set device (not shown) to bring the probe 32 into contact with the electrodes of the vibrator chip, and the processing unit via the driving mechanism 46. 14 is moved to the etching start position, and the suction device 28 is driven to start suction by the suction nozzle 20. On the other hand, the net analyzer 30 detects the oscillation frequency of the vibrator via the probe 32 and inputs the value to the control unit 34. Further, the control unit 34 controls the discharge unit 22 to generate a reaction gas. That is, the discharge unit 22 causes the CF 4 and the water vapor supplied under the atmospheric pressure to react with each other by electric discharge to generate a reactive gas containing a reactive fluorine-based gas such as HF or COF 2 .
【0021】放電ユニット22の生成した反応ガスは、
配管24に流入した水蒸気とともに大気圧状態で処理ユ
ニット14の吹出しノズル18に供給され、吹出しノズ
ル18の先端から水晶ウエハ10に吹き付けられ、水晶
ウエハ10を局部的にエッチングする。そして、制御ユ
ニット34は、水晶ユニット10のエッチングが開始さ
れると、ネットアナライザ30の検出した発振周波数を
監視するとともに、位置センサ48の出力信号を取り込
んで振動子チップと処理ユニット14との相対位置を求
め、駆動機構46に制御信号を出力して処理ユニット1
4の位置を制御するとともに、処理ユニット14を移動
させながら振動子チップをエッチングする。さらに、制
御ユニット34は、ネットアナライザ30の検出した振
動子チップの発振周波数を読み込み、これを予め与えら
れている基準周波数と比較し、発振周波数が基準周波数
に一致するまで水晶をエッチングしてチップを薄くす
る。The reaction gas generated by the discharge unit 22 is
The water vapor flowing into the pipe 24 is supplied to the blowing nozzle 18 of the processing unit 14 at atmospheric pressure together with the water vapor, and is blown from the tip of the blowing nozzle 18 onto the crystal wafer 10 to locally etch the crystal wafer 10. Then, when the etching of the crystal unit 10 is started, the control unit 34 monitors the oscillation frequency detected by the net analyzer 30 and takes in the output signal of the position sensor 48 to control the relative position between the vibrator chip and the processing unit 14. The position is determined, a control signal is output to the drive mechanism 46, and the processing unit 1
While controlling the position of 4, the processing unit 14 is moved and the vibrator chip is etched. Further, the control unit 34 reads the oscillation frequency of the oscillator chip detected by the net analyzer 30, compares the read oscillation frequency with a predetermined reference frequency, and etches the crystal until the oscillation frequency matches the reference frequency. Thinner.
【0022】そして、制御ユニット34は、振動子チッ
プの発振周波数が基準周波数になると、放電ユニット2
2を停止するとともにプローブ32を振動子チップから
離間させ、処理ユニット14を初期のエッチング開始位
置に戻す。また、制御ユニット34は、ステージ駆動装
置38に制御信号を与えてXYステージ12を所定のピ
ッチだけ送って次の振動子チップを加工位置に配置す
る。以下、同様にして2番目のチップの周波数調整が行
なわれる。そして、この周波数調整が最後の振動子チッ
プが終了するまで繰り返される。すべての振動子チップ
に対して周波数調整が終了すると、水晶ウエハ10は次
の工程に搬送され、チップごとに切断される。When the oscillation frequency of the vibrator chip reaches the reference frequency, the control unit 34
2 is stopped and the probe 32 is separated from the vibrator chip, and the processing unit 14 is returned to the initial etching start position. Further, the control unit 34 supplies a control signal to the stage driving device 38 to feed the XY stage 12 at a predetermined pitch, and arranges the next vibrator chip at the processing position. Hereinafter, the frequency adjustment of the second chip is similarly performed. This frequency adjustment is repeated until the last vibrator chip ends. When the frequency adjustment is completed for all the vibrator chips, the crystal wafer 10 is transferred to the next step and cut for each chip.
【0023】このように、実施の形態においては、多数
の振動子チップを設けた水晶ウエハ10をXYステージ
12の上に配置し、処理ユニット14の吹出しノズル1
8から大気圧状態で吹き出した反応ガスによって水晶を
エッチングするようにしているため、高価で大型の真空
装置を用いずに水晶振動子の周波数調整を容易に行なう
ことができる。しかも、ネットアナライザ30によって
振動子チップの発振周波数を検出し、制御ユニット34
がこれを監視しつつ周波数調整をするため、周波数調整
を容易、正確、かつ迅速に行なうことができ、不良率を
も低減することができる。また、処理ユニット14の位
置を位置センサ48によって検出し、この検出信号に基
づいて処理ユニット14と振動子チップとの相対位置を
求め、駆動機構46を介して処理ユニット14の位置を
制御するようにしているため、振動子チップの所望位置
を容易、正確にエッチングすることができる。As described above, in the embodiment, the quartz wafer 10 provided with a large number of vibrator chips is arranged on the XY stage 12 and the blowing nozzle 1 of the processing unit 14 is provided.
Since the crystal is etched by the reaction gas blown out from the position 8 under the atmospheric pressure, the frequency of the crystal resonator can be easily adjusted without using an expensive and large-sized vacuum apparatus. Moreover, the oscillation frequency of the oscillator chip is detected by the net analyzer 30 and the control unit 34
However, since the frequency is adjusted while monitoring this, the frequency can be adjusted easily, accurately and quickly, and the defect rate can be reduced. Further, the position of the processing unit 14 is detected by the position sensor 48, the relative position between the processing unit 14 and the vibrator chip is obtained based on the detection signal, and the position of the processing unit 14 is controlled via the drive mechanism 46. Therefore, a desired position of the vibrator chip can be easily and accurately etched.
【0024】ところで、本発明者等は、吹出しノズルの
周囲において吹出しノズルから吹き出された反応ガスを
吸引することによってエッチングの範囲を制御できるこ
と、また吹出しノズルと吸引ノズルとの大きさ、位置関
係によってエッチング範囲が変化することを見い出し
た。すなわち、図2に示したように、処理ユニット14
の吹出しノズル18の内径をa、吸引ノズル20の内径
をb、吹出しノズル18の先端と吸引ノズル20の先端
との距離(突出量)をcとし、吹出しノズル18から吹
出す反応ガスの流量をq、吸引ノズル20の吸引量(排
気量)をQとした場合、エッチング面積(処理面積)
は、これらの値によって変化する。図3は、処理ユニッ
トにより水晶をエッチングしたときの実験結果を示した
ものである。By the way, the present inventors can control the range of etching by sucking the reaction gas blown out from the blow nozzle around the blow nozzle, and also control the size and positional relationship between the blow nozzle and the suction nozzle. It has been found that the etching range changes. That is, as shown in FIG.
A, the inner diameter of the suction nozzle 20 is b, the distance (projection amount) between the tip of the blowing nozzle 18 and the tip of the suction nozzle 20 is c, and the flow rate of the reaction gas blown from the blowing nozzle 18 is q, the etching area (processing area), where Q is the suction amount (discharge amount) of the suction nozzle 20
Varies with these values. FIG. 3 shows an experimental result when quartz is etched by the processing unit.
【0025】なお、図3において、各ノズル18、20
の内径および突出量の単位はmm、吹出し量および吸引
量の単位はSLM(気体の標準状態における1分間当た
りの流量をリットルで表したもの)、エッチング面積の
単位はmm2である。また、吹出しノズル18と水晶と
の間隔は0.5mm、水晶に吹き付けた反応ガス中の反
応性フッ素系ガス濃度はHF換算で約80万ppmであ
る。In FIG. 3, each of the nozzles 18, 20
The unit of the inner diameter and the protrusion amount is mm, the unit of the blowout amount and the suction amount is SLM (a flow rate per minute in a standard state of gas in liter), and the unit of the etching area is mm 2 . The distance between the blowing nozzle 18 and the crystal is 0.5 mm, and the concentration of the reactive fluorine-based gas in the reaction gas blown to the crystal is about 800,000 ppm in terms of HF.
【0026】図3に示されているように、エッチング面
積は、各ノズル18、20の内径a、bの大きさに依存
し、内径が小さいほどエッチング面積が小さくなる。ま
た、エッチング面積は、吹出しノズル18の吸引ノズル
20からの突出量cに依存し、突出量cが大きいほどエ
ッチング面積も広くなる。さらに、エッチング面積は、
吹出し量qに対する吸引量Qに依存し、吸引量Qが多く
なるほどエッチング面積が小さくなる。従って、微細な
部分をエッチングする場合には、ノズルの径を小さく、
また突出量cを小さくするとともに、吸引量Qを大きく
する。As shown in FIG. 3, the etching area depends on the inner diameters a and b of the nozzles 18 and 20, and the smaller the inner diameter, the smaller the etching area. Further, the etching area depends on the protrusion amount c of the blowing nozzle 18 from the suction nozzle 20, and the larger the protrusion amount c, the larger the etching area. Furthermore, the etching area is
The etching area depends on the suction amount Q with respect to the blowing amount q, and the etching area decreases as the suction amount Q increases. Therefore, when etching a fine part, the diameter of the nozzle is small,
Further, the protrusion amount c is reduced, and the suction amount Q is increased.
【0027】このため、前記実施の形態に係る制御ユニ
ット34は、位置センサ48の検出信号に基づいて、吸
引装置28に制御信号を出力し、振動子チップの比較的
広い面積をエッチングする場合、吸引ノズル20による
吸引量Qを少なくしエッチング面積を広くし、微小なパ
ターン間をエッチングする場合、吸引量Qを多くしてエ
ッチング面積を小さくするようになっている。また、制
御ユニット34は、周波数の調整量が小さくなると、吸
引ノズル20による吸引量を多くしてエッチング量が少
なくなるように制御する。For this reason, the control unit 34 according to the above-described embodiment outputs a control signal to the suction device 28 based on the detection signal of the position sensor 48 to etch a relatively large area of the vibrator chip. In the case where the amount of suction Q by the suction nozzle 20 is reduced to increase the etching area and to etch between minute patterns, the amount of suction Q is increased to reduce the etching area. Further, the control unit 34 controls the suction amount by the suction nozzle 20 to increase and the etching amount to decrease when the frequency adjustment amount decreases.
【0028】なお、前記実施の形態においては、反応ガ
スを放電ユニット22において生成する場合について説
明したが、フッ素を含む安定なガスを熱分解や光分解な
どによって反応ガスを生成したり、HFやフッ素ガスを
反応ガスとしてボンベから直接供給するようにしてもよ
い。In the above embodiment, the case where the reaction gas is generated in the discharge unit 22 has been described. However, a stable gas containing fluorine may be generated by thermal decomposition, photolysis, or the like. Fluorine gas may be directly supplied from a cylinder as a reaction gas.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、大気圧またはその近傍の圧力のHFやF2、COF2
などのフッ素系の反応ガスを細い吹出しノズルから水晶
ウエハに吹き付けて水晶ウエハを局部的にエッチングす
るようにしているため、高価で大型の真空装置を用いず
に容易に水晶振動子の周波数調整を行なうことができ
る。しかも、水晶振動子の発振周波数を監視しつつ水晶
のエッチングを行なっているため、所望の発振周波数に
容易、確実、かつ迅速に調整することができるととも
に、不良率をも低減することができる。そして、吹出し
ノズルから反応ガスを吹出してエッチングするようにし
ているため、エッチングをしない部分のマスク処理をす
る必要がなく、工程の簡素化を図ることができる。As described above, according to the present invention, according to the present invention, HF and F 2 of the pressure or near atmospheric, COF 2
Fluorine-based reaction gas such as is blown onto the quartz wafer from a thin blowing nozzle to locally etch the quartz wafer, so that the frequency of the quartz oscillator can be easily adjusted without using an expensive and large-sized vacuum device. Can do it. In addition, since the crystal is etched while monitoring the oscillation frequency of the crystal resonator, the desired oscillation frequency can be easily, reliably, and quickly adjusted, and the defect rate can be reduced. Since the etching is performed by blowing out the reaction gas from the blowing nozzle, it is not necessary to perform a masking process on a portion not to be etched, and the process can be simplified.
【図1】本発明の実施の形態に係る水晶振動子の周波数
調整装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a crystal oscillator frequency adjusting device according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施の形態に係る処理ユニットのエッチング面
積に対するパラメータの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of parameters with respect to an etching area of a processing unit according to the embodiment.
【図3】実施の形態に係る処理ユニットによるエッチン
グ結果の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an etching result by a processing unit according to the embodiment.
10 水晶ウエハ 12 ステージ(XYステージ) 14 処理ユニット 18 吹出しノズル 20 吸引ノズル 22 放電ユニット 28 吸引手段(吸引装置) 30 周波数検出手段(ネットアナライザ) 34 制御手段(制御ユニット) 38 ステージ駆動装置 40 位置決めカメラ 46 駆動手段(駆動機構) 48 位置検出手段(位置センサ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Quartz wafer 12 Stage (XY stage) 14 Processing unit 18 Blow-out nozzle 20 Suction nozzle 22 Discharge unit 28 Suction means (suction device) 30 Frequency detection means (net analyzer) 34 Control means (control unit) 38 Stage drive device 40 Positioning camera 46 drive means (drive mechanism) 48 position detection means (position sensor)
Claims (4)
エハに近接して吹出しノズルを配置し、この吹出しノズ
ルと前記水晶ウエハとの相対位置を制御するとともに、
前記振動子チップの発振周波数を監視しつつ、前記吹出
しノズルから大気圧またはその近傍の圧力の反応ガスを
前記水晶ウエハに吹き付け、水晶ウエハを局所的にエッ
チングして前記振動子チップの発振周波数を所定の周波
数に調整することを特徴とする水晶振動子の周波数調整
方法。1. A blow nozzle is arranged in close proximity to a quartz wafer provided with a number of vibrator chips, and a relative position between the blow nozzle and the quartz wafer is controlled.
While monitoring the oscillation frequency of the vibrator chip, a reaction gas at or near atmospheric pressure is blown from the blow nozzle onto the quartz wafer, and the quartz wafer is locally etched to reduce the oscillation frequency of the oscillator chip. A method for adjusting the frequency of a crystal resonator, wherein the frequency is adjusted to a predetermined frequency.
ガスを、吹出しノズルの周囲において吸引して前記水晶
ウエハのエッチング面積を制御することを特徴とする請
求項1に記載の水晶振動子の周波数調整方法。2. The frequency adjustment of the quartz oscillator according to claim 1, wherein the reactive gas blown from the blow nozzle is sucked around the blow nozzle to control an etching area of the quartz wafer. Method.
エハを配置するステージと、 前記水晶ウエハに近接配置され、水晶ウエハをエッチン
グするための大気圧またはその近傍の圧力の反応ガスを
吹き出す吹出しノズルと、この吹出しノズルの周囲に開
口し、吹出しノズルから吹き出された前記反応ガスを吸
引する吸引ノズルとが設けられ、前記吹出しノズルが吹
き出した前記反応ガスによって前記水晶ウエハを局所的
にエッチングする処理ユニットと、 この処理ユニットの前記吸引ノズルに接続した吸引手段
と、 前記処理ユニットを平面的に移動させ、前記水晶ウエハ
との相対位置を変える駆動手段と、 前記水晶ウエハに対する前記処理ユニットの位置を検出
する位置検出手段と、 前記振動子チップに形成した電極を介して振動子チップ
の発振周波数を検出する周波数検出手段と、 この周波数検出手段の検出信号に基づいて、前記振動子
チップの発振周波数が所定の周波数となったか否かを判
断するとともに、前記位置検出手段の検出信号に基づい
て、前記駆動手段を介して前記水晶ウエハと前記処理ユ
ニットとの相対位置を変える制御手段と、 を有することを特徴とする水晶振動子の周波数調整装
置。3. A stage on which a quartz wafer provided with a number of vibrator chips is arranged, and a blowout which is arranged close to the quartz wafer and blows a reaction gas at or near atmospheric pressure for etching the quartz wafer. A nozzle and a suction nozzle which is opened around the blowing nozzle and suctions the reaction gas blown from the blowing nozzle are provided, and the quartz gas wafer is locally etched by the reaction gas blown by the blowing nozzle. A processing unit; suction means connected to the suction nozzle of the processing unit; driving means for moving the processing unit in a plane to change a relative position with respect to the crystal wafer; and a position of the processing unit with respect to the crystal wafer. And a vibrator chip via electrodes formed on the vibrator chip Frequency detecting means for detecting an oscillation frequency; and, based on a detection signal from the frequency detecting means, determining whether or not the oscillation frequency of the vibrator chip has reached a predetermined frequency. Control means for changing a relative position between the crystal wafer and the processing unit via the driving means based on the driving means.
たは前記位置検出手段の少なくともいずれか一方の検出
信号に基づいて、前記吸引手段の吸引量を制御すること
を特徴とする請求項3に記載の水晶振動子の周波数調整
装置。4. The apparatus according to claim 3, wherein said control means controls a suction amount of said suction means based on a detection signal of at least one of said frequency detection means and said position detection means. Crystal oscillator frequency adjustment device.
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- 1998-04-23 JP JP11394298A patent/JP3726488B2/en not_active Expired - Fee Related
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