WO2019065847A1

WO2019065847A1 - 圧電基板の製造装置及び圧電基板の製造方法

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Publication number: WO2019065847A1
Application number: PCT/JP2018/035951
Authority: WO
Inventors: 弘毅崔
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-04-04
Also published as: JP6547925B1; US20200185593A1; US11437566B2; CN111034038B; CN111034038A; JPWO2019065847A1

Abstract

第１電極（１０）と、圧電基板を挟んで第１電極（１０）と対向する第２電極（２０）と、第２電極（２０）を先端が露出するように囲むカバー（５０）と、カバー（５０）の内部空間（５１）に処理ガスを供給する供給部（４０）と、第１電極（１０）と第２電極（２０）との間に電圧を印加し、処理ガスをプラズマ化させて圧電基板に表面処理を行う加工部（６５）と、カバー（５０）の外側に設けられ、第２電極（２０）との相対位置が固定された検出器（８０）と、検出器（８０によって圧電基板の厚さを測定する測定部（６３）と、第１電極（１０）と第２電極（２０）との相対位置を変化させる駆動部（３０）と、供給部（４０）、加工部（６５）、測定部（６３）、および駆動部（３０）を制御する制御部（６１）と、を備える。

Description

圧電基板の製造装置及び圧電基板の製造方法

　本発明は、励振電極などと共に圧電振動素子を構成する圧電片の製造に供される圧電基板の製造装置及び圧電基板の製造方法に関する。

　圧電振動素子を構成する圧電片は、圧電基板（例えば、圧電ウェハ）を個片化して製造される。厚みすべり振動モードを利用する水晶振動素子などの圧電振動素子は、圧電片の厚みが周波数特性に大きな影響を及ぼすため、圧電基板の状態での厚み精度を向上させることが求められる。

　例えば、特許文献１には、測定と加工とに兼用される電極を備え、当該電極を用いて圧電基板の厚み分布を取得し、当該厚みの分布に基づき当該電極を用いたプラズマによるエッチング量を電極の位置ごとに決定する水晶加工装置が開示されている。これによれば、電極と当該電極の位置決め部とが同じであるため、測定工程と加工工程との間での位置誤差を低減し、加工精度を向上できる。

特開２０１５－１４６５１２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の構成では電極を測定と加工とに兼用するため、加工工程において、プラズマとの反応によって発生する排気ガスや、イオン衝撃によって発生するパーティクル、等によって測定電極が汚染され、測定精度が低下する。しかし、電極を洗浄することで測定精度の回復を試みると、加工効率が低下するという課題が生じていた。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、加工精度の改善の抑制を図ることが可能な圧電基板の製造装置及び圧電基板の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る圧電基板の製造装置は、第１電極と、圧電基板を挟んで第１電極と対向する第２電極と、第２電極を先端が露出するように囲むカバーと、カバーの内部空間に処理ガスを供給する供給部と、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、処理ガスをプラズマ化させて圧電基板に表面処理を行う加工部と、カバーの外側に設けられ、第２電極との相対位置が固定された検出器と、検出器によって圧電基板の厚さを測定する測定部と、第１電極と第２電極との相対位置を変化させる駆動部と、供給部、加工部、測定部、および駆動部を制御する制御部と、を備える。

　本発明の一態様に係る圧電基板の製造方法は、第１電極と第２電極との間に圧電基板を配置する工程と、第２電極を先端が露出するように覆うカバーの外側に設けられ、第２電極との相対位置が固定された検出器によって、圧電基板の厚さを測定する工程と、厚さに基づいて加工量を算出する工程と、第１電極と第２電極との間に電圧を印加して処理ガスをプラズマ化させ、加工量に基づいて圧電基板の表面処理を行う工程と、を有する。

　本発明によれば、加工精度の改善の抑制を図ることが可能な圧電基板の製造装置及び圧電基板の製造方法を提供することが可能となる。

図１は、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置の構成を概略的に示す図である。図２は、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置を利用する圧電基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。図３は、圧電基板の厚さを測定する測定工程を概略的に示す図である。図４は、圧電基板をプラズマによってエッチングする加工工程を概略的に示す図である。図５は、第２実施形態に係る圧電基板の製造装置の構成を概略的に示す図である。図６は、第３実施形態に係る圧電基板の製造装置の構成を概略的に示す図である。図７は、第３実施形態に係る第２電極について、第２電極の対向面を平面視したときの構成を概略的に示す平面図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。但し、第２実施形態以降において、第１実施形態と同一又は類似の構成要素は、第１実施形態と同一又は類似の符号で表し、詳細な説明を適宜省略する。また、第２実施形態以降の実施形態において得られる効果について、第１実施形態と同様のものについては説明を適宜省略する。各実施形態の図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本願発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。

　＜第１実施形態＞
　まず、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る圧電基板の製造装置１００の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置の構成を概略的に示す図である。

　圧電基板の製造装置１００は、圧電基板にプラズマによるエッチング処理を行う装置である。圧電基板の製造装置１００は、第１電極１０、第２電極２０、第３電極８０、駆動部３０、供給部４０、カバー５０、制御部６１、測定部６３、及び加工部６５を備えている。

　第１電極１０は、圧電基板の製造装置１００のステージ上に設けられた板状の電極であり、下部電極に相当する。動作時には第１電極１０の載置面１０Ａ上に圧電基板が配置される。図示を省略しているが、第１電極１０には、圧電基板を吸引してフラットな姿勢で保持するためのエアチャックが備えられている。

　第２電極２０は、第１電極１０と対を成し、加工電極として機能する。具体的には、第２電極２０は、第１電極１０と対向する対向面２０Ａを有しており、第１電極１０の載置面１０Ａと第２電極２０の対向面２０Ａとの間に電場を形成するための電極である。第２電極２０は、圧電基板の上で後述する処理ガスをプラズマ化して、圧電基板をエッチングするための電場を形成する。

　第３電極８０は、第１電極１０と対を成し、検出器に相当する。第３電極８０は、第１電極１０と対向する対向面８０Ａを有しており、第１電極１０の載置面１０Ａと第３電極８０の対向面８０Ａとの間に電場を形成するための測定電極である。第３電極８０は、カバー５０の外側に設けられ、第２電極２０との相対位置が固定されている。このように、第３電極８０と第２電極２０は共通して固定され、第１電極１０に対して共に移動可能となっている。

　第３電極８０の対向面８０Ａの形状は、第２電極２０の対向面２０Ａの形状と異なってもよい。これによれば、第２電極２０の対向面２０Ａを加工に好適な形状とし、第３電極８０の対向面８０Ａを側的に好適な形状とすることで、加工精度を向上させることができる。第３電極８０の対向面８０Ａの面積は、第２電極２０の対向面２０Ａの面積と異なってもよい。対向面２０Ａの面積が対向面８０Ａの面積よりも大きければ、加工効率を向上させ、測定精度を向上させることができる。対向面２０Ａの面積が対向面８０Ａの面積よりも小さければ、加工精度を向上させ、測定効率を向上させることができる。

　第２電極２０の対向面２０Ａと第１電極１０の載置面１０Ａとの間の電極間距離は、第３電極８０の対向面８０Ａと第１電極１０の載置面１０Ａとの間の電極間距離と等しい。すなわち、対向面２０Ａ及び対向面８０Ａは、同じ面内に位置している。これによれば、測定工程と加工工程とで電圧を印加される電極が切り替わったとしても、電極間距離を一定に保つことができる。

　なお、第２電極２０の対向面２０Ａと第１電極１０の載置面１０Ａとの間の電極間距離は、第３電極８０の対向面８０Ａと第１電極１０の載置面１０Ａとの間の電極間距離と異なっていてもよい。測定電極及び加工電極のそれぞれの電極間距離を、測定工程及び加工工程において求められる電極間距離に最適化することで、測定工程から加工工程へと動作を切り替えるときに、第２電極２０及び第３電極８０を第１電極１０の載置面１０Ａの法線方法に沿って動かさなくてもよくなる。つまり、第１電極１０に対する第２電極２０の相対的な移動を減らすことができ、加工精度を向上させることができる。

　駆動部３０は、第１電極１０と第２電極２０との相対位置を変化させる。駆動部３０は、第２電極２０及び第３電極８０を保持し、第２電極２０及び第３電極８０を一体的に移動させる。第１電極１０が圧電基板を載せる台となり、第２電極２０及び第３電極８０を動かすことで、圧電基板の撓みを抑制し、測定精度を向上させることができる。なお、駆動部３０は、圧電基板を載せた第１電極１０を動かすものであってもよい。

　供給部４０は、図示を省略したボンベ、配管、開閉弁、等からなり、プラズマ化する処理ガスを供給する。水晶基板をエッチングする処理ガスとしては、一例として、四フッ化炭素（ＣＦ₄）及び酸素（Ｏ₂）からなるプロセスガスに、アルゴン（Ａｒ）などのキャリアガスを混合したものを挙げることができる。供給部４０は、プロセスガスとキャリアガスとの混合比や、処理ガスの供給量を調整することで、加工速度を調整することができる。供給部４０は、処理ガスにさらにＨ₂ガスを混合してもよく、これによれば加工速度を低下させることができる。つまり、水晶基板の加工量をより細かく調整することができるようになる。

　カバー５０は、第２電極２０を先端が露出するように囲み、供給部４０から処理ガスを供給される内部空間５１を有する。カバー５０は、第２電極２０の対向面２０Ａとの間に隙間５３を有する。処理ガスは、内部空間５１に広がりカバー５０の内側を外側に対して陽圧にして、隙間５３から流出する。すなわち、カバー５０は、処理ガスを第２電極２０の先端へと導くノズルに相当する。圧電基板の製造装置１００が大気開放型プラズマエッチング装置である場合、カバー５０は、処理ガスの拡散を抑制し、処理ガスの利用効率を向上させることができる。圧電基板の製造装置１００が真空密閉型プラズマエッチング装置である場合、真空チャンバー内の処理ガスの拡散をカバー５０によって所定の状態に制御することができる。すなわち、カバー５０によって、圧電基板の製造装置１００は、効率的にプラズマを発生させることができる。処理ガスを隙間５３から第２電極２０の先端に供給することで、第２電極２０の先端において、エッチング済みの排気ガスを未反応の処理ガスで置換することができる。つまり、プラズマ濃度の均一性を保つことができ、加工精度を向上させることができる。

　制御部６１は、駆動部３０、供給部４０、測定部６３、及び加工部６５を制御し、圧電基板を加工する。制御部６１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等からなるマイクロコンピュータである。制御部６１は、例えば圧電基板の厚みが均一となるように、加工量を調整する。制御部６１は、圧電基板の厚みが圧電基板内で変化するように加工量を設定してもよい。制御部６１は、駆動部３０を制御して、第２電極２０及び第３電極８０の第１電極１０に対する相対位置を変化させる。制御部６１は、供給部４０を制御して、処理ガスの供給量を調整する。制御部６１は、測定部６３を制御して、圧電基板の厚みを測定する。制御部６１は、加工部６５を制御して、圧電基板に表面処理を行う。

　測定部６３は、第１電極１０と第３電極８０との間に電圧を印加し、電気的特性の一種である周波数特性に基づいて圧電基板の厚さを測定する。測定部６３は、例えば、発振器や増幅器などを備える集積回路（ＩＣ）チップからなり、測定回路に相当する。例えば、圧電基板がＡＴカット型の水晶基板であるとき、水晶基板の厚みｄ［ｍ］、周波数ｆ［Ｈｚ］とすると、ｆ＝１６７０／ｄが成り立つとする。この場合、厚みすべり振動の周波数ｆとすれば、周波数ｆを測定するとで、水晶基板の厚みｄを算出することができる。

　なお、測定部６３は、周波数特性に基づいた測定に限定されず、静電容量に基づいた測定であってもよい。このとき、圧電基板の厚みｄ［ｍ］、測定電極の対向面の面積Ｓ［ｍ²］、圧電基板の誘電率ε、静電容量Ｃ［Ｆ］として、Ｃ＝εＳ／ｄが成り立つとする。この場合、静電容量Ｃを測定することで、厚みｄを算出することができる。検出器が第３電極８０であり、厚みの測定方法が電気的特性に基づくものである。そのため、制御部６１、測定部６３、及び加工部６５において、電気回路等を共用する構成が用いられれば、圧電基板の製造装置１００の構成を簡略化することができる。

　加工部６５は、第１電極１０と第２電極２０との間に電力を印加し、処理ガスをプラズマ化させて圧電基板に表面処理を行う。加工部６５は、例えば、ＩＣチップからなり、加工回路に相当する。すなわち、プラズマによるエッチング処理を行う。加工部６５は、第１電極１０と第３電極８０との間に、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加する。これにより、ＣＦ₄プラズマで発生したＦラジカルがＳｉＯ₂中のＳｉと反応し、蒸気圧の高いＳｉＦ₄となり排気される。同時に、ＳｉＯ₂中のＯは、ＣＯ_Xとして排気される。他
にも、圧電基板の表面近傍にイオンシースが形成され、圧電基板の表面を陽イオンが衝撃する。これは、ラジカルの化学反応や反応生成物の離脱を促進するとともに、スパッタエッチングを起こしパーティクルを発生させる。このため、加工工程においては、加工領域から排気ガスやパーティクル等の汚染源が飛散する。

　以上のように、測定工程では、制御部６１に制御された駆動部３０によって第３電極８０の位置決めが行われ、加工工程でも、同じく制御部６１に制御された駆動部３０によって第２電極２０の位置決めが行われる。このため、測定工程と加工工程とで生じる位置決めの誤差を低減することができ、加工精度を向上させることができる。

　その上、圧電基板の製造装置１００は、第３電極（検出器）８０をカバー５０の外側に設ける。このため、プラズマによるエッチング処理に起因した第３電極８０の汚染をカバー５０によって防ぎ、測定精度の低下を抑制することができる。また、測定工程と加工工程とで、制御回路等の部品を共用することができるため、圧電基板の製造装置１００の構成を簡略化することができる。

　次に、図２～図４を参照しつつ、上記第１実施形態に係る圧電基板の製造装置１００を用いた圧電基板の製造方法について説明する。図２は、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置を利用する圧電基板の製造方法を概略的に示すフローチャートである。図３は、圧電基板の厚さを測定する測定工程を概略的に示す図である。図４は、圧電基板をプラズマによってエッチングする加工工程を概略的に示す図である。

　まず、圧電基板７０を第１電極１０の上に載置する（Ｓ１１）。図３に示すように、圧電基板７０は、第１電極１０と第２電極２０との間に配置される。圧電基板７０は、互いに対向する一対の主面７０Ａ，７０Ｂを有し、一方の主面７０Ｂが第１電極１０に接触し他方の主面７０Ａが第２電極２０と間隔を空けて対向するように配置される。

　次に、厚さを測定する（Ｓ１２）。第１電極１０と第３電極８０との間に電圧を印加し、周波数を測定する。この周波数に基づいて、測定領域７１の厚みを算出する。１つの測定領域で測定が終わると、駆動部３０によって第３電極８０を移動させ、別の測定領域で厚みを測定する。このように、測定と移動を繰り返すことで、圧電基板７０の厚みの分布を測定する。

　次に、加工量の分布を算出する（Ｓ１３）。工程Ｓ１２において測定した加工前の圧電基板７０の厚みの分布と、製造したい圧電基板７０の厚みの目標値から、必要とされる加工量の分布を算出する。

　次に、処理ガス４１を供給する（Ｓ１４）。図４に示すように、供給部４０は、カバー５０の内部空間５１へと処理ガス４１を供給する。内部空間５１に充満した処理ガス４１は、隙間５３を通って、圧電基板７０の主面７０Ｂの上に供給される。ここでいう圧電基板７０の上とは、圧電基板７０の主面７０Ｂと第２電極２０の対向面２０Ａとの間に相当する。圧電基板７０の主面７０Ｂ上への処理ガス４１の供給速度は、内部空間５１の内圧と隙間５３の断面積によって決定される。

　次に、プラズマによってエッチングする（Ｓ１５）。第１電極１０と第２電極２０との間に電圧を印加し、処理ガス４１をプラズマ化する。工程Ｓ１３において算出した加工量の分布に基づいて、加工領域７３の主面７０Ａをエッチング処理する。１つの加工領域でのエッチング処理が終わると、駆動部３０によって第２電極２０を移動させ、別の加工領域をエッチング処理する。このように、工程Ｓ２５と工程Ｓ２６を繰り返すことで、圧電基板７０の厚みの分布を目標値に近付ける。

　＜第２実施形態＞
　図５を参照しつつ、第２実施形態に係る圧電基板の製造装置２００について説明する。図５は、第２実施形態に係る圧電基板の製造装置の構成を概略的に示す図である。

　第２実施形態に係る圧電基板の製造装置２００は、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置１００と同様に、第１電極２１０、第２電極２２０、駆動部２３０、供給部２４０、カバー２５０、制御部２６１、測定部２６３、及び加工部２６５を備えている。また、第２電極２２０は対向面２２０Ａを有する。第２実施形態に係る圧電基板の製造装置２００は、第３電極８０の替わりに発光部２８１及び受光部２８２を備えている点で、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置１００と相違している。

　発光部２８１及び受光部２８２は検出器に相当する。発光部２８１は、圧電基板７０に光を照射する。受光部２８２は、その光の圧電基板７０での反射光を受光する。圧電基板の製造装置２００では、この反射光を分光して、圧電基板の厚みを非接触に測定することができる。

　発光部２８１が照射する光および受光部２８２が受光する反射光は、線状であってもよく、面状であってもよい。これらによれば、圧電基板の厚みの測定効率を向上させることができる。

　＜第３実施形態＞
　図６及び図７を参照しつつ、第３実施形態に係る圧電基板の製造装置３００について説明する。図６は、第３実施形態に係る圧電基板の製造装置の構成を概略的に示す図である。図７は、第３実施形態に係る第２電極について、第２電極の対向面を平面視したときの構成を概略的に示す平面図である。

　第３実施形態に係る圧電基板の製造装置３００は、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置１００と同様に、第１電極３１０、第３電極３８０、駆動部３３０、供給部３４０、カバー３５０、制御部３６１、測定部３６３、及び加工部３６５を備えている。第３実施形態に係る圧電基板の製造装置３００は、第２電極３２０に少なくとも１つの貫通孔Ｈが形成されている点で、第１実施形態に係る圧電基板の製造装置１００と相違している。

　貫通孔Ｈは、第２電極３２０の内部空間３５１側の内向面３２０Ｂから第１電極３１０側の対向面３２０Ａまでを貫通している。貫通孔Ｈは、供給部３４０からカバー３５０の内部空間３５１へと供給された処理ガスを、第１電極３１０と第２電極３２０との間に供給する。処理ガスを均一に供給するためには、第２電極３２０の対向面３２０Ａを平面視したとき、貫通孔Ｈ１つ１つの断面積が小さく、貫通孔Ｈの数が多いことが望ましい。これによれば、第１電極３１０と第２電極３２０との間における処理ガスの濃度の均一性を向上させることができる。貫通孔Ｈの形状は特に限定されるものではなく、円柱状、スリット状、多孔質状、これらの組み合わせ、など好適に設計することができる。

　以上のように、本発明の一態様によれば、第１電極１０と、圧電基板を挟んで第１電極１０と対向する第２電極２０と、第２電極２０を先端が露出するように囲むカバー５０と、カバー５０の内部空間５１に処理ガスを供給する供給部４０と、第１電極１０と第２電極２０との間に電圧を印加し、処理ガスをプラズマ化させて圧電基板に表面処理を行う加工部６５と、カバー５０の外側に設けられ、第２電極２０との相対位置が固定された検出器と、検出器によって圧電基板の厚さを測定する測定部６３と、第１電極１０と第２電極２０との相対位置を変化させる駆動部３０と、供給部４０、加工部６５、測定部６３、および駆動部３０を制御する制御部６１と、を備える圧電基板の製造装置１００が提供される。

　上記態様によれば、圧電基板の厚みを測定する検出器と、圧電基板にプラズマによるエッチング処理を行う第２電極との相対位置が固定されており、同じ制御部で制御された同じ駆動部によって位置決めが行われる。このため、測定工程と加工工程とで生じる位置決めの誤差を低減することができ、加工精度を向上させることができる。また、検出器をカバーの外側に設けることで、検出器の汚染による測定精度の低下を抑制し、加工精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、検出器は、第３電極８０を備え、測定部６３は、第１電極１０と第３電極８０との間に電圧を印加し、電気的特性に基づいて圧電基板の厚さを測定してもよい。これによれば、回路等の共用により、圧電基板の製造装置の構成を簡略化することができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面８０Ａの形状は、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａの形状と異なってもよい。これによれば、第２電極２０の対向面２０Ａを加工に好適な形状とし、第３電極８０の対向面８０Ａを側的に好適な形状とすることで、加工精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａの面積は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面の面積よりも大きくてもよい。これによれば、加工効率を向上させ、測定精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａの面積は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面の面積よりも小さくてもよい。これによれば、加工精度を向上させ、測定効率を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａと第１電極１０との間の距離は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面８０Ａと第１電極１０との間の距離と等しくてもよい。これによれば、測定工程と加工工程とで電圧を印加される電極が切り替わったとしても、電極間距離を一定に保つことができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａと第１電極１０との間の距離は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面８０Ａと第１電極１０との間の距離と異なってもよい。これによれば、第１電極に対する第２電極の相対的な移動を減らすことができ、加工精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、検出器は、圧電基板に光を照射する発光部２８１と、光の圧電基板での反射光を受光する受光部２８２とを備え、測定部２６３は、反射光を分光して圧電基板の厚さを測定してもよい。これによれば、非接触で圧電基板の厚みを測定することができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、発光部２８１は、光を線状に照射し、受光部２８２は、線状に反射される反射光を受光してもよい。これによれば、測定効率を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、発光部２８１は、光を面状に照射し、受光部２８２は、面状に反射される反射光を受光してもよい。これによれば、測定効率を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、カバー５０は、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａとの間に隙間５３を有してもよい。これによれば、エッチング済みの排気ガスを未反応の処理ガスで置換するように、処理ガスを供給することができる。つまり、プラズマ濃度の均一性を保つことができ、加工精度を向上させることができる。したがって、圧電基板の製造装置は、効率的にプラズマを発生させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、第２電極３２０は、少なくとも１つの貫通孔Ｈを有してもよい。これによれば、第１電極と第２電極との間における処理ガスの濃度の均一性を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、第１電極１０の上に圧電基板が配置され、第２電極２０及び検出器は、駆動部３０によって保持され且つ動かされてもよい。これによれば、圧電基板の撓みを抑制し、測定精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造装置において、圧電基板が水晶基板であってもよい。

　本発明の一態様によれば、第１電極１０と第２電極２０との間に圧電基板を配置する工程と、第２電極２０を先端が露出するように覆うカバー５０の外側に設けられ、第２電極２０との相対位置が固定された検出器によって、圧電基板の厚さを測定する工程と、厚さに基づいて加工量を算出する工程と、第１電極１０と第２電極２０との間に電圧を印加して処理ガスをプラズマ化させ、加工量に基づいて圧電基板の表面処理を行う工程と、を有する圧電基板の製造方法が提供される。

　上記した圧電基板の製造方法において、検出器は、第３電極８０を備え、厚さを測定する工程では、第１電極１０と第３電極８０との間に電圧を印加し、電気的特性に基づいて圧電基板の厚さを測定してもよい。これによれば、回路等の共用により、圧電基板の製造装置の構成を簡略化することができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面８０Ａの形状は、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａの形状と異なってもよい。これによれば、第２電極２０の対向面２０Ａを加工に好適な形状とし、第３電極８０の対向面８０Ａを側的に好適な形状とすることで、加工精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａの面積は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面の面積よりも大きくてもよい。これによれば、加工効率を向上させ、測定精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａの面積は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面の面積よりも小さくてもよい。これによれば、加工精度を向上させ、測定効率を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａと第１電極１０との間の距離は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面８０Ａと第１電極１０との間の距離と等しくてもよい。これによれば、測定工程と加工工程とで電圧を印加される電極が切り替わったとしても、電極間距離を一定に保つことができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａと第１電極１０との間の距離は、第３電極８０の第１電極１０と対向する対向面８０Ａと第１電極１０との間の距離と異なってもよい。これによれば、第１電極に対する第２電極の相対的な移動を減らすことができ、加工精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、検出器は、発光部２８１及び受光部２８２を備え、厚さを測定する工程は、発光部２８１から圧電基板に光を照射する工程と、受光部２８２において光の圧電基板での反射光を受光する工程と、反射光に基づいて圧電基板の厚みを測定する工程と、有してもよい。これによれば、非接触で圧電基板の厚みを測定することができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、発光部２８１は、光を線状に照射し、受光部２８２は、線状に反射される反射光を受光してもよい。これによれば、測定効率を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、発光部２８１は、光を面状に照射し、受光部２８２は、面状に反射される反射光を受光してもよい。これによれば、測定効率を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、カバー５０は、第２電極２０の第１電極１０と対向する対向面２０Ａとの間に隙間５３を有してもよい。これによれば、エッチング済みの排気ガスを未反応の処理ガスで置換するように、処理ガスを供給することができる。つまり、プラズマ濃度の均一性を保つことができ、加工精度を向上させることができる。したがって、圧電基板の製造装置は、効率的にプラズマを発生させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、第２電極３２０は、少なくとも１つの貫通孔Ｈを有してもよい。これによれば、第１電極と第２電極との間における処理ガスの濃度の均一性を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、第１電極１０の上に圧電基板が配置され、第２電極２０及び検出器は、第１電極１０と第２電極２０との相対位置を変化させる駆動部３０によって保持され且つ動かされてもよい。これによれば、圧電基板の撓みを抑制し、測定精度を向上させることができる。

　上記した圧電基板の製造方法において、圧電基板が、水晶基板であってもよい。

　以上説明したように、本発明の一態様によれば、加工精度の改善の抑制を図ることが可能な圧電基板の製造装置及び圧電基板の製造方法を提供することが可能となる。

　なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

　１００…圧電基板の製造装置
　１０…第１電極
　２０…第２電極
　８０…第３電極（検出器）
　３０…駆動部
　４０…供給部
　５０…カバー
　６１制御部
　６３…測定部
　６５…加工部

Claims

　第１電極と、
　圧電基板を挟んで第１電極と対向する第２電極と、
　前記第２電極を先端が露出するように囲むカバーと、
　前記カバーの内部空間に処理ガスを供給する供給部と、
　前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加し、前記処理ガスをプラズマ化させて前記圧電基板に表面処理を行う加工部と、
　前記カバーの外側に設けられ、前記第２電極との相対位置が固定された検出器と、
　前記検出器によって前記圧電基板の厚さを測定する測定部と、
　前記第１電極と前記第２電極との相対位置を変化させる駆動部と、
　前記供給部、前記加工部、前記測定部、および前記駆動部を制御する制御部と、
を備える圧電基板の製造装置。
　前記検出器は、第３電極を備え、
　前記測定部は、前記第１電極と前記第３電極との間に電圧を印加し、電気的特性に基づいて前記圧電基板の厚さを測定する、
　請求項１に記載の圧電基板の製造装置。
　前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面の形状は、前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面の形状と異なる、
　請求項２に記載の圧電基板の製造装置。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面の面積は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面の面積よりも大きい、
　請求項３に記載の圧電基板の製造装置。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面の面積は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面の面積よりも小さい、
　請求項３に記載の圧電基板の製造装置。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離と等しい、
　請求項２から５のいずれか１項に記載の圧電基板の製造装置。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離とは異なる、
　請求項２から５のいずれか１項に記載の圧電基板の製造装置。
　前記検出器は、前記圧電基板に光を照射する発光部と、前記光の前記圧電基板での反射光を受光する受光部とを備え、
　前記測定部は、前記反射光を分光して前記圧電基板の厚さを測定する、
　請求項１に記載の圧電基板の製造装置。
　前記発光部は、前記光を線状に照射し、
　前記受光部は、線状に反射される前記反射光を受光する、
　請求項８に記載の圧電基板の製造装置。
　前記発光部は、前記光を面状に照射し、
　前記受光部は、面状に反射される前記反射光を受光する、
　請求項８に記載の圧電基板の製造装置。
　前記カバーは、前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面との間に隙間を有する、　請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧電基板の製造装置。
　前記第２電極は、少なくとも１つの貫通孔を有する、
　請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧電基板の製造装置。
　前記第１電極の上に前記圧電基板が配置され、
　前記第２電極および前記検出器は、前記駆動部によって保持され且つ動かされる、
　請求項１から１２のいずれか１項に記載の圧電基板の製造装置。
　前記圧電基板が、水晶基板である、
　請求項１から１３のいずれか１項に記載の圧電基板の製造装置。
　第１電極と第２電極との間に圧電基板を配置する工程と、
　前記第２電極を先端が露出するように覆うカバーの外側に設けられ、前記第２電極との相対位置が固定された検出器によって、前記圧電基板の厚さを測定する工程と、
　前記厚さに基づいて加工量を算出する工程と、
　前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加して処理ガスをプラズマ化させ、前記加工量に基づいて前記圧電基板の表面処理を行う工程と、
を有する圧電基板の製造方法。
　前記検出器は、第３電極を備え、
　前記厚さを測定する工程では、前記第１電極と前記第３電極との間に電圧を印加し、電気的特性に基づいて前記圧電基板の厚さを測定する、
　請求項１５に記載の圧電基板の製造方法。
　前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面の形状は、前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面の形状と異なる、
　請求項１６に記載の圧電基板の製造方法。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面の面積は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面の面積よりも大きい、
　請求項１７に記載の圧電基板の製造方法。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面の面積は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面の面積よりも小さい、
　請求項１７に記載の圧電基板の製造方法。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離と等しい、
　請求項１６から１９のいずれか１項に記載の圧電基板の製造方法。
　前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離は、前記第３電極の前記第１電極と対向する対向面と前記第１電極との間の距離とは異なる、
　請求項１６から１９のいずれか１項に記載の圧電基板の製造方法。
　前記検出器は、発光部および受光部を備え、
　前記厚さを測定する工程は、前記発光部から前記圧電基板に光を照射する工程と、前記受光部において前記光の前記圧電基板での反射光を受光する工程と、前記反射光に基づいて前記圧電基板の厚みを測定する工程と、を有する、
　請求項１５に記載の圧電基板の製造方法。
　前記発光部は、前記光を線状に照射し、
　前記受光部は、線状に反射される前記反射光を受光する、
　請求項２２に記載の圧電基板の製造方法。
　前記発光部は、前記光を面状に照射し、
　前記受光部は、面状に反射される前記反射光を受光する、
　請求項２２に記載の圧電基板の製造方法。
　前記カバーは、前記第２電極の前記第１電極と対向する対向面との間に隙間を有する、
　請求項１５から２４のいずれか１項に記載の圧電基板の製造方法。
　前記第２電極は、少なくとも１つの貫通孔を有する、
　請求項１５から２４のいずれか１項に記載の圧電基板の製造方法。
　前記第１電極の上に前記圧電基板が配置され、
　前記第２電極および前記検出器は、前記第１電極と前記第２電極との相対位置を変化させる駆動部によって保持され且つ動かされる、
　請求項１５から２６のいずれか１項に記載の圧電基板の製造方法。
　前記圧電基板が、水晶基板である、
　請求項１５から２７のいずれか１項に記載の圧電基板の製造方法。