JP2012186728A - 圧電振動片の製造方法、圧電振動片の製造装置、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計 - Google Patents

Abstract

【課題】角型ウエハにマスク材膜を成膜する際の膜厚のムラを抑制できる圧電振動片の製造方法、圧電振動片の製造装置、圧電振動片、この圧電振動片を備えた圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計を提供する。
【解決手段】フォトレジスト膜８５ａ（マスク材膜）をスピンコート法により成膜するフォトレジスト膜成膜工程を有し、フォトレジスト膜成膜工程は、ウエハ保持部７２の中心軸を回転中心Ｋとして角型ウエハ６５を回転させて行い、スピンチャック７０は支柱部７６を備え、整流板８８は支柱部７６が挿通される挿通孔８９ａを有し、整流板８８の上面８８ａには、角型ウエハ６５の第２面６５ｂに向かって気体を吹き出す吹き出し孔９６が、角型ウエハ６５の外縁６６よりウエハ保持部７２の径方向の内側であって挿通孔８９ａの内周面よりも径方向の外側に複数形成されていることを特徴としている。
【選択図】図８

Description

この発明は、圧電振動片の製造方法、圧電振動片の製造装置、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計に関するものである。

近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、その１つとして、いわゆる音叉型の圧電振動片を有する圧電振動子が知られている。音叉型の圧電振動片は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、一対の振動腕部の長手方向の基端側を一体的に固定する基部とを有する、薄板状の水晶片である。

音叉型の圧電振動片の外形を形成する具体的な方法は以下のとおりである。
まず、圧電振動片を形成するウエハに、後の外形形成用のメタルマスクとなる金属膜をスパッタリング等により成膜する。次に、金属膜に重ねてフォトレジスト材を塗布してフォトレジスト膜（本願請求項の「マスク材膜」に相当）を成膜する。続いて、フォトリソグラフィによりフォトレジスト膜をパターニングして、金属膜をエッチングするためのレジスト膜パターンを形成する。その後、レジスト膜パターンをレジストマスクとして金属膜をエッチングし、金属膜パターンを形成する。最後に、金属膜パターンをメタルマスクとして、ウエハをエッチングする。これにより、金属膜パターンで保護された領域以外のウエハが選択的に除去され、圧電振動片の外形形状が形成される。

上述の圧電振動片の外形を形成する工程において、ムラなく均一の膜厚となるようにウエハの表面にフォトレジスト材を塗布する必要がある。理由は以下のとおりである。
例えば、フォトレジスト材にネガレジストを用いた場合、フォトレジスト膜の膜厚のムラにより膜厚が厚い部分が存在すると、露光しても十分に硬化できず現像時に溶解される。これにより、フォトレジスト膜により形成されるレジスト膜パターンには表面欠陥が発生する。この表面欠陥を有するレジスト膜パターンをレジストマスクとして金属膜をエッチングすると、表面欠陥に対応した部分の金属膜がエッチングされてしまい、金属膜パターンに表面欠陥が転写される。さらに、表面欠陥が転写された金属膜パターンをメタルマスクとしてウエハをエッチングすると、表面欠陥に対応した部分のウエハがエッチングされてしまい、ウエハに形成された圧電振動片に表面欠陥が転写される。
すなわち、ウエハの表面に塗布されたフォトレジスト膜のムラは、フォトレジスト膜のマスクの表面欠陥となり、圧電振動片の外形形成時の不良の原因となる。したがって、フォトレジスト膜の膜厚がムラなく均一となるように、ウエハの表面にフォトレジスト材を塗布する必要がある。

ウエハの表面にフォトレジスト膜を成膜する方法として、スピンチャックを用いたスピンコート法が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１によれば、スピンチャックによりウエハの中央部を負圧吸着した状態で高速回転させ、ウエハの上面（本願請求項の「第１面」に相当）に、フォトレジスト材を滴下している。これにより、フォトレジスト材が遠心力によって薄膜状に広がり、ウエハの上面にフォトレジスト膜が成膜される。

ここで、スピンチャックおよびウエハが高速回転すると、ウエハの周面と空気との接触により、ウエハの下方に回り込む空気の乱流が発生する。この乱流の発生により、フォトレジスト材が吐出された際および薄膜状に広がる際に発生するフォトレジスト材のミストや大気中の塵埃等（以下「浮遊物」という。）がウエハの下方に回り込み、スピンチャックからはみ出したウエハの下面（本願請求項の「第２面」に相当）に付着するおそれがある。

図２１は、従来のスピンチャック７０および整流板８８を用いた成膜装置６０の説明図である。
一般に、フォトレジスト材をウエハ外周から放射状に飛散させるため、ウエハ６５０の下方であってスピンチャック７０の周辺に整流板８８を設け、整流板８８とウエハ６５０との間に気体を流通させる手法が知られている。具体的には以下のとおりである。
整流板８８の中央には、スピンチャック７０の支柱部７６が挿通する挿通孔８９ａが形成されている。挿通孔８９ａの内周面と支柱部７６の外周面との間の空間には、下方から上方に向かって窒素やドライエアー等の気体を流通させており、挿通孔８９ａはウエハ６５０の下面６５０ｂに向かって気体を吹き出す吹き出し孔となっている。ウエハ６５０の下方では、ウエハ６５０の下面６５０ｂに沿ってウエハ６５０の径方向の内側から径方向の外側に向かう気流Ｇが発生し、ウエハ６５０の下方において径方向の外側から径方向の内側に向かって乱流Ｆが回り込むのを抑制している。これにより、乱流Ｆによって浮遊物がウエハ６５０の下方へ回り込んでウエハ６５０の下面６５０ｂに付着するのを抑制できるので、フォトレジスト膜８５ａの膜厚がムラなく均一になるように成膜できるとされている。

特開平１１−１５００５６号公報

しかしながら、上述した従来のスピンチャックおよび整流板を用いた成膜方法では、以下のような問題がある。
従来の成膜方法では、ウエハ下面の中央部に吹き出し孔が配置されている。したがって、ウエハ下面の中央部では、十分な気流を得ることができるので、乱流を押し戻すことができる。これに対して、吹き出し孔から離間したウエハ下面の外周縁部では、十分な気流を得ることができず、乱流を押し戻すことが困難になる。これにより、乱流によって運ばれた浮遊物がウエハ下面へ付着し、フォトレジスト膜の膜厚にムラが発生するおそれがある。特に、ウエハが大径化した場合や、角型ウエハを使用した場合には、スピンチャックからはみ出したウエハの下面の面積が増加するため、この傾向は顕著となる。

また、半導体素子の製造では、通常ウエハの上面のみを利用するため、ウエハの上面のみにフォトレジスト膜を成膜し、ウエハの下面にはフォトレジスト膜を成膜していない。したがって、下面に浮遊物が付着した場合には、バックリンス等により除去すればよい。
これに対して、圧電振動片の外形形成では、通常ウエハの全体を利用するため、ウエハの上面および下面にフォトレジスト膜を成膜する。ここで、ウエハの下面の成膜が完了している状態でウエハの上面にフォトレジスト膜を成膜する際、下面のフォトレジスト膜に浮遊物が付着すると、直ちに膜厚にムラが発生することになる。したがって、圧電振動片の外形形成では、乱流によって運ばれた浮遊物がウエハ下面へ付着するのを抑制しなければならない。

さらに、圧電振動片の外形形成には、一般に圧電材料の原石からスライスされた角型ウエハが利用されるため、前述のとおりスピンチャックからはみ出すウエハの下面の面積が丸型ウエハの場合と比較して増加する傾向にある。また、角型ウエハの場合、回転中心から角部までの距離が長くなるので、特に角部付近で径方向の内側から径方向の外側に向かう気流が弱くなり易い。これにより、浮遊物がウエハ下面へ付着し、フォトレジスト膜の膜厚にムラが発生するおそれがある。

そこで本発明は、角型ウエハにマスク材膜を成膜する際の膜厚のムラを抑制できる圧電振動片の製造方法、圧電振動片の製造装置、圧電振動片、この圧電振動片を備えた圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計の提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動片の製造方法は、角型ウエハから圧電振動片を製造する圧電振動片の製造方法であって、前記角型ウエハの第１面に、前記圧電振動片の外形形成時のマスクとなるマスク材膜をスピンコート法により成膜するマスク材膜成膜工程を有し、前記マスク材膜成膜工程は、スピンチャックのウエハ保持部の上面に前記角型ウエハの第２面を下方にして保持し、前記角型ウエハの外縁より外側に張り出す整流板を前記ウエハ保持部の下方に配置して、前記ウエハ保持部の中心軸を回転中心として前記角型ウエハを回転させて行い、前記スピンチャックは、前記ウエハ保持部の下方に前記回転中心に沿って延設され、前記ウエハ保持部を支持する支柱部を備え、前記整流板は、前記支柱部が挿通される挿通孔を有し、前記整流板の上面には、前記角型ウエハの前記第２面に向かって気体を吹き出す吹き出し孔が、前記角型ウエハの外縁より前記ウエハ保持部の径方向の内側であって前記挿通孔の内周面よりも前記径方向の外側に複数形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、角型ウエハの外縁より径方向の内側であって、挿通孔の内周面よりも径方向の外側に吹き出し孔を複数形成しているので、挿通孔を吹き出し孔としている従来技術よりも、吹き出し孔を径方向の外側に配置できる。したがって、従来技術と同じ気流の流量であっても、角型ウエハの外縁において径方向の内側から径方向の外側に向かう気流の流速を十分確保できるので、角型ウエハの下方に乱流が回り込もうとしても乱流を押し戻して乱流の回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流によって運ばれ、角型ウエハの下方に回り込んで角型ウエハの第２面に付着するのを抑制できるので、角型ウエハにマスク材膜を成膜する際の膜厚のムラを抑制し、圧電振動片の外形形成時の不良発生を抑制することができる。
また、角型ウエハの第２面における外縁で気流の流速を十分確保できるので、第２面に向かって吹き出す気体の流量を従来技術よりも削減できる。したがって、従来技術よりも製造コストを削減することができる。

また、前記回転中心から前記吹き出し孔までの距離は、前記回転中心から前記角型ウエハの外縁までの最短距離より短いことを特徴としている。
本発明によれば、回転中心から吹き出し孔までの距離は、回転中心から角型ウエハの外縁までの最短距離より短いので、角型ウエハの外縁よりも径方向の内側において第２面に向かって気体を吹き出すことができる。これにより、角型ウエハの略全周にわたって、径方向の内側から径方向の外側に向かう気流を形成できるので、角型ウエハの略全周にわたって広範囲に乱流の回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流によって運ばれ、角型ウエハの下方に回り込んで角型ウエハの第２面に付着するのを抑制できるので、角型ウエハにマスク材膜を成膜する際の膜厚のムラを抑制し、圧電振動片の外形形成時の不良発生を抑制することができる。

また、前記ウエハ保持部の上面に、前記回転中心を中心とした円環状の溝部が形成され、前記溝部は、前記吹き出し孔よりも前記径方向の外側に形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、溝部を形成することで、角型ウエハの下方において径方向の外側から径方向の内側に向かう乱流を、溝部内に捕捉して滞留させることができる。これにより、角型ウエハの第２面の略全周にわたって広範囲に乱流の回り込みを抑制できる。したがって、浮遊物が乱流によって運ばれ、角型ウエハの下方に回り込んで角型ウエハの第２面に付着するのをさらに抑制できる。

また、前記整流板の内部に、外部から供給された前記気体が一時滞留する中間室を設け、 前記中間室は、前記回転中心を中心としたリング状に形成され、前記吹き出し孔は、前記中間室と前記整流板の上面とを連通して形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、整流板の内部に気体が一時滞留する中間室を設け、中間室と整流板の上面とを連通して吹き出し孔を形成しているので、所望の範囲に所望の数だけ吹き出し孔を形成することができる。これにより、角型ウエハの略全周にわたって広範囲に乱流の回り込みを抑制できるので、浮遊物が乱流によって運ばれ、角型ウエハの下方に回り込んで角型ウエハの第２面に付着するのをさらに抑制できる。

また、前記吹き出し孔は、下方から上方に向かって、前記径方向の外側に傾斜して形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、径方向の外側に傾斜して吹き出し孔を形成することにより、角型ウエハの径方向の内側から径方向の外側に向かう気流を確実に形成することできる。これにより、角型ウエハの下方に乱流が回り込もうとしても、乱流を押し戻して乱流の回り込みを確実に抑制できる。したがって、浮遊物が乱流によって運ばれ、角型ウエハの下方に回り込んで角型ウエハの第２面に付着するのをさらに抑制できる。

また、本発明の圧電振動片の製造装置は、角型ウエハの第１面に、圧電振動片の外形形成時のマスク材膜をスピンコート法により成膜する際に使用する圧電振動片の製造装置であって、ウエハ保持部の上面に前記角型ウエハの第２面を下方にして保持し、前記角型ウエハの外縁より外側に張り出す整流板を前記ウエハ保持部の下方に配置して、前記ウエハ保持部の中心軸を回転中心として前記角型ウエハを回転させるスピンチャックを備え、 前記スピンチャックは、前記ウエハ保持部の下方に前記回転中心に沿って延設され、前記ウエハ保持部を支持する支柱部を備え、前記整流板は、前記支柱部が挿通される挿通孔を有し、前記整流板の上面には、前記角型ウエハの前記第２面に向かって気体を吹き出す吹き出し孔が、前記角型ウエハの外縁より前記ウエハ保持部の径方向の内側であって前記挿通孔の内周面よりも前記径方向の外側に複数形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、角型ウエハの外縁より径方向の内側であって、挿通孔の内周面よりも径方向の外側に吹き出し孔を複数形成しているので、挿通孔を吹き出し孔としている従来技術よりも、吹き出し孔を径方向の外側に配置できる。したがって、従来技術と同じ気流の流量であっても、角型ウエハの外縁において径方向の内側から径方向の外側に向かう気流の流速を十分確保できるので、角型ウエハの下方に乱流が回り込もうとしても乱流を押し戻して乱流の回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流によって運ばれ、角型ウエハの下方に回り込んで角型ウエハの第２面に付着するのを抑制できるので、角型ウエハにマスク材膜を成膜する際の膜厚のムラを抑制し、圧電振動片の外形形成時の不良発生を抑制することができる。
また、角型ウエハの第２面における外縁で気流の流速を十分確保できるので、第２面に向かって吹き出す気体の流量を従来技術よりも削減できる。したがって、従来技術よりも製造コストを削減することができる。

また、本発明の圧電振動片は、上記製造方法により製造されたことを特徴としている。
本発明によれば、上記製造方法によりマスク材膜の膜厚のムラを抑制して、圧電振動片を精度よく形成できる。したがって、外形不良により廃棄される圧電振動片が減少するので、圧電振動片の低コスト化ができる。

また、本発明の圧電振動子は、上記製造方法により製造された圧電振動片を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、低コストな圧電振動片を備えているので、低コストな圧電振動子を得ることができる。

また、本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。
また、本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、低コストな圧電振動子を備えているので、低コストな発振器、電子機器および電波時計を提供できる。

本発明によれば、角型ウエハの外縁より径方向の内側であって、挿通孔の内周面よりも径方向の外側に吹き出し孔を複数形成しているので、挿通孔を吹き出し孔としている従来技術よりも、吹き出し孔を径方向の外側に配置できる。したがって、従来技術と同じ気流の流量であっても、角型ウエハの外縁において径方向の内側から径方向の外側に向かう気流の流速を十分確保できるので、角型ウエハの下方に乱流が回り込もうとしても乱流を押し戻して乱流の回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流によって運ばれ、角型ウエハの下方に回り込んで角型ウエハの第２面に付着するのを抑制できるので、角型ウエハにマスク材膜を成膜する際の膜厚のムラを抑制し、圧電振動片の外形形成時の不良発生を抑制することができる。
また、角型ウエハの第２面における外縁で気流の流速を十分確保できるので、第２面に向かって吹き出す気体の流量を従来技術よりも削減できる。したがって、従来技術よりも製造コストを削減することができる。

圧電振動片の平面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 圧電振動片の製造工程のフローチャートである。 角型ウエハの説明図である。 成膜装置の側面断面図である。 成膜装置の平面図である。 整流板の機能の説明図である。 フォトレジスト膜成膜工程の説明図である。 レジスト膜パターン形成工程の説明図である。 金属膜パターン形成工程の説明図である。 角型ウエハエッチング工程の説明図である。 エッチング後の角型ウエハの説明図である。 本実施形態の変形例の整流板の説明図である。 圧電振動子の外観斜視図である。 圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。 図１５のＢ−Ｂ線における断面図である。 図１４に示す圧電振動子の分解斜視図である。 発振器の一実施形態を示す構成図である。 電子機器の一実施形態を示す構成図である。 電波時計の一実施形態を示す構成図である。 従来の整流板の説明図である。

（圧電振動片）
最初に、本発明の実施形態に係る圧電振動片を、図面を参照して説明する。
図１は、圧電振動片４の平面図である。
図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
図１に示すように、本実施形態の圧電振動片４は、角型の水晶ウエハ（以下「角型ウエハ」という。）から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。この圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に形成された振動腕溝部１８とを備えている。この振動腕溝部１８は、該振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。

圧電振動片４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第１の励振電極１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５と、圧電振動片４をパッケージに実装するために基部１２に形成されたマウント電極１６，１７と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４とマウント電極１６，１７とを電気的接続する引き出し電極１９，２０と、を有している。

励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、後述するマウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜で形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。

励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている（図２参照）。また、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介して、後述するマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。

マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロムを下地層として成膜した後に、表面にさらに金の薄膜を仕上げ層として成膜しても構わない。

一対の振動腕部１０，１１の先端には、所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。

（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片４の製造工程について、フローチャートを参照しながら以下に説明する。
図３は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
圧電振動片４の製造工程は、角型ウエハ６５（図４参照）に圧電振動片４の外形を形成する外形形成工程Ｓ１１０と、圧電振動片４の振動腕溝部１８（図２参照）となる凹部を形成する振動腕溝部形成工程Ｓ１３０と、各電極を形成する電極等形成工程Ｓ１４０と、圧電振動片４を角型ウエハ６５から切り出す小片化工程Ｓ１５０とを備えている。以下に各工程の詳細を説明する。

（外形形成工程Ｓ１１０、角型ウエハ）
図４は、角型ウエハ６５の説明図である。
本実施形態の圧電振動片４は、角型ウエハ６５から形成される。角型ウエハ６５は、直方体形状の水晶等の圧電材料の原石を薄く平板状に切断することにより、平面視略長方状に形成される。角型ウエハ６５の外縁６６は、長辺６６ａと、短辺６６ｂと、長辺６６ａと短辺６６ｂとの間に形成される角部を面取りした斜辺６６ｃとにより形成されている。

外形形成工程Ｓ１１０は、角型ウエハ６５の表面に金属膜を成膜する金属膜成膜工程Ｓ１１２と、後述するスピンチャック７０（図５参照）に角型ウエハ６５をセットする角型ウエハセット工程Ｓ１１４と、角型ウエハ６５にフォトレジスト材の膜（本願請求項の「マスク材膜」に相当）を成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６（本願請求項の「マスク材膜成膜工程」に相当）と、を有している。
さらに、フォトレジスト膜からフォトリソグラフィ技術によってレジスト膜パターンを形成するレジスト膜パターン形成工程Ｓ１２０と、レジスト膜パターンをマスクとして金属膜をエッチングし金属膜パターンを形成する金属膜パターン形成工程Ｓ１２２と、金属膜パターンをマスクとして角型ウエハ６５をエッチングする角型ウエハエッチング工程Ｓ１２４と、を有している。なお、以下の説明では、角型ウエハ６５の両面のうち、最初の角型ウエハセット工程Ｓ１１４で上方に配置された面を第１面６５ａとし、下方に配置された面を第２面６５ｂとして説明する。

（金属膜成膜工程Ｓ１１２）
まず、金属膜成膜工程Ｓ１１２では、ポリッシングが終了し所定の厚みに高精度に仕上げられた角型ウエハ６５に金属膜８４（図７参照）を成膜する。金属膜８４は、例えば、クロムからなる下地膜８４ａ（図７参照）と、金からなる保護膜８４ｂ（図７参照）との積層膜であり、それぞれスパッタリング法や蒸着法等により成膜される。なお、金属膜成膜工程Ｓ１１２で成膜された金属膜パターンは、後の角型ウエハエッチング工程Ｓ１２４および振動腕溝部形成工程Ｓ１３０において、角型ウエハ６５をエッチングする際のメタルマスクとなる。

（角型ウエハセット工程Ｓ１１４、成膜装置）
次に、成膜装置６０を構成するスピンチャック７０に、角型ウエハ６５をセットする角型ウエハセット工程Ｓ１１４を行う。
図５は、成膜装置６０の側面断面図である。
以下では、まず成膜装置６０を説明した後に、角型ウエハセット工程Ｓ１１４を説明する。なお、図５では、図面を分かりやすくするために、角型ウエハ６５の表面に成膜された金属膜８４の図示を省略している。また、整流板８８に形成された後述する吹き出し孔の径や、溝部９１，９２（外径側溝部９１および内径側溝部９２）の幅および深さを誇張して図示している。

成膜装置６０は、ウエハ保持部７２で角型ウエハ６５を保持して回転させるスピンチャック７０と、スピンチャック７０のウエハ保持部７２の下方に配置される整流板８８と、スピンチャック７０および整流板８８の外側を覆うコータカップ８１と、により構成されている。

（スピンチャック）
図５に示すように、スピンチャック７０は、角型ウエハ６５を保持するウエハ保持部７２と、ウエハ保持部７２からスピンチャック７０の回転中心Ｋに沿って下方に延設されウエハ保持部７２を支持する支柱部７６と、を備えている。ウエハ保持部７２および支柱部７６は、例えば樹脂や金属等により形成される。

ウエハ保持部７２は、平面視で略円形状をした板状部材である。ウエハ保持部７２の直径は、角型ウエハ６５の長辺６６ａの離間距離よりも小径に形成される。このようにウエハ保持部７２を形成することで、ウエハ保持部７２に角型ウエハ６５を載置した際、ウエハ保持部７２の上面２７ａ全面を角型ウエハ６５の第２面６５ｂに当接させることができる。

ウエハ保持部７２の上面７２ａには、複数の吸引孔７４が全面にわたって形成されている。吸引孔７４は、ウエハ保持部７２内に形成された吸引通路７３および後述する支柱部７６に形成された吸引通路７８を介して、不図示の真空ポンプに接続されている。真空ポンプで真空引きすることにより、角型ウエハ６５は、ウエハ保持部７２に負圧吸着されてウエハ保持部７２の上面７２ａに保持される。

ウエハ保持部７２の下面７２ｂには、支柱部７６が回転中心Ｋに沿って下方に延設されている。
支柱部７６は、中空の円柱状部材であり、中心軸がウエハ保持部７２の中心軸と略一致するように、ウエハ保持部７２と一体形成される。
支柱部７６の内部には、吸引通路７８が形成されており、不図示の真空ポンプに接続されている。吸引通路７８は、ウエハ保持部７２に形成された吸引通路７３および吸引孔７４と連通されている。
支柱部７６は、不図示のモータと接続されている。モータが回転駆動することにより、スピンチャック７０の全体が回転中心Ｋを中心に回転する。なお、後述する整流板８８は、スピンチャック７０とは離間して形成されており回転はしない。

（コータカップ）
コータカップ８１は、スピンチャック７０および整流板８８の側方および下方を囲繞するように形成されている。コータカップ８１の下方には、不図示の吸引ポンプと連通する排気口８３が設けられており、吸引ポンプにより吸引されることで、コータカップ８１の内部は負圧となるように構成されている。角型ウエハ６５の表面から飛散したフォトレジスト材８５のミストは、排気口８３からコータカップ８１の外部に排出されるようになっている。

（整流板）
図６は、成膜装置６０の平面図である。なお、図６では、図面をわかりやすくするために、角型ウエハ６５を想像線で図示している。また、後述するコータカップ８１の図示を省略している。また、図６では、図面をわかりやすくするために、溝部９０にハッチングを施して図示している。また、以下の説明において、「径方向」とは、ウエハ保持部７２の径方向をいう。
図６に示すように、整流板８８は、略円盤状の部材であり、例えばアルミ等の金属により形成される。整流板８８の直径は、回転中心Ｋから角型ウエハ６５の外縁６６までの最長距離よりも大径に形成されており、角型ウエハ６５の外縁６６より外側に張り出している。
図５に示すように、スピンチャック７０のウエハ保持部７２の下方には、整流板８８が配置されている。整流板８８の径方向の外側は、下方に向かって傾斜する傾斜面８８ｃとなっている。後述するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６では、角型ウエハ６５が高速回転することにより発生した乱流Ｆ（図７参照）が、傾斜面８８ｃに沿うように整流板８８の下方に案内される。そして、乱流Ｆにより運ばれた浮遊物は、後述するコータカップ８１の下方に設けられた排気口８３から、成膜装置６０の外部に排出される。

整流板８８の上面８８ａには、回転中心Ｋを中心として、同心円状の複数（本実施形態では２個）の溝部９１，９２（外径側溝部９１および内径側溝部９２）が形成されている。
各溝部９１，９２は、整流板８８の上面８８ａに開口を有しており、深さが例えば１ｍｍから３ｍｍ程度に形成され、幅が例えば１ｍｍから３ｍｍ程度に形成される。各溝部９１，９２の深さおよび幅は、乱流Ｆの風量等により設定する。

図７は、整流板８８の各溝部９１，９２の機能の説明図である。なお、外径側溝部９１および内径側溝部９２の機能は同一であるため、以下では外径側溝部９１の機能についてのみ説明し、内径側溝部９２の機能についての説明は省略している。
図７に示すように、角型ウエハ６５の高速回転により発生した乱流Ｆが、角型ウエハ６５の下方において径方向の外側から径方向の内側に向かって流れると、外径側溝部９１内で渦を巻いて滞留する。このように、外径側溝部９１によって乱流Ｆが捕捉されることにより、角型ウエハ６５の第２面６５ｂに乱流Ｆが回り込むのを抑制している。

図６に示すように、外径側溝部９１の外側面９１ａの直径は、回転中心Ｋから角型ウエハ６５の外縁６６までの最長距離αよりも小径に形成されている。本実施形態では、回転中心Ｋと斜辺６６ｃの短辺６６ｂ側端部との距離が、最長距離αとなっている。したがって、外径側溝部９１の外側面９１ａは、斜辺６６ｃの短辺６６ｂ側端部よりも径方向の内側に形成されている。
また、外径側溝部９１の外側面９１ａの直径は、回転中心Ｋから角型ウエハ６５の外縁６６までの最短距離βよりも大径に形成されている。本実施形態では、回転中心Ｋと長辺６６ａの中央部との距離が、最短距離βとなっている。したがって、外径側溝部９１の外側面９１ａは、長辺６６ａの中央部よりも径方向の外側に形成されている。
さらに、内径側溝部９２の外側面９２ａの直径は、回転中心Ｋから角型ウエハ６５の外縁６６までの最短距離βよりも小径に形成されている。したがって、内径側溝部９２の外側面９２ａは、長辺６６ａの中央部よりも径方向の内側に形成されている。

整流板８８の上面８８ａには、外径側溝部９１と内径側溝部９２との間に、壁部９５が形成されている。
壁部９５は、高さが例えば１ｍｍから３ｍｍ程度に形成され、幅が例えば１ｍｍから３ｍｍ程度に形成される。壁部９５の高さおよび幅は、乱流Ｆの風量等により設定する。壁部９５の上端面９５ａは、角型ウエハ６５の第２面６５ｂと略平行になるように水平に形成される。

図５に示すように、整流板８８の下面８８ｂにおける略中央には、整流板支柱部８９が回転中心Ｋに沿って下方に延設されている。整流板支柱部８９は中空に形成されており、整流板支柱部８９の内部は、スピンチャック７０の支柱部７６が挿通される挿通孔８９ａとなっている。挿通孔８９ａの内周面８９ｂと支柱部７６の外周面との間には、スペースが形成されている。
本実施形態では、挿通孔８９ａは、不図示のガス供給手段と連通している。ガス供給手段からは、窒素ガス等の不活性ガスやドライエアー等が供給され、挿通孔８９ａの内周面８９ｂと支柱部７６の外周面との間のスペースを下方から上方に向かって気流Ｇが流通する。

また、整流板８８の下面８８ｂにおける角型ウエハ６５の外縁６６よりも径方向の内側であって、整流板８８の挿通孔８９ａの内周面よりも径方向の外側には、ガス供給管９８が下方に延設されている。ガス供給管９８は中空に形成されており、ガス供給路９８ａとなっている。図６に示すように、本実施形態では、ガス供給管９８は、各溝部９１，９２の周方向に沿って、９０°ピッチで４本形成されている。
ガス供給路９８ａの下端側は、後述するコータカップ８１の外側に設けられた不図示のガス供給手段と連通している。ガス供給手段からは、窒素ガス等の不活性ガスやドライエアーなどが供給され、ガス供給路９８ａ内を下方から上方に向かって気流Ｇが流通している。

図５に示すように、ガス供給路９８ａの上端側は、整流板８８の内部に形成された中間室９７と連通している。中間室９７には、下方から上方に向かってガス供給路９８ａ内を流通してきた気流Ｇが一時滞留できるようになっている。
また、中間室９７は、回転中心Ｋを含む側面断面視で略円形状に形成されており、図６に示すように回転中心Ｋを中心としたリング状に形成されている。
中間室９７は、角型ウエハ６５の外縁６６よりも径方向の内側に形成されている。本実施形態では、回転中心Ｋから角型ウエハ６５の外縁６６までの最短距離βとなる長辺６６ａの中央部よりも径方向の内側に形成されている。
また、中間室９７は、整流板８８の挿通孔８９ａの内周面よりも径方向の外側に形成されている。これにより、後述する吹き出し孔９６を、挿通孔８９ａの内周面よりも径方向の外側に形成することができる。

図５に示すように、整流板８８の上面８８ａには、中間室９７と整流板８８の上面８８ａと連通する吹き出し孔９６が複数（本実施形態では３２個）形成されている。吹き出し孔９６は、直径が例えば１ｍｍ程度であり、側面視で回転中心Ｋに沿って整流板８８の上面８８ａに対して垂直に形成されている。
図６に示すように、吹き出し孔９６は、角型ウエハ６５の外縁６６よりも径方向の内側であって、整流板８８の挿通孔８９ａの内周面よりも外側に形成される。本実施形態では、回転中心Ｋから角型ウエハ６５の外縁６６までの最短距離βを有する、長辺６６ａの中央部よりも径方向の内側に形成されている。
また、本実施形態の吹き出し孔９６は、中間室９７の上方に、中間室９７の周方向に沿って等間隔に形成されている。これにより、角型ウエハ６５の第２面６５ｂの略全周にわたって、気流Ｇを広範囲に吹き出すことができる。
図５に示すように、角型ウエハ６５の第２面６５ｂに向かって吹き出された気流Ｇは、角型ウエハ６５の第２面６５ｂに衝突した後、角型ウエハ６５の第２面６５ｂに沿うように径方向の内側から径方向の外側に向かって放射状に移動する。

（ウエハセット工程Ｓ１１４）
このように構成された成膜装置６０のスピンチャック７０に、金属膜が成膜された角型ウエハ６５をセットする角型ウエハセット工程Ｓ１１４を行う。
角型ウエハセット工程Ｓ１１４では、スピンチャック７０のウエハ保持部７２に、角型ウエハ６５をセットする。具体的には、角型ウエハ６５の下方に配置された第２面６５ｂと、ウエハ保持部７２の上面７２ａとを当接させ、ウエハ保持部７２の上面７２ａに角型ウエハ６５を載置する。角型ウエハ６５の第２面６５ｂとウエハ保持部７２の上面７２ａとの間には、不図示の位置決め機構が設けられており、角型ウエハ６５の中心軸が、スピンチャック７０の回転中心Ｋと略一致するように載置される。そして、不図示の真空ポンプで真空引きをしてウエハ保持部７２により角型ウエハ６５の第２面６５ｂを真空吸着し、ウエハ保持部７２に角型ウエハ６５を固定する。

（フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６）
図８は、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６の説明図である。
続いて、図８に示すように、フォトレジスト材８５を塗布し、角型ウエハ６５にフォトレジスト膜８５ａを成膜するフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６を行う。なお、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６は、大気中にて行われる。また、本実施形態で塗布されるフォトレジスト材８５は、露光された部分が硬化して現像時に残存する、いわゆるネガレジスト材である。

フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６では、不図示のモータを回転駆動させ、スピンチャック７０および角型ウエハ６５を高速回転させる。
そして、ガス供給手段から窒素ガス等の不活性ガスやドライエアー等を供給してガス供給路９８ａ内に気流Ｇを流通させ、吹き出し孔９６から気流Ｇを吹き出させて、角型ウエハ６５の下方において、径方向の内側から径方向の外側に向かって気流Ｇを流通させる。
さらに、ガス供給手段から、挿通孔８９ａの内周面８９ｂと支柱部７６の外周面との間のスペースに気流Ｇを流通させ、径方向の内側から径方向の外側に向かって気流Ｇを流通させる。この挿通孔８９ａからの気流Ｇは、吹き出し孔９６からの気流Ｇが径方向の内側に流入するのを抑制する働きもしている。

続いて、図８に示すように、回転中心Ｋに沿って角型ウエハ６５の上方に配置されたノズル７９から、角型ウエハ６５の第１面６５ａに向かってフォトレジスト材８５を滴下する。
滴下されたフォトレジスト材８５が角型ウエハ６５の第１面６５ａに付着すると、遠心力によって、角型ウエハ６５の略中央から外縁６６に向かって薄膜状に広がる。これにより、角型ウエハ６５の第１面６５ａにフォトレジスト膜８５ａが成膜される。

このとき、角型ウエハ６５の周辺では、角型ウエハ６５の高速回転により乱流Ｆが発生している。そして、フォトレジスト材８５が滴下された際およびフォトレジスト材８５が薄膜状に広がる際に発生するフォトレジスト材８５のミストや、大気中の塵埃等の浮遊物は、乱流Ｆによって角型ウエハ６５の下方に運ばれる。このため、角型ウエハ６５の第２面６５ｂに浮遊物が付着するおそれがあり、フォトレジスト膜８５ａの膜厚にムラが発生するおそれがあった。

しかし、本実施形態では、気流Ｇの吹き出し孔９６は、角型ウエハ６５の外縁６６よりも径方向の内側であって、整流板８８の挿通孔８９ａの内周面よりも外側に形成される。すなわち、挿通孔８９ａを吹き出し孔９６としている従来技術よりも、吹き出し孔９６を径方向の外側に配置している。したがって、図７に示すように、従来技術と同じ気流Ｇの流量であっても、角型ウエハ６５の外縁６６において径方向の内側から径方向の外側に向かう気流Ｇの流速を十分確保できるので、角型ウエハ６５の下方に乱流Ｆが回り込もうとしても、乱流Ｆを押し戻して乱流Ｆの回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのを抑制できるので、角型ウエハ６５にフォトレジスト膜８５ａを成膜する際の膜厚のムラを抑制し、圧電振動片４の外形形成時の不良発生を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、角型ウエハ６５の外縁６６よりも径方向の内側に、各溝部９１，９２が形成されている。この各溝部９１，９２により、角型ウエハ６５の下方において、径方向の外側から径方向の内側に向かう乱流Ｆを、各溝部９１，９２内に捕捉して滞留させることができる。このように、角型ウエハ６５の第２面６５ｂにおいて、径方向の内側から径方向の外側に向かう気流Ｇに加え、各溝部９１，９２により角型ウエハ６５の第２面６５ｂの略全周にわたって広範囲に乱流Ｆの回り込みを抑制できるので、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのをさらに抑制できる。

（レジスト膜パターン形成工程Ｓ１２０）
図９は、レジスト膜パターン形成工程Ｓ１２０の説明図である。
次に、図９に示すように、金属膜８４に重ねて成膜したフォトレジスト膜８５ａをフォトリソグラフィ技術によりパターニングするレジスト膜パターン形成工程Ｓ１２０を行う。
フォトマスク８６は、ガラス等の光透過性を有するフォト基板８７の主面８７ａ上に、クロム等の遮光性を有する遮光膜パターン８７ｂが形成されたものである。遮光膜パターン８７ｂは、フォトレジスト膜８５ａをパターニングするためのものであり、フォト基板８７の主面８７ａ上において、圧電振動片４の外形に相当する領域を除く領域に形成されている。
レジスト膜パターン形成工程Ｓ１２０では、フォトマスク８６を角型ウエハ６５の両面にセットし、紫外線Ｒを照射して露光を行う。前述のとおり、本実施形態のフォトレジスト材８５は、紫外線が露光された領域のフォトレジスト膜８５ａが硬化するネガレジスト材を用いている。したがって、露光後、現像液に浸漬した際、紫外線が露光されず硬化していない領域のフォトレジスト膜８５ａのみが選択的に除去される。

ここで、フォトレジスト膜８５ａの膜厚にムラが生じ、膜厚が厚く形成された部分が存在すると、フォトレジスト膜８５ａを露光しても十分に硬化できず、現像時に溶解され除去されるおそれがある。そして、残存したフォトレジスト膜８５ａのレジスト膜パターンに表面欠陥が発生するため、圧電振動片４の外形形成時の不良の原因となるおそれがある。
しかし、本実施形態では、フォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６において、浮遊物が角型ウエハ６５の第１面６５ａおよび第２面６５ｂに付着するのを抑制し、フォトレジスト膜８５ａの膜厚のムラを抑制しながらフォトレジスト膜８５ａを成膜している。したがって、レジスト膜パターン形成工程Ｓ１２０では、表面欠陥のないレジスト膜パターン８５ｂ（図１０参照）を形成できる。

（金属膜パターン形成工程Ｓ１２２）
図１０は、金属膜パターン形成工程Ｓ１２２の説明図である。
次に、残存したフォトレジスト膜８５ａのレジスト膜パターン８５ｂをレジストマスクとして、金属膜成膜工程Ｓ１１２で成膜した金属膜８４をパターニングする金属膜パターン形成工程Ｓ１２２を行う。本工程では、レジスト膜パターン８５ｂによりマスクされていない金属膜８４を選択的に除去する。その後、レジスト膜パターン８５ｂを除去する。これにより、角型ウエハ６５の第１面６５ａおよび第２面６５ｂ上には、圧電振動片４の外形に対応した金属膜パターン８４ｃが形成される。

（角型ウエハエッチング工程Ｓ１２４）
図１１は、角型ウエハエッチング工程Ｓ１２４の説明図である。
図１２は、エッチング後の角型ウエハ６５の説明図である。
次に、図１１に示すように、金属膜パターン８４ｃをメタルマスクとして、角型ウエハ６５の両面から角型ウエハ６５をエッチングする角型ウエハエッチング工程Ｓ１２４を行う。これにより、金属膜パターン８４ｃでマスクされていない領域を選択的に除去し、圧電振動片４の外形形状を有する圧電板４ａ（図１２参照）を形成できる。なお、図１２に示すように、各圧電板４ａはエッチング後の角型ウエハ６５と連結部４ｂにより連結されている。
以上で、外形形成工程Ｓ１１０が終了する。

（振動腕溝部形成工程Ｓ１３０）
次に、各圧電板４ａに後の振動腕溝部１８（図１参照）となる凹部を形成する振動腕溝部形成工程Ｓ１３０を行う。具体的には、各圧電板４ａの表面に、スプレーコート法等によりフォトレジスト膜（不図示）を成膜し、フォトリソグラフィ技術によってフォトレジスト膜をパターニングする。続いて、レジスト膜パターンをレジストマスクとして金属膜８４のエッチング加工を行い、凹部形成領域を空けた状態で金属膜８４をパターニングする。そして、この金属膜８４をメタルマスクとして角型ウエハ６５をエッチングした後、金属膜８４を除去することで、各圧電板４ａの主面上に凹部を形成できる。以上で、振動腕溝部形成工程Ｓ１３０が終了する。

（電極等形成工程Ｓ１４０）
次に、圧電振動片４の外形形状に形成された圧電板４ａの外表面に電極等を形成する電極等形成工程Ｓ１４０を行う。電極等形成工程Ｓ１４０では、まず、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１（いずれも図１参照）を形成する。次に、圧電板４ａの共振周波数の粗調を行う。重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、振動腕部１０，１１の重量を変化させることで行う。以上で、電極等形成工程Ｓ１４０が終了する。

（小片化工程Ｓ１５０）
最後に、図１２に示すように、角型ウエハ６５と各圧電板４ａとを連結していた連結部４ｂを切断して、複数の圧電振動片４を角型ウエハ６５から切り離して小片化する小片化工程Ｓ１５０を行う。これにより、１枚の角型ウエハ６５から、音叉型の圧電振動片４を一度に複数製造することができる。この時点で、圧電振動片４の製造工程が終了し、圧電振動片４を複数得ることができる。

（効果）
本実施形態によれば、角型ウエハ６５の外縁６６よりウエハ保持部７２の径方向の内側であって、挿通孔８９ａの内周面よりも径方向の外側に吹き出し孔９６を複数形成しているので、挿通孔８９ａを吹き出し孔９６としている従来技術よりも、吹き出し孔９６を径方向の外側に配置できる。したがって、従来技術と同じ気流Ｇの流量であっても、角型ウエハ６５の外縁６６において、径方向の内側から径方向の外側に向かう気流Ｇの流速を十分確保できるので、角型ウエハ６５の下方に乱流Ｆが回り込もうとしても乱流Ｆを押し戻して乱流Ｆの回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのを抑制できるので、角型ウエハ６５にフォトレジスト膜８５ａを成膜する際の膜厚のムラを抑制し、圧電振動片４の外形形成時の不良発生を抑制することができる。
また、角型ウエハ６５の第２面６５ｂにおける外縁６６で気流Ｇの流速を十分確保できるので、第２面６５ｂに向かって吹き出す気体の流量を従来技術よりも削減できる。したがって、従来技術よりも製造コストを削減することができる。

ここで、半導体デバイスを製造する場合、半導体基板の表面（本実施形態の「第１面６５ａ」に相当）のみにレジストパターンを形成し、半導体基板の表面のみを利用することが多い。このため、半導体基板の裏面（本実施形態の「第２面６５ｂ」に相当）に付着した浮遊物は、研磨により取り除くことができていた。
これに対して、圧電振動片４の外形形成の場合、上述のように角型ウエハ６５の全体を利用するため、第１面６５ａおよび第２面６５ｂにフォトレジスト膜８５ａを成膜している。したがって、フォトレジスト膜８５ａ成膜前の第２面６５ｂに付着した浮遊物を研磨で取り除くことができず、付着した浮遊物を除去するため、リンス液の塗布やＮ２ブロー等の追加工程が必要になる。さらに、表裏反転工程Ｓ１１８の後、再度のフォトレジスト膜成膜工程Ｓ１１６で第２面６５ｂにフォトレジスト膜８５ａを成膜する際、フォトレジスト膜８５ａがすでに成膜された第１面６５ａに浮遊物が付着した場合には、付着した浮遊物を取り除くことは非常に困難である。
しかし、本実施形態によれば、挿通孔８９ａを吹き出し孔９６としている従来技術よりも、吹き出し孔９６を径方向の外側に配置できる。したがって、気流Ｇの流速を十分確保できるので、角型ウエハ６５の下方に乱流Ｆが回り込もうとしても乱流Ｆを押し戻して乱流Ｆの回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのを抑制できる。このように、角型ウエハ６５の第２面６５ｂへの浮遊物の付着を効果的に抑制する本件発明は、圧電振動片４の外形形成において特に有効である。

また、本実施形態によれば、回転中心Ｋから吹き出し孔９６までの距離は、回転中心Ｋから角型ウエハ６５の外縁６６までの最短距離βより短いので、角型ウエハ６５の外縁６６よりも径方向の内側において、第２面６５ｂに向かって気体を吹き出すことができる。これにより、角型ウエハ６５の略全周にわたって、径方向の内側から径方向の外側に向かう気流Ｇを形成できるので、角型ウエハ６５の略全周にわたって広範囲に乱流Ｆの回り込みを抑制できる。これにより、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのを抑制できるので、角型ウエハ６５にフォトレジスト膜８５ａを成膜する際の膜厚のムラを抑制し、圧電振動片４の外形形成時の不良発生を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、各溝部９１，９２を形成することで、角型ウエハ６５の下方において径方向の外側から径方向の内側に向かう乱流Ｆを、各溝部９１，９２内に捕捉して滞留させることができる。これにより、角型ウエハ６５の第２面６５ｂの略全周にわたって広範囲に乱流Ｆの回り込みを抑制できる。したがって、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのをさらに抑制できる。

また、本実施形態によれば、整流板８８の内部に気体が一時滞留する中間室９７を設け、中間室９７と整流板８８の上面８８ａとを連通して吹き出し孔９６を形成しているので、所望の範囲に所望の数だけ吹き出し孔９６を形成することができる。これにより、角型ウエハ６５の略全周にわたって広範囲に乱流Ｆの回り込みを抑制できるので、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのをさらに抑制できる。

また、本実施形態によれば、上記製造方法によりフォトレジスト膜８５ａの膜厚のムラを抑制して、圧電振動片４を精度よく形成できる。したがって、外形不良により廃棄される圧電振動片４が減少するので、圧電振動片４の低コスト化ができる。

（実施形態の変形例、傾斜した吹き出し孔）
次に、実施形態の変形例の整流板８８について説明する。
図１３は、実施形態の変形例における整流板８８の説明図である。
上述の実施形態では、吹き出し孔９６は、回転中心Ｋに沿って整流板８８の上面８８ａに対して垂直に形成されていた。これに対して、本実施形態の変形例では、図１３に示すように、吹き出し孔９６が傾斜して形成されている点で、実施形態とは異なっている。なお、実施形態と同様の構成部分については説明を省略する。

図１３に示すように、吹き出し孔９６は、下方から上方に向かって径方向の外側に傾斜して形成されている。整流板８８の上面８８ａと吹き出し孔９６との間の角度は、例えば４５°程度になるように形成される。これにより、実施形態のように、吹き出し孔９６を回転中心Ｋに沿って垂直に形成する場合よりも、吹き出し孔９６をさらに径方向の外側に配置できる。
また、下方から上方に向かって径方向の外側に傾斜して吹き出し孔９６を形成することにより、角型ウエハの第２面に沿って角型ウエハ６５の径方向の内側から径方向の外側に向かう気流Ｇを確実に形成することできる。これにより、角型ウエハ６５の下方に乱流Ｆが回り込もうとしても、乱流Ｆを押し戻して乱流Ｆの回り込みを抑制できる。したがって、浮遊物が乱流Ｆによって運ばれ、角型ウエハ６５の下方に回り込んで角型ウエハ６５の第２面６５ｂに付着するのをさらに抑制できる。
また、径方向の外側に傾斜して吹き出し孔９６を形成することで、整流板８８の挿通孔８９ａに気流Ｇを発生しなくても、吹き出し孔９６から出た気流Ｇが径方向の内側に向かうのを抑制できる。したがって、圧電振動片４の製造コストを削減することができる。

（圧電振動子）
次に、上述した製造方法により製造された圧電振動片４を備えたパッケージ９として、圧電振動子１について説明する。
図１４は、圧電振動子１の外観斜視図である。
図１５は、圧電振動子１の内部構成図であって、リッド基板３を取り外した状態の平面図である。
図１６は、図１５のＢ−Ｂ線における断面図である。
図１７は、図１４に示す圧電振動子１の分解斜視図である。
なお、図１７においては、図面を見易くするために後述する励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１の図示を省略している。
図１４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２およびリッド基板３が接合膜３５を介して陽極接合されたパッケージ９と、パッケージ９のキャビティ３ａに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子１である。

図１６に示すように、ベース基板２およびリッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ３ａが形成されている。

リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５（接合材）が形成されている。接合膜３５は、キャビティ３ａの内面全体に加えて、キャビティ３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５は、アルミニウムにより形成されているが、クロムやシリコン等で接合膜３５を形成することも可能である。この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合され、キャビティ３ａが真空封止されている。

圧電振動子１は、ベース基板２を厚さ方向に貫通し、キャビティ３ａの内側と圧電振動子１の外側とを導通する貫通電極３２，３３を備えている。そして、貫通電極３２，３３は、ベース基板２を貫通する貫通孔３０，３１内に配置され、圧電振動片４と外部とを電気的に接続する金属ピン７と、貫通孔３０，３１と金属ピン７との間に充填される筒体６と、により形成されている。なお、以下には貫通電極３２を例にして説明するが、貫通電極３３についても同様である。また、貫通電極３３、引き回し電極３７および外部電極３９の電気的接続についても、貫通電極３２、引き回し電極３６および外部電極３９と同様となっている。

貫通孔３０は、ベース基板２の上面Ｕ側から下面Ｌ側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、貫通孔３０の中心軸Ｏを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。
金属ピン７は、銀やニッケル合金、アルミニウム等の金属材料により形成された導電性の棒状部材であり、鍛造やプレス加工により成型される。金属ピン７は、線膨張係数がベース基板２のガラス材料と近い金属、例えば、鉄を５８重量パーセント、ニッケルを４２重量パーセント含有する合金（４２アロイ）で形成することが望ましい。
筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。筒体６の中心には、金属ピン７が筒体６を貫通するように配されており、筒体６は、金属ピン７および貫通孔３０に対して強固に固着している。

図１７に示すように、ベース基板２の上面Ｕ側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。また、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれ金等からなるバンプＢが形成されており、前記バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極が実装されている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１７（図１５参照）が、一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１６（図１５参照）が、他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。

ベース基板２の下面Ｌには、一対の外部電極３８，３９が形成されている。一対の外部電極３８，３９は、ベース基板２の長手方向の両端部に形成され、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続されている。

このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３および第２の励振電極１４に電圧を印加できるので、一対の振動腕部１０，１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用できる。

（効果）
本発明によれば、低コストな圧電振動片４を備えているので、低コストな圧電振動子１を得ることができる。

（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１８を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１８に示すように、圧電振動子１を、集積回路１１１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の前記集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子１の圧電振動片が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１および圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。

このように構成された発振器１１０において、圧電振動子１に電圧を印加すると、圧電振動子１内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１１１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１１１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１１１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加できる。

本実施形態の発振器１１０によれば、低コストな圧電振動子１を備えているので、低コストな発振器１１０を提供できる。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１９を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化および軽量化されている。

次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図１９に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。

制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。

計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、インターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。

通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３および呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１３１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。

また、着信音発生部１３３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１３２は、例えば、０から９の番号キーおよびその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。

電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９および着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。

すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５に表示できる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１２５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１２４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断できる電源遮断部１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止できる。

本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、低コストな圧電振動子１を備えているので、低コストな携帯情報機器１２０を提供できる。

（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図２０を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図２０に示すように、フィルタ部１４１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。

以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１４３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１４１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。

更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４８に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。

なお、前述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１４０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。

本実施形態の電波時計１４０によれば、低コストな圧電振動子１を備えているので、低コストな電波時計１４０を提供できる。

なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態の圧電振動片４の製造方法では、音叉型の圧電振動片４を製造しているが、本発明の製造方法により製造される圧電振動片４は音叉型に限られず、例えば、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）であってもよい。また、本発明の製造方法により、圧電振動片以外の電子部品を製造してもよい。

本実施形態の圧電振動片４の製造方法では、フォトレジスト材８５を成膜しているが、フォトレジスト膜８５ａ以外のマスク材膜を成膜してもよい。また、フォトレジスト材８５としてネガレジスト材を用いているが、フォトレジスト材８５はネガレジスト材に限られず、ポジレジスト材を用いてもよい。

本実施形態の圧電振動片４の製造方法では、整流板８８の上面８８ａに、外径側溝部９１および内径側溝部９２の２個の溝部を形成しているが、溝部の個数は本実施形態に限られることはない。また、整流板８８の上面８８ａに溝部を形成しなくてもよい。ただし、外径側溝部９１内および内径側溝部９２内で乱流Ｆを捕捉でき、角型ウエハ６５の下方に浮遊物が回り込むのを抑制できる点で、本実施形態に優位性がある。

本実施形態の圧電振動片４の製造方法では、整流板８８の上面８８ａにおける吹き出し孔９６の径方向の内側は平坦に形成されており、整流板８８の挿通孔８９ａに気流Ｇを発生させて、吹き出し孔９６からの気流Ｇが径方向の内側に向かうのを抑制していた。しかし、例えば、整流板８８の上面８８ａにおける吹き出し孔９６の径方向の内側に突起を形成して、吹き出し孔９６からの気流Ｇが径方向の内側に向かうのを抑制してもよい。

１・・・圧電振動子 ４・・・圧電振動片 ６５・・・角型ウエハ ６５ａ・・・第１面 ６５ｂ・・・第２面 ６６・・・外縁 ６７・・・整流板 ７０・・・スピンチャック ７２・・・ウエハ保持部 ７２ａ・・・上面 ７６・・・支柱部 ８５ａ・・・フォトレジスト膜（マスク材膜） ８８・・・整流板 ８８ａ・・・上面 ８９ａ・・・挿通孔 ９１・・・外径側溝部（溝部） ９２・・・内径側溝部（溝部） ９６・・・吹き出し孔 ９７・・・中間室 １１０・・・発振器 １２０・・・携帯情報機器（電子機器） １２３・・・計時部 １４０・・・電波時計 １４１・・・フィルタ部 Ｓ１１６・・・フォトレジスト膜成膜工程（マスク材膜成膜工程） Ｋ・・・回転中心 β・・・最短距離

Claims (11)

1. 角型ウエハから圧電振動片を製造する圧電振動片の製造方法であって、
   前記角型ウエハの第１面に、前記圧電振動片の外形形成時のマスクとなるマスク材膜をスピンコート法により成膜するマスク材膜成膜工程を有し、
   前記マスク材膜成膜工程は、スピンチャックのウエハ保持部の上面に前記角型ウエハの第２面を下方にして保持し、前記角型ウエハの外縁より外側に張り出す整流板を前記ウエハ保持部の下方に配置して、前記ウエハ保持部の中心軸を回転中心として前記角型ウエハを回転させて行い、
   前記スピンチャックは、前記ウエハ保持部の下方に前記回転中心に沿って延設され、前記ウエハ保持部を支持する支柱部を備え、
   前記整流板は、前記支柱部が挿通される挿通孔を有し、
   前記整流板の上面には、前記角型ウエハの前記第２面に向かって気体を吹き出す吹き出し孔が、前記角型ウエハの外縁より前記ウエハ保持部の径方向の内側であって前記挿通孔の内周面よりも前記径方向の外側に複数形成されていることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
2. 請求項１に記載の圧電振動片の製造方法であって、
   前記回転中心から前記吹き出し孔までの距離は、前記回転中心から前記角型ウエハの外縁までの最短距離より短いことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の圧電振動片の製造方法であって、
   前記ウエハ保持部の上面に、前記回転中心を中心とした円環状の溝部が形成され、
   前記溝部は、前記吹き出し孔よりも前記径方向の外側に形成されていることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
4. 請求項１から３に記載の圧電振動片の製造方法であって、
   前記整流板の内部に、外部から供給された前記気体が一時滞留する中間室を設け、
   前記中間室は、前記回転中心を中心としたリング状に形成され、
   前記吹き出し孔は、前記中間室と前記整流板の上面とを連通して形成されていることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
5. 請求項１から４に記載の圧電振動片の製造方法であって、
   前記吹き出し孔は、下方から上方に向かって、前記径方向の外側に傾斜して形成されていることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
6. 角型ウエハの第１面に、圧電振動片の外形形成時のマスク材膜をスピンコート法により成膜する際に使用する圧電振動片の製造装置であって、
   ウエハ保持部の上面に前記角型ウエハの第２面を下方にして保持し、前記角型ウエハの外縁より外側に張り出す整流板を前記ウエハ保持部の下方に配置して、前記ウエハ保持部の中心軸を回転中心として前記角型ウエハを回転させるスピンチャックを備え、
   前記スピンチャックは、前記ウエハ保持部の下方に前記回転中心に沿って延設され、前記ウエハ保持部を支持する支柱部を備え、
   前記整流板は、前記支柱部が挿通される挿通孔を有し、
   前記整流板の上面には、前記角型ウエハの前記第２面に向かって気体を吹き出す吹き出し孔が、前記角型ウエハの外縁より前記ウエハ保持部の径方向の内側であって前記挿通孔の内周面よりも前記径方向の外側に複数形成されていることを特徴とする圧電振動片の製造装置。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動片。
8. 請求項７に記載の圧電振動片を備えたことを特徴とする圧電振動子。
9. 請求項８に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
10. 請求項８に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
11. 請求項８に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
    
    

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