WO2007122786A1 - 圧電振動片の製造方法 - Google Patents

圧電振動片の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2007122786A1
WO2007122786A1 PCT/JP2007/000264 JP2007000264W WO2007122786A1 WO 2007122786 A1 WO2007122786 A1 WO 2007122786A1 JP 2007000264 W JP2007000264 W JP 2007000264W WO 2007122786 A1 WO2007122786 A1 WO 2007122786A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dry etching
manufacturing
piezoelectric vibrating
vibrating piece
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/000264
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akira Hokibara
Sachi Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Epson Corp
Original Assignee
Epson Toyocom Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epson Toyocom Corp filed Critical Epson Toyocom Corp
Priority to CN2007800102728A priority Critical patent/CN101405937B/zh
Priority to EP07736921A priority patent/EP2007010A4/en
Publication of WO2007122786A1 publication Critical patent/WO2007122786A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/082—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by etching, e.g. lithography
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H2003/026—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks the resonators or networks being of the tuning fork type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49005—Acoustic transducer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4957—Sound device making
    • Y10T29/49574—Musical instrument or tuning fork making

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed.
  • the following method is known as a method of processing a quartz substrate which is a piezoelectric material to form a piezoelectric vibrating reed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-220413 (page 3, Paragraph Nos. [0 0 0 2 0] to [0 0 0 2 2])
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed having vibration characteristics with less surface degeneration layer and less difference with designed vibration characteristics.
  • a method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed according to the present invention is a method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed that forms a piezoelectric vibrating reed from a substrate made of a piezoelectric material, and a mask forming step of forming a dry etching mask on the substrate After the mask formation step, etching is performed leaving a part of the etched portion of the substrate by dry etching.
  • the wet etching is performed to separate and form the piezoelectric vibrating reed. Therefore, the altered layer generated by the dry etching is exposed, and the altered layer is removed by wet etching. Most of it is removed. Therefore, there is obtained a method of manufacturing a piezoelectric vibrating reed having vibration characteristics with few surface degeneration layers and a small difference from the designed vibration characteristics.
  • the wet etching process after performing the mask formation process, the dry etching process, and the mask removal process on each of both sides of the substrate.
  • both sides of the substrate are processed by dry etching, so that both sides of the piezoelectric vibrating reed can be processed less easily by the influence of the substrate anisotropy by dry etching. is there.
  • the wet etching step it is preferable to wet etch the surface of the substrate on which the dry etching mask is formed.
  • the mask is formed on the surface of the substrate formed by wet etching.
  • the piezoelectric vibrating reed is a tuning fork type quartz vibrating reed.
  • the vibrating arm of the tuning fork type quartz crystal vibrating piece has a large vibration width and is easily influenced by the deteriorated layer, the method of manufacturing the piezoelectric vibrating piece having the larger effect described above can be obtained.
  • FIG. 1 (a) is a plan view of a coupled quartz-crystal vibrating piece according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 A flow diagram showing a method of manufacturing a tuning fork type crystal vibrating piece.
  • FIG. 3 A schematic partial cross-sectional view showing a method of manufacturing a tuning fork-type crystal vibrating piece.
  • FIG. 4 (a) is a plan view of a connected crystal vibrating piece according to a second embodiment of the present invention, and (b) is a cross-sectional view taken along line B_B in (a).
  • FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view showing a method of manufacturing a tuning fork-type crystal vibrating piece.
  • FIG. 6 is a schematic partial sectional view showing a method of manufacturing a tuning fork-type crystal vibrating piece according to a third embodiment of the present invention.
  • crystal vibrating piece as a piezoelectric vibrating piece
  • 20 quartz substrate as a substrate made of a piezoelectric material
  • 25 etched portion
  • 30 metal mask as a dry etching mask.
  • the first embodiment is shown in FIGS. 1 to 3 and the second embodiment is shown in FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 1 shows a quartz-crystal-strip connected body 100 according to the present embodiment in which a tuning-fork type quartz-crystal vibrating piece 10 as a piezoelectric vibrating piece is connected.
  • a flow diagram showing a method of manufacturing the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 10 is shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic partial sectional view showing a method of manufacturing the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 10.
  • FIG. 1 (a) shows a plan view of the quartz-crystal-strip coupled body 100
  • FIG. 1 (b) shows an A_A cross-sectional view of (a).
  • the tuning-fork type quartz crystal vibrating piece 10 is connected by the support portion 1 of the quartz crystal vibrating piece connected body 100 and arranged side by side. In FIG. 1, although three tuning fork type quartz vibrating reeds 10 are connected, actually more tuning fork type quartz vibrating reeds 10 not shown are connected.
  • the tuning-fork type quartz crystal vibrating piece 10 is provided with two vibrating arms 3 in the base 2.
  • Vibrating arm 3 has a substantially H-shaped cross section and is formed from the base 2 in the same direction.
  • the base 2 is connected to the support 1.
  • Grooves 4 are formed at four power points of the main surface of the two vibrating arms 3 and the other main surface.
  • the shape of the groove 4 is substantially the same at all four power stations, and the cross-sectional shape thereof is substantially U-shaped. To be precise, the shape of the bottom 41 of the groove 4 is not flat.
  • the method of manufacturing the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 10 includes steps 1 (S 1) and 4 (S 4) as a metal mask forming process which is a mask forming process, and a step 2 as a dry etching process.
  • a metal mask is used as a dry etching mask.
  • the wet etching process is performed after the metal mask forming process, the dry etching process, and the metallic mask removing process are performed twice.
  • FIG. 14 is a schematic partial cross-sectional view showing each step of S7.
  • a metal mask 30 is formed on the main surface 26 of a quartz substrate 20 as a substrate made of a piezoelectric material.
  • the quartz substrate 20 is polished so that the front and back sides are uniform.
  • the metal mask 30 is formed to have an outer shape substantially the same as the shape viewed from the main surface of the quartz-crystal vibrating piece connected body 100 shown in FIG. 1 (a). Then, an opening 31 is formed in the portion of the groove 4.
  • the metal mask 30 can be selectively formed by the well-known photo resist method and sputtering method. Also, nickel or the like can be used as the material of the metal mask 30. An area in the thickness direction of the quartz substrate 20 in which the metal mask 30 is not formed is an etched portion 25.
  • FIG. 3 (b) dry etching is performed. Etched by etching The quartz substrate 20 corresponding to the etching portion 25 and the opening 31 of the metal mask 30 is etched. A groove 4 is formed in the vibrating arm 3. Dry etching is performed so that a part of the etched portion 25 is left.
  • Dry etching is performed using a reactive gas such as CHF 3 in a RIE (reactive ion etching) apparatus which is an oxide film dry etcher generally employed.
  • RIE reactive ion etching
  • the other main surface 27 of the main surface 26 to be etched is brought into contact with a cooling sheet or the like.
  • the surface temperature of the quartz substrate 20 rises due to the collision of ions, and the altered layer 23 is formed.
  • the altered layer 23 is formed on the surface where the surface temperature has risen.
  • the altered layer 23 has different thickness and quality depending on the location of the surface to which the ions are exposed.
  • the temperature-increased temperature of the metal mask 30 forms the altered layer 23.
  • the dry etching rate in the narrow groove 4 and the dry etching rate in the other wide area are different depending on the microloading effect which is the characteristic of the dry etching. Therefore, the groove 4 is etched shallower than the other portions even under the same etching conditions.
  • the portions corresponding to the side surfaces of the groove 4 and the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 10 are formed by dry etching, there is no etching anisotropy resulting from the anisotropy of the crystal of the quartz crystal. It is formed substantially perpendicularly to.
  • a quartz substrate 21 is obtained, in which the main surface 26 of the quartz substrate 20 is dry etched.
  • the metal mask 30 is removed.
  • the removal of the metal mask 30 is performed by immersion in an aqueous solution of an acid such as hydrochloric acid.
  • a metal mask 30 is formed on the other principal surface 27 of the quartz substrate 21 in the same manner as S 1.
  • wet etching is performed.
  • the degraded layer 23 is removed, and a part of the etched portion 25 is removed. That is, the surface of the quartz substrate 20 on which the metal mask 30 is formed is wet-etched by wet etching. Therefore, the modified layer 23 formed on the surface of the quartz substrate 20 on which the metal mask 30 is formed can be removed. Also, due to the anisotropy of the crystal of the crystal, the bottom surface 41 of the groove 4 is not etched flat.
  • the wet etching is performed using hydrofluoric acid or the like.
  • the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 10 is formed separately from the quartz crystal substrate 20 together with the quartz crystal vibrating piece coupled body 100.
  • the wet etching is performed to separate and form the tuning fork type quartz vibrating reed 10, so that the modified layer 23 produced by the dry etching can be exposed.
  • the altered layer 2 3 can be removed. That is, the affected layer 23 formed on the surface of the crystal substrate 20 on which the metal mask 30 is formed can be removed by wet etching. Therefore, it is possible to obtain a manufacturing method of the tuning fork type crystal vibrating piece 10 having vibration characteristics with a small difference from the designed vibration characteristics.
  • FIG. 4 shows a coupled quartz-crystal vibrating piece 200 according to the present embodiment in which a tuning-fork type quartz crystal vibrating piece 50 as a piezoelectric vibrating piece is connected.
  • FIG. 5 shows a schematic partial cross-sectional view showing a method of manufacturing the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 50.
  • FIG. 4 (a) shows a plan view of the quartz-crystal vibrating piece connected body 200
  • FIG. 4 (b) shows a B_B cross-sectional view of (a).
  • the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 50 has the same configuration as that of the first embodiment except that the groove 4 in the first embodiment is not formed.
  • the tuning fork type crystal vibrating piece 50 is obtained by individually cutting the tuning fork type crystal vibrating piece 50 from the quartz crystal vibrating piece connected body 200.
  • the tuning fork type quartz crystal vibrating piece 50 without the groove 4 has the same effect as that of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view showing a method of manufacturing the tuning fork-type crystal vibrating piece 10 according to the third embodiment of the present invention.
  • the quartz crystal vibrating piece connector 100 is the same as that shown in FIG. 1 showing the first embodiment.
  • a metal mask 30 is formed on the main surface 27 of the quartz substrate 20.
  • the metal mask 30 is formed on the entire surface by providing an opening 31 only in the groove 4.
  • etching is performed in Fig. 6 (b).
  • the quartz substrate 20 corresponding to the opening 31 of the metal mask 30 is dry etched, and only the groove 4 is formed on the main surface 27.
  • the other main surface 26 is cooled by a cooling plate or the like to prevent the temperature rise of the quartz substrate 20.
  • the metal mask 30 is removed.
  • the removal of the metal mask 30 is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • a metal mask 30 similar to that used in S 1 of the first embodiment is formed on the other main surface 26 of the quartz substrate 21.
  • the crystal substrate 22 etched from the side of the main surface 26 and the other main surface 27 is obtained.
  • wet etching is performed to remove a part of the etching processing portion 25 of the quartz substrate 22.
  • the excitation electrode and the detection electrode are formed extending to the base 2 on both the front and back sides (including the side) of the vibrating arm 3 and in the groove 4 and mounted in a package It is used as a crystal oscillator connected to an external circuit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

　表面の変質層が少なく、設計された振動特性との差が少ない振動特性を備えた圧電振動片の製造方法を提供すること。 　メタルマスク３０を除去した後に、ウェットエッチングを行い音叉型水晶振動片１０を分離形成するので、ドライエッチングによって生じた変質層２３を露出でき、ウェットエッチングによって変質層２３を除去できる。したがって、設計された振動特性との差が少ない振動特性を備えた音叉型水晶振動片１０の製造方法を得ることができる。

Description

明 細 書
圧電振動片の製造方法
技術分野
[0001 ] 本発明は、 圧電振動片の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 圧電材料である水晶基板を加工して圧電振動片を形成する方法として以下 の方法が知られている。
ドライエッチングであるリアクティブイオンエッチングによって、 圧電振 動片としての水晶振動子を加工する方法が知られている （例えば、 特許文献 1参照） 。 ドライエッチングでは、 水晶基板の異方性の影響を受けにくい加 ェが可能である。
[0003] 特許文献 1 ：特開平 8— 2 4 2 1 3 4号公報 （第 3頁、 段落番号 [ 0 0 2 0 ] 〜 [ 0 0 2 2 ] )
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ドライエッチングによる加工では、 イオンの衝突による基板表面の温度の 上昇、 ミキシング等によって表面に変質層が生じる。 この変質層は基板と同 じ圧電特性をもたないので、 圧電振動片として有効に作動する部分が減少す る。 また、 変質層の圧電特性の予測が困難であるため、 変質層を含めた振動 特性を設計することが難しい。
本発明の目的は、 表面の変質層が少なく、 設計された振動特性との差が少 ない振動特性を備えた圧電振動片の製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の圧電振動片の製造方法は、 圧電材料からなる基板から圧電振動片 を形成する圧電振動片の製造方法であって、 前記基板にドライエッチングマ スクを形成するマスク形成工程と、 前記マスク形成工程後に、 ドライエッチ ングによって、 前記基板のエッチング加工部の一部を残してエッチングする ドライエッチング工程と、 前記ドライエッチング工程の後に、 前記ドライエ ツチングマスクを除去するマスク除去工程と、 前記マスク除去工程後に、 ゥ エツ卜エッチングによって前記エッチング加工部の一部を除去し、 前記圧電 振動片を前記基板から分離形成するウエットエッチング工程とを含むことを 特徴とする。
[0006] この発明によれば、 ドライエッチングマスクを除去した後に、 ウエットェ ッチングを行い圧電振動片を分離形成するので、 ドライエッチングによって 生じた変質層が露出し、 ゥエツ卜エッチングによって変質層が除去またはそ の大部分が除去される。 したがって、 表面の変質層が少なく、 設計された振 動特性との差が少ない振動特性を備えた圧電振動片の製造方法が得られる。
[0007] 本発明では、 前記基板の両面それぞれについて、 前記マスク形成工程と、 前記ドライエッチング工程と、 前記マスク除去工程とを行った後に、 前記ゥ エツ卜エッチング工程を行うのが好ましい。
この発明では、 前述の効果に加え、 基板の両面についてドライエッチング による加工を行うので、 圧電振動片の両面に対して、 ドライエッチングによ る基板の異方性の影響を受けにくい加工が可能である。
[0008] 本発明では、 前記ゥエツ卜エッチング工程は、 前記ドライエッチングマス クが形成された基板の表面をゥエツ卜エッチングするのが好ましい。
この発明では、 ウエットエッチングによって、 マスクが形成された基板の 表面に形成さ
れた変質層が除去される。
[0009] 本発明では、 前記圧電振動片は、 音叉型水晶振動片であるのが好ましい。
この発明では、 音叉型水晶振動片の振動腕は振動幅が大きく、 変質層の影 響を受けやすいため、 より前述の効果の大きい圧電振動片の製造方法が得ら れる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1 ] ( a ) は、 本発明にかかる第 1実施形態の水晶振動片連結体の平面図、
( b ) は、 ( a ) における A _ A断面図。 [図 2]音叉型水晶振動片の製造方法を表すフロー図。
[図 3]音叉型水晶振動片の製造方法を表す概略部分断面図。
[図 4] ( a ) は、 本発明にかかる第 2実施形態の水晶振動片連結体の平面図、 ( b ) は、 ( a ) における B _ B断面図。
[図 5]音叉型水晶振動片の製造方法を表す概略部分断面図。
[図 6]本発明の第 3実施形態にかかる音叉型水晶振動片の製造方法を表す概略 部分断面図。
符号の説明
[0011 ] 1 0…圧電振動片としての水晶振動片、 2 0…圧電材料からなる基板とし ての水晶基板、 2 5…エッチング加工部、 3 0…ドライエッチングマスクと してのメタルマスク。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、 本発明にかかる実施形態について図面に基づいて説明する。 各実施 形態において、 同じ構成要素には、 同じ符号を付して説明する。
図 1〜図 3には第 1実施形態が示され、 図 4および図 5には第 2実施形態 が示されている。
[0013] (第 1実施形態）
図 1には、 圧電振動片としての音叉型水晶振動片 1 0が連結された、 本実 施形態における水晶振動片連結体 1 0 0が示されている。 図 2には、 音叉型 水晶振動片 1 0の製造方法を表すフロー図が示されている。 図 3には、 音叉 型水晶振動片 1 0の製造方法を表す概略部分断面図が示されている。
[0014] 図 1 ( a ) には、 水晶振動片連結体 1 0 0の平面図、 同図 （b ) は ( a ) における A _ A断面図が示されている。
音叉型水晶振動片 1 0は、 水晶振動片連結体 1 0 0の支持部 1によって連 結され、 並んで配置されている。 図 1では、 3個の音叉型水晶振動片 1 0が 連結されているが、 実際には図示しないそれ以上の音叉型水晶振動片 1 0が 連結されている。
音叉型水晶振動片 1 0は、 基部 2に 2本の振動腕 3を備えている。 振動腕 3は断面が略 H型形状で、 基部 2から同じ方向に向けて形成されている。 そ して、 基部 2が支持部 1と連結している。
2本の振動腕 3の主面および他方の主面の 4力所には、 溝 4が形成されて いる。 溝 4の形状は 4力所とも略同形状で、 その断面形状は略コの字型であ る。 正確には、 溝 4の底面 41の形状は平面とはなっていない。
[0015] 以下に、 音叉型水晶振動片 1 0の製造方法を図に基づいて説明する。
図 2において、 音叉型水晶振動片 1 0の製造方法は、 マスク形成工程であ るメタルマスク形成工程としてのステップ 1 (S 1 ) およびステップ 4 (S 4) と、 ドライエッチング工程としてのステップ 2 (S 2) およびステップ 5 (S 5) と、 マスク除去工程であるメタルマスク除去工程としてのステツ プ 3 (S3) およびステップ 6 (S 6) と、 ウエットエッチング工程として のステップ 7 (S 7) とを含む。 ここで、 ドライエッチングマスクとしてメ タルマスクを使用している。
本実施形態では、 メタルマスク形成工程と、 ドライエッチング工程と、 メ タルマスク除去工程とを 2回行った後にウエットエッチング工程を行う。
[0016] 図 3において、 （a) は S 1、 （b) は S 2、 （c) は S3、 （d) は S 4、 （e) は S5、 （ f ) は S6、 （g) は S 7のそれぞれの工程を示した 概略部分断面図である。
図 3 (a) において、 圧電材料からなる基板としての水晶基板 20の主面 26にメタルマスク 30を形成する。 水晶基板 20は、 表裏両面を均一にな るように研磨しておく。 メタルマスク 30は、 図 1 (a) に示した水晶振動 片連結体 1 00の主面から見た形状と略同じ外形状に形成する。 そして、 溝 4の部分には、 開口部 31を形成する。
メタルマスク 30は、 よく知られたフォトレジス卜法とスパッタ法とによ つて選択的に形成できる。 また、 メタルマスク 30の材料は、 ニッケル等を 用いることができる。 メタルマスク 30の形成されていない水晶基板 20の 厚み方向の領域が、 エッチング加工部 25となる。
[0017] 図 3 (b) において、 ドライエッチングを行う。 エッチングにより、 エツ チング加工部 2 5と、 メタルマスク 3 0の開口部 3 1とに相当する水晶基板 2 0がエッチングされている。 振動腕 3には、 溝 4が穿設される。 ドライエ ツチングは、 エッチング加工部 2 5の一部を残すように行う。
ドライエッチングは、 一般に採用されている酸化膜ドライエッチヤーであ る R I E (リアクティブイオンエッチング） 装置にて、 反応ガス、 例えば C H F3を用いて行う。 ここで、 水晶基板 2 0の温度上昇を防ぐためにエツチン グされる主面 2 6の他方の主面 2 7は冷却シー卜等と接触させておく。
[0018] ドライエッチングの際、 イオンの衝突により水晶基板 2 0の表面温度が上 昇し、 変質層 2 3が形成される。 図 3では、 変質層 2 3はメタルマスク 3 0 の部分しか図示されていないが、 表面温度が上昇した表面には、 変質層 2 3 が形成されている。 変質層 2 3は、 イオンのさらされる表面の場所等により その厚さ、 質が異なる。
メタルマスク 3 0が形成された水晶基板 2 0の表面であっても、 メタルマ スク 3 0の温度上昇によって変質層 2 3が形成されている。
[0019] この際、 狭い溝 4におけるドライエッチングレートとその他の広い領域の ドライエッチングレートとは、 ドライエッチングの特性であるマイクロロー デイング効果によって異なる。 したがって、 同じエッチング条件であっても 、 溝 4はその他の部分より浅くエッチングされている。
また、 溝 4および音叉型水晶振動片 1 0の側面に該当する部分は、 ドライ エッチングで形成されるため、 水晶の結晶の異方性から生ずるエッチング異 方性がなく、 水晶基板 2 0の表面に対して略垂直に形成されている。
S 2の工程で、 水晶基板 2 0の主面 2 6がドライエッチングされた水晶基 板 2 1が得られる。
[0020] 図 3 ( c ) において、 メタルマスク 3 0を除去する。 メタルマスク 3 0の 除去は、 塩酸等の酸の水溶液等に浸漬することで行う。
[0021 ] 図 3 ( d ) において、 水晶基板 2 1の他方の主面 2 7に S 1と同様にメタ ルマスク 3 0を形成する。
[0022] 図 3 ( e ) において、 S 2と同様にドライエッチングを行う。 このドライ エッチングも、 エッチング加工部 2 5の一部が残るように行う。 したがって 、 この S 5の工程で、 主面 2 6と他の主面 2 7側からエッチングされた水晶 基板 2 2が得られる。
[0023] 図 3 ( f ) において、 S 3と同様にメタルマスク 3 0を除去する。
[0024] 図 3 ( g ) において、 ウエットエッチングを行う。 ウエットエッチングを 行うことにより変質層 2 3を除去するとともに、 エッチング加工部 2 5の一 部を除去する。 つまり、 ウエットエッチングによって、 メタルマスク 3 0が 形成された水晶基板 2 0の表面をゥエツ卜エッチングすることになる。 した がって、 メタルマスク 3 0が形成された水晶基板 2 0の表面に形成された変 質層 2 3を除去することができる。 また、 水晶の結晶の異方性から溝 4の底 面 4 1は平面にエッチングされていない。 ゥエツ卜エッチングは、 フッ化水 素酸等を用いて行う。
ここで、 音叉型水晶振動片 1 0は、 水晶振動片連結体 1 0 0とともに水晶 基板 2 0から分離形成される。
[0025] 最後に、 水晶振動片連結体 1 0 0から音叉型水晶振動片 1 0を個々に切リ 離すことによ
つて、 音叉型水晶振動片 1 0が得られる。
このような本実施形態によれば、 以下の効果がある。
[0026] ( 1 ) メタルマスク 3 0を除去した後に、 ウエットエッチングを行い音叉 型水晶振動片 1 0を分離形成するので、 ドライエッチングによって生じた変 質層 2 3を露出でき、 ゥエツ卜エッチングによって変質層 2 3を除去できる 。 つまり、 ウエットエッチングによって、 メタルマスク 3 0が形成された水 晶基板 2 0の表面に形成された変質層 2 3を除去できる。 したがって、 設計 された振動特性との差が少ない振動特性を備えた音叉型水晶振動片 1 0の製 造方法を得ることができる。
[0027] ( 2 ) 前述の効果に加え、 水晶基板 2 0の両面についてドライエッチング による加工を行うので、 音叉型水晶振動片 1 0の両面の溝 4の加工に対して 、 ドライエッチングによる水晶基板 2 0の異方性の影響を受けにくい加工が できる。
[0028] (第 2実施形態）
図 4には、 圧電振動片としての音叉型水晶振動片 50が連結された、 本実 施形態における水晶振動片連結体 200が示されている。 また、 図 5には、 音叉型水晶振動片 50の製造方法を表す概略部分断面図が示されている。
[0029] 図 4 (a) には、 水晶振動片連結体 200の平面図、 同図 （b) は (a) における B _ B断面図が示されている。
音叉型水晶振動片 50には、 第 1実施形態における溝 4が形成されていな い点以外は、 第 1実施形態と同様の構成となっている。
[0030] 以下に、 音叉型水晶振動片 50の製造方法を図に基づいて説明する。
本実施形態においても、 図 2に示した工程およびステップを含む。
図 5において、 （a) は S 1、 (b) は S 2、 (c) は S3、 (d) は S 4、 （e) は S5、 （f ) は S6、 （g) は S 7のそれぞれの工程を示した 概略部分断面図である。
図 5 (a) および （d) はメタルマスク形成工程である S 1および S 4を 示しているが、 第 1実施形態とは開口部 31が設けられていない点が異なる 。 その他は第 1実施形態と同様である。
[0031] 第 1実施形態と同様に、 S 1〜S7の工程を行なった後、 水晶振動片連結 体 200から音叉型水晶振動片 50を個々に切り離すことによって、 音叉型 水晶振動片 50が得られる。
このような本実施形態によれば、 溝 4のない音叉型水晶振動片 50におい ても第 1実施形態と同様の効果がある。
[0032] (第 3実施形態）
図 6には、 本発明の第 3実施形態にかかる音叉型水晶振動片 1 0の製造方 法を表す概略部分断面図が示されている。 水晶振動片連結体 1 00は第1実 施形態を表した図 1に示したものと同様である。
[0033] 図 6において、 （a) は S 1、 （b) は S 2、 （c) は S3、 （d) は S 4、 （e) は S5、 （f ) は S6、 （g) は S 7のそれぞれの工程を示した 概略部分断面図である。
図 6 ( a ) において、 水晶基板 2 0の主面 2 7にメタルマスク 3 0を形成 する。 メタルマスク 3 0は、 溝 4の部分にのみ開口部 3 1を設けて全面に形 成されている。
図 6 ( b ) においてドライエッチングを行う。 メタルマスク 3 0の開口部 3 1に相当する水晶基板 2 0がドライエッチングされ、 主面 2 7に溝 4のみ が形成される。 ドライエッチングを行っている間、 他方の主面 2 6を冷却シ 一卜等によって冷却し、 水晶基板 2 0の温度上昇を防ぐ。
[0034] 図 6 ( c ) において、 メタルマスク 3 0を除去する。 メタルマスク 3 0の 除去は、 第 1実施形態と同様に行う。
図 6 ( d ) において、 水晶基板 2 1の他方の主面 2 6に、 第 1実施形態の S 1で用いたものと同様のメタルマスク 3 0を形成する。
[0035] 図 6 ( e ) において、 ドライエッチングを行う。 このエッチングは、 主面
2 7付近までエッチングを行う。 このとき、 主面 2 7には、 冷却シート等を 接触させ水晶基板 2 1の温度上昇を防ぐ。 また、 エッチング加工部 2 5の一 部が残るように行う。
この S 5の工程で、 主面 2 6と他方の主面 2 7側からエッチングされた水 晶基板 2 2が得られる。
[0036] 図 6 ( f ) において、 メタルマスク 3 0を除去する。
[0037] 図 6 ( g ) において、 ウエットエッチングを行い水晶基板 2 2のエツチン グ加工部 2 5の一部を除去する。
このような実施形態によれば、 第 1実施形態の効果に加え以下の効果があ る。
[0038] ( 3 ) 水晶基板 2 1を主面 2 6からドライエッチングするときに、 主面 2 7には溝 4のみが形成されているだけなので、 接触させる冷却シー卜の接触 面積を十分にとることができ、 温度上昇による水晶基板 2 1の歪みを押さえ ることができる。
[0039] なお、 本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、 本発明の目的 を達成できる範囲での変形、 改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、 A Tカット振動子、 ジャイロ素子にも応用が可能である。
音叉型水晶振動片 1 0は、 振動腕 3の表裏両面 （側面も含む） および溝 4 の内部に励振電極や検出電極がそれぞれ基部 2にまで延在されて形成され、 パッケージ内に実装されて水晶振動子を構成し、 外部回路に接続されて使用 される。

Claims

請求の範囲
[1] 圧電材料からなる基板から圧電振動片を形成する圧電振動片の製造方法で あって、
前記基板にドライエッチング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後に、 ドライエッチングによって、 前記基板のエッチ ング加工部の一部を残してエッチングするドライエッチング工程と、 前記ドライエツチング工程の後に、 前記ドライエッチングマスクを除去す るマスク除去工程と、
前記マスク除去工程後に、 ゥエツ卜エッチングによって前記エッチング加 ェ部の一部を除去し、 前記圧電振動片を前記基板から分離形成するゥエツ卜 エッチング工程とを含む
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において、
前記基板の両面それぞれについて、
前記マスク形成工程と、
前記ドライエツチング工程と、
前記マスク除去工程とを行った後に、
前記ゥエツ卜エッチング工程を行う
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
[3] 請求項 1または請求項 2に記載の圧電振動片の製造方法において、
前記ゥエツ卜エッチング工程は、 前記ドライエッチングマスクが形成され た基板の表面をゥエツ卜エッチングする
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
[4] 請求項 1〜請求項 3のいずれか一項に記載の圧電振動片の製造方法におい て、
前記圧電振動片は、 音叉型水晶振動片である
ことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
PCT/JP2007/000264 2006-03-23 2007-03-20 圧電振動片の製造方法 Ceased WO2007122786A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007800102728A CN101405937B (zh) 2006-03-23 2007-03-20 压电振动片的制造方法
EP07736921A EP2007010A4 (en) 2006-03-23 2007-03-20 METHOD FOR PRODUCING A PIEZOELECTRIC VIBRATION PIECE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006-080404 2006-03-23
JP2006080404A JP4525623B2 (ja) 2006-03-23 2006-03-23 圧電振動片の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007122786A1 true WO2007122786A1 (ja) 2007-11-01

Family

ID=38532635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/000264 Ceased WO2007122786A1 (ja) 2006-03-23 2007-03-20 圧電振動片の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7861387B2 (ja)
EP (1) EP2007010A4 (ja)
JP (1) JP4525623B2 (ja)
KR (1) KR101006786B1 (ja)
CN (1) CN101405937B (ja)
WO (1) WO2007122786A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4197001B2 (ja) * 2006-04-04 2008-12-17 エプソントヨコム株式会社 圧電振動片の製造方法
JP5352777B2 (ja) * 2009-01-30 2013-11-27 パナソニック株式会社 水晶デバイスの製造方法
JP2011029715A (ja) * 2009-07-21 2011-02-10 Seiko Instruments Inc 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動片の製造方法
JP6209886B2 (ja) * 2013-07-18 2017-10-11 セイコーエプソン株式会社 振動片、振動子、発振器、電子機器および移動体
JP6488709B2 (ja) * 2015-01-13 2019-03-27 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法、振動素子、電子デバイス、電子機器、および移動体
WO2017141996A1 (ja) * 2016-02-18 2017-08-24 コニカミノルタ株式会社 圧電素子の製造方法及び圧電素子
CN114978096A (zh) * 2021-02-25 2022-08-30 精工爱普生株式会社 振动元件的制造方法
CN114978079B (zh) * 2021-02-25 2025-10-28 精工爱普生株式会社 振动元件的制造方法
JP7819452B2 (ja) * 2021-02-25 2026-02-25 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
JP7694218B2 (ja) * 2021-07-16 2025-06-18 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
JP2023048348A (ja) * 2021-09-28 2023-04-07 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
JP2023062805A (ja) * 2021-10-22 2023-05-09 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
JP2023065836A (ja) * 2021-10-28 2023-05-15 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
JP7779096B2 (ja) * 2021-11-15 2025-12-03 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
JP2023082271A (ja) * 2021-12-02 2023-06-14 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
JP2023085722A (ja) * 2021-12-09 2023-06-21 セイコーエプソン株式会社 振動素子の製造方法
CN115417372B (zh) * 2022-09-30 2025-09-30 北京晨晶电子有限公司 一种石英三维结构加工方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57166399A (en) * 1981-03-31 1982-10-13 Citizen Watch Co Ltd Preparation of quartz vibrator
JPH08111623A (ja) * 1994-10-13 1996-04-30 Meidensha Corp 水晶基板のエッチング方法
JPH08242134A (ja) 1995-03-06 1996-09-17 Meidensha Corp 水晶振動子の製造方法
JPH0983281A (ja) * 1995-09-12 1997-03-28 Meidensha Corp 水晶振動子の製造方法
JP2003198303A (ja) * 2001-10-16 2003-07-11 Seiko Epson Corp 圧電振動片及びその加工方法
JP2005130218A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Toyo Commun Equip Co Ltd 水晶片形成方法および水晶片

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5695896A (en) * 1995-12-04 1997-12-09 Micron Technology, Inc. Process for fabricating a phase shifting mask
US5815054A (en) * 1997-05-27 1998-09-29 Motorola Inc. Surface micromachined acoustic wave piezoelectric crystal with electrodes on raised ridges and in spaces therebetween
WO2000005812A1 (fr) * 1998-07-24 2000-02-03 Seiko Epson Corporation Oscillateur piezoelectrique et son procede de production
US6420820B1 (en) * 2000-08-31 2002-07-16 Agilent Technologies, Inc. Acoustic wave resonator and method of operating the same to maintain resonance when subjected to temperature variations
US6496085B2 (en) * 2001-01-02 2002-12-17 Nokia Mobile Phones Ltd Solidly mounted multi-resonator bulk acoustic wave filter with a patterned acoustic mirror
JP3543772B2 (ja) * 2001-02-28 2004-07-21 セイコーエプソン株式会社 圧電振動片の製造方法
JP4867079B2 (ja) * 2001-04-27 2012-02-01 パナソニック株式会社 水晶重合板の製造方法
JP3767425B2 (ja) * 2001-06-13 2006-04-19 セイコーエプソン株式会社 圧電振動片及び圧電デバイス
US6939475B2 (en) * 2001-08-31 2005-09-06 Daishinku Corporation Etching method, etched product formed by the same, and piezoelectric vibration device, method for producing the same
CN1410267A (zh) * 2001-10-09 2003-04-16 飞赫科技股份有限公司 压电式喷墨晶片的成型方法
JP4001029B2 (ja) * 2002-03-25 2007-10-31 セイコーエプソン株式会社 音叉型圧電振動片及びその製造方法、圧電デバイス
JP4060699B2 (ja) * 2002-11-19 2008-03-12 京セラキンセキヘルツ株式会社 水晶振動子の製造方法
JP4305728B2 (ja) * 2003-03-19 2009-07-29 セイコーエプソン株式会社 振動片の製造方法
KR100662865B1 (ko) * 2003-10-08 2007-01-02 삼성전자주식회사 박막 벌크 음향 공진기 및 그 제조방법
JP4591035B2 (ja) 2004-10-21 2010-12-01 セイコーエプソン株式会社 圧電振動片ならびに圧電デバイスの製造方法
JP4197001B2 (ja) * 2006-04-04 2008-12-17 エプソントヨコム株式会社 圧電振動片の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57166399A (en) * 1981-03-31 1982-10-13 Citizen Watch Co Ltd Preparation of quartz vibrator
JPH08111623A (ja) * 1994-10-13 1996-04-30 Meidensha Corp 水晶基板のエッチング方法
JPH08242134A (ja) 1995-03-06 1996-09-17 Meidensha Corp 水晶振動子の製造方法
JPH0983281A (ja) * 1995-09-12 1997-03-28 Meidensha Corp 水晶振動子の製造方法
JP2003198303A (ja) * 2001-10-16 2003-07-11 Seiko Epson Corp 圧電振動片及びその加工方法
JP2005130218A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Toyo Commun Equip Co Ltd 水晶片形成方法および水晶片

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2007010A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2007010A2 (en) 2008-12-24
CN101405937A (zh) 2009-04-08
EP2007010A9 (en) 2009-07-15
US20070222342A1 (en) 2007-09-27
US7861387B2 (en) 2011-01-04
EP2007010A4 (en) 2010-07-14
JP2007259036A (ja) 2007-10-04
CN101405937B (zh) 2012-05-30
JP4525623B2 (ja) 2010-08-18
KR101006786B1 (ko) 2011-01-10
KR20090015899A (ko) 2009-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007122786A1 (ja) 圧電振動片の製造方法
CN100511992C (zh) 台面型压电振动片
JP4967707B2 (ja) 圧電振動子およびその製造方法
JP5151823B2 (ja) 圧電振動片、圧電振動子及び発振器
JP4593203B2 (ja) 音叉型水晶振動子及びその製造方法
EP1883123A2 (en) Method for manufacturing piezoelectric resonator
JP4435758B2 (ja) 水晶片の製造方法
US20070228895A1 (en) Method for manufacturing piezoelectric resonator element
JP5465573B2 (ja) 音叉型水晶片の製造方法
JP5894815B2 (ja) 圧電素子の製造方法
JP2008206000A (ja) 圧電振動片、圧電デバイスおよび圧電振動片の製造方法
JP2011217041A (ja) 音叉型水晶片の製造方法
JP2010136202A (ja) 圧電振動片の製造方法、圧電振動片及び圧電振動子
JP5465572B2 (ja) 音叉型水晶片の製造方法
JP2007013383A (ja) 圧電振動片の製造方法、圧電振動片
JP4060699B2 (ja) 水晶振動子の製造方法
JP5973212B2 (ja) 音叉型圧電振動子の製造方法
JP2005020141A (ja) 圧電振動片の製造方法及び圧電デバイスの製造方法
JP2011124881A (ja) 水晶振動子、電子部品および水晶振動子の製造方法
CN107431474B (zh) At切割晶体片以及晶体振子
JP5002304B2 (ja) 水晶振動子の製造方法
JP4600140B2 (ja) 圧電振動片の製造方法
JP2010004484A (ja) 水晶振動子、電子部品、及び水晶振動子用素子の製造方法
JP4864581B2 (ja) 圧電振動子の製造方法
JP5908629B2 (ja) 圧電振動片、圧電振動子、および圧電振動片の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07736921

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780010272.8

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020087025679

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007736921

Country of ref document: EP