特開 2024-129286 振動素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129286

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】振動素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03H 3/04 20060101AFI20240919BHJP

   H03H 3/007 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

H03H3/04 B

H03H3/007 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038388

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】大西 一

【テーマコード（参考）】

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J108AA02

5J108BB01

5J108CC06

5J108DD05

5J108EE03

5J108KK01

5J108KK05

5J108MM08

5J108MM11

5J108NA03

5J108NB05

(57)【要約】

【課題】振動素子の共振周波数を所望の共振周波数に調整すること。
【解決手段】第１面と前記第１面の裏面である第２面とを有する振動素子を準備する工程と、前記第１面に質量調整物質を含み、質量が異なる複数のドットを形成する工程と、エネルギー線を少なくとも一つの前記ドットに照射して前記振動素子から除去し、前記振動素子の共振周波数を調整する工程と、を含む製造方法で振動素子を製造する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と前記第１面の裏面である第２面とを有する振動素子を準備する工程と、
前記第１面に、質量調整物質を含み、質量が異なる複数のドットを形成する工程と、
エネルギー線を少なくとも一つの前記ドットに照射して前記振動素子から除去し、前記振動素子の共振周波数を調整する工程と、
を含む振動素子の製造方法。

【請求項2】

前記ドットは、インクジェット法によって形成される、
請求項１に記載の振動素子の製造方法。

【請求項3】

前記ドットに含まれる前記質量調整物質の質量は、一つの前記ドットによって前記振動素子に与える共振周波数の変化幅に基づいて決定される、
請求項１または請求項２に記載の振動素子の製造方法。

【請求項4】

複数の前記ドットは、質量毎に前記第１面に配列される、
請求項１または請求項２に記載の振動素子の製造方法。

【請求項5】

前記振動素子の共振周波数は真空中で調整される、
請求項１または請求項２に記載の振動素子の製造方法。

【請求項6】

前記振動素子は、基部と、前記基部から延出した複数の振動腕を含み、
前記ドットは、前記振動腕の前記基部とは反対側の先端部に形成される、
請求項１または請求項２に記載の振動素子の製造方法。

【請求項7】

複数の前記ドットは、質量毎に前記第１面に配列され、
質量が最も小さい前記ドットは、前記先端部における前記基部側に配置され、
質量が最も大きい前記ドットは、前記先端部における前記基部側とは反対側に配置される、
請求項６に記載の振動素子の製造方法。

【請求項8】

前記振動素子は、水晶またはシリコンから構成されており、
前記振動素子の共振周波数を調整する工程において、前記エネルギー線は、前記振動素子の前記第２面側から照射される、
請求項１または請求項２に記載の振動素子の製造方法。

【請求項9】

前記振動素子が固定された第１基板に、少なくとも一部が前記エネルギー線を透過する透過材料で構成された第２基板を接合し、前記第１基板と前記第２基板との間に前記振動素子を封入する工程、を含み、
前記振動素子の共振周波数を調整する工程において、前記エネルギー線が、前記透過材料を透過して、前記ドットに照射される、
請求項１または請求項２に記載の振動素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、振動素子の質量を調整することによって振動素子の共振周波数を調整する技術が知られている。例えば、特許文献１には、電極を有するＭＥＭＳ素子が設けられたベースと光透過性を有する基板を含むリッドとが接合された振動体に対し、光透過性を有する基板を介してレーザーを電極に照射し、蒸発・昇華させることによって、電極の一部を除去し、振動部の共振周波数を調整する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－３６０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の従来技術においては、レーザーの出力のばらつきや、レーザーを照射する位置のばらつき、レーザーを照射する時間のばらつきなどに起因して、除去される電極の量がばらついてしまい、所望の共振周波数に調整することができないおそれがあった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための一実施形態としての振動素子の製造方法は、第１面と前記第１面の裏面である第２面とを有する振動素子を準備する工程と、前記第１面に質量調整物質を含み、質量が異なる複数のドットを形成する工程と、前記エネルギー線を少なくとも一つの前記ドットに照射して前記振動素子から除去し、前記振動素子の共振周波数を調整する工程と、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態に係る振動子の構成を示す概略平面図。

【図2】振動子の構成を示す図１のＡ－Ａ断面図。

【図3】振動子の製造方法を示す工程フローチャート。

【図4】ドットを形成するための装置を説明するための図。

【図5】振動素子に形成されたドットを示す図。

【図6】ドット形成の処理を示すフローチャート。

【図7】データベースの例を示す図。

【図8】周波数調整処理のフローチャート。

【図9】ドットを除去するための装置を説明するための図。

【図10】他の実施形態に係る振動子の製造方法を示す工程フローチャート。

【図11】他の実施形態に係る周波数調整処理のフローチャート。

【図12】他の実施形態に係るドットを除去するための装置を説明するための図。

【図13】他の実施形態に係るドットを除去するための装置を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下での説明例は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。また、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。

【0008】

（実施形態）
まず、実施形態に係る振動子１について、図１および図２を参照して説明する。図１は、実施形態に係る振動子１の構成を示す概略平面図である。図２は、図１に示すＡ－Ａ線における概略断面図である。なお、図１に示す概略平面図は、概略形状が直方体である振動子１の最も広い面に垂直な方向から振動子１を見た状態を示している。また、図１においては、振動子１の内部の構成を説明する便宜上、リッド５を取り外した（透視した）状態を図示している。

【0009】

本実施形態に係る振動子１においては、図１に示すように、内部にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子である振動素子２０が形成されている。振動子１は、ベースとしてのＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板１０と、振動素子２０を気密封止し、内封可能な蓋体としてのリッド５と、を含み構成されている。振動素子２０は、三つの振動腕２２を含み、隣り合う振動腕２２を逆相で振動させる振動素子として機能する。

【0010】

蓋体として機能するリッド５は、光透過性（透光性）を有する基板としてのガラス基板５ａと、ガラス基板５ａに接合されている枠状のシリコン基板５ｂとを含み構成されている。ガラス基板５ａとシリコン基板５ｂとは、例えば陽極接合法を用いて接合されている。ここでの「光」とは、後述するエネルギー線としてのレーザーを含む。従って、ガラス基板５ａは、エネルギー線を透過する透過材料で構成された第２基板である。ガラス基板５ａが透過させる光の波長としては、例えば、可視光領域（波長：３５０ｎｍ～７００ｎｍ）、近赤外光領域（波長：７００ｎｍ～２．５μｍ）、中赤外光領域（波長：２．５μｍ～４μｍ）、遠赤外光領域（波長：４μｍ～１０００μｍ）の少なくともいずれかを含む。

【0011】

ガラス基板５ａは、厚さ１００μｍ程度の光透過性（透光性）を有するガラス、所謂透明ガラスで構成されている。このように、光透過性を有する基板としてガラスを用いることにより、容易に入手可能であり、且つ低コストの基板とすることができる。

【0012】

なお、ガラス基板５ａは、アルカリイオン（アルカリ金属イオン、可動イオン）を含むガラス（例えば、パイレックス（登録商標）ガラスやテンパックス（登録商標）ガラスのような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。このように、アルカリイオンを含むガラスをガラス基板５ａに用いることにより、ガラス基板５ａとシリコン基板５ｂとの接合を陽極接合により容易に行なうことができる。

【0013】

また、ガラス基板５ａは、レーザーを透過し、透過したレーザーを振動素子２０に照射可能であれば良い。従って、ガラス基板５ａは、少なくとも一部においてレーザーを透過する基板であっても良い。さらに、リッド５は各種の透過材料で構成されて良く、例えばサファイア基板（サファイアガラス基板）、水晶基板、もしくはアクリル基板（アクリルガラス基板）などを適用することができる。

【0014】

本実施形態において、ガラス基板５ａに接合されているシリコン基板５ｂは、厚さ５０μｍ程度の単結晶シリコン等で構成されている。シリコン基板５ｂは、図１のように振動子１を見た場合の外縁に沿った枠状をなし、枠の内側が振動素子２０を収容するキャビティー７として機能する。

【0015】

リッド５のキャビティー７は、ガラス基板５ａとシリコン基板５ｂとによって形成される凹形状の空間であり、ＳＯＩ基板１０側に開口している。リッド５は、キャビティー７が設けられた側の面をＳＯＩ基板１０側に向けた状態、すなわち、シリコン基板５ｂがＳＯＩ基板１０の振動素子２０を囲む状態でＳＯＩ基板１０に接合されている。

【0016】

基板としてのＳＯＩ基板１０は、図２に示すように、シリコン層１１と、ＢＯＸ（Buried Oxide）層１２と、表面シリコン層１３とが、この順で積層された基板である。例えば、シリコン層１１および表面シリコン層１３は、単結晶シリコンで構成され、ＢＯＸ層１２は、酸化ケイ素層（ＳｉＯ₂等）で構成される。

【0017】

ＳＯＩ基板１０には、表面シリコン層１３のシリコンで構成された振動素子２０と、表面シリコン層１３上に形成された電極パッド５０と、振動素子２０を駆動するための素子電極と電極パッド５０とを接続する複数の配線４６（図２参照、図１では図示せず）と、電極パッド５０と接続しリッド５とは反対側の外面１１ｒに電極を引き出す第１の配線電極５８と、第１の配線電極５８を形成するための第１の配線用貫通孔５２と、リッド５のキャビティー７およびＳＯＩ基板１０に形成されたキャビティー８により構成される内部空間を気密封止するための貫通孔と、が配設されている。貫通孔は、第１の孔部６２および第１の孔部６２に連通する第２の孔部６４と、第１の孔部６２と第２の孔部６４との連通部を塞ぐ封止部（不図示）とを含み構成されている。

【0018】

そして、リッド５の枠状のシリコン基板５ｂは、キャビティー７およびキャビティー８により構成される内部空間に振動素子２０を収容するように、ＳＯＩ基板１０の表面シリコン層１３に、シリコン－シリコンの直接接合によって接合され、振動子１が構成される。

【0019】

振動素子２０は、ＢＯＸ層１２によって支持された基部２１と、ＢＯＸ層１２が除去された領域上において、基部２１以外の周囲のシリコンから分離された複数の振動腕２２と、を有している。本実施形態で例示する振動素子２０は、並行するように配置されている三つの振動腕２２を有しており、図１に示す平面視において振動腕２２は、基部２１から第１の孔部６２の逆方向に延出している。振動腕２２とシリコン層１１との間、振動腕２２と表面シリコン層１３との間、および振動腕２２同士の間には、内部空間を構成するキャビティー８が設けられている。また、振動素子２０（振動腕２２）のリッド５側の面には、シリコン酸化膜である素子調整層３０と、素子調整層３０の少なくとも一部を覆う圧電駆動部４０と、が設けられている。

【0020】

素子調整層３０は、振動腕２２の共振周波数の温度特性を補正するために設けられている。シリコンは、温度が高くなるにつれて低下する共振周波数を有しており、一方、シリコン酸化膜は、温度が高くなるにつれて上昇する共振周波数を有している。従って、シリコンの振動素子２０上にシリコン酸化膜である素子調整層３０を配設することにより、振動素子２０の振動腕２２と素子調整層３０とで構成される複合体の共振周波数の温度特性をフラットに近付けることができる。

【0021】

振動腕２２に設けられている圧電駆動部４０は、第１の保護膜４１と、第１の電極４２と、圧電体としての圧電体層４３と、第２の電極４４と、を含んでいる。なお、本実施形態において、第１の電極４２および第２の電極４４は、圧電体としての圧電体層４３の表面に設けられている電極（素子電極）に相当する。詳細に、第１の電極４２は、圧電体層４３の第１の保護膜４１側の表面に配設され、第２の電極４４は、圧電体層４３の第１の保護膜４１と反対側の表面に配設されている。また、ベースとしてのＳＯＩ基板１０の表面シリコン層１３と一体に構成されている基部２１（図１参照）および振動腕２２と、第１の電極４２と、圧電体としての圧電体層４３と、第２の電極４４とを含む振動素子２０の構成が振動体に相当する。また、以上のように、本実施形態においては、振動素子２０が固定されたＳＯＩ基板１０が第１基板に相当する。

【0022】

第１の保護膜４１は、不純物がドープされていないポリシリコンで構成されているが、アモルファスシリコンで構成されてもよい。また、第１の保護膜４１は、ポリシリコンとアモルファスシリコンの積層膜であってもよい。本実施形態において、第１の保護膜４１は、振動素子２０上に配設されている素子調整層３０を覆うように設けられている。このように、第１の保護膜４１と振動素子２０との間に素子調整層３０があることによって、第１の保護膜４１が、圧電駆動部４０の周囲のシリコン酸化膜のエッチングから素子調整層３０を保護することができる。

【0023】

第１の電極４２および第２の電極４４は、圧電体層４３を挟むように配設されている。本実施形態に示す例においては、三つの振動腕２２に対応して、３組の第１の電極４２、圧電体層４３および第２の電極４４が配設されている。

【0024】

複数の配線４６は、隣り合う振動腕２２を逆相で振動させるように、第１の電極４２および第２の電極４４に電気的に接続されている。また、複数の配線４６は、電極パッド５０と電気的に接続されており、２つの電極パッド５０間に第１の配線電極５８や不図示の配線電極を介して外部から電圧を印加することにより、隣り合う振動腕２２を逆相で振動させることができる。

【0025】

なお、これらを構成する材料としては、例えば、圧電体層４３は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等で構成され、第１の電極４２および第２の電極４４は、窒化チタン（ＴｉＮ）等で構成され、複数の配線４６および電極パッド５０は、アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）等で構成されている。

【0026】

振動子１は、２つの電極パッド５０を介して、第１の電極４２と第２の電極４４との間に電圧が印加されると、それによって圧電体層４３が伸縮して振動腕２２が振動する。その振動は、固有の共振周波数において大きく励起されて、インピーダンスが最小となる。その結果、この振動子１は、発振回路に接続することで、主に振動腕２２の共振周波数によって決定される発振周波数で発振する。

【0027】

第１の配線用貫通孔５２は、図１に示すように、平面視で、リッド５のキャビティー７の領域で、振動素子２０の幅方向の両側に一つずつ配設され、表面シリコン層１３の電極パッド５０と重なる位置に配設されている。

【0028】

電極パッド５０は、平面視で、第１の配線用貫通孔５２と重なる位置において、配線４６を介して第１の配線電極５８と電気的に接続されるよう配設されている。また、電極パッド５０は、第１の配線用貫通孔５２と重ならない位置では、表面シリコン層１３上に素子調整層３０、第１の保護膜４１および配線４６を介して配設されている。このような構成により、電極パッド５０と第１の配線電極５８とが電気的に接続され、第１の電極４２および第２の電極４４を、シリコン層１１の振動素子２０が形成されている側とは反対側の外面１１ｒに引き出すことができる。なお、第１の配線電極５８を構成する材料としては、チタニウム（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）や銅（Ｃｕ）等で構成されている。また、第１の配線電極５８は、メッキ法により形成されたメッキ層によって構成されている。

【0029】

リッド５のキャビティー７とＳＯＩ基板１０のキャビティー８とにより構成される内部空間を気密封止するための封止孔として機能する貫通孔は、シリコン層１１および酸化膜としてのＢＯＸ層１２を貫通する第１の孔部６２と、表面シリコン層１３を貫通して第１の孔部６２に連通する第２の孔部６４と、を含み構成されている。

【0030】

貫通孔は、平面視で、リッド５のキャビティー７の領域で、基部２１に対して振動腕２２が設けられている側と反対側に配設されている。貫通孔を構成する第１の孔部６２は、表面シリコン層１３に設けられている第２の孔部６４と重なる位置に配設されている。また、貫通孔を構成する第１の孔部６２は、第２の孔部６４に連通するようにシリコン層１１およびＢＯＸ層１２に配設されている。

【0031】

第１の孔部６２は、シリコン層１１の外面１１ｒからシリコン層１１およびＢＯＸ層１２を貫通している。第１の孔部６２によって外面１１ｒ側と反対側に開口する開口部には、第１の孔部６２と第２の孔部６４との連通部となる表面シリコン層１３の裏面が対向している。第１の孔部６２は、表面シリコン層１３の内部空間側（キャビティー７側）と第２の孔部６４とが連通されるように表面シリコン層１３を貫通している。

【0032】

貫通孔は、第１の孔部６２と第２の孔部６４との連通部となる表面シリコン層１３の裏面側から第２の孔部６４にかけて配設される封止膜や封止材の充填などによる封止部（不図示）によって封止されている。これにより、キャビティー７およびキャビティー８により構成される内部空間を気密に封止することができる。

【0033】

なお、振動子１を構成するベースとしてのＳＯＩ基板１０は、ガラス基板とすることもできる。この場合、ベースとしてのガラス基板は、ＳＯＩ基板１０のシリコン層１１に相当するガラス層と、ＳＯＩ基板１０のＢＯＸ（Buried Oxide）層１２に相当する酸化ケイ素層（ＳｉＯ₂等）と、ＳＯＩ基板１０の表面シリコン層１３に相当し、振動素子２０を構成する表面ガラス層によって構成することができる。ここで、ベースとしてガラス基板を用いた場合におけるリッド５との接合は、陽極接合、もしくは直接接合を適用することができる。

【0034】

（振動素子の製造方法）
以上の構成に係る本実施形態においては、振動素子２０の重量を調整することによって振動素子２０の共振周波数を調整することが可能である。以下においては、当該共振周波数の調整を含む振動素子２０の製造方法を説明する。図３は、振動素子２０の製造方法を示すフローチャートである。

【0035】

振動素子２０の製造方法が開始されると、まず、ウエハにベースとしてのＳＯＩ基板１０が形成され、当該ＳＯＩ基板１０の一方面側に振動体としての振動素子２０が形成される（ステップＳ１０）。当該ステップＳ１０が実施されると、第１面と第１面の裏面である第２面とを有する振動素子２０が準備される。具体的には、シリコン層１１と、ＢＯＸ層１２と、表面シリコン層１３とが、この順で積層されたＳＯＩ基板１０が形成され、さらに、表面シリコン層１３に振動腕２２を含む振動素子２０の外形形状が形成される。そして、振動腕２２に圧電体層４３が形成され、圧電体層４３の表面に第１の電極４２および第２の電極４４が形成される。以上の形成工程は、公知の技術によって実現可能であり、例えば、特開２０２０－３６０６３号公報に開示された各工程と同様の工程で実現可能である。

【0036】

ステップＳ１０における振動素子２０の形成工程が終了すると、例えば、図２に示す断面図において、リッド５が接合されていない状態となる。図４は、振動素子２０の形成工程が終了することによって得られた振動子１の一部の概略断面図である。図４においては、振動子１の一部を図１に示すＢ－Ｂ線で切断した状態の概略断面図で示している。但し、図４における振動素子２０の断面図は概略図であり、例えば、圧電駆動部４０は省略されている。以上のようにして形成された振動素子２０において、振動腕２２にはシリコン層１１側を向いた面とシリコン層１１と反対側を向いた面とが存在する。本実施形態においては、シリコン層１１と反対側の面を第１面２２ａ、シリコン層１１側の面を第２面２２ｂと呼ぶ。なお、振動素子２０はウエハに形成されるため、複数の振動子１となるＳＯＩ基板１０が同時に形成され得る。図３に示すフローチャートは、複数の振動子１の製造が並行して進められることで実現されても良いし、１個の振動子１の製造方法として実現されても良い。なお、前者の場合、図３に示すフローチャートが実行された後に、ダイシング工程が実施され、複数の振動子１となる。

【0037】

次に振動素子２０にドットが形成される（ステップＳ２０）。本実施形態においては、インクジェット法によって第１面２２ａにドットが形成される。本実施形態において、ドットは質量調整物質を含んでいる。また、振動素子２０の第１面２２ａには、質量が異なる複数のドットが形成される。なお、質量調整物質は、振動素子２０の質量を調整することができる物質であり、例えば、銀等の金属、各種の合金、酸化物等を用いることができる。

【0038】

図４においては、振動素子２０にドットを形成するための装置の概略も示されている。本実施形態においては、ドット形成のためのインクジェット印刷装置１００と、振動素子２０およびインクジェット印刷装置１００の少なくとも一方を移動させるための移動制御部１１０が用いられる。本例においては、振動素子２０が形成されたＳＯＩ基板１０は、図示しないＸ－Ｙステージに取り付けられる。移動制御部１１０は、Ｘ－Ｙステージに取り付けられたＳＯＩ基板１０を２次元的に移動させることができる。また、移動制御部１１０は、Ｘ－Ｙステージでの移動と同期させてインクジェット印刷装置１００を制御し、図示しないノズルから質量調整物質を含む記録材を吐出させることができる。なお、移動制御部１１０は、インクジェット印刷装置１００を移動させてもよいし、インクジェット印刷装置１００とＳＯＩ基板１０との双方を移動させても良い。

【0039】

本実施形態においては、図４に示すように、振動素子２０の第１面２２ａがインクジェット印刷装置１００側になるように、Ｘ－Ｙステージにセットされる。従って、インクジェット印刷装置１００のノズルから振動素子２０に向けて吐出された記録材は、第１面２２ａに印刷される。本実施形態において、記録材は、質量調整物質と溶媒と分散剤とを含んでいる。従って、記録材が振動腕２２の第１面２２ａに印刷され、溶媒および分散剤が揮発すると第１面２２ａ上にドットＤｔが形成される。

【0040】

なお、図４においては、１個の振動子１となる３個の振動腕２２を模式的に示しているが、ＳＯＩ基板１０は平面視で例えば１ｍｍ角などの小さい基板であるため、インクジェット印刷装置１００による印刷は、ウエハに形成された複数のＳＯＩ基板１０がＸ－Ｙステージの移動方向に沿って並べられた状態で実施されてもよい。また、本実施形態においてインクジェット印刷装置１００によるドットの形成は大気中で実施されるが、アルゴン雰囲気などでもよく、大気圧と同等の環境で実施されて良い。

【0041】

本実施形態において、ドットＤｔは、振動素子２０の振動腕２２の先端部２３（図１参照）、すなわち、基部２１と反対側の端部に形成される。また、ドットＤｔは、振動素子２０の第１面２２ａに形成される。図５は、ドットＤｔが形成された振動腕２２を第１面２２ａ側から見た場合の例を示す図である。図５においては、先端部２３に複数の径のドットＤｔｌ，Ｄｔｍ，Ｄｔｓが形成されている例を示している。各ドットＤｔｌ，Ｄｔｍ，Ｄｔｓにおいては、ドットに含まれる質量調整物質の質量が異なっている。以下、ドットＤｔｌを大ドット、ドットＤｔｍを中ドット、ドットＤｔｓを小ドットと呼ぶ。

【0042】

各ドットに含まれる質量調整物質の質量は、大ドットＤｔｌ＞中ドットＤｔｍ＞小ドットＤｔｓである。このようなドット径の大きさの調整は、例えば、インクジェット印刷装置１００が備えるピエゾ素子の駆動電圧を調整することによって実現可能である。また、ピエゾ素子の駆動電圧を調整することで、大ドットＤｔｌ，中ドットＤｔｍ，小ドットＤｔｓの径の大きさを微調整することも可能である。

【0043】

本実施形態において複数のドットは、質量毎に第１面２２ａに配列される。例えば、図５に示す例であれば、ドットに含まれる質量調整物質の質量が最も大きい大ドットＤｔｌは、振動腕２２の長さ方向に３個、振動腕２２の幅方向に２個並べて配列されている。質量調整物質の質量が２番目に大きい中ドットＤｔｍは、振動腕２２の長さ方向に３個、振動腕２２の幅方向に３個並べて配列されている。質量調整物質の質量が最も小さい小ドットＤｔｓは、振動腕２２の長さ方向に４個、振動腕２２の幅方向に４個並べて配列されている。

【0044】

さらに、本実施形態においては、質量が最も小さい小ドットＤｔｓは、先端部２３における基部２１側に配置され、質量が最も大きい大ドットＤｔｌドットは、先端部２３における基部２１側とは反対側に配置される。例えば、図５に示す例において、基部２１は図示されておらず右側に存在する。従って、図５においては、図の右側が基部２１側、図の左側が基部２１と反対側、すなわち、先端部２３側である。そして、図５に示す例においては、質量調整物質の質量が最も大きい大ドットＤｔｌが最も先端部２３側に存在し、質量調整物質の質量が最も小さい小ドットＤｔｓが最も基部２１側に存在する。また、質量調整物質の質量が２番目に大きい中ドットＤｔｍが、大ドットＤｔｌ，小ドットＤｔｓの間に存在する。

【0045】

なお、図５に示す例においては、先端部２３に大ドットＤｔｌが６個、中ドットＤｔｍが９個、小ドットＤｔｓが１６個形成されている例が示されているが、これらの数や大きさは一例であり、他の数および大きさであっても良い。また、振動素子２０の最も先端部２３側から基部２１側に向けて長さ方向において複数の位置Ｐ₁～Ｐ₁₀を設定した場合に、位置Ｐ₁～Ｐ₃に大ドットＤｔｌ、位置Ｐ₄～Ｐ₆に中ドットＤｔｍ、位置Ｐ₇～Ｐ₁₀に小ドットＤｔｓが形成されている。

【0046】

以上の構成において、ドットＤｔに含まれる質量調整物質の質量は、一つのドットＤｔによって振動素子２０に与える共振周波数の変化幅に基づいて決定される。図６は、ステップＳ２０において、振動素子２０にドットＤｔを形成する際の処理を詳細に説明するためのフローチャートである。当該処理が実行される前には、予め、ドットＤｔに含まれる質量調整物質の質量、位置に対応した共振周波数の変化幅、共振周波数の変化幅の代表値が特定され、図示しない記憶媒体にデータベースとして登録されている。

【0047】

図７は、データベースの構成例を示す図である。図７に示すデータベースにおいては、ドットＤｔの質量と位置との組合せに対して、当該ドットＤｔが振動素子２０に形成されることによる共振周波数の変化幅が対応付けられている。本例において、ドットＤｔの質量は、大ドットＤｔｌの質量Ｗｌ，中ドットＤｔｍの質量Ｗｍ、小ドットＤｔｓの質量Ｗｓの３種類である。各質量に対して、各質量のドットが形成され得る位置が対応付けられ、質量および位置の組合せに対して共振周波数の変化幅が対応付けられる。例えば、質量Ｗｌのドットを位置Ｐ１に形成すると、振動素子２０の共振周波数はΔｆｌ１だけ変化する。

【0048】

さらに、データベースにおいては、ドットＤｔの質量に対して、当該質量のドットＤｔが振動素子２０に形成されることによる共振周波数の変化幅の代表値が対応付けられている。当該代表値は、例えば、当該質量のドットが各位置に形成された場合の変化幅の平均値等である。代表値が平均値である場合、例えば、質量Ｗｌのドットであれば、位置Ｐ１，位置Ｐ２，位置Ｐ３に形成された場合の共振周波数の変化幅であるΔｆｌ１，Δｆｌ２，Δｆｌ３の平均値Δｆｌが質量Ｗｌに対して対応付けられた代表値となる。

【0049】

同じ質量である大ドットＤｔｌを位置Ｐ１，位置Ｐ２，位置Ｐ３のそれぞれに形成した場合の共振周波数の変化幅は互いに異なるが、その差異はドットの大きさを変化させた場合の共振周波数の変化幅より小さい。従って、ドット形成位置を変化させると微調整が可能である。一方、ドット形成位置の変化による共振周波数の変化幅は小さいため、振動素子２０の共振周波数を大きく変化させる粗調整を行う場合には、ドット形成位置の変化よりドットの質量を変化させる方が好ましい。このため、本実施形態においては、ドットの質量による共振周波数の変化幅を把握できるように、共振周波数の変化幅の代表値がドットＤｔの質量に対して対応付けられている。

【0050】

なお、図７に示す例において、添え字ｌは大ドットＤｔｌ、添え字ｍは中ドットＤｔｍ、添え字ｓは小ドットＤｔｓについての値であることが想定されている。また、大ドットＤｔｌは、位置Ｐ１～Ｐ３のいずれかまたは組合せに形成され、中ドットＤｔｍは、位置Ｐ４～Ｐ６のいずれかまたは組合せに形成され、小ドットＤｔｓは、位置Ｐ７～Ｐ１０のいずれかまたは組合せに形成されることが想定されている。

【0051】

むろん、以上の例は一例であり、任意のドットが任意の位置に形成され得る構成であっても良い。また、大ドット、中ドット、小ドット等の区別がなくドットの質量が変化する様に構成されていても良いし、位置はより多数であっても良いし、少数であっても良い。なお、本実施形態においては、ドットＤｔを振動素子２０に形成することにより、当該ドットＤｔに含まれる質量調整物質の質量と同じだけ振動素子２０の質量が増加するため、ドットの形成により共振周波数は小さくなる。但し、図７において共振周波数の変化幅は、変化の大きさを示す正の値としてデータベース化される。

【0052】

以上のようなデータベースが用意され、図６に示されたドット形成処理が開始されると、まず、大ドットＤｔｌの形成が行われる。このために、共振周波数ｆが所望の周波数ｆ０より小さくなるようにドットの数、位置が取得される（ステップＳ２００）。具体的には、振動素子２０の共振周波数が共振周波数ｆとなるように大ドットＤｔｌの数が決定されるが、この際、共振周波数ｆが所望の共振周波数ｆ０（設計された目標共振周波数）より小さくなるように大ドットＤｔｌの数が決定される。本実施形態においては、後述の周波数調整によりドットを除去し、振動素子２０の質量を軽くすることができる。この結果、振動素子２０の共振周波数ｆを大きくするような調整を行うことができる。しかし、後述の周波数調整において振動素子２０にドットを形成することはできないため、共振周波数ｆを小さくするような調整を行うことはできない。

【0053】

そこで、ステップＳ２００においては、所望の共振周波数ｆ０よりも共振周波数ｆが小さくなるように大ドットＤｔｌの数が決定される。大ドットＤｔｌが形成された後の共振周波数ｆは、所望の共振周波数ｆ０より小さければ良い。但し、両者の差分が大きいほど後述するドット除去の工程が増加する可能性が高くなり、差分があまりに小さいと各種の誤差等で共振周波数ｆが所望の共振周波数ｆ０より大きくなって調整不可能になる可能性が高くなる。また、後述する中ドットＤｔｍおよび小ドットＤｔｓが形成された後の共振周波数が所望の共振周波数ｆ０を超えないように、大ドットＤｔｌの形成後の共振周波数ｆと所望の共振周波数ｆ０との差分が設けられている必要がある。そこで、共振周波数ｆと所望の共振周波数ｆ０との差分は、振動素子２０が調整不可能になるほど小さくなく、過度にドット除去の工程が増加せず、中ドットＤｔｍおよび小ドットＤｔｓを形成する余地があるように予め決められれば良い。

【0054】

共振周波数ｆが決まると、大ドットＤｔｌが形成された後の共振周波数が当該共振周波数ｆに最も近くなるように、大ドットＤｔｌの数が決定される。具体的には、ドットＤｔｌが形成されていない状態における振動素子２０の共振周波数ｆｉは予め測定されて既知である。そこで、ターゲットとなる共振周波数ｆと共振周波数ｆｉとの差分を、大ドットＤｔｌの質量で除することにより、大ドットＤｔｌの数が取得される。なお、差分を、大ドットＤｔｌの質量で除した値が整数ではない場合、切り捨てまたは切り上げによって大ドットＤｔｌの数が取得される。

【0055】

大ドットＤｔｌの数が取得されると、これらの大ドットＤｔｌが形成される位置が取得される。図５に示す例においては、大ドットＤｔｌの最大個数が６個、大ドットＤｔｌを形成可能な位置が位置Ｐ１～Ｐ３の３カ所である状況が想定されている。このため、大ドットＤｔｌの数が３個以上であれば、位置Ｐ１～位置Ｐ３の全てに大ドットＤｔｌが形成されるように位置が決められることが好ましい。大ドットＤｔｌの数が２個以下であれば、位置Ｐ１～位置Ｐ３から大ドットＤｔｌの位置が選択される。

【0056】

以上のようにして大ドットＤｔｌの数、位置が取得されると、取得した数、位置に大ドットＤｔｌが形成される（ステップＳ２０５）。すなわち、ステップＳ２００で取得された位置がインクジェット印刷装置１００による印刷位置となるように、移動制御部１１０が振動素子２０を移動させる。そして、インクジェット印刷装置１００において、予め決められた大ドットＤｔｌの質量に相当する記録材が吐出されるようにピエゾ素子が駆動される。この結果、大ドットＤｔｌが振動素子２０に形成される。以上の処理が、大ドットＤｔｌの数だけ各位置について繰り返されることで、振動素子２０に大ドットＤｔｌが形成される。

【0057】

次に、中ドットＤｔｍの形成が行われる。具体的には、中ドットＤｔｍの質量の和≧大ドットＤｔｌの質量となるように、中ドットＤｔｍの数が決められる（ステップＳ２１０）。すなわち、本実施形態においては、大ドットＤｔｌ個分の共振周波数の変化幅を超える調整が中ドットＤｔｍのみで実施できるように中ドットＤｔｍの数が取得される。この構成によれば、後述する共振周波数の調整工程において、中ドットＤｔｍを用いて大ドットＤｔｌ１個分以上の変化幅で共振周波数を調整することが可能である。この結果、例えば、中ドットＤｔｍによる調整が、大ドットＤｔｌ１個分に満たない変化幅に限定されることを防止することができる。

【0058】

より具体的には、例えば、中ドットＤｔｍの質量が大ドットＤｔｌの質量の１／４である構成において、中ドットＤｔｍが２個しか形成されていないと、大ドットＤｔｌ１個分の変化幅の１／４，１／２となるような調整が可能であるが、大ドットＤｔｌ１個分の変化幅の３／４となるような調整を行うことができない。しかし、中ドットＤｔｍの質量の和≧大ドットＤｔｌの質量となるように、中ドットＤｔｍの数が決められれば、共振周波数を調整する際の変化幅がより多様になる。なお、ステップＳ２１０においては、中ドットＤｔｍの質量の和≧大ドットＤｔｌの質量となるように、中ドットＤｔｍの数が決められていればよい。従って、中ドットＤｔｍの質量の和＝大ドットＤｔｌの質量であるような中ドットＤｔｍの数が中ドットＤｔｍの数の最小値であり、中ドットＤｔｍの数はより多くても良い。図５においては、中ドットＤｔｍの質量の和＝大ドットＤｔｌの質量であるような中ドットＤｔｍの数より多数の中ドットＤｔｍが形成されている例が想定されている。

【0059】

中ドットＤｔｍの数が取得されると、これらの中ドットＤｔｍが形成される位置が取得される。図５に示す例においては、中ドットＤｔｍの最大個数が９個、中ドットＤｔｍを形成可能な位置が位置Ｐ４～Ｐ６の３カ所である状況が想定されている。このため、中ドットＤｔｍの数が３個以上であれば、位置Ｐ４～位置Ｐ６の全てに中ドットＤｔｍが形成されるように位置が決められることが好ましい。中ドットＤｔｍの数が２個以下であれば、位置Ｐ４～位置Ｐ６から中ドットＤｔｍの位置が選択される。

【0060】

以上のようにして中ドットＤｔｍの数、位置が取得されると、取得した数、位置に中ドットＤｔｍが形成される（ステップＳ２１５）。すなわち、ステップＳ２１０で取得された位置がインクジェット印刷装置１００による印刷位置となるように、移動制御部１１０が振動素子２０を移動させる。そして、インクジェット印刷装置１００において、予め決められた中ドットＤｔｍの質量に相当する記録材が吐出されるようにピエゾ素子が駆動される。この結果、中ドットＤｔｍが振動素子２０に形成される。以上の処理が、中ドットＤｔｍの数だけ各位置について繰り返されることで、振動素子２０に中ドットＤｔｍが形成される。

【0061】

次に、小ドットＤｔｓの形成が行われる。具体的には、小ドットＤｔｓの質量の和≧中ドットＤｔｍの質量となるように、小ドットＤｔｓの数が決められる（ステップＳ２２０）。すなわち、大ドットＤｔｌの質量と中ドットＤｔｍの質量の関係が、中ドットＤｔｍの質量と小ドットＤｔｓの質量の関係と同等になるように、小ドットＤｔｓの数が決定される。なお、この構成は一例であり、小ドットＤｔｓの質量の和≧大ドットＤｔｌの質量となるように、小ドットＤｔｓの数が決められてもよい。

【0062】

小ドットＤｔｓの数が取得されると、これらの小ドットＤｔｓが形成される位置が取得される。図５に示す例においては、小ドットＤｔｓの最大個数が１６個、小ドットＤｔｓを形成可能な位置が位置Ｐ７～Ｐ１０の４カ所である状況が想定されている。このため、小ドットＤｔｓの数が４個以上であれば、位置Ｐ７～位置Ｐ１０の全てに小ドットＤｔｓが形成されるように位置が決められることが好ましい。小ドットＤｔｓの数が３個以下であれば、位置Ｐ７～位置Ｐ１０から小ドットＤｔｓの位置が選択される。

【0063】

以上のようにして小ドットＤｔｓの数、位置が取得されると、取得した数、位置に小ドットＤｔｓが形成される（ステップＳ２２５）。すなわち、ステップＳ２２０で取得された位置がインクジェット印刷装置１００による印刷位置となるように、移動制御部１１０が振動素子２０を移動させる。そして、インクジェット印刷装置１００において、予め決められた小ドットＤｔｓの質量に相当する記録材が吐出されるようにピエゾ素子が駆動される。この結果、小ドットＤｔｓが振動素子２０に形成される。以上の処理が、小ドットＤｔｓの数だけ各位置について繰り返されることで、振動素子２０に小ドットＤｔｓが形成される。

【0064】

以上のようにして、ドットが形成されると、図３に示す製造方法において、次の工程、すなわち、振動素子の封入工程（ステップＳ３０）が実施される。封入工程は、リッド５の形成、接合、振動子１の内部空間の真空引き、封止を含む。具体的には、光透過性を有する基板であるガラス基板５ａにシリコン基板５ｂが接合され、ガラス基板５ａに接合されたシリコン基板５ｂが枠状にエッチングされることによってリッド５が形成される。リッド５の形成工程は、公知の技術によって実現可能であり、例えば、特開２０２０－３６０６３号公報に開示された各工程と同様の工程で実現可能である。

【0065】

リッド５が形成されると、リッド５を構成する枠状のシリコン基板５ｂの枠内（キャビティー７）に振動素子２０が配置された状態で、シリコン基板５ｂと表面シリコン層１３とが接合される。このときの接合は、ＳＯＩ基板１０の表面シリコン層１３と、リッド５を構成する枠状のシリコン基板５ｂとの、シリコン－シリコンの直接接合が適用される。

【0066】

リッド５が表面シリコン層１３に接合され、振動子１として一体化されると、振動子１の内部空間が真空引きされる。すなわち、図１に示す第１の孔部６２、第２の孔部６４を介して、図示しない減圧器等によって振動子１の内部空間が減圧され、既定の圧力以下とされる。その後、表面シリコン層１３の裏面側から第２の孔部６４にかけて配設される封止膜や封止材の充填などによって封止されている。これにより、キャビティー７およびキャビティー８により構成される内部空間が真空状態となって封止される。

【0067】

以上のようにして、振動子１の内部空間が真空状態になると、振動素子２０の周波数調整処理が行われる（ステップＳ４０）。図８は、周波数調整処理のフローチャートである。周波数調整処理は、複数の振動子１について並行して実施されてもよいし、１個ずつ実行されてもよい。周波数調整処理が開始されると、振動素子２０の共振周波数ｆ１が測定される（ステップＳ４００）。すなわち、ステップＳ３０の封入によって回路として機能する状態となった振動子１に対して、図示しないプローブが電気的に接続され、振動子１内の振動素子２０の共振周波数ｆ１が測定される。共振周波数ｆ１を測定するための回路は、公知の回路によって実現可能である。

【0068】

次に、所望の共振周波数ｆ０との差分が算出される（ステップＳ４０５）。すなわち、測定された共振周波数ｆ１と所望の共振周波数ｆ０との差分であるｆ１－ｆ０が算出される。なお、当該差分ｆ１－ｆ０は絶対値である（以下同様）。次に、差分に基づいて除去すべきドットの数が取得される（ステップＳ４１０）。具体的には、図７に示すデータベースが参照されて、除去すべきドットの数が取得される。本実施形態においては、ステップＳ４０５～Ｓ４２５において粗調整が行われ、ステップＳ４３０～Ｓ４５０において微調整が行われる。このため、ステップＳ４１０においては、図７に示すドットＤｔの各質量に対応した共振周波数の変化幅の代表値が参照される。

【0069】

そして、差分ｆ１－ｆ０に相当する共振周波数を変化させるためのドットの質量、数の組合せが特定される。この処理は、例えば、差分ｆ１－ｆ０を質量が大ドットＤｔｌに対応した共振周波数の変化幅で除し、余りを中ドットＤｔｍに対応した共振周波数の変化幅で除し、さらに、余りを小ドットＤｔｓに対応した共振周波数の変化幅で除すことによって実現可能である。

【0070】

図７に示す例であれば、ｆ１－ｆ０＝Δｆｌ×Ｑｌ＋Ｒｌ（但しＱｌは式を満たす最大の整数値、Ｒｌは正の数）となる余りＲｌが計算される。また、Ｒｌ＝Δｆｍ×Ｑｍ＋Ｒｍ（但しＱｍは式を満たす最大の整数値、Ｒｍは正の数）となる余りＲｍが計算される。さらに、Ｒｍ＝Δｆｓ×Ｑｓ＋Ｒｓ（但しＱｓは式を満たす最大の整数値、Ｒｓは正の数）となる余りＲｓが計算される。このようにして得られたＱｌが大ドットＤｔｌの数、Ｑｍが中ドットＤｔｍの数、Ｑｓが小ドットＤｔｓの数とされる。

【0071】

次に、振動素子２０の内部にレーザーが照射され、ドットが除去される（ステップＳ４１５）。図９は、振動素子２０からドットを除去するための装置と、振動子１との関係を模式的に示す図である。図９においては、振動子１を図１に示すＢ－Ｂ線で切断した状態の概略断面図で示し、当該振動子１と、レーザー光学系２００と、移動制御部２１０と、の関係を模式的に示している。なお、図９における振動子１の断面図は概略図であり、例えば、圧電駆動部４０は省略されている。

【0072】

レーザー光学系２００は、透過材料であるリッド５のガラス基板５ａを透過するレーザーを出力する光学系である。振動素子２０が形成されたＳＯＩ基板１０は、図示しないＸ－Ｙステージに取り付けられる。移動制御部２１０は、Ｘ－Ｙステージに取り付けられたＳＯＩ基板１０を２次元的に移動させることができる。また、移動制御部２１０は、Ｘ－Ｙステージでの移動と同期させてレーザー光学系２００を制御し、振動素子２０の所望の位置に存在するドットＤｔにレーザーを照射することができる。なお、移動制御部２１０は、レーザー光学系２００を移動させてもよいし、レーザー光学系２００とＳＯＩ基板１０との双方を移動させても良い。

【0073】

本実施形態においては、ステップＳ４１０で特定された数のドットをレーザー光学系２００から出力されたレーザーによって除去する。すなわち、大ドットＤｔｌ、中ドットＤｔｍ、小ドットＤｔｓのそれぞれについて特定された数だけ各ドットが除去される。なお、図９においては、一つの振動子１を模式的に示しているが、振動子１は平面視で例えば１ｍｍ角などの小さい基板であるため、レーザー光学系２００によるドットの除去は、ウエハに形成された複数の振動子１がＸ－Ｙステージの移動方向に沿って並べられた状態で実施されてもよい。本実施形態においては、振動子１が封止された後にレーザーが照射されるため、振動素子２０の共振周波数は真空中で調整される。

【0074】

次に、振動素子２０の共振周波数ｆ１が測定される（ステップＳ４２０）。測定のための処理は、ステップＳ４００と同様である。振動素子２０の共振周波数ｆ１が測定されると、測定された共振周波数ｆ１と所望の共振周波数ｆ０との差分ｆ１－ｆ０が閾値Ｔｈ１以下であるか否かが判定される（ステップＳ４２５）。閾値Ｔｈ１は、振動素子２０の共振周波数ｆ１が所望の共振周波数ｆ０に近づいたか否か判定するための値であり、予め決定される。閾値Ｔｈ１は、粗調整を終了するか否かを判定するための閾値であり、後述する閾値Ｔｈ２より大きい値である。

【0075】

ステップＳ４２５において、差分ｆ１－ｆ０が閾値Ｔｈ１以下であると判定されない場合、ステップＳ４０５以降の処理、すなわち、粗調整が繰り返される。ステップＳ４２５において、差分ｆ１－ｆ０が閾値Ｔｈ１以下であると判定された場合、測定された共振周波数ｆ１と所望の共振周波数ｆ０との差分ｆ１－ｆ０が算出される（ステップＳ４３０）。次に、差分に基づいて除去すべきドットの数、位置が取得される（ステップＳ４３５）。具体的には、図７に示すデータベースが参照されて、除去すべきドットの数および位置が取得される。ステップＳ４３０～Ｓ４５０においては微調整が行われるため、ステップＳ４３５においては、図７に示すドットＤｔの各質量および位置の組合せに対応した共振周波数の変化幅が参照される。

【0076】

そして、差分ｆ１－ｆ０に最も近くなる各質量のドットの数および位置の組合せが特定される。微調整の段階では、差分ｆ１－ｆ０は僅かである。このため、振動素子２０上に残存しているドットＤｔのそれぞれについて図７に基づいて共振周波数の変化幅が特定され、１個以上のドットが除去された場合の共振周波数の変化幅と、差分ｆ１－ｆ０とが比較されることで、差分ｆ１－ｆ０に最も近くなるドットの質量、数、位置の組合せが特定される。

【0077】

次に、振動素子２０の内部にレーザーが照射され、ステップＳ４３５で取得されたドットが除去される（ステップＳ４４０）。ここでの処理は、ステップＳ４１５と同様である。次に、振動素子２０の共振周波数ｆ１が測定される（ステップＳ４４５）。測定のための処理は、ステップＳ４００と同様である。振動素子２０の共振周波数ｆ１が測定されると、測定された共振周波数ｆ１と所望の共振周波数ｆ０との差分ｆ１－ｆ０が閾値Ｔｈ２以下であるか否かが判定される（ステップＳ４５０）。閾値Ｔｈ２は、振動素子２０の共振周波数ｆ１が所望の共振周波数ｆ０と一致したと見なせるか否か判定するための値であり、予め決定される。

【0078】

以上の構成によれば、振動素子２０上に形成されたドットＤｔを単位にして振動素子２０の共振周波数を調整することができる。従って、レーザーの出力のばらつきや、レーザーを照射する位置のばらつき、レーザーを照射する時間のばらつきなどが生じたとしても、ドットＤｔを除去すれば、ドットＤｔに対応した変動幅で共振周波数を調整することができる。このため、一定の面積にわたって形成された電極の一部を電極で除去する構成と比較して、容易に、所望の共振周波数に調整することが可能になる。

【0079】

また、本実施形態において、ドットＤｔはインクジェット法によって形成される。インクジェット法は、極めて少量の記録材を正確に所望の位置に印刷することが可能である。このため、本実施形態によれば、所望の位置に所望の質量のドットを容易に形成することができる。

【0080】

さらに、本実施形態においては、振動素子２０に予め決められた質量のドットが形成されており、当該質量は、ドットの有無によって振動素子２０に与えられる共振周波数の変化幅に対応している。従って、本実施形態によれば、ドットの形成または除去により、正確に既定の変化幅で共振周波数を変化させることができ、効率的に周波数調整を行うことができる。さらに、ドットは、第１面２２ａに質量毎に配列されるため、容易にドットの形成位置を特定可能であり、簡易な制御によってインクジェット法等によって容易にドットを形成することができる。この結果、周波数調整が容易になる。

【0081】

さらに、振動素子２０に形成されたドットの除去は、振動子１が封止された後、すなわち、真空中で実施される。振動子１は封止された状態、すなわち、内部空間が真空である状態で使用される。このため、真空以外の状態、例えば、大気中で振動素子２０の共振周波数が調整されると、真空状態での共振周波数と異なる場合がある。この結果、振動子１の使用時の共振周波数を、所望の共振周波数に調整することが困難になる。しかし、本実施形態においては、真空中で共振周波数が調整されるため、振動子１が使用される際の共振周波数を容易に所望の共振周波数に調整することができる。

【0082】

さらに、本実施形態において、ドットは振動素子２０の振動腕２２の先端に形成される。ドットは、振動腕２２の基部側よりも先端側に形成された方が、ドットの有無による共振周波数の変化幅が大きくなる。従って、本実施形態においては、基部２１側にドットが形成される構成と比較して、効率的に共振周波数を変化させることが可能である。

【0083】

さらに、本実施形態において、小ドットは大ドットよりも基部２１側に形成される。小ドットは、大ドットよりも質量が小さいため、小ドットの有無によって変化する共振周波数の変化幅は大ドットより小さい。また、ドットは、振動腕２２の先端側よりも基部２１側に形成された方が、ドットの有無による共振周波数の変化幅が小さくなる。従って、小ドットが基部２１側に形成されると、共振周波数を微調整することが容易になる。また、大ドットが基部２１と反対側に形成されると、共振周波数を粗調整することが容易になる。

【0084】

さらに、本実施形態によれば、エネルギー線であるレーザーを振動素子２０上に形成されたドットに照射することにより、ドットを容易に除去することができる。このため、容易にドットの質量に応じた変化幅で振動素子２０の共振周波数を変化させることができる。また、レーザーによれば、封止された振動子１の内部空間内に存在する振動素子２０上のドットを容易に除去することができる。

【0085】

（他の実施形態）
上述の実施形態は本発明を実施するための例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、振動腕２２の数は３個に限定されない。また、ドットの数、質量、形成位置等は上述の例に限定されない。さらに、レーザーは、第１面２２ａ、第２面２２ｂに光軸が垂直に向いている構成に限定されず、傾斜した状態で各面に照射されても良い。

【0086】

さらに、図３，図６，図８等に示されたフローチャートに対して別の処理が追加されたり、一部が省略されたり、順序が変更されたりしてもよい。例えば、図６に示す処理順序は一例であり、ステップＳ２００，Ｓ２１０，Ｓ２２０が実行された後にステップＳ２０５，Ｓ２１５，Ｓ２２５が実行されてもよい。また、大ドット、中ドット、小ドットの順に処理される構成に限定されず、先に小ドットから処理されても良い。

【0087】

さらに、図３に示す処理において、ステップＳ３０，Ｓ４０の順序が逆であっても良い。図１０は、周波数調整処理の後に振動素子の封入が行われる場合の手順を示すフローチャートである。すなわち、図１０に示す手順において、ステップＳ１０，Ｓ２０は図３に示す手順と同一である。その後、ステップＳ３１において周波数調整処理が実行され、さらに、ステップＳ４１において振動素子の封入が行われる。

【0088】

図１０におけるステップＳ１０，Ｓ２０は、図３におけるステップＳ１０，Ｓ２０と同様である。従って、ステップＳ２０が終了すると、ＳＯＩ基板１０に形成された振動素子２０の第１面２２ａにドットＤｔが形成された状態になる。図１０に示す例においては、この状態において、ステップＳ３１の周波数調整処理が行われる。

【0089】

図１１は、ステップＳ３１の周波数調整処理を詳細に示す図である。なお、図１１に示す周波数調整処理において、図８に示す周波数調整処理と同様の処理が行われる場合、図１１においても、図８に示された符号と同一の符号が付されている。ステップＳ３１の周波数調整処理は、真空中で実施される。このため、まず、ドットＤｔが形成された振動素子２０が真空槽に設置される（ステップＳ３９９）。図１２は、振動素子２０からドットを除去するための装置と、振動素子２０を含むＳＯＩ基板１０との関係を模式的に示す図である。図１２においては、振動素子２０を含むＳＯＩ基板１０を図４と同様の状態の概略断面図で示している。また、当該ＳＯＩ基板１０と、レーザー光学系２００と、ＳＯＩ基板１０を移動させる移動制御部２１０と、の関係を模式的に示している。

【0090】

図１２に示すＳＯＩ基板１０は、真空槽２２１内に設置される。すなわち、真空槽２２１には、１個以上のＳＯＩ基板１０を保持する図示しない保持部が設置されている。真空槽２２１内にＳＯＩ基板１０が保持されると図示しない真空ポンプによって真空槽２２１内が真空引きされる。真空槽２２１においては、レーザー光学系２０１とＳＯＩ基板１０との間に位置する面の少なくとも一部が透過材料２２１ａ（例えばガラス）で構成されている。

【0091】

レーザー光学系２０１は、レーザー光学系２００と同様の構成であって良い。レーザー光学系２０１は、透過材料２２１ａを介して、レーザーを真空槽２２１内に照射することができる。移動制御部２１１は、振動素子２０上に形成された任意の位置のドットに対してレーザーを照射する位置にレーザー光学系２０１を移動させ、レーザーを照射することができる。なお、移動制御部２１１は、ＳＯＩ基板１０を移動させることが可能であっても良いし、レーザー光学系２０１とＳＯＩ基板１０との双方を移動させることが可能であっても良い。

【0092】

ステップＳ３９９において、振動素子２０が真空槽内に設置されると、ステップＳ４００～Ｓ４１０が実施される。ステップＳ４１０において、除去すべきドットの数が取得されると、真空槽２２１の内部にレーザーが照射され、ドットが除去される（ステップＳ４１６）。すなわち、ステップＳ４１０で除去対象として特定された大ドットＤｔｌ、中ドットＤｔｍ、小ドットＤｔｓのそれぞれにレーザーを照射可能な位置にレーザー光学系２０１が移動され、各ドットが除去される。

【0093】

以後、さらに、ステップＳ４２０～Ｓ４３５が実行される。ステップＳ４３５において、除去すべきドットの数、位置が取得されると、真空槽２２１の内部にレーザーが照射され、ドットが除去される（ステップＳ４４１）。すなわち、ステップＳ４３５で除去対象として特定された大ドットＤｔｌ、中ドットＤｔｍ、小ドットＤｔｓのそれぞれにレーザーを照射可能な位置にレーザー光学系２０１が移動され、各ドットが除去される。この後、ステップＳ４４５，Ｓ４５０が実行されることによって周波数調整処理が行われる。

【0094】

さらに、ドットＤｔが形成される第１面２２ａは、図９のようにレーザー光学系２００側を向いている面に限定されない。図１３は、振動子１の内部空間に形成された振動素子２０の振動腕２２において、第１面２２ａがシリコン層１１側を向いており、第２面２２ｂがリッド５側を向いている構成の例である。この例において、ドットＤｔは、第１面２２ａに形成される。この構成は、例えば、表面シリコン層１３とシリコン層１１とが別に製造され、表面シリコン層１３から形成された振動素子２０にインクジェット法とによってドットが形成された後に表面シリコン層１３とシリコン層１１とが接続される構成等で実現される。図１３に示す例において、ドットＤｔが形成される面以外は図９に示す例と同様である。

【0095】

また、図１３に示す構成において振動素子２０は、透過材料である水晶またはシリコンから構成される。従って、レーザー光学系２００から出力されたレーザーが第２面２２ｂ側から照射されると、レーザーは振動腕２２を透過し、第１面２２ａまで達する。第１面２２ａに形成されたドットＤｔにレーザーが照射されると、当該ドットＤｔを除去することができる。レーザーがドットＤｔに照射されると、ドットＤｔを構成する質量調整物質が振動腕２２から遊離してドットＤｔが除去されるが、この際、質量調整物質は第１面２２ａから離れる方向に飛散する。従って、図１３に示すように、第１面２２ａが下方に向いた状態であれば、振動腕２２から遊離した質量調整物質は重力によってシリコン層１１側に移動し、振動腕２２側に再度移動しづらい。従って、図１３に示す構成であれば、ドットＤｔの除去による共振周波数の変化幅の誤差を小さくすることができる。

【0096】

振動素子を準備する工程は、ドットが形成される第１面と表裏の関係にある第２面を有する振動素子を準備することができればよく、工程は、上述の実施形態のような工程に限定されない。また、振動素子の準備が完了した場合における振動素子周辺の構成は、図４のような構成に限定されず、例えば、第１の保護膜４１，配線４６，電極パッド５０が形成されていない状態の振動素子が準備されても良い。

【0097】

ドットを形成する工程は、第１面に質量調整物質を含み、質量が異なる複数のドットを形成することができればよい。ドットの形成方法はインクジェット法に限定されず、例えば、マスクとエッチングとを用いる半導体製造プロセスが適用されてドットが形成されても良い。

【0098】

振動素子の共振周波数を調整する工程は、エネルギー線を少なくとも一つのドットに照射して振動素子から除去することができればよい。すなわち、振動素子に照射されたエネルギー線が振動素子からドットを除去できるように、エネルギー線のエネルギー、ビーム径等が調整されれば良い。

【0099】

以上の実施形態は発明を実施する例である。従って、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0100】

１…振動子、５…リッド、５ａ…ガラス基板、５ｂ…シリコン基板、７…キャビティー、８…キャビティー、１０…ＳＯＩ基板、１１…シリコン層、１２…ＢＯＸ層、１３…表面シリコン層、２０…振動素子、２１…基部、２２…振動腕、２２ａ…第１面、２２ｂ…第２面、２３…先端部、３０…素子調整層、４０…圧電駆動部、４１…第１の保護膜、４２…第１の電極、４３…圧電体層、４４…第２の電極、４６…配線、５０…電極パッド、５２…第１の配線用貫通孔、５８…第１の配線電極、６２…第１の孔部、６４…第２の孔部、１００…インクジェット印刷装置、１１０…移動制御部、２００…レーザー光学系、２０１…レーザー光学系、２１０…移動制御部、２１１…移動制御部、２２１…真空槽、２２１ａ…透過材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】