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(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】P2024024819
(43)【公開日】2024-02-26
(54)【発明の名称】振動素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
H03H 3/02 20060101AFI20240216BHJP
【ＦＩ】
H03H3/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022127731
(22)【出願日】2022-08-10
(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】山口 啓一
(72)【発明者】
【氏名】坂田 日和
(72)【発明者】
【氏名】白石 茂
(72)【発明者】
【氏名】西澤 竜太
【テーマコード（参考）】
5J108
【Ｆターム（参考）】
5J108MM08
(57)【要約】
【課題】外形と溝とを一括形成することができる振動素子の製造方法を提供する。
【解決手段】振動素子１の製造方法は、第１基板面２０Ａ及び第２基板面２０Ｂを有する水晶基板２０を準備する準備工程Ｓ１と、第１基板面２０Ａのうち、第１溝形成領域Ｑ１に第１保護膜５２を形成する第１保護膜形成工程Ｓ３と、第１基板面２０Ａのうち、第１振動腕形成領域Ｑ２及び第２振動腕形成領域Ｑ３のうち第１溝形成領域Ｑ１を除いた領域に第２保護膜５３を形成する第２保護膜形成工程Ｓ４と、第１保護膜５２及び第２保護膜５３を介して水晶基板２０を第１基板面２０Ａ側からドライエッチングし、第１面２Ａと、第１溝２２１，２３１と、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の外形と、を形成する第１ドライエッチング工程Ｓ５と、を含み、第１保護膜５２のエッチングレートをｒ１、第２保護膜５３のエッチングレートをｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす。
【選択図】図３
【解決手段】振動素子１の製造方法は、第１基板面２０Ａ及び第２基板面２０Ｂを有する水晶基板２０を準備する準備工程Ｓ１と、第１基板面２０Ａのうち、第１溝形成領域Ｑ１に第１保護膜５２を形成する第１保護膜形成工程Ｓ３と、第１基板面２０Ａのうち、第１振動腕形成領域Ｑ２及び第２振動腕形成領域Ｑ３のうち第１溝形成領域Ｑ１を除いた領域に第２保護膜５３を形成する第２保護膜形成工程Ｓ４と、第１保護膜５２及び第２保護膜５３を介して水晶基板２０を第１基板面２０Ａ側からドライエッチングし、第１面２Ａと、第１溝２２１，２３１と、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の外形と、を形成する第１ドライエッチング工程Ｓ５と、を含み、第１保護膜５２のエッチングレートをｒ１、第２保護膜５３のエッチングレートをｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に沿って延出し、前記第１方向と交差する第２方向に沿って並ぶ第１振動腕及び第２振動腕を備え、
前記第１振動腕及び前記第２振動腕は、それぞれ、前記第１方向及び前記第２方向に沿っており、表裏関係にある第１面及び第２面と、前記第１面に開口する有底の第１溝と、を有する振動素子の製造方法であって、
表裏関係にある第１基板面及び第２基板面を有する水晶基板を準備する準備工程と、
前記第１基板面のうち、前記第１溝が形成される第１溝形成領域に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
前記第１基板面のうち、前記第１振動腕が形成される第１振動腕形成領域及び前記第２振動腕が形成される第２振動腕形成領域のうち前記第１溝形成領域を除いた領域に第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程と、
前記第１保護膜及び前記第２保護膜を介して前記水晶基板を前記第１基板面側からドライエッチングし、前記第１面と、前記第１溝と、前記第１振動腕及び前記第２振動腕の外形と、を形成する第１ドライエッチング工程と、を含み、
前記第１保護膜のエッチングレートをｒ１、前記第２保護膜のエッチングレートをｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす、
振動素子の製造方法。
前記第１振動腕及び前記第２振動腕は、それぞれ、前記第１方向及び前記第２方向に沿っており、表裏関係にある第１面及び第２面と、前記第１面に開口する有底の第１溝と、を有する振動素子の製造方法であって、
表裏関係にある第１基板面及び第２基板面を有する水晶基板を準備する準備工程と、
前記第１基板面のうち、前記第１溝が形成される第１溝形成領域に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
前記第１基板面のうち、前記第１振動腕が形成される第１振動腕形成領域及び前記第２振動腕が形成される第２振動腕形成領域のうち前記第１溝形成領域を除いた領域に第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程と、
前記第１保護膜及び前記第２保護膜を介して前記水晶基板を前記第１基板面側からドライエッチングし、前記第１面と、前記第１溝と、前記第１振動腕及び前記第２振動腕の外形と、を形成する第１ドライエッチング工程と、を含み、
前記第１保護膜のエッチングレートをｒ１、前記第２保護膜のエッチングレートをｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす、
振動素子の製造方法。
【請求項2】
前記第１保護膜形成工程の前に、前記第１基板面に下地膜を形成する第１下地膜形成工程を更に含み、
前記下地膜の厚みは、前記第１保護膜及び前記第２保護膜よりも薄い、
請求項１に記載の振動素子の製造方法。
前記下地膜の厚みは、前記第１保護膜及び前記第２保護膜よりも薄い、
請求項１に記載の振動素子の製造方法。
【請求項3】
前記第１保護膜形成工程は、前記第１基板面に前記第１保護膜を塗布する塗布工程と、前記第１保護膜を露光する露光工程と、前記第１保護膜を現像する現像工程と、を含む、
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
【請求項4】
前記第１ドライエッチング工程において、前記ドライエッチングを前記第２保護膜が残存した状態で終了させ、
残存した前記第２保護膜を除去する第２保護膜除去工程を更に含む、
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
残存した前記第２保護膜を除去する第２保護膜除去工程を更に含む、
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
【請求項5】
前記第１保護膜及び前記第２保護膜は、樹脂材料からなる、
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
【請求項6】
前記第１保護膜及び前記第２保護膜は、金属材料からなる、
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
【請求項7】
前記第１保護膜及び前記第２保護膜は、一方が樹脂材料からなるとき、他方は金属材料からなる、
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の振動素子の製造方法。
【請求項8】
前記振動素子は、更に前記第２面に開口する有底の第２溝を有し、
前記第１ドライエッチング工程の後に、
前記第２基板面のうち、前記第２溝が形成される第２溝形成領域に第３保護膜を形成する第３保護膜形成工程と、
前記第２基板面のうち、前記第１振動腕が形成される前記第１振動腕形成領域及び前記第２振動腕が形成される前記第２振動腕形成領域のうち前記第２溝形成領域を除いた領域に第４保護膜を形成する第４保護膜形成工程と、
前記第３保護膜及び前記第４保護膜を介して前記水晶基板を前記第２基板面側からドライエッチングし、前記第２面と、前記第２溝と、前記第１振動腕及び前記第２振動腕の外形と、を形成する第２ドライエッチング工程と、を含み、
前記第３保護膜のエッチングレートをｒ３、前記第４保護膜のエッチングレートをｒ４としたとき、ｒ３＞ｒ４の関係を満たす、
請求項１に記載の振動素子の製造方法。
前記第１ドライエッチング工程の後に、
前記第２基板面のうち、前記第２溝が形成される第２溝形成領域に第３保護膜を形成する第３保護膜形成工程と、
前記第２基板面のうち、前記第１振動腕が形成される前記第１振動腕形成領域及び前記第２振動腕が形成される前記第２振動腕形成領域のうち前記第２溝形成領域を除いた領域に第４保護膜を形成する第４保護膜形成工程と、
前記第３保護膜及び前記第４保護膜を介して前記水晶基板を前記第２基板面側からドライエッチングし、前記第２面と、前記第２溝と、前記第１振動腕及び前記第２振動腕の外形と、を形成する第２ドライエッチング工程と、を含み、
前記第３保護膜のエッチングレートをｒ３、前記第４保護膜のエッチングレートをｒ４としたとき、ｒ３＞ｒ４の関係を満たす、
請求項１に記載の振動素子の製造方法。
【請求項9】
前記第３保護膜形成工程の前に、前記第２基板面に下地膜を形成する第２下地膜形成工程を更に含み、
前記下地膜の厚みは、前記第３保護膜及び前記第４保護膜よりも薄い、
請求項８に記載の振動素子の製造方法。
前記下地膜の厚みは、前記第３保護膜及び前記第４保護膜よりも薄い、
請求項８に記載の振動素子の製造方法。
【請求項10】
前記第３保護膜形成工程は、前記第２基板面に前記第３保護膜を塗布する塗布工程と、前記第３保護膜を露光する露光工程と、前記第３保護膜を現像する現像工程と、を含む、
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
【請求項11】
前記第２ドライエッチング工程において、前記ドライエッチングを前記第４保護膜が残存した状態で終了させ、
残存した前記第４保護膜を除去する第４保護膜除去工程を更に含む、
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
残存した前記第４保護膜を除去する第４保護膜除去工程を更に含む、
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
【請求項12】
前記第３保護膜及び前記第４保護膜は、樹脂材料からなる、
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
【請求項13】
前記第３保護膜及び前記第４保護膜は、金属材料からなる、
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
【請求項14】
前記第３保護膜及び前記第４保護膜は、一方が樹脂材料からなるとき、他方は金属材料からなる、
請求項８又は請求項９に記載の振動素子の製造方法。
請求項８又は請求項９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】
特許文献１には、振動腕に有底の溝を有する音叉型振動子をウエットエッチング及びドライエッチングにより形成する方法が記載されている。この製造方法では、水晶基板をウエットエッチングすることにより音叉型振動子の外形を形成し、然る後、ドライエッチングにより溝を形成している。
特許文献２には、振動腕に有底の溝を有する音叉型振動子をドライエッチングにより形成する方法が記載されている。この製造方法では、圧電材料からなる基板をドライエッチングする際に、一対の振動腕の間の幅に対して溝の幅を狭くすることによりマイクロローディング効果を用いて、一対の振動腕の間のエッチング深さに対して溝のエッチング深さを浅くし、振動子の溝と外形形状とを一括して形成している。
特許文献２には、振動腕に有底の溝を有する音叉型振動子をドライエッチングにより形成する方法が記載されている。この製造方法では、圧電材料からなる基板をドライエッチングする際に、一対の振動腕の間の幅に対して溝の幅を狭くすることによりマイクロローディング効果を用いて、一対の振動腕の間のエッチング深さに対して溝のエッチング深さを浅くし、振動子の溝と外形形状とを一括して形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－１７５９３３号公報
【特許文献2】特開２００７－０１３３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の製造方法は、外形を形成するウエットエッチングと溝を形成するドライエッチングとがそれぞれ別工程であるため、製造工程が複雑であり、外形に対する溝の位置ずれなどが生じ易い。そのため、この製造方法による振動素子は、不要振動などが発生し易い、という課題があった。
一方、特許文献２の製造方法は、外形と溝とを同一工程で一括して形成するので、上述の課題は生じない。しかしながら、この製造方法では、ドライエッチングにおけるマイクロローディング効果を用いて外形と溝とを一括して形成しているので、振動腕の幅や溝の幅及び深さなどの寸法の設定に制約が生じ、設計自由度が低い、という課題があった。
そこで、外形と溝とを一括して形成することができ、かつ設計自由度の高い振動素子の製造方法が求められていた。
一方、特許文献２の製造方法は、外形と溝とを同一工程で一括して形成するので、上述の課題は生じない。しかしながら、この製造方法では、ドライエッチングにおけるマイクロローディング効果を用いて外形と溝とを一括して形成しているので、振動腕の幅や溝の幅及び深さなどの寸法の設定に制約が生じ、設計自由度が低い、という課題があった。
そこで、外形と溝とを一括して形成することができ、かつ設計自由度の高い振動素子の製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【0005】
振動素子の製造方法は、第１方向に沿って延出し、前記第１方向と交差する第２方向に沿って並ぶ第１振動腕及び第２振動腕を備え、前記第１振動腕及び前記第２振動腕は、それぞれ、前記第１方向及び前記第２方向に沿っており、表裏関係にある第１面及び第２面と、前記第１面に開口する有底の第１溝と、を有する振動素子の製造方法であって、表裏関係にある第１基板面及び第２基板面を有する水晶基板を準備する準備工程と、前記第１基板面のうち、前記第１溝が形成される第１溝形成領域に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、前記第１基板面のうち、前記第１振動腕が形成される第１振動腕形成領域及び前記第２振動腕が形成される第２振動腕形成領域のうち前記第１溝形成領域を除いた領域に第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程と、前記第１保護膜及び前記第２保護膜を介して前記水晶基板を前記第１基板面側からドライエッチングし、前記第１面と、前記第１溝と、前記第１振動腕及び前記第２振動腕の外形と、を形成する第１ドライエッチング工程と、を含み、前記第１保護膜のエッチングレートをｒ１、前記第２保護膜のエッチングレートをｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態に係る振動素子の構成を示す平面図。
【図3】第１実施形態に係る振動素子の製造方法を示すフォローチャート。
【図4】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図5】第１保護膜の形成工程を示すフォローチャート。
【図6】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図7】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図8】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図9】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図10】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図11】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図12】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図13】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図14】振動素子の第１変形例を示す平面図。
【図16】振動素子の第２変形例を示す平面図。
【図19】振動素子の第３変形例を示す平面図。
【図22】第２実施形態に係る振動素子の構成を示す平面図。
【図24】第２実施形態に係る振動素子の製造方法を示すフォローチャート。
【図25】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図26】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図27】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図28】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図29】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図30】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【図31】振動素子の製造方法を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
１．第１実施形態
第１実施形態に係る振動素子１の製造方法について説明する。先ず、振動素子１の構成について、図１及び図２を参照して説明し、次に、振動素子１の製造方法について、図３～図１３を参照して説明する。
第１実施形態に係る振動素子１の製造方法について説明する。先ず、振動素子１の構成について、図１及び図２を参照して説明し、次に、振動素子１の製造方法について、図３～図１３を参照して説明する。
【0008】
尚、説明の便宜上、図３、図５、及び図２４を除く各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。また、Ｘ軸に沿った方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿った方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿った方向を「Ｚ方向」と言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」、矢印と反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ方向のプラス側を「上」、Ｚ方向のマイナス側を「下」とも言う。また、本明細書では、第１方向がＹ方向であり、第２方向がＸ方向である。
【0009】
【0010】
振動基板２は、Ｚカットの水晶基板を所望形状にパターニングすることにより形成され、水晶の結晶軸であるＸ軸及びＹ軸で規定されるＸ－Ｙ平面に広がりを有し、Ｚ方向に沿った厚みを有する。Ｘ軸は、電気軸とも呼ばれ、Ｙ軸は、機械軸とも呼ばれ、Ｚ軸は、光軸とも呼ばれる。
【0011】
振動基板２は、板状をなし、互いに表裏関係にありＺ方向に並んで配置された第１面２Ａ及び第２面２Ｂを有する。また、振動基板２は、基部２１と、基部２１から第１方向であるＹ方向に沿って延出し、第１方向と交差する第２方向であるＸ方向に沿って並ぶ第１振動腕２２及び第２振動腕２３と、を有する。
【0012】
第１振動腕２２は、第１面２Ａに開口する有底の第１溝２２１と、第１溝２２１を画定する第１土手部２２５と、第１面２Ａと第２面２Ｂとを接続する側面１０１と、を有する。第１土手部２２５は、平面視で第１面２Ａにおいて、Ｘ方向に沿って第１溝２２１を挟んで並んでいる部分である。
【0013】
同様に、第２振動腕２３は、第１面２Ａに開口する有底の第１溝２３１と、第１溝２３１を画定する第１土手部２３５と、第１面２Ａと第２面２Ｂとを接続する側面１０２と、を有する。第１土手部２３５は、平面視で第１面２Ａにおいて、Ｘ方向に沿って第１溝２３１を挟んで並んでいる部分である。
【0014】
第１溝２２１，２３１は、それぞれＹ方向に沿って延在している。また、第１土手部２２５，２３５は、それぞれ第１溝２２１，２３１のＸ方向両側に形成され、Ｙ方向に沿って延在している。従って、第１振動腕２２及び第２振動腕２３は、それぞれ、略Ｕ状の横断面形状を有する。これにより、熱弾性損失が低減され、優れた振動特性を有する振動素子１となる。
【0015】
電極３は、信号電極３１と、接地電極３２と、を有する。信号電極３１は、第１振動腕２２の第１面２Ａ及び第２面２Ｂと第２振動腕２３の側面１０２とに配置されている。一方、接地電極３２は、第１振動腕２２の側面１０１と第２振動腕２３の第１面２Ａ及び第２面２Ｂとに配置されている。接地電極３２を接地した状態で信号電極３１に駆動信号を印加すると、図１中の矢印で示すように、第１振動腕２２及び第２振動腕２３が接近、離間を繰り返すようにしてＸ方向に屈曲振動する。
【0016】
１．２．振動素子の製造方法
次に、振動素子１の製造方法について説明する。振動素子１の製造方法は、図３に示すように、準備工程Ｓ１、第１下地膜形成工程Ｓ２、第１保護膜形成工程Ｓ３、第２保護膜形成工程Ｓ４、第１ドライエッチング工程Ｓ５、第２保護膜除去工程Ｓ６、及び電極形成工程Ｓ７を含む。
次に、振動素子１の製造方法について説明する。振動素子１の製造方法は、図３に示すように、準備工程Ｓ１、第１下地膜形成工程Ｓ２、第１保護膜形成工程Ｓ３、第２保護膜形成工程Ｓ４、第１ドライエッチング工程Ｓ５、第２保護膜除去工程Ｓ６、及び電極形成工程Ｓ７を含む。
【0017】
１．２．１．準備工程Ｓ１
先ず、振動基板２の母材である水晶基板２０を準備する。水晶基板２０からは、複数の振動素子１が一括形成される。水晶基板２０は、板状をなし、互いに表裏関係にありＺ方向に並んで配置された第１基板面２０Ａ及び第２基板面２０Ｂを有する。ラッピングやポリッシングなどの研磨処理により、水晶基板２０は所望の厚みに調整されており、第１基板面２０Ａ及び第２基板面２０Ｂは、十分に平滑化されている。また、必要に応じて、水晶基板２０にウエットエッチングによる表面処理を行っても構わない。
先ず、振動基板２の母材である水晶基板２０を準備する。水晶基板２０からは、複数の振動素子１が一括形成される。水晶基板２０は、板状をなし、互いに表裏関係にありＺ方向に並んで配置された第１基板面２０Ａ及び第２基板面２０Ｂを有する。ラッピングやポリッシングなどの研磨処理により、水晶基板２０は所望の厚みに調整されており、第１基板面２０Ａ及び第２基板面２０Ｂは、十分に平滑化されている。また、必要に応じて、水晶基板２０にウエットエッチングによる表面処理を行っても構わない。
【0018】
１．２．２．第１下地膜形成工程Ｓ２
次に、図４に示すように、振動基板２の第１基板面２０Ａ上にクロム（Ｃｒ）等の金属材料である下地膜５１を形成する。尚、下地膜５１の厚みは、後述する第１保護膜５２及び第２保護膜５３の厚みよりも薄い。また、本実施形態では、下地膜５１を振動基板２の第１基板面２０Ａ上のみに形成しているが、振動基板２の第２基板面２０Ｂや側面に形成しても構わない。
次に、図４に示すように、振動基板２の第１基板面２０Ａ上にクロム（Ｃｒ）等の金属材料である下地膜５１を形成する。尚、下地膜５１の厚みは、後述する第１保護膜５２及び第２保護膜５３の厚みよりも薄い。また、本実施形態では、下地膜５１を振動基板２の第１基板面２０Ａ上のみに形成しているが、振動基板２の第２基板面２０Ｂや側面に形成しても構わない。
【0019】
１．２．３．第１保護膜形成工程Ｓ３
水晶基板２０の第１基板面２０Ａに形成された下地膜５１上にレジスト等の樹脂材料である第１保護膜５２を形成する。尚、第１保護膜形成工程Ｓ３は、図５に示すように、第１保護膜５２を塗布する塗布工程Ｓ３１、第１保護膜５２を露光する露光工程Ｓ３２、及び露光された第１保護膜５２を現像する現像工程Ｓ３３を含む。
水晶基板２０の第１基板面２０Ａに形成された下地膜５１上にレジスト等の樹脂材料である第１保護膜５２を形成する。尚、第１保護膜形成工程Ｓ３は、図５に示すように、第１保護膜５２を塗布する塗布工程Ｓ３１、第１保護膜５２を露光する露光工程Ｓ３２、及び露光された第１保護膜５２を現像する現像工程Ｓ３３を含む。
【0020】
塗布工程Ｓ３１では、図６に示すように、水晶基板２０の第１基板面２０Ａに形成された下地膜５１上に第１保護膜５２を所定の厚みで塗布する。尚、本実施形態では、第１保護膜５２は、ポジ型のフォトレジストであり、ネガ型であっても構わない。また、第１保護膜５２を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法やスプレーコート法などを用いることができる。
【0021】
次に、露光工程Ｓ３２では、水晶基板２０の第１基板面２０Ａに形成された下地膜５１上に塗布されている第１保護膜５２に露光装置から出射する光を照射する。
【0022】
次に、現像工程Ｓ３３では、水晶基板２０の第１基板面２０Ａに形成された下地膜５１上に塗布されている第１保護膜５２を現像する。これにより、図７に示すように、第１土手部２２５，２３５が形成される第１土手部形成領域Ｑｄ１の第１保護膜５２が現像され、除去される。また、第１溝２２１，２３１が形成される第１溝形成領域Ｑ１、第１振動腕２２が形成される第１振動腕形成領域Ｑ２、第２振動腕２３が形成される第２振動腕形成領域Ｑ３、第１振動腕２２と第２振動腕２３との間の腕間領域Ｑ４、及び隣接する素子との間の素子間領域Ｑ５に第１保護膜５２が形成される。尚、図７において、各領域を分り易くするために、振動基板２の完成体となる第１振動腕２２、第２振動腕２３、第１溝２２１，２３１、及び第１土手部２２５，２３５を破線で示した。
【0023】
１．２．４．第２保護膜形成工程Ｓ４
次に、図８に示すように、第１保護膜５２が除去された第１土手部形成領域Ｑｄ１に銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の金属材料である第２保護膜５３をメッキ法により形成する。尚、第２保護膜５３を形成する方法としては、例えば、蒸着法やスパッタ法で第２保護膜５３を成膜し、フォトリソグラフィー技術により形成する方法でも構わない。
ここで、下地膜５１の厚みＴＴ１は、第１保護膜５２の厚みＴ１及び第２保護膜５３の厚みＴ２よりも薄い。下地膜５１の厚みＴＴ１を薄くすることで、後述する第１ドライエッチング工程Ｓ５において、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５のドライエッチングを最も速く進めることができるため、ドライエッチングする時間を短くすることができ、ドライエッチング工程の短時間化を図ることができる。
その後、図９に示すように、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の第１保護膜５２を露光、現像して除去する。
次に、図８に示すように、第１保護膜５２が除去された第１土手部形成領域Ｑｄ１に銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の金属材料である第２保護膜５３をメッキ法により形成する。尚、第２保護膜５３を形成する方法としては、例えば、蒸着法やスパッタ法で第２保護膜５３を成膜し、フォトリソグラフィー技術により形成する方法でも構わない。
ここで、下地膜５１の厚みＴＴ１は、第１保護膜５２の厚みＴ１及び第２保護膜５３の厚みＴ２よりも薄い。下地膜５１の厚みＴＴ１を薄くすることで、後述する第１ドライエッチング工程Ｓ５において、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５のドライエッチングを最も速く進めることができるため、ドライエッチングする時間を短くすることができ、ドライエッチング工程の短時間化を図ることができる。
その後、図９に示すように、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の第１保護膜５２を露光、現像して除去する。
【0024】
１．２．５．第１ドライエッチング工程Ｓ５
図１０～図１２に示すように、第１振動腕形成領域Ｑ２及び第２振動腕形成領域Ｑ３に形成された第１保護膜５２と第２保護膜５３を介して水晶基板２０を第１基板面２０Ａ側からドライエッチングし、第１溝２２１，２３１と、振動基板２の外形と、を同時に形成する。振動基板２の外形は、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の外形を含む。尚、「同時に形成」とは、１工程において両者を一括して形成することを言う。より詳細には、本工程は、反応性イオンエッチングであり、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）装置を用いて行われる。また、ＲＩＥ装置に導入される反応ガスとしては、特に限定されないが、例えば、ＳＦ6、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ8等を用いることができる。
図１０～図１２に示すように、第１振動腕形成領域Ｑ２及び第２振動腕形成領域Ｑ３に形成された第１保護膜５２と第２保護膜５３を介して水晶基板２０を第１基板面２０Ａ側からドライエッチングし、第１溝２２１，２３１と、振動基板２の外形と、を同時に形成する。振動基板２の外形は、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の外形を含む。尚、「同時に形成」とは、１工程において両者を一括して形成することを言う。より詳細には、本工程は、反応性イオンエッチングであり、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）装置を用いて行われる。また、ＲＩＥ装置に導入される反応ガスとしては、特に限定されないが、例えば、ＳＦ6、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ8等を用いることができる。
【0025】
ドライエッチングを開始すると、先ず、図１０に示すように、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の下地膜５１と水晶基板２０とがエッチングされ、水晶基板２０の厚みが薄くなる。また、第１溝形成領域Ｑ１に形成された第１保護膜５２がエッチングされ、第１保護膜５２の厚みが薄くなる。尚、第１土手部形成領域Ｑｄ１の第２保護膜５３もエッチングされるが、第２保護膜５３のエッチングレートｒ２が第１保護膜５２のエッチングレートｒ１より小さい。つまり、ｒ１＞ｒ２の関係を満たすので、第２保護膜５３は、第１保護膜５２よりエッチングが遅い。そのため、第１保護膜５２の厚みは、第２保護膜５３の厚みより薄くなる。
【0026】
その後、ドライエッチングが進行すると、図１１に示すように、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の水晶基板２０がエッチングされ、水晶基板２０の厚みが更に薄くなる。また、第１溝形成領域Ｑ１に形成された第１保護膜５２と下地膜５１とがエッチングされ、更に、第１溝形成領域Ｑ１の水晶基板２０がエッチングされ、水晶基板２０の厚みが薄くなる。
【0027】
ドライエッチングは、図１２に示すように、第２保護膜５３が残存した状態で終了される。尚、ドライエッチング終了時には、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の水晶基板２０がエッチングされ無くなり、振動基板２の外形が形成される。また、第１溝形成領域Ｑ１の水晶基板２０がエッチングされ、水晶基板２０の厚みが更に薄くなり、第１溝２２１と第１土手部２２５とを有する第１振動腕２２及び第１溝２３１と第１土手部２３５とを有する第２振動腕２３が形成される。
よって、本工程により、第１溝２２１，２３１と、振動基板２の外形と、を同時に形成することができる。
よって、本工程により、第１溝２２１，２３１と、振動基板２の外形と、を同時に形成することができる。
【0028】
１．２．６．第２保護膜除去工程Ｓ６
図１３に示すように、第１土手部形成領域Ｑｄ１における水晶基板２０の第１基板面２０Ａに残存する第２保護膜５３と下地膜５１とを除去する。これにより、水晶基板２０の第１基板面２０Ａが第１振動腕２２及び第２振動腕２３の第１面２Ａとなる。つまり、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の第１面２Ａは、第１ドライエッチング工程Ｓ５においてエッチングされていないので、第１土手部形成領域Ｑｄ１における第１振動腕２２及び第２振動腕２３の厚みや第１面２Ａの表面粗さは、水晶基板２０の厚みや第１基板面２０Ａの表面粗さのまま維持されている。そのため、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の厚み精度が向上し、ねじれ振動などの不要振動の発生が抑制される。
図１３に示すように、第１土手部形成領域Ｑｄ１における水晶基板２０の第１基板面２０Ａに残存する第２保護膜５３と下地膜５１とを除去する。これにより、水晶基板２０の第１基板面２０Ａが第１振動腕２２及び第２振動腕２３の第１面２Ａとなる。つまり、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の第１面２Ａは、第１ドライエッチング工程Ｓ５においてエッチングされていないので、第１土手部形成領域Ｑｄ１における第１振動腕２２及び第２振動腕２３の厚みや第１面２Ａの表面粗さは、水晶基板２０の厚みや第１基板面２０Ａの表面粗さのまま維持されている。そのため、第１振動腕２２及び第２振動腕２３の厚み精度が向上し、ねじれ振動などの不要振動の発生が抑制される。
【0029】
１．２．７．電極形成工程Ｓ７
振動基板２の表面に金属膜を成膜し、この金属膜をパターニングすることにより、電極３を形成する。
以上により、本実施形態の振動素子１が得られる。
振動基板２の表面に金属膜を成膜し、この金属膜をパターニングすることにより、電極３を形成する。
以上により、本実施形態の振動素子１が得られる。
【0030】
尚、本実施形態では、第１保護膜５２が樹脂材料であり、第２保護膜５３が金属材料であるが、第１保護膜５２及び第２保護膜５３が樹脂材料からなっても構わない。また、第１保護膜５２及び第２保護膜５３が金属材料からなっても構わない。また、第１保護膜５２及び第２保護膜５３の一方が樹脂材料からなるとき、他方は金属材料からなっても構わない。但し、第１保護膜５２のエッチングレートをｒ１、第２保護膜５３のエッチングレートをｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２の関係を満たす必要がある。
【0031】
以上で述べたように本実施形態の振動素子１の製造方法は、第２保護膜５３よりエッチングレートの大きい第１保護膜５２を第１溝形成領域Ｑ１に配置し、第２保護膜５３を第１土手部形成領域Ｑｄ１に配置しているため、第１ドライエッチング工程Ｓ５において、マイクロローディング効果を利用せずに、第１振動腕２２及び第２振動腕２３を含む振動基板２の外形と第１溝２２１，２３１とを一括して形成することができる。そのため、振動素子１の製造工程の削減、振動素子１の低コスト化を図ることができる。また、外形形状に対する第１溝２２１，２３１の位置ずれが阻止され、振動基板２の形成精度が高まる。
【0032】
また、第１溝２２１，２３１形成用の第１保護膜５２と、第１振動腕２２及び第２振動腕２３を含む振動基板２の外形形成用の第２保護膜５３と、を用いているので、第１溝２２１，２３１や第１振動腕２２及び第２振動腕２３等の寸法を制御することができ、腕間領域Ｑ４におけるＸ方向の幅、素子間領域Ｑ５におけるＸ方向の幅、第１振動腕２２及び第２振動腕２３におけるＸ方向の幅、及び第１溝２２１，２３１におけるＸ方向の幅などの寸法の設定に制約がなく、設計自由度の高い振動素子１の製造方法を提供することができる。
【0033】
１．３．変形例
尚、本発明の振動素子の製造方法で製造される振動素子は、特に限定されない。
尚、本発明の振動素子の製造方法で製造される振動素子は、特に限定されない。
【0034】
１．３．１．第１変形例
本発明の振動素子の製造方法で製造される第１変形例の振動素子は、例えば、図１４及び図１５に示すような双音叉型振動素子７であってもよい。尚、図１４及び図１５では、電極の図示を省略している。双音叉型振動素子７は、一対の基部７１１，７１２と、基部７１１，７１２を連結する第１振動腕７２及び第２振動腕７３と、を有する。第１振動腕７２及び第２振動腕７３は、表裏関係にある第１面７Ａ及び第２面７Ｂを有する。また、第１振動腕７２及び第２振動腕７３は、それぞれ第１面７Ａに開口する有底の第１溝７２１，７３１と、第１溝７２１，７３１を画定する第１土手部７２５，７３５と、を有する。
本発明の振動素子の製造方法で製造される第１変形例の振動素子は、例えば、図１４及び図１５に示すような双音叉型振動素子７であってもよい。尚、図１４及び図１５では、電極の図示を省略している。双音叉型振動素子７は、一対の基部７１１，７１２と、基部７１１，７１２を連結する第１振動腕７２及び第２振動腕７３と、を有する。第１振動腕７２及び第２振動腕７３は、表裏関係にある第１面７Ａ及び第２面７Ｂを有する。また、第１振動腕７２及び第２振動腕７３は、それぞれ第１面７Ａに開口する有底の第１溝７２１，７３１と、第１溝７２１，７３１を画定する第１土手部７２５，７３５と、を有する。
【0035】
１．３．２．第２変形例
第２変形例の振動素子は、例えば、図１６、図１７、及び図１８に示すようなジャイロ振動素子８であってもよい。尚、図１６、図１７、及び図１８では、電極の図示を省略している。ジャイロ振動素子８は、基部８１と、基部８１からＹ方向両側に延出する一対の検出振動腕８２，８３と、基部８１からＸ方向両側に延出する一対の連結腕８４，８５と、連結腕８４の先端部からＹ方向両側に延出する駆動振動腕８６，８７と、連結腕８５の先端部からＹ方向両側に延出する駆動振動腕８８，８９と、を有する。このようなジャイロ振動素子８においては、駆動振動腕８６，８７，８８，８９を図１６中の矢印ＳＤ方向に屈曲振動させている状態でＺ軸まわりの角速度ωｚが作用すると、コリオリの力によって検出振動腕８２，８３に矢印ＳＳ方向への屈曲振動が新たに励振され、当該屈曲振動により検出振動腕８２，８３から出力される電荷に基づいて角速度ωｚを検出する。
第２変形例の振動素子は、例えば、図１６、図１７、及び図１８に示すようなジャイロ振動素子８であってもよい。尚、図１６、図１７、及び図１８では、電極の図示を省略している。ジャイロ振動素子８は、基部８１と、基部８１からＹ方向両側に延出する一対の検出振動腕８２，８３と、基部８１からＸ方向両側に延出する一対の連結腕８４，８５と、連結腕８４の先端部からＹ方向両側に延出する駆動振動腕８６，８７と、連結腕８５の先端部からＹ方向両側に延出する駆動振動腕８８，８９と、を有する。このようなジャイロ振動素子８においては、駆動振動腕８６，８７，８８，８９を図１６中の矢印ＳＤ方向に屈曲振動させている状態でＺ軸まわりの角速度ωｚが作用すると、コリオリの力によって検出振動腕８２，８３に矢印ＳＳ方向への屈曲振動が新たに励振され、当該屈曲振動により検出振動腕８２，８３から出力される電荷に基づいて角速度ωｚを検出する。
【0036】
検出振動腕８２，８３及び駆動振動腕８６，８７，８８，８９は、表裏関係にある第１面８Ａ及び第２面８Ｂを有する。また、検出振動腕８２，８３は、第１面８Ａに開口する有底の第１溝８２１，８３１と、第１溝８２１，８３１を画定する第１土手部８２５，８３５と、を有する。また、駆動振動腕８６，８７，８８，８９は、第１面８Ａに開口する有底の第１溝８６１，８７１，８８１，８９１と、第１溝８６１，８７１，８８１，８９１を画定する第１土手部８６５，８７５，８８５，８９５と、を有する。このようなジャイロ振動素子８においては、例えば、駆動振動腕８６，８８又は駆動振動腕８７，８９が第１振動腕及び第２振動腕となる。
【0037】
１．３．３．第３変形例
第３変形例の振動素子は、例えば、図１９、図２０、及び図２１に示すようなジャイロ振動素子９であってもよい。尚、図１９、図２０、及び図２１では、電極の図示を省略している。ジャイロ振動素子９は、基部９１と、基部９１からＹ方向プラス側に延出し、Ｘ方向に並ぶ一対の駆動振動腕９２，９３と、基部９１からＹ方向マイナス側に延出し、Ｘ方向に並ぶ一対の検出振動腕９４，９５と、を有する。このようなジャイロ振動素子９においては、駆動振動腕９２，９３を図１９中の矢印ＳＤ方向に屈曲振動させている状態でＹ軸まわりの角速度ωｙが作用すると、コリオリの力によって、検出振動腕９４，９５に矢印ＳＳ方向への屈曲振動が新たに励振され、当該屈曲振動により検出振動腕９４，９５から出力される電荷に基づいて角速度ωｙを検出する。
第３変形例の振動素子は、例えば、図１９、図２０、及び図２１に示すようなジャイロ振動素子９であってもよい。尚、図１９、図２０、及び図２１では、電極の図示を省略している。ジャイロ振動素子９は、基部９１と、基部９１からＹ方向プラス側に延出し、Ｘ方向に並ぶ一対の駆動振動腕９２，９３と、基部９１からＹ方向マイナス側に延出し、Ｘ方向に並ぶ一対の検出振動腕９４，９５と、を有する。このようなジャイロ振動素子９においては、駆動振動腕９２，９３を図１９中の矢印ＳＤ方向に屈曲振動させている状態でＹ軸まわりの角速度ωｙが作用すると、コリオリの力によって、検出振動腕９４，９５に矢印ＳＳ方向への屈曲振動が新たに励振され、当該屈曲振動により検出振動腕９４，９５から出力される電荷に基づいて角速度ωｙを検出する。
【0038】
駆動振動腕９２，９３及び検出振動腕９４，９５は、表裏関係にある第１面９Ａ及び第２面９Ｂを有する。また、駆動振動腕９２，９３は、第１面９Ａに開口する有底の第１溝９２１，９３１と、第１溝９２１，９３１を画定する第１土手部９２５，９３５と、を有する。また、検出振動腕９４，９５は、第１面９Ａに開口する有底の第１溝９４１，９５１と、第１溝９４１，９５１を画定する第１土手部９４５，９５５と、を有する。このようなジャイロ振動素子９においては、駆動振動腕９２，９３又は検出振動腕９４，９５が第１振動腕及び第２振動腕となる。
【0039】
２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る振動素子１ａの製造方法について説明する。先ず、振動素子１ａの構成について、図２２及び図２３を参照して説明し、次に、振動素子１ａの製造方法について、図２４～図３１を参照して説明する。尚、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
本実施形態の振動素子１ａは、第２面２Ｂに開口する有底の第２溝２２２，２３２と、第２溝２２２，２３２を画定する第２土手部２２６，２３６と、を有すること以外は、第１実施形態の振動素子１と同様である。尚、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。また、本実施形態の振動素子１ａの製造方法は、第１面２Ａ側に第１溝２２１，２３１を形成した後に、第２面２Ｂ側に第２溝２２２，２３２を形成すること以外は、第１実施形態の振動素子１の製造方法と同様である。
次に、第２実施形態に係る振動素子１ａの製造方法について説明する。先ず、振動素子１ａの構成について、図２２及び図２３を参照して説明し、次に、振動素子１ａの製造方法について、図２４～図３１を参照して説明する。尚、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
本実施形態の振動素子１ａは、第２面２Ｂに開口する有底の第２溝２２２，２３２と、第２溝２２２，２３２を画定する第２土手部２２６，２３６と、を有すること以外は、第１実施形態の振動素子１と同様である。尚、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。また、本実施形態の振動素子１ａの製造方法は、第１面２Ａ側に第１溝２２１，２３１を形成した後に、第２面２Ｂ側に第２溝２２２，２３２を形成すること以外は、第１実施形態の振動素子１の製造方法と同様である。
【0040】
【0041】
振動基板２ａは、Ｚカットの水晶基板を所望形状にパターニングすることにより形成され、水晶の結晶軸であるＸ軸及びＹ軸で規定されるＸ－Ｙ平面に広がりを有し、Ｚ方向に沿った厚みを有する。
【0042】
振動基板２ａは、板状をなし、互いに表裏関係にありＺ方向に並んで配置された第１面２Ａ及び第２面２Ｂを有する。また、振動基板２ａは、基部２１と、基部２１から第１方向であるＹ方向に沿って延出し、第１方向と交差する第２方向であるＸ方向に沿って並ぶ第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａと、を有する。
【0043】
第１振動腕２２ａは、第１面２Ａに開口する有底の第１溝２２１と、第１溝２２１を画定する第１土手部２２５と、第２面２Ｂに開口する有底の第２溝２２２と、第２溝２２２を画定する第２土手部２２６と、第１面２Ａと第２面２Ｂとを接続する側面１０１と、を有する。
【0044】
同様に、第２振動腕２３ａは、第１面２Ａに開口する有底の第１溝２３１と、第１溝２３１を画定する第１土手部２３５と、第２面２Ｂに開口する有底の第２溝２３２と、第２溝２３２を画定する第２土手部２３６と、第１面２Ａと第２面２Ｂとを接続する側面１０２と、を有する。
【0045】
第１溝２２１，２３１及び第２溝２２２，２３２は、それぞれＹ方向に沿って延在している。また、第１土手部２２５，２３５及び第２土手部２２６，２３６は、それぞれ第１溝２２１，２３１及び第２溝２２２，２３２のＸ方向両側に形成され、Ｙ方向に沿って延在している。従って、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａは、それぞれ、略Ｕ状の横断面形状を有する。これにより、熱弾性損失が低減され、優れた振動特性を有する振動素子１ａとなる。
【0046】
電極３は、信号電極３１と、接地電極３２と、を有する。信号電極３１は、第１振動腕２２ａの第１面２Ａ及び第２面２Ｂと第２振動腕２３ａの側面１０２とに配置されている。一方、接地電極３２は、第１振動腕２２ａの側面１０１と第２振動腕２３ａの第１面２Ａ及び第２面２Ｂとに配置されている。接地電極３２を接地した状態で信号電極３１に駆動信号を印加すると、図２２中の矢印で示すように、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａが接近、離間を繰り返すようにしてＸ方向に屈曲振動する。
【0047】
２．２．振動素子の製造方法
次に、振動素子１ａの製造方法について説明する。振動素子１ａの製造方法は、図２４に示すように、準備工程Ｓ１１、第１下地膜形成工程Ｓ１２、第１保護膜形成工程Ｓ１３、第２保護膜形成工程Ｓ１４、第１ドライエッチング工程Ｓ１５、第２保護膜除去工程Ｓ１６、第２下地膜形成工程Ｓ１７、第３保護膜形成工程Ｓ１８、第４保護膜形成工程Ｓ１９、第２ドライエッチング工程Ｓ２０、第４保護膜除去工程Ｓ２１、及び電極形成工程Ｓ２２を含む。
次に、振動素子１ａの製造方法について説明する。振動素子１ａの製造方法は、図２４に示すように、準備工程Ｓ１１、第１下地膜形成工程Ｓ１２、第１保護膜形成工程Ｓ１３、第２保護膜形成工程Ｓ１４、第１ドライエッチング工程Ｓ１５、第２保護膜除去工程Ｓ１６、第２下地膜形成工程Ｓ１７、第３保護膜形成工程Ｓ１８、第４保護膜形成工程Ｓ１９、第２ドライエッチング工程Ｓ２０、第４保護膜除去工程Ｓ２１、及び電極形成工程Ｓ２２を含む。
【0048】
準備工程Ｓ１１～第２保護膜形成工程Ｓ１４は、第１実施形態と同一なので、説明を省略し、第１ドライエッチング工程Ｓ１５から説明する。
【0049】
２．２．１．第１ドライエッチング工程Ｓ１５
ドライエッチングは、図２５に示すように、第２保護膜５３が残存した状態で終了される。尚、ドライエッチング終了時には、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の水晶基板２０がエッチング前の厚みの約半分になるようにエッチングされている。また、第１溝形成領域Ｑ１の第１溝２２１，２３１の第１基板面２０Ａからの深さは所望の深さにエッチングされている。従って、第１振動腕２２ａを構成する第１溝２２１と第１土手部２２５とが形成され、第２振動腕２３ａを構成する第１溝２３１と第１土手部２３５とが形成される。
ドライエッチングは、図２５に示すように、第２保護膜５３が残存した状態で終了される。尚、ドライエッチング終了時には、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の水晶基板２０がエッチング前の厚みの約半分になるようにエッチングされている。また、第１溝形成領域Ｑ１の第１溝２２１，２３１の第１基板面２０Ａからの深さは所望の深さにエッチングされている。従って、第１振動腕２２ａを構成する第１溝２２１と第１土手部２２５とが形成され、第２振動腕２３ａを構成する第１溝２３１と第１土手部２３５とが形成される。
【0050】
２．２．２．第２保護膜除去工程Ｓ１６
次に、図２６に示すように、第１土手部形成領域Ｑｄ１における水晶基板２０の第１基板面２０Ａに残存する第２保護膜５３と下地膜５１とを除去する。
次に、図２６に示すように、第１土手部形成領域Ｑｄ１における水晶基板２０の第１基板面２０Ａに残存する第２保護膜５３と下地膜５１とを除去する。
【0051】
２．２．３．第２下地膜形成工程Ｓ１７
次に、図２７に示すように、振動基板２ａの第２基板面２０Ｂ上にクロム（Ｃｒ）等の金属材料である下地膜６１を形成する。尚、下地膜６１の厚みは、後述する第３保護膜６２及び第４保護膜６３の厚みよりも薄い。また、本実施形態では、下地膜６１を振動基板２ａの第２基板面２０Ｂ上のみに形成しているが、振動基板２ａの第１基板面２０Ａや側面及び第１溝２２１，２３１の内面に形成しても構わない。
次に、図２７に示すように、振動基板２ａの第２基板面２０Ｂ上にクロム（Ｃｒ）等の金属材料である下地膜６１を形成する。尚、下地膜６１の厚みは、後述する第３保護膜６２及び第４保護膜６３の厚みよりも薄い。また、本実施形態では、下地膜６１を振動基板２ａの第２基板面２０Ｂ上のみに形成しているが、振動基板２ａの第１基板面２０Ａや側面及び第１溝２２１，２３１の内面に形成しても構わない。
【0052】
２．２．４．第３保護膜形成工程Ｓ１８
水晶基板２０の第２基板面２０Ｂに形成された下地膜６１上にレジスト等の樹脂材料である第３保護膜６２を形成する。尚、第３保護膜形成工程Ｓ１８は、第３保護膜６２を塗布する塗布工程、第３保護膜６２を露光する露光工程、及び露光された第３保護膜６２を現像する現像工程を含む。
水晶基板２０の第２基板面２０Ｂに形成された下地膜６１上にレジスト等の樹脂材料である第３保護膜６２を形成する。尚、第３保護膜形成工程Ｓ１８は、第３保護膜６２を塗布する塗布工程、第３保護膜６２を露光する露光工程、及び露光された第３保護膜６２を現像する現像工程を含む。
【0053】
第３保護膜形成工程Ｓ１８は、第１実施形態の第１保護膜形成工程Ｓ３と同一なので、説明を省略する。
【0054】
２．２．５．第４保護膜形成工程Ｓ１９
次に、図２８に示すように、第３保護膜６２が除去された第２土手部形成領域Ｑｄ２に銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の金属材料である第４保護膜６３をメッキ法により形成する。尚、第４保護膜６３を形成する方法としては、例えば、蒸着法やスパッタ法で第４保護膜６３を成膜し、フォトリソグラフィー技術により形成する方法でも構わない。また、図２８において、各領域を分り易くするために、振動基板２ａの完成体となる第１振動腕２２ａ、第２振動腕２３ａ、第２溝２２２，２３２、及び第２土手部２２６，２３６を破線で示した。
その後、図２９に示すように、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の第３保護膜６２を露光、現像して除去する。
次に、図２８に示すように、第３保護膜６２が除去された第２土手部形成領域Ｑｄ２に銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等の金属材料である第４保護膜６３をメッキ法により形成する。尚、第４保護膜６３を形成する方法としては、例えば、蒸着法やスパッタ法で第４保護膜６３を成膜し、フォトリソグラフィー技術により形成する方法でも構わない。また、図２８において、各領域を分り易くするために、振動基板２ａの完成体となる第１振動腕２２ａ、第２振動腕２３ａ、第２溝２２２，２３２、及び第２土手部２２６，２３６を破線で示した。
その後、図２９に示すように、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５の第３保護膜６２を露光、現像して除去する。
【0055】
ここで、第２溝形成領域Ｑ６に形成された第３保護膜６２のエッチングレートｒ３は、第２土手部形成領域Ｑｄ２に形成された第４保護膜６３のエッチングレートｒ４よりも大きい。つまり、ｒ３＞ｒ４の関係を満たすので、後述する第２ドライエッチング工程Ｓ２０において、第２溝２２２，２３２と振動基板２ａの外形とを同時に形成することができる。
【0056】
また、下地膜６１の厚みＴＴ２は、第３保護膜６２の厚みＴ３及び第４保護膜６３の厚みＴ４よりも薄い。下地膜６１の厚みＴＴ２が薄いので、後述する第２ドライエッチング工程Ｓ２０において、腕間領域Ｑ４及び素子間領域Ｑ５のドライエッチングを最も速く進めることができ、ドライエッチングする時間を短くすることができる。そのため、ドライエッチング工程の短時間化を図ることができる。
【0057】
２．２．６．第２ドライエッチング工程Ｓ２０
図３０に示すように、第１振動腕形成領域Ｑ２及び第２振動腕形成領域Ｑ３に形成された第３保護膜６２と第４保護膜６３を介して水晶基板２０を第２基板面２０Ｂ側からドライエッチングし、第２溝２２２，２３２と振動基板２ａの外形とを同時に形成する。振動基板２ａの外形は、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの外形を含む。
尚、ドライエッチングは、図３０に示すように、第４保護膜６３が残存した状態で終了される。
図３０に示すように、第１振動腕形成領域Ｑ２及び第２振動腕形成領域Ｑ３に形成された第３保護膜６２と第４保護膜６３を介して水晶基板２０を第２基板面２０Ｂ側からドライエッチングし、第２溝２２２，２３２と振動基板２ａの外形とを同時に形成する。振動基板２ａの外形は、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの外形を含む。
尚、ドライエッチングは、図３０に示すように、第４保護膜６３が残存した状態で終了される。
【0058】
２．２．７．第４保護膜除去工程Ｓ２１
図３１に示すように、第２土手部形成領域Ｑｄ２における水晶基板２０の第２基板面２０Ｂに残存する第４保護膜６３と下地膜６１とを除去する。これにより、水晶基板２０の第２基板面２０Ｂが第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの第２面２Ｂとなる。また、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの第２面２Ｂは、第２ドライエッチング工程Ｓ２０においてエッチングされていないので、第２土手部形成領域Ｑｄ２における第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの厚みや第２面２Ｂの表面粗さは、水晶基板２０の厚みや第２基板面２０Ｂの表面粗さのまま維持されている。そのため、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの厚み精度が向上し、ねじれ振動などの不要振動の発生が抑制される。
図３１に示すように、第２土手部形成領域Ｑｄ２における水晶基板２０の第２基板面２０Ｂに残存する第４保護膜６３と下地膜６１とを除去する。これにより、水晶基板２０の第２基板面２０Ｂが第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの第２面２Ｂとなる。また、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの第２面２Ｂは、第２ドライエッチング工程Ｓ２０においてエッチングされていないので、第２土手部形成領域Ｑｄ２における第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの厚みや第２面２Ｂの表面粗さは、水晶基板２０の厚みや第２基板面２０Ｂの表面粗さのまま維持されている。そのため、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａの厚み精度が向上し、ねじれ振動などの不要振動の発生が抑制される。
【0059】
２．２．８．電極形成工程Ｓ２２
振動基板２ａの表面に金属膜を成膜し、この金属膜をパターニングすることにより、電極３を形成する。
以上により、本実施形態の振動素子１ａが得られる。
振動基板２ａの表面に金属膜を成膜し、この金属膜をパターニングすることにより、電極３を形成する。
以上により、本実施形態の振動素子１ａが得られる。
【0060】
尚、本実施形態では、第３保護膜６２が樹脂材料であり、第４保護膜６３が金属材料であるが、第３保護膜６２及び第４保護膜６３が樹脂材料からなっても構わない。また、第３保護膜６２及び第４保護膜６３が金属材料からなっても構わない。また、第３保護膜６２及び第４保護膜６３の一方が樹脂材料からなるとき、他方は金属材料からなっても構わない。但し、第３保護膜６２のエッチングレートをｒ３、第４保護膜６３のエッチングレートをｒ４としたとき、ｒ３＞ｒ４の関係を満たす必要がある。
【0061】
以上で述べたように本実施形態の振動素子１ａの製造方法は、水晶基板２０の第１基板面２０Ａ側に第１溝２２１，２３１と第１土手部２２５，２３５を形成した後に、第２基板面２０Ｂ側に、第４保護膜６３よりエッチングレートの大きい第３保護膜６２を第２溝形成領域Ｑ６に配置し、第４保護膜６３を第２土手部形成領域Ｑｄ２に配置しているため、第２ドライエッチング工程Ｓ２０において、マイクロローディング効果を利用せずに、第１振動腕２２ａ及び第２振動腕２３ａを含む振動基板２ａの外形と、第１溝２２１，２３１と、第２溝２２２，２３２と、を一括して形成することができ、且つ、設計自由度の高い振動素子１ａの製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【0062】
１，１ａ…振動素子、２…振動基板、２Ａ…第１面、２Ｂ…第２面、３…電極、２０…水晶基板、２０Ａ…第１基板面、２０Ｂ…第２基板面、２１…基部、２２…第１振動腕、２３…第２振動腕、３１…信号電極、３２…接地電極、５１…下地膜、５２…第１保護膜、５３…第２保護膜、１０１，１０２…側面、２２１，２３１…第１溝、２２５，２３５…第１土手部、Ｑ１…第１溝形成領域、Ｑ２…第１振動腕形成領域、Ｑ３…第２振動腕形成領域、Ｑ４…腕間領域、Ｑ５…素子間領域、Ｑｄ１…第１土手部形成領域、Ｓ１…準備工程、Ｓ２…第１下地膜形成工程、Ｓ３…第１保護膜形成工程、Ｓ４…第２保護膜形成工程、Ｓ５…第１ドライエッチング工程、Ｓ６…第２保護膜除去工程、Ｓ７…電極形成工程、ｒ１，ｒ２…エッチングレート、Ｔ１，Ｔ２，ＴＴ１…厚み。
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】