JP2010178184A - 水晶振動子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】新規の工程を追加することなく、エッチングによって水晶のウエハから所望の水晶片を得ることができると共に、電極を自由に配設することができる水晶振動子の製造方法を提供すること。
【解決手段】水晶片１０を形成するときに水晶片１０の＋Ｘ側の角部と対応する２つの位置に配設される、ウエハＷの＋Ｘ軸方向に向けて伸びるダミー領域４４、４８を有するエッチングマスク６を形成し、水晶片１０を形成するときにダミー領域４４、４８に対応する位置の溝部７のエッチングを遅らせる。これにより、角部の欠け部のない水晶片１０を、ウエハＷに接続支持部１１に接続支持した状態で形成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、異方性を有する、例えばＡＴカットの水晶片を用いた水晶振動子を製造する技術に関する。

電子部品の一つである発振器等の、周波数の基準源や時間の基準源として、水晶振動子が使用されている。水晶振動子の水晶片は、例えばＡＴカットされた水晶のウエハから所定の形状例えば直方体形状に形成され、１枚のウエハからは多数の水晶片が形成される。

この水晶片の形成方法の一例としては、例えば図１３に示すように水晶のウエハＷ１の表面５ｃ及び裏面５ｄにエッチングマスク１０６を形成し、水晶のウエハＷ１をエッチングしてエッチングマスク１０６の形状と対応する所望の水晶片１１０を得る方法がある。エッチングにより水晶片を形成する場合、サイドエッチングによってエッチングマスク１０６の下部の水晶がエッチングされる。そのためエッチングマスク１０６は、サイドエッチングによるエッチ量（水晶がエッチングされる量）を考慮して、その大きさと形状が決定される。

ところが水晶には異方性があり、特定の結晶軸方向においては、エッチングは一方側で積極的に進行する特性を有しており、ＡＴカットされた水晶ではその異方性により特に結晶軸のＸ軸方向の＋Ｘ側でエッチングが積極的に進行する。そのためエッチングマスク１０６を用いて水晶片１１０を形成しようとした場合、図１４に示すように＋Ｘ側の角に欠け部Ｓ１を有する歪な形状の水晶片１１０が形成されてしまい、所望の水晶片が得られない場合があった。

水晶片の形状が歪になると、水晶片に励振電極と引出電極を形成した際に、水晶振動子の特性が劣化するため、水晶片の角がサイドエッチングされることは好ましくない。特に水晶片が小さくなると、水晶片と励振電極との間で大きさの差が小さくなるため、水晶片に欠け部があると、この欠け部に励振電極が形成されることが考えられる。そして欠け部に励振電極が形成されると、水晶振動子の特性に与える影響が大きくなることが懸念される。

一方特許文献１には、形成される水晶片の−Ｘ側の両角部に、水晶片を水晶基板に接続支持する支持部を設け、この支持部により水晶片の−Ｘ側の角に欠け部が形成されることを抑止する水晶振動子の製造方法が記載されている。また特許文献２には、形成される水晶片の＋Ｘ側の両角部に、水晶片を水晶基板に接続支持する支持部を設け、この支持部により水晶片の＋Ｘ側の角に欠け部が形成されることを抑止する水晶振動子の製造方法が記載されている。

特許文献１の方法では、＋Ｘ側に接続支持部が形成されていないため、ＡＴカットの水晶のウエハから水晶片を形成した場合、サイドエッチングを防止することができない。特許文献２の方法では、ＡＴカットの水晶のウエハから水晶片を形成する場合、接続支持部により＋Ｘ側の角部のエッチングが妨げられるためサイドエッチングの発生を防止することができる。しかしながら接続支持部側は水晶片を切り離すときにその形状が歪になるため引出電極を形成するのが一般的であり、特許文献１の方法では、必ず＋Ｘ側に引出電極が形成されることになるため、水晶振動子の電極のレイアウトが自由に行えないという難点がある。

従って図１３に示すような水晶振動子の製造方法の方が、接続支持部を水晶片の何処に形成するのか自由に選択ができるという点で製造上有利であるため、接続支持部を任意の場所に形成すると共に、エッチングにより所望の水晶片を得ることができる水晶振動子の製造方法が求められている。

［特許文献１］ 特開２００８−９２５０５号公報（段落番号００１６、００１８）
［特許文献２］ 特開２００７−１４２５２６号公報（段落番号００１５、００１９）

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、新規の工程を追加することなく、エッチングによって水晶のウエハから所望の水晶片を得ることができると共に、電極を自由に配設することができる水晶振動子の製造方法を提供することにある。

本発明の水晶振動子の製造方法は、
ＡＴカットされた水晶基板を用い、エッチングにより略矩形状の水晶片を水晶基板の残留部分に支持した状態で得る工程を含む水晶振動子の製造方法において、
前記水晶基板の＋Ｙ’側の面である表面及び裏面に金属膜及びレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に露光、現像処理を行い、略矩形状の水晶片を得るための水晶片領域に対応するマスク部分と、この水晶片領域を所定の距離を開けて取り囲む水晶片の除去領域に対応する開口部分と、前記水晶片領域の＋Ｘ側の２つの角部のうち、−Ｚ’側の角部及び＋Ｚ’側の角部を各々第１の角部及び第２の角部と呼ぶとすると、前記水晶基板の表面側に形成され、第１の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第１のダミー領域に対応するマスク部分と、前記水晶基板の裏面側に形成され、第２の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第２のダミー領域に対応するマスク部分と、形成後の前記水晶片の略中央部と前記残留部分とを接続する支持部に対応するマスク部分と、を含むレジストマスクを形成する工程と、
前記レジストマスクから露出している前記金属膜をエッチングして、エッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記水晶基板に対してエッチング液によるエッチングを行い、前記除去領域の前記水晶が除去されると共に、前記第１のダミー領域と第２のダミー領域上の前記エッチングマスクに覆われた領域の水晶部分のエッチングが遅れながら前記水晶片を形成する工程と、
前記水晶片に対して、励振電極と引出電極とを形成する工程と、
を含み、
前記第１のダミー領域と前記第２のダミー領域とは、前記水晶片が形成されたときに、このダミー領域に対応する位置の水晶の水晶部分が除去されるようにＺ'方向の寸法が決定されていることを特徴としている。

また本発明では、例えば前記レジストマスクには、前記水晶片領域の−Ｘ側の２つの角部のうち、−Ｚ’側の角部及び＋Ｚ’側の角部を各々第３の角部及び第４の角部と呼ぶとすると、前記水晶基板の表面側に形成され、第３の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第３のダミー領域に対応するマスク部分と、前記水晶基板の裏面側に形成され、第４の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第４のダミー領域に対応するマスク部分と、が含まれていてもよい。また本発明では、例えば前記第１ないし第４のダミー領域のうち、少なくとも１つの前記ダミー領域は、前記残留部分まで伸びてこの残留部分に接続されていてもよい。

本発明は、水晶片を形成するときにエッチングが積極的に進行する＋Ｘ側にある水晶片の角部と対応する位置にダミー領域を有するエッチングマスクを形成している。このダミー領域は、水晶片が形成されたときにこのダミー領域の下部にある水晶基板の水晶が除去されるように形成されており、これにより本発明では、角に欠け部のない水晶片を、その一側面の中央部が水晶基板に接続支持された状態で形成することができる。従ってエッチングにより所望の水晶片を得ることが可能となる。そして支持部領域をダミー領域以外の箇所に設けたことにより、接続支持部を水晶片の角に対応する位置に形成する必要がなくなり、励振電極と引出電極を自由に配設することが可能となる。これにより、水晶振動子の筐体の形状や引出電極と接続される電極の位置及び水晶片振動子の接続方法等を自由に設定することができ、水晶振動子の製造工程の自由度を高めることができるなどの効果が期待できる。

本実施形態の水晶のウエハＷの概略平面図である。 本実施形態のエッチングマスクの形状を説明するための説明図である。 本実施形態の水晶振動子の製造方法について説明するための第１の説明図である。 本実施形態の水晶振動子の製造方法について説明するための第２の説明図である。 本実施形態の水晶振動子の製造方法について説明するための第３の説明図である。 本実施形態の水晶振動子の製造方法について説明するための第４の説明図である。 本実施形態の水晶振動子の製造方法について説明するための第５の説明図である。 本実施形態の水晶振動子の製造方法について説明するための第６の説明図である。 本実施形態の水晶振動子の製造方法について説明するための第７の説明図である。 本実施形態の水晶振動子の斜視図である。 本実施形態の水晶振動子について説明するための説明図である。 本発明の他の実施形態のエッチングマスクの形状を説明するための説明図である。 従来のエッチングマスクの形状を説明するための説明図である。 従来の水晶振動子用素子について説明するための説明図である。

本発明に係る水晶振動子の製造方法について、図１ないし図１１を参照して説明する。本実施形態の水晶振動子１（図９参照）は、例えば図１（ａ）に示すようなＡＴカットされた水晶のウエハＷから形成される。ウエハＷには、水晶振動子１を形成するための区画２が複数、例えば図示Ｘ軸方向に８列、図示Ｚ’軸方向に１０列、計８０個配設されており、１枚のウエハＷから複数の水晶振動子１を形成する。本実施形態では、例えば厚さ３００μｍの水晶のウエハＷを使用し、このウエハＷから例えば厚さ３０μｍの水晶片１０を形成して水晶振動子１を製造する。そのため各区画２毎にエッチングを行い、凹部３を形成し、各区画２ごとに水晶片１０の形成用の面となる第２の表面４（凹部３の底面）とウエハＷの裏面５ｂ（図３参照）の間の厚さを３０μｍに調整する。そして第２の表面４に水晶片形成用のエッチングマスク６が形成され、この第２の表面４で水晶振動子１を製造するための水晶片１０を形成する。

ここでウエハＷの厚み方向をＹ’軸方向とすると、第２の表面４側を＋Ｙ’側、裏面５ｂ側を−Ｙ’側とする。この＋Ｙ’及び−Ｙ’とは、夫々水晶のＹ軸（機械軸）をＡＴカットの水晶基板に対応させて基板の厚さ方向に相当する向きまで回転させたときの＋側及び−側を指すものとする。また後述するＺ’及びＺ”とは、夫々水晶のＺ軸（機械軸）をＡＴカットの水晶基板に対応させて基板の面方向に相当する向きまで回転させたときの＋側及び−側を指すものとする。

エッチングマスク６は、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように第２の表面４と裏面５ｂに形成される。このエッチングマスク６は、第２の表面４と裏面５ｂとでマスクの形状及び形成位置が不一致となるように形成される。第２の表面４側に形成されるエッチングマスク６は、図２（ａ）に示すよう、中央に水晶片１０が形成される素子片領域４１を有しており、この素子片領域４１の周囲には、一定の間隔を開けて桟領域４２を有している。この素子片領域４１と桟領域４２とは、図示−Ｘ側の略中央部で支持部領域４３によって接続されており、図示＋Ｘ側のＺ”側（図示Ｚ’の逆側、−Ｚ’側とも言える）には、Ｘ軸方向に伸びるダミー領域４４を有している。このダミー領域４４は、支持部領域４３と同じく素子片領域４１と桟領域４２とを接続するように形成されており、さらにＺ”側の側部の位置が、素子片領域４１のＺ”側の第１側部３０と一致するように形成されている。そして素子片領域４１と桟領域４２との間のウエハＷが露出している領域がエッチングマスク６の除去領域１７となり、この除去領域１７の水晶が除去されることにより、後述する溝部７（図４、図５参照）が形成される。

一方裏面５ｂに形成されるエッチングマスク６は、図２（ｂ）に示すように、第２の表面４側と同じく、素子片領域４５、桟領域４６、支持部領域４７及びダミー領域４８を有している。ダミー領域４８はダミー領域４４と異なり、図２（ｂ）に示すように図示＋Ｘ側のＺ’側の角からＸ軸方向に伸びて、素子片領域４５と桟領域４６とを接続するように形成されている。またダミー領域４８は、Ｚ’側の側部の位置が、素子片領域４５のＺ’側の第２側部３３と一致するように形成されている。従ってＹ’軸方向からエッチングマスクを見ると、ダミー領域４４とダミー領域４８とは、Ｚ’軸方向の両側部に夫々形成されていることとなる。

また素子片領域４５は、素子片領域４１よりＺ’側に飛び出すように形成されており、図２（ｃ）に示すように、夫々のＺ”側の第１側部３０、３２の位置と、Ｚ’側の第２側部３１、３３の位置が、ウエハＷの厚み方向（Ｙ’軸方向）で重ならないように形成されている。つまりエッチングマスク６は、桟領域４２と桟領域４６とがウエハＷの厚み方向で重なるように形成され、支持部領域４３と支持部領域４７とがウエハＷの厚み方向で重なるように形成されている。そして素子片領域４１と素子片領域４５の一部分とがウエハＷの厚み方向で重ならないように形成され、さらにダミー領域４４とダミー領域４８がウエハＷの厚み方向で重ならないように形成されている。なお図２（ｃ）は図２（ａ）の矢印Ｂ−Ｂにて示す位置でのウエハＷの断面を模式的に示したものである。

次に本実施形態の水晶振動子１の水晶片１０の形成工程について説明する。本実施形態では、まず既述のようにウエハＷの各区画２に対してエッチングを行い、凹部３を形成して第２の表面４と裏面５ｂとの間の厚さを形成する水晶片１０の厚さになるまで薄くする（図１参照）。次いで図３（ａ）に示すように凹部３、第１の表面５ａ及び裏面５ｂにＣｒ（クロム）及びＡｕ（金）からなる金属膜２０及びレジスト膜２１を夫々成膜し、フォトリグラフィーによりエッチングマスク６の形状に一致するレジストマスク２２を形成する。そして図３（ｃ）に示すようにＫＩ（ヨウ化カリウム）溶液により金属膜２０をエッチングして、図２に示すエッチングマスク６を形成する。なお図３は図２（ａ）の矢印Ｃ−Ｃにて示す位置でのウエハＷの断面を模式的に示したものである。

次に弗酸溶液（以下、単にエッチング液という）にウエハＷを浸漬し、エッチングマスク６の形状に合わせてウエハＷに対してエッチングを行い、素子片領域４１及び素子片領域４５に対応する形状の水晶片１０を形成する。ウエハＷのエッチングは、エッチングマスク６のＺ’軸方向では図４に示すように進行する。図４（ａ）に示すように、まだエッチングが行われていないウエハＷにエッチング液が供給されると、図４（ｂ）に示すようにＺ’側では第２の表面４側から積極的にエッチングが進行し、Ｚ”側では裏面５ｂ側から積極的にエッチングが進行していく。なお図４は、図２（ａ）に示すの矢印Ｄ−Ｄにて示す位置でのウエハＷの断面を模式的に示したものである。

その後、さらにエッチングが進行すると、サイドエッチングによりエッチングマスク６の下部の水晶に対してもエッチングが進行していき、図４（ｃ）に示すように、第２の表面４側と裏面５ｂ側の溝部７の第２の表面が貫通して貫通溝部８が形成されると共に、エッチングマスク６の下部の水晶がエッチングされていく。その後水晶片１０の側部となる部分に残留している、Ｚ’側の裏面５ｂ側の水晶と、Ｚ”側の第２の表面４側の水晶とがエッチングされ、水晶片１０のＺ’軸方向の側面が形成される（図４（ｄ）参照）。

なおＡＴカットの水晶ではエッチングを行うと、Ｚ’軸方向では図４に示すようにエッチングが積極的に進行する側の側面が、Ｙ’軸に対して略垂直にエッチングされる特性がある。そのためこの特性を利用して水晶片１０の側面を垂直面となるように仕上げるために、本実施形態では素子片領域４５を素子片領域４１よりＺ’側に飛び出させて、エッチングが積極的に進行する側に水晶片１０の側面が形成されるようにしている。またＺ’軸方向の側面はサイドエッチングによる水晶の欠けが発生する場合があるが、水晶振動子１の特性に影響を及ぼさない程度に小さい欠けであるため、本実施形態では図示していない。

一方、エッチングマスク６のＸ軸方向の断面では、ウエハＷのエッチングは図５ないし図８に示すように進行する。図５（ａ）に示すように、まだエッチングが行われていないウエハＷにエッチング液が供給されると、図５（ｂ）に示すようにエッチングが開始され、溝部７に対応する箇所の水晶が除去されていく。なお図５は、図３と同様に図２（ａ）の矢印Ｃ−Ｃにて示す位置でのウエハＷの断面を模式的に示す。

図５（ｂ）に示すように、第２の表面４に形成したダミー領域４４により＋Ｘ側のＺ”側の角では、エッチング液の進入がダミー領域４４により阻まれて、他の溝部７の位置に比べて遅れる。そのため溝部７の他の領域でエッチングが進行し始めても、ダミー領域４４の下部の水晶にはエッチングが進行しない。その後図５（ｃ）に示すように溝部７のエッチングが進行していくと、ダミー領域４４の下部の水晶の側部が露出するので、この溝部７に進入しているエッチング液に晒されることになる。そのためダミー領域４４の下部の水晶はこの側部からエッチングが開始される。これによりダミー領域４４の下部の水晶に対するエッチングは、溝部７の他の位置に比べて遅れて開始されることになる。

その後エッチングが進行していくと図６（ａ）に示すように、サイドエッチングによりエッチングマスク６の下部の水晶に対してエッチングが進行すると共に、−Ｘ側の第２の表面４側と裏面５ｂ側の溝部７の第２の表面が貫通して貫通溝部８が形成される。このとき＋Ｘ側では第２の表面４側のエッチングがダミー領域４４によって遅れて開始されているため、第２の表面４側の溝部７の第２の表面と裏面５ｂ側の溝部７の第２の表面とが貫通していない状態となる。そして図７に示すように、ダミー領域４４とダミー領域４８に対応する位置の溝部７の溝部以外は全て溝部７の第２の表面が貫通して貫通溝部８が形成された状態となる。なお図７ではエッチングマスク６の図示を省略している。

その状態からさらにエッチングが進行すると、図６（ｂ）に示すように＋Ｘ側の第２の表面４側と裏面５ｂ側の溝部７の第２の表面が貫通して貫通溝部８が形成されると共に、水晶片１０の側部となる部分に残留している水晶がエッチングにより除去される。このときダミー領域４４の下部にあたる位置の水晶は、全てエッチングされて除去された状態となる。

なお＋Ｘ側のＺ’側の角では、ダミー領域４８が裏面５ｂに形成されているが、＋Ｘ側のＺ’側ではエッチングが積極的に進行する方向がＺ”側と逆転するので、＋Ｘ側のＺ’側のエッチングの進行過程は、図５、図６に示す＋Ｘ側のＺ”側の進行過程とは逆になる。そしてダミー領域４８の下部の水晶のエッチングに遅れが生じることになる。

このようにエッチング液が供給されたウエハＷは、上述したようにＺ’軸方向とＸ軸方向でエッチングが進行して図８に示すように水晶片１０の外形が形成される。そして水晶片１０は、図９（ａ）に示すように、接続支持部１１により桟領域４２の下部のあるウエハＷに接続支持された状態となる。なお既述のように素子片領域４１、４５の裏面の水晶に対してサイドエッチングが行われるため、図８に示すように、形成される水晶片１０のＸ軸方向及びＺ’軸方向の幅は、素子片領域４１、４５（図６（ｂ）参照）の幅に比べてやや小さくなる。また図４で説明したＺ’軸方向のエッチングと、図５、図６で説明したＸ軸方向のエッチングは同時に行われ、図４（ａ）と図５（ａ）、図４（ｂ）と図５（ｂ）、図５（ｃ）、図４（ｃ）と図６（ａ）及び図４（ｄ）と図６（ｂ）とが夫々時系列順に対応する。

従来の水晶片１１０（図１４参照）では、既述のようにＡＴカットの水晶の異方性によりＸ軸方向の＋Ｘ側でエッチングが積極的に進行し、特に水晶片１１０の角に該当する位置では、Ｚ’軸方向からもエッチングが行われるため、Ｚ”側の角では表面１５ａ側から積極的にエッチングが進行し、Ｚ’側の角では裏面１５ｂ側から積極的にエッチングが進行して、この角に欠け部Ｓ１が形成されていた。

これに対し上述した本実施形態では、水晶片１０において、積極的にエッチングが進行する位置、即ち従来欠け部Ｓ１が形成されていた位置と対応する位置に、素子片領域４１と桟領域４２と接続するダミー領域４４、素子片領域４５と桟領域４６とを接続するダミー領域４８を夫々形成した。そのため本実施形態の水晶片１０の形成工程では、このダミー領域４４、４８の下部に当たる位置の水晶には、＋Ｘ側からエッチングが進行せず、このダミー領域４４、４８の側部の水晶が先にエッチングされ、エッチングされた溝部７に進入したエッチング液によってＺ’軸方向からエッチングが開始されることになる。従って＋Ｘ側のＺ’側の角では第２の表面４側からのエッチングの開始に遅れが生じ、Ｚ”側の角では裏面５ｂ側からのエッチングの開始に遅れが生じる。

このように、エッチングの開始時間がダミー領域４４、４８によって遅れ、他の溝部７の領域に比べてエッチングが行われる時間が短くなることから、ダミー領域４４、４８に対応する領域では、水晶のエッチング量が低下することになる。そのため本実施形態では、このダミー領域４４、４８に対応する位置のエッチング量を低下させて、水晶片１０の角に欠け部Ｓ１が形成されることを抑止することができる。これにより本実施形態の水晶片１０の形成工程では、エッチングマスク６の大きさに対応する所望の水晶片１０を得ることが可能となり、後述するように、この水晶片１０から水晶振動子１を製造することによって、良好な特性を有する水晶振動子１を製造することができ、さらにこの水晶振動子１を備えた良好な特性を有する周波数の基準源や、時間の基準源として使用される電子部品を製造することが可能となる。

また本実施形態では、接続支持部１１の形成領域となる支持部領域４３、４７と、ダミー領域４４、４８とを分けており、ウエハＷの４と裏面５ｂとの厚さ方向でダミー領域４４、４８と対向する領域にはエッチングマスク６のパターンを形成しないようにしている。そしてダミー領域４４、４８の大きさは、水晶片１０の外形が形成されたときに、その下部にあたる位置の水晶が全てエッチングされて除去される大きさに形成されている。これにより本実施形態では、水晶片１０が形成されたときに接続支持部１１のみが、水晶片１０の略中央部とウエハＷとを接続支持した状態になるため、ダミー領域４４、４８の下部の水晶が残留してその後の各電極の形成時に邪魔になることがない。従ってダミー領域４４、４８に対応する水晶片１０の角に各電極を自由に配設することが可能となり、電極の配置の自由度を向上させることが可能となる。そのため後述する水晶振動子１の外装体３４の形状や引出電極１３と接続される取付電極３５の位置及び水晶片振動子１の外装体３４への取付方法等を自由に設定することができ、水晶振動子１を備えた電子部品の製造工程の自由度を高めることができるなどの効果が期待できる。

次に水晶片１０から水晶振動子１を製造する工程について説明する。まず形成された水晶片１０の全面に金属膜２３及びレジスト膜２４が成膜され（図９（ａ）参照）、フォトリソグラフィーとＫＩ溶液によるエッチングによって水晶振動子１の励振電極１２、引出電極１３の形状に対応するマスクパターンが形成される（図９（ｂ）参照）。そして図９（ｃ）に示すように金属膜２３をエッチングしてレジスト膜２４を除去することにより、励振電極１２と引出電極１３が形成され、次いで、図９（ｄ）に示すようにレジスト膜２４を除去すると共にレーザーダイジングにより接続支持部１１を切削することにより個片の水晶振動子１が形成される。この水晶振動子１は、図１０に示すように水晶片１０の対向する表面に励振電極１２が形成され、夫々の励振電極１２に接続されている引出電極１３が、接続された励振電極１２が形成されている表面からその裏面に亘って、共通する側面を経由する形で形成されている。なお本実施形態では、Ｘ軸方向の−Ｘ側の角にサイドエッチングによる欠け部Ｓが形成されている。これは水晶片１０の角に該当する部分には、Ｚ’軸方向とＸ軸方向からエッチングが進行するためである。しかし先に述べたように、−Ｘ側のエッチングの進行速度は＋Ｘ側に比べて非常に遅くこの角に形成される欠け部Ｓは小さい。また−Ｘ側には引出電極１３が形成されるため、この欠け部Ｓは、水晶振動子１の特性には大きな影響を与えない。また図９は図３と同じく矢印Ｃ−Ｃにて示す位置でのウエハＷの断面を模式的に示したものである。

次に水晶振動子１が組み込まれる電子部品について図１１を参照して説明する。図１１に示すように外装体３４内にこの水晶振動子１を封入することによって電子部品は形成される。この電子部品は、外装体３４内に設けられた一対の取付電極３５に引出電極１３が導電性接着剤３６によって電気的に接続するように水晶振動子１が固着されている。そして取付電極３５と配線を介して接続された外装体３４下部の外部電極３７が、発振器等の他の電子部品の電極と接続することによって内部の水晶振動子１と他の電子部品とを電気的に接続することが可能となる。
［他の実施形態］

また本発明の水晶振動子の製造方法としては、次の通りであってもよい。例えば図１２に示すように、Ｘ軸方向の−Ｘ側に第２ダミー領域５０、５１を有するエッチングマスク１６を形成して、このエッチングマスク１６の形状に合わせてウエハＷにエッチングを行い、素子片領域４１及び素子片領域４５に対応する形状の水晶片１０を形成してもよい。なお本実施形態は、エッチングマスク１６が第２ダミー領域５０、５１を有している点以外は、第１の実施形態とエッチングマスク６と同形状をしており、水晶振動子の製造工程についても第１の実施形態と同様の工程となるため、本実施形態では、第２ダミー領域５０、５１に係る事項についてのみ説明する。

第２ダミー領域５０は、Ｘ軸方向の−Ｘ側のＺ”側の角に、Ｘ軸方向に伸びて素子片領域４１と桟領域４２とを接続するように形成されている。また第２ダミー領域５１は、Ｘ軸方向の−Ｘ側のＺ’側の角に、Ｘ軸方向に伸びて素子片領域４５と桟領域４６とを接続するように形成されている。つまりＺ”側では、第２の表面４にダミー領域４４、第２ダミー領域５０が夫々形成され、Ｚ’側では裏面５ｂに第２ダミー領域５１が形成されることになる。この第２ダミー領域５０、５１はＺ’軸方向の幅が、ダミー領域４４、４８に比べて細くなっている。これは水晶片１０の−Ｘ側の角におけるエッチングの進行速度が＋Ｘ側の角に比べて遅く、図１４に示すように形成される欠け部Ｓの大きさも欠け部Ｓ１に比べて小さいためである。

この第２ダミー領域５０、５１を形成したことにより、この実施形態では、−Ｘ側の角のエッチングの開始時間が遅れ、他の溝部７の領域に比べてエッチングが行われる時間が短くなり、第２ダミー領域５０、５１に対応する領域の水晶のエッチング量が低下する。これにより本実施形態では、＋Ｘ側の角にサイドエッチングによる欠け部Ｓ１（図１４参照）が形成されることを抑止することができるだけでなく、−Ｘ側の角にサイドエッチングによる欠け部Ｓ（図１０参照）が形成されることを抑止することが可能となり、良好な特性を有する水晶振動子１を製造することができる。そしてこの水晶振動子１を備えた良好な特性を有する水晶振動子を製造することが可能となる。

なお上述した各実施形態では、接続支持部１１は水晶片１０の−Ｘ側の略中央部でウエハＷと接続支持しているが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば＋Ｘ側の略中央部でウエハと水晶片とを接続支持するようにしてもよい。ただし、＋Ｘ側に接続支持部を形成する場合には、第２の実施形態の接続支持部１１のようにダミー領域４４、４８と干渉しないように形成することが求められる。また各実施形態では、ダミー領域４４、４８及び第２ダミー領域５０、５１は、素子片領域４１、４５からＸ軸方向に伸びて桟領域４２、４６に接続しているが、本発明の実施形態はこれに限定されず、水晶片の角に欠け部が形成されないのであれば、ダミー領域を桟領域と接続しないようにしてダミー領域のＸ軸側からエッチング液が進入するようにしてもよい。

また各実施形態では、ＡＴカットされた水晶のウエハＷを使用していたが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではなく、異方性を有する水晶からエッチングによって水晶片を形成して水晶振動子を製造する製造方法であれば適用可能である。例えば、Ｚ’軸上のＺ’側のエッチングが積極的に進行する水晶に対して、Ｚ’側にダミー領域を有するエッチングマスクを形成して水晶片を形成してもよい。またダミー領域の形成位置は、表面側と裏面側に必ず１つずつ組となる位置に形成するものに限定されず、例えばサイドエッチングされてしまう部分の表面側の２箇所にダミー領域を形成し、裏面側にはダミー領域を形成しない形態でもよい。

１ 水晶振動子
２ 区画
３ 凹部
４ 第２の表面
５ｂ 裏面
６、１６ エッチングマスク
７ 溝部
８ 貫通溝部
１０ 水晶片
１１ 接続支持部
１７ 除去領域
３０、３２ 第１側部
３１、３３ 第２側部
４１、４５ 素子片領域
４２、４６ 桟領域
４３、４７ 支持部領域
４４、４８ ダミー領域
５０、５１ 第２ダミー領域
Ｗ、Ｗ１ ウエハ
Ｓ、Ｓ１ 欠け部

Claims (3)

1. ＡＴカットされた水晶基板を用い、エッチングにより略矩形状の水晶片を水晶基板の残留部分に支持した状態で得る工程を含む水晶振動子の製造方法において、
   前記水晶基板の＋Ｙ’側の面である表面及び裏面に金属膜及びレジスト膜を形成する工程と、
   前記レジスト膜に露光、現像処理を行い、略矩形状の水晶片を得るための水晶片領域に対応するマスク部分と、この水晶片領域を所定の距離を開けて取り囲む水晶片の除去領域に対応する開口部分と、前記水晶片領域の＋Ｘ側の２つの角部のうち、−Ｚ’側の角部及び＋Ｚ’側の角部を各々第１の角部及び第２の角部と呼ぶとすると、前記水晶基板の表面側に形成され、第１の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第１のダミー領域に対応するマスク部分と、前記水晶基板の裏面側に形成され、第２の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第２のダミー領域に対応するマスク部分と、形成後の前記水晶片の略中央部と前記残留部分とを接続する支持部に対応するマスク部分と、を含むレジストマスクを形成する工程と、
   前記レジストマスクから露出している前記金属膜をエッチングして、エッチングマスクを形成する工程と、
   前記エッチングマスクを用いて前記水晶基板に対してエッチング液によるエッチングを行い、前記除去領域の前記水晶が除去されると共に、前記第１のダミー領域と第２のダミー領域上の前記エッチングマスクに覆われた領域の水晶部分のエッチングが遅れながら前記水晶片を形成する工程と、
   前記水晶片に対して、励振電極と引出電極とを形成する工程と、
   を含み、
   前記第１のダミー領域と前記第２のダミー領域とは、前記水晶片が形成されたときに、このダミー領域に対応する位置の水晶の水晶部分が除去されるようにＺ'方向の寸法が決定されていることを特徴とする水晶振動子の製造方法。
2. 前記レジストマスクには、前記水晶片領域の−Ｘ側の２つの角部のうち、−Ｚ’側の角部及び＋Ｚ’側の角部を各々第３の角部及び第４の角部と呼ぶとすると、前記水晶基板の表面側に形成され、第３の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第３のダミー領域に対応するマスク部分と、前記水晶基板の裏面側に形成され、第４の角部のＺ’軸に沿った線からＸ軸方向に伸びる第４のダミー領域に対応するマスク部分と、が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。
3. 前記第１ないし第４のダミー領域のうち、少なくとも１つの前記ダミー領域は、前記残留部分まで伸びてこの残留部分に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の水晶振動子の製造方法。

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