專利名稱：腐蝕方法和腐蝕成形品、壓電振動(dòng)器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及腐蝕方法和利用該方法成形的石英晶片等腐蝕成形品。本發(fā)明特別涉及為獲得成形作業(yè)高效率化和成形品高質(zhì)量化而采取的對(duì)策。
背景技術(shù)：
伴隨著通訊設(shè)備的高頻化和微型計(jì)算機(jī)工作頻率的高頻率化，對(duì)于石英振子和石英濾波器等壓電振動(dòng)器件也逐漸提出了高頻化要求。一般講，作為與高頻化相對(duì)應(yīng)的石英晶片(石英片)，常利用的是AT切割石英片的厚度滑移振動(dòng)，正如眾所周知的那樣，其頻率取決于厚度，頻率和厚度成反比例。例如，作為基本振動(dòng)頻率，在要獲得600MHz時(shí)，必須形成3μm以下的極薄型壓電振動(dòng)片。這樣的極薄片，加工時(shí)的研磨作業(yè)很難，而且也很難提高制造合格率。
為了解決該課題，提出的構(gòu)成如圖51所示，在石英晶片100的中央部分設(shè)有凹部101，在該凹部101的底部設(shè)置進(jìn)行了薄壁加工的振動(dòng)區(qū)域102，由其周圍厚壁的增強(qiáng)部d強(qiáng)化該振動(dòng)區(qū)域102，稱作所謂反臺(tái)面型的結(jié)構(gòu)。這種石英振動(dòng)片，其構(gòu)成是在具有薄壁化振動(dòng)區(qū)域102和其周圍形成增強(qiáng)部分103的石英晶片100中，形成未圖示的激振電極和引出電極。通過采用這樣的構(gòu)成，可使振動(dòng)區(qū)域102變得比以前的更薄，并能提高合格率。這種石英晶片，例如在特開2000-341064號(hào)公報(bào)中有所公開。
作為這種反臺(tái)面型石英振動(dòng)片的一種形式，如圖52(g)中所示剖面那樣，通過在振動(dòng)區(qū)域102和增強(qiáng)部103之間形成階梯狀的臺(tái)階部104，可知提高了石英晶片100的機(jī)械強(qiáng)度，并能減緩?fù)饬ο蛘駝?dòng)區(qū)域102傳播。以下對(duì)具有這種臺(tái)階部104的反臺(tái)面型石英振動(dòng)片的成形操作進(jìn)行說明。
如圖52(a)(石英晶片和掩模層的剖面示意圖)所示，對(duì)于上下面利用拋光加工形成鏡面的石英晶片a1，其下側(cè)面的整個(gè)面和上側(cè)面的一部分上形成掩模層(抗蝕膜)RR。這種掩模層RR，例如是由鉻(Cr)和金(Au)形成2層結(jié)構(gòu)。上側(cè)面的掩模層RR的形成區(qū)域是除形成上述振動(dòng)區(qū)域102部分外的全部區(qū)域。具體講，在上側(cè)面的整個(gè)面上形成掩模層RR，再利用光刻技未，有選擇地除去與振動(dòng)區(qū)域102相對(duì)應(yīng)位置的掩模層RR。同樣，將殘留在石英晶片a1上的掩模層RR作為掩模，將石英晶片a1在氫氟酸+氟化銨溶液等腐蝕液中浸漬，進(jìn)行第1次濕式腐蝕。圖52(b)示出了這種第1次濕式腐蝕結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。這樣形成第1段的臺(tái)階部e1。
接著，再有選擇地除去殘留掩模層RR的一部分。這種掩模層RR的除去區(qū)域，如圖52(c)所示，是形成第2段梯部e2的區(qū)域。隨后，和上述一樣，利用腐蝕液進(jìn)行第2次濕式腐蝕。圖52(d)示出了第2次濕式腐蝕結(jié)束時(shí)的狀態(tài)，由此形成第2段的臺(tái)階部e2。
進(jìn)而，有選擇地除去殘留掩模層RR的一部分。該掩模層RR的除去區(qū)域，如圖52(e)所示，是形成第3段梯部e3的區(qū)域。隨后，和上述一樣，利用腐蝕液進(jìn)行第3次濕式腐蝕。圖52(f)示出了第3次濕式腐蝕結(jié)束時(shí)的狀態(tài)，由此形成第3段的臺(tái)階部e3。
這樣經(jīng)過多次腐蝕過程后，通過除去上下面的全部掩模層RR，如圖52(g)所示，形成在振動(dòng)區(qū)域102和增強(qiáng)部分103之間具有階梯狀臺(tái)階部e的石英晶片a。這樣，通過在振動(dòng)區(qū)域102的上下面上形成規(guī)定的電極，即制作成石英振子。
如圖53(g)所示，利用和上述大致相同的腐蝕方法可以形成所謂叫作臺(tái)面型的石英晶片，即，設(shè)定石英晶片a的中央部分厚度尺寸大于外緣部分的厚度尺寸。即，如圖53(a)所示，對(duì)于利用拋光加工使上下面形成鏡面化的石英晶片a1，只在除了其上下面外緣部的部分上形成掩模層RR。將該掩模層RR作為掩模，將石英晶片a1在氫氟酸+氟化銨溶液等腐蝕液中進(jìn)行浸漬，進(jìn)行第1次濕式腐蝕。圖53(b)示出了這第1次濕式腐蝕結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。
接著，如圖53(c)所示，除去殘留的掩模層RR的外緣部分。隨后，和上述一樣，利用腐蝕液進(jìn)行第2次濕式腐蝕。圖53(d)示出了第2次濕式腐蝕結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。
進(jìn)而，如圖53(e)所示，除去殘留掩模層RR的外緣部分。隨后，和上述一樣，利用腐蝕液進(jìn)行第3次濕式腐蝕。圖53(f)示出了第3次濕式腐蝕結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。
這樣經(jīng)過多次腐蝕工序后，通過除去上下面的全部掩模層，如圖53(g)所示，形成設(shè)定石英晶片a的中央部分厚度尺寸大于外緣部分的厚度尺寸，而且，在中央部分和外緣部分之間具有階梯狀臺(tái)階部e的石英晶片a。
然而，在上述的各石英晶片的成形工作中，必需多次腐蝕工序，必須反復(fù)數(shù)次石英晶片向腐蝕液的浸漬工序和該石英晶片的干燥工序。因此，不僅作業(yè)繁雜，而且作業(yè)時(shí)間很長，伴隨著浸漬工序和干燥工序的反復(fù)進(jìn)行，石英晶片有可能產(chǎn)生粗糙面。
這種產(chǎn)生粗糙面的原因之一，是在上述干燥工序中，塵埃等附著在振動(dòng)區(qū)域的表面上，在沒有除去原樣移送到浸漬工序中。在產(chǎn)生這種粗糙面時(shí)，特別是在反臺(tái)面型制品中，有可能對(duì)石英振子的性能造成惡劣影響(基頻產(chǎn)生波動(dòng)等)。在干燥工序后的浸漬工序中，在已形成的臺(tái)階部附近有可能存在空氣，這時(shí)，腐蝕液不能再次進(jìn)入該臺(tái)階部附近，導(dǎo)致腐蝕不良，也不能使石英晶片形成規(guī)定的形狀。再有，在數(shù)次浸漬工序中的最后階段內(nèi)，石英晶片上存在壁厚相當(dāng)薄的部分，在浸漬工序和干燥工序時(shí)，其薄壁部分和其周邊部會(huì)產(chǎn)生裂痕等破損，也有可能關(guān)聯(lián)到合格率惡化。
上述粗糙面的弊端和合格率的惡化，不僅石英晶片，而且同樣利用腐蝕對(duì)玻璃、金屬、半導(dǎo)體等進(jìn)行加工時(shí)，都有可能同樣發(fā)生。
多年來，作為壓電振動(dòng)器件的一種，已知很容易獲得小型化的音叉型石英振子。這種振子，例如，如特開平10-294631號(hào)公報(bào)中所公開的，具有音叉型石英振子，其形成是對(duì)利用腐蝕加工形成音叉型的石英晶片，利用光刻技術(shù)在表面上形成規(guī)定的電極。
在特開2002-76806號(hào)公報(bào)中公開了一種構(gòu)成，即，音叉型石英振動(dòng)片的各腳部分別在正反面(主面)的中央部形成溝部。這樣，在腳部的正反面上形成溝部時(shí)，即使將振動(dòng)片形成小型化，也能抑制腳部的振動(dòng)損失，同時(shí)也能有效將CI值(晶體阻抗)抑制到最低。這種音叉型石英振子特別適宜安裝在時(shí)鐘等精密儀器中。
以下，作為上述在腳部的正反面具有溝部的音叉型石英晶片成形方法，就上述公報(bào)中公開的工序進(jìn)行說明。
首先，如圖54(a)所示，將石英板(石英Z板)的石英基片a加工成板狀。這時(shí)利用拋光加工將石英基片a的正反面形成鏡面。
接著利用未圖示的噴濺器件，在石英基片a的正面和反面蒸上鍍Cr(鉻)膜b1，進(jìn)而在其表面上蒸鍍Au(金)膜b2(圖54(b))。同樣，在如此形成的金屬膜b1，b2的表面上，如圖54(c)所示，形成光抗蝕劑層c，c。
接著，除去一部分光抗蝕劑層c，形成外形圖形，使在與想要制作的音叉型石英晶片形狀(音叉型形狀)一致的振動(dòng)片成形區(qū)域a和石英基片a的外緣部分的框架部分e，e上，分別殘留光抗蝕劑層c，c。以剖面示出的是圖54(d)，以斜視圖示出的是圖55(a)。在此狀態(tài)下，如圖55(a)所示形成光抗蝕劑層c，c，露出音叉型石英晶片的規(guī)定形狀。
隨后，如圖54(e)所示，利用Au腐蝕液和Cr腐蝕液，除去上述圖54(d)中沒有形成光抗蝕劑層c部分的各金屬膜b1，b2。因此，如圖55(b)所示，在除去各金屬膜b1，b2的部分上露出石英基片a。
接著，如圖54(f)所示，除去圖54(e)中全部殘留的光抗蝕劑層c。
隨后，如圖54(g)所示，在石英基片a的正反面上形成光抗蝕劑層f。
同樣，如圖54(h)所示，除去一部分光抗蝕劑層f。具體講，不僅除去上述振動(dòng)片成形區(qū)域d和框架部e以外部分的光抗蝕劑層f，而且也除去相當(dāng)于溝部g(圖54(1))部分的光抗蝕劑層f，形成溝部圖形。
接著，如圖54(i)所示，利用石英腐蝕液進(jìn)行外形腐蝕。即，進(jìn)行只保留振動(dòng)片成形區(qū)域d和框架部e的外形腐蝕。
接著，如圖54(j)所示，利用Au腐蝕液和Cr腐蝕液除去相當(dāng)于在音叉型石英晶片腳部成形溝部g部分的各金屬膜b1，b2。
同樣，如圖54(k)所示，利用石英腐蝕液將石英基片a腐蝕到規(guī)定深度，在腳部的兩個(gè)面上形成溝部g，g，……，使剖面形狀略呈H型。隨后，通過除去光抗蝕劑層f和各金屬膜b1，b2，制作成如圖54(1)所示的具有剖面略呈H型腳部的音叉型石英晶片h。
對(duì)于如此制作的音叉型石英晶片h，在其振動(dòng)區(qū)域的上下面上形成規(guī)定的電極，制作成音叉型石英振動(dòng)片，通過將該音叉型石英振動(dòng)片安裝在外殼內(nèi)，音叉型石英振子制作完成。
然而，上述公報(bào)中公開的成形方法中，首先，利用腐蝕除去要成形的音叉型石英晶片h外緣的更外側(cè)區(qū)域，即進(jìn)行外形腐蝕工序(圖54(i)的工序)后，進(jìn)行在腳部主面上形成溝部g的溝部腐蝕工序(圖54(k)的工序)。即，石英晶片h的外形成形和溝部成形用不同工序進(jìn)行。
為此，這種已有技術(shù)中，加工工序數(shù)多，導(dǎo)致加工作業(yè)繁雜和加工時(shí)間冗長，很麻煩。因?yàn)榉謩e在外形腐蝕工序和溝部腐蝕工序中利用石英腐蝕液進(jìn)行腐蝕，所以至少需要進(jìn)行2次石英腐蝕，有可能帶來石英晶片表面粗糙等弊端。
因此，利用上述公報(bào)中公開的方法，在腳部的正反面上形成溝部時(shí)，在該溝部要求極高的加工精度。這就使設(shè)有如上述溝部的，比不設(shè)有溝部的，振動(dòng)頻率的波動(dòng)趨于增大。因此，為了抑制這種偏差，以高精度進(jìn)行加工溝部，最為有效。
在成形該溝部時(shí)，雖然可較低地抑制CI值，但為了有效地將CI值抑制得低，必須以高精度進(jìn)行溝部加工。
本發(fā)明就是鑒于上述已有技術(shù)中存在的問題而研制的，第1個(gè)目的就是提供一種腐蝕方法和腐蝕成形品，即，只在1次腐蝕工序中就能形成規(guī)定形狀(例如，具有上述臺(tái)階部的形狀)的石英晶片，據(jù)此，能防止石英晶片面粗糙、避免了腐蝕不良現(xiàn)象、防止了薄壁部分和其周邊部分發(fā)生破損，同時(shí)，也能提高腐蝕成形品的加工精度。
如上述的石英晶片，裝入由氧化鋁等陶瓷形成的外殼中，利用粘合劑固定在外殼內(nèi)。即，利用導(dǎo)電性粘合劑將引出電極粘接在外殼內(nèi)的端子上，據(jù)此，石英晶片對(duì)于外殼形成電的而且是機(jī)械的連接，例如，制作成表面安裝型的石英振子。
這時(shí)，由于形成的結(jié)構(gòu)是利用粘合劑將上述反臺(tái)面型石英晶片或極薄型平板狀石英晶片固定在外殼內(nèi)，所以伴隨著該粘合劑的固化收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)影響到石英晶片的振動(dòng)區(qū)域。結(jié)果是石英晶片的共振頻率發(fā)生變動(dòng)，得不到規(guī)定頻率特性的可能性增高。來自外殼外部的作用力對(duì)石英晶片振動(dòng)區(qū)域的直接作用也可能增高，這種情況下也不能獲得規(guī)定的頻率特性。
為將石英晶片固定在殼體內(nèi)，而不受該粘合劑固化收縮影響時(shí)，必須以高精度將粘合劑涂布在固化收縮不對(duì)石英晶片產(chǎn)生影響的位置上，這就需要高性能的制造裝置，導(dǎo)致其成本的高漲，伴隨著制造加工的繁雜化，也必然導(dǎo)致加工效率惡化。
本發(fā)明也是為解決此類問題而研制的，所以第2個(gè)目的是提供一種腐蝕方法及腐蝕成形品，即，避免在利用粘合劑將壓電振動(dòng)器件固定在外殼內(nèi)時(shí)，粘合劑固化收縮對(duì)振動(dòng)區(qū)域產(chǎn)生影響，使壓電振動(dòng)器件獲得良好的頻率特性。
再有，多年來，作為壓電振動(dòng)器件的一種，已知有容易進(jìn)行小型化的音叉型石英振子。例如，如特開平10-294631號(hào)公報(bào)中公開的那樣，這種振子具有對(duì)利用腐蝕加工形成音叉型的石英晶片，利用光刻技術(shù)在表面上形成規(guī)定電極而構(gòu)成的音叉型石英振動(dòng)片。以下對(duì)該電極的形成工序進(jìn)行說明。
圖39是一般的音叉型石英振動(dòng)片10的正面圖，在電極形成部分加以斜線。圖40是表示利用光刻技術(shù)在石英晶片1A的表面上形成電極73，74的工序的圖，示出了沿圖39中II-II線的剖面部分。
在電極73，74的形成工序中，首先，對(duì)形成上述音叉型的石英晶片1A(圖40(a))，利用真空蒸鍍法在其整個(gè)面上形成由鉻和金等材料構(gòu)成的電極膜15(圖40(b))。隨后，利用由正型的光抗蝕劑液構(gòu)成的抗蝕膜31覆蓋整個(gè)石英晶片1A的面(圖40(c))。對(duì)該抗蝕膜31進(jìn)行規(guī)定的曝光、顯像處理，在電極膜15要腐蝕區(qū)域的抗蝕膜31上形成開口部分75(圖40(d))。這樣，對(duì)開口部分75處露出的電極膜15進(jìn)行腐蝕處理，部分除去電極膜15后(圖40(e))，再除去上述抗蝕膜31(圖40(f))。據(jù)此，只在石英晶片1A的規(guī)定區(qū)域內(nèi)形成電極73，74，得到音叉型石英振動(dòng)片10。
作為如此制造的音叉型石英振動(dòng)片10的電極形成區(qū)域，如圖39和圖40(f)所示，通過石英晶片1A的各邊緣部，形成相鄰面(形成正交)相互連續(xù)的區(qū)域。這是為了使各腳部61，(62)中的主面61a，(62a)的電極73，(74)，和其他的腳部62，(61)中的側(cè)面62b，(61b)的電極73，(74)進(jìn)行連接，并相互導(dǎo)通。為此，這種壓電振動(dòng)器件中，確保在各邊緣部的電極73，73，(74，74)的連接性是極為重要的。
因此，在上述電極的形成工序中，存在以下所述的課題。圖56是為說明該課題的相當(dāng)于圖40的圖。一般講，如圖56(c)所示，石英晶片1A的整個(gè)面由抗蝕膜31包覆時(shí)，將石英晶片1A在抗蝕液槽中進(jìn)行浸漬，或利用噴射將抗蝕液涂布在石英晶片1A上。這種情況下，涂布在石英晶片1A各面上的抗蝕液會(huì)產(chǎn)生表面張力，沿圖56(c)中虛線箭頭所示方向拉近抗蝕液。即，抗蝕液很容易在偏離邊緣部的方向上形成流動(dòng)。因此，在邊緣部，不能獲得充分的抗蝕液涂布量，有時(shí)在邊緣部周圍會(huì)產(chǎn)生完全不存在抗蝕液的情況。圖57是受表面張力影響，邊緣部分不存在抗蝕液(圖中假想線)狀態(tài)的石英晶片1A正面圖。
這樣，在邊緣部周圍不存在抗蝕液的狀態(tài)下，進(jìn)行上述曝光、顯像處理和電極膜的腐蝕處理時(shí)，如圖56(e)，(f)所示，不僅僅是上述開口部75處曝出的電極膜15，而且邊緣部周圍的電極膜15也被除去，也就不可能確保該邊緣部的電極73，74的連接性，完成的石英振動(dòng)片1成為不合格品。
作為解決這種弊端的方法，認(rèn)為對(duì)石英晶片1A可設(shè)定更多的抗蝕液涂布量。
然而，即使這種情況下，仍不能避免上述表面張力的發(fā)生。為此，即使在邊緣部周圍能存在某厚度的抗蝕膜31，在除此以外的部分上，也必須增大抗蝕膜31的厚度。這樣一來，對(duì)于該膜厚大的部分，曝光能量顯得不足，不可能充分進(jìn)行曝光、顯像處理。結(jié)果是在要除去抗蝕膜31的區(qū)域(形成上述開口部分75的區(qū)域)內(nèi)，有可能仍殘留部分抗蝕膜31，電極膜15需要腐蝕的部分不能進(jìn)行腐蝕。
認(rèn)為對(duì)抗蝕膜31的膜厚大的部分設(shè)定大的曝光量，不會(huì)殘留不需要的抗蝕膜31，但由此會(huì)導(dǎo)致圖形形成的精度惡化，成為阻礙振子小型化的重要原因。
本發(fā)明就是解決此類問題而研制的，第3個(gè)目的是消除由涂布在石英晶片(壓電振動(dòng)基片)的各面的抗蝕液產(chǎn)生表面張力引發(fā)的弊端，減少不合格品的發(fā)生率，提高壓電振動(dòng)器件的生產(chǎn)率。
發(fā)明公開為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是在利用腐蝕將石英晶片等被成形物形成規(guī)定形狀時(shí)，使用腐蝕度相互不同的多種掩模層，使各處的腐蝕量產(chǎn)生差異。
具體講，是將被成形物腐蝕成規(guī)定形狀的腐蝕方法。在該腐蝕方法中，在將上述被成形物的各處，利用腐蝕度相互不同的多種掩模層形成掩蔽的狀態(tài)下，通過對(duì)該被成形物進(jìn)行腐蝕處理，根據(jù)各掩模層各自腐蝕度的大小，使被成形物各處的腐蝕量相互不同，將被成形物腐蝕成規(guī)定的形狀。
所謂腐蝕度相互不同的多種掩模層，是指掩模層的材料不同，掩模層的厚度不同、對(duì)掩模層的表面處理不同，掩模層的成膜工作不同等等。根據(jù)本發(fā)明，利用腐蝕度高的掩模層(易溶于腐蝕液的掩模層)，在掩蔽部分，腐蝕動(dòng)作早期就開始，所以腐蝕量很多，反之，利用腐蝕度低的掩模層(腐蝕液難以溶解的掩模層)，在掩蔽部分，腐蝕動(dòng)作開始遲緩，所以腐蝕量很少。利用這樣由掩模層的差異產(chǎn)生腐蝕量的差異，可將被成形物形成任意的形狀，可以高效率、高精度進(jìn)行上述臺(tái)階部的成形。
即，本發(fā)明的方法，由于是利用1次腐蝕工序，得到規(guī)定形狀的腐蝕成形品，所以避免了伴隨多次反復(fù)進(jìn)行腐蝕液的浸漬工序和干燥工序而產(chǎn)生以往粗糙面的弊端。而且，伴隨這種反復(fù)動(dòng)作，在上述臺(tái)階部附近存在空氣使腐蝕液進(jìn)入不良現(xiàn)象，也不再發(fā)生，從而消除了一個(gè)腐蝕不良的因素。進(jìn)而，也不需要腐蝕成形品，在由腐蝕形成薄壁的狀態(tài)下反復(fù)進(jìn)行浸漬工序和干燥工序，從而能防止腐蝕成形品的破損，并能提高合格率。
作為具體的掩模層適用例揭示如下。首先，在被成形物中，在需要腐蝕量多的部位，適用由腐蝕度高的材料形成的掩模層，反之，在被成形物中，需要腐蝕量少的部位，適用由腐蝕度低的材料形成的掩模層。此處所說的腐蝕度高的材料，是指易溶于腐蝕液的材料。反之，所謂腐蝕度低的材料，是指難溶于腐蝕液的材料。根據(jù)腐蝕液的種類，例如，作為腐蝕液使用氫氟酸+氟化銨溶液等，將Cr和無電解鍍的Ni用作掩模層時(shí)，Cr就是比無電解鍍的Ni腐蝕度低的材料。
掩蔽被成形物各處的掩模層以彼此相同的材料形成，在被成形物需要腐蝕量多的部位，設(shè)定掩模層的厚度尺寸，要小于被成形物需要腐蝕量少的部位上掩模層的厚度尺寸。
進(jìn)而，掩蔽被成形物各處的掩模層以彼此相同的材料形成時(shí)，對(duì)于被成形物需要腐蝕量少的部位上掩模層的構(gòu)成材料，也可實(shí)施降低腐蝕度的處理，作為這時(shí)的處理，例如公開有氧化處理，或在掩模層的整個(gè)表面進(jìn)行氧化處理后，對(duì)被成形物需要腐蝕量多的部位掩模層的構(gòu)成材料，進(jìn)行還原處理，以提高該部分的腐蝕度，等等。
這樣，在使掩模層的厚度尺寸不同并對(duì)掩模層進(jìn)行處理時(shí)，例如，即使需要腐蝕度極低的掩模層時(shí)，構(gòu)成掩模層的材料選擇也不受約束。例如，作為腐蝕度極低的掩模層(抗蝕膜)構(gòu)成材料，已知有Au，根據(jù)本發(fā)明，通過掩模層或形成厚尺寸或進(jìn)行降低腐蝕度的處理，不使用高價(jià)Au，仍能得到腐蝕度極低的掩模層，從而可減少腐蝕成形品的制造成本。
對(duì)被成形物的各處，根據(jù)各掩模層的各自腐蝕度大小進(jìn)行相互不同腐蝕量的腐蝕處理后，在不存在掩模層的狀態(tài)下，對(duì)大致整個(gè)被成形物進(jìn)行均等的腐蝕，由于對(duì)整個(gè)被成形物進(jìn)行形成薄壁化的工序，可形成更加薄型化。特別是適用石英振子和石英濾波器等壓電振動(dòng)器件時(shí)，可獲得更高的頻率。
在將被成形物的正反面利用腐蝕度相互不同的掩模層形成掩蔽的狀態(tài)，通過對(duì)被成形物進(jìn)行腐蝕處理，根據(jù)各掩模層的腐蝕度大小，也可使被成形物的正面?zhèn)雀g量和反面?zhèn)雀g量相互不同。例如，腐蝕加工前對(duì)被成形物進(jìn)行拋光加工時(shí)，其正反面上存在某種程度的加工變形層。這樣，正反面中有一個(gè)面的加工變形層很厚時(shí)，從正反面兩側(cè)進(jìn)行同樣的腐蝕，此面的加工變形層有可能不能完全去除。對(duì)此，利用本發(fā)明，可將加工變形層厚側(cè)的腐蝕量特別設(shè)定多些，能在將作為被成形物整體的腐蝕量抑制到必要最小限度下，也將正反各面的加工變形層完全去除。
作為可將腐蝕成形品形成任意形狀的方法，揭示如下。即，在將被成形物進(jìn)行腐蝕形成規(guī)定形狀之前，對(duì)被成形物的一部分進(jìn)行薄壁化加工，對(duì)該薄壁化部分不用掩模層進(jìn)行掩蔽，通過進(jìn)行上述腐蝕工作，可將該薄壁化部分形成貫通孔。
據(jù)此，不僅可以利用掩模層的腐蝕度差在被成形物表面上形成任意的凹凸形狀，而且也可以伴隨著腐蝕工序的進(jìn)行在特定部位形成貫通孔的成形工序。
作為利用上述各腐蝕方法形成腐蝕成形品的形狀，揭示有設(shè)定中央部分的厚度尺寸小于外緣部厚度尺寸的反臺(tái)面型、和設(shè)定中央部分的厚度尺寸大于外緣部厚度尺寸的臺(tái)面型，進(jìn)而，在這些反臺(tái)面型和臺(tái)面型中，在中央部分和外緣部之間形成階梯狀的臺(tái)階部。特別是在反臺(tái)面型的腐蝕成形品中，在中央部分和外緣部之間形成階梯狀的臺(tái)階部時(shí)，可提高腐蝕成形品的機(jī)械強(qiáng)度，并能延緩?fù)饬ο蛑醒氩糠謧鞑?，最適宜作石英振子和石英濾波器等壓電振動(dòng)器件。在臺(tái)面型的腐蝕成形品中，在中央部分和外緣部之間形成階梯狀的臺(tái)階部時(shí)，厚度滑動(dòng)模式和厚度彎曲模式的結(jié)合變小，可提高模式間結(jié)合的抑制效果。這時(shí)，由于可任意設(shè)定振動(dòng)區(qū)域的邊比尺寸和臺(tái)階差尺寸，所以能很容易進(jìn)行設(shè)計(jì)，改善壓電振動(dòng)器件的電特性。
同樣，將這些腐蝕成形品適用作構(gòu)成壓電振動(dòng)器件的石英晶片時(shí)，可以高效率制造高精度的極薄型石英晶片，并能獲得更高的高頻化，從而可提供高性能的壓電振動(dòng)器件。
作為這樣的壓電振動(dòng)器件，在形成壓電振動(dòng)器件振動(dòng)區(qū)域中央部分的外周側(cè)，形成框形狀的外框部，通過在外框部和振動(dòng)區(qū)域之間采用抑制應(yīng)力傳播的結(jié)構(gòu)，所以可減小應(yīng)力對(duì)振動(dòng)區(qū)域的影響。在形成振動(dòng)區(qū)域的中央部分本身也采用了獲得高機(jī)械強(qiáng)度的構(gòu)成。
具體講，利用壓電材料將具有主振動(dòng)部的中央部、與該中央部的外緣以規(guī)定間距圍繞該中央部形成框形狀的外框部、和將這些中央部和外框部進(jìn)行部分連接的連接部形成一個(gè)整體，構(gòu)成壓電振動(dòng)器件。這樣，將該壓電振動(dòng)器件的中央部以反臺(tái)面型結(jié)構(gòu)或臺(tái)面型結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
上述中央部以臺(tái)面結(jié)構(gòu)或反臺(tái)面結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其本身具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，所以能抑制外力等對(duì)主振動(dòng)部產(chǎn)生影響。在中央部的外周側(cè)，通過連接部與外框部連接。由此，可將壓電振動(dòng)器件的由粘合劑粘接的部位作為外框部，即使粘合劑因固化收縮產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力的影響到達(dá)外框部也就截止，所以對(duì)中央部的主振動(dòng)部幾乎不產(chǎn)生影響。即使有外力作用于外框部時(shí)，這種外力幾乎不可能傳遞到中央部的主振動(dòng)部位。因此，壓電振動(dòng)器件的共振頻率受應(yīng)力等影響而發(fā)生變動(dòng)的狀況得到避免，并能確保所要求的頻率特性。
作為壓電振動(dòng)器件的具體構(gòu)成細(xì)節(jié)，上述中央部具有在該中央形成的薄壁主振動(dòng)部，和在該主振動(dòng)部外周圍形成的，而且比主振動(dòng)部厚的外緣部。據(jù)此，在主振動(dòng)部的外圍側(cè)存在外緣部和外框部的二重框材，所以可獲得極高的機(jī)械強(qiáng)度。由于在主振動(dòng)部和外緣部之間形成階梯狀的臺(tái)階部，所以，即使應(yīng)力作用于外緣部時(shí)，臺(tái)階部也能很容易將其緩和，從而避免了局部應(yīng)力集中。進(jìn)而，該構(gòu)成中，若臺(tái)階部的臺(tái)階差設(shè)定很小并沿著該臺(tái)階部的表面形成引出電極時(shí)，不僅避免了引出電極斷線(電極膜切斷)，而且電極膜能獲得薄膜化。
作為中央部的具體構(gòu)成，首先，設(shè)定中央部的厚度尺寸小于外框部的厚度尺寸，使該中央部的上下各面比外框部上下各面位于厚度方向的中央側(cè)。設(shè)定中央部的厚度尺寸大于外框部的厚度尺寸，使該中央部的上下各面比外框部的上下各面位于厚度方向的外側(cè)。若根據(jù)前者的構(gòu)成，將壓電振動(dòng)器件裝在外殼內(nèi)時(shí)，由于僅外框部與外殼內(nèi)面直接相接，能以中央部露出的狀態(tài)載置，所以主振動(dòng)部能進(jìn)行良好的振動(dòng)。而根據(jù)后者的構(gòu)成，例如，將多個(gè)壓電振動(dòng)器件彼此重疊裝入外殼內(nèi)時(shí)，相互鄰接的外框部彼此相接，通過適當(dāng)調(diào)整這種相接區(qū)域的高度，可將多個(gè)壓電振動(dòng)器件的整體高度尺寸限制到必要的最小限度(盡可能使中央部彼此不接觸，將高度尺寸減小)，并能獲得小型化的外殼。
在中央部的應(yīng)力感度為“0”的部位，形成由連接部將中央部和外框部連接的結(jié)構(gòu)時(shí)，外力作用于外框部，即使傳播到中央部，幾乎不會(huì)對(duì)主振動(dòng)部的振動(dòng)特性產(chǎn)生影響。
作為阻止振動(dòng)波從外框部傳播到中央部的構(gòu)成，揭示如下。首先，作為一種方法，在外框部表面和連接部表面之間，和中央部表面和連接部表面之間的至少一方存在不連續(xù)部分。作為另一種方法，設(shè)定連接部的厚度尺寸小于外框部的厚度尺寸。根據(jù)前一構(gòu)成，可阻止從外框部表面向連接部表面?zhèn)鞑サ?，或從連接部表面向中央部表面?zhèn)鞑サ谋砻娌ā＜?，可避免該表面波?jīng)過外框部和連接部向主振動(dòng)部傳播，對(duì)該主振動(dòng)部的振動(dòng)產(chǎn)生惡劣影響的狀況。而后一種構(gòu)成，由于從外框部經(jīng)過連接部向中央部分傳播的整體波的傳播路徑變得狹窄，所以可抑制該整體波的傳播，據(jù)此，也就除去了對(duì)主振動(dòng)部的振動(dòng)造成惡劣影響的因素。
將中央部形成反臺(tái)面型結(jié)構(gòu)，在將主振動(dòng)部形成在外緣部分厚度方向的大致中央部分上時(shí)，由于壓電振動(dòng)器件以正反對(duì)稱形狀形成，所以在向外殼內(nèi)安裝時(shí)，無需一邊識(shí)別壓電振動(dòng)器件的正反一邊作業(yè)，從而提高了向外殼上組裝的作業(yè)性。
在中央部的主振動(dòng)部和外緣部之間，形成具有與主振動(dòng)部厚度尺寸大致一樣的厚度尺寸并連接主振動(dòng)部和外緣部的緩沖部時(shí)，主振動(dòng)部能在不受外緣部約束力約束下進(jìn)行振動(dòng)。由此，在使壓電器件小型化時(shí)，即使是沒能充分確保主振動(dòng)部和外緣的間距的狀況，主振動(dòng)部也不會(huì)因受到外緣部的約束力而使共振特性惡化。
在使中央部的主振動(dòng)部和外緣部之間部分分離時(shí)，主振動(dòng)部可在不受外緣部約束力約束下進(jìn)行振動(dòng)，所以共振特性也不會(huì)惡化。
作為上述各腐蝕方法的應(yīng)用技術(shù)揭示如下。即，利用腐蝕從被成形物原板選取規(guī)定形狀的被成形物樣品時(shí)，對(duì)在利用連接片使被成形物外緣的一部分與被成形物原板連接的狀態(tài)形成被成形物的腐蝕方法，在形成上述連接片的部分被成形物原板適用腐蝕度比其他部分使用的掩模層高的掩模層時(shí)，利用上述腐蝕方法進(jìn)行腐蝕過程，形成的該連接片壁厚要比其他部分薄。
這種技術(shù)，例如可適用于從1塊石英原板上同時(shí)形成多個(gè)(所謂多個(gè)采樣)音叉型石英振子的石英晶片時(shí)，等等。即，適用在由連接部將各石英晶片與石英原板連接的狀態(tài)將各個(gè)石英晶片形成規(guī)定的形狀，隨后，通過斷開連接部將石英晶片從石英原板上分離的場合。這時(shí)，連接部由于利用腐蝕，使形成的連接片比其他部分壁薄，所以很容易斷開，除了連接部以外，其他部分不會(huì)斷開，從而得到所要形狀的石英晶片。在斷開時(shí)，石英片破片發(fā)生的可能性很低，所以也避免了因存在石英片破片而對(duì)振動(dòng)特性造成的惡劣影響。
本發(fā)明通過對(duì)石英基片等被成形物同時(shí)進(jìn)行外形腐蝕工序和溝部腐蝕工序，所以可在一次腐蝕工序中形成外形和溝部。這時(shí)，外形腐蝕工序所需要的腐蝕量與對(duì)溝部腐蝕工序所需要的腐蝕量相互不同。即，形成溝部時(shí)的腐蝕量要少于形成外形時(shí)的腐蝕量。因此，對(duì)于外形腐蝕過程的開始時(shí)刻要比溝部腐蝕過程的開始時(shí)刻遲緩，所以在溝部形成區(qū)域的表面上預(yù)先存在腐蝕遲緩膜。
具體講，為了通過對(duì)被成形物進(jìn)行腐蝕處理而形成具有規(guī)定外形形狀和溝部的腐蝕成形品，對(duì)于上述被成形物，將實(shí)行如下腐蝕工序的腐蝕方法作為前提，即，利用腐蝕除去要成形的腐蝕成形品外緣更外側(cè)區(qū)域的“外形腐蝕過程”和利用腐蝕使被成形物上的形成溝部區(qū)域凹陷的“溝部腐蝕過程”。對(duì)于這種腐蝕方法，首先，僅在溝部形成區(qū)域的表面上預(yù)先存在腐蝕遲緩膜。在此狀態(tài)下，實(shí)施對(duì)被成形物的腐蝕處理，“外形腐蝕過程”開始后，在該外形腐蝕進(jìn)行的同時(shí)，腐蝕延遲膜進(jìn)行溶融，在該腐蝕延遲膜溶融去除后，上述“溝部腐蝕過程”開始進(jìn)行。這時(shí)，作為腐蝕遲緩膜，可“溝部腐蝕過程”開始時(shí)，與“外形腐蝕過程”并行的方式(設(shè)定材料和膜厚)，也可形成為使“溝部腐蝕工序”開始時(shí)，“外形腐蝕工序”已經(jīng)結(jié)束的方式。
作為在溝部成形區(qū)域的表面上存在上述腐蝕延遲膜的具體方法，揭示如下。首先，將腐蝕度高的材料(對(duì)腐蝕液容易溶融的材料)作為下層，將腐蝕度低的材料(不容易溶融的材料)作為上層，將這樣的涂層形成在比要成形的腐蝕成形品外緣的內(nèi)側(cè)區(qū)域。這樣，在溝部形成區(qū)域中，通過只除去上述上層，將露出的下層用作腐蝕遲緩膜，實(shí)施對(duì)被成形物的腐蝕處理。
作為其他方法，揭示出作為腐蝕延遲膜的材料，采用比在要成形的腐蝕成形品的外緣的內(nèi)側(cè)區(qū)域，而且，在溝部形成區(qū)域以外區(qū)域形成膜的材料腐蝕度高的材料。
根據(jù)這些特定事項(xiàng)，在對(duì)被成形物開始腐蝕處理的時(shí)刻，在被成形物上不存在腐蝕延遲膜的區(qū)域，即，在要成形的腐蝕成形品外緣的再外側(cè)區(qū)域直接開始腐蝕工作(開始外形腐蝕過程)。與其相反，在被成形物上存在腐蝕遲緩膜的區(qū)域，即，在形成溝部區(qū)域，只開始腐蝕延遲膜的溶融，在該部分的被成形物腐蝕工作還未開始。
使這種狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間，在溝部形成區(qū)域存在的腐蝕延遲膜完全溶融去除后，在該溝部形成區(qū)域被成形物的腐蝕也就開始(開始溝部腐蝕工序)。即，溝部腐蝕工序與外形腐蝕工序同時(shí)進(jìn)行。也有時(shí)溝部腐蝕工序開始時(shí)，外形腐蝕工序已經(jīng)結(jié)束。在該溝部形成區(qū)域內(nèi)的腐蝕量達(dá)到規(guī)定量的時(shí)刻，腐蝕處理也就結(jié)束。
據(jù)此，在溝部形成區(qū)域中，形成規(guī)定深度的溝部，在比先行于溝部腐蝕工序的開始腐蝕的腐蝕成形品外緣的更外側(cè)區(qū)域，可以所要求的形狀得到具有充分腐蝕量的腐蝕成形品的外形。
如上述，利用2種腐蝕度不同的材料時(shí)，例如，作為腐蝕度高的材料使用Cr，作為腐蝕度低的材料使用Au。即，在使用上述2層的涂布層時(shí)，在比想要成形的腐蝕成形品外緣更內(nèi)側(cè)區(qū)域(應(yīng)形成腐蝕成形品的部分)，形成Cr和Au的2層結(jié)構(gòu)，在溝部形成區(qū)域只形成Cr的1層結(jié)構(gòu)。其結(jié)果，在該2層結(jié)構(gòu)部分不進(jìn)行腐蝕，在1層結(jié)構(gòu)部分，在Cr溶融后，利用溝部腐蝕工序進(jìn)行規(guī)定量(僅溝的深度部分)的腐蝕。這里作為可使用的材料，不限于此。
作為利用上述腐蝕方法形成的成形品，具體有音叉型石英晶片。這種情況，溝部形成在其主面中央部。
在這種音叉型石英晶片的主面上形成溝部時(shí)，使用該音叉型石英晶片制作的音叉型石英振動(dòng)片，即使形成小型化，也能有效控制腳部的振動(dòng)損失，并有效地能將CI值抑制到很低。
上述各解決方法中，任何一種腐蝕方法形成的腐蝕成形品都在本發(fā)明的技術(shù)思想范疇以內(nèi)。
進(jìn)而，本發(fā)明，在對(duì)石英基片等被成形物進(jìn)行腐蝕處理時(shí)，對(duì)于進(jìn)行該腐蝕處理的區(qū)域，至少實(shí)施2階段的腐蝕工序。首先，對(duì)進(jìn)行該腐蝕處理區(qū)域的一部分外緣(例如，進(jìn)行腐蝕處理區(qū)域的兩側(cè)部分)實(shí)施腐蝕處理后，或者在遲于該腐蝕處理的定時(shí)內(nèi)，對(duì)其余部分進(jìn)行腐蝕處理。即，根據(jù)前者的腐蝕處理，預(yù)先確定腐蝕區(qū)域的形狀和腐蝕深度等，隨后，再對(duì)該腐蝕區(qū)域的全部進(jìn)行腐蝕。
具體講，是將對(duì)被成形物表面的規(guī)定腐蝕區(qū)域進(jìn)行腐蝕的腐蝕方法作為前提。對(duì)于該腐蝕方法，包括外緣腐蝕工序，和比其晚開始的中央腐蝕工序。在外緣腐蝕工序中，在上述腐蝕區(qū)域內(nèi)，僅對(duì)該區(qū)域的外緣部分的至少一部分進(jìn)行腐蝕處理。在中央腐蝕工序中，在上述腐蝕區(qū)域內(nèi)，對(duì)外緣腐蝕工序中已腐蝕部分以外的區(qū)域進(jìn)行腐蝕。
根據(jù)該特定事項(xiàng)，利用外緣腐蝕工序，首先對(duì)腐蝕區(qū)域的一部分(腐蝕區(qū)域的外緣部的至少一部分)，僅以對(duì)規(guī)定的腐蝕量進(jìn)行腐蝕處理。隨后，利用中央腐蝕工序，對(duì)腐蝕區(qū)域整體進(jìn)行腐蝕處理，完成所要求的腐蝕加工。即，在外緣腐蝕工序中，對(duì)比較窄的區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)腐蝕量的預(yù)腐蝕處理，在其后的中央腐蝕工序中，根據(jù)在上述外緣腐蝕工序中適當(dāng)?shù)母g量，對(duì)腐蝕區(qū)域全部進(jìn)行規(guī)定量的腐蝕。由此，對(duì)其整體適當(dāng)設(shè)定最終所得腐蝕區(qū)域的腐蝕量，這樣可提高腐蝕成形品的加工精度。
作為中央腐蝕過程的開始定時(shí)，可在外緣腐蝕工序開始后，而且在其結(jié)束前即開始。
腐蝕區(qū)域內(nèi)，只在利用中央腐蝕工序進(jìn)行腐蝕區(qū)域的表面上預(yù)先存在腐蝕延遲膜的狀態(tài)，對(duì)被成形物實(shí)施腐蝕處理，外緣腐蝕工序開始后，溶融去除腐蝕延遲膜后，開始上述中央腐蝕工序。這種成形方法的情況是可消減對(duì)石英基片的腐蝕次數(shù)，不會(huì)導(dǎo)致石英晶片表面出現(xiàn)粗糙面等弊端。
在該成形方法中，可同時(shí)進(jìn)行將石英基片形成音叉型形狀的工序、外緣腐蝕工序、和中央腐蝕工序，這種情況，對(duì)石英基片的腐蝕工序只進(jìn)行一次，就能將音叉型石英晶片的外形加工成規(guī)定的形狀(音叉型形狀)，同時(shí)在其主面上可形成溝部，并能防止石英晶片表面產(chǎn)生粗糙和使成形過程的簡單化。
在該腐蝕方法所成形的腐蝕成形品中，在腐蝕區(qū)域的腐蝕面上出現(xiàn)結(jié)晶面，也屬于本發(fā)明技術(shù)思想的范疇。即，只要見到在腐蝕成形品的腐蝕面上出現(xiàn)結(jié)晶面的狀態(tài)，就可判斷是利用上述制造方法制造的腐蝕成形品。
本發(fā)明通過將壓電振動(dòng)基片表面的主面和邊緣部分的周邊形成不連接面，可降低該部分產(chǎn)生的表面張力，并能充分確保邊緣部的抗蝕液的涂布量。
具體講，是將利用光刻技術(shù)，通過壓電振動(dòng)基片上的邊緣部形成相鄰面相互連續(xù)的電極的壓電振動(dòng)器件的制造方法作為對(duì)象。對(duì)于該制造方法，在向壓電振動(dòng)基片涂布抗蝕液的工序之前，在靠近上述相鄰面中至少一個(gè)面的邊緣部位置上，進(jìn)行形成張力降低手段的基片表面前處理工序，以降低抗蝕液產(chǎn)生的表面張力。
作為利用該基片表面前處理工序形成的張力降低手段，具體揭示出，將邊緣部附近位置的壓電振動(dòng)基片的表面，作為部分不連續(xù)面的凹陷部而形成，或者，將邊緣部附近位置的壓電振動(dòng)基片的表面，形成部分不連續(xù)面，而且以一部分向邊緣部的棱角線開放的凹陷部而形成。
根據(jù)這些特定事項(xiàng)，在壓電振動(dòng)基片上邊緣部周邊的面不具有連續(xù)性，會(huì)降低涂布在壓電振動(dòng)基片上的抗蝕液產(chǎn)生的表面張力。因此，邊緣部可獲得充分的抗蝕液涂布量，并能使電極得到準(zhǔn)確的形成位置，因此可大幅度減小不合格品的發(fā)生率。
作為實(shí)施基片表面前處理工序的定時(shí)，具體揭示如下。即，利用腐蝕加工將壓電振動(dòng)基片形成規(guī)定形狀后，對(duì)于在該壓電振動(dòng)基片上形成電極，使上述基片表面前處理工序與該壓電振動(dòng)基片的腐蝕加工同時(shí)進(jìn)行，形成張力降低手段。例如，對(duì)于壓電振動(dòng)原板，形成規(guī)定形狀(例如，在音叉型石英振動(dòng)片中形成音叉形狀)的金屬圖形時(shí)，通過在應(yīng)形成張力降低手段的位置上不設(shè)有抗蝕劑，對(duì)壓電振動(dòng)原板進(jìn)行腐蝕加工時(shí)，形成規(guī)定形狀的壓電振動(dòng)基片，同時(shí)在該壓電振動(dòng)基片的規(guī)定區(qū)域形成張力降低手段。因此，不需要專門形成張力降低手優(yōu)的工序，從而可提高作業(yè)效率。
在基片表面前處理工序中張力降低組件的位置，可根據(jù)光刻加工法中所用光抗蝕劑的類型進(jìn)行選擇。具體講，根據(jù)使用由負(fù)型光抗蝕劑形成抗蝕膜的光刻加工法形成電極時(shí)，可在壓電振動(dòng)基片上的與電極非形成部相對(duì)應(yīng)的位置上，形成張力降低手段。
即，使用由負(fù)型光抗蝕劑形成抗蝕膜時(shí)，在蒸鍍電極材料之前的壓電振動(dòng)基片表面上涂布抗蝕劑膜，只在規(guī)定的曝光部位保留抗蝕劑膜，其他部位蒸鍍電極材料。由此壓電振動(dòng)基片上與電極非形成部相對(duì)應(yīng)的位置上形成張力降低組件，而在不需要蒸鍍電極材料的部位上可充分確?？刮g劑膜，并可避免在不需要的部位蒸鍍電極材料。這對(duì)于利用卸下(liftoff)法除去不要的電極材料時(shí)特別有效，確實(shí)能避免在不需要部位因殘留電極材料而引發(fā)電極間短路(特別是在音叉型石英振動(dòng)片中各腳部的基端連續(xù)部位發(fā)生短路)的弊端。
根據(jù)上述各壓電振動(dòng)器件的制造方法制造的壓電振動(dòng)器件也屬于本發(fā)明的技術(shù)思想范疇。
附圖的簡單說明圖1是實(shí)施例的石英晶片斜視圖。
圖2(a)～(d)是第1實(shí)施例的石英晶片腐蝕成形工序示意圖。
圖3(a)～(d)是第2實(shí)施例的石英晶片腐蝕成形工序示意圖。
圖4(a)～(d)是第3實(shí)施例的石英晶片腐蝕成形工序示意圖。
圖5(a)～(d)是第3實(shí)施例的變形例示意圖。
圖6(a)～(e)是第4實(shí)施例的CrO層形成工序的說明圖。
圖7(a)、(b)是利用激光照射形成掩模層的工序的示意圖。
圖8(a)～(e)是利用研磨形成掩模層時(shí)的工序的示意圖。
圖9(a)～(d)是利用蒸鍍Cr形成掩模層的工序的示意圖。
圖10(a)～(d)是利用金屬腐蝕形成掩模層的工序的示意圖。
圖11(a)～(f)是利用卸下法形成掩模層的工序示意圖。
圖12是第6實(shí)施例的石英晶片平面圖。
圖13是沿圖12中A-A線的剖面圖。
圖14(a)～(d)是第6實(shí)施例的掩模層形成工序的示意圖。
圖15(a)～(d)是第6實(shí)施例的預(yù)備腐蝕工序的示意圖。
圖16(a)～(c)是第6實(shí)施例的除去Au工序的示意圖。
圖17(a)～(c)是第6實(shí)施例的卸下工序的示意圖。
圖18(a)、(b)是第6實(shí)施例的主腐蝕工序的示意圖。
圖19(a)～(d)是第6實(shí)施例的電極形成工序的示意圖。
圖20是第6實(shí)施例的變形例的石英晶片剖面圖。
圖21是第7實(shí)施例的石英晶片剖面圖。
圖22(a)、(b)是第8實(shí)施例的石英晶片剖面圖。
圖23是第9實(shí)施例的石英晶片剖面圖。
圖24是第10實(shí)施例的石英晶片剖面圖。
圖25(a)、(b)是為說明第11實(shí)施例要解決課題的石英晶片剖面圖。
圖26是從下面一側(cè)觀察第11實(shí)施例的石英晶片的斜視圖。
圖27是第11實(shí)施例的石英晶片的主振動(dòng)部和增強(qiáng)部連接部分的剖面圖。
圖28是從下面一側(cè)觀察第11實(shí)施例的變形例石英晶片的斜視圖。
圖29是從下面一側(cè)觀察第11實(shí)施例的其他變形例石英晶片的斜視圖。
圖30是第11實(shí)施例的其他變形例的相當(dāng)于圖27的圖。
圖31是第12實(shí)施例的石英原板平面圖。
圖32是第12實(shí)施例的石英晶片加工工序示意圖。
圖33是第12實(shí)施例的變形例石英晶片加工工序示意圖。
圖34是利用第12實(shí)施例的加工技術(shù)制作第6實(shí)施例石英晶片時(shí)相當(dāng)于圖31的圖。
圖35(a)是第13實(shí)施例的音叉型石英振動(dòng)片示意圖。(b)是沿(a)中B-B線的剖面圖。
圖36(a)～(m)是第13實(shí)施例的音叉型石英晶片成形工序的示意圖。
圖37(a)～(j)是第14實(shí)施例的音叉型石英晶片成形工序中前半工序的示意圖。
圖38(a)～(d)是第14實(shí)施例的音叉型石英晶片成形工序中后半工序的示意圖。
圖39是一般的音叉型石英振動(dòng)片的示意圖。
圖40(a)～(f)是在石英晶片中形成電極工序的示意圖。
圖41(a)是第15實(shí)施例的石英晶片示意圖，(b)是沿(a)中III-III線的剖面圖。
圖42(a)是第16實(shí)施例的石英晶片示意圖，(b)是沿(a)中IV-IV線的剖面圖。
圖43(a)是第16實(shí)施例中第1變形例的石英晶片示意平面圖，(b)是沿(a)中V-V線的剖面圖。
圖44是第16實(shí)施例中第2變形例的石英晶片平面圖，(b)是沿(a)中VI-VI線的剖面圖。
圖45是第16實(shí)施例中第3變形例的石英晶片平面圖。
圖46是第16實(shí)施例中第4變形例的石英晶片平面圖。
圖47是第16實(shí)施例中第5變形例的石英晶片平面圖。
圖48(a)是第17實(shí)施例的石英振動(dòng)片平面圖，(b)是沿(a)中X-X線的剖面圖。
圖49(a)是第18實(shí)施例的石英振動(dòng)片平面圖，(b)是沿(a)中XI-XI線的斷面圖。
圖50(a)、(b)是已有例的音叉型石英振子的石英晶片破裂狀態(tài)例的示意圖。
圖51是已有例的石英晶片斜視圖。
圖52(a)～(g)是現(xiàn)有的反臺(tái)面型石英晶片的加工工序示意圖。
圖53(a)～(g)是現(xiàn)有的臺(tái)面型石英晶片的加工工序示意圖。
圖54(a)～(l)是現(xiàn)有技術(shù)的音叉型石英晶片成形工序示意圖。
圖55(a)、(b)是現(xiàn)有技術(shù)的音叉型石英晶片成形過程中的石英基片示意斜視圖。
圖56(a)～(f)是現(xiàn)有例中相當(dāng)于圖40的圖。
圖57是現(xiàn)有例的石英晶片上抗蝕液涂布狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)


本發(fā)明的實(shí)施例。在以下各實(shí)施例中，作為腐蝕成形品，對(duì)構(gòu)成AT切割石英振動(dòng)子的石英晶片適用本發(fā)明的情況進(jìn)行說明。
(第1實(shí)施例)首先，對(duì)第1實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1是本實(shí)施例中成形的石英晶片1斜視圖，圖2是石英晶片1腐蝕成形工序的示意圖。
如圖1所示，在石英晶片1的中央部分形成為形成電極22的凹部2。該凹部2的中央部分形成極薄壁的壓電振動(dòng)區(qū)域21，在其正反面上形成激振電極22(反面未示出)，利用未圖示的引出電極使激振電極22與外部連接。石英晶片1的外緣部，形成與壓電振動(dòng)區(qū)域21比較具有數(shù)倍厚度尺寸的增強(qiáng)部3。進(jìn)而在壓電振動(dòng)區(qū)域21和增強(qiáng)部分3之間，形成階梯狀(本實(shí)施例的是由內(nèi)側(cè)和外側(cè)2個(gè)臺(tái)階部41，42形成)的臺(tái)階部4。該臺(tái)階4是為，或充分確保壓電振動(dòng)區(qū)域21的機(jī)械強(qiáng)度，或緩和外力影響而設(shè)置的。
作為各部分厚度的一例，在獲得600MHz的基本振動(dòng)頻率時(shí)，形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的厚度為3μm，增強(qiáng)部3的厚度約10μm，壓電振動(dòng)區(qū)域21的面積約0.5mm2，激振電極22的面積約0.2mm2的細(xì)微構(gòu)成。這樣的凹部2的壓電振動(dòng)區(qū)域21按下述濕式腐蝕方法進(jìn)行成形。激振電極22利用真空蒸鍍法等形成，作為各電極材料使用鋁或銀等。
雖然未圖示，但將這樣的壓電振動(dòng)器件裝入由氧化鋁等陶瓷形成的外殼內(nèi)，進(jìn)行將各引出電極引出到外部的電連接，用蓋板與外殼上面形成密封接合，得到表面安裝型的石英振子。
以下對(duì)本實(shí)施例特征的上述石英晶片1的成形工序進(jìn)行說明。
如圖2(a)所示，將作為被成形物的加工前的石英晶片1利用拋光加工使上下面形成鏡面，在其上下面上形成作為本實(shí)施例特征的規(guī)定形狀的掩模層R1、R2、R3。形成該掩模層R1、R2、R3的工序以下講述。這樣，將在該石英晶片1的上下面上形成的掩模層R1、R2、R3作為掩蔽層，將石英晶片1在氫氟酸+氟化銨溶液等腐蝕液中進(jìn)行浸漬，進(jìn)行濕式腐蝕。以下對(duì)該濕式腐蝕工序進(jìn)行詳述。
首先，對(duì)濕式腐蝕前的石英晶片1進(jìn)行說明。該石英晶片的整個(gè)下表面，由Cr下層和Au上層的2層結(jié)構(gòu)形成的下面掩模層R1所覆蓋。而石英晶片1的上表面，在形成上述壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分上不形成掩模層，而在與其外周側(cè)的內(nèi)側(cè)臺(tái)階部41的上面相對(duì)應(yīng)的部分上，形成只由1層Cr形成的內(nèi)側(cè)掩模層R2。在該Cr層的外側(cè)，與外側(cè)臺(tái)階部42的上面(石英晶片的外緣部分上面)相對(duì)應(yīng)部分上，形成由以Cr層為下層和以Au層為上層的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的外側(cè)掩模層R3。內(nèi)側(cè)掩模層R2和外側(cè)掩模層R3的各Cr層形成連續(xù)層。這樣，通過在與內(nèi)側(cè)臺(tái)階部41的上面相對(duì)應(yīng)的部分上，形成具有腐蝕度的Cr層，而且在與外側(cè)臺(tái)階部42的上面相對(duì)應(yīng)的部分上，形成沒有腐蝕度的Au層(下層具有Cr層)，設(shè)定石英晶片1上面中各處具有互不相同的腐蝕量。
這樣，在石英晶片1上形成掩模層R1、R2、R3的狀態(tài)，將該石英晶片1在氫氟酸+氟化銨溶液等腐蝕液中浸漬。這樣，在沒有形成掩模層的區(qū)域(形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分)直接開始石英晶片1的腐蝕。與其相反，在其外周側(cè)的內(nèi)側(cè)掩模層R2上Cr層開始溶解，待該內(nèi)側(cè)掩模層R2完全溶解后，開始石英晶片1的腐蝕。即，在與該內(nèi)側(cè)臺(tái)階部41的上面相對(duì)應(yīng)的部分，由于Cr層溶解所需要時(shí)間，所以腐蝕開始的時(shí)間遲于形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分。圖2(b)示出了內(nèi)側(cè)掩模層R2的Cr層完全溶解時(shí)刻的石英晶片1剖面形狀。從此時(shí)刻，內(nèi)側(cè)梯部41的上面腐蝕開始。在外側(cè)掩模層R3中，Cr層的上層上存在Au層，由于該Au層不具有腐蝕度，所以在該部分不進(jìn)行腐蝕。
這樣的腐蝕工序繼續(xù)進(jìn)行到壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定厚度尺寸為止。圖2(c)示出了壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定厚度尺寸時(shí)刻的石英晶片1的剖面形狀。在這樣形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分達(dá)到規(guī)定厚度尺寸的時(shí)刻，將石英晶片1從腐蝕液中取出，洗凈、干燥，除去殘留在石英晶片1上下面上的掩模層R1、R3。據(jù)此，如圖2(d)所示剖面，形成在壓電振動(dòng)區(qū)域21和增強(qiáng)部3之間形成階梯狀臺(tái)階部41，42的石英晶片1成形。
對(duì)于使如此成形為規(guī)定形狀的石英晶片1的符合基頻，在上述腐蝕工序結(jié)束后，利用干腐蝕加工等進(jìn)行。另外，若只在上述腐蝕工序中就可以合乎基頻，那該腐蝕過程結(jié)束時(shí)，石英晶片1同時(shí)也就完成。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例的腐蝕方法，通過在石英晶片1的表面各部設(shè)定腐蝕度不同的掩模層，利用1次腐蝕工序，即可形成具有臺(tái)階部4的石英晶片1，因此，可防止石英晶片1產(chǎn)生粗面，避免了腐蝕不良現(xiàn)象發(fā)生，并能防止薄壁部分及其周邊部發(fā)生破損，從而可提供穩(wěn)定的高質(zhì)量石英晶片1。根據(jù)各掩模層的設(shè)置部位和腐蝕度的設(shè)定，也可形成任意形狀的石英晶片1。
本實(shí)施形態(tài)中，雖然將上述外側(cè)掩模層R3形成了Cr層和Au層的2層結(jié)構(gòu)，但也可以只形成Au層的單層結(jié)構(gòu)。
(第2實(shí)施例)以下對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行說明。在上述第1實(shí)施例中，作為掩模層使用了Cr層和Au層，但本實(shí)施例，如圖3(a)所示，只利用Cr層形成掩模層，同時(shí)利用1次腐蝕工序仍能形成和上述一樣具有臺(tái)階部4的石英晶片1。
首先，對(duì)濕式腐蝕前的石英晶片1進(jìn)行說明。該石英晶片1的整個(gè)下表面，用比較厚的Cr層(在形成石英晶片1壓電振動(dòng)區(qū)域21所需要的時(shí)間內(nèi)，不完全溶解的厚度的層)形成的下面掩模層R1所覆蓋。而石英晶片1的上面，在形成上述壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分上不形成掩模層，在其外周側(cè)與內(nèi)側(cè)臺(tái)階部41的上面相對(duì)應(yīng)的部分，形成由比較薄的Cr層形成的內(nèi)側(cè)掩模層R2。進(jìn)而，在該內(nèi)側(cè)掩模層R2的外側(cè)，與外側(cè)臺(tái)階部42的上面相對(duì)應(yīng)的部分，形成由和上述石英晶片1的下面一側(cè)同樣比較厚的Cr層構(gòu)成外側(cè)掩模層R3。這些內(nèi)側(cè)掩模層R2和外側(cè)掩模層R3形成一個(gè)整體化的層。這樣，通過在與內(nèi)側(cè)臺(tái)階部41的上面相對(duì)應(yīng)的部分上形成薄的Cr層，而且，與外側(cè)臺(tái)階部42的上面相對(duì)應(yīng)的部分上形成厚的Cr層，設(shè)定石英晶片1的上面各處的腐蝕開始定時(shí)為相互不同。
這樣，在石英晶片1形成掩模層R1、R2、R3的狀態(tài)下，將該石英晶片1在腐蝕液中浸漬。由此，在沒有形成掩模層的區(qū)域(形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分)內(nèi)直接開始石英晶片的腐蝕。與其相反，其外周側(cè)的內(nèi)側(cè)掩模層R2和外側(cè)掩模層R3 Cr層同時(shí)開始溶解。這種情況，由于內(nèi)側(cè)掩模層R2比外側(cè)掩模層R3薄，所以該內(nèi)側(cè)掩模層R2的Cr層首先完全溶解，在該部分Cr層完全溶解后，石英晶片1的腐蝕開始。即，在與該內(nèi)側(cè)梯部41相對(duì)應(yīng)部分，由于該薄壁的Cr層溶解需要時(shí)間，所以腐蝕開始的時(shí)間遲于形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分。在此時(shí)刻，由于還殘留著外側(cè)掩模層R3，所以該部分不進(jìn)行腐蝕。圖3(b)示出了內(nèi)側(cè)掩模層R2的Cr層完全溶解時(shí)刻的石英晶片1的剖面狀態(tài)。即，從此時(shí)刻，對(duì)內(nèi)側(cè)臺(tái)階部41上面的腐蝕開始。
這樣的腐蝕工序繼續(xù)進(jìn)行到壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定的厚度尺寸為止。圖3(c)示出了在壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定厚度尺寸時(shí)刻的石英晶片1的剖面形狀。這樣，在形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分達(dá)到規(guī)定厚度尺寸時(shí)，取出石英晶片1，洗凈、干燥，除去石英晶片1上下面上殘留的掩模層R1、R3。由此，如圖3(d)所示，形成在壓電振動(dòng)區(qū)域21和增強(qiáng)部3之間形成階梯狀臺(tái)階部41、42的石英晶片1。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例的腐蝕方法，雖然石英晶片1的表面各部的掩模由同一種材料(Cr)形成，但通過使該掩模層的厚度互為不同，可變更腐蝕度，利用1次腐蝕工序，即可形成具有臺(tái)階部4的石英晶片1。因此，能防止石英晶片1產(chǎn)生粗面，避免了腐蝕不良現(xiàn)象，并能防止薄壁部分及周邊部產(chǎn)生破損。
在本實(shí)施例中設(shè)定各掩模層R1、R3的厚度尺寸，以便在壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定厚度尺寸時(shí)，仍處于殘留掩模層R1、R3的狀態(tài)，即，在石英晶片1的上面外緣部和下面，不能對(duì)石英晶片進(jìn)行腐蝕。本發(fā)明并不限于此，如設(shè)定各掩模層R1、R2、R3的厚度尺寸，可使壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定厚度尺寸的時(shí)刻，與掩模層R1、R3完全溶解的時(shí)刻大致一致，這樣就不需要去除殘留掩模層的作業(yè)。
進(jìn)而設(shè)定的各掩模層R1、R3厚度尺寸，使在壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定厚度尺寸之前，掩模層R1、R3即完全溶解，在石英晶片1的上面外緣部分和下面進(jìn)行某種程度的腐蝕，可使石英晶片1整體獲得薄型化。如果這樣，利用拋光加工可使石英晶片1整體獲得比薄型化時(shí)的極限尺寸更薄的薄型化。
(第3實(shí)施例)以下對(duì)第3實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例是關(guān)于利用腐蝕將平板狀石英晶片1形成規(guī)定厚度時(shí)可從石英晶片1的上下兩面?zhèn)冗M(jìn)行腐蝕的情況。
例如，對(duì)腐蝕加工前的石英晶片1進(jìn)行拋光加工時(shí)，在其上下面上存在某種程度的加工變形。這樣，在上下面中的一個(gè)面的加工變形層厚時(shí)，從上下兩面?zhèn)冗M(jìn)行同樣的腐蝕，該面的加工變形層有可能不會(huì)完全去除。本實(shí)施例就是鑒于這點(diǎn)，以下作具體說明。
考慮拋光加工的石英晶片1上下面中，上面的加工變形層比下面的加工變形層厚的情況。圖4中，加工變形層以斜線示出。這種情況下，優(yōu)選使上面的腐蝕量比下面的腐蝕量大，就能完全除去上面的加工變形層。
本實(shí)施例中，如圖4(a)所示，石英晶片1在腐蝕加工時(shí)的掩模層R4、R5只由Cr層形成，而且，欲使腐蝕量增大的面(上面)掩模層R4比其他面(下面)掩模層R5薄。
這樣，在石英晶片1上形成掩模層R4、R5的狀態(tài)下，將該石英晶片1在腐蝕液中浸漬。據(jù)此，如圖4(b)所示，在掩模層R4薄的上面?zhèn)?，掩模層R4先于下面一側(cè)完全溶解，該上面的Cr層完全溶解后，開始石英晶片1的腐蝕。
這樣，并行進(jìn)行該石英晶片1的上面腐蝕和下面Cr層的腐蝕后，從下面的Cr層完全溶解的時(shí)刻，開始該下面的石英片1的腐蝕(圖4(c))。
這樣的腐蝕工序繼續(xù)進(jìn)行到規(guī)定時(shí)間，如圖4(d)所示，在石英晶片1達(dá)到規(guī)定厚度尺寸時(shí)，將石英晶片1取出洗凈，干燥，得到規(guī)定形狀的石英晶片1。據(jù)此，可使上面?zhèn)缺容^厚的加工變形層比下面的加工變形層多除去，得到各加工變形層完全除去的石英晶片1。
作為上下兩面腐蝕的作用效果，由于通過減小各自的腐蝕深度，很難發(fā)生石英的各向異性引起的腐蝕殘留部分(斜嵌入部分)，所以很難減少有效振動(dòng)區(qū)域(平坦面)。
如本實(shí)施例那樣使用了上下面掩模層厚度互為不同的方法，所以可如圖5(a)～(d)所示利用1次腐蝕工序形成復(fù)雜形狀的石英晶片1。圖5(a)、(b)是在石英晶片1的中央部形成不存在臺(tái)階部的電壓振動(dòng)區(qū)域21，圖5(c)、(d)是在石英晶片1的中央部分上下兩面上形成臺(tái)階部4，在該臺(tái)階部4的內(nèi)側(cè)上形成壓電振動(dòng)區(qū)域21。
在本實(shí)施例中，雖然在上下兩面上形成掩模層R4、R5，但在欲使腐蝕量增大的面(上述情況為上面)上不需要掩模層。在本實(shí)施例中，也可適用于只單面拋光加工的石英晶片1。
(第4實(shí)施例)以下對(duì)第4實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例作為掩模層使用了Cr層和氧化Cr層(以下稱為CrO層)。一般CrO層的腐蝕度比Cr層低(難溶于腐蝕液)，利用這些的腐蝕度差得到規(guī)定形狀的石英晶片1。以下對(duì)各層的形成工序進(jìn)行具體說明。
圖6(a)、(b)示出了在石英晶片1上相鄰形成Cr層和CrO層情況的工序?qū)嵗?。首先，如圖6(a)所示，在石英晶片1的規(guī)定區(qū)域上蒸鍍Cr形成Cr層。只對(duì)要腐蝕度低的區(qū)域照射受激準(zhǔn)分子UV，對(duì)該部分的Cr進(jìn)行氧化處理，變成CrO層(圖6(b))。由此，只使該部分的腐蝕度降低，作為取代上述第1實(shí)施例中Au層的層而發(fā)揮功能。即，被該CrO層覆蓋的部分上石英晶片1不進(jìn)行腐蝕，或者延遲石英晶片1的腐蝕開始定時(shí)。
作為將Cr層變成CrO層的方法，也可采用UV-O3干洗機(jī)和O2等離子體等方法。對(duì)上述CrO層全部進(jìn)行氧化處理，使整個(gè)掩模層形成CrO層后，可以只對(duì)想要提高腐蝕度區(qū)域進(jìn)行還原處理部分恢復(fù)到Cr層。進(jìn)而，在石英晶片1上噴濺蒸鍍Cr形成Cr層時(shí)，向室內(nèi)供入氧，一邊對(duì)Cr進(jìn)行氧化，一邊在石英晶片1進(jìn)行蒸鍍，也可形成CrO層。具體講，在噴濺蒸鍍時(shí)，向室內(nèi)導(dǎo)入Ar-O2氣即可實(shí)現(xiàn)。
這樣，在本實(shí)施例中，不使用Au，只使用Cr，就可形成腐蝕度不同的2種掩模層。因此，作為成膜材料，不需要Au，從而也就不需要腐蝕后的除去Au工序。由此，可減少石英晶片1的制造成本和成膜工序。特別是，只在Cr層上要形成和上述Au層同等的掩模層時(shí)，需要數(shù)千(例如4000)的膜厚。與其相反，根據(jù)本實(shí)施例，即使和Au層同等的膜厚(膜厚數(shù)百，例如300)，仍能充分確保作為腐蝕度低的掩模層的性能，可使成膜材料少量化。伴隨著該掩模層的薄壁化，可提高形成掩模層形狀的尺寸精度，在利用腐蝕形成石英晶片1的外形時(shí)，也可提高其外形的精度。
形成CrO層并在遲延該部分的腐蝕開始定時(shí)的情況下，設(shè)定各掩模層的厚度尺寸，使該CrO層完全溶解的定時(shí)與上述壓電振動(dòng)區(qū)域21達(dá)到規(guī)定厚度尺寸的時(shí)刻大致一致，這樣就不需要除去殘留掩模層的作業(yè)。
本實(shí)施例中，雖然對(duì)相鄰形成Cr層和CrO層的情況作了說明，但如圖6(c)、(d)、(e)所示，掩模層的一部分也可由Cr層和CrO層二層結(jié)構(gòu)形成。
只要是利用氧化處理能改變腐蝕度的材料就可以，并不僅限于Cr，利用Ni等其他材料形成掩模層時(shí)，同樣也能適用。
此外，作為改變腐蝕度的處理，對(duì)上述氧化處理沒有限制，也可采用以數(shù)種金屬的合金層形成一部分掩模層(改變腐蝕度的部分)等方法。
(第5實(shí)施例)以下對(duì)第5實(shí)施例進(jìn)行說明。上述第4實(shí)施例利用Cr層和對(duì)該Cr層進(jìn)行氧化處理后的CrO層，雖然廢除了Au層，但使掩模層具有腐蝕度差異。本實(shí)施例作為掩模層，使用腐蝕度不同的材料，廢除了Au層。
作為具體材料的組合是Cr和Ni(鎳)。使Ni層在石英晶片1的表面上成膜時(shí)，其腐蝕度低于Cr層。即，難以溶于腐蝕液中。由此，使用除Au以外相互不同的材料，仍能使掩模層具有腐蝕度差異。也可組合使用3種以上的材料。例如，Cr、CrO和Ni。
作為形成掩模層的成膜材料，并不限于這些，可使用各種材料。
在使用互不相同的材料形成掩模層時(shí)，可適用上述第4實(shí)施例的方法。即，通過對(duì)由互不相同材料形成的掩模層實(shí)施有選擇地氧化等處理，可改變腐蝕度。
以下，對(duì)如上述各實(shí)施例那樣形成掩模層R方法的具體實(shí)例進(jìn)行說明。作為本發(fā)明中可適用的成膜方法揭示如下。在以下說明中，雖然對(duì)只以Cr層形成掩模層的情況進(jìn)行說明，但對(duì)于使用其他材料和多種材料形成掩模層時(shí)，也同樣適用。
<激光照射>
掩模層R的形成方法之一，是利用激光照射有選擇地除去掩模層，只在規(guī)定區(qū)域內(nèi)殘留掩模層的方法。例如，如圖7(a)所示，該方法是在石英晶片1的上下整個(gè)面上蒸鍍了Cr的狀態(tài)，對(duì)該Cr層的規(guī)定區(qū)域(要促進(jìn)石英晶片1腐蝕的區(qū)域)照射激光，有選擇地只除去該區(qū)域中的Cr的方法。由此，如圖7(b)所示，可在部分區(qū)域內(nèi)除去Cr層，或者很容易地形成使該Cr層薄壁部分。
<研磨>
作為掩模層R的形成方法，也可示出研磨法。例如，圖8所示，該方法是在研磨器件上具有可動(dòng)罩M，如圖8(a)所示，在石英晶片1的上下整個(gè)面上蒸鍍了Cr的狀態(tài)，一邊從外側(cè)間斷地移動(dòng)該可動(dòng)罩M，一邊對(duì)Cr層進(jìn)行研磨，有選擇地只除去規(guī)定區(qū)域(要促進(jìn)石英晶片1腐蝕的區(qū)域)的方法。在圖8(b)～(e)所示過工序中，示出了一邊向外側(cè)間斷移動(dòng)上下各一對(duì)可動(dòng)罩M，一邊進(jìn)行研磨形成階梯狀Cr層(圖8(e))的情況。
<蒸鍍>
接著，對(duì)利用蒸鍍法形成掩模層的情況進(jìn)行說明。圖9(a)所示，在石英晶片1的規(guī)定區(qū)域內(nèi)配置掩蔽材料M，在此狀態(tài)進(jìn)行蒸鍍Cr。由此形成規(guī)定厚度的第1層Cr膜(圖9(b))。隨后，如圖9(c)所示，對(duì)于該第1層Cr層的一部分配置掩蔽材料M，在此狀態(tài)再次進(jìn)行Cr蒸鍍。由此，對(duì)于沒有掩蔽部分形成第2層的Cr。即，只形成該部分作為厚度尺寸大的Cr層。隨后，通過除去掩模材料M，通過只由第1層Cr形成的層和由第1層和第2層Cr形成層形成階梯狀Cr層(圖9(d))。
<金屬腐蝕>
作為利用金屬腐蝕形成掩模層的方法，例如，圖10(a)所示，在石英晶片1的上下整個(gè)面上蒸鍍Cr的狀態(tài)，在該Cr層的一部分上配置抗蝕材料R，在此狀態(tài)進(jìn)行金屬腐蝕。由此，只除去一部分(圖中的中央部分)規(guī)定的厚度的Cr層(圖10(b))。隨后，在Cr層的其他部分上配置抗蝕材料R，在此狀態(tài)進(jìn)行金屬腐蝕。由此再除去一部分規(guī)定厚度Cr層(圖10(c))。隨后通過除去抗蝕材料R，由除去厚度不同的多個(gè)層形成階梯狀的Cr層(圖10(d))。
<卸下>
作為利用卸下形成掩模層的方法，例如圖11(a)所示，在石英晶片1的規(guī)定區(qū)域上配置卸下用的抗蝕材料R，在此狀態(tài)下進(jìn)行Cr蒸鍍(圖11(b))。由此，在石英晶片1和抗蝕材料R的各上面全部形成規(guī)定厚度的Cr層膜。之后，利用卸下法，從石英晶片1上除去抗蝕材料R和一部分Cr層(圖11(c))。隨后，對(duì)于殘留Cr層的一部分配置卸下用的抗蝕材料R(圖11(d))，在此狀態(tài)，再次進(jìn)行蒸鍍Cr(圖11(e))。由此，在石英晶片1和抗蝕材料R的各上面全部形成規(guī)定厚度的Cr層膜。之后，和上述一樣，利用卸下法，從石英晶片1除去抗蝕材料料R和一部分Cr層(圖11(f))。由此，通過只由第1層Cr形成的層和由第1層和第2層Cr形成的層，形成階梯狀的Cr層。
(第6實(shí)施例)以下對(duì)第6實(shí)施例進(jìn)行說明。上述各實(shí)施例的石英晶片1為平片狀。本實(shí)施例的石英晶片1，其構(gòu)成是利用多個(gè)橋?qū)⒄駝?dòng)部和圍繞該振動(dòng)部的框部連接起來的結(jié)構(gòu)。以下對(duì)其構(gòu)成和腐蝕方法進(jìn)行說明。
圖12是本實(shí)施例的石英晶片1平面圖，圖13是沿圖12中A-A線的剖面圖。如這些圖所示，振動(dòng)部5由和上述實(shí)施例的石英晶片1大致相同的反臺(tái)面結(jié)構(gòu)構(gòu)成。具體講，在上下面上具有臺(tái)階部54，在其中央部形成的壓電振動(dòng)區(qū)域51上安裝激振電極52。
而框部6圍繞該振動(dòng)部分5的外周圍那樣形成，同時(shí)，通過4個(gè)橋7，7……與振動(dòng)部5連接。根據(jù)該構(gòu)成，位于振動(dòng)部5中央部的壓電振動(dòng)區(qū)域51，不僅支撐在振動(dòng)部5的外緣部的增強(qiáng)部分53上，而且通過橋7，7……也由框部6支撐，從而可確保很高的機(jī)械強(qiáng)度。框部6是利用粘合劑支撐在石英振子的外殼的部分，該部分和振動(dòng)部53只由橋7，7……連接，所以即使框部6受粘合劑的凝固收縮等影響而發(fā)生彎曲變形等，其構(gòu)成也很難使其變形的影響波及到振動(dòng)部5。進(jìn)而，由橋7，7……連接振動(dòng)部5和框部6的位置，相對(duì)于振動(dòng)部5的Z軸(圖12中在左右方向延伸的軸)，設(shè)定存在30°角度的應(yīng)力感度為“0”的位置上。因此，即使外力作用于框部6并傳遞到振動(dòng)部5上，也幾乎不會(huì)對(duì)振動(dòng)特性產(chǎn)生任何影響。
以下對(duì)本實(shí)施例的石英晶片1的加工方法進(jìn)行說明。圖14～圖19，示出了該石英晶片1的加工工序。作為該石英晶片1的加工工序，包括抗蝕膜形成工序(圖14)、預(yù)備腐蝕工序(圖15)、Au除去工序(圖16)、卸下工序(圖17)、主要腐蝕工序(圖18)、電極形成工序(圖19)。以下對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行說明。
<抗蝕膜形成過程>
在該工序中，首先，對(duì)石英晶片1的上下整個(gè)面上蒸鍍由Cr和Au的二層結(jié)構(gòu)形成的抗蝕膜R(圖14(a))。隨后，為形成上述橋7，7……，除了其間形成貫通孔71的部位，對(duì)其余整個(gè)面上形成正型的抗蝕膜PR(以下稱正型抗蝕膜)(圖14(b))。在此狀態(tài)下，利用Au腐蝕液和Cr腐蝕液分別進(jìn)行腐蝕，除去不存在上述正型抗蝕膜PR部分的Au層和Cr層(圖14(c))。隨后，除去正型抗蝕膜PR(圖14(d))，該掩模層形成工序結(jié)束。
<預(yù)備腐蝕工序>
在該工序中，在上述抗蝕膜形成工序中除去Au和Cr的部分(橋7，7彼此間形成貫通孔71的部位)和石英晶片1除去中央部分(形成壓電振動(dòng)區(qū)域21的部分)的上下面整體上形成正型抗蝕膜PR(圖15(a))。之后，將該石英晶片1在石英腐蝕液中浸漬并進(jìn)行腐蝕。由此，如圖15(b)所示，只在橋7，7彼此間形成貫通孔71的部位上腐蝕到規(guī)定量。接著，利用Au腐蝕液和Cr腐蝕液分別進(jìn)行腐蝕，除去不存在上述正型抗蝕膜PR部分的Au和Cr(圖15(c))。之后，除去正型抗蝕膜PR(圖15(d))，該預(yù)備腐蝕過程結(jié)束。
<Au除去過程>
在該過程中，針對(duì)形成框部6的部分上下整個(gè)面上形成負(fù)型抗蝕膜NR(以下稱負(fù)型抗蝕膜)(圖16(a))。之后，利用Au腐蝕液進(jìn)行腐蝕，除去不存在上述負(fù)型抗蝕膜NR部分的Au(圖16(b))。之后，除去負(fù)型抗蝕膜NR(圖16(c))，該Au去除過程結(jié)束。
<卸下過程>
該工序是用于在振動(dòng)部5的中央處形成應(yīng)使階梯狀凹部成形的階梯狀Cr層的工序。即，在上述Au除去工序結(jié)束時(shí)刻，對(duì)殘留在石英晶片1上殘留Cr層的一部分蒸鍍Cr，形成階梯狀的Cr層。為此，首先，除了需要追加蒸鍍Cr的區(qū)域外，對(duì)其整個(gè)區(qū)域形成負(fù)型抗蝕膜NR(圖17(a))。在此狀態(tài)，對(duì)石英晶片1的上下面上蒸鍍Cr，只對(duì)不存在負(fù)型抗蝕膜NR部分的Cr層形成厚壁層(圖17(b))。之后，利用卸下法除去負(fù)型抗蝕膜NR(圖17(c))，結(jié)束本卸下過程Au。由此，形成為進(jìn)行本發(fā)明的腐蝕工序的掩模層。
<主要腐蝕工序>
該工序與上述第2實(shí)施例中說明的凹部形成工序一樣進(jìn)行。即，石英晶片1的上下面中，在無Cr層的部分早期開始腐蝕，在Cr層厚度薄的部分腐蝕稍遲開始。在Cr層厚度薄的部分上幾乎不進(jìn)行腐蝕。為此，在壓電振動(dòng)區(qū)域51腐蝕達(dá)到規(guī)定厚度尺寸的狀態(tài)，如圖18(b)所示，只在振動(dòng)部5和框部分6之間殘留橋7，7……，并在振動(dòng)部5上形成階梯狀的梯部54。
<電極形成工序>
在該工序中，利用和以前一樣的工序形成電極。即，如圖19(a)所示，對(duì)石英晶片1的上下整個(gè)面蒸鍍電極材料(Al或Ag)后，將壓電振動(dòng)區(qū)域51的電極形成部分和引出電極部分(圖示省略)用負(fù)型抗蝕膜NR覆蓋(圖19(b))。之后，如圖19(c)所示，利用腐蝕等除去電極材料，進(jìn)而，如圖19(d)所示，通過除去負(fù)型抗蝕膜NR，只在壓電振動(dòng)區(qū)域51上殘留電極材料，由此形成規(guī)定形狀的激振電極52。
通過以上工序，形成如圖12和圖13所示的具有振動(dòng)部5和圍繞該部分配設(shè)且由橋7，7……與振動(dòng)部5連接的框部6的石英晶片1。
這樣，在該石英晶片1的腐蝕方法中，通過使在石英晶片1表面各部形成的掩模層的腐蝕度(Cr層的厚度)不同，可利用1次腐蝕工序，就能形成具有臺(tái)階部54的石英晶片1，因此可防止石英晶片1形成粗面，避免了腐蝕不良發(fā)生，并能防止薄壁部分及其周邊部分產(chǎn)生破損，從而可提供穩(wěn)定的高質(zhì)量石英晶片1。通過使用由互不相同材料形成的掩模層，也可使各掩模層形成不同的腐蝕度。
對(duì)于使這樣形成規(guī)定形狀的石英晶片1的符合基本頻率，在上述腐蝕工序結(jié)束后，可利用干腐蝕加工等進(jìn)行。在僅用上述腐蝕工序就能符合基本頻率時(shí)，該腐蝕工序結(jié)束的同時(shí)，石英晶片1也就完成。
同樣，本實(shí)施例的石英晶片1，如上述，中央部分56由反臺(tái)面型結(jié)構(gòu)形成。因此，該中央部分56本身具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。所以能抑制外力等對(duì)壓電振動(dòng)區(qū)域51的影響。在該中央部分56的外周側(cè)，通過橋7，7……連接外框部6。因此，對(duì)于石英振子的外殼，可將石英晶片1的連接部位形成外框部6，即使因粘合劑固化收縮產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力影響及于外框部分6而終止，幾乎不會(huì)影響到中央部56的壓電振動(dòng)區(qū)域51。即使有外力作用于外框部6時(shí)，該外力幾乎不會(huì)傳達(dá)到中央部56的壓電振動(dòng)區(qū)域51。因此可避免石英晶片1的共振頻率受應(yīng)力等影響下發(fā)生變動(dòng)的狀況，能確保所要求的頻率特性。在壓電振動(dòng)區(qū)域51的外側(cè)上，形成存在由增強(qiáng)部53和外框部6形成的雙重框材料的構(gòu)成，所以可獲得極高的機(jī)械強(qiáng)度。
進(jìn)而，由于在壓電振動(dòng)區(qū)域51和增強(qiáng)部53之間形成階梯狀的臺(tái)階部54，所以，即使在應(yīng)力作用于增強(qiáng)部53時(shí)，這種情況很容易緩和，從而可避免應(yīng)力局部集中。此外，例如，圖20所示，如果設(shè)定多個(gè)臺(tái)階部25，而且各臺(tái)階差很小，在沿著該臺(tái)階部25的表面形成引出電極時(shí)，不僅可避免引出電極斷線(切斷電極膜)，而且能獲得電極膜的薄膜化。
(第7實(shí)施例)以下對(duì)第7實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例是中央部32形狀的變形例，其他構(gòu)成和上述第6實(shí)施例一樣。因此，此處只對(duì)與第6實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
圖21是本實(shí)施例的石英晶片1的剖面圖。如該圖所示，設(shè)定本實(shí)施例的石英晶片1，其中央部32的厚度尺寸小于外框部33的厚度尺寸。該中央部32的上下各面比外框部33上下面更位于厚度方向的中央側(cè)上。即，將中央部32的上下各面的位置，設(shè)定在比外框部33上下各面的位置后縮的位置上。
根據(jù)該構(gòu)成，將石英晶片1安裝在組件內(nèi)時(shí)，只有外框部33與外殼內(nèi)面接觸，能以懸浮狀態(tài)載置中央部32。因此，不會(huì)發(fā)生因外殼阻礙主振動(dòng)部21振動(dòng)的狀況，可使主振動(dòng)部21進(jìn)行良好的振動(dòng)。
(第8實(shí)施例)以下對(duì)第8實(shí)施例進(jìn)行說明，上述各實(shí)施例將中央部32形成反臺(tái)面型結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例是將該中央部32形成臺(tái)面型結(jié)構(gòu)。即，如圖22(a)所示，作為設(shè)定中央厚度尺寸大于外緣部厚度尺寸的形狀構(gòu)成中央部32。本實(shí)施例中，中央部32的外周部分上形成階梯狀的臺(tái)階部25，即使應(yīng)力作用于中央部32時(shí)，利用臺(tái)階部25也很容易緩和這種情況，可避免應(yīng)力局部集中。進(jìn)而，在該構(gòu)成中，若將臺(tái)階部25的臺(tái)階差設(shè)定很小，沿該臺(tái)階部25的表面形成引出電極時(shí)，不僅避免引出電極斷線(電極膜切斷)，而電極膜也能獲得薄膜化。在圖22(a)所示中，和上述第2實(shí)施例的情況一樣，設(shè)定石英晶片1的中央部32厚度尺寸小于外框部33的厚度尺寸，同時(shí)，該中央部32的上下各面比外框部33上下各面更位于厚度方向中央側(cè)。即，中央部32的上下各面的位置，設(shè)定在比外框部33上下各面位置的更后縮位置上，將石英晶片1安裝在外殼內(nèi)時(shí)，只有外框部33與組件內(nèi)面接觸。
在作為本實(shí)施例的變形例的圖22(b)中所示石英晶片1中，將中央部32作為臺(tái)面型結(jié)構(gòu)，而且，在中央部32的外周部分上形成階梯狀的臺(tái)階部25，設(shè)定石英晶片1的中央部32厚度尺寸大于外框部33的厚度尺寸。這樣，該中央部32的上下各面比外框部33上下各面更位于厚度方向的外側(cè)。根據(jù)這種構(gòu)成，例如，將多個(gè)石英晶片1，1彼此重合并裝載在外殼中時(shí)，使相互鄰接外框部33，33彼此接觸，但通過適當(dāng)調(diào)整該接觸區(qū)域的高度，可將多個(gè)石英晶片1，1的總體高度尺寸控制在需要的最小限度(使中央部分32，32彼此不接觸且盡量減小高度尺寸)，從而可獲得小型化組件。
(第9實(shí)施例)以下對(duì)第9實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例是為阻止振動(dòng)波從外框部33向中央部32傳遞而采用的構(gòu)成，其他構(gòu)成和上述第6實(shí)施例一樣。因此，此處只說明和第6實(shí)施例的不同點(diǎn)。
圖23是本實(shí)施例的石英晶片剖面圖(設(shè)置橋44處的剖面圖)。如該圖所示，本實(shí)施例的石英晶片1，是在外框部33表面和橋44表面之間，及中央部32表面和橋44表面之間分別形成不連續(xù)部分的凹部46，46。根據(jù)這種構(gòu)成，由該凹部46，46可阻止表面波的傳播，從而避免了該表面波從外框部33表面向橋44表面?zhèn)鞑ィ驈臉?4表面向中央部32表面?zhèn)鞑?。即，避免了該表面波?jīng)由外框部33和橋44傳播到主振動(dòng)部21上，對(duì)該主振動(dòng)部21的振動(dòng)產(chǎn)生惡劣影響的狀況。
在上述各實(shí)施例中，由于外框部33表面和橋44表面之間，和中央部32表面和橋44表面之間形成不連續(xù)面(利用臺(tái)階部形成不連續(xù))，所以在此構(gòu)成中，也能在某種程度上阻止表面波振動(dòng)的傳播。
在圖23所示構(gòu)成中，在使外框部33表面和橋44表面的高度位置，以及中央部32表面和橋44表面的高度位置相互不同，在其中形成上述凹部46，46。但并不限于此，也可使外框部33表面和橋44表面的高度位置，以及中央部32表面和橋44表面的高度位置處于同一高度位置上，即形成連續(xù)面中，形成上述凹部46，46時(shí)，也能阻止表面波的傳播。
進(jìn)而，在圖23所示中，設(shè)定橋44的厚度尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于外框部33和中央部32的增強(qiáng)部24各厚度尺寸。根據(jù)該構(gòu)成，通過設(shè)定很小剖面積的橋44，使從外框部33經(jīng)橋44向中央部32傳播的整體波傳遞途徑變得狹窄，所以可抑制該整體波的傳播，由此，也除去了對(duì)主振動(dòng)部21的振動(dòng)產(chǎn)生惡劣影響的因素。利用橋44的高度位置與主振動(dòng)部21的高度位置不同，也能抑制整體波從橋44向主振動(dòng)部21傳播。進(jìn)而，利用將橋44的寬度尺寸設(shè)定的非常小，使整體波的傳遞徑途變得非常狹窄，也能除去對(duì)主振動(dòng)部分21的振動(dòng)產(chǎn)生惡劣影響的因素。
(第10實(shí)施例)以下對(duì)第10實(shí)施例進(jìn)行說明。圖24是本實(shí)施例的石英晶片1的剖面圖。如圖所示，本實(shí)施例的石英晶片1是將中央部分32形成反臺(tái)面型結(jié)構(gòu)，使主振動(dòng)部分21位于增強(qiáng)部分24的厚度方向大致中央部分。根據(jù)這種構(gòu)成，由于石英晶片1形成正反對(duì)稱形狀，所以在向外殼內(nèi)安裝時(shí)，無需邊識(shí)別石英晶片1的正反邊進(jìn)行作業(yè)，從而提高了向外殼的組裝作業(yè)性。
(第11實(shí)施例)
以下對(duì)第11實(shí)施例進(jìn)行說明。在利用上述腐蝕加工形成反臺(tái)面型石英晶片1時(shí)，在腐蝕量較大的情況下，利用圖25(a)所示的腐蝕形成的凹部23縱向壁23a，會(huì)形成向中央部32的中心呈傾斜的面。由此，如圖25(b)所示，在獲得石英晶片1小型化時(shí)，不能充分確保主振動(dòng)部21的振動(dòng)面積，主振動(dòng)部21受到來自增強(qiáng)部分24的約束，導(dǎo)致共振特性低劣。本實(shí)施例就是為解決此類問題。
圖26是本實(shí)施例從下面一側(cè)觀察石英晶片1的中央部32的斜視圖，圖27是表示主振動(dòng)部21和增強(qiáng)部24的連接部分的剖面圖。如這些附圖所示，本實(shí)施例的石英晶片1，在中央部32的主振動(dòng)部21和增強(qiáng)部24之間，具有將主振動(dòng)部21和增強(qiáng)部24連接的緩沖部分45，其厚度尺寸與主振動(dòng)部21的厚度尺寸大致一樣。
具體講是對(duì)于主振動(dòng)部21和增強(qiáng)部24的連接部分，在整個(gè)中央部32的周圍形成向其下面一側(cè)開放的溝55，這樣，從主振動(dòng)部21向增強(qiáng)部24形成沿斜上方延伸的緩沖部45。根據(jù)該構(gòu)成，由于主振動(dòng)部21能不受增強(qiáng)部24的約束力那樣進(jìn)行振動(dòng)，所以不會(huì)導(dǎo)致共振特性低劣。
作為本實(shí)施例的變形例，如圖28所示，也可在石英晶片1的縱向上形成溝55。
進(jìn)而如圖29(從下面一側(cè)觀察石英晶片1的斜視圖)和圖30(主振動(dòng)部21和增強(qiáng)部24的連接部分剖面圖)所示，也可形成貫通孔47，取代上述溝51。即，使主振動(dòng)部21和增強(qiáng)部24形成部分分離，主振動(dòng)部21可不會(huì)受增強(qiáng)部24的約束力那樣進(jìn)行振動(dòng)。
也可將上述各種構(gòu)成進(jìn)行組合。即，其構(gòu)成是將主振動(dòng)部21和增強(qiáng)部24連接部分的一部分形成緩沖部分45，其他部分形成分離的結(jié)構(gòu)。
(第12實(shí)施例)以下對(duì)第12實(shí)施例進(jìn)行說明，本實(shí)施例是如上述各實(shí)施例那樣，利用掩模層的腐蝕度差能任意設(shè)定石英晶片1各部厚度尺寸這樣的技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。
此處，對(duì)將本發(fā)明的技術(shù)思想適用于音叉型石英振子生產(chǎn)技術(shù)中的情況進(jìn)行說明。
如圖31所示，音叉型石英振子的石英晶片，從1個(gè)石英原片8上同時(shí)形成多個(gè)。這種情況下，在從石英原片8上切割各個(gè)音叉型石英晶片1，1，……時(shí)，將其兩者的連接部分即石英晶片1的基部斷開。這時(shí)，如圖50(a)、(b)所示，這種斷開位置偏移情況下，都不能將該石英晶片100裝入外殼內(nèi)，即使能裝入，也會(huì)產(chǎn)生不能在規(guī)定位置載置的弊端。以前的石英晶片，在斷開時(shí)很容易產(chǎn)生石英碎片，這種石英碎片附著在石英晶片100表面上，有可能對(duì)振動(dòng)特性產(chǎn)生惡劣影響。在本實(shí)施例中，在將該石英晶片100的基部斷開時(shí)，由于只在適當(dāng)?shù)奈恢蒙袭a(chǎn)生碎片，所以適用本發(fā)明的技術(shù)。以下進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖32(a)是利用腐蝕加工石英原片8制作音叉型石英晶片1的前階段剖面圖，示出了音叉型石英晶片1的基部(沿圖31中B-B線的剖面圖)。如該圖32(a)所示，在音叉型石英晶片1的基部上，預(yù)先形成不存在掩模層RR的部分，和存在由階梯狀Cr層形成掩模層RR的部分。其他部分，在利用腐蝕可形成規(guī)定音叉型形狀的區(qū)域內(nèi)，形成由Cr和Au二層形成的掩模層(抗蝕層)。
這樣，如圖32(b)所示，在石英原片8的腐蝕加工時(shí)，在不存在掩模層RR的部分上進(jìn)行腐蝕，石英晶片1的厚度尺寸變得非常薄，而在由階梯狀的Cr層形成掩模層RR的部分上，在階梯狀石英晶片1的厚度尺寸變厚。因此，如圖32(c)所示，除去掩模層RR后，從石英原片8上切割各個(gè)音叉型石英晶片1，1，……時(shí)，該基部的薄壁部分?jǐn)嚅_良好，不產(chǎn)生碎片。因此，可很好地將石英晶片安裝在外殼內(nèi)，而且也避免了因存在石英碎片對(duì)振動(dòng)特性產(chǎn)生惡劣影響。
圖33是將在音叉型石英晶片1的基部形成階梯狀的Cr層形成在石英原片8的上下面上，由此，從上下兩側(cè)進(jìn)行基部腐蝕，形成局部的薄壁部。也由此，基部的薄壁部分能很好地?cái)嚅_，而不產(chǎn)生碎片。
本實(shí)施例中，對(duì)將本發(fā)明適用于從石英原片8切割音叉型石英晶片1的技術(shù)中的情況進(jìn)行說明。例如，將該技術(shù)思想適用于上述第6實(shí)施例的石英晶片1的制作中時(shí)，如圖34所示，和上述音叉型石英晶片1的基部一樣，形成使石英晶片1與石英原板8連接的連接部分11。即，殘留形成薄壁的連接部分11，可很容易分離，利用腐蝕可將石英晶片1外圍的石英原片8除去。這種情況，在將連接部分11形成薄壁的同時(shí)，利用上述第6實(shí)施例的加工方法，也可將壓電振動(dòng)區(qū)域51、增強(qiáng)部分53、橋7、框部6等各部分的厚度尺寸，形成任意的尺寸。
以上說明的各實(shí)施例，對(duì)利用濕式腐蝕將石英晶片1形成規(guī)定形狀的情況都作了說明。本發(fā)明并不限于這些，對(duì)于利用干腐蝕將石英晶片形成規(guī)定形狀的情況也能適用。
上述各實(shí)施例對(duì)將本發(fā)明適用于反臺(tái)面型石英晶片加工的情況都作了說明，即使對(duì)于臺(tái)面型的石英晶片加工也能適用。
進(jìn)而，在上述各實(shí)施例中，對(duì)作為被成形物采用石英晶片的情況作了說明。本發(fā)明并不限于這些，對(duì)于其他的壓電材料、玻璃、金屬、半導(dǎo)體等各種材料也能適用。
此外，如上述第7實(shí)施例，在從1塊石英原片8上同時(shí)形成多個(gè)石英晶片1，1，……的所謂多個(gè)采樣的情況下，對(duì)于各個(gè)石英晶片1，1，……的成形部分，設(shè)定各不相同的腐蝕度，取代掩模層的材料和膜厚，也能同時(shí)形成基本振動(dòng)頻率互不相同的多種石英晶片1，1，……。
(第13實(shí)施例)本實(shí)施例適用于是音叉型石英振子和構(gòu)成該音叉型石英振子的音叉型石英晶片的利用腐蝕成形方法的實(shí)例。
—音叉型石英振子的構(gòu)成說明—在說明利用腐蝕形成音叉型石英晶片的方法之前，首先，對(duì)音叉型石英振子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖35(a)是本形態(tài)的音叉型石英振子中具有的音叉型石英振動(dòng)片10的示意圖。圖35(b)是沿圖35(a)中B-B線的剖面圖。
該音叉型石英振動(dòng)片10具有2個(gè)腳部61，62，在各腳部61，62上形成第1和第2激振電極13，14。圖35(a)中，對(duì)這些激振電極13，14的形成部分以斜線示出。
本音叉型石英振動(dòng)片10，在形成各腳部61，62的各個(gè)正反面的主面61a，62a的中央部分上，形成矩形狀的溝部61c，62c。對(duì)加工這些溝部61c，62c的腐蝕工序后面講述。
在各腳部61，62的正反面上形成溝部61c，62c時(shí)，即使小型化的音叉型石英振動(dòng)片10，也能有效地抑制腳部61，62的振動(dòng)損失，并能有效地將CI值(晶體阻抗)控制到較低。
上述第1激振電極13，設(shè)在一個(gè)腳部61的正反面(主面)61a上形成溝部61c的內(nèi)部和另一腳部62的側(cè)面62b上，并分別連接。同樣，第2激振電極14，設(shè)在另一腳部62的正反面(主面)62a上形成溝部62c的內(nèi)部和另一腳部61的側(cè)面61b上，并分別連接。這些激振電極13，14是利用鉻(Cr)和金(Au)的金屬蒸鍍形成的薄膜，其膜厚，例如設(shè)定為2000。
雖然未圖示，但該音叉型石英振動(dòng)片10支撐在基座上，該基座的外周部分安裝罩子，覆蓋住音叉型水型振動(dòng)片10，從而構(gòu)成音叉型石英振子。
以下利用圖36對(duì)利用腐蝕形成音叉型石英晶片的方法進(jìn)行說明。該圖36示出了沿圖35中II-II線的剖面加工狀態(tài)。
首先，如圖36(a)所示，將石英基片60加工成片狀。這時(shí)，利用拋光加工將石英基片60的正反各面形成鏡面。
利用未圖示的噴濺器件，進(jìn)行蒸鍍，在石英基片60的正面和反面上形成Cr膜63，及在其表面上形成Au膜64。如圖36(c)所示，在這樣形成的金屬膜63，64上，形成光抗蝕劑層65，65。
接著，如圖36(d)所示，除去一部分光抗蝕劑層65，分別在與要制作音叉型石英片形狀(音叉型形狀)一致的振動(dòng)片形成區(qū)域A，和石英基片60的外緣部框部C上分別殘留下光抗蝕劑層65，65，進(jìn)行外形圖形形成。
接著，如圖36(e)所示，利用Au腐蝕液和Cr腐蝕液，除去上述圖36(d)中沒有形成光抗蝕劑層65部分的各金屬膜63，64。由此，在除去金屬膜63，64的部分露出石英基片60。
隨后，如圖36(f)所示，將圖36(e)中殘留的光抗蝕劑層65全部除去。
隨后，如圖36(g)所示，在石英基片60的整個(gè)正反面上形成光抗蝕劑層66。
同樣，如圖36(h)所示，除去一部分光抗蝕劑層66。具體講，除去相當(dāng)于溝部61c，62c部分的光抗蝕劑層66，以形成溝部圖形。
接著，如圖36(i)所示，利用Au腐蝕液，只去除上述圖36(h)中沒有形成光抗蝕劑層66部分的Au膜64。據(jù)此，在相當(dāng)于溝部61c，62c的部分，形成作為金屬膜只殘留Cr膜63的狀態(tài)。
之后，如圖36(i)所示，將圖36(i)中殘留的光抗蝕劑層66全部去除。據(jù)此，在相當(dāng)于溝部61c，62c的部分，作為金屬膜,只存在本發(fā)明中所說的作為腐蝕延遲膜而發(fā)揮功能的Cr膜63，在相當(dāng)于溝部61c，62c部分以外的區(qū)域內(nèi)，作為金屬膜，存在Cr膜63和Au膜64的二層。
將Cr和Au作比較時(shí)，Cr的腐蝕度很高。即，是利用腐蝕液(本形態(tài)的情況中，氫氟酸+氟化銨溶液)很容易溶融的材料。與其相反，Au是利用腐蝕液幾乎不溶融的材料。
繼續(xù)，利用石英腐蝕液進(jìn)行外形腐蝕。即，對(duì)不存在金屬膜63，64，露出石英基片60的部分進(jìn)行腐蝕。此時(shí)，在相當(dāng)于溝部61c，62c的部分上，作為金屬膜只存在Cr膜63，該Cr膜63利用石英腐蝕液也能進(jìn)行腐蝕(溶融除去)。圖36(k)是該外形腐蝕過程中的狀態(tài)，呈現(xiàn)出相當(dāng)于溝部61c，62c部分的Cr膜63完全去除的狀態(tài)。這時(shí)，外形腐蝕工序沒有完成，部分石英基片60仍以薄板狀態(tài)殘留下來。
經(jīng)過這種狀態(tài)，進(jìn)一步利用石英腐蝕液進(jìn)行腐蝕時(shí)，在相當(dāng)于Cr膜63完全除去的溝部61c，62c的部分中，石英基片60的腐蝕也開始。即，石英晶片的外形腐蝕工序和溝部腐蝕工序并行進(jìn)行。
該腐蝕過程繼續(xù)到規(guī)定時(shí)間，在溝部61c，62c的腐蝕量達(dá)到規(guī)定量的時(shí)刻時(shí)，腐蝕工序結(jié)束。由此，如圖36(1)所示，在腳部的兩面上形成溝部61c，62c，該腳部的斷面形狀大致成H型。這樣在規(guī)定的外形形狀中，形成主面上具有溝部61c，62c的石英晶片1A，利用Au腐蝕液和Cr腐蝕液除去殘留的各金屬膜63，64，完成具有如圖36(m)所示的斷面大致呈H型腳部的音叉型石英晶片1A。
另外，在圖36(1)所示狀態(tài)下，殘留在石英晶片1A上的金屬膜63，64，沒有去除，用作隨后進(jìn)行的形成電極時(shí)布線圖形的一部分，也可用作在音叉型石英振子的頻率調(diào)整時(shí)用于部分除去(例如，為調(diào)整頻率的研磨)重用的附加電極。
在這樣形成的音叉型石英晶片1A的各腳部61，62上，形成上述第1和第2激振電極13，14，制作成音叉型石英振動(dòng)片10，并將其支撐在基座上，在該基座的外周部安裝罩子，制作成音叉型石英振子。作為如此制作的音叉型石英振子的共振頻率，例如有20kHz、64kHz、40kHz、60kHz、75Hz、77.5kHz等。也可以制作這些頻率以外的音叉型石英振子。也可制作表面安裝型的音叉型石英振子等。
如以上說明，本形態(tài)中，對(duì)于石英基片60，只進(jìn)行一次腐蝕工序，就能將音叉型石英晶片1A的外形加工成規(guī)定的音叉型形狀，同時(shí)，在其主面上也能形成溝部61c，62c。即，對(duì)于石英基片60不必進(jìn)行多次腐蝕，所以能避免加工作業(yè)的繁雜化和加工時(shí)間的冗長化，同時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致石英晶片1A表面粗糙等弊端，并能制作出高質(zhì)量的音叉型石英晶片1A。
在以上說明的實(shí)施例中，在相當(dāng)于溝部61c，62c的部分上只存在Cr膜63，在相當(dāng)于溝部61c，62c部分以外的區(qū)域內(nèi)存在Cr膜63和Au膜64二層。本發(fā)明并不限于此，也可在相當(dāng)于溝部61c，62c的部分上存在Cr膜，在相當(dāng)于溝部61c，62c部分以外的區(qū)域內(nèi)存在氧化Cr膜。一般是，與Cr(非氧化)膜比較，氧化Cr膜的腐蝕度低(難溶于腐蝕液中)，通過利用這些腐蝕度之差，也可只對(duì)相當(dāng)于溝部61c，62c的部分進(jìn)行腐蝕，形成溝部61c，62c。對(duì)于該Cr膜，作為部分氧化的方法，有受激準(zhǔn)分子UV照射、UV-O3干洗、O2等離子體等。
作為在相當(dāng)于溝部61c，62c的區(qū)域、和其以外的區(qū)域上形成的各膜設(shè)定腐蝕度差異的方法，例如有在各區(qū)域上形成同一材料的膜(例如Cr膜)，同時(shí)，對(duì)前者區(qū)域內(nèi)形成的膜厚，設(shè)定后者區(qū)域內(nèi)形成膜的厚度更厚。
以上說明的實(shí)施例是將本發(fā)明適用于利用腐蝕形成音叉型石英晶片方法的情況。本發(fā)明并不限于此，也能適用于在其他石英晶片(AT切割石英晶片等)上形成溝部的情況。
本發(fā)明并不僅限于石英晶片，也可適用于使用鈮酸鋰和鉭酸鋰等的壓電振動(dòng)片，和其他各種電子零件的制造。進(jìn)而，作為被成形物，不限于壓電材料，對(duì)玻璃、金屬、半導(dǎo)體等各種材料都可適用。
若是腐蝕延遲膜的材料不限于Cr，也可適用腐蝕度比較高的各種材料。另外，也可適用Ni膜，以取代上述Au膜。
(第14實(shí)施例)本實(shí)施例是適用于音叉型石英振子及構(gòu)成該音叉型石英振子的音叉型石英晶片的利用腐蝕的其他成形方法的實(shí)例。
以下對(duì)第14實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例的音叉型石英晶片的成形方法，通過以下工序進(jìn)行，即，第1次成形工序，將作為被成形物的石英基片，除溝部61c，62c外，形成規(guī)定的形狀(音叉型形狀)；第2次成形工序，在第1次成形工序之后進(jìn)行，形成溝部61c，62c。
在第1成形工序中，首先，如圖37(a)所示，將石英基片60加工成板狀。這時(shí)，利用拋光加工將石英基片60的正反面形成鏡面。
接著，利用未圖示的噴濺器件，在石英基片60的正面和反面蒸鍍上Cr、Au的金屬膜63、64。如圖37(c)所示，在這樣形成的金屬膜63、64上，形成光抗蝕劑層65，65。
接著，如圖37(d)所示，除去一部分光抗蝕劑層65，分別在與要制作的音叉型石英晶片形狀一致的振動(dòng)片成形區(qū)域F，和石英基片60的外緣部框部C上殘留下光抗蝕劑層65，65，以便形成外形圖形。
作為在溝部61c，62c的形成區(qū)域一部分上殘存的光抗蝕劑層65，65，在相當(dāng)于溝部61c，62c的部分和上述第1實(shí)施形態(tài)的圖3(a)所示溝部側(cè)圖形形成一樣，僅對(duì)溝部61c，62c的兩側(cè)，即，圖37(d)中溝部61c，62c的左右兩側(cè)部分除去光抗蝕劑層65。
接著，如圖37(e)所示，利用Au腐蝕液和Cr腐蝕液，除去圖37(d)中沒有形成光抗蝕劑層65部分的金屬膜63。由此，在除去金屬膜63部分上，露出石英基片60。
之后，如圖37(f)所示，將圖37(e)中殘留的光抗蝕劑層65全部去除。
之后，如圖37(g)所示，在石英基片60的整個(gè)面上形成光抗蝕劑層66。這時(shí)，由于石英基片60上還未形成側(cè)溝部61d，62d，所以利用旋轉(zhuǎn)涂布法可在整個(gè)石英基片60的面上形成均勻的光抗蝕劑層66。由此，可獲得很高的圖形形成精度。
隨后，如圖37(h)所示，除去一部分光抗蝕劑層66。具體講，在相當(dāng)于溝部61c，62c部分的中央腐蝕工序中，只在腐蝕區(qū)域(以下將該區(qū)域叫作溝中央?yún)^(qū)域)除去光抗蝕劑層66，形成圖形。
接著，如圖37(i)所示，利用Au腐蝕液僅除去圖37(h)中沒有形成光抗蝕劑層66部分的金屬膜63中的Au。由此，在相當(dāng)于溝中央?yún)^(qū)域的部分，形成只殘留本發(fā)明中所說的作為腐蝕遲緩膜發(fā)揮功能的Cr膜的狀態(tài)。
這樣，如圖37(j)所示，除去一部分光抗蝕劑層66。具體講，只殘留覆蓋位于溝部61c，62c兩側(cè)金屬膜63的光抗蝕劑層66，將除此之外的光抗蝕劑層66除去。
接著，如各腳部61，62的放大的圖38(a)所示，利用石英腐蝕液進(jìn)行外形腐蝕。即，只殘留振動(dòng)片成形區(qū)域F和框部C，進(jìn)行外形腐蝕。這時(shí)，溝部61c，62c的兩側(cè)也被腐蝕，開始形成側(cè)溝部61d，62d。這時(shí)，在相當(dāng)于溝中央?yún)^(qū)域的部分，作為金屬膜63只存在Cr膜，所以該Cr膜也由石英腐蝕液腐蝕(溶融除去)。圖38(b)表示在該外形腐蝕工序中的狀態(tài)中相當(dāng)于溝中央?yún)^(qū)域部分的Cr膜完全被去除的狀態(tài)。此時(shí)，外形腐蝕工序和側(cè)溝部61d，62d的腐蝕工序(外緣腐蝕工序)還沒有完成。
經(jīng)過此狀態(tài)，利用石英腐蝕液進(jìn)一步進(jìn)行腐蝕時(shí)，如圖38(c)所示，相當(dāng)于Cr膜完全除去的溝中央?yún)^(qū)域部分，也開始石英基片60腐蝕。即，石英晶片外形腐蝕工序、外緣腐蝕工序和中央腐蝕工序同時(shí)進(jìn)行。
當(dāng)該腐蝕過程繼續(xù)到規(guī)定時(shí)間時(shí)，石英基片60形成規(guī)定的音叉型。在溝部61c，62c的成形中，首先，外緣腐蝕工序由上述腐蝕停止作用而完成。由此，形成側(cè)溝部61d，62d。之后，在中央腐蝕工序的腐蝕量達(dá)到上述側(cè)溝部61d，62d的深度時(shí)刻，腐蝕不再進(jìn)行，形成規(guī)定深度的溝部61c，62c(圖38(d))。
本實(shí)施例中，和上述各實(shí)施例的情況一樣，可提高溝部61c，62c的加工精度，并能抑制CI值和抑制振動(dòng)頻率的偏差。通過利用腐蝕停止技術(shù)也可獲得控制工序的簡化。進(jìn)而，本實(shí)施例中，由于石英晶片外形腐蝕工序、外緣腐蝕工序和中央腐蝕工序同時(shí)進(jìn)行，所以對(duì)石英基片60的腐蝕，只進(jìn)行1次就能完成，確實(shí)能阻止石英晶片產(chǎn)生粗面等弊端。也能簡化加工作業(yè)和縮短加工時(shí)間。
在本第14實(shí)施形態(tài)中，具有只存在Cr膜63的區(qū)域，和存在Cr膜63和Au膜32的二層區(qū)域，只在僅存Cr膜63的區(qū)域內(nèi)延遲腐蝕工作的開始。并不僅限于此，具有存在Cr膜的區(qū)域和存在氧化Cr膜的區(qū)域，也可只在存在Cr(非氧化)膜的區(qū)域內(nèi)延遲腐蝕工序的開始。作為對(duì)該Cr膜進(jìn)行部分氧化的方法，有受激準(zhǔn)分子UV照射、UV-O3干洗、O2等離子體等。
(第15實(shí)施例)本實(shí)施例中，進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明適用于音叉型石英振子的情況進(jìn)行說明。
圖39是本實(shí)施例的音叉型石英振子中具有的音叉型石英振動(dòng)片10的示意圖。該音叉型石英振動(dòng)片10具有2個(gè)腳部61，62，在各腳部61，62分別形成激振電極13，14。圖39中，這些激振電極13，14的形成部分以斜線示出。
激振電極13設(shè)在一側(cè)腳部61的正反面(主面)61a和另一腳部62的側(cè)面62b上，相互連接。同樣，激振電極14設(shè)在另一側(cè)腳部62的正反面(主面)62a和一腳部61的側(cè)面61b上，相互連接(關(guān)于各側(cè)面61b，62b的電極圖示省略)。這些激振電極13，14是利用鉻(Cr)和金(Au)的金屬蒸鍍形成的薄膜，其膜厚，例如設(shè)定為2000。這些激振電極13，14的形成工序以下講述。
雖然沒有圖示，但該音叉型石英振動(dòng)片1支撐在基座上，該基座的外周部安裝罩子，覆蓋住音叉型石英振動(dòng)片10，構(gòu)成音叉型石英振子。
本實(shí)施例的音叉型石英振動(dòng)片10的特征，如圖41所示，在石英晶片1A的主面61a，62a的正反兩側(cè)規(guī)定區(qū)域內(nèi)，形成作為降低張力組件的針孔82，82……。具體講，沿著各腳部61，62寬度方向兩側(cè)的邊緣部A和石英晶片1A基部16的寬度方向兩側(cè)的邊緣部A，形成大量的針孔82，82，……。圖41(b)是沿圖41(a)的III-III線剖切的剖面圖。
通過設(shè)置這些針孔82，82、……，在各腳部61，62和基部16的邊緣部A處，正反面的各面61a，62a不存在連續(xù)性，在石英晶片1A上形成激振電極13，14的工序中，可降低涂布在石英晶片1A的正反面61a，62a上的抗蝕液所產(chǎn)生的表面張力。即，可充分確保各邊緣部A處抗蝕液的涂布量。
這些針孔82，82……的形成工序(本發(fā)明中稱作基片表面的前處理工序)，在利用腐蝕加工等將石英原片形成音叉型時(shí)，同時(shí)進(jìn)行。即，對(duì)石英原片形成音叉型的金屬圖形時(shí)，在要形成該針孔82，82、……的位置上不設(shè)抗蝕層，在石英原片腐蝕加工時(shí)，形成音叉型的石英晶片1A的同時(shí)，在該石英晶片1A的規(guī)定區(qū)域內(nèi)形成針孔82，82、……。
另外，利用腐蝕加工將石英原片形成音叉型得石英晶片1A后，通過在該石英晶片1A的規(guī)定位置上照射激光，也可形成針孔82，82、……。
以下利用圖40(沿圖39中II-II線的剖面部分示意圖)，對(duì)在具有上述針孔82，82、……的石英晶片1A上形成激振電極13，14的工序進(jìn)行說明。
首先，與以前電極的形成的工序一樣，對(duì)于形成音叉型的石英晶片1A(圖40(a))，在其整個(gè)面上利用真空蒸鍍法等形成由鉻和金等材料構(gòu)成的電極膜15(圖40(b))。隨后，利用由正型光抗蝕劑液構(gòu)成的抗蝕劑膜31涂覆石英晶片1A的整個(gè)面，(圖40(c))。利用這種抗蝕膜31進(jìn)行涂覆的作業(yè)，是將石英晶片1A在抗蝕液槽中浸漬，或?qū)⒖刮g液噴淋在石英晶片1A上進(jìn)行涂布的。這種情況，在以前的石英晶片1A中，涂布在主面61a，62a上的抗蝕液產(chǎn)生很大的表面張力，在邊緣部得不到充分的抗蝕液涂布量，有些情況下，在邊緣部周圍有可應(yīng)完全不存在抗蝕液。與其相反，在本實(shí)施例中，由于邊緣部A處形成針孔82，82，……(圖40中圖示省略)，所以石英晶片1A的主面61a，62a沒有連續(xù)性，可降低涂布在石英晶片1A主面61a，62a上的抗蝕液產(chǎn)生的表面張力。因此，邊緣部A可獲得充分的抗蝕液涂布量。
隨后，對(duì)利用該光抗蝕劑液形成的抗蝕膜31進(jìn)行規(guī)定的曝光、顯像處理，在應(yīng)腐蝕電極膜15區(qū)域的抗蝕膜31上形成開口部75(圖40(d))。對(duì)該開口部分75處露出的電極膜15進(jìn)行腐蝕處理，部分除去電極膜15后(圖40(e))，除去上述抗蝕膜31(圖40(f))。由此，得到只在石英晶片1A的規(guī)定區(qū)域內(nèi)形成激振電極13，14的音叉型石英振動(dòng)片10。
如以上說明，本實(shí)施例中，通過在石英晶片1A上邊緣部A的周邊上設(shè)有針孔82，82、……，使其周邊部的主面61a，62a沒有連續(xù)性，可降低涂布在石英晶片1A上的抗蝕液產(chǎn)生的表面張力。因此，邊緣部A可獲得充分的抗蝕液涂布量，從而可準(zhǔn)確地獲得激振電極13，14的形成位置，并能大幅度減小不合格品的發(fā)生率。
(第16實(shí)施例)以下對(duì)第16實(shí)施例進(jìn)行說明。對(duì)該實(shí)施例也是將本發(fā)明適用于音叉型石英振子情況的說明。
圖42(a)是本實(shí)施例的音叉型石英振動(dòng)片10的示意圖。如該圖所示，在該音叉型石英振動(dòng)片10中，沿著各腳部61，62根部連接部分的邊緣部分B的圓弧狀，在存有小間隙的位置上形成3個(gè)針孔82，82、……。圖42(b)是該針孔82形成部分的剖面圖，是沿圖42(a)中IV-IV線的剖面圖。這樣，在由形成正反面的主面61a，62a彼此相對(duì)的位置上形成針孔82，82、……。
通過在這樣的位置設(shè)置針孔82，82、……，在各腳部61，62根部連接部的邊緣部B周邊的面連續(xù)性消失，可降低涂布在石英晶片1A主面61a，62a上的抗蝕液產(chǎn)生的表面張力。因此，邊緣部B可獲得充分的抗蝕液涂布量。特別是在各腳部61，62根部連接部的邊緣部B上設(shè)有針孔82，82，……的結(jié)構(gòu)，在用由負(fù)型光抗蝕劑液構(gòu)成抗蝕劑膜涂布石英晶片1A的情況下使用。即，由于該邊緣部B獲得充分的抗蝕劑液涂布量，伴隨著曝光、顯像處理，在各腳部61，62的根部連接部處充分確保形成的抗蝕劑層(保護(hù)膜)，在該部分可不附著所不需要的蒸鍍膜。
例如，因上述表面張力的影響在各腳部61，62的根部連接處不存抗蝕膜時(shí)，蒸鍍電極時(shí)，該部分也就不可能存在抗蝕膜，激振電極13和激振電極14會(huì)以短路的形狀形成。本實(shí)施例中可避免這種狀況發(fā)生。
—第16實(shí)施例的變形例—以下對(duì)第16實(shí)施例的降低張力器件的變形例進(jìn)行說明。
圖43(a)是第1變形例的石英晶片1A平面圖。如該圖43(a)所示，在本變形例的石英晶片1A中，在各腳部61，62根部連接處的邊緣部B形成多個(gè)向邊緣部B開放的矩形狀溝74，74，74(圖43中為3個(gè))，以取代上述第16實(shí)施例的針孔。圖43(b)是沿圖43(a)中V-V線的剖面圖。
圖44(a)是第2變形例的石英晶片1A平面圖。如該圖44(a)所示，在本變形例的石英晶片1A中，沿著邊緣部B，在各腳部61，62根部連接處的邊緣部B的附近形成沿邊緣部B延伸的圓弧狀凹部5。圖44(b)是沿圖44(a)中VI-VI線的剖面圖。
圖45是第3變形例的石英晶片1A平面圖。如該圖45所示，本變形例的石英晶片1A是變更針孔82形成位置的實(shí)例。即，沿著邊緣部B以圓弧狀配置鋸齒形針孔82，82、……。
圖46是第4變形例的石英晶片1A平面圖。如該圖46所示，本變形例的石英晶片1A，是并用上述圖43所示的溝74，74，74，和圖45所示的鋸齒形配置針孔82，82、……的實(shí)例。
圖47是第5變形例的石英晶片1A平面圖。如該圖47所示，本變形例的石英晶片1A，是并用上述圖43所示的溝74，74，74，和圖44所示凹部76的實(shí)例。
通過以上圖43～圖47所示的降低張力組件也可以使石英晶片1A的主面61a，62a沒有連續(xù)性，可降低涂布在石英晶片1A主面61a，62a上的抗蝕劑液產(chǎn)生的表面張力。因此，邊緣部分B可獲得充分的抗蝕劑液涂布量，并能準(zhǔn)確地獲得激振電極13，14的形成位置，同時(shí)也能大幅度減少不合格品的發(fā)生率。
(第17實(shí)施例)以下對(duì)第17實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例是對(duì)將本發(fā)明適用于厚度滑移型石英振子的情況進(jìn)行說明。
圖48(a)是本實(shí)施例的石英振動(dòng)片80平面圖。圖48(b)是沿圖48(a)中X-X線的剖面圖。如這些圖所示，本實(shí)施例的石英振動(dòng)片80是反臺(tái)面型的，其表面?zhèn)染哂械酌娌?1，上面部86，在這些底面部81和上面部86之間延續(xù)的壁部83。
這樣，在本石英振動(dòng)片80中，在上面部分86的內(nèi)側(cè)邊緣部附近的位置，在其整個(gè)周圍形成針孔82，82、……。
通過設(shè)置這些針孔82，82、……，在上面部86的內(nèi)側(cè)邊緣部附近，沒有連續(xù)性的面，從而可降低涂布的抗蝕劑液產(chǎn)生表面張力。結(jié)果，可使由壁部83開始在整個(gè)上面部86上形成的電極形成在準(zhǔn)確的位置上。這種針孔82，82、……也沒有必要在上面部86內(nèi)邊緣位置附近的整個(gè)周圍形成。例如，從壁部83開始在整個(gè)上面部分86上形成引出電極時(shí)，可只在形成該引出電極的區(qū)域內(nèi)形成針孔82，82，……。
(第18實(shí)施例)以下對(duì)第18實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例也是將本發(fā)明適用于厚度滑移型石英振子的情況，降低張力的組件構(gòu)成與上述第17實(shí)施例的不同。因此，這兒只對(duì)降低張力器件的構(gòu)成進(jìn)行說明。
圖49(a)是本實(shí)施例的石英振動(dòng)片平面圖。圖49(b)是沿圖49(a)中XI-XI線的剖面圖。如這些圖所示，本實(shí)施例的石英振動(dòng)片80中，在上面部86的內(nèi)側(cè)邊緣部形成向壁部83開放的溝84。這些溝84平面看呈三角形狀。根據(jù)本實(shí)施例，在上面部86的內(nèi)側(cè)邊緣部附近，沒有面的連續(xù)性，從而可降低涂布抗蝕液產(chǎn)生的表面張力，結(jié)果是從壁部83開始在整個(gè)上面部分86上形成的電極，可形成在準(zhǔn)確的位置上。
在第15實(shí)施例中，只在石英晶片1A的主面61a，62a上形成針孔82，82，……。本發(fā)明并不限于此，在石英晶片1A的側(cè)面61b、62b上也可形成針孔82，82、……。上述針孔82，82、……的大小和深度最好在不會(huì)大幅度降低石英晶片1A的強(qiáng)度或不使電特性惡化的范圍內(nèi)大量設(shè)定。這是因?yàn)閷?duì)石英晶片1A抗蝕劑液的涂布量過多時(shí)，多余的抗蝕劑液由針孔82，82，……回收掉，減小了抗蝕劑液產(chǎn)生的表面張力。
在第15實(shí)施例的構(gòu)成中，和第16實(shí)施例的變形例(圖46，圖47)的情況一樣，也可并用多種凹陷部。
進(jìn)而，在第15實(shí)施例中，通過使用正型光抗蝕劑液的光刻法形成電極時(shí)，在與形成電極部相對(duì)應(yīng)的位置上形成降低張力組件(針孔)。本發(fā)明并不限于此，通過用正型光抗蝕劑液的光刻加工法形成電極時(shí)，也可在與非電極形成部相對(duì)的位置上形成降低張力的組件。據(jù)此，由于在電極形成部上不進(jìn)行針孔等加工，所以不會(huì)因形成降低張力組件對(duì)電極形成部產(chǎn)生惡劣影響。
在第16實(shí)施例中，作為降低張力組件，沿邊緣部B的圓弧形狀形成3個(gè)針孔82，82、……。這種針孔82的形狀和個(gè)數(shù)并不限于此。該針孔82的一部分也可在向邊緣部B開放的位置上形成。
進(jìn)而，在第17實(shí)施例的構(gòu)成中，和上述第16實(shí)施例的變形例(圖43～圖47)的情況一樣，或形成溝，或形成以鋸齒形狀配置的針孔，也可并用多種凹陷部。
本發(fā)明并不限于石英振子，也適用于使用鈮酸鋰和鉭酸鋰等的壓電振子和其他各種電子零件的制造。
權(quán)利要求
1.一種壓電振動(dòng)器件，其特征是所述器件由壓電材料構(gòu)成，是由具有主振動(dòng)部的中央部，和與該中央部的外緣存在規(guī)定間距并圍繞中央部形成框形狀的外框部，和將這些中央部和外框部進(jìn)行部分連接的連接部一體形成而構(gòu)成的，并且中央部是用臺(tái)面型結(jié)構(gòu)或反臺(tái)面型結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是中央部具有在其中央處形成薄壁的主振動(dòng)部，和該主振動(dòng)部的外周圍形成且比主振動(dòng)部壁厚的外緣部，在上述主振動(dòng)部和外緣部之間形成階梯狀的臺(tái)階部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是設(shè)定中央部的厚度尺寸小于外框部的厚度尺寸，中央部分的上下各面比外框部上下各面更位于厚度方向的中央側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是設(shè)定中央部的厚度尺寸大于外框部的厚度尺寸，中央部的上下各面比外框部的上下各面更位于厚度方向的外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是連接部在中央部的應(yīng)力感度為“0”的位置，將該中央部和外框部連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是在外框部表面和連接部表面之間，及中央部表面和連接部表面之間，至少一處存在不連接部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是設(shè)定連接部的厚度尺寸小于外框部的厚度尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是中央部是反臺(tái)面型結(jié)構(gòu)，主振動(dòng)部形成在外緣部的厚度方向的大致中央部上。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是在中央部的主振動(dòng)部和外緣部之間，形成具有與主振動(dòng)部厚度尺寸大致一樣厚度尺寸并將主振動(dòng)部和外緣部連接的緩沖部。
10.根據(jù)權(quán)利要求2、8或9記載的壓電振動(dòng)器件，其特征是中央部的主振動(dòng)部和外緣部之間，形成部分分離。
11.一種腐蝕方法，通過對(duì)被成形物進(jìn)行腐蝕處理，為形成具有規(guī)定外形形狀和溝部的腐蝕成形品，對(duì)上述被成形物實(shí)行以下腐蝕工序，即，利用腐蝕除去比想要腐蝕成形品的外緣更外側(cè)的區(qū)域的“外形腐蝕工序”，和利用腐蝕使被成形物上的溝部形成區(qū)域形成凹陷的“溝部腐蝕工序”，其特征是只在上述溝部形成區(qū)域的表面上預(yù)先存在腐蝕延遲膜，在此狀態(tài)下對(duì)被成形物實(shí)行腐蝕處理，在“外形腐蝕工序”開始后，與外形腐蝕的同時(shí)，腐蝕延遲膜溶融，在溶融除去該腐蝕延遲膜后，開始上述“溝部腐蝕工序”。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的腐蝕方法，其特征是將腐蝕度高的材料作為下層，將腐蝕度低的材料作為上層，將這種涂覆層形成在比想要腐蝕成形品外緣更內(nèi)側(cè)的區(qū)域，在溝部形成區(qū)域中，通過只除去上述上層，將露出的下層用作腐蝕延遲膜，對(duì)被成形物實(shí)行腐蝕處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求11記載的腐蝕方法，其特征是腐蝕延遲膜材料是，在比在想要形成腐蝕成形品的外緣內(nèi)側(cè)的區(qū)域、而且在溝部形成區(qū)域以外區(qū)域內(nèi)形成的膜材料腐蝕度高的材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13記載的腐蝕方法，其特征是腐蝕成形品為音叉型石英晶片，溝部形成在其主面中央部上。
15.一種腐蝕成形品，其特征是利用權(quán)利要求11～14中任一項(xiàng)記載的腐蝕方法形成。
16.一種腐蝕方法，在對(duì)被成形物表面規(guī)定的腐蝕區(qū)域進(jìn)行腐蝕，其特征是包括上述腐蝕區(qū)域中，只對(duì)該區(qū)域外緣部的至少一部分進(jìn)行腐蝕處理的外緣腐蝕工序；和比該外緣腐蝕工序遲開始的、上述腐蝕區(qū)域的外緣腐蝕工序中，對(duì)腐蝕部分以外的區(qū)域，進(jìn)行腐蝕處理的中央腐蝕工序，中央腐蝕工序，在外緣腐蝕過程開始后且其結(jié)束前開始，同時(shí)，腐蝕區(qū)域中，只在被腐蝕區(qū)域的表面預(yù)先存在腐蝕延遲膜的狀態(tài)，利用中央腐蝕工序?qū)Ρ怀尚挝飳?shí)行腐蝕處理，外緣腐蝕工序開始后，溶融除去腐蝕延緩膜后，開始上述中央腐蝕工序。
17.一種腐蝕成形品，其特征是利用權(quán)利要求29記載的腐蝕方法形成的腐蝕成形品，在腐蝕區(qū)域的腐蝕面上呈現(xiàn)結(jié)晶面。
18.一種壓電振動(dòng)器件的制造方法，其中，在壓電振動(dòng)基片上的通過邊緣部彼此鄰接的整個(gè)面上，利用光刻技術(shù)形成連續(xù)電極，其特征是在向上述壓電振動(dòng)基片上涂布抗蝕液工序之前，在上述彼此鄰接面的至少一個(gè)面的邊緣部附近位置，進(jìn)行形成降低抗蝕劑液產(chǎn)生表面張力的降低張力手段的基片表面的前處理工序。
19.根據(jù)權(quán)利要求18記載的壓電振動(dòng)器件制造方法，其特征是在上述基片表面的前處理工序中，使邊緣部附近位置的壓電振動(dòng)基片的表面作為形成部分不連續(xù)面的凹陷部，從而形成降低張力手段。
20.根據(jù)權(quán)利要求19記載的壓電振動(dòng)器件制造方法，其特征是在上述基片表面的前處理工序中，使邊緣部分的位置的壓電振動(dòng)基片的表面形成部分不連續(xù)的面、而且一部分形成向邊緣部的棱線開放的凹陷部，從而形成降低張力手段。
21.根據(jù)權(quán)利要求18、19或20記載的壓電振動(dòng)器件制造方法，其特征是壓電振動(dòng)基片，在利用腐蝕加工形成規(guī)定形狀后，形成電極而成，基片表面的前處理工序，與該壓電振動(dòng)基片的腐蝕加工同時(shí)進(jìn)行，形成降低張力手段。
22.根據(jù)權(quán)利要求18～21中任一項(xiàng)記載的壓電振動(dòng)器件制造方法，其特征是通過用由負(fù)型光抗蝕劑液形成的抗蝕劑膜的光刻加工法形成電極時(shí)，在壓電振動(dòng)基片上與電極非形成部分相對(duì)應(yīng)的位置上形成降低張力手段。
23.一種壓電振動(dòng)器件，其特征是利用上述權(quán)利要求18～22中任一項(xiàng)記載的壓電振動(dòng)器件制造方法制造的。
全文摘要
在利用腐蝕度互為不同的多種掩模層R2、R3將石英晶片1各處形成掩蔽的狀態(tài)，對(duì)該石英晶片1進(jìn)行腐蝕處理。在利用腐蝕度高的掩模層形成掩蔽的部分，腐蝕工作早期開始，所以腐蝕量多。反之，在利用腐蝕度低的掩模層形成掩蔽的部分上，腐蝕工作的開始延遲，腐蝕量少。由此，可將石英晶片1形成任意的形狀。
文檔編號(hào)H03H3/00GK1933326SQ20061010688
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
發(fā)明者佐藤俊介, 中田穗積 申請(qǐng)人:株式會(huì)社大真空