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公開番号2024049886
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156389
出願日2022-09-29
発明の名称振動素子の製造方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01C 19/5628 20120101AFI20240403BHJP(測定;試験)
要約【課題】深さが異なる第1溝および第2溝を容易に形成することのできる振動素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】振動素子の製造方法は、表裏関係にある第1面および第2面を有する水晶基板を準備する準備工程と、水晶基板の第1面側であって、振動素子が形成される素子形成領域上に第1保護膜を形成する第1保護膜形成工程と、第1保護膜を介して水晶基板を第1面側からドライエッチングする第1ドライエッチング工程と、を含み、水晶基板の第1溝が形成される第1溝形成領域上における第1保護膜の厚さをR1とし、第2溝が形成される第2溝形成領域上における第1保護膜の厚さをR2としたとき、R1>R2である。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記第１面に開口する有底の第１溝を有する第１振動腕と、前記第１面に開口する有底の第２溝を有する第２振動腕と、を備える振動素子の製造方法であって、
前記第１面および前記第２面を有する水晶基板を準備する準備工程と、
前記第１面側であって、前記水晶基板の前記振動素子が形成される素子形成領域上に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
前記第１保護膜を介して前記水晶基板を前記第１面側からドライエッチングする第１ドライエッチング工程と、を含み、
前記水晶基板の前記第１溝が形成される第１溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ１とし、前記第２溝が形成される第２溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ２であることを特徴とする振動素子の製造方法。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記素子形成領域の前記第１溝形成領域および前記第２溝形成領域を除く領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ３としたとき、Ｒ３＞Ｒ１＞Ｒ２である請求項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、前記水晶基板の前記第１面側に第１保護材を塗布する塗布工程と、前記第１保護材を露光する露光工程と、前記第１保護材を現像する現像工程と、を含む請求項１に記載の振動素子の製造方法。
【請求項４】
前記振動素子は、前記第１振動腕の前記第２面に開口する第３溝と、前記第２振動腕の前記第２面に開口する第４溝と、を有し、
前記水晶基板の前記第２面側であって、前記素子形成領域上に第２保護膜を形成する第２保護膜形成工程と、
前記第２保護膜を介して前記水晶基板を前記第２面側からドライエッチングする第２ドライエッチング工程と、を含み、
前記水晶基板の前記第３溝が形成される第３溝形成領域上における前記第２保護膜の厚さをＲ４とし、前記第４溝が形成される第４溝形成領域上における前記第２保護膜の厚さをＲ５としたとき、Ｒ４＞Ｒ５である請求項１に記載の振動素子の製造方法。
【請求項５】
前記素子形成領域の前記第３溝形成領域および前記第４溝形成領域を除く領域上における前記第２保護膜の厚さをＲ６としたとき、Ｒ６＞Ｒ４＞Ｒ５である請求項４に記載の振動素子の製造方法。
【請求項６】
前記振動素子は、角速度を検出する角速度検出素子であり、
前記第１振動腕は、印加される駆動信号に応じて屈曲振動し、
前記第２振動腕は、印加される角速度に応じて屈曲振動する請求項１に記載の振動素子の製造方法。
【請求項７】
前記振動素子は、基部と、前記基部から第１方向の両側に延出する一対の前記第２振動腕と、前記基部から前記第１方向と交差する第２方向の両側に延出する一対の支持腕と、一方の前記支持腕から前記第１方向の両側に延出する一対の前記第１振動腕と、他方の前記支持腕から前記第１方向の両側に延出する一対の前記第１振動腕と、を有する請求項６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。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、表面および下面のそれぞれに溝を有する一対の振動腕を備えた水晶振動片の製造方法として、ドライエッチングのマイクロローディング効果を利用して、水晶振動片の外形形状と各振動腕の溝とを一括形成する方法が記載されている。なお、マイクロローディング効果とは、加工幅が狭い密部位と加工幅が広い疎部位とでは、同条件でドライエッチングしても疎部位の方が密部位よりも加工深さが深くなる、つまり、エッチングレートが大きくなる効果を言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
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では、マイクロローディング効果を利用して外形形状と溝とを一括形成するため、振動腕の幅、振動腕同士の離間距離などの外形形状や、溝の幅、深さなどの溝形状に制約が生じる。そのため、設計自由度が低く、例えば、複数の振動腕に対して、同じ幅で深さが異なる溝を形成することができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の振動素子の製造方法は、表裏関係にある第１面および第２面を有し、前記第１面に開口する有底の第１溝を有する第１振動腕と、前記第１面に開口する有底の第２溝を有する第２振動腕と、を備える振動素子の製造方法であって、
前記第１面および前記第２面を有する水晶基板を準備する準備工程と、
前記第１面側であって、前記水晶基板の前記振動素子が形成される素子形成領域上に第１保護膜を形成する第１保護膜形成工程と、
前記第１保護膜を介して前記水晶基板を前記第１面側からドライエッチングする第１ドライエッチング工程と、を含み、
前記水晶基板の前記第１溝が形成される第１溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ１とし、前記第２溝が形成される第２溝形成領域上における前記第１保護膜の厚さをＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ２である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係る振動素子の平面図である。
図１中のＡ－Ａ線断面図である。
図１中のＢ－Ｂ線断面図である。
振動素子の駆動状態を示す概略図である。
振動素子の駆動状態を示す概略図である。
ｄ１＝ｄ２のときのｄ１、ｄ２と感度との関係を示すグラフである。
ｄ２／ｄ１と感度との関係を示すグラフである。
振動素子の製造方法を示すフローチャートである。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
第１保護膜形成工程を示すフローチャートである。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
第２実施形態に係る振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
第２実施形態に係る振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
第２実施形態に係る振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
第３実施形態に係る振動素子の平面図である。
振動素子の変形例を示す断面図である。
振動素子の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の振動素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る振動素子の製造方法で製造される振動素子を示す平面図である。図２は、図１中のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１中のＢ－Ｂ線断面図である。図４および図５は、それぞれ、振動素子の駆動状態を示す概略図である。図６は、ｄ１＝ｄ２のときのｄ１、ｄ２と感度との関係を示すグラフである。図７は、ｄ２／ｄ１と感度との関係を示すグラフである。図８は、振動素子の製造方法を示すフローチャートである。図９ないし図１１は、それぞれ、振動素子の製造方法を説明するための断面図である。図１２は、第１保護膜形成工程を示すフローチャートである。図１３ないし図２４は、それぞれ、振動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【０００９】
以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示する。また、Ｘ軸に沿う方向をＸ軸方向、Ｙ軸に沿う方向をＹ軸方向、Ｚ軸に沿う方向をＺ軸方向とも言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。また、Ｚ軸方向のプラス側を「上」とも言い、マイナス側を「下」とも言う。また、Ｚ軸方向からの平面視を、単に「平面視」とも言う。
【００１０】
まず、本実施形態の振動素子の製造方法により製造される振動素子１について説明する。振動素子１は、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを検出することができる角速度検出素子である。このような振動素子１は、図１ないし図３に示すように、Ｚカットの水晶基板をパターニングしてなる振動基板２と、振動基板２の表面に成膜された電極３と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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