JP3820982B2

JP3820982B2 - 圧電振動デバイスの処理方法

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Publication number: JP3820982B2
Application number: JP2001391224A
Authority: JP
Inventors: 俊介佐藤; 直樹幸田
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2003198304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶フィルタや水晶振動子に代表される圧電振動デバイスの処理方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば水晶板の厚みすべり振動を利用した圧電振動デバイスの一種として、例えば特開平１０−９８３５１号公報に開示されているＭＣＦ（モノリシッククリスタルフィルタ）が知られている。この種のＭＣＦは、水晶基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されると共に他主面にこれら入出力の各電極に対向する共通電極が形成された水晶振動片を備えている。
【０００３】
このようなＭＣＦにおいては、周波数特性を調整するために、通常、電極形成後の水晶基板の表面や裏面に、例えば電極形成材料と同等の材質からなる薄膜を選択的に蒸着する等のパーシャル調整が行われる。すなわち、入出力の各電極や共通電極の形成領域などに対して、所定膜厚の薄膜を形成することにより、これらの各電極形成領域において構成される２つの共振子の共振周波数Ｆ1 およびＦ2 が同一となり、かつ、その周波数がフィルタとしての中心周波数と一致するように調整する。また、入出力電極間に形成されたギャップに相当する領域に適宜厚さの薄膜を蒸着する。これらの調整動作により、デバイスのシンメトリモードの共振周波数Ｆｓとアンティシンメトリモードの共振周波数Ｆａとの差によって決まるフィルタの周波数帯域が調整される。
【０００４】
このパーシャル調整に際しては、蒸着源と圧電振動デバイスとの間に、開閉自在なシャッタと所定の開口部を有するパーシャルマスクとを介在させた状態で、蒸着を行う。これにより、水晶振動片の所望位置に所望厚さで所望パターンの蒸着膜を形成する。
【０００５】
また、上述した薄膜の蒸着に代えて、ドライエッチング法等により電極の膜厚を調整するパーシャル調整も行われている（例えば特開平６−２５２６９１号公報）。つまり、電極形成後のその電極表面にイオンビームを照射してエッチングすることにより、電極の膜厚を調整し、上述した蒸着によるパーシャル調整と同様に所望の周波数特性が得られるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これまでのパーシャルマスクを使用したパーシャル調整にあっては、パーシャルマスクの開口部の精度が十分に得られていない場合や、パーシャルマスクの設置位置の精度が十分に得られていない場合には、良好なパーシャル調整を行うことができない。例えば、上述したイオンビーム照射エッチングによるパーシャル調整において、パーシャルマスクの開口部の大きさが最適な寸法よりも大きい場合には、図１５（ａ）に示すように、水晶基板ａの一主面側からエッチングを行う際、入力電極ｂと出力電極ｃとの間に形成されている調整電極ｄのみをエッチングしたいにも拘わらず、イオンビームが入出力の各電極ｂ，ｃの端縁部にも照射されてしまう。この場合、図１５（ｂ）に示すように、この入出力の各電極ｂ，ｃも部分的に除去されてしまう。尚、この図１５におけるｅはパーシャルマスク、ｆは共通電極である。
【０００７】
特に、パッケージに実装した状態で調整を行う場合、逆メサ型水晶フィルタにあっては、図１６（共通電極側からパーシャル調整を行う状態を示している）の如く、電極ｆからパーシャルマスクｅまでの距離が長いため、イオンビームが必要箇所以外の領域に照射されてしまう可能性が高い。例えば、共振周波数Ｆｓの調整時には、共通電極ｆの中央部の所定領域のみにイオンビームを照射する必要があるが、電極ｆからパーシャルマスクｅまでの距離が長いために、この所定領域よりも広い領域にイオンビームが照射されてしまうことになる。この場合、パーシャルマスクｅの開口部の形状を高い精度をもって形成したり、パーシャルマスクｅの設置位置を高い精度で設定したとしても、所望の領域のみにイオンビームを照射することは不可能である。
【０００８】
以上のような不具合は、イオンビーム照射エッチングによるパーシャル調整の場合に限らず、薄膜蒸着によるパーシャル調整の場合においても同様に生じる。つまり、必要箇所以外の領域に薄膜が蒸着されてしまうものである。
【０００９】
また、このようにイオンビーム照射位置や薄膜蒸着位置が適切に得られない状況では、引出電極や水晶基板への悪影響も懸念される。つまり、イオンビーム照射エッチングにあっては、引出電極がエッチングされてしまってその断面積が小さくなり、電気抵抗が増大したり断線したりするおそれがある。また、水晶基板が部分的にエッチングされてしまう。一方、薄膜蒸着にあっては、金属材料の付着に伴って引出電極の電気容量が増大してしまう。また、水晶基板上における所望の領域以外の箇所に金属材料が蒸着されてしまう。
【００１０】
また、水晶フィルタのパーシャル調整に限らず、水晶振動子のパーシャル調整についてもこれら不具合は同様に生じるものである。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧電振動デバイスのパーシャル調整において、所望の箇所のみに対してパーシャル処理を行うことにある。
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明が講じた手段は、圧電基板上に形成された電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記電極上の中央部分以外の領域である外縁部分またはこの電極を囲む領域である隣接部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
また、他の解決手段として、圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成され、この調整電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記入力電極及び出力電極上のそれぞれの中央部分以外の領域である外縁部分またはこの電極を囲む領域である隣接部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記調整電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
また、圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成され、上記入力電極及び出力電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記調整電極上の中央部分以外の領域である外縁部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記入力電極及び出力電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
更に、圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成され、この調整電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記調整電極上の中央部分以外の領域である外縁部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記調整電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
また、圧電基板上に電極が形成され、この電極には圧電基板上に形成された引出電極が接続されており、上記電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記引出電極を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
加えて、圧電基板上に形成された電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記電極が形成されていない圧電基板の露出面を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
また、圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成されている一方、圧電基板の他主面に上記入力電極、出力電極及び調整電極に対向する共通電極が形成されており、この共通電極における入力電極、出力電極及び調整電極に対向する領域に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記共通電極における入力電極、出力電極及び調整電極に対向する領域以外の共通電極表面を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記共通電極における入力電極、出力電極及び調整電極に対向する領域に対するエッチング処理を行うようにしている。
更に、圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成され、これら電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記各電極上におけるそれぞれの中央部分よりも圧電基板の外側寄りの領域以外の領域を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
また、圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成され、これら電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法を前提とする。この圧電振動デバイスの処理方法に対し、上記各電極上におけるそれぞれの中央部分よりも圧電基板の内側寄りの領域以外の領域を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、上記電極に対するエッチング処理を行うようにしている。
また、上記圧電振動デバイスの処理方法におけるエッチング処理に代えて薄膜蒸着処理を行うものとしてもよい。
これら方法においてエッチング処理または薄膜蒸着処理の後、保護層を除去する保護層除去工程を行うようにすれば、エージング特性の悪化を防止することができ、高品質の圧電デバイスを提供することができる。
【００１４】
これらの特定事項により、例えばパーシャルマスクを使用してエッチング処理または薄膜蒸着処理（以下パーシャルと呼ぶ）の工程を行う際、このパーシャルマスクの開口部の精度が十分に得られていない場合や、パーシャルマスクの設置位置の精度が十分に得られていない場合であっても、パーシャル処理を行う必要のない部分を保護層によって保護することができ、所望の箇所のみに対してパーシャル処理を行うことができる。
【００１８】
引出電極上を保護層によって覆った場合、エッチング処理を行うものにあっては引出電極の電気抵抗が増大したり断線したりすることを防止できる。また、薄膜蒸着処理を行うものにあっては引出電極の電気容量が増大してしまうといったことが回避できる。一方、圧電基板の露出面を保護層によって覆った場合、エッチング処理を行うものにあっては圧電基板の露出面がエッチングされてしまうといった状況を回避することができる。また、薄膜蒸着処理を行うものにあっては圧電基板の露出面に薄膜が蒸着されてしまうといったことが回避できる。
【００１９】
また、エッチング処理を行う際、保護層に対するエッチング処理も同時に行うようにしている。特に、保護層に対するエッチング処理により、このエッチング処理の終了時には、保護層が完全に除去されるようにすれば、エッチング処理終了後に保護層を除去するための工程を廃止できる。つまり、エッチング処理時には保護層による保護を実現しながらも、エッチング処理終了後には保護層が完全に除去されるため保護層の除去工程が不要になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、本発明をＭＣＦのパーシャル調整に適用した場合について説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
−水晶振動片の構成説明−
先ず、第１実施形態について説明する。図１は本形態に係るＭＣＦに備えられた水晶振動片を示す図である。図１（ａ）は、水晶振動片の平面視において水晶基板１の上面に形成された入力電極２及び出力電極３の配置状態を実線で示し、下面に形成された共通電極４の配置状態を破線で示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２６】
この水晶振動片を構成する水晶基板１としては、ＡＴカット水晶板が用いられており、矩形状に加工されている。この水晶基板１の一方の主面（上面）には、Ｚ’軸方向（図中の左右方向）で所定のギャップを存した位置にそれぞれ矩形状の入力電極２及び出力電極３が近接して形成されている。入力電極２及び出力電極３には、その長辺側の中央部から水晶基板１の短辺側に向かって（図中左右方向の外側に向かって）延びた後、この水晶基板１の隅角部に向かって（図中上下方向の外側に向かって）延びる引出電極２ａ，３ａがそれぞれ接続されている。また、他方の主面（下面）には、入力電極２及び出力電極３に対向する位置に矩形状の共通電極４が形成されている。この共通電極４には、その短辺側の中央位置から水晶基板１の短辺側に向かって（図中左右方向の外側に向かって）延びた後、この水晶基板１の長辺側（図中上下方向の外側に向かって）延びる引出電極４ａ，４ｂが接続されている。上記水晶基板１としては、５ｍｍ×２．５ｍｍのＡＴカット矩形水晶板であって、中心周波数を１１０ＭＨｚに設定したものを用いている。
【００２７】
尚、上記各電極２，３，４及び引出電極２ａ，３ａ，４ａ，４ｂは、真空蒸着法によって薄膜形成されており、その材料としては銀が採用されている。また、入出力の各電極２，３は、本形態の特徴とする後述のパーシャル調整によって膜厚調整され、これによってＭＣＦが所定の周波数特性を有するようになっている。
【００２８】
また、このＭＣＦの具体的な製造方法としては、水晶ウェハ上に多数個取りされた水晶基板１の個々に対して、電極が蒸着された後、パーシャル調整によって電極の膜厚調整がなされ、その後、各水晶振動片を小割り切断し、この水晶振動片をパッケージに組み込む。この際、図示しないが、例えば支持体に各々つながるリード端子を有するベースを用意しておき、水晶振動片をリード端子と接合した支持体で支持する。または、外部導出電極パッドを有するパッケージに水晶振動片を搭載することになる。その後、必要に応じてイオンビーム照射やパーシャル蒸着による最終調整が行われ、パッケージにキャップが取り付けられ、その内部が気密封止されて完成する。
【００２９】
このような構成により、電極への信号入力を行った際、入力電極２及び共通電極４からなる第１電極対と、出力電極３及び共通電極４からなる第２電極対との間で音響結合が生じ、これによって周波数の異なる複数の通信信号の中から所定の周波数の通信信号のみを取り出すフィルタ機能が発揮されるようになっている。
【００３０】
−パーシャル調整動作の説明−
次に、本形態の特徴とするパーシャル調整動作について説明する。このパーシャル調整動作は、入出力の各電極２，３のエッチング処理によってＭＣＦの周波数特性を調整するための動作である。このパーシャル調整動作は、上記各電極２，３の外縁部分を保護層によって覆う保護層形成工程と、この保護層形成工程の後、各電極２，３に対してエッチング処理を行うパーシャル工程とを備えている。尚、本形態では、保護層形成工程は、各電極２，３，４の形成工程と同時に行われる。
【００３１】
＜保護層形成工程＞
先ず、各電極２，３，４の形成工程と同時に行われる保護層形成工程を図２に沿って説明する。この保護層形成工程では、先ず、水晶基板１（図２（ａ）参照）の上下面の全面に対して電極材料としての銀（以下、Ａｇ）を蒸着すると共に、上面側のＡｇ層の上側にクロム（以下、Ｃｒ）層を蒸着する（図２（ｂ））。
【００３２】
そして、各電極２，３，４を形成する部分にレジスト膜Ｒを形成する（図２（ｃ））。その後、リン酸系のＣｒエッチング液及びＡｇエッチング液によってそれぞれエッチングを行い、上記レジスト膜Ｒの存在しない部分のＣｒ層及びＡｇ層を除去する（図２（ｄ））。その後、レジスト膜Ｒを除去する（図２（ｅ））。これにより、水晶基板１上には、各電極２，３，４と、これら電極２，３，４のうち入出力の各電極２，３上の全面に形成されたＣｒ層とが存在する状態となる。尚、図示しないが、この際、各電極２，３，４に繋がる引出電極２ａ，３ａ，４ａ，４ｂも同時に形成される。
【００３３】
この工程の後、水晶基板１の下面の全体にレジスト膜Ｒを形成する。一方、水晶基板１の上面においては、水晶基板１の露出している部分の全面、引出電極２ａ，３ａ，４ａ，４ｂの上面及び入出力の各電極２，３上面の外縁部分にレジスト膜Ｒを形成する。つまり、この水晶基板１の上面においては、入出力の各電極２，３上面の中央部分のみにレジスト膜Ｒが形成されていない状態となる（図２（ｆ））。
【００３４】
この状態で、Ｃｒエッチング液によってエッチングを行い、上記レジスト膜Ｒの存在しない部分、つまり、入出力の各電極２，３上面の中央部分のみのＣｒ層を除去する（図２（ｇ））。その後、レジスト膜Ｒを除去する（図２（ｈ））。これにより、水晶基板１上には、各電極２，３，４と、引出電極２ａ，３ａ，４ａ，４ｂと、電極２，３，４のうち入出力の各電極２，３上の外縁部分のみを保護しているＣｒで成る保護層５とが存在する状態となる。
【００３５】
このように各電極２，３上の外縁部分のみが保護層５によって保護された状態を図３に示す。この図３では、保護層５の形成部分に斜線を付している。
【００３６】
＜パーシャル工程＞
以上の保護層形成工程の後、パーシャル工程が行われる。このパーシャル工程では、水晶基板１の上面に形成された入出力の各電極２，３に対するイオンビーム照射によるエッチングが行われる。具体的には、図４（ａ）に示すように、イオンビーム照射装置６と水晶基板１との間に、所定の開口部７ａを有するパーシャルマスク７を介在させた状態でイオンビーム照射装置６から水晶基板１の上面の各電極２，３に向けてイオンビームを照射することにより、電極２，３の膜厚を調整する（図４（ａ）では出力電極３に対してイオンビームを照射している状態を示している）。これにより、電極２，３の膜厚を調整し、共振周波数Ｆａの調整を行う。
【００３７】
上述した保護層形成工程によって入出力の各電極２，３上の外縁部分のみを保護する保護層５が形成されているため、このパーシャル工程の際、パーシャルマスク７の開口部７ａの精度が十分に得られていない場合や、パーシャルマスク７の設置位置の精度が十分に得られていない場合であっても、イオンビーム照射装置６からのイオンビームは、入出力の各電極２，３上の中央部分のみに良好に照射されることになる。つまり、必要以外の部分（エッチングを行うべき電極から外れた領域）へのイオンビームの照射の可能性は低くなる。図４（ｂ）は、パーシャル工程終了後に、エージング特性の悪化を回避するために保護層５をエッチングなどの手法によって除去した状態を示している。
【００３８】
本形態の手法は、特に、図５に示すように入力電極２と出力電極３との間に調整電極８を備えたものに対して有効である。つまり、従来では、調整電極８のみをエッチングしたいにも拘わらず（Ｆｓ調整時）、イオンビームが入出力の各電極２，３の端縁部にも照射され、この入出力の各電極２，３も部分的に除去されてしまう可能性があった（図１５（ｂ）参照）。例えば、本形態に係る保護層５を備えないものにおいて図５中に仮想線で示す位置にパーシャルマスク７の開口部７ａが位置している状態では、イオンビーム照射装置６からのイオンビームが出力電極３に照射されてしまって良好なパーシャル調整を行うことができなくなる。
【００３９】
本形態では、上記保護層５を各電極２，３の外縁部分に形成することにより（図５では保護層５の形成部分に斜線を付している）、パーシャルマスクの開口部７ａの精度が十分に得られていない場合や、パーシャルマスク７の設置位置の精度が十分に得られていない場合であっても、イオンビームを所望の箇所のみに照射することができる。図５に示す状態にあっては、イオンビームの一部は出力電極３に向けて照射されるが、これを保護層５が受けることになり、出力電極３には直接照射されない。
【００４０】
また、このように入力電極２と出力電極３との間に調整電極８を備えたものに対し、図６に示すように、調整電極８の上面の外縁部分に保護層５を形成してもよい。この場合、上記の効果に加えて、入力電極２や出力電極３に対してイオンビームを照射して周波数特性を調整（Ｆａ調整）する際に、イオンビーム照射装置６からのイオンビームが調整電極８に照射されてしまうといった不具合を回避することができる。
【００４１】
尚、この図６に示すものでは、引出電極２ａ，３ａにも保護層５を形成している。これによれば、入力電極２や出力電極３に対してイオンビームを照射する際に、引出電極２ａ，３ａにイオンビームが照射されてしまって、この引出電極２ａ，３ａの電気抵抗が増大したり断線したりすることを防止できる。この構成は、上記図３や図５に示すものへの適用も可能である。
【００４２】
また、これら図５及び図６に示すものにおいても上記パーシャル工程によって周波数特性を調整した後、保護層５をそのまま残しておくとエージング特性に悪影響を与える可能性がある。このため、パーシャル工程の後に、保護層５をエッチングなどの手法によって除去しておくことが好ましい。
【００４３】
尚、上述の如くパーシャル調整された水晶振動片をパッケージに組み込んだ後に行われるイオンビーム照射による最終調整は、保護層５を残したまま行う場合もあり、また、保護層５を除去した状態で行う場合もある。
【００４４】
（第１実施形態の変形例）
次に、上記第１実施形態の変形例について説明する。本例は、保護層５の形成領域が上述した第１実施形態のものと異なっている。具体的には、電極２，３に隣接する部分に保護層５を形成している。
【００４５】
先ず、図７に示すものは、引出電極２ａ，３ａ上のみに保護層５を形成したものである。この構成によれば、上記イオンビーム照射によるパーシャル工程時、引出電極２ａ，３ａにイオンビームが照射されることがなくなる。このため、上述した如く、引出電極２ａ，３ａがエッチングされてしまって電気抵抗が増大したり断線したりすることが回避できる。
【００４６】
また、図８に示すものは、入出力の各電極２，３及びその引出電極２ａ，３ａの形成領域以外の水晶基板上面に保護層５を形成したものである。この構成によれば、上記イオンビーム照射によるパーシャル工程時、水晶基板１の上面にイオンビームが照射されることがなくなる。このため、水晶基板１が部分的にエッチングされてしまうといった不具合を回避することができる。この場合、保護層５を残したままにしておくと、この保護層５が電極２，３を短絡させてしまうため、パーシャル工程の後に、保護層５をエッチングやリフトオフなどの手法によって除去する必要がある。
【００４７】
尚、このように水晶基板上面（水晶の露出面）に保護層５を形成した構成は、上述した第１実施形態のものや図７に示すものと組み合わせることも可能である。つまり、入出力の各電極２，３上の外縁部分や調整電極８の外縁部分に保護層５を形成すると共に、水晶基板１の上面で電極２，３や引出電極２ａ，３ａが形成されていない部分にも保護層５を形成する構成である。また、引出電極２ａ，３ａ上に保護層５を形成すると共に、水晶基板１の上面で電極２，３や引出電極２ａ，３ａが形成されていない部分にも保護層５を形成する構成である。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本形態は、保護層５の構成が上記第１実施形態のものと異なっている。従って、ここでは第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４９】
図９（ａ）は本形態に係るＭＣＦに備えられた水晶振動片の平面視において水晶基板１の上面に形成された入力電極２及び出力電極３の配置状態を実線で示し、下面に形成された共通電極４の配置状態を破線で示す図である。図９（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。図９（ｃ）は、パーシャル工程終了後における図９（ｂ）に相当する図である。
【００５０】
図９（ａ），（ｂ）に示すように、本形態における保護層５は、水晶基板１の上面において各電極２，３を囲む位置に形成されている。また、この保護層５の厚さ寸法は、各電極２，３の厚さ寸法よりも小さく設定されている。具体的には、各電極２，３に対してイオンビーム照射によるエッチングが行われる際、このイオンビームが保護層５に照射され、この保護層５もエッチングされていく。そして、各電極２，３の膜厚が所定の膜厚までエッチングされた際に保護層５が完全に除去されるように、この保護層５の膜厚は設定されている。また、本形態の場合に使用されるパーシャルマスク７としては、保護層５にもイオンビームが照射されるように開口部７ａの形状が形成されたものを使用する。
【００５１】
尚、この保護層５の膜厚は、保護層５の構成材料や各電極２，３のエッチング量によって異なる。例えば、エッチングレートの高い材料（エッチングにより容易に除去される材料）によって保護層５を構成する場合には、エッチングレートの低い材料によって保護層５を構成する場合よりも膜厚を大きめに設定する。
【００５２】
図１０には、各種材料の膜厚に対するエッチングレートを示している。この図に示すように、エッチングレートは各材料によってそれぞれ異なっている。上記実施形態では、保護層５の材料としてＣｒを使用したが、電極材料であるＡｇよりもエッチングレートの低い材料を、この図１０から選択して保護層５の材料として適用することも可能である。
【００５３】
このような構成の保護層５によって各電極２，３の外縁部分を保護した状態でパーシャル工程を実行すると、そのパーシャル工程終了後には、図９（ｃ）に示すように、保護層５が完全に除去される。このため、パーシャル工程時には保護層５によって水晶基板１を保護しながらも、パーシャル工程終了後には保護層５の除去工程を必要としないものとなる。
【００５４】
本形態の構成は、特に、水晶振動片がパッケージに装着された状態で周波数特性の調整動作が行われる表面実装型のＭＣＦに適用した場合に有効である。何故なら、表面実装型のＭＣＦの場合、上記保護層５の除去を行う工程（エッチングなど）を行うことが困難であるためである。
【００５５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本形態は、保護層５の形成位置を変更することによって、ＭＣＦの通過帯域調整速度や中心周波数調整速度が変更できるようにしたものである。この保護層５の形成位置を変更する手法としては、入出力の各電極２，３上における保護層５の形成位置を変更する場合と、入出力の各電極２，３の間に調整電極８を設けた場合にこの調整電極８上における保護層５の形成位置を変更する場合とがある。以下、それぞれについて説明する。
【００５６】
＜各電極２，３上の位置変更＞
先ず、入出力の各電極２，３上における保護層５の形成位置を変更する場合について説明する。図１１（ａ）に示すものは、上述した第１実施形態のものと同様に、各電極２，３上の外縁部分のみを保護層５によって覆ったものである。つまり、イオンビームの照射領域が比較的広く形成されている。図１１（ｂ）に示すものは、各電極２，３上において外側（引出電極２ａ，３ａに近い側）のみを残し、それ以外の部分を保護層５によって覆ったものである。つまり、イオンビームの照射領域が水晶振動片の外側寄りに設定されている。図１１（ｃ）に示すものは、各電極２，３上において内側（引出電極２ａ，３ａから遠い側）のみを残し、それ以外の部分を保護層５によって覆ったものである。つまり、イオンビームの照射領域が水晶振動片の内側寄りに設定されている。
【００５７】
このように保護層５の形成位置を変更した場合のＭＣＦの通過帯域調整速度及び中心周波数調整速度について以下に説明する。
【００５８】
図１１（ａ）に示すものにあっては、通過帯域調整速度及び中心周波数調整速度は共に比較的速いものとなる。図１１（ｂ）に示すものにあっては、通過帯域調整速度は比較的速いものとなる一方、中心周波数調整速度は比較的遅いものとなる。図１１（ｃ）に示すものにあっては、通過帯域調整速度及び中心周波数調整速度は共に比較的遅いものとなる。
【００５９】
このような通過帯域調整速度や中心周波数調整速度を調整可能とする保護層５の形成位置の設定は、調整動作の時間的な制約や要求される調整精度あるいは調整対象となる特性などに応じて適宜設定される。つまり、要求される調整時間が短時間である場合には、調整速度が速くなるように保護層５の形成位置を設定し、高い調整精度が要求される場合には、調整速度が遅くなるように保護層５の形成位置を設定する。
【００６０】
＜調整電極８上の位置変更＞
次に、入出力の各電極２，３の間に調整電極８を設けた場合にこの調整電極８上における保護層５の形成位置を変更する場合について説明する。図１２（ａ）に示すものは、上述した第１実施形態のものと同様に、調整電極８の外縁部分のみを保護層５によって覆ったものである。つまり、イオンビームの照射領域が比較的広く形成されている。図１２（ｂ）に示すものは、調整電極８上においてイオンビームの照射領域を調整電極８の長手方向中央側に設定したものである。つまり、図１２（ａ）に示すものに比べてイオンビームの照射領域は小さくなっている。図１２（ｃ）に示すものは、調整電極８上においてイオンビームの照射領域を調整電極８の更に長手方向中央側に設定したものである。つまり、図１２（ｂ）に示すものに比べてイオンビームの照射領域は更に小さくなっている。
【００６１】
このように保護層５の形成位置を変更した場合のＭＣＦの通過帯域調整速度や中心周波数調整速度について以下に説明する。
【００６２】
図１２（ａ）に示すものにあっては、通過帯域調整速度及び中心周波数調整速度は共に比較的速いものとなる。図１２（ｂ）に示すものにあっては、通過帯域調整速度及び中心周波数調整速度は共に比較的遅いものとなる。図１２（ｃ）に示すものにあっては、通過帯域調整速度及び中心周波数調整速度は共に更に遅いものとなる。
【００６３】
このような保護層５の形成位置の設定も、調整動作の時間的な制約や要求される調整精度などに応じて適宜設定される。
【００６４】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本形態は、上述した各実施形態の構成を水晶振動片の裏面側、つまり共通電極４が形成されている側に適用したものである。
【００６５】
図１３は本形態に係る水晶振動片の水晶基板１の下面に形成された共通電極４の配置状態を示す図である。
【００６６】
この図１３に示すように、本形態の水晶振動片は、入出力の電極２，３に対応する領域（図中α及びβ）と、その間に形成された領域（表面側において調整電極８が形成される領域（図中γ））とを残し、それ以外の共通電極４の表面及び引出電極４ａ，４ｂの表面に保護層５を形成した構成となっている。
【００６７】
このように保護層５を形成した場合、共振周波数Ｆａの調整時には、上記領域α，βに対してイオンビームが照射されて、上記と同様のパーシャル工程が行われる。また、共振周波数Ｆｓの調整時には、上記領域γに対してイオンビームが照射されて、上記と同様のパーシャル工程が行われる。この場合にも、パーシャルマスクの開口部７ａの精度が十分に得られていない場合や、パーシャルマスク７の設置位置の精度が十分に得られていない場合であっても、イオンビームを所望の箇所のみに照射することができる。
【００６８】
本形態では、水晶振動片の裏面側からパーシャル工程を行う場合において、上記図６に相当する保護層５の形状を採用した場合について説明した。これに限らず、上述した各実施形態及びその変形例と同様の形状の保護層５を形成することが可能である。例えば、図７に示すものと同様に共通電極４の引出電極４ａ，４ｂ上にのみ保護層５を形成したもの、図８に示すものと同様に共通電極４の形成領域以外の水晶基板上面に保護層５を形成したもの、図９に示すものと同様に共通電極４を囲むように保護層５を形成し、パーシャル工程終了後に保護層５が完全に除去されるようにしたものとすることが可能である。更には、図１１や図１２に示すものと同様に、保護層５の形成位置を変更することによって、ＭＣＦの通過帯域調整速度や中心周波数調整速度を変更することも可能である。
【００６９】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。上述した各実施形態及び変形例は、パーシャル工程時、イオンビーム照射のエッチングを行うものであった。本形態は、これに代えて、パーシャル工程時、電極上や水晶基板１上に金属材料の蒸着を行うものである。
【００７０】
本形態の如く電極上や水晶基板１上に金属材料の蒸着を行う場合の保護層５の構成も上述した各実施形態及び変形例の場合と略同様である。
【００７１】
以下、上記第１実施形態のものと略同様の保護層５を形成した場合のパーシャル工程について説明する。
【００７２】
図１４（ａ）は、保護層形成工程において水晶振動片に保護層５が形成された状態の断面図である。この図に示すように、本形態の場合、入出力の各電極２，３上の外縁部分だけでなく、引出電極上や水晶基板１上において電極が形成されていない領域にも保護層５が形成されている。また、この図１４（ａ）に示す保護層５の場合、この保護層５を導電性材料で形成すると電極２，３を短絡させてしまうため、この保護層５は絶縁材料で形成する必要がある。または、電極２，３間に形成される保護層５を分離して電極２，３が短絡しない構成を採用すれば保護層５を導電性材料で形成することも可能である。
【００７３】
本形態におけるパーシャル工程では、図１４（ｂ）に示すように、水晶基板１の上方に、所定の開口７ａを有するパーシャルマスク７を位置させた状態で金属材料の蒸着が行われる（図１４（ｂ）では出力電極３に対する蒸着動作を示している）。これにより、水晶振動片の周波数特性が調整される。
【００７４】
また、このパーシャル工程の後には、保護層５をエッチングなどの手法によって除去する（図１４（ｃ）参照）。
【００７５】
尚、本形態の如く電極上に金属材料の蒸着を行うものに保護層５を適用する場合についても、上述した各実施形態及び変形例の場合と同様の保護層５の形状を採用することが可能である。また、共通電極４が形成されている側に保護層５を適用する場合にも同様の形状を採用することが可能である。
【００７６】
−その他の実施形態−
上述した各実施形態及び変形例では、水晶振動片に対してパーシャル調整動作を行った後に、この水晶振動片がＭＣＦのパッケージに装着されるものであった。本発明は、これに限らず、パッケージに装着された水晶振動片に対して上記各実施形態や変形例で示したパーシャル調整動作を行うようにしてもよい。尚、この場合、水晶振動片の片面に対してのみパーシャル調整動作を行うことになる。言い換えると、上述した各実施形態及び変形例のものでは、水晶振動片の両面からパーシャル調整動作を行うことも可能である。このように、本発明では、水晶振動片に対してパーシャル調整動作を実行するタイミングは特に問うものではない。つまり、水晶ウェハの状態（水晶振動片が小割り切断される前の状態）でパーシャル調整動作を行ったり、上述した如く、水晶ウェハから小割り切断された水晶振動片に対して行ったり、水晶振動片をパッケージに装着した後に行うことが可能である。
【００７７】
また、電極２，３，４や保護層５の構成材料としては上述したものに限らない。例えば電極２，３，４の構成材料としてアルミニウムや金を採用することも可能である。また、保護層５の構成材料としては、上記図１０に基づいて選択可能である。
【００７８】
更に、本発明はＭＣＦに限らず水晶振動子への適用も可能である。また、水晶振動デバイスに限らず、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウムなどを使用した圧電振動子デバイスにも適用可能である。
【００７９】
また、上記実施形態では、エッチング処理法として、イオンビーム照射によるイオンエッチングについて説明した。本発明は、これに限らず、反応性イオンエッチング、ＥＣＲ流イオンエッチング、レーザービームエッチング等を適用することも可能である。反応性イオンエッチングとは、ＣＦ₄をプラズマ化して生じた中性ラジカルによる化学反応とイオンエッチングにおけるイオンのスパッタリング現象、及びイオンによる加工面の化学反応の促進作用によってエッチングするものである。ＥＣＲ流イオンエッチングとは、電子サイクロトロン共鳴を利用し、発散磁界によりプラズマを引き出して、低エネルギ大電流イオンによるエッチングを行うものである。レーザービームエッチングとは、ＹＡＧレーザやＡｒイオンレーザを用い、局部的に加熱してエッチングを行うものである。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、圧電振動デバイスの処理方法に対し、エッチング処理や薄膜蒸着処理を行う領域の少なくとも外縁部分または隣接部分を保護層によって覆った状態で、上記処理を行うようにしている。このため、例えばパーシャルマスクを使用してパーシャル工程を行う場合、このパーシャルマスクの開口部の精度が十分に得られていない場合や、パーシャルマスクの設置位置の精度が十分に得られていない場合であっても、所望の箇所のみに対して処理を行うことができる。
【００８１】
また、圧電基板上に形成された引出電極が電極に接続されたものに対し、保護層形成工程において、引出電極上を保護層によって覆うようにしたり、電極が形成されていない圧電基板の露出面を保護層によって覆うようにした場合には、これら引出電極や圧電基板の露出面に対するエッチング処理や薄膜蒸着処理の影響を回避することができる。つまり、引出電極の電気抵抗の増大や断線、引出電極の電気容量の増大、圧電基板の露出面のエッチングやこの露出面に不要な薄膜が蒸着されることを回避できる。
【００８２】
また、エッチング処理において、保護層に対するエッチング処理も同時に行うようにした場合において、エッチング処理の終了時に、保護層が完全に除去されるようにすれば、エッチング処理終了後に保護層を除去するための工程が廃止できる。つまり、エッチング処理時には保護層による保護を実現しながらも、エッチング処理終了後には保護層が完全に除去されるため保護層の除去工程が不要になり、作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る水晶振動片を示す図である。
【図２】保護層形成工程を示す図である。
【図３】保護層成形工程終了時における水晶振動片の平面図である。
【図４】パーシャル工程を示す図である。
【図５】調整電極を備えた水晶振動片に対する保護層の形成位置を示す図である。
【図６】調整電極上に保護層が形成された水晶振動片を示す平面図である。
【図７】引出電極上にのみ保護層が形成された水晶振動片を示す平面図である。
【図８】各電極及び引出電極の形成領域以外の水晶基板上面に保護層が形成された水晶振動片を示す平面図である。
【図９】第２実施形態における図１相当図である。
【図１０】各種材料の膜厚に対するエッチングレートを示す図である。
【図１１】入出力の各電極上における保護層の形成位置を変更する場合の各水晶振動片を示す平面図である。
【図１２】調整電極上における保護層の形成位置を変更する場合の各水晶振動片を示す平面図である。
【図１３】第４実施形態に係る水晶振動片を示す図である。
【図１４】第５実施形態におけるパーシャル工程を示す図である。
【図１５】従来例におけるパーシャル工程を示す図である。
【図１６】従来例における実装式の逆メサ型水晶フィルタに対するパーシャル工程を示す図である。
【符号の説明】
１水晶基板（圧電基板）
２入力電極
３出力電極
４共通電極
５保護層
８調整電極

Claims

圧電基板上に形成された電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記電極上の中央部分以外の領域である外縁部分またはこの電極を囲む領域である隣接部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成され、この調整電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記入力電極及び出力電極上のそれぞれの中央部分以外の領域である外縁部分またはこの電極を囲む領域である隣接部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記調整電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成され、上記入力電極及び出力電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記調整電極上の中央部分以外の領域である外縁部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記入力電極及び出力電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成され、この調整電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記調整電極上の中央部分以外の領域である外縁部分を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記調整電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板上に電極が形成され、この電極には圧電基板上に形成された引出電極が接続されており、上記電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記引出電極を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板上に形成された電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記電極が形成されていない圧電基板の露出面を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成されていると共に、これら入力電極と出力電極との間の領域に調整電極が形成されている一方、圧電基板の他主面に上記入力電極、出力電極及び調整電極に対向する共通電極が形成されており、この共通電極における入力電極、出力電極及び調整電極に対向する領域に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記共通電極における入力電極、出力電極及び調整電極に対向する領域以外の共通電極表面を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記共通電極における入力電極、出力電極及び調整電極に対向する領域に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成され、これら電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記各電極上におけるそれぞれの中央部分よりも圧電基板の外側寄りの領域以外の領域を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
圧電基板の一主面に入力電極及び出力電極が形成され、これら電極に対してエッチング処理を行うことにより圧電振動デバイスの周波数特性を調整する処理方法において、
上記各電極上におけるそれぞれの中央部分よりも圧電基板の内側寄りの領域以外の領域を保護層によって覆う保護層形成工程を行った後、
上記電極に対するエッチング処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
上記請求項１〜９に記載の圧電振動デバイスの処理方法におけるエッチング処理に代えて薄膜蒸着処理を行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
請求項１〜９のうち何れか一つに記載の圧電振動デバイスの処理方法において、
上記エッチング処理を行う際、保護層に対するエッチング処理も同時に行うことを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
請求項１１記載の圧電振動デバイスの処理方法において、
保護層に対するエッチング処理により、このエッチング処理の終了時には、保護層が完全に除去されることを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。
請求項１〜１０のうち何れか一つに記載の圧電振動デバイスの処理方法において、
上記処理の後、保護層を除去する保護層除去工程が行われることを特徴とする圧電振動デバイスの処理方法。