JP2015179013A - ひげぜんまいの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコンからなる時計用ひげぜんまいを精度良く製造する製造方法を提供する。【解決手段】ＳＯＩ基板の活性層の上部に、ひげ玉とぜんまい部とひげ持から構成されるひげぜんまいの形状に対応する第１のマスクパターン１０と、第１のマスクパターン１０の粗なる部位に第１のマスクパターン１０に対して均一な間隔を持たせた第２のマスクパターン２０とを形成する工程を設け、深掘りＲＩＥ技術を用いてドライエッチングを施して第１のマスクパターン１０の下でひげぜんまいを形成し、第２のマスクパターン２０の下で第２の活性層形状を形成し、リフトオフ工程を経てひげぜんまいと第２の活性層形状を分離する。第１のマスクパターン１０と第２のマスクパターン２０との間隔が近距離で均一間隔であることからサイドエッチングが起きず、寸法精度や垂直性の良いひげぜんまいが得られる。【選択図】図２

Description

本発明は、時計用のひげぜんまいに関し、特にシリコンを主成分とするひげぜんまいの製造方法に関する。

従来の機械式時計においては、機械の運転を規則正しく一定の速度に保つために、ひげぜんまいとてん輪（てん真付）とで構成される調速機（てんぷ）が使われている。等時性のあるひげぜんまいの伸縮によりてん輪が規則正しく往復回転運動を行う。

てんぷには、がんぎ車とアンクルとで構成される脱進機という機構が接続されており、ぜんまいからエネルギーが伝達されて、振動を持続するようになっている。

知られているひげぜんまいは、金属を加工して形成する場合が多い。このため、その加工精度のばらつきや金属が有する内部応力の影響などによって、設計通りの形状が得られない場合がある。

ひげぜんまいは規則的にてんぷを振動させる必要があるから、設計通りの形状が得られないとてん輪も等時性のある運動ができなくなり、時計の歩度ずれが生じてしまう。時計の歩度とは、一日あたりの時計の進み又は遅れの程度を示すものである。

ところで近年、シリコン基板をエッチング加工することによって時計部品を製造する試みがなされている。従来の金属部品を用いる時計部品の製造に比べ軽量にできるという利点と、安価で大量生産ができる利点とがあると言われている。これにより、小型軽量の時計を製造することができると期待されている。

シリコン基板をエッチングする際、近年ではドライエッチング技術である反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）技術が進歩してきた。中でも、深堀りＲＩＥ（Ｄｅｅｐ ＲＩＥ）技術が開発され、アスペクト比が高いエッチングが可能になってきた。

この技術によると、エッチングがフォトレジストなどでマスクした部分の下に回り込まないために、垂直深さ方向にマスクパターンを忠実に再現できるようになり、シリコン基板をエッチングする際に、時計部品を設計通りの形状で精度よく製造することが可能となってきた（例えば、特許文献１参照。）。

そもそもシリコンは、金属よりも温度特性が良い。従来のひげぜんまいの材料として用いられる金属よりも環境温度に対して変形しにくいという特徴がある。このことから、時計の調速機構にもこの技術を応用することが考えられている。

特表２０１１−５０５００３号公報（第６頁、図１）

特許文献１に示した従来技術に代表されるような、シリコンを深堀りＲＩＥ技術を用いてエッチングし、ひげぜんまいを形成すると、形状が設計通りにならないという問題が発
生することが判明した。

本来は、深堀りＲＩＥ技術を用いてシリコンをエッチングすると、設計通り、すなわち、マスクパターン通りにひげぜんまいができ上がるのである。
しかし、エッチングしてなる対象物がひげぜんまいの場合、そうならず、局所的なオーバーエッチングが生じてしまうのである。すなわち、マスクパターン通りにエッチングされる箇所と、マスクパターンより細くエッチングされてしまう箇所とがある。

その理由はひげぜんまいの形状にある。ひげぜんまいは、一端をひげ玉に接続し、他端をひげ持に接続したぜんまい腕を、ひげ玉に巻回する形状である。なお、巻回されているぜんまい腕をぜんまい部と称する。
このため、平面的にみて、隣接する部分があるところと、そうではないところとがある。このような状態を、形状の密度に粗密があると称する。

例えば、ぜんまい部においては、ひげ玉の近傍は形状的に間隔が空いており、形状の密度が粗い状態である。順次巻回されているぜんまい部は隣接する他のぜんまい腕との間隔が狭く、形状の密度が狭い状態、つまり密である。

深堀りＲＩＥでエッチング加工してなるひげぜんまいは、その形状通りのマスクパターンを用いる。ひげぜんまいの形状的な粗密は、マスクパターンの粗密でもある。

このため、このマスクパターンの粗密により、パターンが粗い部分にサイドエッチングが発生し、ひげぜんまいがエッチング加工し終わったときに、サイドエッチングが生じた部分のみ、マスクパターンよりも形状が細く加工されてしまうのである。

これは、深堀りＲＩＥでのエッチングの際に、隣接するマスクパターンとの距離が遠いと（パターンの形状の密度が粗いと）、エッチングの最中に、プラズマ環境下で発生したイオンやラジカルがマスクパターンの横方向からも到来してしまい、サイドエッチングが進行してしまうことが原因である。

ちなみに、隣接するマスクパターンとの距離が近いと（パターンの形状の密度が密であると）、横方向から到来するイオンやラジカルは、その隣接するパターンが妨げになり、サイドエッチングが進行してしまうことはない。

すでに説明したように、マスクパターンはひげぜんまいの形状に由来するものであるから、自由にマスクパターンの粗密を変えることはできない。

このため、特許文献１に代表される従来技術では、設計通りの形状にひげぜんまいが加工できず、これを組み込んだ機械式時計は、歩度ずれを起こしてしまうのである。

この問題を解決する案としては、マスクパターンの密度が粗い部分は、エッチングを２回に分けて行う方法が知られている。
すなわち、まず設計よりも細い溝幅で第１回目のエッチングを行って垂直性を出した後に、再度マスクパターンを形成し、設計通りの広い溝幅で第２回目のエッチングを行うという方法である。

しかしながら、この方法は、エッチングを行う作業工程が２回必要になって大変手間のかかる作業になっていた。更に、２回目のエッチング工程では、１回目で形成した形状との正確な位置合わせが必要である。このため、不良率も高く、製造コストも高かった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、精度よくひげぜんまい製造できる製造方法を提供するものである。

上記の課題を解決するための手段として、本発明のひげぜんまいの製造方法は、以下の通りである。

回転軸体と嵌合するための貫通孔を有するひげ玉と、このひげ玉と接続し、貫通孔を中心にしてひげ玉に巻回されるコイル形状のぜんまい部と、ぜんまい部の端部に設けるひげ持とを有する、シリコンを主成分とするひげぜんまいの製造方法であって、シリコンを主成分とするベース層と、シリコン酸化膜層と、シリコンを主成分とする活性層と、を順次積層してなるＳＯＩ基板の活性層の上部に、ひげぜんまいの形状に対応する第１のマスクパターンと、この第１のマスクパターンの配置が、粗になるところに対応して配置される第２のマスクパターンと、を形成するマスクパターン形成工程と、第１、第２のマスクパターンにそれぞれ対応した形状に活性層をエッチング加工するエッチング工程と、シリコン酸化膜層を除去し、ひげぜんまいをベース層から切り離すリフトオフ工程と、を有することを特徴とするものである。

このような製造方法をとることにより、第１のマスクパターンと第２のマスクパターンとの間の配置間隔に粗密のない均一な配置間隔が得られる。これによって、サイドエッチングが進行せず、ひげぜんまいの厚みや垂直性において寸法精度の良いひげぜんまいが得られる。

また、本発明のひげぜんまいの製造方法は、第２のマスクパターンが形成される箇所は、ひげ玉の周囲、ぜんまい部の外周又はひげ持の周囲であるのが好ましい。

ひげ玉の周囲、ぜんまい部の外周又はひげ持の周囲は第１のマスクパターンが粗なる分布をなす。そのため、その部分に第２のマスクパターンを設けると、全体的に均一に分布するマスクパターンが得られる。

また、本発明のひげぜんまいの製造方法は、第２のマスクパターンは、第１のマスクパターンと第２のマスクパターンとの距離よりも小さいスリットを有する形状であるのが好ましい。

第２のマスクパターンに小さいスリットがあることによって、リフトオフ工程において、第２のマスクパターンの下で形成される形状品がスリットの部分で複数に分割されて分離する。従って、第２のマスクパターンの下で形成される形状品は取り出し易くなる。スリットの幅が第１のマスクパターンと第２のマスクパターンとの距離よりも小さいことにより、スリットのある部位でのエッチング幅は他の部位のエッチング幅とあまり変わらず、エッチングの影響は非常に小さいものとなって寸法精度の良いひげぜんまいが得られる。

また、本発明のひげぜんまいの製造方法は、マスクパターン形成工程は、ひげぜんまいの一部と接続部で接続する枠の形状に対応する第３のマスクパターンを形成する工程をさらに備え、リフトオフ工程の後に、接続部を破壊することで枠とひげぜんまいとを離断する離断工程を有するのが好ましい。

枠の形状に対応する第３のマスクパターンを形成することにより、枠の一部に接続したひげぜんまいが得られる。そうすると、リフトオフ工程でひげぜんまいがエッチング液槽に落下することがない。その後、枠との接続部でひげぜんまいを離断する離断工程を設け
ると、ひげぜんまいを取り出す時にひげぜんまいに傷などの損傷を与えることなく外観的に綺麗な状態のひげぜんまいが得られる。

本発明によれば、ひげぜんまいの厚み寸法や垂直性に精度の良い品質特性が得られる。そして、ひげぜんまいの調速性能を高める効果を生む。

ひげぜんまいの形状を説明する平面図である。 本発明のひげぜんまいのマスクパターンを説明する平面図である。 本発明のひげぜんまいの製造方法を説明する断面図である。 本発明のひげぜんまいのマスクパターンを説明する平面図であって、第３のマスクパターンを説明する図である。 本発明のひげぜんまいの製造方法を説明する平面図であり、リフトオフ工程の後の状態を示す図である。 第２のマスクパターンに設けるスリットを説明する平面図である。 第２のマスクパターンに設けるスリットを説明する平面図である。

本発明のひげぜんまいの製造方法は、ひげぜんまいを製造する際に用いる、ひげぜんまいの形状に対応する第１のマスクパターンの粗密を解消するために、第２のマスクパターンを設けている点が特徴である。
これにより、第１のマスクパターンのパターンの密度が粗い場所でもサイドエッチングが発生せず、マスクパターン通りにひげぜんまいをエッチングできるのである。

また、ひげぜんまいの周囲に枠の形状の第３のマスクパターンを設けることで、リフトオフ工程でのひげぜんまいのエッチング液槽への落下を防ぎ、作業性を向上させることができる。

以下、本発明のひげぜんまいの製造方法を、図１〜図７を用いて説明する。説明にあって用いる図面は模式図とし、発明に関係のない部分は省略するか簡素化して記載する。そして、同一の構成には同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。

［ひげぜんまいの形状説明：図１］
まず、図１を用いてひげぜんまい１１の形状を説明する。
ひげぜんまい１１は、シリコンを主成分とする基板から後述する手法で加工される。その形状は、中心部に図示しない回転軸体を嵌合させるための貫通孔１１ａ１を有するひげ玉１１ａを有する。ひげ玉１１ａに一端を接続し、このひげ玉１１ａの貫通孔１１ａ１の中心を基準点にして複数巻回されるコイル形状のぜんまい腕からなるぜんまい部１１ｂを有する。そして、ぜんまい部１１ｂの他端に接続するひげ持１１ｃで構成している。これらひげ玉１１ａ、ぜんまい部１１ｂ、ひげ持１１ｃは一体で形成されている。

［ひげぜんまいのマスクパターンの説明：図１、図２］
次に、図１及び図２を用いてひげぜんまい１１を製造するためのマスクパターンを説明する。
図２は図１に示すひげぜんまい１１を形成するためのマスクパターンである。図２に示すマスクパターンは、ひげぜんまいの形状に対応する第１のマスクパターン１０と、この第１のマスクパターン１０の配置に粗密がなくなるような形状を有する第２のマスクパターン２０とから構成している。

すでに説明したように、ひげぜんまい１１の形状は、平面的に隙間の広い部分と狭い部分があって、形状に粗密さがある。図２に示す第１のマスクパターン１０は、図１に示すひげぜんまい１１と形状が同一であるから、もちろん、図２に示す第１のマスクパターン１０の形状にも粗密がある。

図１に示すひげぜんまい１１で、形状の密度が粗い（平面的に隙間の広い）部分は、ひげ玉１１ａの貫通孔１１ａ１の内周部１２ａ１、ひげ玉１１ａの外周部１２ａ、ぜんまい部１１ｂの外周部１２ｃである。特に、外周部１２ｃは、ぜんまい部１１ｂとひげ持１１ｃとの間は、広く開いている。これに対し、形状が密な（平面的に隙間が狭い部分）部分は、ぜんまい部１１ｂを構成するぜんまい腕が整然と巻回されている巻回部１２ｂである。

図２に示すように、このひげ玉１１ａの貫通孔１１ａ１の内周部１２ａ１に対応するマスクパターンと、ひげ玉１１ａの外周部１２ａに対応するマスクパターンと、ぜんまい部１１ｂの外周部１２ｃに対応するマスクパターンとには、それぞれ第２のマスクパターン２０を設けている。

この第２のマスクパターン２０は、図２にはそれぞれ第２のマスクパターン２０ａ１、第２のマスクパターン２０ａ、第２のマスクパターン２０ｃの符号を付与している。

この第２のマスクパターン２０を有することにより、第１のマスクパターン１０の形状に粗密な部分がなくなり、隣接する部位との間隔が一定になる。
すでに説明したように、隣接するマスクパターンが近くなると（マスクパターンが密になると）、その隣接するマスクパターンが横方向から到来するイオンやラジカルの遮蔽物となり、サイドエッチングの発生を防止することができるのである。そうすると、第１のマスクパターン１０の形状通りのひげぜんまい１１を作ることができる。

図２にしめす第２のマスクパターン２０は、第１のマスクパターン１０を構成するマスクパターン、例えば、ぜんまい腕に相当するマスクパターン部位と同じ太さの細長形状としてもよい。第２のマスクパターン２０は、ひげぜんまいの形状に鑑みて自由に変更できる。

［製造方法の説明：図２〜図５］
次に、上記の形状をなすひげぜんまい１１の製造方法を図２〜図５を用いて説明する。
図３は、製造工程を説明するために、図２の平面図の一部を抜き出し模式的に示した断面図であって、ひげぜんまい１１の中心部にあるひげ玉１１ａとそれに連結するゼンマイ部１１ｂの一部領域を取り出して描いた図である。

図３（ａ）に示すように、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を準備する。ＳＯＩ基板１は、シリコン（Ｓｉ）を主成分とする、例えば厚み４００〜５００μｍのベース層２上に、厚み１〜３μｍのからなるシリコン酸化膜層（ＳｉＯ２層）３を形成し、更に、シリコン酸化膜層３の上にシリコン（Ｓｉ）を主成分とする活性層４を形成してなる３層構造である。

活性層４は、ひげぜんまい１１を構成する層であるので、その厚みは製造するひげぜんまいによって決める。なお、ひげぜんまい１１の生産性を考慮に入れれば、ひげぜんまい１１が多数個取り出せる大きさのＳＯＩ基板１である方が好ましい。

次に、図３（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板１の活性層４上に、所定の膜厚のレジスト膜５をスピンコート法などの公知の手法で形成する。
レジスト膜５を形成するためのレジスト液には、ポジ型とネガ型があり、用いるマスクフィルムと共に適宜に選択する。本発明の実施形態の説明においては、ポジ型のレジスト液を用いる例で説明する。

レジスト膜５を塗布した後は、例えば８０〜１００°Ｃの温度でプリベーク処理を行ってレジスト液に含まれる有機溶剤を蒸発させ、レジスト膜５を活性層４に密着させる。

次に、図３（ｃ）に示すように、公知の技術を用いて第１のマスクパターン１０と第２のマスクパターン２０とを形成する。

レジスト膜５へのマスクパターンの形成は、例えば、次に示す手法を用いる。
まず、図示しない所定のガラス表面に、クロム（Ｃｒ）などを主成分とする第１のマスクパターンに相当する第１のクロムパターンと、第２のマスクパターンに相当する第２のクロムパターンとを有するガラスマスクを用意する。

次に、ガラスマスクを公知の露光装置に載置し、このガラスマスクを通してＳＯＩ基板１の表面のレジスト膜５に所定の波長の紫外線を照射してレジスト膜５を露光させる。後に露光した部分を現像して、第１のマスクパターン１０と第２のマスクパターン２０とを転写する。

次に、図３（ｄ）に示すように、図３（ｃ）に示す第１のマスクパターン１０及び第２のマスクパターン２０の形状通りに、活性層４をエッチングする。活性層４のエッチングは、深堀りＲＩＥ技術を用いてドライエッチングを行う。

深堀りＲＩＥによるエッチングの最中にあっては、第１のマスクパターン１０の横方向から侵入しようとするイオンやラジカルが、第２のマスクパターン２０により遮蔽されるので、第１のマスクパターン１０の下部の活性層にはサイドエッチングが抑制され、第１のマスクパターン１０の形状通りに活性層がエッチングされる。

ところで、第２のマスクパターン２０は、第１のマスクパターン１０に対するサイドエッチングの防壁となるが、第２のマスクパターン２０自体の下部の活性層は、部分的にサイドエッチングが起きてしまう。しかし、この第２のマスクパターン２０によりエッチングされる活性層は、そもそもひげぜんまいの形状に関するものではないので、問題はない。

ここで、エッチングされた活性層には、説明しやすいように、それぞれ名称を付与する。第１のマスクパターン１０に対応する活性層、すなわち、ひげぜんまいを構成する活性層は、第１の活性層形状１０ａ、１０ｂとする。第２のマスクパターン２０に対応する活性層、すなわち、サイドエッチングを防止するための防壁となった活性層は、第２の活性層形状２０ａ、２０ｂとする。

次に、図３（ｅ）に示すように、レジスト層である第１のマスクパターン１０と第２のマスクパターン２０とを、例えば、アセトンなどの有機溶剤を用いて剥離する。
これにより、第１の活性層形状１０ａ、１０ｂと第２の活性層形状２０ａ、２０ｂとが露出する。

次に、図３（ｆ）に示すように、第１の活性層形状１０ａ、１０ｂ及び第２の活性層形状２０ａ、２０ｂをベース層２から切り離す。この工程は、公知のリフトオフと呼ばれる技術を用いて行う。リフトオフ工程は、シリコン層には耐性がありシリコン酸化膜は溶解する薬剤、例えば、フッ酸（フッ化水素酸）を入れた液槽を用意し、これにＳＯＩ基板１
を浸漬してなる。

このリフトオフ工程により、シリコン酸化膜層３のみが溶解するので、第１の活性層形状１０ａ、１０ｂ及び第２の活性層形状２０ａ、２０ｂは、ベース層２と分離するのである。

第１の活性層形状１０ａ、１０ｂ及び第２の活性層形状２０ａ、２０ｂは、リフトオフ工程で、フッ酸の液槽の底部に向かい漂いながら落下してしまうが、その液槽にシリコン製などの網形状のフィルタを設けておけば、液槽の底部までの落下を防止できる。そうすれば、第１の活性層形状１０ａ、１０ｂ、つまり、ひげぜんまいのみ掬うことができる。

このとき、当該フィルタは、第２の活性層形状２０ａ、２０ｂは通過させ、ひげぜんまい１１のみを通過させないような大きさの網目や穴形状にすれば、ひげぜんまい１１と第２の活性層形状２０ａ、２０ｂとを簡単に選別することができる。

もちろん、リフトオフ工程で、ひげぜんまい１１をフッ酸の液槽に落下させないようにすることもできる。以下、図４及び図５を用いて説明する。

［第３のマスクパターンの説明：図４、図５］
図４は、図２に対応するマスクパターンを示す平面図であり、第３のマスクパターン３０を説明する図である。
図４に示すように、第３のマスクパターン３０は、枠の形状で第１のマスクパターン１０及び第２のマスクパターン２０の周囲を囲うと共に、ひげぜんまい１１の一部、例えば、ひげ持１１ｃの端部部分と接続部３５にて接続している。なお、第３のマスクパターン３０は、第２のマスクパターン２０とは接していない。

第３のマスクパターン３０は、図３（ｃ）に示すように、第１のマスクパターン１０及び第２のマスクパターン２０を形成した後に、これらのマスクパターンと同様な手法を用いて第３のマスクパターン３０をレジスト膜５の上部に設ける。

または、すでに説明した図示しないガラスマスクに予め第３のマスクパターン３０に対応する第３のクロムパターンを形成しておいてもよい。
そうすると、第１のマスクパターン１０及び第２のマスクパターン２０のレジスト膜５へのマスクパターンの転写の際に、第３のマスクパターン３０も転写できる。レジスト膜５へのマスクパターンの転写が１度で済むので便利である。

このようにしてレジスト膜５を第１から第３のマスクパターンの形状に形成した後、深堀りＲＩＥ技術を用いて活性層をエッチングする。そして、レジスト膜５を剥離する。
その後、リフトオフ工程を経てベース層２から活性層を分離すると、その活性層は、図５に示すような形状となる。ここで、第３のマスクパターン３０に対応する活性層、すなわち、ひげぜんまいの周囲を囲う枠形状の活性層は、第３の活性層形状３０ａとする。

すでに説明したように、第１のマスクパターン１０のひげ持１１ｃの一部と、第３のマスクパターン３０の接続部３５で接続しているから、第２のマスクパターン２０は、リフトオフ工程により取れ落ちてしまうが、第１のマスクパターン１０は、接続部３５に相当する第３の活性層形状３０ａの接続部３５ａの部分で接続され、そのまま残るのである。
これにより、ひげぜんまい１１に対応する第１のマスクパターン１０と第２の活性層形状である第２のマスクパターン２０とを選別することができる。

その後、図５に示す状態から、図１に示すひげぜんまい１１を取り出すには、接続部３
５ａの部分を破断することでなす。
この破断は、例えば、ピンセットによる手動での破断や、ダイシングソーのような機械による破断を用いることができる。

なお、ひげぜんまい１１の生産性を考慮に入れ、ひげぜんまい１１が多数個取り出せる大きさのＳＯＩ基板１を用いたときは、複数のひげぜんまいの周囲に設ける第３のマスクパターン３０同士を接続しておけば、深堀りＲＩＥ技術によるドライエッチングの後、第３の活性層形状３５ａを把持すれば、複数のひげぜんまいを一度に搬送できて便利である。

以上、このような製造工程によって、図１に示すひげぜんまい１１が形成される。
大切なことは、図２、図３（ｃ）で示したように、第１のマスクパターン１０と第２のマスクパターン２０との間は、ほぼ均一であるという点である。

以上説明した例は、第２のマスクパターン２０は、第１のマスクパターン１０の粗密を解消するために、場所に合ったパターンの太さを有していたが、それに限定されない。
ひげぜんまい１１の形状にもよるが、第１のマスクパターン１０の粗密が均一になるのであれば、第２のマスクパターン２０は、つまり第１のマスクパターン１１と同じ太さにしてもよいのである。

［第２のマスクパターンにスリットを設ける構成の説明：図６、図７］
次に、第２のマスクパターン２０に、スリットを設ける例を説明する。
図６は、第２のマスクパターン２０に設けるスリット２２を説明する平面図である。スリット２２の大きさと第１のマスクパターン１０との距離の関係を示している。図７は、スリット２２の異なる形状を説明する平面図である。

すでに説明している通り、リフトオフ工程により、活性層のひげぜんまい１１の形状である第１の活性層形状１０ａ、１０ｂと同じく第２のマスクパターン２０の形状である第２の活性層形状２０ａ、２０ｂとは、ベース層２と分離する。このとき、第２の活性層形状２０ａ、２０ｂは、第１の活性層形状１０ａ、１０ｂと干渉せずに分離することが好ましい。このため、第２の活性層形状２０ａ、２０ｂを小形状にするために、第２のマスクパターン２０にスリット２２を設けるのである。

図６に示すように、第２のマスクパターン２０に設けるスリット２２の幅ｍは、第２のマスクパターン２０と第１のマスクパターン１０との距離ｗよりも小さくするのが望ましい。なぜなら、スリット２２の幅ｍが距離ｗより大きくなると、第２のマスクパターン２０を設けない場合と同様に、スリット２２と平面的に対向する第１のマスクパターン１０の部分にサイドエッチングが発生してしまうためである。

第２のマスクパターン２０に設けるスリット２２は、図６に示す形状に限定されない。例えば、図７（ａ）に示すように、平面的に曲線で形成してもよい。また、図７（ｂ）に示すように複数の直線を組み合わせてもよい。

また、図６及び図７を用いて説明したスリット２２は、第２のマスクパターン２０に１つ設ける例であるが、スリット２２は第２の活性層形状２０ａ、２０ｂを小形状にするために設けるものであるから、所定の間隔で複数設けることが好ましい。

以上説明したひげぜんまいの製造方法は、もちろんこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
例えば、第１のマスクパターン１０と第３のマスクパターン３０との接続部は、ひげぜ
んまいのひげ持部分を例示したが、もちろんこの部位に限定しない。また、接続部を複数設けたり、ダイシングソーのような機械による破断を容易にするために、隣接するひげぜんまいと接続部が直線状に並ぶように配置するようなマスクパターンとしてもよい。

この発明によれば、シリコンを主成分とするひげぜんまいをマスクパターン通りに形成できるから、歩度がずれない精度の良い機械式時計に好適である。

１ ＳＯＩ基板
２ ベース層
３ シリコン酸化膜層
４ 活性層
５ レジスト膜
１０ 第１のマスクパターン
１０ａ、１０ｂ 第１の活性層形状
１１ ひげぜんまい
１１ａ ひげ玉
１１ａ１ 貫通孔
１１ｂ ぜんまい部
１１ｃ ひげ持
２０ 第２のマスクパターン
２０ａ、２０ｂ 第２の活性層形状
２２ スリット
３０ 第３のマスクパターン
３０ａ 第３の活性層形状
３５ 接続部
３５ａ 第３の活性層形状３０ａにおける接続部

Claims (4)

1. 回転軸体と嵌合するための貫通孔を有するひげ玉と、前記ひげ玉と接続し、前記貫通孔を中心にして前記ひげ玉に巻回されるコイル形状のぜんまい部と、前記ぜんまい部の端部に設けるひげ持とを有する、シリコンを主成分とするひげぜんまいの製造方法であって、
   シリコンを主成分とするベース層と、シリコン酸化膜層と、シリコンを主成分とする活性層と、を順次積層してなるＳＯＩ基板の前記活性層の上部に、
   前記ひげぜんまいの形状に対応する第１のマスクパターンと、
   前記第１のマスクパターンの配置が、粗になるところに対応して配置される第２のマスクパターンと、
   を形成するマスクパターン形成工程と、
   前記第１、第２のマスクパターンにそれぞれ対応した形状に前記活性層をエッチング加工するエッチング工程と、
   前記シリコン酸化膜層を除去し、前記ひげぜんまいを前記ベース層から切り離すリフトオフ工程と、
   を有することを特徴とするひげぜんまいの製造方法。
2. 前記第２のマスクパターンが形成される箇所は、前記ひげ玉の周囲、前記ぜんまい部の外周又は前記ひげ持の周囲である
   ことを特徴とする請求項１に記載のひげぜんまいの製造方法。
3. 前記第２のマスクパターンは、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンとの距離よりも小さいスリットを有する形状である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のひげぜんまいの製造方法。
4. 前記マスクパターン形成工程は、
   前記ひげぜんまいの一部と接続部で接続する枠の形状に対応する第３のマスクパターンを形成する工程をさらに備え、
   前記リフトオフ工程の後に、前記接続部を破壊することで前記枠と前記ひげぜんまいとを離断する離断工程と、
   を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のひげぜんまいの製造方法。

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