JP4492044B2 - フォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法、圧電振動片の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極膜を被覆し、電極膜に帯電させた基板上に対して電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯型電話装置、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。圧電デバイスの小型薄型化を図るためには、内蔵する圧電振動片の小型化が要求され、これに伴い圧電振動片の電極膜の微細パターン化が要求されている。
従来、圧電振動片に電極膜を形成する方法としては、例えばＣｒやＡｕでなる電極膜を被覆した基板上に対して電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成する手法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１８は、レジストの静電塗布を用いた従来の圧電振動片１３２の製造方法の手順の一例を示す平面図であり、図１９は、電極膜に正電荷が帯電している様子の一例を示す図である。尚、図１９においては、電極膜の図示を省略している。
従来の圧電振動片１３２の製造方法では、圧電振動片１３２に電極膜を形成する際に用いるレジストを塗布するのに、例えば図示しない超微粒子発生装置を用いている。この超微粒子発生装置は、微粒子発生器においてフォトレジストの溶媒を含んだレジスト粒子を生成し、このレジスト粒子をキャリアガスに混ぜて塗布チャンバーのノズルへと送る。
【０００４】
そして、この微粒子発生装置は、ノズルに印加された高電圧によって、レジスト粒子を塗布チャンバー内に配置された圧電振動片１３２に対して静電塗布を行い、圧電振動片１３２にレジストを形成する構成となっている。尚、レジスト粒子は例えば負電荷を帯びており、圧電振動片１３２は例えば正電荷を帯びているものとする。
【０００５】
図１８に示す圧電振動片１３２に対してレジスト粒子を静電塗布する際には、図１９に示すように圧電振動片１３２においては、正電荷が、振動腕１３４，１３５においては密に帯電し、基部１５１等においては疎に帯電することが知られている。
【０００６】
図２０及び図２１は、それぞれレジスト粒子の静電塗布を用いてレジストを形成し、電極膜１２２を所定のパターンに形成する手順を簡素化して表した一例を示す断面図である。尚、図２０及び図２１においては、それぞれ左側が基部１５１の断面構成を示し、右側が図１８の振動腕１３４の断面構成を示している。尚、振動腕１３５は、振動腕１３４とほぼ同様な構成であるので説明を省略する。また、図２０や図２１においては、視認しやすさを考慮し、厚さを誇張して図示している。
【０００７】
まず、圧電振動片１３２は、例えば水晶ウェハに形成されており、上述のように例えば振動腕１３４や基部１５１等の表面が金属の電極膜１２２で被覆されている。上記超微粒子発生装置は、図２０（Ａ）に示すように基部１５１や振動腕１３４に成膜された電極膜１２２に正電荷を帯びさせ、上述のように例えば負電荷を帯びさせたレジスト微粒子１３２ｂを静電塗布方式を用いて、図２０（Ｂ）に示すように塗布する機能を有する。
【０００８】
基部１５１や振動腕１３４に塗布された所定の厚さのレジスト微粒子１３２ｂは、図２０（Ｃ）に示すようにレジスト１１３７を構成する。次にレジスト１１３７上には、所定の電極パターンに対応して構成されたマスクＭＳＫを図２０（Ｄ）に示すように配置し、図２０（Ｅ）に示すように基部１５１や振動腕１３４上には、所定の電極パターンに対応したレジスト１１３７が形成される。
次に図２１（Ａ）に示すようにレジスト１１３７を用いて電極膜１２２を所定のパターンに形成し、図２１（Ｂ）に示すようにレジスト１１３７が除去されることで、基部１５１や振動腕１３４上には所定のパターンの電極１２２ａが形成される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２９０１８１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法においては、図２０（Ｂ）に示すように形成したいレジストの面積に応じて電極膜１２２に帯電する電荷密度が異なっている。具体的には、例えば基部１５１側の広い電極膜１２２には正電荷１３２ｃが疎に帯電し、振動腕１３４側の狭い電極膜１２２には正電荷１３２ｃが密に帯電する傾向がある。
【００１１】
電極膜１２２においてこのように正電荷１３２ｂが帯電すると、電極膜１２２上に塗布される単位面積当たりのレジスト微粒子１３２ｂの量が、基部１５１側と振動腕１３４で異なってしまい、結果として、図２０（Ｃ）に示すようにレジスト１１３７の厚さがｄ１，ｄ２のように異なってしまう問題点があった。つまり、静電塗布方式でレジスト１１３７を塗布すると、図２０（Ｅ）に示すようにレジスト１１３７は、振動腕１３４のような面積の狭いパターンの電極膜１２２に厚く、基部１５１のような面積の広いパターンの電極膜１２２には薄く形成されてしまう。
【００１２】
レジスト粒子１３２ｂが多く塗布された部分、例えば振動腕１３４側においては、粒子が集まって溶解してウェットの状態となり、またさらに、レジスト粒子１３２ｂが中央部に集まって塗布厚がさらに厚くなる。一方、レジスト粒子１３２ｂが少なく塗布された部分、例えば基部１５１においては、レジスト粒子１３２ｂが溶解することもなく、ドライの状態である。
【００１３】
このような状態において図２１（Ａ）に示すように露光・現像を行うと、振動腕１３４においては塗布厚ｄ２が厚く、ウェットの状態であるため、露光・現像不足により図２１（Ｂ）に示すようにレジスト残り１１３７ａが生じる。一方、基部１５１側においては塗布厚ｄ１が薄く、ドライの状態であるため、露光後の現像が早く進みすぎて、電極膜１２２上でレジストのパターン切れが生ずるおそれがある。従って、従来より、フォトリソグラフィ工程を用いて圧電振動片１３２等の基板に微細なパターンの電極を精度良く形成することができないという問題点があった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消して、フォトリソグラフィ工程を用いて、電極膜を形成した基板の部分の面積に関係なく、基板の電極膜上に微細なレジストパターンを精度良く形成することができるフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明は、電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた基板上に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法であって、前記電極膜の帯電の際に、前記基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記基板における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、前記基板における面積の広い部分の電極膜及び前記基板における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記基板の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法により、達成される。
【００１６】
上記構成によれば、調整用導電膜が、面積を狭く形成すべき部分に沿って隣接するように形成されている。この調整用導電膜は、静電塗布時に、基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とがほぼ等しくなるように調整するためのものである。このような調整用導電膜を設けると、レジスト粒子の静電塗布において面積の広い部分の電極膜と面積の狭い部分の電極膜との電位差が小さくなるため、電極膜の単位面積当たりに静電塗布されるレジスト粒子の量がほぼ等しくなる。
従って、面積の広い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さと、面積の狭い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さとが、ほぼ等しくなる。このように電極膜上には、一様にほぼ等しい厚さのレジストパターンが形成される。このため、フォトリソグラフィ工程では、電極膜の面積の広さに関係なく、基板に微細なパターンの電極を精度良く形成することができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記基板は、圧電振動片の基材であることを特徴とする。
上記構成によれば、フォトリソグラフィ工程では、電極膜を形成した圧電振動片の基材の部分の面積の広さに関係なく、圧電振動片の電極膜上に微細なレジストパターンを精度良く形成することができる。このため、圧電振動片に微細なパターンの電極を精度良く形成でき、圧電振動片の小型化を図ることができる。
【００１８】
第３の発明は、第２の発明の構成において、前記圧電振動片の基材は、前記電極膜上に前記レジストパターンが形成される前記圧電振動片と、前記圧電振動片とは離間するように支持部を介して前記圧電振動片に一体成型されたダミーフレームとを備え、前記調整用導電膜が、前記ダミーフレーム上に形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、ダミーフレームが、圧電振動片とは離間するように支持部を介して圧電振動片に一体成型されているので、ダミーフレーム上に調整用導電膜を形成する形成工程を圧電振動片の製造工程内でまとめて処理することができる。
【００１９】
上述の目的は、第４の発明は、基板をエッチングし、前記基板から圧電振動片の外形を形成する外形形成工程と、電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた前記圧電振動片に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程と、前記レジストを用いて前記圧電振動片上に電極を形成する電極形成ステップとを有する圧電振動片の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が、前記電極膜の帯電の際に、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜及び前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記圧電振動片の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップとを含むことを特徴とする圧電振動片の製造方法により、達成される。
上記構成によれば、調整用導電膜が、面積を狭く形成すべき部分に沿って隣接するように形成されている。この調整用導電膜は、静電塗布時に、圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とがほぼ等しくなるように調整するためのものである。このような調整用導電膜を設けると、レジスト粒子の静電塗布において面積の広い部分の電極膜と面積の狭い部分の電極膜との電位差が小さくなるため、電極膜の単位面積当たりに静電塗布されるレジスト粒子の量がほぼ等しくなる。
従って、面積の広い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さと、面積の狭い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さとが、ほぼ等しくなる。このように電極膜上には、一様にほぼ等しい厚さのレジストパターンが形成される。このため、圧電振動片の製造方法に含まれるフォトリソグラフィ工程では、電極膜の面積の広さに関係なく、圧電振動片に微細なパターンの電極を精度良く形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、圧電振動片３２が搭載された圧電デバイス３０の構成例を示す平面図であり、図２は、図１のＣ−Ｃ断面図である。
これらの図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、セラミックグリーンシートを積層して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等の基板で、浅い箱状に形成されている。各積層基板（図示せず）は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するように構成されている。
【００２５】
パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図において左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構成するベースとなる積層基板には、Ａｕ及びＮｉメッキが施された電極部３１，３１が設けられている。この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。
圧電振動片３２の基部５１において導電性接着剤４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（図示せず）が形成されている。これにより、圧電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電気的に接続されている。
【００２６】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。この圧電振動片３２は、パッケージ３６側及び固定される基部５１を有している。この圧電振動片３２は、基部５１を基端として二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片を構成している。
【００２７】
さらに、この圧電振動片３２の一対の振動腕３４，３５には、図１に示されているように、その長さ方向に沿って、長溝４５，４６が形成されている。この圧電振動片３２では、詳細は後述するが本実施形態において特徴的なフォトリソグラフィ工程を用いて微細な電極パターンの電極２２ａ，２２ｂを形成することで、圧電振動片３２及び圧電デバイス３０の小型化を図ることができる。また、各振動腕３４，３５以外においても、基部５１等には、電極２２ａ，２２ｂが形成されている。パッケージ３６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。
【００２８】
図３は、図１に示す圧電振動片３２に形成されるべき電極膜の一例としての電極２２ａ，２２ｂの構成例を示す平面図である。
この圧電振動片３２の表面には、例えば電極２２ａ及び電極２２ｂが形成されている。ここで、本実施形態では、圧電振動片３２における面積の広い部分の一例としての基部５１上に形成された電極として電極２２ａを例示し、例えば圧電振動片３２における面積の狭い部分の一例としての振動腕３４上に形成された電極として電極２２ｂを例示する。尚、振動腕３４，３５はほぼ同様の構成であるので、以下の説明では主として振動腕３４について例示する。
【００２９】
また、圧電振動片３２における面積の広い部分の一例としての基部５１上に形成された電極２２ａのことを、広い部分の電極２２ａといい、圧電振動片３２における面積の狭い部分の一例としての振動腕３４上に形成された電極２２ｂのことを、狭い部分の電極２２ｂという。また、基部５１のように圧電振動片３２における面積の広い部分の細い電極のことを、広い部分の細い電極２２ｄという。
【００３０】
これらの広い部分の電極２２ａ、狭い部分の２２ｂ及び広い部分の細い電極２２ｄは、詳細は後述するが、圧電振動片３２の基材に成膜された電極膜上に、例えば静電塗布方式によってレジスト粒子を塗布して形成されたレジストを利用して、フォトリソグラフィ工程を用いて形成されている。このフォトリソグラフィ工程を用いる場合においては、微細な電極２２ｂのパターンが太らず、さらには、広い部分の細い電極２２ｄがパターン切れを生じないようにすることに留意する必要があり、これに対応するために、本実施形態において特徴的な後述するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法を採用して圧電振動片３２を製造する。
【００３１】
図４は、基部５１や振動腕３４，３５に対して静電塗布方式を用いてレジスト粒子を塗布してレジストを形成する超微粒子発生装置１３０の構成例を示す概略断面図である。
超微粒子発生装置１３０は、微粒子発生器１３１、高圧電源１３８及び塗布チャンバ１３３を備えている。
【００３２】
微粒子発生器１３１は、フォトリソグラフィ工程において用いられるフォトレジスト１３２の溶媒を含んだサブミクロン程度のレジスト微粒子１３２ａを発生させる。発生したレジスト微粒子１３２ａは、空気または窒素等の不活性ガスのキャリアガスによって、塗布チャンバ１３３のノズル部１３４に運ばれる。塗布チャンバ１３３には、高圧電源１３８が接続されている。
【００３３】
この高圧電源１３８は、塗布チャンバ１３３のノズル部１３４に３０ｋＶ〜１００ｋＶ程度の負の高電圧を印加して、レジスト微粒子１３２ｂを負に帯電させ、レジスト微粒子１３２ｂを生成する機能を有する。塗布チャンバ１３３は、ノズル部１３４の他にも正の電極１３６を備えている。この正の電極１３６は接地されており、正の電極１３６上に配置した導電性を有する部材が接地されるように構成されている。ノズル部１３４は、上記キャリアガスによって運ばれたレジスト微粒子１３２ｂを、塗布チャンバ１３３内の正の電極１３６に配置された振動腕３４等に静電塗布方式により塗布する機能を有する。
【００３４】
正の電極１３６に配置された振動腕３４等には予めその全面に電極膜が成膜されており、その電極膜２２上には、レジスト微粒子１３２ｂを塗布することでレジスト１３７が形成される。このレジスト１３７は、振動腕３４等に予め成膜された電極膜をフォトリソグラフィ工程を経て、所定のパターンに形成するためのものである。
このように微粒子発生装置１３０は、高圧電源１３８によって印加する電圧に応じて、振動腕３４等に形成するレジスト１３７の膜厚を調整することができる。
【００３５】
微粒子発生装置１３０により振動腕３４等にレジスト１３７を形成する方法の概略についてさらに説明する。以下の説明では、一例として振動腕３４上に形成した成膜した電極膜２２上にレジスト１３７を形成することを例示する。尚、本実施形態においては、電極膜２２は対象部材の一面に成膜された電極膜を示し、フォトリソグラフィ工程を経て圧電振動片３２上に形成された電極を電極２２ａ，２２ｂ，２２ｄと呼んでいる。
【００３６】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、それぞれ振動腕３４上の電極膜２２にレジスト１３７を形成する手順の一例を示す断面図である。
図４に示すようにノズル部１３４には負の高電圧を印加し、振動腕３４の電極膜２２は接地されている。従って、図５（Ａ）に示すノズル部１３４の負の高電圧に対応して、振動腕３４上の電極膜２２には正の電荷が帯電する。
【００３７】
そして、振動腕３４に対して相対的に移動するノズル部１３４が、振動腕３４上の電極膜２２に対してレジスト微粒子１３２ｂを塗布し、図５（Ｂ）に示すようにレジスト微粒子１３２ｂが振動腕３４上の電極膜２２の電荷に引きつけられて、振動腕３４上の電極膜２２に塗布される。そして、図５（Ｃ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２には、それらレジスト微粒子１３２ｂでなるレジスト１３７が形成される。
【００３８】
圧電振動片３２は以上のような構成であり、次に図１〜図５を参照しつつフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法を含む圧電振動片３２の製造方法の手順の一例について説明する。
図６〜図１０及び図１１〜図１４は、それぞれレジスト微粒子１３２ｂを塗布してレジスト１３７を形成する様子の一例を示す平面図及び断面図である。尚、図１１及び図１２は、基部５１上の電極膜２２にレジスト１３７を形成する例を示しており、図１３及び図１４は、振動腕３４，３５上の電極膜２２にレジスト１３７を形成する例を示している。
【００３９】
まず、図６に示すように圧電振動片３２の外形に対応してエッチングした水晶ウェハには、圧電振動片３２の外形が配列して形成されており、その圧電振動片３２には予め電極膜２２が全面に成膜される。この圧電振動片３２の周囲には、その外形エッチングにより貫通部２１が形成されている。尚、図６においては、貫通部２１をハッチングで図示している。
【００４０】
＜調整用導電膜形成ステップ＞
ここで、本発明の実施形態において特徴的なことは、上記レジスト微粒子１３２ｂの静電塗布時において、図３に示すように水晶ウェハにおける面積の広い部分の一例としての基部５１上の電極膜２２の電荷分布と、水晶ウェハにおける面積の狭い部分の一例としての振動腕３４の電荷分布とを調整するために、図６に示すように調整用導電膜としてのダミー電極膜２２ｃを、水晶ウェハにおける面積に押せまい部分の一例としての振動腕３４上の電極膜２２に沿って隣接するように形成していることである。
【００４１】
また、圧電振動片３２の基材の一例としての水晶ウェハは、後述するように予め成膜された電極膜２２上にレジストパターンが形成される圧電振動片３２及び、圧電振動片３２とは離間するように支持部４９を介して圧電振動片３２に一体成型されたダミーフレームＤＦを備えている。この調整用導電膜としてのダミー電極膜２２ｃは、ダミーフレームＤＦ上に形成されている。従って、ダミー電極膜２２ｃは、水晶ウェハの面積の狭い部分の一例としての振動腕３４の電極膜２２に沿って隣接するように形成されている。
【００４２】
図４に示すようにレジスト微粒子１３２ａを基部上の電極膜２２や振動腕３４上の電極膜２２に静電塗布しようとすると、まず、上記超微粒子発生装置１３０が、水晶ウェハを正の電極１３６に帯電させる。図７に示すように水晶ウェハ上の電極膜２２に正電荷１３２ｃを帯電させる。この電極膜２２においては、ダミーフレームＤＦの存在により、基部５１上の電極膜２２の電荷分布と振動腕３４の電極膜２２の電荷分布がほぼ等しくなり、基部５１上の電極膜２２と振動腕３４の電極膜２２の電位差が小さくなる。これは、ダミーフレームＤＦが存在することにより、例えばダミーフレームＤＦのダミー電極膜２２ｃに帯電した正電荷１３２ｃが、振動腕３４上の電極膜２２に帯電した正電荷１３２ｃと反発して分散し、各電極膜２２に帯電する電荷量が均等となるように調整されるためである。
【００４３】
＜レジスト形成ステップ＞
次に、図１１（Ａ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａには、図１１（Ｂ）に示すようにノズル部１３４からのレジスト微粒子１３２ｂが、電極膜２２ａに塗布厚が均一に薄く塗布される。一方、図１３（Ａ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂには、同様に図１３（Ｂ）に示すようにノズル部１３４からのレジスト微粒子１３２ｂが、電極膜２２ｂに塗布厚が均一に薄く塗布される。
【００４４】
レジスト微粒子１３２ｂが圧電振動片３２上やダミーフレームＤＦ上の電極膜２２の一面に成膜された様子を図８に示す。この図８では、貫通部２１以外の水晶ウェハの全面に均一にレジスト微粒子１３２ｂが塗布されている様子の一例を示している。本実施形態では、基部５１上の電極膜２２ａと振動腕３４上の電極膜２２ｂとでは、それらの膜厚が図１１（Ｂ）や図１３（Ｂ）に示すようにほぼ均一となる。
【００４５】
このようにレジスト微粒子１３２ｂが均一に塗布されるのは、上述した図７に示すように振動腕３４側の電極膜２２ｂにおける電荷分布の偏りが、基部５１上の電極膜２２ａにおける電荷分布に対して従来よりも改善されるためである。つまり、図１３（Ｂ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂに帯電する電荷分布が、ダミーフレームＤＦ上のダミー電極膜２２ｃに帯電する電荷分布によって調整されるためである。このようにすると、振動腕３４側の電極膜２２ｂと基部５１側の電極膜２２ａの電位差が調整されるようになる。
【００４６】
そして、塗布されたレジスト微粒子１３２ｂは、図１１（Ｃ）や図１３（Ｃ）に示すように溶解してウェット化して流動化することなく、基部５１上の電極２２ａや振動腕３４上の電極２２ｂにほぼ均一な膜厚のレジスト１３７を構成することができる。
【００４７】
＜レジストパターン形成ステップ＞
次に図３に示す広い部分の電極２２ａ、狭い部分の電極２２ｂ（及び広い部分の細い電極２２ｄ）等にそれぞれ対応した図１１（Ｄ）及び図１３（Ｄ）にそれぞれ示すマスク７１を配置し、レジスト１３７が露光される。すると、図１１（Ｄ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａに面積の広い部分のレジストパターン１３７ａ及び、図１３（Ｅ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂに面積の狭い部分のレジストパターン１３７ｂが形成される。これらのレジストパターン１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ塗布されるレジスト微粒子の量が調整されているので、塗布厚がほぼ等しくなる。
【００４８】
このマスク７１には、例えばダミー電極膜２２ｃ上に形成されたレジスト１３７を除去するためのパターンが形成されているのが望ましい。このような構成とすると、図１３（Ｄ）に示すようにマスク７１を配置して、図１３（Ｅ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２に面積の狭い部分のレジストパターン１３７ｂを形成すると、ダミーフレームＤＦ上のダミー電極膜２２ｃには自動的にレジストパターン１３７ｂを残さないようにすることができる。
【００４９】
レジストパターン１３７ａ，１３７ｂを形成すると、図９に示すような構成となる。このようにレジストパターン１３７ａ，１３７ｂが形成された状態では、ダミーフレームＤＦ上からは上記レジスト１３７が除去されている。つまり、上記マスク７１が配置された状態で露光すると、基部５１や振動腕３４等上には所望のレジストパターン１３７ａ，１３７ｂを残すが、同時にダミーフレームＤＦ上にはレジストパターンを残さないようにすることができる。
【００５０】
次に図１１（Ｅ）に示す広い部分のレジストパターン１３７ａに応じて電極膜２２ａや、図１３（Ｅ）に示す狭い部分のレジストパターン１３７ｂに応じて電極膜２２ｂのエッチングを行うと、それぞれ図１２（Ａ）に示す基部５１上に面積の広い電極２２ａや、図１４（Ａ）に示す振動腕３４上に面積の狭い電極２２ｂを形成することができる。そして、広い部分の電極２２ａ上のレジストパターン１３７ａや狭い部分の電極２２ｂ上のレジストパターン１３７ｂが剥離される。
従って、図示のように圧電振動片３２には、図１２（Ｂ）及び図１４（Ｂ）に示すようにレジストパターン１３７ａ，１３７ｂが残ることがなく、図１０に示すような所望のパターンである広い部分の電極２２ａや狭い部分の電極２２ｂが精度良く形成される。
【００５１】
また、上記実施形態では、面積の広い部分の電極２２ａを基部５１に、面積の狭い部分及び電極２２ｂを振動腕３４に形成することを例示しているが、これに限られない。具体的には、本実施形態は、面積の広い部分の一例としての基部５１上に広い部分の電極２２ａを形成する場合のみならず、基部５１上に細い電極２２ｄをフォトリソグラフィ工程を用いて形成する場合にも適用することができる。これは、図６に示すようにダミーフレームＤＦ上のダミー電極膜２２ｃの存在によって同様に圧電振動片３２上の電極膜全体の電荷分布が一様となるように調整されるためである。つまり、本実施形態は、面積の広い部分の一例としての基部５１上に精度良く微細なパターンの細い電極２２ｄを形成する際にも適用でき、従来発生していた面積の広い部分の電極のパターン切れを防止することもできる。
【００５２】
次に電極２２ａ等が形成された圧電振動片３２は、ダミーフレームＤＦ等が除去され、図３に示すような個々の圧電振動片３２が完成する。次に、この圧電振動片３２は、図１や図２に示すように構成されたパッケージ３６における導電性接着剤４３，４３の上に基部５１が配置され、その導電性接着剤４３，４３が硬化される。圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（上記面積の広い部分の電極２２ａに相当）が形成されている。これにより、圧電振動片３２は、導電性接着剤４３，４３を介して、駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と電気的に接続される。
【００５３】
次に圧電振動片３２を内蔵したパッケージ３６の開放した上端には、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより封止される。次に、圧電振動片３２は、その表面の電極膜の一部を蒸散させることによって、その周波数調整が行われ、圧電デバイス３０が完成する。
【００５４】
図１５は、圧電振動片３２上の電極膜２２に形成したレジスト１３７の塗布厚の一例を示す図である。尚、ダミーフレームＤＦがある場合のレジスト１３７の塗布厚ｄは、図１２（Ａ）や図１４（Ａ）に示す塗布厚ｄに相当し、ダミーフレームＤＦがない場合のレジストの塗布厚は、図２０（Ｃ）に示す塗布厚ｄ１，ｄ２に相当する。
図１５では、上記ダミーフレームＤＦを設けてレジスト１３７を形成した場合（図示左側）のレジスト１３７の塗布厚と、ダミーフレームＤＦを設けずにレジスト１３７を形成した場合（図示右側）のレジスト１３７の塗布厚を比較している。
【００５５】
まず、基部５１上の電極膜２２ａに形成したレジストパターン１３７ａの塗布厚ｄは、ダミーフレームＤＦを設けない場合もダミーフレームＤＦを設けた場合もほぼ同様に２．０μｍ程度である。従って、図１１（Ｅ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａ上に面積の広い部分のレジストパターン１３７ａを形成する場合においては、ダミーフレームＤＦを設けても設けなくても影響が少ないことがわかる。
【００５６】
一方、振動腕３４上の電極膜２２ｂに形成したレジスト１３７ｂの塗布厚ｄは、ダミーフレームＤＦを設けない場合には４．５μｍ程度であるのに対し、ダミーフレームＤＦを設けた場合には３．５μｍ程度である。従って、図１１（Ｅ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａ上に面積の狭い部分のレジストパターン１３７ａを形成する場合及び図１３（Ｅ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂ上に面積の狭い部分のレジストパターン１３７ｂを形成する場合においては、それぞれダミーフレームＤＦを設けると塗布厚ｄを薄く均一にすることができる。
【００５７】
また、基部５１上の電極２２ａに形成されたレジストパターン１３７ａの塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２に対する、振動腕３４上の電極２２ｂに形成されたレジストパターン１３７ｂの塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２の特性（図示の「腕部／基部」に相当、以下「塗布厚比」という）を参照しても以下のようなことがわかる。尚、図１５では、その縦軸として塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２［μｍ］が示されているが、上記塗布厚比の特性の縦軸の単位としては、この塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２［μｍ］を用いずに図示している。
【００５８】
この塗布厚比は、振動腕３４上の電極膜２２ｂに形成されたレジストパターン１３７ｂの塗布厚ｄが薄くなればなるほど、より数値が１に近づくように低くなる。ここで塗布量が一定であることから、塗布厚比が低くなることは、圧電振動片３２の電極膜２２全体として、レジスト１３７の膜厚が均一に塗布されることを示している。
【００５９】
具体的には、塗布厚比は、ダミーフレームＤＦを設けない場合よりもダミーフレームＤＦを設けた場合の方が塗布厚比がより１に近づくように低くなっている。従って、ダミーフレームＤＦを設けてレジスト１３７を形成した方が、圧電振動片３２の電極膜２２に均一にレジスト１３７を形成することができることがわかる。
【００６０】
本発明の実施形態によれば、ダミー電極膜２２ｃを上述のように設けると、レジスト微粒子１３２ｂの静電塗布時における、レジスト１３７の圧電振動片における面積の広い部分の電極膜２２ａの部分と、レジスト１３７の前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜２２ｂの部分との電荷密度をほぼ等しくし、両者の電位差を小さくすることができる。このように広い部分の電極膜２２及び狭い部分の電極膜２２ｂでは、レジスト微粒子１３２ｂの静電塗布時に単位面積当たりに塗布されるレジスト微粒子１３２ｂの量がほぼ等しくなる。従って、本実施形態によれば、フォトリソグラフィ工程を用いて、電極膜２２を形成した基板の一例としての圧電振動片３２の部分の面積に関係なく、圧電振動片３２の電極膜２２上に微細なレジストパターン１３７ａ，１３７ｂを精度良く形成することができる。
【００６１】
従って、面積の広い電極膜２２ａに形成されたレジストパターン１３７ａの塗布厚ｄと、面積の狭い電極膜２２ｂに形成されたレジストパターン１３７ｂの塗布厚ｄとがほぼ等しくなる。このため、本実施形態によれば、面積の広さに拘わらず、フォトリソグラフィ工程を経て微細なパターンの電極膜２２を精度良く形成することができる。従って、本実施形態によれば、例えば従来フォトリソグラフィ工程が制約となっていた超小型の圧電振動片３２に、フォトリソグラフィ工程を用いて様々な広さの電極２２をパターン切れ等を生ずることなく形成することができる。
【００６２】
上記実施形態では、音叉型の圧電振動片３２上に、面積の広い電極２２ａ及び面積の狭い電極２２ｂを形成することを例示しているがこれに限られず、例えばジャイロセンサの電極を形成する際に、フォトリソグラフィ工程を用いてレジストを形成する場合に適用しても良いことはいうまでもない。以下、ジャイロセンサの構成例について簡単に説明する。
【００６３】
図１６は、圧電デバイスの一例としてのジャイロセンサの概略構成を示す概略平面図である。尚、図１６において、Ｘ方向は水晶の電気軸、Ｙ方向は水晶の機械軸、Ｚ方向は水晶の光軸（成長軸）を示している。
ジャイロセンサ８０は、センサ本体８１が、圧電材料等を使用したパッケージ９８内に収容されており、このパッケージ９８内は、第１の実施形態で説明したのとほぼ同様に、センサ本体８１を収容できる形態の箱状に形成されており、センサ本体８１を励振する励振回路等の駆動手段と、センサ本体８１からの振動を検出する回路等を備えている（図示せず）。
【００６４】
センサ本体８１は、水晶をエッチングして形成されている。図１６において、センサ本体８１のほぼ正方形の基部８２はパッケージ９８に対して固定されている。面積の広い部分の一例としての基部８２には、太い電極や細い電極が形成されており、この基部８２からは、それぞれ左右の方向に基部８２と一体に形成された支持部８３，８３が延びている。支持部８３，８３は、基部８２の一部である。
各支持部８３，８３の端部には、各支持部８３，８３の延びる方向と直交する方向に、各支持部８３，８３の端部を起点として、両方向に延出された励振用振動腕８４，８４が設けられている。つまり、基部８２からその一部である各支持部８３，８３を介して、励振用振動腕８４，８４が互いに平行に延びている。そして、面積の狭い部分の一例としての各励振用振動腕８４，８４には、それぞれ長さ方向に並んだ長い溝９４，９４が設けられており、励振電極等の電極が形成されている。
【００６５】
さらに、図１６において固定部８２の上下の片にほぼ中央部には、上記支持部８３，８３の延びる方向と直交する方向に、２つの検出用振動腕８５，８５が形成されている。一方の検出用振動腕８５は、図１６において上方に延びており、他方の検出用振動腕８５は、図１６において下方に延びていて、検出用振動腕８５，８５と、各支持部８３，８３の端部に設けられた各励振用振動腕８４，８４は、互いに平行とされている。検出用振動腕８５は、例えば上記実施形態における面積の狭い部分に相当しており、上記実施形態における狭い部分の電極が形成されている。
【００６６】
図１６において、ジャイロセンサ８０の励振用振動腕８４，８４は、駆動手段としての図示しない励振回路から、駆動用電圧が印加されることにより、矢印Ｅ，Ｅに示すように、その先端部どうしが接近したり離間したりするようにして振動する。この際に、図１６に示すように、紙面の平面内で固定部８２の中心Ｏの回りに、回転角速度ωが働くと、コリオリの力は、図１６のＦ，Ｆの方向に働く。この振動は、支持部８３，８３と固定部８２を介して検出用振動腕８５，８５に伝えられる。つまり、励振用振動腕８４，８４は、Ｘ軸方向の振動の方向と、回転角速度ωとのベクトル積の方向に働くコリオリの力Ｆｃを受けて、Ｙ軸に沿って（プラスＹ方向とマイナスＹ方向に交互に）振動するようになっている（ウオーク振動）。この振動は支持部８３，８３を介して検出用振動腕８５，８５に伝えられる。
【００６７】
＜応用例＞
図１７は、本発明の上述した実施形態に係る製造方法により製造された圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置３００の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ３０１を備えている。
【００６８】
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段としてのメモリ３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、例えば、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。
【００６９】
コントローラとしてのＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイス３０或いはジャイロセンサ８０を利用することにより、小型化を図ることができる。
【００７０】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
また、上記実施形態は、レジストを形成する際に適用されているが、これに限られず、レジスト材以外の様々な膜を形成する際にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 圧電振動片が搭載された圧電デバイスの構成例を示す平面図。
【図２】 図１に示す圧電デバイスＣ−Ｃ断面図。
【図３】 電極の構成例を示す平面図。
【図４】 超微粒子発生装置の構成例を示す概略断面図。
【図５】 振動腕の電極膜にレジストを形成する手順の一例を示す断面図。
【図６】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図７】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図８】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図９】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図１０】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図１１】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１２】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１３】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１４】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１５】 レジストの塗布厚の一例を示す図。
【図１６】 圧電デバイスの構成例を示す概略平面図。
【図１７】 デジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１８】 従来の圧電振動片の製造方法の手順の一例を示す平面図。
【図１９】 従来の圧電振動片の製造方法の手順の一例を示す平面図。
【図２０】 電極膜を所定のパターンに形成する手順の一例を示す断面図。
【図２１】 電極膜を所定のパターンに形成する手順の一例を示す断面図。
【符号の説明】
２２・・・電極膜、２２ａ・・・広い部分の電極（圧電振動片における面積の広い部分の電極膜）、２２ｂ・・・狭い部分の電極（圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜）、２２ｃ・・・ダミー電極膜（調整用導電膜）、３０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３４，３５・・・振動腕（基板における面積の広い部分、圧電振動片における面積の広い部分）、４３・・・支持部、５１・・・基部（基板における面積の広い部分、圧電振動片における面積の広い部分）、７１・・・マスク、１３２ａ，１３２ｃ・・・レジスト微粒子（レジスト粒子）、１３２ｃ・・・正電荷、１３７・・・レジスト，１３７ａ・・・圧電振動片における面積の広い部分の電極膜のレジストパターン、１３７ｂ・・・圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜のレジストパターン、３００・・・デジタル式携帯電話装置（電子機器、携帯電話装置）、ＤＦ・・・ダミーフレーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極膜を被覆し、電極膜に帯電させた基板上に対して電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯型電話装置、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器において装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。圧電デバイスの小型薄型化を図るためには、内蔵する圧電振動片の小型化が要求され、これに伴い圧電振動片の電極膜の微細パターン化が要求されている。
従来、圧電振動片に電極膜を形成する方法としては、例えばＣｒやＡｕでなる電極膜を被覆した基板上に対して電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成する手法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１８は、レジストの静電塗布を用いた従来の圧電振動片１３２の製造方法の手順の一例を示す平面図であり、図１９は、電極膜に正電荷が帯電している様子の一例を示す図である。尚、図１９においては、電極膜の図示を省略している。
従来の圧電振動片１３２の製造方法では、圧電振動片１３２に電極膜を形成する際に用いるレジストを塗布するのに、例えば図示しない超微粒子発生装置を用いている。この超微粒子発生装置は、微粒子発生器においてフォトレジストの溶媒を含んだレジスト粒子を生成し、このレジスト粒子をキャリアガスに混ぜて塗布チャンバーのノズルへと送る。
【０００４】
そして、この微粒子発生装置は、ノズルに印加された高電圧によって、レジスト粒子を塗布チャンバー内に配置された圧電振動片１３２に対して静電塗布を行い、圧電振動片１３２にレジストを形成する構成となっている。尚、レジスト粒子は例えば負電荷を帯びており、圧電振動片１３２は例えば正電荷を帯びているものとする。
【０００５】
図１８に示す圧電振動片１３２に対してレジスト粒子を静電塗布する際には、図１９に示すように圧電振動片１３２においては、正電荷が、振動腕１３４，１３５においては密に帯電し、基部１５１等においては疎に帯電することが知られている。
【０００６】
図２０及び図２１は、それぞれレジスト粒子の静電塗布を用いてレジストを形成し、電極膜１２２を所定のパターンに形成する手順を簡素化して表した一例を示す断面図である。尚、図２０及び図２１においては、それぞれ左側が基部１５１の断面構成を示し、右側が図１８の振動腕１３４の断面構成を示している。尚、振動腕１３５は、振動腕１３４とほぼ同様な構成であるので説明を省略する。また、図２０や図２１においては、視認しやすさを考慮し、厚さを誇張して図示している。
【０００７】
まず、圧電振動片１３２は、例えば水晶ウェハに形成されており、上述のように例えば振動腕１３４や基部１５１等の表面が金属の電極膜１２２で被覆されている。上記超微粒子発生装置は、図２０（Ａ）に示すように基部１５１や振動腕１３４に成膜された電極膜１２２に正電荷を帯びさせ、上述のように例えば負電荷を帯びさせたレジスト微粒子１３２ｂを静電塗布方式を用いて、図２０（Ｂ）に示すように塗布する機能を有する。
【０００８】
基部１５１や振動腕１３４に塗布された所定の厚さのレジスト微粒子１３２ｂは、図２０（Ｃ）に示すようにレジスト１１３７を構成する。次にレジスト１１３７上には、所定の電極パターンに対応して構成されたマスクＭＳＫを図２０（Ｄ）に示すように配置し、図２０（Ｅ）に示すように基部１５１や振動腕１３４上には、所定の電極パターンに対応したレジスト１１３７が形成される。
次に図２１（Ａ）に示すようにレジスト１１３７を用いて電極膜１２２を所定のパターンに形成し、図２１（Ｂ）に示すようにレジスト１１３７が除去されることで、基部１５１や振動腕１３４上には所定のパターンの電極１２２ａが形成される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２９０１８１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法においては、図２０（Ｂ）に示すように形成したいレジストの面積に応じて電極膜１２２に帯電する電荷密度が異なっている。具体的には、例えば基部１５１側の広い電極膜１２２には正電荷１３２ｃが疎に帯電し、振動腕１３４側の狭い電極膜１２２には正電荷１３２ｃが密に帯電する傾向がある。
【００１１】
電極膜１２２においてこのように正電荷１３２ｂが帯電すると、電極膜１２２上に塗布される単位面積当たりのレジスト微粒子１３２ｂの量が、基部１５１側と振動腕１３４で異なってしまい、結果として、図２０（Ｃ）に示すようにレジスト１１３７の厚さがｄ１，ｄ２のように異なってしまう問題点があった。つまり、静電塗布方式でレジスト１１３７を塗布すると、図２０（Ｅ）に示すようにレジスト１１３７は、振動腕１３４のような面積の狭いパターンの電極膜１２２に厚く、基部１５１のような面積の広いパターンの電極膜１２２には薄く形成されてしまう。
【００１２】
レジスト粒子１３２ｂが多く塗布された部分、例えば振動腕１３４側においては、粒子が集まって溶解してウェットの状態となり、またさらに、レジスト粒子１３２ｂが中央部に集まって塗布厚がさらに厚くなる。一方、レジスト粒子１３２ｂが少なく塗布された部分、例えば基部１５１においては、レジスト粒子１３２ｂが溶解することもなく、ドライの状態である。
【００１３】
このような状態において図２１（Ａ）に示すように露光・現像を行うと、振動腕１３４においては塗布厚ｄ２が厚く、ウェットの状態であるため、露光・現像不足により図２１（Ｂ）に示すようにレジスト残り１１３７ａが生じる。一方、基部１５１側においては塗布厚ｄ１が薄く、ドライの状態であるため、露光後の現像が早く進みすぎて、電極膜１２２上でレジストのパターン切れが生ずるおそれがある。従って、従来より、フォトリソグラフィ工程を用いて圧電振動片１３２等の基板に微細なパターンの電極を精度良く形成することができないという問題点があった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消して、フォトリソグラフィ工程を用いて、電極膜を形成した基板の部分の面積に関係なく、基板の電極膜上に微細なレジストパターンを精度良く形成することができるフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法、圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電デバイス、電子機器及び携帯電話装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明は、電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた基板上に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法であって、前記電極膜の帯電の際に、前記基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記基板における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、前記基板における面積の広い部分の電極膜及び前記基板における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記基板の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップとを有することを特徴とするフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法により、達成される。
【００１６】
上記構成によれば、調整用導電膜が、面積を狭く形成すべき部分に沿って隣接するように形成されている。この調整用導電膜は、静電塗布時に、基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とがほぼ等しくなるように調整するためのものである。このような調整用導電膜を設けると、レジスト粒子の静電塗布において面積の広い部分の電極膜と面積の狭い部分の電極膜との電位差が小さくなるため、電極膜の単位面積当たりに静電塗布されるレジスト粒子の量がほぼ等しくなる。
従って、面積の広い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さと、面積の狭い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さとが、ほぼ等しくなる。このように電極膜上には、一様にほぼ等しい厚さのレジストパターンが形成される。このため、フォトリソグラフィ工程では、電極膜の面積の広さに関係なく、基板に微細なパターンの電極を精度良く形成することができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記基板は、圧電振動片の基材であることを特徴とする。
上記構成によれば、フォトリソグラフィ工程では、電極膜を形成した圧電振動片の基材の部分の面積の広さに関係なく、圧電振動片の電極膜上に微細なレジストパターンを精度良く形成することができる。このため、圧電振動片に微細なパターンの電極を精度良く形成でき、圧電振動片の小型化を図ることができる。
【００１８】
第３の発明は、第２の発明の構成において、前記圧電振動片の基材は、前記電極膜上に前記レジストパターンが形成される前記圧電振動片と、前記圧電振動片とは離間するように支持部を介して前記圧電振動片に一体成型されたダミーフレームとを備え、前記調整用導電膜が、前記ダミーフレーム上に形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、ダミーフレームが、圧電振動片とは離間するように支持部を介して圧電振動片に一体成型されているので、ダミーフレーム上に調整用導電膜を形成する形成工程を圧電振動片の製造工程内でまとめて処理することができる。
【００１９】
上述の目的は、第４の発明は、基板をエッチングし、前記基板から圧電振動片の外形を形成する外形形成工程と、電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた前記圧電振動片に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程と、前記レジストを用いて前記圧電振動片上に電極を形成する電極形成ステップとを有する圧電振動片の製造方法であって、前記フォトリソグラフィ工程が、前記電極膜の帯電の際に、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜及び前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記圧電振動片の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップとを含むことを特徴とする圧電振動片の製造方法により、達成される。
上記構成によれば、調整用導電膜が、面積を狭く形成すべき部分に沿って隣接するように形成されている。この調整用導電膜は、静電塗布時に、圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とがほぼ等しくなるように調整するためのものである。このような調整用導電膜を設けると、レジスト粒子の静電塗布において面積の広い部分の電極膜と面積の狭い部分の電極膜との電位差が小さくなるため、電極膜の単位面積当たりに静電塗布されるレジスト粒子の量がほぼ等しくなる。
従って、面積の広い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さと、面積の狭い部分の電極膜上に形成されたレジストパターンの厚さとが、ほぼ等しくなる。このように電極膜上には、一様にほぼ等しい厚さのレジストパターンが形成される。このため、圧電振動片の製造方法に含まれるフォトリソグラフィ工程では、電極膜の面積の広さに関係なく、圧電振動片に微細なパターンの電極を精度良く形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、圧電振動片３２が搭載された圧電デバイス３０の構成例を示す平面図であり、図２は、図１のＣ−Ｃ断面図である。
これらの図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、セラミックグリーンシートを積層して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等の基板で、浅い箱状に形成されている。各積層基板（図示せず）は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するように構成されている。
【００２５】
パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図において左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構成するベースとなる積層基板には、Ａｕ及びＮｉメッキが施された電極部３１，３１が設けられている。この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。
圧電振動片３２の基部５１において導電性接着剤４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（図示せず）が形成されている。これにより、圧電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電気的に接続されている。
【００２６】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。この圧電振動片３２は、パッケージ３６側及び固定される基部５１を有している。この圧電振動片３２は、基部５１を基端として二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片を構成している。
【００２７】
さらに、この圧電振動片３２の一対の振動腕３４，３５には、図１に示されているように、その長さ方向に沿って、長溝４５，４６が形成されている。この圧電振動片３２では、詳細は後述するが本実施形態において特徴的なフォトリソグラフィ工程を用いて微細な電極パターンの電極２２ａ，２２ｂを形成することで、圧電振動片３２及び圧電デバイス３０の小型化を図ることができる。また、各振動腕３４，３５以外においても、基部５１等には、電極２２ａ，２２ｂが形成されている。パッケージ３６の開放された上端には、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。
【００２８】
図３は、図１に示す圧電振動片３２に形成されるべき電極膜の一例としての電極２２ａ，２２ｂの構成例を示す平面図である。
この圧電振動片３２の表面には、例えば電極２２ａ及び電極２２ｂが形成されている。ここで、本実施形態では、圧電振動片３２における面積の広い部分の一例としての基部５１上に形成された電極として電極２２ａを例示し、例えば圧電振動片３２における面積の狭い部分の一例としての振動腕３４上に形成された電極として電極２２ｂを例示する。尚、振動腕３４，３５はほぼ同様の構成であるので、以下の説明では主として振動腕３４について例示する。
【００２９】
また、圧電振動片３２における面積の広い部分の一例としての基部５１上に形成された電極２２ａのことを、広い部分の電極２２ａといい、圧電振動片３２における面積の狭い部分の一例としての振動腕３４上に形成された電極２２ｂのことを、狭い部分の電極２２ｂという。また、基部５１のように圧電振動片３２における面積の広い部分の細い電極のことを、広い部分の細い電極２２ｄという。
【００３０】
これらの広い部分の電極２２ａ、狭い部分の２２ｂ及び広い部分の細い電極２２ｄは、詳細は後述するが、圧電振動片３２の基材に成膜された電極膜上に、例えば静電塗布方式によってレジスト粒子を塗布して形成されたレジストを利用して、フォトリソグラフィ工程を用いて形成されている。このフォトリソグラフィ工程を用いる場合においては、微細な電極２２ｂのパターンが太らず、さらには、広い部分の細い電極２２ｄがパターン切れを生じないようにすることに留意する必要があり、これに対応するために、本実施形態において特徴的な後述するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法を採用して圧電振動片３２を製造する。
【００３１】
図４は、基部５１や振動腕３４，３５に対して静電塗布方式を用いてレジスト粒子を塗布してレジストを形成する超微粒子発生装置１３０の構成例を示す概略断面図である。
超微粒子発生装置１３０は、微粒子発生器１３１、高圧電源１３８及び塗布チャンバ１３３を備えている。
【００３２】
微粒子発生器１３１は、フォトリソグラフィ工程において用いられるフォトレジスト１３２の溶媒を含んだサブミクロン程度のレジスト微粒子１３２ａを発生させる。発生したレジスト微粒子１３２ａは、空気または窒素等の不活性ガスのキャリアガスによって、塗布チャンバ１３３のノズル部１３４に運ばれる。塗布チャンバ１３３には、高圧電源１３８が接続されている。
【００３３】
この高圧電源１３８は、塗布チャンバ１３３のノズル部１３４に３０ｋＶ〜１００ｋＶ程度の負の高電圧を印加して、レジスト微粒子１３２ｂを負に帯電させ、レジスト微粒子１３２ｂを生成する機能を有する。塗布チャンバ１３３は、ノズル部１３４の他にも正の電極１３６を備えている。この正の電極１３６は接地されており、正の電極１３６上に配置した導電性を有する部材が接地されるように構成されている。ノズル部１３４は、上記キャリアガスによって運ばれたレジスト微粒子１３２ｂを、塗布チャンバ１３３内の正の電極１３６に配置された振動腕３４等に静電塗布方式により塗布する機能を有する。
【００３４】
正の電極１３６に配置された振動腕３４等には予めその全面に電極膜が成膜されており、その電極膜２２上には、レジスト微粒子１３２ｂを塗布することでレジスト１３７が形成される。このレジスト１３７は、振動腕３４等に予め成膜された電極膜をフォトリソグラフィ工程を経て、所定のパターンに形成するためのものである。
このように微粒子発生装置１３０は、高圧電源１３８によって印加する電圧に応じて、振動腕３４等に形成するレジスト１３７の膜厚を調整することができる。
【００３５】
微粒子発生装置１３０により振動腕３４等にレジスト１３７を形成する方法の概略についてさらに説明する。以下の説明では、一例として振動腕３４上に形成した成膜した電極膜２２上にレジスト１３７を形成することを例示する。尚、本実施形態においては、電極膜２２は対象部材の一面に成膜された電極膜を示し、フォトリソグラフィ工程を経て圧電振動片３２上に形成された電極を電極２２ａ，２２ｂ，２２ｄと呼んでいる。
【００３６】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、それぞれ振動腕３４上の電極膜２２にレジスト１３７を形成する手順の一例を示す断面図である。
図４に示すようにノズル部１３４には負の高電圧を印加し、振動腕３４の電極膜２２は接地されている。従って、図５（Ａ）に示すノズル部１３４の負の高電圧に対応して、振動腕３４上の電極膜２２には正の電荷が帯電する。
【００３７】
そして、振動腕３４に対して相対的に移動するノズル部１３４が、振動腕３４上の電極膜２２に対してレジスト微粒子１３２ｂを塗布し、図５（Ｂ）に示すようにレジスト微粒子１３２ｂが振動腕３４上の電極膜２２の電荷に引きつけられて、振動腕３４上の電極膜２２に塗布される。そして、図５（Ｃ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２には、それらレジスト微粒子１３２ｂでなるレジスト１３７が形成される。
【００３８】
圧電振動片３２は以上のような構成であり、次に図１〜図５を参照しつつフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法を含む圧電振動片３２の製造方法の手順の一例について説明する。
図６〜図１０及び図１１〜図１４は、それぞれレジスト微粒子１３２ｂを塗布してレジスト１３７を形成する様子の一例を示す平面図及び断面図である。尚、図１１及び図１２は、基部５１上の電極膜２２にレジスト１３７を形成する例を示しており、図１３及び図１４は、振動腕３４，３５上の電極膜２２にレジスト１３７を形成する例を示している。
【００３９】
まず、図６に示すように圧電振動片３２の外形に対応してエッチングした水晶ウェハには、圧電振動片３２の外形が配列して形成されており、その圧電振動片３２には予め電極膜２２が全面に成膜される。この圧電振動片３２の周囲には、その外形エッチングにより貫通部２１が形成されている。尚、図６においては、貫通部２１をハッチングで図示している。
【００４０】
＜調整用導電膜形成ステップ＞
ここで、本発明の実施形態において特徴的なことは、上記レジスト微粒子１３２ｂの静電塗布時において、図３に示すように水晶ウェハにおける面積の広い部分の一例としての基部５１上の電極膜２２の電荷分布と、水晶ウェハにおける面積の狭い部分の一例としての振動腕３４の電荷分布とを調整するために、図６に示すように調整用導電膜としてのダミー電極膜２２ｃを、水晶ウェハにおける面積に押せまい部分の一例としての振動腕３４上の電極膜２２に沿って隣接するように形成していることである。
【００４１】
また、圧電振動片３２の基材の一例としての水晶ウェハは、後述するように予め成膜された電極膜２２上にレジストパターンが形成される圧電振動片３２及び、圧電振動片３２とは離間するように支持部４９を介して圧電振動片３２に一体成型されたダミーフレームＤＦを備えている。この調整用導電膜としてのダミー電極膜２２ｃは、ダミーフレームＤＦ上に形成されている。従って、ダミー電極膜２２ｃは、水晶ウェハの面積の狭い部分の一例としての振動腕３４の電極膜２２に沿って隣接するように形成されている。
【００４２】
図４に示すようにレジスト微粒子１３２ａを基部上の電極膜２２や振動腕３４上の電極膜２２に静電塗布しようとすると、まず、上記超微粒子発生装置１３０が、水晶ウェハを正の電極１３６に帯電させる。図７に示すように水晶ウェハ上の電極膜２２に正電荷１３２ｃを帯電させる。この電極膜２２においては、ダミーフレームＤＦの存在により、基部５１上の電極膜２２の電荷分布と振動腕３４の電極膜２２の電荷分布がほぼ等しくなり、基部５１上の電極膜２２と振動腕３４の電極膜２２の電位差が小さくなる。これは、ダミーフレームＤＦが存在することにより、例えばダミーフレームＤＦのダミー電極膜２２ｃに帯電した正電荷１３２ｃが、振動腕３４上の電極膜２２に帯電した正電荷１３２ｃと反発して分散し、各電極膜２２に帯電する電荷量が均等となるように調整されるためである。
【００４３】
＜レジスト形成ステップ＞
次に、図１１（Ａ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａには、図１１（Ｂ）に示すようにノズル部１３４からのレジスト微粒子１３２ｂが、電極膜２２ａに塗布厚が均一に薄く塗布される。一方、図１３（Ａ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂには、同様に図１３（Ｂ）に示すようにノズル部１３４からのレジスト微粒子１３２ｂが、電極膜２２ｂに塗布厚が均一に薄く塗布される。
【００４４】
レジスト微粒子１３２ｂが圧電振動片３２上やダミーフレームＤＦ上の電極膜２２の一面に成膜された様子を図８に示す。この図８では、貫通部２１以外の水晶ウェハの全面に均一にレジスト微粒子１３２ｂが塗布されている様子の一例を示している。本実施形態では、基部５１上の電極膜２２ａと振動腕３４上の電極膜２２ｂとでは、それらの膜厚が図１１（Ｂ）や図１３（Ｂ）に示すようにほぼ均一となる。
【００４５】
このようにレジスト微粒子１３２ｂが均一に塗布されるのは、上述した図７に示すように振動腕３４側の電極膜２２ｂにおける電荷分布の偏りが、基部５１上の電極膜２２ａにおける電荷分布に対して従来よりも改善されるためである。つまり、図１３（Ｂ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂに帯電する電荷分布が、ダミーフレームＤＦ上のダミー電極膜２２ｃに帯電する電荷分布によって調整されるためである。このようにすると、振動腕３４側の電極膜２２ｂと基部５１側の電極膜２２ａの電位差が調整されるようになる。
【００４６】
そして、塗布されたレジスト微粒子１３２ｂは、図１１（Ｃ）や図１３（Ｃ）に示すように溶解してウェット化して流動化することなく、基部５１上の電極２２ａや振動腕３４上の電極２２ｂにほぼ均一な膜厚のレジスト１３７を構成することができる。
【００４７】
＜レジストパターン形成ステップ＞
次に図３に示す広い部分の電極２２ａ、狭い部分の電極２２ｂ（及び広い部分の細い電極２２ｄ）等にそれぞれ対応した図１１（Ｄ）及び図１３（Ｄ）にそれぞれ示すマスク７１を配置し、レジスト１３７が露光される。すると、図１１（Ｄ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａに面積の広い部分のレジストパターン１３７ａ及び、図１３（Ｅ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂに面積の狭い部分のレジストパターン１３７ｂが形成される。これらのレジストパターン１３７ａ，１３７ｂは、それぞれ塗布されるレジスト微粒子の量が調整されているので、塗布厚がほぼ等しくなる。
【００４８】
このマスク７１には、例えばダミー電極膜２２ｃ上に形成されたレジスト１３７を除去するためのパターンが形成されているのが望ましい。このような構成とすると、図１３（Ｄ）に示すようにマスク７１を配置して、図１３（Ｅ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２に面積の狭い部分のレジストパターン１３７ｂを形成すると、ダミーフレームＤＦ上のダミー電極膜２２ｃには自動的にレジストパターン１３７ｂを残さないようにすることができる。
【００４９】
レジストパターン１３７ａ，１３７ｂを形成すると、図９に示すような構成となる。このようにレジストパターン１３７ａ，１３７ｂが形成された状態では、ダミーフレームＤＦ上からは上記レジスト１３７が除去されている。つまり、上記マスク７１が配置された状態で露光すると、基部５１や振動腕３４等上には所望のレジストパターン１３７ａ，１３７ｂを残すが、同時にダミーフレームＤＦ上にはレジストパターンを残さないようにすることができる。
【００５０】
次に図１１（Ｅ）に示す広い部分のレジストパターン１３７ａに応じて電極膜２２ａや、図１３（Ｅ）に示す狭い部分のレジストパターン１３７ｂに応じて電極膜２２ｂのエッチングを行うと、それぞれ図１２（Ａ）に示す基部５１上に面積の広い電極２２ａや、図１４（Ａ）に示す振動腕３４上に面積の狭い電極２２ｂを形成することができる。そして、広い部分の電極２２ａ上のレジストパターン１３７ａや狭い部分の電極２２ｂ上のレジストパターン１３７ｂが剥離される。
従って、図示のように圧電振動片３２には、図１２（Ｂ）及び図１４（Ｂ）に示すようにレジストパターン１３７ａ，１３７ｂが残ることがなく、図１０に示すような所望のパターンである広い部分の電極２２ａや狭い部分の電極２２ｂが精度良く形成される。
【００５１】
また、上記実施形態では、面積の広い部分の電極２２ａを基部５１に、面積の狭い部分及び電極２２ｂを振動腕３４に形成することを例示しているが、これに限られない。具体的には、本実施形態は、面積の広い部分の一例としての基部５１上に広い部分の電極２２ａを形成する場合のみならず、基部５１上に細い電極２２ｄをフォトリソグラフィ工程を用いて形成する場合にも適用することができる。これは、図６に示すようにダミーフレームＤＦ上のダミー電極膜２２ｃの存在によって同様に圧電振動片３２上の電極膜全体の電荷分布が一様となるように調整されるためである。つまり、本実施形態は、面積の広い部分の一例としての基部５１上に精度良く微細なパターンの細い電極２２ｄを形成する際にも適用でき、従来発生していた面積の広い部分の電極のパターン切れを防止することもできる。
【００５２】
次に電極２２ａ等が形成された圧電振動片３２は、ダミーフレームＤＦ等が除去され、図３に示すような個々の圧電振動片３２が完成する。次に、この圧電振動片３２は、図１や図２に示すように構成されたパッケージ３６における導電性接着剤４３，４３の上に基部５１が配置され、その導電性接着剤４３，４３が硬化される。圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（上記面積の広い部分の電極２２ａに相当）が形成されている。これにより、圧電振動片３２は、導電性接着剤４３，４３を介して、駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と電気的に接続される。
【００５３】
次に圧電振動片３２を内蔵したパッケージ３６の開放した上端には、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより封止される。次に、圧電振動片３２は、その表面の電極膜の一部を蒸散させることによって、その周波数調整が行われ、圧電デバイス３０が完成する。
【００５４】
図１５は、圧電振動片３２上の電極膜２２に形成したレジスト１３７の塗布厚の一例を示す図である。尚、ダミーフレームＤＦがある場合のレジスト１３７の塗布厚ｄは、図１２（Ａ）や図１４（Ａ）に示す塗布厚ｄに相当し、ダミーフレームＤＦがない場合のレジストの塗布厚は、図２０（Ｃ）に示す塗布厚ｄ１，ｄ２に相当する。
図１５では、上記ダミーフレームＤＦを設けてレジスト１３７を形成した場合（図示左側）のレジスト１３７の塗布厚と、ダミーフレームＤＦを設けずにレジスト１３７を形成した場合（図示右側）のレジスト１３７の塗布厚を比較している。
【００５５】
まず、基部５１上の電極膜２２ａに形成したレジストパターン１３７ａの塗布厚ｄは、ダミーフレームＤＦを設けない場合もダミーフレームＤＦを設けた場合もほぼ同様に２．０μｍ程度である。従って、図１１（Ｅ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａ上に面積の広い部分のレジストパターン１３７ａを形成する場合においては、ダミーフレームＤＦを設けても設けなくても影響が少ないことがわかる。
【００５６】
一方、振動腕３４上の電極膜２２ｂに形成したレジスト１３７ｂの塗布厚ｄは、ダミーフレームＤＦを設けない場合には４．５μｍ程度であるのに対し、ダミーフレームＤＦを設けた場合には３．５μｍ程度である。従って、図１１（Ｅ）に示すように基部５１上の電極膜２２ａ上に面積の狭い部分のレジストパターン１３７ａを形成する場合及び図１３（Ｅ）に示すように振動腕３４上の電極膜２２ｂ上に面積の狭い部分のレジストパターン１３７ｂを形成する場合においては、それぞれダミーフレームＤＦを設けると塗布厚ｄを薄く均一にすることができる。
【００５７】
また、基部５１上の電極２２ａに形成されたレジストパターン１３７ａの塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２に対する、振動腕３４上の電極２２ｂに形成されたレジストパターン１３７ｂの塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２の特性（図示の「腕部／基部」に相当、以下「塗布厚比」という）を参照しても以下のようなことがわかる。尚、図１５では、その縦軸として塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２［μｍ］が示されているが、上記塗布厚比の特性の縦軸の単位としては、この塗布厚ｄ，ｄ１，ｄ２［μｍ］を用いずに図示している。
【００５８】
この塗布厚比は、振動腕３４上の電極膜２２ｂに形成されたレジストパターン１３７ｂの塗布厚ｄが薄くなればなるほど、より数値が１に近づくように低くなる。ここで塗布量が一定であることから、塗布厚比が低くなることは、圧電振動片３２の電極膜２２全体として、レジスト１３７の膜厚が均一に塗布されることを示している。
【００５９】
具体的には、塗布厚比は、ダミーフレームＤＦを設けない場合よりもダミーフレームＤＦを設けた場合の方が塗布厚比がより１に近づくように低くなっている。従って、ダミーフレームＤＦを設けてレジスト１３７を形成した方が、圧電振動片３２の電極膜２２に均一にレジスト１３７を形成することができることがわかる。
【００６０】
本発明の実施形態によれば、ダミー電極膜２２ｃを上述のように設けると、レジスト微粒子１３２ｂの静電塗布時における、レジスト１３７の圧電振動片における面積の広い部分の電極膜２２ａの部分と、レジスト１３７の前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜２２ｂの部分との電荷密度をほぼ等しくし、両者の電位差を小さくすることができる。このように広い部分の電極膜２２及び狭い部分の電極膜２２ｂでは、レジスト微粒子１３２ｂの静電塗布時に単位面積当たりに塗布されるレジスト微粒子１３２ｂの量がほぼ等しくなる。従って、本実施形態によれば、フォトリソグラフィ工程を用いて、電極膜２２を形成した基板の一例としての圧電振動片３２の部分の面積に関係なく、圧電振動片３２の電極膜２２上に微細なレジストパターン１３７ａ，１３７ｂを精度良く形成することができる。
【００６１】
従って、面積の広い電極膜２２ａに形成されたレジストパターン１３７ａの塗布厚ｄと、面積の狭い電極膜２２ｂに形成されたレジストパターン１３７ｂの塗布厚ｄとがほぼ等しくなる。このため、本実施形態によれば、面積の広さに拘わらず、フォトリソグラフィ工程を経て微細なパターンの電極膜２２を精度良く形成することができる。従って、本実施形態によれば、例えば従来フォトリソグラフィ工程が制約となっていた超小型の圧電振動片３２に、フォトリソグラフィ工程を用いて様々な広さの電極２２をパターン切れ等を生ずることなく形成することができる。
【００６２】
上記実施形態では、音叉型の圧電振動片３２上に、面積の広い電極２２ａ及び面積の狭い電極２２ｂを形成することを例示しているがこれに限られず、例えばジャイロセンサの電極を形成する際に、フォトリソグラフィ工程を用いてレジストを形成する場合に適用しても良いことはいうまでもない。以下、ジャイロセンサの構成例について簡単に説明する。
【００６３】
図１６は、圧電デバイスの一例としてのジャイロセンサの概略構成を示す概略平面図である。尚、図１６において、Ｘ方向は水晶の電気軸、Ｙ方向は水晶の機械軸、Ｚ方向は水晶の光軸（成長軸）を示している。
ジャイロセンサ８０は、センサ本体８１が、圧電材料等を使用したパッケージ９８内に収容されており、このパッケージ９８内は、第１の実施形態で説明したのとほぼ同様に、センサ本体８１を収容できる形態の箱状に形成されており、センサ本体８１を励振する励振回路等の駆動手段と、センサ本体８１からの振動を検出する回路等を備えている（図示せず）。
【００６４】
センサ本体８１は、水晶をエッチングして形成されている。図１６において、センサ本体８１のほぼ正方形の基部８２はパッケージ９８に対して固定されている。面積の広い部分の一例としての基部８２には、太い電極や細い電極が形成されており、この基部８２からは、それぞれ左右の方向に基部８２と一体に形成された支持部８３，８３が延びている。支持部８３，８３は、基部８２の一部である。
各支持部８３，８３の端部には、各支持部８３，８３の延びる方向と直交する方向に、各支持部８３，８３の端部を起点として、両方向に延出された励振用振動腕８４，８４が設けられている。つまり、基部８２からその一部である各支持部８３，８３を介して、励振用振動腕８４，８４が互いに平行に延びている。そして、面積の狭い部分の一例としての各励振用振動腕８４，８４には、それぞれ長さ方向に並んだ長い溝９４，９４が設けられており、励振電極等の電極が形成されている。
【００６５】
さらに、図１６において固定部８２の上下の片にほぼ中央部には、上記支持部８３，８３の延びる方向と直交する方向に、２つの検出用振動腕８５，８５が形成されている。一方の検出用振動腕８５は、図１６において上方に延びており、他方の検出用振動腕８５は、図１６において下方に延びていて、検出用振動腕８５，８５と、各支持部８３，８３の端部に設けられた各励振用振動腕８４，８４は、互いに平行とされている。検出用振動腕８５は、例えば上記実施形態における面積の狭い部分に相当しており、上記実施形態における狭い部分の電極が形成されている。
【００６６】
図１６において、ジャイロセンサ８０の励振用振動腕８４，８４は、駆動手段としての図示しない励振回路から、駆動用電圧が印加されることにより、矢印Ｅ，Ｅに示すように、その先端部どうしが接近したり離間したりするようにして振動する。この際に、図１６に示すように、紙面の平面内で固定部８２の中心Ｏの回りに、回転角速度ωが働くと、コリオリの力は、図１６のＦ，Ｆの方向に働く。この振動は、支持部８３，８３と固定部８２を介して検出用振動腕８５，８５に伝えられる。つまり、励振用振動腕８４，８４は、Ｘ軸方向の振動の方向と、回転角速度ωとのベクトル積の方向に働くコリオリの力Ｆｃを受けて、Ｙ軸に沿って（プラスＹ方向とマイナスＹ方向に交互に）振動するようになっている（ウオーク振動）。この振動は支持部８３，８３を介して検出用振動腕８５，８５に伝えられる。
【００６７】
＜応用例＞
図１７は、本発明の上述した実施形態に係る製造方法により製造された圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置３００の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ３０１を備えている。
【００６８】
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段としてのメモリ３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、例えば、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。
【００６９】
コントローラとしてのＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイス３０或いはジャイロセンサ８０を利用することにより、小型化を図ることができる。
【００７０】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
また、上記実施形態は、レジストを形成する際に適用されているが、これに限られず、レジスト材以外の様々な膜を形成する際にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 圧電振動片が搭載された圧電デバイスの構成例を示す平面図。
【図２】 図１に示す圧電デバイスＣ−Ｃ断面図。
【図３】 電極の構成例を示す平面図。
【図４】 超微粒子発生装置の構成例を示す概略断面図。
【図５】 振動腕の電極膜にレジストを形成する手順の一例を示す断面図。
【図６】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図７】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図８】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図９】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図１０】 レジストを形成する様子の一例を示す平面図。
【図１１】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１２】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１３】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１４】 レジストを形成する様子の一例を示す断面図。
【図１５】 レジストの塗布厚の一例を示す図。
【図１６】 圧電デバイスの構成例を示す概略平面図。
【図１７】 デジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１８】 従来の圧電振動片の製造方法の手順の一例を示す平面図。
【図１９】 従来の圧電振動片の製造方法の手順の一例を示す平面図。
【図２０】 電極膜を所定のパターンに形成する手順の一例を示す断面図。
【図２１】 電極膜を所定のパターンに形成する手順の一例を示す断面図。
【符号の説明】
２２・・・電極膜、２２ａ・・・広い部分の電極（圧電振動片における面積の広い部分の電極膜）、２２ｂ・・・狭い部分の電極（圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜）、２２ｃ・・・ダミー電極膜（調整用導電膜）、３０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３４，３５・・・振動腕（基板における面積の広い部分、圧電振動片における面積の広い部分）、４３・・・支持部、５１・・・基部（基板における面積の広い部分、圧電振動片における面積の広い部分）、７１・・・マスク、１３２ａ，１３２ｃ・・・レジスト微粒子（レジスト粒子）、１３２ｃ・・・正電荷、１３７・・・レジスト，１３７ａ・・・圧電振動片における面積の広い部分の電極膜のレジストパターン、１３７ｂ・・・圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜のレジストパターン、３００・・・デジタル式携帯電話装置（電子機器、携帯電話装置）、ＤＦ・・・ダミーフレーム
Claims (4)
- 電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた基板上に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法であって、
前記電極膜の帯電の際に、前記基板における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記基板における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記基板における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、
前記基板における面積の広い部分の電極膜及び前記基板における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、
前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記基板の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと
を有することを特徴とするフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法。 - 前記基板は、圧電振動片の基材であることを特徴とする請求項１に記載のフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法。
- 前記圧電振動片の基材は、
前記電極膜上に前記レジストパターンが形成される前記圧電振動片と、
前記圧電振動片とは離間するように支持部を介して前記圧電振動片に一体成型されたダミーフレームとを備え、
前記調整用導電膜が、前記ダミーフレーム上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフォトリソグラフィ工程におけるレジストの形成方法。 - 基板をエッチングし、前記基板から圧電振動片の外形を形成する外形形成工程と、
電極膜を被覆し、前記電極膜に帯電させた前記圧電振動片に対して前記電極膜と異極に帯電させたレジスト粒子を静電塗布してレジストを形成するフォトリソグラフィ工程と、
前記レジストを用いて前記圧電振動片上に電極を形成する電極形成ステップと
を有する圧電振動片の製造方法であって、
前記フォトリソグラフィ工程が、
前記電極膜の帯電の際に、前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜の電荷分布と前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜の電荷分布とを調整するための調整用導電膜を、前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に沿って隣接するように形成する調整用導電膜形成ステップと、
前記圧電振動片における面積の広い部分の電極膜及び前記圧電振動片における面積の狭い部分の電極膜に対して、前記レジスト粒子を静電塗布し、塗布された前記レジスト粒子を溶解して前記レジストを形成するレジスト形成ステップと、
前記調整用導電膜及び形成すべき電極に応じたレジストパターンに対応したマスクを用いて露光し、前記圧電振動片の電極膜上に前記レジストパターンを形成するレジストパターン形成ステップと
を含むことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
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