[发明专利]水晶基板的蚀刻方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟

说明书

技术领域

本发明涉及水晶(石英)基板的蚀刻方法、压电振动片、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。

背景技术

近年来，在便携电话或便携信息终端设备上，采用利用了水晶等的压电材料作为时刻源或控制信号等的定时源、参考信号源等的压电振动器。已知各式各样的这种压电振动器，但作为其中之一，众所周知所谓的将音叉型压电振动片封入到封装件(package)的压电振动器。音叉型压电振动片是具有在宽度方向上排列配置的一对振动腕部和将一对振动腕部的长边方向的基端侧固定成一体的基部的薄板状的水晶片。

在专利文献1中，记载了将压电材料基板(相当于本申请的水晶基板)干蚀刻，形成压电元件(相当于本申请的压电振动片)的外形的方法。作为具体的压电振动片的外形的形成方法，在压电材料基板的表面形成金属膜图案，并且以金属膜图案为掩模，将水晶基板干蚀刻。由此，有选择地除去被金属膜图案保护的区域以外的水晶基板，能够形成压电振动片的外形形状。

然而干蚀刻是这样的进行的，即，在真空腔室内产生等离子体，由蚀刻气体生成离子等的激活原子团(活性種)，使离子等的激活原子团与水晶基板化学反应。在此，该化学反应是发热反应，在进行干蚀刻时的水晶基板处于高温状态。由此，产生水晶基板的热应变，担心水晶基板的特性会劣化。

为解决上述的问题，已知一般边冷却水晶基板边干蚀刻的方法。

图23是现有的干蚀刻的说明图。

作为具体的方法，用粘接剂710来将硅基板720粘贴到水晶基板700的一个面上。然后，将水晶基板700按每个硅基板720而承载于冷却装置800上，在使该硅基板720抵接到冷却装置800的状态下进行干蚀刻。由于硅基板720的热传导系数较高，所以能够有效率地将水晶基板700的热量向冷却装置800散热。

在此，与水晶基板700相比，硅基板720的蚀刻速度非常高。因此，若贯通水晶基板700及粘接剂710而蚀刻硅基板720，则会一下子蚀刻到处于硅基板720之下的冷却装置800，可能会损坏冷却装置800。因而，为了防止冷却装置800损坏，在蚀刻到达粘接剂710的时刻，就要停止蚀刻。

专利文献1：日本特开2004-349365号公报

但是，在上述现有的干蚀刻方法中，在粘接剂710处停止蚀刻，因此无法对水晶基板700进行过蚀刻。所以，无法将利用蚀刻形成的孔的侧面加工成与主表面垂直。因而，存在无法高精度地形成压电振动片的侧面的问题。

此外，粘接剂的厚度厚达100μm左右，因此在贯通水晶基板700而蚀刻到达粘接剂710时，沿着水晶基板700和粘接剂710的粘接面700a而进行侧面蚀刻。由此，存在的问题是无需蚀刻的水晶基板700的粘接面700a被蚀刻，无法更高精度地形成压电振动片的表面。

这样在现有的干蚀刻方法中，无法高精度地形成压电振动片的外形形状，其结果是有可能会恶化压电振动片的特性。

发明内容

于是，本发明的课题是提供能高精度地加工的水晶基板的蚀刻方法、用该方法形成外形的压电振动片、具有该压电振动片的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。

为了解决上述课题，本发明的水晶基板的蚀刻方法，其特征在于：在所述水晶基板的第一面接合具有与所述水晶基板大致相同的蚀刻速度的辅助基板的状态下，从所述水晶基板的第二面侧起对所述水晶基板及所述辅助基板连续地进行干蚀刻。

依据本发明，由于在水晶基板接合具有与水晶基板大致相同的蚀刻速度的辅助基板，所以蚀刻不能一下子贯通辅助基板。此外，通过连续干蚀刻水晶基板及辅助基板，能够贯通水晶基板而进行过蚀刻。由此，能够将利用蚀刻形成的孔的侧面加工成与主表面垂直，所以能够高精度地形成压电振动片的外形形状。

此外，优选的是所述辅助基板由以氧化硅为主要成分的材料形成。

依据本发明，由于辅助基板的材料与水晶基板的材料的主要成分相同，能够使辅助基板的蚀刻速度与水晶基板的蚀刻速度大致相同。

此外，优选的是所述水晶基板和所述辅助基板通过阳极接合膜来阳极接合。

阳极接合是指将接合的各基板叠合后加电压及加热，以在接合界面共有结合，从而使基板彼此接合的技术。阳极接合膜由铝或铬等构成，与水晶基板的蚀刻速度相比，阳极接合膜的蚀刻速度高，因此阳极接合膜的侧面蚀刻难以进行。因而，依据本发明，能够抑制水晶基板的第一面被蚀刻。另一方面，阳极接合膜非常薄，因此干蚀刻不会在阳极接合膜停止而继续进行。因而，能够贯通水晶基板而进行过蚀刻。由此，能够更加高精度地形成压电振动片的外形形状。