圧電振動片の製造方法、並びにウエハ、圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計
【課題】マスク部材を誤配置した状態でレジストパターンを形成することを防止して低コスト化を図ること。
【解決手段】レジストパターン形成工程は、一の電極膜用に用意されたマスク部材に形成されたマスク側マークを、ウエハＳに形成された複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうち、該マスク部材に対応するウエハ側マークＳ３、Ｓ４に位置合わせしながらマスク部材をウエハＳに配置し、マスク側マークは互いに間隔をあけて形成された一対のマーク部からなるとともに、該一対のマーク部間の間隔は複数のマスク部材ごとに異なり、複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４はそれぞれ、互いに間隔をあけて形成された一対の凹部Ｓ５、Ｓ６からなるとともに、該一対の凹部Ｓ５、Ｓ６間の間隔は、該ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が対応するマスク部材における一対のマーク部間の間隔と同等となるように複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４ごとに異なる圧電振動片の製造方法を提供する。
【解決手段】レジストパターン形成工程は、一の電極膜用に用意されたマスク部材に形成されたマスク側マークを、ウエハＳに形成された複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうち、該マスク部材に対応するウエハ側マークＳ３、Ｓ４に位置合わせしながらマスク部材をウエハＳに配置し、マスク側マークは互いに間隔をあけて形成された一対のマーク部からなるとともに、該一対のマーク部間の間隔は複数のマスク部材ごとに異なり、複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４はそれぞれ、互いに間隔をあけて形成された一対の凹部Ｓ５、Ｓ６からなるとともに、該一対の凹部Ｓ５、Ｓ６間の間隔は、該ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が対応するマスク部材における一対のマーク部間の間隔と同等となるように複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４ごとに異なる圧電振動片の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片の製造方法、並びにウエハ、圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動片を有する圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動片としては、圧電材料からなる圧電板と、電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極部と、を備え、電極部が、圧電板の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる構成が知られている。
【０００３】
ところで、このような圧電振動片は、ウエハを利用して一度に複数製造するのが一般的であり、製造方法の一例として、例えば下記特許文献１に示されるような方法が挙げられる。この方法では、ウエハに、圧電基板の外形形状を形成するとともにアライメントマーカーを形成した後、電極部を形成する。
ここで、電極部の各電極膜を形成する際には、まずウエハにレジスト膜を塗布した後、フォトマスクをウエハに配置してレジスト膜をパターニングすることでレジストパターンを形成し、その後、レジストパターンに基づいて電極膜を形成する。この過程でフォトマスクをウエハに配置する際、アライメントマーカーを用いてフォトマスクをウエハに位置合わせすることで、電極部を高精度に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで前述のように、電極部が、互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる場合には、各電極膜に対応して形状が互いに異なるレジストパターンを形成するため、複数種類のフォトマスクを用いる必要がある。
しかしながら、前記従来の圧電振動片の製造方法では、本来配置すべきフォトマスクとは種類が異なるフォトマスクを配置してレジストパターンを形成するおそれがある。この場合、電極膜が所望のパターンにパターニングされなくなり、ウエハを廃棄する等して製造コストが上昇してしまう。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、マスク部材を誤配置した状態でレジストパターンを形成することを防止して低コスト化を図ることができる圧電振動片の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電板と、電圧が印加されたときに前記圧電板を振動させる電極部と、を備え、該電極部は、前記圧電板の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる圧電振動片を形成する圧電振動片の製造方法であって、前記圧電板の外形形状が形成されたウエハに前記電極部を形成する電極形成工程を有し、該電極形成工程は、フォトリソグラフィ技術により前記複数層の電極膜それぞれを前記ウエハに形成する複数の電極膜形成工程を有し、前記複数の電極膜形成工程はそれぞれ、前記ウエハにレジスト膜を塗布した後、各電極膜用に用意された複数のマスク部材のうち、該電極膜形成工程で形成する一の電極膜用に用意された前記マスク部材を前記ウエハに配置し、その後、該マスク部材を介して光を照射してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程を有し、該レジストパターン形成工程は、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に形成されたマスク側マークを、前記ウエハに形成された複数のウエハ側マークのうち、該マスク部材に対応する前記ウエハ側マークに位置合わせしながら前記マスク部材を前記ウエハに配置し、前記マスク側マークは、前記マスク部材に互いに間隔をあけて形成された一対のマーク部からなるとともに、該一対のマーク部間の間隔は、前記複数のマスク部材ごとに異なり、前記複数のウエハ側マークはそれぞれ、前記ウエハに互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るウエハは、前記圧電振動片の製造方法に用いられるウエハであって、前記複数のマスク部材それぞれに対応する複数のウエハ側マークが形成され、該複数のウエハ側マークはそれぞれ、互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、一対の凹部間の間隔が、ウエハ側マークが対応するマスク部材における一対のマーク部間の間隔と同等となるように、複数のウエハ側マークごとに異なっているので、レジストパターン形成工程の際、一の電極膜用に用意されたマスク部材とは異なるマスク部材のマーク部を、一の電極膜用に用意されたマスク部材に対応するウエハ側マークの凹部に位置合わせしようとしても、一対のマーク部の一方が凹部からずれてしまう。これにより、異なる種類のマスク部材を配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することが可能になり、ウエハの廃棄などを抑え圧電振動片の低コスト化を図ることができる。
【００１０】
また、前記圧電振動片の製造方法では、前記マーク部は、前記マスク部材を貫通する露出開口とされ、前記凹部の平面視形状は、前記露出開口の平面視形状と同等とされ、前記レジストパターン形成工程は、前記露出開口から前記凹部を露出させることで前記マスク側マークを前記ウエハ側マークに位置合わせしても良い。
【００１１】
この場合、レジストパターン形成工程の際、露出開口から凹部を露出させることでマスク側マークをウエハ側マークに位置合わせするので、前述の作用効果を確実に奏功させることができる。
【００１２】
また、前記圧電振動片の製造方法では、前記露出開口の平面視形状は、一対の露出開口が離間する一方向、および該マスク部材の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称であっても良い。
【００１３】
この場合、露出開口の平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称であるので、レジストパターン形成工程の際、マスク部材を正規の向きに対して前記一方向に反転させたり、前記他方向に反転させたりした状態で、露出開口から凹部を露出させようとしても凹部の全体を露出させることができない。これにより、マスク部材を異なる向きで配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することができる。
【００１４】
また、前記圧電振動片の製造方法では、前記レジストパターン形成工程は、前記ウエハ上に被覆部材を配置し、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に対応する前記ウエハ側マークにおける前記凹部を、該被覆部材により覆いながらレジスト膜を塗布しても良い。
【００１５】
この場合、レジストパターン形成工程の際、前記凹部を被覆部材により覆いながらレジスト膜を塗布するので、レジスト膜が塗布されることにより凹部の平面視形状が不鮮明になるのを抑制し、マーク部を凹部に確実に位置合わせすることができる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子は、前記圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えているので低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の発振器は、前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、前記圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明の電波時計は、前記圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る発振器、電子機器および電波時計によれば、前記圧電振動子を備えているので、低コストな発振器、電子機器および電波時計を製造することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る圧電振動片の製造方法およびウエハによれば、マスク部材を誤配置した状態でレジストパターンを形成することを防止して低コスト化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計によれば、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る一実施形態の圧電振動子のケースの中身を見た図であって、圧電振動片を平面視した状態の図である。
【図２】図１に示す圧電振動片を上面から見た平面図である。
【図３】図１に示す圧電振動片を下面から見た平面図である。
【図４】図１に示す圧電振動片の斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】本発明に係る圧電振動片の製造方法に用いられる圧電振動片の製造装置を構成する外形マスクの平面図である。
【図９】本発明に係る圧電振動片の製造方法に用いられる圧電振動片の製造装置を構成する第1マスクの平面図である。
【図１０】本発明に係る圧電振動片の製造方法に用いられる圧電振動片の製造装置を構成する第２マスクの平面図である。
【図１１】本発明に係る圧電振動片の製造方法のフローチャートである。
【図１２】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１３】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１４】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１５】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１６】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１７】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１８】圧電振動片の製造方法の作用を説明する図であって、レジストパターン形成工程の際、被覆部材により貫通孔を覆わずにレジスト膜を塗布した状態を示す平面図である。
【図１９】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２０】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２１】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２２】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２３】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２４】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２５】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２６】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２７】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２８】圧電振動片の製造方法の作用を説明する図であって、第1マスクを反転させたとき平面図である。
【図２９】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図３０】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図３１】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図３２】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【図３３】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【図３４】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【図３５】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る圧電振動子を説明する。
図１に示すように、圧電振動子１は、シリンダパッケージタイプの圧電振動子であって、音叉型の圧電振動片２と、圧電振動片２がマウントされたプラグ４と、プラグ４とともに圧電振動片２を気密封止するケース３とを備えている。
【００２３】
図２、３に示すように、圧電振動片２は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
【００２４】
この圧電振動片２は、平行に配置された一対の振動腕部８、９と、これら一対の振動腕部８、９の基端側を一体的に固定する基部１０と、を有する圧電板１１と、一対の振動腕部８、９の外表面上に形成されて一対の振動腕部８、９を振動させる第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４と、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３に電気的に接続されたマウント電極１５、１６とを有している。
【００２５】
また、本実施形態の圧電振動片２は、一対の振動腕部８、９の両主面上に、振動腕部８、９の基端部から先端部に向かって一定長さＬ形成された溝部１７を備えている。この溝部１７は、図４に示すように、振動腕部８、９の基端部から略中間付近まで形成されている。なお、一対の振動腕部８、９の腕幅は共通であり、それぞれＷとする。また、基部１０において一対の振動腕部８、９の基端部と連結されている部分を股部１０ａとする。
【００２６】
図２、３、５に示すように、第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４は、一対の振動腕部８、９を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部８、９の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、第１の励振電極１２が、一方の振動腕部８の溝部１７上と、他方の振動腕部９の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１３が、一方の振動腕部８の両側面上と他方の振動腕部９の溝部１７上とに主に形成されている。
【００２７】
また、図２、３に示すように、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３は、基部１０の両主面上において連続的に形成されており、それぞれ引き出し電極１９、２０を介してマウント電極１５、１６に電気的に接続されている。このマウント電極１５、１６は、圧電板１１の基端側に形成されている。すなわち、励振電極１４、マウント電極１５、１６及び引き出し電極１９、２０は、所定の電圧が印加されたときに一対の振動腕部８、９を振動させる電極部（積層体）１８として機能している。
【００２８】
図６、７に示すように、電極部１８は、クロム（Ｃｒ）からなる下地金属層（電極膜）１８ａと、金（Ａｕ）からなる仕上金属層（電極膜）１８ｂと、が圧電板１１の外表面上に順次積層されて構成されている。これらの金属層１８ａ、１８ｂのパターンは、互いに異なっている。
下地金属層１８ａは、仕上金属層１８ｂと圧電振動片２との密着性を向上させるためのものである。
【００２９】
また、仕上金属層１８ｂは、図４、５、７に示すように、少なくとも振動腕部８、９の基端部から先端部に至る領域で、仕上金属層１８ｂの一部或いは全部が除去されている。
より詳しくは、振動腕部８、９の基端部より先端部側では、基端部から一定長さＬ以上離間した位置まで（図４に示す領域ＲＡ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。さらに、振動腕部８、９の基端部より基部１０側には、基端部から基部１０に向かって振動腕部８、９の腕幅Ｗの２倍離間した位置に至るまで（図４に示す領域ＲＢ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。
【００３０】
すなわち、電極部１８は、振動腕部８、９の溝部１７が形成されている領域を含む領域ＲＡ及び領域ＲＢで、溝部１７内を含めて全面的に下地金属層１８ａにより形成されている。そして、領域ＲＡ及び領域ＲＢには、下地金属層１８ａを覆うように酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなる絶縁膜３４が被覆されている。これにより、振動腕部８、９の励振電極１２、１３間に導電性粒子が付着した場合でも、電極間の短絡を防止することができる。
【００３１】
ここで本実施形態では、領域ＲＡおよび領域Ｒｂを合わせた領域である単層領域Ｒは、励振電極１２、１３の形成領域となっており、この単層領域Ｒでは、仕上金属層１８ｂを除去した状態で下地金属層１８ａ上に絶縁膜３４を形成することで、絶縁膜３４の密着性を向上させて励振電極１２、１３の短絡が確実に防がれている。
一方、圧電板１１における単層領域Ｒよりも基端側に形成された引き出し電極１９、２０及びマウント電極１５、１６は、上述したように下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層された状態となっている。以下では、これら下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層されている領域を積層領域Ｐとする。
【００３２】
また、一対の振動腕部８、９の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａ及び微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部８、９の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００３３】
ケース３は、図１に示すように、有底円筒状に形成されており、圧電振動片２を内部に収納した状態でプラグ４の後述するステム３０の外周に対して圧入されて、嵌合固定されている。なお、このケース３の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース３内の圧電振動片２を囲む空間が真空に保たれた状態となっている。
【００３４】
プラグ４は、ケース３を密閉させるステム３０と、このステム３０を貫通するように平行配置された２本のリード端子３１と、ステム３０の内側に充填されてステム３０とリード端子３１とを固定させる絶縁性の充填材３２とを有している。
ステム３０は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材３２の材料としては、例えばホウ珪酸ガラスである。また、リード端子３１の表面及びステム３０の外周には、それぞれ同材料の後述するめっき層３５が施されている。
【００３５】
２本のリード端子３１は、ケース３内に突出している部分がインナーリード３１ａとなり、ケース３外に突出している部分がアウターリード３１ｂとなっている。リード端子３１は、その直径が例えば約０．１２ｍｍであり、リード端子３１の母材の材質としては、コバール（ＦｅＮｉＣｏ合金）が慣用されている。また、図６に示すように、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周には、めっき層３５が被覆されている。被膜させるめっきの材質としては、下地膜３５ａに銅（Ｃｕ）めっき等が用いられ、仕上膜３５ｂに融点が例えば３００度程度の高融点ハンダめっき（錫と鉛の合金で、その重量比が１：９）が用いられる。
また、ステム３０の外周に被膜されためっき層３５を介在させながらケース３の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース３の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００３６】
そして図７に示すように、インナーリード３１ａとマウント電極１５、１６とは、仕上膜（高融点ハンダめっき）３５ｂを溶解させて形成された接合部Ｅを介して仕上金属層１８ｂ上にマウントされている。すなわち、接合部Ｅを介してインナーリード３１ａとマウント電極１５、１６とが機械的に接合されていると同時に、電気的に接続されている。その結果、圧電振動片２は、２本のリード端子３１にマウントされた状態となっている。
【００３７】
なお、上述した２本のリード端子３１は、一端側（アウターリード３１ｂ側）が外部に電気的に接続され、他端側（インナーリード３１ａ側）が圧電振動片２に対してマウントされる外部接続端子として機能する。
【００３８】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、２本のリード端子３１のアウターリード３１ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、インナーリード３１ａ、接合部Ｅ、マウント電極１５、１６及び引き出し電極１９、２０を介して、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３からなる励振電極１４に電流を流すことができ、一対の振動腕部８、９を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部８、９の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００３９】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片２を、圧電材料からなるウエハＳ（図１２参照）を用いて形成する方法について説明する。
はじめに、この製造方法に用いる圧電振動片の製造装置４０について説明する。
図８から図１０に示すように、この製造装置４０は、圧電板１１の外形形状をウエハＳに形成する外形マスク４１と、下地金属層１８ａ用および仕上金属層１８ｂ用にそれぞれ用意された２つ（複数）の電極膜用マスク（マスク部材）４２、４３と、を備えている。
【００４０】
これらのマスク４１、４２、４３はそれぞれ、内部が露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａとされた枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂと、露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａに配置されるとともに図示しない連結部を介して枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに連結された複数の被覆部４１ｃ、４２ｃ、４３ｃと、を備えている。
【００４１】
各マスク４１、４２、４３の枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの外形形状、および露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａはいずれも平面視矩形状、図示の例では平面視正方形状となっており、枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂおよび露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａは、各マスク４１、４２、４３の軸線と同軸に配置されている。
【００４２】
また、外形マスク４１の被覆部４１ｃは、圧電板１１の外形形状に形成され、２つの電極膜用マスク４２、４３のうち、下地金属層１８ａ用に用意された第１マスク４２の被覆部４２ｃは、下地金属層１８ａの外形形状に形成され、仕上金属層１８ｂ用に用意された第１マスク４３の被覆部４３ｃは、仕上金属層１８ｂの外形形状に形成されている。
なお、図８から図１０に示す各マスク４１、４２、４３では、図面の見易さのため、各被覆部４１ｃ、４２ｃ、４３ｃの形状を簡略化しているとともに、各被覆部４１ｃ、４２ｃ、４３ｃの数を省略している。
【００４３】
図８に示すように、外形マスク４１の枠状部４１ｂには、２つの電極膜用マスク４２、４３それぞれに対応する２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４（図１３参照）をウエハＳに形成する２つのマーク形成部４１ｄ、４１ｅが形成されている。マーク形成部４１ｄ、４１ｅは、枠状部４１ｂを貫通する一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇからなる。
【００４４】
一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇは、互いに間隔をあけて配置されており、図示の例では、枠状部４１ｂのうち、この外形マスク４１の軸線を間に挟んで対向する各部分に１つずつ配置されている。本実施形態では、一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇが離間する一方向は、枠状部４１ｂの一辺に平行となっている。
また、２つのマーク形成部４１ｄ、４１ｅのうち、一方の第１マーク形成部４１ｄにおける一対のマーク用開口４１ｆは、他方の第２マーク形成部４１ｅにおける一対のマーク用開口４１ｇに対して、この外形マスク４１の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向にずらされて配置されている。
【００４５】
そして、一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇ間の間隔は、２つのマーク形成部４１ｄ、４１ｅごとに異なっている。
また、マーク用開口４１ｆ、４１ｇの平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっており、図示の例では、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００４６】
図９および図１０に示すように、２つの電極膜用マスク４２、４３の枠状部４２ｂ、４３ｂにはそれぞれ、マスク側マーク４２ｄ、４３ｄが形成されている。本実施形態では、マスク側マーク４２ｄ、４３ｄは、電極膜用マスク４２、４３に互いに間隔をあけて形成され、電極膜用マスク４２、４３を貫通する一対の露出開口（マーク部）４２ｆ、４３ｆとなっている。
【００４７】
ここでマスク側マーク４２ｄ、４３ｄは、２つの電極膜用マスク４２、４３ごとに異なっており、本実施形態では、一対の露出開口４２ｆ、４３ｆ間の間隔が２つの電極膜用マスク４２、４３ごとに異なっている。
図９に示すように、前記第１マスク４２に形成されたマスク側マーク４２ｄは、外形マスク４１の前記第１マーク形成部４１ｄと対応しており、第１マスク４２のマスク側マーク４２ｄにおける一対の露出開口４２ｆ間の間隔は、外形マスク４１の第１マーク形成部４１ｄにおける一対のマーク用開口４１ｆ間の間隔と同等となっている。
【００４８】
また、これらの露出開口４２ｆの平面視形状は、第１マーク形成部４１ｄの平面視形状と同等となっている。本実施形態では、露出開口４２ｆの平面視形状は、一対の露出開口４２ｆが離間する一方向、および第１マスク４２の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称となっており、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００４９】
また図１０に示すように、前記第２マスク４３に形成されたマスク側マーク４３ｄは、外形マスク４１の前記第２マーク形成部４１ｅと対応しており、第２マスク４３のマスク側マーク４３ｄにおける一対の露出開口４３ｆ間の間隔は、第２マーク形成部４１ｅにおける一対のマーク用開口４１ｇ間の間隔と同等となっている。
【００５０】
また、これらの露出開口４３ｆの平面視形状は、第２マーク形成部４１ｅの平面視形状と同等となっている。本実施形態では、露出開口４３ｆの平面視形状は、一対の露出開口４３ｆが離間する一方向、および第２マスク４３の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称となっており、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００５１】
次に、前記圧電振動片の製造装置４０を用いて圧電振動片２を形成する圧電振動片の製造方法について、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図１２に示すように、水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハＳとする。続いて、このウエハＳをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハＳとする（Ｓ１０）。
【００５２】
次に、研磨後のウエハＳに圧電板１１の外形形状を複数形成する外形形成工程を行う（Ｓ２０）。
このとき、まず、ウエハＳの両面に、例えばクロム層および金層などが積層されてなる図示しない保護膜を、例えばスパッタリング等により積層する。その後、ウエハＳの両面に、前記保護膜の上からポジ型の図示しないレジスト膜を塗布し、このレジスト膜上に前記外形マスク４１を配置する。
【００５３】
そして、この外形マスク４１を介して前記レジスト膜に光を照射し、該レジスト膜にレジストパターンを露光する。外形マスク４１を取り外した後、前記レジスト膜を現像して露光部分を除去し、その後、メタルエッチングを行って前記露光部分から露出された前記保護膜を除去する。さらに前記レジスト膜を除去するとともに、水晶エッチングを行って前記保護膜の除去部分から露出されたウエハＳをエッチングし、その後、前記保護膜を除去することで、外形形成工程が終了する。
【００５４】
この外形形成工程を行うことで、図１３に示すように、ウエハＳに、圧電板１１の外形形状が形成される。このウエハＳの平面視形状は矩形状、図示の例では正方形状となっており、ウエハＳの外周部Ｓ１の内側に位置する板形成領域Ｓ２内に、圧電板１１の外形形状が形成されている。板形成領域Ｓ２は、外形マスク４１の露光領域４１ａから露出する部分であり、板形成領域Ｓ２では、圧電板１１の外形形状、およびこの外形形状と前記外周部Ｓ１とを連結する図示しない連結部を除いた部分が、前記水晶エッチングにより除去されている。
【００５５】
ここで本実施形態では、外形マスク４１に前記マーク形成部４１ｄ、４１ｅが形成されているので、前記外形形成工程の際、ウエハＳに圧電板１１の外形形状と同時に、２つの電極膜用マスク４２、４３それぞれに対応する２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４が形成される。
２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４は、前記外形形成工程に際して外形マスク４１をレジスト膜上に配置したときに、マーク形成部４１ｄ、４１ｅから露出した部分に形成され、これらのウエハ側マークＳ３、Ｓ４はそれぞれ、ウエハＳに、互いに間隔をあけて形成された一対の貫通孔（凹部）Ｓ５、Ｓ６からなる。
【００５６】
一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６は、ウエハＳの外周部Ｓ１のうち、このウエハＳの軸線を間に挟んで対向する各部分に１つずつ配置されている。本実施形態では、一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６が離間する一方向は、外周部Ｓ１の一辺に平行となっている。
また、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうちのいずれか一方の一対の貫通孔Ｓ５は、いずれか他方の一対の貫通孔Ｓ６に対して、このウエハＳの表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向にずらされて配置されている。
【００５７】
また、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の平面視形状は、前記露出開口４２ｆ、４３ｆの平面視形状と同等となっている。
本実施形態では、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっており、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００５８】
そして、一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６間の間隔は、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が対応する電極膜用マスク４２、４３における一対の露出開口４２ｆ、４３ｆ間の間隔と同等となるように、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４ごとに異なっている。
本実施形態では、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうち、第１マスク４２に対応する第１ウエハ側マークＳ３の一対の貫通孔Ｓ５間の間隔は、第１マスク４２の前記一対の露出開口４２ｆ間の間隔と同等となっている。また、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうち、第２マスク４３に対応する第２ウエハ側マークＳ４の一対の貫通孔Ｓ６間の間隔は、第２マスク４３の前記一対の露出開口４３ｆ間の間隔と同等となっている。
【００５９】
前記外形形成工程を行うとともに、一対の振動腕部８、９に溝部１７を形成する溝部形成工程（Ｓ３０）行った後、圧電板１１の外形形状が形成されたウエハＳに電極部１８を形成する電極形成工程を行う（Ｓ４０）。この工程では、電極部１８（励振電極１４、引き出し電極１９、２０及びマウント電極１５、１６）及び重り金属膜２１を形成する。
【００６０】
始めに、図１４および図１５に示すように、圧電板１１上に下地金属層１８ａとなる第１金属膜２８ａ、及び仕上金属層１８ｂとなる第２金属膜２８ｂを、蒸着やスパッタリング等により順次成膜し、金属積層膜２８を形成する（Ｓ４１）。
ここでウエハＳが、例えば水晶で形成される等して透明である場合、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の形状の確認が難しい。そこで本実施形態のように、ウエハＳの表面に、第１金属膜２８ａや第２金属膜２８ｂのような金属膜を形成すると、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の形状の確認が容易になる。
【００６１】
次に、前記第１マスク４２を用い、フォトリソグラフィ技術により下地金属層１８ａをウエハＳに形成する第１電極膜形成工程を行う（Ｓ４７）。
この第１電極膜形成工程では、まず、ウエハＳに、レジスト膜５０を塗布した後、第１マスク４２を配置し、その後、該第１マスク４２を介して光を照射して第１レジストパターンを形成する第１レジストパターン形成工程を行う（Ｓ４２）。
【００６２】
このとき、まず図１６に示すように、被覆部材４４をウエハＳ上に配置し、第１ウエハ側マークＳ３の貫通孔Ｓ５を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布する。これにより、図１７に示すように、貫通孔Ｓ５および貫通孔Ｓ５の周辺部を除いた部分にレジスト膜５０が塗布されることとなり、図１８に示すように、レジスト膜５０が塗布されることにより貫通孔Ｓ５の形状が不鮮明になるのを抑制することができる。
【００６３】
これにより図１９に示すような、金属積層膜２８およびレジスト膜５０が積層されたウエハＳを形成した後、ウエハＳに第１マスク４２を配置する。このとき、第１マスク４２に形成されたマスク側マーク４２ｄを第１ウエハ側マークＳ３に位置合わせし、露出開口４２ｆから貫通孔Ｓ５を露出させるように第１マスク４２をウエハＳに配置する。ここで、貫通孔Ｓ５の平面視形状が、露出開口４２ｆの平面視形状と同等とされているので、このとき、露出開口４２ｆから貫通孔Ｓ５の全体が露出される。
【００６４】
ここで本実施形態では、第１マスク４２が、マスク側マーク４２ｄを第１ウエハ側マークＳ３に位置合わせしてウエハＳに配置されたときに、第１マスク４２の被覆部４２ｃは、マウント電極１５、１６、励振電極１２、１３、引き出し電極１９、２０及び重り金属膜２１の形成領域を被覆するように構成されている。そこで、第１マスク４２を介して光を照射した後、第１マスク４２を取り外してレジスト膜５０を現像すると、図２０に示すように、金属積層膜２８を残しておきたい部分、つまり前記形成領域を被覆するようなレジストパターンが形成される。
【００６５】
そして、残ったレジスト膜５０をマスクとして、第１金属膜２８ａおよび第２金属膜２８ｂをエッチング加工するエッチング工程を行った後（Ｓ４３）、レジスト膜５０を除去する。このエッチング工程により、図２１および図２２に示すように、第１金属膜２８ａが、電極部１８を構成する２つの金属層のうちの下地金属層１８ａとなる。
【００６６】
次に、前記第２マスク４３を用い、フォトリソグラフィ技術により仕上金属層１８ｂをウエハＳに形成する第２電極膜形成工程を行う（Ｓ４８）。この第２電極膜形成工程は、単層領域Ｒ（図４参照）に存在する第２金属膜２８ｂを除去することで行う。
この第２電極膜形成工程では、まず、ウエハＳに、レジスト膜５０を塗布した後、第２マスク４３を配置し、その後、該第２マスク４３を介して光を照射して第２レジストパターンを形成する第２レジストパターン形成工程を行う（Ｓ４４）。
【００６７】
このとき、まず図２３に示すように、被覆部材４４をウエハＳ上に配置し、第２ウエハ側マークＳ４の貫通孔Ｓ６を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布する。これにより、図２４に示すように、貫通孔Ｓ６および貫通孔Ｓ６の周辺部を除いた部分にレジスト膜５０が塗布される。
その後、第２マスク４３に形成されたマスク側マーク４３ｄを第２ウエハ側マークＳ４に位置合わせし、露出開口４３ｆから貫通孔Ｓ６を露出させるように第２マスク４３をウエハＳに配置する。
【００６８】
ここで本実施形態では、第２マスク４３が、マスク側マーク４３ｄを第２ウエハ側マークＳ４に位置合わせしてウエハＳに配置されたときに、第２マスク４３の被覆部４３ｃは、前記積層領域Ｐを被覆するように構成されている。そこで、第２マスク４３を介して光を照射した後、第２マスク４３を取り外してレジスト膜５０を現像すると、図２５に示すように、第２金属膜２８ｂを残しておきたい部分、つまり前記積層領域Ｐを被覆するようなレジストパターンが形成されることとなる。
【００６９】
そして、残ったレジスト膜５０をマスクとして、第２金属膜２８ｂをエッチング加工により除去するエッチング工程を行った後（Ｓ４５）、レジスト膜５０を除去する。このエッチング工程により、図２６および図２７に示すように、第２金属膜２８ｂが、電極部１８を構成する２つの金属層のうちの仕上金属層１８ｂとなり、電極部１８および重り金属膜２１が形成されて電極形成工程が終了する。
【００７０】
その後、仕上金属層１８ｂが除去された単層領域Ｒにおいて、下地金属層１８ａ上にＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる絶縁膜３４を、図示しないメタルマスク等を介してＣＶＤ法等を行うことにより形成する（Ｓ４６）。すると、単層領域Ｒの下地金属層１８ａを覆うように絶縁膜３４が形成される。
その後、ウエハＳに形成された全ての振動腕部８、９に対して、共振周波数を粗く調整する粗調工程を行う。これは、例えば重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザー光を照射して、一対の振動腕部８、９の先端にかかる重量を軽減させることで、周波数を粗く調整する工程である（Ｓ５１）。
【００７１】
次いで、ウエハＳと圧電振動片２とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片２をウエハＳから切り離して小片化する切断工程を行う（Ｓ５２）。これにより、ウエハＳから、電極部１８（励振電極１４、引き出し電極１９、２０及びマウント電極１５、１６）及び重り金属膜２１が形成された圧電振動片２を一度に複数製造することができる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係る圧電振動片の製造方法およびウエハによれば、一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６間の間隔が、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が対応する電極膜用マスク４２、４３における一対の露出開口４２ｆ、４３ｆ間の間隔と同等となるように、複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４ごとに異なっているので、レジストパターン形成工程の際、本来用いられるべき電極膜用マスク４２、４３とは異なる電極膜用マスク４２、４３の露出開口４２ｆ、４３ｆを、本来用いられるべき電極膜用マスク４２、４３に対応するウエハ側マークＳ３、Ｓ４の貫通孔Ｓ５、Ｓ６に位置合わせしようとしても、一対の露出開口４２ｆ、４３ｆの一方が貫通孔Ｓ５、Ｓ６からずれてしまう。これにより、異なる種類の電極膜用マスク４２、４３を配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することが可能になり、ウエハＳの廃棄などを抑え圧電振動片２の低コスト化を図ることができる。
【００７３】
また、レジストパターン形成工程の際、前記貫通孔Ｓ５、Ｓ６を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布するので、レジスト膜５０が塗布されることにより貫通孔Ｓ５、Ｓ６の平面視形状が不鮮明になるのを抑制し、露出開口４２ｆ、４３ｆを貫通孔Ｓ５、Ｓ６に確実に位置合わせすることができる。
さらに、レジストパターン形成工程の際、露出開口４２ｆ、４３ｆから貫通孔Ｓ５、Ｓ６を露出させることでマスク側マーク４２ｄ、４３ｄをウエハ側マークＳ３、Ｓ４に位置合わせするので、前述の作用効果を確実に奏功させることができる。
【００７４】
また、露出開口４２ｆ、４３ｆの平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称であるので、図２８に示すように、レジストパターン形成工程の際、例えば電極膜用マスク４２を正規の向きに対して前記一方向に反転させたり、前記他方向に反転させたりした状態で、露出開口４２ｆから貫通孔Ｓ５を露出させようとしても貫通孔Ｓ５の全体を露出させることができない。これにより、電極膜用マスク４２、４３を異なる向きで配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することができる。
【００７５】
そして、本実施形態に係る圧電振動子１は、前記圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片２を備えているので低コスト化を図ることができる。
【００７６】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図２９を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図２９に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００７７】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片２が振動する。この振動は、圧電振動片２が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。
これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００７８】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、低コスト化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に低コスト化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【００７９】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図３０を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００８０】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図３０に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００８１】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００８２】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片２が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００８３】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００８４】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００８５】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００８６】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００８７】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、低コスト化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に低コスト化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。
【００８８】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図３１を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図３１に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００８９】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【００９０】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９１】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【００９２】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、低コスト化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に低コスト化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。
【００９３】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、圧電振動子の一例として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、表面実装型の圧電振動子や、セラミックパッケージタイプの圧電振動子、また、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を、さらにモールド樹脂部で固めて表面実装型振動子としても構わない。
【００９４】
また、音叉型の圧電振動片２に限られず、ＡＴ型の圧電振動片に本発明を適用することも可能である。
さらに、電極部１８も、圧電板１１の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなるものであれば、上述した実施形態に示すものに限られない。例えば、３層以上の電極膜が積層されていても良い。
【００９５】
また、上述した実施形態では、レジスト膜５０としてポジ型を用いたが、ネガ型であっても良い。
さらに、上述した実施形態では、ウエハＳに圧電板１１の外形形状と同時に、２つの電極膜用マスク４２、４３それぞれに対応する２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４が形成されるものとしたが、これに限られない。
さらにまた、上述した実施形態では、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が貫通孔Ｓ５、Ｓ６からなるものとしたが、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が、ウエハＳを非貫通の凹部であっても良い。
【００９６】
また、上述した実施形態では、レジストパターン形成工程の際、被覆部材４４をウエハＳ上に配置し、電極膜用マスク４２、４３に対応するウエハ側マークＳ３、Ｓ４の貫通孔Ｓ５、Ｓ６の周辺部を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布するものとしたが、被覆部材４４により覆わなくても良い。
【００９７】
また、第１マスク４２および第２マスク４３の前記露出開口４２ｆ、４３ｆの平面視形状およびウエハＳの貫通孔Ｓ５、Ｓ６は、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっていれば、上述した実施形態に示したものに限られず、図３２から図３５に示すような平面視形状であっても良い。
【００９８】
例えば、図３２に示すように、露出開口４５Ａ（貫通孔Ｓ１１）の平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称な五角形状であっても良い。この平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に沿って延在する正方形（矩形）の一つの角部が面取りされた形状となっている。
【００９９】
さらに例えば、図３３から図３５に示すように、露出開口４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ（貫通孔Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４）が、互いに非連続とされた複数の部分により構成されていても良い。
図３３および図３４に示す露出開口４５Ｂ、４５Ｃ（貫通孔Ｓ１２、Ｓ１３）は、平面視形状が前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状の第１部分４５ａと、第１部分４５ａの直線部の各非連結部に前記一方向および前記他方向の両方向に対向するように配置された第２部分４５ｂと、により構成されている。第２部分４５ｂの平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に沿って延在する正方形状（矩形状）となっている。なお、図３３に示す露出開口４５Ｂ（貫通孔Ｓ１２）では、第２部分４５ｂが、第１部分４５ａの前記一方向の内側で、かつ前記他方向の内側に位置する大きさとされ、図３４に示す露出開口４５Ｃ（貫通孔Ｓ１３）では、第２部分４５ｂが、第１部分４５ａよりも前記一方向の外側に食み出し、かつ前記他方向の外側に食み出す大きさとなっている。
図３５に示す露出開口４５Ｄ（貫通孔Ｓ１４）は、平面視円形状であるとともに大きさが互いに異なる第１部分４５ａおよび第２部分４５ｂを備えている。
さらにまた、上述した実施形態では、露出開口（貫通孔）の平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっているものとしたが、非対称でなくても良い。
【０１００】
また、上述した実施形態では、レジストパターン形成工程の際、露出開口４２ｆ、４３ｆから貫通孔Ｓ５、Ｓ６を露出させるように、電極膜用マスク４２、４３をウエハＳに配置するものとしたが、これに限られるものではない。
例えば、電極膜用マスクに、マーク部としての露出開口を形成するのに代えて、電極膜用マスクの幅を、複数の電極膜用マスクごとに異ならせ、レジストパターン形成工程の際、マーク部としての電極膜用マスクの両側端部を、貫通孔に位置合わせしても良い。
【０１０１】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 圧電振動子
２ 圧電振動片
１１ 圧電板
１８ 電極部
１８ａ 下地金属層（電極膜）
１８ｂ 仕上金属層（電極膜）
４２、４３ 電極膜用マスク（マスク部材）
４２ｄ、４３ｄ マスク側マーク
４２ｆ、４３ｆ、４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ 露出開口（マーク部）
４４ 被覆部材
５０ レジスト膜
Ｓ ウエハ
Ｓ３、Ｓ４ ウエハ側マーク
Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４ 貫通孔
１００ 発振器
１１０ 携帯情報機器（電子機器）
１３０ 電波時計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片の製造方法、並びにウエハ、圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動片を有する圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動片としては、圧電材料からなる圧電板と、電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極部と、を備え、電極部が、圧電板の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる構成が知られている。
【０００３】
ところで、このような圧電振動片は、ウエハを利用して一度に複数製造するのが一般的であり、製造方法の一例として、例えば下記特許文献１に示されるような方法が挙げられる。この方法では、ウエハに、圧電基板の外形形状を形成するとともにアライメントマーカーを形成した後、電極部を形成する。
ここで、電極部の各電極膜を形成する際には、まずウエハにレジスト膜を塗布した後、フォトマスクをウエハに配置してレジスト膜をパターニングすることでレジストパターンを形成し、その後、レジストパターンに基づいて電極膜を形成する。この過程でフォトマスクをウエハに配置する際、アライメントマーカーを用いてフォトマスクをウエハに位置合わせすることで、電極部を高精度に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４２７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで前述のように、電極部が、互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる場合には、各電極膜に対応して形状が互いに異なるレジストパターンを形成するため、複数種類のフォトマスクを用いる必要がある。
しかしながら、前記従来の圧電振動片の製造方法では、本来配置すべきフォトマスクとは種類が異なるフォトマスクを配置してレジストパターンを形成するおそれがある。この場合、電極膜が所望のパターンにパターニングされなくなり、ウエハを廃棄する等して製造コストが上昇してしまう。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、マスク部材を誤配置した状態でレジストパターンを形成することを防止して低コスト化を図ることができる圧電振動片の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電板と、電圧が印加されたときに前記圧電板を振動させる電極部と、を備え、該電極部は、前記圧電板の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる圧電振動片を形成する圧電振動片の製造方法であって、前記圧電板の外形形状が形成されたウエハに前記電極部を形成する電極形成工程を有し、該電極形成工程は、フォトリソグラフィ技術により前記複数層の電極膜それぞれを前記ウエハに形成する複数の電極膜形成工程を有し、前記複数の電極膜形成工程はそれぞれ、前記ウエハにレジスト膜を塗布した後、各電極膜用に用意された複数のマスク部材のうち、該電極膜形成工程で形成する一の電極膜用に用意された前記マスク部材を前記ウエハに配置し、その後、該マスク部材を介して光を照射してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程を有し、該レジストパターン形成工程は、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に形成されたマスク側マークを、前記ウエハに形成された複数のウエハ側マークのうち、該マスク部材に対応する前記ウエハ側マークに位置合わせしながら前記マスク部材を前記ウエハに配置し、前記マスク側マークは、前記マスク部材に互いに間隔をあけて形成された一対のマーク部からなるとともに、該一対のマーク部間の間隔は、前記複数のマスク部材ごとに異なり、前記複数のウエハ側マークはそれぞれ、前記ウエハに互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るウエハは、前記圧電振動片の製造方法に用いられるウエハであって、前記複数のマスク部材それぞれに対応する複数のウエハ側マークが形成され、該複数のウエハ側マークはそれぞれ、互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、一対の凹部間の間隔が、ウエハ側マークが対応するマスク部材における一対のマーク部間の間隔と同等となるように、複数のウエハ側マークごとに異なっているので、レジストパターン形成工程の際、一の電極膜用に用意されたマスク部材とは異なるマスク部材のマーク部を、一の電極膜用に用意されたマスク部材に対応するウエハ側マークの凹部に位置合わせしようとしても、一対のマーク部の一方が凹部からずれてしまう。これにより、異なる種類のマスク部材を配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することが可能になり、ウエハの廃棄などを抑え圧電振動片の低コスト化を図ることができる。
【００１０】
また、前記圧電振動片の製造方法では、前記マーク部は、前記マスク部材を貫通する露出開口とされ、前記凹部の平面視形状は、前記露出開口の平面視形状と同等とされ、前記レジストパターン形成工程は、前記露出開口から前記凹部を露出させることで前記マスク側マークを前記ウエハ側マークに位置合わせしても良い。
【００１１】
この場合、レジストパターン形成工程の際、露出開口から凹部を露出させることでマスク側マークをウエハ側マークに位置合わせするので、前述の作用効果を確実に奏功させることができる。
【００１２】
また、前記圧電振動片の製造方法では、前記露出開口の平面視形状は、一対の露出開口が離間する一方向、および該マスク部材の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称であっても良い。
【００１３】
この場合、露出開口の平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称であるので、レジストパターン形成工程の際、マスク部材を正規の向きに対して前記一方向に反転させたり、前記他方向に反転させたりした状態で、露出開口から凹部を露出させようとしても凹部の全体を露出させることができない。これにより、マスク部材を異なる向きで配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することができる。
【００１４】
また、前記圧電振動片の製造方法では、前記レジストパターン形成工程は、前記ウエハ上に被覆部材を配置し、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に対応する前記ウエハ側マークにおける前記凹部を、該被覆部材により覆いながらレジスト膜を塗布しても良い。
【００１５】
この場合、レジストパターン形成工程の際、前記凹部を被覆部材により覆いながらレジスト膜を塗布するので、レジスト膜が塗布されることにより凹部の平面視形状が不鮮明になるのを抑制し、マーク部を凹部に確実に位置合わせすることができる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子は、前記圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えているので低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の発振器は、前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、前記圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明の電波時計は、前記圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る発振器、電子機器および電波時計によれば、前記圧電振動子を備えているので、低コストな発振器、電子機器および電波時計を製造することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る圧電振動片の製造方法およびウエハによれば、マスク部材を誤配置した状態でレジストパターンを形成することを防止して低コスト化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計によれば、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る一実施形態の圧電振動子のケースの中身を見た図であって、圧電振動片を平面視した状態の図である。
【図２】図１に示す圧電振動片を上面から見た平面図である。
【図３】図１に示す圧電振動片を下面から見た平面図である。
【図４】図１に示す圧電振動片の斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】本発明に係る圧電振動片の製造方法に用いられる圧電振動片の製造装置を構成する外形マスクの平面図である。
【図９】本発明に係る圧電振動片の製造方法に用いられる圧電振動片の製造装置を構成する第1マスクの平面図である。
【図１０】本発明に係る圧電振動片の製造方法に用いられる圧電振動片の製造装置を構成する第２マスクの平面図である。
【図１１】本発明に係る圧電振動片の製造方法のフローチャートである。
【図１２】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１３】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１４】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１５】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１６】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１７】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図１８】圧電振動片の製造方法の作用を説明する図であって、レジストパターン形成工程の際、被覆部材により貫通孔を覆わずにレジスト膜を塗布した状態を示す平面図である。
【図１９】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２０】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２１】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２２】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２３】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２４】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２５】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２６】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図２７】圧電振動片の製造方法を示す工程図であって、ウエハの平面図である。
【図２８】圧電振動片の製造方法の作用を説明する図であって、第1マスクを反転させたとき平面図である。
【図２９】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図３０】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図３１】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図３２】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【図３３】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【図３４】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【図３５】本発明に係る圧電振動片の製造方法で用いる露出開口および貫通孔の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る圧電振動子を説明する。
図１に示すように、圧電振動子１は、シリンダパッケージタイプの圧電振動子であって、音叉型の圧電振動片２と、圧電振動片２がマウントされたプラグ４と、プラグ４とともに圧電振動片２を気密封止するケース３とを備えている。
【００２３】
図２、３に示すように、圧電振動片２は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
【００２４】
この圧電振動片２は、平行に配置された一対の振動腕部８、９と、これら一対の振動腕部８、９の基端側を一体的に固定する基部１０と、を有する圧電板１１と、一対の振動腕部８、９の外表面上に形成されて一対の振動腕部８、９を振動させる第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４と、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３に電気的に接続されたマウント電極１５、１６とを有している。
【００２５】
また、本実施形態の圧電振動片２は、一対の振動腕部８、９の両主面上に、振動腕部８、９の基端部から先端部に向かって一定長さＬ形成された溝部１７を備えている。この溝部１７は、図４に示すように、振動腕部８、９の基端部から略中間付近まで形成されている。なお、一対の振動腕部８、９の腕幅は共通であり、それぞれＷとする。また、基部１０において一対の振動腕部８、９の基端部と連結されている部分を股部１０ａとする。
【００２６】
図２、３、５に示すように、第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４は、一対の振動腕部８、９を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部８、９の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、第１の励振電極１２が、一方の振動腕部８の溝部１７上と、他方の振動腕部９の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１３が、一方の振動腕部８の両側面上と他方の振動腕部９の溝部１７上とに主に形成されている。
【００２７】
また、図２、３に示すように、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３は、基部１０の両主面上において連続的に形成されており、それぞれ引き出し電極１９、２０を介してマウント電極１５、１６に電気的に接続されている。このマウント電極１５、１６は、圧電板１１の基端側に形成されている。すなわち、励振電極１４、マウント電極１５、１６及び引き出し電極１９、２０は、所定の電圧が印加されたときに一対の振動腕部８、９を振動させる電極部（積層体）１８として機能している。
【００２８】
図６、７に示すように、電極部１８は、クロム（Ｃｒ）からなる下地金属層（電極膜）１８ａと、金（Ａｕ）からなる仕上金属層（電極膜）１８ｂと、が圧電板１１の外表面上に順次積層されて構成されている。これらの金属層１８ａ、１８ｂのパターンは、互いに異なっている。
下地金属層１８ａは、仕上金属層１８ｂと圧電振動片２との密着性を向上させるためのものである。
【００２９】
また、仕上金属層１８ｂは、図４、５、７に示すように、少なくとも振動腕部８、９の基端部から先端部に至る領域で、仕上金属層１８ｂの一部或いは全部が除去されている。
より詳しくは、振動腕部８、９の基端部より先端部側では、基端部から一定長さＬ以上離間した位置まで（図４に示す領域ＲＡ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。さらに、振動腕部８、９の基端部より基部１０側には、基端部から基部１０に向かって振動腕部８、９の腕幅Ｗの２倍離間した位置に至るまで（図４に示す領域ＲＢ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。
【００３０】
すなわち、電極部１８は、振動腕部８、９の溝部１７が形成されている領域を含む領域ＲＡ及び領域ＲＢで、溝部１７内を含めて全面的に下地金属層１８ａにより形成されている。そして、領域ＲＡ及び領域ＲＢには、下地金属層１８ａを覆うように酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなる絶縁膜３４が被覆されている。これにより、振動腕部８、９の励振電極１２、１３間に導電性粒子が付着した場合でも、電極間の短絡を防止することができる。
【００３１】
ここで本実施形態では、領域ＲＡおよび領域Ｒｂを合わせた領域である単層領域Ｒは、励振電極１２、１３の形成領域となっており、この単層領域Ｒでは、仕上金属層１８ｂを除去した状態で下地金属層１８ａ上に絶縁膜３４を形成することで、絶縁膜３４の密着性を向上させて励振電極１２、１３の短絡が確実に防がれている。
一方、圧電板１１における単層領域Ｒよりも基端側に形成された引き出し電極１９、２０及びマウント電極１５、１６は、上述したように下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層された状態となっている。以下では、これら下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層されている領域を積層領域Ｐとする。
【００３２】
また、一対の振動腕部８、９の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａ及び微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部８、９の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００３３】
ケース３は、図１に示すように、有底円筒状に形成されており、圧電振動片２を内部に収納した状態でプラグ４の後述するステム３０の外周に対して圧入されて、嵌合固定されている。なお、このケース３の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース３内の圧電振動片２を囲む空間が真空に保たれた状態となっている。
【００３４】
プラグ４は、ケース３を密閉させるステム３０と、このステム３０を貫通するように平行配置された２本のリード端子３１と、ステム３０の内側に充填されてステム３０とリード端子３１とを固定させる絶縁性の充填材３２とを有している。
ステム３０は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材３２の材料としては、例えばホウ珪酸ガラスである。また、リード端子３１の表面及びステム３０の外周には、それぞれ同材料の後述するめっき層３５が施されている。
【００３５】
２本のリード端子３１は、ケース３内に突出している部分がインナーリード３１ａとなり、ケース３外に突出している部分がアウターリード３１ｂとなっている。リード端子３１は、その直径が例えば約０．１２ｍｍであり、リード端子３１の母材の材質としては、コバール（ＦｅＮｉＣｏ合金）が慣用されている。また、図６に示すように、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周には、めっき層３５が被覆されている。被膜させるめっきの材質としては、下地膜３５ａに銅（Ｃｕ）めっき等が用いられ、仕上膜３５ｂに融点が例えば３００度程度の高融点ハンダめっき（錫と鉛の合金で、その重量比が１：９）が用いられる。
また、ステム３０の外周に被膜されためっき層３５を介在させながらケース３の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース３の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００３６】
そして図７に示すように、インナーリード３１ａとマウント電極１５、１６とは、仕上膜（高融点ハンダめっき）３５ｂを溶解させて形成された接合部Ｅを介して仕上金属層１８ｂ上にマウントされている。すなわち、接合部Ｅを介してインナーリード３１ａとマウント電極１５、１６とが機械的に接合されていると同時に、電気的に接続されている。その結果、圧電振動片２は、２本のリード端子３１にマウントされた状態となっている。
【００３７】
なお、上述した２本のリード端子３１は、一端側（アウターリード３１ｂ側）が外部に電気的に接続され、他端側（インナーリード３１ａ側）が圧電振動片２に対してマウントされる外部接続端子として機能する。
【００３８】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、２本のリード端子３１のアウターリード３１ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、インナーリード３１ａ、接合部Ｅ、マウント電極１５、１６及び引き出し電極１９、２０を介して、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３からなる励振電極１４に電流を流すことができ、一対の振動腕部８、９を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部８、９の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００３９】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片２を、圧電材料からなるウエハＳ（図１２参照）を用いて形成する方法について説明する。
はじめに、この製造方法に用いる圧電振動片の製造装置４０について説明する。
図８から図１０に示すように、この製造装置４０は、圧電板１１の外形形状をウエハＳに形成する外形マスク４１と、下地金属層１８ａ用および仕上金属層１８ｂ用にそれぞれ用意された２つ（複数）の電極膜用マスク（マスク部材）４２、４３と、を備えている。
【００４０】
これらのマスク４１、４２、４３はそれぞれ、内部が露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａとされた枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂと、露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａに配置されるとともに図示しない連結部を介して枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに連結された複数の被覆部４１ｃ、４２ｃ、４３ｃと、を備えている。
【００４１】
各マスク４１、４２、４３の枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの外形形状、および露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａはいずれも平面視矩形状、図示の例では平面視正方形状となっており、枠状部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂおよび露光領域４１ａ、４２ａ、４３ａは、各マスク４１、４２、４３の軸線と同軸に配置されている。
【００４２】
また、外形マスク４１の被覆部４１ｃは、圧電板１１の外形形状に形成され、２つの電極膜用マスク４２、４３のうち、下地金属層１８ａ用に用意された第１マスク４２の被覆部４２ｃは、下地金属層１８ａの外形形状に形成され、仕上金属層１８ｂ用に用意された第１マスク４３の被覆部４３ｃは、仕上金属層１８ｂの外形形状に形成されている。
なお、図８から図１０に示す各マスク４１、４２、４３では、図面の見易さのため、各被覆部４１ｃ、４２ｃ、４３ｃの形状を簡略化しているとともに、各被覆部４１ｃ、４２ｃ、４３ｃの数を省略している。
【００４３】
図８に示すように、外形マスク４１の枠状部４１ｂには、２つの電極膜用マスク４２、４３それぞれに対応する２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４（図１３参照）をウエハＳに形成する２つのマーク形成部４１ｄ、４１ｅが形成されている。マーク形成部４１ｄ、４１ｅは、枠状部４１ｂを貫通する一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇからなる。
【００４４】
一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇは、互いに間隔をあけて配置されており、図示の例では、枠状部４１ｂのうち、この外形マスク４１の軸線を間に挟んで対向する各部分に１つずつ配置されている。本実施形態では、一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇが離間する一方向は、枠状部４１ｂの一辺に平行となっている。
また、２つのマーク形成部４１ｄ、４１ｅのうち、一方の第１マーク形成部４１ｄにおける一対のマーク用開口４１ｆは、他方の第２マーク形成部４１ｅにおける一対のマーク用開口４１ｇに対して、この外形マスク４１の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向にずらされて配置されている。
【００４５】
そして、一対のマーク用開口４１ｆ、４１ｇ間の間隔は、２つのマーク形成部４１ｄ、４１ｅごとに異なっている。
また、マーク用開口４１ｆ、４１ｇの平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっており、図示の例では、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００４６】
図９および図１０に示すように、２つの電極膜用マスク４２、４３の枠状部４２ｂ、４３ｂにはそれぞれ、マスク側マーク４２ｄ、４３ｄが形成されている。本実施形態では、マスク側マーク４２ｄ、４３ｄは、電極膜用マスク４２、４３に互いに間隔をあけて形成され、電極膜用マスク４２、４３を貫通する一対の露出開口（マーク部）４２ｆ、４３ｆとなっている。
【００４７】
ここでマスク側マーク４２ｄ、４３ｄは、２つの電極膜用マスク４２、４３ごとに異なっており、本実施形態では、一対の露出開口４２ｆ、４３ｆ間の間隔が２つの電極膜用マスク４２、４３ごとに異なっている。
図９に示すように、前記第１マスク４２に形成されたマスク側マーク４２ｄは、外形マスク４１の前記第１マーク形成部４１ｄと対応しており、第１マスク４２のマスク側マーク４２ｄにおける一対の露出開口４２ｆ間の間隔は、外形マスク４１の第１マーク形成部４１ｄにおける一対のマーク用開口４１ｆ間の間隔と同等となっている。
【００４８】
また、これらの露出開口４２ｆの平面視形状は、第１マーク形成部４１ｄの平面視形状と同等となっている。本実施形態では、露出開口４２ｆの平面視形状は、一対の露出開口４２ｆが離間する一方向、および第１マスク４２の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称となっており、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００４９】
また図１０に示すように、前記第２マスク４３に形成されたマスク側マーク４３ｄは、外形マスク４１の前記第２マーク形成部４１ｅと対応しており、第２マスク４３のマスク側マーク４３ｄにおける一対の露出開口４３ｆ間の間隔は、第２マーク形成部４１ｅにおける一対のマーク用開口４１ｇ間の間隔と同等となっている。
【００５０】
また、これらの露出開口４３ｆの平面視形状は、第２マーク形成部４１ｅの平面視形状と同等となっている。本実施形態では、露出開口４３ｆの平面視形状は、一対の露出開口４３ｆが離間する一方向、および第２マスク４３の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称となっており、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００５１】
次に、前記圧電振動片の製造装置４０を用いて圧電振動片２を形成する圧電振動片の製造方法について、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図１２に示すように、水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハＳとする。続いて、このウエハＳをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハＳとする（Ｓ１０）。
【００５２】
次に、研磨後のウエハＳに圧電板１１の外形形状を複数形成する外形形成工程を行う（Ｓ２０）。
このとき、まず、ウエハＳの両面に、例えばクロム層および金層などが積層されてなる図示しない保護膜を、例えばスパッタリング等により積層する。その後、ウエハＳの両面に、前記保護膜の上からポジ型の図示しないレジスト膜を塗布し、このレジスト膜上に前記外形マスク４１を配置する。
【００５３】
そして、この外形マスク４１を介して前記レジスト膜に光を照射し、該レジスト膜にレジストパターンを露光する。外形マスク４１を取り外した後、前記レジスト膜を現像して露光部分を除去し、その後、メタルエッチングを行って前記露光部分から露出された前記保護膜を除去する。さらに前記レジスト膜を除去するとともに、水晶エッチングを行って前記保護膜の除去部分から露出されたウエハＳをエッチングし、その後、前記保護膜を除去することで、外形形成工程が終了する。
【００５４】
この外形形成工程を行うことで、図１３に示すように、ウエハＳに、圧電板１１の外形形状が形成される。このウエハＳの平面視形状は矩形状、図示の例では正方形状となっており、ウエハＳの外周部Ｓ１の内側に位置する板形成領域Ｓ２内に、圧電板１１の外形形状が形成されている。板形成領域Ｓ２は、外形マスク４１の露光領域４１ａから露出する部分であり、板形成領域Ｓ２では、圧電板１１の外形形状、およびこの外形形状と前記外周部Ｓ１とを連結する図示しない連結部を除いた部分が、前記水晶エッチングにより除去されている。
【００５５】
ここで本実施形態では、外形マスク４１に前記マーク形成部４１ｄ、４１ｅが形成されているので、前記外形形成工程の際、ウエハＳに圧電板１１の外形形状と同時に、２つの電極膜用マスク４２、４３それぞれに対応する２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４が形成される。
２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４は、前記外形形成工程に際して外形マスク４１をレジスト膜上に配置したときに、マーク形成部４１ｄ、４１ｅから露出した部分に形成され、これらのウエハ側マークＳ３、Ｓ４はそれぞれ、ウエハＳに、互いに間隔をあけて形成された一対の貫通孔（凹部）Ｓ５、Ｓ６からなる。
【００５６】
一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６は、ウエハＳの外周部Ｓ１のうち、このウエハＳの軸線を間に挟んで対向する各部分に１つずつ配置されている。本実施形態では、一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６が離間する一方向は、外周部Ｓ１の一辺に平行となっている。
また、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうちのいずれか一方の一対の貫通孔Ｓ５は、いずれか他方の一対の貫通孔Ｓ６に対して、このウエハＳの表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向にずらされて配置されている。
【００５７】
また、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の平面視形状は、前記露出開口４２ｆ、４３ｆの平面視形状と同等となっている。
本実施形態では、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっており、前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状となっている。
【００５８】
そして、一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６間の間隔は、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が対応する電極膜用マスク４２、４３における一対の露出開口４２ｆ、４３ｆ間の間隔と同等となるように、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４ごとに異なっている。
本実施形態では、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうち、第１マスク４２に対応する第１ウエハ側マークＳ３の一対の貫通孔Ｓ５間の間隔は、第１マスク４２の前記一対の露出開口４２ｆ間の間隔と同等となっている。また、２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４のうち、第２マスク４３に対応する第２ウエハ側マークＳ４の一対の貫通孔Ｓ６間の間隔は、第２マスク４３の前記一対の露出開口４３ｆ間の間隔と同等となっている。
【００５９】
前記外形形成工程を行うとともに、一対の振動腕部８、９に溝部１７を形成する溝部形成工程（Ｓ３０）行った後、圧電板１１の外形形状が形成されたウエハＳに電極部１８を形成する電極形成工程を行う（Ｓ４０）。この工程では、電極部１８（励振電極１４、引き出し電極１９、２０及びマウント電極１５、１６）及び重り金属膜２１を形成する。
【００６０】
始めに、図１４および図１５に示すように、圧電板１１上に下地金属層１８ａとなる第１金属膜２８ａ、及び仕上金属層１８ｂとなる第２金属膜２８ｂを、蒸着やスパッタリング等により順次成膜し、金属積層膜２８を形成する（Ｓ４１）。
ここでウエハＳが、例えば水晶で形成される等して透明である場合、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の形状の確認が難しい。そこで本実施形態のように、ウエハＳの表面に、第１金属膜２８ａや第２金属膜２８ｂのような金属膜を形成すると、貫通孔Ｓ５、Ｓ６の形状の確認が容易になる。
【００６１】
次に、前記第１マスク４２を用い、フォトリソグラフィ技術により下地金属層１８ａをウエハＳに形成する第１電極膜形成工程を行う（Ｓ４７）。
この第１電極膜形成工程では、まず、ウエハＳに、レジスト膜５０を塗布した後、第１マスク４２を配置し、その後、該第１マスク４２を介して光を照射して第１レジストパターンを形成する第１レジストパターン形成工程を行う（Ｓ４２）。
【００６２】
このとき、まず図１６に示すように、被覆部材４４をウエハＳ上に配置し、第１ウエハ側マークＳ３の貫通孔Ｓ５を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布する。これにより、図１７に示すように、貫通孔Ｓ５および貫通孔Ｓ５の周辺部を除いた部分にレジスト膜５０が塗布されることとなり、図１８に示すように、レジスト膜５０が塗布されることにより貫通孔Ｓ５の形状が不鮮明になるのを抑制することができる。
【００６３】
これにより図１９に示すような、金属積層膜２８およびレジスト膜５０が積層されたウエハＳを形成した後、ウエハＳに第１マスク４２を配置する。このとき、第１マスク４２に形成されたマスク側マーク４２ｄを第１ウエハ側マークＳ３に位置合わせし、露出開口４２ｆから貫通孔Ｓ５を露出させるように第１マスク４２をウエハＳに配置する。ここで、貫通孔Ｓ５の平面視形状が、露出開口４２ｆの平面視形状と同等とされているので、このとき、露出開口４２ｆから貫通孔Ｓ５の全体が露出される。
【００６４】
ここで本実施形態では、第１マスク４２が、マスク側マーク４２ｄを第１ウエハ側マークＳ３に位置合わせしてウエハＳに配置されたときに、第１マスク４２の被覆部４２ｃは、マウント電極１５、１６、励振電極１２、１３、引き出し電極１９、２０及び重り金属膜２１の形成領域を被覆するように構成されている。そこで、第１マスク４２を介して光を照射した後、第１マスク４２を取り外してレジスト膜５０を現像すると、図２０に示すように、金属積層膜２８を残しておきたい部分、つまり前記形成領域を被覆するようなレジストパターンが形成される。
【００６５】
そして、残ったレジスト膜５０をマスクとして、第１金属膜２８ａおよび第２金属膜２８ｂをエッチング加工するエッチング工程を行った後（Ｓ４３）、レジスト膜５０を除去する。このエッチング工程により、図２１および図２２に示すように、第１金属膜２８ａが、電極部１８を構成する２つの金属層のうちの下地金属層１８ａとなる。
【００６６】
次に、前記第２マスク４３を用い、フォトリソグラフィ技術により仕上金属層１８ｂをウエハＳに形成する第２電極膜形成工程を行う（Ｓ４８）。この第２電極膜形成工程は、単層領域Ｒ（図４参照）に存在する第２金属膜２８ｂを除去することで行う。
この第２電極膜形成工程では、まず、ウエハＳに、レジスト膜５０を塗布した後、第２マスク４３を配置し、その後、該第２マスク４３を介して光を照射して第２レジストパターンを形成する第２レジストパターン形成工程を行う（Ｓ４４）。
【００６７】
このとき、まず図２３に示すように、被覆部材４４をウエハＳ上に配置し、第２ウエハ側マークＳ４の貫通孔Ｓ６を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布する。これにより、図２４に示すように、貫通孔Ｓ６および貫通孔Ｓ６の周辺部を除いた部分にレジスト膜５０が塗布される。
その後、第２マスク４３に形成されたマスク側マーク４３ｄを第２ウエハ側マークＳ４に位置合わせし、露出開口４３ｆから貫通孔Ｓ６を露出させるように第２マスク４３をウエハＳに配置する。
【００６８】
ここで本実施形態では、第２マスク４３が、マスク側マーク４３ｄを第２ウエハ側マークＳ４に位置合わせしてウエハＳに配置されたときに、第２マスク４３の被覆部４３ｃは、前記積層領域Ｐを被覆するように構成されている。そこで、第２マスク４３を介して光を照射した後、第２マスク４３を取り外してレジスト膜５０を現像すると、図２５に示すように、第２金属膜２８ｂを残しておきたい部分、つまり前記積層領域Ｐを被覆するようなレジストパターンが形成されることとなる。
【００６９】
そして、残ったレジスト膜５０をマスクとして、第２金属膜２８ｂをエッチング加工により除去するエッチング工程を行った後（Ｓ４５）、レジスト膜５０を除去する。このエッチング工程により、図２６および図２７に示すように、第２金属膜２８ｂが、電極部１８を構成する２つの金属層のうちの仕上金属層１８ｂとなり、電極部１８および重り金属膜２１が形成されて電極形成工程が終了する。
【００７０】
その後、仕上金属層１８ｂが除去された単層領域Ｒにおいて、下地金属層１８ａ上にＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる絶縁膜３４を、図示しないメタルマスク等を介してＣＶＤ法等を行うことにより形成する（Ｓ４６）。すると、単層領域Ｒの下地金属層１８ａを覆うように絶縁膜３４が形成される。
その後、ウエハＳに形成された全ての振動腕部８、９に対して、共振周波数を粗く調整する粗調工程を行う。これは、例えば重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザー光を照射して、一対の振動腕部８、９の先端にかかる重量を軽減させることで、周波数を粗く調整する工程である（Ｓ５１）。
【００７１】
次いで、ウエハＳと圧電振動片２とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片２をウエハＳから切り離して小片化する切断工程を行う（Ｓ５２）。これにより、ウエハＳから、電極部１８（励振電極１４、引き出し電極１９、２０及びマウント電極１５、１６）及び重り金属膜２１が形成された圧電振動片２を一度に複数製造することができる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係る圧電振動片の製造方法およびウエハによれば、一対の貫通孔Ｓ５、Ｓ６間の間隔が、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が対応する電極膜用マスク４２、４３における一対の露出開口４２ｆ、４３ｆ間の間隔と同等となるように、複数のウエハ側マークＳ３、Ｓ４ごとに異なっているので、レジストパターン形成工程の際、本来用いられるべき電極膜用マスク４２、４３とは異なる電極膜用マスク４２、４３の露出開口４２ｆ、４３ｆを、本来用いられるべき電極膜用マスク４２、４３に対応するウエハ側マークＳ３、Ｓ４の貫通孔Ｓ５、Ｓ６に位置合わせしようとしても、一対の露出開口４２ｆ、４３ｆの一方が貫通孔Ｓ５、Ｓ６からずれてしまう。これにより、異なる種類の電極膜用マスク４２、４３を配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することが可能になり、ウエハＳの廃棄などを抑え圧電振動片２の低コスト化を図ることができる。
【００７３】
また、レジストパターン形成工程の際、前記貫通孔Ｓ５、Ｓ６を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布するので、レジスト膜５０が塗布されることにより貫通孔Ｓ５、Ｓ６の平面視形状が不鮮明になるのを抑制し、露出開口４２ｆ、４３ｆを貫通孔Ｓ５、Ｓ６に確実に位置合わせすることができる。
さらに、レジストパターン形成工程の際、露出開口４２ｆ、４３ｆから貫通孔Ｓ５、Ｓ６を露出させることでマスク側マーク４２ｄ、４３ｄをウエハ側マークＳ３、Ｓ４に位置合わせするので、前述の作用効果を確実に奏功させることができる。
【００７４】
また、露出開口４２ｆ、４３ｆの平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称であるので、図２８に示すように、レジストパターン形成工程の際、例えば電極膜用マスク４２を正規の向きに対して前記一方向に反転させたり、前記他方向に反転させたりした状態で、露出開口４２ｆから貫通孔Ｓ５を露出させようとしても貫通孔Ｓ５の全体を露出させることができない。これにより、電極膜用マスク４２、４３を異なる向きで配置した状態でレジストパターンを形成するのを防止することができる。
【００７５】
そして、本実施形態に係る圧電振動子１は、前記圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片２を備えているので低コスト化を図ることができる。
【００７６】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図２９を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図２９に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００７７】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片２が振動する。この振動は、圧電振動片２が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。
これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００７８】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、低コスト化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に低コスト化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【００７９】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図３０を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００８０】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図３０に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００８１】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００８２】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片２が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００８３】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００８４】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００８５】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００８６】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００８７】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、低コスト化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に低コスト化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。
【００８８】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図３１を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図３１に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００８９】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【００９０】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９１】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【００９２】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、低コスト化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に低コスト化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。
【００９３】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、圧電振動子の一例として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、表面実装型の圧電振動子や、セラミックパッケージタイプの圧電振動子、また、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を、さらにモールド樹脂部で固めて表面実装型振動子としても構わない。
【００９４】
また、音叉型の圧電振動片２に限られず、ＡＴ型の圧電振動片に本発明を適用することも可能である。
さらに、電極部１８も、圧電板１１の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなるものであれば、上述した実施形態に示すものに限られない。例えば、３層以上の電極膜が積層されていても良い。
【００９５】
また、上述した実施形態では、レジスト膜５０としてポジ型を用いたが、ネガ型であっても良い。
さらに、上述した実施形態では、ウエハＳに圧電板１１の外形形状と同時に、２つの電極膜用マスク４２、４３それぞれに対応する２つのウエハ側マークＳ３、Ｓ４が形成されるものとしたが、これに限られない。
さらにまた、上述した実施形態では、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が貫通孔Ｓ５、Ｓ６からなるものとしたが、ウエハ側マークＳ３、Ｓ４が、ウエハＳを非貫通の凹部であっても良い。
【００９６】
また、上述した実施形態では、レジストパターン形成工程の際、被覆部材４４をウエハＳ上に配置し、電極膜用マスク４２、４３に対応するウエハ側マークＳ３、Ｓ４の貫通孔Ｓ５、Ｓ６の周辺部を被覆部材４４により覆いながらレジスト膜５０を塗布するものとしたが、被覆部材４４により覆わなくても良い。
【００９７】
また、第１マスク４２および第２マスク４３の前記露出開口４２ｆ、４３ｆの平面視形状およびウエハＳの貫通孔Ｓ５、Ｓ６は、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっていれば、上述した実施形態に示したものに限られず、図３２から図３５に示すような平面視形状であっても良い。
【００９８】
例えば、図３２に示すように、露出開口４５Ａ（貫通孔Ｓ１１）の平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称な五角形状であっても良い。この平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に沿って延在する正方形（矩形）の一つの角部が面取りされた形状となっている。
【００９９】
さらに例えば、図３３から図３５に示すように、露出開口４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ（貫通孔Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４）が、互いに非連続とされた複数の部分により構成されていても良い。
図３３および図３４に示す露出開口４５Ｂ、４５Ｃ（貫通孔Ｓ１２、Ｓ１３）は、平面視形状が前記一方向および前記他方向にそれぞれ延在する直線部が連結されたＬ字状の第１部分４５ａと、第１部分４５ａの直線部の各非連結部に前記一方向および前記他方向の両方向に対向するように配置された第２部分４５ｂと、により構成されている。第２部分４５ｂの平面視形状は、前記一方向および前記他方向の両方向に沿って延在する正方形状（矩形状）となっている。なお、図３３に示す露出開口４５Ｂ（貫通孔Ｓ１２）では、第２部分４５ｂが、第１部分４５ａの前記一方向の内側で、かつ前記他方向の内側に位置する大きさとされ、図３４に示す露出開口４５Ｃ（貫通孔Ｓ１３）では、第２部分４５ｂが、第１部分４５ａよりも前記一方向の外側に食み出し、かつ前記他方向の外側に食み出す大きさとなっている。
図３５に示す露出開口４５Ｄ（貫通孔Ｓ１４）は、平面視円形状であるとともに大きさが互いに異なる第１部分４５ａおよび第２部分４５ｂを備えている。
さらにまた、上述した実施形態では、露出開口（貫通孔）の平面視形状が、前記一方向および前記他方向の両方向に非対称となっているものとしたが、非対称でなくても良い。
【０１００】
また、上述した実施形態では、レジストパターン形成工程の際、露出開口４２ｆ、４３ｆから貫通孔Ｓ５、Ｓ６を露出させるように、電極膜用マスク４２、４３をウエハＳに配置するものとしたが、これに限られるものではない。
例えば、電極膜用マスクに、マーク部としての露出開口を形成するのに代えて、電極膜用マスクの幅を、複数の電極膜用マスクごとに異ならせ、レジストパターン形成工程の際、マーク部としての電極膜用マスクの両側端部を、貫通孔に位置合わせしても良い。
【０１０１】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 圧電振動子
２ 圧電振動片
１１ 圧電板
１８ 電極部
１８ａ 下地金属層（電極膜）
１８ｂ 仕上金属層（電極膜）
４２、４３ 電極膜用マスク（マスク部材）
４２ｄ、４３ｄ マスク側マーク
４２ｆ、４３ｆ、４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ 露出開口（マーク部）
４４ 被覆部材
５０ レジスト膜
Ｓ ウエハ
Ｓ３、Ｓ４ ウエハ側マーク
Ｓ５、Ｓ６、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４ 貫通孔
１００ 発振器
１１０ 携帯情報機器（電子機器）
１３０ 電波時計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料からなる圧電板と、
電圧が印加されたときに前記圧電板を振動させる電極部と、を備え、
該電極部は、前記圧電板の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる圧電振動片を形成する圧電振動片の製造方法であって、
前記圧電板の外形形状が形成されたウエハに前記電極部を形成する電極形成工程を有し、
該電極形成工程は、フォトリソグラフィ技術により前記複数層の電極膜それぞれを前記ウエハに形成する複数の電極膜形成工程を有し、
前記複数の電極膜形成工程はそれぞれ、前記ウエハにレジスト膜を塗布した後、各電極膜用に用意された複数のマスク部材のうち、該電極膜形成工程で形成する一の電極膜用に用意された前記マスク部材を前記ウエハに配置し、その後、該マスク部材を介して光を照射してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程を有し、
該レジストパターン形成工程は、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に形成されたマスク側マークを、前記ウエハに形成された複数のウエハ側マークのうち、該マスク部材に対応する前記ウエハ側マークに位置合わせしながら前記マスク部材を前記ウエハに配置し、
前記マスク側マークは、前記マスク部材に互いに間隔をあけて形成された一対のマーク部からなるとともに、該一対のマーク部間の間隔は、前記複数のマスク部材ごとに異なり、
前記複数のウエハ側マークはそれぞれ、前記ウエハに互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記マーク部は、前記マスク部材を貫通する露出開口とされ、
前記凹部の平面視形状は、前記露出開口の平面視形状と同等とされ、
前記レジストパターン形成工程は、前記露出開口から前記凹部を露出させることで前記マスク側マークを前記ウエハ側マークに位置合わせすることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記露出開口の平面視形状は、一対の露出開口が離間する一方向、および該マスク部材の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称であることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記レジストパターン形成工程は、前記ウエハ上に被覆部材を配置し、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に対応する前記ウエハ側マークにおける前記凹部を、該被覆部材により覆いながらレジスト膜を塗布することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法に用いられるウエハであって、
前記複数のマスク部材それぞれに対応する複数のウエハ側マークが形成され、
該複数のウエハ側マークはそれぞれ、互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とするウエハ。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【請求項１】
圧電材料からなる圧電板と、
電圧が印加されたときに前記圧電板を振動させる電極部と、を備え、
該電極部は、前記圧電板の外表面上に積層されるとともに互いにパターンが異なる複数層の電極膜からなる圧電振動片を形成する圧電振動片の製造方法であって、
前記圧電板の外形形状が形成されたウエハに前記電極部を形成する電極形成工程を有し、
該電極形成工程は、フォトリソグラフィ技術により前記複数層の電極膜それぞれを前記ウエハに形成する複数の電極膜形成工程を有し、
前記複数の電極膜形成工程はそれぞれ、前記ウエハにレジスト膜を塗布した後、各電極膜用に用意された複数のマスク部材のうち、該電極膜形成工程で形成する一の電極膜用に用意された前記マスク部材を前記ウエハに配置し、その後、該マスク部材を介して光を照射してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程を有し、
該レジストパターン形成工程は、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に形成されたマスク側マークを、前記ウエハに形成された複数のウエハ側マークのうち、該マスク部材に対応する前記ウエハ側マークに位置合わせしながら前記マスク部材を前記ウエハに配置し、
前記マスク側マークは、前記マスク部材に互いに間隔をあけて形成された一対のマーク部からなるとともに、該一対のマーク部間の間隔は、前記複数のマスク部材ごとに異なり、
前記複数のウエハ側マークはそれぞれ、前記ウエハに互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記マーク部は、前記マスク部材を貫通する露出開口とされ、
前記凹部の平面視形状は、前記露出開口の平面視形状と同等とされ、
前記レジストパターン形成工程は、前記露出開口から前記凹部を露出させることで前記マスク側マークを前記ウエハ側マークに位置合わせすることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記露出開口の平面視形状は、一対の露出開口が離間する一方向、および該マスク部材の表面に沿いかつ前記一方向に直交する他方向の両方向に非対称であることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記レジストパターン形成工程は、前記ウエハ上に被覆部材を配置し、前記一の電極膜用に用意された前記マスク部材に対応する前記ウエハ側マークにおける前記凹部を、該被覆部材により覆いながらレジスト膜を塗布することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法に用いられるウエハであって、
前記複数のマスク部材それぞれに対応する複数のウエハ側マークが形成され、
該複数のウエハ側マークはそれぞれ、互いに間隔をあけて形成された一対の凹部からなるとともに、該一対の凹部間の間隔は、該ウエハ側マークが対応する前記マスク部材における前記一対のマーク部間の間隔と同等となるように、前記複数のウエハ側マークごとに異なっていることを特徴とするウエハ。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法により製造された圧電振動片を備えていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２０１２−８０２４３（Ｐ２０１２−８０２４３Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２１９３（Ｐ２０１０−２２２１９３）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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