内部状態観察方法
【課題】被検体の観察面の微細な凹凸による光の散乱を簡単に抑制し、被検体の内部を観察できる内部状態観察方法を提供する。
【解決手段】光を用いてランバード原石５１（被検体）の内部を観察する内部状態観察方法であって、ランバード原石５１の観察面５７に、光透過性を有するフィルム６０を貼り付けるフィルム貼付工程と、ランバード原石５１の表面に光を照射しつつ、観察面５７からフィルム６０を介してランバード原石５１の内部を観察する内部観察工程と、を備え、フィルム６０は、平坦に形成された最外層６１と、最外層６１の一方面側に形成され、観察面５７に自己吸着する自己吸着層６２と、を備え、自己吸着層６２の厚さは、観察面５７の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されていることを特徴としている。
【解決手段】光を用いてランバード原石５１（被検体）の内部を観察する内部状態観察方法であって、ランバード原石５１の観察面５７に、光透過性を有するフィルム６０を貼り付けるフィルム貼付工程と、ランバード原石５１の表面に光を照射しつつ、観察面５７からフィルム６０を介してランバード原石５１の内部を観察する内部観察工程と、を備え、フィルム６０は、平坦に形成された最外層６１と、最外層６１の一方面側に形成され、観察面５７に自己吸着する自己吸着層６２と、を備え、自己吸着層６２の厚さは、観察面５７の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光透過性を有する被検体の内部を観察する内部状態観察方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、いわゆるＡＴカット型の圧電振動片や音叉型の圧電振動片等をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。
【０００３】
上述した圧電振動片は、圧電体である水晶を用いて形成される。具体的には、角柱または円柱形状に形成された水晶のランバード原石（以下、単に「ランバード原石」という。）を用意し、薄く切断して板状のウエハに加工する（スライス工程）。続いて、ウエハをラッピングして粗研磨加工し（ラッピング工程）、ウエハの加工変質層をエッチングで取り除いた後（エッチング工程）、鏡面研磨加工を行って所定の厚みのウエハとする（ポリッシュ工程）。続いて、ウエハを洗浄、乾燥した後、機械加工やフォトリソグラフィ技術等を用いて圧電振動片の外形を有する圧電板を形成する（外形形成工程）。最後に、圧電板に所定の金属膜をパターニングして電極を形成することで（電極形成工程）、圧電振動片が形成される。
【０００４】
ところで、ランバード原石の内部には、ランバード原石の製造時に混入した異物や、ランバード原石の製造不良による欠陥が存在することがある。ランバード原石の内部の異物や欠陥に気付くことなく各製造工程が行われた場合には、所望の特性が得られない圧電振動片が形成され、製造工程が無駄になるおそれがある。すなわち、圧電振動片の歩留まりの低下および製造効率の低下が発生し、圧電振動片のコストが上昇するおそれがある。したがって、圧電振動片の製造工程では、最初にランバード原石の内部状態の観察を行い、ランバード原石の内部の異物や欠陥を確実に発見することが要求される。
【０００５】
水晶のような光透過性を有する被検体の内部状態観察方法として、光を用いた方法が広く採用されている。例えば、特許文献１には、撮像手段と、撮像手段の視線上に被検査物（被検体）を隔てて設置されたバックライト照明手段と、被検査物の表面での反射光が前記撮像手段に入射する位置に設置された反射照明手段とを有し、バックライト照明手段による透過光画像と、反射照明手段による反射光画像とを撮像手段により同時に撮像することにより、被検査物の内部を観察する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来技術でランバード原石の内部を観察する場合には、以下の問題がある。
ランバード原石は、人工水晶をブロック状に切断した後に表面を粗研磨加工したものであり、ランバード原石の表面には微細な凹凸が形成されている。このため、観察の際にランバード原石に光を照射しても、内部から外部への光の出射時に、表面の微細な凹凸によって光が散乱し、ランバード原石の内部が観察しにくくなるという問題がある。したがって、ランバード原石の内部に存在する異物や欠陥を発見できないおそれがある。
【０００８】
また、ランバード原石の観察面に、シリコーンオイルや有機溶剤等の液剤を塗布することで表面の微細な凹凸を埋め、観察面の光の散乱を防止して、被検体の内部を観察する方法が提案されている。この方法によれば、観察面からランバード原石の内部を観察することができるが、観察前の液剤の塗布作業および観察後の液剤の除去作業が発生するため煩雑である。
【０００９】
その他、上述のように液剤を取り扱う煩雑さを解消するため、水中にランバード原石を入れ、水中でランバード原石に光を照射することにより、ランバード原石の内部を観察する方法が提案されている。しかし、水中にランバード原石を投入した際、ランバード原石の表面の凹凸周辺の空気が、水中で気泡となってランバード原石の表面に付着するため、表面の微細な凹凸を水で埋めることができずに、ランバード原石の内部の視認性を悪化させるおそれがある。なお、これらの課題は、ランバード原石のみならず、表面に微細な凹凸を有し、光透過性を有する被検体に共通に生じる課題である。
【００１０】
そこで本発明は、被検体の観察面の微細な凹凸による光の散乱を簡単に抑制し、被検体の内部を観察できる内部状態観察方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の内部状態観察方法は、光源から照射される光を用いて、光透過性を有する被検体の内部を観察する内部状態観察方法であって、前記被検体の表面のうち、少なくとも前記被検体の観察面に、光透過性を有するフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、前記被検体の表面に前記光源から光を照射しつつ、前記観察面から前記フィルムを介して前記被検体の内部を観察する内部観察工程と、を備え、前記フィルムは、平坦に形成された最外層と、最内層に形成され、前記フィルム貼付工程で前記観察面に自己吸着する自己吸着層と、を備え、前記自己吸着層の厚さは、前記観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、フィルムの自己吸着層を観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成することで、被検体の観察面に存在する微細な凹凸に自己吸着層が食い込み、観察面に自己吸着して、フィルムが観察面に密着できる。また、フィルムの最外層は平坦に形成されているので、被検体の観察面にフィルムを貼り付けることで、擬似的に被検体の観察面を平坦にできる。したがって、被検体に照射された光が観察面およびフィルムを透過して出射する際に、光が観察面で散乱するのを抑制できる。このように、フィルムを観察面に貼り付けるだけで、被検体の観察面の微細な凹凸による光の散乱を簡単に抑制し、被検体の内部を観察できる。
また、フィルムは自己吸着層を有しているので、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面にフィルムを自己吸着させることができる。これにより、内部観察工程の終了後に被検体からフィルムを剥離した際、観察面に粘着剤や接着剤等が残存することがなく、粘着剤や接着剤等の除去処理工程も発生しない。したがって、内部観察工程の終了後に速やかに次工程に移行できるので、製造効率を向上できる。
【００１３】
また、前記フィルムの屈折率は、前記被検体の屈折率と略同一であることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、フィルムの屈折率および被検体の屈折率を略同一とすることで、被検体に照射された光は、被検体を透過した後、フィルムにより反射や大きく屈折されることなく、フィルムを透過して被検体の内部から外部に出射できる。したがって、被検体の内部を良好に観察できる。
【００１５】
また、前記フィルム貼付工程では、前記観察面に界面活性剤を塗布した後、前記フィルムを貼り付けることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、界面活性剤により被検体の観察面と自己吸着層との密着性を高めることができるので、観察面と自己吸着層との密着界面における気泡の残留を抑制することができる。したがって、光が観察面で散乱するのを抑制しつつ、気泡により被検体の内部の視認性が悪化するのを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィルムの自己吸着層を観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成することで、被検体の観察面に存在する微細な凹凸に自己吸着層が食い込み、観察面に自己吸着して、フィルムが観察面に密着できる。また、フィルムの最外層は平坦に形成されているので、被検体の観察面にフィルムを貼り付けることで、擬似的に被検体の観察面を平坦にできる。したがって、被検体に照射された光が観察面およびフィルムを透過して出射する際に、光が観察面で散乱するのを抑制できる。このように、フィルムを観察面に貼り付けるだけで、被検体の観察面の微細な凹凸による光の散乱を簡単に抑制し、被検体の内部を観察できる。
また、フィルムは自己吸着層を有しているので、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面にフィルムを自己吸着させることができる。これにより、内部観察工程の終了後に被検体からフィルムを剥離した際、観察面に粘着剤や接着剤等が残存することがなく、粘着剤や接着剤等の除去処理工程も発生しない。したがって、内部観察工程の終了後に速やかに次工程に移行できるので、製造効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】圧電振動片の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】圧電振動片の製造工程のフローチャートである。
【図４】ランバード原石の斜視図である。
【図５】ランバード原石の長手方向に垂直な断面図である。
【図６】内部状態検査装置の概略構成図である。
【図７】界面活性剤塗布工程およびフィルム貼付工程の説明図である。
【図８】フィルムを貼付したときの自己吸着層の説明図である。
【図９】内部観察工程の説明図である。
【図１０】内部状態検査工程以降の圧電振動片の製造工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本実施形態の内部状態観察方法について説明する。以下では、圧電振動片について説明をした後、本実施形態の内部状態観察方法および内部状態観察方法を備えた圧電振動片の製造方法について説明をする。
【００２０】
（圧電振動片）
図１は、圧電振動片４の平面図である。
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１に示すように、圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、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。圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２１】
励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、後述するマウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜が形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を成膜できる。
【００２２】
図２に示すように、励振電極１３，１４は、一対の振動腕部１０，１１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る。第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１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。
【００２３】
図１に示すように、マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。
【００２４】
一対の振動腕部１０，１１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および微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１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。
【００２５】
（圧電振動片の製造方法）
図３は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
図３に示すように、本実施形態の圧電振動片４の製造工程は、ランバード原石を準備（Ｓ１１０）した後、内部状態検査工程Ｓ１２０（内部状態観察方法）と、ウエハ化工程Ｓ１３０と、外形形成工程Ｓ１４０と、電極等形成工程Ｓ１５０と、小片化工程Ｓ１６０と、を備えている。以下に、各工程について説明をする。
【００２６】
（ランバード原石の準備）
図４は、水晶のランバード原石５１の斜視図である。
圧電振動片４の製造工程では、まず、水晶のランバード原石５１を準備する（Ｓ１１０）。
図４に示すように、ランバード原石５１は、人工水晶原石を略四角柱状に切り出した後、表面を粗研磨加工したものである。ランバード原石５１の長手方向（図１における上下方向）に沿った外表面５２ａ〜５２ｄで形成される４個の角部は、長手方向全体にわたって切り欠かれており、オリエンテーションフラット５３（５３ａ〜５３ｄ）が形成されている。
【００２７】
図５は、ランバード原石５１の長手方向に垂直な断面図である。
図５に示すように、ランバード原石５１の外表面５２には、粗研磨加工により微細な凹凸５４が形成されている。微細な凹凸５４は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に規定された表面粗さにおける最大高さＲｚ（以下、単に「最大高さＲｚ」ということがある。）が、例えば３０μｍに形成されている。このため、ランバード原石５１の外部から内部に入射する入射光Ｌ１およびランバード原石５１の内部から外部に出射する出射光Ｌ２は、凹凸５４により乱反射し、ランバード原石５１の外表面５２で散乱する。すなわち、ランバード原石５１の外表面５２は、光を良好に透過させることができないため、このままではランバード原石５１の内部状態が観察できないようになっている。
【００２８】
（内部状態検査工程）
次に、被検体となるランバード原石５１の内部を確認および検査する内部状態検査工程Ｓ１２０を行う。図３に示すように、内部状態検査工程Ｓ１２０は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１と、フィルム貼付工程Ｓ１２３と、内部観察工程Ｓ１２５と、判定工程Ｓ１２７と、フィルム剥離工程Ｓ１２９とを備えている。以下では、まず内部状態検査工程Ｓ１２０で使用される内部状態検査装置７０（以下、「検査装置７０」という。）について説明した後、内部状態検査工程Ｓ１２０の各工程について説明をする。
【００２９】
（検査装置）
図６は、検査装置７０の概略構成図である。
図６に示すように、検査装置７０は、主に光照射手段７１と、ランバード原石５１を挟んで光照射手段７１の反対側に配置される内部状態観察手段７４と、ランバード原石５１を支持する不図示の支持手段とにより構成されている。
【００３０】
光照射手段７１は、例えば白熱電球やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の可視光を発生する光源７１ａを備えている。光照射手段７１は、ランバード原石５１の複数の外表面５２ａ〜５２ｆのうち、光源７１ａに面する被照射面５６（図６における外表面５２ｂ）に入射光Ｌ１を照射している。なお、後述する内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１の被照射面５６である外表面５２ｂに入射光Ｌ１を照射しつつ、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、被照射面５６に対する入射光Ｌ１の入射角度を変化させている。
【００３１】
内部状態観察手段７４は、ランバード原石５１内の異物６６や欠陥６８（いずれも図９参照）を確認する手段であり、例えば内部状態検査工程Ｓ１２０を行う検査者７５の目視により行われる。また、内部状態観察手段７４として、例えばＣＣＤカメラ等を用いてもよい。
内部状態観察手段７４は、ランバード原石５１を挟んで光照射手段７１とは反対側において、被照射面５６と対向する観察面５７（図６における外表面５２ｄ）からランバード原石５１の内部を確認可能な位置に配置される。なお、後述する内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１に入射光Ｌ１を照射しつつ、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、被照射面５６と対向するランバード原石５１の観察面５７からランバード原石５１の内部を確認している。本実施形態では、ランバード原石５１の外表面５２ａ〜５２ｆのうち、被照射面５６である外表面５２ｂと対向する外表面５２ｄが観察面５７となっている。
【００３２】
ランバード原石５１を支持する支持手段は、例えば内部状態検査工程Ｓ１２０を行う検査者７５の手である。後述する内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１に光源７１ａからの光を照射しつつ、支持手段である検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、ランバード原石５１の被照射面５６に対する入射光Ｌ１の入射角度を変化させている。
【００３３】
（界面活性剤塗布工程）
図７は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１およびフィルム貼付工程Ｓ１２３の説明図である。
内部状態検査工程Ｓ１２０では、まず、ランバード原石５１の外表面５２（図６参照）のうち、後述するフィルム６０が貼付される観察面５７に界面活性剤６４を塗布する界面活性剤塗布工程Ｓ１２１を行う。
界面活性剤６４は、例えばアニオン界面活性剤が採用され、不図示の噴霧器等により観察面５７に塗布される。本実施形態では、ランバード原石５１の外表面５２ａ〜５２ｆ（図６参照）のうち、外表面５２ｄが観察面５７となっているため、ランバード原石５１の外表面５２ｄに界面活性剤６４を塗布している。
図７に示すように、ランバード原石５１の観察面５７に塗布された界面活性剤６４は、観察面５７の凹凸５４に密着することで、観察面５７の凹凸５４と界面活性剤６４との間から気泡を排除している。
【００３４】
なお、本実施形態では、後述のフィルム貼付工程Ｓ１２３において、観察面５７に加えて、被照射面５６（図６参照）にもフィルム６０を貼り付けている。被照射面５６にもフィルム６０を貼り付けることで、被照射面５６の凹凸５４による入射光Ｌ１の散乱が抑制される。これにより、入射光Ｌ１は、良好に被照射面５６を透過してランバード原石５１の内部に入射できる。
したがって、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１では、観察面５７である外表面５２ｄに加え、被照射面５６である外表面５２ｂ（図６参照）にも界面活性剤６４を塗布している。ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６に界面活性剤６４を塗布した時点で、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１が終了する。
【００３５】
（フィルム貼付工程）
続いて、内部状態検査工程Ｓ１２０では、ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６（図６参照）に、界面活性剤６４を介してフィルム６０を貼付するフィルム貼付工程Ｓ１２３を行う。
フィルム６０は、例えば光透過性を有する高分子フィルムであり、平坦に形成された最外層６１と、最外層６１の一方側（図７における下側）の主面６１ｂに形成された自己吸着層６２とを備えている。自己吸着層６２は、フィルム６０の最内層に形成される。
【００３６】
最外層６１は、例えばＰＣ（Ｐｏｌｙ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）やＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の透過性を有する樹脂により形成されている。最外層６１の両主面６１ａ，６１ｂは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に規定された表面粗さにおける最大高さが例えば数μｍ程度に形成されており、滑らかに形成されている。
【００３７】
自己吸着層６２は、例えばシリコーン樹脂等の自己吸着性を有する樹脂により形成されている。ここで、自己吸着性とは、粘着剤や接着剤等を用いることなく、素材自体が被吸着体に密着して吸着する性質のことをいう。
自己吸着層６２の厚さｔは、観察面５７の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されている。自己吸着層６２における最外層６１とは反対側の面は、自己吸着面６２ａとなっており、観察面５７にフィルム６０を貼付したときに、観察面５７に自己吸着する。
【００３８】
図８は、フィルム６０を貼付したときの自己吸着層６２の説明図である。
観察面５７にフィルム６０の自己吸着層６２を接触させると、自己吸着層６２は、界面活性剤６４を介して観察面５７に自己吸着する。このとき、界面活性剤６４は、観察面５７の凹凸５４に密着しつつ、さらに自己吸着層６２の自己吸着面６２ａに密着する。これにより、自己吸着面６２ａと界面活性剤６４との間から気泡を排除している。
このように、界面活性剤６４によりランバード原石５１の観察面５７と自己吸着層６２との密着性を高めることができるので、観察面５７と自己吸着層６２との密着界面における気泡の残留を抑制することができる。
なお、ランバード原石５１の被照射面５６（図６参照）にも、上記同様にフィルム６０が貼付される。
【００３９】
ここで、自己吸着層６２の厚さｔは、観察面５７の最大高さＲｚ＝３０μｍよりも厚く形成されている（図７参照）。したがって、図８に示すように、自己吸着層６２の自己吸着面６２ａは、凹凸５４に沿って変形して密着できるので、自己吸着層６２が観察面５７の凹凸５４に食い込んで自己吸着できる。
【００４０】
また、フィルム６０の屈折率は、ランバード原石５１の屈折率と略同一であることが望ましい。これにより、ランバード原石５１に照射された光は、ランバード原石５１を透過した後、フィルム６０により反射や大きく屈折されることなく、フィルム６０を透過してランバード原石５１の内部から外部に出射する。したがって、検査者７５は、観察面５７からランバード原石５１の内部を良好に観察できる。
ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６にフィルム６０を貼付した時点で、フィルム貼付工程Ｓ１２３が終了する。
【００４１】
（内部観察工程）
続いて、内部状態検査工程Ｓ１２０では、ランバード原石５１の観察面５７からフィルム６０を介してランバード原石５１の内部を観察する内部観察工程Ｓ１２５を行う。
図６に示すように、内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１の被照射面５６（図６では外表面５２ｂ）に光源７１ａからの光を照射しつつ、被照射面５６と対向する観察面５７（図６では外表面５２ｄ）から、検査者７５がランバード原石５１の内部を目視により観察する。
内部観察工程Ｓ１２５では、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、ランバード原石５１の被照射面５６に対する入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ、ランバード原石５１に光源７１ａからの光を照射している。
【００４２】
図９は、内部観察工程Ｓ１２５の説明図である。なお、図９では、図面を分かり易くするために、界面活性剤６４の図示を省略している。
ランバード原石５１の内部の観察は、具体的には以下のように行われる。
図９に示すように、光源７１ａ（図６参照）から照射された入射光Ｌ１は、被照射面５６（本実施形態では外表面５２ｂ）からランバード原石５１の内部に入射する。前述のとおりランバード原石５１の被照射面５６にもフィルム６０が貼付されている。ここで、フィルム６０の屈折率αは、空気の屈折率と比較してランバード原石５１の屈折率βに近くなるように設定されている。したがって、被照射面５６にフィルム６０を貼付することにより、ランバード原石５１とフィルム６０との界面において、被照射面５６の凹凸５４による入射光Ｌ１の散乱が抑制され、良好に被照射面５６を透過してランバード原石５１の内部に入射できる。
【００４３】
その後、入射光Ｌ１は、ランバード原石５１の内部を透過し、被照射面５６と対向する観察面５７（本実施形態では外表面５２ｄ）からフィルム６０を介して、出射光Ｌ２としてランバード原石５１の外部に出射する。ここで、フィルム６０の屈折率αは、空気の屈折率と比較してランバード原石５１の屈折率βに近くなるように設定されている。したがって、観察面５７にフィルム６０を貼付することにより、ランバード原石５１とフィルム６０との界面において、観察面５７の凹凸５４による光の散乱が抑制され、良好に観察面５７を透過してランバード原石５１の外部に出射できる。
【００４４】
ここで、ランバード原石５１の内部に異物６６や欠陥６８が存在すると、入射光Ｌ１は、ランバード原石５１の内部における良好な透過が妨げられる。
具体的には、ランバード原石５１の内部に異物６６が存在すると、入射光Ｌ１の透過が遮断される。これにより、検査者７５（図６参照）が観察面５７からランバード原石５１の内部を目視により観察したとき、異物６６の投影面上の領域Ｓにおいて、陰影として異物６６が確認される。したがって、検査者７５は、観察面５７からランバード原石５１の内部を観察することで、異物６６の有無を確認できる。
【００４５】
また、ランバード原石５１の内部に欠陥６８が存在すると、入射光Ｌ１のうち欠陥６８内に入射した光Ｌ３は、欠陥６８内で乱反射する。これにより、検査者７５が観察面５７からランバード原石５１の内部を目視により観察したとき、観察面５７における欠陥６８の投影面上にある領域Ｖにおいて、入射光Ｌ１の輝度が異なることで欠陥６８が確認される。特に、ランバード原石５１を動かして入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ観察面５７を観察することにより、欠陥６８内の光Ｌ３の反射角度が変化して光Ｌ３が強調され、確実に欠陥６８が確認される。したがって、検査者７５は、観察面５７からランバード原石５１の内部を観察することで、欠陥６８の有無を確認できる。
ランバード原石５１の観察面５７からランバード原石５１の内部を観察し、異物６６および欠陥６８の存在を確認した時点で、内部観察工程Ｓ１２５が終了する。
【００４６】
（判定工程）
続いて、異物６６および欠陥６８の存在を確認した結果に基づき、次工程に進むか否かの判定を行う判定工程Ｓ１２７を行う。ランバード原石５１の内部に異物６６および欠陥６８の存在が確認された場合（Ｓ１２７で判定がＹＥＳの場合）には、次工程に進むことなく圧電振動片４の製造工程を終了する（図３参照）。
また、ランバード原石５１の内部に異物６６および欠陥６８の存在が確認されなかった場合（Ｓ１２７で判定がＮＯの場合）には、次工程のフィルム剥離工程Ｓ１２９に進む。
【００４７】
（フィルム剥離工程）
続いて、内部状態検査工程Ｓ１２０では、ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６からフィルム６０を剥離するフィルム剥離工程Ｓ１２９を行う。フィルム６０は、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面５７および被照射面５６に自己吸着しているので、フィルム剥離工程Ｓ１２９でランバード原石５１からフィルム６０を剥離しても、観察面５７に粘着剤や接着剤等が残存することがない。
フィルム剥離工程Ｓ１２９が終了した時点で、内部状態検査工程Ｓ１２０の全ての工程が終了する。
【００４８】
（ウエハ化工程）
図１０は、内部状態検査工程以降の圧電振動片４（図１参照）の製造工程の説明図である。
次に、ランバード原石５１から複数の薄板状のウエハＷを切り出すウエハ化工程Ｓ１３０を行う。ウエハ化工程Ｓ１３０では、ランバード原石５１（図４参照）の長手方向に対して所定の角度でスライスし、ランバード原石５１からウエハＷを切り出す。続いて、ウエハＷをラッピングして粗加工した後、ポリッシングを行い、所定の厚みに高精度に仕上げる。以上で、ウエハ化工程Ｓ１３０が終了する。
【００４９】
（外形形成工程）
次に、図１０に示すように、ウエハＷに複数の圧電振動片４（図１参照）の外形形状を有する圧電板４ａを形成する外形形成工程Ｓ１４０を行う。圧電板４ａは、フォトリソグラフィ技術によってウエハＷをパターニングし、エッチングすることで形成される。この時点において、複数の圧電板４ａは、連結部４ｂを介してウエハＷに連結された状態となっている。以上で、外形形成工程Ｓ１４０が終了する。
【００５０】
（電極等形成工程）
次に、圧電板４ａの外表面に電極等を形成する電極等形成工程Ｓ１５０を行う。電極等形成工程Ｓ１５０では、まず、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１（いずれも図１参照）を形成する。次に、圧電板４ａの共振周波数の粗調を行う。重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、振動腕部１０，１１の重量を変化させることで行う。以上で、電極等形成工程Ｓ１５０が終了する。
【００５１】
（小片化工程）
最後にウエハＷと圧電板４ａとを連結していた連結部４ｂを切断して、複数の圧電振動片４（図１参照）をウエハＷから切り離して小片化する小片化工程Ｓ１６０を行う。これにより、１枚のウエハＷから、音叉型の圧電振動片４を一度に複数製造することができる。この時点で、圧電振動片４の製造工程が終了し、圧電振動片４を複数得ることができる。このように、内部状態検査工程Ｓ１２０により検査されたランバード原石５１から圧電振動片４を形成することで、圧電振動片４の歩留まりの低下および製造効率の低下を防止できる。したがって、圧電振動片４のコスト上昇を防止できる。
【００５２】
（効果）
本実施形態によれば、フィルム６０の自己吸着層６２を観察面５７の表面粗さにおける最大高さＲｚよりも厚く形成することで、ランバード原石５１の観察面５７に存在する微細な凹凸５４に自己吸着層６２が食い込み、観察面５７に自己吸着して、フィルム６０が観察面５７に密着できる。また、フィルム６０の最外層６１は平坦に形成されているので、ランバード原石５１の観察面５７にフィルム６０を貼り付けることで、擬似的にランバード原石５１の観察面５７を平坦にできる。したがって、ランバード原石５１に照射された光が観察面５７およびフィルム６０を透過して出射する際に、光が観察面５７で散乱するのを抑制できる。このように、フィルム６０を観察面５７に貼り付けるだけで、ランバード原石５１の観察面５７の微細な凹凸５４による光の散乱を簡単に抑制し、ランバード原石５１の内部を観察できる。
また、フィルム６０は自己吸着層６２を有しているので、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面５７にフィルム６０を自己吸着させることができる。これにより、内部観察工程Ｓ１２５の終了後にランバード原石５１からフィルム６０を剥離した際、観察面５７に粘着剤や接着剤等が残存することがなく、粘着剤や接着剤等の除去処理工程も発生しない。したがって、内部観察工程Ｓ１２５の終了後に速やかに次工程に移行できるので、製造効率を向上できる。
【００５３】
なお、この発明の技術範囲は上記実施の形態に限られるものではなく、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。
【００５４】
本実施形態では、内部状態観察方法で観察されたランバード原石５１を用いて音叉型の圧電振動片４を製造していた。しかし、ランバード原石５１から製造される圧電振動片４は音叉型に限られず、例えば、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）であってもよい。
【００５５】
本実施形態の内部状態観察方法では、ランバード原石５１を被検体として観察していたが、ランバード原石５１以外の光透過性を有する物体を被検体として観察してもよい。
【００５６】
本実施形態の内部状態検査工程Ｓ１２０は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１を備えており、観察面５７および被照射面５６とフィルム６０の自己吸着層６２との間に界面活性剤６４を塗布していた。しかし、内部状態検査工程Ｓ１２０は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１を備えなくてもよい。ただし、観察面５７および被照射面５６とフィルム６０の自己吸着層６２との密着界面における気泡の残留を確実に抑制できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００５７】
本実施形態では、内部観察工程Ｓ１２５において、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、被照射面５６へ入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ、ランバード原石５１の被照射面５６に入射光Ｌ１を照射していた。しかし、例えば、ランバード原石５１を固定治具等の支持手段で固定しておき、光源７１ａを移動させて被照射面５６へ入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ、ランバード原石５１の被照射面５６に入射光Ｌ１を照射してもよい。
【００５８】
本実施形態では、観察面５７に加えて被照射面５６にもフィルム６０を貼り付けていた。しかし、少なくとも観察面５７にフィルム６０が貼り付けられていればよい。ただし、被照射面５６にもフィルム６０を貼り付けることにより、被照射面５６の凹凸５４による入射光Ｌ１の散乱が抑制され、良好に被照射面５６を透過してランバード原石５１の内部に入射できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００５９】
本実施形態では、観察面５７であるランバード原石５１の外表面５２ｄおよび被照射面５６であるランバード原石５１の外表面５２ｂにフィルム６０を貼り付け、ランバード原石５１の外表面５２ｄからのみランバード原石５１の内部を観察していた。しかし、ランバード原石５１の全ての外表面５２ａ〜５２ｆにフィルム６０を貼り付け、全ての外表面５２ａ〜５２ｆからランバード原石５１の内部を観察してもよい。なお、この場合、全ての外表面５２ａ〜５２ｆが観察面５７となり、観察面５７と対向する全ての外表面５２ａ〜５２ｆが被照射面５６となる。
【符号の説明】
【００６０】
５１・・・ランバード原石（被検体） ５７・・・観察面 ６０・・・フィルム ６１・・・最外層 ６２・・・自己吸着層 ６４・・・界面活性剤 ７１ａ・・・光源 Ｓ１２０・・・内部状態検査工程（内部状態観察方法） Ｓ１２３・・・フィルム貼付工程 Ｓ１２５・・・内部観察工程 Ｒｚ・・・最大高さ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光透過性を有する被検体の内部を観察する内部状態観察方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、いわゆるＡＴカット型の圧電振動片や音叉型の圧電振動片等をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。
【０００３】
上述した圧電振動片は、圧電体である水晶を用いて形成される。具体的には、角柱または円柱形状に形成された水晶のランバード原石（以下、単に「ランバード原石」という。）を用意し、薄く切断して板状のウエハに加工する（スライス工程）。続いて、ウエハをラッピングして粗研磨加工し（ラッピング工程）、ウエハの加工変質層をエッチングで取り除いた後（エッチング工程）、鏡面研磨加工を行って所定の厚みのウエハとする（ポリッシュ工程）。続いて、ウエハを洗浄、乾燥した後、機械加工やフォトリソグラフィ技術等を用いて圧電振動片の外形を有する圧電板を形成する（外形形成工程）。最後に、圧電板に所定の金属膜をパターニングして電極を形成することで（電極形成工程）、圧電振動片が形成される。
【０００４】
ところで、ランバード原石の内部には、ランバード原石の製造時に混入した異物や、ランバード原石の製造不良による欠陥が存在することがある。ランバード原石の内部の異物や欠陥に気付くことなく各製造工程が行われた場合には、所望の特性が得られない圧電振動片が形成され、製造工程が無駄になるおそれがある。すなわち、圧電振動片の歩留まりの低下および製造効率の低下が発生し、圧電振動片のコストが上昇するおそれがある。したがって、圧電振動片の製造工程では、最初にランバード原石の内部状態の観察を行い、ランバード原石の内部の異物や欠陥を確実に発見することが要求される。
【０００５】
水晶のような光透過性を有する被検体の内部状態観察方法として、光を用いた方法が広く採用されている。例えば、特許文献１には、撮像手段と、撮像手段の視線上に被検査物（被検体）を隔てて設置されたバックライト照明手段と、被検査物の表面での反射光が前記撮像手段に入射する位置に設置された反射照明手段とを有し、バックライト照明手段による透過光画像と、反射照明手段による反射光画像とを撮像手段により同時に撮像することにより、被検査物の内部を観察する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３１４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来技術でランバード原石の内部を観察する場合には、以下の問題がある。
ランバード原石は、人工水晶をブロック状に切断した後に表面を粗研磨加工したものであり、ランバード原石の表面には微細な凹凸が形成されている。このため、観察の際にランバード原石に光を照射しても、内部から外部への光の出射時に、表面の微細な凹凸によって光が散乱し、ランバード原石の内部が観察しにくくなるという問題がある。したがって、ランバード原石の内部に存在する異物や欠陥を発見できないおそれがある。
【０００８】
また、ランバード原石の観察面に、シリコーンオイルや有機溶剤等の液剤を塗布することで表面の微細な凹凸を埋め、観察面の光の散乱を防止して、被検体の内部を観察する方法が提案されている。この方法によれば、観察面からランバード原石の内部を観察することができるが、観察前の液剤の塗布作業および観察後の液剤の除去作業が発生するため煩雑である。
【０００９】
その他、上述のように液剤を取り扱う煩雑さを解消するため、水中にランバード原石を入れ、水中でランバード原石に光を照射することにより、ランバード原石の内部を観察する方法が提案されている。しかし、水中にランバード原石を投入した際、ランバード原石の表面の凹凸周辺の空気が、水中で気泡となってランバード原石の表面に付着するため、表面の微細な凹凸を水で埋めることができずに、ランバード原石の内部の視認性を悪化させるおそれがある。なお、これらの課題は、ランバード原石のみならず、表面に微細な凹凸を有し、光透過性を有する被検体に共通に生じる課題である。
【００１０】
そこで本発明は、被検体の観察面の微細な凹凸による光の散乱を簡単に抑制し、被検体の内部を観察できる内部状態観察方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の内部状態観察方法は、光源から照射される光を用いて、光透過性を有する被検体の内部を観察する内部状態観察方法であって、前記被検体の表面のうち、少なくとも前記被検体の観察面に、光透過性を有するフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、前記被検体の表面に前記光源から光を照射しつつ、前記観察面から前記フィルムを介して前記被検体の内部を観察する内部観察工程と、を備え、前記フィルムは、平坦に形成された最外層と、最内層に形成され、前記フィルム貼付工程で前記観察面に自己吸着する自己吸着層と、を備え、前記自己吸着層の厚さは、前記観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、フィルムの自己吸着層を観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成することで、被検体の観察面に存在する微細な凹凸に自己吸着層が食い込み、観察面に自己吸着して、フィルムが観察面に密着できる。また、フィルムの最外層は平坦に形成されているので、被検体の観察面にフィルムを貼り付けることで、擬似的に被検体の観察面を平坦にできる。したがって、被検体に照射された光が観察面およびフィルムを透過して出射する際に、光が観察面で散乱するのを抑制できる。このように、フィルムを観察面に貼り付けるだけで、被検体の観察面の微細な凹凸による光の散乱を簡単に抑制し、被検体の内部を観察できる。
また、フィルムは自己吸着層を有しているので、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面にフィルムを自己吸着させることができる。これにより、内部観察工程の終了後に被検体からフィルムを剥離した際、観察面に粘着剤や接着剤等が残存することがなく、粘着剤や接着剤等の除去処理工程も発生しない。したがって、内部観察工程の終了後に速やかに次工程に移行できるので、製造効率を向上できる。
【００１３】
また、前記フィルムの屈折率は、前記被検体の屈折率と略同一であることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、フィルムの屈折率および被検体の屈折率を略同一とすることで、被検体に照射された光は、被検体を透過した後、フィルムにより反射や大きく屈折されることなく、フィルムを透過して被検体の内部から外部に出射できる。したがって、被検体の内部を良好に観察できる。
【００１５】
また、前記フィルム貼付工程では、前記観察面に界面活性剤を塗布した後、前記フィルムを貼り付けることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、界面活性剤により被検体の観察面と自己吸着層との密着性を高めることができるので、観察面と自己吸着層との密着界面における気泡の残留を抑制することができる。したがって、光が観察面で散乱するのを抑制しつつ、気泡により被検体の内部の視認性が悪化するのを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィルムの自己吸着層を観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成することで、被検体の観察面に存在する微細な凹凸に自己吸着層が食い込み、観察面に自己吸着して、フィルムが観察面に密着できる。また、フィルムの最外層は平坦に形成されているので、被検体の観察面にフィルムを貼り付けることで、擬似的に被検体の観察面を平坦にできる。したがって、被検体に照射された光が観察面およびフィルムを透過して出射する際に、光が観察面で散乱するのを抑制できる。このように、フィルムを観察面に貼り付けるだけで、被検体の観察面の微細な凹凸による光の散乱を簡単に抑制し、被検体の内部を観察できる。
また、フィルムは自己吸着層を有しているので、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面にフィルムを自己吸着させることができる。これにより、内部観察工程の終了後に被検体からフィルムを剥離した際、観察面に粘着剤や接着剤等が残存することがなく、粘着剤や接着剤等の除去処理工程も発生しない。したがって、内部観察工程の終了後に速やかに次工程に移行できるので、製造効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】圧電振動片の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】圧電振動片の製造工程のフローチャートである。
【図４】ランバード原石の斜視図である。
【図５】ランバード原石の長手方向に垂直な断面図である。
【図６】内部状態検査装置の概略構成図である。
【図７】界面活性剤塗布工程およびフィルム貼付工程の説明図である。
【図８】フィルムを貼付したときの自己吸着層の説明図である。
【図９】内部観察工程の説明図である。
【図１０】内部状態検査工程以降の圧電振動片の製造工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本実施形態の内部状態観察方法について説明する。以下では、圧電振動片について説明をした後、本実施形態の内部状態観察方法および内部状態観察方法を備えた圧電振動片の製造方法について説明をする。
【００２０】
（圧電振動片）
図１は、圧電振動片４の平面図である。
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１に示すように、圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、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。圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２１】
励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、後述するマウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜が形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を成膜できる。
【００２２】
図２に示すように、励振電極１３，１４は、一対の振動腕部１０，１１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る。第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１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。
【００２３】
図１に示すように、マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。
【００２４】
一対の振動腕部１０，１１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および微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１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。
【００２５】
（圧電振動片の製造方法）
図３は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
図３に示すように、本実施形態の圧電振動片４の製造工程は、ランバード原石を準備（Ｓ１１０）した後、内部状態検査工程Ｓ１２０（内部状態観察方法）と、ウエハ化工程Ｓ１３０と、外形形成工程Ｓ１４０と、電極等形成工程Ｓ１５０と、小片化工程Ｓ１６０と、を備えている。以下に、各工程について説明をする。
【００２６】
（ランバード原石の準備）
図４は、水晶のランバード原石５１の斜視図である。
圧電振動片４の製造工程では、まず、水晶のランバード原石５１を準備する（Ｓ１１０）。
図４に示すように、ランバード原石５１は、人工水晶原石を略四角柱状に切り出した後、表面を粗研磨加工したものである。ランバード原石５１の長手方向（図１における上下方向）に沿った外表面５２ａ〜５２ｄで形成される４個の角部は、長手方向全体にわたって切り欠かれており、オリエンテーションフラット５３（５３ａ〜５３ｄ）が形成されている。
【００２７】
図５は、ランバード原石５１の長手方向に垂直な断面図である。
図５に示すように、ランバード原石５１の外表面５２には、粗研磨加工により微細な凹凸５４が形成されている。微細な凹凸５４は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に規定された表面粗さにおける最大高さＲｚ（以下、単に「最大高さＲｚ」ということがある。）が、例えば３０μｍに形成されている。このため、ランバード原石５１の外部から内部に入射する入射光Ｌ１およびランバード原石５１の内部から外部に出射する出射光Ｌ２は、凹凸５４により乱反射し、ランバード原石５１の外表面５２で散乱する。すなわち、ランバード原石５１の外表面５２は、光を良好に透過させることができないため、このままではランバード原石５１の内部状態が観察できないようになっている。
【００２８】
（内部状態検査工程）
次に、被検体となるランバード原石５１の内部を確認および検査する内部状態検査工程Ｓ１２０を行う。図３に示すように、内部状態検査工程Ｓ１２０は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１と、フィルム貼付工程Ｓ１２３と、内部観察工程Ｓ１２５と、判定工程Ｓ１２７と、フィルム剥離工程Ｓ１２９とを備えている。以下では、まず内部状態検査工程Ｓ１２０で使用される内部状態検査装置７０（以下、「検査装置７０」という。）について説明した後、内部状態検査工程Ｓ１２０の各工程について説明をする。
【００２９】
（検査装置）
図６は、検査装置７０の概略構成図である。
図６に示すように、検査装置７０は、主に光照射手段７１と、ランバード原石５１を挟んで光照射手段７１の反対側に配置される内部状態観察手段７４と、ランバード原石５１を支持する不図示の支持手段とにより構成されている。
【００３０】
光照射手段７１は、例えば白熱電球やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の可視光を発生する光源７１ａを備えている。光照射手段７１は、ランバード原石５１の複数の外表面５２ａ〜５２ｆのうち、光源７１ａに面する被照射面５６（図６における外表面５２ｂ）に入射光Ｌ１を照射している。なお、後述する内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１の被照射面５６である外表面５２ｂに入射光Ｌ１を照射しつつ、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、被照射面５６に対する入射光Ｌ１の入射角度を変化させている。
【００３１】
内部状態観察手段７４は、ランバード原石５１内の異物６６や欠陥６８（いずれも図９参照）を確認する手段であり、例えば内部状態検査工程Ｓ１２０を行う検査者７５の目視により行われる。また、内部状態観察手段７４として、例えばＣＣＤカメラ等を用いてもよい。
内部状態観察手段７４は、ランバード原石５１を挟んで光照射手段７１とは反対側において、被照射面５６と対向する観察面５７（図６における外表面５２ｄ）からランバード原石５１の内部を確認可能な位置に配置される。なお、後述する内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１に入射光Ｌ１を照射しつつ、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、被照射面５６と対向するランバード原石５１の観察面５７からランバード原石５１の内部を確認している。本実施形態では、ランバード原石５１の外表面５２ａ〜５２ｆのうち、被照射面５６である外表面５２ｂと対向する外表面５２ｄが観察面５７となっている。
【００３２】
ランバード原石５１を支持する支持手段は、例えば内部状態検査工程Ｓ１２０を行う検査者７５の手である。後述する内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１に光源７１ａからの光を照射しつつ、支持手段である検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、ランバード原石５１の被照射面５６に対する入射光Ｌ１の入射角度を変化させている。
【００３３】
（界面活性剤塗布工程）
図７は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１およびフィルム貼付工程Ｓ１２３の説明図である。
内部状態検査工程Ｓ１２０では、まず、ランバード原石５１の外表面５２（図６参照）のうち、後述するフィルム６０が貼付される観察面５７に界面活性剤６４を塗布する界面活性剤塗布工程Ｓ１２１を行う。
界面活性剤６４は、例えばアニオン界面活性剤が採用され、不図示の噴霧器等により観察面５７に塗布される。本実施形態では、ランバード原石５１の外表面５２ａ〜５２ｆ（図６参照）のうち、外表面５２ｄが観察面５７となっているため、ランバード原石５１の外表面５２ｄに界面活性剤６４を塗布している。
図７に示すように、ランバード原石５１の観察面５７に塗布された界面活性剤６４は、観察面５７の凹凸５４に密着することで、観察面５７の凹凸５４と界面活性剤６４との間から気泡を排除している。
【００３４】
なお、本実施形態では、後述のフィルム貼付工程Ｓ１２３において、観察面５７に加えて、被照射面５６（図６参照）にもフィルム６０を貼り付けている。被照射面５６にもフィルム６０を貼り付けることで、被照射面５６の凹凸５４による入射光Ｌ１の散乱が抑制される。これにより、入射光Ｌ１は、良好に被照射面５６を透過してランバード原石５１の内部に入射できる。
したがって、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１では、観察面５７である外表面５２ｄに加え、被照射面５６である外表面５２ｂ（図６参照）にも界面活性剤６４を塗布している。ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６に界面活性剤６４を塗布した時点で、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１が終了する。
【００３５】
（フィルム貼付工程）
続いて、内部状態検査工程Ｓ１２０では、ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６（図６参照）に、界面活性剤６４を介してフィルム６０を貼付するフィルム貼付工程Ｓ１２３を行う。
フィルム６０は、例えば光透過性を有する高分子フィルムであり、平坦に形成された最外層６１と、最外層６１の一方側（図７における下側）の主面６１ｂに形成された自己吸着層６２とを備えている。自己吸着層６２は、フィルム６０の最内層に形成される。
【００３６】
最外層６１は、例えばＰＣ（Ｐｏｌｙ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）やＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の透過性を有する樹脂により形成されている。最外層６１の両主面６１ａ，６１ｂは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に規定された表面粗さにおける最大高さが例えば数μｍ程度に形成されており、滑らかに形成されている。
【００３７】
自己吸着層６２は、例えばシリコーン樹脂等の自己吸着性を有する樹脂により形成されている。ここで、自己吸着性とは、粘着剤や接着剤等を用いることなく、素材自体が被吸着体に密着して吸着する性質のことをいう。
自己吸着層６２の厚さｔは、観察面５７の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されている。自己吸着層６２における最外層６１とは反対側の面は、自己吸着面６２ａとなっており、観察面５７にフィルム６０を貼付したときに、観察面５７に自己吸着する。
【００３８】
図８は、フィルム６０を貼付したときの自己吸着層６２の説明図である。
観察面５７にフィルム６０の自己吸着層６２を接触させると、自己吸着層６２は、界面活性剤６４を介して観察面５７に自己吸着する。このとき、界面活性剤６４は、観察面５７の凹凸５４に密着しつつ、さらに自己吸着層６２の自己吸着面６２ａに密着する。これにより、自己吸着面６２ａと界面活性剤６４との間から気泡を排除している。
このように、界面活性剤６４によりランバード原石５１の観察面５７と自己吸着層６２との密着性を高めることができるので、観察面５７と自己吸着層６２との密着界面における気泡の残留を抑制することができる。
なお、ランバード原石５１の被照射面５６（図６参照）にも、上記同様にフィルム６０が貼付される。
【００３９】
ここで、自己吸着層６２の厚さｔは、観察面５７の最大高さＲｚ＝３０μｍよりも厚く形成されている（図７参照）。したがって、図８に示すように、自己吸着層６２の自己吸着面６２ａは、凹凸５４に沿って変形して密着できるので、自己吸着層６２が観察面５７の凹凸５４に食い込んで自己吸着できる。
【００４０】
また、フィルム６０の屈折率は、ランバード原石５１の屈折率と略同一であることが望ましい。これにより、ランバード原石５１に照射された光は、ランバード原石５１を透過した後、フィルム６０により反射や大きく屈折されることなく、フィルム６０を透過してランバード原石５１の内部から外部に出射する。したがって、検査者７５は、観察面５７からランバード原石５１の内部を良好に観察できる。
ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６にフィルム６０を貼付した時点で、フィルム貼付工程Ｓ１２３が終了する。
【００４１】
（内部観察工程）
続いて、内部状態検査工程Ｓ１２０では、ランバード原石５１の観察面５７からフィルム６０を介してランバード原石５１の内部を観察する内部観察工程Ｓ１２５を行う。
図６に示すように、内部観察工程Ｓ１２５では、ランバード原石５１の被照射面５６（図６では外表面５２ｂ）に光源７１ａからの光を照射しつつ、被照射面５６と対向する観察面５７（図６では外表面５２ｄ）から、検査者７５がランバード原石５１の内部を目視により観察する。
内部観察工程Ｓ１２５では、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、ランバード原石５１の被照射面５６に対する入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ、ランバード原石５１に光源７１ａからの光を照射している。
【００４２】
図９は、内部観察工程Ｓ１２５の説明図である。なお、図９では、図面を分かり易くするために、界面活性剤６４の図示を省略している。
ランバード原石５１の内部の観察は、具体的には以下のように行われる。
図９に示すように、光源７１ａ（図６参照）から照射された入射光Ｌ１は、被照射面５６（本実施形態では外表面５２ｂ）からランバード原石５１の内部に入射する。前述のとおりランバード原石５１の被照射面５６にもフィルム６０が貼付されている。ここで、フィルム６０の屈折率αは、空気の屈折率と比較してランバード原石５１の屈折率βに近くなるように設定されている。したがって、被照射面５６にフィルム６０を貼付することにより、ランバード原石５１とフィルム６０との界面において、被照射面５６の凹凸５４による入射光Ｌ１の散乱が抑制され、良好に被照射面５６を透過してランバード原石５１の内部に入射できる。
【００４３】
その後、入射光Ｌ１は、ランバード原石５１の内部を透過し、被照射面５６と対向する観察面５７（本実施形態では外表面５２ｄ）からフィルム６０を介して、出射光Ｌ２としてランバード原石５１の外部に出射する。ここで、フィルム６０の屈折率αは、空気の屈折率と比較してランバード原石５１の屈折率βに近くなるように設定されている。したがって、観察面５７にフィルム６０を貼付することにより、ランバード原石５１とフィルム６０との界面において、観察面５７の凹凸５４による光の散乱が抑制され、良好に観察面５７を透過してランバード原石５１の外部に出射できる。
【００４４】
ここで、ランバード原石５１の内部に異物６６や欠陥６８が存在すると、入射光Ｌ１は、ランバード原石５１の内部における良好な透過が妨げられる。
具体的には、ランバード原石５１の内部に異物６６が存在すると、入射光Ｌ１の透過が遮断される。これにより、検査者７５（図６参照）が観察面５７からランバード原石５１の内部を目視により観察したとき、異物６６の投影面上の領域Ｓにおいて、陰影として異物６６が確認される。したがって、検査者７５は、観察面５７からランバード原石５１の内部を観察することで、異物６６の有無を確認できる。
【００４５】
また、ランバード原石５１の内部に欠陥６８が存在すると、入射光Ｌ１のうち欠陥６８内に入射した光Ｌ３は、欠陥６８内で乱反射する。これにより、検査者７５が観察面５７からランバード原石５１の内部を目視により観察したとき、観察面５７における欠陥６８の投影面上にある領域Ｖにおいて、入射光Ｌ１の輝度が異なることで欠陥６８が確認される。特に、ランバード原石５１を動かして入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ観察面５７を観察することにより、欠陥６８内の光Ｌ３の反射角度が変化して光Ｌ３が強調され、確実に欠陥６８が確認される。したがって、検査者７５は、観察面５７からランバード原石５１の内部を観察することで、欠陥６８の有無を確認できる。
ランバード原石５１の観察面５７からランバード原石５１の内部を観察し、異物６６および欠陥６８の存在を確認した時点で、内部観察工程Ｓ１２５が終了する。
【００４６】
（判定工程）
続いて、異物６６および欠陥６８の存在を確認した結果に基づき、次工程に進むか否かの判定を行う判定工程Ｓ１２７を行う。ランバード原石５１の内部に異物６６および欠陥６８の存在が確認された場合（Ｓ１２７で判定がＹＥＳの場合）には、次工程に進むことなく圧電振動片４の製造工程を終了する（図３参照）。
また、ランバード原石５１の内部に異物６６および欠陥６８の存在が確認されなかった場合（Ｓ１２７で判定がＮＯの場合）には、次工程のフィルム剥離工程Ｓ１２９に進む。
【００４７】
（フィルム剥離工程）
続いて、内部状態検査工程Ｓ１２０では、ランバード原石５１の観察面５７および被照射面５６からフィルム６０を剥離するフィルム剥離工程Ｓ１２９を行う。フィルム６０は、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面５７および被照射面５６に自己吸着しているので、フィルム剥離工程Ｓ１２９でランバード原石５１からフィルム６０を剥離しても、観察面５７に粘着剤や接着剤等が残存することがない。
フィルム剥離工程Ｓ１２９が終了した時点で、内部状態検査工程Ｓ１２０の全ての工程が終了する。
【００４８】
（ウエハ化工程）
図１０は、内部状態検査工程以降の圧電振動片４（図１参照）の製造工程の説明図である。
次に、ランバード原石５１から複数の薄板状のウエハＷを切り出すウエハ化工程Ｓ１３０を行う。ウエハ化工程Ｓ１３０では、ランバード原石５１（図４参照）の長手方向に対して所定の角度でスライスし、ランバード原石５１からウエハＷを切り出す。続いて、ウエハＷをラッピングして粗加工した後、ポリッシングを行い、所定の厚みに高精度に仕上げる。以上で、ウエハ化工程Ｓ１３０が終了する。
【００４９】
（外形形成工程）
次に、図１０に示すように、ウエハＷに複数の圧電振動片４（図１参照）の外形形状を有する圧電板４ａを形成する外形形成工程Ｓ１４０を行う。圧電板４ａは、フォトリソグラフィ技術によってウエハＷをパターニングし、エッチングすることで形成される。この時点において、複数の圧電板４ａは、連結部４ｂを介してウエハＷに連結された状態となっている。以上で、外形形成工程Ｓ１４０が終了する。
【００５０】
（電極等形成工程）
次に、圧電板４ａの外表面に電極等を形成する電極等形成工程Ｓ１５０を行う。電極等形成工程Ｓ１５０では、まず、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１（いずれも図１参照）を形成する。次に、圧電板４ａの共振周波数の粗調を行う。重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、振動腕部１０，１１の重量を変化させることで行う。以上で、電極等形成工程Ｓ１５０が終了する。
【００５１】
（小片化工程）
最後にウエハＷと圧電板４ａとを連結していた連結部４ｂを切断して、複数の圧電振動片４（図１参照）をウエハＷから切り離して小片化する小片化工程Ｓ１６０を行う。これにより、１枚のウエハＷから、音叉型の圧電振動片４を一度に複数製造することができる。この時点で、圧電振動片４の製造工程が終了し、圧電振動片４を複数得ることができる。このように、内部状態検査工程Ｓ１２０により検査されたランバード原石５１から圧電振動片４を形成することで、圧電振動片４の歩留まりの低下および製造効率の低下を防止できる。したがって、圧電振動片４のコスト上昇を防止できる。
【００５２】
（効果）
本実施形態によれば、フィルム６０の自己吸着層６２を観察面５７の表面粗さにおける最大高さＲｚよりも厚く形成することで、ランバード原石５１の観察面５７に存在する微細な凹凸５４に自己吸着層６２が食い込み、観察面５７に自己吸着して、フィルム６０が観察面５７に密着できる。また、フィルム６０の最外層６１は平坦に形成されているので、ランバード原石５１の観察面５７にフィルム６０を貼り付けることで、擬似的にランバード原石５１の観察面５７を平坦にできる。したがって、ランバード原石５１に照射された光が観察面５７およびフィルム６０を透過して出射する際に、光が観察面５７で散乱するのを抑制できる。このように、フィルム６０を観察面５７に貼り付けるだけで、ランバード原石５１の観察面５７の微細な凹凸５４による光の散乱を簡単に抑制し、ランバード原石５１の内部を観察できる。
また、フィルム６０は自己吸着層６２を有しているので、粘着剤や接着剤等を用いることなく観察面５７にフィルム６０を自己吸着させることができる。これにより、内部観察工程Ｓ１２５の終了後にランバード原石５１からフィルム６０を剥離した際、観察面５７に粘着剤や接着剤等が残存することがなく、粘着剤や接着剤等の除去処理工程も発生しない。したがって、内部観察工程Ｓ１２５の終了後に速やかに次工程に移行できるので、製造効率を向上できる。
【００５３】
なお、この発明の技術範囲は上記実施の形態に限られるものではなく、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。
【００５４】
本実施形態では、内部状態観察方法で観察されたランバード原石５１を用いて音叉型の圧電振動片４を製造していた。しかし、ランバード原石５１から製造される圧電振動片４は音叉型に限られず、例えば、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）であってもよい。
【００５５】
本実施形態の内部状態観察方法では、ランバード原石５１を被検体として観察していたが、ランバード原石５１以外の光透過性を有する物体を被検体として観察してもよい。
【００５６】
本実施形態の内部状態検査工程Ｓ１２０は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１を備えており、観察面５７および被照射面５６とフィルム６０の自己吸着層６２との間に界面活性剤６４を塗布していた。しかし、内部状態検査工程Ｓ１２０は、界面活性剤塗布工程Ｓ１２１を備えなくてもよい。ただし、観察面５７および被照射面５６とフィルム６０の自己吸着層６２との密着界面における気泡の残留を確実に抑制できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００５７】
本実施形態では、内部観察工程Ｓ１２５において、検査者７５の手によりランバード原石５１を動かして、被照射面５６へ入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ、ランバード原石５１の被照射面５６に入射光Ｌ１を照射していた。しかし、例えば、ランバード原石５１を固定治具等の支持手段で固定しておき、光源７１ａを移動させて被照射面５６へ入射光Ｌ１の入射角度を変化させつつ、ランバード原石５１の被照射面５６に入射光Ｌ１を照射してもよい。
【００５８】
本実施形態では、観察面５７に加えて被照射面５６にもフィルム６０を貼り付けていた。しかし、少なくとも観察面５７にフィルム６０が貼り付けられていればよい。ただし、被照射面５６にもフィルム６０を貼り付けることにより、被照射面５６の凹凸５４による入射光Ｌ１の散乱が抑制され、良好に被照射面５６を透過してランバード原石５１の内部に入射できる点で、本実施形態に優位性がある。
【００５９】
本実施形態では、観察面５７であるランバード原石５１の外表面５２ｄおよび被照射面５６であるランバード原石５１の外表面５２ｂにフィルム６０を貼り付け、ランバード原石５１の外表面５２ｄからのみランバード原石５１の内部を観察していた。しかし、ランバード原石５１の全ての外表面５２ａ〜５２ｆにフィルム６０を貼り付け、全ての外表面５２ａ〜５２ｆからランバード原石５１の内部を観察してもよい。なお、この場合、全ての外表面５２ａ〜５２ｆが観察面５７となり、観察面５７と対向する全ての外表面５２ａ〜５２ｆが被照射面５６となる。
【符号の説明】
【００６０】
５１・・・ランバード原石（被検体） ５７・・・観察面 ６０・・・フィルム ６１・・・最外層 ６２・・・自己吸着層 ６４・・・界面活性剤 ７１ａ・・・光源 Ｓ１２０・・・内部状態検査工程（内部状態観察方法） Ｓ１２３・・・フィルム貼付工程 Ｓ１２５・・・内部観察工程 Ｒｚ・・・最大高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射される光を用いて、光透過性を有する被検体の内部を観察する内部状態観察方法であって、
前記被検体の表面のうち、少なくとも前記被検体の観察面に、光透過性を有するフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、
前記被検体の表面に前記光源から光を照射しつつ、前記観察面から前記フィルムを介して前記被検体の内部を観察する内部観察工程と、
を備え、
前記フィルムは、
平坦に形成された最外層と、
最内層に形成され、前記フィルム貼付工程で前記観察面に自己吸着する自己吸着層と 、
を備え、
前記自己吸着層の厚さは、前記観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されていることを特徴とする内部状態観察方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内部状態観察方法であって、
前記フィルムの屈折率は、前記被検体の屈折率と略同一であることを特徴とする内部状態観察方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内部状態観察方法であって、
前記フィルム貼付工程では、前記観察面に界面活性剤を塗布した後、前記フィルムを貼り付けることを特徴とする内部状態観察方法。
【請求項１】
光源から照射される光を用いて、光透過性を有する被検体の内部を観察する内部状態観察方法であって、
前記被検体の表面のうち、少なくとも前記被検体の観察面に、光透過性を有するフィルムを貼り付けるフィルム貼付工程と、
前記被検体の表面に前記光源から光を照射しつつ、前記観察面から前記フィルムを介して前記被検体の内部を観察する内部観察工程と、
を備え、
前記フィルムは、
平坦に形成された最外層と、
最内層に形成され、前記フィルム貼付工程で前記観察面に自己吸着する自己吸着層と 、
を備え、
前記自己吸着層の厚さは、前記観察面の表面粗さにおける最大高さよりも厚く形成されていることを特徴とする内部状態観察方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内部状態観察方法であって、
前記フィルムの屈折率は、前記被検体の屈折率と略同一であることを特徴とする内部状態観察方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内部状態観察方法であって、
前記フィルム貼付工程では、前記観察面に界面活性剤を塗布した後、前記フィルムを貼り付けることを特徴とする内部状態観察方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７２７８９（Ｐ２０１３−７２７８９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３０１５（Ｐ２０１１−２１３０１５）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【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２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【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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