(57)【要約】【課題】水晶振動子の電極に薄膜を再現性よく形成するとともに、成膜処理を効率よく行う。【解決手段】主感応膜形成部６は、処理液を貯溜するとともに、処理液中に水晶振動子が浸漬されることにより、水晶振動子の電極に対して成膜処理を行う処理槽６１、処理液を貯溜するとともに、供給ライン６３および排出ライン６４を介して処理槽６１に接続される処理液タンク６２、並びに、成膜処理が行われている間に、処理液タンク６２内の処理液を設定温度に調整する温度調整部６５を備える。主感応膜形成部６では、成膜処理毎に処理槽６１内の処理液を、処理液タンク６２内の設定温度の処理液に交換することにより、水晶振動子の電極に薄膜を再現性よく形成するとともに、成膜処理が行われている間に処理液タンク６２内の処理液を一定の設定温度に調整することにより、成膜処理を効率よく行うことが実現される。【選択図】図６
2010119986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の水晶片の両主面に１対の電極が形成された水晶振動子において、前記１対の電極の少なくとも１つの電極に薄膜を形成する成膜装置であって、
前記薄膜となる物質を含む処理液を貯溜するとともに、前記処理液中に前記水晶片が浸漬されることにより、前記少なくとも１つの電極に対して成膜処理を行う処理槽と、
前記処理液を貯溜するとともに、供給ラインおよび排出ラインを介して前記処理槽に接続される処理液タンクと、
前記成膜処理が行われている間に、前記処理液タンク内の前記処理液を一定の温度に調整する温度調整部と、
一の水晶振動子に対する前記成膜処理が完了する毎に、前記処理槽において前記処理液の前記排出ラインからの排出、および、前記処理液タンク内の前記一定の温度とされる前記処理液の前記供給ラインからの供給を行うことにより、前記一の水晶振動子の次の水晶振動子に対する前記成膜処理の開始時に、前記一定の温度とされる前記処理液を前記処理槽内に貯溜させる制御部と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記成膜処理が行われている間に、前記処理液タンク内の前記処理液を一定の濃度に調整する濃度調整部をさらに備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載の成膜装置であって、
前記処理液タンクが、
前記処理槽以上の容量を有し、前記処理槽から排出される前記処理液が流入する第１貯溜部と、
前記処理槽へ前記処理液が送出されるとともに、前記処理槽への前記処理液の送出が行われない間に前記第１貯溜部から前記処理液が流入して前記濃度調整部による前記処理液の濃度調整が行われる第２貯溜部と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項３に記載の成膜装置であって、
前記成膜処理が行われている間に、前記第２貯溜部と前記第１貯溜部との間にて前記処理液を循環させる循環機構をさらに備え、
前記処理液の循環により、前記処理液タンク内の前記処理液が前記一定の濃度、かつ、前記一定の温度にて均一化されることを特徴とする成膜装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の成膜装置であって、
前記濃度調整部が、前記一の水晶振動子に対する前記成膜処理中の前記処理槽内の前記処理液の蒸発量、および、前記一の水晶振動子の前記水晶片が前記処理槽から取り出される際の前記処理液の減少量に基づいて、前記次の水晶振動子に対する前記成膜処理が行われている間に前記処理液タンク内の前記処理液を前記一定の濃度、かつ、一定の量に調整することを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかに記載の成膜装置であって、
前記処理液タンク内の前記処理液の液面の位置を検出するレベルセンサと、
前記処理液タンク内の前記処理液の濃度を測定する濃度計と、
をさらに備え、
前記濃度調整部が、前記成膜処理が行われている間に、前記レベルセンサおよび前記濃度計の出力値に基づいて、前記処理液タンク内の前記処理液を前記一定の濃度、かつ、一定の量に調整することを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の成膜装置であって、
前記温度調整部が、
所定の熱媒体を一定の温度にて保持する恒温槽と、
前記恒温槽、前記処理液タンクおよび前記処理槽の間にて前記熱媒体を循環させる循環路と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の成膜装置であって、
各水晶振動子において、前記１対の電極および前記水晶片の前記１対の電極が形成された部位が第１振動子とされ、前記両主面にさらに形成された他の１対の電極および前記水晶片の前記他の１対の電極が形成された部位が第２振動子とされ、
前記他の１対の電極を含むとともに前記少なくとも１つの電極を除く残りの電極が成膜対象外とされることを特徴とする成膜装置。
【請求項９】
請求項８に記載の成膜装置であって、
前記薄膜が形成された前記第１振動子が、アルコール検出用の振動子である、または、アルコール検出用の前記第２振動子からの出力補正用の振動子であることを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
特定物質の検出用の水晶振動子を製造する水晶振動子製造システムであって、
板状の水晶片の両主面に１対の電極が形成された水晶振動子において、前記１対の電極の少なくとも１つの電極上に中間膜を形成する中間膜形成部と、
前記中間膜上に前記特定物質を吸着する感応膜を形成する感応膜形成部と、
を備え、
前記中間膜形成部または前記感応膜形成部が、請求項１ないし９のいずれかに記載の成膜装置を備えることを特徴とする水晶振動子製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子の電極に薄膜を形成する成膜装置、および、特定物質の検出用の水晶振動子を製造する水晶振動子製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の物質の濃度を検出する装置において水晶振動子が多く用いられており、板状の水晶片の両主面に１対の電極がそれぞれ形成された水晶振動子において、電極上に当該物質を吸着する感応膜を形成することにより、当該物質の検出用の水晶振動子（すなわち、当該装置における検出部となる水晶振動子）が製造される。感応膜は、例えば、電極上に形成された金属酸化物等の薄膜（以下、「中間膜」という。）上に形成され、特許文献１では、蒸気状態の金属酸化物前駆体を電極に接触させることにより電極上に金属酸化物前駆体の薄膜を形成し、金属酸化物前駆体の薄膜を加水分解することにより金属酸化物の薄膜である中間膜を形成し、その後、水晶振動子を有機材料を含む処理液が貯溜された処理槽に所定の時間だけ浸漬することにより中間膜上に感応膜を形成する手法が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１の背景技術の欄には、金属酸化物前駆体の溶液を用いて金属酸化物の薄膜を形成する手法も開示されており、このように、処理液中に水晶振動子を浸漬することにより電極上に成膜を行う場合には、高価な真空成膜装置を用いて成膜を行う場合に比べて、１回の成膜処理にて多数の水晶振動子に対して、安価に薄膜を形成することが可能となる。
【０００４】
なお、特許文献２では、複数の処理液槽のうちの１つの処理液槽に処理液の温度を調整する温度調整装置が設けられる現像処理装置が開示されており、この現像処理装置では、温度調整装置が設けられる処理液槽内の処理液を他の処理液槽内を通過させて熱交換を行った後、処理液が当該処理液槽内に戻される。そして、処理液の昇温運転時には処理液の循環流量を増大させることにより、複数の処理液槽内の処理液を短時間にて昇温させることが可能とされる。また、特許文献３では、浸漬処理槽に貯溜されているリン酸水溶液を循環ラインを通して循環するエッチング装置において、循環するリン酸水溶液の一部を取り出して再生装置により再生し、濃度計の測定結果に基づいて再生装置から浸漬処理槽に環流するリン酸水溶液の流量を調整することにより、浸漬処理槽のリン酸水溶液中に浸漬される基板のエッチングレートを一定に維持する手法が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−６１７５２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７４９３号公報
【特許文献３】特開２００８−１０３６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、処理液中に水晶振動子を浸漬することにより電極上に成膜を行う際に、薄膜を短時間にて再現性よく形成するには、通常、処理液を常温よりも高い一定の設定温度に維持することが重要となるが、実際には、成膜処理を繰り返す毎に処理液の温度は低下してしまう。処理槽内にヒータを設けることも考えられるが、形成される膜の剥がれ等の問題により、処理槽内にて処理液の流動を生じさせない成膜処理では、処理液を均一に加熱することが困難である。また、成膜処理が完了する毎に、処理槽内にて処理液を流動させつつ設定温度まで加熱することも考えられるが、処理液が設定温度になるまでの時間は次の成膜処理を行うことができないため、成膜装置の処理能力が低下してしまう。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、水晶振動子の電極に薄膜を再現性よく形成するとともに、成膜処理を効率よく行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、板状の水晶片の両主面に１対の電極が形成された水晶振動子において、前記１対の電極の少なくとも１つの電極に薄膜を形成する成膜装置であって、前記薄膜となる物質を含む処理液を貯溜するとともに、前記処理液中に前記水晶片が浸漬されることにより、前記少なくとも１つの電極に対して成膜処理を行う処理槽と、前記処理液を貯溜するとともに、供給ラインおよび排出ラインを介して前記処理槽に接続される処理液タンクと、前記成膜処理が行われている間に、前記処理液タンク内の前記処理液を一定の温度に調整する温度調整部と、一の水晶振動子に対する前記成膜処理が完了する毎に、前記処理槽において前記処理液の前記排出ラインからの排出、および、前記処理液タンク内の前記一定の温度とされる前記処理液の前記供給ラインからの供給を行うことにより、前記一の水晶振動子の次の水晶振動子に対する前記成膜処理の開始時に、前記一定の温度とされる前記処理液を前記処理槽内に貯溜させる制御部とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成膜装置であって、前記成膜処理が行われている間に、前記処理液タンク内の前記処理液を一定の濃度に調整する濃度調整部をさらに備える。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の成膜装置であって、前記処理液タンクが、前記処理槽以上の容量を有し、前記処理槽から排出される前記処理液が流入する第１貯溜部と、前記処理槽へ前記処理液が送出されるとともに、前記処理槽への前記処理液の送出が行われない間に前記第１貯溜部から前記処理液が流入して前記濃度調整部による前記処理液の濃度調整が行われる第２貯溜部とを備える。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の成膜装置であって、前記成膜処理が行われている間に、前記第２貯溜部と前記第１貯溜部との間にて前記処理液を循環させる循環機構をさらに備え、前記処理液の循環により、前記処理液タンク内の前記処理液が前記一定の濃度、かつ、前記一定の温度にて均一化される。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の成膜装置であって、前記濃度調整部が、前記一の水晶振動子に対する前記成膜処理中の前記処理槽内の前記処理液の蒸発量、および、前記一の水晶振動子の前記水晶片が前記処理槽から取り出される際の前記処理液の減少量に基づいて、前記次の水晶振動子に対する前記成膜処理が行われている間に前記処理液タンク内の前記処理液を前記一定の濃度、かつ、一定の量に調整する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項２ないし５のいずれかに記載の成膜装置であって、前記処理液タンク内の前記処理液の液面の位置を検出するレベルセンサと、前記処理液タンク内の前記処理液の濃度を測定する濃度計とをさらに備え、前記濃度調整部が、前記成膜処理が行われている間に、前記レベルセンサおよび前記濃度計の出力値に基づいて、前記処理液タンク内の前記処理液を前記一定の濃度、かつ、一定の量に調整する。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の成膜装置であって、前記温度調整部が、所定の熱媒体を一定の温度にて保持する恒温槽と、前記恒温槽、前記処理液タンクおよび前記処理槽の間にて前記熱媒体を循環させる循環路とを備える。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の成膜装置であって、各水晶振動子において、前記１対の電極および前記水晶片の前記１対の電極が形成された部位が第１振動子とされ、前記両主面にさらに形成された他の１対の電極および前記水晶片の前記他の１対の電極が形成された部位が第２振動子とされ、前記他の１対の電極を含むとともに前記少なくとも１つの電極を除く残りの電極が成膜対象外とされる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の成膜装置であって、前記薄膜が形成された前記第１振動子が、アルコール検出用の振動子である、または、アルコール検出用の前記第２振動子からの出力補正用の振動子である。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、特定物質の検出用の水晶振動子を製造する水晶振動子製造システムであって、板状の水晶片の両主面に１対の電極が形成された水晶振動子において、前記１対の電極の少なくとも１つの電極上に中間膜を形成する中間膜形成部と、前記中間膜上に前記特定物質を吸着する感応膜を形成する感応膜形成部とを備え、前記中間膜形成部または前記感応膜形成部が、請求項１ないし９のいずれかに記載の成膜装置を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、成膜処理毎に処理槽内の処理液を一定の温度の処理液に交換することにより、水晶振動子の電極に薄膜を再現性よく形成するとともに、成膜処理が行われている間に処理液タンク内の処理液を一定の温度に調整することにより、成膜処理を効率よく行うことができる。
【００１８】
また、請求項２の発明では、薄膜の形成をより再現性よく行うことができ、請求項３の発明では、処理槽から排出された直後の処理液が、処理液タンクから処理槽に供給されることを防止することができ、請求項４の発明では、成膜処理が行われている間に、処理液タンク内の処理液の温度および濃度を容易に均一化することができる。
【００１９】
また、請求項５の発明では、処理液タンク内の処理液をより精度よく一定の濃度に調整することができ、請求項６の発明では、処理液タンク内の処理液を容易にかつ確実に一定の濃度および一定の量に調整することができ、請求項７の発明では、同一の熱媒体にて処理液タンクおよび処理槽内の処理液の温度を効率よく調整することができる。
【００２０】
また、請求項１０の発明では、特定物質の検出用の水晶振動子を安定した品質にて効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は水晶振動子８１の正面図であり、図２は水晶振動子８１の背面図である。図１および図２の水晶振動子８１は、後述の水晶振動子製造システム１（図３参照）における処理対象となるものである。
【００２２】
水晶振動子８１は、例えば、直径９ミリメートル（ｍｍ）の略円形の板状（円形以外であってもよい。）の水晶片８２を有し、図１に示す水晶片８２の一の主面８２１上には、例えば金（Ａｕ）にて形成される２つの矩形の電極８３１，８４１が形成される。これらの電極８３１，８４１は端部（図１中の下側の端部）にて同様の材料にて形成される矩形の補助部８５１を介して互いに電気的に接続される。図２に示す水晶片８２の他の主面８２２上には、電極８３１，８４１にそれぞれ対向する位置に（すなわち、主面８２２に垂直な方向において重なる位置に）電極８３１，８４１と同形状の電極８３２，８４２が同様に金にて形成される。電極８３２，８４２は離間しており、各電極８３２，８４２の外側（水晶片８２の外縁側）には、電極８３２，８４２と電気的に接続する矩形の補助部８５２，８５３が同様の材料にて形成される。
【００２３】
水晶振動子８１は、所定の金属にて形成される引出線である３本のリード８７１，８７２，８７３を有し、これらのリード８７１〜８７３は、図１および図２の横方向に並んだ状態で、絶縁性材料にて形成されるブロック状の部材８６（リード８７１〜８７３から周囲に突出する部材と捉えることができるため、以下、「フランジ部８６」という。）にて固定される。リード８７１〜８７３は、フランジ部８６の水晶片８２側の面８６１および当該面８６１とは反対側の面８６２の双方から突出しており、面８６２から突出する部位は互いに平行に直線状に伸びている。また、両端のリード８７２，８７３の面８６１から突出する部位は、互いに離れるようにして外側に湾曲し、さらにその先端側にて面８６１から離れるように面８６１の垂線におよそ沿う方向に湾曲している。リード８７１〜８７３の面８６１から突出する部位の端部（以下、「サポータ」という。）８７１１，８７２１，８７３１は、水晶振動子８１の側面から見て二股に分かれており、水晶片８２は各サポータ８７１１，８７２１，８７３１にて挟持され、リード８７１〜８７３およびフランジ部８６（「ベース」と総称される。）に対して固定される。
【００２４】
中央のリード８７１のサポータ８７１１は、図１に示す水晶片８２の主面８２１上にて補助部８５１に導電性接着剤にて接着され、両端のリード８７２，８７３のサポータ８７２１，８７３１は、図２に示す水晶片８２の主面８２２上にて補助部８５２，８５３に導電性接着剤にてそれぞれ接着される。
【００２５】
水晶振動子８１において、両主面８２１，８２２にそれぞれ形成された１対の電極８４１，８４２、および、水晶片８２の電極８４１，８４２が形成された部位は１つの振動子（以下、「第１振動子」と呼ぶ。）８８１となっており、両主面８２１，８２２にそれぞれ形成された他の１対の電極８３１，８３２、および、水晶片８２の電極８３１，８３２が形成された部位も、第１振動子と独立して振動する１つの振動子（以下、「第２振動子」と呼ぶ。）８８２となっている。
【００２６】
図３は、本発明の一の実施の形態に係る水晶振動子製造システム１の構成を示す図である。図３の水晶振動子製造システム１は、水晶振動子８１の電極８４１（図１参照）に所定の薄膜を多層に形成することにより、アルコール検出用の水晶振動子（エチルアルコールを検出する装置（いわゆる、匂いセンサ）における検出部となる水晶振動子）を製造するものである。水晶振動子製造システム１では、後述するように複数の水晶振動子８１がキャリア９にて保持され、キャリア９内の全ての水晶振動子８１に対して同様の処理が行われる（すなわち、バッチ式の処理が行われる。）。
【００２７】
図３の水晶振動子製造システム１は、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を含む洗浄液を用いて水晶片８２の表面（電極を含む。）のコンタミネーションや有機物等の不要物を除去する前洗浄部３１、電極に対してチオール処理等の前処理を施す前処理部３２、水晶片８２の主面８２１上の１つの電極８４１上にエチルアルコールを検出するための多層膜を形成することにより電極８４１，８４２にて構成される主感応電極対を形成する主感応電極形成部４、キャリア９を前洗浄部３１、前処理部３２および主感応電極形成部４に搬送する搬送部２、並びに、水晶振動子製造システム１の各構成要素を制御する全体制御部１０を備える。
【００２８】
主感応電極形成部４は、電極８４１上に中間膜を形成する中間膜形成部５、中間膜が形成された直後の水晶片８２を純水（純水の蒸気であってもよい。後述の洗浄部４２において同様。）にて洗浄するとともに乾燥する洗浄部４１、中間膜上にアルコール検出用の膜（すなわち、エチルアルコールを選択的に吸着させるための構造を有する膜であり、以下、「主感応膜」という。）を形成する主感応膜形成部６、並びに、主感応膜が形成された直後の水晶片８２を純水にて洗浄するとともに乾燥する洗浄部４２を備える。水晶振動子製造システム１では、処理前のキャリア９が載置される投入部１１（ローダ）から、全体処理後のキャリア９が載置される払出部１２（アンローダ）に向かって前洗浄部３１、前処理部３２、並びに、主感応電極形成部４の中間膜形成部５、洗浄部４１、主感応膜形成部６および洗浄部４２が順に一列に配列され、これらの構成のそれぞれでは、キャリア９を単位とする処理が行われる。
【００２９】
ここで、キャリア９について説明する。図４はキャリア９の正面図であり、図５はキャリア９の側面図である。図４および図５に示すように、キャリア９は直方体の複数の辺に対応するフレーム（ただし、直方体の底面の外縁を構成する４つの辺に対応する部位（梁）は存在しない。）により形成されるキャリア本体９１、および、それぞれが長いブロック状の複数のホルダ９２を有する。
【００３０】
図５に示すように、複数の水晶振動子８１は、フランジ部８６（図１参照）を挟持する専用のホルダ９２により水晶片８２を下方に向けた状態で、ホルダ９２の長手方向に配列して保持され、水晶片８２およびリード８７１〜８７３の先端（水晶片８２とは反対側の先端）はホルダ９２から突出している。各ホルダ９２の端部には水平方向（図５の紙面に垂直な方向）に伸びる貫通孔が形成されており、複数のホルダ９２の貫通孔にはボルト９２２が通されるとともに、ボルト９２２の両端部はキャリア本体９１の鉛直方向（図４の上下方向）に伸びる２本の梁にそれぞれ固定される。これにより、図４の複数のホルダ９２は、ボルト９２２が伸びる方向に配列した状態で、キャリア本体９１に対して強固に保持される。図４および図５ではキャリア９を簡略化して図示しており、実際には、キャリア９にて２０〜４０個のホルダ９２が保持され、各ホルダ９２には１０〜２０個の水晶振動子８１が取り付けられることにより、キャリア９にて２００〜８００個の水晶振動子８１が水平面上の直交する２方向に配列して保持されている。
【００３１】
キャリア本体９１の下部において底面に相当する矩形の４角には下方に突出する４個の脚部９１３がそれぞれ形成される。また、キャリア本体９１の上部には図４の横方向の両外側にそれぞれ突出するとともに、ホルダ９２の長手方向に長くされる２つの鍔部９１２が形成される。
【００３２】
キャリア９には、複数の水晶振動子８１のうちの１つの水晶振動子８１の発振周波数を取得する測定部（図示省略）が設けられ、測定部の出力値は無線発信器を介して全体制御部１０に送信される。後述するアルコール検出用の水晶振動子の製造では、測定部の出力値に基づいて成膜処理の良否の判定や成膜処理の終了点の検出がリアルタイムにて行われる（いわゆる、インサイチュウモニタリングが行われる）ことにより、不良となっているにもかかわらず、当該キャリア９の水晶振動子８１に対して後続の処理が行われることが防止される。なお、不良となった水晶振動子８１は、強酸性や強アルカリ性の溶液に浸漬することにより、電極上の膜が除去され、再度、アルコール検出用の水晶振動子の製造に用いられる。
【００３３】
キャリア９が図３の搬送部２により搬送される際には、搬送部２の支持部２１が有する２つの支持アーム２１１が開いた状態で、支持部２１が昇降機構２２により図３中にて二点鎖線にて示す位置まで下降し、２つの支持アーム２１１が鍔部９１２に係合可能な位置まで閉じた後、支持部２１が上昇する。続いて、横行機構２３により、支持部２１が昇降機構２２と共にキャリア９に対する次の処理が行われる構成（例えば、後述の洗浄部４１）の上方まで移動し、支持部２１が下降してキャリア９が内部に載置される。そして、支持アーム２１１が開いた後、支持部２１が上昇して、キャリア９の搬送が完了する。
【００３４】
図６は主感応膜形成部６の構成を示す図である。主感応膜形成部６は、シクロデキストリンを含む処理液を貯溜する処理槽６１、処理液を貯溜するとともに供給ライン６３および排出ライン６４を介して処理槽６１に接続される処理液タンク６２、並びに、主感応膜形成部６の各構成要素を制御する制御部６０を備える。処理槽６１および処理液タンク６２内には、処理液の液面の位置を検出するレベルセンサ６１９，６２９、並びに、処理液の温度を測定する温度計（図示省略）が設けられ、レベルセンサ６１９，６２９、並びに、温度計の出力値は制御部６０に入力される。既述のように、本実施の形態では、水晶振動子８１の電極８４１が主感応膜形成部６における主感応膜の形成対象（すなわち、成膜対象）とされており、他の電極８３１，８３２，８４２、並びに、補助部８５１〜８５３は予めマスクにより覆われている。
【００３５】
無蓋の箱型の処理槽６１は、上側を除く周囲（すなわち、液面側の面を除く全ての面）がジャケット６１１にて覆われた二重構造となっており、処理槽６１の下方に位置する有蓋の箱型の処理液タンク６２は、全周囲（すなわち、全ての面）がジャケット６２１にて覆われた二重構造となっている。主感応膜形成部６は、所定の熱媒体（例えば、水）を一定の温度にて保持する恒温槽６５１、並びに、恒温槽６５１、処理液タンク６２のジャケット６２１、処理槽６１のジャケット６１１の間を接続する循環路６５２をさらに備え、循環路６５２に設けられるポンプ６５３により、熱媒体が循環路６５２を介して恒温槽６５１、ジャケット６２１の内部、ジャケット６１１の内部を順に循環する。このように、主感応膜形成部６では、恒温槽６５１、循環路６５２およびポンプ６５３により、処理液タンク６２内の処理液を一定の設定温度に常時調整するとともに、処理槽６１内の処理液の温度降下を抑制する温度調整部６５が構築される。
【００３６】
処理槽６１の上部外縁の外側（すなわち、ジャケット６１１の外側）には、図６中にて符号Ａ１を付す矢印にて示すように処理槽６１からオーバーフローした（溢れた）処理液を回収する補助槽６１２が設けられる。排出ライン６４の処理槽６１側の部位は二股に分かれて２つの分岐排出ライン６４１，６４２となっており、一方の分岐排出ライン６４１はジャケット６２１を貫通して処理槽６１の内部に接続され、他方の分岐排出ライン６４２は補助槽６１２に接続される。処理槽６１から溢れて補助槽６１２内に流入する処理液は、分岐排出ライン６４２を通過して処理液タンク６２に排出される。また、分岐排出ライン６４１には、ソレノイド弁またはエア弁である切替弁６４３が設けられ、切替弁６４３が開放された状態にて、処理槽６１内の処理液が分岐排出ライン６４１を通過して処理液タンク６２に排出される。
【００３７】
供給ライン６３には、処理液タンク６２内の処理液を送出するポンプ６３１、供給ライン６３内を流れる処理液内中の不要物を除去するフィルタ６３２、および、ソレノイド弁またはエア弁である切替弁６３３が処理液タンク６２側から処理槽６１側に向かって順に設けられ、切替弁６３３が開放された状態にて、処理液タンク６２内の処理液が供給ライン６３を介して処理槽６１に供給される。
【００３８】
図７は、処理液タンク６２の構成を示す縦断面図である。図７に示すように、処理液タンク６２の内部には底面６２０ａから鉛直方向に伸びて上面６２０ｂとの間に間隙を有する仕切板６２２が設けられ、処理液タンク６２の内部が、処理槽６１から排出される処理液が排出ライン６４を介して流入する第１貯溜部６２３と、処理液が供給ライン６３を介して処理槽６１へと送出される第２貯溜部６２４とに仕切られている。
【００３９】
第１貯溜部６２３は処理槽６１以上の容量を有しており、排出ライン６４は底面６２０ａ近傍に接続される。また、第２貯溜部６２４内の処理液の液面は、仕切板６２２の上端よりも下方（すなわち、底面６２０ａ側）に位置し、その結果、後述する処理槽６１内の処理液の交換時に、処理槽６１から排出された直後の処理液は、第１貯溜部６２３内にて保持されることとなる。また、処理液タンク６２内には、上面６２０ｂから鉛直方向に伸びて底面６２０ａとの間に間隙を有する邪魔板６２５が設けられ、第１貯溜部６２３から第２貯溜部６２４に流入した直後の処理液が直ぐに供給ライン６３へと向かうことが防止される。
【００４０】
図６に示すように、主感応膜形成部６は、供給ライン６３と排出ライン６４とを接続する補助ライン６６を有し、補助ライン６６の一端は供給ライン６３のフィルタ６３２と切替弁６３３との間に接続され、他端は排出ライン６４における分岐点（分岐排出ライン６４１，６４２の結合点）と処理液タンク６２との間に接続される。補助ライン６６には切替弁６６１が設けられており、供給ライン６３の切替弁６３３および排出ライン６４の切替弁６４３を閉じた状態において、補助ライン６６の切替弁６６１を開放することにより、処理液タンク６２内の処理液が供給ライン６３、補助ライン６６および排出ライン６４を介して循環する。既述のように、供給ライン６３および排出ライン６４は、図７の処理液タンク６２の第２貯溜部６２４および第１貯溜部６２３にそれぞれ接続されており、供給ライン６３、補助ライン６６、排出ライン６４およびポンプ６３１により、第２貯溜部６２４と第１貯溜部６２３との間にて処理液を循環させる循環機構が構築されている。
【００４１】
また、図６の主感応膜形成部６は、純水を処理液タンク６２の第２貯溜部６２４内に供給する純水供給部６７１、および、高濃度のシクロデキストリン溶液（以下、「薬液」という。）を処理液タンク６２の第２貯溜部６２４内に供給する薬液供給部６７４をさらに備える。純水供給部６７１は切替弁６７２を有する供給管６７３を介して処理液タンク６２に接続され、薬液供給部６７４は切替弁６７５を有する供給管６７６を介して処理液タンク６２に接続される。処理液タンク６２には、内部（本実施の形態では、第２貯溜部６２４内）の処理液の濃度（シクロデキストリンの濃度）を測定する濃度計６２６が設けられ、測定値は濃度調整部６７に出力される。後述するように、濃度調整部６７が切替弁６７２，６７５の開閉動作を制御することにより、処理液タンク６２内の処理液が一定の設定濃度および一定の設定量に調整される。処理液タンク６２には、さらに図示省略の排液口および排気ダクトが設けられ、処理液タンク６２のメンテナンス時には、排液口から処理液タンク６２内の処理液を排出することが可能となっている。
【００４２】
図３の中間膜形成部５は、処理槽および処理液タンクにて貯溜される処理液の種類が異なる点を除き、図６の主感応膜形成部６と同様の構成とされ（設定温度や設定濃度等は変更されてよい。）、中間膜形成部５では電極８４１上に所定の無機化合物の薄膜（例えば、酸化膜）が中間膜として形成される。このように、図３の水晶振動子製造システム１では、主感応電極形成部４の中間膜形成部５および主感応膜形成部６のそれぞれが、所定の薄膜を成膜対象の電極上に形成する成膜装置となっている。なお、中間膜は、中間膜形成部５により金属酸化物の前駆体の薄膜が電極８４１上に形成され、洗浄部４１により当該前駆体の薄膜が純水にて洗浄されることにより加水分解されて金属酸化物の薄膜となるものであってもよい。
【００４３】
図８は、水晶振動子製造システム１がアルコール検出用の水晶振動子を製造する処理の流れを示す図である。図３の水晶振動子製造システム１では、複数の水晶振動子８１を保持するキャリア９が投入部１１に載置されると、搬送部２によりキャリア９が前洗浄部３１内に搬入され、勢いよく流動する洗浄液を用いて水晶片８２が洗浄される（ステップＳ１１）。既述のように、電極８３１，８３２，８４２、および、補助部８５１〜８５３は予めマスクにより覆われているため、実際には、水晶片８２の他の部位（主として電極８４１の表面）が洗浄されるとともに親水化されることとなる（後述の処理において同様）。前洗浄部３１では、洗浄液による洗浄後、純水による洗浄および乾燥が行われる。
【００４４】
続いて、キャリア９は前処理部３２へと搬送され、温度および濃度が調整された所定の溶液中にキャリア９内の複数の水晶振動子８１が予め定められた時間だけ浸漬されることにより、水晶片８２の電極８４１に対してチオール処理等の前処理が施され、電極８４１の表面に水酸基が導入される（ステップＳ１２）。これにより、後続の処理にて形成される中間膜と電極８４１との密着性が確保される。前処理部３２においても、前処理の後、純水による洗浄および乾燥が行われる。
【００４５】
前処理が完了すると、キャリア９が中間膜形成部５の処理槽の上方に配置され、続いて、キャリア９が下降して複数の水晶振動子８１の水晶片８２の全体が処理槽内の処理液中に浸漬され、電極８４１上への中間膜の形成が開始される。中間膜形成部５では、成膜処理時に処理槽に対する処理液の供給および排出が行われず、中間膜となる物質の拡散が律速となる条件下にて成膜（すなわち、処理液の流動が生じないディップ方式の成膜）が行われる。水晶片８２が予め定められた時間（例えば、２０分）だけ処理液中にて保持されると、キャリア９が処理槽から取り出される。これにより、電極８４１上に所定の厚さの中間膜が形成される（ステップＳ１３）。
【００４６】
中間膜形成部５における成膜処理（すなわち、中間膜の形成）が完了すると、キャリア９は洗浄部４１に搬送され、各水晶振動子８１の水晶片８２の両主面８２１，８２２に対向して設けられるノズルから純水が噴射されて、中間膜が形成された直後の水晶片８２が純水にて洗浄され、その後、当該ノズル（別のノズルであってもよい。）からの窒素ガスの噴射により乾燥される（洗浄部４２において同様）（ステップＳ１４）。洗浄部４１での処理が完了すると、キャリア９が主感応膜形成部６の処理槽６１の上方に配置され、続いて、キャリア９が下降して複数の水晶振動子８１の水晶片８２の全体が処理槽６１内の処理液中に浸漬され、電極８４１上への主感応膜の形成が開始される。主感応膜形成部６においても、成膜処理時に処理槽６１に対する処理液の供給および排出が行われず、主感応膜となる物質の拡散が律速となる条件下にて成膜が行われる。水晶片８２が予め定められた時間（例えば、２０分）だけ処理液中に保持されると、水晶片８２が処理槽６１から取り出される。これにより、エチルアルコールと包接錯体を形成するシクロデキストリンの薄膜が、主感応膜として所定の厚さにて電極８４１の中間膜上に形成される（ステップＳ１５）。
【００４７】
主感応膜形成部６における成膜処理（すなわち、主感応膜の形成）が完了すると、キャリア９は洗浄部４２に搬送されて、主感応膜が形成された直後の水晶片８２が純水にて洗浄され、その後、窒素ガスの噴射により乾燥される（ステップＳ１６）。
【００４８】
水晶振動子製造システム１の全体制御部１０では、キャリア９に対するステップＳ１３〜Ｓ１６の処理の回数がカウントされており、所定回数に到達していないことが確認されると（ステップＳ１７）、上記ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理が繰り返され、電極８４１の主感応膜上に中間膜および主感応膜が形成される。このようにして、上記ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理が所定回数（例えば、２回以上１０回以下）だけ繰り返されることにより（ステップＳ１７）、電極８４１上に中間膜および主感応膜が交互積層され、これらの膜を有する電極８４１と、電極８４１に対向する電極８４２との集合である主感応電極対が完成する。なお、製造する水晶振動子に求められる性能等によっては、ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理は１回のみであってもよい。
【００４９】
実際には、複数のキャリア９に対して前洗浄部３１、前処理部３２、並びに、主感応電極形成部４の中間膜形成部５、洗浄部４１、主感応膜形成部６および洗浄部４２における処理が並行して行われる。
【００５０】
次に、アルコール検出用の水晶振動子の製造処理における主感応膜形成部６の動作の流れについて図９を参照して説明する。なお、中間膜形成部５の動作も主感応膜形成部６と同様となる。
【００５１】
既述のように、図６の主感応膜形成部６では、処理槽６１内に処理液が貯溜された状態で、複数の水晶振動子８１の水晶片８２が処理液中に浸漬され、図８のステップＳ１５における主感応膜の形成処理（すなわち、成膜処理）が行われる（ステップＳ２１）。このとき、処理槽６１から溢れて補助槽６１２内に流入する処理液は、分岐排出ライン６４２を介して処理液タンク６２に排出される。また、レベルセンサ６１９では、水晶片８２の処理液中への浸漬直後（実際には、浸漬から所定時間後）における処理液の液面の位置（通常は、処理槽６１の上端部の位置に等しい。）が検出される。なお、キャリア９の処理槽６１内への搬入は緩やかに行われることにより、水晶片８２の浸漬直後の液面の位置は精度よく検出可能である（後述の水晶片８２の取り出しの際の液面の位置の検出において同様）。
【００５２】
主感応膜形成部６では、成膜処理が行われている間、制御部６０により、供給ライン６３の切替弁６３３および排出ライン６４の切替弁６４３が閉じられるとともに、補助ライン６６の切替弁６６１が開放されることにより、処理液タンク６２内の処理液が供給ライン６３、補助ライン６６および排出ライン６４を介して循環する（ステップＳ２２）。また、既述のように、処理液タンク６２では、内部の処理液が設定温度となるように、温度調整部６５によりジャケット６２１を介して間接的に加熱されるとともに、後述する濃度調整部６７の動作により、処理液タンク６２内の処理液が設定濃度に調整される。その結果、成膜処理が行われている間に、処理液の循環により、処理液タンク６２内の処理液が設定濃度、かつ、設定温度にておよそ均一化されることとなる。処理液タンク６２における処理液の循環は、後述の処理槽６１からの処理液の排出が行われるまで継続される。
【００５３】
複数の水晶振動子８１は、予め定められた時間だけ処理槽６１内の処理液中に浸漬され、その後、搬送部２がキャリア９を緩やかに上昇することにより、複数の水晶振動子８１の水晶片８２が処理槽６１から取り出される（ステップＳ２３）。このとき、レベルセンサ６１９では、水晶片８２の処理液中からの取り出し直前における液面の位置、および、水晶片８２の処理液中からの取り出し直後における液面の位置が取得される。
【００５４】
水晶片８２が処理槽６１から取り出されると、切替弁６６１が閉じられるとともに、切替弁６４３が開放されることにより（切替弁６３３は閉じたままとなっている。）、処理槽６１内の処理液が排出ライン６４を介して処理液タンク６２に排出される（ステップＳ２４）。既述のように、排出ライン６４は図７の処理液タンク６２の第１貯溜部６２３に接続されるとともに、第１貯溜部６２３が処理槽６１以上の容量を有することにより、処理槽６１から排出された直後の処理液は第１貯溜部６２３にて保持される。なお、処理槽６１から排出される処理液の濃度は、成膜処理中の処理液の蒸発等の影響により、設定濃度と僅かに相違している。また、処理槽６１では、処理液の液面が大気に晒されていることにより、処理槽６１から排出される処理液の温度も設定温度より低くなっている。
【００５５】
処理槽６１内の処理液の排出が完了すると（すなわち、処理槽６１内が空になると）、切替弁６４３が閉じられるとともに、切替弁６３３が開放されることにより（切替弁６６１は閉じたままとなっている。）、処理液タンク６２内の処理液が供給ライン６３を介して処理槽６１に供給される（ステップＳ２５）。このとき、既述のように、成膜処理が行われている間に、処理液タンク６２内の処理液が設定濃度、かつ、設定温度に調整されていることにより、処理槽６１内に設定濃度、かつ、設定温度とされる処理液が貯溜されることとなる。また、処理槽６１から排出された直後の処理液は第１貯溜部６２３にて保持されることにより、濃度および温度が設定濃度および設定温度と相違する処理液が、処理液タンク６２から処理槽６１に供給されることが防止される。処理液タンク６２から処理槽６１への処理液の供給は、処理液が処理槽６１から僅かに溢れるまで継続され、その後、切替弁６３３を閉じることにより完了する。
【００５６】
処理槽６１への処理液の供給が完了すると、次のキャリア９（すなわち、水晶振動子製造システム１において、直前に成膜処理が行われたキャリア９と並行して処理が行われいる他のキャリア９）が処理槽６１内の処理液中に浸漬され、処理液の液面の位置が検出される（ステップＳ２１）。また、切替弁６６１が開放されることにより（切替弁６３３，６４３は閉じたままとなっている。）、処理液タンク６２内の処理液が供給ライン６３、補助ライン６６および排出ライン６４を介して循環する（ステップＳ２２）。
【００５７】
実際には、図７に示す処理槽６１では、第１貯溜部６２３に排出ライン６４から処理液が流入して第１貯溜部６２３内の処理液が増加することにより、図７中にて符号Ａ２を付す矢印にて示すように第１貯溜部６２３から溢れる処理液が第２貯溜部６２４内に流入する。また、第２貯溜部６２４内の処理液は供給ライン６３から送出され、補助ライン６６および排出ライン６４を介して第１貯溜部６２３に戻される。その結果、直前のステップＳ２４の処理にて処理槽６１から排出されて第１貯溜部６２３に貯溜された処理液（すなわち、温度および濃度が設定温度および設定濃度と相違する処理液）が他の処理液に混ざって、処理液タンク６２内の処理液の濃度および温度が均一化される。実際には、温度調整部６５によりジャケット６２１を介して処理液タンク６２内の処理液が一定の設定温度に常時加熱されているため、成膜処理が行われている間に、処理液タンク６２内の処理液が設定温度となる。
【００５８】
また、制御部６０では、直前の成膜処理の際に取得された水晶片８２の処理液中への浸漬直後における処理液の液面の位置、および、水晶片８２の処理液中からの取り出し直前における液面の位置から、直前の成膜処理中の処理槽６１内の処理液の蒸発量（本実施の形態では、処理液中の水の蒸発量）が求められ、水晶片８２の処理液中からの取り出し直前および直後における液面の位置から、水晶片８２が処理槽６１から取り出される際の処理液の減少量（すなわち、直前の成膜処理が行われた複数の水晶振動子８１が処理槽６１から持ち出す処理液の量であり、以下、単に「減少量」ともいう。）が求められる。処理液の蒸発量および減少量は濃度調整部６７に出力され、これらの値に基づいて、濃度調整部６７が切替弁６７２，６７５の開閉動作を制御することにより、当該蒸発量および減少量が取得された際のキャリア９の次のキャリア９内の水晶振動子８１に対する成膜処理が行われている間に、処理液タンク６２内の処理液が一定の設定濃度および一定の設定量に調整される。
【００５９】
実際には、濃度調整部６７には、レベルセンサ６２９および濃度計６２６の出力値も入力されており、処理液タンク６２内の処理液の濃度が設定濃度を中央とする所定の許容範囲から外れている場合、あるいは、処理液の量が設定量を中央とする所定の許容範囲から外れている場合には、レベルセンサ６２９および濃度計６２６の出力値に基づいて、成膜処理が行われている間に、切替弁６７２，６７５の開閉動作を制御することにより、処理液タンク６２内の処理液が設定濃度、かつ、設定量に調整される。これにより、処理液の蒸発量および減少量に基づく処理液の濃度および量の調整に、万一ずれが生じている場合であっても、処理液タンク６２内の処理液が容易に、かつ、確実に設定温度および設定量に調整される。
【００６０】
水晶片８２が予め定められた時間だけ処理液中に浸漬されると、上記と同様に、処理槽６１内の液面の位置を検出しつつ水晶片８２が処理槽６１から取り出され（ステップＳ２３）、続いて、処理槽６１内の処理液が処理液タンク６２に排出される（ステップＳ２４）。処理液の排出が完了すると、処理液タンク６２内の処理液が処理槽６１に供給される（ステップＳ２５）。以上のようにして、主感応膜形成部６では、水晶振動子製造システム１にてアルコール検出用の水晶振動子の製造処理が行われている間、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理が繰り返される。
【００６１】
ところで、図１０に示すように、処理槽９３および処理液タンク９４を有する比較例の成膜装置において、処理液タンク９４と処理槽９３との間の供給ライン９５にヒータ９５１を設け、処理槽９３内の処理液の温度が許容範囲から外れている場合に、供給ライン９５にて処理液を加熱しつつ処理液タンク９４から処理槽９３に処理液を送出するとともに、処理槽９３から溢れる処理液を補助槽９３１にて回収して処理液タンク９４へと戻すことにより、処理槽９３内の処理液を設定温度に調整するときには、成膜処理を長時間中断する必要が生じる。また、処理槽９３内の処理液の濃度が許容範囲から外れている場合に、処理液タンク９４内に薬液や純水を供給しつつ処理液タンク９４と処理槽９３との間にて処理液を循環させることにより、処理槽９３内の処理液を設定濃度に調整するときにも、成膜処理を長時間中断する必要が生じる。このように、アルコール検出用の水晶振動子の製造において成膜処理を長時間中断すると、待機中に水晶振動子８１に不要物が付着する（水晶振動子８１が汚染される）可能性が高くなるとともに、水晶振動子の製造に要する時間（ターンアラウンドタイム）が長くなってしまう。
【００６２】
これに対し、水晶振動子製造システム１の成膜装置（すなわち、主感応膜形成部６および中間膜形成部５）では、成膜処理が行われている間に、処理液タンク６２内の処理液を一定の設定温度に調整する温度調整部６５が設けられ、一のキャリア９内の水晶振動子８１に対する成膜処理が完了する毎に、処理槽６１において処理液の排出ライン６４からの排出、および、処理液タンク６２内の設定温度とされる処理液の供給ライン６３からの供給を行うことにより、当該一のキャリア９の次のキャリア９内の水晶振動子８１に対する成膜処理の開始時に、設定温度とされる処理液が処理槽６１内に貯溜される。このように、成膜装置では、成膜処理毎に処理槽６１内の処理液を一定の温度の処理液に交換することにより、水晶振動子８１の電極に薄膜を再現性よく形成するとともに、成膜処理が行われている間に処理液タンク６２内の処理液を一定の温度に調整することにより、成膜処理を効率よく行うことが可能となる。その結果、上記成膜装置を有する水晶振動子製造システム１では、アルコール検出用の水晶振動子を安定した品質にて効率よく製造することができ、生産性（歩留まりを含む。）を向上させて水晶振動子の製造に要する時間を短くするとともに、水晶振動子の製造コストも削減することができる。なお、処理槽６１内の処理液の交換に要する時間は、上記比較例の成膜装置において処理槽９３内の処理液の温度調整や濃度調整に要する時間に比べて十分に短い。
【００６３】
また、成膜装置では、成膜処理が行われている間に、処理液タンク６２内の処理液を一定の設定濃度に調整する濃度調整部６７も設けられることにより、薄膜の形成をより再現性よく行うことができ、濃度調整を、直前の成膜処理における処理液の蒸発量および減少量（水晶振動子８１による持ち出し量）に基づいて行うことにより、処理液タンク内の処理液をより精度よく一定の設定濃度に調整することができる。
【００６４】
さらに、処理液タンク６２では、処理槽６１から排出される処理液が第１貯溜部６２３に流入し、処理槽６１への処理液の送出が行われない間に、第１貯溜部６２３から第２貯溜部６２４内に処理液が流入して、濃度調整部６７による処理液の濃度調整が行われることにより、処理槽６１から排出された直後の処理液が、処理液タンク６２から処理槽６１に供給されることを防止しつつ、処理液の濃度調整を適切に行うことができる。
【００６５】
実際には、本実施の形態における図１の水晶振動子８１では、電極８３１上に、空気中の水分、および、主感応膜に吸着されるエチルアルコール以外の物質のうち少なくとも一方を吸着させるための有機化合物を含む膜（実際には、エチルアルコールと包接錯体を形成しない膜であり、以下、「副感応膜」という。）が予め形成されている。具体的には、電極８３１上に無機化合物の中間膜、および、副感応膜が多層に（１層ずつであってもよい。）交互積層されており、これらの膜を有する電極８３１と、電極８３１に対向する電極８３２との集合が、後述するように、主感応電極対からの出力の補正に用いられる副感応電極対となっている。
【００６６】
もちろん、図８の処理にて主感応電極対が形成された後に、副感応電極対が形成されてもよく、副感応電極対の形成では、処理液の種類が主感応電極形成部４の中間膜形成部５および主感応膜形成部６の処理液と相違する点を除き、上記水晶振動子製造システム１と同様の構成とされるもの（すなわち、中間膜形成部、副感応膜形成部、および、２つの洗浄部を有する水晶振動子製造システム）が用いられてもよい。このような水晶振動子製造システムでは、水晶振動子８１の電極８３１が成膜対象とされ、他の電極８３２，８４１，８４２、並びに、補助部８５１〜８５３は予めマスクにより覆われる。
【００６７】
ここで、主感応電極対および副感応電極対を有する水晶振動子（専用の発振回路と合わせて、ツインセンサとも呼ばれる。）について説明する。既述のように、水晶振動子では、１対の電極８４１，８４２（すなわち、主感応電極対）を有する第１振動子８８１、および、他の１対の電極８３１，８３２（すなわち、副感応電極対）を有する第２振動子８８２が形成されており、第１および第２振動子８８１，８８２のそれぞれは、所定の基準環境下（常温および常湿、かつ、エチルアルコールの濃度がほぼ０％）において一定の発振周波数（以下、「基準周波数」という。）を示すものとなっている。
【００６８】
また、主感応電極対における主感応膜はエチルアルコールを吸着するものとされ、水晶振動子がエチルアルコールを含む雰囲気中に置かれると、エチルアルコールの吸着により主感応膜の質量が増大する。したがって、当該雰囲気中では第１振動子８８１における発振周波数が基準周波数から変化する。このとき、第１振動子８８１における発振周波数の変化は、正確には、エチルアルコールの吸着の影響以外に、基準環境からの温度および湿度の変化、並びに、主感応膜に吸着されるエチルアルコール以外の物質の影響も含んでいる。副感応電極対における副感応膜は水分および主感応膜に吸着されるエチルアルコール以外の物質のうち少なくとも一方を吸着するものとされ、当該雰囲気中では、基準環境からの温度および湿度の変化や、当該物質の影響により第２振動子８８２における発振周波数が基準周波数から変化する。よって、第１振動子８８１における発振周波数の変化量から第２振動子８８２における発振周波数の変化量を引く（または、これらの変化量を用いた所定の演算を行う）ことにより、第１振動子８８１におけるエチルアルコール以外の要因による周波数変化をキャンセルして、エチルアルコールの濃度を精度よく検出することが可能となる。以上のように、水晶振動子では、第１振動子８８１がアルコール検出用の振動子となり、第２振動子８８２が、第１振動子８８１からの出力補正用の振動子となっている。実際の水晶振動子では、主感応電極対において主感応膜を多層に積層することにより、感度を向上することが実現されている。
【００６９】
なお、副感応電極対が副感応膜を有していないアルコール検出用の水晶振動子が製造されてもよく、この場合であっても、副感応電極対を有する第２振動子８８２では、基準環境からの温度の変化の影響による周波数変化が発生するため、第１振動子８８１における周波数変化に対する温度補償が可能となる。
【００７０】
図１１および図１２は主感応膜形成部の他の例を示す図である。図１１は主感応膜形成部６の処理槽６１内の水晶片８２を主面８２２側から見た図であり、図１２は水晶片８２を主面８２１側から見た図である。図１１および図１２では、処理槽６１内を抽象的に示しており、実際には多数の水晶片８２が処理液中に浸漬されている。図１１および図１２の主感応膜形成部６を有する水晶振動子製造システム１では、図１および図２の水晶振動子８１のベース（すなわち、リード８７１〜８７３およびフランジ部８６）を省略したものが処理対象となっており、主感応膜形成部６は、水晶片８２が後述の水晶片支持部７１にて支持される点を除き、図６の主感応膜形成部６と同様の構成となっている。
【００７１】
図１１および図１２の主感応膜形成部６では、水晶片８２は電極８３２，８４２が図１１の縦方向（液面に垂直な方向）に並ぶ状態にて、水晶片支持部７１により支持されている。水晶片支持部７１は導電性を有する３個の支持要素７１１，７１２，７１３（ただし、耐薬品性を有する絶縁性材料にて被覆されている。）を有し、各支持要素７１１〜７１３の先端には水晶片８２を挟持するクランプ部７２１が設けられる。
【００７２】
既述のように、図１２の水晶片８２において、１対の電極８４１，８４２の電極８４１と、他の１対の電極８３１，８３２の電極８４１と同じ主面８２１に形成される電極８３１とは、補助部８５１を介して互いに電気的に接続しており、支持要素７１１のクランプ部７２１はこの補助部８５１に接続される。また、図１１に示すように、支持要素７１２のクランプ部７２１は電極８３２に連続する補助部８５２に接続され、支持要素７１３のクランプ部７２１は電極８４２に連続する補助部８５３に接続される。支持要素７１１〜７１３は測定部（図示省略）に接続され、第１および第２振動子８８１，８８２（図１１参照）のそれぞれの発振周波数が取得可能とされる。図１１の主感応膜形成部６を有する水晶振動子製造システム１では、中間膜形成部も同様の構成とされる。
【００７３】
図１１の主感応膜形成部６および中間膜形成部では、互いに対向する電極８４１，８４２の双方が成膜対象とされており、成膜対象の１対の電極８４１，８４２が処理槽６１内の処理液中に浸漬され、成膜対象外の他の１対の電極８３１，８３２が処理液外に配置されるように（すなわち、水晶片８２が部分的に浸漬される。）、水晶片８２が支持されて成膜が行われる。これにより、成膜対象の電極８４１，８４２のみに薄膜を形成するとともに、薄膜を形成する物質が成膜対象外の残りの電極８３１，８３２に付着することを（マスクを形成することなく）確実に防止することができる。主感応電極対（および副感応電極対）が形成された水晶振動子（ただし、ベースは形成されていない。）は、例えば、専用の電気的回路が形成されたプリント基板に組み込まれ、アルコールの濃度を検出する装置が完成する。
【００７４】
なお、副感応電極対も図１１および図１２の主感応膜形成部６と同様の中間膜形成部および副感応膜形成部を有する水晶振動子製造システムにて形成されてもよく、この場合、電極８３１，８３２が処理槽内の処理液中に位置し、電極８４１，８４２が処理液外に位置するように、水晶片８２を図１１および図１２に示す姿勢から外周に沿って１８０度だけ回転させた姿勢にて、水晶片８２が水晶片支持部により支持される。
【００７５】
また、図１１および図１２の主感応膜形成部６にて処理液中に浸漬される１対の電極８４１，８４２の一方の電極にマスクが形成され、他方の電極のみが成膜対象とされてもよい。さらに、図６の主感応膜形成部６にて、電極８４１，８４２の双方が成膜対象とされ、電極８３１，８３２（および、補助部８５１〜８５３）のみにマスクが形成されてもよい。以上のように、成膜装置では、１対の電極８４１，８４２の少なくとも１つの電極が成膜対象とされ、他の１対の電極８３１，８３２を含むとともに当該少なくとも１つの電極を除く残りの電極が成膜対象外とされる（副感応電極対の形成に係る成膜装置において同様）。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７７】
図１３に示すように水晶片８２の主面８２１上の電極８３１，８４１が分離した水晶振動子８１ａが、水晶振動子製造システム１における処理対象とされてもよい。ただし、図１に示す水晶片８２では、電極８３１，８４１が接続していることにより、図１３に示す水晶片８２のように電極８３１，８４１が分離している場合に比べて、電極８３１，８４１の表面をより平滑化する（粗さを低くする）ことができ、電極８４１上により好ましい（欠陥が少ない）薄膜を形成することが容易に可能となる。また、水晶振動子８１においてベースを設ける場合には、電極８３１，８４１を接続させることにより、部品点数（リードの個数）を少なくすることができ、水晶振動子８１の製造に係るコストを削減することができる。
【００７８】
また、図１４および図１５に示すように、水晶片８２の両主面８２１，８２２に１対の電極８３１ａ，８３２ａのみが形成された水晶振動子８１ｂが、水晶振動子製造システム１における処理対象とされてもよく、この場合、当該１対の電極８３１ａ，８３２ａの少なくとも一方の電極に薄膜が形成される。
【００７９】
上記実施の形態における図６の主感応膜形成部６（他の成膜装置において同様）では、成膜処理中の処理槽６１内の処理液の蒸発量、および、水晶片８２が処理槽６１から取り出される際の処理液の減少量が、処理槽６１内のレベルセンサ６１９の出力値に基づいて取得されるが、主感応膜形成部６にて処理される複数のキャリア９において、保持される水晶振動子８１の個数が一定である場合には、処理液の蒸発量および減少量が実験等により予め求められ、これらの値に基づいて処理液タンク６２内の処理液の濃度および量が一定の条件にて調整されてもよい。一方で、キャリア９において水晶振動子８１の発振周波数を取得する測定部がホルダ９２毎に設けられ、測定部の測定結果に基づいて、不良となる水晶振動子８１をホルダ９２単位にてキャリア９から取り除く（水晶振動子８１が固定されていないダミーのホルダ９２に交換される）場合等には、主感応膜形成部６にて処理される複数のキャリア９において、水晶振動子８１の個数が一定とならない。したがって、このような場合には、成膜処理が行われる度に、処理液の蒸発量および減少量がレベルセンサ６１９の出力値に基づいて取得されることが好ましい。
【００８０】
図７の処理液タンク６２では、内部に第１貯溜部６２３および第２貯溜部６２４を設け、成膜処理が行われている間に、第２貯溜部６２４と第１貯溜部６２３との間にて処理液を循環させることにより、処理液タンク６２内の処理液の温度および濃度を容易に均一化することが実現されるが、例えば、第１貯溜部および第２貯溜部が個別のタンクとされ、第２貯溜部から処理槽６１への処理液の送出が行われない間に、別途設けられるポンプにより第１貯溜部から第２貯溜部に処理液を流入させるとともに、第２貯溜部内の処理液を攪拌機構により攪拌することにより、処理槽６１から排出された直後の処理液が、処理液タンク６２から処理槽６１に供給されることを防止しつつ、成膜処理が行われている間における処理液タンク６２の第２貯溜部内の処理液の温度および濃度の均一化が図られてもよい。
【００８１】
また、図１６に示すように、処理液タンク６２ａ内に複数の邪魔板６２５が設けられることにより、処理槽６１から排出ライン６４を介して排出された直後の処理液が、処理液タンク６２ａから供給ライン６３を介して処理槽６１に供給されることが防止されてもよい。図１６の処理液タンク６２ａでは、図１６中の最も供給ライン６３側の邪魔板６２５ａから排出ライン６４側の部分が第１貯溜部と捉えられ、邪魔板６２５ａから供給ライン６３側の部分が第２貯溜部と捉えられる。
【００８２】
成膜処理が完了する毎に行われる処理槽６１内の処理液の交換は、成膜処理が行われた水晶振動子８１が処理液中から取り出された後、処理液タンク６２から処理槽６１に処理液を供給しつつ、処理槽６１から溢れる処理液が補助槽６１２を介して排出されることにより行われてもよい。
【００８３】
図６の温度調整部６５では、恒温槽６５１、処理液タンク６２および処理槽６１の間にて熱媒体を循環させることにより、同一の熱媒体にて処理液タンク６２および処理槽６１内の処理液の温度を効率よく調整することが実現されるが、温度調整部の設計によっては、処理液タンク６２内の処理液中にヒータが設けられ、当該ヒータにより処理液が直接的に加熱されてもよい。
【００８４】
水晶振動子製造システム１では、主感応膜形成処理、中間膜形成処理および洗浄処理（乾燥処理を含む。）はそれぞれ別の槽で行われるが、主感応膜または中間膜の形成に係る成膜装置では、洗浄処理が同一の処理槽にて行われてもよい。
【００８５】
成膜処理が完了する毎に処理槽内の処理液を一定の温度の処理液に交換して薄膜を再現性よく形成する上記手法は、主感応膜の形成または中間膜の形成の一方のみにて用いられてもよく、この場合に、他方の膜は気相蒸着等により形成されてもよい。水晶振動子製造システム１では、主感応膜形成部または中間膜形成部が上記手法を用いる成膜装置を有することにより、アルコール検出用の水晶振動子を安定した品質にて効率よく製造することが実現される（副感応膜の形成に係る水晶振動子製造システムにおいて同様）。
【００８６】
アルコール検出用の水晶振動子の製造において、主感応膜形成部にて形成される主感応膜は、シクロデキストリン以外のエチルアルコールと包接錯体を形成する有機化合物を含むものであってもよい。また、水晶振動子製造システム１では、エチルアルコール以外の特定物質（例えば、毒性ガス、可燃性ガス、煙（火災時の煙等）、特定の危険物、環境ホルモン、特定の汚染物質（土壌汚染物質等）、エチルアルコールまたは薬物の摂取による代謝物、疾病による代謝物等）の検出用の水晶振動子が製造されてもよく、水晶振動子製造システム１の各成膜装置（中間膜形成部および主感応膜形成部）にて用いられる処理液は、水晶振動子の用途に応じた薄膜となる物質を含むものに適宜変更される。
【００８７】
この場合に、主感応膜形成部６にて、特定分子が吸着された状態で主感応膜を形成した後、洗浄の過程で特定分子を主感応膜から脱離させ、その特定分子が抜けた跡を吸着サイトとして最終的な主感応膜が形成されてもよい（副感応膜において同様）。その特定分子を脱離させるにあたっては、空気もしくは窒素等の不活性ガスの熱風を特定分子が吸着された主感応膜に向けて噴射し、特定分子を蒸発、熱分解する方法、酸またはアルカリ性を有する所定の液を主感応膜に付与し特定分子を化学分解する方法、主感応膜が形成された電極に電圧を付与することにより特定分子を電気分解する方法、もしくは、特定分子を主感応膜よりも強固に吸着する錯体を生成する液体を付与して主感応膜から特定分子を脱離させ、最終的な主感応膜を形成する等の方法を採用することができる。実際には、電極上に形成された主感応膜を加熱することにより、不要な水分等を蒸発させて主感応膜を乾燥させ、強固にすることも可能となるため（キュア処理と捉えることもできる。）、上記実施の形態のように、匂い分子を含まない主感応膜が形成される場合に、当該主感応膜を加熱する処理が行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】水晶振動子の正面図である。
【図２】水晶振動子の背面図である。
【図３】水晶振動子製造システムの構成を示す図である。
【図４】キャリアの正面図である。
【図５】キャリアの側面図である。
【図６】主感応膜形成部の構成を示す図である。
【図７】処理液タンクの構成を示す縦断面図である。
【図８】アルコール検出用の水晶振動子を製造する処理の流れを示す図である。
【図９】主感応膜形成部の動作の流れを示す図である。
【図１０】比較例の成膜装置の構成を示す図である。
【図１１】主感応膜形成部の他の例を示す図である。
【図１２】主感応膜形成部の他の例を示す図である。
【図１３】水晶振動子の他の例を示す図である。
【図１４】水晶振動子のさらに他の例を示す図である。
【図１５】水晶振動子のさらに他の例を示す図である。
【図１６】処理液タンクの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１    水晶振動子製造システム
５    中間膜形成部
６    主感応膜形成部
６０    制御部
６１    処理槽
６２，６２ａ    処理液タンク
６３    供給ライン
６４    排出ライン
６５    温度調整部
６６    補助ライン
６７    濃度調整部
８１，８１ａ，８１ｂ    水晶振動子
８２    水晶片
６２３    第１貯溜部
６２４    第２貯溜部
６２６    濃度計
６２９    レベルセンサ
６３１    ポンプ
６５１    恒温槽
６５２    循環路
８２１，８２２    主面
８３１，８３１ａ，８３２，８３２ａ，８４１，８４２    電極
８８１    第１振動子
８８２    第２振動子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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