(57)【要約】【課題】水晶振動子の電極に対する処理を微量の処理液により行う。【解決手段】水晶振動子９の電極に有機膜の成膜処理を行う有機膜形成装置では、処理液供給部から複数のノズル１６２のそれぞれに微量の処理液が供給され、各ノズル１６２と各ノズル１６２に対向する水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１との間の間隙に、毛管現象による処理液のメニスカス１６４が形成される。メニスカス１６４は毛管現象により第１電極対向部９３１に隣接する第２電極対向部には広がらず、共通電極９３上において第１電極対向部９３１のみを覆う。そして、当該メニスカス１６４により第１電極対向部９３１が所定の時間だけ覆われることにより、処理液に含まれる有機膜の材料が第１電極対向部９３１の表面に付着して薄膜である有機膜が形成される。有機膜形成装置では、第１電極対向部９３１に対する有機膜の成膜処理を微量の処理液により行うことができる。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子の電極に所定の処理を行う電極処理装置であって、
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を保持する保持部と、
前記１対の電極のうち一方の電極に近接して対向するノズルと、
前記ノズルに微量の処理液を供給し、前記ノズルと前記一方の電極との間の間隙に毛管現象による前記処理液のメニスカスを形成することにより、前記処理液による前記一方の電極の処理を行う処理液供給部と、
を備えることを特徴とする電極処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電極処理装置であって、
前記処理が、前記一方の電極の表面に薄膜を形成する処理であることを特徴とする電極処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電極処理装置であって、
前記薄膜が、エチルアルコールを選択的に吸着する膜であることを特徴とする電極処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電極処理装置であって、
前記処理が、前記一方の電極の表面を洗浄する処理であることを特徴とする電極処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電極処理装置であって、
前記ノズルと前記一方の電極との間の距離が、０．１ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする電極処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の電極処理装置であって、
前記ノズルを介して処理液を吸引することにより、前記一方の電極上から前記メニスカスを除去する処理液吸引部をさらに備えることを特徴とする電極処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の電極処理装置であって、
前記水晶片の前記両主面に他の１対の電極が設けられることを特徴とする電極処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電極処理装置であって、
前記１対の電極が、エチルアルコールの濃度の測定に利用される主感応部であり、
前記他の１対の電極が、前記主感応部からの出力の補正に利用される副感応部であることを特徴とする電極処理装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の電極処理装置であって、
前記ノズルに隣接して配置されるとともに前記他の１対の電極のうち一方の電極に近接して対向する他のノズルと、
前記他のノズルに微量の処理液を供給し、前記他のノズルと前記他のノズルに対向する前記一方の電極との間の間隙に毛管現象による前記処理液のメニスカスを形成することにより、前記処理液による前記一方の電極の処理を行うもう１つの処理液供給部と、
をさらに備えることを特徴とする電極処理装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の電極処理装置であって、
前記保持部が複数の水晶振動子を保持し、
前記複数の水晶振動子のそれぞれに対して前記処理液供給部から前記処理液が供給される前記ノズルが設けられることを特徴とする電極処理装置。
【請求項１１】
水晶振動子の電極に所定の処理を行う電極処理方法であって、
ａ）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を保持するとともに前記１対の電極のうち一方の電極にノズルを近接して対向させる工程と、
ｂ）前記ノズルに微量の処理液を供給し、前記ノズルと前記一方の電極との間の間隙に毛管現象による前記処理液のメニスカスを形成することにより、前記処理液による前記一方の電極の処理を行う工程と、
ｃ）前記ノズルを介して処理液を吸引することにより、前記一方の電極上から前記メニスカスを除去する工程と、
を備えることを特徴とする電極処理方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電極処理方法であって、
前記ｂ）工程および前記ｃ）工程が繰り返されることを特徴とする電極処理方法。
【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所定の処理を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中のアルコール等の濃度を検出するセンサ（いわゆる、「匂いセンサ」）が様々な場面で利用されており、このような匂いセンサの１つとして水晶振動子を有するものが知られている。水晶振動子を利用する匂いセンサでは、水晶片に設けられた１対の電極の一方または双方に、アルコール等の検出対象となる分子を吸着する感応膜が形成されており、感応膜に気体分子が吸着することにより、上記１対の電極間における電圧の周波数が変化する。匂いセンサでは、この周波数の変化に基づいて検出対象の濃度が検出される。
【０００３】
水晶振動子の電極上の感応膜は、例えば、特許文献１に示すように、電極上に金属酸化物の薄膜（以下、「無機膜」という。）と検出対象となる分子を吸着する有機膜とを交互に積層することにより形成される。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無機膜を形成した後、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無機膜上に有機膜を形成する方法が開示されている。
【０００４】
一方、基板上に成膜を行う技術として、特許文献２では、照明装置の透光カバーとなるガラス基板に光触媒膜を形成する方法が開示されている。特許文献２の装置では、ノズルの先端に塗料のメニスカスが形成され、ガラス基板をノズル先端に接近させることによりガラス基板の一方の主面をメニスカスに接触させ、この状態でガラス基板を水平方向に移動することにより、当該一方の主面のみに塗料が塗布されて成膜が行われる。
【特許文献１】特開２００７−６１７５２号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９４００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、処理槽内の処理液に水晶振動子を浸漬して有機膜の成膜処理が行われる場合、処理速度が処理液の拡散速度により決定されるため、処理速度の増大が困難である。そこで、処理液を処理槽内において流動させた状態で水晶振動子を処理液に浸漬することにより、電極周囲の処理液の濃度を常時一定として有機膜の成膜処理の処理速度を増大する方法が考えられる。あるいは、水晶振動子の電極に対向するノズルから電極に向けて処理液を噴出することにより有機膜を形成することも考えられる。しかしながら、このような方法では、処理液の流動による流体抵抗等により電極上に一旦形成された有機膜が剥離したり損傷するおそれがある。また、処理液の流動状態が一定しない場合、電極の一部が処理液の強い流動にさらされると、当該一部に形成される有機膜の膜厚が、他の部位に形成される有機膜の膜厚よりも厚くなってしまう。このように、電極上における膜厚の不均一が生じると、後処理の際の処理不良や膜の剥離が生じる可能性がある。
【０００６】
また、複数の水晶振動子に対して同時に成膜処理を行う装置では、大きな処理槽に複数のセンサを同時に浸漬するため、一部の汚染された水晶振動子からの汚染の拡散により他の水晶振動子まで汚染されるおそれがある。また、処理液の汚染に気付かずに成膜処理が継続されると、連続処理される後続の多数の水晶振動子も汚染されてしまう。したがって、処理液が汚染された場合は速やかに処理槽内の処理液を全て交換する必要があり、処理に要するコストの増大、および、生産効率の低下が生じてしまう。
【０００７】
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対する処理を微量の処理液により行うことを主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、水晶振動子の電極に所定の処理を行う電極処理装置であって、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を保持する保持部と、前記１対の電極のうち一方の電極に近接して対向するノズルと、前記ノズルに微量の処理液を供給し、前記ノズルと前記一方の電極との間の間隙に毛管現象による前記処理液のメニスカスを形成することにより、前記処理液による前記一方の電極の処理を行う処理液供給部とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電極処理装置であって、前記処理が、前記一方の電極の表面に薄膜を形成する処理である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電極処理装置であって、前記薄膜が、エチルアルコールを選択的に吸着する膜である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電極処理装置であって、前記処理が、前記一方の電極の表面を洗浄する処理である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電極処理装置であって、前記ノズルと前記一方の電極との間の距離が、０．１ｍｍ以上６ｍｍ以下である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の電極処理装置であって、前記ノズルを介して処理液を吸引することにより、前記一方の電極上から前記メニスカスを除去する処理液吸引部をさらに備える。
【００１４】
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電極処理装置であって、前記水晶片の前記両主面に他の１対の電極が設けられる。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電極処理装置であって、前記１対の電極が、エチルアルコールの濃度の測定に利用される主感応部であり、前記他の１対の電極が、前記主感応部からの出力の補正に利用される副感応部である。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の電極処理装置であって、前記ノズルに隣接して配置されるとともに前記他の１対の電極のうち一方の電極に近接して対向する他のノズルと、前記他のノズルに微量の処理液を供給し、前記他のノズルと前記他のノズルに対向する前記一方の電極との間の間隙に毛管現象による前記処理液のメニスカスを形成することにより、前記処理液による前記一方の電極の処理を行うもう１つの処理液供給部とをさらに備える。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の電極処理装置であって、前記保持部が複数の水晶振動子を保持し、前記複数の水晶振動子のそれぞれに対して前記処理液供給部から前記処理液が供給される前記ノズルが設けられる。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、水晶振動子の電極に所定の処理を行う電極処理方法であって、ａ）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を保持するとともに前記１対の電極のうち一方の電極にノズルを近接して対向させる工程と、ｂ）前記ノズルに微量の処理液を供給し、前記ノズルと前記一方の電極との間の間隙に毛管現象による前記処理液のメニスカスを形成することにより、前記処理液による前記一方の電極の処理を行う工程と、ｃ）前記ノズルを介して処理液を吸引することにより、前記一方の電極上から前記メニスカスを除去する工程とを備える。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の電極処理方法であって、前記ｂ）工程および前記ｃ）工程が繰り返される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、水晶振動子の電極に対する処理を微量の処理液により行うことができる。また、請求項６の発明では、電極の周囲に処理液を付着させることなく使用済みの処理液を回収することができる。
【００２１】
請求項９の発明では、水晶振動子上の２つの電極に対する処理を並行して行うことができる。また、請求項１０の発明では、１つの水晶振動子にて発生した異物により他の水晶振動子が汚染されることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機膜形成装置１６を備える電極処理システム１００を示す図である。電極処理システム１００は、複数の水晶振動子の電極上にエチルアルコール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）を選択的に吸着する薄膜（以下、「エチルアルコール感応膜」という。）を形成する処理を行うシステムであり、電極処理システム１００により処理された水晶振動子は、エチルアルコールの濃度を測定するセンサ（いわゆる、「匂いセンサ」）に利用される。
【００２３】
図１に示すように、電極処理システム１００は、複数の水晶振動子を保持する保持部であるキャリア８が投入されるローダ１１、水晶振動子の電極に硫酸系の処理液を付与することにより電極上のゴミや金属、有機物等を除去する前処理を行う前処理装置１２、前処理装置１２による処理後の水晶振動子に対して洗浄処理を行う第１洗浄装置１３、前処理が行われた水晶振動子の電極上に無機膜を形成する無機膜形成装置１４、無機膜形成装置１４による処理後の水晶振動子に対して洗浄処理を行う第２洗浄装置１５、水晶振動子の電極に形成された無機膜上に有機膜を形成する有機膜形成装置１６、有機膜形成装置１６による処理後の水晶振動子に対して洗浄処理を行う第３洗浄装置１７、処理が終了したキャリア８が払い出されるアンローダ１８、および、これらの装置間においてキャリア８を搬送する搬送機構１９を備える。
【００２４】
図２は一の水晶振動子９の一方の主面を示す図であり、図３は水晶振動子９の他方の主面を示す図である。図２および図３に示すように、水晶振動子９は、略円板状の水晶片９５を備え、図２に示すように、水晶片９５の一方の主面９５１（以下、「第１主面９５１」という。）に形成された略矩形の第１電極９１および第２電極９２を備える。水晶振動子９は、また、図３に示すように、水晶片９５の他方の主面９５２（以下、「第２主面９５２」という。）に形成された共通電極９３を備える。図３に示す共通電極９３の左半分は、水晶片９５を挟んで第１電極９１（図２参照）に対向する第１電極対向部９３１となっており、共通電極９３の右半分は、水晶片９５を挟んで第２電極９２（図２参照）に対向する第２電極対向部９３２となっている。本実施の形態では、第１電極９１、第２電極９２および共通電極９３は金（Ａｕ）により形成される。また、水晶片９５の直径は、約９ミリメートル（ｍｍ）とされる。
【００２５】
水晶振動子９では、第１電極９２および共通電極９３が一の電源に接続されることにより、第１電極９１および共通電極９３（の第１電極対向部９３１）が水晶片９５の両主面に形成された１対の電極（以下、「第１電極対」という。）となり、第２電極９２および共通電極９３が他の電源に接続されることにより、第２電極９２および共通電極９３（の第２電極対向部９３２）が水晶片９５の両主面に形成された他の１対の電極（以下、「第２電極対」という。）となる。
【００２６】
図４および図５はそれぞれ、キャリア８を示す正面図および左側面図である。図４および図５に示すように、キャリア８は、水晶振動子９の主面に略平行な方向に配列された複数の水晶振動子９をそれぞれ保持する複数の振動子列保持部材であるホルダ８１を備え、複数のホルダ８１は、水晶振動子９の主面に略垂直な方向に配列される。
【００２７】
図６および図７は、キャリア８に保持された一の水晶振動子９近傍をそれぞれ示す左側面図および右側面図である。図６および図７に示すように、水晶振動子９は、ホルダ８１（図４および図５参照）から下方に突出する３本の支持部材８１１の先端に設けられたクランプ部８１２により挟持されており、３本の支持部材８１１はそれぞれ、水晶振動子９の第１電極９１、第２電極９２および共通電極９３に接触する。
【００２８】
図１に示す電極処理システム１００では、前処理装置１２および第１洗浄装置１３により水晶振動子９の共通電極９３に対する前処理が行われた後、無機膜形成装置１４および第２洗浄装置１５により共通電極９３の第１電極対向部９３１（図３参照）に無機膜が形成され（より具体的には、無機膜形成装置１４により金属酸化物の前駆体の薄膜が第１電極対向部９３１上に形成され、第２洗浄装置１５により当該前駆体の薄膜が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である無機膜が形成される。）、有機膜形成装置１６および第３洗浄装置１７により第１電極対向部９３１に形成された無機膜上に、エチルアルコールを選択的に吸着する有機膜が形成される。
【００２９】
有機膜の形成が終了すると、搬送機構１９によりキャリア８が第３洗浄装置１７から搬出されて無機膜形成装置１４へと再び搬入され、無機膜形成装置１４、第２洗浄装置１５、有機膜形成装置１６および第３洗浄装置１７による処理（すなわち、無機膜および有機膜の形成）が順次行われる。電極処理システム１００では、無機膜形成装置１４、第２洗浄装置１５、有機膜形成装置１６および第３洗浄装置１７による処理が繰り返し行われる（例えば、無機膜および有機膜の形成がそれぞれ１０回行われる）ことにより、図３に示す水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１上に、無機膜および有機膜が交互に積層されたエチルアルコール感応膜が形成される。
【００３０】
水晶振動子９を利用する匂いセンサでは、第１電極対向部９３１上のエチルアルコール感応膜にエチルアルコールの分子が吸着する（すなわち、エチルアルコール感応膜のシクロデキストリンがエチルアルコールと包接錯体を形成する）ことにより、第１電極９１と第１電極対向部９３１との間の電圧（すなわち、第１電極対における電圧）の周波数が変化し、第１電極対における電圧の周波数に基づいてエチルアルコールの濃度が求められる。また、水晶振動子９の第１電極対および第２電極対のそれぞれにおける電圧の周波数は、周囲の温度等によっても変化する。匂いセンサでは、第１電極対における電圧の周波数と第２電極対における電圧の周波数との差に基づいて、第１電極対における電圧の周波数から求められたエチルアルコールの濃度が補正されて温度等による影響が除去される。換言すれば、水晶振動子９では、第１電極対がエチルアルコールの濃度の測定に利用される主感応部となっており、第２電極対は、第１電極対により求められたエチルアルコールの濃度（すなわち、主感応部からの出力）の補正に利用される副感応部となる。
【００３１】
図８および図９は、電極処理システム１００の有機膜形成装置１６の内部に、キャリア８に保持された複数の水晶振動子９がセットされた状態をそれぞれ拡大して示す正面図および左側面図である。図８に示すように、有機膜形成装置１６は、キャリア８の複数のホルダ８１にそれぞれ対応する複数の略直方体状の容器１６１を備え、各容器１６１には、図８および図９に示すように、各容器１６１に収容される複数の水晶振動子９にそれぞれ対応する複数のノズル１６２が設けられる。有機膜形成装置１６は、また、有機膜の材料を含む処理液を複数のノズル１６２に供給する処理液供給部１６３、および、各ノズル１６２を介して処理液を吸引する処理液吸引部１６５を備える。なお、図８および図９では、図示の都合上、容器１６１を断面にて描いており、また、図９では、ノズル１６２の楕円形の開口端面を描いている（図１１および図１７においても同様）。
【００３２】
図１０および図１１は、一の水晶振動子９近傍をそれぞれ拡大して示す正面図および左側面図であり、図１０および図１１では、キャリア８の支持部材８１１の図示を省略している（図１３、図１４および図１７においても同様）。図１０および図１１に示すように、ノズル１６２は、水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１（すなわち、第１電極対のうち一方の電極）に近接して対向しており、ノズル１６２の先端と水晶振動子９の第１電極対向部９３１との間の距離は、後述するメニスカス１６４（図１３および図１４参照）を安定して保持するために、好ましくは０．１ｍｍ以上６ｍｍ以下（より好ましくは、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下）とされる。
【００３３】
図１２は、有機膜形成装置１６による複数の水晶振動子９に対する有機膜の成膜処理の流れを示す図である。有機膜形成装置１６により成膜処理が行われる際には、まず、搬送機構１９（図１参照）によりキャリア８が有機膜形成装置１６に搬入され、キャリア８に保持された複数の水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１がそれぞれ、図１０に示すように、有機膜形成装置１６の複数のノズル１６２に近接して対向する（ステップＳ１１）。
【００３４】
続いて、処理液供給部１６３（図８および図９参照）から複数のノズル１６２のそれぞれに微量の処理液が供給され、各ノズル１６２と各ノズル１６２に対向する水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１との間の間隙に、図１３および図１４中に平行斜線を付して示すように、毛管現象による処理液のメニスカス１６４が形成される。なお、図１４では、図の理解を容易にするためにノズル１６２を破線にて描いている。メニスカス１６４は毛管現象により第１電極対向部９３１に隣接する第２電極対向部９３２（図１４のみに図示。）には広がらず、共通電極９３上において第１電極対向部９３１のみを覆う。そして、当該メニスカス１６４により第１電極対向部９３１が所定の時間だけ覆われることにより、処理液に含まれる有機膜の材料が第１電極対向部９３１の表面（より正確には、第１電極対向部９３１上に形成された無機膜の表面）に付着して薄膜である有機膜が形成される（ステップＳ１２）。
【００３５】
処理液による有機膜の形成（すなわち、処理液による第１電極対向部９３１の処理）が終了すると、処理液吸引部１６５（図８および図９参照）により複数のノズル１６２を介して処理液が吸引され（すなわち、処理液が滴下することなく回収され）、これにより、各ノズル１６２に対向する水晶振動子９の第１電極対向部９３１上から処理液のメニスカス１６４が除去される（ステップＳ１３）。なお、各容器１６１の底部には、処理の際に水晶振動子９から処理液が滴下した場合に備えて、当該処理液を容器１６１外へと排出する廃液ラインが設けられるが、図８および図９では、図示の都合上、廃液ラインの図示を省略している。水晶振動子９上から処理液のメニスカス１６４が除去されると、有機膜形成装置１６内の雰囲気が乾燥空気に置換され、キャリア８が有機膜形成装置１６から搬出されて第３洗浄装置１７に搬入される。なお、有機膜形成装置１６では、上記乾燥空気の供給よりも前に、各ノズル１６２を介して第１電極対向部９３１に純水等の洗浄液を供給することにより、第１電極対向部９３１の洗浄が行われてもよい。この場合、洗浄液をノズル１６２に供給する供給ラインは、上述の処理液供給部１６３からノズル１６２に処理液を供給する供給ラインとは独立して設けられ、両供給ラインとノズル１６２との接続を切り替える切替機構が設けられる。また、ノズル１６２から供給された洗浄液を容器１６１外へと排出する廃液ラインは、上述の処理液を排出する廃液ラインとは独立して設けられ、両廃液ラインと容器１６１との接続を切り替える切替機構が設けられる。
【００３６】
以上に説明したように、有機膜形成装置１６は、キャリア８を含めて水晶振動子９の電極に有機膜の成膜処理を行う電極処理装置となっており、当該電極処理装置では、水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１に近接して対向するノズル１６２に微量の処理液を供給し、ノズル１６２と第１電極対向部９３１との間の間隙に毛管現象による処理液のメニスカス１６４を形成することにより、第１電極対向部９３１に対する有機膜の成膜処理を微量の処理液により行うことができる。その結果、水晶振動子９の電極に対する処理に要する処理液の量を減少させることができ、処理コストを低減することができる。
【００３７】
このように、有機膜形成装置１６では、微量の処理液により水晶振動子９の電極の処理を行うことができるため、有機膜形成装置１６の構造は、エチルアルコールを選択的に吸着する薄膜を電極の表面に形成する成膜処理等のように、比較的高価な処理液が利用される処理に特に適している。また、有機膜形成装置１６では、水晶振動子９の第１電極対向部９３１上において処理液が流動しない状態で有機膜の形成が行われるため、第１電極対向部９３１上に形成された有機膜の膜厚が不均一になったり、当該有機膜に剥離や損傷が生じることを防止することができる。
【００３８】
上述のように、有機膜形成装置１６では、複数の水晶振動子９のそれぞれに対して処理液供給部１６３からノズル１６２を介して処理液が供給されるため、複数の水晶振動子９の電極にそれぞれ処理を行う処理液の複数のメニスカス１６４は互いに独立しており、接触することがない。このため、１つの水晶振動子９の電極への処理においてメニスカス１６４が汚染された場合であっても、他の水晶振動子９の電極への処理は正常に行われる。換言すれば、１つの水晶振動子９にて発生した異物により他の水晶振動子９が汚染されることを防止することができる。また、電極の処理に利用した使用済みの処理液のメニスカスは処理液吸引部１６５により吸引されて回収されるため、使用済みの処理液が電極の周囲（例えば、容器１６１の内壁）に付着してパーティクルとなって次に処理される水晶振動子９を汚染することが防止される。
【００３９】
上述のように、ノズル１６２と共通電極９３の第１電極対向部９３１との間に形成された処理液のメニスカス１６４は、第１電極対向部９３１の周囲に大きく広がることはなく、したがって、処理対象の電極近傍の部位に処理液が付着することが防止される。このため、有機膜形成装置１６では、処理対象となる電極対以外の電極に処理液の付着防止用のマスクをすることなく、処理対象の電極のみに処理液を付与して処理を行うことができる。このことから、有機膜形成装置１６は、水晶片９５の一の主面に処理対象の電極および処理対象ではない電極（すなわち、共通電極９３の第１電極対向部９３１および第２電極対向部９３２）が設けられた水晶振動子９、換言すれば、水晶片９５の両主面に２対（以上）の電極が設けられた水晶振動子９に対する処理に特に適しているといえる。
【００４０】
有機膜形成装置１６では、ノズル１６２と共通電極９３の第１電極対向部９３１との間の距離が０．１ｍｍ以上とされることにより、ノズル１６２と第１電極対向部９３１とが接触してしまうことを防止することができ、当該距離が６ｍｍ以下とされることにより、ノズル１６２と第１電極対向部９３１との間の間隙に処理液のメニスカス１６４を容易に形成することができる。また、上記距離が０．５ｍｍ以上とされる場合には、ノズル１６２と第１電極対向部９３１との接触がより確実に防止され、３ｍｍ以下とされる場合には、処理液のメニスカス１６４がより容易かつより確実に形成される。
【００４１】
上述の有機膜形成装置１６の装置構造は、水晶振動子９の電極に他の処理を行う電極処理装置に適用されてもよい。例えば、図１に示す電極処理システム１００において、キャリア８を含めて、有機膜形成装置１６による有機膜の成膜処理後に複数の水晶振動子９の第１電極対向部９３１に洗浄処理を行う電極処理装置となっている第３洗浄装置１７の装置構造が、上述の有機膜形成装置１６の装置構造と同様とされてよい。
【００４２】
図１５は、第３洗浄装置１７による複数の水晶振動子９に対する洗浄処理の流れを示す図である。第３洗浄装置１７により洗浄処理が行われる際には、まず、搬送機構１９（図１参照）によりキャリア８が第３洗浄装置１７に搬入され、図１０および図１１と同様に、キャリア８に保持された複数の水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１がそれぞれ、第３洗浄装置１７の複数のノズルに近接して対向する（ステップＳ２１）。
【００４３】
続いて、処理液供給部から複数のノズルのそれぞれに微量の処理液が供給される。第３洗浄装置１７では、処理液（すなわち、洗浄液）として純水等が利用され、図１３および図１４と同様に、各ノズルと各ノズルに対向する水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１との間の間隙に、毛管現象による処理液のメニスカスが形成される。メニスカスは毛管現象により第１電極対向部９３１に隣接する第２電極対向部９３２には広がらず、共通電極９３上において第１電極対向部９３１のみを覆う。そして、当該メニスカスにより第１電極対向部９３１が所定の時間だけ覆われることにより、第１電極対向部９３１の洗浄処理が行われる（ステップＳ２２）。
【００４４】
次に、処理液吸引部により複数のノズルを介して処理液が吸引され（すなわち、処理液が滴下することなく回収され）、これにより、各ノズルに対向する水晶振動子９の第１電極対向部９３１上から処理液のメニスカスが除去される（ステップＳ２３）。１回目の洗浄処理が終了すると、洗浄処理が終了したか否かが確認され（ステップＳ２４）、所定回数の洗浄処理が終了するまでステップＳ２２〜Ｓ２４が繰り返される。そして、所定回数の洗浄処理が終了すると、第３洗浄装置１７内の雰囲気が乾燥空気に置換され、キャリア８が第３洗浄装置１７から搬出される。
【００４５】
第３洗浄装置１７でも、上述の有機膜形成装置１６と同様に、水晶振動子９の共通電極９３の第１電極対向部９３１に対する洗浄処理を微量の処理液（洗浄液）により行うことができる。
【００４６】
このような電極の洗浄処理では、電極の周囲に常に清浄な洗浄液が存在することが好ましいが、処理槽内で流動する洗浄液に水晶振動子を浸漬して洗浄処理を行うと、洗浄液の流体抵抗等により電極上の薄膜が剥離したり損傷するおそれがある。一方、処理槽内に静止状態で貯溜された洗浄液に水晶振動子を浸漬して洗浄処理を行う場合、電極の周囲に清浄な洗浄液を供給するためには、洗浄液が貯溜された複数の処理槽を用意し、水晶振動子を複数の処理槽内の洗浄液に順次浸漬する必要があるため、洗浄装置が大型化するとともに洗浄液を多量に使用することとなる。
【００４７】
これに対し、上記実施の形態に係る第３洗浄装置１７では、微量の洗浄液のメニスカスによる電極の洗浄、および、洗浄後のメニスカスの除去（すなわち、洗浄液の回収）を繰り返すことにより、洗浄液の使用量を低減しつつ電極に清浄な洗浄液を供給することができるとともに装置の大型化も抑制することができる。したがって、第３洗浄装置１７の装置構造は、通常の処理では多量の洗浄液が必要となる洗浄装置に特に適しており、また、水晶振動子９の電極に対する処理液による処理、および、処理液の電極上からの除去が繰り返される場合に特に適しているといえる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る有機膜形成装置について説明する。図１６は、第２の実施の形態に係る有機膜形成装置１６ａに、キャリア８に保持された複数の水晶振動子９がそれぞれセットされた状態を示す右側面図である。図１６に示すように、有機膜形成装置１６ａは、図８および図９に示す有機膜形成装置１６の構成に加え、複数の水晶振動子９のそれぞれに対応する複数の他のノズル１６２ａ、複数のノズル１６２ａに処理液を供給するもう１つの処理液供給部１６３ａ、および、複数のノズル１６２ａを介して処理液を吸引するもう１つの処理液吸引部１６５ａをさらに備える。
【００４９】
その他の構成は図８および図９と同様であり、以下の説明では、対応する構成に同符号を付す。また、以下の説明では、ノズル１６２，１６２ａ、処理液供給部１６３，１６３ａ、並びに、処理液吸引部１６５，１６５ａを区別するために、それぞれ「第１ノズル１６２」、「第２ノズル１６２ａ」、「第１処理液供給部１６３」、「第２処理液供給部１６３ａ」、「第１処理液吸引部１６５」および「第２処理液吸引部１６５ａ」という。また、第１処理液供給部１６３により供給される処理液を「第１処理液」と呼び、第２処理液供給部１６３ａにより供給される処理液を「第２処理液」と呼ぶ。第１処理液は、第１の実施の形態と同様に、エチルアルコールを選択的に吸着する有機膜の材料であるシクロデキストリンを含み、第２処理液は第１処理液とは異なる有機膜の材料を含む。
【００５０】
図１７は、一の水晶振動子９近傍を拡大して示す右側面図である。図１７に示すように、有機膜形成装置１６ａでは、第１ノズル１６２は水晶振動子９の第１電極９１に近接して対向し、第１ノズル１６２に隣接して配置される第２ノズル１６２ａは第２電極９２に近接して対向する。第１ノズル１６２の先端と第１電極９１との間の距離、および、第２ノズル１６２ａの先端と第２電極９２との間の距離は、好ましくは０．１ｍｍ以上６ｍｍ以下（より好ましくは、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下）とされる。
【００５１】
有機膜形成装置１６ａにより水晶振動子９の電極の処理が行われる際には、第１処理液供給部１６３により第１ノズル１６２に微量の第１処理液が供給されて第１ノズル１６２と第１電極９１との間の間隙に毛管現象による第１処理液のメニスカス１６４が形成されることにより、第１処理液による第１電極９１上への有機膜の成膜処理が行われる。また、第１電極９１の処理と並行して、第２処理液供給部１６３ａにより第２ノズル１６２ａに微量の第２処理液が供給されて第２ノズル１６２ａと第２電極９２との間の間隙に毛管現象による第２処理液のメニスカス１６４ａが形成されることにより、第２処理液による第２電極９２上への有機膜の成膜処理が行われる。これにより、第１電極９１上にはエチルアルコールを選択的に吸着する有機膜（以下、「第１有機膜」という。）が形成され、第２電極９２上には、第１有機膜と異なる種類の有機膜（以下、「第２有機膜」という。）が形成される。
【００５２】
そして、第１電極９１の処理が終了すると、第１処理液吸引部１６５により第１ノズル１６２を介して処理液が吸引されることにより、第１電極９１上から第１処理液のメニスカス１６４が除去される。また、第２電極９２の処理が終了すると、第２処理液吸引部１６５ａにより第２ノズル１６２ａを介して処理液が吸引されることにより、第２電極９２上から第２処理液のメニスカス１６４ａが除去される。
【００５３】
第２の実施の形態に係る有機膜形成装置１６ａでは、第１の実施の形態と同様に、第１電極９１に対する第１有機膜の成膜処理を微量の第１処理液により行うことができる。また、第２電極９２に対する第２有機膜の成膜処理を微量の第２処理液により行うことができる。これにより、水晶振動子９の電極に対する処理に要する処理液の量を減少させることができ、処理コストを低減することができる。
【００５４】
さらには、水晶振動子９の一方の主面に形成された２つの電極（すなわち、第１電極９１および第２電極９２）に対し、種類が異なる有機膜の成膜処理を並行して行うことができる。その結果、第１電極９１および第２電極９２に対する成膜処理を順次行う場合に比べて、水晶振動子９の電極に対する成膜処理に要する時間を短縮することができる。
【００５５】
このように、第２電極９２上に第１有機膜とは異なる種類の第２有機膜が形成された水晶振動子９を利用する匂いセンサでは、第１電極対および第２電極対のそれぞれにおける電圧の周波数が、温度、湿度および第１電極９１および第２電極９２上の第１有機膜および第２有機膜に吸着されるエチルアルコール以外の物質による環境の変化や振動等の外乱により変化する。匂いセンサでは、第１電極対における電圧の周波数と第２電極対における電圧の周波数との差に基づいて、第１電極対における電圧の周波数から求められたエチルアルコールの濃度が補正されて環境の変化や外乱による影響が除去される。その結果、エチルアルコールの濃度をより高精度に測定することができる。
【００５６】
上述の有機膜形成装置１６ａの装置構造は、水晶振動子９の電極に他の処理を行う電極処理装置に適用されてもよい。例えば、図１に示す第３洗浄装置１７の装置構造が、上述の有機膜形成装置１６ａの装置構造と同様とされ、第１電極９１および第２電極９２に対する洗浄処理が並行して行われもよい。この場合、第１ノズル１６２および第２ノズル１６２ａには、純水等の同一の処理液（洗浄液）が供給されてもよい。
【００５７】
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、様々な変更が可能である。
【００５８】
第１の実施の形態に係る有機膜形成装置１６では、有機膜は第１電極対の第１電極９１に形成されてもよく、第１電極対向部９３１および第１電極９１の双方に形成されてもよい。換言すれば、有機膜は、水晶振動子９の第１電極対のうち少なくとも一方の電極に形成されていればよい。第１電極対向部９３１および第１電極９１の双方に有機膜が形成される場合、有機膜形成装置１６では、上述のノズル１６２に加え、第１電極９１に近接して対向するもう１つのノズルが設けられ、当該ノズルと第１電極９１との間に処理液のメニスカスが形成されることにより、第１電極９１に対する成膜処理が、第１電極対向部９３１に対する成膜処理と並行して行われる。
【００５９】
また、有機膜は、第１電極対に代えて、第２電極対（すなわち、第２電極９２および第２電極対向部９３２）のうち少なくとも一方の電極に形成されてもよい。この場合、第３洗浄装置１７における洗浄処理は、有機膜が形成された第１電極対のうち少なくとも一方の電極、または、第２電極対のうち少なくとも一方の電極に対して行われる。
【００６０】
第２の実施の形態に係る有機膜形成装置１６ａでは、例えば、第２電極９２に対する処理を行うことなく、第１処理液による第１電極９１に対する第１有機膜の成膜処理のみが行われてもよい。また、第１電極９１に対する成膜処理の間、第２ノズル１６２ａと第２電極９２との間に純水等のメニスカスが形成されてもよい。これにより、万一、パーティクル等が発生した場合であっても、第２電極９２に対するパーティクルの付着を防止することができる。
【００６１】
上述の電極処理システム１００では、水晶振動子９の各電極に配線が接続された状態で電極に対する処理が行われてもよい。また、電極処理システム１００による処理の対象となる水晶振動子９では、共通電極９３に代えて、第１電極９１と対向する第３電極、および、第２電極９２と対向するとともに第３電極から独立する第４電極が、水晶片９５の第２主面９５２に設けられてもよい。電極処理システム１００により処理される水晶振動子９は、必ずしも水晶片９５に２対の電極が形成されたものである必要はなく、例えば、水晶片９５に１対の電極が形成されたものであってもよい。
【００６２】
上記実施の形態に係る電極処理システム１００では、処理液のメニスカスを利用した成膜処理と洗浄処理とが別の装置にて行われるが、１つの装置の１つの容器内において、各水晶振動子９に対応する１つのノズル１６２により、水晶振動子９に対する成膜処理および洗浄処理が行われてもよい。また、水晶振動子９の電極に対する無機膜の成膜処理および有機膜の成膜処理が、１つの装置の１つの容器内において、各水晶振動子９に対応する１つのノズル１６２により行われてもよい。さらに、容器内の雰囲気の乾燥空気への置換も、ノズル１６２を介して乾燥空気を供給することにより行われてもよい。
【００６３】
上記実施の形態に係る有機膜形成装置では、エチルアルコールを選択的に吸着する有機膜以外の他の有機膜（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）、エチルアルコールや薬物の摂取による代謝物、または、疾病による代謝物等を選択的に吸着する有機膜）が形成されてもよい。また、有機膜形成装置の装置構造は、電極処理システム１００に設けられる他の電極処理装置である前処理装置１２、第１洗浄装置１３、無機膜形成装置１４および第２洗浄装置１５に適用されてもよく、その他の様々な電極処理装置に適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１の実施の形態に係る電極処理システムを示す図である。
【図２】水晶振動子の一方の主面を示す図である。
【図３】水晶振動子の他方の主面を示す図である。
【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】水晶振動子近傍を示す左側面図である。
【図７】水晶振動子近傍を示す右側面図である。
【図８】水晶振動子が有機膜形成装置にセットされた状態を示す正面図である。
【図９】水晶振動子が有機膜形成装置にセットされた状態を示す左側面図である。
【図１０】水晶振動子近傍を示す正面図である。
【図１１】水晶振動子近傍を示す左側面図である。
【図１２】有機膜の成膜処理の流れを示す図である。
【図１３】水晶振動子近傍を示す正面図である。
【図１４】水晶振動子近傍を示す左側面図である。
【図１５】洗浄処理の流れを示す図である。
【図１６】第２の実施の形態に係る有機膜形成装置に水晶振動子がセットされた状態を示す右側面図である。
【図１７】水晶振動子近傍を示す右側面図である。
【符号の説明】
【００６５】
８    キャリア
９    水晶振動子
１６，１６ａ    有機膜形成装置
１７    第３洗浄装置
９１    第１電極
９２    第２電極
９３    共通電極
９５    水晶片
１６２    （第１）ノズル
１６２ａ    第２ノズル
１６３    （第１）処理液供給部
１６３ａ    第２処理液供給部
１６４，１６４ａ    メニスカス
１６５    （第１）処理液吸引部
１６５ａ    第２処理液吸引部
９３１    第１電極対向部
９３２    第２電極対向部
９５１    第１主面
９５２    第２主面
Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ２１〜Ｓ２４    ステップ
【図１】
2010109645.tif 000003
【図２】
2010109645.tif 000004
【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】
2010109645.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010109645.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010109645.tif 000015
【図１４】
2010109645.tif 000016
【図１５】
2010109645.tif 000017
【図１６】
2010109645.tif 000018
【図１７】
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