(57)【要約】      （修正有）【課題】水晶振動子の電極に薄膜を形成する薄膜形成装置を提供する。【解決手段】無機膜形成装置は、処理チャンバ、処理チャンバ内において複数の水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２に処理蒸気を付与する処理蒸気付与部、および、処理チャンバの底部に設けられて複数の水晶振動子９の下方から処理チャンバ内のガスを排気する排気部を備える。無機膜形成装置では、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２の斜め上方にそれぞれ位置する処理蒸気付与部の噴出口１４３４ｂ，１４３４ａから、第１電極９１および第２電極９２に向けて処理蒸気が噴出される。これにより、第１電極９１および第２電極９２の表面に薄膜を形成する際に、第１電極９１および第２電極９２以外の部位に処理蒸気が付与されることを抑制することができ、両電極以外の部位に処理材料が付着することを抑制することができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子の電極に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内において、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前記両主面の法線が水平方向を向く姿勢にて保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記水晶振動子の一の電極の斜め上方に位置する噴出口から前記電極に向けて処理蒸気を噴出することにより、前記電極の表面に薄膜を形成する処理蒸気付与部と、
前記水晶振動子の下方から前記処理チャンバ内のガスを排気する排気部と、
を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜形成装置であって、
前記噴出口の形状が、前記水平方向に細長いことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の薄膜形成装置であって、
前記水晶振動子が、前記１対の電極に接続されるとともに前記水晶片から上側へと伸びる１対の配線を有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
前記処理チャンバ内において、前記処理蒸気付与部による複数回の成膜処理が行われ、一の成膜処理と次の成膜処理との間に、不活性ガスが前記噴出口から噴出されることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
前記処理蒸気付与部により前記電極に無機材料を含む前記処理蒸気が付与され、前記電極の表面に無機膜が形成されることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
前記処理蒸気付与部が、前記１対の電極の他方の電極の斜め上方に位置する噴出口から前記他方の電極に向けて前記処理蒸気を噴出することにより、前記他方の電極の表面にも薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、
前記保持部が、前記処理チャンバ内において前記水晶振動子と同様の構造を有する他の水晶振動子を保持し、
前記処理蒸気付与部が、前記水晶振動子の前記電極と同様に、他の噴出口から前記他の水晶振動子の一の電極に向けて前記処理蒸気を付与することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の薄膜形成装置であって、
前記処理チャンバ内の前記水晶振動子および前記他の水晶振動子の下方に配置され、前記排気部へと向かうガスの流れを整流する整流部材をさらに備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【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薄膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気中のアルコール等の微量の化学物質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】
特許文献１では、微量の化学物質の検出に利用される化学物質識別膜（すなわち、感応膜）の製造方法として、処理チャンバ内に蒸気状態の金属酸化物前駆体を充満させることにより基板表面に蒸気状態の金属酸化物前駆体を接触させて金属酸化物前駆体の層を形成する工程、金属酸化物前駆体の層を加水分解して金属酸化物層を形成する工程、および、金属酸化物層の表面に所定の化学物質を包接するホスト化合物を固定化して受容層を形成する工程を繰り返すことにより、金属酸化物層と受容層とを交互に積層する方法が開示されている。
【０００４】
一方、特許文献２では、反応容器内においてガラス原料を火炎加水分解することにより生成されるガラス微粒子を、出発材に堆積させて多孔質母材を製造する方法が開示されている。特許文献２の製造方法では、多孔質母材の製造が行われていない非稼働時に、反応容器内に不活性ガスまたは清浄空気を継続的に供給することにより、金属製の反応容器表面における結露を抑制し、結露に起因する金属酸化物のパーティクルが多孔質母材に混入することが抑制される。
【特許文献１】特開２００７−６１７５２号公報
【特許文献２】特開平８−２１７４８０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、特許文献１の技術を、水晶振動子の電極に対する薄膜の形成に適用しようとすると、蒸気状態の処理材料を含む処理蒸気が充満された処理チャンバ内に水晶振動子が収容されることとなり、水晶振動子の電極以外の部位（例えば、表面に電極が形成されている水晶片や電極から伸びる配線）に処理蒸気が付与され、電極に付着する処理材料と同程度の処理材料が当該部位に付着してしまう。
【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形成する際に、電極以外の部位に処理蒸気が付与されることを抑制する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、水晶振動子の電極に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、処理チャンバと、前記処理チャンバ内において、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前記両主面の法線が水平方向を向く姿勢にて保持する保持部と、前記保持部に保持された前記水晶振動子の一の電極の斜め上方に位置する噴出口から前記電極に向けて処理蒸気を噴出することにより、前記電極の表面に薄膜を形成する処理蒸気付与部と、前記水晶振動子の下方から前記処理チャンバ内のガスを排気する排気部とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の薄膜形成装置であって、前記噴出口の形状が、前記水平方向に細長い。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の薄膜形成装置であって、前記水晶振動子が、前記１対の電極に接続されるとともに前記水晶片から上側へと伸びる１対の配線を有する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜形成装置であって、前記処理チャンバ内において、前記処理蒸気付与部による複数回の成膜処理が行われ、一の成膜処理と次の成膜処理との間に、不活性ガスが前記噴出口から噴出される。
【００１１】
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薄膜形成装置であって、前記処理蒸気付与部により前記電極に無機材料を含む前記処理蒸気が付与され、前記電極の表面に無機膜が形成される。
【００１２】
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薄膜形成装置であって、前記処理蒸気付与部が、前記１対の電極の他方の電極の斜め上方に位置する噴出口から前記他方の電極に向けて前記処理蒸気を噴出することにより、前記他方の電極の表面にも薄膜を形成する。
【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薄膜形成装置であって、前記保持部が、前記処理チャンバ内において前記水晶振動子と同様の構造を有する他の水晶振動子を保持し、前記処理蒸気付与部が、前記水晶振動子の前記電極と同様に、他の噴出口から前記他の水晶振動子の一の電極に向けて前記処理蒸気を付与する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の薄膜形成装置であって、前記処理チャンバ内の前記水晶振動子および前記他の水晶振動子の下方に配置され、前記排気部へと向かうガスの流れを整流する整流部材をさらに備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、電極以外の部位に処理蒸気が付与されることを抑制することができる。また、請求項４の発明では、流路および処理チャンバにおけるパーティクルの発生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】
【００１６】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る電極処理システム１００を示す平面図である。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。
【００１７】
図１に示すように、電極処理システム１００は、処理前の複数の水晶振動子が載置されるトレイ１１１、同様の構造を有する複数の水晶振動子を保持するキャリア８、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、前処理が行われた水晶振動子の電極にチオール結合処理を行うチオール結合処理装置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（より正確には、後工程における加水分解により無機膜となる前駆体の膜を形成する）処理を行う無機膜形成装置１４、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処理を行う有機膜形成装置１６、各処理後の水晶振動子に対して洗浄処理を行う洗浄装置１７、洗浄処理後の水晶振動子に対して乾燥処理を行う乾燥装置１８、処理済みの複数の水晶振動子が載置されるトレイ１１２、および、水晶振動子に処理を行うこれらの複数の処理装置のうち一の処理装置から他の処理装置へとキャリア８を搬送する搬送機構１９を備える。搬送機構１９は、キャリア８を水平方向および上下方向に移動する機構を有する。
【００１８】
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。）に形成された略円形の第１電極９１、および、第１電極９１と電気的に接続される略矩形の補助部９１１を備える。
【００１９】
また、水晶振動子９は、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。）に形成された第２電極９２、および、第２電極９２と電気的に接続される略矩形の補助部９２１を備える。本実施の形態では、第１電極９１および補助部９１１、並びに、第２電極９２および補助部９２１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。
【００２０】
水晶振動子９は、さらに、図２および図３に示すように、補助部９１１を介して第１電極９１に接続される引出線であるリード９７１、および、補助部９２１を介して第２電極９２に接続される引出線であるリード９７２を備える。水晶振動子９の１対の配線であるリード９７１，９７２は、第１電極９１および第２電極９２から水晶片９５の両主面（すなわち、第１主面９５１および第２主面９５２）におよそ平行に、図２および図３中の上方に伸びており、図２および図３中の左右方向に並んだ状態で固定部材９６に固定される。本実施の形態では、リード９７１，９７２の表面は金により被覆されている。
【００２１】
リード９７１，９７２の水晶片９５側の端部（以下、「サポータ」という。）９７１１，９７２１はそれぞれ、水晶片９５を挟持するように二股に分かれており、水晶片９５はサポータ９７１１，９７２１によりリード９７１，９７２および固定部材９６に対して固定される。リード９７１のサポータ９７１１は、図２に示すように、水晶片９５の第１主面９５１上にて補助部９１１に導電性接着剤にて接着され、リード９７２のサポータ９７２１は、図３に示すように、水晶片９５の第２主面９５２上にて補助部９２１に導電性接着剤にて接着される。水晶振動子９では、水晶片９５の両主面９５１，９５２に形成された１対の電極である第１電極９１および第２電極９２が、リード９７１，９７２を介して一の電源に接続される。
【００２２】
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水晶振動子保持装置であるホルダ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。各ホルダ８１は、水晶振動子９の固定部材９６（図２および図３参照）を下側から支持することにより複数の水晶振動子９を保持する。
【００２３】
次に、図１に示す電極処理システム１００による水晶振動子９の電極に対する処理の流れを図６．Ａおよび図６．Ｂを参照しつつ説明する。電極処理システム１００では、まず、搬送機構１９によりキャリア８が水平方向および上下方向に移動し、トレイ１１１に載置された処理前の複数の水晶振動子９がキャリア８の各ホルダ８１（図４および図５参照）により保持される。続いて、キャリア８に保持された複数の水晶振動子９が前処理装置１２に搬入され、前処理装置１２の処理槽内の処理液に浸漬されるとともに処理槽の底部に設けられた保持部により保持される。キャリア８の複数のホルダ８１は水晶振動子９から離間し、キャリア８は前処理装置１２の外部へと上昇する。前処理装置１２では、複数の水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２（図２および図３参照）が、処理槽内において処理液に所定の時間だけ浸漬される（すなわち、第１電極９１および第２電極９２に処理液に含まれる処理材料が付与される）ことにより、第１電極９１および第２電極９２に対する前処理が行われる（ステップＳ１１）。
【００２４】
第１電極９１および第２電極９２に対する前処理が終了すると、複数の水晶振動子９が、キャリア８および搬送機構１９により前処理装置１２から搬出されて洗浄装置１７に搬入され、洗浄装置１７内の保持部に保持される。洗浄装置１７では、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２に処理液である純水が付与されることにより、第１電極９１および第２電極９２に対する洗浄処理が行われる（ステップＳ１２）。洗浄処理が終了すると、複数の水晶振動子９が、洗浄装置１７から搬出されて乾燥装置１８に搬入され、乾燥装置１８内の保持部に保持される。そして、複数の水晶振動子９に向けて窒素（Ｎ２）ガス等の乾燥したガスが噴射されることにより、水晶振動子９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１３）。
【００２５】
続いて、複数の水晶振動子９が、乾燥装置１８から搬出されてチオール結合処理装置１３に搬入され、チオール結合処理装置１３の処理槽内に設けられた保持部に保持される。チオール結合処理装置１３では、各水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２が、処理槽内においてチオール化合物を含む処理液に所定の時間だけ浸漬されることにより、第１電極９１および第２電極９２に対するチオール結合処理が行われる（ステップＳ１４）。複数の水晶振動子９は、上述のステップＳ１２およびステップＳ１３と同様に、チオール結合処理装置１３から洗浄装置１７へと搬送されて洗浄処理が施され（ステップＳ１５）、さらに、洗浄装置１７から乾燥装置１８へと搬送されて乾燥処理が施される（ステップＳ１６）。
【００２６】
次に、複数の水晶振動子９が乾燥装置１８から搬出されて無機膜形成装置１４に搬入される。図７および図８はそれぞれ、無機膜形成装置１４を示す正面図および左側面図である。図７および図８に示すように、無機膜形成装置１４は、処理チャンバ１４１、処理チャンバ１４１内において複数の水晶振動子９を保持する保持部１４２、保持部１４２に保持された各水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２（図２および図３参照）に処理材料（本実施の形態では、無機材料である金属酸化物の前駆体）を含む処理蒸気を付与する処理蒸気付与部１４３、処理蒸気付与部１４３に処理蒸気を供給する蒸気供給部１４４（図示の都合上、図８のみに示す。）、処理チャンバ１４１の底部に設けられて複数の水晶振動子９の下方から処理チャンバ１４１内のガスを排気する排気部１４５、および、処理チャンバ１４１内の複数の水晶振動子９の下方に配置されるとともに排気部１４５へと向かうガスの流れを整流する整流部材１４６を備える。図７および図８では、図の理解を容易にするために処理チャンバ１４１を断面にて描いている。
【００２７】
各水晶振動子９は、図２および図３に示す水晶片９５の両主面（すなわち、第１主面９５１および第２主面９５２）の法線が水平方向を向くとともに一対の配線であるリード９７１，９７２が上側に位置する姿勢にて、図７および図８に示す保持部１４２に保持される。無機膜形成装置１４では、各水晶片９５の下端部が保持部１４２に設けられた溝に挿入され、当該下端部の周縁上の２箇所が溝内にて支持される。また、無機膜形成装置１４では、複数の保持部１４２が図７中の左右方向に配列されており、各保持部１４２により、水晶片９５の両主面に平行な方向に配列された複数の水晶振動子９が保持される。
【００２８】
図８に示すように、蒸気供給部１４４は、処理材料を加熱して蒸気状態とするマントルヒータ１４４１、マントルヒータ１４４１の温度を測定する熱電対１４４２、熱電対１４４２からの出力に基づいてマントルヒータ１４４１の温度を制御する温度制御部１４４３、図示省略のキャリアガス（本実施の形態では、窒素ガス）供給機構に接続されてマントルヒータ１４４１の内部にキャリアガスを導く配管１４４４、蒸気状態の処理材料およびキャリアガス（すなわち、処理蒸気）をマントルヒータ１４４１から処理蒸気付与部１４３へと導く配管１４４５，１４４９、並びに、切替バルブ１４４６を介して配管１４４９に接続される配管１４４７を備える。
【００２９】
配管１４４７は、図示省略の不活性ガス供給機構に接続されており、切替バルブ１４４６が切り替えられることにより、マントルヒータ１４４１から処理蒸気付与部１４３への処理蒸気の供給が停止され、配管１４４７および配管１４４９を介して不活性ガス（例えば、窒素やアルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）であり、本実施の形態では、窒素が利用される。）が処理蒸気付与部１４３に供給される。配管１４４４，１４４７の途中にはそれぞれ、マスフローコントローラ１４４４ａ，１４４７ａが設けられており、マントルヒータ１４４１に供給されるキャリアガスの流量（すなわち、処理蒸気付与部１４３に供給される処理蒸気の流量）、および、処理蒸気付与部１４３に供給される不活性ガスの流量が制御される。
【００３０】
図７に示すように、処理蒸気付与部１４３は、各保持部１４２の図７中の左右方向の両側に配置される（すなわち、図７中の左右方向において、複数の保持部１４２と交互に配列される）複数のノズル１４３１を備え、各ノズル１４３１は、図８に示すように、一の保持部１４２に保持される複数の水晶振動子９の配列方向に伸びている。ノズル１４３１の図７中の左側面には、ノズル１４３１の左側に配置された複数の水晶振動子９にそれぞれ対応する複数の噴出口１４３４ａ（図８参照）が形成されており、ノズル１４３１の右側面には、ノズル１４３１の右側に配置された複数の水晶振動子９にそれぞれ対応する複数の噴出口１４３４ｂ（後出する図９参照）が形成されている。ただし、図７中の最も左側のノズル１４３１では、右側面にのみ複数の噴出口１４３４ｂが形成され、最も右側のノズル１４３１では、左側面にのみ複数の噴出口１４３４ａが形成される。
【００３１】
ノズル１４３１の両側面は水平方向に対してほぼ垂直であり、図８に示すように、ノズル１４３１の側面に形成された噴出口１４３４ａの形状は、水平方向に細長い矩形とされる。また、噴出口１４３４ｂの形状も、噴出口１４３４ａと同様に、水平方向に細長い矩形とされる。なお、ここでいう噴出口１４３４ａ，１４３４ｂの形状とは、噴出口１４３４ａ，１４３４ｂに垂直な方向（すなわち、噴出口１４３４ａ，１４３４ｂの法線方向）から見た場合の形状を意味する。本実施の形態では、噴出口１４３４ａ（および噴出口１４３４ｂ）の図８中の左右方向の幅は、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２（図２および図３参照）の左右方向の幅よりも小さい。
【００３２】
図９は、図７の一部を拡大して示す図である。図９では、図の理解を容易にするために保持部１４２、および、水晶振動子９のリード９７１，９７２の図示を省略するとともにノズル１４３１を断面にて描いている。図９に示すように、ノズル１４３１の内部には、ノズル１４３１と同じ方向に伸びるとともに蒸気供給部１４４（図８参照）に接続された主流路１４３２が形成され、主流路１４３２と複数の噴出口１４３４ａ，１４３４ｂとは複数の支流路１４３３ａ，１４３３ｂにより接続されている。各支流路１４３３ａは、主流路１４３２から噴出口１４３４ａに向かって左斜め下方に伸びており、各支流路１４３３ｂは、主流路１４３２から噴出口１４３４ｂに向かって右斜め下方に伸びている。各支流路１４３３ａ，１４３３ｂの水平方向に対する傾斜角度（すなわち、各支流路の中心軸を含む水平面に垂直な平面上における当該中心軸と水平方向との間の角度）は、３０°以上４５°以下とされることが好ましい。
【００３３】
噴出口１４３４ａは、対応する水晶振動子９の第２電極９２の右斜め上方に位置しており（すなわち、噴出口１４３４ａの中心が第２電極９２の中心よりも上側に位置しており）、第２電極９２に近接して対向する。噴出口１４３４ｂは、対応する水晶振動子９の第１電極９１の左斜め上方に位置しており、第１電極９１に近接して対向する。噴出口１４３４ａと第２電極９２との間の水平方向における最短距離、および、噴出口１４３４ｂと第１電極９１との間の水平方向における最短距離は、２ｍｍ以上５ｍｍ以下とされることが好ましい。
【００３４】
無機膜形成装置１４では、蒸気供給部１４４（図８参照）から処理蒸気付与部１４３の各ノズル１４３１の主流路１４３２へと処理蒸気が供給される。処理蒸気は、主流路１４３２および支流路１４３３ａを介して噴出口１４３４ａから水晶振動子９の第２電極９２に向けて噴出され、主流路１４３２および支流路１４３３ｂを介して噴出口１４３４ｂから水晶振動子９の第１電極９１に向けて噴出される。これにより、各水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２に処理材料が付与され、第１電極９１および第２電極９２の表面に無機膜である金属酸化物の前駆体の薄膜（本実施の形態では、金属アルコキシド膜）が形成される（ステップＳ１７）。
【００３５】
また、処理蒸気付与部１４３の噴出口１４３４ａ，１４３４ｂからの処理蒸気の噴出と並行して、図示省略の吸引機構に接続された図７および図８に示す排気部１４５により、処理チャンバ１４１内の底部近傍のガスが排気される。これにより、噴出口１４３４ａ，１４３４ｂから噴出された処理蒸気は、水晶振動子９の電極（すなわち、第１電極９１または第２電極９２）に衝突した後、水晶振動子９の表面に沿って下方へと流れ、整流部材１４６（例えば、多数の円形開口が千鳥状に配列されたパンチングプレートや多孔質材料で形成されたプレートであり、整流部材が存在しない場合と比べて各水晶振動子９の下側において下方へと向かうガスの量を均一化する部材）を通過した後、排気部１４５から排気される。
【００３６】
無機膜の生成が終了すると、蒸気供給部１４４から処理蒸気付与部１４３への処理蒸気の供給が停止されるとともに不活性ガスの供給が開始されて複数の噴出口１４３４ａ，１４３４ｂから不活性ガスが噴出される（ステップＳ１８）。そして、複数の水晶振動子９が無機膜形成装置１４から搬出される。無機膜形成装置１４では、不活性ガスの供給開始後も排気部１４５からの排気が継続されることにより、処理チャンバ１４１内の処理蒸気が不活性ガスに置換される。
【００３７】
複数の水晶振動子９は、図１に示す洗浄装置１７に再度搬入され、洗浄装置１７内に設けられた保持部に保持される。洗浄装置１７では、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２に純水が付与されることにより、第１電極９１および第２電極９２に対する洗浄処理が行われる（ステップＳ１９）。このとき、第１電極９１および第２電極９２上では、薄膜状の金属酸化物の前駆体が加水分解され、無機膜である金属酸化物の薄膜が形成される。洗浄処理が終了すると、複数の水晶振動子９は洗浄装置１７から搬出されて乾燥装置１８に再度搬入され、上記と同様に、水晶振動子９に対する乾燥処理が施された後（ステップＳ２０）、乾燥装置１８から搬出されて有機膜形成装置１６に搬入される。
【００３８】
有機膜形成装置１６では、処理槽内に設けられた保持部に複数の水晶振動子９が保持され、複数の水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２が、上記処理槽に貯溜されている処理液に所定の時間だけ浸漬される（すなわち、第１電極９１および第２電極９２に処理液に含まれる処理材料である有機膜の材料が付与される）ことにより、第１電極９１および第２電極９２上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（すなわち、有機物の薄膜）が形成される（ステップＳ２１）。
【００３９】
有機膜の形成が終了すると、複数の水晶振動子９は、有機膜形成装置１６から洗浄装置１７へと搬送されて洗浄処理が施され（ステップＳ２２）、さらに、洗浄装置１７から乾燥装置１８へと搬送されて乾燥処理が施される（ステップＳ２３）。
【００４０】
電極処理システム１００の制御部では、ステップＳ１７〜Ｓ２３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Ｓ２４）、上記ステップＳ１７〜Ｓ２３の処理が繰り返され、第１電極９１および第２電極９２上に無機膜および有機膜が形成される。このようにして、上記ステップＳ１７〜Ｓ２３の処理が所定回数（例えば、１０回）だけ繰り返されることにより（ステップＳ２４）、図２および図３に示す水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２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。エチルアルコール感応膜が形成された処理済みの水晶振動子９は、キャリア８からトレイ１１２に渡される。
【００４１】
なお、ステップＳ２１の有機膜の形成において、ゲスト化合物を含む処理液に水晶振動子９を浸漬することにより、ゲスト化合物を取り込んだ有機膜を第１電極９１および第２電極９２上に形成してもよい。この場合、ステップＳ１７〜Ｓ２４の繰り返し工程の終了後、エチルアルコール感応膜の複数の有機膜からゲスト化合物を溶出させる処理が行われる。ゲスト化合物の溶出は、ゲスト化合物の種類に合わせて、酸処理や溶剤処理、あるいは、熱脱離処理等により行われ、その後、水晶振動子９に対する乾燥処理が行われることによりエチルアルコール感応膜の形成が終了する。また、水晶振動子９に求められる性能等によっては、ステップＳ１７〜Ｓ２３の処理は１回のみであってもよい。
【００４２】
水晶振動子９を利用する匂いセンサでは、第１電極９１および第２電極９２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ことにより、第１電極９１と第２電極９２との間の電圧の周波数が変化し、当該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。
【００４３】
電極処理システム１００においてキャリア８に同時に保持される複数の水晶振動子９を１セットの水晶振動子９と呼ぶと、電極処理システム１００では、実際には、複数セットの水晶振動子９に対して、上述のステップＳ１１〜Ｓ２４に示す処理が並行して行われる。その結果、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２上へのエチルアルコール感応膜の形成を効率良く行うことができる。電極処理システム１００では、複数のキャリア８および複数の搬送機構１９が設けられてもよく、これにより、多数の水晶振動子９に対するエチルアルコール感応膜の形成がより効率良く行われる。
【００４４】
以上に説明したように、電極処理システム１００の無機膜形成装置１４では、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２の斜め上方にそれぞれ位置する噴出口１４３４ｂ，１４３４ａから、第１電極９１および第２電極９２に向けて処理蒸気が噴出される。これにより、第１電極９１および第２電極９２の表面に薄膜を形成する際に、第１電極９１および第２電極９２以外の部位に処理蒸気が付与されることを抑制することができ、両電極以外の部位に処理材料が付着することを抑制することができる。また、処理チャンバ１４１内に処理蒸気を充満させて成膜処理を行う場合に比べて、使用する処理蒸気の量を低減することができるため、成膜処理に係るコストを低減することができる。したがって、無機膜形成装置１４の構造は、比較的高価な処理蒸気を使用する無機膜の成膜処理に特に適している。
【００４５】
処理蒸気付与部１４３では、噴出口１４３４ａ，１４３４ｂから噴出された処理蒸気が第２電極９２および第１電極９１に衝突した後、水晶振動子９の表面に沿って下方へと流れる。したがって、第１電極９１および第２電極９２の上部に向けて処理蒸気を噴出することにより、第１電極９１および第２電極９２の全体に処理蒸気が付与される。仮に、第１電極や第２電極の全体と対向する同程度の大きさの噴出口が両電極と上下方向の同じ位置に設けられたとすると、当該噴出口から噴出された処理蒸気の一部は、第１電極および第２電極から逸れて下側に向かって流れる。
【００４６】
本実施の形態に係る無機膜形成装置１４では、水晶振動子９の第２電極９２および第１電極９１の斜め上方に位置する噴出口１４３４ａ，１４３４ｂの形状が水平方向に細長くされることにより、噴出口１４３４ａ，１４３４ｂから噴出される処理蒸気が、第２電極９２および第１電極９１以外の部位に付与されることをより一層抑制することができる。また、第１電極９１および第２電極９２以外の方向に噴出される処理蒸気の量を抑制し（すなわち、処理蒸気の過剰な供給を抑制し）、処理蒸気を効率良く成膜処理に利用することにより、成膜処理に係るコストを低減することができる。
【００４７】
無機膜形成装置１４の保持部１４２では、水晶振動子９のリード９７１，９７２が水晶片９５から上側へと伸びるように水晶振動子９が保持される。このように、水晶片９５に比べて処理蒸気が付着しやすいリード９７１，９７２を、噴出口１４３４ａ，１４３４ｂから噴出された処理蒸気の流れとは反対側に向けることにより、リード９７１，９７２と処理蒸気との接触を抑制し、第１電極９１および第２電極９２以外の部位に対する処理蒸気の付与、および、これによる処理材料の付着をさらに抑制することができる。
【００４８】
上述のように、無機膜形成装置１４では、１セットの水晶振動子９（すなわち、キャリア８に同時に保持される複数の水晶振動子９）に対して、処理チャンバ１４１内において処理蒸気付与部１４３による複数回の成膜処理が行われ、一の成膜処理と次の成膜処理との間に、すなわち、処理蒸気の噴出が行われない間に、不活性ガスが噴出口１４３４ａ，１４３４ｂから噴出される。これにより、蒸気供給部１４４の配管１４４９、処理蒸気付与部１４３の主流路１４３２および支流路１４３３ａ，１４３３ｂ、並びに、処理チャンバ１４１内における水分や酸素の濃度がほぼ０とされる。このため、一の成膜処理において、仮に配管１４４９、主流路１４３２、支流路１４３３ａ，１４３３ｂおよび処理チャンバ１４１に処理蒸気に含まれる処理材料（すなわち、金属酸化物の前駆体）が付着したとしても、当該処理材料が加水分解されてパーティクルが発生することを防止することができる。その結果、次の成膜処理が行われる際に、水晶振動子９の第１電極９１や第２電極９２にパーティクルが付着してしまうことが防止される。
【００４９】
ところで、複数の水晶振動子に対する無機膜の形成を行う装置では、必然的に処理チャンバ内の容積が大きくなり、当該処理チャンバに処理蒸気を充満させようとすると、比較的多量の処理蒸気が必要となる。これに対し、本実施の形態に係る無機膜形成装置１４では、上述のように、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２に対する無機膜の形成時に、処理チャンバ１４１内に処理蒸気を充満させる必要がないため、同時に成膜処理が行われる水晶振動子９の個数が増加して処理チャンバ１４１内の容積が大きくなる場合であっても、成膜処理に要する処理蒸気の量の増加を抑制することができる。したがって、上述の無機膜形成装置１４の構造は、複数の水晶振動子９に対する成膜処理が行われる無機膜形成装置に特に適している。
【００５０】
無機膜形成装置１４では、処理チャンバ１４１内において複数の水晶振動子９から排気部１４５へと向かうガスの流れを整流する整流部材１４６が設けられることにより、処理チャンバ１４１内における処理蒸気の流れの均一性が向上され、これにより、複数の水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２に対する成膜処理の質の均一性を向上することができる。
【００５１】
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。
【００５２】
無機膜形成装置１４により成膜処理が行われる水晶振動子９は、必ずしもリード９７１，９７２が設けられたものである必要はなく、例えば、水晶片９５、第１電極９１、第２電極９２および補助部９１１，９２１のみを備える水晶振動子に対して成膜処理が行われてもよい。
【００５３】
電極処理システム１００において、複数セットの水晶振動子９に対してステップＳ１１〜Ｓ２４に示す処理が並行して行われる場合、無機膜形成装置１４では、１つの水晶振動子９のセットに対する１回の成膜処理の終了後、次の水晶振動子９のセットに対する成膜処理が行われる。この場合も、上記２回の成膜処理の間に不活性ガスが噴出口１４３４ａ，１４３４ｂから噴出されることにより、蒸気供給部１４４の配管１４４９、処理蒸気付与部１４３の主流路１４３２および支流路１４３３ａ，１４３３ｂ、並びに、処理チャンバ１４１内におけるパーティクルの発生を防止することができ、その結果、水晶振動子９の第１電極９１や第２電極９２にパーティクルが付着してしまうことが防止される。
【００５４】
電極処理システム１００では、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２の双方にエチルアルコール感応膜が形成されるが、エチルアルコール感応膜は、第１電極９１および第２電極９２のうちの少なくとも一方の電極に形成されていればよい。例えば、無機膜形成装置１４では、一方の電極の斜め上方に位置する噴出口から当該一方の電極に向けて処理蒸気が噴出され、他方の電極に向けての処理蒸気の噴出は行われない。これにより、他の部位に処理蒸気が付与されることを抑制しつつ一方の電極上に無機膜が形成される。
【００５５】
無機膜形成装置１４の構造は、水晶振動子９の第１電極９１および第２電極９２に無機膜以外の様々な薄膜を形成する薄膜形成装置に適用されてよい。また、電極処理システム１００では、エチルアルコール感応膜に代えて、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薄膜が形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】電極処理システムを示す平面図である。
【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】キャリアの左側面図である。
【図６．Ａ】水晶振動子の電極に対する処理の流れを示す図である。
【図６．Ｂ】水晶振動子の電極に対する処理の流れを示す図である。
【図７】無機膜形成装置の正面図である。
【図８】無機膜形成装置の左側面図である。
【図９】無機膜形成装置の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５７】
９    水晶振動子
１４    無機膜形成装置
９１    第１電極
９２    第２電極
９５    水晶片
１４１    処理チャンバ
１４２    保持部
１４３    処理蒸気付与部
１４５    排気部
１４６    整流部材
９５１    第１主面
９５２    第２主面
９７１，９７２    リード
１４３４ａ，１４３４ｂ    噴出口
Ｓ１１〜Ｓ２４    ステップ
【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．Ａ】
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【図６．Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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