(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子の共振周波数を調整する周波数調整方法であって、
質量変化手段による前記振動子の質量変化を許容する開状態と、前記質量変化を阻止する閉状態とを切り替えることができるシャッター部と、
前記シャッター部の前記切り替えを制御する制御手段と、を備えているシャッター装置を用意する工程と、
前記振動子と前記質量変化手段との間に、前記シャッター部を配置する工程と、
前記シャッター部を前記開状態として前記振動子の質量変化を開始した後、前記シャッター部を前記閉状態とする第１周波数調整工程と、
前記第１周波数調整工程において前記シャッター部を前記閉状態とする命令が出力された第１時刻と、前記命令を受けて前記シャッター部が前記閉状態となった第２時刻との時間差を求める第１遅延時間検出工程と、
前記シャッター部を前記開状態として前記振動子の質量変化を前記第１周波数調整工程よりも高いレートで開始した後、前記シャッター部を前記閉状態にする第２周波数調整工程と、
前記第２周波数調整工程において前記シャッター部を前記閉状態とする命令が出力された第３時刻と、前記命令を受けて前記シャッター部が前記閉状態となった第４時刻との時間差を求める第２遅延時間検出工程と、
前記シャッター部を前記開状態として前記振動子の質量変化を前記第２周波数調整工程よりも低いレートで開始した後、前記シャッター部を前記閉状態にする第３周波数調整工程と、を含み、
前記制御手段は、前記第２周波数調整工程において、前記第１時刻と前記第２時刻との時間差に基づいて、前記シャッター部を前記閉状態とする命令を出力する時刻を補正し、前記第３周波数調整工程において、前記第３時刻と前記第４時刻との時間差に基づいて、前記シャッター部を前記閉状態とする命令を出力する時刻を補正することを特徴とする振動子の周波数調整方法。
【請求項２】
前記第１遅延時間検出工程では、前記質量変化手段によって前記振動子の質量を変化させている状態において、前記第１時刻における前記振動子の共振周波数と前記第２時刻における振動子の共振周波数の差と、前記振動子の単位時間当たりの共振周波数変化量とに基づいて前記時間差を求め、
前記第２遅延時間検出工程では、前記質量変化手段によって前記振動子の質量を変化させている状態において、前記第３時刻における前記振動子の共振周波数と前記第４時刻における振動子の共振周波数の差と、前記振動子の単位時間当たりの共振周波数変化量とに基づいて前記時間差を求める請求項１に記載の振動子の周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子の周波数調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、振動子の共振周波数を調整する方法として、振動子の質量を変化させる方法が知られている。このような方法は、例えば、振動子と、イオンビームを振動子に照射することにより振動子の一部を除去して振動子の質量を減少させるイオンガンと、振動子とイオンガンとの間に設けられたシャッターとを有する装置を用いて行われる（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の装置では、複数のシャッター板が重ねられた状態にて鉄芯に軸支されており、各シャッター板は、鉄芯を中心として回動可動となっている。また、各シャッター板は、対応するソレノイドの駆動により回動するように構成されている。特許文献１に記載の装置では、このようなシャッター板の回動を利用して、シャッターを開状態または閉状態とすることができる。
【０００４】
このような装置では、イオンガンからイオンビームが発射されている状態にて、シャッターを開状態とする。これにより、イオンビームがシャッターを通過して振動子に照射され、振動子の一部が除去されることにより、振動子の共振周波数が変化する。そして、振動子の周波数が所定の周波数となった時点でシャッターを閉状態とすることにより、振動子へのイオンビームの照射を阻止する。このような方法により、振動子の共振周波数を調整する。
【０００５】
しかしながら、このようなシャッターでは、シャッター板の回動によって、シャッター板同士が互いに擦れ合い、当該擦れに起因する摩耗により、シャッター板の摺動性が悪化する。また、イオンビームとの接触によるシャッター板の摩耗が生じ、この摩耗によってもシャッター板の摺動性が悪化する。
摺動性の悪化は、シャッター板の移動速度を低下させるため、シャッターを開状態から閉状態とするのにかかる時間が長くなる。この時間が長くなると、その時間分だけ余分に振動子の質量が減少してしまい、周波数調整後の振動子の共振周波数が、目的の共振周波数から大きくずれてしまう。
【０００６】
また、シャッターを開状態から閉状態とするのにかかる時間は、シャッター板の摩耗度合いによって変化する。このように、シャッターを開状態から閉状態とするのにかかる時間が変化すると、周波数調整後の振動子の共振周波数が、目的の共振周波数から大きくずれてしまうのに加えて、そのずれ量が振動子ごとにばらばらとなる。
すなわち、特許文献１に記載の装置では、高精度な振動子の周波数調整を行うことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１１８１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、振動子の周波数調整を高精度に行うことができる振動子の周波数調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の振動子の周波数調整方法は、振動子の共振周波数を調整する周波数調整方法であって、
質量変化手段による前記振動子の質量変化を許容する開状態と、前記質量変化を阻止する閉状態とを切り替えることができるシャッター部と、
前記シャッター部の前記切り替えを制御する制御手段と、を備えているシャッター装置を用意する工程と、
前記振動子と前記質量変化手段との間に、前記シャッター部を配置する工程と、
前記シャッター部を前記開状態として前記振動子の質量変化を開始した後、前記シャッター部を前記閉状態とする第１周波数調整工程と、
前記第１周波数調整工程において前記シャッター部を前記閉状態とする命令が出力された第１時刻と、前記命令を受けて前記シャッター部が前記閉状態となった第２時刻との時間差を求める第１遅延時間検出工程と、
前記シャッター部を前記開状態として前記振動子の質量変化を前記第１周波数調整工程よりも高いレートで開始した後、前記シャッター部を前記閉状態にする第２周波数調整工程と、
前記第２周波数調整工程において前記シャッター部を前記閉状態とする命令が出力された第３時刻と、前記命令を受けて前記シャッター部が前記閉状態となった第４時刻との時間差を求める第２遅延時間検出工程と、
前記シャッター部を前記開状態として前記振動子の質量変化を前記第２周波数調整工程よりも低いレートで開始した後、前記シャッター部を前記閉状態にする第３周波数調整工程と、を含み、
前記制御手段は、前記第２周波数調整工程において、前記第１時刻と前記第２時刻との時間差に基づいて、前記シャッター部を前記閉状態とする命令を出力する時刻を補正し、前記第３周波数調整工程において、前記第３時刻と前記第４時刻との時間差に基づいて、前記シャッター部を前記閉状態とする命令を出力する時刻を補正することを特徴とする。
これにより、高精度に、振動子の共振周波数を目的の共振周波数に合わせ込むことができる。
【００１０】
［適用例２］
本発明の振動子の周波数調整方法では、前記第１遅延時間検出工程では、前記質量変化手段によって前記振動子の質量を変化させている状態において、前記第１時刻における前記振動子の共振周波数と前記第２時刻における振動子の共振周波数の差と、前記振動子の単位時間当たりの共振周波数変化量とに基づいて前記時間差を求め、
前記第２遅延時間検出工程では、前記質量変化手段によって前記振動子の質量を変化させている状態において、前記第３時刻における前記振動子の共振周波数と前記第４時刻における振動子の共振周波数の差と、前記振動子の単位時間当たりの共振周波数変化量とに基づいて前記時間差を求めることが好ましい。
これにより、時間差を簡単に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を実施するための周波数調整装置の概略図である。
【図２】図１に示す周波数調整装置が有するシャッター装置の側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第４実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第５実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の振動子の周波数調整方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を実施するための周波数調整装置の概略図、図２は、図１に示す周波数調整装置が有するシャッター装置の側面図、図３は、本発明の第１実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明するための図である。なお、以下では、説明の都合上、図１、図２中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」として説明する。また、図１に示すように、互いに直交する３軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とし、ｘ軸と平行な方向を「ｘ軸方向」と言い、ｙ軸と平行な方向を「ｙ軸方向」と言い、ｚ軸と平行な方向を「ｚ軸方向」と言う。
【００１７】
１．周波数調整装置
図１に示す周波数調整装置１００は、例えば、水晶振動子などの振動子２００の共振周波数を調整することのできる装置である。
このような周波数調整装置１００は、内部を所望の環境とすることのできるチャンバー１１０と、複数のシャッター装置１２０と、イオンガン１３０と、遮蔽板１４０と、振動子２００の共振周波数を測定する周波数測定手段１５０と、複数のシャッター装置１２０の駆動を独立して制御する制御手段１６０とを有している。なお、シャッター装置１２０の数は、特に限定されず、例えば１〜５０程度とすることができる。
【００１８】
イオンガン１３０は、公知のイオンガンを用いることができ、例えば、Ａｒ、Ｎｅ等の不活性ガスに電界を作用させて加速させることにより、イオンビームを発射するものである。このようなイオンガン１３０は、振動子２００の質量を変化させる質量変化手段を構成する。イオンガン１３０は、チャンバー１１０内にてシャッター装置１２０よりも下側に位置しており、上方へ向けてイオンビームＩＢを出射する。
【００１９】
また、遮蔽板１４０は、チャンバー１１０内にてシャッター装置１２０よりも上側に位置しており、隣り合うシャッター装置１２０の隙間から上方へ漏れるイオンビームＩＢを遮断する。すなわち、遮蔽板１４０は、前記隙間から上方へ漏れるイオンビームＩＢが振動子２００に照射されるのを防止する。
複数のシャッター装置１２０は、それぞれ、制御手段１６０によって、独立して駆動が制御されており、イオンビームＩＢの通過を許容する開状態と、イオンビームＩＢを遮断する閉状態とを切り替えることができる。
具体的には、シャッター装置１２０は、図２に示すように、シャッター部１２１と、駆動部１２２と、シャッター部１２１と駆動部１２２とを連結する連結部１２３と、これらを支持する支持部１２４とを有している。
【００２０】
シャッター部１２１は、ｚ軸方向を厚さとする板状をなしており、ｘ軸方向に延在している。シャッター部１２１の幅（ｙ軸方向の長さ）としては、特に限定されず、振動子２００の大きさ等によって異なるが、例えば、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下程度であるのが好ましい。このような幅とすることにより、シャッター部１２１を十分に小さくすることができる。
このようなシャッター部１２１は、例えば、耐イオンエッチング性に優れる炭素、チタン等を構成材料として構成されている。これにより、イオンビームＩＢによるシャッター部１２１の損傷を効果的に抑制することができる。また、シャッター部１２１の軽量化を図ることができ、シャッター部１２１の反応性や移動速度を向上させることができる。
【００２１】
駆動部１２２は、シャッター部１２１をｘ軸方向に往復移動させるための駆動源である。駆動部１２２としては、シャッター部１２１を移動させることができれば、特に限定されないが、本実施形態では、本体１２２ａに対してシャフト１２２ｂがｘ軸方向に移動する公知のソレノイドを用いている。このような駆動部１２２は、制御手段１６０によって、その駆動が制御されている。
【００２２】
連結部１２３は、駆動部１２２とシャッター部１２１とを連結し、駆動部１２２の駆動力をシャッター部１２１に伝達する機能を有する。なお、連結部１２３は、シャッター部１２１を着脱自在に支持しているのが好ましい。これにより、消耗品であるシャッター部１２１を簡単に交換することができる。
このようなシャッター装置１２０では、駆動部１２２のシャフト１２２ｂが本体１２２ａから突出するように図２中右側に移動すると、それに伴ってシャッター部１２１が図２中右側に移動する。これにより、図２（ａ）に示すように、シャッター装置１２０は、シャッター部１２１にてイオンビームＩＢを遮断する閉状態となる。
【００２３】
反対に、駆動部１２２のシャフト１２２ｂが本体１２２ａ内に退避するように図２中左側に移動すると、それに伴ってシャッター部１２１が図２中左側に移動する。これにより、図２（ｂ）に示すように、シャッター装置１２０は、イオンビームＩＢの通過を許容する開状態となる。
このようなシャッター装置１２０の開状態と閉状態との切り替えを制御手段１６０によって行うことができる。
【００２４】
周波数測定手段１５０は、振動子２００の共振周波数を測定することができれば、特に限定されない。例えば、周波数測定手段１５０は、周波数測定装置が有する測定用端子（プローブ）を振動子２００の電極に直接または間接的に接触させ、振動子２００を駆動させることにより、振動子２００の共振周波数を測定してもよい。
このような構成の周波数調整装置１００では、後述するように、シャッター装置１２０を開状態として、イオンビームＩＢを振動子２００に照射することにより、振動子２００の一部を除去してその質量を低下させて振動子２００の共振周波数を高め、振動子２００の共振周波数が目的の値となったところでシャッター装置１２０を閉状態とすることにより、振動子２００の共振周波数の調整を行う。
【００２５】
ここで、シャッター装置１２０を閉状態とするときは、制御手段１６０からシャッター装置１２０を開状態から閉状態とするための命令（駆動信号）が出力され、この命令を受けてシャッター装置１２０が開状態から閉状態へ切り替わる。しかしながら、シャッター装置１２０では、前記命令を出力した時刻と、その命令を受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻とに時間差が生じる。すなわち、前記命令を出力した時刻に対してシャッター装置１２０が閉状態となる時刻が遅れる。
このような遅延時間が発生すると、その時間分だけ余分に振動子２００の質量が減少してしまい、周波数調整後の振動子２００の共振周波数が、目的の共振周波数から大きくずれてしまう問題がある。
【００２６】
また、前記遅延時間は、複数のシャッター装置１２０間でも異なるし、各シャッター装置１２０においても、その状態等によって不規則に変化する。具体的には、例えば、シャッター装置１２０が有するシャッター部１２１は、イオンビームＩＢとの接触により摩耗する。このように、シャッター部１２１が摩耗すると、シャッター部１２１の質量が変化したり、支持部１２４との摺動性が変化したりするため、シャッター部１２１の移動速度が変化する。これによって、シャッター装置１２０が開状態から閉状態となるまでの時間が変化し、その結果、前記遅延時間が変化する。
このように、遅延時間が変化すると、振動子２００の共振周波数が、目的の共振周波数から大きくずれてしまうという問題に加えて、そのずれ量（ずれ幅）が不規則となるという問題がある。
そこで、本発明の振動子の周波数調整方法では、このような遅延時間のずれに基づいて、制御手段１６０からのシャッター装置１２０を閉状態とする命令の出力タイミングを補正することにより、振動子２００の共振周波数を目的の値に高精度に合わせ込むことができるようになっている。
【００２７】
２．周波数調整方法
次いで、周波数調整装置１００を用いた振動子２００の共振周波数の調整方法（本発明の振動子の周波数調整方法）について詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、１つのシャッター装置１２０に対応する振動子２００について代表して説明する。
本実施形態の周波数調整方法は、周波数調整工程［Ａ］と、周波数調整工程［Ａ］の途中に行われる遅延時間検出工程［Ｂ］とを有している。
【００２８】
具体的には、周波数調整工程［Ａ］は、第１のローモード工程［Ａ１］と、ハイモード工程（第１工程）［Ａ２］と、第２のローモード工程（第２工程）［Ａ３］とを有しており、遅延時間検出工程［Ｂ］は、第１のローモード工程［Ａ１］とハイモード工程［Ａ２］の間に行われる第１の遅延時間検出工程［Ｂ１］と、ハイモード工程［Ａ２］と第２のローモード工程［Ａ３］の間に行われる第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］とを有している。
【００２９】
すなわち、本実施形態の周波数調整方法は、図３に示すように、第１のローモード工程［Ａ１］、第１の遅延時間検出工程［Ｂ１］、ハイモード工程［Ａ２］、第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］および第２のローモード工程［Ａ３］の順に実施される。
ハイモード工程［Ａ２］とローモード工程［Ａ１］、［Ａ３］は、周波数調整レート（エッチングレート）が異なっており、ハイモード工程［Ａ２］の方がローモード工程［Ａ１］、［Ａ３］よりも調整レートが高く設定される。また、ローモード工程［Ａ１］、［Ａ２］は、互いに等しい調整レートに設定される。このように、異なる調整レートの工程を設けることにより、共振周波数ｆの粗調整と微調整とを行うことができるため、より効率的（短時間）かつ高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０に調整することができる。
【００３０】
以下では、説明の便宜上、ハイモード工程［Ａ２］の調整レートを「調整レートＨ」とし、ローモード工程［Ａ１］、［Ａ３］での調整レートを「調整レートＬ」とする。調整レートＨ、Ｌとしては、特に限定されず、例えば、調整レートＨを１０００〜２０００ｐｐｍ／ｓｅｃ程度とし、調整レートＬを１０〜２００ｐｐｍ／ｓｅｃ程度とすることができる。このようなレートとすることにより、振動子２００の共振周波数の粗調整と微調整とをより効果的に行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態の周波数調整方法は、振動子２００の共振周波数を周波数測定手段１５０によって常時（または、所定時間間隔ごとに）測定しながら行われ、測定された共振周波数に関する情報（データ）は、リアルタイムに制御手段１６０に送信される。ただし、共振周波数の測定が不要な状況（例えば、後述するようなイオンビームＩＢを安定化させている状況等）では、周波数測定手段１５０による振動子２００の共振周波数の測定を停止してもよい。
【００３２】
以下、これら工程を順に説明する。
［Ａ１］第１のローモード工程
まず、周波数調整装置１００のチャンバー１１０内の所定の位置に振動子２００を配置する。なお、振動子２００の共振周波数（Ｈｚ）は、周波数調整が行われていない状態では、目的の共振周波数ｆ０（Ｈｚ）よりもある程度低い値となっている。
【００３３】
次いで、チャンバー１１０内を減圧し、例えば、１０−３Ｐａ程度とする。次いで、シャッター装置１２０を閉状態とする。なお、既にシャッター装置１２０が閉状態となっているときは、この工程は省略することができる。次いで、イオンガン１３０を駆動しイオンビームＩＢを発射する。そして、イオンビームＩＢが安定するまでシャッター装置１２０を閉状態としたまま放置する。この際、次の工程である第１のローモード工程［Ｂ１］における調整レートＬとなるように、イオンビームＩＢのエネルギーを調整する。
【００３４】
次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００の所定箇所に照射され、振動子２００の一部が除去されることにより振動子２００の質量が減少し、調整レートＬに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。
次いで、例えば、シャッター装置１２０を開状態としてから所定時間経過した後に、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令（シャッター装置１２０を駆動させる駆動信号）Ｓを出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。これにより、第１のローモード工程が終了する。
【００３５】
［Ｂ１］第１の遅延時間検出工程
まず、制御手段１６０は、周波数測定手段１５０からの情報に基づいて、命令Ｓを出力した時刻（第１時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ１を検出する。
また、制御手段１６０は、命令Ｓを受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻（第２時刻）Ｔ２における振動子２００の共振周波数ｆ２を検出する。具体的には、シャッター装置１２０が閉状態となると、振動子２００の共振周波数ｆの変化が停止する。そのため、制御手段１６０は、周波数測定手段１５０から送信される情報に基づいて、振動子２００の共振周波数ｆが所定時間（例えば１〜５秒程度の十分に長い時間）変化しない状態を検知し、その状態での共振周波数ｆを時刻Ｔ２における振動子２００の共振周波数ｆ２として検出する。
【００３６】
すなわち、前記「時刻Ｔ２における共振周波数ｆ２」とは、シャッター装置１２０が閉状態となり第１のローモード工程［Ａ１］が終了してから、次の工程であるハイモード工程［Ｂ２］が開始されるまでの時間内における振動子２００の共振周波数ｆを言い、この間であれば、いずれの時刻における共振周波数ｆであっても、前記「時刻Ｔ２における共振周波数ｆ２」となる。
【００３７】
共振周波数ｆ２の検出方法としては、上記の方法に限定されず、例えば、時刻Ｔ１から、種々の要因を加味してもシャッター装置１２０が開状態から閉状態となるのに十分な時間よりも長い時間（例えば、１〜５秒程度）経過した時刻における振動子２００の共振周波数ｆを検出し、この共振周波数ｆを共振周波数ｆ２として検出してもよい。このような時刻には、確実にシャッター装置１２０が閉状態となっていると判断できるため、前記時刻における振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ２とすることができる。また、次の工程であるハイモード工程［Ｂ２］を開始する直前の時刻における共振周波数ｆを共振周波数ｆ２として検出してもよい。
【００３８】
次いで、制御手段１６０は、上記のようにして検出した共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を求める。なお、Δｆの大きさは、時刻Ｔ１、Ｔ２の時間差ΔＴが大きくなるに連れて大きくなる。これは、時刻Ｔ１を過ぎても時刻Ｔ２となるまではイオンビームＩＢの照射によって振動子２００の質量が減少し続けているためである。
【００３９】
次いで、制御手段１６０は、Δｆと、第１のローモード工程［Ａ１］の調整レートＬとに基づいてΔＴを求める。具体的には、設定された調整レートＬから、共振周波数ｆの単位時間当たりの変化量Ｑ（Ｈｚ／ｓｅｃ）が求まる。なお、変化量Ｑは、制御手段１６０に予め記憶させておいてもよいし、必要時に算出して求めてもよい。そして、Δｆと変化量Ｑとに基づいてΔＴを算出する。なお、ΔＴは、ΔＴ＝Δｆ／Ｑなる式で表すことができるため、Δｆおよび変化量Ｑを前記式に代入することにより、簡単に求めることができる。
以上によって、時刻Ｔ１、Ｔ２の時間差ΔＴ、すなわち時刻Ｔ１に対する時刻Ｔ２の遅延時間が求められる。このような方法によれば、ΔＴを簡単に求めることができる。
【００４０】
［Ａ２］ハイモード工程（粗調整）
まず、調整レートＨとなるように、イオンガン１３０の駆動状態を切り替え、イオンビームＩＢが安定するまで放置する。なお、この状態では、シャッター装置１２０が閉状態となっているため、振動子２００の質量の減少が生じない。
次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００に照射され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０に近づいたら制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ’を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。これにより、ハイモード工程［Ａ２］、すなわち振動子２００の共振周波数ｆの粗調整が終了する。このような調整レートの比較的高い本工程を有することにより、振動子２００の共振周波数ｆの粗調整を短時間で行うことができ、周波数調整の効率性が向上する。
【００４１】
ここで、本工程は、周波数調整の効率性をより向上させるために、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０により近くなるまで続けるのが好ましい。しかしながら、前述したように、命令Ｓ’を出力した時刻Ｔ１’に対して、その命令Ｓ’を受けてシャッター装置１２０が閉状態となる時刻Ｔ２’が遅延する場合があり、時刻Ｔ１’、Ｔ２’の時間差ΔＴ’もシャッター装置１２０の状態（シャッター部１２１の移動速度等）によって変化する。
【００４２】
そのため、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０により近づけようとして、本工程をより長く行ってしまうと、シャッター装置１２０が閉状態となったときには、振動子２００の質量が減少し過ぎてしまい、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも高くなってしまう場合が考えられる。
そこで、本実施形態の周波数調整方法は、直前の遅延時間検出工程［Ｂ］にて求めた時間差ΔＴに基づいて、命令Ｓ’の出力タイミング（シャッター装置１２０の駆動タイミング）を補正することにより、上述のような問題の発生を防止している。
【００４３】
具体的に説明すれば、例えば、共振周波数ｆ０により近い共振周波数ｆ０’（例えばｆ０−１０ｐｐｍ程度）を、本工程での目標値とする場合、まず、制御手段１６０は、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０’と一致する時刻Ｔ３を求める。本工程は、定められた調整レートＨで行われているため、単位時間当たりの共振周波数ｆの変化量Ｑ’（Ｈｚ／ｓｅｃ）が決まっている。そのため、例えば、本工程中の任意の時刻Ｔ４と、時刻Ｔ４における振動子２００の共振周波数ｆ４と、変化量Ｑ’とに基づいて、時刻Ｔ３を求めることができる。なお、時刻Ｔ３は、時刻Ｔ４から(ｆ０’−ｆ４)／Ｑ’（ｓｅｃ）遅れた時刻として表すことができる。
【００４４】
次いで、制御手段１６０は、時刻Ｔ３よりも、前述した遅延時間検出工程［Ｂ］にて求めたΔＴだけ早い時刻Ｔ５を求める。そして、制御手段１６０は、時刻Ｔ５に命令Ｓ’を出力する。すると、シャッター装置１２０は、命令Ｓ’が出力された時刻Ｔ５からΔＴ遅れた時刻に閉状態となる。この時刻は、時刻Ｔ３とほぼ同時刻であるため、より高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０’に合わせ込むことができる。
【００４５】
このように、時間差ΔＴに基づいて、命令Ｓ’の出力タイミングを補正することにより、より高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０’に合わせ込むことができる。そのため、本工程によって、共振周波数ｆが共振周波数ｆ０よりも高くなるのを効果的に防止しつつ、共振周波数ｆを共振周波数ｆ０により近づけることができる。これにより、本工程をより長く行うことができ、振動子２００の周波数調整をより効率的かつ短時間で行うことができる。
【００４６】
なお、前述したように、制御手段１６０がシャッター装置１２０を閉状態とする命令を出力した時刻と、その命令を受けてシャッター装置１２０が閉状態となる時刻との時間差は、シャッター装置１２０の状態によって変化する。そのため、本工程では、直前（１回前）のシャッター装置１２０の開状態から閉状態への駆動から求められたΔＴに基づいて、命令Ｓ’の出力タイミングを補正している。これにより、より高精度に、共振周波数ｆを共振周波数ｆ０’に合わせ込むことができる。
【００４７】
具体的には、命令Ｓ’を出力する時刻Ｔ５と、命令Ｓを出力する時刻Ｔ１との差は小さく、この間におけるシャッター装置１２０の状態変化（シャッター部１２１の移動速度の変化）は、殆ど起こらない。すなわち、時刻Ｔ５と時刻Ｔ１とでは、シャッター装置１２０の駆動条件が互いにほぼ等しい。そのため、ΔＴは、ΔＴ’と実質的に等しく、このようなΔＴを用いて命令Ｓ’の出力タイミングを補正することにより、より高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０’に合わせ込むことができる。
【００４８】
［Ｂ２］第２の遅延時間検出工程
前述したように、直前の工程であるハイモード工程［Ａ２］にて、その工程を終えるためにシャッター装置１２０を閉状態とするが、この際、制御手段１６０からは命令Ｓ’が出力される。制御手段１６０は、周波数測定手段１５０から送信される情報に基づいて命令Ｓ’を出力した時刻（第１時刻）Ｔ１’（＝時刻Ｔ５）における振動子２００の共振周波数ｆ１’を検出する。
【００４９】
また、制御手段１６０は、命令Ｓ’を受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻（第２時刻）Ｔ２’における振動子２００の共振周波数ｆ２’を検出する。なお、計算上では、時刻Ｔ２’は、時刻Ｔ３と同時刻であり、時刻Ｔ２’での振動子２００の共振周波数ｆ２’は、共振周波数Ｆ０’と等しい。しかしながら、より高精度な制御を行うために、時刻Ｔ２’での振動子２００の共振周波数２’を周波数測定手段１５０からの情報に基づいて実測するのが好ましい。なお、共振周波数ｆ２’の検出は、前述した共振周波数ｆ２の検出と同様の方法にて行うことができる。
【００５０】
次いで、制御手段１６０は、共振周波数ｆ１’と共振周波数ｆ２’の差Δｆ’（Δｆ’＝ｆ２’−ｆ１’）を求める。次いで、制御手段１６０は、Δｆ’と、ハイモード工程［Ａ２］における調整レートＨとに基づいてΔＴ’を求める。具体的には、調整レートＨから、振動子２００の共振周波数ｆの単位時間当たりの変化量Ｑ’（Ｈｚ／ｓｅｃ）を求め、Δｆ’と変化量Ｑ’とに基づいて、ΔＴ’を算出する。なお、ΔＴ’は、ΔＴ’＝Δｆ’／Ｑ’なる式で表すことができるため、Δｆ’および変化量Ｑ’を前記式に代入することにより、簡単に求めることができる。
以上によって、時刻Ｔ１’、Ｔ２’の時間差ΔＴ’、すなわち時刻Ｔ１’に対する時刻Ｔ２’の遅延時間が求められる。
【００５１】
［Ａ３］第２のローモード工程（微調整）
まず、調整レートＬとなるように、イオンガン１３０の駆動状態を切り替え、イオンビームＩＢが安定するまで放置する。なお、この状態では、シャッター装置１２０が閉状態となっているため、振動子２００の質量の減少が生じない。
次いで、シャッター装置１２０を開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００の所定箇所に照射され、調整レートＬに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ”を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。
【００５２】
ここで、前述したのと同様に、命令Ｓ”を出力した時刻Ｔ１”に対して、命令Ｓ”を受けてシャッター装置１２０が閉状態となる時刻Ｔ２”が遅延する場合があり、時刻Ｔ１”、Ｔ２”の時間差ΔＴ”もシャッター装置１２０の状態によって変化する。そこで、本実施形態では、直前の第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］にて求めたΔＴ’に基づいて、命令Ｓ”の出力タイミングを補正する。これにより、高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
【００５３】
本工程における時間差ΔＴ’に基づいた命令Ｓ”の出力タイミングの補正は、前述したハイモード工程［Ａ２］におけるΔＴに基づいた命令Ｓ’の出力タイミングの補正と同様である。
すなわち、まず、制御手段１６０は、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０と一致する時刻Ｔ６を求める。時刻Ｔ６は、本工程の単位時間当たりの共振周波数ｆの変化量Ｑ（Ｈｚ／ｓｅｃ）と、本工程中の任意の時刻Ｔ７と、時刻Ｔ７における振動子２００の共振周波数ｆ７とに基づいて求めることができる。この場合には、時刻Ｔ６は、時刻Ｔ７から（ｆ０−ｆ７）／Ｑ（ｓｅｃ）遅れた時刻として表すことができる。
【００５４】
次いで、制御手段１６０は、時刻Ｔ６よりも、ΔＴ’だけ早い時刻Ｔ８を求める。そして、制御手段１６０は、時刻Ｔ８に命令Ｓ”を出力する。すると、シャッター装置１２０は、時刻Ｔ８からΔＴ’遅れた時刻に閉状態となる。この時刻は、時刻Ｔ６とほぼ同時刻であるため、高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
このように、ΔＴ’に基づいて、命令Ｓ”の出力タイミングを補正することにより、確実かつ高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
【００５５】
また、本工程では、直前（１回前）のシャッター装置１２０の開状態から閉状態への駆動から求められたΔＴ’に基づいて、命令Ｓ”の出力タイミングを補正している。ここで、命令Ｓ”を出力する時刻Ｔ８と、命令Ｓ’を出力する時刻Ｔ３との差は小さく、この間におけるシャッター装置１２０の状態変化は、殆ど起こらない。そのため、ΔＴ’は、ΔＴ”と実質的に等しいと考えることができ、このようなΔＴ’を用いて命令Ｓ”の出力タイミングを補正することにより、より高精度に、共振周波数ｆを共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
【００５６】
以上のような工程によって、高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数Ｆ０に合わせ込むことができる。具体的には、例えば、振動子２００の共振周波数ｆを共振周波数ｆ０±１ｐｐｍ程度の範囲内とすることができる。特に、シャッター装置１２０の状態変化に影響されることなく、高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数Ｆ０に合わせ込むことができるため、本実施形態の周波数調整方法は、優れた周波数調整特性を経時的に発揮し続けることができる。
【００５７】
また、本実施形態の周波数調整方法では、ハイモード工程［Ａ２］で共振周波数ｆの粗調整を行い、最後に、第２のローモード工程［Ａ３］にて共振周波数ｆの微調整を行っている。そのため、効率的かつ高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
また、本実施形態では、遅延時間検出工程［Ｂ１］、［Ｂ２］を周波数調整工程の各工程［Ａ１］、［Ａ２］、［Ａ３］の間に設けている。そのため、周波数調整工程の各工程［Ａ１］、［Ａ２］、［Ａ３］を中断する必要がなく、効率的に、振動子２００の周波数調整を行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態では、周波数調整工程［Ａ］のモードを切り替える際に、イオンビームＩＢを安定化させるためにシャッター装置１２０を開状態から閉状態とするのを利用して時間差ΔＴ、ΔＴ’を求めている。言い換えれば、工程［Ａ１］、［Ａ２］を終了するために行うシャッター装置１２０の駆動を利用して時間差ΔＴ、ΔＴ’を求めている。これにより、シャッター装置１２０の無駄な駆動（例えば時間差ΔＴ、ΔＴ’を求めるためだけの駆動）を防止することができるため、効率的に、振動子２００の周波数調整を行うことができる。
【００５９】
また、本実施形態の周波数調整方法では、ハイモード工程［Ａ２］および第２のローモード工程［Ａ３］の両工程にて、その直前のシャッター装置１２０の開状態から閉状態への駆動から求められた時間差（ΔＴ、ΔＴ’）に基づいてシャッター装置１２０を閉状態とする命令（Ｓ’、Ｓ”）の出力タイミングを補正している。そのため、より正確な補正を行うことができ、より高精度に振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］を設け、この工程にて求められた時間差ΔＴ’に基づいて、命令Ｓ”の出力タイミングを補正しているが、例えば、第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］を省略し、代わりに、第１の遅延時間検出工程［Ｂ１］で求められた時間差ΔＴに基づいて、命令Ｓ”の出力タイミングを補正してもよい。このような場合は、本実施形態と比較して周波数調整の精度が劣る可能性もあるが、それでもなお、従来に比べて優れた周波数調整特性を発揮することができる。また、このような方法によれば、本実施形態と比較して工程の簡略化を図ることができる。第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］を省略するか否かは、振動子２００に求められる確度（許容される誤差）、コスト等によって適宜判断すればよい。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の振動子の周波数調整方法の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明する図である。
以下、第２実施形態の周波数調整方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６２】
本発明の第２実施形態にかかる周波数調整方法は、その工程が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、以下では、説明の便宜上、１つのシャッター装置１２０に対応する振動子２００について代表して説明する。
本実施形態の周波数調整方法は、周波数調整工程［Ａ］と、周波数調整工程［Ａ］の途中に行われる遅延時間検出工程［Ｂ］とを有している。具体的には、周波数調整工程［Ａ］は、ハイモード工程［Ａ１］と、ローモード工程［Ａ２］とを有しており、遅延時間検出工程［Ｂ］は、ハイモード工程［Ａ１］の途中に行われる。
【００６３】
以下、本実施形態の周波数調整方法について詳細に説明する。
［Ａ１］ハイモード工程（前半）
まず、前述した第１実施形態と同様に、チャンバー１１０内に振動子２００を配置し、チャンバー１１０を所定環境下とし、シャッター装置１２０を閉状態としてからイオンビームＩＢのエネルギーを調整レートＨとなるように調整する。次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００に照射され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。
【００６４】
［Ｂ］遅延時間検出工程
まず、工程［Ａ１］を開始するためにシャッター装置１２０を開状態としてから所定時間経過した後に、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓを出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。制御手段１６０は、周波数測定手段１５０からの情報に基づいて、命令Ｓを出力した時刻（第１時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ１を検出する。また、また、制御手段１６０は、命令Ｓを受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻（第２時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ２を検出する。次いで、制御手段１６０は、共振周波数ｆ１、ｆ２の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を求め、さらに、Δｆと、調整レートＨとに基づいて、時刻Ｔ１、Ｔ２の時間差ΔＴを求める。
なお、本工程中、調整レートＨを維持しておくのが好ましい。これにより、次の工程を速やかに行うことができる。
【００６５】
［Ａ１］ハイモード工程（後半）
まず、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢの振動子２００への照射が再開され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。
次いで、振動子２００の共振周波数ｆが本工程での目的値である共振周波数ｆ０’（例えばｆ０−１０ｐｐｍ程度）となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ’を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。この際、制御手段１６０は、遅延時間検出工程［Ｂ］にて求めたΔＴに基づいて命令Ｓ’の出力タイミングを補正する。
【００６６】
［Ａ２］ローモード工程
まず、調整レートＬとなるように、イオンガン１３０の駆動状態を切り替え、イオンビームＩＢが安定するまで放置する。次いで、シャッター装置１２０を開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００に照射され、調整レートＬに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ”を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。この際、制御手段１６０は、遅延時間検出工程［Ｂ］にて求めたΔＴに基づいて命令Ｓ”の出力タイミングを補正する。
以上により、振動子２００の共振周波数の調整が完了する。
【００６７】
このように、ΔＴに基づいて、命令Ｓ’、Ｓ”の出力タイミングを補正することにより、高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。また、遅延時間検出工程［Ｂ］にて求めたΔＴを、命令Ｓの出力タイミングの補正と命令Ｓ’の出力タイミングの補正の両方に用いることにより、周波数調整方法の工程を少なくすることができる。
【００６８】
なお、命令Ｓ’、Ｓ”を出力する時刻は、ともに命令Ｓを出力する時刻と近いため、その間のシャッター装置１２０の状態変化は、殆ど起こらない。したがって、本実施形態の周波数調整方法によっても、高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
このような第２実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の振動子の周波数調整方法の第３実施形態について説明する。
図５は、本発明の第３実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明する図である。
以下、第２実施形態の周波数調整方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７０】
本発明の第３実施形態にかかる周波数調整方法は、その工程が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、以下では、説明の便宜上、１つのシャッター装置１２０に対応する振動子２００について代表して説明する。
本実施形態の周波数調整方法は、周波数調整工程［Ａ］と、周波数調整工程［Ａ］の途中に行われる遅延時間検出工程［Ｂ］とを有している。
【００７１】
周波数調整工程［Ａ］は、その行程中、一定の調整レートで行われる。本工程での調整レートとしては、特に限定されず、例えば、前述した第１実施形態のハイモード工程［Ａ２］と同様の調整レートであってもよいし、ローモード工程［Ａ１（Ａ３）］と同様の調整レートであってもよい。調整レートを上げるほど、振動子２００の周波数調整にかかる時間を短縮することができ、調整レートを下げるほど、より高精度な周波数調整を行うことができる。そのため、調整レートは、振動子２００に求められる確度（許容される誤差）や、生産性等によって適宜設定すればよい。なお、以下では、説明の便宜上、前述した第１実施形態のハイモード工程［Ａ２］と同様の調整レートを用いた場合について代表して説明する。
【００７２】
以下、本実施形態の周波数調整方法について詳細に説明する。
［Ａ］周波数調整工程（前半）
まず、前述した第１実施形態と同様に、チャンバー１１０内に振動子２００を配置し、チャンバー１１０を所定環境下とし、シャッター装置１２０を閉状態としてからイオンビームＩＢのエネルギーを調整レートＨとなるように調整する。次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００に照射され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。
【００７３】
［Ｂ］遅延時間検出工程
シャッター装置１２０を開状態としてから所定時間経過した後に、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓを出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。制御手段１６０は、周波数測定手段１５０からの情報に基づいて、命令Ｓを出力した時刻（第１時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ１を検出する。また、制御手段１６０は、命令Ｓを受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻（第２時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ２を検出する。
【００７４】
次いで、制御手段１６０は、共振周波数ｆ１、ｆ２の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を求め、求められたΔｆと、調整レートＨとに基づいて、時刻Ｔ１、Ｔ２の時間差ΔＴを求める。
なお、本工程中、調整レートＨを維持しておくのが好ましい。これにより、次の工程を速やかに行うことができる。
【００７５】
［Ａ］周波数調整工程（後半）
まず、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢの振動子２００への照射が再開され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ’を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。この際、制御手段１６０は、遅延時間検出工程［Ｂ］にて求めたΔＴに基づいて命令Ｓ’の出力タイミングを補正する。
以上により、振動子２００の共振周波数の調整が完了する。
このように、ΔＴに基づいて、命令Ｓ’の出力タイミングを補正することにより、確実かつ高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
【００７６】
ここで、本実施形態の周波数調整方法では、遅延時間検出工程［Ｂ］は、周波数調整工程［Ａ］のなるべく最後の方に行うのがよい。これにより、遅延時間検出工程［Ｂ］にて命令Ｓを出力する時刻と、周波数調整工程［Ａ］を終了するために命令Ｓ’を出力する時刻との時間差をより短くすることができる。そのため、これら時刻におけるシャッター装置１２０の状態をより等しくすることができ、より高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
このような第３実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の振動子の周波数調整方法の第４実施形態について説明する。
図６は、本発明の第４実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明する図である。
以下、第４実施形態の周波数調整方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７８】
本発明の第４実施形態にかかる周波数調整方法は、その工程が異なる以外は、前述した第３実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、以下では、説明の便宜上、１つのシャッター装置１２０に対応する振動子２００について代表して説明する。
本実施形態の周波数調整方法は、周波数調整工程［Ａ］と、周波数調整工程［Ａ］に先立って行われる遅延時間検出工程［Ｂ］とを有している。
【００７９】
具体的には、所定のシャッター装置１２０を用いてｎ個目（ただし、ｎは、２以上の自然数）の振動子２００の共振周波数を調整するとした場合、遅延時間検出工程［Ｂ］は、ｎ−１個目の振動子２００’の共振周波数を調整する周波数調整工程［Ｃ］と、ｎ個目の振動子２００の共振周波数を調整する周波数調整工程［Ａ］との間に行われる。
なお、周波数調整工程［Ａ］、［Ｃ］は、互いに異なっていてもよいし、同様であってもよい。以下では、説明の便宜上、周波数調整工程［Ａ］、［Ｃ］が互いに同様である場合について説明する。これら工程［Ａ］、［Ｃ］は、その行程中一定の調整レートで行われる。調整レートとしては、特に限定されないが、以下では、説明の便宜上、調整レートＨを用いた場合について説明する。
【００８０】
以下、本実施形態の周波数調整方法について詳細に説明する。
［Ｃ］振動子２００’の周波数調整工程
まず、前述した第１実施形態と同様に、チャンバー１１０内に振動子２００’を配置し、チャンバー１１０を所定環境下とし、シャッター装置１２０を閉状態としてからイオンビームＩＢのエネルギーを調整レートＨとなるように調整する。
【００８１】
次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００’に照射され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００’の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００’の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓを出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。
以上により、振動子２００’の共振周波数の調整が完了する。
【００８２】
［Ｂ］遅延時間検出工程
制御手段１６０は、周波数測定手段１５０からの情報に基づいて、命令Ｓを出力した時刻（第１時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ１を検出する。また、制御手段１６０は、命令Ｓを受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻（第２時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ２を検出する。次いで、制御手段１６０は、共振周波数ｆ１、ｆ２の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を求め、Δｆと、調整レートＨとに基づいて、時刻Ｔ１、Ｔ２の時間差ΔＴを求める。
【００８３】
［Ａ］振動子２００の周波数調整工程
まず、チャンバー１１０内から振動子２００’を取り出し、新たな振動子２００を配置する。次いで、チャンバー１１０を所定環境下とし、シャッター装置１２０を閉状態としてからイオンビームＩＢのエネルギーを調整レートＨとなるように調整する。
次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００に照射され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ’を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。この際、制御手段１６０は、遅延時間検出工程［Ｂ］にて求めたΔＴに基づいて命令Ｓ’の出力タイミングを補正する。なお、補正方法は、前述した第１実施形態と同様である。
以上により、振動子２００の共振周波数の調整が完了する。
【００８４】
このように、ΔＴに基づいて、命令Ｓ’の出力タイミングを補正することにより、確実かつ高精度に、振動子２００の共振周波数ｆを目的の共振周波数ｆ０に合わせ込むことができる。
特に、本実施形態では、直前の振動子２００’の周波数調整を終えるために行うシャッター装置１２０の駆動を利用して時間差ΔＴを求めている。これにより、シャッター装置１２０の無駄な駆動（例えば時間差ΔＴを求めるためだけの駆動）を防止することができるため、効率的に、振動子２００の周波数調整を行うことができる。
このような第４実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の振動子の周波数調整方法の第５実施形態について説明する。
図７は、本発明の第５実施形態にかかる振動子の周波数調整方法を説明する図である。
以下、第５実施形態の周波数調整方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８６】
本発明の第５実施形態にかかる周波数調整方法は、その工程が異なる以外は、前述した第３実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、以下では、説明の便宜上、１つのシャッター装置１２０に対応する振動子２００について代表して説明する。
本実施形態の周波数調整方法は、周波数調整工程［Ａ］と、遅延時間検出工程［Ｂ］とを有している。
【００８７】
また、周波数調整工程［Ａ］は、ハイモード工程［Ａ１］と、ローモード工程［Ａ２］とを有している。
また、遅延時間検出工程［Ｂ］は、周波数調整工程［Ａ］に先立って行われる第１の遅延時間検出工程［Ｂ１］と、周波数調整工程［Ａ］の途中に行われる第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］とを有している。
【００８８】
具体的には、時系列をもって順番にｍ個（ただしｍは、２以上の自然数）の振動子２００の共振周波数を調整する工程であって、所定のシャッター装置１２０を用いてｎ個目（ただし、ｎは、２以上の自然数）の振動子２００の共振周波数を調整するとした場合、第１の遅延時間検出工程［Ｂ１］は、ｎ−１個目の振動子２００’の共振周波数を調整する周波数調整工程［Ｃ］と、ｎ個目の振動子２００の共振周波数を調整する周波数調整工程［Ａ］の間に行われ、第２の遅延時間検出工程は、ハイモード工程［Ａ１］とローモード工程［Ａ２］の間に行われる。
【００８９】
［Ｃ］振動子２００’の周波数調整工程
まず、前述した第１実施形態と同様に、チャンバー１１０内に振動子２００’を配置し、チャンバー１１０を所定環境下とし、シャッター装置１２０を閉状態としてからイオンビームＩＢのエネルギーを調整レートＨとなるように調整する。
次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００’に照射され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００’の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００’の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓを出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。
以上により、振動子２００’の共振周波数の調整が完了する。
【００９０】
［Ｂ１］第１の遅延時間検出工程
制御手段１６０は、周波数測定手段１５０からの情報に基づいて、命令Ｓを出力した時刻（第１時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ１を検出する。また、制御手段１６０は、命令Ｓを受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻（第２時刻）Ｔ１における振動子２００の共振周波数ｆ２を検出する。次いで、制御手段１６０は、共振周波数ｆ１、ｆ２の差Δｆ（Δｆ＝ｆ２−ｆ１）を求め、Δｆと、調整レートＨとに基づいて、時刻Ｔ１、Ｔ２の時間差ΔＴを求める。
【００９１】
［Ａ１］ハイモード工程
まず、チャンバー１１０内から振動子２００’を取り出し、新たな振動子２００を配置する。次いで、チャンバー１１０を所定環境下とし、シャッター装置１２０を閉状態としてからイオンビームＩＢのエネルギーを調整レートＨとなるように調整する。
次いで、シャッター装置１２０を閉状態から開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００に照射され、調整レートＨに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００の共振周波数ｆが本工程での目標値である共振周波数ｆ０’となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ’を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。この際、制御手段１６０は、第１の遅延時間検出工程［Ｂ１］にて求めたΔＴに基づいて命令Ｓ’の出力タイミングを補正する。
【００９２】
［Ｂ２］第２の遅延時間検出工程
制御手段１６０は、周波数測定手段１５０からの情報に基づいて、命令Ｓ’を出力した時刻（第１時刻）Ｔ１’における振動子２００の共振周波数ｆ１’を検出する。また、制御手段１６０は、命令Ｓ’を受けてシャッター装置１２０が閉状態となった時刻（第２時刻）Ｔ１’における振動子２００の共振周波数ｆ２’を検出する。次いで、制御手段１６０は、共振周波数ｆ１’、ｆ２’の差Δｆ’（Δｆ’＝ｆ２’−ｆ１’）を求め、Δｆ’と、調整レートＨとに基づいて、時刻Ｔ１’、Ｔ２’の時間差ΔＴ’を求める。
【００９３】
［Ａ２］ローモード工程
まず、調整レートＬとなるように、イオンガン１３０の駆動状態を切り替え、イオンビームＩＢが安定するまで放置する。
次いで、シャッター装置１２０を開状態とする。これにより、イオンビームＩＢが振動子２００の所定箇所に照射され、調整レートＬに応じた速度にて振動子２００の共振周波数ｆが高くなる。次いで、振動子２００の共振周波数ｆが共振周波数ｆ０となるように、制御手段１６０からシャッター装置１２０を閉状態とする命令Ｓ”を出力し、シャッター装置１２０を閉状態とする。この際、制御手段１６０は、第２の遅延時間検出工程［Ｂ２］にて求めたΔＴ’に基づいて命令Ｓ”の出力タイミングを補正する。
以上により、振動子２００の共振周波数の調整が完了する。
このような第５実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９４】
以上、本発明の振動子の周波数調整方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、本発明に、他の任意の構成物（工程）が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、イオンビームによって振動子の質量を減少させることにより振動子の共振周波数を変更する方法について説明したが、これに限定されず、例えば蒸着によって金属粒子を振動子に付着させ、振動子の質量を増加させることにより、振動子の共振周波数を変更してもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１００……周波数調整装置
１１０……チャンバー
１２０……シャッター装置
１２１……シャッター部
１２２……駆動部
１２２ａ……本体
１２２ｂ……シャフト
１２３……連結部
１２４……振動子
１３０……イオンガン
１４０……遮蔽版
１５０……周波数測定手段
１６０……制御手段
２００、２００’……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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