KR102538003B1 - 수정 진동자 수용 케이스 - Google Patents

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가부시키가이샤 알박
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Abstract

[과제] 취출 공구를 이용하여 수정 진동자를 꺼낼 때에도 그 주면이 손상되는 것이 가급적 억제 가능하고 또 센서 헤드(Sh)의 홀더(5)에 여러 장의 수정 진동자(Cy)를 세팅할 때에도 그 작업성을 향상할 수 있는 수정 진동자 수용 케이스를 제공한다.
[해결수단] 본 발명의 수정 진동자 수용 케이스(SC)는 상면에 그 주면을 상하 방향으로 향한 수평 자세에서의 수정 진동자 수용을 가능하게 하는 복수 개의 제 1 요부(12)가 제 1 가상 원주(Vc1)상에 간격을 두고 설치된 케이스 본체 (1)와 케이스 본체에 그 위쪽에서 탈착 가능하게 장착되는 제 1 캡체(2)와 케이스 본체에 대해 제 1 캡체를 계지하는 계지 수단(16, 22)를 갖추어 케이스 본체에 제 1 캡체가 계지된 상태에서 제 1 요부에 수용된 수정 진동자의 튀어 나오는 것이 규제되도록 구성했다.

Description

수정 진동자 수용 케이스{HOUSING CASE FOR CRYSTAL OSCILLATOR}
본 발명은 진공 분위기에서의 성막 처리 중에 공진 주파수를 측정함으로써 그 표면에 성막되는 박막의 막 두께를 모니터하기 위해 이용되는 수정 진동자의 수용 케이스에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 수정 발진식 막 두께 모니터용 센서 헤드의 홀더에 간단히 수정 진동자를 셋팅(옮겨 담음)할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
예를 들어, 진공 증착법으로 성막 대상물로서의 기판에 소정의 박막을 성막 할 때 기판에 부착한 증착 재료의 막 두께를 모니터하기 위해 수정 발진식 막 두께 모니터가 일반적으로 이용된다. 이런 종류의 수정 발진식 막 두께 모니터는 예를 들면, 특허 문헌 1에서 알려져 있다. 이 제품은 센서 헤드를 갖추고 센서 헤드가 스테핑 모터(진공 펄스 모터) 등의 구동 수단을 가진 센서 헤드 본체와 복수 매의 수정 진동자가 가상 원주상에 간격을 두고 설치되어 구동 수단에 의해 회전 구동되는 홀더 등이 있다. 센서 헤드 본체로부터 홀더로 향하는 방향을 위로 하여 각 수정 진동자가 설치되는 홀더 상면에는 이를 덮도록 마스크체가 설치되어 있고, 마스크체의 소정 위치에는 1개의 수정 진동자의 주면(主面)(증착 재료가 부착되는 면)을 향하는 성막용 창이 개설되어 있다.
진공 분위기에서의 성막 처리 시에는 수정 진동자의 공진 주파수를 측정함으로써 성막용 창을 통해 수정 진동자의 주면에 성막되는 박막의 막 두께가 모니터 된다. 그리고, 예를 들면, 성막되는 박막의 막 두께가 증가하는데 따라, 측정되는 공진 주파수가 소정 범위를 넘어 변화하면, 수명이 다했다고 판단된다. 모니터에 사용되고 있는 수정 진동자가 수명이 다하면 스테핑 모터에 의해 다음의 수정 진동자와 성막용 창이 상하 방향으로 합치하는 위상까지 홀더가 회전된다. 이 조작을 반복하여, 센서 헤드의 홀더에 설치된 모든 수정 진동자가 수명을 다하면 성막 처리가 중단되며, 작업자에 의해 대기 분위기 속에서 센서 헤드 본체로부터 홀더가 분리되어 각 수정 진동자가 교환되게 된다. 이러한 수정 진동자는, 통상, 전용 수용 케이스에 수용된 상태로 운반된다.
복수 매의 수정 진동자를 수납할 수 있도록 한 수정 진동자의 수용 케이스는 예를 들어, 특허 문헌 2에 알려져 있다. 이 제품은 원통상의 케이스 본체(트레이 부분)와 케이스 본체에 그 위쪽에서 회전 가능하게 장착되는 캡체(cap body)(커버 부분)를 갖춘다. 케이스 본체의 상면 외주연부에는 원주 방향으로 소정 간격으로 복수개의 지지 슬롯(수용부)이 요설되어 있다. 그리고, 각 지지 슬롯에, 그 위쪽에서 원형의 윤곽을 가지는 수정 진동자가, 그 주면을 상하 방향과 직교하는 방향을 향한 수직 자세로 수용되어 수정 진동자가 그 외주연부 만으로 지지되도록 되어 있다.
캡체에는, 어느 쪽인가 1개의 지지 슬롯과 상하 방향으로 합치하는 슬롯 개구가 설치되어 있다. 그리고, 슬롯 개구를 통해, 지지 슬롯에 수용된 1개의 수정 진동자가 핀셋 등의 취출 공구를 이용해 꺼낼 수 있도록 되어 있다. 그러나, 상기 종래 예의 것에서는, 작업자가 취출 공구를 이용해 수정 진동자를 지지 슬롯으로부터 꺼낼 때, 주면을 포함한 수정 진동자의 표리 양면을 취출 공구로 협지(挾持)할 필요가 있으며, 취출 공구에 의해 그 표면을 손상시키기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 홀더에 복수 매(예를 들면, 12개)의 수정 진동자를 세팅하는 경우에, 각 수정 진동자를 각 지지 슬롯으로부터 꺼내면서 1매씩 세팅하는 것은 시간이 걸린다.
특허문헌 1 제 3953505호 공보 특허문헌 2 미국 특허 제 6991110호 공보
본 발명은 이상의 점을 감안하여, 취출 공구를 사용하여 수정 진동자를 꺼낼 때 그 주면이 손상되는 것을 가급적 억제할 수 있고, 또한 센서 헤드의 홀더에 복수 매의 수정 진동자를 세팅할 때에도 그 작업성을 향상할 수 있는 수정 진동자의 수용 케이스를 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 진공 분위기에서의 성막 처리 중에 공진 주파수를 측정함으로써 그 표면에 성막되는 박막의 막 두께를 모니터하기 위해 이용되는 본 발명의 수정 진동자 수용 케이스는 상면에 수정 진동자의 주면을 상하 방향으로 향한 수평 자세에서의 수정 진동자 수용을 가능하게 하는 복수 개의 제 1 요부(凹部)가 제 1 가상 원주상에 간격을 두고 설치된 케이스 본체와 케이스 본체에 그 위쪽에서 탈착 가능하게 장착되는 제 1 캡체와 케이스 본체에 대하여 제 1 캡체를 계지(係止)하는 계지 수단을 갖추고, 이 계지 수단에 의해 케이스 본체에 제 1 캡체가 계지된 상태에서 제 1 요부에 수용된 수정 진동자의 튀어 나옴(pop-out)이 규제되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 케이스 본체의 상면에 설치된 각 제 1 요부에 각 수정 진동자가 수평 자세로 각각 수용되어 있다. 따라서, 작업자가 제 1 캡체를 제거하고 제 1 요부에 수용된 1 매의 수정 진동자를 꺼낼 경우 핀셋 등의 취출 공구로 수정 진동자의 외연부를 협지할 수 있으므로 그 주면을 손상시키는 것을 가급적 억제할 수 있다. 또한, 운반 시에는 계지 수단에 의해 케이스 본체에 제 1 캡체가 계지되며, 이 상태에서는 예를 들어, 복수 개의 제 1 요부가 형성된 케이스 본체의 상면에 대치하는 제 1 캡체의 면에서 수정 진동자의 튀어 나오는 것이 규제된다. 따라서 운반 시의 진동 등으로 수정 진동자가 파손되는 문제도 발생하지 않는다. 또, 본 발명에서 「수정 진동자가 수평 자세로 수용된다」 라고 했을 경우, 케이스 본체를 수평면 상에 설치했을 때에 수정 진동자가 엄밀하게 수평면에 평행해지는 경우 뿐만 아니라, 수정 진동자가 수평면에 대하여 경사진 상태로 수용되는 경우도 포함한다.
본 발명에서는 상기 제 1 요부의 주위에 이에 연속시켜 이 제 1 요부보다 소면적의 제 2 요부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따르면 작업자가 핀셋 등의 취출 공구로 수정 진동자의 외주연부를 협지할 때 제 2 요부가 수정 진동자에 접촉하지 않도록 취출 공구의 선단 부분을 수용하는 역할을 하여 수정 진동자의 주면을 손상시키는 것을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 각 제 2 요부는 제 1 요부 주위에 대칭으로 2개를 마련할 수도 있는데, 예를 들어, 각 제 1 요부의 방사 방향(radial direction) 내측에 또는 외측에 통일해서 1개의 제 2 요부를 각각 설치하도록 해도 좋다. 이 경우 수용 케이스의 소형화를 도모하는 데는 각 제 1 요부의 방사 방향 내측에만 각 제 2 요부를 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 예를 들면, 제 2 요부를 제 1 가상 원주상에 위치시킬 수도 있고, 이 때 서로 인접한 제 1 요부가 제 2 요부를 통해 연통하도록(바꾸어 말하면, 제 1 요부와 제 2 요부가 원주 방향으로 이어진 환상의 홈으로) 구성해도 된다. 기타 제 1 요부의 직경을 취출 공구의 선단 부분을 수용할 수 있는 치수로 하고 후술할 외연부를 잘라냄으로써 제 2 요부를 형성해도 좋다.
또 본 발명에서는 상기 제 1 요부에 이 제 1 요부에 그 위쪽으로부터 안으로 들어간 수정 진동자를 그 외연부에서 지지하는 지지편이 형성된 구성을 채용할 수 있다. 이로써 운반 시의 진동 등으로 수정 진동자의 주면이나 그 이면이 손상되는 것을 억제할 수 있어 유리하다. 이 경우, 지지편에 의해 제 1 요부에 그 위쪽으로부터 안으로 들어간 수정 진동자의 수평 방향 이동이 규제되도록 해도 좋고, 다른 한편으로 제 1 요부에 그 위쪽으로부터 안으로 들어간 수정 진동자의 외연부가 지지되었을 때, 제 1 요부의 기립 벽부의 내면(또, 그 내면에 형성한 다른 요소)에서 수정 진동자의 수평 방향 이동이 규제되도록 해도 좋다.
또한, 본 발명에서는 케이스 본체에 대한 제 1 캡체를 장착하기에 앞서 케이스 본체에 그 위쪽으로부터 탈착 가능하게 장착할 수 있는 제 2 캡체를 갖추고 케이스 본체의 윗면에 대향하는 제 2 캡체의 면에 어느 하나의 제 1 요부를 마주하여 제 1 요부에 수용된 수정 진동자를 꺼낼 수 있도록 하는 취출 개구가 형성되어 있는 구성을 채용해도 좋다. 이에 따르면 제 1 요부에 수용된 한 매의 수정 진동자를 꺼낼 때, 그 이외의 제 1 요부에 수용된 각 수정 진동자는 그 튀어 나옴이 규제되는 상태로 유지할 수 있기 때문에, 작업자가 한 매의 수정 진동자를 꺼낼 때에 잘못하여 다른 수정 진동자를 파손하는 등의 불편을 피할 수가 있다.
또한, 회전 중심을 중심으로 하는 제 2 가상 원주 위에 간격을 두고 복수매의 수정 진동자가 설치되는 설치 요부를 갖춘 수정 발진식 막 두께 모니터용 센서 헤드의 홀더에 미사용 수정 진동자를 셋팅하는 경우에는 홀더가 그 수정 진동자의 설치면에 회전 중심을 지나는 축선을 가진 보스부(boss portion)가 형성된 것으로, 상기 제 1 캡체의 상면에 보스부가 감합(嵌合)하여 제 1 가상원과 제 2 가상원을 동심으로 일치시키는 감합 요부가 설치됨과 동시에 제 1 요부와 설치 요부가 상하 방향으로 합치되도록 홀더에 대한 제 1 캡부의 위상 결정을 하는 위상 결정 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따르면 센서 헤드에 설치된 모든 수정 진동자가 수명이 다하면 작업자는 센서 헤드 본체에서 홀더를 떼어내 사용이 끝난 각 수정 진동자를 홀더로부터 제거한다. 그리고 케이스 본체로부터 제 1 캡체(제 2 캡체가 있는 경우에는 제 1 및 제 2 캡체)를 떼어낸 후 홀더를 그 위쪽에서 그 보스부를 감합 요부에 감합 시키면서 케이스 본체 위에 설치한다. 이 때, 위상 결정 수단에 의해 제 1 요부와 설치 요부 부분이 상하 방향으로 합치하는 자세로 한다. 다음으로 홀더와 케이스 본체를 하나로 상하 반전시키면 제 1 요부에 수용된 각 수정 진동자가 설치 요부로 옮겨 담겨진다. 마지막으로 홀더 상의 케이스 본체를 위쪽으로 들어 올려 분리한 후 홀더가 센서 헤드 본체에 재 장착된다. 이와 같이 본 발명에서는 특별히 핀셋 등의 취출 공구를 이용하지 않고 케이스 본체에 수용되는 복수 매의 수정 진동자를 한 번의 작업으로 홀더 설치 요부로 각각 셋팅(옮겨 담음)할 수 있다. 그 결과 작업성을 이전의 예와 비교하여 비약적으로 향상시킬 수 있고 그 주면을 손상시키는 오류도 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 수정 진동자의 수용 케이스를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 수용 케이스의 제 1 요부에서 수정 진동자의 지지 상태를 확대해서 도시한 부분 사시도이다.
도 3은 제 1 캡체를 제거한 상태로 도시한 수용 케이스의 사시도이다.
도 4는 수정 진동자 막 두께 모니터의 센서 헤드의 부분 단면도이다.
도 5는 (a)및 (b)는 수용 케이스로부터 센서 헤드의 홀더에의 수정 진동자의 옮겨 담음을 설명하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 홀더에 원형 윤곽을 가진 12 매의 수정 진동자를 설치할 수 있는 센서 헤드를 가진 수정 발진식 막 두께 모니터에 적합한 것을 예로 본 발명의 수정 진동자 수용 케이스의 실시 형태를 설명한다. 이하에서 위, 아래 등의 방향을 나타내는 용어는 도 1의 자세를 기준으로 한다. 또, 수정 진동자(Cy)나, 이 수정 진동자(Cy)의 공진 주파수를 측정하기 위한 부재, 요소로서는, 공지인 것을 이용할 수 있기 때문에 구체적인 막 두께 모니터의 측정 방법을 포함해, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 1 ~ 도 3을 참조하여 (SC)는 케이스 본체(1)과 제 1 캡체(2)와 제 2 캡체 (3)를 갖춘 본 실시 형태의 수정 진동자의 수용 케이스이다. 케이스 본체 (1)는 예를 들면, 합성 수지제로, 대략 정방경의 윤곽을 가진 베이스 판부(1a)와 베이스 판부(1a)의 상면에 설치된 원통 형상의 대좌부(臺座部)(1b)로 구성된다. 대좌부 (1b)의 상면에는 그 중앙부에 위치시켜 원형의 윤곽을 가진 감합 요부 (11)가 설치되어 후술할 센서 헤드의 보스부나 캡체의 철부(凸部)를 감합시킬 수 있도록 했다. 대좌부(1b)의 상면에는 또한 수정 진동자(Cy)와 동등한 윤곽을 가지며 수정 진동자(Cy)의 주면이 상하 방향을 향하는 수평 자세로 수정 진동자(Cy)를 수용할 수 있는 제 1 요부(12)가 설치되어 있다. 제 1 요부(12)는 센서 헤드에 설치되는 수정 진동자(Cy)의 수에 일치시켜 감합 요부(11)의 공축을 중심으로 하는 제 1 가상 원주(Vc1) 상에 소정 간격으로 설치되어 있다. 이 경우 제 1 가상 원주 (Vc1)는 후술 홀더의 제 2 가상 원주 (Vc2)에 일치시켜 형성되어 있다.
제 1 요부(12)의 기립 벽부(12a)에는 도 2와 같이 그 안쪽을 향해 돌출하는 지지편(13)이 설치되어 지지편(13)에 의해 각 제 1 요부(12)에 그 위쪽으로부터 안으로 들어간 수정 진동자(Cy)가 그 외연부에서 지지되도록 하고 있다. 이 경우 지지편 (13)에 의해 수정 진동자(Cy)가 그 외연부에서 지지된 상태에서는 기립 벽부 (12a)의 내면에서 수정 진동자(Cy)의 수평 방향 이동이 규제되도록 되어 있다. 또, 지지편 (13)에서 수정 진동자(Cy)가 지지된 상태에서 수정 진동자(Cy)의 상면이 케이스 본체 (1)의 상면보다 한 단계 낮아지도록 그 높이 위치가 설치되어 있다. 대좌부(1b)의 상면에는 또한 제 1 요부(12)의 주위에 이에 연속시켜 제 1 요부(12)보다 소 직경(소면적)인 2개의 제 2 요부(14)가 대칭으로 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는 각 제 2 요부 (14)가 제 1 요부(12)의 방사 방향 내측과 방사 방향 외측과 각각 쌍을 이루도록 배치되어 있다. 또한 2개의 제 2 요부(14)를 설치하는 것을 예로 설명했는데, 이에 한정되는 것은 아니고 특별히 도시하여 설명하지 않지만, 각 제 1 요부 (12)의 방사 방향 내측에 또는 외측에 통일해서 1개의 제 2 요부(14)를 각각 설치하도록 해도 좋다. 이 경우, 수용 케이스(SC)의 소형화를 도모하는 데에는 각 제 1 요부(12)의 방사 방향 내측에만 각 제 2 요부 (14)를 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 예를 들어, 제 2 요부(14)를 제 1 가상 원주(Vc1)상에 위치시킬 수도 있고 이 때 서로 인접한 제 1 요부(12)가 제 2 요부(14)를 통해 연통하도록(바꾸어 말하면 제 1 요부(12)와 제 2 요부(14)가 원주 방향으로 이어진 환상의 홈으로) 구성해도 된다.
대좌부 (1b)의 외주면에는 방사 방향 안쪽 방향으로 움푹 파인 노치 홈(15)이 형성되며, 후술할 센서 헤드에 설치되는 핀 부재가 결합하면 센서 헤드에 대하여 케이스 본체 (1)가 위상 결정되도록 한다. 본 실시 형태에서는 이들 노치 홈과 핀 부재로 위상 결정 수단을 구성하도록 하였다. 안쪽 뚜껑 역할을 하는 제 2 캡체(3)는 원반 형태의 덮개판부(3a)와 덮개판부(3a)의 외연부로부터 입설시킨 통형태의 주벽부(3b)를 갖춘 합성 수지제이다. 덮개판부(3a)의 중앙부에는 도 3과 같이 케이스 본체 (1)의 감합 요부(11)에 감합 가능한 철부(31)가 형성되었고, 덮개판부(3a)를 위쪽으로 하여 케이스 본체 (1)의 대좌부(1b) 위쪽으로부터 철부(31)를 감합 요부(11)에 끼우면서 대좌부 (1b)에 착탈 가능하게 장착할 수 있도록 되어 있다. 이 경우, 철부(31)를 감합 요부(11)에 감합한 상태에서 제 2 캡체(3)의 감합 요부(11)의 공축 회전을 저해하지 않도록 제 2 캡체(3)의 외형이 설정되어 있다. 제 2 캡체(3)의 덮개판부(3a)에는 또한 제 1 요부(12)와 제 2 요부(14)를 함께 윤곽을 가진 취출 개구(32)가 개설되었으며, 대좌부(1b)로의 장착 상태로 각 제 1 요부(12)에 수용된 수정 진동자(Cy)가 마주하도록 되어 있다.
바깥쪽 두껑 역할을 하는 제 1 캡체(2)는 제 2 캡체(3)와 동일하게 원반 형태의 덮개판부(2a)와 덮개판부(2a)의 외연부로 입설시킨 통 형상의 주벽부(2b)를 갖춘 합성 수지제이다. 덮개판부(2a)의 중앙부에는 제 2 캡체(3)가 존재할 때에는 철부(31)의 안쪽 방향 공간에, 제 2 캡체 (3)이 존재하지 않을 때에는 케이스 본체 (1)의 감합 요부 (11)에 감합 가능한 철부 (21)가 형성되었다. 그리고, 덮개판부 (2a)를 위쪽으로 하고 케이스 본체 (1)의 대좌부(1b) 위쪽으로부터 철부(21)를 감합 요부(11)나 제 2 캡체(3)의 철부(31) 안쪽 방향 공간에 끼우면서 대좌부 (1b)에 탈착 가능하게 장착되어 대좌부 (1b)의 윗면 및 주벽을 덮도록 되어 있다.
주벽부 (2b)의 하단부에는 그 바깥쪽 방향을 향해 돌출시킨 돌조(22)가 설치되어 있으며, 베이스 판부 (1a)의 상면에는 돌조(22)를 계지하는 복수개의 계지 돌기(16)가 설치되어 있다. 그리고 덮개판부(2a)를 위쪽으로 하고 케이스 본체 (1)의 대좌부(1b) 위쪽에서 제 1 캡체(2)를 케이스 본체 (1)의 주벽부 (2b)에 장착하고 제 1 캡체(2)를 아래쪽으로 향하게 누르면 돌조(22)가 계지 돌기(16)에 계지된다. 이 상태에서는 제 2 캡체(3)가 존재할 때에는 제 1 캡체(2)의 덮개판부(2a)가 제 2 캡체(3)의 덮개판부(3a)를 주벽부(2b)의 상면을 향하여 압압함으로써 이 덮개판부(3a)의 내면을 통해, 또는 제 2 캡체(3)가 존재하지 않을 때에는 케이스 본체 (1)의 윗면에 대향하는 제 1 캡체(2)의 덮개판부(2a)의 내면에서 제 1 요부(12)에 수용된 수정 진동자(Cy)의 튀어 나오는 것이 규제된다. 이하에 도 4 및 도 5도 참조하여 수용 케이스 (SC)에 수용된 각 수정 진동자(Cy)의 수정 발진식 막 두께 모니터의 센서 헤드(Sh)로의 셋팅 순서를 설명한다.
수정 발진식 막 두께 모니터의 센서 헤드(Sh)는 도 4와 같이 스테핑 모터 (Sm)가 그 내부에 배치됨과 동시에 전극(41)이 설치된 센서 헤드 본체 (4)와 복수의 수정 진동자(Cy)가 설치되어 스테핑 모터(Sm)에 의해 회전 구동되는 홀더(5)와 각 수정 진동자(Cy)가 설치되는 홀더(5)의 상면을 덮도록 센서 헤드 본체(4)에 설치됨과 동시에 임의의 1개의 수정 진동자 (Cy)가 마주하는 성막용 창(61)이 개설된 마스크(6)를 갖춘다.
홀더(5)는 스테핑 모터(Sm)의 회전축(Ar)(회전 중심)을 중심으로 하는 제 2 가상 원주(Vc2) 상에 소정 간격으로 12개의 수정 진동자(Cy)가 설치되는 설치 요부(51)를 갖춘 스테인리스강 제의 유지판부(5a)와 유지판부(5a)의 하면에 일체로 고정된 불소 수지제의 링판부(5b)를 가지며 센서 헤드 본체4의 소정 위치에 착탈 가능하게 설치되었다. 또한, 유지판부 (21)의 상면(수정 진동자 (Cy)의 설치면)에는 또한 회전 중심을 지나는 축선을 가진 보스부(52)가 형성됨과 동시에 그 주위의 소정 위치에는 핀 부재(53)가 입설되어 있다. 또 유지판부(5a)에는 설치 요부(51)에 각각 수납된 수정 진동자(Cy)로 도통하는 날개형 전극(54)이 보유되고, 날개형 전극(54)이 전극(41)에 당접하여 도통하도록 되어 있다. 여기서 설명한 센서 헤드(Sh)는 일례에 관련된 것으로 제 2 가상 원주(Vc2)상에 소정 간격으로 수정 진동자(Cy)가 설치되는 복수 개의 설치 요부(51)를 갖춘 공지 사항을 이용할 수 있기 때문에 더 이상의 설명은 생략한다.
수용 케이스 (SC)는 각 제 1 요부(12)에 미사용의 수정 진동자(Cy)가 그 주면을 위쪽(또는 아래쪽)으로 하여 각각 수용된 상태이며, 덮개판부(3a)의 철부(31)를 케이스 본체 (1)의 감합 요부(11)에 감합시키면서 제 2 캡체 (3)가 장착된 후 덮개판부(2a)의 철부(21)를 제 2 캡체 (3)의 철부(3)의 안쪽 방향 공간에 감합시킴과 동시에 돌조(22)를 계지 돌기(16)에 계지시키고 제 1 캡체(2)가 장착된 상태로 수용 케이스(SC)가 운반된다. 작업자가 홀더(5)에 셋팅된 수정 진동자(Cy)를 교환할 경우, 센서 헤드 본체(4)로부터 홀더(5)를 분리하여 사용이 끝난 각 수정 진동자(Cy)를 홀더로부터 제거한다. 수용 케이스(SC)에서는 케이스 본체 (1)부터 제 1 캡체(2), 제 2 캡체(3)의 순서로 이들이 분리된 후, 수정 진동자(Cy)를 수용하는 제 1 요부(12)가 연직 방향 위쪽을 향하는 자세로 케이스 본체 (1)을 예를 들면, 수평인 테이블(도시하지 않음) 위에 설치된다. 구체적으로는 케이스 본체 (1)로부터 제 1 캡체(2)를 분리할 경우, 작업자는 주벽부 (2b)의 외면을 손가락으로 눌러, 돌조(22)를 계지 돌기(16)와의 계지 위치보다 그 안쪽 방향(제 1 가상 원주(Vc1)의 중심 방향)으로 제 1 캡체(2)의 주벽부(2b)를 변형시켜 계지 불능 상대 위치로 하고, 그 후 더욱 위쪽(케이스 본체 (1)와 제 1 캡체(2)의 상대 위치에서 이간 방향)으로 변형시켜 계지 돌기(16)의 위쪽 위치까지 돌조(22)를 이동시킨 후, 작업자의 손가락에 의한 주벽부 (2b)에 대해 가해지는 그 변형력을 천천히 해제한다.
만약 복수 개의 계지 돌기(16) 중 하나에 대해서만 상기 작업을 했다고 하면, 해제를 실시한 계지 돌기(16)의 양 옆 돌조(22)와 계지 돌기(16)와는 계지 돌기된 상태이기 때문에 손가락에 변형력을 천천히 해제했을 때 대응하는 해당 돌조(22)의 위치는 계지 돌기(16)의 외주면상 위쪽 부근에서 안정된다. 이 작업을 반복하여 모든 돌조(22)를 각 계지 돌기(16)와의 계지 위치에서 다른 위치로 동작 시킴으로써 케이스 본체 (1)로부터 제 1 캡체(2)가 계지 위치로부터 이탈 가능해진다. 또한 작업자의 손가락에 의해 제 1 캡체(2)를 변형시켜 양자의 계지를 해제하기 때문에 변형력이 충격적으로 해제되는 경우가 있다. 이 충격은 케이스 본체 (1)로부터 제 1 요부(12)에 수용되는 수정 진동자(Cy)로 전달되어 이탈하고 제 1 요부(12)로부터 수정 진동자(Cy)가 일탈하는 상황이 되는 원인이 되지만, 제 2 캡체(3)는 제 1 캡체(2)에 의해 정규 위치에 계지된 상황이므로 일탈이 방지되고 있다.
한편, 케이스 본체 (1)에 대한 제 1 캡체(2)의 계지 방법을 다음과 같이 할 수 있다. 즉, 특별히 도시하여 설명하지 않는데, 예를 들어, 제 1 캡체(2)의 주벽부(2b) 내면과 케이스 본체 (1)의 대좌부(1b)의 외면 중 어느 한쪽에 나선구를 형성함과 동시에 다른 한편에 나선구에 나사 결합하는 돌기 (또는 돌조)를 형성하고, 또는 제 1 캡체 2의 주벽부(2b) 내면과 케이스 본체 (1)의 대좌부(1b) 외주와의 쌍방을 위쪽에서 보았을 때 타원으로 함으로써, 쐐기(wedge) 물리 법칙을 이용한 계지 방법으로 할 수 있다. 이를 통해 케이스 본체 (1)와 제 1 캡체(2)의 상대 회전에서 쐐기에 의한 고정과 이탈이 가능해진다. 쐐기 고정으로부터 이탈 시 다소 충격 발생이 예상되지만, 각 돌조(22)와 각 계지 돌기(16)의 이탈 방향이 수정 진동자(Cy)에 대하여 상하 방향인 것에 비하여 회전에 의한 이탈에 의한 충격은 가상 원주 방향이며, 제 1 요부(12)의 기립 벽부(12a)가 그 충격을 받아들일 수 있는 구조이므로 제 2 캡체(3)가 불필요하다. 그리고 사용이 끝난 각 수정 진동자 (Cy)가 제거된 홀더(5)를 케이스 본체 (1)의 위쪽으로부터 그 보스부(52)를 감합 요부(11)에 감합 시키면서 케이스 본체 (1) 위에 배치한다(도 5(a) 참조). 이 때 케이스 본체 (1)의 홈(15)에 핀 부재(53)를 삽입시킴으로써 케이스 본체 (1)에 대해 홀더(5)가 위상 결정되어 제 1 가상원과 제 2 가상원을 동심으로 일치시키는 각 제 1 요부(12)와 각 설치 요부(51)가 상하 방향으로 일치하는 자세가 된다.
다음으로, 작업자는 홀더(5)와 케이스 본체 (1)을 테이블로부터 들어 올린 후 일체로 상하 반전시킨다. 이렇게 되면 제 1 요부(12)에 수용된 각 수정 진동자(Cy)가 홀더(5)의 설치 요부(51)로 옮겨 담겨진다. 이 때 설치 요부(51)와 기립 벽부(12a)에 의한 수정 진동자(Cy)의 규제 범위가 대략 일치하고, 동시에 복수의 기립 벽부(12a)에 대응하는 설치 요부(51) 벽면부의 간극은 수정 진동자(Cy)의 두께 이하가 되는 치수 공차로 케이스 본체 (1)이 제작된다(상기 치수 공차로 케이스 본체 (1)이 제작되지 않았서, 해당 간극으로 수정 진동자 교체(Cy)가 빠져서 옮겨 담지 못할 우려가 있다). 또한 기립 벽부(12a)에 의한 규제는 원형의 수정 진동자(Cy)의 위치 범위를 규제하는 의미에서는 3점(3개의 기립 벽면) 이상이면 규제할 수 있으므로 제 1 요부(12)의 단면 형상은 원형일 필요는 없다. 특별히 도시해서 설명하지 않지만, 예를 들어, 복수의 제 1 요부(12)의 전부를 서로 연통시킨 환형의 홈으로 하여, 제 1 요부(12)에 있는 그 외연부의 지지편에서 수정 진동자(Cy)의 제 1 가상원(Vc1) 상의 이동 방향만을 규제하는 구성으로 실현하는 것도 가능하다. 이 경우 환형의 홈을 구성하는 내외원이 동심해야 하는 것이 조건(동작 허가 조건을 모방함으로써)이므로 지지편에 의한 규제는 이 두 가지 방향이 규제되도록 구성해야 한다. 또한, 별도 구성으로 환형의 홈을 구성하는 외원과 내원을 이것에 설치하려는 수정 진동자(Cy)의 수에 따라 등각도 분할한(소위, 케이크 컷(cake cut)) 형상으로 복수의 제 1 요부(12)로 할 수도 있다(이때 중심측은 개방으로, 외원만 규정된 도넛의 등각도 분할로 할 수 있다). 이 경우는 3점에 의한 위치 규제가 되는, 수정진동자(Cy)의 원에 겹치지 않는 제 1 요부(12)의 잔부 부분은 그대로 제 2 요부로서 사용할 수 있다.
마지막으로, 홀더(5)로부터 케이스 본체 (1)를 위쪽으로 들어 올린 후 이 자세 그대로 홀더(5)가 센서 헤드 본체(4)에 다시 장착된다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 특별히 핀셋 등의 취출 공구(도시하지 않음)를 이용하지 않고 케이스 본체 (1)에 수용되는 12 매의 수정 진동자(Cy)를 한 번의 작업으로 홀더(5)의 설치 요부(51)로 각각 세팅할 수 있다. 그 결과 작업성을 이전의 예와 비교하여 비약적으로 향상시킬 수 있고 그 주면을 손상시키는 오류도 발생하지 않는다. 한편, 작업자가 수용 케이스(SC)의 한 장의 수정 진동자(Cy)만을 교환하는 경우에는 케이스 본체 (1)로부터 제 1 캡체(2)를 떼어낸다. 그리고 제 2 캡체(3)를 감합 요부(11)의 공축 주위에 적절히 회전시켜 미사용의 수정 진동자(Cy)가 수용된 제 1 요부(12)와 취출 개구(32)를 상하 방향으로 합치시킨다. 이 상태에서 핀셋 등 취출 공구의 선단 부분을 제 2 요부(14)에 삽입시킨 후 수정 진동자(Cy)의 외주연부를 협지하여 제 1 요부(12)로부터 꺼낸다. 그리고 취출 공구로 협지한 상태에서 홀더(5)의 설치 요부(51) 등에 세팅한다.
이상의 실시 형태에 따르면 케이스 본체 (1)의 상면에 설치된 각 제 1 요부 (12)에 각 수정 진동자(Cy)가 수평 자세로 각각 수용되어 있기 때문에, 작업자가 제 1 캡체(2)를 제거하고 제 2 캡체(3)의 취출 개구(32)를 통해 제 1 요부(12)에 수용된 1 매의 수정 진동자(Cy)를 꺼내는 경우, 제 2 요부(14)가 수정 진동자(Cy)에 접촉하지 않도록 취출 공구의 선단 부분을 수용하는 역할을 함과 동시에 취출 공구로 수정 진동자(Cy)의 외주연부를 협지가 가능하므로 그 주면의 흠집을 가급적 억제할 수 있다. 또한, 운반 시에는 케이스 본체 (1)에 제 1 캡체(2)가 계지되고, 이 상태에서는 케이스 본체 (1)의 상면에 대치하는 제 1 캡체(2) 및 제 2 캡체 (3)의 면에서 수정 진동자(Cy)의 튀어 나옴이 규제된다. 따라서 운반 시의 진동 등으로 수정 진동자(Cy)가 파손되는 등의 문제도 발생하지 않는다. 또한 제 1 요부(12)에 그 위쪽으로부터 안으로 들어간 수정 진동자(Cy)는 지지편(13)에 의해 그 외연부에서 지지되고 있기 때문에 운반시의 진동 등으로 수정 진동자(Cy)의 주면이나 그 이면이 손상되는 것을 억제할 수 있다. 그 밖에 제 2 캡체(3)를 가짐으로써 제 1 요부(12)에 수용된 1 매의 수정 진동자(Cy)를 꺼낼 때, 그 이외의 제 1 요부(12)에 수용된 각 수정 진동자(Cy)는 그 튀어 나옴이 규제되는 상태로 유지할 수 있기 때문에 작업자가 1 매의 수정 진동자(Cy)를 꺼낼 때 실수로 다른 수정 진동자(Cy)를 파손하는 불편을 회피할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술 사상의 범위를 일탈하지 아니하는 한, 여러 가지 변형이 가능하다. 상기 실시 형태에서는 1장씩 수정 진동자(Cy)를 꺼내는 경우를 상정하여 제 2 캡체(3)를 갖춘 것을 예로 설명했는데, 수용 케이스(SC)를 특정의 수정 발진식 막 두께 모니터의 센서 헤드의 홀더 전용으로 하는 경우에는 제 2 캡체(3)를 생략하는 것도 가능하다. 또한 상기 실시 형태에서는 계지 수단을 돌조(22)와 계지 돌기(16)으로 구성하는 것을 예로 들어 설명했는데, 케이스 본체 (1)에 제 1 캡체(2)를 장착했을 때 제 1 요부 (12)에 수용된 수정 진동자(Cy)의 튀어 나오는 것이 규제되는 상태를 유지할 수 있다면 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 실시 형태에서는 홀더(5)에 비치되어 있는 보스부(52)와 핀 부재(53)를 이용하여 홀더(5)에 대해서 케이스 본체 (1)이 위치 결정 및 위상 결정되도록 한 것을 예로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 주지의 위치 결정 및 위상 결정 수단을 이용할 수도 있다.
Cy… 수정 진동자
Sc… 수정 진동자의 수용 케이스
Sh… 센서 헤드
Vc1… 제 1 가상 원주
Vc2… 제 2 가상 원주
1… 케이스 본체
11… 감합 요부
12… 제 1 요부
13… 지지편
14… 제 2 요부
15… 노치 홈 (위상 결정 수단)
16… 계지 돌기(계지 수단)
2 … 제 1 캡체(cap body)
22 … 돌조(계지 수단)
3 … 제 2 캡체
32 … 취출 개구
5 … 홀더
51… 설치 요부
52… 보스부
53… 핀 부재(위상 결정 수단)

Claims (5)

  1. 진공 분위기에서의 성막 처리 중 공진 주파수를 측정함으로써 그 표면에 성막되는 박막의 막 두께를 모니터하기 위해 이용되는 수정 진동자의 수용 케이스에 있어서,
    상면에 수정 진동자의 주면을 상하 방향으로 향한 수평 자세에서의 상기 수정 진동자 수용을 가능하게 하는 복수 개의 제 1 요부(凹部)가 제 1 가상 원주상에 간격을 두고 설치된 케이스 본체와 상기 케이스 본체에 그 위쪽에서 탈착 가능하게 장착되는 제 1 캡체(cap body)와 상기 케이스 본체에 대해 상기 제 1 캡체를 계지하는 계지 수단을 갖추고, 상기 계지 수단에 의해 상기 케이스 본체에 상기 제 1 캡체가 계지된 상태에서 상기 제 1 요부에 수용된 상기 수정 진동자의 튀어 나옴(pop-out)이 규제되도록 구성되고,
    상기 계지 수단은 상기 제 1 캡체와 상기 케이스 본체 중 어느 한쪽에 설치되는 돌조와, 상기 제 1 캡체와 상기 케이스 본체 중 어느 다른 쪽에 설치되는 복수개의 계지 돌기를 가지며,
    상기 제 1 요부의 주위에 이것에 연속시켜 상기 제 1 요부보다 소면적의 제 2 요부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 수정 진동자의 수용 케이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 요부에 상기 제 1 요부에 그 위쪽으로부터 안으로 들어간 상기 수정 진동자를 그 외연부에서 지지하는 지지편이 형성된 것을 특징으로 하는, 수정 진동자의 수용 케이스.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스 본체에 상기 제 1 캡체를 장착하기에 앞서 상기 케이스 본체에 위쪽으로부터 탈착 가능하게 장착할 수 있는 제 2 캡체를 갖추고 상기 케이스 본체의 상면에 대향하는 상기 제 2 캡체의 면에, 어느 하나의 상기 제 1 요부를 마주하여, 상기 제 1 요부에 수용된 상기 수정 진동자를 꺼낼 수 있도록 하는 취출 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 수정 진동자의 수용 케이스.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 수정 진동자의 수용 케이스에 있어서,
    회전 중심을 중심으로 하는 제 2 가상 원주상에 간격을 두고 복수개의 수정 진동자가 설치되는 설치 요부를 갖춘 수정 발진식 막 두께 모니터용 센서 헤드의 홀더에 미사용 수정 진동자를 세팅할 수 있도록 한 것으로,
    홀더는 그 수정 진동자의 설치면에 회전 중심을 지나는 축선을 가진 보스부(boss portion)가 형성된 것으로, 상기 제 1 캡체의 상면에 보스부가 감합(嵌合)하여 제 1 가상원과 제 2 가상원을 동심으로 일치시키는 감합 요부가 설치됨과 동시에 제 1 요부와 설치 요부가 상하 방향으로 합치되도록 홀더에 대한 제 1 캡부의 위상 결정을 하는 위상 결정 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 수정 진동자의 수용 케이스.
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