CN106574833A - 膜厚传感器的诊断方法以及膜厚监视器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种膜厚传感器的诊断方法以及膜厚监视器，以能够对石英晶体谐振器进行准确的寿命判定。本发明的一个方式所涉及的膜厚传感器的诊断方法是具有石英晶体谐振器(20)的膜厚传感器(14)的诊断方法,其中，使安装在传感器头上的石英晶体谐振器(20)振荡,测定石英晶体谐振器(20)的振荡频率的变化率的变动幅度,当上述变动幅度超过规定值时，判定为石英晶体谐振器(20)无法使用。

Description

膜厚传感器的诊断方法以及膜厚监视器

技术领域

本发明涉及一种具有谐振器的膜厚传感器的诊断方法以及膜厚监视器。

背景技术

现有技术中,在真空蒸镀装置等成膜装置中,为了测定在基板上成膜的膜厚和成膜速度，使用这样一种技术：利用石英晶体谐振器(quartz-crystal：石英晶体谐振器/又称石英晶体/俗称晶振)来计测微小的质量变化的方法(QCM：Quartz CrystalMicrobalance)。该方法利用被配置在腔室内的石英晶体谐振器的如下特性：其振荡频率(oscillation frequencies)由于蒸镀物的沉积带来的质量增加而降低。因此,能够通过测定石英晶体谐振器的振荡频率的变化，来测定膜厚和成膜速度。

另一方面,在通过QCM来进行膜厚测定时,若石英晶体谐振器上形成了较厚的薄膜，由于膜的剥离和内部应力的积聚，石英晶体谐振器的振荡会变得不稳定，或者偏离频率测定范围。在该状态下,由于已经无法进行准确的膜厚测定，因此，在发生上述现象的时间点，判断为该石英晶体谐振器达到使用寿命，需要切换至新的石英晶体谐振器。

例如，在专利文献1中,记载了一种具有如下结构传感器头：其收装有支承多个石英晶体谐振器的支架，且该支架可旋转，当石英晶体谐振器的振荡频率超出规定的允许变动幅度时，判断为该石英晶体谐振器达到使用寿命,通过使支架旋转,来切换至新的石英晶体谐振器(专利文献1、[0023]段)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利授权公报特许第3953301号

在这种膜厚传感器中,在成膜材料为金属材料的情况下和成膜材料为有机物材料的情况下，石英晶体谐振器的振荡频率的变化明显不同。

例如,在金属膜的情况下，随着膜附着量的增加，石英晶体谐振器的振荡频率逐渐降低，当到达规定频率时，振荡频率突然发生较大的变化。因而，在确认振荡频率的突变之前，能够比较稳定地测定膜厚，因此，能够在振荡频率发生突变的阶段，判断为该石英晶体谐振器是无法使用的状态(即，达到使用寿命)。

与此相对，在有机膜的情况下，随着膜附着量的增加,在石英晶体谐振器的振荡频率降低的同时，频率的变动大到已经无法进行稳定的膜厚测定。因此，使有机膜成膜时，与使金属膜成膜时相比较，能够测定的膜厚量非常少。因此,为了实施稳定的成膜处理，必需要准确地判定石英晶体谐振器的使用寿命。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种膜厚传感器的诊断方法以及膜厚监视器,以能够对石英晶体谐振器进行准确的使用寿命判定。

本发明的一个方式所涉及的膜厚传感器的诊断方法是一种具有石英晶体谐振器的膜厚传感器的诊断方法，其中包含使安装在传感器头上的石英晶体谐振器振荡的步骤。

测定上述石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的变动幅度。

当上述变动幅度超过规定值时，判定为上述石英晶体谐振器无法使用。

膜厚和成膜速率同石英晶体谐振器的振荡频率的变化率成正比。因此,成膜速率稳定地推移意味着石英晶体谐振器的振荡频率的变化率稳定。另一方面,当石英晶体谐振器接近使用寿命时，石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的变动幅度变大。因此，在上述诊断方法中,通过根据石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的变动幅度(即，振荡频率的每次采样的差分)判定石英晶体谐振器是否达到使用寿命，来进行石英晶体谐振器的准确的使用寿命判定。据此，能够即刻检测出石英晶体谐振器的使用寿命，由此能够预防由于石英晶体谐振器达到使用寿命而造成的膜厚控制的恶化等。

上述变动幅度的规定值相当于石英晶体谐振器的使用寿命判定(能否使用的判定)的基准值，能够根据目的适当地设定。上述规定值例如可以为视为达到使用寿命的数值，也可以为视为达到该使用寿命之前的规定数值。或者,上述规定值也可以根据变动幅度的大小，分级设定多个。

当判定为石英晶体谐振器达到使用寿命(无法使用)时，可以向用户发出催促更换谐振器的警报(例如,显示在画面上、蜂鸣器发生声音、灯发光),也可以在膜厚传感器具有多个石英晶体谐振器时，自动地执行向新的石英晶体谐振器切换的控制。

上述变动幅度的测定可以在成膜时进行，也可以在非成膜时进行。正常的石英晶体谐振器(未达到使用寿命的谐振器,以下亦相同。)的振荡频率的变化率的变动幅度在成膜中和非成膜中均稳定。因此,能够根据成膜时或非成膜时测定到的上述变动幅度,来进行石英晶体谐振器的使用寿命判定。

在测定上述变动幅度的工序中,测定一定期间的上述振荡频率的变化率的变动幅度的标准偏差。据此,能够减少运算负荷，并且迅速取得判定结果。采样点没有特别的限定，能够自由地设定。

本发明的一个方式所涉及的膜厚监视器具有传感器头和测定单元。

上述传感器头具有支架和壳体，其中，支架支承第1石英晶体谐振器和第2石英晶体谐振器，壳体收装上述支架，并且上述支架能够旋转。

上述测定单元构成为：分别测定上述第1石英晶体谐振器和第2石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的变动幅度，将所述变动幅度超过规定值的石英晶体谐振器判定为无法使用。

上述壳体典型的情况是具有窗口部。上述窗口部与上述第1石英晶体谐振器相向而形成,构成为蒸镀物质能够通过。上述测定单元构成为：当上述第1石英晶体谐振器被判定为达到使用寿命时，使上述支架旋转至使上述第2石英晶体谐振器与上述窗口部相向的位置。

据此,能够将膜厚测定用的谐振器从第1石英晶体谐振器自动地向第2石英晶体谐振器切换。

根据本发明,能够进行石英晶体谐振器的准确的使用寿命判定。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的成膜装置的概略剖视图。

图2是表示上述成膜装置中的测定单元的一个结构例的概略框图。

图3是表示开始成膜后成膜速率发生较大的变动而导致无法监视时的测定数据的一个例子的实验结果。

图4是表示成膜中和未成膜中(基板更换中)的石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的一个例子的实验结果。

图5是图4中的未成膜时的测定数据的局部放大图。

图6是图4中的成膜时的测定数据的局部放大图。

图7是表示判定为达到使用寿命的石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的一个实验结果。

图8是表示本发明的一个实施方式所涉及的膜厚监视器的概略结构图。

图9是表示成膜装置的动作步骤的图，其中包含上述膜厚监视器的一个动作例。

具体实施方式

下面,参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

<第1实施方式>

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的成膜装置的概略剖视图。本实施方式的成膜装置10构成为真空蒸镀装置。

成膜装置10具有：真空腔11；蒸镀源12,其被配置在真空腔11的内部；载置台(stage)13,其与蒸镀源12相向；和膜厚传感器14,其被配置在真空腔11的内部。

真空腔11连接着真空排气系统15，构成为能够将内部维持在规定的减压环境。

蒸镀源12构成为能够使蒸镀材料产生蒸气(粒子)。在本实施方式中,蒸镀源12构成如下这样的蒸发源：与电源单元18电连接，对有机材料(Alq3(三(8-羟基喹啉)铝))进行加热而使其蒸发，而使其放出有机材料粒子。蒸发源的种类没有特别的限定，能够应用电阻加热式、感应加热式、电子束加热式等各种方式。蒸发材料可以是上述以外的有机材料，也可以是金属材料、金属化合物材料等。

载置台13构成为：能够保持半导体晶片和玻璃基板等作为成膜对象的基板W，使其朝向蒸镀源12。

膜厚传感器14(传感器头)内置具有规定的基频(本征频率)的石英晶体谐振器,如后述那样,构成传感器头，该传感器头用于测定沉积在基板W上的有机膜的膜厚和成膜速率。上述石英晶体谐振器例如使用温度特性比较优异的AT切石英晶体谐振器,上述规定的基频典型的情况为5～6MHz,在本实施方式中为5MHz。膜厚传感器14位于真空腔11的内部,被配置在与蒸镀源12相向的位置。膜厚传感器14典型的情况是配置在载置台13的附近。

膜厚传感器14的输出被向测定单元17(膜厚控制装置)供给。测定单元17根据石英晶体谐振器的振荡频率的变化，测定上述膜厚和成膜速率，并且控制蒸镀源12，以使得该成膜速率为规定值。膜厚传感器14和测定单元17构成本发明所涉及的“膜厚监视器”。

由于QCM的吸附而造成的频率变化和质量载荷的关系使用以下的式(1)所示的Sauerbrey式。

【公式1】

在式(1)中,ΔF_s表示频率变化量,Δm表示质量变化量,f₀表示基频,ρ_Q表示石英晶体的密度,μ_Q表示石英晶体的剪切应力,A表示电极面积,N表示常数。

成膜装置10还具有遮挡门16。遮挡门16被配置在蒸镀源12和载置台13之间，构成为能够敞开或切断蒸镀粒子从蒸镀源12到载置台13和膜厚传感器14的入射路径。

遮挡门16的开闭通过未图示的控制单元来控制。典型的情况是，蒸镀开始时遮挡门16封闭，直到蒸镀源12中蒸镀粒子的放出稳定为止。然后,当蒸镀粒子的放出稳定时，敞开遮挡门16。据此,来自蒸镀源12的蒸镀粒子到达载置台13上的基板W上，开始对基板W的成膜处理。同时,来自蒸镀源12的蒸镀粒子到达膜厚传感器14,在测定单元17中监视基板W上的蒸镀膜的膜厚及其成膜速率。

接着,对测定单元17进行说明。

图2是表示测定单元17的一个结构例的概略框图。测定单元17具有振荡电路41、测定电路42和控制器43。

振荡电路41使膜厚传感器14的石英晶体谐振器20振荡。测定电路42用于测定从振荡电路41输出的石英晶体谐振器20的振荡频率。控制器43通过测定电路42在每单位时间取得石英晶体谐振器20的振荡频率,计算蒸镀材料粒子向基板W上的成膜速率和沉积在基板W上的蒸镀膜的膜厚。控制器43进一步控制蒸镀源12,以使得成膜速率成为规定值。

测定电路42具有混频电路51、低通滤波器52、低频计数器53、高频计数器54和基准信号生成电路55。从振荡电路41输出的信号被输入高频计数器54,首先,测定振荡电路41的振荡频率的概略值。由高频计数器54测定到的振荡电路41的振荡频率的概略值被向控制器43输出。控制器43使基准信号生成电路55以与测定到的概略值接近的频率的基准频率(例如，5MHz)振荡。以该基准频率振荡的频率的信号和从振荡电路41输出的信号被输入混频电路51。

混频电路51将所输入的两种信号混频，经由低通滤波器52向低频计数器53输出。在此,当设从振荡电路41输入的信号为cos((ω+α)t),从基准信号生成电路输入的信号为cos(ωt)时,在混频电路51内生成由式子cos(ωt)·cos((ω+α)t)表示的交流信号。该式为将cos(ωt)和cos((ω+α)t)相乘的形式,由该式子表示的交流信号等于由cos((2·ω+α)t)表示的高频分量的信号和由cos(αt)表示的低频分量的信号之和。

由混频电路51生成的信号被输入低通滤波器52,除去高频分量的信号cos((2·ω+α)t),只将低频分量的信号cos(αt)输入低频计数器53。即,向低频计数器53输入频率为绝对值|α|的低频分量信号，该低频分量信号是振荡电路41的信号cos((ω+α)t)和基准信号生成电路55的信号cos(ωt)的差值。

低频计数器53测定该低频分量信号的频率,并将该测定值向控制器43输出。控制器43根据由低频计数器53测定到的频率和基准信号生成电路55的输出信号的频率,计算振荡电路41所输出的信号的频率。具体而言，当基准信号生成电路55的输出信号的频率小于振荡电路41的输出信号的频率时，对振荡电路41的输出信号加上低频分量信号的频率，反之则减掉低频分量信号的频率。

例如,当通过高频计数器54测定到的振荡电路41的振荡频率的测定值超过5MHz,使基准信号生成电路55以5MHz的频率振荡时，基准信号生成电路55的振荡频率比振荡电路41的实际的振荡频率低。因此,为了求出实际的振荡电路41的振荡频率，将由低频计数器53求得的低频分量信号的频率|α|与基准信号生成电路55的设定频率5MHz相加即可。若低频分量的频率|α|为10kHz，则振荡电路41的准确的振荡频率为5.01MHz。

低频计数器53的分辨率虽然存在上限，但可以为了测定上述差值的频率|α|而设定该分辨率,因此，与以相同的分辨率来测定振荡电路41的振荡频率时相比较，能够进行准确的频率测定。

另外,基准信号生成电路55的振荡频率通过控制器43来控制，由于能够将振荡频率设定为使上述差值的频率|α|小于规定值，因此，能够有效地运用低频计数器53的分辨率。所求得的频率值被存储在控制器43中。控制器43根据所求得的频率值，使用上述式(1)所示的运算式,计算沉积在基板W上的蒸镀材料的膜厚和成膜速率。

控制器43典型的情况是能够通过CPU(Central Processing Unit)、RAM(RandomAccess Memory)、ROM(Read Only Memory)等在计算机中使用的硬件结构要素和所需的软件来实现。也可以代替CPU或者除了CPU之外，使用FPGA(Field Programmable Gate Array)等PLD(Programmable Logic Device)、或者DSP(Digital Signal Processor)等。

[石英晶体谐振器的使用寿命判定]

另外,这种膜厚传感器在使有机膜成膜时，随着膜附着量的增加，石英晶体谐振器的振荡频率逐渐降低，同时，频率的变动大到已经无法进行稳定的膜厚测定的程度。因而，当使有机膜成膜时，与使金属膜成膜时相比较,能够测定的膜厚量非常少。因此,为了实施稳定的成膜处理，必需要准确地判定石英晶体谐振器的使用寿命。

另一方面,作为判定石英晶体谐振器的使用寿命(更换时期)的方法,已知有测定石英晶体谐振器的等效电阻的方法。该方法为，在等效电阻超过规定值时视为石英晶体谐振器达到使用寿命，例如,基频5MHz的石英晶体谐振器中的上述规定值为20Ω。另外,还已知有测定在石英晶体谐振器中流动的电流的方法,由于施加给石英晶体谐振器的电压是固定的，因此，该方法与测定石英晶体谐振器的等效电阻同义。

然而,根据本发明者的实验确认，石英晶体谐振器的等效电阻同石英晶体谐振器的不良和使用寿命无关。图3表示开始成膜后成膜速率发生较大的变动而导致无法进行监视时的测定数据的一个例子。当测定此时的石英晶体谐振器的等效电阻时其等效电阻为15.2Ω,在可以视为正常(20Ω以下)的范围内。

在本实施方式中,在判定石英晶体谐振器的使用寿命(更换时期)时，不以石英晶体谐振器的等效电阻为基准，而以该振荡频率的变化率的变动幅度为基准。即，本实施方式所涉及的膜厚传感器的诊断方法中，使石英晶体谐振器20振荡,测定石英晶体谐振器20的振荡频率的变化率的变动幅度,当上述变动幅度超过规定值时，判定为石英晶体谐振器20达到使用寿命(无法使用)。

膜厚和成膜速率同石英晶体谐振器20的振荡频率的变化率成正比。因此,成膜速率随时间推移保持稳定意味着石英晶体谐振器20的振荡频率的变化率稳定。另一方面,当石英晶体谐振器20接近使用寿命时，石英晶体谐振器20的振荡频率的变化率的变动幅度变大。因此，在本实施方式中,根据石英晶体谐振器20的振荡频率的变化率的变动幅度(即振荡频率的每次采样的差分)来判定石英晶体谐振器20是否达到使用寿命，来对石英晶体谐振器20进行准确的使用寿命判定。据此,能够即刻检测出石英晶体谐振器20的使用寿命,预防由于石英晶体谐振器20达到使用寿命而造成的膜厚控制的恶化等。

上述的石英晶体谐振器20的使用寿命判定通过测定单元17中的控制器43来进行。控制器43构成为：计算在测定电路42中测定到的石英晶体谐振器20的振荡频率(F)的变化率(ΔF)的变动幅度(Δ2F),判定该变动幅度(Δ2F)是否超过规定值，当该变动幅度(Δ2F)超过规定值时，判定为该石英晶体谐振器20达到使用寿命。

上述规定值相当于石英晶体谐振器20的使用寿命判定的基准值，能够根据目的来适当地设定。在本实施方式中，上述规定值例如被设定为0.1Hz。上述规定值的大小例如可以是能够视为达到使用寿命的数值，也可以是能够视为达到该寿命之前的数值。或者，上述规定值也可以根据变动幅度的大小来分级设定多个。

在测定石英晶体谐振器20的频率变化率的变动幅度(ΔF2)的工序中,也可以测定一定期间内的振荡频率的变化率的标准偏差。据此,能够减轻运算负荷，并且，能够快速取得判定结果。采样点没有特别的限定，能够自由地设定。此时，当上述标准偏差超过规定值时，判定为石英晶体谐振器20达到使用寿命。作为上述标准偏差的规定值,例如设为0.1Hz。

控制器43构成为：当判定为石英晶体谐振器20达到使用寿命时,例如向用户发出催促更换石英晶体谐振器20的警报(例如,在画面上显示、蜂鸣器发出声音、灯发光)。或者,在膜厚传感器14具有多个石英晶体谐振器的情况下，如后述那样，控制器43也可以构成为执行自动切换至新的石英晶体谐振器的控制。

石英晶体谐振器20的振荡频率的变动幅度的测定可以在成膜时进行，也可以在非成膜时进行。图4是表示成膜中和未成膜中(基板W更换中)的石英晶体谐振器20的振荡频率的变化率(ΔF)的一个例子的实验结果。蒸镀材料使用Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)。

如图4所示，正常的石英晶体谐振器20的频率变化率(ΔF)在成膜中和非成膜中均以大致一定的值稳定地推移。因此，能够根据成膜时或非成膜时的频率变化率的变动幅度(Δ2F),来进行石英晶体谐振器20的寿命判定。

图5是图4中的未成膜时的测定数据的局部放大图,图6是图4中的成膜时的测定数据的局部放大图。如图5和图6所示，在非成膜时和成膜时，振荡频率的变化率的变动幅度(Δ2F)分别在0.03Hz以内。在图示的例子中，在非成膜时和成膜时中的任一情况下，变动幅度(Δ2F)的标准偏差均为0.005Hz。

另一方面,图7是表示判定为达到使用寿命的石英晶体谐振器20的振荡频率的变化率(ΔF)的一个测定数据。此时的变动幅度(Δ2F)为2Hz,其标准偏差为0.5Hz。

如上所述，根据本实施方式,例如在成膜前或成膜中,计算振荡频率变化率的变动幅度(ΔF2)或者其标准偏差，据此，能够准确且容易地判定石英晶体谐振器20的不良和使用寿命(更换时期)。尤其是在石英晶体谐振器比较早达到使用寿命的有机膜成膜时,能够即刻判定石英晶体谐振器20的使用寿命。

另外,还能够代替测定石英晶体谐振器20的振荡频率变化率的变动幅度(Δ2F)或者其标准偏差，而根据成膜速率的变动幅度来判定石英晶体谐振器20的使用寿命。但是,大多数情况下，成膜速率被根据频率变化和蒸镀材料的密度换算成膜厚，并且，乘以与相对于基板的传感器位置相关的修正系数，因此，从石英晶体谐振器的使用寿命判定的观点出发，观察石英晶体谐振器的频率变化率的变动本身是更本质上的方法。

<第2实施方式>

接着,对本发明的其他的实施方式进行说明，下面,主要对与第1实施方式不同的结构进行说明,对与上述实施方式相同的结构，标注相同的标记，省略或简化对其的说明。

图8是表示本实施方式所涉及的膜厚监视器100的概略结构图。膜厚监视器100具有膜厚传感器140(传感器头)和测定单元17。

膜厚传感器140具有：支架141,其能够支承多个石英晶体谐振器(在本例子中为12个)201～212；和壳体142,其收装支架141，且该支架141可旋转。

支架141具有圆盘形状,多个石英晶体谐振器201～212以等角度间隔安装在支架141的周缘附近。支架141构成为:能够在壳体142的内部向图中箭头方向以上述等角度间隔间歇式地旋转。

壳体142具有：旋转轴142a,其支承支架141，并且该支架141可旋转；和驱动机构(省略图示)，其使支架141以旋转轴142a为中心旋转。驱动机构构成为：根据从测定单元17输入的控制信号,使支架141向图中箭头方向以规定角度为单位旋转。

壳体142具有窗口部143,该窗口部143只使安装于支架141的多个石英晶体谐振器201～212中的一个石英晶体谐振器向外部(蒸镀源12)露出。在图示的例子中，石英晶体谐振器201通过窗口部143露出。

并且，在壳体142上设置有电极单元144,该电极单元144用于将位于窗口部143的旋转位置的(旋转至窗口部位置的)石英晶体谐振器与测定单元17电连接。电极单元144被配置在窗口部143的附近，构成为：通过支架141的旋转而同移动到与窗口部143相向的位置的石英晶体谐振器接触。

图9表示成膜装置的动作步骤，其中包含膜厚监视器100的一个动作例。

首先，在成膜前,在膜厚传感器140的支架141上安装12个石英晶体谐振器201～212(步骤101)。石英晶体谐振器201～212典型的情况是使用同种类的石英晶体谐振器。

接着,对所有的石英晶体谐振器201～212判定振荡动作是否优良(步骤102)。在该工序中,通过使支架141间歇式地旋转而将全部石英晶体谐振器201～212依次与电极单元144连接，通过测定单元17以规定的时间、规定的驱动电压使各谐振器振荡。此时，测定单元17测定石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的变动幅度,将变动幅度超过规定值的石英晶体谐振器判定为不良。判定为不良的石英晶体谐振器被更换为其他的新的石英晶体谐振器(步骤103)。

石英晶体谐振器201～212是否优良的判定是确认石英晶体谐振器201～212的特性的预备工作，因此，能够根据需要省略。根据本实施方式,如在第1实施方式中说明的那样，该判定是利用非成膜中的石英晶体谐振器的振荡频率的变化率稳定的情况进行的，根据该变化率的变动幅度或者其标准偏差,来判定各石英晶体谐振器201～212的振荡动作是否优良。

接着,参照图1,将基板W载置在载置台13上，向蒸镀源12供给蒸镀材料之后，通过真空排气系统15将真空腔11排气到规定的减压环境。并且,敞开遮挡门16，开始蒸镀材料向基板W的成膜(步骤104)。此时,膜厚监视器100使用石英晶体谐振器201而监视沉积在基板W的表面上的蒸镀材料的膜厚和成膜速率。

测定单元17的控制器43测定成膜中的石英晶体谐振器201的振荡频率的变化率的变动幅度，据此通过与上述第1实施方式相同的方法来判定该石英晶体谐振器是否达到使用寿命(步骤105)。当判定为石英晶体谐振器201没有达到使用寿命时，控制器43按照原样继续振荡。

另一方面,当判定为石英晶体谐振器201达到使用寿命时，为了从石英晶体谐振器201更换为新的石英晶体谐振器202，控制器43向膜厚传感器140输出控制信号(步骤106、107)。据此,支架141在图8中向箭头方向旋转规定角度,由此代替石英晶体谐振器201,将石英晶体谐振器202配置在与窗口部143相向的位置，并且将其与电极单元144连接。之后,使用石英晶体谐振器202来进行速率测定和膜厚测定。

典型的情况为，从石英晶体谐振器201向石英晶体谐振器202的更换在不中断向基板W的成膜的情况下进行。更换中的膜厚和成膜速率的计测，兼用即将更换之前的石英晶体谐振器201的测定数据和刚刚更换之后的石英晶体谐振器202的测定数据。

当向基板W的规定厚度的成膜结束时(步骤108),遮挡门16如图1所示的那样封闭，更替载置台13上的基板W。此时，测定单元17使膜厚传感器140的石英晶体谐振器202的振荡动作继续，根据此时的频率变化率的变动幅度来进行该石英晶体谐振器202的使用寿命判定(步骤109)。

并且,当上述变动幅度超过规定值时，判定为石英晶体谐振器202达到使用寿命,如上述那样使支架141旋转，将石英晶体谐振器202向下一石英晶体谐振器203切换(步骤110、107)。另一方面,当上述变动幅度没有超过规定值，判定为石英晶体谐振器202还没有达到使用寿命时，继续开始使用该石英晶体谐振器202的成膜(步骤110、104)。

之后,重复上述动作，对多枚基板W实施成膜处理。继续使用膜厚传感器140，直到所有的石英晶体谐振器201～212达到使用寿命。据此,提高成膜装置10的生产能力，实现生产效率的提高。

以上,根据本实施方式,通过在成膜前或成膜中测定石英晶体谐振器201～212的振荡频率的变化率的变动幅度或者其标准偏差，能够判定石英晶体谐振器201～212的不良或使用寿命(更换时期)。

据此,能够即刻检测石英晶体谐振器的使用寿命，由此能够预防由于石英晶体谐振器达到使用寿命而造成的膜厚控制的恶化等。另外,由于能够自动更换石英晶体谐振器，因此，能够稳定地进行如有机膜的成膜等那样，石英晶体谐振器容易劣化的成膜处理。

另外,能够通过在成膜前判定石英晶体谐振器201～212是否优良，来避免使用不良的石英晶体谐振器进行成膜，因此，能够确保稳定的速率控制或者膜厚测定。

以上,对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不只限于上述实施方式，当然能够增加各种变更。

例如，在以上的第2实施方式中,构成为在成膜时和非成膜时的两种情况下进行石英晶体谐振器的使用寿命判定，也可以只在成膜时或非成膜时中的任一情况下进行石英晶体谐振器的使用寿命判定。

另外，在以上的第2实施方式中,在膜厚传感器140上搭载有12个石英晶体谐振器，但石英晶体谐振器的搭载数当然不限定于12个。

另外，在以上的第2实施方式中,在成膜前的石英晶体谐振器是否优良判定中,判定为不良的石英晶体谐振器被更换为优良的石英晶体谐振器，但也可以将该判定为不良的石英晶体谐振器保持安装状态,在控制器43中只选择判定为是优良品的石英晶体谐振器进行切换。

并且，在以上的实施方式中,作为成膜装置,列举真空蒸镀装置为例进行了说明,但并不限于此,还能够对溅射装置等其他的成膜装置应用本发明。在溅射装置的情况下，蒸镀源由包含靶的溅射阴极构成。

附图标记说明

10…成膜装置；11…真空腔；12…蒸镀源；13…载置台；14、140…膜厚传感器；17…测定单元；18…电源单元；20、201～212…石英晶体谐振器；43…控制器；100…膜厚监视器；141…支架；142…壳体；143…窗口部；144…电极单元。

Claims (8)

1.一种膜厚传感器的诊断方法，其中，膜厚传感器具有石英晶体谐振器，其特征在于，

使安装在传感器头上的石英晶体谐振器振荡,

测定所述石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的变动幅度,

当所述变动幅度超过规定值时，判定为所述石英晶体谐振器无法使用。

2.根据权利要求1所述的膜厚传感器的诊断方法,其特征在于，

在成膜时测定所述变动幅度。

3.根据权利要求1所述的膜厚传感器的诊断方法,其特征在于，

在非成膜时测定所述变动幅度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的膜厚传感器的诊断方法,其特征在于，

在测定所述变动幅度的工序中,测定一定期间的所述振荡频率的变化率的变动幅度的标准偏差。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的膜厚传感器的诊断方法,其特征在于，

在有机膜成膜的情况下执行所述石英晶体谐振器能否使用的判定。

6.一种膜厚监视器，其特征在于，具有：

传感器头，其具有支架和壳体，其中，所述支架支承第1石英晶体谐振器和第2石英晶体谐振器，所述壳体收装所述支架，并且所述支架能够旋转；和

测定单元，其分别测定所述第1石英晶体谐振器和所述第2石英晶体谐振器的振荡频率的变化率的变动幅度，将所述变动幅度超过规定值的石英晶体谐振器判定为无法使用。

7.根据权利要求6所述的膜厚监视器,其特征在于，

所述壳体还具有窗口部,该窗口部与所述第1石英晶体谐振器相向而形成，蒸镀物质能够通过该窗口部，

当所述第1石英晶体谐振器被判定为无法使用时,所述测定单元使所述支架旋转至使所述第2石英晶体谐振器与所述窗口部相向的位置。

8.根据权利要求6或7所述的膜厚监视器,其特征在于，

所述测定单元在成膜时或非成膜时测定所述变动幅度。