CN112697081A - 一种膜厚测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膜厚测量系统及方法。该系统包括至少一个测量晶振、至少一个校准晶振、至少一个校准挡板、膜厚检测模块及控制模块；校准晶振与校准挡板一一对应。该系统测量膜厚过程包括多个连续的工作周期，测量晶振在每个工作周期中连续测量，校准晶振在每个工作周期包括校准和停歇时段。当控制模块在校准时段的开始时刻控制校准挡板打开时，膜厚检测模块获取校准晶振及测量晶振各自的频率变化量，并根据校准晶振及测量晶振各自的频率变化量确定测量晶振的动态校准系数；控制模块还在校准时段的结束时刻控制校准挡板遮挡校准晶振；下一个工作周期内，膜厚检测模块根据动态校准系数计算测量晶振的沉积膜厚，如此延长了整个系统晶振的使用寿命。

Description

一种膜厚测量系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及镀膜技术，尤其涉及一种膜厚测量系统及方法。

背景技术

在真空镀膜设备中，石英晶体振荡测量法是工艺过程中测量薄膜厚度和材料蒸镀速率最常用的方法。石英晶体振荡测量法，主要是利用了石英晶体的压电效应和质量负荷效应，当晶振片表面沉积薄膜后，晶体的振动就会减弱。通常利用膜厚控制仪测试每秒钟振动次数的改变，从所得到的数据中计算表面沉积薄膜的厚度。

镀膜材料镀到晶振上会导致晶振的频率下降，即会导致晶振的寿命下降；一般当晶振寿命低于95％时，晶振就会废弃；为提高晶振的使用寿命，现有技术中，通过旋转晶振探头，减少晶振寿命衰减；或者挡住一部分探头，减少晶振寿命衰减；这样会使得镀膜操作工艺复杂和引入较大的误差；且没有突破对单个晶振的实际利用率。

发明内容

本发明提供一种膜厚测量系统及方法，以延长整个系统晶振的使用寿命和利用率。

第一方面，本发明实施例提供了一种膜厚测量系统，该膜厚测量系统包括至少一个测量晶振、至少一个校准晶振、至少一个校准挡板、膜厚检测模块及控制模块；所述校准晶振与所述校准挡板一一对应；所述测量晶振、所述校准晶振及所述校准挡板均设置于镀膜腔内；所述测量晶振与所述校准晶振的距离小于所述测量晶振与蒸发源距离的预设比例；

所述校准晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述校准晶振的频率变化量处于线性关系阶段，所述测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述测量晶振的频率变化量处于非线性关系阶段；

所述膜厚测量系统膜厚测量过程包括多个连续的工作周期，所述测量晶振在每个所述工作周期中连续测量，所述校准晶振在每个所述工作周期包括校准时段和停歇时段；

所述控制模块，用于在所述校准时段的开始时刻控制所述校准挡板不遮挡所述校准晶振；还用于在所述校准时段的结束时刻控制所述校准挡板遮挡所述校准晶振；

所述膜厚检测模块，用于在所述校准时段获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量，并根据所述校准晶振的频率变化量和所述测量晶振的频率变化量确定所述测量晶振的动态校准系数，根据所述动态校准系数计算下一个工作周期内所述测量晶振的采集到的沉积膜厚数据。

可选的，所述膜厚测量系统包括至少两个初始校准晶振，至少两个所述初始校准晶振包括第一初始校准晶振和第二初始校准晶振；

所述膜厚检测模块还用于当检测到所述第一初始校准晶振的频率小于预设频率且所述第二初始校准晶振的频率不低于所述预设频率时，确定所述第一初始晶振为测量晶振，所述第二初始校准晶振为校准晶振。

可选的，至少一个所述测量晶振以及至少一个所述校准晶振沿直线方向依次排布；

或者，至少一个所述测量晶振以及至少一个所述校准晶振成阵列排布；

或者，至少一个所述测量晶振以及至少一个所述校准晶振包括一中心晶振以及围绕所述中心晶振的多个边缘晶振。

可选的，所述膜厚检测模块包括单通道膜厚检测模块或者双通道膜厚检测模块。

可选的，所述校准晶振和所述测量晶振设置在同一晶振探头基座上。

可选的，所述预设比例为5％～10％。

第二方面，本发明实施例还提供了一种膜厚测量方法，该方法应用于上述第一方面所述的膜厚测量系统，该方法包括以下步骤；

当所述测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述测量晶振的频率变化量处于预设的非线性关系阶段时，所述膜厚测量系统进入校准工作状态；在所述校准工作状态中，所述膜厚测量系统膜厚的测量过程包括多个连续的工作周期，所述测量晶振在每个所述工作周期中连续测量，所述校准晶振在每个所述工作周期包括校准时段和停歇时段；

所述控制模块激活表面膜层沉积厚度变化量与所述校准晶振的频率变化量处于线性关系阶段的校准晶振；

所述控制模块在所述校准时段的开始时刻控制所述校准挡板不遮挡所述校准晶振；所述控制模块在所述校准时段的结束时刻控制所述校准挡板遮挡所述校准晶振；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量，并根据所述校准晶振的频率变化量和所述测量晶振的频率变化量确定所述测量晶振的动态校准系数，

所述膜厚检测模块根据所述动态校准系数计算下一个工作周期内所述测量晶振的采集到的沉积膜厚数据。

可选的，在所述步骤之前还包括：对所述膜厚测量系统进行初始化；具体包括以下步骤：

所述膜厚检测模块判断所述测量晶振和所述校准晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述测量晶振的频率变化量是否均处于预设的线性关系阶段，

若是，所述膜厚检测模块获取各所述测量晶振和所述校准晶振对于同一蒸发源的沉积速率下的实测速率关系比值以确定位置校准系数，并存储为位置校准系数表；若否，则进行初始化报错提示。

可选的，所述膜厚测量系统包括至少两个初始校准晶振，至少两个所述初始校准晶振包括第一初始校准晶振和第二初始校准晶振；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量之前，还包括：

所述膜厚检测模块检测所述第一初始校准晶振的频率和所述第二初始校准晶振的频率；

所述膜厚检测模块当检测到所述第一初始校准晶振的频率小于预设频率且所述第二初始校准晶振的频率不低于所述预设频率时，确定所述第一初始校准晶振为测量晶振，所述第二初始校准晶振为校准晶振。

可选的，所述膜厚检测模块包括单通道膜厚检测模块；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量包括：

所述膜厚检测模块在所述校准时段，分时获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量；

或者，所述膜厚检测模块包括双通道膜厚检测模块；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量包括：

所述膜厚检测模块在所述校准时段，同时获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量。

本发明实施例膜厚测量系统膜厚测量过程包括多个连续的工作周期，所述测量晶振在每个所述工作周期中连续测量，所述校准晶振在每个所述工作周期包括校准时段和停歇时段；当所述控制模块在所述校准时段的开始时刻控制所述校准挡板不遮挡所述校准晶振时；所述膜厚检测模块在所述校准时段获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量，并根据所述校准晶振的频率变化量和所述测量晶振的频率变化量确定所述测量晶振的动态校准系数；在下一个工作周期内，膜厚检测模块根据所述动态校准系数计算所述测量晶振的采集到的沉积膜厚数据，如此通过寿命大于95％的校准晶振校准寿命低于95％的测量晶振，解决了测量晶振实际利用率低的问题，大大提高了系统中测量晶振的利用率和使用寿命；另外，控制模块在校准时段的结束时刻还控制校准挡板遮挡校准晶振，避免了在校准晶振上沉积一定的膜厚，提高了系统中校准晶振的使用寿命；如此通过多个晶振间的配合使用，延长了整个系统中各晶振的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种膜厚测量系统的结构示意图；

图2、图3及图4是本发明实施例提供的一种膜厚测量系统中各晶振排布示意图；

图5是本发明实施例提供的一种膜厚测量方法流程图；

图6是本发明实施例提供的另一种膜厚测量方法流程图；

图7是本发明实施例提供的另一种膜厚测量方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种膜厚测量系统的结构示意图，如图1所示，该膜厚测量系统包括至少一个测量晶振10、至少一个校准晶振20、至少一个校准挡板30、膜厚检测模块40及控制模块50；校准晶振20与校准挡板30一一对应；测量晶振10、校准晶振20及校准挡板30均设置于镀膜腔1内；参照图1，测量晶振10与校准晶振20的距离小于测量晶振10与蒸发源11距离的预设比例；可选的，预设比例为5％～10％，即保证测量晶振10与校准晶振20之间的距离较近，近乎几个毫米；优选的，在实际的镀膜腔1内，蒸镀源11在蒸镀过程中，测量晶振10与校准晶振20的蒸镀面处于同一高度上。其中，校准晶振20表面膜层沉积厚度变化量与校准晶振20的频率变化量处于线性关系阶段，测量晶振10表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振10的频率变化量处于非线性关系阶段；这里需要说明的是，晶振的固有频率与晶振表面沉积物的质量或膜厚有关；当晶振表面沉积膜厚增加时，晶振的固有频率下降，即会导致晶振的寿命下降；一般的，晶振寿命高于95％时，晶振的固有频率与晶振膜厚的比值是线性的，晶振测量膜厚精度较高，当晶振寿命低于95％时，晶振的固有频率与晶振膜厚的比值是非线性的，晶振测量膜厚精度不高，通常晶振就会废弃。为解决现有技术中寿命低于95％的测量晶振的实际利用率低的问题，本技术方案利用表面膜层沉积厚度变化量与频率变化量处于线性关系阶段的校准晶振(即寿命大于95％)的校准晶振20校准表面膜层沉积厚度变化量与频率变化量处于非线性关系阶段的校准晶振寿命(即寿命低于95％)的测量晶振10以延长测量晶振10的寿命，提高了测量晶振10的利用率。

具体的，膜厚测量系统膜厚测量过程包括多个连续的工作周期，测量晶振10在每个工作周期中连续测量，校准晶振20在每个工作周期包括校准时段和停歇时段。控制模块50在校准时段的开始时刻控制校准挡板30不遮挡校准晶振20，然后膜厚检测模块40在校准时段获取校准晶振20的频率变化量以及测量晶振10的频率变化量，并根据校准晶振20的频率变化量和测量晶振10的频率变化量确定测量晶振10的动态校准系数；根据动态校准系数计算下一个工作周期内测量晶振10的采集到的沉积膜厚数据。

其中，示例性的，校准晶振20的膜厚沉积变化量Δt与频率变化量Δf满足线性关系：Δf＝-cΔt；c为固定的常数；测量晶振10的膜厚沉积变化量Δt1与频率变化量Δf1满足：Δf1＝-c1Δt1；c1为非固定的常数；当校准挡板30打开时，预设时间内，膜厚检测模块40获取校准晶振20的频率变化量Δf11和测量晶振10的频率变化量Δf12；然后根据校准晶振20的频率变化量Δf11和测量晶振10的频率变化量Δf12比值Δf12/Δf11；确定得到测量晶振10的动态校准系数c为Δf12/Δf11*c1；如此新的动态校准系数c满足线性关系,测量晶振10在下一个工作周期内以新的动态校准系数计算采集到的沉积膜厚数据，采集到的沉积膜厚数据精度较高，延长了寿命低于95％的测量晶振10的使用寿命。其中，膜厚检测模块40包括单通道膜厚检测模块或者双通道膜厚检测模块，单通到膜厚检测模块可以分时获取校准晶振20的频率变化量Δf11和测量晶振10的频率变化量Δf12；双通道膜厚检测模块可以达到同时获取校准晶振20的频率变化量Δf11和测量晶振10的频率变化量Δf12。

其中，控制模块50在校准时段的结束时刻控制校准挡板30遮挡校准晶振20，即在校准晶振20的停歇时段控制校准挡板30遮挡校准晶振20；这样可以避免蒸镀源将镀膜材料蒸镀至校准晶振20上，延长校准晶振20的使用寿命；如此延长了整个膜厚测量系统各晶振的使用寿命。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参照图1，该膜厚测量系统包括至少两个初始校准晶振20，至少两个初始校准晶振20包括第一初始校准晶振21和第二初始校准晶振22；膜厚检测模块40还用于当检测到第一初始校准晶振21的频率小于预设频率且第二初始校准晶振的频率22不低于预设频率时，确定第一初始晶振21为测量晶振，第二初始校准晶振22为校准晶振。

其中，在实际的镀膜工艺中，镀膜腔内是设置多个初始校准晶振20；测量晶振10在各个工作周期内采集沉积膜厚，当测量晶振10寿命达到0％,测量晶振10停止检测；由于第一初始校准晶振21在多次校准后，第一初始校准晶振21表面沉积一定的膜厚，第一初始校准晶振21的频率逐渐降低，第一初始校准晶振21的寿命也随之降低，当第一初始校准晶振21的寿命达到95％以下时，即检测到第一初始校准晶振21的频率小于预设频率(示例性的，频率为5.95MHz)时，第一初始校准晶振21不再具有校准的功能；第一初始校准晶振21此时可以作为新的测量晶振测量膜厚；同时当检测到第二初始校准晶振的频率大于预设频率，即第二初始校准晶振的寿命不低于95％时，利用第二初始校准晶振22对第一初始晶振21校准，提高第一初始晶振21的使用寿命；如此当测量晶振10停止检测时，第一初始校准晶振21作为测量晶振，然后利用第二初始校准晶振22对第一初始校准晶振21校准，通过各晶振多次相互校准，提高膜厚测量系统整体晶振的使用寿命；消除寿命低对晶振测量膜厚精度的影响。

示例性的，校准前，测量晶振10的寿命为100％；第一初始校准晶振21的寿命为100％，第二初始校准晶振22的寿命为100％；

蒸镀一段时间后，测量晶振的寿命由100％变为95％；此时校准挡板30打开，第一初始校准晶振21对测量晶振10开始校准，第一初始校准晶振21由于在校准时段有膜厚沉积，第一初始校准晶振21的寿命降低为99％；而测量晶振10在校准后其寿命可以由95％再利用至90％，这样相当于测量晶振10寿命从100％利用至90％，利用了整个频率的10％，相比于之前寿命从100％利用至95％，即测量晶振10单个晶振的实际利用率提高了100％；

若当寿命为90％的测量晶振10停止检测时，寿命为99％的第一初始校准晶振21相当于测量晶振，该测量晶振在蒸镀一段时间后，第一初始校准晶振21的寿命达到95％，然后利用第二初始精准晶振22对第一初始校准晶振21校准，第二初始校准晶振22在校准过程中寿命降低为99％；第一初始校准晶振21在校准后其寿命还能达到90％；这样第一初始校准晶振21的的使用寿命能从99％利用到90％，相当于第一初始校准晶振21寿命利用了9％，即第一初始校准晶振21单个晶振的实际利用率提高了80％；

而第二初始校准晶振22在校准第一初始校准晶振21过程中寿命从100％降低为99％，然后继续作为测量晶振其使用寿命还可以利用至95％；相当于第二初始校准晶振22寿命利用了4％；如此膜厚测量系统各晶振的寿命提高到了23％(10％+9％+4％)；综合看来，与现有技术，各晶振只能使用至95％；其实际只利用了15％；通过多次校准系统寿命可以大大延长，且随着晶振组合的数量增加，校准系统的整体利用率相比于三个晶振的系统，利用率可进一步提升。

在另一实施例中，若测量晶振10在校准后其寿命可以由95％再利用至85％或80％，整个晶振系统的检查寿命或晶振利用率可进一步提升。

可选的，图2、图3及图4是本发明实施例提供的一种膜厚测量系统中各晶振排布示意图；参照图2，至少一个测量晶振10以及至少一个校准晶振20沿直线方向依次排布；或者，参照图3，至少一个测量晶振10以及至少一个校准晶振20成列排布；或者，参照图4，至少一个测量晶振10以及至少一个校准晶振20包括一中心晶振以及围绕中心晶振的多个边缘晶振，各晶振呈六方排布(蜂窝状排布)。这里对各晶振的排布不做具体的限定。

可选的，继续参照图1，校准晶振10和测量晶振20设置在同一晶振探头基座12上。其中，在校准晶振10和测量晶振20可以设置在同一晶振探头基座12上，保证校准晶振10和测量晶振20之间的距离较近，以减少后续测量晶振测量膜厚的误差。

本发明实施例还提供了一种膜厚测量方法，图5是本发明实施例提供的一种膜厚测量方法流程图，如图5所示，该方法包括以下步骤，

S110、当测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振的频率变化量处于预设的非线性关系阶段时，膜厚测量系统进入校准工作状态。

其中，该膜厚测量方法应用于上述实施例所述的膜厚测量系统，参照图1，膜厚测量系统包括至少一个测量晶振10、至少一个校准晶振20、至少一个校准挡板30、膜厚检测模块40及控制模块50。一般的，当晶振寿命低于95％时，晶振的频率变化量与晶振膜厚的比值是非线性的；晶振测量膜厚精度不高，通常晶振就会废弃。本方案中当膜厚检测模块40检测到测量晶振10表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振10的频率变化量处于预设的非线性关系阶段时，膜厚测量系统进入校准工作状态，在校准工作状态中，膜厚测量系统膜厚的测量过程包括多个连续的工作周期，测量晶振10在每个工作周期中连续测量，校准晶振20在每个工作周期包括校准时段和停歇时段。

S120、控制模块激活表面膜层沉积厚度变化量与校准晶振的频率变化量处于线性关系阶段的校准晶振。

S130、在校准时段，膜厚检测模块获取校准晶振的频率变化量以及测量晶振的频率变化量，并根据校准晶振的频率变化量和测量晶振的频率变化量确定测量晶振的动态校准系数。

S140、膜厚检测模块根据动态校准系数计算下一个工作周期内测量晶振的采集到的沉积膜厚数据。

其中，控制模块50在校准时段的开始时刻控制校准挡板30不遮挡校准晶振20，然后膜厚检测模块40在校准时段获取校准晶振20的频率变化量以及测量晶振10的频率变化量，并根据校准晶振20的频率变化量和测量晶振10的频率变化量确定测量晶振10的动态校准系数；根据动态校准系数计算下一个工作周期内测量晶振10的采集到的沉积膜厚数据。如此通过寿命大于95％的校准晶振20校准寿命低于95％的测量晶振10以延长测量晶振10的寿命，提高了测量晶振10的利用率。控制模块50在校准时段的结束时刻控制校准挡板遮挡校准晶振，在校准晶振20的停歇阶段控制校准挡板30遮挡校准晶振20，可以避免蒸镀源将镀膜材料蒸镀至校准晶振20上，延长校准晶振20的使用寿命；如此延长了整个膜厚测量系统各晶振的使用寿命。

可选的，在上述实施例的基础上，进一步优化，引入位置校准系数进一步减少测量晶振测量膜厚的误差；图6是本发明实施例提供了另一种膜厚检测方法的流程图，如图6所示，该方法包括：

S210、对膜厚测量系统进行初始化。

其中，对膜厚测量系统进行初始化具体包括以下步骤：

S1、膜厚检测模块判断测量晶振和校准晶振表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振的频率变化量是否均处于预设的线性关系阶段，

S2、若是，膜厚检测模块获取各测量晶振和校准晶振对于同一蒸发源的沉积速率下的实测速率关系比值以确定位置校准系数，并存储为位置校准系数表；

S3、若否，则进行初始化报错提示。

需要说明的是，在各晶振的初始寿命均为100％时，即测量晶振10和校准晶振20表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振的频率变化量均处于预设的线性关系阶段，在同一蒸发源速率下，获取各个测量晶振和校准晶振的实际速率关系比值确定多个位置校准系数，并存储为位置校准系数表，以消除测量晶振和校准晶振因位置关系带来的对测量晶振10测量膜厚的差异。

S220、当测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振的频率变化量处于预设的非线性关系阶段时，膜厚测量系统进入校准工作状态。

S230、控制模块激活表面膜层沉积厚度变化量与校准晶振的频率变化量处于线性关系阶段的校准晶振。

S240、膜厚检测模块在校准时段，获取校准晶振的频率变化量以及测量晶振的频率变化量，并根据校准晶振的频率变化量和测量晶振的频率变化量确定测量晶振的动态校准系数。

其中，膜厚测量系统中膜厚检测模块包括单通道膜厚检测模块和双通道膜厚检测模块，对于单通道膜厚检测模块，需分时获取校准晶振的频率变化量以及测量晶振的频率变化量；对于双通道膜厚检测模块，可以同时获取校准晶振的频率变化量以及测量晶振的频率变化量。这里对获取校准晶振的频率变化量以及测量晶振的频率变化量的方式不做具体的限定。

S250、膜厚检测模块根据动态校准系数和位置校准系数计算下一个工作周期内测量晶振的采集到的沉积膜厚数据。

其中，本方案通过高寿命的校准晶振20校准低寿命的测量晶振10，延长了测量晶振10的使用寿命；控制模块50在校准时段的结束时刻控制校准挡板30遮挡校准晶振20，提高校准晶振20使用寿命以延长系统各晶振寿命的基础上，在校准前，获取位置校准系数以消除校准晶振20和测量晶振10位置带来的误差，使得测量晶振10采集的沉积膜厚数据更准确。

可选的，在上述实施例的基础上，进一步优化，参照图1，膜厚测量系统中包括至少两个初始校准晶振，至少两个初始校准晶振包括第一初始校准晶振和第二初始校准晶振；各初始校准晶振互相校准以进一步提高整体膜厚测量系统中晶振的利用率；本实施例以两个初始校准晶振为例，可以理解的是，当膜厚测量系统中可以包括多个初始校准晶振可以进一步提高膜厚测量中晶振的利用率；图7是本发明实施例提供了另一种膜厚检测方法的流程图，如图7所示，该方法包括：

S310、对膜厚测量系统进行初始化。

S320、当测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振的频率变化量处于预设的非线性关系阶段时，膜厚测量系统进入校准工作状态。

S330、控制模块激活表面膜层沉积厚度变化量与校准晶振的频率变化量处于线性关系阶段的校准晶振。

其中，当测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与测量晶振的频率变化量处于预设的非线性关系阶段时，即测量晶振的寿命低于95％时，膜厚测量系统进入校准状态；控制模块40激活各校准晶振20。

S340、膜厚检测模块检测第一初始校准晶振的频率和第二初始校准晶振的频率；

S350、膜厚检测模块当检测到第一初始校准晶振的频率小于预设频率且第二初始校准晶振的频率不低于预设频率时，确定第一初始校准晶振为测量晶振，第二初始校准晶振为校准晶振。

其中，需要说明的是，镀膜腔内设置多个初始校准晶振；参照图1，膜厚测量系统包括至少两个初始校准晶振20，至少两个初始校准晶振包括第一初始校准晶振21和第二初始校准晶振22。在第二初始校准晶振22校准第一初始校准晶振21之前，第一初始校准晶振21会对测量晶振10不断校准；校准完成后，测量晶振10在各个工作周期内采集沉积膜厚，当测量晶振10寿命达到0％,测量晶振10停止检测；第一初始校准晶振21在多次校准后，第一初始校准晶振21表面沉积一定的膜厚，第一初始校准晶振21的频率逐渐降低，第一初始校准晶振21的寿命也随之降低；当第一初始校准晶振21的寿命达到95％以下时，即检测到第一初始校准晶振21的频率小于预设频率(5.95MHz)时，第一初始校准晶振21不再具有校准的功能；第一初始校准晶振21可以确认为新的测量晶振测量膜厚；同时当检测到第二初始校准晶振22的频率大于预设频率，即第二初始校准晶振22的寿命不低于95％时，确定第二初始校准晶振为新的校准晶振。

S360、膜厚检测模块在校准时段，获取校准晶振的频率变化量以及测量晶振的频率变化量，并根据校准晶振的频率变化量和测量晶振的频率变化量确定测量晶振的动态校准系数。

S370、膜厚检测模块根据动态校准系数和位置校准系数计算下一个工作周期内测量晶振的采集到的沉积膜厚数据。

其中，在确定第一初始校准晶振21为测量晶振，第二初始校准晶振22为校准晶振后，利用第二初始校准晶振22对第一初始晶振21校准，提高第一初始晶振21的使用寿命；如此当第一初始校准晶振21在校准测量晶振10，测量晶振10多次测量膜厚之后测量晶振10停止检测，第一初始校准晶振21作为测量晶振，然后利用第二初始校准晶振22对第一初始校准晶振21校准，通过各晶振多次相互校准，提高了膜厚测量系统整体晶振的使用寿命；消除寿命低对晶振测量膜厚精度的影响，还减少了打开镀膜腔内更换校准晶振的次数，保证镀膜腔内的真空度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种膜厚测量系统，其特征在于，包括至少一个测量晶振、至少一个校准晶振、至少一个校准挡板、膜厚检测模块及控制模块；所述校准晶振与所述校准挡板一一对应；所述测量晶振、所述校准晶振及所述校准挡板均设置于镀膜腔内；所述测量晶振与所述校准晶振的距离小于所述测量晶振与蒸发源距离的预设比例；

所述校准晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述校准晶振的频率变化量处于线性关系阶段，所述测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述测量晶振的频率变化量处于非线性关系阶段；

所述膜厚测量系统膜厚测量过程包括多个连续的工作周期，所述测量晶振在每个所述工作周期中连续测量，所述校准晶振在每个所述工作周期包括校准时段和停歇时段；

所述控制模块，用于在所述校准时段的开始时刻控制所述校准挡板不遮挡所述校准晶振；还用于在所述校准时段的结束时刻控制所述校准挡板遮挡所述校准晶振；

所述膜厚检测模块，用于在所述校准时段获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量，并根据所述校准晶振的频率变化量和所述测量晶振的频率变化量确定所述测量晶振的动态校准系数，根据所述动态校准系数计算下一个工作周期内所述测量晶振的采集到的沉积膜厚数据。

2.根据权利要求1所述的膜厚测量系统，其特征在于，所述膜厚测量系统包括至少两个初始校准晶振，至少两个所述初始校准晶振包括第一初始校准晶振和第二初始校准晶振；

所述膜厚检测模块还用于当检测到所述第一初始校准晶振的频率小于预设频率且所述第二初始校准晶振的频率不低于所述预设频率时，确定所述第一初始晶振为测量晶振，所述第二初始校准晶振为校准晶振。

3.根据权利要求1所述的膜厚测量系统，其特征在于，至少一个所述测量晶振以及至少一个所述校准晶振沿直线方向依次排布；

或者，至少一个所述测量晶振以及至少一个所述校准晶振成阵列排布；

或者，至少一个所述测量晶振以及至少一个所述校准晶振包括一中心晶振以及围绕所述中心晶振的多个边缘晶振。

4.根据权利要求1所述的膜厚测量系统，其特征在于，所述膜厚检测模块包括单通道膜厚检测模块或者双通道膜厚检测模块。

5.根据权利要求1所述的膜厚测量系统，其特征在于，所述校准晶振和所述测量晶振设置在同一晶振探头基座上。

6.根据权利要求1所述的膜厚测量系统，其特征在于，所述预设比例为5％～10％。

7.一种膜厚测量方法，应用于上述权利要求1-6任一项所述的膜厚测量系统，其特征在于，包括以下步骤；

当所述测量晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述测量晶振的频率变化量处于预设的非线性关系阶段时，所述膜厚测量系统进入校准工作状态；在所述校准工作状态中，所述膜厚测量系统膜厚的测量过程包括多个连续的工作周期，所述测量晶振在每个所述工作周期中连续测量，所述校准晶振在每个所述工作周期包括校准时段和停歇时段；

所述控制模块激活表面膜层沉积厚度变化量与所述校准晶振的频率变化量处于线性关系阶段的校准晶振；

所述控制模块在所述校准时段的开始时刻控制所述校准挡板不遮挡所述校准晶振；所述控制模块在所述校准时段的结束时刻控制所述校准挡板遮挡所述校准晶振；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量，并根据所述校准晶振的频率变化量和所述测量晶振的频率变化量确定所述测量晶振的动态校准系数，

所述膜厚检测模块根据所述动态校准系数计算下一个工作周期内所述测量晶振的采集到的沉积膜厚数据。

8.根据权利要求7所述的膜厚测量方法，其特征在于，在所述步骤之前还包括：对所述膜厚测量系统进行初始化；具体包括以下步骤：

所述膜厚检测模块判断所述测量晶振和所述校准晶振表面膜层沉积厚度变化量与所述测量晶振的频率变化量是否均处于预设的线性关系阶段，

若是，所述膜厚检测模块获取各所述测量晶振和所述校准晶振对于同一蒸发源的沉积速率下的实测速率关系比值以确定位置校准系数，并存储为位置校准系数表；若否，则进行初始化报错提示。

9.根据权利要求7所述的膜厚测量方法，其特征在于，所述膜厚测量系统包括至少两个初始校准晶振，至少两个所述初始校准晶振包括第一初始校准晶振和第二初始校准晶振；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量之前，还包括：

所述膜厚检测模块检测所述第一初始校准晶振的频率和所述第二初始校准晶振的频率；

所述膜厚检测模块当检测到所述第一初始校准晶振的频率小于预设频率且所述第二初始校准晶振的频率不低于所述预设频率时，确定所述第一初始校准晶振为测量晶振，所述第二初始校准晶振为校准晶振。

10.根据权利要求7所述的膜厚测量方法，其特征在于，所述膜厚检测模块包括单通道膜厚检测模块；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量包括：

所述膜厚检测模块在所述校准时段，分时获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量；

或者，所述膜厚检测模块包括双通道膜厚检测模块；

所述膜厚检测模块在所述校准时段，获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量包括：

所述膜厚检测模块在所述校准时段，同时获取所述校准晶振的频率变化量以及所述测量晶振的频率变化量。

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