JP2003240697A

JP2003240697A - 膜特性の解析方法及び膜特性の解析装置

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Publication number: JP2003240697A
Application number: JP2002037299A
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Inventors: Minoru Chokai; 実鳥海
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Filing date: 2002-02-14
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Abstract

(57)【要約】【課題】被測定膜の膜厚、密度又は剛性率を含む膜特
性を定量的に測定する。【解決手段】被測定膜１が形成される水晶振動子２
と、水晶振動子２に所定の電圧を印加して共振させる共
振回路７と、水晶振動子２の共振周波数を測定する周波
数計８と、水晶振動子２のインピーダンスを測定するイ
ンピーダンス・アナライザ９と、測定した共振周波数及
びインピーダンスを多層膜構造の電気的等価回路を用い
て解析し、被測定膜１の膜厚、密度又は剛性率を求める
計算機１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子上に形
成された被測定膜の膜特性の解析方法、解析装置に係
り、特に被測定膜が溶液に溶解する際の膜特性の測定に
適用して好適である。

【０００２】

【従来の技術】高分子薄膜の溶解特性を測定するには、
光干渉法により溶解中の膜厚や屈折率などの膜特性を測
定することが行われている。しかし、この方法では、光
が試料を透過し、膜と空気の界面、膜と基板の界面の双
方で反射して干渉しなければ測定を行うことができな
い。従って、不透明な試料には適用することができな
い。また、光の波長以下の膜厚変化を高精度に求めるこ
とは困難である。

【０００３】水晶振動子を用いた微小重量分析は、水晶
振動子が溶液中でも発振することが発見されて以来、水
晶振動子の電極上に高分子試料を塗布し、その高分子薄
膜の溶解特性の測定に応用されている。特に、半導体産
業では、感光性高分子材料であるレジストを、アルカリ
水溶液現像液を用いて現像する過程において、レジスト
の膜特性を測定する手法（以下、QCM法と呼ぶ。）とし
て用いられている。

【０００４】例えば、水晶振動子を用いた微小重量分析
について記載された文献として、ダブル・デイー・ヒン
スブルグ、シー・ジー・ウイルソン、ケイ・ケイ・カナ
ザワ、「水晶振動子微小分析を用いた薄膜溶解機構の測
定」、ジャーナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサエ
ティ、133巻、7号、1448頁から1451頁、1986年（W．D．
Hinsberg，C．G．Willson，and K．K．Kanazawa，“Mea
surement of Thin-Film Dissolution Kinetics Using a
Quartz Crystal Microbalance，”J．Electrochem．So
c．，Vol．133，No．7，pp．1448−1451（1986）．）を
挙げることができる。

【０００５】この文献には、水晶振動子上に回転塗布し
たレジスト薄膜を現像液に接触させ、現像中の水晶振動
子の共振周波数を測定することにより、レジスト試料の
重量変化を測定している。そして、現像中にレジスト薄
膜が時間と共に膜減りし、溶解する様子をQCM法で測定
できることが開示されている。また、その測定データの
解析では、共振周波数の変化が膜厚変化に比例するとす
るSauerbrey則に従うと仮定して、膜厚の現像時間依存
性を調べている。

【０００６】また、最近の文献、ダブル・ヒンスブル
グ、エスーダブル・リー、エイチ・イトウ、デイー・ホ
ーン、ケイ・カナザワ、「高分子の界面挙動を評価する
実験手法」、エスピーアイイー、4345巻、1頁、2001年
（W．Hinsberg，S−W．Lee，H．Ito，D．Horne and K．
Kanazawa“Experimental approaches for assessing in
terfacial behavior of polymer”，SPIE，4345，pp．1
（2001）．）においては、QCM法による測定の際に、共
振周波数に加えて水晶振動子のインピーダンスも同時に
測定することにより、高分子薄膜が現像中に溶解して膜
厚が減少するだけでなく、膨潤する過程も観測できるこ
とが指摘されている。そして、水晶振動子、高分子薄
膜、膨潤層、現像液層の四層からなる振動の運動方程式
を解析することにより、被測定膜の膜特性が得られるこ
とが指摘されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
はこのような複雑な運動方程式は連立方程式になり、同
時に複数の非線形微分方程式を解かねばならず、現実に
測定データの解析に使用することは非常に困難が伴って
いた。このため、膨潤層などの高分子膜特性を定量的に
測定できる測定方法の開発が強く望まれていた。

【０００８】この発明は上述のような問題を解決するた
めになされたものであり、被測定膜の膜厚、密度又は剛
性率を含む膜特性を定量的に測定することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の膜特性の解析
方法は、水晶振動子に被測定膜を形成し、前記水晶振動
子と接続された２つの電極間に所定の電圧を印加し、前
記水晶振動子を共振させて前記被測定膜の膜特性を測定
する方法であって、前記水晶振動子の共振周波数とイン
ピーダンス又はアドミタンスを測定し、多層膜構造の電
気的等価回路を用いて解析することにより前記被測定膜
の膜厚、密度又は剛性率を含む膜特性を求めるものであ
る。

【００１０】また、前記水晶振動子の表裏面に前記電極
がそれぞれ形成され、一方の電極上に前記被測定膜を形
成するものである。

【００１１】また、前記水晶振動子の表裏面から離間し
て前記電極が配置され、一方の電極と前記水晶振動子と
の間に前記被測定膜を形成するものである。

【００１２】また、前記水晶振動子としてATカット板か
らなる水晶振動子を用いるものである。

【００１３】また、前記水晶振動子の共振周波数を中心
として半値全幅を含むアドミタンス・スペクトルを測定
して前記解析を行うものである。

【００１４】また、前記水晶振動子の共振周波数を中心
として半値全幅を含むインピーダンス・スペクトルを測
定して前記解析を行うものである。

【００１５】また、前記水晶振動子に形成した前記被測
定膜を液中に浸した状態で前記共振周波数と前記インピ
ーダンス又はアドミタンスを測定するものである。

【００１６】また、前記被測定膜として複数の層からな
る膜を用いるものである。

【００１７】また、この発明の膜特性の解析装置は、被
測定膜が形成される水晶振動子と、前記水晶振動子に所
定の電圧を印加して共振させる手段と、前記水晶振動子
の共振周波数を測定する手段と、前記水晶振動子のイン
ピーダンス又はアドミタンスを測定する手段と、測定し
た前記共振周波数及び前記インピーダンス又はアドミタ
ンスを多層膜構造の電気的等価回路を用いて解析し、前
記被測定膜の膜厚、密度又は剛性率を求める計算手段と
を備えたものである。

【００１８】また、前記水晶振動子の表裏面に２つの電
極が形成され、一方の電極上に前記被測定膜が形成され
るものである。

【００１９】また、前記水晶振動子の表裏面から離間し
て２つの電極が配置され、一方の電極と前記水晶振動子
との間に前記被測定膜が形成されるものである。

【００２０】また、前記水晶振動子はATカット板からな
るものである。

【００２１】また、インピーダンス又はアドミタンスを
測定する手段は、前記水晶振動子の共振周波数を中心と
して半値全幅を含む前記インピーダンス又はアドミタン
スを測定するものである。

【００２２】また、前記被測定膜を液中に浸した状態で
前記共振周波数と前記インピーダンス又はアドミタンス
を測定するものである。

【００２３】また、前記被測定膜として複数の層からな
る膜を用いるものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。なお、以下の実施の形態によりこの発明
が限定されるものではない。

【００２５】本発明者らは鋭意研究を続けた結果、水晶
振動子の両面に電極をそれぞれ取り付け、一方の電極上
に被測定膜を塗布し、両電極間に水晶振動子が共振する
周波数の電圧を印加して、水晶振動子を共振させる水晶
振動子を用いた膜特性測定方法において、試料の膜厚、
密度、剛性率を高精度に測定できる方法を見出した。こ
の方法は、水晶振動子の共振周波数とインピーダンスを
測定し、多層膜構造の電気的等価回路を用いて解析する
ようにしたものである。

【００２６】この方法において、水晶振動子は、成膜装
置における膜厚制御、レート制御に用いられる膜厚モニ
ター用水晶振動子を利用することができる。圧電性を示
す室温で安定な水晶は、三方晶系、点群３２に属するα
−石英である。５７３℃以上では、六方晶のβ−石英に
転移して圧電性がなくなるため、水晶振動子にはα−石
英を用いる。水晶デバイスとして使用されている水晶
は、水熱合成法により作られた人工水晶である。水晶振
動子は切断カット角で周波数温度特性などの性質が大き
く変わる。現在、主に使用されているのは、結晶軸の１
軸のみを回転した面から切断したATカットの水晶振動子
である。ATカット水晶振動子は、Y軸に直交する面をX軸
を中心にして約３５°回転した面から切り出したもので
ある。この実施の形態においても、水晶振動子は、ATカ
ット板（z軸から約３５°１５’）を利用することがで
きる。ATカット板は、常温である２５℃付近に変曲点を
有する３次曲線状の温度特性を示すため、常温付近で使
用する場合、極めて良好な周波数安定度が得られ、最も
多用されているものである。ATカット板は周波数基準と
して多くの用途に用いられ、特に携帯電話などの通信機
器に使用されている。ここで、板厚0．3mm程度の水晶振
動子を用いると、共振周波数は5MHz近傍になる。板厚を
薄くすれば共振周波数は高くなり、測定精度を高めるこ
とができる。なお、水晶振動子は表面が粗いと特性が悪
化するので、表面を平滑にするために研磨（ポリッシ
ュ）する。ポリッシュ後の表面粗さは０．０６μｍ程度
が好適である。

【００２７】本実施の形態では基本波の共振周波数で説
明するが、高次のオーバートーンを利用することも出来
る。

【００２８】電極としては、研磨した水晶板上に金（A
u）を蒸着したものを用いることができる。この際、必
要に応じてAu層の下層に接着性を向上させるための中間
層を蒸着してもよい。水晶振動子の共振周波数はこのAu
の蒸着量で調整することができる利点がある。また、電
極を水晶振動子上に必ずしも直接的に設ける必要はな
い。水晶振動子から一定の間隔をもって電極を設置した
電極分離型のサンドウィッチ構造でも使用することがで
きる。この場合には、水晶振動子上に金属を配置しなく
ても良いという利点が得られる。

【００２９】また、電極上に下地膜として酸化膜やハー
ドベークした高分子膜を形成し、その上に被測定膜を形
成することにより、被測定膜に対するこれらの膜の下地
依存性の情報を得ることができる。上記、サンドウィッ
チ構造の場合には、水晶基板上に直接、これらの下地材
料を設置すればよい。

【００３０】水晶振動子の両電極間に交流電圧を印加す
ると、水晶振動子は印加した交流信号に等しい周波数で
共振する。このときの共振の振幅は共振周波数の時に最
大値になる。この交流電圧回路としては通常の発振回路
を用いることができる。

【００３１】共振周波数の測定には、周波数帯、オーバ
ートーン次数に合わせた周波数計が利用できる。また、
水晶振動子のインピーダンスやアドミタンスは、周波数
帯、オーバートーン次数に合わせたスペクトル・アナラ
イザーで測定可能である。インピーダンス・アナライザ
ーとしては、例えばSolartron社（http://www.solartro
nanalytical.com/flash_index.html）の1260 Impedance
Gain-Phase Analyzerを用いることができる。ここで、
インピーダンス・アナライザーの入力端子に水晶振動子
の両電極を接続し、基準周波数が5MHzの水晶振動子であ
れば、4.95 MHzから5.05MHzの周波数の間でそのインピ
ーダンスを測定する。この１回目の測定で水晶振動子の
共振周波数を求め、次はその周波数を中心に半値全幅の
２倍程度の周波数領域を測定し、測定点数を２００点以
上サンプリングする。そして、これらの値をデータ解析
に用いる。アドミタンス測定も同様に行うことができ
る。

【００３２】このようにして得られた測定値から被測定
膜の膜特性を解析する際には、電気的等価回路を用いた
伝送線路法を利用することができる。その詳細を以下に
述べる。

【００３３】被測定膜をレジスト薄膜として水晶振動子
上に形成した場合を例に挙げて説明する。現像中におけ
る水晶振動子上のレジスト薄膜の挙動を考察すると、水
晶振動子層、レジストである高分子薄膜層、レジストが
現像液に溶解し始めて形成される膨潤層、現像液層から
なる四層構造とみなすことできる。

【００３４】そこで、被測定膜の各膜特性値を、高分子
層の膜厚をh_s、高分子層の密度をρ _s、膨潤層の膜厚をh
_f、膨潤層の密度をρ_f、膨潤層の剛性率をG_f、として表
すと、四層構造を形成する水晶振動子のインピーダンス
Zは以下の（１）式で与えられる。

【００３５】

【数１】

【００３６】ここで、R₁、L₁、C₁は、それぞれ無負荷時
の水晶振動子の抵抗、リアクタンス、容量である。そし
て、Z⁽²⁾、Z⁽³⁾、γは以下の（２）〜（４）式で与えら
れる。ρ_１、η_１はそれぞれ現像液の密度と粘度であ
る。

【００３７】

【数２】

【００３８】

【数３】

【００３９】

【数４】

【００４０】従って、（１）式よりQCM法で測定した共
振周波数は、（１）式が最小となる周波数ωであり、測
定したインピーダンスはその周波数における（１）式の
最小値である。非線型最小２乗法を用いて（１）式を測
定値に当てはめることにより、被測定膜であるレジスト
膜の特性値を求めることができる。

【００４１】より多くの膜の特性値を求めたり、より高
精度に測定値を求めるためには、インピーダンス・スペ
クトルを測定して、（１）式を当てはめることが望まし
い。

【００４２】なお、以上の説明ではインピーダンスを用
いる方法を示したが、アドミタンスなど用いる測定でも
同様にデータ解析が可能である。

【００４３】以上説明したようにこの実施の形態では、
電気的等価回路を用いた伝送線路法を用いるので、高分
子層の膜厚h_Ｓ、高分子層の密度ρ_Ｓ、膨潤層の膜厚
h_ｆ、膨潤層の密度ρ_ｆ、膨潤層の剛性率G_fなどの被測
定膜の膜特性値を定量的に求めることが可能となる。

【００４４】

【実施例】以下、実施例を示してこの発明を具体的に説
明する。なお、この発明は下記実施例に限定されるもの
ではない。

【００４５】（実施例１）図１は、この実施例の膜特性
測定装置の構成を示す側断面図である。この測定装置に
おいては、厚さ0．33mmのATカット水晶板からなる水晶
振動子2の両面に金電極1が蒸着されている。一方の金電
極1上には、レジストが回転塗布され、水晶振動子2を温
度90℃程度で60秒程度乾燥させることにより、被測定膜
のレジスト薄膜3が形成される。

【００４６】この水晶振動子2を現像液漕4中の現像液5
に浸漬して振動させる。この際、レジスト塗布面のみを
現像液5に浸漬し、裏面電極などが現像液5に触れないよ
うに水晶振動子2を密閉されたセル6に設置し、セル6を
現像液５中に入れる。そして、セル6内に組み込んだ発
振回路7により水晶振動子2に交流信号を印加し、水晶振
動子2を共振させる。

【００４７】そして、周波数計8で水晶振動子2の共振周
波数を測定し、インピーダンス・アナライザー9でイン
ピーダンスを現像中に実時間測定し、測定信号を計算機
10に取り込んだ。

【００４８】測定した共振周波数とインピーダンスの絶
対値の現像時間依存性を図２と図３に示す。これらの測
定値を解析するために、電気的等価回路を用いた伝送線
路法によりインピーダンスを上記（１）式のように求め
た。

【００４９】ここで、レジスト薄膜３の膜厚と密度をそ
れぞれh_Ｓ，ρ_Ｓとし、膨潤層の膜厚、密度、剛性率をh
_f，ρ_ｆ，G_fとし、無負荷時の水晶振動子の抵抗、リア
クタンス、容量をR₁、L₁、C₁とし、現像液の密度と粘度
をρ_１、η_１で表すと、Z⁽²⁾，Z⁽³⁾，γは上述したよう
に（２）〜（４）式で与えられる。

【００５０】従ってQCM法で測定した共振周波数は
（１）式が最小となる周波数ωであり、測定したインピ
ーダンスはその周波数における（１）式の最小値であ
る。非線形最小２乗法で（１）式を測定値に当てはめる
ことにより、膜の特性値であるレジストの膜厚と膨潤層
の膜厚の現像時間依存性を求める。このデータ解析を行
った結果を図４及び図５に示す。

【００５１】図４は、膜厚200nmのレジスト薄膜３が現
像の進行と共に現像液に溶解し、約25秒後に消失するこ
とを示している。また、図５は、現像液にレジストが浸
漬された直後に膜厚10nm程度の膨潤層が形成され、30秒
後に消失することを示している。

【００５２】このように、本発明の方法によりレジスト
薄膜３が現像中に溶解していく挙動を定量的に得ること
ができた。そして、本発明により、図５に示すように現
像中の膨潤層の膜厚を求めることが可能となった。

【００５３】（比較例）比較例として、従来方法のよう
にSauerbrey則により共振周波数変化が膜厚変化に比例
すると仮定し、図２の測定結果である共振周波数の現像
時間依存性データのみからレジスト薄膜の膜厚変化を計
算し、実施例１との比較結果を図６に示す。図６におい
て、１５はSauerbrey則に従うと仮定した場合の解析結
果を、１３は本発明の解析方法による解析結果を示して
いる。

【００５４】現像初期において、従来方法の解析結果１
５では膨潤層を考慮していないため、膨潤層の形成をレ
ジスト膜厚の増大と見なしている。従って、不正確な測
定結果が得られている。また、従来方法による解析結果
１５では、膨潤層が現像終了後に溶解して消失する過程
をもレジスト膜厚の減少と見なしてしまうため、現像時
間が長く解釈されている。いずれも現像速度を過大評価
することになり、従来の解析方法では不正確な膜特性が
導かれることとなる。このように、図６の結果から本発
明の方法により膨潤層の定量的な解析が可能となったこ
とが分かる。

【００５５】（実施例２）実施例１のレジスト薄膜3の
代わりに、ポリビニルアルコールと酢酸ビニルエステル
とからなる共重合体を被測定膜として実施例１と同一の
処理を行った。被測定膜が異なること以外は実施例１と
同様である。

【００５６】図７は、得られた高分子層の膜厚16と膨潤
層の膜厚17の現像時間依存性を示す特性図である。高分
子膜の現像中の溶解が10nm程度と微量であり、膨潤層が
大きく膨潤して膜厚１７が80nm程度にまで達することが
解る。このように本発明により、膨潤層の寄与を定量的
に把握できるようになることが判明した。

【００５７】（実施例３）実施例３では、実施例１のレ
ジスト薄膜3の代わりにポリメタクリレートとメタクリ
ル酸との共重合体を被測定膜とし、インピーダンス・ア
ナライザーで共振周波数のインピーダンスを測定する代
わりに、アドミタンス・スペクトルを測定した。これ以
外の測定条件は実施例１と同一である。

【００５８】図８は、測定の結果得られたアドミタンス
・スペクトルを示している。ここで、３１は現像時間0
のアドミタンス・スペクトルを、３２は現像時間3秒後
のアドミタンス・スペクトルを、３３は現像時間6秒後
のアドミタンス・スペクトルを示している。そして、こ
のスペクトルに（１）式を当てはめて、各現像時間にお
ける膜特性の物理量を求めた。

【００５９】このようにして得られた解析結果を図９に
示す。図９において、３４は被測定膜である共重合体の
膜厚の現像時間依存性の解析結果を、３５は膨潤層の膜
厚の現像時間依存性の解析結果を示している。このよう
に、膜厚、膨潤層の現像時間依存性の変化を定量的に求
めることができた。また、この測定と同時に膨潤層の密
度が0．9、剛性率が10⁸+i×10⁷dyn/cm²（iは虚数単位）
と求められた。このように、インピーダンス・スペクト
ルを測定することにより測定データの情報量が多くな
り、より多くの物理量を求めることができた。

【００６０】（実施例４）実施例３において、水晶振動
子2の両面に蒸着により金電極1を形成する代わりに、間
隔1mmで平行に設置された2枚の平行電極間に厚さ0．33m
mの水晶振動子2を設置した。そして、これ以外の条件は
実施例３と同一として測定を行った。この結果、図９と
同様の結果が得られ、サンドウィッチ構造でも膜特性が
測定できることを確認できた。

【００６１】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００６２】水晶振動子の共振周波数とインピーダンス
又はアドミタンスを測定し、多層膜構造の電気的等価回
路を用いて解析するため、被測定膜の膜厚、密度又は剛
性率を含む膜特性値を定量的に求めることができる。

【００６３】電極上に被測定膜を形成することにより、
被測定膜の経時変化に伴って変化する水晶振動子の共振
周波数、インピーダンス又はアドミタンスを測定するこ
とができる。

【００６４】電極と水晶振動子の間に被測定膜を形成す
ることにより、被測定膜の経時変化に伴って変化する水
晶振動子の共振周波数、インピーダンス又はアドミタン
スを測定することができる。

【００６５】水晶振動子としてATカット板からなる水晶
振動子を用いることにより、汎用の水晶振動子を用いる
ことができる。

【００６６】共振周波数を中心として半値全幅を含むア
ドミタンス・スペクトルを測定して解析を行うことによ
り、精度の高い膜特性の解析が可能となる。

【００６７】共振周波数を中心として半値全幅を含むイ
ンピーダンス・スペクトルを測定して解析を行うことに
より、精度の高い膜特性の解析が可能となる。

【００６８】水晶振動子に形成した被測定膜を液中に浸
すことにより、被測定膜の溶解特性を解析することがで
きる。

【００６９】被測定膜として複数の層からなる膜を用い
ることにより、各層の特性を解析することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る水晶振動子を用い
た膜特性の解析装置の構成を示す模式図である。

【図２】共振周波数の現像時間依存性を示す特性図で
ある。

【図３】インピーダンスの絶対値の現像時間依存性を
示す特性図である。

【図４】レジスト膜厚の現像時間依存性を示す特性図
である。

【図５】膨潤層の膜厚の現像時間依存性を示す特性図
である。

【図６】本発明に係る方法で解析した測定したレジス
ト膜厚の現像時間依存性と、従来の解析方法で解析した
レジスト膜厚の現像時間依存性とを比較して示す特性図
である。

【図７】高分子層の膜厚と膨潤層の膜厚の現像時間依
存性を示す特性図である。

【図８】測定の結果得られたアドミタンス・スペクト
ルを示す特性図である。

【図９】アドミタンス・スペクトルから解析した被測
定膜及び膨潤層の膜厚の現像時間依存性を示す特性図で
ある。

【符号の説明】

１金電極、２水晶振動子、３被測定膜、４
現像液漕、５現像液、６セル、７共振回
路、８周波数計、９インピーダンス・アナライ
ザ、１０計算機、１３，１５，３４，３５解析
結果、１６高分子層の膜厚、１７膨潤層の膜厚、
３１，３２，３３アドミタンス・スペクトル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水晶振動子に被測定膜を形成し、前記水
晶振動子と接続された２つの電極間に所定の電圧を印加
し、前記水晶振動子を共振させて前記被測定膜の膜特性
を測定する方法であって、前記水晶振動子の共振周波数とインピーダンス又はアド
ミタンスを測定し、多層膜構造の電気的等価回路を用い
て解析することにより前記被測定膜の膜厚、密度又は剛
性率を含む膜特性を求めることを特徴とする膜特性の解
析方法。
【請求項２】前記水晶振動子の表裏面に前記電極がそ
れぞれ形成され、一方の電極上に前記被測定膜を形成す
ることを特徴とする請求項１記載の膜特性の解析方法。
【請求項３】前記水晶振動子の表裏面から離間して前
記電極が配置され、一方の電極と前記水晶振動子との間
に前記被測定膜を形成することを特徴とする請求項１記
載の膜特性の解析方法。
【請求項４】前記水晶振動子としてATカット板からな
る水晶振動子を用いることを特徴とする請求項１〜３の
いずれかに記載の膜特性の解析方法。
【請求項５】前記水晶振動子の共振周波数を中心とし
て半値全幅を含むアドミタンス・スペクトルを測定して
前記解析を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
かに記載の膜特性の測定方法。
【請求項６】前記水晶振動子の共振周波数を中心とし
て半値全幅を含むインピーダンス・スペクトルを測定し
て前記解析を行うことを特徴とする請求項１〜５のいず
れかに記載の膜特性の測定方法。
【請求項７】前記水晶振動子に形成した前記被測定膜
を液中に浸した状態で前記共振周波数と前記インピーダ
ンス又はアドミタンスを測定することを特徴とする請求
項１〜６のいずれかに記載の膜特性の測定方法。
【請求項８】前記被測定膜として複数の層からなる膜
を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記
載の膜特性の測定方法。
【請求項９】被測定膜が形成される水晶振動子と、前
記水晶振動子に所定の電圧を印加して共振させる手段
と、前記水晶振動子の共振周波数を測定する手段と、前記水晶振動子のインピーダンス又はアドミタンスを測
定する手段と、測定した前記共振周波数及び前記インピーダンス又はア
ドミタンスを多層膜構造の電気的等価回路を用いて解析
し、前記被測定膜の膜厚、密度又は剛性率を求める計算
手段とを備えたことを特徴とする膜特性の解析装置。
【請求項１０】前記水晶振動子の表裏面に２つの電極
が形成され、一方の電極上に前記被測定膜が形成される
ことを特徴とする請求項９記載の膜特性の解析装置。
【請求項１１】前記水晶振動子の表裏面から離間して
２つの電極が配置され、一方の電極と前記水晶振動子と
の間に前記被測定膜が形成されることを特徴とする請求
項９記載の膜特性の解析装置。
【請求項１２】前記水晶振動子はATカット板からなる
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の膜
特性の解析装置。
【請求項１３】インピーダンス又はアドミタンスを測
定する手段は、前記水晶振動子の共振周波数を中心とし
て半値全幅を含む前記インピーダンス又はアドミタンス
を測定することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか
に記載の膜特性の解析装置。
【請求項１４】前記被測定膜を液中に浸した状態で前
記共振周波数と前記インピーダンス又はアドミタンスを
測定することを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに
記載の膜特性の解析装置。
【請求項１５】前記被測定膜として複数の層からなる
膜を用いることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか
に記載の膜特性の解析装置。