No.23「膜厚の面分布を高解像度で迅速に測定できる『FiDiCa』」

No.23
膜厚の面分布を高解像度で迅速に測定できる『FiDiCa』

『膜厚分布測定装置FiDiCa(フィディカ)』は、シリコンウエハ・ガラス・樹脂フィルム・金属などの表面の0.1~50μmの薄膜の膜厚分布を短時間に高精度で測定・表示できる画期的な装置です。

原理と特徴

面分光が可能なイメージング分光器「インスペクター(ImSpector®)」(当社独自商品)を用い、薄膜の分光スペクトルを測定し、分光干渉法を利用した独自アルゴリズムにより、膜厚の分布を高解像度かつ高精度に測定します。
 従来の分光干渉法を用いた膜厚計は、点測定のため、走査して面分布を測定すると100点でも1時間以上要していました。本装置では、150万点の膜厚データを約10分で測定することができ、大幅な効率化が図れます。

測定事例

本装置を用いて、シリコンウエハ上の窒化膜の膜厚分布を測定した結果を、カラーマップとして図に示します。
 本結果から、今まで見えなかった薄膜中央部の数nmレベルのへこみを鮮明に検出できることがわかります。
 本装置は、面の各点を1nmレベルの高分解能で測定可能で、さらに、測定再現性は0.5%以下と高く、信頼性のある測定を可能にしています。

図 窒化膜の膜厚分布測定
図 窒化膜の膜厚分布測定

測定モード

測定モードは、高精細/高速の二つのモードを備えています。A4サイズの対象を、高精細モードでは、0.2mmメッシュで、約10分間で測定します。高速モードでは、3mmメッシュで、約15秒間で迅速に測定できます。上記のように目的に応じた測定・結果表示を行うことができます。
 本装置の膜厚が分布として「見える化」できる特徴を活かし、製造条件の違いによる膜厚分布の変化の把握など製品性能の評価に、また生産現場での製品の検査に広く活用できます。

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部