膜厚分布測定装置 FiDiCa®（フィディカ）

• 膜厚分布を非接触で高速・高精度に測定・可視化
• 光干渉を利用した膜厚測定とは？
• 膜厚測定の原理
• 従来法と膜厚分布測定装置FiDiCa®の比較
• 膜厚分布測定装置FiDiCa®シリーズ製品ラインナップ
• 膜厚分布測定装置FiDiCa®（フィディカ）測定事例

膜厚分布を非接触で高速・高精度に測定・可視化

• • 半導体やフィルム、液膜などの膜厚分布を非接触で高速・高精度にマッピングできる、2次元分光干渉膜厚計
  • 50nm～800μmまで、幅広い膜厚（薄膜、厚膜、極厚膜）レンジの測定に対応
  • 分光干渉法を用いた高い測定精度
  • 独自アルゴリズムを用い、100万点～400万点の測定データを数分で高速演算
  • オフラインの卓上装置から、インライン機までカスタマイズ可能
  • 多層膜測定にも対応

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光干渉を利用した膜厚測定とは？

光干渉を利用した膜厚測定とは、測定対象の表面と裏面の反射光間で発生する干渉の分光強度（スペクトル）から膜厚値を求める半導体やフィルム業界ではスターンダードな手法です。FiDiCa®では豊富なラインナップで、50nm～800μmの膜厚が測定可能です。

具体例として

• 半導体の場合：
  シリコンウェーハ上の酸化膜やレジスト等の厚み。また各種ウェーハそのものの厚み管理が可能です。
  面の膜厚情報により、厚みが管理値内に入っているかだけでなく、厚みの傾向や局所的な欠陥などが検出可能です。
• フィルムの場合：
  フィルム原反の厚みムラだけでなく、その上のコーティングや多層測定も可能^※１です。
  面の膜厚情報により、スジ状の欠陥や幅方向のムラなど、従来の点の膜厚計では不可能であった検査が可能です。
• その他の事例：
  電子部品や半導体材料、油膜、液膜、接着剤など、厚み管理が課題の幅広いアプリケーションに利用されております。

※１　材質、層構造によります。

膜厚測定の原理

屈折率n1の膜に対して色々な波長λが含まれる白色光を入射角θ0で入射すると、表面反射光と、屈折角θ1で屈折したあと膜の裏面で反射した裏面反射光との間に光路差2n1dcosθ1（位相差2n1dcosθ1/λ）が生じるため（図1）、波長λによって強め合ったり、弱め合ったりする干渉現象が起こります。 この干渉現象は膜厚によって変化するため（図2）、分光スペクトルデータを解析することにより膜厚を算出することが可能になります。当社では、ハイパースペクトルカメラを用いて分光スペクトルデータを取得することによって、高速な膜厚測定を可能にしています。（関連ワード：分光干渉膜厚計・光干渉膜厚計）

従来法と膜厚分布測定装置FiDiCa®の比較（薄膜モデルで厚み測定実施の場合）

<従来法>エリプソメトリ（エリプソメータ―）/分光干渉膜厚計		膜厚分布測定装置FiDiCa®
1万点	測定点数	400万点
数時間	測定時間	数分
X-Y2軸スキャン	スキャン	1軸

膜厚分布測定装置FiDiCa®シリーズ製品ラインナップ

Sシリーズ 標準モデル

• 特長

  • 100万点～400万点を2分以内で高速測定・膜厚計算
  • 豊富なラインナップで多様なアプリケーションに適用可能
  • 研究開発から欠陥検査まで適用可能
  • 主な用途
    • 薄膜モデル：SiO₂膜、スパッタ膜、レジスト、液膜、油膜、コーティング膜
    • 厚膜モデル：各種ウェーハ、PETフィルム、その他フィルム、ガラス等
    • 極厚膜モデル：各種ウェーハ、バルクウェーハ、フィルム、ガラス等

  型式	FDC-S□□□□
  計測膜厚範囲※1	50nm～20μm（薄膜モデル） 1μm～100μm（厚膜モデル） 20μm～800μm（極厚膜モデル）
  測定サイズ	4インチ～12インチウェーハ A4サイズ
  測定点数	約400万点（薄膜モデル） 約150万点（厚膜モデル） 約100万点（極厚膜モデル）
  空間分解能※2	約50μm～150μm（薄膜モデル） 約80μm～250μm（厚膜モデル） 約100μm～300μm（極厚膜モデル）
  測定速度※1	2分以内
  繰り返し再現性※3	3σ<1.0nm（薄膜・厚膜モデル） 3σ<10nm（極厚膜モデル）
  装置サイズ (12インチウェーハの場合)	約W810×D820～880×H2,000ｍｍ

  • 材質、条件によります。
  • サンプルサイズによります。
  • 校正された厚さ1μmのSiウェーハ上のSiO₂膜にて。

• 

  

Hシリーズ 高分解能モデル

• 特長

  • 6インチウェーハの全面測定可能
  • サンプル全面測定と局所的な厚さを高分解能（約5μm）で測定可能
  • 卓上に設置出来るコンパクト設計
  • 主な用途
    • デバイスパターン上の膜厚分布測定　等

  型式	FDC-H1510
  計測膜厚範囲※1	100nm～10μm
  測定サイズ	局所測定：約3mm角 全面測定：約150mm （6インチウェーハ）
  測定点数	約20万点
  空間分解能	約5μm
  測定速度※1	局所測定：約30秒 全面測定：約10分
  繰り返し再現性※2	3σ＜1.0nm
  装置サイズ	W500×D620×H280mm

  • 材質、条件によります。
  • 校正された厚さ1μmのSiウェーハ上のSiO₂膜にて。

  高分解能FiDiCa® [事例集PDF]

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Wシリーズ ウェブ検査用モデル

• 特長

  • カメラ、照明を一体のユニット化したモデル
  • 現地調整不要で設置・交換が容易
  • 複数台設置により幅広な対象にも対応可能
  • ラインスキャンによりインライン膜厚の測定が可能
  • 主な用途
    • フィルム、ガラス、基材上の塗工膜等のインライン膜厚測定

  型式	FDC-W2520	FDC-W5020
  計測膜厚範囲※1	100nm～20μm
  測定幅※2	100mm	500mm
  空間分解能	0.13mm	0.26mm
  測定速度※1	約20ライン／秒
  繰り返し再現性※3	3σ＜1.0nm
  装置サイズ	W320×D220×H850mm	W640×D220×H850mm

  • 材質、条件によります。
  • 対象物により、更なる幅広対応も可能です。
  • 校正された厚さ1μmのSiウェーハ上のSiO₂膜にて。

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Dシリーズ 広レンジモデル

• 特長

  • 薄膜～厚膜まで幅広い膜厚範囲を測定可能（FDC-D30HU）
  • サンプル全面測定と局所的な高分解能（50μm）測定（FDC-D3020）
  • CtoC搬送機付きモデルあり

  型式	FDC-D30HU （薄膜～厚膜測定）	FDC-D3020 （高・低分解能測定）
  計測膜厚範囲※1	50nm～100μm	100nm～20μm
  測定サイズ	4～12インチウェーハ（選択可）
  測定点数	約400万点
  空間分解能	約5μm～150μm
  測定速度※1	10分以内
  繰り返し再現性※2	3σ＜1.0nm
  装置サイズ	仕様による

  • 材質、条件によります。
  • 校正された厚さ1μmのSiウェーハ上のSiO₂膜にて。

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膜厚分布測定装置FiDiCa®（フィディカ）測定事例

シリコンウェーハ

• シリーズ	Sシリーズ
  モデル	薄膜モデル
  空間分解能	約75μm
  測定点数	約400万点

• 

• 

ポリカーボネートコート(DVD)

• シリーズ	Sシリーズ
  モデル	厚膜モデル
  空間分解能	約100μm
  測定点数	約150万点

• 

• 

OHPフィルム

• シリーズ	Sシリーズ
  モデル	薄膜モデル
  空間分解能	約100μm
  測定点数	約400万点

• 

• 

バルクウェーハ

• シリーズ	Sシリーズ
  モデル	極厚膜モデル
  空間分解能	約100μm
  測定点数	約100万点

• 

• 

PETフィルム（100μm）

• シリーズ	Sシリーズ
  モデル	極厚膜モデル
  空間分解能	約200μm
  測定点数	約100万点

• 

PETフィルム（250μm）

• シリーズ	Sシリーズ
  モデル	極厚膜モデル
  空間分解能	約200μm
  測定点数	約100万点

• 

パターン付きウェハの膜厚分布測定

• シリーズ	Hシリーズ
  モデル	高分解能モデル
  空間分解能	約5μm
  測定点数	約20万点

• 

• 

潤滑油の膜厚分布