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
• 膜厚分布測定装置FiDiCa®よくあるご質問（FAQ）

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]

• 

  

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。

• 

  

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

膜厚分布測定装置FiDiCa®よくあるご質問（FAQ）

Q1.FiDiCa®は受託測定サービスですか？装置販売ですか？

FiDiCa®（フィディカ）は、JFEテクノリサーチが自社開発・販売している膜厚分布測定装置です。 受託測定サービスではなく、お客様の研究所・工場・生産ラインへ導入いただく装置製品となります。
装置導入前の検証目的で測定テストを行う場合はありますが、 FiDiCa®自体は「装置として販売」される製品です。

Q2.JFEテクノリサーチは受託分析会社ですが、なぜ装置を販売しているのですか？

JFEテクノリサーチは、長年にわたり材料評価・膜厚測定を受託分析として行ってきました。 その現場で培った測定ノウハウ・アルゴリズム・課題認識をもとに、 お客様自身の現場で使える装置として製品化したのがFiDiCa®です。
そのため、研究開発用途から量産工程まで対応できる実用性を備えています。

Q3.FiDiCa®は購入後、自社で運用できる装置ですか？

はい。FiDiCa®はお客様ご自身で日常的に運用いただくことを前提とした膜厚測定装置です。
導入時には測定条件設定や運用方法のサポートを行い、 装置導入が初めての場合でも安心してご使用いただけます。

Q4.FiDiCa®とはどのような膜厚測定装置ですか？

FiDiCa®は、光干渉を利用した2次元分光干渉膜厚計（膜厚分布測定装置）です。 半導体ウエハ、フィルム、ガラスなどの面内膜厚分布を非接触で高速・高精度に測定できます。

Q5.膜厚分布測定とは何ですか？

膜厚分布測定とは、膜厚を一点ではなく面（2次元）として評価する測定方法です。 FiDiCa®では最大数百万点のデータから膜厚分布を可視化できます。

Q6.分光干渉法による膜厚測定とは？

分光干渉法は、測定対象膜の表面と裏面からの反射光が生む干渉スペクトルを解析して膜厚を求める手法で、 薄膜から厚膜・基材厚まで幅広く利用されている信頼性の高い測定原理です。

Q7.測定可能な膜厚範囲はどのくらいですか？

モデル構成により、約50 nm～800 µmまで対応可能です。 薄膜・厚膜・基材厚まで広く測定できます。

Q8.多層膜の膜厚分布測定は可能ですか？

はい、多層膜の膜厚分布測定にも対応しています。 材料の屈折率や層構成により条件が異なるため、事前の評価を推奨しています。

Q9.半導体ウエハの膜厚分布測定に使えますか？

はい、SiO₂膜、レジスト膜、スパッタ膜など、 半導体ウエハの膜厚分布測定に広く利用されています。

Q10.フィルム・塗工膜・コーティング膜にも対応していますか？

対応可能です。フィルム原反や塗工膜の膜厚ムラ・スジ欠陥の評価に利用されています。

Q11.インライン膜厚分布測定には対応していますか？

はい。生産ラインに組み込むインライン膜厚分布測定にも対応可能なモデルがあります。

Q12.標準仕様ですか？カスタマイズは可能ですか？

標準モデルをベースに、測定幅・分解能・設置形態などのカスタマイズが可能です。

Q13.導入前に測定テスト（実サンプル評価）は可能ですか？

はい。FiDiCa®装置導入検討を目的とした測定テスト・評価に対応しています。