日本JFE FiDiCa膜厚分布測定裝置技術交流

發布時間： 2026-04-16　　點擊次數： 7次

在先進制造與精密加工領域，膜厚的均勻性與精度直接決定產品性能與良率。日本JFE推出的FiDiCa膜厚分布測定裝置，基于非接觸式白光干涉原理，融合高光譜相機與自研算法，實現從薄膜到極厚膜的寬范圍、高速高精度測量，為半導體、顯示面板、功能涂層等行業提供了可靠的膜厚管控方案。

核心原理與光學架構

FiDiCa采用分光干涉技術，白色光入射至樣品表面后，分別經膜層表面與底面反射，產生光程差為2n?dcosθ?的干涉信號。高光譜相機同步采集全波段干涉光譜，通過自研算法匹配理論光譜庫，反演得到各點膜厚值。其光學系統兼顧寬量程與高分辨率，可適配50nm至800μm的膜厚范圍，覆蓋薄膜、厚膜與極厚膜全場景。

關鍵技術優勢

1. 超高速面測量：傳統點掃描設備需數小時完成萬點測量，FiDiCa通過線掃描與并行計算，300mm晶圓可在1分鐘內完成百萬點測量，A4尺寸樣品高速模式僅需15秒，全面測量模式約10分鐘，大幅提升產線檢測效率。

2. 高精度與高穩定性：垂直分辨率達亞納米級，薄膜與厚膜模型重復再現性3σ<1.0nm，極厚膜模型3σ<10nm，確保微小厚度變化的精準捕捉。

3. 寬量程與多場景適配：提供薄膜、厚膜、極厚膜多系列型號，支持4-12英寸晶圓及A4尺寸樣品，可實現全面測量與5μm級局域高分辨測量，滿足研發與量產不同需求。

4. 非接觸無損測量：純光學方式無物理接觸，避免樣品劃傷與污染，適用于柔性薄膜、光刻膠、生物材料等脆弱樣品，同時支持在線與離線兩種部署模式。

5. 多圖層與復雜結構兼容：可實現多層膜厚度同步測量，通過特殊光學設計與算法優化，有效抑制多層干涉串擾，提升復雜膜系測量準確性。

典型應用場景

- 半導體制造：用于晶圓氧化層、金屬互連層、光刻膠厚度分布檢測，支撐CMP研磨工藝優化，保障芯片良率。

- 顯示與光學器件：檢測LCD/Pi層、ITO導電膜、光學涂層厚度均勻性，解決面板顯示均勻性與光學性能一致性問題。

- 功能涂層與薄膜材料：監控金屬涂層、陶瓷薄膜、液膜/油膜厚度分布，為鍍膜工藝參數調整提供數據依據。

- 晶圓與基板厚度管控：極厚膜模型可測量20-800μm硅晶圓與玻璃基板厚度分布，滿足大尺寸基材厚度均勻性檢測需求。

與傳統技術對比

對比項	傳統點掃描設備	FiDiCa膜厚測定裝置
測量方式	點掃描，X-Y雙軸移動	線掃描，單軸快速采集
測量效率	萬點需數小時	百萬點1分鐘內完成
空間分辨率	數十微米級	5μm（局域）至300μm（全面）
膜厚范圍	有限，跨量程需換設備	50nm-800μm，全量程覆蓋
測量維度	單點厚度，無分布信息	二維分布映射，直觀呈現均勻性

總結

JFE FiDiCa膜厚分布測定裝置以高速、高精度、寬量程的技術特性，突破了傳統膜厚測量的效率與精度瓶頸。其非接觸式測量與多場景適配能力，使其成為精密制造中膜厚管控的核心設備，助力企業提升產品一致性、降低檢測成本、加速工藝迭代。

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