膜厚・素材
最終製品の進化に伴い、それを構成する無数の部品にはさらなる高機能化・高性能化が求められてきております。例えば、薄膜や多層構造を持つ部品においては、その品質を左右する「膜厚」や「組成」に関して、開発・製造・品質管理などの過程で高精度な測定が重要です。
また非破壊にて製品をそのまま測定管理することも求められてきています。
薄膜メタライズや、めっき膜厚など「金属系」の薄膜を評価する際に行う膜厚測定。
薄膜フィルムや、半導体の誘電膜など「非金属系」の薄膜を評価する際に行う膜厚測定。
正確かつ効率よく実施するには、適切な膜厚計を選ぶ必要があります。
用途に合わせた膜厚計の選定で失敗しないために、当社が取り扱う各種膜厚測定器の原理や測定対象を分かりやすくご紹介いたします。
「金属系」の膜厚測定
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蛍光X線方式
Ｘ線管から発生した一次Ｘ線を試料物質にあてると、特定の元素に特有の波長を持った二次Ｘ線（蛍光Ｘ線)を放出します。複数の元素からの蛍光Ｘ線を半導体検出器などによって種類と強度をスペクトル分析します。
つまりひとつの測定で定性分析（素材分析）と定量分析（膜厚測定）を同時に行います。XRF装置は、測定時間が短く、非破壊で膜厚測定ができるのも特長の一つです。
測定対象・用途（例）
- 極薄膜や多層膜の分析・膜厚測定
- 薄膜の厚さ測定（例）＜0.1µmのAuやNi、Pb
電磁方式
低周波交流電磁石の入ったプローブの先端に磁性体を近づけると、磁石が磁性体をひきつけることに対する反作用（電磁誘導）がおき、2者間の距離のわずかな変化に対応して、2次コイルの電圧が変化します。この変化を利用して皮膜の厚さを測るものです。電磁式は、下地材が鉄など磁性金属の場合に使用できます。
測定対象・用途（例）
- 磁性金属（鉄、鋼など）下地上の非磁性皮膜（メッキ、ペイント、樹脂膜など）の測定
渦電流方式
DIN EN ISO 2360、ASTM B244準拠の方式。高周波電界によって非磁性金属表面に誘起される渦電流の大きさと磁界・金属表面の距離（皮膜の厚み）との電気的相関性を利用して、金属上の絶縁性皮膜の厚さを測るものです｡
測定対象・用途（例）
- 非磁性金属（アルミ、銅、オーステナイト系ステンレスなど）素地上の絶縁皮膜（塗装、樹脂膜、アルマイトなど）の測定
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「非金属系」の膜厚測定
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反射率分光方式
膜厚測定装置本体には光源と分光器が内蔵されています。光源の光はファイバーを通してサンプルに照射され、反射した光は再びファイバーを通り本体の分光器に戻ります。反射光は分光器で波長毎に分光され、膜厚解析ソフトウェアを搭載したパソコンに取り込まれます。光の波長と膜厚に依存した反射率スペクトラムを膜厚解析ソフトウェアで解析し、膜厚を測定します。
測定対象・用途（例）
- 半導体：SiO2、SiN、Poly-Si、α-Si、レジスト、など
- LCD：ポリイミド、ITO、他各種光学フィルム膜
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