Filmetrics? F3-sX 光學(xué)厚膜測(cè)厚儀
近紅外（NIR）光學(xué)厚膜測(cè)量系統(tǒng)——10μm微小光斑，測(cè)量厚度達(dá)3mm，1kHz高速采樣
15nm～3mm 厚度測(cè)量范圍（視配置） | 10μm 最小測(cè)量光斑 | 1kHz 最大測(cè)量速率 | 3種 波長(zhǎng)配置可選 |
產(chǎn)品介紹
Filmetrics F3-sX 光學(xué)厚膜測(cè)厚儀是一款專(zhuān)為厚膜和特殊材料設(shè)計(jì)的近紅外（NIR）光學(xué)膜厚測(cè)量系統(tǒng)。它采用光譜反射原理和長(zhǎng)波長(zhǎng)近紅外光源，可輕松穿透肉眼看似不透明的材料，測(cè)量厚度高達(dá)3mm的半導(dǎo)體及介電層薄膜。相比可見(jiàn)光反射儀，F(xiàn)3-sX獨(dú)特的近紅外技術(shù)是厚膜測(cè)量和穿透特定基底（如硅）的關(guān)鍵。
厚膜表面通常較粗糙且不均勻，傳統(tǒng)膜厚儀的大光斑難以應(yīng)對(duì)。F3-sX標(biāo)配10μm微小測(cè)量光斑，可精確聚焦于樣品表面的微區(qū)，輕松測(cè)量其他膜厚測(cè)量?jī)x器無(wú)法檢測(cè)的膜層，且測(cè)量在幾分之一秒內(nèi)即可完成。系統(tǒng)支持高達(dá)1kHz的測(cè)量速率，可集成至卷對(duì)卷（R2R）等在線工藝中進(jìn)行實(shí)時(shí)膜厚監(jiān)控。同時(shí)提供F3-s980（成本優(yōu)化型）、F3-s1310（重?fù)诫s硅優(yōu)化）及F3-s1550（超厚膜）三種波長(zhǎng)配置，滿足從厚膜到超厚膜、從常規(guī)材料到重?fù)诫s硅片的多樣化測(cè)量需求。
核心技術(shù)F3-sX 采用近紅外光譜反射技術(shù)，近紅外光對(duì)硅等半導(dǎo)體材料具有高穿透性，可直接測(cè)量硅片厚度和硅基底上的厚膜。1kHz高速采樣頻率使其成為卷對(duì)卷等在線工藝的理想膜厚監(jiān)控工具，是唯一兼顧厚膜、微區(qū)、高速測(cè)量的光學(xué)膜厚儀。
為什么選擇F3-sX？—— 五大厚膜測(cè)量核心優(yōu)勢(shì)
【近紅外穿透 · 厚膜與不透明材料】利用近紅外光（NIR）的長(zhǎng)波長(zhǎng)特性穿透可見(jiàn)光無(wú)法通過(guò)的材料?？芍苯訙y(cè)量硅晶圓厚度、重?fù)诫s硅片、厚光刻膠（如SU-8）、保形涂層等肉眼看似不透明的膜層，測(cè)量范圍高達(dá)15nm至3mm，是真正的光學(xué)厚膜測(cè)厚儀。
【10μm微光斑 · 粗糙厚膜精準(zhǔn)測(cè)量】厚膜表面通常粗糙且不均勻，毫米級(jí)大光斑往往因信號(hào)平均化導(dǎo)致測(cè)量偏差。F3-sX標(biāo)配10μm微小測(cè)量光斑，可聚焦于樣品表面微小區(qū)域，輕松應(yīng)對(duì)粗糙厚膜、彎曲表面和不規(guī)則涂層，確保厚膜測(cè)量的高精度和高重復(fù)性。
【1kHz高速采樣 · 在線工藝集成】F3-sX支持高達(dá)1kHz的測(cè)量速率，可在卷對(duì)卷（R2R）等連續(xù)運(yùn)動(dòng)工藝中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)膜厚監(jiān)控。配合可選的自動(dòng)化測(cè)繪平臺(tái)，能快速完成大面積厚膜的厚度分布Mapping，是產(chǎn)線和研發(fā)中高速膜厚檢測(cè)的得力工具。
【三種波長(zhǎng)配置 · 靈活應(yīng)對(duì)不同需求】F3-sX系列提供三種波長(zhǎng)配置：F3-s980為成本優(yōu)化型，適合常規(guī)厚膜；F3-s1310專(zhuān)為重?fù)诫s硅優(yōu)化，適合半導(dǎo)體晶圓和芯片測(cè)量；F3-s1550為超厚膜型，測(cè)量范圍最高可達(dá)3mm。用戶可根據(jù)材料類(lèi)型和厚度范圍靈活選擇，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性?xún)r(jià)比。
【寬光譜擴(kuò)展選項(xiàng) · 薄厚兼顧】F3-sX可選配可見(jiàn)光波段擴(kuò)展（380-1050nm），將測(cè)量下限從15nm進(jìn)一步延伸至納米級(jí)超薄膜。一臺(tái)設(shè)備即可覆蓋從超薄光學(xué)鍍膜到3mm厚膜的全量程測(cè)量需求，適合同時(shí)擁有多種厚度范圍樣品的實(shí)驗(yàn)室或產(chǎn)線。
F3-sX與F20的區(qū)別
F3-sX和F20雖然都采用光譜反射法，但它們針對(duì)完全不同的應(yīng)用場(chǎng)景。F20使用可見(jiàn)光波段（380-1050nm），擅長(zhǎng)快速測(cè)量常規(guī)透明薄膜；F3-sX使用近紅外波段（960-1580nm），專(zhuān)為厚膜、硅穿透測(cè)量和不透明材料設(shè)計(jì)。
| 對(duì)比維度 | F3-sX 光學(xué)厚膜測(cè)厚儀 | F20 光學(xué)膜厚儀 |
|---|
| 光源波段 | 近紅外（960-1580nm） | 可見(jiàn)光（380-1050nm） |
| 最大厚度 | 3mm（視配置） | 70μm |
| 核心優(yōu)勢(shì) | 穿透硅/不透明材料，測(cè)厚膜和硅片 | 快速測(cè)量常規(guī)透明薄膜厚度和折射率 |
| 測(cè)量光斑 | 10μm微小光斑 | 1.5mm標(biāo)準(zhǔn)光斑 |
| 典型應(yīng)用 | 硅片厚度、厚光刻膠、保形涂層、IC失效分析 | 半導(dǎo)體工藝薄膜、光學(xué)鍍膜、聚合物涂層 |
典型厚膜測(cè)量應(yīng)用場(chǎng)景
F3-sX的核心價(jià)值在于解決“厚膜和特殊材料的測(cè)量難題”。對(duì)于硅片厚度、IC芯片背面減薄、厚光刻膠、保形涂層等可見(jiàn)光反射儀無(wú)法勝任的應(yīng)用，F(xiàn)3-sX以近紅外穿透能力和微小光斑提供了獨(dú)一無(wú)二的解決方案。以下是最典型的應(yīng)用場(chǎng)景：
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 厚膜測(cè)量場(chǎng)景描述 | 典型測(cè)量對(duì)象 |
|---|
| 硅晶圓厚度測(cè)量 | 利用近紅外光穿透硅片，直接測(cè)量晶圓總厚度，無(wú)需破壞樣品。適用于晶圓背面減薄工藝后的厚度驗(yàn)證、Taiko晶圓厚度監(jiān)控等場(chǎng)景。F3-s1310配置專(zhuān)為重?fù)诫s硅優(yōu)化，可準(zhǔn)確測(cè)量低電阻率硅片厚度。 | 硅晶圓厚度（減薄后）、Taiko晶圓、SOI硅層厚度 |
| IC芯片背面減薄失效分析 | 在芯片失效分析（FA）中，需要精確測(cè)量芯片減薄后剩余硅層的厚度。F3-sX的10μm光斑可精確定位到芯片特定區(qū)域，近紅外穿透能力可直接測(cè)量硅層厚度，為FA提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。 | 芯片剩余硅厚度、背面減薄均勻性 |
| 厚光刻膠與SU-8 | SU-8等厚光刻膠在MEMS和微流控器件中廣泛應(yīng)用，厚度通常達(dá)數(shù)十至數(shù)百微米。F3-sX的近紅外波段可輕松穿透厚膠層，10μm光斑可測(cè)量微結(jié)構(gòu)內(nèi)的局部膠厚，是厚光刻膠厚度測(cè)量的理想工具。 | SU-8光刻膠、厚聚酰亞胺、干膜光刻膠 |
| 保形涂層與封裝材料 | PCB電路板、電子元器件表面的保形涂層（Conformal Coating）厚度測(cè)量。F3-sX的非接觸測(cè)量和微光斑能力，可精準(zhǔn)測(cè)量器件引腳、焊點(diǎn)等曲面區(qū)域的涂層厚度。 | 聚氨酯保形涂層、硅酮涂層、派瑞林厚涂層 |
| 化合物半導(dǎo)體與MEMS | 砷化鎵（GaAs）、碳化硅（SiC）等化合物半導(dǎo)體基板厚度測(cè)量，以及MEMS微機(jī)電系統(tǒng)中的厚硅層、厚氮化鋁薄膜等結(jié)構(gòu)層厚度表征。 | GaAs/SiC基板厚度、MEMS厚硅層、AlN壓電薄膜 |
| 卷對(duì)卷（R2R）在線膜厚監(jiān)控 | 在柔性基板的卷對(duì)卷鍍膜或涂布工藝中，F(xiàn)3-sX的1kHz高速采樣能力可實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)中基板的實(shí)時(shí)在線膜厚監(jiān)測(cè)，滿足柔性電子、薄膜太陽(yáng)能電池等產(chǎn)線的工藝控制需求。 | 柔性基板涂層厚度、薄膜太陽(yáng)能電池膜層、阻隔膜 |
測(cè)量原理
F3-sX采用光譜反射法，利用近紅外光（NIR）進(jìn)行非接觸式薄膜厚度測(cè)量。近紅外光照射到樣品表面，在薄膜的上下界面發(fā)生反射，兩束反射光因光程差產(chǎn)生干涉光譜。通過(guò)分析干涉光譜的震蕩頻率，系統(tǒng)可在數(shù)秒內(nèi)精確計(jì)算出薄膜的厚度，同時(shí)推導(dǎo)出折射率（n）等光學(xué)常數(shù)。與可見(jiàn)光反射儀相比，近紅外波段的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，對(duì)于厚膜測(cè)量具有更高的干涉條紋識(shí)別能力，同時(shí)對(duì)硅等半導(dǎo)體材料具有高穿透性，可直接測(cè)量硅片厚度和硅基底上的厚膜。
F3-sX系列選型指南
F3-sX系列提供三種波長(zhǎng)配置，主要區(qū)別在于波長(zhǎng)范圍、厚度測(cè)量范圍和適用材料。一般原則：更長(zhǎng)的波長(zhǎng)可測(cè)量更厚的膜層，并更好地穿透重?fù)诫s硅片。
| 型號(hào) | 波長(zhǎng)范圍 | 厚度范圍（n=1.5） | 厚度范圍（n=3.5） | 典型適用場(chǎng)景 |
|---|
| F3-s980 | 960 – 1000nm | 15μm – 1.5mm | 7μm – 0.7mm | 成本優(yōu)化型，常規(guī)厚膜測(cè)量 |
| F3-s1310 | 1280 – 1340nm | 15μm – 2mm | 7μm – 1mm | 重?fù)诫s硅優(yōu)化，硅晶圓和芯片厚度測(cè)量 |
| F3-s1550 | 1520 – 1580nm | 15μm – 3mm | 7μm – 1.5mm | 超厚膜測(cè)量（最高3mm），極限厚膜應(yīng)用 |
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產(chǎn)品參數(shù)
| 產(chǎn)品型號(hào) | F3-sX（F3-s980 / s1310 / s1550） | 測(cè)量技術(shù) | 近紅外光譜反射法 |
| 波長(zhǎng)范圍 | 960-1000nm（s980）/ 1280-1340nm（s1310）/ 1520-1580nm（s1550） | 光源 | 長(zhǎng)壽命LED（>200,000小時(shí)MTBF） |
| 厚度范圍（n=1.5） | 15μm – 1.5mm / 2mm / 3mm（視型號(hào)） | 厚度范圍（n=3.5） | 7μm – 0.7mm / 1mm / 1.5mm（視型號(hào)） |
| 測(cè)量精度 | 5nm | 測(cè)量光斑 | 10μm（最?。?/td> |
| 工作距離 | 53mm（標(biāo)準(zhǔn)） | 測(cè)量速率 | 最高1kHz |
| 材料數(shù)據(jù)庫(kù) | 內(nèi)置130+種，可擴(kuò)展 | 軟件 | FILMeasure（支持一鍵式分析） |
| 可選配件 | 自動(dòng)化測(cè)繪平臺(tái)、測(cè)量點(diǎn)可視化攝像機(jī)、可見(jiàn)光波段擴(kuò)展（380-1050nm）、卷對(duì)卷工藝集成組件 |
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實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)展示
客戶評(píng)價(jià)
“F3-s1310是我們IC失效分析實(shí)驗(yàn)室的得力工具。在背面減薄芯片的厚度測(cè)量中，近紅外穿透能力讓我們無(wú)需破壞樣品就能精確測(cè)量剩余硅層厚度。10μm光斑可以定位到單個(gè)芯片區(qū)域，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，完全替代了我們之前依賴(lài)的斷面SEM檢測(cè)方式，效率提升了數(shù)十倍。”
——某半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)公司 失效分析實(shí)驗(yàn)室
“F3-sX解決了我們厚光刻膠工藝的測(cè)量難題。SU-8膠厚動(dòng)輒幾十到上百微米，普通的可見(jiàn)光反射儀很難測(cè)準(zhǔn)，F(xiàn)3-s1550的近紅外波段和10μm光斑完美解決了這個(gè)問(wèn)題。我們還在卷對(duì)卷產(chǎn)線上用F3-sX進(jìn)行在線膜厚監(jiān)控，1kHz的采樣速率完全跟得上產(chǎn)線速度，強(qiáng)烈推薦給需要厚膜測(cè)量的同行。”
——某MEMS器件制造商 工藝研發(fā)部
常見(jiàn)問(wèn)題 (FAQ)
F3-sX和F20的核心區(qū)別是什么？
兩者采用相同的光譜反射原理，但光源波段和應(yīng)用場(chǎng)景完全不同。F20使用可見(jiàn)光（380-1050nm），適合測(cè)量常規(guī)透明薄膜，厚度范圍約15nm-70μm；F3-sX使用近紅外光（960-1580nm），可穿透硅等半導(dǎo)體材料，測(cè)量厚膜最高達(dá)3mm，并配備10μm微小光斑適應(yīng)粗糙表面。如果需要測(cè)量硅片厚度、厚光刻膠、保形涂層或IC芯片背面減薄，F(xiàn)3-sX是唯一選擇。
F3-sX的三種型號(hào)如何選擇？
選型主要根據(jù)膜厚范圍和材料類(lèi)型：F3-s980為成本優(yōu)化型，適合常規(guī)厚膜測(cè)量（最高1.5mm）；F3-s1310專(zhuān)為重?fù)诫s硅優(yōu)化，波長(zhǎng)位于硅的透射窗口，可準(zhǔn)確測(cè)量低電阻率硅片厚度，是半導(dǎo)體行業(yè)首選；F3-s1550波長(zhǎng)最長(zhǎng)，測(cè)量范圍最高可達(dá)3mm，適合超厚膜應(yīng)用。一般原則：膜層越厚或材料越不透明，需要越長(zhǎng)的波長(zhǎng)。建議聯(lián)系應(yīng)用工程師獲取專(zhuān)業(yè)選型建議。
F3-sX的10μm光斑有什么優(yōu)勢(shì)？
厚膜表面通常比納米級(jí)薄膜粗糙，如果使用毫米級(jí)大光斑，測(cè)量信號(hào)會(huì)因表面起伏而平均化，導(dǎo)致測(cè)量精度下降。F3-sX的10μm微光斑可聚焦于樣品表面微小區(qū)域，有效避開(kāi)粗糙表面的高低起伏干擾，確保厚膜測(cè)量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。微光斑還可用于芯片特定區(qū)域、MEMS微結(jié)構(gòu)等需要精確定位的測(cè)量場(chǎng)景。
F3-sX可以測(cè)量硅片厚度嗎？
可以，這是F3-sX的核心功能之一。近紅外光對(duì)硅具有高穿透性，可直接穿透硅片測(cè)量其厚度。F3-s1310配置（1280-1340nm）專(zhuān)為重?fù)诫s硅優(yōu)化，可準(zhǔn)確測(cè)量低電阻率硅片的厚度。這一功能在晶圓背面減薄工藝監(jiān)控、Taiko晶圓厚度測(cè)量和IC芯片失效分析中具有重要價(jià)值。
F3-sX的1kHz高速采樣有什么應(yīng)用？
1kHz高速采樣使F3-sX能夠集成至卷對(duì)卷（R2R）等連續(xù)運(yùn)動(dòng)工藝中，對(duì)移動(dòng)中的基板進(jìn)行實(shí)時(shí)在線膜厚測(cè)量。同時(shí)，在需要快速完成大量樣品檢測(cè)的產(chǎn)線場(chǎng)景中，1kHz的采樣速率可大幅提升檢測(cè)吞吐量，是高速膜厚在線監(jiān)控的理想選擇。
F3-sX可以升級(jí)可見(jiàn)光波段擴(kuò)展嗎？
可以。F3-sX可選配可見(jiàn)光波段擴(kuò)展（380-1050nm），將測(cè)量下限從近紅外的15nm進(jìn)一步延伸至可見(jiàn)光波段的納米級(jí)超薄膜。一臺(tái)設(shè)備即可覆蓋從超薄光學(xué)鍍膜到3mm厚膜的全量程測(cè)量需求，適合同時(shí)擁有多種厚度范圍樣品的綜合性實(shí)驗(yàn)室或產(chǎn)線。
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