Filmetrics F32 在线式膜厚测量系统

优尼康科技提供的Filmetrics F32在线式光学膜厚测量仪,专为在线生产环境设计,采用光谱反射法非接触测量薄膜厚度,可同时监控多达4个工艺点的薄膜厚度变化。配备多通道光谱分析系统,测量范围覆盖15nm–250μm(紫外/近红外扩展选件),波长范围380–1700nm,数秒内即可完成一次测量。通过数字I/O与主机软件实现远程启动/停止/复位控制,数据自动导出至SPC系统进行统计过程控制。FILMeasure软件预置100+材料库,可选透镜组件快速适配现有生产装置。适用于半导体晶圆(光刻胶/氧化物/氮化膜)、MOCVD/MBE沉积工艺实时监控、OLED显示(ITO/TCO导电膜)、连续镀膜生产线、卷对卷工艺、太阳能电池、光学涂层(增透膜/硬质涂层)、生物医疗涂层(药物支架/派瑞林涂层)、微机电系统MEMS、PVD/CVD镀膜监控等领域。优尼康科技提供专业技术支持与集成服务。

  • 产品名称 光反射式膜厚仪
  • 品牌 Filmetrics
  • 产品型号 F32
  • 产地 美国
  • 测量厚度范围 15nm – 70μm(标准)
  • 测量精度 0.02nm
  • 波长范围 380 – 1050nm
  • 产品特点 产线集成多通道、在线测量

Filmetrics F32 在线式膜厚测量系统

产线集成多通道光学膜厚仪——同时监控4个工艺点,数字I/O远程控制,SPC数据自动导出




Filmetrics F32在线式膜厚测量系统

1~4
同时监控通道数
15nm~250μm
厚度测量范围(视配置)
380~1700nm
波长范围(视配置)
3U
机架式底盘高度

产品介绍

Filmetrics F32 在线式膜厚测量系统是一款专为生产环境集成而设计的多通道光学膜厚仪。它基于成熟的F20系列光谱反射测量技术,将核心光谱分析系统封装在半宽3U机架式底盘内,通过附加分光计模块可同时监控最多4个独立工艺点(EXR和UVX版本最多2个位置),数秒内即可完成各通道的薄膜厚度测量。

F32专为产线在线监控而设计——支持通过数字I/O接口或主机软件进行远程启动/停止/复位控制,测量数据可自动导出至SPC系统进行统计过程控制,实现闭环工艺管理。可选配透镜组件快速适配现有生产装置的安装接口,使其轻松集成至半导体工艺设备、真空镀膜腔体、连续镀膜生产线或卷对卷(R2R)设备中,成为真正的在线膜厚检测核心模块。

集成优势
F32 是Filmetrics系列中专为设备集成设计的在线式型号。3U半宽机架式底盘适配半导体设备机柜安装,多通道并行测量能力实现多点膜厚实时监控,数字I/O和软件接口支持全自动化控制,是CVD/PVD镀膜设备、湿法刻蚀机台和连续镀膜产线的理想在线膜厚测量模块。

为什么选择F32?—— 五大在线集成核心优势

  • 【多通道并行监控 · 提升产线效率】F32标准配置支持同时连接和监控最多4个测量探头通道(EXR/UVX版本最多2个),可同时检测同一设备不同腔室或同一基板不同区域的膜厚变化,无需多台独立膜厚仪并行操作,大幅节省设备采购和集成成本,是真正的多通道在线膜厚测量系统。

  • 【数字I/O远程控制 · 无缝产线集成】F32配备标准数字I/O接口,支持通过外部PLC或主机软件进行启动/停止/复位等远程控制操作。测量数据可自动导出至工厂SPC系统进行实时统计过程控制,实现膜厚数据的自动采集、记录和趋势分析,满足半导体工厂和设备OEM对在线膜厚测试的集成需求。

  • 【3U机架式底盘 · 标准设备集成】F32采用半宽3U机架式封装,可直接安装至半导体工艺设备的电气机柜中,无需外部计算机或独立工控机即可完成膜厚测量和数据处理。可选配透镜组件,通过光纤连接将测量探头集成到现有生产装置的工艺腔体上,实现非接触在线膜厚监控。

  • 【宽光谱配置 · 灵活选型】F32提供多种波长配置:标准版本380-1050nm,EXR版本扩展至1700nm,UVX版本覆盖190-1700nm。不同配置的波长范围对应不同的薄膜厚度测量范围和材料适用性,用户可根据工艺需求灵活选择,满足从超薄光刻胶到较厚光学镀膜的在线测量需求。

  • 【预置材料库 · 快速部署】FILMeasure软件内置100多种材料的光学常数数据库,涵盖常见半导体工艺薄膜、光学镀膜材料和聚合物涂层。系统部署快速,无需繁琐的材料建模即可开始在线膜厚监控,大幅缩短设备集成和工艺调校时间。

F32与桌面型膜厚仪的区别

Filmetrics系列中,F20和F50是面向实验室和人工操作的桌面型膜厚仪,而F32是专为产线设备集成设计的在线式膜厚测量模块。两者的核心测量技术相同,但产品形态、控制方式和应用场景完全不同:

对比维度F32 在线式膜厚测量系统F20/F50 桌面型膜厚仪
产品形态3U机架式模块,集成至设备机柜独立桌面式仪器,含样品台
测量通道1~4个通道并行测量单通道测量
控制方式数字I/O远程控制、主机软件控制手动操作,鼠标键盘控制
数据输出自动导出至SPC系统手动保存,数据查看
典型应用设备集成、在线工艺监控、产线自动化实验室研发、QC质检、手动测量

典型在线集成应用场景

F32的核心价值在于“将膜厚测量嵌入生产设备”。它不是一台独立使用的测量仪器,而是一个集成到半导体工艺设备、镀膜产线或自动化生产线中的在线膜厚监控模块,为产线实时工艺控制提供关键数据。以下是最典型的应用场景:

应用领域在线测量场景描述典型测量对象
半导体工艺设备集成将F32集成至CVD、PVD、ALD、刻蚀等半导体工艺设备中,在线实时监测薄膜沉积或刻蚀过程中的膜厚变化。多通道功能可同时监控设备多个腔室的工艺状态,数据通过SPC系统实现自动反馈控制。SiO₂/SiNx沉积膜厚、光刻胶膜厚、多晶硅层、CMP抛光量
连续镀膜生产线在大型连续镀膜产线上部署多个F32测量探头,对移动基板的不同区域进行在线膜厚检测。数据自动上传至产线控制系统,支持膜厚SPC实时监控和镀膜参数自动调整。光学镀膜、ITO透明导电膜、硬质涂层、装饰镀膜
卷对卷(R2R)工艺在柔性电子和薄膜太阳能电池的卷对卷生产工艺中,F32可集成至卷绕设备,对移动中的柔性基板进行在线非接触膜厚测量,实现大面积薄膜均匀性的实时监控。柔性ITO薄膜、OLED功能层、有机太阳能电池膜层、阻隔膜
MOCVD/MBE外延监控F32可选配透镜组件集成至MOCVD或MBE外延设备的工艺腔体上,通过光学窗口进行非接触在线膜厚和光学常数测量,实时监控外延层生长速率和厚度。GaN外延层、InGaN/GaN量子阱、AlGaN薄膜
生物医疗涂层产线在药物支架、导管等医疗器械的涂层生产线上集成F32,在线检测涂层厚度和均匀性,确保产品符合严格的涂层厚度规格。药物涂层、派瑞林涂层、亲水涂层

测量原理

F32采用与F20系列相同的光谱反射法进行非接触薄膜厚度测量。入射光在薄膜的上下表面发生反射,两束反射光因光程差产生干涉光谱。通过分析干涉光谱的振荡频率,系统可在数秒内精确计算出薄膜的厚度,同时推导出材料的折射率(n)和消光系数(k)。与桌面型膜厚仪不同,F32将光谱仪、光源和分析软件封装在3U机架式模块中,通过光纤连接至各测量探头通道,支持数字I/O远程控制,是专为设备集成和在线监控而设计的膜厚测量系统。

薄膜干涉测量原理示意图

产品参数

产品型号F32产品形态3U半宽机架式模块
测量技术光谱反射法测量通道数1-4个(EXR/UVX版本最多2个)
波长范围(标准)380 – 1050nm波长范围(EXR)380 – 1700nm
波长范围(UVX)190 – 1700nm光源卤素灯
厚度测量范围15nm – 70μm(标准)/ 最高250μm(EXR/UVX)测量精度0.02nm
光斑大小探头距样品距离的0.007倍控制接口数字I/O、主机软件控制
数据输出自动导出至SPC系统材料数据库100+种,可扩展
软件FILMeasure(支持单层及多层膜分析、远程控制、数据自动导出)
可选配件透镜组件(适配现有生产装置)、多通道分光计模块、紫外/近红外扩展选件
更多参数及集成方案请联系我们获取

实测数据展示

F32在线膜厚测量数据

F32多通道膜厚监控数据

客户评价

“F32是我们薄膜沉积设备的标准配置在线膜厚模块。3U机架式设计可直接安装到设备电气柜中,4个通道同时监控不同腔室的膜厚变化,数字I/O接口与我们设备的PLC通讯无缝对接。膜厚数据自动上传到工厂SPC系统,实现了从手动抽检到在线全监控的跨越。”

——某半导体设备制造商 工艺集成部

“在连续镀膜产线上部署F32后,我们实现了对镀膜厚度的在线实时监控。多通道设计让我们可以在基板的不同位置同时测量,数据自动记录和趋势分析功能极大地减少了人工检测成本。集成过程也非常顺利,透镜组件帮助我们快速适配了现有设备的安装接口。”

——某光学镀膜产品制造商 生产工艺部

常见问题 (FAQ)

F32和F20的核心区别是什么?

两者采用相同的核心光谱反射测量技术,但产品定位完全不同。F20是独立的桌面型膜厚仪,适合实验室和人工单点测量;F32是专为产线设备集成设计的在线式膜厚测量模块,采用3U机架式封装,支持最多4个测量通道并行监控、数字I/O远程控制和SPC数据自动导出。如果需求是将膜厚测量功能集成到工艺设备或产线中,F32是唯一选择。

F32最多可以同时连接几个测量探头?

标准版F32通过附加分光计模块可支持最多4个测量探头通道同时工作,每个通道可独立监控一个工艺点的膜厚变化。EXR和UVX版本由于光谱范围更宽,最多支持2个通道。各通道可灵活配置,满足多腔室设备或大面积基板多点监控的需求。

F32如何与产线PLC或SPC系统集成?

F32提供标准数字I/O接口,支持通过外部PLC触发启动/停止/复位等测量操作。同时,FILMeasure软件支持将测量数据自动导出至工厂SPC系统,实现膜厚数据的实时统计过程控制。软件还提供API接口,支持与设备主机软件进行深度集成。

F32的三种波长配置如何选择?

标准版本(380-1050nm)适合大多数透明薄膜的在线测量,厚度范围15nm-70μm;EXR版本(380-1700nm)覆盖近红外波段,可测量更厚的膜层(最高250μm)和部分红外透明材料;UVX版本(190-1700nm)覆盖紫外至近红外全波段,适合超薄膜(低至几纳米)和宽光谱应用。选择依据主要是目标薄膜的厚度范围和材料光学特性,建议联系应用工程师获取专业选型建议。

F32的透镜组件有什么作用?

透镜组件是可选的安装适配配件,用于将F32的测量探头通过光纤连接到现有生产装置的工艺腔体或观测窗口上。它提供标准化的光学接口,使F32能够快速集成至CVD设备、真空镀膜腔体或连续镀膜产线上,无需对现有设备进行大幅改动即可实现在线膜厚测量。

F32和F60-t都是产线用膜厚仪,如何选择?

两者面向的产线场景不同:F60-t是一台完整的晶圆膜厚测量站,配备R-Theta电动载物台和SECS/GEM接口,适合晶圆厂产线的大批量晶圆膜厚自动检测;F32是一个膜厚测量模块,没有自带载物台,设计目的是集成到已有的工艺设备或产线中,通过多通道探头在线实时监控膜厚变化。如果需求是独立的产线测量站,选F60-t;如果需求是将膜厚测量功能嵌入到薄膜沉积设备或连续产线中,选F32。

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标签: KLA Filmetrics

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