膜厚計の種類・特長

膜厚計の種類

膜厚計はいくつもの種類がありますが、測定方法により大きく3種類に分けることができます。

図１は膜厚計の分類概略図です。当社の膜厚計は図１の黄色部分、「反射分光式」となります。図１のように更に測定方法の違いや算出のロジックにより細かく分類されます。

そのため実際に測定する際には膜の厚さや膜の材質、ワーク（母材）の材質、測定場所や条件等により適切な機種を選定する必要があります。

また装置自体の価格も非常に幅広く、求められる精度や用途により検討する必要もあります。

磁石の引っ張る力の強さ(磁束密度)を測ります。この強さは、プローブから素地までの距離に比例するため、この距離を膜厚に換算することができます。塗膜が磁気を帯びていると、正確な膜厚は測定出来ません。

コイルの入ったプローブを非磁性金属表面に近づけた時に渦状の電流が生じます。この電流の大きさはプローブから素地までの距離に比例するため、この距離を膜厚に換算することができます。

超音波パルスは、塗膜内を進み、密度が異なる層の境界で反射しますので、そのはね返りの時間を計ります。材質により超音波の伝わる音速はおおよそ決まっているため、(音速)×(伝播時間)×1/2で計算することができます。

広波長帯域の光をサンプルに照射し、膜表面で反射した光と膜内を通過し基板表面で反射した光の干渉強度スペクトルを解析することで、膜厚を測定します。多層膜の場合、各膜の境界面で反射した光の干渉スペクトルを解析することにより、各膜厚の測定が可能です。

センサと基準面となる導体面を固定してその間に測定対象(絶縁体)を挟み込み、静電容量を測ることで膜厚を測定します。ワークがなしの時にゼロ点調整し、既知の厚さの基板を入れた時の静電容量を各々計測して算出します。

測定対象にX線を照射すると、その物質に含まれる元素固有なX線が放射されます（蛍光X線）。蛍光X線の量は、各元素の量に依存するため、下地と被膜の蛍光X線量を比較することで膜厚を測定することが出来ます。