近紅外光譜 “力挺”半導體行業

什么是半導體

半導體( semiconductor)，指常溫下導電性能介于導體(conductor)與絕緣體(insulator)之間的材料。

半導體按照制造技術可以分為：集成電路器件、分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類。

什么是芯片

芯片，又稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成電路（integrated circuit, IC）。是指內含集成電路的硅片，體積很小，常常是計算機或其他電子設備的一部分。

• 制造工藝流程

注：CMP即化學機械拋光                                                                                                     

• 光刻和刻蝕

光刻是將圖形轉移到覆蓋在半導體硅片表面的光刻膠上的過程。這些圖形必須再轉移到光刻膠下面組成器件的各薄層上，這一工藝過程我們稱之為刻蝕，即選擇性地刻蝕掉該薄層上未被掩蔽地部分。

• 刻蝕的方法

刻蝕有兩種基本方法：濕法化學刻蝕和干法刻蝕。

濕法化學刻蝕的機理主要包括三個階段：反應物通過擴散到反應物表面，化學反應在表面上進行，然后通過擴散將反應生成物從表面移除。濕法化學刻蝕較為適用于多晶硅、氧化物、氮化物、金屬和Ⅲ-Ⅴ族化合物地表面刻蝕。

近紅外光譜技術因其以下*的優勢在半導體行業有著廣泛的應用。

• 非侵入式的方法
• 防止的微小的污染
• 準確性高，重現性好
• 無需稀釋樣品
• 可以定量分析
• 既能做化學分析又能做物理指標
• 含有特制光纖探頭的在線近紅外光譜儀可以集成到整個系統中

?  應用案例一：使用近紅外光譜儀測定混酸刻蝕液

分別選用1mm和4mm光程的比色皿測得譜圖如下，通過觀察光譜可以發現從1900nm開始4mm光程的比色皿光譜噪聲開始增加，因此我們選用1mm光程比色皿進行測定。

通過Vision軟件建模，并測定的混酸刻蝕液各組分含量與實驗室常規方法分析的數值如下表所示，可以看到近紅外的預測結果與實驗室方法基本一致，誤差很小。

?  應用案例二：使用在線近紅外光譜儀測定清洗液

如下圖為使用瑞士萬通在線近紅外光譜儀連續監控客戶的SC1清洗液狀態。我們可以看到隨著清洗液的消耗，NH₄OH的含量逐漸降低，客戶可以根據監控的情況操作清洗流程。

?   應用案例三：使用在線近紅外光譜儀動態監測IPA異丙醇

IPA異丙醇作為清洗去除劑，在清洗的過程中會有雜質混入該溶劑。它的近紅外光譜如下圖，在1900~2000nm波長范圍內，明顯可見雜質EKC-265對譜圖的影響。

我們利用該波段建立EKC-265的近紅外模型，可以看到模型的R²達9.9989，SEC為0.0629。利用該模型我們就可以即可監控異丙醇中的雜質含量的變化。

瑞士萬通DS2500 近紅外光譜液體分析儀及配件

瑞士萬通XDS在線近紅外光譜分析儀

• 無損光譜技術
• 波長范圍800-2200nm，可實現廣泛的應用
• 可實時進行定性分析、多組分定量分析與趨勢分析
• 儀器符合NEMA4X防護等級
• 無需化學試劑，綠色環保節約成本
• 特氟龍材質流通池