紅外光譜應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)

什么是半導(dǎo)體？

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

半導(dǎo)體按照制造技術(shù)可以分為：集成電路器件、分立器件、光電半導(dǎo)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(nèi)含集成電路的硅片，體積很小，常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。

制造工藝流程

注：CMP即化學(xué)機(jī)械拋光

*圖片來源自網(wǎng)絡(luò)

光刻和刻蝕

光刻是將圖形轉(zhuǎn)移到覆蓋在半導(dǎo)體硅片表面的光刻膠上的過程。這些圖形必須再轉(zhuǎn)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的部分。

刻蝕的方法

刻蝕有兩種基本方法：濕法化學(xué)刻蝕和干法刻蝕。

濕法化學(xué)刻蝕的機(jī)理主要包括三個(gè)階段：反應(yīng)物通過擴(kuò)散到反應(yīng)物表面，化學(xué)反應(yīng)在表面上進(jìn)行，然后通過擴(kuò)散將反應(yīng)生成物從表面移除。濕法化學(xué)刻蝕較為適用于多晶硅、氧化物、氮化物、金屬和Ⅲ-Ⅴ族化合物的表面刻蝕。

近紅外光譜技術(shù)

因其特有的優(yōu)勢在半導(dǎo)體行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用

應(yīng)用

案例

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(fā)現(xiàn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)室常規(guī)方法分析的數(shù)值如下表所示，可以看到近紅外的預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室方法基本一致，誤差很小。

應(yīng)用

案例

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(xù)監(jiān)控客戶的SC1清洗液狀態(tài)。我們可以看到隨著清洗液的消耗，NH 4OH的含量逐漸降低，客戶可以根據(jù)監(jiān)控的情況操作清洗流程。

應(yīng)用

案例

使用在線近紅外光譜儀

動(dòng)態(tài)監(jiān)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(zhì)混入該溶劑。它的近紅外光譜如下圖，在1900nm~2000nm波長范圍內(nèi)，明顯可見雜質(zhì)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R 2達(dá)9.9989，SEC為0.0629。利用該模型我們就可以即可監(jiān)控異丙醇中的雜質(zhì)含量的變化。

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