近红外光谱 “力挺”半导体行业

什么是半导体

半导体( semiconductor)，指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料(liao)。

半(ban)导体(ti)按照制造技术(shu)可以分为：集成(cheng)电(dian)路器(qi)件、分立(li)器(qi)件、光电(dian)半(ban)导体(ti)、逻辑IC、模拟IC、储存器(qi)等大类。

什么是芯片

芯片，又称微电路(lu)（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成电路(lu)（integrated circuit, IC）。是指内(nei)含集成电路(lu)的(de)硅片，体积(ji)很(hen)小(xiao)，常常是计算机或(huo)其他电子设(she)备的(de)一部分。

• 制造工艺流程

注：CMP即化学机械(xie)抛(pao)光                                                                                                     

• 光刻和刻蚀

光刻(ke)是将图形转移到覆盖在半导体硅片(pian)表面的(de)光刻(ke)胶上(shang)的(de)过程。这些图形必须再转移到光刻(ke)胶下面组成(cheng)器件(jian)的(de)各薄层(ceng)上(shang)，这一工艺(yi)过程我们称之为刻(ke)蚀，即选择(ze)性地刻(ke)蚀掉该薄层(ceng)上(shang)未被掩蔽地部分。

• 刻蚀的方法

刻(ke)蚀有两(liang)种基本方(fang)法：湿法化学刻(ke)蚀和干法刻(ke)蚀。

湿法化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)学(xue)(xue)刻蚀的机理主要包括三个阶段：反(fan)应(ying)(ying)物(wu)(wu)通过扩(kuo)散(san)到反(fan)应(ying)(ying)物(wu)(wu)表(biao)(biao)面(mian)，化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)学(xue)(xue)反(fan)应(ying)(ying)在表(biao)(biao)面(mian)上进行，然后通过扩(kuo)散(san)将反(fan)应(ying)(ying)生成物(wu)(wu)从表(biao)(biao)面(mian)移除。湿法化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)学(xue)(xue)刻蚀较为适用于多晶硅、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)、金属和Ⅲ-Ⅴ族化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)地表(biao)(biao)面(mian)刻蚀。

近红外光谱技术因其以下*的优势在半导体行业有着广泛的应用。

• 非侵入式的方法
• 防止的微小的污染
• 准确性高，重现性好
• 无需稀释样品
• 可以定量分析
• 既能做化学分析又能做物理指标
• 含有特制光纤探头的在线近红外光谱仪可以集成到整个系统中

►  应(ying)用案例(li)一：使用近红外光谱仪测定混酸刻蚀液

分(fen)别选用1mm和4mm光(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)的比色(se)皿测(ce)得谱图(tu)如下，通过观察光(guang)(guang)(guang)谱可以发现从1900nm开始(shi)4mm光(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)的比色(se)皿光(guang)(guang)(guang)谱噪声开始(shi)增加，因(yin)此我们选用1mm光(guang)(guang)(guang)程(cheng)(cheng)比色(se)皿进行测(ce)定(ding)。

通过Vision软件(jian)建模(mo)，并(bing)测(ce)定(ding)的(de)混酸刻蚀(shi)液(ye)各组分含(han)量(liang)与实(shi)(shi)验室常规方(fang)法分析的(de)数值(zhi)如下表(biao)所示，可以看(kan)到近红外的(de)预测(ce)结(jie)果与实(shi)(shi)验室方(fang)法基本一致，误差很小(xiao)。

►  应用(yong)案(an)例二：使(shi)用(yong)在(zai)线近红(hong)外光谱(pu)仪测定清(qing)洗液

如下图为使用瑞士万通在线近红外光谱仪连续监控客户的SC1清洗液状态。我们可以看到随着清洗液的消耗，NH₄OH的含量逐渐(jian)降低，客户可以根据监控的情况操作(zuo)清洗流程。

►   应用案例三：使用在线近红外(wai)光(guang)谱仪动态监(jian)测IPA异丙醇(chun)

IPA异丙醇作为清洗去除剂，在清洗的(de)过(guo)程中会有杂(za)(za)质混(hun)入该(gai)溶剂。它(ta)的(de)近(jin)红外光谱如下图，在1900~2000nm波长范围内，明显可见杂(za)(za)质EKC-265对谱图的(de)影响。

我们利用该波段建立EKC-265的近红外模型，可以看到模型的R²达9.9989，SEC为0.0629。利用该模型我们就可以(yi)即可监控异丙醇中的杂质含量的变(bian)化。

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