它来了！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。

半导体按照制造技术可以分为：集成电路器件、分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类。

●  什么是芯片

芯片，又称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成电路（integrated circuit, IC）。是指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。

●  制造工艺流程

注：CMP即化学机械抛光                                                                              *图片来源自网络

●  光刻和刻蚀

光刻是将图形转移到覆盖在半导体硅片表面的光刻胶上的过程。这些图形必须再转移到光刻胶下面组成器件的各薄层上，这一工艺过程我们称之为刻蚀，即选择性地刻蚀掉该薄层上未被掩蔽地部分。

●  刻蚀的方法

刻蚀有两种基本方法：湿法化学刻蚀和干法刻蚀。

湿法化学刻蚀的机理主要包括三个阶段：反应物通过扩散到反应物表面，化学反应在表面上进行，然后通过扩散将反应生成物从表面移除。湿法化学刻蚀较为适用于多晶硅、氧化物、氮化物、金属和Ⅲ-Ⅴ族化合物地表面刻蚀。

近红外光谱技术因其以下特有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

▼ 应用案例一：使用近红外光谱仪测定混酸刻蚀液

分别选用1mm和4mm光程的比色皿测得谱图如下，通过观察光谱可以发现从1900nm开始4mm光程的比色皿光谱噪声开始增加，因此我们选用1mm光程比色皿进行测定。

通过Vision软件建模，并测定的混酸刻蚀液各组分含量与实验室常规方法分析的数值如下表所示，可以看到近红外的预测结果与实验室方法基本一致，误差很小。

▼  应用案例二：使用在线近红外光谱仪测定清洗液

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的含量逐渐降低，客户可以根据监控的情况操作清洗流程。

▼  应用案例三：使用在线近红外光谱仪动态监测IPA异丙醇

IPA异丙醇作为清洗去除剂，在清洗的过程中会有杂质混入该溶剂。它的近红外光谱如下图，在1900~2000nm波长范围内，明显可见杂质EKC-265对谱图的影响。

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即可监控异丙醇中的杂质含量的变化。

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• 无损光谱技术

• 波长范围800-2200nm，可实现广泛的应用

• 可实时进行定性分析、多组分定量分析与趋势分析

• 仪器符合NEMA4X防护等级

• 无需化学试剂，绿色环保节约成本

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