半導體操作中的品質控制

製造半導體從原始矽開始，必須對其進行精煉才能實現半導體製造所需的超純單晶形式。生產工廠首先淨化原矽，以去除任何雜質，然後再將其熔化。這對於確保最終半導體的性能和可靠性至關重要。晶體生長過程允許矽原子在凝固時重新排列成單晶結構，形成最終的大圓柱形矽錠。在晶體生長過程中，添加特定的雜質或摻雜劑以改變晶體的電性能並產生 p 型或 n 型半導體。最後，生長的矽錠經過退火，這是一種熱處理，可以消除晶體結構中的應力和缺陷，確保均勻性和品質。

拉錠過程發生在密閉和隔離的熔爐中，需要幾天的時間才能完成。因此，確保鑄錠開發過程對於提高產品產量至關重要。梅特勒托利多 超低檯面平臺秤 可放置在生長爐下方，從而提供重量數據的即時變化，確保過程連續性。

矽錠長大後，下一個關鍵步驟是將其切成薄晶圓。這些晶圓用作積體電路的襯底。首先對錠進行修整以去除不規則之處並形成平坦的表面，然後使用金剛石鋸或線鋸將其切成薄片。通常，晶圓被切片至 200 至 300 微米的厚度。粗切的晶圓經過徹底清潔，以去除切片過程中沉積的任何碎屑或污染物。

晶圓製造設施和晶元製造設施通常會使用多種不同的化合物、化學品、氣體和原材料作為工藝的一部分。當化學品進入設施時，通常會對整個運輸車輛進行稱重。這將為您提供有關進入多少材料的數據，但不會告訴您材料的純度或成分。

但是，這種快速檢查將使您能夠避免與原材料供應不足或過度交付相關的問題。快速 車輛稱重 將説明您預測因手頭原材料太少而可能導致的生產問題。

一旦容器被卸載並帶入您的設施，就可以在用於半導體製造操作之前對其進行質量檢查。

梅特勒托利多稱重感測器和 平臺秤 可讓您在工廠中使用材料之前獲得準確的材料測量值。它還提供了一個對化合物中存在的化學物質組合進行逆向工程的機會。梅特勒托利多 實驗室秤 和分析儀器允許您在使用前檢查原材料並檢查品質。

拋光效率取決於矽晶片上發生的氧化過程。您可以使用各種技術（例如 滴定）來確定產生漿液的溶液中 H₂O₂ 的濃度 。或者，測量 密度 或 折光率 可提供快速、簡單和安全的分析。

矽烷、氧氣和一氧化二氮等進入的化學品在化學氣相沉積 （CVD） 過程中使用。氬氣後來用於去除污染物。所有這些氣體都需要令人難以置信的品質才能對您的晶圓產生正確的影響。

光刻技術通常使用光刻膠化學品、顯影劑溶液（如 TMAH）、抗反射塗層和來自外部供應商的溶劑。IPA 或丙酮等溶劑的品質通常微不足道，不會對工藝產生太大影響。但是，光刻膠化學品將決定光刻工藝的品質。

光刻膠製造是一項複雜的任務，結合了高精度的化學配方、嚴格的品質控制和精細的工藝。準確執行每個步驟至關重要。 

在灌裝過程中，確保每個容器中光刻膠的準確重量至關重要，這不僅會影響產品品質的一致性，還會影響公司的經濟效率和市場聲譽。

在這個關鍵過程中，工業稱重技術成為光刻膠品質的基石， 尤其是在原材料的準確測量、成分的精確控制、準確灌裝和產品的最終質量檢查方面。 

不良的原材料化學品會導致塗層不均勻和光刻不加速。光刻膠材料的化學穩定性和靈敏度通常與溶液的 pH 值有關，而 pH 值可使用梅特勒托利多 pH 計和感測器進行高效測量。

蝕刻操作會從晶圓上去除特定材料或區域。這是使用氯、溴化氫、氧氣、氟基氣體（幹法蝕刻）或公司特定的化學品配方（濕法蝕刻）完成的。來自外部的化學品在品質和化學成分方面可能會有很大差異，這將影響蝕刻工藝的品質。

確保在供應商設施中準確製備酸，從而獲得始終如一的高品質材料，這對於實現可靠和精確的蝕刻工藝至關重要。通過利用先進的稱重解決方案，製造商可以提高生產可靠性，簡化操作，並支援對可持續實踐的承諾，最終隨著時間的推移實現更好的資源管理和成本節約。

使用梅特勒托利多 在線 和 離線 pH 感測器可以有效地測量蝕刻過程中使用的化學溶液的 pH 值，而蝕刻劑的濃度和過程中形成的不同分子可以使用我們的 滴定儀 溶液測定。

在汽提操作中，您可能會使用氧氣等離子體、硫酸、過氧化氫、NMP 或二甲基亞硯。所有這些溶劑都用於戰略性地、特異性地去除矽晶片上的部分光刻膠。因此，化學品的品質將影響剝離過程的品質，可以使用 密度 和 折光率 測量進行監測。

必須密切監測清洗液的品質，因為矽晶片表面的任何雜質都會對後續加工步驟產生負面影響，並損害最終產品的品質。精確的現場監測提供了對槽液狀況的即時洞察，從而能夠及時補充，這對於整個製造過程來說具有很高的成本效益。我們的 ReactIR 和 ReactRaman™ 探頭提供了一種簡單有效的方法來跟蹤清洗槽或清洗槽的成分，確保整個生產過程中的最佳品質。

驗證清潔溶液中過氧化氫 （H₂O₂） 或硫酸 （H₂SO₄） 的濃度。 紫外可見分光光度法 可確保這些溶液處於正確的濃度範圍內，以便有效清潔晶圓。

在我們的説明下，您可以更好地瞭解原材料的數量、品質和成分。 

• 稱重感測器 和 平臺秤：提供散裝物料的精確測量，以避免不足或超額交付問題。

• 精密天平：確保準確稱量來料，以實現精確控制和質量保證。

• MS/ML 分析天平： 確保精確測量化學品，這對於保持矽錠的純度和一致性至關重要。
  

• 天平：確保對進料進行準確稱量，以實現精確控制和質量保證。確保精確測量化學品，這對於保持矽錠的純度和一致性至關重要。確保對晶圓進行精確稱重。驗證矽和其他固體原材料的密度和純度，以保持高質量標準。

• 密度計：驗證化學溶液的密度和純度，以保持高質量標準。

• 熔點（沸點）：驗證過程中所用溶劑的純度。

• 熱分析儀器：分析材料的熱特性以確保它們符合規格。
  

• 快速水份測定儀：測定原材料中的水份含量以防止污染。

• 滴定儀：精確測量各種過程中使用的化學品濃度。

• pH 感測器 和儀錶：監測和控制整個過程中使用的化學溶液中的 pH 值。精確的 pH 值控制對於晶片的有效蝕刻、清潔或摻雜至關重要。

• 紫外/可見分光光度計： 確保原材料和化學品符合高純度標準，這對半導體製造工藝至關重要。根據吸光度特性鑒定特定雜質。
  

通過利用梅特勒托利多的先進分析設備，您的半導體操作可以確保進料的較高品質，從而獲得優質的最終產品。