• 半導体とは

半導体（semiconductor）とは、常温で導体（conductor）と絶縁体（insulator）の間に導電性が介在する材料を指す。

半導体は製造技術によって、集積回路デバイス、ディスクリートデバイス、光電半導体、論理IC、アナログIC、メモリなどの大分類に分けることができる。

• チップとは

チップは、マイクロ回路（microcircuit）、マイクロチップ（microchip）、集積回路（integrated circuit、IC）とも呼ばれる。集積回路を内包するシリコンウェハを指し、体積が小さく、しばしばコンピュータや他の電子機器の一部である。

• 製造プロセス

注：CMPすなわち化学機械研磨*画像の出所はネットワーク

• リソグラフィとエッチング

リソグラフィは、半導体シリコンウエハの表面を覆うレジスト上にパターンを転写するプロセスである。これらの図形はレジストの下の構成部品の各薄層上に再転移しなければならず、このプロセスはエッチングと呼ばれ、すなわちこの薄層上の隠されていない部分を選択的にエッチングする。

• エッチングの方法

エッチングには2つの基本的な方法があります：湿式化学エッチングと乾式エッチング。

湿式化学エッチングのメカニズムは主に3つの段階を含む：反応物は反応物表面に拡散することによって、化学反応は表面上で行い、その後拡散によって反応生成物を表面から除去する。湿式化学エッチングは多結晶シリコン、酸化物、窒化物、金属及びIII−8548族化合物の表面エッチングに適している。

近赤外分光技術は、以下の*の利点から半導体業界で広く応用されている。

• 非侵襲的な方法
• 防止される微小な汚染
• 正確性が高く、再現性が良い
• サンプルを希釈する必要はありません
• 定量的に分析できる
• 化学分析も物理指標もできる
• 特別な光ファイバプローブを含むオンライン近赤外分光計をシステム全体に統合することができる

►応用例1：近赤外分光計を用いた混酸エッチング液の測定

1 mmと4 mmの光路をそれぞれ選択した比色皿を用いて測定したスペクトル図は以下の通りであり、スペクトルを観察することで1900 nmから4 mmの光路の比色皿のスペクトルノイズが増加し始めていることが分かったので、1 mmの光路比色皿を用いて測定した。

Visionソフトウェアを用いてモデル化し、測定した混酸エッチング液の各成分含有量と実験室の通常方法で分析した数値は下表の通りで、近赤外の予測結果は実験室方法と基本的に一致し、誤差が小さいことがわかる。

►応用例2：オンライン近赤外分光計を用いた洗浄液の測定

次の図は、スイスのバントンオンライン近赤外分光計を使用して顧客のSC 1洗浄液状態を連続的に監視するためのものです。洗浄液の消費に伴いNH₄OHの含有量は徐々に低下し、顧客は監視の状況に応じて洗浄プロセスを操作することができる。

►応用例3：オンライン近赤外分光計を用いたIPAイソプロパノールの動的モニタリング

IPAイソプロパノールは洗浄除去剤として、洗浄中に不純物が混入する。その近赤外スペクトルは下図のように、1900 ~ 2000 nmの波長範囲で、スペクトルに対する不純物EKC-265の影響が明らかに見られた。

この帯域を用いてEKC-265の近赤外モデルを構築し、モデルのRを見ることができる²9.9989に達し、SECは0.0629だった。このモデルを利用すれば、イソプロパノール中の不純物含有量の変化を監視することができる。

スイス万通DS 2500近赤外スペクトル液体分析器及び部品

スイス・バントンXDSオンライン近赤外分光分析器

• 非破壊スペクトル技術
• 波長範囲800 ~ 2200 nm、幅広い応用が可能
• 定性分析、多成分定量分析と傾向分析をリアルタイムで行うことができる
• 機器はNEMA 4 X防護レベルに適合している
• 化学試薬を必要とせず、環境に配慮してコストを節約
• テフロン材質流通池