光譜學在半(ban)導(dao)體(ti)領域(yu)中(zhong)的(de)應用

光譜學在半(ban)導(dao)體(ti)領域(yu)中(zhong)的(de)應用

VCSEL/薄(bo)膜(mo)測(ce)量(liang)/OES/終點檢(jian)測/激光波(bo)長(chang)測(ce)量(liang)

VCSEL 的(de)生(sheng)產和測試

很(hen)多(duo)VCSEL制造商和(he)集成商(shang)都(dou)使用(yong)Avantes公(gong)司(si)的(de)光譜儀(yi)來(lai)測(ce)試(shi)VCSEL的(de)性(xing)能。許(xu)多客(ke)戶(hu)發(fa)現(xian)Avantes的(de)光譜儀(yi)在VCSEL的(de)許(xu)多常規(gui)測試中(zhong)可以(yi)替(ti)代(dai)昂(ang)貴的(de)光譜分(fen)析(xi)儀(yi)（OSA）。Avantes光譜儀(yi)被客(ke)戶(hu)稱(cheng)贊的(de)主(zhu)要優勢包括高分(fen)辨(bian)率，高靈(ling)敏(min)度，高像素數(shu)，軟(ruan)件易(yi)於集成，可以(yi)實(shi)現高速(su)測試。

Wafer Probing By MarTek, Inc. [CC BY-SA 3.0 ],via Wikimedia Commons

圖中(zhong)顯(xian)示了在晶圓加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)收(shou)集的(de) VCSEL 光譜的(de)兩個不(bu)同示例。圖A是(shi)正(zheng)常工(gong)作(zuo)的(de)單(dan)模 VSCEL 的(de)示例，它僅(jin)顯(xian)示單個(ge)峰值，而(er)圖B 顯(xian)示有缺(que)陷的(de)單(dan)模 VSCEL 具有多(duo)余(yu)的(de)邊(bian)模。通過(guo)將(jiang)高速(su)光譜儀(yi)整合到晶圓檢(jian)測過程(cheng)中(zhong)，VCSEL 制造商可以(yi)利(li)用類(lei)似(si)於 LED 制造過程(cheng)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)高速(su)分(fen)揀(jian)和分(fen)類(lei)技術(shu)來顯(xian)著降(jiang)低成本(ben)。

              正(zheng)常工(gong)作(zuo)的(de)單(dan)模激光輸出 (A) 和(he)具有大(da)邊(bian)模 (B) 的(de)故(gu)障激光器(qi)的(de)示例 VCSEL 光譜分(fen)布(bu)

推薦(jian)型號(hao)

AvaSpec-ULS4096CL-EVO

薄(bo)膜(mo)測(ce)量(liang)

薄(bo)膜(mo)被廣泛應用於各(ge)種(zhong)行業，包括半導(dao)體(ti)、微電(dian)子(zi)、顯示技術(shu)，當(dang)然還(hai)有(you)光學(xue)元件。雖(sui)然薄(bo)膜(mo)的(de)最(zui)終應用多(duo)種多(duo)樣(yang)，但都(dou)要求在鍍(du)膜(mo)過程(cheng)中(zhong)精(jing)確控(kong)制每(mei)壹(yi)個(ge)膜層的(de)厚(hou)度。而(er)這(zhe)個(ge)工(gong)作(zuo)非常具有挑(tiao)戰性，因(yin)為這(zhe)些(xie)膜層的(de)厚(hou)度不盡相(xiang)同，通常(chang)在1 nm到100 μm之間(jian)。精(jing)確測(ce)定(ding)薄(bo)膜(mo)厚(hou)度(du)的(de)方法之壹(yi)就是(shi)使(shi)用光譜儀(yi)。

半導(dao)體(ti)工(gong)業中(zhong)薄(bo)膜(mo)的(de)測(ce)量(liang)是通過(guo)反射(she)或透(tou)射(she)測(ce)量(liang)來實(shi)現的(de)，使(shi)用基底和塗層材料的(de)已(yi)知(zhi)光學(xue)常(chang)數(shu)來(lai)計(ji)算(suan)理(li)論(lun)厚(hou)度(du)，然後(hou)將(jiang)其(qi)與實際(ji)測(ce)量(liang)的(de)厚(hou)度進(jin)行(xing)比較。

         薄(bo)膜(mo)測(ce)量(liang)示意圖及(ji)膜(mo)厚(hou)測(ce)試(shi)數(shu)據圖

Avantes將(jiang)AvaSpec-ULS2048CL-EVO光譜儀(yi)應用到多個薄(bo)膜(mo)測(ce)試(shi)中(zhong)。基於反射(she)和透(tou)射(she)的(de)薄(bo)膜(mo)測(ce)量(liang)通常(chang)在 200-1100 nm 範(fan)圍(wei)內進(jin)行(xing)，適(shi)用於 10 nm-50 µm 的(de)塗(tu)層。對於較厚的(de)薄(bo)膜(mo)測(ce)量(liang)，可以(yi)使(shi)用Avantes 的(de)NIRline 系(xi)列(lie)儀(yi)器(qi)。AvaSpec  -NIR256/512-1.7-EVO 及(ji)AvaSpec-NIR256/512-1.7-HSC-EVO是(shi)常(chang)用(yong)的(de)近紅(hong)外(wai)範圍(wei)薄(bo)膜(mo)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)。

推薦(jian)型號(hao)

AvaSpec-ULS2048CL-EVO/ AvaSpec-NIR256/512-1.7-HSC-EVO

等離子(zi)體(ti)刻蝕(shi)工(gong)藝中(zhong)的(de)光學(xue)發(fa)射(she)光譜（OES）監測(ce)

等(deng)離子(zi)體(ti)刻蝕(shi)是現(xian)代(dai)電(dian)子(zi)制造中(zhong)使(shi)用(yong)廣泛的(de)技術(shu)之壹(yi)，尤(you)其(qi)是(shi)在集成電(dian)路 (IC) 和(he)其(qi)他(ta)類(lei)型的(de)微(wei)電(dian)子(zi)產品(pin)的(de)制造方面(mian)。許(xu)多大(da)型 IC包含多達 400 個不同(tong)的(de)單(dan)獨層，並且要(yao)構(gou)建(jian)如(ru)此(ci)復雜(za)的(de)結構(gou)，每(mei)壹(yi)層(ceng)通常(chang)都(dou)需(xu)要外(wai)延生長(chang)和(he)等(deng)離子(zi)體(ti)刻蝕(shi)。通過(guo)光學(xue)發(fa)射(she)光譜（OES）監(jian)測技術(shu)進(jin)行(xing)刻蝕(shi)終點監(jian)測，IC 制造商可以(yi)*自(zi)動化刻蝕(shi)過程(cheng)，而(er)不必(bi)擔(dan)心(xin)過(guo)度(du)刻(ke)蝕(shi)或刻(ke)蝕(shi)程(cheng)度(du)不夠(gou)等(deng)問(wen)題。

荷(he)蘭埃因(yin)霍(huo)芬(fen)理(li)工(gong)大(da)學 Richard van de Sanden 教(jiao)授的(de)等(deng)離子(zi)體(ti)和材(cai)料工(gong)藝 (PMP) 小(xiao)組提(ti)供示例：在蝕(shi)刻過(guo)程(cheng)中(zhong)收(shou)集發(fa)射(she)光譜並通過(guo)光纖將(jiang)其(qi)耦合到 Avantes 光譜儀(yi)來(lai)監(jian)測(ce) 431nm CH 的(de)譜線。

用(yong)於監測 CH 含量(liang)的(de)蝕(shi)刻深(shen)度(du)和(he) 431 nm 光譜峰值強(qiang)度(du)

Avantes 光譜儀(yi)在 200-1100 nm 範(fan)圍(wei)內可以(yi)配(pei)置成多(duo)通道(dao)組(zu)合的(de)方式(shi)，分(fen)辨(bian)率可達(da)到0.05nm，每(mei)個(ge)通道(dao)可以(yi)設(she)置不(bu)同(tong)的(de)積分(fen)時(shi)間(jian)或(huo)信(xin)號平均次(ci)數(shu)，並且各(ge)個(ge)通道(dao)*同(tong)步采(cai)集。此(ci)外(wai)，軟件中(zhong)Store to RAM功能可實(shi)現(xian)多通道(dao)高速(su)測量(liang)，采樣(yang)頻率可達(da)2200幅(fu)光譜/秒(miao)。Avantes光譜儀(yi)相(xiang)比於大(da)型掃描(miao)型光譜儀(yi)價(jia)格(ge)更便(bian)宜，並且可以(yi)提(ti)供穩定(ding)地(di)、采(cai)樣(yang)速(su)率更快的(de)測(ce)試。

AvaSpec系(xi)列(lie)多通道(dao)光譜儀(yi)

終點檢(jian)測

等離子(zi)體(ti)刻蝕(shi)過程(cheng)中(zhong)，我(wo)們(men)需(xu)要關註何(he)時(shi)停(ting)止(zhi)刻蝕(shi)避免(mian)下(xia)層介(jie)質受(shou)到損(sun)傷，導(dao)致(zhi)器(qi)件失效(xiao)，因(yin)此(ci)，能夠(gou)準(zhun)確(que)地(di)判(pan)定(ding)刻(ke)蝕(shi)終點就顯(xian)得(de)尤(you)為重(zhong)要(yao)。OES光譜監測(ce)，可作(zuo)為刻(ke)蝕(shi)終點檢(jian)測壹(yi)種(zhong)有效(xiao)輔(fu)助(zhu)手(shou)段，測量(liang)原理(li)是(shi)基於光譜儀(yi)對(dui)刻(ke)蝕(shi)過程(cheng)中(zhong)的(de)特征(zheng)光譜信(xin)號進(jin)行(xing)實時(shi)監測(ce)，同時(shi)非介(jie)入式(shi)的(de)測(ce)量(liang)又(you)不會對刻蝕(shi)本身(shen)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾。不(bu)同物質都(dou)有其(qi)特征(zheng)發(fa)射(she)光譜，當(dang)刻(ke)蝕(shi)材料改(gai)變(bian)時(shi)可以(yi)通過(guo)OES光譜的(de)變(bian)化來確(que)定(ding)薄(bo)膜(mo)被清除(chu)的(de)進(jin)程(cheng)，從而(er)進(jin)行(xing)刻蝕(shi)終點判(pan)別(bie)。

（a)系(xi)統(tong)三(san)維模(mo)型圖                (b) 系(xi)統(tong)實物

圖片(pian)來(lai)自：Zhang, J.; Luo, J.; Zou, X.; Chen, J. An Endpoint Detection System for Ion Beam Etching Using Optical Emission Spectroscopy. Micromachines 2022, 13, 259. https://doi.org/10.3390/mi13020259

推薦(jian)型號(hao)

AvaSpec-HSC1024*58TEC-EVO

AvaSpec-ULS2048CL-EVO/ AvaSpec-ULS4096CL-EVO

激光波(bo)長(chang)測(ce)量(liang)

隨著激光在半(ban)導(dao)體(ti)、工(gong)業加工(gong)和(he)醫療(liao)等領(ling)域的(de)應用越來越廣泛，方便(bian)快捷的(de)測(ce)量(liang)激光器(qi)波長(chang)已(yi)經(jing)成為壹(yi)種(zhong)迫切的(de)需(xu)求。目(mu)前測量(liang)激光波(bo)長(chang)參(can)數(shu)的(de)儀(yi)器(qi)大(da)致(zhi)分(fen)為三(san)類，壹(yi)類(lei)是波長計，功能簡(jian)單，操(cao)作(zuo)方便(bian)，精(jing)度也(ye)比較高，但是壹(yi)般(ban)只(zhi)能讀(du)出波(bo)長(chang)數(shu)據，當(dang)激光器(qi)是多(duo)波(bo)長(chang)或者(zhe)光譜較寬(kuan)時(shi)，測量(liang)有可能不(bu)準確(que)；壹(yi)類(lei)是掃描(miao)F-P腔(qiang)，主要(yao)是研(yan)究激光器(qi)的(de)光譜形狀(zhuang)，壹(yi)般(ban)不(bu)給(gei)出波(bo)長的(de)絕(jue)對(dui)數(shu)值；還(hai)有(you)壹(yi)類(lei)就是(shi)光譜儀(yi)，通過(guo)光譜儀(yi)，我(wo)們(men)可以(yi)方便(bian)地監測(ce)激光的(de)波(bo)長、幅值、半(ban)寬(kuan)值（FWHM）、波(bo)峰數(shu)目(mu)等(deng)參(can)數(shu)隨(sui)時(shi)間(jian)變(bian)化的(de)情(qing)況(kuang)。

AvaSpec-ULS4096CL-EVO高分(fen)辨(bian)率光譜儀(yi)非常適(shi)合測(ce)量(liang)連續和(he)脈(mai)沖(chong)激光的(de)波(bo)長和相(xiang)對強(qiang)度，而(er)且由於探測器(qi)具有9微(wei)秒(miao)的(de)電(dian)子(zi)快門(men)功能，因(yin)此(ci)動態(tai)範圍(wei)非常大(da)。對於高功率激光，可選(xuan)用(yong)積分(fen)球或(huo)余(yu)弦校(xiao)正(zheng)器(qi)來衰(shuai)減入射光，以(yi)避(bi)免(mian)探(tan)測器(qi)飽(bao)和。

AvaSpec-ULS4096CL-EVO

關(guan)於我們(men)

北京(jing)愛(ai)萬提(ti)斯(si)科(ke)技有(you)限公(gong)司(si)作(zuo)為微(wei)型(xing)光纖光譜儀(yi)制造商，公(gong)司(si)總部位(wei)於荷(he)蘭Apeldoom，擁(yong)有超過(guo)2400平方米的(de)總部，研(yan)發(fa)中(zhong)心(xin)及(ji)標(biao)準(zhun)化工(gong)廠，同時(shi)在美(mei)國(guo)、中(zhong)國(guo)、英(ying)國(guo)、德國(guo)有(you)分(fen)公(gong)司(si)，在其(qi)他(ta)35個(ge)國(guo)家有46個(ge)專(zhuan)業的(de)代(dai)理(li)商(shang)。Avantes公(gong)司(si)在為客(ke)戶(hu)提(ti)供定(ding)制光譜儀(yi)方面(mian)擁(yong)有將(jiang)近30年的(de)經(jing)驗(yan)，並廣泛的(de)在科(ke)研(yan)、工(gong)業和OEM領域(yu)有著豐富(fu)的(de)經(jing)驗(yan)，這(zhe)使(shi)得Avantes公(gong)司(si)可以(yi)為客(ke)戶(hu)提(ti)供適(shi)合於他們(men)應用和(he)研(yan)究的(de)解(jie)決(jue)方案。2007年成立了北京(jing)愛(ai)萬提(ti)斯(si)科(ke)技有(you)限公(gong)司(si)（Avantes China），2021年成立了上海愛(ai)萬提(ti)斯(si)科(ke)技（Avantes Shanghai）應用中(zhong)心(xin)，並在成都(dou)建立了辦事(shi)處(chu)。

• 上(shang)壹(yi)篇：拉曼(man)光譜儀(yi)的(de)數(shu)據信(xin)號被遮蓋後怎樣(yang)解決(jue)呢?
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