Online monitoring of sulfuric acid and hydrogen peroxide using Raman spectroscopy
Aplikace | 2023 | MetrohmInstrumentace
Kontrola koncentrací kyseliny sírové a peroxidu vodíku v leptacích roztocích je klíčová pro optimalizaci rychlosti, selektivity a rovnoměrnosti mokrého leptání polovodičových destiček. Elektronické aplikace vyžadují přísné řízení kvality, přičemž manuální odběry představují riziko chyb a zdravotního ohrožení pracovníků. Online monitorování eliminuje tato rizika a zvyšuje efektivitu provozu.
Cílem prezentované aplikace je ukázat metodu simultánního stanovení koncentrace kyseliny sírové a peroxidu vodíku v roztocích SPM (piranha solution) a DSP pomocí Ramanovy spektroskopie. Studie se zaměřuje na implementaci online analýzy s minimálními prostorovými nároky a bez nutnosti manuálních odběrů.
Metoda vychází z Ramanovy spektroskopie realizované PTRam Analyzerem od Metrohm Process Analytics. Měřicí sonda pracuje bezeztrátově přes chemicky odolné PFA kapiláry, což umožňuje přímé měření agresivních kyselin. Díky integrovanému softwaru IMPACT a propojení s DCS/PLC/SCADA je možné automatizovat sběr dat, kalibraci a validaci výkonu.
Online Ramanova spektroskopie poskytuje kontinuální data o koncentracích obou složek, srovnatelná s tradičními referenčními metodami (např. titrací). Instalace sondy přímo na mokrý pult minimalizuje prostorové omezení a zajišťuje reprezentativní měření bez zásahů obsluhy. Integrace s řídicími systémy umožňuje okamžitou korekci složení leptacího roztoku a optimalizaci procesu.
Očekává se rozšíření Ramanovy spektroskopie v on-line monitorování dalších kritických procesů v mikroelektronice. Pokročilá analýza dat, umělá inteligence a strojové učení mohou umožnit prediktivní řízení údržby a další optimalizaci procesních parametrů. Adaptace na různé chemické roztoky a multi-parametrické analýzy zvýší flexibilitu metody.
Implementace Ramanovy spektroskopie s PTRam Analyzer zajišťuje bezpečné, rychlé a přesné sledování koncentrací kyseliny sírové a peroxidu vodíku v roztocích SPM a DSP. Metoda přináší významné zlepšení procesní kontroly, zvyšuje efektivitu výroby a snižuje rizika i provozní náklady.
RAMAN Spektrometrie
ZaměřeníPolovodiče
VýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
Kontrola koncentrací kyseliny sírové a peroxidu vodíku v leptacích roztocích je klíčová pro optimalizaci rychlosti, selektivity a rovnoměrnosti mokrého leptání polovodičových destiček. Elektronické aplikace vyžadují přísné řízení kvality, přičemž manuální odběry představují riziko chyb a zdravotního ohrožení pracovníků. Online monitorování eliminuje tato rizika a zvyšuje efektivitu provozu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem prezentované aplikace je ukázat metodu simultánního stanovení koncentrace kyseliny sírové a peroxidu vodíku v roztocích SPM (piranha solution) a DSP pomocí Ramanovy spektroskopie. Studie se zaměřuje na implementaci online analýzy s minimálními prostorovými nároky a bez nutnosti manuálních odběrů.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda vychází z Ramanovy spektroskopie realizované PTRam Analyzerem od Metrohm Process Analytics. Měřicí sonda pracuje bezeztrátově přes chemicky odolné PFA kapiláry, což umožňuje přímé měření agresivních kyselin. Díky integrovanému softwaru IMPACT a propojení s DCS/PLC/SCADA je možné automatizovat sběr dat, kalibraci a validaci výkonu.
Hlavní výsledky a diskuse
Online Ramanova spektroskopie poskytuje kontinuální data o koncentracích obou složek, srovnatelná s tradičními referenčními metodami (např. titrací). Instalace sondy přímo na mokrý pult minimalizuje prostorové omezení a zajišťuje reprezentativní měření bez zásahů obsluhy. Integrace s řídicími systémy umožňuje okamžitou korekci složení leptacího roztoku a optimalizaci procesu.
Přínosy a praktické využití metody
- Odstranění expozice pracovníků nebezpečným chemikáliím díky bezkontaktnímu měření.
- Rychlá reakce na odchylky v koncentracích umožňující plynulou výrobu.
- Vyšší reprodukovatelnost a kvalita leptání vedoucí k menšímu množství defektních destiček.
- Optimalizace nákladů spojená s redukcí odpadu a minimalizací nadměrného dávkování činidel.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření Ramanovy spektroskopie v on-line monitorování dalších kritických procesů v mikroelektronice. Pokročilá analýza dat, umělá inteligence a strojové učení mohou umožnit prediktivní řízení údržby a další optimalizaci procesních parametrů. Adaptace na různé chemické roztoky a multi-parametrické analýzy zvýší flexibilitu metody.
Závěr
Implementace Ramanovy spektroskopie s PTRam Analyzer zajišťuje bezpečné, rychlé a přesné sledování koncentrací kyseliny sírové a peroxidu vodíku v roztocích SPM a DSP. Metoda přináší významné zlepšení procesní kontroly, zvyšuje efektivitu výroby a snižuje rizika i provozní náklady.
Reference
- Dry Etching vs. Wet Etching - Differences and Applications. Xometry Resources blog, 2023.
- Clews, P. J.; Nelson, G. C.; Matlock, C. A. Sulfuric Acid/Hydrogen Peroxide Rinsing Study. Sandia National Laboratories.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Monitoring quality parameters in standard cleaning baths
2020|Metrohm|Aplikace
AN-PAN-1055 Monitoring quality parameters in standard cleaning baths Measure ammonium hydroxide, simultaneously with inline analysis hydrogen peroxide, and hydrochloric acid Summary Silicon semiconductor devices are manufactured on highly polished wafers. Scratches and other imperfections on the wafer could affect the…
Klíčová slova
metrohm, metrohmcleanroom, cleanroomcleaning, cleaningprocess, processbaths, bathswafer, wafernirs, nirsreal, realwet, wetsubfab, subfabinline, inlinehcl, hclbench, benchsinglefiber, singlefibersinglepoint
Equipment Used in Semiconductor Manufacturing Processes and Evaluation Examples
2025|Shimadzu|Brožury a specifikace
C10G-E106 Full Support for Processes Ranging from Manufacturing to Defect Analysis For Customers Involved in Semiconductor Manufacturing (Material Development, Processing, or Inspection) Wafer Manufacturing Processes Wafer Manufacturing Processes Evaluation of Wafer Surface Roughness Band Gap Measurement Scanning Probe Microscope UV-VIS-NIR…
Klíčová slova
evaluating, evaluatingtoc, tocwafer, waferfilms, filmsspm, spmmanufacturing, manufacturingmeasuring, measuringparticle, particleresist, resistxps, xpsplating, platinganalyzer, analyzerfilm, filmevaluation, evaluationprocess
Inline analysis of borate and sulfate solutions with Raman spectroscopy
2023|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-PAN-1063 Inline analysis of borate and sulfate solutions with Raman spectroscopy Boron is a semimetal found in the form of borax 706.52 million and is expected to reach US$ 1,169.89 (sodium tetraborate) and other oxides in nature [1].…
Klíčová slova
boric, boricraman, ramanborax, boraxinline, inlineptram, ptramprocess, processsulfate, sulfatespectroscopy, spectroscopyacid, acidmetrohm, metrohmsulphate, sulphateborate, boratesalt, saltsodium, sodiumlodio
Quality control of semiconductor acid baths as per ASTM E1655 – Time- and cost-efficient with NIRS
2021|Metrohm|Technické články
WHITE PAPER Quality control of semiconductor acid baths as per ASTM E1655 – Time- and cost-efficient with NIRS The semiconductor industry, comprising microelectronics, photovoltaics, flat panel displays, LED manufacturing, and printed electronics, is an essential intermediate for consumer products in…
Klíčová slova
nir, nirspectroscopy, spectroscopytitration, titrationnirs, nirsacid, acidprediction, predictionyear, yearthermometric, thermometricper, pervalues, valuesbath, bathmodel, modelbaths, bathsbasics, basicscosts