隨著消費電子產品、汽車和太陽能發電領域對硅器件的需求激增，硅晶圓的生產和純度把控顯得至關重要。尤其是Float Zone（FZ）和Czochralski（CZ）兩種主流生產工藝中，盡管FZ工藝能產出更高純度的硅晶圓，但CZ工藝因其經濟高效及優良的熱應力特性被廣泛應用。不過，CZ工藝生產的晶圓含有較多碳和氧雜質，這些雜質可能影響半導體器件性能，因此，有效測定并控制雜質水平成為業界關注焦點。
珀金埃爾默的Spectrum 3 FT-IR光譜儀結合MappIR晶圓支架和自動化軟件，可實現從2英寸至12英寸硅晶圓的全面、自動化分析。系統能在透射或反射模式下工作，通過連續氮氣吹掃消除大氣干擾，采集高分辨率光譜數據，進而確定晶圓中的碳、氧雜質濃度。
依據國際認可的標準方法，通過比較CZ工藝晶圓與高純度FZ參考晶圓的光譜差異，可在特定波數（如1107 cm-1 和513 cm-1 對應間隙氧，605 cm-1對應替代碳）處測得雜質吸收系數，并進一步轉化為原子濃度(ppma)。
△FZ 工藝 晶圓光譜（紅色）和CZ 工藝 晶圓光譜（黑色）顯示光譜差異
△“CZ 工藝-FZ 工藝” 晶圓光譜的扣減光譜顯示由于 CZ 工藝材料中的雜質而產生的譜帶
在此基礎上，珀金埃爾默還展示了如何借助AutoPRO7軟件繪制整個晶圓表面的雜質分布地圖，實現了對碳和氧雜質分布的精細刻畫，有助于制造商優化工藝、提高產品質量。
△Auto PRO7 軟件中測量位置的示意圖
綜上所述，珀金埃爾默 FT-IR自動分析系統的引入極大地提升了硅晶圓中元素雜質的檢測效率和準確性，不僅推動了半導體產業鏈的技術升級，也為高質量硅晶圓的大規模穩定生產奠定了堅實的基礎。未來，這一創新技術將在半導體行業的持續進步中發揮重要作用。
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