半導(dǎo)體SEMI F57中金屬元素和總有機(jī)碳分析解決方案
前言
自1947年第一塊晶體管誕生,人類從此步入了飛速發(fā)展的電子時(shí)代。經(jīng)歷70多年的發(fā)展,,半導(dǎo)體技術(shù)不僅在先進(jìn)科研領(lǐng)域,,也早已與人們的日常生活密不可分,,如半導(dǎo)體芯片,、智能汽車,、智慧電網(wǎng),、5G通信,、航空航天、國(guó)防,、醫(yī)療衛(wèi)生等等,。
1 挑戰(zhàn)
半導(dǎo)體中雜質(zhì)的存在使嚴(yán)格按周期性排列的原子所產(chǎn)生的周期性勢(shì)場(chǎng)受到破壞,,這對(duì)半導(dǎo)體材料的性質(zhì)產(chǎn)生決定性的影響。因此,,痕量水平半導(dǎo)體行業(yè)無機(jī)雜質(zhì)和有機(jī)污染物的檢測(cè)是操作過程中的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn),。
什么是無機(jī)雜質(zhì)?無機(jī)雜質(zhì),,按照雜質(zhì)電離能的大小可分為淺能級(jí)雜質(zhì)和深能級(jí)雜質(zhì),。淺能級(jí)雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性質(zhì)影響大,如Ⅲ族元素硼,、鋁,、鎵、銦和V族元素磷,、 砷,、銻;而深能級(jí)雜質(zhì)對(duì)少數(shù)載流子的復(fù)合影響更顯著,,尤其過渡金屬元素,,如銅、銀,、金,、鐵、鈷,、鎳,、鉻、錳,、鉬等,。除特殊用途外,重金屬元素對(duì)于半導(dǎo)體材料都是有害雜質(zhì),。
什么是有機(jī)雜質(zhì)? 有機(jī)雜質(zhì),,也被稱為有機(jī)污染物,其存在可能會(huì)導(dǎo)致晶圓表面產(chǎn)生非預(yù)期的疏水性質(zhì),、增加表面的粗糙度,、產(chǎn)生霧化表面、和破壞外延層的生長(zhǎng),,且在未先移除污染物的情況下,,也會(huì)影響金屬污染的清洗效果。粒子污染則可能導(dǎo)致在蝕刻及微影工藝中,,產(chǎn)生阻塞或遮蔽效應(yīng),;在薄膜成長(zhǎng)或沉積過程中,產(chǎn)生針孔和微孔,若粒子顆粒較大且具有導(dǎo)電性,,甚至?xí)?dǎo)致線路短路,。半導(dǎo)體元件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢品的原因,50%是由清洗試劑以及材料內(nèi)部的污染元素造成的,!
2 解決方案
通過配置高靈敏PlasmaQuant MS ICP-MS和濕法multi N/C UV HS總有機(jī)碳分析儀,,可以滿足SEMI F57中對(duì)于金屬元素及總有機(jī)碳檢測(cè)的所有需求,簡(jiǎn)單,、快捷,、可靠!
![圖片](https://img50.chem17.com/9/20231226/638391788006916838440.png)
![圖片](https://img50.chem17.com/9/20231226/638391788007698217401.png)
analytik-jena
01
標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
標(biāo)準(zhǔn)SEMI F57:用于超純水和液態(tài)化學(xué)品輸送系統(tǒng)的聚合物材料及組件的規(guī)范文件,,規(guī)定了在UPW分配系統(tǒng)中輸送超純水(UPW)的超高純度(UHP)聚合物材料和組件的最低性能要求,。主要針對(duì)聚合物材料和組件的性能要求和驗(yàn)證。
國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)SEMI為半導(dǎo)體制程設(shè)備提供了一系列環(huán)境,、安全和衛(wèi)生方面的準(zhǔn)則,,適用于所有用于芯片制造、量測(cè),、組裝和測(cè)試的設(shè)備,。半導(dǎo)體先進(jìn)制程工藝中使用的超純水,超純化學(xué)品的使用要求日益提高,,材料的選擇在半導(dǎo)體濕法工藝中越發(fā)重要,,對(duì)含氟聚合物的純度要求也越來越高。SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)對(duì)UHP液態(tài)化學(xué)品輸送系統(tǒng)(LCDS)中高聚合物材料和組件的選擇,、生產(chǎn)過程,、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各方面均提出了要求和有效建議。
02
測(cè)試對(duì)象
SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)適用的主要產(chǎn)品類別有:
1)半導(dǎo)體超純水和液態(tài)化學(xué)品傳送系統(tǒng)中的聚合物材料,、組件及過程設(shè)備,;
2)管道、配件,、閥門,、過濾殼體、壓力傳感器,、流量計(jì),、計(jì)量器、校準(zhǔn)器,。
03
檢測(cè)項(xiàng)目及限值
-
針對(duì)金屬離子污染,主要有22類,,其分別的限制如下:
TOC可以對(duì)半導(dǎo)體加工產(chǎn)生影響,,包括硅氧化、蝕刻均勻性,、清洗(包括晶片和掩模),、粘附、柵氧化層擊穿電壓,、外延,、原子層沉積(ALD)、氮化硅的CVD或其他薄膜沉積步驟,。TOC限值要求如下:
04
測(cè)試步驟
(1)根據(jù)SEMI F40提取方法的要求進(jìn)行沖洗和浸泡后,,取5cmX5cm樣品,浸泡4個(gè)樣品,,1個(gè)空白水樣,。分別在24h,72h,,120h,,168h進(jìn)行測(cè)試。提取方法如下:
(3) 取樣量 4L/D≥10 (L-長(zhǎng)度 D-直徑)
05
檢測(cè)設(shè)備
1. 金屬檢測(cè):PlasmaQuant MS 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)
-
高靈敏度,,滿足半導(dǎo)體追求極限低含量檢測(cè)需求。
-
iCRC集成化碰撞反應(yīng)池技術(shù),,高效,、安全、快速,、方便地消除干擾,。
-
3D聚焦離子反射鏡在提高靈敏度的同時(shí)無需維護(hù)降低背景。
-
全數(shù)字檢測(cè)系統(tǒng)高達(dá)11個(gè)數(shù)量級(jí)的線性動(dòng)態(tài)范圍,,使得高低濃度測(cè)量無需分別校正,。
-
高解析四極桿提供更好的質(zhì)量分離效果。
-
穩(wěn)定強(qiáng)勁的等離子體,,適合任何基體樣品測(cè)試,。
-
快速分析,冷開機(jī)5分鐘即可達(dá)到工作狀態(tài),。
低消耗,,氬氣消耗量?jī)H為常規(guī)儀器的一半,。
2. 總有機(jī)碳分析:multi N/C UV HS 總有機(jī)碳分析儀(TOC)
-
強(qiáng)氧化消解能力保證樣品完全氧化,254nm和185nm雙波長(zhǎng)高能量紫外反應(yīng)池,。
-
全量程高聚焦NDIR檢測(cè)器,,0-10000ppm測(cè)量范圍,無需量程轉(zhuǎn)換,。自動(dòng)漂移校正,、補(bǔ)償, 無需任何稀釋,,免維護(hù)檢測(cè)器,,滿足潔凈及污染任何狀態(tài)下樣品分析。
-
較強(qiáng)的抗干擾能力,,避免其他雜質(zhì)共存干擾,。
-
高靈敏度,高達(dá)20mL進(jìn)樣體積,,靈活調(diào)節(jié)靈敏度,,擴(kuò)展應(yīng)用范圍。
-
免維護(hù)帕爾貼干燥單元,,無需模式干燥器及化學(xué)干燥劑,,節(jié)省成本,操作更為簡(jiǎn)便,。
-
VITA流速管理系統(tǒng),,實(shí)時(shí)提供流速補(bǔ)償消除波動(dòng),得到絕對(duì)可靠的分析結(jié)果,,儀器長(zhǎng)期穩(wěn)定,,一年內(nèi)無需反復(fù)校正。
較強(qiáng)的耐鹽能力,,最高可允許85g/L含鹽樣品直接進(jìn)樣分析,。
3 小結(jié)
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SEMI F57:用于超純水和液態(tài)化學(xué)品輸送系統(tǒng)的聚合物材料及組件的規(guī)范文件要求,評(píng)價(jià)半導(dǎo)體輸送管道的性能,,鑒于浸泡液的成分多樣性,,需要儀器具有較強(qiáng)的抗干擾能力,同時(shí)對(duì)于潔凈與污染的評(píng)估需求,,需要儀器既具有高靈敏度,,又具有寬范圍的能力。
?德國(guó)耶拿長(zhǎng)期致力于金屬離子及總有機(jī)碳分析全套解決方案,,深耕元素分析領(lǐng)域,,積累眾多分析經(jīng)驗(yàn)。德國(guó)品質(zhì),,追求創(chuàng)新,,德國(guó)耶拿PlasmaQuant MS電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)和multi N/C UV HS總有機(jī)碳分析儀完全滿足SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的22種金屬離子和總有機(jī)碳參數(shù)的檢測(cè),,助力半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展!
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,、摘編或利用其它方式使用上述作品,。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”,。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任,。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任,。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)等問題,,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利,。