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            1. 您好
              ,歡迎來到恒奇儀器
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              解決方案

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              半導(dǎo)體SEMI F57中金屬元素和總有機(jī)碳分析解決方案

              時(shí)間:2024-12-19 14:08:24作者:admin1

              前言導(dǎo)讀



              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)不僅在高端先進(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
              、國防軍工
              、醫(yī)療衛(wèi)生等等




              01


              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
              ,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)䦟?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!









              02


              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
              ,簡單、快捷
              、可靠
              ! 

               

              01


              標(biāo)準(zhǔn)簡介


              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


              SEMI F57標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了需要的檢測(cè)項(xiàng)目有四類
              ,分別為陰離子污染
              、金屬離子污染、總有機(jī)碳TOC和表面粗糙度。


              限值要求 :
              • 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:


              (2) 浸泡液可以是如下液體:超純水
              ,超純硝酸、超純鹽酸和IPA要求
              , HF
              ,H2O2等(沖洗用超純水清洗)

              (3) 取樣量 4L/D≥10 (L-長度 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)


              儀器特點(diǎn):
              • 無與倫比的高靈敏度,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
                ,氬氣消耗量僅為常規(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)


              儀器特點(diǎn):
              • 超強(qiáng)氧化消解能力保證樣品完全氧化

                ,254nm和185nm雙波長高能量紫外反應(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

              • 極強(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,儀器長期穩(wěn)定
                ,一年內(nèi)無需反復(fù)校正

                • 極強(qiáng)的耐鹽能力,最高可允許85g/L含鹽樣品直接進(jìn)樣分析

              03


              小 結(jié)




              圖片

              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
              ,需要儀器具有極強(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

              德國耶拿長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)
              。德國品質(zhì),追求創(chuàng)新,德國耶拿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





              END


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