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您所在的位置：首頁(yè) > 行業(yè)解決方案 > 半導(dǎo)體 > 半導(dǎo)體SEMI F57中金屬元素和總有機(jī)碳分析解決方案
德國(guó)耶拿
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自1947年晶體管發(fā)明以來(lái)，半導(dǎo)體技術(shù)已成為推動(dòng)現(xiàn)代科技進(jìn)步的核心力量，廣泛應(yīng)用于芯片制造、智能汽車、通信、醫(yī)療、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。然而，生產(chǎn)過(guò)程中存在的無(wú)機(jī)與有機(jī)污染物，直接影響半導(dǎo)體材料的性能和產(chǎn)品良率，尤其對(duì)高精度制程提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
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(wú)機(jī)雜質(zhì)和有機(jī)污染物的檢測(cè)是操作過(guò)程中的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。
什么是無(wú)機(jī)雜質(zhì)？
無(wú)機(jī)雜質(zhì)：包括淺能級(jí)雜質(zhì)（如硼、磷等）和深能級(jí)雜質(zhì)（如鐵、銅、鎳等重金屬）。它們影響半導(dǎo)體導(dǎo)電特性與載流子復(fù)合，降低器件性能。
什么是有機(jī)雜質(zhì)?
有機(jī)污染物：可能導(dǎo)致晶圓表面疏水、粗糙度增加、外延生長(zhǎng)異常，并影響后續(xù)工藝中的清洗與成膜效果。
顆粒污染：在蝕刻、沉積等環(huán)節(jié)引發(fā)阻塞、針孔或短路，是導(dǎo)致產(chǎn)品缺陷的主要原因之一。
解決方案
SEMI F57 是針對(duì)超純水（UPW）和液態(tài)化學(xué)品輸送系統(tǒng)（LCDS）中聚合物材料與組件的國(guó)際規(guī)范，確保其在半導(dǎo)體高端制程中的潔凈度與可靠性。該標(biāo)準(zhǔn)覆蓋管道、閥門、過(guò)濾器、傳感器等組件，并對(duì)以下四項(xiàng)關(guān)鍵污染指標(biāo)提出明確限值要求：
1.陰離子污染
2.金屬離子污染（涵蓋22種關(guān)鍵金屬元素）
3.總有機(jī)碳（TOC）
4.表面粗糙度
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：
（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(zhǎng)度 D-直徑）
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(wú)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(wú)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(wú)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(kāi)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）
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(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(wú)需量程轉(zhuǎn)換。自動(dòng)漂移校正、補(bǔ)償， 無(wú)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(wú)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(wú)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。
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(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！
END
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