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使用 NexION 5000 ICP-MS 分析集成电路制造行业常用有机溶剂中的金属杂质

时间:2021-05-17      阅读:388

集成电路(IC)制造涉及一系列不同的工艺步骤,在此半导体材料制成的晶圆上形成。硅被广泛用作晶圆,其他半导体材料也被用作特殊应用。尽管 过程中,芯片逐渐在使用纯IC 制造是在高级别洁净室内进行的,但污染物仍然是影响产量的一个重要因素。据估计,超过 50 %的产量损失是由于各种来源的污染造成的,包括工艺化学制品。

半导体行业中常用的有机化学制品包括异丙醇(IPA)、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇甲醚(PGME)和 N-甲基吡咯烷酮(NMP)。IPA 常用于清洁硅晶圆,但在光刻步骤中使用 PGMEA 和PGME 作为光致抗蚀剂的稀释剂或剥离剂。NMP 也是一种标准光致抗蚀剂剥离剂。这些溶剂可能会残留在晶圆上,形成金属和非金属污染的有机膜残留物,因此先进半导体工艺要求使用高纯度级别的溶剂。

异丙醇 的 SEMI C41-0618 规范和指南列出了 D 级污染的杂质限值,其中金属元素污染的最大限值为 100 ppt,部分非金属元素的最大限值为 50 ppb。尚未制定 PGMEA 或 PGME 的 SEMI 规范。在纯度级别高(3 级)的 N-甲基-2-吡咯烷酮 3 的现行 SEMI C33-
0213 规范中,将最大金属杂质水平设定为 5-10 ppb,非金属杂质水平设定为 250-400 ppb,但对于半导体制造业中使用的大规模集成电路来说,这一限值过高。因此,化学制品生产商和用户都在积 极寻找一种较低污染物水平的有机溶剂解决方案。
 
本应用文章描述了一种采用 NexION®5000 多重四极杆ICP-MS4系统分析 IPA、PGMEA 和 NMP 中 46 种元素的方法。它是拥有四组四极杆的平台,可提供极低的背景等效浓度(BEC)和良好的检出限,能够对半导体行业的酸性、碱性和有机化学制品中的较低水平污染物进行定量。
 
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