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使用 NexION 5000 ICP-MS 分析集成電路制造行業(yè)常用有機溶劑中的金屬雜質(zhì)

閱讀：723 發(fā)布時間：2021-05-17
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集成電路（IC）制造涉及一系列不同的工藝步驟，在此半導(dǎo)體材料制成的晶圓上形成。硅被廣泛用作晶圓，其他半導(dǎo)體材料也被用作特殊應(yīng)用。盡管過程中，芯片逐漸在使用純IC 制造是在高級別潔凈室內(nèi)進行的，但污染物仍然是影響產(chǎn)量的一個重要因素。據(jù)估計，超過 50 %的產(chǎn)量損失是由于各種來源的污染造成的，包括工藝化學(xué)制品。

半導(dǎo)體行業(yè)中常用的有機化學(xué)制品包括異丙醇（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 常用于清潔硅晶圓，但在光刻步驟中使用 PGMEA 和PGME 作為光致抗蝕劑的稀釋劑或剝離劑。NMP 也是一種標(biāo)準(zhǔn)光致抗蝕劑剝離劑。這些溶劑可能會殘留在晶圓上，形成金屬和非金屬污染的有機膜殘留物，因此先進半導(dǎo)體工藝要求使用高純度級別的溶劑。

異丙醇的 SEMI C41-0618 規(guī)范和指南列出了 D 級污染的雜質(zhì)限值，其中金屬元素污染的最大限值為 100 ppt，部分非金屬元素的最大限值為 50 ppb。尚未制定 PGMEA 或 PGME 的 SEMI 規(guī)范。在純度級別高（3 級）的 N-甲基-2-吡咯烷酮 3 的現(xiàn)行 SEMI C33-
0213 規(guī)范中，將最大金屬雜質(zhì)水平設(shè)定為 5-10 ppb，非金屬雜質(zhì)水平設(shè)定為 250-400 ppb，但對于半導(dǎo)體制造業(yè)中使用的大規(guī)模集成電路來說，這一限值過高。因此，化學(xué)制品生產(chǎn)商和用戶都在積極尋找一種較低污染物水平的有機溶劑解決方案。

本應(yīng)用文章描述了一種采用 NexION®5000 多重四極桿ICP-MS4系統(tǒng)分析 IPA、PGMEA 和 NMP 中 46 種元素的方法。它是擁有四組四極桿的平臺，可提供極低的背景等效濃度（BEC）和良好的檢出限，能夠?qū)Π雽?dǎo)體行業(yè)的酸性、堿性和有機化學(xué)制品中的較低水平污染物進行定量。

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