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    探索半導體工業的"純凈之源":納米顆粒污染的挑戰與解決方案

    發布:珀金埃爾默企業管理(上海)有限公司
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    隨著科技的飛速發展,半導體工業對晶圓基板的產量和性能提出了更高的要求。在這個追求極致的過程中,金屬污染成為了一個不可忽視的問題。而在這個問題中,納米級污染物更是給半導體制造帶來了前所未有的挑戰。今天,我們就來一起探討如何解決這個難題。




    1

    問題分析

    在半導體工業中,金屬污染是一個嚴重的問題。這些污染物主要是過渡金屬和堿性元素,它們可能會以納米級大小聚集在晶圓表面,導致晶圓線之間的損壞或短路。隨著線寬的不斷縮小,我們需要檢測更小、更低的污染物。而在這個挑戰中,四甲基氫氧化物(TMAH)作為其中一種重要的化學品,其雜質的分析顯得尤為重要。


    2

    解決方案

    為了解決這個問題,我們引入了一種強大的檢測技術:電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)。這種技術具有高靈敏度、靈活的樣品類型、快速測量速度和寬線性動態范圍等優點。特別是單顆粒模式(SP-ICP-MS)下的ICP-MS,它已經成為檢測和測量納米顆粒的強大工具。


    3

    實驗過程

    在實驗中,我們使用了超純水和純度較高的TMAH。通過連續稀釋樣品,我們成功地對不同元素顆粒進行了多次稀釋。在NexION 5000 ICP-MS的單顆粒模式下,我們采集了所有的SP-ICP-MS數據,并使用了Syngistix Nano應用軟件模塊進行數據處理。


    NexION ICP-MS儀器組件和工作條件


    4

    結果與討論

    在校準范圍內,所有元素的相關系數(R)都高于0.9995。實時信號顯示,在無污染的TMAH中確實存在一些納米顆粒。因此,我們使用5%的TMAH中的顆粒作為加標樣品和未知樣品的基線。


    未知樣品中AI在不同稀釋度下的實時信號和納米顆粒粒徑直方圖


    總結


    SP-ICP-MS是分析半導體行業有機溶劑中金屬納米顆粒的有力工具。特別是在NexION ICP-MS中,通用池技術(UCT)的優勢得以充分發揮,包括利用AFT和RPq因子對信號進行干擾消除和控制。使用100%氨氣作為反應氣體則有助于降低鐵等元素的檢測限。通過這些技術和方法,我們可以更準確地檢測和測量半導體化學品中的納米級污染物,從而為半導體工業的發展提供有力支持。


    參考文獻


    1. Min-Ho Rim, Emil Agocs, Ronald Dixson, Prem Kavuri, András E. Vladár and Ravi Kiran Attota; Detecting nanoscale contamination in semiconductor fabrication using through-focus scanning optical microscopy; J Vac Sci Technol B Nanotechnol Microelectron, 2020; 38(5).

    2. Kenneth Ong; Determination of Impurities in Semiconductor-Grade TMAH with the NexION 300S/350S ICP-MS; PerkinElmer Application Note.



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