探索半導(dǎo)體工業(yè)的“純凈之源“：納米顆粒污染的挑戰(zhàn)與解決方案-公司動(dòng)態(tài)-珀金埃爾默企業(yè)管理（上海）有限公司

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探索半導(dǎo)體工業(yè)的“純凈之源“：納米顆粒污染的挑戰(zhàn)與解決方案

發(fā)布時(shí)間：2024/1/12

　　隨著科技的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體工業(yè)對(duì)晶圓基板的產(chǎn)量和性能提出了更高的要求。在這個(gè)追求的過程中，金屬污染成為了一個(gè)不可忽視的問題。而在這個(gè)問題中，納米級(jí)污染物更是給半導(dǎo)體制造帶來了巨大的挑戰(zhàn)。今天，我們就來一起探討如何解決這個(gè)難題。

1 問題分析

　　在半導(dǎo)體工業(yè)中，金屬污染是一個(gè)嚴(yán)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(huì)以納米級(jí)大小聚集在晶圓表面，導(dǎo)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(cè)更小、更低的污染物。而在這個(gè)挑戰(zhàn)中，四甲基氫氧化物(TMAH)作為其中一種重要的化學(xué)品，其雜質(zhì)的分析顯得尤為重要。

2 解決方案

　　為了解決這個(gè)問題，我們引入了一種強(qiáng)大的檢測(cè)技術(shù)：電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)。這種技術(shù)具有高靈敏度、靈活的樣品類型、快速測(cè)量速度和寬線性動(dòng)態(tài)范圍等優(yōu)點(diǎn)。特別是單顆粒模式(SP-ICP-MS)下的ICP-MS，它已經(jīng)成為檢測(cè)和測(cè)量納米顆粒的強(qiáng)大工具。

3 實(shí)驗(yàn)過程

　　在實(shí)驗(yàn)中，我們使用了超純水和純度較高的TMAH。通過連續(xù)稀釋樣品，我們成功地對(duì)不同元素顆粒進(jìn)行了多次稀釋。在珀金埃爾默NexION 5000 ICP-MS的單顆粒模式下，我們采集了所有的SP-ICP-MS數(shù)據(jù)，并使用了Syngistix Nano應(yīng)用軟件模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

　　NexION ICP-MS儀器組件和工作條件

3 結(jié)果與討論

　　在校準(zhǔn)范圍內(nèi)，所有元素的相關(guān)系數(shù)(R)都高于0.9995。實(shí)時(shí)信號(hào)顯示，在無污染的TMAH中確實(shí)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(biāo)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(shí)時(shí)信號(hào)和納米顆粒粒徑直方圖

總結(jié)

　　SP-ICP-MS是分析半導(dǎo)體行業(yè)有機(jī)溶劑中金屬納米顆粒的有力工具。特別是在珀金埃爾默NexION ICP-MS中，通用池技術(shù)(UCT)的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，包括利用AFT和RPq因子對(duì)信號(hào)進(jìn)行干擾消除和控制。使用100%氨氣作為反應(yīng)氣體則有助于降低鐵等元素的檢測(cè)限。通過這些技術(shù)和方法，我們可以更準(zhǔn)確地檢測(cè)和測(cè)量半導(dǎo)體化學(xué)品中的納米級(jí)污染物，從而為半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展提供有力支持。

　　 參考文獻(xiàn)

　　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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