電子氣體
電子氣體廣泛應用于半導體制造的諸多環(huán)節(jié)，包括清洗、離子注入、刻蝕、氣相沉積、摻雜等工藝，因此被稱為芯片制造的血液。集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，為電子氣體國產(chǎn)化發(fā)展帶來了機遇，同時國產(chǎn)化也面臨著分離純化、分析檢測等多方面的挑戰(zhàn)。賽默飛憑借其離子色譜的技術優(yōu)勢，與電子氣體各細分領域客戶通力合作，開發(fā)了多種電子氣體中無機陰離子和銨根雜質(zhì)檢測的全面解決方案。
電子氣體國產(chǎn)化所面臨的挑戰(zhàn)
電子氣體是晶圓制造的第二大耗材，在集成電路生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使用的電子氣體有近百種這些高純氣體從生產(chǎn)到分離純化，以及運輸供應階段都存在較高的技術壁壘，特別是在氣體純化方面，涉及的高性能催化材料、過濾吸附等設備都需要大量研發(fā)投入。
電子氣體用途多、用量大，電子氣體中的雜質(zhì)含量直接影響最終芯片的良率和可靠性，賽默飛離子色譜系統(tǒng)可為電子氣體中超痕量陰離子和銨根的測定提供同時測定方案，整個系統(tǒng)“只加水"不需要引入任何外接試劑，完全避免引入人工操作帶來的污染和試劑中雜質(zhì)的干擾，獲得極低的系統(tǒng)背景和噪音；且對于復雜的氣體吸收樣品，賽默飛提供了中和、排斥、在線固相萃取、濃縮等多種譜睿技術，幫助客戶實現(xiàn)復雜樣品的在線基質(zhì)消除，具有靈敏、抗干擾、穩(wěn)定、高效、便捷的特點。
離子色譜檢測高純氣體吸收液樣品流程示意圖
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電子級二氧化碳中痕量
陰離子和銨根的檢測方案
半導體工業(yè)中，高純電子級二氧化碳主要用于清洗技術和沉浸式光刻技術，二氧化碳的超臨界特性在加工過程中對芯片的損壞降至最低，有著廣泛的前景。國際半導體設備與材料組織（SEMI ）在2018年C55-1104中，對二氧化碳產(chǎn)品的純度要求要達到 99.999% 以上，發(fā)展至今，相關企業(yè)對二氧化碳產(chǎn)品的純度要求已達到 9N級，對陰離子雜質(zhì)和銨根的限度要求達到 ppb ~ppt級。
在樣品測定時，電子級二氧化碳通過流量泵通入超純水中，調(diào)節(jié)吸收時間和吸收體積，測定最終吸收液中的陰離子和銨根含量。常見的吸收方法有離線吸收、半自動吸收和全自動在線吸收。
陰離子分離譜圖（點擊查看大圖）
銨根分離譜圖（點擊查看大圖）
各種離子的定量限（點擊查看大圖）
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賽默飛 ICS-6000 通過大體積上樣和譜睿技術去除二氧化碳基質(zhì)，并對樣品進行濃縮，再進入離子色譜進行分析檢測。在所示色譜條件下各種離子的定量限可達到0.2ppb，該方法加標測試滿足要求，準確度較高，連續(xù)運行結果穩(wěn)定，可用于電子級 CO2 吸收液中雜質(zhì)銨根離子和陰離子的分析。該方案同樣適用于非反應型惰性氣體，也可以應用于高純氣體凈化材料和設備的性能考察。
三氟化氮中可水解氟化物
的檢測方案
高純?nèi)?span>NF3）具有非常優(yōu)異的蝕刻速率和選擇性，在被蝕刻物表面不留任何殘留物，同時是非常良好的清洗劑，主要用于等離子體刻蝕和化學氣相沉積（CVD）的清洗。隨著集成電路制程技術節(jié)點的不斷減小，高純?nèi)男枨罂焖僭鲩L，氣體中雜質(zhì)的檢測也備受關注。
SEMI組織在2018年C3.39-1011中，對三氟化氮的純度要求要達到 99.98% 以上，對氟離子的限量要求為小于0.1ppm，用的是氟離子選擇性電極測定方法。該方法操作繁瑣，影響因素多，且重復性不佳。在GB/T21287-2021電子特氣三氟化氮中 氣體純度要求達到5N級，氟離子的限量要求為0.5ppm，已采用離子色譜法測定氟離子的含量，分析效率大大提高。
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在電子工業(yè)迅猛發(fā)展的推動下，國內(nèi)三氟化氮的生產(chǎn)制造水平已與國外發(fā)達國家水平相當，目前相關企業(yè)對氟離子的限量要求達到ppb級。賽默飛Aquion RFIC離子色譜系統(tǒng)，通過大體積進樣和特有的色譜分離技術，可避免基質(zhì)影響滿足三氟化氮中痕量氟離子限量檢測要求，該方法分析時間短，無需手配淋洗液和再生液，操作便捷，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
Aquion RFIC
三氟化氮吸收樣品譜圖（點擊查看大圖）
在GB/T21287電子特氣 三氟化氮中采用了多瓶串聯(lián)的吸收方式，這種方法也是經(jīng)典的吸收裝置，第一瓶作為吸收瓶，判斷吸收是否充分，第二瓶可作為吸收瓶，同時也作為空白瓶提供背景值。通過這種方式既可以判斷吸收效率，調(diào)節(jié)氣體流速，還可以提供時時背景，獲得更準確的測定結果。
三氟化氮吸收裝置圖（點擊查看大圖）
電子氣體的吸收率是值得關注的問題，特別是反應型氣體如SiF4 、BF3等，除吸收率外，還要關注反應產(chǎn)物對檢測結果的影響。賽默飛期待與更多客戶通力合作，探討更多電子氣體的吸收與基質(zhì)消除技術，共同開發(fā)更多電子氣體中痕量雜質(zhì)的檢測方法。
賽默飛半導體材料全面解決方案
除了電子氣體的分析方案外，賽默飛開發(fā)了針對半導體材料包括硅片、光刻膠及輔材、濕電子化學品、靶材的全面解決方案，包括獨家的Orbitrap技術對于未知物解析、不同批次樣品的差異分析，以及高純金屬、靶材直接進樣分析的GDMS技術等，盡在《賽默飛半導體材料檢測應用文集》，長按識別下方二維碼即可下載或點擊閱讀原文進入半導體解決方案專題頁面獲取更多解決方案！
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