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德國耶拿
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自1947年晶體管發明以來，半導體技術已成為推動現代科技進步的核心力量，廣泛應用于芯片制造、智能汽車、通信、醫療、航空航天等關鍵領域。然而，生產過程中存在的無機與有機污染物，直接影響半導體材料的性能和產品良率，尤其對高精度制程提出了嚴峻挑戰。
挑戰
半導體中雜質的存在使嚴格按周期性排列的原子所產生的周期性勢場受到破壞，這對半導體材料的性質產生決定性的影響。因此，痕量水平半導體行業無機雜質和有機污染物的檢測是操作過程中的一項重大挑戰。
什么是無機雜質？
無機雜質：包括淺能級雜質（如硼、磷等）和深能級雜質（如鐵、銅、鎳等重金屬）。它們影響半導體導電特性與載流子復合，降低器件性能。
什么是有機雜質?
有機污染物：可能導致晶圓表面疏水、粗糙度增加、外延生長異常，并影響后續工藝中的清洗與成膜效果。
顆粒污染：在蝕刻、沉積等環節引發阻塞、針孔或短路，是導致產品缺陷的主要原因之一。
解決方案
SEMI F57 是針對超純水（UPW）和液態化學品輸送系統（LCDS）中聚合物材料與組件的國際規范，確保其在半導體高端制程中的潔凈度與可靠性。該標準覆蓋管道、閥門、過濾器、傳感器等組件，并對以下四項關鍵污染指標提出明確限值要求：
1.陰離子污染
2.金屬離子污染（涵蓋22種關鍵金屬元素）
3.總有機碳（TOC）
4.表面粗糙度
SEMI F57標準規定了需要的檢測項目有四類，分別為陰離子污染、金屬離子污染、總有機碳TOC和表面粗糙度。
限值要求 :
針對金屬離子污染，主要有22類，其分別的限制如下
TOC可以對半導體加工產生影響，包括硅氧化、蝕刻均勻性、清洗（包括晶片和掩模）、粘附、柵氧化層擊穿電壓、外延、原子層沉積（ALD）、氮化硅的CVD或其他薄膜沉積步驟。TOC限值要求如下：
（1）根據SEMI F40提取方法的要求進行沖洗和浸泡后，取5cmX5cm樣品，浸泡4個樣品，1個空白水樣。分別在24h，72h，120h，168h進行測試。提取方法如下：
（2) 浸泡液可以是如下液體：超純水，超純硝酸、超純鹽酸和IPA要求， HF，H2O2等（沖洗用超純水清洗）
（3) 取樣量 4L/D≥10 (L-長度 D-直徑）
1. 金屬檢測：PlasmaQuant MS 電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）
儀器特點：
無與倫比的高靈敏度，滿足半導體追求極限低含量檢測需求。
iCRC集成化碰撞反應池技術，高效、安全、快速、方便地消除干擾。
3D聚焦離子反射鏡在提高靈敏度的同時無需維護降低背景。
全數字檢測系統高達11個數量級的線性動態范圍，使得高低濃度測量無需分別校正。
高解析四極桿提供更好的質量分離效果。
穩定強勁的等離子體，適合任何基體樣品測試。
快速分析，冷開機5分鐘即可達到工作狀態。
低消耗，氬氣消耗量僅為常規儀器的一半。
2. 總有機碳分析：multi N/C UV HS 總有機碳分析儀（TOC）
儀器特點：
超強氧化消解能力保證樣品完全氧化，254nm和185nm雙波長高能量紫外反應池。
全量程高聚焦NDIR檢測器，0-10000ppm測量范圍，無需量程轉換。自動漂移校正、補償， 無需任何稀釋，免維護檢測器，滿足潔凈及污染任何狀態下樣品分析。
極強的抗干擾能力，避免其他雜質共存干擾。
高靈敏度，高達20mL進樣體積，靈活調節靈敏度，擴展應用范圍。
免維護帕爾貼干燥單元，無需模式干燥器及化學干燥劑，節省成本，操作更為簡便。
VITA流速管理系統，實時提供流速補償消除波動，得到絕對可靠的分析結果，儀器長期穩定，一年內無需反復校正。
極強的耐鹽能力，最高可允許85g/L含鹽樣品直接進樣分析。
小結
根據標準SEMI F57：用于超純水和液態化學品輸送系統的聚合物材料及組件的規范文件要求，評價半導體輸送管道的性能，鑒于浸泡液的成分多樣性，需要儀器具有極強的抗干擾能力，同時對于潔凈與污染的評估需求，需要儀器既具有高靈敏度，又具有寬范圍的能力。
德國耶拿長期致力于金屬離子及總有機碳分析全套解決方案，深耕元素分析領域，積累眾多分析經驗。德國品質，追求創新，德國耶拿PlasmaQuant MS電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）和multi N/C UV HS總有機碳分析儀完全滿足SEMI F57標準中規定的22種金屬離子和總有機碳參數的檢測，助力半導體行業的發展！
END
上海恒奇儀器儀表有限公司，作為耶拿分析儀器的授權經銷商，全心全意為您提供更多定制化的服務。
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